KR20020047269A

KR20020047269A - 리벳, 리벳 결합구조체, 리벳고정 장치 및 리벳고정 방법

Info

Publication number: KR20020047269A
Application number: KR1020027005269A
Authority: KR
Inventors: 이구치히로유키; 사노나츠시게
Original assignee: 사이토 아키히코; 도요타지도샤가부시키가이샤
Priority date: 1999-10-26
Filing date: 2000-10-17
Publication date: 2002-06-21
Also published as: WO2001030516A1; EP1225990B1; EP1225990A1; DE60014413T2; US6988862B1; CN1241699C; CN1411399A; DE60014413D1

Abstract

본 발명은 적어도 일부가 잔여부 보다 더욱 반경방향의 외향으로 변형되는 축방향의 대향 단부와, 축방향의 대향 단부 보다 리벳의 축방향으로 적용된 부하에 더욱 큰 내구성을 가지는 잔여부를 포함하는 리벳을 제공한다. 한 보기로써, 리벳(10)은 헤드부(12)와 이 헤드부(12)로부터 연장되는 원통부(14)와, 헤드부의 상부면을 개방하도록 헤드부(12)에 형성된 리세스(20)를 포함한다.

Description

리벳, 리벳 결합구조체, 리벳고정 장치 및 리벳고정 방법{Rivet, riveted joint structure, riveting apparatus, and riveting method}

일본 공개 특허공보 헤이 8-4732 호에는 자동차 등의 차량 본체에 적용된 리벳 결합구조체 및 리벳고정 방법의 공지된 보기가 기재되어 있다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 리벳 결합구조체에 사용된 리벳(150)은 헤드부(152)와 이 헤드부(152)의 하면으로부터 연장되는 원통부(154)로 구성되는 중공 리벳이다. 원통부(154)의 원심단부(154A)는 그 외주부에서 예각으로 경사지므로, 원심단부(154A)는 그 내부 에지를 향하여 외부 외지로부터 내향으로 테이퍼진다. 따라서, 원심단부(154A)가 형성된 리벳(150)은 효율성이 개선된 상태에서 금속 플레이트 또는 금속 플레이트들 안으로 용이하게 들어가거나 또는 용이하게 관통할 수 있다.

상기 리벳 결합구조체에서, 그러나, 리벳(150)이 도 2에 도시된 바와 같이, 워크피스로써의 두 플레이트(156,158) 안으로 삽입될 때에는, 리벳이 먼저 가압되는 플레이트(156)는 굽혀져서 변형된다. 따라서, 틈새 또는 갭(160)이 리벳(150)의 헤드부(152)와 플레이트(156) 사이에 형성되므로, 강도를 약화시킨다.

1998년 7월 23에 공개된 WO 98/31487 호에는 자동차 등의 차량 본체에 적용된 리벳 결합구조체 및 리벳고정 방법의 다른 공지된 보기가 기재되어 있다.

도 3a에 도시된 바와 같이, 상기 공보에 기재된 리벳은 원통형 리벳 본체(200)를 가지는 자가 관통식 튜브형 리벳(self-piercing tube-like rivet)이다. 도 3b에 도시된 바와 같이, 축방향의 대향 단부(200A,200B)는 리벳이 워크피스 안으로 추진되거나 또는 삽입되는 방향으로 기울어진 내부 원주면을 가지므로, 리벳을 워크피스 안으로 추진시키기에 필요한 추진 부하 또는 힘이 감소될 수 있다.

상기 기술된 리벳 결합 구조체에서는, 그러나, 리벳 본체(200)는 그 전체 길이에 걸쳐 균일한 강도를 가진다. 이러한 경우에, 만약, 리벳 본체(200)의 강도가 리벳을 워크피스 안으로 추진시킬 때, 중간부(200C)의 버클링(buckling)과 같은, 불필요한 변형을 방지하기 위해서 증가된다면, 축방향의 대향 단부(200A,200B)와 그 인접부는 충분하게 변형되지 않아서, 결과적으로 결합력 또는 고정력이 감소된다. 한편, 리벳 본체(200)의 강도가 대향 단부(200A,200B)와 그 인접부들을 충분하게 변형시키도록 작아져서 고정력을 증가시킨다면, 중간부(200C)는 리벳을 워크피스 안으로 추진시킬 때 버클링 등을 겪게 된다. 따라서, 리벳을 워크피스 안으로 추진시킬 때 원하는 효율성과 리벳의 원하는 변형 특성을 모두 달성하는 것은 어려운 것이며, 동시에 큰 고정력 또는 결합력을 충분하게 제공하는 것도 역시 어려운 일이다.

일본 공개 특허 공보 헤이 2-66707 호에는, 자동차 등의 차량 본체에 사용되는 리벳 구조체의 다른 공지된 보기가 기재되어 있다.

상기 공보에 기재되고 도 4에 도시된 리벳 구조체에서, 리벳(300)은 헤드부(302)와 이 헤드부(302)의 하면으로부터 연장되는 로드부(rod portion;304)로 구성된다. 도 5에 도시된 바와 같이, 로드부(304)는 이 로드부(304)의 종방향에 수직하는 평면에서 삼각 횡단면을 각각 가지는 톱니형 돌출부(306)를 갖는 그 외부 원주면 상에 형성된다. 리벳(300)을 워크피스 안으로 삽입하거나 또는 세팅시킨 후에는, 그에 따라서, 리벳(300)의 돌출부(306)는 워크피스와 결합하므로, 리벳(300)이 회전하는 것을 방지한다.

리벳 구조체에서, 그러나, 돌출부(306)는 로드부(304)의 종방향으로 전체 길이에 걸쳐 동일한 높이로 형성되며, 로드부(304)의 원심 단부(304A)는 상대적으로 큰 면적을 가진다. 따라서, 로드부(304)의 원심 단부(304A)는 워크피스로부터 큰 저항력을 받기 때문에, 리벳(300)을 고정되는 워크피스 안으로 추진하기 위해서는 큰 추진력을 필요로 한다. 또한, 원심 단부(304A)는 돌출부(306)로 인하여 로드부(304)를 반경방향으로 외향으로 덜 변형시킬 것으로 사료되며, 대체로 이러한 이유로 큰 추진력이 요구된다. 따라서, 도 4와 도 5에 도시된 바와 같이, 리벳은 효율성이 불량한 상태에서 워크피스 안으로 추진된다.

본 발명은 리벳, 리벳 결합구조체, 리벳고정 장치 및 리벳고정 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 자동차의 차량 본체 등에 사용되거나 또는 적용될 수 있는 리벳, 리벳 결합구조체, 리벳고정 장치 및 리벳고정 방법에 관한 것이다.

도 1은 공지된 보기의 리벳을 도시하는 측단면도.

도 2는 공지된 리벳을 사용하는 리벳 결합 구조체를 도시하는 측단면도.

도 3a는 다른 공지된 보기의 리벳 본체를 도시하는 사시도.

도 3b는 도 3a의 공지된 보기의 리벳 본체를 도시하는 측단면도.

도 4는 또다른 공지된 보기의 리벳을 도시하는 측면도.

도 5는 도 4의 라인 5-5에 따른 횡단면도.

도 6a는 리벳이 워크피스 안으로 들어가기 전에 본 발명의 제 1 및 제 2 형태의 제 1 실시예에 따른 리벳을 도시하는 측횡단면도

도 6b는 리벳이 워크피스 안으로 들어갈 때, 제 1 실시예의 리벳을 도시하는 측횡단면도.

도 6c는 리벳이 워크피스 안으로 들어간 이후에 제 1 실시예의 리벳을 도시하는 측횡단면도.

도 7은 본 발명의 제 1 실시예의 리벳을 도시하는 사시도.

도 8a는 리벳이 워크피스 안으로 들어가기 전에 제 1 실시예의 변형된 보기로써의 리벳을 도시하는 측횡단면도

도 8b는 리벳이 워크피스 안으로 들어갈 때, 변형된 보기로써의 리벳을 도시하는 측횡단면도.

도 8c는 리벳이 워크피스 안으로 들어간 이후에 변형된 보기로써의 리벳을 도시하는 측횡단면도.

도 9a는 리벳이 워크피스 안으로 들어가기 전에 본 발명의 제 1 및 제 2 형태의 제 2 실시예에 따른 리벳을 도시하는 측횡단면도

도 9b는 리벳이 워크피스 안으로 들어갈 때, 제 2 실시예의 리벳을 도시하는 측횡단면도.

도 9c는 리벳이 워크피스 안으로 들어간 이후에 제 2 실시예의 리벳을 도시하는 측횡단면도.

도 10은 본 발명의 제 1 실시예의 변형에 따른 리벳을 도시하는 사시도.

도 11a는 본 발명의 제 1 및 제 2 형태의 제 3 실시예에 따른 리벳 결합구조체의 리벳 본체를 도시하는 사시도.

도 11b는 제 3 실시예의 리벳 결합구조체에서 리벳 본체를 도시하는 측횡단면도.

도 12는 리벳이 워크피스 안으로 들어갈 때, 제 3 실시예의 리벳 결합구조체를 도시하는 측횡단면도.

도 13a는 제 3 실시예의 변형된 보기에 따른 리벳 결합구조체에서 리벳 본체를 도시하는 측횡단면도.

도 13b는 제 3 실시예의 다른 변형된 보기에 따른 리벳 결합구조체에서 리벳 본체를 도시하는 측횡단면도.

도 13c는 제 3 실시예의 또다른 변형된 보기에 따른 리벳 결합구조체에서 리벳 본체를 도시하는 측횡단면도.

도 14는 리벳이 워크피스 안으로 들어가는 제 3 실시예의 변형된 보기에 따른 리벳 결합구조체를 도시하는 측횡단면도.

도 15a는 본 발명의 제 1 및 제 2 형태의 제 4 실시예에 따른 리벳 결합구조체의 리벳 본체를 도시하는 사시도.

도 15b는 제 4 실시예에 따른 리벳 결합구조체의 리벳 본체를 도시하는 측횡단면도.

도 15c는 제 4 실시예에 따른 리벳 결합구조체에서 리벳 본체의 축방향 중간부를 도시하는 측횡단면도.

도 15d는 제 4 실시예의 변형된 보기로써의 리벳 결합구조체에서 리벳 본체의 축방향 중간부를 도시하는 측횡단면도.

도 16a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리벳 결합구조체에서 리벳 본체를 도시하는 측횡단면도.

도 16b는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 리벳 결합구조체에서 리벳 본체를 도시하는 측횡단면도.

도 16c는 본 발명의 또다른 실시예에 따른 리벳 결합구조체에서 리벳 본체를 도시하는 측횡단면도.

도 17a는 본 발명의 제 3 형태의 제 1 실시예에 따른 리벳고정 장치를 사용함으로써, 리벳을 워크피스 안으로 추진시키거나 또는 삽입하는 동작의 초기 상태를 도시하는 측횡단면도.

도 17b는 제 1 실시예의 리벳고정 장치를 사용하는 리벳 삽입동작이 종료된 상태를 도시하는 측횡단면도.

도 18a는 본 발명의 제 3 형태의 제 1 실시예의 변형된 보기로써 리벳고정 장치를 사용함으로써, 리벳을 워크피스 안으로 추진시키거나 또는 삽입하는 동작의 초기 상태를 도시하는 측횡단면도.

도 18b는 제 1 실시예의 변형된 보기의 리벳고정 장치를 사용하는 리벳 삽입동작이 종료된 상태를 도시하는 측횡단면도.

도 19a는 본 발명의 제 3 형태의 제 2 실시예에 따른 리벳고정 장치를 사용함으로써, 리벳을 워크피스 안으로 추진시키거나 또는 삽입하는 동작의 초기 상태를 도시하는 측횡단면도.

도 19b는 제 2 실시예의 리벳고정 장치를 사용하는 리벳 삽입동작이 종료된 상태를 도시하는 측횡단면도.

도 20a는 본 발명의 제 4 형태의 제 1 실시예에 따른 리벳고정 방법에서, 본 발명의 제 3 형태의 제 3 실시예를 따른 리벳고정 장치를 사용함으로써, 리벳을 워크피스 안으로 추진시키거나 또는 삽입하는 동작의 초기 상태를 도시하는 측횡단면도.

도 20b는 도 20a의 리벳고정 장치 및 리벳고정 방법을 사용하는 리벳 삽입동작이 종료된 상태를 도시하는 측횡단면도.

도 21a는 본 발명의 제 4 형태의 제 2 실시예에 따른 리벳고정 방법에서, 본 발명의 제 3 형태의 제 4 실시예를 따른 리벳고정 장치를 사용함으로써, 리벳을 워크피스 안으로 추진시키거나 또는 삽입하는 동작의 초기 상태를 도시하는 측횡단면도.

도 21b는 도 21a의 리벳고정 장치 및 리벳고정 방법을 사용하는 리벳 삽입동작이 종료된 상태를 도시하는 측횡단면도.

도 22는 본 발명의 제 1 형태의 제 5 실시예를 따른 리벳 구조체를 도시하는 사시도.

도 23은 도 22에 도시된 리벳 구조체의 측횡단면도.

도 24는 도 23의 라인 24-24에 따른 측횡단면도.

도 25는 리벳이 워크피스 안으로 추진되거나 또는 삽입되는 도 22의 리벳 구조체를 도시하는 측횡단면도.

도 26a는 도 22의 제 5 실시예의 변형된 보기로써의 리벳 구조체를 도시하는 사시도.

도 26b는 도 26a의 변형된 보기에 따른 리벳 구조체를 도시하는, 도 24의 것에 대응하는 측횡단면도.

도 27은 본 발명의 제 1 형태의 제 6 실시예에 따른 리벳 구조체를 도시하는 사시도.

도 28은 본 발명의 제 1 형태의 제 7 실시예에 따른 리벳 구조체를 도시하는 사시도.

도 29는 도 28의 제 7 실시예의 변형된 보기로써의 리벳 구조체를 도시하는 사시도.

도 30a 내지 도 30f는 본 발명의 다른 실시예에 따른 리벳 구조체들을 도시하는 측횡단면도들.

상기 기술된 관점에서, 본 발명의 목적은 고정강도를 개선할 수 있는 리벳, 리벳 결합구조체, 리벳고정 장치 및 리벳고정방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 효율성과 용이함을 개선한 상태에서 리벳을 워크피스 안으로 추진할 수 있는 리벳 구조체를 제공하는 것이다.

본 발명의 제 1 형태에 따라서, 적어도 일부가 잔여부 보다 더욱 반경방향의 외향으로 변형되는 축방향의 대향 단부와, 축방향의 대향 단부 보다 리벳의 축방향으로 적용된 부하에 더욱 큰 내구성을 가지는 잔여부를 포함하는 리벳을 제공한다.

본 발명의 제 1 형태의 한 양호한 형식에서, 리벳은 축방향의 대향단부들중 한 단부를 포함하는 헤드부와, 축방향의 대향단부들중 다른 단부를 포함하는 원통부와, 헤드부의 상부면에 대해서 개방되도록 헤드부에 형성된 리세스를 포함한다. 또한, 보어는 원통부에 형성되고, 돌출부는 보어의 바닥벽 상에 형성될 수 있다.

상기 기술된 구성의 리벳이 워크피스 안으로 추진될 때, 또는 리벳이 워크피스 안으로 추진된 이후에, 리벳의 헤드부와 워크피스(즉, 플레이트) 사이의 틈새는 원통부의 바닥 상에 형성된 돌출부와 리벳의 헤드부에 형성된 리세스의 벽에 압력을 가함으로써 제거될 수 있다. 이것으로 고정강도 또는 결합강도가 증가될 수 있다.

본 발명의 제 1 형태의 다른 양호한 형식에서, 리벳은 가소성 변형을 겪지 않을 것으로 여겨지는 적어도 하나의 변형-제한부(deformation-restrainedportion)를 포함한다. 이 변형-제한부는 실질적으로 리벳의 축방향 중간부에 위치할 수 있다.

본 발명의 제 1 형태의 또다른 양호한 형식에서, 리벳은 헤드부와, 이 헤드부로부터 리벳의 축방향으로 연장되는 원통부를 포함하며, 여기서 돌출부가 원통부의 종방향으로 연장되도록 원통부의 외부 원주면 상에 제공되며, 상기 돌출부는 원통부의 외부 원주면에서 측정한 높이가 원통부의 원심 단부에 더 인접한 종방향 대향 단부들중 한 단부로부터 리벳의 헤드부에 더 인접한 다른 단부까지 점진적으로 증가하는 상향 경사진 부분을 포함한다.

본 발명의 제 2 형태에 따르는, 내부에 리세스가 형성된 헤드부와 이 헤드부로부터 연장되는 원통부를 포함하는 리벳을 사용하는 워크피스의 고정방법은 리벳을 워크피스 안으로 추진시키는 단계와, 헤드부의 일부가 반경방향의 외향으로 비스듬히 벌어지도록 레세스를 포위하는 헤드부의 상기 일부분을 팽창시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 기술된 방법에서, 리벳의 헤드부와 워크피스(즉, 플레이트) 사이의 틈새는 리벳을 워크피스 안으로 삽입하는 동안, 또는 리벳을 워크피스 안으로 삽입한 이후에 리세스를 포위하는 헤드부의 일부를 팽창시킴으로써 제거될 수 있다. 그 결과로, 리벳의 고정강도는 증가될 수 있다.

본 발명의 제 3 형태에 따른, 리벳고정 장치는 리벳을 워크피스 안으로 추진하도록 작동하는 펀치를 포함하며, 관형 본체를 구비한 리벳을 사용하고, 상기 펀치는 리벳에 적용되는 추진 부하를 전달하는 부하 전달부와, 리벳을 유지하는 안내부를 포함하며, 상기 부하 전달부와 상기 안내부는 리벳을 워크피스 안으로 추진시키는 동안, 리벳이 워크피스 안으로 추진되는 방향으로 서로에 대해서 이동할 수 있다.

상기 기술된 리벳고정 장치에 있어서, 펀치의 안내부와 부하 전달부는 리벳을 워크피스 안으로 삽입하는 동안 서로에 대해서 이동되므로, 리벳 본체는 리벳의 어떤 부분은 변형되지 않고 리벳의 다른 부분(들)은 효과적으로 변형되는 상태에서 워크피스 안으로 삽입될 수 있다. 따라서, 리벳 본체는 원하는 변형 특성과 충분히 큰 고정력 또는 고정강도를 보장하면서, 효율성 및 용이성을 개선한 상태에서 워크피스 안으로 삽입될 수 있다.

본 발명의 제 4 형태에 따른, 워크피스의 고정방법은 관형 본체를 구비한 리벳을 사용하며, 펀치로써 리벳을 워크피스 안으로 추진시키는 단계와, 리벳의 축방향의 대향 단부를 변형시키는 단계, 및 펀치가 한번 왕복운동하는 동안 리벳의 관형 본체 내부에 위치한 워크피스의 일부를 펀칭하는 것을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 제 1 및 제 2 형태의 제 1 실시예에 대해서는 도 6a 내지 도 6c와 도 7을 참고하여 설명한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 리벳(10)은 헤드부(12)와 이헤드부(12)의 후면으로부터 연장되는 원통부(14)로 구성되는 중공 리벳이다. 리벳(10)의 헤드부(12)는 반전된 절두 원추형을 가지는 리세스(20)를 갖는 그의 실질적인 중심부에 형성된다. 원추형을 가지는 돌출부(24)는 리벳(10)의 원통부(14)의 바닥(22A) 상에 형성된다.

본 실시예의 리벳을 사용하는 리벳결합 방법 또는 고정방법에 대해서 기술한다. 처음에, 도 6a에 도시된 바와 같이, 리벳(10)의 원통부(14)의 원심 단부(14A)는 고정되는 두 플레이트(16,18)중 한 플레이트(16) 상에 위치한다.

다음, 도 6b에 도시된 바와 같이, 리벳(10)의 헤드부(12)는 플레이트(18)의 한 측부 상에 배치된 다이(34)가 리벳(10)의 원통부(14)의 원심 단부(14A)가 반경방향의 외향으로 변형되게 유발하도록, 제 1 펀치(32)에 의해서 가압되거나 또는 추진된다.

다음, 도 6c에 도시된 바와 같이, 리벳(10)의 헤드부(12)는 제 2 펀치(36)에 의해서 가압되거나 또는 추진된다. 상기 제 2 펀치(36)는 그 원심 단부에 형성된 일반적인 절두 원추형 돌출부(38)를 가지며, 이 돌출부(38)의 개방각도(θ1)는 리벳(10)에 형성된 리세스(20)의 개방각도(θ2) 보다 크게 설정된다(θ1＞θ2). 제 2 펀치(36)가 리벳(10)의 헤드부(12)를 향하여 가압될 때, 그에 따라서, 헤드부(12)에 형성된 리세스(20)의 외부 원주벽(20A)은 반경방향의 외향으로 팽창한다. 또한, 돌출부(38)의 원심 단부(38A)는 원통부(14)의 축방향[도 6c의 화살표 A 방향]으로 리세스(20)의 바닥벽(20B) 상에 압력을 적용하므로, 원통부(14)는 반경방향의 외향으로 팽창된다.

본 실시예의 효과에 대해서 설명한다.

본 실시예에서, 리벳(10)이 플레이트(16,18) 안으로 들어간 후에, 제 2 펀치(36)의 돌출부(38)는 리벳(10)의 헤드부(12)에 형성된 리세스(20)의 벽에 대해서 가압되므로, 리세스(20)의 외부 원주벽(20A)은 외향으로 팽창된다. 결과적으로, 리벳(10)의 헤드부(12)와 플레이트(16) 사이의 틈새 또는 갭은 제거될 수 있으므로, 플레이트(16,18)는 강도가 향상된 상태에서 함께 결합되거나 고정된다.

또한, 본 실시예에서, 제 2 펀치(36)의 돌출부(38)의 원심 단부(38A)로부터 원통부(14) 내에 위치한 플레이트(16,18)의 일부에 압력이 가해진다. 압력이 가해진 상태에서, 원통부(14)의 원심 단부(14A)의 변형으로 형성된 개방 각도는 원통부(14)의 바닥(22) 상에 형성된 돌출부(24)로 인하여 증가될 수 있다. 결과적으로, 고정강도가 더욱 향상된다.

원추형 돌출부(24)가 본 실시예에서 리벳(10)의 원통부(14)의 바닥(22) 상에 형성되지만, 본 발명의 리벳고정 방법은 도 8a, 8b 및 8c에 도시된 바와 같이, 리벳(10)의 원통부(14)의 바닥(22) 상에 돌출부가 없는 본 실시예의 변형 형태에 따라서 리벳에 적용될 수 있다.

다음, 본 발명의 제 1 및 제 2 형태의 제 2 실시예에 대해서는 도 9a 내지 도 9c를 참고하여 기술할 것이다. 상기 도면들에서, 상세하게 설명하지 않은 대응하는 요소들을 식별하기 위해서 제 1 실시예를 도시하는 도 6a 내지 도 6c에 사용된 유사 도면부호를 사용한다.

도 9c에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 리벳(10)의 헤드부(12)의리세스(20)의 바닥벽(22B)은 펀칭된다.

다음, 본 실시예의 리벳고정 방법에 대해서 설명한다. 초기에, 도 9a에 도시된 바와 같이, 리벳(10)의 원통부(14)의 원심 단부(14A)는 고정되는 두 플레이트(16,18)중 한 플레이트(16) 상에 배치된다.

다음, 도 9b에 도시된 바와 같이, 리벳(10)의 헤드부(12)는 플레이트(18)의 한 측부 상에 배치된 다이(34)가 리벳(10)의 원통부(14)의 원심 단부(14A)가 반경방향의 외향으로 변형되게 유발하도록, 제 1 펀치(32)에 의해서 가압되거나 또는 추진된다.

다음, 도 9c에 도시된 바와 같이, 리벳(10)의 헤드부(12)는 제 2 펀치(40) 및 다이(41)에 의해서 펀칭된다. 제 2 펀치(40)는 일반적인 절두 원추형을 가지는 기다란 돌기부(42)를 갖는 원심 단부에 형성되며, 돌기부(42)의 개방각도(θ1)는 리벳(10)의 리세스(20)의 개방각도(θ2) 보다 크게 세팅된다(θ1＞θ2). 또한, 로드의 형태의 돌기부(42)의 원심 단부(42A)는 제 2 펀치(40)의 주요 본체로부터 연장되며, 다이(41)는 돌기부(42)의 원심 단부가 삽입될 수 있는 리세스(41A)와 함께 형성된다.

상기 기술된 방식에서, 리벳(10)의 헤드부(12)에 형성된 리세스(20)의 외부 원주벽(20A)은 돌기부(42)에 의해서 가압되고, 그에 의해서 반경방향의 외향으로 팽창된다. 또한, 돌기부(42)의 원심 단부(42A)는 리세스(20)의 바닥벽(20B)을 동시에 펀칭하면서, 원통부(14)를 반경방향의 외향으로 팽창시키기 위해서, 원통부(14)의 축방향[도 9c의 화살표 A 방향]으로 리세스(20)의 바닥벽(20B) 상에압력을 적용한다.

본 실시예의 효과에 대해서 설명한다. 본 실시예에서, 리벳(10)이 플레이트(16,18) 안으로 추진된 후에, 제 2 펀치(36)의 돌기부(42)는 리벳(10)의 헤드부(12)에 형성된 리세스(20)의 벽을 향하여 가압되므로, 리세스(20)의 외부 원주벽(20A)은 외향으로 팽창된다. 결과적으로, 리벳(10)의 헤드부(12)와 플레이트(16) 사이의 틈새 또는 갭은 플레이트(16,18)의 강도가 증가되는 것을 보장하면서 함께 결합되거나 또는 고정된다.

또한, 본 실시예에서, 제 2 펀치(36)의 돌기부(42)의 원심 단부(42A)로부터 원통부(14) 내에 위치한 플레이트(16,18)의 일부로 압력이 전달된다. 따라서 압력이 적용된 상태에서, 그 변형 이후에 원통부(14)의 원심 단부(14A)에 의해서 형성된 개방 각도는 증가될 수 있다. 리세스(20)의 바닥벽(20A)은 돌기부(42)의 원심 단부(42A)에 의해서 펀칭되며, 그에 의해서 원통부(14)는 더욱 반경방향의 외향으로 팽창된다. 결과적으로, 고정 강도가 더욱 증가한다.

단지 이해를 목적으로, 본 발명의 일부 실시예에 대해서 상세하게 기술하였지만, 본 발명은 상기 실시예들의 상세한 설명에만 국한되지 않고, 본 발명의 범주 내에서 여러 변화, 변형 및/또는 개선이 실시될 수 있다. 설명한 실시예에서, 리벳(10)이 제 1 펀치(32)에 의해서 플레이트(16,18) 안으로 추진된 후에, 제 2 펀치(36 또는 40)가 리벳(10)의 헤드부(12)에 형성된 리세스(20)의 벽에 압력을 적용하기 위해서 사용된다. 상기 리벳고정 방법은 리벳(10)이 플레이트(16,18) 안으로 추진되는 동시에 리세스의 벽에 압력을 적용하는 다른 방법으로 대체될 수 있다. 리세스(20)는 역전된 절두 원추형을 가지지만, 돌출부(24)는 설명한 실시예에서 원추형을 가지며, 리세스(20)와 돌출부(24)의 형태들은 이것들에 국한되지 않고 변형될 수 있다. 예를 들어, 리세스(20)와 돌출부(24)는 도 10에 도시된 반구형 또는 원기둥형(도시생략)과 같은 다른 형태를 가질 수 있다. 본 발명에 따른 리벳 결합 구조체와 리벳고정 방법은 3개 이상의 플레이트들을 함께 고정하거나 또는 결합시키는 경우로 실시될 수도 있다.

다음, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 리벳 결합구조체는 도 11a, 11b 및 도 12를 참고하여 설명한다.

도 11a에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 리벳은 자가 관통식의 튜브형 리벳이다. 리벳 본체(50)는 대체로 원통형 또는 튜브형 형상을 취한다.

도 11b에 도시된 바와 같이, 리벳 본체(50)의 대향 단부(50A,50B)는 리벳이 워크피스 안으로 추진되는 방향[도 11b의 화살표 A방향]에 수직하는 평탄면을 가진다. 리벳 본체(50)의 축방향 중간부에서, 가소성 변형 제한부(50C)는 [도 11b의 화살표 B 방향으로]리벳 본체(50)의 전체 두께에 걸쳐 형성된다. 특히, 리벳 본체(50)는 열처리를 거칠 수 있는 철과 같은 금속으로 제조되며, 가소성 변형 제한부(50C)는 열 담금질 또는 고주파 담금질과 같은 열처리에 의해서 형성되어서, 리벳 추진방향에서 볼 때, 대향 단부(50D,50E)와 비교하여 가소성 변형이 덜 이루어진다. 즉, 리벳 본체(50)에서, 리벳 본체(50)의 축방향 중간부에 위치한 가소성 변형 제한부(50C)는 리벳 추진 방향에서 볼 때 대향 단부(50D,50E)와 비교하여 덜 변형된다.

다음, 본 실시예의 효과에 대해서 기술한다. 본 실시예에서, 리벳 본체(50)의 축방향 중간부에 제공된 가소성 변형 제한부(50C)는 리벳이 워크피스 안으로 삽입될 때, 덜 변형되므로, 리벳이 워크피스 안으로 추진되는데 있어서 효율성과 용이함이 개선되는 것을 보장한다. 또한, 리벳 추진방향에서 볼 때, 리벳 본체(50)의 대향 단부(50D,50E)는 리벳이 삽입될 때, 더욱 변형되며, 그에 따라서 확실하게 압착되거나 또는 평탄하게 된다. 따라서, 리벳 본체(50)는 필요한 리벳 추진 효율성과 원하는 변형 특성을 모두 얻을 수 있으므로, 충분히 큰 고정강도를 보장한다. 또한, 본 실시예에서, 가소성 변형 제한부(50C)는 열처리로 용이하게 형성될 수 있다.

도 12에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 리벳 본체(50)는 반구형 또는 볼록한 원심 단부(52A)를 가지는 펀치(12)에 의해서 고정되는 워크피스로써의 두 플레이트(16,18) 안으로 추진된다. 결과적으로, 리벳 본체(50)의 대향 단부들(50E)중 하나는 플레이트(16,18)를 지지하는 다이(60)에 의해서 용이하게 변형되어서, 리벳 본체(50)의 반경방향의 외향[래핑 마진(L1)]과 내향[래핑 마진(L2)]으로 팽창한다. 동시에, 펀치(52)의 원심 단부(52A)가 가압되는 리벳 본체(50)의 다른 단부(50D)는 리벳 본체(50)가 워크피스 안으로 추진될 때, 적용되는 부하의 일부분[도 12의 화살표 F로 표시한]으로 인하여, 플레이트(56)의 평면 방향으로 효과적으로 변형된다.

리벳 본체(50)는 대체로 본 실시예에서 원통형을 취하지만, 이것에 국한되지 않고 다른 구성으로 될 수 있다. 예를 들어, 리벳 본체(50)는 단단한 로드형 또는기둥형 부재일 수 있으며, 또는 그 원통형 또는 로드형 부분 보다 큰 직경을 가지는 헤드부와 함께 형성될 수 있다.

가소성 변형 제한부(50C)는 본 실시예에서 리벳 본체(50)의 축방향 중간부의 전체 두께에 걸쳐 형성되지만, 가소성 변형 제한부(50C)는 도 13a에 도시된 바와 같이, 리벳 본체(50)의 축방향 중간부의 반경방향의 외부 또는 외부 주변부에서만 형성될 수 있거나, 또는 가소성 변형 제한부(50C)는 도 13b에 도시된 바와 같이, 리벳 본체(50)의 축방향 중간부의 반경방향의 내부 또는 내부 주변부에만 형성될 수 있다. 다른 방안으로, 복수의 가소성 변형 제한부(50C)는 리벳 본체(50)의 축방향으로 볼 때, 어떤 간격으로 형성될 수 있다.

비록, 가소성 변형 제한부(50C)는 본 실시예에서 가소성으로 덜 변형되도록, 열처리에 의해서 형성되지만, 탄소, 질소 등의 성분(탄화, 질화 등)을 조절함으로써, 가소성으로 변형되지 않는 가소성 변형 제한부(50C)를 형성할 수 있다.

펀치(52)의 원심 단부(52A)는 본 실시예에서 반구형의 볼록형태를 취하지만, 원심 단부(52A)는 상기 형태에 국한되지 않고 도 14에 도시된 바와 같이, 절두 원추형과 같은 다른 볼록 형태로 형성될 수 있다.

다음, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 리벳 결합구조체는 도 15a 내지 도 15d를 참고하여 설명한다.

도 15a 내지 도 15d에서, 상세하게 설명하지 않은 대응 요소들을 식별하기 위해서, 제 3 실시에에 대해서 도 12에 사용된 유사 도면 부호를 사용한다. 도 15a에 도시된 바와 같이, 본 실시에의 리벳 본체(50)는 알루미늄, 마그네슘 등의경합금으로 제조된다. 링형의 가소성 변형 제한부(50C)는 리벳 본체(50)의 축방향 중간부의 외부 주변부(또는 축방향 외부)에 형성된다.

특히, 환형홈(62)이 도 15b에 도시된 바와 같이, 리벳 본체(50)의 축방향 중간부의 외부 주변부에 형성된다. [영률(Young's modulus), 제조 응력 또는 경도의 관점에서] 더 큰 강도를 가지는 다른 경합금 또는 철로 형성되고 리벳 본체(50)를 형성하는 경합금 보다 가소성 변형이 작은 금속링(64)은 상기 환형홈(62)에 배치된다. 도 15c에 도시된 바와 같이, 금속링(64)은 홈(62)에 끼워지기 위하여 리벳 본체(50) 주위에서 감겨지고 C 형 횡단면을 가진다.

제 3 실시예와 같이, 본 실시예에 따라 구성된 리벳 본체(50)는 리벳이 워크피스 안으로 추진되는 필요한 리벳-추진 효율성과, 원하는 변형 특성 모두를 만족시킬 수 있으므로, 충분히 큰 고정 강도를 보장한다. 또한, 가소성 변형 제한부(50C)의 재료를 원하는 대로 선택할 수 있으므로, 가소성 변형 제한부(50C)의 재료를 적절하게 선택함으로써, 리벳 본체(50)의 변형 특성과 리벳-추진 효율성을 정밀하게 조절할 수 있다.

금속링(64)은 본 실시예에서 도 15c에 도시된 바와 같이, C형 횡단면으로 형성되고 환형홈(62)에 수용되지만, 금속링(64)은 각각 반원형 횡단면을 가지는 두 부재로 절단될 수 있으며, 상기 두 부재는 환형홈(62) 안으로 끼워질 수 있다.

제 3 및 제 4 실시예에서, 리벳 본체(50)의 축방향의 대향 단부(50A,50B)는 리벳이 워크피스 안으로 추진되는 방향에 수직하는 평탄면을 가진다. 대신에, 리벳 본체(50)의 축방향의 대향 단부(50A,50B)는 각 단부면과 외부 원주면이 도 16a에 도시된 바와 같이, 외부 주변부에서 예리한 에지를 제공하기 위해서, 예각을 형성하도록, 반경방향의 내향으로 테이퍼질 수 있다. 또한, 도 16b에 도시된 바와 같이, 리벳 본체(50)의 축방향의 대향 단부(50A,50B)는 리벳 본체(50)의 각 내부 원주면과 축방향 단부면이 내부 주변부에서 예리한 에지를 제공하기 위하여 그 상에 예각을 형성하도록, 외향으로 테이퍼질 수 있다. 도 16c에 도시된 바와 같이, 리벳 본체(50)의 축방향의 대향 단부(50A,50B)를 리벳 추진 방향으로 뾰족한 각 형태로 형성할 수 있다.

다음, 본 발명의 제 3 형태의 제 1 실시예에 따른 리벳고정 장치에 대해서는 도 17a 및 도 17b를 참고하여 설명한다.

도 17a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 리벳 본체(70)는 대체로 원통형으로 형성된다. 리벳 본체(70)를 워크피스(56,58) 안으로 추진시키기 위한 펀치(72)는 추진 부하를 리벳 본체(70)에 전달하는 부하 전달부(74)와, 리벳 본체(70)를 유지하기 위해 부하 전달부(74)의 내부에 배치된 기둥형 안내부(76)를 포함한다. 대체로 펀치(72)의 원심 단부(72A)는 반구형의 볼록형태로 형성된다. 리벳 본체(70)가 워크피스 안으로 추진되거나 또는 삽입될 때, 부하 전달부(74)는 리벳-추진방향[즉, 도 17a의 화살표 C의 방향]과 대향 방향으로 안내부(76)에 대해서 이동할 수 있다. 특히, 리벳 본체(70)가 삽입되는 동안, 부하 전달부(74)에 대한 안내부(76)의 이동 속도는 리벳 본체(70)의 원심 단부(72B)[리벳-추진 방향으로의 리딩(leading) 단부]가 플레이트(56)에 도달한 후에 감소된다.

다음, 본 실시예의 효과들에 대해서 설명한다. 본 실시예에서, 펀치(72)의안내부(76)와 부하 전달부(74)는 리벳 본체(70)가 플레이트(56)에 접할 때까지 부하 전달부(74)가 안내부(76)로부터 어떤 간격으로 후퇴하도록, 서로에 대해서 배치되며, 리벳 본체(70)는 안내부(76)의 외부 주변부에서 유지될 수 있다. 리벳 본체(70)가 플레이트(56) 안으로 추진된 후에, 부하 전달부(74)에 대한 안내부(76)의 이동 속도는 감소되고, 그에 따라서 안내부(76)는 리벳-추진 방향[도 17a의 화살표 C 방향]에 대향하는 방향으로 부하 전달부(74)에 대해서 이동한다. 따라서, 펀치(72)의 안내부(76)와 부하 전달부(74)는 리벳 본체(70)의 [펀치의 측부 상에 있는] 단부(70A)의 반경방향의 내향 변형과 간섭되지 않도록 배치된다.

이러한 구성으로, 안내부(76)는 도 17a에 도시된 바와 같이, 리벳 본체(70)가 삽입되는 동안 리벳 본체(70)의 축방향 중간부가 변형되는 것을 방지할 수 있으므로, 리벳 본체(70)가 워크피스 안으로 추진될 수 있는 효율성과 용이함이 확실하게 개선된다. 또한, 도 17b에 도시된 바와 같이, 리벳 본체(70)의 대향 단부(70A,70B)는 리벳 본체(70)가 삽입을 종료할 때, 확실하게 변형되므로 원하는 변형 특성과 충분히 큰 고정력을 보장한다.

본 실시예에서, 리벳 본체(70)의 원심 단부(70B)[리벳-추진방향으로의 리딩 단부]가 플레이트(56)에 도달한 후에, 부하 전달부(74)에 대한 안내부(76)의 이동 속도는 감소된다. 또한, 부하 전달부(74)에 대한 안내부(76)의 이동 속도는 리벳 본체(70)의 리딩 단부(70B)가 플레이트(56)에 도달한 후에 증가될 수 있다. 이 경우에, 리벳 본체(70)는 이 리벳 본체(70)가 플레이트(56)에 접할 때까지, 안내부(76)의 외부 주변부 상에서 지지되거나 또는 유지될 수 있다. 또한, 부하전달부(74)에 대한 안내부(76)의 이동 속도는 리벳 본체(70)가 플레이트(56) 안으로 추진된 이후에 증가되기 때문에, 안내부(76)는 리벳 본체(70)의 내부에 위치한 플레이트(56,58)에 압력을 가하여, 리벳 본체(70)의 리딩 단부(70B)가 반경방향의 외향으로 크게 변형될 수 있도록, 부하 전달부(74)에 대해서 리벳-추진 방향[도 17a의 화살표 C 방향]으로 이동한다. 따라서, 리벳 본체(70)는 원하는 변형 특성들과 충분하게 큰 고정력을 보장하면서, 효율성과 용이함이 개선된 상태에서 워크피스 안으로 추진될 수 있다.

대체로 펀치(72)의 원심 단부(72A)는 본 실시예에서 반구형의 볼록형태를 가지지만, 펀치(72)의 원심 단부(72A)의 형태는 이것에 국한되지 않고, 도 18a 및 도 18b에 도시된 바와 같이, 절두 원추형과 같은 다른 형태를 사용할 수 있다.

본 발명의 제 3 형태의 제 2 실시예에 따른 리벳고정 장치는 도 19a와 도 19b를 참고하여 설명한다.

도 19a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 리벳 본체(70)는 대체로 원통형으로 형성된다. 리벳 본체(70)를 워크피스(56,58) 안으로 추진시키는 펀치(82)는 추진 부하를 리벳 본체(70)에 전달하는 부하 전달부(84)와, 리벳 본체가 워크피스 안으로 추진되기 전에, 리벳 본체(70)를 유지하기 위해 부하 전달부(84)의 내부 및 외부에 각각 배치된 내부 안내부(86)와 외부 안내부(88)를 포함한다. 내부 안내부(86)는 기둥 또는 로드형 형태를 가지며, 외부 안내부(88)는 원통형을 가진다. 펀치(82)의 원심 단부(82A)는 대체로 볼록 형태를 가진다. 리벳 본체(70)를 워크피스 안으로 삽입할 때, 부하 전달부(84)는 내부 안내부(86)와 외부안내부(88)에 대해서 리벳-추진방향[도 19a의 화살표 C 방향]으로 이동할 수 있다. 특히, 리벳 본체(70)가 워크피스 안으로 추진될 때, 부하 전달부(84)는 [도 19a에 도시된 바와 같이] 내부 안내부(86)와 외부 안내부(88)로부터 후퇴하며, 리벳 본체(70)는 내부 안내부(86)와 외부 안내부(88) 사이에 끼여진다. 이때, 단지 부하 전달부(84)만이 리벳 본체(70)를 워크피스 안으로 추진하도록 작용한다.

내부 안내부(86)와 외부 안내부(88)가 상부 플레이트(56)에 도달할 때; 부하 전달부(84)는 리벳 본체(70)의 상단부(70A)를 반경방향의 외향 및 내향으로 변형시키기 위해서, 내부 안내부(86)와 외부 안내부(88)에 대해서 리벳-추진방향[도 19a의 화살표 C의 방향]으로 이동한다. 부하 전달부(84)는 [도 19b에 도시된 바와 같이] 그때 내부 안내부(86)와 외부 안내부(88)가 부하 전달부(84)의 단부면에서 서로에 대해서 정렬되거나 또는 연속으로 놓여지는 위치에서 정지된다.

다음, 본 실시예의 동작에 대해서 설명한다. 본 실시예에서, 펀치(82)의 내부 안내부(86), 외부 안내부(88) 및 부하 전달부(84)는 내부 안내부(86)와 외부 안내부(88)가 상부 플레이트(56)에 도달할 때까지 리벳 본체(70)가 내부 안내부(86)와 외부 안내부(88) 사이에 유지되거나 또는 지지되도록, 서로에 대해서 배치된다. 일단, 내부 안내부(86)와 외부 안내부(88)가 상부 플레이트(56)에 도달하면, 부하 전달부(84)는 내부 안내부(86)와 외부 안내부(88)에 대해서 리벳-추진방향으로 이동함으로써, 리벳 본체(70)의 상단부(70A)를 반경방향의 외향 및 내향으로 변형시킨다. 부하 전달부(84)는 그때 내부 안내부(86)와 외부 안내부(88)가 서로에 대해서 정렬되거나 또는 연속으로 놓여지는 부하 전달부(84)의 단부면의 [도 19b에도시된 바와 같이] 위치에서 정지된다.

상기 구성에서, 내부 안내부(86)와 외부 안내부(88)는 도 19a에 도시된 바와 같이, 리벳 본체(70)를 삽입하는 동안 리벳 본체(70)의 축방향 중간부의 변형을 방지할 수 있으므로, 리벳 본체(70)가 효율성과 용이함이 개선된 상태에서 워크피스 안으로 추진된다. 또한, 도 19b에 도시된 바와 같이, 리벳 본체(70)의 대향 단부(70A,70B)는 리벳 본체(70)의 삽입 종료 시에 확실하게 변형되므로, 원하는 변형 특성과 충분히 큰 고정력을 보장할 수 있다.

비록, 펀치(82)의 원심 단부(82A)는 대체로 본 실시예에서 볼록한, 절두 원추형으로 형성되지만, 펀치(82)의 원심 단부(82A)의 형태는 이것에 국한되지 않고, 절두 반구형과 같은 다른 볼록 형태를 사용할 수 있다.

본 발명의 제 3 형태의 제 3 실시예에 따른 리벳고정 장치는 도 20a와 도 20b를 참고하여 설명한다.

도 20a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 리벳 본체(70)는 대체로 원통형이며, 리벳 본체(70)를 워크피스(56,58) 안으로 추진하기 위한 펀치(92)는 관통형 타입이다. 펀치(92)의 원심 단부는 리벳 본체(70)를 유지하거나 또는 지지하기 위한 안내부(92A)를 제공한다. 이 안내부(92A)는 부하 전달부(주요 본체;92B)의 직경(R2) 보다 작은 직경(R1)을 가진다(R1〈 R2). 부하 전달부(92B)의 직경(R2)은 리벳 본체(70)의 외경(R3)과 거의 동일하고(R2 = R3), 안내부(92A)의 직경(R1)은 안내부(92A)가 리벳 본체(70)를 지지하기 위하여 리벳 본체(70)의 내부 주변부에 끼워질 수 있도록, 결정된다.

한편, 플레이트(56,58)를 지지하기 위한 다이(94)는 펀치(92)의 안내부(92A)에 대향하는 펀치 구멍(96)과 함께 형성된다. 이러한 구성에서, 리벳 본체(70)는 워크피스 안으로 추진될 수 있으며, 원통형 리벳 본체(70)의 내부에 위치한 플레이트(16,18)의 일부분은 단지 펀치(92)를 리벳-추진방향[도 20a의 화살표 C의 방향]으로 이동시킴으로써, 즉, 펀치(92)의 한 왕복운동에 의해서 펀칭된다. 다음, 본 실시예의 리벳고정 장치를 사용하는 리벳고정 방법에 대해서 설명한다. 본 실시예에서, 도 20a, 도 20b에 도시된 바와 같이, 펀치(92)에 의해서 리벳 본체(70)를 플레이트(56,58) 안으로 추진시키는 단계와, 리벳 본체(70)의 축방향 대향 단부(70A,70B)를 변형시키는 단계와, 원통형 리벳 본체(70) 내에 위치한 플레이트(56,58)의 일부분들을 펀칭시키는 단계들은 펀치(92)를 리벳-추진방향[도 20a의 화살표 C의 방향]으로 한 왕복운동시킴으로써 실행된다.

다음 본 실시예의 효과에 대해서 설명한다. 본 실시예에서, 리벳 본체(70)는 펀치(92)의 안내부(92A)에 의해서 내부 주변부에서 지지되므로, 리벳 본체(70)는 이 리벳 본체(70)의 축방향 중간부가 변형되지 않는 동안 플레이트(56,58) 안으로 추진될 수 있다. 또한, 도 20b에 도시된 바와 같이, 리벳 본체(70)의 대향 단부(70A,70B)는 펀칭 구멍(96)이 형성된 다이(94)와 펀치(92)에 의해서 효과적으로 변형될 수 있다. 따라서, 리벳 본체(70)는 변형 특성과 충분히 큰 고정력을 보장하면서, 효율성 및 용이성이 개선된 상태에서 워크피스 안으로 추진될 수 있다.

또한, 본 실시예에서, 리벳 본체(70) 내부에 위치한 플레이트(56,58)를 펀칭하는 것과 리벳 본체(70)에 의해서 함께 플레이트(56,58)를 결합하는 것은 한 공정으로 성취되어서 효율성의 개선을 보장한다.

본 발명의 제 4 실시예에 따른 리벳고정 장치는 도 21a와 도 21b를 참고하여 설명한다.

도 21a에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서, 리벳 본체(70)는 대체로 원통형 형태를 가지며, 리벳 본체(70)를 워크피스(56,58) 안으로 추진시키기 위한 펀치(102)는 관통형 타입이다. 펀치(102)의 원심 단부는 리벳 본체(70)를 유지하기 위한 내부 안내부(102A)를 제공한다. 이 내부 안내부(102A)는 부하 전달부(주요 본체;102B)(R1〈R2)의 직경(R2) 보다 작은 직경(R1)을 가진다. 부하 전달부(102B)의 직경(R2)은 리벳 본체(70)의 외경(R3)과 거의 동일하다(R2 = R3).

또한, 외부 안내부(102C)는 이 외부 안내부(102C)가 리벳-추진방향[도 21a의 화살표 C의 방향]으로 부하 전달부(102B)에 대해서 이동할 수 있도록, 펀치(102)의 부하 전달부(102B)의 외부 주변부 상에 제공되며, 리벳 본체(70)는 내부 안내부(102A)와 외부 안내부(102C) 사이에서 지지될 수 있다.

한편, 플레이트(56,58)를 지지하기 위한 다이(94)는 펀치(102)의 내부 안내부(102A)에 대향하는 펀칭 구멍(96)이 형성된다. 이 구성에서, 리벳 본체(70)를 워크피스(56,58) 안으로 추진하고 원통형 리벳 본체(70) 내에 위치한 플레이트(56,58)의 일부분을 펀칭하는 것은 리벳-추진방향[도 21a의 화살표 C의 방향]으로 펀치(102)를 단지 이동시킴으로써, 즉, 한 왕복운동시킴으로써 달성된다.

다음, 본 실시예의 리벳고정 방법에 대해서 설명한다. 본 실시예에서, 도 21a와 도 21b에 도시된 바와 같이, 펀치(102)에 의해서 리벳 본체(70)를플레이트(56,58) 안으로 추진하는 단계와, 리벳 본체(70)의 축방향 대향 단부(70A,70B)를 변형시키는 단계는 펀치(102)를 리벳-추진방향[도 21a의 화살표 C의 방향]으로 한번 왕복운동시킴으로써 달성된다.

다음은 본 실시예의 효과에 대해서 설명한다. 본 실시예에서, 리벳 본체(70)는 펀치(102)의 내부 안내부(62A)와 외부 안내부(62C)에 의해서 지지되므로, 리벳 본체(70)는 이 리벳 본체(70)의 축방향 중간부가 변형되지 않는 동안 플레이트(56,58) 안으로 추진될 수 있다. 또한, 도 21b에 도시된 바와 같이, 리벳 본체(70)의 대향 단부(70A,70B)는 펀칭 구멍(96)이 형성된 다이(94)와 펀치(102)에 의해서 효과적으로 변형될 수 있다. 따라서, 리벳 본체(70)는 변형 특성과 충분히 큰 고정력을 보장하면서, 효율성 및 용이성이 개선된 상태에서 워크피스 안으로 추진될 수 있다.

본 발명의 일부 실시예를 단지 예시적인 목적으로 상세하게 기술하였지만, 본 발명은 상기 실시예의 상세한 설명에 국한되지 않고 본 발명의 범주 내에서 다양하게 변화, 변형 및/또는 개선되어 실시될 수 있다. 예를 들어, 본 발명은 3개 이상의 플레이트를 서로에 대해서 고정하거나 결합하는 경우에도 적용될 수 있다.

본 발명의 제 1 형태의 제 5 실시예에 따른 리벳 구조체는 도 22 내지 도 25를 참고하여 설명한다.

도 23에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 리벳(110)은 헤드부(112)와, 이 헤드부(112)의 하면으로부터 연장되는 원통부(114)로 구성되는 중공 리벳이다. 원통부(114)의 원심 단부(114A)는 외부 원주면과 축방향 단부면이 그 사이에서 예각을 형성하여 외부 주변부에서 날카로운 에지를 제공하도록, 내향으로 테이퍼진다.

도 22에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 리벳(110)의 원통부(114)는 원통부(114)의 종방향으로 연장되는 4개의 기다란 돌출부(116)를 갖는 외부 원주면 상에 형성된다. 도 24에 도시된 바와 같이, 4개의 기다란 돌출부(116)는 그 원주방향으로 측정할 때, 90도 각도의 간격으로 원통부(114)의 외부 원주면 상에 형성된다. 각 기다란 돌출부(116)는 이 돌출부(116)의 절정부(116A)가 [도 25에 도시된 바와 같이] 고정되는 워크피스로써 플레이트(56,58) 안으로 용이하게 물리거나 또는 상기 플레이트(56,58)와 결합하도록, 원통부(114)의 종방향에 수직하는 평면에서 이등변 삼각형 단면을 가진다.

도 23에 도시된 바와 같이, 각 기다란 돌출부(116)는 리벳(110)의 원통부(114)의 원심 단부에 더욱 인접한 상향 경사진 부분(116B)을 포함한다. 원통부(114)의 외부 원주면에서 측정할 때, 상기 상향 경사진 부분(116B)의 높이(H)는 원통부(114)의 원심 단부로부터 리벳(110)의 헤드부(112)를 향하여 점차적으로 증가된다. 리벳(110)의 원통부(114)가 [도 25에 도시된 바와 같이] 그들과 결합하기 위해서 원심 단부에서 플레이트(118,120) 안으로 삽입될 때, 원통부(114)가 플레이트(118,120)로부터 받는 저항력은 초기에는 작지만, 상향 경사진 부분(116B)의 높이에서 점진적으로 증가된다.

각 기다란 돌출부(116)는 리벳(110)의 헤드부(112)에 더 인접한 하향 경사진 부분(116C)을 포함한다. 원통부(114)의 외부 원주면에서 측정할 때 하향 경사진 부분(116C)의 높이(H)는 리벳(110)의 헤드부(112)를 향하여 점진적으로 감소된다. 그에 따라 형성된 하향 경사진 부분(116C)은 기다란 돌출부(116)와 플레이트(120) 사이에 틈새 또는 갭이 형성되는 것을 방지한다.

또한, 기다란 돌출부(116)는 원통부(114)의 원심 단부(114A)로부터 어떤 거리(S) 만큼 떨어진 위치에서 형성되므로, 기다란 돌출부(116)는 리벳(110)을 워크피스 안으로 추진하는 초기 동작에서 플레이트(118)와 간섭되지 않는다.

다음은 본 실시예의 효과에 대해서 설명한다. 본 실시예에서, 도 25에 도시된 바와 같이, 리벳(110)이 펀치(122)와 다이(124)에 의해서 고정되는 워크피스로써 플레이트(118,120) 안으로 추진될 때, 기다란 돌출부(116)는 플레이트(118,120) 안으로 맞물려서 결합된다. 결과적으로, 리벳(110)과 플레이트(118,120) 사이의 고정 강도, 특히 리벳(110)의 회전 방향에 대한 고정 강도가 증가한다. 본 실시예에서, 각 기다란 돌출부(116)는 원통부(114)의 원심 단부(114A)로부터 어떤 거리(S) 만큼 이격된 위치에 형성되므로, 기다란 돌출부(116)는 리벳(110)을 워크피스 안으로 추진하는 초기 동작에서 플레이트(118)와 간섭되지 않는다. 또한, 원통부의 외부 원주면으로부터 측정할 때 상향 경사진 부분(116B)의 높이(H)는 원심 단부(114A)에 더 인접한 부분(116B)의 한 단부로부터 리벳(110)의 헤드부(112)에 인접한 다른 단부로 점진적으로 증가된다. 리벳(110)의 원통부(114)가 플레이트(118,120)와 맞물릴 때, 그에 따라서, 원통부(114)가 플레이트(118,120)로부터 받는 저항력은 초기에는 작지만 점진적으로 증가한다. 따라서, 리벳(110)은 효율성이 증가한 상태에서 워크피스 안으로 더욱 용이하게 추진될 수 있다. 또한, 도 25에 도시된 바와 같이, 원통부(114)의 원심 단부(114A)는 실패없이 반경방향의 외향으로 용이하게 변형되므로, 고정강도 및 결합 강도가 증가하는 것을 보장한다.

또한, 본 실시예에서, 원통부(114)의 외부 원주면으로부터 측정할 때, 상향 경사진 부분(116B)의 높이(H)는 원심 단부(114A)에 인접한 단부에서 리벳(110)의 헤드부(112)에 인접한 다른 단부로 점진적으로 증가된다. 따라서, 리벳을 워크피스 안으로 삽입하는 동안 굽혀져서 변형되는 원통부(14)의 일부분, 즉 원통부(14)의 종방향 중간부는 기다란 돌출부(116)에 의해서 효과적으로 강화될 수 있다. 이러한 이유로 리벳(110)은 효율성과 용이함이 개선된 상태에서 워크피스 안으로 추진될 수 있다. 또한, 본 실시예에서, 각 기다란 돌출부(116)는 리벳 헤드에 인접한 상향 경사진 부분(116B)의 측부 상에 형성된 하향 경사진 부분(116C)을 포함하므로, 원통부의 외부 원주면으로부터 측정할 때 그 높이(H)는 리벳 헤드를 향하여 점진적으로 감소된다. 이러한 구성에서, 하향 경사진 부분(116C)은 돌출부(116)와 플레이트(118) 사이에 틈새 또는 갭이 형성되는 것을 방지하며 그에 따라서 고정강도는 더욱 증가한다. 또한, 플레이트(118)의 일부는 가소성으로 변형되어서 리벳(110)의 하향 경사진 부분(116C)과 헤드부(112)의 외부 주변부(112A) 사이에 들어가며, 플레이트(118)의 상기 부분은 하향 경사진 부분(116C)과 맞물리거나 또는 결합됨으로써, 리벳(110)이 플레이트(118,120)에서 빠지는 것을 어렵게 한다.

또한, 본 실시예에서, 각 기다란 돌출부(116)는 리벳(110)의 원통부(114)의종방향에 수직하는 평면에서 이등벽 삼각 횡단면을 가진다. 리벳(110)이 워크피스 안으로 추진될 때, 그에 따라서, 돌출부(116)의 절정부(116A)는 플레이트(118,120)와 맞물려서 결합된다. 따라서, 리벳(110)이 효율성과 용이함이 개선된 상태에서 플레이트(118,120) 안으로 매끄럽게 추진될 수 있다.

4개의 기다란 돌출부(116)가 도 24에 도시된 바와 같이, 예시된 실시예에서 원주방향으로 90도 각도의 간격으로 원통부(114)의 외부 원주면 상에 형성될 때, 기다란 돌출부(116)의 수와 위치들은 도 24에 도시된 것에 국한되지 않고 변경될 수 있다. 예를 들어, 한 기다란 돌출부(116)는 원통부(114)의 외부 원주면 상에 형성되거나 또는 복수의 기다란 돌출부(116)가 원주방향으로 동일한 각도 간격으로 원통부(114)의 외부 원주면 상에 형성될 수 있다.

또한, 각 기다란 돌출부(116)는 도 24에 도시된 바와 같이, 예시된 실시예에서 원통부(114)의 종방향에 수직하는 이등변 삼각형 횡단면을 가지지만, 돌출부(116)의 횡단면의 형태는 이등변 삼각형에 국한되지 않고 다른 형태의 일반적인 삼각형일 수 있다. 또한, 돌출부(116)의 절정부(116A)는 도 26a와 도 26b에 도시된 바와 같이, 아크 형태로 형성될 수 있다.

다음, 본 발명의 제 1 형태의 제 6 실시예에 따른 리벳 구조체는 도 27을 참고하여 설명한다. 도 27에서, 제 5 실시예를 도시하는 도 22에 사용된 유사한 도면부호가 상세하게 설명하지 않은 대응 요소들을 식별하기 위해서 사용된다.

도 27에 도시된 바와 같이, 리벳(110)의 기다란 돌출부(116)는 원통부(114)의 종방향[축방향(L)]에 대해서 어떤 각도(θ)로 경사진다. 이 구성에서,리벳(110)은 돌출부(116)와 플레이트(118,120) 사이의 결합[도 25 참조]으로 인하여, 원통부(114)의 종방향으로 빠지는 것이 방지된다.

따라서, 본 실시예는 제 5 실시예의 효과 이외에 다음과 같은 효과를 제공한다; 리벳(110)은 원통부(114)의 종방향에 대해서 기울어진 돌출부(116)와 플레이트(118,120) 사이의 결합으로 인하여 빠지는 것이 방지되므로, 고정강도 또는 결합강도를 더욱 개선하는 것을 보장한다.

다음, 본 발명의 제 7 실시예에 따른 리벳 구조체는 도 28을 참고하여 설명한다. 도 28에서, 제 5 실시예를 도시하는 도 22에 사용된 유사한 도면부호가 상세하게 설명하지 않은 대응 요소들을 식별하기 위해서 사용된다.

도 28에 도시된 바와 같이, 리벳(110)의 기다란 돌출부(116)의 상향 경사진 부분(116B)은 원통부(114A)의 종방향[축방향(L)]에 대해서 소정 각도(θ)로 경사지며, 돌출부(116)의 하향 경사진 부분(116C)은 원통부(114A)의 종방향[축방향(L)]에 평행하게 연장된다. 이 구성에서, 리벳(110)은 원통부(114A)의 종방향에 대해서 경사진 돌출부(116)의 상향 경사진 부분(116B)과 플레이트(118,120) 사이의 결합[도 25 참조]으로 인하여, 원통부(114A)의 종방향으로 빠지는 것이 방지된다.

따라서, 본 실시예는 제 5 실시예의 효과 이외에 다음과 같은 효과를 제공한다; 리벳(110)은 원통부(114)의 종방향에 대해서 기울어진 돌출부(116)의 상향 경사진 부분(116B)과 플레이트(118,120) 사이의 결합으로 인하여 빠지는 것이 방지되므로, 고정강도 또는 결합강도를 더욱 개선하는 것을 보장한다.

또한, 기다란 돌출부(116)의 하향 경사진 부분(116C)은 원통부(114A)의 종방향[축방향(L)]에 평행하게 연장되므로, 하향 경사진 부분(116C)과 플레이트(120) 사이에는 갭 또는 틈새가 형성되는 것이 방지된다.

리벳(110)의 각 기다란 돌출부(116)는 도 28에 도시된 바와 같이, 하향 경사진 부분(116C)과 상향 경사진 부분(116B) 사이의 경계부에서 굽혀지지만, 돌출부(116)의 상향 경사진 부분(116B)은 도 29에 도시된 바와 같이, 돌출부(116)를 굴곡 형상으로 형성함으로써, 원통부(114A)의 종방향에 대해서 경사질 수 있다.

본 발명의 일부 실시예에 대해서 단지 예시적인 목적으로 상세하게 기술하였지만, 본 발명이 상기 실시예의 상세한 설명에 국한되지 않고 본 발명의 범주 내에서 다양하게 변형, 변화 및/또는 개선되어 실시될 수 있다. 예시된 실시예에서, 리벳(110)의 원통부(114)의 원심 단부(114A)는 원통부(114)의 외부 원주면과 축방향 단부면이 외부 주변부에 날카로운 에지를 제공하기 위하여 예각을 형성하도록, 반경방향의 내향으로 테이퍼진다. 또한, 리벳(110)의 원통부(114)의 원심 단부(114A)는 내부 원주면과 축방향 단부면이 그 사이예 예각을 형성함으로써, 내부 주변부에 날카로운 에지를 제공하도록, 반경방향의 외향으로 테이퍼질 수 있다. 또한, 도 30b에 도시된 바와 같이, 리벳(110)의 원통부(114)의 원심 단부(114A)는 리벳(110)이 워크피스 안으로 추진되는 방향에 수직하는 평탄면을 가질 수 있다. 또한, 도 30c에 도시된 바와 같이, 리벳(110)의 원통부(114)의 원심 단부(114A)는 리벳-추진방향으로 뾰족한 각이 형성된 형태를 가지는 횡단면을 가질 수 있다.

비록, 리벳(110)의 원통부(114)는 예시된 실시예에서 중공 구조체를 가지지만, 리벳(110)은 도 30d에 도시된 바와 같이, 리벳(110)의 축방향으로 연장되는 로드부(114)를 포함하는 단단한 구조체를 구비할 수 있다. 리벳(110)은 도 30f에 도시된 기둥형 또는 도 30e에 도시된 원통형으로 형성될 수 있다. 또한, 본 발명은 3개 이상의 플레이트가 함께 고정 또는 결합되는 경우에도 적용될 수 있다.

Claims

축방향 대향 단부들을 포함하고, 상기 축방향 대향 단부들중 적어도 하나는, 축방향의 대향 단부 보다 리벳의 축방향으로 적용된 부하에 더욱 내구성을 가지는 잔여부(remaining portion) 보다 반경방향의 외향으로 더욱 변형되는 리벳.
제 1 항에 있어서, 상기 축방향의 대향 단부중 하나를 포함하는 헤드부와, 축방향의 대향 단부중 다른 하나를 포함하는 원통부를 구비하는 리벳.
제 2 항에 있어서, 헤드부의 상부면에 대해서 개방되도록 상기 헤드부에 리세스가 형성되는 리벳.
제 2 항 또는 제 3 항에 있어서, 보어가 원통부에 형성되고, 돌출부가 상기 보어의 바닥벽 상에 형성되는 리벳.
제 1 항에 있어서, 가소성 변형되지 않을 것으로 여겨지는 적어도 하나의 변형-제한부를 포함하는 것을 특징으로 하는 리벳.
제 5 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 변형-제한부가 거의 리벳의 축방향 중간부에 위치하는 리벳.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 변형-제한부가 열처리되는 리벳.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 변형-제한부는 리벳의 잔여부 보다 큰 강도를 갖는 재료로 형성되는 리벳.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 관형 본체를 포함하는 리벳.
제 1 항에 있어서, 헤드부와, 이 헤드부로부터 리벳의 축방향으로 연장되는 원통부를 포함하며, 돌출부는 이 돌출부가 일반적으로 원통부의 종방향으로 연장되도록 원통부의 외부 원주면 상에 제공되고, 돌출부는 원통부의 외부 원주면에서 측정할 때의 높이가 원통부의 원심 단부(distal end)에 더 인접한 종방향 대향 단부들중 하나로부터 리벳의 헤드부에 더 인접한 다른 단부까지 점진적으로 증가하는 상향 경사진 부분을 포함하는 리벳.
제 10 항에 있어서, 상기 돌출부는 상기 상향 경사진 부분에 대해서 헤드부쪽에 위치한 하향 경사진 부분을 포함하며, 원통부의 외부 원주면에서 측정할 때 하향 경사진 부분의 높이는 리벳의 헤드부를 향하여 점진적으로 감소되는 리벳.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 돌출부는 원통부의 종방향에 대해서 경사지는 리벳.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 돌출부는 원통부의 종방향에 대해서 경사지는 부분을 포함하는 리벳.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 돌출부는 원통부의 원심 단부에 더 인접한 돌출부의 종방향 대향 단부들중 한 단부가 원통부의 원심 단부로부터 이격되도록 형성되는 리벳.
제 10 항 또는 제 11 항에 있어서, 상기 돌출부는 원통부의 종방향에 수직하는 횡단면에서 거의 삼각형 형태를 가지는 리벳.
워크피스를 고정하기 위한 제 2 항 또는 제 3 항에 따른 리벳을 포함하는 리벳 결합구조체.
제 16 항에 있어서, 리벳의 원통부는 리세스의 바닥벽에 축방향으로 적용된 부하로 인하여 반경방향의 외향으로 비스듬히 벌어지는 리벳 결합구조체.
제 17 항에 있어서, 상기 리세스의 바닥벽은 리벳의 전체 축방향 길이에 대해서 연장되는 관통구멍을 형성하기 위해서, 리세스가 원통부의 보어와 협력하도록 펀칭되는 리벳 결합구조체.
워크피스를 고정하기 위해 제 5 항 또는 제 6 항에 따른 리벳을 포함하는 리벳 결합구조체.
내부에 리세스가 형성된 헤드부와 이 헤드부로부터 연장되는 원통부를 포함하는 리벳을 사용하는 워크피스의 고정방법에 있어서,

리벳을 워크피스 안으로 추진시키는 단계와;

헤드부의 일부가 반경방향의 외향으로 비스듬히 벌어지도록 리세스를 포위하는 헤드부의 상기 일부분을 팽창시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정방법.
헤드부와 이 헤드부로부터 연장되는 원통부를 포함하는 리벳을 사용하는 워크피스의 고정방법에 있어서,

리벳을 워크피스 안으로 추진시키는 단계와;

리벳의 헤드부에 형성된 리세스의 바닥벽으로 원통부의 축방향으로 부하를 적용하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정방법.
제 21 항에 있어서, 리벳의 전체 축방향의 길이에 대해서 연장되는 관통 구멍을 형성하기 위해서 리세스가 원통부의 보어와 협력하도록, 리세스의 바닥벽을 펀칭하는 단계를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 고정방법.
관형 본체를 구비한 리벳을 사용하는 워크피스의 고정방법에 있어서,

펀치로써 리벳을 워크피스 안으로 추진시키는 단계와, 리벳의 축방향의 대향 단부를 변형시키는 단계, 및 펀치가 한번 왕복운동하는 동안 리벳의 관형 본체 내부에 위치한 워크피스의 일부를 펀칭하는 것을 실행하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정방법.
리벳을 워크피스 안으로 추진하도록 작동하는 펀치를 포함하며, 관형 본체를 구비한 리벳을 사용하는 리벳고정 장치에 있어서,

상기 펀치는 리벳에 적용되는 추진 부하를 전달하는 부하 전달부와, 리벳을 유지하는 안내부를 포함하며, 상기 부하 전달부와 상기 안내부는 리벳을 워크피스 안으로 추진시키는 동안, 리벳이 워크피스 안으로 추진되는 방향으로 서로에 대해서 이동할 수 있는 리벳고정 장치.
제 24 항에 있어서, 상기 안내부는 리벳을 추진방향으로 안내하는 리벳의 단부가 워크피스에 도달할 후에 부하 전달부에 대해서 속도가 감속되어 이동하는 리벳고정 장치.
제 24 항에 있어서, 상기 안내부는 리벳을 추진방향으로 안내하는 리벳의 단부가 워크피스에 도달할 후에 부하 전달부에 대해서 속도가 증가되어 이동하는 리벳고정 장치.
리벳을 워크피스 안으로 추진하도록 작동하는 펀치와, 워크피스를 지지하는 다이를 포함하며, 관형 본체를 구비한 리벳을 사용하는 리벳고정 장치에 있어서,

상기 펀치는 리벳에 적용되는 추진 부하를 전달하는 부하 전달부와, 리벳을 유지하는 안내부를 포함하며, 상기 다이는 상기 안내부와 정렬되어서 워크피스를 펀칭할 수 있게 허용하는 보어를 포함하는 리벳고정 장치.