KR20110031642A - 일체사출형 볼조인트 및 그 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 일체사출형 볼조인트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 볼스터드와, 상기 볼스터드의 볼부 외면에 그리스가 하부측에서 주입될 수 있는 공간부를 제공하는 에어캡과, 상기 볼스터드의 볼부 및 상기 에어캡을 수용하며, 저면부로부터 상기 에어캡에 이르는 그리스 주입구를 구비하여, 외부에서 상기 에어캡의 상기 공간부에 그리스가 주입될 수 있도록 하는 소켓과, 상기 공간부에 그리스 주입 후, 상기 그리스 주입구를 밀폐시키는 기밀유지부를 포함한다. 이와 같은 구성의 본 발명은 그리스 주입공간을 제공하는 에어캡을 사용하여 그리스 주입에 의한 볼 조인트의 습동성을 향상시킴과 아울러 그 주입된 그리스의 유출을 방지하여 습동성 향상의 지속성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

볼조인트, 사출, 그리스

Description

일체사출형 볼조인트 및 그 제조방법{Injection moleded ball joint and manufacturing method thereof}

본 발명은 일체사출형 볼조인트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 습동성을 향상시킬 수 있는 일체사출형 볼조인트 및 그 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로 볼 조인트는 소켓에 구두부가 삽입되는 볼 스터드부를 포함하고 있다. 이와 같은 볼 조인트를 제조하는 방법으로는 볼스터드와 소켓을 개별 공정으로 형성한 후, 그 소켓에 볼시트와 결합된 볼스터드를 압입하는 방법과 볼스터드를 사출금형에 삽입시킨 후, 그 볼스터드를 일체로 수용하는 플라스틱 소켓을 사출성형하는 방법이 있다.

상기 일체사출형으로 제작되는 볼조인트는 그 공정이 단순해 제조비용을 절감할 수 있는 특징이 있는 것이나, 그 볼스터드가 수용되는 소켓을 제조하는 과정에서 플라스틱 소켓이 상온으로 식는 과정에서 수축이 일어나 조임력이 증가하게 된다.

이와 같은 조임력의 증가는 볼스터드의 토오크를 증가시키는 문제점이 있었으며, 상기와 같은 종래 볼 조인트를 제조하는 방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 일체사출형 볼조인트의 제조공정 수순단면도이다.

도 1을 참조하면 종래 일체사출형 볼조인트의 제조방법은, 상형(1)과 하형(2)으로 분할된 금형을 합형하는 단계와, 상기 금형에 볼스터드(3)를 안착시키는 단계와, 상기 금형에 재료물질을 주입하여 소켓(4)을 사출성형하는 단계와, 상기 금형으로부터 상기 소켓(4)과 그 소켓(4)에 삽입된 볼스터드(3)를 취출하는 단계로 이루어진다.

이하, 상기와 같이 구성되는 종래 일체사출형 볼조인트 제조방법을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 상형(1)과 하형(2)으로 분할된 금형을 합형한다. 상기 상형(1)에는 이후에 볼스터드(3)의 볼부가 금형의 내측에 위치하며 스터드부가 금형의 상부측으로 돌출되어 위치할 수 있도록 홈이 형성되어 있으며, 그 볼스터드(3)의 안착 및 취출의 용이성을 고려하여 그 상형(1)은 부분적으로 분할되는 분할 금형을 사용할 수 있다.

그 다음, 상기 상형(1)에 볼스터드(3)를 안착시킨다.

상기 금형의 합형과 볼스터드(3)의 안착의 순서는 금형의 형태에 따라 그 순서가 다르게 적용될 수 있다. 즉 상형(1)에 볼스터드(3)를 먼저 안착시키고, 하형(2)과 합형할 수 있다.

그 다음, 상기 금형의 내에 폴리옥시메틸렌, 폴리우레탄, 폴리테트라 플루오로에틸렌, 폴리비닐 클로라이드-아세테이트 공중합체, 폴리에틸렌 등의 합성 수지 또는 그 복합재료인 원료물질을 주입한다. 이때 원료물질은 그 온도가 유동성을 가질 수 있는 온도이며 이는 적어도 상온을 초과하는 온도이다.

상기 주입된 원료물질은 상기 상형(1)과 하형(2) 및 볼스터드(3)가 이루는 공간의 내에 치밀하게 충진된다.

그 다음, 상기 주입된 원료물질의 온도가 낮아져 고화되어 소켓(4)이 제조되면, 그 금형으로부터 상기 소켓(4)과 그 소켓(4)에 삽입된 볼스터드(3)를 추출하여 일체사출형 볼 조인트를 제조하게 된다.

그러나 상기 소켓(4)은 합성수지재이기 때문에 열이 식을 수록 수축되어 볼스터드(3)의 볼부에 더욱 밀착된다. 이와 같은 밀착에 의하여 상기 볼스터드(3)가 소켓(4)의 내에서 유동할 때 저항의 증가에 의해 토오크가 증가하게 된다.

또한 상기 토오크의 증가를 방지하기 위하여 그리스를 주입할 수 있으나, 일체 사출형의 구조에서는 그 그리스 주입공간이 없어서, 토오크의 증가를 방지할 수 있는 수단이 마련되어 있지 않다.

상기 토오크의 증가는 볼 조인트의 유연한 작동을 어렵게 하며, 소음 발생의 주요 원인이 되는 문제점이 있었다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 일체 사출형 볼 조인트의 토오크를 낮출 수 있는 일체형 볼 조인트 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

또한 본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 일체사출형 볼 조인트의 토오크를 낮추기 위하여 그리스의 주입을 용이하도록 함과 아울러 그 주입된 그리스가 외부로 유출되는 것을 차단하여, 토오크 저감 효과의 지속성을 확보할 수 있는 일체사출형 볼 조인트 및 그 제조방법을 제공함에 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명 일체사출형 볼 조인트는, 볼스터드와, 상기 볼스터드의 볼부 외면에 그리스가 하부측에서 주입될 수 있는 공간부를 제공하는 에어캡과, 상기 볼스터드의 볼부 및 상기 에어캡을 수용하며, 저면부로부터 상기 에어캡에 이르는 그리스 주입구를 구비하여, 외부에서 상기 에어캡의 상기 공간부에 그리스가 주입될 수 있도록 하는 소켓과, 상기 공간부에 그리스 주입 후, 상기 그리스 주입구를 밀폐시키는 기밀유지부를 포함한다.

또한 본 발명 일체사출형 볼 조인트 제조방법은, a) 볼스터드의 볼부에 공간부를 제공하는 에어캡을 주입구가 아래를 향하도록 체결하는 단계와, b) 상기 에어캡이 체결된 볼스터드를 금형에 안착시키고, 돌출금형을 사용하여 상기 주입구를 밀폐시키는 단계와, c) 상기 금형에 원료물질을 주입하여 저면으로부터 상기 주입구에 이르는 그리스 주입구를 구비하는 소켓을 사출성형하는 단계와, d) 상기 금형으로부터 상기 소켓과 그 소켓에 삽입된 볼스터드를 취출하고, 상기 그리스 주입구 및 상기 주입구를 통해 상기 공간부에 그리스를 주입한 후, 상기 그리스 주입구를 밀폐시키는 단계를 포함한다.

본 발명 일체사출형 볼 조인트 및 그 제조방법은, 금형에 안착되는 볼스터드의 볼부에 결합되어 그리스 주입공간을 제공하는 에어캡을 사용하여 소켓의 사출성형 후, 그리스 주입공간에 그리스를 주입할 수 있도록 하여 일체사출형 볼 조인트의 토오크 증가를 방지함으로써, 일체사출형 볼 조인트의 작동을 보다 원활하게 하며, 소음의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한 본 발명 일체사출형 볼 조인트 및 그 제조방법은, 그리스 주입공간을 제공하는 에어캡을 사용하여 그리스 주입에 의한 볼 조인트의 습동성을 향상시킴과 아울러 그 주입된 그리스의 유출을 방지하여 습동성 향상의 지속성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

이하, 상기와 같은 본 발명 일체사출형 볼 조인트 및 그 제조방법의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체사출형 볼 조인트의 제조공정 수순 단면도이고, 도 3은 본 발명에 적용되는 에어캡의 상세 구성도이다.

도 2와 도 3을 각각 참조하면 본 발명 일체사출형 볼 조인트 제조방법은,

a) 볼스터드(10)의 볼부(11)에 주입구(21)가 아래를 향하도록 에어캡(20)을 체결하는 단계와, b) 상기 에어캡(20)이 볼부(11)에 삽입된 볼 스터드(10)를 상형(31)과 하형(32)으로 분할되는 금형(30)에 안착시킴과 아울러 그 하형(32)의 바닥면 중앙부에서 돌출되는 돌출금형(33)으로 상기 에어캡(20)의 주입구(21)를 밀폐시키는 단계와, c) 상기 금형(30)에 원료물질을 주입하여 상기 돌출금형(33)에 의해 저면측에 그리스 주입구(41)가 마련된 소켓(40)을 사출성형하는 단계와, d) 상기 소켓(40)과 볼스터드(10)를 금형(30)으로부터 취출한 후, 상기 그리스 주입구(41) 및 주입구(21)를 통해 그리스를 공간부(23)에 주입한 후, 기밀유지부(50)를 상기 그리스 주입구(41)에 삽입하는 단계를 포함한다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 일체사출형 볼 조인트 제조방법을 보다 상세히 설명한다.

먼저, a) 단계에서는 볼스터드(10)의 볼부(11)에 에어캡(20)을 체결한다.

상기 에어캡(20)은 상기 볼부(11)가 삽입될 수 있도록 환형의 구조를 가지고 있으며, 그 볼부(11)를 감쌀 수 있도록 소정의 높이를 가지는 것이며, 그 측면에는 하부측에서 외부에 노출되는 주입구(21)가 마련되며, 상향으로는 상기 볼부(11)에 완전히 밀착되는 밀착부(22)를 포함하여 구성된다.

또한 상기 주입구(21)와 일측이 연결되는 공간부(23)는 상부측 및 측면측이 상기 밀착부(22)에 접하여 상기 주입구(21)를 제외하고는 기밀을 유지할 수 있는 상태가 된다.

상기 도 3에서는 공간부(23)가 마련된 부분은 돌출되어 있으며, 밀착부(22)는 그 공간부(23)보다 낮은 위치에서 볼부(11)에 밀착되어 있는 것을 확인할 수 있으며, 그 공간부(23)들의 사이 밀착부(22)는 상부측으로 부터 소정높이 이상에서만 위치하는 것으로 도시되었다.

그러나 상기 에어캡(20)의 구조는 도 3에 도시된 구조 이외에 여러 형태로 변형될 수 있으며, 하부측에서 주입구(21)를 가지는 다수의 공간부(23)들과 그 공간부(23)의 주입구(21)를 제외한 부분의 기밀을 유지할 수 있는 밀착부(22)의 구성을 가지는 것이면 구체적인 형상의 변경은 당업자 수준에서 용이하게 할 수 있는 것이다.

상기 에어캡(20)의 재질은 소켓(40)의 재질과 동일한 합성수지 또는 합성수지 복합체를 사용할 수 있다.

상기와 같이 구조의 에어캡(20)을 볼스터드(10)의 볼부(11)에 체결한 후, b) 단계와 같이 상형(31)과 하형(32), 상기 하형(32)의 중앙부 바닥면에서 돌출되는 원기둥 형상의 돌출금형(33)을 포함하는 금형(30)에 상기 에어캡(20)이 체결된 볼스터드(10)를 안착시킨다.

도 4는 상기 돌출금형(33)의 상세 구성도이다.

도 4를 참조하면 상기 돌출금형(33)은 상기 하형(32)에 삽입되는 원기둥 형상의 본체부(34)와, 상기 본체부(34)의 상면 주변부에서 다수로 돌출되어 상기 에어캡(20)의 주입구(21)를 밀폐시키는 밀폐부(35)를 포함하여 구성된다.

상기와 같이 안착된 볼스터드(10)는 금형(30)의 합형시 상기 돌출금형(33)의 밀폐부(35)에 의해 하향으로 오픈된 에어캡(20)의 주입구(21)를 밀폐시킨다.

그 다음, c) 단계에서는 상기 상형(31)과 하형(32)의 사이에 원료물질을 주입하여 소켓(40)을 성형한다. 이때 원료물질은 상기 돌출금형(33)에 의하여 주입구(21)가 밀폐됨에 따라 그 에어캡의 공간부(23)로 주입될 수 없어 그 공간부(23)가 유지되며, 밀착부(22)는 상기 볼부(11)에 밀착되어 있어 에어캡(20)의 공간부(23)의 내측으로 원료물질이 유입되는 것을 차단할 수 있다.

또한 그 공간부(23)와 주입구(21) 및 그 주입구(21)로부터 소켓(40)의 저면에 이르는 부분에도 원료물질이 주입되지 않는다.

그 다음, d) 단계에서는 상기 금형(30)으로부터 상기 소켓(40)과 그 소켓(40)에 삽입되어 있는 볼스터드(10)를 취출한다.

상기 취출된 소켓(40)은 저면부로부터 볼스터드(10)의 볼부(11)에 체결된 에어캡(20)의 주입구(21)에 이르는 그리스 주입구(41)가 마련되어 있으며, 이는 상기 돌출금형(33)에 의해 형성되는 것이다.

그 다음, 상기 그리스 주입구(41)와, 그 그리스 주입구(41)에 의해 노출되는 에어캡(20)의 주입구(21)를 통해 공간부(23)에 그리스를 주입한다. 이와 같은 그리스의 주입에 의하여 상기 볼스터드(10)는 원활한 유동이 가능하게 되며, 토오크를 줄임으로써 소음의 발생을 방지하게 된다.

그 다음, 상기 그리스 주입구(41)를 기밀유지부(50)로 밀폐시켜 상기 그리스 주입구(41)를 통해 주입된 그리스가 누설되는 것을 방지할 수 있다.

도 5는 상기 기밀유지부의 상세 구성도이다.

도 5를 참조하면 상기 기밀유지부(50)는, 상기 돌출금형(33)에 의해 형성된 그리스 주입구(41)에 치밀하게 삽입되도록 원통형의 본체(51)를 구비하며, 그 원통형 본체(51)의 상면 주변부에서 상향 및 측면으로 돌출되어 이탈을 방지하는 걸림턱(52)을 포함하여 구성된다.

상기 걸림턱(52)은 상기 기밀유지부(50)가 소켓(40)의 그리스 주입구(41)에 삽입된 상태에서 쉽게 이탈하지 못하도록 하는 역할을 하며, 그 걸림턱(52)이 형성되지 않은 본체(51)의 상면 중앙부는 그리스가 고여 유지될 수 있는 공간으로 작용하게 된다.

상기 기밀유지부(50)의 재질은 고무재질로 하여 기밀을 용이하게 유지할 수 있도록 하며, 그 기밀유지부(50)의 삽입에 의하여 그 공간부(23)에 주입된 그리스는 외부로 누설되지 않아 상기 그리스 주입에 의한 효과들의 지속성을 확보할 수 있게 된다.

도 1은 종래 일체사출형 볼 조인트의 제조공정 수순 단면도이다.

도 2는 본 발명 일체사출형 볼 조인트의 제조공정 수순 단면도이다.

도 3은 도 2에서 에어캡의 상세 구성도이다.

도 4는 본 발명에 적용되는 돌출금형의 상세 구성도이다.

도 5는 본 발명에 적용되는 기밀유지부의 상세 구성도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10:볼스터드 11:볼부

12:스터드부 20:에어캡

21:주입구 22:밀폐부

23:공간부 30:금형

31:상형 32:하형

33:돌출금형 34:본체

35:밀폐부 40:소켓

41:그리스 주입구 50:기밀유지부

51:본체 52:걸림부

Claims (6)

1. 볼스터드;

   상기 볼스터드의 볼부 외면에 그리스가 하부측에서 주입될 수 있는 공간부를 제공하는 에어캡;

   상기 볼스터드의 볼부 및 상기 에어캡을 수용하며, 저면부로부터 상기 에어캡에 이르는 그리스 주입구를 구비하여, 외부에서 상기 에어캡의 상기 공간부에 그리스가 주입될 수 있도록 하는 소켓; 및

   상기 공간부에 그리스 주입 후, 상기 그리스 주입구를 밀폐시키는 기밀유지부를 포함하는 일체사출형 볼 조인트.
2. 제1항에 있어서,

   상기 에어캡은,

   다수의 공간부;

   상기 다수의 공간부 각각의 하부측에서 상기 공간부 각각을 노출시키는 주입구들; 및

   상기 볼부에 밀착되어 주입구를 제외한 상기 다수의 공간부의 타부분을 밀폐시키는 밀폐부를 포함하는 일체사출형 볼 조인트.
3. 제2항에 있어서,

   상기 기밀유지부는 고무재질이며, 상기 그리스 주입구를 밀폐하는 본체와, 상기 본체의 상면 주변부에서 상향 및 측면방향으로 돌출된 걸림부를 포함하며,

   상기 걸림부가 위치하지 않는 본체의 상면 중앙부에 상기 주입된 그리스가 고이도록 하는 것을 특징으로 하는 일체사출형 볼 조인트.
4. a) 볼스터드의 볼부에 공간부를 제공하는 에어캡을 주입구가 아래를 향하도록 체결하는 단계;

   b) 상기 에어캡이 체결된 볼스터드를 금형에 안착시키고, 돌출금형을 사용하여 상기 주입구를 밀폐시키는 단계;

   c) 상기 금형에 원료물질을 주입하여 저면으로부터 상기 주입구에 이르는 그리스 주입구를 구비하는 소켓을 사출성형하는 단계; 및

   d) 상기 금형으로부터 상기 소켓과 그 소켓에 삽입된 볼스터드를 취출하고, 상기 그리스 주입구 및 상기 주입구를 통해 상기 공간부에 그리스를 주입한 후, 상기 그리스 주입구를 밀폐시키는 단계를 포함하는 일체사출형 볼 조인트 제조방법.
5. 제4항에 있어서,

   상기 에어캡은,

   다수의 공간부;

   상기 다수의 공간부 각각의 하부측에서 상기 공간부 각각을 노출시키는 주입구들; 및

   상기 볼부에 밀착되어 상기 주입구를 제외한 상기 다수의 공간부의 타부분을 밀폐시키는 밀폐부를 포함하는 일체사출형 볼 조인트 제조방법.
6. 제4항에 있어서,

   상기 주입구들은,

   상기 돌출금형에서 돌출되는 돌출부에 의해 밀폐되어 상기 c) 단계에서 주입되는 상기 원료물질이 상기 공간부로 주입되는 것을 차단하는 것을 특징으로 하는 일체사출형 볼 조인트 제조방법.

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