나사파아스너 및 그 설치방법

申请号 KR1019840002941 申请日 1984-05-29 公开(公告)号 KR1019870000417B1 公开(公告)日 1987-03-09
申请人 아브델리미티드; 发明人 윌리엄데이비드브래들리; 지아래히임알비; 레이몬드데니스래시;
摘要 This threaded fastener (10) is for installation by expansion into threaded engagement with an initially unthreaded apertured workpiece(56). After installation, the fastener can be removed in the manner of a screw or bolt, and has a shank (12) and an enlarged head (14). At least part of the shank intermediate between its ends has an external screw thread having a sharp crest, and can be radially expanded to cause the thread to embed in the workpiece. A bore extends through the head and at least the threaded part of the shank, for receiving a mandrel for expanding the shank. The mandrel (64) is drawn through the bore. An end portion (20) of the shank remote from the head may be unthreaded to avoid splitting of the shank during expansion.
权利要求
  • 둥근 외주면을 가진 세장형 생크와, 이 생크의 일단에서 반경방향으로 확대된 헤드와, 상기 생크 및 헤드를 관통하는 평행구멍과, 상기 헤드의 반대단에서 원통형의 생크를 형성하는 비나사 꼬리부와, 상기 비나사꼬리부와 헤드사이에 형성된 나사부로 구성되고, 상기 나사부는 예리한 나사산을 가진 수나사로 이루어지고, 상기 비나사 꼬리부의 외경은 나사부의 바깥지름보다 작고, 상기 생크는 그 전체 길이에 걸쳐서 방사상으로 팽창되어서 나사부의 바깥지름이 팽창전보다 커진 안정된 형상으로 변형될 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 연질재료의 나사파아스너.
  • 둥근 외주면을 가진 세장형 관상생크와, 이 생크의 일단에서 방사상으로 확대된 헤드와, 상기 생크 및 헤드를 관통하는 구멍과, 상기 헤드의 반대단에서 생크를 형성하는 원통형 꼬리부와, 이 꼬리부와 헤드사이에 형성된 나사부를 구비하고, 상기 구멍은 생크내에서는 거의 일정한 직경으로 되어 있지만 헤드에서는 카운터 보오링에 의해 확대된 형상을 가지며, 상기 생크는 그 전체길이에 걸쳐서 방사상으로 팽창되어서 팽창전보다 큰 직경을 가지는 안정된 형상으로 변형될 수 있고, 나사부는 예리한 나사산을 가진 수나사로 이루어지고, 상기 원통형 꼬리부는 나사가 가공되지 않은 부분으로서 나사부의 바깥 지름보다 작은 외경을 가지는 것을 특징으로 하는 연질재료의 나사파아스너.
  • 제32항 또는 제33항에 있어서, 생크의 나사부는 헤드에 이르기까지 형성된 것을 특징으로 하는 나사파아스너.
  • 제35항 또는 제33항에 있어서, 헤드에 인접한 생크의 일부에는 나사가 가공되지 않은 것을 특징으로 하는 나사파아스너.
  • 제32항에 있어서. 헤드에 인접한 생크의 비나사부는 생크의 나사부의 바깥지름보다 작은 외경을 가지는 것을 특징으로 하는 나사파아스너.
  • 제32항 또는 제33항에 있어서, 비나사꼬리부는 원통형이고, 생크의 나사부의 골지름과 거의 같은 외경을 가지는 것을 특징으로 하는 나사파아스너.
  • 제32항에 있어서, 구멍은 헤드내에서 카운터보오링에 의해 확대된 것을 특징으로 하는 나사파아스너.
  • 제32항에 있어서, 생크내부의 구멍은 그 전체 길이를 통하여 대략 일정한 직경으로 형성된 것을 특징으로 하는 나사파아스너.
  • 제32항 또는 제33항에 있어서, 구멍은 원형단면을 가지는 것을 특징으로 하는 나사파아스너.
  • 제32항 또는 제33항에 있어서, 나사는 V형 단면을 가지는 것을 특징으로 하는 나사파아스너.
  • 제32항 또는 제33항에 있어서, 헤드는 원추형 하면을 가지는 것을 특징으로 하는 나사파아스너.
  • 제32항 또는 제33항에 있어서, 헤드는 변형가능하게 되어 있고, 그 변형에 의해 생크에 대하여 꼬리부의 방향으로 이동할 수 있는 주변부를 가지는 것을 특징으로 하는 나사파아스너.
  • 제32항 또는 제33항에 있어서, 파아스너는 구멍에 삽입되는 자루 및 꼬리부에 인접한 확대 맨드릴헤드를 가진 관통맨드릴과 조합되고, 상기 맨드릴헤드는 자루쪽으로 점차 가늘어져 있으며, 파아스너의 구멍을 따라 힘을 가할 경우 그 구멍을 확대시킬 수 있는 비원형단면의 키이성형부를 가지는 것을 특징으로 하는 나사파아스너.
  • 제44항에 있어서, 키이 형성부는 육각형 단면을 가진 것을 특징으로 하는 나사파아스너.
  • 하나 이상의 천공부재를 천공작업편의 구멍에 정렬하여 고정하는 방법에 있어서, 헤드, 생크 및 이 생크를 통하여 헤드의 내부로 연장된 균일한 직경의 축방향 구멍을 구비하고, 헤드는 상기 축방향 구멍에 이어지는 카운터 보오링부를 가지고, 상기 생크는 둥근 원주면으로 된 것으로 헤드로부터 이격된 꼬리부를 가지며, 꼬리부와 헤드 사이에는 예리한 나사산을 가진 수나사로 이루어진 나사부가 형성되고, 꼬리부의 외경은 나사부의 바깥지름보다 작게 설정하여서 된 파아스너를, 그 헤드가 상기 하나 이상의 천공부재의 표면에 당접하고, 그 생크가 천공부재를 통하여 작업편의 내부로 뻗어있고, 그 나사부의 적어도 일부가 작업편내에 위치하도록 정렬구멍에 삽입하고 ; 파아스너의 헤드를 떠받치면서 축방향 구멍을 팽창시킬 수 있는 테이퍼 형상의 확대맨드릴 헤드를 그 축방향 구멍을 통하여 꼬리부로부터 헤드의 방향으로 인발하므로써 축방향 구멍을 그 전체 길이에 걸쳐서 균일하게 팽창시키는 한편 수나사가 작업편에 박히도록 생크를 방사상으로 충분히 팽창시키고, 꼬리부는 작업편과 간섭을 일으키지 않도록 팽창된 나사부의 바깥지름보다 작은 외경으로 팽창시키는 것을 특징으로 하는 파아스너의 설치방법.
  • 제46항에 있어서, 파아스너를 팽창시키는 동안 구멍의 단면형상을 다각형의 키이 형상으로 변형시켜서 복수의 렌치면을 제공하므로써 팽창 후 적당한 렌치공구를 끼워서 파아스너를 돌릴 수 있게 된 것을 특징으로 하는 파아스너의 설치방법.
  • 제47항에 있어서, 상기 다각형의 키이 형상은 정육각형인 것을 특징으로 하는 파아스너의 설치방법.
  • 제46항에 있어서, 나사부가 작업편에 계합한 후, 파아스너의 헤드를 그 방사상 외부가 생크의 꼬리부쪽으로 이동하도록 변형시키므로써 상기 천공부재를 파아스너의 헤드와 작업편 사이에 견고히 고정하는 것을 특징으로 하는 파아스너의 설치방법.
  • 제46항에 있어서, 작업편의 구멍은 초기에는 매끄러운 곡면으로 되어있고, 생크의 팽창에 의해 파아스너의 나사부에 대응하는 나사부를 작업편에 절삭 및 또는 형삭하는 것을 특징으로 하는 파아스너의 설치방법.
  • 하나 이상의 천공부재를 천공작업편의 구멍에 정렬하여 고정하는 방법에 있어서, 둥근 원주면을 가진 관상생크와 이 생크의 일단에서 방사상으로 확대된 헤드를 구비하고, 상기 생크는 헤드의 반대단에 배치된 원통형나사 꼬리부를 가지며, 이 꼬리부와 헤드 사이에는 예리한 나사산을 가진 수나사가 형성되고, 생크에는 그 축방향으로 헤드까지 일정한 직경의 구멍이 관통되고, 상기 꼬리부의 외경은 나사부의 골지름과 거의 동일하고, 상기 헤드는 생크의 구멍과 만나는 확대카운터 보오링부를 가지고, 맨드릴은 세장형 자루와 그 자루의 일단에 형성된 확대헤드를 가지고, 상기 맨드릴헤드는 자루로부터 그것에서 이격되고 비원형단면을 가지며 파아스너의 구멍보다 큰 가로방향 치수를 가지는 방사상 확대 키이 성형부쪽으로 갈수록 점차 직경이 증 가하도록 된 원추형 테이퍼부로 구성되는 파아스너를, 맨드릴의 자루가 파아스너의 구멍에 관삽되어 그 헤드에서 돌출하는 한편 맨드릴의 헤드가 파아스너의 꼬리부에 인접하도록 맨드릴에 끼우고 ; 파아스너의 헤드가 상기 천공부재중 하나에 당접하는 한편 나사의 일부가 작업편내에 있도록 맨드릴의 헤드 및 파아스너의 생크를 정렬된 구멍내로 집어넣고 ; 파아스너의 헤드를 지지하면서 맨드릴의 헤드에 구멍을 통하여 인발하고 ; 이에 의하여 생크를 그 전체 길이에 걸쳐서 방사상으로 균일하게 팽창시켜서 생크의 나사부가 작업편에 거의 완전히 박히도록 하고 ; 파아스너의 구멍에 맨드릴헤드의 키이성형부의 단면형상에 대응하는 단면형상을 형성시키는 것을 특징으로 하는 파아스너의 설치방법.
  • 说明书全文

    나사파아스너 및 그 설치방법

    제1도는 본 발명에 의한 파아스너의 측면도.

    제2도는 제1도에 도시한 파아스너의 단면도.

    제3도는 제1도의 파아스너를 공작물내에 설치하는 초기단계를 도시한 부분단면의 측면도.

    제4도는 제3도와 유사한 도면으로서, 설치의 완성을 도시한 측면도.

    제5도는 제3도에 도시한 장치중 일부의 단면도.

    제6도는 제1도에 도시한 파아스너의 설치후 평면도.

    제7도는 본 발명에 의한 또 다른 형태의 파아스너를 설치하는 방법의 초기단계를 도시한 부분단면의 측면도.

    제8도는 제7도와 유사한 도면으로서, 방법의 후기단계를 도시한 도면.

    * 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

    10 : 파아스너 12 : 생크

    14 : 헤드 15 : 생크의 일부

    16 : 나사 18 : 나사마루

    20 : 꼬리부분 22 : 구멍

    24 : 반대구멍 26 : 상부표면

    28 : 뒷머리부분 30 : 주변단

    50 : 파아스너 52 : 육각볼트헤드

    54 : 비나사부분 56 : 공작물

    58 : 개구 60 : 부재

    62 : 개구 64 : 맨드릴

    66 : 앤빌 68 : 자루

    70 : 맨드릴헤드 72 : 테이퍼부분

    76 : 키이모양의 부분 78 : 통로

    80 : 접합면 82 : 리세스

    84,86 : 조오 90 : 공작물

    92 : 개구 94 : 부재

    96 : 맨드릴 98 : 헤드

    100 : 앤빌 102 : 접합면

    본 발명은 나사파아스너와 파아스너를 공작물내에 설치한 방법에 관한 것이다.

    본 발명은 특히, 나사를 맞물리게 하기 위하여 파아스너를 공작물에 대하여 회전시킬 필요없이, 공작물과 나사맞물림이 되도록 설치할 수 있는 나사파아스너와 파아스너를 설치하는 동안에 변경할 필요가 있는 경우에 파아스너를 재래식 나사와 동일한 방법으로 회전시키므로써 공작물로부터 쉽게 제거할 수 있도록 파아스너를 설치하는 방법에 관한 것이다.

    본 발명의 목적은 세장한 생크(Shank), 생크의 한끝에 방사상으로 확대된 헤드(head), 적어도 생크의 한 부분에 있는 외측나사 및 생크의 나사부분에 있고, 헤드부분 속으로 통하여 뻗어있는 구멍 등으로 구성되고, 파아스너의 생크중 적어도 나사부분은 방사상으로 팽창되어 생크의 팽창석 직경보다 더 큰 직경의 안정된 형상으로 변형될 수 있는 나사파아스너를 제공하는 것이다.

    본 발명의 다른 목적은 본 발명에 의한 나사파아스너를 개구공작물 내에 설치하는 방법을 제공하며, 이 방법은 파아스너의 생크를 공작물 내의 개구속으로 삽입하여 나사중 일부가 공작물 내에 있게하고, 그 다음에는 공작물내에 있는 생크의 나사부분중 적어도 일부를 확장시켜 파아스너의 나사가 공작물의 재료 속에 박히게 하는 단계들로 구성되어 있다.

    상기 생크부분의 팽창은 구멍을 따라 꼬리끝에서 헤드끝으로의 방향으로, 비원형단면부분이 있고, 가로의 길이가 생크부분의 구멍직경보다 더 긴 테이퍼팽창 수단을 밀어넣어서 실시할 수 있다.

    생크부분을 팽창시키는데 사용하는 테이퍼 팽창 수단은 잡아당기는 자루가 달린 맨드릴(mandrel)의 테이퍼형으로 확대된 헤드로 할 수 있고, 이를 파아스너 구멍의 전부 또는 일부에 따라 맨드릴의 자루를 잡아 당김으로써 통과시킬 수 있다.

    본 발명의 또 다른 목적은 세장한 생크, 생크의 한쪽 끝에 있는 방사상으로 확대된 헤드, 생크와 헤드부분을 관통하는 평행구멍 및 헤드부분내에 있는 반대구멍 등으로 구성되고, 생크는 방사상으로 팽창되므로 팽창되기 전의 생크 직경보다 더 큰 직경의 안정된 형상으로 변형될 수 있으며, 생크에는 예리한 나사마루가 있는 외측나사로 형성된 나사부분과 헤드에서 떨어져 있고, 외경이 나사부분의 주된 직경보다 더 작은 원통형 나사꼬리 부분이 있고, 파아스너의 생크에는 필요한 경우에는 생크의 나사부분과 파아스너의 헤드부분 사이에 원통형의 비나사부분이 있게 할 수 있으며, 이 비나사부분의 외경도 나사부분의 주된 직경보다 작게 할 수 있는 것을 특징으로 하는 나사파아스너를 제공하는 것이다.

    본 발명의 파아스너를 설치할 공작물은 파아스너의 재료보다 약간 연질의 재료로 하여야 한다. 파아스너는 특히 알루미늄과 같은 연금속과 플라스틱에 사용하게 되어 있었다.

    공작물에는 파아스너의 생크를 삽입할 수 있는 개구가 있어야 하며, 생크의 주변에는 최소한의 틈이 있고, 헤드부분은 공작물의 근접면에 마주하게 하는 것이 바람직하다. 개구는 관통개구로 할 필요는 없다. 즉, 개구는 막힌 구멍으로도 할 수 있으나, 균일한 직경으로 하여야 한다.

    예를 들면, 얇은 접합판이나 기계부품과 같은 또다른 개구부재를 파아스너와 동시에 공작물에 고정시키는 경우에는 파아스너의 생크를 헐겁게 끼어 넣을 수 있고, 공작물내의 개구보다 약간 더 큰 관통개구를 제공하여야 한다. 이러한 경우에는 파아스너의 생크를 먼저 다른 부재를 통하여 공작물내로 들어가게 한다. 다른 부재를 공작물에 밀착시키고자 하는 때에는 다른 부재가 생크의 팽창이 개시되기 전에 파아스너의 헤드와 공작물 사이에서 유동하는 것을 최소한으로 감소시켜야 한다. 파아스너의 생크는 적어도 그 나사부분의 일부가 공작물내에 있을 정도로 공작물 속으로 충분히 들어가야 한다. 그 다음에는 생크의 나사부분중 적어도 공작물내에 들어있는 부분이 나사가 공작물의 재료 속으로 파묻히게 될 때까지 방사상으로 팽창되어야 한다. 이것은 예를들면, 고압유체를 구멍에 부가하거나, 구멍 속에서 폭발장약을 폭발시키거나, 구멍 속으로 밀고 들어가서 생크를 팽창시킬 수 있는 적당한 도구를 이용하는 것과 같은 여러가지 방법으로 달성할 수 있다.

    파아스너를 설치할 때에는 파아스너의 구멍 속을 통하여 잡아당겨서 생크를 팽창시킬 수 있는 맨드릴과 맨드릴에 의하여 파아스너에 가하여지는 축방향력에 대하여 파아스너를 지지하는 앤빌(anvil)로 구성된 공구와 맨드릴을 잡아당기는 수단을 이용하는 것이 바람직하다.

    이러한 종류의 공구들은 잘 알려져 있기 때문에 도면상에는 가장 중요한 부분들만 도시하였다.

    파아스너는 맨드릴을 구멍을 통하여 꼬리끝에서 헤드끝 쪽으로 완전히 잡아당기고, 파아스너의 헤드가 앤빌과 맞물려서 맨드릴이 가하는 축방향력에 대하여 파아스너를 지지할 수 있게 하므로써 이를 설치한다. 더우기, 적당한 모양의 앤빌을 사용하면, 파아스너의 헤드부분을 적합한 모양으로 변경시켜서, 헤드의 주변이 생크에 대하여 파아스너의 꼬리 반대쪽으로 이동하게 할 수 있고, 어떤 경우에는 공작물과 헤드의 주변 사이의 거리를 근접시키는 한편, 다른 부재들을 공작물에 고착시키는 것이 효과적인 경우도 있다.

    본 발명을 첨부도면에 의하여 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

    파아스너(10)에는 일반적으로 원통형이고, 한쪽 끝(헤드끝)에 방사상으로 확대된 헤드(14)가 달린 약간 세장한 생크(12)가 있다. 생크 중 일부(15)의 외표면은 재래식 표준형 나사와 동일하거나 이와 유사한 나사(16)로 형성되어 있다. 나사(16)는 단면이 V자 모양으로 되어있고, 여기에는 다소 뾰족한 나사마루(18)가 제공되어 있으며, 나사의 측면들은 16

    의 각을 이루고, 나사의 인접터언(turn)들 사이에는 측면들이 V자 모양의 꼴을 형성한다.

    생크(12)에는 헤드(14)로부터 멀리 떨어져 있는 끝부분(꼬리끝)에 나사(16)가 뻗어있지 아니한 꼬리부분(20)이 있다. 나사가 없는 꼬리부분(20)에는 나사(16)의 루우트(root)에서 취한 생크 나사부분의 직경(생크의 "작은 직경")과 동일한 직경의 원통형의 표면이 있다. 나사(16)는 꼬리부분(20)에서 헤드(14)까지 뻗어 있다.

    파이스너에는 생크와 헤드를 관통하는 축방향구멍(22)이 있고, 구멍은 생크를 통하여 일정한 직경으로 되어 있으나, 헤드 끝에서는 반대구멍(24)의 형태로 확대되어 있다. 반대구멍(24)의 길이는 헤드의 두께보다 약간 작다.

    파아스너는 냉간압연탄소 강봉으로 추가 열처리 없이 형성하고, 예를 들면 순수한 알루미늄과 파아스너를 설치하고자 하는 공작물의 형성재료와 같은 여러가지 공학적 플라스틱 재로보다 더 단단하다.

    파아스너의 재료는 팽창후 생크의 큰 직경(나사마루를 가로질러 취한 직경)이 팽창 전보다 나사의 깊이 만큼, 바람직하기로는 나사 깊이의 두배 이상 더 크게 되도록 생크가 방사상으로 팽창하여 변형될 수 있을 정도의 연성이 있어야 한다.

    이 실시예에 있어서, 헤드(14)는 설치중 변형될 수 있는 형상으로 되어있고, 대개는 재래식 "접시형"(countersunk type) 헤드 모양으로서, 생크에서 떨어져 있는 파아스너의 끝에는 평편한 상부표면(26)과 파아스너의 직경이 생크나사 부분의 큰 직경으로부터 확대된 헤드 부분의 최대 직경까지 꼬리 부분에서 멀어지는 방향으로 증가되고, 주변단(30)에서 상부 표면과 만나는 원추형 뒷머리부분(28)이 있다. 접시헤드(14)는 헤드의 주변부분이 생크에 대하여 생크의 꼬리 끝쪽으로 이동하여 파아스너의 클램핑(clamping) 능력을 증대시킬 수 있도록 변형될 수 있다.

    본 발명의 다른 실시예에서도 가능하다. 예를들면, 제7도에서는 일반적으로 파아스너(10)와 유사하되, 접시모양의 헤드부분에 갈음하여 재래식 육각볼트헤드(52)가 있고, 헤드부분까지 뻗어있는 나사(16) 대신에 헤드(52)와 인접한 비나사부분(54)이 생크에 있는 파아스너(50)를 도시하였다.

    비나사부분(54)의 직경은 생크 나사부분의 큰 직경보다 작게하는 것이 바람직하나, 이 실시예에서는 설치후, 공작물내의 개구벽들에 간섭하지 못하도록 나사부분의 작은 직경과 동일하게 하였다. 이와 같이 하면, 파아스너의 생크와 파아스너에 의하여 공작물에 고정되는 다른 부재들 사이의 간섭을 피하는데 도움이 된다.

    육각헤드(52)를 제공하면, 파아스너(50)가 스패너와 맞물리어 그 축에서 회전할 수 있다. 이것은 육각헤드(52)에 의하여 제시되는 것과 같은 렌치면(wrenching surface)이 제공되어 있지 아니한 파아스너(10)와 대조되는 것이다. 그러나 파아스너(10)를 설치하는 방법의 한 실시예에서는 파아스너의 구멍을 설치중 비원형으로 변형시켜서 구멍에 적당한 공구를 끼워 맞물려서 파아스너를 회전시킬 수 있는 렌치면을 제공할 수 있게 되어있다.

    파아스너(10)를 공작물에 설치하고, 다른 부재를 공작물에 고정시키는데 파아스너를 사용하는 방법을 제3도 및 제4도에 의하여 설명하면 다음과 같다.

    제3도에 있어서, 파아스너(10)를 설치할 공작물(56)은 생크의 나사 부분(16)이 최소의 틈을 두고 들어갈 수 있을 정도의 직경으로 된 관통개구(58)가 있는 알루미늄 합금판으로 되어있다. 접합판의 형태로 된 또다른 부재(60)도 파아스너에 의하여 공작물에 부착하게 되어 있는데, 이 부재에는 생크가 이후에 다른 부재(60)에 간섭함이 없이 방사상으로 팽창할 수 있을 정도의 틈을 두고 파아스너의 생크가 통과할 수 있을만한 직경의 관통개구(62)가 제공되어 있다.

    파아스너(10)는 맨드릴(64), 환상앤빌(66), 맨드릴을 앤빌에 대하여 축방향으로 쥐고 잡아당길 수 있는 수단(도시하지 않음)으로 구성된 장치를 이용하여 설치한다.

    맨드릴(64)에는 파아스너의 구멍을 여유있게 통과할 수 있는 세장한 자루가 있고, 자루의 한 끝에는 확대된 헤드(70)가 있다. 맨드릴헤드(70)에는 원추형의 테이퍼부분(72)이 있으며, 이 부분내에서 맨드릴의 직경은 자루(68)에서 멀어지면서 점진적으로 커져서 파아스너의 구멍(22)의 직경보다 약간 더 크게 되어, 헤드(70)의 약간 세장한 키이 모양의 부분(76)에까지 이르며, 이 부분에서는 맨드릴의 단면은 정육각형이 된다. 맨드릴은 고장력 강철로 만든다.

    환상앤빌(66)에는 축방향통로(78)가 있고, 맨드릴의 자루가 이 통로를 통과하여 잡아 당기는 수단과 맞물릴 수 있으며, 앤빌의 전방단에는 평편한 접합면(80)이 있다. 이 실시예에 있어서, 환상앤빌의 접합면(80)에는 통로(78)의 주변으로 절단원추형의 중앙리세스(82)가 있고, 앤빌은 그 축에 따라 세로로 분할되어, 서로 동일하고, 함께 협력하여 전체앤빌을 형성하는 두 개의 반원형 조오(jaw)(84)(86)를 형성한다.

    조오들은 앤빌의 축에서 정반대방향으로 분리되어, 본 발명에 의한 파아스너가 분리된 조오들을 통하여 맨드릴의 자루를 따라 맨드릴헤드(70)쪽으로 전진할 수 있게한 다음에, 파아스너 뒤에서 서로 폐쇄되고, 함께 협력하여 다시 접합면(80)을 제공할 수 있게 되어 있다.

    본 장치는 본 발명에 의한 파아스너를 반복리베팅(riveting)에서 이용하는 것과 동일한 방법으로 설치하는데 사용할 수 있다.

    파아스너(10)는 맨드릴의 자루가 구멍(22)을 통과하여, 맨드릴헤드(70)가 파아스너의 꼬리 끝과 구멍의 측에서 인접하고, 앤빌의 통로(78)를 통과한 맨드릴의 자루가 잡아당기는 수단과 맞물리어 파아스너가 맨드릴헤드와 앤빌의 접합면 사이에 있도록 맨드릴자루 위에 올려 놓는다.

    다수의 파아스너(도시하지 않음)들을 앤빌 뒤쪽의 맨드릴자루에 동시에 배치할 수 있으며, 한번에 한개씩 조오를 통하여 맨드릴헤드와 앤빌의 접합면 사이로 공급될 수 있게 할 수 있다.

    이와같이 설치 장치와 결합된 파아스너(10)는 작업에 제공되었을 때, 먼저 맨드릴 헤드와 파아스너의 꼬리부분이 부재(60)의 개구(62)를 통하여, 앤빌이 파아스너의 머리를 열처리 부재(60)의 근접면과 맞물리게 한 다음에 부재(60)를 밀어서 공작물의 근접면에 인접하게 함으로써 파아스너의 헤드와 공작물 사이의 틈이 적게 될때까지 공작물(56)의 개구(58) 속으로 들어간다.

    그 다음에는 설치장치가 작동하여 맨드릴을 잡아당겨서 파아스너를 거쳐 맨드릴헤드가 구멍을 통하여 꼬리 끝으로 들어가고, 파아스너의 헤드가 앤빌의 접합면에 받쳐있게 한다.

    맨드릴헤드의 테이퍼부분(72)은 그 키 모양으로 된 부분이 파아스너의 구멍 속으로 들어가서, 생크를 꼬리 끝에서 헤드쪽으로 점진적으로 팽창시킨다. 맨드릴헤드의 육각키이 부분을 구멍 속을 통과하면서 구멍을 구부리거나 뚫어서(절단없이) 파아스너의 확장된 구멍에 그 자체의 모양에 대응하는 육각 단면이 생기게 한다. 생크의 팽창이 파아스너의 헤드쪽으로 진행됨에 따라, 점진적으로 팽창하는 생크부분의 선단에 있는 외측나사(16)의 마루(18)가 처음으로 개구(58)의 주변에서 공작물(56)의 재료와 맞물리게 되고, 차츰 재료속으로 박히기 시작한다. 이때 파아스너의 공작물 내에서의 축방향 위치는 고정되어 있다. 그 다음에도, 생크의 팽창은 파아스너의 머리쪽을 향하여 방사상으로 진행되면서 더 많은 나사의 터언들이 공작물과 맞물리게 되고, 공작물의 재료 속으로 더 깊숙히 박히게 된다. 파아스너와 공작물 사이의 간섭이 점증됨에 따라 맨드릴에 가하여지는 축방향력도 점진적으로 증가되어야 하며, 이러한 축방향력은 파아스너헤드에 대한 앤빌의 반동력과 정합되거나 동일하여야 한다. 이와같은 반동으로 파아스너의 헤드가 앤빌에 의하여 점진적으로 변형된다. 따라서, 리세스 주변에서 접합면(80)과 맞물려 있는 헤드(14)의 주변부분이 변형되면서, 생크와 파아스너헤드의 중심부분에 대하여 파아스너의 꼬리 끝쪽으로 이동한 다음에, 부재(60)의 근접면쪽으로 이동하기 시작한다. 이에 따라, 헤드(14)의 주변과 앞에서 말한 바와 같이, 생크에 대하여 고정되어 있는 공작물(56) 사이의 거리가 폐쇄됨으로써 파아스너에 대하여 부재(60)가 움직일 수 있는 공간이 줄어든다.

    결국에는 제4도에 도시한 바와 같이 헤드가 앤빌내의 리세스(82) 속으로 완전히 들어갈만큼 변형되고, 헤드의 주변이 부재(60)와 맞물려서 이를 공작물(56)에 밀착되게 하는 상태에 이르게 된다. 더우기, 맨드릴헤드는 완전히 당겨져서 구멍에서 벗어나게 되고, 나사(16)는 공작물 속에 그 전체 깊이로 완전히 박히게 된다.

    부재(60)내의 개구(62) 직경이 더 커서 여분의 틈이 있기 때문에 팽창된 나사는 부재(60)에 간섭하지 아니한다. 그러나, 그러한 간섭이 필요한 경우에는 개구(62)의 직경을 개구(58)의 직경과 동일하게 할 수 있다.

    파아스너의 생크를 통하는 본래의 구멍(22)이 일정한 직경으로 되어있기 때문에 생크는 그 길이에 따라 균일하게 팽창하며, 따라서 팽창후의 외측 나사의 직경도 생크의 나사부분 전장을 통하여 일정하다.

    파아스너는 일단 설치한 후 필요한 경우에는 적당한 크기의 육각키이 렌치(key-wrench)를 이제는 육각으로 된 구멍속에 삽입하여 파아스너를 회전시켜서 공작물로부터 제거하고, 공작물 내에서 이동시킬 수 있다.

    상기 실시예에 있어서, 파아스너의 나사가 생크의 꼬리 끝까지 뻗어있지 아니하다는 사실은 맨드릴헤드가 먼저 구멍으로 들어갔을 때 생크의 꼬리끝이 쪼개지는 것을 피하는데 도움이 된다.

    헤드의 반대구멍(24)은 첫째, 맨드릴헤드에 의하여 구멍에 따라 스웨이지(swage)되는 어떠한 재료도 수용함으로써 이러한 재료가 헤드부분에서 돌출하는 것을 방지하는데 이용되고, 둘째, 맨드릴로 하여금 헤드부분(14)을 방사상으로 팽창시킬 필요가 없게 함으로써 파아스너를 설치하는 필요한 힘을 최대한으로 감소시키는데 이용된다.

    제7도 및 제8도는 파아스너(10)에 관하여 설명한 것과 근본적으로는 동일하나, 더 간단한 파아스너 설치방법을 도시한 것이다.

    제7도에 있어서, 파아스너(50)는 파아스너보다 연질의 연강으로 형성된 두꺼운 공작물(90) 내에 설치하고, 다른 분재도 파아스너를 설치할 때 공작물에 고정시킨다. 공작물(90)에는 제3도에서와 같은 관통개구에 갈음하여, 그 근접면에 막힌 구멍으로 형성된 개구(92)가 있다.

    맨드릴(96)은 파아스너(50)를 설치하는데 이용하고, 일반적으로는 맨드릴(64)과 유사하나, 전체가 원형단면으로 되어 있기 때문에 구멍을 통하여 잡아당기더라도 파아스너의 구멍에 비원형 키이의 형상을 만들지 못하고, 단순히 파아스너의 생크를 방사상으로 균일하게 팽창시킬 뿐 헤드(98)가 있다는 점이 다르다. 이 실시예에 있어서는 헤드(52)가 육각으로 되어 있고, 파아스너를 회전시키는데 이용할 수 있는 렌치면이 제공되어 있다는 사실에 의하여, 파아스너의 구멍을 렌치공구와 키이 맞물림이 될 수 있도록 변형시킬 필요가 제거되거나, 적어도 감소하게 된다.

    개구(92)는 생크의 길이와 생크가 공작물에 고정시킬 다른 부재(94)를 통과한 후, 맨드릴(96)의 돌출한 헤드의 길이까지 함께 수용할 수 있을만큼 깊게 만든다. 다른 부재(94)에는 생크의 나사 부분이 공작물까지 통과할 수 있을 정도로 충분한 직경의 개구가 형성되어 있고, 파아스너를 다른 부재로부터 쉽게 제거 할 수 있으려면 개구를 생크팽창후의 나사보다 더 크게 하여야 한다.

    부재(94)를 공작물(94)에 밀착시킬 필요가 없거나, 그렇게 하는 것이 바람직하지 아니한 경우에는 헤드(52)의 주변을 변형시킬 필요가 없기 때문에 접합면(102)에 파아스너(50)를 설치할 중앙리세스가 없는 평편한 접합면(102)으로 된 앤빌(100)을 사용할 수 있다.

    파아스너(50)는 조립된 공작물과 다른 부재내의 개구들 속으로 삽입하고, 맨드릴(96)의 원형단면헤드(98)를 구멍 속을 통하여 위에서 말한 것과 동일한 방법으로 잡아당기고, 파아스너의 헤드를 앤빌(100)로 지지함으로써 설치한다. 상술한 실시예에서와 마찬가지로, 생크는 그 전체 길이에 따라 팽창하고, 나사는 공작물을 절삭 또는 성형적으로 변형시키면서 공작물의 재료 속에 박히게 된다.

    파아스너는 설치후 육각머리에 스패너를 끼워 맞추어 제거할 수 있고, 그 후 필요한 경우에는 다시 끼워넣을 수 있다.

    파아스너와 그 설치방법을 여러가지로 변경시킬 수 있다.

    예를들면, 나사가 헤드부분(14)에까지 뻗어있는 파아스너(10)는 공작물내에 형성된 접합 나사가 공작물의 표면에 있는 개구부에까지 뻗어 있어서 파이스너를 제거할 수 있기 때문에 공작물과 파아스너의 헤드사이에 또 다른 부재를 동시에 놓지 아니하고, 단일공작물내에 설치할 수 있다.

    위에서는 생크를 "세장한"(elongate) 것으로 설명하였으나, 길이보다 외경이 더 큰 생크가 달린 파아스너를 형성할 수 있다. 이러한 파아스너는 두 개의 박판들과 함께 고정시키는데 유용하다.

    본 발명에 의하여 설치한 파아스너를 표준 나사형태의 기계나사와 교체하거나 교환할 수 있게 하는 것도 바람직하다. 이것은 설치전의 파아스너 나사의 크기를 알려진 크기의 맨드릴로 팽창시킨 후 필요한 표준나사형태의 크기가 되게 함으로써 실현할 수 있다. 특정한 표준나사를 얻는데 필요한 조건은 특정한 맨드릴을 이용하고, 설치중 생크의 축방향단축이 생기더라도, 근소한 것이기 때문에 맨드릴의 실질적 효과는 생크를 방사상으로 팽창시키는 것 뿐임을 염두에 두면서 실험을 통하여 쉽게 설정할 수 있다. 따라서, 생크의 단위길이에 대한 나사의 터언수는 설치후 거의 변동이 없으나, 나사의 대, 소직경은 상당히 증대된다.

    파아스너 생크상의 인접턴들 사이에 V자 모양으로 형성된 나사에 갈음하여 나사의 루우트를 자동 태핑나사(self-tapping screw)용으로 이용하는 경우와 같이 "평저"형으로 할 수 있다.

    위의 실시예들에서는 잡아당기는 맨드릴의 사용을 설명하였으나, 그 사용이 필수적인 것은 아니다. 파아스너의 구멍을 꼬리 끝에서 폐쇄하고, 파아스너는 익스팬더(expander) 공구를 구멍의 헤드끝 속으로 두드려 박아서 고정시키거나, 구멍 속에서 맨드릴이 헤드 끝으로부터 물러나면서 생크의 나사부분을 팽창시킬 수 있는 위치에 맨드릴헤드를 배치함으로써 헤드가 달린 맨드릴을 파아스너와 조립시킬 수 있다. 일반적으로 생크의 나사부분 전체를 팽창시키는 것이 바람직한 것으로 보일 것이나, 파아스너로서 사용하기 위하여 생크의 나사부분중 일부 이상을 팽창시키는 것은 필수적인 것이 아니며, 어느 정도 사정에 따라 달라지게 된다. 파아스너의 헤드는 위에서 설명한 육각이나 접시형 이외의 형태로 할 수 있으며, 파아스너를 회전시킬 수 있는 렌치면도, 반드시 필수적인 것은 아니기 때문에 키이 모양의 맨드릴을 이용하여 구멍의 모양을 만들고, 다각볼트헤드를 제공하는 것과 다른 방법으로 제공할 수 있다. 헤드부분에는 예를 들면 재래식 형태나 기타 모양의 나사 돌리개를 끼울 수 있는 리세스나 슬롯(slot)을 형성시킬 수 있다.

    QQ群二维码
    意见反馈