KR20040072656A - 고정방법 - Google Patents

Abstract

부재(48)의 개구(50)가 워크피스(52)의 개구와 정렬되는 하나 이상의 개구된 부재(48)를 개구된 워크피스(52)에 고정하는 방법 및 패스너로써,

정렬된 개구에 패스너(10)를 삽입하는 단계를 구비하고, 상기 패스너(10)는 연성이 있는 재료로 형성되고, 헤드(14), 축(12) 및 축(12)를 관통해서 헤드(12)속으로 뻗는 축방향의 구멍(22)을 가지며, 상기 축(14)은 원주적으로 완전하고 외부가 나사산(18)으로 형성되어 있으며, 상기 패스너(10)는 그 헤드(14)가 상기 하나의 부재의 면과 맞물리도록 삽입되고, 상기 축(12)는 부재(48)를 관통해서 워크피스(52)속으로 뻗고, 적어도 나사산의 일부가 워크피스(52)내에 있으며, 패스너(10)를 헤드(14)에서 지지하고, 완전히 구멍(22)을 통해서 말단부로부터 헤드(14)까지의 방향으로 당기면서, 테이퍼형상의, 확대된 맨드릴헤드(32)는 구멍을 팽창시킴으로써 그 구멍(22)을 길이 전체에 걸쳐서 균일하게 확대할 수 있으며, 외부의 나사산(18)이 워크피스(52)에 파고들게 하기에 충분한, 연성이 있는 반경방향의 축팽창을 야기하고, 상기 패스너(10)의 축(12)은 연성이 있는 축방향의 감소가 이루어지는 고정방법 및 패스너.

Description

고정방법{METHOD OF FASTENING}

이러한 종래기술의 리벳에 대해서는, 결합되어 있는 부품의 조이는 힘은 헤드의 반경방향의 외부를 리벳의 말단부를 향해서 이동시키도록 리벳의 헤드를 변형시킴으로써 이루어진다(미국특허공보 제 4,701,993호의 청구항 4).

이에 대해서 한가지 문제는 실제적으로 소망의 결과를 이루기 위해서는 리벳의 헤드는 심한 변형을 받는 다는 것이다. 헤드의 구조는 전형적으로 120˚(포함)의 각도로 카운터싱크(countersink)되어 있으며, 리벳의 설치시에 120˚의 원추형태로 변형된다(미국특허공보 제 4,701,993호의 도 3 및 도 4를 비교). 이것은 완전히 반전된 헤드의 형태를 나타낸다. 이것은 통상 리벳에 도포되는 보호 피복, 예를들면 아연도금 또는 니켈도금의 피복을 약화시키거나 손상시키는 효과를 가질 수 있다. 또, 어떤 수요자에게는, 얻어진 원추헤드의 형상을 미관상 받아들이지 못한다.

종래기술의 리벳에 관해서, 접합부를 조이는 것이 불필요하거나 바람직하지않은 적용에서는, 변형하지 않는 헤드를 가지는 리벳을 사용할 수 있다(미국특허공보 제 4,701,993호의 column7, line7).

본 발명은 미국특허공보 제 4,642,010호 및 본 발명의 배경을 위해서 언급된 미국특허공보 제 4,701,993호에 기재된 패스너를 사용해서, 고정하는 방법에 관한 것이다.

도 1은 제조되고 사용되기 전의 패스너의 일형태의 측면도

도 2는 워크피스에 도 1의 패스너의 설치시의 초기단계를 설명하는 외부단면, 측면도

도 3은 설치의 완료를 나타내는, 도 2와 마찬가지의 단면도

도 4는 설치된 패스너의 일부의 확대 단면도

도 5는 설치된 패스너 상의 나사산 피치의 변화를 나타내는 그래프

도 6은 테이퍼구멍을 가진 워크피스에 설치된 도 1의 패스너의 부분 단면도

도 7은 도 6에 도시한 패스너의 나사산피치의 변화를 나타내는 그래프

도 8 ~ 도 11은 일형태의 설치장치의 일부를 나타내는 워크피스에 비강성 부재가 부착된 접합부에 설치된 도 1의 패스너의 점진적인 단계를 나타내는 부분단면도

도 12 ~ 도 15는 접합부재 사이의 갭이 패스너에 의해 좁혀져 있는 접합부에 설치되어 있는, 다른 형태의 설치장치의 일부를 포함하는 도 1의 패스너의 점진적인 단계를 나타내는 일부 단면도이다.

본 발명은 적용분야가 다른 용도에 설계가 다른 패스너를 제공할 필요성을 저감시키고자하는 것이며, 또한 그 고정을 개선하고자하는 것이다.

본 발명은 그 일양상에 있어서 유첨된 청구범위의 청구항 1항에 기재된 바와같이 개구된 워크피스(workpiece)에 하나 이상의 개구된 부재를 고정하는 방법을 제공하는 것이다.

또, 본 발명의 더욱 바람직한 특징들은 청구항 2 ~ 8항에 기재되어 있다. 본 발명의 실시예를 도면을 참조해서 예에 의해 이하 설명한다.

도 1에 있어서, 패스너는 일반적으로 원주형상의 긴축(12)과 일단부(축의 헤드단부)에서 반경방향으로 확대된 헤드(14)를 가진다. 축의 일부(16)의 외부면은 나사산(screw tnread)(18)으로 형성되어 있다. 나사산(18)은 단면이 ν형상이며, 본 실시예에서 그 축이 90˚의 각도로 만나는 정점(20)이 형성되어 있다. 나사산의 인접한 터언(turn)사이에서는 측벽이 대략 ν형상의 골을 이룬다.

패스너 축과 헤드의 전체에 걸쳐서 축방향의 구멍(22)을 가지며, 상기 구멍은 직경이 대략 일정 하지만, 상기 헤드의 단부에서 위쪽을 넓힌 구멍(24)을 가진다.

패스너는 탄소강으로 이루어지고, 예를들면 알루미늄, 마그네슘 및 패스너를 설치하기에 바람직한 워크피스를 형성하는 여러 종류의 산업용 수지재보다 경질이다. 패스너의 재료는, 팽창후의 주직경(나사산의 정점을 횡단해서 취한 직경)이 팽찬전보다 적어도 나사산의 깊이 만큼 더 커지는 정도로 반경방향으로 팽창해서 축이 변형되도록 충분히 연성이 있다.

도 2에서, 패스너(10)는 맨드릴(26)와, 환형상의 모루(anvil)(28)과, 이 모루에 대해서 맨드릴을 축방향으로 파지해서 견인하는 수단(도시하지않음)으로 이루어진 장치에 의해서 설치된다.

맨드릴(26)은 틈새를 가지고 패스너의 구멍을 통과할 수 있는 긴스템(30)과 스템의 일단부에서 확대된 헤드(32)를 가진다. 맨드릴헤드(32)는, 맨드릴의 직경이 패스너의 구멍(22)보다 실직적으로 더 큰 직경까지 스템(30)으로부터 떨어져서 점차 증가하는 원추형상의 테이퍼부(34)를 가지고, 맨드릴의 단면형상이 도시된 바와같이 원형이거나, 또는 정육각형의 형상으로 될 수 있는 다소 긴 부분(36)에 이른다. 맨드릴은 고장력의 강철로 형성되어 있다.

환형상의 모루(28)는 파지 및 견인수단과 연동해서 맨드릴의 스템이 통과할 수 있는 축방향의 통로(38)와, 그 앞단부에 접촉면(40)을 가진다. 도 2 ~ 11에 도시한 실시예에 있어서, 접촉면은 편평하다. 도 12 ~ 15에 도시한 실시예에서, 접촉면은 통상 부분적으로 구면형상인 중앙의 리세스부(42)를 가진다. 상기 모루는 그 축의 세로방향으로 분할되어 있으며, 서로 동일하고 함께 협동해서 전체모루를 형성하는 2개의 반(半) 환형상의 턱(jaw)(44)(46)으로 형성되어 있다. 상기 턱은 패스너 또는 패스너의 연속물이 분리된 턱을 통해서 그리고 맨드릴의 스템을 따라서 맨드릴헤드(32)로 진행하도록 모루의 축에 대해서 반대로 분리할 수 있고, 그후 다시 협동해서 접촉면(40)을 형성하도록 각 패스너 뒤에서 함께 닫혀진다.

상기 장치는 반복리베팅에서 사용되는 것과 실직적으로 동일한 방법으로 패스너를 설치하기 위해서 사용할 수 있다.

이와같이해서, 패스너(10)는 구멍(22)을 통해 스템이 연장하도록 맨드릴의스템에 공급되고, 맨드릴헤드(32)는 패스너의 말단부에 인접 하지만, 그러나 구멍의 외부에 있으며, 맨드릴의 스템은 패스너가 맨드릴헤드와 모루의 접촉면(40)사이에 있도록 견인수단과 연동해서 모루의 통로(38)를 통과한다.

복수의 다른 패스너(도시하지 않음)를 모루뒤의 스템에 동시에 배치해도되며, 맨드릴헤드와 모루의 접촉면 사이의 위치에 턱을 통해서 한번에 하나씩 공급한다.

이와같이 설치장치와 조합된 패스너(10)는 작업장에 제공되고, 맨드릴헤드와 패스너의 말단부는, 모루가 부재(48)의 가까운 면과 연동해서 패스너의 헤드를 밀때까지 부재(48)의 개구(50)을 통해서, 워크피스(52)의 개구(54)속으로 들어가고, 다음에 워크피스의 가까운 면과 접촉해서 부재(48)를 가압한다. 그후 상기 설치장치가 작동되어 패스너를 통해 맨드릴을 견인하고, 이와같이해서 패스너의 헤드가 모루의 접촉면에 의해 지지되는 동안 맨드릴의 헤드를 말단부로, 구멍을 통해서 견인한다.

맨드릴헤드의 테이퍼부(34)는, 원주형상부(36)를 패스너의 구멍속으로 끌어들이고, 그렇게할 때에 말단부로부터 헤드를 향해 점진적으로 축을 팽창시키는 것으로 인식된다. 축의 팽창이 패스너의 헤드를 향해서 진행할 때에, 축의 점차 팽창하는 부분의 앞쪽의 가장자리에 있는 외부 나사산의 정점이 먼저 워크피스(52)의 재료와 맞물리고, 이 재료속으로 파고들기 시작하는 때가 온다. 이때 맞물린 나사산의 축의 위치가 실질적으로 고정되어진다.

워크피스에의 나사산의 관통의 정도는 패스너의 팽창된 직경과 워크피스의개구(54)의 직경(d1)의 기능이고, 다음에 패스너의 팽창직경은 패스너의 구멍(22)의 직경(d2)과, 패스너의 축의 원래의 직경(d3)과, 맨드릴헤드의 원주형상부(36)의 직경(d4)의 기능인 것으로 인식된다. 상기 치수(d1), (d2), (d3) 및 (d4)는 워크피스에의 나사산 관통의 정도가 나사산(18) 전체 높이의 반 이하가 되도록 선택된다. 이와같이해서 도 3에 있어서, 스페이스(56)가 팽창된 나사산의 ν형상골의 홈에 남는다. 만일, 치수(d1), (d2), (d3) 및 (d4)가 홈(58)이 완전히, 또는 거의 완전히, 워크피스 재료로 채워지도록 되면, 팽창시에 패스너 내의 아주 높은 반경방향의 압력이 필요해진다. 이것은 2가지 바람직하지 않은 효과를 가진다. 첫째, 맨드릴 상의 축방향의 견인부하가 대응해서 높고, 이것은 맨드릴의 스템(30)이 과스트레스를 받게한다. 둘째, 설치시에 축의 연장을 야기할 수 있다. 따라서, 부재(48)는 설치된 패스너에 의해서 워크피스(52)에 견고하게 고정되지 않는다.

상기 치수(d1) 및 (d3)와, 맨드릴헤드의 원추형상테이퍼부(34)의 각도는, 맨드릴의 축방향의 견인 부하가 상기 패스너를 축방향으로 압착하기에 충분한 크기에 도달하기전에, 상기 패스너의 축의 점차적으로 중가하는 팽창부가 먼저 워크피스의 재료와 맞물리고, 따라서 축방향으로 실질적으로 고정되도록 선택된다.

부재(48)의 개구(50)는 패스너가 어떤 실직적인 반경방향의 구속이 없이 개구내에서 팽창하도록 하기에는 충분히 크다. 이와같이해서, 부재내의 팽창한 나사산부(60)의 직경은 도 4에서 치수 "X"로 표시한 바와같이 워크피스내의 나사산부 (62)의 직경보다 조금 더 크다. 개구(50)내에서의 구속되지 않는 팽창의 효과는 부재재에 포함된 패스너축의 일부의 축방향 길이를 감소하게 하는 것이다. 예를들면강철로 제조된 패스너에 있어서는, 적은 량의 길이의 감소도 패스너의 헤드와 워크피스사이에서 높은 클램프 힘을 발생하는 높은 값의 인장변형력으로 된다. 나사산의 스트립(strip)을 야기하지 않고, 상기 클램프 힘과, 서비스중인 설치된 패스너에 인가된 어떠한 인장력을 지지하도록 워크피스에 팽창한 나사산이 충분히 관통하도록 치수 (d1), (d2), (d3) 및 (d4)를 선택할 필요가 있다.

다음의 치수로 제조되는 본 실시예의 패스너는, 4㎜의 두계와 6.3㎜직경의 구멍을 가진 강철부재가 직경 3.5㎜(d4)의 맨드릴을 사용해서 패스너에 의해 부착되는 구멍직경(d1) 5.42㎜의 주조마그네슘의 워크피스에 설치될 때, 소정의 방법으로 기능하는 것이 실험에 의해 발견되었다. 패스너의 치수는, 구멍(22) 직경(d2)이 2.76㎜, 축의 직경(나사산의 정점위의 직경)(d3)이 5.3㎜, 축의 길이 16㎜, 나사산의 피치 1.0㎜이다. 이 경우, 나사산 깊이의 30% ~ 40%의 사이에서, 워크피스속으로 팽창한다. 이것은 서비스중의 패스너에 부과되는 어떠한 인장부하를 지지하기에 아주 충분하다. 사실상, 이 레벨의 나사산의 관통에서 워크피스에 패스너를 유지하는 것은, 과잉의 인장부하가 설치된 패스너에 인가될 때, 나사산이 스트립을 야기하기 보다는, 오히려 파열을 야기하기에 충분하다. 또, 예를들면 설치된 패스너에 고정토크가 가해지면, 예를들면, 등가의 6각형 헤드의 맨드릴이 사용되고, 육각형의 렌치가 사용되는 경우에, 나사산의 스트립을 야기하는 토크는 추천되는 등가의 나사 또는 볼트(이 경우 M6 멈춤나사, 등급 8.8)의 최대 고정토크를 초과한다.

물론 나사산의 스트립토크와 끌어내는 인장부하는, 부재 또는 워크피스에 부착되는 부재의 두께에 의해 결정되는, 워크피스에 맞물려 있는 패스너 축의 양(즉,길이)에 다소 의존한다. 상술한 설치된 패스너의 강도 특성은 적어도 축의 길이의 반이 워크피스에 맞물려 있을 때, 즉 본 실시예에서는 8㎜일때 유지된다는 것이 발견되었다.

상기 부재(48)가 얇으면, 즉, 상시 실시예에서 1.5㎜미만이면, 패스너의 헤드에 인접한 나사산의 위치가 반경방향의 구속없이 팽창할 때 발생하는 고정효과를 얻기 위해서는, 워크피스의 개구(54)에 카운터보어(counterbore)를 형성할 필요가 있다. 인용된 실시예와 동일한 구성의 패스너 및 예를들면 1㎜의 두께를 가진 부재의 패스너에 대해서는 카운터보어의 깊이는 2㎜이면 충분하다.

도 4에 있어서, 워크피스내에 포함되는 패스너의 부분의 나사산의 피치(64)는 실질적으로 변경되지 않으며, 인용된 실시예에서는 1.0㎜이다. 그러나, 부재 (48)내에 포함되는 패스너의 부분의 나사산의 피치(66)는 인용된 실시예에서는 0.94㎜로 감소되었다. 이 효과는 도 5에 도시한 그래프에 의해서 설명된다.

몇몇 적용에 있어서는, 패스너를 수용하기 위한 개구가 주조동작에 의해 제조된 워크피스에 패스너를 사용하는 것이 바람직하다. 이 경우에, 개구는 테이퍼 (또는 드래프트)를 가지는 것이 바람직하고, 드래프트의 각도는 대략 1˚~ 1.5˚(상, 하한치 포함)이다. 본 발명의 패스너는 이러한 테이퍼형상의 구멍내에서 만족스럽게 기능한다. 도 6 및 도 7의 대응하는 나사산 피치의 그래프에 있어서, 워크피스의 개구(68)는 설명의 목적으로 과장된 테이퍼로 도시되어 있다. 패스너와 개구의 치수는, 최소 두께의 부재의 경우, 패스너가 방해없이 구멍내로 충분히 삽입될 수 있도록 선택되며, 그렇지 않을 경우에는 부재와 워크피스의 상면사이 와/또는 부재상면과 패스너의 헤드사이에 갭이 있을 수 있다.

도 6은 설치 이전의 패스너가 부재의 개구를 통해서 워크피스의 개구(8)로 삽입될 때, 축의 먼 단부가 부재와 워크피스 사이에, 또는 부재와 패스너의 헤드사이에 갭이 없이 개구(68)의 테이퍼형상벽과 밀접하는 극단의 경우에 있어서의 설치된 패스너를 도시한다. 이 경우, 나사산 깊이의 50%보다 큰, 축의 부분(72)상의, 팽창된 나사산의 관통깊이로 될 수 있고, 이것은 이 영역에서 팽창할 때 패스너의 과잉의 반경방향의 구속으로 되기 때문에 이 영역에서 축이 연장될 수 있다. 1˚의 테이퍼를 가진 워크피스 개구에 설치된 실시예의 패스너에 관해서는, 부분(72)에서의, 팽창된 패스너상의 나사산피치는 1.03㎜로 될 수 있다. 그러나 개구가 워크피스의 상면을 향해 점진적으로 확대할 때, 반경방향의 구속은 대응해서 감소하고, 나사산 관통의 깊이는 나사산 깊이의 절반 미만으로 감소할 수 있다. 전체적인 효과는 설치된 패스너의 길이가 감소하고, 따라서 부재에 필요한 조이는 힘을 제공하는 것이다. 워크피스에 부착되는 부재가 탄성중합재와 같은 유연한 재료로부터 제조되는 적용에 있어서, 설치공정시에 일어나는 패스너의 길이의 감소는 도 8 ~ 도 11에 도시한 바와같이 부재를 압착하는 효과를 가진다. 이전의 경우에서와같이, 패스너는 이전에 설명한 것과 같은 방법으로 부재의 개구를 통해서, 워크피스의 개구로 들어간다. 이 경우, 부재(74)(도 8)는 탄성중합재이다. 맨드릴헤드가 설치장치에 의해서 리벳구멍을 통해 당겨지고, 축의 점진적으로 확장하는 부분의 앞가장자리가 먼저 도 9에 도시한 바와같이 워크피스의 재료와 맞물리고, 워크피스의 재료속에 파고들기 시작할 때, 맞물린 나사산(76)은 이전에 기술한 바와같이 실직적으로 고정된다. 설치장치에 의해 맨드릴스템상에서 발휘되는 축방향의 견인력이 증가할 때는, 패스너헤드와 맞물린 나사산(76) 사이에서 패스너 축부분(78)의 압착력도 증가한다.

힘이 더욱 증가함에 따라, 축부분(78)(도 10)은, 나머지의 나사산(80)(도 10)이 워크피스의 개구와의 접촉에 의한 팽창과 탄성중합재의 변형에 대한 저항에 의해 구속될 때까지, 탄성적으로 압축한다.

힘이 더욱 증가함에 따라, 맨드릴헤드는 완전히 패스너의 구멍을 통해 견인되고, 이의 효과는 이전에 설명한 것과 같은 방법으로 패스너의 축을 더욱 단축시키는 것이다. 이것은 부재(74)(도 11)에의 클램프하중의 증가를 야기하고, 그 결과 부재의 압착력을 더욱 증가시킨다.

실제적으로 어떤 적용에서는 패스너를 부재와 워크피스에 맞물리게 하는 통상의 오퍼레이터의 동작에 의해서는 좁혀질 수 없는, 부재와 워크피스사이의 갭이 존재할 수 있다는 것이 발견되었다. 갭이 작으면, 본 발명에 따른 리벳에서, 리벳축의 단축효과는 갭을 좁히고 부재의 클램프힘을 발생시키는데 충분할 수 있다. 부재와 워크피스 사이에 더 큰 갭이 존재하는 적용에 있어서는, 상기한 리벳을 패스너의 헤드와 접촉하는 모루(82)(도 12)의 면에 리세스부(42)를 가진 모루와 함께 본 발명에 따라서 사용할 수 있다. 리세스부(42)의 구조와 깊이는, 첫째, 최종적으로 변형된 형상의 패스너헤드(84)(도 15)의 외형이 미적이 관점으로부터 받아들여질 수 있고, 둘째, 패스너의 설치에 의해서 생기는 헤드의 변형정도가 헤드상의 피복을 손상할 정도로 크지 않고, 셋째, 축에 대하여 패스너헤드의 주변의 축방향의이동이 부재가 워크피스를 향해 이동해서 소정의 간격을 좁히게 하기에 충분하도록 구성된다. 본 발명의 본 실시예를 도12 ~ 도15를 참조해서 이하 상세히 설명한다.

도 12에 있어서, 패스너는, 모루가 부재(48)의 가까운 면과 맞물려서 패스너의 헤드를 밀때까지 부재(48)의 개구(50)를 통해서 워크피스(52)의 개구(54)로 들어가게 된다. 이 경우, 부재와 워크피스사이에는 갭(86)이 존재한다. 다음에 설치장치가 작동되어 패스너를 통해 맨드릴을 견인해서, 패스너의 헤드가 모루의 접촉면(88)에 의해 지지된 상태에서 구멍을 통해 맨드릴의 헤드(32)를 당긴다. 설치공정의 초기단계에서는 도 12 및 도13에 도시된 바와같이, 모루의 접촉면(88)은 그 주변에 가까운 패스너헤드와 접촉한다. 이 상태는 맨드릴헤드가 축의 단부에서 나사산부(90)도(13)를 팽창시켜서 축의 단부를 워크피스에 축방향으로 고정할 때까지 지속된다. 맨드릴에 견인하중을 더욱 인가하면, 나사산의 더 큰 부분(92)(도 14)이 워크피스와 맞물려서 팽창하고, 모루(82)와 패스너의 헤드사이의 반발력은 헤드의 주변이 워크피스를 향해 변형해서 부재(48)가 워크피스(52)를 향해 워크피스(52)와 접촉해서 이동하도록 해서 부재와 워크피스사이에 존재하는 갭을 제거하도록 헤드를 변형시키기에 충분해진다. 패스너의 헤드가 변형하는 하중은, 어떠한 소정의 패스너재질 및 야금조건에 대해서, 결합된 나사산부(90)(도 13)를 생기게 하기 위해서 필요한 것보다는 크고, 맨드릴 헤드를 완전히 패스너의 구멍을 통해서 견인하는 데 필요한 최대견인하중보다는 작은 맨드릴견인하중에서 헤드가 필요한 정도로 변형하도록 패스너헤드와 모루의 리세스부의 구조를 주의깊게 선택함으로써 제어된다.

앞의 경우에서와 같이, 부재(48)의 개구(50)(도 15)내에 포함된 팽창된 패스너축의 부분은 워크피스로 팽창되는 축의 부분의 반경반향의 구속을 가지지 않는다. 앞의 경우에서와 같이, 개구(50)내의 구속되지 않는 팽창의 효과는 부재내에 포함된 패스너부분의 축방향의 길이의 감소를 야기해서 패스너의 헤드와 워크피스사이에서 조이는 힘으로 되는 것이다. 워크피스에 고정되기 위해서 부재가 필요한 많은 적용에 대해서는 몇개의 패스너가 다른 위치에서 사용된다는 것을 이해할 수 있다. 이들 몇몇위치로써는, (86)(도 12)으로 도시된 바와같이 부재와 워크피스사이에 갭이 존재할 수 있고, 반면에 다른 위치에서는 특정의 부재 및 워크피스에 따라서 갭이 존재하지 않을 것이다. 이러한 적용에서는, 갭의 존재여부에 관계없이 각 위치에서 동일한 패스너와 동일한 유형의 설치기기를 사용하는 것이 명백하게 바람직하다. 본 실시예의 패스너와 설치기기는 부재와 워크피스 사이에 갭이 없을 때 만족스럽게 기능한다. 이 경우, 도 13에서와 같이 패스너축의 처음 몇개의 나사산이 워크피스에 맞물리고, 이렇게 해서 워크피스에 축의 단부를 축방향으로 고정시킬때, 맨드릴에 견인하중이 더욱 인가되기 때문에, 패스너헤드에의 모루의 반발하중은 패스너의 헤드를 가압해서 변형 시킨다. 그러나, 부재와 워크피스 사이에 갭이 없는 경우와, 부재가 예를들면 알루미늄, 광섬유합성물, 또는 강철 등과 같은 상대적으로 경질의 재료로 제조되는 경우에는, 패스너헤드의 주변이 워크피스를 향해 변형하는 것이 방지되고, 헤드의 외형은 설치전후 사이에서 실질적으로 변화되지 않는다. 부재(48)를 예를들면, 나일론 또는 폴리우레탄 등의 플라스틱재로 제조하는 경우에는, 헤드의 주변은 모루에서의 반발력과 부재의 변형에 저항하는 힘의영향에 의해 어느 정도 변형한다. 이 경우, 패스너의 헤드는 도 15에 도시한 정도까지는 변형하지 않고, 도 12에 도시한 것과 도 15에 도시한 것 사이의 중간정도로 변형한다. 부재(48)가 예를들면 고무 또는 플라스틱 포옴등의 아주 연질의 재료로 제조되는 경우에는, 변형에의 저항이 낮고, 설치된 패스너는 도 14 및 도 15에 도시한 외형, 즉 완전히 모루의 리세스부(42)(도 12)의 구조에 의해 결정되는 외형을 가진다.

상기한 실시예는 워크피스의 한쪽이 막힌 구멍내에 설치되는 예의 패스너를 나타낸다. 이것은, 워크피스의 구멍이 양쪽이 뚫린 구멍이거나, 패스너의 나사산축의 일부가 패스너의 헤드와는 동떨어진, 워크피스의 단부면을 넘어서 돌출할 지라도, 본 발명에 따라서 기능할 때 필수적인 것은 아니다.

상기 예에서 맨드릴헤드는 원형의 단면으로써 설명되어 있다. 복수의 렌치면을 제공하기 위하여 다각형의 헤드단면형상을 가지고, 등가량의 연성이 있는 반경방향의 축의 팽창을 제공하는 맨드릴을 사용해도 되는 것을 이해할 수 있다. 앞의 실시예는 리벳의 헤드를 심하게 변형시킬 필요가 없고, 또한 설치된 리벳의 헤드구조가 원래의 제조된 형태로부터 실질적으로 변경되지 않도록 결합된 부재에 높은 클램프힘을 발생시키는 고정방법의 제공을 포함하는 것을 알 수 있다.

또 축이 반경방향으로 팽창함과 동시에, 축방의 길이가 감소하여 예를들면 리벳에 의해 워크피스에 결합되어 있는 유연한 부재의 압착력을 제공하는 고정방법이 제공된다.

또, 리벳 및 그 설치도구가 리벳의 설치시에 결합되는 부재와 워크피스사이에 존재할 수 있는 어떠한 갭을 좁히는 데 유효한 리벳의 말단부를 향해 리벳의 헤드가 변형되도록 구성되는 고정방법이 제공된다.

패스너가 설치되는 워크피스는 리벳의 재료보다 적은 경질의 재료이어야하는 것을 알 수 있다. 리벳은 알루미늄 및 마그네슘과 같은 연질의 금속이나 플라스틱에서 사용하도록 의도되어있다.

워크피스는 리벳이 삽입될 수 있고, 축의 주변에 최소의 틈새를 가진 개구를 가져야 한다. 개구는 직경이 균일하고, 알루미늄 또는 마그네슘주조물에서 주조에 의해 발생하는 구멍에 전형적인 얕은 테이퍼를 가진 한쪽이 막히 구멍이어야 한다.

리벳에 의해 워크피스에 부착되는 부재는 리벳의 팽창된 직경보다 직경이 더 큰 개구를 가져야 한다.

본 발명은 앞의 실시예의 상세한 설명에 한정되는 것은 아니다. 예를들면, 사용되는 패스너의 구멍은 그 길이를 따라 치수가 균일할 필요는 없다.

Claims (7)

1. 부재의 개구가 워크피스의 개구와 정렬되는 하나 이상의 개구된 부재를 개구된 워크피스에 고정하는 방법으로써,

   정렬된 개구에 패스너를 삽입하는 단계를 구비하고, 상기 패스너는 연성이 있는 재료로 형성되고, 헤드, 축 및 축을 관통해서 헤드쪽으로 뻗는 축방향의 구멍을 가지며, 상기 축은 원주적으로 완전하고 외부가 나사산으로 형성되어 있으며, 상기 패스너는 그 헤드가 상기 하나의 부재의 면과 맞물리도록 삽입되고, 상기 축은 부재를 관통해서 워크피스속으로 뻗고 적어도 나사산의 일부가 워크피스내에 있으며, 패스너를 헤드에서 지지하고, 완전히 구멍을 통해서 말단부로부터 헤드까지의 방향으로 당기면서, 테이퍼형상의, 확대된 맨드릴헤드는 구멍을 팽창시킴으로써 그 구멍을 길이 전체에 걸쳐서 균일하게 확대할 수 있고, 외부의 나사산이 워크피스에 파고들게 하기에 충분한 연성이 있는 반경방향의 축팽창을 야기하며, 상기 패스너의 축은 연성이 있는 축방향의 감소가 이루어지는 고정방법.
2. 제 1항에 있어서, 연성이 있는 축방향의 길이의 감소는 패스너축상의 외부나사산의 어느 부분이 워크피스에 파고들어간 후에 일어나는 것을 특징으로 하는 고정방법.
3. 제 1항에 있어서, 상기 패스너헤드의 반경방향의 부분을 축의 말단부를 향하는 방향으로 이동시켜서 패스너의 헤드와 워크피스의 사이에서 상기 부재중 다른 부재를 긴밀하게 조이도록, 나사산부가 워크피스와 맞물린 후에 패스너의 헤드를 변형시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 고정방법.
4. 제 1항에 있엇, 패스너를 팽창시키면서, 구멍의 단면형상을 원래의 형상으로부터, 팽창후에 적당한 렌치도구에 의해 패스너의 쐐기로 고정시키는 결합과 회전을 허용하도록 복수의 렌치면을 제공하는 다각형의 쐐기로 고정시키는 형상으로 변경시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 고정방법.
5. 제 2항에 있어서, 상기 다각형의 쐐기로 고정시키는 형상은 정육각형의 형상인 것을 특징으로 하는 고정방법.
6. 제 1항 ~ 제 5항중 어느한 항에 있어서, 상기 패스너의 축의 반경방향의 팽창은 축의 나사산의 워크피스에의 관통정도를 나사산 전체높이의 절반이하가 되도록 하는 것을 특징으로 하는 고정방법.
7. 제 1항 ~ 제 6항중 어느한 항의 고정방법에 의해 이루어질 때의 고정방법.