KR20120084689A - 압입 요소 형태의 기능 요소 - Google Patents

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KR20120084689A
KR20120084689A KR1020120006607A KR20120006607A KR20120084689A KR 20120084689 A KR20120084689 A KR 20120084689A KR 1020120006607 A KR1020120006607 A KR 1020120006607A KR 20120006607 A KR20120006607 A KR 20120006607A KR 20120084689 A KR20120084689 A KR 20120084689A
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지리 바베즈
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프로필 페르빈둥스테크닉 게엠베하 운트 컴파니 카게
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Abstract

본 발명은 금속 시트부와의 접합을 위한 압입 요소 형태의 기능 요소에 관한 것이며, 기능 요소는 헤드부와 샤프트부를 포함하고, 상기 헤드부는 상기 샤프트부 근처의 측면에 구비되는 링형 시트 금속 접촉면, 그리고 상기 링형 시트 금속 접촉면의 내측에 구비되고 상기 헤드부로부터 상기 샤프트부로의 전이부에서 상기 샤프트부를 둘러싸는 링형 축방향 리세스를 포함하며, 상기 샤프트부는 상기 축방향으로 연장되며 원주방향으로 분포되는 복수의 반경방향 리세스들, 그리고 이들 사이에 배치되며 유사하게 축방향으로 연장되고 반경방향으로 돌출되는 노우즈들을 포함한다. 융기 물질부들 이 상기 헤드부의 근처에서 상기 반경방향 리세스들의 축방향 끝단의 위치에 존재하고, 상기 링형 리세스의 영역에서 상기 헤드부와 함께 언더컷을 형성한다.

Description

압입 요소 형태의 기능 요소{Functional element in the form of a press-in element}
본 발명은 금속 시트부(sheet metal part)에의 부착을 위한 압입 요소(press-in element) 형태의 기능 요소(functional element)에 관한 것이다.
기능 요소는 수(male) 요소 또는 암(female) 요소로 형성될 수 있다. 그 샤프트부(shaft part)가 나사산을 구비하는 볼트 요소, 그 샤프트부가 클립(clip) 등을 위한 마운트(mount)를 구비하는 요소, 그 샤프트부가 실린더 형태로 형성되고 요소에 대해 회전 가능한 컴포넌트를 위한 저널(journal)로 작용하는 요소가 수 요소로 고려될 수 있다.
암 요소로는, 너트 요소, 즉 스스로 통공하는 너트 요소가 구현되도록 샤프트부가 통공 부분으로 형성될 수 있으며 내부 나사산을 가지는 요소가 기본적으로 고려될 수 있다. 나사산은 미리 제조되어야만 하는 것은 아니며, 대신에 나사산 형성 또는 나사산 커팅 스크류(cutting screw)에 의해 금속 시트부에 너트 요소를 부착한 후 형성될 수 있다. 그러나 암 요소는 샤프트의 회전 가능한 저널링(journaling)으로 작용하는 실린더 형상의 중공 공간을 가지는 중공 요소일 수 있다.
기능 요소들은 종래에 아주 다양한 예로 알려져 있다. 한편으로, 금속 시트부의 홀의 모서리를 수용하기 위한 링형 리세스(ring-shaped recess)를 헤드부와 함께 형성하는 리벳 비드(rivet bead)를 형성하기 위해 금속 시트부에 부착 시에 변형되는 리벳 섹션을 가지는 소위 리벳(rivet) 요소가 있다. 그러한 리벳 요소로서 기능 요소는 금속 시트부에 접촉 시에 변형된다. 그러한 리벳 요소의 전형적인 예들은 본 출원인의 NBR 볼트 요소, 본 출원인의 RND 너트 요소이다(유럽 특허 1116891). 나아가, 요소 그 자체가 금속 시트부에 부착 시에 의도적으로 변형되는 것이 아니라 개별 압입 요소의 언더컷(undercut)과의 체결이 야기되도록 시트 물질 그 자체가 변형되는 소위 압입 요소들이 잘 알려져 있다. 다양한 볼트 요소들과 너트 요소들이 또한 알려져 있다.
본 출원인의 소위 EBF 볼트(유럽 특허 678679)는 볼트 요소로 명명될 수 있으며, 본 출원원인의 소위 RSU 요소(유럽 특허 759510)는 너트 요소로 명명될 수 있다.
본 발명의 목적은, EBF 요소 또는 RSU 요소를 대체할 수 있고, 별다른 문제 없이 제조될 수 있으며, 회전을 방지하는 적절한 담보 및 적절한 축방향 압출(press-out) 저항력을 갖는 압입(press-in) 요소 형태의 기능 요소가 활용 가능하도록 하는 것이다.
이러한 종류의 회전을 방지하는 담보는, 기능 요소의 금속 시트부에의 부착, 이어지는 너트의 볼트 요소에의 부착, 또는 금속 시트부에 대한 추가 컴포넌트의 고정을 위해 볼트 요소의 너트 요소에의 체결 등에서, 볼트 요소 또는 너트 요소의 풀림을 야기할 수 있는 토크가 생기지 않도록 하기 위해 필요하다. 그러한 토크는 대응하는 나사 조인트를 풀 때 생긴다. 나아가, 각각의 기능 요소를 구비하는 금속 시트부들은 하나의 공장에서 다른 공장으로 또는 공장 내에서 박스에 담겨 벌크(bulk) 형태로 자주 운반되기 때문에, 축방향 압출(press-out) 저항력 및 버튼 아웃(button-out) 저항력 역시 중요하다. 이러한 것은 개별 금속 시트부들에서 기능 요소의 풀림을 야기할 수 있으며, 이는 후속 과정에서 불리한 결과를 낳게 된다. 나아가, 기능 요소를 장착하는 금속 시트부에 추가적인 컴포넌트를 부착함에 있어, 너트를 볼트 요소에 부착하거나 볼트를 너트 요소에 체결할 때 각각의 기능 요소에 상당한 축방향 힘을 가하는 스크류 또는 너트와 같은 자동 조립 도구들이 자주 사용된다. 이러한 것에 의해, 압출 저항력 또는 버튼-아웃 저항력이 요구되는 수준을 확보하지 못하는 경우, 금속 시트부에서 기능 요소가 풀릴 위험, 또는 금속 시트부와 기능 요소의 연결의 실패의 위험 등이 존재한다.
상기한 과제를 해결하기 위해, 우선, 청구항 제1항에 따른 기능 요소는 헤드부(head part)와 샤프트부(shaft part)를 포함하고, 상기 헤드부는 상기 샤프트부 근처의 측면에 구비되는 링형(ring-shaped) 시트 금속 접촉면, 그리고 상기 링형 시트 금속 접촉면의 내측에 구비되고 상기 헤드부로부터 상기 샤프트부로의 전이부에서 상기 샤프트부를 둘러싸는 링형 축방향 리세스를 포함하며, 상기 샤프트부는 상기 축방향으로 연장되며 원주방향으로 분포되는 복수의 반경방향 리세스들, 그리고 이들 사이에 배치되며 유사하게 축방향으로 연장되고 반경방향으로 돌출되는 노우즈(nose)들을 포함한다. 융기 물질부들 이 상기 헤드부의 근처에서 상기 반경방향 리세스들의 축방향 끝단의 위치에 존재하고, 상기 링형 리세스의 영역에서 상기 헤드부와 함께 언더컷을 형성한다.
이와 같은 기능 요소의 디자인을 통해서, 시트 금속 물질이 반경방향으로 돌출된 노우즈, 반경방향 리세스의 베이스면에 접촉할 수 있도록 유입되며, 그에 따라 회전을 방지하는 담보가 특별히 노우즈의 반경방향으로 향한 측면부(flank)에서 달성된다. 더욱이, 시트 금속 물질이 융기 물질 부분에 의해 형성된 언더컷(undercut)에 유입되고, 그에 따라 축방향 압출 저항력이 생성된다. 나아가, 원주방향으로 고려할 때, 금속 시트부는 융기 물질부의 횡방향 경계에 접촉할 수 있으며, 그에 의해 회전을 방지하는 추가적인 담보가 생성된다.
샤프트부의 나사산으로의 형성으로, 시트 금속 물질은, 기능 요소의 헤드부로부터 이격된 시트 금속 물질의 영역은 헤드부 근처의 나사산의 축방향 끝단의 반대쪽 및 반경방향으로 나사산의 외경 내에 놓이게 되도록, 더 변형될 수 있다.
나사산은 반경방향 리세스 및 노우즈의 형성 후에 나사산 롤링(rolling) 공정을 통해 생성되기 때문에, 나사산 롤링과 관련된 샤프트부의 증가된 사이즈(size)는 이전 과정의 반경방향 리세스와 노우즈의 제조에 유리하게 작용하며, 이는 샤프트부가 형성되어야 하는 나사산 영역에서 더 작은 직경을 가지기 때문이며, 그리고 이것은 샤프트부의 물질의 축방향 제거에 의해 설정된 리세스 및 노우즈의 제조를 간단하게 한다. 이러한 상황이 존재하지 않는다면, 반경방향 리세스는 기본적으로는 가능한 샤프트부의 반경방향 변형에 의해 형성되어야만 한다.
나사산 영역의 제조 이후의 직경 증가는 헤드부에서 이격된 리세스 및 노우즈의 축방향 끝단 근처에서 나사산 끝단부를 형성하고, 이는 시트 금속 물질의 접촉부로서 작용하고 압출 저항력을 확보한다. 상기 융기 물질부 및 대응하는 언더컷이 구비되면, 금속 시트부의 언더컷과의 체결은 압출 저항력을 보충한다. 나사산 끝단부가 볼트 요소에 존재하지 않으면, 시트 금속 물질의 언더컷과의 체결 그 자체가 압출 저항력을 생성하는 요구되는 형태 맞춤 체결(form-fitted connection)을 제공한다.
암 요소에서는, 증가된 직경에 대응하고 멈춤부로 작용하는 영역이 샤프트부의 자유단 부분에 구비될 수 있고 나사산 끝단부를 통해서 대응하는 방식으로 압출 저항력을 확보할 수 있다. 이러한 형상이 존재하지 않는다면, 압출 저항력을 생성하는 필요한 형태 맞춤 체결을 생성하기 위해, 언더컷 및 시트 금속 물질의 체결이 필요하게 된다.
비록 기능 요소의 약간의 풀림이 발생하더라도, 시트 금속 물질이 나사산의 끝단에 접하고 있기 때문에, 요소의 축방향 손실이 바로 가능한 것은 아니다. 샤프트부가 노우즈 영역에서 보다 상기 헤드부로부터 이격된 축방향 리세스 및 노우즈의 측면에서 더 큰 직경을 가지면, 또한 이와 같은 담보는 너트 요소의 디자인에도 존재하게 되고, 이에 의해 기능 요소는 금속 시트부로부터 압출(가압에 의해 분리)되지 않는다. 더 큰 직경을 가지는 영역에서 전이부에 존재하는 숄더(shoulder)가 너트 요소의 헤드부로부터 이격된 금속 시트부의 측면에 접촉하거나 접촉할 수 있기 때문에, 이러한 압출은 회피된다.
양 변형 형태, 즉 수 요소 또는 암 요소에서, 단지 헤드부의 반경방향 시트 금속 접촉면이 금속 시트부에 접촉하고 금속 시트부의 구멍보다 실질적으로 큰 직경을 가지기 때문에, 다른 방향으로의 요소의 축방향 손실(loss)은 가능하지 않다. 따라서, 축방향 손실은 양쪽 축방향 모두에서 방지된다.
나아가, 기능 요소의 부착에서, 시트 금속 물질은 축방향으로 이동하여 링형 리세스로 들어가고, 반경방향으로 이동하여 반경방향 리세스와 원주방향으로 교대로 돌출되는 노우즈에 접촉하게 되며, 이에 의해 버튼-아웃 힘에 저항할 수 있는 특별히 안정적인 형태가 얻어진다. 여기서 발생하는 구멍 마찰력은 회전을 방지하는 담보 및 압출 저항력을 보조한다.
헤드부 및 시트 금속 접촉면의 직경의 싸이즈를 통해서, 시트 금속 물질 및 축방향 압출 저항력을 구비하는 형태 맞춤 연결과 조합에 의해, 요소의 적당한 버튼-아웃 저항력이 확보된다.
링형 리세스 내에서의 시트 금속 물질의 변형에 의해, 헤드부의 금속 시트부에 대한 강한 접촉이 달성되며, 이에 의해 요소의 헤드부의 영역에서의 금속 시트부의 변형이나 왜곡이 방지될 수 있다. 나아가, 링 그루브는 반경방향 그루브 또는 리세스의 생성에 의해 발생되는 물질 수용 공간을 형성하며, 그에 따라 대응하는 융기 물질부가 헤드부로부터 샤프트부로의 전이를 방해하지는 않는다.
나아가, 샤프트부로부터 헤드부로의 전이부의 영역에서의 기능 요소와 금속 시트부의 부착은 샤프트부와 금속 시트부의 구멍의 상대적으로 작은 직경이 존재하는 방식으로 실현될 수 있다. 이러한 방식에서, 기능 요소의 헤드부로부터 이격된 금속 시트부의 측면에 추가적인 컴포넌트의 추후 부착은 간단하게 이루어질 수 있고 추가 컴포넌트는 단지 대응하는 구멍을 가지면 된다. 따라서 이러한 추가 컴포넌트의 금속 시트부에의 부착은 요구되는 "직접 클램프(direct clamp)"가 가능하며 하중 분산형 뚫어진 워셔(washer)로 작업하지 않는 방식으로 수행될 수 있다.
바람직하게는, 두 개 내지 열두 개, 바람직하게 네 개 내지 여덟 개, 특히 여섯 개의 반경방향 리세스가 구비되며, 각각의 반경방향으로 돌출된 노우즈들이 인접하는 반경방향 리세스 사이에 구비된다. 즉, 리세스와 노우즈가 기능 요소의 길이방향 축 둘레에 교대로 배열된다.
언더컷은, 바람직하게, 축 방향으로 링형 축방향 리세스 내에 배치된다. 이 지점에서, 특히 시트 금속 물질이 압축 과정 동안 헤드부의 축방향 링 리세스에 유입될 수 있기 때문에, 샤프트부의 상기 융기 물질부는 시트 금속 물질의 변형을 야기하지 않고 시트 금속 물질로 높은 품질의 체결을 확보할 수 있다.
따라서 기능 요소는 한 변형 형태로서 그 샤프트부에 나사산을 갖는 볼트 요소이며, 나사산의 외경은 샤프트부의 길이방향 축으로부터 반경방향 리세스의 베이스면까지의 (최대) 반경방향 크기보다 큰 반경(radius)을 가진다.
나아가, 나사산의 외경은 샤프트부의 길이방향 축으로부터 반경방향으로 돌출된 노우즈의 반경방향 외측면까지의 (최대) 반경방향 크기보다 큰 반경을 가진다.
반경방향 리세스들의 상기 베이스면들 및/또는 노우즈들의 외측면들은 각각의 원형의 실린더형 표면들에 적어도 실질적으로 놓이거나 이러한 원형의 실린더형 표면들의 일부를 형성한다. 리세스들의 베이스면들은 노우즈들의 외측면들과 같이 일정한 반경방향 크기를 가진다. 그러나, 이것은 절대적으로 필수적인 것은 아니나, 대응하는 면들의 다른 윤곽이 가능하기 때문에, 반경방향 크기가 반드시 일정해야 할 필요는 없으며, 그러나 최대 반경방향 크기에 대해 언급하는 것은 여전히 가능하다.
교대로 배열되는 노우즈와 리세스의 최대 반경방향 크기는 바람직하게는 나사산의 외경보다 작기 때문에, 시트 금속 물질이 반경방향으로 나사산의 외경 내측에 놓이고 위에서 언급한 볼트 요소의 축방향 담보가 확보된다는 것은 보장될 수 있다.
언더컷을 형성하는 융기 물질부는 나사산의 반경방향 크기에 적어도 실질적으로 대응하는 기능 요소의 중심 길이방향으로부터 측정된 최대 반경방향 크기는 가지거나 약간 클 수 있으며, 이에 의해 회전을 방지하는 향상된 담보가 성취될 수 있다.
바람직하게는, 나사산은 그 끝단이 반경방향 리세스들의 끝단들 또는 헤드부로부터 이격되어 노우즈들의 끝단들 바로 전방에서 헤드부 근처에 배열된다. 이러한 방식으로, 노우즈 및 리세스의 축방향 길이가 나사산이 헤드부 이전에 없어진다는 것을 나타내기 때문에, 바람직한 위치에 형성된 시트 금속 물질의 요구되는 "접촉" 뿐만 아니라 나사산 또한 문제 없이 나사산 롤링 공정에 의해 형성될 수 있다. EBF 볼트에서와 같이 헤드부에까지 수행되는 것이 아니기 때문에, 이것이 나사산 롤링 과정을 가능하게 한다.
압입 요소가 나사산을 구비하거나 구비할 수 있는 중공 중심 통로를 가지는 중공 요소일 때, 샤프트부는 마찬가지로 노우즈 영역에서의 샤프트부의 직경보다 큰 직경으로 헤드부로부터 이격되어 노우즈 및 리세스의 측면에 형성될 수 있다. 예를 들어, 이것은 축방향 압축이나 업셋팅(upsetting) 과정에 의해 달성될 수 있다.
나아가, 샤프트부의 자유단 면은, 직경이 노우즈 영역에서의 샤프트부의 직경보다 큰지 여부와 무관하게, 금속 시트부의 관통을 위해 디자인될 수 있으며, 그에 따라 금속 시트부로 삽입되는 너트 요소는 다이 버튼과 함께 금속 시트부에 자신을 위한 구멍을 뚫을 수 있다. 즉, 너트 요소는 스스로 관통할 수 있도록 만들어 진다.
본 발명의 기능 요소의 금속 시트부에의 부착에서, 컴포넌트 어셈블리는 금속 시트부가 링 리세스 내에서 확장되어 반경방향 리세스 및 언더컷으로 유입되고 그에 의해 요구되는 압출에 대한 저항력 및 회전을 방지하는 요구되는 담보가 확보된다는 특별한 특징을 유발한다.
컴포넌트 어셈블리는 샤프트부 근처의 영역에서 헤드부로부터 이격된 금속 시트부의 측면은, 헤드부 근처에서 나사산의 끝단 바로 전방에서 볼트 요소와 정렬되고, 중공 샤프트부의 끝단 섹션 바로 전방에서 중공 요소와 정렬된다.
컴포넌트 어셈블리는 금속 시트부가 헤드부로부터 이격된 측면에 링형 콜라(collar)를 가지도록 특히 대략 1 내지 1.5mm의 두께를 가지는 상대적으로 얇은 금속 시트부에 맞게 디자인되며, 그 반경방향 내측 표면은 노우즈 및/또는 반경방향 리세스의 베이스면에 밀착된다. 이러한 연결에서, 링 콜라는 시트 금속의 하면보다 낮은 축방향 길이, 대략 노우즈의 길이에 대응하는 예를 들어 1 내지 3mm의 축방향 길이를 가질 수 있다.
두께 1 또는 1.5mm보다 두꺼운 금속 시트부의 경우, 금속 시트부는 시트 금속 물질이 적어도 실질적으로 노우즈의 전체 축방향 길이 이상으로 확장되도록 노우즈(nose) 또는 다이 버튼의 링 노우즈에 의해 눌림 돌출된다. 본 발명의 기능 요소의 큰 장점은 하나의 요소가 예를 들어 0.6 내지 4mm 사이의 서로 다른 두께의 여러 금속 시트부에 사용될 수 있다는 것이며, 이는 사용자에게 보관이 용이하게 하고 비용을 줄일 수 있게 한다.
금속 시트부의 접촉 시에 대응하는 다이 버튼에 의한 금속 시트부의 압축을 통해, 시트 금속 물질은 흘러가도록 야기되며 그 결과 요소의 표면에 접하면서 융기 물질 부분들 사이에 놓이게 된다.
수 요소 형태의 본 발명에 따른 기능 요소의 제조 방법은, 실린더 형상의 금속 로드(rod) 또는 와이어(wire)로 시작하고, 헤드부, 샤프트부, 그리고 샤프트부 근처에서 헤드부의 측면에서 샤프트부를 둘러싸는 링형 축방향 리세스, 바람직하게는 헤드부 근처의 영역에서 샤프트부 둘레에 형성되는 물질 콜라를 가지는 소재(blank)를 냉간 헤딩 공정(cold heading process)에서 생성하는 것; 축방향으로 연장되는 반경방향 리세스, 헤드부의 근처에서 반경방향 리세스의 끝단에서 언더컷을 형성하는 융기 물질부, 그리고 반경방향 리세스 사이에 배열되는 노우즈를 형성하기 위해, 샤프트부 및/또는 (존재한다면) 콜라의 물질이 추가 냉간 헤딩 공정에서 부분적으로 제거되는 것; 그리고 나사산이 헤드부로부터 이격된 반경방향 리세스들의 축방향 끝단의 약간 전방 또는 바로 전방에서 롤링 공정에 의해 샤프트부에 형성되는 것을 특징으로 한다.
암 요소 형태의 기능 요소를 제조하는 제조 방법은, 실린더 형상의 금속 로드 또는 와이어로 시작하고, 헤드부, 샤프트부, 샤프트부 근처에서 헤드부의 측면에서 샤프트부를 둘러싸는 링형 축방향 리세스, 그리고 바람직하게 헤드부 근처의 영역에서 샤프트부 주위의 물질 콜라를 가지는 소재를 냉간 헤딩 과정에서 생성하는 것; 축방향으로 연장되는 반경방향 리세스들, 헤드부의 근처에서 반경방향 리세스들의 끝단에 언더컷들을 형성하는 융기 물질부들, 그리고 반경방향 리세스들 사이에 배열되는 노우즈들을 형성하기 위해, 샤프트부 및/또는 (존재한다면) 콜라의 물질을 추가적인 냉간 헤딩 과정에 의해 국부적으로 제거하는 것; 그리고 축방향으로 연장되는 중심 통로를 샤프트부와 헤드부에 형성하는 것을 특징으로 한다.
이러한 연결에서, 너트 요소의 자유단은 길이방향 축으로부터의 자유단의 반경을 증가시키기 위해 압축되거나 업셋(upset) 되고, 이에 따라 그 반경이 반경방향 리세스의 영역에서 샤프트부의 반경보다 커지고 또한 바람직하게는 노우즈의 영역에서 샤프트부의 반경이 되며, 부수적으로 샤프트부의 자유단에 관통 모서리를 형성한다.
이와 같은 기능 요소의 디자인을 통해서, 시트 금속 물질이 반경방향으로 돌출된 노우즈, 반경방향 리세스의 베이스면에 접촉할 수 있도록 유입되며, 그에 따라 회전을 방지하는 담보가 특별히 노우즈의 반경방향으로 향한 측면부(flank)에서 달성된다. 더욱이, 시트 금속 물질이 융기 물질 부분에 의해 형성된 언더컷(undercut)에 유입되고, 그에 따라 축방향 압출 저항력이 생성된다. 나아가, 원주방향으로 고려할 때, 금속 시트부는 융기 물질부의 횡방향 경계에 접촉할 수 있으며, 그에 의해 회전을 방지하는 추가적인 담보가 생성된다.
도 1a는 본 발명에 따른 볼트 요소 형태의 기능 요소의 사시도이다.
도 1b는 길이방향으로 부분적으로 절개된 측면도이고, 도 1c는 도 1b에서 헤드부에서 샤프트부로 전이되는 부분에서 원형 표시된 부분의 확대도이며, 도 1d는 볼트 요소의 샤프트부의 자유단에서 본 도면이다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1a 내지 도 1d에 따른 볼트 요소의 상대적으로 두꺼운 금속 시트부에 부착을 보여주는 일련의 도면들이다.
도 3a 내지 도 3c는 도 1a 내지 도 1d에 다른 볼트 요소의 상대적으로 얇은 금속 시트부에 부착을 보여주는 일련의 도면들이다.
도 4a 내지 도 4d는 본 발명에 따른 너트 요소 형태의 기능 요소의 도 1a 내지 도 1d에 대응하는 도면들이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 4a 내지 도 4d에 따른 너트 요소의 상대적으로 두꺼운 금속 시트부에 부착을 보여주는 일련의 도면들이다.
도 6a 내지 도 6c는 도 4a 내지 도 4d에 따른 너트 요소의 상대적으로 얇은 금속 부재에 부착을 보여주는 일련의 도면들이다.
본 발명은 첨부된 도면을 참조로 하여 이하에서 더욱 상세히 설명된다.
도 1a 내지 도 1d를 참조하면, 기능 요소(function element)(10)는 각각 도 2a 내지 도 2c 및 도 3a 내지 도 3c에 따른 시트(sheet) 금속 부재(12, 12')에 부착될 수 있도록 디자인된 압입(press-in) 요소의 형태로 나타나 있다. 기능 요소(10)는 헤드부(heat part)(14)와 샤프트부(shaft part)(16)를 갖는다. 헤드부(14)는 샤프트부(16)에 인접한 측면(18)에 형성되는 고리 형상 또는 링형(ring-shaped) 시트 금속 접촉면(20), 그리고 이것의 내부에 구비되고 헤드부로부터 샤프트부(16)로의 전이부에서 샤프트부(16)를 둘러싸는 고리 형상 또는 링형(ring-shaped) 축방향 리세스(recess)(22)를 갖는다. 나아가, 이 예에서, 샤프트부(16)는 축방향으로 연장되며 여섯 개의 원주 방향으로 분포되는 반경방향 리세스(24), 그리고 이들 사이에 동일한 방식으로 축방향으로 연장되고 반경방향으로 돌출되며 볼트 요소의 중심 길이방향 축(28)을 따라 반경방향 리세스들과 교대로 배열되는 여섯 개의 노우즈(nose)(26)를 포함한다. 융기 물질부(30)가 반경방향 리세스들(24)의 위치들에서 헤드부에 인접한 그 축방향 끝단에 존재하며, 이는 고리 형상의 축방향 리세스(22)의 영역에서 헤드부와 함께 언더컷(undercut)(32)을 형성한다.
축방향으로 연장되는 반경방향 리세스들은 노우즈들(26)의 반경방향의 외측면들(34)과 동일한 직경을 가지는 소재(blank)의 실린더 형상의 영역으로부터 요소의 제조 과정에서 생성된다.
나사산(17)의 외경은 반경방향 리세스(24)의 베이스면(base surface)(48)으로부터의 샤프트부(16)의 길이방향 축(28)의 (최대) 반경방향 크기보다 큰 반경(radius)을 갖는다는 것을 알 수 있다. 나아가, 나사산(17)의 외경은 샤프트부(16)의 길이방향 축(28)으로부터 반경방향 돌출 노우즈(26)의 방사상 외측면까지의 (최대) 반경방향 크기보다 큰 반경을 갖는다는 것을 알 수 있다.
본 실시예에서 반경방향 리세스(24)의 베이스면들(48) 및/또는 노우즈들(26)의 외면들은 각각의 원형의 실린더형 표면에 놓이거나, 그러한 원형의 실린더형 표면의 부분들을 형성한다. 따라서 볼트 요소는 노우즈 영역에서 스플라인 샤프트(splined shaft)의 단면 형상과 유사한 단면 형상을 갖는다. 따라서 리세스들(24)의 베이스면들(48)은 노우즈들(26)의 외면들과 마찬가지로 일정한 반경방향 크기를 갖는다.
축방향 링(ring) 리세스(22)의 단면에서의 형상은 특히 도 1C에서 볼 수 있다. 우선, EBF 볼트 또는 RND 너트와 대조적으로, 링 리세스 또는 링 그루브(ring groove)(22)를 연결하여 회전을 방지하는 담보를 제공하는 반경방향으로 연장된 립(rib)이 구비되지 않는다. 링 리세스(22)는 곡면 전이부(38)를 통해서 링형 시트 금속 접촉면(20)으로 합쳐지는 반경방향 외측으로 배치된 경사 측면부(oblique flank)(36)를 갖는다. 링 그루브의 베이스 영역(40)은 유사하게 완만한 곡률(42)로 형성되고, 곡면(도면에 도시되지 않았으나 언더컷(32)의 반경(44)에 대응하는 형태로 디자인될 수 있음)을 통해서 융기 물질부들(30) 사이에서 샤프트부(16)로 합쳐진다. 나아가 언더컷들(32)이 축방향으로 링 그루브(22)의 내에 위치한다는 것을 도 1C로부터 알 수 있다.
언더컷들(32)을 형성하는 융기 물질부들(30)의 기능 요소의 중심 길이방향 축(28)으로부터 측정된 최대 반경방향 크기는 나사산(17)의 반경방향 크기에 적어도 실질적으로 대응하거나 다소 크며, 이에 의해 회전을 방지하는 향상된 담보가 달성된다.
다른 관점에서, 링 리세스는 경사 측면부(36)와 더불어 대략 사각형의 단면 형상을 갖는다. 정확한 단면 형상이 날카로운 것은 아니며 오히려 날카로운 모서리는 가능한 피하는 것이 좋다.
볼트 요소와 도 4a 내지 도 4d에 따른 너트 요소(10')의 바람직한 크기는 예를 들어 M6 또는 M8 나사산과 같은 나사산의 직경의 스케일링(scaling)을 위한 기본적인 크기라면 크기에 있어서 적당한 해당 도면으로부터 얻어질 수 있다.
노우즈(26)와 반경방향 리세스(24) 사이의 전이부는 바람직하게는 반경방향 측면부(46), 즉 길이방향 축(28)에 대해 반경방향 평면에 놓여있는 측면부에 의해 형성될 수 있다. 이러한 방식으로, 회전을 방지하는 담보가 확보될 수 있다. 비록 대략 동일한 각 크기를 갖는 여섯 개의 노우즈(26)와 여섯 개의 반경방향 리세스가 바람직하지만, 다른 개수의 노우즈(26) 및 반경방향 리세스(24) 그리고 이들의 다른 각 크기가 선택될 수도 있다. 예를 들어, 너무 많은 노우즈 및 반경방향 리세스, 예를 들어 각각 12개보다 많은 개수의 노우즈 및 반경방향 리세스는, 형성하는 것도 어렵고 또한 동시에 회전을 방지하는 높은 수준의 담보를 확보하는 것도 어렵기 때문에, 일반적으로 바람직하지 않다. 또한 셋 또는 넷 보다 작은 개수의 노우즈(26) 및 반경방향 리세스는 회전을 방지하기 위한 원하는 담보를 확보하는 것이 어렵다.
도 2a 내지 도 2c는 도 1a 내지 도 1d의 볼트 요소가 M8 나사산을 위한 두께 3mm의 상대적으로 두꺼운 금속 시트부로 이해되는 금속 시트부(12)에 부착된 것을 보여준다. 그 자체로 알려진 바와 같이 프레스나 C-프레임에서 또는 로봇에 의해서 발생하는 볼트 요소의 이러한 부착에서, 사전에 구멍이 뚫린(부드럽게 구멍이 뚫린) 금속 시트부(12)(도 2A)는 나사산의 직경과 대응하는 직경, 즉 본 예에서는 8mm의 직경을 갖는 실린더 형상의 구멍 또는 뚫린 구멍(50)을 갖는다.
헤드부 영역에서 대응하는 도구 또는 셋팅 헤드(setting head)(도시되지 않음)에 의해 고정되는 볼트 요소의 샤프트부(16)는 샤프트부(16)의 자유단(52)이 전방에 놓인 상태로 구멍(50)을 통과한다(도 2b). 그리고 나서, 예를 들어 프레스의 좀 더 근접하는 이동에 의해, 헤드부(14)는, 금속 시트부(12)가 다이 버튼(die button)(도시되지 않음)에 그 하측면(56)이 지지되는 상태에서, 금속 시트부(12)의 상측면(54)에 대해 가압된다. 이 연결에서, 다이 버튼은 볼트 요소의 샤프트부(16)를 받아들이는 중심 구멍, 그리고 금속 시트부(12)의 아래 면에서 눌림 돌출(embossing)된 링 리세스(58)의 형상과 상호 보완적인 형상을 가지도록 그 평면 끝단 면에서 돌출되는 링 노우즈(ring nose)를 갖는다. 링 리세스(58)의 눌림 돌출에 의해, 구멍(50)의 가장자리 영역(60)의 시트 금속 물질은 반경방향 내측으로 밀려 반경방향 리세스들(24) 속으로 유입되고 이들 리세스의 베이스면들(48), 노우즈들(26)의 외측면(34) 및 노우즈들(26)의 측면부들에 접촉하게 되고, 더 나아가 축방향 상방으로 밀려 축방향 링 함볼부(22)에 유입되고, 융기 물질부(30) 주위 및 언더컷(32)으로 유입된다.
완성된 컴포넌트 어셈블리는 도 2c에 도시된 바와 같이 디자인 될 수 있으며, 금속 시트부(12)의 하측면이 구멍 가장자리(60)의 영역에서 나사산 끝단부(62)에 접촉한다. 이것 및 시트 금속 물질의 언더컷(32)과의 체결을 통해, 볼트 요소(10)가 위쪽으로 밀려 금속 시트부(12)에서 이탈하는 것이 방지될 수 있다.
나아가, 나사산 끝단부에서의 시트 금속 물질에의 접촉은 또한 내측 금속 시트부에서도 가능하다는 것이 지적되어야 하며, 이것은 대응하는 다이 버튼이 시트 금속 물질의 적절한 팽창이 이러한 재성형된 영역에서 발생하도록 홀 가장자리(60')의 영역에서 시트 금속 물질을 형상화하기 위해 디자인되어 있을 때 가능하다. 시트 금속 물질의 반경방향 내측 및 축방향 상방으로의 이동은 링 리세스(58)의 기울어지게 형성된 측면(64, 66)에서 반영되는 다이 버튼의 링 노우즈의 경사 측면부에 의해 특별히 용이하게 일어난다.
상대적으로 얇은 금속 시트부에 동일한 볼트 요소(10)의 부착은 도 3a 내지 도 3c에 도시되어 있다. 도 3a에서 나타난 바와 같이, EBF 볼트에서와 같이 그 자체로 알려진 시트 금속 준비물을 통해서 발생할 수 있는 아래 방향으로 돌출된 링 콜라(ring collar)(66)를 가지는 뚫어진 구멍이 거기에 형성된다.
도 3b에 따른 도시는, 더 얇은 금속 시트부 및 링 콜라(66)의 존재를 제외하고는, 도 2b의 예시에 대응하고, 따라서 특별히 설명될 필요가 없다. 이것 대신에, 기존의 설명이 또한 이 그림에 적용된다. 어떠한 경우에도, 동일한 도면부호가 동일한 특징 또는 동일한 작용을 위한 특징에 사용된다는 개념은, 특별히 반대되는 언급이 있지 않으면, 도면들의 모든 설명에 적용된다. 다이 버튼의 링 노우즈에 의해 금속 시트부를 눌러 돌기를 형성하는 것은 얇은 금속 시트부가 시트 금속 물질의 충분한 유입에 의해 노우즈(26)의 영역 및 반경방향 리세스(24)에서 볼트 요소의 샤프트부(16)와 체결되는 것을 유도한다는 것이 명백하다. 이 연결에서, 도시되지 않은 다이 버튼은 볼트 요소의 샤프트부(16)를 받아들이는 중심 구멍 및 금속 시트부(12)의 아래 면에 눌려져 형성된 링 리세스(58)의 형상과 상호 보완적인 형상을 가지도록 그 평면 끝단 면에서 돌출되는 링 노우즈(ring nose)를 갖는다. 그러나 여기서 다이 버튼은 링 콜라의 형상을 고려하기 위해 비대칭적인 형상을 가지는 링 노우즈를 가지고 그에 따라 링 리세스(58)의 경사 측면(64)은 경사 측면(66)보다 길다. 링 리세스(58)의 눌림 돌출에 의해, 시트 금속 물질은 구멍(50)의 가장자리 영역(60), 특히 링 콜라(68)의 영역으로 유입되고, 반경방향 내측으로 반경방향 리세스(24)로 유입되어 이들 리세스의 베이스면들(48), 노우즈들(26)의 외측면(34), 그리고 노우즈들(26)의 측면부에 접촉하게 된다. 더 나아가 시트 금속 물질은 축방향 상방으로 밀려 융기 물질부(30) 주위의 축방향 링 함볼부(22)에 유입되고, 또한 언더컷(32)으로 유입된다.
완성된 컴포넌트 어셈블리는 도 3C에 도시된 바와 같이 디자인 될 수 있으며, 금속 시트부(12)의 하측면이 나사산 끝단부(62)에 접촉하거나 다이 버튼의 노우즈에 의해 약간 재성형된 링 콜라의 홀 가장자리(60)의 영역에서 후자의 바로 위에 놓이게 된다는 것을 살펴볼 수 있다. 이 방식에 의해 그리고 시트 금속 물질의 언더컷(32)과의 체결을 통해, 볼트 요소(10)가 위쪽으로 밀려 금속 시트부(12)에서 이탈하는 것이 방지될 수 있다.
나아가, 대응하는 다이 버튼이 시트 금속 물질을 구멍 가장자리(60') 또는 링 콜라(68)의 영역에서 재성형하여 시트 금속 물질의 높이의 적당한 확장이 이러한 재성형 영역에서 발생할 수 있도록 디자인될 때, 시트 금속 물질의 나사산 끝단부에의 또는 그 바로 이전 부분에의 접촉은 더 얇은 시트로도 가능하다는 것이 지적되어야 한다. 시트 금속 물질의 반경방향 내측 및 축방향 위쪽으로 향하는 이동은 링 리세스(58)의 기울어지게 형성된 측면(64, 66)에서 반영되는 다이 버튼의 링 노우즈의 적절한 측면부에 의해 특별히 용이하게 일어난다.
따라서, 나사산(17)을 가지는 샤프트부(16)의 실시예로, 더 얇은 금속 시트부 또는 더 두꺼운 금속 시트부인지에 무관하게, 시트 금속 물질은 시트 금속 물질이 원하는 방식으로 요소에 접촉하도록, 보통의 볼트 요소에 맞게 그리고 각각의 금속 시트부의 두께에 매칭된 약간 다른 다이 버튼들만에 의해서 변형된다. 구체적으로, 금속 시트부의 재성형은 작용요소의 헤드부(14)로부터 이격된 시트 금속 물질의 영역(60')이 헤드부의 근처에서 그리고 나사산(17)의 외경의 반경방향 내측에서 나사산(17)의 축방향 끝단의 반대측에 놓이도록 하는 방식으로 발생한다. 이러한 방식으로, 금속 시트부의 기능 요소를 약간 헐렁하게 하는 것으로도, 시트 금속 물질이 나사산의 끝단에 접촉하거나 접촉할 수 있기 때문에, 요소의 축방향 손실이 방지될 수 있다.
암(female) 요소의 예, 즉 중공의 압입 요소가 도 4a 내지 도 4d에 도시되어 있다. 도 4a 내지 도 4d, 그리고 도 5a 내지 도 5c 및 도 6a 내지 도 6c에 따른 도면에서, 앞의 도면들과 동일한 도면부호가 사용되고, 따라서 앞의 설명이 이 도면들에 동일한 의미로 적용되고, 이러한 이유에 의해 이하에서는 중요한 차이점에 대해서만 설명한다.
너트 요소(10')는 내측 나사산(72)이 구비되는 중공 중심 통로(70)를 갖는다. 샤프트부(16)는 그 자유단의 실린더 형상 섹션(74)의 영역에서의 직경을 가지며, 이것은 반경방향 리세스(24)의 베이스면(48)의 영역에서의 샤프트부의 직경에 대응한다. 요소의 끝단면(76)은 작은 반경을 가질 수 있으나, 또한 이 지점에 샤프트 모서리를 구비할 수 있다. 요소는 셀프-관통(self-piercing) 방식으로 금속 시트부에 삽입될 수 있다. 도시된 형태 대신에, 샤프트부는 헤드부로부터 이격된 노우즈 및 리세스의 측면, 즉 노우즈들(26)의 영역에서의 샤프트부(16)의 직경보다 큰 영역(74)에 디자인될 수 있다. 다소 예리한 관통 모서리로서, 예를 들어, 이것은 노우즈(26) 및 반경방향 리세스(24)를 형성한 후에 샤프트부에 축방향 압축 또는 업셋팅(upsetting) 과정에 의해 얻어질 수 있다.
따라서 샤프트부(16)의 자유단(76)은, 직경이 노우즈들(26)의 영역에서 샤프트부(16)의 직경보다 큰지 아닌지 여부와 무관하게, 너트 요소(10')가 적당한 다이 버튼과의 협력에 의해 금속 시트부에 삽입되어 금속 시트부에 자신을 위한 구멍을 형성할 수 있도록, 즉 너트 요소(10')는 스스로 구멍을 뚫을 수 있게 만들어지도록, 금속 시트부를 뚫도록 디자인될 수 있다.
본 발명에 따른 기능 요소(10')의 도 4a 내지 도4d에 도시된 바와 같은 금속 시트부(12)에의 부착 또는 도 5a 내지 도 5c 및 도 6a 내지 도 6c에 대응하는 금속 시트부(12')에의 부착에서, 컴포넌트 어셈블리는 금속 시트부가 링 리세스(22) 내에서 확장되어 반경방향 리세스들(24) 및 언더컷들(32)로 유입되고 그에 의해 요구되는 압출(press-out) 저항력 및 회전을 방지하는 담보가 확보된다는 특별한 특징을 유발한다.
요소가 상기 섹션(74)이 노우즈들의 영역에서 샤프트부(16)보다 큰 직경을 가지도록 디자인된 경우, 요소의 끝단면(76)은 리세스(80) 외부의 헤드부로부터 이격된 금속 시트부의 측면부 전방에 금속 시트부의 리세스(80) 내에 축방향으로 놓이게 된다. 리세스(80)의 정확한 디자인은 다이 버튼(도시되지 않음)의 링 노우즈의 보완적 형상화에 의해 실현될 수 있다. 이러한 방식으로, 소정 위치(도시되지 않음)에 나사결합되는 컴포넌트를 위한 평면 나사 조인트 부착면(82)이 존재하며, 이는 금속 시트부(12, 12')의 하측면에 대응하는 곳이다. 링 리세스들(22)의 축방향 깊이는, 금속 시트부(12')에의 부착을 위한 적당한 설치 높이를 제공하기 위해, 얇은 금속 시트부(12')로 활용될 수 있다.
만약 샤프트부(16)의 확대된 직경이 섹션(74)에서 주어진다면, 볼트 요소의 나사산 끝단과 유사하거나 대응하게 거기에 숄더(shoulder)가 형성되기 때문에 추가적인 축방향 압출 저항력이 달성된다. 이러한 방식으로, 금속 시트부의 요소에의 부착의 매우 유사한 디자인이 볼트 요소와 유사하게 암 요소에 대해서 달성될 수 있다.
수 요소 형태의 본 발명에 따른 기능 요소의 제조 방법은, 실린더 형상의 금속 로드(rod) 또는 와이어(wire)로 시작하고, 헤드부(14), 샤프트부(16), 그리고 샤프트부 근처에서 헤드부(14)의 측면에서 샤프트부(16)를 둘러싸는 링형 축방향 리세스(22)를 가지는 소재(blank)를 냉간 헤딩 공정(cold heading process)에서 생성하는 것으로 특징된다. 물질 콜라는 헤드부(14) 근처의 영역에서 샤프트부(16) 둘레에 형성되는 것이 바람직하고, 완성된 요소에서 노우즈들의 직경에 대응하는 직경을 가지는 것이 더욱 바람직하다. 축방향으로 연장되는 반경방향 리세스들(24), 헤드부(14)의 근처에서 반경방향 리세스들(24)의 끝단들에 언더컷들(32)을 형성하는 융기 물질부(30), 그리고 반경방향 리세스들(24) 사이에 배열되는 노우즈들(26)을 형성하기 위해, 이 물질 콜라는 추가 냉간 헤딩 공정에 의해 국부적으로 제거된다. 그리고 나서, 나사산(17)이 헤드부(14)로부터 이격된 반경방향 리세스들의 축방향 끝단의 약간 전방 또는 바로 전방에서 롤링(rolling) 공정에 의해 샤프트부에 형성된다. 이러한 방식으로, 샤프트부의 직경은 증가하고 그에 따라 나사산의 외경은 노우즈들(26)의 외경보다 커지게 된다.
중공 압입 요소 형태의 기능 요소의 제조 방법은: 실린더 형상의 금속 로드 또는 와이어로 시작하고, 헤드부(14), 샤프트부(16), 샤프트부 근처에서 헤드부(14)의 측면에서 샤프트부(16)를 둘러싸는 링형 축방향 리세스(22), 그리고 바람직하게 헤드부(14) 근처의 영역에서 샤프트부(16) 주위의 물질 콜라를 가지는 부재를 냉간 헤딩 공정에서 생성하는 것; 축방향으로 연장되는 반경방향 리세스들(24), 헤드부(14)의 근처에서 반경방향 리세스들(24)의 끝단에 언더컷들(32)을 형성하는 융기 물질부들(30), 그리고 반경방향 리세스들(24) 사이에 배열되는 노우즈들(26)을 형성하기 위해, 샤프트부(16) 및/또는 (존재한다면) 콜라의 물질이 추가적인 냉간 헤딩 과정에 의해 국부적으로 제거된다는 것; 그리고 축방향으로 연장되는 중심 통로(70)가 샤프트부(16)와 헤드부(14)에 형성된다는 것으로 특징된다.
모든 실시예들에서, 모든 물질들은 ISO 표준에 대응하는 클래스(class) 8의 강도 값 또는 예를 들어 DIN 1654에 따르는 35B2 합금과 같이 냉간 변형의 측면에서 더 높은 강도값 을 달성하는 기능 요소들의 물질의 예로 명명될 수 있다. 이와 같이 형성된 패스너(fastner) 요소들은 다른 것들 중에서도 금속 시트부 및 알루미늄 또는 그 합금을 위한 상업적인 통상적 금속 물질에 적합하다. 알루미늄 합금, 특히 높은 강도를 가지는 알루미늄 합금이 기능 요소들을 위해 사용될 수 있으며, 예를 들어 AlMg5가 있다. 또한 AM50과 같은 높은 강도의 마그네슘 합금의 기능 요소가 고려될 수 있다.
10, 10' 볼트 요소(bolt element), 너트 요소(nut element)
12, 12' 금속 시트부(sheet metal part)
14 헤드부(head part)
16 샤프트부(shaft part)
17 나사산
18 헤드부의 하측면
20 시트 금속 접촉면
22 축방향 리세스(axial recess)
24 반경방향 리세스(radial recess)
26 노우즈(nose)
28 중심 길이방향 축
30 융기 물질부(raised material portion)
32 언더컷(undercut)
34 노우즈의 반경방향 외측면
36 횡방향 측면부(lateral flank)
38 전이부(transition)
40 링 그루브의 기저 영역
42 곡률(curvature)
44 반경
46 반경방향 표면
48 베이스면(base surface)
50 뚫린 구멍
52 끝단면
54 금속 시트부의 상측면
56 금속 시트부의 하측면
58 금속 시트부의 링 리세스
58' 금속 시트부의 링 리세스
60 뚫린 구멍의 가장자리 영역
60' 뚫린 구멍의 재성형된 영역
62 나사산 끝단부
64 링 리세스(58)의 측면
66 링 리세스(58)의 측면
68 링 콜라(ring collar)
70 중심 통로
72 내부 나사산
74 실린더 형상 섹션
76 너트 요소의 끝단면
80 금속 시트부의 리세스
82 스크류 조인트(screwd joint)의 평면

Claims (17)

  1. 금속 시트부와의 부착을 위한 압입 요소의 형태의 기능 요소(10; 10') 로서,
    상기 기능 요소는 헤드부(14)와 샤프트부(16)를 포함하고,
    상기 헤드부는 상기 샤프트부 근처의 측면(18)에 구비되는 링형 시트 금속 접촉면(20), 그리고 상기 링형 시트 금속 접촉면의 내측에 구비되고 상기 헤드부(14)로부터 상기 샤프트부(16)로의 전이부에서 상기 샤프트부를 둘러싸는 링형 축방향 리세스(22)를 포함하며,
    상기 샤프트부(16)는 상기 축방향으로 연장되며 원주방향으로 분포되는 복수의 반경방향 리세스들(24), 그리고 이들 사이에 배치되며 유사하게 축방향으로 연장되고 반경방향으로 돌출되는 노우즈들(26)을 포함하고,
    융기 물질부들(30) 이 상기 헤드부의 근처에서 상기 반경방향 리세스들(24)의 축방향 끝단의 위치에 존재하고, 상기 링형 리세스의 영역에서 상기 헤드부와 함께 언더컷(32)을 형성하는 기능 요소(10; 10').
  2. 제1항에서,
    상기 반경방향 리세스(24)는 두 개 내지 열두 개, 바람직하게는 네 개 내지 여덟 개, 특히 여섯 개로 구비되고, 상기 반경방향으로 돌출되는 노우즈들(26) 각각은 인접하는 반경방향 리세스들(24) 사이에 구비되는 기능 요소(10; 10').
  3. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 언더컷들(32)은 상기 링형 축방향 리세스들(22) 내에 위치하는 기능 요소(10; 10').
  4. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 기능 요소는 상기 샤프트부(16)에 나사산(17)을 가지는 볼트 요소(10) 이고,
    상기 나사산(17)의 외경은 상기 샤프트부(26)의 길이방향 축(28)으로부터 상기 반경방향 리세스들(24)의 베이스면까지의 (최대) 반경방향 크기보다 큰 반경을 가지는 기능 요소(10).
  5. 제4항에서,
    상기 나사산(17)의 외경은 상기 샤프트부(16)의 상기 길이방향 축(28)으로부터 상기 반경방향으로 돌출된 노우즈들(26)의 반경방향 외측면까지의 (최대) 반경방향 크기보다 큰 반경을 가지는 기능 요소(10).
  6. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 반경방향 리세스들(24)의 상기 베이스면들 및/또는 상기 노우즈들(26)의 외측면들은 각각의 원형의 실린더형 표면들에 적어도 실질적으로 놓이거나 이러한 원형의 실린더형 표면들의 일부를 형성하는 기능 요소(10; 10').
  7. 제4항에서,
    상기 언더컷들(32)을 형성하는 상기 융기 물질부들(30)은 상기 나사산(17)의 반경방향 크기에 적어도 실질적으로 대응하는 상기 기능 요소의 중심 길이방향 축(28)으로부터 측정된 최대 반경방향 크기를 갖는 기능 요소(10).
  8. 제4항에서,
    상기 나사산(17)은 그 끝단이 상기 반경방향 리세스들(24)의 끝단들 또는 상기 헤드부(14)로부터 이격되어 상기 노우즈들(26)의 끝단들 바로 전방에서 상기 헤드부(14) 근처에 배열되는 기능 요소(10; 10').
  9. 제1항 또는 제2항에서,
    상기 압입 요소는 나사산(72)을 구비하거나 구비할 수 있는 중공 중심 통로(70)를 가지는 중공 요소(10')인 기능 요소(10').
  10. 금속 시트부(12, 12')와 조합된 제1항의 기능 요소(10; 10')를 포함하는 컴포넌트 어셈블리로서,
    상기 금속 시트부(12, 12')는 상기 링 리세스(22) 내에서 연장되어 상기 언더컷들(32) 내로 유입되며, 그에 따라 요구되는 압출 저항력 및/또는 회전을 방지하는 요구되는 담보를 확보하는 컴포넌트 어셈블리.
  11. 제10항에서,
    상기 헤드부(14)로부터 이격된 상기 금속 시트부(12; 12')의 측면부는 상기 헤드부(14) 근처에서 상기 나사산(17)의 끝단 바로 전방에 상기 샤프트부(16)에 인접한 영역에서 볼트 요소와 정렬되고, 상기 중공 샤프트부의 자유단 면(76) 전방에서 중공 요소(10)에서 정렬되는 컴포넌트 어셈블리.
  12. 제10항에서,
    상기 금속 시트부(12; 12')는 상기 헤드부로부터 이격된 측면부에 링 콜라(68)를 구비하며, 그 반경방향 내측면이 상기 노우즈들(26) 및/또는 상기 반경방향 리세스들(24)의 베이스면들에 밀착되는 컴포넌트 어셈블리.
  13. 제11항에서,
    상기 샤프트부(16) 근처에서 상기 헤드부(14)로부터 이격된 상기 링 콜라(68)의 축방향 끝단은 상기 헤드부(14) 근처에서 상기 나사산(17)의 끝단 바로 전방에서 볼트 요소(10)에 정렬되고, 상기 중공 샤프트부의 자유단 면(76) 바로 전방에서 중공 요소에 정렬되는 컴포넌트 어셈블리.
  14. 제10항에서,
    상기 시트 금속 물질은 상기 융기부들(30) 사이에서 상기 요소(10; 10')의 표면에 접촉하는 컴포넌트 어셈블리.
  15. 제4항에 따른 압입 볼트(10) 형태의 기능 요소(10)를 제조하는 제조 방법으로서,
    실린더 형상의 금속 로드 또는 와이어로 시작하고, 헤드부(14), 샤프트부(16), 샤프트부 근처에서 헤드부(14)의 측면에서 샤프트부(16)를 둘러싸는 링형 축방향 리세스(22), 그리고 바람직하게 헤드부(14) 근처의 영역에서 샤프트부(16) 주위의 물질 콜라를 가지는 소재를 냉간 헤딩 공정에서 생성하고;
    축방향으로 연장되는 반경방향 리세스들(24), 헤드부(14)의 근처에서 반경방향 리세스들(24)의 끝단에 언더컷들(32)을 형성하는 융기 물질부들(30), 그리고 반경방향 리세스들(24) 사이에 배열되는 노우즈들(26)을 형성하기 위해, 샤프트부(16) 및/또는 (존재한다면) 콜라의 물질을 추가적인 냉간 헤딩 과정에 의해 국부적으로 제거하며; 그리고
    다음으로 상기 헤드부(14)로부터 이격된 상기 반경방향 리세스들(24)의 축방향 끝단의 약간 전방 또는 바로 전방에 상기 샤프트부(16)에 나사산(17)을 형성하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  16. 제 9항에 따른 중공 압입 요소의 형태의 기능 요소를 제조하는 제조 방법으로서,
    실린더 형상의 금속 로드 또는 와이어로 시작하고, 헤드부(14), 샤프트부(16), 샤프트부 근처에서 헤드부(14)의 측면에서 샤프트부(16)를 둘러싸는 링형 축방향 리세스(22), 그리고 바람직하게 헤드부(14) 근처의 영역에서 샤프트부(16) 주위의 물질 콜라를 가지는 소재를 냉간 헤딩 과정에서 생성하고;
    축방향으로 연장되는 반경방향 리세스들(24), 헤드부(14)의 근처에서 반경방향 리세스들(24)의 끝단에 언더컷들(32)을 형성하는 융기 물질부들(30), 그리고 반경방향 리세스들(24) 사이에 배열되는 노우즈들(26)을 형성하기 위해, 샤프트부(16) 및/또는 (존재한다면) 콜라의 물질을 추가적인 냉간 헤딩 과정에 의해 국부적으로 제거하며; 그리고
    축방향으로 연장되는 중심 통로(70)를 샤프트부(16)와 헤드부(14)에 형성하는 것을 특징으로 하는 제조 방법.
  17. 제16항에서,
    상기 너트 요소(10')의 상기 자유단 면(76)은, 상기 길이방향 축(28)으로부터의 상기 끝단 면(70)의 반경을 증가시켜 상기 리세스들(24)의 영역에서 상기 샤프트부(16)의 반경보다, 바람직하게는 상기 노우즈들(26)의 영역에서 상기 샤프트부의 반경보다 커지도록 하기 위해, 그리고 상기 샤프트부(16)의 자유단에서 관통 모서리를 선택적으로 형성하기 위해, 압축되는 제조 방법.
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