KR102080960B1 - 조절 가능한 구형 조인트 부재 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제 1 및 제 2 부품을 조절 가능한 위치에서 연결하기 위해 제 1 및 제 2 부품과 결합될 수 있는 볼 조인트(200)로서, 상기 제 1 부품의 중공 하우징 시트(203)에 적어도 부분적으로 수용될 수 있는 구형 요소(202), 및 이러한 구형 요소(202)에 연결되고 이러한 제 2 부품과 착탈식으로 결합될 수 있는 삽입체(204)를 포함하는 볼 조인트(200)에 관한 것이며, 상기 구형 요소(202)는 두 개의 실질적으로 구형인 캡 형상 부분(202") 사이에 배치되는 실질적인 원통형의 중심 부분(202')을 포함하고, 상기 실질적으로 구형인 캡 형상 부분(202")은 각각의 실질적으로 구형인 캡 형상 부분(202")의 각각의 원형 베이스가 이러한 실질적인 원통형 부분(202')의 각 베이스와 매칭되도록 서로에 대해 배치된다.

Description

조절 가능한 구형 조인트 부재{ADJUSTABLE SPHERICAL JOINT MEMBER}

본 발명은 조절 가능한 형태의 볼 조인트에 관한 것이며, 보다 구체적으로는 제 1 부품과 제 2 부품을 조절 가능한 위치에서 안정적으로 연결하기 위한 볼 조인트에 관한 것이다.

적어도 두 개의 부품 사이를 관절식 연결하기 위한 볼 조인트의 사용은 예를 들어 자동차 산업, 의료 분야 등과 같은 다양한 분야에서 공지되어 있다.

공지된 형태의 볼 조인트는 제 1 부품에 형성되거나 제 1 부품과 결합되는 하우징 시트, 및 핀을 구비하고 제 2 부품과 결합되는 구형 요소를 포함한다.

각각의 시트에 구형 요소를 도입함으로써, 제 1 부품과 제 2 부품 사이에 예를 들어 구형의 연결이 달성된다. 자동차 산업과 관련하여, 볼 조인트의 통상적인 적용은 서스펜션 아암 사이의 연결을 위해 제공되며, 따라서 서스펜션 자체를 형성하는 부재들 사이에 회전 가능한 가동적인 관절식 연결이 달성된다.

예를 들어 의료 분야와 같은 다른 분야에서는, 조절 가능한 볼 조인트가 사용되며, 이를 통해서 조인트 자체와 결합된 두 개의 부품 사이의 상대 위치를 변경하고 이어서 봉쇄할 수 있다.

이러한 종래의 볼 조인트는 각각의 하우징 시트 내에서의 볼 조인트 자체의 운동을 금지/허용하기에 적합한 봉쇄 수단을 포함한다.

이러한 봉쇄 수단은 실제로, 제 1 부품에 형성되거나 제 1 부품과 결합되는 각각의 하우징 시트 내부에서, 제 2 부품과 결합되는 구형 요소의 상대 회전을 금지/허용하며, 따라서 제 1 및 제 2 부품을 서로에 대해 고정되게/이동 가능하게 만든다.

공지된 일 실시예에서, 봉쇄 수단은 나사식 링 너트를 통해서 구형 시트와 결합되는 천공 캡과 유사한 요소를 포함한다. 구멍은 구형 요소와 결합된 핀이 이를 통과할 수 있게 한다. 캡은 조인트의 구형 요소에 대해 접하여 배치되기에 적합한, 실질적인 구형 등의 형상인 중공 부분을 갖는다. 따라서, 캡을 구형 시트에 나사결합시킴으로써 캡이 구형 요소에 대해 접하며, 따라서 볼 조인트의 운동이 방지된다.

제 1 부품과 제 2 부품 사이의 연결 위치를 수정할 필요가 있으면, 캡을 풀어서 이를 구형 요소로부터 결합해제시키고, 볼 조인트 자체의 조립 구조를 수정할 수 있다.

추가 실시예에서, 조인트의 구형 요소가 수용될 예정인 구형 시트는 예를 들어 나사, 핀, 나사식 링 너트 또는 일반적인 착탈식 연결 수단과 같은 착탈식 연결 수단을 통해서 상호 연결되는 두 개의 쉘(shell)을 포함한다.

두 개의 쉘의 각각은 그 내부에 실질적으로 반구형인 중공 부분을 가지며, 이는 조인트의 구형 요소와 매칭된다.

두 개의 쉘을 상호 클램핑시킴으로써, 각각의 중공 부분은 구형 요소에 대해 접하며, 따라서 조인트의 운동을 봉쇄한다.

종래 형태의 볼 조인트는 조인트 자체가 봉쇄/해방될 수 있도록 특정한 구조적 복잡성을 갖는다.

더욱이, 종래의 봉쇄 수단은 조인트의 볼 부분의 회전을 봉쇄/허용할 수 있도록 중공 부분을 각각의 시트와 착탈식으로 결합되게 만든다.

이러한 봉쇄 수단의 한 가지 결점은, 회피되지 않으면 조인트 자체를 부정확하게 위치시키게 될 조인트 자체의 운동 중의 바람직하지 않은 재밍(jamming)을 회피하기 위해 조인트의 볼 부분이 수용될 예정인 시트를 매우 정밀하게 만들어야 한다는 것이다.

본 발명의 한 가지 목적은 종래 기술을 개선하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은, 조절 가능한 위치에서 제 1 부품과 제 2 부품 사이의 연결을 보장하기에 적합하고, 그 구성이 간단하며, 적은 개수의 부품을 포함하는 조절 가능한 볼 조인트를 제공하는 것이다.

본 발명의 추가 목적은 제 1 부품과 제 2 부품 사이의 안정적이고 확실한 연결을 보장하는 조절 가능한 형태의 볼 조인트를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 그 작동이 간단하고 용이한 봉쇄/해방 수단을 포함하는 조절 가능한 형태의 볼 조인트를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 양태에 따르면, 청구항 1에 따른 조절 가능한 형태의 볼 조인트가 제공된다.

종속 청구항은 본 발명의 바람직하고 유리한 실시예를 나타낸다.

본 발명의 추가적인 특징 및 장점은, 첨부 도면에 예시적이고 비제한적인 목적으로 도시되어 있는 조절 가능한 볼 조인트의 세 가지의 바람직하지만 배타적이지 않은 실시예의 상세한 설명으로부터 보다 명백해질 것이다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 볼 조인트의 조립체의 "가동(movable)" 구조에서의 개략 측면도이다.
도 2는 도 1의 볼 조인트의 조립체의 "봉쇄(blocked)" 구조에서의 개략 측면도이다.
도 3은 도 1의 볼 조인트의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 볼 조인트의 조립체의 변형예의 "가동" 구조에서의 개략 측면도이다.
도 5는 도 4에 따른 볼 조인트의 조립체의 "봉쇄" 구조에서의 개략 측면도이다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 볼 조인트를 포함하는 의료 기기의 부분 측면도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 볼 조인트의 측면도이다.
도 8은 도 7의 Ⅷ-Ⅷ 선상에서 취한, 도 7의 볼 조인트의 단면도이다.
도 9는 각각의 하우징 시트에 삽입된 "가동" 구조의 도 7의 볼 조인트를 약간 위에서 바라본 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 볼 조인트의 측면도이다.
도 11은 도 10의 XI-XI 선상을 따라서 취한, 도 10의 볼 조인트의 단면도이다.
도 12는 각 부품의 각각의 시트에 삽입된, "가동" 구조의 도 10의 볼 조인트를 약간 위에서 바라본 사시도이다.
도 13은 각 부품의 각각의 시트에 삽입된 도 10의 볼 조인트의 "봉쇄" 구조에서의 사시도이다.

본 발명에 따른 볼 조인트는 예를 들어 고정장치(fixator), 보철, 스페이서 등과 같은 의료 기기의 적어도 두 개의 부품을 상호 연결하기 위한 것으로 예상된다.

그러나, 볼 조인트는 이러한 이유로 본 발명을 벗어나지 않는 범위에서 의료 분야 이외의 생필품 분야에 속하는 장치에도 사용될 수 있음을 알아야 한다.

먼저 도 1 내지 도 4를 참조하면, 도면부호 1은 도면에 도시되어 있지 않은 제 1 부품을 제 2 부품에 연결하기 위한, 본 발명의 바람직한 제 1 실시예에 따른 볼 조인트를 전반적으로 나타낸다.

볼 조인트(1)는, 그것에 연결되는 제 1 및 제 2 부품의 서로에 대한 위치를 수정할 수 있고 이후 나머지 기재에서 보다 잘 설명되어 있는 적절한 봉쇄 수단을 작동시킴으로써 이들 부품을 소망 위치에 봉쇄시킬 수 있기 때문에, 조절 가능한 형태의 것이다.

조인트(1)는 제 1 부품에 형성되는 중공 시트(3) 내부에 배치되기에 적합한 실질적인 구형 요소(2), 및 상기 구형 요소(2) 내부에 부분적으로 수용되고 제 2 부품과 결합될 수 있는 삽입체(4)를 포함한다.

구형 요소(2)는 삽입체(4)가 이를 따라서 배치되는 관통 개구(5)를 갖는다.

특히, 세장형 형상을 갖는 삽입체(4)는 종축(6)을 따라서 구형 요소(2)에 대해 이동할 수 있다.

도 1 및 도 2에 도시하듯이, 종축(6)은 구형 요소(2)의 관통 개구(5)와 동축적이다.

삽입체(4)는 그 적어도 일부를 따라서 나사부(7)를 가지며, 이 나사부는 구형 요소(2) 외부로 돌출한다.

나사부(7)는 제 1 부품 또는 제 2 부품에 대한 볼 조인트(1)의 착탈식 연결을 가능하게 한다.

따라서, 도면에 도시되어 있는 볼 조인트(1)는 일 단부에 구형 요소(2)를 가지며, 대향 단부에는 구형 요소(2) 자체로부터 나오는 나사부(7)를 갖는다.

제 1 부품과 제 2 부품을 볼 조인트(1)를 통해서 상호 연결하기 위해, 구형 요소(2)가 제 1 부품 또는 제 2 부품에 형성되는 시트(3)에 삽입된다. 볼 조인트(1)의 대향 단부, 즉 나사부(7)는 제 2 부품 또는 제 1 부품 각각의, 도면에 도시되지 않은 대응하는 나사식 시트에 연결된다.

이런 식으로, 가동 형태의 연결이 초기에 달성된다.

구체적으로, 구형 요소(2)는 중공 시트(3) 내부에서 회전할 수 있으며, 이로 인해 볼(1)이 거의 제한없는 개수의 평면을 따라서 배향될 수 있다.

시트(3)에 대한 구형 요소(2)의 회전을 부분적으로 제한하거나 완전히 봉쇄하기 위해 봉쇄 수단(8)이 제공되며, 이 봉쇄 수단은 이후 보다 상세히 설명되는 구형 요소(2)의 반경방향 팽창을 달성하기에 적합하다.

구형 요소(2)는 구형 요소(2) 자체의 반경방향 팽창을 허용하도록 설계된 적어도 하나의 반경방향 형태의 노치(9)를 갖는다.

예를 들어, 구형 요소(2) 자체의 실질적으로 대칭적인 반경방향 팽창을 달성하기 위해 상호 정반대로 위치하는 두 개의 노치(9)가 제공될 수 있다. 구형 요소(2)는 또한 각도적으로 상호 등간격으로 배치되는 다른 개수의 노치를 가질 수도 있는 바, 예를 들면 도 3에 도시하듯이 3개 또는 4개의 노치를 가질 수 있다.

봉쇄 수단(8)은 구형 요소(2) 내부에 배치되는 삽입체(4)의 단부에 형성되는 확대 부분(10), 및 볼 조인트(1)와 작동적으로 결합될 수 있는 적어도 하나의 로킹 너트(11)를 포함한다.

특히, 로킹 너트(11)는 삽입체(4)의 나사부(7)와 결합될 수 있다.

삽입체(4)가 관통 개구(5)를 따라서 전진하는 것은 로킹 너트(11)를 회전시킴으로써 결정된다. 예를 들어 실질적인 절두원추 형상 등을 갖는 확대 부분(10)은 구형 요소(2)의 관통 개구(5)의 단면보다 큰 적어도 하나의 단면을 갖는다.

따라서, 일 예로서, 도 2에 도시하듯이, 적어도 하나의 로킹 너트(11)의 회전에 의해 달성되는, 구형 요소(2) 내부에서의 삽입체(4)의 이동 이후에, 확대 부분(10)이 구형 요소(2) 내부로 침투하여 그 반경방향 팽창을 초래한다.

이러한 반경방향 팽창으로 인하여, 구형 요소(2)의 외표면은 시트(3)의 내표면에 대해 부분적으로 또는 완전히 접하여 배치된다.

구형 요소(2) 자체의 외표면과 시트(3)의 내표면 사이의 간섭 정도는, 볼 조인트(1)의 운동을 부분적으로 제한하거나 완전히 봉쇄하는, 요소(2)의 반경방향 팽창 정도의 함수로서 변경될 수 있다.

알 수 있듯이, 삽입체의 확대 부분(10)의 구성은 이러한 부분(10)에서의 관통 개구(5)의 구성과 다르다. 이것이 유리한 이유는 삽입체(4)와 개구(5) 사이의 접촉 면적이 감소되어 그 사이의 마찰이 감소됨으로써 관통 개구(5) 내부에서 삽입체(4)의 일 방향 및 다른 방향으로의 슬라이딩이 용이해지기 때문이다. 더욱이, 구형 요소(2)의 반경방향 팽창이 거의 대칭적이기 때문에, 구형 요소(2)가 시트(3)에 대해 균일하게 접하며, 따라서 볼 조인트(1)의 안정적이고 확실한 봉쇄가 보장된다.

적어도 하나의 로킹 너트(11)를 역으로 작동시킴으로써, 구형 요소(2)의 외경이 감소되어 볼 조인트(1)의 운동을 이런 식으로 복원한다.

봉쇄 수단(8)의 훨씬 더 확실하고 안정적인 봉쇄를 보장하기 위해서, 도면에 도시되지 않은 카운터-너트를 로킹 너트(11)에 대해 접하여 배치되도록 제공하여 그 우발적 풀림을 이런 식으로 방지할 수 있다.

또한, 로킹 너트(11)는 나사부(7)를 따라서 그 안정적인 로킹을 보장하기 위해 그 자체로 공지된 형태의 탄성 요소 또는 등가 요소를 포함할 수 있다.

시트(3)가 부분적으로 도시되어 있는 도 1 및 도 2에 도시된 버전에서, 구형 요소(2)는 시트(3) 내부에 완전히 수용되며 적어도 하나의 로킹 너트(11)는 시트(3) 자체의 외부에 배치된다.

도 4 및 도 5에 도시된 본 발명의 제 1 실시예의 볼 조인트의 변형예에 따르면, 도면부호 1'는 전술한 구형 요소(2)와 거의 동일한 구형 요소(2')를 포함하는 볼 조인트를 전반적으로 나타내며, 구형 요소(2')는 시트(3') 내부에 부분적으로 수용되고 나머지 부분은 외부에 있다. 이 변형예에 따르면, 적어도 하나의 로킹 너트(11')가 구형 요소(2') 자체에 대해 접한다. 본 발명의 제 1 실시예의 이 변형예에 따른 볼 조인트(1')의 작동은 제 1 실시예에 대해 설명한 것과 동일하다.

볼 조인트(1')는 로킹 너트(11')의 회전 도중의 구형 요소(2')의 잠재적 손상을 방지하기 위해 적어도 하나의 로킹 너트(11')와 구형 요소(2') 사이에 도면에 도시되지 않은 와셔 또는 유사 요소를 포함할 수 있다.

구형 요소(2)에 거의 대칭적인 반경방향 팽창을 보장하기 위한, 관통 개구(5)를 따르는 삽입체(4)의 정확한 중심맞춤을 보장하기 위해, 삽입체(4)로부터 돌출하고 적어도 하나의 노치(9)에 슬라이딩 결합되는 적어도 하나의 안내 요소(12)가 제공된다.

바람직하게, 적어도 두 개의 안내 요소(12)가 상호 대향하여 제공되며, 이들 안내 요소는 구형 요소(2)의 정반대 위치에 형성되는 대응 노치(9)에 결합된다.

도 3에 도시된 일 실시예에서, 안내 요소(12)는 삽입체(4)로부터 직경방향으로 돌출하는 두 개의 탭(13)을 포함한다.

그러나, 안내 요소(12)가 대응 노치(9)를 따라서 슬라이딩하도록 설계된 핀 등의 형상을 갖는 추가 실시예가 있을 수 있다.

더욱이, 적어도 하나의 안내 요소(12)는 적어도 하나의 로킹 너트(11)가 나사부(7)를 따라서 회전하는 동안 구형 요소(2)에 대한 삽입체(4)의 상대 회전을 방지한다.

이런 식으로, 구형 요소(2) 내부에서의 삽입체(4)의 정확한 이동이 재밍 없이 보장된다.

시트(3) 내부에서의 구형 요소(2)의 상대 회전을 방해하지 않기 위해, 적어도 하나의 안내 요소(12)는 구형 요소(2)의 완전히 내부에 있다.

구형 요소(2) 내에서의 삽입체(4)의 전진은 구형 요소(2) 자체를 따라서 적어도 하나의 반경방향 노치(9)가 연장되는 것에 종속된다.

구형 요소의 팽창 또는 구형 요소의 연속 팽창/압축 사이클로 인해 적어도 하나의 노치(9)의 폐쇄 단부에 크랙이 형성되는 것을 방지하기 위해, 성형(shaped) 홈(14)이 제공될 수 있다.

더욱이, 홈(14)은 구형 요소(2)를 따르는 적어도 하나의 안내 요소(12)에 대한 정지부로서 작용한다.

도 6은, 일 예로서 및 비제한적인 목적으로, 본 발명에 따른 볼 조인트(1)의 일 실시예를 도시한다.

이러한 실시예에서는, 골절 치료용 외부 고정 장치(15)를 형성하는 어떤 부품들을 연결하기 위해 볼 조인트(1, 1')가 제공된다.

구체적으로, 외부 고정 장치(15)는 제 1 부재(16)를 제 2 부재(17)에 조절 가능하게 관절 연결하기 위한 볼 조인트(1, 1')의 사용을 제공한다.

그러나, 볼 조인트(1)는 추가로, 이러한 이유로 본 발명의 보호 범위를 벗어나지 않는 한도에서, 전술한 고정 장치(15)나 기타 생필품 분야에 속하는 장치와 다른 의료 기기에 사용될 수 있다.

도 7 내지 도 9를 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 볼 조인트는 도면부호 100으로 지칭되며, 제 1 실시예와 마찬가지로, 제 1 부품에 형성된 중공 시트(103)에 수용되도록 설계된 실질적인 구형 요소(102), 및 세장형 형상을 갖고 구형 요소(102)에 연결되며 제 2 부품과 결합될 수 있는 삽입체(104)를 포함한다.

그러나 구형 요소(102)의 구성은 제 1 실시예의 구형 요소의 구성과 다르다. 보다 구체적으로, 구형 요소는 두 개의 실질적인 구형의 캡 형상 부분(102") 사이에 실질적인 원통형의 중심 부분(102')을 포함한다.

구형 요소(102)는 각각의 실질적인 구형의 캡 형상 부분(102")의 원형 베이스가 실질적인 원통형의 부분(102')의 각각의 베이스와 매칭되도록 크기 형성된다. 구형 요소(102)는 일체로, 예를 들어 구형 요소(102)의 외표면의 일부의 밀링을 통해서 또는 많은 개별 부품의 통상의 기술자에게 공지된 방식의 조립을 통해서 얻어질 수 있다.

실질적인 원통형의 중심 부분(102')은 그 원형 단면에서, 각각의 구형 캡(102")의 곡률 반경(R)보다 짧은 반경(r)을 가지며, 따라서 구형 요소(102)는 이러한 원통형 중심 부분(102')의 베이스에 평행한 평면에서 감소된 전체 치수를 갖는다(도 8).

구형 요소(102)는, 실질적인 원통형의 중심 부분(102')에, 삽입체(104)를 수용하기 위한 관통 개구(105)를 갖는다. 이러한 관통 개구(105)는 구형 요소(102)의 종방향 대칭축(x-x)에 형성되며, 세장형 형상을 갖는 삽입체(104)는 그 안에서 동일한 축을 따라서 병진 이동 가능하다.

삽입체(104)는 적어도 구형 요소(102) 외부로 돌출하는 부분을 따라서 적어도 하나의 나사부(107)를 갖는다. 나사부(107)는 제 2 부품에 대한 볼 조인트(100)의 착탈식 연결을 가능하게 만든다.

이러한 목적을 위해서, 삽입체(104)의 나사산 피치에 대응하는 나사산 피치를 갖는 나사식 하우징 시트가 구체적으로 제 2 부품 상에 제공되는 바, 이는 하나의 부품을 다른 부품 내부에 나사결합 및 봉쇄시키기 위함이다.

시트(103)에 대한 구형 요소(102)의 회전을 부분적으로 제한하거나 완전히 봉쇄하기 위해, 봉쇄 수단(108)이 제공되는 바, 이것은 구형 요소가 각각의 하우징 시트(103)에 삽입될 때 이하에서 더 잘 설명되는 구형 요소(102)의 반경방향 팽창을 달성하기에 적합하다.

구형 요소(102)는, 관통 개구(105)로부터 시작되고 반경방향으로의 팽창을 허용하도록 설계된 반경방향 형태의 적어도 하나의 노치(109)(도 8 및 도 9 참조)를 갖는다.

예를 들어, 구형 요소(102)의 거의 대칭적인 반경방향 팽창을 달성하기 위해 상호 정반대로 위치하는 적어도 두 개의 노치(109)가 제공될 수 있다. 다른 개수의 노치(109)가 제공될 수도 있는 바, 예를 들면, 구형 요소(102)의 종방향 대칭축(x-x) 주위에 서로에 대해 균일하게 각도 이격되는 것이 바람직한 세 개의 노치가 제공될 수 있다. 구형 요소 주위에서의 노치들의 다른 위치가 가능한 것은 물론이다.

각각의 하우징 시트(103) 내에 삽입된 볼 조인트(100)를 위치상 봉쇄하도록 설계된 봉쇄 수단(108)은, 본 발명의 제 1 실시예와 마찬가지로, 구형 요소(102) 내부에서 삽입체(104)의 단부에 형성되는 확대 부분(110), 및 삽입체(104)와 작동적으로 결합될 수 있는 적어도 하나의 로킹 너트(111)를 포함한다.

예를 들어 실질적인 절두원추형 등의 형상을 갖는 확대 부분(110)은 구형 요소(102)의 관통 개구(105)의 단면보다 큰 적어도 하나의 단면[도 7에 도시된 예에서는 삽입체(104)의 단부에서의 단면]을 갖는다. 특히, 로킹 너트(111)는 사용 시에 삽입체(104)의 나사부(107)와 결합될 수 있다.

따라서, 이러한 구성에 의하면, 제 1 실시예에서 이미 설명했듯이, 로킹 너트(111)의 회전에 의해 달성되는, 관통 개구(105) 내에서의 삽입체(104)의 후방 이동은 구형 요소(102)의 반경방향으로의 균일한 팽창을 초래하는데, 그 이유는 개구(105) 내에서 후방 이동하는 삽입체(110)의 확대된 단부 부분이 구형 요소 자체를 반경 방향으로 푸시하기 때문이다.

구형 요소(102)는 그 실질적으로 구형인 캡-형상 부분(102")을 가지며 이들 캡-형상 부분은 구형 요소(102)의 반경방향 팽창이 이루어지면 시트(103)의 내표면에 대해 균일하게 접하여 구형 요소(102)와 각각의 시트 사이에 넓은 결합면을 보장하도록 치수형성되는 것을 알아야 한다.

즉, 구형 요소(102)는, 그 팽창된 구조에서, 시트(103)의 기하학적 형상에 정확히 일치하는, 예를 들어 볼과 같은 기하학적 형상을 갖는다.

구형 요소(102) 자체의 외표면과 시트(103)의 내표면 사이의 간섭 정도는, 볼 조인트(100)의 운동을 부분적으로 제한하거나 완전히 봉쇄하는, 요소(102)의 반경방향 팽창 정도의 함수로서 변경될 수 있다.

더욱이, 구형 요소(102)의 반경방향 팽창이 거의 대칭적이기 때문에, 구형 요소(102)는 시트(103)에 대해 균일하게 접하여, 볼 조인트(100)의 안정적이고 확실한 봉쇄를 보장한다.

적어도 하나의 로킹 너트(111)를 역으로 작동시킴으로써, 구형 요소(102)의 외경이 감소되며, 따라서 볼 조인트(100)의 운동을 복원한다.

제 1 실시예에서와 같이, 봉쇄 수단(108)의 훨씬 더 확실하고 안정적인 봉쇄를 보장하기 위해서, 도면에 도시되지 않은 카운터-너트를 로킹 너트(111)에 대해 접하여 배치되도록 제공하여 그 우발적 풀림을 이런 식으로 방지할 수 있다.

또한, 로킹 너트(111)는 나사부(107)를 따라서 안정적인 로킹을 보장하기 위해 그 자체로 공지된 형태의 탄성 요소 또는 등가 요소를 포함할 수 있다.

다시, 제 1 실시예와 유사하게, 구형 요소(102)의 거의 대칭적인 반경방향 팽창을 보장하기 위한, 관통 개구(105)를 따르는 삽입체(104)의 정확한 중심맞춤을 보장하기 위해, 삽입체(104)로부터 돌출하고 적어도 하나의 노치(109)에 슬라이딩 결합될 수 있는 적어도 하나의 안내 요소(112)가 제공된다.

구형 요소(2)에 정반대 위치에 형성되는 대응 노치(109)에 결합되는 상호 대향하는 두 개의 안내 요소(112)가 제공될 수 있다.

도 7 및 도 8에 도시된 일 실시예에서, 안내 요소(112)는 삽입체(104)로부터 반경방향으로 연장되는 두 개의 탭(113)을 포함한다.

그러나, 안내 요소(112)가 대응 노치(109)를 따라서 슬라이딩하기에 적합한 핀 형상 등을 갖는 추가 실시예가 가능하다.

본 발명의 제 2 실시예에 따라 하나의 제 1 부품과 하나의 제 2 부품을 볼 조인트(100)를 통해서 상호 연결하기 위해, 구형 요소(102)는 제 1 부품에 형성된 각각의 시트(103)에 삽입되며 볼 조인트(100)는 삽입체(104)를 통해서 제 2 부품에 연결된다.

이러한 형태의 삽입체는 실질적인 구형 캡처럼 구성된 각각의 중공 시트(103)에 수용되도록 설계되고, 상기 중공 시트는 보다 구체적으로, 삽입체(100)의 실질적인 캡-형상 부분(102")의 곡률 반경(R)보다 약간 긴 곡률 반경을 가지며, 실질적인 원통형 중심 부분(102')의 원형 단면의 반경(r)보다 약간 길지만 실질적인 캡-형상 부분(102")의 곡률 반경(R)보다 짧은 반경을 갖는 실질적인 원형 구조로 입구 마우쓰(103')를 한정한다. 실질적으로 구형인 캡-형상 하우징 시트(103)는 구형 요소(102)의 체적의 절반 이상인 체적을 갖는다.

시트(103)는 또한, 그 안에 조인트(100)가 삽입되는 동안 삽입체(104)와 간섭하지 않도록, 상부[개구(103")]에서 개방된다. 이러한 구성에서, 볼 조인트(100)는, 각각의 구형 요소(102)가 실질적인 원통형 부분(102')의 베이스가 입구 마우쓰(103')에 평행하도록 배치되고 삽입체가 개구(103")와 정렬되는 상태에서만 각각의 시트(103)에 삽입될 수 있다.

조인트의 구형 요소(102)는 그 하우징 시트에 삽입된 후 그 내부에서 회전할 수 있도록 구성되며("가동" 구조), 따라서 볼 조인트(100)가 소망 위치에 배향되게 할 수 있다.

유리하게, 하우징 시트(103)의 이러한 구성에 의하면, 예를 들어 삽입체(104)를 하측으로 각운동시킴으로써 볼 조인트(100)가 그 삽입 위치와 관련하여 시트(103) 내로 이동하자마자, 조인트(100)의 구형 요소(102)가 시트 자체 내에 피봇 결합되는데, 이는 입구 마우쓰(103')가 예를 들어 그 이탈을 방지하기 위한 치수를 갖기 때문이다.

볼 조인트(100)는 이미 전술한 각각의 시트 내에서 제위치에 봉쇄된다.

하우징 시트(103)의 치수는 구형 요소(102)의 표면이 하우징 시트와 접촉되는 정도가 높도록 형성되며 이로 인해 볼 조인트(100)가 소망 위치에 확실하고 영속적으로 로킹되는 것이 촉진됨을 알 것이다.

이제 도 10 내지 도 13을 참조하면, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 볼 조인트는 도면부호 200으로 지칭되고, 사용 시에 제 1 부품에 형성되는 각각의 중공 하우징 시트(203) 내부에 배치되도록 설계된 실질적인 구형 요소(202), 및 이하에서 보다 잘 설명되듯이 구형 요소(202)에 연결되고 사용 시에 제 2 부품과 결합될 수 있는 삽입체(204)를 포함하는 것을 알 수 있다. 보다 구체적으로, 구형 요소(202)는 두 개의 실질적으로 구형인 캡 형상 부분(202") 사이에 실질적인 원통형의 중심 부분(202')을 포함한다. 구형 요소(202)는 각각의 실질적으로 구형인 캡 형상 부분(202")의 원형 베이스가 실질적인 원통형 부분(202')의 각각의 베이스와 매칭되도록 치수형성된다. 구형 요소(202)는 일체로, 예를 들어 구형 요소 자체의 외표면의 일부의 밀링을 통해서 얻어질 수 있거나, 또는 많은 개별 부품의 통상의 기술자에게 공지된 방식의 조립을 통해서 얻어질 수 있다. 상기 삽입체(204)는 세장형 구조를 가지며, 실질적인 원통형 부분(202')의 측면에서 구형 요소(202)로부터 반경방향으로 연장된다. 실질적인 원통형 부분(202')에서, 나사산이 대응 피치로 형성되는 삽입체(204)의 각 부분(도면에 도시되지 않음)에는 반경방향 하우징 시트, 예를 들어 나사식 하우징 시트가 제공된다. 어느 경우에나, 삽입체(204)와 구형 요소(202) 사이의 결합은 예를 들어 스냅-삽입 형태 등의 등가 결합 수단을 통해서 달성될 수 있다.

실질적인 원통형의 중심 부분(202')은 그 원형 단면에서, 각각의 실질적으로 구형인 캡 부분(202")의 곡률 반경(R)보다 짧은 반경(r)을 가지며, 따라서 구형 요소(202)는 이러한 실질적인 원통형의 중심 부분(202')의 베이스에 평행한 평면에서 감소된 전체 치수를 갖는다(도 11).

예를 들어 원통형 구조를 갖는 삽입체(204)의 자유 단부는 사용 시에, 제 2 부품에 형성되는 도면에 도시되지 않은 대응 시트 내부에 삽입되도록 설계된다. 따라서 이러한 목적을 위해, 환형 리세스(207)가, 제 2 부품에서 구체적으로 예상되는 대응 결합 수단과 결합하기 위해 삽입체 상에 제공될 수 있다. 어떤 경우라도 통상의 기술자에게 공지되어 있는 결합 수단의 다른 구성이 제공될 수 있다. 삽입체(204)는 예를 들어, 제 2 부품에 제공되는 대응 시트에 나사결합/나사결합해제될 수 있는 나사부를 포함할 수 있으며, 이 시트는 동일한 나사산 피치로 나사가공된다.

제 2 실시예에 따른 삽입체의 구성은 매우 간단하다는 것에 주목해야 한다.

이러한 삽입체는 실질적인 구형의 캡 형상 구조를 갖는 각각의 중공 하우징 시트(203)에 수용되도록 설계되고, 상기 중공 시트는 보다 구체적으로, 볼 조인트(200)의 실질적인 캡-형상 부분(202")의 곡률 반경(R)보다 약간 더 긴 곡률 반경을 가지며, 실질적인 원통형의 중심 부분(202')의 원형 단면의 반경(r)보다 약간 길지만 실질적인 캡-형상 부분(202")의 곡률 반경(R)보다 짧은 반경을 갖는 실질적인 원형 구조로 입구 마우쓰(203')를 한정한다.

실질적으로 캡-형상인 중공 하우징 시트(203)는 구형 요소(202)의 체적의 절반 이상인 체적을 갖는다.

중공 시트(203)는, 볼 조인트(200)의 삽입체(204)가 시트에 삽입될 때 볼 조인트(200)의 삽입체(204)와 간섭하지 않도록, 상부[개구(203")]에서 개방된다. 제 1 부품은 이러한 상부 개구(203")에서 그 양쪽에 조오형(jaw-like) 단부(214)의 두 개의 판(214)을 가지며, 이 조오형 단부는 이후 보다 상세히 설명하듯이, 조인트(200)의 구형 요소(202)를 시트(203) 내에서 제위치에 봉쇄/클램핑하기 위해 제공된다.

유리하게, 실질적으로 캡-형상인 하우징 시트(203)는, 조인트(200)의 구형 요소가 제위치에 봉쇄되면 하우징 시트가 조인트의 실질적인 캡-형상 부분(202")의 표면에 대해 균일하게 접하여 구형 요소(202)와 시트 사이에 넓은 결합면이 제공되는 것을 보장하도록 치수형성된다.

즉, 하우징 시트(203)는 그 고정 구조에 있어서, 조인트(200)의 구형 요소의 기하학적 형상에 정확히 일치하는, 예를 들어 구형 시트의 기하학적 형상일 수 있는, 기하학적 형상을 갖는다. 이러한 구성에서, 볼 조인트(200)는, 원통형 부분(202')의 베이스가 입구 마우쓰(203')에 평행하도록 배치되고 삽입체(204)가 두 개의 판 사이의 개구(203")와 정렬될 때만 각각의 시트(203)에 삽입될 수 있다.

본 발명의 제 3 실시예에 따른 볼 조인트(200)는, 사용 시에 각각의 시트(203)에 삽입된 이후 조인트(200)의 구형 요소(202)의 회전을 방지하도록 의도된 봉쇄 수단(211)을 포함한다.

이러한 봉쇄 수단(211)은 예를 들어 조오형 단부(214)의 두 개의 판(214)의 로킹 수단을 포함하는 바, 예를 들면 전술한 판에 구체적으로 형성되는 대응 나사식 시트(213)에 나사결합/나사결합해제될 수 있는 나사(212)를 포함한다.

조인트의 구형 요소(202)가 각각의 시트(203)에 삽입되고 소정 위치로 회전되면, 각각의 시트(213)에 나사(212)를 나사결합시킴으로써, 전술했듯이 구형 요소(202)를 소망 위치에 효과적으로 봉쇄시키기에 충분히 조오-요소(214)의 판의 로킹 및 하우징 시트(203)의 후속 감소가 얻어진다.

유리하게, 봉쇄 수단을 제 1 부품의 전체 치수 내에 유지하기 위해, 사용 시에 나사의 헤드와 접촉하는 조오형 단부(214)의 판 부분에는 작은 두께가 제공된다.

경우에 따라서, 각각의 시트(203) 내에서의 조인트(200) 봉쇄 중에 조작자에게 조오 단부(214)의 두 개의 판의 정확한 로킹을 나타내도록 의도된 마크가 나사(212)에 제공될 수 있다.

본 발명의 볼 조인트의 작동은 다음과 같다.

제 1 실시예를 참조하면, 구형 요소(2)가 팽창되지 않는 가동 구조의 볼 조인트(1, 1')에서 시작하여, 구형 요소(2)는 제 1 부품에 제공되는 대응 시트(3) 내부에 배치된다.

나사부(7)가 제공되는 볼 조인트(1, 1')의 대향 단부는 이후 제 2 부품의 대응 나사식 시트 내부에 연결된다. 힌지 연결이 이렇게 달성되는 바, 이는 초기에 제 1 부품과 제 2 부품 사이에서 이동 가능하다.

볼 조인트(1, 1')는 이후 소망 위치에 배치되며, 봉쇄 수단(8)을 작동시킴으로써 시트(3, 3') 내부에서의 구형 요소(2, 2')의 팽창이 달성되어, 실제로 볼 조인트(1, 1')의 운동을 봉쇄한다.

이런 식으로 제 2 부품에 대한 제 1 부품의 운동이 방지된다.

각각의 시트(3, 3') 내에서의 볼 조인트(1, 1') 운동을 감소시킬 필요가 있으면, 적어도 하나의 로킹 너트(11, 11')를 풀어냄으로써 봉쇄 수단(8)을 조작할 수 있다. 이런 식으로, 이전에 팽창되었던 구형 요소(2, 2')의 반경방향 수축이 이루어지며, 따라서 구형 요소의 외표면과 시트(3, 3')의 내표면 사이의 간섭이 감소된다.

본 발명에 따른 볼 조인트(1)의 조립은 달성하기에 간단하다.

더욱이, 봉쇄 수단(8)을 작동시킴으로써, 볼 조인트(1, 1')의 운동을 쉽고 빠르게 수정할 수 있는데, 이는 볼 조인트(1, 1')와 직접 결합된 조절 로킹 너트(11, 11')가 조작되기 때문이다.

본 발명의 바람직한 제 2 실시예를 참조하면, 제 1 부품에 형성된 시트(103) 내부에 볼 조인트(100)를 삽입하기 위해서, 조인트는 삽입체(104)가 시트(103)의 개구(103")와 정렬되고 실질적인 원통형 중심 부분(102')의 원형 베이스가 시트(103)의 입구 마우쓰(103')에 평행하게 배치되도록 위치한다(도 7 및 도 8).

볼 조인트(100)가 이후 시트(103) 내부에 삽입되며 조인트의 삽입체(104)는 소망 위치에 진입한다. 예를 들어 삽입체(104)를 하측으로 각운동시킴으로써 볼 조인트(100)가 그 삽입 위치와 관련하여 시트 내로 이동하자마자, 조인트(100)의 구형 요소(102)는 시트 내부에 결합 유지되는데, 이는 중공 하우징 시트 및 입구 마우쓰(103')가 예를 들어 그 이탈을 방지하기 위한 치수를 갖기 때문임을 주목해야 한다.

삽입체(104)가 소망 위치에 진입되면, 로킹 너트(111)가 삽입체(104)의 나사부(107) 상에 삽입 및 나사결합되어 시트(103) 내부에서의 그 회전을 봉쇄하며, 따라서 구형 요소(102)의 거의 균일한 반경방향 팽창을 달성한다. 전술했듯이, 구형 요소의 실질적인 캡-형상 부분(102")은 시트(103)의 내벽에 대해 균일하게 접하는 각각의 표면을 가질 것이며, 따라서 삽입체의 효과적인 봉쇄를 달성한다.

이후, 삽입체(104)가 각각의 제 2 부품과 결합함으로써, 제 1 부품과 제 2 부품 사이에 소망 각도 방향에 따른 연결이 달성된다.

볼 조인트(100)를 각각의 부품들로부터 분리시킬 필요가 있으면, 동일한 단계가 역순으로 수행된다.

본 발명의 바람직한 제 3 실시예를 참조하면, 앞서 간략히 언급했듯이, 제 1 부품에 형성된 시트(203) 내부에 볼 조인트(200)를 삽입하기 위해서, 조인트는 삽입체(204)가 조오-형 단부(214)의 판들 사이에 제공되는 상부 개구(203")와 정렬되고 실질적인 원통형 중심 부분(202')의 원형 베이스가 시트(203)의 입구 마우쓰(203')에 평행하게 배치되도록 위치한다(도 10 및 도 11).

볼 조인트(200)가 이후 시트(203) 내부에 삽입되며 조인트의 삽입체(204)는 소망 위치에 진입한다. 볼 조인트(200)가 그 삽입 위치와 관련하여 시트 내로 이동하자마자, 예를 들어 삽입체(204)를 하측으로 각운동시킴으로써, 조인트(200)의 구형 요소(202)는 시트 내에 결합 유지되는데, 이는 시트 자체와 입구 마우쓰(203')가 예를 들어 그 이탈을 방지하도록 치수형성되는 사실에 기인함을 알 것이다.

삽입체(204)가 소망 위치에 진입한 후 시트(203) 내부에서의 그 회전을 봉쇄하기 위해, 나사(212)가 나사식 시트(213) 내부에 삽입 및 나사결합됨으로써, 조오 단부(214)의 판들을 서로에 대해 로크시킨다.

이런 식으로, 조오 단부(214)의 압축은 구형 요소(202)의 실질적인 캡-형상 부분(202")과 시트(203)의 내표면 사이에 균일한 결합을 달성하기에 충분한 하우징 시트(203)의 감소를 결정하며, 따라서 조인트가 효과적으로 봉쇄되도록 보장한다.

알 수 있듯이, 하우징 시트(203)의 치수는 구형 요소(202)의 표면이 하우징 시트와 접촉하는 정도가 높도록 형성되며 이로 인해 볼 조인트(200)가 소망 위치에 확실하고 영속적으로 로킹되는 것이 촉진된다.

이후, 삽입체(204)가 각각의 제 2 부품과 결합함으로써, 제 1 부품과 제 2 부품 사이에 소망 각도 방향에 따른 연결이 달성된다.

볼 조인트(200)를 각각의 부품들로부터 분리시킬 필요가 있으면, 동일한 단계가 역순으로 수행된다.

제 2 실시예에 따른 볼 조인트는 구조적으로 간단하고 적용하기에 용이하다.

이와 같이 구상된 발명은 그 발명 개념에 의해 망라되는 모든 수많은 수정 및 변경이 이루어질 수 있다.

또한, 모든 세부사항은 다른 기술적 등가 요소에 의해 대체될 수 있다. 실제로, 사용되는 재료와 부속 형상 및 크기는, 이러한 이유로 하기 청구범위의 보호 범위를 벗어나지 않는 한도에서 경우에 따라 달라질 수 있다.

Claims (28)

1. 제 1 및 제 2 부품을 조절 가능한 위치에서 연결하기 위해 제 1 및 제 2 부품과 결합될 수 있는 볼 조인트(200)로서, 상기 제 1 부품의 중공 하우징 시트(203)에 적어도 부분적으로 수용될 수 있는 구형 요소(202), 및 상기 구형 요소(202)에 연결되고 상기 제 2 부품과 착탈식으로 결합될 수 있는 삽입체(204)를 포함하는, 상기 볼 조인트(200)에 있어서,
   상기 구형 요소(202)는 두 개의 실질적으로 구형인 캡 형상 부분(202") 사이에 실질적인 원통형 중심 부분(202')을 포함하며, 상기 실질적으로 구형인 캡 형상 부분(202")은 각각의 실질적으로 구형인 캡 형상 부분(202")의 각각의 원형 베이스가 상기 실질적인 원통형 중심 부분(202')의 각 베이스와 매칭되도록 서로에 대해 배치되고,
   상기 구형 요소(202)의 실질적인 원통형 중심 부분(202')의 원형 단면은 상기 실질적으로 구형인 캡 형상 부분(202") 각각의 곡률 반경(R)보다 짧은 반경(r)을 가지며, 따라서 상기 구형 요소(202)는 상기 실질적인 원통형 중심 부분(202')의 베이스에 평행한 평면에서 감소된 전체 치수를 가지며,
   상기 삽입체(204)는 상기 구형 요소(202)에서 상기 원통형 중심 부분(202')의 측면으로부터 반경방향으로 연장되고,
   상기 하우징 시트는 상기 실질적으로 구형인 캡 형상 부분(202")의 곡률 반경(R)보다 약간 긴 곡률 반경을 갖는 실질적으로 구형인 캡 구조를 가지며, 상기 실질적인 원통형 중심 부분(202')의 원형 단면의 반경(r)보다 약간 길지만 상기 실질적으로 구형인 캡 형상 부분(202")의 곡률 반경(R)보다 짧은 반경을 갖는 실질적인 원형 구조로 입구 마우쓰(203')를 한정하며,
   상기 하우징 시트 내로의 상기 구형 요소의 조립 동안 사용 시에 상기 볼 조인트(200)의 삽입체(204)를 수용하기 위한 상부 개구(203")가 얻어지는 것을 특징으로 하는
   볼 조인트.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 구형 요소(202)는 일체로 얻어지는 것을 특징으로 하는
   볼 조인트.
4. 삭제
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 삽입체(204)의 자유 단부에는 환형 리세스(207)가 제공되는 것을 특징으로 하는
   볼 조인트.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 하우징 시트(203) 내의 상기 구형 요소(202)에 대한 봉쇄 수단(211)을 포함하는 것을 특징으로 하는
   볼 조인트.
7. 제 6 항에 있어서,
   상기 봉쇄 수단은 나사(212)를 포함하는 것을 특징으로 하는
   볼 조인트.
8. 삭제
9. 삭제
10. 제 6 항에 있어서,
    상기 하우징 시트는 상기 봉쇄 수단(211)을 통해서 상기 구형 요소(202) 주위에 클램핑 가능한 것을 특징으로 하는
    볼 조인트.
11. 제 1 항에 있어서,
    상기 시트(203)의 내표면은, 상기 조인트(200)의 구형 요소(202)가 제위치에서 봉쇄될 때, 상기 조인트의 실질적으로 구형인 캡 형상 부분(202")에 균일하게 접하며, 따라서 상기 구형 요소(202)와 시트(203) 자체 사이에 넓은 결합면을 보장하는 것을 특징으로 하는
    볼 조인트.
12. 삭제
13. 삭제
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17. 삭제
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