KR20000069177A - 블라인드 리벳 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

천공된 부재를 고정하기 위한 자체플러깅 블라인드 리벳은 한쪽 단부에 말단면(16)을 가지며 다른쪽 단부에 방사방향으로 확대된 예비성형된 헤드(13)를 구비한 관형 셀(11)과, 상기 셀을 통해 연장되며 셀(11)의 말단면(16)에 인접한 스템 헤드(22)를 구비한 스템을 포함하며, 상기 스템 헤드에 인접한 영역은 스템 생크의 나머지에 대해 직경이 증가되고 복수개의 축방향 오목부(26)를 가지며, 상기 셀의 대응의 영역은 스템에서 축방향 오목부(26)를 충진하도록 배치되며, 방사방향으로 연장된 헤드(13)에 인접한 영역에서 셀(11)의 재료보다 단단하며, 이에 따라 사용시 셀의 축방향 하중하에서, 상기 셀(11)은 천공된 부재를 클램프하기 위해 상기 부재와 접촉된 블라인드 헤드를 형성하는 예비성형 헤드로부터 이격된 부재에 인접한 영역에서 조여지는 것을 특징으로 한다.

Description

블라인드 리벳 및 그 제조방법{BLIND RIVET AND METHOD OF MAKING SAME}

사용시에, 셀 헤드가 근접 부재와 접촉하고 그리고 셀 말단부가 부가 부재 너머로 돌출될 때까지, 부재 내에 구멍을 통하여 리벳이 셀 말단부에 먼저 삽입되어 리벳작업이 이루어진다. 리벳을 설정하기 위해서는, 먼저, 셀 헤드가 접합면에 의해 지지를 받게 하고 그리고 스템을 견인하여, 스템 헤드가 접합면에 대하여 셀을 압압하여, 예비성형된 헤드와 함께 부재를 함께 고착시키는 블라인드 헤드를 형성하도록, 적어도 그 일 부분의 반경방향 팽창 및 셀의 축선방향 수축이 일어나게 하는 것이다. 헤드에 인접한 스템의 적어도 일 부분은 리벳이 설정된 후에는 셀 내에서 유지되어 막혀지게 되는 것이다. 스템의 잔여부(예를 들면, 그 헤드로부터 이격진 말단부)는 셀 헤드로부터의 돌출되는 것을 피할 수 있도록 파단된다.

상기 자체 플러깅 블라인드 리벳은 공지된 것이고 폭 넓게 사용되고 있다. 그런데 실질적으로는, 복수의 다양한 특성을 발휘하는, 예를 들면 광폭 파지 범위(그 위에서 일치 리벳(identical rivets)을 안정되게 이행할 수 있는 부재의 전체 두께 범위); 양호한 클렌치 특성(개시적으로 분리되는 부재를 함께 견인하는 능력); 양호한 홀 충진(피리벳 부재에 구멍을 충진하는 능력); 고 전단력; 우수한 스템 유지성; 파지 범위를 관통하는 세트 리벳의 고 장력 세기; 그리고 세트 리벳의 예비성형된 헤드로부터의 스템 유지부의 무 돌출부(no protrusion)와 같은 다양한 장점을 제공하는 세트 리벳이 절실히 요망되고 있다.

이러한 특징은 그 일부가 상호 상반되는 상이한 설계 특성을 갖는 것이다. 본 발명은 상기 특징과 접하면서 간단하고 용이하게 제조되는 리벳을 제공하는 것을 그 목적으로 한다. 광폭 파지 범위를 획득하기 위해서는, 리벳이 최소 파지로 백 시트와 접촉하는 위치에 만족할 수 있는 블라인드 헤드를 형성하여야 하며 그리고 또한 최대 파지가 이르게 되는 보다 두꺼운 시트에 만족할 만한 블라인드 헤드를 제공하여야 하는 것이다. 고 장력 세기를 얻기 위해서는 기본적으로 블라인드 헤드가 우수하여야 한다. 양호한 스템 유지는 스템 과 셀의 적극적인 상호결합 동작으로 달성되고, 스템의 이탈 및 장치 손상을 방지할 뿐만 아니라 연결부 기밀(watertight)을 이루는 것을 도와주어야 할 필요가 있는 것이다. 홀 충진은, 리벳의 생크가 상당히 소프트하여 설치 중에, 리벳의 생크를 짧게 하고 홀을 충진하도록 팽창되는 것을 보장하여 획득할 수 있는 것이다. 이러한 효과는 또한 양호한 클렌치 특성에도 기여하는 것이다. 만일 고 전단력이 유지된다면, 세트 리벳 내에 스템의 유지부가 피리벳 부재 내에서 그 분열 면 또는 접촉면을 횡단하여 놓여져야만 한다. 다음, 만일 동시에 스템의 유지부가 예비성형된 셀 헤드 너머로 돌출되지 않는다면, 리벳의 전체 길이는 파지 범위를 통해 변경하여야 한다.

EP-A-0398512호는 스템의 헤드 근처에서, 말단부에 증가된 직경 및 강도 구역 및, 한쪽 단부에 예비형성된 반경방향 확장 헤드를 가진 관형상 셀 생크를 포함하는 자체-플러깅 블라인드 리벳이 서술되어 있다. 리벳은 말단부 영역에 확장 보어 직경부를 가진 다이에 평면 원통형 셀 및 스템을 가압하여 형성되며, 셀은 경화 작업의 결과로 확장된 보어 부분 쪽으로 팽창된다. 사용시에는, 헤드에 인접한 생크의 상당히 소프트한 영역이 축선 방향 압축 힘을 받아 양호하게 비틀려져서 블라인드 헤드를 형성하여, 작업편 부재와 함께 고착된다.

EP-A-0398512호의 리벳은 리벳을 제거할 수 있는 분할 다이를 사용하여야 한다. 분할 다이는 사용이 곤란하고 마모를 받게 된다. 또한, 생크의 주 부분의 감소된 직경은 홀 충진의 제공을 어렵게 만든다.

상기 양쪽 문제에 대한 가능한 해결책으로는, 헤드 바로 밑에 스템 생크에 원주 둘레 홈을 가지는 스템을 사용하고 그리고, 셀 재료가 원주 둘레 홈 안으로 힘을 받게 되어 증가된 경도를 갖는 두꺼운 셀 벽을 제공하도록 솔리드 다이에 평면 원통형 셀과 스템을 축선방향으로 가압하여 리벳을 형성하는 것이다. GB 2233059B 는 이러한 구조의 리벳을 개시하고 있다. EP-A-0398512호의 경우에서는, 사용시에, 헤드에 인접한 생크의 상당한 연성 지역이 축선방향 압축력을 받아 양호하게 비틀려져서 블라인드 헤드를 형성하여, 작업편 부재를 함께 고정시키는 것이다.

스템 헤드 밑에 설치된 원주 둘레 홈은 이러한 점에서의 스템의 강도를 저하 시키어, 대응적으로 리벳 설치 시에 스템이 파손되는 위치가 정해지는 파손 목부(breakneck)의 강도를 저하시킬 필요를 있게 한다. 이러한 효과는 리벳 성능을 보장하는 스템 생크 직경 및 셀 벽 두께의 작업 가능한 범위를 제한하게 된다.

더우기, 스템 헤드 밑에 홈을 충진하는데 필요한 축방향 하중이 또한 파손 목부를 충진하고 그리고 파손목부가 최소 길이를 가지지 않으면 파손목부 안으로 힘을 받게 되는 재료가 놓여지는 동안에 전단력을 받을 필요가 있으므로 리벳의 기능에 영향을 미치게 된다.

본 발명은 블라인드 리벳에 관한 것이다. 블라인드 리벳은 구멍 부재의 한쪽으로만의 접근에 의해 삽입 설정되어 함께 리벳된다.

특히 본 발명은 일 단부에 예비성형된 반경방향 헤드를 가진 관형상 셀과, 상기 관형상 셀을 통해 연장되고 셀의 말단부에 인접 위치된 스템 헤드를 가진 스템을 포함하는 것이다.

도 1 은 조립 전 리벳의 셀을 종 방향으로 관통하여 도시한 단면도.

도 2 는 조립 전 리벳 스템의 측면도.

도 3 은 다른 형태의 스템에 대한 측면도.

도 4 는 도 2 및 도 3 의 선 A-A 을 따른 단면도.

도 5 는 조립 공정의 제 1 스테이지의 시작 전에 리벳 몸체를 가진 다이의 단면도.

도 6 은 완성된 조립 공정의 제 1 스테이지를 나타내는 도 5 와 유사한 도면.

도 7 은 리벳에 삽입되는 스템을 나타낸 도 6 과 유사한 도면.

도 8 은 완성된 조립체 공정 및 다이로부터 배출되는 조립된 리벳을 나타내는 도면.

도 9 내지 도 11은 최대, 중간 및 최소 두께를 각각 가지는 시트에 도 2 의 스템을 사용하는 리벳의 단면도.

도 12 는 리벳의 헤드와 같은 평면으로 스템이 항시 파손되도록 하는 도 3 의 스템을 사용하는 리벳을 나타내는 도면.

본 발명의 제 1 특징은, 리벳이 그 일 단부에서 말단부 면을 가지고 그 타단부에서 예비성형된 반경방향 확장 헤드를 가지는 관형상 셀과, 셀을 통해 연장되고 셀의 말단부 면에 인접한 스템 헤드를 가지는 스템을 포함하고, 스템 헤드 인접 지역은 스템 생크의 정지와 관련하여 증가된 직경이고 그리고 그 안에 형성된 복수 축선 오목부를 가지며, 셀의 대응 지역은 반경 방향으로 확장된 헤드에 인접한 지역에 셀 재료 보다 더 경성인 것이며, 사용 시에 셀의 축선방향 압축 하중을 받아, 셀이 구멍 부재와 함께 고착되도록 상기 부재에 접촉하는 블라인드 헤드를 형성하도록 예비성형된 헤드로부터 원격진 부재에 인접한 지역에서 비틀려지는, 구멍진 부재를 함께 고정하는 자체 플러깅 블라인드 리벳을 제공하는 것이다.

스템 헤드에 인접한 지역에서의 스템의 세기 및 단면 지역은 대체로 스템의 원통형 부분의 세기 및 단면 지역과 동일하다. 오목부의 마우스를 횡단하는 거리는 그 사이 랜드 지역의 원주 둘레 폭의 25 내지 75%에서 변경될 수 있으며, 양호하기로는 45 와 55% 사이에서 오목부를 제한할 수 있다. 본 발명의 제 2 특징에 따르면, 한쪽 단부에서 예비성형된 반경 방향 확정 헤드를 가진 관형상 리벳 셀과, 헤드에 인접된 복수 축선방향 오목부에 형성된 증가된 직경으로 이루어진 생크 및 헤드를 구비하는 스템을 조립하는 방법에 있어서, 상기 방법은 셀의 말단부가 대직경을 가지는 보어의 제 2 부분 쪽으로 돌출되며, 상기 제 1 부분은 셀의 외경에 밀착 설치되는, 보어를 가진 다이에 셀을 삽입하는 단계와, 리벳 셀의 보어를 밀착되게 설치하는 제 1 직경과, 스템의 헤드 밑에 증가된 직경과 동일한 제 2 직경과 다이의 대형 보어와 동일한 제 3 직경을 가진 펀치를 삽입하는 단계와, 스템의 헤드 밑에 증가된 직경과 동일하도록 셀의 말단부의 보어가 개방되도록 접합부 와 펀치 사이에 압축 힘을 가하는 단계와, 그 벽 두께가 증가하도록 셀의 말단부를 압압하는 단계와, 스템을 삽입하여 다이로부터 셀과 조립 스템을 배출하는 단계를 포함하는 것이다. 조립 중에, 셀 재료는 스템에 있는 종방향 요홈에 힘을 가하게 되며 양호하게, 조립된 리벳의 말단부에 작업 경화 구역을 제공하는 것이다.

조립된 리벳에서의 셀 외경은 스템 헤드의 직경과 동일하다. 이를 위해, 제 1 다이 보어는 실질적으로 이러하게 배열하는 것이 곤란하더라도 스템 헤드와 동일한 직경을 가져야 한다. 결과적으로, 리벳 조립 전에 스템 헤드가 제 1 다이 보어 보다 약간 더 커서, 조립체 배출시에 스템 헤드는 제 1 보어의 직경 및 그에 따른 셀 직경에 대한 크기를 갖는 것이 바람직하다.

본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 스템이 제 1 스템 부분과 핀테일(pintail)을 포함하는 블라인드 리벳이 제공되며, 파손목부는 핀테일과 제 1 스템부 사이에 제공되고, 그리고 상기 제 1 스템부는 파손목부의 스템 헤드 측에 있고 그리고 스템의 핀테일 보다 더 큰 직경의 것이어서, 리벳 설치시에, 제 1 스템 부분의 대경이 배치된 공구의 노우즈에서 홀을 통해 통과할 수 없으며 그리고 핀테일이 리벳 헤드에서 파손된다.

도 1 에 있어서, 셀(17)은 한쪽 단부에 방사방향으로 연장되는 헤드(13)와 동심의 원통형 보어(12)를 포함한다. 셀의 말단부(16)는 평탄하며 셀 축선에 대해 직각을 이룬다.

도 2 에 도시된 스템은 연장되어 있으며 일반적로는 원통형태를 취한다. 그 한쪽 단부에는 방사방향으로 연장되며 스템 생크(25)로부터 이격된 볼록면(23)과 상기 스템 생크를 향하는 평탄한 환형면(24)을 포함하는 일체형의 헤드(22)가 설치된다. 스템 헤드의 직경은 셀 몸체의 직경보다 크다. 스템의 생크는 스템 헤드에 바로 인접하여 복수개의 축방향 오목부(26)를 이송한다. 상기 오목부는 성형 처리에 의해 형성되므로, 오목부로부터의 스템 재료는 오목부와 이러한 영역에서의 단면 사이에 랜드(28)를 형성하며, 이에 따라 그 강도는 변하지 않게 된다.

도 4 는 전형적인 스템을 도시하고 있다. 이러한 실시예에서, 오목부(26)의 마우스를 횡단하는 폭은 랜드(28)의 원주 폭의 절반이다.

리벳이 위치될 때 스템이 파괴되는 위치를 결정하는 파손목부를 구성하는 홈(27)은 스템 헤드로부터 멀리 이격되어 있다.

핀테일(29)의 직경은 스템 생크(25)의 직경과 동일하다.

도 3 은 도 2 에 도시된 스템의 다른 실시예로서, 리벳 셀에 조립되어 리벳이 세팅될 때 스템은 리벳 셀의 헤드와 함께 언제나 파괴되도록 배치된다. 이를 위해, 핀테일(30)은 스템 생크(25)에 대해 감소된 직경을 가지며, 파손목부는 스템 생크(25)와 핀테일(30)의 연결부에 형성된다. 이 외에 도 3 의 스템은 도 2 의 스템과 동일하다.

도 5 는 다이(40)에 위치된 리벳 셀(17)을 도시하고 있다. 상기 다이(40)는 리벳 셀의 외경과 밀착결합되는 작은 보어(41)를 가지며, 리벳 셀의 말단(18)은 약간 넓은 보어(42)내로 돌출된다. 리벳(13)의 헤드는 리벳 헤드와 밀착되며 중앙 보어(44)를 갖는 부재(43)에 의해 지지된다. 펀치의 최저 직경(46)이 밀착결합되는 리벳 셀의 보어(12)내로 유입되도록, 펀치(45)는 다이의 큰 보어(42)에 삽입된다. 상기 펀치(45)는 스템 헤드 아래에서 스템의 주 직경과 동일한 직경을 갖는 부분(47)을 이송한다. 펀치의 가장 큰 직경(48)은 큰 다이 보어(42)에 밀착삽입된다.

도 6 은 조립 제 1 상태가 완료된 것을 도시하고 있다. 펀치(45)는 지지 부재(43)를 향해 가압된다. 펀치(45)의 중간 직경(47)은 스템(26)의 주 언더헤드 직경과 결합하기 위해 연장되는 리벳의 말단(18)에 인입되며, 리벳 셀의 말단(18)은 확대된 말단(49)을 생산하는 다이(42)의 큰 직경을 충진하기 위해 가압된다.

조립 펀치(45)의 제 2 상태가 지난 후에는, 부재(43)가 후퇴하며, 성형된 리벳 셀(17)과 함께 다이(40)는 제 2 조립 스테이션으로 이동한다(도 7). 여기서 스템(21)이 삽입된다. 이제, 상기 다이(40)는 부재(50)에 의해 지지되어 있다. 펀치(51)를 통해 압력이 가해지게 되어, 도 8 에 도시된 바와 같이 확대된 리벳 말단(49)을 길이방향 오목부(26)로 스웨이징하고 리벳 테일을 가공경화하는 처리에서 리벳(48)을 다이 외부로 가압한다. 또한, 스템 헤드(22)는 완성된 조립체의 추출 직경(58)의 크기를 갖는다. 리벳(49)의 말단을 길이방향 오목부(26)로 스웨이징하게 되면 오목부의 바로 근처에서 리벳의 말단을 오목부게 하고 가공경화시킬 뿐만 아니라 리벳의 헤드를 향해 일정거리로 리벳 생크를 가공경화시키게 되는데, 이러한 가공 경화의 정도는 확대된 말단에서의 과잉 재료는 압출되어 오목부에 인접한 리벳 생크 부분을 형성하기 때문에 확대된 말단과 길이방향 오목부의 상대 체적에 의존하게 된다.

도 9 는 최대두께 시트에서의 리벳 세트를 도시하고 있으며, 도 10 은 평균두께의 시트를, 도 11 은 최소 두께의 시트를 각각 도시하고 있다. 리벳은 각각의 구멍(55, 56, 57)에 삽입되어 적절한 견인 공구로 세팅되며, 상기 견인 공구는 리벳 스템의 돌출부를 파지하는 파지 죠오 및 헤드와 접촉하는 환형 앤비를 포함한다. 세팅 공구를 작동시키면 죠오를 앤빌에 대해 후퇴시킨다. 이러한 세팅 공구는 블라인드 리벳팅 기술분야에 널리 공지되어 있다.

최대 시트(도 9)에서의 세트 리벳(60)은 시트 후방에 인접하여 형성되지만, 리벳(49)의 말단은 실질적으로 형성되지 않는다. 다라서, 지지된 스템(62) 부분은 셀에 로킹된 상태로 존재하게 된다.

도 10 및 도 11 은 생크의 점진적인 가공 경화에 기인하여 벌브가 항상 후방 시트에 인접하여 형성되는 방법을 도시하고 있다.

스템(62)은 리벳 헤드에 대해 정확하게 동일한 위치를 파괴하지 않으며 이러한 변화는 과도한 것이 아닌 것을 인식해야 한다. 도 12 는 도 3 의 스템을 이용하는 리벳에 사용되는 리벳 세팅 공구를 도시하고 있다. 세팅 공구의 노즈피스(63)의 보어(64)는 스템 생크(25)보다 작은 핀테일(30)과 밀착결합된다. 파손목부(31)는 스템 생크(25)가 노우즈(63)와 항상 접촉하여 모든 시트 두께에서 동일한 파괴를 얻을 수 있게 하는 강도를 갖고 있다. 리벳의 기능은 도 9 내지 도 11 에 도시된 것과 유사하다.

Claims (12)

1. 천공된 부재를 고정하기 위한 자체플러깅 블라인드 리벳에 있어서,

   한쪽 단부에 말단면(16)을 가지며 다른쪽 단부에 방사방향으로 확대된 예비성형된 헤드(13)를 구비한 관형 셀(11)과,

   상기 셀을 통해 연장되며 셀(11)의 말단면(16)에 인접한 스템 헤드(22)를 구비한 스템을 포함하며,

   상기 스템 헤드에 인접한 영역은 스템 생크의 나머지에 대해 직경이 증가되고 복수개의 축방향 오목부(26)를 가지며, 상기 셀의 대응의 영역은 스템에서 축방향 오목부(26)를 충진하도록 배치되며, 방사방향으로 연장된 헤드(13)에 인접한 영역에서 셀(11)의 재료보다 단단하며, 이에 따라 사용시 셀의 축방향 하중하에서, 상기 셀(11)은 천공된 부재를 클램프하기 위해 상기 부재와 접촉된 블라인드 헤드를 형성하는 예비성형 헤드로부터 이격된 부재에 인접한 영역에서 조여지는 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳.
2. 제 1 항에 있어서, 스템 헤드에 인접한 영역에서의 스템의 강도와 단면적은 스템의 원통형 부분과 동일한 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 오목부(26)의 마우스를 횡단하는 거리는 오목부를 형성하는 랜드 영역(28)의 원주폭의 25% 내지 75% 인 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳.
4. 제 3 항에 있어서, 오목부(26)의 마우스를 횡단하는 거리는 오목부(26)를 형성하는 랜드 영역(28)의 원주폭의 45% 내지 55% 인 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳.
5. 상술한 항중 어느 한 항에 있어서, 스템은 제 1 스템부(25)와, 핀테일(30)과, 상기 제 1 스템부(25)와 핀테일(30) 사이에 제공된 파손목부(31)를 포함하며, 상기 제 1 스템부(25)는 파손목부의 스템 헤드측에 있으며, 제 1 스템부 전체는 리벳에 지지되고 상기 핀테일(30)보다 큰 직경을 가지며, 이에 따라 리벳이 위치될 때 제 1 스템부(25)의 대직경부는 리벳 헤드에서 파단되는 핀테일(30)과 공구를 위치시키는 노우즈에 구멍을 관통할 수 없는 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳.
6. 한쪽 단부에 예비성형된 방사방향으로 연장되는 헤드(13)를 가지며, 헤드(22)와 생크(25)를 구비한 스템을 포함하며, 상기 생크는 헤드(22)에 인접하여 복수개의 축방향 오목부(26)가 형성된 직경이 증가된 영역을 포함하는, 관형 리벳 셀(11)을 포함하는 리벳 조립 방법에 있어서,

   셀의 외측에 밀착삽입되는 제 1 붑ㄴ(41)과 보어를 갖는 다이(40)에 셀(11)을 삽입하는 단계와,

   접합부(43)로 셀(11)의 헤드(13)를 지지하는 단계와,

   리벳 셀(11)의 보어(12)를 밀착삽입하는 제 1 직경(46)과 스템의 헤드(22) 아래에서 증가된 직경과 동일한 제 2 직경(47)과 다이(40)의 큰 보어(42)와 동일한 제 3 직경(48)을 구비한 펀치(45)를 삽입하는 단계와,

   스템의 헤드(22) 아래에서 증가된 직경과 동일한 셀(11)의 말단부(16)의 보어를 개방하기 위해 펀치(45)와 접합부(43) 사이에 압축력을 가하는 단계와,

   벽 두께를 증가시키기 위해 셀(11)의 말단부(16)를 압축하고 접합부(43)와 펀치(45)를 제거하는 단계와,

   스템(21)을 삽입하고 조립된 스템과 셀을 다이로부터 배출하는 단계를 포함하며,

   상기 셀(11)의 말단부(16)는 직경이 큰 보어(40)의 제 2 부분(42)내로 돌출되는 것을 특징으로 하는 리벳 조립방법.
7. 제 6 항에 있어서, 조립중 셀 재료는 조립된 리벳의 말단부에 가공 경화지역을 제공하는 스템의 길이방향 오목부로 가압되는 것을 특징으로 하는 리벳 조립방법.
8. 제 7 항에 있어서, 제 1 다이 보어(41)는 스템 헤드(22)와 동일한 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 리벳 조립방법.
9. 제 6 항 또는 제 7 항에 있어서, 제 1 다이 보어(41)는 스템 헤드(22)보다 약간 큰 직경을 갖는 것을 특징으로 하는 리벳 조립방법.
10. 제 6 항에 있어서, 리벳 조립되기 전의 스템 헤드(22)는 조립체가 배출될 때 스템 헤드(22)가 제 1 보어(41)의 직경 크기를 갖도록 제 1 다이 보더(41)보다 약간 큰 것을 특징으로 하는 리벳 조립방법.
11. 첨부의 도 8 을 참조로 서술된 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳.
12. 첨부된 도 1 내지 도 7 을 참조로 서술된 것을 특징으로 하는 블라인드 리벳 조립방법.