KR20210106565A - 공차 링, 조립체 및 그 제조 및 사용 방법 - Google Patents

공차 링, 조립체 및 그 제조 및 사용 방법 Download PDF

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KR20210106565A
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토마스 차일즈
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생-고뱅 퍼포먼스 플라스틱스 렌콜 리미티드
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Abstract

반경 방향 내부 또는 외부 중 적어도 하나를 연장하고 각각 제1 및 제2 단부에서 끝나는 제1 및 제2 단부 부분을 갖는 복수의 파동을 포함하는 공차 링 측벽을 포함하는 공차 링, 여기서 공차 링은 측벽의 원주 길이 Lc를 이등분하는 점에서 측정된 제1 곡률 반경(R1), 및 공차 링 측벽의 제1 및 제2 단부 중 하나를 따라 측정된 제2 곡률 반경(R2)을 가지고, 여기서, 1) R1이 R2보다 크거나, 또는 2) R1이 음이고 R2가 양인 것 중 적어도 하나이다.

Description

공차 링, 조립체 및 그 제조 및 사용 방법
본 발명은 공차 링, 공차 링 조립체에 관한 것으로, 보다 구체적으로 공차 링 패키징, 설치 및 조립체 내에서의 사용에 관한 것이다.
일반적으로, 공차 링은 모터, 교류 발전기, 펌프, 조향 또는 하드 디스크 드라이브 조립체와 같이 토크를 전달하도록 구성된 조립체 내에서 정확한 치수로 기계가공되지 않을 수 있는 2개의 인접한 구성요소 사이에 억지 끼워맞춤을 제공하는 알려진 장치이다. 특히, 공차 링은 샤프트와 같은 원통형 구성요소와 샤프트용 하우징 구성요소 사이에 억지 끼워맞춤을 제공한다. 공차 링은 부품 사이의 다른 팽창 계수를 보상하고, 신속한 장치 조립 및 내구성을 허용하는 것과 같은 많은 다른 잠재적인 장점을 가지고 있다.
일반적으로, 공차 링은 탄성 재료의 스트립, 예를 들어 금속을 포함하며, 이 스트립의 끝은 함께 가져오거나 겹쳐져 링 또는 끝 사이에 갭이 있는 실질적으로 완전한 원을 형성한다. 일부 링의 경우 결과 간격이 커서 사용, 포장 및 배송 중에 링이 얽혀 잠재적으로 공차 링이 손상되고 사용자의 수동 작업량이 증가할 수 있다.
따라서 조립품에서 적절한 성능을 제공하면서도 사용, 포장, 조립 및 선적을 용이하게 하는 공차 링이 계속해서 필요하다.
실시예는 예로서 예시되며 첨부 도면에 제한되지 않는다.
도 1은 일 실시예에 따른 공차 링을 생성하는 방법;
도 2A는 일 실시예에 따른 공차 링의 단면도;
도 2B는 일 실시예에 따른 공차 링의 단면도;
도 2C는 일 실시예에 따른 공차 링의 단면도;
도 2D는 일 실시예에 따른 공차 링의 단면도;
도 3은 일 실시예에 따른 조립체 내의 조립된 공차 링의 평면도;
도 4A는 일 실시예에 따른 공차 링의 측면 사시도;
도 4B는 일 일 실시예에 따른 공차 링의 측면 사시도;
도 4C는 일 실시예에 따른 공차 링의 측면 사시도;
도 5는 종래 기술의 공차 링과 비교한 실시예에 따른 공차 링의 설치 평면도;
도 6은 일 실시예에 따른 복수의 공차 링을 포함하는 포장 물품의 평면도;
도 7A는 일 실시예에 따른 공차 링에 대한 곡률 반경을 따른 위치 대 그 원주를 따른 위치의 테이블; 및
도 7B는 일 실시예에 따른 복수의 공차 링의 변형을 나타내는 그래프.
당업자는 도면의 요소가 단순성과 명료성을 위해 예시되었으며 반드시 축척에 맞게 그려진 것은 아님을 이해할 것이다. 예를 들어, 도면의 일부 요소의 치수는 본 발명의 실시예에 대한 이해를 개선하는 데 도움이 되도록 다른 요소에 비해 과장될 수 있다.
도면과 함께 다음 설명은 본 명세서에 개시된 교시를 이해하는 것을 돕기 위해 제공된다. 다음 논의는 본 명세서의 특정 구현 및 실시예에 초점을 맞출 것이다. 이 초점은 본 발명을 설명하는 것을 돕기 위해 제공되며 본 발명의 범위나 적용 가능성에 대한 제한으로 해석되어서는 안 된다. 그러나, 본 출원에 개시된 바와 같은 발명에 기초하여 다른 실시예가 사용될 수 있다.
"포함하다", "포함하는", "구성하는", "구성하다", "갖는", "가지는" 또는 이들의 기타 변형이라는 용어는 비배타적인 포함을 포함하도록 의도되었다. 예를 들어, 특징의 목록을 포함하는 방법, 물품 또는 장치는 반드시 그러한 특징에만 제한되지 않으며, 명시적으로 나열되지 않거나 그러한 방법, 물품 또는 장치에 고유하지 않은 다른 특징을 포함할 수 있다. 또한, 달리 명시적으로 언급되지 않는 한, "또는"은 배타적 논리합이 아니라 포함 또는 내포함을 나타낸다. 예를 들어 조건 A 또는 B는 다음 중 하나에 의해 충족된다. A는 참(또는 존재)이고 B는 거짓(또는 존재하지 않음), A는 거짓(또는 존재하지 않음) 및 B는 참(또는 존재), 그리고 A와 B는 모두 참(또는 현재)이다.
또한, "a" 또는 "an"의 사용은 여기에 설명된 요소 및 구성요소를 설명하는 데 사용된다. 이것은 단지 편의를 위해 그리고 본 발명의 범위에 대한 일반적인 의미를 제공하기 위해 수행된다. 이 설명은 달리 의미한다는 것이 분명하지 않는 한, 하나, 적어도 하나, 또는 단수를 복수도 포함하는 것으로 읽거나 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 예를 들어, 단일 실시예가 여기에서 설명될 때, 하나 이상의 실시예가 단일 실시예 대신에 사용될 수 있다. 유사하게, 하나 이상의 실시예가 본 명세서에 기술된 경우, 단일 실시예가 하나 이상의 실시예를 대신할 수 있다.
달리 정의되지 않는 한, 여기에서 사용된 모든 기술 및 과학 용어는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 재료, 방법 및 예는 예시일 뿐이며 제한하려는 의도가 아니다. 여기에 설명되지 않은 범위까지, 특정 재료 및 처리 작업에 관한 많은 세부 사항은 통상적이며 공차 링 및 공차 링 조립 기술 내의 교과서 및 기타 출처에서 찾을 수 있다.
여기에 설명된 실시예는 일반적으로 공차 링 및 조립체 내에서 공차 링을 생성하고 사용하는 방법에 관한 것이다. 특정 실시예에서, 공차 링은 반경 방향 내부 또는 외부 중 적어도 하나를 연장하고 각각 제1 및 제2 단부에서 끝나는 제1 및 제2 단부를 갖는 복수의 파동을 포함하는 공차 링 측벽을 가질 수 있다. 공차 링은 공차 링 측벽의 원주 길이 Lc를 이등분하는 점에서 측정된 제1 곡률 반경 R1, 및 공차 링 측벽의 제1 및 제2 단부 중 하나를 따라 측정된 제2 곡률 반경(R2)을 가지고, 및 여기서 적어도 하나는 1) R1이 R2보다 크거나, 또는 2) R1이 음이고 R2가 양인 경우이다. 다른 특정 실시예에서, 공차 링은 반경 방향 내부 또는 외부 중 적어도 하나를 연장하고 각각 제1 및 제2 단부에서 종결되는 제1 및 제2 단부 부분을 갖는 복수의 파동을 포함하는 공차 링 측벽을 가질 수 있으며, 여기서 비설치 비편향 상태에서 공차 링의 둘레는 180˚이하이며, 설치된 상태에서 공차 링은 내부 부재와 외부 부재 사이의 전개 시 적어도 300˚에 걸친 둘레를 갖도록 변형된다. 다른 특정 실시예에서, 공차 링은 패키지를 포함하는 패키지 물품의 일부일 수 있고; 및 상기 패키지에 내포된 복수의 공차 링을 포함하고, 상기 공차 링 각각은 반경 방향 내부 또는 외부 중 적어도 하나를 연장하고 각각 제1 및 제2 단부에서 끝나는 제1 및 제2 단부를 갖는 복수의 파동을 포함하고, 각각의 공차 링 둘레가 180˚이하이다. 다른 특정 실시예에서, 공차 링은 내부 부재, 외부 부재, 내부 부재와 외부 부재 사이에 배치된 공차 링을 포함하는 조립체의 일부일 수 있으며, 공차 링은 연장되는 복수의 파동을 포함하는 공차 링 측벽을 포함한다. 반경 방향 내부 또는 외부 중 적어도 하나는 각각 제1 및 제2 단부에서 끝나는 제1 및 제2 단부를 갖고, 비설치 비편향 상태에서 공차 링은 180˚이하에 걸쳐 있는 원주를 갖고, 설치된 경우 공차 링은 내부 부재와 외부 부재 사이의 전개 시 적어도 300˚에 걸친 원주를 갖도록 변형되는 상태이다. 다른 특정 실시예에서, 공차 링은 내부 부재를 제공하고, 외부 부재를 제공하고, 내부 부재와 외부 부재 사이에 공차 링을 제공하는 단계를 포함하는 방법의 일부일 수 있으며, 공차 링은 복수의 공차 링 측벽을 포함한다. 반경 방향 내부 또는 외부 중 적어도 하나가 연장되고 각각 제1 및 제2 단부에서 끝나는 제1 및 제2 단부 부분을 갖는 파동의 파동을 포함하며, 제거되지 않은 비편향 상태에서 공차 링은 180˚이하에 걸쳐 있는 원주를 가지며, 내부 부재와 외부 부재 사이에 배치 시 공차 링이 최소 300˚에 걸쳐 있는 원주를 갖도록 한다.
예시의 목적으로, 도 1은 공차 링을 형성하기 위한 형성 공정(10)을 도시하는 도면을 포함한다. 형성 공정(10)은 기판을 포함하는 재료 또는 복합 재료를 제공하는 제1 단계(12)를 포함할 수 있다. 선택적으로, 성형 공정(10)은 공차 링을 형성하기 위해 재료 또는 복합 재료의 단부를 말리는 제2 단계(14)를 더 포함할 수 있다.
도 2A는 형성 프로세스(10)의 제1 단계(12)의 공차 링으로 형성될 수 있는 재료(1000)의 예시를 포함한다. 공차 링은 기판(1119)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 기판(1119)은 금속을 적어도 부분적으로 포함할 수 있다. 특정 실시예에 따르면, 금속은 철, 구리, 티타늄, 주석, 알루미늄, 이들의 합금을 포함할 수 있거나, 다른 유형의 금속일 수 있다. 보다 구체적으로, 기판(1119)은 스테인리스강, 탄소강 또는 스프링강과 같은 강을 적어도 부분적으로 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(1119)은 301 스테인리스 스틸을 적어도 부분적으로 포함할 수 있다. 301 스테인리스 스틸은 어닐링, ¼ 경질, ½ 경질, ¾ 경질 또는 완전 경질일 수 있다. 더욱이, 강은 크롬, 니켈, 또는 이들의 조합을 포함하는 스테인리스 강을 포함할 수 있다. 예를 들어, 강철은 X10CrNil8-8 스테인리스 강을 사용할 수 있다. 또한, 공차 링은 ≥375, ≥400, ≥425, 또는 ≥450과 같이 ≥350일 수 있는 Vickers 피라미드 수 경도 VPN을 포함할 수 있다. VPN은 또한 500 이하, 475 이하 또는 450 이하가 될 수 있다. VPN은 또한 여기에 설명된 임의의 VPN 값 사이의 범위 내에 있을 수 있다. 다른 양태에서, 공차 링은 그의 내식성을 증가시키도록 처리될 수 있다. 특히, 공차 링은 부동태화될 수 있다. 예를 들어, 공차 링은 ASTM 표준 A967에 따라 부동태화될 수 있다. 다른 양태에서, 강은 탄소강을 포함할 수 있다. 기판(1119)은 챔퍼링(chamfering), 터닝(turning), 리밍(reaming), 단조(forging), 압출(extruding), 몰딩(molding), 소결(sintering), 롤링(rolling), 또는 캐스팅(casting) 중 적어도 하나에 의해 형성될 수 있다.
기판(1119)은 약 1 마이크론 내지 약 1000 마이크론, 예컨대 약 50 마이크론 내지 약 500 마이크론, 예컨대 약 100 마이크론 내지 약 250 마이크론, 예컨대 약 75 마이크론 내지 약 150 마이크론의 두께 Ts를 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 기판(1119)은 약 100 내지 500 마이크론의 두께(Ts)를 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 기판(1119)은 약 350 내지 450 마이크론의 두께(Ts)를 가질 수 있다. 기판(1119)의 두께(T)는 위에서 언급된 최소값과 최대값 중 임의의 값 사이의 임의의 값일 수 있다는 것이 추가로 이해될 것이다. 기판(1119)의 두께는 균일할 수 있고, 즉 기판(1119)의 제1 위치에서의 두께는 이를 따르는 제2 위치에서의 두께와 동일할 수 있다. 기판(1119)의 두께는 불균일할 수 있다. 즉, 기판(1119)의 제1 위치에서의 두께는 이를 따른 제2 위치에서의 두께와 상이할 수 있다.
도 2B는 형성 공정(10)의 제1 단계(12)의 공차 링으로 형성될 수 있는 재료(1000)에 대한 대안인 복합 재료(1001)의 예시를 포함한다. 도 2B는 공차 링의 복합 재료(1001)의 층 구성을 도시한다. 다수의 실시예에서, 복합 재료(1001)는 기질(1119)(위에서 언급됨) 및 기질(1119) 위에 놓이는 코팅(1104)을 포함할 수 있다. 보다 특정한 실시예에서, 복합 재료(1001)는 기질(1119) 및 기판(1119) 위에 놓이는 복수의 한 코팅(1104)을 포함할 수 있다. 도 2B에 도시된 바와 같이, 코팅(1104)은 기판(1119)의 적어도 일부에 결합될 수 있다. 특정 실시예에서, 코팅(1104)은 다른 구성요소의 다른 표면과의 계면을 형성하기 위해 기판(1119)의 표면에 결합될 수 있다. 코팅(1104)은 기판(1119)의 반경방향 내부 표면에 결합될 수 있다. 선택적으로, 코팅(1104)은 기판(1119)의 반경방향 외부 표면에 결합될 수 있다.
다수의 실시예에서, 코팅(1104)은 댐핑 재료를 포함할 수 있다. 댐핑 재료는 천연 폴리이소프렌, 합성 폴리이소프렌, 폴리부타디엔, 클로로프렌 고무, 부틸 고무, 스티렌-부타디엔 고무, 니트릴 고무, 에틸렌 프로필렌, 고무, 에피클로로히드린 고무, 폴리아크릴 고무, 실리콘 고무, 플루오로실리콘 고무, 플루오로엘라스토머, 퍼플루오로엘라스토머, 폴리에테르 블록 아미드, 역청, 폴리에틸렌, 클로로설폰화 폴리에틸렌, 에틸-비닐 아세테이트(EVA), EVA 폼, 저밀도 폴리에틸렌 폼, 니트릴 고무 폼, 폴리클로로프렌 폼, 폴리이미드 폼, 폴리프로필렌 폼, 폴리우레탄 폼, 폴리스티렌 폼, 폴리염화비닐 폼, 실리콘 발포체, 발포 고무, 폴리우레탄 발포체, XPS 발포체, 에폭시 발포체, 페놀 발포체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 댐핑 층(104)은 리튬 비누, 라텍스, 흑연, 질화붕소, 이황화몰리브덴, 이황화텅스텐, 폴리테트라플루오로에틸렌, 질화탄소, 탄화텅스텐, 또는 다이아몬드 라이크 탄소, 금속(알루미늄, 아연, 구리 , 마그네슘, 주석, 백금, 티타늄, 텅스텐, 철, 청동, 강철, 스프링 강, 스테인리스 강), 금속 합금(목록에 나열된 금속 포함), 양극 산화 처리된 금속(목록에 포함된 금속 포함) 또는 이들의 조합을 포함하는 고체 기반 재료를 포함할 수 있다.
다수의 실시예에서, 코팅(1104)은 열 전달 재료를 포함할 수 있다. 열전달 물질은 금속을 포함할 수 있다. 일 구현예에 따르면, 상기 금속은 철, 구리, 티타늄, 주석, 알루미늄, 마그네슘, 그래핀, 이들의 합금을 포함하거나, 다른 종류의 금속일 수 있다. 다수의 실시예에서, 코팅(1104)은 고마찰 재료를 포함할 수 있다. 고마찰 재료는 알루미늄 플레이크 페인트, 기계적 아연, 실리콘, 접착제(아래 접착제 층에 대해 나열된 것을 포함)를 포함하거나 다른 유형의 고마찰 재료일 수 있다.
다수의 실시예에서, 코팅(1104)은 유리 섬유, 탄소 섬유, 실리콘, PEEK, 방향족 폴리에스테르, 탄소 입자, 청동, 플루오로중합체, 열가소성 충전제, 산화알루미늄, 폴리아미드이미드(PAI), PPS, 폴리페닐렌 설폰(PPSO2), LCP, 방향족 폴리에스테르, 이황화몰리브덴, 이황화텅스텐, 흑연, 그래핀, 팽창 흑연, 질화붕소, 활석, 불화칼슘, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 충전제를 추가로 포함할 수 있다. 추가로, 충전제는 알루미나, 실리카, 이산화티타늄, 불화칼슘, 질화붕소, 운모, 규회석, 탄화규소, 질화규소, 지르코니아, 카본 블랙, 안료, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 충전제는 비드, 섬유, 분말, 메쉬 또는 이들의 임의의 조합의 형태일 수 있다.
일 실시예에서, 코팅(1104)은 약 1 마이크론 내지 약 500 마이크론, 예컨대 약 10 마이크론 내지 약 250 마이크론, 예컨대 약 30 마이크론 내지 약 150 마이크론, 예컨대 약 40 마이크론의 두께 TLFL을 가질 수 있다. 및 약 100 미크론. 다수의 실시예에서, 코팅(1104)은 약 50 내지 250 마이크론의 두께(TLFL)를 가질 수 있다. 코팅(1104)의 두께(TLFL)는 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 사이의 임의의 값일 수 있다는 것이 추가로 이해될 것이다. 코팅(1104)의 두께는 균일할 수 있으며, 즉, 코팅(1104)의 제1 위치에서의 두께는 그에 따른 제2 위치에서의 두께와 동일할 수 있다. 코팅(1104)의 두께는 불균일할 수 있다. 즉, 코팅(1104)의 제1 위치에서의 두께는 그에 따른 제2 위치에서의 두께와 상이할 수 있다. 상이한 코팅(1104)은 상이한 두께를 가질 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 코팅(1104)은 도시된 바와 같이 기판(1119)의 하나의 주 표면 위에 놓이거나 두 주 표면 위에 놓일 수 있다. 기판(1119)은 코팅(1104)에 의해 적어도 부분적으로 캡슐화될 수 있다. 즉, 코팅(1104)은 기판(1119)의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 기판(1119)의 축방향 표면은 코팅(1104)으로부터 노출될 수 있다.
도 2C는 형성 공정(10)의 제1 단계(12)의 공차 링으로 형성될 수 있는 재료(1000, 1001)에 대한 선택적인 복합 재료(1002)의 선택적인 실시예의 예시를 포함한다. 도 2C는 공차 링의 복합 재료(1002)의 층 구성을 도시한다. 이 특정 실시예에 따르면, 복합 재료(1002)는 도 1의 복합 재료(1001)와 유사할 수 있다. 도 2B에 도시된 바와 같이, 이 복합 재료(1002)는 또한 코팅(1104)을 기질(1119) 및 코팅(1104)에 결합할 수 있는 적어도 하나의 접착층(1121)을 포함할 수 있다. 그리드는 코팅(1104)과 기판(1119) 사이에 포함된 적어도 하나의 접착층(1121) 사이에 매립될 수 있다.
접착층(1121)은 플루오로중합체, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에테르/폴리아미드 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트, 에틸렌 테트라플루오로에틸렌(ETFE), ETFE 공중합체, 퍼플루오로알콕시(PFA), 또는 이들의 임의의 조합을 포함하나 그에 제한되지 않는 링 기술에 공통인 어떤 임의의 공지된 물질을 포함할 수 있다. 추가로, 접착제는 -C=O, -COR, -COH, -COOH, -COOR, -CF2=CF-OR, 또는 이들의 임의의 조합으로부터 선택된 하나 이상의 작용기를 포함할 수 있으며, 여기서 R은 1~20개의 탄소 원자를 포함하는 환형 또는 선형 유기 그룹이다. 추가적으로, 접착제는 공중합체를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 핫 멜트 접착제는 250℃ 이하, 예컨대 220℃ 이하의 용융 온도를 가질 수 있다. 다른 실시예에서, 접착제는 200℃ 초과, 예컨대 220℃ 초과에서 분해될 수 있다. 추가 실시예에서, 핫 멜트 접착제의 용융 온도는 250℃ 초과 또는 심지어 300℃ 초과일 수 있다. 접착제 층(1121)은 약 1 마이크론 내지 약 500 마이크론, 예컨대 약 10 마이크론 내지 약 250 마이크론, 예컨대 약 30 마이크론 내지 약 150 마이크론, 예컨대 약 40 마이크론 내지 약 100 마이크론의 두께(TAL)를 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 접착층(1121)은 약 50 내지 250 마이크론의 두께(TAL)를 가질 수 있다.
다수의 실시예에서, 접착층(1121)은 약 80 내지 120 마이크론의 두께(TAL)를 가질 수 있다. 접착층(1121)의 두께(TAL)는 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 사이의 임의의 값일 수 있다는 것이 추가로 이해될 것이다. 접착층(1121)의 두께는 균일할 수 있으며, 즉 접착층(1121)의 제1 위치에서의 두께는 이를 따른 제2 위치에서의 두께와 동일할 수 있다. 접착층(1121)의 두께는 불균일할 수 있다. 즉, 접착층(1121)의 제1 위치에서의 두께는 이를 따른 제2 위치에서의 두께와 상이할 수 있다.
도 2D는 형성 공정(10)의 제1 단계(12)의 공차 링으로 형성될 수 있는 재료(1000, 1001, 1002)에 대한 대안인 복합 재료(1003)의 선택적인 실시예의 예시를 포함한다. 도 2D는 공차 링의 복합 재료(1003)의 층 구성을 도시한다. 상기 특정 실시예에 따르면, 복합 재료(1003)는, 상기 복합 재료(1003)가 적어도 하나의 부식 방지 층(1704, 1705, 1708), 및 기판(1119) 및 코팅(1104)에 결합될 수 있는 접착 촉진제 층(1127) 및 에폭시 층(1129)을 포함할 수 있는 내식성 코팅(1124)을 포함하는 것을 제외하고 도 2B의 복합 재료(1002)와 유사할 수 있다
기판(1119)은 처리 전에 복합 재료(1003)의 부식을 방지하기 위해 부식 방지 재료를 포함하는 부식 방지 층(1704, 1705)으로 코팅될 수 있다. 추가적으로, 부식 방지 층(1708)은 층(1704) 위에 적용될 수 있다. 층(1704, 1705, 1708) 각각은 약 7 내지 15 마이크론과 같은 약 1 내지 50 마이크론의 두께를 가질 수 있다. 층(1704, 1705)은 아연, 철, 망간, 또는 이들의 임의의 조합의 인산염, 또는 나노-세라믹 층을 포함하는 부식 방지 재료를 포함할 수 있다. 또한, 층(1704 및 1705)은 기능성 실란, 나노 규모의 실란 기반 프라이머, 가수분해된 실란, 유기실란 접착 촉진제, 용매/수 기반 실란 프라이머, 염소화 폴리올레핀, 부동태화 표면, 상업적으로 이용 가능한 아연(기계적/갈바닉) 또는 아연-니켈 코팅, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 부식 방지 재료를 포함할 수 있다. 층(1708)은 기능성 실란, 나노-스케일 실란 기반 프라이머, 가수분해된 실란, 유기실란 접착 촉진제, 용매/수 기반 실란 프라이머를 포함할 수 있다. 부식 방지 층(1704, 1706, 1708)은 처리 동안 제거되거나 유지될 수 있다.
전술한 바와 같이, 복합 재료(1003)는 내식성 코팅(1125)을 더 포함할 수 있다. 내식성 코팅(1125)은 약 1 내지 50 마이크론, 예컨대 약 5 내지 20 마이크론, 및 예컨대 약 7 내지 15 마이크론의 두께를 가질 수 있다. 내부식성 코팅(1125)은 접착 촉진제 층(1127) 및 에폭시 층(1129)을 포함할 수 있다. 접착 촉진제 층(1127)은 기능성 실란, 나노 크기의 실란 기반 층, 가수분해된 실란, 유기 실란 접착 촉진제, 용매/수성 실란 프라이머, 염소화 폴리올레핀, 부동태화 표면, 상업적으로 이용 가능한 아연(기계적/갈바닉) 또는 아연-니켈 코팅을 포함한 부식 방지 재료, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 접착 촉진제 층(1127)은 스프레이 코팅, e-코팅, 딥 스핀 코팅, 정전 코팅, 유동 코팅, 롤 코팅, 나이프 코팅, 코일 코팅 등에 의해 도포될 수 있다.
에폭시 층(1129)은 열 경화된 에폭시, UV 경화된 에폭시, IR 경화된 에폭시, 전자 빔 경화된 에폭시, 방사선 경화된 에폭시, 또는 공기 경화된 에폭시를 포함하는 부식 보호 재료일 수 있다. 또한, 에폭시 층(1129)은 폴리글리시딜에테르, 디글리시딜에테르, 비스페놀 A, 비스페놀 F, 옥시란, 옥사시클로프로판, 에틸렌옥시드, 1,2-에폭시프로판, 2-메틸옥시란, 9,10-에폭시-9,10-디히드로안트라센, 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 부식 보호재료를 포함할 수 있다. 에폭시층(1129)은 경화제를 더 포함할 수 있다. 경화제는 아민, 산 무수물, 페놀 노볼락 경화제, 예를 들어 페놀 노볼락 폴리[N-(4-하이드록시페닐)말레이미드](PHPMI), 레졸 페놀 포름알데히드, 지방 아민 화합물, 폴리탄산 무수물, 폴리아크릴레이트, 이소시아네이트, 캡슐화된 폴리이소시아네이트, 삼불화붕소 아민 착물, 크롬, 폴리아미드, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 크롬계 경화제. 일반적으로, 산 무수물은 화학식 R-C=O-O-C=O-R'를 따를 수 있으며, 여기서 R은 위에서 설명한 바와 같이 CXHYXZAU일 수 있다. 아민은 모노에틸아민, 디에틸렌트리아민, 트리에틸렌테트라아민 등과 같은 지방족 아민, 지환족 아민, 사이클릭 지방족 아민, 지환족 아민과 같은 방향족 아민, 아미도아민, 폴리아미드, 디시안디아미드, 이미다졸 유도체 등, 또는 이들의 임의의 조합을 포함할 수 있다. 일반적으로, 아민은 화학식 R1R2R3N을 따르는 1차 아민, 2차 아민 또는 3차 아민일 수 있으며, 여기서 R은 상기 기질된 바와 같이 CXHYXZAU일 수 있다. 일 실시예에서, 에폭시 층(1129)은 탄소 충전제, 탄소 섬유, 탄소 입자, 흑연, 청동, 알루미늄 및 기타 금속과 같은 금속 충전제 및 이들의 합금, 금속 산화물 충전제, 금속 코팅과 같은 전도성을 개선하기 위한 충전제를 포함할 수 있다. 탄소 충전제, 금속 코팅된 중합체 충전제, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 전도성 필러는 전류가 에폭시 코팅을 통과하도록 할 수 있고 전도성 필러가 없는 복합 재료와 비교하여 복합 재료의 전도성을 증가시킬 수 있다. 일 실시예에서, 에폭시 층(1129)은 스프레이 코팅, e-코팅, 딥 스핀 코팅, 정전 코팅, 유동 코팅, 롤 코팅, 나이프 코팅, 코일 코팅 등에 의해 도포될 수 있다. 추가로, 에폭시 층(1129)은 예를 들어 열 경화, UV 경화, IR 경화, 전자 빔 경화, 조사 경화, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 경화될 수 있다. 바람직하게는, 경화는 코팅(1104), 접착층(1121), 기질(1119), 또는 접착 촉진제 층(1127) 중 임의의 것의 파괴 온도 이상으로 구성요소의 온도를 증가시키지 않고 달성될 수 있다. 따라서 에폭시는 약 250°C, 심지어 약 200°C 미만에서 경화될 수 있다.
일 실시예에서, 도 1의 단계 12에서. 상기 기질된 바와 같이, 재료 또는 복합 재료(1000, 1001, 1002, 1003) 상의 임의의 층, 각각은 롤에 배치되고 그로부터 박리되어 압력 하에, 승온(열간 또는 냉간 압축 또는 압연)에서, 접착제에 의해, 또는 이들의 임의의 조합에 의해 함께 결합될 수 있다. 재료 또는 복합 재료(1000, 1001, 1002, 1003)의 임의의 층은 전술한 바와 같이 서로 적어도 부분적으로 중첩되도록 함께 적층될 수 있다. 재료 또는 복합 재료(1000, 1001, 1002, 1003) 상의 임의의 층은 전술한 바와 같이, 예를 들어 물리적 또는 기상 증착, 분무, 도금, 분말 코팅 또는 다른 화학적 또는 전기화학적 기술을 사용하여 함께 도포될 수 있다. 특정 실시예에서, 코팅(1104)은 예를 들어 압출 코팅을 포함하는 롤-투-롤 코팅 프로세스에 의해 도포될 수 있다. 코팅(1104)은 용융 또는 반-용융 상태로 가열되고 슬롯 다이를 통해 기판(1119)의 주 표면 상으로 압출될 수 있다. 다른 실시예에서, 코팅(1104)은 주조 또는 성형될 수 있다. 일 실시예에서, 재료 또는 복합 재료(1000, 1001, 1002, 1003)는 재료의 단일 단일 스트립일 수 있다.
다른 실시예에서, 도 1의 단계 12에서. 재료 또는 복합 재료(1000, 1001, 1002, 1003) 상의 임의의 층은 전술한 바와 같이 예를 들어 물리적 또는 기상 증착, 분무, 도금, 분말 코팅과 같은 코팅 기술, 또는 다른 화학적 또는 전기화학적 기술을 통해 도포될 수 있다. 특정 실시예에서, 코팅(1104)은 예를 들어 압출 코팅을 포함하는 롤-투-롤 코팅 프로세스에 의해 도포될 수 있다. 코팅(1104)은 용융 또는 반-용융 상태로 가열되고 슬롯 다이를 통해 기판(1119)의 주 표면 상으로 압출될 수 있다. 다른 실시예에서, 코팅(1104)은 주조 또는 성형될 수 있다.
일 실시예에서, 코팅(1104) 또는 임의의 층은 라미네이트를 형성하기 위해 용융 접착제 층(1121)을 사용하여 기질(1119)에 접착될 수 있다. 일 실시예에서, 재료 또는 복합 재료(1000, 1001, 1002, 1003) 상의 중간 또는 뛰어난 층들 중 임의의 것이 라미네이트를 형성할 수 있다. 라미네이트는 공차 링으로 형성될 수 있는 스트립 또는 블랭크로 절단될 수 있다. 라미네이트의 절단은 스탬프, 프레스, 펀치, 톱의 사용을 포함하거나 다른 방식으로 기계가공될 수 있다. 라미네이트를 절단하면 기판(1119)의 노출된 부분을 포함하는 절단 에지가 생성될 수 있다.
일 실시예에서, 도 1의 단계 14에서, 블랭크는 라미네이트 스트립 또는 블랭크의 끝을 말려서 공차 링으로 형성될 수 있다. 공차 링은 스탬프, 프레스, 펀치, 톱, 롤링, 플랜지로 형성되거나 다른 방식으로 가공될 수 있다.
이제 본 명세서에 설명된 실시예에 따라 형성된 공차 링으로 넘어가면, 도 3은 조립체(500) 내의 공차 링(200)의 평면도 예시를 포함한다. 조립체(500)는 내부 부재(204) 및 외부 부재(206)를 더 포함할 수 있다. 도 3을 참조하고 아래에 더 상세히 설명되는 바와 같이, 공차 링(200)은 조립체(500) 내에서 내부 부재(204)와 외부 부재(206) 사이에 설치되거나 배치될 수 있다. 구체적으로, 외부 부재(206)는 보어(202)와 내부 부재로 형성될 수 있다 또한, 공차 링(200)은 보어(202) 내에서 내부 부재(204)와 외부 부재(206) 사이에 설치될 수 있다. 공차 링(200)은 외부 부재(206)의 내벽과 맞물리도록 구성될 수 있다. 내부 부재(204)를 외부 부재(206) 내에 억지 끼워맞춤으로 유지하기 위해 보어(202), 및 내부 부재(204)의 외부 벽에서. 공차 링(200)은 설치 동안 및 설치 후에 보어(202) 내에서 내부 부재(204)와 외부 부재(206) 사이를 적어도 부분적으로 변형 또는 압축함으로써 치수 변화를 설명할 수 있다.
이제 도 4A 내지 도 4C를 참조하면, 공차 링(200)에 관한 세부사항이 도시되어 있다. 도 4A는 실시예에 따른 공차 링의 측면 투시도를 예시한다. 도 4B는 일 실시예에 따른 공차 링의 측면 투시도를 예시한다. 도 4C는 일 실시예에 따른 공차 링의 측면 투시도를 예시한다. 도시된 바와 같이, 공차 링(200)은 중심축(450) 아래로 배향된 대체로 원통형인 본체(402)를 포함할 수 있다. 많은 실시예에서, 공차 링(200) 또는 일반적으로 원통형인 본체(402)는 공차 링 측벽(404)을 포함할 수 있다. 공차 링 측벽(404)은 실린더가 된다. 공차 링 측벽(404)은 반 원통형일 수 있거나, 그렇지 않으면 반원통형 호를 가질 수 있다. 공차 링 측벽(404)은 상부(408) 및 저부(412)를 포함할 수 있다. 또한, 공차 링 측벽(404)은 제1 원주방향 단부(417)를 정의하는 제1 단부 부분(416), 및 제2 원주방향 단부(421)를 정의하는 제2 단부 부분(420)을 포함할 수 있다. 제1 단부 부분(416) 또는 제2 단부 부분(420) 중 적어도 하나는 공차 링(200)의 원주 길이(Lc)의 적어도 5%, 예컨대 적어도 10%, 적어도 20%, 적어도 25%, 적어도 공차 링(200)의 원주 길이(Lc)의 30%, 적어도 35% 또는 심지어 적어도 40%. 특정 실시예에서, 제1 단부 부분(416)은 공차 링(200)의 원주 길이(Lc)의 처음 10%에 걸쳐 있을 수 있다. 제2 단부 부분(420)은 공차 링(200)의 원주 길이(Lc)의 마지막 10%에 걸쳐 있을 수 있다. 중간 부분(418)은 제1 단부 부분(416)과 제2 단부 부분(420)을 연결할 수 있다. 또한, 공차 링 측벽(404)은 내부 방사상 에지(457)를 정의하는 제1 축방향 표면(456) 및 외부 방사상 에지(459)를 정의하는 제2 축방향 표면(458)을 가질 수 있다. 도 4A에 도시된 바와 같이, 중간 부분(418)은 일반적으로 원통형 본체(402)의 연속적으로 만곡된 아치형 형상을 형성하는 단부로부터 안쪽으로 둥글게 될 수 있다. 선택적인 실시예에서, 도 4B에 도시된 바와 같이, 중간 부분(418)은 일반적으로 원통형 본체(402)의 비연속적으로 만곡된 아치형 형상을 형성하는 평면 또는 평평할 수 있다. 상기 중간 부분(418)은 공차 링(200)의 원주 길이(Lc)의 적어도 50%, 예를들어, 공차 링(200)의 원주 길이(Lc)의 적어도 55%, 적어도 60%, 적어도 65%, 적어도 70%, 적어도 75% 또는 심지어 적어도 80%로 평면 또는 평평할 수 있다. 선택적인 실시예에서, 도 4C에 도시된 바와 같이, 중간 부분(418)은 볼록 부분을 형성하기 위해 안쪽으로 둥글게 될 수 있는 반면, 단부는 또한 일반적으로 원통형 본체(402)의 물결 모양을 형성하기 위해 안쪽으로 둥글게 될 수 있다.
다수의 실시예에서, 도 2A 내지 도 2D 및 도 4A 내지 도 4C에 도시된 바와 같이, 공차 링(200)은 특정 두께(TTR)를 가질 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시예의 목적을 위해, 공차 링(200)의 두께(TTR)는 제1 축방향 표면(456)으로부터 제2 축방향 표면(458)까지의 거리이다. 공차 링의 두께(TTR)는 도 2A-2D에 도시된 바와 같이 재료 또는 복합 재료(1000, 1001, 1002, 1003)와 실질적으로 유사하거나 동일한두께이다. 특정 실시예에 따르면, 공차 링(200)의 두께(TTR)는 적어도 약 0.1mm 또는 적어도 약 0.2mm 또는 적어도 약 0.3mm 또는 적어도 약 0.4mm 또는 심지어 적어도 약 0.5mm일 수 있다.
또 다른 실시예에 따르면, 공차 링(200)의 두께(TTR)는 약 1mm 이하, 예를 들어 약 0.9mm 이하 또는 심지어 약 0.8mm 이하일 수 있다. 공차 링(200)의 두께(TTR)는 위에서 언급된 최소값과 최대값 중 임의의 값 사이의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 공차 링(200)의 두께(TTR)는 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 사이의 임의의 값일 수 있다는 것이 추가로 이해될 것이다. 또한, 공차 링(200)의 두께(TTR)는 그 둘레를 따라 변할 수 있다는 것을 이해할 수 있다. 공차 링(200)의 두께(TTR)는 그 원주를 따라 변할 수 있고 복수의 공차 링에 걸쳐 변할 수 있다는 것이 또한 이해될 수 있다.
도 4A 내지 도 4C를 참조하면, 공차 링(200)은 본체(402) 또는 공차 링(200)의 측벽(404)에 형성된 복수의 파동(또는 브리지)(452)을 포함할 수 있다. 그러나, 다른 양태에서, 파동(452)은 중심축(450)에 대해 내부 방향으로 연장될 수 있다. 공차 링(200)은 실질적으로 측벽(404)의 길이를 따라 그리고 연장된 파동(452)이 공차 링(200)의 본체(402)의 측벽(404)을 따라 원주방향으로 균등하게 이격될 수 있도록 하는 패턴으로 연장되는 복수의 연장된 파동을 포함할 수 있다는 것을 알 수 있다. 또한, 공차 링 측벽(404)은 복수의 형성되지 않은 섹션(430)을 포함할 수 있다. 각각의 비형성된 섹션(430)은 인접한 파동 사이에서 연장되고 임의의 파동 또는 다른 구조로 형성되지 않을 수 있는 측벽(404)의 섹션을 포함할 수 있다. 파동(452) 및 미형성 섹션(430)은 각각의 측벽(404)의 원주 주위에서 교번할 수 있다. 또한, 특정 양태에서, 파동(452)은 각 측벽(404)의 미형성 섹션(430)에 의해 각 측벽(404)의 원주를 따라 균일하게 이격될 수 있다. 링(200)은 총 파동의 수(WT)를 포함할 수 있다. WT는 짝수 정수일 수 있고 WT는 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 또는 20과 같이 4 이상일 수 있다. 또한, WT는 500 이하, 250 이하, 100 이하, 90 이하, 80 이하, 70 이하, 60 이하, 또는 50 이하일 수 있다.
특정 양태에서, 임의의 쌍의 파동(452)에 대한 공차 링(200)을 가로지르는 균형 잡힌 힘은 공차 링(200)이 동심도 C를 제공하도록 허용할 수 있으며, 여기서 동심도는 파동의 중심 사이에서 측정된 거리이다. 내부 부재(204), 및 외부 부재(206)의 중심을 포함한다. 다른 양태에서, C는 ≤45㎛, 예를 들어 ≤40㎛, ≤35㎛, ≤30㎛, ≤25㎛, 또는 ≤20㎛일 수 있다. C는 또한 ≥5 μm, 예컨대 ≥6 μm, ≥7 μm, ≥8 μm, ≥9 μm, ≥10 μm, ≥11 μm, ≥12 μm, ≥13 μm, ≥ 5 μm, ≥14 μm, 또는 ≥1일 수 있다. 또한, C는 위의 C 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있다. 특정 양태에서, C는 공차 링이 내부 부재(204)와 외부 부재(206) 사이의 내부 부재(204) 주위에 설치된 후에 측정될 수 있다.
다수의 실시예에서, 도 4A 내지 도 4C에 도시된 바와 같이, 공차 링(200)은 제1 원주방향 에지(417)로부터 제2 원주방향 에지(421)까지의 호 길이로 측정된 원주방향 길이(Lc)를 가질 수 있다. 원주방향 길이(Lc)는 공식 Lc=Cθ/360에 의해 계산될 수 있으며, 여기서 θ는 중심축(450)에 대해 제1 원주방향 에지(417)와 제2 원주방향 에지(421) 사이에 형성된 각도이고, C는 공차 링의 내부 반경방향 에지(457)에 의해 형성된 최적 맞춤 원을 따라 공차 링(200)의 원주이다. 원주 길이(Lc)는 도 2A-2D에 도시된 바와 같이 재료 또는 복합 재료(1000, 1001, 1002, 1003)의 길이와 실질적으로 유사할 수 있다는 것을 이해할 것이다. 특정 실시예에 따르면, 공차 링(200)의 원주 길이(Lc)는 적어도 약 1mm, 예컨대 적어도 약 10mm 또는 적어도 약 30mm 또는 적어도 약 50mm 또는 적어도 약 100mm 또는 심지어 적어도 약 500mm일 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 공차 링(200)의 원주방향 길이(Lc)는 약 1000mm 이하, 예를 들어 약 500mm 이하 또는 심지어 약 250mm 이하일 수 있다. 공차 링(200)의 원주방향 길이(Lc)는 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 사이의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 공차 링(200)의 원주방향 길이(Lc)는 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 사이의 임의의 값일 수 있다는 것이 추가로 이해될 것이다. 공차 링(200)의 원주 방향 길이(Lc)는 그 원주를 따라 변할 수 있고 복수의 공차 링에 걸쳐 변할 수 있다는 것이 또한 이해될 수 있다.
다수의 실시예에서, 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 공차 링(200)은 특정 내부 곡률 반경(IRTR)을 가질 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시예의 목적을 위해, 공차 링(200)의 내부 곡률 반경(IRTR)은 중심 축(450)으로부터 내부 반경 방향 에지(457)까지의 거리이다. 특정 실시예에 따르면, 공차 링(200)의 내부 곡률 반경(IRTR)은 적어도 약 10mm 또는 적어도 약 20mm 또는 적어도 약 30mm 또는 적어도 약 50mm 또는 심지어 적어도 약 100mm일 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 공차 링(200)의 내부 곡률 반경(IRTR)은 약 500mm 이하, 예를 들어 약 250mm 이하 또는 심지어 약 100mm 이하일 수 있다. 공차 링(200)의 곡률의 내부 반경(IRTR)은 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 사이의 범위 내에 있을 수 있다는 것이 이해될 것이다. 공차 링(200)의 내부 곡률 반경(IRTR)은 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 사이의 임의의 값일 수 있다는 것이 추가로 이해될 것이다. 공차 링(200)의 곡률의 내부 반경(IRTR)은 그 원주를 따라 변할 수 있고 복수의 공차 링에 걸쳐 변할 수 있다는 것이 또한 이해될 수 있다.
다수의 실시예에서, 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 공차 링(200)은 특정 외부 곡률 반경(ORTR)을 가질 수 있다. 본 명세서에 설명된 실시예의 목적을 위해, 공차 링(200)의 외부 곡률 반경(ORTR)은 중심 축(A)으로부터 외부 반경 방향 에지(459)까지의 거리이다. 특정 실시예에 따르면, 공차 링(200)의 외부 곡률 반경 (ORTR)은 적어도 약 10mm 또는 적어도 약 20mm 또는 적어도 약 30mm 또는 적어도 약 50mm 또는 심지어 적어도 약 100mm일 수 있다. 또 다른 실시예에 따르면, 공차 링(200)의 외부 곡률 반경(ORTR)은 약 500mm 이하, 예를 들어 약 250mm 이하 또는 심지어 약 100mm 이하일 수 있다. 공차 링(200)의 외부 곡률 반경(ORTR)은 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 사이의 범위 내에 있을 수 있다는 것을 이해할 것이다. 공차 링(200)의 외부 곡률 반경(ORTR)은 위에서 언급된 임의의 최소값과 최대값 사이의 임의의 값일 수 있다는 것이 추가로 이해될 것이다. 공차 링(200)의 외부 곡률 반경(ORTR)은 그 원주를 따라 변할 수 있고 복수의 공차 링에 걸쳐 변할 수 있다는 것이 또한 이해될 수 있다.
다수의 실시예에서, 도 4A 내지 도 4C에 가장 잘 도시된 바와 같이, 공차 링(200)은 도 4A에 가장 잘 도시된 바와 같이 그 곡률 반경에 가장 잘 맞는 원에 대한 중심 축(450')에 대한 공차 링(200) 측벽(404)의 원주 길이(Lc)를 이등분하는 점(X1)에서 측정된 제1 곡률 반경 R1을 가질 수 있다. 공차 링(200)은 그 곡률 반경에 가장 잘 맞는 원에 대한 중심 축(450'')에 대해 공차 링 측벽(404)의 제1 및 제2 단부 부분(416, 420) 중 하나를 따라 측정된 점(X2)에서 측정된 제2 곡률 반경(R2)을 가질 수 있다. 다수의 실시양태에서, R2 ≤ R1이다. 구체적으로, │R2│는 ≤75% │R1│, 예를 들어 │R2│≤70% │R1│, │R2│≤65% │R1│, │R2│≤60% │R1│, │R2│≤55% │R1│, 또는 │R2│≤50%│R1│일 수 있다. 다른 양태에서, │R2│는 │R2│는 ≥25% │R1│, 예를들어 │R2│≥30% │R1│, 또는 │R2│≥35% │R1│, 또는 │R2│는 ≥40% │R1│일 수 있다. 다른 양태에서, │R2│는 위에 개시된 │R1│의 백분율 값 중 임의의 값을 포함하는 범위 내에 있을 수 있다. 특정 실시예에서, 0.5 │R1│은 │R2│보다 클 수 있으며, 예를 들어 0.1 │R1│은 │R2│보다 클 수 있거나 0.01 │R1│은 │R2│보다 클 수 있다. 다른 실시예에서, │R1│은 │R2│의 적어도 10%, 예를들어 │R2│의 적어도 20%, │R2│의 적어도 30%, 또는│R2│의 적어도 40% 만큼 상이할 수 있다. 이러한 범위는 도 4A의 연속적으로 만곡된 아치형 공차 링(200), 도 4B의 비연속적으로 만곡된 아치형 공차 링(200) 또는 도 4C의 파형 공차 링(200)을 포함하는 본 명세서에 개시된 임의의 공차 링에 반영될 수 있다. 다수의 실시예에서, 도 4B의 비연속적으로 만곡된 아치형 공차 링(200)에 도시된 바와 같이, R1은 무한대의 곡률 반경을 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 특히 도 4C에 도시된 바와 같은 파형 공차 링(200)에서, R1은 음수이고 R2는 양수일 수 있다.
다수의 실시예에서, 공차 링(200)은 2개보다 많은 상이한 곡률 반경을 가질 수 있다. 다수의 실시예에서, 도 7A 내지 도 7B에 도시된 바와 같이, 공차 링(200, 200')은 각 단부(416, 420)를 향하여 공차 링(200) 측벽(404)의 원주 길이(Lc)를 이등분하는 곡률 반경으로부터 이어지는 2개보다 많은 상이한 곡률 반경을 가질 수 있다. 도 7A는 220mm의 원주 길이(Lc)를 갖는 공차 링(200)에 대한 위치에 기초한 상이한 곡률 반경의 테이블의 비제한적인 예를 도시한다. 도시된 바와 같이, 곡률 반경은 각 단부 부분(416, 420)을 향해 점진적으로 더 조밀해진다. 다수의 실시예에서, 공차 링(200)의 원주 길이(Lc) 주위의 곡률 반경은 연속적으로 혼합되어 원주 주위에 상이한 값을 형성할 수 있다. 예를 들어, 세트 포인트에서의 곡률 반경은 도 7B에 도시된 마커 포인트와 다를 수 있다. 도 7B는 일 실시예에 따른 복수의 공차 링의 변형을 나타내는 그래프를 포함한다. 도 7B는 2개의 상이한 공차 링(200, 200')을 도시하며, 공차 링(200)은 설치된 상태에 있고 공차 링(200')은 비설치 비편향 상태에 있다. 이러한 방식으로, 공차 링(200)은 원주 길이(Lc)를 따라 복수의 상이한 곡률 반경을 가질 수 있다.
다시 도 3 내지 도 4C를 참조하면, 본 명세서에 기술된 실시예에 따른 조립체(500) 내의 공차 링(200)은, 10˚이상, 예를 들어 15˚이상, 20˚이상, 30˚이상 또는 45˚이상인 호에 걸쳐 있는 원주(호) 길이(Lc)를 갖는 비설치, 비편향 상태를 가질 수 있다. 또한, 본 명세서에 기질된 실시예에 따르면, 공차 링이 180˚이하, 예를 들어 150˚이하, 120˚이하, 90˚이하, 또는 45˚이하인 호에 걸쳐 있는 원주(호) 길이(Lc)를 갖는 비설치 비편향 상태를 가질 수 있다. 상기 공차 링은 내부 부재(204)와 상기 조립체의 부재(206) 사이에 설치되어 상기 공차 링(200)이 내부 부재(204)와 외부 부재(206) 사이의 전개 시 적어도 300˚에 걸친 둘레를 갖도록 변형되는 설치 상태를 형성할 수 있다. 다시 말해서, 공차 링은 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이 조립체(500) 내의 내부 부재(204)를 더 잘 둘러싸도록 변형될 수 있다. 이것은 내부 부재(204)의 원주보다 클 수 있는 원주 길이(Lc)를 갖고 조립체 (500) 내의 내부 부재(204)의 둘레에 변형 가능한 재료 또는 복합 재료(1000, 1001, 1002, 1003)를 끼우고 형성함으로써 행해질 수 있다.
도 5는 종래 기술의 공차 링(300)과 비교한 실시예에 따른 공차 링(200)의 설치 평면도를 도시한다. 도 1의 단계(14) 하에서, 재료 또는 복합 재료의 단부는 컬링되어 공차 링(200)을 형성한다. 도 5에 도시된 바와 같이, 여기에 개시된 실시예의 공차 링(200)은 종래 기술의 공차 링과 비교하여 내부 구성요소(204)와 외부 구성요소(206) 사이에 비편향 비설치 상태에서 설치된 상태로 가는 최적의 원에 대해 더 완벽한 끼워맞춤을 형성한다. 구체적으로, 본 명세서에 개시된 실시예의 공차 링(200)은 보어(202)를 갖는 보다 등각적인 링(200)을 형성하기 위해 단부를 컬링할 때 중간 부분(418)과 단부 부분(416, 420) 사이의 공차 링 측벽(404)의 공간에서 더 적은 편차를 제공한다. 이는 공차 링(200)의 단부가 내부 부품(204)과 외부 부품(206) 사이의 조립체(500) 내에 보어(202)를 끼워 맞추도록 더 잘 수정되는 제1 및 제2 단부 부분(416, 420)을 형성하도록 말려 있기 때문이다. 편차는 여기에서 제2 결합 구성요소가 조립체 내에 설치되기 전에 내부 또는 외부 구성요소(204, 206)의 표면에 수직으로 측정된 1) 내부 구성요소(204)의 외부 표면과 공차 링(200)의 내부 반경 방향 에지(457), 또는 외부 구성요소(206)의 내부 표면과 공차 링(200)의 외부 반경 방향 에지(459) 중 하나 사이의 최대 거리로 정의될 수 있다. 예를 들어, 도 5는 본 명세서의 실시예에 개시된 공차 링(200)의 외부 반경방향 에지(459) 및 종래 기술의 공차 링(300)과 외부 구성요소(206)의 내부 표면의 최적 맞춤으로부터의 편차를 도시한다. 편차가 클수록 바람직하지 않은 마모, 소음 또는 진동을 유발할 수 있는 조립체(500) 내의 크기 문제와 관련된 위험이 더 커지고, 이는 공차 링(200) 또는 조립체의 다른 구성요소의 수명 사용을 감소시킬 수 있다. 편차는 0.05~1mm 범위일 수 있다.
방법은 다음을 포함하는 단계를 포함할 수 있다: 내부 부재(204)를 제공하는 단계; 외부 부재(206)를 제공하는 단계; 내부 부재(204)와 외부 부재(206) 사이에 공차 링(200)을 제공하는 단계, 공차 링(200)은 180˚이하에 걸쳐 있는 원주를 갖는 비설치 비편향 상태에서 공차 링 측벽(404)을 포함하고; 및 내부 부재(204)와 외부 부재(206) 사이의 전개 시에 공차 링(200)을 적어도 300˚에 걸쳐 있는 원주를 갖도록 변형시키는 단계를 포함한다. 전술한 바와 같이, 공차 링(200)은 내부 부재(204) 주위에 전개될 수 있고, 그 후에 외부 부재(206)는 공차 링(200) 주위에 전개될 수 있다. 선택적으로, 공차 링(200)은 그 후에 공차 링(200) 내에 전개된 내부 부재(204)와 함께 외부 부재(206) 내에 전개될 수 있다.
도 6은 일 실시예에 따른 복수의 공차 링(200, 200', 200'', 200''')을 포함하는 포장 물품(700)의 평면도를 예시한다. 포장 물품(700)은 패키지(702)를 포함할 수 있다. 패키지(702)는 본 명세서의 실시예와 함께 설명된 바와 같이 복수의 공차 링(200, 200', 200'', 200''')을 수용, 지지 또는 접촉할 수 있다. 복수의 공차 링(200, 200', 200'', 200''')은 반원호 또는 연속적으로 만곡된 아치형 형상(도 4A에 도시됨)을 갖는 공차 링을 형성하도록 패키지(702)에 중첩될 수 있고, 비연속적으로 만곡된 아치형 형상(도 4B에 도시된 바와 같음) 또는 물결 모양의 형상(도 4C에 도시된 바와 같음), 및 본 명세서의 실시예와 함께 설명된 바와 같다. 복수의 공차 링(200, 200', 200'', 200''')은 공차 링(200')의 내부 방사상 에지(457)가 외부 방사상 에지와 접촉하거나 이에 매우 근접하도록 패키지(702)에 내포될 수 있다. 다른 공차 링 200''의 459. 이러한 방식으로 패키지(702)는 조립체(500)에서 사용하기 위해 공차 링(200, 200', 200'', 200''')을 저장, 선적 및 공급하기 위해 제공하는 카트리지의 역할을 할 수 있다. 또는 그렇지 않으면 15개 이상의 공차 링, 또는 20개 이상의 공차 링과 같은 10개 이상의 공차 링과 접촉할 수 있다. 다수의 실시예에서, 포장 물품(700)은 조립체(500)에서 사용하기 위해 공차 링(200, 200', 200'', 200''')을 반복적으로 제거하고 조작하기 위해 기계화된 구조 구성요소(750)와 인터페이스하도록 구성될 수 있다. 구조 구성요소(750)는 다른 공차 저장 개념보다 더 빠른 속도로 공차 링(200, 200', 200'', 200''')을 제거할 수 있다.
일 실시예에서, 조립체(500)는 내부 부재(204)에 대해 길이 방향으로 적어도 10N, 예컨대 적어도 20N, 적어도 30N, 적어도 40N, 50N, 적어도 100N, 또는 심지어 적어도 150N의 조립력에 의해 설치 또는 조립될 수 있다. 다른 실시예에서, 조립체(500)는 내부 부재(204)에 대해 길이 방향으로 적어도 1kgf, 예를들어 1500N 이하, 1000N 이하, 750N 이하, 또는 심지어 250N 이하의 조립력에 의해 설치되거나 조립될 수 있다.
공차 링(200), 포장 물품(700), 조립체(500), 또는 여기에 설명된 방법의 사용은 발전기 조립체(교류기 조립체를 포함하지만 이에 국한되지 않음), 모터 조립체(전기 모터 조립체를 포함하지만 이에 국한되지 않음), 엔진 조립체, 클러치 조립체 또는 고정 메커니즘 또는 기타 유형의 애플리케이션과 같은 회전자 및 고정자와 같으나 이에 국한되지 않으며 여러 분야에서 증가된 장점을 제공할 수 있다. 특히, 공차 링(200)의 사용은 구성요소를 제거함으로써 조립체(500)의 단순화를 제공할 수 있다. 또한, 공차 링(200)의 사용은 필요한 조립력을 개선할 수 있고, 내부 및 외부 부재(204, 206) 사이의 만족스러운 편차에서 축방향, 반경방향 또는 원주방향 공차를 보상할 수 있다. 내부 및 외부 부재(204, 206) 사이의 원하지 않는 움직임을 방지함으로써 조립체(500) 내에서 소음 감소, 댐핑 및 진동 분리를 제공한다. 또한, 공차 링(200)은 간단한 설치일 수 있고 기존 구성요소에 개장할 수 있고 다양한 복잡성의 여러 가능한 조립체에 걸쳐 비용 효율적일 수 있다. 또한, 포장 물품(700) 또는 방법의 사용은 공차 링(200)의 패킹 밀도를 증가시킬 수 있고 얽힘의 위험을 제거하거나 감소시킬 수 있으며 공차 링(200)을 포함하는 조립체(500)를 패킹, 언패킹 및 조립하기 위한 자동화 프로세스의 사용을 용이하게 하여 시간, 재료 및 조립 인력의 낭비를 줄인다. 또한, 공차 링(200), 포장 물품(700), 조립체(500), 또는 방법은 편의성 및 고객 적합성의 용이성을 제공할 수 있다. 마지막으로, 공차 링(200)의 사용은 내부 및 외부 부재(28, 30) 사이의 개선된 강성 및 인장 강도를 유지하여 조립체(500)의 수명을 증가시킬 수 있다.
많은 상이한 양태 및 실시예가 가능하다. 이러한 측면 및 실시예 중 일부가 아래에 설명되어 있다. 본 명세서를 읽은 후, 숙련된 기술자는 그러한 양태 및 실시예가 단지 예시적이며 본 발명의 범위를 제한하지 않는다는 것을 이해할 것이다. 실시예는 아래에 열거된 실시예 중 임의의 하나 이상에 따를 수 있다.
실시예 1. 반경 방향 내부 또는 외부 중 적어도 하나를 연장하고 각각 제1 및 제2 단부에서 끝나는 제1 및 제2 단부 부분을 갖는 복수의 파동을 포함하는 공차 링 측벽을 포함하는 공차 링, 여기서 공차 링은 측벽의 원주 길이 Lc를 이등분하는 점에서 측정된 제1 곡률 반경(R1), 및 공차 링 측벽의 제1 및 제2 단부 중 하나를 따라 측정된 제2 곡률 반경(R2)을 가지고, 여기서, 1) R1이 R2보다 크거나, 또는 2) R1이 음이고 R2가 양인 것 중 적어도 하나이다.
실시예 2. 반경 방향 내부 또는 외부 중 적어도 하나를 연장하고 각각 제1 및 제2 단부에서 끝나는 제1 및 제2 단부를 갖는 복수의 파동을 포함하는 공차 링 측벽을 포함하는 공차링, 여기서 비설치 비편향 상태에서 공차 링은 180˚이하의 둘레를 가지며, 설치된 상태에서 공차 링은 내부 부재와 외부 부재 사이의 전개 시에 적어도 300˚에 걸친 둘레를 갖도록 변형된다.
실시예 3. 포장 물품으로서, 패키지; 및 상기 패키지에 내포된 복수의 공차 링을 포함하고, 상기 공차 링은 각각 반경 방향 내부 또는 외부 중 적어도 하나를 연장하고 각각 제1 및 제2 단부에서 끝나는 제1 및 제2 단부를 갖는 복수의 파동을 포함하고, 각각의 공차 링 둘레가 180˚이하이다.
실시예 4. 내부 멤버; 외부 부재; 내부 부재와 외부 부재 사이에 배치된 공차 링을 포함하는 조립체, 상기 공차 링은 반경 방향 내측 또는 외측 중 적어도 하나를 연장하고 각각 제1 및 제2 단부에서 끝나는 제1 및 제2 단부를 갖는 복수의 파동을 포함하는 공차 링 측벽을 포함하고, 비설치 비편향 상태에서 공차 링은 180˚ 이하에 걸쳐 있는 원주를 가지며, 설치된 상태에서 공차 링은 내부 부재와 외부 부재 사이의 전개 시 적어도 300˚에 걸쳐 있는 원주를 갖도록 변형된다.
실시예 5. 내부 부재를 제공하는 단계; 외부 부재를 제공하는 단계; 내부 부재와 외부 부재 사이에 공차 링을 제공하는 단계를 포함하는 방법, 상기 공차 링은 반경 방향 내부 또는 외부 중 적어도 하나를 연장하고 각각 제1 및 제2 단부에서 끝나는 제1 및 제2 단부를 갖는 복수의 파동을 포함하는 공차 링 측벽을 포함하고, 비설치 비편향 상태에서 공차 링은 180˚이하에 걸쳐 있는 원주를 가지며; 및 상기 내부 부재와 상기 외부 부재 사이의 전개 시 톨러런스 링을 적어도 300˚에 걸친 둘레를 갖도록 변형시키는 단계를 포함한다.
실시예 6. 실시예 1에 있어서, 0.5│R1│은 │R2│보다 크고, 예를 들어 0.1│R1│은│R2│보다 크거나 0.01│R1││은 │R2│보다 크다.
실시예 7. 실시예 6에 있어서, │R1│은 │R2│의 적어도 10%만큼 상이하다.
실시예 8. 실시예 2에 있어서, 공차 링 측벽이 단일 단일 재료 스트립을 포함한다.
실시예 9. 실시예 3에 있어서, 포장 물품은 공차 링을 반복적으로 제거하고 조작하기 위해 기계화 구조 구성요소와 인터페이스하도록 구성된다.
실시예 10. 실시예 3에 있어서, 상기 복수의 공차 링은 15개 이상의 공차 링, 또는 20개 이상의 공차 링과 같은 10개 이상의 공차 링을 포함한다.
실시예 11. 선행하는 실시예들 중 어느 한 공차 링, 포장 물품 또는 방법에 있어서, 상기 공차 링은 기질을 포함한다.
실시예 12. 실시예 9의 공차 링, 포장 물품 또는 방법에 있어서, 기질이 금속을 포함한다.
실시예 13. 실시예 9의 공차 링, 포장 물품 또는 방법에 있어서, 기질이 강 또는 스테인리스 강을 포함한다.
실시예 14. 실시예 9-11 중 어느 한 공차 링, 포장 물품 또는 방법에 있어서, 상기 공차 링이 상기 기질 위에 놓이는 코팅을 추가로 포함한다.
실시예 15. 실시예 14의 공차 링, 포장 물품 또는 방법에 있어서, 코팅이 댐핑 재료를 포함한다.
실시예 16. 실시예 14의 공차 링, 포장 물품 또는 방법에 있어서, 코팅이 열 전달 재료를 포함한다.
실시예 17. 실시예 14의 공차 링, 포장 물품 또는 방법에 있어서, 코팅이 부식 방지 재료를 포함한다.
실시예 18. 실시예 14-17의 공차 링, 포장 물품 또는 방법에 있어서, 상기 공차 링이 기질와 코팅 사이에 접착층을 더 포함한다.
실시예 19. 실시예 18의 공차 링, 포장 물품 또는 방법에 있어서, 접착제 층이 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에테르/폴리아미드 공중합체, 에틸렌 비닐 아세테이트, ETFE 공중합체, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다.
실시예 20. 선행하는 실시예들 중 어느 한 의 공차 링, 포장 물품 또는 방법에 있어서, 공차 링이 연속적으로 만곡된 아치형 형상을 갖는다.
실시예 21. 실시예 1의 공차 링으로서, 10˚이상, 예를 들어 15˚이상, 20˚이상, 30˚이상, 또는 45˚또는 그 이상인 호에 걸쳐 있는 원주 길이(Lc)를 갖는다.
실시예 22. 선행하는 실시예들 중 어느 한 공차 링, 포장 물품 또는 방법에 있어서, 공차 링이 비연속적으로 만곡된 아치형 형상을 갖는다.
실시예 23. 선행 실시예들 중 어느 한 공차 링, 포장 물품, 또는 방법에 있어서, 공차 링이 물결 모양을 갖는다.
실시예 24. 선행 실시예들 중 어느 한 공차 링, 포장 물품, 또는 방법에 있어서, 상기 공차 링은 0.05 내지 1 mm 범위의 내부 구성요소의 외부 표면 또는 외부 구성요소의 내부 표면으로부터의 편차를 갖는다.
위에 설명된 모든 기능이 필요한 것은 아니며 특정 기능의 일부가 필요하지 않을 수도 있으며 설명된 기능에 추가하여 하나 이상의 기능이 제공될 수도 있다. 또한, 기능이 설명되는 순서는 반드시 기능이 설치된 순서가 아니다.
특정 특징은 명확성을 위해 별도의 실시예와 관련하여 본 명세서에 설명되어 있으며, 단일 실시예에서 조합하여 제공될 수도 있다. 반대로, 간결함을 위해 단일 실시예의 맥락에서 설명된 다양한 특징은 개별적으로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수도 있다.
장점, 다른 이점 및 문제에 대한 해결책이 특정 실시예와 관련하여 위에서 설명되었지만, 장점, 이점, 문제에 대한 해결책, 및 임의의 장점, 이점 또는 해결책이 발생하거나 발생하게 할 수 있는 임의의 특징(들) 더 확연한 것은 일부 또는 모든 청구범위의 중요, 필요 또는 필수 기능으로 해석되어서는 안 된다.
본 명세서에 기술된 실시예의 명세서 및 예시는 다양한 실시예의 구조에 대한 일반적인 이해를 제공하기 위한 것이다. 사양 및 예시는 여기에 설명된 구조 또는 방법을 사용하는 장치 및 시스템의 모든 요소 및 특징에 대한 철저하고 포괄적인 설명으로 제공되지 않는다. 별개의 실시예는 또한 단일 실시예에서 조합되어 제공될 수 있고, 역으로, 간결함을 위해 단일 실시예의 맥락에서 설명된 다양한 특징이 개별적으로 또는 임의의 하위 조합으로 제공될 수도 있다. 또한 범위에 명시된 값에 대한 참조에는 해당 범위 내의 모든 값이 포함된다. 많은 다른 실시예는 본 명세서를 읽은 후에만 숙련된 기술자에게 명백할 수 있다. 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 구조적 대체, 논리적 대체 또는 임의의 변경이 이루어질 수 있도록 다른 실시예가 사용 및 본 발명으로부터 유도될 수 있다. 따라서, 본 개시는 제한적이기보다는 예시적인 것으로 간주되어야 한다.

Claims (15)

  1. 공차 링에 있어서,
    반경 방향 내부 또는 외부 중 적어도 하나를 연장하고 각각 제1 및 제2 단부에서 끝나는 제1 및 제2 단부 부분을 갖는 복수의 파동을 포함하는 공차 링 측벽을 포함하고,
    여기서 공차 링은 측벽의 원주 길이 Lc를 이등분하는 점에서 측정된 제1 곡률 반경(R1), 및 공차 링 측벽의 제1 및 제2 단부 중 하나를 따라 측정된 제2 곡률 반경(R2)을 가지고, 여기서, 1) R1이 R2보다 크거나, 또는 2) R1이 음이고 R2가 양인 것 중 적어도 하나인 것을 특징으로 하는 공차 링.
  2. 공차 링에 있어서,
    반경 방향 내부 또는 외부 중 적어도 하나를 연장하고 각각 제1 및 제2 단부에서 끝나는 제1 및 제2 단부를 갖는 복수의 파동을 포함하는 공차 링 측벽을 포함하고,
    여기서 비설치 비편향 상태에서 공차 링은 180˚이하의 둘레를 가지며, 설치된 상태에서 공차 링은 내부 부재와 외부 부재 사이의 전개 시에 적어도 300˚에 걸친 둘레를 갖도록 변형되는 것을 특징으로 하는 공차 링.
  3. 포장 물품에 있어서:
    패키지; 및 상기 패키지에 내포된 복수의 공차 링을 포함하고, 상기 공차 링은 각각 반경 방향 내부 또는 외부 중 적어도 하나를 연장하고 각각 제1 및 제2 단부에서 끝나는 제1 및 제2 단부를 갖는 복수의 파동을 포함하고, 각각의 공차 링 둘레가 180˚이하인 것을 특징으로 하는 포장 물품.
  4. 제1항에 있어서, 0.5│R1│은│R2│보다 큰 것을 특징으로 하는 공차 링.
  5. 제4항에 있어서, │R1│은│R2│의 적어도 10%만큼 다른 것을 특징으로 하는 공차 링.
  6. 제2항에 있어서, 상기 공차 링 측벽은 단일 재료 스트립을 포함하는 것을 특징으로 공차 링.
  7. 제3항에 있어서, 포장 물품은 공차 링을 반복적으로 제거하고 조작하기 위해 기계화 구조 구성요소와 인터페이스하도록 구성되는 것을 특징으로 포장 물품.
  8. 제3항에 있어서, 복수의 공차 링이 10개 이상의 공차 링을 포함하는 것을 특징으로 포장 물품.
  9. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 공차 링이 기질을 포함하는 것을 특징으로 공차 링 또는 포장 물품.
  10. 제9항에 있어서, 기질이 금속을 포함하는 것을 특징으로 공차 링 또는 포장 물품.
  11. 제9항에 있어서, 공차 링이 기질 위에 놓이는 코팅을 추가로 포함하는 것을 특징으로 공차 링 또는 포장 물품.
  12. 제11항에 있어서, 코팅이 댐핑 재료를 포함하는 것을 특징으로 공차 링 또는 포장 물품.
  13. 제11항에 있어서, 코팅이 열 전달 재료를 포함하는 것을 특징으로 공차 링 또는 포장 물품.
  14. 제11항에 있어서, 코팅이 부식 방지 재료를 포함하는 것을 특징으로 공차 링 또는 포장 물품.
  15. 제1항에 있어서, 상기 공차 링은 10˚이상의 호에 걸쳐 있는 원주 길이(Lc)를 갖는 것을 특징으로 공차 링.
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