KR101094423B1 - 볼 조인트 및 그 제조 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 제조 공정이 간단하고 제조 원가가 절감되며 무게를 줄임과 동시에 내구성을 확보할 수 있는 볼 조인트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

본 발명의 실시예에 따른 볼 조인트는 상하로 관통된 원통형상이며, 상단은 내측으로 곡률지게 형성되어 있는 보강재; 상하로 관통된 개구부를 포함하며, 합성수지로 상기 보강재를 감싸도록 인서트 사출되는 하우징; 상기 하우징의 개구부에 장착되며 내부에 홈이 형성되고 상단은 개구된 베어링; 하단에 상기 베어링의 홈에 삽입되는 볼이 형성되어 상기 베어링에 피벗 가능하도록 설치되고 상부는 상기 홈의 상단을 통하여 상측으로 연장되어 있는 볼 스터드; 그리고 상기 하우징의 개구부 하단을 폐쇄하여 상기 베어링을 지지하는 캡;을 포함하되, 상기 보강재의 하단에는 상기 하우징의 인서트 사출 시 상기 하우징의 하단으로부터 돌출되게 변형부가 형성되며, 상기 변형부를 상기 캡의 하단 가장자리를 덮도록 코킹함으로써 상기 캡을 상기 하우징에 조립할 수 있다.

볼 스터드, 베어링, 현가 장치, 조향 장치

Description

볼 조인트 및 그 제조 방법{BALL JOINT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}

본 발명은 볼 조인트 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 제조 공정이 간단하고 제조 원가가 절감되며 무게를 줄임과 동시에 내구성을 확보할 수 있는 볼 조인트 및 그 제조 방법에 관한 것이다.

일반적으로 볼 조인트는 차륜현가장치 및 차축을 차체에 연결을 위한 주요 구성 부품으로서 자동차 차대의 기능에 중요한 역할을 한다. 통상적으로 자동차의 각 바퀴는 차륜 지지 장치에 의하여 지지되며, 상기 차륜 지지 장치는 연결봉(connecting rod)을 거쳐 차체와 연결되어 있다. 이 때, 상기 연결봉은 흔히 상기 차륜 지지 장치 쪽의 단부들에 볼조인트가 장착되어 있고, 상기 볼조인트는 상기 차륜 지지 장치에서 연결봉의 선회 운동점을 이룬다. 또한 상기 볼조인트들은 차축부분의 연결봉 및 회전 지점 등에도 사용된다.

이하, 도 10을 참조로, 종래의 볼 조인트의 구조를 설명한다.

종래의 볼 조인트(10)는 하우징(1), 베어링(2), 캡(3), 볼 스터드(4), 그리고 더스트 커버(5)를 포함한다.

하우징(1)은 볼 베어링의 강도를 유지하기 위하여 통상적으로 금속 재질로 형성되어 있으며, 그 상단과 하단이 개구되어 있다. 상기 하우징(1)의 하단에는 변형부(8)가 일체로 형성되어 있다.

베어링(2)은 상기 하우징(1)의 내부에 장착되며, 통상적으로 플라스틱 재질로 만들어 진다. 상기 베어링(2)은 그 상단이 개구되어 있으며 그 내부에는 상기 볼 스터드(4)의 볼이 삽입되도록 공간이 형성되어 있다.

캡(3)은 상기 베어링(2)의 하부를 지지하는 것으로 상기 하우징(1)의 하단부를 폐쇄한다. 즉, 베어링(2)을 상기 하우징(1)의 내부에 위치시키고 캡(3)으로 상기 하우징(1)의 하단부를 막는다. 이 때, 상기 하우징(1)의 변형부(8)는 캡(3)보다 아래로 돌출되어 있으며, 캡(3)을 하우징(1)에 조립하기 위하여 상기 변형부(8)를 캡(3)을 향하여 코킹한다.

볼 스터드(4)는 그 일단에 상기 베어링(2)의 공간에 삽입되어 피벗되는 볼(9)이 형성되어 있으며, 그 타단에는 나사산(7)이 형성되어 있다.

더스트 커버(5)는 상기 베어링(2)과 볼(9) 사이에 이물질이 침입하는 것을 방지하는 것으로, 통상적으로 고무 등의 탄력이 있는 재질로 만들어지며, 상기 볼 스터드(4)에 끼워져 상기 하우징(1)의 상부에 장착된다. 또한, 상기 더스트 커버(5)는 그 상단 및 하단을 고정해주는 고정부재(6)를 포함한다.

그러나 상기와 같은 종래의 볼 조인트는 주물로 금속 재질의 하우징을 제작하고 그 표면을 연마하여 사용하여야 하였으며, 이에 따라 볼 조인트의 중량 및 제조 원가가 증가하게 되었다. 또한, 차량에는 통상적으로 수개에서 수십개의 볼 조 인트가 사용되므로 하나의 볼 조인트의 중량이 증가하게 되면 차량의 전체 중량이 증가하게 되고, 이는 차량의 연비를 악화시키게 된다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 보강재 또는 베어링에 합성수지로 하우징을 인서트 사출함으로써, 제조공정이 간단하고 제조원가가 절감되는 볼 조인트 제조 방법을 제공하는 것이다.

또한, 하우징을 인서트 사출할 때 보강재도 함께 인서트 사출함으로써 하우징의 내구성이 향상된 볼 조인트를 제공함에 다른 목적이 있다.

더 나아가, 하우징을 합성수지 재질로 형성함으로써 중량이 줄어들고 이에 따라 차량의 연비를 향상시킬 수 있는 볼 조인트를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1실시예에 따른 볼 조인트는 상하로 관통된 원통형상이며, 상단은 내측으로 곡률지게 형성되어 있는 보강재; 상하로 관통된 개구부를 포함하며, 합성수지로 상기 보강재를 감싸도록 인서트 사출되는 하우징; 상기 하우징의 개구부에 장착되며 내부에 홈이 형성되고 상단은 개구된 베어링; 하단에 상기 베어링의 홈에 삽입되는 볼이 형성되어 상기 베어링에 피벗 가 능하도록 설치되고 상부는 상기 홈의 상단을 통하여 상측으로 연장되어 있는 볼 스터드; 그리고 상기 하우징의 개구부 하단을 폐쇄하여 상기 베어링을 지지하는 캡;을 포함하되, 상기 보강재의 하단에는 상기 하우징의 인서트 사출 시 상기 하우징의 하단으로부터 돌출되게 변형부가 형성되며, 상기 변형부를 상기 캡의 하단 가장자리를 덮도록 코킹함으로써 상기 캡을 상기 하우징에 조립할 수 있다.

상기 보강재의 측면에는 상기 하우징의 인서트 사출 시 용융된 합성수지가 자유롭게 통과하도록 적어도 하나 이상의 홀이 형성될 수 있다.

상기 보강재의 측면에는 보강재와 하우징 사이의 결합 강도를 유지하기 위하여 미세 요철이 널링에 의하여 형성될 수 있다.

상기 볼 조인트는 상기 베어링과 상기 볼 사이에 이물질의 침입을 방지하는 더스트 커버, 상기 볼 스터드의 중간부에 반경 방향으로 돌출된 스토퍼, 그리고 상기 하우징의 상부에 형성되어 있으며 상기 하우징의 상단 외주면보다 그 직경이 작은 장착면을 더 포함하되, 상기 더스트 커버의 상단부는 상기 스토퍼 하단에 걸려 있으며, 상기 더스트 커버의 하단부는 상기 장착면에 밀착된 후 고정수단으로 고정될 수 있다.

상기 볼 스터드의 상기 스토퍼 하측에는 상기 더스트 커버와의 결합을 강하게 하고 이물질의 침입을 방지하도록 톱니가 형성될 수 있다.

본 발명의 제1실시예에 따른 볼 조인트의 제조 방법은 상하로 관통되어 있으며 상단은 내측으로 곡률지게 형성되고 하단에는 변형부가 형성된 보강재를 준비하는 단계; 합성수지로 상기 보강재를 감싸되, 상기 하우징의 하단 아래로 상기 보강 재의 변형부가 돌출되도록 상기 하우징을 인서트 사출하는 단계; 베어링의 홈에 볼 스터드의 볼을 압입하는 단계; 상기 볼 스터드가 압입된 베어링을 상기 개구부에 하측에서 상측으로 삽입하는 단계; 그리고 상기 캡을 상기 하우징의 하단에 위치시킨 후 상기 변형부를 상기 캡의 하단가장자리를 덮도록 코킹함으로써 하우징의 개구부 하단을 폐쇄하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 더스트 커버를 상기 볼 스터드의 상단으로부터 밀어 넣은 후 고정 수단으로 고정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따른 볼 조인트는 내부에 상측으로 개구된 홈이 형성되고 외주면에 복수개의 돌기가 형성된 베어링; 하단에 상기 베어링의 홈에 삽입되는 볼이 형성되어 상기 베어링에 피벗 가능하도록 설치되고 상부는 상기 홈의 상단을 통하여 상측으로 연장되어 있는 볼 스터드; 그리고 상측으로 개구된 개구부를 포함하며, 상기 개구부에 상기 베어링이 결합되도록 합성수지로 상기 베어링을 감싸도록 인서트 사출되는 하우징;을 포함할 수 있다.

상기 베어링의 상부는 상기 하우징의 상단 위쪽으로 돌출되어 있으며, 상기 베어링의 상단은 반경 외측으로 돌출되어 있을 수 있다.

상기 볼 조인트는 상기 베어링과 상기 볼 사이에 이물질의 침입을 방지하는 더스트 커버, 상기 볼 스터드의 중간부에 반경 방향으로 돌출된 스토퍼, 그리고 상기 하우징의 상부에 형성되어 있으며 상기 베어링의 상단 외주면보다 그 직경이 작은 장착면을 더 포함하되, 상기 더스트 커버의 상단부는 상기 스토퍼 하단에 걸려 있으며, 상기 더스트 커버의 하단부는 상기 장착면에 밀착된 후 고정수단으로 고정 될 수 있다.

본 발명의 제2실시예에 따른 볼 조인트의 제조 방법은 내부에 상측으로 개구된 홈이 형성되고 외주면에 복수개의 돌기가 형성된 베어링을 준비하는 단계; 베어링의 홈에 볼 스터드의 볼을 압입하는 단계; 그리고 상기 볼 스터드가 압입된 베어링의 하면과 측면을 감싸도록 합성수지로 상기하우징을 인서트 사출하는 단계;를 포함할 수 있다.

상기 방법은 상기 더스트 커버를 상기 볼 스터드의 상단으로부터 밀어 넣은 후 고정 수단으로 고정하는 단계를 더 포함할 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 볼 조인트에 의하면, 하우징을 합성수지 재질로 형성함으로써 중량이 줄어들고 이에 따라 차량의 연비를 향상시킬 수 있다.

또한, 보강재 또는 베어링에 합성수지로 하우징을 인서트 사출함으로써 제조 공정이 간단하고 제조 원가가 절감된다.

더 나아가, 하우징을 인서트 사출할 때 금속 재질의 보강재도 함께 인서트 사출함으로써 하우징의 내구성이 향상된다.

더 나아가, 더스트 커버가 장착되는 볼 스터드의 스토퍼 하측에 톱니를 형성함으로써 더스트 커버와 볼 스터드의 결합을 강하게 하고 이물질의 침입을 더욱 확실히 방지할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 실시예들에 의한 볼 조인트는 차축과 차체를 연결하여 주행중에 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격 및 외력을 차체에 직접적으로 전달되지 않도록 제어하는 스태빌라이저 링크 또는 로워암 등 차륜현가장치 및 차량의 진행 방향을 제어하기 위한 조향장치에 적용된다.

여기서, 차륜현가장치 및 조향장치는 당업자에게 널리 알려진 공지기술이므로 도면에서 구체적으로 도시하고 있지 않으며, 본 명세서에서 그 구성의 구체적인 설명은 생략하기로 한다.

도 1 내지 도 5를 참조하여, 본 발명의 제1실시예에 따른 볼 조인트(100)를 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 볼 조인트(100)는 보강재(140), 하우징(130), 베어링(120), 볼 스터드(110), 캡(160), 그리고 더스트 커버(150)를 포함한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 보강재(140)는 상하로 관통된 중공의 원통 형상이며, 볼 스터드(110)의 볼(112)을 잡아둘 수 있도록 그 상단은 내측으로 곡률지게 형성되어 있고, 그 하단에는 변형부(144)가 일체로 형성되어 있다. 상기 보강재(140)는 금속 재질로 되어 있어 하우징(130)과 볼 스터드(110)의 결합 부위의 강도를 향상시킨다. 상기 보강재(140)의 외주면에는 복수개의 홀(142)이 일정 간격으로 천공되어 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 보강재(140)의 외측면에는 보강재(140)와 하우징(130) 사이의 결합 강도를 유지하기 위하여 미세 요철(146)이 널링에 의하여 형성될 수도 있으며, 홀(142)과 미세 요철(146)이 동시에 형성되어 있을 수도 있다. 한편, 상기 보강재(140)로 금속 재질 외에 강도가 높은 다른 물질을 사용하는 것도 가능하다.

하우징(130)은 볼 조인트(100)의 중량을 줄이고 그 제작 공정을 단순화하기 위하여 용융된 합성수지를 상기 보강재(140)에 인서트 사출함으로써 형성된다. 하우징(130)을 금속 재질로 형성하던 종래의 볼 조인트에 비하여 합성수지 재질로 하우징(130)을 형성하면 볼 조인트(100)의 중량이 줄어들게 된다. 또한, 강도가 높은 재질의 보강재(140)를 구비하므로 볼 조인트(100)의 강도가 향상된다. 더 나아가, 금속 재질로 하우징(130)을 형성하는 경우, 가공 및 표면 처리 과정이 복잡하였으나, 본 발명의 실시예들에 따르면 하우징(130)을 인서트 사출에 의하여 형성하므로 그 제조 과정이 단순화되고 제작 원가가 줄어들게 된다.

하우징(130)은 금형(도시하지 않음)에 보강재(140)를 배치한 후 용융된 합성수지를 상기 금형에 인서트 사출함으로써 제작된다. 상기 하우징(130)은 그 중앙부에 상하로 관통된 개구부(138)를 포함하는 원통 형상이며, 상기 하우징(130)의 상부와 상단에는 각각 반경 외측으로 돌출된 제1,2걸림환턱(132, 134)이 형성되어 있고, 상기 제1,2걸림환턱(132, 134) 사이에는 이들보다 그 직경이 작은 장착면(136)이 형성되어 있다.

상기 하우징(130)은 상기 보강재(140)를 감싸도록 인서트 사출된다. 이 때, 상기 보강재(140)의 변형부(144)는 인서트 사출된 상기 하우징(130)의 하단부보다 아래로 돌출되게 형성된다. 이와 같이 돌출된 변형부(144)는 캡(160)의 조립을 위하여 사용된다. 또한, 상기 하우징(130)의 상부 내주면은 상기 보강재(140)의 형상과 동일하게 반경 내측으로 곡률지게 형성되어 볼 스터드(110)의 볼(112)을 잡아둘 수 있도록 되어 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 볼 조인트(100)는 합성수지 재질의 하우징(130)을 인서트 사출하므로 하우징(130)과 볼 스터드(110)의 결합 부위의 강도가 떨어질 수 있다. 따라서, 하우징(130)과 볼 스터드(110)의 결합 부위에 강도가 높은 보강재(140)를 배치함으로써 볼 조인트(100)의 강도를 향상시킨다.

개구부(138)는 상하로 관통된 대략 실린더 형상으로, 상기 개구부(138)의 상단을 볼 스터드(110)가 통과하여 상측으로 연장되고, 상기 개구부(138)의 하단은 캡(160)에 의하여 폐쇄되게 된다. 이 때, 상기 하우징(130)에 캡(160)을 결합하기 위하여 상기 보강재(140)의 하단은 상기 하우징(130)의 하단으로부터 돌출되어 변형부(144)를 형성한다.

한편, 상기 보강재(140)의 측벽에는 적어도 하나 이상의 홀(142)이 형성될 수 있는데, 이것은 인서트 사출 성형시 상기 홀(142)을 통하여 용융된 합성수지가 통과함으로써 보강재(140)의 내측 및 외측에 형성된 하우징을 일체로 연결시켜 사출물의 완성도를 높이고, 상기 보강재(140)와 상기 하우징(130)의 결합강도를 유지하는 기능을 하게 된다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 보강재(140)의 측벽 외면 또는 내면에 미세 요철(146)을 널링에 의하여 형성함으로써 인서트 사출시 상기 미 세 요철(146)에 용융된 합성수지가 스며들어 응고됨으로써 하우징(130)과 보강재(140)의 결합 강도를 향상시킬 수 있다.

베어링(120)은 상기 하우징(130)의 개구부(138)에 삽입되며 통상적으로 플라스틱 재질로 형성된다. 상기 베어링(120)의 내부에는 상단이 개구된 홈이 형성되어 있다. 상기 베어링(120)의 상단은 후술하는 볼 스터드(110)의 볼(112)이 압입되어 이탈되지 않도록 내측으로 구부러져 있다. 또한, 상기 베어링(120)의 홈은 상기 볼(112)이 내부에서 구름 접촉하여 피벗(pivot)될 수 있도록 상기 볼(112)의 외표면과 거의 동일한 체적의 구형이다.

이러한 볼(112)의 외표면과 상기 베어링(120)의 내표면은 상호 회전이 원활해야 하므로 별도의 윤활유가 도유될 수 있도록 유로(미도시) 또는 오일홈(미도시)을 형성할 수도 있다.

볼 스터드(110)는 그 하단에 볼(112)이 형성되어 상기 베어링(120)의 홈에 상기 볼(112)이 피벗 가능하게 압입되어 있으며, 그 상부에는 원기둥 형상의 로드(114)가 일체로 형성되어 있다. 상기 로드(114)는 하우징(130)의 개구부(138) 상단을 통과하여 상측으로 연장되어 있으며, 상기 로드(114)의 중단에는 반경 외측으로 돌출된 스토퍼(116)가 형성된다. 또한, 상기 로드(114)의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있으며, 상기 나사산은 스태빌라이저 바의 단부 혹은 로어암의 브라켓에 결합하기 위해 통상적으로 수나사부로 형성될 수 있다.

상기 볼(112)은 구 형태이며, 상기 베어링(120)의 홈에 압입되어 피벗된다.

캡(160)은 상기 하우징(130)의 개구부(138) 하단을 폐쇄하여 상기 베어링(120)의 하단을 지지하는 것으로 금속 재질로 형성된다. 캡(160)을 상기 하우징(130)에 결합하기 위하여, 하우징(130)에 베어링(120)을 삽입하고 캡(160)을 상기 하우징(130)의 개구부(138) 하단에 위치시킨 후, 보강재(140)의 변형부(144)를 상기 캡(160)쪽으로(즉, 반경 내측으로) 코킹한다.

더스트 커버(150)는 상기 베어링(120)과 상기 볼(112) 사이에 먼지나 수분 등의 이물질이 침입하는 것을 방지하는 것으로 그 하단과 상단은 각각 고정부재(152, 154)에 의하여 상기 장착면(136)과 볼 스터드(110)의 로드(114)에 고정된다.

상기 고정부재(180)로는 링 또는 클립 등이 적용될 수 있다.

상기 더스트 커버(150)는 고무 등의 탄력성 있는 합성수지 재질로 형성하는 것이 바람직하고, 이를 상기 하우징(130)에 씌울 때, 상기 더스트 커버(150)를 상기 볼 스터드(110)의 로드(114)로부터 볼(112)쪽으로 밀어 넣으면, 더스트 커버(150)의 상단은 탄성변형에 의해 상기 스토퍼(116)를 넘어 그 하단에 밀착되게 된다. 이 때, 스토퍼(116) 하측의 상기 로드(114) 외측면에는 톱니(118)가 형성되어 더스트 커버(150)와 볼 스터드(110)의 결합을 강하게 한다. 더욱이, 고정수단(154)에 의하여 더스트 커버(150)의 상단과 상기 톱니(118)가 강하게 밀착되므로 상기 베어링(120)과 볼(112) 사이로 이물질이 침입하는 것을 더욱 강하게 방지할 수 있다. 또한, 더스트 커버(150)의 하단은 상기 장착면(136)에 밀착시킨 후 고정수단(152)으로 고정하게 된다. 이러한 구조에 의하여 더스트 커버(150)의 상단이 스토퍼(116)의 하단에 걸려 더스트 커버(150)가 벗겨지는 것이 방지된다.

이하, 도 6을 참고로, 본 발명의 제1실시예에 따른 볼 조인트의 제작 방법을 상세히 설명한다.

먼저, 도 2 또는 도 3에 도시된 구조를 가진 보강재(140)를 준비하고(S210), 미리 제작된 금형에 상기 보강재(140)를 삽입하여 인서트 사출 준비를 완료한다.

그리고, 상기 금형 속으로 용융된 합성 수지를 부어 상기 합성 수지가 상기 보강재(140)를 감싸도록 인서트 사출함으로써, 도 4에 도시된 바와 같은 하우징(130)을 형성한다(S220). 이 경우, 앞에서 언급한 바와 같이, 상기 하우징(130)은 베어링(120)이 장착되는 개구부(138)를 가지도록 인서트 사출되며, 상기 보강재(140)의 변형부(144)는 하우징(130)의 하단부보다 아래로 돌출되게 형성된다.

그 후, 베어링(120)의 홈에 볼 스터드(110)의 볼(112)을 압입하고(S230), 상기 볼 스터드(110)가 압입된 베어링(120)을, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(130)의 개구부(138)에 삽입한다(S240). 이 상태에서, 상기 변형부(144)는 상기 캡(160)의 하단보다 하측으로 곧게 뻗어 있다.

그리고, 상기 하우징(130)의 하단에 캡(160)을 위치시키고 보강재(140)의 변형부(144)를 캡(160)의 하단 가장자리를 덮도록 캡(160)쪽으로 코킹함으로써 하우징(130)의 개구부(138) 하단을 폐쇄한다(S250).

마지막으로, 더스트 커버(150)를 볼 스터드(110)의 로드(114)로부터 볼(112)쪽으로 밀어 넣은 후, 더스트 커버(150)의 상단을 상기 스토퍼(116)의 하단에 위치시키고 고정수단(154)으로 고정하며 더스트 커버(150)의 하단을 상기 장착면(136) 에 밀착시키고 고정수단(180)으로 고정함으로써 더스트 커버(150)를 장착한다(S260).

한편, 변형부(144)의 코킹은 상기 하우징(130)의 인서트 사출 전에 수행될 수도 있다. 즉, 보강재(140)의 중심부에 상기 보강재(140)와 이격되도록 볼 스터드(110)가 압입된 베어링(120)을 삽입하고, 캡(160)을 상기 베어링(120)의 하단에 위치시켜 코킹한 후, 하우징(130)을 인서트 사출할 수도 있다.

이하, 도 7 및 도 8을 참고로, 본 발명의 제2실시예에 따른 볼 조인트(300)를 상세히 설명한다. 본 발명의 제2실시예에 따른 볼 조인트(300)의 구성 요소 중 본 발명의 제1실시예에 따른 볼 조인트(100)의 구성 요소와 동일한 부분에 대하여는 상세한 설명을 생략하기로 한다.

본 발명의 제2실시예에 따른 볼 조인트(300)는 베어링(320), 볼 스터드(310), 하우징(330), 그리고 더스트 커버(340)를 포함한다.

베어링(320)은 내부에 상측으로 개구된 홈(326)이 형성되어 있으며, 그 외주면에 복수개의 돌기(324)가 형성되어 있다. 상기 베어링(320)의 상단에는 상기 하우징(330)의 상단보다 반경 외측으로 돌출된 제1걸림환턱(322)이 형성되어 있다.

볼 스터드(310)는 그 하단에 볼(312)이 형성되어 상기 베어링(320)의 홈(326)에 상기 볼(312)이 피벗 가능하게 압입되어 있으며, 그 상부에는 원기둥 형상의 로드(314)가 일체로 형성되어 있다. 상기 로드(114)의 중단에는 반경 외측으로 돌출된 스토퍼(116)가 형성되며, 상기 로드(114)의 외주면에는 나사산이 형성될 수 있다.

하우징(330)은 상측으로 개구된 개구부(336)를 포함하고 있다. 상기 하우징(130)은 상기 베어링(320)의 하부와 측부를 감싸도록 인서트 사출된다. 이 때, 상기 베어링(320)의 상부는 상기 하우징(330)의 상단 위쪽으로 돌출되어 제1걸림환턱(322)을 형성한다. 또한, 상기 하우징(330)은 베어링(320)보다 강도가 높은 합성 수지 재질로 형성되는데, 하우징(330)과 베어링(320) 사이의 결합 강도를 높이기 위하여 상기 베어링(320)의 외주면에는 복수개의 돌기(324)가 형성되어 있다.

도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에서는 상기 돌기(324)가 등간격을 이루며 두 열로 배치된 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 아니한다. 즉, 상기 돌기(324)는 일렬로 배치될 수도 있으며, 더욱이 돌기(324) 사이의 간격이 일정하지 않을 수도 있다.

상기 하우징(330)의 상부에는 상기 하우징(330)의 상단보다 반경 외측으로 돌출된 제2걸림환턱(332)이 형성되어 있으며, 상기 제2걸림환턱(332)의 상측으로 상기 베어링(320)의 상단 외주면보다 그 직경이 작은 장착면(334)이 형성되어 있다.

더스트 커버(340)는 상기 베어링(320)과 상기 볼(312) 사이에 먼지나 수분 등의 이물질이 침입하는 것을 방지하는 것으로 그 하단은 고정부재(342)에 의하여 상기 장착면(334)에 고정된다.

상기 더스트 커버(340)를 상기 하우징(330)에 씌울 때, 상기 더스트 커버(340)를 상기 볼 스터드(310)의 로드(314)로부터 볼(312)쪽으로 밀어 넣으면, 더스트 커버(340)의 상단은 탄성변형에 의해 상기 스토퍼(316)를 넘어 그 하단에 밀착되게 된다. 또한, 더스트 커버(340)의 하단은 상기 장착면(334)에 밀착시킨 후 고정수단(342)으로 고정하게 된다. 이러한 구조에 의하여 더스트 커버(340)의 상단이 스토퍼(316)의 하단에 걸려 더스트 커버(340)가 벗겨지는 것이 방지된다. 또한, 상기 스토퍼(316)의 하단에 톱니를 형성하고 고정수단으로 상기 더스트 커버(340)의 상단을 고정함으로써 이물질의 침입 및 더스트 커버(340)의 고정을 더욱 효과적으로 할 수 있다.

이하, 도 9를 참고로, 본 발명의 제2실시예에 따른 볼 조인트의 제작 방법을 상세히 설명한다.

먼저, 도 8에 도시된 구조를 가진 베어링(320)을 준비하고(S410), 상기 베어링(320)에 볼 스터드(310)를 압입한다(S420).

그 후, 미리 제작된 금형에 볼 스터드(310)가 압입된 베어링(320)을 삽입하여 인서트 사출 준비를 완료하고, 상기 금형 속으로 용융된 합성 수지를 부어 상기 합성 수지가 상기 베어링(320)의 하부와 측부를 감싸도록 인서트 사출함으로써 하우징(330)을 형성한다(S430). 이 경우, 상기 베어링(320)의 외주면에는 복수개의 돌기(324)가 형성되어 베어링(320)과 하우징(330) 사이의 결합 강도가 향상되게 된다.

마지막으로, 더스트 커버(340)를 볼 스터드(310)의 로드(314)로부터 볼(312)쪽으로 밀어 넣은 후, 더스트 커버(340)의 상단을 상기 스토퍼(316)의 하단에 위치시키고 더스트 커버(340)의 하단을 상기 장착면(334)에 밀착시키며 고정수단(342) 으로 고정함으로써 더스트 커버(340)를 장착한다(S440).

한편, 볼 스터드(310)의 압입은 상기 하우징(330)의 인서트 사출 후에 수행될 수도 있다. 즉, 베어링(320)에 하우징(330)을 인서트 사출한 후에 볼 스터드(310)를 상기 베어링(320)의 홈(326)에 압입할 수도 있다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 볼 조인트를 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제1실시예에 따른 볼 조인트에 사용되는 보강재의 일 예를절개한 개략도이다.

도 3은 본 발명의 제1실시예에 따른 볼 조인트에 사용되는 보강재의 다른 예를 절개한 개략도이다.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 볼 조인트를 제작하기 위하여 보강재에 하우징을 인서트 사출한 모습을 도시한 단면도이다.

도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 볼 조인트를 제작하기 위하여 인서트 사출한 하우징에 볼 스터드가 압입한 베어링을 삽입하고 하단에 캡을 씌운 모습을 도시한 단면도이다.

도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 볼 조인트를 제작하는 과정을 보인 흐름도이다.

도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 볼 조인트를 도시한 단면도이다.

도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 볼 조인트에서 사용되는 베어링을 도시한 사시도이다.

도 9는 본 발명의 제2실시예에 따른 볼 조인트를 제작하는 과정을 보인 흐름도이다.

도 10은 종래의 볼 조인트를 도시한 단면도이다.

Claims (14)

1. 상하로 관통된 원통형상이며, 상단은 내측으로 곡률지게 형성되어 있는 보강재;

   상하로 관통된 개구부를 포함하며, 합성수지로 상기 보강재를 감싸도록 인서트 사출되는 하우징;

   상기 하우징의 개구부에 장착되며 내부에 홈이 형성되고 상단은 개구된 베어링;

   하단에 상기 베어링의 홈에 삽입되는 볼이 형성되어 상기 베어링에 피벗 가능하도록 설치되고 상부는 상기 홈의 상단을 통하여 상측으로 연장되어 있는 볼 스터드; 그리고

   상기 하우징의 개구부 하단을 폐쇄하여 상기 베어링을 지지하는 캡;

   을 포함하되,

   상기 보강재의 하단에는 상기 하우징의 인서트 사출 시 상기 하우징의 하단으로부터 돌출되게 변형부가 형성되며,

   상기 변형부를 상기 캡의 하단 가장자리를 덮도록 코킹함으로써 상기 캡을 상기 하우징에 조립하고,

   상기 보강재의 측면에는 보강재와 하우징 사이의 결합 강도를 유지하기 위하여 미세 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 보강재의 측면에는 상기 하우징의 인서트 사출 시 용융된 합성수지가 자유롭게 통과하도록 적어도 하나 이상의 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 보강재의 측면에는 보강재와 하우징 사이의 결합 강도를 유지하기 위하여 미세 요철이 널링에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 볼 조인트는 상기 베어링과 상기 볼 사이에 이물질의 침입을 방지하는 더스트 커버, 상기 볼 스터드의 중간부에 반경 방향으로 돌출된 스토퍼, 그리고 상기 하우징의 상부에 형성되어 있으며 상기 하우징의 상단 외주면보다 그 직경이 작은 장착면을 더 포함하되,

   상기 더스트 커버의 상단부는 상기 스토퍼 하단에 걸려 있으며, 상기 더스트 커버의 하단부는 상기 장착면에 밀착된 후 고정수단으로 고정되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
5. 제 4항에 있어서,

   상기 볼 스터드의 상기 스토퍼 하측에는 상기 더스트 커버와의 결합을 강하게 하고 이물질의 침입을 방지하도록 톱니가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
6. 보강재, 상기 보강재를 감싸며 그 중심부에 상하로 관통된 개구부가 구비된 하우징, 상기 하우징의 개구부에 장착되는 베어링, 상기 베어링의 내부에 피벗 가능하도록 압입되는 볼이 그 일단에 형성된 볼 스터드, 그리고 상기 개구부의 하단을 폐쇄하는 캡을 포함하는 볼 조인트의 제조 방법에 있어서,

   상하로 관통되어 있으며 상단은 내측으로 곡률지게 형성되고 하단에는 변형부가 형성된 보강재를 준비하는 단계;

   합성수지로 상기 보강재를 감싸되, 상기 하우징의 하단 아래로 상기 보강재의 변형부가 돌출되도록 상기 하우징을 인서트 사출하는 단계;

   베어링의 홈에 볼 스터드의 볼을 압입하는 단계;

   상기 볼 스터드가 압입된 베어링을 상기 개구부에 하측에서 상측으로 삽입하는 단계; 그리고

   상기 캡을 상기 하우징의 하단에 위치시킨 후 상기 변형부를 상기 캡의 하단가장자리를 덮도록 코킹함으로써 하우징의 개구부 하단을 폐쇄하는 단계;

   를 포함하며,

   상기 보강재의 측면에는 보강재와 하우징 사이의 결합 강도를 유지하기 위하여 미세 요철이 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트의 제조 방법.
7. 제 6항에 있어서,

   상기 보강재의 측면에는 상기 하우징의 인서트 사출 시 용융된 합성수지가 자유롭게 통과하도록 적어도 하나 이상의 홀이 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트의 제조 방법.
8. 제 6항에 있어서,

   상기 보강재의 측면에는 보강재와 하우징 사이의 결합 강도를 유지하기 위하여 미세 요철이 널링에 의하여 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트의 제조 방법.
9. 제 6항 내지 제 8항 중 어느 하나의 항에 있어서,

   상기 볼 조인트는 베어링과 볼 사이에 이물질의 침입을 방지하는 더스트 커버를 더 포함하고,

   상기 방법은 상기 더스트 커버를 상기 볼 스터드의 상단으로부터 밀어 넣은 후 고정 수단으로 고정하는 단계를 더 포함하는 볼 조인트의 제조 방법.
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