KR20020054330A

KR20020054330A - 블라인드 패스너 및 구동 너트 조립체

Info

Publication number: KR20020054330A
Application number: KR1020027004905A
Authority: KR
Inventors: 코센자프랭크제이.; 헤이록루크엘.
Original assignee: 페어차일드 홀딩 코포레이션
Priority date: 2000-09-13
Filing date: 2001-09-11
Publication date: 2002-07-06
Also published as: EP1248912A1; TWI225124B; US20020146298A1; WO2002023055A1; CN1392929A; US6454502B1; CN1296630C; BR0107205A; JP2004509294A; EP1248912A4; BR0107205B1; AU2001293277A1

Abstract

개량된 구동 너트(50)를 가진 블라인드 패스너(10)가 기술되었다. 패스너는 나사(20), 슬리브(30), 너트(40) 및 구동 너트(50)를 포함한다. 본 발명의 개량된 구동 너트는 너트 헤드(44) 내에 위치된 구동 홈(46)과 정확하게 정합되는 돌출 닙(56)을 갖는다. 블라인드 너트 패스너가 일단 조립되면, 구동 너트(50)는 너트(40) 헤드와 정합되어 임의의 상대적 회전을 방지할 것이다.

Description

블라인드 패스너 및 구동 너트 조립체{BLIND FASTENER AND DRIVE NUT ASSEMBLY}

블라인드 패스너는 시트들 중의 하나의 시트의 아래쪽 면(블라인드 면)에 접근하는 다른 방법이 없을 때 2개의 시트를 함께 고정하기 위해 일반적으로 사용된다. 그러한 패스너는 항공기 및 우주선 조립에 널리 응용된다. 이러한 환경에서 경험하는 진동과 음향 피로로 인해서, 견딜 수 있는 강도와 신뢰성을 가진 패스너를 생성하는 것이 필요하다.

본 발명이 개량한 종래의 블라인드 패스너는 (1) 나사, (2) 슬리브, (3) 너트, 및 (4) 구동 너트를 포함한다. 종래의 블라인드 패스너의 예는 미국특허 제4,772,167호와 제4,747,202호에 기술되었다. 일반적으로, 나사는 각각 내부에 나사산이 형성된 슬리브, 너트 및 구동 너트로 하여금 나사 상에 위치되게 하는 외부에 나사산이 형성된 면을 갖는다. 블라인드 패스너는 함께 고정되고 있는 시트들의 정렬된 구멍 내로 삽입되고, 설치가 완료된 후에 슬리브와 너트는 함께 시트를 고정할 것이다.

나사는 나사의 한 단부에 확대된 헤드를 가진 긴 나사산이 형성된 볼트의 형상을 갖고, 헤드의 대향 단부에는 2개의 기계가공된 평탄부가 있다. 기계가공된 평탄부는 공구로 하여금 블라인드 패스너의 조립 및 설치 동안에 나사를 회전시키게 하는 렌칭 표면(wrenching surface)이다. 나사는 또한 외부 나사산의 단경보다 작은 직경으로 기계가공된 나사산이 형성된 섹션 상의 예정된 위치에 무른(frangible) 그루브를 갖는다. 이 무른 그루브의 목적은 파괴목(breakneck)으로서 작용함으로써 설치 동안에 슬리브의 오버 토크 및/또는 과도한 업셋을 방지하는 것이다. 어떤 설치 하중이 달성될 때, 무른 그루브는 우선 비틂 전단에서 고장나고 다음에는 조립체로부터 떨어져 나감으로써 오버로딩을 방지한다.

슬리브는 원통형 형상을 가지며 유연한 재료로 제조된다. 슬리브의 목적은 설치 동안에 반경방향으로 확장되고 시트의 블라인드 면에 맞닿는 것이다. 너트는 원통형 형상을 가지며, 플러시 헤드 또는 돌출 헤드 볼트를 닮는데, 단, 너트는 그 전체에 걸쳐서 내부적으로 나사산이 형성되고 헤드의 상부에는 구동홈이 있다는 점을 예외로 한다. 더욱이, 너트는 그 직경 주위에 오목부가 형성되어 일단 패스너가 설치되면 나사의 느슨해짐을 방지하기 위해 나사 상에 마찰을 제공한다.

구동 너트는 종래의 육각형 너트를 닮으며 너트와 동일한 내부 사산산을 갖는다. 구동 너트의 한 단부에는 외부의 육각형으로부터 시작하여 내부 나사산 직경보다 큰 예정된 카운터 보어(counterbore)에서 종료되는 모서리가 깎인 앵글(chamfrerd angle)이 있다. 더욱이, 구동 너트는 환형 리지가 너트의 헤드와 홈 내로 변형되게 하는 유연한 재료로 제조된 환형 리지를 갖는다.

종래의 블라인드 패스너의 조립 공정은 슬리브가 나사의 헤드와 맞닿을 때까지 나사 상에 위치되고 다음에는 너트가 슬리브 상에 안착될 때까지 나사 상에서 스레드되는 것으로 구성된다. 너트는 다음에는 느슨해짐을 방지하기 위해서 너트 재료중의 일부를 내부 나사에 대하여 위치시키는 물리적 변형 공정에 의해 외벽 상에 오목부가 형성된다. 구동 너트는 다음에는 너트의 헤드에 대해 안착될 때까지 나사 상에 스레드된다. 블라인드 패스너의 설치 공정은 구동 너트를 정지상태로 유지하고 동시에 나사 상의 기계가공된 평탄부 위에 들어맞기에 적합한 공구를 사용함으로써 달성된다. 공구는 구동 너트가 회전하는 것을 방지하고 동시에 나사를 회전시킨다. 나사가 회전할 때, 슬리브는 시트 재료의 블라인드 측으로 향해 끌리어진다. 그러면 유연한 슬리브는 시트 재료에 맞닿고, 확장된 직경 내로 변형되기 시작한다. 한편, 블라인드 패스너 조립체의 대향 단부에서, 구동 너트의 환형 리지는 변형되고 너트 헤드에 대해 평탄하게 되기 시작한다. 비틂 및 압축 하중이 증가할 때, 변형가능한 구동 너트의 환형 리지는 너트의 헤드의 홈을 관통하기 전에 180도만큼 회전하기 시작하는데, 그것은 헤드 마킹 및 재료 손상에 의해 입증된다.

구동 너트는 너트가 회전하는 것을 방지하기 위해서 너트 헤드에 대해 강제적으로 변형함으로써 "잼 너트(jam nut)"로서 작용한다. 어떤 비틂 및 압축 하중에서, 나사는 회전을 멈추고 파괴목의 무른 그루브는 고장나서, 구동 너트와 나머지 나사가 서로 멀리 떨어지게 한다.

종래의 블라인드 패스너에서의 문제는 변형가능 구동 너트로부터 도출된다. 최적 설치 성능 및 신뢰성은 블라인드 패스너로부터 달성되지 않는데, 왜냐하면 변형가능 구동 너트는 원하지 않는 회전 및 "잼 너트 효과"를 허용하기 때문이다. 변형가능 구동 너트는 구동 너트의 환형 리지가 너트 헤드의 홈 내로 변형될 때 너트의 헤드 상에서 회전한다. 이러한 변형 공정은 너트의 회전과 너트 헤드의 손상 또는 긁힘을 야기한다. 이러한 결과는 시각적으로 명백할 뿐만 아니라, 너트의 내식 성질을 저하시키고 너트의 헤드 및 그립 영역 아래의 도금을 손상시킬 수 있다. 마지막으로, 변형가능 구동 너트의 "잼 너트 효과"는 요구되는 설치 하중의 큰 변화를 야기한다. 이것은 시기적으로 이른 나사 파괴를 발생시킬 수 있고, 또한 확장된 직경으로 변형하는 슬리브 재료의 양의 불일관성을 발생시킬 수 있어서, 블라인드 패스너의 완전성을 저하시킨다.

따라서, 너트의 헤드 내로 확실한 결합을 하여 너트의 회전 및 원하지 않는 회전 및 "잼 너트 효과"와 관련된 모든 문제를 제거하는 변형불가한 구동 너트를 가진 블라인드 패스너의 필요성이 존재한다.

본 발명은 패널과 시트 재료를 함께 고정하는 블라인드 패스너에 관한 것으로서, 특히 개선된 구동 너트 조립체에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 블라인드 패스너 시스템의 부분 측단면도이다.

도 2는 너트의 구동 홈 내에 결합된 구동 너트를 도시하는 도 1의 블라인드 패스너 시스템의 부분 측단면도이다.

도 3은 조립이 완료된 후의 블라인드 패스너를 도시하는 도 1의 블라인드 시스템의 부분 측단면도이다.

도 4는 한 쌍의 시트(sheet)들 내에 설치하는 동안의 블라인드 패스너를 도시하는 도 1의 블라인드 패스너 시스템의 부분 측단면도이다.

도 5는 한 쌍의 시트들 내에 설치하는 동안의 블라인드 패스너를 도시하며 변형가능한 슬리브가 변형된 것을 도시하는 도 1의 블라인드 패스너 시스템의 부분 측단면도이다.

도 6은 설치가 완료된 후의 블라인드 패스너를 도시하는 도 1의 블라인드 시스템의 부분 측단면도이다.

도 7a는 십자형 슬롯 구성 내의 구동 홈을 도시하는 도 1의 블라인드 패스너 시스템의 너트의 평면도이다.

도 7b는 도 7a의 너트의 부분 측단면도이다.

도 8a는 단일 슬롯 구성 내의 구동 홈을 도시하는 도 1의 블라인드 패스너 시스템의 너트의 평면도이다.

도 8b는 도 8a의 너트의 부분 측단면도이다.

도 9a는 경사진 결합면을 가진 4개의 닙(nib)을 도시하는 도 1의 블라인드 패스너 시스템의 구동 너트의 사시도이다.

도 9b는 평평한 결합면을 가진 4개의 닙을 도시하는 도 1의 블라인드 패스너 시스템의 구동 너트의 사시도이다.

도 10a는 경사진 결합면을 가진 2개의 닙을 도시하는 도 1의 블라인드 패스너 시스템의 구동 너트의 사시도이다.

도 10b는 평평한 결합면을 가진 2개의 닙을 도시하는 도 1의 블라인드 패스너 시스템의 구동 너트의 사시도이다.

본 발명은 개량된 구동 너트를 가진 블라인드 패스너와 조립 공정에 관한 것이다. 본 발명의 블라인드 패스너는 나사, 슬리브, 너트 및 구동 너트를 포함한다. 이 블라인드 패스너의 나사, 슬리브 및 너트는 위에서 논의한 종래의 블라인드 패스너의 것들과 유사하다. 본 발명의 개량은 구동 너트의 새로운 구조와 블라인드 패스너를 위한 새로운 조립 공정에 관한 것이다. 새로운 구동 너트와 조립 공정은 구동 너트를 너트의 헤드 내로 강제로 변형시키는 것과 관련된 불일관성을 제거함으로써 블라인드 패스너의 신뢰성을 현저히 향상시킨다.

본 발명의 새로운 구동 너트는 너트 헤드 내에 위치된 홈과 정확히 정합되는 돌출 닙을 갖는다. 새로운 구동 너트의 돌출 닙은 변형가능하지 않고, 종래의 구동 너트 조립체들에 사용되었던 변형가능한 환형 리지를 대치하는 작용을 한다. 돌출 닙과 너트 헤드 내의 홈의 구성은 서로 정합될 수 있는 한, 여러 가지 형태를 취할 수 있다. 돌출 닙은 구동 너트의 한 단부에 조립되며, 어떠한 설치 비틂 하중에도 저항하도록 완전히 결합된다. 블라인드 패스너를 위한 새로운 조립 공정이 일단 완성되면, 구동 너트는 너트 헤드와 정합되어 블라인드 패스너를 고정되는 시트 내에 설치하는 동안에 너트의 임의의 회전을 방지할 것이다.

새로운 구동 너트를 포함하는 블라인드 패스너의 조립 공정은 또한 종래에 사용된 공정과 다르다. 조립 공정은 이제 슬리브를 나사의 나사산 위에서 나사 헤드에 인접한 위치에 위치시키는 것을 포함할 것이다. 너트는 다음에는 확대된 너트 헤드의 영역 내의 내부 나사산이 나사 상에 완전히 나사 체결되지 않을 때까지 나사 상에 부분적으로 나사 체결된다. 새로운 구동 너트의 돌출 닙은 다음에는 정렬되고 너트 헤드 내의 정합 홈 내로 물리적으로 결합된다. 정합된 구동 너트와 너트는 다음에는 회전되며, 그 결과 구동 너트와 너트가 함께 물리적으로 록킹되고 단일 유닛으로서 나사 상에 나사 체결된다. 일단 너트가 슬리브에 인접하면, 조립은 너트가 오목하게 될 수 있도록 나사, 슬리브, 너트 및 구동 너트를 위치시킴으로써 완성된다. 오목부 형성 공정은 작은 물리적 변형을 너트의 외면 상에 위치시키는데, 그것은 너트 재료의 작은 부분을 내부 나사에 대하여 이동시키어 느슨해짐을 방지하기에 충분한 마찰을 야기시킨다.

새로운 조립 공정이 일단 완성되면, 새로운 구동 너트를 가진 블라인드 패스너는 시트 내에 설치되어 종래의 블라인드 패스너에 사용된 것과 유사한 수단에 의해 고정된다. 즉, 구동 너트를 정지 상태로 유지하고 동시에 나사를 회전시키는 수단을 가진 공구가 슬리브로 하여금 시트의 블라인드측 면에 대해 변형하게 하고 시트를 너트와 슬리브 사이에 고정시키기 위해 사용된다.

슬리브가 설치 동안에 시트의 블라인드 측면에 대해 변형할 때, 구동 너트는 너트 헤드 내로 변형하지 않을 것이다. 구동 너트와 너트 헤드 사이의 정합 연결은 너트 헤드의 손상 및 긁힘을 방지하고 내식 성질을 보존한다. 변형가능한 환형 리지를 가진 종래의 구동 너트와는 다르게, 본 발명의 구동 너트는 "잼 너트 효과"를 갖지 않는다. 구동 너트 상의 돌출 닙은 너트 헤드에 대해 강제적으로 변형시키지 않음으로써 나사 상에 부과되는 설치 하중의 불예측성을 제거한다. 이것은 이번에는 시기적으로 이른 나사 파괴의 위험을 크게 감소시키고 시트에 대하여 변형될 슬리브 재료의 양의 일관성을 증가시킨다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점들은 첨부 도면들과 관련하여 취해진 다음의 상세한 설명으로부터 명백하게 될 것이다.

본 발명은 둘 이상의 패널 또는 시트 재료를 함께 연결하는 데에 사용하는 블라인드 패스너(10)에서 실시된다. 통상적으로, 시트들은 알루미늄을 포함하여 항공 산업에서 일반적으로 사용되는 재료 또는 다른 복합 재료로 제조된다. 도 4에 도시되었듯이, 블라인드 패스너(10)는 고정력(clamping force)을 발생시켜 시트(12, 14)들을 함께 유지하기 위해 설계된다. 블라인드 패스너(10)는 시트(14)의 접근불가 또는 "블라인드" 표면(18)에의 접근이 가능하지 않은 항공기 및 우주선의 조립에 특히 유용하다.

도 1을 참조하면, 블라인드 패스너(10)는 나사(20), 슬리브(30), 너트(40) 및 구동 너트(50)를 포함한다. 일반적으로, 나사(20)는 슬리브(30), 너트(40) 및 구동 너트(50)가 나사(20) 상에 위치되도록 허용하는 외부 나사산(22)을 갖는다. 이 점에서, 블라인드 패스너(10)는 조립되고 시트(12, 14) 내에 설치되며, 시트(12, 14)들은 블라인드 패스너(10)를 시트 내로 설치하는 것을 허용하기에 충분히 큰 직경의 구멍을 각각 갖는다.

나사(20)는 외부 나사산(22)을 가진 긴 나사진 볼트와 확대된 헤드(24)의 형상을 갖는다. 확대된 헤드(24)의 대향 단부에는 2개의 기계가공된 평탄부(26)가 있는데, 평탄부(26)는 구동 공구(도시되지 않음)로 하여금 기계가공된 평탄부(26)와 결합하고 토크를 적용하여 나사(20)의 회전 운동을 발생시키도록 허용하는 렌칭 표면을 제공한다. 바람직한 실시예에서, 확대된 나사 헤드(24)는 슬리브 몸체(32)의 외면으로부터 측정된 슬리브(30)의 직경과 정합되는 직경을 갖도록 크기가 정해진다.

너트와 구동 너트는 각각 내부에 나사산이 형성되고 동일한 내부 나사산(33)을 갖는다. 내부 나사산(33)은 나사(20)의 외부 나사산(22)과 나사 체결 협동하도록 크기를 갖는다. 이것은 너트와 구동 너트가 나사(20) 위에 위치되게 한다.

나사(20)는 또한 무른(frangible) 그루브(28)를 포함한다. 무른 그루브(28)는 나사(20)의 나사부 상의 예정된 위치에 위치되고, 외부 나사산(22)의 단경(minor diameter)보다 작은 직경으로 기계가공된다. 무른 그루브(28)는 어떤 비틂 하중이 달성될 때 비틂 전단(torsional shear)에서 고장나고 블라인드 패스너(10)로부터 파괴되어 나갈 파괴 목(breakneck)으로서 작용한다. 무른 그루브(28)의 이러한 파괴 목 기능은 설치 동안에 슬리브의 과도한 토크 및/또는 업셋을 방지한다. 바람직한 실시예에서, 무른 그루브(28)는 나사(20)의 축방향 위치에서 기계가공되어 무른 그루브(28)가 파괴될 때 헤드(24)로부터 연장되는 나사(20)의 나머지 부분이 너트 헤드(44)의 상면(43)과 실질적으로 동일 평면으로 될 것이다.

슬리브(30)는 원통형 모양을 가지며 유연한 재료로 제조된다. 슬리브(30)는 슬리브(30)가 나사 헤드(24)와 맞댈 때까지 나사(20) 상에 위치된다. 슬리브 면(36)은 나사(20)가 회전되고 너트(40)가 슬리브(30)로 향해 끌리어질 때 변형되도록 설계된다. 너트(40)의 테이퍼진 노우즈(nose)(42)는 힘으로 슬리브 면(37)의내경을 눌러 슬리브 몸체는 테이퍼진 노우즈(42) 위로 미끄러질 때 내경(37)으로 하여금 반경방향으로 확장되고 궁극적으로 휘어지게 한다. 계속적으로 하중을 가하면 슬리브 몸체(32)는 직경이 증가하고 시트(14)의 블라인드 내면(18)과 인접하게 되어, 슬리브(30)와 너트(40)의 헤드(44) 사이에 시트(12, 14)를 함께 고정한다.

너트(40)는 원통형 형상을 갖고 바람직하게는 접시 머리 볼트를 닮는다. 너트(40)는 너트 몸체(41), 너트 몸체의 한 단부에 위치된 테이퍼진 노우즈(42), 및 테이퍼진 노우즈(42)에 대향하는 단부에 위치된 너트 헤드(44)를 포함한다. 너트 몸체(41)는 바람직하게 슬리브 몸체(32)의 외경과 실질적으로 동일한 외경을 갖는다. 테이퍼진 노우즈(42)는 안으로 돌출하고 너트 몸체(41)의 직경보다 작은 직경을 갖는다. 테이퍼진 노우즈(42)는 나사(20) 상에 있을 때에 슬리브 내경(37)과 맞닿는다. 도 2에 도시되었듯이, 너트 헤드(44)는 구동 너트(50)가 너트(40)와 정합되도록 결합되게 하는 구동 홈(46)을 포함한다.

도 7a 및 도 7b에 도시되었듯이, 너트 헤드(44)의 구동 홈(46)은 복수의 굴곡부(48)를 갖는다. 구동 홈(46) 내의 굴곡부(48)는 너트 헤드(44)와 구동 너트(50)가 정합되도록 결합되게 하여, 블라인드 패스너(10)의 설치 동안에 너트(40)와 구동 너트(50)의 회전을 방지하는 어떠한 구성으로도 형성될 수 있다. 바람직한 실시예에서, 도 7a에 도시되었듯이, 굴곡부(48)는 십자형 슬롯 구성이며, 따라서 구동 너트(50)는 십자형 슬롯 구성의 돌출 닙(nib)(56)을 가져야만 한다. 구동 홈(46)의 굴곡부(48)는 도 8a 및 도 8b에 도시되었듯이 대안적으로 단일 슬롯 구성을 가질 수 있거나, 구동 너트(50)의 닙(56)이 정합 구성을 갖는 한 육각형 또는 사각형의 형상 등 어떤 다른 구성도 가질 수 있다.

도 9a 및 도 9b에 도시되듯이, 구동 너트(50)는 바람직하게 종래의 육각형 너트의 형상을 가지며 너트(40)와 동일한 내부 나사산(33)을 갖는다. 구동 너트(50)는 구동 너트의 회전을 방지하는 구동 공구(도시되지 않음)에 의한 결합을 위한 외면(52)을 갖는다. 구동 너트(50)는 너트 헤드(44)와의 원활한 기계적 결합을 제공하는 복수의 돌출 닙(56)을 갖는다. 상기와 같이, 닙(56)은 너트 헤드의 구동 홈(46)을 구성하는 굴곡부(48)와 정밀하게 정합하도록 구성된다.

닙(56)은 변형되지 않는 재료로 제조되어, 닙(56)은 블라인드 패스너의 설치 동안에 변형되지 않을 것이다. 너트(40)의 굴곡부(48)에서와 마찬가지로, 구동 너트(50) 상의 닙(56)의 수효는 변화될 수 있고 많은 서로 다른 기하학적 형상 및 형태일 수 있다. 바람직한 실시예에서, 도 9a 및 도 9b에 도시되듯이, 4개의 닙(56)이 구동 너트 상에 존재하며 각각의 닙은 결합면(57)과 구동면(58)을 가진 사각형 형상을 갖는다. 도 9a에서, 결합면(57)은 구동면(58)에 대해 경사지며, 도 9b에서 결합면(57)은 평평하다. 또한, 도 10a 및 도 10b에 도시되듯이, 구동 너트(50)는 2개의 닙(56)으로 형성될 수 있으며, 도 10a에 도시되듯이 경사진 결합면을 갖거나 도 10b에 도시되듯이 평평한 결합면을 갖는다. 바람직하게, 닙(56)은 구동 너트 면(54)으로부터 돌출하여 외면(52)과 내부 나사산(33) 사이의 거리와 동일한 길이를 가진 사각형을 구성한다.

블라인드 패스너(10)를 시트(12, 14) 내에 설치하기 전에, 블라인드 패스너가 조립된다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 조립 공정은 슬리브(30)가 나사와너트(40) 위에 위치되고 구동 너트(50)가 나사(20) 위에 나사 체결(thread)되는 결과를 발생시키는 일련의 단계들을 포함한다. 우선, 도 1에 도시되듯이, 슬리브(30)는 슬리브 단부(34)가 나사 헤드(24)에 인접할 때까지 외부 나사산(22) 위에 위치된다. 다음에는, 너트(40)는 나사(20) 위에 부분적으로 나사 체결되고, 테이퍼진 노우즈(42)는 슬리브 면(36)과 내경(37)을 향한다. 너트(40)는 바람직하게 너트 헤드(44)의 영역 내의 내부 나사산(33)이 나사 위에 완전히 나사 체결되지 않을 때까지 나사 위로 스레드(thread)된다. 구체적으로 말해서, 너트의 구동 홈(46)은 이 점에서 나사 위에 위치되지 않을 것이다. 다음에, 도 2를 참조하면, 구동 너트(50)는 돌출 닙(56)들이 정렬되고 너트(40)의 구동 홈(46) 내에 물리적으로 결합되도록 위치된다. 이 점에서, 구동 너트(50)와 너트(40)는 정합 결합되는데, 여기에서 닙(56)의 결합면(57)과 구동면(58)은 구동 홈(46)의 굴곡부(48) 내에 있다. 다음에, 정합된 구동 너트(50)와 너트(40)는 회전되는데 그결과 구동 너트와 너트가 나사 위에 단일 유닛으로서 나사 체결 된다. 일단 구동 너트(50)가 나사(20) 위에 부분적으로 나사 체결되면, 구동 너트와 너트는 함께 물리적으로 록킹된다. 다음에, 도 3에 도시되듯이, 구동 너트(50)와 너트(40)는 너트의 테이퍼진 노우즈(42)가 내경(37)과 맞닿을 때까지 나사(20) 상에 스레드 된다. 다음에, 너트(40)는 바람직하게 오목부 형성 공정(dimpling process)을 거치는데, 그 공정에서 너트 몸체(41)의 외면의 작은 부분이 나사(20)에 대해 물리적으로 변형된다(도시되지 않음). 오목부 형성 공정에서 너트(40) 재료의 작은 부분은 나사(20)에 대해 변위 되어 느슨해짐을 방지하기에 충분한 마찰을 일으킨다. 그러면 블라인드 패스너(10)의 조립 공정은 완료되고, 블라인드 패스너는 설치를 위해 준비된다.

조립된 블라인드 패스너(10)의 설치는 블라인드 패스너(10)가 복수의 시트 또는 패널을 함께 고정시키는 데에 사용되는 것을 포함한다. 도 4에 도시되듯이, 바람직한 설치는 고정되는 2개의 시트(12, 14)를 포함한다. 블라인드 패스너(10)는 시트(12, 14) 내에 삽입되는데, 너트 헤드(44)는 시트(12)의 접근가능한 외면(16)에 대해 맞닿도록 수용되고, 슬리브(30)는 시트(12, 14)를 통해서 연장되며 시트(14)의 접근불가한 "블라인드" 표면에 인접한다.

설치 공구(도시되지 않음)는 구동 너트(50)와 나사(20)의 기계가공된 평탄부(26) 둘 다와 맞춤 결합을 도시에 갖기에 적합하다. 설치 공구는 구동 너트(50) 위에 위치되고 구동 너트(50)가 회전하지 못하게 방지하는 결합을 발생시킨다. 따라서, 너트(40)는 구동 너트(50)와 너트(40)가 정합 결합되기 때문에 또한 회전하지 못한다. 설치 공구는 또한 나사(20)의 기계가공된 평탄부(26)와 결합되고 나사(20)상에 회전 토크를 제공한다.

설치 공구가 나사(20)를 회전시키고 구동 너트(50)와 너트(40)를 정지 상태로 유지할 때, 구동 너트(50)에 의한 너트 헤드(44)의 표면(43)의 손상 또는 부스러짐이 없다는 것을 유의하는 것이 중요하다. 구동 너트의 닙(56)과 너트의 정합 구동 홈(46) 사이에 원활한 기계적 결합이 존재하기 때문에, 종래의 블라인드 패스너 조립체에 존재하는 임의의 "잼 너트 효과(jam nut effect)"는 완전히 제거된다. 구동 너트(50)는 불변형성이고 그 결과로서 일관성 있고 예측가능한 결과가 제공된다. 구동 너트의 환형 리지를 너트 헤드 내로 강제로 변형시키는 것에 의존하는 종래의 블라인드 패스너와는 다르게, 구동 너트(50)와 너트 헤드(44)는 설치 하중이 증가할 때 설계된 대로 일관성 있게 결합하고 변형되지 않을 것이다.

설치 공구에 의해 적용되는 증가된 설치 하중의 결과로서 슬리브(30)는 너트의 테이퍼진 노우즈(42)와 시트(14)의 블라인드면(18)으로 향해 끌어 당겨진다. 도 5를 참조하면, 슬리브(30)는 변형가능한 재료로 제조되기 때문에, 내경(37)이 테이퍼진 노우즈(42)를 누를 때 슬리브 몸체(32)와 내경(37)은 반경방향으로 확장하기 시작한다. 슬리브 몸체(32)가 시트(14)의 블라인드면(18)과 인접할 때 내경(37)의 상부 상에서 휘어짐이 계속된다.

예정된 비틂 하중에서, 슬리브(30)는 원하는 내경으로 변형되고 확장될 것이며, 나사(20)의 파괴되기 쉬운 그루브(28)는 비틀림 전단에서 고장하고 파괴될 것이다. 도시되듯이, 바람직한 실시예에서, 파괴되기 쉬운 그루브(28)는 나사(20) 상의 축 위치에서 기계가공되어, 무른 그루브(28)가 파괴되기 직전에 나사의 나머지 부분은 너트 헤드(44)의 표면(43)과 실질적으로 동일 평면으로 된다. 더욱이, 구동 너트(50)는 너트 헤드(44)의 표면(43)에 어떠한 손상도 주지 않고 무른 그루브(28)와 함께 파괴되는 나사(20)의 부분과 함께 파괴될 수 있는데, 왜냐하면 닙(56)은 구동 홈(46) 내로 변형되지 않았기 때문이다.도 6에 도시되듯이, 설치가 완료된 후에, 시트(12, 14)는 너트 헤드(44)와 변형가능한 슬리브(30) 사이에서 함께 고정된다.

본 발명은 그 바람직한 실시예에서 기술되고 설명되었지만, 그에 대한 변경 및 수정이 이루어질 수 있고 그것들은 청구범위에서 청구된 본 발명의 의도된 전체범위 내에 있다는 것을 이해해야 한다.

본 발명의 구동 너트와 조립 공정은 구동 너트를 너트의 헤드 내로 강제로 변형시키는 것과 관련된 불일관성을 제거함으로써 블라인드 패스너의 신뢰성을 현저히 향상시킨다.

구동 너트와 너트 헤드 사이의 정합 연결은 너트 헤드의 손상 및 긁힘을 방지하고 내식 성질을 보존한다. 변형가능한 환형 리지를 가진 종래의 구동 너트와는 다르게, 본 발명의 구동 너트는 "잼 너트 효과"를 갖지 않는다. 구동 너트 상의 돌출 닙은 너트 헤드에 대해 강제적으로 변형시키지 않음으로써 나사 상에 부과되는 설치 하중의 불예측성을 제거한다. 이것은 시기적으로 이른 나사 파괴의 위험을 크게 감소시키고 시트에 대하여 변형될 슬리브 재료의 양의 일관성을 증가시킨다.

Claims

패스너 조립체에 사용될 구동 너트에 있어서,

제1 단부, 제2 단부, 및 구동 공구에 의해 결합되기에 적합한 외면을 가진 몸체,

상기 몸체를 통해 연장되는 복수의 내부 나사산을 가진 나사산이 형성된 보어, 및

상기 제1 단부 또는 제2 단부로부터 연장되는 복수의 돌출 닙

을 포함하는 구동 너트.
제1항에 있어서,

상기 닙은 패스너 내의 홈과 결합하기에 적합한 결합면과 구동면을 가진 구동 너트.
제1항에 있어서,

상기 닙의 결합면은 구동면에 대해 경사진 구동 너트.
제1항에 있어서,

상기 닙의 결합면은 구동면에 대해 평평한 구동 너트.
제1항에 있어서,

상기 닙 중의 적어도 하나는 사각형인 구동 너트.
제1항에 있어서,

상기 닙 중의 적어도 하나는 사각형이 아닌 형상을 가진 구동 너트.
블라인드 패스너에 있어서,

복수의 외부 나사산과 나사의 한 단부에 위치된 헤드를 가진 나사,

복수의 내부 나사산과 상기 헤드에 인접한 나사의 단부에 위치된 변형가능한 슬리브면을 가진 슬리브,

복수의 내부 나사산과, 너트의 한 단부에 위치된 확대된 너트 헤드와, 상기 확대된 너트 헤드 내에 위치된 구동홈을 가지며, 상기 너트 헤드에 대향하는 단부는 상기 슬리브에 인접한 나사 상에 위치되는 너트, 및

상기 너트에 인접한 상기 나사 상에 위치되고, 구동 공구에 의한 결합에 적합한 외면과 상기 너트의 구동홈과 결합하는 구동 너트의 한 단부로부터 연장되는 복수의 돌출 닙을 가진 구동 너트를 포함하는 블라인드 패스너.
제7항에 있어서,

상기 구동 너트 및 나사와 결합하기 위한 것으로서, 상기 구동 너트를 정지 상태로 유지하고 상기 나사를 회전시키는 설치 공구를 더 포함하는 블라인드 패스너.
제7항에 있어서,

상기 구동 너트의 돌출 닙은 상기 너트의 구동홈 내로 연장되는 결합면과 구동면을 가진 블라인드 패스너.
제9항에 있어서,

상기 결합면은 경사진 블라인드 패스너.
제7항에 있어서,

상기 구동 너트의 닙 중의 적어도 하나는 사각형 구성을 가지며, 상기 구동 너트는 변형불가 재료로 제조되는 블라인드 패스너.
제7항에 있어서,

상기 구동 너트의 닙 중의 적어도 하나는 사각형 형상을 갖고, 상기 너트의 구동홈은 닙이 상기 구동홈 내로 삽입되게 하는 기하학적 구성을 갖는 블라인드 패스너.
패스너 시스템을 조립하는 방법에 있어서,

복수의 내부 나사산과 변형가능한 슬리브 면을 가진 슬리브를 나사 상에 나사 체결하는 단계,

복수의 내부 나사산과 구동홈을 가진 헤드를 가진 너트를 상기 나사 상에 부분적으로 나사 체결하는 단계,

복수의 내부 나사산과 구동 너트의 한 단부로부터 연장되는 복수의 돌출 닙을 가진 구동 너트를, 상기 돌출 닙이 정렬되고 너트의 구동홈 내에 정합 결합되도록 상기 너트 상에 위치시키는 단계, 및

상기 결합된 구동 너트와 너트를 상기 나사 상에 나사 체결하는 단계를 포함하는 방법.
제13항에 있어서,

상기 너트가 상기 나사 상에 고정되도록 상기 너트의 외면을 오목하게 하는 단계를 더 포함하는 방법.