KR20190043548A - 발포성 구멍 플러그 - Google Patents

Abstract

본 발명에 의해 해결된 과제는 다양한 치수를 갖는 구멍 내에 고정될 수 있는 구멍 플러그를 제공하는 데에 있다.
구멍 플러그(10)는, 중심 개구(20)를 갖는 본체(12); 이 본체를 공작물의 구멍(102) 내에 고정시키는 고정 부재(24); 및 본체에 부착되고 액밀 차폐를 형성하도록 구멍 내에서 발포하는 환형의 발포층(40)을 포함하며, 고정 부재는 구멍 플러그가 구멍 내에 고정될 때에 구멍 내에 삽입되도록 형성되며, 고정 부재는 상기 구멍 플러그가 구멍 내에 고정될 때 구멍의 직경에 따라 다양한 반경방향 위치에서 상기 구멍의 내측 에지부와 맞물리며, 고정 부재는 구멍의 내측 에지부로부터 반경방향 내측으로 힘을 받아 구멍으로부터 제거에 대한 저항을 생성한다.

Description

발포성 구멍 플러그

본 발명은 공작물에 형성된 구멍을 폐쇄하는 발포성 구멍 플러그에 관한 것이다.

조립 공정 중에 체결구를 삽입 또는 고정하거나 배관, 배선 등을 통과시키도록 구멍이 형성된 패널을 포함하는 각종 공작물이 존재한다. 예를 들면, 자동차 제조에서는 패널 또는 프레임 등의 공작물이 전착 도장될 수 있다. 전착 도장 공정에서, 공작물은 전착 도료의 탱크 내에 침지된다. 그러한 경우에, 공작물이 전착 도료 탱크로부터 들어 올려질 때 전착 도료를 배출하도록 하는 식으로 형성된 배수구가 마련된다. 이러한 종류의 배수구는 도장 후에 구멍 플러그에 의해 폐쇄되어, 습기와 음향 에너지가 구멍을 통과하지 못하도록 보장한다.

한편, 공작물이 조립된 후에 그 배수구에 접근하는 것은 곤란할 수 있다. 예를 들면, 공작물이 자동차의 외부 플레이트에 고정되는 경우, 외부 플레이트 이외의 패널, 예를 들면 내부 패널로 인해 작업자가 그 공작물에 형성된 배수구 내로 구멍 플러그를 삽입하는 것은 더 이상 불가능할 수 있다. 이러한 종류의 문제점을 해결하는 구멍 플러그가 특허 문헌 1에 개시되어 있다.

특허 문헌 1: WO 2015/012937 A1

특허 문헌 1에 개시된 구멍 플러그는 조립 전에 공작물에 형성된 구멍에 끼워질 수 있지만, 예를 들어 그 공작물이 자동차 바디를 형성하는 패널이라면, 다양한 치수의 구멍이 패널에 형성되며, 따라서, 구멍 사이즈에 맞도록 다양한 사이즈를 갖는 구멍 플러그를 준비할 필요가 있다는 문제가 있다.

본 발명에 의해 해결된 기술적 과제는 종래 기술에 있어서의 그러한 문제점을 해결하는 데에 있고, 그 목적은 다양한 치수의 구멍에 적합한 구멍 플러그를 제공한다는 데에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 공작물에 형성된 구멍에 고정되는 구멍 플러그로서, 중심 개구를 갖는 본체; 이 본체를 공작물의 구멍 내에 고정시키는 고정 부재; 및 본체에 부착되고 액밀 차폐를 형성하도록 구멍 내에서 발포하는 환형의 발포층을 포함하며, 고정 부재는 구멍 플러그가 구멍 내에 고정될 때에 구멍 내에 삽입되도록 형성되며, 고정 부재는 구멍 플러그가 구멍 내에 고정될 때 구멍의 직경에 따라 다양한 반경방향 위치에서 구멍의 내측 에지부와 맞물리며, 고정 부재는 구멍의 내측 에지부로부터 반경방향 내측으로 힘을 받아 구멍으로부터 제거에 대한 저항을 생성하도록 된 것인 구멍 플러그를 제공한다.

본 발명에 따르면, 고정 부재가 구멍 플러그가 플레이트 등의 공작물에 형성된 구멍 내에 고정될 때 그 구멍의 직경에 따라 다양한 반경방향 위치에서 구멍의 내측 에지부와 맞물리며, 또한, 고정 부재는 내측 에지부로부터 반경방향 내측으로 힘을 받아 구멍으로부터 제거에 대한 저항을 생성하며, 따라서, 다양한 직경을 갖는 구멍에 구멍 플러그를 고정시키는 것이 가능하다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구멍 플러그의 위에서 본 사시도이며,
도 2는 도 1의 구멍 플러그의 아래에서 본 사시도이며,
도 3은 도 1의 구멍 플러그의 상면도이며,
도 4는 도 1의 구멍 플러그의 저면도이며,
도 5는 도 4의 화살표 V-V 방향으로 본 도 1의 구멍 플러그의 측면도이며,
도 6은 도 4의 화살표 VI-VI 방향으로 본 도 1의 구멍 플러그의 측면도이며,
도 7은 도 4의 화살표 VII-VII 방향으로 본 도 1의 구멍 플러그의 측면도이며,
도 8은 도 4의 화살표 VIII-VIII 방향에서 본 도 1의 구멍 플러그의 단면도로서, 플레이트에 형성된 구멍 내에 고정된 구멍 플러그를 그 플레이트와 함께 도시하며,
도 9는 도 4의 화살표 VIII-VIII 방향에서 본 도 1의 구멍 플러그의 단면도로서, 플레이트에 형성된 구멍 내에 고정된 구멍 플러그를 그 플레이트와 함께 도시하되, 그 구멍 플러그가 도 8에서보다 큰 구멍 내에 고정된 경우를 나타내며,
도 10은 도 4에서와 동일한 방향에서 본 저면도로서, 플레이트에 형성된 구멍 내에 고정된 구멍 플러그를 그 플레이트와 함께 도시한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명한다.

본 실시예에 따른 구멍 플러그(10)는 플라스틱, 고무 또는 금속 등으로 형성될 수 있는 본체(12)를 포함한다. 본체(12)는 중심축선(O)을 갖는 실질적으로 원통형 외주 리브(14)와, 중심축선(O)에 대해 수직하게 연장하고 외주 리브(14)의 상측 에지부(18)에 결합되는 리지 부분(ledge portion)(16)을 포함한다. 리지 부분(16)에는 중심 개구(20) 및 슬릿(42)이 형성된다. 리지 부분(16)의 내측 에지(22)는 중심 개구(20)에 의해 획정된다. 도시한 바와 같이, 본체(12)는 중심축선(O)을 갖는 실질적으로 원통형 형상으로 형성되지만, 타원형, 달걀형, 직사각형 또는 사각형 등의 다른 형상 또는 다른 치수로 형성될 수도 있다.

복수의 다리부(36)가 리브(14)의 하단에 형성되고, 이들 다리부(36)들 사이에 간극(38)이 형성된다. 간극(38)은 구멍 플러그(10)가 공작물의 구멍 내에 고정될 때에 공작물과의 사이에 개구를 제공한다.

본체(12)는 고정 부재로서 기능하는 복수의 윙(24)과, 센터링 리브(centering rib)(30)를 포함한다. 윙(24)과 센터링 리브(30)는 본체(12)의 중심축선(O)의 방향으로 연장하는 지지부(26)에 의해 리지 부분(16)의 내측 에지(22)에 결합된다. 윙(24)과 센터링 리브(30)는 리지 부분(16)으로부터 하향으로 또는 구멍 플러그(10)의 전진 방향에 있어서의 전방으로 돌출한다.

윙(24)은 본체(12)의 중심(O)에 대해 실질적으로 반대 방향으로 본체(12)의 직경을 따라 연장하는 다각형 플레이트 부재를 포함하며, 각 플레이트 부재는 전측 에지 경사부(24a) 및 후측 에지 경사부(24b)를 포함한다. 각 윙(24)은 일단부가 제1 브리지부(28a)에 의해 지지부(26)에 결합된다. 전측 에지 경사부(24a)는 본체(12)의 중심축선(O)을 따라 선단 방향으로 가면서 중심축선(O)에 접근하도록 경사지는 한편, 후측 에지 경사부(24b)는 전측 에지 경사부(24a)와는 반대 방향으로 경사지는데, 다시 말해 본체(12)의 중심축선(O)을 따라 선단 방향으로 가면서 중심축선(O)으로부터 멀어지도록 경사진다.

센터링 리브(30)는 윙(24)이 배치되는 직경과는 상이한 직경을 따라 연장하고, 그 양단부에서 제2 브리지부(28b)에 의해 지지부(26)에 결합된다. 센터링 리브(30)는 양 단부에 배치된 아암 부분(34)을 포함한다. 각 아암 부분(34)은 그 일단부에서 센터링 리브(30)의 단부에 결합된다. 아암 부분(34)은 리지 부분(16)을 향해 가면서 중심축선(O)으로부터 멀어지도록 센터링 리브(30)로부터 비스듬하게 연장한다.

구멍 플러그(10)는, 리지 부분(16)의 저면과 리브(14)의 내면 사이에 배치된 발포층(40)을 포함한다. 미발포 상태에서, 발포층(40)은 리지 부분(16)의 내측 에지(22)로부터 내측의 중심 개구(20) 내로 돌출하지 않는다. 발포층(40)이 미발포 상태에 있는 경우, 중심 개구(20)를 통해 중심 통로가 형성된다. 발포층(40)이 미발포 상태에 있는 경우, 발포층(40)은 또한, 전착 도료 등의 액체의 순환을 허용하는 중심 통로가 형성된다면, 중심축선(O)을 향해 반경방향으로 내측 에지(22)를 지나 돌출할 수도 있다.

도시한 바와 같이, 발포층(40)은 본체(12)를 위한 적절한 치수 및 형상을 갖는 환형 부재일 수 있다. 게다가, 발포층(40)은 리지 부분(16)의 저면으로부터 리브(14)의 축방향으로 형성된 간극(38)의 상측 에지까지 연장할 수 있다. 리지 부분(16)의 저면에서부터 간극(38)의 상측 에지까지의 치수는 일정할 수 있다. 대안적으로, 그 치수는 일정할 필요는 없다. 예를 들면, 발포층(40)의 외주측을 내주측보다 더 두껍도록 또는 그 반대로 보다 얇도록 하는 것이 가능하다.

발포층(40)은 단일층에 의해 형성되거나 복수의 별개의 얇은 발포층을 적층함으로써 형성될 수 있다. 예를 들면, 제1 링이 제1 온도에서 발포하는 재료로 형성될 수 있고, 제2 링이 제1 온도와는 상이한 제2 온도에서 발포하는 제2 재료로 형성되어 제1 링에 적층될 수 있다. 따라서, 발포층(40)은 하나 이상의 층으로 형성될 수 있다.

발포층(40)은, 열의 인가시에 또는 압력의 상승 또는 하강 등의 압력 변동을 겪을 시에 발포하는 발포 재료로 형성될 수 있다. 예를 들면, 발포 재료는 방수 배리어를 형성할 수 있는 폴리우레탄 포옴, 우레탄 포옴 또는 2부분형 독립 셀 포옴(two-part closed-cell foam)일 수 있다. 발포 재료의 다른 가능한 예는 포옴 수지 등이다.

이하, 도 7 내지 도 10을 참조하여 본 실시예의 작용을 설명한다.

도 4의 화살표 VII-VII를 따른 구멍 플러그(10)의 단면도인 도 7과, 도 4의 화살표 VIII-VIII를 따른 구멍 플러그(10)의 단면도인 도 8 및 도 10에서, 구멍 플러그(10)는 패널(100) 등의 공작물에 고정되어 있다. 이 경우, 리브(14)의 다리부(36)의 선단은 패널(100)의 측면과 맞대진다. 구멍 플러그(10)는, 패널(100)에 형성된 배수구 등의 구멍(102) 내로 고정 부재로서 기능하는 윙(24)과 센터링 리브(30)를 삽입함으로써 구멍(102)에 고정된다.

구멍 플러그(10)가 패널(100)의 구멍(102)을 향해 밀어 넣어지는 경우, 윙(24)의 전측 에지 경사부(24a)는 패널(100)의 구멍(102)과 둘레 에지부와 맞물려, 윙(24)이 반경방향 내측으로 압박되다. 여기서, 전측 에지 경사부(24a)에 모따기부(24c)가 형성되어, 윙(24)이 반경방향 내측으로 압박됨과 동시에 윙(24)이 둘레방향으로 압박된다. 그 결과, 윙(24)과 지지부(26)를 결합하는 제1 브리지부(28a)는 굴곡되고 윙(24)은 지지부(26)를 중심으로 회전한다. 구멍 플러그(10)가 이러한 식으로 패널(100)을 향해 압박되는 경우, 윙(24)은 지지부(26)를 중심으로 회전하면서 구멍(102) 내로 삽입되어, 그 반경방향 치수가 수축된다. 여기서, 윙(24)의 전측 에지 경사부(24a)와 구멍(102)의 둘레 에지부의 맞물림은 전측 에지 경사부(24a)와 구멍(102)의 둘레 에지부 간의 맞물림 지점들을 연결하는 직경의 방향에서 구멍 플러그(10)를 중앙에 위치 설정한다.

게다가, 이 때, 동시에 센터링 리브(30)의 아암 부분(34)의 측면(34b)들이 구멍(102)의 둘레 에지부와 맞물린다. 아암 부분(34)의 측면(34b)과 구멍(102)의 둘레 에지부의 맞물림은 센터링 리브(30)의 본체부(32)의 연장된 직경의 방향에서 구멍플러그(10)를 중앙에 위치 설정한다.

윙(24)의 전측 에지 경사부(24a)와 후측 에지 경사부(24b) 간의 정점(24d)이 패널(100)의 구멍(102)을 지나게 되는 경우, 후측 에지 경사부(24b)는 구멍(102)의 둘레 에지부와 맞물리며, 이 때 윙(24)은 제1 브리지부(28a)의 탄성력에 의해 구멍(102)의 둘레 에지부에 대해 압박되며, 후측 에지 경사부(24b)와 구멍(102)의 둘레 에지부의 맞물림은, 구멍 플러그(10)가 중심축선(O)을 따라 패널(100)의 구멍(102) 내로 잡아 당겨지는 방향과, 후측 에지 경사부(24b)와 구멍(102)의 둘레 에지부 간의 맞물림 점들을 연결하는 직경의 방향으로 구멍 플러그(10)가 힘을 받게 한다. 그러한 직경 방향의 힘은 윙(24)과 구멍(102)의 둘레 에지부의 맞물림 점들 간의 거리가 가장 길 때에 최소값으로 되며, 따라서, 윙(24)은 궁극적으로 맞물림 점들 간의 거리가 가장 긴 위치에서 유지된다.

따라서, 구멍 플러그(10)는, 상기한 바와 같은 축방향으로 잡아당기는 힘, 윙(24)의 후측 에지 경사부(24b)와 구멍(102)의 둘레 에지부 간의 맞물림 점들을 연결하는 직경 방향의 힘, 및 센터링 리브(30)의 아암 부분(34)의 측면(34b)과 구멍(102)의 둘레 에지부 간의 맞물림 점들을 연결하는 직경 방향의 힘에 의해 리브(14)의 다리부(36)가 패널(100)의 측면과 맞대지는 위치에 고정된다.

본 실시예에 따르면, 윙(24)은 도 10에 파선으로 도시한 바와 같이 구멍(102)이 작은 경우에는 도 10에 실선으로 도시한 바와 같이 구멍(102)이 큰 경우와 비교해 지지부(26)를 중심으로 크게 회전하며, 그 결과 중심축선(O)에 대한 윙(24)의 최대 반경은 보다 작아진다. 본 실시예에 따른 구멍 플러그(10)는 윙(24)의 반경방향으로 가변적인 치수를 가져, 주어진 범위 내의 직경을 갖는 구멍들에 맞을 수 있다.

게다가, 센터링 리브(30)는 구멍(102)의 직경에 맞도록 변형될 수도 있다. 즉, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이, 아암 부분(34)의 각도는 센터링 리브(30)의 본체부(32)에 대해 달라진다. 아암 부분(34)은, 본체부(32)에 대한 각도가 가변적이며 그 측면(34b)에서 구멍(102)의 내측 에지부와의 맞물림 위치가 달라진다는 점으로 인해 구멍(102)의 직경에 맞도록 된다. 도 9에 도시한 바와 같이, 아암 부분(34)의 선단(34a)이 구멍(102)의 내측 에지부와 맞물리는 상황은 센터링 리브(30)가 끼워질 수 있는 최대 구멍(102)을 구성한다.

고정 부재로서 기능하는 윙(24)과 센터링 리브(30)의 아암 부분(34)은 리브(14)의 다리부(36)가 공작물로서 기능하는 패널(100)의 표면과 맞대질 때까지 패널의 구멍(102) 내로 삽입되며, 그 결과, 구멍 플러그(10)가 구멍(102) 내에 고정된다. 이어서, 구멍 플러그(10)가 고정된 공작물은 전착 도료와 같은 액체 도료 내에 침지시킴으로써 그 액체 도료가 코팅된다. 공작물이 액체 도료 밖으로 들어 올려지면, 액체 도료는 미발포 구멍 플러그(10)의 중심 개구(20)로부터 배출된다. 액체 도료가 배출된 후, 온도를 상승시켜 베이크 코팅(bake-coating)을 수행하면, 발포층(40)이 발포하고 개구(20) 및 간극(38)에 의해 제공되는 측면 통로가 폐쇄되고, 이에 의해 구멍(102)이 폐쇄된다. 발포층(40)은 온도 변화보다는 압력 변화의 결과로 균일하게 발포할 수 있다.

10: 구멍 플러그
12: 본체
14: 리브
16: 리지 부분
18: 상측 에지부
20: 중심 개구
22: 내측 에지
24: 윙
24a: 전측 에지 경사부
24b: 후측 에지 경사부
24c: 모따기부
24d: 정점
26: 지지부
28a: 제1 브리지부
28b: 제2 브리지부
30: 센터링 리브
32: 본체부
34: 아암 부분
34a: 선단
34b: 측면
36: 다리부
38: 간극
40: 발포층
42: 슬릿
100: 패널
102: 구멍

Claims (5)

1. 공작물에 형성된 구멍에 고정되는 구멍 플러그로서:
   중심 개구를 갖는 본체;
   상기 본체를 공작물의 구멍 내에 고정시키는 고정 부재; 및
   상기 본체에 부착되고 액밀 차폐를 형성하도록 상기 구멍 내에서 발포하는 환형의 발포층
   을 포함하며,
   상기 고정 부재는 상기 구멍 플러그가 상기 구멍 내에 고정될 때에 상기 구멍 내에 삽입되도록 형성되며, 상기 고정 부재는 상기 구멍 플러그가 상기 구멍 내에 고정될 때 상기 구멍의 직경에 따라 다양한 반경방향 위치에서 상기 구멍의 내측 에지부와 맞물리며, 상기 고정 부재는 상기 구멍의 내측 에지부로부터 반경방향 내측으로 힘을 받아 상기 구멍으로부터 제거에 대한 저항을 생성하도록 된 것인 구멍 플러그.
2. 제1항에 있어서,
   상기 고정 부재는 실질적으로 상기 본체의 직경 상에 배치된 한 쌍의 윙을 포함하며, 이들 윙은 상기 본체의 반경방향 내측으로 편향되도록 상기 구멍의 둘레 에지부와 맞물리는 것인 구멍 플러그.
3. 제2항에 있어서,
   상기 윙은, 상기 본체의 중심축선을 따라 선단 방향으로 가면서 상기 중심축선에 접근하도록 경사진 전측 에지 경사부와, 이 전측 에지 경사부의 반대측에서 상기 중심축선을 따라 선단 방향으로 가면서 상기 중심축선으로부터 멀어지도록 경사진 후측 에지 경사부를 포함하는 것인 구멍 플러그.
4. 제2항에 있어서,
   상기 본체는 상기 본체의 직경 방향으로 연장하는 센터링 리브(centering rib)를 더 포함하며, 이 센터링 리브는 상기 구멍 플러그가 상기 구멍 내에 고정되는 경우에 상기 본체를 상기 구멍에 대해 중앙에 위치 설정하도록 된 것인 구멍 플러그.
5. 제4항에 있어서,
   상기 센터링 리브는, 상기 윙이 배치된 직경과는 상이한 직경을 따라 연장하는 본체부와, 이 본체부의 양단에 피벗 가능하게 결합된 아암 부분을 포함하며, 이 아암 부분은 상기 본체의 중심축선을 따라 선단 방향으로 수축하도록 마련된 것인 구멍 플러그.

Images