KR100382978B1 - 볼유지부를구비한볼죠인트 - Google Patents

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도르 크리스토프
쉬트 한스-요아힘
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티알더블류 파르베르크지스테메 게엠베하 운트 코.카게
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Abstract

본 발명은 저널(1)을 구비한 관절볼(2)과, 플라스틱으로 제조되는 것이 적절한 하우징(3)으로 구성되고, 상기 관절볼(2)은 상기 하우징 내에 회전 및 경사 가능하게 직접 장착되는 볼 죠인트에 관한 것이다. 반경 방향으로 연장하고, 또한 하우징(3)의 개구로부터 축방향으로 구형 지지면의 적어도 적도(3c)까지 도달하는 슬릿(3a)에 의해 하우징(3) 내에 구의 단편 형태의 복수 개의 분할 지지면(3b)이 형성되며, 이들 분할 지지면(3b)을 반경 방향으로 포위하는 환형홈(2f)에 의하여 하우징 개구로부터 거의 적도(3c)까지 도달하는 분할 지지면이 관절볼(2)을 수용하기 위하여 탄성 변형이 가능하게 되고, 또한 상기 분할 지지면(3b)은 상기 환형홈(3f)에 삽입 가능한 고정링(4)에 의하여 하우징(3) 내에 관절볼(2)을 유지시키는 위치에 고정되고, 이에 의하여 관절볼(2)이 정위치에 유지될 수 있다.

Description

볼 유지부를 구비한 볼 죠인트
본 발명은 저널(journal)을 구비한 관절볼(joint ball)과, 플라스틱으로 제작되는 것이 바람직한 하우징을 구비하고, 상기 관절(關節)볼은 선회 가능하고 경사 가능하게 상기 하우징 내에 직접 장착되는 볼 죠인트(ball joint)에 관한 것이다.
관절볼이 하우징 내에서 직접 지지되는 이러한 형태의 볼 죠인트는 공지된 것이다.
본 발명의 목적은 이러한 형태의 볼 죠인트를 개량하여, 하우징의 구성을 최대한 간단하게 만들고, 개별적인 부품의 수를 줄임과 동시에, 하우징 내에 관절볼을 확실하고도 간단하게 장착할 수 있도록 구성하는 것이다.
이러한 목적은, 반경 방향으로 연장하고, 또한 하우징의 개구(開口)로부터 축방향으로 구형 지지면의 적어도 적도(赤道)까지 도달하는 슬릿(slit)에 의해 하우징(housing) 내에 구(球)의 단편(斷片) 형태의 지지면이 형성되며, 이들 지지면을 반경 방향으로 포위하는 환형홈에 의하여 하우징 개구로부터 거의 적도까지 도달하는 지지면 부분이 관절볼을 수용하기 위하여 탄성 변형이 가능하게 되고, 또한 상기 지지면 부분은 상기 환형홈에 삽입 가능한 고정링에 의하여 하우징 내에 관절볼을 유지시키는 위치에 고정되고, 이에 의하여 관절볼이 정위치에 유지될 수 있는것을 특징으로 하는 본 발명에 의해 달성된다.
하우징 개구(開口)로부터 축방향으로 구형 지지면의 적어도 적도까지 도달하고, 하우징의 구형 지지면은 반경 방향의 깊이를 갖는 슬릿에 의하여 복수 개의 개별적인 지지면으로 분할되며, 이들 개별적인 지지면의 형상은 각각 관절볼의 표면에 상응하게 만곡되어 있고, 투영도로 도시하면 대략 사다리꼴로 되어 있다. 이들 개별적인 지지면에 관절볼이 직접 접촉한다.
이들 개별적인 지지면은 하우징 개구 구역에서는 하우징에 삽입되는 관절볼보다 작은 직경을 가지기 때문에, 하우징 개구로부터 바람직하게는 적도까지 도달하는 부분이 환형홈, 특히 개별적인 지지면을 반경 방향으로 포위하고 하우징의 개구를 포위하는 단부면으로부터 시작하는 환형홈에 의해 탄성적으로 변형 가능하게 되어 있고, 이로써 관절볼을 개별적인 지지면의 상기 부분의 탄성을 이용하여 일체로 하우징에 삽입할 수 있다.
관절볼이 삽입 후 확실하게 하우징 내에 유지되도록 하기 위하여, 환형홈에 고정링이 삽입되며, 이 고정링은 개별적인 지지면의 탄성 변형 가능한 부분을 관절볼을 하우징 내에 유지시키는 위치에 고정한다. 다시 말해서, 고정링에 의하여 하우징 개구와 적도와의 사이에 위치하는 개별적인 지지면 부분의 탄성 변형능(變形能)이 발휘될 수 없게 된다.
이러한 고정링은 클램핑 작용 또는 이에 상응하는 구조적 외면, 예컨대 널링되거나(knurled) 또는 톱니가 형성된 외면에 의해 환형홈 내에 고정되어 하우징으로부터 빠져 나오지 않게 된다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 고정링은 연장부를 구비하고 있는데, 이 연장부는 조립후 하우징의 환형홈으로부터 돌출하여 부착링을 매개로 밀봉 커버의 하우징측 가장자리를 고정하기 위한 환형 오목부를 형성한다.
본 발명의 또 다른 구성에 의하면, 고정링이 바람직하기로는 금속 재료로 형성되고 조립 후 환형홈으로부터 돌출되는 고정링의 연장부가 반경 방향으로 소성적으로 변형되어, 예컨대 둥글게 굴곡되거나 압박되며, 이에 의하여 연장부는 밀봉 커버의 하우징측 가장자리를 연장부 자체와 하우징 개구 방향으로 연장하는 환형홈의 원통형 내변과의 사이에 클램핑 고정한다.
본 발명에 따르면, 공지의 볼 죠인트를 전체적으로 개량함으로써 간단한 구성의 볼 죠인트를 얻을 수 있다. 하우징의 지지면은 부분적으로 탄성 변형이 가능한 개별적인 지지면으로 분할되어 있다. 개별적인 지지면의 탄성 변형능은 삽입 후에는 고정링에 의하여 발휘될 수 없게 된다. 이렇게 하여 얻은 볼 죠인트는 적은 수의 구성 부품으로 이루어지고, 특히 간단하게 조립할 수 있는 이른바 스냅식 죠인트(snap joint)를 형성한다.
고정링을 하우징의 환형홈에 확실히 고정시키기 위해, 본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 고정링에는 랜드부(land)가 마련되고, 이들 랜드부는 하우징의 슬릿 내에서 연장하여 관절볼 둘레를 감싸게 되어 있다. 이러한 관절볼 둘레에 맞물리는 랜드부를 형성함으로써 고정링을 관절볼과 함께 하우징에 삽입할 수 있으며, 이러한 삽입에 의해 고정링은 관절볼이 하우징 내에서 최종 위치를 점함과 동시에 개별적인 지지면의 탄성을 자동적으로 억제하게 된다. 상기 랜드부가 관절볼의 둘레를감싸고 있기 때문에, 하우징에 형성되어 있는 환형홈으로부터 고정링이 빠지는 것이 확실하게 방지된다.
하우징과 관절볼의 저널 사이에는 밀봉 커버가 배치되어야 하는데, 이 경우 본 발명이 제안한 바에 따르면 고정링에 연장부를 마련해두고, 이 연장부가 밀봉 커버의 하우징측 가장자리를 수용하는 축방향 환형 수용홈을 갖도록 한다. 밀봉 커버를 하우징측 수용홈에 끼워 넣음으로써, 관절볼과 고정링의 조립과 동시에 별도의 작업이나 부품을 필요로 하지 않고 밀봉 커버의 하우징측 가장자리를 하우징에 고정시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 다른 구성에 의하면, 밀봉 커버의 재질에 의하여 작은 응력으로 밀봉 커버를 부착할 수 있고, 볼 저널의 선회 운동시 밀봉 커버의 원할한 신축 운동이 가능하게 된다.
첨부 도면에는 본 발명에 따른 볼 죠인트의 실시예들이 도시되어 있다.
제1도는 볼 죠인트의 제1 실시예의 단면도이며,
제2도는 볼 죠인트의 제2 실시예의 단면도이고,
제3도는 볼 죠인트의 제3 실시에의 단면도이며,
제4도는 제3도의 절단선 IV-IV를 따라 취한 하우징의 단면도이고,
제5도는 제4도에 따른 하우징을 하우징 개구측에서 보고 도시한 도면이며,
제6도는 제3도에 도시한 웹을 구비한 고정링의 단면도이고,
제7도는 제6도에 따른 고정링의 평면도이며,
제8도는 부분 조립 후의 제3도에 따른 볼 죠인트의 단면도이며,
제9도는 최종 조립 공정중의 제8도에 따른 또 다른 단면도이며,
제10도는 제9도의 부호 "X" 구역의 8개의 단면도로서, 고정링을 환형홈에 삽입하는 과정을 보여주는 도면이다.
3개의 실시예에 따라 도시된 볼 죠인트는 저널(1)을 구비한 관절볼(2)과 플라스틱제 하우징(3)을 포함하고, 이 하우징 내에 상기 관절볼(2)이 선회 및 경사 가능하게 직접 지지되어 있다.
하우징(3)은 그것의 구형 지지면이 슬릿(3a)에 의해 구(球)의 복수 개의 단편 형태의 개별적인 지지면(3b)으로 형성되어 있다. 반경 방향으로 연장되는 오목부에 의해 형성되어 있는 슬릿(3a)은 하우징(3) 개구로부터 시작하여 적어도 지지면의 적도까지 도달된다. 슬릿(3a)은 제3도에 실시예에서는 예컨대 제4도에 일점 쇄선으로 도시된 적도(3c)를 훨씬 넘어 연장되어 구형 컵 형태의 중공 공간(3d)에 도달된다. 제3도 및 제5도로부터 알 수 있는 바와 같이, 이 실시예의 경우, 하우징(3)은 지지대(3e)의 단부에 형성되어 있다.
하우징(3) 개구를 둘러싸는 단부 영역에는, 하우징(3) 내로, 바람직하기로는 적도(3c)까지 도달하는 환형홈(3f)이 형성된다. 이러한 환형홈(3f)에 의해 적도(3c)와 개구 사이에 위치하는 지지면(3b)은 높은 탄성율을 가지게 되고, 그 결과 볼 죠인트의 관절볼(2)은 대응하는 지지면 부분을 확장시키면서 하우징(3) 내로 밀려들어갈 수 있다. 관절볼(2)을 하우징(3) 내의 이 위치에 유지시키기 위해서, 관절볼(2)을 밀어 넣은 후, 하우징(3)의 환형홈(3f)에 고정링(4)을 끼워 넣는다. 이 고정링(4)에 의하여, 적도(3c)와 하우징(3)의 개구와의 사이에 위치하는 지지면 부분의 탄성 변형이 저지된다.
이러한 고정링(4)이 관절볼(2)을 하우징(3) 내에 유지시키는 위치에 확실히 고정되도록 하기 위하여, 제1도 및 제2도에 따른 실시예의 경우, 고정링(4)은 그 원통형 외면이 널링되어 있다. 반면, 제3도의 실시예의 경우, 고정링(4)이 하우징(3)의 슬릿(3a) 내로 연장하여 관절볼(2)의 주위를 감싸는 랜드부(4a)를 구비한다. 고정링(4)과 일체로 형성된 이 랜드부(4a)는 고정링(4)이 환형홈(3f)으로부터 빠지지 않도록 고정적으로 유지한다. 제10도로부터 가장 잘 알 수 있는 바와 같이, 이와 같은 적절한 형태를 부여함으로써 확고한 끼워맞춤이 이루어지는데, 제10도에는 고정링(4)이 하우징(3) 에 삽입되는 관절볼(2)과 상호작용하면서 환형홈(3f) 내로 삽입되는 것을 순간 포착 형식으로 단계별로 보여주고 있다.
볼 죠인트의 하우징 개구는 통상 신축성이 있는 밀봉 커버(5)에 의하여 밀봉되므로, 고정링(4)은 연장부(4b)를 구비하고 있다. 밀봉 커버(5)는 일방의 개구가 하우징(3) 하우징에, 그리고 타방의 개구는 저널(1)의 홈(1a)에 고정된다. 제1도의 실시예의 경우, 이 연장부(4b)는 조립 후 하우징(3)의 환형홈(3f)으로부터 돌출하여 환형 요부(凹部)를 형성하며, 이 환형의 요부는 밀봉 커버(5)의 하우징측 가장자리(5a)를 부착링(6a)을 매개로 고정시키는 데에 사용된다. 반면, 제2도의 실시에의 경우, 고정링(4)은 바람직하기로는 금속 재료로 제작되고 조립 후 연장부(4b)가 하우징(3)의 환형홈(3f)으로부터 돌출하며, 반경 방향으로 소성 변형된다. 이 경우, 연장부(4b)는 밀봉 커버의 하우징측 가장자리(5a)를 그 연장부 자체와 하우징 개구 방향으로 연장된 환형홈(3f)의 원통형 내면(3g) 사이에 밀봉 주머니(5)의 하우징측 가장자리를 클램핑하여 고정시킨다. 마지막으로, 제3도의 실시예의 경우,고정링(4)은 바람직하기로는 플라스틱으로 제조되고, 연장부(4b)에는 환형 수용홈(4c)이 형성되어 있다. 이 수용홈(4c)에는 밀봉 커버(5)의 가장자리(5a)가 수용된다. 이처럼, 밀봉 커버의 가장자리(5a)는 고정링(4)의 연장부(4b)와 하우징(3)의 단부면 사이에 클램핑됨으로써 고정링(4)과 함께 하우징(3)에 고정된다. 밀봉 커버(5)의 저널측 가장자기(5b)는 3개의 실시예 모두 공지된 형식으로 고정링(6)에 의해 저널(1)의 홈(1a)의 구역에 고정된다.
전술한 바와 같이 하우징(3)을 구성함에 의해, 분할 지지면(3b)의 탄성이 얻어지고, 이로써 관절볼(2)을 지지면의 손상없이 하우징(3) 내에 삽입할 수 있다. 하우징(3)의 환형홈(3f)에 삽입되는 고정링(4)은 하우징(3) 내에 배치된 관절볼(2)의 위치를 고정시키는 역할을 할 뿐만 아니라, 연장부(4a)의 구성에 의하여 밀봉 커버(5)의 하우징측 가장자리(5a)를 하우징(3)에 고정하는 역할도 한다. 제3도의 실시예의 경우, 고정링(4)에 형성된 랜드(4a)에 의하여, 고정링(4)이 의도와 달리 하우징(3)의 환형홈(3f)으로부터 빠져나가는 것을 방지한다.
＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞
1 : 저널
2a : 홈
2 : 관절볼
3 : 하우징
3a : 슬릿
3b : 지지면
3c : 적도
3d : 중공 공간
3e : 지지대
3f : 환형홈
3g : 원통형 내면
4 : 고정링
4a : 랜드부
4b : 연장부
4c : 수용홈
4d : (고정링의) 외면
5 : 밀봉 커버
5a : (밀봉 커버의) 하우징측 가장자리
5b : (밀봉 커버의) 저널측 가장자리
6 : 부착링
6a : 부착링

Claims (6)

  1. 저널(1)을 구비한 관절볼(2)과, 플라스틱으로 제조되는 것이 적절한 하우징(3)으로 구성되고, 상기 관절볼(2)은 상기 하우징 내에 회전 및 경사 가능하게 직접 장착되는 볼 죠인트에 있어서,
    반경 방향으로 연장하고, 또한 하우징(3)의 개구로부터 축방향으로 구형 지지면의 적어도 적도(3c)까지 도달하는 슬릿(3a)에 의해 하우징(3) 내에 구(球)의 단편(斷片) 형태의 복수 개의 지지면(3b)이 형성되며, 이들 지지면(3b)을 반경 방향으로 포위하는 환형홈(3f)에 의하여 하우징 개구로부터 거의 적도(3c)까지 도달하는 지지면 부분이 관절볼(2)을 수용하기 위하여 탄성 변형이 가능하게 되고, 또한 상기 지지면(3b)은 상기 환형홈(3f)에 삽입 가능한 고정링(4)에 의하여 하우징(3) 내에 관절볼(2)을 유지시키는 위치에 고정되고, 이에 의하여 관절볼(2)이 정위치에 유지될 수 있는 것을 특징으로 하는 볼 죠인트.
  2. 제1항에 있어서, 상기 고정링(4)은 연장부(4b)를 구비하고 있으며, 이 연장부는 부착링(6a)에 의하여 밀봉 커버(5)의 하우징측 가장자리(5a)를 고정시키는 것을 보조하는 것을 특징으로 하는 볼 죠인트.
  3. 제1항에 있어서, 고정링(4)은 소성 변형될 수 있는 재료로 제조되고 연장부(4a)를 구비하며, 이 연장부를 반경 방향으로 소성 변형시킴에 의하여 밀봉커버(5)의 하우징측 가장자리(5a)가 연장부(4b) 자체와 하우징 개구 방향으로 연장된 환형홈(3f)의 원통형 내면 사이에 클램핑 고정되는 것을 특징으로 하는 볼 죠인트.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 고정링(4)은 하우징(3)의 슬릿(3a) 내로 연장하는 렌드부(4a)를 구비하며, 이들 랜드부(4a)는 관절볼(2) 둘레를 포위하는 것을 특징으로 하는 볼 죠인트.
  5. 제4항에 있어서, 고정링(4)은 플라스틱으로 제조되는 것을 특징으로 하는 볼 죠인트.
  6. 제4항에 있어서, 상기 고정링(4)이 연장부(4b)를 구비하고 있고, 이 연장부가 하우징측 밀봉 커버(5)의 가장자리(5a)를 수용하는 환형 수용홈(4c)을 구비하는 것을 특징으로 하는 볼 죠인트.
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