KR101807011B1 - 볼 조인트 유닛 - Google Patents

Abstract

볼 조인트 유닛이 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 볼 조인트 유닛은 타이로드와 너클을 연결하도록 상기 타이로드의 일단에 설치되는 볼 조인트와, 상기 너클의 일측에 형성되어 상기 볼 조인트와 결합되는 마운팅 링과, 상기 마운팅 링에 결합된 볼 조인트에 체결되는 너트를 포함하는 볼 조인트 유닛에 있어서, 상기 마운팅 링의 마운팅 홀에 삽입되어 상기 볼 조인트의 볼 스터드가 끼워진 상태로 너트를 통하여 함께 체결되며, 상기 타이로드와 너클의 하드 포인트를 가변하여 설정할 수 있도록 하는 소켓을 더 포함한다.

Description

볼 조인트 유닛{BALL JOINT UNIT}

본 발명은 볼 조인트 유닛에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 스티어링 고급감 구현에 필요한 여러 튜닝 인자들을 너클의 변경 없이 대응할 수 있도록 하는 볼 조인트 유닛에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 범프 토우 특성에서, 토우-인은 직진 안정성이 높고 조향의 초기 반응이 부드러운 반면, 토우-아웃은 진행 방향을 바꿀 때 앞바퀴의 회전축 방향을 바꾸는 조향 반응이 빨라 일반적으로 운전에 능숙한 운전자에게 유리하다.

이러한 범프 토우 특성은 스티어링 또는 서스펜션 시스템에서, 차체와 너클 사이에 연결되는 링크 또는 로드의 연결 포인트에 따라 설정이 가능하다.

특히, 스티어링 시스템의 타이로드와 너클의 하드 포인트는 범프 토우와 관련하여 중요한 인자로 작용한다.

상기 타이로드와 너클은 볼 조인트 유닛에 의해 결합되는데, 이러한 볼 조인트 유닛은 타이로드에 볼 스터드의 볼이 장착되는 볼 조인트와, 상기 너클의 일측에 형성되어 상기 볼 조인트의 볼 스터드와 결합되는 마운팅 링과, 상기 마운팅 링과 끼워진 볼 조인트의 볼 스터드에 체결되는 너트로 이루어진다.

이와 같이, 볼 조인트 유닛에 의해 연결되는 타이로드와 너클의 하드 포인트는 한번 설정된 상태에서는 너클의 변경 없이는 하드 포인트를 변경할 수 없으며, 이에 따른 범프 토우의 특성도 고정된다.

그런데, 최근 이러한 범프 토우 특성은 지역에 따라 소비자들이 선호하는 트렌드가 확연히 달라서 같은 플랫폼 내에서도 판매지역에 따라 너클을 이원화하여 지역별로 범프 토우 특성에 대응하고 있다.

이와 같이 지역별 적용되는 너클의 이원화로 인해 부품수가 증가되고, 이로 인해 제조 원가가 상승하는 문제점이 있다.

본 발명의 실시 예는 너클의 마운팅 홀에 별도의 소켓을 적용하여 볼 조인트의 볼 스터드가 결합되도록 함으로써, 너클의 변경 없이 스티어링 고급감 구현에 필요한 여러 튜닝 인자들에 대응할 수 있도록 하는 볼 조인트 유닛을 제공하고자 한다.

본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 타이로드와 너클을 연결하도록 상기 타이로드의 일단에 설치되는 볼 조인트와, 상기 너클의 일측에 형성되어 상기 볼 조인트와 결합되는 마운팅 링과, 상기 마운팅 링에 결합된 볼 조인트에 체결되는 너트를 포함하는 볼 조인트 유닛에 있어서, 상기 마운팅 링의 마운팅 홀에 삽입되어 상기 볼 조인트의 볼 스터드가 끼워진 상태로 너트를 통하여 함께 체결되며, 상기 타이로드와 너클의 하드 포인트를 가변하여 설정할 수 있도록 하는 소켓을 더 포함하는 볼 조인트 유닛을 제공될 수 있다.

또한, 상기 소켓은 상기 마운팅 홀에 삽입되며, 내부에 위치결정 홀이 형성되는 몸체; 상기 몸체의 일단 외주면을 따라 반경방향으로 연장 형성되며, 상기 마운팅 링의 일면에 지지되는 플랜지;로 형성될 수 있다.

또한, 상기 마운팅 링은 마운팅 홀의 내주면 상에 복수개의 고정홈을 형성하고, 상기 소켓은 상기 고정홈에 삽입되는 고정돌기를 형성하여 상기 고정홈에 고정돌기가 삽입되어 마운팅 링에 대하여 소켓이 회전방향으로 고정되어 결합될 수 있다.

또한, 상기 위치결정 홀은 상기 볼 스터드의 외형과 같이, 테이퍼 홈으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 위치결정 홀은 상기 몸체의 중심으로부터 편심되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 하드 포인트는 상기 소켓 상의 위치결정 홀의 직경에 따라 볼 조인트의 볼 스터드가 체결되는 상하방향 체결 포인트에 따라 가변될 수 있다.

또한, 상기 하드 포인트는 상기 소켓 상의 위치결정 홀의 편심에 따라 볼 조인트의 볼 스터드가 체결되는 전후 좌우방향 체결 포인트에 따라 가변될 수 있다.

본 발명의 실시 예는 너클의 마운팅 홀에 별도의 소켓을 적용하여 볼 조인트의 볼 스터드가 결합되도록 함으로써, 너클의 변경 없이도 스티어링 고급감을 구현하여 필요한 여러 튜닝 인자들에 대응할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트 유닛의 부분 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트 유닛의 부분 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트 유닛의 작동 상태 단면도이다.
도 4내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트 유닛에 적용되는 소켓의 회전에 따른 위치변화를 나타낸 저면도이다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

단, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트 유닛의 부분 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트 유닛의 부분 분해 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트 유닛(100)은 타이로드(10)와 너클(20)을 연결하도록 상기 타이로드(10)의 일단에 설치되는 볼 조인트(30)와, 상기 너클(20)의 일측에 형성되어 상기 볼 조인트(30)와 결합되는 마운팅 링(21)과, 상기 마운팅 링(21)에 결합된 볼 조인트(30)에 체결되는 너트(미도시)로 구성된다.

또한, 상기 볼 조인트 유닛(100)은 상기 마운팅 링(21)의 마운팅 홀(23)에 삽입되어 상기 볼 조인트(30)의 볼 스터드(31)가 끼워진 상태로 너트를 통하여 함께 체결되며, 상기 타이로드(10)와 너클(20)의 하드 포인트(HP)를 가변하여 설정할 수 있도록 하는 소켓(40)을 포함하여 구성된다.

도 2를 참조하면, 상기 마운팅 링(21)은 마운팅 홀(23)의 내주면 상에 복수개의 고정홈(25)이 형성된다.

여기서, 상기 고정홈(25)은 90°방향으로 4개가 형성될 수 있으며, 필요에 따라서는 적거나 많게 형성할 수 있다.

상기 소켓(40)은 몸체(41)와 플랜지(43)로 형성되는데, 상기 몸체(41)는 상기 마운팅 홀(23)에 삽입되며, 내부에 위치결정 홀(45)이 형성된다.

또한, 상기 플랜지(43)는 상기 몸체(41)의 일단 외주면을 따라 반경방향으로 연장 형성되며, 상기 마운팅 링(21)의 일면에 지지된다.

상기 소켓(40)은 상기한 마운팅 링(21) 상의 고정홈(25)에 삽입되는 고정돌기(47)를 형성하여 상기 고정홈(25)에 고정돌기(47)가 삽입되어 마운팅 링(21)에 대하여 소켓(40)이 회전방향으로 고정되어 결합된다.

여기서, 상기 고정돌기(47)는 상기 소켓(40)의 몸체(41)와 플랜지(43) 사이에 돌출되어 상기 몸체(41)의 외주면을 따라 각 고정홈(25)에 대응하도록 고정홈(25)과 동일한 수로 형성될 수 있다.

한편, 상기 위치결정 홀(45)은 상기 볼 스터드(31)의 외형과 같이, 테이퍼 홈으로 형성되고, 상기 몸체(41)의 중심으로부터 편심되어 형성된다.

본 발명의 실시 예에서는 상기 위치결정 홀(45)이 상기 몸체의 중심으로부터 편심된 예를 도시하였으나, 필요에 따라서는 중심에 일치하여 형성될 수 있다.

이하, 상기한 바와 같은 구성을 갖는 볼 조인트 유닛(100)의 작동을 도 3을 참조하여 설명한다.

이하, 설명되는 하드 포인트(HP)는 볼 조인트(30)의 볼 스터드(31) 하측의 볼의 중심점이다.

상기 하드 포인트(HP)는 상기 위치결정 홀(45)의 직경이 다른 크기로 형성된 별도의 소켓(40)으로 교체하여 가변시킬 수 있다.

도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트 유닛에 적용되는 소켓의 작동 상태도이다.

도 3을 참조하면, 도 2의 상태와 대비하여 하드 포인트가 하향 설정된 상태이다.

여기서, 상기 하드 포인트(HP)를 상향하여 설정하기 위해서는 위치결정 홀(45)의 직경이 크게 형성된 소켓(40)을 적용하여 볼 스터드(31)의 체결위치가 상향되도록 하고, 이로 인해 상기 하드 포인트(HP)가 상향 설정되어 범프 토우 특성을 토우 아웃으로 변화시킬 수 있다.

또한, 상기 위치결정 홀(45)의 직경이 작게 형성된 소켓(40)을 적용하면, 상기 하드 포인트(HP)를 하향 설정하여 범프 토우 특성을 토우인으로 변화시킬 수 있다.

도 4와 도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트 유닛에 적용되는 소켓의 회전에 의한 위치변화를 나타낸 저면도이다.

한편, 상기 소켓(40) 상의 위치결정 홀(45)이 편심되어 볼 조인트(30)의 볼 스터드(31)가 체결되어 하드 포인트(HP)를 전후 또는 좌우방향으로도 가변할 수 있다.

즉, 상기 위치결정 홀(45)의 편심에 따라 상기 마운팅 홀(23)의 중심을 차량 내외측과 전후방으로 변경할 수 있다.

도 4를 참조하면, 상기 소켓(40)을 회전시켜 상기 위치결정 홀(45)의 중심을 차량 내측으로 이동시키면 애커먼 경향이 커지게 되며, 애커먼 경향이 크다는 것은 차륜의 외측이 같은 각만큼 회전하였을 때, 내측이 더 많이 회전한다는 뜻이다

또한, 도 5를 참조하면, 상기 소켓(40)을 상기한 상태에서 180°회전시켜 상기 위치결정 홀(45)의 중심을 차량 외측으로 이동시키면, 애커먼 경향이 작아지게 된다.

한편, 상기 위치결정 홀(45)의 중심을 차량 전후방향으로 변경하여 유효암의 길이를 가변 시킬 수도 있다.

도 6과 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트 유닛에 회전에 따른 위치변화를 나타낸 저면도이다.

도 6을 참조하면, 상기 소켓(40)을 회전시켜 상기 위치결정 홀(45)의 중심을 차량 후방측으로 이동시키면, 유효암의 길이가 증가한다.

또한, 도 7을 참조하면, 상기 소켓(40)을 180°회전시켜 상기 위치결정 홀(45)의 중심을 차량 전방측으로 이동시키면 유효암의 길이가 축소된다.

여기서, 상기 위치결정 홀(45)은 상기 소켓(40)에 형성된 고정돌기(47)를 상기 마운팅 홀(23)의 내주면을 따라 형성된 고정홈(25)들에 삽입시켜 고정함에 따라, 상기 마운팅 홀(23)의 중심을 원하는 위치에 설정하게 된다.

이와 같은 볼 조인트 유닛(100)은 너클(20)의 마운팅 홀(23)에 별도의 소켓(40)을 교체 적용하거나 편심된 위치결정 홀(45)의 방향을 변화시켜 볼 조인트(30)의 볼 스터드(31)가 결합되도록 함으로써, 너클(20)의 변경 없이도 스티어링 고급감을 구현할 수 있도록 필요한 여러 튜닝 인자들에 용이하게 대응한다.

이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

100: 볼 조인트 유닛 10: 타이로드
20: 너클 21: 마운팅 링
23: 마운팅 홀 25: 고정홈
30: 볼 조인트 31: 볼 스터드
40: 소켓 41: 몸체
43: 플랜지 45: 위치결정 홀
47: 고정돌기 HP: 하드 포인트

Claims (7)

1. 타이로드와 너클을 연결하도록 상기 타이로드의 일단에 설치되는 볼 조인트와, 상기 너클의 일측에 형성되어 상기 볼 조인트와 결합되는 마운팅 링과, 상기 마운팅 링에 결합된 볼 조인트에 체결되는 너트를 포함하는 볼 조인트 유닛에 있어서,
   상기 마운팅 링의 마운팅 홀에 삽입되어 상기 볼 조인트의 볼 스터드가 끼워진 상태로 너트를 통하여 함께 체결되며, 상기 타이로드와 너클의 하드 포인트를 가변하여 설정할 수 있도록 하되,
   소켓은
   상기 마운팅 홀에 삽입되며, 내부에 위치결정 홀이 형성되는 몸체;
   상기 몸체의 일단 외주면을 따라 반경방향으로 연장 형성되며, 상기 마운팅 링의 일면에 지지되는 플랜지로 형성되고,
   상기 마운팅 링은 마운팅 홀의 내주면 상에 복수개의 고정홈을 형성하고, 소켓은 상기 고정홈에 삽입되는 고정돌기를 형성하여 상기 고정홈에 고정돌기가 삽입되어 마운팅 링에 대하여 소켓이 회전방향으로 고정되고,
   상기 위치결정 홀은 상기 볼 스터드의 외형과 같이, 테이퍼 홈으로 형성되고, 상기 몸체의 중심으로부터 편심되어 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트 유닛.
2. 삭제
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1항에 있어서,
   상기 하드 포인트는 상기 소켓 상의 위치결정 홀의 직경에 따라 볼 조인트의 볼 스터드가 체결되는 상하방향 체결 포인트에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트 유닛.
7. 제1항에 있어서,
   상기 하드 포인트는 상기 소켓 상의 위치결정 홀의 편심에 따라 볼 조인트의 볼 스터드가 체결되는 전후 좌우방향 체결 포인트에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트 유닛.

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