KR102385284B1 - 공차 보정 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 피조립체에 대해 조립체를 정해진 높이만큼 이격하여 결합하기 위한 공차 보정 시스템에 있어서, 상기 피조립체에 고정되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 형성되며 경사진 나선의 형상을 갖는 제1 슬라이딩면을 구비하는 고정캠 유닛; 상기 하우징 내에 위치하는 가동 몸체와, 상기 가동 몸체에 관통 형성되는 마찰홀과, 상기 가동 몸체에서 상기 제1 슬라이딩면과 마주하는 영역에 형성되어 상기 제1 슬라이딩면과 맞닿게 되는 제2 슬라이딩면을 구비하는 가동캠 유닛; 및 상기 조립체에 형성된 관통공을 통해 삽입되고 상기 마찰홀을 통하여 상기 피조립체에 형성된 볼트공에 체결되는 고정 볼트;를 포함하고, 상기 고정 볼트는 상기 가동캠 유닛과의 체결시에 상기 마찰홀과의 억지 끼움을 통해 상기 가동 몸체에 압력 및 토크를 가하고, 상기 압력 및 토크에 의해 상기 제2 슬라이딩면은 상기 제1 슬라이딩면을 따라 슬라이딩 이동하게 되며, 상기 제2 슬라이딩면의 슬라이딩 이동에 의해 상기 가동 몸체는 상기 하우징으로부터 돌출되어서 상기 조립체와 맞닿게 되도록 구성되는, 공차 보정 시스템을 제공한다.

Description

공차 보정 시스템{Tolerance Compensation System}

본 발명은 물체와 물체를 볼트와 너트 등으로 조립할 때 물체와 물체 사이의 수평 위치 또는(및) 수직 위치가 설계된 바와 다르게 오차(공차)가 발생하더라도 이를 보정하는 공차 보정 시스템에 관한 것이다.

항공, 철도, 가전, 기계, 자동차, 건축 등 산업에서 치수는 제품 또는 건축물의 외관이나 성능을 좌우하는 중요한 설계요소이다.

생산된 제품의 치수가 설계된 바와 다르게 생산될 경우, 기계 또는 건축물의 뒤틀림이 발생하거나 항공기나 자동차의 공기 저항, 가전제품 또는 자동차 외관의 저해를 초래한다.

종래 이러한 문제를 해결하고자, 조립하고자 하는 물체의 치수를 확인한 뒤 물체 사이에 이에 대응하는 견고한 물체를 삽입하거나, 두 물체를 나사와 볼트로 연결한 후, 나사의 높낮이를 조절하여 간격을 조정하는 수동식 공차 보정 시스템이 사용되어 왔으나, 복잡한 작업으로 인해 대량 생산에는 적합하지 않은 문제점 등으로 물체 간의 치수를 확인하지 않고서도, 수직 위치와 수평 위치를 동시에 보정하는 자동 조절식 공차 보정 시스템이 최근 많이 사용되고 있다.

이러한 자동 조절식 공차 보정 시스템은 중첩된 나사의 풀림과 조임에 의해 수직 위치를 보정하는 방식인 바, 이러한 종래의 자동 조절식 공차 보정 시스템은 아래의 세 가지의 문제를 가지고 있다.

첫째, 공차 보정 기능을 수행하는 나사의 가공이 필요하여 가공비가 상승하며, 둘째, 공차 보정 시스템에 볼트를 관통시켜 볼트의 간섭에 의해 공차 보정 시스템의 상측 나사를 상승시키는 구조로 인하여, 건축, 자동차, 산업용 부품에 흔히 사용되는 용접 스터드 볼트에는 적용이 불가능할 뿐만 아니라 수평 위치의 보정도 불가능하고, 셋째, 나사산의 중첩에 의해 조임 토크를 지지하는 구조로 인하여, 비금속 재질의 경우 높은 토크로써 조립체와 피조립체를 조립하지 못하는 문제가 있다.

본 발명은 전술한 종래 공차 보정 시스템의 단점을 보완하고자 개발된 것으로서, 간단한 구조의 적용을 통하여 가공비를 획기적으로 절감할 수 있음은 물론, 용접 스터드 볼트와 너트 체결 방식에도 적용이 가능하고, 수직 위치는 물론 수평 위치도 보정이 가능하며, 금속이 아닌 재질이라도 높은 토크에 의한 조립이 가능한 공차 보정 시스템을 제공한다.

본 발명의 목적은 이에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 일 양상에 따른 공차 보정 시스템은, 피조립체에 대해 조립체를 정해진 높이만큼 이격하여 결합하기 위한 공차 보정 시스템에 있어서, 상기 피조립체에 고정되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 형성되며 경사진 나선의 형상을 갖는 제1 슬라이딩면을 구비하는 고정캠 유닛; 상기 하우징 내에 위치하는 가동 몸체와, 상기 가동 몸체에 관통 형성되는 마찰홀과, 상기 가동 몸체에서 상기 제1 슬라이딩면과 마주하는 영역에 형성되어 상기 제1 슬라이딩면과 맞닿게 되는 제2 슬라이딩면을 구비하는 가동캠 유닛; 및 상기 조립체에 형성된 관통공을 통해 삽입되고 상기 마찰홀을 통하여 상기 피조립체에 형성된 볼트공에 체결되는 고정 볼트;를 포함하고, 상기 고정 볼트는 상기 가동캠 유닛과의 체결시에 상기 마찰홀과의 억지 끼움을 통해 상기 가동 몸체에 압력 및 토크를 가하고, 상기 압력 및 토크에 의해 상기 제2 슬라이딩면은 상기 제1 슬라이딩면을 따라 슬라이딩 이동하게 되며, 상기 제2 슬라이딩면의 슬라이딩 이동에 의해 상기 가동 몸체는 상기 하우징으로부터 돌출되어서 상기 조립체와 맞닿게 되도록 구성될 수 있다.

여기서, 상기 제2 슬라이딩면은 상기 조립체와 맞닿는 상기 가동 몸체의 접촉면과 10°내지 40°의 각도를 이루고, 상기 제1 슬라이딩면은 상기 제2 슬라이딩면과 맞닿게 구성될 수 있다.

여기서, 상기 고정 볼트는, 상기 조립체의 관통공의 내경보다 큰 외경을 갖는 헤드부; 및 상기 헤드부로부터 연장 형성되고 상기 관통공의 내경보다 작은 외경을 갖는 나사부;를 포함하여서, 상기 조립체가 상기 나사부를 기준으로 하여 상기 나사부의 외면과 상기 관통공의 내면이 이루는 간격 만큼 이동할 수 있도록 할 수 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 다른 양상에 따른 공차 보정 시스템은, 피조립체에 대해 조립체를 정해진 높이만큼 이격하여 결합하기 위한 공차 보정 시스템에 있어서, 상기 조립체에 고정되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 형성되며 경사진 나선의 형상을 갖는 제1 슬라이딩면을 구비하는 고정캠 유닛; 상기 하우징 내에 위치하는 가동 몸체와, 상기 가동 몸체에 관통 형성되는 마찰홀과, 상기 가동 몸체에서 상기 제1 슬라이딩면과 마주하는 영역에 형성되어 상기 제1 슬라이딩면과 맞닿게 되는 제2 슬라이딩면을 구비하는 가동캠 유닛; 및 상기 조립체에 형성된 관통공을 통해 삽입되고 상기 마찰홀을 통하여 상기 피조립체에 형성된 볼트공에 체결되는 고정 볼트;를 포함하고, 상기 고정 볼트는 상기 가동캠 유닛과의 체결시에 상기 마찰홀과의 억지 끼움을 통해 상기 가동 몸체에 압력 및 토크를 가하고, 상기 압력 및 토크에 의해 상기 제2 슬라이딩면은 상기 제1 슬라이딩면을 따라 슬라이딩 이동하게 되며, 상기 제2 슬라이딩면의 슬라이딩 이동에 의해 상기 가동 몸체는 상기 하우징으로부터 돌출되어서 상기 피조립체와 맞닿게 되도록 구성될 수 있다.

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 또 다른 양상에 따른 공차 보정 시스템은, 피조립체에 대해 조립체를 정해진 높이만큼 이격하여 결합하기 위한 공차 보정 시스템에 있어서, 상기 피조립체에 고정되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 형성되며 경사진 나선의 형상을 갖는 제1 슬라이딩면을 구비하는 고정캠 유닛; 상기 하우징 내에 위치하는 가동 몸체와, 상기 가동 몸체에 관통 형성되는 마찰홀과, 상기 가동 몸체에서 상기 제1 슬라이딩면과 마주하는 영역에 형성되어 상기 제1 슬라이딩면과 맞닿게 되는 제2 슬라이딩면을 구비하는 가동캠 유닛; 및 상기 조립체에 형성된 관통공을 통해 삽입되고 상기 마찰홀을 통하여 상기 피조립체에 고정된 스터드 볼트에 체결되는 고정 너트;를 포함하고, 상기 고정 너트는 상기 가동캠 유닛과의 체결시에 상기 마찰홀과의 억지 끼움을 통해 상기 가동 몸체에 압력 및 토크를 가하고, 상기 압력 및 토크에 의해 상기 제2 슬라이딩면은 상기 제1 슬라이딩면을 따라 슬라이딩 이동하게 되며, 상기 제2 슬라이딩면의 슬라이딩 이동에 의해 상기 가동 몸체는 상기 하우징으로부터 돌출되어서 상기 조립체와 맞닿게 되도록 구성될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 관련된 공차 보정 시스템에 의하면, 간단한 구조의 적용을 통하여 가공비를 획기적으로 절감할 수 있음은 물론, 용접 스터드 볼트와 너트 체결 방식에도 적용이 가능하다.

아울러, 피조립체에 대한 조립체의 수직 위치는 물론 수평 위치도 보정이 가능하고, 금속이 아닌 재질이라도 높은 토크에 의한 조립이 가능한 공차 보정 시스템을 제공할 수 있다.

본 발명의 효과는 이에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공차 보정 시스템의 사시도이다.
도 2는 도 1의 공차 보정 시스템의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 공차 보정 시스템의 고정캠 유닛의 사시도이다.
도 4는 도 1의 공차 보정 시스템의 가동캠 유닛의 사시도이다.
도 5는 도 1의 공차 보정 시스템의 조립 진행 중인 상태에서의 사시도이다.
도 6은 도 1의 공차 보정 시스템의 가동캠 유닛이 조립체와 맞닿은 상태에서의 사시도이다.
도 7은 도 1의 공차 보정 시스템의 조립 완료 상태에서의 정면도이다.
도 8은 도 1의 공차 보정 시스템의 조립 진행 중인 상태에서의 단면도이다.
도 9는 도 1의 공차 보정 시스템의 가동캠 유닛이 조립체와 맞닿은 상태에서의 단면도이다.
도 10은 도 1의 공차 보정 시스템의 조립 완료 상태에서의 단면도이다.

본 발명의 목적 및 효과, 그리고 그것들을 달성하기 위한 기술적 구성들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 본 발명을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "...유닛" 또는 "...부" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 이는 하드웨어나 소프트웨어 또는 하드웨어 및 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 공차 보정 시스템(100)에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 명세서에서는 서로 다른 실시예라도 동일·유사한 구성에 대해서는 동일·유사한 참조번호를 부여하고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공차 보정 시스템(100)의 사시도이고, 도 2는 도 1의 공차 보정 시스템(100)의 분해 사시도이다.

본 도면들을 참조하면, 공차 보정 시스템(100)은 고정캠 유닛(110), 가동캠 유닛(130) 및 고정 볼트(150)를 포함한다. 전체적으로 볼 때, 가동캠 유닛(130)은 고정캠 유닛(110)의 내부에 위치하게 되고, 고정 볼트(150)는 가동캠 유닛(130)에 끼움 결합하게 된다. 여기서, 고정캠 유닛(110) 및 가동캠 유닛(130)에 대해서는 도 3 및 도 4를 참조하여 후술하고, 고정 볼트(150)에 대해 설명하면 다음과 같다.

도 2를 참조하면, 고정 볼트(150)는 나사부(151) 및 헤드부(153)를 구비한다.

나사부(151)는 조립이 요구되는 대상물의 조건에 따라 그에 적합한 길이를 가진다. 구체적으로, 나사부(151)는 조립체(A₁)와 피조립체(A₂)의 두께 및 이 둘 간에 요구되는 간격(D)에 맞추어 그에 대응하는 길이를 가진다. 아울러, 나사부(151)는 조립체(A₁)에 형성된 관통공(P)의 내경보다 작은 외경을 가진다. 한편, 나사부(151)는 가동캠 유닛(130)의 마찰홀(133)의 내경보다 큰 외경을 가진다.

헤드부(153)는 조립체(A₁)를 직접 가압하기 위하여 조립체(A₁)의 관통공(P)의 내경보다 큰 외경을 가질 수 있다. 이와 달리, 와셔 등을 이용하는 경우에는 이보다 작은 너비를 가질 수도 있다. 아울러, 헤드부(153)는 본 도면에서와 같은 육각머리 이외에, 십자홈 혹은 일자홈 머리 등으로 구성될 수도 있다.

이하에서는, 도 3 및 도 4를 참조하여 공차 보정 시스템(100)의 다른 구성들에 대해 구체적으로 설명한다.

도 3은 도 1의 공차 보정 시스템(100)의 고정캠 유닛(110)의 사시도이다.

본 도면을 참조하면, 고정캠 유닛(110) 유닛(110)은 하우징(111), 후크(113) 및 지지체(115)를 포함할 수 있다.

하우징(111)은 전체적으로 원통형의 외형을 가진다.

후크(113)는 하우징(111)의 하단면으로부터 연장 형성된다.

지지체(115)는 하우징(111)의 내부 영역 중 하단 측에 위치한다. 아울러, 지지체(115)는 하우징(111)과 일체로 형성되며, 그의 바닥면은 하우징(111)과 함께 하나의 평면을 이루도록 구성될 수 있다. 지지체(115)는 중공부(117), 제1 슬라이딩면(119) 및 제1 스토퍼면(121)을 포함할 수 있다.

중공부(117)는 지지체(115)의 중앙 영역에 형성된다. 중공부(117)는 나사부(151)의 외경보다 큰 내경을 가진다.

제1 슬라이딩면(119)은 지지체(115)의 상단면에 형성된다. 제1 슬라이딩면(119)은 경사진 나선의 형상을 가진다. 구체적으로, 제1 슬라이딩면(119)은 지지체(115)의 둘레를 따라 지지체(115)의 바닥면과 10°내지 40°의 각도를 이루며 상향 경사지게 형성될 수 있다.

제1 스토퍼면(121)은 제1 슬라이딩면(119)의 경사 시작점과 경사 종료점을 상호 연결하는 하나의 면으로 구성된다.

본 도면에서는 상기 제1 슬라이딩면(119) 및 제1 스토퍼면(121)이 각각 2개씩 구비되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이들은 각각 하나씩만 구비될 수도 있고, 또는 3개 이상이 구비되도록 변형될 수도 있다.

도 4는 도 1의 공차 보정 시스템(100)의 가동캠 유닛(130)의 사시도이다.

본 도면을 참조하면, 가동캠 유닛(130)은 가동 몸체(131), 마찰홀(133), 제2 슬라이딩면(135) 및 제2 스토퍼면(137)을 포함할 수 있다.

가동 몸체(131)는 하우징(111)의 내부에 위치할 수 있도록 하우징(111)의 내경에 대응하는 외경 또는 그보다 작은 외경을 가질 수 있다. 가동 몸체(131)는 그의 상단 영역에 조립체(A₁)와 맞닿는 접촉면(139)을 가진다.

마찰홀(133)은 가동 몸체(131)의 중앙 영역에 관통 형성된다. 마찰홀(133)은 고정 볼트(150)의 나사부(151)의 외경보다 작은 내경을 가질 수 있다.

제2 슬라이딩면(135)은 가동 몸체(131)의 하단면에 형성된다. 제2 슬라이딩면(135)은 제1 슬라이딩면(119)에 대응하는 형상을 가진다. 구체적으로, 제2 슬라이딩면(135)은 제1 슬라이딩면(119)과 맞닿아 슬라이딩할 수 있도록 그와 동일한 각도로 가동 몸체(131)의 둘레를 따라 하향 경사지게 형성될 수 있다. 이에 따라, 제2 슬라이딩면(135)은 가동 몸체(131)의 접촉면(139)과 10°내지 40°의 각도를 이룰 수 있다.

제2 스토퍼면(137)은 제2 슬라이딩면(135)의 경사 시작점과 경사 종료점을 상호 연결하는 하나의 면으로 구성된다.

본 도면에서는 제2 슬라이딩면(135) 및 제2 스토퍼면(137)이 상술한 제1 슬라이딩면(119) 및 제1 스토퍼면(121)과 대응할 수 있도록 각각 2개씩 구비되어 있는 것으로 도시되어 있으나, 이들도 상술한 제1 슬라이딩면(119) 및 제1 스토퍼면(121)과 같이 각각 하나씩만 구비되거나 또는 3개 이상이 구비될 수도 있다.

이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여 공차 보정 시스템(100)의 작동 방식에 대해 설명한다.

도 5는 도 1의 공차 보정 시스템(100)의 조립 진행 중인 상태에서의 사시도이다.

본 도면을 참조하면, 공차 보정 시스템(100)의 가동캠 유닛(130) 및 고정캠 유닛(110)은 먼저 피조립체(A₂)에 고정된다. 이러한 고정은 피조립체(A₂)에 형성된 후크홀(H)에 고정캠 유닛(110)의 후크(113)가 끼워지면서 이루어진다. 이후, 조립체(A₁)에 형성된 관통공(P)을 통해 고정 볼트(150)가 삽입되어서 가동캠 유닛(130)의 마찰홀(133)에 끼워진다. 이 상태에서, 작업자가 고정 볼트(150)를 힘을 가해 조여주면, 가동캠 유닛(130)은 고정캠 유닛(110)으로부터 이탈하여 도 6에 도시된 것과 같이 조립체(A₁)를 향해 상승하게 된다.

도 6은 도 1의 공차 보정 시스템(100)의 가동캠 유닛(130)이 조립체(A₁)와 맞닿은 상태에서의 사시도이다.

본 도면에서, 조립체(A₁)는 피조립체(A₂)와 요구 조건에 부합하는 간격(D)만큼 떨어져 위치한 상태이다. 이를 위해, 작업자는 지그(jig) 등을 이용하여 조립체(A₁)를 피조립체(A₂)에 대해 원하는 간격(D)만큼 이격하여 고정할 수 있고, 혹은 양자의 사이에 별도의 받침대를 설치할 수도 있다. 나아가, 조립체(A₁)가 비교적 작은 사이즈인 경우라면, 작업자가 직접 조립체(A₁)를 손으로 잡아 고정하는 방식을 취할 수도 있다.

이 상태에서, 작업자가 고정 볼트(150)를 힘을 주어 밀면서 조이게 되면, 가동 몸체(131)는 하우징(111)으로부터 돌출하여 조립체(A₁)와 맞닿을 때까지 조립체(A₁)를 향해 상승 이동하게 된다. 이러한 가동 몸체(131)의 이동은 제1 슬라이딩면(119) 및 제2 슬라이딩면(135)에 의해 이루어지는데, 이에 대해서는 도 8 내지 도 10을 참조하여 후술한다.

이상과 같이 가동 몸체(131)는 조립체(A₁)와 맞닿을 때까지 이동한 이후에, 작업자가 고정 볼트(150)를 계속하여 조이더라도 가동 몸체(131)는 조립체(A₁)에 의해 가로 막혀 더 이상 이동할 수 없게 된다. 이때, 조립체(A₁)가 피조립체(A₂)로부터 떨어져 있는 간격(D)은 조립체(A₁)와 피조립체(A₂) 사이의 수직 방향 공차를 보정하는데 필요한 간격(D)과 동일하다. 이에 따라, 결과적으로 작업자는 고정 볼트(150)를 체결하는 작업 만으로도 조립체(A₁)의 수직 방향 공차 보정 작업을 함께 수행하게 된다. 이와 같이 공차 보정 시스템(100)에 의하면, 공차 보정에 필요한 조립체(A₁)의 피조립체(A₂)에 대한 수직 위치가 고정 볼트(150)의 체결 과정 중에 자동적으로 맞추어 지게 되어서 조립 작업에 대한 작업 생산성을 상당히 향상시킬 수 있다.

도 7은 도 1의 공차 보정 시스템(100)의 조립 완료 상태에서의 정면도이다.

본 도면에 도시된 공차 보정 시스템(100)의 조립 완료 상태는 도 6에 도시된 조립 상태에서 작업자가 고정 볼트(150)를 계속하여 조임으로써 도달하게 된다. 구체적으로, 도 6에 도시된 것과 같이 가동 몸체(131)가 조립체(A₁)와 맞닿은 상태에서 작업자가 고정 볼트(150)를 계속 조여줌으로써, 조립체(A₁)가 피조립체(A₂)와 정해진 높이만큼 이격된 상태로 견고히 결합하여 고정되도록 할 수 있다. 이때, 작업자는 조립체(A₁)의 높이, 즉 수직 위치는 물론 수평 위치도 함께 조절할 수 있는데, 이에 대해서는 아래에서 도 10을 참조하여 설명한다.

이하에서는, 도 8 내지 도 10에 도시된 공차 보정 시스템(100)의 내부 상태를 참조하면서 상술한 작동 방식에 대해 더욱 자세히 설명한다.

도 8은 도 1의 공차 보정 시스템(100)의 조립 진행 중인 상태에서의 단면도이다.

본 도면을 참조하면, 먼저 공차 보정 시스템(100)의 고정캠 유닛(110)은 후크(113)가 피조립체(A₂)에 형성된 후크홀(H)에 끼움 결합함으로써 피조립체(A₂)에 고정된다. 이후, 고정캠 유닛(110) 및 가동캠 유닛(130)의 상측에 조립체(A₁)가 위치하고, 조립체(A₁)의 관통공(P)에 고정 볼트(150)가 삽입되어서 가동캠 유닛(130)의 마찰홀(133)에 끼워짐으로써 조립 과정이 이루어진다.

본 도면에 도시된 것과 같이 마찰홀(133)의 내경은 나사부(151)의 외경보다 작게 구성되므로, 이러한 조립 과정 중에 고정 볼트(150)는 마찰홀(133)과 억지 끼움 방식으로 체결하게 된다. 이러한 끼움 방식을 통해, 가동 몸체(131)는 고정 볼트(150)로부터 힘을 받게 된다.

도 9는 도 1의 공차 보정 시스템(100)의 가동캠 유닛(130)이 조립체(A₁)와 맞닿은 상태에서의 단면도이다.

상술한 것과 같이 고정 볼트(150)가 마찰홀(133)과 억지 끼움 방식으로 체결되면, 가동 몸체(131)는 본 도면에 도시된 것과 같이 조립체(A₁)를 향해 상승하게 된다. 이에 대한 작동 원리에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 고정 볼트(150)의 체결 작업시에 작업자는 고정 볼트(150)에 힘을 가하게 된다. 구체적으로, 이 힘은 고정 볼트(150)를 회전시키는 토크와 고정 볼트(150)를 피조립체(A₂)을 향해 누르는 압력으로 구분될 수 있다. 이러한 압력과 토크는 고정 볼트(150)와 억지 끼움 결합한 마찰홀(133)을 통해 가동 몸체(131)에 전달된다.

여기서, 가동 몸체(131)는 고정캠 유닛(110)과는 분리되어 있으므로, 이러한 힘을 받는 경우 고정캠 유닛(110)으로부터 분리되어 이동할 수 있게 된다. 이때, 가동 몸체(131)는 제1 슬라이딩면(119) 및 제2 슬라이딩면(135)의 구성에 의해 조립체(A₁)를 향하는 방향으로 상승 이동하게 된다. 이에 대해 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가동 몸체(131)는 하우징(111)의 구성으로 인해 수평 방향으로는 이동할 수 없다. 또한, 그의 아래에는 지지체(115)가 위치하므로, 피조립체(A₂)를 향하는 방향으로도 이동할 수 없다. 이때, 가동 몸체(131)의 바닥면에는 제2 슬라이딩면(135)이 형성되어 있고, 이는 상향 경사진 제1 슬라이딩면(119)과 슬라이딩 가능하게 맞닿아 있으므로, 결국 가동 몸체(131)는 압력 및 토크를 받아 조립체(A₁)를 향하는 방향으로 상승하게 된다. 이러한 상승 이동은 제2 슬라이딩면(135)이 제1 슬라이딩면(119)에 안내되어 그와 미끄러지면서 이루어지므로, 가동 몸체(131)는 제1 슬라이딩면(119) 및 제2 슬라이딩면(135)의 나선 방향을 따라 회전하면서 상승하게 된다.

이러한 가동 몸체(131)의 상승 이동은 조립체(A₁)와 맞닿으면서 중지된다. 가동 몸체(131)의 접촉면(139)이 조립체(A₁)와 맞닿은 이후에는, 작업자가 고정 볼트(150)를 계속 조이더라도 가동 몸체(131)가 더 이상 이동할 수 없어 고정 볼트(150) 만이 피조립체(A₂)를 향해 진행하게 된다. 이상과 같이 공차 보정 시스템(100)은 조립체(A₁)의 수직 방향 공차를 자동적으로 보정할 수 있게 구성된다.

도 10은 도 1의 공차 보정 시스템(100)의 조립 완료 상태에서의 단면도이다.

작업자는 도 9에 도시된 상태에서 고정 볼트(150)를 더욱 조임으로써 본 도면에 도시된 것과 같이 조립체(A₁)의 조립 과정을 완료할 수 있다. 구체적으로, 조립 과정의 완료는 고정 볼트(150)의 나사부(151)가 피조립체(A₂)의 볼트공(B)에 체결됨으로써 이루어진다.

여기서, 작업자는 고정 볼트(150)를 볼트공(B)에 견고히 체결하기 이전에 조립체(A₁)의 수평 방향 공차도 함께 보정한 후 조립 과정을 완료할 수 있다. 전술한 것과 같이, 고정 볼트(150)의 나사부(151)는 조립체(A₁)의 관통공(P)의 내경보다 작은 외경을 가지므로, 나사부(151)와 관통공(P)의 사이에는 소정의 간격이 형성된다. 이에 따라, 조립체(A₁)는 나사부(151)를 기준으로 하여 상기 소정의 간격만큼 수평 방향을 따라 이동할 수 있게 된다. 이러한 구성에 의해, 작업자는 고정 볼트(150)를 피조립체(A₂)에 완벽히 체결하기 전에 조립체(A₁)의 수평 위치도 함께 조절하여 수평 방향 공차도 보정한 이후 고정 볼트(150)를 더욱 견고히 조여줌으로써 모든 조립 과정을 종료할 수 있다.

이상과 같이 구성 및 작동하는 공차 보정 시스템(100)은 외력에 상당히 강하게 저항하는 특성을 가진다.

구체적으로, 도 10에 도시된 것과 같이 고정 볼트(150)의 추가 조임을 통해 조립이 완료된 공차 보정 시스템(100)은 제1 슬라이딩면(119)과 제2 슬라이딩면(135)이 상호 간섭하면서 밀착하게 되고, 이에 의해 가동 몸체(131) 및 지지체(115) 자체가 외력에 저항하는 구조를 가지게 된다. 이러한 구조 상의 특징으로 인해, 금속 재질의 나사산 중첩 구조를 통해 조임 토크를 지지하던 종래의 구조체들과는 달리 본 실시예에 따른 공차 보정 시스템(100)은 상당히 높은 토크도 감당할 수 있다. 이에 따라, 공차 보정 시스템(100)은 비금속 재질로 구성 및 제작하여도 조립체(A₁)와 피조립체(A₂)를 높은 토크로써 상호 조립할 수 있다.

아울러, 상술한 제1 슬라이딩면(119) 및 제2 슬라이딩면(135)은 설계상 요구되는 토크량에 따라 그의 너비를 변경할 수 있다. 구체적으로, 통상의 경우에는 4mm 내지 6mm의 너비로 구성할 수 있고, 고토크가 필요한 경우에는 6mm 이상의 너비를 갖도록 구성할 수도 있다.

한편, 제1 슬라이딩면(119) 및 제2 슬라이딩면(135)의 각도도 상황에 따라 변경할 수 있다. 예컨대, 제2 슬라이딩면(135)은 통상적으로 가동 몸체(131)의 접촉면(139)과 10°내지 40°의 각도를 이루도록 구성할 수 있으나, 조립체(A₁)와 피조립체(A₂) 사이에 필요한 보정량 및 조임 토크량에 따라 10°이하 또는 40°이상의 각도를 가질 수도 있다. 여기서, 제1 슬라이딩면(119) 및 제2 슬라이딩면(135)이 40°이상의 각도를 가지는 경우, 고정 볼트(150)에 의한 추가 조임시에 제1 슬라이딩면(119) 및 제2 슬라이딩면(135)이 상호 마찰 간섭하지 않고 미끄러질 수 있으므로, 제1 슬라이딩면(119) 및 제2 슬라이딩면(135)의 표면에 샌딩 처리를 하거나 또는 작은 톱니형의 래칫을 추가할 수도 있다.

나아가, 제1 슬라이딩면(119) 및 제2 슬라이딩면(135)의 너비는 물론 각도도 함께 고려하면서 그 둘의 치수를 함께 변경할 수도 있다. 이 경우, 조립 완료 상태에서의 제1 슬라이딩면(119) 및 제2 슬라이딩면(135)이 상호 중첩되는 면적 비율을 중요 요소로서 고려할 수 있다. 예컨대, 조립 완료 상태일 때 제1 슬라이딩면(119)과 제2 슬라이딩면(135)이 중첩하여 밀착되는 면적은 슬라이딩면 전체 면적의 2/3 이상, 즉 가동 몸체(131)의 회전량이 60°이하인 것이 바람직하지만, 보정해야할 수직 위치량이 커서 중첩 면적이 전체 면적의 1/2 이하, 즉 가동 몸체(131)의 회전량이 90°이상이 되는 경우에는 제1 슬라이딩면(119) 및 제2 슬라이딩면(135)의 너비를 더 넓게 구성하여 높은 조임 토크에 대응할 수도 있다.

상기와 같은 공차 보정 시스템(100)은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

예컨대, 전술한 실시예에서는 체결 수단으로서 고정 볼트(150)와 그에 대응하는 피조립체(A₂)의 볼트공(B)의 구성을 도시 및 설명하였으나, 이는 일 예에 해당할 뿐이며 또 다른 체결 수단을 이용할 수도 있다.

구체적으로, 피조립체(A₂)에 스터드 볼트를 용접하여 고정하고 조립체(A₁)의 관통공(P)을 통해 육각머리를 가진 너트 또는 장형의 팬너트(pan nut)를 삽입하여 스터드 볼트와 체결하는 방식도 가능하다. 이 경우, 너트는 그의 외주면이 마찰홀(133)과 억지 끼움하여 마찰 간섭할 수 있도록 마찰홀(133)의 내경보다 큰 외경을 가질 수 있다. 이러한 너트 및 스터드 볼트를 이용하는 구성은 전술한 고정 볼트(150) 및 볼트공(B)을 이용하는 구성과 비교해볼 때, 고정 볼트(150)의 나사부(151)가 피조립체(A₂)의 볼트공(B)에 잘못 삽입된 상태로 체결되어 나사산이 뭉개지는 현상(thread galling)을 방지할 수 있어 활용성이 매우 높다.

한편, 고정 볼트(150)와의 억지 끼움을 위해 마찰홀(133)의 내경을 고정 볼트(150)의 외경보다 작게 구성한 전술한 실시예와는 달리, 마찰홀(133)의 내면에 돌기 또는 리스와 같은 간섭체를 추가하여 고정 볼트(150)와 간섭이 이루어지도록 하는 구성도 가능하다. 또한, 고정 볼트(150)의 나사부(151)의 외면에 마찰 계수가 높은 점성 물질을 뿌리거나 뭍혀 마찰홀(133)과 간섭이 이루어지도록 하는 구성도 가능하다.

또한, 전술한 실시예에서는 고정캠 유닛(110)을 피조립체(A₂)에 고정하여 사용하는 방식에 대해서만 도시 및 설명하였으나, 고정캠 유닛(110)은 조립체(A₁)에 고정되어 사용될 수도 있다. 이 경우, 전술한 실시예에서와는 달리 고정캠 유닛(110)의 후크(113)를 고정하기 위한 구성인 후크홀(H)이 조립체(A₁)에 형성되게 된다. 이에 따라, 고정캠 유닛(110) 내에 위치하는 가동캠 유닛(130)은 조립 전에는 조립체(A₁) 측에 위치하게 되고, 조립 과정 중에는 고정 볼트(150)에 의해 피조립체(A₂)를 향해 돌출 이동하여서 피조립체(A₂)와 맞닿게 된다.

본 명세서와 도면에는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것이 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.

100: 공차 보정 시스템
110: 고정캠 유닛
111: 하우징
113: 후크
115: 지지체
117: 중공부
119: 제1 슬라이딩면
121: 제1 스토퍼면
130: 가동캠 유닛
131: 가동 몸체
133: 마찰홀
135: 제2 슬라이딩면
137: 제2 스토퍼면
139: 접촉면
150: 고정 볼트
151: 나사부
153: 헤드부

Claims (5)

1. 피조립체에 대해 조립체를 정해진 높이만큼 이격하여 결합하기 위한 공차 보정 시스템에 있어서,
   상기 피조립체에 형성된 후크홀에 끼워지기 위해 형성된 후크로 고정되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 형성되며 경사진 나선의 형상을 갖는 제1 슬라이딩면을 구비하는 고정캠 유닛;
   상기 하우징 내에 위치하는 가동 몸체와, 상기 가동 몸체에 관통 형성되는 마찰홀과, 상기 가동 몸체에서 상기 제1 슬라이딩면과 마주하는 영역에 형성되어 상기 제1 슬라이딩면과 맞닿게 되는 제2 슬라이딩면을 구비하는 가동캠 유닛; 및
   상기 조립체에 형성된 관통공을 통해 삽입되고 상기 마찰홀을 통하여 상기 피조립체에 형성된 볼트공에 체결되는 고정 볼트;를 포함하고,
   상기 고정 볼트는 상기 가동캠 유닛과의 체결시에 상기 마찰홀과의 억지 끼움을 통해 상기 가동 몸체에 압력 및 토크를 가하고, 상기 압력 및 토크에 의해 상기 제2 슬라이딩면은 상기 제1 슬라이딩면을 따라 슬라이딩 이동하게 되며, 상기 제2 슬라이딩면의 슬라이딩 이동에 의해 상기 가동 몸체는 상기 하우징으로부터 돌출되어서 상기 조립체와 맞닿게 되도록 구성되고,
   상기 제2 슬라이딩면은 상기 조립체와 맞닿는 상기 가동 몸체의 접촉면과 10°내지 40°의 각도를 이루고, 상기 제1 슬라이딩면은 상기 제2 슬라이딩면과 맞닿게 구성되고,
   상기 고정 볼트는,
   상기 조립체의 관통공의 내경보다 큰 외경을 갖는 헤드부; 및
   상기 헤드부로부터 연장 형성되고 상기 관통공의 내경보다 작은 외경을 갖는 나사부;를 포함하여서,
   상기 조립체가 상기 나사부를 기준으로 하여 상기 나사부의 외면과 상기 관통공의 내면이 이루는 간격만큼 이동할 수 있도록 하는 공차 보정 시스템.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 피조립체에 대해 조립체를 정해진 높이만큼 이격하여 결합하기 위한 공차 보정 시스템에 있어서,
   상기 조립체에 형성된 후크홀에 끼워지기 위해 형성된 후크로 고정되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 형성되며 경사진 나선의 형상을 갖는 제1 슬라이딩면을 구비하는 고정캠 유닛;
   상기 하우징 내에 위치하는 가동 몸체와, 상기 가동 몸체에 관통 형성되는 마찰홀과, 상기 가동 몸체에서 상기 제1 슬라이딩면과 마주하는 영역에 형성되어 상기 제1 슬라이딩면과 맞닿게 되는 제2 슬라이딩면을 구비하는 가동캠 유닛; 및
   상기 조립체에 형성된 관통공을 통해 삽입되고 상기 마찰홀을 통하여 상기 피조립체에 형성된 볼트공에 체결되는 고정 볼트;를 포함하고,
   상기 고정 볼트는 상기 가동캠 유닛과의 체결시에 상기 마찰홀과의 억지 끼움을 통해 상기 가동 몸체에 압력 및 토크를 가하고, 상기 압력 및 토크에 의해 상기 제2 슬라이딩면은 상기 제1 슬라이딩면을 따라 슬라이딩 이동하게 되며, 상기 제2 슬라이딩면의 슬라이딩 이동에 의해 상기 가동 몸체는 상기 하우징으로부터 돌출되어서 상기 피조립체와 맞닿게 되도록 구성되고,
   상기 제2 슬라이딩면은 상기 조립체와 맞닿는 상기 가동 몸체의 접촉면과 10°내지 40°의 각도를 이루고, 상기 제1 슬라이딩면은 상기 제2 슬라이딩면과 맞닿게 구성되고,
   상기 고정 볼트는,
   상기 조립체의 관통공의 내경보다 큰 외경을 갖는 헤드부; 및
   상기 헤드부로부터 연장 형성되고 상기 관통공의 내경보다 작은 외경을 갖는 나사부;를 포함하여서,
   상기 조립체가 상기 나사부를 기준으로 하여 상기 나사부의 외면과 상기 관통공의 내면이 이루는 간격만큼 이동할 수 있도록 하는 공차 보정 시스템.
5. 삭제

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