KR101507387B1 - 3개 부품의 체결구조 - Google Patents

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KR101507387B1 KR20140037510A KR20140037510A KR101507387B1 KR 101507387 B1 KR101507387 B1 KR 101507387B1 KR 20140037510 A KR20140037510 A KR 20140037510A KR 20140037510 A KR20140037510 A KR 20140037510A KR 101507387 B1 KR101507387 B1 KR 101507387B1
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Abstract

본 발명은 3개 부품의 체결구조에 관한 것으로서 차량의 도어 등을 형성하는 다수의 패널들을 상호간에 체결하데 사용되는 3개 부품의 체결구조에 관한 것이다. 본 발명에 따른 3개 부품의 체결구조에 의하면 제1부재와 제2부재 및 제3부재의 사이에 제1유동방지걸림편을 매개로 한 체결이 이루어지기 때문에 체결되는 부재들의 사이에 상대적인 유동이 발생하거나 이음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

Description

3개 부품의 체결구조{mounting structure for three members}
본 발명은 3개 부품의 체결구조에 관한 것으로서 차량의 도어 등을 형성하는 도어트림과 같은 다수의 패널들을 상호간에 체결하데 사용되는 3개 부품의 체결구조에 관한 것이다.
차량의 도어트림과 같은 부품에 있어서 다수의 패널들 또는 부품들을 3개의 층으로 적층시켜 체결하는 경우가 있다. 이 경우 3개의 부품이 서로 접하는 구조이기 때문에 차량의 진동에 따라 부품들의 사이에서 소음이나 이음 및 유동이 과다하게 발생된다.
도 11은 종래의 3개 부품 체결구조를 도시한 단면도이다. 도 11에 도시된 바와 같이, 종래 3개 부품의 체결구조는 최저층을 형성하는 제1패널(310)에 보스가 형성되고 그 위로 각각 체결공(321, 331)이 형성된 제2패널(320)과 제3패널(330)을 적층시킨 후 최상부에 위치하는 제3패널(330)의 체결공(331)을 통해 노출된 보스(311)에 스크류(340)를 체결하거나 보스를 열융착하여 3개 부품을 체결하는 구조를 사용해왔다.
그러나 종래의 3개 부품 체결구조는 특히 제1패널(310)과 제3패널(330)의 사이에 위치하는 제2패널(320)이 상대적인 유동을 하는 것을 방지하지 못해서 떨림이나 유동을 하게 되고 이에 따라 이음이 발생하는 문제가 있다.
부품의 체결구조에 관한 종래기술로는 한국공개특허 제10-2005-0061675호의 "자동차 인테리어 부품의 체결구조"가 있다.
본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 체결되는 3개의 부품에 유동이 발생하거나 떨림이 발생하는 것을 방지하여 견고한 체결을 도모하면서도 이음 등의 발생을 현저히 감소시킬 수 있는 3개 부품의 체결구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 본 발명의 목적은 가장 아래에 위치하며 상부에 보스가 형성되고 상기 보스의 둘레에 복수의 제1유동방지걸림편들과 지지용리브들이 형성된 제1부재와, 상기 제1부재의 상부에 적층되는 것으로서 일 지점에 관통공이 형성되고 저면에 상기 관통공의 둘레에 상기 제1유동방지걸림편이 삽입되는 제1걸림편수용홈이 형성되고 상면에는 상기 관통공의 둘레에 복수의 제2유동방지걸림편들이 형성된 제2부재와, 상기 제2부재의 상부에 적층되며 일 지점에 관통공이 형성되고 저면에는 상기 관통공의 둘레에 상기 제2부재의 제2유동방지걸림편이 삽입되는 제2걸림편수용홈들이 형성된 제3부재를 포함하고, 상기 제1부재의 위로 상기 제2부재 및 상기 제3부재가 적층된 이후에 상기 보스에 고정수단을 형성하여 상기 제1부재와 상기 제2부재 및 상기 제3부재를 체결하는 것을 특징으로 하는 3개 부품의 체결구조에 의해 달성된다.
상기 목적을 달성하기 위해, 상기 제1유동방지걸림편은 상기 보스의 외측면에 수직한 수직걸림부와 상기 수직걸림부에 대하여 직교하는 수평걸림부로 구성되는 것이 바람직하다.
또한 상기 목적을 달성하기 위해, 상기 제1부재의 상기 제1유동방지걸림편은 상기 제1부재의 상기 지지용 리브보다 높이가 낮게 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 3개 부품의 체결구조에 의하면 제1부재와 제2부재 및 제3부재의 사이에 제1유동방지걸림편을 매개로 한 체결이 이루어지기 때문에 체결되는 부재들의 사이에 상대적인 유동이 발생하거나 이음이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조를 위에서 내려다 본 사시도이고,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조를 아래에서 위로 올려다 본 사시도이고,
도 3은 도 1의 A-A를 기준으로 절개한 단면을 도시한 단면도이고,
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조를 분해한 것을 아래에서 위로 올려다 본 것을 도시한 분해사시도이고,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조를 분해한 것을 위에서 아래로 내려다 본 것을 도시한 분해사시도이고,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조에서 제1부재의 유동방지걸림편과 제2부재의 삽입홈의 배치상태를 도시한 도면이고,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조에서 스크류를 사용하여 고정한 상태를 도시한 단면도이고,
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조에서 보스를 열융착에 의해 고정한 상태를 도시한 단면도이고,
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조에서 제1부재와 제2부재의 결합상태를 부분적으로 도시한 도면이고,
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조에서 제2부재의 유동방지걸림편과 제3부재의 걸림편삽입홈의 결합상태를 도시한 부분 단면도이고,
도 11은 종래의 3개 부품 체결구조를 도시한 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조의 구성에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조를 위에서 내려다 본 사시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조를 아래에서 위로 올려다 본 사시도이고, 도 3은 도 1의 A-A'를 기준으로 절개한 단면을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조를 분해한 것을 아래에서 위로 올려다 본 것을 도시한 분해사시도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조를 분해한 것을 위에서 아래로 내려다 본 것을 도시한 분해사시도이다.
도 1 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 '3개 부품의 체결구조'(이하 '체결구조'라고 함)는 가장 아래쪽에 배치되는 제1부재(10)와 제1부재(10)의 위쪽에 적층되는 제2부재(20)와 제2부재(20)의 상부에 적층되는 제3부재(30) 및 경우에 따라 적층된 부재들을 결합하는 스크류(40)(미도시)를 포함하여 구성된다.
제1부재(10)는 체결구조의 가장 아래쪽에 배치되는 것으로서, 예를 들면 도어트림과 같은 패널이 될 수 있으며, 제1부재(10)의 상면에는 원형의 중공구조인 보스(11)가 수직상방으로 형성되어 있고, 보스(11)의 외측둘레에는 제1유동방지걸림편(12)과 지지용리브(16)가 일체로 형성되어 있다.
제1유동방지걸림편(12)은 보스(11)의 외측에서 원주상으로 90도의 간격을 두고 4개가 형성되며 제1유동방지걸림편(12)은 보스(11)의 외측에 직교하는 수직걸림부(13)와 수직걸림부(13)의 단부에서 대략 90도의 각도로 절곡되어 형성된 수평걸림부(14)로 구성된다. 수평걸림부(14)는 좌굴이 쉽게 발생하지 않도록 하기 위해 아래로 갈수록 폭이 넓어져서 강성이 증가되는 구조로 형성된다. 제1유동방지걸림편(12)의 높이는 후술할 지지용리브(16)의 높이보다 높게 형성된다.
지지용리브(16)는 보스(11)의 제1유동방지걸림편(12)의 수직걸림부(13)와 동일 선상에서 수직걸림부(13)의 단부에서 외측으로 연장되어 형성된다. 지지용리브(16)는 좌굴이 쉽게 발생하지 않도록 하기 위해 아래로 갈수록 폭이 넓어져서 강성이 증가되는 구조로 형성된다. 지지용리브(16)의 높이는 제1유동방지걸림편(12)의 높이보다 낮게 형성된다.
제2부재(20)는 제1부재(10)의 위쪽에 적층되는 것으로서 일 지점에 제1부재(10)의 보스(11)가 관통되는 관통공(21)이 형성되고 제2부재(20)의 저면에는 관통공(21)의 주변으로 제1부재(10)의 제1유동방지걸림편(12)이 삽입되는 제1걸림편수용홈(22)이 형성된다. 제1걸림편수용홈(22)은 제1유동방지걸림편(12)의 상단부분이 삽입되는 것이므로 제1유동방지걸림편(12)의 상단부분의 형상에 대응되는 형상을 가지며 제1유동방지걸림편(12)과 마찬가지로 4개가 형성된다. 제2부재(20)의 상면에는 관통공(21)의 외측으로 방사상으로 연장되며 원주상 등간격으로 4개의 제2유동방지걸림편(24)이 형성된다. 제2유동방지걸림편(24)의 상단부분의 양측 단부는 각각 완만한 곡면(25)으로 형성된다.
제3부재(30)는 제2부재(20)의 위쪽에 적층되는 것으로서 일 지점에 제1부재(10)의 보스(11)가 관통되는 관통공(31)이 형성되고 제3부재(30)의 저면에는 관통공(31)의 주변으로 제2부재(20)의 제2유동방지걸림편(24)이 삽입되는 제2걸림편수용홈(32)이 형성된다. 제2걸림편수용홈(32)은 제2유동방지걸림편(24)의 상단부분이 삽입되는 것이므로 제2유동방지걸림편(24)의 상단부분의 형상에 대응되는 형상을 가지며 제2유동방지걸림편(24)과 마찬가지로 4개가 형성된다. 특히 제2걸림편수용홈(32)의 관통공(21)에서 가장 멀리 떨어진 최외측부분의 내면은 도 3을 기준으로 보면 위쪽으로 홈의 폭이 점진적으로 좁아지도록 곡면부(35)로 형성된다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조에서 스크류를 사용하여 고정한 상태를 도시한 단면도이고, 도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조에서 보스를 열융착에 의해 고정한 상태를 도시한 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 체결구조는 최하부에 제1부재(10)가 배치되고 제1부재(10)의 위쪽으로 제2부재(20)가 적층된다. 제2부재(20)는 제2부재(20)의 관통공(21)으로 제1부재(10)의 보스(11)가 관통되고 동시에 제2부재(20)의 제1걸림편수용홈(22)에 제1부재(10)의 제1유동방지걸림편(12)이 삽입되도록 하여 제1부재(10)의 상부에 적층된다.
제2부재(20)의 상부에는 제3부재(30)가 적층된다. 제3부재(30)는 제3부재(30)의 관통공(31)으로 제1부재(10)의 보스(11)가 관통되고 동시에 제3부재(30)의 제2걸림편수용홈(32)에 제2부재(20)의 제2유동방지걸림편(24)이 삽입되도록 하여 제2부재(20)의 상부에 적층된다.
제1부재(10)의 위로 제2부재(20)와 제3부재(30)가 적층된 이후에는 제3부재(30)의 관통공(31)을 통해 노출되는 제1부재(10)의 보스(11)에 스크류(40)를 체결한다. 이 때 보스(11)에 체결된 스크류(40)의 머리의 저면은 제3부재(30)의 상면에 밀착하고 동시에 제3부재(30)의 상면을 아래로 가압하고 있는 상태가 된다.
스크류(40)를 사용하여 부재들을 고정하는 도 7에 도시된 바와 같은 체결구조에서는 제1부재(10)의 위로 제2부재(20)와 제3부재(30)를 적층하였을 때에 보스(11)의 상단이 최소한 제3부재(30)의 상면보다 더 돌출되지 않는 것이 바람직하다. 보스(11)의 상단이 제3부재(30)의 상면보다 더 돌출하면 통상적인 구조의 스크류(40)를 체결하였을 때에 스크류(40)의 머리가 제3부재(30)의 상면을 충분히 가압하지 못하기 때문이다.
이와는 달리 도 8에 도시된 바와 같은 보스(11)의 상부를 열융착하여 고정하는 방식의 체결구조에서는 보스(11)의 상단이 제3부재(30)의 상면보다 더 돌출해야만 보스(11)의 상단이 충분한 양의 용융물(50)을 생성할 수 있게 된다. 따라서 보스(11)의 높이는 스크류(40)를 사용하는지 또는 열융착을 적용하는지에 따라 달라지게 된다. 도 8에 도시된 도면부호들은 도 7의 구성들과 동일한 구성을 지칭한다.
이하에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조의 작용효과에 대하여 설명한다.
본 발명에 따른 체결구조는 제1부재(10)와 제2부재(20) 및 제3부재(30)의 사이의 유동방지걸림편들과 걸림편수용홈들에 의한 걸림구조에 의해 제1부재(10)와 제2부재(20) 및 제3부재(30)가 상호간의 위치를 구속함으로써 결과적으로는 각 부재들의 유동을 방지하는 효과가 있다. 특히 제1부재(10)와 제3부재(30)의 사이에 배치되는 제2부재(20)의 유동을 현저히 감소시킬 수 있게 된다.
이에 더해서 제2부재(20)와 제3부재(30)는 제2부재(20)의 제2유동방지걸림편(24)에 의해 상호간에 면들끼리 접촉하는 것이 아니라 오직 제2부재(20)의 제2유동방지걸림편(24)의 상단이 제3부재(30)의 제2걸림편수용홈(32)과 접촉하는 선접촉에 가까운 구조이기 때문에, 종래기술에서와 같은 면접촉에 의한 이음(노이즈)의 발생을 방지할 수 있다.
제1부재(10)의 제1유동방지걸림편(12)이 수직걸림부(13)와 수평걸림부(14)가 직교하도록 형성된 구조는 제2부재(20)와 제1부재(10)와의 사이에 위치를 구속하는 지점의 수를 증가시키기 때문에 제2부재(20)의 유동방지 효과가 더 우수해진다. 즉 도 6에 도시된 바와 같이, 제1유동방지걸림편(12)은 제1걸림편수용홈(22)과 관련하여 위치를 구속하는 지점이 4개의 면(13a, 13b, 14a, 14b)에 해당한다. 따라서 제2부재(20)가 제1부재(10)에 대하여 상대적인 유동을 할 수 있는 가능성이 작아지는 것이다. 구속되는 면의 개수가 많을수록 유동의 가능성은 작아지기 때문이다. 만약 제1유동방지걸림편(12)이 절곡된 구조가 아닌 직선구조로 형성되고 마찬가지로 제1걸림편수용홈(22)도 직선 구조를 가진다면 제1유동방지걸림편(12)이 제1걸림편수용홈(22)에 의하여 구속되는 면은 2개의 면에 불과하게 되며 이 경우 제2부재(20)의 유동 가능성은 커지게 될 수 밖에 없다. 결국 제1부재(10)에 제1유동방지걸림편(12)이 형성되고 제2부재(20)에 제1걸림편수용홈(22)이 형성된 구조는 제1부재(10)와 제2부재(20)의 상호간의 상대적인 유동을 감소시키는 기능을 한다.
제1유동방지걸림편(12)은 상부하중을 지지하는 역할도 겸용한다. 제1유동방지걸림편(12)이 수직걸림부(13)와 수평걸림부(14)가 직교하도록 형성된 구조는 얇은 판상구조의 제1유동방지걸림편(12)이 쓰러지는 것을 방지하여 그 결과 직립상태를 유지하게 됨으로써 상부하중에 대하여 충분한 지지력을 발휘한다. 즉 제1유동방지걸림편(12)이 수직걸림부(13)와 수평걸림부(14)가 직교하도록 형성된 구조를 가지기 때문에 쉽게 쓰러지지 않아서 좌굴에 의한 붕괴를 최대한 방지하여 더 큰 하중부담 능력을 가지도록 한 것이다. 이에 더해서 수평결합편이 상부하중을 부담하는 제1유동방지걸림편(12)의 단면적을 증가시키는 것에 의해 하중지지 능력이 증가된다.
제2부재(20)에 제2유동방지걸림편(24)이 형성되고 제3부재(30)에 제2걸림편수용홈(32)이 형성되어 제2유동방지걸림편(24)이 제2걸림편수용홈(32)에 삽입되는 구조는 제2부재(20)와 제3부재(30)의 사이에서 상호간의 상대적인 유동을 감소시키는 기능을 한다. 제2부재(20)의 제2유동방지걸림편(24)은 제1유동방지걸림편(12)과 비교할 때에 상대적으로 높이가 낮기 때문에 제2유동방지걸림편(24)이 옆으로 쓰러질 염려가 없어서 절곡된 구조를 채택하지 않아도 충분한 지지력을 발휘할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조에서 제1부재와 제2부재의 결합상태를 부분적으로 도시한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조는 도 1 내지 도 5에 도시된 실시예에 따른 체결구조와 다른 구성들은 모두 동일하며 다만 제1부재(110)의 제1유동방지걸림편(112)의 형상에 있어서만 다소 차이가 있다.
제1부재(110)의 제1유동방지걸림편(112)은 보스(111)의 외측면에 수직하게 형성된 수직걸림부(113)와 수평걸림부(114)로 구성되며 제1부재(110)에는 수직걸림부(113)의 연장선상을 따라 지지용리브(116)가 형성된다. 본 실시예에서 제1유동방지걸림편(112)의 수평걸림부(114)는 수직걸림부(113)와 90도보다 큰 사이 각도를 가지도록 형성된 점이 특징이다.
그러나 제2부재의 제1걸림편수용홈(122)은 도 1 내지 도 5의 실시예와 마찬가지로 90도로 직교된 형상으로 형성된다.
제1유동방지걸림편(112)의 수평걸림부(114)가 수직걸림부(113)와 직교하지 않고 일방향으로 경사지도록 형성되었기 때문에 제2부재의 제1걸림편수용홈(122)에 제1부재(110)의 제1유동방지걸림편(112)이 삽입되면 제1유동방지걸림편(112)의 수평걸림부(114)가 제2부재의 제1걸림편수용홈(122)의 일측의 내측면에 눌려서 탄성변형하면서 밀착된다.
이렇게 제1유동방지걸림편(112)의 수평걸림부(114)가 제2부재의 제1걸림편수용홈(122)의 일측에 밀착하는 구조에 의해 제1부재(110)에 대하여 제2부재가 유동하는 것이 더욱 확실하게 방지된다. 본 실시예의 체결구조는 특히 열융착으로 보스를 용융시켜 고정하는 방식에서 제1부재와 제2부재가 임시적인 가고정을 시킨 것과 동일한 효과가 발휘되므로 유동하지 않는 상태에서 열융착이 수행되어 더욱 양호한 열융착 고정구조를 만들어낼 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조에서 제2부재의 유동방지걸림편과 제3부재의 걸림편삽입홈의 결합상태를 도시한 부분 단면도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 3개 부품의 체결구조는 도 1 내지 도 5에 도시된 실시예에 따른 체결구조와 다른 구성들은 모두 동일하며 다만 제2부재(220)의 제2유동방지걸림편(224)과 제3부재(230)의 제2걸림편수용홈(232)의 밀착구조에 있어서만 다소 차이가 있다.
제2부재(220)의 제2유동방지걸림편(224)은 관통공(221)에서 멀리 떨어진 외측의 단부가 더 길게 연장되어 있고 외측의 단부에는 곡면으로 이어지는 곡면부(225)가 형성된다. 제3부재(230)는 제2걸림편수용홈(232)의 관통공(221)에서 멀리 떨어진 끝부분의 내면이 곡면부(233)로 형성된다.
따라서 제2부재(220)의 위로 제3부재(230)가 적층되고 보스(미도시)에 스크류(미도시)를 삽입하여 스크류를 조여주면 제2부재(220)가 아랫방향으로 가압되면서, 제2유동방지걸림편(224)이 길게 형성된 결과 제2유동방지걸림편(224)의 그 외측 단부의 곡면부(225)가 제3부재(230)의 제2걸림편수용홈(232)의 곡면부(233)에 밀착되면서 제2부재(220)의 제2유동방지걸림편(224)과 제3부재(230)의 제2걸림편수용홈(232)의 외측부분에 유격이 없어지게 되고 따라서 제2부재(220)와 제3부재(230)의 사이에서 상대적인 이동이 불가하여 유동이 전혀 발생하지 않는다. 즉 제2부재(220)와 제3부재(230)의 사이의 상대적인 유동을 더 확실하게 방지할 수 있다.
상기한 본 발명의 바람직한 실시예는 예시의 목적을 위해 개시된 것이고, 본 발명에 대해 통상의 지식을 가진 당업자라면, 본 발명의 사상과 범위 안에서 다양한 수정, 변경 및 부가가 가능할 것이며, 이러한 수정, 변경 및 부가는 본 발명의 특허청구 범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
10 제1부재
12 제1유동방지걸림편
16 지지용리브
20 제2부재
22 제1걸림편수용홈
24 제2유동방지걸림편
30 제3부재
32 제2걸림편수용홈
40 스크류

Claims (3)

  1. 가장 아래에 위치하며 상부에 보스가 형성되고 상기 보스의 둘레에 복수의 제1유동방지걸림편들과 지지용리브들이 형성된 제1부재;
    상기 제1부재의 상부에 적층되는 것으로서 일 지점에 관통공이 형성되고 저면에 상기 관통공의 둘레에 상기 제1유동방지걸림편이 삽입되는 제1걸림편수용홈이 형성되고 상면에는 상기 관통공의 둘레에 복수의 제2유동방지걸림편들이 형성된 제2부재;
    상기 제2부재의 상부에 적층되며 일 지점에 관통공이 형성되고 저면에는 상기 관통공의 둘레에 상기 제2부재의 제2유동방지걸림편이 삽입되는 제2걸림편수용홈들이 형성된 제3부재를 포함하고,
    상기 제1부재의 위로 상기 제2부재 및 상기 제3부재가 적층된 이후에 상기 보스에 고정수단을 형성하여 상기 제1부재와 상기 제2부재 및 상기 제3부재를 체결하는 것을 특징으로 하는 3개 부품의 체결구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1유동방지걸림편은 상기 보스의 외측면에 수직한 수직걸림부와 상기 수직걸림부에 대하여 직교하는 수평걸림부로 구성되는 것을 특징으로 하는 3개 부품의 체결구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1부재의 상기 제1유동방지걸림편은 상기 제1부재의 상기 지지용 리브보다 높이가 높게 형성되는 것을 특징으로 하는 3개 부품의 체결구조.
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