KR20100069099A - 볼 조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼 조인트에 관한 것이며, 특히 자동차의 스티어링계통, 서스펜션 계통 또는 자동헤드램프 높이조절 시스템(AHLS) 등의 관절부에 사용되는 볼 조인트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립 공정이 간편하고, 형상이 단순하며, 제조 편의성을 갖춘 볼 조인트에 관한 것이다.

본 발명은 구성이 간단하고 조립이 용이하여, 자동차 조립 라인에서 보다 손쉽게 작업할 수 있도록 하는 효과를 갖는다. 또한 본 발명은 별도의 캡 없이 단순한 구성만으로 볼조인트의 간단하고 견고한 조립, 결합이 가능하도록 하는 효과를 갖는다.

Description

볼 조인트 {Ball Joint}

본 발명은 볼 조인트에 관한 것이며, 특히 자동차의 스티어링계통, 서스펜션 계통 또는 자동헤드램프 높이조절 시스템(AHLS) 등의 관절부에 사용되는 볼 조인트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립 공정이 간편하고, 형상이 단순하며, 제조 편의성을 갖춘 볼 조인트에 관한 것이다.

자동차의 스티어링, 서스펜션 계통 등에 사용되는 볼 조인트는 회동되는 볼 스터드의 구형 볼부가 볼지지부의 내부에 끼워지고, 볼지지부가 고정부의 하우징에 고정되며, 캡이 하우징과 볼지지부의 단부 사이에 고정되어 지지하는 형태로 이루어진다.

일반적인 볼 조인트를 도면을 참조하여 설명하도록 한다. 도 1은 종래의 볼 조인트의 단면을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 고정부(100)의 하우징에는 볼스터드(200)의 볼부(210)가 내입된 볼지지부(120)가 안착되고, 그 외부를 캡(130)이 커버하며 지지하고 있다. 캡(130)은 나사 결합 등으로 하우징(110)에 결 합되는 것이 가능하다. 볼스터드(200)는 볼부(210)가 볼지지부(120) 내에서 회동됨에 따라, 축부(220)가 고정부(100)에 대하여 여러 자유도를 갖도록 회동될 수 있다.

그런데 이러한 종래의 볼 조인트는 그 구성 및 제조가 복잡하다는 단점이 있다. (b)를 참조하면, 볼 조인트를 조립하기 위해, 먼저 볼스터드(200)를 볼지지부(120)의 수용부(122)에 끼우고, 이를 다시 하우징(110)의 삽입공(150)을 통해 넣은 다음에, 외부를 캡(130)으로 덮어 고정시킨다. 이러한 동작은 자동차 조립 라인에서 각 작업자가 수행하기에는 다소 복잡한 공정으로서, 이러한 절차를 보다 단순화하고자 하는 요구가 대두되고 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 구성이 보다 간단하고 조립이 용이하여, 조립 라인에서 보다 손쉽게 작업할 수 있는 볼조인트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 별도의 캡 없이도 간단하고 견고하게 결합이 가능한 볼조인트를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 구성은, 삽입공과 통공이 형성되고, 내측 방향으로 돌출되는 제1걸림부가 상기 통공 측에 형성되고, 내측 방향으로 돌출되는 제2걸림부가 상기 제1걸림부보다 상기 삽입공 측 방향에 형성되는 하우징; 및 상기 하우징의 삽입공으로 삽입되고, 구형의 볼부를 수용하는 수용부가 형성되며, 외측 방향으로 돌출되는 제1지지부가 상기 수용부의 반대측에 형성되고, 외측 방향으로 돌출되는 제2지지부가 상기 제1지지부보다 상기 수용부 측 방향에 형성되는 볼지지부;를 포함하여 구성되고, 상기 볼지지부가 상기 하우징의 삽입공에 삽입되면, 상기 제1지지부는 상기 제2걸림부를 지나 상기 제2걸림부와 상기 제1걸림부 사이에 위치되다가, 상기 볼지지부가 상기 하우징에 완전히 삽입되면 상기 제1지지부가 상기 제1걸림부를 지나면서 다시 빠져나가지 않도록 지지되고, 상기 제2지지부는 상기 제2걸림부를 지나지 못하면서 더 이상의 삽입이 되지 않도록 지 지되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트를 제공한다.

상기 볼지지부는: 형상 변형이 가능한 탄성 재질로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 볼지지부는: 수용부의 외측이 안쪽으로 돌출되는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은: 상기 볼지지부가 완전히 삽입되었을 때, 상기 볼지지부의 바깥쪽에서 밀착하여 지지하여, 상기 볼지지부가 바깥쪽으로 변형되는 것을 방지하고, 상기 볼지지부에 형성된 돌출부가 상기 수용부 내에 안착되는 볼부를 안쪽으로 지지하는 것을 특징으로 한다.

상기 볼지지부는: 상기 제1지지부가 상기 하우징의 상기 제2걸림부에 의해 지지되어, 상기 하우징의 외측으로 이탈되는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 구성이 간단하고 조립이 용이하여, 자동차 조립 라인에서 보다 손쉽게 작업할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.

또한 본 발명은 별도의 캡 없이 단순한 구성만으로 볼조인트의 간단하고 견고한 조립, 결합이 가능하도록 하는 효과를 갖는다.

이하 첨부된 도면에 도시된 본 발명 구성의 실시예들을 참조하여 본 발명의 구성을 상세히 살펴보도록 한다.

도 2는 본 발명의 볼 조인트가 결합된 상태의 단면을 나타내는 도면이다. 도 2를 참조하면, 고정부(100)의 하우징(110) 안에는 볼지지부(120)가 구비되고, 볼지지부(120)에는 볼스터드(200)의 볼부(210)가 안착되어 있다.

볼지지부(120)는 고무나 합성수지와 같이 탄성있는 재질로 구성되어, 찌그러지거나 비틀어 지는 것이 자유롭도록 한다. 다만, 형상이 과도히 압축되거나 변형폭이 크지 않고, 적당한 강성을 유지할 수 있는 공지의 적절한 재질을 사용하여 구성하는 것이 바람직하다.

하우징(110)의 내측에는 2 부분의 걸림부가 구비된다. 제1걸림부(112)는 볼스터드(200)가 삽입되는 반대측에 형성되고, 제2걸림부(114)는 하우징(110) 내의 중간 측에 내측을 향해 돌출되는 형상으로 형성된다.

볼지지부(120)는 일측 단부에 제1지지부(124)가 외측으로 돌출 형성되고, 제1지지부(124)보다 내입된 경계로 내면(126)이 형성되다가, 다시 단차를 두고 외측으로 돌출되는 제2지지부(128)를 구비한다. 타측 단부에는 내측으로 오목한 구형의 수용부(122)를 형성하고, 수용부(122)는 외측으로 갈 수록 입구가 좁아지도록 테두리가 안쪽으로 돌출되는 돌출부(123)를 구비한다.

도면과 같이 결합이 완전히 된 상태에서, 제1지지부(124)는 제1걸림부(112)에 지지되어 하방(도면상, 이하 동일)으로 내려가지 않게 되고, 제2지지부(128)는 제2걸림부(114)에 의해 지지되어 상방으로 올라가지 않게 된다. 이를 위해서는 제 1, 2걸림부(112, 114)의 외측 간격과, 제1, 2지지부(124, 128)의 내측 간격을 일치시킬 필요가 있다.

도 3은 본 발명의 볼 조인트가 결합되기 전 상태의 단면을 나타내는 도면이다. 도 3을 참조하면, 볼스터드(200)의 삽입 이전에는 하우징(110)과 볼지지부(120) 상호 결합된 상태를 유지하고 있다. 즉, 제1지지부(124)가 제1걸림부(112) 보다는 하측에, 제2걸림부(114) 보다는 상측에 위치되어 있어, 제1지지부(124)가 상하방으로 어느 정도 슬라이딩 이동은 하지만, 각 걸림부에 의해 제한되어 빠져나가지 않게 된다.

자동차 조립 라인에서 이와 같은 볼 조인트를 작업자가 직접 손으로 결합시키게 되는데, 도 1에 도시한 종래의 볼 조인트는 작업자가 볼스터드(200)의 볼부(210) 위에 볼지지부(120)를 조심스럽게 올려 놓고, 이를 하우징(110)의 삽입공(150)으로 넣는 과정과, 재차 캡(130)을 끼우는 과정이 요구되었다.

그러나 상기와 같은 본 발명의 구성에 따르면, 볼지지부(120)를 제품 제조 당시에 이미 하우징(110) 안에 결합시켜 놓을 수 있기 때문에, 작업 라인의 작업자는 볼지지부(120)를 잡고 있기 위해 노력할 필요가 없게 되는 장점이 있다. 이러한 과정상의 장점은 이하의 조립 과정 도면을 통해 보다 상세하게 살펴보도록 한다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 볼 조인트가 결합되는 순서를 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 자동차 조립 라인의 작업자는 (a)와 같은 상태에서 조립을 시작 하게 된다. 작업자가 볼스터드(200)를 이미 하우징(110) 내에 결합되어 있는 볼지지부(120)의 수용부(122)를 향해 근접시킨다.

작업자는 볼지지부(120)의 하측 돌출부(123) 방향으로 볼스터드(200)의 볼부(210)를 밀어 넣으면, 내측으로 돌출된 수용부(122) 외측의 돌출부(123)가 바깥 쪽으로 (b)와 같이 밀려나면서, 볼부(210)가 수용부(122)에 안착되고, 이 때 돌출부(123)는 탄성에 의해 원래의 모양대로 (c)와 같이 복귀하게 된다.

도 5를 참조하면, 볼부(210)가 수용부(122)에 안착된 상태에서 작업자가 연속동작으로 계속해서 볼스터드(200)를 상방으로 밀면, 볼지지부(120)가 상방으로 이동하면서, (a)와 같이 제1지지부(124)가 제1걸림부(112)에 맞닿게 되고, 계속해서 밀어 올리면, (b)와 같이 제1지지부(124)가 비틀어지면서 제1걸림부(112)를 넘어서게 된다. 이 때 제2지지부(128)는 제2걸림부(114)에 접촉되면서 더 이상의 상승을 제한받게 된다. 이러한 조립 과정에 있어서, 작업자는 하우징(110) 내에 볼지지부(120)가 결합되어 있는 상태도 제공된 고정부(100)를 향해, 볼스터드(200)를 계속적으로 밀어 올리기만 하면, 다른 추가적인 동작이나 부품이 없더라도 볼 조인트의 조립이 완성된다.

(c)를 참조하면, 위와 같이 완전하게 조립된 상태에서 별도로 볼부(210)의 이탈을 방지하기 위한 캡이 없어도 됨을 알 수 있다. 즉, 볼지지부(120)의 외곽 형상이 하우징(110)의 내부면 형상과 크기, 둘레 등이 밀착, 상응되도록 하면, 볼지지부(120)가 (c)와 같이 완전히 하우징(110) 내부로 삽입되면, 볼지지부(120)는 외 측으로 변형될 수가 없게 된다. 따라서 돌출부(123) 역시 측방 또는 하방으로의 변형이 불가능하게 되고, 돌출부(123)의 변형을 하우징(110)의 밀착으로 방지함에 따라, 볼부(210)를 견고하게 지지할 수 있게 된다.

도면과 같이, 하우징(110)의 내면으로부터 볼지지부(120) 쪽으로 화살표 방향으로 지지하는 힘은, 재차 돌출부(123)가 볼부(210)의 하단을 견고하게 지지하도록 하는 힘으로 나타난다. 따라서 별도의 캡이 없더라도 돌출부(123)가 하우징(110)에 밀착되어 변형 없이 볼부(210)를 지지하고 있게 되므로, 구성을 단순화하는 효과를 갖게 된다. 볼지지부(120)가 하우징(110)에 내입되어 지지되면서, 볼부(210)를 견고하게 지지하기 위해서, 돌출부(123)의 두께나 형상, 또는 볼지지부(120)의 재질을 적절하게 선택 적용할 수 있다.

이와 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

도 1은 종래의 볼 조인트의 단면을 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명의 볼 조인트가 결합된 상태의 단면을 나타내는 도면이다.

도 3은 본 발명의 볼 조인트가 결합되기 전 상태의 단면을 나타내는 도면이다.

도 4 및 도 5는 본 발명의 볼 조인트가 결합되는 순서를 나타내는 도면이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 고정부 110 : 하우징

120 : 볼지지부 130 : 캡

140 : 통공 150 : 삽입공

200 : 볼스터드 210 : 볼부

220 : 축부

Claims (5)

1. 볼 조인트에 있어서,

   삽입공과 통공이 형성되고, 내측 방향으로 돌출되는 제1걸림부가 상기 통공 측에 형성되고, 내측 방향으로 돌출되는 제2걸림부가 상기 제1걸림부보다 상기 삽입공 측 방향에 형성되는 하우징; 및

   상기 하우징의 삽입공으로 삽입되고, 구형의 볼부를 수용하는 수용부가 형성되며, 외측 방향으로 돌출되는 제1지지부가 상기 수용부의 반대측에 형성되고, 외측 방향으로 돌출되는 제2지지부가 상기 제1지지부보다 상기 수용부 측 방향에 형성되는 볼지지부;를 포함하여 구성되고,

   상기 볼지지부가 상기 하우징의 삽입공에 삽입되면, 상기 제1지지부는 상기 제2걸림부를 지나 상기 제2걸림부와 상기 제1걸림부 사이에 위치되다가, 상기 볼지지부가 상기 하우징에 완전히 삽입되면 상기 제1지지부가 상기 제1걸림부를 지나면서 다시 빠져나가지 않도록 지지되고, 상기 제2지지부는 상기 제2걸림부를 지나지 못하면서 더 이상의 삽입이 되지 않도록 지지되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 볼지지부는:

   형상 변형이 가능한 탄성 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 볼지지부는:

   수용부의 외측이 안쪽으로 돌출되는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 하우징은:

   상기 볼지지부가 완전히 삽입되었을 때, 상기 볼지지부의 바깥쪽에서 밀착하여 지지하여, 상기 볼지지부가 바깥쪽으로 변형되는 것을 방지하고, 상기 볼지지부에 형성된 돌출부가 상기 수용부 내에 안착되는 볼부를 안쪽으로 지지하는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 볼지지부는:

   상기 제1지지부가 상기 하우징의 상기 제2걸림부에 의해 지지되어, 상기 하우징의 외측으로 이탈되는 것을 방지하는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.

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