JPS62144839A - 冷間加工工具 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、金属の冷間加工に関し、特に、金属ワーク
ピース内の孔の周囲に位置する領域を冷間加工するため
の工具に関するものでｄ５る。

［発明の背景］ 飛行機の翼のようないくつかの金属構造物の組立に際し
ては、数個の構造物をリベットまたは同様の固定具によ
って固定することが必要になる。

組立に先立ち、多数の固定用孔がその構造部品内に形成
される。この分野においてよく知られているように、孔
または他の不連続部分が構造物内にあると、その構造物
に荷重がかかったとさ、孔の近くに局部応力集中が生ず
る。これらの応力集中は、構造物の疲労破壊を容易に生
じさせる。もし、固定用孔の周囲の材料が冷間加工のよ
うな公知の工程を介してひずみ硬化されるならば、構造
物の疲れ寿命は大幅に改善され得る。冷間加工は、硬度
および引張強さを高めるために、焼鈍点以下の温度で孔
の＠囲の材料を塑性変形させる工程である。

固定用孔の周囲７１＝２．：何する冷間加工は、色々な
方法で実行され１りる。１つの方法によれば。

孔をスリーブと整列させ、大きな直径部分を有している
シャフト〈通常、マンドレルとして引用される）をその
孔を通過するように引張り、それによって、孔を半径方
向に拡張し、そのｆＬｍＸの所望のひずみ硬化を実現す
る。特に、長さ方向に分割される環状金属スリーブを、
マンドレルの拡大された直径部分の上に層動される。孔
よりもわずかに小さいマンドレルの大径部分（直ｔ￥の
大きい部分）は、その後、孔を通過するようにされる。

次に、スリーブがマンドレルに沿ってスライドし、孔内
の所定位置にまで移動する。そのスリーブはマンドレル
の大径部分よりも小さな内径を有している。スリーブが
孔内の所定位置で保持され、その後、マンドレルが、適
当な引張機構によって孔から強制的に引き抜かれる。し
たがって、マンドレルの大径部分は、それが通過すると
き、スリーブおよび孔を強＾目的に半径方向に拡張する
。孔の周辺部を囲む領域を押圧する孔の強制拡張によっ
て、所望のひずみ硬化が作り出される。スリーブは、そ
の後、固定具がＳべされる前に、孔から取除かれ、かつ
廃」される。ヂセムボウクス（ＱｈａＩｌｌｐｏｔｌＸ
　）は、米田持′Ｐｆ第４．１８７，７０８号において
、このタイプの冷間加工を実行するための装置および方
法をｊ１０示している。

スリーブが冷間加工工程に採用されるとさ、少なくとも
３つの問題点が生じる。第１に、典型的にはス丁ンレス
爛から作ら机る金属スリーブは、ただ１度のみ使用され
ることができ、そしてそれゆえに、多くの数を用意する
ことは：Ｊスト的に問題となる。第２に、スリーブはマ
ンドレルの大径、　　部分上に嵌Ｊ：るために分ｖ１さ
れなければならないので、孔内にお１ノろυＪリスリー
ブの強制的な才１”１方向の拡張によって、ＹＬ内には
突出した部分が形成される。この突出部分は、固定具が
挿入される萌に、リーマ加工によって取除かれなければ
ならない。第３に、スリーブ自体が、冷間加工工程のと
きに、いくらかの圧縮を受ける。こうして、マンドレル
を孔を通過するように引張ることによって生じろ圧縮力
のすべてが、孔の周囲の材ｒ１を圧縮するのに与えられ
るわけではない。すなわら、すべて□の圧縮力がひずみ
硬化を生じさせるのに使われていない。

スリーブを用いた冷間加工に代わるべき１つの方法とし
て、以下のものがある。つまり、複数の部分からなるマ
ンドレルを縮ませた状態で孔内に挿入し、そのマンドレ
ルを機械的に拡張させることである。拡張したマンドレ
ルは、その侵、孔を通過するように引張り出され、孔の
周囲の領域を圧縮する。この技術におＣプる２つの不利
な点は、以下にある。まず、縮むことのできるマンドレ
ルはそれを製造するのに費用がかかる。そして、一体型
マンドレルに比し強度が弱い。さらに、拡張されてその
マンドレルが孔から引き扱かれるとさ、多くの部品から
なるマンドレルの部品間の隙間が、孔の・周辺部分に突
出部分を生じさせる。これらの突出部分は、固定具が挿
入される前に、リーマ１１項によって取除かれなければ
ならない。突出部分をリーマ加工するとき、実際上、孔
の側壁部分を同時に取除いてしまうということを避ける
ことが不可能である。この金泥部分は、最大圧縮量を受
ける孔に最も近接した所である。すなわち、最大耐疲労
性を生じさせる所である。そのため、その部分は、取除
かれるべきではない。

付随する問題点を伴なったスリーブまたは収縮可能なマ
ンドレルの使用を避けるために、孔よりも大きな拡大直
径部分を有している一体型マンドレルが、過去に、採用
されている。その一体型マンドレルはいかなる押出機構
または引出ｎ溝にも取付けられておらず、空圧ハンマの
ような適当な駆動手段によって完全に孔を通過するよう
にされている。しかしながら、そのような処理において
は、マンドレルを回収するために、孔の各側面において
ある程度のゆとり費近づき１ｑること、あるいは把み得
ることが必要になる。多くの飛行様の翼部分において、
そのように近づくことは困難である。さらに、たとえ近
づくことができたとしても、孔が冷間加工される度ごと
にマンドレルを回収するならば、労働コストはかなり上
背する。

スリー１または複数個の部品からなるマンドレルが冷間
加工工程において採用されるかどうかにかかわらず、そ
のマンドレルは、典望的には、マンドレルが孔から出る
ときに、ワークピースの孔の縁のまわりに金属の１１状
突出部を残す。そのような突出部は、また、一体型マン
ドレルが一方の方向に完全に孔を通過するように押しい
れられるとぎにおいても、また見つけられる。多くの揚
台、この突出部は、固定具が挿入される而に、取除かれ
なければならない。

Ｌ発明の厩要コ この発明に従って設けられる冷間加工工具は、付属のマ
ンドレルを部分的に金属ワークピース内の孔内に押し入
れ、そしてそのマンドレルを孔から引出す。採用されろ
マンドレルは、１個の硬い部品である。その部品は、孔
の直径よりも大きな直径を待つ拡大部分を有している。

マンドレルの拡大部分のみが孔を通過するように押し入
れら机、その後引出される。この工程の間、マンドレル
は、工具に取付けられたままである。

この発明に従った冷間加工工具は、木体部、ハンドル部
、細長いバレルを有しているガンを備える。内方端部と
外方端部とを有しているボスは、バレルにｔＭ　）Ｎさ
れる。したがって、ボスの内方端部は、バレルの外ブｊ
端部内を長さん向に１苫仙し１′′？る。マンドレルは
、ボスの外方端部に取付けられる。ガンに接続される空
圧自撃シスデムは、ボスに衝撃力を与え、付属のマンド
レルの拡大部分を孔内に押し入れるようにする。金属の
弾性によって、その孔は、マンドレルの拡大部分が通過
した後に、いくぶんか収縮する。それゆえに、マンドレ
ルは、孔から強制的に引出さ杭なければならないＪ この発明によれば、マンドレルを引出すための機構が、
水圧ピストンおよびシリンダアセンブリを含む。その水
圧ビス１〜ンおよびシリンダアセンブリは、ガンに接続
され、引出し力をガンにちえる。その結果、マンドレル
は孔から引出される。

特に、ガン本体部は、ハウジング内に入れられている。

ハウジングは、その−万端部がピストンおよびシリンダ
アセンブリに接続され、他方端部がボスを越えて外方に
突出している。ハウジングの前方端部は、金属ワークピ
ースに対して押しつけられるように位置することが可能
であり、ピストンおよびシリンダアセンブリはワークピ
ースに対して支えとなる。ガンは、ピストンおよびシリ
ンダアセンブリとワークピースとの間に位置する。

ピストンおよびシリンダアセンブリは、シリンダ内を摺
動移動することのでさるピストンを備える。

ピストンロッドは、ピストンに取付けられ、そしてシリ
ンダから外方に突出している。ピストンロッドの外方端
部は、ガンに接続される。ピストンおよびシリンダアセ
ンブリおよびガンは、圧縮水圧流体がシリンダ内に導入
されるとき、ピストンがシリンダ内を移動し得るように
、配置されている。ハウジングの前方端部がワークピー
スに対して押しつけられるように置かれたとき、そのハ
ウジングは、圧縮流体がシリンダ内に導入されるとき、
シリンダがガンに向かって移動するのを禁止する。シリ
ンダがガンに向かって移動するのを禁じられているので
、水圧によるシリンダ内のピストンの移動は、取付けら
れているガンをシリンダに向かって引張るように作用す
る。それによって、付属マンドレルをワークピース内の
孔から強制的に引出す。

この発明の他の局面では、マンドレルを孔内に押し入れ
、かつそれを孔から引出すための工具を操作するために
、圧縮空気および水圧流体を分配する゛ためのコンパク
トな操作システムが含まれる。

この発明に従って作られた工具は、スリーブの使用を必
要としない。また、この発明に従って採用されるマンド
レルは、単一の硬い部品であり、それは、工具の残余部
分にしっかりと取付けられる。マンドレルは、その一部
のみが孔内を通過するように押し入れられる。したがっ
て、孔の他方側面における接近手段が、全く必要とされ
ず、そして、マンドレルの回収工程が省略される。この
発明に従って作られた工具を用いて冷間加工される几は
、内方に突出している突出部や、孔の縁のまわりに残る
環状突出部を全く有していない。

［好ましい実施例の詳細な説明］ 第１図および第２図を参照して、この発明に従って作ら
れた冷間側エエ貝１０は、全体的には、空気式リベット
ガン１２を備えている。この空気式リベットガン１２は
、付属のマンドレル１４に対して衝撃力を与えるように
されている。マンドレルの拡大された部分３８は、この
衝撃力によって、金属ワークピース２０内に形成された
孔１６を通過して前方に（図において左方向に）押しや
られる。マンドレルの拡大された部分３８は、孔１６の
直径よりも大きな直径となっている断面部分を含む。マ
ンドレルの拡大された部分３８が孔を通過するように押
しやられるとき、孔の周囲の金属には、その孔が拡げら
れるのに応じて圧縮応力が作用する。金属の弾性のため
に、孔は、マンドレル１４の拡大された部分３８が通過
した１りわずかに収縮する。こうして、マンドレル１４
は、孔から強１ｔＩＩＩ的に引き仮かれな（プればなら
ない。このために、工具は、硬い管状ハウジング５８の
後方端部６０上に設【プられている水圧ピストンｄ３よ
びシリンダアセンブリ１８を含む。ピストンロッドア０
は、ピストンおよびシリンダアセンブリ１８から外方に
延びる。ピストンロッド７ｏの外方端部は、ガン１２に
固定される。ハウジングは、その前方端部５８に固定さ
れた硬いノーズキャップ７２を含む。マンドレル１４は
、ノーズキャップを通過して突出する。ノーズキマｒツ
ブ７２がワークピース２０に押しつけられるように置か
れ、かつ圧縮水圧流体がピストンおよびシリンダアセン
ブリ１８内に導入されろとき、ピストンロッド７０はそ
れに応じて移動し、ガンが付属のマンドレルを孔から引
き扱くように力を付与する。

たとえば二１−シャーシーのインガーソルーランド　オ
ブ　リバテイ　コーナー（ｆ　ｎｇｃｒｓｏｌｌ−Ｒａ
ｎｄ　ｏｆ　　Ｌ　１ｂｅｒｔｙ　　Ｃｏｒｎｅｒ　）
によって製造されたモデルＮｏ、八ＶＣｌ２Ａ１のよう
な空気式リベットガン１２は、ハンドル２２を有してい
る本体部２１を含む。円筒状のバレル２４は、本体部２
１から突き出ている。バレルの外方端部２６は、その外
面にねじが形成されている。軸線方向内径孔２８は、バ
レルの外方端部２６内に形成されている。ガン１２がリ
ベットガンとして普通に使用されるとき、リベットダイ
はガンの内径孔２８内にスライド可能に受入れられる。

リベットダイ（図示せず）は、リベットと接触するため
に内径孔から突出する一方端部を有している。この発明
に従って作られる工具は、リベットダイの代わりにボス
３０を用いている。ボス３０は、内径孔２８内をスライ
ド移動する細長い円筒状の内方端部３２を有している。

ボス３０は、また、内方端部３２よりも大きな直径を有
している外方端部３４を有している。ボス３０の外方端
部３４は、マンドレル１４を運ぶ。特に、円筒状に形作
られたマンドレル１４の一方端部は、ボスの外方端部３
４内の対応した形状の間口内に位置するＪ：うにされ、
かつ、たとえば誘導加熱ろう付【プのような適当す丁段
によってそこに固定される。マンドレル１７′Ｉは、ガ
ン１２のバレル２４の長さ方向の軸線と整列するボス３
０から外方に突出する。リテーナキャップ３６は、バレ
ルの外方端部２６上にねじ止めされる。リテーナキャッ
プは、ボス３０を、バレル２４内に閉じ込める。マンド
レル１４は、リテーナキャップ３６内に形成された開口
３７を通過して突出する。

マンドレル１４は、その外方端部に拡大された部分３８
を有している。その拡大された部分３８は、多くの接近
した断面を備えている。マンドレルの外方端部分におけ
る始点において、それらは、第１のテーパ部分４２と、
案内部分４４と、第２のテーパ部分４６と、大径部分４
８と、第３のテーパ部分５０とを含んでいる。第１のテ
ーパ部分４２は、マンドレルの外方端に形成され、その
直径は、最も外方に位置する最小直径ｄ、から最も内方
に位置する最大直径ｄ２まで次第に増加している。案内
部分４４は、一定の直径ｄ２を有している。第２のテー
パ部分４６の直径は、ｄ２からｄ、まで徐々に増加して
いる。大径部分４８は、一定の直径ｄ、を有している。

そして、第３のテーパ部分５０の直径は、ｄ、からｄ２
まで徐々に減少している。マンドレルの拡大された部分
３８は、直径ｄ２が元来のあるいはドリル加工された孔
の直径ｄｈよりもわずかに小さくなるように作られてい
る。なお、上記孔の直径ｄｈは、冷間加工前の段階であ
る。大径部分４８の直径ｄ、は、孔の直径ｄｈよりも大
きくされている。大径部分の直↑￥が孔の直径よりも大
きいので、マンドレル１４の拡大部分３８を完全に孔１
６内に通過するように押し込めば、孔の周囲の金属の領
域は半径方向に圧力がかけられる。それによって、イの
部分はひずみ硬化する。

冷間加工の直前において、マンドレルの案内部分４４が
孔１６内に挿入される。そして、ガン１２が使用者によ
ってしっかりと保持されて、第２のテーパ部分４Ｇが孔
の外部エツジのにに位置するようにされる。マンドレル
１４の拡大された部分３８は、リベットガン１２によっ
てボス３ｏに対して与えられる衝撃力によって孔を通過
するように完全に押しやられる。好ましくは、ガン１２
は、空気圧によって動作するようにされる。圧縮空気は
、ガンのハンドル２２を適当な圧縮空気源に接続するメ
イン空圧導管５２を介してガンに供給される。リベット
ガン１２の操作は、使用者がトリガ５４を動作させるこ
とによって制御される。

よく知られているように、空気式リベットガンは、摺動
ハンマ要素５３（第１図）を含む。その摺動ハンマ要素
５３は、バレル２４の内方端部内に位置している。メイ
ン空圧導管５２からの圧縮空気は、ガン内に分配される
。したがって、摺動ハンマ要素５３は、その圧縮空気に
よって、ボス３０の内方端部３２に繰返して衝突し、そ
れによってボス３０に対して連続した衝撃力を与える。

その衝撃力は付属マンドレル１４に伝達され、マンドレ
ルの拡大された部分３８を孔１６内に通過させるように
作用する。マンドレル１４は数回の増分によって孔を通
過するように移動する。１回の増分は、ハンマ要素によ
って＋ｌ！Ｊ千力を与えられる度ごとに生じろ。

マンドレルの拡大部分３８が孔を通過するように押しや
られた後、金属の弾性のために、その孔は、直径ｄｈｃ
にまで収縮する。その直径ｄｈｃは、もともとの直径（
ｌｈよりも大きいが、マンドレルの拡大部分３８の直径
ｄ、よりもわずかに小さい。

この収縮のために、マンドレルの拡大部分を孔から引き
仮くための力が必要である。この発明に従って作られた
工具は、マンドレルを引き扱くのに必要な力を与えるよ
うにされている。特に、リベット・ガン本体部２１とバ
レル２４とは、実質的に、硬い管状ハウジング５６内に
囲まれている。ハウジングは、前方端部５８およびそれ
と反対側の後方端部６０を有している。ガン１２の本体
部２１は、これらの２個の端部の間に位置するようにさ
れており、バレルは、ハウジングの前方端部に隣接して
いる。軸線方向に延びた細長いスロット５９がハウジン
グ内に形成されている。ガンのハンドル２２は、そのス
〔１ツト５９を通過して突出している。

ピストンおよびシリンダアセンブリ１８は、ハウジング
５６の１り万端部６０に固定される。より特定的には、
アセンブリのシリンダ６２は、−万端から突出している
環状の延長部分６４を有している。延長部分６４は、管
状ハウジング５６の後方端部内に嵌まり込み、そして、
多くのねじ固定具６６によってそこに固定される。ねじ
固定具６６は、ハウジングの周囲に間隔を置いて配置さ
れている。ピストンおよびシリンダアセンブリは、シリ
ンダ６２内に組込まれたピストン６８を含む。

そのピストン６８は、ピストンロッド７０を右している
。ピストンロッド７０は、ハウジングに固定されるピス
トンおよびシリンダアセンブリの端部から突き出ている
。ピストンロッドア０の軸線は、マンドレル１４の軸線
と同軸である。ロッド７０の最も外側に位置する端部は
、ガン１２の本体部２１内にねじ止めされる。

ハウジング５６は、その前方端部５８に固定される硬い
、そしてほぼ管状のノーズキャップ７２を有している。

ノーズキャップ７２は、半径方向で外方に突き出た後方
端部７４を有している。ノーズキャップ７２の後７′ｉ
端部は、ハウジング５６の前方端部５８内に嵌まり込み
、ねじ止め固定具７６によってそこに固定される。ねじ
止め固定具７６は、ハウジングの円周に沿って離隔して
配置され、ノーズキャップの７ランジ内へねじ止めされ
る。ノーズキャップ７２の最前方の端部は、ボス３０お
よびリテーノ°↑↑・ツブ３６を越えて延びている。」
ｌらな＠壁７８がキャップの最前方の端部に形成されろ
。端壁７８は、マンドレル１４の軸線に対してぽぼｍ直
な平面的に位置する。開口８０が端壁７８を通過するよ
うに形成され、かつマンドレルがそこを通過するように
１１７首決めされている。

第１の水圧導管８２が、所定位とでシリンダ６２に接続
されている３、シたがって、圧縮流体が導管８２を通過
してシリンダ６２内に導入されるどき、後方に向く力が
ビス１−ン６８に与えられ、同時に、前方に向く力がシ
リンダに与えられる。前方および後方に向くカが共に圧
縮流体によって作られているが、後方への移動のみが生
じる。なぜならば、ハウジング５６およびノーズキャッ
プ７２が、ワークピース２０によって突張られているの
で、シリンダの前方への移動を妨げているからである。

すなわら、マンドレル１４の拡大部分３８が孔１６を通
過して延ばされるとき、そして工具が保持されてノーズ
キャップ７２のＴ’　１ｉｉな端壁７８が金属ワークピ
ース２ｏに押しつけられるどき、水圧によって生じたシ
リンダ６２の前方への移動は、硬いハウジング５６およ
びそれに付属げるノーズキャップ７２の剛性によって妨
げられる。

シリンダの前方への移動が制約されているので、後方へ
のピストンの移動のみが起こり得る。ピストン６８が後
方へ移動することによって、ガンを（すｈに引張り、そ
の結果、マンドレルの拡大部分３８が孔を通過して引き
Ｉｌｔかれる。工具を操作してマンドレルを孔内に通過
させるように押すと、ピストン６　Ｂはシリンダ６２を
通過して前方へ移動するが、このピストン６８の前方へ
の移動によって、シリンダからの水圧流体には以下に記
述されるリザーバ９２〈第３図）へ戻るための力が付与
される。

上述したように工具を動作させるために採用される空圧
および水圧システムは、第１図〜第４図を参照して、以
下に記述される。第３図は、工具を動作させてマンドレ
ルを前方に押すためのシステムの種々の要素を示してい
る。そのシステムは、圧縮空気源８４を含む。空気源８
４は、メイン空圧導管５２を介してリベットガン１２に
接続される。ガンのトリガ５４が押されると、空圧導管
５２を介して供給された空気によって、摺動ハンマ要素
５３が繰返して衝撃力をボス３０に与えるようになり、
マンドレル１４を上述したようにワークピースを通過さ
せるように駆動する。

第１の水圧導管８２を経由してピストンおよびシリンダ
アセンブリ１８へ向かう水圧流体の流れ、およびピスト
ンおよびシリンダアセンブリ１８からの水圧流体の流れ
は、２位置水圧制御弁８６によって制御される。弁８６
は、移動可能な内部弁！志８８を有している。弁要素８
８は、通常時には、第３図に示す第１の位置となるよう
にばね８７によって付勢されている。その第１の位置に
あるとき、流体は、ピストンおよびシリンダアセンブリ
１８と弁８６との間に延びている第１の水圧導管８２と
、弁８６と流体リザーバ９２との間を延びている第２の
水圧導管９０とを連Ｉ８　するようになっている。工具
が操作されてマンドレル１４が金属ワークピース２０内
の孔を通過するように押しやられると、制御弁８６の弁
要素８８はその第１の位置にもたらされる。こうして、
ピストン６８がシリンダ６２内を前方に移動するとき、
水圧流体は第１の水圧導管８２を通過して第２の水圧導
管９０内に導入される。第２の水圧導管９０からの流体
は、リザーバ９２および水圧供給２＋管１０８の両者に
流れ込む。ｌ管１０８は、リザーバ９２と弁８６との間
の地点で第２の水圧導管９０から分岐している。供給導
管１０８は、その他方端が、以下に記述されるように、
容積式ポンプ９５に接続される。

工具が操作されてマンドレル１４が孔から引込められる
とき、圧縮流体は、第１の水圧導管８２を介してピスト
ンおよびシリンダアセンブリ１８内に導入される。第４
図を参照して、水圧流体は、酋通の容積式ポンプ９５に
よって圧縮される。そのような容積式ポンプ９５として
は、たとえば、ロナンピルスのニスシー　ハイドロ−リ
ック　エンジニアリング　コーポレーション（ＳＣＨＶ
ｄｒａｌｌｌｉｃ　　ＥｎＱＩｎｅＯｒｉｎ（Ｉ　　Ｃ
０ｒｌ）ＯｒｉｌｔｉＱｎ）によって製造されたモデル
Ｎｏ、１０−４００−５０がある。

ポンプ９５は入力端９６を有しており、この入力端９６
内に圧縮空気源８４からの空気が分岐空圧前管９８を経
由して導入される。ポンプは、また、出力端９７を有し
ている。第３の水圧導管１０４は、出力端９７ど制御弁
８６との間に接続される。

ポンプ９５は、２個の別個のシリンダを含む。一方のシ
リンダは、その入力端９６に形成される入力シリンダ１
００であり、他方のシリンダは、その出力端９７に形成
される出力シリンダ１０２である。入力シリンダ１００
は、出力シリング１０２よりも大きな直径を有している
。堅く接続された２個のピストンを備えているピストン
アセンブリ１０５は、ポンプ９５内を移動する。アセン
ブリ１０５の一方のピストン１０６は、入力シリンダ１
００内に位置し、他方のピストン１０７は、出力シリン
ダ１０２内に位置している。よく知られているように、
大きな入力シリンダ内のピストン１０６に対して与えら
れる圧力が増加すると、小さな出力ビストン１０７にに
って影響される出力シリンダ内の流体も増圧する。

出力シリンダ１０２は、水圧供給導管１０８　、’）１
ら水圧流体を受入れる。ポンプ９５は出力シリンダ１０
２内の流体を加圧し、イの流体を第３の水ｙＴ−導管１
０４内に押し入れる。より特定的には、ポンプ９５は、
内部空圧弁アセンブリ１０９を含む。その内部空圧弁ア
センブリ１０９は、ピストンアセンブリ１０５がポンプ
９５内を往復移動し得るように分岐空１モ導管９８から
の圧縮空気を導く。ピストンアセンブリ１０５は、下方
への移動と、［方への移動とを交互に行なう。下方へ移
動するときには、ピストンアセンブリは、出力シリンダ
１０２ｆ３よび第３の水１モ導管１０４内の流体を加圧
する。また、上方への移動のときには、ビス１〜ンアセ
ンブリは、出力シリンダ１０２丙において部分的な真空
状態を作り出す。出力シリンダ内の真空部分は、水圧供
給導管１０８から水圧流体を引張る。酋通のチェック弁
１１０が水圧供給導管１０８内に接続される。モしてて
の近くで、４色°はポンプ９５に接続される。チェック
弁１１０は、ポンプのピストンアセンブリ１０５が下方
へ向かって移動するとき流体が水圧導管１０８内に戻っ
てしまうのを防［卜するように配置されている。

別のチェック弁１１１が第３の空圧導管１０４内にｉシ
続されており、その近くで、導管はポンプに接続されろ
。このチェック弁１１１は、ピストンアセンブリ１０５
が−Ｌ方へ向かって移動するときに流体が第３の水圧導
管１０４から引き扱かれることがないように配置されて
いる。

第３の水圧導管１０４は、ポンプ９５の出力シリングか
ら水圧制御弁８６しこまで延びている。第３の水圧導管
は、制御弁要素８８が第１の位置（第３図）にｄうると
き、その終端が閉じられる。

工具が操作されてマンドレルを引き扱くとき、制御弁型
＃ｉ８８は第２の位置（第４図）にまで肋がされる。そ
してそれによって、流体は、第３の水圧導管１０４と第
１の水圧導管８２との間ぐ連通状態となり、圧縮水圧流
体がピストンおよびシリンダアセンブリ１８のシリンダ
６２へ供給される。

制御弁要素８８を第２の位置にまで動かすために、空圧
案内導管１１２が制御弁８６とメイン空圧導管５２との
間に相互接続される。案内導管１１２は、ガン１２のハ
ンドル２２の近くでメイン空圧４管５２に結合する。１
−リガー弁１１４は、案内導管１１２に接続され、そこ
で１よ、導管はメイン空圧導管５２に出くわす。トリガ
ー弁１１４は、使用者によって押圧されるときに、開く
。トリガー弁１１４が開くと、メイン空圧導管５２から
の圧縮空気が案内導管１１２内へ流れる。案内導管を通
過する圧縮空気は、水圧制御弁８６の一方喘部内に導入
され、そして、ばね８７の付勢力に打ら勝つように弁要
素８８を動作させて、その弁要素を第２の位置にまで移
動させる。

マンドレルが孔から引き失かれた後、トリガ一弁１１４
は解放される。トリガー弁１１４は、そのトリガー弁が
解放されるときに案内導管１１２内の空気を排出するた
めの排出口を含んでいる。

それゆえに、トリガー弁が解放されたとき、制御弁内の
ばね８７は、案内導管１１２からの圧縮空気によっても
はや邪魔をされず、弁要素８８は第１の位置にまで戻る
ように移動する。

上述した工具の好ましい操作システムでは、水圧要素内
に生じる最大圧力がかなり小さなものとなる。つまり、
その最大圧力は、もし孔が空気圧によって１甲し入れら
れるマンドレルによってわずかに大きくされていなかっ
たならばそのマンドレルを引き汰くのに必要とされる圧
力よりも、かなり小さくなる。比較的低圧力の水圧シス
テムであるということの利点は、そのシステムが、比較
的コンパクトで軽１ｆｉ−の要素を用いて作られ得ると
い）ことである。

マンドレルが金属ワークピース内の孔を通過するように
押し入れられるとき、一定準の金属が、孔の縁のまわり
で環状に突出した形態となって飛び出る。多くの場合、
この突出部分は、固定具が孔内に挿入される前にあるい
は挿入された後に取除かれなければならない。この発明
に従って作られた工具を用いて孔を冷間加工するとき、
そのような突出部分はほとんどないか全くないというこ
とが認められる。これらの突出部の減少または除去は、
主に、マンドレルが前述したような増分的態様で最初に
孔を通過するように押しやられているということに起因
しているものと考えられる。

特に、突出部分がほとんど生じないが、あるいは全く生
じないのは、以Ｆの理由にＪ：るものと考えられる。前
進するマンドレルによって長さ方向に引張られる孔の周
囲の金属の部分は、マンドレルの移動がリベットガンに
よって勾えられる衝撃と衝撃との間で停止するとき回復
する機会を有するからである。その結末、この長さ方向
の引張りによって生ずる環状の突出部は、最小にされあ
るいは除去される。マンドレルが強制的に孔から引ぎ汰
かれるとき、孔の外に突出しているいかなる金属も、マ
ンドレルの引き扱きに応じて孔内に向かって後方に引き
戻されるということが考えられる。

この発明が好ましい実施例に関連して記述された。しか
し、この発明はそのような実施例に限定されるものでは
なく、この発明の均等の範囲内において、種々の変更、
置換あるいは修正がなされ１ｑる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従った冷間加工工具の側面断面図
であり、マンドレルが孔を通過するように押しやられた
後の状態を示している。 第２図は、第１図の工具の側面断面図であり、マンドレ
ルが孔から引き扱かれたときの状態を示している。 第３図は、第１図の工具を操作するためのシステムを示
す図であり、マンドレルが孔を通過するように押しやら
れたときの状態を示している。 第４図は、第１図の工具を操作するためのシステムを示
す図であり、マンドレルが孔から引き央かれたときの状
態を示している。 図において、１０は冷間加工工具、１２は空気式リベッ
トガン、１４はマンドレル、１６は孔。 １８はピストンおよびシリングア廿ンブリ、２０は金属
ワークピース、２２はハンドル、２４は円筒状バレル、
２６はバレルの外方端部、２８は内径孔、３０はボス、
３６はりテーナキャップ、３８は拡大された部分、４２
は第１のテーバ部分、４４は案内部分、４６は第２のテ
ーバ部分、４８は大径部分、５０は第３のテーバ部分、
５２はメイン空圧導管、５３は震動ハンマ要素、５６は
ハウジングを示す。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）付属のマンドレルを部分的に金属ワークピース内
   の孔内に通過させるように押し込み、かつそのマンドレ
   ルを前記孔から引き抜くようにするための冷間加工工具
   であって、 （ａ）本体部と、ハンドル部分と、細長いバレルとを有
   しているガンを備え、 前記バレルは、前記ガンの本体部から離れたところに位
   置する外方端部を有しており、さらに（ｂ）内方端部と
   外方端部とを有しているボスを備え、 前記ボスの内方端部は、前記バレルの外方端部内に保持
   され、前記ボスの内方端部は、前記バレル内を摺動可能
   とされており、前記ボスの外方端部は、そこに取付けら
   れたマンドレルを有しており、さらに （ｃ）前記ガンに接続され、かつ前記ボスの内方端部お
   よびマンドレルに連続的な衝撃力を与えるように動作し
   得る空圧手段を備え、 前記マンドレルの一部は、前記衝撃力によって孔を通過
   するように押しやられるものであり、さらに （ｄ）ピストンおよびシリンダアセンブリを備え、 前記ピストンは、前記シリンダ内を摺動可能であり、か
   つ、前記シリンダから延び、その最外方端部が前記ガン
   に取付けられているロッドを有しており、前記ピストン
   およびシリンダアセンブリおよび前記ガンは、圧縮流体
   が前記シリンダ内に導入されるとき、前記ピストンが前
   記シリンダ内を移動し、それによって前記ガンおよび前
   記シリンダを互いに向かって引張るようにする力を生じ
   させるように、その形態および位置関係が選ばれており
   、さらに （ｅ）第１の端部および第２の端部を有しているハウジ
   ングを備え、 前記ハウジングは、その第１の端部が前記ピストンおよ
   びシリンダアセンブリに接続され、その第２の端部が前
   記ボスを越えて外方に突き出るようにその形態が選ばれ
   ており、前記ハウジングの第２の端部は、前記金属ワー
   クピースに対して押しつけられるように位置決めされ、
   前記ピストンおよびシリンダアセンブリは前記金属ワー
   クピースに対して突張るように作用することが可能であ
   り、前記ガンは、実質的に、前記ピストンおよびシリン
   ダアセンブリと金属ワークピースとの間に位置し、それ
   によって、圧縮流体が前記シリンダ内に導入されるとき
   、前記シリンダが前記ガンに向かつて移動することを禁
   止するものであり、さらに （ｆ）前記ピストンおよびシリンダアセンブリのシリン
   ダ内に圧縮流体を選択的に供給するための操作手段を備
   える、冷間加工工具。
2. （２）前記ハウジングは前記ガンをほぼ囲むような形状
   とされ、前記ハウジングは、さらに、前記ガンが該ハウ
   ジング内を移動することができるような形状とされてい
   る、特許請求の範囲第１項に記載の冷間加工工具。
3. （３）前記空圧手段は、 （ａ）圧縮空気源と、 （ｂ）圧縮空気をガンへ導くために圧縮空気源とガンと
   の間に相互接続されるメイン空圧導管と、 （ｃ）前記ガン内に位置するようにされた摺動ハンマ要
   素とを含み、 前記空圧手段は、圧縮空気がガン内に導入されるとき、
   前記ハンマ要素が前記ボスに繰返して衝突するように強
   制され、それによってそこに連続的な衝撃力を付与し得
   るように、その形態および配置が選ばれており、 前記空圧手段は、さらに、 （ｄ）ガンに向かう圧縮空気の流れを制御するためにメ
   イン空圧導管に接続されたトリガを含む、特許請求の範
   囲第２項に記載の冷間加工工具。
4. （４）前記操作手段は、 （ａ）圧縮水圧流体源と、 （ｂ）水圧流体リザーバと、 （ｃ）第１および第２の位置の間を動作し得る弁と、 （ｄ）前記ピストンおよびシリンダアセンブリのシリン
   ダと前記弁との間に流体の連絡を与え得るように接続さ
   れる第１の水圧導管と、 （ｅ）前記弁と前記リザーバとの間に流体の連絡を与え
   得るように接続される第２の水圧導管と、 （ｆ）前記圧縮水圧流体源と前記弁との間に流体の連絡
   を与え得るように接続される第３の水圧導管と、 （ｇ）前記弁を、第１の位置と第２の位置との間に移動
   させるための弁操作手段と、を含み、前記第１の位置に
   おいては、前記第１および第２の水圧導管が、前記ピス
   トンおよびシリンダアセンブリのシリンダと前記リザー
   バとの間の流体の連絡を与えるように接続され、前記第
   ２の位置においては、前記第１および第３の水圧導管が
   、前記圧縮水圧流体源と前記ピストンおよびシリンダア
   センブリのシリンダとの間に流体の連絡を与えるように
   接続される、特許請求の範囲第３項に記載の冷間加工工
   具。
5. （５）水圧流体を加圧するためのポンプと、前記ポンプ
   を動作させるための圧縮空気を送るために前記メイン空
   圧導管と前記ポンプとの間に接続される空圧導管とをさ
   らに備える、特許請求の範囲第４項に記載の冷間加工工
   具。
6. （６）前記弁操作手段は、通常時には、前記弁を第１の
   位置に維持するために前記弁に接続される付勢手段を含
   み、 前記弁操作手段は、また、前記メイン空圧導管と前記弁
   との間に相互接続される案内空圧導管を含み、 前記案内空圧導管は、該案内空圧導管を選択的に開いた
   り閉じたりするためのトリガ弁を有しており、前記案内
   空圧導管が開くと圧縮空気が前記弁に供給され、それに
   よって、前記付勢手段の付勢力に打ち勝つて前記弁を第
   ２の位置にまで移動させる、特許請求の範囲第４項に記
   載の冷間加工工具。
7. （７）前記操作手段は、 （ａ）圧縮水圧流体源と、 （ｂ）水圧流体リザーバと、 （ｃ）第１の位置と第２の位置との間を動作し得る弁と
   、 （ｄ）前記ピストンおよびシリンダアセンブリのシリン
   ダと前記弁との間に流体の連絡を与え得るように接続さ
   れる第１の水圧導管と、 （ｅ）前記弁と前記リザーバとの間に流体の連絡を与え
   得るように接続される第２の水圧導管と、 （ｆ）前記圧縮水圧流体源と前記弁との間に流体の連絡
   を与え得るように接続される第３の水圧導管と、 （ｇ）前記弁を、第１の位置と第２の位置との間に移動
   させるための弁操作手段と、を含み、前記第１の位置で
   は、前記第１および第２の水圧導管が、前記ピストンお
   よびシリンダアセンブリのシリンダと前記リザーバとの
   間に流体の連絡を与え得るように接続され、前記第２の
   位置では、前記第１および第３の水圧管が、前記圧縮水
   圧流体源と前記ピストンおよびシリンダアセンブリのシ
   リンダとの間に流体の連絡を与え得るように接続される
   、特許請求の範囲第１項に記載の冷間加工工具。
8. （８）前記空圧手段は、 （ａ）圧縮空気源と、 （ｂ）圧縮空気をガンに導くために前記圧縮空気源とガ
   ンとの間に相互接続されるメイン空圧導管と、 （ｃ）前記ガン内に位置するようにされた摺動ハンマ要
   素と、を含み、 前記空圧手段は、圧縮空気が前記ガン内に導入されると
   き、前記ハンマ要素が前記ボスに繰返して衝突し、そこ
   に連続的な衝撃力を付与し得るように、その形態および
   配置が選ばれており、前記空圧手段は、さらに、 （ｄ）前記導管を通過する圧縮空気の流れを制御するた
   めに前記空圧導管に接続されるトリガを含む、特許請求
   の範囲第７項に記載の冷間加工工具。
9. （９）前記弁操作手段は、前記弁を通常時には第１の位
   置に維持するために前記弁に接続される付勢手段を含み
   、 前記弁操作手段は、また、前記メイン空圧導管と前記弁
   との間に相互接続される案内空圧導管を含み、 前記案内空圧導管は、該案内空圧導管を選択的に開いた
   り閉じたりするためのトリガ弁を有しており、前記案内
   空圧導管が開くと圧縮空気が前記弁に供給され、それに
   よって、前記付勢手段による付勢力に打ち勝って前記弁
   を前記第２の位置にまで移動させる、特許請求の範囲第
   ８項に記載の冷間加工工具。
10. （１０）（ａ）外方端部を有している携帯 用空圧リベット機械を備え、 前記機械は、その外方端部を介して衝撃力を与え得るよ
    うに動作することが可能であり、さらに（ｂ）前記リベ
    ット機械の外方端部に固定されるマンドレルと、 （ｃ）前記リベット機械の少なくとも一部分を囲む実質
    的に堅いハウジングと、を備え、前記マンドレルは、そ
    の一部が、前記ハウジングから突出しており、さらに （ｄ）ピストンおよびシリンダアセンブリを備え、 前記ピストンは、前記シリンダ内を摺動することができ
    、かつ、前記シリンダから延びその最外方端部が前記リ
    ベット機械に取付けられた付属ロッドを有しており、 前記ピストンおよびシリンダアセンブリおよびリベット
    機械は、圧縮流体が前記シリンダ内に導入されるとき、
    前記ピストンが前記シリンダ内を移動して、それによっ
    て前記リベット機械および前記シリンダを互いに向かっ
    て引張るようにする力を生じさせ得るように、その形態
    および位置関係が選ばれており、さらに （ｅ）前記ピストンおよびシリンダアセンブリのシリン
    ダ内に圧縮流体を選択的に供給するための操作手段を備
    える、冷間加工工具。
11. （１１）前記操作手段は、 （ａ）圧縮水圧流体源と、 （ｂ）水圧流体リザーバと、 （ｃ）第１の位置と第２の位置の問を動作し得る弁と、 （ｄ）前記ピストンおよびシリンダアセンブリのシリン
    ダと前記弁との間に流体の連絡を与え得るように接続さ
    れる第１の水圧導管と、 （ｅ）前記弁と前記リザーバとの間に流体の連絡を与え
    得るように接続される第２の水圧導管と、 （ｆ）前記圧縮水圧流体源と前記弁との間に流体の連絡
    を与え得るように接続される第３の水圧導管と、 （ｇ）前記弁を、第１の位置と第２の位置の間に移動さ
    せるための弁操作手段と、を含み、前記第１の位置では
    、前記第１および第２の水圧導管は、前記ピストンおよ
    びシリンダアセンブリのシリンダと前記リザーバとの間
    に流体の連絡を与え得るように接続され、前記第２の位
    置では、前記第１および第３の水圧導管は、前記圧縮水
    圧流体源と前記ピストンおよびシリンダアセンブリのシ
    リンダとの間に流体の連絡を与え得るように接続される
    、特許請求の範囲第１０項に記載の冷間加工工具。