KR102036079B1

KR102036079B1 - 워셔 조립체

Info

Publication number: KR102036079B1
Application number: KR1020137020196A
Authority: KR
Inventors: 로버트 알. 스케이서; 제이슨 디. 홀트
Original assignee: 일리노이즈 툴 워크스 인코포레이티드
Priority date: 2011-01-25
Filing date: 2012-01-24
Publication date: 2019-10-24
Also published as: US20140017032A1; US8926247B2; JP6073252B2; KR20140003523A; JP2014504709A; WO2012103097A1; EP2668415A1; CN103534506A; EP2668415B1; CN103534506B

Abstract

워셔 조립체(60)는 패스너 및/또는 다른 구조로부터 작업편을 절연하도록 구성된다. 워셔 조립체는 작업편의 표면에 직접 접촉하도록 구성된 적어도 하나의 융기부(74)를 갖는 고무 절연체(62)와, 고무 절연체에 영구적으로 고정된 금속 강화 부재(40)를 포함한다. 융기부(들)(74)는 정상 동작 상태 동안 압착되도록 구성된다. 금속 강화 부재(40)는, 정상 동작 상태 동안보다 워셔 조립체(60)에 더 큰 힘이 가해지는 피크 동작 상태 동안 압착되도록 구성된다.

Description

워셔 조립체{WASHER ASSEMBLY}

본 출원은 그 전체가 본 명세서에 참고용으로 병합된, 2011년 1월 25일에 출원된 "워셔 조립체"라는 명칭의 미국 가특허 출원 61/435,931에 관한 것으로, 이로부터 우선권 이익을 주장한다.

본 발명의 실시예는 일반적으로 워셔 조립체에 관한 것으로, 더 구체적으로 고무 절연체에 본딩된 금속 워셔를 포함하는 워셔 조립체에 관한 것이다.

도 1은 알려진 절연 조립체(10)의 단면도를 도시한다. 조립체(10)는 각각 상부 및 하부 부싱(12 및 14)과, 각각 상부 및 하부 고무 그로밋(grommet)(16, 18)을 포함한다. 부싱(12 및 14) 및 그로밋(16 및 18)은 서로 분리되고 개별적이다. 즉, 조립체(10)가 패스너와 작업편(work-piece) 사이에 압축하여 고정되지 않을 때, 그로밋(16 및 18)은 부싱(12 및 14)으로부터 간단히 탈착된다.

각 부싱(12 및 14)은 일반적으로 샤프트(20)에 수직인 산출된(outturned) 평면의 칼라(collar)(22)로 일체로 형성된 중공 원통형 샤프트(20)를 포함한다. 각 그로밋(16 및 18)은 중앙 개구부를 한정하는 일반적으로 원형의 메인 바디(24)를 포함한다. 메인 바디(24)는 샤프트(20) 주위에 설치된다.

도 1에 도시된 바와 같이, 절연 조립체(10)는 프레임, 패널 등과 같은 작업편(28)으로부터 볼트와 같은 패스너(26) 및/또는 작업편(미도시)을 절연하는데 사용된다. 작업편(28)은 패스너(26)의 샤프트(32)가 통과하는 관통 구멍(30)을 포함한다. 더욱이, 부싱(12 및 14)의 샤프트(20)는 관통 구멍(30) 및 그로밋(16 및 18)의 부분에 통과한다. 이러한 방식으로, 패스너(26) 및 부싱(12 및 14)은 작업편(28)으로부터 절연된다. 고무 그로밋(16 및 18)만이 작업편(28)과 접촉하여, 스크래치, 고우지(gouges) 등으로부터 작업편(28)을 보호한다.

그로밋(16 및 18)은 부싱(12 및 14)의 칼라(22)와 작업편(28) 사이에 압축하여 삽입된다. 그로밋(16 및 18)의 고무가 표준 부하로부터 설정될 때, 그로밋(16 및 18)으로 가해진 힘의 양(즉, "부하")이 직접 영향을 받는다. 시간이 지남에 따라, 그로밋(16 및 18)으로 가해진 힘은 그로밋(16 및 18)을 약화시킬 수 있다. 더욱이, 그로밋(16 및 18) 내의 고무는 열화될 수 있고, 약해질 수 있다.

그로밋(16 또는 18)과 같은 기존의 고무 그로밋은 예를 들어 부싱(12)의 칼라(22)와 연계하여 패스너 헤드(34)에 의해 압착된다. 그로밋(16 및 18)이 영구적으로 설정될 때, 그로밋(16 및 18)에 의해 받게 되는 압축의 유효량이 감소된다. 따라서, 그로밋(16 및 18)은 작업편(28)에 적은 보호 및 절연 부하를 제공한다.

일반적으로, 작업편(28)에 가해진 부하에서의 증가는 작업편(28) 자체 및/또는 패스너(26)의 상당한 이동, 예를 들어 시프팅(shifting)을 초래할 수 있다. 따라서, 그로밋(16 및 18)은 울퉁불퉁한 위치에서 영구적으로 설정될 수 있어서, 이를 통해 적절한 절연을 감소시킨다. 일반적으로, 시간이 지남에 따라, 압축 상태의 고무 그로밋(16 또는 18)은 영구적으로 설정될 것이다. 일반적으로, 고무의 영구적인 설정은 높이 변화를 초래하고, 부하 및 절연 이익을 감소시킨다.

피크 동작 상태 동안, 500-1000%의 힘의 증가는 그로밋(16 및 18)에 가해질 수 있다. 이 시간 동안, 그로밋(16 및 18)은 일반적으로 시스템이 계속해서 적절히 작용하는데 너무 많은 이동을 허용한다.

특정한 실시예는 패스너 및/또는 다른 구조로부터 작업편을 절연하도록 구성된 워셔 조립체를 제공한다. 워셔 조립체는 작업편의 표면과 직접 접촉하도록 구성된 적어도 하나의 융기부를 갖는 고무 절연체와, 고무 절연체에 영구적으로 고정된 금속 강화 부재를 포함한다. 융기부(들)는 정상 동작 상태 동안 압착되도록 구성된다. 금속 강화 부재는, 정상 동작 상태 동안보다 워셔 조립체에 더 큰 힘이 가해지는 피크 동작 상태 동안 압착되도록 구성된다.

고무 절연체는 고무 절연체 링을 포함할 수 있다. 융기부(들)는 적어도 하나의 방사상 리브(rib)를 포함할 수 있다.

금속 강화 부재는 금속 워셔를 포함할 수 있다. 금속 워셔는 일정하게-이격된 업셋(upset)을 포함할 수 있다. 각 일정하게-이격된 업셋은 정점에 연결하는 플런징 빔(plunging beam)을 포함할 수 있다. 선택적으로, 금속 강화 부재는 파도 형태의(wave-shaped) 워셔를 포함할 수 있다. 대안적으로 또는 추가로, 금속 강화 부재는 고무 절연체에 걸쳐 고정된 금속 컵을 포함할 수 있다. 금속 컵은 수용 커프(containing cuff)로 일체로 형성된 평평한 림(rim)을 포함할 수 있다.

금속 강화 부재는 고무 절연체에 영구적으로 본딩될 수 있다. 더욱이, 금속 강화 부재는 고무 절연체 내에 내장될 수 있다.

특정 실시예는 시스템을 제공하며, 이러한 시스템은 관통 구멍을 갖는 작업편과, 헤드에 일체로 연결된 샤프트를 갖는 패스너로서, 샤프트는 관통 구멍을 통과하는, 패스너와, 패스너가 작업편에 직접 접촉하지 않도록 패스너 및/또는 다른 구조로부터 작업편을 절연하도록 구성된 워셔 조립체를 포함한다. 워셔 조립체는 작업편의 표면에 직접 접촉하도록 구성된 적어도 하나의 융기부를 갖는 고무 절연체와, 고무 절연체에 영구적으로 고정된 금속 강화 부재를 포함한다. 융기부(들)는 정상 동작 상태 동안 압착되도록 구성된다. 금속 강화 부재는, 정상 동작 상태 동안보다 워셔 조립체에 더 큰 힘이 가해지는 피크 동작 상태 동압 압착되도록 구성된다. 금속 강화 부재는 작업편에 직접 접촉하지 않는다.

특정 실시예는 다른 작업편과 같은 패스너 및/또는 다른 구조로부터 작업편을 절연하도록 구성된 워셔 조립체를 제공한다. 워셔 조립체는 작업편의 표면에 직접 접촉하도록 구성된 복수의 일정하게 이격된 방사상 리브를 갖는 고무 절연체와, 고무 절연체 내에 내장된 금속 강화 부재를 포함한다. 일정하게 이격된 방사상 리브는 정상 동작 상태 동안 압착되도록 구성된다. 금속 강화 부재는, 정상 동작 상태 동안보다 워셔 조립체에 더 큰 힘이 가해지는 피크 동작 상태 동안 압착되도록 구성된다. 금속 강화 부재는 고무 절연체의 형태를 유지한다.

본 발명은 이동을 제어하고 넓은 범위의 힘에 걸쳐 패스너 및/또는 다른 작업편으로부터 작업편을 절연하는 워셔 조립체에 효과적이다.

도 1은 알려진 절연 조립체의 단면을 도시한 도면.
도 2는 실시예에 따른 금속 워셔를 위에서 본 등각 평면도.
도 3은 실시예에 따른 워셔 조립체의 등각 평면도.
도 4는 실시예에 따른 워셔 조립체를 밑에서 본 등각 평면도.
도 5는 실시예에 따라 패스너 및 다른 작업편으로부터 작업편을 절연하는 워셔 조립체의 등각도.
도 6은 실시예에 따라 패스너 및 다른 작업편으로부터 작업편을 절연하는 워셔 조립체의 축방향 단면도.
도 7은 실시예에 따라 정상 및 피크 동작 상태 동안 워셔 조립체의 스프링 속도의 차트.
도 8은 실시예에 따른 워셔 조립체를 위에서 본 등각 평면도.
도 9는 실시예에 따른 워셔 조립체를 밑에서 본 등각 평면도.
도 10은 실시예에 따른 워셔 조립체의 정면도.
도 11은 실시예에 따른 워셔 조립체의 축방향 단면도.
도 12는 실시예에 따른 워셔 조립체의 정면도.
도 13은 실시예에 따른 워셔 조립체의 축방향 단면도.
도 14는 실시예에 따른 워셔 조립체를 밑에서 본 등각 평면도.

실시예들이 구체적으로 설명되기 전에, 본 발명이 그 응용에 있어서 다음의 설명에 설명되거나 도면에 도시된 구성요소의 구성 및 배치에 대한 세부사항에 한정되지 않음이 이해될 것이다. 본 발명은 다른 실시예를 가능하게 하고, 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(including)" 및 "포함하는(comprising)" 및 그 변형의 이용은 이후에 기재된 항목 및 그 등가물 뿐 아니라 추가 항목 및 그 등가물을 포함하는 것으로 의미한다.

도 2는 실시예에 따라 금속 워셔(40) 또는 강화 부재를 위에서 본 등각 평면도를 도시한다. 워셔(40)는 알루미늄, 탄소 스틸, 스테인리스 스틸 등과 같은 다양한 금속으로 형성될 수 있다. 워셔(40)는, 플랫의 평평한 표면(44) 및 일정하게 이격된 업셋(46)을 갖는 일반적으로 원형의 메인 바디(42)를 포함한다. 즉, 업셋(46)은 서로 동일한 방사상 거리로 이격된다. 각 업셋(46)은 플랫의 평평한 표면(44)을 갖는 평면 밖에 있는 메인 바디(42)의 주름진(crimped), 움푹 들어간(dented), 또는 달리 형성된 부분인 메인 바디(42)의 부분이다. 워셔(40)는 도시된 것보다 더 많거나 더 적은 업셋(46)을 포함할 수 있다. 추가로, 업셋(46)은 일정하지 않은 패턴으로 서로 이격될 수 있다.

각 업셋(46)은 대항하는 플런징 빔(48)을 포함하는데, 이러한 플런징 빔은 평평한 표면(44)에 일체로 연결된 근접 단부(49)와, 정점(50)에서 서로 연결된 말단 단부를 갖는다. 따라서, 각 업셋(46)은 V로서 형성된다. 하지만, 업셋(46)은 평평한 표면(44)을 갖는 평면 밖에 있는 다양한 다른 형태로서 형성될 수 있다. 예를 들어, 업셋(46)은 파도 형태의 부분일 수 있다.

도 3은 실시예에 따라 워셔 조립체(60)를 위에서 본 등각 평면도를 도시한다. 워셔 조립체(60)는 고무 절연체 링(62) 또는 베이스에 고정된 워셔(40)를 포함한다. 워셔(40)는 관통 본딩(through bonding) 및 경화와 같이 고무 절연체 링(62)에 영구적으로 고정될 수 있다. 예를 들어, 워셔(40)는 접착제를 통해 고무 절연체 링(62)에 고정될 수 있고, 그런 후에 금속 워셔(40)와 절연체 링(62)의 고무 사이에 단단한 본드를 형성하도록 경화될 수 있다. 추가로, 워셔(40)는 고무 절연체 링(62) 내에 완전히 내장될 수 있다. 예를 들어, 워셔(40)는 고무 절연체 링(62)에 의해 완전히 밀봉될 수 있다. 이 실시예에서, 도 3은 명확함을 위해 간단히 워셔(40)를 도시하지만, 워셔(40)가 고무 절연체 링(62) 내에 완전히 수용될 수 있다는 것이 이해될 것이다.

절연체 링(62)은 중앙 개구부(66)가 통과하여 형성되는 메인 고리형 바디(64)를 포함한다. 메인 바디(64)는 워셔(40)의 메인 바디(42)의 평평한 표면(44)을 지지하는 평평한 표면(68)을 포함한다. 왕복 디보트(divot)(70)는 워셔(40)의 업셋(46)을 수용한다. 디보트(70)는 메인 고리형 바디(64)의 전체 폭을 통해 형성되거나 형성되지 않을 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 디보트(70)는 메인 고리형 바디(64)의 전체 폭을 통해 형성된다. 그 대신, 디보트(70)는 업셋(46)의 폭과 동일 평면에 있는 외부 부분을 통해 형성된다. 이 방식으로, 메인 고리형 바디(64)는 증가된 세기 및 강성도를 제공하는 강력한 내부 링 지지부(72)를 제공한다.

방사상 리브(74), 탭, 리지(ridge), 융기부 등은 고리형 바디(64)의 하부 부분으로부터 연장된다. 리브(74)는 균일하게 이격된 갭(76)에 의해 분리된다.

도 4는 실시예에 따라 워셔 조립체(60)를 밑에서 본 등각 평면도를 도시한다. 도 4에 도시된 바와 같이, 방사상 리브(74)는 그로부터 연장되는 중공 튜브(hollow tube)(80)를 둘러싸는 내부의 오목한 림(78)을 둘러싼다. 튜브(80)는 작업편의 관통 구멍 안으로 연장되도록 구성되는 한편, 리브(74)는 특히 도 6에 도시된 바와 같이, 작업편의 평평한 표면에 접촉하도록(abut) 구성된다.

도 5는 실시예에 따라 패스너(84) 및 다른 작업편으로부터 작업편(82)을 절연하는 워셔 조립체(60)의 등각도를 도시한다. 2개의 워셔 조립체(60)가 도시되지만, 더 많거나 더 적게 사용될 수 있다. 예를 들어, 하나의 워셔 조립체(60)만이 사용될 수 있다.

패스너(84)는 워셔(40)의 평평한 표면(44)에 접촉하는 고정 플랜지(86) 또는 압축 리미터(limiter)를 포함한다. 하지만, 패스너(84) 또는 금속 워셔(40) 어느 것도 작업편(82)의 표면에 접촉하지 않는다. 그 대신, 방사상 리브(74)는 작업편(82)에 접촉하지 않는다. 작업편(82)에 접촉하는 방사상 리브(74)는, 절연 링(62)의 고무가 진동을 약화시키고 정상 동작 상태 동안 패스너(84)로부터 작업편(82)을 절연하는 부하 약화(dampening)의 제 1 단계를 제공한다.

도시된 바와 같이, 워셔(40)는 작업편(82)으로부터 말단에 위치되는 워셔 조립체(60)의 절반 내에 위치될 수 있다. 이와 같이, 절연체 링(62)의 고무는 정상 동작 상태 동안 작업편(82)에 가해진 힘을 흡수할 수 있다. 하지만, 워셔 조립체(60)에 가해진 증가된 힘은 워셔(40)에 의해 한정된 견고한(stiffened) 백본(backbone)으로 궁극적으로 전이된다. 더 견고해지고 더 강해진 워셔(40)는 힘을 유지하고, 세기를 절연체 링(62)에 제공한다. 업셋(46)은 증가된 부하를 탄성적으로 흡수하고, 워셔(40)의 평평한 표면(44)으로부터 증가된 힘을 분산시키도록 작용한다. 즉, 업셋(46)은 워셔(40)를 강화시키고, 워셔(40)가 파손되거나 그렇지 않으면 파괴(평평한 워셔에 대조적으로)될 가능성을 감소시킨다. 대안적으로, 워셔(40)는 절연체 링(62) 내에서 다양한 레벨로 위치될 수 있다.

도 6은 실시예에 따라 패스너(84)로부터 및 브라킷(90)과 같은 또 하나의 작업편으로부터 작업편(82)을 절연하는 워셔 조립체(60)의 축방향 단면도를 도시한다. 전술한 바와 같이, 절연체 링(62)의 내부 튜브(80)는 작업편(82)의 내부 직경 벽과 패스너(84) 주위의 부싱(87) 사이에 끼워진다(sandwiched). 더욱이, 방사상 리브(74)는 작업편(82)의 평평한 표면(88)에 접촉한다.

정상 동작 상태 하에(부하의 제 1 단계 동안), 방사상 리브(74)는 작업편(82)과 절연체 링(62)의 고리형 바디(64) 사이에 압착된다. 이러한 정상 부하 단계 동안, 워셔(40)의 금속 업셋(46)(도 2 내지 도 6에 도시됨)은 압착되지 않은 상태로 유지된다. 하지만, 부하가 피크 동작 상태 동안 작업편(82)에 연결된 브라킷(90)에 가해질 때(즉, 증가된 힘이 가해질 때), 작업편(82)은 상부 또는 하부 절연체 링(62)를 더 압착하는 경향이 있을 것이다. 하지만, 절연체 링(46)에서의 금속 업셋(46)의 위치 지정으로 인해, 절연체 링(62)의 이동에 대한 내성은 극적으로 증가한다. 증가된 피크 부하의 지점까지, 고무 리브(74)만이 압착된다. 증가된 부하를 통해, 고무 절연체 링(62)의 전체는 일체형 금속 워셔(40)에 의해 압착되는 것으로부터 방지된다. 이와 같이, 표준 고무 절연체(도 1에 도시된 것과 같은)에 비교할 때, 이동 및 영구적인 설정은 금속 워셔(40)의 견고한 지지부로 인해 최소화된다. 더욱이, 고무 절연체 링(62) 내의 금속 업셋(46)이 절연체 링(62)의 이동 및 압착에 대한 내성을 실질적으로 증가시킨다는 것이 발견되었다.

도 7은 실시예에 따라 정상 및 피크 동작 상태 동안 워셔 조립체(60)의 스프링 속도의 차트를 도시한다. 정상 동작 상태(92) 동안(단계 1), 절연체 링(62)의 방사상 리브(74)가 압착된다. 하지만, 피크 동작 상태(94) 동안(단계 2), 금속 워셔(40)가 압착되지만, 상당한 세기를 워셔 조립체(60)에 제공하여, 높은 부하 상태 하에 동작하도록 하는 한편, 동시에 변위를 제어한다. 알 수 있듯이, 워셔 조립체(60)의 증가된 압착을 통해, 스프링 속도는 극적으로 증가한다.

도 2 내지 도 7을 참조하면, 각 워셔 조립체(60)는 2개의 개별적인 부하 상태를 제공한다. 제 1 단계(92)는 낮은 부하(정상) 동작 상태에 사용된다. 절연된 작업편(82)이 높은 부하 상태(피크 동작)에서 절연체 링(62)에 더 많은 힘을 가하기 시작할 때, 절연체 링(62)은 제 2 부하 단계(94)로 전이되고, 이것은 제 1 단계보다 극적으로 더 견고해지고, 그러한 상태 동안 이동을 제어하는데 사용된다.

방사상 리브(74)는 사전 부하 및 정상 동작 상태에 사용된다. 업셋(46)을 갖는 워셔(40)는 피크 부하 상태 동안 작동된다. 즉, 정상 동작 동안, 고무 절연체 링(62)은 패스너(84)로부터 작업편(82)을 절연한다. 하지만, 증가된 부하를 통해, 금속 워셔(40)는 견고한 지지부 또는 백본을 제공하는데, 이것은 조립체(60)를 강화시키고, 고무 절연체 링(62)이 원하지 않는 위치에 영구적으로 설정되는 것을 방지한다.

워셔 조립체(60)는 작업편(82)과 패스너(84)와 브라킷(90)과 같은 다른 작업편 사이에 댐핑 및 진동 절연을 제공한다. 워셔 조립체(60)는 피크 부하 상태 동안{ 금속 워셔(40)를 통해} 시스템 이동을 한정하도록 일반적으로 요구된 견고한 스프링 속도, 정상 동작 상태에서 고무 절연체 링(62)의 알려지고 믿을 수 있는 절연 효과와 조합한다.

전술한 바와 같이, 워셔 조립체(60)는 고무 절연체 링(62)에 또는 그 안에 영구적으로 본딩된 형성된 금속 워셔(40)를 포함한다. 워셔 조립체(60)는 오래 지속되는 고무 절연을 제공한다. 고무가 형성된 워셔(40)에 직접 본딩되기 때문에, 절연체 링(62)의 고무는 압착 부하에 대조적으로, 전단 부하의 상태에 있다. 원자적으로(atomically), 고무는 전단에서 부하를 받을 때 훨씬 더 긴 수명을 갖고, 압착 부하에 대조적으로, 시간이 지남에 따라 최소량의 영구적인 설정을 경험한다. 금속 워셔(40) 백본의 추가를 통해, 조립체(60)는 도 1에 도시된 것과 같이 기존의 고무 절연체에 비해, 시간이 지남에 따라 적은 영구적인 설정을 경험한다.

추가로, 고무 절연체 링(62)만이 작업편(82)과 직접 접촉하기 때문에, 워셔 조립체(60)는 부식이 거의 없거나, 전혀 없이 작업편(82)의 금속 또는 플라스틱을 절연시킬 수 있다. 임의의 가능한 갈바닉 셀은 고무에만 접촉하기 때문에 제거된다. 갈바닉 셀은 상이한 금속이 서로 접촉할 때 발생한다. 하나의 금속은 애노드로서 작용하는 한편, 다른 금속은 캐소드로서 작용한다. 전자는 애노드로부터 캐소드로 이주한다. 예를 들어, 탄소 스틸 및 스테인리스 스틸이 습기와 접촉할 때, 탄소 스틸은 애노드로서 작용하고, 천천히 부식된다. 하지만, 금속이 작업편(82)과 접촉하는 것을 방지하는 워셔 조립체(60)의 고무 접촉은 임의의 가능한 갈바닉 셀을 파손시켜, 부식을 방지한다.

도 8은 실시예에 따라, 워셔 조립체(96)를 위에서 본 등각 평면도를 도시한다. 도 9는 워셔 조립체(96)를 밑에서 본 등각 평면도를 도시한다. 도 10은 워셔 조립체(96)의 정면도를 도시한다. 도 11은 워셔 조립체(96)의 축방향 단면도를 도시한다.

도 8 내지 도 11을 참조하면, 워셔 조립체(96)는, V-형태의 업셋을 갖는 워셔를 구비하는 것 대신에, 워셔 조립체(96)가 고무 절연체 링(100) 내의 파도 형태의 워셔(98)를 포함한다는 점을 제외하고, 워셔 조립체(60)와 유사하다. 파도 형태의 워셔(98)는 워셔 조립체(60) 내에 내장될 수 있다. 워셔(98)는 워셔 조립체(60) 내에서 그 위치를 명확하게 하기 위해 점선 형태로 도시된다. 하지만, 고무 절연체 링(100)은, 상부 표면이 파도 형태의 워셔(98)를 수용하고 유지하게 구성하도록 형성될 수 있다. 파도 형태의 워셔(98)는 고무 절연체 링(100)에 영구적으로 본딩될 수 있다.

도시된 바와 같이, 파도 형태의 워셔(98)는 워셔 조립체(60)의 상부 부분에 근접하게 위치될 수 있다. 워셔 조립체(60)와 유사하게, 조립체(60)의 하부 부분에 있는 고무는 먼저 정상 동작 상태 동안 압착된다. 하지만, 피크 동작 상태 동안, 파도 형태의 워셔가 압착될 때, 조립체(96)의 스프링 속도는 극적으로 증가한다. 워셔(98)의 파도 형태는, 워셔(98)의 부분들이 서로 평면 밖에 있는 것을 보장한다.

도 12는 실시예에 따라 워셔 조립체(102)의 정면도를 도시한다. 도 13은 워셔 조립체(102)의 축방향 단면도를 도시한다. 도 14는 워셔 조립체(102)를 밑에서 본 등각 평면도를 도시한다.

도 12 내지 도 14를 참조하면, 워셔 조립체(102)는 전술한 것과 유사하게 고무 절연체 링(104)과, 절연체 링(104)의 상부 부분 위에 본딩된 금속 컵(106)을 포함한다. 금속 컵(106)은 절연체 링(104)의 상부 표면 위에 놓이는 상부 림(108)을 포함한다. 상부 림(108)은 절연체 링(104)의 상부 측면 부분 위에 형성되는 수용 커프(110)로 일체로 형성된다. 선택적으로, 컵(106)은 절연체 링(104) 내에 내장될 수 있어서, 고무의 층은 컵(106)을 밀봉한다.

수용 커프(110)는 고무 절연체 링(104)의 상부 부분을 포함하는 배리어를 제공한다. 추가로, 컵(106)이, 더 큰 압축력이 워셔 조립체(102)에 가해질 때 고무 절연체 링(104)을 포함하고 안정화할 수 있다는 것이 발견되었다. 위에 놓인 금속 컵(106) 이외에도, 워셔 조립체(102)는 전술한 것과 유사하게 구성될 수 있다. 더욱이, 워셔(40) 또는 워셔(98)와 같은 내부 워셔는 증가된 세기 및 내구성을 제공하기 위해 절연체 링(104) 내에 내장될 수 있다.

따라서, 실시예는, 이동을 제어하고 넓은 범위의 힘에 걸쳐 패스너 및/또는 다른 작업편으로부터 작업편을 절연하는 워셔 조립체를 제공한다. 실시예는, 증가된 세기를 제공하고 바람직하지 않은 영구적인 설정을 한정하는 금속 워셔에 고정된 고무 절연체 링을 제공한다. 실시예는 2-스테이지 부하 지지 절연을 제공하도록 구성되는 워셔 조립체를 제공한다: 고무 절연체 링의 부분이 압착되는 제 1 스테이지, 및 금속 워셔가 압착되는 제 2 스테이지. 도 1에 도시된 것과 같은 이전에 알려진 고무 절연체와 달리, 실시예는 피크 동작 상태 동안 시스템 이동을 제한한다.

상부, 하부, 중간, 측면, 수평, 수직, 정면 등과 같은 다양한 공간적 및 방향적 용어가 본 발명의 실시예를 설명하는데 사용될 수 있지만, 그러한 용어들이 도면에 도시된 방향에 대해 단지 사용된다는 것이 이해된다. 방향은 역전되고, 회전되거나, 그렇지 않으면 변경될 수 있어서, 상부 부분은 하부 부분이 되고, 그 반대로도 가능하고, 수평이 수직이 되는 것 등이 이루어진다.

이전 설명의 변형 및 변경은 본 발명의 범주 내에 있다. 본 명세서에 개시되고 한정된 본 발명이 문장 및/또는 도면으로부터 언급되거나 명백해진 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 이용할 수 있게 한다. 청구항은 종래 기술에 의해 허용된 정도로 대안적인 실시예를 포함하도록 해석될 것이다.

본 발명의 다양한 특징은 다음의 청구항에 설명된다.

Claims

패스너로부터 작업편(work-piece)을 절연하도록 구성된 워셔 조립체로서,
상부 및 하부와 상기 상부 및 하부 사이에 연장되는 측부와 상기 상부 및 하부를 관통하여 연장되는 중심 축을 갖는 고리형(annular) 고무 절연체; 및
단일의 탈착-불가능 유닛을 형성하기 위해 상기 고무 절연체의 상부에 영구적으로 고정되는 금속 강화 부재를 포함하고,
상기 고리형 고무 절연체는, 상기 하부로부터 상기 축의 방향으로 연장되고 상기 작업편의 표면에 직접 접촉하도록 구성되는 적어도 하나의 융기부(protuberance), 및 상기 하부로부터 상기 축 방향으로 연장되고 상기 작업편의 구멍에 끼워지는 중공 관형(tubular) 부분을 더 갖고,
상기 적어도 하나의 융기부는 정상 동작 상태 동안 압착되도록 구성되고, 상기 금속 강화 부재는 상기 정상 동작 상태보다 상기 워셔 조립체에 더 큰 힘이 가해지는 피크 동작 상태 동안에 압착되도록 구성되고, 상기 금속 강화 부재는 상기 작업편의 표면에 접촉하지 않도록 구성되고, 그리고
상기 금속 강화 부재는 일정하게 이격된 업셋(upset)들을 포함하는 금속 워셔, 또는 파도 형태의 워셔를 포함하는, 워셔 조립체.
제 1항에 있어서, 상기 적어도 하나의 융기부는 적어도 하나의 방사상 리브(radial rib)를 포함하는, 워셔 조립체.
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제 1항에 있어서, 각각의 일정하게 이격된 업셋은 정점에서 연결되는 플런징 빔(plunging beam)들을 포함하는, 워셔 조립체.
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제 1항에 있어서, 상기 금속 강화 부재는 상기 고무 절연체 위에 고정된 금속 컵을 포함하는, 워셔 조립체.
제 7항에 있어서, 상기 금속 컵은 수용 커프(containing cuff)와 일체로 형성된 평평한 림(plannar rim)을 포함하는, 워셔 조립체.
제 1항에 있어서, 상기 금속 강화 부재는 상기 고무 절연체에 영구적으로 본딩되는, 워셔 조립체.
제 1항에 있어서, 상기 금속 강화 부재는 상기 고무 절연체 내에 내장되는, 워셔 조립체.
관통 구멍을 갖는 작업편;
헤드에 일체로 연결되고 상기 관통 구멍을 통과하는 샤프트를 갖는, 패스너; 및
상기 패스너가 상기 작업편과 직접 접촉하지 않도록 하기 위해 상기 패스너로부터 상기 작업편을 절연하도록 구성된 워셔 조립체
를 포함하는 시스템으로서,
상기 워셔 조립체는,
상부 및 하부와 상기 상부 및 하부 사이에 연장되는 측부와 상기 상부 및 하부를 관통하여 연장되는 중심 축을 갖는 고리형 고무 절연체; 및
단일의 탈착-불가능 유닛을 형성하기 위해 상기 고무 절연체의 상부에 영구적으로 고정되는 금속 강화 부재
를 포함하고,
상기 고리형 고무 절연체는, 상기 하부로부터 상기 축의 방향으로 연장되고 상기 작업편의 표면에 직접 접촉하도록 구성되는 적어도 하나의 융기부, 및 상기 하부로부터 상기 축 방향으로 연장되고 상기 작업편의 관통 구멍에 끼워지는 중공 관형 부분을 더 갖고,
상기 적어도 하나의 융기부는 정상 동작 상태 동안 압착되도록 구성되고, 상기 금속 강화 부재는 상기 정상 동작 상태보다 상기 워셔 조립체에 더 큰 힘이 가해지는 피크 동작 상태 동안에 압착되도록 구성되고, 상기 금속 강화 부재는 상기 작업편의 표면에 접촉하지 않도록 구성되고, 그리고
상기 금속 강화 부재는 업셋들을 갖는 금속 워셔, 또는 파도 형태의 워셔를 포함하는, 시스템.
제 11항에 있어서, 상기 적어도 하나의 융기부는 적어도 하나의 방사상 리브를 포함하는, 시스템.
제 11항에 있어서, 각각의 업셋은 정점에서 연결되는 플런징 빔들을 포함하는, 시스템.
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제 11항에 있어서, 상기 금속 강화 부재는 고무 절연체 베이스 위에 고정된 금속 컵을 포함하고, 상기 금속 컵은 수용 커프와 일체로 형성된 평평한 림을 포함하는, 시스템.
제 11항에 있어서, 상기 금속 강화 부재는 상기 고무 절연체에 영구적으로 본딩되는, 시스템.
제 11항에 있어서, 상기 금속 강화 부재는 상기 고무 절연체 내에 내장되는, 시스템.
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