KR20100044120A - 체결 부재 및 시트 금속부로 구성된 부품 조립체 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

체결부재는 대직경의 플랜지부와, 플랜지부로부터 연장되어 플랜지부로부터 먼 단부에서 원통형의 리벳 섹션과 결합된 소직경의 샤프트부를 갖고, 상기 체결 부재와 시트 금속부로 이루어진 부품 조립체는 그 두께가 3 mm이상인 시트 금속부와 함께 사용되도록 설계된다. 비교적 얇은 시트 금속부를 사용하는 경우, 시트 금속부에 샤프트부의 직경에 대응하는 직경을 갖는 매끄럽게 천공된 원통형의 개구가 형성되고, 원통형의 리벳 섹션은 시트 금속부의 하측에 접촉하는 리벳 비드로 재성형된다. 중간 두께의 시트 금속부를 사용하는 경우, 시트 금속부에 리벳 비트를 수용하는 큰 직경의 홀 영역을 갖는 단차 홀이 형성된다. 비교적 두꺼운 시트 금속부를 사용하는 경우, 시트 금속부에 원뿔형의 천공된 홀이 형성되고, 원통형의 리벳 섹션은 원뿔형의 확대된 홀에 고정되는 원뿔형의 리벳 부재로 재성형된다.

Description

체결 부재 및 시트 금속부로 구성된 부품 조립체 및 그 제조 방법{COMPONENT ASSEMBLY CONSISTING OF A FASTENER ELEMENT AND A SHEET METAL PART AND ALSO A METHOD FOR MANUFACTURING SUCH A COMPONENT ASSEMBLY}

본 발명은, 체결 부재 (fastener element) 및 시트 금속부(sheet metal part)로 구성된 부품 조립체(component assembly) 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 자동차 차체의 제조에 있어서, 리벳 부재(rivet element), 천공 부재(piecring element) 및 리벳 고정 부재(riveting element) 또는 가압 부재(press-in element)의 형태로 존재하는 체결 부재를 이용하는 것이 일반적이다.

리벳 부재는 미리 구멍이 뚫려 있는 시트 금속부로 삽입되어 체결 부재의 리벳 섹션에 비딩(beading)함으로써 시트 금속부에 고정된다. 체결 부재는 체결부, 즉, 내부 나사산(internal thread) 또는, 외부 나사산(external thread)을 가진 볼트 샤프트(bolt shaft)를 갖고, 이에 의해 타 부품이 볼트 또는 너트를 이용하여 시트 금속부에 고정될 수 있다. 천공 부재 및 리벳 고정 부재는 자기 피어싱(self-piercing)적으로 구성되어, 그 자체가 시트 금속부에 홀(hole)을 형성하여 시트 금속부에 고정된다. 가압 부재를 사용할 경우에는, 금속부에 미리 구멍을 뚫은 후, 가압 부재를 그 홀에 통과시켜 금속부와 함께 가압한다. 이에 의해, 시트 금속 물질이 가압 부재의 언더컷(undercut)으로 흘러 들어 시트 금속부에 대해 가압 기구를 로킹(locking)시킨다. 이로써, 가압 부재는 시트 금속부에 단단히 고정되어, 시트 금속부로부터 직접 가압 돌출되지 않는다.

자동차의 생산에 있어서, 이러한 체결 부재는 미리 시트 금속 몸체부 등에 용접되며 크게 변위된 용접 부재를 갖는다. 한편, 부재에 대해 용접의 경우, 기계적 변형을 수반하기 때문에 개별 부품의 제조를 일체로 구성하기 힘들고, 또한, 시트 금속부의 원치 않은 오염을 유발시킬 수 있다. 또한, 용접 부재는 다양한 종류의 시트 금속부와 함께 사용될 수 없다. 예를 들면, 시트 금속부가 미리 도장이 되어 있거나, 플라스틱 멤브레인(plastic membrane)이 선택적으로 사이에 개재된 두개의 시트 금속층으로 이루어진 경우에는 용접 부재가 사용될 수 없다. 또한, 시트 금속부가 고강도부(high strength part)일 경우 역시 사용될 수 없는데, 이는 용접 공정에 관여하는 열이 용접 위치 영역에서 시트 금속 특성의 심한 열화를 유발시키기 때문이다. 자동차용 시트 금속부의 제조에 있어서, 수많은 부품이 요구되고, 일반적으로 시트 금속의 두께는 보통 0.6 mm 내지 2.5 mm 범위 안에 있고, 때로 그 이상으로 3 mm 혹은 그보다 다소 클수도 있다.

미국 특허 5,251,370에 개시되어 있는 너트 부재 형태의 체결 부재는 대직경의 플랜지부와, 플랜지부로부터 연장되어 플랜지부로부터 먼 단부에서 원통형의 리벳 섹션과 결합된 소직경의 샤프트부를 포함한다. 원통형 리벳 섹션의 외측은 샤프트부의 외측과 대략 동일 평면상에 위치한다. 즉, 양자는 대략 동일한 직경을 갖는 다. 샤프트부에 인접한 플랜지부의 측부는 시트 금속 접촉 숄더부를 형성하고, 회전 방지 형상부가 샤프트부 및/또는 시트 금속 접촉 숄더부의 영역에 마련되어 있다.

상기한 미국 특허에 따르면, 이러한 종류의 체결 부재는 소위 클램핑 홀 리벳 고정 공정에 의해 시트 금속부에 장착된다. 이를 위해, 시트 금속부에 미리 구멍을 뚫고, 해당 천공 주위 영역은 원뿔형의 돌기 혹은 원뿔형의 기둥 모양으로 성형된다. 체결 부재의 리벳 섹션을 시트 금속부에 통과시키는 동안에(이는 원뿔형 돌기측부터 일어난다), 리벳 섹션이 비딩되고 팽창되며, 동시에 원뿔형 돌기는 적어도 부분적으로 역전(reverse)되고, 이에 의해 원뿔형 돌기의 홀의 직경이 감소한다. 시트 금속부와 체결 부재 사이에서 일종의 구속력(strangle-hold)이 발생하여 체결 부재와 시트 금속부 사이의 결속에 있어 우수한 기계적 특성이 발현된다. 시트 금속부의 원뿔형 돌기는 시트 금속 두께에 따라 달리 만들어지므로, 하나의 체결 부재로 금속 시트의 다양한 두께에 대응할 수 있다.

상기 특허 명세서에, 상기 체결 부재는 두께가 약 4 mm까지의 시트 금속과 함께 사용될 수 있다. 상술한 바와 같이, 자동차 제조에 있어서, 3 mm 이상의 두께를 갖는 시트 금속가 사용되는 경우는 비교적 드물다.

반면에, 리벳 부재는 또한 트럭의 제조에 있어서도 훨씬 작은 규모로 사용된다. 본래, 리벳 부재는 승용차의 제조에만 사용하는 것으로 알려져 있고, 또한, 예를 들면, 트럭의 운전자석 부분의 얇은 시트 금속부에서도 사용된다. 트럭의 경우, 더 안정적인 시트 금속부, 즉 3 mm 초과이고, 통상 4 mm 초과이거나 혹은 그 보다 더 큰 두께를 갖는 시트 금속부의 경우에 리벳 부재를 구비한 경우는 전혀 없거나 매우 드물다. 이는 이용 가능한 리벳 부재가 그렇게 두꺼운 시트 금속부에 대해 설계되지 않았기 때문이다. 게다가, 승용차에 비해 트럭은 훨씬 적은 수가 제조된다. 트럭 제조에 이용된 방법의 경우, 용접 부재의 사용이 지배적이다.

본 발명의 목적은 리벳 부재와 시트 금속부로 구성된 부품 조립체를 제공하고, 또한, 적은 수량으로도 비용 해결이 가능하며 경제적으로 이용 가능한 상기 부품 조립체의 제조 방법을 제공하는 것이다.

상술한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따르면, 앞서 언급한 부품 조립체에 있어서, 상기 체결 부재는 두께가 약 3 mm 이상의 범위에 있는 시트 금속부(25)와 사용되도록 설계되고, 상기 체결 부재의 장착 전후에 있어서 상기 시트 금속부가 적어도 체결 부재의 장착 영역에서 하나의 평면에 위치하고, 다음과 같은 경우가 제안된다.

a) 비교적 얇은 시트 금속부의 경우에, 상기 시트 금속부(25)는 그 직경(D2)이 상기 샤프트부(14)의 직경(D2)에 적어도 대략 대응하는 매끄럽게 천공된 원통형의 개구(40)를 구비하고, 상기 원통형의 리벳 섹션(18)은 상기 시트 금속 접촉 숄더부로부터 먼 시트 금속부의 일측에 접촉하는 리벳 비드(44)로 재성형되어도 좋다.

b) 중간 두께의 시트 금속부의 경우에, 상기 시트 금속부는(25)는 상기 샤프트부(14)의 직경(D2)에 적어도 대략 대응하는 상기 소직경(D2)의 시트 금속 접촉 숄더부(22)에 인접한 원통형의 홀부(52)와, 비딩되어 리벳 비드(44)를 형성하는 상기 리벳 섹션(18)을 수용하는 대직경의 홀 영역(52)을 갖는 단차 홀(50)을 구비해 도 좋다.

c) 상기 시트 금속부(25)가 상기 샤프트부(14)와 상기 리벳 섹션(18)의 총 길이에 적어도 대략 대응하거나, 이보다 더 큰 두께를 갖는 비교적 두꺼운 시트 금속부의 경우에, 상기 시트 금속부(25)는 상기 시트 금속 접촉 숄더부(22)와 마주한 시트 금속부의 일측으로부터 상기 시트 금속 접촉 숄더부(22)로부터 먼 측(42) 방향으로 확대되는 원뿔형 홀(62)을 구비하고, 상기 원통형 리벳 섹션(18)은 상기 원뿔형 확되된 홀(52)에 고정되는 원뿔형 리벳 비드(44)로 재성형되어도 좋다.

따라서, 그 자체는 주지관용의 기본 형태를 가지지만, 시트 금속부가 적절히 준비된 경우, 3 mm보다 더 두꺼운 시트 금속부와 함께 사용될 수 있는 체결 부재를 제공한다.

체결 부재의 장착 전후에 있어 시트 금속부가 체결 부재의 장착 영역에서 일평면에 위치하는 것이 가장 중요하다. 즉, 시트 금속부는 클램핑 홀 리벳 고정에서처럼 원뿔형 돌기를 구비하지 않고, 프리-피어싱(pre-piercing)과 부재의 장착이 실행되는 동안 일평면으로 유지된다.

그렇다고 하여, 시트 금속부가 천공 공정 전 또는 후에 보스(boss)로 재성형되는 것(체결 부재가 보스의 평면 베이스 부재에 장착된다)을 배제하는 것은 아니며, 이는 시트 금속부가 체결 부재의 장착 부근 및 장착점에 인접하는 반경 방향에서 일평면에 위치한다는 것을 강조하기 위함이다.

비교적 얇은 두께, 예를 들면, 3 mm 내지 4 mm 사이의 두께를 가진 시트 금속부의 경우에, 시트 금속 접촉 숄더부로부터 먼 시트 금속부의 일측으로부터 돌출 된 리벳 섹션이 리벳 비드로 비딩되고, 이어서 리벳 비드는 플랜지부의 시트 금속 접촉 숄더부가 시트 금속의 상측에 접할 때, 시트 금속의 하측에 접하게 된다. 평면 나사 결합을 달성하기 위해, 리벳 비드를 수용하는 홀을 구비한 와셔(washer)를 이용하거나, 나사 결합을 형성하기 위해 나사 고정될 부품에 넓은 구멍(bore)을 형성해야 한다.

트럭의 제조에 있어서, 다소 두꺼운 시트 금속부가 이용될 경우, M8 미만의 나사산을 갖는 볼트는 거의 사용되지 않고, M20 혹은 그 이상의 나사산 사이즈가 이용되는 것이 흔하지만, 체결 부재의 나사산 직경은 특정 사이즈로 제한되지 않는다.

이보다 다소 더 두꺼운 금속 시트부, 예를 들면, 4.5 mm 내지 6.5 mm 사이의 두께를 갖는 금속 시트부의 경우에는, 본 발명에 따라 시트 금속부에 단차홀(stepped hole)이 형성되고, 리벳 비드는 시트 금속부의 하측으로부터 돌출하지 않고, 대직경의 홀영역에 수용된다. 이 경우, 특별한 와셔를 사용하거나 나사 고정될 부품에 특별한 오목부를 형성할 필요가 없다.

두꺼운 금속 시트부, 예를 들면 6.5 mm 이상의 두께를 갖는 금속 시트부의 경우에는, 천공 공정에 의해 시트 금속부에 구멍을 형성하는 것이 바람직하고, 그 구멍은 시트 금속 접촉 숄더부에 인접한 시트 금속부의 일측으로부터 시트 금속부의 먼 측 방향으로 원뿔형으로 확대된다. 리벳 섹션은 이후 비딩된 리벳 비드 모양이 아니라 원뿔형으로 형성되어, 원뿔형의 확대된 홀에 고정된다. 이에 의해 리벳 섹션은 체결 부재가 금속 시트부로부터 가압 돌출되는 것이 방지된다.

체결 부재는 통상 너트 부재로서 형성되는데, 즉, 그 플랜지부와 중공형의 샤프트부가 모두 내부 나사산을 구비한 중공의 공간을 가지며 움푹 패여져 있다. 그러나, 상기 나사산은 리벳부로 연장되지 않는다. 이는, 만약 연장될 시, 리벳 섹션의 비딩으로 인해 변형될 수 있기 때문이다. 대신, 리벳 섹션은 보통 링 숄더부와 런-인 콘(run-in cone)을 거쳐 중공의 샤프트부 내, 즉, 나사산 내로 결합된다. 반면, 이러한 링 숄더부를 구비함으로써, 반경 방향 두께에서 적절한 치수로 리벳 섹션을 유지하는 것이 가능하고, 또한, 리벳 섹션의 변형이 쉽게 이루어질 수 있도록 한다. 그러나, 체결 부재가 상당한 정도의 안정성을 갖고, 따라서 트럭에 사용되기 적합하도록, 샤프트부가 적절히 두껍게 설계되어야 한다.

이러한 종류의 원뿔형 홀은 기계적인 프레싱 공정에 의해 본 발명에 따라 비교적 쉽게 형성될 수 있고, 실제로 꽤 넓은 범위의 시트 금속 두께에 대응하도록 형성될 수 있으므로, 본 실시예는 특히 유용하다. 이 때, 리벳 섹션을 갖는 샤프트부의 총 길이에 대응하는 홀의 지점에서 원뿔형의 리벳 비드가 생성된다. 리벳 섹션이 원뿔 모양으로 팽창되도록 하기 위해서 각 시트 금속 두께에 적합한 다이 버튼만 선택해주면 된다.

체결 부재를 각 시트 금속부에 장착할 때, 체결 부재에 마련된 회전 방지 돌기(nose)가 시트 금속부 내로 가압되고, 거기서 회전 방지 돌기와 결합하여 회전에 대한 안정성을 확보하는 해당 오목부를 형성한다.

회전 방지 돌기는 샤프트부를 따라 샤프트부의 축방향으로 연장되는 것이 바람직하고, 또는 시트 금속 접촉 숄더부에서 그 반경 방향으로 연장될 수도 있고, 이 두 가지 구성을 병행할 수도 있다.

여기서, 다소 얇은 시트 금속부의 두께가 3 mm 내지 4.5 mm, 중간 두께의 시트 금속부의 두께가 4.5 mm 내지 6.5 mm, 더 두꺼운 시트 금속부의 두께가 6.5 mm 이상이 되도록 부재를 설계하는 것이 필수적인 것은 아니다.

3 mm 내지 4.5 mm 범위의 다소 얇은 시트 금속부의 경우, 리벳 비드가 시트 금속부의 하측에 위치한다는 설명은 체결 부재의 샤프트부가 약 3 mm 의 길이를 갖고, 반면 리벳 섹션은 약 2.5 mm 의 축방향 길이를 갖는다는 것을 강조하는 것이다. 나사산의 총 길이는 플랜지부의 축방향 높이와 샤프트부의 축방향 길이에 의해 결정되므로, 플랜지부의 높이를 증가시키고 샤프트부의 길이를 감소시킴으로써, 시트 금속부 하측의 리벳 비드가 더 얇은 시트 금속부와도 함께 쓰일 수 있다. 그 결과, 중간 두께의 시트 금속부의 두께 범위가 더 작은 값, 예를 들면, 4 mm 에서 시작할 수 있다. 이는 이러한 시트 금속 두께의 경우, 비딩된 리벳 섹션을 수용하기에 적합한 대직경의 홀 영역을 가진 단차홀 역시 작아질 수 있기 때문이다. 따라서, 상술한 바와 같이, 평면 나사 결합면은 그로부터 많은 이점을 갖는다. 그러나, 예를 들면, 5.5 mm 두께의 시트 금속부에 대해 원뿔형의 확대된 홀을 마련함으로써, 좀 더 형성하기 어려운 단차홀이 필요하지 않도록 구성할 수도 있다.

이상의 설명으로부터, 본 발명에 따른 세 가지 가능성을 모두 이용할 필요가 없음을 알 수 있고, 특히, 원뿔형의 확대된 홀로 이루어진 구멍의 경우에는, 이러한 종류의 원뿔 모양은 비교적 쉽게 형성될 수 있기 때문에 특히 유용하다.

체결 부재의 플랜지부는 종축에 수직인 단면에 있어서, 일반적으로 둥근 원 형을 갖는다. 따라서, 체결 부재는 둥근 막대 재료로부터 냉각 변형(cold deformation)에 의해 편리하게 제조될 수 있다. 둥근 막대 재료를 이용하여 제조함으로써, 플랜지부는 측면에서 봤을 때, 둥근 모양을 갖을 수 있고, 또한, 냉각 변형에 대한 플랜지부의 적절한 강도를 확보할 수 있다. 다른 한편으로, 시트 금속 접촉 숄더부의 적절한 반경 범위를 확보할 수 있다. 따라서, 표면 접촉 압력이 작게 유지될 수 있다. 둥근 모양의 경우, 날카로운 모서리가 없으므로, 이 또한 유리하다.

이상으로부터, 부품 조립체의 제조를 위해, 세 가지 서로 다른 체결 부재의 장착 방법이 이용될 수 있다. 보다 얇은 시트 금속부의 경우, 홀 펀치로 구멍을 뚫어, 샤프트부의 직경에 적어도 대략 대응하는 직경을 가지는 매끄러게 천공된 원통형 개구를 형성하고, 이어서 플랜지부의 시트 금속 접촉 숄더부가 시트 금속부의 일측에 접촉하고, 회전 방지 형상부 또는 돌기가 시트 금속부에 깊이 파들어가고, 원통형 리벳 섹션이 적절한 다이 버튼에 의해 시트 금속 접촉 숄더부로부터 먼 시트 금속부의 일측에 접촉하는 리벳 비드로 재성형될 때까지, 체결 부재의 샤프트부가 상기 원통형 홀 내로 가압된다.

중간 두께의 시트 금속부의 경우의 장착 방법은, 시트 금속 접촉 숄더부에 인접하고 샤프트부의 직경에 적어도 대략 대응하는 소직경의 원통형 홀 영역과, 대직경의 홀 영역을 갖는 시트 금속부내에서 단차홀이 형성된다. 체결 부재의 샤프트부는 시트 금속부의 시트 금속 접촉 숄더부가 시트 금속부의 일측에 접촉하고, 회전 방지 형상부 및 돌기가 시트 금속부 안으로 깊이 파들어가고, 이어서 원통형 리 벳 섹션이 적절한 다이 버튼에 의해 재성형되어 대직경의 홀 영역에 수용되는 리벳 비드를 형성할 때까지 체결 부재의 샤프트부가 홀 내로 가압된다.

단차홀은, 예를 들면, 드릴링 공정 또는 2-단계 프레싱 공정(two-step pressing process)에 의해 형성된다.

한편, 비교적 두꺼운 시트 금속부의 경우, 또 다른 방법으로 시트 금속부에 홀 펀치를 이용하여 구멍을 뚫어, 시트 금속 접촉 숄더부에 인접한 시트 금속부의 일측으로부터 그곳에서 먼 시트 금속부의 일측 방향으로 확대되는 원뿔형 홀을 형성한다. 상기 원뿔형 홀은 시트 금속 접촉 숄더부와 인접한 측에서 샤프트부의 직경에 적어도 대략 대응하는 직경을 갖는다. 체결 부재의 샤프트부는 시트 금속부의 시트 금속 접촉 숄더부가 시트 금속부의 일측에 접촉하고, 회전 방지 형상부 및 돌기가 시트 금속부 안으로 깊이 파들어가고, 이어서 원통형 리벳 섹션이 적절한 다이 버튼에 의해 재성형되어 원뿔형 홀에 고정되는 리벳 비드를 형성할 때까지 체결 부재의 샤프트부가 홀 내로 가압된다.

상기 원뿔형으로 연장되는 홀이 시트 금속 접촉 숄더부에 인접하여 형성된 홀의 원통형 영역에 인접하도록 구성하는 것이 특히 바람직히다. 상기 원통형 영역은 샤프트부와 적어도 대략 동일한 직경을 갖고, 체결 부재의 샤프트부의 클린 가이드(clean guidance)로 작용한다. 한편, 회전 방지 돌기가 그 반경 방향 깊이 전체에 걸쳐서 홀의 벽에 대응하는 홈을 형성하기 때문에, 가장 큰 회전 방지력이 이 원통형 영역에서 생성된다.

바람직하게는, 상기 원뿔형 천공은 샤프트부의 직경에 대응하는 직경을 갖는 홀 펀치와, 이보다 더 큰 직경의 다이 버튼을 사용하여 이루어진다. 이러한 종류의 설계에 의해, 홀 펀치에 의해 홀의 시작 영역에 매끄러운 벽을 가진 홀이 형성되고, 이어서 시트 금속부의 남아 있는 두께 부분에 원뿔형 천공 슬러그(piercing slug)가 형성된다. 이 때, 천공 슬러그의 최대 직경은 다이 버튼의 홀 직경에 의해 결정된다. 천공된 슬러그의 원뿔 형상 정도는 시트 금속 두께, 홀 펀치 직경 및 다이 버튼의 홀 직경에 의해 결정된다.

이상의 실시예에 있어서, 냉각 변형의 측면에서, ISO 기준에 따른 8 등급이상의 강도를 갖는 재료이면 체결 부재의 재료로 이용될 수 있다. 예를 들면, DIN 1654에 따른 35B2 합금이 이용될 수 있다. 이렇게 형성된 체결 부재는 특히 심가공용 시트 금속부를 위한 모든 상업용 강철 재료 및 알루미늄 혹은 그 합금에 적합하다. 특히, 고강도의 알루미늄 합금, 예를 들면, AlMg5는 체결 부재를 형성하는 데에도 이용될 수 있다. 더 높은 강도의 마그네슘 합금, 예를 들면, AM50으로 형성된 체결 부재로 고려될 수 있다.

본 발명의 실시예에 대해 하기의 첨부 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.도 1a 내지 도 1c는 대직경(D1)의 플랜지부(flage part)(12)와, 플랜지부(12)로부터 연장되어 플랜지부(12)로부터 먼 단부에서 원통형의 리벳 섹션(rivet section)(18)과 결합된 소직경(D2)의 샤프트부(shaft part)(14)를 갖는 체결 부재(fastener element)(10)를 도시하고 있다. 상기 리벳 섹션(18)의 외측(2)은 샤프 트부(14)의 외측과 대략 동일 평면상에 위치하고, 샤프트부(14)와 대략 동일한 직경(D2)을 갖는다. 샤프트부(14)에 인접한 플랜지부의 일측은 시트 금속 접촉 숄더부(22)를 형성하고, 샤프트부(14)상에는 회전 방지 형상부(feature)(24)가 마련되어 있다. 도시되어 있지는 않지만, 상기 회전 방지 형상부는 시트 금속 접촉 숄더부상에 마련될 수도 있고, 시트 금속 접촉 숄더부(22)와 샤프트부(14)상 모두에 형성될 수도 있다. 이러한 회전 방지 형상부는, 측면에서 봤을 때, 예를 들면, 직사각형 또는 삼각형 형상을 갖는다.

체결 부재(10)는 두께가 3 mm 이상인 시트 금속부와 함께 사용되도록 설계되어 있다.

비교적 얇은 시트 금속부의 장착에 관하여 도 2a 내지 도 2c를 참고하여 설명한다. 도 2a 내지 도 2c에 도시된 바와 같이, 시트 금속부(25)는 체결 부재의 장착 전후에 있어 적어도 체결 부재의 장착 영역(26)에서 하나의 평면상에 위치하고 있다.

본 실시예에 도시된 체결 부재는 내부 나사산(28)을 갖는 너트 부재이나, 볼트 부재로 설계하는 것도 가능하다. 이 경우, 예를 들면 앞서 언급한 미국 특허 5,251,370 (도 8 참조)에 개시된 바와 같이, 샤프트부(14)에는 나사산부가 형성되어 연장되고, 원통형의 리벳 섹션은 그 자체가 공지된 스커트부(skirt)로서 형성된다.

회전 방지 기능을 제공하는 돌기(noses)에 의해 형성된 회전 방지 형상부 (24)는 체결 부재의 장착 시 시트 금속부에 각각의 해당 오목부를 형성한다 (도 2c 참조). 여기서, 회전 방지 기능을 제공하는 돌기(24)는 샤프트부를 따라 샤프트의 축방향으로 연장되어 있다. 이러한 구성 대신에 혹은 이에 추가하여, 상기 돌기(24)가 시트 금속 접촉 숄더부(22)에 반경 방향으로 연장되도록 형성될 수도 있다.

도 2a 내지 도 2c에 도시된 본 실시예에 따른 금속 시트부는 “얇은 시트 금속부”로 간주되며, 그 두께는 약 3 mm 내지 4.5 mm의 범위 내에 있다.

또, 도 1a 내지 도 1c 및 도 2a 내지 도 2c로부터 명백히 알 수 있듯이, 플랜지부는 종축에 수직인 단면도 및 평면도에서 환상(環狀)의 원형이며, 측면도에 있어서 둥근 형상을 갖는다.

또한, 체결 부재(10)는 중공의 샤프트부(14)를 갖고, 중심 나사산(28)이 플랜지부(12) 및 샤프트부(14)에 걸쳐 연장되어 원뿔형 나사산의 런-인부 및 방사상 숄더부(36)를 거쳐 리벳 섹션(18)과 결합된다.

도 2b 및 2c에 따른 얇은 금속 시트 금속부(25)를 갖는 부품 조립체는 다음과 같이 제작된다. 샤프트부(14)의 직경에 적어도 대략 상응하는 직경(D2)을 갖는 매끈하게 천공된 원통형의 개구(4)를 형성하기 위해, 시트 금속부에 홀 펀치 및 다이 버튼으로 구멍을 뚫는다. 이를 위해, 시트 금속부(25)는 프레스의 하부 툴(tool) 내의 다이 버튼과 프레스의 상부 툴 내 또는 프레스의 중간 플래튼(platen)내의 펀치 사이에 있는 프레스에 끼워진다. 상기 다이 버튼은 직경(D2)에 대응하는 펀치의 직경보다 약간 큰 직경의 개구부를 구비한다. 프레스를 닫는 동안, 펀치는 시트 금속부내를 통하여 구동되고, 다이 버튼의 개구부내를 통과하여 가압되며 분리 배치되는 천공 슬러그(piercing slug)가 형성된다. 다이 버튼의 개구부는 펀치의 외경에 적어도 대략 대응하고 단지 이보다 약간 크기 때문에, 매끈한 벽면을 갖는 원통형의 홀(40)이 금속 시트부에 형성된다.

또한, 다이 버튼을 프레스의 중간 플래튼에 장착하고 펀치를 프레스의 상부 툴에 장착하는 것이 가능하고, 또는 펀치를 프레스의 하부 툴에 장착하고 펀치 상부의 다이 버튼을 프레스의 상부 툴이나 중간 플래튼에 장착하는 것도 가능하다. 또한, 펀치를 프레스의 중간 플래튼에, 그리고 다이 버튼을 프레스의 상부 툴에 장착하는 것도 가능하다. 게다가, 다이 버튼 및 펀치를 소위 C-프레임에 설치하고, 시트 금속부가 이들 중의 하나, 즉, 다이 버튼 또는 펀치의 해당 유압 로딩에 의해 천공되는데 효과적이다.

체결 부재(10)의 샤프트부(14)는 플랜지부(12)의 시트 금속 접촉 숄더부(22)가 시트 금속부의 일측(42)에 접촉하고, 회전 방지 형상부 또는 돌기 (24)가 시트 금속부에 깊이 파들어갈 때까지 원통 홀(40) 내로 가압된다. 원통형의 리벳 섹션(18)은 적절한 다이 버튼(미도시)에 의해 시트 금속 접촉 숄더부(22)로부터 떨어진 시트 금속부의 하측(46)과 접촉하는 리벳 비드(rivet bead)(44)로 그 모양이 재성형된다.

시트 금속부의 채결부재의 장착도 통상 프레스 내에서 이루어진다. 이를 위해, 체결 부재(10)는 통상 셋팅 헤드(setting head)에 수용되고, 리벳 다이가 시트 금속부 하부에 위치하도록 구성되며, 상기 리벳 다이는 시트 금속부의 하측(46)에서 리벳 비드(44)에 상보적인 형태를 갖는 단부면(端部面)을 갖는다. 다이 버튼은 리벳 비드(44)와 마찬가지로, 그 단부면, 예를 들면 반경 방향 단면(斷面)에서 반원 형상을 갖는 링 그루브(ring groove)가 형성되어 있다. 즉, 다이 버튼의 단부면에 형성된 반원형의 링 그루브는 영역(46)에서 방사상으로 리벳 비드(44) 내부에 꼭 들어맞고, 링 숄더부(36)에 접하는 돌기부를 둘러싸고 있다. 링 그루브의 외측에는 시트 금속부(25)의 하측(46)과 접촉하는 평면이 형성되어 있다. 프레스를 닫음으로써, 체결 부재는 시트 금속부(25) 상부의 위치로부터 움직여, 리벳 섹션(18)이 미도시된 다이 버튼의 링 그루브와 계합하고 이에 상응하여 리벳 비드의 모양이 형성될 때까지, 체결 부재의 샤프트부(14)가 홀(40) 내를 통과하여 움직인다. 프레스는 또한 홀의 측벽을 통해 회전 방지 돌기(24)를 가압하기 위해 필요한 힘을 전달하고, 이에 따라 축 방향으로 연장하는 해당 그루브가 상기 회전 방지 돌기(24)에 의해 홀(40)의 원통형 측벽에 형성된다.

여기서, 다이 버튼을 프레스의 하부 툴에 셋팅 헤드를 프레스의 상부 툴이나 프레스의 중간 플래튼에 장착하는 것도 가능하다. 혹은, 역배치의 경우, 셋팅 헤드를 프레스의 하부 툴이나 프레스의 중간 플래튼에 장착하는 것도 가능하고, 이에 따라 다이 버튼은 프레스의 중간 플래튼에 장착되거나 혹은 프레스의 상부 툴에 장착된다. 여기서, 다이 버튼 또는 셋팅 헤드는 C-형상 프레임의 해당 구동 장치(actuating device)에 의해 운반될 수 있다.

프레스를 사용할 경우, 해당 툴은 진행형 툴(progressive tools)로 설계될 수 있다. 이에 의하면, 천공은 제 1 스테이션에서 실행되고, 체결 부재는 제 2 스테이션 내에서 미리 형성된 홀로 삽입된다. 그러나, 상기 진행형 툴은 또 다른 스 테이션을 구비할 수 있어 더 많은 작업 단계(working step)가 동시에 프레스 내에서 실행될 수 있다. 이러한 배치에서는, 시트 금속부가 프레스부를 통하여 계속 움직임으로써, 프레스 작업 공정의 각 스트로크가 프레스의 각 작업 스테이션에서 시트 금속 스트립(sheet metal strip)에 대해 동시에 실행될 수 있다. 프레스에서 반출된 후 혹은 프레스 내에서, 개별 시트 금속부가 시트 금속 스트립으로부터 각각 분리된다.

이하에, 중간 두께의 시트 금속부를 구비한 부품 조립체의 제조에 관해 도 3a 내지 도 3c를 참조하여 설명한다. 본 실시예에서의 체결 부재(10)는 상기 실시예에서의 체결 부재와 동일하다. 상기 실시예와 동일한 부품 및 구조체에는 동일한 참조 부호가 사용되고, 별도의 설명이 없는 한 동일 부호가 부여된 부품 및 구조체는 상기에서 설명한 바와 같다. 본 실시예에서는, 시트 금속부에 단차홀(stepped hole)(50)이 형성되며, 단차홀은 샤프트부(14)의 직경(D2)과 적어도 대략 대응하는 소직경(D2)을 갖고 시트 금속 접촉 숄더부에 이웃한 원통형 홀 영역(52)과, 대직경의 홀부(54)를 포함한 시트 금속부내에서 생성된다. 상기 단차홀(50)은, 예를 들면, 드릴 공정이나 2-단계 프레싱 공정에 의해 형성될 수 있다.

밀링 툴(milling tool) 또는 특별히 연마된 드릴에 의해 상술한 바와 같은 단차홀을 제조하는 것이 공지되어 있다. 2-단계 프레싱 공정을 통해 이러한 구멍을 제조하는 데 있어서, 우선, 상기 시트 금속부(25)를 상술한 바와 같은 홀 펀치 및 다이 버튼을 이용하여 천공하여 구멍을 형성한다. 이 때, 시트 금속부는 요구되는 것보다 다소 크게, 즉, 직경(D2)보다 약간 큰 직경으로 천공되거나, 혹은 하기에 기술하는 바와 같이, 원뿔형으로 천공되어 원뿔형으로 확대된 홀이 형성된다. 이어서, 시트 금속부의 일측(도 3의 하측(46))이 또 다른 프로세싱 스테이션에서 제 2 펀치에 의해 가공되어, 대직경의 홀 영역이 형성된다. 이러한 공정 중에, 금속이 미리 형성된 홀에 흘러들어, 소직경의 홀부에서의 홀 직경이 바람직하게 D2에 대응하는 값으로 감소된다.

이어서, 도 2a 내지 도 2c의 실시예에서 설명한 바와 같이, 플랜지부(12)의 시트 금속 접촉 숄더부(22)가 시트 금속부의 일측(42)에 접촉하고, 참조 번호 30으로 도시된 바와 같이, 회전 방지 형상부 또는 돌기(24)가 시트 금속부로 깊숙이 파들어갈 때까지 체결 부재(10)의 샤프트부(14)가 홀(50) 내로 가압된다. 원통형의 리벳 섹션(18)은 그 모양이 재성형되어, 대직경의 홀 영역(54)에 수용된 리벳 섹션(44)이 형성된다. 이러한 변형예에 있어서, 시트 금속의 하측(46)은 또 다른 부품을 위한 평면 결합면을 형성하는데, 즉, 리벳 비드(44)는 시트 금속의 하측(46) 아래로 돌출되지 않는다.

또 다른 변형예에 따른 본 발명의 부품 조립체의 제조 방법이 도 4a 내지 도 4d에 도시되어 있다. 이 방법은 더 두꺼운 시트 금속부 또는 중간 두께의 시트 금속부에 대응하여 이용될 수 있다. 여기서는 중간 두께의 시트 금속부에 대해 본 방법을 이용한 경우에 대해 설명한다. 본 실시예에서, 또 다른 방법으로 홀 펀치(60)를 이용하여 구멍을 뚫어, 시트 금속 접촉 숄더부(22)에 인접한 시트 금속부(25)의 측(46)으로 그곳에서 먼 측(44) 방향으로 확대되는 원뿔형 구경(conica aperture)(62)을 형성한다. 상기 홀(42)은 시트 금속 접촉 숄더부(22)와 인접한 측(64)에서 샤프트부(14)의 직경(D2)에 적어도 대략 대응하는 직경(D2)을 갖는다.

원뿔형의 확대된 홀(62)을 얻기 위해, 여기서는 원통형 홀 펀치(60)의 직경(D2)보다 더 큰 직경을 갖는 원형 개구(68)를 구비한 다이 버튼(66)이 이용된다. 개구(68) 하부의 다이 버튼의 중심 통로(69)도 천공 슬러그가 통과될 수 있도록 마찬가지로 원뿔형 (혹은 단차형)으로 형성되어 있다.

시트 금속부에 형성된 홀의 원뿔형으로 확대된 영역(62)의 원뿔 형상 정도는 펀치의 직경(D1)과 비교하여 다이 버튼의 개구(68)의 직경(D3)을 선택함으로써, 요구되는 범위 내에서 결정된다. 예를 들면, 약 7° 정도의 원뿔 사이의 끼인각을 확보하는 것이 바람직하다.

도 2a 내지 도 2c를 참조하여 설명한 바와 같이, 펀치(60)와 다이 버튼(66)은, 상술한 바와 마찬가지로, 프레스 내에서 (대안으로 C-프레임의 사용도 가능하다) 이용될 수 있다.

희망하는 원뿔 형상의 홀을 형성하기 위해서는, 시트 금속부가 두꺼울수록 개구(68)의 직경(D3) 역시 커져야 한다.

대직경의 다이 버튼과 함께 홀 펀치를 사용할 경우, 펀치의 자유단면이 먼저 시트 금속부를 절삭하여 천공 슬러그를 형성하기 시작한다. 절삭력이 특정값을 초과하면, 해당 재료가 뚫어져서 원뿔형의 천공 슬러그가 시트 금속부로부터 가압 돌출된다. 이러한 절차에 의해, 참조 번호 64로 나타난 홀의 상부 영역은 펀치(60)의 형상에 대응하는 원형의 실린더 형상을 갖게 되고, 반면 본 실시예에 따른 홀의 하부 영역(62)은 희망하는 원뿔 형상을 갖게 된다.

체결 부재를 시트 금속부에 장착하는 것은 또한 프레스 내에서도 실행될 수 있다. 즉, 동일 프레스 내에서의 다른 스테이션 또는 별도의 프레스 내에서 실행될 수 있다. 플랜지부(12)의 시트 금속 접촉 숄더부(22)가 시트 금속부(25)의 일측(42)에 접촉하고, 회전 방지 형상부 또는 돌기(24)가 참조번호 30으로 도시된 바와 같이 시트 금속부 깊이 파들어갈 때까지, 체결 부재(1)의 샤프트부(14)는 홀(62) 내로 가압된다. 원통형 리벳 섹션(18)이 해당 다이 버튼에 의해 원뿔형의 확대된 홀에 고정된 원뿔형 리벳 비드(44)로 재성형된다.

리벳 섹션이 팽창되어 리벳 비드(44)를 형성하므로, 그 외측(70) 역시 홀(62)의 원뿔 형상에 매치되는 원뿔형으로 확대되는 형상을 갖는다. 여기서 리벳 비드(44)는 또한 시트 금속부의 하측(46) 상에 충분히 접촉하고 있다. 즉, 여기서 해당 측(46)은 평면 나사 결합측을 형성한다.

본 실시예에 있어서, 각기 다른 시트 금속부 두께에 대해 체결 부재의 디자인을 변경할 필요 없이 동일한 체결 부재를 사용할 수 있다는 것이 특히 유용하다. 시트 금속부의 각 두께에 대해 다이 버튼의 디자인만 조절하면 된다. 또한, 다이 버튼은 체결 부재의 각 사이즈의 나사산, 즉, 체결 부재 그 자체와도 매치되어야 한다.

이 점을 좀 더 상세히 설명하기 위해, 기본적으로 도 4b 및 4c와 동일한 대상을 도시하지만, 사용된 각각의 다이 버튼(80)을 함께 도시한 도 6a 내지 6d를 참조한다. 도 6c에 도시된 바와 같이 (도 4c에 해당), 리벳 비드(44)는 시트 금속부(25)의 하측(46) 바로 위에서 끝난다. 또한, 도 6a, 6b, 6c 및 6d를 비교하여, 다이 버튼이 부재의 리벳 섹션(80)의 비딩, 즉, 팽창 및 변형을 위해 설계된 각각의 다이 버튼 돌기(80A, 80B, 80C 및 80D)를 구비하고 있음을 알 수 있다. 다이 버튼 돌기(80A)는 나사산 사이즈 M8에, 다이 버튼 돌기(80B)는 나사산 사이즈 M10에, 다이 버튼 돌기(80C)는 나사산 사이즈 M12에, 그리고 다이 버튼 돌기(80D)는 나사산 사이즈 M14에 각각 대응한다. 그러나, 본 발명은 상기 나사산 사이즈에 제한되지 않고, 모든 나사산 사이즈에 응용될 수 있다. 예를 들면, M20 이상의 나사산 사이즈를 갖는 체결 부재에도 적용될 수 있다.

도 7은 동일한 방법을 더 두꺼운 시트 금속부에 적용한 경우를 도시한다. 여기서, 시트 금속부(25)가 도 6a 내지 도 6d에 도시된 시트 금속부(25)보다 훨씬 두껍기 때문에, 팽창된 리벳 비드(44)는 여기서 시트 금속의 하측(46)보다 훨씬 상부에서 끝난다.

본 도면에도 M8, M10, M12 및 M14의 나사산 사이즈에 대응하는 다이 버튼이 도시된다. 여기서의 다이 버튼 돌기(80A, 80B, 80C 및 80D)는 도 6a 내지 도 6d에 도시된 실시예에와 유사한 형상을 갖으나, 축방향 높이는 그보다 더 높게 형성되어 있다. 따라서, 체결 부재(10)의 리벳 섹션의 팽창이 바람직한 방법과 수단으로 실행될 수 있다.

마지막으로, 도 5a 내지 도 5d는 단차홀(50)의 대직경 홀 영역(54) 내에 리벳 비드(44)를 형성하기 위해 나사산 사이즈 M8, M10, M12, 및 M14에 대해 각각 이용된 다이 버튼을 도시하고 있다. 여기서, 체결 부재는 샤프트부(14)가 상대적으로 짧도록 선택된다. 샤프트부가 짧아질수록, 본 실시예는 가장 얇은 시트 금속, 예를 들면, 3 mm 또는 이 보다 약간 더 커 큰, 예를 들면, 4.5 mm 두께의 시트 금속에 적용될 수 있다. 따라서, 리벳 비드가 시트 금속부(25)의 하측(45) 너머로 돌출하는 상황을 피할 수 있다. 여기서, 나사산 사이즈 M8, M10, M12 및 M14 대한 다이 버튼이 또한 도시되어 있다.

여기서, “얇은 시트 금속부”, “중간 두께의 시트 금속부” 그리고 “두꺼운 시트 금속부”의 의미하는 바는 서로 상대적인 의미로, 특정 치수로 고정할 수 없으며, 체결 부재의 설계에 따라 선택된다. 이러한 맥락에서, 하나의 나사산 사이즈로 하나의 체결부재를 이용하여 폭넓은 범위의 시트 금속 두께, 예를 들면 3 mm에서 20 mm이상의 두께를 커버할 수 있다는 점이 중요하다. 이렇게 하여, 예를 들면, 트럭에 요구되는 적은 수량에도 불구하고, 총합하여 많은 수량의 부재를 얻을 수 있어, 이들이 유리한 가격으로 제조될 수 있다. 이런 방식으로 부재의 저장도 간단해진다.

상술 및/또는 본 출원에서 청구되는 회전 방지 형상부는 돌출부로 구현되지 않아도 좋고, 체결 부재에 오목부를 형성함으로써 구현될 수도 있다. 이 경우, 체결 부재 또는 너트 부재는 구멍에 비해 약간 큰 사이즈를 가져야 한다. 돌출 및 오목 구조가 혼합된 회전 방지 형상부도 고려될 수 있다. 예를 들면, 일련의 회전 방지 돌기와 회전 방지 오목부가 번갈아 가면서 시트 금속부 및/또는 시트 금속 접촉 숄더부의 주연에 배치된다. 바람직하게는, 앞서 설명한 회전 방지 형상부와 마찬가지로, 일정한 간격으로 배열된다. 회전 방지 형상부의 총 개수는 중요하지 않다. 2 내지 18개, 바람직하게는 3 내지 12개의 회전 방지 형상부(feature)가 체결 부재의 종축 주위에 직접 구비될 수 있으나, 그 개수는 이에 제한되지 않는다.

본 출원에서 청구되는 부품 조립체의 사용 분야는 트럭의 제조에만 한정되는 것이 아니라, 체결 부재와 함께 사용되어야 하는 다양한 두께의 시트 금속부가 이용되는 모든 분야를 포함한다.

도 1a 내지 도 1c는 본 발명에 따라 시트 금속부와 결합하여 부품 조립체를 형성할 수 있는 체결 부재를 도시한다. 도 1a는 리벳 섹션의 측면도, 도 1b는 축 방향 부분 단면 측면도, 도 1c는 사시도이다.

도 2a 내지 도 2c는 체결 부재를 얇은 시트 금속부에 장착하는 것을 도시하는 일련의 도면이다.

도 3a 내지 도 3c는 도 1a 내지 도 1c에 따른 체결 부재를 중간 두께의 시트 금속부에 장착하는 것을 도시하는 일련의 도면이다.

도 4a 내지 4d는 는 도 1a 내지 도 1c에 따른 체결 부재를 중간 두께 혹은 더 두꺼운 시트 금속부에 장착하는 것을 도시하는 일련의 도면이다.

도 5a 내지 도 5d는 도 3과 동일한 상황을 도시하지만, 본 목적을 위해 이용된 다이 버튼과 함께, M8 (도 5a), M10 (도 5b), M12 (도 5c), M14 (도 5d)의 나사산 사이즈 각각의 경우에 대해 도시하고 있다.

도 6a 내지 도 6d는 도 4와 동일한 상황을 도시하지만, 본 목적을 위해 이용된 다이 버튼과 함께, M8 (도 5a), M10 (도 5b), M12 (도 5c), M14 (도 5d)의 나사산 사이즈 각각의 경우에 대해 도시하고 있다.

도 7a 내지 7d는 도 6a 내지 도 6d에 해당하는 일련의 도면으로, 도 1a 내지 도 1c에 따른 체결 부재를 보다 두꺼운 시트 금속부에 장착하는 것을 도시하고 있으며, 본 목적을 위해 이용된 다이 버튼과 함께 M8 (도 5a), M10 (도 5b), M12 (도 5c), M14 (도 5d)의 나사산 사이즈 각각의 경우를 도시하고 있다.

Claims (17)

1. 체결 부재(10)와 시트 금속부(25)를 포함하는 부품 조립체로서, 상기 체결 부재는 대직경(D1)의 플랜지부(12)와, 상기 플랜지부(12)로부터 연장되어 상기 플랜지부(12)로부터 먼 단부(16)에서 원통형의 리벳 섹션(18)과 결합되는 소직경(D2)의 샤프트부(14)를 구비하고, 상기 리벳 섹션(18)의 외측은 상기 샤프트부(14)의 외측과 적어도 대략 평면으로, 동일한 직경(D2)을 갖고, 상기 샤프트부(14)에 인접한 플랜지부(12)의 일측이 시트 금속 접촉 숄더부(22)를 형성하고, 회전 방지 구조(24)가 상기 샤프트부(14) 또는 시트 금속 접촉 숄더부(22) 영역에 마련되어 있는 부품 조립체에 있어서,

   상기 체결 부재는 두께가 3 mm 이상의 범위에 있는 시트 금속부(25)와 사용되도록 설계되고, 상기 체결 부재의 장착 전후에 있어서 상기 시트 금속부가 적어도 체결 부재의 장착 영역에서 하나의 평면에 위치하는 것인 부품 조립체.
2. 제 1 항에 있어서,

   비교적 얇은 시트 금속부의 경우에, 상기 시트 금속부(25)는 그 직경(D2)이 상기 샤프트부(14)의 직경(D2)에 적어도 대략 대응하는 매끄럽게 천공된 원통형의 개구(40)를 구비하고, 상기 원통형의 리벳 섹션(18)은 상기 시트 금속 접촉 숄더부로부터 먼 시트 금속부의 일측에 접촉하는 리벳 비드(44)로 재성형되는 것인 부품 조립체.
3. 제 1 항에 있어서,

   중간 두께의 시트 금속부의 경우에, 상기 시트 금속부는(25)는 상기 샤프트부(14)의 직경(D2)에 적어도 대략 대응하는 상기 소직경(D2)의 시트 금속 접촉 숄더부(22)에 인접한 원통형의 홀부(52)와, 비딩되어 리벳 비드(44)를 형성하는 상기 리벳 섹션(18)을 수용하는 대직경의 홀 영역(52)을 갖는 단차 홀(50)을 구비하는 것인 부품 조립체.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 시트 금속부(25)가 상기 샤프트부(14)와 상기 리벳 섹션(18)의 총 길이에 적어도 대략 대응하거나, 이보다 더 큰 두께를 갖는 비교적 두꺼운 시트 금속부의 경우에, 상기 시트 금속부(25)는 상기 시트 금속 접촉 숄더부(22)와 마주한 시트 금속부의 일측으로부터 상기 시트 금속 접촉 숄더부(22)로부터 먼 측(42) 방향으로 확대되는 원뿔형 홀(62)을 구비하고, 상기 원통형 리벳 섹션(18)은 상기 원뿔형 확되된 홀(52)에 고정되는 원뿔형 리벳 비드(44)로 재성형되는 부품 조립체.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 체결 부재(10)가 너트 부재인 것인 부품 조립체.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 회전 방지 형상부(features)(24)는, 상기 체결 부재에 장착될 때, 상기 시트 금속부에 대응 오목부(30)를 형성하는 회전 방지 돌기로 이루어진 것인 부품 조립체.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 회전 방지 돌기(nose)(24)는 상기 샤프트부(14)를 따라, 그 축 방향(32)으로 연장되거나, 상기 시트 금속 접촉 숄더부(22)에서 반경 방향으로 연장되는 것인 부품 조립체.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 얇은 시트 금속부(25)는 3 mm 내지 4.5 mm 범위의 두께를 갖고, 상기 중간 두께의 시트 금속부(25)는 4.5 mm 내지 6.5 mm 범위의 두께를 갖고, 상기 두꺼운 시트 금속부(25)는 6.5 mm 이상의 두께를 갖는 것인 부품 조립체.
9. 제 1 항 내지 제 8 항의 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 플랜지부(12)가 반경 방향 단면에 있어서 원형인 것인 부품 조립체.
10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 플랜지부(12)는 측면에서 봤을 때 둥근 형상을 갖는 것인 부품 조립체.
11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,

    상기 체결 부재(10)는 상기 플랜지부(12) 및 상기 샤프트부(14)에 걸쳐 연장되는 중심 나사산(28)을 갖는 중공의 샤프트부(14)를 구비하는 것인 부품 조립체.
12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 따른 부품 조립체를, 얇은 시트 금속부(25)를 사용하여 제조하는 방법에 있어서,

    상기 시트 금속부에 천공 스탬프를 이용하여 구멍이 뚫어, 상기 샤프트부(14)의 직경(D2)에 대략 적어도 대응하는 직경(D2)을 갖는 매끄럽게 천공된 원통형의 개구(40)를 형성하고, 상기 플랜지부(12)의 상기 시트 금속 접촉 숄더부(22) 가 상기 시트 금속부(25)의 일측에 접촉하고, 상기 회전 방지 형상부 또는 돌기(24)가 상기 시트 금속부(25) 내로 깊이 파고들어 갈때까지, 상기 체결 부재(10)의 상기 샤프트부(14)가 상기 원통형 개구(40) 내로 가압되고, 상기 원통형의 리벳 섹션이 재성형되어 상기 시트 금속 접촉 숄더부(22)로부터 먼 상기 시트 금속부(25)의 일측(46)에 접촉하는 리벳 비드를 형성하는 것인 부품 조립체의 제조 방법.
13. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 부품 조립체를, 중간 두께의 시트 금속부(25)를 이용하여 제조하는 방법에 있어서,

    상기 샤프트부(4)의 직경(D2)에 적어도 대략 해당하는 소직경(D2)을 갖고, 상기 시트 금속 접촉 숄더부(22)에 인접한 원통형의 홀부(52)와, 대직경의 홀 영역(54)을 갖는 단차홀(50)을 상기 시트 금속부(25)내에 형성하고, 상기 플랜지부(12)의 상기 시트 금속 접촉 숄더부(22)가 상기 시트 금속부(25)의 일측(42)에 접촉하고, 상기 회전 방지 형상부 또는 돌기(24)가 상기 시트 금속부(25) 내로 깊이 파고들어 가고, 상기 원통형 리벳 섹션(18)이 재성형되어 상기 대직경의 홀 영역(54)내에 수용되는 리벳 비드(44)를 형성할 때까지, 상기 체결 부재(10)의 상기 샤프트부(14)가 상기 홀(50) 내로 가압되는 것인 부품 조립체의 제조 방법.
14. 제 13 항에 있어서,

    상기 단차홀(50)은 보어링 공정(boring process) 또는 2-단계 프레싱 공정(two stage pressing process)에 의해 형성되는 것인 부품 조립체의 제조 방법.
15. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 따른 부품 조립체를, 비교적 두꺼운 시트 금속부(25)를 이용하여 제조하는 방법에 있어서,

    천공 스탬프(60)를 이용하여 구멍을 뚫어 상기 시트 금속 접촉 숄더부(22)에 인접한 상기 시트 금속부(25)의 일측(46)으로부터 그곳에서 먼 측(42) 방향으로 확대되는 원뿔형의 확대된 홀(62)을 형성하도록 처리되고, 상기 홀(62)은 상기 시트 금속 접촉 숄더부(22)에 인접한 측(64)에서 상기 샤프트부(14)의 직경(D2)에 적어도 대략 대응하는 직경(D2)을 갖고, 상기 플랜지부(12)의 상기 시트 금속 접촉 숄더부(22)가 상기 시트 금속부(25)의 일측(14)에 접촉하고, 상기 회전 방지 구조 또는 돌기(24)가 상기 시트 금속부(25) 내로 깊이 파고들어 가고, 상기 원통형 리벳 섹션(18)이 재성형되어 상기 원뿔형 홀(62)내에 고정되는 원뿔형의 리벳 비드(44)를 형성할 때까지, 상기 체결 부재(10)의 상기 샤프트부(14)가 상기 홀(62) 내로 가압되는 것인 부품 조립체의 제조 방법.
16. 제 12 항에 있어서,

    상기 원뿔형으로 연장되는 홀(62)은 상기 시트 금속 접촉 숄더부(22)에 인접하여 형성된 상기 홀의 원통형 영역(64)에 접하는 것을 특징으로 하는 부품 조립체의 제조 방법.
17. 제 15 항 또는 제 16 항에 있어서,

    상기 원뿔형 홀(62)은 상기 샤프트부(14)에 대응하는 직경(D2)을 갖는 홀 펀치(60)와 이보다 큰 홀 직경(D3)을 갖는 천공 다이(66)를 이용하여 형성되는 것을 특징으로 하는 부품 조립체의 제조 방법.

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