KR20070112852A - 부재 결합용 기구 및 어셈블리 - Google Patents

부재 결합용 기구 및 어셈블리 Download PDF

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KR20070112852A
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제임스 디. 헤쓰콕
로드니 에이치. 존스
칼 에이. 메이
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벨 헬리콥터 텍스트론 인크.
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Abstract

제1 부재 및 제2 부재 결합용 기구는, 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단, 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단과는 별개인 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단 및 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압을 제공하는 수단을 포함한다. 어셈블리는 제1 부재, 제2 부재, 그리고 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단을 포함한다. 어셈블리는 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단과는 별개인 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단, 그리고 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압을 제공하는 수단을 더 포함한다.

Description

부재 결합용 기구 및 어셈블리{APPARATUS FOR JOINING MEMBERS AND ASSEMBLY THEREOF}
본원은 헤쓰콕 등의 2005년 3월 23일자 미국 가출원 제60/664,577호(명칭 : "Advanced Bonded Compression Joint")의 우선권을 주장하며, 상기 가출원은 다양한 목적으로 참조로써 여기에 통합된다.
본 발명은 일반적으로 기계적으로 결합된 구조 어셈블리 분야와 관련된 것이다.
구조 어셈블리는 어셈블리의 구성요소 사이의 하나 이상의 조인트에 걸쳐 효과적으로 하중(예컨대, 전단 하중)을 전달하는 것이 바람직하다. 또한, 많은 구조에 있어서, 하중은 전체 구조를 통해 실질적으로 균일하게 전달되는 것이 바람직하다. 효과적이며 균일하게 하중을 전달하지 못하면 흔히 구조의 국부 지역에 응력이 집중되는 결과를 초래한다. 구조에 가해진 전체 하중이 설계 한계치 이내라 하더라도, 이러한 집중적이며 국부적인 응력은 구조에 대한 설계 한계치를 초과할 수 있다.
구조 어셈블리는 접합된 조인트에 걸쳐 하중, 특히 전단 하중을 효과적으로 전달하기 위한 점착식으로 접합된 하나 이상의 조인트를 포함하는 것이 특히 바람 직하다. 접합부의 특정 부분에 집중된 응력으로 인해 점착식 접합이 떨어지면, 하중은 점착식 접합에 의해 결합된 부재들 사이에서 더 이상 효과적으로 전달되지 않는다. 결국, 점착식으로 접합된 기본 구조는 항공기 부품과 같은 많은 이용에 있어서 고려의 대상이 되지 못한다.
또한, 패스너 개구 또는 구멍은 부품들을 조립하면서 맞춤 드릴링(match-drilling)되는 것보다 세부적인 가공 단계에서 부품들에 생성될 필요가 있다. 세부적인 가공 단계 과정에서 패스너 구멍을 드릴링하는 데 이용되는 종래의 제조 방법은 부품들이 조립될 때 흔히 구멍이 각방향 및/또는 선형으로 불일치되게 한다. 맞춤 드릴링은 조립 단계 과정에서 추가적인 공구 세공(tooling) 및 상당한 시간을 필요로 하는 고가의 공정이므로, 제품 제작 흐름 및 가격에 불리한 영향을 끼친다.
해당 분야에 공지된 볼트 접합 조인트(bolted-bonded joint)를 포함하는 구조 어셈블리에 대한 다양한 설계들이 존재한다; 그러나, 상당한 개선의 여지가 남아있다.
부재들을 결합시키기 위한 개선된 기구가 필요하다.
따라서, 본 발명의 목적은 개선된 부재 결합용 기구 및 이 기구를 통합하는 개선된 어셈블리를 제공하는 것이다.
하나의 양태에 있어서, 본 발명은 제1 부재 및 제2 부재 결합용 기구를 제공한다. 이 기구는 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단, 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단과는 별개인 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단 및 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압(compression preload)을 제공하는 수단을 포함한다.
본 발명의 다른 양태에 있어서, 어셈블리가 제공된다. 어셈블리는 제1 부재, 제2 부재 및 제1 부재와 제2 부재를 결합시키는 수단을 포함한다. 이 어셈블리는 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단과는 별개인 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단과, 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압을 제공하는 수단을 더 포함한다.
또 다른 양태에 있어서, 본 발명은 제1 부재, 제2 부재 및 제1 부재와 제2 부재를 결합시키는 결합 요소를 포함하는 어셈블리를 제공한다. 이 어셈블리는 결합 요소와 별도인 제1 부재 및 제2 부재와 작동관계로 연결된 전단 하중 전달 구조, 그리고 전단 하중 전달 구조에 압축 예압을 제공하는 압축 예압 구성을 더 포함한다.
본 발명은 다음 내용을 포함하는 중요 장점들을 제공한다 : (1) 향상된 강도 및 신뢰성을 가지는 경량의 볼트 접합된 구조 부착물을 제공한다; (2) 조립시 유연성을 제공한다; (3) 다양한 강성 요소의 두께 및 강성도(stiffness)의 선택으로 간격을 허용하면서 구조 요소의 평면상 불일치에 대한 허용 공차를 제공하고, 본래의 전체 조인트 강성도를 유지하고 일관된 결합 작업시 조립 시간 및 제작 단가를 감소시키면서 구조 요소의 각도 불일치에 대한 허용 공차를 제공한다; (4) 기계가공된 계단 구조를 구비하는 종래의 볼트 조인트(bolted joint) 또는 종래의 접합 조인트 보다 중량 및 가격을 절감하면서 정적 성능 및 피로 성능을 향상시킨다.
본 발명의 추가적 목적 및 장점은 도면 및 아래의 설명을 참조함으로써 명백해진다.
본 발명의 특징으로 생각되는 새로운 구성은 첨부된 청구항에서 기술한다. 그러나, 바람직한 이용 방식, 이의 추가적 목적 및 장점 뿐만 아니라 발명 그 자체는 첨부된 도면과 관련하여 아래의 상세한 설명을 참조함으로써 가장 잘 이해될 것이며, 참조 번호의 제일 왼쪽 유효 숫자(들)는 각각의 참조 번호가 나타나는 첫번째 도면을 지시한다.
도 1은 본 발명에 따른 어셈블리에 대한 제1 실시예의 측면의 정면도로서, 어셈블리의 부재 결합용 기구가 비압축 상태에 있다.
도 2는 도 1의 어셈블리의 상면의 평면도.
도 3은 도 1의 어셈블리의 저면의 평면도.
도 4는 도 2의 라인 4-4에 따라 취해진, 도 1의 어셈블리의 횡단면도.
도 5는 도 1의 어셈블리의 측면의 정면도로서, 어셈블리의 부재 결합용 기구가 압축 상태에 있다.
도 6은 압축 상태에 있는 어셈블리의 부재 결합용 기구를 도시하는 도 4에 대응하는 횡단면도.
도 7은 도 1의 어셈블리와 상이한 어셈블리의 전단력 전달층의 실시예를 도시하는 도 1의 어셈블리 측면의 정면도.
도 8은 본 발명에 따른 어셈블리의 제2 실시예의 분해 사시도.
도 9는 도 1의 어셈블리와 상이한 본 발명에 따른 부재 결합용 기구의 패스너 중 하나의 특정 실시예를 도시하는 측면의 정면도.
도 10은 도 1의 어셈블리와 상이한 본 발명에 따른 부재 결합용 기구의 패스너 중 다른 특정 실시예를 도시하는 측면의 정면도.
도 11은 도 1의 어셈블리와 상이한 편향 요소의 실시예를 도시하는 본 발명의 어셈블리의 제3 실시예 상면의 평면도로서, 부재 결합용 기구가 비압축 상태에 있다.
도 12는 도 11의 어셈블리 측면의 정면도.
도 13은 도 11의 어셈블리 측면의 정면도로서, 부재 결합용 기구가 압축 상태에 있다.
도 14는 본 발명에 따른 랩 조인트 어셈블리(lap joint assembly)의 실시예 상면의 평면도.
도 15는 도 14의 랩 조인트 어셈블리 측면의 정면도.
도 16은 본 발명에 따른 스킨 보강재 어셈블리(skin-stiffener assembly)의 실시예 상면의 평면도.
도 17은 도 16의 스킨 보강재 어셈블리 측면의 정면도.
도 18은 도 16의 스킨 보강재 어셈블리 단부의 정면도.
도 19는 분리 상태에 있는 본 발명에 따른 클립 결합 어셈블리의 제1 실시예 측면의 정면도.
도 20은 결합 상태에 있는 도 19의 클립 결합 어셈블리 측면의 정면도.
도 21은 분리 상태에서 도시한 본 발명에 따른 클립 결합 어셈블리의 제2 실시예 측면의 정면도.
도 22는 결합 상태에서 도시한 도 21의 클립 결합 어셈블리 측면의 정면도.
도 23은 분리 상태에서 도시한 본 발명에 따른 클립 결합 어셈블리의 제3 실시예 단부의 정면도.
도 24는 결합 상태에서 도시한 도 23의 클립 결합 어셈블리 단부의 정면도.
도 25는 해체 상태에서 도시한 본 발명에 따른 클립 결합 어셈블리의 제4 실시예 단부의 정면도.
도 26은 결합 상태에서 도시한 도 25의 클립 결합 어셈블리.
도 27은 본 발명에 따른 전단력 전달 구성의 실시예를 양식화하여 도시하는 분해 사시도.
본 발명은 다양한 수정 및 대체적 형상을 수용할 수 있지만, 발명의 특정 실시예를 도면에 예시의 방식으로 도시하였으며, 여기에서 상세히 기술한다. 그러나, 특정 실시예에 대한 여기에서의 기술은 본 발명을 개시된 특정 형태로 제한하려는 의도가 아니며, 오히려 반대로, 본 발명은 첨부된 청구항에 의해 정의된 본 발명의 영역 및 범위 내에서 모든 수정물, 등가물 및 대체물들을 수용함을 이해하여야 한다.
이하에서는 본 발명의 실시예를 기술한다. 명확하게 하기 위해, 본 명세서에서 실제 실시를 위한 모든 구성을 기술하지는 않는다. 물론, 이러한 실제적인 실시예를 개발하는 데 있어서, 시스템 및 사업과 관련된 제한에 대한 대응과 같이 하나의 실시에서 다른 실시로 변화하는 개발자의 특정 목표를 성취하기 위하여 다양한 실시의 특정을 위한 결정이 이루어져야 한다는 것을 이해할 것이다. 또한, 그러한 개발 노력은 복잡하고 시간이 소요되는 것이나, 본 명세서의 이익을 가지는 해당 분야의 당업자에게는 일상적인 업무임을 이해할 것이다.
명세서에서, 첨부된 도면에 장치들이 도시되어 있으므로, 다양한 구성요소 사이의 공간적 관계와 구성요소의 다양한 양태의 공간적 배향에 대해 참조할 수 있다. 그러나, 본원을 완전히 독해한 후 당업자가 이해하는 바와 같이, 여기서 기술한 장치, 부재, 기구 등은 임의의 요구 방향으로 배치될 수 있다. 따라서, 다양한 구성요소 사이의 공간적 관계를 기술하거나 그러한 구성요소의 양태의 공간적 배향을 기술하기 위한 "위", "아래", "상부", "하부" 등과 같은 용어의 사용은 여기에서 기술한 장치가 임의의 요구 방향으로 배향될 수 있는 바와 같이, 구성요소들 사이의 상대적인 관계 또는 그러한 구성요소의 양태의 공간적 배향을 기술하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명은 제1 부재 및 제2 부재 결합용 기구, 제1 부재와 제2 부재의 결합에 따른 어셈블리 및 어셈블리를 만드는 방법을 나타낸다. 기구는 제1 부재와 제2 부재를 결합시키는 수단 및 제1 부재와 제2 부재를 결합시키는 수단과는 별개인 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단을 포함한다. 기구는 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압을 제공하는 수단을 더 포함한다.
일 실시예에서, 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단은 하나 이상의 기계적 패스너이다. 예컨대, 기계적 패스너는 제1 부재 및/또는 제2 부재와 일체일 수 있다. 대안으로, 기계적 패스너는 볼트, 리벳 등과 같은 별도의 요소일 수 있다. 이러한 예들은 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키기 위한 본 발명에 포함되는 수단의 대표적인 예일 뿐이다.
제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단은 제1 부재 및 제2 부재 중 어느 하나 또는 둘 모두와 일체일 수 있다. 예컨대, 전단 하중을 전달하는 수단은 하나 이상의 널링된 구성(knurled feature)과 같은 제1 부재 및/또는 제2 부재의 구성일 수 있다. 이와 달리, 또는 추가적으로, 전단 하중을 전달하는 수단은 접착층, 전단력 전달 접착층 또는 제1 부재 및 제2 부재에 점착식으로 접합된 전단력 전달층과 같이 제1 부재와 제2 부재에 부착된 별도의 요소일 수 있다. 그러나, 이러한 실시예는 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하기 위한 본 발명에 포함되는 수단의 대표적인 예일 뿐이다.
제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압을 제공하는 수단은 제1 부재 및 제2 부재 중 어느 하나 또는 둘 모두와 일체일 수 있다. 예컨대, 압축 예압을 제공하는 수단은 제1 부재 및 제2 부재 중 하나 또는 둘 모두를 제1 구성 또는 위치로부터 제2 구성 또는 위치로 구부림으로써 이루어질 수 있다. 벨레빌 와셔(belleville washer) 등과 같은 편향 요소도 압축 예압을 제공하는 수단으로서 이용될 수 있다. 그러나, 이러한 실시예는 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압을 제공하기 위한 본 발명에 포함 되는 수단의 대표적인 예일 뿐이다.
도 1 내지 도 6은 어셈블리(107)를 제작하기 위해 제1 부재(103) 및 제2 부재(105)를 결합시키기 위한 본 발명에 따른 기구(101)의 제1 실시예를 다양한 관점으로 도시한다. 도 1 내지 도 6에 도시된 제1 부재(103) 및 제2 부재(105)의 특정 구성은 단지 예시일 뿐이라는 것을 유념해야 한다. 본 발명의 영역은 기구(101)로써 결합시키기에 적절한 제1 부재(103) 및 제2 부재(105)의 임의의 바람직한 구성을 포함한다. 또한, 기구(101)는 둘 이상의 부재[예컨대, 부재들(103 및 105)]를 어셈블리에 결합시키기 위해 이용될 수 있다. 복수의 기구[예컨대, 복수의 기구(101)]가 본 발명에 따른 어셈블리를 형성하기 위해 제1 부재[예컨대, 제1 부재(103)] 및 제2 부재[예컨대, 제2 부재(105)]를 결합시키는데 이용될 수도 있으며, 이하에서 이를 더욱 상세히 기술한다.
어셈블리(107)의 측면도, 상면도 및 저면도를 각각 도시하는 도 1 내지 도 3을 참조하면, 기구(101)는 제1 부재(103)의 저면(111) 및 제2 부재(105)의 상면(113)에 접합되는 접착층(109)을 포함한다. 접착층(109)은 제1 부재(103)와 제2 부재(105) 사이에서 전단 하중을 전달한다. 이러한 특정 실시예에서, 기구(101)는, 제1 부재(103), 접착층(109) 및 제2 부재(105)를 통해 연장되는 핀(117), 핀(117)으로부터 연장되는 헤드(119) 및 핀(117)과 나사 체결되는 너트(121)를 포함하는 패스너(115)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 기구(101)는 헤드(119)와 제1 부재(103)의 상면(125) 사이에 배치되는 제1 편향 요소(123), 너트(121)와 제2 부재(105)의 저면(129) 사이에 배치되는 제2 편향 요소(127)를 더 포함한다. 다른 실시예에서, 단 하나의 편향 요소(123 또는 127)가 이용된다. 바람직하게는, 단 하나의 편향 요소가 이용되고, 이 편향 요소는 결합된 부재들 중 더 얇은 부재 근처에 배치된다. 핀(117)은 편향 요소(123 및 127)를 통해 연장된다.
이러한 특정 실시예에서, 편향 요소(123 및 127)는 컵형상 또는 벨레빌 와셔를 포함한다; 그러나, 이하에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 다른 편향 요소도 존재하며 이는 본 발명의 영역 내에 포함된다. 다양한 실시예에서, 편향 요소(123 또는 127)는 생략될 수도 있음을 유념하여야 한다. 또한, 도 1 내지 도 3은 비압축 상태의 기구(101)를 도시하고 있음을 유념한다. 이하에서 더욱 상세히 설명하는 바와 같이, 기구(101)는 사용을 위한 어셈블리(107)를 완성시키기 위해 압축된다. 또한, 이하에서 상세히 설명하는 바와 같이, 패스너(15)는 도 1 내지 도 3에 도시된 특정 형상과 다른 다양한 형상을 취할 수 있다는 점도 유념한다.
도 4는 도 2의 4-4 라인을 따라 취해진 어셈블리(107)의 횡단면도를 도시한다. 제1 부재(103), 제2 부재(105) 및 접착층(109)은 패스너(115)가 배치되는 패스너 개구(401)를 형성한다. 패스너 개구(401)는 제1 부재(103), 접착층(109) 및 제2 부재(105)에 의해 각각 형성된 개구들(403, 405, 407)에 의해 형성된다. 도시된 실시예에서, 패스너 개구(401)는 핀(117)의 직경(Dp) 보다 더 큰 직경(Do)을 나타낸다. 몇몇 실시예에서, 개구들(403, 405, 407)은 오정렬되고, 다른 직경을 가질 수 있음을 유념하여야 한다. 개구들(403, 405, 407)이 상이한 직경을 가진다면, 개구들(403, 405, 407) 중 적어도 하나는 핀(117)의 직경(Dp) 보다 큰 직경[예 컨대, 직경(Do)]을 가지는 것이 바람직하다. 이러한 구성은 부재들(103 및 105)의 평면상 미스매치(mismatch)를 허용함으로써, 조립시 유연성을 제공하고 제작 비용을 감소시킨다. 부재들(103, 105)은 패스너 개구(401)를 형성하기 위해 별도로 드릴링 될 수 있으므로, 맞춤 드릴 조립 세공(match-drill assembly tooling)이 불필요하다. 또한, 이러한 구성은 사용중 피로 하중 스펙트럼으로부터 패스너(115)를 적어도 일부분 격리시킨다. 그러나, 이하에서 더욱 상세하게 기술하는 바와 같이, 제1 부재(103) 및 제2 부재(105)를 결합시키기 위한 다른 수단은 패스너 및 패스너 개구의 직경 크기에 관계없이 피로 하중 스펙트럼 격리를 이룰 수 있다.
상술한 바와 같이, 기구(101)는 사용하기 위한 어셈블리(107)를 완성하기 위해 압축된다. 도 5는 어셈블리(107)의 측면도를 도시하며, 도 6은 도 4와 대응하여 압축 상태에서의 어셈블리(107)의 횡단면도를 도시한다. 구체적으로, 너트(121)는 핀(117)의 나사부(501)를 따라 진행되어 제2 부재(105)를 향해 제1 부재(103)를 압박하며, 제1 편향 요소(123) 및 제2 편향 요소(127)를 평탄화시킨다. 제1 편향 요소(123) 및 제2 편향 요소(127)는 제2 부재(105)를 향해 제1 부재(103)를 더욱 편향시킨다. 패스너(115)는 단지 제1 부재(103) 및 제2 부재(105)를 결합시키는 수단의 하나의 예일 뿐이라는 것을 유념하여야 한다. 또한, 편향 요소(123, 127)은 단지 접착층(109)에 압축 예압을 제공하는 수단의 예시일 뿐이다.
바람직한 실시예에 있어서, 접착층(109)은 순응 접착제(compliant adhesive), 즉, 파괴 특성에 대해 높은 변형률을 나타내는 접착제를 포함한다. 그 러나, 접착제가 파괴되기 전에 변형될 수 있는 정도는 실시에 따라 특정된다. 몇몇 실시예에 있어서, 요구되는 순응도(degree of compliance)는 접착층(109)의 두께 및 어셈블리(107)에 가해지는 하중에 적어도 일부 좌우되어 다른 실시예에 있어서 보다 더 크다. 아래에서 더욱 상세하게 기술하는 바와 같이, 접착층(109)은 큰 컴플라이언스(compliance)[예컨대, 낮은 전단 계수(shear modulus)]를 가지는 구역과 낮은 컴플라이언스(예컨대, 큰 전단 계수)를 가지는 다른 구역을 포함할 수 있다. 이러한 실시예에서, 높은 정하중에서, 접착층(109)은 파괴[예컨대, 찢김(tearing), 전단(shearing) 등]되지 않고 변형되므로, 핀(117)이 제1 부재(103) 및/또는 제2 부재(105)와 접촉하게 하고, 결합 하중을 맞닿음 및 전단을 통해 분배시킬 수 있다. 이러한 구성은 종래 패스닝된 결합보다 향상된 극한 정적 강도(ultimate static strength)를 제공한다.
이러한 순응 접착제의 예에는, 미국 캘리포니아주 애너하임에 소재한 사이텍 엔지니어드 머티리얼즈(Cytec Engineered Materials)로부터 입수가능한 FM-300 필름 접착제; 미국 미네소타주 세인트 폴에 소재한 쓰리엠사(3M Corporation)로부터 입수 가능한 AF-163 필름 접착제; 미국 조지아주 챔블리에 소재한 매그놀리아 플라스틱스사(Magnolia Plastics, Inc.)로부터 입수 가능한 Magnabond M-6398 페이스트 접착제; 쓰리엠사로부터 입수 가능한 하이졸(Hysol) EC-3448 페이스트 접착제; 및 미국 캘리포니아주 베이 포인트에 소재한 헨켈사(Henkel Corporation)로부터 입수 가능한 EA-9346.3 페이스트 접착제가 포함되나, 이에 제한되지 않는다. 대안으로, 도 7에 도시된 바와 같이, 예컨대, 접착층(703 및 705)에 의해 제1 부재(103)의 저 면(111) 및 제2 부재(105)의 상면(113)에 점착식으로 접합되는 엘라스토머를 포함하는 전단력 전달층(701)이 접착층(109)을 대체할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 접착층(703, 705)은 접착층(109)에 대해 상술한 순응 접착제와 같은 순응 접착제를 포함한다; 그러나, 다른 접착제가 이용될 수 있으며, 본 발명의 영역 내에 포함된다. 전단력 전달 접착층(109)이 이용되거나 또는 전단력 전달층(701)과 접착층(703, 705)의 조합이 이용되면, 각각의 전단력 전달 접착층(109) 및 전단력 전달층(701)과 접착층(703, 705)의 조합물은 제1 부재(103) 및 제2 부재(105) 사이에 배치되어 접합되는 전단력 전달 부재를 형성한다. 이러한 전단력 전달 부재는 제1 부재(103) 및 제2 부재(105) 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단의 일례일 뿐이다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 어셈블리는 패스너(115)와 같은 복수의 패스너를 포함할 수 있다. 또한, 제1 부재와 제2 부재 사이에 배치되어 제1 부재 및 제2 부재에 접합되는 전단력 전달 부재는 패스너 근처에 배치되는 복수의 요소의 형태를 취할 수 있다. 이러한 실시예가 도 8에 도시되어 있다. 구체적으로, 어셈블리(801)는 제1 부재(803), 제2 부재(805) 및 제1 부재(803)와 제2 부재(805)를 결합시키는 기구(807)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 기구(807)는 복수의 패스너(115)와, 이에 대응하는 복수의 제1 편향 요소(123), 전단력 전달 부재(809) 및 제2 편향 요소(127)을 포함한다. 명확하게 하기 위해, 도 8에서는, 단 하나의 패스너(115), 하나의 제1 편향 요소(123), 하나의 전단력 전달 부재(809) 및 하나의 제2 편향 요소(127)에 대해 도면 부호가 표시되어 있음을 유념한다.
패스너(115)의 각각의 핀(117)(명확하게 하기 위해, 단 하나에 대해서만 도면 부호가 표시됨)은 대응하는 제1 편향 요소(123), 제1 부재(803)에 의해 형성되는 개구(811), 전단력 전달 부재(809), 제2 부재(805)에 의해 형성되는 개구(813) 및 제2 편향 요소(127)를 관통하여 배치된다. 도시된 실시예에서, 너트(121)(명확하게 하기 위해, 단 하나에 대해서만 도면 부호가 표시됨)는 핀(117)의 나사부(501)(명확하게 하기 위해, 단 하나에 대해서만 도면 부호가 표시됨)를 따라 진행하여 제2 부재(805)를 향해 제1 부재(803)를 압박하므로, 제1 부재(803) 및 제2 부재(805)를 결합시킨다. 편향 요소(123, 127)도 제2 부재(805)를 향해 제1 부재(803)를 압박하여, 전단력 전달 부재(809)에 압축 예압을 제공한다. 다양한 실시예에서, 전단력 전달 부재(809)는 접착층(109)에서와 같이 순응 접착제를 포함할 수 있고, 또는, 접착층(703, 705)과 같은 접착층에 의해 부재(803, 805)에 접합되는 전단력 전달층(701)과 같은 전단력 전달층을 포함할 수 있다. 또한, 전단력 전달 부재(809)는 동일하거나 상이한 순응도를 가질 수 있음을 유념하여야 한다. 전단력 전달 부재(809)는 제1 부재(803)와 제2 부재(805) 사이에 전단 하중을 전달한다.
바람직하게는, 어셈블리의 단부 및/또는 에지에 근접하게 배치된 전단력 전달 부재(809)는 어셈블리의 단부 및/또는 에지로부터 더욱 멀리 배치된 전단력 전달 부재(809)보다 더욱 순응적이다(예컨대, 더 낮은 전단 계수를 가짐). 예컨대, 제1 부재(803)의 단부(815)에 근접하여 배치된 전단력 전달 부재(809) 및/또는 제2 부재(805)의 단부(817)에 근접하여 배치된 전달력 전달 부재는 도 8에 도시된 다른 전단력 전달 부재(809) 보다 강성이 낮다(예컨대, 더 큰 컴플라이언스 및 더 낮은 전단 계수를 가진다). 이러한 구성은 그러한 어셈블리의 단부 및/또는 에지에서 나타나는 더 큰 절정 하중(peak load)를 수용하는 것을 목적으로 하며, 수용하지 못하는 경우 흔히 결합된 부재 사이의 접착성 부착의 박리 파괴(peel failure)가 초래된다.
상술한 바와 같이, 부재들을 결합시키기 위한 본 발명에 따른 기구들의 다양한 실시예에 이용되는 패스너의 특정 형상은 도 1 내지 도 8에 도시된 형상에 제한되지 않는다. 오히려, 임의의 적절한 패스너가 이용될 수 있다. 예컨대, 도 9에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 어셈블리(901)는 제1 부재(903), 제2 부재(905) 및 부재들(903, 905)을 결합시키는 기구(907)를 포함한다. 도시된 실시예에서, 기구(907)는 부재들(903, 905) 사이에 배치되어 접합되는 전단력 전달 부재(909) 및 부재들(903, 905 및 909)을 통해 연장되는 패스너(911)를 포함한다. 전단력 전달 부재(909)는 접착층(109)에서와 같은 순응 접착제를 포함할 수 있고, 또는 전단력 전달층(701)과 같은 전단력 전달층을 포함할 수 있다. 패스너(911)는 핀(913), 헤드(915) 및 핀(913)과 나사 체결되는 칼라(917)을 포함한다.
유지 도구(도시되지 않음)는 핀(913)에 의해 형성된 피팅(913)과 맞물린다. 구동 도구(도시되지 않음)는 칼라(917)와 맞물려, 핀(913)에 대해 칼라(917)를 회전시키는데 이용되나, 유지 도구는 부재들(903, 905)을 서로 압박하게 하는 핀(913)의 회전을 방지한다. 유지 도구 및 구동 도구는 하나의 도구로 조합될 수 있음을 유념한다. 도시된 실시예에서, 칼라(917)의 구동부(921)는 소정의 토크에 서 칼라(917)로부터 전단 또는 절단되도록 설계된다. 다른 실시예에서, 칼라(917)는 핀(913)을 따라 진행한 후 그대로 남아 있다. 제1 편향 요소(123) 및/또는 제2 편향 요소(127)(적어도 도 1에 각각 도시됨)는 각각 헤드(915)와 제2 부재(905) 사이 및 칼라(917)와 제1 부재(903) 사이로 기구(907)에 포함될 수 있다.
도 10에 도시된 다른 실시예에서, 본 발명에 따른 어셈블리(1001)는 제1 부재(1003), 제2 부재(1005) 및 부재들(1003 및 1005)을 결합시키기 위한 기구(1007)을 포함한다. 도시된 실시예에서, 기구(1007)는 부재들(1003, 1005) 사이에 배치되어 접합되는 전단력 전달 부재(1009)와, 부재들(1003, 1005 및 1009)을 통해 연장된 패스너(1011)를 포함한다. 전단력 전달 부재(1009)는 접착층(109)에서와 같이 순응 접착제를 포함하거나 전단력 전달층(701)과 같은 전단력 전달층을 포함할 수 있다. 패스너(1011)는 헤드(1013), 헤드(1013)로부터 연장된 케이블(1015) 및 케이블(1015)과 맞물리는 칼라(1017)를 포함한다. 공구(도시되지 않음)는 케이블(1015)과 맞물려, 칼라(1017)에 대해 전체적으로 화살표(1019)로 지시되는 방향으로 압박되어 제2 부재(1005)를 향해 제1 부재(1003)를 압박한다. 칼라(1017)는 케이블(1015)과 맞물려 케이블(1015)을 칼라(1017)에 대한 위치에 유지한다. 바람직하게는, 케이블(1015)은 연선(stranded cable)을 포함하고, 칼라(1017)와 맞닿아 전체적으로 트리밍(trimming)될 수 있다.
그러나, 다른 패스너 형상이 본 발명에 이용될 수 있다. 예컨대, 금속 재료, 섬유 재료 및/또는 복합 재료를 포함하는 패스너가 이용될 수 있다. 복합 패스너의 예로는 알루미늄; 스틸; 티타늄; 드라이 카본(dry carbon), 직물 카 본(woven carbon) 또는 그래파이트 파이버(graphite fiber); 엘라스토메릭 매트릭스(elastomeric matrix)와 같은 순응 매트릭스(compliant matrix) 내에 배치된 카본 또는 그래파이트 파이버; 카본 또는 그래파이트/에폭시 복합 재료 등과 같은 것들이 포함되나, 이에 제한되지 않는다. 케이블을 이용하는 패스너는, 도 10의 실시예에서와 같이 마찰에 의하거나, 또는 벌어진 케이블 파이버를 벌어진 구성 내에 유지하기 위해, 케이블을 벌려 벌어진 케이블 파이버 주변에 재료를 삽입함으로써 케이블을 유지할 수 있다. 이용하는 특정 패스너가 어느 정도 유연하다면, 가요성 패스너가 어셈블리에 가해지는 하중에 대응하여 탄성적으로 변형되므로 큰 패스너 개구[예컨대, 패스너 개구(401)]가 불필요하다. 도면에 도시하고 여기서 기술한 패스너[예컨대, 패스너(115, 911 등)]는 핀과 나사 체결되는 칼라 또는 너트를 포함하지만, 다른 기계적 체결 방식을 이용하는 패스너가 본 발명에 이용될 수도 있다.
본 발명의 편향 요소의 특정 형상은 상술한 형상 및 도 1 내지 도 8에 도시된 형상에 제한되지 않는다. 오히려, 본 발명의 편향 요소는 복수의 부재가 서로를 향해 편향시키는데 이용하기에 적절한 임의의 형상을 취할 수 있다. 예컨대, 도 11 내지 도 13에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 어셈블리(1101)는 제1 부재(103), 제2 부재(105) 및 부재들(103, 105)을 결합시키기 위한 기구(1103)를 포함한다. 기구(1103)는 제1 부재(103)와 제2 부재(105) 사이에 배치되어 접합되는 전단력 전달 부재(1105)를 포함한다. 전단력 전달 부재(1105)는 접착층(109)에서와 같은 순응 접착제를 포함하거나, 전단력 전달층(701)과 같은 전단력 전달층을 포함할 수 있다. 기구는 부재들(103, 105 및 1105)을 통해 연장된 패스너(115)를 더 포함한다. 도시된 실시예에서, 편향 요소(1107)는 패스너(115)의 헤드(119)와 제1 부재(103) 사이에 배치된다. 편향 요소(1107)는 도 12 및 도 13을 비교함으로써 잘 알 수 있듯이 한 방향으로 구부러지며, 도 11에 도시된 바와 같이 평면도에서 전체적으로 사각형이다. 어셈블리(1101)의 다른 양태는 일반적으로 도 1 내지 도 7에 도시된 어셈블리(101)의 양태와 대응한다. 그러나, 제2 편향 요소(1107)는 너트(121)와 제2 부재(105) 사이에 배치될 수 있음을 유념하여야 한다. 대안으로, 편향 요소(1107)는 헤드(119)와 제1 부재(103) 사이가 아닌 너트(121)와 제2 부재(103) 사이에 배치될 수 있다. 몇몇 실시예에서, 편향 요소[예컨대, 편향 요소(1107)]는 그 주변을 따라 실질적으로 균일한 압축력을 가하도록 구성된다. 본 발명의 편향 요소는 한 방향 또는 하나 이상의 방향으로 구부러질 수 있다.
부재들을 결합시키기 위한 본 발명에 따른 기구는 제1 부재와 제2 부재를 랩 조인트(lap joint)를 따라 결합시킬 때 특히 유용하다. 예컨대, 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 복수의 기구(1103)(도 11 내지 도 13에 상세히 도시됨)는 어셈블리(1407)를 형성하기 위해 랩 조인트(1405)를 따라 제1 부재(1401)와 제2 부재(1403)를 결합시키는 데 이용된다. 도시된 실시예에서, 기구(1103)는 각 기구(1103)를 위한 별도의 전단력 전달 부재(1105)를 포함한다. 그러나, 본 발명의 영역은 이에 제한되지 않는다. 오히려, 단일한 전단력 전달 부재가 모든 편향 요소(1107) 아래로 연장될 수 있다. 대안으로, 하나의 전단력 전달 부재가 몇몇 편향 요소(1107) 아래로 연장되고, 다른 전단력 전달 부재는 나머지 편향 요소(1107) 아래로 연장될 수 있다. 복수의 전단력 전달 부재가 존재한다면, 하나 이상의 전단력 전달 부재가 다른 전단력 전달 부재와 상이한 컴플라이언스를 가질 수 있다. 예컨대, 부재(1401, 1403)의 에지에 근접한 전단력 전달 부재는 부재(1401, 1403)의 에지로부터 떨어진 전단력 전달 부재보다 더 큰 컴플라이언스를 가질 수 있다. 어셈블리(1401)에 이용되는 둘 이상의 편향 요소(1107)(도 11 내지 도 13에 도시됨)가 단일한 편향 요소로 이용될 수도 있음을 유념한다. 또한, 도 14 및 도 15에 도시된 하나 이상의 기구(1103)는 여기서 기재한 부재들(1401, 1403) 및 그 등가물들을 결합시키기 위한 기구의 다른 실시예로 대체될 수도 있다.
부재들을 결합시키기 위한 본 발명에 따른 기구는 스킨에 보강재(stiffener)를 결합시키는 데 특히 유용하다. 예컨대, 도 16 내지 도 18에 도시된 바와 같이, 기구(1600)는 사용중 일어나는 단부(1601) 근처의 박리 응력을 상쇄하기 위한 패널 어셈블리(1607)를 형성하기 위해 스킨(1605)에 보강재(1603)의 단부(1601)를 결합시키는 데 이용된다. 도시된 실시예에서, 보강재(1603)는 접착층(1701)에 의해 스킨(1605)에 점착식으로 부착된다. 바람직하게는, 접착층(1701)은 상술한 바와 같은 순응 접착제를 포함한다. 전체적으로, 기구(1600)가 단일한 전단력 전달 부재(1703)을 포함하는 것을 제외하고는, 기구(1600)는 두 개의 기구(1103)와 대응한다(도 11 내지 도 13에 상세히 도시됨). 그러나, 본 발명의 영역은 이에 제한되지는 않는다. 오히려, 기구(1600)는 별도의 전단력 전달 부재를 포함할 수 있다. 복수의 전단력 전달 부재가 존재한다면, 전단력 전달 부재는 서로 상이한 컴플라이언스를 가질 수 있음을 유념해야 한다. 또한, 접착층(1701)은 하나 또는 두 개의 전단력 전달 부재(1105)와 다른 컴플라이언스를 가질 수도 있음을 유념해야 한다. 바람직하게는, 전단력 전달 부재(1105)의 컴플라이언스는 접착층(1701)의 컴플라이언스 보다 더 크다. 즉, 전단력 전달 부재가 가지는 전단 계수가 접착층(1701)이 가지는 전단 계수보다 작다. 또한, 기구(1600)는 보강재(1603)와 스킨(1605)을 결합시키기 위한 본 발명에 따른 기구의 하나 이상의 실시예로 대체될 수도 있다.
전단력 전달 부재[예컨대, 접착층(109); 전단력 전달층(701); 접착층(703, 705); 전단력 전달 부재(809, 909, 1009, 1105, 1703 등)]는 섬유 강화재를 포함할 수 있다. 예컨대, 바람직하게는, 전단력 전달 부재(809)는 반지름 방향으로 배향된(radially-oriented) 섬유를 포함하고, 이는 전단력 전달 부재(809)의 크리프 저항성(creep resistance)을 향상시킨다. 전단력 전달 부재는 그 형상에 관계없이 전단력 전달 부재 내에 바람직하게 강화 섬유를 배향함으로써 요구되는 특정 전단 계수를 가지도록 만들어질 수 있다.
본 발명의 몇몇 실시예에서, 결합된 부재들 자체는 결합된 부재들 사이에 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압을 제공하는 수단을 제공한다. 예컨대, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 어셈블리(1901)는 제1 부재(1903), 제2 부재(1905), 제1 부재(1903)와 제2 부재(1905) 사이에 배치되어 맞물리는 전단력 전달층(1907) 및 클립(1909)을 포함한다. 도 19에 도시된 분리 상태에서, 부재(1903, 1905)는 길이방향으로 구부러지거나, 서로 이격되도록 변형된다. 도 20에 도시된 바와 같이 결합되었을 때, 부재(1903, 1905)는 서로를 향해 압박되어[화살표(1901a, 1910b)로 지시됨] 변형 또는 구부러짐을 제거하고, 전단력 전달 층(1907)에 압축 예압을 제공한다. 도시된 실시예에서, 부재(1903, 1905)를 결합시키기 위해 클립(1909)이 부재(1903, 1095)에 제공된다. 전단력 전달층(1907)은 여기서 기술한 임의의 전단력 전달 부재 또는 실시예의 구성으로 대체될 수 있음을 유념해야 한다. 또한, 부재들(1903, 1905) 중 하나만이 전단력 전달층(1907)에 압축 예압을 제공할 수도 있음을 유념해야 한다. 이러한 실시예에서는, 부재들(1903, 1905) 중 하나만이 나머지 부재(1903, 1905)에 대해 구부러진다.
도 19 및 도 20의 실시예에서는, 클립(1907)이 어셈블리(1901)의 단부(1911)에 이용된다. 도 21 및 도 22의 실시예는 어셈블리(2107)를 형성하기 위해 에지(2105)를 따라 제1 부재(2101)와 제2 부재(2103)를 결합시키는 데 클립(2201)이 이용된다는 점을 제외하고는 유사하게 작동한다. 부재(2101, 2103)는 부재(2101, 2103) 사이에 배치되어 맞물리는 전단력 전달층(2109)에 압축 예압을 제공한다.
결합된 부재들은 전단력 전달층에 압축 예압을 제공하기 위해 서로에 대해 횡방향으로 구부려질 수도 있다. 예컨대, 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 어셈블리(2301)는 제1 부재(2303), 제2 부재(2305), 전단력 전달층(2307) 및 복수의 클립(2401)을 포함한다. 도 23에 도시된 분리 상태에서, 부재(2303, 2305)는 횡방향으로 구부러지거나 서로 이격되도록 변형된다. 도 24에 도시된 바와 같이 결합되었을 때, 부재(2303, 2305)는 변형 또는 구부러짐을 제거하고 전단력 전달층(2307)에 압축 예압을 제공하기 위해 서로를 향해 압박된다. 도시된 실시예에서, 부재들(2303, 2305)을 결합시키기 위해 클립(2401)이 부재들(2303, 2305)에 이용된다. 전단력 전달층(2307)은 여기에 기술한 임의의 전단력 전달 부재 또는 실 시예의 구성으로 대체될 수 있음을 유념하여야 한다. 또한, 부재들(2303, 2305) 중 하나만이 전단력 전달층(2307)에 압축 예압을 제공할 수도 있다. 이러한 실시예에서, 부재들(2303, 2305) 중 하나만이 나머지 부재(2303, 2305)에 대해 구부러진다.
본 발명의 실시예 중에는 패스닝 요소가 결합된 부재들 중 하나 또는 두 개의 부분을 포함하는 것이 존재한다. 예컨대, 도 25 및 도 26에 도시된 바와 같이, 어셈블리(2501)는 제1 부재(2503), 제2 부재(2505), 전단력 전달층(2507) 및 제1 부재(2503)로부터 연장된 복수의 패스닝 요소(2509)를 포함한다. 대안으로, 패스닝 요소(2509)는 제2 부재(2505) 또는 두 개의 부재들(2503, 2505)로부터 연장될 수 있다. 도 25에 도시된 분리 상태에서, 부재들(2503, 2505)은 횡방향으로 구부러지거나 서로 이격되도록 변형된다. 그러나, 다른 실시예에서, 부재들(2503, 2505)은 도 19 또는 도 21에서와 유사한 방식으로 서로 이격되도록 길이방향으로 구부러질 수 있다. 도 26에서 도시한 바와 같이 결합되었을 때, 부재들(2503, 2505)은 변형 또는 구부러짐을 제거하고 전단력 전달층(2507)에 압축 예압을 제공하기 위해 서로를 향해 압박된다. 도시된 실시예에서, 패스닝 요소(2509)는 부재들(2503, 2505)을 결합시키기 위해 제2 부재(2505) 주위로 구부러진다. 전단력 전달층(2507)은 여기서 기술한 임의의 전단력 전달 부재 또는 구성 실시예로 대체될 수 있음을 유념해야 한다. 또한, 부재들(2503, 2505) 중 하나만이 전단력 전달층(2507)에 압축 예압을 제공할 수도 있음을 유념하여야 한다. 이러한 실시예에서, 부재들(2503, 2505) 중 하나만이 나머지 부재(2503, 2505)에 대해 구부러진다.
전단력 전달층 또는 전단력 전달 부재를 포함하는 것으로 본 발명을 기술하였으나, 본 발명의 영역은 이에 제한되지 않는다. 오히려, 결합된 부재들은 부재들 사이에 전단 하중을 전달하는 하나 이상의 구성을 포함할 수 있다. 예컨대, 도 27에서 도시된 바와 같이, 제1 부재(2701)는 널링면(knurled surface)(2703)을 포함하고, 제2 부재(2705)는 널링면(2707)을 포함한다. 널링면(2703, 2707)이 맞닿아 여기에 기재한 임의의 다른 결합 기술로 결합시킬 때와 같이 부재들(2701, 2703)이 결합될 때, 널링면(2703, 2707)은 서로 기계적으로 맞물려, 사용시 부재들(2701, 2703) 사이에 전단 하중을 전달한다. 널링면[예컨대, 널링면(2703, 2707)] 또는 다른 기계적 인터로크(interlock)가 임의의 상기 실시예에서 기술한 전단력 전달층, 부재 또는 요소를 대체한다.
본 발명에 따른 어셈블리는 두 개 이상의 부재를 포함할 수 있음을 유념한다. 이러한 어셈블리의 각각의 조인트는 예컨대, 상이한 전단력 전달 특성을 가지는 전단력 전달 요소 또는 구성을 채용함으로써 어셈블리를 통해 하중 전달의 균형을 이루도록 만들어질 수 있다. 예컨대, 어셈블리의 하나의 조인트는 특정 전단 계수 또는 특정한 복수의 전단 계수들을 가지는 전단력 전달층, 부재 또는 복수의 층 및/또는 부재를 포함할 수 있고, 어셈블리의 다른 조인트는 상이한 특정 전단 계수 또는 상이한 복수의 전단 계수를 가지는 전단력 전달층, 부재 및/또는 복수의 층 또는 부재를 포함할 수 있다.
여기에서 사용된 "전단 하중 전달 구조"라는 용어는, 여기서 기재한 부재들 사이에 전단 하중을 전달하는 임의의 수단, 전단 하중 전달층, 부재, 요소, 구성 등, 그리고, 접착층, 점착식으로 접합된 전단 하중 전달층, 결합된 부재들의 기계적인 인터로킹 구성 등을 포함하나 이에 제한되지 않는 그 등가물들을 포함한다. 여기서 사용된 "압축 예압 구성"이라는 용어는 여기에 기재된 압축 예압을 제공하는 임의의 수단, 편향 요소, 부재의 구부러짐 또는 변형 또는 그 등가물들 등을 포함한다.
본 발명은 다음 내용을 포함하는 중요 장점들을 제공한다 : (1) 향상된 강도 및 신뢰성을 가지는 경량의 구조 어셈블리를 제공한다; (2) 조립시 유연성을 제공한다; (3) 전단력 전달 부재의 두께 및 강성도의 선택으로 간극을 허용하면서 구조 요소의 평면상 불일치에 대한 허용 공차를 제공하고, 본래의 전체 조인트 강성도를 유지하며 일관된 체결 작업시 조립 시간 및 제조 비용을 감소시키면서 구조 구성요소의 각도 불일치에 대한 허용 공차를 제공한다; (4) 기계 가공된 계단 구조를 구비하는 종래의 볼트 조인트(bolted joint) 또는 종래의 접합된 조인트 보다 중량 및 가격을 낮추면서 정적 성능 및 피로 성능을 개선한다.
본 발명의 다른 중요 장점들이 있다. 가장 흥미있는 것은 맞춤 드릴 조립 세공(match drill saaembly tooling) 및 가공 단계를 제거함으로써 가격 및 사이클 시간을 크게 감소시킨다는 점이다. 이것은 느슨한 공차의 패스너 구멍에 의해 이루어질 수 있으며, 패스너 구멍은 세부 단계에서 드릴링될 수 있다. 본 발명의 실시는 비율 세공(rate toolig)의 비용에 큰 효과가 있으며, "비율"을 얻거나 고객의 요구를 충족시키기 위해 필요한 어셈블리 고정물의 수를 감소시킬 수 있다. 복합 조인트의 조립을 위한 로봇을 이용하기 위해 필요한 자본 지출을 감소시킨다. 관 련된 중요 이익으로서, 조립 공정 과정에서의 드릴링과 관련된 제조 불량 또는 재료 검토의 횟수가 감소한다. 이러한 발명은 공구 또는 지그가 불필요한 어셈블리를 구현하는 기술이기도 하다.
본 발명은 패스너 및 접합 라인 모두가 심각한 파괴가 일어나기 전에 과부하에 대한 명확하며 쉽게 관찰되는 시각적 표시를 제공할 수 있다.
드릴링 또는 과대한 패스너를 설치하지 않고 해당 분야의 패스너를 대체할 수도 있다. 부분적인 파괴를 확산시키고 조인트 영역을 따라 높은 레벨의 에너지를 흡수함으로써 복합 구조의 생존성을 향상시킬 수 있다.
개선된 피로 수명은 느슨한 공차의 패스너 구멍에 의해 제공되는 또 다른 장점이다. 파괴 방지 조인트 성능은 조인트 하중을 지탱할 수 있는 두 개의 구성요소를 가짐으로써, 즉, 주 하중 지지 요소인 접착층(또는 접착층과 조합된 전단력 전달층) 및 부차적인 하중 지지 요소인 패스너를 가짐으로써 마련된다.
상술한 특정 실시예는 예시일 뿐이며, 본 발명은 여기에서 교시된 내용의 이익을 향유하는 당업자에게 명백한, 상이하지만 동등한 방식으로 수정되고 실시될 수 있다. 또한, 아래의 청구항에서 기술된 것이 아닌 여기서 나타낸 구조 또는 설계의 세부 사항에는 어떠한 제한도 의도된 바가 없다. 따라서, 상술한 특정 실시예는 변경되거나 수정될 수 있고, 그러한 모든 변형은 본 발명의 영역 및 사상 내에서 고려된다. 그러므로, 여기서의 보호 범위는 아래의 청구항에서 기술한 바와 같다. 큰 장점을 가지는 발명이 기술되고 설명되었음은 명백하다. 본 발명을 제한된 수의 형상으로 도시하였지만, 이러한 형상에 제한되는 것은 아니며, 본 발명 의 사상으로부터 벗어남이 없이 다양한 변형 및 수정이 이루어질 수 있다.

Claims (21)

  1. 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단;
    상기 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단과는 별개인 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단; 및
    상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압(compression preload)를 제공하는 수단
    을 포함하는 제1 부재 및 제2 부재 결합용 기구.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단은 제1 부재 및 제2 부재에 의해 형성되는 패스너 구멍을 통해 배치되는 패스너를 포함하는 것인 제1 부재 및 제2 부재 결합용 기구.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단은 제1 부재 및 제2 부재와 맞물리는 적어도 하나의 클립을 포함하는 것인 제1 부재 및 제2 부재 결합용 기구.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단은 제1 부재로부터 연장되어 제2 부재의 주변으로 구부러지는 적어도 하나의 패스닝 요소를 포함하는 것인 제1 부재 및 제2 부재 결합용 기구.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단은 제1 부재 및 제2 부재와 작동관계로 연결된 케이블을 포함하는 것인 제1 부재 및 제2 부재 결합용 기구.
  6. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단은 제1 부재 및 제2 부재에 점착식으로 접합되는 전단력 전달층을 포함하는 것인 제1 부재 및 제2 부재 결합용 기구.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단은 제1 부재를 제2 부재에 접합하는 접착층을 포함하는 것인 제1 부재 및 제2 부재 결합용 기구.
  8. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단은 제1 부재 및 제2 부재를 기계적으로 인터로킹(interlocking)하는, 제1 부재 및 제2 부재 중 적어도 하나의 구성을 포함하는 것인 제1 부재 및 제2 부재 결합용 기구.
  9. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압을 제공하는 수단은 제1 부재 및 제2 부재 중 적어도 하나와 작동관계로 연결된 편향 요소를 포함하는 것인 제1 부재 및 제2 부재 결합용 기구.
  10. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압을 제공하는 수단은 제1 부재 및 제2 부재 중 적어도 하나의 변형을 포함하고, 상기 변형이 실질적으로 제거될 때, 상기 제1 부재 및 제2 부재 중 적어도 하나가 상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압을 제공하는 것인 제1 부재 및 제2 부재 결합용 기구.
  11. 제1 부재;
    제2 부재;
    상기 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단;
    상기 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단과는 별개인 상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단; 및
    상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압을 제공하는 수단
    을 포함하는 어셈블리.
  12. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단은 상기 제1 부재 및 제2 부재에 의해 형성된 패스너 구멍을 통해 배치되는 패스너를 포함하는 것인 어셈블리.
  13. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단은 상기 제1 부재 및 제2 부재와 맞물리는 적어도 하나의 클립을 포함하는 것인 어셈블리.
  14. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단은 상기 제1 부재로부터 연장되어 상기 제2 부재의 주변으로 구부러지는 적어도 하나의 패스닝 요소를 포함하는 것인 어셈블리.
  15. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 수단은 상기 제1 부재 및 제2 부재와 작동관계로 연결된 케이블을 포함하는 것인 어셈블리.
  16. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단은 상기 제1 부재 및 제2 부재에 점착식으로 접합되는 전단력 전달층을 포함하는 것인 어셈블리.
  17. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단은 상기 제1 부재를 상기 제2 부재에 접합하는 접착층을 포함하는 것인 어셈블리.
  18. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달 하는 수단은 상기 제1 부재 및 제2 부재를 기계적으로 인터로킹하는, 제1 부재 및 제2 부재 중 적어도 하나의 구성을 포함하는 것인 어셈블리.
  19. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압을 제공하는 수단은 상기 제1 부재 및 제2 부재 중 적어도 하나와 작동관계로 연결된 편향 요소를 포함하는 것인 어셈블리.
  20. 청구항 11에 있어서, 상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압을 제공하는 수단은 상기 제1 부재 및 제2 부재 중 적어도 하나의 변형을 포함하고, 상기 변형이 실질적으로 제거될 때, 상기 제1 부재 및 제2 부재 중 적어도 하나는 상기 제1 부재와 제2 부재 사이에서 전단 하중을 전달하는 수단에 압축 예압을 제공하는 것인 어셈블리.
  21. 제1 부재;
    제2 부재;
    상기 제1 부재 및 제2 부재를 결합시키는 결합 요소;
    상기 결합 요소와는 별개인 상기 제1 부재 및 제2 부재와 작동관계로 연결된 전단 하중 전달 구조; 및
    상기 전단 하중 전달 구조에 압축 예압을 제공하는 압축 예압 구성
    을 포함하는 어셈블리.
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB0819159D0 (en) * 2008-10-20 2008-11-26 Airbus Uk Ltd Joint between aircraft components
FR2945590B1 (fr) * 2009-05-12 2015-08-21 Peugeot Citroen Automobiles Sa Dispositif pour fixer une premiere piece sur une deuxieme piece qui est elle-meme fixee sur une troisieme piece, assemblage de trois pieces en particulier d'un vehicule automobile.
ES2387148B1 (es) * 2010-07-07 2013-07-16 Airbus Operations, S.L. Union deslizante amortiguada
JP5693195B2 (ja) 2010-12-14 2015-04-01 三菱重工業株式会社 ボルト継手構造
DE102012023717A1 (de) * 2012-12-05 2014-06-05 Eads Deutschland Gmbh Indikationsbolzen zur Überwachung von Klebeverbindungen in Strukturbauteilen
JP5573999B1 (ja) * 2013-03-15 2014-08-20 三菱電機株式会社 ハンディ型表示器
US20140331568A1 (en) * 2013-05-09 2014-11-13 General Electric Company Bolt connection assembly for a wind turbine lattice tower structure
EP2860407B1 (de) * 2013-10-08 2017-01-18 MAGNA STEYR Fahrzeugtechnik AG & Co KG Strukturbauteil
JP6354662B2 (ja) * 2015-05-27 2018-07-11 トヨタ自動車株式会社 車両用部材の接合構造及び車両用部材の接合方法
US20230138233A1 (en) * 2021-10-29 2023-05-04 Anthony DeCarmine Fastener Assembly and Method of Use

Family Cites Families (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2943870A (en) * 1954-01-15 1960-07-05 Allen V C Davis Resilient takeup means for use with screw threaded fasteners
SU146331A1 (ru) 1961-08-25 1961-11-30 В.И. Гарнов Способ соединени , преимущественно, строительных элементов посредством кле
US3490796A (en) * 1965-11-12 1970-01-20 Autoclave Eng Inc Resilient fastener
US3424064A (en) * 1966-03-14 1969-01-28 Bendix Westinghouse Automotive Clamp type rotochamber
US3605953A (en) * 1969-05-26 1971-09-20 Minnesota Mining & Mfg Bidirectional damping unit
SU501439A1 (ru) 1973-06-06 1976-01-30 Предприятие П/Я Р-6229 Способ креплени сердечников
SU509730A1 (ru) 1974-02-11 1976-04-05 Минский Завод Холодильников Поршневой компрессор
SU509731A2 (ru) 1974-10-28 1976-04-05 Соединение деталей
JPS5215958A (en) * 1975-07-29 1977-02-05 Asahi Glass Co Ltd Joint method for anti-corrosion material
SU988198A3 (ru) 1976-05-07 1983-01-07 Сосьете Дъэтюд Де Машин Термик С.Э.М.Т.(Фирма) Устройство дл упругого соединени
SU817341A1 (ru) 1977-12-05 1981-03-30 Предприятие П/Я А-7976 Болтовое соединение
SU676770A1 (ru) 1978-03-27 1979-07-30 Н. Н. Рахманов Соединение листовых деталей
SU870776A1 (ru) 1978-03-28 1981-10-07 за вители Сдвигоустойчивое соединение
DE3742585C1 (de) * 1987-12-16 1989-03-30 Audi Ag Schraubenverbindung
US5177921A (en) 1990-02-16 1993-01-12 Space Biospheres Venture Low leakage glazing system
RU1803616C (ru) 1990-12-25 1993-03-23 Харьковский авиационный институт им.Н.Е.Жуковского Способ получени соединени деталей
RU1808001C (ru) 1991-05-07 1993-04-07 Институт химической кинетики и горения СО РАН Способ склеивани деталей из низкоуглеродистых сталей
FR2685035B1 (fr) * 1991-12-16 1994-03-25 Aerospatiale Dispositif de montage de deux pieces en materiaux a coefficients de dilatation differents, soumises a des variations de temperature elevees.
US6074506A (en) * 1992-04-16 2000-06-13 The Budd Company Method of bonding using non-compressible beads
JPH08121442A (ja) * 1994-10-26 1996-05-14 Mitsubishi Electric Corp 接着接合体及びその接合方法並びにリベット
JPH09276970A (ja) * 1996-04-10 1997-10-28 Nippon Steel Corp 添接板を用いない高力ボルト摩擦接合部
JP4019511B2 (ja) * 1998-05-13 2007-12-12 株式会社大林組 建物の制振構造
PT1135617E (pt) * 1998-09-18 2004-08-31 Akzo Nobel Nv Estrutura de suporte de carga
US7761973B2 (en) * 1999-08-17 2010-07-27 Toback Alex S Connection system for construction
US7011621B2 (en) * 2000-09-29 2006-03-14 Precision Medical Devices, Inc. Body fluid flow control method and device
TW552840B (en) * 2000-10-09 2003-09-11 Au Optronics Corp Outer frame of flat panel display and the assembling method thereof
DE20021194U1 (de) * 2000-12-14 2002-04-18 Schwarzbich Joerg Vorrichtung zum Verbinden von Bauteilen
US7874059B2 (en) * 2006-01-12 2011-01-25 Siemens Energy, Inc. Attachment for ceramic matrix composite component
JP2009276970A (ja) 2008-05-14 2009-11-26 Nagaoka Univ Of Technology 触覚の視覚的処理方法および触覚の視覚的処理装置

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Publication number Publication date
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