KR200442800Y1 - 실링 효과를 향상시키기 위한 환상 립 구조의 볼 시이트 및고무링이 장착된 볼조인트 - Google Patents

Abstract

본 고안은 자동차용 볼 조인트에 관한 것으로, 구관절의 역할을 하는 볼 스터드와 볼 스터드를 감싸는 볼 시이트를 안착시키는 소켓과 볼 스터드가 압축하중에 의해 소켓 아래로 빠지지 않도록 소켓 하단부를 밀폐시키는 플러그와 볼 스터드가 있는 곳에 먼지 등의 이물질이 들어가지 않도록 소켓의 상단부를 덮어씌우는 더스트 커버를 포함하는 볼 조인트에 있어서, 볼 조인트의 코킹부의 실링(sealing)을 확실하게 하기 위해 볼 시이트를 환상의 립(lip)구조로 하여 플러그와 소켓 사이에 환상의 립부분을 샌드위치시키고 플러그와 소켓 사이에 고무링을 삽입하여 소켓과 플러그 사이의 갭(gap)이 발생하지 않도록 한다.

볼 조인트, 실링, 환상 립 구조의 볼 시이트, 고무링

Description

실링 효과를 향상시키기 위한 환상 립 구조의 볼 시이트 및 고무링이 장착된 볼조인트{Ball joint with ring-typed and lip-shaped ball sheet and rubber ring to improve sealing effect}

도 1은 종래의 볼 조인트 구조를 나타내는 단면도.

도 2는 본 고안에 따른 환상 립구조의 볼 시이트가 채용된 볼 조인트의 단면도 및 환상 립구조 부분이 실링된 상태를 상세하게 나타내는 환상 립구조 부분에 대한 확대 단면도.

도 3은 본 고안의 환상 립구조의 볼 시이트가 실링되기 전 상태의 단면을 나타내는 볼 시이트의 단면도 및 환상 립구조 부분에 대한 확대 단면도.

도 4는 본 고안에 따른 소켓의 코킹부에 고무링이 장착된 볼 조인트의 단면도 및 고무링이 장착된 코킹부의 확대 단면도.

도 5는 본 고안에 따른 환상 립구조의 볼 시이트와 고무링이 채용된 볼 조인트의 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 볼 스터드 20: 볼 시이트

25: 환상 립구조 30: 플러그

35: 고무링 40: 소켓

60: 더스트 커버

본 고안은 자동차용 볼 조인트에 관한 것이며, 보다 상세하게는 볼 조인트의 코킹(caulking)부의 실링(sealing)에 관한 것이다.

볼 조인트는 구관절(球關節)의 기능을 갖는 이음 수단으로 널리 이용되고 있다.

도 1은 종래의 볼 조인트 구조를 나타낸다.

일반적으로 볼 조인트는 구관절의 중심 역할을 하는 볼 스터드(10), 볼 스터드(10)를 감싸 볼 스터드(10)를 보호하고 볼 스터드(10)와 소켓(40) 사이에 작용하는 마찰력을 조절하는 볼 시이트(20), 볼 스터드(10)와 볼 시이트(20)를 안착(安着)시키는 소켓(40), 볼 스터드(10)가 압축하중에 의해 소켓(20) 아래로 빠지지 않도록 밀폐시키는 플러그(30) 및 볼 스터드(10)에 먼지가 들어가지 않도록 소켓의 상부를 덮는 더스트 커버(60)를 포함하며 이러한 볼 조인트는 너클 암(knuckle arm)에 압입되어 조립된다.

이러한 볼 조인트의 어셈블리에 있어서, 볼 스터드(10)가 있는 소켓(40)의 내부에 먼지 등의 이물질이나 누수로 인한 수분이 들어가지 않도록 하는 실링 효과가 확실하여야 하며 그렇지 못할 경우 볼 시이트가 갖는 마찰력 조절 기능 등이 변형되어 궁극적으로 볼 조인트의 구관절로서의 역할이 저하될 수 있다. 뿐만 아니라 코킹부의 실링이 견고하지 못하면 심한 경우 작동중 플러그의 이탈과 같은 파손이 일어날 수도 있다.

또한 볼 조인트의 견고한 조립을 위한 시도가 대한민국 특허공보 10-0212517호에 개시되어 있다. 상기 공보에는 볼 조인트의 조립 결합성을 양호하게 하기 위하여 소켓의 내부에 합성수지재의 베어링을 삽입시키고, 베어링의 상부 측면에는 걸림턱을 형성시켜 소켓 상단부에 걸려있게 하고, 베어링의 하부에는 후크를 형성시켜 플러그의 단부에 후크와 맞물리는 걸림편을 형성하여 볼조인트의 조립 결합성을 향상시키고 있다.

그러나 상기 건에 개시된 기술은 합성수지재의 베어링의 걸림턱 및 정교한 형상을 한 후크의 성형과 금속재인 플러그 자체의 변형을 요하는 걸림편의 형성은 제조공정을 복잡하게 만든다. 뿐만 아니라 볼 조인트 조립 후 소켓과 플러그 사이에 갭 발생을 위한 장치가 없어 누수에 따른 수분의 침투를 보다 확실히 차단하기 어렵다.

따라서 본 고안은 상기와 같은 문제점을 해결하고자 안출되었다.

본 고안이 이루고자 하는 기술적 과제는 볼 조인트 조립 후 소켓과 플러그 사이에 갭 발생 방지 장치가 없어 조립 후 실링 효과가 저하되는 문제를 해결하는 것이다. 궁극적으로 본 고안의 기술적 과제는 볼 조인트의 조립 후 실링 효과 향상을 통해 볼 조인트 내부에 이물질이나 누수로 인한 수분의 침투를 방지하여 볼 조인트의 성능을 개선하고 수명을 연장시키는 것이다.

본 고안이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는 볼 조인트의 조립 후 실링 효과 향상을 보다 간편한 공정에 의해 제공하는 것이다.

본 고안은 구관절의 역할을 하는 볼 스터드와 볼 스터드를 감싸는 볼 시이트와 상기 볼 스터드와 볼 시이트를 안착시키는 소켓과 볼 스터드가 압축하중에 의해 소켓 아래로 빠지지 않도록 소켓 하단을 밀폐하는 플러그를 포함하는 볼 조인트에 있어서, 볼 스터드를 감싸는 볼 시이트의 하단부에 환상 립구조를 형성하여 플러그의 측면을 상기 환상 립구조로 감싸 소켓의 코킹부에서 소켓의 내측면과 플러그의 측면 사이에 상기 환상 립구조가 샌드위치 되도록 하여 실링 성능을 향상시키도록 구성한다.

본 고안은 구관절의 역할을 하는 볼 스터드와 볼 스터드를 감싸는 볼 시이트와 상기 볼 스터드와 볼 시이트를 안착시키는 소켓과 볼 스터드가 압축하중에 의해 소켓 아래로 빠지지 않도록 소켓 하단을 밀폐하는 플러그를 포함하는 볼 조인트에 있어서, 상기 플러그와 소켓의 코킹부 사이에 소켓과 플러그 사이에 갭이 발생하지 않도록 고무링을 삽입시켜 구성한다.

본 고안은 볼 스터드를 감싸는 볼 시이트의 하단부에 형성된 환상 립구조가 플러그의 측면에 밀착한 상태로 소켓과 플러그 사이에 샌드위치 되며 플러그의 측면 두께 d의 2/3 내지 3/5 만큼을 플러그의 위에서부터 플러그의 측면을 덮어씌우도록 구성한다.

본 고안은 상기 고무링의 두께가 플러그 두께의 1/6 내지 1/5 이 되도록 구 성한다.

본 고안은 구관절의 역할을 하는 볼 스터드와 볼 스터드를 감싸는 볼 시이트와 상기 볼 스터드와 볼 시이트를 안착시키는 소켓과 볼 스터드가 압축하중에 의해 소켓 아래로 빠지지 않도록 소켓 하단을 밀폐하는 플러그를 포함하는 볼 조인트에 있어서,

볼 스터드를 감싸는 볼 시이트의 하단부에 환상의 립구조를 형성하여 플러그의 측면을 상기 환상 립구조로 감싸 소켓의 코킹부에서 소켓의 내측면과 플러그의 측면 사이에 상기 환상 립구조가 샌드위치 되도록 하고, 소켓 하단부를 밀폐하는 플러그와 소켓의 코킹부 사이에 소켓과 플러그 사이에 갭이 발생하지 않도록 고무링을 삽입하여 실링 효과를 향상시키도록 구성한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술 분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 고안이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 고안의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.

도 1은 종래의 볼 조인트를 도시하며, 여기에서 소켓(40) 하단부는 플러그(30)로 밀폐시켜 코킹하고 있고 볼 시이트(20)도 본 고안과 같은 립구조를 구비하지 않은 상태로 볼 스터드(10)를 감싸 소켓(40) 안에 안착된다.

도 2는 하단부에 환상 립구조(25)를 구비한 볼 시이트(20)가 채택된 볼 조인트 실링을 도시한다.

구관절의 중심 역할을 하는 볼 스터드(10)를 감싸 볼 스터드(10)를 보호하고 마찰력을 조절하는 볼 시이트(20)는 플라스틱재로 구성한다. 볼 시이트(20)의 하단부는 환상 립구조(25)를 갖도록 성형한다.

도 3에는 하단부에 환상 립구조(25)를 형성한 볼 시이트(20)의 단면이 도시되어 있다. 환상 립구조(25)는, 평면에서 볼 때 원형인 플러그(30)의 원주면을 둘러싸도록 형성하므로 평면에서 보면 환상(環狀)을 이룬다. 또한, 실링되기 전 볼 시이트(20)의 환상 립구조(25)는 연직방향에 대해 20~60도의 각도를 두고 뻗어나오도록 성형하여 마치 볼 시이트(20)면에 대해 튀어나온 입술과 같은 모양을 이룬다.

도 3의 확대 단면도를 참조하면, 볼 스터드(10)를 감싸는 환상 립구조(25)를 갖는 볼 시이트(20)의 하단부에 플러그(30)를 배치시키며, 이때 환상 립구조(25)가 플러그(30)의 측면를 감싸듯이 덮는다. 소켓(30)의 원통부를 연직방향으로 자른 단면형상은 소켓(30) 원통부의 두께 변화를 보여줄 수 있다. 소켓(30)의 내측면은 상단부에서 하단부 쪽으로 갈수록 연직방향에 대해 약간의 경사를 이루고 있고 소켓(30)의 외측면은 연직으로 형성된다. 그에 따라 소켓(30) 원통부의 두께는 상단부에서 하단부로 갈수록 얇아진다. 플러그(30)의 측면은 경사지지 않은 연직선을 이룬다. 환상 립구조(25)가 플러그(30)의 연직 측면에 밀착된 상태에서 환상 립구조(25)의 단부는 플러그(30) 측면의 두께 d의 2/3 내지 3/5 만큼을 덮을 수 있도록 환상 립구조(25)의 길이를 선택할 수 있다. 이와 같이 환상 립구조(25)가 플러그(30)를 덮은 상태로 볼 스터드(10)와 볼 시이트(20)및 플러그(30)를 소켓(40) 안에 안착시켜 도 3의 확대 단면도에서와 같이 환상 립구조(25)가 소켓(40)과 플러 그(30) 측면 사이에 샌드위치 되도록 코킹한다. 이러한 실링구조는 소켓(40)과 플러그(30) 사이에 생길 수 있는 갭을 방지하여 실링의 효과를 향상시킨다.

도 4는 플러그(30)에 의한 실링에서 발생할 수 있는 소켓(40)과 플러그(30) 사이의 갭을 더욱 확실히 방지하기 위해 고무링(35)을 코킹부에 장착시킨 볼 조인트의 단면을 도시한다. 플러그(30) 두께 d 의 1/6 내지 1/5 정도의 두께를 갖는 고무링(35)을 플러그(30)의 아랫면 가장자리에 밀착하게 배치하고 소켓(30)의 단부를 플러그(30) 쪽으로 구부려 코킹 시킨다. 결과적으로 고무링(35)은 플러그(30)와 소켓(40)의 코킹부 사이에 위치하여 플러그(30)와 소켓(40)의 코킹부 사이의 마찰력을 증가시켜 볼 조인트가 동작 중에 있을 때에도 플러그(30)와 소켓(40) 사이에 갭이 생기지 않도록 한다. 따라서 좀더 확실한 실링 효과를 제공하여 볼 조인트 내부로 먼지나 수분 등의 이물질이 침투하지 못하도록 할 수 있다.

도 5는 도 2의 환상 립구조(25)를 가진 볼 시이트(20)와 도 4의 고무링(35)을 모두 채택하여 조립한 볼조인트를 도시한다. 이와 같이 두 가지 실링 수단을 함께 구비할 경우 실링 효과가 훨씬 더 증대될 수 있음은 상술한 바로부터 쉽게 예측될 수 있을 것이다.

이상, 본 고안의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 고안은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 고안의 기술적 사상의 범위내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

본 고안에 따르면 소켓과 플러그 사이의 갭이 생기는 것을 방지할 수 있는 볼 조인트 코킹을 달성할 수 있다.

또한 본 고안은 볼 조인트의 실링 효과를 향상시키면서도 코킹 공정이 복잡하지 않다는 장점을 제공한다.

궁극적으로 본 고안의 실링의 확실성은 볼 조인트 내부에 이물질이나 누수로 인한 수분의 침투를 막아 볼 조인트의 성능을 개선하고 그 수명을 연장할 수 있다.

Claims (4)

1. 구관절의 역할을 하는 볼 스터드;

   볼 스터드를 감싸는 볼 시이트;

   상기 볼 스터드와 볼 시이트를 안착시키는 소켓; 및

   볼 스터드가 압축하중에 의해 소켓 아래로 빠지지 않도록 소켓 하단을 밀폐하는 플러그를 포함하며,

   상기 볼 스터드를 감싸는 상기 볼 시이트의 하단부에 환상 립구조를 형성하여 플러그의 측면을 상기 환상 립구조로 감싸 상기 소켓의 코킹부에서 상기 소켓의 내측면과 상기 플러그의 측면 사이에 상기 환상 립구조가 샌드위치 되도록 하여 실링 시킨 볼 조인트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 플러그와 상기 소켓의 코킹부 사이에는 고무링이 삽입되어 소켓과 플러그 사이에 갭이 발생하지 않도록 하는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
3. 제1항에 있어서,

   상기 환상 립구조가 상기 플러그 측면에 밀착한 상태로 상기 소켓과 상기 플 러그 사이에 샌드위치 될 때 플러그의 측면 두께의 2/3 내지 3/5 만큼을 플러그의 위에서부터 플러그의 측면을 덮어씌우도록 구성한 볼 조인트.
4. 제2항에 있어서,

   상기 고무링의 두께는 플러그 두께의 1/6 내지 1/5 인 볼 조인트.

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