KR102577877B1 - 공차 링 및 공차 링을 갖는 조립체 - Google Patents

공차 링 및 공차 링을 갖는 조립체 Download PDF

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르웰린 피커링
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생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 렌콜 리미티드
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Abstract

기판, 및 열 향상 층 및 유지 층 중 적어도 하나를 포함하는 상부 층을 포함하는 공차 링으로서, 열 향상 층은 i) 비커스 경도 < 400 HV 또는 ii) 열전도율 > 100 W/m·K 중 하나 이상을 포함하고, 공차 링은 a) 내부 부재와 외부 부재 사이의 열 전달, b) 유지 층과 외부 부재 사이의 마찰 계수(μ1) 및 기판과 외부 부재 사이의 마찰 계수(μ2) 중 적어도 하나를 제공하도록 구성되고, 여기서 μ1 > μ2 이며, 또는 c) 내부 부재와 외부 부재 사이의 유지력(Rf)을 제공하고, 조립체는 조립력(Af)을 가지며, 여기서 Rf > 0.1 Af 이고, 공차 링은 반경 방향 내측으로 또는 반경 방향 외측으로 돌출하는 복수의 돌출부를 포함한다.

Description

공차 링 및 공차 링을 갖는 조립체
본 발명은 일반적으로 움직이는 부품을 포함하는 조립체 사이에 위치하는 공차 링에 관한 것이다.
일반적으로, 공차 링을 사용하여 구성 요소 간의 움직임을 결합할 수 있다. 하나의 유형의 공차 링은 내부 부품의 외부 표면과 외부 부품의 보어의 내부 표면 사이의 갭에 위치할 수 있다. 그러한 조립체는 조립체 내에서 회전하도록 구성된 회전 샤프트 또는 로터를 포함하지만 이에 제한되지 않는 회전 구성 요소와 같은 회전 구성 요소를 더 포함할 수 있다. 공차 링은 발전기 조립체, 모터 조립체, 엔진 조립체, 클러치 조립체 또는 고정 기구를 포함하는 조립체에도 사용할 수 있다. 이러한 조립체는 자동차 적용 분야에 사용될 수 있다.
특징 및 이점이 달성되고 보다 상세하게 이해될 수 있는 방식으로, 첨부된 도면에 예시된 실시예를 참조하여 보다 철저한 설명이 이루어질 수 있다. 그러나, 도면은 단지 일부 실시예를 예시하므로 범위를 제한하는 것으로 간주되지 않는다.
도 1은 공차 링의 일 실시예의 사시 단부도이다.
도 2는 공차 링의 일 실시예의 측면 사시도이다.
도 3은 공차 링을 위한 돌출부의 일 실시예의 평면도이다.
도 4는 층을 갖는 공차 링의 다른 실시예의 개략적인 측 단면도이다.
도 5a는 조립체의 일 실시예의 사시 단부도이다.
도 5b는 조립체의 일 실시예의 측면 사시도이다.
다른 도면에서 동일한 참조 기호를 사용하는 것은 유사하거나 동일한 항목을 나타낸다.
도면과 결합된 다음 설명은 여기에 개시된 교시를 이해하는 것을 돕기 위해 제공된다. 다음 논의는 가르침의 특정 구현 및 실시예에 초점을 맞출 것이다. 이러한 초점은 가르침을 설명하는데 도움이 되며 가르침의 범위 또는 적용 가능성에 대한 제한으로 해석되어서는 안 된다. 그러나, 본 출원에 개시된 교시에 기초하여 다른 실시예가 사용될 수 있다.
용어 "포함하다(comprises, comprising, includes, including)", "갖다(has, having)" 또는 그 임의의 다른 변형은 비-배타적 포함을 커버하도록 의도된다. 예를 들어, 특징의 목록을 포함하는 방법, 물품 또는 장치는 반드시 그러한 특징으로만 제한되는 것은 아니고, 명시적으로 나열되지 않았거나 또는 그러한 방법, 물품 또는 장치에 고유하지 않은 다른 특징을 포함할 수 있다. 또한, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, "또는"은 포함-또는(inclusive-or)을 의미하고, 배타적-또는(exclusive-or)을 의미하지 않는다. 예를 들어, 조건 A 또는 B는 다음 중 하나에 의해 충족된다: A는 참(또는 존재)이고 B는 거짓(또는 존재하지 않음)이고, A는 거짓(또는 존재하지 않음)이고 B는 참(또는 존재)이며, A 및 B는 모두 참(또는 존재)이다.
또한, "a" 또는 "an"의 사용은 여기에 설명된 요소들 및 구성 요소들을 설명하는데 사용된다. 이것은 단지 편의를 위해 그리고 본 발명의 범위에 대한 일반적인 의미를 제공하기 위해 수행된다. 이 설명은, 다른 의미가 분명하지 않는 한, 복수형도 포함하는 하나, 적어도 하나 또는 단수형을 포함하도록 읽혀져야 한다. 예를 들어, 단일 항목이 여기에서 설명될 때, 단일 항목 대신에 하나 이상의 항목이 사용될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 항목이 여기에 설명된 경우, 하나 이상의 항목을 단일 항목으로 대체할 수 있다. 또한, "약" 또는 "실질적으로"의 사용은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 임의의 값 또는 관계를 설명하는 공간적 또는 수치적 관계를 전달하는데 사용된다.
달리 정의되지 않는 한, 본 명세서에서 사용되는 모든 기술적 및 과학적 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 자료, 방법 및 예는 예시일 뿐이며 제한하려는 의도가 아니다. 여기에 설명되지 않은 한, 특정 재료 및 가공 행위에 관한 많은 세부 사항은 통상적이며, 모터/교류기/터보 차저/엔진 조립체 및 부품 기술 내의 교과서 및 다른 소스에서 찾을 수 있다.
도 1 내지 도 4는 다수의 실시예에 따른 공차 링(100)을 도시한다. 공차 링(100)은 중심 축(600)을 중심으로 공차 링과 같은 (실질적으로 환형) 형상으로 만곡될 수 있는 재료의 밴드(102)를 포함한다. 공차 링(100)은 제 1 축 방향 단부(115) 및 제 2 축 방향 단부(117)를 가질 수 있다. 밴드(102)는 측벽(103)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 밴드(102)는 내부 측벽(103a) 및 외부 측벽(103b)을 포함할 수 있다. 측벽(103)은 축 방향 에지(105)를 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 측벽(103)은 제 1 축 방향 에지(105a) 및 제 2 축 방향 에지(105b)를 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 공차 링(100) 또는 밴드(102)는 측벽(103)의 적어도 하나의 축 방향 단부(115, 117)를 따라 탄성 재료의 편평하고 원주 방향으로 연장되는 비성형 섹션(220)을 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 재료의 상부 비성형 밴드(220) 및 하부 비성형 밴드(222)가 공차 링(100)의 측벽(103)의 각각의 축 방향 단부(105, 107)에 존재할 수 있다. 비성형 섹션(224)은 비성형 밴드(220, 222) 사이에서 그리고 그로부터 연장되는 측벽(103)의 길이를 따라 축 방향으로 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 공차 링(100) 및/또는 밴드(102)는 제 1 원주 단부(611) 및 제 2 원주 단부(613)를 정의하는 갭(106)을 포함할 수 있다. 다수의 실시예에서, 도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이, 밴드(102)의 제 1 원주 단부(611)와 제 2 원주 단부(613)는 만나지 않으므로(예를 들어, 분할 공차 링 디자인으로 형성될 수 있음), 이에 의해 밴드(102)의 원주에 인접한 축 방향 갭(106)을 남긴다. 다른 실시예에서, 밴드는 단부가 서로 중첩되도록 만곡될 수 있다. 또 다른 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 밴드는 연속적이고 파손되지 않은 공차 링일 수 있다. 일 실시예에서, 내부 측벽(103a)은 내부 표면을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 외부 측벽(103b)은 외부 표면을 포함할 수 있다. 다수의 실시예에서, 밴드(102)는 밴드(102)의 원주 주위에 복수의 돌출부(120)를 포함할 수 있다. 다수의 실시예에서, 공차 링(100)은 내부 부재(306) 및 외부 부재(302)를 서로에 대해 고정하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 공차 링(100)은 복합 재료를 포함할 수 있다. 공차 링(100)은 적어도 하나의 기판(119) 및 적어도 하나의 상부 층(104)을 포함할 수 있다. 상부 층(104)는 기판(119)의 임의의 부분 위에 및/또는 아래에 있을 수 있다. 상부 층(104)는 기판(119) 위에 연속적이거나 불연속적일 수 있다. 내부 측벽(103a)의 내부 표면은 밴드(102)의 형상을 따르는 상부 층(104)을 가질 수 있다. 일 실시예에서, 외부 측벽(103b)의 외부 표면은 밴드(102)의 형상을 따르는 상부 층(104)을 가질 수 있다. 상부 층(104)은 기판(119)의 적어도 일부, 특히 돌출부(120)를 따라 기판의 일부에 결합될 수 있다. 추가 실시예에서, 상부 층(104)은 공차 링(100)의 반경 방향 외부 또는 반경 방향 내부 표면을 덮기 위해 측벽(103)의 전체 주 표면, 예를 들어, 측벽(103)의 반경 방향 내부(103a) 또는 반경 방향 외부 표면(103b)에 결합될 수 있다. 다른 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 상부 층(104, 104')은 측벽(103)의 전체 주 표면, 예를 들어 측벽(103)의 반경 방향 내측(103a) 및 반경 방향 외측 표면(103b)에 결합될 수 있어, 공차 링(100)의 반경 방향 외부 및 반경 방향 내부를 커버할 수 있다. 특정 실시예에서, 상부 층(104)는 다른 구성 요소의 다른 표면과의 인터페이스를 형성하기 위해 기판(119)의 반경 방향 내면에 결합될 수 있다. 다른 하나에서, 제 2 기판(119')은 상부 층(104) 위에 놓일 수 있다. 또 다른 실시예에서, 복수의 기판(119) 및 복수의 상부 층(104)는 임의의 구성에서 서로 위에 있거나 아래에 있을 수 있다. 다수의 실시예에서, 밴드(102) 및/또는 복수의 돌출부(120)는 복수의 기판(119)을 포함할 수 있고, 복수의 상부 층(104)는 임의의 구성에서 서로 위에 있거나 아래에 있을 수 있다. 다수의 실시예에서, 복수의 기판(119) 및 복수의 상부 층(104)은 밴드(102) 및/또는 복수의 돌출부(120)를 포함할 수 있다.
상부 층(104)은 다수의 조성 또는 층을 포함할 수 있다. 다수의 실시예에서, 상부 층(104)은 열 향상 층(104a) 또는 유지 층(104b) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다수의 실시예에서, 열 향상 층(104a)은 비커스 경도 < 400 HV 및/또는 열전도율 > 100 W/m·K 중 적어도 하나를 가질 수 있다. 열 향상 층(104a)은 400 HV 미만의 비커스 경도 및 > 100 W/m·K의 열전도율을 모두 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 열 향상 층(104a)은 공차 링(100)이 내부 부재(306)와 외부 부재(302) 사이에 열 전달을 제공하도록 적응되도록 할 수 있다. 다수의 실시예에서, 유지 층(104b)은 내부 부재(306)와 외부 부재(302) 사이에 유지력(Rf)을 제공할 수 있고, 조립체는 조립력(Af)을 가지며 여기서 Rf > 0.1Af를 갖는다. 유지력(Rf)은 내부 구성 요소(306) 또는 외부 구성 요소(302) 중 적어도 하나에 대해 정적 상태에서 공차 링(100)을 유지하는데 필요한 힘으로 정의될 수 있다. 조립력(Af)은 내부 구성 요소(306) 또는 외부 구성 요소(302) 중 적어도 하나와 함께 공차 링(100)을 조립체(2)로 조립하는데 필요한 힘으로 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 열 향상 층(104a) 및 유지 층(104b)은 단일 균일 층일 수 있다. 다른 실시예에서, 열 향상 층(104a) 및 유지 층(104b)은 상부 층(104) 내의 별개의 층들로 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 열 향상 층(104a) 및 유지 층(104b)의 조성은 상부 층(104) 내에 조성 구배를 형성할 수 있다. 일 실시예에서, 상부 층(104)(열 향상 층(104a) 또는 유지 층(104b) 중 적어도 하나를 포함함)은 공차 링(100)의 외부 표면 또는 반경 방향 외부 표면 또는 측벽(103b)의 일부를 정의할 수 있다. 일 실시예에서, 상부 층(104)(열 향상 층(104a) 또는 유지 층(104b) 중 적어도 하나를 포함함)은 공차 링(100)의 내부 표면 또는 반경 방향 내부 표면 또는 측벽(103a)의 일부를 정의할 수 있다.
일 실시예에서, 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(119)은 적어도 부분적으로 금속을 포함할 수 있다. 금속은 알루미늄, 아연, 구리, 베릴륨, 마그네슘, 주석, 티타늄, 텅스텐, 철, 청동, 이들의 합금을 포함하거나 다른 유형일 수 있다. 보다 구체적으로, 기판은 스테인리스 강 또는 탄소강과 같은 강철과 같은 철 합금을 적어도 부분적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(119)은 301 스테인리스 강을 적어도 부분적으로 포함할 수 있다. 301 스테인리스 강은 어닐링, 1/4 경질, 1/2 경질, 3/4 경질 또는 완전 경질일 수 있다. 기판(119)은 직조된 메쉬 또는 확장된 금속 격자를 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상부 층(104)(열 향상 층(104a) 또는 유지 층(104b) 중 적어도 하나를 포함함)은 금속을 적어도 부분적으로 포함할 수 있다. 금속은 알루미늄, 아연, 구리, 베릴륨, 마그네슘, 주석, 티타늄, 텅스텐, 철, 청동, 이들의 합금을 포함하거나 다른 유형일 수 있다. 상부 층(104)(열 향상 층(104a) 또는 유지 층(104b) 중 적어도 하나 포함)은 금속 합금(목록에 있는 금속 포함), 양극 산화 처리된 금속(목록에 있는 금속 포함), 부동태화된 금속 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 상부 층(104)(열 향상 층(104a) 또는 유지 층(104b) 중 적어도 하나를 포함함)은 직조 메쉬 또는 확장된 금속 격자를 포함할 수 있다. 상부 층(104)은 전기 도금, 화학 코팅, 양극 산화, 용융 도금, 진공 도금, 부동태화, 연마 처리, 연삭, 연마, 버니싱, 샌드 블라스팅, 에칭, 마모, 캘린더링, 아연 도금, 널링, 피닝, 산세척, 용사, 표면 경화, 금속 합착, 또는 금속 가공 기술에 알려진 기타 공정을 통해 표면 처리될 수 있다.
선택적으로, 기판(119)은 처리 전에 공차 링 기판의 부식을 방지하기 위해 부식 방지 층(704 및 705)으로 코팅될 수 있다. 추가로, 부식 방지 층(708)은 층(704) 위에 도포될 수 있다. 각각의 층(704, 705 및 708)은 약 7 내지 15 마이크론과 같은 약 1 내지 50 마이크론의 두께를 가질 수 있다. 층(704 및 705)은 아연, 철, 망간 또는 이들의 임의의 조합의 인산염, 또는 나노-세라믹 층을 포함할 수 있다. 또한, 층(704 및 705)은 기능성 실란, 나노 스케일 실란 기반 프라이머, 가수 분해 실란, 유기 실란 접착 촉진제, 용매/물 기반 실란 프라이머, 염소화 폴리올레핀, 부동태화된 표면, 상업적으로 이용 가능한 아연(기계적/갈바닉) 또는 아연-니켈 코팅, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 층(708)은 기능성 실란, 나노 스케일 실란 기반 프라이머, 가수 분해 실란, 유기 실란 접착 촉진제, 용매/물 기반 실란 프라이머를 포함할 수 있다. 부식 방지 층(704, 705, 708)은 처리 중에 제거되거나 유지될 수 있다.
선택적으로, 공차 링(100)은 부식 방지 코팅(125)을 더 포함할 수 있다. 내식성 코팅(125)은 약 5 내지 20 마이크론과 같은 약 1 내지 50 마이크론 및 약 7 내지 15 마이크론과 같은 두께를 가질 수 있다. 내식성 코팅은 접착 촉진제 층(127) 및 에폭시 층(129)을 포함할 수 있다. 접착 촉진제 층(127)은 아연, 철, 망간, 주석 또는 이들의 임의의 조합의 인산염, 또는 나노-세라믹 층을 포함할 수 있다. 접착 촉진제 층(127)은 기능성 실란, 나노 규모의 실란 기반 층, 가수 분해된 실란, 유기 실란 접착 촉진제, 용매/물 기반 실란 프라이머, 염소화 폴리올레핀, 부동태화된 표면, 상업적으로 이용 가능한 아연(기계적/갈바닉) 또는 아연-니켈 코팅, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 에폭시 층(129)은 열 경화 에폭시, UV 경화 에폭시, IR 경화 에폭시, 전자 빔 경화 에폭시, 방사선 경화 에폭시 또는 공기 경화 에폭시일 수 있다. 또한, 에폭시 수지는 폴리 글리시딜 에테르, 디글리시딜 에테르, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 옥시란, 옥사시클로 프로판, 에틸렌 옥사이드, 1,2-에폭시 프로판, 2-메틸 옥시란, 9,10-에폭시-9,10-디히드로 안트라센, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 에폭시 수지층(129)은 경화제를 더 포함할 수 있다. 경화제는 아민, 산무수물, 페놀 노볼락 경화제, 예컨대 페놀 노볼락 폴리[N-(4-하이드록시 페닐) 말레이미드](PHPMI), 레졸 페놀 포름알데히드, 지방 아민 화합물, 폴리 카보네이트 무수물, 폴리 아크릴레이트, 이소시아네이트, 캡슐화된 폴리 이소시아네이트, 삼불화 붕소 아민 착물, 크롬계 경화제, 폴리아미드 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일반적으로, 산무수물은 화학식 R-C=O-O-C=O-R'을 따를 수 있으며, 여기서 R은 상기 기재된 바와 같이 CXHYXZAU일 수 있다. 아민은 모노 에틸 아민, 디에틸렌 트리 아민, 트리 에틸렌 테트라 아민 등과 같은 지방족 아민, 지환 아민, 고리형 지방족 아민과 같은 방향족 아민, 시클로 지방족 아민, 아미도 아민, 폴리아미드, 디시안 디아미드, 이미다졸 유도체 등 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다.
다수의 실시예에서, 공차 링(100)(기판(119) 또는 상부 층(104) 중 적어도 하나를 포함함)은 축 방향 및 종 방향 힘을 견디기에 충분한 강성을 갖는 재료를 포함할 수 있다. 공차 링(100)은 용접, 접착제, 패스너, 스레딩, 또는 임의의 다른 적절한 고정 수단에 의해 함께 결합된 단일 피스, 두 피스 또는 여러 피스로 형성될 수 있다.
일부 실시예에서, 공차 링(100)은 (밴드(102)를 형성하는) 기판(119)의 탄성 재료의 편평한 스트립으로 형성될 수 있다. 스트립이 곡선 형상으로 구부러지기 전에, 상부 층(104)(열 향상 층(104a) 또는 유지 층(104b) 중 적어도 하나를 포함함)은 그의 일 표면 상에 코팅되거나, 클래딩되거나 그렇지 않으면 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 상부 층(104)은 기판(119)의 양 표면 상에 코팅되거나, 클래딩되거나 또는 그렇지 않으면 배치될 수 있다. 상부 층(104)(열 향상 층(104a) 또는 유지 층(104b) 중 적어도 하나를 포함함)은 물리적 또는 화학적 기상 증착, 분무, 도금, 분말 코팅과 같은 공지된 방법을 통해 또는 기타 화학적 또는 전기 화학적 기술을 통해 기판(119)상의 코팅을 통해 증착될 수 있다. 상부 층(104)(열 향상 층(104a) 또는 유지 층(104b) 중 적어도 하나를 포함함)은 롤 접합, 라미네이션, 폭발 용접, 레이저 클래딩과 같은 공지된 방법을 통해 또는 다른 화학적 또는 전기 화학적 기술을 통해 기판(119) 상에 클래딩될 수 있다. 상부 층(104)은 내부 또는 외부 부재(302, 306)를 향하는 밴드(102)의 표면에 부착될 수 있다. 상부 층(104)는 전술한 바와 같이 밴드(102)에 코팅, 라미네이팅, 클래딩 또는 본딩될 수 있다. 상부 층(104)을 라미네이팅, 코팅 또는 클래딩하는 것은 밴드(102) 주위에 균일한 두께를 제공할 수 있다. 상부 층(104)이 기판(119)에 부착되기 전에 또는 후에, 결과적인 층 구조는 돌출부(120)를 형성하기 위해 스탬핑(예를 들어, 적절한 형상의 몰드, 회전파 형성 등을 사용하여 가압됨)될 수 있다. 따라서, 돌출부(120) 중 적어도 하나는 탄성 재료의 스트립 및 상부 층(104) 모두로부터 형성될 수 있다. 상부 층(104)의 재료는 이러한 스탬핑 단계를 용이하게 하기 위해 가요성으로 선택될 수 있다. 상부 층(104)은 내부 측벽(103a) 또는 외부 측벽(103b)에서 밴드의 반경 방향 외부 또는 반경 방향 내부에 있을 수 있다. 돌출부(120)가 형성된 후, 층 구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 공차 링형 구성으로 만곡될 수 있다. 도시된 실시예에서, 상부 층(104)은 외부 재료일 수 있다. 다른 실시예에서, 상부 층(104)은 내부 재료일 수 있다.
일 실시예에서, 측벽(103)은 0.2 mm 및 25 mm 범위의 두께(TSW)를 가질 수 있다. 보다 특정한 실시예에서, 측벽(103)은 0.2 mm 및 2 mm 범위, 예컨대 0.25 mm 및 1 mm 범위, 0.3 mm 및 1 mm 범위, 0.35mm 및 1mm 범위, 0.4mm 및 1mm 범위, 0.45mm 및 1mm 범위, 0.5mm 및 1mm 범위, 0.55mm 및 1mm 범위, 0.6mm 및 1mm 범위, 0.65mm 및 1mm 범위, 0.7mm 및 1mm 범위, 0.75mm 및 1mm 범위, 0.8mm 및 1mm 범위, 범위 0.85mm 및 1mm, 0.9mm 및 1mm 범위, 또는 0.95mm 및 1mm 범위 내의 두께(TSW)를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 두께(TSW)는 0.2mm와 0.95mm의 범위, 예를 들어 0.2mm와 0.9mm의 범위, 0.2mm와 0.85mm의 범위, 0.2mm와 0.8mm의 범위, 0.2 mm 및 0.75 mm 범위, 0.2 mm 및 0.7 mm 범위, 0.2 mm 및 0.65 mm 범위, 0.2 mm 및 0.6 mm 범위, 0.2 mm 및 0.6 mm 범위, 0.2 mm 및 0.55 mm 범위, 0.2 mm 및 0.5 mm 범위, 0.2 mm 및 0.45 mm 범위, 0.2 mm 및 0.4 mm 범위, 0.2 mm 및 0.35 mm 범위 , 0.2mm와 0.3mm의 범위 또는 심지어 0.2mm와 0.25mm의 범위에 있을 수 있다. 더 특정한 실시예에서, 측벽(103)은 0.2 mm와 2 mm 사이의 두께(TSW)를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 기판(119)은 0.075 mm 내지 25 mm 범위의 두께(TS)를 가질 수 있다. 보다 특정한 실시예에서, 기판(119)은 0.075 mm 및 2 mm 범위, 예컨대 0.25 mm 및 1 mm 범위, 0.3 mm 및 1 mm 범위, 0.35mm 및 1mm 범위, 0.4mm 및 1mm 범위, 0.45mm 및 1mm 범위, 0.5mm 및 1mm 범위, 0.55mm 및 1mm 범위, 0.6mm 및 1mm 범위, 0.65mm 및 1mm 범위, 0.7mm 및 1mm 범위, 0.75mm 및 1mm 범위, 0.8mm 및 1mm 범위, 0.85mm 및 1mm 범위, 0.9mm 및 1mm 범위, 또는 0.95mm 및 1mm 범위 내의 두께(TS)를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 기판(119)은 두께(TS)가 0.075 mm 및 0.95 mm 범위, 예를 들어 0.075 mm 및 0.9 mm 범위, 0.075 mm 및 0.85 mm 범위, 0.075 mm 및 0.8 mm 범위, 0.075 mm 및 0.75 mm 범위, 0.075 mm 및 0.7 mm 범위, 0.075 mm 및 0.65 mm 범위, 0.075 mm 및 0.6 mm 범위, 0.075 mm 및 0.6 mm 범위, 0.075 mm 및 0.55 mm 범위, 0.075 mm 및 0.5 mm 범위, 0.075 mm 및 0.45 mm 범위, 0.075 mm 및 0.4 mm 범위, 0.075mm 및 0.35mm 범위, 0.075mm 및 0.3mm 범위, 심지어 0.075mm 및 0.25mm 범위 내일 수 있다. 더 특정한 실시예에서, 기판(119)은 0.075 mm와 0.8 mm 사이의 두께(TS)를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 상부 층(104)은 0.01 마이크론 내지 500 마이크론 범위의 두께(TOL)를 가질 수 있다. 보다 특정한 실시예에서, 상부 층(104)은 0.15 마이크론 및 250 마이크론 범위, 예컨대 0.2 마이크론 및 200 마이크론 범위, 0.3 마이크론 및 150 마이크론 범위, 0.35 마이크론 및 125 마이크론 범위, 0.4 마이크론 및 115 마이크론 범위, 0.45 마이크론 및 100 마이크론 범위, 0.5 마이크론 및 90 마이크론 범위, 0.55 마이크론 및 85 마이크론 범위, 0.6 마이크론과 75 마이크론 범위, 0.65 마이크론과 65 마이크론의 범위, 0.7 마이크론과 50 마이크론의 범위, 0.75 마이크론과 45 마이크론의 범위, 0.8 마이크론과 40 마이크론의 범위, 0.85 마이크론과 35 마이크론의 범위, 0.9 마이크론과 30 마이크론 범위, 심지어 0.95 마이크론과 25 마이크론의 범위의 두께(TOL)을 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 상부 층(104)은 0.2 마이크론 및 500 마이크론 범위, 예컨대 0.2 마이크론 및 250 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 150 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 125 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 100 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 95 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 90 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 85 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 80 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 75 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 70 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 65 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 60 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 50 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 25 마이크론의 범위, 또는 심지어 0.2 마이크론과 10 마이크론의 범위의 두께(TOL)를 가질 수 있다. 보다 특정한 실시예에서, 상부 층(104)은 100 마이크론 내지 200 마이크론 사이의 두께(TOL)을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 열 향상 층(104a)은 0.15 마이크론 및 500 마이크론 범위, 예를 들어 0.2 마이크론 및 200 마이크론 범위, 0.3 마이크론 및 150 마이크론 범위, 0.35 마이크론 및 125 마이크론 범위, 0.4 마이크론 및 115 마이크론 범위, 0.45 마이크론 및 100 마이크론 범위, 0.5 마이크론 및 90 마이크론 범위, 0.55 마이크론 및 85 마이크론 범위, 0.6 마이크론과 75 마이크론의 범위, 0.65 마이크론과 65 마이크론의 범위, 0.7 마이크론과 50 마이크론의 범위, 0.75 마이크론과 45 마이크론의 범위, 0.8 마이크론과 40 마이크론의 범위, 0.85 마이크론과 35 마이크론의 범위, 0.9 마이크론과 30 마이크론의 범위, 심지어 0.95 마이크론과 25 마이크론의 범위 내의 두께(TTEL)를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 열 향상 층(104a)은 0.2 마이크론 및 500 마이크론 범위, 예를 들어 0.2 마이크론 및 250 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 150 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 125 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 100 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 95 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 90 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 85 마이크론 범위, 0.2 마이크론과 80 마이크론 범위, 0.2 마이크론과 75 마이크론의 범위, 0.2 마이크론과 70 마이크론의 범위, 0.2 마이크론과 65 마이크론의 범위, 0.2 마이크론과 60 마이크론의 범위, 0.2 마이크론과 50 마이크론 범위, 0.2 마이크론과 25 마이크론의 범위, 또는 심지어 0.2 마이크론과 10 마이크론의 범위의 두께(TTEL)를 가질 수 있다. 보다 특정한 실시예에서, 열 향상 층(104a)은 100 마이크론과 200 마이크론 사이의 두께(TTEL)를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 유지 층(104b)은 0.15 마이크론 및 500 마이크론 범위, 예를 들어 0.2 마이크론 및 200 마이크론 범위, 0.3 마이크론 및 150 마이크론 범위, 0.35 마이크론 및 125 마이크론 범위, 0.4 마이크론 및 115 마이크론 범위, 0.45 마이크론 및 100 마이크론 범위, 0.5 마이크론 및 90 마이크론 범위, 0.55 마이크론 및 85 마이크론 범위, 0.6 마이크론 및 75 마이크론 범위, 0.65 마이크론 및 65 마이크론 범위, 0.7 마이크론 및 50 마이크론 범위, 0.75 마이크론 및 45 마이크론 범위, 0.8 마이크론 및 40 마이크론 범위, 0.85 마이크론 및 35 마이크론 범위, 0.9 마이크론 및 30 마이크론 범위, 또는 심지어 0.95 마이크론 및 25 마이크론 범위 내의 두께(TR)를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 유지 층(104b)은 0.2 마이크론 및 500 마이크론 범위, 예를 들어 0.2 마이크론 및 250 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 150 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 125 마이크론, 0.2 마이크론 및 100 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 95 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 90 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 85 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 80 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 75 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 70 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 65 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 60 마이크론 범위, 0.2 마이크론 및 50 마이크론 범위, 0.2 마이크론과 25 마이크론의 범위, 또는 심지어 0.2 마이크론과 10 마이크론의 범위의 두께(TR)를 가질 수 있다. 보다 특정한 실시예에서, 유지 층(104b)은 100 마이크론과 200 마이크론 사이의 두께(TR)를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 공차 링(100)은 적어도 5mm, 적어도 10mm, 적어도 25mm, 적어도 50mm, 적어도 75mm, 적어도 100mm의 내부 반경(RR1)을 가질 수 있다. 내부 반경(RR1)은 150mm 이하, 125mm 이하, 100mm 이하, 90mm 이하, 75mm 이하, 50mm 이하일 수 있다. 공차 링(100)은 적어도 5mm, 적어도 10mm, 적어도 25mm, 적어도 50mm, 적어도 75mm, 적어도 100mm의 외부 반경(RR2)을 가질 수 있다. 공차 링(100)은 외부 반경(RR2)이 150mm 이하, 125mm 이하, 100mm 이하, 90mm 이하, 75mm 이하, 50mm 이하일 수 있다. 보다 특정한 실시예에서, 공차 링(100)은 3mm와 150mm 사이의 외부 반경(RR2)을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 공차 링(100)은 500mm 이하, 250mm 이하, 150mm 이하, 100mm 이하, 50mm 이하, 25mm 이하의 축 방향 단부(115, 117) 사이에서 측정된 축 방향 길이(LR)를 가질 수 있다. 공차 링(100)은 축 방향 단부(115, 117) 사이에서 측정된 축 방향 길이(LR)가 5mm 이상, 10mm 이상, 25mm 이상, 50mm 이상, 100mm 이상, 250 mm 이상일 수 있다. 더 특정한 실시예에서, 공차 링(100)은 6mm와 250mm 사이의 축 방향 길이(LR)를 가질 수 있다. 내부 반경(RR1)은 축 방향 길이(LR)를 따라 변할 수 있다. 외부 반경(RR2)은 축 방향 길이(LR)를 따라 변할 수 있다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 다수의 실시예에서, 적어도 하나의 돌출부(120)는 공차 링(100)에 적어도 부분적으로 결합될 수 있다. 일 실시예에서, 돌출부(120)는 공차 링(100)에 형성될 수 있다. 돌출부(120)는 측벽(103)과 모놀리식일 수 있으며, 즉 돌출부(120)는 측벽(103)과 단일 구조를 가질 수 있다. 다른 특정 실시예에서, 돌출부(120) 중 적어도 하나는 측벽(103)에 부착된 별도의 구성 요소를 포함할 수 있다. 예를 들어, 별도의 구성 요소는 접착제, 용접, 크림핑 또는 당업계에서 인식할 수 있는 임의의 다른 적절한 공정에 의해 측벽(103)에 부착될 수 있다. 일 실시예에서, 돌출부(120)는 공차 링(103)의 측벽(103)의 축 방향 에지(115, 117)의 축 방향 내측에 위치될 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 돌출부(120)는 측벽(103)으로부터 반경 방향 외측으로 연장되거나 돌출될 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 하나의 돌출부(120)는 측벽(103)으로부터 반경 방향 내측으로 연장되거나 돌출될 수 있다. 일 실시예에서, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 돌출부(120)는 공차 링의 측벽(103) 아래로 원주 방향으로 배향될 수 있다. 대안적인 실시예에서, 적어도 하나의 돌출부(120)는 공차 링의 측벽(103) 아래로 축 방향으로 배향될 수 있다. 돌출부(120)는 반경 방향으로 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 돌출부(120)는 중심 축(600)으로부터 멀리 반경 방향으로 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 돌출부(120)는 독립적이고 분리된 구조일 수 있으며 조립 전에 도포된 그리스를 유지하고 후속 누출을 줄이거나 최소화할 수 있다.
도시된 바와 같이, 공차 링(100)은 돌출부(120)의 하나의 열 또는 밴드를 포함할 수 있다. 다른 양태에서, 공차 링(100)은 돌출부(120)의 2 개의 열 또는 밴드를 포함할 수 있고; 돌출부(120)의 3 개의 열 또는 밴드; 등을 포함할 수 있다. 또한 각 열의 총 돌출부의 개수(120) NWS는 ≥ 3, 예를 들어 ≥ 4, ≥ 5, ≥ 6, ≥ 7, ≥ 8 또는 ≥ 9 일 수 있다. 또한 NWS ≤ 30, ≤ 25, ≤ 20 또는 ≤ 15이다. NWS는 위의 NWS 값 사이의 범위 내에 있을 수 있다.
일 실시예에서, 복수의 돌출부(120)는 적어도 2 개의 원주 방향으로 연장되는 열에 배치될 수 있다. 특정 실시예에서, 복수의 돌출부(120)는 적어도 4 개의 원주 방향으로 연장되는 열, 적어도 5 개의 원주 방향으로 연장되는 열, 또는 심지어 적어도 6 개의 원주 방향으로 연장되는 열과 같이 적어도 3 개의 원주 방향으로 연장되는 열에 배치될 수 있다. 다른 실시예에서, 복수의 돌출부(120)는 15 개 이하의 원주 방향으로 연장되는 열, 10 개 이하의 원주 방향으로 연장되는 열, 또는 심지어 7 개 이하의 원주 방향으로 연장되는 열과 같이 25 개 이하의 원주 방향으로 연장되는 열에 배치될 수 있다.
일 실시예에서, 돌출부(120)는 각각 축 이등분 라인을 정의할 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 2 개의 돌출부(120)의 축 방향 이등분 라인은 평행하게 배향될 수 있으며, 즉, 적어도 2 개의 돌출부(120)는 서로 평행하게 배향될 수 있다. 보다 특정한 실시예에서, 모든 돌출부(120)는 서로에 대해 평행하게 배향될 수 있다.
일 실시예에서, 적어도 2 개의 돌출부(120)는 측벽(103)으로부터 상이한 방향으로 연장될 수 있다. 보다 특정한 실시예에서, 적어도 2 개의 돌출부(120)는 내부 측벽(103a) 및 외부 측벽(103b)으로부터 반대 반경 방향으로 연장될 수 있다. 보다 특정한 실시예에서, 적어도 2 개의 돌출부(120)는 반대 축 방향으로 연장될 수 있다. 일 실시예에서, 적어도 2 개의 돌출부(120)는 서로 멀어질 수 있으며, 즉, 적어도 2 개의 돌출부(120)의 측면은 돌출부(120)의 임의의 다른 부분보다 서로 더 가까울 수 있다.
각각의 돌출부(120)는 그 폭과 비교하여 그 길이에 의해 측정된 종횡비를 정의할 수 있다. 돌출부(120)의 길이는 축 방향 또는 원주 방향으로 돌출부(120)의 길이와 폭 사이의 더 큰 치수로 정의될 수 있다. 돌출부 폭은 축 방향 또는 원주 방향으로 돌출부(120)의 길이 및 폭의 작은 치수로 정의될 수 있다. 일 실시예에서, 돌출부(120) 중 적어도 하나는 적어도 1.5 : 1, 적어도 2 : 1, 적어도 3 : 1, 적어도 4 : 1, 적어도 5 : 1, 또는 적어도 10 : 1과 같은 적어도 1.1 : 1의 종횡비를 가질 수 있다. 일 실시예에서, 종횡비는 100 : 1 이하, 예컨대 50 : 1 이하, 또는 심지어 25 : 1 이하일 수 있다.
돌출부(120)는 예를 들어 스탬핑, 프레싱, 펀칭 또는 커팅과 같은 공정에 의해 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 돌출부(120) 중 적어도 하나는 측벽(103)을 형성하기 전에, 예를 들어 편평한 시트를 롤링하여 측벽(103)을 형성하기 전에 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 돌출부(120) 중 적어도 하나는 측벽(103)을 형성한 후, 예를 들어 편평한 시트를 롤링하여 측벽(103)을 형성한 후에 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 돌출부(120) 중 적어도 2 개는 서로에 비해 동일한 기하학적 형상 또는 크기를 갖는다. 추가 실시예에서, 모든 돌출부(120)는 서로에 비해 동일한 기하학적 형상 또는 크기를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 돌출부(120) 중 적어도 2 개는 서로에 비해 상이한 기하학적 형상 또는 크기를 가질 수 있다. 추가 실시예에서, 모든 돌출부(120)는 서로에 비해 상이한 기하학적 형상 또는 크기를 가질 수 있다.
돌출부(120)는 힘 전달 또는 스프링 부재 특성을 위해 신중하게 선택되고 설계될 수 있다. 돌출부(120)의 기하학적 구조는 원하는 탄성/소성 변형 특성을 제공하도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 돌출부(120) 중 적어도 하나는 돌출부(120)의 회전 또는 축 방향 이동을 변경하기 위해 다른 돌출부(120)로부터 기하학적 구조가 변경될 수 있다. 변형 특성은 내부 및 외부 부재(302, 306)의 제조 부재 공차를 고려할 뿐만 아니라, 또한 작동 시 서로 다른 구성 요소 간에 발생할 수 있는 차등 열 팽창 및 마모를 보상하도록 선택되어, 부재가 원하는 성능을 전체적으로 얻을 수 있도록 보장한다. 이러한 디자인은 조립된 구성 요소(302, 306)가 상승된 온도에서 느슨해지지 않도록 보장하기 위해 제로 클리어런스 공차 링(100)에 적용될 수 있다.
도 1 내지 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 돌출부(120)는 단면이 다각형일 수 있다. 다수의 실시예에서, 돌출부(120)는 다각형, 원형 또는 반원형 단면을 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 돌출부(120)는 적어도 하나의 숄더 또는 숄더 없는 파동 구조(230)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 파동 구조(230)는 파장(LW)을 포함할 수 있다. 다수의 실시예에서, 각각의 파동 구조(230)는 파동체(240), 파동체(240)의 제 1 측에 있는 제 1 파동 측(242) 및 제 1 파동 측에 대향하는 파동체의 제 2 측에 있는 제 2 파동 측(244)을 포함할 수 있다. 각각의 파동체(240)는 상부 비성형 밴드(220)와 하부 비성형 밴드(222) 사이에서 연장되는 플래토 섹션(250)을 형성하는 일반적으로 아치형 구조를 포함할 수 있다. 각각의 파동체(240)는 상부 비형성 밴드(220)와 하부 비형성 밴드(102) 사이에서 연장되는 일반적으로 아치형 구조를 포함할 수 있다. 파동 구조(230)는 제 1 숄더(246) 및 제 2 숄더(248)를 가질 수 있다. 파동 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 배향될 수 있고, 여기서 제 1 숄더(246) 및 제 2 숄더(248)는 축 방향으로 연장되거나, 제 1 숄더(246) 및 제 2 숄더(248)가 반경 방향으로 연장되는 곳에서 배향될 수 있다. 다른 실시예에서, 돌출부(120)는 더 작은 상부 비성형 밴드(220) 및 하부 비성형 밴드(222)를 갖는 평평한 플래토 섹션(250)을 포함할 수 있다.
도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 각각의 파동체(240)는 실시예에 따라 파동 측(242, 244)의 형성 이전에 파동체(240)의 외주 또는 형상을 나타내는 일반적으로 직사각형 풋프린트(252)를 포함할 수 있다. 풋프린트(252)는 비성형 밴드(220, 222) 및 인접한 비성형 섹션(224)에 의해 둘러싸일 수 있다. 플래토 섹션(250)은 풋프린트(252)의 반경 방향 에지를 정의할 수 있다. 풋프린트(252)는 풋프린트 길이(LWBF) 및 풋프린트 폭(WWBF)을 가질 수 있다. 돌출부(120) 또는 플래토 섹션(250)은 측벽(103)으로부터 돌출부(120) 또는 플래토 섹션(250)의 피크까지 측정된 높이(HP)를 가질 수 있다. 특정 양태에서, 외부 반경(RR2)은 돌출부(120) 또는 플래토 섹션(250)의 높이(HP)에 기초할 수 있다. HP는 ≤ 4 % RR2, ≤ 3 % RR2, ≤ 2 % RR2 또는 ≤ 1 % RR2와 같이 ≤ 5 % RR2 일 수 있다. HP는 ≥ 0.2 % RR2, ≥ 0.3 % RR2, ≥ 0.4 % RR2 또는 ≥ 0.5 % RR2와 같이 ≥ 0.1 % RR2 일 수 있다. 또한, HP는 % RR2 값의 임의의 것을 포함하는 그 사이 범위 내에 있을 수 있다. 각각의 파동 측(242, 244)은 길이(LWS)를 포함할 수 있다. LWS는 ≥ 101 % LWBF, ≥ 102 % LWBF, ≥ 103 % LWBF, ≥ 104 % LWBF 또는 ≥ 105 % LWBF와 같이 LWBF 이상일 수 있다. LWS는 ≤ 120 % LWBF, ≤ 115 % LWBF 또는 ≤ 110 % LWBF와 같이 ≤ 125 % LWBF 일 수도 있다. 또한, LWS는 % LWBF 값의 임의의 것을 포함하는 그 사이 범위 내에 있을 수 있다.
파동 측(242, 244)은 제 1 파동 측(242)의 최외곽 수직 에지(260)와 제 2 파동 측(244)의 최외곽 수직 에지(262) 사이에서 측정된 전체 폭(WWS)을 포함할 수 있다. WWS는 ≥ 101 % WWBF, ≥ 102 % WWBF, ≥ 103 % WWBF, ≥ 104 % WWBF 또는 ≥ 105 % WWBF와 같이 WWBF 이상일 수 있다. 더욱이, WWS는 ≤ 145 % WWBF, ≤ 140 % WWBF, ≤ 135 % WWBF, ≤ 130 % WWBF 또는 ≤ 125 % WWBF와 같이 ≤ 150 % WWBF이다. 또한, WWS는 % WWBF 값의 임의의 것을 포함하는 그 사이의 범위 내에 있을 수 있다.
특정 양태에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 각각의 파동체(240)는 각각의 파동체(240)와 상부 비성형 밴드(220) 또는 하부 비성형 밴드(222)의 계면에서 측정된 베이스 폭(WWBB) 및 각 파동체(240)의 피크에서 측정된 피크 폭(WWBP)을 포함한다. WWBP는 ≤ 75 % WWBB, ≤ 70 % WWBB, ≤ 65 % WWBB, ≤ 60 % WWBB, ≤ 55 % WWBB 또는 ≤ 50 % WWBB와 같이 ≤ WWBB 일 수 있다. 다른 양태에서, WWBP는 ≥ 30 % WWBB, ≥ 35 % WWBB, 또는 ≥ 40 % WWBB와 같은 ≥ 25 % WWBB 일 수 있다. 또한, WWBP는 5 % WWBB 값의 임의의 것을 포함하는 그 사이의 범위 내에 있을 수 있다.
파동체(240)의 풋프린트(250)는 HWBF x WWBF와 동일한 영역(AFP)을 포함할 수 있다. 파동 측(242, 244)은 함께 각 파동 구조(230)에서 비성형 섹션(224) 및 파동체(240)로부터 높이가 제거되거나 변경된 재료의 표면적과 동일한 총 면적(AWS)을 포함할 수 있다. AWS는 ≤ 80 % AFP, ≤ 75 % AFP, ≤ 70 % AFP, ≤ 65 % AFP 또는 ≤ 60 % AFP와 같이 ≤ AFP 일 수 있다. 또 다른 양태에서, AWS는 ≥ 25 % AFP, ≥ 30 % AFP, ≥ 35 % AFP, ≥ 40 % AFP, ≥ 45 % AFP 또는 ≥ 50 % AFP 일 수 있다. 또한, AWS는 % AFP 값의 임의의 것을 포함하는 그 사이의 범위 내에 있을 수 있다.
또 다른 양태에서, AWS는 파동체 풋프린트와 겹치는 영역(AOFP)과, 하나 이상의 비성형 섹션, 상부 비성형 밴드, 하부 비성형 밴드 또는 이들의 조합과 겹치는 영역(AOU)을 포함한다. AOU는 ≤ 45 % AOFP, ≤ 40 % AOFP, ≤ 35 % AOFP, ≤ 30 % AOFP 또는 ≤ 25 % AOFP와 같이 ≤ AOFP 일 수 있다. 또한, AOU는 ≥ 2 % AOFP, ≥ 3 % AOFP, ≥ 4 % AOFP 또는 ≥ 5 % AOFP와 같이 ≥ 1 % AOFP 일 수 있다. AOU는 % AOFP 값의 임의의 것을 포함하는 그 사이 범위 내에 있을 수 있다.
또 다른 양태에서, AOU는 ≤ 30 % AWS, ≤ 25 % AWS, ≤ 20 % AWS 또는 ≤ 15 % AWS와 같이 ≤ AWS 일 수 있다. 또한, AOU는 ≥ 2 % AWS, ≥ 3 % AWS, ≥ 4 % AWS 또는 ≥ 5 % AWS와 같이 ≥ 1 % AWS 일 수 있다. AOU는 % AWS 값의 임의의 것을 포함하는 그 사이의 범위 내에 있을 수 있다.
또 다른 양태에서, AOFP는 ≥ 75 % AWS, ≥ 80 % AWS 또는 ≥ 85 % AWS와 같이 ≥ 70 % AWS 일 수 있다. 또한, AOFP ≤ AWS, 예를 들어 ≤ 99 % AWS, ≤ 98 % AWS, ≤ 97 % AWS, ≤ 96 % AWS 또는 ≤ 95 % AWS 이다. AOFP는 AWS 값의 임의의 것을 포함하는 그 사이의 범위 내에 있을 수 있다.
도 3은 각각의 파동 측(242, 244)이 파동체(240)에 인접하고 파동체(240)의 제 1 측부 에지 및 제 2 측부 에지를 형성하는 내부 아치형 에지(270, 272)를 포함할 수 있음을 나타낸다. 각 아치형 에지(270, 272)는 호 길이(LAE)를 포함할 수 있으며, LAE는 ≥ 101 % HWBF, ≥ 102 % HWBF, ≥ 103 % HWBF, ≥ 104 % HWBF 또는 ≥ 105 % HWBF와 같이 ≥ HWBF 일 수 있다. 또 다른 양태에서, LAE는 ≤ 200 % HWBF, 예컨대 ≤ 175 % HWBF, ≤ 150 % HWBF, ≤ 145 % HWBF, ≤ 140 % HWBF, ≤ 135 % HWBF, ≤ 130 % HWBF, 또는 ≤ 125 % HWBF 일 수 있다. LAE는 % HWBF 값의 임의의 것을 포함하는 그 사이의 범위 내에 있을 수도 있다.
다른 양태에서, 각각의 비성형 섹션(224)은 WWBB와 실질적으로 동일한 폭(WUS)을 포함할 수 있다. 이 양태에서, WUS는 ≥ 65 % WWBB, ≥ 70 % WWBB, ≥ 75 % WWBB, ≥ 80 % WWBB, ≥ 85 % WWBB, ≥ 90 % WWBB, ≥ 95 % WWBB, ≥ 96 % WWBB, ≥ 97 % WWBB, ≥ 98 % WWBB, ≥ 99 % WWBB 또는 ≥ 100 % WWBB와 같이 ≥ 60 % WWBB 일 수 있다. 또한, WUS는 ≤ 120 % WWBB, ≤ 115 % WWBB, ≤ 110 % WWBB, ≤ 105 % WWBB, ≤ 104 % WWBB, ≤ 103 % WWBB, ≤ 102 % WWBB 또는 ≤ 101 % WWBB과 같이 ≤ 125 % WWBB 일 수 있다. WUS는 % WWBB 값의 임의의 것을 포함하는 그 사이의 범위 내에 있을 수도 있다.
도 5a 내지 도 5b는 예를 들어 다수의 실시예에 따라 도 1 내지 도 3에 도시된 공차 링(100)을 포함하는 조립체(2)를 도시한다. 조립체(2)는 하우징과 같은(이에 한정되지 않음) 외부 부재(302)를 더 포함한다. 외부 부재(302)는 중심 축(600)을 따라 제 1 축 방향 단부(305) 및 제 2 축 방향 단부(307)를 가질 수 있다. 외부 부재(302)는 그 안에 형성된 보어(304)를 가질 수 있으며, 이는 고정자(이에 한정되지 않음)와 같은 내부 부재(306)를 수용한다. 보어(304)는 중심 축(600)에 대해 반경 방향 또는 축 방향 중 적어도 하나에 제공될 수 있다. 내부 부재(306)는 제 1 축 방향 단부(315) 및 제 2 축 방향 단부(317)를 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 내부 부재(306)는 열을 발생시킬 수 있다. 즉, 내부 부재(306)는 복사, 전도 또는 대류를 통해 열을 생성하는 서브 조립체의 일부일 수 있다. 공차 링(100)은 외부 부재(302)와 내부 부재(306) 사이에 끼워 맞춤을 제공하기 위해 사용될 수 있다. 공차 링(100)이 조립체(2)의 내부 또는 외부 부재(302, 306)에 장착될 때, 돌출부(120)는 다른 구성 요소(302, 306)의 축 방향 설치를 돕는 가이드로서 작용할 수 있다. 다수의 실시예에서, 공차 링(100)의 돌출부(120)는 조립체(2)에서 하우징 또는 외부 부재(302)를 향해 반경 방향 외측을 향할 수 있다. 다수의 실시예에서, 공차 링(100)의 돌출부(120)는 조립체(2)에서 고정자 또는 내부 부재(306)를 향해 반경 방향 내측을 향할 수 있다. 조립체(2)는 또한 로터(350)를 포함할 수 있다. 로터(350)는 중심 축(600)을 따라 제 1 축 방향 단부(355) 및 제 2 축 방향 단부(357)를 가질 수 있다. 로터(350)는 샤프트(351) 및 복수의 블레이드(352)를 포함할 수 있다. 로터(350)는 로터의 축 주위에 토크를 생성하기 위해 조립체(2)의 보어(304) 내에서 회전하거나 그렇지 않으면 이동하도록 구성될 수 있고, 발전기 조립체(교류기 조립체를 포함하되 이에 국한되지 않음), 모터 조립체, 엔진 조립체, 클러치 조립체 또는 홀딩 메커니즘과 같은 조립체에서 전기를 생산할 수 있다.
다수의 실시예에서, 환형 갭(206)은 내부 부재(306)의 외부 표면(308)과 보어(304)의 내부 표면(310) 사이에 존재할 수 있다. 이 환형 갭(206)의 크기는 내부 부재(306) 및 보어(304)의 직경이 위에 나열된 공차 링 치수 내에서 변할 수 있기 때문에 가변적일 수 있다. 다수의 실시예에서, 공차 링(100)은 내부 부재(306)와 외부 부재(302) 사이에서 반경 방향으로 압축되도록 조정된 내부 반경(RR1) 및 외부 반경(RR2)를 가질 수 있어, 그 사이의 위치 관계를 유지하기 위해 외측 부재(302) 상으로 외측으로 그리고 내측 부재(306) 상으로 내측으로 반경 방향 힘을 가한다. 다수의 실시예에서, 공차 링(100)은 내부 부재(306) 또는 외부 부재(302) 중 적어도 하나에 고정되지 않을 수 있다. 다수의 실시예에서, 공차 링(100)은 폼 피팅, 힘 피팅 또는 본딩(접착 본딩을 포함하지만 이에 제한되지 않음)을 통해 내부 부재(306) 또는 외부 부재(302) 중 적어도 하나에 고정될 수 있다. 사용된 접착제는 플루오로 중합체, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리 에테르/폴리 아미드 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 테트라 플루오로 에틸렌(ETFE), ETFE 공중합체, 퍼플루오로 알콕시(PFA), 또는 이들의 조합을 포함하지만 이에 제한되지 않는 환형 부재 기술에 공통적인 임의의 공지된 접착 재료를 포함할 수 있다. 보어(304) 내의 내부 부재(306)의 진동을 방지하기 위해, 환형 갭(206)은 공차 링(100)에 의해 채워져 구성 요소들 사이에 제로 클리어런스 핏을 형성할 수 있다. 공차 링(100)은 갭을 0으로 감소시켜 조립체(2)에서 구성 요소(302, 306) 사이에 클리어런스가 없을 수 있다.
일 실시예에서, 외부 부재(302)는 회전식, 전기 모터, 발전기 또는 교류 발전기 조립 기술에서 일반적으로 사용되는 임의의 재료를 포함할 수 있다. 외부 부재(302)는 축 방향 및 종 방향 힘을 견디기에 충분한 강성을 갖는 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 외부 부재(302)는 사출 성형된 중합체를 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 외부 부재(302)는 가공 공정을 통해 형성된 금속 또는 합금(예를 들어, 알루미늄, 아연, 구리, 마그네슘, 주석, 백금, 티타늄, 텅스텐, 납, 철, 청동, 강철, 스프링 부재 강철, 스테인레스 강과 같지만 이에 제한되지 않음)을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 외부 부재(302)는 세라믹 또는 임의의 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다. 외부 부재(302)는 용접, 접착제, 패스너, 스레딩, 또는 임의의 다른 적절한 고정 수단에 의해 함께 결합된 단일 피스, 두 피스 또는 여러 피스로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 외부 부재(302)는 중심 축(600)으로부터 적어도 5mm, 적어도 10mm, 적어도 15mm, 적어도 20mm, 적어도 30mm, 적어도 40mm의 내부 반경(ROC1)을 가질 수 있다. 내부 반경(ROC1)은 5mm 이하, 10mm 이하, 15mm 이하, 20mm 이하, 30mm 이하, 40mm 이하일 수 있다. 외부 부재(302)는 적어도 5mm, 적어도 10mm, 적어도 15mm, 적어도 20mm, 적어도 30mm, 적어도 40mm의 외부 반경(ROC2)을 가질 수 있다. 외부 반경(ROC2)은 5mm 이하, 10mm 이하, 15mm 이하, 20mm 이하, 30mm 이하, 40mm 이하일 수 있다.
일 실시예에서, 외부 부재(302)는 5mm 이하, 10mm 이하, 15mm 이하, 20mm 이하, 30mm 이하, 40mm 이하의 축 단부(115, 117) 사이에서 측정된 축 방향 길이(LOC)를 가질 수 있다. 외부 부재(302)는 적어도 5mm, 적어도 10mm, 적어도 15mm, 적어도 20mm, 적어도 30mm, 적어도 40mm의 축 방향 단부(115, 117) 사이에서 측정된 축 방향 길이(LOC)를 가질 수 있다. 내부 반경(ROC1)은 축 방향 길이(LOC)를 따라 변할 수 있다. 외부 반경(ROC2)은 축 방향 길이(LOC)를 따라 변할 수 있다.
일 실시예에서, 내부 부재(306)는 회전식, 전기 모터, 발전기 또는 교류 발전기 조립 기술에서 일반적으로 사용되는 임의의 재료를 포함할 수 있다. 내부 부재(306)는 축 방향 및 종 방향 힘을 견디기에 충분한 강성을 갖는 임의의 적절한 재료를 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 내부 부재(306)는 사출 성형된 중합체를 포함할 수 있다. 다른 구체 예에서, 내부 부재(306)는 가공 공정을 통해 형성된 금속 또는 합금(알루미늄, 아연, 구리, 마그네슘, 주석, 백금, 티타늄, 텅스텐, 납, 철, 청동, 강철, 스프링 부재 강철, 스테인리스 강과 같지만 이에 제한되지 않음)을 포함할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 내부 부재(306)는 세라믹 또는 임의의 다른 적절한 재료를 포함할 수 있다. 내부 부재(306)는 용접, 접착제, 패스너, 스레딩, 또는 임의의 다른 적절한 고정 수단에 의해 함께 결합된 단일 피스, 두 피스 또는 여러 피스로 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 내부 부재(306)는 적어도 5mm, 적어도 10mm, 적어도 15mm, 적어도 20mm, 적어도 30mm, 적어도 40mm의 중심 축(600)으로부터의 내부 반경(RIC1)을 가질 수 있다. 내부 반경(RIC1)은 5mm 이하, 10mm 이하, 15mm 이하, 20mm 이하, 30mm 이하, 40mm 이하일 수 있다. 내부 부재(306)는 적어도 5mm, 적어도 10mm, 적어도 15mm, 적어도 20mm, 적어도 30mm, 적어도 40mm의 외부 반경(RIC2)을 가질 수 있다. 외부 반경(RIC2)은 5mm 이하, 10mm 이하, 15mm 이하, 20mm 이하, 30mm 이하, 40mm 이하일 수 있다.
일 실시예에서, 내부 부재(306)는 축 방향 단부(115, 117) 사이에서 측정된 축 방향 길이(LIC)가 5mm 이하, 10mm 이하, 15mm 이하, 20mm 이하, 30mm 이하, 40mm 이하일 수 있다. 내부 부재(306)는 적어도 5mm, 적어도 10mm, 적어도 15mm, 적어도 20mm, 적어도 30mm, 적어도 40mm의 축 방향 단부(115, 117) 사이에서 측정된 축 방향 길이(LIC)를 가질 수 있다. 내부 반경(RIC1)은 축 방향 길이(LIC)에 따라 달라질 수 있다. 외부 반경(ROC2)은 축 방향 길이(LIC)에 따라 달라질 수 있다.
사용 시, 공차 링(100)의 밴드(102)는 조립체(2)의 구성 요소(302, 306) 사이에 배치될 때 탄 성적으로 변형될 수 있다. 다른 구성 요소(302, 306)는 조립체(2)에 장착될 수 있으며, 이에 의해 구성 요소(302, 306) 사이의 갭(206), 바람직하게는 돌출부(120)만이 변형되는 공차 링을 압축한다. 이러한 변형은 돌출부(120)의 형상 및/또는 프로파일 및 갭(206)의 크기에 따라 탄성 또는 소성일 수 있다.
다수의 실시예에서, 공차 링(100)(기판(119) 및 상부 층(104) 포함)은 내부 부재(306)와 외부 부재(302) 사이에 열 투과율을 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 열 투과율은 1000 이하, 750 이하, 500 이하, 400 이하, 300 이하, 250 이하, 200 이하, 150 이하, 125 이하, 100 이하, 75 이하, 50 이하, 25 이하, 10 이하 또는 5 W/m2K 이하일 수 있다. 다수의 실시예에서, 열 투과율은 10 이상, 25 이상, 50 이상, 75 이상, 100 이상, 125 이상, 150 이상, 200 이상, 250 이상, 300 이상, 400 이상, 500 이상, 750 이상, 1000 이상, 1500 이상의 W/m2K일 수 있다. 다수의 실시예에서, 열 투과율은 적어도 300 그러나 600 W/m2K 이하의 범위 내에 있을 수 있다.
다수의 실시예에서, 상부 층(104)(열 향상 층(104a) 또는 유지 층(104b) 중 적어도 하나를 포함함)은 내부 부재(306)와 외부 부재(302) 사이에 열 전도성을 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 접촉 컨덕턴스는 1000 이하, 750 이하, 500 이하, 400 이하, 300 이하, 250 이하, 200 이하, 150 이하, 125 이하, 100 이하, 75 이하, 50 이하, 25 이하, 10 이하 또는 5 W/m·K 이하일 수 있다. 다수의 실시예에서, 열전도율은 10 이상, 25 이상, 50 이상, 75 이상, 100 이상, 125 이상, 150 이상, 200 이상, 250 이상, 300 이상, 400 이상, 500 이상, 750 이상, 1000 이상, 1500 W/m·K 이상일 수 있다. 다수의 실시예에서, 열전도율은 적어도 300 그러나 600 W/m·K 이하의 범위 내에 있을 수 있다.
다수의 실시예에서, 상부 층(104)(열 향상 층(104a) 또는 유지 층(104b) 중 적어도 하나를 포함함)은 비커스 경도를 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 비커스 경도는 600 이하, 550 이하, 500 이하, 450 이하, 400 이하, 350 이하, 300 이하, 325 이하, 315 이하, 300 이하, 250 이하, 200 이하, 150 이하, 100 이하 또는 50 HV 이하일 수 있다. 다수의 실시예에서, 비커스 경도는 50 이상, 75 이상, 100 이상, 150 이상, 200 이상, 250 이상, 300 이상, 350 이상, 400 이상, 450 이상, 500 이상, 550 이상, 600 이상, 650 이상, 700 HV 이상일 수 있다. 특정 실시 양태에서, 비커스 경도는 적어도 300 내지 400 HV의 범위 내에 있을 수 있다.
일 실시예에서, 공차 링(100)은 최소 2 kgf, 최소 3 kgf, 최소 4 kgf, 최소 5 kgf, 최소 10 kgf 또는 최소 15 kgf와 같이, 부재(306) 및 외부 부재(302)에 대해 길이 방향으로 적어도 1kgf의 조립력(Af)에 의해 조립체(2)에 설치되거나 조립될 수 있다. 추가 구체 예에서, 조립체(2)는 19kgf 이하, 18kgf 이하, 17kgf 이하 또는 16kgf 이하와 같이 20kg 이하의 조립력(Af)에 의해 설치 또는 조립될 수 있다.
일 실시예에서, 공차 링(100)은 부재(306) 및 외부 부재(302)에 대해 길이 방향으로 적어도 1kgf의 유지력(Rf), 예를 들어, 적어도 2kgf, 적어도 3kgf, 적어도 4kgf, 적어도 5 kgf, 적어도 10 kgf 또는 적어도 15 kgf를 제공할 수 있다. 추가 구체 예에서, 공차 링(100)은 19kgf 이하, 18kgf 이하, 17kgf 이하, 또는 16kgf 이하와 같이 20kg 이하의 유지력(Rf)을 제공할 수 있다. 다수의 실시예에서, Rf > 0.2 Af, Rf > 0.3 Af, Rf > 0.4 Af, Rf > 0.5 Af, Rf > 0.6 Af, Rf > 0.7 Af, Rf > 0.8 Af, Rf > 0.9 Af 또는 Rf > 1 Af와 같은 Rf > 0.1 Af 이다.
다수의 실시예에서, 공차 링(100)(기판(119) 및 상부 층(104)을 포함함)은 적어도 5 %의 내부 부재(306)와 외부 부재(302) 사이의 환형 접촉 면적 백분율을 가질 수 있고, 예를 들면, 적어도 10 %, 적어도 25 %, 적어도 35 %, 적어도 50 %, 적어도 60 %, 적어도 65 %, 적어도 70 %, 적어도 75 %, 적어도 80 %, 적어도 85 %, 적어도 90 %, 적어도 92 %, 적어도 95 %, 적어도 97 %, 적어도 99 %, 적어도 99.5 % 또는 적어도 99.9 %을 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 공차 링(100)(기판(119) 및 상부 층(104)을 포함함)은 99.9 % 이하의 내부 부재(306)와 외부 부재(302) 사이의 환형 접촉 면적 백분율을 가질 수 있으며, 예를 들어, 99.5 % 이하, 99 % 이하, 97 % 이하, 95 % 이하, 92 % 이하, 90 % 이하, 85 % 이하, 80 % 이하, 75 % 이하, 70 % 이하, 65 % 이하, 60 % 이하, 50 % 이하, 35 % 이하, 25 % 이하, 10 % 이하 또는 5 % 이하를 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 공차 링(100)(기판(119) 및 상부 층(104)을 포함함)은 70 % 및 99.5 % 범위의 내부 부재(306)와 외부 부재(302) 사이의 환형 접촉 면적 백분율을 가질 수 있다.
다수의 실시예에서, 공차 링(100)(기판(119) 및 상부 층(104)을 포함함)은 0.95 이하의 외부 부재(302)와의 마찰 계수(μ)를 가질 수 있는데, 예를 들어 0.9 이하, 0.8 이하, 0.7 이하, 0.6 이하, 0.5 이하, 0.4 이하, 0.3 이하, 0.2 이하, 또는 심지어 0.1 이하를 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 공차 링(100)(기판(119) 및 상부 층(104)을 포함함)은 0.05 이상의 외부 부재(302)와의 마찰 계수(μ)를 가질 수 있는데, 예를 들어 0.07 이상, 0.1 이상, 0.15 이상, 0.2 이상, 0.25 이상, 또는 심지어 0.3 이상을 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 공차 링(100)(기판(119) 및 상부 층(104)을 포함함)은 0.12 및 0.95 범위의 외부 부재(302)와의 마찰 계수(μ)를 가질 수 있다.
다수의 실시예에서, 상부 층(104)(적어도 유지 층(104b)을 포함함)은 0.95 이하의 외부 부재(302)와의 마찰 계수(μ1)를 가질 수 있는데, 예를 들어 0.9 이하, 0.8 이하, 0.7 이하, 0.6 이하, 0.5 이하, 0.4 이하, 0.3 이하, 0.2 이하, 또는 심지어 0.1 이하를 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 상부 층(104)(적어도 유지 층(104b)을 포함함)은 0.05 이상의 외부 부재(302)와의 마찰 계수를 가질 수 있는데, 예를 들어 0.07 이상, 0.1 이상, 0.15 이상, 0.2 이상, 0.25 이상, 또는 심지어 0.3 이상을 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 상부 층(104)(적어도 유지 층(104b)을 포함함)은 0.12 및 0.95 범위의 외부 부재(302)와의 마찰 계수(μ1)를 가질 수 있다.
다수의 실시예에서, 기판(119)은 0.95 이하의 외부 부재(302)와의 마찰 계수(μ2)를 가질 수 있는데, 예를 들어 0.9 이하, 0.8 이하, 0.7 이하, 0.6 이하, 0.5 이하, 0.4 이하, 0.3 이하, 0.2 이하, 또는 심지어 0.1 이하를 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 기판(119)은 0.05 이상의 외부 부재(302)와의 마찰 계수(μ2)를 가질 수 있는데, 예를 들어 0.07 이상, 0.1 이상, 0.15 이상, 0.2 이상, 0.25 이상, 또는 심지어 0.3 이상을 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 기판(119)은 0.12 및 0.95 범위의 외부 부재(302)와의 마찰 계수(μ2)를 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, μ1 > μ2, 예컨대 μ1 > μ2, μ1 > 1.1 μ2, μ1 > 1.2 μ2, μ1 > 1.5 μ2, μ1 > 2 μ2, 또는 μ1 > 3 μ2 이다.
다수의 실시예에서, 공차 링(100)(기판(119) 및 상부 층(104)을 포함함)은 적어도 약 2 마이크론, 또는 약 5 마이크론, 적어도 약 10 마이크론, 또는 심지어 적어도 약 100 마이크론과 같은 적어도 약 1 마이크론의 표면 거칠기를 가질 수 있다. 공차 링(100)(기판(119) 및 상부 층(104)을 포함함)의 표면 거칠기는 약 200 마이크론 이하일 수 있으며, 예를 들어 약 150 마이크론 이하, 약 100 마이크론 이하, 또는 심지어 약 80 마이크론 이하일 수 있다. 다수의 실시예에서, 공차 링(100)(기판(119) 및 상부 층(104)을 포함함)은 1 내지 100 마이크론 범위의 표면 거칠기를 가질 수 있다.
일부 실시예에서, 공차 링(100)은 내부 또는 외부 부재(302, 306) 중 하나에 고정될 수 있다. 예를 들어, 공차 링(100)은 내부 부재(306) 상의 밴드(102)의 탄성 파지에 의해 고정되거나 유지될 수 있다. 이 예에서, 상부 층(104)는 밴드(102)의 내부 표면에만 제공될 수 있고 돌출부(120)는 밴드(102)로부터 예를 들어 외부 부재(302)를 향해 반경 방향 외측으로 연장될 수 있다. 다수의 실시예에서, 외부 표면은 상부 층(104)을 갖지 않을 수 있고 따라서 상대적인 운동에 대해 더 많은 저항을 제공할 수 있다. 공차 링(100)은 보어(304) 내에서 원치 않는 움직임으로부터 방지될 수 있다. 외부 부재(302) 또는 내부 부재(306)는 또한 보어(304) 내에서 바람직하지 않은 것으로부터 방지될 수 있다. 일부 실시예에서, 외부 부재(302)와 밴드(102)의 외부 표면 사이의 접촉 표면에서, 외부 부재(302)에 대해 제자리에 공차 링(100)을 유지하기에 충분한 마찰력이 있을 수 있다. 공차 링(100)은 반경 방향 압축을 제공하기 위해 밴드(102)와 그 표면 사이의 접촉 영역에서 마찰 결합에 의해 외부 부재(302) 또는 내부 부재(306)에 대해 고정될 수 있어, 공차 링(100)의 끼워 맞춤으로 인해 외부 부재(302)와 내부 부재(306) 사이에서 반경 방향, 축 방향 또는 원주 방향 이동이 거의 또는 실질적으로 발생하지 않도록 한다.
공차 링(100)은 의도된 특정 힘 제어 적용에 필요한 스프링 부재 특성을 달성하도록 설계될 수 있는 돌출부(120)로 형성될 수 있다. 이것은 공차 링(100)이 공차 링 형상의 변화만으로 달성되는 일반적인 성능 범위 내에서 불가능한 힘 제어 기능을 수행하도록 설계될 수 있게 한다.
전형적으로, 조립체(2)의 결합 구성 요소 및 공차 링 돌출부(120) 자체는 주어진 공차 내에서 치수 가변성을 갖는다. 따라서, 돌출부(120)의 실제 압축량 및 따라서 조립체(2)에서 생성되는 힘은 조립체(2)에서 조립체(2)마다 변할 수 있다. 그러나, 돌출부(120)가 그들의 '탄성 영역'을 넘어서 압축되면, 그들은 점진적으로 더 소성적으로 거동하여, 더 이상의 압축으로 인한 힘의 추가 증가를 제한한다. 이러한 효과는 공차 링(100)이 압축 변동으로 인한 힘 변동을 최소화하기 위해 슬라이딩 힘 제어(축 방향 또는 회전)를 제공하는 경우 중요할 수 있으며, 여기서 돌출부(120)는 '플라스틱 영역'으로 압축되도록 설계될 수 있다.
전술한 바와 같이, 돌출부(120)는 내부 및 외부 부재(302, 306) 중 하나와 복수의 개별 접촉 표면을 제공하기 위해 밴드(102)로부터 멀리 돌출하도록 배열될 수 있다. 돌출부(120)는 변형 또는 압축되도록 구성될 수 있다. 이것은 내부 및 외부 부재(302, 306) 사이의 공차 링(100)을 통해 반경 방향으로 하중 힘을 전달하기 위해 개별 접촉 표면에서의 탄성 변형을 포함할 수 있다. 각각의 돌출부(120)의 형상 및 크기는 특정 용도에 따라 선택될 수 있다. 다수의 실시예에서, 돌출부(120)는 상대적으로 높은 반경 방향 힘(예를 들어, 200 N 이상)을 전달하여 내부 및 외부 부재(302, 306) 사이의 반경 방향 강성을 안정적으로 배치하고 제공할 수 있다. 다양한 변형예에서, 공차 링의 돌출부(120)는 약 1000 N/mm 이상, 예를 들어 약 1100 N/mm 이상, 예를 들어, 약 1200 N/mm 이상, 약 1300 N/mm 이상, 약 1500 N/mm 이상, 약 1700 N/mm 이상, 약 2000 N/mm 이상, 이상 약 2100 N/mm, 약 2200 N/mm 이상, 약 2300 N/mm 이상, 약 2400 N/mm 이상, 약 2500 N/mm 이상, 약 3000 N/mm 이상 , 약 3500 N/mm 이상, 또는 약 4000 N/mm 이상의 내부 및 외부 부재(302, 306) 사이의 반경 방향 강성을 제공할 수 있다. 또 다른 실시예에서, 공차 링의 돌출부(120)는 약 7500 N/mm 이하, 예를 들어 약 7000 N/mm 이하, 약 6500 N/mm 이하, 약 6000 N/mm 이하, 약 5500 N/mm 이하, 또는 심지어 약 5000 N/mm 이하의 내부 및 외부 부재(302, 306) 사이의 반경 방향 강성을 제공할 수 있다. 각각의 돌출부(120)는 그 에지가 밴드(102)와 만나는 풋프린트 영역을 포함한다. 풋프린트 영역의 면적은 상대적으로 작을 수 있으며, 이는 상부 층(104)과 결합하여 마찰력을 감소시킨다.
또 다른 양태에 따르면, 내부 부재(306) 및 외부 부재(302)를 제공하는 단계를 포함하는 방법이 제공될 수 있다. 이 방법은 내부 부재(306)와 외부 부재(302) 사이에 공차 링(100)을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있고, 여기서 공차 링은 반경 방향 안쪽 또는 반경 방향 바깥쪽으로 돌출하는 복수의 돌출부를 가지며, 공차 링은 기판을 포함하고, 상부 층은 열 향상 층 및 유지 층 중 적어도 하나를 포함하고, 열 향상 층은 i) 비커스 경도 < 400 HV 또는 ii) 열전도율 > 100 W/m·K 중 하나 이상을 포함하고, 공차 링은 a) 내부 부재와 외부 부재 사이의 열 전달, b) 유지 층과 외부 부재 사이의 마찰 계수(μ1) 및 기판과 외부 부재 사이의 마찰 계수(μ2), 여기서 μ1 > μ2 이며, 또는 c) 내부 부재와 외부 부재 사이의 유지력(Rf) 중 적어도 하나를 제공하도록 구성되고, 조립체는 조립력(Af)을 가지며, 여기서 Rf > 0.1 Af 이다.
다수의 실시예에서, 도 5a 내지 도 5b에 도시된 바와 같이 조립체(2)는 낮은 중량 및 공간 요구 사항; 조립체(2)의 충격, 쇼크 및 진동의 양호한 감쇠; 낮은 설치 및 유지 보수 노력; 부품의 감소 또는 부품의 복잡성; 더 작은 공차 요구 사항; 덜 복잡한 조립 절차; 덜 복잡한 메커니즘; 고정자 진동으로부터 팔리어를 분리하기 위해 감소된 조인트 강성; 향상된 자기 소음 품질; 그리스가 없는 작동; 또는 내식성 중 하나 이상을 제공함으로써 일반적으로 사용되는 슬라이딩 또는 회전 조립체와 구별될 수 있다. 다수의 실시예에서, 공차 링(100)은 공차 링(100)의 상부 층(104)으로 이들 부품의 표면에 있는 마이크로 보이드를 충전함으로써 및/또는 내부 부재(306) 또는 외부 부재(302) 중 적어도 하나와 더 많은 접촉을 생성하도록 돌출부(120)의 형상을 변경함으로써 공차 링으로 내부 부재(306)와 외부 부재(302) 사이의 증가된 접합 전도도를 통해 개선된 열 전달을 제공할 수 있다. 다수의 실시예에서, 공차 링(100)은 조립체(2)를 사용하는 동안 내부 부재(306) 또는 외부 부재(302) 중 적어도 하나 상의 상부 층(104)의 스미어링으로 인해 내부 부재(306) 또는 외부 부재(302) 중 적어도 하나와 개선된 보유력을 개선할 수 있다.
많은 다른 양태 및 실시예가 가능하다. 이러한 양태 및 실시예 중 일부는 아래에서 설명된다. 본 명세서를 읽은 후, 숙련된 기술자는 이러한 양태 및 실시예가 단지 예시일 뿐이며 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것을 이해할 것이다. 실시예는 아래에 열거된 실시예 중 임의의 하나 이상에 따를 수 있다.
실시예 1:
공차 링으로서:
기판, 및
비커스 경도 < 400 HV 또는 열전도율 > 100 W/m·K 중 하나 이상을 포함하는 열 향상 층을 포함하는 상부 층 - 상기 공차 링은 반경 방향 내측으로 또는 반경 방향 외측으로 돌출하는 복수의 돌출부를 포함하고, 상기 열 향상 층은 공차 링의 외부 표면의 일부를 정의함 -
을 포함하는, 공차 링.
실시예 2:
조립체로서:
내부 부재;
외부 부재; 및
상기 내부 부재와 상기 외부 부재 사이에 배치된 공차 링 - 상기 공차 링은 반경 방향 내측으로 또는 반경 방향 외측으로 돌출하는 복수의 돌출부를 포함함 -
을 포함하고,
상기 공차 링은:
기판, 및
유지 층을 포함하는 상부 층 - a) 상기 공차 링은 유지 층과 외부 부재 사이의 마찰 계수(μ1) 및 기판과 외부 부재 사이의 마찰 계수(μ2)를 제공하고, 여기서 μ1 > μ2 이며, 또는 b) 상기 공차 링은 내부 부재와 외부 부재 사이에 유지력(Rf)을 제공하고, 상기 조립체는 조립력(Af)을 가지며, 여기서 Rf > 0.1 Af 임 -
을 포함하는, 조립체.
실시예 3:
조립체로서:
발열 내부 부재;
외부 부재; 및
상기 내부 부재와 상기 외부 부재 사이에 배치된 공차 링 - 상기 공차 링은 반경 방향 내측으로 또는 반경 방향 외측으로 돌출하는 복수의 돌출부를 포함함 -
을 포함하고,
상기 공차 링은:
기판, 및
열 향상 층 및 유지 층을 포함하는 상부 층 - 상기 열 향상 층은 i) 비커스 경도 < 400 HV 또는 ii) 열전도율 > 100 W/m·K 중 하나 이상을 포함하고, 상기 공차 링은 상기 내부 부재와 상기 외부 부재 사이의 열 전달을 제공하도록 구성됨 -
을 포함하고,
상기 공차 링은 유지 층과 외부 부재 사이의 마찰 계수(μ1) 및 기판과 외부 부재 사이의 마찰 계수(μ2)를 제공하고, 여기서 μ1 > μ2 이며, 상기 공차 링은 내부 부재와 외부 부재 사이에 유지력(Rf)을 제공하고, 상기 조립체는 조립력(Af)을 가지며, 여기서 Rf > 0.1 Af 인, 조립체.
실시예 4:
실시예 1 및 3 중 어느 하나에 있어서,
열 향상 층은 < 400 HV의 비커스 경도 및 > 100 W/m·K의 열전도율 둘 모두를 포함하는, 공차 링 또는 조립체.
실시예 5:
선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서,
돌출부는 반경 방향 외측으로 돌출하는, 공차 링 또는 조립체.
실시예 6:
실시예 2 내지 5 중 어느 하나에 있어서,
Rf > 0.35 Af, 예를 들어 Rf > 0.4 Af, Rf > 0.5 Af, Rf > 0.6 Af, Rf > 0.7 Af, Rf > 0.8 Af, Rf > 0.9 Af , 또는 Rf > 1 Af 인, 공차 링 또는 조립체.
실시예 7:
실시예 2 내지 6 중 어느 하나에 있어서,
상기 내부 부재는 고정자를 포함하고, 상기 외부 부재는 하우징을 포함하는, 공차 링 또는 조립체.
실시예 8:
선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서,
상부 층은 증착된 코팅을 포함하는, 공차 링 또는 조립체.
실시예 9:
선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서,
상부 층은 클래딩을 포함하는, 공차 링 또는 조립체.
실시예 10:
선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서,
기판은 강철을 포함하는, 공차 링 또는 조립체.
실시예 11:
실시예 10에 있어서,
금속은 탄소강 또는 스테인리스 강을 포함하는, 공차 링 또는 조립체.
실시예 12:
선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서,
열 향상 층은 아연, 구리, 마그네슘, 니켈, 주석, 납, 알루미늄 또는 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함하는 금속을 포함하는, 공차 링 또는 조립체.
실시예 13:
선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서,
상부 층은 10 마이크론 내지 200 마이크론 범위 내의 두께를 갖는, 공차 링 또는 조립체.
실시예 14:
선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서,
기판이 0.075 mm 내지 0.8 mm 범위 내의 두께를 갖는, 공차 링 또는 조립체.
실시예 15:
선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서,
공차 링은 3mm 내지 150mm 범위 내의 외부 반경을 갖는, 공차 링 또는 조립체.
실시예 16:
선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서,
공차 링은 축 방향 갭을 갖는, 공차 링 또는 조립체.
실시예 17:
선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서,
공차 링은 6mm 내지 250mm 범위 내의 길이를 갖는, 공차 링 또는 조립체.
실시예 18:
선행 실시예들 중 어느 하나에 있어서,
돌출부는 내부 부재와 외부 부재 사이에서 변형되는, 공차 링 또는 조립체.
이 기록된 설명은 최상의 모드를 포함하는 예를 사용하고 또한 당업자가 본 발명을 제조하고 사용할 수 있도록 한다. 본 발명의 특허 가능한 범위는 청구 범위에 의해 정의되고, 당업자에게 발생하는 다른 예를 포함할 수 있다. 그러한, 다른 예는 청구항의 문자적 언어와 다르지 않은 구조적 요소를 갖거나 청구항의 문자적 언어와 실질적인 차이가 없는 동등한 구조적 요소를 포함하는 경우 청구항의 범위 내에 있는 것으로 의도된다. 예를 들어, 실시예는 윈드실드 와이퍼 모터와 같은 전기 모터와 같은 회전 장치 또는 공차 링 컬럼 조정 메커니즘과 같은 축 방향 슬라이딩 애플리케이션과 관련될 수 있다.
실시예가 단지 일부 형태로 도시되거나 설명되었지만, 본 기술 분야의 통상의 기술자에게는 이들이 그렇게 제한되지 않고 본 발명의 범위를 벗어나지 않고 다양한 변경에 민감하다는 것이 명백해야 한다.

Claims (15)

  1. 삭제
  2. 조립체로서:
    내부 부재;
    외부 부재; 및
    상기 내부 부재와 상기 외부 부재 사이에 배치된 공차 링으로서, 상기 공차 링은 반경 방향 내측으로 또는 반경 방향 외측으로 돌출하는 복수의 돌출부를 포함하는 상기 공차링을 포함하고,
    상기 공차 링은:
    기판, 및
    유지 층을 포함하는 상부 층을 포함하고, a) 상기 공차 링은 상기 유지 층과 상기 외부 부재 사이의 마찰 계수(μ1) 및 상기 기판과 상기 외부 부재 사이의 마찰 계수(μ2)를 제공하고, 여기서 μ1 > μ2 이며, 또는 b) 상기 공차 링은 상기 내부 부재와 상기 외부 부재 사이에 유지력(Rf)을 제공하고, 상기 조립체는 조립력(Af)을 가지며, 여기서 Rf > 0.1 Af 이고, 상기 상부층은 비커스 경도 < 400 HV 또는 열전도율 > 100 W/m·K 중 하나 이상을 포함하는 열 향상 층을 추가로 포함하고, 상기 열 향상 층은 알루미늄, 아연, 구리, 베릴륨, 마그네슘, 주석, 티타늄, 텅스텐, 철, 청동, 또는 이들의 합금 중 적어도 두 개를 포함하는 금속을 포함하는, 조립체.
  3. 조립체로서:
    발열 내부 부재;
    외부 부재; 및
    상기 내부 부재와 상기 외부 부재 사이에 배치된 공차 링으로서, 상기 공차 링은 반경 방향 내측으로 또는 반경 방향 외측으로 돌출하는 복수의 돌출부를 포함함하는 상기 공차링을 포함하고,
    상기 공차 링은:
    기판, 및
    열 향상 층 및 유지 층을 포함하는 상부 층을 포함하고, 상기 열 향상 층은 i) 비커스 경도 < 400 HV 또는 ii) 열전도율 > 100 W/m·K 중 하나 이상을 포함하고, 상기 공차 링은 상기 내부 부재와 상기 외부 부재 사이의 열 전달을 제공하도록 구성되고,
    상기 공차 링은 상기 유지 층과 상기 외부 부재 사이의 마찰 계수(μ1) 및 상기 기판과 상기 외부 부재 사이의 마찰 계수(μ2)를 제공하고, 여기서 μ1 > μ2 이며, 상기 공차 링은 상기 내부 부재와 상기 외부 부재 사이에 유지력(Rf)을 제공하고, 상기 조립체는 조립력(Af)을 가지며, 여기서 Rf > 0.1 Af 이며, 상기 열 향상 층은 알루미늄, 아연, 구리, 베릴륨, 마그네슘, 주석, 티타늄, 텅스텐, 철, 청동, 또는 이들의 합금 중 적어도 두 개를 포함하는 금속을 포함하는, 조립체.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    Rf > 0.35 Af 인, 조립체.
  7. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 내부 부재는 고정자를 포함하고, 상기 외부 부재는 하우징을 포함하는, 조립체.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
KR1020217004539A 2018-07-17 2019-07-15 공차 링 및 공차 링을 갖는 조립체 KR102577877B1 (ko)

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