リベッティングマシン
【課題】鋲頭と成型軸との摩擦による焼き付きを抑制でき、自動化設備の附帯設備を省略可能とする、リベッティングマシンを提供する。
【解決手段】リベッティングマシン１０は、回転可能な成型工具１５と、成型工具１５と一体回転可能に成型工具１５に装着された成型軸１４とを備え、鋲頭３と軸部とを有するアルミリベット１の鋲頭３に接触した状態で成型軸１４が回転することでアルミリベット１をワーク２０に固定する。リベッティングマシン１０はさらに、揮発性液２３のミストを発生させるミスト発生器２４と、ミスト発生器２４で発生したミストを鋲頭３に供給するチューブ２５および吐出口２６と、ミスト発生器２４の動作を制御するミスト制御部とを備える。
【解決手段】リベッティングマシン１０は、回転可能な成型工具１５と、成型工具１５と一体回転可能に成型工具１５に装着された成型軸１４とを備え、鋲頭３と軸部とを有するアルミリベット１の鋲頭３に接触した状態で成型軸１４が回転することでアルミリベット１をワーク２０に固定する。リベッティングマシン１０はさらに、揮発性液２３のミストを発生させるミスト発生器２４と、ミスト発生器２４で発生したミストを鋲頭３に供給するチューブ２５および吐出口２６と、ミスト発生器２４の動作を制御するミスト制御部とを備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リベッティングマシンに関し、特に、アルミリベットのかしめ加工を自動で行なうリベッティングマシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミ製のリベットを使用したかしめ加工は、たとえば、電池や自動車などの組立作業において、従来必要とされている。図４は、アルミリベットの構成を示す断面模式図である。図４に示すように、アルミリベット１は、軸部２と、軸部２の基端に形成された鋲頭３とを備える。軸部２は、その内部がくり抜かれた中空円筒状に形成されている。鋲頭３は、軸部２の外径に対して大なる径を有する鍔状に形成されている。
【０００３】
図５は、アルミリベットを使用してかしめ加工された部材の例を示す断面模式図である。図４に示すように、接合すべき対象物である二枚の板材４，５を重ね、板材４の表面にアルミリベット１の軸部２の先端部を押し当てた状態で、リベッティングマシンの成型軸を回転軸により回転させながらシリンダにより下降させて、成型軸をアルミリベット１の鋲頭３に接触させる。この接触状態を維持しながら、回転している成型軸をさらに下降させることにより、図５に示すように、軸部２が板材４を貫通し、先端側が押し広げられた軸部２と鋲頭３とによって二枚の板材４，５が接合される。
【０００４】
図６は、リベッティングマシンによるアルミ製リベットの加工工程を含んだ自動化製造ラインを示す模式図である。図６に示すリベッティングマシン１０は、モータ１１により回転され、シリンダ１２の伸長収縮作用により昇降するスピンドル１３と、スピンドル１３の下端に設けられ成型軸１４を保持する成型工具１５とを含む、周知の構成を備える。シリンダ１２は、座台１６から立設されたコラム１７に支持されており、シリンダ１２の作用によりスピンドル１３が昇降可能に、スピンドル１３を保持する。
【０００５】
成型軸１４は、スピンドル１３と共に回転する成型工具１５内にその基端部が挿入されており、回転するスピンドル１３の軸方向に対し傾斜して成型工具１５に装着されている。そのため、成型軸１４は、モータ１１により回転駆動力を付与されたスピンドル１３が回転運動するとき、歳差運動する。
【０００６】
座台１６上に設置されたテーブル１８上に、かしめ加工される対象物であるワーク２０を搭載し、そのワーク２０にアルミリベット１を押し当てた後に、アルミリベット１の上端の鋲頭３に成型軸１４の先端部を接触させる。この状態で、シリンダ１２の伸長作用によりスピンドル１３を下降させることで、成型軸１４の歳差運動により、アルミリベット１を使用したワーク２０のかしめ加工が行なわれる。
【０００７】
このような従来のリベッティングマシン１０を含んだ自動化設備においては、加工前のワーク２０をリベッティングマシン１０内に挿入する搬入装置１１２と、かしめ加工された加工後のワーク２０を次工程に排出するするための排出装置１１３とを備える。自動化設備はさらに、成型軸１４の交換装置１１５、成型軸１４を蓄えておく供給装置１１４、かしめ加工時にアルミリベット１に供給され加工後の鋲頭３表面に残留している潤滑油を除去するためのクリーニング装置１１６などを備える。
【０００８】
リベッティングマシン１０によるアルミ製のリベットかしめ加工においては、成型軸１４と鋲頭３との間で生じる摩擦熱が発生し、鋲頭３の表面温度がアルミニウムの融解温度を超えると、溶融したアルミニウムの成型軸１４への付着、すなわち焼き付きが発生する。周知のように、この焼き付きが発生すると、成型軸１４を交換する必要が生じる。従来、成型軸１４の交換を人手により行なう必要があったが、図６に示す自動化設備では、交換装置１１５および供給装置１１４などの附帯設備を備えることにより、成型軸１４の交換作業を自動化している。
【０００９】
焼き付きの防止策として、摩擦熱による温度上昇の軽減を目的とし、潤滑油を鋲頭に塗布する対策が用いられている場合がある。この場合、鋲頭面のクリーニング、および加工冶具周辺のクリーニングを、加工後に行なう必要がある。従来、このクリーニング作業を人手により行なう必要があったが、図６に示す自動化設備では、クリーニング装置１１６、および鋲頭３表面に潤滑油を塗布するための図示しない塗布装置などの附帯設備を備えることにより、鋲頭３への潤滑油の供給および除去を自動化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−３５８４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、リベッティングマシン１０の自動化設備においては、交換装置１１５、供給装置１１４、図示しない塗布装置、およびクリーニング装置１１６などを附帯設備として設置する必要がある。しかし、多数の附帯設備を設置することにより、設備費用が増大し、経済的な負担が大きくなる。また、設備の設置面積が増大するために設置スペースの確保が困難となる。加えて、設備自体が複雑化することにより、設備の保守が困難となる。
【００１２】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、アルミリベットのかしめ加工における鋲頭と成型軸との摩擦による焼き付きを抑制できるとともに、リベッティングマシンを含む自動化設備の附帯設備を省略可能とする、リベッティングマシンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るリベッティングマシンは、回転可能な回転部と、回転部と一体回転可能に回転部に装着された成型軸とを備える。リベッティングマシンは、鋲頭と軸部とを有するアルミリベットの鋲頭に接触した状態で成型軸が回転することで、アルミリベットを対象物に固定する。リベッティングマシンはさらに、揮発性液のミストを発生させるミスト発生器と、ミスト発生器で発生したミストを鋲頭に供給する供給部と、ミスト発生器の動作を制御する制御部とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のリベッティングマシンによると、アルミリベットのかしめ加工における鋲頭と成型軸との摩擦による焼き付きを抑制でき、加えて、リベッティングマシンを含む自動化設備の附帯設備を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態のリベッティングマシンの構成を示す模式図である。
【図２】リベッティングマシンの動作を制御する制御系の構成の概略を示すブロック図である。
【図３】リベッティングマシンの動作の概要を示す流れ図である。
【図４】アルミリベットの構成を示す断面模式図である。
【図５】アルミリベットを使用してかしめ加工された部材の例を示す断面模式図である。
【図６】リベッティングマシンによるアルミ製リベットの加工工程を含んだ自動化製造ラインを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１７】
なお、以下に説明する実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下の実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、上記個数などは例示であり、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。
【００１８】
図１は、本実施の形態のリベッティングマシン１０の構成を示す模式図である。図１に示すように、リベッティングマシン１０は、モータ１１により回転され、シリンダ１２の伸長収縮作用により昇降する、スピンドル１３を備える。リベッティングマシン１０はまた、スピンドル１３の下端に設けられ、スピンドル１３とともに回転する、成型工具１５を備える。スピンドル１３および成型工具１５は、回転可能な回転部の一例を構成する。成型工具１５は、成型軸１４を保持している。成型軸１４は、スピンドル１３および成型工具１５と一体回転可能に、成型工具１５に装着されている。
【００１９】
成型軸１４は、スピンドル１３と共に回転する成型工具１５内にその基端部が挿入されており、回転するスピンドル１３の回転中心軸Ｏの延びる方向に対し傾斜して成型工具１５に装着されている。そのため、成型軸１４は、モータ１１により回転駆動力を付与されたスピンドル１３および成型工具１５が回転中心軸Ｏ周りに回転運動するとき、歳差運動する。
【００２０】
シリンダ１２は、座台１６から立設されたコラム１７に支持されており、シリンダ１２の作用によりスピンドル１３が昇降可能に、スピンドル１３を保持する。シリンダ１２は、その伸長収縮作用により、成型工具１５に保持された成型軸１４を、スピンドル１３および成型工具１５とともに昇降させ、成型軸１４と鋲頭３との間の距離を調整する。
【００２１】
リベッティングマシン１０によるかしめ加工に使用されるアルミリベット１は、図４で説明した構成と同様に、軸部２と、軸部２の基端に形成され軸部２の外径に対して大なる径を有する鋲頭３とを備える。座台１６上には、テーブル１８が設置されている。かしめ加工される対象物であるワーク２０は、テーブル１８上に搭載される。
【００２２】
テーブル１８上に搭載されたワーク２０にアルミリベット１を押し当てた後に、アルミリベット１の上端の鋲頭３に成型軸１４の先端部を接触させる。成型軸１４が鋲頭３に接触した状態で、シリンダ１２の伸長作用によりスピンドル１３をさらに下降させる。このとき、成型軸１４は歳差運動を行なう。成型軸１４が回転軸の方向を変えながら回転することで、アルミリベット１がワーク２０に向かって下方へ押圧され、最終的にアルミリベット１はワーク２０に固定される。このようにして、アルミリベット１を使用したワーク２０のかしめ加工が行なわれる。
【００２３】
なお、ワーク２０は、図４および図５に示す二枚の板材であってもよいが、これに限られるものではなく、アルミリベット１を使用してかしめ加工される任意の対象物をワーク２０として用いることが可能である。
【００２４】
本実施の形態のリベッティングマシン１０はさらに、ミスト発生器２４を備える。ミスト発生器２４は、コラム１７に装着されている。ミスト発生器２４は、コラム１７に対し成型軸１４と反対側に配置されている。ミスト発生器２４は、その内部にタンク２２を含む。タンク２２の内部には、たとえばエタノールなどの、揮発性液２３が充填されている。ミスト発生器２４は、揮発性液２３を供給するタンク２２を含む。
【００２５】
ミスト発生器２４は、伝送路２１を介して伝達された後述するミスト制御部からの制御信号を受けて、揮発性液２３のミストを生成させる。たとえばベンチュリ管を利用したミスト発生器、超音波式のミスト発生器など、任意の公知のミスト発生器が、ミスト発生器２４として適用されてもよい。ミスト発生器２４で生成された揮発性液２３のミストは、チューブ２５を経由して、吐出口２６へと移送され、吐出口２６より噴射される。噴霧状に噴出されたミストがアルミリベット１の鋲頭３に塗布されるように、吐出口２６は配置されている。チューブ２５および吐出口２６は、ミスト発生器２４で発生した揮発性液２３のミストを移送し、鋲頭３の表面に供給する、供給部に含まれる。
【００２６】
図２は、リベッティングマシン１０の動作を制御する制御系の構成の概略を示すブロック図である。図２に示す制御系は、リベッティングマシン１０の本体の動作を制御する加工制御部１９と、ミスト発生器２４の動作を制御するミスト制御部２９とを備える。加工制御部１９は、モータ１１およびシリンダ１２に制御信号を伝達することにより、成型軸１４の歳差運動の開始および停止、ならびに、成型軸１４とアルミリベット１との相対位置を制御する。
【００２７】
ミスト制御部２９は、加工制御部１９から制御信号を受け取り、ミスト発生器２４における揮発性液２３のミストの発生開始および停止を制御する。ミスト制御部２９は、ミスト発生器２４の動作を制御する、制御部としての機能を有する。ミスト制御部２９は、図１に図示されていないセンサ２８から、揮発性液２３のミストの発生状況、成型軸１４の回転状態および位置などの、リベッティングマシン１０の種々の運転状態に関する信号を受け取り、リベッティングマシン１０の運転状態をミスト発生器２４の制御にフィードバックする。
【００２８】
以上の構成を備えるリベッティングマシン１０の動作について説明する。図３は、リベッティングマシン１０の動作の概要を示す流れ図である。図３を参照して、アルミ製リベットを本実施の形態のリベッティングマシン１０にて加工する工程について説明する。リベッティングマシン１０の加工信号をミスト発生器２４の制御信号に変換することにより、ミスト発生器２４のＯＮ／ＯＦＦ制御を行なう。
【００２９】
具体的には、まずステップ（Ｓ１）において、リベッティングマシン１０を使用したアルミリベット１のかしめ加工を開始する。具体的には、加工制御部１９からモータ１１およびシリンダ１２へ制御信号を転送することにより、リベッティングマシン１０は、モータ１１の回転運動およびシリンダ１２の伸長運動を開始する。
【００３０】
次にステップ（Ｓ２）において、リベッティングマシン１０の加工開始時の信号を受けて、ミスト制御部２９は、ミスト発生器２４に揮発性液２３のミストを発生させる。
【００３１】
たとえば、加工制御部１９からモータ１１への回転開始を指令する信号や、加工制御部１９からシリンダ１２への伸長運動開始を指令する信号を、加工制御部１９からミスト制御部２９へも転送することで、ミスト制御部２９がミスト発生器２４へミスト発生開始を指令する信号を転送してもよい。
【００３２】
またたとえば、成型軸１４または成型工具１５の高さ方向の位置をセンサ２８により検出して、成型軸１４の先端がアルミリベット１の鋲頭３に接触する前に揮発性液２３のミストが吐出口２６から鋲頭３へ供給されるように、ミスト制御部２９がミスト発生器２４へミスト発生開始を指令する信号を転送してもよい。
【００３３】
次にステップ（Ｓ３）において、アルミリベット１のかしめ加工を終了する。具体的には、たとえば成型軸１４の位置を検出することにより、アルミリベット１を用いたワーク２０の接合が完了したと判断したとき、加工制御部１９はモータ１１の回転運動を停止させ、成型軸１４が上方へ移動するようにシリンダ１２を収縮させる。
【００３４】
次にステップ（Ｓ４）において、リベッティングマシン１０の加工終了の信号を受けて、ミスト制御部２９は、ミスト発生器２４のミストの発生を停止させる。たとえば、成型軸１４が鋲頭３から離れた所定の高さにまで上昇したことをセンサ２８で検出することにより、ミスト発生器２４にミストの発生を停止させてもよい。
【００３５】
以上説明した本実施の形態のリベッティングマシン１０によれば、リベッティングマシン１０を使用したアルミリベット１のかしめ加工中に、吐出口２６より、エタノールなどの揮発性液２３を鋲頭３に塗布することができる。鋲頭３表面と成型軸１４との接触面に生じる温度上昇を軽減するための冷却媒体としての、ミスト状の揮発性液２３が鋲頭３に供給される。塗布された揮発性液２３により、リベッティングマシン１０におけるアルミリベット１の加工時に鋲頭３と成型軸１４との摩擦により成型軸１４と鋲頭３表面に生じる、焼き付きを抑制できる。
【００３６】
成型軸１４の焼き付きが抑制されることにより、成型軸１４を交換する頻度を低減できるので、成型軸１４の交換、清掃の手間を削減し、手数の削減効果を得ることができる。アルミリベット１の鋲頭３を冷却しながらかしめ加工を行なうことにより、かしめ加工後の製品の品質向上を達成することもできる。
【００３７】
また、エタノールに代表される揮発性液２３が自動的に霧状にされ、潤滑および冷却用の媒体として使用されている。一般的に冷却に用いられる潤滑油と異なり、揮発性液２３は大気条件下で揮発するため、液体状の揮発性液２３が鋲頭３に残存することはない。ミスト状の揮発性液２３が鋲頭３に塗布されるので、鋲頭３表面からの揮発性液２３の揮発をより容易にしている。鋲頭３への揮発性液２３の残留がないため、加工後に鋲頭３から潤滑油を除去するクリーニング処理を省略でき、清掃などの人手作業を省略化することができる。
【００３８】
本実施の形態のリベッティングマシン１０では、特にアルミニウム製のリベットが使用されて、ワーク２０のかしめ加工が行なわれる。アルミリベット１は、柔らかい材質で形成されているために、鉄鋼材料などの他の材料製のリベットに比較して、かしめ加工に必要な力が小さい。加工力の大きな他の材料製のリベットを使用する場合、揮発性液２３を冷却媒体として使用すると冷却能が不十分である場合が考えられる。これに対し、本実施の形態では、比較的小さな荷重を負荷して容易にかしめ加工が可能なアルミリベット１が用いられている。そのため、揮発性液２３を冷却媒体として使用しても、十分な冷却効果を得ることができる。
【００３９】
成型軸１４の交換頻度を低減し、またかしめ加工後に鋲頭３のクリーニング処理を省略できるので、リベッティングマシン１０を含む製造ラインの自動化において、従来必要であった附帯設備を省略することができる。具体的には、図６を参照して説明した、成型軸１４の交換装置１１５、成型軸１４の供給装置１１４、加工後の鋲頭３表面に残留している潤滑油を除去するためのクリーニング装置１１６などの、附帯設備を省略することができる。したがって、リベッティングマシン１０を含む自動化設備のコスト低減、省スペース化、人件費の低減など、顕著な経済的な効果を得ることができる。
【００４０】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のリベッティングマシンは、電池、自動車など、アルミリベット材を使用したかしめ加工全般について、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００４２】
１ アルミリベット、２ 軸部、３ 鋲頭、４，５ 板材、１０ リベッティングマシン、１４ 成型軸、２０ ワーク、２１ 伝送路、２２ タンク、２３ 揮発性液、２４ ミスト発生器、２５ チューブ、２６ 吐出口、２９ ミスト制御部、１１２ 搬入装置、１１３ 排出装置、１１４ 供給装置、１１５ 交換装置、１１６ クリーニング装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リベッティングマシンに関し、特に、アルミリベットのかしめ加工を自動で行なうリベッティングマシンに関する。
【背景技術】
【０００２】
アルミ製のリベットを使用したかしめ加工は、たとえば、電池や自動車などの組立作業において、従来必要とされている。図４は、アルミリベットの構成を示す断面模式図である。図４に示すように、アルミリベット１は、軸部２と、軸部２の基端に形成された鋲頭３とを備える。軸部２は、その内部がくり抜かれた中空円筒状に形成されている。鋲頭３は、軸部２の外径に対して大なる径を有する鍔状に形成されている。
【０００３】
図５は、アルミリベットを使用してかしめ加工された部材の例を示す断面模式図である。図４に示すように、接合すべき対象物である二枚の板材４，５を重ね、板材４の表面にアルミリベット１の軸部２の先端部を押し当てた状態で、リベッティングマシンの成型軸を回転軸により回転させながらシリンダにより下降させて、成型軸をアルミリベット１の鋲頭３に接触させる。この接触状態を維持しながら、回転している成型軸をさらに下降させることにより、図５に示すように、軸部２が板材４を貫通し、先端側が押し広げられた軸部２と鋲頭３とによって二枚の板材４，５が接合される。
【０００４】
図６は、リベッティングマシンによるアルミ製リベットの加工工程を含んだ自動化製造ラインを示す模式図である。図６に示すリベッティングマシン１０は、モータ１１により回転され、シリンダ１２の伸長収縮作用により昇降するスピンドル１３と、スピンドル１３の下端に設けられ成型軸１４を保持する成型工具１５とを含む、周知の構成を備える。シリンダ１２は、座台１６から立設されたコラム１７に支持されており、シリンダ１２の作用によりスピンドル１３が昇降可能に、スピンドル１３を保持する。
【０００５】
成型軸１４は、スピンドル１３と共に回転する成型工具１５内にその基端部が挿入されており、回転するスピンドル１３の軸方向に対し傾斜して成型工具１５に装着されている。そのため、成型軸１４は、モータ１１により回転駆動力を付与されたスピンドル１３が回転運動するとき、歳差運動する。
【０００６】
座台１６上に設置されたテーブル１８上に、かしめ加工される対象物であるワーク２０を搭載し、そのワーク２０にアルミリベット１を押し当てた後に、アルミリベット１の上端の鋲頭３に成型軸１４の先端部を接触させる。この状態で、シリンダ１２の伸長作用によりスピンドル１３を下降させることで、成型軸１４の歳差運動により、アルミリベット１を使用したワーク２０のかしめ加工が行なわれる。
【０００７】
このような従来のリベッティングマシン１０を含んだ自動化設備においては、加工前のワーク２０をリベッティングマシン１０内に挿入する搬入装置１１２と、かしめ加工された加工後のワーク２０を次工程に排出するするための排出装置１１３とを備える。自動化設備はさらに、成型軸１４の交換装置１１５、成型軸１４を蓄えておく供給装置１１４、かしめ加工時にアルミリベット１に供給され加工後の鋲頭３表面に残留している潤滑油を除去するためのクリーニング装置１１６などを備える。
【０００８】
リベッティングマシン１０によるアルミ製のリベットかしめ加工においては、成型軸１４と鋲頭３との間で生じる摩擦熱が発生し、鋲頭３の表面温度がアルミニウムの融解温度を超えると、溶融したアルミニウムの成型軸１４への付着、すなわち焼き付きが発生する。周知のように、この焼き付きが発生すると、成型軸１４を交換する必要が生じる。従来、成型軸１４の交換を人手により行なう必要があったが、図６に示す自動化設備では、交換装置１１５および供給装置１１４などの附帯設備を備えることにより、成型軸１４の交換作業を自動化している。
【０００９】
焼き付きの防止策として、摩擦熱による温度上昇の軽減を目的とし、潤滑油を鋲頭に塗布する対策が用いられている場合がある。この場合、鋲頭面のクリーニング、および加工冶具周辺のクリーニングを、加工後に行なう必要がある。従来、このクリーニング作業を人手により行なう必要があったが、図６に示す自動化設備では、クリーニング装置１１６、および鋲頭３表面に潤滑油を塗布するための図示しない塗布装置などの附帯設備を備えることにより、鋲頭３への潤滑油の供給および除去を自動化している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２００４−３５８４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
上述したように、リベッティングマシン１０の自動化設備においては、交換装置１１５、供給装置１１４、図示しない塗布装置、およびクリーニング装置１１６などを附帯設備として設置する必要がある。しかし、多数の附帯設備を設置することにより、設備費用が増大し、経済的な負担が大きくなる。また、設備の設置面積が増大するために設置スペースの確保が困難となる。加えて、設備自体が複雑化することにより、設備の保守が困難となる。
【００１２】
本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、アルミリベットのかしめ加工における鋲頭と成型軸との摩擦による焼き付きを抑制できるとともに、リベッティングマシンを含む自動化設備の附帯設備を省略可能とする、リベッティングマシンを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係るリベッティングマシンは、回転可能な回転部と、回転部と一体回転可能に回転部に装着された成型軸とを備える。リベッティングマシンは、鋲頭と軸部とを有するアルミリベットの鋲頭に接触した状態で成型軸が回転することで、アルミリベットを対象物に固定する。リベッティングマシンはさらに、揮発性液のミストを発生させるミスト発生器と、ミスト発生器で発生したミストを鋲頭に供給する供給部と、ミスト発生器の動作を制御する制御部とを備える。
【発明の効果】
【００１４】
本発明のリベッティングマシンによると、アルミリベットのかしめ加工における鋲頭と成型軸との摩擦による焼き付きを抑制でき、加えて、リベッティングマシンを含む自動化設備の附帯設備を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施の形態のリベッティングマシンの構成を示す模式図である。
【図２】リベッティングマシンの動作を制御する制御系の構成の概略を示すブロック図である。
【図３】リベッティングマシンの動作の概要を示す流れ図である。
【図４】アルミリベットの構成を示す断面模式図である。
【図５】アルミリベットを使用してかしめ加工された部材の例を示す断面模式図である。
【図６】リベッティングマシンによるアルミ製リベットの加工工程を含んだ自動化製造ラインを示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面に基づいてこの発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において、同一または相当する部分には同一の参照番号を付し、その説明は繰返さない。
【００１７】
なお、以下に説明する実施の形態において、各々の構成要素は、特に記載がある場合を除き、本発明にとって必ずしも必須のものではない。また、以下の実施の形態において、個数、量などに言及する場合、特に記載がある場合を除き、上記個数などは例示であり、本発明の範囲は必ずしもその個数、量などに限定されない。
【００１８】
図１は、本実施の形態のリベッティングマシン１０の構成を示す模式図である。図１に示すように、リベッティングマシン１０は、モータ１１により回転され、シリンダ１２の伸長収縮作用により昇降する、スピンドル１３を備える。リベッティングマシン１０はまた、スピンドル１３の下端に設けられ、スピンドル１３とともに回転する、成型工具１５を備える。スピンドル１３および成型工具１５は、回転可能な回転部の一例を構成する。成型工具１５は、成型軸１４を保持している。成型軸１４は、スピンドル１３および成型工具１５と一体回転可能に、成型工具１５に装着されている。
【００１９】
成型軸１４は、スピンドル１３と共に回転する成型工具１５内にその基端部が挿入されており、回転するスピンドル１３の回転中心軸Ｏの延びる方向に対し傾斜して成型工具１５に装着されている。そのため、成型軸１４は、モータ１１により回転駆動力を付与されたスピンドル１３および成型工具１５が回転中心軸Ｏ周りに回転運動するとき、歳差運動する。
【００２０】
シリンダ１２は、座台１６から立設されたコラム１７に支持されており、シリンダ１２の作用によりスピンドル１３が昇降可能に、スピンドル１３を保持する。シリンダ１２は、その伸長収縮作用により、成型工具１５に保持された成型軸１４を、スピンドル１３および成型工具１５とともに昇降させ、成型軸１４と鋲頭３との間の距離を調整する。
【００２１】
リベッティングマシン１０によるかしめ加工に使用されるアルミリベット１は、図４で説明した構成と同様に、軸部２と、軸部２の基端に形成され軸部２の外径に対して大なる径を有する鋲頭３とを備える。座台１６上には、テーブル１８が設置されている。かしめ加工される対象物であるワーク２０は、テーブル１８上に搭載される。
【００２２】
テーブル１８上に搭載されたワーク２０にアルミリベット１を押し当てた後に、アルミリベット１の上端の鋲頭３に成型軸１４の先端部を接触させる。成型軸１４が鋲頭３に接触した状態で、シリンダ１２の伸長作用によりスピンドル１３をさらに下降させる。このとき、成型軸１４は歳差運動を行なう。成型軸１４が回転軸の方向を変えながら回転することで、アルミリベット１がワーク２０に向かって下方へ押圧され、最終的にアルミリベット１はワーク２０に固定される。このようにして、アルミリベット１を使用したワーク２０のかしめ加工が行なわれる。
【００２３】
なお、ワーク２０は、図４および図５に示す二枚の板材であってもよいが、これに限られるものではなく、アルミリベット１を使用してかしめ加工される任意の対象物をワーク２０として用いることが可能である。
【００２４】
本実施の形態のリベッティングマシン１０はさらに、ミスト発生器２４を備える。ミスト発生器２４は、コラム１７に装着されている。ミスト発生器２４は、コラム１７に対し成型軸１４と反対側に配置されている。ミスト発生器２４は、その内部にタンク２２を含む。タンク２２の内部には、たとえばエタノールなどの、揮発性液２３が充填されている。ミスト発生器２４は、揮発性液２３を供給するタンク２２を含む。
【００２５】
ミスト発生器２４は、伝送路２１を介して伝達された後述するミスト制御部からの制御信号を受けて、揮発性液２３のミストを生成させる。たとえばベンチュリ管を利用したミスト発生器、超音波式のミスト発生器など、任意の公知のミスト発生器が、ミスト発生器２４として適用されてもよい。ミスト発生器２４で生成された揮発性液２３のミストは、チューブ２５を経由して、吐出口２６へと移送され、吐出口２６より噴射される。噴霧状に噴出されたミストがアルミリベット１の鋲頭３に塗布されるように、吐出口２６は配置されている。チューブ２５および吐出口２６は、ミスト発生器２４で発生した揮発性液２３のミストを移送し、鋲頭３の表面に供給する、供給部に含まれる。
【００２６】
図２は、リベッティングマシン１０の動作を制御する制御系の構成の概略を示すブロック図である。図２に示す制御系は、リベッティングマシン１０の本体の動作を制御する加工制御部１９と、ミスト発生器２４の動作を制御するミスト制御部２９とを備える。加工制御部１９は、モータ１１およびシリンダ１２に制御信号を伝達することにより、成型軸１４の歳差運動の開始および停止、ならびに、成型軸１４とアルミリベット１との相対位置を制御する。
【００２７】
ミスト制御部２９は、加工制御部１９から制御信号を受け取り、ミスト発生器２４における揮発性液２３のミストの発生開始および停止を制御する。ミスト制御部２９は、ミスト発生器２４の動作を制御する、制御部としての機能を有する。ミスト制御部２９は、図１に図示されていないセンサ２８から、揮発性液２３のミストの発生状況、成型軸１４の回転状態および位置などの、リベッティングマシン１０の種々の運転状態に関する信号を受け取り、リベッティングマシン１０の運転状態をミスト発生器２４の制御にフィードバックする。
【００２８】
以上の構成を備えるリベッティングマシン１０の動作について説明する。図３は、リベッティングマシン１０の動作の概要を示す流れ図である。図３を参照して、アルミ製リベットを本実施の形態のリベッティングマシン１０にて加工する工程について説明する。リベッティングマシン１０の加工信号をミスト発生器２４の制御信号に変換することにより、ミスト発生器２４のＯＮ／ＯＦＦ制御を行なう。
【００２９】
具体的には、まずステップ（Ｓ１）において、リベッティングマシン１０を使用したアルミリベット１のかしめ加工を開始する。具体的には、加工制御部１９からモータ１１およびシリンダ１２へ制御信号を転送することにより、リベッティングマシン１０は、モータ１１の回転運動およびシリンダ１２の伸長運動を開始する。
【００３０】
次にステップ（Ｓ２）において、リベッティングマシン１０の加工開始時の信号を受けて、ミスト制御部２９は、ミスト発生器２４に揮発性液２３のミストを発生させる。
【００３１】
たとえば、加工制御部１９からモータ１１への回転開始を指令する信号や、加工制御部１９からシリンダ１２への伸長運動開始を指令する信号を、加工制御部１９からミスト制御部２９へも転送することで、ミスト制御部２９がミスト発生器２４へミスト発生開始を指令する信号を転送してもよい。
【００３２】
またたとえば、成型軸１４または成型工具１５の高さ方向の位置をセンサ２８により検出して、成型軸１４の先端がアルミリベット１の鋲頭３に接触する前に揮発性液２３のミストが吐出口２６から鋲頭３へ供給されるように、ミスト制御部２９がミスト発生器２４へミスト発生開始を指令する信号を転送してもよい。
【００３３】
次にステップ（Ｓ３）において、アルミリベット１のかしめ加工を終了する。具体的には、たとえば成型軸１４の位置を検出することにより、アルミリベット１を用いたワーク２０の接合が完了したと判断したとき、加工制御部１９はモータ１１の回転運動を停止させ、成型軸１４が上方へ移動するようにシリンダ１２を収縮させる。
【００３４】
次にステップ（Ｓ４）において、リベッティングマシン１０の加工終了の信号を受けて、ミスト制御部２９は、ミスト発生器２４のミストの発生を停止させる。たとえば、成型軸１４が鋲頭３から離れた所定の高さにまで上昇したことをセンサ２８で検出することにより、ミスト発生器２４にミストの発生を停止させてもよい。
【００３５】
以上説明した本実施の形態のリベッティングマシン１０によれば、リベッティングマシン１０を使用したアルミリベット１のかしめ加工中に、吐出口２６より、エタノールなどの揮発性液２３を鋲頭３に塗布することができる。鋲頭３表面と成型軸１４との接触面に生じる温度上昇を軽減するための冷却媒体としての、ミスト状の揮発性液２３が鋲頭３に供給される。塗布された揮発性液２３により、リベッティングマシン１０におけるアルミリベット１の加工時に鋲頭３と成型軸１４との摩擦により成型軸１４と鋲頭３表面に生じる、焼き付きを抑制できる。
【００３６】
成型軸１４の焼き付きが抑制されることにより、成型軸１４を交換する頻度を低減できるので、成型軸１４の交換、清掃の手間を削減し、手数の削減効果を得ることができる。アルミリベット１の鋲頭３を冷却しながらかしめ加工を行なうことにより、かしめ加工後の製品の品質向上を達成することもできる。
【００３７】
また、エタノールに代表される揮発性液２３が自動的に霧状にされ、潤滑および冷却用の媒体として使用されている。一般的に冷却に用いられる潤滑油と異なり、揮発性液２３は大気条件下で揮発するため、液体状の揮発性液２３が鋲頭３に残存することはない。ミスト状の揮発性液２３が鋲頭３に塗布されるので、鋲頭３表面からの揮発性液２３の揮発をより容易にしている。鋲頭３への揮発性液２３の残留がないため、加工後に鋲頭３から潤滑油を除去するクリーニング処理を省略でき、清掃などの人手作業を省略化することができる。
【００３８】
本実施の形態のリベッティングマシン１０では、特にアルミニウム製のリベットが使用されて、ワーク２０のかしめ加工が行なわれる。アルミリベット１は、柔らかい材質で形成されているために、鉄鋼材料などの他の材料製のリベットに比較して、かしめ加工に必要な力が小さい。加工力の大きな他の材料製のリベットを使用する場合、揮発性液２３を冷却媒体として使用すると冷却能が不十分である場合が考えられる。これに対し、本実施の形態では、比較的小さな荷重を負荷して容易にかしめ加工が可能なアルミリベット１が用いられている。そのため、揮発性液２３を冷却媒体として使用しても、十分な冷却効果を得ることができる。
【００３９】
成型軸１４の交換頻度を低減し、またかしめ加工後に鋲頭３のクリーニング処理を省略できるので、リベッティングマシン１０を含む製造ラインの自動化において、従来必要であった附帯設備を省略することができる。具体的には、図６を参照して説明した、成型軸１４の交換装置１１５、成型軸１４の供給装置１１４、加工後の鋲頭３表面に残留している潤滑油を除去するためのクリーニング装置１１６などの、附帯設備を省略することができる。したがって、リベッティングマシン１０を含む自動化設備のコスト低減、省スペース化、人件費の低減など、顕著な経済的な効果を得ることができる。
【００４０】
以上のように本発明の実施の形態について説明を行なったが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味、および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明のリベッティングマシンは、電池、自動車など、アルミリベット材を使用したかしめ加工全般について、特に有利に適用され得る。
【符号の説明】
【００４２】
１ アルミリベット、２ 軸部、３ 鋲頭、４，５ 板材、１０ リベッティングマシン、１４ 成型軸、２０ ワーク、２１ 伝送路、２２ タンク、２３ 揮発性液、２４ ミスト発生器、２５ チューブ、２６ 吐出口、２９ ミスト制御部、１１２ 搬入装置、１１３ 排出装置、１１４ 供給装置、１１５ 交換装置、１１６ クリーニング装置。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な回転部と、前記回転部と一体回転可能に前記回転部に装着された成型軸とを備え、鋲頭と軸部とを有するアルミリベットの前記鋲頭に接触した状態で前記成型軸が回転することで前記アルミリベットを対象物に固定する、リベッティングマシンにおいて、
揮発性液のミストを発生させるミスト発生器と、
前記ミスト発生器で発生したミストを前記鋲頭に供給する供給部と、
前記ミスト発生器の動作を制御する制御部と、をさらに備える、リベッティングマシン。
【請求項２】
前記成型軸を昇降させるシリンダと、
前記シリンダを支持するコラムとをさらに備え、
前記ミスト発生器は、前記コラムに対し前記成型軸と反対側において、前記コラムに装着されており、
前記供給部は、チューブと吐出口とを含み、
前記ミスト発生器で発生したミストは、前記チューブを経由して、前記吐出口から噴霧状に射出されて前記鋲頭へ供給される、請求項１に記載のリベッティングマシン。
【請求項１】
回転可能な回転部と、前記回転部と一体回転可能に前記回転部に装着された成型軸とを備え、鋲頭と軸部とを有するアルミリベットの前記鋲頭に接触した状態で前記成型軸が回転することで前記アルミリベットを対象物に固定する、リベッティングマシンにおいて、
揮発性液のミストを発生させるミスト発生器と、
前記ミスト発生器で発生したミストを前記鋲頭に供給する供給部と、
前記ミスト発生器の動作を制御する制御部と、をさらに備える、リベッティングマシン。
【請求項２】
前記成型軸を昇降させるシリンダと、
前記シリンダを支持するコラムとをさらに備え、
前記ミスト発生器は、前記コラムに対し前記成型軸と反対側において、前記コラムに装着されており、
前記供給部は、チューブと吐出口とを含み、
前記ミスト発生器で発生したミストは、前記チューブを経由して、前記吐出口から噴霧状に射出されて前記鋲頭へ供給される、請求項１に記載のリベッティングマシン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−６２７０９（Ｐ２０１１−６２７０９Ａ）
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２１３３３２（Ｐ２００９−２１３３３２）
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（５０１１３７６３６）東芝三菱電機産業システム株式会社 (904)
【公開日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月１５日（２００９．９．１５）
【出願人】（５０１１３７６３６）東芝三菱電機産業システム株式会社 (904)
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