KR20020002385A - 기능성 지지장치 - Google Patents

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KR20020002385A
KR20020002385A KR1020017009967A KR20017009967A KR20020002385A KR 20020002385 A KR20020002385 A KR 20020002385A KR 1020017009967 A KR1020017009967 A KR 1020017009967A KR 20017009967 A KR20017009967 A KR 20017009967A KR 20020002385 A KR20020002385 A KR 20020002385A
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rivet sleeve
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rivet
sleeve
accessory
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KR1020017009967A
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훔퍼트리처드
바베즈지리
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프로필 페르빈둥스테크닉 게엠베하 운트 컴파니 카게
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    • F16B37/062—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting
    • F16B37/064—Devices for fastening nuts to surfaces, e.g. sheets, plates by means of welding or riveting by means of riveting with the use of separate rivets
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Abstract

본 발명은 플레이트형 부속품의 한쪽으로 삽입될 수 있고, 섕크부와 헤드부(18, 20)는 물론 리벳 슬리브(14)를 가진 기능성 부재(12)를 포함하는 기능성 부재용 지지장치(11)에 관한 것이다. 상기 지지장치는 리벳 슬리브가 섕크부(18)의 축방향으로 및 상기 섕크부를 따라 배치될 수 있고, 상기 섕크부(18)와 헤드부(20) 사이의 천이 영역에는 기능성 부재가 리벳 슬리브(14)를 변형시키는 슬라이딩면을 형성하는 절결부(22)를 갖는다. 또한, 본 발명은 일반적으로 플레이트형 부속품 내에 지지장치를 삽입하는 방법 및 공구는 물론 조립된 부속품에 관한 것이다.

Description

기능성 지지장치 {SUPPORT SYSTEM FOR FUNCTIONAL UNIT}
종래 기술에 대하여는 1994년에 Interessengenmeinschaft Formtechnisches Fugen und Laboratorium fur Werkstoff - und Fugetechnik der Universitat Paderborn, 1에서 발간되고 W. Clemens 및 O. Hahn이 저술한 문헌, 즉 "Nietsysteme - Verbindungen mit Zukunft(rivet systems - connection with a future)"을 참고하였다.
이 문헌에는
1. 블라인드 리벳(blind rivet)
2. 로크 링 볼트(lock ring bolt)
3. 블라인드 리벳 너트 및 블라인드 리벳 볼트
4. 리벳 너트 및 리벳 볼트(rivet nut and rivet bolt)
를 포함하는 각종 리벳 시스템에 대하여 상세하게 기술하고 있다.
일반적으로 공지된 바와 같이, 블라인드 리벳은 드로 핀(draw pin)이 제공된 리벳 슬리브(rivet sleeve)를 포함한다. 리벳은 함께 리벳으로 고정시키려는 일반적으로 금속판인 두 개의 플레이트형 부속품을 일반적으로 관통하는 뚫린 구멍 내로 한쪽에서부터 삽입가능하다. 이들 리벳은 적당한 공구로 한쪽에서부터 사용된다. 핀 상에 뽑아 내는 동작을 가함으로써, 핀의 헤드부가 공구로부터 멀리 떨어진 두 개의 금속판 쪽의 리벳 슬리브를 넓히게 되고, 이로써 리벳 슬리브가 변형되는 동시에 연결하고자 하는 두 개의 소재가 함께 견고하게 압착된다. 소정의 축방향 응력이 가해질 때, 핀은 파단 지점, 일반적으로 헤드부 영역에서 파단된다. 두 개의 플레이트형 부속품은 그 양쪽 단부가 뚫린 구멍을 지나 반경방향으로 돌출하는 본래부터 튜브형인 블라인드 리벳에 의하여 영구적으로 함께 지지된다.
이렇게 하는 것이 본질적으로 두 개의 플레이트형 부속품을 서로 맞대어 지지시키는 기능을 가진 순수한 리벳 연결이다.
이른 바 로킹 링 볼트는 헤드부와 샤프트부를 가진 볼트형 부재 및 볼트의 샤프트부에 걸쳐 축방향으로 이동가능한 로킹 링으로 구성된다.
이러한 로크 링 볼트도 또한, 예를 들면, 두 개의 플레이트형 부속품을 연결하는 기능을 하며, 이를 위해 - 두 개의 부속품을 통과하는 구멍을 뚫고 난 후 - 연결하고자 하는 두 개의 플레이트형 부속품 내로 이 볼트 부재를 한쪽에서부터 통과시킨다. 로킹 링을 볼트 부재의 샤프트부에 걸쳐 플레이트형 부속품의 다른쪽으로부터 배치시켜, 한편으로는 세팅 공구로 볼트 부재의 헤드부를 향하는 방향으로압착시켜 두 개의 플레이트형 부속품을 서로 맞대어 동시에 압착시키고, 다른 한편으로는 반경방향 내측으로 소성 변형시킴으로써 로킹 링이 볼트의 샤프트부 상의 원형 그루브에 폼-피트 결합(form-fitted connection)된다. 샤프트부는 로킹 링이 볼트의 헤드부를 향하는 방향으로 압착될 때 동시에 뽑아 내어진다. 세팅 동작은 샤프트부가 볼트의 헤드부로부터 멀리 떨어진 로킹 링의 바로 단부면에 배열되는 것이 일반적인 원하는 파단 지점에서 파단될 때 완료된다. 여기에서 또한 영구적으로 리벳 연결된다. 로킹 링 볼트는 이 이상의 기능은 갖지 않는다.
이른 바 블라인드 리벳 너트 및 블라인드 리벳 볼트는 블라인드 리벳 및 너트 또는 볼트의 기능을 충족시키는 나사산이 있는 지지장치(thread carrier)이다. 이것은 축벙향 영역에 너트 나사산이 제공된 리벳 슬리브 또는 하나의 영역에서 나사산을 갖는 샤프트부에 꼭 맞도록 연결되는 리벳 슬리브 중 어느 하나로 구성된다. 리벳 슬리브는 끌어 당기는 맨드릴(pulling mandrel) 상에 나사로 조여져서 천공된 구멍 내로 한쪽에서 삽입된다. 끌어 당기는 맨드릴을 끌어 당김으로써, 블라인드 리벳 너트의 나사산이 없는 부분이 반경방향으로 전도되어 슬리브가 하나 이상의 플레이트형 부속품에 견고하게 고정된다. 이어서 끌어 당기는 맨드릴이 블라인드 리벳으로부터 나사가 풀린다. 다음에 볼트 부재가 블라인드 리벳 너트의 나사산이 있는 부분 내로 나사로 조여져서 다른 부속품이 플레이트형 부속품 즉 블라인드 리벳 너트가 고정될 플레이트형 부속품에 부착될 수 있다. 블라인드 리벳 볼트에 있어서, 나사산 즉 볼트부가 제공된 블라인드 리벳 볼트의 샤프트부가 뽑아 내는 맨드릴로서 작용한다. 이러한 블라인드 리벳 너트 및 볼트는 한쪽으로부터삽입될 수 있다는 장점을 가지며, 고정 기능은 물론 기능성 지지장치로서도 작용한다. 그러나, 블라인드 리벳 너트에서는 리벳 슬리브에 나사산이 제공되기 때문에 결합의 정도가 제한된다는 점이 문제이다. 리벳 슬리브가 리벳 결합될 수 있도록 하기 위하여는 축방향으로 변형될 수 있어야 한다. 블라인드 리벳 볼트에서, 볼트부는 변형가능한 리벳 슬리브에 결합되어야 한다. 결국 이 결합의 강도가 전체 결합 강도에 대한 결정 요소(determining factor)이다. 따라서, 양자 모두의 경우, 변형가능한 리벳 슬리브의 강도가 원칙적으로 다른 부속품과의 최종 결합 강도를 결정한다.
리벳 너트 및 볼트는 플레이트형 부속품에 일반적으로 리벳으로 조이는 파스너 부재이며, 다른 부속품을 볼트 부재로 체결시키는 내측 나사산을 가진 리벳 너트 또는 다른 부속품을 너트로 체결시키는 외측 나사산을 가진 볼트 부재 중 어느 하나이다. 그러나 리벳 너트 및 리벳 볼트를 세팅하기 위하여 금속판 한쪽에는 다이를 그리고 금속판의 다른쪽에는 플런저를 사용하는 것이 필요하기 때문에 플레이트형 부속품이 양쪽으로부터 접근가능한 경우 리벳 너트 및 리벳 볼트로 고강도 결합될 수 있다.
리벳 너트 및 리벳 볼트는 금속판이 프레스에서 형체가 이루어지는 동시에 금속판 내에 삽입되는 경우가 종종 있다. 다음에 금속판은 종종 박스형 부속품, 예를 들면 자동차 몸체의 실(sill), 도어(door) 또는 필러(pillar) 내에 조립 또는 용접된다.
시간이 경과하거나 또는 수리로 인하여, 리벳 너트와 금속판 또는 리벳 볼트와 금속판 사이의 결합이 풀렸거나 또는 교체가 필요한 경우, 이것은 대응하는 금속판의 양쪽으로 더 이상 접근할 수 없기 때문에 곤란하였다. 제 위치에 용접하기 위해 너트 또는 볼트 부재를 사용하는 것은, 예를 들면, 알루미늄 몸체이거나 고강도 금속판이거나 또는 플라스틱 멤브레인을 가진 이른 바 복합 금속판(composite sheet metal)에는 가능하지 않거나 또는 허용될 수 없는 경우가 종종 있다. 따라서, 이러한 적용에는 한쪽으로부터 부착될 수 있는 기능성 지지장치, 예를 들면 고품질, 고강도로 결합될 수 있는 너트 부재 또는 볼트 부재가 필요하게 되며, 이 기능성 지지장치는 블라인드 리벳 너트 및 블라인드 리벳 볼트가 고강도 결합 특징을 가진 리벳 너트 및 리벳 볼트로 한쪽으로부터 삽입될 수 있다는 장점을 포함한다.
또한, 공지의 리벳 부재에서 해결될 수 없거나 또는 그 해결이 항상 만족스럽지 않은 문제, 예를 들면, 기능성 지지장치를 플라스틱 패널 또는 파티클 보드의 막힌 구멍 내에 삽입하는 문제가 있다.
본 발명은 예를 들어 금속판 또는 플라스틱과 같은 부속품 내에 한쪽으로부터 삽입될 수 있고 샤프트와 헤드부 및 리벳 슬리브(rivet sleeve)를 갖는 기능성 부재를 포함하는 기능성 지지장치(function carrier)는 물론, 이러한 기능성 지지장치를 가진 부속품을 포함하는 부속품 어셈블리, 이러한 기능성 지지장치를 삽입하는 방법 및 공구에 관한 것이다.
도 1은 볼트 부재 형태의 기능성 부재의 측면도
도 2는 리벳 슬리브의 종단면도.
도 3은 도 2의 화살표 방향 III에서 바라 본 리벳 슬리브의 평면도.
도 4는 리벳 슬리브가 개시 위치로 기능성 부재 상에 배열된, 도 1과 유사한 도면.
도 5는 도 1의 화살표 방향 V에서 바라 본 볼트 부재의 평면도.
도 6은 리벳 슬리브가 단부 위치에서 변형된 상태를 도시한, 도 1의 볼트 부재의 도면.
도 7은 리벳 슬리브를 가진 볼트 부재가 플라스틱으로 구성된 부속품의 막힌 구멍 내에 삽입된 후의 상태를 도시한, 도 6과 유사한 도면.
도 8은 리벳 슬리브를 변형시키는 공구의 종단면도를 도시한, 도 7과 유사한도면.
도 9는 리벳 슬리브를 변형시키는 공구로서 동시에 작용할 수 있는 너트가 볼트 부재 상에 나사로 조여져 있는 상태를 도시한, 도 7과 유사한 도면.
도 10은 볼트 부재의 변형 실시예를 도시한, 도 1과 유사한 도면.
도 11은 도 10의 화살표 방향 XI에서 바라 본 볼트 부재의 평면도.
도 12는 본 발명에 따른 리벳 슬리브의 다른 실시예 일부분의 단면사시도.
도 13은 도 12의 단면 XIII-XIII에 대응하는 리벳 슬리브의 종단면도.
도 14는 도 12의 화살표 방향 XIV에서 바라 본 리벳 슬리브 단부면의 평면도.
도 15는 도 10의 볼트 부재가 개시 위치 상태에 있는, 도 15의 리벳 슬리브의 도면.
도 16은 리벳 슬리브가 자신의 단부 위치에서 변형된 후를 도시한, 도 15의 조합체 도면.
도 17은 기능성 부재 및 도 15의 리벳 슬리브 조합체를 사용하는, 도 7과 유사한 도면.
도 18은 금속판 형태인 플레이트형 부속품 내에 삽입된 부재를 도시한, 도 16과 유사한 도면.
도 19는 금속판에 사용하도록 특별히 설계된, 본 발명에 따른 다른 볼트 부재 및 리벳 슬리브의 개략도.
도 20은 사전 지지된 부속품 내에 삽입하는 방법을 도시한, 도 19의 볼트 부재 및 리벳 슬리브 조합체의 개략도.
도 21 및 도 22는 너트 형태인 기능성 부재를 사용하는, 도 19 및 도 20과 유사한 도면.
따라서, 본 발명의 목적은 한편으로는 한쪽으로부터 삽입될 수 있고, 다른 한편으로는 고강도 결합이 가능한 기능성 지지장치를 제공하는 것으로서, 이 기능성 지지장치는 차량 몸체의 제작 시 및 그 밖의 경우에 수리 해결책으로서 기능하며 다른 한편으로는 막힌 구멍에 사용하는 것이 바람직한 신규의 리벳 시스템으로서 기능할 수 있다. 또한, 기능성 지지장치는 비교적 작은 공구에 의하여 가해질 수 있는 힘으로 삽입될 수 있어 공간이 비좁은 상태에 있는 영역에도 삽입될 수 있다.
또한, 본 발명의 목적은 대응하는 기능성 지지장치를 삽입하는 방법 및 공구를 제공하는 것이다.
상기 목적을 충족시키기 위하여, 본 발명에 따른 기능성 지지장치는 리벳 슬리브가 샤프트부를 따라 샤프트부의 축방향으로 이동가능하고, 기능성 지지장치는 사프트부와 헤드부 사이의 천이 영역에 리벳 슬리브가 변형되도록 슬라이딩면을 형성하는 오목한 필릿(concave fillet)을 갖는 것을 특징으로 한다.
리벳 슬리브의 변형은 본 발명에 있어서는 헤드부에 인접한 리벳 슬리브의 단부가 반경방향으로 편향된다는 의미로 이해하여야 한다.
본 발명에 따른 기능성 지지장치의 설계에 따르면, 기능성 지지장치의 헤드부 및 리벳 슬리브의 튜브형 영역의 외경은 대응하는 플레이트형 부속품 내의 천공된 구멍의 내경에 적어도 실질적으로 대응하거나 또는 이 내경보다 바람직하기로는 약간 작도록 선택함으로써, 기능성 지지장치 및 리벳 슬리브를 포함하는 기능성 지지장치가 천공된 구멍 내로 한쪽으로부터 삽입될 수 있다. 그 후, 리벳 슬리브는 기능성 부재의 샤프트부를 따른 리벳 슬리브의 축방향 이동 및 오목한 필릿에서의 리벳 슬리브의 변형에 의하여 반경방향 외측으로 변형되어 리벳 슬리브의 직경이 증가하게 되고 리벳 슬리브가 기능성 지지장치를 플레이트형 부속품에 원하는대로 고정시킨다.
기능성 지지장치를 막힌 구멍 내에 삽입하는 경우, 리벳 슬리브의 튜브형 영역의 단부가 헤드부의 직경을 지나 반경방향으로 변형되어 부속품의 벽 내에 결합되므로, 기능성 지지장치가 막힌 구멍으로부터 더 이상 빠져 나올 수 없다. 기능성 지지장치가 다른 방향, 즉 천공된 구멍 내로 더 이동함으로써 헤드부가 막힌 구멍의 단부에 맞대어 접하는 것이 또한 방지된다. 부속품은 두꺼운 플레이트 형태, 또는 예를 들면 솔리드 부품이나 사출성형 부품 형태, 혹은 다른 형상의 부품 형태로 된 플라스틱제 솔리드 부속품일 수 있다. 또한 부속품은 다른 재료, 예를 들면 파티클보드 재료로 구성될 수도 있다.
관통 구멍을 가진 플레이트형 부속품에서, 리벳 슬리브의 변형가능한 영역은 변형 후 입구쪽으로부터 멀리 떨어진 부속품쪽과 접촉되어 기능성 지지장치가 입구쪽으로부터 다시 플레이트형 부속품에서 빠져 나오지 않는다. 리벳 슬리브가 반경방향 외측으로 변형됨으로써, 기능성 지지장치가 천공된 구멍의 벽에 맞대어 클램프될 수 있다. 그러나, 이것은 기능성 지지장치가 플레이트형 부속품을 축방향으로 더 통과하는 것을 방지하기에 충분하지 않은 경우가 많다. 이러한 기능을 얻기 위하여, 리벳 슬리브는 기능성 부재의 헤드부로부터 멀리 떨어진 자신의 단부에서 반경방향 외측으로 변형되어 리벳 슬리브가 천공된 구멍 내의 플레이트형 부속품 또는 링형 비드(ring-like bead)가 폼-로크 방식(form-locked manner)으로 고정되어 지지된 링형 그루브를 최종적으로 형성하는 것이 바람직하다. 대안으로서, 기능성 지지장치의 헤드부로부터 멀리 떨어진 리벳 슬리브의 단부는 천공된 구멍의 직경보다 더 큰 직경을 가진 플랜지를 가질 수 있다. 이와 같은 방식으로 플레이트형 부속품은 리벳 슬리브의 변형된 튜브형 영역과 플랜지 사이의 링형 그루브에 폼-로크 방식으로 수용된다.
본 발명의 기능성 지지장치의 중요한 장점은 기능성 지지장치를 파스너 부재형태로 사용할 때 기능성 지지장치의 강도 정도는 리벳 슬리브에 의해서가 아닌 기능성 지지장치, 즉 샤프트부 및 헤드부의 재료 처리에 의하여 결정되는데, 그 이유는 특히 기능성 지지장치의 샤프트부 및 헤드부가 영구적으로 함께 결합되기 때문이다. 또한 리벳 슬리브는, 플레이트형 부속품 및/또는 기능성 지지장치에 폼-로크 방식으로 결합되기 때문에, 강도 정도에 대응하는 축방향 힘을 믄제없이 간단하게 전달할 수 있도록 설계될 수 있다.
기능성 지지장치가 파스너 부재일 때 이 지지장치는 너트 부재 또는 볼트 부재 중 어느 하나이다. 너트 부재인 경우, 기능성 부재는 중공 형상이며, 나사산은 헤드부 및/또는 샤프트부의 내측 나사산으로 되어 있다. 볼트 부재인 경우, 샤프트부에는 외측 나사산이 제공된다.
특히 막힌 구멍에 사용하기 위하여, 리벳 슬리브는 헤드부에 인접한 튜브형의 변형가능 영역 및 이 헤드부로부터 멀리 떨어진 링형의 적어도 실질적으로 변형가능하지 않은 영역을 갖는다. 이와 반대로, 기능성 부재가 관통 구멍 내에 삽입되는 경우, 리벳 슬리브는 헤드부에 인접한 튜브형의 변형가능 영역 및 이 헤드부로부터 멀리 떨어진 링형의 변형가능 영역으로 구성되는 것이 바람직하다. 헤드부로부터 멀리 떨어진 리벳 슬리브, 즉 링형 영역의 단부면은 샤프트부의 종축과 직각으로 배열되는 것이 바람직하고 이로써 리벳 슬리브를 샤프트부를 따라 이동시키고 오목한 필릿에서 리벳 슬리브를 원하는 반경방향 외측으로 향하여 변형되도록 축방향 힘이 가해질 수 있는 면을 형성한다. 리벳 슬리브의 상기 단부면은 바람직한 실시예에서는 슬라이딩면으로 형성되어 리벳 슬리브를 기능성 부재의 헤드부를향하여 축방향으로 이동하도록 회전하는 부분에 의하여 축방향으로 밀어 넣어질 수 있다.
예를 들면, 너트 부재는 외측 나사산이 제공된 기능성 부재의 샤프트부 상에 나사로 조여질 수 있고, 너트 부재의 회전을 통해 대응하는 축방향 힘이 리벳 슬리브 상에 가해질 수 있다. 리벳 슬리브가 함께 회전하는 것을 방지하기 위하여, 기능성 부재의 종방향으로 연장되는 노우즈 즉 그루브는 오목한 필릿 영역에 제공될 수 있다.
그러나, 기능성 부재의 헤드부로부터 멀리 떨어진 영역에 내측 나사산을 갖는 리벳 슬리브를 제공할 수 있으므로 리벳 슬리브가 헤드부 방향으로 이동하여 기능성 부재의 샤프트부 상의 대응하는 외측 나사산, 적어도 오목한 필릿에 인접한 영역에서 회전한다. 이 경우, 헤드부로부터 멀리 떨어진 리벳 슬리브의 단부면은 리벳 슬리브를 회전시키고 리벳 슬리브를 변형시키는 토크를 흡수하도록 설계된다.
마찰력으로 인하여 기능성 부재가 동시에 회전 이동하는 것을 방지하기 위하여, 기능성 부재의 샤프트부에는 헤드부로부터 멀리 떨어진 단부에 토크를 전달하는 수단이 제공되는 것이 바람직하다. 이 수단은 복수의 측면 또는 종방향 그루브를 갖는 스피것(spigot)일 수 있지만, 샤프트부의 자유 단부에 형성된 소켓 헤드 스크루 리세스 형태, 예를 들면 내부가 육각형 형태를 가질 수 있다.
특히 바람직한 실시예에 있어서, 기능성 부재의 샤프트부는 적어도 오목한 필릿의 바로 전방 영역에 링 그루브를 가지며, 리벳 슬리브의 링형 영역은 이 링 그루브 내로 변형가능하다.
다른 바람직한 실시예에 있어서, 리벳 슬리브의 링형 영역은 반경방향에서 절취했을 때, 외측면이 헤드부로부터 멀리 떨어진 리벳 슬리브의 단부면 및 샤프트부에 인접하는 리벳 슬리브의 내면에 비스듬하게 배열된 적어도 실질적으로 직각삼각형 형상을 가진다. 이 설계는 리벳 슬리브의 최대 직경이 플레이트형 부속품의 천공된 구멍의 직경보다 다소 크게 설계되어 있으므로 직각삼각형의 경사면이 플레이트형 부속품 내의 천공된 구멍의 링형 에지와 접촉되고, 리벳 슬리브가 변형되는 동안, 천공된 구멍이 변형되어 리벳 슬리브의 링 그루브형 리세스 내에 위치되는 링 비드가 형성되고, 이 링 비드는 기능성 부재에 인접한 리벳 슬리브 영역이 이 영역과 리벳 슬리브의 링형 영역의 경사면 사이에서 반경방향 외측으로 변형되는 동안 형성된다.
기능성 지지장치의 특히 바람직한 실시예는 추가의 종속 청구항에서 알 수 있다.
기능성 지지장치가 플레이트형 부속품 내의 막힌 구멍 내에 삽입되는 경우, 본 발명에 따르면, 부속품 어셈블리는 청구항 20에 기재되어 있고, 기능성 지지장치가 관통 구멍을 가진 플레이트형 부속품 내에 삽입되는 경우, 본 발명에 따르면, 부속품 어셈블리는 청구항 21에 기재되어 있다.
본 발명에 따른 기능성 지지장치를 플레이트형 부속품 내에 삽입하는 방법은 기능성 부재의 헤드부가 플레이트형 부속품 내에 형성된 구멍을 통과하거나 또는 부속품 내에 형성된 리세스 내로 압착되고, 이어서 리벳 슬리브가 기능성 부재의 축방향으로 오목한 필릿 및 기능성 부재의 헤드부 상으로 이동함으로써, 리벳 슬리브의 튜브형 영역이 오목한 필릿에 의하여 튜브형 영역의 자유 단부가 기능성 부재의 헤드부를 지나 반경방향으로 돌출하는 고정 위치 내로 반경방향 외측으로 편향된다.
본 발명에 따른 기능성 지지장치를 삽입하는 공구는 바람직하기로는 청구항 30에 기재된 것을 특징으로 한다.
부속품 어셈블리, 방법 및 공구의 또 다른 새로운 설계는 추가의 청구항 및 바람직한 실시예에 대한 후술하는 상세한 설명으로부터 이해할 수 있을 것이다.
다음에, 본 발명을 실시예 및 첨부 도면을 참조하여 상세하게 후술한다.
도 1 내지 도 7은 한쪽으로부터 플라스틱 부속품(10)(도 7 참조) 내에 삽입될 수 있고, 볼트 부재(12) 및 리벳 슬리브(14)를 포함하는 본 발명에 따른 기능성 지지장치(11)의 제1 실시예를 도시한 도면이다. 볼트 부재(12)는 나사산(16)이 제공된 샤프트부(18)를 가지며, 이 샤프트부(18)와 헤드부(20) 사이의 천이 영역에는 리벳 슬리브를 변형시키는 슬라이딩면을 형성하는 오목한 필릿(22)을 가진다. 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 둥근 그루브(24)가 슬라이딩면 내에 형성되어 볼트 부재(12)의 종방향 면, 예를 들어 평면(26) 또는 횡방향 평면(28)에 각각 배열된다. 이들 둥근 리세스가 반드시 형성되어야 하는 것은 아니며, 생략되거나 또는 동일하게 정렬된 비드형 융기부(bead-like raised feature)로 대체될 수 있다. 비드형 융기부와 그루브형 리세스의 조합체가 또한 사용될 수 있다. 이들 그루브형 리세스 및/또는 대응하는 비드형 융기부로 인하여 볼트 부재 및 리벳 슬리브의 상대 회전이 확실하게 방지되고, 이것은 후술하는 바와 같이 부재의 설계에 따라 확실하게 회전이 방지되는 것이 바람직하다.
볼트 부재(12)는 헤드부(20)로부터 멀리 떨어진 자신의 단부면에, 도 5에서 알 수 있는 바와 같이, 이 경우 내측 육각형을 포함하며 나사산의 코어 직경보다 더 작은 횡방향 직경을 가진 스피것(30)을 갖는다. 내측 육각형을 사용하는 대신도 9에 도시된 외측 육각형(30)을 또한 사용할 수 있다. 원칙적으로, 임의의 공지된 렌치용 형상이 내부 리세스 또는 외부 마운트 형태로 사용될 수 있다. 선택된 렌치 마운트의 목적은 볼트 부재를 삽입하는 도중에 회전하지 않도록 적합한 공구에 의하여 고정되어 지지될 수 있도록 하는 것이다. 동일한 목적으로, 도 1의 볼트 부재(12)는 나사산(16)으로부터 멀리 떨어진 헤드부(20)의 단부면에 복수의 원뿔 포인트형 또는 피라미드 융기부(36)를 가지며, 도 7에 따른 부속품(10)의 막힌 구멍(38)에 사용될 때, 이 융기부가 막힌 구멍(38)의 베이스 내에 결합되어 또한 확실하게 회전하지 않는다.
리벳 슬리브(14)는, 도 2 및 도 3의 실시예에 있어서, 일단부(40)에는 튜브형 변형가능한 영역(42)을 가지며 타단부(44)에는 변형가능한 영역(42)과 비교하여 더 두꺼워서 적어도 실질적으로 변형가능하지 않은 영역(46)을 갖는다.
리벳 슬리브(14)는 원통형 통로(48)를 가지며, 이 통로의 내경은 나사산(18)의 외경보다 약간 크기 때문에 리벳 슬리브가 나사산이 형성된 실린더에 걸쳐 안내되어 수용되지만 나사산이 형성된 실린더(18)를 따라 축방향으로 이동하는 것은 방지되지 않는다.
단부면(40)은 둥근면을 거쳐 원통형 통로(48) 내로 들어 간다. 이 둥근면(50)은 슬라이딩면(22)에서 변형되는 동안 리벳 슬리브의 변형가능한 섹션(42)이 슬라이딩 이동하는 것을 보조한다. 단부면(40)과 변형가능한 섹션(42)의 외측 사이의 천이부(52) 또한 완만하게 둥글어서 리벳 섹션의 단부면이 부속품 내로 용이하게 천공된다.
리벳 슬리브의 단부면(44)은 리벳 슬리브의 종축(54)과 직각이며 슬라이딩면으로 형성된다.
도 4에서 용이하게 알 수 있는 바와 같이, 리벳 슬리브(14)는 볼트 부재의 종축(46)과 동축인 축(54)을 가진 볼트 부재(12)의 샤프트부(16)에 걸쳐 위치되고, 단부면(40)이 완만하게 둥근 천이부(22)가 개시되는 지점의 헤드부와 접촉되도록 충분히 멀리 하측으로 압착된다. 이것이 본 발명에 따른 지지장치의 개시 위치를 나타낸다.
리벳 슬리브(14)가 더 하측으로 압착되는 경우, 원통형 리벳 섹션(42)은 천이부(22)에 의하여 형성된 슬라이딩면, 즉 오목한 필릿을 따라 슬라이딩한다. 리벳 섹션의 단부면(40)은 도 6의 단부 위치에 도달할 때까지 반경방향 외측으로 점점 압착되고, 여기에서 리벳 슬리브(14)의 변형된 단부면(40)이 기능성 부재(12)의 종축과 직각으로 및 볼트 부재의 헤드부(20)의 최대 직경을 지나 반경반향으로 돌출한다.
원통형 리벳 섹션이 대응하여 변형되는 동안, 단부면(44) 상에 가해진 압력은 원통형 리벳 섹션(42)이 그루브(24) 내에 부분적으로 압착되도록 또한 작용한다. 이들 그루브(24)로 인하여 리벳 슬리브가 축방향으로 단지 위치되지만 볼트 부재(12)에 대하여 선회하지 않는다는 것이 확실하게 된다.
도 6은 리벳 슬리브가 변형된 상태를 도시한 도면이다.
도 7은 도 4의 기능성 지지장치가 부속품(10) 내에 삽입된 제1 실시예의 도면이다.
도 7에서 잘 알 수 있는 바와 같이, 플레이트형 부속품(10)의 막힌 구멍(38)은 볼트 부재(12)의 헤드부 외경에 대응하는 내경을 갖는다. 막힌 구멍(38)은 볼트 부재(12)를 삽입하기 전에 준비되고, 볼트 부재의 종축(56)(동시에 막힌 구멍의 종축)과 직각으로 연장되는 베이스면(58)을 갖는다. 도 4의 개시 위치에 있는 리벳 슬리브(14)를 가진 볼트 부재(12)의 조합체가 막힌 구멍 내에 축방향으로 삽입및 압착 접촉되어 원뿔 선단(36)이 플레이트형 부속품의 재료, 즉 막힌 구멍의 베이스면(58) 내에 압착되므로 볼트 부재가 플레이트형 부속품 내에서 확실하게 회전할 수 없다. 리벳 슬리브가 변형되는 동안, 반경방향으로 편향된 링형 리벳 섹션(42)의 앞쪽의 단부면(40)이 막힌 구멍(38)의 벽 내에 압착되어, 도 7에 도시된 바와 같이, 설치 상태에서 볼트 부재(12)가 플레이트형 부속품(10)으로부터 축방향(56)으로 빠져 나오는 것이 방지된다.
이 예에서는 리벳 슬리브의 단부면(44)이 플레이트형 부속품의 표면과 평평하게 위치된다는 점에 유의해야 한다. 또한, 리벳 슬리브의 변형되지 않는 영역(46)의 외경은 막힌 구멍(48)의 내경에 대응한다는 점에 유의해야 한다.
리벳 슬리브를 변형시키는데는 여러 가지 방법이 있다.
플레이트형 부속품(10)을 하측으로부터 지지할 수 있다면 단부면(44) 상의 프레스 등에서 볼트 부재의 종축(56) 방향으로 힘을 충분히 가할 수 있다. 그러나, 여러 경우에 이러한 종류의 플레이트형 부속품(10)이 지지될 수 없다. 따라서 도 8에 따른 공구가 사용될 수 있다.
이 예 및 다음의 다른 예에서, 동일 도면 부호를 도 1 내지 도 7의 실시예에사용된 바와 같이 사용하였다. 도 1 내지 도 7에 대한 전술한 설명은 달리 기재되지 않는 한 다음의 실시예에도 또한 적용되는 것으로 이해하면 된다.
기능성 지지장치를 삽입하는데 사용되는 도 8의 공구는 서로 동축으로 배열된 두 부분, 즉 한편으로는, 중간에, 외측 육각형(32)으로서 삽입하는 도중에 볼트 부재가 회전하는 것을 방지하는 볼트 부재(12)의 스피것(30)을 꼭 맞게 수용하는 내측 육각형 리세스를 볼트 부재(12)와 마주 하는 자신의 단부에 가져서 회전할 수 없도록 고정 지지될 수 있는 렌치(62)로 구성된다. 또한 공구(60)는 키(64)와 동축인 원통형 슬리브(64)를 가지며, 이 원통형 슬리브는 부속품(10)에 인접하는 자신의 단부면에 축방향 볼 베어링 형태인 스러스트 베어링(thrust bearing)(68)을 지지하고, 이 스러스트 베어링의 하부 레이스(race)는 리벳 슬리브의 단부면(44)에 맞대어 압착되며 스러스트 베어링의 상부 레이스(72)는 회전가능한 슬리브(64) 단부면(66)의 매칭 리세스(matching recess)(74)에 배열된다. 스러스트 베어링(68)은, 한편으로는, 두 개의 레이스(70, 72)가 떨어지는 것을 방지하고, 다른 한편으로는, 레이스(70)와 슬리브(64) 사이에서 상대 회전할 수 있도록 하는 스크루(도시되지 않음)에 의하여 슬리브(64)의 단부면(66)에 나사로 조여진 지지 링(holding ring)(76)에 의하여 지지된다.
슬리브(64)는, 스러스트 베어링(68)용 리세스(74) 바로 상측에, 볼트 부재(12)의 나사산이 형성된 실린더(18)에 상보적으로 설계된 내측 나사산(78)을 갖는다. 이와 같이 하여, 슬리브(84)가 볼트 부재의 종축(56)을 중심으로 회전함으로써 슬리브가 볼트 부재의 헤드부를 향하여 종축(56)방향으로 스러스트베어링(68)으로 축방향 이동할 수 있다. 이렇게 이동하는 도중에, 스러스트 베어링(68)이 토크가 리벳 슬리브(14) 상에 가해지는 것을 방지함으로써 리벳 슬리브(14)와 볼트 부재(12) 사이가 회전할 위험이 없다. 따라서, 이 실시예에서는 그루브 또는 비드(64)를 완전히 없앨 수 있다.
기능성 지지장치를 삽입하는 동안 슬리브(64)가 회전 이동하는 도중에, 볼트 부재(12) 상에 공구(60)의 축방향(56)으로 압착되는 렌치(62)로 인하여 메시 나사산(78, 18)을 거쳐 볼트 부재 상으로 가해진 토크가 볼트 부재(12)를 플레이트형 부속품에 대하여 실제적으로 회전하지 않도록 한다.
도 8의 최종 상태에 도달하자 마자, 공구(60)를 볼트 부재로부터 제거하기 위하여 슬리브(64)를 반대방향으로 선회시키게 되고, 이로써 도 7의 최종 상태에 도달한다.
도 9에 도시된 바와 같이, 너트(80)는 볼트 부재(12) 상에 나사로 조여지고 다른 부속품을 부속품(10)에 체결시키는데 사용될 수 있다. 도 9는 동일한 너트(80), 또는 가능하게는 나사산이 더 길게 형성된 실린더를 가진 특수 너트(80)가 기능성 지지장치를 삽입하는데 사용될 수 있다는 점을 나타낸다. 이를 위하여, 너트(80)는 도 4의 상태로 볼트 부재(12)의 나사산이 형성된 실린더(18) 상에 나사로 조여진다. 다음에, 기능성 지지장치를 막힌 구멍 내에 삽입한다. 볼트 부재(12)를 적당한 렌치에 의하여 제공된 외측 육각형의 스피것(30)을 거쳐 지지하고 너트(80)를 하측으로 나사로 조여 리벳 슬리브를 변형시킬 수 있다.
도 10은 원칙적으로 도 1에 도시된 부재와 동일한 볼트 부재(12)의 도면으로서, 단지 약간 더 긴 스피것을 갖고 있으므로 삽입할 때 볼트 부재의 회전을 더 양호하게 방지할 수 있다. 이 실시예에서는 변형된 리벳 슬리브(14)가 사용된다. 이 실시예의 리벳 슬리브(14)는, 전술한 바와 같이, 튜브형이며 원통형의 변형가능한 섹션(42) 및 링형의 변형가능하지 않은 섹션(46)을 갖는다. 링형의 변형가능하지 않은 섹션(46)은 볼트 부재(12)의 나사산이 형성된 실린더(18)에 상보적으로 제조된 내측 나사산(82)을 가지므로, 리벳 슬리브 자체가 볼트 부재(12) 상에 나사로 조여질 수 있다. 이동할 때 나사로 조이기 위하여, 리벳 슬리브(14)의 링형 영역(46)은 단부면(44)에 서로 직각으로 배열된 두 개의 드라이브 그루브(drive groove)를 갖는다. 다른 폼-피트 방식의 공구 결합 부재 또한 변형가능하지 않은 섹션(42)에 제공될 수 있다.
리벳 슬리브는 도 15의 개시 위치에 도달할 때까지 볼트 부재의 나사산이 형성된 실린더(18) 상에 나사로 먼저 조여진다. 이 상태에서, 원뿔 포인트(136)가 또한 제공된 볼트 부재(12)의 헤드부가, 예를 들어 도 17에 도시된 바와 같이, 부속품의 막힌 구멍 내에 삽입된다.
리벳 슬리브(14)가 이 리벳 슬리브의 단부면(144) 내 드라이브 그루브(84) 내에 결합되는 공구에 의하여 더 하측방향으로 나사로 조여질 수 있으므로, 리벳 슬리브(14)가 볼트 부재의 종축(56)을 중심으로 선회하는 동시에 볼트 부재(12)의 헤드부(20)를 향하여 축방향으로 이동한다. 이 축방향 이동으로 인하여 도 16의 상태에 도달할 때까지 원통형 리벳 섹션(42)이 또한 변형된다. 이 예에서 리벳 슬리브가 볼트 부재에 대하여 선회한다는 점을 알 수 있을 것이다. 볼트 부재가 동시에 회전하는 것을 방지하기 위하여, 공구는 전술한 바와 같이 스피것 상에 위치될 수 있다. 이 예에서는 리벳 슬리브와 볼트 부재 사이에서 상대 회전이 일어나기 때문에, 도 5에 따른 링형 그루브 또는 비드(24)가 도 11에 도시된 바와 같이 생략된다.
다음에 도 17은 부속품에 설치된 상태를 도시한 기능성 지지장치의 도면이다. 도 7에서의 전술한 실시예와 차이는 이 경우 무엇보다도 막힌 구멍(38)은 상부 영역의 직경이 더 크고, 이 영역은 직경이 또한 큰 리벳 슬리브(14)의 변형되지 않는 영역(46)을 수용하는 기능을 한다. 이 영역의 깊이는 리벳 슬리브의 단부면(44)이 부속품(10)의 표면과 같은 높이로 설치된 상태가 되도록 선택된다. 따라서 막힌 구멍(38)의 두 개의 실린더 영역 사이에 형성된 링 쇼울더(86)가 볼트 부재(12)를 부속품에 대하여 더 양호하게 지지하고 볼트 부재가 기울어지지 않도록 추가로 방지하는 것이 확보된다. 또한 리벳 슬리브의 변형가능하지 않은 영역(46)의 직경이 다소 크기 때문에 리벳 슬리브의 이 영역이 필요한 토크를 가할 때 변형되지 않는다는 것이 더욱 확실해 진다. 리벳 슬리브의 변형가능하지 않은 영역(46)은 천공된 구멍 둘레의 부속품의 노출면 상에 위치되는, 즉 대응하는 접촉면을 갖는 플랜지로서 형성될 수 있다.
도 18은 관통 구멍(102)을 가진 금속판 또는 부속품(10)에 또한 사용될 수 있는 도 15에 도시된 기능성 지지장치(11)의 도면이다. 본 명세서에서, 천공된 금속판 또는 플레이트형 부속품의 에지 영역은 리벳 슬리브의 반경방향 외측으로 변형된 단부(40)와 리벳 슬리브의 링형 영역(46) 사이에 형성된 그루브(110) 내에 위치된다. 결합부의 회전 방지는 본 명세서에서는 원칙적으로 달성된 클램핑에 의하여 확보되지만 형상부, 예를 들면 구멍(102) 벽 내의 리세스에 의하여 회전 방지될 수도 있다. 이 실시예에서는 도 15의 선단부(36)가 생략될 수 있다.
도 19의 실시예에 있어서, 리벳 슬리브(14) 및 기능성 부재(12) 또한 전술한 것과 형상이 다소 상이하다. 리벳 슬리브(14)는 기능성 부재(12)의 종축을 좌측에서 절취한 단면도이며, 종축(15)의 우측 측면도에서 알 수 있다. 리벳 슬리브(14)는 원통형 변형가능한 영역(42) 및 적어도 실질적으로 삼각형 단면을 가지며 또한 변형가능한 제2의 링형 영역(46)으로 구성된다. 도 19의 리벳 슬리브(14)의 상부 링형 섹션(46)의 외측에는 기다란 노우즈(90)가 볼트 부재(12) 또는 리벳 슬리브(14)의 종축(56)에 대하여 반경방향 표면에 각각 배열되는 경사진 외면 상에 위치된다. 리벳 슬리브(14)의 링형 영역(46)은, 반경방향 섹션으로 볼 때, 적어도 실질적으로 직각삼각형 형상을 가지며, 그 외측(92)은 헤드부(20)로부터 멀리 떨어진 리벳 슬리브(14)의 단부면(44) 및 샤프트부에 인접한 리벳 슬리브의 내면(94)에 경사지게 배열된다. 이 리벳 슬리브의 내면(94)은 축방향으로 연속하여 리벳 슬리브의 튜브형 영역의 내벽을 형성한다. 리벳 슬리브(14)의 단부면(40)은 전술한 실시예의 리벳 슬리브의 단부면(40)에 따라 형성된다.
이 실시예에서 기능성 부재(12)는 다른 실시예에서와 같이 볼트 부재로서 형성되므로 나사산이 형성된 실린더(16)를 갖는다.
이 실시예에서는 헤드부(20)에 인접한 나사산이 형성된 실린더(16)의 런아웃 단부(runout end)와 슬라이딩면(22) 사이에 링 그루브(96)가 위치되어 있고, 이 그루브의 기능은 도 20을 참조하여 후술한다.
이 링 그루브(96)는 둥근 링 쇼울더(98)를 거쳐 슬라이딩면(22) 내로 들어 간다. 또한, 슬라이딩면(22)에는 몇 개의 둥근 리세스(100)가 형성되어 있으며, 이 중 8개가 이 실시예에서는 종축(56) 둘레에 균일한 각도로 이격되어 배열되어 있다.
다음에, 이 기능성 지지장치의 설치 방법을 도 20을 참조하여 설명한다. 이 도면의 우측은 기능성 지지장치를 플레이트형 부속품(10) 내에 설치하는 동안 개시 상태의 중앙 종축(56)의 도면이며, 좌측은 설치가 완성된 상태를 나타낸다. 도 20의 우측을 참조하면 원통형 구멍(102)이 플레이트형 부속품(10)에 제공된다는 점에 유의해야 한다. 이 구멍(102)의 내경은 기능성 부재(12)의 헤드(20)의 외경에 대응한다. 또한 링 슬리브의 링형 영역(46)의 최대 직경은 구멍(20)보다 약간 크게 형성되므로 리벳 슬리브가 금속판을 통과할 수 없다는 점에 유의해야 한다. 구체적으로, 리벳 슬리브(14)는 원통형 구멍(102)의 상부 에지 상의 종방향 노우즈(90)에 위치된다.
이 상태로부터 시작하여, 하측방향으로 향하는 힘이 도 8 또는 도 9에 따른 공구에 의하여 리벳 슬리브의 표면(44) 상에 가해진다. 동시에 상측방향으로 향하는 힘은 볼트 부재(12)의 샤프트부(18) 상에 가해진다. 이들 두 힘으로 인하여 리벳 슬리브(14)가 변형되어 도 20의 좌측에 도시된 바와 같은 단면을 가진 단부 형상이 달성된다. 즉 리벳 슬리브의 튜브형 원통 섹션(42)이 전술한 바와 같이 슬라이딩면(22)에 걸쳐 술라이딩하여 반경방향 외측으로 변형되므로 리벳 슬리브의 전술한 단부면(40)이 볼트 부재(12)의 헤드부(20)을 지나 반경방향으로 돌출하여 플레이트형 부속품(10)의 하단부 상에 위치된다. 리벳 슬리브의 링형 섹션(46)도 또한 그 일부가 볼트 부재(12)의 링 그루브(96)를 적어도 실질적으로 채우는 링형의 내측으로 향하는 돌출부(104) 내에 형성되도록 변형된다. 이 링형 돌출부(104)는 대략 원뿔형인 링 쇼울더(106)를 거쳐 헤드부로부터 멀리 떨어진 플레이트형 부속품(10)의 표면과 적어도 실질적으로 같은 높이로 위치된 리벳 슬리브의 나머지 단부면(44) 내로 들어 간다.
리벳 슬리브(14)가 변형되는 동안 링형부(46)의 경사면(92)으로 인하여 구멍(102)의 벽이 변형되어 이것이 경사면(92)의 나머지 부분과 도 20에 수평으로 향하는 링형 섹션(42)의 전술한 외측 사이에 형성된 그루브(110) 내에 위치되는 내측으로 향하는 링 돌출부(108)를 형성한다. 리벳 슬리브(14)의 링형 영역(46)의 종방향 노우즈(90)가 링형 돌출부(108) 내에 대응하는 만곡부(dent)를 형성한다. 이와 같이 하여 변형된 리벳 슬리브 또한 플레이트형 부속품(10)에 대하여 회전하는 것이 확실하게 방지된다.
그러나, 링형 리벳 슬리브(14)는 그 영역이 리세스(100) 내에 위치되도록 또한 형성되므로, 기능성 부재(12)가 리벳 슬리브에 대하여 회전하는 것이 방지된다. 볼트 부재(12)는 리벳 슬리브(14)에 대하여 회전할 수 없도록 고정되고 리벳 슬리브는 플레이트형 부속품(10)에 대하여 회전할 수 없도록 고정되기 때문에, 볼트 부재(12) 또한 플레이트형 부속품에 대하여 회전할 수 없도록 고정 지지된다.
링 돌출부(104)는 링 그루브(96)를 적어도 실질적으로 채우고, 플레이트형부속품은 경사면(92) 및 리벳 슬리브의 변형된 링형 영역(42)에 의하여 형성된 그루브(110) 내에 위치되기 때문에, 기능성 부재(12) 또한 플레이트형 부속품에 대하여 축방향으로 고정된다.
도 20에 따라 볼트 부재(12)를 설치한 후 다른 플레이트형 부속품을 나사산이 형성된 실린더(16) 상에 나사로 조여진 너트에 의하여 플레이트형 부속품 상에 고정시킬 수 있다. 이와 같은 다른 플레이트형 부속품은 경사진 링 쇼울더(106)에 의하여 중심에 있도록 구멍을 갖는 것이 바람직하다. 또한 이 플레이트형 부속품은 변형된 리벳 슬리브(14)의 단부면(44) 및 구멍(102)을 둘러 싸는 플레이트형 부속품(10)의 에지 일부분 양자 모두와 결합되는 표면 범위를 가져야 한다.
도 21 및 도 22는 도 19 및 도 20과 유사한 도면이지만, 기능성 부재(12) 및 너트 부재에는 내측 나사산(112)이 제공되어 있다. 부재를 삽입하기 위하여, 볼트부가 내측 나사산(112) 내에 나사로 조여져서 리벳 슬리브가 하측방향으로 압착되면서 헤드부(20)를 상측방향으로 잡아 당길 수 있다.
원뿔형 표면(106)은 제 위치에 나사로 조여질 다른 부속품의 중심을 잡는 보조 역할을 한다. 부재의 구조상 높이는 최소로 되고, 즉 샤프트부(182)는 헤드부(20)로의 천이 영역(22)으로 적어도 실질적으로 제한된다. 기능성 부재를 너트 부재로서 구현하는 것은 전술한 모든 실시예에서 원칙적으로 가능하다. 또한 스크루 기능이 아닌 다른 기능도 구현할 수 있다. 예를 들면, 대응하는 기능성 부재가 원통형 가이드 스피것 또는, 예를 들면, 카펫트 등 용도의 스냅 파스너 부재로서 사용될 수 있다.
볼트 부재의 나사산(16)은 전술한 실시예에서는 리벳 슬리브(14)의 축방향 힘을 발생시키기 위하여 이용될 수 있지만, 미세한 나사산을 가진 단단한 것이 바람직한 슬리브를 볼트 부재의 나사산(16)에 선택적으로 걸치게 하거나 미세한 나사산을 사용하여 리벳 슬리브의 축방향 힘을 발생시킬 수 있다.
피치가 보다 작으므로 기계적인 장점이 증가될 수 있고, 즉 보다 큰 변형력이 가해질 수 있다. 유압 장치와 유사한 실시예를 또한 생각할 수 있으므로 보다 더 큰 변형력이 발생될 수 있다.
최종적으로, 리벳 슬리브는 잡아 당기는 힘을 헤드부(20)로부터 멀리 떨어진 기능성 부재의 샤프트부(18) 상에 가하는 동시에, 압착하는 힘을 일반적으로 쌍으로 된 리벳 텅과 유사한 헤드부(20)를 향하는 방향으로 리벳 슬리브의 단부면(44) 상에 가하도록 설계된 공구로 또한 변형될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 이것은 본 발명에 따른 모든 실시예의 기능성 지지장치에 적용가능하다.

Claims (32)

  1. 부속품, 예를 들면 금속판 또는 플라스틱 부품 내에 한쪽으로부터 삽입가능한 기능성 지지장치(11)에 있어서,
    상기 지지장치는 샤프트부와 헤드부(18, 20) 및 리벳 슬리브(14)를 갖는 기능성 부재(12)를 포함하고,
    상기 리벳 슬리브(14)는 상기 샤프트부를 따라 상기 샤프트부(18)의 축방향으로 이동가능하며, 상기 기능성 부재는 상기 리벳 슬리브(14)를 변형시키기 위한 슬라이딩면을 형성하는 상기 샤프트부(18) 및 헤드부(20) 사이의 천이부에 오목한 필릿을 갖는
    기능성 지지장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 리벳 슬리브(14)는 상기 헤드부(20)에 인접한 튜브형의 변형가능한 영역(42) 및 상기 헤드부(20)로부터 멀리 떨어진 링형의 적어도 실질적으로 변형가능하지 않은 영역(46)을 갖는 기능성 지지장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 리벳 슬리브(14)는 상기 헤드부(20)에 인접한 튜브형의 변형가능한 영역(42) 및 상기 헤드부(20)로부터 멀리 떨어진 링형의 변형가능한 영역(46)을 갖는기능성 지지장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드부(20)로부터 멀리 떨어진 상기 리벳 슬리브(14)의 단부면(44)이 상기 샤프트부(18)의 종축(56)과 직각으로 배열되는 기능성 지지장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 리벳 슬리브(14)의 상기 단부면(44)이 슬라이딩면으로 형성되는 기능성 지지장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 리벳 슬리브(14)의 상기 단부면(44)은 축방향으로 작용하는 상기 리벳 힘을 전달하도록 형성되지만, 이 단부면 자체는 변형가능하지 않거나 또는 상기 리벳 힘의 영향으로 적어도 실질적으로 변형가능하지 않은 기능성 지지장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 단부면(44)은 상기 리벳 슬리브(14)를 선회시켜 상기 리벳 슬리브(14)를 변형시키는 토크를 흡수하도록 설계되는 기능성 지지장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 기능성 부재(12)의 상기 샤프트부(18)는 적어도 상기 오목한 필릿(22)에 인접한 영역에 외측 나사산(16)을 가지고, 상기 리벳 슬리브(14)는 여기에 대응하는 내측 나사산(82)을 가지는 기능성 지지장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능성 부재(12)의 상기 샤프트부(18)는 토크를 전달하는 수단(30)을 상기 헤드부(20)로부터 멀리 떨어진 단부에 갖는 기능성 지지장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 수단이 하나 이상의 측면 또는 종방향 그루브를 갖는 스피것(30)인 기능성 지지장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 수단은 상기 샤프트부(18)의 자유 단부에 형성된, 예를 들면 내측 육각형 형태인 공구 또는 렌치용 리세스(34)인 기능성 지지장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능성 부재(12)의 상기 샤프트부(18)는 상기 오목한 필릿(22)의 바로 전방 영역에 링 그루브(96)를 가지고, 상기 리벳 슬리브의 상기 링형 영역(46)이 상기 링 그루브(96) 내로 변형될 수 있는 기능성 지지장치.
  13. 제1항 내지 제6항 또는 제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 오목한 필릿에는 회전을 방지하는 특징부(24:100), 예를 들면 외주 방향으로 분포된 복수의 리세스 및/또는 노우즈가 제공되고, 상기 리벳 슬리브(14)가 변형에 의하여 회전을 방지하는 상기 특징부(24;100)와 폼-피트 결합될 수 있는 기능성 지지장치.
  14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샤프트부(18)로부터 멀리 떨어진 상기 헤드부(20)의 단부면(44)에는 회전을 방지하는 특징부, 예를 들면 회전을 방지하는 노우즈 및/또는 리세스가 구비된 기능성 지지장치.
  15. 제3항 내지 제6항 또는 제9항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리벳 슬리브(14)의 상기 링형 영역(46)은, 반경 방향 단면으로 볼 때, 적어도 실질적으로 정삼각형 형상을 갖고, 이 정감각형의 외측(92)은 상기 헤드부(20)로부터 멀리 떨어진 상기 리벳 슬리브(14)의 단부면 및 상기 샤프트부(18)에 인접한 상기 리벳 슬리브(14)의 내면으로 경사져서 배열되는 기능성 지지장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리벳 슬리브(14)의 튜브형 영역(42)은 상기 리벳 슬리브(14)의 링형 영역(46)의 내면이 축방향으로 연속된 내벽(94)을 갖는 기능성 지지장치.
  17. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리벳 슬리브(14)의 튜브형 영역(42)은, 반경 방향 단면으로 볼 때, 적어도 실질적으로 직사각형이며, 상기 튜브형 영역(46)은 상기 리벳 슬리브의 링형 영역(46)의 내면이 축방향으로 연속된 내벽을 가지고, 상기 링 슬리브(14)의 링형 영역(46)은 상기 튜브형 영역(42)에 인접하여 자신의 외측에 링 쇼울더를 형성하는 기능성 지지장치.
  18. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능성 지지장치(12)가 볼트 부재로 형성되는 기능성 지지장치.
  19. 제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기능성 지지장치(12)는 너트 부재로 형성되고, 즉 적어도 샤프트부(18)는 중공으로 제조되며 상기 샤프트부 및/또는 헤드부에는 내측 나사산이 형성되거나 또는 내측 나사산이 제공될 수 있는 기능성 지지장치.
  20. 예를 들어, 금속판 또는 플라스틱 부품과 같은 부속품(10) 및 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 기능성 지지장치(11)를 포함하는 부속품 어셈블리에있어서,
    상기 플레이트형 부속품(10)은 구멍(102)을 가지며, 상기 구멍의 직경은 상기 헤드부(20)의 직경에 적어도 실질적으로 대응하고, 상기 리벳 슬리브(14)의 변형가능한 튜브형 영역(42)은, 내측에서, 상기 오목한 필릿(22)과 적어도 실질적으로 같은 높이로 접촉되고, 상기 기능성 부재의 헤드부(20)의 에지를 지나 반경방향 외측으로 돌출하고 상기 부속품의 구멍의 가장자리 영역을 수용하는 링형 영역(46)을 가진 링 그루브를 형성하는
    부속품 어셈블리.
  21. 예를 들어, 금속판 또는 플라스틱 부품과 같은 부속품(10) 및 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 기능성 지지장치(11)를 포함하는 부속품 어셈블리에 있어서,
    상기 부속품은 포트형 리세스(38)를 가지며, 상기 리세스의 직경은 상기 헤드부(20)의 직경에 적어도 실질적으로 대응하고, 상기 리세스의 베이스(58)는 상기 샤프트부(18)로부터 멀리 떨어진 상기 헤드부의 단부면(44)에 의하여 회전(36)할 수 없도록 접촉되며 상기 리벳 슬리브(14)의 변형된 튜브형 영역(42)은 내측의 상기 오목한 필릿(22)과 적어도 실질적으로 같은 높이로 접촉되고, 상기 기능성 부재(12)의 헤드부의 에지에 걸쳐 반경방향 외측으로 돌출하고 상기 부속품(10)의 상기 포트형 리세스(38)의 측벽 내로 돌출하여 폼-피트 방식으로 상기 리세스 내에 수용되는
    부속품 어셈블리.
  22. 제20항 또는 제21항에 있어서,
    상기 헤드부(20)로부터 멀리 떨어진 상기 리벳 슬리브(14)의 단부면은 상기 헤드부(20)로부터 멀리 떨어진 상기 부속품(10)의 표면과 같은 높이로 배열되거나 또는 상기 표면 내로 들어 가고, 상기 리벳 슬리브의 상기 링형 영역(46)은 상기 샤프트부(18)에 형성되어 있을 수 있는 그루브 내로 선택적으로 돌출하며, 상기 그루브(96)의 영역에는, 장착될 부속품을 위하여 상기 샤프트부(18)와 동심으로 배열된 원뿔형 정렬 보조물(106)을 선택적으로 가지는
    부속품 어셈블리.
  23. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 기능성 지지장치를, 예를 들면 청구항 20 또는 청구항 22에 따른 부속품 어셈블리를 형성하기 위하여 부속품(10) 내에 삽입하는 방법에 있어서,
    상기 기능성 부재(12)의 상기 헤드부(20)는 상기 플레이트형 부속품(10) 내에 형성된 구멍(102)을 통과하여 상기 부속품 내에 형성된 리세스(38) 내로 압착되고, 상기 리벳 슬리브(14)가 상기 오목한 필릿(22) 및 상기 기능성 부재(12)의 상기 헤드부(20) 상으로 상기 기능성 부재(12)의 축방향으로 계속해서 이동함으로써 상기 리벳 슬리브(14)의 튜브형 영역(42)이 상기 튜브형 영역(42)의 자유 단부(40)가 상기 기능성 부재의 헤드부(20)를 지나 반경방향으로 돌출하는 고정 위치 내로상기 오목한 필릿(22)에 의하여 반경방향 외측으로 편향하는
    기능성 부재 삽입 방법.
  24. 제23항에 있어서,
    상기 튜브형 영역의 자유 단부(40)가 상기 리벳 슬리브(14)의 상기 튜브형 영역(42)의 변형에 의하여 상기 부속품(10)의 구멍 벽 내로 압착됨으로써 상기 기능성 지지장치가 상기 기능성 부재(12)의 헤드부를 수용하는 부속품의 리세스(38)로부터 빠져 나오는 것을 방지하는 기능성 부재 삽입 방법.
  25. 제23항에 있어서,
    상기 리벳 슬리브(14)의 튜브형 영역(42)의 변형을 통해, 상기 변형된 튜브형 영역(42)과 상기 부속품의 구멍의 가장자리 에지 재료를 수용하는 상기 링형 영역(46) 사이에 그루브(110)가 형성되는 기능성 부재 삽입 방법.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 리벳 슬리브(14)의 상기 링형 영역(46)이 상기 오목한 필릿(22)의 바로 전방의 상기 샤프트부(18) 내에 형성된 링 그루브(96) 내로 변형되는 기능성 부재 삽입 방법.
  27. 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리벳 슬리브(14)가 상기 오목한 필릿(22)을 향하여 축방향으로 이동하는 한편, 반대방향의 축방향 힘이 상기 기능성 부재(12)의 상기 샤프트부(18) 상에 발생되는 기능성 부재 삽입 방법.
  28. 제23항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리벳 슬리브(14)의 상기 링형 영역(46)이 상기 기능성 부재(12)의 상기 샤프트부(18) 상에 제공된 외측 나사산 상에 나사로 조여 지고, 상기 리벳 슬리브의 상기 튜브형 영역이 상기 리벳 슬리브(14)와 상기 기능성 부재(12) 사이의 상대 회전에 의하여 반경방향으로 변형되는 기능성 부재 삽입 방법.
  29. 제23항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    하부 링(70)을 가진 스러스트 베어링(68)이 제공된 보조 공구(60)가 상기 리벳 슬리브(14)를 변형시키는데 사용되고, 롤링 부재로부터 멀리 떨어진 상기 스러스트 베어링의 자유 단부는 상기 리벳 슬리브(14)의 링형 영역(46)의 단부면(44)에 맞대어 압착되며 상기 스러스트 베어링의 다른 링(72)은 상기 기능성 부재(12)의 샤프트부(18) 상에 제공된 외측 나사산(16)과 협동하는 내측 나사산(78)을 가진 회전가능한 슬리브(64) 상에 제공되고, 상기 기능성 부재(12)의 샤프트부의 외측 나사산과 협동하는 상기 슬리브(64)의 상대 회전으로 상기 스러스트 베어링(70) 및 상기 리벳 슬리브(14)가 축방향으로 이동하고 상기 축방향 이동을 통해 상기 기능성 부재(12)의 오목한 필릿(22)에서 상기 리벳 슬리브(14)가 변형되는 기능성 부재삽입 방법.
  30. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 따른 기능성 지지장치를 플레이트형 부속품 내에 삽입하는 공구에 있어서,
    상기 공구는 서로에 대하여 회전가능한 두개의 동축 장치를 가지며,
    내부 장치(62)는 기능성 부재(12)의 샤프트부(18)와 회전가능하게 고정 결합될 수 있고, 외부 장치(64)는 리벳 슬리브 또는 상기 리벳 슬리브(14) 상에 압착되는 보조 공구(70)와 회전가능하게 고정 결합될 수 있고,
    리벳 슬리브(14)의 링형 영역이나 또는 외부 장치는 기능성 부재의 샤프트부(18) 상에 제공된 외측 나사산(16)과 협동하는 내측 나사산(78)을 갖는
    삽입 공구.
  31. 제30항에 있어서,
    보조 공구는 하부 링(70)을 가진 스러스트 베어링(68)으로 형성되고,
    롤링 부재로부터 멀리 떨어진 상기 스러스트 베어링의 단부면은 리벳 슬리브(14)의 링형 영역(46)의 단부면(44)에 맞대어 압착되고, 스러스트 베어링의 다른 링(72)은 기능성 부재(12)의 샤프트부(18) 상에 제공된 외측 나사산(16)과 협동하는 내측 나사산(78)을 갖는 회전가능한 슬리브(64) 상에 제공되며,
    기능성 부재(12)의 샤프트부의 외측 나사산과 협동하는 슬리브(64)의 상대 회전으로 스러스트 베어링(70) 및 리벳 슬리브(14)가 축방향으로 이동하고, 이 축방향 이동을 통하여 기능성 부재(12)의 오목한 필릿(22)에서 리벳 슬리브(14)가 변형되는 삽입 공구,
  32. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리벳 슬리브(90)의 상기 링형 영역(46)은 상기 부속품(10)과 대면하는 쪽에 노우즈(90) 및/또는 리세스를 가져 회전이 방지되는 기능성 지지장치.
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