KR20190042059A - 공차 보상 요소 - Google Patents
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Abstract
연결나사에 의해 컴포넌트들을 연결하기 위한 장치용 공차 보상 요소로서, 상기 공차보상요소는 서로 나사식으로 맞물리며 함께 길이 조절 가능한 스페이서(14)를 형성하는 내측 및 외측 나사부(10,12)와, 상기 내측 나사부(10) 내에 유지되고 삽입된 연결나사의 둘레와 마찰 접촉하게 되는 위치에 스프링 요소(34)를 유지하는 슬리브(30)를 포함하고, 링 형태의 나사풀림 방지 장치(44)를 포함하되, 상기 링은 상기 스페이서(14)의 일 단부에 회전 가능하게 지지되며, 상기 슬리브(30) 내로 축방향으로 돌출된 적어도 하나의 암(arm)(48)을 포함하며, 자유단에서는 상기 내측 나사부(10)의 최대 풀림 거리에 도달할 때 상기 슬리브(30) 상에 형성된 멈춤쇠(54)가 맞닿게 되는 외측방향으로 크랭크된 클로(cranked claw)(50)를 형성하는 공차 보상 요소에 대한 발명이다.
Description
본 발명은 공차 보상 요소를 관통하여 삽입된 연결나사에 의해 컴포넌트들을 연결하기 위한 장치용 공차 보상 요소에 관한 것으로, 상기 공차 보상 요소는, 서로 나사식으로 맞물리고 함께 길이 조절 가능한 스페이서를 형성하는 내측 및 외측 나사부와, 내측 나사부 내에 유지되고 삽입된 연결나사의 둘레와 마찰 접촉하게 되는 위치에 스프링 요소를 유지하는 슬리브를 포함한다.
국제공개특허 WO2014/005899 A1호는 감겨진 스프링 강선에 의해 2개의 나사부가 저비용으로 형성되는 유형의 공차 보상 요소를 개시한다. 내측 나사부에서 슬리브에 의해 유지되는 스프링 요소는, 연결될 컴포넌트들 중 하나에 연결나사가 나사 결합될 때 토크가 연결나사로부터 내측 나사부로 전달될 수 있게 하는 미끄럼 결합을 구성한다. 이러한 방식으로, 연결나사가 나사 결합될 때, 내측 나사부의 해당 나사풀림 이동이 자동적으로 유도될 수 있고, 이러한 나사풀림 이동은 연결될 컴포넌트들 사이의 간극을 메울 때까지 지속된다.
유럽공개특허 EP1215401 B1호는 내측 나사부가 외측 나사부로부터 완전히 풀리지 않도록 하는 나사풀림 방지 장치를 구비한 공차 보상 요소를 개시한다. 그러한 목적으로, 외측 나사부의 외주에 압입된 소켓이 외측 나사부의 일 단부에 이르는 멈춤쇠를 형성하고, 최대 풀림 거리에 도달하면, 내측 나사부의 나사산 부분의 단부에 형성된 어깨부에 맞닿는다. 이러한 멈춤쇠는 내측 나사부의 나사풀림 이동을 제한하여, 나사산 부분이 항상 외측 나사부의 내부에 남도록 하고 오직 내측 나사부의 비(非)나사부만 외측 나사부로부터 돌출하도록 한다.
본 발명의 목적은 앞서 언급된 유형의 공차 보상 요소에 사용될 수 있는 개선된 나사풀림 방지 장치를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명에 따르면, 이러한 목적은 링 형태의 나사풀림 방지 장치에 의해 달성되는데, 이러한 링은 스페이서의 일 단부에 회전 가능하게 지지되고, 슬리브 내로 축방향으로 돌출된 적어도 하나의 암(arm)을 포함하며, 자유단에서는 내측 나사부의 최대 풀림 거리에 도달할 때 슬리브 상에 형성된 멈춤쇠가 맞닿게 되는 외측방향으로 크랭크된 클로(outwardly cranked claw)를 형성한다.
따라서, 본 발명에 따르면, 멈춤쇠는 내측 나사부의 안쪽에 유지되는 슬리브 상에 형성되고, 멈춤쇠와 연동하는 클로는 스페이서의 일 단부로부터 슬리브의 내부를 통해 축 방향으로 연장되는 암 상에 형성된다. 그러면, 연결나사가 나사 결합될 때 스프링 요소, 슬리브 및 내측 나사부가 함께 회전하고, 나사풀림 방지 장치를 형성하는 링은 함께 회전할 수 있어서, 스프링 요소와 나사풀림 방지 장치의 암은 항상 서로 각도상으로 어긋난 위치에 있게 되고, 결과적으로 연결나사와 스프링 요소 사이의 마찰 접촉이 유지될 수 있다.
내측 나사부의 나사산 부분은 본질적으로 이 나사부의 축 방향 길이 전체에 걸쳐 이어질 수 있고, 또한 나사 풀림 거리가 최대일 때 외측 나사부로부터 돌출되는 부분을 포함하는 것이 본 발명의 이점이다.
본 발명의 유용한 세부사항 및 추가 개선사항은 종속항에 기재되어 있다.
나사풀림 방지 장치의 암은 도브테일 프로파일(dovetail profile) 또는 T자형 프로파일을 가질 수 있고, 슬리브의 내주면에서 언더컷된 홈부 및 도브테일 홈부(dovetail grove)에 각각 끼워질 수 있다.
슬리브는 적어도 그 외주의 일부에, 슬리브가 내측 나사부 내로 나사 결합되도록 하는 나사산을 가질 수 있다.
유용한 실시예로서, 두 나사부 모두가 감긴 와이어로 형성된다.
양 단부 상에, 스페이서는 금속의 종단 디스크를 가질 수 있고, 그 중 하나는 외측 나사부 또는 두 나사부의 첫 번째 권선에 상보적인 릴리프형 리세스(relief-like recess)를 가지며, 나머지 종단 디스크는 내측 나사부 또는 두 나사부의 마지막 권선에 상보적인 릴리프형 리세스를 가진다. 이것은 나사부의 나선형 권선의 나사 피치를 보상할 수 있게 하여, 서로 반대편으로 향하고 스페이서가 연결될 컴포넌트들과 맞물리게 되는 종단 디스크의 표면들은 서로 정확히 평행하게 정렬된다.
외측 나사부는 케이스에 의해 둘러싸일 수 있는데, 이 케이스에 의해 예를 들어 연결될 컴포넌트들 중 하나에 공차 보상 요소가 클립 체결(clip-fastening)될 수 있다. 종단 디스크 중 하나는 이 케이스에 스냅 체결될 수 있다.
나머지 종단 디스크는 내측 나사부에 유지된 슬리브에 스냅 체결될 수 있다.
이하, 실시예를 도면과 함께 설명한다.
도 1은 최소 축 방향 치수를 갖는 상태에서 공차 보상 요소를 축 방향 단면도로 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 따른 공차 보상 요소의 슬리브, 스프링 요소 및 나사풀림 방지 장치를 분해도로 나타낸 것이다.
도 3은 최대 축 방향 치수를 갖는 상태에서 도 1에 따른 공차 보상 요소를 나타낸 것이다.
도 4는 도 3의 IV-IV 선을 따른 단면도이다.
도 1은 최소 축 방향 치수를 갖는 상태에서 공차 보상 요소를 축 방향 단면도로 나타낸 것이다.
도 2는 도 1에 따른 공차 보상 요소의 슬리브, 스프링 요소 및 나사풀림 방지 장치를 분해도로 나타낸 것이다.
도 3은 최대 축 방향 치수를 갖는 상태에서 도 1에 따른 공차 보상 요소를 나타낸 것이다.
도 4는 도 3의 IV-IV 선을 따른 단면도이다.
도 1에 도시된 공차 보상 요소는, 서로 나사식으로 맞물리며 함께 길이 조절 가능한 스페이서(14)를 형성하는 내측 나사부(10) 및 외측 나사부(12)를 갖는다. 2개의 나사부(10,12) 각각은 와이어(16), 예컨대 스프링 강선으로 구성되며, 이는 코일로 감겨져 있고 정사각형 단면을 가지며, 정사각형 단면의 대각선이 코일의 축 방향과 일치하고 코일의 개개의 권선들이 블록 구성으로 서로 맞물리도록 감긴다. 와이어(16)의 가장자리는 약간 둥글게 가공되거나 모따기 되어있을 수 있어, 코일이 축 방향 하중을 받을 때 와이어가 내측 또는 외측으로 툭 튀어나오지 않도록 한다.
금속의 종단 디스크(18)는 내측 나사부(10)의 상단부에 고정되고, 디스크의 바닥면은 펀칭된 릴리프를 갖는데, 이는 나사부(10,12)의 최상부 권선과 상보적이다. 이에 대응하여, 종단 디스크(20)는 외측 나사부(12)의 하단부에 부착되며, 이러한 디스크는 상부 측에 릴리프를 갖는데, 이는 나사부의 최하부 권선에 상보적이다. 이러한 릴리프형 함몰부에 의해, 와이어(16)의 나사 피치는 서로 보상되어, 서로 반대편으로 향하는 종단 디스크(18,20)의 상부 및 하부 표면이 서로 평행하게 정렬된다.
외측 나사부(12)는 플라스틱의 케이스(22) 내에 수용되는데, 이 케이스는 그 내부에 수용되는 하부의 종단 디스크(20)와 동일 평면 상에 있는 큰 직경의 하부(24)를 갖는다. 도시된 예에서, 케이스(22)는 그 상부에 외측 나사부(12)의 수나사와 상보적인 암나사를 갖는다. 케이스의 하단부에서는, 몇몇의 스냅-클로(snap-claw)(26)가 종단 디스크(20)를 수용하는 리세스의 둘레에 분산되어 있으며, 이러한 클로는 종단 디스크(20)의 외측 테두리에서 칼라(collar) 주위를 파지하게 된다.
탄성 클립(28)이 케이스(22)의 외주에 형성될 수 있는데, 이러한 클립의 일부만이 여기에 도시되어 있으며, 이에 의해 연결될 컴포넌트 중 하나에 공차 보상 요소가 스냅 체결될 수 있다.
축 방향으로 연속적으로 연장되는 원통형 채널(32)을 형성하는 플라스틱 슬리브(30)는 나사부(10)의 내부에 유지된다. 여기에 도시되지 않은 연결나사가 이러한 채널(32)을 통해 삽입될 수 있는데, 이에 의해 두 컴포넌트가 상호 연결될 수 있다. 예를 들어, 연결나사는 상부의 종단 디스크(18)와 맞물리는 컴포넌트들 중 하나를 통하여 위로부터 삽입되고, 그 다음에 나사는, 하부의 종단 디스크와 맞물리고 케이스(22)가 스냅 체결되는 나머지 컴포넌트의 나사형 보어(bore) 내로 나사 결합된다.
외주의 일부에서, 슬리브(30)는 말굽과 유사한 형태의 스프링 요소(34)로 둘러싸여 있으며, 도 1의 우측에서 그 단면을 볼 수 있다. 말굽형 스프링 요소(34)의 두 단부는 안쪽으로 돌출된 갈퀴(36)를 형성하고, 이러한 갈퀴는 서로 정 반대편에 배치되어 있으며, 각각의 갈퀴는 슬리브(30)의 외주 벽에 형성된 윈도우(window)(38)를 통과하게 되고, 연결나사가 삽입될 때, 말굽형 스프링 요소(34)의 두 단부는 연결나사의 나사산 부분의 주변부와 맞물린다.
도시된 예에서, 스프링 요소(34)에 의해 둘러싸이지 않은 슬리브(30)의 외주면 부분은 내측 나사부(10)의 암나사와 상보적인 수나사를 갖는다. 몇몇의 위쪽을 향해 돌출된 스냅 클로(snap claws)(40)가 슬리브(30)의 상부 가장자리의 둘레에 분산되어 있으며, 슬리브(30)는 상부의 종단 디스크(18)의 계단형 보어(42) 내에서 이들 클로에 의해 스냅 체결된다.
도 2에서, 슬리브(30) 및 스프링 요소(34)는 분해 사시도로 도시되어 있다. 여기서, 특히 스프링 요소(34)의 구성을 보다 명확하게 알 수 있다.
연결나사가 슬리브(30)의 채널(32)을 통해 삽입되고 연결될 컴포넌트들 중 하부의 컴포넌트의 나사형 보어 내로 나사 결합될 때, 슬리브(30)와 내측 나사부(10)는 스프링 요소(34)의 갈퀴(36)와 연결나사의 외주면 사이의 마찰 접촉으로 인해 회전 방향으로 함께 움직이는 반면, 외측 나사부(12)는 클립(28)에 의해 하부 컴포넌트에 고정되기 때문에 정지된 채로 유지된다. 도 3에서 알 수 있는 바와 같이, 나사부(10,12)는 왼나사로 구성되므로, 연결나사가 우측으로 회전될 때 내측 나사부(10)가 외측 나사부(12)로부터 위쪽으로 풀리게 된다. 이러한 내측 나사부(10)의 풀림 이동은 연결될 컴포넌트들 중 상부의 컴포넌트에 상부의 종단 디스크(18)가 맞닿을 때까지 지속되고, 그리하여 스페이서(14)가 두 컴포넌트 간의 거리를 잇게 된다. 그 후, 내측 나사부가 더 이상 풀릴 수 없기 때문에, 갈퀴(36)와 연결나사에 의해 형성된 결합이 풀리게 되고, 이로써 연결나사는 연결될 컴포넌트가 서로 견고하게 클램핑될 때까지 더 조여질 수 있다.
내측 나사부(10)가 외측 나사부(12)로부터 완전히 풀려 이 두 나사부가 분리되는 것을 방지하기 위해, 나사풀림 방지 장치(44)가 하부의 종단 디스크(20) 상에 장착된다. 도 2의 투시도에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 나사풀림 방지 장치(44)는 일반적으로 환형 부재인데, 이는 그 하단부에 외주 칼라(46)를 형성하고 외주상의 한 지점으로부터 위쪽으로 돌출된 암(48)을 가지며, 암(48)은 자유단에서 외측으로 크랭크된 클로(50)를 가진다.
도 1에 도시된 바와 같이, 암(48)은 슬리브(30) 안의 채널(32)로 축 방향으로 연장되어 있고, 슬리브(30)의 내주면에 형성된 축 방향 홈부(52) 내에 수용된다. 하단부에서 홈부(52)는 클로(50)에 대한 멈춤쇠(54)에 의해 경계가 정해진다.
나사풀림 방지 장치의 칼라(46)는 하부의 종단 디스크(20)의 계단형 보어에 수용되어, 나사풀림 방지 장치(44)가 종단 디스크(20)에 대해 위쪽으로 이동할 수 없게 된다.
이제 내측 나사부(10)가 외측 나사부(12)에 대해 나사풀림 방향(오른쪽)으로 회전하면, 슬리브(30)는 내측 나사부(10)와 함께 위로 이동하고, 클로(50)는 멈춤쇠(54)에 도달할 때까지 홈부(52) 내에서 아래로 움직인다. 이러한 방식으로, 내측 나사부(10)의 풀림 이동은 제한된다.
도 3은 내측 나사부(10)가 최대 풀림 거리에 도달하고 클로(50)가 멈춤쇠(54)와 맞물리는 상태를 도시한다. 풀림 거리가 제한되기 때문에, 나사부(10,12)가 항상 서로 충분한 맞물림 상태를 유지하여, 이 두 개의 나사부가 서로 안전하게 연결되면서도 전체적으로 스페이서(14)가 여전히 축 방향의 큰 힘을 흡수할 수 있게 한다.
도 1에 도시된 위치로부터 도 3에 따른 위치로 이동할 때, 내측 나사부(10)와 슬리브(30)는 정수가 아닌 횟수만큼 회전되었기 때문에, 도 3에서 회전된 위치로 보인다. 따라서, 스프링 요소(34) 또한 도 3에서 회전된 위치로 도시된다. 나사풀림 방지 장치(44)의 환형 부분은 하부의 종단 디스크(20)의 계단형 보어 내에서 회전 가능하여, 암(48)은 슬리브(30)의 홈부(52)의 회전 이동을 따를 수 있다. 따라서, 암(48)은 도 4에서 명확히 볼 수 있는 바와 같이, 말발굽형 스프링 요소(34)의 개방단에 해당하는 각도 위치에 항상 유지된다.
또한 도 4에서는, 암(48)과 슬리브(30)의 상보적인 홈부가 (곡선형의) 도브테일 프로파일을 형성하여, 암(48)이 축 방향으로만 홈부(52) 내에서 움직일 수 있음을 알 수 있다.
공차 보상 요소의 조립은 예를 들어 다음과 같이 수행될 수 있다.
케이스(22)가 그 암나사로 외측 나사부(12)의 수나사에 나사 결합된다. 이어서, 종단 디스크(20)가 케이스(22)의 하단부로 가압된다. 이 과정에서 스냅 클로(26)는 일시적으로 외부로 휘어지고, 종단 디스크(20)의 외주부에서 칼라에 스냅 체결됨으로써, 케이스(22)와 외측 나사부(12)는 종단 디스크(20)에 대해 탈착 불가능하게 연결된다.
도 2에 도시된 위치에서부터 시작하여, 스프링 요소(34)는 갈퀴(36)가 윈도우(38)에 스냅 체결될 때까지 반경 방향으로 슬리브(30)의 주변부 상으로 밀린다. 그 다음에, 슬리브(30)는 스프링 요소(34)와 함께 내측 나사부(10)에 아래로부터 나사 결합된다. 이어서, 종단 디스크(18)는 나사부(10) 및 슬리브(30)의 상단부로 가압된다. 이 과정에서, 스냅 클로(40)는 계단형 보어(42)에 스냅 체결되므로, 종단 디스크(18)는 슬리브(30) 및 내측 나사부(10)에 탈착 불가능하게 유지된다.
그 다음에, 나사부(10), 슬리브(30) 및 스프링 요소(34)로 형성된 유닛은 외측 나사부(12)의 암나사와 위로부터 나사 결합된다.
마지막으로, 나사풀림 방지 장치(44)의 암(48)은 슬리브(30)의 채널(32) 내로 아래로부터 삽입되고, 클로(50)가 멈춤쇠(54) 위에 위치하게 되자마자, 암(48)은 반경 방향의 바깥쪽으로 움직여, 클로는 멈춤쇠(54)에 닿을 수 있게 된다. 도브테일 프로파일의 테이퍼는 너무 작을 수 있어서 암(48)은 반경 방향의 바깥쪽으로 향한 움직임으로 홈부(52) 내에 스냅 체결될 수 있다. 선택적으로, 홈부(52)의 도브테일 프로파일은 멈춤쇠(54)에 인접한 하단부에서 다소 넓어져서, 클로(50)를 지니는 단부가 홈부 내로 삽입될 수 있고 암(48)은 도브테일 프로파일에 축 방향으로 삽입될 수 있다.
도 1에 도시된 위치에 도달할 때, 나사풀림 방지 장치의 각진 부분의 외주에 형성된 노즈(nose)(56)는 종단 디스크(20)의 상부 측에 스냅 체결되면서, 칼라(46)는 이러한 종단 디스크의 계단형 보어에 맞물린다. 그 다음에 나사풀림 방지 장치(44)는 공차 보상 요소 내에서 회전되지 않도록 잠기게 되고, 그러면 이러한 공차 보상 요소는 사용 준비 상태에 있게 된다.
Claims (12)
- 연결나사에 의해 컴포넌트들을 연결하기 위한 장치용 공차 보상 요소로서,
상기 공차 보상 요소는, 서로 나사식으로 맞물리며 함께 길이 조절 가능한 스페이서(14)를 형성하는 내측 및 외측 나사부(10,12)와, 상기 내측 나사부(10) 내에 유지되고 삽입된 연결나사의 둘레와 마찰 접촉하게 되는 위치에 스프링 요소(34)를 유지하는 슬리브(30)를 포함하고,
링 형태의 나사풀림 방지 장치(44)를 포함하되, 상기 링은 상기 스페이서(14)의 일 단부에 회전 가능하게 지지되며, 상기 슬리브(30) 내로 축 방향으로 돌출된 적어도 하나의 암(arm)(48)을 포함하며, 자유단에서는 상기 내측 나사부(10)의 최대 풀림 거리에 도달할 때 상기 슬리브(30) 상에 형성된 멈춤쇠(54)가 맞닿게 되는 외측방향으로 크랭크된 클로(outwardly cranked claw)(50)를 형성하는, 공차 보상 요소. - 제1항에 있어서,
상기 나사풀림 방지 장치의 암(48)은 상기 슬리브(30)의 내주면의 언더컷된 홈부(52)에 수용되고, 상기 홈부의 프로파일과 상보적인 프로파일을 갖는, 공차 보정 요소. - 제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 슬리브(30)는 적어도 그 외주의 일부에, 상기 슬리브(30)가 상기 내측 나사부(10) 내로 나사 결합되도록 하는 나사산을 구비한, 공차 보상 요소. - 제1항 내지 제3항 중 어느 하나에 있어서,
상기 나사부(10,12) 중 적어도 하나는 코일로 감긴 와이어(16)로 형성된, 공차 보상 요소. - 제4항에 있어서,
상기 와이어(16)는 정사각형 단면을 가지며, 상기 정사각형 단면의 대각선이 상기 코일의 축 방향으로 연장되고 개개의 권선들이 블록 구성으로 서로 맞물리도록 감겨 있는, 공차 보상 요소. - 제4항 또는 제5항에 있어서,
두 나사부(10,12) 모두가 감겨진 와이어(16)로 형성된, 공차 보상 요소. - 제4항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 스페이서(14)의 적어도 일 단부 상에 금속의 종단 디스크(18,20)가 장착되고, 상기 디스크는 상기 와이어(16)를 향한 면에 적어도 나사부(10,12)의 와이어(16)의 마지막 권선과 상보적인 함몰된 릴리프(depressed relief)를 포함하는, 공차 보상 요소. - 제7항에 있어서,
상기 슬리브(30)는 상기 내측 나사부(10)와 맞물리는 종단 디스크(18)에 스냅 체결되는, 공차 보상 요소. - 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 외측 나사부(12)는 플라스틱 케이스(22)에 의해 둘러싸여 있는, 공차 보상 요소. - 제9항에 있어서,
상기 케이스(22)는 내부 나사산을 가지며 외측 나사부(12)의 외부 나사산 위에 나사 결합되는, 공차 보상 요소. - 제9항 또는 제10항에 있어서,
상기 케이스(22)는 상기 외측 나사부(12)와 맞물리는 종단 디스크(20)에 스냅 체결되는, 공차 보상 요소. - 제7항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 나사풀림 방지 장치(44)의 환형부는 그 외주에 칼라(collar)(46)를 가지며 외측 나사부(12)의 종단 디스크(20)의 계단형 보어(bore)에 회전 가능하게 수용되는, 공차 보상 요소.
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