KR101775976B1 - 제 1 및 2 조인트 아암을 피봇식으로 연결하기 위한 조인트 장치, 거울 리테이너 및 이러한 조인트 장치를 포함하는 거울 - Google Patents
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Abstract
특히 차량(20)에 대한 외부 거울의 회전식 부착을 위한 스위블 조인트 시스템(10)이 개시되는데, 이 시스템은, 제 1 및 제 2 베어링 쉘(120, 130) 및 적어도 하나의 잠금 쉘(140)을 갖는 제 1 관절 연결식 아암(100); 부시 베어링(210)을 갖는 단부(202)를 갖는 제 2 관절 연결식 아암(200) - 부시 베어링은 제 1 및 제 2 베어링 쉘(120, 130) 사이에 위치되고 제 1 베어링 쉘(120)과 상호 작용하는 제 1 상대 베어링 쉘(220) 및 제 2 베어링 쉘(130)과 상호 작용하는 제 2 상대 베어링 쉘(230)을 가짐 -; 두 관절 연결식 아암(100, 200)의 회전 연결을 위한 기단부(302)와 말단부(304)를 갖는 잠금 핀(300)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 잠금 핀(300)은 제 1 베어링 쉘(120), 부시 베어링(210) 및 제 2 베어링 쉘(130)을 통과하며 적어도 하나의 잠금 쉘(140)에서 축방향으로 고정된다.
Description
본 발명은 제 1 및 제 2 관절 연결식 아암 사이의 회전 연결을 위한 스위블 조인트 시스템에 관한 것이다. 이러한 스위블 조인트 시스템은 거울을 차량에 부착하는 거울 홀더에 사용될 수 있는데, 한 관절 연결식 아암은 차량에 부착되는 기부 요소로 이루어지며 다른 관절 연결식 아암은 거울을 보유한다.
DE 20 2009 013 767 U1 에는, 랫칭 힌지 조인트로 설계된 스위블 조인트 시스템이 기재되어 있는데, 이는 랫칭 힌지 조인트 축에 피봇되는 제 1 관절 연결식 아암과 2 관절 연결식 아암, 및 제 1 및 제 2 잠금 핀을 가지며, 상기 관절 연결식 아암은 잠금 위치에서 서로 연결된다. 제 1 관절 연결식 아암은 축방향으로 이격되어 서로 대향하는 2개의 베어링 면을 포함한다. 제 2 관절 연결식 아암은 축방향으로 서로 반대쪽에 있는 단부를 갖는 베어링 블럭을 포함하고, 그 단부들은 서로로부터 멀어지는 방향으로 향하는 상대 베어링 면을 갖는다. 베어링 면들 중의 하나는 상대 베어링 면들 중의 하나와 상호 작용하며 다른 베어링 면은 다른 상대 베어링 면과 상호 작용하게 된다. 제 1 잠금 핀은 상호 작용하는 베어링 면과 상대 베어링 면을 축방향으로 통과하고, 제 2 잠금 핀은 상호 작용하는 다른 베어링 면과 상대 베어링 면을 동축으로 통과한다. 이 스위블 조인트 시스템의 단점은 2개의 잠금 핀이 필요하다라는 것인데, 스위블 조인트 시스템의 조립 중에 그 잠금 핀들은 (하나 또는 두 개의)상호 작용하는 베어링 면과 상대 베어링 면을 통과해야 하며 또한 서로 독립적으로 또한 축방향으로 반대 방향으로 잠금되어야 한다.
EP 2 331 367 B1 에 기재되어 있는 스위블 조인트 시스템에서는, 회전 조인트는, 베어링으로서 작용하는 내부 원통 벽 형상 지지면을 갖는 기부에 형성되어 있는 베어링 블럭, 거울의 아암에 형성되어 있는 원통형 외벽 형상 지지면을 갖는 상대 베어링, 및 상기 기부에 고정되는 잠금 핀을 가지며, 이의 안전 캣치는 베이요넷 로크로서 기부에 형성되어 있다. 이 스위블 조인트 시스템의 단점은, 피봇 조인트의 축방향 길이, 특히 지지면의 축방향 길이가 거울 아암의 길이에 비해 짧고 스위블 조인트는 그의 구성에 대해 주로 단일의 반경 방향 지지이며, 그래서, 상호 작용하는 지지면들의 정확한 끼워맞춤 때문에 스위블 조인트는 거울 아암과 기부 사이에 어떤 반경 방향 유격을 갖게 된다는 것이다.
EP 1 886 873 B1 에는, 축방향 통로 개구를 갖는 베어링 블럭을 갖는 차량 부착 기부, 및 랫칭 힌지 조인트에 의해 그 기부에 연결되며 베어링 블럭 주위를 감싸는 제 1 및 제 2 지지부를 갖는 거울 아암을 갖는 스위블 조인트 시스템이 기재되어 있다. 제 1 지지 아암은 랫칭 표면으로서 설계되어 있는 제 1 상대 지지면을 가지며, 제 2 지지 아암은 랫칭 표면으로서 설계되어 있는 제 2 상대 지지면을 갖는다. 스위블 조인트 시스템은 베어링 블럭의 통로 개구에 위치되는 조인트 축 요소를 포함하고, 랫칭 표면으로서 일 축방향 단부에 형성되어 있는 제 1 지지면 및 랫칭 표면으로서 축방향 반대쪽 단부에 형성되어 있는 제 2 지지면을 갖는다. 조인트 축 요소의 제 1 및 제 2 지지면은 랫칭 표면으로 설계되어 있고 랫칭 표면으로 설계되어 있는 제 1 및 제 2 지지 아암의 제 1 및 제 2 상대 지지면과 상호 작용하게 된다. 힌지 축 요소의 둘레면은 원통형 외벽 형상 지지면을 형성하고, 지지 블럭의 통로 개구의 내벽면의 일 부분은 원통형 내벽을 갖는 상보적인 지지면을 형성한다. 조인트 축 요소는 두 랫칭 표면 사이에 위치되는 스프링 요소를 또한 포함한다. 이 스프링 요소는 랫칭 표면으로 설계되어 있는 제 1 및 제 2 지지면을 반대 축방향으로 랫칭 표면으로 설계되어 있는 지지 아암의 제 1 및 제 2 상대 지지면에 가압하게 된다. 이리하여, 연결되는 핀의 랫칭 힌지 조인트가 불필요하게 된다. 이 스위블 조인트 시스템의 단점은, 잠금 조인트의 축방향 길이, 특히 지지면과 상대 지지면 사이의 축방향 거리가 거울 아암의 길이에 비해 상당히 짧고 상호 작용하는 지지면과 상대 지지면의 정확한 끼워맞춤 때문에 랫칭 힌지 조인트는 거울 아암과 기부 사이에 어느 정도의 반경 방향 유격을 갖게 된다는 것이다.
본 발명의 목적은, 제 1 관절 연결식 아암 및 스위블 조인트를 통해 제 1 관절 연결식 아암과 연결되는 제 2 관절 연결식 아암을 갖는 스위블 조인트 시스템으로서, 가지며 제 1 관절 연결식 아암과 제 2 관절 연결식 아암 사이의 반경 방향 유격이 감소되거나 없는 스위블 조인트 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명의 제 1 양태에 따르면, 상기 목적은 청구항 1 에 따른 스위블 조인트 시스템으로 달성된다. 유리한 다른 개량예는 종속 청구항에 기재되어 있다. 본 발명의 제 2 양태에 따르면, 상기 목적은 제 1 양태에 따른 스위블 조인트 시스템을 포함하는 거울 홀더로 달성된다. 본 발명의 제 3 양태에 따르면, 상기 목적은 제 1 양태에 따른 스위블 조인트 시스템을 포함하는 거울 홀더를 갖는 거울로 달성된다.
제 1 양태에 따르면, 청구 범위에 기재되어 있는 바와 같이, 제 1 및 제 2 베어링 쉘/부재 및 잠금 쉘/부재를 갖는 제 1 관절 연결식 아암, 및 부시 베어링을 갖는 단부를 갖는 제 2 관절 연결식 아암으로 이루어진 스위블 조인트 시스템이 제공되며, 상기 부시 베어링은 상기 제 1 및 제 2 베어링 쉘 사이에 위치되고 상기 제 1 베어링 쉘과 상호 작용하는 제 1 상대 베어링 쉘 및 상기 제 2 베어링 쉘과 상호 작용하는 제 2 상대 베어링 쉘을 갖는다. 상기 스위블 조인트 시스템은, 상기 두 관절 연결식 아암의 회전 연결을 위한 기단부와 말단부를 갖는 잠금 핀도 포함한다.
본 발명에 따르면, 상기 잠금 핀은 상기 제 1 베어링 쉘, 부시 베어링 및 제 2 베어링 쉘을 통과하며 잠금 쉘에서 적어도 축방향으로 고정된다. 제 1 및 제 2 베어링 쉘은 적어도 사이에 있는 부시 베어링의 축방향 길이를 따라 축방향으로 이격되어 있으므로, 스위블 조인트는 두 지점에서 반경 방향으로 지지되는데, 이는 제 1 관절 연결식 아암이 2개의 축방향 쉘 때문에 제 2 관절 연결식 아암에 대해 반경 방향으로 회전할 수 있는 위치에 배치되는 구성 때문에 그렇다. 축방향 쉘은 한편으로 제 1 지지 표면과 상대 지지 표면 및 다른 한편으로는 제 2 베어링 및 상대 베어링 쉘 때문에 축방향으로 서로 오프셋되어 있다. 이렇게 두 지점에서 반경 방향으로 위치되기 때문에, 기부에 대한 거울 아암의 반경 방향 유격이 감소된다. 상호 작용하는 제 1 베어링 및 상대 베어링 쉘의 사이 및 상호 작용하는 제2 베어링 및 상대 베어링 쉘 사이의 축방향 거리가 클 수록, 반경 방향 유격의 감소는 더 크게 된다. 다른 이점은, 제 1 베어링 쉘, 부시 베어링 및 제 2 베어링 쉘을 통과하는 잠금 핀은 하나 밖에 없으며 축방향으로 고정된다는 것이다. 잠금 핀이 단지 하나만 있는 설계 때문에, 잠금 핀이 2개인 공지된 설계와는 대조적으로 장착하는 것이 더 쉽고 빠르게 된다.
스위블 조인트의 2-점 지지 설계로 인해, 스위블 조인트 시스템은 매우 강성적이고 유리한 진동 특성을 갖게 된다. 여기서 의미하는 진동은 차량의 주행 중에 생기는 진동인데, 예컨대 진동수 면에서 엔진 속도에 의해 야기되거나 구르는 바퀴와 도로 사이의 접촉으로 인해 생기는 진동이다. 2-점 지지는 스위블 조인트 시스템이 그러한 진동에 대해 안정적이고 강성적이라는 것을 의미한다.
스위블 조인트 시스템은 회전 거울을 차량에 부착하는 데에 사용될 수 있다. 이러한 용도에서, 스위블 조인트 시스템이 높은 수준의 강성과 안정성을 가지며 또한 유격이 없으며 또한 아울러 차량에 부착되는 관절 연결식 아암에 부착되는 관절식 아암을 갖기 때문에, 힌지되는 관절 연결식 아암에 대한 넓은 범위, 즉 큰 길이가 가능하게 되고 또한 관절 연결식 아암의 말단부에 보유되는 거울과 차량 외벽 사이의 공간이 크게 될 수 있다. 큰 범위가 가능하기 때문에, 상기 스위블 조인트 시스템은 운전실이 그 뒤의 트레일러 보다 종종 좁게 되어 있는 로리(트럭)에 사용되기에 특히 적합하고, 스위블 조인트 시스템을 운전실의 측면에 결합하는 경우 넓은 범위로 인해, 폭의 차이를 메꿀 수 있고 거울을 통해 반대 방향(후방)으로 운전실 뒤의 트레일러를 볼 수 있다.
스위블 조인트 시스템의 높은 수준의 강성, 안정성 및 유격으로 인해 또한, 스위블 조인트 시스템은 무거운 거울 및 큰 거울면 및/또는 거울 시스템에 통합되는 추가적인 요소(예컨대, 라이트, 깜박이, 거울 조절 옵션, 추가적인 거울 또는 안테나)를 갖는 거울 시스템을 보유할 수 있다.
제 1 및 제 2 관절 연결식 아암과 잠금 핀을 포함하는 스위블 조인트 시스템의 상당한 부분은 플라스틱으로 만들어질 수 있다. 이 때문에, 또한 일반적인 금속 스크류를 사용하지 않기 때문에, 내부식성이 높게 된다.
잠금 핀은 기단부와 말단부 및 기단부에 있는 핀 헤드와 말단부의 방향으로 연장되어 있는 핀 축을 갖는다. 또한, 잠금 핀은 핀 헤드와 핀 축 사이의 천이부에서 링 칼라를 가질 수 있다. 링 칼라는 바람직하게는 원추형이다. 핀 헤드와 원추형 링 칼라는 추가적인 중심 맞춤 또는 다른 축방향 위치에서의 중심 맞춤을 위해 사용될 수 있다.
핀 축은 원추 형상을 가질 수 있고 말단부 쪽으로 테이퍼져 있을 수 있다. 이에 대한 대안으로 또는 추가적으로, 핀 헤드가 원추형으로 설계될 수 있고 말단부 쪽으로 테이퍼져 있을 수 있다. 특히, 핀 헤드는 원추형의 제 1 핀 헤드부 및 제 1 핀 헤드부에 대해 원위에 있는 원추형의 제 2 핀 헤드부를 가질 수 있으며, 그리하여 제 1 및 제 2 핀 헤드부는 말단부의 방향으로 테이퍼져 있을 수 있다. 적절한 상보적인 접촉면 또는 베어링 칼라가 제 1 및/또는 2 베어링 쉘 또는 부시 베어링의 제 1 및/또는 2 단부에서 부분 별로 동축으로 설계되어 있다면, 핀 축 및/또는 핀 헤드의 원추형 설계는 베어링 쉘 또는 부시 베어링의 보다 안정적인 반경 방향 중심 맞춤이 일어나게 하고 그의 반경 방향 유격을 줄이거나 없애 준다.
잠금 핀은 중공 내부를 갖도록 설계될 수 있다. 중공 공간에 전기 케이블을 부분 별로 삽입할 수 있는데, 예컨대 전기 및/또는 제어를 위해 추가적인 부품이 상기 힌지되는 관절 연결식 아암에 보유된다. 잠금 핀은 또한 크게 설계될 수 있다. 큰 설계에 의해, 스위블 조인트 시스템용 잠금 핀은 더욱 안정적으로 된다.
상기 제 1 베어링 쉘은 제 1 베어링을 가지며, 제 1 베어링은 제 1 잠금 핀 둘레면 쉘과 상호 작용한다. 제 1 잠금 핀 둘레면 쉘은 잠금 핀)의 말단부의 영역에 위치될 수 있다. 따라서, 잠금 핀은 제 1 잠금 핀 둘레면 쉘의 영역에서 특히 반경 방향으로 상기 제 1 베어링에 대해 중심 맞춤되어 위치된다. 제 1 잠금 핀 둘레면 쉘의 영역에서 잠금 핀이 중심 맞춤되고 또한 가능하게는 반경 방향으로 위치됨으로써, 잠금 핀과 제 1 베어링 쉘 사이의 반경 방향 유격이 감소되거나 대체로 없어질 수 있다.
상기 제 2 베어링 쉘은 제 2 베어링을 가질 수 있고, 이 제 2 베어링은 적어도 하나의 제 2 잠금 핀 둘레면 쉘과 상호 작용하게 된다. 제 2 잠금 핀 둘레면 쉘은 잠금 핀의 기단부의 영역에 위치될 수 있는데, 특히 핀 헤드에 그리고/또는 잠금 핀의 핀 축에 있는 핀 헤드에 축방향으로 인접하여 위치될 수 있다. 결과적으로, 잠금 핀은 이 제 2 잠금 핀 둘레면 쉘의 영역에서 특히 반경 방향으로 상기 제 2 베어링에 대해 중심 맞춤되어 위치된다. 제 2 잠금 핀 둘레면 쉘의 영역에서 잠금 핀이 중심 맞춤되고 또한 가능하게는 반경 방향으로 위치됨으로써, 잠금 핀과 제 1 베어링 쉘 사이의 반경 방향 유격이 감소되거나 대체로 없어질 수 있다.
상기 제 1 상대 베어링 쉘은 적어도 하나의 제 3 잠금 핀 둘레면 쉘과 상호 작용하는 제 3 베어링을 가질 수 있다. 상기 제 3 잠금 핀 둘레면 쉘은 축방향으로 상기 제 1 및 제 2 베어링 쉘 사이에서 특히 잠금 핀의 상기 말단부의 영역, 예컨대 핀 축의 말단 일 부분에 위치된다. 그 결과, 잠금 핀은 제 3 잠금 핀 둘레면 쉘의 영역에서 특히 반경 방향으로 상기 제 3 베어링에 대해 중심 맞춤되어 위치된다. 제 3 잠금 핀 둘레면 쉘의 영역에서 잠금 핀이 중심 맞춤되고 또한 가능하게는 반경 방향으로 위치됨으로써, 잠금 핀과 부시 베어링의 제 1 단부 사이의 반경 방향 유격이 감소되거나 대체로 없어질 수 있다.
상기 제 2 상대 베어링 쉘은 적어도 하나의 제 4 잠금 핀 둘레면 쉘과 상호 작용하는 제 4 베어링을 가질 수 있다. 상기 제 4 잠금 핀 둘레면 쉘은 축방향으로 상기 제 1 및 제 2 베어링 쉘 사이에서 특히 잠금 핀의 상기 기단부의 영역에, 예컨대 핀 헤드의 말단 쉘에 그리고/또는 핀 축에 있는 핀 헤드에 축방향으로 인접하여 위치될 수 있다. 그 결과, 잠금 핀은 이 제 4 잠금 핀 둘레면 쉘의 영역에서 특히 반경 방향으로 상기 제 4 베어링에 대해 중심 맞춤되어 위치될 수 있다. 제 4 잠금 핀 둘레면 쉘의 영역에서 잠금 핀이 중심 맞춤되고 또한 가능하게는 반경 방향으로 위치됨으로써, 잠금 핀과 부시 베어링의 제 2 단부 사이의 반경 방향 유격이 감소되거나 대체로 없어질 수 있다.
적어도 핀 헤드와 핀 축의 외부 표면을 덮는 오버레이 코팅을 잠금 핀이 가지면, 제 1 및/또는 2 관절 연결식 아암과 잠금 핀 사이의 측정 공차에 대한 보상이 이루어질 수 있다. 오버레이 코팅은 매끄러운 테플론과 같은 매끄러운 층으로 설계될 수 있다. 매끄러운 층으로 된 오버레이 코팅은 잠금 핀과 가능하게는 반경 방향으로 위치되는 이들 중심 맞춤 베어링 사이의 마찰을 감소시킨다. 오버레이 코팅이 또한 오버레이 코팅으로 덮히는 잠금 핀의 부분의 부드러움 정도 또는 탄성 보다 큰 부드러움 정도 또는 탄성을 가지면, 오버레이 코팅은 제 1, 2, 3 및/또는 4 잠금 핀 둘레면 쉘의 영역에서, 적어도 일부 영역에서 함께 가압될 수 있고, 그래서 측정 공차를 보상할 수 있다.
상기 잠금 핀과 잠금 쉘 사이의 연결부는, 베이요넷 연결부, 신속 잠금 연결부, 스냅 잠금 연결부 및/또는 부목(splint) 연결부로 설계될 수 있다. 연결부는 상기 잠금 핀과 잠금 쉘 사이에서 제 1 관절 연결식 아암의 상기 제 1 베어링 쉘 및/또는 제 2 베어링 쉘에 위치될 수 있다.
잠금 쉘이 제 1 베어링 쉘에 또는 이를 위해 위치되면, 잠금 핀의 말단부는 제 1 베이요넷 연결부를 통해 제 1 베어링 쉘 안에 그 위에 잠금될 수 있다. 일 대안으로서, 잠금 핀의 말단부는 스냅-잠금 연결부, 부목 연결부로, 특히 부복 또는 신속 잠금 연결부에 의해 또는 신속 잠금 링 디스크에 의해 제 1 베어링 쉘 안에 또는 그 위에 잠금될 수 있다. 이러한 잠금은 잠금 핀이 그의 기단부의 방향으로 축방향으로 변위되는 것을 막는 작용을 할 수 있다. 말단부에서의 이러한 잠금을 통해, 잠금 핀은 스위블 조인트 시스템에 고정되어 분실되지 않는다.
대안적인 또는 추가적인 잠금 쉘이 제 2 베어링 쉘에 또는 그를 위해 위치되면, 잠금 핀의 기단부, 특히 핀 헤드는 제 2 베이요넷 연결부를 통해 제 2 베어링 쉘 안에 또는 그 위에 잠금될 수 있다. 일 대안으로서, 핀 헤드는 스냅-잠금 연결부, 부목 연결부로, 특히 부복 또는 신속 잠금 연결부에 의해 또는 신속 잠금 링 디스크에 의해 제 2 베어링 쉘 안에 또는 그 위에 잠금될 수 있다. 기단부에서의 잠금은 잠금 핀이 그의 기단부의 방향으로 축방향으로 변위되는 것을 막는 작용을 할 수 있고 잠금 핀을 스위블 조인트 시스템에 고정시키거나 유지하게 되며 그래서 잠금 핀이 분실되지 않는다.
상기 제 2 관절 연결식 아암은 특히 스프링 요소에 의해 축방향으로 상기 제 1 관절 연결식 아암에 대해 편향될 수 있다. 이러한 텐싱(tensing)을 얻기 위해, 스위블 조인트 시스템은 제 1 및 제 2 단부를 갖는 스프링 요소를 포함할 수 있다. 스프링 요소는, 그의 제 1 단부가 특히 제 1 상대 베어링 쉘의 영역에서 제 2 관절 연결식 아암에 있는 상태에서, 직접 또는 잔접적으로 지지될 수 있다. 스프링 요소는, 그의 제 2 단부가 잠금 핀에 있는 지지면에 상태에서 또한 직접 또는 잔접적으로 지지될 수 있다. 지지면은 잠금 핀의 기단부, 예컨대 핀 헤드 또는 핀 축에서 핀 헤드의 근처에서 또는 핀 헤드와 핀 축 사이의 천이부에서 링 칼라에 설계될 수 있다. 스프링 요소에는 잠금 핀, 특히 핀 축이 통과할 수 있다. 제 1 및 제 2 단부가 간접적으로 지지되는 경우, 예컨대 테플론으로 만들어진 슬라이딩 요소가 스프링 요소의 각 단부와 상호 작용 지지면 사이에 배치될 수 있다. 스프링 요소는 코일 스프링, 디스크 스프링 또는 다수의 디스크 스프링(그의 적층체)일 수 있다. 예압(pre-tensing)에 의해 제 1 및 제 2 관절 연결식 아암 사이의 축방향 유격이 감소되거나 없어진다.
제 1 부시 베어링은 원추형 내부 또는 외부 표면을 가질 수 있고, 부시 베어링의 제 1 단부는 상보적인 원추형 외부 또는 내부 표면을 가질 수 있다. 이들 원추형 표면은, 제 1 단부가 예압을 통해 유격 없이 대개 반경 방향 및 축방향으로 제 1 베어링 쉘 위에 또는 그 안에 위치되도록 상호 작용할 수 있다. 이러한 목적으로, 축방향 단면에서 볼 때, 제 1 베어링 쉘은 컵 형태, 특히 동축 컵 형태를 가질 수 있고, 부시 베어링의 제 1 단부는 상보적인 동축 컵 형태를 가질 수 있다.
스위블 조인트 시스템은, 핀 축이 통과하는 개구 및 제 4 베어링에 대한 중심 표면으로서의 효과를 가질 수 있는 주변 외부 표면을 갖는 중심 맞춤 요소를 또한 포함할 수 있다. 따라서, 잠금 핀은 특히 반경 방향으로 제 2 상대 베어링 쉘에 대해 중심 맞춤되어 위치될 수 있다. 일 대안으로서, 스위블 조인트 시스템은, 핀 축이 통과하는 개구 및 제 2 베어링에 대한 중심 표면으로서의 효과를 가질 수 있는 주변 외부 표면을 갖는 중심 맞춤 요소를 포함할 수 있다. 따라서, 잠금 핀은 특히 반경 방향으로 제 2 베어링 쉘에 대해 중심 맞춤되어 위치될 수 있다. 상기 오버레이 코팅에 대한 일 대안으로서 또는 추가적으로, 중심 맞춤 요소는 제 1 및/또는 2 관절 연결식 아암과 잠금 핀 사이의 측정 공차의 평형을 유발할 수 있다.
이미 언급한 바와 같이, 원추형 링 칼라는 핀 축과 핀 헤드 사이의 천이부에서 잠금 핀에 설계될 수 있다. 전술한 바와 같이 제공되는 중심 요소는 스프링 요소의 제 2 단부와 원추형 링 칼라 사이에 배치될 수 있다. 또한, 중심 맞춤 요소는, 핀 헤드의 방향으로 축방향으로 영향을 주는 원추형 링 칼라에 대한 스프링 요소의 축방향 탄성력의 영향 하에서 반경 방향 외측으로 벌려질 수 있도록 설계될 수 있고, 따라서 중심 맞춤 요소의 상기 주변 외부 표면은 상기 제 2 베어링 및/또는 제 4 베어링에 가압될 수 있다.
중심 맞춤 요소는 다음과 같은 형태 중의 하나를 갖는다:
(A) 상기 중심 맞춤 요소의 주변 외부 표면은 원주 방향 표면일 수 있다. 중심 맞춤 요소는 O-링과 유사한 링 또는 링 디스크일 수 있다.
(B) 상기 중심 맞춤 요소는 반경 방향으로 연장되어 있는 슬릿을 가질 수 있고, 그 슬릿은 반경 방향 내측 단부에서 상기 개구 안으로 이어져 있고 반경 방향 외측 단부에서는 개방되어 있다. 상기 주변 외부 표면은 상기 슬릿 때문에 개방되어 있는 부분을 제외하고는 원주 방향으로 개구를 둘러싸는 표면일 수 있다.
(C) 상기 중심 맞춤 요소의 주변 외부 표면은, 원주 방향으로 서로 떨어져서 특히 고르게 분산되어 있는 적어도 2개, 바람직하게는 3개의 둘레면 세그먼트를 포함할 수 있다. 이들 둘레면 세그먼트는 반경 방향 외측 원통 벽 세그먼트일 수 있다.
상기 중심 맞춤 요소는 원추형 링 칼라와 대향하는 단부에서 다음을 포함할 수 있다:
(ⅰ) 원주 방향으로 완전히 또는 중단되어 상기 개구 주위에 쐐기형으로 설계되어 있고, 회전 축선에 대해 반경 방향 경사각을 갖는 적어도 하나의 모따기부 또는 프로파일. 상기 경사각은 특히 원추형 링 칼라의 원추각에 대응한다.
(ⅱ) 원주 방향으로 서로 이격되어 있고 이상적인 경우에는 고르게 분산되어 있으며, 회전 축선에 대해 반경 방향 경사각을 갖는 적어도 2개, 바람직하게는 3개의 원호형 모따기부 또는 끝면. 상기 경사각은 원추형 링 칼라의 원추각에 대응한다.
(ⅲ) 반경 방향으로 간격을 두고 그리고/또는 원주 방향으로 배치되는 다수의 결정 또는 끝면. 중심 맞춤 요소의 축선까지의 반경 또는 거리가 다른 끝면들은 축방향으로 엇갈려 배치될 수 있다. 축방향 정렬 불량은 더 작은 반경을 갖는 끝면에 대해서는 더 작게 될 수 있고 또는 더 큰 반경을 갖는 끝면에 대해서는 더 크게 될 수 있으며, 특히 잠금 핀의 원추형 링 칼라의 원추각에 따라 중심 맞춤 요소의 끝면과 상호 작용할 수 있다. 끝면의 적어도 일 부분은 축방향으로 원형으로 또는 원호 형태로 중심 맞춤될 수 있다.
(A), (B) 및/또는 (C) 형태 그리고 (ⅰ), (ⅱ) 및/또는 (ⅲ) 형태에서, 중심 맞춤 요소는 단일체일 수 있고/있거나 탄성 재료로 제조될 수 있다.
제 1 및 제 2 관절 연결식 아암은 예컨대 플라스틱 또는 가압 주조로 제조될 수 있다. 잠금 핀 또한 플라스틱으로 특히 가압 주조법으로 제조될 수 있다. 중심 맞춤 요소는 고무와 같은 탄성 재료 또는 플라스틱으로 제조될 수 있고 가압 주조법으로 성형될 수 있다. 스위블 조인트 시스템의 상기한 부품, 즉 제 1 및 제 2 관절 연결식 아암, 잠금 핀 및 중심 맞춤 요소가 플라스틱으로 만들어진다면, 스위블 조인트 시스템은 제조하기가 저렴하고 부식에 대해 크게 보호된다.
플라스틱으로 제조하는 것에 대한 일 대안으로, 잠금 핀은 금속, 황동과 같은 금속 합금 또는 다른 금속 재료로 제조될 수 있다. 이러한 잠금 핀으로 인해, 스위블 조인트 시스템은 특별한 안정성과 비틀림 강성을 갖게 된다. 중심 맞춤 요소는 금속, 황동과 같은 금속 합금 또는 다른 금속 재료로 제조될 수 있다.
스위블 조인트 시스템은 마찰 조인트로 만들어질 수 있다. 마찰 조인트로서의 설계에서, 제 1 베어링 쉘은 제 1 마찰면을 가질 수 있는데, 이 마찰면은 회전 축선에 대해 적어도 부분적으로 원추형이고, 둥글고 컵형이며 축방향 단면 프로파일에서 회전 축선에 대해 대체로 균일하고 주로 대칭적인 사다리꼴인 형태로 되어있고, 원주 방향으로 엇갈려 있고 특히 고르게 분산되어 적어도 부분적으로 반경 방향으로 있는 최소 3개의 크로스피스를 가지며, 파형으로 되어 있거나 주로 평평하고 회전 축선에 주로 수직이다. 부시 베어링의 제 1 상대 베어링 쉘은 상기 제 1 마찰 표면에 적어도 부분적으로 상보적이고 그 제 1 마찰 표면과 상호 작용하는 인 제 2 마찰 표면을 갖는다. 제 1 및 제 2 관절 연결식 아암의 상대적인 회전으로 인한 마찰의 강도는, 마찰 표면의 연삭, 연마 또는 슬라이딩 층 또는 제동 층의 도포를 포함하여, 스프링 요소에 의한 예압의 강도 및 표면의 형태에 의해 결정된다.
이에 대한 일 대으로서 또는 추가적으로, 스위블 조인트 시스템은 랫칭 힌지 조인트이다. 랫칭 힌지 조인트로서의 형태의 제 1 변형예에서, 상기 제 1 베어링 쉘은, 적어도 부분적으로 조인트 축선에 주로 수직하게 설계되어 있는 제 1 랫칭 표면을 가질 수 있고, 상기 제 1 상대 베어링 쉘은 적어도 부분적으로 조인트 축선에 주로 수직하게 설계되어 있는 제 2 랫칭 표면을 가질 수 있다. 제 2 랫칭 표면은 제 1 랫칭 표면과 상보적이고 그와 상호 작용할 수 있다. 랫칭 힌지 조인트로서의 형태의 제 2 변형예에서, 상기 부시 베어링의 둘레면 쉘은 제 1 랫칭 표면을 가질 수 있고, 상기 제 1 관절 연결식 아암은 상기 제 1 및 제 2 베어링 쉘 사이에서 표면 쉘을 가질 수 있고, 표면 쉘은, 이 표면 쉘은 제 2 랫칭 표면을 갖는다. 제 1 및 제 2 관절 연결식 아암의 상대적인 회전에 대한 랫칭의 효과의 강도는, 예컨대 랫칭 깊이 및 랫칭을 위한 경사각을 포함하여, 스프링 요소에 의한 예압의 강도 및 랫칭 표면의 로크인 게이트의 형태에 의해 결정된다.
본 발명의 제 2 양태에 따르면, 거울을 차량에 부착하기 위한 거울 홀더가 제공된다. 본 발명에 따르면, 거울 홀더는 제 1 양태에 따른 스위블 조인트 시스템을 갖는다.
본 발명의 제 3 양태에 따르면, 거울 헤드 및 제 2 양태에 따른 거울 홀더를 포함하는 거울 장치가 제공된다.
상기 스위블 조인트 시스템을 사용하여 거울을 차량에 부착함으로써, 제 1 관절 연결식 아암은 차량에 부착되는 관절 연결식 아암이 될 수 있고, 제 2 관절 연결식 아암은, 조인트 연결부를 형성하는 단부의 반대편에 있고 거울을 유지하는 거울 유지부를 가질 수 있다. 이에 대한 일 대안으로서, 제 2 관절 연결식 아암이 차량에 부착되는 관절 연결식 아암이 될 수 있고, 제 1 관절 연결식 아암은, 조인트 연결부를 형성하는 제 1 및 제 2 베어링 쉘을 갖는 단부의 반대편에 있는 단부에 있고 거울을 보유하는 거울 보유부를 가질 수 있다.
양 경우, 거울은 거울 보유부에 대해 회전할 수 있다. 또한, 스위블 조인트 시스템은 양 경우, 제 1 베어링 쉘이 제 2 베어링 쉘 위에 배치되거나 대안적으로 제 2 베어링 쉘이 제 1 베어링 쉘 위에 배치되도록 차량에 결합될 수 있다.
양 경우, 캐리어 아암부, 또는 대개 서로 평행한 2개의 보유 아암부가, 조인트 연결부를 형성하는 단부와 거울 보유부 사이에서, 거울을 보유하는 관절 연결식 아암에 설계될 수 있다. 2개의 보유 아암부를 갖는 형태에서는, 거울 보유 관절 연결식 아암의 공기역학적 특성(예컨대, 바람 저항) 및/또는 외관을 개선하기 위해 바람 통과 개구가 두 보유 아암부 사이에 설계될 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 스위블 조인트 시스템의 샘플 설계를 더 자세히 설명하도록 한다.
도 1 은 본 발명에 따른 스위블 조인트 시스템의 제 1 설계예를 나타내는 것으로, 특히 차량에 부착되는 스위블 조인트 시스템의 정면도를 나타낸다.
도 2 는 스위블 조인트 시스템을 (도 1 에서) 우측에서 본 것을 나타낸다.
도 3 은 도 1 의 스위블 조인트 시스템을 도 1 의 방향에서 본 부분 단면도로, 제 1 관절 연결식 아암 및 제 2 관절 연결식 아암의 일 부분은 조인트 축선의 레벨에서 절단 제거되어 있다.
도 4 는 도 3 의 스위블 조인트 시스템의 확대도이다.
도 5 는 도 4 와 유사한, 스위블 조인트 시스템의 제 2 설계예의 부분 단면도이다.
도 6 은 도 5 의 스위블 조인트 시스템의 확대도이다.
도 7, 7a, 7b, 7c, 및 7d 는 본 발명에 따른 스위블 조인트 시스템에 결합될 수 있는 중심 맞춤 요소의 다른 형태들을 나타낸다.
도 8 은 도 4 와 유사한, 스위블 조인트 시스템의 제 3 설계예의 부분 단면도이다.
도 2 는 스위블 조인트 시스템을 (도 1 에서) 우측에서 본 것을 나타낸다.
도 3 은 도 1 의 스위블 조인트 시스템을 도 1 의 방향에서 본 부분 단면도로, 제 1 관절 연결식 아암 및 제 2 관절 연결식 아암의 일 부분은 조인트 축선의 레벨에서 절단 제거되어 있다.
도 4 는 도 3 의 스위블 조인트 시스템의 확대도이다.
도 5 는 도 4 와 유사한, 스위블 조인트 시스템의 제 2 설계예의 부분 단면도이다.
도 6 은 도 5 의 스위블 조인트 시스템의 확대도이다.
도 7, 7a, 7b, 7c, 및 7d 는 본 발명에 따른 스위블 조인트 시스템에 결합될 수 있는 중심 맞춤 요소의 다른 형태들을 나타낸다.
도 8 은 도 4 와 유사한, 스위블 조인트 시스템의 제 3 설계예의 부분 단면도이다.
도 1 내지 4 에 있는 제 1 설계예는 본 발명에 따른 회전 조인트 시스템(10)을 나타내는데, 이는 거울을 차량(미도시)에 회전 가능하게 부착하는 데에 사용될 수 이다. 스위블 조인트 시스템(10)은, 차량에 부착되며 제 1 및 제 2 베어링 쉘(120, 130)과 잠금 쉘(140)을 갖는 제 1 관절 연결식 아암(100), 거울을 보유할 수 있고 단부(202)를 가지며 이 단부는 스위블로서 스위블 조인트를 통해 제 1 관절 연결식 아암(100)에 연결되고 제 1 및 제 2 상대 베어링 쉘(220 230)을 갖는 부시 베어링(210)이 제 1 및 제 2 베어링 쉘(120, 130) 사이에 위치되는 제 2 관절 연결식 아암(200), 및 기단부(302)와 말단부(304)를 가지며 두 관절 연결식 아암(100, 200)의 회전 연결에 사용되는 잠금 핀(300)(도 3 및 4 참조)을 포함한다. 제 1 관절 연결식 아암(100)의 베어링 쉘(120, 130)은 스위블 조인트의 조인트 축선(102)을 함께 규정한다. 제 2 관절 연결식 아암(200)의 상대 베어링 쉘(220, 230)이 위치된다. 제 2 관절 연결식 아암(200)의 제 1 상대 베어링 쉘(220)은 제 1 관절 연결식 아암(100)의 제 1 베어링 쉘(120)과 상호 작용한다. 제 2 관절 연결식 아암(200)의 제 2 상대 베어링 쉘(230)은 제 1 관절 연결식 아암(100)의 제 2 베어링 쉘(130)과 상호 작용한다. 잠금 핀(300)은 주로 조인트 축선(102)과 동축으로 위치되며, 제 1 베어링 쉘(120), 제 1 및 제 2 상대 베어링 쉘(220, 230)을 갖는 부시 베어링(210), 및 제 2 베어링 쉘(130)을 관통한다.
잠금 핀(300)은, 기단부(302)에 있는 큰 직경의 핀 헤드(306), 핀 헤드(306)로부터 말단부(304) 까지 연장되어 있는 핀 축(308), 및 핀 헤드(306)와 핀 축(308) 사이의 천이부에 형성되어 있는 링 칼라(310)를 포함한다. 도 1 내지 6 및 8 에 나타나 있는 설계예에서, 링 칼라(310)는, 이하에서 더 자세히 설명하는 이유로, 원추형이고 말단부(304)의 방향으로 테이퍼져 있다.
제 1 베어링 쉘(120)은 제 1 베어링(122)을 갖는다. 이 제 1 베어링(122)은 조인트 축선(102)과 동축이며 제 1 잠금 핀 둘레면 쉘(340)과 상호 작용하게 되며, 이는 잠금 핀(300)의 말단부(304)의 영역에 위치되어 있다. 따라서, 잠금 핀(300)은 제 1 잠금 핀 둘레면 쉘(340)의 영역에서 제 1 베어링(122)에 대해 중심 맞춤되며 제 1 잠금 핀 둘레면 쉘(340)의 형태에 따라 반경 방향으로 위치된다. 제 2 베어링 쉘(130)은 제 2 베어링(132)을 갖는다. 제 2 베어링 쉘(130)은 조인트 축선(102)과 동축이며 적어도 하나의 제 2 잠금 핀 둘레면 쉘(342)과 상호 작용하게 되며, 이는 잠금 핀(300)의 기단부(302)의 영역에 위치되어 있다. 따라서, 잠금 핀(300)은 제 2 잠금 핀 둘레면 쉘(342)의 영역에서 제 2 베어링(132)에 대해 중심 맞춤되며 제 2 잠금 핀 둘레면 쉘(342)의 형태에 따라 반경 방향으로 배치된다.
제 1 상대 베어링 쉘(220)은 제 3 베어링(222)을 갖는다. 이 제 3 베어링(222)은 적어도 하나의 제 3 잠금 핀 둘레면 쉘(344)과 상호 작용하게 되는데, 이 쉘은 잠금 핀(300)의 말단부(304)의 영역에서 축방향으로 제 1 및 제 2 베어링 쉘(120, 130) 사이 또는 제 1 및 제 2 잠금 핀 둘레면 쉘(340, 342) 사이에 위치된다. 제 3 잠금 핀 둘레면 쉘(344)의 영역에서 잠금 핀(300)과 제 3 베어링(222)은 서로에 대해 중심 맞춤된다. 또한, 제 4 베어링(232)이 제 2 상대 베어링 쉘(230)에 있다. 이 제 4 베어링(232)은 적어도 하나의 제 4 잠금 핀 둘레면 쉘(344)과 상호 작용하게 되는데, 이 쉘은 잠금 핀(300)의 기단부(302)의 영역에서 축방향으로 제 1 및 제 2 베어링 쉘(120, 130) 사이 또는 제 1 및 제 2 잠금 핀 둘레면 쉘(340, 342) 사이에 위치된다. 제 4 잠금 핀 둘레면 쉘(344)의 영역에서 잠금 핀(300)과 제 4 베어링(232)은 서로에 대해 중심 맞춤된다.
더 정확하게는, 잠금 핀(300)은 그의 말단부(304)(그의 제 1 잠금 핀 둘레면 쉘(340))에서 제 1 베어링 쉘(120)에 대해 중심맞춤되며 또한 그의 기단부(302)(그의 제 2 잠금 핀 둘레면 쉘(342))에서는 제 2 베어링 쉘(130)에 대해 중심 맞춤되며,반경 방향으로 위치되며, 그래서 그의 축선이 축방향으로 서로 이격되어 있는 쉘(340, 342) 모두에서 조인트 축선(102)에 대해 동축으로 고정된다. 그러므로, 제 2 관절 연결식 아암(200)의 제 1 상대 베어링 쉘(220)은 제 3 베어링(222)과 제 3 잠금 핀 둘레면 쉘(344)의 상호 작용을 통해 조인트 축선(102)에 대해 중심 맞춤되고 반경 방향으로 위치된다. 따라서, 제 2 관절 연결식 아암(200)의 제 2 상대 베어링 쉘(230)도 제 4 베어링(232)과 제 4 잠금 핀 둘레면 쉘(346)의 상호 작용을 통해 조인트 축선(102)에 대해 중심 맞춤되고 반경 방향으로 위치된다. 조인트 축선(102)에 대한 반경 방향 유격이 주어져 있는 경우, 제 1 및 제 2 잠금 핀 둘레면 쉘(340, 342) 사이의 축방향 거리 또는 제 1 및 제 2 베어링(122, 132) 사이의 축방향 거리가 클 수록, 제 1 관절 연결식 아암의 상대적인 고정이 더 안정적으로 된다. 마찬가지로, 조인트 축선(102)에 대한 반경 방향 유격이 주어져 있는 경우, 제 3 및 4 잠금 핀 둘레면 쉘(344, 346) 사이의 축방향 거리 또는 제 3 및 4 베어링(222, 232) 사이의 축방향 거리가 클 수록, 제 2 관절 연결식 아암의 상대적인 고정이 더 안정적으로 된다.
잠금 핀(300)은 제 1 관절 연결식 아암(100)의 잠금 쉘(140)에서 제 1 관절 연결식 아암(100)과 결합할 수 있고 거기서 내장 상태로 제 1 관절 연결식 아암(100)과 잠금될 수 있다. 잠금 핀(300)과 잠금 쉘(140) 사이의 연결 및 잠금부는 제 1 베어링 쉘(120) 및/또는 제 2 베어링 쉘(130)에 배치될 수 있다. 잠금 핀(300)과 잠금 쉘(140) 사이의 연결부는 베이요넷 연결부, 신속 잠금 연결부, 스냅 잠금 연결부 및/또는 부목(splint) 연결부로 설계될 수 있다. 도 1 내지 4 에 나타나 있는 제 1 설계예에서, 잠금 쉘(140)은 제 1 베어링 쉘(120)에서 제 1 베이요넷 연결부(320)로 설계되어 있다. 도 5 및 6 에 나타나 있는 제 2 설계예 및 도 8 에 나타나 있는 제 3 설계예에서, 잠금 쉘(140)은 제 2 베어링 쉘(130)에 배치되고 제 2 베이요넷 연결부(330)로 설계되어 있다.
스위블 조인트 시스템(10)은 또한 스프링 요소(400)를 갖는다(도 3 및 4 참조). 이 스프링은 제 1 관절 연결식 아암(100)에 대항하여 제 2 베어링 쉘(130)에서 제 1 베어링 쉘(120)로 향하는 방향으로 제 2 관절 연결식 아암(200)을 축방향으로 예압하기 위해 사용된다. 스프링 요소(400)는 제 1 및 제 2 단부(402, 404)를 가지며 코일 스프링으로 되어 있어, 핀 축(308) 상으로 슬라이딩될 수 있고 슬라이딩되면 핀 축(308)에 의해 관통될 수 있다. 스프링 요소(400)는 그의 제 2 단부(404)에서 도 1 내지 4 에 더 자세히 나타나 있는 제 1 관절 연결식 아암(100)과의 잠금되는 잠금 핀(300)에서 핀 축(308)과 핀 헤드(306) 사이의 천이부에 형성되어 있는 링 칼라(310)에 지지된다. 스프링 요소(400)는 그의 제 1 단부(402)로 제 2 관절 연결식 아암(200)의 제 1 상대 베어링 쉘(220)에 지지되며 제 1 상대 베어링 쉘(220)을 제 1 베어링 쉘(120)에 가압한다. 결과적으로, 제 1 관절 연결식 아암(100)에 대한 제 2 관절 연결식 아암(200)의 축방향 유격이 감소되고 대개는 없어지게 된다.
도 1 내지 6 및 8 에 나타나 있는 제 1, 2 및 3 설계예에서, 스위블 조인트 시스템(10)은 랫칭 힌지 조인트로 설계되어 있다. 제 1 베어링 쉘(120)은 조인트 축선(102)에 주로 수직으로 위치되는 제 1 랫칭 표면(110)(도 4 에 나타나 있음)을 가지며, 제 1 상대 베어링 쉘(220)은 조인트 축선(102)에 주로 수직으로 위치되는 제 2 랫칭 표면(226)(도 4 에 나타나 있음)을 가지며, 제 2 랫칭 표면은 제 1 랫칭 표면(110)에 상보적이고 그와 상호 작용하게 된다. 제 1 및 제 2 랫칭 표면(110, 226)은 각 경우 조인트 축선(102) 주위의 원주 방향으로 위치되어 있는 캣치(원주 방향으로 경사 횡면을 가짐), 및 원주 방향으로 경사 측면(상기 경사 횡면에 상보적임)을 갖는 랫칭 오목부를 갖는다. 도 4 에서, 제 2 랫칭 표면(226)만 볼 수 있고, 제 1 랫칭 표면(110)은 참조 번호로 암시되어 있다. 상보적인 형성 때문에 또한 스프링 요소(400)에 의해 주어지는 제 1 베어링 쉘(120)에 대한 제 1 상대 베어링부(220)의 예압 하에서, 제 2 랫칭 표면(226)의 캣치는 제 1 렛칭 표면(110)의 랫칭 오목부에 결합하고 제 1 랫칭 표면(110)의 캣치는 제 2 랫칭 표면(226)의 랫칭 오목부에 결합하게 된다. 랫칭 조인트 힌지가 이러한 형태로 되어 있기 때문에, 제 2 관절 연결식 아암(200)은 조인트 축선(102)에서 제 1 관절 연결식 아암(100)에 대해 회전할 수 있고(회전 운동 중에 캣치는 상보적인 랫칭 오목부로부터 빠지게 되지만), 회전 운동의 끝에서 원주 방향으로 오프셋되어 있는 랫칭 위치에 있는 캣치가 엇갈려 있는 랫칭 오목부에 결합(잠금)될 때까지 제 2 관절 연결식 아암(200)의 부시 베어링(210)은 캣치의 축방향 높이 또는 랫칭 오목부의 깊이에 따라 스프링 요소(400)에 의해 주어지는 예압의 유효 방향의 반대 방향으로(즉, 축방향으로 제 1 베어링 쉘(120)로부터 제 2 베어링 쉘(130)로 향하는 방향) 일시적으로 오프셋되며, 베어링(210)은 예압 방향(즉, 축방향으로 제 2 베어링 쉘(130)로부터 제 1 베어링 쉘(120)로 향하는 방향)으로 스프링 요소(400)에 의해 주어지는 예압을 받으면서 그의 원래의 축방향 위치로 되돌아 가게 된다.
이미 언급한 바와 같이, 도 1 내지 4 에 있는 제 1 설계예에 나타나 있는 잠금 핀(300)은 제 1 관절 연결식 아암(100)의 제 1 베어링 쉘(120)에 있는 잠금 쉘(140)에 잠금되고, 이는 제 1 베이요넷 연결부(320)에 의해 이루어지게 된다. 제 1 베이요넷 연결부(320)는, 잠금 핀(300)의 말단부(304)에 있는 복수의(도 3 및 4 에서는 3개)제 1 베이요넷 연장부(332)(각 경우, 반경 방향 외측으로 연장되어 있고 원주 방향으로 엇갈려 있음), 및 제 1 베어링 쉘(120)(보다 정확히 말하면, 제 1 베어링(122))에 있는 복수의(도 3 및 4 에서는 3개) 상호 작용하는 제 1 베이요넷 칼라 세그먼트(126)(각 경우, 반경 방향 외측으로 연장되어 있고 원주 방향으로 분산되어 있음)(아래에서 더 자세히 설명할 것임)을 갖거나 그에 의해 형성된다.
도 4 를 참조하면, 상기 제 1 관절 연결식 아암(100), 제 2 관절 연결식 아암(200), 잠금 핀(300) 및 스프링 요소(400)로 이루어지는 제 1 설계예의 스위블 조인트 시스템(10)는 다음과 같이 만들어진다. 처음에, 스프링 요소(400)의 제 2 단부(404)가 축방향으로 핀 헤드(306)의 링 칼라(310)에 접촉할 때까지, 여기서 코일 스프링으로 된 스프링 요소(400)가 잠금 핀(300)의 핀 축(308) 위에서 슬라이딩된다. 그런 다음, 제 2 관절 연결식 아암(200)의 부시 베어링(210)이 제 1 관절 연결식 아암(100)의 제 1 및 제 2 베어링 쉘(120, 130) 사이에 제공되고, 부시 베어링(210)의 축선은 제 1 관절 연결식 아암(100)의 조인트 축선(102)과 주로 동축으로 향하게 된다. 그런 다음, 잠금 핀(300)은 그 위에 있는 스프링 요소(400) 및 이 스프링 앞에 있는 말단부(304)와 함께, 제 1 관절 연결식 아암(100)의 제 1 베어링 쉘(120)의 영역에 도달할 때까지 제 1 관절 연결식 아암(100)의 제 2 베어링 쉘(130), 제 2 관절 연결식 아암(200)의 부시 베어링(210)의 제 2 상대 베어링 쉘(230) 및 제 1 상대 베어링 쉘(220)을 통과하게 된다. 잠금 핀(300)의 말단부(304)를 제 1 베어링(122) 안에서 이송시킬 때, 베이요넷 연장부(322)가 축방향으로 제 1 베어링(122)의 제 1 베이요넷 칼라 세그먼트(126) 사이에서 말단부(304)를 통과하여 지날 수 있도록 잠금 핀(300)이 그의 축선 상에서 회전하게 된다. 그리고 잠금 핀(300)은 제 1 베이요넷 칼라 세그먼트(126)에 있는 제 1 베이요넷 연장부(322)를 지날 때가지 계속 슬라이딩할 것이다. 그런 다음, 제 1 베이요넷 연장부(332)가 축방향으로 제 1 베이요넷 칼라 세그먼트(126) 뒤에 와서 그와 결합할 때까지 잠금 핀(300)이 그의 축선 주위로 회전하게 되며, 그 결과, 잠금 핀(300)이 제 1 관절 연결식 아암(100)에 잠금된다. 베이요넷 연장부(332)와 제 1 베이요넷 칼라 세그먼트(126)에 있는 대응하는 언더컷은 후방 그립을 얻을 수 있다. 결합 후, 잠금 핀(300)은 이송 방향의 반대 방향으로 제거되거나 빠지지 못하고 그의 축방향 위치에 단단히 세팅된다.
제 1 베이요넷 연장부(332)는 둘레 외부 표면을 가지며, 이들 표면은 제 1 베어링(122)의 내부 표면 상에 있게 되며 그리하여 제 1 잠금 핀 둘레 쉘(340)을 함께 형성하게 되며, 이를 통해 잠금 핀(300)(보다 정확히 말하면 그의 말단부(304))이 제 1 베어링(122)에 대해 중심 맞춤된다.
잠금 핀(300)은 적어도 축방향으로 제 1 관절 연결식 아암(100) 또는 제 2 관절 연결식 아암(200)과 기본적으로 잠금되거나 세팅된다. 도 1 내지 4 및 도 5 및 6 에 나타나 있는 설계 형태에서, 잠금 핀(300)은 제 1 관절 연결식 아암(100)과 잠금된다. 잠금 핀의 말단부(304)가 전술한 바와 같이 쉘(130, 230, 220, 120)을 통과한 후에, 잠금 핀(300)은 반대 방향으로 빠지는 것이 방지되며 그의 축방향 위치에 고정된다. 잠금 핀(300)의 축방향 잠금은 기본적으로 다음과 같은 형태들 중의 하나에 따라 설계될 수 있다.
도 5 및 6 에 나타나 있는 스위블 조인트 시스템(10)에 대한 제 2 설계예는, 도 1 내지 4 에 나타나 있는 제 1 설계예와는 다음과 같은 점에서 다르다. 한편, 제 1 관절 연결식 아암(100)의 잠금 쉘(140)은 제 2 베어링 쉘(130)(보다 정확히 말하면, 제 2 베어링(132))의 영역에 위치되어 있고, 도 3 및 4 에 나타나 있는 제 1 베이요넷 연결부(320)(핀 축(310)의 말단부(304)와 제 1 베어링 쉘(120)(보다 정확히 말하면, 제 1 베어링(122)) 사이에서 작용함) 대신에, 기단부(302)(보다 정확히 말하면, 핀 헤드(306))의 영역과 제 2 베어링 쉘(130)(보다 정확히 말하면, 제 2 베어링(132)) 사이의 제 2 베이요넷 연결부(330)에 대해 작용한다. 다른 한편, 제 2 설계예에 있는 스위블 조인트 시스템(10)은 또한 중심 맞춤 요소(500)를 갖는데, 이 요소는 제 1 설계예에는 없는 것이다. 그의 구성과 기능은 아래에서 더 자세히 설명할 것이다.
제 2 베이요넷 연결부(330)는, 잠금 핀(300)의 기단부(302)에 있는 복수의(도 5 및 6 에서는 3개) 제 2 베이요넷 연장부(332)(각 경우, 반경 방향 외측으로 연장되어 있고 원주 방향으로 엇갈려 있음), 및 제 2 베어링 쉘(130)(보다 정확히 말하면, 제 2 베어링(132))에 있는 복수의(도 5 및 6 에서는 3개) 상호 작용하는 제 2 베이요넷 칼라 세그먼트(134)(각 경우, 반경 방향 외측으로 연장되어 있고 원주 방향으로 분산되어 있음)(아래에서 더 자세히 설명할 것임)을 갖거나 그에 의해 형성된다. 제 2 베이요넷 연장부(332)는, 도 1 내지 4 에 나타나 있는 제 1 설계예에서 제 1 베이요넷 연장부(322)가 제 1 베이요넷 칼라 세그먼트(124)와 작용하는 것과 동일한 방식으로 제 2 베이요넷 칼라 세그먼트(134)와 작용한다.
중심 맞춤 요소(500)는 잠금 핀(300)(보다 정확히 말하면, 핀 축(308))이 통과하는 개구(502), 및 하나 이상의 주변 외부 표면(504)을 갖는다. 이들 주변 외부 표면(504)은 제 2 베어링(132)에 대한 중심 맞춤 표면으로서 기능하거나, 또는 제 4 베어링(232)에 대한 중심 맞춤 표면으로서 기능하게 되며, 그래서 잠금 핀(300)은 중심 맞춤 요소(500)의 영역에서 제 2 베어링 쉘(130) 또는 제 2 상대 베어링 쉘(230)에 대해 중심 맞춤되며 대응하는 형태의 경우에는 반경 방향으로 위치된다. 도 5 및 6 에 나타나 있는 제 2 설계 형태에서, 중심 맞춤 요소(500)는 제 2 상대 베어링 쉘(230)의 영역에서 축방향으로 위치되고 다음에 더 자세히 설명하는 바와 같이 제 4 베어링(232)에 대한 중심 맞춤 표면으로서 기능한다.
설치된 상태에서, 중심 맞춤 요소(500)는 핀 축(308) 상으로 슬라이딩되어 스프링 요소(400)의 제 2 단부(404)와 잠금 핀(300)의 원추형 링 칼라(310) 사이에 위치된다. 중심 맞춤 요소(500)는, 서로 간격을 두고 반경 방향으로 배치되어 있는 복수의(여기서는 3개) 원호형 모따기부(508), 또는 조인트 축선(102)과 동심인 중심 맞춤 요소(500)의 대칭 축선에 대한 경사각(510)(잠금 핀(300)의 원추형 링 칼라(310)의 원추각(312)에 적어도 대략적으로 대응함)을 갖는 프로파일을 갖는 끝면을 가지며, 도 5 에 나타나 있는 바와 같이 원추형 링 칼라 상에 놓이게 된다. 중심 맞춤 요소(500)의 주변 외부 표면(504)은 원추형 링 칼라(310) 상에서 반경 방향 외측으로 벌려질 수 있고, 제 2 상대 베어링 쉘(230)의 영역에 있는 부시 베어링(210)의 내부 표면 상에 외측으로 벌려진 상태로 있을 수 있으며, 그래서 제 2 상대 베어링(230)에 대한 중심 맞춤 표면으로서 기능하고 이렇게 해서 잠금 핀(300)을 중심 맞춤시킨다.
이러한 중심 맞춤은 스프링 요소에 의해 주어지는 예압의 도움을 받게 된다. 스프링 요소(400)의 제 2 단부(404)는 사이에 배치되는 중심 맞춤 요소(500)를 통해 원추형 링 칼라(310) 상에 지지되고, 예압으로 중심 맞춤 요소(500)를 잠금 핀(300)의 기단부(302)의 방향으로(도 5 에서는 밑으로) 원추형 칼라 링(310)에 누르게 된다. 스프링 요소(400)의 탄성력(예압)과 원추형 링 칼라(310)의 상호 작용에 의해 중심 맞춤 요소(500)는 원추형 링 칼라(310) 상에서 반경 방향 외측으로 벌려질 수 있고, 그래서 그의 주변 외부 표면(504)이 부시 베어링(210)의 제 2 상대 베어링 쉘(230)의 내부 표면에 눌리게 되며 이렇게 해서 잠금 핀(300) 상에서 상대 베어링 쉘(230)에 대해 중심 맞춤된다. 중심 맞춤 요소(500)는 제 2 관절 연결식 아암(200)의 제 2 상대 베어링 쉘(230)의 치수에 대한 잠금 핀(300)(특히, 핀 헤드(306))의 크기의 반경 방향 차이 또는 다른 치수 공차를 보상하기 위한 것이다.
핀 축(306)이 통과할 수 있는 개구(502), 이 개구를 둘러싸 스프링 요소(400)의 제 2 단부(404)를 지지하는 지지 표면(506), 및 제 2 베어링 쉘(130) 또는 제 2 상대 베어링 쉘(230)의 내부 표면에 접촉할 수 있는 주변 외부 표면(504)을 가지며 또한 축방향 힘의 작용 하에서(전술한 바와 같이, 스프링 요소(400)를 통해) 잠금 핀(300)의 원추형 링 칼라(310) 상에서 외측으로 벌려질 수 있거나 또는 외측으로 벌려지는데 필요한 탄성을 갖는다면, 도 5 및 6 에 나타나 있는 중심 맞춤 요소(500)의 형태와는 다른 형태를 갖는 중심 맞춤 요소(500)도 생각할 수 있다. 도 7a 내지 7d 는 중심 맞춤 요소(500)에 대한 설계예들을 나타낸다.
도 7a 에 나타나 있는 형태에서, 중심 맞춤 요소(500)는 링 디스크(520)이고, 이의 개구(502)에는 핀 축(308)이 통과하며 상기 중심 맞춤 요소는 반경 방향으로 연장되어 있는 슬릿(522)을 가지며, 이 슬릿을 통해 중심 맞춤 요소가 반경 방향 외측으로 벌려질 수 있다.
도 5 및 6 에 나타나 있는 형태에 대응하는 도 7b 에 나타나 있는 형태에서, 중심 맞춤 요소(500)는, 핀 축(308)이 통과할 수 있는 개구(502)를 갖는 링 디스크(520)을 포함하고, 원주 방향 슬릿(532)과 외부 원통 벽 세그먼트(534)를 가지며, 이는 축방향으로 링 디스크(530)의 원형 가장자리부터 연장되어 있고 그의 외부 표면(504)은 중심 맞춤 요소(500)의 삽입 및 벌려진 상태에서 제 2 베어링(222) 및/또는 제 4 베어링(232)에 대한 중심 맞춤 표면을 형성하게 된다. 중심 맞춤 요소(500)는, 또한 외부 원통 벽 세그먼트(534)의 내부에서 그와 동심으로 반경 방향으로 배치되며 원 링 세그먼트(540)로부터 동일한 축방향으로 연장되어 있으나 외부 원통 벽 세그먼트(534)에는 못 미쳐 있는 내부 원통 벽 세그먼트(536)를 포함한다. 내외부 원통 벽 세그먼트(536, 534)의 축방향 연장의 차이로 인해 경사각(510)을 갖는 프로파일이 형성되며, 이 경사각은 적어도 대략 잠금 핀(300)의 원추형 링 칼라(310)의 원추각(312)에 대응하며, 상기 프로파일은 벌려질 때 원추형 링 칼라(310)와 상호 작용하게 된다.
도 7c 에 나타나 있는 설계 형태에서, 중심 맞춤 요소(500)는, 원형 링 쉘(540)(잠금 핀(300)(핀 축(308))이 통과할 수 있는 개구(502)를 둘러쌈), 원형 링 세그먼트(540)로부터 반경 방향 외측으로 연장되어 있는 적어도 2개(여기서는 바람직하게는 3개)의 설부(542), 및 이 설부(542)에 할당되어 있는 적어도 2개(여기서는 3개)의 외부 원통 벽 세그먼트(544)를 포함하며, 이 세그먼트는 각각의 설부로부터 축방향으로 연장되어 있다. 원통 벽 세그먼트(544)의 둘레 외부 표면(504)은 중심 맞춤 요소(500)의 삽입 및 별려진 상태에서 제 2 및/또는 제 4 베어링(132, 232)에 대한 중심 맞춤 표면을 형성한다. 도 7b 에 나타나 있는 설계 형태와 유사하게, 도 7c 의 중심 맞춤 요소(500)는 외부 원통 벽 세그먼트(544)에 할당되어 있는 내부 원통 벽 세그먼트(546)를 포함한다. 이들 내부 원통 벽 세그먼트(546)는 외부 원통 벽 세그먼트(542)의 내부에서 그와 동심으로 반경 방향으로 위치되며 각각의 설부(542)로부터 동일한 축방향으로 연장되어 있으나 외부 원통 벽 세그먼트(544)에는 못 미쳐 있다. 내외부 원통 벽 세그먼트(546, 542)의 축방향 연장의 차이로 인해 경사각(510)을 갖는 프로파일이 형성되며, 이 경사각은 적어도 대략 잠금 핀(300)의 원추형 링 칼라(310)의 원추각(312)에 대응하며, 상기 프로파일은 벌려질 때 원추형 링 칼라(310)와 상호 작용하게 된다.
도 7d 에 나타나 있는 설계 형태를 갖는 중심 맞춤 요소(500)는, 원형 링 부분(550)(핀 축(308)이 통과할 수 있는 개구(502)를 둘러쌈), 원형 링 부분(550)의 주변으로부터 축방향으로 연장되어 있는 적어도 2개(여기서는 바람직하게 3개)의 관 벽 세그먼트(552), 이 관 벽 세그먼트(552)에 할당되어 있는 적어도 2개(여기서는 3개)의 원형 링 세그먼트(554)(관 벽 세그먼트(552)의 각각의 축방향 단부로부터 반경 방향 외측으로 연장되어 있음), 및 원형 링 세그먼트에 할당되어 있는 적어도 2개(여기서는 3개)의 외부 원통 벽 세그먼트(556)를 포함하며, 이 세그먼트는 각각의 원형 링 세그먼트(554)로부터 축방향으로 연장되어 있고, 중심 맞춤 요소(500)의 삽입 및 별려진 상태에서 그의 주변 외부 표면(504)은 제 2 및/또는 4 베어링(132, 232)에 대한 중심 맞춤 표면을 형성한다. 도 7b 및 7c 에 나타나 있는 설계 형태와 유사하게, 도 7d 의 중심 맞춤 요소(500)는 외부 원통 벽 세그먼트(556)에 할당되어 있는 내부 원통 벽 세그먼트(558)를 또한 포함한다. 이들 내부 원통 벽 세그먼트(558)은 각 경우 외부 원통 벽 세그먼트(556)의 내부에서 그와 동심으로 위치되며 각각의 원 링 세그먼트(554)로부터 동일한 축방향으로 연장되어 있으나, 외부 원통 벽 세그먼트(556)에는 못 미쳐 있다. 여기서, 내외부 원통 벽 세그먼트(546, 542)의 축방향 연장의 차이로 인해 경사각(510)을 갖는 프로파일이 형성되며, 이 경사각은 적어도 대략 잠금 핀(300)의 원추형 링 칼라(310)의 원추각(312)에 대응하며, 상기 프로파일은 벌려질 때 원추형 링 칼라(310)와 상호 작용하게 된다. 관 벽 세그먼트(552)의 축방향 연장에 의해, 원추형 링 칼라(310)에 부착되도록 설계된 경사각(510)을 갖는 상기 프로파일과 스프링 요소(400)의 제 2 단부(404)를 위한 지지 표면(506) 사이에 축방향 오프셋이 있게 된다. 이러한 축방향 오프셋 때문에, 더 짧은 스프링 요소(코일 스프링)(400)을 사용할 수 있게 된다.
도 7a ∼ 7d 에 나타나 있는 형태에서, 중심 맞춤 요소(500)는 조인트 축선(102)에 동심인 대칭 축선 주위에서 원추형 링 칼라(310)와 대면하는 측에서 적어도 부분적으로 하나 이상의 원주 방향 모따기부(508)를 갖는다. 이 원주 방향 모따기부(508)는 핀 볼트(300)의 원추형 링 칼라(310)의 원추각(312)에 적어도 대략 대응하는 원추각(510)을 갖는다.
도 6 을 참조하면, 제 1 관절 연결식 아암(100), 제 2 관절 연결식 아암(200), 잠금 핀(300), 스프링 요소(400), 및 중심 맞춤 요소(500)를 포함하는 제 2 설계예에 따른 스위블 조인트(10)는 다음과 같이 만들어진다. 먼저, 스프링 요소(400)의 제 2 단부(404)가 축방향으로 중심 맞춤 요소(500)의 지지 표면(506)에 부딪히고 또한 중심 맞춤 요소(500)의 반대쪽 단부에 형성되어 있는 경사각(510)을 갖는 프로파일이 핀 헤드(306) 상의 링 칼라(310)에 부딪힐 때까지, 중심 맞춤 요소(500) 및 코일 스프링으로 된 스프링 요소(400)가 잠금 핀(300)의 핀 축(308) 위에서 슬라이딩된다. 그런 다음, 제 2 관절 연결식 아암(200)의 부시 베어링(210)이 제 1 관절 연결식 아암(100)의 제 1 및 제 2 베어링 쉘(120, 130) 사이에 제공되고, 부시 베어링(210)의 축선은 제 1 관절 연결식 아암(100)의 조인트 축선(102)과 주로 동축으로 향하게 된다. 그런 다음, 잠금 핀(300)은 그 위에 있는 중심 맞춤 요소(500) 및 스프링 요소(400)와 함께(말단부(304)는 스프링 요소 앞에 있음), 말단부(304)가 제 1 관절 연결식 아암(100)의 제 1 베어링 쉘(120)의 영역에 도달할 때까지, 제 1 관절 연결식 아암(100)의 제 2 베어링 쉘(130), 제 2 관절 연결식 아암(200)의 부시 베어링(210)의 제 2 상대 베어링 쉘(230) 및 제 1 상대 베어링 쉘(220)을 통과하게 된다. 잠금 핀(300)이 삽입될 때, 제 2 베이요넷 연장부(322)가 축방향으로 제 2 베어링(132)의 제 2 베이요넷 칼라 세그먼트(134) 사이에서 기단부(302; 보다 정확히 말하면, 핀 헤드(306)에 있는)를 통과하여 지날 수 있도록 잠금 핀(300)이 그의 축선 상에서 회전하게 된다. 그리고, 잠금 핀(300)은 제 2 베이요넷 칼라 세그먼트(134)에 있는 제 2 베이요넷 연장부(332)를 지날 때가지 계속 슬라이딩할 것이다. 그리고 나서, 제 2 베이요넷 연장부(332)가 축방향으로 제 2 베이요넷 칼라 세그먼트(134) 뒤에 와서 그와 결합할 때까지 잠금 핀(300)이 그의 축선 주위로 회전하게 되며, 그 결과, 잠금 핀(300)이 제 1 관절 연결식 아암(100)과 잠금된다. 베이요넷 연장부(334)와 제 1 베이요넷 칼라 세그먼트(126)에 있는 대응하는 언더컷은 후방 그립을 얻을 수 있다. 결합 후, 잠금 핀(300)은 이송 방향의 반대 방향으로 제거되거나 빠지지 못하고 그의 축방향 위치에 단단히 세팅된다.
제 2 베이요넷 연장부(332)는 둘레 외부 표면을 가지며, 이들 표면은 제 2 베어링(122)의 내부 표면 상에 있게 되며 그리하여 제 2 잠금 핀 둘레 쉘(342)을 함께 형성하게 되며, 이를 통해 잠금 핀(300)(보다 정확하게 말하면 그의 기단부(302))이 제 2 베어링(122)에 대해 중심 맞춤된다.
도 8 에 나타나 있는 제 3 설계예 및 도 5 및 6 에 나타나 있는 제 2 설계예에서는 공통적으로, 한편으로, 잠금 쉘(140)이 제 2 잠금 쉘(130)(보다 정확히 말하면, 제 2 베어링(132))의 영역에 위치되며 잠금 핀(300)(보다 정확히 말하면, 핀 헤드(306))과 제 2 베어링(132) 사이의 잠금은 제 2 베이요넷 연장부(330)를 통해 일어나며, 이 연장부는 도 6 에 나타나 있는 것과 유사하게 되어 있고, 다른 한편으로는, 중심 맞춤 요소(500)는 스프링 요소(400)의 제 2 단부와 잠금 핀(300)의 원추형 링 칼라(310) 사이에서 배치된다.
도 8 에 나타나 있는 제 3 설계예는, 잠금 핀(300)의 기단부(302)(보다 정확히 말하면, 핀 헤드(306))의 형태, 중심 맞춤 요소(500)의 형태, 제 1 상대 베어링 쉘(220)의 형태 및 제 2 관절 연결식 아암(200)의 거울 보유 부분(미도시)을 제 2 관절 연결식 아암(200)의 단부(202)에 연결하는 관절 연결식 아암부의 형태에 있어서 도 5 및 6 에 나타나 있는 제 2 설계예와 다르다. 이들 설계 차이 및 결과적으로 나타나는 이점의 차이는 아래에서 더 자세히 설명할 것이다.
제 3 설계예에 따른 잠금 핀(300)의 핀 헤드(306)는, 제 1 관절 연결식 아암(100)의 제 2 베어링 쉘(130)과 제 2 관절 연결식 아암(200)의 제 2 상대 베어링 쉘(230)의 영역에서 축방향으로 연장되어 있다. 이 핀 헤드(306)는 근위에 있는 제 1 핀 헤드 쉘(314)(제 2 베어링 쉘(130)의 영역 안으로 연장되어 있음), 및 제 1 핀 헤드 쉘(314)에 대해 원위에 있는 제 2 핀 헤드 쉘(316)을 갖는다. 이 제 2 핀 헤드 쉘(316)은 반경 방향으로 테이퍼져 있고 제 2 상대 베어링 부분(230)의 영역 안으로 연장되어 있다. 제 1 핀 헤드 부분(314)과 제 2 핀 헤드 부분(316) 사이의 천이부에는 다른 링 칼라(미도시)가 있다. 제 2 핀 헤드 부분(316)과 핀 축(308) 사이의 천이부에는 원추각(312)을 갖는 원추형 링 칼라(310)가 있으며, 이 링 칼라는 중심 맞춤 요소(500)와 상호 작용하게 되는데, 즉 도 5 내지 7 과 관련하여 제 2 설계예에 대해 설명한 바와 같이 스프링 요소(400)에 의해 발생되는 예압(축방향 힘)의 영향 하에서 중심 맞춤 요소를 외측으로 벌리도록 되어 있다.
여기서 제 2 베이요넷 연결부(330)는 제 2 설계예에 있는 제 2 베이요넷 연결부(330)(핀 헤드(306)와 제 2 베어링 쉘(130) 사이에서 작용함)와 유사하게 핀 헤드 쉘(314)과 제 2 베어링 쉘(130) 사이에서 작용한다.
도 8 에 나타나 있는 설계예의 다른 개량예에서, 잠금 핀(300)의 핀 헤드(306), 즉 제 1 및 제 2 핀 헤드 부분(314, 316) 및/또는 핀 축(308)은 원추형으로 설계될 수 있고 말단부(304)의 방향으로 테이퍼져 있을 수 있다. 잠금 핀(300)의 이러한 원추형 설계로 인해, 스위블 조인트 시스템의 부품(100 ∼ 500)의 조립시 잠금 핀(300)이 제 2 베어링 쉘(130), 제 2 상대 베어링 쉘(230), 제 1 상대 베어링 쉘(130) 및 제 1 베어링 쉘(120)을 통과해 쉽게 삽입될 수 있다.
도 8 에 나타나 있는 제 3 설계예의 중심 맞춤 요소(500)의 설계는 도 7d 에 나타나 있는 설계예와는 다음과 같은 정도로 대응하는데, 즉 도 8 에 있는 중심 맞춤 요소(500)는 스프링 요소(400)의 제 2 단부를 위한 개구(502) 주위의 지지 표면(506)과 핀 헤드(306)의 원추형 링 칼라(310)에의 부착을 위해 설계된 표면 사이에 축방향 오프셋을 가지고 있고, 이는 프로파일 및/또는 잠금 핀(300) 주위에서 경사각(510)을 갖는 적어도 부분적으로 원주 방향 모따기부(508)을 가지며, 그 경사각은 적어도 대략 원추형 링 칼라(310)의 원추각(312)에 대응한다. 이미 언급한 바와 같이, 이 축방향 오프렛으로 인해 축방향으로 짧은 스프링 요소(400)을 사용할 수 있다.
도 8 에 있는 중심 맞춤 요소(500)는 도 7d 에 나타나 있는 형태와 유사한 주변 외부 표면(504)을 갖는다. 설치된 상태에서, 주변 외부 표면(504)은 제 2 상대 베어링 쉘(230)(보다 정확히 말하면, 제 4 베어링(232))의 영역 안으로만 축방향으로 진입해 있는 것은 아니고 도 5 및 6 에 나타나 있는 제 2 설계예에서 처럼 베어링(230, 232)에 대한 중심 맞춤 표면으로서 작용하게 되며, 하지만 제 2 베어링 쉘(130)(보다 정확히 말하면, 제 2 베어링(132))의 영역 안으로도 진입해 있고, 이에 대한 중심 맞춤 표면으로서도 작용하게 된다. 제 3 설계예에서, 중심 맞춤 요소(500)는 잠금 핀(300)(특히, 핀 헤드(306))의 크기의 반경 방향 차이 및/또는 다른 치수 공차 그리고 제 2 관절 연결식 아암(200)의 제 2 상대 베어링 쉘(230)의 치수 및 제 1 관절 연결식 아암(100)의 제 2 베어링 쉘(130)의 치수에 대한 차이를 보상하는 역할을 한다.
도 8 에 나타나 있는 제 3 설계예에서, 부시 베어링(210)의 제 1 상대 베어링 쉘(220)은 일 부분에서("224" 에서) 조인트 축선(102)에 동축으로 컵으로 설계되어 있는데, 즉 제 1 상대 베어링 쉘(220)은, 제 1 베어링 쉘로 전환된는 컵 가장자리를 갖는 컵형 부분(224), 및 컵 가장자리에 대해 축방향 안쪽에 위치되어 있는, 제 2 상대 베어링 쉘(230)의 방향으로 오프셋되어 있는 컵 바닥을 포함한다. 제 3 베어링(222)은 컵 바닥에 설계되어 있다. 컵 바닥에는, 더 정확히 말해 컵 바닥에 있어서 제 2 상대 베어링 쉘(230)로 전환되는 측에서, 지지 표면은 스프링 요소(400)의 제 1 단부(402)를 위해 설계되어 있다. 컵형 부분(224)의 축방향 연장, 즉 컵 가장자리와 컵 바닥 사이의 축방향 오프셋으로 인해, 축방향으로 (더욱더) 짧은 스프링 요소(400)를 사용할 수 있다.
도 1 내지 6 및 8 을 참조하여 설명되었고 제 1, 2 및 3 설계예에 따른 스위블 조인트 시스템(10)은, 예컨대 두 관절 연결식 아암(100, 200) 중의 하나에 보유될 수 있는 외부 거울과 같은 거울 시스템(미도시)과 두 관절 연결식 아암(100, 200) 중의 다른 하나가 부착될 수 있는 차량 외벽(미도시) 사이의 회전 조인트를 제공하도록 되어 있다. 도 1 내지 6 및 8 에 나타나 있는 스위블 조인트 시스템(10)에서, 제 1 관절 연결식 아암(100)은 차량에 부착되며, 제 2 관절 연결식 아암(200)은 거울 시스템을 보유하도록 되어 있다. 제 1 관절 연결식 아암(100)은 차량을 향하는 측과 제 1 단부(도 1 내지 6 및 도 8 에서 위쪽) 및 제 2 단부(도 1 내지 6 및 도 8 에서 아래쪽)를 갖는 기본부(104), 제 1 단부로부터 차량 대향 측으로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 있는 제 1 홀딩 아암(142)을 포함하고, 이 제 1 홀딩 아암(142)은 말단부에서 제 1 베어링 쉘(120)을 갖는다. 제 1 관절 연결식 아암(100)은 또한, 제 2 단부로부터 차량 대향 측으로부터 멀어지는 방향으로 연장되어 있는 제 2 홀딩 아암(144)을 가지며, 이 제 2 홀딩 아암(144)은 말단부에서 제 2 베어링 쉘(130)을 가지며, 제 1 및 제 2 베어링 쉘(120, 130)은 서로를 향해 있고 제 1 및 제 2 홀딩 아암(142, 144)은 제 2 관절 연결식 아암(200)의 단부(202)를 에워싼다. 제 2 관절 연결식 아암(200)은 그의 일 단부에서, 제 1 및 제 2 베어링 쉘(120, 130) 사이에 위치되는 단부(202) 및 단부(202)의 반대쪽에 있는 단부에 배치되는 거울 보유 부분(미도시)를 포함하며, 그 거울 보유 부분에는 거울 시스템(미도시)이 위치되고 일반적으로 2개의 수직 위치로 회전할 수 있도록 제 2 관절 연결식 아암(200)에 대해 장착된다.
도 8 에 나타나 있는 제 3 설계예에서, 단부(202)는 캐리어 아암부(204)를 통해 거울 보유 부분(미도시)에 연결된다.
이와는 달리, 도 1 내지 4 및 5, 6 에 나타나 있는 제 1 및 제 2 설계예에 있는 단부(202)는 주로 서로 평행할 수 있는 2개의 보유 아암부(204, 206)를 통해 거울 보유 부분에 연결된다. 또한, 스위블 조인트 시스템(10)의 공기역학적 특성 및 전체적인 미적 인상을 개선하기 위해 바람 통과 개구(208)가 제 1 및 제 2 보유 아암부(204, 206) 사이에 포함되어 있다.
도 8 에 나타나 있는 설계계에서, 예컨대 전기 조절식 거울 헤드(미도시)(단부(202)의 반대쪽에 있는 제 2 관절 연결식 아암(200)의 단부에 배치됨)에 사용되는 건기를 공급하기 위한 케이블(30)이 스위블 조인트 시스템(10)에 설치되는데, 그 케이블은 제어 신호를 사용자에게 전달하고 그로부터 받기 위해 설치될 수도 있다. 중공 잠금 핀(300)의 기단부(302), 보다 정확히 말하면 핀 헤드(306)에서, 핀 헤드(306)의 내부로부터 밖으로 링 칼라(310)에 있는 개구(318)(도 6 에도 나타나 있음)를 통과하고 또한 부시 베어링(210)의 벽에 있는 다른 개구(미도시)를 통과하보유 아암부(204)의 내부로 들어가 사용자까지 이르게 된다.
10 스위블 조인트 시스템
20 차량
30 케이블
100 제 1 관절 연결식 아암
102 조인트 축선
104 기본부
110 제 1 랫칭 표면
120 제 1 베어링 쉘
122 제 1 베어링
124 제 1 베이요넷 칼라 세그먼트
130 제 2 베어링 쉘
132 제 2 베어링
134 제 2 베이요넷 칼라 세그먼트
140 잠금 쉘
142 제 1 홀딩 아암부
144 제 2 홀딩 아암부
200 제 2 관절 연결식 아암
202 단부
204 제 1 보유 아암부
206 제 2 보유 아암부
208 바람 통과 개구
210 부시 베어링
220 제 1 상대 베어링 쉘
222 제 3 베어링
224 컵형 부분
226 제 2 랫칭 표면
230 제 2 상대 베어링 쉘
232 제 4 베어링
250 제 1 홀딩 아암
252 제 2 홀딩 아암
300 잠금 핀
302 기단부
304 말단부
306 핀 헤드
308 핀 축
310 링 칼라
312 원추각
314 제 1 핀 헤드부
316 제 2 핀 헤드부
318 개구
320 제 1 베이요넷 연결부
322 제 1 베이요넷 연장부
330 제 2 베이요넷 연결부
332 제 2 베이요넷 연장부
340 제 1 잠금 핀 둘레면 쉘
342 제 2 잠금 핀 둘레면 쉘
344 제 3 잠금 핀 둘레면 쉘
346 제 4 잠금 핀 둘레면 쉘
400 스프링 요소
402 제 1 단부
404 제 2 단부
500 중심 맞춤 요소
502 개구
504 주변 외부 표면
506 지지 표면
508 모따기부
510 경사각
512 끝면
520 링 디스크
522 슬릿
530 링 디스크
532 슬릿
534 외부 원통 벽 세그먼트
536 내부 원통 벽 세그먼트
540 원 링 부분
542 설부
544 외부 원통 벽 세그먼트
546 내부 원통 벽 세그먼트
550 원형 링 부분
552 관 벽 세그먼트
554 원형 링 세그먼트
556 외부 원통 벽 세그먼트
558 내부 원통 벽 세그먼트
20 차량
30 케이블
100 제 1 관절 연결식 아암
102 조인트 축선
104 기본부
110 제 1 랫칭 표면
120 제 1 베어링 쉘
122 제 1 베어링
124 제 1 베이요넷 칼라 세그먼트
130 제 2 베어링 쉘
132 제 2 베어링
134 제 2 베이요넷 칼라 세그먼트
140 잠금 쉘
142 제 1 홀딩 아암부
144 제 2 홀딩 아암부
200 제 2 관절 연결식 아암
202 단부
204 제 1 보유 아암부
206 제 2 보유 아암부
208 바람 통과 개구
210 부시 베어링
220 제 1 상대 베어링 쉘
222 제 3 베어링
224 컵형 부분
226 제 2 랫칭 표면
230 제 2 상대 베어링 쉘
232 제 4 베어링
250 제 1 홀딩 아암
252 제 2 홀딩 아암
300 잠금 핀
302 기단부
304 말단부
306 핀 헤드
308 핀 축
310 링 칼라
312 원추각
314 제 1 핀 헤드부
316 제 2 핀 헤드부
318 개구
320 제 1 베이요넷 연결부
322 제 1 베이요넷 연장부
330 제 2 베이요넷 연결부
332 제 2 베이요넷 연장부
340 제 1 잠금 핀 둘레면 쉘
342 제 2 잠금 핀 둘레면 쉘
344 제 3 잠금 핀 둘레면 쉘
346 제 4 잠금 핀 둘레면 쉘
400 스프링 요소
402 제 1 단부
404 제 2 단부
500 중심 맞춤 요소
502 개구
504 주변 외부 표면
506 지지 표면
508 모따기부
510 경사각
512 끝면
520 링 디스크
522 슬릿
530 링 디스크
532 슬릿
534 외부 원통 벽 세그먼트
536 내부 원통 벽 세그먼트
540 원 링 부분
542 설부
544 외부 원통 벽 세그먼트
546 내부 원통 벽 세그먼트
550 원형 링 부분
552 관 벽 세그먼트
554 원형 링 세그먼트
556 외부 원통 벽 세그먼트
558 내부 원통 벽 세그먼트
Claims (17)
- 차량(20)에 대한 외부 거울의 회전식 부착을 위한 스위블 조인트 시스템(10)으로서,
제 1 및 제 2 베어링 쉘(120, 130) 및 적어도 하나의 잠금 쉘(140)을 갖는 제 1 관절 연결식 아암(100);
부시 베어링(210)을 갖는 단부(202)를 갖는 제 2 관절 연결식 아암(200) - 상기 부시 베어링은 상기 제 1 및 제 2 베어링 쉘(120, 130) 사이에 위치되고, 상기 제 1 베어링 쉘(120)과 상호 작용하는 제 1 상대 베어링 쉘(220) 및 상기 제 2 베어링 쉘(130)과 상호 작용하는 제 2 상대 베어링 쉘(230)을 가지고, 상기 제 2 관절 연결식 아암(200)은 스프링 요소(400)에 의해 상기 제 1 관절 연결식 아암(100)에 대해 축방향으로 편향됨 -;
상기 두 관절 연결식 아암(100, 200)의 회전식 연결을 위한 기단부(302)와 말단부(304)를 갖는 잠금 핀(300) - 상기 잠금 핀(300)은 상기 제 1 베어링 쉘(120), 상기 부시 베어링(210), 및 상기 제 2 베어링 쉘(130)을 관통하고, 상기 적어도 하나의 잠금 쉘(140)에서 축방향으로 고정됨 -; 및
핀 축(308)에 의해 관통되는 개구(502), 및 상기 스프링 요소(400)의 일단부를 지지하기 위하여 상기 개구(502)를 둘러싸는 지지 표면(506)을 가지는 중심 맞춤 요소(500)를 포함하고,
상기 중심 맞춤 요소(500)는 주변 외주 표면(504)을 더 포함하고, 상기 주변 외부 표면(504)은 상기 스프링 요소(400)에 의한 축방향 힘 적용에 따라 벌려질 수 있거나(spread out) 또는 벌려지기 위한 탄성 특성을 가짐으로써, 상기 중심 맞춤 요소(500)와 상기 잠금 핀(300)이 상기 제 2 베어링 쉘(130) 또는 상기 제 2 상대 베어링 쉘(230)에 대하여 반경방향으로 중심 맞춤되어 위치되는, 스위블 조인트 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 중심 맞춤 요소(500)의 주변 외부 표면(504)은 상기 제 2 베어링 쉘(130) 또는 제 2 상대 베어링 쉘(230)의 내부 표면에 대해 압축되어 있고, 상기 스프링 요소(400)에 의한 축방향 힘 적용에 따라 상기 잠금 핀(300)의 원추형 링 칼라(310) 상에서 벌려지는, 스위블 조인트 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 잠금 핀(300)은 기단부(302)에 형성되어 있는 핀 헤드(306) 및 상기 핀 헤드(306)로부터 말단부(304)까지 연장되어 있는 핀 축(308)을 가지며, 상기 핀 축(308)과 상기 핀 헤드(306) 사이의 천이부에는 원추형 링 칼라(310)가 제공되어 있고,
상기 스프링 요소(400)는 제 1 단부(402) 및 제 2 단부(404)를 가지며, 상기 제 1 단부(402)는 상기 제 1 상대 베어링 쉘(220)의 영역에서 상기 제 2 관절 연결식 아암에 직접 또는 간접적으로 지지되고,
상기 중심 맞춤 요소(500)는 상기 스프링 요소(400)의 제 2 단부(404)와 상기 원추형 링 칼라(310) 사이에 위치되어, 상기 제 2 단부(404)가 상기 중심 맞춤 요소(500)를 통해 상기 원추형 링 칼라(310) 상에 지지되며,
상기 중심 맞춤 요소(500)는, 상기 원추형 링 칼라(310)에 대한 상기 스프링 요소(400)의 축방향 탄성력의 영향에 따라 반경방향 외측으로 벌려질 수 있도록 설계되어 있는, 스위블 조인트 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 중심 맞춤 요소(500)는,
(A) 상기 중심 맞춤 요소(500)의 주변 외부 표면(504)은 원주방향 표면이고, 중심 맞춤 요소는 O-링 형태의 링 또는 링 디스크(520)인 형태,
(B) 상기 중심 맞춤 요소(500)는 반경방향으로 연장되어 있는 슬릿(522)을 가지며, 상기 슬릿은 반경방향 내측 단부에서 상기 개구(502) 안으로 이어져 있고 반경방향 외측 단부에서는 개방되어 있으며, 상기 주변 외부 표면(504)은 상기 슬릿(522)에 의해 개방되어 있는 부분을 제외하고는 원주방향의 원주 표면인 형태, 및
(C) 상기 중심 맞춤 요소(500)의 주변 외부 표면(504)은, 원주방향으로 서로 떨어져서 고르게 분산되어 있는 적어도 2개의 둘레면 세그먼트(534, 542, 556)를 포함하는 형태
중 하나의 형태를 가지고, 상기 중심 맞춤 요소(500)는 단일체로 형성되며 탄성 재료로 제조되는, 스위블 조인트 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 중심 맞춤 요소(500)에서 상기 원추형 링 칼라(310)와 대향하는 단부에는,
원주방향으로 완전히 또는 절단되어 상기 개구(502) 주위에 설계되어 있고, 회전 축선(102)에 대해 반경방향 경사각(510)을 가지며, 상기 경사각은 상기 원추형 링 칼라(310)의 원추각(312)에 대응하는, 적어도 하나의 모따기부(508) 또는 반경방향 단면에서 볼 때 쐐기형으로 형성되어 있는 프로파일이 제공되어 있는, 스위블 조인트 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 중심 맞춤 요소(500)에서 상기 원추형 링 칼라(310)와 대향하는 단부에는,
원주 방향으로 서로 이격되어 있고 고르게 분산되어 있으며, 회전 축선(102)에 대해 반경방향 경사각(510)을 가지며, 상기 경사각은 원추형 링 칼라(310)의 원추각(312)에 대응하는, 적어도 2개의 원호형 모따기부(508) 또는 끝면이 제공되어 있는, 스위블 조인트 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 베어링 쉘(120)은 제 1 베어링(122)을 가지며, 상기 제 1 베어링은 잠금 핀(300)의 말단부(304)의 영역에 위치되는 적어도 하나의 제 1 잠금 핀 둘레면 쉘(340)과 상호 작용함으로써, 상기 잠금 핀(300)이 제 1 잠금 핀 둘레면 쉘(340)의 영역에서 상기 제 1 베어링(122)에 대해 반경방향으로 중심 맞춤되어 위치되는, 스위블 조인트 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 베어링 쉘(130)은 제 2 베어링(132)을 가지며, 상기 제 2 베어링은 잠금 핀(300)의 기단부(302)의 영역에 위치되는 적어도 하나의 제 2 잠금 핀 둘레면 쉘(342)과 상호 작용함으로써, 상기 잠금 핀(300)이 제 2 잠금 핀 둘레면 쉘(342)의 영역에서 상기 제 2 베어링(132)에 대해 반경방향으로 중심 맞춤되어 위치되는, 스위블 조인트 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 1 상대 베어링 쉘(220)은 적어도 하나의 제 3 잠금 핀 둘레면 쉘(344)과 상호 작용하는 제 3 베어링(222)을 가지며, 상기 제 3 잠금 핀 둘레면 쉘은 축방향으로 상기 제 1 및 제 2 베어링 쉘(120, 130) 사이에서 상기 말단부(304)의 영역에 위치됨으로써, 상기 잠금 핀(300)이 제 3 잠금 핀 둘레면 쉘(344)의 영역에서 상기 제 3 베어링(222)에 대해 반경방향으로 중심 맞춤되어 위치되는, 스위블 조인트 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 상대 베어링 쉘(230)은 제 4 잠금 핀 둘레면 쉘(346)과 상호 작용하는 제 4 베어링(232)을 가지며, 상기 제 4 잠금 핀 둘레면 쉘은 축방향으로 상기 제 1 및 제 2 베어링 쉘(120, 130) 사이에서 잠금 핀(300)의 상기 기단부(302)의 영역에 위치됨으로써, 상기 잠금 핀(300)이 제 4 잠금 핀 둘레면 쉘(346)의 영역에서 상기 제 4 베어링(232)에 대해 반경방향으로 중심 맞춤되어 위치되는, 스위블 조인트 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 잠금 핀(300)과 잠금 쉘(140) 사이의 연결부는, 베이요넷(bayonet) 연결부(320, 330), 신속 잠금(quick lock) 연결부, 스냅 잠금(snap-lock) 연결부, 또는 부목(splint) 연결부로 설계되어 있는, 스위블 조인트 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 잠금 핀(300)과 잠금 쉘(140) 사이의 연결부는 상기 제 1 베어링 쉘(120) 또는 상기 제 2 베어링 쉘(130)에 위치되어 있는, 스위블 조인트 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 스위블 조인트 시스템(10)은 마찰 조인트로 설계되어 있는, 스위블 조인트 시스템. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 스위블 조인트 시스템(10)은 랫칭 힌지 조인트로 설계되어 있고,
상기 제 1 베어링 쉘(120)은, 적어도 부분적으로 조인트 축선(102)에 수직하게 설계되어 있는 제 1 랫칭 표면(110)을 가지며, 상기 제 1 상대 베어링 쉘(220)은 적어도 부분적으로 조인트 축선(102)에 수직하게 설계되어 있는 제 2 랫칭 표면(226)을 가지고, 상기 제 2 랫칭 표면(226)은 상기 제 1 랫칭 표면(110)과 상보적이고 상호 작용하거나, 또는
상기 부시 베어링(210)의 둘레면 쉘은 제 1 랫칭 표면을 가지며, 상기 제 1 관절 연결식 아암(100)은 상기 제 1 및 제 2 베어링 쉘(120, 130) 사이에 설계되어 있는 표면 쉘을 가지며, 상기 표면 쉘은, 상기 제 1 랫칭 표면과 상보적이고 상호 작용하는 제 2 랫칭 표면을 가지는, 스위블 조인트 시스템. - 거울을 차량에 부착하기 위한 거울 홀더로서, 제 1 항 또는 제 2 항에 따른 스위블 조인트 시스템을 포함하는 거울 홀더.
- 거울 헤드 및 제 15 항에 따른 거울 홀더를 포함하는 거울 장치.
- 삭제
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