KR20100114919A

KR20100114919A - 가변적인 파지 블라인드 리벳

Info

Publication number: KR20100114919A
Application number: KR1020107019700A
Authority: KR
Inventors: 다니엘 로빈 스미스; 스티븐 빅터 존스; 그라함 프랭크 해리 윌리엄스; 해롤드 마틴 본; 존 다비스; 데이비드 존 브룩스
Original assignee: 뉴프리 엘엘씨
Priority date: 2008-02-04
Filing date: 2008-09-15
Publication date: 2010-10-26
Also published as: CN101981330A; JP2011511224A; US20100329811A1; US8851813B2; GB0801996D0; EP2240700B1; GB2457105B; JP2014029210A; JP5736425B2; US8491243B2; GB2457105A; CN101981330B; GB0803118D0; US20130287516A1; WO2009098431A1; EP2240700A1

Abstract

가변 파지 블라인드 리벳(2)이 개시된다. 상기 리벳은 작업편의 구멍에 삽입되는 구조이고 축방향 보어를 가진 제1 섕크(8)와, 상기 제1 섕크가 상기 작업편의 구멍에 삽입될 때 상기 작업편에 접하는 상기 제1 섕크의 제1 단부의 플랜지(10)를 가진 리벳 본체(4)를 포함한다. 주축(6)은 상기 제1 섕크의 제2 단부에 결합하는 헤드(20) 및 상기 축 방향 보어를 통해 뻗어 있고 상기 리벳을 설치하기 위해 도구에 의해 당겨지는 구조인 제2 섕크(24)를 가진다. 상기 헤드는 상기 제1 섕크의 제1 단부에 접하는 접합부(28)를 가지고, 상기 제2 섕크는 상기 리벳의 설치 중에 미리 정해진 인장 하중이 상기 제2 섕크에 가해질 때 파단하는 구조인 제1 축소 직경부(26)를 가진다. 상기 접촉부 주위의 하나 이상의 돌출부(34)는 상기 리벳의 설치 중에 상기 제1 섕크의 제1 단부를 수용하는 인접 리세스를 형성한다.

Description

가변적인 파지 블라인드 리벳 {VARIABLE GRIP BLIND RIVET}

본 발명은 블라인드 리벳에 관한 것이다.

블라인드 리벳(blind rivet)은 얇은 판을 상대적으로 두꺼운 부품에 고정하는 것을 비롯하여 다양한 응용예에서 사용되고, 스틸부터 플라스틱에 이르는 다양한 재료에서 사용된다. 상기 블라인드 리벳은 저비용 조립이 실행될 수 있게 하고, 또한 최종 결합 또는 고정의 강도 및 일체성에 공헌한다. 예를 들어 결합되어야 하는 한 쌍의 작업판이 조금 휘어져 있다면 상기 리벳이 상기 판을 함께 클램프하기 위해 필요하다.

블라인드 리벳은 일반적으로 높은 전단 강도를 갖도록 요구되고, 상기 작업편의 판이 인가된 부하에 의해 진동하거나, 인가된 진동에 의해 마모되지 않도록 하기 위해서, 상기 리벳 본체 및 상기 리벳이 삽입되는 작업편의 구멍 사이의 임의의 간격으로 확장되도록 요구된다. 이는 차량 산업에서 특히 중요하다.

또한 상기 리벳은 설치되었을 때 상기 작업편의 블라인드 측에 단일 롤형 벌지(single roll-type bulged) 설치를 가져야 하고, 인가 하중에 대한 강화된 인장 저항을 제공하고, 심미적 외관을 제공하는 것이 일반적으로 요구된다.

또한, 상기 리벳의 주축이 상기 리벳 플랜지의 영역에서 동일 높이로 파단되고 결합부의 전단 저항을 증가시키는데 공헌하는 것이 일반적으로 바람직하다. 상기 요건을 달성하기 위하여, 특히 고강도 블라인드 리벳의 경우에, 상기 주축 헤드는 조립체의 리벳 본체의 미단부에 고정되며 설치 중에 또는 그 이후에 그대로 유지되어 따라서 상기 리벳 본체의 보어를 통한 습기 침투 저항에 공헌하는 것이 요구된다. 또한, 상기 주축 헤드를 상기 리벳 본체에 고정함으로써 상기 설치된 리벳 내에서 주축의 흔들림이 방지된다.

유럽 특허 제EP 0677666호는 상기 리벳의 주축 헤드 하부에 리세스를 가진 블라인드 리벳을 개시한다. 상기 리벳 본체의 미단부는 상기 주축 헤드 하부의 타원 형상 리세스로 밀어 넣어지고, 추가 압흔(indentation)이 상기 리벳 본체의 플랜지부 주위에 제공된다.

영국 특허 제GB 402813호는 헤드 하부에 베벨형 면을 가진 주축 헤드를 가진 블라인드 리벳을 개시한다. 상기 리벳은 상대적으로 좁은 파지 영역을 가진다는 문제점을 가진다.

영국 특허 제GB 2231932는 주축 헤드 하부에 그루브를 구비한 주축을 가진 블라인드 리벳을 개시한다. 상기 리벳의 조립체에서, 상기 리벳 본체의 미부는 제조시에 상기 주축을 그대로 보유하도록 상기 그루브에 스웨이지된다(swaged). 상기 주축 스템이 상기 리벳을 설치하기 위해 당겨질 때, 상기 주축 헤드 하부에서 주축에 스웨이지되는 리벳 본체의 상기 부분은 벌지되며, 바깥쪽으로 가압되고 상기 주축 스템의 그루브와의 결합 상태로부터 벗어나기 시작한다. 설치와 함께 상기 벌지 과정이 진행될 때, 상기 주축은 상기 리벳 본체를 통해 계속 이동하고, 그리고 상기 주축 그루브는 내부 벌지 보어와 결합되게 이동하고, 상기 주축은 그 위치에서 로킹된다. 그러나 상기 리벳은 종종 상기 리벳 본체에 대하여 상대적인 상기 주축 헤드의 이동을 방지하기 위하여 상기 주축을 상기 리벳 본체에 결합하는 것이 불충분 하다는 단점을 가진다. 또한 최소 파지 두께로 설치될 때, 상기 리벳은 단일 롤형 설치가 아닌 멀티-폴드(multi-fold)를 제공하는 단점을 가진다.

미국 특허 제6004086호는 주축이 주축 헤드 아래에 그루브를 구비하는 블라인드 리벳을 개시한다. 상기 리벳은 리벳 본체가 스틸과 같은 더 강성인 재료로 형성되면, 상기 리벳을 설치하기 위해 필요한 더 강한 설치 하중으로 인해, 설치가 완료되기 전에 상기 주축 헤드가 상기 리벳 본체로 당겨진다는 단점을 가진다.

유럽 특허 제1106845호는 상기 주축 헤드 하부의 리세스를 가진 블라인드 리벳을 개시하고, 상기 리벳 본체의 미단부는 상기 리세스의 형태로 형성된다. 상기 리벳은 스틸과 같은 특정 재료에 대한 설치 하중이 높고, 최대 하중에 도달할 때 상기 리벳 본체의 단부가 변형되고 상기 내부 보어는 상기 주축 헤드 하부에 형성된 리세스로부터 멀리 이동한다는 단점을 가진다. 이로써 상기 리세스와 리벳 본체 사이에 간격이 형성되고, 이는 상기 주축이 파단될 때 상기 주축 헤드가 상기 리벳 본체에 대해 상대적으로 이동할 수 있게 한다.

영국 특허 제2416575호는 일련의 환형 그루브가 상기 주축 헤드 아래에 제공되는 블라인드 리벳을 개시한다. 상기 종류의 리벳은 적절한 파지 영역을 제공하지만, 상기 리벳을 설치하기 위해 필요한 하중은 다른 블라인드 리벳에 비하여 높고, 그 결과로서 상기 리벳 설치 완료시에 상기 주축이 파단할 때 상기 주축 헤드가 후퇴력으로 느슨해지는 경향이 있다.

따라서 상기 모든 리벳은 상기 주축 헤드를 상기 리벳의 설치 중에 충분한 정도로 리벳 본체에 고정하는 것이 어렵다는 단점을 가짐을 알 수 있다.

본 발명의 바람직한 실시예는 상기 종래 기술의 단점의 하나 이상을 극복하고자 한다.

본 발명에 따라, 리벳이 제공된다.

상기 리벳은, 작업편의 구멍에 삽입되는 구조이고 축방향 보어를 가진 제1 섕크 및 상기 제1 섕크가 상기 작업편의 구멍에 삽입될 때 상기 작업편에 접합하는 상기 제1 섕크의 제1 단부에 있는 플랜지를 가지는 리벳 본체와

상기 제1 섕크의 제2 단부에 결합하는 헤드 및 상기 축 방향 보어를 통하여 뻗어있고 상기 리벳을 설치하기 위해 도구에 의해 당겨지는 구조인 제2 섕크를 가진 주축을 포함하고, 상기 헤드는 상기 제1 섕크의 제1 단부에 접합하는 접합부를 가지고, 상기 제2 섕크는 상기 리벳의 설치 중에 미리 정해진 인장력이 가해지고 인가될 때 파단되는 구조인 제1 축소 직경부 및 상기 리벳의 설치 중에 상기 제1 섕크의 제1 단부를 수용하는 리세스를 형성하는 상기 접합부 주위의 하나 이상의 돌출부를 가진다.

상기 리벳의 설치 중에 상기 제1 섕크의 제1 단부를 수용하는 리세스를 형성하는 상기 접합부 주위의 하나 이상의 돌출부를 제공함으로써, 이는 상기 리벳의 설치 중에 상기 주축 헤드를 상기 리벳 본체에 더욱 견고하게 유지하는 장점을 제공하고, 이로써 상기 리벳 본체에 대해 상대적인 상기 주축 헤드의 이동이 방지되고 상기 리벳의 설치 후에 상기 주축 헤드가 상기 리벳 본체 내에서 이후 흔들리는 것이 방지된다.

일 바람직한 실시예에서, 상기 리벳 본체는 상기 주축에 장착되고 상기 제1 섕크의 제1 단부 주위의 제2 축소 직경부 및 상기 제1 섕크의 제2 단부 주위의 제3 축소 직경부를 가진다.

이는 상기 리벳의 설치 중에 상기 리벳 본체의 벌지에 도움이 되는 상기 리벳 본체의 배럴(barrel) 형상부를 제공하는 장점을 제공한다.

상기 리벳 본체는 상기 제2 축소 직경부 및 제3 축소 직경부 사이에 확대 직경부를 가질 수 있고, 상기 리벳 본체의 종축을 지나고 이에 평행한 평면에서, 최대 외직경의 영역을 최소 외직경의 영역 중 하나 이상과 연결하는 선과 상기 리벳 본체의 종축 사이의 각도는 1.0도 내지 1.9도이다.

상기 리벳은 상기 제3 축소 직경부를 형성하는 상기 제2 섕크의 부분을 수용하도록 상기 제2 섕크에 하나 이상의 제1 그루브를 더 포함할 수 있다.

상기 하나 이상의 제1 그루브는 상기 제2 섕크의 종축에 대해 제1 예각으로 경사진 각각의 제1면을 형성할 수 있다.

상기 제1 예각의 하나 이상은 상기 제2 섕크의 종축에 대해 10도 내지 20도일 수 있다.

상기 리벳 본체의 축소 직경의 부분은 상기 리벳이 조립되었을 때 상기 제1 축소 직경부의 양측에 배열될 수 있다.

상기 제1 축소 직경부는 복수의 압흔에 의해 형성될 수 있다.

상기 접합부는 상기 제2 섕크의 종축에 대해 각각의 제2 예각으로 경사진 하나 이상의 제2면을 포함할 수 있다.

상기 제2 예각의 하나 이상은 상기 제2 섕크의 종축에 대해 73도 내지 78도일 수 있다.

상기 접합부는 상기 제1면의 또는 그 각각의 반경 방향으로 바깥쪽에 배열된 테두리(lip)를 더 포함할 수 있고, 상기 테두리는 각각의 상기 제2면에 인접한 각각의 제3면을 형성하고, 상기 제3면 또는 그 각각은 제3 예각으로 경사지고, 상기 제3 예각은 상기 제2 섕크의 종축에 대해 대응하는 상기 제2 예각보다 작다.

상기 하나 이상의 돌출부는 각각의 제1 리브를 포함할 수 있다.

상기 주축 헤드는 상기 리벳을 상기 작업편의 구멍에 삽입하는 것에 도움이 되도록 상기 제2 섕크의 종축에 대해 경사진 하나 이상의 제4면을 가질 수 있다.

본 발명의 일 바람직한 실시예가 오직 예시로서 그리고 제한하지 않는 의미로 도면을 참조하여 설명될 것이다.

이 방식으로, 상기 리벳의 이후의 흔들림이 방지되고, 상기 리벳 결합의 일체성과 강도가 향상된다.

도 1은 본 발명을 구현하는 조립된 블라인드 리벳의 단면도이다.
도 2는 도 1의 리벳의 주축의 헤드의 측면도이다.
도 3은 도 2의 주축 헤드의 하부에서 본 단면도이다.
도 4는 도 3의 선 A-A를 따른 단면도이다.
도 5는 도 3의 선 B-B를 따른 단면도이다,
도 6은 다양한 두께로 설치된 도 1의 리벳을 도시한다.

도 1은 본 발명을 구현하는 조립된 블라인드 리벳(2)의 단면도이다. 상기 리벳(2)은 주축(6)에 장착된 리벳 본체(4)를 가지고, 상기 리벳 본체는 제1 섕크(8) 및 제1 섕크(8)가 작업편의 구멍에 삽입될 때 작업편(도시되지 않음)에 접합하도록 설계된 확장 직경 플랜지부(10)를 가진다. 2개의 작은 직경부(14,16)에 의해 형성된 배럴부(12)는 플랜지부(10)로부터 뻗어있고, 상기 리벳 본체(4)의 미단부(18)는 상기 주축(6)의 헤드(20)의 하부에 접합한다.

도 2 내지 도 5를 참조하여, 상기 주축 헤드(20)는 상기 리벳(2)이 상기 작업편의 구멍에 쉽게 삽입되게 하는 모따기된 외부면(22)을 가지고, 제2 섕크(24)가 상기 주축 헤드(20)로부터 뻗어있으며 상기 주축(6)에 인가되는 특정 인장 하중이 초과될 때 상기 제2 섕크(24)가 파단되도록 제공되는 4개의 압흔(indentation)에 의해 형성된 파단 넥(26)을 가진다.

4개의 경사면(28)의 각각은 상기 주축(6)의 섕크(24)에 접선부(25)를 형성하고 상기 주축 헤드(20)의 하부에 제공되며, 상기 면(28)은 각각 상기 제2 섕크(24)의 종축에 대하여 73도 내지 78도 바람직하게는 75도의 각도로 경사진다. 또한 테두리(30)는 상기 리벳이 설치될 때 상기 리벳 본체 재료가 상기 주축 헤드(20) 주위에서 이동하는 경향에 대한 저항을 제공하도록 상기 주축 헤드(20) 주위에 제공된다.

일련의 그루브(32)는 상기 파단 넥(26) 및 상기 주축 헤드(20) 사이에 제공되고, 상기 그루브(32)는 일련의 환형 리브(rib)(34,36)를 형성한다. 최상부 리브(34)는 상기 주축 헤드(20) 및 상기 제2 섕크(24) 사이에 공동(38)을 형성하고, 상기 리벳 본체(4)의 재료는 공동(38)에 로킹되고 설치 과정 동안에 그리고 그 이후에 로킹된 상태가 유지된다. 상기 최상부 리브(34)의 존재는 상기 주축 헤드(20)가 상기 주축(6)이 파단될 때 상기 리벳 본체(4)의 내부로 이동하는 경향 또는 상기 주축(6)의 파단에 의해 야기되는 후퇴력으로 상기 리벳 본체(4)에 대하여 위쪽으로 이동하는 경향에 대항하는 작용을 한다.

상기 최상부 리브(34)가 아닌 상기 리브(36)의 각각은 상기 주축 섕크(24)의 종축에 대해 10도 내지 20도 사이로, 바람직하게는 15도로 경사진 경사면(40)을 가진다.

상기 조립된 리벳(2)을 형성하기 위해, 상기 리벳 본체 재료는 상부 축소 직경부(16)를 형성하도록 상기 그루브(32)로 스웨이지되고, 하부 축소 직경부(14)가 형성되고, 상기 축소 직경부(14,16)의 형성은 상기 배럴부(12)를 형성하도록 상기 리벳 본체(4)를 약간 구부리는 것을 야기하고 상기 리벳 본체(4)의 보어와 상기 주축(6)의 섕크(24) 사이의 좁은 간격(42)을 형성한다(도 1). 상기 리벳 본체(4)의 외부면의 구부림 각도, 즉 상기 리벳 본체(4)의 종축(46)을 지나고 이에 평행인 평면에서, 최대 외직경(52)의 영역을 최소 외직경(54,56)의 영역 중 각각의 하나와 연결하는 각각의 선(48,50)과 상기 리벳 본체(4)의 종축(46) 사이의 각도(A₁, A₂)는 1.0도 내지 1.9도이고, 바람직하게는 1.5도이다.

상기 리벳(2)을 설치하기 위하여, 상기 주축(6)의 섕크(24)는 설치 도구(도시되지 않음)에 의해 당겨지고, 상기 플랜지(10)는 상기 설치 도구의 노즈피스(nosepiece)에 의해 지지된다. 상기 주축(6)의 섕크(24)가 당겨질 때, 상기 리벳 본체(4)는 벌지되고, 상기 작업편의 구멍을 채우도록 길이가 축소되며, 그리고나서 도 6에 가장 잘 도시된 바와 같이 블라인드측 벌지(44)를 제공하도록 붕괴한다. 상기 리벳 본체(4)의 벌지 또는 붕괴는 다른 종류의 리벳보다 상기 본체의 단부에 더 근접하여 발생하기 때문에, 상기 벌지는 작지만 상기 본체 재료가 상기 주축 섕크(24)의 그루브(32)와 결합으로부터 멀리 이동하도록 한다. 그러나, 상기 본체 재료는 상기 주축 헤드(20)와 리벳 본체(4)가 상기 리벳의 설치 동안과 그 이후에 서로 더욱 견고하게 부착되도록 상기 주축(6)을 상기 리벳 본체(4)에 로킹하게 상기 주축 헤드(20) 하부의 리세스(38) 내에 유지된다.

당업자는 상기 실시예가 오직 예시로서 설명되었을 뿐 어떤 제한적인 의미로 설명되지 않았으며, 청구항에 의해 형성되는 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경과 변형이 가능함을 이해하여야 한다.

Claims

작업편의 구멍에 삽입되는 구조이고 축방향 보어를 가진 제1 섕크 및 상기 제1 섕크가 상기 작업편의 구멍에 삽입될 때 상기 작업편에 접합하는 상기 제1 섕크의 제1 단부에 있는 플랜지를 가지는 리벳 본체와
상기 제1 섕크의 제2 단부에 결합하는 헤드 및 상기 축 방향 보어를 통하여 뻗어있고 상기 리벳을 설치하기 위해 도구에 의해 당겨지는 구조인 제2 섕크를 가진 주축을 포함하고,
상기 헤드는 상기 제1 섕크의 제1 단부에 접합하는 접합부를 가지고, 상기 제2 섕크는 상기 리벳의 설치 중에 미리 정해진 인장력이 가해지고 인가될 때 파단되는 구조인 제1 축소 직경부 및 상기 리벳의 설치 중에 상기 제1 섕크의 제1 단부를 수용하는 리세스를 형성하는 상기 접합부 주위의 하나 이상의 돌출부를 가진 리벳.
제1항에 있어서, 상기 리벳 본체는 상기 주축에 장착되고 상기 제1 섕크의 제1 단부 주위의 제2 축소 직경부 및 상기 제1 섕크의 제2 단부 주위의 제3 축소 직경부를 가진 리벳.
제2항에 있어서, 상기 리벳 본체는 상기 제2 축소 직경부 및 제3 축소 직경부 사이에 확대 직경부를 가지고, 상기 리벳 본체의 종축을 지나고 이에 평행한 평면에서, 최대 외직경의 영역을 최소 외직경의 영역 중 하나 이상과 연결하는 선과 상기 리벳 본체의 종축 사이의 각도는 1.0도 내지 1.9도인 리벳.
제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 제3 축소 직경부를 형성하는 상기 제1 섕크의 부분을 수용하도록 상기 제2 섕크에 하나 이상의 제1 그루브를 더 포함하는 리벳.
제4항에 있어서, 상기 하나 이상의 제1 그루브는 상기 제2 섕크의 종축에 대해 각각의 제1 예각으로 경사진 각각의 제1면을 형성하는 리벳.
제5항에 있어서, 상기 제1 예각의 하나 이상은 상기 제2 섕크의 종축에 대해 10도 내지 20도인 리벳.
제3항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리벳 본체의 축소 직경의 부분은 상기 리벳이 조립되었을 때 상기 제1 축소 직경부의 양측에 배열되는 리벳.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 축소 직경부는 복수의 압흔에 의해 형성되는 리벳.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 접합부는 상기 제2 섕크의 종축에 대해 각각의 제2 예각으로 경사진 하나 이상의 제2면을 포함하는 리벳.
제9항에 있어서, 상기 제2 예각의 하나 이상은 상기 제2 섕크의 종축에 대해 73도 내지 78도인 리벳.
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 접합부는 상기 제2면의 또는 그 각각의 반경 방향으로 바깥쪽에 배열된 테두리를 더 포함하고, 상기 테두리는 각각의 상기 제2면에 인접한 각각의 제3면을 형성하고, 상기 제3면 또는 그 각각은 제3 예각으로 경사지고, 상기 제3 예각은 상기 제2 섕크의 종축에 대해 대응하는 상기 제2 예각보다 작은 리벳.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 하나 이상의 돌출부는 각각의 제1 리브를 포함하는 리벳.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주축 헤드는 상기 리벳을 상기 작업편의 구멍에 삽입하는 것에 도움이 되도록 상기 제2 섕크의 종축에 대해 경사진 하나 이상의 제4면을 가지는 리벳.