KR20080067754A - 볼 조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼 조인트에 관한 것으로서, 특히 볼스터드가 지지되는 스프링 시트가 러버(rubber)재로 형성되어, 스틸이 러버로 대체됨으로써 원가절감과 경량화가 이루어지는데 그 목적이 있다.

이러한 본 발명의 목적은 하부에 중앙 구형이 형성된 볼스터드의 일부가 베어링에 의해 감싸지고, 러버시트에 의해 볼스터드 하부가 탄성지지되고, 더스트 커버의 일단은 끼움턱이 형성되어 베어링 바깥쪽의 끼움홈에 결합됨과 동시에 클램프링에 의해 고정되고 타단은 베어링에 장착된 고정링에 의해 지지되고, 더스트 커버와 베어링 하부에 장착된 플레이트에 의해 밀폐공간이 형성되어 이물질이 차단되는 볼 조인트의 제공으로 달성된다.

볼 조인트, 볼 스터드, 베어링, 러버시트, 플레이트, 더스트 커버

Description

볼 조인트{Ball joint}

도 1은 종래 볼조인트의 구조 개시도,

도 2는 종래 탄성부재가 포함된 볼조인트의 구조 개시도,

도 3은 본 발명에 따른 볼 조인트의 정단면도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

300 : 볼스터드 340 : 베어링

350 : 더스트 커버 360 : 끼움홈

390 : 플레이트 400 : 고정링 410 : 고정홈 420 : 러버시트

본 발명은 볼 조인트에 관한 것으로서, 특히 볼스터드가 지지되는 스프링 시트가 러버(rubber)재로 형성되어, 스틸이 러버로 대체됨으로써 원가절감과 경량화가 이루어지는 볼 조인트에 관한 것이다.

일반적으로, 볼 조인트는 현가장치에서 예를들어 어퍼암(upper arm)과 로워암(lower arm), 측부암의 결합부분에 적용되고, 회전 및 요동이 이루어지는 부시(bush) 또는 부시조인트 적용부위에 장착되고 있다.

또한, 서스펜션이나 스티어링 시스템에는 볼 조인트가 많이 사용되고, 이러한 볼 조인트는 구형의 볼 스터드와 이를 양측에서 감싸 지지하는 베어링으로 구성된다.

첨부한 도 1은 종래 볼조인트의 구조 개시도이다.

도 1에서 도시한 바와 같이, 볼조인트에 결합되는 플라스틱 베어링(100)은 차량이 정지상태이거나 주행중이라도 운전자가 조향장치를 조작하여 조향이 이루어 지거나 차량이 상하운동을 할 때 볼스터드(110)가 플라스틱 베어링(100)의 내부에서 상하좌우로 회전운동을 하게 된다.

따라서, 상기와 같은 상태에서 볼스터드(110)와 플라스틱 베어링(100)사이에는 마모가 발생한다.

그리고, 차량 사용기간이 길어지게 되면 플라스틱 베어링(100)의 마모에 따라 유격이 발생하게 되며 이에 따라 플라스틱 베어링(100)과 볼스터드(110)의 결합부위에는 이음이 헐거워져 어퍼암 또는 로우암(120)에 의해 베어링 하우징(130)에 결합된 볼스터드(110)의 자유로운 회전운동을 저해하는 요인으로 작용하는 문제점이 있다.

또한, 상기 플라스틱 베어링(100)이 베어링 하우징(130)의 결합홈(140)으로부터 탈리되는 것을 방지하기 위하여 상기 플라스틱 베어링(100)의 상부로 플러 그(150)를 도 1과 같이 삽입하고 베어링 하우징(130)의 상부를 도 1과 같이 코킹(calking)하게 되는 바, 상기와 같이 베어링 하우징(130)의 상부를 코킹한 후, 에프터 서비스를 해야 할 경우에는 코킹부 해체작업시 부속부품이 손상되는 경우가 비일비재하여 플라스틱 베어링(100)만을 교환하는 것이 불가능하기 때문에 플러그(150)도 교환해야 하거나 심각한 경우에는 베어링 하우징(130)도 교환해야 하는 비경제적이고 비효율적인 문제점이 있다.

또한, 상기한 바와 같이 조립해체시간이 지연되는 까닭에 작업성이 매우 저하되어 작업능률이 저하되고 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

첨부한 도 2는 종래 탄성부재가 포함된 볼조인트의 구조 개시도이다.

도 2에서 도시된 바와 같이, 구형의 돌기 부분인 볼 스터드(200), 이 볼 스터드(200)와 같은 형상의 홈으로 형성되는 베어링(210), 그리고 이 베어링(210)을 지지하는 탄성부재(220)를 포함하여 구성된다.

따라서, 이 볼 조인트는 볼 스터드(200)에 연결되는 부분과 탄성부재(220)측에 연결되는 부분 사이를 탄성적으로 지지하고, 볼 스터드(200)는 탄성부재(220)에 지지되는 베어링(210)에 의해 감싸짐으로써, 헐겁게 움직이지 않는다.

여기서, 탄성부재는 메탈 스프링 또는 플라스틱 재료로 형성되어, 구조가 복잡하고 부품의 무게가 증대되며, 생산비용과 조립비용이 증가하는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상술된 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 하부에 중앙 구형이 형성된 볼스터드의 일부가 베어링에 의해 감싸지고, 러버시트에 의해 볼스터드 하부가 탄성지지되고, 더스트 커버의 일단은 끼움턱이 형성되어 베어링 바깥쪽의 끼움홈에 결합됨과 동시에 클램프링에 의해 고정되고 타단은 베어링에 장착된 고정링에 의해 지지되고, 더스트 커버와 베어링 하부에 장착된 플레이트에 의해 밀폐공간이 형성되어 이물질이 흡입되지 않음으로써, 스틸의 러버 대체성에 의해 원가절감과 경량화가 이루어지는 볼 조인트를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 볼 조인트에 있어서, 하부가 볼록하게 구형으로 형성된 볼스터드와; 상기 볼스터드의 구형 외표면에 밀착되는 한 쌍의 베어링과; 상기 양쪽 베어링 상부에 바깥쪽으로 끼워지는 더스트 커버와; 상기 양쪽 베어링 사이의 공간이 밀폐되도록 베어링 하부에 안쪽으로 결합 형성된 플레이트와; 상기 볼스터드와 상기 베어링 사이에 볼스터드가 탄성지지되도록 형성되고, 내유성 재질인 니트릴 부타디엔 고무(NBR)와 마모와 충격에 강한 부타디엔 고무(BR)의 혼합재질로 이루어진 러버시트로 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 일 구현예로서, 상기 한 쌍의 베어링은 상부 바깥쪽에 끼움홈이 형성되고, 상기 더스트 커버는 하단부에 이 끼움홈과 결합되도록 끼움쇠가 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 다른 구현예로서, 상기 더스트 커버의 끼움쇠가 상기 베어링의 끼움홈에 고정되도록 이 더스트 커버의 끼움쇠에 클램프링이 장착된 것을 특징으로 한다.

바람직한 다른 구현예로서, 상기 더스트 커버의 상단부가 고정 지지되도록 더스트 커버의 상단부에 고정홈이 형성되고, 이 고정홈에 고정링이 장착된 것을 특징으로 한다.

이에 의해 볼 조인트 구조에서 볼스터드를 지지하는 스프링 시트가 러버 재질로 형성되어, 생산 원가가 절감되고 볼 조인트의 경량화가 이루어진다.

이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

첨부한 도 3은 본 발명에 따른 볼 조인트의 정단면도이다.

도 3에서 도시한 바와 같이, 볼스터드(300)는 베어링(340)에 의해 양쪽으로 감싸지게되며, 더스트 커버(350)와 플레이트(390)에 의해 볼스터드(300)의 구형부는 밀페상태가 형성된다.

이하, 러버시트(420)로 볼스터드(300)가 탄성지지되는 볼 조인트의 구성을 하나씩 살펴보기로 한다.

상기 볼스터드(300)는 하부가 구형(330)으로 형성되고, 중앙부는 테이퍼진 원통형으로 형성되며, 상부는 중앙부보다 직경이 작은 원통으로 형성된다.

또한, 볼스터드(300) 상부에는 핀홀(310)이 형성되어, 핀에 의해 다른 부품과의 결합이 가능하도록 한다.

여기서, 볼스터드(300)의 하부는 구형으로 형성되어, 볼스터드(300)의 이동이 이를 중심으로 자유롭게 이루어진다.

또한, 서포트 커버(320)는 상기 볼스터드(300) 바깥 양측면에 형성되어 베어링(340) 안쪽으로 이동하는 것이 사실상 불가능하며, 더스트커버(350)가 일정이상 하강하는 것을 방지하는 역할을 한다.

상기 베어링(340)은 볼스터드(300) 양쪽에서 감싸는 구조로 밀접 형성되고, 더스트 커버(350)가 베어링(340) 바깥쪽으로 형성된다.

특히, 베어링(340)의 상단부의 내부 직경이 하단부의 내부 직경보다 작아, 볼스터드(300)와 상단부에서 접하게된다.

상기 더스트 커버(350)는 베어링(340) 안쪽에 형성된 볼스터드(300)에 먼지 등이 들어가지 않도록 베어링(340)과 밀접하게 형성된다.

여기서, 베어링(340)의 상부 양바깥쪽에 끼움홈(360)이 형성되고, 더스트 커버(350)의 하단부에는 베어링(340)의 끼움홈(360)에 결합될 수 있도록 끼움쇠(370)가 돌출 형성된다.

또한, 더스트 커버(350)의 끼움쇠(370)가 베어링(340)의 끼움홈(360)에 결합된 후, 고정될 수 있도록 끼움쇠(370)에 클램프링(380)이 장착된다.

또한, 더스트 커버(350)의 상단부가 고정되도록 더스트 커버(350)의 상단부의 고정홈(410)에 고정링(400)이 장착된다.

상기 플레이트(390)는 볼스터드(300) 하부에 러버시트(420)를 지지하고, 상기 베어링(340) 안쪽에서 베어링(340)과 결합 형성된다.

여기서, 플레이트(390)는 베어링(340)의 안쪽홈에 삽입 고정되어 밀폐구조가 형성됨으로써, 먼지 등이 하방향으로부터 들어오지 못하도록 한다.

상기 러버시트(420)는 볼스터드(300)의 구형 외면과 베어링(340) 사이에 위치하고, 상기 플레이트(390)가 러버시트(420) 하부를 지지한다.

여기서, 러버시트(420)의 탄성적 지지에 의하여 볼스터드(300)는 베어링(340) 내에서 절도감이 부여되고, 헐겁게 움직이지 않게 된다.

특히, 볼스터드(300)를 지지하는 스프링시트가 고무재로 형성된 것이 본 발명의 핵심 기술이고, 고무는 주요 구성물질이 동일하더라도 여러 첨가제로 인해 물성치가 변화되는바, 볼스터드(300)와 베어링(340)의 조건에 따른 러버시트(420)가 선택되는 것이 바람직하다.

이에, 러버시트는 내유성 재질인 니트릴 부타디엔 고무(NBR, nitrile butadiene rubber)와 마모와 충격에 강한 부타디엔 고무(BR, butadiene Rubber)의 혼합(Blend) 재질로 사용되는 경우, 볼스터드와의 반복된 접촉에도 불구하고 내마모성과 내유성의 증대가 동시에 이루어진다.

상기에서 설명한 바와 같이 구성되는 볼 조인트의 작용을 설명한다.

볼스터드(300)는 베어링(340)과 러버시트(420)에 의해 지지되고, 볼스터드(300)와 러버시트(420)로부터 전달되는 작용력에 의하여 볼스터드는 베어링(340) 사이에서 움직이게 된다.

따라서, 볼스터드(300)는 작용력의 방향으로 베어링(340)과 러버시트(420)의 지지를 동시에 받으면서 움직이게 되고, 볼스터드(300)는 베어링(340)에 의하여 일부분이 밀접하게 지지된다.

이에, 볼스터드(300)와 베어링(340)의 마찰면적이 감소하여, 마찰열이 줄어 듬으로써, 마모가 방지되어 내구성이 증대된다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명에 따른 볼 조인트는 다음과 같은 효과를 제공한다.

첫째, 볼스터드 하부가 러버시트에 의해 탄성지지되어, 마찰열 발생이 저감됨으로써, 볼스터드의 마모가 감소하고,

둘째, 볼스터드를 지지하는 탄성지지체로 스틸이 러버로 대체됨으로써, 원가절감과 경량화가 이루어지고,

세째, 더스트 커버와 플레이트의 밀폐구조에 의해 먼지 등의 이물질이 차단되는 효과가 있다.

Claims (4)

1. 볼 조인트에 있어서,

   하부가 볼록하게 구형으로 형성된 볼스터드와;

   상기 볼스터드의 구형 외표면에 밀착되는 한 쌍의 베어링과;

   상기 양쪽 베어링 상부에 바깥쪽으로 끼워지는 더스트 커버와;

   상기 양쪽 베어링 사이의 공간이 밀폐되도록 베어링 하부에 안쪽으로 결합 형성된 플레이트와;

   상기 볼스터드와 상기 베어링 사이에 볼스터드가 탄성지지되도록 형성되고, 내유성 재질인 니트릴 부타디엔 고무(NBR)와 마모와 충격에 강한 부타디엔 고무(BR)의 혼합재질로 이루어진 러버시트로 구성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 한 쌍의 베어링은 상부 바깥쪽에 끼움홈이 형성되고, 상기 더스트 커버는 하단부에 이 끼움홈과 결합되도록 끼움쇠가 돌출 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 더스트 커버의 끼움쇠가 상기 베어링의 끼움홈에 고정되도록 이 더스트 커버의 끼움쇠에 클램프링이 장착된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
4. 청구항 1에 있어서, 상기 더스트 커버의 상단부가 고정 지지되도록 더스트 커버의 상단부에 고정홈이 형성되고, 이 고정홈에 고정링이 장착된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.

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