KR20010111401A - 자동차용 볼조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 볼조인트에 관한 것으로, 스터드부(71)와, 이 스터드부(71)와 일체로 형성된 원형돌기부(72)와, 이 원형돌기부(72)의 자유로운 움직임이 가능하도록 원형돌기부(72)를 감싸는 케이스(73)로 이루어진 자동차용 볼조인트에 있어서, 상기 원형돌기부(72)의 외주면에는 복수개의 설치홈(72a)이 일정간격으로 형성되면서 내부에는 설치홈(72a)의 안쪽과 연결되고 아랫방향으로 개구되는 소정크기의 장착홈(72b)이 형성되고, 상기 설치홈(72a)에는 케이스(73)와 점접촉을 이루면서 자유회전이 가능한 볼베어링(74)이 각각 삽입되며, 상기 장착홈(72b)에는 볼베어링(74)과 점접촉을 이루면서 자유회전이 가능한 중심베어링(75)이 삽입되어져, 상기 볼조인트(70)에 충격이 가해지더라도 스터드부(71)와 원형돌기부(72)의 경계부위가 파손되는 것이 방지되므로 상품성이 증진됨은 물론, 상기 볼베어링(74)의 자유회전에 따른 마찰력 및 마모량이 최소화되면서 휠 얼라인먼트에 변형이 생기는 것을 예방되어져 조정 안정성이 향상되도록 된 것이다.

Description

자동차용 볼조인트{BALL JOINT FOR VEHICLE}

본 발명은 자동차용 볼조인트에 관한 것으로, 특히 볼베어링의 마찰력 및 마모량이 최소화되어 작동이 원활하게 이루어지도록 된 자동차용 볼조인트에 관한 것이다.

일반적으로, 볼조인트(ball joint)는 볼스터드(ball stud)라고도 불리며, 서스펜션이나 스티어링 계통에 많이 사용되고 스티어링 너클과 어퍼링크 및 너클암과 트랜스퍼 스프링의 조인트등 자유롭게 움직이는 이음부에 이용되고 있다.

이러한 볼조인트(10)의 일반적인 구성은 도 1에 도시된 바와 같이, 어느 한 부재에 결합되어 지주역할을 하도록 된 스터드부(11)와, 이 스터드부(11)와 일체로 형성됨은 물론 마모를 억제하기 위하여 외주면이 침탄법(浸炭法)에 의해 경화처리된 원형돌기부(12)와, 이 원형돌기부(12)의 자유로운 움직임이 가능하도록 원형돌기부(12)를 감싸면서 결합부재(20)에 의해 상대운동을 하는 타부재와 연결되도록 된 케이스(13)로 이루어져 있다.

즉, 상기 스터드부(11)와 케이스(13)는 서로 상대운동을 수행하는 각각의 부재에 연결되어 있으며, 상기 부재들은 원형돌기부(12)와 케이스(13)의 결합에 의해 연결되게 된다.

여기서, 미설명부호 S는 침탄법에 의해 경화처리된 원형돌기부(12)의 표면을 표시한 부호이다.

그러나, 상기와 같은 종래의 볼조인트(10)는 경화처리되지 않은 스터드부(11)와 경화처리된 원형돌기부(12)사이에 열 경계면(M)이 생기게 되어, 조금만 충격이 가해져도 열 경계면(M)부위가 쉽게 부러지는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 도 2에 도시된 바와 같이, 원형돌기부(32)에 경화처리를 하지 않는 대신 원형돌기부(32)와 케이스(33)사이에 플라스틱베어링(34)을 삽입한 볼조인트(30)가 제2실시예로 안출되었는 바, 이 볼조인트(30)는 원형돌기부(32)에 경화처리를 하지 않았기 때문에 스터드부(31)와 원형돌기부(32)사이에 열 경계면이 존재하지 않게 되어 충격이 가해지더라도 쉽게 파손되는 문제점은 해소되었으나, 그 충격에 의해 상기 플라스틱베어링(35)이 쉽게 파손되면서 휠 얼라인먼트에 변형이 생겨 조정 안정성이 감소되는 새로운 문제점이 있었다.

따라서, 제1실시예와 제2실시예에 따른 종래의 모든 문제점들을 해소하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 원형돌기부(52)의 외주면에 다수개의 설치홈(52a)을 일정간격으로 형성하고, 상기 설치홈(52a)의 안쪽면에 경화처리를 한 다음, 상기 설치홈(52a)으로 삽입되어 자유회전이 가능하도록 제작된 볼베어링(54)의 표면에 경화처리를 함과 더불어, 상기 볼베어링(54)을 설치홈(52a)으로 삽입한 후, 케이스(53)의 안쪽으로 원형돌기부(52)를 설치한 볼조인트(50)가 제3실시예로 안출되었다.

여기서, 도3에 도시된 미설명부호 V는 케이스(53)와 볼베어링(54)과의 점접촉부를 표시한 부호이고, 미설명부호 W는 설치홈(52a)의 안쪽면과 볼베어링(54)과의 면접촉부를 표시한 부호이다.

상기와 같은 제3실시예의 볼조인트(50)를 사용하게 되면, 상기 볼베어링(54)의 마모를 방지하기 위해 설치홈(52a)의 안쪽면과 볼베어링(54)의 표면에만 경화처리가 되어 있음으로 인해, 도 1에 도시된 제1실시예의 볼베어링(10)과 같이 스터드부(11)와 원형돌기부(12)사이에 열 경계면이 생기지 않게 되므로, 제3실시예의 볼베어링(50)은 강성이 증진되어 충격이 가해지더라도 스터드부(51)와원형돌기부(52)의 경계부위가 파손되는 것이 방지됨으로써, 제1실시예의 문제점이 해소되게 되었다.

그리고, 제3실시예의 볼베어링(50)은 설치홈(52a)의 안쪽면과 볼베어링(54)의 표면이 침탄법(浸炭法)에 의해 경화처리가 되어 있음으로 인해, 상기 볼베어링(54)의 자유회전에 따른 마모현상이 감소됨은 물론, 이로인해 휠 얼라인먼트에 변형이 생기는 것이 예방되어져 조정 안정성이 향상되게 되므로, 제2실시예의 문제점이 해소되게 되었다.

그러나, 상기 제3실시예에 따른 종래의 볼조인트(50)를 사용하게 되면, 상기 케이스(53)와 볼베어링(54)과는 점접촉(V)을 이루지만, 상기 설치홈(52a)의 안쪽면과 볼베어링(54)과는 면접촉(W)을 이루게 되므로, 상기 볼조인트(50)의 작동시 볼베어링(54)이 설치홈(52a)의 접촉부(W)에서 마찰력이 발생하게 되고, 이로인해 상기 볼베어링(54)의 쉽게 마모되는 문제점이 여전히 남아 있게 되었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 모든 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 원형돌기부의 내부에는 설치홈의 안쪽과 연결되고 하단으로 개구되며 안쪽면이 침탄법에 의해 경화처리된 소정크기의 장착홈이 형성되고, 이 장착홈에는 표면이 침탄법에 의해 경화처리된 중심베어링이 볼베어링과 점접촉을 이루면서 자유회전이 가능하도록 삽입되어져, 상기 볼베어링이 케이스 및 중심베어링과 모두 점접촉을 이루면서 자유로운 회전운동이 가능하게 되므로, 상기 볼베어링의 마찰력 및 마모량이 최소화되어 작동이 원활하게 이루어지도록 된 자동차용 볼조인트를 제공함에그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 스터드부와, 이 스터드부와 일체로 형성된 원형돌기부와, 이 원형돌기부의 자유로운 움직임이 가능하도록 원형돌기부를 감싸는 케이스로 이루어진 자동차용 볼조인트에 있어서, 상기 원형돌기부의 외주면에는 복수개의 설치홈이 일정간격으로 형성되면서 내부에는 설치홈의 안쪽과 연결되고 하단으로 개구되는 소정크기의 장착홈이 형성되고, 상기 설치홈에는 케이스와 점접촉을 이루면서 자유회전이 가능한 볼베어링이 각각 삽입되며, 상기 장착홈에는 볼베어링과 점접촉을 이루면서 자유회전이 가능한 중심베어링이 삽입된 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래의 볼조인트를 설명하기 위한 제1실시예,

도 2는 종래의 볼조인트를 설명하기 위한 제2실시예,

도 3은 종래의 볼조인트를 설명하기 위한 제3실시예,

도 4는 본 발명에 따른 볼조인트를 설명하기 위한 사시도

도 5는 도 4의 I-I선 부분단면도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

70 - 볼조인트 71 - 스터드부

72 - 원형돌기부 72a - 설치홈

72b - 장착홈 73 - 케이스

74 - 볼베어링 75 - 중심베어링

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 4는 본 발명에 따른 볼조인트를 설명하기 위한 사시도이고, 도 5는 도 4의 I-I선 부분단면도로서, 본 발명에 따른 볼조인트(70)는, 어느 한 부재에 결합되어 지주역할을 하도록 된 스터드부(71)와, 이 스터드부(71)의 일단에 일체로 형성된 원형돌기부(72)와, 이 원형돌기부(72)의 자유로운 움직임이 가능하도록 원형돌기부(72)를 감싸면서 결합부재(20; 도1에 도시됨)에 의해 상대운동을 하는 타부재와 연결되도록 된 케이스(73)로 이루어져 있다.

즉, 상기 스터드부(71)와 케이스(73)는 서로 상대운동을 수행하는 각각의 부재에 연결되어 있으며, 상기 부재들은 원형돌기부(72)와 케이스(73)의 결합에 의해 연결되게 된다.

그리고, 상기 원형돌기부(72)의 외주면에는 마모를 방지하기 위해 침탄법(浸炭法)을 사용하여 경화처리된 복수개의 설치홈(72a)이 일정간격으로 형성되어 있다.

또한, 상기 설치홈(72a)에는 표면전체가 침탄법(浸炭法)을 사용하여 경화처리된 볼베어링(74)이 케이스(73)와 점접촉을 이루면서 자유회전이 가능하도록 각각 삽입되어 있다.

그리고, 상기 원형돌기부(72)의 내부에는 설치홈(72a)의 안쪽과 연결되면서 아랫쪽방향으로 개구됨과 더불어 안쪽면이 침탄법에 의해 경화처리된 소정크기의 장착홈(72b)이 형성되어 있다.

또한, 상기 장착홈(72b)에는 표면이 침탄법에 의해 경화처리된 중심베어링(75)이 볼베어링(74)과 점접촉을 이루면서 자유회전이 가능하도록 삽입되어 있다.

여기서, 미설명부호 T는 침탄법에 의해 경화처리된 설치홈(72a)의 안쪽면을 표시한 부호이고, U는 침탄법에 의해 경화처리된 볼베어링(74)의 표면을 표시한 부호이며, X는 침탄법에 의해 경화처리된 장착홈(72b)의 안쪽면을 표시한 부호이고, Y는 침탄법에 의해 경화처리된 중심베어링(75)의 표면을 표시한 부호이다.

즉, 본 발명에 따라 원형돌기부(72)의 외주면에 다수개의 설치홈(72a)을 일정간격으로 형성하면서 내부에는 설치홈(72a)과 연결되고 아랫쪽방향으로 개구되는 장착홈(72b)을 형성하고, 상기 설치홈(72a)과 장착홈(72b)의 안쪽면에 경화처리를 한 다음, 상기 장착홈(72b)과 상기 설치홈(52a)으로는 표면에 경화처리된 중심베어링(75) 및 볼베어링(74)을 자유회전이 가능하도록 삽입함과 더불어, 상기 원형돌기부(72)와 케이스(73)가 서로 결합됨으로써 볼조인트(70)가 조립되게 된다.

따라서, 본 발명의 볼조인트(70)는 상기 스터드부(71)나 또는 케이스(73)에 연결된 부재의 운동에 따라 상기 볼베어링(74)이 설치홈(72a)내에서 자유로이 회전됨으로서 기능을 수행하게 된다.

이때, 상기 볼베어링(74)의 마모를 방지하기 위해 설치홈(72a)의 안쪽면과 볼베어링(74)의 표면에만 경화처리가 되어 있음으로 인해, 도 1에 도시된 종래의 볼베어링(10)과 같이 스터드부(11)와 원형돌기부(12)사이에 열 경계면이 생기지 않게 되므로, 본 발명의 볼베어링(70)은 강성이 증진되어 충격이 가해지더라도 스터드부(71)와 원형돌기부(72)의 경계부위가 파손되는 것이 방지되게 된다.

또한, 본 발명의 볼베어링(70)은 설치홈(52a)의 안쪽면과 볼베어링(54)의 표면이 침탄법(浸炭法)에 의해 경화처리가 되어 있음은 물론, 상기 볼베어링(74)과 케이스(73) 및 볼베어링(74)과 중심베어링(75)의 접촉부가 각각 점접촉으로 이루어지기 때문에, 상기 볼베어링(74)의 자유회전에 따른 마찰력 및 마모량이 최소화되어 작동이 원활하게 이루어짐은 물론, 이로인해 휠 얼라인먼트에 변형이 생기는 것이 예방되어져 조정 안정성이 향상되게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 표면이 경화처리된 복수개의 볼베어링이 원형돌기부의 외주면에 일정간격으로 형성되어 안쪽면이 경화처리된 설치홈으로 자유회전이동이 가능하도록 각각 삽입되고, 표면이 경화처리된 중심베어링이원형돌기부의 내부에서 설치홈과 연결되면서 아랫방향으로 개구된 장착홈으로 자유회전이동이 가능하도록 각각 삽입되어져, 볼조인트에 충격이 가해지더라도 스터드부와 원형돌기부의 경계부위가 파손되는 것이 방지되므로 상품성이 증진됨은 물론, 볼베어링의 자유회전에 따른 마찰력 및 마모량이 최소화되면서 휠 얼라인먼트에 변형이 생기는 것을 예방되어져 조정 안정성이 향상되는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 스터드부와, 이 스터드부와 일체로 형성된 원형돌기부와, 이 원형돌기부의 자유로운 움직임이 가능하도록 원형돌기부를 감싸는 케이스로 이루어진 자동차용 볼조인트에 있어서,

   상기 원형돌기부의 외주면에는 복수개의 설치홈이 일정간격으로 형성되면서 내부에는 설치홈의 안쪽과 연결되고 아랫방향으로 개구되는 소정크기의 장착홈이 형성되고, 상기 설치홈에는 케이스와 점접촉을 이루면서 자유회전이 가능한 볼베어링이 각각 삽입되며, 상기 장착홈에는 볼베어링과 점접촉을 이루면서 자유회전이 가능한 중심베어링이 삽입된 것을 특징으로 하는 자동차용 볼조인트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 설치홈의 안쪽면과 장착홈의 안쪽면 및 볼베어링의 표면과 중심베어링의 표면이 각각 탄소에 의해 경화처리 된 것을 특징으로 하는 자동차용 볼조인트.