KR100896709B1 - 볼 조인트 소켓과 너클이 일체로 제작된 볼 조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 볼 조인트의 제작 공정을 간소화할 수 있는 볼 조인트와 일체로 제작되는 너클 및 볼 조인트 어셈블리에 관한 것이다.

본 발명은 너클의 일측에 일체로 형성된 볼 조인트의 소켓과, 상기 볼 조인트의 소켓 내부에 안착되는 볼 스터드와, 상기 볼 스터드가 안착된 상기 소켓의 개구부 안쪽에 안착되어 볼 조인트 내부를 밀폐하는 돌출된 턱을 갖는 고리형 플러그를 포함하는 소켓과 너클이 일체로 제작된 볼 조인트를 제공하며, 상기 볼 스터드는 스틸로 구성하고, 볼 시이트는 플라스틱으로 구성하고, 너클과 너클의 일측에 일체로 형성된 볼 조인트 소켓은 알루미늄으로 구성한다.

볼 조인트, 소켓과 일체로 제작되는 너클, 고리형 플러그, 턱

Description

볼 조인트 소켓과 너클이 일체로 제작된 볼 조인트{Ball joint comprising a ball joint socket manufactured integrally in a knuckle}

본 발명은 자동차용 볼 조인트에 관한 것이다. 보다 상세하게는 자동차용 볼 조인트의 제작 공정을 간소화할 수 있는 볼 조인트와 일체로 제작되는 너클 및 볼 조인트 어셈블리에 관한 것이다.

볼 조인트는 구관절(球關節)의 기능을 갖는 이음 수단으로 널리 이용되고 있다.

일반적으로 볼 조인트는 구관절의 역할을 하는 볼 스터드, 볼 스터드를 감싸 볼 스터드를 보호하고 볼 스터드와 소켓 사이에 작용하는 마찰력을 조절하는 볼 시이트, 볼 스터드와 베어링을 안착(安着)시키는 소켓, 볼 스터드가 압축하중에 의해 소켓 아래로 빠지지 않도록 볼 스터드를 밀봉하는 플러그 및 볼 스터드에 먼지가 들어가지 않도록 소켓의 상부를 덮는 더스트 커버를 포함하며 이러한 볼 조인트는 너클에 조립된다.

종래에는 볼 조인트 어셈블리와 너클은 별도로 제작하여 볼 조인트 에셈블리를 너클에 결합시키기 위하여 볼트로 조립하거나 압력을 가하여 강제 압입하여 조 립하였다.

도 1은 종래 기술에 따라 볼 조인트와 너클을 별도로 제작하여 볼트로 양자를 체결시킨 볼 조인트와 너클의 결합을 보여주는 사시도이고 도 2는 그의 단면도이다.

볼 조인트는 볼 스터드(10), 볼 시이트(20), 플러그(30), 소켓(40), 더스트 커버(60)로 구성되어 있고, 볼 조인트와 별도로 제작된 너클(70)과 볼트(81, 82)에 의해 결합 되어있다.

상기와 같은 종래의 볼 조인트와 너클의 결합방식에 있어서, 볼트에 의한 체결의 경우 볼트를 준비하여야 하며 또한 체결을 위한 구멍을 가공하여야 하므로 부품이 많이 필요하고, 조립공정이 복잡하다. 뿐만 아니라 볼 조인트의 구동으로 볼트에 의한 체결 상태가 헐거워져서 다시 볼트를 조여줄 필요가 있다. 볼 조인트의 강제 압입의 경우는 압입 과정에서 볼 조인트의 소켓이 변형되거나 볼 조인트의 토오크를 상승시키는 문제가 발생하였다.

따라서 볼 조인트의 소켓이 너클과 함께 일체로 제작된다면 볼 조인트의 조립공정을 간소화할 수 있고 볼 조인트의 조립에 필요한 부품도 절감할 수 있게 될 것이다.

상술한 바와 같은 볼 조인트와 너클을 일체로 형성하고자 하는 기술이 대한민국 특허공보 제10-0741510호에 개시되어 있다. 상기 특허공보에 따르면, 볼 조인트의 소켓을 너클에 일체로 형성하고 상기 소켓의 내측의 일단에 제1 나사산을 형성하고 그와 맞물리도록 쓰레드 시이트(thread seat) 외측의 일단에 제2 나사산을 형성하며 상기한 제1 나사산과 제2 나사산을 서로 나사 결합시켜 소켓에 볼 조인트를 결합한 볼 조인트 일체형 너클이 제공된다.

그러나 상기 공보에 개시된 기술에 따르면, 여전히 볼 조인트의 어셈블리 공정이 복잡하다는 문제가 있다. 즉, 너클에 일체로 형성된 소켓의 내측의 일단과 쓰레드 시이트 외측의 일단에 상당히 많은 나사산을 형성하여야 하므로 그에 따른 가공공정을 필요로 하여 볼 조인트의 제작공정이 그다지 간편하지 않고 그에 따라 제작 비용도 많이 소요된다.

따라서, 본 발명은 너클의 제작시 볼 조인트의 소켓을 일체로 형성하여 볼 조인트의 너클에의 조립공정을 간소화하면서도 볼 조인트의 어셈블리 공정을 좀더 간소화하기 위하여 안출되었다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 너클에 조립되는 볼 조인트의 제작에 있어 부품을 단순화하여 재료비를 절감하고자 하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 볼 조인트와 너클의 결합에 있어서 볼트에 의한 체결 과정이나 압입 과정을 거치지 않고도 볼 조인트가 너클에 조립될 수 있는 볼 조인트를 제공하여 조립 공정을 간소화시키고 그에 따른 볼 조인트의 제작비용을 절감하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 볼 조인트를 볼트를 이용하여 너클에 조립할 경우 발생할 수 있는 볼트의 헐거워짐으로 인한 볼 조인트 기능 저하를 제거하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 볼 조인트를 너클에 강제압입할 경우 발생할 수 있는 볼 조인트의 토오크 상승을 제거하는 것이다.

본 발명은 너클의 일측에 일체로 형성된 볼 조인트의 소켓과, 상기 볼 조인트의 소켓 내부에 안착되는 볼 스터드와, 상기 볼 스터드가 안착된 상기 소켓의 개구부 안쪽에 안착되어 볼 조인트 내부를 밀폐하도록 그 외주면에 돌출된 턱을 갖는 고리형 플러그를 포함하는 볼 조인트 소켓과 너클이 일체로 제작된 볼 조인트를 제공할 수 있다.

본 발명은 상기 턱의 연직 높이가 상기 고리형 플러그의 두께 H에 대해 2H/3~4H/5가 되도록 구성할 수 있다.

본 발명은 상기 턱의 반지름 방향으로의 돌출 정도는 상기 고리형 플러그의 연직으로 형성된 외주면과 턱의 최외각지점 사이의 거리 D가 상기 고리형 플러그의 두께 H에 대해 H/5~H/4가 되도록 구성할 수 있다.

본 발명은 상기 볼 조인트의 소켓 내부에 내장되어 볼 스터드를 감싸 볼 스터드에 작용하는 마찰력을 감소시키는 볼 시이트를 더 포함하는 볼 조인트 소켓과 너클이 일체로 제작된 볼 조인트를 제공할 수 있다.

본 발명은 상기 고리형 플러그로 밀폐시킨 볼 조인트의 내부에 이물질이 침입하지 않도록 상기 소켓 상단부와 고리형 플러그를 덮어씌우는 더스트 커버를 더 포함하는 볼 조인트 소켓과 너클이 일체로 제작된 볼 조인트를 제공할 수 있다.

본 발명은 볼 스터드는 스틸로 구성하고 볼 시이트는 플라스틱으로 구성하고, 너클과 너클의 일측에 일체로 형성된 볼 조인트 소켓은 알루미늄으로 구성한 볼 조인트 소켓과 너클이 일체로 제작된 볼 조인트를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면, 볼 조인트의 소켓은 너클을 제작할 때 일체로 제작하므로 볼 조인트 소켓의 제작비가 감소된다.

또한 본 발명에 따르면, 볼 조인트 어셈블리와 너클을 별도로 제작하여 볼트로 양자를 체결할 때와 달리 볼트를 필요로 하지 않으므로 볼트를 준비하는 데 소요되는 비용을 절감할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 볼 조인트 어셈블리와 너클을 별도로 제작하여 볼트 로 양자를 체결할 때와 달리 볼트를 체결하기 위한 천공 등의 가공 및 조립 공정이 없으므로 보다 간편한 볼 조인트 조립공정을 구현할 수 있고, 그에 따라 볼 조인트 어셈블리와 너클을 조립하는 조립 비용을 절감할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 볼 조인트 소켓을 너클에 강제압입하는 공정을 거치지 않으므로 강제 압입 과정에서 볼 조인트의 토오크가 증가하거나 소켓이 변형되는 현상을 피할 수 있다.

또한 본 발명에 따르면, 볼 조인트를 너클에 결합시키는 볼트를 채용할 필요가 없어 볼 조인트 구동으로 인한 볼트의 체결이 헐거워지는 문제가 발생하지 않는다.

또한 본 발명에 따르면, 소켓의 상단부가 고리형 플러그의 외주면에 형성된 턱을 안착시키도록 소켓의 상단부의 안쪽을 가공하여 코킹부를 형성하므로 플러그를 강제압입하여 코킹할 때에 비해 코킹공정에 소요되는 시간인 12초 정도가 조립공정에서 단축되며, 볼 조인트의 동작으로 인해 볼 조인트의 조립이 헐거워지는 문제를 해소할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 3은 본 발명에 따른 너클 일체형의 볼 조인트(700)를 나타내는 사시도이며, 도 4는 너클 일체형의 볼 조인트(700)에 대한 단면도이다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 너클(770)과 볼 조인트의 소켓(740) 부분은 주조 공정 등에 의해 일체로 제작된다.

먼저 알루미늄 용융재를 너클과 소켓이 일체형으로 형성된 주조형틀에 의해 너클(770)을 성형한다. 그리고 소켓(740)의 내부에 볼 시이트(720)가 삽입될 수 있도록 소켓 내부(745)를 가공한다. 연속해서 소켓(740)의 개구부(750) 안쪽에 플러그(730)가 압입되어 안착될 수 있도록 플러그(730) 및 턱(765)의 안착부(745)를 가공한다.

소켓 내부(745)와 턱의 안착부(745)는 상술한 바와 같이 너클(770)의 주조 후 기계가공할 수도 있으나, 기계가공 없이 주조공정으로 바로 성형할 수도 있다.

너클(770)과 소켓(740)이 일체로 제작되고나면, 볼 조인트의 조립은 상기 소켓(740) 안에서 이루어질 수 있다.

이하에서는 도 4를 참조하여 볼 조인트의 조립에 대해 설명한다.

상술한 바와 같이 너클(770)과 일체로 제작된 볼 조인트의 소켓(740) 내부에 플라스틱재의 볼 시이트(720)를 넣어 소켓(740) 내부의 구벽면을 덮는다. 그리고나서 볼 시이트(720)가 볼 스터드(710)와 접하게 되는 내면에 그리스 등의 윤활제를 주입 및 도포한다. 그 다음 스틸재의 볼 스터드(710)를 볼 시이트(720)가 깔린 소켓(740)에 내장시킨다. 그 다음 볼 스터드(710)와 볼 축부(715)가 연접한 부분에 볼 축부(715)를 통과시켜 소켓(740)의 개구부(750) 안쪽에 고리형 플러그(730)를 안착시킨다.

상기 고리형 플러그(730)의 외주면에 돌출된 턱(735)은 소켓(740)의 개구부(750) 내부인 턱의 안착부(755)에 밀착되어 고정된다.

상기 턱(735)의 형상에 대해서는 도 5를 참조한다. 상기 턱(735)의 연직높이는 고리형 플러그(730)의 두께 H에 대해 2H/3~4H/5가 되도록 형성시킨다. 또한, 상기 턱(735)은 연직방향에 대해 소켓의 개구부(750)를 향해 약간 기울어져 반지름 방향으로도 돌출되게 형성시켜야 한다. 턱(735)의 기울어짐으로 인한 반지름 방향으로의 돌출정도는 연직면을 형성하는 고리형 플러그(730)의 외주면으로부터 턱(735)의 최외각 지점까지의 거리가 고리형 플러그(735)의 두께 H에 대해 H/5~H/4가 된다.

상기 고리형 플러그(730)는 볼 스터드(710)를 소켓(740) 내부에서 빠져나오지 못하도록 하는 동시에 볼 스터드(710)가 있는 곳으로 먼지나 물 등의 이물질이 침투하지 못하도록 볼 조인트 내부를 밀폐하기 위한 것이다. 즉, 더스트 커버의 역할을 고리형 플러그(730)가 겸할 수 있다. 그러나 볼 조인트 내부에 이물질이 침투하는 것을 보다 확실히 방지하기 위하여 더스트 커버를 상기 고리형 플러그(730) 위에 덮어씌울수 있다. 이렇게 하여 볼 조인트의 어셈블리 공정이 완성된다.

상술한 바와 같이 볼 조인트를 너클(700)에 압입시키거나 볼트로 연결하는 공정없이 볼 조인트의 어셈블리가 완성된다.

이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분 야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

도 1은 종래 기술에 따라 볼 조인트와 너클을 별도로 제작하여 볼트로 양자 를 체결시킨 볼 조인트와 너클의 결합을 보여주는 사시도이다.

도 2는 종래 기술에 따라 볼 조인트와 너클을 별도로 제작하여 볼트로 양자를 체결시킨 볼 조인트와 너클의 결합을 보여주는 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 볼 조인트의 소켓과 너클이 일체로 형성된 볼 조인트의 사시도이다.

도 4는 본 발명에 따른 볼 조인트의 소켓과 너클이 일체로 형성된 볼 조인트의 단면도이다.

도 5는 본 발명에 따른 외주면에 턱을 구비한 고리형 플러그의 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10, 710: 볼 스터드 15, 715: 볼 축부

20, 720: 볼 시이트 30, 730: 플러그

735: 턱 40, 740: 소켓

70, 770: 너클

700: 너클 일체형 볼 조인트

745: 소켓 내부

750: 소켓의 개구부

755: 턱의 안착부

Claims (6)

1. 너클의 일측에 일체로 형성된 볼 조인트의 소켓;

   상기 볼 조인트의 소켓 내부에 내장되는 볼 시이트;

   상기 볼 조인트의 소켓에 안착되되 상기 볼 시이트에 의해 마찰력이 감소되는 볼 스터드; 및

   상기 볼스터드가 안착된 상기 소켓의 개구부 안쪽에 안착되어 볼 조인트 내부를 밀폐하도록 그 외주면에 돌출된 턱을 갖는 고리형 플러그;

   를 포함하는 볼 조인트 소켓과 너클이 일체로 제작된 볼 조인트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 턱의 연직 높이가 상기 고리형 플러그의 두께 H에 대해 2H/3~4H/5가 되도록 구성하는 볼 조인트 소켓과 너클이 일체로 제작된 볼 조인트.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 턱의 반지름 방향으로의 돌출 정도는 상기 고리형 플러그의 연직으로 형성된 외주면과 턱의 최외각 지점 사이의 거리 D가 상기 고리형 플러그의 두께 H에 대해 H/5~H/4가 되도록 구성하는 볼 조인트 소켓과 너클이 일체로 제작된 볼 조인트.
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,

   볼 스터드는 스틸로 구성하고, 볼 시이트는 플라스틱으로 구성하고, 너클과 너클의 일측에 일체로 형성된 볼 조인트 소켓은 알루미늄으로 구성한 볼 조인트 소켓과 너클이 일체로 제작된 볼 조인트.

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