KR20220065882A - 블라인드 리벳 인서트, 블라인드 리벳 인서트가 장착된 부품 및 이러한 블라인드 리벳 인서트를 부품 개구에 장착하는 방법 - Google Patents

블라인드 리벳 인서트, 블라인드 리벳 인서트가 장착된 부품 및 이러한 블라인드 리벳 인서트를 부품 개구에 장착하는 방법 Download PDF

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KR20220065882A
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바스티엔 빌리에마즈
장-루이 프리종
엠마누엘 베를리레
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볼호프 오탈루 에스.에이.
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Abstract

본 발명은 환형 플랜지를 형성하는 베어링 헤드 및 상기 베어링 헤드의 바닥면으로부터 연장되고, 헤드 단부, 푸트 단부 및 상기 헤드 단부로부터 상기 푸트 단부로 길이 방향으로 연장되는 원통형 보어를 포함하고, 상기 푸트 단부 근처에 암나사를 구비한 제 1 보어 세그먼트, 및 상기 헤드 단부 근처에 그 직경이 제 1 보어 세그먼트의 직경보다 큰 제 2 보어 세그먼트를 갖는 섕크 - 상기 제 2 보어 세그먼트를 둘러싸는 벽이 상기 섕크의 변형 가능한 영역을 형성함 -를 포함하고, 상기 베어링 헤드의 바닥면은 상기 섕크에 동심으로 배치되고 상기 블라인드 리벳 인서트의 장착 상태에서 밀봉 링을 수용하도록 구성된 환형 언더헤드 그루브를 포함하며, 그리고 하나의 환형 리테이닝 섕크 그루브만이 상기 섕크 둘레에서 원주 방향으로 연장되며, 상기 블라인드 리벳 인서트의 장착 전에 예압된 위치에서 상기 밀봉 링을 유지하기 위해, 상기 베어링 헤드의 바닥면에 인접하게 배치되는, 블라인드 리벳 인서트에 관한 것이다.

Description

블라인드 리벳 인서트, 블라인드 리벳 인서트가 장착된 부품 및 이러한 블라인드 리벳 인서트를 부품 개구에 장착하는 방법
본 발명은 블라인드 리벳 인서트, 특히 블라인드 리벳 너트, 블라인드 리벳 인서트가 장착된 부품 및 이러한 블라인드 리벳 인서트를 부품 개구에 장착하는 방법에 관한 것이다.
블라인드 리벳 너트 구성에 자주 사용되는 블라인드 리벳 인서트는 추가 부품이나 주변 부품 또는 부품 자체에 대한 장착 위치를 실현하기 위해 부품 개구에 장착된다. 물, 가스 또는 화학 물질과 같은 주변 매체의 외부 충격은 연결부 또는 부품으로 덮인 구조체의 안정성 및/또는 수명에 영향을 미칠 수 있다. 결과적으로 블라인드 리벳 너트는 블라인드 리벳 너트와 부품 사이의 접촉 인터페이스를 밀봉할 수 있는 부품 개구에 장착된다.
예를 들어, EP 3 366 932 A1에 개시된 바와 같이 칼라(collar) 및 칼라 아래에 배치된 O-링을 갖는 블라인드 리벳 인서트(blind rivet inserts)가 언급될 수 있다. 칼라 또는 베어링 헤드 아래에 O-링의 위치를 유지하기 위해, 환형 그루브(groove)가 밀봉부(sael), 예를 들어 O-링을 수용하는 헤드의 바닥면에 제공된다.
불리하게도, 이러한 인서트는 충분한 기계적 강도를 제공하지 않는다. 또한, 밀봉부는 민감하여 인서트를 그 대상 슬롯(slot) 또는 개구에 삽입하는 동안 손상될 수 있다. 또한, 이러한 밀봉부는 인서트를 서포트(support)에 장착하는 동안 분리될 수 있다. 실제로, 인서트의 조립은 조인트를 움직이는 경향이 있는 진동, 마찰, 고압 및 충격을 생성하여 원하는 밀봉부의 손실을 초래할 수 있다. 이 현상은 인서트가 자동차 요구를 위해 윤활될 때 또는 인서트가 설치 후, 고온에서 표면 처리되거나 페인트 또는 바니시(varnish)의 도포를 받을 때 증폭된다.
따라서, 본 발명의 목적은 이러한 단점을 극복하는 것이다. 다른 목적은 부품 조합의 안정적인 운송 및 장착을 보장하기 위해 서로 효과적으로 연결된 밀봉 링과 조합하여 블라인드 리벳 인서트, 예를 들어 블라인드 리벳 너트를 제공하는 것이다.
상기 목적은 청구항 1에 따른 블라인드 리벳 인서트, 청구항 10에 따른 블라인드 리벳 인서트가 장착된 부품, 및 청구항 11에 따른 부품 개구에 상기 블라인드 리벳 인서트를 세팅하는 방법에 의해 해결된다. 더 바람직한 실시 형태 및 개발들은 다음의 설명, 도면 및 첨부된 청구범위로부터 기인한다.
본 발명은 블라인드 리벳 인서트, 특히 블라인드 리벳 너트를 제공한다. 다음에 블라인드 리벳 너트라고 언급되는 경우, 위에서 언급한 블라인드 리벳 인서트의 일반적인 가능한 구성을 나타낸다. 본 발명의 블라인드 리벳 인서트는 환형 플랜지를 형성하는 베어링 헤드 및 베어링 헤드의 바닥면으로부터 연장되고 헤드 단부, 푸트 단부(foot end) 및 헤드 단부로부터 푸트 단부로 길이 방향으로 연장되는 원통형 보어를 포함하고, 푸트 단부 근처에 암나사를 구비한 제 1 보어 세그먼트, 및 헤드 단부 근처에 그 직경이 제 1 보어 세그먼트의 직경보다 큰 제 2 보어 세그먼트를 갖는 섕크를 포함한다. 제 2 보어 세그먼트를 둘러싸는 벽은 예를 들어 섕크의 푸트 단부 섹션과 비교하여 섕크의 감소된 벽 두께를 갖는 섕크의 변형 가능한 영역을 형성한다. 베어링 헤드의 바닥면은 섕크에 동심으로 배치되고 블라인드 리벳 인서트의 장착 상태에서 밀봉 링(sealing ring)을 수용하도록 구성된 환형 언더헤드 그루브(underhead groove)를 포함한다. 또한, 적어도 하나의 환형 리테이닝 섕크 그루브(retaining shank groove)가 섕크 둘레에서 원주 방향으로 연장되며, 블라인드 리벳 인서트의 장착 전에 예압된 위치에서 밀봉 링을 유지하기 위해, 베어링 헤드의 바닥면에 인접하게 배치된다.
본 발명의 블라인드 리벳 인서트는 부품과 블라인드 리벳 인서트 사이의 밀봉된 연결을 용이하게 하기 위해 블라인드 리벳 인서트와 밀봉 링의 신뢰할 수 있는 조합을 제공하는 데 적합하다. 이를 위해, 본 발명의 블라인드 리벳 인서트는 상이한 위치에서 밀봉 링을 수용, 위치 결정, 이송 및 유지하도록 구성된 적어도 2개의 그루브(grooves)의 조합을 제공한다. 바람직한 일 실시 형태에 따르면, 단 하나의 리테이닝 그루브(retaining groove)가 베어링 헤드의 바닥면에 인접하게 배치된다. 환형 리테이닝 샤프트 그루브는 밀봉 링, 예를 들어 O-링을 블라인드 리벳 인서트의 생크 외부 표면 상에 위치시키고 유지하기에 적합하다. 이 위치에서, 밀봉 링은 상기 리테이닝 섕크 그루브 내의 마찰 연결에 의해 확실하게 고정된다. 또한, 밀봉 링과 리테이닝 그루브 사이의 바람직한 포지티브 끼워맞춤(positive fit)은 블라인드 리벳 인서트가 벌크 재료로 운송되는 경우에도 생크에 밀봉 링을 안정적으로 고정할 수 있도록 지지힌다.
또한, 섕크의 헤드 단부에서의 리테이닝 섕크 그루브와 리벳 헤드의 바닥면에서의 환형 언더헤드 그루브는 서로 근접하게 위치된다. 근접하면 밀봉 링이 리테이닝 그루브로부터 언더헤드 그루브 내로 쉽게 이동되어 부품 개구에 블라인드 리벳 인서트의 밀봉된 고정을 달성할 수 있다는 사실을 알 수 있다. "쉽게 이동(easily shifting)"이라는 용어는 밀봉 링을 헤드 언더헤드 그루브 내로 또는 적어도 베어링 헤드의 바닥면 바로 인접/아래 위치로, 바람직하게는 바닥면과 접촉하는 위치로 이동을 완료하기 위해 추가 노력이나 추가 도구(tooling)가 필요하지 않다는 바람직한 사실을 지칭한다. 밀봉 링의 이러한 이동은 바람직하게 블라인드 리벳 인서트가 장착될 부품 개구의 에지에 의해 실현된다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에 따르면, 블라인드 리벳 인서트의 환형 플랜지는 블라인드 리벳 인서트의 길이 방향으로 플랜지 두께를 갖고, 환형 리테이닝 섕크 그루브는 상기 플랜지 두께와 동일한 길이 방향으로 최대 폭을 갖는 환형 플랜지의 바닥면에서 시작하는 섕크의 원주 방향 리테이닝 영역(retaining region)에 위치된다.
이미 위에서 언급한 바와 같이, 단 하나의 리테이닝 섕크 그루브와 언더헤드 그루브는 바람직하게는 서로 밀접하게 위치된다. 리테이닝 섕크 그루브가 리벳 헤드의 바닥면 바로 아래에 있는 리테이닝 영역(retaining region)에 위치된다는 사실에 의해 밀접한 위치가 강조된다. 바람직한 리테이닝 영역은 바람직하게는 길이 방향 헤드 두께의 2배, 더 바람직하게는 길이 방향 헤드 두께의 1배에만 해당하는 리벳 헤드의 바닥면으로부터 시작하여 섕크의 길이 방향으로 최대 연장부를 갖는다. 또한, 리테이닝 섹션(retaining section)은 후술하는 바와 같이 변형 불가능한 축 방향 섕크 영역의 일부를 형성하는 것이 바람직하다. 길이 방향 헤드 두께는 섕크의 길이 방향으로 측정된 리벳 헤드의 바닥면과 상단면 사이의 거리이다. 두 그루브 사이의 바람직한 밀접한 거리에 따라, 부품의 개구의 에지는 리테이닝 그루브로부터 언더헤드 그루브 내로 또는 언더헤드 그루브 가까이 밀봉 링을 변위, 즉 이동 또는 롤링할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 블라인드 리벳 인서트의 섕크는 부분적으로 원형 단면, 바람직하게는 반원형 단면을 갖는 환형 리테이닝 섕크 그루브를 포함하는 원통형 외벽을 갖는다. 블라인드 리벳 너트 또는 인서트의 바람직한 실시 형태에 따르면, 섕크는 원통형 외부 형상을 갖는다. 섕크의 다른 바람직한 형상으로서, 예를 들어 블라인드 리벳 너트(아래 참조)의 육각형 섕크와 같은 다각형 단면 형상을 갖는다. 섕크 형상의 이러한 변형은 일반적으로 알려져 있으며, 바람직하게는 섕크에서 환형 언더헤드 그루브와 리테이닝 그루브의 본 발명의 조합으로 결합된다.
블라인드 리벳 인서트의 섕크가 원통형 외부 형상을 갖는 경우, 환형 리테이닝 섕크 그루브는 바람직하게는 리테이닝 섕크 그루브의 복수의 원주 방향 부분 섹터를 형성하는 방사상 웨브들(webs)에 의해 규칙적으로 분리된다.
더 바람직한 바와 같이, 방사상 웨브들은 환형 리테이닝 섕크 그루브 내에서 원주 방향으로 연장되어 원주 방향 서브섹션(subsection)에서 환형 리테이닝 섕크 그루브를 부분적으로 또는 완전히 방사상으로 채운다.
위의 형상에 따라, 리테이닝 섕크 그루브가 이러한 방사상 웨브들로 채워지는 방식으로 적어도 2개의 방사상 웨브가 리테이닝 섕크 그루브 내에 위치된다. 이 구조에 따라, 밀봉 링은 이러한 방사상 웨브들, 예를 들어 서로 원주 방향으로 규칙적으로 이격된 2개, 3개, 4개 또는 그 이상의 방사상 웨브들에 의해 리테이닝 그루브에서 부분적으로 들어 올려진다. 이 구조는 블라인드 리벳 인서트를 운송 및/또는 위치시키는 동안 밀봉 링, 예를 들어 O-링에 대한 충분한 유지력을 제공한다. 동시에, 이러한 방사상 웨브들은 리테이닝 섕크 그루브 내에서 밀봉 링의 유지력을 약간 감소시킨다. 이것은 바람직하게는 방사상 웨브들에 의해 리테이닝 섕크 그루브로부터 밀봉 링을 부분적으로 들어올리게 하여, 리테이닝 섕크 그루브와 밀봉 링 사이의 포지티브 끼워맞춤이 방사상 웨브들의 영역에서 약간 해제되도록 한다. 이에 의해, 리테이닝 섕크 그루브의 유지력은 부품에 의해 밀봉 링이 리테이닝 그루브로부터 환형 언더헤드 그루브 아래로 용이하게 이동하도록 적응될 수 있다.
본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에 따르면, 블라인드 리벳 인서트의 생크는 다각형 외부 단면, 바람직하게는 육각형 외부 단면을 포함하고, 환형 리테이닝 섕크 그루브는 다각형 섕크의 코너 영역에 각각 개별적으로 위치된 복수의 그루브 섹션으로 분리된다.
더 바람직하게, 블라인드 리벳 인서트는 다각형 외부 섕크 형상과 조합하여 사용된다. 따라서, 생크는 육각형 또는 칠각형 또는 팔각형 단면을 갖는다. 생크의 환형 단면에 따라, 블라인드 리벳 인서트는 상보적인 형상의 부품 개구 내에 비회전 방식으로 배치될 수 있다. 또한, 섕크의 이러한 환형 구조는 블라인드 리벳 인서트의 회전을 방지하거나 생성하기 위한 도구의 사용을 용이하게 한다.
더욱 바람직하게, 블라인드 리벳 인서트의 환형 언더헤드 그루브 및 환형 리테이닝 섕크 그루브는 중간 고정 에지(securing edge), 특히 연속적으로 연장되는 고정 에지에 의해 분리된다. 바람직하게는, 이 중간 고정 에지는 밀봉 링을 위한 장착 장애물(hurdle) 및 장착-해제 장애물을 형성하도록 구성된다. 블라인드 리벳 인서트를 부품 개구에 삽입하는 동안에만, 개구의 주변 에지가 리테이닝 섕크 그루브에 배치된 밀봉 링과 접촉한다. 접촉부는 밀봉 링을 언더헤드 위치로 균일하게 이동시키기 위해 바람직하게는 밀봉 링의 전체 둘레에서 실현된다. 중간 고정 에지에 따라, 밀봉 링은 벌크 재료 처리 또는 운송 중에 진동이나 부품 접촉으로 교체되지 않을 수 있다. 또한, 중간 고정 에지는 바람직하게는 환형 언더헤드 그루브에 직접 위치되는 경우 밀봉 링의 해제를 방지하도록 구성된다. 이에 의해 블라인드 리벳 인서트를 부품 개구에 세팅하는 동안, 밀봉 링이 부품에 의해 환형 언더헤드 그루브 내로 가압되는 것이 또한 지지된다.
바람직하게는, 환형 언더헤드 그루브는 압축된 상태에서 밀봉 링을 수용하기 위해 부분적으로 원형 또는 부분적으로 곡선형 단면을 갖는다. 밀봉 링이 원형 또는 각진 단면 또는 타원형 단면을 가질 수 있더라도, 원형 단면을 갖는 알려진 O-링이 밀봉 링의 가장 보편적인 구조인 것으로 보인다. 환형 언더헤드 그루브에 이러한 밀봉 링을 수용하기 위해, 그루브 구조는 바람직하게는 그 단면 형상이 밀봉 링 구조와 유사한 하프-파이프(half-pipe)로 형성된다. 또한, 언더헤드 그루브의 바람직한 구조는 수용될 밀봉 링의 체적보다 작거나 같은 밀봉 링을 위한 수용 체적을 형성한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에 따르면, 전술한 실시 형태에 따른 블라인드 리벳 인서트는 환형 리테이닝 섕크 그루브에 배치된 밀봉 링, 바람직하게는 O-링을 포함한다. 더 바람직하게는, 환형 리테이닝 섕크 그루브는 수용될 밀봉 링 또는 O-링에 크기가 조정되는 하프 파이프 구조를 갖는다.
본 발명은 또한 밀봉 링과 조합하여 블라인드 리벳 인서트가 장착되는 장착 보어를 갖는 부품을 포함하며, 상기 장착 보어의 주변 에지가 블라인드 리벳 인서트의 크림핑 비드(crimping bead)와 환형 플랜지 사이에 클램핑되어 밀봉 링이 환형 언더헤드 그루브 내에서 압축된다. 부품과 환형 플랜지의 바닥면 사이의 밀봉 링의 압축된 배치에 의해, 부품 개구 내에서 블라인드 리벳 인서트의 액밀 위치가 바람직하게 달성된다. 또한, 환형 언더헤드 그루브의 수용 체적에 의해, 블라인드 리벳 인서트가 플랜지와 부품 표면 사이의 금속 대 금속 접촉을 보장하여 서포트(support) 또는 부품에서 블라인드 리벳 인서트의 효과적인 기계적 연결 강도를 보장한다.
블라인드 리벳 인서트와 부품의 위 조합을 생산하기 위해, 사용되는 세팅 방법으로서, 상기 세팅 방법은, 블라인드 리벳 인서트를 서포트 또는 부품의 장착 구멍 내에 삽입하는 단계, 삽입하면서, 장착 보어의 에지에 의해 환형 리테이닝 섕크 그루브로부터 환형 언더헤드 그루브 내로 또는 베어링 헤드의 바닥면 바로 아래로 밀봉 링을 변위시키는 단계, 및 블라인드 리벳 인서트를 길이 방향으로 크림핑 비드 내로 변형하여 환형 플랜지와 크림핑 비드 사이에 부품을 클램핑하고, 환형 언더헤드 그루브 내에서 밀봉 링을 압축하는 단계를 포함한다.
이하에서, 도면에 기초하여 본 발명을 상세하게 설명한다. 이점 및 특징은 비제한적인 형태로서 제공되고 첨부된 도면에 표현된 본 발명의 특정 실시 형태 및 구현 실시 형태의 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1은 블라인드 리벳 인서트의 그룹을 대표하는 블라인드 리벳 너트의 사시도를 도시한다.
도 2는 블라인드 리벳 너트의 바람직한 단 하나의 환형 리테이닝 섕크 그루브에 위치된 밀봉 링 뿐만 아니라 바람직한 원통형 형상을 갖는 관통 보어를 포함하는 블라인드 리벳 너트의 바람직한 실시 형태의 종단면도를 도시한다.
도 3은 도 2의 원형 영역의 확대도를 도시한다.
도 4a는 환형 리테이닝 섕크 그루브에는 밀봉 링이 배치되지 않은 환형 리테이닝 섕크 그루브를 분할하는 규칙적으로 배치된 방사상 웨브들을 갖는 바람직한 환형 리테이닝 섕크 그루브를 포함하는 원형 단면을 갖는 섕크를 갖는 블라인드 리벳 너트의 바람직한 실시 형태를 도시한다.
도 4b는 밀봉 링이 환형 리테이닝 섕크 그루브에 배치된 도 4a의 바람직한 실시 형태를 도시한다.
도 5는 블라인드 리벳 너트의 베어링 헤드의 바람직한 실시 형태의 평면도를 도시한다.
도 6은 압축된 밀봉 링이 언더헤드 그루브 내에 유지되고 부품이 베어링 헤드와 블라인드 리벳 너트의 크림핑 비드 사이에 고정되도록 부품 개구 내에 끼워진 블라인드 리벳 너트의 확대도를 도시한다.
도 7은 베어링 헤드의 환형 리테이닝 섕크 그루브에 위치된 밀봉 링 뿐만 아니라 다각형 섕크를 갖는 블라인드 리벳 너트의 바람직한 실시 형태의 종단면도를 도시한다.
도 8은 밀봉 링이 리테이닝 섕크 그루브에 배치된 도 7의 원형 영역의 확대도이다.
도 9는 환형 리테이닝 섕크 그루브를을 통해 연장되는 블라인드 리벳 너트의 바람직한 다각형 섕크의 방사상 단면도를 도시한다.
도 10은 도 7에 따른 블라인드 리벳 너트의 바람직한 실시 형태의 바닥면도를 도시한다.
도 11은 도 7에 따른 블라인드 리벳 너트의 바람직한 실시 형태의 평면도를 도시한다.
도 12는 부품과 다각형 섕크를 갖는 블라인드 리벳 너트 사이의 바람직한 연결부의 확대도를 도시한다.
도 13은 흐름도에 도시된 단계에 따른 블라인드 리벳 인서트의 세팅 방법의 바람직한 실시 형태를 도시한다.
도 1을 참조하면, 블라인드 리벳 너트의 바람직한 구성을 갖는 블라인드 리벳 인서트(1)가 도시되어 있다. 이하에서는, 블라인드 리벳 너트(1)의 구성 상세를 기초로 일반적인 블라인드 리벳 인서트 그룹에 관한 발명을 설명한다.
본 발명의 다른 바람직한 실시 형태를 나타내는 도 1, 도 2 및 도 7에 따르면, 블라인드 리벳 너트(1)는 베어링 헤드(10) 및 섕크(shank)(40)를 갖는 기다란 몸체를 포함한다. 기다란 몸체는 중앙 종축(L)을 따라 연장된다.
베어링 헤드(10)는 섕크(40)의 헤드 단부에 위치된다. 베어링 헤드(10)는 상단면(12) 및 또한 바닥면으로도 표시되는 하단면(14)을 갖는 환형 플랜지로서 형성된다. 환형 플랜지는 바람직하게는 종축(L)을 중심으로 대칭적으로 연장된다.
블라인드 리벳 너트(1)가 도 6 및 도 12에 예시적으로 도시된 바와 같이 부품(C)의 부품 개구(O)에 고정되는 경우, 바닥면(14)은 부품 표면에 대해 지지된다. 아래에서 더 상세히 설명되는 바와 같이, 부품(C)의 개구(O)의 에지 및 주변은 플랜지(10)의 바닥면(14)과 섕크(40)의 변형 가능한 영역(54)에 형성된 크림핑 비드(crimping bead)(60) 사이에 클램핑된다.
블라인드 리벳 너트(1)의 바람직한 실시 형태에 따르면, 섕크(40)의 변형 가능한 영역(54)은 크림핑 비드(60)를 생성하기 위한 기계적 변형을 촉진하거나 지지하는 구조적인 특징부를 갖지 않는다. 이러한 맥락에서, 변형 가능한 영역(54)에서 블라인드 리벳 너트(1)의 기계적 안정성을 약화시키는 것이 또한 바람직하다. 이를 위해, 블라인드 리벳 너트(1)의 벽 형성에 대한 구조적인 대안이, 예를 들어 반경 방향 벽 두께 감소시키고(도 2 참조), 약한 널링(knurling) 및/또는 원주 방향으로 분포된 리세스(도시되지 않음)를 통합하는데 사용된다.
더욱 바람직하게는, 베어링 헤드(10)의 바닥면(14)과 변형 가능한 영역(54) 사이에 변형 불가능한 영역(56)이 있으며, 상기 변형 가능한 영역(54)은 크림핑 비드(60)의 형성에 의해 한정된다(도 2, 도 3, 도 6, 도 7 참조). 변형 불가능 영역(56)은 베어링 헤드(10)의 바닥면(14)에서 시작하는 축방향 섕크 섹션을 나타낸다. 변형 불가능 영역(56)은 부품(C)의 부품 개구(O)를 통해 연장된다. 부품 개구(O) 내의 위치에 의해, 비변형 영역(56)은 크림핑 비드(60)를 형성하지 않거나 부품 개구(O) 내에 블라인드 리벳 너트(1)를 고정 또는 밀봉하기 위해 변형된다. 따라서, "비변형"은 블라인드 리벳 너트(1)를 부품(C)에 고정하거나 밀봉하기 위해 지지하지도 않고 필요하지도 않는 이 섕크 영역에서만 블라인드 리벳 너트 변형이 없거나 가능하다는 것을 의미한다.
섕크(40)는 베어링 헤드(10)에 인접하게 배치되는 헤드 단부(42)를 포함한다. 섕크(40)의 푸트 단부(foot end)(44)는 헤드 단부(42)에 대향하여 배치된다. 또한, 원통형 보어(46)는 헤드 단부(42)로부터 푸트 단부(44)까지 종축(L)에 동축으로 연장된다.
원통형 보어(46)는 길이 방향으로 베어링 헤드(10) 및 헤드 단부(42)로부터 푸트 단부(44)까지 연장된다. 블라인드 리벳 너트(1)의 바람직한 구성에 따라, 푸트 단부(44)는 외부에 대해 개방되거나 폐쇄되며, 즉 원통형 보어(46)는 관통 보어 또는 블라인드 구멍(blind hole)을 형성한다.
바람직하게는, 제 1 보어 세그먼트(48)는 암나사(50)가 제공된 푸트 단부(44) 근처에서 연장된다. 암나사(50)는 상보적인 형상의 수나사를 갖는 세팅 샤프트(setting shaft) 또는 고정 나사 볼트 또는 나사(미도시)를 수용하도록 구성된다. 바람직하게는 세팅 샤프트에 의해, 섕크(40)는 샤프트의 알려진 압축 운동에 의해 압축되거나 클린치되어, 크림핑 비드(60)를 형성한다. 세팅 또는 크림핑 공정이 완료된 후, 블라인드 리벳 너트(1)는 베어링 헤드(10)와 크림핑 비드(60) 사이의 부품을 클램핑함으로써 개구(O) 내에 고정된다.
헤드 단부(42) 근처에, 제 2 보어 세그먼트(52)가 제공된다. 제 2 보어 세그먼트(52)는 암나사(50)를 포함하는 제 1 보어 세그먼트(48)와 비교하여 더 작은 벽 두께에 의해 한정된다. 제 2 보어 세그먼트(52)의 감소된 벽 두께는 부품(C)의 개구(O)에 블라인드 리벳 너트(1)를 세팅하거나 고정하는 동안 변형 능력으로 인해 크림핑 비드(60)의 형성을 공지된 방식으로 용이하게 한다. 제 2 보어 세그먼트(52)의 감소된 벽 두께에 따라, 그 내경은 제 1 보어 세그먼트(48)에 비해 더 크다.
도 2에 도시된 바와 같은 제 1 실시 형태에 따르면, 생크(40)는 원형 단면을 갖는 중공 실린더의 형상을 갖는다. 도 7에 도시된 바와 같은 또 다른 바람직한 실시 형태에 따르면, 섕크(40)는 정육각형 기둥의 형상을 갖는다. 또한, 이는 도 2의 원통형 섕크(40)와 동일한 방식으로 그 푸트 단부(44)에서 원뿔형으로 뾰족하다.
블라인드 리벳 너트(1)는 육각형 섕크(40)로 도시되어 있지만, 육각형 형상에 한정되지 않고 서로 다른 다각형 단면을 가질 수 있다. 육각형 또는 다각형의 외부 형상으로 인해, 섕크가 섕크(40)의 단면에 크기가 맞게 조정된 적합한 형상의 보어에 위치될 때, 보어(O)에서 섕크(40)의 회전이 방지된다. 뾰족한 단부는 섕크(40)를 개구(O)에 쉽게 도입할 수 있게 한다. 베어링 헤드(10)는 섕크(40)의 길이 방향 축(L)에 직각으로 연장되며 평면 원형 디스크의 형상을 갖는다. 또는, 베어링 헤드(10)는 다각형, 예를 들어, 정사각형 또는 육각형 형상을 가질 수 있다.
섕크(40)의 헤드 단부(42)에 인접하고 본 발명의 바람직한 일 실시 형태에 따르면, 밀봉 링(sealing ring)(70)을 수용하고 유지하기 위해 오직 하나의 환형 리테이닝 섕크 그루브(retaining shank groove)(18)가 형성된다(도 2, 도 3, 도 7, 도 8 참조). 더욱 바람직하게는, 적어도 하나의 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)는 비변형 영역(56) 내에 배치된다. 밀봉 링(70)은 바람직하게는 변형 가능한 재료, 예를 들어, 플라스틱, 엘라스토머(elastomeric) 재료, 천연 또는 합성 고무 또는 실리콘으로 제조된다. 본 발명의 다른 바람직한 실시 형태에 따르면, 2개 또는 3개의 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)가 베어링 헤드(10)에 가까운 거리에 형성된다.
더욱 바람직하게는, 밀봉 링(70)은 원형 또는 타원형 단면을 갖는 O-링의 구성을 갖는다. 바람직한 O-링 구성은 환형 리테이닝 그루브(18) 내에서 밀봉 링(70)의 위치 설정 및 유지를 지지한다.
이를 위해, 밀봉 링(70)은 환형 리테이닝 그루브(18)의 지면에서 섕크(40)의 외경보다 작거나 같은 바람직한 내경을 갖는다. 이 크기에 따르면, 밀봉 링(70)은 환형 리테이닝 그루브(18) 내에 확실하게 유지되고 환형 리테이닝 그루브(18)로부터 환형 언더헤드 그루브(underhead groove)(16) 내로 쉽게 이동될 수 있다.
더욱 바람직하게는, 밀봉 링(70)은 환형 언더헤드 그루브(16) 내에 수용 가능한 그루브 체적보다 큰 재료 체적을 갖는다. 환형 언더헤드 그루브(16)에 대한 밀봉 링(70)의 체적 적응에 따라, 환형 언더헤드 그루브(16)는 밀봉된 연결을 달성하기 위해 개구(O) 내의 블라인드 리벳 너트(1)의 세팅 프로세스 동안 완전히 채워질 수 있다. 언더헤드 그루브(16)의 수용 체적에 비해 밀봉 링(70)의 바람직한 더 큰 체적으로 인해, 추가적인 밀봉 링 재료는 외부 섕크 표면과 부품(C)의 개구(O) 내로 반경 방향 내측으로 변위된다. 이에 의해, 베어링 헤드(10)의 바닥면(14), 섕크(40)의 외부 표면 및 부품(C) 사이의 밀봉 링(70)의 밀봉 효과가 증가된다.
도 6 및 도 12에 도시된 바와 같이, 밀봉 링(70)의 압축되고 부분적으로 변위된 재료는 부품(C)의 상이한 표면 영역과 접촉한다. 베어링 헤드(10)의 바닥면(14)이 부품(C)과 직접 접촉하는 것이 바람직하지만, 밀봉 링(70)의 재료는 부품(C)의 개구(O)의 내부 표면뿐만 아니라 베어링 헤드(10)의 바닥면(14)을 향하는 부품(C) 표면을 부분적으로 덮는다. 결과적으로, 개구(O)의 내경과 섕크(40)의 외경 사이의 직경 공차로 인해 발생하는 가능한 갭(gaps)은 밀봉 링(70)의 변위된 재료로 밀봉적으로 채워진다.
이를 위해, 밀봉 링(70)의 변위된 재료는 바람직한 실시 형태에 따라 환형 언더헤드 그루브(16) 및 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)에 부분적으로 수용된다.
환형 언더헤드 그루브(16)에 가까운 밀봉 링(70)의 유지를 보장하기 위해, 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)는 바람직하게는 섕크(40)의 리테이닝 영역(retaining region) 내에 배치된다. 섕크(40)의 리테이닝 영역은 바람직하게는 베어링 헤드(10)의 바닥면(14)에서 시작하고 베어링 헤드(10)의 두께에 대응하는 최대 폭, 즉 상단면(12)과 바닥면(14) 사이의 거리를 갖는다. 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)와 환형 언더헤드 그루브(16)의 긴밀한 조합에 따라, 리테이닝 그루브(18) 내에 배치된 밀봉 링(70)을 갖는 블라인드 리벳 너트(1)는 부품 개구(O) 내에서 블라인드 리벳 너트(1)의 세팅 및 크림핑 공정 동안 효과적으로 밀봉된다.
원형 단면을 갖는 섕크(40)를 갖는 바람직한 블라인드 리벳 너트(1)를 참조하면(도 2 및 도 4 참조), 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)는 부분적으로 원형 단면을 갖는다. 바람직하게는, 리테이닝 섕크 그루브(18)는 밀봉 링(70)의 외부 형상에 적합하도록 단면 형상이 반원형이다. 이에 의해, 밀봉 링(70)은 블라인드 리벳 너트(1)의 운송 및 가공 동안 리테이닝 그루브(18) 내에 확실하게 유지된다.
블라인드 리벳 너트(1)를 부품(C)의 개구(O)에 고정하기 위해, 먼저 밀봉 링(70)이 장착된 블라인드 리벳 너트(1)를 개구(O)에 삽입한다(단계 S1). 개구(O)의 내경이 블라인드 리벳 너트(1)의 외부 섕크 직경에 긴밀하게 조정되기 때문에, 개구(O)의 내벽과 섕크(40)의 외벽 사이에 작은 공차 갭(80)만이 존재한다. 이러한 맥락에서, "작다"는 공차 갭(80)이 환형 리테이닝 그루브(18)에 인접한 생크(40)의 반경 방향 외부 표면을 넘어 밀봉 링(70)의 연장부보다 크기가 더 작다는 것을 의미한다. 결과적으로, 부품(C)은 삽입 단계(S1) 동안에 단계(S2)에서 밀봉 링(70)을 리테이닝 그루브(18)로부터 그리고 베어링 헤드(10)의 바닥면(14)으로 변위시킨다.
베어링 헤드(10)의 바닥면(14)이 부품(C)에 대해 가압되기 때문에, 밀봉 링(70)은 언더헤드 그루브(16) 내로 그리고 공차 갭(80) 내로 강제된다. 동시에, 섕크(40)는 부품 개구(O) 내에 블라인드 리벳 너트(1)를 고정하는 크림핑 비드(60) 내로 부분적으로 변형된다(단계 S3).
도 4a는 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)의 위치에서 섕크(40)의 반경 방향 단면도를 도시한다. 바람직한 실시 형태에 따르면, 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)는 복수의 방사상 웨브들(webs)(20)에 의해 분리된다. 바람직하게는, 방사상 웨브들(20)은 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)의 지면으로부터 시작하여 반경 방향 외측으로 연장된다. 또한, 방사상 웨브들(20)은 바람직하게는 원주 방향 서브섹션(subsections)에서 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)를 채우므로 환형 리테이닝 섕크 그루브(18) 내에 원형 세그먼트를 형성한다. 따라서, 리테이닝 그루브(18)는 방사상 웨브(20)의 위치에서 밀봉 링(70)을 부분적으로만 수용할 수 있거나 수용할 수 없다.
본 발명의 바람직한 구성에 따르면, 복수의 방사상 웨브(20)은 환형 리테이닝 섕크 그루브(18) 내에 규칙적으로 분포된다. 더욱 바람직하게는, 3개의 방사상 웨브(20)은 도 4에 도시된 바와 같이 서로에 대해 원주 방향으로 균등하게 이격되어 있다. 또한 4개 또는 5개의 균등하게 분포된 방사상 웨브(20)을 사용하는 것이 바람직하다. 리테이닝 그루브(18) 내의 섕크(40)의 원주가 연장되거나 밀봉 링(70)의 탄성이 다소 낮은 경우, 3개 이상의 방사상 웨브(20)이 리테이닝 섕크 그루브(18)로부터 언더헤드 그루브(16)로의 밀봉 링(70)의 변위를 지지하는 것이 바람직하다.
이웃하는 방사상 웨브(20) 사이에서, 밀봉 링(70)은 리테이닝 그루브(18)의 원주 방향으로 연장되는 부분 섹터(19) 내에 유지된다. 밀봉 링(70)은 방사상 웨브(20)를 가로질러 뻗어 있으므로, 리테이닝 그루브(18)의 외측에 부분적으로 위치되어 리테이닝 그루브에 의해 밀봉 링(70)에 가해지는 유지력을 감소시킨다(도 4b 참조). 방사상 웨브 위치에서 밀봉 링(70)의 반경 방향 외측 위치로 인해, 부품(C)은 밀봉 링 변위를 실현하기 위해 밀봉 링(70)의 증가된 표면적에서 접촉한다. 따라서, 밀봉 링(70)은 방사상 웨브(20)가 적거나 없는 리테이닝 섕크 그루브(18)에 비해 더 쉽게 변위될 수 있다.
도 9는 다각형 단면 형상을 갖는 섕크(40)의 바람직한 실시 형태를 도시한다. 또한, 도 9는 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)의 위치에서 섕크(40)의 반경 방향 단면도를 도시한다. 섕크(40)의 다각형 형상으로 인해, 리테이닝 섕크 그루브(18)는 다각형 섕크(40)의 코너 영역에서만 연장된다. 그루브 섹션(18)의 각 코너 영역은 부품(C)에 의해 변위되기 전에 밀봉 링(70)을 유지한다.
도 3, 도 6, 도 8 및 도 12의 바람직한 실시 형태를 참조하면, 중간 고정 에지(intermediate securing edge)(22)는 바람직하게는 환형 언더헤드 그루브(16)와 환형 리테이닝 섕크 그루브(18) 사이에 배치된다. 중간 고정 에지(22)는 섕크(40) 둘레에서 연속적으로 또는 부분적으로 연장된다. 더욱 바람직하게는, 중간 고정 에지(22)는 밀봉 링(70)을 위한 변위 장애물을 형성한다. 이에 의해, 밀봉 링(70)은 단일 환형 리테이닝 섕크 그루브(18) 내에서 예압된 위치에서 추가로 지지된다.
마지막으로, 도 6 및 도 12는 블라인드 리벳 너트(1)와 부품(C) 사이의 밀봉된 연결의 바람직한 실시 형태를 도시한다. 이를 위해 원형(도 6) 또는 다각형 섕크(40)(도 12)를 갖는 바람직한 블라인드 리벳 너트(1)가 부품 개구(O) 내에 삽입되고 섕크(40)가 압축되거나 크림핑된다. 결과적으로, 섕크(40)의 변형 영역은 크림핑 비드(60)로 변형되어 베어링 헤드(10)와 크림핑 비드(60) 사이에 부품(C)을 클램핑한다. 베어링의 바닥면(14)이 부품(C)과 직접 접촉하는(10) 동안, 밀봉 링(70)은 바람직하게는 언더헤드 그루브(16) 및 리테이닝 그루브(18) 내에서 밀봉되게 압축되고 변형된다. 이와 관련하여, 언더헤드 그루브(16)는 압축된 밀봉 링(70)을 완전히 수용하지 않도록 조정되어 리테이닝 그루브(18) 내로 재료 변위를 가능하게 한다.
1: 블라인드 리벳 인서트
10: 베어링 헤드
12: 상단면
14: 바닥면
16: 환형 언더헤드 그루브
18: 환형 리테이닝 섕크 그루브
19: 원주 방향 섹터
20: 방사형 웨브
22: 고정 에지
40: 생크
42: 헤드 단부
44: 푸트 단부
46: 원통형 보어
48: 제 1 보어 세그먼트
49: 리세스 또는 널링 또는 반경 방향 벽 두께 감소
50: 암나사
52: 제 2 보어 세그먼트
54: 변형 불가능한 영역
56: 변형 가능한 영역
60: 크림핑 비드
70: 밀봉 링
80: 섕크와 부품 개구 사이의 공차 갭
L: 종축
C: 부품
O: 부품 개구

Claims (13)

  1. 블라인드 리벳 인서트(1), 특히 블라인드 리벳 너트로서,
    환형 플랜지를 형성하는 베어링 헤드(10) 및
    상기 베어링 헤드(10)의 바닥면(14)으로부터 연장되고, 헤드 단부(42), 푸트 단부(foot end)(44) 및 상기 헤드 단부(42)로부터 상기 푸트 단부(44)로 길이 방향으로 연장되는 원통형 보어(46)를 포함하고, 상기 푸트 단부(44) 근처에 암나사(50)를 구비한 제 1 보어 세그먼트, 및 상기 헤드 단부(42) 근처에 그 직경이 제 1 보어 세그먼트(48)의 직경보다 큰 제 2 보어 세그먼트(52)를 갖는 섕크(40) - 상기 제 2 보어 세그먼트(52)를 둘러싸는 벽이 상기 섕크(40)의 변형 가능한 영역을 형성함 -
    를 포함하고,
    상기 베어링 헤드(10)의 바닥면(14)은 상기 섕크(40)에 동심으로 배치되고 상기 블라인드 리벳 인서트(1)의 장착 상태에서 밀봉 링(70)을 수용하도록 구성된 환형 언더헤드 그루브(underhead groove)(16)를 포함하며, 그리고
    적어도 하나의 환형 리테이닝 섕크 그루브(retaining shank groove)(18)가 상기 섕크(40) 둘레에서 원주 방향으로 연장되며, 상기 블라인드 리벳 인서트(1)의 장착 전에 예압된 위치에서 상기 밀봉 링(70)을 유지하기 위해, 상기 베어링 헤드(10)의 바닥면(14)에 인접하게 배치되는, 블라인드 리벳 인서트(1).
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 베어링 헤드(10)는 상기 블라인드 리벳 인서트(1)의 길이 방향으로 플랜지 두께를 갖고, 상기 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)는 상기 플랜지 두께와 동일한 길이 방향으로 최대 폭을 갖는 상기 환형 플랜지(10)의 바닥면(14)에서 시작하는 상기 섕크(40)의 원주 방향 리테이닝 영역(retaining region)에 위치되는, 블라인드 리벳 인서트(1).
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 섕크(40)는 부분적으로 원형 단면, 바람직하게는 반원형 단면을 갖는 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)를 포함하는 원통형 외벽을 갖는, 블라인드 리벳 인서트(1).
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)는 상기 리테이닝 섕크 그루브(18)의 복수의 원주 방향 부분 섹터를 형성하는 방사상 웨브(webs)에 의해 규칙적으로 분리되는, 블라인드 리벳 인서트(1).
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 방사상 웨브는 상기 환형 리테이닝 섕크 그루브(18) 내에서 원주 방향으로 연장되어 원주 방향 서브섹션(subsection)에서 상기 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)를 채우는, 블라인드 리벳 인서트(1).
  6. 제 2 항에 있어서,
    상기 섕크(40)는 다각형 외부 단면, 바람직하게는 육각형 외부 단면을 포함하고, 상기 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)는 상기 다각형 섕크(40)의 코너 영역에 각각 개별적으로 위치된 복수의 그루브 섹션으로 분리되는 블라인드 리벳 인서트(1).
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 환형 언더헤드 그루브(16) 및 상기 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)는 중간 고정 에지(securing edge), 특히 연속적으로 연장되는 고정 에지에 의해 분리되는, 블라인드 리벳 인서트(1).
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 환형 언더헤드 그루브(16)는 압축된 상태에서 상기 리테이닝 링을 수용하기 위해 부분적으로 원형 또는 부분적으로 곡선형 단면을 갖는, 블라인드 리벳 인서트(1).
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리테이닝 섕크 그루브(18)는 상기 베어링 헤드(10)와 상기 생크의 변형 가능 영역(40) 사이의 상기 섕크의 변형 불가능 영역(56)에 위치되는, 블라인드 리벳 인서트(1).
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 리테이닝 섕크 그루브(18)는 상기 베어링 헤드(10)의 바닥면(14) 바로 아래의 리테이닝 영역(retaining region)에 위치되고, 상기 리테이닝 영역은 상기 베어링 헤드(10)의 바닥면(14)으로부터 축방향으로 길이 방향 베어링 헤드 두께의 2배, 바람직하게는 길이 방향 베어링 헤드 두께의 1배의 최대 연장부를 갖는, 블라인드 리벳 인서트(1).
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    밀봉 링(70), 바람직하게는 O-링이 상기 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)에 배치되는, 블라인드 리벳 인서트(1).
  12. 제 11 항에 따른 상기 블라인드 리벳 인서트(1)가 장착되는 장착 보어(installation bore)(O)를 갖는 부품(C)으로서,
    상기 장착 보어(O)의 주변 에지가 상기 환형 플랜지(10)와 상기 블라인드 리벳 인서트(1)의 크림핑 비드(crimping bead)(60) 사이에 클램핑되어 상기 밀봉 링(70)이 상기 환형 언더헤드 그루브(16) 내에서 압축되는, 부품(C).
  13. 제 11 항에 따른 블라인드 리벳 인서트(1)를 부품(C)의 장착 보어(O)에 세팅하는 방법으로서,
    상기 블라인드 리벳 인서트(1)를 상기 개구(O) 내에 삽입하는 단계(S1),
    삽입하면서, 상기 개구(O)의 에지에 의해 상기 환형 리테이닝 섕크 그루브(18)로부터 상기 환형 언더헤드 그루브(16) 내로 상기 밀봉 링(70)을 변위시키는 단계(S2), 및
    상기 블라인드 리벳 인서트(1)를 길이 방향으로 상기 크림핑 비드(60) 내로 변형하여 상기 환형 플랜지(10)와 상기 크림핑 비드(60) 사이에 상기 부품(C)을 클램핑하고, 상기 환형 언더헤드 그루브(16) 내에서 상기 밀봉 링(70)을 압축하는 단계(S3)
    를 포함하는 세팅 방법.
KR1020227014678A 2020-03-25 2021-03-11 블라인드 리벳 인서트, 블라인드 리벳 인서트가 장착된 부품 및 이러한 블라인드 리벳 인서트를 부품 개구에 장착하는 방법 KR102515895B1 (ko)

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