KR930003666B1 - 블라인드 리벳 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

블라인드 리벳

제1도는 조립하기 이전의 리벳셸의 세로축단면도.

제2도는 제1도의 화살표 2방향에서 본 리벳셸의 꼬리끝단 저면도.

제3a도는 조립하기 이전에 리벳시스템의 정면도.

제3b도는 제3a도의 화살표 3B방향에서 본 리벳스템의 끝단평면도.

제4도는 축방향단면상태의 리벳셀과 정면도상태의 리벳스템이 서로 조립된 상태를 나타내는 정면도.

제5도는 부드러운 목재패널에 설치된 리벳을 나타내는 정면도.

제6도는 프레임 부재에 부드러운 목재패널을 안전하게 고정시키기 위하여 사용된 2개의 리벳을 나타내는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

11 : 부드러운 목재패널 12 : 프레임

13 : 블라인드리벳 14 : 셀

15 : 스템 19 : 취약부

20 : 셸구멍의 주요길이부 24 : 절단에지

27 : 브레이크넥 34 : 테이퍼

33 : 유지부(분) 35 : 구멍

36 : 블라인드면 37 : 레그

본 발명은 블라인드리벳, 상세하게는 비교적 부드러운 재료, 예를들면 부드러운 복재속에서 고정되는 블라인드리벳(Blind rivet)에 관한 것이다.

작업재의 단지 한쪽면으로의 접근에 의하여 설치되는 블라인드리벳이 고안되어, 리벳이 둘이상 중첩된 판재의 블라인드면 또는 접근할 수 없는 면에서부터 돌출하여 뒤판의 블라인드면 뒤에서 블라인드헤드를 형성하여 사용하기 위하여 수년동안 사용되어 왔다. 그러나 리벳이나 리벳이 삽입되는구멍 어느쪽도 비교적 부드러운 재료 몸체의 블라인드면을 관통하지 않도록 비교적 부드러운 재료, 즉 부드러운 목재의 몸체에 하나의 부재를 고정해야할 필요가 있다.

이런 목적을 달성하는데는 여러 문제점이 있다. 리벳에 의해 비교적 부드러운 재료의 몸체속에 확대된 블라인드헤드가 형성되어야하고, 재료내에서의 블라인드헤드의 맞물림은 리벳의 뽑힘에 대해 저항할 수 있도록 충분히 강해야 한다.

본 발명은, 그 태양중의 하나로, 비교적 부드러운 재료속에서 고정되는 블라인드 리벳을 제공하며, 이 리벳은 1개의 관형상셸과 1개의 스템으로 구성되고 ; 관형상셸은 쌩크와, 쌩크의 한쪽단에 미리 형성된 헤드와, 그리고 이 헤드에서 멀리 떨어진 그것의 끝단부에 형성된 쌩크의 팽창가능한 취약부를 가지고, 셸의 취약부는 셸의 이웃인접부보다 더 얇은 벽을 가지고 ; 관형상셸을 관통하여 뻗는 스템은 셸의 팽창가능한 부분에 인접한 1개의 익스팬더헤드를 가지고, 익스팬더헤드는 셸의 더 얇은 벽부의 내경보다 더큰 최대외경을 가지고, 스템은 셸의 취약부(Weakened portion)를 향하는 헤드면위에 복수개의 절단요소와 ; 헤드의 적어도 일부분은 헤드의 최대직경을 향하여 직경의 크기가 증가하고 ; 그리고 스템위의 브레이크넥을 가지고 ; 셸의 팽창가능한 부분은 구멍의 접근가능한 끝단에서 재료의 표면으로부터 충분한 거리만큼 간격이 떨어진 구멍속에 위치하게 되고, 증가하는 인장력이 셸헤드에 대하여 스템헤드에서 멀리 떨어진 브레이크넥쪽위의 셸템에 가해지도록 리벳이 비교적 부드러운 재료의 몸체속의 구멍속으로 삽입될때, 최초로 스템헤드는 점진적으로 셸의 취약부속으로 들어가고, 절단요소들은 셸의 취약부가 다수개의 레그들로 쪼개지게하고, 점증하는 헤드의 직경의 크기는 레그들이 비교적 부드러운 재료의 몸체속으로 바깥쪽으로 휘어지도록 강요하여 리벳을 그곳에 고정시키고, 그후 스템헤드가 셸의 취약부를 지나 더 깊숙히 셸속으로 삽입되기 이전에 스텝브레이크넥은 파단되므로써, 셸쌩크의 나머지길이의 적어도 주요부의 사실상의 팽창없이, 구멍의 접근가능한 끝단인 재료의 표면으로부터 멀리 간격이 떨어진 셸의 끝단부로 재료속에 끼워 넣어진 방사상으로 팽창된 레그들로의 셸의 쪼갬을 제한한다.

이하 첨부한 도면과 실시예를 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.

먼저 제6도에서, 부드러운 목재패널(11)은 다수개의 리벳에 의해 채널형단면을 가진 금속재프레임부재(12)에 고정되고, 설치된 후의 리벳중 2개의 리벳(13)으로 도시도어 있다. 프레임부재(12)로부터 멀리 떨어진 부드러운 목재패널(11)의 표면(36)은 리벳의 설치작업에 의해 뒤틀리거나 파손되어서는 안되는 것이 필요조건이다.

본 실시예의 리벳은 양쪽 모두 스틸로 이루어진 1개의 셸(14)과 1개의 스템(15)으로 구성된다. 제1도와 제2도는 셸을 도시하고 있으며, 이 셸은 셸 그 자체를 완전히 관통하는 1새의 구멍(16)을 가지는 관형상으로 되어 있고, 또한 한쪽단에 1개의 미리 형성된 헤드(18)와 다른단 또는 꼬리단에는 취약부(분)(19)를 가지는 1개의 생크(17)로 이루어진다. 쌩크의 외경은 균일하고, 취약부(19)는 그것에 인접한 쌩크의 나머지부 또는 주요부의 그것(22)보다 더 얇은 벽(21)을 가진다.

취약부는 환형상으로 경사지는 쇼울더(23)에서 쌩크의 나머지부분과 만난다.

취약부(19)는 축방향길이 셸헤드(18) 길이를 제외한 셸쌩크(14)의 총길이의 1/4과 1/3 사이에 해당한다.

제3도는 스템(15)를 도시하고 있으며, 이 스템(15)은 브레이크넥(27)에 의해 플러깅부(plugging portion)(28)에 연결된 당김부(pulling portion)(26)로 구성된다. 당김부(26)에서 멀리 떨어진 스템의 끝단에는 익스팬더헤드(29)가 형성되어 있다. 당김부(26)는 셸구멍(16)속에서 정밀한 미끄럼끼워맞춤(close sliding fit)이 되는 균일한 직경을 가진다. 플러깅부(28)의 길이의 주요부는 셸구멍(16)의 주요길이부(20)의 균일한 내경보다 약간더 큰(본 실시예에서, 약 2.6mm의 직경에 대해 약 0.13mm)균일한 직경인 유지부(33)로 이루어진다.

유지부(33)의 한쪽단은 테이퍼(34)에 의해 브레이크넥(27)에 연결된다.

스템헤드에는 4개의 예리한 에지(edges)(24) 형태의 다수개의 절단요소들(cutting elements)이 형성되어 있으며, 각각의 절단요소는 일반적으로 스템의 세로방향으로 뻗어있고 또한 스템둘레에 90도씩 동일한 간격으로 떨어져 있다.

각각의 절단에지(24)는 스템헤드의 정사각형단면부(41)의 모서리에 형성되어 있다. 정사각형 한면의 길이는 스템의 유지부(33)의 직경과 같고, 각각의 절단에지(24)는 바깥쪽으로 경사지는(스템유지부(33)의 끝단 주변부에서 정사각단면(41)의 한쪽모서리까지) 선단부(24a)와, 그리고 스템축과 평행하게 뻗어 있는 꼬리부(24b)로 이루어지는 2개의 부분으로 구성된다. 경사진 절단에지들(24a)의 좁은 끝단을 가로지르는 직경은 셸의 취약부(19)의 내경보다 더 적은 반면에, 더 넓은 끝단인 꼬리부(24b)를 가로지르는 직경은 그것의 내경보다 더 크다.

헤드의 정사각단면부분(41)의 옆에는 언더헤드부(32)가 위치해 있으며, 이 언더헤드부의 외부면은 단면이 매끄러운 아아치형곡선으로 되어 있다. 균일한 최대직경을 가진 그것의 평행부(31)위에 있는 익스펜더헤드(29)의 최대외경은 셸의 더 얇은 벽부(19)의 내경보다 더 크고, 본 실시에에서는 셸쌩크(17)의 균일한 외경과 같다(제4도 참조). 헤드의 끝단은 근사한 반구면(30)으로 형성되어 있다.

제4도는 조립된 리벳을 도시하고 있으며, 셸쌩크의 꼬리끝단면(25)의 내부주변부가 스템의 절단에지들의 경사진 선단부(24a)를 만날때까지 스템은 셸구멍속으로 삽입되었다.

셸의 당김부의 자유단부는 셸헤드(18)을 훨씬 넘어 돌출하고, 스템유지부(33)의 선단부는 셸구멍부(20)의 길이의 약 1/2속으로 끌어당겨져서, 죔쇠끼워맞춤(inter-ference fit)을 만든다. 이 죔쇠끼워맞춤때문에 스템은 셸속에서 단단하게 조립된 상태로 고정된다. 구멍(20)속의 스템유지부(33)의 이러한 죔쇄끼워맞춤에 의해 셸쌩크의 대응부의 외면은 약간 팽창된다.

블라인드리벳용 통상 방법에 의해, 리벳은 헤드(18)의 하면이 작업재 또는 함께 고정될 부재의 가까운 면에 접할때까지, 조립된 리벳의 셸쌩크를 그것이 정밀끼워맞춤(close fit)되는 구멍속으로 삽입하는 방법으로 사용된다. 제5도는 완전히 설치된 리벳을 도시하고 있으며, 여기에서 적당한 직경의 구멍(35)이 중첩된 프레임부재(12)를 관통하여 부드러운 목재패널(11)속으로 뚫려 있음을 알수 있다. 구멍의 길이는 적어도 셸헤드(18)의 하면이 프레임(12)의 가까운 면과 접촉하여 눌러질때, 조립된 리벳의 길이를 수용하는데 충분한 길이가 되어야 한다.

본 실시예에서, 구멍(35)의 블라인드끝단(blind end)은 패널(11)의 멀리 떨어진 쪽 또는 접근하기 어려운면(36) 가까이에 형성되어 있으나, 그곳을 관통하지는 안는데, 그 이유는 이면에 육안으로 볼수 있는 흔적이 남아서는 안되기 때문이다.

리벳은 이미 잘알려진 형태의 블라인드리벳 설치공구에 의해 설치된다. 이 공구는 리벳셸의 헤드(18)와 접하는 환형상앤빌(annular amvil)과, 그리고 스템의 당김부를 파지하고 셸헤드에 대하여 증가하는 인장력을 그것에 가하는 스템파지 및 당김조오를 가진다. 이것은 절단에지들(24)과 스템익스펜더헤드(29)의 나머지 부분이 셸의 취악부(19)속으로 점진적으로 들어가게 한다. 점증하는 절단에지의 선단부(24a)의 직경의 크기는 셸의 취약부(19)를 절결하여, 그 부분이 절단선을 따라 파열되고, 결국은 4개의 레그들(37)로 쪼개진다. 점증하는 절단에지들(24a)과 헤드의 표면(32)의 직경의 크기는 레그들이 전진하는 헤드의 힘아래에서 레그의 내부끝단 근처에서 바깥으로 굽어지게 하여, 레그들(37)은 연질목재를 이동 및 압축시킨다. 스템위에 형성된 테이퍼(34)는 스템의 유지부(33)가 셸구멍속을 점진적으로 삽입되는 것을 쉽게 해준다. 스템의 근사하게 확대된 유지부(33)는 축방향으로 셸구멍의 벽과 그것의 죔쇠끼워맞춤상태를 강하게 한다. 이것은 셸외부의 매우 근사한 방사상 팽창이 셸헤드를 향해 축방향으로 뻗게한다. 스템헤드(29)는 헤드의 절단에지와 하면에 대한 저항력이 상당히 커질때, 즉 그들이 셸이 더강해지고 파열과 변형에 대해서 더 많은 저항력을 갖게되는 셸의 취약부(19)의 내부끝단과 환형상쇼울더(23)에 도달할때까지 전진한다. 또한, 바깥으로 강제적으로 힘이 가해지는 레그에 의해 압축된 레그(37)를 둘러싸는 부드러운 목재(11)부는 레그가 바깥으로 더 많이 굽어지는 이동에 대해 저항하게 되고, 그것은 또한 셸을 따르는 스템의 추가적인 이동에 대해 저항한다.

스템설치공구에 의해 스템의 당김부(26)에 가해지는 인장력이 계속적으로 증가할때 스템은 브레이크넥(27)에서 파단되어 셸헤드(18)의 내부에 위치하게 된다. 따라서 제5도에 예시한 바와같이, 리벳은 부드러운 목재속에 끼워 넣어진 바깥으로 변형된 레그들(37)에 의해서 부드러운 목재패널(11)속에 고정된다.

스템헤드와 플러깅부는 셸쌩크의 인접부와 확대된 유지부(33)의 간섭에 의해 셸내부에서 유지된다. 셸꼬리의 변형된 레그들(37)과 셸로 맞물려 있는 스템헤드의 존재는 리벳연결부의 강도를 약하게 하는 레그들이 안쪽으로 붕괴되지 못하게 한다.

레그(37)의 주요고정변형부는 프레임부재(12)와 접하는 부드러운 목재패널의 표면에서 상당히거리가 떨어져 있기 때문에, 리벳의 뽑힙에 대하여 저항하는데 충분히 강하게 되도록 구망(35)의 벽에 인접하여 영향받지 않은 많은 양의 목재가 존재하고 있다. 이 저항력은 레그들(37)과 셸헤드(18) 사이에 있는 셸쌩크부의 어떤 실제적인 방사상팽창에 의해 줄어들 수 있는데, 그 이유는 팽창된 레그들의 뽑힘에 대해 저항하는 부드러운 목재의 양이 줄어들기 때문이다. 스템유지부(33)를 셸구멍부(20)속으로 삽입함으로 인한 셸의 취약부에 가장 가까운 셸쌩크외부의 어떤 근사한 팽창은 조립된 리벳이 목재구멍(35)속에 삽입되기 이전에 리벳의 조립시에 일어난다. 리벳이 설치될때, 이같은 근사한 팽창의 어떤 축방향의 신장은 목재에 의해 제공된 리벳의 뽑힘에 대한 저항력에 어떤 영향을 거의 미치지 않는다. 레그에 의한 목재의 붕괴는 목재패널의 멀리 떨어진 면(36)으로부터 상당히 멀리 간격이 떨어진 곳에서 일어나기 때문에, 이 면은 확실히 침해되지(distrubed)안는다.

만약 구멍(35)의 길이가 추천된 길이보다 더 짧아서 스템헤드 끝단면(30)이 구멍의 바닥에 닿고 셸헤드하면이 프레임(12)에 초기에 닿지 않는다면, 리벳이 설치될때의 레그(37)의 작용이 리벳셸헤드(18)을 프레임(12)과 접하도록 끌어당긴다는 사실을 발견했다. 이러한 작용은 또한 부드러운 목재패널(11)과 타이트하게 접하도록 프레임을 꿀어당길 수 있다.

또한, 설치된 리벳이 리벳의 뽑힙에 대한 실질적인 저항력을 가지는 구멍(35)직경의 실질적인 허용공차가 존재한다는 사실을 발견했다.

본 발명은 전술한 실시예의 상세한 내용에만 국한되어 있는 것은 아니다.

예를들면, 스템헤드(29)는 평행부(31) 없이 형성되어, 둥근끝단면(30)이 언더헤드곡면(32)의 더 넓은 끝단에 직접 연결될 수 있다.

전술한 실시예에서 에지들(24)로 이루어진 절단요소들은 다릉 어떤 편리한 형태로 마련될 수도 있다.

설치된 리벳의 셸속에 스템의 유지는 이 두개의 부품사이에 더 적극적인 간섭을 제공하는, 즉 셸이 맞물리는 스템에 홈을 형성하는 방법으로 성취할 수 있다.

Claims (13)

1. 관형상셸과 스템으로 구성되어 비교적 부드러운 재료속에서 고정되는 블라인드리벳으로서 관형상셸은 쌩크와 쌩크의 한쪽단에 미리 형성된 헤드를 가지고, 쌩크는 미리 형성된 헤드에 인접한 주요부와 헤드로부터 멀리 떨어진 그것의 끝단에 형성된 쌩크의 팽창가능한 취약부를 가지고, 셸의 취약부는 셸의 이웃인접부 보다 더 얇은 벽을 가지고 ; 스템은 관형상셸을 관통하여 뻗고, 스템은 당김부와, 브레이크넥, 그리고 셸의 팽창가능한 부분에 인접하는 익스팬더헤드를 가지고 익스팬터헤드는 셸의 더 얇은 벽부의 내경보다 더 큰 최대외경을 가지는 블라인드리벳에 있어서, 익스팬더헤드는 셸의 취약부를 향하는 헤드면에 다수개의 절단요소들을 가지고 ; 익스팬더헤드의 적어도 일부분은 헤드의 최대직경을 향해 직경의 크기가 증가하고 ; 그리고 쌩크의 주요부는 취약부보다 파열과 변형에 대하여 더 많이 저항하고 ; 셸의 팽창가능한 부분은 구멍의 접근가능한 끝단에서 재료의 표면으로부터 충분한 거리만큼 간격이 떨어진 구멍속에 위치하게 되고, 증가하는 인장력이 셸헤드에 대하여 스템헤드에서 멀리 떨어진 브레이크넥쪽위의 스템에 가해지도록 리벳이 비교적 부드러운 재료의 몸체속의 구멍속으로 삽입될때, 최초로 스템헤드는 점진적으로 셸의 취약부속으로 들어가고, 절단요소들은 셸의 취약부가 다수개의 레그들로 쪼개지게하고, 점증하는 헤드의 직경의 크기는 레그들이 비교적 부드러운 재료의 몸체속으로 바깥쪽으로 휘어지도록 강요하는 리벳을 그속에 고정시키고, 그후 스템헤드가 셸의 취약부를 지나 더깊숙히 셸속으로 삽입되기 이전에 스템브레이크넥은 파단되므로써, 셸쌩크의 나머지길이의 적어도 주요부의 사실상의 팽창없이, 구멍의 접근가능한 끝단인 재료의 표면으로부터 멀리 간격이 떨어진 셸의 끝단에서 재료속에 끼워넣어진 방사상으로 팽창된 레그들로의 셸의 쪼갬을 제한하는 것을 특징으로 하는 블라인드리벳.
2. 제1항에 있어서, 셸의 취약부는 셸의 이웃인접부와 같은 외경을 가지는 것을 특징으로 하는 블라인드리벳.
3. 제2항에 있어서 취약부의 내부끝단은 환형상쇼울더에서 셸의 이웃인접부와 만나는 것을 특징으로 하는 블라인드리벳.
4. 제1항에 있어서, 셸쌩크는 균일한 외경을 가지는 것을 특징으로하는 블라인드리벳.
5. 제1항에 있어서, 스템헤드위에 형성된 절단요소들은 절단에지들로 구성되는 것을 특징으로 하는 블라인드리벳.
6. 제5항에 있어서, 절단에지들은 각각 적어도 방사상 바깥방향으로 경사지는 부분을 포함하는 것을 특징으로하는 블라인드리벳.
7. 제6항에 있어서, 절단에지들은 각각 스템축과 평행한 추가부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 블라인드리벳.
8. 제1항에 있어서, 스템헤드의 형상은 절단요소들의 인접부 직경에서부터 헤드의 최대직경에 이르기까지 점진적으로 확대되는 것을 특징으로하는 블라인드리벳.
9. 제8항에 있어서, 스템헤드의 형상은 매끄러운 아아치형곡선으로 그 직경이 점진적으로 증가하는 것을 특징으로 하는 블라인드리벳.
10. 제1항에 있어서, 바깥방향으로 변형된 레그들이 안쪽으로 붕괴되지 못하도록 바깥방향으로 변형된 레그들과 맞물려있는 스템헤드를 유지하기 위한 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 블라인드리벳.
11. 제10항에 있어서, 유지수단은 스템이 삽입되는 셸구멍부분의 초기직경 보다 더큰 직경을 가지는 스템의 일부분에 의해 마련되는 것을 특징으로하는 블라인드리벳.
12. 제10항에 있어서, 더큰 직경을 가지는 스템의 유지수단부분은 브레이크넥까지 또는 거의 브레이크넥까지 뻗어 있는 것을 특징으로 하는 블라인드리벳.
13. 제12항에 있어서, 스템의 유지수단부분은 테이퍼에 의하여 브레이크넥에 연결되는 것을 특징으로 하는 블라인드리벳.

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