KR100272084B1 - 자동차용볼조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 조립 공정시 비틀림에 의한 파손을 방지하고 조립 공정의 자동화를 도모할 목적으로, 볼스터드의 구두부가 볼시트의 내부에 회전 작용 및 기울기 작용 가능하게 삽입되고, 상기 볼시트가 하우징에 고정되며, 더스트커버가 볼시트의 외측 일단부에 형성된 체결홈에 립에 의하여 고정되고, 캡이 볼시트의 타단부에서 길이 방향으로 연장하여 절개 형성된 환상걸림턱에 설치되는 자동차용 볼조인트에 있어서, 원형 단면을 보유한 하우징(3)의 내면에 직경 방향으로 돌출하고 길이 방향으로 일체로 형성된 다수의 돌출부(3a), 상기 볼시트(2)의 환상걸림턱(2b)의 하단 외측에 형성되는 오목턱(2d)을 포함하여 이루어진다.

이에 따라 본 발명의 자동차용 볼조인트는 볼시트의 외부면과 하우징의 내부면이 원형 단면을 보유함과 아울러 하우징의 내부면에 돌출부가 형성되어 있기 때문에, 자리 맞춤을 하지 않고도 삽입할 수 있으며, 하우징에 볼시트가 용이하게 고정되어 볼스터드가 움직일 경우에 볼시트가 움직이지 않게 되고, 이에 볼시트의 파손이 저감되며, 한상걸림턱 외측면 사이에 오목턱을 형성함과 더불어 수직플랜지 끝단의 지름이 하우징 내경보다 1 mm작게 만들기 때문에 볼시트를 하우징에 올려놓기만 하면 볼시트가 하우징의 위에서 제자리를 잡게 되어 삽입시에 비틀림이 일소되며, 이에 공정 자동화를 용이하게 도모할 수 있다는 효과를 발휘한다.

Description

자동차용 볼조인트

본 발명은 자동차의 스티어링이나 서스펜션 계통의 관절부에 사용되는 볼조인트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 조립 공정시 비틀림에 의한 파손을 방지하고 조립 공정의 자동화를 도모할 수 있도록 하는 자동차용 볼조인트에 관한 것이다.

볼조인트는 임의의 평면 내에서 회전되면서 기울어질 수 있는 것으로서, 통상 자동차의 스티어링 또는 서스펜션 계통에 사용되고 있다.

상기 볼조인트는 볼스터드의 구두부가 볼시트의 내부에 회전 작용 및 기울기 작용 가능하게 삽입되고, 상기 볼시트가 하우징에 고정되며, 더스트커버가 하우징과 볼시트의 단부 사이에 고정되는 구조를 이루고 있다.

도 5 및 도 8은 일본국 공개특허 평1-172610호의 종래 볼조인트를 나타낸 것으로서, 이 볼조인트는 볼스터드(101)의 구두부(101a)가 유동 삽입된 볼시트(102)를 하우징(103)에 설치한 다음 볼시트(102)에 일체로 형성된 결합부(102a)를 가열하여 이 결합부(102a)가 외측으로 휘도록 하여 하우징(103)의 하단부에 걸림 결합되게 하고, 볼시트(102)에 일체로 형성된 걸림턱(102b)과 하우징(103)의 상단면 사이에 형성된 부분에 더스트커버(104)의 일단부를 립(105)으로 고정하는 것이다.

이와 같은 볼조인트는 볼시트(102)의 하단에 형성된 결합부(102a)가 가열에 의하여 녹으면서 하우징(103)의 하단 외측으로 휘어져 걸림 결합되도록 하는 것이며, 상기 하우징(103)에 삽입된 볼시트(102)가 작동중에 회전하는 것을 방지하기 위하여 하우징(103)의 하단 즉 볼시트(102)의 결합부(102a)가 가열에 의하여 녹으면서 걸림 결합되는 하우징(103)의 단부에 V자 형상의 고정홈(미도시)을 만들어 볼시트(102)의 결합부(102a)가 회전하는 것을 방지하도록 하고 있다.

그러나 상기 일 예의 볼조인트는 V자 형상의 고정홈을 별도로 가공하여야 하고 결합부(102a)를 가열해야 하는 등의 제작 공정상의 불편함이 발생하고, 볼시트(102)에 형성되는 결합부(102a)의 두께가 두꺼워야 볼시트(102)와 하우징(103)의 결합력이 강해지는 것이나, 결합부(102a)를 두껍게 할 경우 가열하여 녹이는 작업이 어렵다는 문제점이 있다.

도 6 및 도 8은 미국특허 제5,001,321호의 종래 볼조인트의 다른 예를 나타낸 것으로서, 이 볼조인트는 금속재인 지지대가 용접된 하우징(103)에 볼스터드(101)의 구두부(101a)가 삽입된 플라스틱재인 볼시트(102)를 삽입한 다음 볼시트(102) 하단에 플라스틱재인 덮는캡(106)을 초음파진동기를 사용하여 융착하면 덮는캡(106)에 형성된 융착돌기(106a)가 녹으면서 볼시트(102)에 융착되고, 이로 인하여 볼시트(102)가 하우징(103)에 고정되는 것이다.

그러나 상기 덮는캡(106)을 볼시트(102)에 융착하여 하우징(103)에 볼시트(102)를 고정하는 기술은 융착에 따른 별도의 장비가 필요하고, 더욱이 융착 여부를 확인하는 별도의 장비가 더 필요한 문제점이 있다.

여기서 융착 여부를 확인하는 장비를 사용하더라도 덮는캡(106)이 적정 강도를 가지고 볼시트(102)에 융착되었는지를 확인하는 것이 용이하지 못하다.

또다른 예로서 도 7 및 도 8은 일본국 실용신안공고 평5-23852호는 볼스터드(101)의 구두부(101a)가 삽입되는 볼시트(102)의 폐쇄측에 외측으로 편향진 환상걸림턱(102c)을 일체로 형성하여 환상걸림턱(102c)이 하우징(103)의 하단에 걸림 고정되도록 함으로써, 하우징(103)에 볼시트(102)를 고정하는 구조를 이루고 있다.

그리고 볼시트(102)의 폐쇄측에 형성된 환상걸림턱(102c)의 단부 지름은 볼시트(102)의 지름보다 크게 만들어진다.

그러나 상기 볼조인트는 볼시트(102)가 하우징(103)에 삽입될 때 환상걸림턱(102c)이 파손되고 볼시트(102)의 환상걸림턱(102c)이 하우징(103)에 걸림고정되는 체결력이 낮다는 문제점이 있다.

즉 소정의 공구를 사용하여 볼시트(102)를 하우징(103)에 삽입하게 되는 것이나, 상기 볼조인트는 볼시트(102)가 하우징(103)에 삽입될 때 공구로부터 균일한 힘을 받지 못하면 볼시트(102)가 비틀려 조립되고, 볼시트(102)가 비틀려 하우징(103)의 내부에 조립되면 볼시트(102)의 지름보다 환상걸림턱(102c)의 지름이 크게 만들어져 있어 환상걸림턱(102c)이 쉽게 파손되는 것이며, 볼조인트 작동중에 볼스터드(101)의 수직력에 의해 하우징(103)에서 볼시트(102)가 이탈하는 힘을 환상걸림턱(102c)이 감당하지 못하고 파손되는 것이다.

한편 도 9 및 도 10은 미국특허 제5,676,485호의 또다른 종래 볼조인트를 나타낸 것으로서, 볼시트(112)의 개구부측에 제1걸림턱(112a)과 제2걸림턱(112b)을 만들고 이 제1걸림턱(112a)과 제2걸림턱(112b) 사이에 형성되는 체결홈(112c)에 더스트커버(104)를 배치하여 립(105)으로 고정함으로써 볼조인트 작동중 즉 요동 및 회전 중에 더스트커버(104)가 스트레스를 많이 받게 되는 문제점을 해결하였고, 하우징(113)에 볼시트(112)를 삽입하여 고정한 다음 더스트커버(104)를 고정함으로써 공정의 자동화가 가능하게 한 것이다.

그리고 볼조인트 작동중에 하우징(113) 내부에서 볼시트(112)가 회전하고 볼시트(112)가 하우징(113)에 삽입될 때 공구에 의하여 비틀려 파손되던 문제점을 해결하기 위하여, 하우징(113)의 내측면과 볼시트(112)의 몸통외측면을 동일 형상의 다각형으로 만들고 볼시트(112)에 형성된 환상걸림턱(112d)에 다수의 절개부를 형성하고 있다.

또한 볼시트(112)를 하우징(113)에 고정함과 동시에 고정력을 유지하기 위하여 볼시트(112)의 폐쇄측 하단에 형성된 환상걸림턱(112d)에 캡(114)을 개재하는 구조를 이루고 있다.

그러나 상기 볼조인트는 볼시트(112)를 하우징(113)에 삽입할 때에 두 요소의 다각형 각을 맞추어서 삽입하기 때문에 공정의 자동화에 용이하게 실현할 수 없다는 문제점이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 조립 공정시 비틀림에 의한 파손을 방지하고 조립 공정의 자동화를 도모할 수 있는 자동차용 볼조인트를 제공하는 데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 자동차용 볼조인트는 볼스터드의 구두부가 볼시트의 내부에 회전 작용 및 기울기 작용 가능하게 삽입되고, 상기 볼시트가 하우징에 고정되며, 더스트커버가 볼시트의 외측 일단부에 형성된 체결홈에 립에 의하여 고정되고, 캡이 볼시트의 타단부에서 길이 방향으로 연장하여 절개 형성된 환상걸림턱에 설치되는 자동차용 볼조인트에 있어서, 원형 단면을 보유한 하우징의 내면에 직경 방향으로 돌출하고 길이 방향으로 일체로 형성된 다수의 돌출부, 상기 환상걸림턱의 하단 외측에 형성되는 오목턱을 포함하여 이루어진다.

도 1은 본 발명에 의한 자동차용 볼조인트의 종단면도,

도 2는 도 1의 A - A선 단면도,

도 3은 본 발명에 관련하는 볼시트 및 하우징을 나타내는 분해단면도,

도 4는 도 3의 B부 확대도,

도 5는 종래의 자동차용 볼조인트의 일 예를 나타내는 종단면도,

도 6은 종래의 자동차용 볼조인트의 다른 예를 나타내는 종단면도,

도 7은 종래의 자동차용 볼조인트의 또다른 예를 나타내는 종단면도,

도 8은 도 5 내지 도 7의 횡단면도,

도 9는 종래의 자동차용 볼조인트의 또다른 예를 나타내는 종단면도,

도 10은 도 9의 횡단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 볼스터드 1a : 구두부

1b : 나사부 2 : 볼시트

2a : 체결홈 2b : 환상걸림턱

2c : 캡설치홈 2d : 오목턱

3 : 하우징 3a : 돌출부

4 : 더스트커버 5 : 립

6 : 캡 6a : 돌기

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명의 자동차용 볼조인트를 나타내는 것으로서, 이 볼조인트는 볼스터드(1)의 구두부(1a)가 볼시트(2)의 내부에 회전 작용 및 기울기 작용 가능하게 삽입되고, 상기 볼시트(2)가 하우징(3)에 고정되며, 더스트커버(4)가 볼시트(2)의 외측 일단부에 형성된 체결홈(2a)에 립(5)에 의하여 고정되고, 캡(6)이 볼시트(2)의 타단부에서 길이 방향으로 연장하여 다수 개로 절개 형성된 환상걸림턱(2b)에 설치되는 구조로 이루어진다.

여기서 상기 볼스터드(1)는 일단부가 구형상으로 확장 형성된 구두부(1a)로 형성되며, 타단부가 나사부(1b)로 형성되어 회전 및 각도 조절되는 소정의 부재에 연결된다.

상기 볼시트(2)는 일측으로 개구된 통형상이며 내부가 구형상의 중공부를 보유하고 있어서 상기 볼스터드(1)의 구두부(1a)가 설치되고, 도면상에서 상측 외단부에 둘레 방향으로 체결홈(2a)이 형성되며, 하측 단부의 높이 방향으로 다수로 갈라진 환상걸림턱(2b)이 연장하여 돌출 형성되고, 상기 환상걸림턱(2b)의 하단 외측에 형성되는 오목턱(2d)이 더 형성되어 있다.

여기서 상기 환상걸림턱(2b)은 그 단면이 아래로 뾰족한 형상으로 이루고 있으며, 최하단부의 외직경이 상기 하우징(3)의 내직경보다 1mm 작게 만들어짐이 바람직하다.

또한 상기 볼시트(2)의 환상걸림턱(2b)의 내부면에는 돌레방향으로 캡설치홈(2c)이 형성되며, 이에 대응하여 상기 캡(6)의 둘레면에는 돌기(6a)가 일체로 형성되어 있다.

이에 따라 상기 캡(6)이 상기 환상걸림턱(2b)에 삽입되면 용이하게 고정되는 것이다.

한편 상기 하우징(3)은 원형 단면의 원통 형상으로 이루어지며, 그 내면에 직경 방향으로 돌출하고 길이 방향으로 일체로 형성된 다수의 돌출부(3a)가 형성되어 있다.

이와 같이 이루어지는 본 발명의 자동차용 볼조인트는 볼시트(2)의 외측면과 하우징(3) 내측면을 원형으로 함으로써 볼시트(2)를 하우징(3)에 삽입할 때에 방향성에 관계없도록 하여 공정자동화가 용이하게 실현된다.

상기 볼시트(2)를 하우징(3)에 삽입될 경우에는 강제 삽입되는데, 이 때 하우징(3)의 돌출부(3a)가 볼시트(2)의 외부면을 강제로 파고 들어가 삽입 조립된다.

그리고 조립시에 상기 하우징(3)의 상단부에 볼시트(2)를 용이하게 올려 놓아서 공정을 자동화할 수 있는 것이다.

즉 환상걸림턱의 하측 외직경이 하우징(3)의 내직경보다 1 mm 작고 이 환상걸림턱의 외부 둘레면에 오목턱(2d)이 형성되어 있기 때문에, 하우징(3)의 상단부에 볼시트(2)를 고정하여 올려놓을 수 있는 것이다.

이렇게 하여 조립을 완성한 볼조인트는 볼스터드(1)가 회전 작용 및 기울기 작용을 하게 되더라고 볼시트(2)가 볼스터드(1)를 용이하게 지지할 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 자동차용 볼조인트는 볼시트의 외부면과 하우징의 내부면이 원형 단면을 보유함과 아울러 하우징의 내부면에 돌출부가 형성되어 있기 때문에, 자리 맞춤을 하지 않고도 삽입할 수 있으며, 하우징에 볼시트가 용이하게 고정되어 볼스터드가 움직일 경우에 볼시트가 움직이지 않게 되고, 이에 볼시트의 파손이 저감된다는 이점이 있다.

특히 환상걸림턱 외측면 사이에 오목턱을 형성함과 더불어 환상걸림턱 끝단의 지름이 하우징 내경보다 1mm작게 만들기 때문에 볼시트를 하우징에 올려놓기만 하면 볼시트가 하우징의 위에서 제자리를 잡게 되어 삽입시에 비틀림이 일소되며, 이에 공정 자동화를 용이하게 도모할 수 있다는 다른 이점이 있다.

Claims (1)

1. 볼스터드의 구두부가 볼시트의 내부에 회전 작용 및 기울기 작용 가능하게 삽입되고, 상기 볼시트가 하우징에 고정되며, 더스트커버가 볼시트의 외측 일단부에 형성된 체결홈에 립에 의하여 고정되고, 캡이 볼시트의 타단부에서 길이 방향으로 연장하여 절개 형성된 환상걸림턱에 설치되는 자동차용 볼조인트에 있어서,

   원형 단면을 보유한 하우징(3)의 내면에 직경 방향으로 돌출하고 길이 방향으로 일체로 형성된 다수의 돌출부(3a),

   상기 볼시트(2)의 환상걸림턱(2b)의 하단 외측에 형성되는 오목턱(2d)을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동차용 볼조인트.