KR970001604B1 - 볼 조인트 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

볼 조인트

제1도는 본 발명의 볼 조인트 전체를 도시한 사시도.

제2도는 본 발명의 볼 조인트의 부분 확대도.

제3도는 본 발명의 따른 베어링을 도시하는 부분 단면도.

제4도는 본 발명에 따른 소켓과 베어링과의 관계를 나타낸 도면.

제5도는 베어링의 또 다른 실시예의 부분 단면도.

제6도 및 제7도는 종래의 볼 조인트의 실시예를 도시한 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 볼 조인트 12 : 소켓

14 : 베어링 16 : 볼 스터드

18,22 : 제1, 2 스텝부 20 : 상승부

24 : 저부 26 : 중간 부재

28 : 상부 플랜지부 30 : 하부 부재

32 : 중간 연결 부재 38,39 : 틈새

본 발명은 여러가지의 기계에 사용하는 볼 조인트에 관한 것이다. 종래의 볼 조인트 중의 하나가 제6도에 도시되어 있다. 볼 조인트는 예를 들면 소켓(a), 이 소켓 안에 있는 베어링(b), 상기 베어링(b)에 수용되어 있는 볼 스터드(c) 및 이 볼 스터드(c)가 이탈되는 것을 방지하는 금속 플러그(d)로 이루어진다. 플러그(d)로 이루어진다. 플러그(d)는 소켓(a)의 상부 내측에 형성되어 있는 스텝 부분(e;stepped portion)상에 배치된다. 이 소켓(a)의 상단부는 스피닝 롤러 등의 수단에 의해 내부로 코킹되어 코킹된 부분(f)이 형성된다. 플러그(d)는 코킹된 부분(f)와 베어링(b)의 사이에 봉쇄된다.

제7도에는 플러그(d)가 설치되어 있지 않은 구성이 도시되어 있다. 예를 들어 베어링(b)이 소켓(a)내로 설치되고, 볼 스터드(c)는 베어링(b)에 삽입된다.

이런 단계 이후 소켓(a)의 상부 부분을 내측을 향해 구형으로 압축 코킹함으로써 베어링이 봉쇄된다.(일본 특허 공개 공보 제25657/1976).

그러나, 전술한 구조물은 다음과 같이 많은 결점을 포함하고 있다. 즉 플러그 (d)는 제6도에 도시한 볼 조인트에 대해서는 필수적인 것이지만, 그 결과로써 부품수가 중가함으로써 조립 단계(공정)의 수가 중가하게 된다. 또한, 플러스(d)를 일정한 정밀도로 정확하게 기계 가공하기 위한 단계가 요구된다. 따라서, 제조 비용이 많이 들게 된다. 제7도의 볼 조인트와 관련해서는 소켓과 베어링 간에 산란 효과를 유발시키는 문제점이 발생된다. 즉, 이것은 베어링이 과도한 강도로 볼 스터드의 구형면을 가압하거나 또는 코킹 강도가 불충분해지는 것을 의미한다. 이 때문에 대부분의 경우에 있어서, 볼 스터드의 구형면과 베어링 간의 가압 접촉상태는 불안정한 상태로 된다. 따라서, 볼 조인트의 일정한 성능을 얻을 수 없다. 더욱이, 소켓을 코킹할 때는 소켓의 코킹 부분의 양이 변화한다. 이것은 베어링에 불안정한 변형을 발생시킨다. 따라서, 볼 스터드를 유지하는 베어링의 능력이 일정치 않게 되어 그 결과로써 다수의 볼 조인트의 품질이 저하된다.

따라서, 본 발명의 주요한 목적은 특히 제6도에 도시한 종래의 볼 조인트에 내재된 문제점을 해결하기 위한 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 제공되는 본 발명의 일 양태에 볼 조인트는 ; 소켓과, 이 소켓의 내측면을 따라 설치되는 베어링, 및 이 베어링에 의해 둘러싸여 구속되는 볼 스터드를 구비하며, 상기 소켓은 그 상부분의 제1스텝부와 제1스텝부의 외주부로부터 일체로 상승부 그리고 제1스텝부의 아래에 형성되는 제2스텝부를 포함하고, 상기 베어링은 상부 부분에 플랜지 부분을 포함하며, 이 플랜지 부분은 볼 스터드를 보유하며 또한 상기 소켓의 제1스텝부에 대하여 상기 소켓의 상승부에 의하여 상부 및 외부 횡방향으로부터 코킹함으로써 상기 볼 스터드가 이탈되는 것을 방지하도록 되어 있다.

본 발명에 의하면, 제7도에 도시한 볼 조인트의 경우와 같이 특히 제6도의 볼 조인트와 관련한 문제점을 해결하기 위하여, 플러그를 필요로 하지 않으며, 베어링은 소켓에 코킹됨으로써 유지된다. 이러한 구성은 필요한 구성 부품수를 감소시키며, 제조 비용을 절감시킨다. 그 외에도 본 발명에 따르면 제7도에 도시한 볼 조인트의 문제점을 해결하기 위해 베어링의 코킹측 외면 상에 플렌지 부분을 형성한다. 소켓에 플렌지 부분을 수용할 수 있는 스텝 부분이 제공됨으로써 단지 베어링의 플랜지 부분만이 소켓을 코킹함에 의해 유지될 수 있다. 따라서, 베어링의 볼 스터드 보유면에서는 변형이 발생되지 않게 되고, 볼 스터드의 구형면은 베어링에 가해지는 소정의 예비 부하에 의해 확실하고 안정성 있게 유지될 수 있다.

본 발명에 따르면, 소켓은 스텝부와 이 스텝부의 외측 주변부로부터 일체로 상승하는 상승하는 상승부를 포함한다. 베어링에는 그 상부 부분에 직경이 확장된 플랜지부가 제공된다. 플랜지부는, 소켓의 상승부에 의하여 상부 및 외측 방향으로부터 소켓의 스텝부를 코킹함으로써, 그 내부에 삽입된 볼 스터드를 보유하게 된다.

이 코킹 공정으로 인해 볼 스터드는 베어링으로부터 이탈되지 않게 된다. 볼 스터드의 중심을 향해 작용하는 예비 부하를 제공하는 베어링과, 베어링의 외주부를 지지하는 소켓의 사이에는 종방향 및 횡방향의 변형을 흡수하기 위한 간격들이 형성된다.

본 발명의 그 밖의 다른 목적 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 설명으로부터 명백히 알 수 있게 될 것이다.

제1도는 볼 조인트(10)를 나타낸다. 이 볼 조인트(10)는 소켓(12)과, 소켓(12)의 내측 벽면에 설치된 베어링(14)과, 베어링(14)내에 수용된 볼 스터드(16)를 포함한다. 소켓(12)은 통상 금속으로 제조된다. 소켓(12)의 상부 내측 벽면에는 직경이 반경 방향 외측으로 확장되는제1스텝부 즉, 스텝 부(18)가 형성된다. 제2도에 점선으로 나타낸 얇은 상승부(20)가 스텝부((18)의 외측 일부분으로부터 일체로 상향 연장된다. 제2스텝부(22)는 소켓(12)의 내측 벽면에서 스텝부(18)의 아래쪽에 형성된다. 제2스텝부(22)로부터 저부(24)로 중간 부재(26)는 대체로 일정한 반경을 가진 곡면으로 되어 있다.

제3도에 도시한 베어링(14)는 확장된 직경을 갖는 상부 플랜지부(28), 얇은 하부 부재(30) 및 중간 연결부재(32)로 구성된다. 얇은 하부 부재(30)는 소켓(12)의 중간 부재(26)에 적합하도록 이루어진다. 중간 연결 부재(32)의 내측면은 예컨대, 소켓(12)내에 수용되는 볼 스터드의 중심(C)을 통과하는 직경(D)으로 된 곡면으로 이루어진다. 상부 플랜지부(28)의 외측면 직경 L은 1.15×D로 주어진 값보다 크다. 플랜지부(28)의 두께T는 대략(0.10∼0.15)×D이다. 플랜지부(28)의 상부와 하부에는 모서리를 깎아 만든 면, 즉 모따기 단부(34),(35)가 형성된다.

본 발명의 구형면 보유 부재로써 작용하는 베어링(14)은 일반적으로 합성 수지로 만들어진다. 베어링(14)은, 제4도에 도시한 바와 같이, 베어링의 중심방향으로 작용하는 예비 하중 즉, 얘압(preload) (p)을 발생하도록 형성된다.

제5도에는 베어링(14)의 다른 실시예가 도시되어 있다. 이 실시예에서는, 얇은 하부 부재(30)의 외면이 구형으로 되어 있는, 즉 제3도에 도시한 바와 같이 베어링(14)의 볼 스터드(16)의 중심(C)에 수직한 선(V)과 직교하며 그 중심(C)을 통과하는 선(H)의 상부로부터 시작되어 얇은 하부 부재(30)의 외면이 구형으로 되는 것과는 달리, 제5도의 얇은 부재(31)의 외면은 원추형 형상이다. 이실시예는 소켓(12)의 중간 부재(26)가 원추형으로 기계 가공되는 경우에 적합하다. 이 얇은 베어링 부재의 외면의 형상은 소켓의 중간 부재(26)의 형상과 적절하게 대응하므로 균일한 예비 하중(p)을 발생하게 된다(제4도 참조).

볼 스터드(16)의 구형면은 베어링(14)에 의해 지지된다. 볼 스터드(16)의 형상과 다른 요소들은 공지된 것과 동일하다.

본 발명에 따른 볼 조인트(10)를 형성할 때, 볼 스터드(16)는 먼저, 예비 조립체를 형성하도록 베어링(14)에 끼워 맞춤된다. 그 다음 예비 조립체는 소켓(12)에 세팅된다. 이때, 베어링의 중간 연결 부재(32)의 외주면은 이 외주면의 직경보다 작은 직경을 갖는 소켓(12)의, 제1스텝부(18)와 제2스텝부(22)를 연결하는, 중간면(19)에 끼워맞춤된다. 이러한 구성으로 베어링(14)의 플랜지부(28)의 하부면은 소켓(12)의 스텝부(18)에 위치하도록 효과적으로 배치될 수 있다. 베어링(14)의 플랜지부(28)가 소켓(12)의 스텝부(18)상에 배치되면, 플랜지부(28)의 외주면과 소켓(12)의 대응면 사이에는 다소 반경 방향 내측으로 향한 틈새 즉 제1틈새(39) 가 형성된다(제2도 참고). 이 틈새(39)의 크기는 상부 플랜지부(28)의 외부 직경(L)과 두께(T)에 따라서 변화할 수 있다. 베어링(14)의 연결 부재(32) 하부의 스텝면은 소켓((12)의 제2스텝부(22)로부터 약간 이격된다.

그 후에, 소켓(12)의 상승부(20)는 제2도의 파선으로 표시된 위치로부터 실선상의 위치로 공지의 수단에 의해 코킹된다.

당초, 제2도에 1점 쇄선으로 표시한 위치에 배치된 베어링(14)의 플랜지부(28)는 다음과 같은 기능을 갖는다. 소켓(12)의 상승부(20)가 내측으로 코킹되면 상기 상승부(20)는 베어링(14)의 모따기 단부(34)를 따라 굴곡된다. 그 결과 플랜지부(28)의 상부는 볼 스터드의 상면을 둘러싸도록 내측으로 선회되므로 볼 스터드(16)는 빠져나올 수 없게 한다. 플랜지부(28)의 외주면과 소켓(12)의 내면 사이의 제1틈새(39)는 코킹에 의해 압축변형되는 베어링(14)의 플랜지부(28)의 횡방향 변형을 흡수하는 작용을 한다. 제2도에 도시한 바와같이 소켓(12)의 제2스텝부(22)와 베어링(14)의 연결 부재(32)의 하면 사이에는 제2틈새(38)가 형성되어 있다. 이 제2틈새(38)는 볼 스터드(16)의 압축-끼워 맞춤 방향으로 구 중심 오차가 생길때의 종방향 변형을 완전히 흡수하도록 되어 있다.

베어링의 플랜지부만이 소켓에 의해 압축 변형되어 유지된다. 베어링의 다른부품은 소켓에 단순히 압축-끼워 맞춤된다. 베어링에 의한 예비 하중은 볼 스터드의 보호 유지 특성을 향상시키고 볼 조인트의 내구성 보장하게 된다.

본 발명의 볼 조인트는 다음과 같은 장점을 갖는다. 베어링의 코킹에 의한 찌그러짐은 베어링은 플랜지부에 국한될 수 있다. 따라서, 볼 조인트의 기능 및 성능이 충분히 유지될 수 있다. 또한, 볼 조인트는 간단하고 저렴하게 제조할 수 있다.

그 외에 코킹하중은 볼 조인트의 성능에 영향을 미치지 않으므로 대량 생산이 가능하다. 또한 코킹 강도를 증가시키고 높은 사용 강도를 갖게 되는 조인트를 제공할 수 있다.

본 발명에 따르면 부품수와 가공 공정수를 감소시킴으로써 저렴한 볼 조인트를 제공할 수 있다.

또한 균일한 예비 하중의 결과 충분한 내구성을 가지며, 신뢰할 수 있고, 안정된 성능을 부여하는 볼 조인트를 제공할 수 있다.

본 발명에 따른 볼 조인트는 일반 산업 기계, 자동차, 스태빌라이저, 제어 링크 등에 유용하다.

본 발명이 첨부도면을 참조한 실시예를 위주로 하여 상세히 설명되었지만 본 발명은 이에 국한되지 않을뿐 아니라, 당업자에게는 본 발명의 범주와 취지를 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 및 수정이 이루어질 수 있다.

Claims (2)

1. 소켓과; 상기 소켓 내부에 끼워 맞춤되며, 상부 플랜지부와, 하부 부재, 및 상기 상부 플랜지와 상기 하부 부재의 사이에 연장되는 중간 연결 부재를 구비하는 베어링; 그리고, 상기 베어링에 의해 둘러싸이는 볼 스터드를 구비하며; 상기 소켓은 재1스텝부와, 이 제1스텝부로부터 일체로 상승부, 및 상기 제1스텝부의 아래에 형성되는 제2스텝부를 포함하고, 상기 베어링의 상부 플랜지부는, 상기 소켓의 상기 제1스텝부에 대하여 상기 소켓의 상승부에 의하여 상부 및 외측 횡 방향으로 코킹함으로써, 상기 볼 스터드의 이탈을 방지하도록 상기 볼 스터드를 강압적으로 보유하게 되며, 상기 베어링의 상부 플랜지부는 모따기 단부를 구비하며, 이에 따라 상기 상부 플랜지부의 모따기 단부와 상기 제1스텝부의 사이에는 제1틈새가 형성되고, 상기 베어링의 상기 중간 연결 부재는 상기 제2스텝부와의 사이에 제2틈새를 형성하도록 상기 제2스텝부와 이격되어 있는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
2. 제1항에 있어서, 상기 베어링은 상기 볼 스터드의 중심 쪽으로 작용하는 예비 하중을 갖는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.