KR20220024723A

KR20220024723A - 패스너 전달 장치

Info

Publication number: KR20220024723A
Application number: KR1020227001866A
Authority: KR
Inventors: 프레드 갤빈
Original assignee: 아틀라스 콥코 아이에이에스 유케이 리미티드
Priority date: 2019-06-21
Filing date: 2020-06-15
Publication date: 2022-03-03
Also published as: EP3986632A1; CN114364469A; WO2020254263A1; GB201908900D0; US20220241842A1; JP2022537416A

Abstract

패스너를 공작물을 향해 운반하도록 구성되되, 배럴 및 패스너 정렬 장치를 포함하는 노즈 조립체;를 포함하고, 상기 배럴은 종축을 갖는 보어 및 상기 공작물과 맞물리기 위한 원위 단부를 포함하고; 상기 보어를 통과하게 상기 패스너를 압박하도록 구성된 액추에이터;를 포함하며, 상기 패스너 정렬 장치는 상기 배럴의 상기 원위 단부를 향해 연장하는 복수의 탄성 아암을 포함하고; 상기 복수의 탄성 아암 각각의 적어도 일부는 상기 배럴의 구멍을 통해 상기 보어 내부로 돌출하고; 상기 복수의 탄성 아암은 상기 패스너와 맞물리도록 반경 방향 내측으로 편향되고; 그리고 상기 탄성 아암은 최대 편향에서 상기 탄성 아암이 상기 배럴의 가장자리를 벗어나지 않도록 구성되는, 패스너 전달 장치.

Description

패스너 전달 장치

본 발명은 패스너 전달장치에 관한 것이다.

"패스너(fastener)"라는 용어는 본 명세서에서 리벳, 나사, 슬러그(slug), 용접 스터드(stud), 기계적 스터드 및 기타 유형의 체결 장치를 포함하도록 사용된다.

공지된 패스너 전달 장치는 노즈 조립체를 포함하는데, 패스너가 패스너 저장 위치로부터 노즈 조립체 내부로 전달되고, 노즈 조립체로부터 패스너가 액추에이터에 의해 공작물에 삽입된다. 노즈 조립체는 중앙 보어(bore)를 포함하는데, 패스너가 공작물에 삽입되기 전에 패스너와 액추에이터가 중앙 보어를 통해 이동한다. 노즈 조립체는 중앙 보어의 원위 단부(distal end)에 인접하여 구비된 패스너 정렬 장치를 더 포함한다. 패스너 정렬 장치는 패스너가 노즈 조립체에서 빠져서 떨어지는 것을 방지하는 역할을 한다. 패스너 정렬 장치는 예를 들어 패스너가 노즈 조립체의 하단부에 도달할 때 패스너와 맞물리도록 중앙 보어를 향해 탄성적으로 편향된 복수의 볼(ball) 또는 롤러(roller)를 포함할 수 있다. 패스너가 노즈 조립체에서 떨어지는 것을 방지하는 것에 더해, 볼 또는 롤러는 패스너가 공작물에 삽입되기 전에 패스너가 원하는 방향을 갖고 중앙 보어에 집중되도록 하는 데 도움이 된다.

다양한 다른 위치에서 공작물들을 함께 체결할 수 있는 것이 바람직하다. 예를 들어 물체에서 돌출된 플랜지들(이를테면 자동차의 차창에서 돌출된 홈통(gutter)) 또는 장애물에 인접하게 위치한 다른 공작물을 함께 체결하는 것이 바람직할 수 있다. 패스너 삽입 장치는 패스너 삽입 장치의 노즈 조립체의 직경과 적어도 동일한(또는 실질적으로 동일한) 거리만큼 공작물이 장애물에서 돌출하지 않는 한 공작물을 체결할 수 없다.

적어도 몇몇 공지된 종래 기술의 패스너 전달 장치와 비교하여 적어도 한 방향으로 더 좁은 노즈 조립체를 갖는 패스너 전달 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

본 발명의 제1 측면은 패스너 전달 장치에 관한 것이다. 패스너 전달 장치는 공작물을 향해 패스너를 운반하도록 구성된 노즈 조립체를 포함하고, 노즈 조립체는 배럴(barrel) 및 패스너 정렬 장치를 포함한다. 배럴은 종축을 갖는 보어 및 공작물과 맞물리기 위한 원위 단부를 포함한다. 패스너 전달 장치는 보어를 통과하게 패스너를 압박하도록 구성된 액추에이터를 더 포함한다. 패스너 정렬 장치는 배럴의 원위 단부를 향해 연장하는 복수의 탄성 아암(arm)을 포함한다. 복수의 탄성 아암 각각의 적어도 일부는 배럴의 구멍을 통해 보어 내부로 돌출한다. 복수의 탄성 아암은 패스너와 맞물리도록 반경 방향 내측으로 편향된다. 탄성 아암은 최대 편향(maximum deflection)에서 탄성 아암이 배럴의 가장자리(periphery)를 벗어나지 않도록 구성된다.

종래의 노즈 조립체는 일반적으로 배럴의 보어와, 패스너 정렬 장치를 수용하는 배럴의 외부 표면 사이에 위치된 체적 또는 공동(cavity)을 포함한다. 이러한 조립체는 통상적으로 체적 또는 공동의 내벽과 맞물리는 편향 부재를 이용하여 패스너를 유지 및/또는 정렬한다. 이 체적 또는 공동을 제공하려면 배럴의 벽 두께(즉, 배럴의 외부 표면에서 배럴의 보어를 뺀 것)가 패스너 정렬 장치를 수용할 수 있을 정도로 충분히 두꺼워야 한다. 유리하게는, 본 발명은 배럴의 원위 단부를 향해 연장하고 배럴의 구멍을 통해 배럴의 중앙 보어 내부로 돌출하는 탄성 아암을 이용한다. 탄성 아암은 자체로 탄성이 있어서 판 스프링으로 작용하며 반경 방향 내측으로 작용하는 편향력을 제공하기 위해 맞물릴 내부 표면은 필요 없다. 따라서, 배럴은 내부 체적을 포함할 필요가 없고, 배럴의 외부 직경은 감소될 수 있다. 이에 따라 배럴은 공지된 배럴 조립체에 비해 더 공간 효율적이 된다. 또한, 본 발명은 그렇지 않으면 접근할 수 없을 공작물의 영역에서 사용될 수 있다.

패스너 전달 장치에는 필요 작업 공간이 있다. 필요 작업 공간은 장치의 작동 중 임의의 시점에 장치가 차지하는 최대 공간을 의미하는 것으로 이해될 수 있다. 이는, 예를 들어, 한 작업 중에는 돌출하지 않는 구성 요소가 다른 작업 중에 종종 돌출할 수 있기 때문일 수 있다. 유리하게는, 배럴의 가장자리를 벗어나지 않는 패스너 정렬 장치를 제공함으로써, 배럴의 필요 작업 공간이 최소화된다. 패스너 전달 장치의 필요 작업 공간을 최소화하는 것은 그렇지 않으면 접근할 수 없을 공작물의 영역으로의 접근을 허용하므로 바람직하다.

일부 실시예에서, 휴지 상태(rest state)에서 복수의 탄성 아암의 적어도 일부는 배럴의 외부 표면에 닿도록 위치되어 복수의 탄성 아암이 휴지 상태에 있을 때 복수의 탄성 아암의 위치를 한정한다.

공지된 패스너 정렬 장치는 통상적으로 내부 공동 내에 위치하므로 배럴의 내부 표면에 닿도록 위치된다. 그 결과는 위에서 논의한 바와 같이 큰 배럴 직경이다. 본 발명의 패스너 정렬 장치는 배럴의 외부에 위치하므로 배럴은 패스너 정렬 장치를 수용하기 위한 내부 공동을 필요로 하지 않는다.

일부 실시예에서, 노즈 조립체는 배럴을 수용하는 어댑터(adaptor)를 포함하고, 패스너 정렬 장치의 일부는 배럴과 어댑터 사이에 유지된다.

패스너 정렬 장치가, 패스너를 통과시키도록 편향(deflect)될 때, 패스너 정렬 장치는 뉴턴의 제3 법칙을 만족하도록 패스너 정렬 장치가 하중을 가할 수 있는 표면을 필요로 한다. 유리하게는, 노즈 어댑터와 배럴 사이에 패스너 정렬 장치를 유지하는 것은 패스너 정렬 장치를 축 방향(즉, 보어의 종축에 평행함)으로 파지하여 필요한 표면을 공간 효율적인 방식으로 제공한다. 패스너 정렬 장치에 필요한 표면을 제공하기 위해 다른 방법 및/또는 구성 요소가 사용될 수 있음을 이해할 것이다.

일부 실시예에서, 최대 편향에서 종축에 수직인 축에 대한 탄성 아암의 끼인 각(inclusive angle)은 90도 미만이다.

유리하게는, 이에 따라 탄성 아암이 배럴의 가장자리를 벗어나지 않게 되고, 따라서 더 공간 효율적인 노즈 조립체가 얻어진다.

일부 실시예에서, 제로 편향(zero deflection)에서 배럴의 종축에 수직인 축에 대한 탄성 아암의 각도는 약 72.5도와 약 81.5도 사이이다. 다른 실시예에서, 제로 편향에서 배럴의 종축에 수직인 축에 대한 탄성 아암의 각도는 약 72.5도와 약 77.5도 사이이다. 다른 실시예에서, 제로 편향에서 배럴의 종축에 수직인 축에 대한 탄성 아암의 각도는 약 76도와 약 81.5도 사이이다.

유리하게는, 이 각도 범위는 최대 편향일 때 배럴의 가장자리를 벗어나게 편향되지는 않으면서 탄성 아암이 패스너와 맞물릴 수 있게 한다.

일부 실시예에서, 패스너 정렬 장치는 환형 부재를 더 포함하고, 복수의 탄성 아암 각각은 환형 부재에 연결된다.

일부 실시예에서, 탄성 아암은 패스너가 액추에이터에 의해 압박되어 보어를 통과할 때 반경 방향 외측으로 편향되어 패스너가 보어를 통과해서 나갈 수 있게 한다.

일부 실시예에서, 패스너 정렬 장치는 복수의 패스너 맞물림 부재를 더 포함하는데, 이는 복수의 탄성 아암 각각의 원위 단부에 부착된다.

유리하게는, 패스너 맞물림 부재는 보어를 통과하는 패스너와 맞물리는 패스너 정렬 장치의 능력을 향상시킬 수 있다.

일부 실시예에서, 패스너 맞물림 부재는 오프셋 반구(offset hemisphere)를 포함한다.

오프셋 반구는 반구가 조정되어 반구의 편평한 표면에 평행한 반구의 조각(slice)이 제거되었음을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

유리하게는, 이에 따라 패스너 정렬 장치를 패스너가 원활하게 통과하도록 유지하는 한편 패스너 전달 장치의 필요 작업 공간이 감소될 수 있다. 오프셋 반구는, 패스너 맞물림 부재가 비-오프셋(non-offset) 반구에 비해 중앙 보어 내부로 멀리 돌출되지 않기 때문에 최대 편향을 감소시킨다.

일부 실시예에서, 패스너는 리벳이다.

일부 실시예에서, 복수의 탄성 아암은 3개의 탄성 아암을 포함한다.

유리하게는, 이에 따라 패스너가 배럴의 중앙 보어와 동축이 될 수 있다. 이는 패스너가 공작물에 정확히 삽입되게 하는 데 도움이 된다.

본 발명의 제2 측면은 패스너를 공작물에 전달하는 방법에 관한 것이다. 상기 방법은, 패스너 전달 장치의 배럴의 보어를 통해 패스너를 이동시키는 단계, 패스너 정렬 장치로 패스너의 적어도 일부를 파지하는 단계를 포함한다. 패스너 정렬 장치는 배럴의 원위 단부를 향해 연장하는 복수의 탄성 아암을 포함한다. 복수의 탄성 아암 각각의 적어도 일부는 배럴의 구멍을 통해 배럴의 보어 내부로 돌출한다. 상기 방법은 액추에이터로 패스너를 압박하는 단계를 더 포함한다. 패스너가 압박됨에 따라, 패스너가 패스너 정렬 장치를 지나 배럴에서 빠져나갈 수 있도록 탄성 아암이 반경 방향 외측으로 편향된다. 최대 편향에서, 복수의 탄성 아암은 배럴의 가장자리를 벗어나지 않는다.

일부 실시예에서, 최대 편향(deflection)에서 종축에 수직인 축에 대한 탄성 아암의 끼인 각(inclusive angle)은 90도 미만이다.

일부 실시예에서, 제로 편향(zero deflection)에서 배럴의 종축에 수직인 축에 대한 탄성 아암의 각도는 약 72.5도와 약 81.5도 사이이다. 다른 실시예에서, 제로 편향에서 배럴의 종축에 수직인 축에 대한 탄성 아암의 각도는 약 72.5도와 약 77도 사이이다. 다른 실시예에서, 제로 편향에서 배럴의 종축에 수직인 축에 대한 탄성 아암의 각도는 약 76도와 약 81.5도 사이이다.

일부 실시예에서, 패스너는 리벳이다.

본 발명의 한 측면과 관련하여 개시된 특징은 또한 본 발명의 다른 측면과 결합될 수 있다.

본 발명은 이제 다음 도면을 참조하여 설명될 것이다.
도 1은 비편향(undeflected) 상태의 패스너 유지 장치를 포함하는 본 발명의 일 실시예에 따른 패스너 전달 장치의 단면도이다.
도 2는 도 1의 패스너 유지 장치의 사시도이다.
도 3은 패스너 유지 장치의 패스너 맞물림 구성 요소(component)의 사시도이다.
도 4는 패스너 유지 장치의 배럴의 사시도이다.
도 5는 패스너 유지 장치가 중간 상태에 있는 단면도이다.
도 6은 패스너 유지 장치가 최대 편향에 있는 패스너 전달 장치의 단면도를 도시한다.
도 7은 변형된 패스너 유지 장치의 사시도를 도시한다.
도 8은 패스너 삽입 장치를 도시한다.

도 8을 참조하면, 패스너 삽입 장치는 프레임의 하부 조(jaw)(B')에 배치된 패스너-업세팅 다이(D) 위쪽에서 C-프레임(C)의 상부 조(B)에 의해 지지되는 리벳 세팅 도구(A)를 일반적으로 포함한다. 리벳은 이 기술 분야에서 잘 알려진 바와 같이 다이(D) 위에 지지된 공작물(도시되지 않음)에 도구에 의해 삽입된다.

세팅 도구(A)는 원통형 하우징(F) 및 노즈 조립체(G) 내에서 왕복 액추에이터(이는 펀치로 지칭될 수 있고 도면에는 나타나 있지 않음)를 구동하도록 작동하는 전기 구동기(E)(유압 또는 공압과 같은 다른 유형의 구동기를 사용할 수 있음)를 포함할 수 있다. 리벳은 액추에이터에 의해 공작물에 삽입되도록 노즈 조립체(G)에 적재된다. 리벳은 도킹 스테이션(docking station)(I)을 통해 리벳 삽입 장치에 해제 가능하게 연결할 수 있는 전달관(H)을 통해 벌크 공급기(bulk feeder)(도시되지 않음)로부터 공기 또는 가스 압력으로 공급될 수 있다. 도킹 스테이션(I)의 반쪽은 전달관(H)의 단부에 연결되고, 나머지 반쪽은 로봇 장착판에서 지지되되 버퍼 매거진(buffer magazine)(J)의 입구에 연결된다. 공급된 리벳은 버퍼 매거진에 간헐적으로 적재된 다음 배출 기구(escapement mechanism)와 (유연한) 공급관을 통해 개별적으로 세팅 도구에 공급된다. 링(ring) 근접 센서(K)는 관 내의 리벳의 통과를 감지한다. 리벳은 노즈 조립체(G)에 바로 인접하여 장착된 노즈 조립체 피더(feeder) 조립체(L)을 통해 액추에이터에 전달된다. 리벳이 액추에이터에 전달되면, 리벳은 액추에이터에 의해 맞물려서 노즈 조립체(G)를 통과하여 공작물 내부로 이동할 수 있다. 본 발명은 노즈 조립체의 구성에 관한 것이다.

공기 또는 가스 압력을 사용하여 제1 전달관을 통해 공급되는 리벳에 대한 도시되지 않은 대안으로서, 리벳은 테이프로 지칭될 수 있는 웹(web)을 사용하여 공급될 수 있다. 테이프는 예를 들어 플라스틱으로 형성될 수 있고, 플랜지를 포함할 수 있는데, 플랜지는 웹에 안정성을 제공하는 것을 도울 수 있고 노즈 조립체로 절단된 섹션을 통과하도록 웹을 안내하는 것을 도울 수 있다. 액추에이터는 리벳이 테이프에서 나와서, 노즈 조립체를 통과하여 공작물 내부로 들어가도록 압박하는 데 사용된다.

사용 시, 웹은 리벳이 액추에이터 아래에 위치할 때까지 섹션을 통해 이동된다. 그러면 액추에이터가 웹을 통해 아래쪽으로 이동됨으로써, 웹으로부터 노즈 조립체의 중앙 보어 내부로 리벳을 밀어 넣는다. 리벳은 노즈 조립체의 바닥 단부에서 패스너 정렬 장치(아래에서 더 설명됨)에 의해 원하는 방향으로 유지된다. 액추에이터는 리벳과 맞물리고 리벳을 노즈 조립체에서 공작물로 밀어 넣는다. 이어서 액추에이터가 노즈 조립체와 웹에서 물러난다. 이어서 웹은 새 리벳이 액추에이터 아래에 위치할 때까지 이동되고, 그 직후 장치의 작동이 반복된다.

패스너가 위의 방법들 중 어느 하나로 액추에이터에 의해 맞물렸으면, 본 발명은 대체로 동일한 방식으로 작동한다. 따라서 아래의 개시 내용은 두 가지 방법 모두에 적용 가능하다.

이제 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 노즈 조립체(2)가 도시되어 있다. 노즈 조립체(2)는 배럴(4) 및 패스너 유지 장치(6)를 포함한다.

배럴(4)은 종축(10)을 갖는 중앙 보어(8) 및 공작물(미도시)과 맞물리기 위한 편평한 원위 단부(12)를 포함한다. 배럴의 중앙 보어(8)는 균일한 직경을 가질 수도 있고 아닐 수도 있다. 배럴(4)은 원위 섹션(distal section)(14) 및 근위 섹션(proximal section)(16)을 포함한다. 원위 섹션(14)의 외부 직경은 근위 섹션(16)의 외부 직경보다 클 수 있다. 도시된 실시예에서, 배럴(4)의 근위 섹션(16)은 어댑터(18)에 의해 수용된다. 배럴(4)은 단면이 원형인 외부 표면을 가질 필요는 없음을 이해할 것이다. 배럴(4)의 외부 표면은 단면이 정사각형, 오각형, 육각형 또는 임의의 다른 적절한 형상일 수 있다.

어댑터(18)는 배럴(4)의 보어(8)와 동축인 중앙 보어(20)를 포함한다. 어댑터(18)는 원위 섹션(22) 및 근위 섹션(24)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 어댑터(18)의 중앙 보어(20)의 직경은 근위 섹션(22)에서보다 원위 섹션(22)에서 더 크다. 원위 섹션(22)에서 보어(20)의 직경은 배럴(4)의 근위 섹션(16)의 외부 직경에 대체로 대응할 수 있다. 이에 따라 배럴(4)의 근위 섹션(16)이 어댑터(18)에 의해 수용될 수 있다. 전술한 바와 같이, 어댑터(18)의 중앙 보어(8)는 균일한 직경을 가지지 않는다. 그러나, 다른 실시예에서는, 반대로, 어댑터의 중앙 보어가 균일한 직경을 가질 수 있다.

전술한 것에 대한 도시되지 않은 대안에서, 배럴(4)의 근위 섹션(16)의 내부 직경은 어댑터(18)의 원위 섹션(22)의 외부 직경에 대체로 대응할 수 있다. 따라서, 어댑터(18)의 원위 섹션(22)은 배럴(4)의 근위 섹션(16)에 의해 수용될 수 있다. 배럴(4)을 어댑터(18)에 고정하기 위한 아래에 설명된 방법은 필요에 따라 적절히 변경되어 이 실시예에 적용된다.

배럴(4)은 임의의 적절한 수단으로 어댑터(18)에 고정될 수 있다. 도시된 실시예에서, 어댑터(18)의 원위 섹션(22)은 방사상 나사 구멍(미도시)을 포함한다. 그러면 패스너(미도시), 이를테면 그러브(grub) 나사 또는 볼트는 방사형 나사 구멍에 삽입되어 배럴(4)의 근위 섹션(16)과 맞물릴 수 있다. 이에 따라 패스너와 배럴(4)의 근위 섹션(16) 사이에 마찰이 생겨서 어댑터(18)에 대한 배럴(4)의 위치가 고정된다. 배럴(4)은 이 기술 분야에서 휘슬 플랫(whistle flat)이라고 알려진 편평 섹션(17)을 포함할 수 있다. 편평 섹션(17)은 도 4에서 볼 수 있는 바와 같이 배럴(4)의 근위 섹션(16)에 위치한다. 편평 섹션(17)은 전술한 패스너에 의해 맞물릴 수 있고, 패스너와 어댑터(4) 사이의 접촉 면적으로 인해 (패스너가 비평면 표면과 맞물리는 경우에 비해) 패스너에 의해 가해지는 하중이 더 고르게 분산될 수 있게 한다. 또한, 편평 표면(17)은 배럴(4)의 보어(8)의 중심 축(10)을 향해 기울어져 있다. 이는 어댑터(18)에 대한 배럴(4)의 축 방향 이동을 방지하고 따라서 배럴을 어댑터 내부에 유지하는 데에 기여한다.

대안적으로, 도시되지 않은 실시예에서, 배럴(4)은 억지 끼워맞춤(interference fit)으로 어댑터(18)의 보어(20)에 의해 수용될 수 있다. 또한 대안적으로, 도시되지 않은 실시예에서, 어댑터(18)의 중앙 보어(20)에는 나사산이 형성될 수 있고 배럴(4)의 근위 섹션(16)의 외부 직경에는 나사산이 형성될 수 있어서 배럴(4)이 어댑터(18)에 나사 결합될 수 있다. 또한 대안적으로, 도시되지 않은 실시예에서, 배럴(4)은 적절한 접착제로 어댑터(18)의 중앙 보어(20)에 접착될 수 있다. 어댑터와 배럴은 임의의 적절한 재료, 이를테면 경화강(hardened steel)으로 만들어질 수 있다.

위에서 언급한 바와 같이, 어댑터(18)의 중앙 보어(20)와 배럴(4)의 보어(8)는 동축이다. 이에 따라 어댑터(18)의 중앙 보어(20) 및 배럴(4)의 중앙 보어(8)를 액추에이터(19)가 통과할 수 있다. 전술한 바와 같이, 리벳은 액추에이터(19)에 의해 맞물리도록 제공된다. 리벳이 액추에이터(1)에 의해 맞물렸으면, 리벳과 액추에이터(19)는 어댑터(18)의 중앙 보어(20)를 통과하여 그리고 배럴(4)의 중앙 보어(8)를 통과하여 이동하며, 이는 아래에서 더 자세히 설명될 것이다.

현재 기술된 실시예는 어댑터에 의해 수용되는 별도의 배럴을 포함하지만, 다른 실시예에서는 배럴과 어댑터가 일체형일 수 있다.

위에서 언급한 바와 같이, 노즈 조립체(2)는 패스너 유지 장치(6)를 포함하고, 이는 도 2에서 가장 잘 보인다. 패스너 유지 장치(6)는 공작물에 삽입될 리벳이 배럴(4)의 중앙 보어(8)에서 쉽게 빠져서 떨어지는 것을 방지하기 위해 제공된다. 패스너 유지 장치는 또한 리벳이 배럴(4)의 종축(10)에 대해 원하는 방향 및 정렬을 가지도록 하기 위해 제공된다. 따라서 패스너 유지 장치(6)는 또한 패스너 정렬 장치(6)로 지칭될 수 있다.

패스너 유지 장치(6)는 중심 종축(25)을 포함한다. 패스너 유지 장치(6)는 탄성 아암(26)을 포함한다. 각각의 탄성 아암(26)은 패스너 유지 장치(6)에 의해 수용된 리벳에 편향력을 가하도록 구성되며, 이는 중심 종축(25)을 향한다. 각각의 탄성 아암(26)의 편향력의 방향에 의해 한정(define)된 축들은 패스너 유지 장치(6)의 중심 종축(25)에서 대체로 교차한다. 탄성 아암(26)에 의해 제공되는 편향력은 패스너 유지 장치(6)로 하여금 배럴(4)의 중앙 보어(8)를 통과하는 리벳을 파지하고, 리벳에 원하는 방향성을 부여하고 중앙 보어 내에서 리벳을 정렬할 수 있게 한다. 패스너 유지 장치(6)가 3개의 탄성 아암(26)을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 패스너 유지 장치(26)는 임의의 적절한 개수의 탄성 아암(26)을 가질 수 있다. 일반적으로, 3개의 탄성 아암(26)을 갖는 패스너 유지 장치(6)는 패스너가 공작물에 삽입되기 직전에 배럴(4)의 중앙 보어(8)와 동축이 되도록 하기 위해 충분한 지지로 패스너를 유지하고 정렬할 수 있다. 추가적으로, 3개의 탄성 아암(26)을 갖는 패스너 유지 장치(6)는 쉽게 제조하여 노즈 조립체(2)로 조립할 수 있다. 3개를 초과하는 탄성 아암(26)을 갖는 패스너 유지 장치(6)는 또한 패스너가 배럴(4)의 중앙 보어(8)와 동축이 되도록 할 수 있지만, 제조하여 노즈 조립체(2)로 조립하는 데에는 복잡성이 증가한다. 패스너 유지 장치(6)에는 적어도 두 개의 탄성 아암(26)이 구비되어야 하지만, 두 개의 탄성 아암만 사용된다면 공작물에 삽입되기 전에 패스너가 배럴(4)의 중앙 보어(8)와 동축이 아닐 위험이 있다. 패스너가 배럴(4)의 중앙 보어(8)와 동축이 아니면, 패스너가 중앙 보어(10)의 벽을 손상시키고/시키거나 패스너가 중앙 보어의 벽에 의해 손상될 위험이 있다.

본 실시예에서, 탄성 아암(26)과 그에 따른 각각의 아암의 패스너 맞물림 부분(33)(아래 참조)은 중심 축을 중심으로 등각도로 이격되어 있다. 즉, 본 실시예에서, 탄성 아암들 중 하나의 탄성 아암의 위치와 그에 인접한 탄성 아암 사이에는 약 120°의 간격이 있다. 다른 실시예에서는 이러하지 않아도 된다. 중심 축을 중심으로 탄성 아암들 사이에는 임의의 적절한 각도 간격이 있을 수 있다.

도시된 실시예에서, 각각의 탄성 아암(26)은 근위 단부(30)에서 환형 부재(28)에 연결된다. 그러나, 환형 부재가 생략될 수 있음을 이해할 것이다. 그러한 경우, 탄성 아암(26)은 배럴(4)에 개별적으로 연결된 별도의 구성 요소로서 대신 제공될 수 있다. 그러나 탄성 아암(26)을 환형 부재(28) 또는 다른 공통 고정 부재(이는 패스너가 통과할 수 있는 개구를 포함함)에 연결하면, 패스너 고정 장치(6)를 노즈 조립체(2)에 쉽게 조립할 수 있다.

각각의 탄성 아암(26)은 패스너 맞물림 부분(33)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 패스너 맞물림 부분(33)은, 탄성 아암(26)과 별개로 형성되고 탄성 아암에 부착되는 패스너 맞물림 부재(34)이다. 패스너 맞물림 부재(34)는 각각의 탄성 아암(26)의 원위 단부(32)에 부착된다. 대안적인 구조에서, 각각의 탄성 아암(26)의 원위 단부(32)가 패스너 유지 장치(6)의 중심 종축(25)을 향해 구부러짐으로써 패스너 맞물림 부분(33)을 형성할 수 있다(즉, 패스너 맞물림 부분이 탄성 아암(26)과 일체로 형성될 수 있음). 후술하는 도시된 실시예에서 패스너 맞물림 부분(33)은 패스너 맞물림 부재(34)이지만, 기술되고 예시된 특징들은 탄성 아암(26)과 일체로 형성된 패스너 맞물림 부분으로서 구현될 수 있다.

볼 수 있는 바와 같이, 탄성 아암(26)은 중심 종축(25)을 향하여 기울어진다. 패스너 유지 장치(6)는 일종의 강철, 예를 들어 스프링 강으로 만들어질 수 있다. 대안적으로, 패스너 유지 장치는 베릴륨 구리로 만들어질 수 있다.

패스너 맞물림 부재(34)가 도 3에 도시되어 있다. 패스너 맞물림 부재(34) 각각은 동일할 수 있다. 도시된 실시예에서, 패스너 맞물림 부재(34)는 오프셋 반구(36)를 포함한다. 오프셋 반구(36)는 돔(dome) 표면(38) 및 원형 표면(40)을 포함한다. 패스너 맞물림 부재(34)는 또한 오프셋 반구(36)의 원형 표면(40)에서 돌출하는 샤프트(42)를 포함한다. 샤프트(42)는 대체로 원형 표면(40)의 중앙에 위치한다. 샤프트(42)가 원형 표면(40)의 중앙에 위치할 필요는 없음을 이해할 것이다. 패스너 맞물림 부재(34)는 스테인레스 스틸 같은 금속이나 임의의 다른 적절한 재료로 만들어질 수 있다.

"오프셋 반구"는 각각의 패스너 맞물림 부재(34)의 돔 표면(38)이 완전한 반구가 아님을 의미한다. 대신에, 돔 표면(38)은 원형 표면(40)에 수직인 방향으로 완전한 반구의 절반 미만을 포함한다. 이는 유리하게는 패스너 맞물림 부재(34)가 배럴(4)의 중앙 보어(8) 내부로 돌출할 수 있도록 하는 한편 배럴(4)에 패스너 유지 장치(6)를 조립하는 과정에서 탄성 아암(26)이 소성 변형되는 것을 방지한다.

다시 도 2를 참조하면, 각각의 패스너 맞물림 부재(34)는 각각의 탄성 아암(26)의 구멍(44)에 수용된다. 패스너 맞물림 부재(34)는 각각의 탄성 아암(26)에 대해 패스너 맞물림 부재(34)를 고정하기 위해 각각의 탄성 아암(26)에 스웨이징된다(swaged). 그러나, 패스너 맞물림 부재(34)가 임의의 적절한 수단으로 각각의 탄성 아암(26)에 고정될 수 있음을 이해할 것이다. 예를 들어, 도시되지 않은 실시예에서, 패스너 맞물림 부재(34)는 적절한 접착제로 각각의 탄성 아암(26)에 접착될 수 있다(이 경우 패스너 맞물림 부재(34)는 샤프트(42)를 포함하거나 포함하지 않을 수 있음). 대안적으로, 도시되지 않은 실시예에서, 탄성 아암(26)의 구멍(44)과 패스너 맞물림 부재(34)의 샤프트(42)에는 나사산이 형성되어, 패스너 맞물림 부재(34)의 샤프트(42)가 탄성 아암(26)의 구멍(44)에 나사 결합될 수 있다. 이 구성은 또한 반대로 적용될 수 있다. 즉, 탄성 아암(26)이 각각의 탄성 아암(26)에 수직하게 연장하는 나사산 샤프트를 각각 포함할 수 있고 패스너 맞물림 부재(34)의 원형 표면(40)은 탄성 아암(26)의 나사산 샤프트를 수용하기 위한 나사산 리세스(recess)를 포함할 수 있다. 대안적으로, 도시되지 않은 실시예에서, 패스너 맞물림 부재(34)는 탄성 아암(26)에 용접될 수 있다. 패스너 맞물림 부재(34)는 임의의 적절한 방식으로 탄성 아암(26)에 장착될 수 있다.

이제 도 4를 참조하면, 배럴(4)은 구멍(46)을 더 포함한다. 구멍(46)은 배럴(4)의 편평한 원위 단부(12)에 인접하게 위치될 수 있다. 도시된 실시예에서, 구멍(46)은 패스너 맞물림 부재(34)를 수용하도록 크기가 결정되므로 패스너 맞물림 부재는 배럴(4)의 중앙 보어(8) 내측으로 돌출할 수 있다. 구멍(46)은 간극 끼워맞춤(clearance fit)으로 패스너 맞물림 부재(34)를 수용한다. 따라서, 패스너 맞물림 부재(34)가 구멍(46)을 실질적으로 막지만 패스너 맞물림 부재(34)와 각각의 구멍 사이에는 간극이 구비될 수 있음을 이해할 것이다. 유리하게는, 이것은 임의의 파편이 구멍(46)을 통해 배럴(4)에서 빠져나가는 것을 실질적으로 방지한다. 또한 구멍(46)의 개수는 탄성 아암(26)의 개수에 대응해야 함을 이해할 것이다.

배럴(4)은 리세스(recess)(48)를 더 포함한다. 각각의 리세스(48)는 각각의 구멍(46)까지 연장한다. 각각의 리세스(48)는 리세스 표면(49)을 포함한다. 리세스(48)는 배럴(4)의 원위 섹션(14)의 외부 표면(51)에 형성된다. 리세스(48)는 배럴(4)의 외부 표면(51) 내측으로 반경 방향으로 연장한다. 따라서 리세스 표면(49)은 배럴(4)의 외부 표면(51)의 일부를 이룬다. 각각의 리세스(48)는 휴지 표면(rest surface)(50)을 포함한다. 따라서, 리세스(48)가 배럴(4)의 외부 표면(51)에 형성되므로, 휴지 표면(50) 또한 외부 표면이다. 리세스(48)의 개수는 탄성 아암(26)의 개수에 대응할 수 있음을 이해할 것이다.

도 1에 도시된 바와 같이 노즈 조립체(2)가 조립되었고 패스너 유지 장치(6)가 휴지 상태(rest state)에 있을 때, 탄성 아암(26)은 각각의 휴지 표면(50)에 닿아 있다. 휴지 표면(50)은 패스너 유지 장치(6)가 휴지 상태에 있을 때(즉, 리벳이 패스너 유지 장치에 의해 맞물리지 않을 때) 탄성 아암(26)의 위치를 한정한다. 탄성 아암(26)과 중심 축(10)에 수직인 축 사이의 각도는 70도와 80도 사이일 수 있다. 특히, 탄성 아암(26)과 중심 축(10)에 수직인 축 사이의 각도는 72.5도와 77.5도 사이일 수 있다. 특히, 탄성 아암(26)과 중심축(10)에 수직인 축 사이의 각도는 약 75도일 수 있다.

도시된 실시예에서, 휴지 표면(50)은 편평한 표면으로 도시된다. 그러나, 휴지 표면(50)은 탄성 아암(26)이 적절한 위치에서 그것에 닿아 있을 수 있다면 임의의 적절한 기하학적 구조일 수 있다. 배럴(4)은 임의의 적절한 공정으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 배럴(4)은 고체에서 기계 가공될 수 있다. 대안적으로, 배럴(4)은 3차원(3D) 프린팅을 통해 제조될 수 있다.

배럴(4)에는 리세스(48)가 구비될 필요가 없다. 대신에, 도시되지 않은 실시예에서, 배럴(4)은 감축된 외부 직경을 가진 축 방향 섹션을 포함할 수 있는데, 이는 탄성 아암(26)이 배럴(4)의 중앙 보어(8)의 중심 축(10)을 향해 연장할 수 있게 한다. 감축된 직경 섹션은 일정한 직경을 가질 수 있거나, 탄성 아암이 휴지 상태에 있을 때 배럴(4)의 외부 표면(51)의 형상이 탄성 아암(26)의 형상에 대응하도록 가변하는 외부 직경을 가질 수도 있다. 리세스는 또한 각각의 탄성 아암(26)의 원주 방향 위치를 보장하기 때문에 리세스(48)를 구비하는 것이 바람직하다. 또한, 리세스(48)를 구비하면 감축된 직경을 가진 축 방향 섹션을 구비하는 것에 비해 더 적은 재료의 제거를 필요로 한다. 이에 따라 배럴(4)의 견고성이 개선되는데, 이는 리벳팅 공정 동안 배럴이 받는 하중으로 인해 유익하다.

패스너 유지 장치(6)를 배럴(4)에 조립하기 위해, 탄성 아암(26)은 반경 방향 외측으로 구부러지도록(flex) 변형되어야 한다. 이것은 수동으로 또는 기계를 사용하여 수행할 수 있다. 탄성 아암(26)은 패스너 유지 장치(6)의 중심 종축(25)에서 각각의 탄성 아암(26)의 원위 단부(32)의 반경 방향 최내측 지점까지의 반경 방향 거리가 배럴(4)의 중앙 보어(8)의 중심 축(10)에서 리세스 표면(49)의 반경 방향 최내측 지점까지의 반경 방향 거리보다 크도록 변형되어야 한다. 이에 따라 패스너 유지 장치(6)의 중심 종축(25)이 배럴(4)의 보어(8)의 중심 축(10)과 동축일 때 각각의 탄성 아암(26)이 각각의 리세스(48)에 의해 수용될 수 있다. 이어서 패스너 유지 장치(6)는 배럴(4)에 대해 축 방향으로 병진 이동될 수 있으며, 그 반대의 경우도 마찬가지이므로, 패스너 맞물림 부재(34)가 각각의 구멍(46)에 의해 수용될 때까지 리세스(48)는 각각의 탄성 아암(26)을 수용한다.

도 7은 패스너 유지 장치(58)의 대안적인 실시예를 도시한다. 패스너 유지 장치(58)는 전술한 패스너 유지 장치(26)와 대체로 동일하다. 패스너 유지 장치(58)는 패스너 유지 장치(26)와 동일한 방식으로 작동한다. 패스너 유지 장치들(26, 58)은 축 방향 길이가 다르다. 배럴(14)에 단축된 원위 섹션(14)을 구비하는 것이 바람직할 수 있다. 단축된 원위 섹션(14)을 갖는 배럴(4)이 사용된다면, 단축된 패스너 유지 장치(58)도 반드시 사용되어야 한다. 이것은 배럴의 원위 섹션(14)의 길이에 관계없이 배럴(4)의 구멍(46)이 동일한 거리만큼 배럴의 편평한 원위 단부(12)로부터 이격되는 것을 보장하기 위한 것이다. 배럴의 길이는 패스너 유지 장치의 특정한 응용에 따라 임의의 적절한 길이로 선택될 수 있다. 예를 들어, 배럴 길이는 리벳 세터의 스트로크(stroke) 및/또는 공작물로의 가능한 접근 정도에 의해 결정될 수 있다.

이제 도 1, 5 및 6을 참조하여 노즈 조립체(2)의 사용이 이제 설명될 것이다. 리벳(52)은 생크(54) 및 헤드(56)를 포함한다. 헤드(56)는 밑면(53)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 헤드(56)의 밑면(53)은 단면이 원형이다. 중공 리벳(52)이 도시되어 있지만, 본 발명은 임의의 셀프 피어싱(self-piercing) 리벳, 예를 들어 반 중공(semi-hollow) 셀프 피어싱 리벳(또는 다른 형태의 패스너)과 함께 사용하기에 적합하다. 위에서 언급한 바와 같이, 리벳(52)은 공기 또는 가스 압력 하에서 액추에이터(19)에 의한 맞물림을 위해 제공되거나 테이프 공급에 의해 노즈 조립체(2)의 상부에 제공된다. 또한 위에서 언급한 바와 같이, 리벳(52)이 액추에이터(19)에 의해 맞물렸으면, 본 발명은 리벳이 제공되는 방법에 관계없이 대체로 동일한 방식으로 작동한다.

원하는 위치에서 리벳(52)이 공작물에 삽입될 수 있도록 노즈 조립체(2)가 위치될 때, 리벳은 액추에이터(19)에 의해 맞물린다. 액추에이터(19)는 최대 350 mm/s의 속도로 공작물을 향해 이동한다. 액추에이터(19)가 어댑터(18)의 보어(20)와 배럴(4)의 보어(8)를 통과하여 이동할 때 리벳(52)과의 접촉을 유지하는지 여부는 노즈 조립체(2)의 방향에 의해 결정된다. 예를 들어, 제1 조건에서, 노즈 조립체(2)가, 리벳(52)과 액추에이터(19)가 중력 방향으로 이동하도록 배향된다면, 리벳은 전진하는 액추에이터에 의해 맞물릴 것이고 액추에이터는 리벳을 액추에이터(19)의 속도까지 가속할 것이다. 리벳(52)의 속도가 액추에이터(19)의 속도와 일치하면(이는 거의 순간적으로 발생함), 이어서 리벳은 중력에 의해 더 가속될 것이며, 따라서 액추에이터(19)와의 접촉을 상실할 수도 있다. 대안적으로, 제2 조건에서, 리벳(52)이 중력 반대 방향으로 이동하도록 노즈 조립체(2)가 배향된다면, 액추에이터(19)는 리벳을 액추에이터와 접촉하도록 압박하는 중력에 의해 리벳팅 공정 동안 리벳과의 접촉을 유지할 것이다. 전술한 방향들 사이의 방향으로 인해, 중력 방향에 대한 노즈 조립체(즉, 배럴의 중앙 보어(8)의 종축(10))의 각도에 따라 액추에이터(19)가 리벳(52)과의 접촉을 유지하거나 상실하게 된다는 것을 이해할 것이다. 또한, 중력에 대한 노즈 조립체의 방향 및/또는 어댑터(18)의 보어(20) 및 배럴(4)의 보어(8)에 대한 리벳의 방향은 보어(20, 8)를 통과하여 이동하는 리벳이 각각의 보어의 각각의 벽과 접촉하는 정도에 영향을 미칠 수 있다. 리벳과 보어의 벽 사이의 접촉 범위가 클수록 리벳이 압박되어 보어를 통과할 때 리벳과 액추에이터 사이의 접촉 범위도 커진다. 그러나, 이러한 접촉은 벽의 마모를 증가시켜 악영향을 줄 수 있다.

도 1은 리벳이 패스너 유지 장치(6)에 도달하기 전의 노즈 조립체(2)를 도시한다. 이 상태는 전술한 바와 같이 휴지 상태로 지칭된다. 리벳(52)이 아직 패스너 유지 장치(6)와 맞물리지 않았고 그에 따라 패스너 유지 장치(6)의 변형을 일으키지 않았기 때문이다.

도 1에 도시된 바와 같이 탄성 아암(26)이 휴지 상태에 있을 때, 각각의 패스너 맞물림 부재(34)의 반경 방향 최내측 지점은 배럴(4)의 중앙 보어(8)의 중심 축(10)에서 등거리에 있다. 중심축(10)에서 패스너 맞물림 부재(34)의 반경 방향 최내측 지점까지의 반경 방향 거리는, 리벳(52)의 생크(54)의 외부 직경과 같거나 그보다 작아야 한다. 구체적으로, 리벳(및 그에 따라 탄성 아암)이 도 5에 도시된 바와 같은 중간 상태에 있다면, 중심 축(10)에서 패스너 맞물림 부재(34)의 반경 방향 최내측 지점까지의 반경 방향 거리는 리벳(52)의 생크(54)의 외부 반경과 실질적으로 동일할 수 있다. 탄성 아암(26)이 도 1에 도시된 바와 같이 휴지 상태에 있다면, 중심 축(10)에서 패스너 맞물림 부재(34)의 반경 방향 최내측 지점까지의 반경 방향 거리는 리벳(52)의 생크(54)의 외부 반경보다 작을 수 있다. 예를 들어, 중심 축(10)에서 패스너 맞물림 부재(34)의 반경 방향 최내측 지점까지의 반경 방향 거리와 리벳(52)의 생크(54)의 외부 반경의 비율은 약 0.5:1과 약 1:1 사이일 수 있고, 바람직하게는 약 0.75:1과 약 1:1 사이일 수 있다.

리벳(52)이 패스너 유지 장치(6)에 도달하면, 리벳(52)은 패스너 맞물림 부재(34)에 의해 맞물린다. 이에 따라 탄성 아암(26)은 외측으로 편향되어 중간 상태가 된다. 도 5는 중간 상태의 패스너 유지 장치(6)를 도시한다. 휴지 상태에서 중간 상태로 전이하기 위해, 탄성 아암(26)은 (중심 축에 대해) 외측으로 구부러진다(또는 편향된다). 중간 상태에서, 배럴(4)의 중앙 보어(8)의 중심 축(10)에서 패스너 맞물림 부재(34)의 반경 방향 최내측 지점까지의 거리는 리벳(52)의 샤프트(54)의 외부 반경과 동일하다. 전술한 바와 같이, 제1 조건에서 액추에이터(19)가 공작물을 향하여 전진할 때 액추에이터(19)는 리벳(52)과의 접촉을 상실할 수 있거나, 또는 제2 조건에서 액추에이터(19)가 공작물을 향해 전진할 때 액추에이터(19)는 리벳(52)과의 접촉을 유지한다.

제1 조건의 경우, 리벳(52)은 탄성 아암(26)을 중간 상태로 편향시킬 수 있다. 중간 상태에 있는 동안, 패스너 유지 장치는 액추에이터(19)가 리벳(52)의 헤드(56)와 다시 맞물릴 때까지 리벳(52)을 유지하도록 작동한다. 추가적으로, 패스너 유지 장치(6)는 또한 리벳(52)을 배럴(4)의 중앙 보어(8) 내에서 정렬하도록 작동한다. 리벳(52)의 운동량(액추에이터와 접촉하지 않는 동안)은 리벳의 헤드(56)가 패스너 유지 장치(6)를 통과할 수 있는 정도까지 탄성 아암(26)을 편향시키기에는 충분하지 않다. 리벳이 패스너 유지 장치를 통과할 수 있게 하는 데 필요한 힘은 50N 미만일 수 있다. 예를 들어, 힘은 40N 또는 임의의 다른 적절한 힘일 수 있다. 이 조건에서, 리벳(52)과 배럴(4)의 중앙 보어(8)의 정렬, 리벳의 운동량, 및 필요한 정도까지 탄성 아암을 외측으로 편향시키는 데 필요한 힘에 따라, 리벳(52)는 탄성 아암(26)을 중간 상태까지 편향시키지 않을 수도 있고 그 대신 단순히 패스너 맞물림 부재(34)에 놓여 있을 수 있다. 이 경우, 리벳(52)은 액추에이터(19)가 리벳의 헤드(56)와 다시 맞물릴 때까지 패스너 맞물림 부재(34)에 놓여 있을 것이다. 리벳(52)이 다시 맞물리면 리벳은 공작물을 향해 이동하고 탄성 아암(26)은 중간 상태까지 편향될 것이다.

전술한 제2 조건에서, 즉 액추에이터(19)가 공작물을 향해 전진할 때 액추에이터(19)가 리벳(52)과의 접촉을 유지하는 경우, 리벳(52)은 패스너 맞물림 부재(34)에 의해 맞물릴 것이고 탄성 아암(26)은 휴지 상태에서 중간 상태로 전이할 것이다.

아암이 중간 상태에 있는 채 리벳이 패스너 유지 장치에 의해 유지되게 되는지에 관계없이 - 이전에 리벳은 전술한 제1 또는 제2 조건에 있었음 - 리벳(52)이 패스너 맞물림 부재(34)에 의해 맞물리고 탄성 아암(26)이 중간 상태로 전이될 때, 리벳은 배럴(4)의 중앙 보어(8)와 정렬된다. 이는 탄성 아암(26)에 의해 제공되는 편향력에 의한 것이다. 즉, 리벳(52)의 생크(54)가 배럴(4)의 중앙 보어(8)의 종축(10)과 동축이 된다. 일부 경우에, 중간 상태 이전에, 리벳의 생크(54)가 배럴(4)의 중앙 보어(8)의 종축(10)과 정렬되지 않을 수 있다. 리벳(52)을 배럴(4)의 중앙 보어(8)의 종축(10)과 정렬시키는 것은 리벳이 액추에이터에 의해 공작물 내로 압박될 때 리벳이 공작물 내에서 양호한 연결을 형성하도록 보장한다.

리벳(52)이 패스너 유지 장치(6)에 의해 유지되고 정렬되기 위해 반드시 탄성 아암(26)을 편향시킬 필요는 없음을 이해할 것이다. 대신에, 각각의 탄성 아암(26)의 반경 방향 최내측 지점은 리벳(52)의 생크(54)의 반경 방향 최외측 지점에서 반경 방향 외측이고 리벳(52)의 헤드(56)의 반경 방향 최외측 지점의 반경 방향 내측일 수 있다. 따라서, 리벳(52)이 배럴(4)의 중앙 보어(8)를 통과할 때 리벳의 헤드(56)의 밑면(53)은 리벳을 유지하고 정렬하기 위해 패스너 맞물림 부재(34)와 직접 맞물린다. 리벳(52)을 유지하고 정렬하는 이 방법은 헤드 파지(head gripping)로 지칭된다. 이 경우 리벳을 배럴(4)의 중앙 보어(8)의 중심 축(10)과 적어도 부분적으로 정렬시키는 것은 리벳(52)의 무게임을 이해할 것이다. 또한, 헤드(56)의 밑면(53)이 패스너 맞물림 부재(34)에 의해 맞물릴 때(액추에이터의 작용이 없는 경우) 중간 위치를 벗어나는 탄성 아암(26)의 편향은 무시할 수 있다. 더욱이, 리벳의 헤드가 액추에이터에 의해 맞물릴 때, 탄성 아암에 의해 리벳에 가해지는 반경 방향 내측 힘과 조합하여 액추에이터에 의해 리벳에 가해지는 힘(공작물 방향으로)은 또한, 적어도 부분적으로는, 리벳을 배럴(4)의 중앙 보어(8)의 중심 축(10)과 정렬시킬 수 있다.

액추에이터(19)가 리벳과 접촉한 채 배럴(4)의 중앙 보어(8)를 통과하여 전진할 때, 패스너 유지 장치(6)는 최대 편향 상태로 편향된다. 도 6은 최대 편향 상태의 패스너를 도시한다. 최대 편향 상태에서, 탄성 아암(26)은 최대 편향에 있다. 리벳(52)의 반경 방향 최외측 지점이 패스너 맞물림 부재(34)(그리고, 특히, 각 패스너 맞물림 부재의 선단)와 맞물릴 때 최대 편향이 달성된다. 리벳(52)의 반경 방향 최외측 지점은 대체로 리벳의 헤드(56)에 있을 것이다. 일반적으로 말해서, 패스너 맞물림 부재(34)의 반경 방향 최내측 지점(이는 패스너 맞물림 부재의 선단일 수 있음)은 보어를 형성하는 벽의 표면을 지나서 외측으로 편향될 수 없다. 결국 이는 탄성 아암(26)의 최대 편향을 한정할 수 있다.

도 6에서 볼 수 있는 바와 같이, 최대 편향에서 패스너 유지 장치(6)의 어느 부분도 노즈 조립체(2)의 가장자리를 벗어나지 않는다. 패스너 유지 장치(6)의 어느 부분도 배럴(4)의 가장자리를 벗어나지 않는 것은 특히 유리하다. 노즈 조립체(2)는 필요 작업 공간을 가지는데, 이는 노즈 조립체의 작동 중 임의의 시점에 노즈 조립체가 차지하는 최대 공간이다. 노즈 조립체(2)의 필요 작업 공간을 줄이면 노즈 조립체는 그렇지 않으면 - 즉 더 큰 필요 작업 공간을 가진 노즈 조립체를 사용한다면 - 접근할 수 없을 공작물의 영역에 접근할 수 있게 된다. 따라서, 패스너 유지 장치(6)의 어느 부분도 노즈 조립체(2)의 가장자리를 벗어나지 않으면 노즈 조립체(2)의 필요 작업 공간이 최소화됨을 이해할 수 있을 것이다. 즉, 노즈 조립체의 작업 공간은 배럴(4)의 외부 직경에 의해 간단히 한정된다. 따라서, 패스너 유지 장치(6)는 배럴의 유효 직경을 증가시키지 않는다. 배럴(4)의 유효 직경은 노즈 조립체(2)의 작동 중 임의의 시점에 배럴의 최대 직경을 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

본 명세서에 기재된 바와 같은 선택적 및/또는 바람직한 특징은 개별적으로 또는 적절한 경우 서로 조합하여, 특히 첨부된 청구범위에 기재된 바와 같은 조합으로 사용될 수 있다. 여기에 설명된 본 발명의 각 측면에 대한 선택적 및/또는 바람직한 특징은 또한 적절한 경우 본 발명의 임의의 다른 측면에도 적용될 수 있다. 본 발명이 리벳과 관련하여 위에서 설명되었지만, 본 발명은 또한 임의의 패스너에 적용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 통상의 기술자에 의해 이해될 바와 같이 무엇보다도 나사 또는 볼트와 함께 사용될 수 있다.

Claims

패스너를 공작물을 향해 운반하도록 구성되되, 배럴 및 패스너 정렬 장치를 포함하는 노즈 조립체;
를 포함하고,
상기 배럴은 종축을 갖는 보어 및 상기 공작물과 맞물리기 위한 원위 단부를 포함하고;
상기 보어를 통과하게 상기 패스너를 압박하도록 구성된 액추에이터;
를 포함하며,
상기 패스너 정렬 장치는 상기 배럴의 상기 원위 단부를 향해 연장하는 복수의 탄성 아암을 포함하고;
상기 복수의 탄성 아암 각각의 적어도 일부는 상기 배럴의 구멍을 통해 상기 보어 내부로 돌출하고;
상기 복수의 탄성 아암은 상기 패스너와 맞물리도록 반경 방향 내측으로 편향되고; 그리고
상기 탄성 아암은 최대 편향에서 상기 탄성 아암이 상기 배럴의 가장자리를 벗어나지 않도록 구성되는,
패스너 전달 장치.
제1항에서,
휴지 상태에서, 상기 복수의 탄성 아암의 적어도 일부는 상기 배럴의 외부 표면에 닿도록 위치되어 상기 복수의 탄성 아암이 상기 휴지 상태에 있을 때 상기 복수의 탄성 아암의 위치를 한정하는,
패스너 전달 장치.
제1항 또는 제2항에서,
상기 노즈 조립체는 상기 배럴을 수용하는 어댑터를 포함하고, 상기 패스너 정렬 장치의 일부는 상기 배럴과 상기 어댑터 사이에 유지되는,
패스너 전달 장치.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에서,
최대 편향에서 상기 종축에 수직인 축에 대한 상기 탄성 아암의 끼인 각은 90도 미만인,
패스너 전달 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에서,
제로(zero) 편향에서 상기 배럴의 상기 종축에 수직인 축에 대한 상기 탄성 아암의 각도는 약 76도와 약 81.5도 사이인,
패스너 전달 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에서,
상기 패스너 정렬 장치는 환형 부재를 더 포함하고, 상기 복수의 탄성 아암 각각은 상기 환형 부재에 연결되는,
패스너 전달 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에서,
상기 탄성 아암은, 상기 패스너가 상기 액추에이터에 의해 압박되어 상기 보어를 통과할 때 반경 방향 외측으로 편향되어 상기 패스너가 상기 보어를 통과해서 나갈 수 있게 하는,
패스너 전달 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에서,
상기 패스너 정렬 장치는, 상기 복수의 탄성 아암 각각의 원위 단부에 부착된 복수의 패스너 맞물림 부재를 더 포함하는,
패스너 전달 장치.
제8항에서,
상기 패스너 맞물림 부재는 오프셋 반구를 포함하는,
패스너 전달 장치.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에서,
상기 패스너는 리벳인,
패스너 전달 장치.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에서,
상기 복수의 탄성 아암은 3개의 탄성 아암을 포함하는,
패스너 전달 장치.
패스너 전달 장치의 배럴의 보어를 통해 패스너를 이동시키는 단계;
패스너 정렬 장치로 상기 패스너의 적어도 일부를 파지하는 단계;
를 포함하고,
상기 패스너 정렬 장치는 상기 배럴의 원위 단부를 향해 연장하는 복수의 탄성 아암을 포함하고;
상기 복수의 탄성 아암 각각의 적어도 일부는 상기 배럴의 구멍을 통해 상기 배럴의 보어 내부로 돌출하며;
액추에이터로 상기 패스너를 압박하는 단계;
를 포함하며,
상기 패스너를 압박함에 따라 상기 패스너가 상기 패스너 정렬 장치를 지나 상기 배럴 밖으로 나갈 수 있도록 상기 탄성 아암이 반경 방향 외측으로 편향되고;
최대 편향에서, 상기 복수의 탄성 아암은 상기 배럴의 가장자리를 벗어나지 않는,
패스너를 공작물에 전달하는 방법.
제12항에서,
휴지 상태에서, 상기 복수의 탄성 아암의 적어도 일부는 상기 배럴의 외부 표면에 닿도록 위치되어 상기 복수의 탄성 아암이 상기 휴지 상태에 있을 때 상기 복수의 탄성 아암의 위치를 한정하는,
패스너를 공작물에 전달하는 방법.
제12항 또는 제13항에서,
상기 노즈 조립체는 상기 배럴을 수용하는 어댑터를 포함하고, 상기 패스너 정렬 장치의 일부는 상기 배럴과 상기 어댑터 사이에 유지되는,
패스너를 공작물에 전달하는 방법.
제12항 내지 제14항 중 어느 한 항에서,
최대 편향에서 상기 종축에 수직인 축에 대한 상기 탄성 아암의 끼인 각은 90도 미만인,
패스너를 공작물에 전달하는 방법.
제12항 내지 제15항 중 어느 한 항에서,
제로 편향에서 상기 배럴의 상기 종축에 수직인 축에 대한 상기 탄성 아암의 각도는 약 76도와 약 81.5도 사이인,
패스너를 공작물에 전달하는 방법.
제12항 내지 제16항 중 어느 한 항에서,
상기 패스너 정렬 장치는 환형 부재를 더 포함하고, 상기 복수의 탄성 아암 각각은 상기 환형 부재에 연결되는,
패스너를 공작물에 전달하는 방법.
제12항 내지 제17항 중 어느 한 항에서,
상기 탄성 아암은, 상기 패스너가 상기 액추에이터에 의해 압박되어 상기 보어를 통과할 때 반경 방향 외측으로 편향되어 상기 패스너가 상기 보어를 통과해서 나갈 수 있게 하는,
패스너를 공작물에 전달하는 방법.
제12항 내지 제18항 중 어느 한 항에서,
상기 패스너 정렬 장치는, 상기 복수의 탄성 아암 각각의 원위 단부에 부착된 복수의 패스너 맞물림 부재를 더 포함하는,
패스너를 공작물에 전달하는 방법.
제19항에서,
상기 패스너 맞물림 부재는 오프셋 반구를 포함하는,
패스너를 공작물에 전달하는 방법.
제12항 내지 제20항 중 어느 한 항에서,
상기 패스너는 리벳인,
패스너를 공작물에 전달하는 방법.
제12항 내지 제21항 중 어느 한 항에서,
상기 복수의 탄성 아암은 3개의 탄성 아암을 포함하는,
패스너를 공작물에 전달하는 방법.