KR101089268B1 - 볼 조인트 및 베어링 쉘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 휠 서스펜션용 볼 조인트에 관한 것이다. 볼 조인트는 베어링 쉘(3), 볼(2) 및 휠 하우징(7)을 구비한다. 상기 볼(2)은 베어링 쉘(3) 내에 지지된다. 상기 베어링 쉘(3)은 슬롯(8)에 의하여 립 요소(9)들로 서브-분할된다. 상기 슬롯(8)은 그 중심부로부터 그 상부 가장자리부까지 베어링 쉘(3) 내부에서 정렬되어 있다. 상기 립 요소(9)들은 압축 홈(10)에서 외부 방향으로 구부러져 있으며, 쉘 내부로 이동될 때 볼(2)을 수용하게 된다.

자동차, 휠 서스펜션, 볼 조인트, 쉘, 하우징, 베어링, 립 요소

Description

볼 조인트 및 베어링 쉘{A ball joint and bearing shell}

본 발명은 자동차의 휠 서스펜션용 볼 조인트 및 볼 조인트용 베어링쉘(이하 "쉘"이 라한다)에 관한 것이다.

자동차의 스티어링 기어 및 휠 서스펜션에 사용되는 볼 조인트는 일반적으로 쉘과, 상기 쉘 내에 설치되는 볼을 구비한다. 여기서 상기 쉘의 기능은 조인트 내에서 베어링 역할을 하고, 그리고 윤활유를 볼의 표면으로 분산시키는 역할을 한다. 이와 같은 구성은 볼이 별도의 마모 방지 수단을 갖지 않을 때 중요한 역할을 한다. 쉘은 연결부에서 미끄러짐을 방지하기 위하여 볼의 사전 로딩을 가능하게 하여야 한다. 단일 조각으로 구성되는 쉘에 볼을 설치하기 위하여, 쉘의 개구 단부에 형성된 개구부가 볼의 직경과 동일한 크기로 팽창되어야 한다. 도1 및 도2에 도시된 바와 같이, 상기의 구성은 쉘 형성 립 요소들의 중앙 하부 방향으로 상기 단부를 6-8개의 슬롯으로 분할하여 구현되며, 그리고 립을 외부 방향으로 회전할 수 있도록 하기 위하여 쉘에 박형부가 형성되어 있다.

상기에 기술한 종래 기술의 단점은 쉘의 활성 부하 베어링 영역이 줄어들어, 소정의 주어진 직경 부위에서 부하 전달 능력을 감소시킨다. 설치 공간이 제한되기때문에, 조인트에 보다 작은 크기의 볼을 사용할 필요성이 종종 발생하므로, 쉘 설계에 있어 문제점이 발생한다.

본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 볼조인트및 볼조인트용 쉘을 제공하는데 있다. 상기 쉘에서 제1 부하는 수평 방향(볼 스터드 상에서 75-100°)으로 이루어지며, 상기 쉘은 볼에 대하여 윤활유의 효율적 분산을 가능하게 하며, 상기 쉘은 단일 조각으로 만들어지며, 보다 작은 크기를 가진다. 또, 본 발명은 종래 기술에 의한 쉘보다 부하 전달 능력이 우수하다.

상기와 같은 목적은 독립 청구항에 정의된 쉘에 의하여 구현된다. 상기 쉘의 특징적인 실시예들은 종속 청구항에 청구된다.

도 1은 종래 기술에 의한 볼 조인트의 단면도이다.

도 2는 볼이 어떻게 쉘 내에 설치되는지를 도시하는 종래 기술에 의한 볼 조인트를 도시하는 상세도이다.

도 3은 본 발명에 의한 쉘을 도시하는 단면 및 상면도이다.

도 4는 본 발명에 의한 쉘을 도시하는 상세도이다.

도 5는 본 발명에 위한 쉘을 도시하는 또 다른 상세도이다.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 기술에 의한 볼 조인트(1)를 도시하는 도면이다. 상기 볼 조인트는 해당하는 쉘(3)을 갖는 캐비티와 서로 맞물려 결합됨으로서 제어 암(4) 내에 정렬되는 볼(2)을 구비하고 있다. 볼 조인트(1)는 상기 제어 암(4)과 휠 하우징(7) 사이에 연결부를 형성한다. 상기 휠 하우징(7)은 제어암(4)과 일체로 형성되어 있다. 이는 볼조인트를 마운팅하는 기술의 일부다. 볼과 쉘을 구비하는 캐비티는 고무로 만들어지는 벨로우즈로 보호되어 있으며, 자유로운 운동을 방해하는 외부 물질 또는 오염 물질의 투입을 예방한다. 볼 조인트는 쉘(3) 내에서 6-8개의 슬롯(8)(도 1에서는 보이지않고 도 2에 도시됨)을 통하여 볼 주위로 공급 분산되는 그리스 또는 다른 윤활유로 윤활된다. 도면부호 5는 그리스로 채워지는 공간이다. 슬롯(8)은 윤활유 분산 기능에 추가하여 또 다른 기능을 갖는다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 슬롯은 쉘을 립 요소(lip elements:9)들로 서브-분할하여, 쉘이 개방됨에 따라 볼(2)을 수용하는 구성을 갖는다. 개구부는 압축 홈(10) 내에서 쉘의 중심부에서 경사 형성된 립 요소들에 의하여 팽창되며, 상기 압축 홈(10)은 축소 영역을 형성하여 립 요소(9)가 외부 방향으로 구부린 형태를 갖도록 한다.

본 발명에 의한 쉘은 도 1 및 2에 도시된 종래 기술에 의한 쉘과 동일한 기능을 가지나, 소정의 주어진 직경에 따라 볼 조인트(1)의 부하 전달 능력을 증가시키는 것을 목적으로 한다. 본 발명에 따라, 쉘 내에는 2개의 슬롯(8)이 제공된다. 상기의 슬롯이 양호한 윤활 작용을 할 수 있도록 하기 위하여, 셀의 내측면에서 서로 반대방향으로 아치형 절개부 또는 나선형의 슬롯 형상으로 형성되며, 개구부로부터 쉘의 중심 하부 방향으로 상기 쉘의 주위를 대각선 방향으로 연장 형성되어 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 슬롯(8)들은 각각 서로에 대하여 180°로 정렬되어 있으며, 주요 부하(main loading area) 작용 방향에 대해서는 90°정렬되는 것이 특징이다.

도 4에 도시된 바와 같이, 상기와 같은 슬롯의 구성에 따라 압축 홈(10)은 약 3.5mm의 크기를 가진다. 또, 부하가 가장 많이 작용하는 영역인 중심부로부터 다시 배치된다.

그리고 도 5에 도시된 바와 같이, 쉘은 새로운 방법에 따라 설계된다. 쉘의 벽은 수평 방향으로 돌출된 두께(t1, t2)는 쉘(3)의 가장자리부까지 그 두께가 일정하고, 쉘의 중심부로부터 개구부 방향으로 상대 두께는 점점 감소하는 것이 특징이다. 상기와 같은 구성에 따라 유효 두께(t)는 감소한다. 상기와 같은 구성에 따라 동일한 활성 표면에 일정한 압력을 제공할 수 있게된다. 따라서, 본 발명의 쉘(3)은 보다 큰 부하에 견딜 수 있다.

앞에서 기술한 본 발명에 의하면, 볼의 주어진 직경에 대하여 쉘의 부하 전달 능력을 현저히 개선하는 것이 특징이다. 또, 본 발명은 설치 공간 제한이 있는 경우에, 그 크기를 줄일 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 시스템용 쉘을 제공하는데 있다. 상기 쉘에서 제1 부하는 수평 방향(볼 스터드 상에서 75-100°)으로 이루어지며, 상기 쉘은 볼에 대하여 윤활유의 효율적 분산을 가능하게 한다. 상기 쉘은 단일의 조작으로 만들어지며, 보다 작은 크기를 가진다. 또, 본 발명은 종래 기술에 의한 쉘보다 부하 전달 능력이 우수한 효과가 있다.

Claims (7)

1. 쉘(3)과; 볼(2)과; 휠 하우징(7)을 구비하며, 상기 볼(2)은 쉘(3) 내에 설치되며, 상기 쉘(3)은 쉘(3)의 중심부로부터 그 상부 가장자리부까지 쉘(3) 내에 정렬된 슬롯(8)에 의하여 립 요소(9)들로 서브-분할되며, 상기 립 요소(9)는 쉘의 축방향 중간 부분에 배치되는 환형의 압축 홈(10) 내에서 외부 방향으로 구부러져 볼(2)을 위한 공간을 형성하는 자동차의 휠 서스펜션용 볼 조인트에 있어서,

   최소한 두개의 상기 슬롯(8)은 쉘(3)의 내측면에서 서로 반대방향으로 아치형 절개부 또는 나선형의 슬롯형상으로 쉘(3) 내에 정렬되어 있으며, 상기 슬롯(8)은 상기 쉘의 가장자리부로부터 상기 쉘의 중심선에 위치한 영역 방향으로 상기 쉘(3)의 주변 부분에 대하여 대각선 방향으로 연장 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠 서스펜션용 볼 조인트.
2. 제1항에 있어서, 상기 쉘(3)은 두 개의 슬롯(8)을 구비하며, 상기의 슬롯(8)은 각각에 대하여 180°로 정렬되어 있으며, 주요 부하 작용 방향에 대하여 90°로 정렬되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠 서스펜션용 볼 조인트.
3. 제1항에 있어서, 상기 압축 홈(10)은 쉘(3)의 중심 하부에 배치되어 있는 것 을 특징으로 하는 자동차의 휠 서스펜션용 볼 조인트.
4. 제1항에 있어서, 상기 쉘(3)의 벽 두께는 중심부로부터 립 요소(9)의 가장자리부를 향하여 감소하며, 그 수평 돌출 두께는 일정하며, 상대 두께는 감소하는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠 서스펜션용 볼 조인트.
5. 제1항에 있어서, 상기 휠 하우징(7)은 제어 암(4)과 일체로 형성되는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠 서스펜션용 볼 조인트.
6. 자동차의 휠 서스펜션 볼 조인트(1)용 쉘(3)과, 상기 쉘(3)의 중앙부로부터 그 상부 가장자리부까지 쉘(3) 내에 제공된 슬롯(8)에 의하여 립 요소(9)들이 서브-분할되고, 상기 립 요소(9)들은 볼(2)을 수용하기 위하여 쉘의 축방향 중간 부분에 배치되는 환형의 압축 홈(10) 내에서 외부 방향으로 구부러져 있는 구성을 갖는 자동차의 휠 서스펜션 볼 조인트용 쉘에 있어서,

   최소한 두개의 슬롯(8)이 상기 쉘(3)의 내측면에서 서로 반대방향으로 아치형 절개부 또는 나선형의 슬롯으로서 쉘(3) 내에 정렬되어 있으며, 그리고 상기 쉘의 가장자리부로부터 상기 쉘의 중심선에 위치한 영역 방향으로 상기 쉘(3)의 주변 부분에 대하여 대각선 방향으로 연장 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠 서스펜션 볼 조인트용 쉘.
7. 제6항에 있어서, 상기의 두 개의 슬롯(8)은 서로 각각에 대하여 180°로 정렬되면서 주요 부하 인가 방향에 대하여 90°로 정렬되는 것을 특징으로 하는 자동차의 휠 서스펜션 볼 조인트용 쉘.

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