KR0162895B1

KR0162895B1 - 개선된 내 토크성을 가진 리벳팅파스너

Info

Publication number: KR0162895B1
Application number: KR1019900013392A
Authority: KR
Inventors: 에이 래듀서 헤롤드
Original assignee: 제리 에치. 스튜어드; 멀티파스너 코포레이숀
Priority date: 1990-03-06
Filing date: 1990-08-29
Publication date: 1999-05-01
Also published as: KR910017090A; CA2022715A1; JP2971120B2; CA2022715C; US5020950A; JPH03260407A

Abstract

내용 없음.

Description

개선된 내로크성을 가진 리벳팅 파스너

제1도는 자기관통리벳팅스터드형 파스너(self-piercing rivetingstud-type fastener)의 형태로 본발명상의 개선된 로크저항성을 가진 리벳팅파스너의 일 실시예를 저부사시도로 나타낸 것이다.

제2도는 제1도의 리벳팅파스너의 저면도이다.

제3도는 화살표 3-3의 방향으로 본 제2도의 측부의 일부 단면도이다.

제4도는 파스너의 측부의 일부 단면도로서, 제3도에서와 같이, 앗셈블리를 위한 장착장치에서 파스너를 판넬에 향하도록 한 것이다.

제5도는 판넬에 장착된 리벳팅파스너로 제1도-4에서 도시된 리벳팅파스너의 일 실시예로서의 평면도를 나타낸다.

제6도는 화살표 6-6의 방향으로, 제5도에 도시된 장착된 리벳팅파스너의 측단면도이다.

제7도는 화살료 7-7의 방향으로, 제5도의 앗셈블리의 측단면도를 도시한 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

20 : 리벳팅파스너 22 : 관상의 바렐부

24 : 자유단(free end) 26 : 관통면(piercing surface)

27 : 작동면 28 : 라디알 플랜지부

30 : 저벽(bottom wall) 31 : 소켓(socket)

32 : 저면 34 : 스러드부

38 : 제1라디알면(또는 가압면) 39 : 측벽

40 : 항회전 포켓 44 : 내면

46 : 환사의 면 48 : 플런져

50 : 환상의 자유단 54 : 오목한 환상마이 캐비리홈

56 : 다이포스트 52 : 다이버튼

60 : 환상의 지지면 62 : 판널

64 : 슬러그(slug ) 66 : U-형 찬넬

68 : 축상 보어공(bore)

본 발명은 토크에 견대는 리벳팅파스너에 과한 것이다. 리벳팅파스너는 통상 대량생산되고 대량으로 사용되는데, 리벳트는 용도에 따라 파스너로서도 사용된다. 예켄데 외부나사 가공된 볼트(externally threaded bolt), 항 회전기구(anti-rotation means)또는 로크성기구(torque resistance means)가 그것인데, 특히 대량생산용으로 공급된다. 자동차용에서는, 예컨데 리벳팅 된 파스너(riveted fastener)가 에어 건(air gun)또는 공압 드라이버(pneumatic driver)의 로크(torque)에 견딜 수 있어야 한다. 파스너가 누설없이 견뎌야 하는 로크는 그러나 파스너의 싸이즈와 특청용도가 무엇이나에 따라서 달라진다.

스터드-형 피어스 폼 파스너(stud-type PIERCEFORMfastener)에서는, 예컨데 본 출원인에게 양도된 미국특허 제4,555,838호에 개시되어 있는 바와 같이, 8mm 볼트가 24-34N.M.(New ton Meters)로크에 견딜 수 있어야 한다. 자동차용 A10mm볼트는 50-70N.M.의 로크에 견뎌야 하는데, 70N.M.이라면 이는 약 52ft-1b(foot pounds)와 같다. 조립중에는 에어건이나 공압드라이버가 통산 약 70N.M.에서 셋팅되어를 10mm 피어스폼 볼트에 나착시킨다. 따라서, 볼트가 70N.M.의 호크에 견딜 수 없다면, 자기 리벳팅 볼트(self-rivetting bolt)는 판넬(panel)에서 비틀리고 조립물을 파괴하게 된다.

여기에서 말하는 자기 리벳팅파스터(self-riveting fastener)에는 몸체부(body portion)와 이 몸체부보다작은 원형부를 가진 완전한 관사의 발렐부 (integral tubular barrel portion) 가 포함 구성되나. 이 바렐부는 발렐부가 판넬에 리벳팅 될 때 판넬속으로 통산 인입된다. 스터드-형 피어스 폼파스너에는 전술한 미국 특허 제4,555,838호에서 개시된 바와 같이 몸체부에 라이디알면 (radial surface), 플랜지부 및 바렐부와 동축정렬되어 뻗어있는 몸체부에 중첩되게 결합되는 스터드부(stud portion)가 포함 구성되어 있다. 보다 일반적으로는, 역회전 돌기부 또는 너브(nub)가 몸체부에 인접된 바렐부상의 어느 한쪽에 주어지거나 예컨데 본 출원인에게 이전된 미국특허 제4,810,143호의 제1도에서 개시된 바와 같은 바렐부에 인접된 플랜지부상에 주어진다.

이들이 회전저항에 효과적이긴 해도, 이 항회전 돌기부 또는 너브는 판넬에서의 스트레스 상승을 일으키고 파스터와 판넬 앗셈블리(panel assembly)의 실패를 가져올 수 있는 판넬두께의 감소를 초래하며, 특히 대량생산시 로크를 받는다는 문제가 있다. 상술한 바와 같이, 리벳팅 파스너가 스터드-형 파스너인 경우, 넛트는 통상 공압드라이버에 의해 나사가 공된 스터드(threaded stud)에 나합된다. 그러나, 항 회전 돌기나 너브는 파스너와 판넬앗셈블리의 비 연속적인 토크저항을 초래한다. 이는 너브의 붕괴에 의한 변형(collapsing deformation), 상술한 스트레스라이저(stress risers), 판넬의 얇아짐이나 너브 또는 돌기부 사이의 공간속으로 판넬의 불완전한 변형에 의하여 초래되는 것이다. 너브가 판넬속으로 인입되면, 판넬벽 두께는 감소되고, 이에 따라 크랙이나 스트레스라이저를 발생케 한다. 파스너는 앗셈클리에서 또한 여러 가지 하주을 받으면서 사용도중에, 특히 진동이 있을 때에 는 느슨하게 도니다. 항회전 넛트와 관련하여 상술한 문제점을 극복하기 위하여, 찬넬들이 최근 넛트형 파스너에서 항회전기구로 사용되어 오기에 이르렀다.

자기 리벳팅, 자기 피어싱(self-piercing) 및 상술한 종류의 리벳링스터드 파스너(riveting stud fasteners)용 견고한 항외 전기구를 공급함에 있어서의 문제점은, 특히, 이 파스너의 다량 생산용에서 넛트 파스너가 공압드라이버로 리켓팅된 파스너 위에서 파스너 속으로인입하는 파스너의 경우에 특히 현저하다. 이 문제점은 토크 저항 너브(torque resistance nub)나 돌기부로는 해결되지 않으므로 파스너와 판널사이의 보다 안저한 내토크성 기계적 맞물림 (torque-resistant mechanical interlock)이 필요하게 된 것이다.

상술한 바와 같이, 본 발명상의 개선된 판넬 앗셈브리로크 저항성을 가진 자기 리벳팅 또는 자기 피어싱 및 리벳팅파스너에는 바렐부보다도 더욱 큰 직경을 가진 자유단과 몸체부를 가진 관상의 리벳팅 바렐부 (tubular riveting barrel portion)가 포함구성된다. 이 몽체부에는 측벽과 상기 바렐부와 상기 모체 측벽 사이에서 방사상으로 뻗는 면이 있다. 이 관사의 바렐부는 판넬을 리벳팅하기 위한 판넬에서의 개구부를 통하여 수납되도록 하느데 적합하다. 본출원인에게 양도이전된 전술한 미국특허의 기재에서와 같이, 바렐부의 자유단에는 피어싱면, 즉 관통면이 있다. 자기 피어싱파스너, 즉 자기 관초파스너의 바렐부의 자유단 (free 웅)이 판넬에 역(逆)하여 작동되면, 이 바렐부의 자유단에서의 관통면은 판넬부로 부터슬러그(slug)를 관통하며, 바렐부는 다음 관통된 판넬개구부를 통해 작동된다. 본 발명사으이 개선된 판넬앗셈블리토크 저항성을 가진 리벳팅파스너(riveting fastener)는, 그러나, 미리 천공된 판넬기구부를 가진 판넬과 같이 사용된다. 이 판넬개구부는 바렐부 의경보다도 작거나 거의 같은 직경을 통상 갖는다. 몸체부는 이 판넬 개구부에 인접된 판넬속으로 인입된다. 최량의 실시예에서, 파스너의 몸체부는 판넬과 실질적으로 같은 높이로 되도록 판넬속으로 인입된다.

개선된 내 토크성 또는 토크저항성은 방사성 반경방향으로 뻗는 상기 몸체부의 표면에서 다수의 공간을 가진 포켓(spaced pockets)에 의해 주어진다. 각 포겟은 몸체부내에서 포겟벽으로 이루어지고, 벽은 모체의 라이디알면으로 향하여 축상으로 뻗고 교차하며, 이 포켓벽은 통상 모체측벽으로 향하여 방사상으로 갈라지고 교차한다.

상기 몸체측벽을 가진 포켓벽과 라이디알 면(radial surface)의 교차는 포켓 개구부를 만든다. 판넬에 대한 파스너의 리벳팅에 있어, 판넬재료는 캐비리홈에서 영구적으로 변형되며 판넬에 관하여 리벳팅파스너의 회전이 안 되도록 저항성을 가진 판넬과 몸체부 사이의 기계적 맞물림을 형성한다. 항 회전성 포켓은 통상 원호상(arcuate)이고, 실시예에서 포켓은 일반적으로 반원통형으로 되고 몸체부에 관하여 통상 동일하게 공간을 갖는다. 이 원호상포켓으 내 측면은 자유단에서 관상바렐부의 긴 축, 즉 장축을 향하여 내향하여 각도를 가지며, 이에 따라 항회전 캐비티홈(anti-rotation cavities)속으로 판넬지료를 통하게 하고 몸체부에 판넬사이의 매우 안전한 기계적 맞물림을 형성하기 위한 포켓을 거의 충전한다. 대부분의 예에서 이 포켓은 반원추형이다.

이 실시 예 에서, 리벳팅파스너 몸체부에는 바렐부 자유단의 반대편에 있는 관상이 바렐부에 일체로 결합되는 라디알 플랜지부(radial flange portion)가 포함 구성된다. 이 플랜지부는 관사의 바렐부로부터 방사상으로 뻗고 전술한 바와 같이 판넬개구부에 인접된 판넬속으로 판넬부에 인접된 외부 주변표면을 포함구성한다. 이 실시예에서, 항회전 포켓은 이 주변표면을 포함 구성한다. 이 실시 예 에서,항회전 포켓은 이 주변표면 주위로 공간을 띄고 있다. 각 포켓은 의향하여 방사상으로 열리고 몸체측벽을 교차한다. 플랜지부가 판넬속으로 인입될 때, 판넬재료는 바람직한 기계적 맞물림을 형성하면서 플랜지부에서 포켓속으로 영구변형되어 들어가게 된다.

항회전캐비티홈이나 포켓은 본 발명상의 리벳팅파스너의 몸체부에서, 전술한 바와 같이, 항회전 돌기부 또는 그전에 사용한 너브보다도 훨신 양호한 놀라운 개선효과를 제공한다. 8㎜피어스폼(PIERCEFORM)스터드에서, 예컨데, 본 발명의 항회전 캐비티 또는 항회전포켓은 판넬에서 몸체부가 회전하기전에 스터드가 플랜지부를 비틀리게 되도록 하는 것과 같은 개선효과를 가져오도록 하는 것임을 알게되었었다. 따라서, 본 발명의 개선된 판넬앗셈블리로크 저항성을 가진 리벳팅파스너와, 이에 따라 이루어지는 판넬 앗셈블리는 종래기술과 연합된 저항성토크 문제를 해결하여 주며, 특히 자동차용과 같은 대량생산요으로 사용가능하게 되는 것이다.

본 발명을 도면을 이용하여 이 실시 예를 들어 보다 구체적이고도 상세히 설명하도록 한다.

제1도는 자기 관통리벳팅스터드형 파스너(self-piercing riveting stud-type fastener)의 형태로 본 발명상의 개선된 토크저항성을 가진 리벳팅파스너의 이 실시 예를 저부사시도로 나타낸 것이다.

제2도는 제1도의 리벳팅파스너의 저면도이다.

제4도는 파스너이 측부의 이부 단면도로서, 제3도에서와 같이, 앗셈블리를 위한 장착장치에서 파스너를 판넬에 향하도록 한 것이다.

제5도는 판넬에 장착된 리벳팅파스너로 제1도 -4도에서 도시된 리벳링파스너의 일 실시 예로서의 평면도를 나타낸다.

제7도는 화살표 7-7의 방향으로 제5도의 앗셈블리의 측단면도를 도시한 것이다.

전술한 바와 같이, 본 발명상의 판넬 앗셈블리와 개선된 로크저항성을 가진 리벳팅파스너는 특히 자동차용을 포함한 대량 생산용에 적합하다. 이 리벳팅파스너는 예비관통되거나 또는 예비 성형된 판넬 개구부에 장착되고, 또는 이 파스너는, 파스너가 판넬에서 개구부를 관통하고, 리벳팅파스너는 관통된 판넬개구부를 통하여 장착되는 곳에서, 자기관통 파스너와 리벳팅파스너로 된다. 개선된 토크저항성을 가진 자기 관통리벳팅스터드-형 파스너가 여기에 개시되어 있다.

전술한 미국특허에 개시된 자기관통 및 리벳팅파스너는 본 출원인에게 이전된 것이다. 토크저항성 또는 내 토크성은 여기에서 개시된 개선사항을 이용한 리벳팅파스너로 달성가능하다.

제1도 내지 제3도는 본 출원인에게 이전된 미국특허 제4,555,838호, 4,633,560 호 및 4, 765,057 호에서 개시된 종류의 자기관통 및 리벳팅스터드파스너를 도시한 것이다. 이 리벳팅파스너(20)에는 관통면(26)과 원호상의 작동면(driving surface(27))을 포함하는 자유단(24)을 갖는 관상의 바렐부(22)가 있다. 개시된 실시예에서, 관상의 바렐부(22)는 원통형으로 되나, 바렐부는 용도에 따라 다각형배치를 포함하는 다른 배열도 가진다. 더욱이, 바렐부의 자유단(24)의 배치는 리벳팅파스너의 이용에 달려 있다. 예컨데 관통면은 리벳팅파스너를 예비관통(pre-pierced)되거나 예비성형(pre-formed opining)되는 개구부에 장착하는 곳에서는 필요로 하지 않는다.

개시된 실시 예에서, 바렐부(22)는 리벳팅 파스너의 몸체부(29)를 형성하는 라디알플랜지부(28)에 일체로 결합된다. 플린지부(28)는 제1 라디알면(또는 가압면)(38), 몸체 (또는 플랜지) 측벽(39) 및 제2 라디알(또는 환상의)면 (46)으로 구성된다. 개시된 실시 예에서는, 플랜지부(28)는 바렐부의 자유단을 통해 열리는 소켓(31)으로 이루어지고 저벽(30)을 성형하는 자유단(24)의 반대편에서 바렐부(22)의 단부를 연결한다. 리벳팅스터드 파스너의 실시 예에서, 소켓(31)의 저면(32)은 도시된 바와 같이 오목하고 통상 원추형으로 되어 있다. 여기에서 상부와 저부는 상대적인 것으로, 리벳팅파스너는 그 어느 방향에서나 판넬에 장착될 수 있기 때문이다. 또한, 리벳팅 파스너가 다이프레스에 장착되명, 전술한 바와 같이, 장착헤드는 상부다이 압반(die platen)에 설치되는데, 여기에서 리벳팅파스터는 하향하여 장착되거나 장착헤드는 하부압반에 장착되거나 하며, 여기에서 리벳팅파스너는 판넬에 상향하여 장착된다.

제1도 내지 3도에 개시된 리벳팅파스너의 실시예에서 스터드부(34)는 부호 36에서 외부 나사 가공되어 있다. 이 그림에서 알 수 있는 바와 같이, 리벳팅파스너의 체결부의 배열은 용도에 따라 좌우 된다. 예컨데, 본 발명사의 리벳팅파스너는 볼 조인트(ball joint)로서 이용된다. 여기에서 스터드부는 볼 부재 (ball member)에 의해 대치된다. 다른 체결부도 용이하게 적용가능한데, 내부 나사 가공된 넛트가 그것이다. 이들 적용방식들은 이 업계의 종사자들에게는 자명한 것이기 때문에 여기에서는 도시하지 않았다.

본 발명상의 리벳팅파스너의 일 실시 예에는 다수의 공간을 가진 항회전 포켓(anti-rotation pocket)(40)이 포함 구성된다. 이 실시 예에서 항회전포켓(40)은 플랜지부(28)의 방사상 연시면(radially extending surface)(38)으로 이루어지며, 가압면 (pressing surface)으로도 불리운다. 이 항회전포켓(40)은 각각 터부표면(42) 또는 저벽을 포함하고 통상 벽(44) 또는 원호상의 측면을 포함한다. 이 실시예에서, 측면(44)은 통상 항회전포켓(40)에 반원형의 개구부로 되기 때문에 포켓(40)의 표면역이 내측보다도 더욱 큰 역(area)을 가진다. 또한, 대부분의 예에서, 내측명느 드라프트앵글(draft angle)즉, 설계각을 이루기 위하여 바렐부의 자유단(24)을 향하여 내향하는 각을 가진다. 이 배열은 항회전포켓과 포켓의 실질적 충전 속으로 판넬재료의 흐름을 촉진하다.

제4도를 보면 본 출원인에게 이전된 전술한 미국특허의 참고도면이지만, 여기에서 개시된 종류의 리벳팅 파스너는 다이프레스에 설치되어있고, 여기에서 리벳팅 파스너가 또는 다수의 리벳팅파스너는 프레스의 각 싸이클로 장착된다. 파스너 장착에드는 하나의 다이압반에 부착되고, 암 다이부재나 다이버튼은 다이압반에 설치 된다. 이 장착헤드에는 프레스의 각 행정을 가진 파스너를 설치하기 위하여 장착헤드(도시 안됨)에서 왕복하는 환사의 드라이버나 플런져(plunger)(48)가 있다. 이 리벳팅파스너는 플런져(48)로 동축배열속으로 장착 헤드속으로 인입된다. 이 개시된 실시예에서, 플런져(48)에는 스터드부(34)를 둘러싸는 프랜지부(28)의 환상의 면(46)을 계합하는 환상의 자유단(50)이 있다.

다이버튼(52)에는 중앙다이 포스트(central diepos)(56)를 둘러싸는 환상의 오목한 다이 캐비리홈(54)이 있다. 이 개시된 실시예에서 다이포스트의 자유단은 이하에 설명하겠지만, 판네로부터 슬러그(slug)를 관통하기 위하여 바렐부(22)의 관통면(26)과 합쳐 원형의 주변 관통단(circular peripheral piercing edge)(58)을 포함 구성한다. 장착헤드의 실시예에서, 다이버튼(52)에는 판넬(62)을 수납하는 환상의 지지면(60)이 있다. 이 판넬(62)은 리벳링 파스너(20) 특히 자기간통 및 리벳팅파스너의 장착 중에는 클램핑기구(도시 안됨)에 의하여 다이버트에 관하여 통상 고정되어 있다.

제4도에서, 바렐부(22)는 오목한 환사의 다이캐비리홈(54)과 같이 동축정력되어 있다. 즉, 다이포스트(56)의 자유단이 바렐부의 개구단을 통해 수납되고, 플런져(48)는 판넬(62)을 향하여 작동되며, 판넬에 역하여 바렐부(22)으 자유단을 인입시키도록 동축정렬되는 것이다.

제4도, 제6도 및 제7도를 참조하면, 전술한 미국 특허 제4,555,838호에서 충분회 설명한 바와 같이, 바렐부(22)의 자유단(free end)은 면저 다이포슨(56)의 자유단에 역하여다이캐비리 흠속으로 판넬을 인입시키고, 다음 바렐부(22)의 관통면(26)은 슬러그(64)를 판넬로부터 관통하도록 다이포스트의 관통단(piercing edge)(58)과 조합되며, 이는 다이포스트(56)의 자유단위로 수납된다. 바렐부의 자유단(24)은 다음 U-형 찬넬(56)을 형성하면서 바렐부(22)를 방사상으로 외향하여 변형시키는 오목한 환상의 다이 캐비리(54)흠내에서 관통된 판넬개구부를 통하여 수납된다. 관통도니 판넬개구부에 인접된 판넬은 동시에 전개되는 U-형 찬넬(66)속으로 동시에 인입되고, 제6도 및 제7도에서 도시된 바와 같이, 바렐부(22)와 판넬(62)사이의 매우 견고한 기계적 맞물림체결을 형성한다. 이 실시예에서, 다이포스트판넬에 스터가 부착될 때 압력 릴리프통로(pressure relief passage)와 소켓(31)에 잡히는 이동용 공기(removing air)를 제공한다.

제6도 및 제7도에서 특히 개시된 것은 바렐부(22)가 방사상으로 외향하여 변형될 때 판넬(62)속으로 플랜지부(28)의 가압면(38)이 인입된다. 이 판넬은 제6도에서와 같이 항회전포켓(40)속으로 동시에 변형된다. 이 실시예에서, 항회전포켓(40)의 경사진 원호상의 면(44)은 판넬재료를 포켓(40)속으로 통하게 하고, 포켓(40)내에서 판넬의 벽 두께를 줄이지 않고도 포켓(40)을 거의 충전한다. 제6도에서 도시된 바와 같이, 판레은 포켓(40)속으로 변형되는데, 이는 각각 저면(42) 및 내면(44)에 역하여 되는 것으로, 실질적으로는 적절한 로크저항성을 주기 위하여 포켓(40)을 충전한다. 그리고 포켓(40)은 내면(44)과 저면(42)로부터 통상 성형된다는 사실을 알아둘 필요가 있다. 면(44)은 일반적으로 상기 포켓개구부가 라디알돌출로부터 보일 때에는 상기 포켓개구부를 접근함에 따라 일반적으로 반원추형으로 이루어진다. 실시 예에서 내면(44)은 바렐축을 따라서 취한 돌기부로부터 보일 때 상기 포켓개구부를 접근함에 따라 분기된다.

분기되는 배열형셩면(44)은 이것이 두 돌기부(라디알 및 측상의)를 따라 포켓개구부를 근접함에 따라 상기 포켓(40)속으로 그리고 상기 내면(44)에 역하여 통상 판넬(62)의 흐름을 촉진한다.

포켓(40)의 디자인은 최대 항회전저항을 부여하도록 조심스럽게 이루어진다. 예컨데, 플랜지(28)가 가압면(38)으로 부터나오고 플랜지(28)를 통하여, 환상의 면(46)에 대한 찬넬(도시안됨)로 만들어지면, 판넬(62)의 측상운동이 바렐(24)이 방사상으로 변형될 때 바렐(24)에 의하여 포켓(40)속으로 작동될 때 판넬의 축상의 운동을 봉쇄하기 위한 저면(42)이 없었을 것이다. 저면(42)의 존재로, 판널(62)은 저면(42)과 접촉할 때까지 축상으로 밀리고, 판넬(62)가 바렐(24)를 방사상으로 변형하므로써 밀려지면, 판넬(62)이 저면(42)과 접촉후에, 판넬(62)은 저면(42)을 따라 움직이고 또한 내면(44)을 향하여 움직인다. 파스너(20)의 회전저항성이 부분적으로는 판넬(62)이 얼마나 많이 내면(44)에 접촉하느냐하는 기능이기 때문에 , 파스너(20)의 회전저항성은 저면(42)이 면(44)에 역하여 판넬(62)으 축상움직임을 재지시 하는데 있어 얼마나 효과적이냐에 관련되어 있다. 면(44)에 역하여 효과적으로 판넬에 찬넬 통로를 만드는데 따라 내면(44)과 판넬(62)사이의 견고한 접촉상이 얻어지고, 이에 따라 파스너(20)의 항회전 가능성을 최대화 할 수 있다.

제1도 -7도 에서의 리벳팅스터드파스너으 플랜지부(28)에 있는 다수으 항회전포켓(anti-rotation pocket)은 앗셈블리의 로크 필요성에 좌우된다. 이 항회전포켓(40)은 통상 적절한 토크저항성을 위한 가압면(38)의 주변 둘레로 동일하게 공간을 두고 있다. 예컨데, 6-10개의 항회전포켓(40)은 용도에 따라 필요함을 알게 된 것이다. 이 항회전성포켓(40)은 통상 가압면(38)의 비교적 작은 몇 퍼센트의 역으로 이루어져서 장착시 포켓(40)의 완전한 충전을 보증하게 된다. 이 포켓(40)의 반원형 배열은 개선된 로크저항성을 부여하는데 있어 특히 유효함을 알게되었다.

8㎜스터드, 예컨데 0.762㎜(0.030inch)의 두께를 가지는 판넬에 장착되는 이 스터드에서, 항회전포켓(40)은 같은 수의 갈고리(barb)나 돌기부를 넘는 토크저항에서 250%으 개선이 이루어지고 있다. 2.54㎜(0.10inch)으 두께를 가지는 판넬인 경우에도 위와 유사한 장치에 의하여 185%의 토크저항성이라는 개선 실적이 나왔다. 이러한 토크저항서의 현저한 개선은 예상하지 못해던 뜻밖의 성과로서 이는 자동차용에는 대단히 중요한 것이다. 로크저항성의 개선은 결합의 구조적 일체성을 해하지 않고 또한 갈고리나 돌기부와 같이 생기는 스트레스 라이저(stress riser)나 크랙 같은 균열을 없애주면서 이루어진다. 이 로크저항서으 개선사실은 특히 두께 0.762㎜(0.030inch)이하으 두께를 가진 비교적 얇은 판넬에 매우 중요하다. 여기에서 로크저항성은 정상적인 장치시의 경우보다 작은 수치로 된다. 전술한 바와 같이, 항회전포켓(40)은 장치중 판넬재료로 포켓(40)의 완전한 충전을 보증할 수 있을 만큼 비교적 작게 한다. 전술한 장치에 있어, 항회전포켓(40)의 저면(42)에서의 반경은 약 1.0㎜와 톱 반경(top radius)dir 1.3㎜였다. 내면(44)은 약23˚의 각도로 바렐부의 축에 관하여 내부로 각을 이루었다. 포켓(40)의 완전충전을 보증하는 배열은 이하에서 설명하는 자동차용의 토크저항성 개선을 위한 것이다.

개선된 토크저항성을 가지는 리벳팅파스너와 파스너 및 판넬 앗셈블리를 일 실시예로 기술된 내용으로도 알겠지만, 본 발명의 설명 및 특허정구범위에 여러 가지 수정이 가해질 수 있는 것임을 이해할 수 있을 것이다. 가령 리벳팅파스너의 칫수는 그 용도와 판넬 두께에 따라서도 결정된다. 또한 본 발명상의 리벳팅파스너는 자동차와 관련산업에서의 구조체 또는 부품동과 같이 비교적 얇은 판넬에 영구적 부착사용에 특히 적합하다. 토크저항성은 약 1.016㎜(0.040inch)이하의 두께를 가진 비교적 얇은 판넬에서 장치된 리벳링파스너에 있어 특별한 사항으로서, 비록 리벳팅파스너가 개선된 토크저항성을 가지고, 또한 본 발명상의 판넬앗셈블리가 약 3㎜(0.125inch)이상의 두께를 가지는 두꺼운 판넬에 이용된다 하더라도 역시 그러하다. 자기리벳팅파스너는 통상 변형(소성) 가능한 금속으로 만들어진다. 예컨데 강철같은 금속이 이용되는데, 이는 표면경화, 전성등 물리적성질의 향상을 위해 열처리까지도 가능하기 때문이다. 여기에서 말하는 판넬이라는 용어는 전술한 바와 같이 개선된 토크저항성을 얻기 위하여 황회전포켓속으로 충분히 변형을 시킬 수 있을 정도로 얇은 두께를 가지는 프래이드(plate), 일반적인 판넬(panel)또는 금속박판(metal sheet)등을 일컫는다.

본 발명의 리벳팅파스너에 적합한 재료는 통상 SAE 1022, 1023, 1030 강철 규격과 같은 철강규격에서의 철강을 포함하는 중간정도의 탄소강이다. 리벳팅파스너가 자기관통 및 리벳팅파스너로 이용되면, 이 파스너는 판넬보다도 경화되지 않으면 안된다. 이에 관하여는 전술한 미국특허가 참고될 것이다.

Claims

자유단(free end)을 갖는 관상으 리벳팅바렐부(tubular riveting barrel portion)와, 상기 발렐부보다 큰 직경을 가진 몸체부와를 포함구성하고, 상기 몸체부는 상기 발렐부와 상기 몸체 측벽사이로 뻗는 제1 라디알면 (radial surface)과 측벽을 가지며, 상기 관상의 바렐부는 상기 판넬을 리벳팅 하기 위해 판넬에서 개구부를 통해 수납되기에 적합하도록 되고, 상기 몸체부는 상기 판넬을 변형시키는 상기 판넬 개구부에 인접된 상기 판넬속으로 수납되기에 적합하도록 된 개선된 판넬앗셈블리 토크저항성을 가진 리벳팅파스너는, 상기 몸체상에 토크저항성기구(torque resistance means)에 의하여 상기 판넬에서 상기 리벳팅파스너의 상대적 회전(relative rotation)을 방지하고, 상기 토크저항기구는 상기 몸체부에서 다수의 공간을 가진 포켓(spaced pocket)으로 이루어져서 각 포켓이 상기 몸체내에서 포켓벽을 이루고, 상기 포켓벽은 축상으로 뻗고 상기 몸체의 상기 라디알면을 향하여 반경방향으로 분기되고 교차하며, 상기 몸체측벽과 상기 포켓벽의 교차와 상기 라디알면은 상기 판넬에 관하여 상기 리벳팅 파스너으 회전에 저항하는 상기 판넬과 상기 몸체부 사이에 기계적 체결을 형성하는 상기 판넬속으로 상기 몸체부가 인입 될 때 상기 포켓속으로 판넬재료를 통하도록 하는 포켓개구부를 이루도록 한 개선된 부분을 갖도록 한 것을 특징으로 하는 개선된 판넬 앗셈블리토크 저항성을 가진 리벳팅파스터(A riveting fastener having improved panelassembly torque resistance).
제1항에 있어서, 상기 몸체부에서의 상기 포켓벽은 측벽과 마루벽( floor wall)을 포함하고, 여기에서 상기 측벽은 일반적으로 상기 몸체부 둘레로 원호상으로 되고 균일히 공간을 두도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 개선된 판넬앗셈블리 토크저항성을 가진 리벳팅파스너.
제2항에 있어서, 상기 포켓측벽은 상기 몸체부가 상기 자유단에서 상기 관상의 바렐부의 장측을 향하여 상기 몸체부에서 내향하여 각이 져 있는 것을 특징으로 하는 개선된 판넬앗셈블리 토크저항성을 가진 리벳팅파스너.
제2항에 있어서, 상기 포켓마루벽은 일반적으로 상기 반경방향으로 뻗는 면에 평행하게 되는 것을 특징으로 하는 개선된 판넬앗셈블리 토크저항성을 가진 리벳팅파스너.
제1항에 있어서, 상기 몸체부에는 상기 제1 라디알면으로부터 공간을 두고 떨어져 있는 제2 라디알면을 포함 구성하고, 상기 제2 라디알면은 상기 몸체측벽과 교차하며, 상기 제1 및 제2 라디알면과 상기 몸체측벽은 상시자유단의 반대편에서 상기 관상의 바렐부에 일체로 결합되는 라디알 플린지부(radial flange portion)를 갖는 것을 특징으로 하는 개선된 판넬앗셈블리 토크저항성을 가진 리벳팅파스너.