KR0165554B1 - 자동차용 볼 조인트 - Google Patents

Abstract

자동차의 운동 부분에 대한 볼 조인트(2)와 함께 링크 마개가 케이스(3) 내에 있는 제한된 신축성을 가진 재료로 만들어진 받침판에 의해 지지되고, 뚜껑이 닫힌 케이스(3) 반대쪽에 있는 문에 의하여 작용될 때 엘라스토머 표피와 케이스(3)는 축을 중심으로 움직이는 고정된 외부소켓(10)에 끼워지고, 케이스에 있는 방사면은 외부소켓(10)에서와 마찬가지로 그 반대편으로의 운동이 제한되어서, 플랜지(15) 형성시 케이스(3)와 함께 형성되어 축 이동공간을 형성하는 방사면이 외부소켓(10)에 끼인다.

Description

자동차용 볼 조인트

제1도는 제1실시예에 따른 볼 조인트의 절반을 축선 방향으로 절개하여 도시한 부분 단면도.

제2도는 제1도의 볼 조인트의 평면도.

제3도는 제1도의 볼 조인트를 90°만큼 회전시켜 도시한 부분 절개 단면도.

제4도는 제3도의 볼 조인트의 조립 이전의 부분 단면도.

제5도는 제1도의 A부분의 확대도.

제6도는 제2실시예에 따른 제1도에 상당하는 부분 절개 단면도.

제7도는 제6도의 실시예의 평면도.

제8도는 제6도에 대하여 수직한 부분 절개 단면도.

제9도는 제6도의 B부분의 확대 상세도.

제10도는 제3실시예에 따른 제1도에 상당하는 부분 절개 단면도.

제11도는 제10도의 실시예의 평면도.

제12도는 제10도에 대하여 수직한 부분 절개 단면도.

제13도는 제10도의 C부분이 확대 상세도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 힌지핀 2 : 구형부분

3 : 하우징 4 : 베어링박스

5 : 나사단부 6 : 개구부

7 : 덮개 9 : 엘라스토머(elastomer)슬리브

10 : 외부부싱 11 : 밀봉벨로즈(sealing bellows)

12 : 잠금와셔 13 : 절결부

14 : 웨브 15 : 컬렉팅(collecting)판

16 : 팔과 같은 연장부 16A : 플랜지형 압축성형부

17 : 탄성 라이닝 18 : 금속박판

19 : 홈 20 : 코팅

21 : 외부뚜껑

본 발명은 자동차용의 볼 조인트에 관한 것이고, 특히 볼을 감싸는 하우징과 자동차에 탈착 가능한 외부부싱 사이에서 제한된 축선 운동을 허용하는 볼 조인트에 관한 것이다.

이와 같은 볼 조인트는 독일 특허 제DE-GM 86 20 178호에 개시되어 있다. 상기 특허에 따르는 힌지핀에 대면하는 하우징의 한쪽 단부 위에는 방사형 면을 가진 플랜지가 형성되어 있고, 이것은 외부 부싱의 플랜지 위에서 방사형 대향면과 서로 작용한다. 양 플랜지는 그들 사이에 배열된 엘라스토머 슬리브의 방사형 플랜지 돌기를 가지고 있다. 공지된 배치에 있어서, 하우징 위로 미끄러질 수 있는 내부부싱, 외부부싱 및 그들 사이에 놓인 고무 층은 특수한 동작조건에 맞추도록 설계된 고무금속 부분을 형성하고 있다. 하우징과 외부부싱 사이의 축선 방향의 오실레이션(oscillation)은 제한된 범위 내에 이루어질 수 있도록 만들어지나, 엘라스토머 재료 내에서 만들어진 변형은 점차적으로 증가하는 회복력을 만들어내고, 더욱이 그 힘은 이동방향에 따라 서로 다르다.

본 발명의 기본 목적은 특히 바퀴제어를 위한 좀더 발전된 볼 조인트를 제공하는 것이다. 양 축선 방향으로 같은 효과를 가진 규정된 제한 수단은 하우징과 외부 베어링 사이에서의 축선상의 진동에 대하여 비용적인 측면에서 바람직한 방법으로 볼 조인트를 구비하고 있다. 필요한 경우에는 조정 가능한 제한된 축선 방향의 움직임이 복원력 없이 하우징과 외부 베어링 사이에서 만들어질 수 있다.

본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 한가지 실시예는 구형단부를 가지고 있는 힌지핀을 가진 볼 조인트를 설명한다. 상기 구형 단부는 하우징에 의해 감싸지고, 상기 하우징은 외부 부싱에 의해 감싸진다. 외부부싱은 엘라스토머 슬리브에 의해 하우징에 연결된다. 이 엘라스토머 슬리브는 하우징과 외부부싱 사이에서 제한된 양만큼 축선 방향으로 이동하게 해준다. 하우징은 외부부싱의 내측 및 외측면과 함께 동작하는 내측 및 외측 방사형 면을 가지고 있다. 축선 방향의 움직임은 하우징의 방사형 면이 외부부싱의 내측 및 외측면과 접촉할 때 제한된다.

이 경우에 강조되는 특징은 조인트 조립체 내에서 하우징에 견고하게 연결될 수 있는 플랜지의 양측면 위에 방사형 연장면이 형성된다는 것이다. 이와 같은 형성에 의해서 선행기술에서 공지된 외부부싱과 하우징 사이에서의 축선 방향의 이동제한의 본질적인 효과는 양축선 방향에서도 효과적이다. 동시에, 축선 방향의 이동제한의 방사형 면이 하우징과 외부부싱 사이에 배열된 방사형 플랜지에 형성되기 때문에 제작비용의 절감이 달성된다.

본 발명에 따른 실시예에서 하우징에 견고하게 연결될 수 있는 방사형 면들은 컬렉팅 판 위에 형성된다. 하우징 모서리를 가진 컬렉팅 판은 하우징 덮개가 있는 곳 가까이에 놓이고, 이 덮개와 함께 재료변형에 의해 하우징에 연결된다. 이와 같은 연결은 플랜지 연결, 탬핑(temping) 등과 같은 공지된 방법에 의한 것이 바람직하다. 비교적 단순한 제1실시예에서 탄성재료로 만들어진 라이닝은 외부부싱의 대향면들과 상기 컬렉팅판의 내측 및 외측 방사형면들 사이에 구비된다. 이들 탄성 라이닝은 축선 방향의 이동 제한에 효과적이다. 이들 탄성라이닝들은 볼 조인트의 운동학에 어떠한 나쁜 영향을 미치지 않는다는 사실이 주목되지만 이와 같은 볼 조인트는 진동의 흡수와 자동차 탑승자를 위한 안락감의 개선에도 상당히 이바지한다. 제조의 단순화를 위해서, 외부부싱이 대각선으로 대향한 부분에서 부분적으로만 컬렉팅 판을 감싸는 특별한 실예가 제공되어 있다. 이것은 탄성라이닝 외부부싱의 대응하는 단부에 대각선 방향으로 밖으로 뻗친 팔과 같은 연장부 위에서 부착되는 것을 가능하게 한다. 조인트 조립체에서, 이들 팔과 같은 연장부는 서로에 대하여 안쪽으로 굽혀지고, 따라서 그들은 밖에서 컬렉팅 판을 감싼다. 이와 같은 경우 조인트의 조립 후에 밖에서 컬렉팅판을 감싸는 팔과 같은 연장부 위에 탄성라이닝의 정확한 위치를 잡기 위하여 특별한 설계모양은 플랜지 형상을 한 대각선 방향으로 밖으로 뻗어 있는 팔과 같은 연장부를 구비하는 것이다. 플랜지 형상은 팔과 같은 연장부 내에서 굽혀지는 벤딩 모서리의 위치를 결정학, 탄성라이닝은 팔과 같은 연장부를 안쪽으로 굽힐 때 재료의 잼(jam)이 발생하는 것을 방지하고 있다.

다른 실시예에서 조인트를 조립할 때 하우징에 견고하게 연결될 수 있는 컬렉팅 판은 외부부싱의 2개의 팔과 같은 연장부의 내측 및 외측면들 사이에 배치된다. 외부부싱의 팔과 같은 연장부의 내측 및 외측면들은 서로 미리 결정된 축선상의 거리만큼 간격져 배치되고, 따라서 컬렉팅 판은 마찬가지로 미리 결정된 축선상의 탄성을 가지고 일정 간격으로 팔과 같은 연장부의 내측 외측면들 사이에서 이동될 수 있다. 이와 같은 배치에 있어서, 필요한 경우에는 단부의 위치에서의 축선 방향의 움직임을 지지하기 위하여 한쪽에 탄성라이닝을 가진 상호 작용하는 방사형 면들을 구비하는 것이 바람직하다. 이와 같은 배열의 연결에 있어서, 하우징과 외부부싱간의 원형 스프링의 변형은 엘라스토머 슬리브가 길이 방향으로의 연속적인 절결부분을 가지고 있는 상대적인 위치에서 서로 다른 방법으로 영향을 받을 수 있다. 이들 절결 부분들은 U자 형상 웨브들에 의해 단부에서 한 조각으로 연결된다. 무엇보다도, 웨브들은 굽힘 응력을 받으며, 하우징과 외부부싱 사이의 축선 부분에서 어떠한 분자 전단 응력도 받지 않는다. 이 경우에 있어서, U자 형상 웨브들은 절결 부분에 먼지 등 이물질이 끼는 것을 방지한다.

외부 부싱의 팔과 같은 연장부는 외부부싱의 모서리로 만들어 질 수 있고 컬렉팅 판을 감쌀 수 있는 것이 특히 유용하다. 외부부싱의 팔과 같은 연장부는 재료변형에 의해 외부 뚜껑의 모서리에 연결될 수 있고, 외부부싱의 내측면은 이와 같은 외부뚜껑 위에 형성될 수 있다. 외부부싱 대신에 하우징 위로 대각선으로 뻗어 있는 오직 한개의 금속판이 또한 구비될 수 있다. 금속판의 단부들은 외부적으로 컬렉팅판을 감싸는 외부부싱의 브레키트 형식의 돌기에 의해 2개의 대각선으로 대향한 위치에 연결될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시예가 첨부도면에 도시되어 있다.

본 발명의 특징은 본 명세서의 일부를 구성하고 첨부된 특허청구범위에 특별히 지적되어 있다. 본 발명과 그 사용에 의해 얻어지는 장점들과 특별한 목적들의 좀더 확실한 이해를 위하여 본 발명의 바람직한 실시예가 상세한 설명과 첨부도면으로 만들어져 있다.

각각 상응하는 형식으로, 제1도, 제6도 및 제10도의 실시예에 따른 볼 조인트들은 그 단부들 중 하나에 구형부분(2)을 가진 힌지핀(1)으로 구성되어 있다. 가장자리가 탄성재질로 만들어진 베어링박스(4)는 하우징(3)내에 장착되고, 하우징(3) 안에서 구형부분(2)은 모든 방향으로 이동가능하게 장착되어 있다. 힌지핀(1)은 연결장치로서 기능하는 나사단부(5)를 가지고 있으며, 개구부(6)를 통해 하우징(3) 밖으로 나온다. 하우징의 다른쪽 단부는 덮개로 밀봉되어 있다. 덮개(7)를 하우징에 접속할 때 접속부위가 나팔꽃 모양으로 벌어지며, 이 벌어지는 힘에 의해 베어링박스(4)에 작용하는 초기 응력이 접속부위에 가해진다. 하우징(3)의 외측은 엘라스토머 슬리브(9)에 의해 감싸지고, 엘라스토머 슬리브(9)는 그 일부분에서 견고한 외부부싱(10)에 장착된다. 하우징(3)과 엘라스토머 슬리브(9) 사이와 그리고 엘라스토머 슬리브와 외부부싱(10) 사이는 접착제로 접합되어 있다. 밀봉 벨로즈(11)는 개구부(6)를 감싸는 하우징(3) 모서리 위에 그 한쪽 단부를 부착시키고 힌지핀(1)의 몸통위에 그 다른쪽 모서리를 부착시킨다. 이것은 열려있는 하우징 측면을 통해 조인트 내로 오염물질이 침투하는 것을 방지하도록 한다. 이와 같은 실시예의 경우에 있어서, 잠금 와셔(12)들과 같은 것은 그 단부에 의해 하우징(3)과 힌지핀(1)의 몸통에 밀봉 벨로즈(11)를 부착하는 기능을 한다. 이와 같은 볼 조인트는 차량 부분의 베어링 아이(eye) 내에 외부부싱(10)에 의해 장착되고 힌지핀(1)의 나사단부(5)에 의해 다른 부분에 부착된다.

도시된 모든 실시예에서, 엘라스토머 슬리브(9)는 축선 방향으로 뻗은 절결부분을 가지고 있으며 엘라스토머 슬리브의 전 길이에 걸쳐 연속된다. 절결부분은 동작조건에 따라서 외주부분의 소정의 위치까지 뻗는다. 이와 같이, 탄성재질 부분은 효과적으로 진동을 흡수하기 위해 절결부(13) 사이에 배치된다. 그 단부에서는 이들 절결부(13)가 한조각으로 얇게 펴진 U자 형상 웨브(14)에 의해 연결된다. 조인트의 장축에 평행한 방향으로 뻗은 이들 절결부분들에 의해 허용 가능한 이동범위 내에서 바람직한 원통스프링 변형이 얻어질 수 있다. 또한 이들 절결부분의 모양은 바라는 목적에 따라 자유롭게 결정될 수 있다.

본 발명에 따른 아이디어를 실행함에 있어서, 컬렉팅판(15)은 조인트 조립체 내에서 하우징(3)의 덮개 측면 모서리에 견고하게 연결되 수 있다. 이와 같은 컬럭팅판(15)은 대략 하우징덮개(7)가 있는 평면에 놓이고, 따라서 하우징(3)에 컬렉팅판(15)을 연결시키는 것은 하우징(3)을 실링할 때 한 동작으로 행해질 수 있다. 그러므로, 덮개(7)와 컬렉팅판(15)은 플랜지 연결, 탬핑 또는 재료 변형에 의한 다른 방법으로 부착한다. 제1도 내지 제4도에 따른 실시예에서, 열려있는 하우징 측면에 대면하는 외부부싱(10)의 단부는 2개의 팔과 같은 연장부(16)를 갖고 있다. 팔과 같은 연장부들은 외부에서 컬렉팅판(15)을 감싸고 조인트의 길이 방향의 축선에 지름 방향으로 마주보고 있다. 엘라스토머 슬리브(9)의 엘라스토머 재료도 또한 팔과 같은 연장부들의 내측과 컬렉팅판(15) 사이에서 팔과 같은 연장부(16)를 따라서 뻗는다. 용이하게 제조할 목적으로, 이들 팔과 같은 연장부(16)는 제4도에서 보는 바와 같이 조립단계에서 대각선 방향으로 밖으로 배치되고, 엘라스토머 슬리브(9)의 탄성라이닝(17)이 그 내측에 접착되어 있다. 다음에 조인트의 조립단계에서 팔과 같은 연장부(16)는 제3도에 도시된 바와 같이 컬렉팅판(15) 주위로 굽혀진다. 이와 같은 경우에 있어서, 완벽한 재료변형이 가능하고 팔과 같은 연장부(16)의 내측 및 외측면들이 컬렉팅판(15)의 표면, 즉 내측 및 외측 방사형 면들과 평행하게 연장되게 하기 위하여 탄성라이닝(17)은 내측 및 외측방사형 면들 사이 부분에서 팔과 같은 연장부(16)의 내측 상에서 엷게되거나 또는 중단된다. 더군다나 팔과 같은 연장부(16)들은 그들의 위치를 결정하는 플랜지형 압축성형부(16A)에 의해 벤딩 위치를 갖고 있다. 컬렉팅판을 외부적으로 감싸는 2개의 팔과 같은 연장부들은 이와 같이 외부부싱(10)에 대해 내측 및 외측방향(101)(102)으로 하우징(3)의 축선방향의 이동을 제한한다. 이와 같은 실시예에서 상응하는 적정 모멘트는 외부부싱(10)에 대향하는 하우징의 축선상의 이동의 경우에 팔과 같은 연장부(16)의 내측 탄성라이닝(17)에 의해 결정된다.

제6도 내지 제9도에 따른 제2실시예에서, 팔과 같은 연장부(16)들은 조인트를 장착할 때, 그 하우징에 견고하게 연결될 수 있는 컬렉팅판(15)을 외부적으로 감싼다. 이 실시예는 팔과 같은 연장부(16)의 자유단이 금속박판(18)내의 홈(19)을 통해 삽입되고 그 후에 밴딩되는 것을 나타낸다(제8도). 전술된 제1도 내지 제5도의 설명과 비교하면, 컬렉팅판(15) 위에서 방사형으로 뻗은 내측 및 외측 방사면(151)(152)과 팔과 같은 연장부(16) 위에서 대향하는 방사형으로 뻗은 내측 및 외측면(161)(162) 사이에서 자유로운 축선상의 움직임이 있다는 점에서 현저한 특징이 있다. 금속 박판(18)의 내측도 또한 팔과 같은 연장부(16)의 내측 및 외측면과 유사한 방사형 면으로 간주될 수 있다. 이와 같은 방법으로 하우징(3)은 서로 접촉하는 면들에 의해서 그것이 정지될 때까지 이와같은 축선 방향의 공간내에서 컬렉팅판(15)에 의해 자유롭게 이동될 수 있다. 더욱이, 이와 같은 배열에 있어서, 벤딩된 팔과 같은 연장부의 재변형에 저항하는 일정한 안전성이 금속박판(18)에 의해 얻어질 수 있다. 그러나 단부상의 축선 방향으로의 이동을 부드럽게 하기 위하여 내측 및 외측방사형 면들 중 적어도 하나는 탄성 재료로 코팅하는 것이 좋다. 도시된 실시예의 경우에 있어서, 컬렉팅판(15)은 그 모서리에서 코팅(20)을 갖고 있다. 또한 본 실시예에서 컬렉팅판(15)과 덮개(7)는 공통의 나팔꽃 모양의 플랜지(8)에 의해 조인트 조립체에서 하우징(3)과 연결된다.

제10도 내지 제13도에 따른 제3실시예에서 외부부싱(10)은 외향으로 돌출한 한개의 모서리만을 가지고 있고, 예를 들어 플랜지 연결에 의해 외부뚜껑(21)의 컵형 모서리에 연결되는 것을 도시하고 있다. 컬렉팅판(15)의 배열과 그것의 하우징(3)에의 연결은 제6도 내지 제8도 실시예의 설명에 상당한다. 제10도 및 제11도의 배열에 있어서, 외부부싱(10) 상의 플랜지 모서리는 컬렉팅판(15)의 방사형 대향 면들 중 하나를 형성하고 반면에 다른 방사형 대향면은 컵형 외부뚜껑의 내측에 형성된다. 제11도에 의해서, 이와 같은 컵형 뚜껑도 또한 원형으로 형성될 수 있다. 즉, 중앙부가 열려있도록 할 수 있다. 그러나, 더러워질 염려가 있는 경우에는 닫힌 형이 바람직하다.

본 발명의 특정한 실시예들이 발명의 원리를 적용하는 예로서 상세하게 도시되고 설명되었지만, 본 발명은 이와 같은 원리의 범주 내에서 다르게 구체화될 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

Claims (10)

1. 구형부분(2)을 가지고 있는 힌지핀(1); 상기 힌지핀(1)의 상기 구형부분(2)을 감싸는 하우징(3); 상기 하우징(3)을 감싸는 외부부싱(10); 상기 외부부싱(10)에 상기 하우징(3)을 탄성적으로 연결하기 위한 엘라스토머 슬리브(9); 상기 하우징(3)에 부착되고 상기 하우징(3)의 한쪽 단부를 폐쇄하는 덮개(7); 상기 하우징(3)과 상기 외부부싱(10) 사이에서 축선 방향의 이동을 제한하기 위한 축선 방향 운동제한 수단이 상기 하우징(3)위에 구비되고 내측 및 외측 방사형면(151)(152)를 가진 컬렉팅판(15)을 포함하고 있으며, 상기 축선방향 이동제한 수단은 또한 상기 외부부싱(10) 위에 팔과 같은 연장부(16)를 포함하고 있고, 상기 컬렉팅판(15)의 상기 내측방사형면(151)은 내측방향으로의 축선 방향 이동을 제한하는 상기 외부부싱(10)의 상기 팔과 같은 연장부(16)의 상응하는 면과 접촉하고 상기 컬렉팅판(15)의 상기 외측방사형면(152)은 외측 방향으로의 축선방향의 이동을 제한하는 상기 외부부싱(10)의 상기 팔과 같은 연장부(16)의 상응하는 면과 접촉하며, 상기 외부부싱(10)의 상기 팔과 같은 연장부(16)는 상기 외부부싱(10)의 한쪽 단부에 배치되고 상기 컬렉팅판(15)을 감싸는 것을 특징으로 하는 자동차용 볼 조인트.
2. 제1항에 있어서, 하우징에 결합되는 컬렉팅판(15)은 플랜지링으로서 구성되어 있으며, 이 컬렉팅판은 하우징연부 및 하우징덮개(7)와 거의 동일평면에 있으며, 이 덮개(7)와 함께 재료의 변형가공에 의해 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 볼 조인트.
3. 제2항에 있어서, 플랜지가 컬렉팅판(15)으로서 구성되어 있으며, 이 컬렉팅판(15)의 내측 및 외측 방사형면(151)(152)과 이 방사형면과 접촉하는 외부부싱(10)의 대응 면과의 사이에 탄성재료로 이루어진 탄성라이닝(17)이 설치되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 볼 조인트.
4. 제1항에 있어서, 외부부싱(10)의 일단부가 컬렉팅판(15)을 외측에서 에워싸고 있고 동시에 2개의 서로 평행한 내측 및 외측면(161)(162)을 형성하고 있으며, 이 내측 및 외측면이 컬렉팅판(15)의 내측 및 외측 방사형면과 접촉하는 것을 특징으로 하는 자동차용 볼 조인트.
5. 제4항에 있어서, 외부부싱(10)의 컬렉팅판(15)을 에워싸는 팔과 같은 연장부(16)가 하우징(3)의 덮개(7) 위를 직경방향으로 연장하고 있는 금속박판(18)의 단부에 결합되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 볼 조인트.
6. 제4항에 있어서, 외부부싱(10)의 컬렉팅판(15)을 에워싸는 팔과 같은 연장부(16)가 외부뚜껑(21)의 연부와 재료의 변형가공에 의해 결합되어 있으며, 아울러 외부부싱(10)의 외측에 있는 대응면이 이 외측덮개(21)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 볼 조인트.
7. 제6항에 있어서, 외부부싱(10)의 2개의 팔과 같은 연장부(16)가 서로 대각선 방향으로 대향한 부분에서 상기 컬렉팅판(15)을 감싸고 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 볼 조인트.
8. 제7항에 있어서, 팔과 같은 연장부(16)는 굴곡할 때의 굴곡에지의 위치를 미리 규정하는 압축성형부(16a)를 가지고 있으며, 또한 탄성라이닝(17)은 예비조립시에 외측으로 확장하고 있는 팔과 같은 연장부(16)의 상기 압축성형부(16a)의 범위에서 중단되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 볼 조인트.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한항에 있어서, 컬렉팅판(15)의 내측 및 외측 방사형면은 탄성재료로 이루어진 코팅(20)을 가지고 있으며, 이 코팅(20)이 외부부싱(10)의 대응면으로부터 축방향으로 떨어져 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 볼 조인트.
10. 제1항에 있어서, 엘라스토머 슬리브(9)가 종방향으로 연장되어 있는 절결부(13)을 가지고 있으며, 이 절결부(13)를 형성하는 엘라스토머 슬리브 재료가 절결부의 단부에서 일체 성형된 U자 형상으로 만곡한 웨브(14)에 의해 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차용 볼 조인트.