KR101778787B1 - 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔 - Google Patents

Abstract

본 발명은 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 와셔의 형상과 구조를 한정하여 와서의 탄성 변형이 용이하게 함으로서, 와셔를 사용할 수 있는 대상물체의 와셔 장착부 두께 범위를 극대화 할 뿐만 아니라, 볼트의 풀림 또한 방지할 수 있는, 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔에 관한 것이다.

Description

탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔{Shape change washer of elastic deformation}

본 발명은 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 와셔의 날개부가 결합되는 대상 물체에 대응하여 탄성 변형 가능하여, 와셔가 결합되는 대상 물체의 치수 산포도가 높을 경우에도 장착이 용이할 뿐만 아니라 와셔의 이탈문제 또한 해결할 수 있는, 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔에 관한 것이다.

종래의 와셔는 볼트 구멍이 크거나, 체결부의 표면이 평탄하지 않을 때 체결력을 향상시키는 단순한 매개체로 사용되었으나, 결합/풀림 이 용이할 뿐만 아니라 내구성이 뛰어난 와셔가 개발되며 차량 내외장재, 차량 바디와의 결합장치 등 다양한 분야에 와셔가 널리 사용되고 있다.

그러나, 종래의 와셔는 도 1에 도시된 바와 같이 대상물체(1)와 결합되는 날개부(4)가 판형 형상을 가지므로 와셔가 장착되는 대상물체(1)에 형성된 와셔장착부(2)의 치수(A)가 지정된 임의의 치수에서 일정이상 벗어날 경우 와셔(3)가 대상물체에 제대로 장착되지 않거나, 장착되더라도 대상물체에서 와셔가 이탈하는 문제점이 있었다.

따라서, 와서가 결합되는 대상물체(1)의 와셔장착부(2) 치수가 일정수준 가변되더라도 안정적으로 대상물체(1)의 와셔장착부에(2)에 결합될 수 있는 와셔의 필요성이 대두되고 있다.

특허문헌 1) 국내등록특허공보 제10-1669182호(명칭: 록킹용 와셔 제조방법 및 제조장치와 록킹용 와셔, 공개일: 2016.10.09)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서 본 발명의 목적은, 대상물체의 와셔장착부 치수 산포도가 높을지라도 와셔가 대상물체에 장착되며 형상이 가변되어 와셔장착부의 치수 산포를 흡수할 수 있는 와셔를 제공하는 것이다.

또한, 와셔의 형상과 두께를 와셔가 대상물체에 장착되며 형상이 가변되기 용이한 구조로 형성하여, 탄성 변형된 와셔가 복원되며 결합된 대상물체의 와셔장착부에서 이탈되는 것을 방지하는 것이다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명인 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔는, 상하 길이방향으로 연장 형성되며, 길이방향 일측에서 타측으로 체결홀(110)이 관통 형성되는 하우징(100); 상기 하우징(100)의 길이방향 타측 가장자리에 돌출 형성되는 걸림부(200); 및 상기 하우징(100)의 길이방향 일측 가장자리를 감싸며 상기 하우징(100)의 외면과 접하는 내측에서 외측 방향으로 연장 형성되는 날개부(300); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 날개부(300)는 상기 하우징(100)과 접하는 내측 상면보다 외측 상면이 상측에 위치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 날개부(300)는 상기 하우징(100)과 인접한 내측의 상하방향 두께보다 외측의 상하방향 두께가 얇은 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 날개부(300)는 상면이 내측에서 외측으로 가며 하측에서 상측으로 굴곡진 곡면인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 날개부(300)는 가장자리 단부가 하측에서 상측으로 절곡된 형상인 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 날개부(300)는 상기 하우징(100)의 전측 및 후측에 위치되는 제1 날개(300A)와, 상기 하우징(100)의 좌측 및 우측에 위치되는 제2 날개(300B)를 포함하며, 제1 날개(300A)의 길이가 제2 날개(300B)보다 긴 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제2 날개(300B)는, 가장자리에 외측에서 내측으로 굴곡지게 형성된 변형홈(300B-1)이 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 걸림부(200)의 하면과 마주보는 상기 날개부(300)에 탄성홀(300B-1)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상하 길이방향으로 연장 형성되며, 길이방향 일측에서 타측으로 체결홀(110)이 관통 형성되는 하우징(100); 상기 하우징(100)의 길이방향 타측 가장자리 좌측 및 우측에 돌출 형성되며 하면이 평평하게 이루어진 걸림부(200); 및 상기 하우징(100)의 길이방향 일측 가장자리를 감싸며 상기 하우징(100)의 외면과 접하는 내측에서 외측 방향으로 연장 형성되고, 상기 하우징(100)과 접하는 내측 상면보다 외측 상면이 상측에 위치되는 날개부(300); 를 포함하며, 상기 날개부(300)는 상기 하우징(100)의 전측 및 후측에 위치되는 제1 날개(300A)와, 상기 하우징(100)의 좌측 및 우측에 위치되는 제2 날개(300B)를 포함하고, 상기 제2 날개(300B)의 가장자리에 변형홈(300B-1)이 형성되어 상기 제1 날개(300A)의 전후방향 길이가, 상기 제2 날개(300B)의 좌우방향 길이보다 길게 형성되며, 상기 걸림부(200)와 마주보는 상기 제2 날개(300B)에 상기 걸림부(200)의 사출 및 탈형을 위한 탄성홀(300B-2)이 상하 방향으로 관통 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의한 본 발명인 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔는, 날개부의 내측보다 외측 두께가 얇아 와셔의 날개부 외측이 쉽게 탄성변형 가능한 장점이 있다.

또한, 날개부의 내측 상면보다 외측 상면이 상측에 위치되어, 날개부의 가장자리면이 대상물체와 접촉하며 후측으로 벤딩되어 일정한 긴장력으로 볼트를 밀어주므로, 진동에 의해 볼트와 대상물체의 결합이 해제되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 날개부의 상면 외측이 내측보다 높이 위치되는 굴곡진 곡면 형상을 가지므로, 볼트와 대상물체의 체결이 강해질수록 날개부와 대상물체의 접촉면적이 늘어나며 강한 긴장력을 유지하는 장점이 있다.

아울러, 날개부에 변형홈과 탄성홀이 형성되어 날개부의 탄성 변형이 용이한 장점이 있다.

도 1은 종래의 와셔를 나타낸 체결 단면도.
도 2는 본 발명인 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명인 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔를 나타낸 B-B' 체결 단면도.
도 4는 본 발명인 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔를 나타낸 A-A' 체결 단면도.(볼트 체결 시)
도 5는 본 발명인 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔를 나타낸 B-B' 체결 단면도.(볼트 체결 시)
도 6은 본 발명인 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔에 응력집중구간 및 변형 홈을 표시한 개념도.
도 7은 본 발명인 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔의 평면도.

이하, 상기와 같은 본 발명인 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔에 관하여 설명하도록 한다.

도 2를 참조하여 설명하면, 본 발명인 탄성 와셔는 상하 길이방향으로 연장 형성되며, 길이방향 일측에서 타측으로 체결홀(110)이 관통 형성되는 하우징(100)과, 상기 하우징(100)의 길이방향 타측 가장자리에 돌출 형성되는 걸림부(200), 및 상기 하우징(100)의 길이방향 일측 가장자리를 감싸며 상기 하우징(100)의 외면과 접하는 내측에서 외측 방향으로 연장 형성되는 날개부(300)를 포함하여 이루어진다.

도 3을 참조하여 상세히 설명하면, 상기 하우징(100)이 대상물체(10)에 끼워질 때 상기 걸림부(200)가 대상물체(10)에 형성된 체결돌기(20)를 상측에서 하측방향으로 압박하고, 상기 날개부(300)가 상기 체결돌기(20)를 하측에서 상측으로 압박하여 탄성 와셔(1000)가 대상물체(10)에 가결합되는 것이다.

이때, 본 발명이 탄성 와셔는 상기 날개부(300)는 상기 하우징(100)과 접하는 내측 상면보다 외측 상면이 상측에 위치되어, 대상물체(10)의 치수 산포를 흡수함과 동시에, 가장착된 탄성 와셔(1000)가 대상물체(10)에서 이탈되는 것을 방지할 수 있다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 상기 날개부(300)의 외측 가장자리에 위치되는 외측상면(301)이 상기 하우징(100)과 인접한 내측상면(302)보다 상측에 위치되어, 탄성 와셔(1000)를 대상물체(10)에 가장착시 탄성 와셔(1000)의 외측상면(301)이 대상물체의 체결돌기(20) 하면과 선접하며 후측으로 벤딩하며, 대상물체(10)의 체결돌기(20) 치수산포를 흡수 가능하게 한 것이다.

상세히 설명하면, 일반적인 와셔는 장착 가능한 대상물체의 체결돌기 두께가 한정되어 있기 때문에, 장착되는 대상물체의 체결돌기 두께가 지정된 수치보다 클 경우 와셔가 대상물체에 가장착되지 못하거나, 강제로 장착시키더라도 이탈되는 문제점이 있고, 대상물체의 체결돌기 두께가 지정된 수치보다 작을 경우 와셔가 대상물체에 고정되지 못하고 대상물체에 대한 상대적 변위가 발생하는 문제점이 있으므로, 본 발명에서는 탄성 와셔(1000)의 날개부(300) 외측상면(301)이 내측상면(302)보다 상측에 위치되게 하여, 외측상면(301)이 대상물체(10)의 체결돌기(20)의 하면과 접촉하며 후측으로 벤딩 가능하게 함으로서, 본 발명인 탄성 와셔(1000)가 체결 가능한 대상물체의 체결돌기(20) 두께(A) 폭 범위를 향상시킨 것이다.

아울러, 상기 날개부(300)는 상기 하우징(100)과 인접한 내측의 상하방향 두께(D)보다 외측의 상하방향 두께(d)가 얇은 것을 권장한다.

상세히 설명하면, 날개부(300)는 일정한 강성을 가지는 재질로 이루어지기 때문에 두께가 두꺼워질수록 강성이 커져 날개부(300)의 탄성변형 가능한 범위가 줄어들기 때문에, 날개부(300)의 내측 상하방향 두께(D) 보다 외측의 상하방향 두께(d)를 얇게 하여 대상물체(10)의 체결돌기(20)와 접하는 날개부(300)의 외측 가장자리가 후측으로 벤딩 가능한 벤딩각(B)을 극대화 한 것이다.

그리고, 상기 날개부(300)는 날개부(300)의 상면이 내측에서 외측으로 가며 하측에서 상측으로 굴곡진 곡면 형상을 가짐과 동시에 상기 날개부(300)의 가장자리 단부가 하측에서 상측으로 절곡된 형상으로 이루어지는 것을 권장한다.

도 4 및 도 5를 참조하여 상세히 설명하면, 대상물체(10)에 가결합된 탄성 와셔(1000)를 너트(30)와 볼트(40)를 이용하여 대상물체(10)에 완전히 결합 시, 탄성 와셔(1000)의 날개부(300)는 후측으로 벤딩되며 탄성복원 되기 위하여 일정한 긴장력을 유지하며, 유지되는 긴장력은 탄성 와셔(1000)와 볼트(40)가 접촉하며 탄성 와셔(100)가 볼트를 밀어주는 힘으로 작용하게 되므로, 볼트(40)의 회전축(C)을 기준으로 볼트(40)가 회전 가능한 방향과 수직인 힘이 볼트(40)에 인가되어 볼트(40)의 회전을 제한하여, 진동과 같은 외력에 의해 볼트(40)가 회전하여 볼트(40)와 너트(30)의 결합이 해제되는 것을 방지한다.

이때, 탄성 워셔(1000)가 볼트(40)를 밀어주는 긴장력은 날개부(300)의 변형에 대응하여 발생하며, 접하는 날개부(300)의 상면과 대상물체(10)의 체결돌기(20) 하면 면적에 비례하므로, 날개부(300)의 외측상면(301)을 굴곡지게 형성하여 볼트(40)가 날개부(300)를 압박 시 접하는 외측상면(301)과 체결돌기(20)의 하면 면적이 넓어지게 함으로서, 탄성 워셔(1000)의 긴장력을 극대화 한 것이다.

또한, 본 발명인 탄성 와셔(1000)는 상기 날개부(300)가 하우징(100)의 전측 및 후측에 위치되는 한 쌍의 제1 날개(300A)와, 상기 하우징(100)의 좌측 및 우측에 위치되는 한 쌍의 제2 날개(300B)를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 날개(300A)의 길이가 상기 제2 날개(300B)보다 길게 형성되는 것을 권장한다.

도 6 및 도 7을 참조하여 상세히 설명하면, 상기 날개부(300)가 단순히 내측상면(302)보다 외측상면(301)이 대상물체(10)의 체결돌기(20)에 선접하게 형성된 링 형상의 구조일 경우 날개부(300) 벤딩 시 특정 위치에 날개부(300)가 변형되며 발생하는 힘이 집중되어 날개부(300)가 파손되는 문제가 발생할 수 있으므로, 본 발명에서는 상기 날개부(300)를 한 쌍의 제1 날개(300A)와 또다른 한 쌍의 제2 날개(300B)로 구분하고, 제1 날개(300A)가 대상물체(10)의 체결돌기(20)와 접촉하여 변형이 발생할 경우, 제2 날개(300B)에서 날개부(300)가 변형되며 발생되는 힘을 흡수 가능하게 한 것이다.

이때, 상기 제2 날개(300B)는 다양한 형상을 가질 수 있지만, 가장자리에 외측에서 내측으로 굴곡지게 형성된 변형홈(300B-1)이 형성되는 것을 권장하며, 상기 변형홈(300B-1)의 경우 상기 하우징(100)의 반경방향 일측에 위치된 상기 제1 날개(300A)와 반경방향 타측에 위치된 상기 제2 날개(300B)가 벤딩되며 발생하는 응력 집중구간(F)의 응력집중지점(F-1)과 동일평면상에 위치하는 하우징(100)의 중심점(G)과 인접하게 위치되게 하여, 한 쌍의 제2 날개(300B)에 위치된 응력집중구간(F)의 폭방향 길이(H)를 최소화함으로서 제1 날개(300A)의 변형을 용이하게 하고, 제1 날개(300A) 변형 시 응력이 집중되는 응력 집중구간(F)에서 파단이 일어나는 문제점을 방지할 수 있다.

즉, 상기 변형홈(300B-1)을 호선 형상으로 형성하여, 서로 대향하는 변형홈(300B-1)의 중심인 응력 집중구간(F)의 길이(H)를 최소화 하는 것을 권장하는 것이다.

그리고, 본 발명인 탄성 와셔(1000)는 상기 걸림부(200)의 하면과 마주보는 상기 날개부(300)에 탄성홀(300B-2)이 형성될 수 있으며, 상기 탄성홀(300B-2)은 상기 걸림부(200)의 형성을 용이하게 함과 동시에, 실질적으로 벤딩이 발생하는 상기 응력 집중구간(F)의 폭방향 길이(H)를 응력 집중구간(F)에서 탄성홀(300B-2)의 폭방향 길이가 빠진 (H1+H2)로 최소화 할 수 있음은 물론이다.

본 발명의 상기한 실시 예에 한정하여 기술적 사상을 해석해서는 안된다. 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당업자의 수준에서 다양한 변형 실시가 가능하다. 따라서 이러한 개량 및 변경은 당업자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속하게 된다.

10 : 대상물체
20 : 체결돌기
100 : 하우징
110 : 체결홀
200 : 걸림부
300 : 날개부
310 : 외측상면
302 : 내측상면
300A : 제1 날개
300B : 제2 날개
300B-1 : 변형홈
300B-2 : 탄성홀

Claims (8)

1. 상하 길이방향으로 연장 형성되며, 길이방향 일측에서 타측으로 체결홀(110)이 관통 형성되는 하우징(100);
   상기 하우징(100)의 길이방향 타측 가장자리 좌측 및 우측에 돌출 형성되며 하면이 평평하게 이루어진 걸림부(200); 및
   상기 하우징(100)의 길이방향 일측 가장자리를 감싸며 상기 하우징(100)의 외면과 접하는 내측에서 외측 방향으로 연장 형성되고, 상기 하우징(100)과 접하는 내측 상면보다 외측 상면이 상측에 위치되는 날개부(300); 를 포함하며,
   상기 날개부(300)는 상기 하우징(100)의 전측 및 후측에 위치되는 제1 날개(300A)와, 상기 하우징(100)의 좌측 및 우측에 위치되는 제2 날개(300B)를 포함하고, 상기 제2 날개(300B)의 가장자리에 변형홈(300B-1)이 형성되어 상기 제1 날개(300A)의 전후방향 길이가, 상기 제2 날개(300B)의 좌우방향 길이보다 길게 형성되며,
   상기 걸림부(200)와 마주보는 상기 제2 날개(300B)에 상기 걸림부(200)의 사출 및 탈형을 위한 탄성홀(300B-2)이 상하 방향으로 관통 형성되는 것을 특징으로 하는, 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔.
   
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 날개부(300)는 상기 하우징(100)과 인접한 내측의 상하방향 두께보다 외측의 상하방향 두께가 얇은 것을 특징으로 하는, 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔.
   
4. 제 3항에 있어서,
   상기 날개부(300)는 상면이 내측에서 외측으로 가며 하측에서 상측으로 굴곡진 곡면인 것을 특징으로 하는, 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔.
   
5. 제 4항에 있어서,
   상기 날개부(300)는 가장자리 단부가 하측에서 상측으로 절곡된 형상인 것을 특징으로 하는, 탄성 변형을 이용한 형상 가변 와셔.
   
   
   
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제

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