KR20020029375A - 볼조인트 또는 볼슬리브 조인트를 위한 베어링셸 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼 조인트 및 볼 슬리브 조인트의 베어링셸에 관한 것으로서, 중공구형(中空球形)으로 형성된 내측 축수면(3)과 원통형으로 형성된 외측 장착면(4)을 가지고 있고, 베어링셸이 상기 장착면(4)에 의하여 조인트케이싱 속에 장착되며, 상기 베어링셸은 여러 부분으로, 즉, 최소한 2개의 셸부분(하프셸)(1, 2)으로 형성되고, 상기 셸부분(1, 2)들은 체결장치(6, 8)에 의하여 탈착 가능하도록 서로 결합될 수 있으며, 이때 상기 하프셸(1, 2)들 사이의 분리면은 중심종축(10) 방향과 평행하게 형성된다.

Description

볼조인트 또는 볼슬리브 조인트를 위한 베어링셸{BEARING SHELL FOR BALL-AND-SOCKET JOINTS OR SPHERICAL BUSHING JOINTS}

종래 동종의 베어링셸들은 여러 가지의 변형으로 볼조인트와 볼슬리브 조인트에 사용되고 있다. 그와 같은 조인트는 통상 볼조인트에 있어서는 한쪽 단부에, 볼슬리브 조인트(ball sleeve joint)에 있어서는 중앙 부분에 구형부가 형성된 베어링볼축을 가지고 있으며, 이때 상기 구형부가 베어링셸의 중공구면 모양의 베어링면과 결합하므로 써, 상기 베어링볼축이 조인트의 중심종축선을 중심으로 선회 또는 회전운동을 할 수 있다. 상기 베어링셸은 또한 통상적으로 조인트케이싱의 원통형 구멍 속에 결합하여 고정된다. 통상 플라스틱, 특히 POM (polyoxymethylene)을 사용하는 동종의 베어링셸의 제작은 사출성형기술에 의하여 이루어지며, 이때 사출성형용 금형은 두 부분으로 형성되며, 이때 안쪽에 구형 코어를 위치시키고,외측에 베어링셸의 외형과 동일한 거푸집을 위치시킨다. 안쪽에 위치하는 구형주형(球形鑄型)은 사출성형공정이 끝난 다음 완성된 구형 셸로부터 강제로 해체되며, 이때 종래의 베어링셸은 비교적 큰 변형을 나타낸다. 따라서, 이러한 변형을 제거하기 위하여, 상기 베어링셸은 중심종축 방향으로 형성된 수개의 슬롯(slot) 구멍을 가지고 있으며, 이 슬롯구멍들은 중공구형으로 형성된 내측 축수면의 대략 적도면까지 형성된다. 상기 슬롯구멍은 베어링셸의 강제해체를 용이하게 하며, 그러나, 필요로 하는 높은 팽창율과 낮은 탄성계수 때문에 강제해체 가능한 베어링셸의 재료선택에 제한을 받는다. 상기 재료선택의 제한성은 극한부하 상태에 있어서 재료가 유동상태로 되기 쉽기 때문에, 또한 고온 및 고부하 하에서는 베어링셸의 부하능력과 이에 따른 전체 볼조인트 또는 볼슬리브 조인트의 부하능력에 대하여 부정적 작용을 하며, 이때 특히 슬롯홈 부분에서 외피재료의 변위 위험성이 존재한다. 중공구형 베어링셸의 기하학적형상의 변형은 그에 따라 일어나는 마모 증가 때문에 볼조인트 또는 볼슬리브 조인트의 총체적 파손에 이르게된다.

본 발명은 볼조인트 또는 볼슬리브 조인트를 장착하기 위한 중공구면(中空球面) 모양으로 형성된 내측 축수면(軸受面)과 원주체(圓柱體) 모양으로 형성된 외측 장착면을 갖는 베어링셸(bearing shell)에 관한 것이며, 이때 베어링셸은 외측 장착면의 의하여 조인트케이싱 속에 장착된다.

첨부도면을 이용하여 본 발명의 두 가지의 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 베어링셸의 반쪽 부분을 보여주는 사시도이다.

도 2는 하프셸의 단면도이다.

도 2a는 상기 하프셸의 또 다른 실시형태의 단면도이다.

도 3은 볼 슬리브 조인트에 사용될 베어링셸의 제2실시형태의 사시도이다.

따라서 본 발명의 목적은 재료선택성의 확대에 의하여 부하능력과 수명을 향상시키며, 이때 종래의 사출성형기술에 의한 제조방법을 사용할 수 있는 동종의 베어링셸을 제공하는 것이다.

상기 목적은 동종류의 특징을 고려하면서 본 발명에 따라 청구범위 제1항의 기술원리에 의하여 달성된다. 상기 원리에 따라 베어링셸을 여러 부분으로 최소한2개의 베어링셸 부분으로 형성하여, 클램핑 장치에 의하여 서로 탈착이 가능하게 결합되며, 이때 상기 베어링셸들 사이의 분리면은 베어링셸의 중심종축 방향으로 지향한다.

본 발명에 따른 방법에 의하여 볼조인트 또는 볼슬리브 조인트를 조립할 때 종전의 일체형 타입의 베어링셸을 여러 개, 바람직하게는 2개의 하프셸(half shell)로 형성하여 조립하도록 되어있다. 상기 하프셸의 제작은 종래의 방법으로 사출성형기술로 이루어지며, 그러나 하프셸들을 해체할 때, 상기 셸 재료는 그 어떤 특별한 탄성특성을 나타낼 필요가 없다. 이러한 이유 때문에 선행기술과 비교하여 보다 강도가 강하고 따라서 내마모성의 플라스틱을 베어링셸의 재료로 사용할 수 있다. 그뿐만 아니라, 강제해체를 하지 않기 때문에 슬롯홈을 형성할 필요가 없으므로 본 발명에 따른 베어링셸의 부하한계가 높아진다.

본 발명 대상의 특수 실시태양들은 주청구항의 기술이론과 함께 종속청구항의 특징으로부터 구체화된다.

상기 결합체결장치(clamping device)는 한쪽 셸부분의 분리면(결합면)에서 돌출된 최소 1개 이상의 핀(pin)과, 대향하는 다른 쪽 셸부분에 상기 핀을 삽입(결합)하기 위한 최소 1개 이상의 요부로 이루어지도록 형성시키는 것이 특히 바람직한 것으로 판명되었다. 상기 핀과 요부는 셸부분들을 결합(조립)할 때 문제를 일으키지 않게 미리 설정된 결착력 내지 마찰력이 작용하도록 치수를 서로 정합시킨다. 만약 베어링셸 부분들의 결합이 마찰결합으로서가 아니라, 형상결합으로서 이루어진다면, 상기 핀 내지 요부에 적절히 스냅결합(snap connection)하므로 써 상기 결합이 무난하게 실현된다.

본 발명의 또 다른 유리한 실시태양에 따라, 베어링셸 외측면의 원통형으로 형성된 장착면에 원주방향으로 다수의 요부들을 형성시킨다. 상기 요부들은 베어링셸의 상당한 중량절감 효과를 가져온다.

또한 상기 중공구형으로 형성된 내측 베어링면에 중심종축 방향과 평행하게 최소한 2개의 윤활유 주입용 홈을 형성한다. 윤활유 저장부 역할을하는 상기 홈은 적절한 재료의 선택과 더불어 추가적으로 볼조인트 내지 볼슬리브 조인트의 부하능력과 수명을 증가시키는 효과를 가져온다.

그뿐만 아이라 중공구형 베어링면 부분의 베어링셸 두께를 일정하게 형성하는 것이 유용하다고 판명되었으며, 이는 추가적으로 베어링셸의 균일한 부하상태를 유지하여주는 역할을 한다.

본 발명에 따른 베어링셸은 근본적으로 두 개의 하프셸(1 및 2)들로 구성되어 있으며, 그 중 하나인 하프셸(1)이 실시예의 도면에 도시되어 있다. 상기 양쪽의 하프셸(1, 2)들은 조립상태에서 안쪽은 중고구형의 축수면(軸受面)(3)을 형성하며, 한편 상기 하프셸(1, 2)들의 외측면은 원통형 장착면(4)을 형성하여 볼조인트 케이싱 안에 장착된다. 상기 양쪽의 하프셸(1, 2)들은 클램핑 결합장치에 의하여 조립상태로 서로 결합된다. 상기 클램핑 결합장치는 도면에 도시된 실시예에 있어서 양쪽 하프셸(1, 2)들 사이의 한쪽의 분리면(7) 위로 돌출된 하나의 핀(6)과, 다른 쪽 분리면에 형성된 요부(8)로 이루어진다. 이때 각각의 하프셸(1 또는 2)에는 1개씩의 핀(6)과 1개씩의 요부(8)가 형성된다. 상기 핀(6)과 요부(8)의 직경은 결합상태에서 마찰결합에 의하여 충분한 클램핑 효과를 달성할 수 있도록 조절한다. 상기 원통형 장착면(4)에는 본 발명에 따른 베어링셸의 중량감소를 위한 다수의 유부(5)들이 형성되어 있다. 또한, 도 1에서 볼 수 있는 바와 같이 상기 축수면(3)에는 다수의 홈(9)이 형성되어 있어서, 이 홈들은 0.1 내지 0.3mm의 깊이를 가지고 있으며, 윤활유, 특히 베어링오일을 주입하기 위하여 형성된다.

도 2의 단면도에 특히 명백한 바와 같이, 본 발명의 베어링셸의 두께는 중공구형 축수면(3) 부분이 일정한 두께 값을 갖도록 하므로 써, 베어링셸의 균일한 부하를 보장한다.

도 2a에 도시된 실시예는 추가적으로 상기 베어링셸(1) 속에 결합되어 있는 베어링볼과 접촉하는 탄성중합체 실링(sealing)(13, 13a)을 가지고 있으며, 이때볼조인트에 있어서는 케이싱의 한쪽 면이 폐쇄되어 있기 때문에 오직 탄성중합체실링(13a) 만이 필요로 한다는 것에 주의해야한다.

도 3에 있어서는, 볼조인트를 위한 도 1의 실시예와는 반대로 볼슬리브 조인트를 위한 또 다른 변형실시예를 도시하고 있다. 상기 변형실시예는 하프셸(1 및 2)의 적도면(11)에 대한 대칭구조라는 점에서 구별되며, 이 실시형태에 있어서 상기 원통형 장착면(4)은 하프셸(1, 2)들의 전체 외측부분을 포함한다. 대칭 구조 때문에 상기 하프셸(1, 2)의 결합잠금장치는 하프셸의 위쪽뿐만 아니라 아래쪽 부분에도 장치된다. 도 1의 실시예와 유사하게 상기 도 3의 실시예의 축수면(3)도 마찬가지로 윤활유의 주입을 위한 슬롯홈(9)이 형성된다. 상기 슬롯홈(9)은 도 1의 슬롯홈(9)과 마찬가지로 중심종축(10)과 평행을 이룬다.

물론 본 발명의 기본 특징 및 장점을 보존하면서 본 발명의 베어링셸을 두 부분뿐만 아니라 그 이상 여러 부분으로 형성하는 것도 가능하다. 두 개 또는 여러 부분의 구조는 특히 볼조인트 또는 볼슬리브 조인트의 조립 및 해당 셀(shell)부분의 제작과 해체가 용이하다. 지금 까지 볼조인트 또는 볼슬리브 조인트를 위한 사용이 강도 및 불충분한 탄력성 때문에 시도될 수 없었던 선행기술과는 달리 이제 플라스틱재료도 또한 특수 구조에 의하여 사용될 수 있게 되었다.

※도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명※

하프셸(1)하프셸(2)

축수면(3)장착면(4)

요부(5)핀(6)

분리면(7)요부(8)

슬롯홈(9)중심종축(10)

적도면(11)탄성중합체실링(13)

탄성중합체실링(13a)

Claims (6)

1. 중공구형(中空球形)으로 형성된 내측 축수면(3)과 원통형으로 형성된 외측 장착면(4)을 가지고 있고, 베어링셸이 상기 장착면(4)에 의하여 조인트케이싱 속에 장착되는 볼조인트 및 볼슬리브 조인트의 베어링셸에 있어서,

   상기 베어링셸은 여러 부분으로, 즉, 최소한 2개의 셸부분(하프셸)(1, 2)으로 형성되고, 상기 셸부분(1, 2)들은 체결장치(6, 8)에 의하여 탈착 가능하도록 서로 결합될 수 있으며, 이때 상기 하프셸(1, 2)들 사이의 분리면은 중심종축(10) 방향과 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 베어링셸.
2. 제1항에 있어서,

   상기 체결장치는 하프셸(1, 2)들의 각 분리면(7)으로부터 돌출한 최소 1개 이상의 핀(6)과, 대응하는 다른 쪽의 하프셸에 형성된 최소 1개 이상의 요부(8)로 구성되는 것을 특징으로 하는 베어링셸.
3. 제1항에 있어서,

   상기 체결장치는 스냅잠금장치(snap-in locking device)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 베어링셸.
4. 제1 내지 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   원통형으로 형성된 상기 장착면(4)에는 원주방향으로 형성된 다수의 요부(5)들을 갖는 것을 특징으로 하는 베어링셸.
5. 제1 내지 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 내측 축수면(3)은 중심종축(10)과 평행하게 형성된 최소 2개 이상의 윤활유 주입용 슬롯홈(9)을 갖는 것을 특징으로 하는 베어링셸.
6. 제1 내지 5항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 중공구형 축수면(3) 부분에 있어서 상기 베어링셸의 두께가 일정한 값을 갖는 것을 특징으로 하는 베어링셸.