KR100287630B1 - 미리 조립된 매니폴드 고정장치 및 그 방법 - Google Patents

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보벤 앨버트 더블유. 반
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토마스 더블유. 버크맨
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Abstract

미리 조립된 부품(pre-assembled workpiece)은 제 2 부품의 장착 표면에 고정되며, 일 적용 예에서 미리 조립된 플라스틱제의 구성 요소(component)가 금속제의 자동차 엔진 구성 요소에 고정된다. 미리 조립된 부품은 외측 표면(outer surface)과 장착 표면 사이에 상기 미리 조립된 부품을 관통해서 형성된 개구부를 포함한다. 슬리브 부재(sleeve member)가 미리 조립된 부품을 관통하는 개구부 내에 유지되도록 배치되며, 나사가 형성된 섕크부(shank portion)와 헤드를 갖는 고정 부재(fastener)가 상기 슬리브 부재를 관통하여 유지되도록 배치된다. 상기 고정 부재는 미리 조립된 부품에 대해서 축 방향으로(axially) 및 측 방향(가로 방향)으로(laterally) 변위(變位) 가능하며(positionable), 그래서 미리 조립된 부품은 고정 부재의 방해를 받지 않고 제 2 부품의 장착 표면상에 장착 및 정렬(alignment)될 수 있다. 슬리브 부재는, 탄성력이 있는 제 1 반경 방향 플랜지 부재(first substantially radial flange member)를 포함하며, 그래서 상기 슬리브 부재는 미리 조립된 부품의 열팽창 및 오정렬(誤整列) 공차(misalignment tolerance)를 보상할 수 있도록 미리 조립된 부품이 제 2 부품에 고정될 때 미리 조립된 부품을 관통하는 개구부에 대해서 축 방향으로 변위 가능하다.

Description

미리 조립된 매니폴드 고정 장치 및 그 방법{PRE-ASSEMBLED MANIFOLD FASTENER SYSTEM AND METHOD THEREFOR}
본 발명은 일반적으로 부품들 사이의 제조 공차(manufacturing tolerance), 오정렬(misalignment), 및 서로 다른 열팽창 특성을 조정하도록, 제 1 부품과 일체로 이루어 지는 미리 조립된 부품을 제 2 부품(second workpiece)에 고정하는 미리 조립된 매니폴드(manifold) 고정 장치 및 그 방법에 관한 것으로, 특히 미리 조립된 커버(cover)의 일부분을 이루는 고정 부재에 의해 금속 재질의 자동차 엔진에 장착·고정되는 미리 조립된 플라스틱 재질의 구성 요소 시스템 및 방법에 관한 것이다.
제 1 부품을 2 부품에 장착·고정하는데 고정 부재(fastening member)가 널리 이용되며, 조립 라인 및 다른 작업에 있어서, 하나 이상의 고정 부재를 어느 하나의 부품에 미리 조립함으로써 뒤이은 다른 구성 요소와의 조립을 용이하게 하는 것이 공지되어 있다. 상당한 경제적 이점을 갖는 미리 조립된 부품들의 다른 많은 이용 예들 중에서, 자동차 산업에서 내연기관(internal combustion engine)의 로커 암 커버(rocker arm cover), 또는 매니폴드의 조립이 위와 같은 적용 예의 대표적인 경우이다. 예를 들어, 바그너(Wagner)에게 1988년 3월 22일자로 특허 허여되고 본 발명과 함께 일반 양도된 "축 방향으로 이동 가능한 고정 부재 조립체(Fastener Assembly With Axial Play)"라는 명칭의 미국 특허 제 US 4,732,519호에는 하나 이상의 고정 부재와, 밸브 커버의 해당 개구부 내에 유지되도록 배치된 그로밋 조립체(grommet assembly)를 구비하며, 뒤이어서 자동차 엔진의 헤드부(head portion)에 밸브 커버가 고정되도록 하는 미리 조립된 밸브 커버(pre-assembled valve cover)가 개시되어 있다. 또한 미국 특허 제 US 4,732,519호는 고정 부재가 미리 조립된 밸브 커버의 장착 표면을 넘어 돌출하지 않도록 함으로써, 미리 조립된 밸브 커버의 장착 및 고정 부재를 죄이기(tightening) 전에 엔진 헤드부의 상응하는 보어 또는 구멍에 대해 고정 부재의 정렬을 용이하게 하도록, 미리 조립된 밸브 커버에 대해서 충분한 축 방향 이동성(sufficient axial play)을 갖도록 고정 부재를 유지시키는 방법을 제시한다.
폴리머 기술의 진보로 인해, 전에는 가공 금속(fabricated metal)을 필요로 하던 여러 적용에 상대적으로 경량이며, 더 저렴한 비용으로 몰딩 가능한(moldable) 플라스틱의 제조와 이용이 가능케 되었다. 또한 이것은 위에서 논의된 자동차 엔진 헤드에 장착되는 밸브 커버를 포함하여, 가변 온도 환경(variable temperature environment)에 사용되는 구성 요소들에 대해서도 마찬가지다. 그렇지만, 플라스틱, 일반적으로 대부분의 다른 재료들은 몰딩 및 제조 공차(molding and manufacturing tolerance)를 갖는데, 이는 예를 들면, 미리 조립된 부품이 장착되는 제 2 부품의 복수 개의 대응 구멍에 대해서 미리 조립된 부품에 유지되는 복수 개의 고정 부재가 측(횡) 방향의 오정렬을 야기할 수 있다. 또한 플라스틱과 다른 재료에는 응력 및 변형(strain) 집중 현상이 발생하기 쉬우며, 특히 부품에 끼워지는 고정 부재의 주위에 집중 변형 응력이 발생하기 쉽다. 그리고 상이한(unlike) 재료로 이루어진, 장착 가능하게 고정된 부품들이 극도로 변하는 온도의 영향을 받는 경우, 열에 의해 유발된(thermally induced) 응력 및 변형의 차이는 특히, 플라스틱 부재를 금속 부재에 장착·고정하는 적용에서 어느 하나의 부품 또는 두 부품 모두에 악영향을 끼친다. 지금까지 알려진 고정 부재가 끼워진 미리 조립된 부품들은 미리 조립된 부품의 제조 및 몰딩 공차, 또는 제 1 부품과 제 2 부품 사이의 고정 부재의 오정렬, 또는 고정 부재에 의해 야기되는 집중 응력에 대한 플라스틱과 다른 재료의 취약성(susceptibility), 또는 상이한 재료로 이루어진 부품의 서로 다른 열팽창률을 보상하지 못한다.
그래서, 본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하는, 하나 이상의 고정 부재에 의해 미리 조립된 부품을 제 2 부품에 고정시키는 미리 조립된 부품 및 그 분야의 조립 방법의 발전을 이끈다.
본 발명의 다른 목적은 제 2 부품 상에 장착되는 미리 조립된 부품의 제 2 부품에 대한 오정렬을 조정하고, 미리 조립된 부품의 제조 공차를 보상하며, 고정 부재에 의해 야기되는 응력 및 집중 변형에 대한 미리 조립된 부품 특히, 미리 조립된 플라스틱 부품의 취약성을 보상하고, 상이한 재료로 이루어진 부품들의 서로 다른 열적 특성(thermal characteristics)을 보상하는 새로운 미리 조립된 부품과 그 조립 방법을 제공함에 있다.
본 발명의 더 구체적인 목적은 미리 조립된 부품을 관통되게 형성되는 개구부 내에 유지되도록 배치되는 슬리브 부재와, 상기 슬리브 부재를 관통하여 유지되도록 배치되는 고정 부재를 구비함으로써, 미리 조립된 부품에 의해 유지되는 고정 부재의 방해를 받지 않고 제 2 부품 상에 미리 조립된 부품을 장착하고 정렬시킬 수 있도록 고정 부재가 미리 조립된 부품의 개구부에 대해서 축 방향으로 변위(變位) 가능(positionable)할 뿐만 아니라, 복수 개의 고정 부재를 포함하는 미리 조립된 부품이 사용될 경우 제조 공차에 의한 오정렬을 보상하기 위해 측 방향으로도 변위 가능한 새로운, 미리 조립된 부품을 제공하는 것이다.
본 발명의 보다 구체적인 목적은 미리 조립된 플라스틱 커버 부재에 관통되게 형성되는 개구부 내에 유지되도록 배치된 슬리브 부재와, 상기 슬리브 부재를 관통하여 유지되도록 배치된 고정 부재를 구비함으로써, 미리 조립된 플라스틱 커버 부재의 고정 부재로부터 방해받지 않고 금속 재질의 자동차 엔진 구성 요소 상에 상기 커버 부재를 장착하고 정렬시킬 수 있도록 고정 부재가 상기 플라스틱 커버 부재의 개구부에 대해서 축 방향으로 및 측 방향으로 변위 가능한 새로운, 미리 조립된 플라스틱 커버 부재를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 미리 조립된 부품에 관통되게 형성되는 개구부 내에 유지되도록 배치되는 슬리브 부재와, 상기 슬리브 부재를 관통하여 유지되도록 배치되는 고정 부재를 구비함으로써, 미리 조립된 부품의 확대 개구부 내에서 상기 슬리브 부재를 측 방향으로 변위시키거나, 또는 슬리브 부재의 확대 개구부에 대해서 고정 부재를 측 방향으로 변위시킴으로써, 고정 부재가 미리 조립된 부품에 대해 측 방향으로 변위 가능한, 새로운 미리 조립된 부품과 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 미리 조립된 부품에 관통되게 형성되는 개구부 내에 유지되도록 배치되는 슬리브 부재와, 상기 슬리브 부재를 관통하여 유지되도록 배치되는 고정 부재를 구비함으로써, 미리 조립된 부품을 제 2 부품에 장착할 때 탄성력을 갖는 슬리브 부재의 제 1 반경 방향 플랜지에 의해서 슬리브 부재가 미리 조립된 부품의 개구부에 대해서 축 방향으로 변위 가능한, 새로운 미리 조립된 부품과 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 미리 조립된 부품에 관통되게 형성되는 개구부 내에 유지되도록 배치되는 슬리브 부재와, 상기 슬리브 부재를 관통하여 유지되도록 배치되는 고정 부재를 구비하며, 상기 슬리브 부재는 미리 조립된 부품의 외측 표면(outer surface)과 맞물리는 슬리브 부재의 제 1 반경 방향 플랜지의 제 1 내측 표면과, 미리 조립된 부품의 개구부로 돌출한 개구부 리브 부재(opening rib member)와 맞물리는 슬리브 부재의 제 2 반경 방향 플랜지의 제 2 내측 표면에 의해서 미리 조립된 부품의 개구부 내에 유지되도록 결합되는, 새로운 미리 조립된 부품과 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은 미리 조립된 부품에 관통되게 형성되는 개구부 내에 유지되도록 배치되는 슬리브 부재와, 상기 슬리브 부재를 관통하여 유지되도록 배치된 고정 부재를 구비하며, 상기 고정 부재는 슬리브 부재의 제 1 단부와 맞물리는 고정 부재의 헤드와, 슬리브 부재의 내측 표면으로부터 돌출한 슬리브 리브 부재와 맞물리는 고정 부재의 돌출한 생크 리브 부재(protruding shank rib member)에 의해서 슬리브 부재를 관통하여 유지되도록 결합되는, 새로운 미리 조립된 부품과 그 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 이들 목적과 다른 목적, 특징 및 이점은 이하의 본 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면을 주의 깊게 고찰함으로써 더욱 명백해질 것이고, 상기 도면은 이해를 쉽게 하기 위해 축적이 비례적이지 않을 수도 있으며, 도면에서 이들 구조 및 단계는 상응하는 번호와 표시에 의해 지칭되어 있다.
도 1은 본 발명의 예시적인 실시예에 따른 미리 조립된 부품의 고정 부재(fastener)에 의해 제 2 부품 상에 유지되도록 장착되는 미리 조립된 부품의 부분 단면도.
도 2는 미리 조립된 부품의 고정 부재의 축 방향 삽입을 도시하는, 도 1의 미리 조립된 부품의 다른 부분 단면도.
도 3은 미리 조립된 부품에 대한 슬리브 부재의 측(횡) 방향 위치 설정을 도시하는, 미리 조립된 부품의 부분 단면도.
도 4a는 미리 조립된 부품의 제 1 부품에 관통되게 형성된 개구부를 보다 상세히 도시하는, 미리 조립된 부품의 부분 단면도.
도 4b는 도 4a의 Ⅰ-Ⅰ선을 따라 취해진 부분 평면도.
도 5a는 본 발명의 예시적인 실시예에 따른, 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취해진 부분 평면도.
도 5b는 본 발명의 다른 실시예에 따른, 도 2의 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 취해진 부분 평면도.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 특징을 도시하는, 미리 조립된 부품의 부분 단면도.
(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)
10 : 제 2 부품 12 : 장착 표면
100 : 미리 조립된 부품 101 : 제 1 부품
106 : 장착 표면 107, 117, 121 : 경사 표면
108 : 개구부 리브(rib) 부재 110 : 고정 부재
112 : 생크부(shank portion) 116 : 생크 리브 부재
118, 123 : 반경 방향 표면 120 : 슬리브 부재
122 : 슬리브 리브 부재 124 : 제 1 반경 방향 플랜지
126 : 제 2 반경 방향 플랜지
도 1은 제 2 부품(10)의 장착 표면(12) 상에 장착되며, 제 1 부품(101)에 유지되도록 결합되며 제 2 부품(10)의 보어(bore)(14)에 위치될 수 있는 고정 부재(fastener)(110)에 의해 제 2 부품에 고정되는 제 1 부품(101)을 포함하는, 미리 조립된 부품(pre-assembled workpiece)(100)을 도시하는 부분 단면도이다. 예시적인 적용 예에서, 제 1 부품(101)은 몰딩된 플라스틱제의 흡입 매니폴드(intake manifold)이고, 제 2 부품(10)은 자동차의 엔진 구성 요소(component)이지만, 보다 일반적으로 제 1 부품(101)과 제 2 부품(10)은 고정 부재(fastening member)에 의해서 장착되도록 서로 고정되는 임의의 부재이며, 이들 부품은 동일한 재질이거나 또는 상이한 재질일 수 있다.
도 1과 도 2는 제 1 부품(101)의 외측 표면(104)과 장착 표면(106) 사이에서 상기 제 1 부품(101)을 관통되게 형성된 개구부(102)에 유지되도록 배치되는 슬리브 부재(sleeve member)(120)를 도시한다. 고정 부재(110)는 나사가 형성된 생크부(shank portion)(112) 및 헤드(114)를 구비하며, 슬리브 부재(120)를 관통하여 유지되도록 배치된다. 고정 부재(110)가 항상 제 1 부품(101)의 장착 표면(106)을 넘어 돌출하지 않도록(즉, 몇몇의 경우 장착 표면을 넘어 돌출하지 않도록) 함으로써, 고정 부재(110)를 죄이기 이전에 고정 부재(110)의 방해를 받지 않고 미리 조립된 부품(100)의 장착, 및 제 2 부품(10)의 해당 보어(14)에 대한 고정 부재(110)의 정렬을 용이하게 하도록, 고정 부재(110)는 충분한 축 방향 이동성(axial play)에 의해 제 1 부품(101)의 개구부(102)에 대해 슬리브 부재(120)를 통해서 축 방향으로 변위(變位) 가능하다. 고정 부재(110)는 또한, 고정 부재(110)의 나사가 형성된 생크부(112)와 보어(14)의 오정렬을 보상하기 위해 제 1 부품(101)의 개구부(102)에 대하여 측 방향으로 변위될 수 있는데, 이러한 오정렬은 몰딩 또는 제조 공차, 및 다른 요인으로 인해 발생된다. 이러한 유형의 오정렬은 로커 암 커버의 적용 예를 포함하여, 미리 조립된 부품(100)이 제 2 부품(10)에 있는 다수의 상응하는 보어(14)와 정렬되어야 하는 다수의 고정 부재(110)를 포함하는 적용의 경우에 특히 두드러지게 된다.
예시적인 실시예의 도 3, 도 4 및 도 6은 제 1 부품 내측 표면 상의 돌출한 개구부 리브 부재(protruding opening rib member)(108)를 포함하는 제 1 부품(101)의 개구부(102)를 도시한다. 또한 슬리브 부재(120)를 제 1 부품(101)에 유지되도록 결합시키기 위해서, 슬리브 부재(120)는 그 제 1 단부에 제 1 반경 방향 플랜지(first radial flange)(124)와, 제 2 단부에 제 2 반경 방향 플랜지(second radial flange)(126)를 구비한다. 제 1 반경 방향 플랜지(124)의 제 1 내측 표면(125)은 제 1 부품(101)의 외측 표면(104)에 맞물릴 수 있으며, 제 2 반경 방향 플랜지(126)의 제 2 내측 표면(127)은 개구부 리브 부재(또는 부재들)(108)와 맞물릴 수 있다.
도 4a는 제 1 부품의 내측 표면 상에 환상(環狀)으로 배열된 적어도 두 개의, 다수의 돌출한 개구부 리브 부재(108)를 구비하는 제 1 부품(101)에 관통되게 형성된 개구부(102)를 도시하며, 각각의 개구부 리브 부재(108)는 도 4b에 부분적으로 도시된 바와 같은 축 방향으로 정렬된 경사 표면(inclined surface)(107)과, 도 6a에 잘 도시된 바와 같이 슬리브 부재(120)의 제 2 반경 방향 플랜지(126)의 내측 표면(127)과 맞물리는 반경 방향의 제 2 플랜지 맞물림 표면(109)을 갖는다. 도 4a에 도시된 하나의 구성 예에서, 축 방향의 경사 표면(107)은 기계적 완전성(mechanical integrity)을 향상시키도록 거의 개구부(102)의 전체 길이에 걸쳐 배치된다. 본 발명의 관련 측면에 따르면, 슬리브 부재(120)는 제 2 플랜지(126)의 내측 표면(127)이 개구부 리브 부재(또는 부재들)(108)의 반경 방향 표면(또는 표면들)(109)에 맞물릴 때까지, 슬리브 부재(120)의 제 2 플랜지(126)를 상기 외측 표면(104)으로부터 개구부(102) 안으로 삽입하여 경사 표면(또는 표면들)(107)을 따라 전진시킴으로써 개구부(102) 내에 배치될 수 있다. 본 발명의 상기 측면에 따르면, 개구부 리브 부재(108)와 슬리브 부재(120)의 제 2 플랜지(126) 중 어느 하나 또는 둘 모두는, 슬리브 부재(120)가 제 1 부품(101)의 개구부(102)를 관통하여 유지되도록 결합될 때까지, 개구부 리브 부재(108)의 경사 표면(107)을 따라서 그리고 이 경사 표면(107)의 위로 제 2 플랜지(126)가 통과될 수 있도록 충분한 탄성력을 갖는다.
도 1 내지 도 4, 및 도 6은 내측 표면으로부터 돌출한 슬리브 리브 부재(122), 보다 일반적으로는 내측 슬리브 표면 둘레에 환상으로 배열된 다수의 슬리브 리브 부재(122)를 갖는 슬리브 부재(120)를 도시한다. 도 6b는 경사 표면(121)과 반경 방향 표면(123)을 갖는 각각의 슬리브 리브 부재(122)를 도시한다. 고정 부재(110)는 나사가 형성된 생크부(112)와 헤드(114) 사이에 돌출한 생크 리브 부재(protruding shank rib member)(116)를 포함하는데, 보다 일반적으로 상기 생크 리브 부재(116)는 도시된 바와 같이 다수 개의 또는 연속적인, 환상으로 배열된 리브 부재이다. 도 2는 경사 표면(117)과 반경 방향 표면(118)을 갖는 생크 리브 부재(116)를 도시한다. 제 1 부품(101)에 상기 고정 부재(110)를 유지되도록 결합하기 위해, 상기 생크 리브 부재(116)의 반경 방향 표면(118)은 슬리브 리브 부재(122)의 반경 방향 표면(123)과 맞물릴 수 있으며, 고정 부재(110)의 헤드(114)는 슬리브 부재(120)의 제 1 단부와 맞물릴 수 있는 확대 플랜지부(enlarged flange portion)(115)를 구비한다. 본 발명의 상기 측면에 따르면, 고정 부재(110)는 장착하고 정렬하는 동안, 제 1 부품(101)의 장착 표면(106)을 넘어 상기 고정 부재(110)가 돌출하지 않도록 제 1 부품에 대해서 축 방향으로 변위 가능하다. 그 다음에 고정 부재(110)는 제 2 부품(10)의 보어(14)에 걸쳐 축 방향으로 배치될 수 있다. 슬리브 리브 부재(122)의 경사 표면(121)과 생크 리브 부재(116)의 경사 표면(117)은 서로 접촉하며, 또한 고정 부재가 슬리브 부재의 내부에 유지되도록 배치될 때까지 고정 부재(110)가 슬리브 부재(120)를 관통하여 지나갈 수 있도록 충분한 탄성력을 갖는다.
도 5a는 슬리브 부재(120)의 제 2 플랜지(126)의 외경(outer diameter)에 비해서 더 큰 직경을 갖는 제 1 부품(101)의 개구부(102)를 도시하는데, 이로써 슬리브 부재(120)는 개구부(102) 내에서 제 1 부품(101)에 대해 측 방향으로 변위 가능하다. 도 5b는 슬리브 부재(120)가 일직선(one dimension)의 측 방향으로 변위 가능하도록 상기 일직선 방향으로만 더 넓은, 제 1 부품(101)의 개구부(102)를 도시한다. 이러한 실시예에 따르면, 고정 부재(110)는 슬리브 부재(120)에 대하여 측 방향으로는 이동 가능하지 않고 축(수직) 방향으로만 이동 가능하며, 서로 유지되도록 결합된 슬리브 부재(120)와 고정 부재(110)는 제 1 부품(101)에 대해서 측 방향으로 이동 가능하다. 그 와중에도, 슬리브 부재(120)는 위에서 논의된 바와 같이 제 2 플랜지(126)와 개구부 리브 부재(108)의 치수를 적절하게 조정함으로써 제 1 부품에 유지되도록 결합된 상태로 있게 된다.
관련된 다른 실시예에서, 슬리브 부재(120)는 고정 부재(110)의 외경에 비해서 더 큰 직경을 갖는 개구부(102)를 구비하는데, 이로써 고정 부재(110)는 슬리브 부재(120) 내에서 측 방향으로 변위 가능하며 그 결과 제 1 부품(101)에 대해서도 측 방향으로 변위 가능하게 된다. 상기 실시예에 따르면, 고정 부재(110)는 슬리브 부재(120)에 대해서 축 방향과 측 방향으로 움직일 수 있으며, 생크 리브 부재(116)와 슬리브 리브 부재(122)의 치수를 적절하게 조정함으로써 고정 부재(110)는 슬리브 부재(120) 내에 유지되도록 결합된 상태로 있게 된다. 그러나, 슬리브 부재(120)는 제 1 부품(101)의 개구부(102)에 대해서 측 방향으로 고정되어 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 슬리브 부재(120)는 제 1 부품(101)의 개구부(102)에 대해서 측 방향으로 변위 가능하고, 고정 부재(110)는 슬리브 부재(120)에 대해서 측 방향으로 변위 가능하다.
도 1, 도 2 및 도 6은 탄성 스프링 부재로 형성된, 슬리브 부재(120)의 제 1 반경 방향 플랜지 부재(124)를 도시하며, 그래서 슬리브 부재(120)는 고정 부재(110)로 제 1 부품(101)을 제 2 부품(10)에 고정하여, 상기 스프링 부재가 탄성 변형될(flexing) 때 제 1 부품(101)의 개구부(102)에 대해서 축 방향으로 변위 가능하다. 도 6a는 명료함을 위해 고정 부재(110)를 생략한 상태로, 제 2 반경 방향 플랜지(126)가 제 1 부품(101)의 장착 표면(106)에 대해서 후퇴(recess)되도록, 탄성력을 갖는 제 1 반경 방향 플랜지 부재(124)가 슬리브 부재(120)를 제 1 부품(101)의 개구부(102)로부터 부분적으로 후퇴되게끔 바이어스(bias)시키는 미리 조립된 구성의 슬리브 부재(120)를 도시한다. 도 6b는 제 2 반경 방향 플랜지 부재(126)가 제 2 부품의 장착 표면(12) 상에 위치될 때까지 슬리브 부재(120)를 제 1 부품(101)의 개구부(102)로 밀어 넣기 위한 고정 부재(110)의 죔 작용(clamping action)에 의해 탄성 변형된, 탄성력이 있는 제 1 반경 방향 플랜지 부재(124)를 도시한다. 본 발명의 상기 측면에 따르면, 탄성 변형된 탄성력이 있는 제 1 반경 방향 플랜지(124)는 고정 부재(110)에 작용하는 토크를 유지시킨다. 또한, 탄성력이 있는 제 1 반경 방향 플랜지(124)는 가변 온도(variable temperature) 환경 하에서 고정 부재(110)에 작용하는 토크를 유지시키면서 제 1 부품의 팽창과 수축을 허용하도록 탄성 변형될 수 있다. 제 1 반경 방향 플랜지 부재(124)는 또한 고정 부재(110)의 유지 하중(retention load)을 제 1 부품(101)의 더 넓은 표면적에 걸쳐 분포시키며, 제 2 반경 방향 플랜지 부재(126)는 고정 부재(110)의 유지 하중을 제 2 부품(10)의 더 넓은 표면적에 걸쳐 분포시키는데, 이렇게 함으로써 각 부품에 작용하는 유지력(retention force)의 집중을 감소시킨다.
본 발명의 상기 설명은 당 분야의 기술을 갖는 누구라도 현재 발명의 최상의 상태를 고려한 것을 만들 수 있고 사용할 수 있게 하며, 당 분야의 기술을 갖는 사람들은 여기에 개시된 특정 실시예의 범위 및 사상 내에서 변화, 결합, 변형 및 등가물이 있다는 것을 인지하고 이해할 것이다. 그러므로 본 발명은 여기에 개시된 특정 실시예에 의하여 제한되는 것이 아니고 첨부된 청구항의 영역내의 모든 실시예에 의해서 제한된다.

Claims (11)

  1. 다수의 제 1 부품(first workpiece)(101)을 제 2 부품(second workpiece)(10)의 장착 표면에 서로 일정한 간격으로 각각 고정하기 위해 상기 각각의 제 1 부품(101)과 미리 일체로 가조립되어 이루어지는 미리 조립된 부품(pre-assembled workpiece)(100)에 있어서, 상기 미리 조립된 부품(100)은, 상기 제 1 부품(101)의 상부 외측 표면과 하부 장착 표면을 거의 수직으로 관통하여 이루어지는 적어도 하나의 개구부(102)로서, 내주면의 중앙 방향으로 돌출하는 적어도 2개의 개구부 리브 부재(protruding opening rib member)(108)를 더 구비하는 개구부(102)와, 상기 제 1 부품(101)을 관통하는 상기 개구부(102) 내에 끼워져서 일정한 허용 공차 범위 내에서 수직 및 수평(측) 방향으로 자유롭게 이동 가능한 슬리브 부재(sleeve member)(120)로서, 상기 제 1 부품(101)의 상부 외측 표면에 안착되도록 상부면인 제 1 단부에 제 1 반경 방향 플랜지(124)가 형성되고, 상기 개구부 리브 부재(108)의 하단부 내에 걸리도록 하부면인 제 2 단부에 제 2 반경 방향 플랜지(126)가 형성되는, 슬리브 부재(120), 및 생크부(shank portion)(112)와, 상기 생크부(112)의 상단부에 형성된 헤드(114)를 구비하는 고정 부재(fastener)(110)로서, 상기 슬리브 부재(120)의 중앙구멍에 미리 일체로 끼워지는, 고정 부재(110)로 구성되며, 상기 제 1 부품(101)과 일체로 고정된 상기 미리 조립된 부품(100)의 상기 고정 부재(110)가 상기 제 2 부품(10)의 보어(14)에 각각 체결될 때, 일정한 허용 공차 범위 내에서 개구부(102)들의 위치와 상기 제 1 부품(101)의 외부 사이즈에 상관없이, 상기 미리 조립된 부품(100)이 상기 고정 부재(110)의 방해를 받지 않고 상기 제 2 부품(10)의 장착 표면 상에 적절히 정렬(alignment)되는 것을 특징으로 하는 미리 조립된 부품.
  2. 제2항에 있어서, 상기 고정 부재(110)는 돌출한 생크 리브 부재(shank rib member)(116)를 구비하며, 상기 고정 부재(110)를 상기 미리 조립된 부품(100)의 슬리브 부재(120) 내에 유지하도록 상기 고정 부재(110)의 헤드(114)는 상기 슬리브 부재(120)의 상부면인 상기 제 1 단부와 맞물릴 수 있으며, 상기 고정 부재(110)의 상기 돌출한 생크 리브 부재(116)는 상기 슬리브 부재(120)의 내측 표면으로부터 돌출한 슬리브 리브 부재(122)를 통해 탄성력을 받으면서 끼워져 상기 슬리브 부재(120)의 내주면과 밀착되게 맞물릴 수 있는 것을 특징으로 하는 미리 조립된 부품.
  3. 제1항에 있어서, 상기 미리 조립된 부품(100)은 자동차 엔진의 금속 재질로 이루어진 구성 요소에 대해 고정될 수 있는 플라스틱 재질의 구성 요소인 것을 특징으로 하는 미리 조립된 부품.
  4. 제1항에 있어서, 상기 개구부(102)의 개구부 리브 부재(108)는 축 방향으로 정렬된 경사 표면과, 제 2 반경 방향 플래지(126)의 하단부와 맞물리는 맞물림 표면을 구비하는 것을 특징으로 하는 미리 조립된 부품.
  5. 제1항에 있어서, 상기 미리 조립된 부품(100)의 제 1 부품(101)을 관통하는 상기 개구부(102)는 상기 슬리브 부재(120)의 외직경에 비해 더 큰 직경을 가지며, 상기 슬리브 부재(120)는 상기 미리 조립된 부품(100)의 제 1 부품(101)에 대해 수평(측) 방향으로 이동 가능한 것을 특징으로 하는 미리 조립된 부품.
  6. 제5항에 있어서, 상기 슬리브 부재(120)가 측 방향으로 이동 가능하도록 상기 미리 조립된 부품(100)의 제 1 부품(101)을 관통하는 상기 개구부(102)의 하부가 반경 방향으로 더 넓게 형성되는 것을 특징으로 하는 미리 조립된 부품.
  7. 제1항에 있어서, 상기 슬리브 부재(120)의 상기 제 1 반경 방향 플랜지 부재(124)는 탄성 재질로 이루어지며, 상기 미리 조립된 부품(100)의 상기 고정 부재(110)에 의해 상기 미리 조립된 부품(100)을 상기 제 2 부품(10)에 고정할 때, 상기 슬리브 부재(120)의 상기 제 1 반경 방향 플랜지 부재(124)는 상기 미리 조립된 부품(100)의 제 1 부품(101)에 형성된 상기 개구부(102)에 대해 축 방향으로 변위가능한 것을 특징으로 하는 미리 조립된 부품.
  8. 제 2 부품(10)의 장착 표면에 미리 조립된 부품(100)을 부착시키는 고정 방법에 있어서, 상기 고정 방법은, 상기 미리 조립된 부품(100)의 다수의 제 1 부품(101)에 관통되게 형성되는 적어도 하나의 개구부(102) 내에 슬리브 부재(120)를 각각 끼우는 단계와, 생크부(112)와 헤드(114)를 갖는 고정 부재(110)를 상기 슬리브 부재(120)의 중앙 구멍에 각각 끼우는 단계, 및 상기 미리 조립된 부품(100)의 상기 다수의 제 1 부품(101)이 상기 제 2 부품(10)에 대해 서로 일정한 간격으로 각각 정렬되도록, 상기 슬리브 부재(120)와 일체로 가조립된 상기 고정 부재(110)를 상기 미리 조립된 부품(100)의 제 1 부품(101)에 대해 측 방향으로 이동·조정시키는 단계로 구성되며, 상기 미리 조립된 부품(100)은 상기 고정 부재(110)의 방해를 받지 않고 상기 제 2 부품(10)의 장착 표면 상에 장착·정렬되는 것을 특징으로 하는 미리 조립된 부품을 조립하여 고정하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 미리 조립된 부품(100)의 제 1 부품(101)에 관통되게 형성된 상기 개구부(102) 내에 상기 슬리브 부재(120)를 끼우는 단계는 상기 슬리브 부재(120)의 제 1 반경 방향 플랜지(124)의 제 1 내측 표면이 상기 제 1 부품(101)의 외측 표면과 맞물리도록 하고, 상기 슬리브 부재(120)의 제 2 반경 방향 플랜지(126)의 제 2 내측 표면이 상기 제 1 부품(101)의 개구부(102)의 중앙 방향으로 돌출한 개구부 리브 부재(opening rib member)(108)의 하단부와 맞물리도록 함으로써 실행되는 것을 특징으로 하는 미리 조립된 부품을 조립하여 고정하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 고정 부재(110)를 상기 슬리브 부재(120)의 중앙 구멍에 끼우는 단계는 상기 고정 부재(110)의 헤드(114)가 상기 슬리브 부재(120)의 상부면인 제 1 단부와 맞물리도록 하고, 상기 고정 부재(110)의 돌출한 생크 리브 부재(116)가 상기 슬리브 부재(120)의 내주면으로부터 돌출한 슬리브 리브 부재(122)에 일정한 압착력으로 맞물리면서 축 방향으로 하강된 후, 잇따라서 상기 슬리브 부재(120)의 중앙 구멍 내주면과 밀착되게 맞물리도록 함으로써 실행되는 것을 특징으로 하는 미리 조립된 부품을 조립하여 고정하는 방법.
  11. 제8항에 있어서, 상기 미리 조립된 부품(100)의 상기 고정 부재(110)에 의해 상기 미리 조립된 부품(100)을 상기 제 2 부품(10)에 고정할 때, 상기 슬리브 부재(120)의 제 1 반경 방향 플랜지(124)가 상기 고정 부재(110)의 헤드(114)에 의해 탄성적으로 압착되어 축 방향으로 변위되는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 미리 조립된 부품을 조립하여 고정하는 방법.
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