KR101497532B1 - 기능 요소, 기능 요소와 금속 시트부로 구성되는 부품조립체, 및 기능 요소를 금속 시트부에 부착하기 위한 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 기능부, 대체로 관형인 관형 리벳부, 및 링형 금속 시트 접촉면을 구비하는 기능 요소에 있어서, 형상의 특징은, 리벳 비드의 형성 동안에 금속 시트부와 함께 이동하기 위해, 리벳부에, 특히 상기 리벳부의 자유 단부에 및/또는 상기 리벳부의 반경방향 바깥쪽에, 적어도 상기 리벳부의 상기 자유 단부에 인접한 영역에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 기능 요소를 제공한다. 본 발명은 또한 기능 요소와 금속 시트부를 포함하는 부품 조립체, 및 기능 요소를 금속 시트부에 부착하기 위한 방법을 제공한다.

기능부, 관형 리벳부, 링형 접촉면, 리벳 비드, 금속 시트부, 리벳부, 자유 단부, 상승부, 리브, 샤프트부, 나사산.

Description

기능 요소, 기능 요소와 금속 시트부로 구성되는 부품 조립체, 및 기능 요소를 금속 시트부에 부착하기 위한 방법{A FUNCTIONAL ELEMENT, A COMPONENT ASSEMBLY CONSISTING OF A FUNCTIONAL ELEMENT AND A SHEET METAL PART AND ALSO A METHOD FOR THE ATTACHMENT OF THE FUNCTIONAL ELEMENT TO A SHEET METAL PART}

도 1a 및 도 1b는, 리벳 비드의 영역의 확대도를 포함하여, 리벳 비드의 영역에서의 문제를 설명하기 위해 종래의 SBF 볼트 요소를 금속 시트부에 부착하기 위한 2개의 다른 단계를 도시하는 도면이다.

도 2a 및 도 2b는, 리벳 비드 영역에 본 발명에 따른 바람직한 형상이 형성되며, 본 발명에 따라 바깥쪽에 리브를 가지는 요소에 대한 것으로서 도 1a 및 도 1b에 대응하는 도면이다.

도 2c 및 도 2d는 도 2a 및 도 2b와 유사하지만, 도 2g에 따른 볼트를 처리하는 것을 도시하는 도면이다.

도 2e 내지 도 2o는 리벳부의 외부 재킷 표면에 리브가 형성되는 본 발명에 따른 볼트 요소의 리벳부 또는 관통 및/또는 리벳팅 섹션의 여러 가지 실시예를 도시하는 도면이다.

도 3a 내지 도 3k는 리벳부의 자유 단부의 영역에 링 비드가 형성된 본 발명에 따른 볼트 요소의 여러 가지 실시예를 도시하는 도면이다.

도 4a 내지 도 4k는 리벳부의 자유 단부에 국부적 상승부가 형성된 본 발명에 따른 볼트 요소의 여러 가지 실시예를 도시하는 도면이다.

도 4i의 (2) 내지 도 4i의 (6)은 도 4i의 (1)에 따른 요소를 여러 가지로 나타내는데, 실제로, 도 4i의 (2)는 도 4i의 (3)의 i-i 단면에 따른 길이방향 단면도이고, 도 4i의 (3)은 도 4i의 (2)의 화살표 ii 방향에서의 리벳부의 자유 단부의 단부도이며, 도 4i의 (4)는 도 4i의 (3)의 화살표 iii에 따른 요소의 헤드부의 측면도이고, 도 4i의 (5)는 도 4i의 (3)의 화살표 iv에 따른 요소의 헤드부의 측면도이며, 도 4i의 (6)은 도 4i의 (3)의 v-v 평면에 대응하는 도 4i의 (1)에 따른 요소의 길이방향 단면도이고, 도 4k의 (2) 내지 도 4k의 (6)은 도 4k의 (1)의 요소에 대한 도면으로서 도 4i의 (2) 내지 도 4i의 (6)에 대응하는 도면이다.

도 5a 내지 도 5c는 리벳부에 축방향으로 연장되는 리브가 설치된 본 발명에 따른 3개의 너트 요소의 사시도이다.

도 6a 내지 도 6c는 리벳부의 자유 단부에 링 비드가 형성된 본 발명에 따른 여러 가지 너트 요소의 사시도이다.

도 7a 내지 도 7c의 (5)는 리벳부의 자유 단부에 상승부가 형성된 본 발명에 따른 너트 요소의 여러 가지 실시예의 도면이다.

도 7c의 (2) 내지 도 7c의 (5)는 도 4i의 (2) 내지 도 4i의 (5)와 유사한 도면으로서 도 7c의 (1)의 요소를 여러 가지 각도에서 나타낸 도면이다.

* 도면의 주요부에 대한 부호의 간단한 설명 *

10: 볼트 요소 12: 다이 버튼

14: 금속 시트부 16: 샤프트부

17: 나사산 18: 헤드부

20: 관형 리벳부 22: 링형 접촉면

36: 롤링면 52: 천공 슬러그

58: 칼라 영역 59: 자유 단부

독일 특허 DE 3447006 C2

독일 특허 DE 3446978 C2

독일 특허 DE 3835566 C2

유럽 특허 1430229호

본 발명은, 기능부, 대체로 관형인 리벳부, 및 링형 금속 시트 접촉면을 구비하는 기능 요소에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 그러한 기능 요소와 금속 시트부로 구성되는 부품 조립체, 및 기능 요소를 금속 시트부에 부착하기 위한 방법에 관한 것이다.

패스너 요소 형태의 상기한 타입의 기능 요소가 SBF, SBK, RSF 및 RSK라는 표시하에 여러 해 동안 여러 가지 형태로 Profile Verbindungstechnik GmbH & Co. KG사에 의해 시판되어 왔다. 요소 자체, 또한 상기 요소와 사용되는 다이 버튼의 부착을 위한 방법이 특히 독일 특허 DE 3447006 C2, DE 3446978 C2, 및 DE 3835566 C2에 상세히 설명되어 있다.

이러한 종류의 패스너 요소는 관통 및/또는 리벳부를 가지도록 금속 시트부 내로 자기-관통 방식으로 도입된다. 그러나, 그들은 또한 사전-천공된 금속 시트 내로 도입될 수 있으며, 사전-천공은 패스너 요소의 부착 바로 전에 또는 부착 동안에 금속 시트부를 관통하는 소위 선행 천공 펀치를 이용하여 수행된다. 이것은, 천공된 펀치가 패스너 요소를 통과하여야 하기 때문에, 중공 본체 요소, 예를 들면 너트 요소로서 형성된 기능 요소에 대해서만 가능하다.

또한, 금속 시트부가 부착 공정 전에 또는 부착 공정 동안에 관통 및/또는 리벳부에 의해 천공되도록, 관통 리벳부가 형성된 기능 요소를 이용하는 것도 가능하다. 기능 요소를 볼트 요소로서 실현할 때, 이러한 방식에서 발생하는 슬러그(slug)는 관형 리벳부 내에 자주 끼이게 되어, 관형 리벳부에서 슬러그는 또한 리벳 비드에 대해 지지 기능을 발휘한다. 중공 본체 요소에 대해, 천공 슬러그는 통상적으로, 중공 본체 요소를 통과하는 팔로우-업(follow-up) 이젝터 핀에 의해 제거된다.

대응 기능 요소가 자기-관통이거나 사전 천공된 금속 시트와 함께 이용되거나 상관없이, 관통 및/또는 리벳부는 금속 시트부가 리벳 연결 영역에서 관형 칼라로 변형되는 것을 보장해야 하기 때문에, 금속 시트부에 상당한 변형 기능을 수행하여야 한다. 그 후에, 관통 및/또는 리벳부는, 관형 칼라를 수용하기 위한 리세스를 형성하도록 관형 칼라의 자유 직립 단부 주위에서 반경방향 외측으로 변형되 고, 리세스는 단면이 U자 형상이다. 이와 관련하여, 관형 칼라는 자주 자체에 대해 되돌려 접혀져, 금속 시트의 링형 접힘부(fold)는 비드가 형성된 리벳부(beaded over rivet portion)에 의해 형성된 U자형 리세스 내에 존재한다.

따라서, 관통 및/또는 리벳부에 대한 요구사항은, 관통 및/또는 리벳부가 사전 천공 여부에 상관없이, 한편으로는, 요구되는 변형 기능을 수행하기에 충분한 안정성을 가지는 것이고, 다른 한편으로는, 리벳 비드의 형성 후에, 목표로 하는 연결 강도가 보장되도록 리벳 비드의 영역에서 충분한 강도를 가지는 것이다. 이것은 물품을 금속 시트부에 견고하게 부착하기 위해 필요하다. 이것은, 패스너 요소를 위해, 관통 및/또는 리벳부의 강도가 스크루의 강도 등급에 대응하여야 한다는 것을 강조한다. 금속 시트부에 대한 패스너 요소의 부착을 위해, 관통 및/또는 리벳부는 버클링(buckle)하지 않을 수 있다. 한편, 반경방향 단면에서 볼 때, U자 형상인 리벳 비드를 형성하도록 관통 및/또는 리벳부의 형상이 다시 형성될 수 있도록, 변형 가능성이 있어야 한다.

이들 대조적인 요구사항은, 관형 관통 및/또는 리벳부의 반경방향 벽 두께가 패스너부의 효율적인 사이즈와 명백한 관계를 가져야 하는 상황을 발생시킨다. "패스너부의 효율적인 사이즈"라는 용어는 패스너 요소 자체로부터 요구되는 강도를 뜻하는 것으로 이해될 것이다.

상기 패스너 요소가 여러 해 동안 실제에 있어서 성공적으로 이용되었더라도, 패스너 요소들은 어떤 단점을 가지는데, 즉, 요소들의 부착이 사전 천공에 의해 발생하거나 사전 천공에 의하지 않고 발생하는지에 상관없이, 공정 중에, 다이 버튼 또는 이용되는 툴 및 프레스의 영역에 끼이게 되어, 가공중인 금속 시트부의 재밍 또는 변형을 유발할 수 있는 소형 칩(chip)을 발생시킬 수 있는데, 이는 전혀 바람직하지 않은 것이다. 이들 소형 칩의 발생 원인은 밝히기 어려운데, 이는 대형 프레스에서 칩이 발생되는 것을 시각화하기 어렵기 때문이다. 즉, 작업 영역이 고체 금속으로 구성되고, 제조 공정을 심각하게 해치지 않고 고찰하는 것을 가능하게 할 관찰창을 제공할 수 없기 때문이다.

유럽 특허 1430229호에 기술된 관형 관통 및/또는 리벳부에 의해, 칩의 형성을 실질적으로 억제할 수 있다. 그러나, 리벳 비드의 역전된 단부의 영역 또는 뒤로 접혀진 금속 시트부의 금속 시트 에지의 영역에서의 리벳 연결이 항상 완전하지는 않은 것으로 나타나고, 금속 시트부의 뒤로 접힌 부분이 리벳부의 역전된 단부에 의해 초승달 모양으로 절단되거나 눌려져, 금속 시트의 부분들이 리벳 비드로부터 칩의 형태로 돌출하거나 완전히 분리되어 가공에서 문제를 발생시키고, 금속 시트부에 자국을 남기는 상황이 발생할 수 있다.

본 발명의 목적은, 관형 관통 및/또는 리벳부를 특수한 형상으로 만듦으로써, 리벳 비드의 영역에서 뒤로 접힌 금속 시트부가 리벳부에 의해 완전히 덮여, 금속 시트의 부분들이 더 이상 리벳 비드로부터 칩의 형태로 돌출하거나 실제로 떨어져 나갈 수 없는 것을 보장하는 것이다.

이러한 목적을 충족시키기 위해, 본 명세서의 앞 부분에서 언급한 종류의 기 능 요소는, 리벳 비드의 형성 동안에 금속 시트부와 함께 이동할 수 있는 형상의 특징이, 리벳부에, 특히 상기 리벳부의 자유 단부에 및/또는 상기 리벳부의 반경방향 바깥쪽에, 적어도 상기 리벳부의 상기 자유 단부에 인접한 영역에 제공되는 것을 특징으로 한다. 그러한 형상의 특징을 통해, 현재의 형상으로부터 이용되는 다이 버튼의 형상을 변경시키지 않고, 리벳 비드의 형성을 위한 롤링 공정 동안에 금속 시트부가 리벳 비드와 함께 이동되도록 방법을 고안하고, 이러한 방식으로, 금속 시트가 리벳부에 의해 완전히 덮이는 것을 보장할 수 있다. 이러한 방식으로, 금속 시트의 부분들이 리벳 비드로부터 칩의 형태로 돌출하거나 실제로 분리되는 것이 더 이상 가능하지 않다.

상기 목적을 달성하기 위해 다음과 같은 형상의 특징들, 즉,

a) 상기 리벳부에서, 적어도 상기 접촉면에 인접하는 영역으로부터 상기 리벳부의 상기 자유 단부 바로 전까지 축방향으로 연장되는 리브,

b) 상기 리벳부의 상기 자유 단부(59)에 형성되며, 반경방향으로 상기 관형 리벳부의 외부 원통형 면을 넘어 연장되는 비드, 특히 관형 리벳부 주위에 링으로서 연장되는 비드, 및

c) 상기 리벳부의 상기 자유 단부(59)에, 바람직하게는 상기 자유 단부면의 대체로 원추형 또는 둥근 내면의 반경방향 바깥쪽에 형성되는 국부적으로 상승된 상승부

들을 생각할 수 있다.

상기 특징들은 단독으로 또는 조합되어 이용될 수 있다.

예를 들면, 관통 및/또는 리벳팅 섹션의 원통형 바깥면에 널링(knurling) 또는 크로스-널링(cross-knurling)을 하는 것과 같이, 동일한 작용을 할 수 있는 다른 형상도 생각할 수 있다.

본 발명에 따른 기능 요소는 자기 관통 요소로서 실현될 수 있으며, 즉, 리벳부의 자유 단부는 금속 시트부를 관통하도록 이용될 수 있다. 특히, 리벳부의 자유 단부는, 반경방향 안쪽에는, 링형 접촉면으로부터 멀어지는 방향으로 벌어지는 예를 들면 원추형 절단면 형태의 링 면을 가질 수 있고, 반경방향 바깥쪽에는 둥근 드로잉 가공(drawing)면을 가질 수 있다. 대응하는 형상은 상기 독일 특허들에 따라 실현될 수 있고, 실제로, 상기 독일 특허들에서 설명될 바와 같은 형태로 또는 마찬가지로 상기 유럽 특허에 따라 실현될 수 있다.

본 발명에 따른 기능 요소의 특히 바람직한 실시예는 첨부된 청구범위 제5항 내지 제31항에 기재되어 있다.

본 발명은, 본 발명에 따른 기능 요소, 및 개구가 미리 성형되었는가 또는 관통 및/또는 리벳팅 섹션에 의해 형성되었는가에 상관없이, 개구를 가진 금속 시트부를 포함하는 부품 조립체에 있어서, 상기 링형 금속 시트 접촉면은 한 쪽에서 상기 금속 시트부와 접촉하며, 상기 리벳부는 상기 금속 시트부 내의 상기 개구를 통해 연장되어 있고, 상기 금속 시트부의 상기 개구의 여유 영역은 그 위에 뒤로 접혀 있고, 상기 금속 시트부의 상기 여유 영역의 뒤로 접힌 부분은 상기 리벳부의 비드가 형성된 영역에 의해 완전히 덮여 있는 것을 특징으로 하는 부품 조립체에 관한 것이다.

이러한 종류의 부품 조립체에서 특히 바람직한 것은, 상기 a)를 실현할 때, 상기 리브가 상기 금속 시트부 상의 상기 개구의 상기 단부 영역에 반영되며, 즉, 상기 단부 영역에 대응 오목부를 형성하는 것이다. 리브와 금속 시트부의 오목부 사이의 작용을 통해, 추가적인 회전 방지 작용이 달성된다.

상술한 종류의 부품 조립체에서, 또한, 상기 b)를 실현할 때, 상기 비드는 그 반경방향 외부 경계부에서 상기 금속 시트부의 상기 단부 영역의 상기 뒤로 접힌 부분 둘레에 결합되어 있는 것이 바람직하다. 이러한 방식으로, 비드는, 소위, 상기 금속 시트부의 단부 영역의 뒤로 접힌 부분을 위한 멈춤부(stop)를 형성하며, 이러한 방식으로, 금속 시트가 뒤로 접힌 금속 시트부의 자유 링 에지를 넘어 돌출하는 것을 방지한다.

상기 c)를 실현할 때, 상기 관통 및/또는 리벳팅 섹션의 자유 단부에서의 상기 상승부 및 리세스 역시 금속 시트부에 반영되며, 즉, 금속 시트부에 대응 리세스 또는 돌출부를 형성하여, 마찬가지로 회전 방지 작용을 강화한다.

관형 리벳부를 가지며 본 발명에 따른 기능 요소를 부착하기 위한 방법으로서, 상기 리벳부가 금속 시트부 내의 개구를 통해 상기 금속 시트부의 칼라 영역으로 통과되고, 횡방향으로 대략 U자형인 리벳 비드를 형성하도록, 평면에서 볼 때 원형인 대체로 둥근 롤링 면을 가진 다이 버튼에 의해 말려지는, 기능 요소를 금속 시트부에 부착하기 위한 방법은, 형상의 특징이, 롤링 이동 동안에 금속 시트부를 이동시키는 리벳부에 제공되는 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하는 추가적 방법은 청구항 37에 기재되어 있다.

본 발명을 실시예들 및 첨부된 도면을 참조하여 아래에서 더욱 상세히 설명한다.

아래에서 설명되는 모든 실시예에서, 동일한 부재에 대해 동일한 도면 부호를 사용하였으며, 실시예들 사이에 구별할 필요가 있을 때에는 프라임 또는 이중 프라임을 덧붙였다. 대응 도면 부호에 프라임이 덧붙여졌는가 하는 것에 상관없이, 개별 부재와 관련한 모든 설명은 동일한 도면 부호가 이용된 모든 다른 부재 또는 실시예에도 적용된다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 개별 부재에 대한 불필요한 반복적 설명을 피할 수 있다.

도 1a 및 도 1b를 참조하면, 공지된 SBF 볼트 요소가 독일 특허 DE 3447006 C2에 따라 자기-관통 방식으로 다이 버튼(12)에 의해 금속 시트부(14) 내로 도입되는 방식이 도시되었다. 볼트 요소(10)는 나사산(17)을 가진 샤프트부(16), 및 샤프트부(16)로부터 멀리 떨어진 헤드부의 쪽에 관형 리벳부(20)를 가진 헤드부(18)로 구성되며, 관형 리벳부(20)는 헤드부(18)의 링형 접촉면(22)에 병합되고, 샤프트부(16), 헤드부(18) 및 관형 리벳부는 요소(10)의 중앙 길이방향 축(24)에 대해 동심으로 배치된다. 링형 금속 시트 접촉면(22)의 영역에, 경사져 형성되고, 관형 리벳부(20)로부터 링형 접촉면(22)으로의 천이부를 연결하며, 회전하지 못하게 고정시키는 노우즈(26)가 설치되는데, 노우즈(26)의 수는 이 실시예에서 6개이다.

각각의 경우에 회전하지 못하게 고정시키는 노우즈(26)들 사이에서, 마찬가지로 요소(10)의 중앙 길이방향 축(24) 주위에 균일하게 배치되는 절결부(28)가 링형 접촉면(22)에 존재하며, 이들 절결부(28)의 수는 마찬가지로 6개이다. 도 1a로부터, 링형 접촉면(22)은 약간 원추형이라는 것을 알 수 있다.

금속 시트부(14)를 지지하는 다이 버튼(12)은, 그 자유 단부면(30)에, 유연하게 둥글고 반경방향 외향으로 향하는 소위 롤링면(rolling surface)(36)을 통해 링 리세스(32)의 베이스 면(38)에 병합되는 중앙 원통형 돌출부(34)를 가진 링형 리세스(32)를 가진다. 베이스 면(38)은 만곡부(40)를 통해 리세스(32)의 원통형 벽 영역(42)에 병합된다. 이러한 원통형 벽 영역(42)은 그 후에, 약간 둥근 만곡부(43)를 통해, 볼트 요소의 헤드부(18)를 향해 원추형으로 발산하며 그 후에 둥근 에지(46)를 통해 다이 버튼의 자유 단부면(30)에 병합되는 벽(44)에 병합된다.

리벳 비드를 형성하기 위해 SBF 볼트 형태의 자기-관통 요소와 함께 다이 버튼(12)을 이용하는 것은 실제로 또한 상기 독일 특허 문헌으로부터 지극히 잘 알려져 있다.

일반적으로, 바깥쪽에 둥근 드로잉 가공면(48)과 안쪽에 작은 원추형 절단면(50)을 가진 관형 리벳부(20)의 자유 단부는, 먼저 링형 리세스(32)의 영역에서 금속 시트부(14)를 오목하게 만들고, 금속 시트부가 다이 버튼의 중앙 원통형 기둥부(34)이 자유 단부와 만날 때까지 금속 시트부(14)를 칼라(15) 내로 아래로 당기는 데에 이용되어, 천공 슬러그(52)가 금속 시트부로부터 절단된다. 이때에, 관형 리벳부(20)의 자유 단부는, 상기와 같이 형성된 구멍을 통해 눌려지고, 도 1b로부터 명백하게 알 수 있는 위치까지 상기 둥근 롤링면(36)에 의해 바깥쪽으로 말려진다(rolled). 도 1b로부터, 관형 롤링면(36)과 함께 작동하여 비드를 형성하여, 자체의 뒤로 접히는 금속 시트부의 칼라 영역(58)이 수용되는 U자형 리세스(56)를 형 성한다. 도 1b의 우측 아래에 도시된 확대도로부터 알 수 있듯이, 금속 시트부의 뒤로 접힌 칼라 영역(58)의 일부분인 칼라 영역(58')이 관형 리벳부의 비드가 형성된 자유 단부(59)의 외부에 위치되고, 기본적으로 링형 칩을 형성한다. 실제로, 그러한 칩의 형성은, 관형 리벳부(20)의 링형 접힌 단부 영역(59)이 상기 뒤로 접힌 칼라 영역(58') 내로 깊이 눌려지도록 발생되어, 뒤로 접힌 칼라 영역은 리벳부의 비드가 형성된 자유 단부(59)의 반경 방향 바깥쪽에 위치되고, 아주 작은 웨브를 통해서만 금속 시트부에 연결된다. 이것은, 작은 웨브가 파열되거나 뒤로 접힌 금속 시트부가 반경방향 크랙을 일으켜, 뒤로 접힌 칼라의 원호형 또는 초승달 모양의 영역이 금속 시트부로부터 분리되고 요소의 부착에 이용되는 프레스의 툴 내로 더욱 이동될 수 있는 상황까지 될 수 있다.

또한 도 1b로부터 알 수 있듯이, 천공 슬러그(52)는 다이 버튼의 중앙 원통형 기둥(34)의 디자인 결과로서 관형 리벳부(20) 내에 고정 클램핑되거나 재밍되어 실제로 그곳에 적층 또는 코킹되어, 프레스와 다이 버튼으로부터 부품 조립체를 제거한 후에, 즉, 금속 시트부(14)와 그것에 리벳팅된 볼트 요소(10)를 제거한 후에, 천공 슬러그는 손실될 수 없고 실제로 부품 조립체의 이러한 영역을 보강하도록, 비드가 형성된 관형 리벳부 내에 위치된다.

실제로, 금속 시트부(14)는 세팅 헤드(도시되지 않음)의 홀드-다운 부재에 의해 다이 버튼의 자유 단부(30)에 대해 통상적으로 눌려져, 금속 시트부는 이 영역에서 납작하게 유지된다. 또한, 도 1b에서 알 수 있듯이, 볼트 요소(10)의 링형 지지면(60)은 도 1b에서 금속 시트부의 상면(62)과 정렬되거나 상면(62)에 대해 약 간 뒤로 세팅된다. 이것은, 또 다른 부품이 볼트 요소의 샤프트부 위에 배치되고 나사체결된 너트에 의해 부품 조립체(10+14)에 고정되는 스크루-온 상황에서, 상기 또 다른 부품이 금속 시트부(14) 상에 또한 볼트 요소의 지지면(60) 상에 납작하게 위치된다는 이점을 가진다.

도 2a 및 도 2b는, 도 2l에 대응하는 본 발명에 따른 볼트 요소(10')를 이용하여, 칼라(15)의 뒤로 접힌 영역(58 또는 58')이 U자형 리세스 또는 마운트(56) 내에, 즉, 비드가 형성된 관형 리벳부(20)의 자유 단부(59)의 반경방향 내부에 완전히 놓이는 방법을 도시한다. 도 2l에 대응하는 볼트 요소(10')는, 도 1a 및 도 1b와 동일한, 회전을 방지하는 노우즈(26) 및 절결부(28)를 가지지만, 추가적으로, 관형 리벳부의 외면에, 축방향으로 연장되고, 요소의 헤드부 내에서 절결부(28)와 동일한 각도 위치에서 정렬되는, 즉 볼트 요소의 중앙 길이방향 축(24) 주위로 동일한 각도 피치로 배치되는 모양이 둥근 6개의 길이방향 리브(70)를 가진다.

길이방향으로 향하는 리브(70)의 형상은 그 형성 동안에 금속 시트부(14)의 칼라 영역(15) 내로 파고들어, 소위 비드 형성 동안에 관형 리벳부(20)와 함께 소위 슬립 없이 이동하도록 금속 시트부를 가압하여, 칼라 영역(15)의 봉입된 뒤로 접힌 금속 시트부(58')가 바람직하게 형성된다.

볼트 요소가 도 2l의 회전을 방지하는 리브(26)와 절결부(28)를 가지는 것은 필수적이 아닌데, 왜냐하면, 한편으로는, 길이방향 리브(70)가 금속 시트부에 대한 회전을 방지하며, 다른 한편으로는, 회전 방지가 어떤 응용에서는, 예를 들면, 볼트 요소(10')의 샤프트부(16)가 나사산이 없는 원통형 베어링면일 때, 필요하지 않거나, 회전 방지가 다른 수단, 예를 들면, 관형 리벳부(20)의 링형 접촉면(22)과 외면에 적용되며, 압력 하에 경화되고, 요소의 헤드부(2)와 금속 시트부 사이의 접착 본딩되는 연결부로서 작용하는 접착제에 의해 달성되기 때문이다.

도 2e 내지 도 2k 및 도 2m 및 도 2n은 70과 같은 길이방향 리브 또는 수정된 길이방향 리브를 가진 볼트 형태의 기능 요소를 실현하는 여러 가지 가능성을 도시한다. 또한, 이 시점에서, 도 2e 내지 도 2n의 요소들이 볼트 요소 대신에 너트 요소일 수 있다는 것을 유의하여야 한다. 그러면, 내부 나사산이 관형 리벳부(도시하지 않음)의 축방향 위의 요소의 헤드부에 형성될 것이다.

도 2e는 관형 리벳부의 반경방향 외면에 형성되면 축방향으로 연장되는 리브(70)에서만 회전 방지 특성이 제공되는 단순한 실시예를 도시한다.

도 2f의 실시예에서, 6개의 길이방향 리브(70)는 2개의 길이방향 리브(70) 사이의 중앙에 각각 배치되어 회전을 방지하는 6개의 노우즈(26')에 의해 보완된다. 이러한 점에서, 회전을 방지하는 노우즈(26')는 링형 접촉면(22)을 연결하고, 링형 접촉면(22)을 6개의 원호형 영역(22')으로 분할한다.

도 2g의 실시예에서, 절결부(28)는 축방향으로 방향 리브(70)에 추가하여 볼트 요소의 헤드부(18)에 형성되고, 절결부(28)는 링형 접촉면(22)을 국부적으로 차단한다. 도 2c 및 도 2d는 도 2g에 따른 볼트 요소가 본 발명에 따라 금속 시트부에 부착될 수 있는 방법을 도시하며, 도 2a 및 도 2b와 매우 유사하다. 도 2d의 우측에서 알 수 있듯이, 절결부(28)의 영역에서의 금속 시트/헤드부 연결은 도 2d의 좌측에서 2개의 절결부(28)들 사이 또는 2개의 길이방향 리브(70)들 사이의 영역에서의 연결과는 약간 다르다. 두 영역 모두에서, 뒤로 접힌 금속 시트부(58'), 즉, 링 칼라(15)의 뒤로 접힌 영역은 완전히, 비드가 형성된 리벳부(20)에 의해 형성되는 U자형 절결부(28) 내에 위치되는데, 즉, 뒤로 접힌 금속 시트부(58')는 모든 영역에서 비드가 형성된 리벳부(20)에 의해 소위 봉입된다.

도 2h에 따른 디자인은 대체로 도 2g에 대응하지만, 도 2f에 도시되고 도 2f와 관련하여 설명된 방법으로 배치된 회전 방지 특징을 제공하는 노우즈(26')로 추가적으로 보완된다.

도 2i에 따른 실시예에서, 도 2h의 다지인의 기본적 형상은 유지되지만, 길이방향 리브(70)는 그 단부에서 관형 리벳부(20)의 자유 단부의 둥근 면 위로 관형 리벳부(20)의 자유 단부면 근처로 연장되는데, 즉, 도 2i의 추가적 영역(70')에 의해 연장된다. 이러한 방식으로, 리벳부에서 축방향으로 연장되며, 적어도 접촉면(22')에 인접한 영역으로부터 리벳부의 자유 단부(59) 바로 전까지 연장되지만, 이것을 넘어 연장되어, 자유 단부의 대체로 원추형 또는 둥근 내면(50)의 반경 방향 바깥쪽에 형성되는 둥근 드로잉 가공면(448)의 영역에서 리벳부의 자유 단부에 국부적으로 상승부를 형성하는 리브를 가진 기능 요소가 형성된다.

도 2j의 실시예에서, 리벳부에서만 축방향으로 연장되는 리브(70)가 도 2e의 실시예에 따라 형성된다. 그러나, 헤드부(18)는 다르게 실현되는데, 실제로 두드러진 원추형 접촉면(22')이 형성된다.

도 2k의 실시예에서, 도 2j의 관형 리벳부에서 축방향으로 연장되는 리브(70)는, 길이방향 리브(70)와 동일한 방사상 평면에 배치되며 회전을 방지하는 절결부(28)에 의해 보완되며, 즉, 회전을 방지하는 절결부(28)는 원추형 접촉면(22')을 국부적으로 차단하도록 반경방향에서 축방향으로 연장되는 리브와 정렬되고 위치된다.

도 2l의 실시예에서, 도 2j의 실시예는 더욱 개발되어, 회전을 방지하는 노우즈(26)는, 관형 리벳부와 원추형 금속 시트 접촉면(22') 사이의 천이부를 연결하는 헤드부에 형성된다. 회전을 방지하는 노우즈(26)는 각각의 경우에 인접하는 축방향으로 연장되는 리브(70)들 사이의 중앙에 배치된다. 도 2m에서, 도 2l의 디자인은 도 2k에서와 같이 절결부(28)에 의해 보완된다.

도 2n에 따른 실시예는, 다각형 단면을 가진, 더욱 정확하게는 12개의 12개의 면을 가진 관형 리벳부(20')가 이용되며, 리벳부(20')의 내부 중공 공간이 마찬가지로 12개의 면을 가진 다각형으로 형성된다는 점을 제외하고는, 기본적으로 도 2m의 실시예에 대응한다. 여기에서, 길이방향 리브(70)는, 각각의 경우에 관형 리벳부(20')의 2개의 인접 면에 의해 형성되는 매 두번째 코너에 배치된다.

헤드부(18') 역시 다각형이며, 마찬가지로 12개의 면을 가진다.

마지막으로, 도 2o는 회전 방지 특성을 가진 노우즈(26)와 절결부(28)를 가진 도 2m의 실시예와 유사한 실시예를 도시하지만, 리벳부(20)에서 축방향으로 연장되는 리브(70)는 도 2i의 실시예에 따른 관형 리벳부(20)의 자유 단부에서 둥근 면(48) 위에서 마찬가지로 연속되며, 도 2i에 따른 상승부(70')를 형성한다.

도 3a 내지 도 3k는, 한가지 특징, 실제로 관형 리벳부의 자유 단부에 형성되며 관형 리벳부의 외부 원통형 표면을 넘어 반경방향 바깥쪽으로 연장되는 비 드(80)의 형태를 가지는 볼트 요소의 실시예를 도시한다.

이 시점에서, 도 3a 내지 도 3k의 요소는 볼트 요소 대신 너트 요소일 수 있다는 것을 지적하여 둔다. 그러면, 내부 나사산은 관형 리벳부(도시되지 않음)의 축방향 위에서 요소의 헤드부(18)에 형성될 것이다.

도 3a의 실시예에서, 이러한 링 비드(80)는 도 2f에 따른 볼트 실시예에 이용되지만, 축방향으로 연장되는 길이방향 리브(70)를 가지지 않는다. 즉, 상기 요소는 또한, 링형 금속 시트 접촉면(22)을 반경방향으로 연결하는, 즉, 이것을 연결하고 이것을 6개의 균일하게 분배된 곡면 영역(22')으로 분할하는 회전 방지 노우즈(26')를 가진다.

도 3b에서, 회전을 방지하는 이들 노우즈(26')들은 예를 들면 도 2h 실시예에 이용될 때 절결부(28)에 의해 보완된다. 여기에서, 6개의 절결부(28)는 또한 회전을 방지하는 노우즈(26')에 대해 1/2의 피치만큼 시프트되도록 배치되는데, 즉, 각각의 절결부(28)는 2개의 인접 노우즈(26') 사이의 중앙에 위치된다.

도 3c의 실시예에서, 도 2j와 관련하여 설명된 볼트 요소의 기본적 형태가 이용되는데, 즉, 두드러진 원추형 접촉면(22')을 가지지만 도 2j에 따라 축방향으로 연장되는 리브(70)를 가지지 않는다.

도 3c의 실시예에 따라, 관형 리벳부(20)와 원추형 접촉면(22) 사이의 천이부를 연결하며 회전을 방지하는 노우즈(26)가 이용된다.

도 3d의 실시예에서, 도 2m의 기본적인 실시예가 이용되지만, 축방향으로 연장되는 길이방향 리브(70)는 생략되고 링 비드(80)에 의해 대치된다.

도 3e의 실시예는 도 2j의 실시예와 매우 유사하지만, 실제로 길이방향 리브(70)는 링 비드(80) 주위에서 관형 리벳부(20)의 자유 단부에 있는 이러한 비드에 병합되도록 링 비드(80)에 의해 보완된다. 여기에서 축방향으로 연장되는 리브(70)가 링 비드를 넘어 방사상으로 연장되지 않는다는 것을 알 수 있다.

도 3f의 실시예는, 회전을 방지하는 절결부(28)가 생략되고, 길이방향 리브(70)가 도 3d에서의 절결부(28)와 동일한 각도 위치에 추가되고 도 3e와 동일한 방식으로 디자인된다는 점을 제외하고는 도 3d의 실시예와 매우 유사하다.

여기에서도 관형 리벳부(20)와 원추형 접촉면(22') 사이의 천이부를 연결하며 회전을 방지하는 노우즈(26)가 이용된다.

도 3g의 실시예에서, 회전을 방지하는 이들 노우즈(26)는 생략되고, 축방향으로 연장되는 길이방향 리브(70)와 동일한 방사상 평면에 놓이는 절결부(28)에 의해 대치된다.

도 3h에서, 회전을 방지하는 노우즈(26)가 여기에서도 도입되며, 즉, 도 3g의 절결부(28)에 추가하여 이용되고, 회전을 방지하는 노우즈(26)는 절결부(28)에 대해 1/2 피치만큼 시프트되도록 배치되는데, 즉, 각각의 경우에 축방향으로 연장되는 2개의 인접한 길이방향 리브(70) 사이에 배치된다.

도 3i에서도, 축방향으로 연장되며 회전을 방지하는 추가적 리브(70)가 이용된다는 점을 제외하고는, 도 3a의 실시예가 이용된다.

도 3j의 실시예에서, 회전을 방지하는 도 3i의 실시예의 노우즈(26')가 생략된다. 노우즈(26')들은 도 3k에서 축방향으로 연장되는 길이방향 리브(70)와 동일한 방사상 평면에 놓이며 회전을 방지하는 절결부(28)에 의해 대치된다.

도 3l의 실시예에서, 도 3k의 실시예는 회전을 방지하는 노우즈(26')에 의해 보완된다.

도 4a 내지 도 4k의 (1)의 실시예는 공통 특징을 가지는데, 즉, 관형 리벳부(20)의 자유 단부(59)에서, 더욱 구체적으로는 둥근 드로잉 가공면(48)에서, 국부적으로 상승된 상승부(90)를 가진다.

이 시점에서, 도 4a 내지 도 4k의 (1)의 요소는 볼트 요소 대신 너트 요소일 수 있다는 것을 지적하여 둔다. 그러면, 내부 나사산은 관형 리벳부(도시되지 않음)의 축방향 위에서 요소의 헤드부(18)에 형성될 것이다.

도 4a의 실시예서, 도 2f의 길이방향 리브(70)가 상승부(90)에 의해 대치된다는 점을 제외하고는, 좁은 원추형 링형 접촉면(22)을 가진 헤드 형상이 도 2f의 실시예와 유사하게 이용된다.

도 4b의 실시예에서, 회전을 방지하는 절결부(28)가 도 4a의 회전을 방지하는 노우즈(26')에 추가하여 이용되며, 방사상 평면에서 국부적으로 상승된 상승부(90)와 정렬되고, 회전을 방지하는 2개의 인접하는 노우즈(26')들 사이의 중앙에 각각 배치된다.

도 4c의 실시예에서, 기본적 디자인은, 회전을 방지하는 노우즈(26)가 생략되고, 리벳부의 자유 단부에서의 국부적 상승부(90)가, 방사상 평면에서 국부적 상승부와 정렬되며 관형 리벳부에서 축방향으로 연장되는 길이방향 리브(70)와 함께 동시에 이용된다는 점을 제외하고는, 도 4a와 유사하다.

도 4d에서, 회전을 방지하는 도 4a의 노우즈(26'), 및 관형 리벳부(20)의 축방향으로 연장되는 길이방향 리브(70)가 이용된다.

도 4e에서, 두드러진 원추형 접촉면(22')을 가진 볼트 요소(10')의 기본적 형상이, 관형 리벳부(20)로부터 원추형 링형 접촉면(22')으로의 천이부를 연결하며 회전을 방지하는 길이방향 리브(70) 및 노우즈(26)와 함께 이용된다. 여기에서, 회전을 방지하는 노우즈(26)가 리벳부의 자유 단부에 있는 국부적 상승부(90)에 대해 1/2 피치만큼 시프트되도록 이용되고, 길이방향 리브(70)는 국부적 상승부(90)와 정렬된다.

도 4f에서, 도 4e 및 도 2j와 동일한 볼트 요소의 기본적 실시예가 이용되지만, 도 4e에서 회전을 방지하는 노우즈(26) 대신에, 축방향으로 연장되는 길이방향 리브(70)만 관형 리벳부(20)에 이용된다.

도 4g에서, 도 4e의 실시예가 이용되지만, 길이방향으로 연장되는 리브(70)는 없다.

도 4h의 실시예에서, 도 4g와 유사한 실시예가 이용되지만, 원추형 접촉면(22')을 차단하며 회전을 방지하는 절결부(28)가 추가적으로 형성되고, 관형 리벳부(20)의 자유 단부(59)에 있는 상승부(90)와 동일한 방사상 평면에 배치된다.

도 4i의 실시예는 기본적으로 도 4b의 실시예에 대응하지만, 관형 리벳부의 축방향으로 연장되는 길이방향 리브(70)에 의해 추가적으로 보완된다.

도 4j의 실시예는, 도 2m에 따른 관형 리벳부의 다각형 기본적 형상이 이용된다는 점을 제외하고는, 도 4i의 실시예와 유사하다.

도 4k의 (1)의 실시예의 정확한 디자인은 도 4k의 (2) 내지 도 4k의 (6)으로부터 알 수 있으며, 기본적으로 도 4b의 실시예에 대응하지만, 상승부(90) 및 절결부(28)와 동일한 방사상 평면에 놓이는 길이방향 리브(70)에 의해 추가적으로 보완된다.

도 5a 내지 도 5c는, 관형 리벳부에 축방향으로 연장되는 길이방향 리브(70)를 모두 공통으로 가진 너트 요소(10")를 도시한다. 도 5a에서, 이들 길이방향 리브(70)는, 금속 시트부에 대한 대응하는 부착에 의해, 즉, 헤드부가 금속 시트부 내로 내려앉음에 의해, 금속 시트부에 대한 회전을 방지하는 것을 보장하는 요소의 헤드부(18")의 다각형 외부 형상(96)을 무시하면, 기본적으로 회전을 방지하는 추가적 특징 없이 이용된다.

여기에서, 너트 요소는 두드러진 접촉면(22')을 가지며, 요소의 헤드부에 인접한 길이방향 리브(70)의 단부는 이러한 접촉면으로부터 바깥쪽으로 연장되고 이러한 접촉면에서 종료된다는 것을 알 수 있다. 두드러진 접촉면의 반경방향 바깥쪽에, 2개의 추가적 링형 및 원추형 접촉면(22'", 22"")이 있지만, 이들 접촉면들은 접촉면(22')에 비하여 비교적 좁다. 이들 접촉면(22'", 22"")들은 도 5a의 이 실시예에서 회전을 방지하는 특징에 의해 차단되지 않는다.

대조적으로, 도 5b의 실시예에서, 절결부(28', 28")가 형성된다. 이러한 배치에서, 길이방향 리브(70)와 동일한 방사상 평면에 배치되고, 다각형 헤드부(18")의 측면(99)에 있는 에지(98)를 적어도 부분적으로 차단하는 기다란 절결부(28')는 2개의 좁은 원추형 면을 차단하지만 넓은 원추형 면 내로 연장되지는 않도록 배치된다.

기다란 절결부(28') 사이에 배치되고 요소의 다각형 헤드부의 측면(99)을 부분적으로 차단하는 짧은 절결부(28")는 마찬가지로 2개의 좁은 원추형 접촉면(22'", 22"")을 차단하지만, 넓은 원추형 접촉면(22")을 차단하지는 않는다.

도 5c의 실시예에서, 관형 리벳부에서 축방향으로 연장되는 길이방향 리브(70)는 도 2i의 연장부(70')에 따라 연장되어, 연장부(70')가 관형 리벳부(20)의 자유 단부의 둥근 드로잉 가공면(48)에서 상승부를 형성한다.

도 6a 내지 도 6c 역시 너트 요소를 도시하지만, 관형 리벳부(20)의 자유 단부에 링 비드(80)의 기본적 형상을 가진다. 너트 요소의 기본적 형상은, 링 비드를 제외하면, 도 5a 내지 도 5c의 실시예의 기본적 형상에 대응한다. 더욱 구체적으로는, 도 6a의 실시예는 도 5b와 정확히 동일하게 디자인되며 회전을 방지하는 교대로 기다랗고 짧은 절결부(28', 28")를 가진다.

도 6b의 실시예에서, 축방향으로 연장되는 길이방향 리브(70)는 회전을 방지하는 기다랗고 짧은 절결부(28', 28") 대신에 이용되며, 넓은 원추형 면에서 헤드부에 인접한 단부에서 바깥쪽으로 연장되고, 관형 리벳부의 자유 단부 근처의 단부에서 링 비드를 넘어 방사상으로 돌출함이 없이 이러한 링 비드로 병합된다.

도 6c에서, 도 6b에 따라 축방향으로 연장되는 길이방향 리브는 도 6a의 교대적으로 기다랗고 짧은 절결부(28', 28")와 함께 이용된다.

마지막으로, 도 7a 내지 도 7c의 (1) 역시 도 5a 내지 도 5c 및 도 6a 내지 도 6c의 형상과 동일한 기본적 형상을 가진 너트 요소(10")를 도시하지만, 여기에 서는, 관형 리벳부(20)의 자유 단부에, 더욱 정확하게는 관형 리벳부의 자유 단부의 둥근 드로잉 가공면(48)에, 개별 상승부(90)의 공통 특징을 가진다. 여기에서, 다른 실시예에서와 같이, 개별 국부적 상승부(90)는 평면에서 볼 때 원형을 가지지만, 그것은 절대적으로 필수적인 것은 아니다. 예를 들면, 기다랗고 타원형인 상승부 또는 평면에서 볼 때 별 모양 또는 다각형인 상승부가 이용될 수 있다. 또한, 상승부를 이용하는 대신에, 국부적 리세스가 다른 실시예에서와 같이 형성될 수 있으며, 그것은 국부적 상승부와 유사하게 보일 것이지만, 돌출되는 대신에 오목할 것이다.

도 7a의 실시예에서, 국부적 상승부는, 도 5b 및 도 6a의 실시예와 정확하게 동일한 방식으로 디자인되고, 요소의 헤드부에서 회전을 방지하는 교대적으로 가다랗고 짧은 절결부(28', 28")와 조합되어 이용된다.

도 7b의 실시예에서, 회전을 방지하는 교대적 절결부(28', 28")는 형성되지 않는다. 대신에, 모양이 도 5a의 실시예에 정확히 대응하는, 관형 리벳부에서 축방향으로 연장되는 길이방향 리브(70)가 이용된다.

마지막으로, 도 7c의 (1)은, 도 7c의 (2) 내지 도 7c의 (5)에 따른 상세한 설명에서와 같이, 도 7b에 따르지만 요소(10')의 헤드부에서 회전을 방지하는 교대적인 절결부(28', 28")와 조합된 실시예를 도시한다.

모든 실시예에서, 예를 들면, 길이방향으로 연장되는 리브(70), 그들의 연장부(70') 또는 관형 리벳부의 자유 단부에서 있는 상승부(90)와 같은 상승부를 나타내는 형상의 특징에, 금속 시트부에 대한 불필요한 손상을 피하기 위해 유연하게 둥근 윤곽이 형성된다. 대조적으로, 링 비드를 가진 실시예는 방사상으로 가장 넓은 지점에서 링 비드의 비교적 날카로운 에지 디자인을 가지며, 금속 시트부에 대한 손상을 염려할 필요 없이 이용될 수 있다. 28, 28', 28"와 같은 절결부가 이용되면, 이들 리세스들은 날카로운 에지 방식으로 각각의 요소의 외부 재킷 표면으로 병합될 수 있지만, 리세스의 베이스 영역은, 많은 경우에 금속 시트 재료가 대응하는 리세스를 완전히 채우지 않기 때문에 금속 시트 재료가 리세스의 베이스 영역과 접촉하게 되지 않지만, 둥글게 되어야 한다.

모든 도시된 실시예에서, 도시된 것은 70, 90, 26, 26', 28, 28', 28"와 같은 형상의 6개의 특징이지만, 이것은 용납할 수 있을 만큼 합리적인 것일 뿐, 제한적인 것으로 간주 되어서는 안 된다. 이 대신에, 중앙 길이방향 축 주위에 반드시는 아니지만 통상적으로 균일하게 분포되는 더 적은 수 또는 더 많은 수의 그러한 형상의 특징이 형성될 수 있다.

더욱이, 본 발명은 또한, 예를 들면 Profil Verbindungstechnik GmbH & Co. KG 회사의 RND 요소에서와 같이 언더 헤드 디자인(under head design) 또는 상기 회사의 스커트 너트 또는 스커트 볼트 요소에 따른 리벳부를 가진 요소들과 같은 관형 리벳부가 설치된 다른 기능 요소에 이용될 수 있다는 것을 지적하여 둔다.

특히, 기능 요소는 그 중앙 길이방향 축에 대해 직각인 방사상 평면에 놓이는 적어도 하나의 링형 영역을 가진 링형 접촉면을 가질 수 있다.

더욱이, 링형 홈은, 중앙 길이방향 축에 대해 직각인 방사상 평면에 놓이며, 리벳부 주위로 연장되고, 선택적으로 접촉면의 일부를 형성하는 링형 접촉면의 링 형 영역의 반경방향 안쪽에 형성될 수 있다. 이 실시예에서, 링형 홈은 반경방향 바깥쪽에서 중앙 길이방향 축에 대해 경사져 세팅된 표면을 가질 수 있는데, 즉, 홈은 적어도 단면이 대략 V자 형상일 것이다.

또한, 반경방향으로 연장되고 회전을 방지하는 리브가 링형 홈 내에 설치될 수 있고, 링형 홈을 부분적으로 또는 완전히 연결할 수 있다.

링형 홈의 반경방향 바깥쪽, 및 회전을 방지하는 리브들 사이의 접촉면의 링형 영역을 차단하는 절결부를 형성하는 것도 생각할 수 있다.

링형 접촉면을 가진 헤드 섹션이 형성되고, 볼트 요소의 샤프트부가 헤드부에서 링형 접촉면과 동일한 쪽에 배치되며 링형 접촉면으로부터 멀어지는 방향으로 돌출되고, 관형 리벳부가 링형 접촉면의 반경방향 안쪽 및 샤프트부의 반경방향 바깥쪽에 배치되는 것을 특징으로 하는 기능 요소가 설치될 수 있다.

또한, 접촉면 쪽에서 헤드 섹션으로부터 멀어지는 방향으로 돌출되는 관형 중공 샤프트부에 병합되는 링형 접촉면을 가진 헤드 섹션이 설치되며, 샤프트부는 관형 리벳부에 의해 둘러싸이고, 샤프트부의 자유 단부면은 리벳부의 자유 단부보다 링형 접촉면으로부터 더 멀리 이동되는 것을 특징으로 하는 너트 요소가 설치될 수 있다.

이러한 실시예에서, 샤프트부의 자유 단부는 금속 시트부를 관통하도록 디자인될 수 있다.

이러한 종류의 실시예에서, 나사산은 헤드 섹션 내에 또한 헤드 섹션에 인접한 샤프트부의 영역에 형성될 수 있다. 원추형 접촉면이 형성될 때, 상기 요소는 유럽 특허출원 02730181.1 또는 문헌 WO 03/089187에 따라 디자인 및 부착될 수 있다.

모든 실시예에서, 재료는 예를 들면 섹션의 재료 및 냉간 변형의 면에서 ISO 표준에 따른 클라스 8 이상의 강도를 달성하는 기능 요소에 대해 열거할 수 있는데, 예를 들면, DIN 1654에 따른 35B2 합금을 들 수 있다. 이러한 방법으로 형성되는 패스너 요소는 또한 고품질 금속 시트부를 당기기 위한 모든 시판 중인 강철 재료, 및 알루미늄 또는 그 합금에 대해 적합하다. 알루미늄 합금, 특히 고강도의 알루미늄 합금, 예를 들면 AlMg5 역시 섹션 또는 기능 요소에 대해 이용될 수 있다. 또한, 예를 들면 AM50과 같은 고강도 마그네슘 합금의 섹션 또는 기능 요소가 고려될 수 있다.

본 발명의 기능 요소, 부품 조립체, 및 기능 요소를 금속 시트부에 부착하기 위한 방법에 의하면, 관형 관통 및/또는 리벳부를 특수한 형상으로 만듦으로써, 리벳 비드의 영역에서 뒤로 접힌 금속 시트부가 리벳부에 의해 완전히 덮여, 금속 시트의 부분들이 더 이상 리벳 비드로부터 칩으로서 돌출하거나 실제로 떨어져 나갈 수 없는 것이 보장된다.

Claims (37)

1. 체결부(16, 17, 17'), 관형인 관형 리벳부, 및 링형 금속 시트 접촉면(22; 22'; 22"; 22", 22"', 22"")을 구비하는 체결 요소(10'; 10")에 있어서,

   상기 체결 요소는 제1 단부 및 제2 단부를 가지며, 상기 리벳부는 자유 단부인 상기 제2 단부에 제공되고,

   상기 리벳부는 원통형 표면을 가지며, 상기 리벳부의 자유 단부(59) 및 상기 리벳부의 자유 단부(59)에 인접하는 상기 리벳부(20)의 원통형 표면의 반경방향 바깥쪽 중 하나 또는 양자 모두의 위치에, 리벳 비드의 형성 동안에 금속 시트부(14)와 함께 이동하도록 되어 있는 형상의 특징(70; 70, 70'; 80; 80, 70; 90; 90, 70)이 리벳부(20)에 제공되는, 체결 요소(10'; 10").
2. 제1항에 있어서,

   상기 형상의 특징은:

   a) 상기 리벳부에서, 상기 접촉면(22; 22'; 22"; 22", 22"', 22"")에 인접하는 영역으로부터 상기 리벳부(20)의 상기 자유 단부(59) 바로 전까지 축방향으로 연장되는 리브(70; 70, 70'),

   b) 상기 리벳부(20)의 상기 자유 단부(59)에 형성되며, 반경방향으로 상기 관형 리벳부(20)의 외부 원통형 면을 넘어 돌출되는 비드(80), 및

   c) 상기 리벳부(20)의 상기 자유 단부(59)의 원추형 또는 둥근 링 면(50)의 반경방향 바깥쪽에 형성되는 국부적으로 상승된 상승부(70'; 90) 및 리세스 중 하나 또는 양자 모두

   중 하나 이상을 포함하는, 체결 요소.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 체결 요소는, 상기 리벳부(20)의 상기 자유 단부(59)가 상기 금속 시트부를 관통하도록 구성되는 자기 관통 요소(10'; 10")인, 체결 요소.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 리벳부(20)의 상기 자유 단부(59)가, 반경방향 안쪽에는, 상기 링형 접촉면으로부터 멀어지는 방향을 향해 벌어지는 원추형 절단면 형태의 링 면(50)을 가지고, 반경방향 바깥쪽에는, 둥근 드로잉 가공면(48)을 가지는, 체결 요소.
5. 제2항에 있어서,

   상기 특징 a) 및 b)를 구비하고,

   상기 리벳부(20)에서 축방향으로 연장되는 상기 리브(70)는 비드(80)까지 연장되는, 체결 요소.
6. 제5항에 있어서,

   상기 리브(70)는 반경방향으로 상기 비드(80)보다 멀리 돌출되지 않고,

   상기 리브의 축방향 정점 라인은 상기 비드(80)의 최대 반경방향 크기와 동일한 직경을 가진 원상에 놓여 있는, 체결 요소.
7. 제2항에 있어서,

   상기 특징 a) 및 c)를 구비하고,

   상기 상승부(70'; 90) 및 리세스 중 하나 또는 양자 모두는, 상기 리벳부(20)의 상기 자유 단부(59)에서, 축방향으로 연장되는 상기 리브(70)와 정렬되며, 각각의 경우에 동일한 축방향 평면에 놓이는, 체결 요소.
8. 제2항에 있어서,

   상기 특징 a) 및 c)를 구비하고,

   상기 상승부(70')는, 상기 리벳부(20)의 상기 자유 단부(59)에서, 상기 자유 단부(59) 밖으로 반경방향으로 연장되는 상기 리브(70)의 단부에 의해 형성되어 있는, 체결 요소.
9. 삭제
10. 제2항에 있어서,

    상기 특징 a)에 따른 상기 리브(70)는 단면이 둥근 모양인, 체결 요소.
11. 제2항에 있어서,

    상기 특징 c)를 실현함에 있어서, 국부적 상기 상승부(90)는 평면에서 볼 때 원형인, 체결 요소.
12. 제11항에 있어서,

    상기 상승부(90)는 볼록 형상인, 체결 요소.
13. 제2항에 있어서,

    상기 c)에 따른 상기 상승부(70'; 90) 또는 리세스, 및 상기 특징 a)에 따라 축방향으로 연장되는 상기 리브(70) 중 하나 또는 양자 모두는 상기 체결 요소(10'; 10")의 중앙 길이방향 축(24) 주위로 균일하게 분포되어 있는, 체결 요소.
14. 제2항에 있어서,

    상기 리브(70), 상기 상승부(70'; 90), 및 상기 리세스 중 하나 이상의 수는 3 내지 24인, 체결 요소.
15. 제2항에 있어서,

    회전을 방지하는 노우즈(26)는 상기 리벳부(20)로부터 상기 링형 접촉면(22, 22'; 22")으로의 중간 영역에 위치되고, 측면에서 볼 때 삼각형인, 체결 요소.
16. 제15항에 있어서,

    상기 체결 요소의 길이방향 축(24)의 방향에서 볼 때, 회전을 방지하는 노우즈(26)는 각각 2개의 인접하는 리브(70)들, 상승부(70', 90)들, 그리고 리세스들의 사이 중 하나 이상의 위치에 배치되어 있는, 체결 요소.
17. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 체결 요소 상에 헤드부(18, 18')가 형성되어 있고,

    상기 관형 리벳부(20)는 상기 헤드부(18, 18')의 한쪽에 형성되어 있으며,

    체결부(16)는 상기 헤드부(18, 18')의 다른 쪽에 형성되어 있고,

    상기 링형 접촉면(22; 22'; 22")은 상기 리벳부(20)를 향하는 헤드부(18, 18')의 상기 한쪽에 형성되어 있으며,

    절결부(28)가, 상기 체결 요소(10'; 10")의 헤드부(18, 18', 18") 또는 플랜지 영역에 형성되며, 링형 상기 접촉면(22; 22'; 22"; 22", 22"', 22"")으로 향해 반경방향으로 부분적으로 함몰되어 있고, 반경방향 바깥쪽으로 향해 개방되어 있으며, 상기 헤드부(18, 18', 18")의 반경방향 바깥쪽 면에서 최대 단면을 가진, 체결 요소.
18. 제15항에 있어서,

    링형 상기 접촉면(22; 22'; 22"; 22", 22"', 22"")은, 접촉면 상에서 회전을 방지하는 노우즈(26, 26')와 절결부(28; 28, 28', 28")가 서로 이격되어 있는 원추형 면인, 체결 요소.
19. 제13항에 있어서,

    링형 상기 접촉면은, 상기 체결 요소의 상기 중앙 길이방향 축(24)에 대해 직각인 방사상 평면에 놓이는 하나 이상의 링형 영역을 가진, 체결 요소.
20. 제13항에 있어서,

    링형 홈이 상기 링형 접촉면의 링형 영역의 반경방향 안쪽에 형성되고, 상기 중앙 길이방향 축에 대해 직각인 방사상 평면에 놓이며, 상기 리벳부(20) 주위로 연장되는, 체결 요소.
21. 제20항에 있어서,

    상기 링형 홈은, 반경방향 바깥쪽에, 상기 중앙 길이방향 축에 대해 경사지게 놓인 표면을 가지며, 상기 홈은 단면이 V자 형상인, 체결 요소.
22. 제20항에 있어서,

    반경방향으로 연장되며 회전을 방지하는 노우즈가 상기 링형 홈에 설치되며, 상기 링형 홈을 부분적으로 또는 완전히 가로지르도록 배치되는, 체결 요소.
23. 제22항에 있어서,

    상기 링형 홈의 반경방향 바깥쪽과 상기 접촉면의 링형 영역에 걸쳐 형성되는 절결부는 회전을 방지하는 노우즈들 사이에 형성되어 있는, 체결 요소.
24. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 관형 리벳부(20)에서의 형상의 특징이 널링부(knurled portion) 또는 크로스-널링부(cross-knurled portion)에 의해 형성되어 있는, 체결 요소.
25. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 체결 요소는 볼트 요소(10')이며, 상기 체결부는 샤프트부(16)인, 체결 요소.
26. 제25항에 있어서,

    상기 체결 요소 상에 헤드부(18, 18')가 형성되어 있고,

    상기 관형 리벳부(20)는 상기 헤드부(18, 18')의 한쪽에 형성되어 있으며,

    상기 샤프트부(16)는 상기 헤드부(18, 18')의 다른 쪽에 형성되어 있고,

    상기 링형 접촉면(22; 22'; 22")은 상기 리벳부(20)를 향하는 헤드부(18, 18')의 상기 한쪽에 형성되어 있는, 체결 요소.
27. 제25항에 있어서,

    상기 링형 접촉면을 가진 헤드부가 형성되어 있고,

    상기 볼트 요소의 상기 샤프트부는 상기 헤드부에서 상기 링형 접촉면과 동일한 쪽에 배치되며, 상기 링형 접촉면으로부터 멀어지는 방향으로 돌출되고,

    상기 관형 리벳부(20)는, 반경방향에서, 상기 링형 접촉면 안쪽에 샤프트부의 바깥쪽에 형성되어 있는, 체결 요소.
28. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 체결 요소는 너트 요소(10")인, 체결 요소.
29. 제27항에 있어서,

    상기 링형 접촉면을 가지며 상기 접촉면의 상기 접촉면의 측부에서 상기 헤드부로부터 돌출되는 관형 중공 샤프트부에 병합되는 상기 헤드부가 형성되어 있고,

    상기 샤프트부는 상기 관형 리벳부(20)에 의해 둘러싸여 있으며,

    상기 샤프트부의 상기 자유 단부(59)는 상기 리벳부(20)의 상기 자유 단부(59)보다 상기 링형 접촉면으로부터 더 멀리 이동되는, 체결 요소.
30. 제29항에 있어서,

    상기 샤프트부의 상기 자유 단부는 상기 금속 시트부를 관통하도록 구성된, 체결 요소.
31. 제30항에 있어서,

    나사산은 상기 헤드부, 및 상기 헤드부에 인접한 상기 샤프트부의 영역에 형성되어 있는, 체결 요소.
32. 제2항에 따른 체결 요소(10'; 10"), 및 개구(54)를 가진 금속 시트부(14)를 포함하는 부품 조립체에 있어서,

    상기 링형 금속 시트 접촉면(22; 22'; 22"; 22", 22"', 22"")은 한 쪽에서 상기 금속 시트부(14)와 접촉하며,

    상기 리벳부(20)는 상기 금속 시트부 내의 상기 개구(54)를 통해 연장되어 있고,

    상기 금속 시트부(14)의 상기 개구의 단부 영역은 상기 개구 상에서 뒤로 접혀 있고,

    상기 금속 시트부의 상기 단부 영역의 뒤로 접힌 부분(58')은 상기 리벳부(20)의 비드가 형성된 영역에 의해 완전히 덮여 있는, 부품 조립체.
33. 제32항에 있어서,

    상기 a)를 실현하는 경우에, 상기 리브(70)는 상기 금속 시트부(14) 상의 상기 개구(54)의 상기 단부 영역에 압흔(壓痕)(impression)을 형성한, 부품 조립체.
34. 제32항에 있어서,

    상기 b)를 실현하는 경우에, 상기 비드(80)는 그 반경방향 외부 경계부에서 상기 단부 영역의 상기 뒤로 접힌 부분(58') 둘레에 결합되어 있는, 부품 조립체.
35. 제32항에 있어서,

    상기 c)를 실현하는 경우에, 상기 상승부(70'; 90) 또는 리세스는 상기 개구(54)의 상기 단부 영역의 상기 뒤로 접힌 부분(58')에 역상 형태(negative form)로 변형되어 있는, 부품 조립체.
36. 관형 리벳부(20)를 가진 제1항에 따른 체결 요소(10'; 10")를 금속 시트부(14)에 부착하기 위한 방법으로서,

    상기 리벳부(20)가 금속 시트부(14) 내의 개구(54)를 통해 상기 금속 시트부의 단부 영역으로 통과되고, 단면이 U자형인 리벳 비드를 형성하도록, 평면에서 볼 때 원형인 둥근 롤링 면(36)을 가진 다이 버튼(12)에 의해 말려지는, 체결 요소를 금속 시트부에 부착하기 위한 방법에 있어서,

    형상의 특징(70; 70, 70'; 80; 80, 70; 90; 90, 70)은, 롤링 이동 동안에 금속 시트부(14)를 이동시키는 리벳부(20)에 형성되는, 체결 요소를 금속 시트부에 부착하기 위한 방법.
37. 제36항에 있어서,

    상기 형상의 특징은:

    a) 상기 리벳부(20)에서, 상기 접촉면(22; 22'; 22"; 22", 22"', 22"")에 인접하는 영역으로부터 상기 리벳부(20)의 상기 자유 단부(59) 바로 전까지 축방향으로 연장되는 리브(70; 70, 70'),

    b) 상기 리벳부(20)의 상기 자유 단부(59)에 형성되며, 반경방향 바깥쪽으로 상기 관형 리벳부(20)의 외부 원통형 면을 넘어 돌출되는 비드(80), 및

    c) 상기 리벳부(20)의 상기 자유 단부(59)의 원추형 또는 둥근 링 면(50)의 반경방향 바깥쪽에 형성되는 국부적으로 상승된 상승부(70'; 90) 및 리세스 중 하나 또는 양자 모두

    중 하나 이상을 포함하는, 체결 요소를 금속 시트부에 부착하기 위한 방법.

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