KR101882320B1

KR101882320B1 - 체결구

Info

Publication number: KR101882320B1
Application number: KR1020127024893A
Authority: KR
Inventors: 데렉 크러츠리
Original assignee: 아브델 유케이 리미티드
Priority date: 2010-04-23
Filing date: 2011-03-10
Publication date: 2018-07-26
Also published as: EP2561238B1; JP2013527903A; TW201200748A; AU2011244796A1; GB2479791B; JP5782106B2; CN102859207A; TWI527970B; US20130025111A1; KR20130079324A; ZA201207343B; ES2556774T3; IL222084A; US9234538B2; WO2011131956A1; MX339754B; GB2479791A; MX2012010885A; GB201006827D0; EP2561238A1

Abstract

가공물(120, 122) 내에 설치하기 위한 체결구(102)는 쉘(108) 및 반경방향으로 확장된 헤드(122)를 포함하는 몸체(104) 및 핀(106)을 포함하고, 제1 계합 수단은 쉘의 보어(116) 내에 배치되고, 복수의 돌기(118)를 포함하는 제2 계합 수단은 핀 생크(142)의 적어도 일부분의 외측에 배치되고, 핀 생크는 제1 및 제2 계합 수단이 상호 계합되도록 헤드 단부로부터 이격된 몸체의 단부로부터 몸체의 보어 내로 삽입가능하다.

Description

체결구{FASTENER}

본 발명은 부재들을 서로 고정하기 위해 가공물 부재 내에서 정렬된 구멍을 통해 삽입하는 체결구에 관한 것으로, 특히, 저 그립 응용, 즉, 서로 고정되는 가공물 부재의 가공물 부재의 전체 폭이 상대적으로 작은 응용에 대해 적합한 체결구에 관한 것이다.

가공물 부재 내의 정렬된 구멍을 통하여 삽입하기 위한 현재 공지된 체결구는 도 1a 내지 도 3에 도시된 바와 같이 등록된 상표명 아비테이너(AVTAINER)로 상용입수가능하다. 공지된 체결구(2)는 핀(6)(도 1a에 도시된 바와 같이) 및 몸체(4)(도 1b에 도시된 바와 같이)를 포함한다. 핀은 샤프트(42), 헤드(44) 및 브레이크넥 부분(46)을 포함한다. 몸체는 쉘(8) 및 나일론 슬리브(10)를 포함한다. 쉘(8)은 일 단부에 반경방향으로 확장된 헤드(12) 및 이로부터 돌출되는 신장된 생크(14) 및 몸체(4)를 통하여 완벽히 축방향으로 연장되는 보어(16)를 포함한다. 쉘(8)의 신장된 생크(14) 내에 위치되는 슬리브(10)는 제1 계합 수단을 형성하고, 핀(6) 상에 복수의 환형 돌기(18)를 포함하는 돌기형 부분(52)은 제2 계합 수단을 형성한다.

도 2a 및 도 2b에는 가공물 부재(20, 22)를 포함하는 가공물 내로의 체결구(2)의 설치 순서가 도시된다. 우선적으로, 도 2a에 도시된 바와 같이, 핀(6)은 핀 헤드(44)에 힘을 가함으로써 가공물 부재(20, 22) 내에 제공된 정렬된 구멍(54, 56) 내로 이동된다. 핀 생크(42)의 플레인 부분(78)은 가공물 구멍(54, 56) 내에 압축끼워맞춤된다. 도 2a는 정렬된 구멍(54, 56) 내로 이동된 후의 핀(6)을 도시한다. 그 후에, 몸체(4)는 슬리브(10)의 리딩 단부가 핀(6)의 돌기형 부분(52)과 접할 때까지 핀 생크(42)의 돌출된 단부 상으로 생크(14)를 우선적으로 가압한다. 도 2b에는 이 단계가 완료된 후의 체결구가 도시된다.

핀(6)의 돌기(18)는 몸체(4)의 슬리브(10)와 상호 계합되고 쉘 헤드(12)의 하측 표면(58)이 핀 헤드(44)로부터 이격된 가공물 부재(22)의 외측 면(72)과 접할 때까지 체결구(2)의 설치는 핀 생크(42)를 따라 몸체(4)를 추가로 가압하고 핀(42)을 동시에 가압하기 위해 공구(도시되지 않음)를 사용하여 완료된다. 핀 생크(142)는 브레이크넥 부분(46)에서 인장이 중단될 때까지 잡아당겨진다.

도 3에는 가공물 부재(20, 22)를 서로 고정하기 위해 가공물 내로 완전히 설치되는 체결구(2)가 도시되고, 핀(6)의 돌기(18)는 몸체(4)의 슬리브(10) 내로 매립된다. 그립, 즉 가공물 부재(20, 22)의 총 두께는 S로 표시된다. 설치된 체결구(2)의 필요한 인장 강도를 제공하기 위하여, 모든 돌기(18)는 슬리브(10)와 계합되어야 하고, 이에 따라 그립(S)은 생크(14)의 길이(L)보다 커야 하며, 이는 슬리브(10)가 이 길이 내에 둘러싸이기 때문이며, 이 길이는 조인트가 고정되는 것을 보장하기 위해 그립(S)보다 작아야 한다.

최소 그립이 체결구(2)의 길이를 감소시킴으로써 감소될 수 있을지라도, 이는 또한 설치된 체결구의 인장 강도의 용인할 수 없는 감소를 야기할 수 있다. 돌기(18)가 슬리브(10)와 상호계합되는 길이의 감소는 설치된 체결구(2)의 인장 강도의 용인할 수 없는 감소를 야기할 수 있다.

따라서, 종래의 체결구의 최소 그립이 쉘의 길이에 의해 제한되며, 이는 체결구가 쉘 길이의 값 미만의 그립 값에 대해 사용될 수 없기 때문이다.

본 발명의 목적은 최소 그립 값이 쉘의 길이에 의해 제한되지 않는 체결구를 제공하는 데 있다.

따라서, 본 발명은 일 양태에서 첨부된 청구항의 제1항에서 청구된 바와 같은 체결구를 제공한다.

몸체의 헤드는 반경처리된 부재로 형성될 수 있으며, 언더헤드 접촉 표면은 반경처리된 부재의 환형 플랜지 상에 제공된다.

제1 계합 부재는 바람직하게는 나일론 슬리브를 포함하고, 제2 계합 수단은 바람직하게는 복수의 돌기(barb)를 포함한다.

본 발명은 추가 양태에서 첨부된 청구항의 청구항 5항에 따르는 체결구를 사용하여 가공물을 서로 고정하는 방법을 제공한다.

본 발명의 실시예는 첨부된 도면에 따라 예시로서 기술된다.
도 4는 본 발명에 따르는 체결구의 쉘의 단면도.
도 5는 본 발명에 따르는 체결구의 몸체의 단면도.
도 6은 본 발명에 따르는 체결구의 핀의 측면도.
도 7은 본 발명에 따르는 체결구를 가공물 내로 설치하는 제1 단계의 부분적인 단면도.
도 8은 본 발명에 따르는 체결구를 가공물 내로 설치하는 제2 단계의 부분적인 단면도.
도 9는 상대적으로 큰 그립(S)를 갖는 가공물 내로 완전히 삽입된 상대적으로 긴 핀을 갖는, 본 발명에 따르는 체결구의 부분적인 단면도.
도 10은 상대적으로 작은 그립(s)를 갖는 가공물 내로 완전히 삽입된 상대적으로 짧은 핀을 갖는, 본 발명에 따르는 체결구의 부분적인 단면도.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 체결구(fastener)는 몸체(104)(도 5)를 포함하는 제1 부분 및 핀(106)(도 6)을 포함하는 제2 부분을 포함한다. 몸체(104)는 스틸 쉘(steel shell, 108)(도 4) 및 나일론 슬리브(nylon sleeve, 110)를 포함한다. 쉘(108)은 헤드(112)로부터 이격되도록 연장되는 관형 신장된 생크(tubular elongated shank, 114) 및 헤드 단부(162)에 제공된 반경방향으로 확장된 헤드(112)를 포함한다. 슬리브(110)는 쉘(108)에 걸쳐서 이어져 있는 원통형 보어(116) 내에 배치된다.

쉘 헤드(112)는 제1 환형의 반경처리된 변부(annular radiused edge, 126)를 갖는 외측을 향하여 연장된 부재 및 제1 환형의 반경처리된 변부(126)보다 쉘(108)의 중방향 중심으로부터 더 이격된 제2 환형의 반경처리된 변부(132)에 의해 형성된다. 부재(124)의 형태는 환형 공간(130)이 쉘 헤드(112) 아래에 형성되도록 형성된다. 제2 환형 반경처리된 변부(132)를 넘어서, 쉘 헤드 말단(180)(즉, 몸체 생크(114)로부터 가장 멀리에 있는 쉘 헤드(112)의 부분)은 환형 플랜지(134)에 의해 형성된다. 환형 플랜지(134)는 언더헤드 표면(underhead surface, 158)(가공물 내로 체결구를 설치할 때 접촉 표면을 형성함)을 형성한다.

쉘(108)의 테일 단부(tail end, 164)는 내측을 향하여 연장된 플랜지(136)와 함께 형성된다. 슬리브(110)는 쉘 헤드(112)의 상측에 거의 근접하게 내측을 향하여 연장되는 플랜지(136)로부터 연장되고, 즉, 슬리브(110)의 상측과 쉘 헤드(112)의 상측의 높이 간에 작은 틈이 형성된다. 슬리브(110)의 외측 직경(138)은 슬리브(110)가 쉘 생크(114)의 보어(116) 내에 압입 끼워맞춤(push fit)되도록 형성되고, 슬리브(110)의 내측 직경(140)은 쉘(108)의 테일 단부에서 내측을 향하여 연장된 플랜지(136) 내에 형성된 구멍보다 작도록 형성된다. 슬리브(110)는 또한 이의 길이에 걸쳐서 연장되는 보어(184)를 갖는다.

슬리브(110)는 리딩 단부(leading end, 166) 및 트레일링 단부(trailing end, 168)를 갖는다. 도시된 바와 같이, 쉘 헤드(112)의 언더헤드 표면(158)은 슬리브(110)의 리딩 단부(166)로부터 축방향 거리 'x'에 있으며 트레일링 단부로부터 축방향 거리 'y'에 있고, 쉘 헤드(112)는 슬리브(110)의 중간지점에 있는 축방향 높이에 배열된다.

핀(106)은 또한 평평한 언더헤드 표면(176)을 갖는 반경방향으로 확장된 헤드(144)와 신장된 생크(142)를 포함하고, 스틸로 형성된다. 핀 생크(142)는 핀 헤드(144) 바로 아래에 있는 플레인 부분(plain portion, 178), 플레인 부분(178) 아래에 복수의 돌기(barb, 118)를 포함하는 돌기형 부분(barbed portion, 152)(제2 계합 수단을 형성함), 브레이크넥 부분(breakneck point, 146), 및 체결구(102)의 설치를 허용하는 풀링 요홈(pulling groove, 150)이 제공된 핀 테일(pin tail, 148)을 포함한다.

핀 테일(148)의 외측 직경은 슬리브의 보어(184) 내에 슬라이딩 끼워맞춤되고, 돌기형 부분(152)의 최대 외측 직경은 슬리브(110)의 내측 직경(140)보다 크다.

도 7 및 도 8은 제2 가공물 부재(122)와 제2 가공물 부재(120)를 포함하는 가공물 내로 설치하는 제1 및 제2 단계를 도시한다. 제1 설치 단계는 가공물 부재(120, 122) 내에 제공된 구멍(154, 156)을 통하여 핀 생크(142)를 삽입하는 것이다. 핀 생크(142)의 플레인 부분(178)은 가공물 구멍(154, 156) 내에 압축 끼워맞춤된다. 핀 헤드(144)의 하측 표면(176)이 제1 가공물 부재(120)의 외측 면(170)과 접할 때까지 핀 테일(148)은 제2 가공물 부재(122)의 외측 면(172)으로부터 돌출된다. 도 7은 상기와 같이 구멍(154, 156) 내에 완전히 삽입된 핀(106)을 도시한다. 제2 설치 단계는 슬리브의 리딩 단부(66)가 핀(106)의 돌기형 부분(152)과 접할 때까지 핀 테일(148)에 걸쳐서 수동으로 몸체(104), 생크(114)를 배치시키는 것이다. 슬리브(110)의 내측 직경(140)보다 큰 돌기형 부분(152)의 최대 외측 직경으로 인해, 핀 생크(142)를 따라 몸체(106)를 임의로 더욱 수동 삽입하지 못할 수 있다.

그 뒤, 체결구(102)의 설치를 완료하기 위해 적합한 공구가 사용된다. 이 설치 단계는 공지되었기 때문에 상세히 설명되지 않을 것이다. 요약하면, 공구는 쉘 헤드(112)의 제1 반경처리된 변부(126)에 압력을 가하고, 핀 생크(142) 상에 제공된 풀링 요홈(150)에 따라 핀 생크(142)는 몸체(104)에 대해 당겨질 수 있다. 핀 생크(142)를 당기는 동안에, 돌기형 부분(152)은 슬리브(110) 내로 밀어 넣어지며, 이에 따라 돌기형 부분(152)과 슬리브(110)가 서로 계합된다. 핀 생크(142)는 쉘 헤드(112)의 언더헤드 표면(158)이 제2 가공물 부재(122)의 외측 면과 접촉할 때까지 잡아당겨지며, 그 후에 핀 생크(142)가 브레이크넥 부분(breakneck point, 146)에서 인장이 중단된다. 따라서, 가공물 부재(120, 122)들이 서로 고정된다.

브레이크넥 부분(146)은 핀(106)의 절단된 단부가 쉘 단부(112)의 단부 높이를 초과하여 돌출되지 않는 돌기형 부분(152)에 충분히 근접한다(즉, 쉘 헤드(112)의 상측과 슬리브(110)의 트레일링 단부(168) 사이의 간격이 충분함).

도 9 및 도 10에는 가공물 부재(120, 122)들이 서로 고정되도록 완전히 설치된 체결구(102)가 도시된다. 도 9에는 상대적으로 큰 그립(S)을 갖는 가공물 내로 설치된 체결구(102)가 도시되고, 도 10에는 상대적으로 작은 그립(s)을 갖는 체결구가 도시된다(쉘은 도 9 및 도 10 모두에서 동일한 길이(L)이지만 도 9의 핀(6)은 도 10의 핀보다 더 길다).

제2 가공물 부재(122)의 외측 면(172)과 접촉하는 쉘 헤드(112)의 언더헤드 표면(158)이 슬리브(110)의 트레일링 단부(168)와 리딩 단부(166) 사이의 중간 높이에 배치되기 때문에, 슬리브(110)의 일부분, 이를 둘러싸는 쉘 생크(114)의 일부분, 및 또한 돌기형 부분(152)의 일부분이 제2 가공물 부재(122)의 외측 표면(172)을 초과하여 연장된다. 따라서, 슬리브(110) 및 돌기형 부분(152)의 완전한 계합이 심지어 가공물의 그립이 쉘(110)의 길이보다 짧을지라도 체결구(102)의 설치에 따라 항시 구현된다. 이는 도 10에 도시되는데, 상대적으로 작은 가공물 그립 's'이 쉘의 길이 'L'보다 작을지라도 슬리브(110) 내로의 돌기(118)의 완전한 계합이 구현된다. 도 10에 도시된 실시예에서, 가공물의 그립 's'은 쉘의 길이 'L'의 대략 절반 이상일 수 있다.

Claims

핀 및 몸체를 포함하는 체결구로서,
핀은 일 단부에 반경방향으로 확장된 핀 헤드 및 이로부터 돌출된 신장된 핀 생크를 포함하고, 몸체는 쉘의 헤드 단부에 반경방향 및 축방향으로 확장된 쉘 헤드를 갖는 쉘 및 이로부터 연장된 신장된 쉘 생크를 포함하고, 언더헤드 접촉표면은 쉘 헤드 상에 제공되며,
쉘 생크 및 쉘 헤드에 걸쳐서 보어가 축방향으로 연장되고,
몸체는 보어의 일부분 내에 위치되고 트레일링 단부 및 리딩 단부를 가지는 제1 신장된 계합 수단을 추가로 포함하고, 리딩 단부는 트레일링 단부보다 쉘의 헤드 단부로부터 더 이격되며,
제2 계합 수단은 핀 생크의 일부분의 외측에 위치되고,
핀 생크는 제1 신장된 계합 수단 및 제2 계합 수단이 상호 계합되도록 쉘의 헤드 단부로부터 이격된 몸체의 단부로부터 몸체의 보어 내로 삽입가능하고,
쉘 헤드의 언더헤드 접촉 표면은 제1 신장된 계합 수단의 리딩 단부와 상기 제 1 신장된 계합 수단의 중간지점 사이의 축방향 높이에 위치되는 것을 특징으로 하는 체결구.
제1항에 있어서, 쉘 헤드는 반경처리된 부재로 형성되며, 언더헤드 접촉 표면은 반경처리된 부재의 환형 플랜지 상에 제공되는 것을 특징으로 하는 체결구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 신장된 계합 수단은 나일론 슬리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 체결구.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제2 계합 수단은 복수의 돌기를 포함하는 것을 특징으로 하는 체결구.
제1항에 따르는 체결구를 사용하여 가공물을 고정하기 위한 방법으로서, 가공물은 제1 및 제2 가공물 부재를 포함하고, 상기 방법은
-핀 헤드의 하측 표면이 제1 가공물 부재의 외측 면과 접하고 핀 생크의 일부분이 제2 가공물 부재의 외측 면으로부터 돌출될 때까지 제1 및 제2 가공물 부재 내의 정렬된 구멍 내로 체결구의 핀을 삽입하는 단계,
-제1 계합 수단의 리딩 단부가 제2 계합 수단과 접할 때까지 핀 생크의 돌출된 단부에 걸쳐서 체결구의 몸체의 생크를 배치시키는 단계,
-몸체에 압력을 가하여 언더헤드 접촉 표면이 제2 가공물 부재의 외측 면과 접촉할 때까지 제1 및 제2 가공물 부재의 구멍 내로 몸체를 밀어 넣는 단계, 및
-몸체에 대해 핀 생크의 돌출된 단부를 잡아당겨서 제1 신장된 계합 수단과 제2 계합 수단을 서로 계합하는 단계를 포함하고,
핀 생크의 돌출된 단부는, 상기 핀 생크가 핀 생크의 브레이크넥 부분에서 절단될 때까지 몸체에 대해 잡아당겨지는 것을 특징으로 하는 방법.
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