KR101536347B1 - 기계 부품의 하우징 체결 구조 - Google Patents

기계 부품의 하우징 체결 구조 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 기계 부품의 하우징 체결 구조는, 기계 부품을 수용하는 하우징을 특정 위치에 고정하는 구조로서, 상기 하우징에는 양단부가 개방된 홈 형태의 마운트부가 형성되고, 상기 마운트부에 착탈 가능하게 결합되며 합성 수지 소재로 이루어진 체결 부시를 포함하며, 상기 체결 부시는, 셀프 태핑에 의해 내주면에 나사산이 형성될 수 있도록 링 형태의 단면이 상기 마운트부의 길이 방향으로 연장된 형태로 구성되며, 상기 마운트부의 일측에는 상기 체결 부시가 상기 마운트부에 결합된 상태에서 상기 마운트부에 대해 회전하는 것을 방지하도록 비원형 단면으로 이루어진 회전 방지부가 구비되며, 상기 체결 부시는 상기 회전 방지부의 형상에 대응하는 회전 방지용 머리부가 구비된 것을 특징으로 한다.

Description

기계 부품의 하우징 체결 구조{fixing structure for housing of mechanical element}
본 발명은 파워 윈도우 모터 장치의 기어 하우징과 같은 기계 부품의 하우징을 차체 도어에 설치되는 레귤레이터 또는 모터 조립부와 같은 상위 시스템에 조립하는 구조에 관한 것이다.
일반적으로 파워 윈도우 모터 장치와 같은 기계 부품은 서브 조립된 상태로 차체 도어에 조립되어 도어 윈도우를 승강시키는 기능을 수행한다. 특히, 파워 윈도 모터 장치는 모터에서 출력되는 출력축의 토크를 변환하는 동시에 회전 방향을 바꾸는 작용을 하는 웜기어와 웜휠이 수용된 기어 하우징을 차체 도어의 레귤레이터 또는 모터 조립부 패널에 스크류와 같은 체결 수단을 이용하여 고정한다. 이 과정에서 스크류는 상기 패널을 관통하여 상기 기어 하우징에 마련된 체결부에 나사산을 형성하면서 고정된다. 소위 이것은 셀프 태핑 고정 방식이다. 이와 같은 구조를 가진 파워 윈도우 장치의 일 예가 한국공개특허 제0012252호에 개시되어 있다.
상기 한국공개특허에 개시된 파워 윈도 모터 장치의 기어 하우징은 복수의 마운트부를 구비하며 그 마운트부는 양단부가 개방된 홈부 형태로 이루어져 있다. 레귤레이이터와 파워 윈도우 모터 장치를 조립할 때 상기 마운트부에는 상기 패널을 통과한 스크류가 회전하여 그 마운트부의 내주면에 나사산을 형성하면서 스크류가 고정되는 형태로 조립된다.
그런데, 차량의 부품의 원가를 절감하여 경쟁력을 확보하려는 경향이 증가함에 따라 파워 윈도우 장치와 같은 부품을 구성하는 요소에 있어서 기어 하우징과 같은 요소의 소재를 종래 보다 저렴한 가격의 소재를 채용하려는 경향이 있다. 그러나, 하우징이 레귤레이터 또는 모터 조립부에 조립될 때 조립되는 부위의 강도가 충분하게 유지되어야할 필요성이 있다. 따라서, 기어 하우징과 같은 부품의 소재를 저렴한 소재로 대체하기에 어려운 점이 있다. 한편, 셀프 태핑 방식으로 조립된 부품을 유지 보수하기 위해 분리하고 다시 장착하는 작업이 반복되는 경우에 마운트부의 나사산이 훼손되어 견고하게 고정되지 못하는 문제점이 발생한다.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로서, 파워 윈도우 장치의 기어 하우징과 같은 부품을 종래 보다 저렴한 소재로 제조하더라도 마운트부의 체결 강도가 종래와 같이 충분하게 유지될 수 있도록 구조를 개선한 기계 부품의 하우징 체결 구조를 제공하는 데 있다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 실시 예에 따른 기계 부품의 하우징 체결 구조는, 기계 부품을 수용하는 하우징을 특정 위치에 고정하는 구조로서,
상기 하우징에는 양단부가 개방된 홈 형태의 마운트부가 형성되고,
상기 마운트부에 착탈 가능하게 결합되며 합성 수지 소재로 이루어진 체결 부시를 포함하며,
상기 체결 부시는, 셀프 태핑에 의해 내주면에 나사산이 형성될 수 있도록 링 형태의 단면이 상기 마운트부의 길이 방향으로 연장된 형태로 구성되며,
상기 마운트부의 일측에는 상기 체결 부시가 상기 마운트부에 결합된 상태에서 상기 마운트부에 대해 회전하는 것을 방지하도록 비원형 단면으로 이루어진 회전 방지부가 구비되며,
상기 체결 부시는 상기 회전 방지부의 형상에 대응하는 회전 방지용 머리부가 구비된 점에 특징이 있다.
상기 체결 부시는 외주면으로부터 내주면을 관통한 홈이 상기 체결 부시의 길이 방향으로 길게 연장된 복수의 슬롯이 구비된 탄성 변형부를 포함한 것이 바람직하다.
상기 마운트부의 타측에는 상기 체결 부시가 상기 마운트부에 결합된 상태에서 상기 마운트부로부터 이탈되는 것을 방지하도록 걸림턱 수용부가 구비되며,
상기 체결 부시의 타단부에는 상기 걸림턱 수용부에 탄성적으로 걸리는 이탈 방지용 걸림턱이 구비된 것이 바람직하다.
상기 탄성 변형부를 구성하는 복수의 슬롯의 연장 방향은 상기 체결 부시의 길이 방향과 평행하지 않도록 배치된 것이 바람직하다.
상기 하우징은 금속 또는 합성 수지로 제조될 수 있다.
본 발명에 따른 기계 부품의 하우징 체결 구조는, 하우징의 마운트부에 착탈 가능하게 조립된 부시를 채용함으로써 하우징 보다 강한 소재를 부분적으로 채용함으로써 전체적으로 부품의 제조 원가를 절감할 수 있으며, 반복적인 착탈 작업에 의해 부시가 손상되는 경우에는 그 부시만 용이하게 교체함으로써 보수 유지 비용이 절감되는 효과를 제공한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기계 부품의 하우징 체결 구조를 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 도시된 체결 부시의 분리된 상태를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 Ⅲ-Ⅲ 선 단면도이다.
도 4는 도 3에서 스크류가 체결된 상태를 보여주는 도면이다.
도 5는 도 2에 대응하는 도면으로서 다른 실시 예를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 일 실시 예를 첨부된 도면을 참조하면서 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기계 부품의 하우징 체결 구조를 보여주는 도면이다. 도 2는 도 1에 도시된 체결 부시의 분리된 상태를 보여주는 도면이다. 도 3은 도 1에 도시된 Ⅲ-Ⅲ 선 단면도이다. 도 4는 도 3에서 스크류가 체결된 상태를 보여주는 도면이다. 도 5는 도 2에 대응하는 도면으로서 다른 실시 예를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 기계 부품의 하우징 체결 구조(10, 이하 "하우징 체결 구조"라 함)는 기계 부품을 수용하는 하우징을 특정 위치에 고정하는 구조이다. 상기 하우징 체결 구조(10)는 하우징(20)과, 마운트부(30)와, 체결 부시(40)를 포함한다.
상기 하우징(20)은 기계 부품을 수용하는 일종의 프레임이다. 상기 하우징(20)에는 예컨대 파워 윈도우용 웜휠 등과 같이 기계 부품이 수용될 수 있다. 상기 하우징(20)은 탄소강이나 스테인리스강과 같은 금속으로 제조될 수 있으며, 폴리프로필렌 등과 같은 합성 수지로 제조될 수 있다.
상기 하우징(20)은 복수의 마운트부(30)를 구비한다. 상기 마운트부(30)는 양단부가 개방된 홈 형태로 형성된다. 상기 마운트부(30)에는 후술하는 체결 부시(40)가 착탈 가능하게 결합된다.
상기 마운트부(30)의 일측에는 회전 방지부(32)가 구비된다. 더 구체적으로 상기 회전 방지부(32)는 비원형 단면 구조로 형성된다. 상기 회전 방지부(32)에는 후술하는 체결 부시(40)가 상기 마운트부(30)에 결합된 상태에서 상기 마운트부(30)에 대해 상기 체결 부시(40)가 회전하는 것을 방지하도록 마련된 것이다. 상기 회전 방지부(32)의 횡단면은 6각형 형상이 채용될 수 있다.
상기 마운트부(30)의 타측에는 상기 체결 부시(40)가 상기 마운트부(30)에 결합된 상태에서 상기 마운트부(30)로부터 이탈되는 것을 방지하도록 걸림턱 수용부(34)가 구비된다. 상기 걸림턱 수용부(34)는 상기 마운트부(30)를 구성하는 원통 형상의 내주면 보다 더 큰 내주면을 가지도록 형성된다. 따라서, 상기 걸림턱 수용부(34)는 상기 마운트부(30)의 타단에 계단 형태의 단면을 구성한다.
상기 체결 부시(40)는 합성 수지 소재로 이루어진다. 상기 체결 부시(40)의 소재로는 강도가 양호한 아크릴로부타디엔스티렌(ABS) 수지, 폴리카보네이트(PC) 수지 등이 채용될 수 있다. 상기 체결 부시(40)는 스크류에 의해 셀프 태핑되어 내주면에 나사산이 형성될 수 있도록 링 형태의 단면이 상기 마운트부(30)의 길이 방향으로 연장된 형태로 구성된다. 상기 체결 부시(40)의 일측에는 회전 방지용 머리부(42)가 구비된다.
상기 회전 방지용 머리부(42)는 상기 회전 방지부(32)의 형상에 대응하는 형상을 가짐으로써 상기 회전 방지용 머리부(42)와 결합한다. 상기 회전 방지용 머리부(42)는 상기 회전 방지부(32)에 결합됨으로써 상기 체결 부시(40)가 상기 하우징(20)에 대해 회전하지 못하도록 하는 작용을 한다.
상기 체결 부시(40)는 탄성 변형부(46)를 구비한다. 상기 탄성 변형부(46)는 상기 체결 부시(40)의 상단 외주면으로부터 내주면을 관통한 홈이 상기 체결 부시(40)의 길이 방향으로 길게 연장된 복수의 슬롯(48)에 의해 상기 체결 부시(40)의 몸체가 부분적으로 복수의 조각으로 분할된 부분이다. 상기 탄성 변형부(46)는 상기 슬롯(48)을 경계로 복수의 외팔보 형태의 구조를 형성하므로 탄성 복원력을 가진다. 더 구체적으로 상기 탄성 변형부(46)는 상기 체결 부시(40)의 반경 방향으로 탄성 복원력을 가진다. 상기 탄성 변형부(46)는 상기 체결 부시(40)를 상기 마운트부(30)에 결합하거나 그 마운트부(30)로부터 분리할 때 원활한 작업이 가능하도록 한다. 상기 탄성 변형부(46)를 구성하는 복수의 슬롯(48)의 연장 방향은 도 5에 도시된 바와 같이 상기 체결 부시(40)의 길이 방향과 평행하지 않도록 배치될 수 있다. 상기 슬롯(48)의 연장 방향이 상기 체결 부시(40)의 길이 방향과 평행하지 않게 배치된 경우에 스크류(110)가 상기 체결 부시(40)에 체결될 때 그 슬롯(48)에 의한 저항을 더 적게 받음으로써 원활한 셀프 태핑 작업이 가능한 장점이 있다.
상기 체결 부시(40)의 타단부에는 이탈 방지용 걸림턱(44)이 구비된다. 상기 이탈 방지용 걸림턱(44)은 상기 마운트부(30)의 타단부에 형성된 걸림턱 수용부(34)에 탄성적으로 걸리도록 상기 탄성 변형부(46)의 상부에 외경이 상대적으로 크게 형성된 부분이다.
이하에서는 상술한 바와 같은 구성을 가진 기계 부품의 하우징 체결 구조(10)가 체결되는 과정을 예로 들어 그 작용 효과를 상세하게 서술하기로 한다.
먼저, 도 2와 같이 구성된 체결 부시(40)를 하우징(20)의 마운트부(30)의 하측으로부터 상측 방향으로 끼워 넣는다. 상기 체결 부시(40)의 이탈 방지용 걸림턱(44)은 상기 탄성 변형부(46)의 상부를 구성하고 있으므로 복수의 슬롯(48)에 의해 상기 이탈 방지용 걸림턱(44)이 탄성 변형되어 상기 마운트부(30)를 구성하는 홈을 통과한다. 그리고, 상기 이탈 방지용 걸림턱(44)이 상기 마운트부(30)의 상부에 형성된 상기 걸림턱 수용부(34)에 걸림으로써 탄성 복원되어 상기 체결 부시(40)가 상기 마운트부(30)로부터 이탈되지 않게 된다. 그리고 상기 체결 부시의 회전 방지용 머리부(42)가 상기 마운트부(30)의 하부에 마련된 상기 회전 방지부(32)와 동일 형상에 의해 결합함으로써 상기 체결 부시(40)는 상기 하우징(20)에 대해 회전하지 못하는 상태가 된다.
이제 상기 하우징(20)을 레귤레이터 또는 모터 조립부 패널(100)에 접촉한 상태에서, 상기 패널(100) 쪽으로부터 상기 마운트부(30)를 향해 스크류(110)를 관통 결합한다. 상기 스크류(110)는 상기 마운트부(30)에 결합된 체결 부시(40)의 내주면에 나사산을 형성하면서 조립된다. 이 과정에서 상기 체결 부시(40)는 상기 패널(100) 쪽으로 잡아 당겨지게 된다. 상기 스크류(110)가 완전히 체결된 상태에서는 상기 하우징(20)과 상기 체결 부시(40)와 상기 패널(100)이 견고하게 고정된다.
이와 같이 본 발명에 따른 하우징 체결 구조는, 착탈 가능하게 마운트부에 결합된 체결 부시에 스크류를 체결하여 복수의 부품을 상호 결합함으로써 체결 부시와 하우징의 소재를 달리 구성할 수 있으므로 하우징을 저렴한 소재를 사용할 수 있다. 따라서, 전체적인 부품의 제조 원가가 절감될 수 있는 장점이 있다. 또한, 반복적인 조립과 분해에 의해 상기 체결 부시가 손상되는 경우에도 하우징을 교환할 필요가 없고 체결 부시만 교환하면 되므로 보수 유지 비용이 절감되는 효과가 있다. 또한, 상기 하우징이 가공이 어려운 금속 소재로 구성된 경우에도 상기 체결 부시는 합성 수지를 채용할 수 있으므로 원활한 조립이 가능한 장점이 있다.
또한, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 체결 부시에 형성된 슬롯이 상기 체결 부시의 길이 방향과 평행하지 않도록 배치된 경우에는 스크류의 체결시 슬롯에 의해 저항을 덜 받게 되므로 스크류 체결성이 향상되는 효과가 있다.
이상, 바람직한 실시 예를 들어 본 발명에 대해 설명하였으나, 본 발명이 그러한 예에 의해 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범주 내에서 다양한 형태의 실시 예가 구체화될 수 있을 것이다.
10 : 기계 부품의 하우징 체결 구조
20 : 하우징
30 : 마운트부
32 : 회전 방지부
34 : 걸림턱 수용부
40 : 체결 부시
42 : 회전 방지용 머리부
44 : 이탈 방지용 걸림턱
46 : 탄성 변형부
48 : 슬롯
100 : (모터 조립부) 패널
110 : 스크류

Claims (5)

  1. 기계 부품을 수용하는 하우징을 특정 위치에 고정하는 구조로서,
    상기 하우징에는 양단부가 개방된 홈 형태의 마운트부가 형성되고,
    상기 마운트부에 착탈 가능하게 결합되며 합성 수지 소재로 이루어진 체결 부시를 포함하며,
    상기 체결 부시는, 셀프 태핑에 의해 내주면에 나사산이 형성될 수 있도록 링 형태의 단면이 상기 마운트부의 길이 방향으로 연장된 형태로 구성되며,
    상기 마운트부의 일측에는 상기 체결 부시가 상기 마운트부에 결합된 상태에서 상기 마운트부에 대해 회전하는 것을 방지하도록 비원형 단면으로 이루어진 회전 방지부가 구비되며,
    상기 체결 부시는 상기 회전 방지부의 형상에 대응하는 회전 방지용 머리부가 구비되며,
    상기 마운트부의 타측에는 상기 체결 부시가 상기 마운트부에 결합된 상태에서 상기 마운트부로부터 이탈되는 것을 방지하도록 걸림턱 수용부가 구비되며,
    상기 체결 부시의 타단부에는 상기 걸림턱 수용부에 탄성적으로 걸리는 이탈 방지용 걸림턱이 구비되며,
    상기 걸림턱 수용부는 상기 마운트부를 구성하는 원통 형상의 내주면 보다 더 큰 내주면을 가지도록 형성됨으로써, 상기 걸림턱 수용부는 상기 마운트부의 타단에 계단 형태의 단면을 구성한 것을 특징으로 하는 기계 부품의 하우징 체결 구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 체결 부시는 외주면으로부터 내주면을 관통한 홈이 상기 체결 부시의 길이 방향으로 길게 연장된 복수의 슬롯이 구비된 탄성 변형부를 포함한 것을 특징으로 하는 기계 부품의 하우징 체결 구조.
  3. 삭제
  4. 제2항에 있어서,
    상기 탄성 변형부를 구성하는 복수의 슬롯의 연장 방향은 상기 체결 부시의 길이 방향과 경사지게 배치된 것을 특징으로 하는 기계 부품의 하우징 체결 구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 하우징은 금속 또는 합성 수지로 제조된 것을 특징으로 하는 기계 부품의 하우징 체결 구조.
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