KR20110043223A

KR20110043223A - 중공 형상의 볼 조인트 제조방법 및 볼 조인트

Info

Publication number: KR20110043223A
Application number: KR1020090100248A
Authority: KR
Inventors: 임성곤
Original assignee: 주식회사 센트랄
Priority date: 2009-10-21
Filing date: 2009-10-21
Publication date: 2011-04-27

Abstract

본 발명은 중량이 가벼운 볼 조인트를 제조할 수 있는 제조방법, 볼 스터드를 제조하는데 소요되는 사이클 타임을 줄일 수 있는 볼 스터드 제조방법을 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 구현하기 위한 본 발명은, a) 볼 스터드 형상의 공동부가 내부에 형성된 금형이 구비되고, 상기 금형의 공동부에 중공 형상의 튜브가 위치되는 단계; b) 상기 중공 형상 튜브의 양 끝단 구멍 내부에 제1 상부 인서트 핀과 제1 하부 인서트 핀을 삽입하여 성형하는 단계; c) 상기 제1 상부 인서트 핀과 제1 하부 인서트 핀보다 직경이 큰 제2 상부 인서트 핀과 제2 하부 인서트 핀을, 상기 중공 형상 튜브의 양 끝단 구멍 내부에 삽입하여 성형하는 단계를 포함한다.

볼 스터더, 성형, 튜브, 핀, 커버

Description

중공 형상의 볼 조인트 제조방법 및 볼 조인트{MANUFACTURING METHOD OF HOLLOW TYPE BALL JOINT AND BALL JOINT}

본 발명은 중공 형상의 볼 조인트 제조방법 및 볼 조인트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 중공(中空) 형상인 튜브 소재를 이용하여 중량을 감소시킬 수 있는 볼 조인트 제조방법 및 그에 의해 제조된 볼 조인트에 관한 것이다.

볼 조인트는 구관절(球關節)의 기능을 갖는 이음 수단으로 널리 이용되고 있다.

도 1은 종래의 볼 조인트 구조를 나타내는 도면이다.

일반적으로 볼 조인트는 구관절의 중심 역할을 하는 볼 스터드의 머리부(10)와 축부(11), 볼 스터드의 머리부(10)를 감싸 머리부(10)를 보호하고 머리부(10)와 소켓(40) 사이에 작용하는 마찰력을 조절하는 볼 시이트(20), 볼 스터드의 머리부(10)와 볼 시이트(20)를 안착(安着)시키는 소켓(40), 볼 스터드(10,11)가 압축하중에 의해 소켓(20) 아래로 빠지지 않도록 밀폐시키는 플러그(30) 및 볼 스터드(10,11)에 먼지가 들어가지 않도록 소켓의 상부를 덮는 더스트 커버(60)를 포함한다.

상기 볼 스터드는, 구(球) 형상으로 이루어져 상기 소켓(40)과 접촉하는 머리부(10)와, 상기 머리부(10)에 연결된 축부(11)로 이루어진다.

이러한 볼 스터드는 라운드 바(round bar) 타입의 선재를 이용하여 머리부(10)와 축부(11)를 성형하므로, 소재 자체의 중량이 무거워 원가가 높고, 성형된 볼 스터드(10,11)가 차량에 장착된 경우 차량의 무게를 증가시키는 요인으로 작용하고 있다.

한편 이러한 볼 스터드(10,11)를 제조하는 방법으로는, 라운드 바(round bar) 타입의 선재를 이용하여 볼 스터드를 단조 성형한 후 머리부(10)만 살빼기 성형하는 방법과, 소재를 회전시키면서 공구로 눌러 그 일부 또는 전체의 단면을 넓히는 스웨이징 공법으로 볼 스터드를 제조하는 방법이 있다.

전자의 경우 사이클 타임이 1 ~ 2초로서 사이클 타임이 빠른 장점은 있으나, 볼 스터드의 중량이 무거운 문제가 있다. 후자의 경우 사이클 타임이 20 ~ 30초로 생산성이 떨어지는 문제점이 있다.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 중량이 가벼운 볼 조인트를 제조할 수 있는 제조방법 및 그에 의해 제조된 볼 조인트를 제공하고자 함에 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 볼 스터드를 제조하는데 소요되는 사이클 타임을 줄일 수 있는 볼 조인트를 제조할 수 있는 제조방법 및 그에 의해 제조된 볼 조인트를 제공하고자 함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 볼 조인트 제조방법은, a) 볼 스터드 형상의 공동부가 내부에 형성된 금형이 구비되고, 상기 금형의 공동부에 중공 형상의 튜브가 위치되는 단계; b) 상기 중공 형상 튜브의 양 끝단 구멍 내부에 제1 상부 인서트 핀과 제1 하부 인서트 핀을 삽입하여 성형하는 단계; c) 상기 제1 상부 인서트 핀과 제1 하부 인서트 핀보다 직경이 큰 제2 상부 인서트 핀과 제2 하부 인서트 핀을, 상기 중공 형상 튜브의 양 끝단 구멍 내부에 삽입하여 성형하는 단계를 포함한다.

본 발명의 볼 조인트는, 구관절의 역할을 하는 볼 스터드를 구비한 볼 조인트에 있어서, 상기 볼 스터드는, 구 형상의 머리부와 상기 머리부에 연결된 축부의 중앙부를 길이방향을 따라 관통하도록 관통구멍이 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면, 볼 조인트의 중량을 감소시킬 수 있고 볼 조인트를 제조하는데 소요되는 사이클 타임을 줄일 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 구성 및 작용을 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 볼 스터드 제조방법을 보여주는 도면이다.

본 발명은 중공(中空) 형상인 튜브를 이용하여 볼 스터드를 제조하는 방법에 관한 것이다.

도 2(a)를 참조하면, 볼 스터드를 제조하기 위한 원소재인 중공(中空) 형상인 튜브(101)가 구비되고, 상기 튜브(101)를 금형(200)의 공동부(200a)에 위치시킨다. 상기 공동부(200a)는 성형된 볼 스터드 형상으로 형성되어 있다.

이 상태에서 금형이 닫힌 후, 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 상부 인서트 핀(301)과 하부 인서트 핀(302)을 상기 튜브(101)의 중공부(101a) 상하 끝단으로 삽입시킨다.

상기 상부 인서트 핀(301)과 하부 인서트 핀(302)의 외경은 상기 중공부(101a)의 내경보다 크게 이루어져 있다.

이와 같은 핀(301,302)을 삽입시키면, 상기 튜브(101)는 중공부(101a) 상하 단부는 내경이 확대되면서 볼 스터드 형상의 공동부(200a)에 의해 볼 스터드 형상으로 성형이 이루어진다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 볼 스터드 제조방법을 보여주는 도면 이다.

먼저, 원소재인 튜브(101)의 중공부(101a) 양단에 제1 상부 인서트 핀(301a)과 제1 하부 인서트 핀(302a)으로 1차 성형을 한다. 이 경우 상기 제1 상부 인서트 핀(301a)과 제1 하부 인서트 핀(302a)의 외경은 비교적 작게 하여 볼 스터드 및 제조장치에 과하중이 걸리는 것을 방지한다.

1차 성형 후, 제2 상부 인서트 핀(301b)과 제2 하부 인서트 핀(302b)으로 2차 성형을 한다. 이 경우 상기 제2 상부 인서트 핀(301b)과 제2 하부 인서트 핀(302b)의 외경은, 상기 제1 상부 인서트 핀(301a)과 제1 하부 인서트 핀(302a)의 외경보다 큰 것을 사용한다.

2차 성형 후, 제3 상부 인서트 핀(301c)과 제3 하부 인서트 핀(302c)으로 3차 성형을 한다. 이 경우 상기 제3 상부 인서트 핀(301c)과 제3 하부 인서트 핀(302c)의 외경은, 상기 제2 상부 인서트 핀(301b)과 제2 하부 인서트 핀(302b)의 외경보다 큰 것을 사용한다.

이와 같이 상부 인서트 핀(301)과 하부 인서트 핀(302)의 직경이 공정을 진행할수록 점점 커지도록 한 것은, 1차 성형 시 과부하가 걸리는 것을 방지하기 위함이다.

상기 성형 결과 최종 제품은 구(球) 형상으로 이루어진 머리부(111), 상기 머리부(111)에서 연장되는 축부(112)를 갖는 볼 스터드가 된다.

본 실시예에서는, 3차 성형까지 하는 것으로 예시하였으나, 이에 한정하지 않고, 2차 성형으로 성형 공정이 완료되거나, 4차 성형으로 성형 공정이 완료되도록 구성하는 것도 가능하다.

이와 같은 방법에 의해 제조된 볼 스터드는 튜브 형태의 원소재를 사용할 수 있어 중량을 감소시킬 수 있고, 그에 따라 원가 절감의 효과도 기대할 수 있다.

또한 볼 스터드를 제조하기 위한 사이클 타임이 1~2초에 불과하므로 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 4는 본 발명에 의한 볼 스터드를 보여주는 단면도, 도 5는 도 4에 도시된 커버를 보여주는 도면, 도 6은 도 4의 볼 스터드가 조립된 볼 조인트를 보여주는 도면

상기 방법에 의해 제조된 볼 스터드는, 도 4에 도시된 바와 같이, 머리부(111)와 축부(112)를 구비하고, 상기 머리부(111)와 축부(112)의 내부에는 상기 인서트 핀(301,302)에 의한 성형 결과 관통구멍(114a,114b)이 형성되어 있다.

상기 관통구멍(114a,114b)의 내부에는 중심방향으로 돌출된 돌출부(113)가 형성되어 있다. 상기 돌출부(113)는 3차 성형시 제3 상부 인서트 핀(301c)과 제3 하부 인서트 핀(302c)의 끝단부에 의해 형성된 것으로서, 인서트 핀에 의한 성형이 이루어지지 않은 부분이다.

상기 관통구멍(114a,114b)의 상하 끝단에는 이물질의 침투를 방지하기 위하여 제1커버(120)와 제2커버(130)를 삽입하는 것이 바람직하다.

도 5를 참조하여 제1커버 및 제2커버에 대해 설명한다.

제1커버(120)는 볼 스터드(110)의 머리부(111)에 형성된 관통구멍(114b)에 삽입하여 이물질이 관통구멍(114b) 내부로 유입되는 것을 차단하기 위한 것이다.

상기 제1커버(120)의 외측면(121)은 오목하게 파인 형상으로서, 상기 외측면(121)의 파인 부분은 볼 조인트 조립 후 머리부(111)의 외주면과 볼 시이트(20)의 내주면 사이에 주입되는 그리스가 저장될 수 있는 공간을 제공한다.

상기 제1커버(120)의 다리부(122)는 삽입시 가이드 역할을 함과 동시에 끝단이 돌출부(113)에 걸리도록 하여 상기 관통구멍(114b)에 삽입되는 깊이를 제한하게 된다.

제2커버(130)는 볼 스터드(110)의 축부(112)에 형성된 관통구멍(114a)에 삽입하여 이물질이 관통구멍(114a) 내부로 유입되는 것을 차단하기 위한 것이다.

상기 제2커버(130)의 외측면(131)은 사다리꼴의 볼록한 형상으로 이루어지고, 상기 외측면(131)의 가장자리는 상기 축부(112)의 끝단면에 걸리도록 걸림부(133)가 돌출형성되어 있다.

상기 제2커버(130)의 다리부(132)는 삽입시 가이드 역할을 하게 된다.

도 6을 참조하면, 상기 방법에 의해 제조된 볼 스터드(110)는, 볼 시이 트(20), 플러그(30), 소켓(40), 더스트 커버(60)와 함께 조립되어 볼 조인트를 구성한다.

도 1은 종래의 볼 조인트 구조를 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 볼 스터드 제조방법을 보여주는 도면,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 볼 스터드 제조방법을 보여주는 도면,

도 4는 본 발명에 의한 볼 스터드를 보여주는 단면도,

도 5는 도 4에 도시된 커버를 보여주는 도면,

도 6은 도 4의 볼 스터드가 조립된 볼 조인트를 보여주는 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 볼 스터드 111 : 머리부

112 : 축부 113 : 돌출부

114 : 관통구멍 120 : 제1커버

130 : 제2커버 200 : 금형

301 : 상부 인서트 핀 302 : 하부 인서트 핀

Claims

a) 볼 스터드 형상의 공동부가 내부에 형성된 금형이 구비되고, 상기 금형의 공동부에 중공 형상의 튜브가 위치되는 단계;

b) 상기 중공 형상 튜브의 양 끝단 구멍 내부에 제1 상부 인서트 핀과 제1 하부 인서트 핀을 삽입하여 성형하는 단계;

c) 상기 제1 상부 인서트 핀과 제1 하부 인서트 핀보다 직경이 큰 제2 상부 인서트 핀과 제2 하부 인서트 핀을, 상기 중공 형상 튜브의 양 끝단 구멍 내부에 삽입하여 성형하는 단계;

를 포함하는 볼 조인트 제조 방법.
제1항에 있어서,

상기 c)단계 후 상기 제2 상부 인서트 핀과 제2 하부 인서트 핀보다 직경이 큰 제3 상부 인서트 핀과 제3 하부 인서트 핀을, 상기 중공 형상 튜브의 양 끝단 구멍 내부에 삽입하여 성형하는 것을 특징으로 하는 볼 조인트 제조 방법.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 인서트 핀들의 삽입에 의해 형성된 관통구멍 양 끝단에 상기 관통구멍 을 막는 제1커버와 제2커버가 삽입되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트 제조 방법.
구관절의 역할을 하는 볼 스터드를 구비한 볼 조인트에 있어서,

상기 볼 스터드는, 구 형상의 머리부와 상기 머리부에 연결된 축부의 중앙부를 길이방향을 따라 관통하도록 관통구멍이 형성된 것을 특징으로 하는 중공 형상의 볼 조인트.
제4항에 있어서,

상기 관통구멍에서 상기 머리부 측의 끝단에는 상기 관통구멍을 막는 제1커버가 삽입되고, 상기 축부 측의 끝단에는 상기 관통구멍을 막는 제2커버가 삽입된 것을 특징으로 하는 중공 형상의 볼 조인트.
제5항에 있어서,

상기 제1커버의 외측면은 오목하게 파인 형상인 것을 특징으로 하는 중공 형상의 볼 조인트.
제5항에 있어서,

상기 제2커버의 외측면은 볼록한 형상으로 이루어지고, 상기 외측면의 가장자리는 상기 축부의 끝단면에 걸리도록 걸림부가 형성된 것을 특징으로 하는 중공 형상의 볼 조인트.