KR20110017351A - 기능성 요소, 기능성 요소를 시트 금속부에 삽입하기 위한 방법, 및 부품 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기능성 요소에 관한 것으로, 특히 패널 요소, 특히 시트 금속부와 리벳 연결될 수 있는 샤프트부와 헤드부로 구성된 볼트 요소에 관한 것이다. 상기 헤드부는 중공형으로 이루어져 있고, 샤프트부보다 외경이 더 크다. 샤프트부는 볼록 곡면, 특히 구형 표면으로 형성된 링 숄더부에 의해 헤드부로 통합되어, 상기 볼록 곡면은 샤프트부에서 적어도 실질적으로 원통형인 헤드부의 재킷까지 연장된다.

Description

기능성 요소, 기능성 요소를 시트 금속부에 삽입하기 위한 방법, 및 부품 조립체{FUNCTIONAL ELEMENT, METHOD FOR AN INTRODUCTION OF THE FUNCTIONAL ELEMENT INTO A SHEET METAL PART AND ALSO COMPONENT ASSEMBLY}

본 발명은 기능성 요소, 특히 샤프트부, 및 패널 요소, 특히 시트 금속부에 리벳 연결될 수 있고, 중공형이며, 샤프트부의 외경보다 더 큰 외경을 갖는, 헤드부로 구성된 볼트 요소에 관한 것이며, 또한 기능성 요소를 시트 금속부에 삽입하기 위한 방법, 및 이에 의해 형성된 부품 조립체에 관한 것이다.

이러한 종류의 기능성 요소가 공개 번호 WO 01/03880인 PCT 출원의 도 6에서 헤드부의 직경과 샤프트부의 직경이 적어도 실질적으로 동일한 볼트 요소의 실제 변형예로서 보여지고 있다. 대응 PCT 출원으로서, 특히 유럽 특허 1 202 834이 있다. 이러한 종류의 볼트 요소가 유럽 특허 1 346 160에서 자체로 주장되는 소위 구형 볼트 형태로 Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG사에 의해 판매되고 있다. 볼트 요소는 헤드부의 영역에서 차량의 테일 게이트(tail gate) 등의 시트 금속부에 리벳 체결되고, 헤드부로부터 멀리 떨어진 샤프트부의 단부는 구 형상을 갖는다. 그 다음, 샤프트부의 구형 단부는 볼 조인트의 일부를 형성하고, 그 소켓은 테일 케이트를 지지할 수 있는 가스 스프링의 일부이다.

유사한 기능성 요소가 예를 들면 독일특허 명세서 34 47 006으로부터 공지 및 실시되어 있는 바, 상기 유사한 기능성 요소는 나사 볼트로서, 그 헤드부는, 시트 금속부를 천공하여, 이어서 리벳 비드를 형성할 수 있는, 관형 피어싱 및 리베팅 부분을 구비함에 따라, 요소가 시트 금속부에 고정된다. 관형 피어싱 및 리베팅 부분 사이에, 헤드부는 기능성 요소의 종축에 수직하게 연장된 링 표면을 가진 플랜지를 포함하고, 링 표면은 보통 기능성 요소가 시트 금속부 내에 삽입된 후 샤프트부에 인접한 시트 금속부측 바로 아래에 배치된다.

시트 금속부의 천공시 형성되는 관통 슬러그는 피어싱 및 리베팅 부분 안으로 가압되어, 시트 금속부와의 리벳 연결을 촉진한다. 그러나, DE-PS 34 47 006은 너트 요소 형태의 기능성 요소를 설명하고 있는바, 그 샤프트부는 헤드부의 연장부인 것으로 이해될 수 있으며, 이에는 내부 나사산이 형성되어 있다. 그러나, 샤프트부는 나사산으로 구성되어선 안되고, 다양한 구조, 예를 들면 카펫이 대응하는 클립에 의해 고정될 수 있는 가이드 스피것(guide spigot) 또는 핀형 구조가 고려될 수 있다.

다시 말해, DE-PS 34 47 006 C2에 따른 이러한 기능성 요소는 수년간 자체 시험이 이루어졌으며, 기능성 요소와 시트 금속부 사이의 매우 확실한 연결을 제공할 수 있다. 그러나, 이러한 기능성 요소는 제조 비용이 비교적 고가이며, 원하는 품질을 얻기 위해 비교적 저속으로 작동하는 초고정밀 작동식 냉간 압조 기계의 사용을 일부 필요로 한다. 비교적 고가의 냉간 압조 기계의 사용의 필요성과 제한된 작동 속도는 비교적 높은 제조 비용을 초래한다. 또한, 일부 적용예에 있어, 기능성 요소의 무게가 감소될 수 있다면 더욱 바람직할 것이다.

WO 01/03880의 도 6에 따른 기능성 요소에 있어서, 시트 금속부의 부착시 기능성 요소는 헤드부의 상당한 변화가 불가피하여, 연결 품질에 약영향을 미치는 바람직하지 못한 형태로 변형된다는 문제가 있다. 이러한 종류의 문제점은, 실제로 바람직하지 않은 변형이 단지 가끔씩 발생될지라도, 이러한 경우가 원치않은 스크랩 발생 외에도 제조 순서에 상당히 방해를 하기 때문에, 수천개의 기능성 요소가 사용되는 대량 생산을 허용할 수 없다.

본 발명의 목적은 시트 금속부에 대한 고품질의 연결을 가능하게 하고, 시트 금속부의 부착시 어떠한 원치 않은 변형이 일어나는 것이 아니라, 오히려 단지 헤드부의 원하는 변형만이 일어나도록 보장하는, 서두에서 말한 종류의 기능성 요소를 제시하는데 있다. 또한, 개선된 회전 방지가 회전 방지를 제공하는 특징부 없이도 제공될 뿐만 아니라, 풀-아웃(pull-out) 및 버튼-아웃(button-out)에 대한 우수한 저항성이 제공될 수 있어서, 기능성 요소는 효율적으로 저렴한 가격에 제조될 수 있다.

상기 목적을 만족시키기 위하여, 서두에서 말한 종류의 기능성 요소에 있어서, 볼록 곡면이 샤프트부로부터 적어도 실질적으로 원통형인 헤드부의 재킷면까지 적어도 실질적으로 연장하는 식으로 샤프트부가 볼록 곡면으로 형성된 링 숄더부를 통해 헤드부에 결합되는 과정이 이루어진다.

볼록 곡면이 샤프트부로부터 적어도 실질적으로 원통형인 헤드부의 재킷면까지 적어도 실질적으로 연장한다는 표현은, 예를 들면 반경부 또는 챔퍼부(chamfer)가 샤프트부와 곡면 사이의 변화 영역 및/또는 예컨대 곡면과 원통형 재킷면 사이의 원뿔형 변화 영역으로 제공될 수 있고, 이러한 변화 영역이 곡면에 비해 단지 보다 작은 축방향 높이 및 각도 범위를 갖는다는 사실을 의미하는 것이다.

따라서, 본 발명에 따른 기능성 요소는 헤드부 또는 리벳부를 넘어 방사상 연장하는 플랜지부 없이 제조될 수 있다. 이는 기능성 요소의 비용 효율적인 바람직한 제조에 기여한다.

플랜지부를 구비한 공지의 기능성 요소에 있어서, 플랜지부의 기능은, 한편으로는 기능성 요소가 시트 금속부에서 흔들리지 않게 하는 충분한 표면을 제공하지만, 다른 한편으로는, 다른 시트 금속부 및 다른 부품이, 예컨대 볼트 요소가 사용되는 경우, 나사산을 가진 기능성 요소의 샤프트부 상에 나사 체결되는 너트에 의해 고정될 수 있는 표면을 형성한다.

본 발명에 따른 기능성 요소에 있어서, 이 플랜지는 기능성 요소 자체에 형성되지 않는다. 기능성 요소를 시트 금속부 안으로 삽입할 때, 기능성 요소의 단부면은, 공지된 기능성 요소와 같이, 시트 금속부에 관통되어, 기능성 요소의 샤프트부로부터 멀리 떨어진 시트 금속부측에서 리벳 비드를 이루도록 재형성된다. 또한, 기능성 요소는 종방향으로 압축되어, 중공형 헤드부의 일부가 링 폴드 또는 링 비드로 형성되는데, 이 링 폴드나 링 비드는 플랜지로서 기능하며, 통상적인 플랜지의 앞서 설명한 기능을 수행한다.

또한, WO 01/03880의 도 6에 따른 종래 기술에서와 같이, 본 발명에 따르면, 적어도 기능성 요소의 헤드부는 중공형으로 이루어지고, 시트 금속부에 부착되는 중에, 시트 금속부의 일 측에는 리벳 비드로 형성되고, 시트 금속부의 타 측에는 링 폴드로 형성되며, 시트 금속부의 구멍의 림부는 리벳 비드와 링 폴드 사이에서 고정된다.

본 발명에 따른 기능성 요소에 있어서, 헤드부의 외경이 샤프트부의 외경보다 더 크기 때문에, 발생한 링 폴드와 발생한 리벳 비드 또한 헤드부와 샤프트부의 직경이 동일한 유사한 기능성 요소보다 더 큰 직경을 갖는다. 샤프트부와 헤드부 사이의 변화 영역의 둥근 모양으로 인해, 헤드부의 원통형 영역의 길이는 WO 01/03880에 따른 도 6의 실시예에 비해 감소되어, 이의 제어된 변형성이 향상된다. 따라서, 둥근 변화 영역의 축방향 높이는 헤드부의 총 길이에 기여한다.

링 폴드와 리벳 비드의 직경이 확장됨으로 인해, 회전에 대한 높은 저항성이 구멍 마찰에 의해 간단히 얻어진다. 또한, 직경이 커진다는 것은 드로우-아웃(draw-out) 및 버튼-아웃(button-out)에 대한 저항이 상당히 높아질 수 있다는 것을 의미한다.

샤프트부에서 적어도 실질적으로 원통형인 헤드부의 재킷면까지 연장하는 샤프트부와 헤드부 사이의 변화 영역의 특수한 형상, 즉 복록 곡면으로 인해, 놀랍게도 기능성 요소를 시트 금속부에 부착하는 동안 기능성 요소 및 시트 금속부의 원치 않은 변형이 상당히 방지될 수 있다.

바람직하게는, 볼록 곡면은 적어도 실질적으로 구형 곡면일 수 있다. 또한, 중공형 헤드부의 내부 공간은 환상 원통형으로 이루어지며, 헤드드부와 샤프트부 사이의 변화 영역이 적어도 실질적으로 반구 모양을 가지고, 그 반경은 기능성 요소의 중심 종축 상에 원점을 가지며, 헤드부의 원통형 내부 공간의 반경과 적어도 실질적으로 동일한 크기를 갖는다.

또한, 헤드부와 샤프트부 사이의 원형 또는 구형 변화 영역의 벽 두께는 적어도 실질적으로 일정하다. 헤드부와 샤프트부 사이의 원형 또는 구형 변화 영역의 이러한 벽 두께는, 회전 방지를 제공하는 리브(ribs) 또는 회전 방지를 제공하는 리세스(recesses)와 같이 회전 방지를 위해 제공되는 임의의 특징부의 방사상 높이를 고려할 필요 없이, 원통형 영역에서의 중공형 헤드부의 벽 두께와 적어도 실질적으로 일치한다.

또한, 샤프트부와 헤드부 사이의 변화 영역의 이러한 바람직한 실시예는 본 발명의 목적을 달성하는데 기여하는데, 다시 말하면, 상기 실시예는 기능성 요소를 시트 금속부에 부착하는 동안 헤드부의 원하지 않은 변형이 일어나지 않도록 할 수 있다.

헤드부로부터 멀리 떨어진 샤프트부의 단부는 구 모양을 가질 수 있으며, 그 반경은 시트 금속부의 반경보다 더 크다. 이와 같이, 링 폴드와 리벳 비드의 직경이 확장됨으로 인해 특히 우수한 버튼-아웃 저항성을 갖는 구형 볼트가 실시되는데, 그 특성은 구형 볼트에 있어 상당히 중요하다. 비록, 보통은 구형 볼트가 전달된 회전력에 노출되지 않지만, 이들 회전력은 원리적으로 단지 마찰만으로도 발생할 수 있기 때문에, 어떠한 경우든 회전에 대한 충분한 저항을 얻을 때 링 폴드와 리벳 비드의 직경은 확장될 수 있다.

기능성 요소는 구형 볼트로 실시될 필요는 없다. 이 대신에, 샤프트부에는 수나사산 또는 샤프트 상에 플러그되는 클립 수용을 위한 래칭 특징부(latching features)가 형성될 수 있다. 암나사산을 가진 샤프트부의 중공형 구조도 고려될 수 있다.

이러한 실시예에서, 특히 수나사산 또는 암나사산을 가진 샤프트부, 헤드부의 재킷면에는, 예컨대 회전에 대한 저항을 증가시키는 종방향 리브 및/또는 종방향 홈과 같이 회전 방지를 제공하는 특징부가 제공될 수 있다.

청구항 제9항 내지 제11항에 따른 기능성 요소의 구조에 의해, 한편으로는 기능성 요소가 자체 천공하도록, 즉 기능성 요소 자체가 시트 금속부의 부착 동안 시트 금속부에서 구멍을 뚫을 수 있도록 구성될 수 있고, 다른 한편으로는 본 발명에 따른 리벳 비드와 링 폴드의 바람직한 구조가 보장될 수 있다.

본 발명에 따른 기능성 요소는 와이어 또는 바 부재로부터의 냉간 압조 부품으로 제조될 수 있다. 그러나, 기능성 요소는, 중공형 샤프트부가 바람직하다면, 관 부재에 의해서 제조될 수도 있다. 이와 관련하여, 샤프트부 상에 형성된 임의의 나사산은 전조 공정 또는 압력 재형성 공정에 의해 만들어질 수 있다. 또한, 래칭 특징부도 압연 공정 또는 변형 공정에 의해 샤프트부에 형성될 수 있다.

또한, 기능성 요소는 냉간 압조 공정 뿐만 아니라, 관이 시작 부재로 사용되는 경우 고압 형성 공정에 의해서도 저렴한 비용으로 제조될 수 있다. 또한, 다른 가격 저렴한 제조 공정이 고려될 수 있다. 부품을 작업공정에 있는 제품에 부착하는데 있어 단지 중공형 헤드부만 요구되지만, 기능성 요소는 전반에 걸쳐 관형부로서 제조될 수 있다. 샤프트부보다 중공형 헤드부의 직경을 더 크게 하는 제조 또한 저렴한 비용으로 실시될 수 있으며, 특히 관이 시작 부재로 사용된다.

위에서 나타낸 바와 같이, 그 후에 실제 플랜지는 본 발명에 의해서만 형성될 뿐이다. 시트 금속부가 한편으로 리벳 비드와 다른 한편으로 링 폴드 사이의 비교적 넓은 영역 마운트 내에 확실한 형상 끼워맞춤식으로 고정되기 때문에, 본 발명에 따른 기능성 요소는 우수한 회전 저항성을 갖는다. 관통 슬러그가 리벳 비드 내에 고정된 변형예는 회전 방지를 더욱 증가시키고, 또한 풀-아웃 저항성을 증가시킨다.

회전 방지를 훨씬 더 증가시키는 것이 필요할 때, 이는 다양한 방법으로 일어날 수 있다. 한편으로는, 홈 또는 노즈부와 같이 회전 방지를 제공하는 직경이 작은 특징부가 리벳 비드를 형성하는 헤드부의 영역 내에 제공될 수 있다. 다른 한편으로는, 방사상 연장하는 노즈부가 리벳 비드의 형성을 위한 버튼 다이 및/또는 링 폴드를 형성하는 플런저의 단부면 내에 형성되면, 이 노즈부는 시트 금속부와 리벳 비드 및/또는 링 폴드의 접촉 영역의 상호 변형을 발생시키고, 회전 방지를 증가시킨다.

또한, EP 1 609 561에 따르면, 기능성 요소를 시트 금속부에 부착하기 전에, 회전 방지를 제공하는 특징부가 시트 금속 제조 중에 시트 금속부로 양각될 수 있다. 기능성 요소를 부착할 때, 회전 방지를 제공하는 특징부는 링 폴드 및/또는 리벳 비드의 국부적 양각을 발생시킬 수 있다.

또한, 단자에 전기 접촉시킬 수 있는 방사상으로 연장하는 날카로운 노즈부 등을 링 폴드의 표면에 형성시키는 것이 가능하다. 이러한 노즈부는 기능성 요소의 삽입 전에 헤드부의 외측 표면에 형성되거나, 플런저의 단부면의 대응 형상에 의해 링 폴드의 형성 동안 링 폴드의 노출 표면으로 양각될 수 있다.

기능성 요소, 시트 금속부로의 기능성 요소의 삽입 방법, 이렇게 제조된 부품 조립체, 부품 조림체의 제조에 사용된 버튼 다이, 및 사용된 플런저 장치의 특수한 장점 및 바람직한 실시예가 특허청구범위 및 다음의 상세한 설명에서 발견될 수 있다.

도 1a는 볼트 요소 형태의 기능성 요소를 종방향으로 일부 절개한 부분을 나타낸다.
도 1b는 도 1a의 볼트 요소의 헤드부의 단부면의 평면도를 나타낸다.
도 2a 및 도 2b는 각각 구형 볼트 형태의 본 발명에 따른 요소의 도 1a 및 도 1b에 대응하는 그림을 나타낸다.
도 3a는 본 발명에 따른 기능성 요소를 시트 금속부에 삽입하는 제1 단계를 나타낸다.
도 3b, 도 3c 및 도 3d는 기능성 요소를 시트 금속부에 삽입할 때의 중간 단계를 나타낸다.
도 3e는 이를 위해 사용된 프레스 또는 집게(tongs)의 개방 전의 체결 방법의 최종 단계를 나타낸다.
도 4는 기능성 요소가 더 두꺼운 시트 금속부에 체결되어 있는 도 3e에 대응하는 도면이다.
도 5a 내지 도 5d는 기능성 요소를 체결하기 전에 가능한 시트 금속 제조를 설명하기 위한 예시를 나타내고 있다.
도 6a, 도 6b, 도 7a 및 도 7b는 샤프트부의 직경보다 헤드부의 직경이 더 큰 본 발명에 따른 기능성 요소를 도 5a 내지 도 5d에 따라 제조된 시트 금속부에 체결하는 모습을 나타낸다.
도 8은 본 발명에 따른 기능성 요소를 시트 금속부에 체결하는데 사용될 수 있는 조절식 헤드의 단면도를 나타낸다.

다음으로, 이하에서 실시예 및 첨부 도면을 참조하여 본 발명을 보다 자세히 설명하기로 한다.

도 1a 및 도 1b의 기능성 요소(10)는 수나사산(external thread)(12)이 형성되어 있는 샤프트부(shaft part)(14)와, 샤프트부에 비해 더 큰 외경, 즉 샤프트부(14)의 나사 실린더의 외경보다 더 큰 외경을 가진 중공형 헤드부(16)를 포함한다. 본 도면에서 보여지는 나사산은 덜 중요한 나사 연결, 예컨대 클립, 예를 들면 플라스틱 제품의 수동 또는 자동 나사 고정에 사용될 수 있는 특수한 나사산 형태를 갖는다. 예컨대 DIN에 따르면 최고 품질의 나사산이 가능할 수도 있다.

중공형 헤드부(16) 내에는, 샤프트부(14)에서 멀리 떨어진 헤드부(16)의 단부면(20)으로부터 나사산 실린더 바로 아래까지 이어져, 연속 횡벽(22)에서 종결되는, 원통형 중공 캐비티(circular cylindrical hollow cavity)(18)가 형성되어 있다. 여기서, 중공 캐비티(18)는 보어의 모양을 갖는다. 여기서, 횡벽(22)은 반구면으로 형성되어 있지만, 또 다른 오목 형상, 예컨대 원뿔 형상을 가질 수 있다. 중공 캐비티 및 횡벽은 예컨대 냉간 압조 공정(cold heading process)에 의해 제조될 수 있다. 여기서 볼트 요소로서 제조된 기능성 요소(10)의 종축은 참조 번호 24로 나타내어진다.

기능성 요소(10)의 단부면(20)은, 여기서 헤드부의 단부면을 형성하는 링 표면에 결합하고, 종축(24)에 수직한 평면 상에 위치하는, 내부 절단면(26)을 포함한다. 이 대신에, 단부면에는 DE-PS 34 47 006 C2에 따른 기능성 요소, 바람직하게는 EP-B-1 430 229에 따른 기능성 요소의 피어싱 및 리베팅 부분의 대응 단부면과 정확히 동일한 방식으로 외측 원형 피어싱 및 드로잉 에지가 형성될 수 있다.

도 1a에 있어서, 절단면(26)은 반드시 그러하지는 않지만 바람직하게는 비교적 작게 이루어질 수 있다.

도 1a 및 도 1b에 따른 기능성 요소의 고유 특징(special feature)은 샤프트부(14)가 실제로 샤프트부(14)로부터 헤드부(16)의 적어도 실질적으로 원통형인 재킷면(jacket surface)까지, 즉 위치(19)와 위치(21) 사이에 연장하도록 되어 있는, 볼록 곡면(15)을 형성한 링 숄더부(ring shoulder)를 통해 헤드부(16)에 결합된다는 사실에 있다. 이와 관련하여, 볼록 곡면(15)은 적어도 실질적으로 구형 곡면이다. 그러나, 볼록 곡면은 반드시 구형 곡면일 필요는 없으며, 대체로 구형인 곡면, 예를 들어 만곡 모양의 회전체를 나타내며, 대칭 및 비대칭 타원의 일부분의 곡면에 상응하는, 곡면일 수도 있다. 여기서, 일 예로서, 보다 짧은 직경의 타원의 경우 대략 60°에 걸쳐, 예컨대 270°에서 330°까지 연장되거나, 보다 긴 직경의 타원, 바람직하게는 상기 두 직경 상호간 비율(D1/D2)이 2 이하가 되는 타원의 경우 약 -30°에서 약 +30°까지의 각도 범위를 갖는 부채꼴을 생각해 볼 수도 있다.

전술한 바와 같이, 헤드부(16)와 샤프트부(14) 사이의 중공형 헤드부(16)의 내부 공간(18)의 변화 영역(transition region)은 적어도 실질적으로 반구 모양을 가지며, 그 반경(R)은 기능성 요소의 중심 종축(24) 상의 원점(23)을 중심으로 하여 존재하고, 헤드부의 원통형 내부 공간의 반경(R)과 적어도 실질적으로 동일한 크기를 갖는다. 이러한 반구 모양은 볼록 곡면(15)과 유사한 방식으로 대칭 또는 비대칭 반타원 모양으로 대체될 수 있는데, 이는 즉, 볼록 곡면(15)의 가능한 형성에 관해 위에서 했던 설명은 샤프트부에 인접한 내부 공간(18)의 단부의 형성에 대해서도 원칙적으로 적용될 수 있다는 것을 의미하지만, 여기서 그 각도 범위는 270°에서 0°까지 또는 225°에서 315°까지 연장된다. 헤드부에서 샤프트부로의 곡면, 즉 구형 곡면의 변화 영역의 벽 두께가 적어도 실질적으로 일정한 것은 특히 바람직하다.

도 2a 및 도 2b는 도 1a의 기능성 요소(10)와 유사한 기능성 요소(10')를 나타내고 있다. 도 2a 및 도 2b에서는, 도 1a 및 도 1b에서와 같이 동일한 참조 번호가 사용되었지만, 이 참조 번호는 첨자(')가 추가되어 동일한 의미를 갖는데, 이는 즉, 도 1a 및 도 1b의 실시예를 위해 설명되었던 모양의 대응 부품 또는 특징부의 설명이 도 2a 및 도 2b에도 적용된다는 것을 의미한다.

도 1a의 기능성 요소와는 달리, 도 2a의 기능성 요소(10')의 헤드부(16')는 종방향으로 연장되는, 여기서는 6개의 리브(ribs)(17')를 포함하지만, 이는 중요하지 않다. 회전 방지를 제공하는 6개의 리브(17') 대신에, 예를 들어 리브가 요철의 모양을 갖는다면, 2개 내지 24개 혹은 그 이상의 리브가 제공될 수 있다. 또한, 회전 방지를 제공하는 리브(17) 대신에, 회전 방지를 제공하는 홈(grooves)이 헤드부(16')의 표면에 형성되거나, 회전 방지를 제공하는 교대식 리브 및 홈(alternate ribs and grooves)이 사용될 수 있다. 회전 방지를 제공하는 이러한 특징부는 도 1a 및 도 1b의 실시예에도 제공될 수 있다.

또한, 도 2a 및 도 2b에 따른 기능성 요소(10')에 있어서, 헤드부(16')로부터 멀리 떨어진 샤프트부(14')의 단부는 구 모양을 갖는 반면, 샤프트부(14')는 원통형부로 형성되는데, 다시 말해 도 1a 및 도 1b의 실시예에서와 같은 나사산 실린더를 갖지 않는 것을 특징으로 한다. 이에 부합되게, 본 도면에서의 기능성 요소(10')는 구형 볼트이다. 물론, 다른 변형예도 가능하다. 예를 들면, 도 1a 및 도 1b에 따른 실시예와 도 2a 및 도 2b에 따른 실시예는 샤프트부(14) 및 선택적으로는 볼(ball)(25')이 중공형이 되도록 제조될 수 있다. 그러면, 이러한 요소는 관 부재로 제조될 수 있다.

다음으로, 도 3a 내지 도 3e는 버튼 다이(die button)(32) 및 조절 헤드(setting head)(40)에 의해 도 1a 및 도 1b에 따른 기능성 요소(10)를 시트 금속부(30)에 체결하는 여러 단계를 나타내고 있다.

버튼 다이(32)는 프레스의 하부 툴(도시되지 않음)의 보어 내에 위치되고, 프레스 하부 툴의 상부측은 버튼 다이의 단부면과 접하여 수직하게 배치된다. 하부 툴에서는, 스프링에 의해 상향으로 편향되고, 프레스에 체결하는 동안 시트 금속부(30)를 지지하는, 다수의 핀이 버튼 다이(32) 주변에 배치된다. 그러나, 핀은 홀드-다운 부재(hold-down member)(도시되지 않음)에 의해 가해진 힘의 결과로 프레스가 닫히면 하향으로 가압되어, 시트 금속부(30)가 버튼 다이의 영역에서 버튼 다이(32)의 단부면(33) 및 하부 툴의 상부측과 접촉할 수 있다. 그러면, 핀은 홀드-다운 부재와, 버튼 다이(32) 및 하부 툴 중 어느 하나 사이에 움직이지 않게 고정된다. 예를 들면 이러한 스프링 장착 핀 3개가 하부 툴 내에 제공되는데, 예컨대 상기 스프링 장착 핀 3개는 버튼 다이(32)의 종축 주위에 일정한 각도 간격을 이루며 배치될 수 있다. 버튼 다이의 중심 종축은 기능성 요소(10)의 중심 종축(24)과 정렬된다. 여기서, 참조 번호 70은 조절 헤드의 스프렁 노즈 피스(sprung nose piece)를 가리키는데, 이 스프렁 노즈 피스는 플런저(plunger)(48)를 안내하고, 이 또한 시트 금속부(30)가 버튼 다이(32)의 단부면(33)에 맞닿아 스프렁 노즈 피스(70)에 의해 가압된다는 점에서 홀드-다운 기능을 갖는다.

버튼 다이(32)는, DE-PS 34 47 006 C2의 대응 버튼 다이의 플런저 돌출부와 유사한 방식으로 구성되지만, 여기서는 버튼 다이의 단부면(33)의 표면 내에 위치하는, 중앙 배치된 원통형 플런저 돌출부(34)를 구비하고 있다. 이 플런저 돌출부(34)는, 바닥 영역이 라운딩되어 있고, 버튼 다이(32)의 단부면에 제공되는 시트 금속부(30)에 대향한 링 표면(33)으로 통합되는, 링 리세스(ring recess)(36)에 의해 둘러싸여 있다. 전반적으로, 버튼 다이(32)는 DE-PS 34 47 006에 개시된 버튼 다이(180)와 유사하다.

도 3a는 시트 금속부(30)가 프레스 내에 삽입되어, 프레스의 닫힘이 시작된 후, 실제로 홀드-다운 부재(70)와 기능성 요소(20)의 단부면(20)이 시트 금속부(30)의 상면에 접촉하여, 홀드-다운 부재 및 기능성 요소의 단부면과 버튼 다이(32) 사이에서 시트 금속부를 가볍게 고정한 상태를 나타내고 있다.

도 3b에 따른 제조 단계의 과정에서, 기능성 요소의 단부면(20)은, 볼록 곡면의 상부 영역을 가압하고, 이의 모양에 부합되는, 플런저(48)의 압력을 받아 시트 금속부 일부를 버튼 다이의 링 리세스(36) 안으로 가압하여, 시트 금속부(30)로부터 대략 원뿔형의 낮은 리세스(30')를 만든다. 또한, 도 3b의 과정에서, 플런저 돌출부(34)는 기능성 요소(10)의 헤드부(16)의 단부면에서의 절단면(26)과 함께 시트 금속부로부터 관통 슬러그(50)를 잘라낸다.

도 3b의 프레스의 닫힘 이동보다 더 진행된 후의 상태를 나타내고 있는 도 3c로부터, 시트 금속부의 원뿔형 리세스(30")가 도 2b에 따른 원뿔형 리세스(30')보다 훨씬 더 낮게 만들어지고, 기능성 요소(10)의 단부면이 기능성 요소(10)의 헤드부에 의해 넓혀진 시트 금속부의 구멍을 통해 밀어넣어져, 실제로 원뿔형 절단면(26)이 링 리세스(36)의 둥근 바닥면에 이르게 된다는 사실을 분명히 알 수 있으며, 이에 따라, 도 3d에 따른 후속 과정에서, 원통형 헤드부는 단부면(30)에서 고리 형태로 바깥 방향으로 "말림", 즉 비드화(beaded over)된다.

또한, 도 3d로부터, 플런저(48)가 도 3c에 비해 하향으로 더욱 이동하고, 기능성 요소(10)의 중공형 헤드부의 자유단 영역이, 초기의 링형 리벳 비드(37)를 형성하기 위해, 시트 금속부의 구멍의 하향 연신된 림부 주변의 버튼 다이의 둥근 링 리세스, 즉 구름면(36)의 결과로 형성된다는 것을 분명히 알 수 있다. 이러한 제조 방법의 과정에 의해, 시트 금속부의 구멍은 트럼펫의 마우스부와 유사한 림부(31)를 포함하는 구멍을 갖는다.

플런저(48)의 하향 이동이 계속해서 진행되면, 도 3e에 따라 헤드부(16)의 벽은 곡면과 이에 이웃한 샤프트부(14) 바로 아래의 원통형 벽의 영역에서 압축되어, 링 폴드(ring fold)(52)가 형성된다. 기능성 요소(10)가, 한편으로는 플런저(48), 다른 한편으로는 구멍의 림부(31) 및 관통 슬러그(50)에 의해 안내되는 결과로서, 또한 링 리세스(36)의 형태에 따라 지배되는 구속 조건은 도 3a 내지 도 3e에서 보여지는 것처럼 변형이 일어나도록 보장한다. 도 3e에 따르면, 리벳 비드(37)는 최종 형태를 갖는다.

여기서 유념해야 할 점은, 비교적 얇은 시트 금속부, 즉 시트 금속이 약 0.6㎜ 내지 1.8㎜의 두께 범위를 가지기 때문에, 구멍의 림부(31)는 대략 원뿔 모양을 가지고, 리벳 비드(37)와 링 폴드(52) 사이에서 고정되며, 링 표면(57)은 시트 금속부(30)의 상부측 평면에서의 링 폴드 상에 위치한다는 것이다. 필요하다면, 플런저는, 링 표면이 시트 금속부의 상부측을 넘어 돌출되는게 아니라 오히려 이보다 약간 후퇴되도록 하기 위해, 예컨대 이 영역에서 작은 축방향 링 돌출부를 가질 수 있다.

필요하다면, 플런저(48)의 노즈부(nose)(56)는 곡면과의 접촉 표면 영역에서, 한편으로 회전 방지를 촉진하는 시트 금속부(30)와 중공형 헤드부(16) 사이의 바람직한 후크형 배열을 발생시키는 형상 제공 특징부를 구비할 수 있다. 또한, 다른 한편으로, 플런저(48)의 노즈부(56)는, 예컨대 돌출부가 도 3e의 링 폴드(52)의 상부 링 표면에서 발생하고, 예를 들면 기능성 요소가 접지 요소로서 사용되는 경우, 고품질의 전기 접촉용에 적합하도록 실시될 수 있다. 회전 방지를 구현하는 이러한 유형에 대해 대안적으로 또는 추가적으로, 기능성 요소는 접착제에 의해 시트 금속부에 접착 결합될 수도 있다. 예를 들면, 기능성 요소(10)는 헤드부(16)의 영역에서 기능성 요소를 시트 금속부에 접촉하는 동안 압력을 받아 먼저 활성화되는 건식 접착제로 피복될 수 있다.

도 3e의 단계에서, 시트 금속부에의 기능성 요소(10)의 체결이 완료된다. 프레스가 개방되면, 이렇게 제조한 부품 조립체는 도 3e로부터 분명히 알 수 있는 형태를 갖는다.

본 설명에서 처음에 가정한 것은, 버튼 타이(32)가 프레스의 하부 툴 내에 배치되는 버튼 다이라는 것이다. 이 경우, 조절 헤드(44)는 프레스의 상부 툴에 고정되거나, 혹은 프레스의 중간 플레이트에 고정된다. 그러나, 버튼 다이(32) 또한 중간 플레이트에 배치될 수도 있어서, 프레스의 상부 툴 또는 하부 툴에 배치되는 조절 헤드와 연동할 수 있다. 정확히 동일한 방식으로, 툴의 상부 플레이트 내에 버튼 다이(32)를 장착하고, 프레스의 중간 플레이트 또는 하부 툴에 조절 헤드를 설치하는 것이 가능하다. 또한, 조절 헤드(40) 및 버튼 다이(32)는 로봇에 의해 서로를 향해 가압되거나, 힘-구동식 집게(force-actuated tongs) 등의 다른 장치에 의해 서로 접합될 수 있다.

도 3e에서 유념해야할 점은, 관통 슬러그(50)가 리벳 비드(37)의 영역에서 중공형 기능성 요소(10)의 중앙 통로를 차단하여, 이 부분에서 시트 금속부(30)에 대한 기능성 요소(10)의 리벳 연결이 강화된다는 것이다.

보다 두꺼운, 예를 들면 두께가 약 1.8㎜ 이상의 시트 금속부를 사용할 때, 프레스 내에서 제조된 최종 부품 조립체는 도 3e에서와는 약간 다르게 도 4에 따라 도시된다.

도 4에 따르면, 시트 금속부(30)는 대체로 원뿔형인 구멍의 림부(31) 영역에서 다소 더 많이 변형되어, 보다 두꺼운 영역(31')이 대체로 U-형인 리벳 비드(37')에 의해 둘러싸여진다. 그러나, 이러한 연결의 기능과 특성은 도 3a 내지 도 3e의 실시예에서와 같이 정확히 동일하게 나타난다.

도 5a 내지 도 5d는 가능한 시트 금속 형성예를 나타내는 바, 본 시트 금속 형성예는, 도 5a 내지 도 5d에 따른 시트 금속 형성예 자체가 추가의 회전 방지를 발생시키기 때문에, 도 1a 및 도 1b에서와 같은 요소 또는 도 2a나 도 2b에 따른 또 다른 요소가 회전 방지를 제공하는 특징부 없이 사용될 때(회전 방지를 제공하는 특징부를 구비한 기능성 요소의 사용을 채택하더라도) 특히 중요하다.

기본적으로, 시트 금속부(30)가 도 5a 내지 도 5d에 따른 시트 금속부를 제조하는 과정에서, 여기서는 원형 디스크의 형태로 형성되지만, 실제로는 시트 금속부에 회전 방지를 제공하는 특징부를 제공하기 위해 특수한 효과를 갖는 바람직한 임의의 다른 모양으로 형성될 수 있다. 다시 말하면, 회전 방지를 제공하는 특징부가 유럽특허출원 공개번호 EP-A-1 609 561에 따른 시트 금속부에 부착된다.

더 구체적으로는, 시트 금속부에는 도 5b의 평면도 또는 도 5d의 부분 확대도(도 5a의 원으로 에워싼 영역에 상응하는 확대도)를 통해 가장 확실히 확인할 수 있는 압인 가공된 링 형상의 특징부(71)가 제공된다. 본 예시에 따르면, 상기 압인 가공된 링 형상의 특징부는 개별적인 장방형 돌출부들로 구성되며, 이들 돌출부는 각각 주변 연장 홈(peripherally extending groove)(74)에 의해 둘러싸여져 있다. 본 예시에 따르면, 규칙적으로 배치된 섬 모양의 6개의 돌출부(72)가 시트 금속부의 중심 종축(76) 주변에 배치된다. 상기 돌출부(72)를 위한 재료는 대응하는 홈(74) 영역의 재료를 옮겨 놓음으로써 얻어진다. 시트 금속부는, 시트 금속부의 사전 천공이 모든 실시예에서의 실행가능한 대안을 나타내지만, 여기서는 미리 천공되지 않는다.

그 다음에, 도 6a 및 도 6b는 도 1a 및 도 1b에 따른 기능성 요소가 어떻게 시트 금속부 안으로 삽입되는지를 나타내고 있다. 이와 관련하여, 도 6a에서는, 기능성 요소가 도 5a 내지 도 5d에 따른 시트 금속부(30)보다 위쪽에 있는 모습을 볼 수 있고, 도 6b에서는, 기능성 요소가 시트 금속부에 리벳 체결된 후의 모습을 볼 수 있다. 이에 대응하는 그림이 도 7a 및 도 7b에서 부분 절개된 형태로 보여질 수 있고, 그 방법의 과정은 도 3a 내지 도 3e와 관련한 방법의 앞서 설명한 과정과 일치하며, 여기서 시트 금속부(70)는 두꺼운 시트 금속부인 것으로 이해되는데, 그 이유는, 시트 금속부(30)의 압인 가공된 특징부(72, 74)가 링 폴드(52)의 하부 영역에서 시트 금속부의 대응하는 압인 가공된 상보적 특징부를 발생시켜, 개선된 회전 방지가 얻어진다는 사실과는 별개로, 도 7b에 따른 그림이 도 4에 따른 대응 그림과 거의 일치하기 때문이다.

도 8은 도 1a 및 도 1b에 따른 요소가 산업 제품 제조 과정에서 각각 조절 헤드(100)에 의해 시트 금속부에 어떻게 공급되는지를 개략적으로 나타내고 있다. 이와 관련하여, 도 8에 따른 조절 헤드(100)는 유럽특허 755749에 도시되는 조절 헤드와 대체로 일치한다. 조절 헤드에 대해 상기 유럽특허에서 상세히 설명되기 때문에, 여기서는 조절 헤드의 중요 부품에 대해서만 간단히 설명하기로 한다.

도 8에서 보여지는 안내 및 조절 장치(100)는 나사(114) 및 맞춤핀(dowel pins)(116)에 의해 프레스의 상부 툴에 고정되는 장착 하우징(112)을 포함한다. 덮개(118)를 구비한 장착 하우징(112)은, 한편으로는 상부 툴(102)에서 플런저(120)를 안내할 수 있지만, 다른 한편으로는 실제 조절 헤드(122)를 위한 가이드로서 기능한다. 플런저(120)는 직경이 큰 상단부(124)와, 보다 아래에 위치한 직경이 작은 원통형부(126)를 갖는다. 플런저의 상단부(124)는 피스톤으로 형성되며, 실린더(125) 내의 압력에 의해 공압식으로 하향 이동된다. 실린더(125)는 덮개(118)에 의해 밀폐된다. 실질적으로 원통형인 플런저의 하부(126)는 조절 헤드(100)의 가이드 피스(guide piece)(140)에 의해 미끄러져 움직이도록 안내된다. 가이드 피스(140) 자체는 실린더(145) 내에서 피스톤 로드(143)를 구비한 피스톤(141)에 의해 미끄러져 움직이도록 안내되고, 실린더(145) 자체는 장착 하우징(112)의 보어(147) 내에서 피스톤(146)에 의해 미끄러져 움직이도록 안내된다. 접철식 배열을 형성하는 상기 두 피스톤(141, 146)은 공압식으로 하향 이동된다.

플런저(120)의 하단부(151)는 그 하부(126)에 비해 직경이 작으며, 기능성 요소(10)의 샤프트부(14)를 수용하기 위해 형성된 원통형 개구(153)를 포함한다. 기능성 요소(10)의 헤드부(16)는 가이드 피스 내부에 위치된 2개의 지지 부재 또는 지지 핑거부(holding fingers)(162) 사이에 위치한다. 각각의 지지 핑거부(162)는 개략적으로 표시된 압축 코일 스프링(166)을 각각 수용하는 원통형 보어(164)를 포함하고, 압축 코일 스프링의 일 단부가 보어(164)의 단부(168)에서 지탱되고, 그 타 단부가 가이드 피스(140)의 각각의 덮개판(170)에서 지탱되어, 압축 코일 스프링이 각각의 지지 핑거부(162)를 기능성 요소(10)를 향한 방향으로 이동시키는 것으로 이해할 수 있다.

여기서는 도시되지 않더라도, 각각의 센터링 핀(centering pins)이 압축 코일 스프링(166)과 동축으로 배치되어, 상기 센터링 핀은 지지 핑거부의 대응하는 보어를 관통하여 돌출하고, 기능성 요소를 중심에 오도록 조정하며, 지지 핑거부를 안내한다. 그러면, 센터링 핀의 단부가 기능성 요소의 헤드부(16)의 직경에 상응하는 서로간의 간격을 가져서, 가이드 피스 내에 삽입되는 기능성 요소는 그 간격에서 센터링 핀에 의해 중심이 맞춰진다.

본 예시에서는 단지 2개의 지지 핑거부(162)만이 도시되어 있지만, 필요하다면, 더 많은 지지 핑거부가 사용될 수도 있다.

중공형 가이드 피스(140) 내에서 선형적으로 변위될 수 있고, 플런저(120)의 중심 종축(172)에 대해 수직하게 변위될 수 있는, 지지 핑거부(162)는, 안내 및 조절 장치(100)에 의해 조작될 수 있는 기능성 요소(10)가 공급 채널(178)을 통해 미끄러질 수 있고, 도 8의 위치의 지지 핑거부(162) 사이에 단지 개별적으로 및 피스톤(124) 아래의 대응 압력의 적용으로 플런저(120)가 도 8에 비해 상향으로 이동될 때에만, 기능성 요소의 원통형 헤드부(16)는 전면에 배치된다.

여기서, 호스(hose)에 의해 형성되는 공급 채널(178)은 여기서 마우스 피스(mouth piece)(180)에 의해 가이드 피스(140)에 고정된다. 또한, 공급 채널(178)은, 예컨대 제한된 수의 체결 요소로 채워진 매거진(magazine)일 수 있다. 도 3a 내지 도 3e의 노즈 피스(70)에 대응하는 가이드 피스(140)의 마우스 또는 노즈 피스(182)에는, 기능성 요소의 헤드부(16)가 마우스 피스(182) 또는 링형 삽입물(184)에 삽입될 때 그 헤드부에 클램핑 작용을 가하기 위해, 예컨대 폴리우레탄의 탄성 삽입물(184)이 제공될 수 있다. 이 클램핑 작용은 기능성 요소(10)의 안내를 발생시킬 뿐만 아니라, 지지 핑거부(162)가 개방되어 있거나 개방될 때 기능성 요소(10)가 마우스 피스(182)를 통해 떨어지지 않도록 한다.

지지 핑거부(162)는 제어 에지 또는 제어면(190)를 포함하며, 이를 통해 지지 핑거부는 변위가능하게 배치된 피스톤(120)의 부분(151)에 의해 개방될 수 있다. 이러한 개방 이동 동안, 지지 핑거부(162)는 보어(164)의 중심 종축에 평행하게 이동한다. 지지 핑거부(162)의 이러한 이동 동안, 임의의 센터링 핀의 위치는 가이드 피스(140)에 대해 고정된다.

상기 이동은 멈춤부에 의해 미리 형성된 지지 핑거부의 최종 위치로 지지 핑거부를 밀려고 하는 스프링(166)의 힘에 반하여 일어난다. 또한, 지지 핑거부(162) 상에는, 지지 핑거부의 개방 후 힘에 의한 잠금 방식으로 각각의 기능성 요소(10)를 지지하는 클램핑 표면(196)이 형성된다. 이를 위해, 지지 핑거부(162)를 닫는 스프링(166)의 힘이 사용된다.

도 8에 따른 위치로부터 시작하여, 프레스는 닫힌다. 마우스 피스(182)의 단부면이 시트 금속부에 접하여, 버튼 다이에 대해 시트 금속부를 가압하는 순간, 가이드 피스(140)는 상부 툴(102)에 대해 후방으로, 실제로는 피스톤(124)의 상측 단부면이 덮개(118)에 접할 때까지 편향하기 시작한다. 프레스의 계속적인 닫힘 이동을 통해, 조절 헤드의 가이드 피스(140)는 상부 툴에 대해 후방으로 계속해서 이동하고, 후방으로 더이상 편향될 수 없는 플런저(120)는 지지 부재(162)를 개방하며, 지지 부재 사이의 기능성 요소를 마우스 피스(182)를 통해 밀어서, 기능성 요소(10)가 도 3a 내지 도 3e에 따라 시트 금속부 안에 삽입되고, 버튼 다이(도 8에서는 도시되지 않지만, 버튼 다이(32)에 상응함)에 의해 시트 금속부에 리벳 체결된다.

대응하는 가이드 피스(140)의 후방 편향 이동은 두 피스톤(141, 146)의 접철식 구조 및 조절 헤드의 기하학적 구조를 통해 가능하다.

후속하는 프레스의 개방 이동 동안, 상기 두 피스톤(141, 146)은 먼저 플런저(120)가 피스톤(124) 아래의 대응 압력을 통해 덮개(118)와 접촉을 유지하는 동안의 공압식 바이어스(pneumatic bias)의 결과로 연장된다. 이는 플런저(120)의 하단부가 가이드 피스(140)에 비해 훨씬 상당히 인상되어, 새로운 기능성 요소(10)가, 예컨대 공기 분사에 의해 공급 채널 안으로 플런저(120) 아래에 삽입된 후, 플런저(120)의 하향 유도된 공압식 바이어싱이 활성화되어, 기능성 요소를 도 8에 따른 위치로 이동시킬 수 있다는 것을 의미한다.

그 다음에, 새로운 기능성 요소(10)는 앞서 설명한 방법을 반복함으로써 새로운 시트 금속부 안에 삽입될 수 있다. 참조 번호 200은 제어핀을 나타내는 바, 이 제어핀은 기능성 요소(10)의 존재를 감지하기만 하면, 제어핀(200)에 의해 제어되는 공압, 기계 및 전기 제어 중 어느 하나의 제어를 통해 프레스를 계속하여 닫힘 이동시킬 수 있다. 특히, 참조 번호 204는 플런저(120) 내의 경로를 차단하는 그러브 나사(grub screw)를 나타낸다. 제어핀(200) 상에는, 예컨대 철합금으로 이루어진 하부 금속부(206)와, 예컨대 플라스틱으로 이루어진 상부 비전도부(208)를 포함하는 직경이 더 큰 핀(202)이 위치된다. 참조 번호 210은 제어핀(200)이 상승될 때 핀(202)의 금속부(206)에 의해 댐핑되는 근접 센서(proximity sensor)를 가리키는데, 이는 기능성 요소(10)의 존재를 나타내어, 기능성 요소가 중공 공간(153) 내에 존재하는 것을 감지한다. 근접 센서가 사용되면, 제어 신호가 라인(212)을 통해 프레스 제어에 보내져, 프레스의 후속 행정을 일으킨다. 만일, 어떻한 기능성 요소(10)도 존재하지 않는다면, 즉 단열부(208)가 근접 센서의 앞에 위치되면, 근접 센서는 더이상 댐핑되지 않기 때문에 어떠한 신호도 보내지 않는다. 이러한 상태는 기능성 요소가 핀(126)의 중공 공간(153) 아래나 그 내에 존재하지 않을 때 발생한다. 그러브 나사(204) 아래의 중공 공간(214) 내에 들어있는 압축 코일 스프링이 핀(202)를 가압하기 때문에, 제어핀(200)을 하향으로 이동시킨다. 근접 센서가 신호를 전달하지 않거나, 기능성 요소의 부재에 따른 신호를 제공한다면, 프레스는 결함이 제거될 때까지 중단된다.

본 명세서에서 설명된 기능성 요소는, 예컨대 강도 등급 5.6에 달하는 모든 재료에 의해 제조될 수 있다. 이러한 금속 재료는 보통 탄소 함유량이 0.15% 내지 0.55%인 탄소강이다.

모든 실시예에 있어서, 모든 재료는 일 예로서 냉간 변형의 상황 하에서 ISO 표준 규격에 따른 강도 등급 8에 달하는 기능성 요소의 재료, 예컨대 DIN 1654에 따른 35B2 합금으로 지정될 수 있다. 이렇게 형성된 체결 요소는 특히 상업상 취급가능한 시트 금속부 가공용 강철 재료 및 알루미늄 합금에 적합하다. 알루미늄 합금, 특히 고강도의 알루미늄 합금, 예를 들면 ALMg5 또한 기능성 요소를 위해 사용될 수 있다.

종래에 수행된 시험에 따르면, 재료 35B2를 사용할 경우, 헤드부의 외경에 대한 헤드부의 방사상 벽 두께의 비율은 0.15 내지 0.2의 범위에 놓여야 한다는 것을 알 수 있었다. 이들은 파열력 또는 인장력을 증가시키기 때문에, 보다 높은 값이 바람직하다. 그러나, 가압력은 과도한 변형을 초래하지 않도록 보장되어야 한다.

Claims (20)

1. 패널 요소, 특히 시트 금속부(sheet metal part)(30)에 리벳 연결될 수 있는 샤프트부(shaft part)(14; 14') 및 헤드부(16; 16')로 구성된 기능성 요소(10; 10'), 특히 볼트 요소에 있어서,
   상기 헤드부는 중공형으로 이루어지고, 상기 샤프트부보다 외경이 더 크며,
   상기 샤프트부(14, 14')는 볼록 곡면(15; 15')으로 형성된 링 숄더부(ring shoulder)를 통해 상기 헤드부로 통합되어, 상기 볼록 곡면(15; 15')이 상기 샤프트부(14; 14')에서 적어도 실질적으로 원통형인 상기 헤드부(16; 16')의 재킷면(jacket surface)까지 적어도 실질적으로 연장하는,
   기능성 요소.
2. 제1항에 따르면,
   상기 볼록 곡면(15; 15')은, 예컨대 회전체를 나타내는 적어도 실질적으로 구형 곡면인 것을 특징으로 하는, 기능성 요소.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 중공형 헤드부(16; 16')의 내부 공간(18; 18')이 적어도 실질적으로 환상 원통 모양으로 이루어지고, 상기 헤드부와 상기 샤프트부 사이의 변화 영역에서 적어도 실질적으로 반구 형태를 가지며, 그 반경(R, R')은 상기 기능성 요소의 중심 종축(24; 24') 상에서 원점을 가지고, 상기 헤드부의 상기 원통형 내부 공간(18; 18')의 반경과 적어도 실질적으로 동일한 크기를 갖는, 기능성 요소.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 헤드부와 상기 샤프트부 사이의 원형 또는 구형 변화 영역의 벽 두께가 적어도 실질적으로 일정한 것을 특징으로 하는, 기능성 요소.
5. 제4항에 있어서,
   상기 헤드부와 상기 샤프트부(14; 14') 사이의 원형 또는 구형 변화 영역의 벽 두께는, 회전 방지를 제공하는 리브(ribs)(17; 17') 또는 리세스(recesses)와 같이 회전 방지를 제공하는 임의의 특징부의 방사상 높이가 고려될 필요없이, 상기 중공형 헤드부(16, 16')의 원통형 영역의 벽 두께와 적어도 실질적으로 일치하는, 기능성 요소.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 헤드부(16')로부터 멀리 떨어진 상기 샤프트부(14')의 단부는 구 모양(25')을 가지며, 상기 헤드부의 반경은 상기 샤프트부의 반경보다 더 큰, 기능성 요소.
7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 샤프트부(14)에는 수나사산(external thread)(12) 또는 상기 샤프트부 상에 플러그되는 클립의 수용을 위한 래칭 특징부(latching features)가 제공된, 기능성 요소.
8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 헤드부(16')의 상기 재킷면에는, 예컨대 종방향 리브(17') 및/또는 종방향 홈(grooves)과 같이 회전 방지를 제공하는 특징부가 제공된, 기능성 요소.
9. 제1항에 있어서,
   상기 샤프트부(14; 14')로부터 멀리 떨어진 상기 헤드부(16; 16')의 리벳 부분을 형성하는 단부면(20, 20')이 자체 공지된 방식으로 원뿔형 내부 절단면(26; 26')을 형성한, 기능성 요소.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 중공형 헤드부의 상기 단부면은, 원형 펀칭 및 드로잉면(rounded punching and drawing surface)으로 통합되고, 내측에 원뿔형 절단면을 가지는, 원통형 재킷면을 포함한, 기능성 요소.
11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 헤드부와 상기 샤프트부 사이의 원형 변화 영역의 축방향 높이와 함께, 상기 중공형 헤드부(16; 16')의 길이는 적어도 상기 샤프트부(14; 14')로부터 멀리 떨어진 시트 금속부(30)측에 형성된 리벳 비드(rivet bead)(37; 37')의 길이와, 상기 샤프트부(14; 14')에 인접한 상기 시트 금속부측에 형성된 상기 링 폴드(ring fold)(52)의 연장된 길이 및 상기 시트 금속부의 두께와, 상기 샤프트부(14; 14')에 인접한 상기 시트 금속부측 상에 형성된 상기 링 폴드(52)의 연장된 길이의 총합이 되도록 되어 있는, 기능성 요소.
12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샤프트부도 중공형으로 이루어진, 기능성 요소.
13. 제12항에 있어서,
    상기 중공형 샤프트부에는 암나사산이 형성된, 기능성 요소.
14. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    냉각 압조 부품으로 제조되는, 기능성 요소.
15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 샤프트부에 형성되는 임의의 나사산이 전조 공정 또는 압력 형성 공정에 의해 형성되는 관 부재로 이루어진, 기능성 요소.
16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 기능성 요소(10; 10')와 시트 금속부(30) 사이의 연결 제조 방법에 있어서,
    자체 공지된 방법에 따라, 상기 시트 금속부는 상기 기능성 요소의 단부면(20; 20')에 의해 천공되는 동시에, 버튼 다이(die button)(32)에 의해 지지되어, 구멍의 하향 형성된 림부 주변에 리벳 비드(37; 37')를 형성하도록 구성되고, 상기 기능성 요소(10; 10')는, 상기 샤프트부(14; 14')에 인접한 상기 중공형 헤드부(16; 16')의 영역을, 상기 리벳 비드(37; 37')로부터 멀리 떨어져 있고, 상기 샤프트부(14; 14')에 인접한, 상기 시트 금속부(30)측에 접촉하는 링 폴드(52)로 형성하기 위하여, 상기 리벳 비드(37; 37')가 완성되기 직전후에 하향으로 가압되는,
    연결 제조 방법.
17. 제16항에 있어서,
    상기 헤드부(16; 16')의 천공부(26; 26')에 의해 형성된 관통 슬러그(50)는 리벳 연결의 강도를 더욱 증가시키기 위해 상기 버튼 다이(32)의 플런저 돌출부(34)에 의해 상기 리벳 비드 내부로 힘이 가해지는, 연결 제조 방법.
18. 시트 금속부(30) 및 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따른 기능성 요소(10; 10')로 구성되고, 제16항 또는 제17항의 연결 제조 방법에 따라 제조된 부품 조립체에 있어서,
    리벳 비드(37; 37')가 샤프트부(14; 14')로부터 멀리 떨어진 시트 금속부 측에 위치되는 반면, 링 폴드(52)가 상기 샤프트부(14; 14')에 인접한 시트 금속부(30) 측에 위치되며, 상기 시트 금속부(30)는 상기 링 폴드(52)와 상기 리벳 비드(37; 37') 사이의 상기 기능성 요소(10)에 연결되는 영역에서 고정되는,
    부품 조립체.
19. 제18항에 있어서,
    상기 링 폴드(52)는 상기 시트 금속부의 링 리세스 내에 배치되고, 상기 샤프트부(14)에 인접한 상기 링 폴드(52)의 링 표면(57)이 리벳 연결된 영역에서 상기 샤프트부(14)에 인접한 상기 시트 금속부 측 위나 아래에 마찰식으로 배치되며, 상기 시트 금속부(30)의 측과 동일한 높이에 위치한, 부품 조립체.
20. 제18항 또는 제19항에 있어서,
    관통 슬러그(50)가 링 형상의 리벳 비드(37; 37') 내부에 위치되고, 바람직하게는 상기 리벳 비드에 의해 가압될 수 있는, 부품 조립체.

Images