KR101651165B1 - 스터드 리테이너 조립체 - Google Patents

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KR101651165B1
KR101651165B1 KR1020117021830A KR20117021830A KR101651165B1 KR 101651165 B1 KR101651165 B1 KR 101651165B1 KR 1020117021830 A KR1020117021830 A KR 1020117021830A KR 20117021830 A KR20117021830 A KR 20117021830A KR 101651165 B1 KR101651165 B1 KR 101651165B1
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티모시 디. 피어슨
크리스토퍼 엠. 팡갈로
제임스 더블류. 로빈슨
고든 알. 체토스키
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일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
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Abstract

스터드 리테이너 조립체(14)는 스터드 챔버(26)를 한정하는 하우징과, 상기 챔버 내에 배치된 적어도 하나의 스터드 유지 아암(32)을 포함한다. 적어도 하나의 스터드 유지 아암은 스터드와 맞물리도록 구성된 제 1 및 제 2 치형부를 포함하는 스터드(45) 맞물림 부재(34)를 포함한다. 제 2 치형부는 제 1 치형부에 비해 빔쪽으로 오목하다.

Description

스터드 리테이너 조립체{STUD RETAINER ASSEMBLY}
본 출원은 전체가 본 명세서에 참고용으로 병합된, 2009년 3월 23일에 출원한 "Stud Retainer"의 발명의 명칭인 미국 가특허 출원 61/162,531로부터 우선권의 이익을 청구한다.
본 발명의 실시예는 일반적으로 스터드 리테이너에 관한 것으로, 더 구체적으로 플라스틱으로 형성될 수 있고 자동차 응용에 공통적으로 사용된 스터드 리테이너 조립체에 관한 것이다.
도관 및 튜브와 같은 다양한 구성요소는 고정 조립체를 통해 벽, 선반 등과 같은 표면에 고정될 수 있다. 예를 들어, 원통형 튜브는 튜브의 부분 주위를 스냅 방식으로(snapably) 고정하는 튜브 채널을 갖는 고정 조립체를 통해 벽에 고정될 수 있다. 고정 조립체 자체는, 2005년 9월 16일에 출원한 미국 특허 출원 공개 번호 2006/0099049와, 2008년 5월 7일에 출원한 미국 특허 출원 공개 번호 2009/0028668에 도시되고 기재된 것과 같은 스터드 리테이너에 의해 수용되고 유지되는 스터드를 통해 벽에 고정될 수 있으며, 이들 특허 모두는 본 명세서에 참고용으로 병합된다.
스터드 리테이너는 차량 후드, 캐비넷 문, 보호 커버, 및 구성요소들 사이의 반복된 맞물림 및 맞물림 해제를 위해 구성되는 다양한 다른 응용으로 사용되었다. 많은 응용에서, 고정 조립체가 차량 후드와 같은 구조로부터 제거되는 것이 바람직하다. 그러나, 고정 조립체를 제거할 때, 스터드와 스터드 리테이너 사이의 연결을 유지하는 것이 종종 바람직하다.
본 발명의 실시예는, 스터드가 비교적 낮은 삽입력으로 삽입되도록 함과 동시에, 조립체가 다른 구조로부터 제거될 때 스터드와 리테이너 조립체 사이의 고정 연결을 제공하도록 구성되는 스터드 리테이너 조립체를 제공한다.
본 발명의 특정 실시예는 스터드 챔버를 한정하는 하우징을 포함하는 스터드 리테이너 조립체와, 스터드 챔버 내에 배치된 적어도 하나의 스터드-유지 아암을 제공한다. 스터드-유지 아암은 스터드와 맞물리도록 구성된 제 1 및 제 2 치형부(teeth)를 포함하는 스터드 맞물림 부재를 포함한다. 제 2 치형부는 제 1 치형부에 비해 빔 쪽으로 오목하다. 즉, 제 2 치형부는, 스터드-유지 아암이 휴지 상태(at rest)에 있을 때(또는 스터드와 완전히-맞물린 위치에 있을 때) 스터드 리테이너 조립체의 중심축으로부터 멀리 떨어져 있다.
스터드-유지 아암은 스터드-맞물림 부재로 일체형으로 형성된 힌지를 포함할 수 있다. 힌지는 하우징의 부분에 유연하게 연결된다.
하우징은 베이스에 수직인 평행 빔에 일체형으로 연결된 베이스를 포함한다. 평행 빔은 또한 베이스와 평행한 벽에 일체형으로 연결된다. 스터드 챔버는 평행 빔, 베이스, 및 벽 사이에 한정될 수 있다.
스터드-맞물림 부재는 제 1 및 제 2 치형부 사이에 배치된 제 3 치형부를 포함할 수 있다. 제 2 치형부는 또한 제 3 치형부보다 상기 빔에 가깝다. 추가 치형부는 스터드와의 더 강력한 맞물림을 제공한다.
멈춤부 레지(stop ledge)는 간격에 의해 제 2 치형부로부터 분리될 수 있다. 스터드-유지 아암은 간격을 통해 멈춤부 레지쪽으로 휘어지도록 구성된다. 멈춤부 레지는 스터드-유지 아암이 멈춤부 레지를 지나 휘어지는 것을 방지한다.
치형부는 스터드의 나사선(threads)과 약간 상이하게 각도를 이룰 수 있다. 유지 아암이 스터드쪽으로 강제될 때, 치형부는 나사선의 접촉 표면과 동일 수준에 있게 된다.
스터드 맞물림 부재는 제 1 및 제 2 힌지를 통해 하우징의 부분에 일체형으로 연결될 수 있다. 제 1 및 제 2 치형부 중 적어도 하나는 제 1 및 제 2 힌지 모두 아래에 있을 수 있다. 제 1 및 제 2 치형부 사이의 피치(pitch)는 스터드의 나사선 사이의 피치의 절반일 수 있다.
본 발명의 특정 실시예는 하우징 및 대향 스터드-유지 아암의 제 1 세트를 포함하는 스터드 리테이너 조립체를 제공한다. 하우징은 베이스에 수직인 평행 빔에 일체형으로 연결된 베이스를 포함할 수 있다. 평행 빔은 또한 베이스와 평행한 벽에 연결된다. 스터드 챔버는 평행 빔, 베이스 및 벽 사이에 한정된다.
대향하는 스터드-유지 아암의 제 1 세트는 스터드 챔버 내에 배치된다. 각 스터드-유지 아암은 스터드와 맞물리도록 구성된 제 1 및 제 2 치형부를 포함하는 스터드 맞물림 부재를 포함한다. 제 2 치형부는 제 1 치형부에 비해 빔쪽으로 오목하여, 제 1 치형부는, 스터드-유지 아암이 휴지 상태 위치에 있을 때 제 2 치형부보다 스터드 챔버로 더 멀리 연장된다.
조립체는 또한 베이스에 근접한 대향하는 스터드-유지 아암의 적어도 제 2 세트를 포함할 수 있다.
본 발명의 특정 실시예는 하우징과, 적어도 제 1, 제 2, 제 3, 제 4 스터드-유지 아암을 포함하는 스터드 리테이너 조립체를 제공한다. 하우징은 베이스에 수직인 제 1 및 제 2 평행 빔에 일체형으로 연결된 베이스를 포함할 수 있다. 제 1 및 제 2 평행 빔은 또한 베이스에 평행한 벽에 일체형으로 연결된다. 스터드 챔버는 평행 빔, 베이스 및 벽 사이에 한정된다.
제 1 및 제 2 스터드-유지 아암은 제 1 평행 빔으로부터 스터드 챔버로 연장한다. 제 3 및 제 4 스터드-유지 아암은 제 2 평행 빔으로부터 스터드 챔버로 연장한다. 제 1 및 제 3 스터드-유지 아암은 서로 대향하고, 제 2 및 제 4 스터드-유지 아암은 서로 대향한다.
각 스터드-유지 아암은 스터드의 나사선과 맞물리도록 구성된 제 1, 제 2, 및 제 3 치형부를 포함하는 스터드 맞물림 부재를 포함한다. 제 3 치형부는 제 1 및 제 2 치형부에 비해 빔쪽으로 오목하여, 제 1 및 제 2 치형부는, 스터드-유지 아암이 휴지 상태 위치에 있을 때 제 3 치형부보다 스터드 챔버쪽으로 멀리 떨어지게 연결될 수 있다. 각 스터드-유지 아암은 또한 스터드-유지 챔버와 일체형으로 형성된 힌지를 포함할 수 있다. 힌지는 제 1 및 제 2 평행 빔 증 하나에 평행하게 연결된다.
본 발명은 스터드가 비교적 낮은 삽입력으로 삽입되도록 함과 동시에, 조립체가 다른 구조로부터 제거될 때 스터드와 리테이너 조립체 사이의 고정 연결을 제공하도록 구성되는 스터드 리테이너 조립체에 효과적이다.
도 1은 본 발명에 따른 커넥터 조립체의 등각 정면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 스터드 리테이너 조립체를 위에서 본 등각 평면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 스터드 리테이너 조립체를 바닥에서 본 등각 평면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 스터드 리테이너 조립체의 정면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 스터드 리테이너 조립체 내의 스터드의 정평면도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따라 스터드와 맞물리는 유지 아암의 정면도.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 스터드의 나사선과 맞물리는 유지 아암의 상부 치형부의 정면도.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 스터드 리테이너 조립체의 정면도.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 스터드와 맞물리는 스터드 리테이너 조립체의 유지 아암의 정면도.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 스터드와 맞물리는 스터드 리테이너 조립체의 유지 아암의 정면도.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 스터드와 맞물리는 스터드 리테이너 조립체의 유지 아암의 정면도.
본 발명의 실시예가 구체적으로 설명되기 전에, 본 발명은 그 응용에서 다음의 설명에 설명되거나 도면에 도시된 구성요소의 구성 및 배치에 대한 세부사항에 한정되지 않는다는 것이 이해될 것이다. 본 발명은 다른 실시예가 가능하고, 다양한 방식으로 실시되거나 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 구문 및 용어가 설명의 목적을 위한 것이고, 한정으로서 간주되지 않아야 한다는 것이 이해될 것이다. "포함" 및 "포함하는" 및 그 변형에 대한 사용은 이후에 기술된 항목 및 그 등가물 뿐 아니라 추가 항목 및 그 등가물을 포함하는 것으로 의미한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 커넥터 조립체(10)의 등각 정면도를 도시한다. 커넥터 조립체(10)는 스터드 리테이너 조립체(14)에 일체형으로 연결된 주 바디(main body)(12)를 포함한다. 주 바디(12)는 복수의 튜브 채널(16)을 포함하고, 이들 복수의 튜브 채널(16) 각각은 상이한 크기를 갖는 튜브(미도시)를 수용하도록 서로 상이한 크기를 가질 수 있다. 튜브 채널(16)은 튜브의 외부 원주 표면 주위와 단단히 맞물리도록 구성된다. 선택적으로, 튜브 채널 대신에, 커넥터 조립체(10)는 레일, 빔 등과 같은 다양한 다른 구성요소를 단단히 유지시키도록 구성된 클램프, 그루브, 래치, 걸쇠(clasp), 미늘(barb) 등을 포함할 수 있다. 일반적으로, 커넥터 조립체(10)는 임의의 구성요소(들)를 차량 프레임과 같은 다른 구조에 고정시키도록 구성될 수 있다. 주 바디(10)는 대안적으로 미국 특허 출원 공개 번호 2009/0028668에 도시되고 설명된 것과 유사하게 형성되고 구성될 수 있다.
주 바디(12)는 스터드(도 1에는 미도시)와 단단히 맞물리는 스터드 리테이너를 통해 차량 프레임, 후드 등과 같은 구조에 고정된다. 아래에 구체적으로 설명되는 바와 같이, 스터드 리테이너 조립체(14)는 비교적 낮은 삽입력을 통해 스터드를 수용하고, 삽입력보다 더 큰 유지력으로 스터드를 유지(즉, 스터드가 잡아당겨지지 못하게 하는)하도록 구성된다.
도 2 및 도 3은 스터드 리테이너 조립체(14)를 각각 위와 바닥에서 본 등각도를 도시한다. 도 4는 스터드 리테이너 조립체(14)의 평면도를 도시한다. 도 2 내지 도 4를 참조하면, 스터드 리테이너 조립체(14)는 명백함을 위해 도 1의 커넥터 조립체(10)로부터 분리되고 별개인 것으로 도시된다. 그러나, 스터드 리테이너 조립체(14)는 스터드를 통해 구조에 고정되는 임의의 커넥터와 함께 사용될 수 있다.
스터드 리테이너 조립체(14)는 직립(upstanding) 빔(20)에 일체형으로 연결된 평면 베이스(18)를 포함하고, 상기 직립 빔(20)은 다시 상부 평면 벽(22)에 일체형으로 연결된다. 벽(22)은 도 1에 도시된 커넥터 조립체(10)의 주 바디(12)의 부분에 일체형으로 연결될 수 있다. 선택적으로, 벽(22)은 주 바디(12)로부터 분리되고 별개일 수 있고, 이 경우에, 벽(22) 및/또는 스터드 리테이너 조립체(14)의 다른 부분은 다양한 유형의 고정 방법을 통해 주 바디(12)에 단단히 고정될 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 빔(20)은 베이스(18) 및 벽(22)에 수직이다. 브레이싱 스트럿(bracing struts)(24)은 또한 직각으로 빔(20)의 외부 표면에 연결되는 벽(22)과 베이스(18) 사이에 일체형으로 형성될 수 있다. 이와 같이, 스트럿(24)은 베이스(18)와 벽(22)으로 I-구성을 형성할 수 있다.
스터드-유지 챔버(26)는 빔(20), 베이스(18) 및 벽(22) 사이에 한정된다. 채널(28)은 스터드가 스터드-유지 챔버(26)를 통과하도록 하는 베이스(18)를 통해 형성된다.
지지 스트랩(30)은 빔(20) 사이의 중간 영역에서 베이스(18)의 외부 에지로부터 벽(22)의 외부 에지로 연장할 수 있다. 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 특히, 지지 스트랩(30)은 채널(28)에 의해 한정된 원통형 엔벨로프(envelope)(31)(도 4에는 미도시)로 연장하지 않는다. 그 대신, 스트랩(30)은 스터드 리테이너 조립체(14)의 외부 에지 상에 위치하고, 베이스(18)와 벽(22) 사이에 추가 브레이싱 지지부를 제공한다.
유지 아암(32)은 빔(20)의 내부 표면으로부터 챔버(26)로 연장한다. 각 유지 아암(32)은 스터드 맞물림 부재(34)에 일체형으로 연결된 힌지(33)를 포함한다. 각 힌지(33)는 빔(20)의 내부 표면으로부터 일체형으로 연장한다. 힌지(33)는 유연하고, 스터드 맞물림 부재(34)가 빔(20)에 대해 힌지(33) 주위를 선회하도록 한다. 힌지(33)는 베이스(18)의 평면에 대해 20°의 각도를 이룰 수 있다. 이러한 각도가 힌지(33) 상의 응력(stress)을 감소시키고, 유지 아암(32)이 쉽고 매끄럽게 위쪽으로 편향하도록 한다는 것을 알게 되었다. 그럼에도 불구하고, 각도는 변하는 원하는 유지력을 수용하도록 조정될 수 있다.
스터드 맞물림 부재(34)는 원통형 엔벨로프(31)로 연장한다. 스터드 맞물림 부재(34)는 아래에 설명되는 바와 같이, 스터드의 외부 부분을 챔버(26)와 맞물리도록 구성된다.
각 스터드 맞물림 부재(34)는 상부 치형부(36)와, 중간 치형부(38)와, 하부 치형부(40)를 갖는다. 상부 및 중간 치형부(36 및 38)는 하부 치형부(40)보다 더 크게 엔벨로프(31)로 연장한다. 즉, 하부 치형부(40)는 상부 및 중간 치형부(36 및 38)에 비해 빔(20)쪽으로 오목하다. 각 스터드 맞물림 부재(34)가 3개의 치형부(34, 36 및 38)를 갖는 것으로 도시되지만, 더 많거나 더 적은 치형부가 사용될 수 있다. 그러나, 각 스터드 맞물림 부재(34)는, 힌지(33)를 통해 연결하는 빔(20)쪽으로 오목한, 다른 치형부인 상승된 치형부를 포함한다. 예를 들어, 각 스터드 맞물림 부재(34)는 상부 치형부(36) 및 하부 치형부(40)를 포함할 수 있지만, 중간 치형부(38)를 포함할 필요는 없다. 그러나, 중간 치형부(38)의 추가는 스터드에 대해 더 강하고 더 강력한 맞물림을 제공한다.
고정된 멈춤부 레지(42)는 상부 스터드 맞물림 부재(34) 아래의 빔(20)의 내부 표면으로부터 연장한다. 멈춤부 레지(42)는 배리어를 제공하고, 상부 스터드 맞물림 부재(34)는 이러한 배리어를 지나 통과할 수 없다. 즉, 힌지(33)가 멈춤부 레지(42)쪽으로 아래로 휘어지는 경우에, 상부 스터드 맞물림 부재(34)는 더 먼 아래쪽의 이동으로부터 중단된다.
하부 스터드 맞물림 부재(34)의 유사한 아래쪽의 이동은 베이스(18) 및/또는 베이스로부터 연장하고 엔벨로프(31)를 한정하는 직립 원통형 칼라(collar)(44)에 의해 차단된다.
도 4에 도시된 바와 같이, 특히, 대향하는 유지 아암(32)은 스터드의 특정 나사산 형성(threading)을 수용하기 위해 서로 오프셋된다. 대안적으로, 대향하는 유지 아암은 거울-이미지 구성으로 정렬될 수 있다. 일반적으로, 대향하는 유지 아암은 특정한 스터드 나사산 형성부와의 원하는 맞물림에 따라 동일하거나 상이한 높이에 위치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따라 스터드 리테이너 조립체(14) 내의 스터드(45)의 정면도를 도시한다. 도 6은 스터드(45)와 맞물리는 유지 아암(32)의 정면도를 도시한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 스터드(45)는 나사산(46)을 포함한다. 스터드(45)를 챔버(26)에 삽입하기 위해, 스터드(45)는 칼라(44)에 의해 한정된 채널(28)(예를 들어, 도 3에 도시됨)로 나사산 방식으로(threadably) 밀어낼 수 있다(또는 다른 경우 밀어냄). 스터드(45)가 챔버(26) 안으로 밀어질 때, 나사산(46)은 하부 치형부(40)에 밀어 넣어진다. 스터드(45)가 챔버(26)에 계속해서 밀어질 때, 나사산(45)은 하부 치형부(40)를 각 빔(20)쪽으로 밀어 넣는다. 유지 아암(32)은 각 빔(20)쪽으로 뒤로 휘어져서, 힌지(33) 주위를 다시 선회한다. 뒤로 휘어진 유지 아암이 32'로서 점선으로 도시된다(도 6에 구체적으로 확대되어 도시됨).
나사산(46)이 하부 치형부(40)를 지나 위쪽으로 이동할 때, 유지 아암(32)은 고체 유지 아암(32)에 의해 도시된 바와 같이, 스터드(45)쪽으로 다시 스냅 방식으로 고정된다(snaps). 그러나, 스터드(45)가 위쪽으로 계속해서 밀어낼 때, 나사산(46)은 유지 아암(32)이 예를 들어 참조 번호(32')로 도시된 바와 같이 다시 선회하도록 한다. 이 위치에서, 중간 치형부(38') 및 상부 치형부(36')는 스터드(45)와 접촉하지 않는다. 중간 치형부(38') 및 상부 치형부(36')가 이 위치에서 나사산(46)과 접촉하지 않기 때문에, 이들은 덜 손상입고, 스터드-맞물림 및 유지 위치에 대해 전체 세기를 유지한다.
더욱이, 하부 치형부(40)의 오목한 특성은 이전 스터드 리테이너와 비교하여, 나사산(46)과의 적은 간섭을 제공한다. 따라서, 리테이너 아암(32')은 충분히 뒤로 휘어지지 않고, 이것은 다시 힌지(33') 상에 적은 응력을 초래한다.
스터드(45)를 챔버(26)로 밀어내는 것이 증가할 때, 각 나사산(46)이 하부 치형부(40)를 지나 이동할 때, 유지 아암(32)은 스터드(45)쪽으로 다시 스냅 방식으로 고정되어, 나사산(46)은 각 치형부(36, 38 및 40)의 상부에 놓인다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 완전히-맞물릴 때, 나사산(46)은 하부 치형부(40)와 비교하여, 치형부(36 및 38)의 더 큰 부분과 인접한다. 이것은 하부 치형부(40)가 빔(20)쪽으로 다시 오목해지기 때문이다. 따라서, 치형부(36 및 38)는 일반적으로 나사산(46)의 전체 하부 부분 아래에 있는 반면, 하부 치형부(40)는 일반적으로 나사산(46)의 전체 부분보다 적게 아래에 있다. 예를 들어, 하부 치형부(40)는 완전히-맞물린 위치에서 특정 나사산(46)의 하부 부분의 대략 절반에 인접할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따라 스터드(45)의 나사산(46)과 맞물리는 유지 아암(32)의 상부 치형부(36)의 정면도를 도시한다. 도 7은 완전히-맞물린 위치에서의 유지 아암(32)을 도시하고, 이 위치에서 나사산(46)은 상부 치형부(36)의 상부 상에 놓인다. 도 7에 도시된 바와 같이, 상부 치형부(36)는 둥근 헤드(48)와 일체형으로 연결되고, 이것은 유지 아암(32)이 나사산(46) 상에서 스내깅(snagging)되는 것을 방지한다.
도 7에 도시된 바와 같이, 로지(loadged) 위치에서, 치형부(36)의 말단 지점(50)은 나사산(46)의 베이스 바로 아래에 스터드(45)의 샤프트(52)에 끼어 넣어지고(wedged), 이것은 나사산(46)의 베이스와 지점(50) 사이의 작은 간격에서 초래된다. 따라서, 나사산(46)의 말단 팁(54)은 지점(B)에서 둥근 헤드(48) 근처의 치형부(36)에 밀어 넣어진다. 지점(B)에서, 팁(54)은 헤드(48) 근처의 치형부(36)의 표면에 직각이다. 지점(B)이 일반적으로 응력 및 분배력을 견디기 위해 물질의 가장 큰 표면적을 제공할 때, 말단 팁(54)을 지점(B)에서 헤드(48) 근처의 치형부(36)에 대해 직각 방향으로 밀어 넣는 치형부(36)의 말단 지점(50)의 끼워 넣어지는 관계가 최대 유지 세기를 제공한다는 것을 알게 되었다.
치형부와 나사산 사이의 각도는 1°와 같이 약간 다르다. 스터드로부터의 리테이너 조립체 제거 동안, 스터드 나사산과 치형부 사이의 접촉이 스터드 나사산의 최외각 지점{지점(B)}에서 발생하도록 한다. 이러한 구성은 나사산 및 치형부를 통한 힘의 분배를 최적화한다. 스터드가 제거력을 받을 때, 스터드 나사산의 크레스트(crest)는 짝을 이루는(mating) 치형부와 접촉하도록 하여, 스터드가 잡아당기는 힘(pulling-out force)을 계속해서 받을 때, 치형부의 전체 표면은 유지 아암(32)이 스터드(45)의 중심쪽으로 이동하도록 하는 잡아당기는 힘으로 인해 스터드 나사산과 맞물리게 된다. 이와 같이, 각 치형부의 상부측은 유지 아암(32)이 스터드(45)쪽으로 휘어질 때 나사산의 바닥측과 동일 평면으로 인접하여, 제거에 저항하는 최대 힘을 제공한다.
도 2 내지 도 7을 참조하면, 스터드(45)는 스터드(45)를 챔버(26)에 간단히 밀어 냄으로써 스터드 리테이너 조립체(14)에 쉽게 삽입된다. 유지 아암(32)은 전술한 바와 같이 스터드(45)의 나사산(46)과 맞물린다. 나사산(46)이 스터드 맞물림 부재(34)의 하부 치형부(40)로 이동할 때, 하부 치형부(40)의 오목한 특성은, 유지 아암(32)이 뒤로 휘어지도록 하여, 상부 및 중간 치형부(36 및 38)가 나사산(46)과 접촉하지 않는다. 그러나, 나사산(46)이 하부 치형부를 지나 이동할 때, 유지 아암(32)은 스터드(45)쪽으로 다시 스냅 방식으로 고정되고, 치형부 사이의 영역에 단단히 끼워져서, 챔버(26) 내에 스터드를 단단히 유지시킨다. 스터드(45)는 챔버(26)로 계속해서 나사 연결될 수 있어, 스터드(45)가 완전히 삽입될 때까지 프로세스를 반복한다.
스터드(45)가 제거 나사 연결가능한 회전의 제거 없이 화살표 방향(A)과 반대 방향으로 밀어내어 지면, 리테이너 아암(32)은 나사산(46)과 계속해서 맞물리게 된다. 즉, 각 치형부(36, 38 및 40)는 동시에 나사산(46)과 계속해서 맞물려서, 스터드(45)의 제거를 방지하는 상대적으로 큰(스터드의 챔버로의 나사 연결가능한 삽입력에 비해) 저항력을 주장한다. 부하의 거의 60%가 상부 치형부(36)에 의해 흡수되고, 부하의 30%가 중간 치형부(38)에 의해 흡수되고, 부하의 10%가 하부 치형부(40)에 의해 흡수된다는 것을 알게 되었다. 치형부 중에 이러한 힘 분배로 인해, 바닥 치형부(40)는 하부 삽입력에 대한 적은 간섭을 제공하기 위해 스터드(45)로부터 뒤로 당겨질 수 있다.
리테이너 아암(32)이 빔(20)으로부터 멀리 휘어질 수 있지만, 멈춤부 레지(42), 칼라(44) 및/또는 베이스(18)는 리테이너 아암(32)의 추가 이동을 중단시킨다. 즉, 레지(42)는 상부 유지 아암(32)으로부터 이격되어, 치형부는, 리테이너 아암(32)이 레지(42)에 인접할 때 나사산(46)과 단단한 맞물림으로부터 후퇴하지 않는다.
하부 유지 아암(32)은 칼라(44) 또는 베이스(18)와 같은 멈춤 구성요소로부터 유사하게 이격된다. 따라서, 구성요소로부터 스터드 리테이너 조립체(14)를 제거할 때, 스터드(45)와 스터드 리테이너 조립체(14) 사이의 연결이 유지된다. 즉, 스터드 리테이너 조립체(14)로부터 스터드(45)를 제거하기 위해, 스터드(45)는 스터드 리테이너 조립체(14)로부터 나사 연결되게 풀려지기 위해 회전가능하게 조절된다(단지 스터드를 잡아당기는 것에 대조적으로).
도 8은 본 발명의 일실시예에 따라 스터드 리테이너 조립체(60)의 정면도를 도시한다. 조립체(60)는, 공동(62)이 빔(64) 내에 형성된다는 점을 제외하고 조립체(14)와 유사하다. 힌지(33)는 공동(62) 내의 빔(64)에 연결된다. 따라서, 힌지(33)는 더 길고 더 유연하다. 즉, 힌지(33)의 길이는 원하는 유연성의 양에 따라 크기가 정해질 수 있다. 공동(62)은 더 긴 힌지(33)를 허용한다.
도 9는 본 발명의 일실시예에 따라 스터드(45)와 맞물리는 스터드 리테이너 조립체(72)의 유지 아암(70)의 정면도를 도시한다. 이 실시예에서, 개별적이고 별도의 유지 아암 대신에, 단일 유지 아암(70)이 제공된다. 유지 아암(70)은 하부 및 상부 힌지(76 및 78)를 통해 빔(74)에 일체형으로 유연하게 연결된다. 하부 힌지(76)는 아암(70)의 치형부 아래에 있다. 단일 유지 아암(70)은 스터드(45)의 나사산(46)과의 증가된 맞물림을 위해 더 많은 치형부를 제공한다. 힌지(76 및 78)는 전술한 것과 유사하게, 유지 아암(70)이 유연하도록 하기 위해 서로 일치하게 작용한다. 다수의 힌지를 갖는 단일 유지 아암(70)은 더 강력한 유지 능력을 제공한다.
도 10은 본 발명의 일실시예에 따라 스터드(45)와 맞물리는 스터드 리테이너 조립체(82)의 유지 아암(80)의 정면도를 도시한다. 유지 아암(80)은, 하부 및 상부 힌지(84 및 86)가 유지 아암(80)을 들어올린다는 점을 제외하고 유지 아암(70)과 유사하다. 유지 아암의 하부 치형부는 하부 힌지(84) 아래에 있다. 이러한 배치가 도 9{도 9에 도시된 힌지(76)의 하부 배치는 단단한 앵커(anchor)를 제공함}에 도시된 것보다 더 유연한 유지 아암(80)을 제공한다는 것을 알게 되었다.
도 11은 본 발명의 일실시예에 따라 스터드(45)와 맞물리는 스터드 리테이너 조립체(92)의 유지 아암(90)의 정면도를 도시한다. 조립체(92)는, 치형부(94)가 전술한 것과 같은 피치의 절반에서 이격된다는 점을 제외하고 전술한 임의의 조립체와 유사할 수 있다. 도시된 바와 같이, 치형부(94)는 PT에서 이격되고, 나사산(46)은 PS에서 이격되고, 여기서 PT는 1/2PS일 수 있다. 따라서, 완전히-맞물린 위치에서, 하나의 치형부(94)는 제 1 나사산(46)의 바닥 표면에 인접하는 반면, 인접한 치형부(94)는 제 1 나사산(46)에 인접한 제 2 나사산(46)의 상부 표면에 인접한다. 따라서, 치형부의 감소된 피치는 유지 아암(90)과 스터드(45) 사이의 더 단단한 맞물림을 제공할 수 있다.
도 1 내지 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예는, 스터드가 비교적 낮은 삽입력으로 삽입되도록 구성되는 스터드 리테이너 조립체를 제공하는 한편, 동시에 조립체가 다른 구조로부터 제거될 때 스터드와 리테이너 조립체 사이의 단단한 연결을 제공한다. 조립체는, 조작자가 특히 회전하는 나사 연결식 이동을 통해 그로부터 스터드를 제거하기를 원하지 않은 경우, 스터드가 조립체로부터 제거되지 못하게 한다.
상부, 바닥, 하부, 중간, 측면, 수평, 수직, 정면 등과 같은 다양한 공간 및 방향 등의 용어가 본 발명의 실시예를 설명하는데 사용될 수 있지만, 그러한 용어는 단지 도면에 도시된 방향에 관해 사용된다는 것이 이해된다. 방향은 역전되고, 회전되거나, 그렇지 않으면 변경될 수 있어서, 상부 부분은 하부 부분이고, 그 반대로도 가능하고, 수평은 수직이 될 수 있다.
이전 설명의 변경 및 변형은 본 발명의 범주 내에 있다. 본 명세서에 개시되고 한정된 본 발명이 설명 및/또는 도면으로부터 언급되거나 명백한 2개 이상의 개별적인 특징의 모든 대안적인 조합으로 확장된다는 것이 이해된다. 이들 상이한 모든 조합은 본 발명의 다양한 대안적인 양상을 구성한다. 본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명을 실시하기 위해 알려진 최상의 모드를 설명하고 당업자가 본 발명을 이용하도록 한다. 청구항은 종래 기술에 의해 허용된 범위까지 대안적인 실시예를 포함하는 것으로 해석될 것이다.

Claims (22)

  1. 스터드 리테이너 조립체(stud retainer assembly)로서,
    빔에 연결된 베이스를 갖고 상기 빔 사이에 스터드 챔버를 한정하는 하우징과,
    상기 스터드 챔버로 연장하기 위해 빔에 선회하도록 연결된 적어도 하나의 스터드-유지 아암으로서, 상기 적어도 하나의 스터드-유지 아암은 스터드와 맞물리도록 구성된 제 1, 제 2 및 제 3 치형부(teeth)를 포함하는 스터드 맞물림 부재를 포함하고, 상기 제 1 치형부는 상기 제 2 치형부보다 상기 빔에 가깝고 상기 제 2 치형부는 상기 제 3 치형부보다 상기 빔에 가깝고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 치형부는 스터드가 각 치형부에 맞물릴 때, 상기 제 3 치형부가 상기 제 2 치형부에 비해 적어도 동일한 양의 스터드와 인접하고 제 1 치형부에 비해 스터드의 더 큰 부분과 인접하도록 더 구성된, 적어도 하나의 스터드-유지 아암을
    포함하는, 스터드 리테이너 조립체.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 스터드-유지 아암은 상기 스터드-맞물림 부재로 일체형으로 형성된 힌지를 포함하고, 상기 힌지는 상기 빔에 유연하게 연결되는, 스터드 리테이너 조립체.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 빔은 서로 평행하고 상기 베이스에 수직이고, 상기 평행 빔은 또한 상기 베이스에 평행한 벽에 일체형으로 연결되고, 상기 스터드 챔버는 상기 평행 빔, 상기 베이스 및 상기 벽 사이에 한정되는, 스터드 리테이너 조립체.
  4. 제 1항에 있어서, 간격(gap)에 의해 상기 제 1 치형부로부터 분리된 멈춤부 레지(stop ledge)를 더 포함하고, 상기 적어도 하나의 스터드-유지 아암은 상기 간격을 통해 상기 멈춤부 레지쪽으로 휘어지도록 구성되고, 상기 멈춤부 레지는 상기 적어도 하나의 스터드-유지 아암이 상기 멈춤부 레지를 지나 휘어지지 못하게 하는, 스터드 리테이너 조립체.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 치형부는 연관된 스터드의 나사산(threads)과 상이하게 각도를 이루도록 더 구성되고, 상기 스터드-유지 아암은 스터드쪽으로 밀어내어지고, 상기 제 1, 제 2 및 제 3 치형부는 나사산의 접촉 표면과 동일 평면에 있도록 구성되는, 스터드 리테이너 조립체.
  6. 스터드 리테이너 조립체로서,
    베이스에 수직인 평행 빔에 일체형으로 연결된 상기 베이스를 포함하는 하우징으로서, 스터드 챔버를 한정하는 하우징, 및
    상기 스터드 챔버내에 배치된 적어도 하나의 스터드-유지 아암으로서, 상기 적어도 하나의 스터드-유지 아암은 스터드와 맞물리도록 구성된 제 1 및 제 2 치형부를 포함하는 스터드 맞물림 부재를 포함하고, 상기 제 2 치형부는 상기 제 1 치형부보다 상기 빔에 가깝고, 상기 스터드 맞물림 부재는 제 1 및 제 2 힌지를 통하여 상기 하우징의 부분에 일체형으로 연결되는, 적어도 하나의 스터드-유지 아암을
    포함하는, 스터드 리테이너 조립체.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 치형부 중 적어도 하나는 상기 제 1 및 제 2 힌지 모두 아래에 있는, 스터드 리테이너 조립체.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 각 치형부 사이의 피치는 스터드의 인접한 나사산 사이의 피치의 절반이 되도록 구성되는, 스터드 리테이너 조립체.
  9. 스터드 리테이너 조립체로서,
    베이스에 수직인 평행 빔에 일체형으로 연결된 상기 베이스를 포함하는 하우징으로서, 상기 평행 빔은 또한 상기 베이스와 평행한 벽에 일체형으로 연결되고, 스터드 챔버는 상기 평행 빔, 상기 베이스 및 상기 벽 사이에 한정되는, 하우징;
    상기 스터드 챔버 내에 배치된 대향하는 스터드-유지 아암의 제 1 세트로서,
    상기 대향하는 스터드-유지 아암의 제 1 세트 각각은 스터드와 맞물리도록 구성된 제 1 및 제 2 치형부를 포함하는 스터드 맞물림 부재를 포함하고, 상기 제 2 치형부는 상기 제 1 치형부보다 상기 빔에 가깝고, 상기 제 1 치형부는, 상기 대향하는 스터드-유지 아암의 제 1 세트가 휴지 상태 위치(at-rest position)에 있을 때 상기 제 2 치형부보다 스터드 챔버 안으로 더 멀리 연장하는, 상기 스터드 챔버 내에 배치된 대향하는 스터드 유지 아암의 제 1 세트; 및
    상기 평행 빔 각각으로부터 연장하는 멈춤부 레지(stop ledge)로서, 각 멈춤부 레지는 간격에 의해 상기 제 2 치형부들 중 하나로부터 분리되고, 상기 스터드 유지 아암 각각은 상기 간격을 통해 상기 멈춤부 레지들 중 하나쪽으로 휘어지도록 구성되고, 상기 멈춤부 레지 각각은 상기 스터드 유지 아암 각각의 추가 이동을 차단하는, 멈춤부 레지를
    포함하는, 스터드 리테이너 조립체.
  10. 제 9항에 있어서, 상기 대향하는 스터드 유지 아암의 제 1 세트 각각은 상기 스터드 맞물림 부재로 일체형으로 형성된 힌지를 포함하고, 상기 힌지는 상기 평행 빔들 중 하나에 유연하게 연결되는, 스터드 리테이너 조립체.
  11. 제 9항에 있어서, 상기 대향하는 스터드-유지 아암은 서로 오프셋되는, 스터드 리테이너 조립체.
  12. 제 9항에 있어서, 상기 스터드-맞물림 부재는 상기 제 1 및 제 2 치형부 사이에 배치된 제 3 치형부를 포함하고, 상기 제 2 치형부는 상기 제 3 치형부보다 상기 빔에 가깝고, 스터드 리테이너 조립체.
  13. 제 9항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 치형부는 스터드의 나사산과 상이하게 각도를 이루고, 상기 유지 아암이 스터드쪽으로 밀어내어질 때, 상기 제 1 및 제 2 치형부는 나사산의 접촉 표면과 동일 평면에 있는, 스터드 리테이너 조립체.
  14. 제 9항에 있어서, 상기 스터드 맞물림 부재는 제 1 및 제 2 힌지를 통해 상기 평행 빔들 중 하나에 일체형으로 연결되는, 스터드 리테이너 조립체.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 치형부들 중 적어도 하나는 상기 제 1 및 제 2 힌지 모두 아래에 있는, 스터드 리테이너 조립체.
  16. 스터드 리테이너 조립체로서,
    스터드;
    베이스에 수직인 평행 빔에 일체형으로 연결된 상기 베이스를 포함하는 하우징으로서, 상기 평행 빔은 또한 상기 베이스에 평행한 벽에 일체형으로 연결되고, 스터드 챔버는 상기 평행 빔, 상기 베이스, 및 상기 벽 사이에 한정되는, 하우징; 및
    상기 스터드 챔버 내에 배치된 대향하는 스터드-유지 아암의 제 1 세트로서,상기 대향하는 스터드-유지 아암의 제 1 세트 각각은 상기 스터드와 맞물리도록 구성된 제 1 및 제 2 치형부를 포함하는 스터드 맞물림 부재를 포함하고, 상기 제 2 치형부는 상기 제 1 치형부보다 상기 빔에 가깝고, 상기 제 1 치형부는, 상기 대향하는 스터드-유지 아암의 제 1 세트가 휴지 상태 위치(at-rest position)에 있을 때 상기 제 2 치형부보다 스터드 챔버 안으로 더 멀리 연장하고, 상기 제 1 및 제 2 치형부 사이의 피치는 상기 스터드의 인접한 나사산 사이의 피치의 절반이 되도록 구성되는, 상기 스터드 챔버 내에 배치된 대향하는 스터드-유지 아암의 제 1 세트를
    포함하는, 스터드 리테이너 조립체.
  17. 제 9항에 있어서, 상기 베이스에 근접한 대향하는 스터드 유지 아암의 제 2 세트를 더 포함하는, 스터드 리테이너 조립체.
  18. 스터드 리테이너 조립체로서,
    베이스에 수직인 제 1 및 제 2 평행 빔에 일체형으로 연결된 상기 베이스를 포함하는 하우징으로서, 상기 제 1 및 제 2 평행 빔은 또한 상기 베이스에 평행한 벽에 일체형으로 연결되고, 스터드 챔버는 상기 평행 빔, 상기 베이스 및 상기 벽 사이에 한정되는, 하우징과;
    상기 제 1 평행 빔으로부터 상기 스터드 챔버로 연장하는 제 1 및 제 2 스터드 유지 아암과;
    상기 제 2 평행 빔으로부터 상기 스터드 챔버로 연장하는 제 3 및 제 4 스터드-유지 아암으로서, 상기 제 1 및 제 3 스터드-유지 아암은 서로 마주보고, 상기 제 2 및 제 4 스터드 유지 아암은 서로 마주보는, 제 3 및 제 4 스터드-유지 아암을
    포함하고,
    상기 스터드-유지 아암 각각은,
    스터드의 나사산과 맞물리도록 구성된 제 1, 제 2, 및 제 3 치형부를 포함하는 스터드 맞물림 부재로서, 상기 제 3 치형부는 상기 제 1 및 제 2 치형부보다 상기 빔에 가깝고, 상기 제 1 및 제 2 치형부는, 상기 스터드 유지 아암이 휴지 상태 위치에 있을 때 상기 제 3 치형부보다 상기 스터 드 챔버안으로 더 멀리 연장하는, 스터드 맞물림 부재; 및
    상기 스터드 맞물림 부재로 일체형으로 형성된 힌지로서, 상기 힌지는 상기 제 1 및 제 2 평행 빔들 중 하나에 유연하게 연결되는, 힌지를
    포함하고,
    상기 제 1 및 제 3 스터드 유지 아암은 서로 오프셋되고, 상기 제 2 및 제 4 스터드 유지 아암은 서로 오프셋되고,
    상기 제 1 및 제 2 스터드 유지 아암 사이의 상기 제 1 평행 빔으로부터 연장하는 제 1 멈춤부 레지와, 상기 제 3 및 제 4 스터드 유지 아암 사이의 상기 제 2 평행 빔으로부터 연장하는 제 2 멈춤부 레지를
    더 포함하는, 스터드 리테이너 조립체.
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