JP2004188558A

JP2004188558A - ブラインドナット等のナット型固着具締結装置

Info

Publication number: JP2004188558A
Application number: JP2002361899A
Authority: JP
Inventors: Sukeyuki Yamada; 祐之山田
Original assignee: Nippon Pop Rivets and Fasteners Ltd
Current assignee: Nippon Pop Rivets and Fasteners Ltd
Priority date: 2002-12-13
Filing date: 2002-12-13
Publication date: 2004-07-08
Also published as: US20040168289A1; TW200505623A; DE60305424D1; ES2263899T3; DE60305424T2; EP1428626A1; EP1428626B1; CN1513642A; US6907649B2; ATE327082T1; TWI300732B; CN100343024C

Abstract

【課題】被取付部材の板厚のばらつきがあっても、１つの調整で適正にブラインドナット等のナット型固着具を被取付部材に締結できる締結装置を提供する。
【解決手段】ブラインドナット等を被取付部材に締結する締結装置１は、マンドレル７を軸方向に引込む油圧ピストン１５を有し、油圧シリンダ１７に圧油を供給する油圧部２２にはエアピストン２６に連結されたラム２５が進退可能に設けられ、エアシリンダ２７に圧縮空気が供給されると油圧ピストン１５がマンドレル７を引込ませてマンドレルに螺合した固着具を被取付部材に締結する。エアシリンダ２７には、圧縮空気の空気圧を設定することができる空気圧設定バルブ３３が設けられ、エアシリンダの空気圧が設定空気圧に達したときエアシリンダの圧縮空気を完了バルブ作動手段１１に送って完了バルブ１０を動作させてエアピストン２６の移動を停止し、マンドレル７の引込みを停止する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一側にフランジ又は大径部が形成され内側に雌ねじが形成された中空の管状体で成るブラインドナットやプレスナット等のナット型固着具をパネル等の被取付部材に締結する締結装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一端にフランジが形成され内側に雌ねじが形成された中空の管状体で成り、金属等の塑性変形可能な材料で形成され、締結装置を用いて、被取付部材の取付穴に管状部をフランジが被取付部材に接面するまで挿入して管状部の一部を座屈変形し、該座屈変形部分とフランジとの間に被取付部材を挟持することによって被取付部材に固定できるブラインドナットは、例えば、実開昭５８−１８６２０８号公報（特許文献１、特に、図２Ｂ参照）等によってよく知られている。ブラインドナットは、作業が一方向から行えるので、裏側へ手の届かない部材、例えば大きなパネル等の被取付部材にナットを締結するのに便利である。被取付部材に締結されたブラインドナットには、ボルトを螺入することができ、ボルトの螺入によって、他の部材を被取付部材に取付けることができる。ブラインドナットとは別のナット型固着具として、押込みナットすなわちプレスナットが知られている。プレスナットは、例えば、実開昭６３−３５８０９号公報（特許文献２）に開示され、通常のナット本体の一側に、被取付部材の取付穴に挿入する挿入部が設けられ、この挿入部を取付穴に強く挿入して被取付部材に固定する。
【０００３】
ブラインドナットを被取付部材に締結するには、ブラインドナット締結装置が用いられる。従来のブラインドナット締結装置は、例えば、特開昭５１−１４２１７１号公報（特許文献３）、特開昭６３−５２９７４号公報（特許文献４：特公平４−７８９号公報）、実開平１−８４８４２号公報（特許文献５：実公平３−３５４６４号公報）及び特表２００１−５１０７３３号公報（特許文献６）等に開示されている。これらの従来のブラインドナット締結装置は、それぞれ、詳細な構成は異なっているが、空気圧とその空気圧を増圧する油圧を利用するものである。これらのブラインドナット締結装置の基本的な構成は、ブラインドナットの雌ねじに螺合する雄ねじが形成されたマンドレルがノーズ先端に設けられ、このマンドレルを軸方向に引込む油圧作動の油圧ピストンを有し、油圧ピストンを収容した油圧シリンダにはハンドル部分の油圧部から圧油が供給されるようになっており、油圧部にはエアピストンに連結されたラムが進退可能に設けられ、ラムは、ハンドルに形成されたエアシリンダに収容されたエアピストンによって移動する構成にされ、トリガを操作するとエアシリンダに圧縮空気が供給されてエアピストンをラムが油圧部に進入するように移動させ、油圧部から圧油が油圧シリンダに供給されて油圧ピストンがマンドレルを引込むように移動し、該マンドレルに螺合したブラインドナットを被取付部材に締結する。
【０００４】
【特許文献１】
実開昭５８−１８６２０８号公報
【特許文献２】
実開昭６３−３５８０９号公報
【特許文献３】
特開昭５１−１４２１７１号公報
【特許文献４】
特開昭６３−５２９７４号公報
【特許文献５】
実開平１−８４８４２号公報
【特許文献６】
特表２００１−５１０７３３号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献３〜６に記載のブラインドナット締結装置は、外部から圧縮空気圧を供給してトリガを操作するとマンドレルに螺合したブラインドナットがパネル等の被取付部材に一定の固着力で締結されるので好ましい。これらブラインドナット締結装置を含む従来のブラインドナット締結装置では、被取付部材の厚さが違うものにブラインドナットを締結する場合において、マンドレルの引込み長さ（ストローク）を変えることによって対応している。例えば、被取付部材が薄いパネルから厚いパネル（あるいは重ね合せパネル）に変る場合、マンドレルの引込み長さ（ストローク）は短くて済むので、マンドレルのストロークを短くするように調整している。このようなストロークを調整して締結力を管理する締結装置では、被取付部材の板厚のばらつきが大きいもの（例えば、ＦＲＰ＝繊維強化プラスチック）にブラインドナットを締結する場合、その板厚の変化に応じてその都度マンドレルのストロークを設定し直さないと、適正な締結力が得られなかった。
【０００６】
従って、本発明の目的は、被取付部材の板厚のばらつきがあっても、１つの調整で適正にブラインドナット等のナット型固着具を被取付部材に締結できる締結装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するため、本発明は、一側にフランジ又は大径部が形成され内側に雌ねじが形成された中空の管状体で成るブラインドナット等のナット型固着具を被取付部材に締結する固着具締結装置であって、固着具の雌ねじに螺合するマンドレルを軸方向に引込む油圧ピストンを有し、油圧ピストンを収容した油圧シリンダに圧油を供給する油圧部には、エアピストンに連結されたラムが進退可能に設けられ、エアピストンはエアシリンダに収容されており、トリガを操作するとエアシリンダに圧縮空気が供給されてエアピストンをラムが油圧部に進入するように移動させ、該油圧部から圧油が油圧シリンダに供給されて油圧ピストンがマンドレルを引込むように移動して該マンドレルに螺合した固着具を被取付部材に締結する、固着具締結装置を提供する。本発明の固着具締結装置は、エアピストンに加わるエアシリンダ内の圧縮空気の空気圧を設定することができる空気圧設定バルブと、油圧ピストンの移動を停止するためにエアシリンダの圧縮空気を排出するように動作する完了バルブと、該完了バルブの動作を有効にする完了バルブ作動手段とを備え、該空気圧設定バルブは、エアシリンダの空気圧が設定空気圧に達したときエアシリンダの圧縮空気を完了バルブ作動手段に送って完了バルブを作動させるように構成され、該設定空気圧において油圧ピストンの移動を停止してマンドレルの軸方向の引込みを停止することを特徴とする。
【０００８】
上記固着具締結装置によれば、空気圧設定バルブは、エアシリンダの空気圧が設定空気圧に達したときエアシリンダの圧縮空気を完了バルブ作動手段に送って完了バルブを作動させて油圧ピストンの移動を停止してマンドレルの軸方向の引込みを停止するので、マンドレルのストロークの調整を不要にするとともに、被取付部材の板厚の違いにかかわらず、マンドレルの引き力を一定のレベルに維持できるので、被取付部材の板厚のばらつきがあっても、その被取付部材への締結力に対応する空気圧を１度設定する（すなわち１回調整する）だけで適正にブラインドナット等の固着具を被取付部材に締結でき、マンドレルの引き力はそのまま締結力となり、締結力を一定の高いレベルに維持でき、更に、調整はラム又は油圧部の油圧の調整ではなく、エアシリンダの空気圧の調整でよいので、調整が容易であり且つ調整機構の構造も簡単になる。
【０００９】
上記固着具締結装置において、空気圧設定バルブは、バルブエレメントと、エアシリンダに連結された入口を有し、バルブエレメントを収容するバルブハウジングと、バルブエレメントを一定のばね力で入口に押圧して圧縮空気の放出を阻止するばねと、該ばねを保持するようにバルブハウジングに取付けられ且つ圧縮空気を放出する出口を有するばねホルダーとを包含し、ばねホルダーはばねの押圧力を変化できるようにバルブハウジングに取付けられて、ばねの押圧力によって空気圧を設定できるように構成される。
【００１０】
また、完了バルブ作動手段は設定バルブからの圧縮空気を受けるシリンダと該圧縮空気によって完了バルブを動作位置に押圧する完了バルブ作動ピストンとから構成され、空気圧設定バルブには、完了バルブ作動手段の動作後に完了バルブ作動手段のシリンダに残留する圧縮空気をエアシリンダに排出して完了バルブ作動ピストンを初期位置に戻すためのチェックバルブが並列に連結されている。
【００１１】
更に、ナット型固着具をマンドレルに装着するように該マンドレルを軸心回りに正回転し、該螺合した固着具を外すように逆回転するエアモータを含み、完了バルブは、初期位置にあるときエアモータを正回転することができ、前記動作位置にあるときエアモータを逆回転することができ、エアピストンへの空気圧が設定空気圧に達すると、完了バルブが動作位置に切換えられてエアモータを逆回転させ、マンドレルに螺合した固着具を外すように構成される。なお、ナット型固着具には、ブラインドナットやプレスナットが含まれる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。図１は、本発明を実施したブラインドナット等のナット型固着具の締結装置の一例を示す概略断面図である。締結装置１は、細長いツールハウジング２と、ツールハウジング２を手持ちできるようにツールハウジング２の中間部分から交差して延びるハンドル３と、ハンドル３の下部に設けたエアシリンダ部５とを備えている。締結装置１には、例えば、ハンドル３にホース（図示せず）が連結されてコンプレッサ等から圧縮空気が供給される。図示のように、ツールハウジング２の先端のノーズ６から、ブラインドナット等の雌ねじに螺合する雄ねじが形成されたマンドレル７が延び出ている。マンドレル７は、ツールハウジング２内をノーズ６から後端側のエアモータ９に延びる回転ロッド１０に連結されていて、駆動手段としてのエアモータ９によって軸心回りに回転することができる。エアモータ９は、圧縮空気の供給により、固着具がマンドレル７に螺合して装着されるようにマンドレル７を軸心回りに正回転したり、螺合した固着具をマンドレル７から外すようにマンドレル７を逆回転したりする。エアモータ９には、正回転と逆回転とを切換える完了バルブ１１を通して圧縮空気が供給される。完了バルブ１１はエアモータ９を正回転させる初期位置と逆回転させる動作位置とをとり、通常時は初期位置にある。ブラインドナット等の固着具をマンドレル７に押付けてマンドレル７をノーズ６内に押込むと、初期位置にある完了バルブ１１を通してエアモータ９に圧縮空気が送られ、マンドレル７を正回転させて固着具を螺合する。マンドレル７は固着具に螺入するにつれて固着具がノーズ端面に当接しマンドレル７をノーズ６から出るように戻す。マンドレル７がノーズ６から延び出た位置に戻ると、エアモータ９への圧縮空気の供給が停止し、マンドレル７に固着具が螺合した状態で、エアモータ９は一旦停止する。完了バルブ１１は、トリガを引いた締結装置の動作中において、完了バルブ作動手段１３によって初期位置から動作位置に切換えられる。完了バルブ作動手段１３は、後述の空気圧設定バルブ３３からの圧縮空気を受けるシリンダ１３Ａと、その圧縮空気によってばね１３Ｂの力に抗して完了バルブ１１を動作位置に押圧する完了バルブ作動ピストン１３Ｃとから構成される。完了バルブ作動ピストン１３Ｃが完了バルブ１１を動作位置に切換えると、完了バルブ１１はエアモータ９に逆回転方向に圧縮空気を送って、回転ロッド１０を逆転させてマンドレル７に螺合した固着具を外し、更に、後述のエアシリンダ２７への圧縮空気の供給も停止する。
【００１３】
ツールハウジング２には、マンドレル７に連結された回転ロッド１０の軸心回りの回転を阻害せずに、回転ロッド１０を軸方向に後方側に引いてロッド先端のマンドレル７をツールハウジング２のノーズ６の方向に引込む油圧作動機構１４が設けられている。油圧作動機構１４は、内側に回転ロッド１０を回転を阻害しないように収容する中空の油圧ピストン１５と、油圧ピストン１５を後方側に移動可能に収容する油圧シリンダ１７と、油圧ピストン１５からノーズ６の側に一体に延びて内側に回転ロッド１０を回転を阻害しないように収容する中空の引きロッド１８とから構成される。引きロッド１８は、回転ロッド１０の先端側の大径部分を囲むようにして回転ロッド１０に連結され、回転ロッド１０を軸方向に後方側に引き、回転ロッド１０に連結されたマンドレル７をツールハウジング２のノーズ６に引込む。油圧ピストン１５のノーズ６側の油圧シリンダ１７の油圧室１９には作動油が満たされる。油圧室１９に圧油が導入されると油圧ピストン１５がツールハウジング２内を後端部に向けて移動する。油圧ピストン１５と油圧シリンダ１７の後壁部との間に設けたスプリング２１によって、油圧室１９への圧油の導入が解除されたとき油圧ピストン１５をツールハウジング２の先端方向に押し戻す。
【００１４】
油圧室１９へ導入する圧油は、ハンドル３の内側の油圧部２２から通路２３を通して供給される。油圧部２２は、ハンドル３の長手方向に延びて作動油を収容する円筒空洞すなわちシリンダとして形成されている。油圧部２２の下部には棒状のラム２５が、シリンダ形状の油圧部２２の長手方向に進退可能に配置され、ラム２５が油圧部２２に進入すると中の作動油が加圧されて圧油となって、通路２３を通って油圧シリンダ１７の油圧室１９に供給される。ラム２５は、ハンドル３の下部に設けられたエアシリンダ部５に収容されたエアピストン２６のピストンロッドでもあり、エアピストン２６の上下動によってラム２５が油圧部２２内を上下動する。エアピストン２６は、エアシリンダ部５の内側に形成されたエアシリンダ２７内を上下動する。エアシリンダ２７は円筒形状の大径の室に形成され、油圧部２２でラム２５に加わる油圧に対抗できる空圧がエアピストン２６に加えられるように、大きな受圧面積をもつエアピストン２６を得ている。エアシリンダ２７の下端には圧縮空気の入口２９が設けられ、圧縮空気がエアピストン２６の下面側のエアシリンダ２７の室に供給される。図示のように、圧縮空気は減圧バルブ３０を通って導入される。減圧バルブ３０は、過大な圧縮空気が供給されたとき、リリーフバルブとして動作して装置の破損を防止する。また、後述のように、減圧バルブ３０は、調整可能になっていて、エアピストンに加わる圧縮空気の最大空気圧を設定できる。最大空気圧を適正に設定することによって固着具への過大な締結力に伴う破損も防止する。ハンドル３には、トリガ３１によって制御される制御バルブ（図示せず）が設けられ、トリガ３１を引くと、コンプレッサからの圧縮空気がエアシリンダ２７に導入される。トリガ３１をはなすと、圧縮空気の供給は停止する。かかる制御バルブの構造は周知であり、例えば、特許文献３〜６等にも記載されているので、詳細な説明を省略する。
【００１５】
圧縮空気から圧油を得て、油圧ピストン１５を動作させてマンドレル７をツールハウジング２の後方に引く作用を説明する。圧縮空気がエアシリンダ２７に入口２９から供給されると、エアピストン２６の下面に圧縮空気が作用して、エアピストン２６を上動させる。これによって、ラム２５が油圧部２２の中を上動して油圧部２２内の作動油を加圧し、その圧油が通路２３を通って、油圧シリンダ１７の油圧室１９に導入される。油圧室１９の圧油は、油圧ピストン１５をツールハウジング２内で後方に移動させるように作用し、油圧ピストン１５に連結された引きロッド１８が後方に移動して、その移動によって、回転ロッド１０及びマンドレル７が後方に移動する。マンドレル７の引き力は、引きロッド１８に連結された油圧ピストン１５の引き力であり、油圧ピストン１５にかかる油圧とその受圧面積の積である。油圧ピストン１５にかかる油圧は、油圧部２２内でラム２５の上動によって得られるものであり、ラム２５はエアピストン２６に直結されているので、エアピストン２６に加わる空気圧に比例する。
すなわち、マンドレルの引き力＝油圧×油圧ピストンの受圧面積であり、
油圧＝エアピストンの空気圧×［エアピストンの受圧面積／ラムの受圧面積］
＝エアピストンの空気圧×増圧比である。
ここで、エアピストンの受圧面積とラムの受圧面積と油圧ピストンの受圧面積とは、１つの締結装置では一定であるから、マンドレル７の引き力は、エアピストン２６にかかる空気圧に比例することが分かる。
【００１６】
本発明においては、マンドレル７の引き力すなわち締結力を所望の一定のレベルに維持して、ブラインドナット等のナット型固着具の締結を適正にする。そのため、マンドレル７の引き力に比例するエアピストン２６に加わる空気圧を調整する手段３３がエアシリンダ２７に設けられる。すなわち、エアシリンダ２７には、エアピストン２６に加わる圧縮空気の空気圧を設定することができる空気圧設定バルブ３３が設けられる。この空気圧設定バルブ３３は、エアシリンダ部５に直接取付けられてもよく、エアシリンダ２７から通路を通して例えばハンドル３に設けてもよく、更には、エアシリンダ２７からホースを延ばして締結装置１の外部に設けることもできる。空気圧設定バルブ２２は、設定空気圧以上の圧縮空気がエアシリンダ２７に蓄積したとき、その圧縮空気を完了バルブ作動手段１３のシリンダ１３Ａに送って完了バルブ作動ピストン１３Ｃを駆動させて、完了バルブ１１を動作位置に切換える。完了バルブ１１が動作位置に切換えられると、エアシリンダ２７への圧縮空気の供給が停止するとともに、（トリガ３１を引いている状態で）エアモータ９へ逆回転する方向に圧縮空気が供給される。エアシリンダ２７への圧縮空気の供給が停止するのでエアピストン２６の移動が停止する。従って、設定空気圧においてラム２５が油圧部２２に進行するのを停止し、圧油の供給が停止するので油圧ピストン１５の後方移動が停止し、引きロッド１８の後方移動が停止してマンドレル７の軸方向の引込みを停止する。これによって、マンドレル７の引き力は、設定空気圧によって求めたレベルに維持され、マンドレルの引き力すなわち締結力を一定の所望レベルに維持できるので、被取付部材の板厚のばらつきがあっても、適正にブラインドナット等の固着具を被取付部材に締結でき、その被取付部材への締結力に対応する空気圧を１度設定する（すなわち１回調整する）だけで適正にブラインドナット等の固着具を被取付部材に締結でき、マンドレルのストロークの調整を不要にし、更に、調整はラム又は油圧部の油圧の調整ではなく、エアシリンダの空気圧の調整でよいので、調整が容易であり且つ調整機構の構造も簡単になる。
【００１７】
空気圧設定バルブ３３の詳細について、図２及び図３も参照して説明する。空気圧設定バルブ３３は、バルブエレメント３４と、エアシリンダ２７に連結された入口３５を有し、バルブエレメント３４を収容するバルブハウジング３７と、バルブエレメント３４を一定のばね力で入口３５に押圧して圧縮空気の放出を阻止するばね３８と、ばね３８を保持するようにバルブハウジング３７に取付けられ且つ圧縮空気を放出する出口３９を有するばねホルダー４１とを包含する。ばねホルダー４１は、ばね３８の押圧力を変化できるように、例えば、ねじ止め等によってバルブハウジング３７に取付けられており、ばね３８の押圧力を設定することによってエアシリンダ２７の空気圧を設定することができる。ばねホルダー４１にはロックナット４２が螺着されていて設定をロックできる。図１及び図２のバルブエレメント３４は、ばね３８によって入口３５に密着しており、入口３５に加わる圧縮空気の放出を阻止している。図３では、バルブエレメント３４は、入口３５に加わる圧縮空気の圧力が高く、ばね３８の押圧力を越えているので、入口３５から離れて、バルブエレメント３４の回りの隙間を通って出口３９から高い圧力の圧縮空気が放出される。
【００１８】
また、図１に図示のように、空気圧設定バルブ３３の入口３５と出口３９とには空気圧設定バルブ３３と並列にチェックバルブ４３が連結されている。チェックバルブ４３は、完了バルブ作動手段の動作が終わった後に、シリンダ１３Ａに残留する圧縮空気をエアシリンダ２７に排出するものであり、完了バルブ作動ピストン１３Ｃをばね１３Ｂの力によって初期位置に戻すのに役立つ。
【００１９】
そして、空気圧設定バルブ３３の出口３９から放出される圧縮空気は、完了バルブ作動手段１３に送られている。エアシリンダ２７の空気圧が設定された空気圧に達すると、エアシリンダ２７の圧縮空気が空気圧設定バルブ３３から完了バルブ作動手段１３に送られ、完了バルブ作動手段１３は完了バルブ１１に作用してエアモータ９を逆回転させて、マンドレル７を逆回転させる。上記のように、設定した空気圧に達したとき、マンドレル７の引込みは停止してブラインドナット等の固着具は被取付部材に締結され終えている。マンドレル７の逆回転によって被取付部材に締結されたブラインドナット等の固着具からマンドレル７の螺合をはずすことができる。
【００２０】
更に、減圧バルブ３０は調整可能な減圧弁で形成され、固着具への過大な締結力に伴う破損を防止する。例えば、空気圧設定バルブ３３の動作がばね３８の応答速度等によって遅れた場合、設定した空気圧より高い空気圧がエアシリンダ２７に蓄積して、マンドレル７には過大な引き力が作用する惧れがある。締結するブラインドナット等の固着具の強度が低いものである場合、過大な締結力に伴って固着具が破損する惧れがある。その破損を防止するため、減圧バルブ３０は、空気圧設定バルブ３３で設定される空気圧より若干高い空気圧に設定することができるように調整可能になっている。減圧バルブ３０はエアシリンダ２７の最大空気圧を設定することができ、空気圧設定バルブ３３で設定した空気圧より若干高いレベルまではマンドレル７を引くように作用するが、最大空気圧レベルを越える空気圧はエアシリンダ２７から放出するように作用する。なお、締結装置への圧縮空気の供給部での減圧は、例えば、エアモータ９の出力を低下するので好まくない。
【００２１】
いま、ブラインドナットを被取付部材に締結するものとして、締結装置１の動作の概略を説明する。ブラインドナットは、中空の雌ねじ部と、雌ねじ部から続く中空の管状部と、管状部の端部に形成され開口を有するフランジとを有する塑性変形可能な金属材料等の一体品で成り、被取付部材の取付穴に管状部を挿入してフランジと反対側にある管状部の一部を膨出変形し、膨出変形部分とフランジとの間に被取付部材を挟持することによって、被取付部材に締結する。その様子は特許文献１の例えば図２Ｂに示されている。締結装置１を用いて、ブラインドナットを締結するには、トリガ３１を引く前にブラインドナットをマンドレル７に取付けることを行う。これは、ブラインドナットをマンドレル７にあてがってマンドレル７をノーズ６に押込めばよい。マンドレル７がノーズ６内に押込まれると、初期位置にある完了バルブ１１を通してエアモータ９に圧縮空気が送られてマンドレル７を正回転させ固着具をマンドレル７に螺合する。マンドレル７は固着具に螺入するにつれて固着具がノーズ端面に当接しその後はマンドレル７をノーズ６から出るように戻す。マンドレル７がノーズ６から延び出た位置に戻ると、エアモータ９への圧縮空気の供給が停止し、マンドレル７に固着具が螺合した状態で、エアモータ９は停止する。
【００２２】
次に、作業者は、パネル等の被取付部材の取付穴にブラインドナットの管状部を挿入してフランジを被取付部材に接面させてトリガ３１を引く。これによってハンドル３の制御バルブ（図示せず）と減圧バルブ３０を通して圧縮空気がエアシリンダ２７に供給され、エアピストン２６を上動させる。エアピストン２６の上動によってラム２５が油圧部２２を上動し、圧油が油圧シリンダ１７の油圧室１９に供給され、油圧ピストン１５が後方に移動させられる。油圧ピストン１５の後方移動によって、引きロッド１８を介してマンドレル７が引込まれ、マンドレル７に取付けられたブラインドナットの管状部の雌ねじ部分がマンドレル７とともに強力に引込まれる。この引込みによって、ブラインドナットの管状部の一部が膨出するように変形させられ、膨出変形部分とフランジとで被取付部材を挟持し、これによって、ブラインドナットが被取付部材に締結される。従来の締結装置では、マンドレル７の引込み長さすなわちストロークが定められていたが、本発明では、マンドレルの引き力は、既述のように、空気圧設定バルブ３３で設定した空気圧によって定められている。ブラインドナットが締結されて設定空気圧に到達すると、マンドレル７の移動が停止し、マンドレル７が逆転して、締結装置は、被取付部材に締結されたブラインドナットから外すことができ、トリガをはなすことによって、締結装置１は動作を停止し、エアシリンダ２７の圧縮空気は大気へ放出されて、エアピストン２６及びラム２５は下死点の初期位置に復帰する。
【００２３】
図４は、従来のストロークを調整する形式の締結装置を用いて、ブラインドナット４５を被取付部材に締結した様子を示す。左側のブラインドナット４５は、２枚の被取付部材４６、４７に適正に締結されている。しかし、右側のブラインドナット４５は、被取付部材４６だけであって、全体厚さが薄くなってしまったために、ブラインドナット４５の膨出変形部分４９の形成が適正ではなく、締結力が低くなっている。図５は、本発明による締結装置１を用いて、ブラインドナット４５を被取付部材に締結した様子を示す。左側のブラインドナット４５は２枚の被取付部材４６、４７に適正に締結されている。そして、右側のブラインドナット４５も、被取付部材４６だけであって全体厚さが薄くなっているにもかかわらず、ブラインドナット４５の膨出変形部分５０の形成は適正であり、高い締結力を得ている。これは、ブラインドナットが固定されたマンドレル７の引き力が、空気圧設定バルブ３３で設定した空気圧によって適正に定められているからである。
【００２４】
図６〜図８は、本発明の締結装置を用いてプレスナット５１を被取付部材５３に締結する手順を示している。プレスナット５１を締結する場合は、図６に図示のように、ブラインドナットの締結と違って、締結装置１Ａのマンドレル７を被取付部材５３の取付穴に貫通させて、反対面にあるプレスナット５１を螺合させる。プレスナット５１は、挿入部５４をマンドレル７の側に向けてマンドレル７に位置決めして、マンドレル７をノーズ６Ａに押込むとエアモータが正回転してマンドレル７が正回転し、プレスナット５１がマンドレル７に螺合できる。挿入部５４が被取付部材５３に当接すると回転が停止する。そこでトリガを引くと、マンドレル７の引込みが始まり、図７に図示のように、挿入部５４が被取付部材５３の取付穴に食い込んでプレスナット５１が被取付部材５３に固着する。設定空気圧に達するとマンドレル７は引込みが停止し、マンドレル７が逆転して、被取付部材に締結されたプレスナットからマンドレル７を外すことができる（図８参照）。トリガをはなせば、締結装置の動作を停止できる。なお、通常、プレスナットは被取付部材の取付穴に押込みによって締結されるが、本発明の締結装置を用いる場合は、図示のように、被取付部材の取付穴にプレスナットを引込むことによって締結する。一般にプレスナットの締結には圧入力を適正にすることが要求され、本発明の締結装置を用いる場合、その圧入力はマンドレルの引き力そのものであるので、空気圧設定バルブの設定によってマンドレルの引き力を設定してプレスナットを適正に被取付部材に締結できる。このように、プレスナットを締結する場合には、締結装置１Ａのノーズ６Ａの先端には、被取付部材へ着座するプレート５５が取付けられるのが好ましい。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、板厚のばらつきが大きい被取付部材に対し１台の締結装置で且つ１回調整するだけでナット型固着具を適正に締結できる。本発明の締結装置は、空気圧設定バルブは、エアシリンダの空気圧が設定空気圧に達したときエアシリンダの圧縮空気を完了バルブ作動手段に送って完了バルブを作動させて油圧ピストンの移動を停止してマンドレルの軸方向の引込みを停止するので、マンドレルのストロークの調整を不要にするとともに、被取付部材の板厚の違いにかかわらず、マンドレルの引き力を一定のレベルに維持でき、被取付部材の板厚のばらつきがあっても、その被取付部材への締結力に対応する空気圧を１度設定する（すなわち１回調整する）だけで適正にブラインドナット等の固着具を被取付部材に締結でき、マンドレルの引き力はそのまま締結力となり、締結力を一定の高いレベルに維持でき、更に、調整はラム又は油圧部の油圧の調整でなく、エアシリンダの空気圧の調整でよいので、調整が容易であり且つ調整機構の構造も簡単になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る固着具締結装置の構成図である。
【図２】設定空気圧に達する前の、圧縮空気の放出を阻止した状態の空気圧設定バルブの断面図である。
【図３】圧縮空気を放出する状態の空気圧設定バルブの断面図である。
【図４】従来の固着具締結装置によって締結したブラインドナットを示す図である。
【図５】本発明の固着具締結装置によって締結したブラインドナットを示す図である。
【図６】本発明の固着具締結装置を用いてプレスナットを締結する場合のプレスナットをマンドレルに取付ける前の様子を示す図である。
【図７】図６のプレスナットが被取付部材に締結された様子を示す図である。
【図８】図７の締結装置をプレスナットから取外す様子を示す図である。
【符号の説明】
１、１Ａナット型固着具の締結装置
２ツールハウジング
３ハンドル
５エアシリンダ部
６ノーズ
７マンドレル
９エアモータ
１０回転ロッド
１１完了バルブ
１３完了バルブ作動手段
１４油圧作動機構
１５油圧ピストン
１７油圧シリンダ
１８引きロッド
１９油圧室
２１スプリング
２２油圧部
２３通路
２５ラム
２６エアピストン
２７エアシリンダ
２９入口
３０減圧バルブ
３１トリガ
３３空気圧設定バルブ
３４バルブエレメント
３５入口
３７バルブハウジング
３８ばね
３９出口
４１ばねホルダー
４２ロックナット
４３チェックバルブ
４５ブラインドナット
４６、４７被取付部材
４９、５０膨出変形部分
５１プレスナット
５３被取付部材
５４挿入部
５５プレート

Claims

一側にフランジ又は大径部が形成され内側に雌ねじが形成された中空の管状体で成るブラインドナット等のナット型固着具を被取付部材に締結する固着具締結装置であって、前記固着具の雌ねじに螺合するマンドレルを軸方向に引込む油圧ピストンを有し、前記油圧ピストンを収容した油圧シリンダに圧油を供給する油圧部には、エアピストンに連結されたラムが進退可能に設けられ、前記エアピストンはエアシリンダに収容されており、トリガを操作すると前記エアシリンダに圧縮空気が供給されて前記エアピストンを前記ラムが前記油圧部に進入するように移動させ、該油圧部から圧油が前記油圧シリンダに供給されて前記油圧ピストンが前記マンドレルを引込むように移動して該マンドレルに螺合した前記固着具を前記被取付部材に締結する、固着具締結装置において、
前記エアピストンに加わる前記エアシリンダ内の圧縮空気の空気圧を設定することができる空気圧設定バルブと、前記油圧ピストンの移動を停止するためにエアシリンダの圧縮空気を排出するように動作する完了バルブと、該完了バルブの動作を有効にする完了バルブ作動手段とを備え、該空気圧設定バルブは、前記エアシリンダの空気圧が前記設定空気圧に達したとき該エアシリンダの圧縮空気を前記完了バルブ作動手段に送って前記完了バルブを動作させるように構成され、該設定空気圧において前記油圧ピストンの移動を停止して前記マンドレルの軸方向の引込みを停止することを特徴とする固着具締結装置。
請求項１に記載の装置において、前記空気圧設定バルブは、バルブエレメントと、前記エアシリンダに連結された入口を有し、前記バルブエレメントを収容するバルブハウジングと、前記バルブエレメントを一定のばね力で前記入口に押圧して圧縮空気の放出を阻止するばねと、該ばねを保持するように前記バルブハウジングに取付けられ且つ圧縮空気を放出する出口を有するばねホルダーとを包含し、前記ばねホルダーは前記ばねの押圧力を変化できるように前記バルブハウジングに取付けられており、前記ばねの押圧力によって空気圧を設定できることを特徴とする装置。
請求項２に記載の装置において、前記完了バルブ作動手段は、前記設定バルブからの圧縮空気を受けるシリンダと、該圧縮空気によって前記完了バルブを動作位置に押圧する完了バルブ作動ピストンとから構成され、前記空気圧設定バルブには、前記完了バルブ作動手段の動作後に該完了バルブ作動手段のシリンダに残留する圧縮空気を前記エアシリンダに排出して前記完了バルブ作動ピストンを初期位置に戻すためのチェックバルブが並列に連結されていることを特徴とする装置。
請求項２又は３に記載の装置において、更に、前記ナット型固着具を前記マンドレルに装着するように該マンドレルを軸心回りに正回転し、該螺合した前記固着具を外すように逆回転するエアモータを含み、、前記完了バルブは、初期位置にあるときエアモータを正回転することができ、前記動作位置にあるときエアモータを逆回転することができ、前記エアピストンへの空気圧が前記設定空気圧に達すると、前記完了バルブが前記動作位置に切換えられて前記エアモータを逆回転させ、マンドレルに螺合した前記固着具を外すことを特徴とする装置。
請求項１〜４のいずれか１項に記載の装置において、前記固着具は、ブラインドナット又はプレスナットであることを特徴とする装置。