JPH0691978B2 - リベツト機のためのシ−ラント塗布器 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、皿もみとリベット締めの作業工程間におい
て、素材の皿穴にビードを付着できる自動ドリルリベッ
ト機に装着されたシーラント塗布器に関するものであ
る。

［従来の技術］ 航空機工業界においては、翼と胴体のようなリベット接
合構造でのリベットと外板との接合部保護として、下塗
り済および密閉済が使用されている。複合構造物表面の
塗料のひび割れや接合箇所のきしみは腐食性部材が大気
にさらされる原因ともなり、リベットあるいはこれに近
隣した外板材の破壊的化学作用を及ぼし、この結果、構
造上の破損へとつながることもある。手動のリベット差
し込み工程では、リベット頭及びこれに覆われた表面上
へシーラントを塗布するのに手動シーラントガンを使用
するが、自動化装置においては、適切な接合を行うため
の品質管理のもと、適切なリベット接合速度を維持する
ため、リベット締め周期、即ち、穴明け及び皿もみ加工
後で且つリベットを差し込む前に、シーラントを供給す
ることが必要である。

上記のリベット機のような自動化装置を利用する場合、
素材は所定位置にクランプで固定される。素材はしっか
りと押さえつけられ、かかる機械を有するいくつかの作
業用付属装置が素材に連続した穴を明け、必要な箇所に
は皿もみをし、締付部材をそれぞれの穴に入れ、締付部
材を固定し、素材をクランプから外すという一連の動作
を行う。この自動装置にシーラント加工を導入するため
には、個々の締付部材を取り付ける前にシーラントを塗
布し、締付部材が取り付けられた時にはシーラントによ
って覆われた状態とするための手段を組み込むことによ
って装置を改良することが必要である。穴明けから締付
部材の挿入作業までの短い間隔内において、シーラント
の塗布作業が完了しない限り、かかるシーラントの塗布
はリベット機の通常のサイクルをかなり乱すことにな
る。同時にシーラントが穴の中に適切に塗布されるこ
と、即ち部品の表面を全体的に覆い、且つ不当な掃除時
間が必要となる過度の塗布とならないことが重要であ
る。かかる不当な掃除時間は、リベット機の本来の目的
である高速性能を無効にするものである。

米国特許第3,904,718号は、塗り具（dabber）の動きに
よるシーラント塗布方法を開示している。即ち、円筒形
の塗り具には溝が設けられており、シーラント塗布作業
を行なうためには、この溝がシーラントのビードに正確
に一致する必要がある。ビードが溝を満たし、円筒形塗
り具は皿穴中に差し込まれる。そして塗り具の回転によ
り皿穴の内壁はシーラント剤で覆われることになる。塗
り具法を用いる他のシーラント塗布方法が米国特許第4,
144,625号に開示されている。どちらの場合も第一の位
置で塗り具を濡らし、次に皿穴を塗る第二の位置へ塗り
具を動かすために大がかりな連結機構を使用しなければ
ならない。高速度の作業環境におけるかかる連結機構
は、摩耗しやすく、これにより、皿穴に対して塗り具の
位置決めのずれを引き起こすので、この装置の意図され
た目的は達成できない。従って、これらの米国特許に開
示されたような塗布器は、恒常的臨界調整が必要であ
る。

米国特許第3,350,774号は、皿穴内部にシーラントを射
出する加圧シーラントノズルを開示しているが、この特
許の第２図、第３図に示されるように、塗布器は素材の
皿もみとリベット打ちの間に皿穴から塗布器が差し出た
り引き込まれたりする連結機構に装着されている。この
特許で利用される連結機構は、前述したような摩耗や位
置ずれの問題を再び露呈している。さらに、この塗布器
は効果的なシーラント塗布を確保するために、定期的に
バルブ及びノズルを掃除する必要がある。当然、かかる
保守が必要とされる時は、自動リベット機を掃除完了ま
で止めておかなければならない。

［発明の概要］ 本発明は、素材の皿穴に対して垂直方向に塗布器を移動
させるためのピストン機構を動作させる圧力を利用する
ものである。連結機構は完全に不要とされるので、上記
の摩耗や位置ずれの問題は起り得ない。さらに、素速
く、容易に交換可能なノズルを具備した使い捨てのシー
ラントカートリッジを使用するために米国特許第3,350,
774号に開示されるようなノズルやバルブの交換の必要
はない。

本発明は皿穴と噛み合う差し出た位置と、そこから引き
込んだ位置との間においてシーラントノズルの単純な往
復運動を行うもので、定期的な臨界調整を必要としな
い。従って本発明は、従来技術において厄介であった信
頼性と保守の問題を避け得、かつ自動リベット機に適合
するシーラント塗布機構を提供するものである。

［実施例］ 第１図において、本発明を構成する塗布器10の相対的な
位置が、ドリルリベット機９の上でありかつドリル皿も
み機８とリベッタ７との間にあるように示されている。
また、本発明の構成は、シーラント、あるいは他の同様
な粘性を有する物質の塗布を行うという一般的利用範囲
を有するが、本発明はゼネラルエレクトリック（Genera
l Electric）社のゲムコードライヴェマチック（GEMCOR
DRIVEMATIC）のようなドリルリベント機によるシーラン
ト塗布という本発明の好ましい利用形態に関して説明す
る。皿穴を有する穴明けされた穴は、ドリル皿もみ機８
によって形成され、この穴をリベッタ７に位置合わせを
する前に、塗布器10は皿穴のあたりにシーラントのビー
ドを付着させるために穴と結合する。

第２図は、塗布器の基本的な２個の構成要素を示し、参
照番号11で全体が示される上側の要素は、上端部にキャ
ップ14を有する円筒体12を有していて、キャップ14はド
リルリベント機９に取り付けることができる。中央に位
置するピストン16は円筒体12と同軸で、後述するように
塗布器の動作中にあっては塗布ノズルの差し出る方向と
引き込む方向への移動の最中にピストン16は上下運動を
するがこの円筒体は不動のままである。従って、素材に
対しての塗布器の動作を達成するのはピストン運動であ
り、上記従来技術による複雑な連結機構とは対照的であ
る。

時間のかかるノズル及びバルブの掃除時間を省くため、
本発明はピストン16の内側にねじの切ってある部分26と
噛み合うねじの切ってある面24と第１の端部を有する円
筒管（スリーブともいう）19の内部の使い捨てのシーラ
ントピストンカートリッジ18を組み込むこんでいる。従
って本装置の動作中にピストン16が素材に向かって又は
素材から離れるように動くと円筒管19はこれに固定され
ているので同じ動きをする。ピストンシール20と22は、
ピストン本体12とピストン16の間の境界面を密封してい
る。

第２図で、上部の空気室28は、ピストン16の上部で接す
る面32とキャップ14の内側との間に存在する。また、シ
ーラントカートリッジ18の下端部には、ピストン16が十
分差し出た位置へ移動した時にシーラント52が押出され
るノズル50が設けてある。

第3A図は、ピストン16とシーラントカートリッジ18を有
している下側のアダプター部17の機構を示している。圧
力は、ポート30に供給され、上側の空気室28が加圧され
る。よって、ピストン上面32は、この圧力を受けてピス
トンを下方に移動させる。ピストン16の一部分であって
シール20を有している部分の下側にある部屋34はポート
36に通じており上側と下側の空気室の間に明白な気圧差
を確実にもたらすようにしている。

ピストンの気体通路41が、ピストン16の上部に設けられ
ており、上側の空気室28とカートリッジ内の空気室38と
の間の連絡を可能にしている。気体通路41を介して上側
の空気室28とカートリッジ内の空気室38との間の圧力伝
達のため、上側の空気室28が加圧されるとシーラントカ
ートリッジは下方へ移動する。

ピストン16の上部には磁石42を装着するための穴が開け
られており、これと反対側のキャップ14の上側表面には
磁石42に合わせてリードスイッチ44が設けてある。ピス
トン16の下方移動の際には、リードスイッチと磁石間の
磁気回路が切断され、これにより導線46に電気信号を発
生させる。この導線46は塗布器が差し出た時にトランス
ファーヘッドが動くことを防止する安全用インターロッ
クを制御するリレー47（第２図）に接続されている。リ
レー47は、また、ワイヤー48を介してピストンの差し出
た状態の維持時間を決定する調整可能なタイマーを動作
させる。

本装置の動作において、調整された加圧エアーが、ポー
ト30を通じて上側の空気室28に入る時、ピストン16は第
3B図に示される完全に差し出た位置に下げられる。この
状態の時、塗布器の下端のノズル50は、素材56に形成さ
れた皿穴54を有しており、あらかじめ明けられた穴へ入
る。先端スプリング式バルブ（spring−chip valve）
（図示せず）を組み込んだノズル50の接触により、バル
ブは開口して、シーラントカートリッジピストン40に加
えられた圧力でシーラント材52を押し出せる状態にす
る。一つの例として、スプリング式バルブノズル50及び
シーラントカートリッジ18はセムコ（SEMCO）社製のも
のを利用できる。

タイマー（図示せず）の時間終了時、第3C図に示される
ように、加圧エアーはポート36に入り、ピストン引き込
みサイクルを開始する。これと同時にポート30が大気に
連通される。下側の空気室34に送り込まれたエアーでピ
ストン16が上方へ移動する。ノズルが素材から離れる
と、先端スプリング式バルブは閉じて、続く差し出しサ
イクルまでシーラント塗布が行なわれないようにする。
ピストン16が上方へのストロークの端部に達するよう
に、磁石42はリードスイッチ44の極めて近傍まで寄せら
れ、スイッチが閉じられる。これにより、リベット機９
（第１図）が次のリベット締め作業を継続できるように
している。この時間に次のサイクルのためにタイマーが
リセットされる。

高い粘性又は、低い粘性の材料が用いられる場合にあっ
ては、ピストン16が差し出た位置と引き込んだ位置の間
で移動する速度を変化させないでシーラントカートリッ
ジピストン40に対する独立した圧力状態を作り出すこと
が望ましい。この独立した状態を達成するために、第3A
図から第3C図に対応し、これと多少の相違を有する第4A
図から第4C図に示された第２実施例58について説明す
る。以下の第２実施例58に対する記述において、第２
図、第3A図から第3C図、及び第4A図から第4C図の以前に
述べられた実施例に類似した要素は、同じ番号とする。
まず、第２実施例の大きな相違は、ピストンのエアー通
路41を除いてあることである。従って上側の空気室28と
カートリッジ内の空気室38との間には、圧力の伝達がな
い。

第３のエアーのポートはシーラントカートリッジ18を中
に有する円筒管62の下部に存在している。円筒管62の内
側部分に形成された溝64があるためにピストン16上部に
形成されたほぼＬ型の通路66を通して、ポート60からカ
ートリッジ内の空気室38への圧力の連絡を可能にする点
で円筒管62と先の実施例の円筒管19は異なる。また、Ｏ
リング68はカートリッジ18と円筒管62の下側内部の傾斜
した壁面との間に存在する。

このように、ポート60（第4A図）の加圧により、カート
リッジ内の空気室38は、ピストン16の下方移動により圧
力とは別個に加圧される。これにより、シリンダ圧に影
響を与えることなくシーラントを押出すのに用いられる
圧力が独立して変化することを可能にし、往復運動の速
度は独立に調整できる。ワッシャー70はノズルの接触時
の圧力をカートリッジ18の代わりに、塗布器の円筒管62
とピストン16の方へ、伝達させるために用いられてい
る。アアダプター72は、円筒管62の下端より離れた位置
にノズル50を配置し、リベット機の押さえの中にノズル
50が到達できるようにしてある。円筒管62、ワッシャー
70、ノズル50及びカートリッジアセンブリーは、シーラ
ントカートリッジ18の交換を単純かつ迅速に行うため、
ねじをゆるめてアダプターの上部から取りはずすことが
可能である。

上記の発明は、シーラントの使用を中心に記述したもの
であるが他の材料についても一般的に当てはめられる。
また、本発明は、図示した構成の詳細に限定されるもの
ではなく、任意の変形が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明により自動ドリルリベット機のヘッド
に設けられたシーラント塗布器の側面図、第２図は本発
明を構成する２個の基本的な構成要素の断面図、第3A図
は本発明による差し出た状態の断面図、第3B図は、本発
明による素材にシーラントを塗布する際の完全に差し出
た状態の断面図、第3C図は、本発明による完全に引き込
んだ状態の断面図、第4A図は、本発明による第２実施例
の断面図、第4B図は、本発明による、素材にシーラント
を塗布する際の完全に差し出た状態の第２実施例の断面
図、第4C図は、本発明による完全に引き込んだ状態の第
２実施例の断面図を示す図である。 ５……トランスファーヘッド 10……塗布器 12……ピストン本体 14……キャップ 16……第１のピストン 18……ピストンカートリッジ 19、62……スリーブ 28……第１の空気室 30……第１のポート 34……第３の空気室 36……ポート 38……第２の空気室 41……通路 50……ノズル 52……材料 56……素材 60……ポート

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１のピストン（16）を中に有するピスト
   ン本体（12）と、該第１のピストン（16）の内部に装着
   されたスリーブ（19）と該スリーブ（19）内で移動可能
   な状態にあり、かつ材料（52）の入っているピストンカ
   ートリッジ（18）と、 接触している素材表面（56）上に材料（52）のビードを
   付着させるために用いられ、かつ該カートリッジ（18）
   から外方向に伸長しているスプリング式バルブノズル
   （50）と、 該第１のピストン（16）を該ピストン本体（12）の外方
   向へ移動せしめる（差し出さしめる）ために、該第１の
   ピストン（16）と該ピストン本体（12）のキャップとの
   間に存在する第１の空気室（28）を加圧し、それによっ
   て該スリーブ（19）とこれに結合された該ピストンカー
   トリッジ（18）との同様の移動する（差し出る）状態を
   引き起こすための手段（30）と、 該ピストンカートリッジ（18）内で、該材料（52）を加
   圧するために該ピストンカートリッジ（18）と該第１の
   ピストン（16）との間に存在する第２の空気室（38）を
   加圧し、該ノズル（50）が素材表面（56）に接触した後
   に開口位置への該ノズル（50）の変位により該材料（5
   2）の射出を引き起こすための手段（30,41;60,64,66） とから構成される材料塗布器。
2. 【請求項２】該ピストンカートリッジ（18）が、それ自
   身のピストン（40）を有していて、取りはずし可能な状
   態で該スリーブ（19）内に設けられていて、 該スリーブ（19）が該第１のピストン（16）内に取りは
   ずし可能な状態で設けられていて、 該第１のピストン（16）が中空であり、 該第１のピストン（16）の上部表面（32）が該ピストン
   カートリッジ（18）と該第１のピストン（16）間に伸長
   している第２の空気室（38）と該第１の空気室（28）の
   間に空気流を生じさせる構成となっている特許請求の範
   囲第１項記載の材料塗布器。
3. 【請求項３】該第１のピストン（16）の該本体（12）に
   対する移動（差し出た）状態を検出する手段として、該
   第１のピストン（16）と該キャップの静止点との間に設
   けられた電磁気センサー手段（42,44）を有する特許請
   求の範囲第１項記載の材料塗布器。
4. 【請求項４】自動多作業機械（９）のトランスファーヘ
   ッド（５）に装着され、さらに該第１のピストン（16）
   が移動する（差し出る）際の該トランスファーヘッド
   （５）のずれを防止するために該機械（９）の安全用イ
   ンターロックと該電磁気的手段（44）との間に接続され
   る手段（47）を有する特許請求の範囲第３項記載の材料
   塗布器。
5. 【請求項５】該第１のピストン（16）が差し出た状態と
   なっている時間を決定するためのタイマーに該センサー
   手段（44）を接続する手段（48）を有する特許請求の範
   囲第４項記載の材料塗布器。
6. 【請求項６】第１のピストン（16）を中に有するピスト
   ン本体（12）と、 該第１のピストン（16）の内部に装着されたスリーブ
   （19）と、 該スリーブ（19）内で移動可能な状態にあり、かつ材料
   （52）の入っているピストンカートリッジ（18）と、 接触している素材表面（56）上に材料（52）のビードを
   付着させるために用いられ、かつ該カートリッジ（18）
   から外方向に伸長しているスプリング式バルブノズル
   （50）と、 該第１のピストン（16）を該本体（12）の外方向へ移動
   せしめる（差し出さしめる）ため、該第１のピストン
   （16）と該本体（12）のキャップとの間に存在して、該
   スリーブ（19）とこれに結合された該ピストンカートリ
   ッジ（18）との同様の移動する（差し出る）状態を引き
   起こすための第１の空気室（28）へ通じる第１のポート
   （30）と、 該ピストンカートリッジ（18）内の材料（52）を加圧
   し、又該バルブノズル（50）が表面（56）に接触した後
   に該バルブノズル（50）が開口位置に変位したとき、材
   料（52）を射出せしめるために該ピストンカートリッジ
   （18）と該第１のピストン（16）との間に存在している
   第２の空気室（38）と該第１の空気室（28）との間に接
   続された通路（41）と、 該第１のピストン（16）と該本体（12）との間に存在す
   る第３の部屋（34）を加圧し、該第１のピストン（16）
   が該本体（12）の中に引き戻されるようにして該スリー
   ブ（19）とこれに接続された該ピストンカートリッジ
   （18）が同様に引き戻されるようにするために、該第１
   の空気室（28）から軸方向に離れた位置に設けられた該
   第３の空気室（34）に連通する第２のポート（36）とで
   構成される材料塗布器。
7. 【請求項７】自動多作業機械（９）のトランスファーヘ
   ッド（５）に装着され、さらに該第１のピストン（16）
   が移動する（差し出る）際の該トランスファーヘッド
   （５）のずれを防止するために該機械（９）の安全用イ
   ンターロックと電磁気的手段（44）との間に接続される
   手段（47）を有する特許請求の範囲第６項記載の材料塗
   布器。
8. 【請求項８】第１のピストン（16）を中に有するピスト
   ン本体（12）と、 該第１のピストン（16）の内部に装着されたスリーブ
   （19）と、 該スリーブ（19）内で移動可能な状態にあり、かつ材料
   （52）の入っているピストンカートリッジ（18）と、 接触している素材表面（56）上に材料（52）のビードを
   付着させるために用いられ、かつ該カートリッジ（18）
   から外方向に伸長しているスプリング式バルブノズル
   （50）と、 該第１のピストン（16）を該本体（12）の外方向へ移動
   せしめる（差し出さしめる）ために、該第１のピストン
   （16）と該本体（12）のキャップとの間に存在して、該
   スリーブ（19）とこれに結合された該ピストンカートリ
   ッジ（18）との同様な移動する（差し出る）状態を引き
   起こすための第１の空気室（28）へ通じる第１のポート
   （30）と、 該ノズル（50）が素材表面（56）に接触した後に開口す
   る該バルブノズル（50）の変位で材料（52）の射出を引
   き起こすための、該スリーブ（19）と該ピストンカート
   リッジ（18）との間に存在し、該スリーブ（19）内に通
   路を形成した第２の空気室（38）へ通じる第２のポート
   （60）と、 第３の空気室（34）を加圧することにより、該スリーブ
   （19）とこれに結合された該ピストンカートリッジ（1
   8）の同様な移動する（引き込む）状態を引き起こすた
   めの、該第１のピストン（16）と、該本体（12）との間
   に存在して、該第１の空気室（28）から軸方向に離れた
   位置にある第３の空気室（34）へ通じる第３のポート
   （36） とで構成される材料塗布器。
9. 【請求項９】自動多作業機械（９）のトランスファーヘ
   ッド（５）に装着され、さらに該第１のピストン（16）
   が移動される（差し出される）際の該トランスファーヘ
   ッド（５）のずれを防止するために該機械（９）の安全
   用インターロックと電磁気手段（44）との間に接続され
   る手段（47）を有する特許請求の範囲第８項記載の材料
   塗布器。