KR20130112445A - 볼 조인트 어셈블리의 유격 보상장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 볼 조인트 아세이의 유격 보상장치에 관한 것으로서, 볼시트에 감싸진 볼부재가 내부에 결합 되는 볼하우징에 볼시트를 탄력적으로 받쳐주어 볼부재와 볼시트 사이에 발생한 유격을 보상하는 가압부재를 설치 구성하므로써, 상기 볼부재와 볼시트의 마찰에 의해 볼시트가 마모되어 볼시트와 볼부재 사이에 발생한 유격을 최대한으로 보상하여 볼 조인트 아세이로부터 작동소음이 발생 되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 볼 조인트 아세이의 수명을 현저히 연장시킬 수 있도록 한 것이다.

Description

볼 조인트 아세이의 유격 보상장치{ Ball joint assy }

본 발명은 볼 조인트 아세이의 유격 보상장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 볼시트에 감싸진 볼부재가 내부에 결합 되는 볼하우징에 볼시트를 탄력적으로 받쳐주어 볼부재와 볼시트 사이에 발생한 유격을 보상하는 가압부재를 설치 구성하므로써, 상기 볼부재와 볼시트의 마찰에 의해 볼시트가 마모되어 볼시트와 볼부재 사이에 발생한 유격을 최대한으로 보상하여 볼 조인트 아세이로부터 작동소음이 발생 되는 것을 방지할 수 있을 뿐만 아니라 볼 조인트 아세이의 수명을 현저히 연장시킬 수 있도록 한 볼 조인트 아세이의 유격 보상장치에 관한 것이다.

일반적으로 볼 조인트 아세이란 랙바와 휠 축 사이에 설치 구성되어 조향 휠에서 발생 되는 회전력을 휠 축으로 전달하여 운전자가 원하는 방향으로 차량을 조향할 수 있도록 하는 것이다.

도 1은 종래의 볼 조인트 아세이를 도시한 것으로서, 도면 부호 100은 일측이 랙바 측과 연결되고 타측이 볼하우징(110)에 끼워져 결합되는 타이로드를 나타내고, 도면부호 110은 휠축 측에 결합된 상태로 상기 타이로드(100)가 결합되어지는 볼하우징을 나타낸다.

상기 타이로드(100)는 길게 파이프 형태로 형성되는 것으로, 상기 타이로드(100)의 상부에는 랙바 측과 연결되는 나사부(102)가 형성된다.

상기 나사부(102)가 형성된 타이로드(100)의 하단에는 볼하우징(110)에 끼워져 결합되는 구 형태의 볼부재(101)가 형성되고, 상기 볼부재(101)의 외주면에는 볼하우징(110)과의 마찰로 인해 볼부재(101)가 편마모되는 것을 방지할 수 있는 합성수지 재질로 이루어진 볼시트(120)가 결합 된다

상기 볼시트(120)가 결합 된 볼부재(101)는 상면이 개구 된 결합홈(111)이 구비된 볼하우징(110)의 내부에 끼워 결합한다.

볼하우징(110)의 개구단은 볼시트(120)와 볼부재(101)가 결합된 후 가압 프레싱 하여 볼하우징(110)의 개구단이 오므라들도록 하므로써, 볼부재(101)가 상기 볼하우징(110)으로부터 빠지지 않도록 하는 것이다.

상기와 같이 구성되는 볼부재(101)와 볼하우징(110)의 사이로는 합성 수지 재질로 이루어진 볼시트(120)를 결합 구성함으로써, 상기 볼시트(120)로 인하여 볼부재(101)와 볼하우징(110)의 마찰을 최소화시킬 수 있는 것이다.

그러나 종래의 볼 조인트 아세이의 문제점은 조향 동작시 볼부재(101)가 볼하우징(110) 내에서 회전운동하게 되고, 이 과정에서 볼부재(101)와 볼시트(120)의 마찰에 의해 볼시트(120)의 접촉면이 마모되는 경우, 볼시트(120)와 볼부재(101) 사이에 유격이 발생하게 되면서 작동소음이 발생하게 되며, 그 유격으로 인하여 휠의 롤링 현상이 발생하게 되고, 그 롤링 현상으로 조향휠의 회전력을 휠로 정확하게 전달하지 못함은 물론 조향휠의 회전에 따른 소음이 발생되는 문제점이 발생하게 되었다.

또한, 볼부재(101)의 마모로 인해 휠에 장착된 타이어에는 편 마모가 발생하게 되고, 상기 타이어에 발생 된 편 마모로 인해 타이어를 자주 교체함은 물론 차량이 운행하는 도중에 타이어가 펑크나게 됨으로써, 교통 사고로 인하여 인명 피해가 빈번하게 발생 되는 문제점이 발생하게 되었다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 볼부재를 감싸고 있는 볼시트와 볼하우징의 사이로 와셔를 결합하고, 상기 와셔의 양단을 탄력적으로 가압하는 스프링으로 구성되는 가압부재를 설치 구성함으로써, 상기 가압부재로부터 발생 되는 탄성력을 이용하여 볼부재를 볼하우징의 내부에 지속적으로 밀착시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 볼부재를 감싸고 있는 볼시트가 마찰로 인해 마모가 발생 되고, 그 마모로 인하여 상기 볼부재와 볼시트의 사이에 유격이 발생 되는 것을 미연에 방지할 수 있어 작동 소음을 줄일 수 있으며, 또한 스프링이 와셔의 양측을 가압하여 볼시트가 볼부재에 지속적으로 밀착 상태를 유지하기 때문에 볼 조인트 아세이의 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 차량에 장착된 타이어의 편 마모가 발생되는 것을 방지하여 타이어의 파손되면서 발생 되는 대형 사고를 방지할 수 있도록 한 볼 조인트 아세이의 유격 보상장치를 제공함을 목적으로 한다.

따라서, 상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은,

타이로드의 하단에 형성된 볼부재를 감싸도록 볼시트를 결합하고, 볼시트의 저면부에 테이퍼지게 경사진 제1경사부가 형성되며, 상기 볼시트가 결합 된 볼부재를 볼하우징의 내부에 결합한 것을 포함하는 볼 조인트 아세이의 유격 보상장치에 있어서,

제1경사부에 대응하는 제2경사부가 상부에 경사지게 형성되어 있는 'C'자 모양으로 형성된 2개의 와셔를 볼하우징의 바닥면에 설치하고,

상기 와셔가 오므라드는 방향으로 탄성을 가하여 볼시트의 마모에 의한 유격 발생시 와셔가 오므라들면서 볼시트를 상측으로 밀어올려 유격이 보상되도록 하는 가압부재를 설치한 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 볼부재를 감싸고 있는 볼시트와 볼하우징의 사이로 와셔를 결합하고, 상기 와셔의 양단을 탄력적으로 가압하는 스프링으로 구성되는 가압부재를 설치 구성함으로써, 상기 가압부재로부터 발생 되는 탄성력을 이용하여 볼부재를 볼하우징의 내부에 지속적으로 밀착시킬 수 있을 뿐만 아니라 상기 볼부재를 감싸고 있는 볼시트가 마찰로 인해 마모가 발생 되고, 그 마모로 인하여 상기 볼부재와 볼시트의 사이에 유격이 발생 되는 것을 미연에 방지할 수 있어 작동 소음을 줄일 수 있으며, 또한 스프링이 와셔의 양측을 가압하여 볼시트가 볼부재에 지속적으로 밀착 상태를 유지하기 때문에 볼 조인트 아세이의 내구성을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 차량에 장착된 타이어의 편 마모가 발생되는 것을 방지하여 타이어의 파손되면서 발생 되는 대형 사고를 방지할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 종래의 볼 조인트 아세이를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 볼 조인트 아세이의 유격 보상장치의 분리 사시도.
도 3은 본 발명의 볼 조인트 아세이의 유격 보상장치 사시도.
도 4는 본 발명의 볼 조인트 아세이의 유격 보상장치 결합 단면도.
도 5는 본 발명의 볼 조인트 아세이의 유격 보상장치의 작동 상태를 도시한 단면도.
도 6은 본 발명의 볼 조인트 아세이의 유격 보상장치의 다른 실시 예를 도시한 분리 사시도.
도 7은 본 발명의 볼 조인트 아세이의 유격 보상장치의 다른 실시 예를 도시한 결합 단면도.
도 8은 본 발명의 볼 조인트 아세이의 유격 보상장치의 다른 실시 예의 작동 상태도.

이하, 첨부된 도 2 내지 도 8 을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

상기 도면에 의하면 본 발명은,

타이로드(1)의 하단에 형성된 볼부재(2)를 감싸도록 볼시트(10)를 결합하고, 볼시트(10)의 저면부에 테이퍼지게 경사진 제1경사부(12)가 형성되며, 상기 볼시트(10)가 결합 된 볼부재(2)를 볼하우징(20)의 내부에 결합한 것을 포함하는 볼 조인트 아세이의 유격 보상 장치에 있어서,

제1경사부(12)에 대응하는 제2경사부(32)가 상부에 경사지게 형성되어 있는 'C'자 모양으로 형성된 2개의 와셔(30)를 볼하우징(20)의 바닥면(21')에 설치하고,

상기 와셔(30)가 오므라드는 방향으로 탄성을 가하여 볼시트(10)의 마모에 의한 유격 발생시 와셔(30)가 오므라들면서 볼시트(10)를 상측으로 밀어올려 유격이 보상되도록 하는 가압부재(40)를 설치한 것을 특징으로 한다.

그리고 상기 가압부재(40)는 와셔(30)의 양측에 각각 장착홈(33)을 형성하고,

상기 장착홈(33)과 대응되게 볼하우징(20)의 양측에 각각 장착홀(23)을 형성하며,

탄성력에 의해 상기 와셔(30)의 양측을 가압하여 와셔(30)가 오므라들도록 작동하는 제1스프링(50)을 장착홀(23)을 통해 장착홈(33)에 설치하고,

상기 장착홀(33)에 마감캡(60)을 결합하여 제1스프링(50)이 장착홈(33)에 고정되도록 한 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명은 볼부재(2)와 볼시트(10)가 맞닿은 부분이 마찰로 인해 발생 되는 유격을 보상할 수 있도록 볼하우징(20)의 내부에 한쌍의 와셔(30)와 가압부재(40)를 설치 구성한 것이다.

상기 한쌍의 와셔(30)는 볼하우징(2)의 상면에 형성된 결합홈(21)의 바닥면(21')에 설치 되는 것으로, 상기 와셔(30)는 도 2와 같이 상면에는 볼시트(10)의 하부에 형성된 제1경사부(12)와 대응되는 제2경사부(32)가 형성된 것이다.

즉, 한쌍의 와셔(30)의 상면에는 중앙을 중심으로 하향 경사진 제2경사부(32)가 형성되고, 2개의 와셔(30)가 볼하우징(20)의 바닥면(21')에 서로 마주하도록 설치되되, 와셔(30) 사이에 개구단(31)이 형성되도록 설치하는 것으로, 상기와 같이 형성된 와셔(30)는 볼하우징(20)의 내부에 설치 구성되면서 볼시트(10)가 외주면에 결합 된 볼부재(2)를 지지할 수 있도록 한다.

상기 볼하우징(20)의 내부에 설치된 한쌍의 와셔(30)의 양측에 도 4와 같이 가압부재(40)를 설치 구성하여 상기 가압부재(40)에서 발생 되는 탄성력에 의해 와셔(30)는 중앙으로 오므라들도록 하면서 볼부재(2)와 볼시트(10)의 사이로 형성된 유격을 보상할 수 있도록 한다.

상기 가압부재(40)는 도 2와 같이 와셔(30)의 양측에 각각 장착홈(33)을 형성하고, 상기 장착홈(33)과 일직선상에 위치하는 장착홀(23)을 볼하우징(20)의 양측에 각각 형성한다.

상기 볼하우징(20)의 양측에 형성된 장착홀(23)을 통해 탄성력을 발생시키는 제1스프링(50)을 와셔(30)의 장착홈(33)에 도 4와 같이 결합한 상태에서 상기 장착홀(23)에 마감캡(60)을 억지로 끼워 제1스프링(50)을 와셔(30)에 고정 결합한다.

상기와 같이 장착홀(23)에 마감캠(60)을 억지로 끼워 결합함으로써, 상기 와셔(30)에 결합 된 제1스프링(50)은 도 5와 같이 일측 방향(와셔의 중앙)으로 탄성력을 지속적으로 발생시킬 수 있도록 한다.

상기와 같이 가압부재(40)가 설치된 와셔(30)의 상부에는 볼시트(10)가 결합 된 볼부재(2)가 위치하도록 볼하우징(20)에 타이로드(1)를 억지로 끼워 결합한 상태에서 상기 볼하우징(20)의 상부를 가압 프레싱 하여 볼시트(10)가 결합 된 볼부재(2)를 볼하우징(2)의 내부에 밀착되게 설치할 수 있는 것이다

이때, 상기 볼시트(10)의 하부에는 도 4와 같이 와셔(30)의 중앙에 삽입되는 삽입부(11)를 돌출 형성함으로써, 상기 볼시트(10)가 볼하우징(20)의 내부에서 회전되는 것을 방지할 수 있는 것이다.

이와 같이 결합 된 본 발명의 작동 상태 및 효과를 설명하면 다음가 같다.

먼저, 결합홈(21)의 바닥면(21')에 위치하도록 와셔(30)을 볼하우징(20)의 내부에 설치한다.

상기 와셔(30)을 볼하우징(20)의 내부에 설치한 상태에서 볼시트(10)가 결합 된 볼부재(2)를 상기 결합홈(21)의 내측에 억지로 끼워 결합한 후 도 3과 같이 볼하우징(20)의 상부를 가압 프레싱하여 내측으로 오므라진 고정단(22)에 의해 볼부재(2)를 볼하우징(20)의 내부에 밀착되게 결합한다.

상기와 같이 볼부재(2)가 볼하우징(20)의 내부에 고정 결합한 상태에서 볼하우징(20)의 양측에 형성된 장착홀(23)을 통해 도 2와 같이 제1스프링(50)이 와셔(30)의 양측에 형성된 장착홈(33)에 결합한다.

상기 제1스프링(50)이 장착홈(33)에 결합하게 되면, 장착홀(23)에 도 4와 같이 마감캡(60)을 억지로 끼워 결합한다

이때, 상기 마가캠(60)을 장착홀(23)에 용접 결합할 수 있음을 밝히는 바이다.

그리고 상기 볼하우징(20)의 내부에 설치된 와셔(30)의 양측에 가압부재(40)인 제1스프링(50)을 먼저 설치한 후 볼시트(10)가 결합 된 볼부재(2)를 결합할 수 있음을 밝히는 바이다.

상기와 같이 결합 구성된 볼 조인트 아세이를 랙바와 조향축의 사이를 연결되도록 설치한다.

상기와 같이 설치 된 볼 조인트 아세이는 조향 작동에 의해 볼시트(10)의 내부에서 도 5의 (a)와 같이 회전 작동을 한다.

상기 볼부재(2)가 볼시트(10)의 내부에서 회전 작동을 함으로써, 도 5의 (a)와 같이 볼부재(2)와 접촉된 볼시트(10)의 내면은 마찰로 인해 마모가 되면서 유격이 발생하게 된다.

상기 볼시트(10)의 내면에 마모가 발생하게 됨과 동시에 제1스프링(50)의 탄성력으로 인하여 양측이 가압되는 와셔(30)는 오므라들면서 와셔(30)의 직경이 축소되는 것이다.

상기 와셔(30)이 직경이 축소함에 따라서 도 5의 (b)와 같이 와셔(30)는 도 5의 (b)와 같이 볼시트(10)를 볼하우징(10)의 고정단(22)으로 이동시켜 볼시트(10)가 다시 볼부재(2)의 외주면에 밀착 되도록 한다.

즉, 볼시트(10)의 내부에 마모가 발생 됨과 동시에 제1스프링(50)의 탄성력에 의해 와셔(30)는 내측(중앙)으로 오므라드면서 도 5의 (b)와 같이 볼시트(10)를 상부로 이동시키면서 볼시트(10)를 볼부재(2)의 외주면에 밀착시키는 것이다.

상기와 같이 마모가 발생 된 볼시트(10)를 볼부재(2)의 외주면에 다시 밀착시키기 때문에 마모로 인해 발생 되는 유격을 와셔(30)와 가압부재(40)가 보상할 수 있을 뿐만 아니라 이로 인하여 작동 소음을 줄일 수 있으며 볼 조인트 아세이의 수명을 현저히 연장시킬 수 있다.

또한, 볼부재(2)에 볼시트(10)가 밀착되기 때문에 상기 볼부재(2)와 볼하우징(20)과의 밀착력을 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라 이로 인하여 타이어의 편 마모가 발생 되는 것을 미연에 방지하여 상기 타이어 펑크로 인해 대형 교통 사고가 발생 되는 것을 방지할 수 있다.

그리고 상기 볼시트(10)를 지지하는 와셔(30)와 그 와셔(30)의 양측을 가압하는 가압부재(40)로 인해 볼부재(2)가 항상 볼하우징(20)의 내부에 밀착된 상태를 유지함으로써, 운전자가 원하는 방향으로 차량을 운행을 용이하게 할 수 있는 것이다.

도 6 내지 도 8은 와셔(30)와 와셔(30)를 가압하는 가압부재(40)의 다른 실시 예를 도시한 것으로서, 동일 구성 요소에 관하여 동일한 도면 부호를 표기하여 중복되는 도면 부호의 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 다른 실시 예는 와셔(30)의 외주면에 도 7과 같이 환형으로 형성된 삽입홈(70)을 형성한다.

그리고 상기 삽입홈(70)에는 환형으로 형성되며, 탄성력에 의해 와셔(30)를 오므라 들도록 하는제2스프링(80)을 억지로 끼워 결합한다.

즉, 일측에 개구단(31)이 형성되고, 상면에는 제2경사부(32)가 형성된 와셔(30)의 외주면에 도 6과 같이 환형으로 형성된 삽입홈(70)을 형성하고, 상기 삽입홈(70)에 내측 방향으로 탄성력을 발생시키는 환형으로 형성된 제2스프링(80)을 억지로 끼워 결합하는 것이다.

상기와 같이 와셔(30)의 외주면에 도 8의 (a)와 같이 제2스프링(80)을 억지로 끼워 결합함으로써, 마찰로 인해 볼부재(2)에 도 8의 (b)와 같이 마모가 발생 되더라도 상기 제2스프링(80)의 탄성력에 의해 내측으로 수축 이동된 와셔(30)의 이동 거리만큼 볼부재(2)가 결합홈(21)의 내부에서 상부로 이동되기 때문에 상기 볼 조인트로부터 발생 되는 소음을 최대한으로 줄일 수 있다.

또한, 와셔(30)에 결합 되는 가압부재(40)의 구조를 단순화시켜 볼 조인트의 생산 단가를 줄일 수 있으며, 이로 인해 생산성을 향상시킬 수 있다.

1: 타이로드, 2: 볼부재,
10: 볼시트, 11: 삽입부,
12: 제1경사부, 20: 볼하우징,
21: 결합홈, 21': 바닥면,
22: 고정단, 23: 장착홀,
30: 와셔, 31: 개구단,
32: 제2경사부, 33: 장착홈,
40: 가압부재, 50: 제1스프링,
60: 마감캡, 70: 삽입홈,
80: 제2스프링,

Claims (3)

1. 타이로드(1)의 하단에 형성된 볼부재(2)를 감싸도록 볼시트(10)를 결합하고, 볼시트(10)의 저면부에 테이퍼지게 경사진 제1경사부(12)가 형성되며, 상기 볼시트(10)가 결합 된 볼부재(2)를 볼하우징(20)의 내부에 결합한 것을 포함하는 볼 조인트 아세이의 유격 보상 장치에 있어서,
   제1경사부(12)에 대응하는 제2경사부(32)가 상부에 경사지게 형성되어 있는 'C'자 모양으로 형성된 2개의 와셔(30)를 볼하우징(20)의 바닥면(21')에 설치하고,
   상기 와셔(30)가 오므라드는 방향으로 탄성을 가하여 볼시트(10)의 마모에 의한 유격 발생시 와셔(30)가 오므라들면서 볼시트(10)를 상측으로 밀어올려 유격이 보상되도록 하는 가압부재(40)를 설치한 것을 특징으로 하는 볼 조인트 아세이의 유격 보상장치.
   
2. 청구항 1 항에 있어서, 상기 가압부재(40)는
   와셔(30)의 양측에 각각 장착홈(33)을 형성하고,
   상기 장착홈(33)과 대응되게 볼하우징(20)의 양측에 각각 장착홀(23)을 형성하며,
   탄성력에 의해 상기 와셔(30)의 양측을 가압하여 와셔(30)가 오므라들도록 작동하는 제1스프링(50)을 장착홀(23)을 통해 장착홈(33)에 설치하고,
   상기 장착홀(33)에 마감캡(60)을 결합하여 제1스프링(50)이 장착홈(33)에 고정되도록 한 것을 특징으로 하는 볼 조인트 아세이의 유격 보상장치.
   
3. 청구항 1 항에 있어서, 상기 가압부재(40)는,
   와셔(30)의 외주면에 삽입홈(70)을 환형으로 형성하고,
   와셔(30)가 오므라드는 방향으로 탄성력을 가하는 링 형상의 제2스프링(80)을 상기 삽입홈(70)에 결합 구성한 것을 특징으로 하는 볼 조인트 아세이의 유격 보상장치.
   

Images