KR20110107647A - 플로팅 조인트 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 결합되는 위치에 따라 서로 다른 재질의 부품을 사용하여 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제작이 용이하여 제조원가를 절감할 수 있는 플로팅 조인트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 본 발명에 따른 플로팅 조인트 및 이의 제조방법에 의하면 볼스터드의 볼부와 스터드가 서로 다른 재질에 의해 제작되므로, 내구성이 향상될 뿐만 아니라, 볼부와 스터드를 단조가공을 통해 결합하므로, 제작이 용이하다.

Description

플로팅 조인트 및 이의 제조방법{FLOATING JOINT AND METHOD THEROF}

본 발명은 플로팅 조인트 및 이의 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 결합되는 위치에 따라 서로 다른 재질의 부품을 사용하여 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제작이 용이하여 제조원가를 절감할 수 있는 플로팅 조인트 및 이의 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 부품의 가공, 조립, 이송, 포장, 프레스작업 등과 같은 기계장치에서는 실린더와 같은 구동부와 이에 의해 작동되는 피구동부를 상호 연결하기 위하여 플로팅 조인트(Floating Joint)가 사용된다.

이처럼, 기계장치에 널리 사용되는 플로팅 조인트는 구동부의 작동중심과 피구동부의 작동중심이 서로 일치하지 않을 때 서로 다른 작동중심을 용이하게 연결할 수 있도록 일단부에 구동부가 연결되고 타단부에 피구동부가 연결된다.

예를 들어, 플로팅 조인트는 구동부인 실린더의 출력단 부분과 피구동부의 작동체 사이를 연결할 때 편심이 발생할 경우 그 편심을 보정하여 실린더의 작동시 실린더와 작동체 간의 과부하로 인한 수명단축을 방지하기 위하여 특히 많이 사용된다.

이러한, 플로팅 조인트는 실린더와 작동체 간의 편심을 보정할 수 있도록 소켓과, 이 소켓에 결합되는 볼스터드(Ball-Stud)로 구성되며, 볼스터드가 본체에서 다양한 각도로 회동된다.

상기한 기술구성은 본 발명의 이해를 돕기 위한 배경기술로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 널리 알려진 종래기술을 의미하는 것은 아니다.

상기와 같이 구성되는 종래의 플로팅 조인트는, 소켓에 결합되는 볼스터드를 제작할 때 내마모성이 우수한 금속을 이용하여야 하므로, 볼스터드의 인장강도가 취약해져 내구성이 저하될 뿐만 아니라, 볼스터드의 가공이 어려워 제작시간이 오래 소요되므로, 제조원가가 상승하게 되는 문제점이 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 결합되는 위치에 따라 서로 다른 재질의 부품을 사용하여 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라, 제작이 용이하여 제조원가를 절감할 수 있는 플로팅 조인트 및 이의 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플로팅 조인트는, 내부에 볼시트가 마련되는 소켓과, 상기 볼시트에 삽입되며 결합구멍이 형성되는 볼부와, 상기 결합구멍에 삽입되는 결합돌부가 형성되어 상기 볼부와 결합되는 스터드를 포함하며, 상기 볼부와 상기 스터드가 서로 다른 재질로 제작되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 볼부는, 상기 결합구멍이 테이퍼지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 볼부는 상기 스터드에 비하여 내마모성이 우수하고, 상기 스터드는 상기 볼부에 비하여 인장강도가 우수한 재질로 제작되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 스터드는, 상기 결합돌부가 단조를 통해 상기 결합구멍에 결합되는 것을 특징으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 플로팅 조인트의 제조방법은, 서로 다른 재질로 볼부와 스터드를 각각 제작한 후 상호 결합하여 볼스터드를 제작하는 볼스터드 제작단계와, 상기 볼스터드를 소켓에 삽입하여 고정시키는 볼스터드 결합단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 볼스터드 제작단계는, 상기 볼부가 상기 스터드에 비하여 내마모성이 우수하고, 상기 스터드가 상기 볼부에 비하여 인장강도가 우수한 재질의 금속으로 제작되는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 플로팅 조인트 및 이의 제조방법에 의하면, 볼스터드의 볼부와 스터드가 서로 다른 재질에 의해 제작되므로, 내구성이 향상될 뿐만 아니라, 볼부와 스터드를 단조가공을 통해 용이하게 제작되므로, 제조원가가 절감되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 플로팅 조인트의 구성을 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 플로팅 조인트의 구성을 나타낸 결합단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 볼스터드의 볼부와 스터드가 결합되는 상태를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 볼스터드의 변형된 상태를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 플로팅 조인트의 제조방법을 설명하기 위한 흐름도이다.

본 발명의 특징 및 이점들은 첨부도면에 의거한 다음의 상세한 설명으로 더욱 명백해질 것이다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

이하, 본 발명의 실시 예에 따른 플로팅 조인트 및 이의 제조방법을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

먼저, 도 1 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 플로팅 조인트를 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 플로팅 조인트(100)는 작동중심이 서로 일치하지 않는 구동부와 피구동부를 상호 연결하기 위하여 사용된다.

구체적으로, 본 실시 예에 따른 플로팅 조인트(100)는 직선왕복 운동되는 구동부인 실린더(10)의 구동력이 피구동부인 작동체(20)에 원활하게 전달될 수 있도록 일단부 및 타단부가 실린더(10) 및 작동체(20)에 각각 결합된다.

또한, 플로팅 조인트(100)는 실린더(10) 및 작동체(20)에 용이하게 결합될 수 있도록 실린더로드의 실린더로드에 체결되는 소켓(110)과, 작동체(20)에 결합되는 볼스터드(Ball-Stud)(120)를 포함한다.

소켓(110)은 볼스터드(120)가 결합되어 회전 및 회동될 수 있도록 내부에 볼스터드(120)가 결합되어 지지되는 볼시트(111)가 마련되며, 일단부에 실린더로드가 결합되는 암나사부(113)가 형성된다. 이때, 실린더로드의 단부에는 소켓(110)의 암나사부(113)에 체결되는 수나사부가 형성된다.

소켓(110)에 결합되는 볼스터드(120)는 볼시트(111)에 삽입되는 볼부(121)와, 이 볼부(121)에 결합되는 스터드(123)를 포함한다. 이때, 볼스터드(120)는 그 내구성이 향상될 수 있도록 볼부(121)와 스터드(123)가 서로 다른 재질에 의해 제작된 후, 상호 결합된다.

구체적으로, 볼스터드(120)의 볼부(121)는 볼시트(111)에 접촉되므로, 스터드(123)에 비하여 경도 및 내마모성이 우수한 고탄소강, 니켈크롬강 몰리브덴강 또는 티타늄강 등과 같은 특수강에 의해 제작된다. 또한, 볼부(121)는 주철에 의해 제작된 후 그 외면이 니켈 또는 티타늄에 의해 코팅될 수도 있다. 이러한, 볼부(121)는 스터드(123)가 용이하게 결합될 수 있도록 스터드(123)가 삽입되는 결합구멍(121a)이 형성된다.

볼스터드(120)의 스터드(123)는 실린더(10)의 직선왕복 운동에 의해 길이방향으로 잡아당기는 힘 즉, 인장력을 크게 받게 되어 볼부(121)에 비하여 인장강도가 우수한 저탄소강, 스테인리스강 또는 알루미늄합금에 의해 제작된다. 또한, 스터드(123)는 볼부(121)의 결합구멍(121a)에 삽입되는 결합돌부(123a)가 형성되며, 이 결합돌부(123a)가 결합구멍(121a)에 삽입된 후 단조가공을 통해 결합된다.

한편, 볼스터드(120)는 볼부(121)와 스터드(123)가 보다 견고하게 결합될 수 있도록 결합구멍(121a)이 테이퍼지게 형성된다. 더하여, 본 실시 예에 따른 볼스터드(120)는 도 4에 도시된 바와 같이 볼부(121)의 결합구멍(121a)의 내면에 요홈(121b)을 형성하여 볼부(121)와 스터드(123)의 결합력을 더욱 향상시킬 수도 있다.

본 실시 예에서는 볼스터드(120)의 볼부(121)와 스터드(123)가 단조가공을 통해 결합되는 것을 예를 들어 설명하고 있지만, 볼부(121)와 스터드(123)를 용접을 통해 결합할 수도 있다.

다음으로, 도 2 및 도 5를 참조하여 본 발명의 실시 예에 따른 플로팅 조인트의 제조방법을 설명한다.

도 2 및 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시 예에 따른 플로팅 조인트의 제조방법은, 볼스터드 제작단계(S10) 및 볼스터드 결합단계(S20)를 포함한다.

볼스터드 제작단계(S10)에서는 볼스터드(120)의 볼부(121)와 스터드(123)를 각각 제작하여 상호 결합한다. 이때, 볼스터드(120)는 그 내구성이 향상될 수 있도록 볼부(121)와 스터드(123)가 서로 다른 재질에 의해 제작된 후 단조 가공을 통해 결합된다.

구체적으로, 볼스터드 제작단계(S10)에서는 볼스터드(120)의 볼부(121)를 스터드(123)에 비하여 경도 및 내마모성이 우수한 특수강을 이용하여 구 형상으로 제작한 후 스터드(123)를 결합할 수 있는 결합구멍(121a)을 테이퍼지게 형성한다. 이때, 볼부(121)는 경도 및 내마모성이 우수한 고탄소강, 니켈크롬강 몰리브덴강 또는 티타늄강 등과 같은 특수강에 의해 제작될 수 있다.

이와 같이 볼부(121)를 스터드(123)에 비하여 경도 및 내마모성이 우수한 재질로 제작하는 것은 볼스터드(120)를 소켓(110)에 결하였을 때 볼부(121)가 소켓(110)의 내부에 마련되는 시트베어링에 접촉되어 스터드(123)에 비하여 많은 마찰이 발생하기 때문이다.

또한, 볼스터드 제작단계(S10)에서는 볼스터드(120)의 스터드(123)를 볼부(121)에 비하여 인장강도가 우수한 재질의 금속을 이용하여 봉 형태로 제작한다. 그리고, 스터드(123)의 일단부를 절삭 가공하여 볼부(121)의 결합구멍(121a)에 삽입되는 결합돌부(123a)를 형성하고, 타단부를 탭가공하여 작동체(20)에 고정할 수 있는 볼트부를 형성한다. 이때, 볼스터드(120)의 스터드(123)는 인장강도가 우수한 저탄소강, 스테인리스강 또는 알루미늄합금에 의해 제작된다.

이와 같이 스터드(123)를 볼부(121)에 비하여 인장강도가 우수한 재질을 금속을 이용하여 제작하는 것은 볼스터드(120)를 설치하였을 때 스터드(123)가 실린더(10)의 직선왕복 운동에 의해 길이방향의 힘인 인장력을 볼부(121)보다 더 많이 받기 때문이다.

위와 같이 서로 다른 성질의 재질을 이용하여 볼부(121) 및 스터드(123)를 각각 제작한 후, 스터드(123)의 결합돌부(123a)를 볼부(121)의 결합구멍(121a)에 삽입되도록 하여 결합돌부(123a)를 단조가공을 통해 그 직경을 확장시켜 스터드(123)와 볼부(121)를 고정시킨다.

또한, 스터드(123)는 볼부(121)의 결합구멍(121a)에 삽입되는 결합돌부(123a)가 형성되며, 이 결합돌부(123a)가 결합구멍(121a)에 삽입된 후 단조가공을 통해 결합된다.

볼스터드 결합단계(S20)에서는 소켓(110)의 내부에 볼시트(111)을 삽입하고 볼시트(111)에 볼스터드(120)의 볼부(121)가 삽입되도록 볼스터드(120)와 소켓(110)을 결합한다. 그리고 볼시트(111)가 소켓(110)에서 이탈되는 것이 방지되도록 소켓(110)에 이탈방지캡(115)을 체결하여 플로팅 조인트(100)를 완성한다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 플로팅 조인트 및 이의 제조방법에 따른 작용을 설명한다.

먼저, 소켓(110)이 실린더(10)에 결합되고 볼스터드(120)가 작동체(20)에 결합되도록 플로팅 조인트(100)를 이용하여 실린더(10)와 작동체(20)를 상호 연결한다.

이때, 볼스터드(120)는 마찰력을 많이 받는 볼부(121)와, 인장력을 많이 받는 스터드(123)가 서로 다른 재질에 의해 제작된다. 이로 인하여 플로팅 조인트(100)의 볼스터드(120)의 내구성이 향상된다. 또한, 특수강의 사용을 줄일 수 있어 제조원가를 절감할 수 있다.

더하여, 볼스터드(120)의 볼부(121)와 스터드(123)를 각각 제작한 후 단조가공을 통해 볼부(121)와 스터드(123)를 상호 결합하므로, 볼스터드(120)의 제작시간을 단축할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

100 : 플로팅 조인트 110 : 소켓
120 : 볼스터드 121 : 볼부
123 : 스터드 121a : 결합구멍
123b : 결합돌부

Claims (6)

1. 내부에 볼시트가 마련되는 소켓;
   상기 볼시트에 삽입되며 결합구멍이 형성되는 볼부; 및
   상기 결합구멍에 삽입되는 결합돌부가 형성되어 상기 볼부와 결합되는 스터드;를 포함하며,
   상기 볼부와 상기 스터드가 서로 다른 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 플로팅 조인트.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 볼부는, 상기 결합구멍이 테이퍼지게 형성되는 것을 특징으로 하는 플로팅 조인트.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 볼부는 상기 스터드에 비하여 내마모성이 우수하고, 상기 스터드는 상기 볼부에 비하여 인장강도가 우수한 재질로 제작되는 것을 특징으로 하는 플로팅 조인트.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 스터드는, 상기 결합돌부가 단조를 통해 상기 결합구멍에 결합되는 것을 특징으로 하는 플로팅 조인트.
5. 서로 다른 재질로 볼부와 스터드를 각각 제작한 후 상호 결합하여 볼스터드를 제작하는 볼스터드 제작단계; 및
   상기 볼스터드를 소켓에 삽입하여 고정시키는 볼스터드 결합단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 플로팅 조인트의 제조방법.
6. 제 5 항에 있어서,
   상기 볼스터드 제작단계는, 상기 볼부가 상기 스터드에 비하여 내마모성이 우수하고, 상기 스터드가 상기 볼부에 비하여 인장강도가 우수한 재질의 금속으로 제작되는 것을 특징으로 하는 플로팅 조인트 제조방법.

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