KR100880844B1 - 인서트 몰딩 형식의 볼조인트 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인서트 몰딩 형식의 볼조인트를 제작함에 있어 하우징의 목부 지지부로 인한 볼스터드의 플랜지부의 작은 직경 문제를 해결하기 위하여, 먼저 목부 지지부를 가진 볼시트를 볼스터드에 결합한 후 상기 볼스터드가 결합된 볼시트에 하우징을 인서트 몰딩 형식으로 사출하도록 하여 목부 지지부와 무관하게 볼스터드의 플랜지부의 직경을 설계할 수 있도록 하기 위한 것으로, 구두부, 목부, 플랜지부 및 나사부가 마련된 금속재질의 볼스터드와 ; 상기 볼스터드의 구두부가 삽입 결합되어 회전가능하게 내장되는 구두부 지지부, 및 상기 구두부 지지부의 상단에서 상부를 향햐여 외측으로 경사지게 형성되는 목부 지지부로 이루어지는 합성수지 재질의 볼시트 ; 상기 볼시트를 감싸면서 사출성형되되, 상단이 상기 목부 지지부의 상단보다 낮게 형성되는 합성수지 재질의 하우징 ; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

인서트 몰딩 형식의 볼조인트 및 그 제조 방법{INSERT MOLDING TYPE BALL-JOINT AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}

본 발명은 자동차의 조향장치나 현가장치 등의 관절부에 사용되는 볼조인트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 인서트 몰딩 형식으로 제조되는 볼조인트에 관한 것이다.

일반적으로 볼조인트는 금속재질로만 이루어지는 조립 형식의 볼조인트가 널리 사용되고 있으며, 최근 합성수지 재질로 하우징을 구성한 인서트 몰딩 형식의 볼조인트가 사용되고 있다.

본 명세서에 일체화된 종래의 기술로서 대한민국 공개특허 공개번호 특2002-0062493(2002.7.26 공개) "자동차용 볼조인트의 제조방법"은 인서트 몰딩 형식의 볼조인트의 대표적인 예이다.

도 1은 종래의 인서트 몰딩 형식의 볼조인트의 단면도이다. 도 1 및 다른 도면에서 그리스(greese), 더스트 커버(dust cover) 등은 본 발명의 특징과 큰 연관이 없으므로 별도로 표시하지 않았다.

도시된 바와 같이 인서트 몰딩 형식의 볼조인트는 볼스터드(10)와 하우징(20)으로 이루어진다.

볼스터드(10)는 구두부(11), 목부(12), 플랜지부(13), 나사부(14) 등이 형성되며, 금속 재질로 이루어진다.

하우징(20)은 볼스터드(10)의 구두부(11)가 회전가능하게 내장되는 구두부 지지부(21) 및 볼스터드(10)가 기울어졌을 때 볼스터드(10)의 목부(12)를 지지하게 되는 목부 지지부(22)로 이루어진다.

물론 하우징(20)은 합성수지 재질로서 사출 성형에 의하여 형성된다.

이때 목부 지지부(22)는 볼스터드(10)가 기울어졌을 때 볼스터드(10)의 목부(12)를 지지하여 볼스터드(10)가 구두부 지지부(21)로부터 이탈하는 것을 방지하게 된다.

하우징(20)에서 구두부 지지부(21)와 목부 지지부(22)의 경계부(A)는 볼스터드(10)가 기울어질 수 있는 최대 작동감을 한정하게 되며, 상기 경계부(A)로부터 목부 지지부(22)는 볼스터드(10)의 목부(12)에 대응하여 상부를 향하여 외측으로 경사지게 형성된다.

한편 하우징(20)을 인서트 몰딩 형식으로 사출하게 되면 하우징(20)이 성형될 공간을 형성하는 금형들이 필요하며, 상기 금형들은 사출 후 제품으로부터 분리되어야 한다.

하우징(20)의 목부 지지부(22)를 성형하는 금형이 하우징(20)으로부터 이탈되는 과정에서 볼스터드(10)의 플랜지부(13)로 인하여 아래와 같은 문제가 발생한다.

하우징(20)의 목부 지지부(22)를 성형하는 금형이 하우징으로부터 이탈될 때 그 이탈 방향은 상부를 향하여야 한다. 왜냐하면 목부 지지부(22)가 이미 형성된 상태이므로 목부 지지부(22)의 간섭으로 인하여 금형이 수평상으로는 이동할 수 없기 때문이다. 그러나 목부 지지부(22)를 성형하는 금형이 상부로 이동하여 분리되려고 할 경우 볼스터드(10)의 플랜지부(13)가 금형의 이동을 방해하는 장애물이 된다.

즉 도 1에서 점선으로 목부 지지부(22)를 성형하는 금형 일부를 개략 도시한 바, 상기 금형은 목부 지지부(22)로 인하여 수평상 좌측으로 이동할 수 없고 오직 상부로 이동할 수 있을 뿐이다. 그리고 상기 금형이 상부로 이동하게 되면 플랜지부(13)와 간섭될 가능성이 있다.

따라서 종래의 인서트 몰딩 형식의 볼조인트에서는 볼스터드(10)의 플랜지부(13)를 구두부 지지부(21)와 목부 지지부(22)간의 경계부(A)로부터 수직상으로 연장되는 선을 벗어나지 않도록 하여 성형 금형과 플랜지부(13)의 간섭을 방지하였다.

그러나 이러한 작업 방식에 의할 경우 플랜지부(13)의 직경이 구두부 지지부(21)와 목부 지지부(22)간의 경계부(A)의 직경보다 작아야 하므로 플랜지부(13)의 직경은 매우 작아지게 된다. 이와 같이 플랜지부(13)의 직경이 작아지게 되면 볼스터드(10)에 연결되는 연결부재(미도시)와 플랜지부(13)의 접촉 면적이 이에 연동하여 작아지게 되며, 이와 같이 작은 접촉면적을 가질 경우 장기간 볼조인트를 사용할 경우 연결부재와 플랜지부(13)의 결합에서 각종 소음이 발생함 은 물론 체결 불량으로 이어지곤 하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 인서트 몰딩 형식의 볼조인트를 제작함에 있어 하우징의 목부 지지부로 인한 볼스터드의 플랜지부의 작은 직경 문제를 해결하기 위하여, 먼저 목부 지지부를 가진 볼시트를 볼스터드에 결합한 후 상기 볼스터드가 결합된 볼시트에 하우징을 인서트 몰딩 형식으로 사출하도록 하여 목부 지지부와 무관하게 볼스터드의 플랜지부의 직경을 설계할 수 있도록 하는 것이다.

상기의 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 구두부, 목부, 플랜지부 및 나사부가 마련된 금속재질의 볼스터드와 ; 상기 볼스터드의 구두부가 삽입 결합되어 회전가능하게 내장되는 구두부 지지부, 및 상기 구두부 지지부의 상단에서 상부를 향햐여 외측으로 경사지게 형성되는 목부 지지부로 이루어지는 합성수지 재질의 볼시트 ; 상기 볼시트를 감싸면서 사출성형되되, 상단이 상기 목부 지지부의 상단보다 낮게 형성되는 합성수지 재질의 하우징 ; 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기에 있어서, 상기 볼시트의 구두부 지지부 외측 표면에 상기 구두부의 중심을 지나는 가상의 제1수평면보다 높거나 동일한 높이에 위치한 이탈방지용 단턱이 링 형태로 수평상으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 볼시트의 외측 표면에 수직상으로 돌출되거나 함몰형성되어 상기 볼시트와 상기 하우징의 상대회전을 방지하는 회전방지부가 형성되는 것이 바람직하다.

상기에 있어서, 상기 하우징이 형성된 제1하우징 몸체와, 상기 하우징이 형성된 제2하우징 몸체와, 일단이 상기 제1하우징 몸체에 인서트 몰딩 형식으로 내장되며 타단이 상기 제2하우징 몸체에 인서트 몰딩 형식으로 내장되는 연결 바를 포함하여 이루어질 수 있다.

본 발명의 다른 사상으로, 구두부 지지부 및 상기 구두부 지지부의 상단에 상부를 향하여 외측으로 경사지게 형성되는 목부 지지부를 포함하여 이루어지는 볼시트를 사출성형한 후, 볼스터드의 구두부를 상기 구두부 지지부에 삽입 조립한 후, 하우징이 상기 볼스터드가 조립된 볼시트를 감싸도록 인서트 몰딩 형식으로 상기 하우징을 사출하되, 상기 하우징의 상단을 상기 목부 지지부의 상단보다 낮게 형성하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 본 발명은 인서트 몰딩 형식의 볼조인트를 제작함에 있어 하우징의 목부 지지부로 인한 볼스터드의 플랜지부의 작은 직경 문제를 해결하기 위하여, 먼저 목부 지지부를 가진 볼시트를 볼스터드에 결합한 후 상기 볼스터드가 결합된 볼시트에 하우징을 인서트 몰딩 형식으로 사출하도록 하여 목부 지지부와 무관하게 볼스터드의 플랜지부의 직경을 설계할 수 있도록 한다.

이하 본 발명에 의한 일 실시례에 따라 그 구성과 작용을 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 의한 제1실시례에 따라 제작된 볼시트의 사시도, 정면도, 단면도이며, 도 3은 제1실시례에 따라 제작된 볼시트와 볼스터드의 결합 상태도이며, 도 4는 도 3의 볼시트와 볼스터드에 하우징이 형성된 상태의 볼조인트 사시도이며, 도 5는 도 4의 주요부 단면도이다.

도 3에 도시된 바와 같이 본 실시례에서 사용되는 볼스터드(10)는 종래의 기술과 동일한 볼스터드(10)이다. 따라서 볼스터드(10)에는 구두부(11), 목부(12), 플랜지부(13), 나사부(14) 등이 형성되어 있다. 다만 본 실시례의 플랜지부(13)는 종래에 비하여 그 직경이 크다.

본 실시례의 볼시트(300)는 크게 구두부 지지부(310)와 목부 지지부(320)로 이루어지며, 합성수지 재질로 사출 성형에 의하여 제작된다.

볼시트(300)의 구두부 지지부(310)는 볼스터드(10)의 구두부(11)가 회전가능하게 내장되는 부위이다.

볼시트(300)의 목부 지지부(320)는 구두부 지지부(310)의 상단에서 상부를 향하여 외측으로 경사지게 형성되며, 볼스터드(10)의 목부(12)를 지지하게 되는 부위이다.

볼시트(300)의 구두부 지지부(310)의 외측 표면에는 수평상으로 링 형태의 이탈방지용 단턱(301)이 형성되어 있다.

이탈방지용 단턱(301)은 그 상부가 얇은 두께를 가지도록 하고 그 하부가 두 꺼운 두께를 가지도록 하여, 하우징(110)이 볼시트(300)의 외측 표면에 사출성형된 후 볼시트(300)가 하우징(110)으로부터 이탈하는 것을 방지하기 위하여 형성된다.

이탈방지용 단턱(301)은 보다 확실히 볼시트(300)의 이탈을 방지하기 위하여 구두부(11)의 중심을 지나는 가상의 제1수평면보다 높거나 동일한 높이에 위치하는 것이 바람직하다.

또한 볼시트(300)의 외측 표면에는 수직상으로 돌출되거나 함몰형성되는 회전방지부(302)가 형성된다.

회전방지부(302)는 볼시트(300)와 하우징(110)의 상대 회전을 방지하기 위한 것이다.

본 실시례에서는 회전방지부(302)가 볼시트(300)의 외측 표면에 함몰 형성되도록 하였다.

이러한 볼시트(300)의 구두부 지지부(310)에 볼스터드(10)의 구두부(11)가 억지로 끼워넣어짐으로써 볼시트(300)와 볼스터드(10)가 결합된다.

이렇게 볼시트(300)와 볼스터드(10)가 결합된 후 하우징(110)이 인서트 몰딩 형식으로 사출 성형된다.

이때 볼시트(300)의 외측 표면은 사출성형되는 하우징용 합성수지와 직접 접촉하게 된다.

도 4는 이러한 과정에 의하여 제조된 볼조인트의 사시도이며, 도 5는 도 4의 주요부 단면도이다.

본 실시례는 금형 내부에 2개의 볼시트(300)를 마련(엄밀히는 볼시트(300)의 표면이 성형 공간을 형성하도록 볼시트(300)를 금형에 마련)하고 또한 금형 내부에 연결 바(200)의 끝단이 내장되도록 한 후 하우징 몸체(100a, 100b)를 사출 성형하였다.

본 실시례에서는 2개의 합성수지 재질의 하우징 몸체(100a, 100b)가 서로 반대 방향을 향하여 형성되며, 2개의 하우징 몸체(100a, 100b)는 금속재질의 연결 바(200)에 의하여 연결되도록 하였다.

즉, 연결 바(200)의 일단은 제1하우징 몸체(100a)에 내장되며, 연결 바(200)의 타단은 제2하우징 몸체(100b)에 내장된다.

또한 연결 바(200)의 양단에는 연결 바(200)가 하우징 몸체(100a, 100b)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여 나사산(210)이 형성되어 있다. 물론 연결 바(200)가 하우징 몸체(100a, 100b)로부터 이탈되는 것을 방지하기 위하여는 나사산(210) 이외에도 걸림턱 같은 형태가 연결 바(200)의 끝단에 형성되어도 좋을 것이다.

각각의 하우징 몸체(100a, 100b)에는 볼시트(300)를 내장한 하우징(110)이 형성된다.

이때 도 5에서 확인되는 바와 같이 하우징(110)은 볼시트(300)를 감싸면서 마련되되, 하우징(110)의 상단(도 5에서 B)은 볼시트(300)의 목부 지지부(320)의 상단(도 5에서 C)보다 낮게 형성된다. 이렇게 사출 성형을 할 경우 하우징(110)을 성형하는 금형은 수평상으로 이동하여 하우징(110)으로부터 분리될 수 있으며, 또한 하우징(110)이 상부를 향하여 이동할 필요가 없게 된다.

따라서 도 5에서 확인되는 바와 같이 본 실시례의 볼스터드(10)의 플랜지부(13)의 직경이 커지는 경우에도 플랜지부(13)와 하우징 성형 금형이 서로 간섭될 일이 없게 된다.

즉 본 실시례에서 볼스터드(10)의 플랜지부(13)의 직경은 구두부 지지부(310)와 목부 지지부(320)간의 경계부(A)보다 큰 직경을 가질 수 있다.

이하 본 발명에 의한 제2실시례를 설명한다.

도 6은 본 실시례에 의한 볼시트의 사시도, 정면도, 단면도이며, 도 7은 도 6의 볼시트를 이용하여 제조되는 볼조인트의 주요부 단면도이다.

본 실시례와 제1실시례의 차이점은 볼시트(300)의 회전방지부(302)가 돌출 형성되어 있다는 점이다.

상기의 실시례는 본 발명의 바람직한 실시례일 뿐이며, 본 발명의 기술적 사상은 당업자에 의하여 다양하게 변형 내지 조정되어 실시될 수 있으며, 이러한 변형 내지 조정이 본 발명의 기술적 사상을 이용한다면 이는 본 발명의 범위에 속하는 것이다.

본 발명은 인서트 몰딩 형식의 볼조인트로서, 구체적으로는 볼스터드와 볼시트가 조립 결합된 후 상기 볼시트에 하우징이 인서트 몰딩 형식으로 사출성형되는 볼조인트에 관한 것이다.

도 1은 종래의 인서트 몰딩 형식의 볼조인트의 단면도,

도 2는 본 발명에 의한 제1실시례에 따라 제작된 볼시트의 사시도, 정면도, 단면도,

도 3은 제1실시례에 따라 제작된 볼시트와 볼스터드의 결합 상태도,

도 4는 도 3의 볼시트와 볼스터드에 하우징이 형성된 상태의 볼조인트 사시도,

도 5는 도 4의 주요부 단면도,

도 6은 본 발명에 의한 제2실시례에 의한 볼시트의 사시도, 정면도, 단면도,

도 7은 도 6의 볼시트를 이용하여 제조되는 볼조인트의 주요부 단면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100a, 100b : 하우징 몸체 110 : 하우징

200 : 연결바

300 : 볼시트 310 : 구두부 지지부

320 : 목부 지지부

10 : 볼스터드

Claims (5)

1. 구두부, 목부, 플랜지부 및 나사부가 마련된 금속재질의 볼스터드와 ;

   상기 볼스터드의 구두부가 삽입 결합되어 회전가능하게 내장되는 구두부 지지부, 및 상기 구두부 지지부의 상단에서 상부를 향햐여 외측으로 경사지게 형성되는 목부 지지부로 이루어지는 합성수지 재질의 볼시트 ;

   상기 볼시트를 감싸면서 사출성형되되, 상단이 상기 목부 지지부의 상단보다 낮게 형성되는 합성수지 재질의 하우징 ;

   을 포함하여 이루어지며,

   상기 볼시트의 구두부 지지부 외측 표면에 상기 구두부의 중심을 지나는 가상의 제1수평면보다 높거나 동일한 높이에 위치한 이탈방지용 단턱이 링 형태로 수평상으로 형성된 것을 특징으로 하는 인서트 몰딩 형식의 볼조인트.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 볼시트의 외측 표면에 수직상으로 돌출되거나 함몰형성되어 상기 볼시트와 상기 하우징의 상대회전을 방지하는 회전방지부가 형성된 것을 특징으로 하는 인서트 몰딩 형식의 볼조인트.
4. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 하우징이 형성된 제1하우징 몸체와, 상기 하우징이 형성된 제2하우징 몸체와, 일단이 상기 제1하우징 몸체에 인서트 몰딩 형식으로 내장되며 타단이 상기 제2하우징 몸체에 인서트 몰딩 형식으로 내장되는 연결 바를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 인서트 몰딩 형식의 볼조인트.
5. 구두부 지지부 및 상기 구두부 지지부의 상단에 상부를 향하여 외측으로 경사지게 형성되는 목부 지지부를 포함하여 이루어지되, 상기 구두부 지지부 외측 표면에 상기 구두부 지지부의 중심을 지나는 가상의 제1수평면보다 높거나 동일한 높이에 위치한 이탈방지용 단턱을 링 형태로 수평상으로 형성한 볼시트를 사출성형한 후 ; 볼스터드의 구두부를 상기 구두부 지지부에 삽입 조립한 후 ; 하우징이 상기 볼스터드가 조립된 볼시트를 감싸도록 인서트 몰딩 형식으로 상기 하우징을 사출하되, 상기 하우징의 상단을 상기 목부 지지부의 상단보다 낮게 형성하는 것 ; 을 특징으로 하는 인서트 몰딩 형식의 볼조인트 제조 방법.

Images