KR20060025573A - 커넥터 - Google Patents

Abstract

커넥터는 나사형 보어(608)를 구비하는 어댑터(600)와 외부 나사부(104) 및 내부 나사부(102)를 구비하는 부싱(101)을 포함한다. 어댑터(600)는 외표면에 회전을 방지하기 위한 정지부(605)를 구비한다. 부싱은 어댑터 보어에 나사 결합된다. 볼트(200)는 외부 나사부를 사용하여 부싱 보어(103)에 나사 결합된다. 볼트가 회전되면, 내부 나사부가 볼트 생크와 나사부 사이에 억지 끼워맞춤되어, 일시적으로 볼트가 더욱 삽입되는 것을 방지한다. 그 후, 볼트가 더 회전되어 부싱이 장착면에서 지지될 때까지 장착면(M)을 향해 어댑터로부터 나사 해제된다. 어댑터는 부품(P)과 맞물려서 부품과 장착면 사이의 간극을 완전히 보상한다. 어댑터는 비이동 부품과 정지부(605)가 맞물림으로써 회전되지 않는다. 볼트가 더 회전되면, 희생 내부 나사부가 마멸되어 볼트가 장착면 구멍(MH) 내에서 완전히 회전된다.

Description

커넥터{CONNECTOR}

본 발명은 커넥터, 더욱 상세하게는, 구성 요소들 간의 간극을 보상함과 동시에 구성 요소들을 연결하기 위한 커넥터에 관한 것이다.

장비 조립체는 구성 요소들 간의 공간 또는 간극, 즉 부착 지점에서의 구성 요소들 간의 치수적인 차이를 종종 수반한다. 이는, 예컨대 디자인의 요구, 조립 유극(assembly clearances) 또는 누적된 공차에 기인할 수 있다. 상기 간극은 수십 밀리미터의 차수로 최소 또는 현저할 수 있다.

장비 구성 요소들의 조립체는 이러한 간극들에 의하여 악영향을 받을 수 있다. 구성 요소들 사이에 하나의 간극 또는 간극들을 갖는 구성 요소들의 조립체는, 각각의 간극이 볼트의 힘에 의하여 폐쇄됨에 따라, 일반적으로 장비의 적당한 동작이 일관되지 않거나 바람직하지 않은 부하, 응력 또는 왜곡을 발생시킬 수 있다.

이러한 간극들을 제거하기 위하여, 시간이 소비되고 상대적으로 비용이 드는 방법으로서, 그에 알맞게 구성 요소들을 디자인하고 제작하거나, 또는 대안으로서, 구조적인 일체성을 제공하면서 간극을 조절하는 장치를 사용할 필요가 있다.

종래 기술로서 대표적인 것은 뤼게르트 등의 미국특허 제4,682,906호로서, 여기에는 그 바깥쪽 넓은 측면에 의하여 하나의 구조 부품에 얹혀 있고 공간 안에 배열되는 스패이서 디스크(spacer disk)에 의하여 서로 간극을 두어 떨어져 있는 구조 부품들의 클램핑 연결을 위한 장치가 개시되어 있다.

종래 기술로서 대표적인 또 다른 것은 레이트 등의 미국특허 제5,501,122호로서, 여기에는 결합되는 구성 요소들 안에 구멍들을 정렬시키기 위한 한 쌍의 원뿔 장치가 개시되어 있다.

공차 보상 장착 장치(tolerance compensating mounting device)를 개시한 2002년 7월 10일에 출원되어 함께 계류중인 특허출원 시리얼 번호 10/267,071 또한 참조된다.

종래 기술은, 구성 요소들에 바람직하지 않은 응력을 유발하지 않으면서 잭(jack)과 같은 동작을 갖는 커넥터를 사용하여 적당하게 토크를 주는 방식으로 구성 요소들을 결합함과 동시에 구성 요소들 사이의 현저한 간극을 보상하는 문제를 해결하지 않는다.

요구되는 것은 구성 요소들을 연결함과 동시에 어댑터에 협력적으로 결합하는 나사형 부싱(bushing)을 사용하여 결합되어야 할 구성 요소들 사이의 간극을 완전하게 채우는 장치이다. 또한, 설치 도중에 장착면 사이의 간극을 자동적으로 보상하는 잭과 같은 효과를 갖는 커넥터가 요구된다. 본 발명은 이러한 요구를 충족시킨다.

본 발명의 주요 양태는 구성 요소들을 연결함과 동시에 어댑터에 협동적으로 결합되는 나사형 부싱을 사용하여, 결합되어야 할 구성 요소들 사이의 간극을 완전하게 채우는 어댑터 커넥터를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 설치 도중에 장착면 사이의 간극을 자동적으로 보상하는 잭과 같은 효과를 갖는 커넥터를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 양태들은 다음의 본 발명에 대한 상세한 설명 및 첨부 도면에 의하여 지적되거나 명백하게 될 것이다.

커넥터는 외부 나사부 및 내부 나사부를 갖는 부싱 및 나사형 보어를 갖는 어댑터를 포함한다. 상기 어댑터는 외표면 상에 회전을 방지하기 위한 정지부를 갖는다. 상기 부싱은 상기 어댑터 보어 안으로 나사부가 형성되어 있다. 볼트는 내부 나사부를 사용하여 부싱 보어 안으로 나사 결합된다. 상기 볼트가 회전함에 따라 상기 내부 나사부는 볼트 생크(bolt shank)와 나사부 간의 억지 끼워맞춤(interference fit)을 발생시켜 잠정적으로 볼트의 더 이상의 삽입을 저지한다. 다음으로, 상기 볼트가 더 회전됨으로써, 상기 부싱이 상기 장착면 상에 지지될 때까지 상기 부싱을 상기 어댑터로부터 상기 장착면을 향하여 빠지도록 한다. 어댑터는 부품과 맞물림으로써, 부품과 장착면 사이의 간극을 완벽히 보상한다. 어댑터는 이동 불가능한 부품과 정지부의 맞물림을 통해 회전하지 않는다. 볼트가 더욱 회전됨에 따라, 희생 내부 나사부가 박리되어 볼트가 장착면 구멍에 완전한 회전력을 제공하게 된다.

명세서에 통합되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

도 1은 공차 보상 장치의 횡단면도.

도 2는 도 1의 선 2-2에서의 평면도.

도 3은 도 1의 선 3-3에서의 평면도.

도 4는 본 발명의 장치의 횡단면 측면도.

도 5는 본 발명의 장치의 횡단면 측면도.

도 6은 도 5의 선 6-6에서의 평면도.

도 7은 변형예의 횡단면도.

도 8은 본 발명의 제3 변형예를 도시하는 도면.

도 9는 도 8의 선 9-9를 따른 평면도.

도 10은 변형예의 횡단면 측면도.

도 11은 도 10의 상세도.

도 12는 도 11의 선 12-12에서의 단면도.

도 13은 도 10에 도시된 변형예의 횡단면 측면도.

도 14는 도 13의 선 14-14에서의 평면도.

도 15는 변형예의 횡단면도.

도 16은 도 15의 변형예에 사용된 칼라의 횡단면 사시도.

도 17은 커넥터의 횡단면 측면도.

도 18은 커넥터의 단부도.

도 19는 커넥터의 분해도.

도 20은 커넥터의 변형예의 측면도.

도 21은 커넥터의 변형예의 단부도.

도 22는 커넥터의 변형예의 단부도.

도 23은 변형예의 사시도.

도 24는 변형예의 횡단면도.

도 1은 공차 보상 장착 장치의 횡단면도이다. 본 발명의 장치(100)는 부싱(101)을 구비한다. 부싱(101)은 거의 원통형이다. 부싱(101)은 나사부를 포함하는 표면 요부(102)를 갖는다. 표면 요부(102)는 본 명세서에 설명되는 파스너와 맞물리기 위한 표면의 상승부를 구비할 수 있다. 바람직한 실시예에서, 표면 요부는 나사부(102)를 포함한다.

나사부(102)는 대략적으로 당업계에 공지된 임의의 나사 형태의 2개의 피치를 갖는다. 부싱(101)은 또한 주축을 따라 부싱(101)의 길이 방향으로 연장되는 보어 또는 구멍(103)을 포함한다. 볼트(200)는 구멍(103)을 통해 부싱(101)과 맞물린다. 볼트(200; 도 4 참조)는 나사부(102)와 맞물린다. 나사부(102)의 주 직경은 구멍(103)의 직경보다 작아서, 나사부(102)는 볼트(200)가 구멍(103)의 표면과 맞물리는 일 없이, 볼트와 맞물릴 수 있다.

부싱(101)은 바람직한 실시예에서 금속재로 이루어진다. 그러나, 부싱은 결합된 부품들 사이에 비전도성 절연체가 요구되는 상황이나 토크가 낮은 용례가 요구되는 경우에 사용하기 위해, 비금속재, 예컨대 합성물, 세라믹 또는 플라스틱으 로 이루어질 수 있다는 것을 알 수 있다.

부싱(101)은 또한 외부 나사부(104)가 있는 외표면을 구비한다. 외부 나사부(104)는 부싱(101)의 외표면의 길이(L)를 따라 연장된다.

부싱(101)은 공구를 장착하기 위해 렌치 또는 손가락을 사용할 수 있도록 주축에 평행한 대칭 평탄부(105)를 더 구비한다. 평탄부는 종래 기술에서 공지되어 있는 너트 또는 볼트 헤드의 형태와 유사하다. 대칭 평탄부는 부싱을 손, 즉 손가락으로 회전시킬 수 있도록 널링된 표면(knurled surface) 또는 평탄한 원통면으로 대체될 수도 있다.

도 4를 참조하면, 볼트(200) 없이, 장치(100)를 먼저 소정 부분(P)에 나사 결합한다. 나사부(104)는 상기 부분(P)의 나사부(PT)와 맞물린다. 바람직한 실시예에 있어서, 부싱(101)은 표면(106)이 소정 부분(P)과 맞물릴 때까지 상기 부분(P)으로 나사 결합된다. 표면(106)이 실제로 상기 부분(P)과 접촉해야 할 필요는 없지만, 맞물린다는 것은 부싱(101)이 상기 부분(P)에 완전히 삽입되었다는 만족스러운 표시라는 것을 알 수 있을 것이다. 부싱(101)이 완전히 삽입될 때, 상기 부분(P)을 넘어서 소정 길이(A)만큼 부분적으로 연장되어, 최대 개수의 나사부(104)가 상기 부분(P)과 맞물리는 것을 보장하는 것도 바람직할 수 있다. 이어서, 볼트 생크 또는 볼트 나사부(202)의 단부가 나사부(102)와 맞물릴 때까지, 볼트(200)를 구멍(103)에 나사 결합한다. 도 7을 참조하면, 생크의 지름(D1)은 나사부(202)의 소경부(D2)보다 크다. 이로 인하여 볼트(200)와 나사부(102) 사이에서 억지 끼워맞춤이 되어, 볼트(200)가 부싱(101)으로 더 삽입되는 것이 일시적으로 방지된다. 지름(D3)이 소경부(D2)보다 더 작다. 이것은 일단, 볼트가 예정된 지점을 지나 삽입되면, 나사부(102)가 생크로부터 분리되어, 간극과 허용 오차가 "Z" 방향으로(볼트의 주축을 따라서) 보상될 뿐 아니라, 간극과 허용 오차가 "X" 방향 및 "Y"방향으로도 보상된다는 것이다.

그 후, 상기 부분(P)은 볼트(200)가 구멍(HM)과 일렬로 되도록 장착면(M)과 정렬된다.

변형예에 있어서, 로크타이트 (Loctite) 2015^TM과 같은 접착제를 볼트 나사부(202)에 도포한다. 이 접착제는 볼트 나사부(202)를 나사부(102)에 일시적으로 접착시키는 데에 사용된다. 이러한 실시예에 있어서, 부싱(101)은 먼저 전술한 바와 같이 소정 부분(P)에 삽입된다. 볼트 나사부(202)의 일부가 접착제로 코팅된다. 볼트(200)는 부싱에 나사 결합되어, 나사부(102)와 나사 결합된다. 접착제는 볼트 나사부(202)를 부싱 나사부(102)에 일시적으로 고정시킨다. 그 후, 볼트(200)는 회전되고, 이에 의해 부싱(101)도 마찬가지로 회전된다. 볼트(200)는 표면(107)이 장착면(M)과 맞물릴 때까지 회전하게 되는데, 상기 장착면 지점에서 부싱은 회전이 중지된다. 이어서, 접착제는 볼트에 추가의 토크가 가해지면 전단면에서 파손되고, 이에 의해 볼트는 구멍(MH)에 완전히 맞물릴 때까지 계속하여 회전하게 된다.

도 5를 참조하면, 이어서 볼트(200)는 회전되고, 이에 의해 볼트(200)와 나사부(102) 사이의 간섭으로 인해 상기 부분(P)으로부터 부싱(101)이 나사 해제된 다. 부싱(101)은 표면(107)이 장착면(M)과 맞물릴 때까지 볼트(200)와 함께 회전된다. 이어서, 나사부(102)를 변형시키거나, 마모시키거나, 파손시키기에 충분한 추가의 낮은 토크가 볼트(200)에 가해진다. 당업자라면 발명의 상세한 설명으로부터 나사부(102)는 비교적 "소프트(soft)"하고, 이러한 것은 부싱이 장착면에 맞닿아 안착될 때까지 볼트(200)와 함께 회전 부싱(101) 수단을 제공하기 위해 희생적이라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 구멍(103)에서 볼트의 생크를 일시적으로 고정하여 부싱(101)이 볼트와 함께 회전할 수 있게 해 주는 접착제, 짧은 간섭 길이, 또는 폴리머 인서트에 의해 유사한 결과를 얻을 수 있다.

다른 실시예는 하나의 나사부가 약간 비틀어져서, 나사부가 볼트 나사부(202)와 마찰 결합되게 약간 "스티프(stiff)"한 변형 나사부(102)를 포함할 수 있다.

나사부(102)와 맞물리는 볼트(200) 상의 나사부는 일단 부싱(101)이 장착면 상에 안착되면 부분적으로 또는 완전히 변형 또는 마모되는데, 그 이유는 볼트 나사부의 상부가 장착 구멍(HM)에서 나사부와 맞물릴 것으로 예상되지 않기 때문이다.

변형예에 있어서, 도 7을 참고하면, 볼트(200)의 지름(D1)은 나사부(202)로부터 생크까지의 제한된 거리만큼만 연장될 수 있다. 이전과 같이, 나사부(102)는 생크의 더 넓은 부분에 의해 마모된다. 볼트가 장착면에 나사 결합되고 볼트 생크의 소경부에 의해 생크와 마모된 나사부(102) 사이에서 추가의 토크 발생 맞물림이 방지된다. 이로 인하여, 볼트로부터 장착면으로 토크가 완전히 전달되는 때에 오 류 토크가 기록되는 것이 방지된다.

나사부(102)를 제거하기 위하여 볼트(200)에 토크를 가하게 되면, 부품 P에 예비하중(preload)을 가하는 효과를 또한 갖는다. 본 발명의 이러한 특징은 부품과 전체 조립체를 강화시키는 이점을 갖는다. 나사부(102)를 제거하는 데에 필요한 토크에 따라 예비하중의 크기를 조정할 수 있다.

일단 부싱 표면(107)이 장착면(M)과 맞물리면, 볼트에 토크가 인가되어, 희생 나사부(102)가 파괴된다. 그 후, 볼트(200)는 볼트 플랜지(201)가 부품 P의 지지면에 맞물릴 때까지 장착면(M)의 나사형 구멍(MH) 내로 완전히 나사 체결된다. 그 후, 볼트(200)는 용례에 따라 적절한 토크 값으로 토크를 전달할 수 있다. 당업자는 알 수 있듯이, 부싱에 의해 자동으로, 그리고 완전하게 공차 간극(tolerance gap)이 제공된다.

도 6은 도 5의 선 6-6을 따른 파스너의 평면도이다. 볼트 플랜지(201)가 도시되어 있다. 볼트 플랜지(201)는 사용자가 원하는 임의의 폭으로 구성될 수 있다.

도 4 및 도 5에서 알 수 있듯이, 고정구를 장착면에 동시에 장착하는 중에 본 발명의 장치를 이용하여 상당한 공차(T)를 제공할 수 있다. 본 발명의 장치로 인하여, 클램핑된 구성 요소 또는 고정구에 원치 않는 벤딩(또는 다른 비틀림 하중)을 부여하지 않으면서 견고하고 적절하게 토크를 전달하는 볼트 조인트를 구현할 수 있다.

많은 예에서, 예컨대 공차를 완전히 보상하면서 구성 요소의 조립을 용이하 게 하는 데에 큰 공차가 필요한 경우에는, 공차 누적(tolerance stack)의 효과를 제거(즉, 실제로 넓은 공차를 사용하는 것을 허용)하기 위하여 본 발명의 툴을 사용할 수 있다. 본 발명의 장치는 상이한 평면에 있는 면들 사이의 볼트 체결뿐 아니라 주요 장착면에 대하여 임의각(odd angle)으로 있는 면들에 대한 볼트 체결 시의 공차를 보상하는 데에 사용될 수도 있다.

또한, 변형예에서는 본 발명의 장치가 "역전(inverted)"될 수 있다는 것에 주목한다. 도 7은 변형예의 횡단면도이다. 볼트 체결되는 부품에 나사를 형성하는 대신에, 나사부(104)를 이용하여 장착면 구멍에 나사를 형성하고 있다. 이 경우에, 외부 나사부는 왼나사이다. 대안으로서, 도시하지는 않지만 나사부(102)에 대신하여 마찰 피팅(frictional fitting)을 구멍(103) 내로 삽입하여 볼트(200)를 마찰식으로 파지하므로, 볼트가 회전함에 따라 부싱은 나사 해제되거나 장착면으로부터 후퇴하여 부싱이 부품에 맞물릴 때까지 공차 간극을 줄인다. 마찰 피팅을 채용하는 실시예에서는, 일단 부싱이 안착되면 볼트가 장착면 내로 추가의 토크를 전달하는 때에 용이하게 얻어지는 최소 토크 요구치를 부여한다.

일단 부싱(101)과 부품(P)이 표면(108)에 맞닿게 안착되면, 나사부(102)가 전술한 바와 같이 제거된 후에, 볼트(200)는 토크를 완전히 전달한다.

또 다른 변형예에 따르면, 나사부(102)는 보어(103)의 길이를 따라 연장되고, 희생되지 않는다. 나사부(102)는 나사부(104)와 반대 방향의 나사이다. 이 실시예에 따르면, 부싱(101)은 먼저 왼나사 나사부(104)를 이용하여 장착 구멍(MH) 내로 나사 결합된다. 그 후, 볼트(200)가 부품(P)의 구멍(PH)을 통하여 보어(103) 내로 삽입된다. 이 실시예에서, 부품(P)은 구멍에 나사부가 없을 뿐 아니라, 볼트(200)도 장착면 구멍과 나사식으로 맞물리지 않는다. 볼트(200)를 회전시키는 동작에 의하여 부싱(101)이 장착면(M)으로부터 나사 해제됨에 따라, 부싱 표면(108)은 부품(P)과 맞물리게 된다. 그 후, 볼트(200)가 부싱(101) 내로 완전히 나사 체결된다. 왼나사 나사부(104)는 볼트(200)가 적소에서 완전히 토크 전달하는 중에 장착 구멍(MH)과 맞물린다. 나사 접속부의 분야에 공지되어 있는 바와 같이, 접속부의 전체 강도를 개선하기 위해서는 구멍(MH)과 맞물리는 전나사(full thread)의 수가 최소로 되는 것이 유리하다는 것을 이해할 것이다.

부싱을 부품 내로 설치하기 위하여 또는 공차 간극(T)을 보상하도록 부싱을 회전시키기 위하여, 당업자는 평탄부(105)를 이용하는 공구 또는 렌치에 의해 또는 손으로 부싱(101)을 회전시킬 수 있다는 것을 또한 이해할 것이다.

도 8은 본 발명의 제3의 변형예를 도시하고 있다. 부싱(300)은 부싱(300)의 주축을 따라 뻗어 있는 보어 또는 구멍(303)이 있는 실질적으로 원통형 형상으로 이루어진다. 외부 나사부(304)는 부싱(300)의 외표면을 따라 연장된다. 이 실시예에서, 수나사부(304)는 오른 나사이다. 부싱에 수동으로 맞물리거나 나사산을 형성하기 위해 마련되는 평탄부 또는 널링된 표면(305)이 장치의 일단부를 구성한다. 볼트(200)는 구멍(303)을 통해 부싱에 맞물린다. 사용시, 구성 요소(P)는 장착면에 대하여 실질적인 최종 조립 위치에 배치된다. 그 후, 구멍(303)에 삽입된 볼트(200)에 의해, 부싱(300)은 표면(307)이 장착면(M)과 맞물릴 때까지, 나사부(315)를 이용하여 구성 요소(P) 안으로 나사 결합한다. 부싱(300)은 볼트(200)와 맞물리도록 수동으로, 또는 희생 나사부(315) 혹은 그 밖의 마찰 인서트에 의해 회전될 수 있고, 이에 의해 볼트(200)는 다른 실시예에서 기술한 바와 같이 부싱(300)을 회전할 수 있게 된다. 일단 부싱 표면(307)이 장착면(M)과 맞물리면, 나사부(315)는 볼트(200)의 추가 회전에 의해 마멸되고, 그 후 볼트(200)는 충분히 장착면(M) 안으로 나사 결합한다. 볼트(200)의 헤드가 부싱 표면(308)과 충분히 맞물리면, 볼트(200)에는 충분한 토크가 인가된다.

별법으로서, 부싱(300)은 표면(307)이 장착면(M)과 접촉할 때까지 구성 요소(P) 안으로 조립될 수 있다. 그 후, 볼트(200)가 '깨끗한' 구멍(303)을 경유하여 조립된다.

도 9는 도 8의 선 9-9를 따른 평면도이다. 툴 등과 맞물리는 평탄부(305)가 도시되어 있다.

도 10은 변형예의 횡단면 측면도이다. 부싱(101) 및 볼트(200)는 후술하는 바를 제외하고는 이전 도면에서 기술한 바와 마찬가지이다. 볼트(200)는 하나 이상의 반경방향 돌출 스플라인(2000)을 포함한다. 스플라인(200)의 외경은 나사부(202)의 외경보다 크다.

도 11은 도 10의 상세도이다. 부싱(101)은 구멍(103)의 내표면에 배치되는 숄더(1000)를 포함한다. 숄더(1000)의 외경은 스플라인(2000)의 외경보다 작다.

사용시, 부싱(101)이 일단 부품(P)에 삽입되면, 볼트(200)는 스플라인(2000)이 숄더(1000)와 접촉할 때까지 구멍(103) 안으로 압입된다. 볼트(200)는 스플라인(2000)으로 하여금 숄더(1000)에 부분적으로 끼어 들게 하기에 충분한 힘에 의해 구멍(103) 안으로 축선방향으로 더 압입된다. 스플라인(200)이 이러한 방식으로 일단 숄더(1000)와 맞물리면, 부싱(101)은 볼트(200)의 회전에 의해 회전된다. 부싱(101)은 표면(107)이 장착면(M)에 맞물릴 때 회전을 멈춘다. 볼트(200)에 추가 토크가 인가될 때, 스플라인(200)은 전단되고, 이에 의해 볼트(200)는 도 5에 도시된 바와 같이 장착면(M) 안으로 완전히 나사 결합하게 되어, 부품(P)과 완전히 맞물리게 된다.

스플라인(2000)은 약간 원뿔형 형상을 갖고, 볼트의 중심선 A-A에 대해 각도 α를 이루며 배치된다. 각도 α는, 스플라인(2000)이 도 10에서 설명한 초기 맞물림 시에 숄더(1000)를 완전히 지나도록 구동되게 하는 일 없이, 스플라인(2000)으로 하여금 소정 지점에 이르기까지 숄더(1000)와 점진적으로 맞물리게 한다.

볼트(200)의 삽입 중에 나사부(202)가 숄더(1000)와 접촉하지 못하게 하도록, 나사부(202)의 외경이 숄더(1000)의 내경보다 작다. 또한, 이는 볼트(200)의 X-Y 이동 유연성을 향상시켜, 구멍(MH)에 대한 정렬 특성을 향상시킨다.

도 12는 도 11의 선 12-12에서의 단면도이다. 스플라인(2000)은 볼트(200)로부터 숄더(1000)를 향해 반경방향으로 돌출하고 숄더(1000)와 맞물리는 것으로 도시되어 있다. 변형예에서, 스플라인(2000)을 수용하는 슬롯이 숄더(1000)에 미리 끼어들 수 있다.

도 13은 도 10에 도시된 변형예의 횡단면 측면도이다. 숄더(1000)는 보어(103)의 내표면으로부터 연장되는 것으로 도시되어 있다. 숄더(1000)는 동일하게 양호한 결과를 제공하도록 단지 내표면의 일부를 지나 연장될 수 있다. 숄더 (1000)와 스플라인(들)(2000) 사이의 맞물림은, 부싱(101)의 부품(P)에 있어서의 회전 마찰을 충분히 극복하도록 단지 볼트(200)가 토크를 부싱(101)에 전달하기에 충분한 정도로 요구된다.

도 14는 도 13의 선 14-14에서의 평면도이다.

도 15는 변형예의 횡단면도이다. 칼라(500)는 볼트의 나사부(200)와 부싱 보어의 내표면(108) 사이에서 이들과 맞물린다. 칼라(500)는 외표면(501)과 나사부(502)를 포함한다. 나사부(502)는 미리 절삭되거나, 나사부(202)의 작용에 의해 절삭될 수 있다. 칼라(500)는 토러스 형상을 갖는다.

사용시에, 칼라(500)는 나사부(202) 상에서 선회하거나 그 나사부(202) 상에 나사 결합하여 생크 에지(203)와의 접촉이 이루어질 수 있다. 생크 에지(203)와의 접촉은 볼트 위로 칼라(500)가 더 이동하게 되는 것을 제한한다. 이어서, 칼라(500)와 함께 볼트(200)가 보어(103) 안으로 삽입된다. 칼라(500)의 외경은 보어(103)의 내경과 같거나 약간 커서 칼라(500)의 외표면(501)과 부싱(101)의 내표면(108) 간에 마찰식 맞물림을 생성한다. 볼트(200)가 구멍(MH) 안으로 돌려 넣어짐에 따라, 부싱(101)의 내표면(108)과의 칼라의 외표면(501)의 마찰식 맞물림은 부싱(101)을 선회시키게 된다. 부싱(101) 선회함에 따라, 이 부싱(101)은 축방향으로 이동하여, 표면(107)이 장착면(M)과 접촉하게 된다. 부싱(100)은 이어서 장착면(M)에 의해 추가적인 축방향 이동이 정지되기 때문에 선회를 멈추게 된다. 부싱(101)이 장착면(M)과 맞물리게 되면, 칼라(500)는 단지 내표면(108)을 따라 미끄럼 이동한다. 나사부(104)의 느낌, 즉 방향은 나사부(202)와 동일하다. 나사부(104, 202)는 오른나사 또는 왼나사 중 어느 것일 수도 있다.

칼라(500)는 나사부(202)에 의해 절삭될 수 있고 볼트(200)의 회전시에 부싱(101)을 선회시키도록 충분한 마찰 계수를 갖는 임의의 재료로 이루어질 수 있다. 칼라(500)는 나일론 또는 이의 임의의 등가물과 같은 플라스틱 재료를 포함할 수 있다.

칼라(500)는 또한 칼라(500)와 볼트의 나사부(202) 간에 마찰식 끼워맞춤을 생성하기 충분히 작은 직경을 가질 수 있다. 마찰식 끼워맞춤은 또한 전술한 바와 같이 외표면(501)과 내표면(108) 사이에도 존재한다. 이러한 칼라와 볼트의 나사부 사이의 마찰식 끼워맞춤은 볼트(200)의 회전시에 부싱(101)을 선회시키기 위해 칼라(500)가 생크 에지(203)와 맞물릴 필요는 없게 한다.

도 16에는 도 15의 변형예에 사용되는 칼라의 횡단면 사시도가 도시되어 있다. 칼라(500)는 볼트의 나사부(202)와 맞물린 후에 그 내에 절삭된 나사부(502)를 갖는 것이 도시되어 있다. 전술한 바와 같이, 나사부(502)는 미리 절삭될 수도 있다. 외표면(501)은 부싱(101)의 내표면(108)과 마찰식으로 맞물린다.

도 17에는 커넥터의 횡단면 측면도가 도시되어 있다. 이 커넥터는 제1 본체의 어댑터(600)와 제2 본체의 부싱(101)을 포함한다. 부싱(101)은 어댑터(600)와 나사 결합한 것이 도시되어 있다. 부싱(101)은 도 1에 보다 완전하게 도시한 바와 같이 보어(103) 및 나사형 표면의 나사부(104)를 포함한다.

어댑터(600)는 보어(602)를 갖는 본체(601)를 포함한다. 보어(602)는 내표면(609)에 나사부(608)를 포함한다. 보어(602)는 부싱(101)과 맞물리기에 충분한 직경을 갖는다. 나사부(608)는 나사부(104)와 상호 맞물린다. 나사부(104, 608)는 왼나사 또는 오른나사 중 임의의 것일 수 있다. 보어(103)는 보어(602)와 동축을 이룬다.

어댑터(600)는 또한 도 18에 도시한 바와 같이 정지부(605)를 포함한다. 이 정지부(605)는 도 22에서 확인할 수 있는 바와 같이 돌출 탭(들)이 기능을 할 수 있지만 본 실시예에서는 거의 환형 형상을 갖는다. 정지부(605)는 본체(601)의 외주 주위에서 부분적으로 연장한다. 정지부(605)는 단부(606, 607)를 갖는다. 단부(606, 607)는 파스너(200)가 맞물려 선회될 때에 어댑터(600)의 회전을 방지하도록 부품(P)과 맞물린다. 정지부(605)는 사용시에 부품(P)과 단부(606, 607) 중 어느 하나와의 적절한 맞물림을 보장하기 위해 소정량(X) 만큼 부품(P)과 부분적으로 겹쳐진다.

파스너(200)는 커넥터를 작동시키고 부품(P)을 장착면(M)에 클램핑한다. 파스너(200)는 부품(P) 및 부싱(101)과 동시에 맞물린다. 본 실시예에서의 파스너(200)는 생크 부분을 갖는 종래의 나사형 볼트를 포함한다. 이 볼트는 사용하기 충분한 등급을 갖는다.

사용시에, 부싱(101)은 어댑터(600) 내에 나사 결합된다. 이어서 커넥터가 부품(P)에 인접하게 배치된다. 볼트(200)는 부품(P)을 통해 삽입되어, 표면 요부, 즉 부싱(101)의 나사부(102)와 맞물린다. 볼트(200)가 삽입되어 통과하게 되는 부품(P)의 구멍에는 나사가 형성되어 있지 않다. 나사부(102)는 나사부(104, 608)와 동일한 방향성을 가져야 한다. 이어서, 볼트(200)는 어댑터(600)가 표면(604)에 의해 부품(P)과 맞물릴 때까지 부싱(101) 내에 나사 결합된다. 볼트(202)는 또한 볼트의 생크 또는 볼트 나사부(202)의 단부가 나사부(102)와 접촉하게 될 때까지 나사 결합된다. 생크의 직경(D1)은 나사부의 직경(D2)보다 크다(도 7을 참조). 이 결과로 생크(2020)와 나사(102) 사이에는 억지 끼워맞춤이 이루어지는데, 이는 볼트(202)가 부싱(101) 내로 더 이상 삽입되는 것을 방지해준다.

그 다음, 어댑터 커넥터가 부착된 부재(P)는 장착면(M)에 정렬되어, 볼트(200)는 나사 구멍(MH)에 정렬된다. 그 다음, 볼트(200)가 회전되고, 생크(2020) 및 볼트(102) 사이의 간섭에 의해서 부싱(101)이 어댑터(600) 내에서 회전한다. 정지부(606 또는 607)와 부재(P)의 맞물림에 의해, 어댑터(600)는 분명히 부재(P)에 대해 회전하지 않는다. 따라서, 부싱(101)이 볼트(200)과 함께 회전하면, 부싱(101)은 회전하여 장착면(M)을 향해 축 방향으로 이동한다. 어댑터(600) 내에서 회전하는 부싱(101)의 상호 작용으로 인하여 어댑터(600) 및 부싱(101)은 부재(P) 및 장착면(M) 사이의 간극을 완전히 가로지를 때까지 축 방향으로 연장한다. 또한, 어댑터 내에서의 부싱의 축 방향 이동으로 인한 추력(thrust) 효과는 평탄면(604)을 부재(P)가 맞물리는 것을 유지시키고, 그에 따라 정지부(606 또는 607)도 부재(P)에 맞물리게 해 준다.

볼트(200)는 표면(107)이 장착면(M)과 맞물릴 때까지 회전한다. 그 다음, 나사(102)를 닳게 하기 위해서 추가적인 토크가 볼트(200)에 가해진다. 나사부(102)는 그 용도의 희생적 측면을 실현하기 위하여 최소한의 개수만을 구비한다. 또한, 나사부(102)는 보어 내에서 볼트와 맞물리기에 충분한 돌출부를 구비하여 부 싱이 볼트 나사(202)를 손상시키지 않고 회전할 수 있도록 할 수도 있다.

추가적인 회전이 이루어지면, 볼트(200)는 장착 구멍(MH) 내의 나사부와 맞물린다. 볼트(200)는 부싱과 어댑터가 부재(P) 및 장착면(M) 사이에서 완전히 맞물릴 때까지 장착 구멍(MH) 내부로 삽입된다. 그 다음, 볼트(200)에는 부재(P)와 장착면(M)을 연결하는 데에 요구되는 클램핑 힘을 제공하기 위해 필요한 토크가 가해진다. 부재(P)에 작용하는 최대 응력 및 분리력은, 부싱을 어댑터로부터 분리하기 위해 작용하는 힘의 함수이기 때문에, 최소가 될 것임을 이해할 수 있다. 즉, 이 힘은 마멸된 나사부(102)의 작용에 의해 부싱에 가해진 토크의 함수이다. 이 힘은 단지 부싱 및 어댑터가 부재(P) 및 장착면(M)에 대항하여 안전하게 장착되는 데에 요구되는 정도의 힘이면 된다.

예시적인 조립 공정에서, 커넥터를 부재의 주요부로 만들기 위해서, 부싱 및 어댑터 조합은 우선 전술한 바와 같이 볼트와 함께 부재(P)에 결합되는 것이 바람직하다. 그 다음, 부재(P)를 장착면(M)에 결합하는 동안의 단일의 단계로서, 부재(P)와 어댑터 커넥터는 구멍(MH)에 정렬되고, 볼트는 신속하게 하강하여 최종 조립을 수행한다. 이 공정은 신속한 장치의 조립을 달성할 수 있도록 시의 적절하게 복수개의 커넥터에 대해 수행될 수 있다. 필요에 따라서, 본 발명의 커넥터는 약 10 cm 이내, 또는 그보다 큰 간극을 가로지를 수 있다.

도 18은 커넥터의 단면도이다. 환형 정지부(605)가 그 단부(607, 606)와 함께 도시된다. 단부(607, 606)는 본체(601)가 부재(P)에 대하여 회전하는 것을 막거나 방지하기 위해서만 요구되는 것인, 본체(601)로부터 돌출된 돌출 부재 또는 탭을 구비할 수도 있다. 도 22 및 도 23을 참조하라.

도 19는 커넥터의 분해도이다. 어댑터 커넥터를 사용하여 부품의 조립을 촉진하기 위해서, 정지부(605)의 모양 또는 형상은 부재(P)의 수용부를 모방하거나 수용부에 맞추어지도록 만들어질 수 있다. 이는 최종 조립 전에 부재에 대한 어댑터 커넥터의 어떠한 헐거움이나 움직임을 경감시키거나 제거한다. 또한, 이는 어댑터 커넥터의 부재로의 조합체를 경직되게 하여, 조립을 하는 동안 볼트(200)의 구멍(MH)에 대한 배열을 보다 정확하고 반복가능하도록 하게 해 준다. 또한, 이는 부재(P)의 장착면(M)으로의 최종 조립 단계가 보다 신속하게 수행되게 하여 준다.

또한, 나사부가 있고 및 동축인 부싱과 어댑터의 관계로 인해, 조합체에 가해지는 부가적 힘뿐만 아니라, 장치의 전체 직경 또한 경감시킨다. 이는, 커넥터가 장치의 주요부가 되기 때문에 특히 중요하다. 커넥터는 부재(P) 및 장착면(M) 사이의 연결을 고정시킬 수 있어야 할 뿐만 아니라, 가로 하중을 지지할 수 있어야 한다. 따라서, 평탄면(107, 604)은 맞물림면이 아치형이거나 굽힘 하중을 받게 되는 여타의 종래 기술의 장치에 비하여 본 발명의 커넥터의 성능을 향상시킨다. 커넥터와 맞물림면의 나사부 및 동축 구조의 결합된 효과는 2개의 부품을 간극을 가로질러 연결하기 위한 고강도의 신뢰가능한 수단을 제공한다.

도 20은 다른 실시예에 대한 커넥터의 측면도이다. 단부(606, 607)는 본체(601)로부터 돌출한 탭을 구비한다.

도 21은 도 20에 도시된 변형예에 대한 커넥터의 단면도이다.

도 22는 변형예에 대한 커넥터의 단면도이다. 단부(606, 607)는 부재(P)와 적절한 맞물림을 이루는 데에 요구될 만한 임의의 원주상 또는 직경상의 위치에 배치될 수 있다. 또한, 1개의 단부(606)가 사용되거나 3개 이상의 단부가 사용될 수도 있다.

도 23은 변형예의 사시도이다. 단부 또는 탭(606, 606)이 본체(601)로부터 돌출된 것이 도시되어 있다.

도 24는 변형예의 횡단면도이다. 본체(601) 내의 멈춤쇠(701)는 탭(702)을 수용한다. 멈춤쇠(701) 및 탭(702)의 조합은 탭(607, 606)과 동일한 기능, 즉 볼트(200)가 부싱(101)으로 나사 결합되어 들어가고 부싱(101)이 장착면(M)과 맞물려서 회전되어, 어댑터(600)가 부재(P)에 대해 회전하는 것을 방지하도록하는 기능을 수행한다.

본 발명의 형태가 명세서에 기술되었지만, 기술 분야의 당업자에게는 본 명세서에 기술된 사상과 범주를 벗어남이 없이 부품의 구성과 관계에 있어서 수정이 가해질 수 있음이 명백할 것이다.

Claims (11)

1. 구조적으로 간극을 둔 부품을 연결하는 커넥터로서,

   나사부와, 구조 부품과 맞물리는 제1 지지면을 구비하는 제1 본체로서, 이 제1 본체는 구조 부품에 대한 회전을 방지하는 부재를 구비하는 것인 제1 본체와;

   다른 구조 부품과 맞물리는 제2 지지면과, 나사형 표면을 포함하고, 파스너를 수용하는 보어를 더 포함하는 제2 본체;

   를 포함하고, 상기 나사형 표면은 상기 제1 본체의 나사형 부분과 맞물릴 수 있고, 상기 보어는 보어 내측의 직경보다 작은 직경을 지닌 표면 요부를 구비하고, 이 요부는, 파스너를 회전시킴으로써 상기 제1 본체에 대한 제2 본체의 축방향 위치를 결정하도록 파스너와 맞물릴 수 있는 것인 커넥터.
2. 제1항에 있어서, 상기 파스너는 나사형 파스너를 포함하는 것인 커넥터.
3. 제2항에 있어서, 상기 표면 요부는 파스너 부분과 억지 끼워맞춤을 일으키기에 충분한 직경을 지닌 희생 나사부(sacrificial thread)를 포함하는 것인 커넥터.
4. 제1항에 있어서, 상기 제2 본체는 이 제2 본체를 회전시키는 주축에 대해 평행한, 대칭으로 배치된 맞물림면을 더 포함하는 것인 커넥터.
5. 제3항에 있어서, 상기 나사형 표면은 희생 나사와 동일한 방향성(handedness)을 갖는 것인 커넥터.
6. 제1항에 있어서, 상기 나사형 표면은 왼나사를 포함하는 것인 커넥터.
7. 간극을 둔 부품을 연결하는 커넥터로서,

   나선형의 나사형 보어면을 구비하는 본체로서, 이 본체의 회전을 방지하기 위해 부품과 맞물리는 수단을 구비하는 본체와;

   상기 나선형의 나사형 보어면과 맞물릴 수 있는 나사형 표면을 구비하는 부싱;

   을 포함하며, 상기 부싱은 파스너 부분과 희생적으로 맞물릴 수 있는 부싱 보어면 부분을 구비하고, 상기 부싱의 보어면 부분이 파스너 부분과 맞물리면, 파스너의 회전으로 인해 상기 본체에 대해 부싱이 대응하게 회전하여 부싱의 축방향 위치를 결정하는 것인 커넥터.
8. 제7항에 있어서, 상기 부싱에 배치되고, 상기 부싱을 회전시키는 공구와 맞물리는 적어도 2개의 협동면을 더 포함하는 것인 커넥터.
9. 제7항에 있어서, 장착면과 맞물리는 평탄형 부싱면과;

   다른 부품의 표면과 맞물리는 평탄형 본체면을 더 포함하는 커넥터.
10. 제7항에 있어서, 상기 부품과 맞물리는 수단은 멈춤쇠를 포함하는 것인 커넥터.
11. 제7항에 있어서, 상기 부품과 맞물리는 수단은 돌출 부재를 포함하는 것인 커넥터.

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