KR20160129200A - 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 및 그 제조 방법 - Google Patents

볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 및 그 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 금속으로 이루어진 제1 본체와 인서트 사출되어 제1 본체에 결합되는 플라스틱으로 이루어진 제2 본체로 이루어진 암 본체와, 상기 암 본체의 일단부에 결합되어 구비되는 볼 조인트로 이루어지며; 상기 볼 조인트는 금속으로 이루어진 보강재와, 일측으로 개구되도록 형성된 하우징과, 상기 하우징에 구비되며 하우징의 개구된 방향으로 개구된 베어링과, 상기 베어링에 회전 가능하게 구비되는 볼부와 볼부로부터 개구된 쪽을 돌출된 로드부로 이루어진 볼스터드로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드을 제공한다.

Description

볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 및 그 제조 방법{Hybrid Arm With Ball Joint Integrated For Vehicle And The Method Thereof}
본 발명은 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 부품 수가 감소되고, 제조가 용이한 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 현가장치는 서스펜션(suspension)이라고도 하며 차체의 바퀴를 연결하는 장치로서, 노면에서의 충격을 흡수하는 스프링과, 스프링의 작용을 조절하는 쇽업소버, 바퀴의 작동을 제어하는 암이나 링크 그리고 자동차의 롤링을 방지하는 스태빌라이저 등으로 구성된다.
상기와 같은 차량의 현가장치는 승차감 및 주행안정성을 도모하기 위한 중요한 장치로서, 주로 차체를 차륜으로부터 안정적으로 지지하면서 차륜으로부터 제공되는 진동을 억제하거나 신속하게 감소시키는 기능을 수행하게된다.
이와 같은 현가장치에는 차륜을 차체에 연결하고 아울러 지지하는 기능을 수행하는 로어 암(1)이 사용되는데, 이러한 로어 암(1)은 도 1에 도시한 바와 같이 형성되고, 각각의 단부에 차체 마운팅 부시(10; A부시라 함)와 댐핑 조인트(20; G부시라 함) 및 볼 조인트(30)가 일체로 결합되는 구조로 되어 있다.
여기서, 상기 차체 마운팅 부시(10) 및 댐핑 조인트(20)는 각각의 조립 볼트(41, 42)에 의해 차체 프레임(2)에 연결되어 결합되고, 상기 볼 조인트(30)는 차륜의 너클과 결합되어 어퍼 암과 함께 차륜을 지지하게 된다.
상기 댐핑 조인트(20)는 차량의 외부에서 전달되는 임의가진(random excitation) 중, 주행 중인 차량의 타이어가 노면의 돌출물을 통과할 때 충격음에 뒤이어 발생되는 단발적인 진동인 임팩트 하시니스(impact harshness)현상과, 선회중인 차량의 조향 핸들이 회전되는 방향의 좌우측으로 흔들리는 시미(shimmy)현상과, 고속 주행 시 제동력이 발생될 때 조향핸들이나 대시 패널에서 소음 또는 진동이 발생되는 저더(judder)현상을 동시에 예방하게 된다. 또한, 댐핑 조인트(20)는 로어 암(1)으로 전달되는 모든 하중을 지탱하게 되는데, 이와 같이 차량의 하중을 효과적으로 지탱하기 위해서는 댐핑 조인트(20)를 구성하는 완충부재에 하중 방향에 따른 홀을 다수개 형성시키거나 상기 완충 부재 내에 별도의 보강재 스틸(steel)이나 플라스틱(plastic) 또는 우레탄 등으로 만들어진 보강재를 일체로 삽입시켜 차량의 하중을 지탱하게 된다.
한편, 도 2를 참조하여, 종래의 볼 조인트(30)의 구조를 설명하면 종래의 볼 조인트(30)는 하우징(31), 베어링(32), 캡(33), 볼 스터드(34), 그리고 더스트 커버(35)를 포함한다.
하우징(31)은 볼 베어링의 강도를 유지하기 위하여 통상적으로 금속 재질로 형성되어 있으며, 그 상단과 하단이 개구되어 있다. 상기 하우징(31)의 하단에는 변형부(38)가 일체로 형성되어 있다.
베어링(32)은 상기 하우징(31)의 내부에 장착되며, 통상적으로 플라스틱 재질로 만들어 진다. 상기 베어링(32)은 그 상단이 개구되어 있으며 그 내부에는 상기 볼 스터드(34)의 볼이 삽입되도록 공간이 형성되어 있다.
캡(33)은 상기 베어링(32)의 하부를 지지하는 것으로 상기 하우징(31)의 하단부를 폐쇄한다. 즉, 베어링(32)을 상기 하우징(31)의 내부에 위치시키고 캡(33)으로 상기 하우징(31)의 하단부를 막는다. 이 때, 상기 하우징(31)의 변형부(38)는 캡(33)보다 아래로 돌출되어 있으며, 캡(33)을 하우징(31)에 조립하기 위하여 상기 변형부(38)를 캡(33)을 향하여 코킹한다.
볼 스터드(34)는 그 일단에 상기 베어링(32)의 공간에 삽입되어 피벗되는 볼(39)이 형성되어 있으며, 그 타단에는 나사산(37)이 형성되어 있다.
더스트 커버(35)는 상기 베어링(32)과 볼(39) 사이에 이물질이 침입하는 것을 방지하는 것으로, 통상적으로 고무등의 탄력이 있는 재질로 만들어지며, 상기 볼 스터드(34)에 끼워져 상기 하우징(31)의 상부에 장착된다. 또한, 상기 더스트 커버(35)는 그 상단 및 하단을 고정해주는 고정부재(36)를 포함한다.
그러나 상기와 같은 종래의 볼 조인트는 주물로 금속 재질의 하우징을 제작하고 그 표면을 연마하여 사용해야 했으며 볼 조인트의 조립을 위한 추가적인 부품이 사용되어 볼 조인트의 중량이 증가하였다. 따라서 통상적으로 수개에서 수십개의 볼 조인트가 사용되는 차량의 중량이 증가하게 되어 차량의 연비를 저하시킬 뿐만 아니라, 종래의 볼 조인트는 로어 암에 압입 결합되는 추가적인 조립공정을 거쳐야 했으므로 제조 시간이 길어지고 제조 원가가 상승되는 문제점이 있었다.
대한민국 특허공개 제10-2011-0136184호 공개특허공보 대한민국 특허공개 제10-2010-0109708호 공개특허공보
상기와 같은 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 암본체에 볼 조인트가 일체로 인서트 사출되어 볼 조인트의 부품수가 감소됨으로써 암의 중량이 감소되고, 볼 조인트의 조립 공정이 삭제되어 제조성이 향상되고 원가가 절감되는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 및 그 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 금속으로 이루어진 제1 본체와 인서트 사출되어 제1 본체에 결합되는 플라스틱으로 이루어진 제2 본체로 이루어진 암 본체와, 상기 암 본체의 일단부에 결합되어 구비되는 볼 조인트로 이루어지며; 상기 볼 조인트는 금속으로 이루어진 보강재와, 일측으로 개구되도록 형성된 하우징과, 상기 하우징에 구비되며 하우징의 개구된 방향으로 개구된 베어링과, 상기 베어링에 회전 가능하게 구비되는 볼부와 볼부로부터 개구된 쪽을 돌출된 로드부로 이루어진 볼스터드로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암을 제공한다.
상기에서, 보강재는 양측으로 개구된 원통형으로서 상기 제1 본체의 일단부에 용접 결합되며; 상기 하우징은 제1 본체가 인서트 사출될 때 제1 본체와 일체로 인서스 사출되어 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 보강재에는 제1 본체를 향하는 방향으로 하나 이상의 통공부가 형성되며, 상기 하우징은 제1 본체와 일체로 사출되어 형성되며 상기 보강재를 내외측에서 감싸며 보강재의 일측 개구부를 막는 형태로 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기에서, 제1 본체는 판상의 본체부와, 상기 본체부로부터 절곡되어 본체부의 가장자리를 따라 연장되는 측면보강부로 이루어지며; 상기 보강재가 용접 결합되는 일단부에는 측면보강부로부터 서로 마주하는 방향으로 절곡 연장된 연장보강부가 구비되어 상기 연장보강부와 본체부는 서로 대향하며; 상기 결합연장부의 단부와 본체부의 단부에는 오목한 원호부가 형성되며; 상기 보강재는 원호부에 접하여 용접되어 제1 본체에 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 상기에 기재된 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암을 제조하는 방법에 있어서, 금속 판재로부터 제1 본체를 성형하는 제1 본체 성형 단계와, 상기 제1 본체의 일단부에 원통형 보강재를 용접 결합하는 보강재 결합 단계와, 결합된 상기 제1 본체와 보강재를 금형에 인서트 위치시키는 인서트 위치 단계와, 금형으로 제2 본체로 형성되는 플라스틱을 사출하는 단계로 이루어지며; 사출되는 플라스틱의 일부는 제2 본체와 일체이며 보강재를 내외측에서 감싸는 하우징으로 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 제조 방법을 제공한다.
상기에서, 인서트 위치 단계에서는 베어링과 상기 베어링에 회전 가능하게 삽입 구비되는 볼부와 볼부로부터 연장되며 베어링의 개구된 쪽으로 돌출된 로드부로 이루어진 볼스터드가 상기 보강재 내로 삽입되며 보강재로부터 내향 이격되어 위치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 및 그 제조 방법은 암본체에 볼조인트가 일체로 인서트 사출되도록 하여 암의 부품수가 감소되어 중량이 감소되고 볼 조인트의 조립 공정이 삭제되어 제조성이 향상되고 원가 절감되는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 차량용 샤시 부품 연결용 단일축 댐핑 조인트가 장착된 상태를 나타낸 것이며,
도 2는 종래의 볼 조인트를 도시한 단면도이고,
도 3은 본 발명에 따르는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암의 평면 사시도이며,
도 4는 본 발명에 따르는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암에 구비되는 제1 본체를 도시한 저면 사시도이고,
도 5는 도 4의 A부를 도시한 개략적인 단면도이며,
도 6는 본 발명에 따르는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암의 저면 사시도이고,
도 7은 본 발명에 따르는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암에 구비되는 볼 조인트를 도시한 개략적인 단면도이며,
도 8은 제1 본체와 보강재의 결합을 설명하기 위하여 도시한 것이고,
도 9는 본 발명에 따르는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암의 제조 방법을 설명하기 위하여 도시한 순서도이다.
이하에서 기재되는 본 발명에 따른 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 및 그 제조 방법은 차량용의 볼 조인트가 장착되는 모든 암부재에 적용가능하며, 하기의 설명에서는 볼 조인트가 구비되는 차량용 로어암을 실시예로 하여 설명한다.
첨부된 도면에 따라서 본 발명에 따른 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 및 그 제조 방법을 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명에 따르는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암의 평면 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따르는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암에 구비되는 제1 본체를 도시한 저면 사시도이고, 도 5는 도 4의 A부를 도시한 개략적인 단면도이며, 도 6은 본 발명에 따르는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암의 저면 사시도이고, 도 7은 본 발명에 따르는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암에 구비되는 볼 조인트를 도시한 개략적인 단면도이며, 도 8은 제1 본체와 보강재의 결합을 설명하기 위하여 도시한 것이고, 도 9는 본 발명에 따르는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암의 제조 방법을 설명하기 위하여 도시한 순서도이다.
이하의 설명에서는 차체 프레임과 암 본체(140) 사이의 방향을“폭 방향”으로 하고, 암 본체(140)가 차체 프레임에 설치될 시“차체 프레임”에 연결되는 측을“내측”,“너클”에 연결되는 측을“외측”으로 하며, 상기 암 본체(140)가 설치된 차량이 전진하는 방향을“전방”, 그 반대 방향을“후방”으로 하여 기재한다.
도 3 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암(100)은 몸체가 되는 암 본체(140)와 상기 암 본체(140)의 일단부에 결합 구비되는 볼 조인트(130)로 이루어진다.
상기 암 본체(140)는 제1 본체(141)와 제2 본체(143)로 이루어진다. 상기 암 본체(140)의 폭 방향 외측 단부에는 볼 조인트(130)가 연결 구비된다.
상기 제1 본체(141)는 금속 재질로 이루어진다. 상기 제1 본체(141)는“λ”의 형상으로 구비된다. 상기 제1 본체(141)는 몸체가 되는 본체부(141a)로 이루어진다.
상기 본체부(141a)는“λ”의 형상으로 구비된다. 상기 본체부(141a)는 판상으로 구비된다. 상기 본체부(141a)의 가장자리는 하향 절곡되어 측면보강부(1415)가 형성된다. 상기 본체부(141a)에는 세 개의 단부가 형성된다. 상기 본체부(141a)의 폭 방향 일단부에 부시홀(140a)이 형성된다. 상기 본체부(141a)의 폭 방향 타단부에는 보강재(135)가 결합 구비된다. 상기 보강재(135)가 결합 구비되는 상기 본체부(141a)의 단부에는 제1 원호부(141b)가 형성된다. 상기 본체부(141a)의 다른 단부에는 댐핑 조인트 홀(140b)이 형성된다. 상기 본체부(141a)의 세 단부 사이에는 쇼버홀(1411)이 상하 방향으로 관통 형성된다. 상기 본체부(141a)에는 상기 부시홀(140a)과 보강재(135)의 사이에 버튼공(1413)이 폭 방향으로 이격되어 복수로 형성된다. 상기 본체부(141a)에는 상기 부시홀(140a)과 댐핑 조인트 홀(140b)의 사이에 버튼공(1413)이 전후 방향으로 이격되어 복수로 형성된다.
상기 부시홀(140a)은 상기 본체부(141a)의 폭 방향 내측 단부에 구비된다. 상기 상기 부시홀(140a)은 암부재(140a)가 차체 프레임에 설치되었을 시 상기 댐핑 조인트 홀(140b) 보다 전방에 설치된다. 상기 부시홀(140a)은 전후 방향으로 관통 형성된다. 상기 부시홀(140a)에는 차체 프레임에 연결되도록 마운팅 부쉬(110)가 삽입된다.
상기 댐핑 조인트 홀(140b)은 상기 본체부(141a)의 폭 방향 내측 단부에 구비된다. 상기 댐핑 조인트 홀(140b)은 본체부(141a)가 차체프레임에 설치되었을 시 상기 부시홀(140a) 보다 후방에 설치된다. 상기 댐핑 조인트 홀(140b)은 상하 방향으로 관통 형성된다. 상기 상기 댐핑 조인트 홀(140b)에는 차체 프레임에 연결되도록 댐핑 조인트(120)가 삽입된다.
상기 제1 원호부(141b)는 상기 보강재(135)가 연결 구비되는 상기 본체부(141a)의 단부에 형성된다. 상기 제1 원호부(141b)는 상기 보강재(135)의 외경면이 접하여 연결되도록 오목하게 형성된다. 상기 제1 원호부(141b)는 제2 원호부(1415c)와 동심으로 형성된다. 상기 제1 원호부(141b)는 제2 원호부(1415c)와 같은 곡률 반경을 같도록 형성된다.
도 5 및 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 측면보강부(1415)는 상기 본체부(141a)의 세 단부 사이가 하향 절곡되어 형성된다. 상기 측면보강부(1415)는 상기 본체부(141a)로부터 수직한 방향을 향하도록 형성된다. 상기 측면보강부(1415)는 상기 본체부(141a)의 세 단부 사이의 가장자리를 따라 연장 형성된다. 상기 측면보강부(1415)의 단부는 내측으로 절곡되어 연장부(1415a)가 형성된다. 상기 측면보강부(1415)의 폭 방향 외측 단부에는 접합부(1415d)가 형성된다.
상기 연장부(1415a)는 상기 상기 측면보강부(1415)로부터 내향 연장 형성된다. 상기 연장부(1415a)는 상기 본체부(141a)와 마주하도록 형성된다. 상기 연장부(1415a)는 상기 본체부(141a)로부터 하향 이격되어 형성된다. 상기 연장부(1415a)는 상하 방향을 향하도록 형성된다. 상기 연장부(1415a)에는 상기 보강재(135)가 연결 구비되는 단부에 연장보강부(1415b)가 형성된다.
상기 연장보강부(1415b)는 상기 연장부(1415a)의 단부로부터 상기 보강재(135)를 향하도록 연장 형성된다. 상기 연장보강부(1415b)는 상기 본체부(141a)와 상하 방향으로 마주하도록 형성된다. 상기 연장보강부(1415b)는 상기 본체부(141a)로부터 하향 이격되어 형성된다. 상기 연장보강부(1415b)는 상기 보강재(135)에 근접 할수록 면적이 넓어지는 형태로 형성된다. 상기 연장보강부(1415b)의 단부에는 제2 원호부(1415c)가 형성된다. 상기 연장보강부(1415b)는 상기 보강재(135)의 외경면이 접하도록 전후 방향으로 이격되어 쌍으로 형성된다.
상기 제2 원호부(1415c)는 상기 연장보강부(1415b)의 단부에 형성된다. 상기 제2 원호부(1415c)는 상기 보강재(135)의 외경면이 접하여 결합 가능하도록 오목하게 형성된다. 상기 제2 원호부(1415c)는 상기 제1 원호부(141b)와 동심으로 형성된다. 상기 제2 원호부(1415c)는 제2 원호부(141b)와 같은 곡률 반경을 같도록 형성된다. 상기 제2 원호부(1415c)는 상기 제1 원호부(141b)로부터 하향 이격되어 구비된다.
상기 접합부(1415d)는 상기 측면보강부(1415)의 폭 방향 외측 단부에 형성된다. 상기 접합부(1415d)의 상단은 상기 제1 원호부(141b)의 폭 방향 외측 단부가 연결되도록 형성된다. 상기 접합부(1415d)의 하단은 상기 제2 원호부(1415c)의 폭 방향 외측 단부가 연결되도록 형성된다. 상기 접합부(1415d)는 상하 방향으로 연장 형성된다. 상기 접합부(1415d)에는 상기 보강재(135)의 외경면이 접촉 결합되도록 형성된다.
상기 쇼버홀(1411)에는 쇼버가 삽입 설치된다.
상기 버튼공(1413)에는 버튼부(1435)가 결합된다.
상기 버튼부(1435)는 플라스틱으로 이루어진다. 상기 버튼부(1435)는 상기 제2 본체(143)의 일측에 사출 형성된다. 상기 버튼부(1435)는 상기 버튼공(1413)에 의하여 사출 형성된다. 상기 버튼부(1435)는 인서트 사출될 시 상기 버튼공(1413)에 일체로 결합되어 구비된다.
상기 제2 본체(143)는 상기 제1 본체에 인서트 사출되어 “λ”의 형상으로 구비된다. 상기 제2 본체(143)는 플라스틱 재질로 형성된다. 상기 플라스틱의 예로는 유리섬유강화플라스틱(Glass fiber reinforced plastic;GFRP)을 들 수 있다. 상기 제2 본체(143)에는 쇼바홀(1431)이 상하 방향으로 관통 형성된다. 상기 제2 본체(143)는 상기 제1 본체(141)의 하부 공간을 채우도록 구비된다. 상기 제2 본체(143)는 상기 제1 본체(141)의 측면보강부(1415)의 내측면을 감싸도록 구비된다. 상기 제2 본체(143)는 상기 제1 본체(141)의 측면보강부(1415)의 내 외측면을 감싸도록 구비된다. 상기 제2 본체(143)는 상기 제1 본체(141)의 측면보강부(1415)의 단면을 감싸도록 구비된다. 상기 제2 본체(143)는 상기 연장부(1415a)의 내 외측을 감싸도록 구비된다. 상기 제2 본체(143)는 상기 연장부(1415a)의 단부를 감싸도록 구비된다. 상기 제2 본체(143)는 상기 연장보강부(1415b)의 내 외측면을 감싸도록 구비된다. 상기 제2 본체(143)는 상기 연장보강부(1415b)의 단부를 감싸도록 구비된다. 따라서, 상기 제2 본체(143)는 단면이“」” 형태를 이루는 측면보강부(1415)와 연장부(1415a)를 감싸는 형태로 구비되어, 상기 제1 본체(141)의 내부로부터 상기 제2 본체(143)가 분리되는 것이 방지된다.
상기 제2 본체(143)의 하면에는 제1 본체(141)의 내면으로부터 하향 연장된 보강리브(1433)가 구비될 수 있다. 상기 보강리브(1433)는 상기 제1 본체(141)의 측면보강부(1415)의 측방을 지지하는 역할을 한다. 상기 보강리브(1433)는 상기 제1 본체(141)가 외력에 의하여 휘는 것을 방지한다. 상기 보강리브(1433)는 복수로 구비된다. 상기 복수의 보강리브(1433)는 교차되어 격자 형태로 구비된다. 상기 보강리브(1433)의 측단부는 상기 측면보강부(1415)의 내면에 접촉 구비된다.
상기 제2 본체(143)는 주행중 전방에서 충격을 가하는 치핑(chipping)에 의한 제1 본체(141)의 측면보강부(1415)의 손상을 막아주는 역할을 한다.
상기 제2 본체(143)는 상기 제1 본체(141)와 이종 재질로 형성된다. 상기 제2 본체(143)는 상기 제1 본체(141)와 이종 재질로 제작시 상기 제1 본체(141)의 체적 비율은 10%∼99% 미만의 범위로 이루어진다.
상기 버튼부(1435)는 상기 제2 본체(143)의 상면에 구비된다. 상기 버튼부(1435)는 상기 제1 본체(141)에 상기 제2 본체(143)가 인서트 사출될 시 형성되어 상기 버튼공(1413)에 결합된 상태로 사출된다. 따라서, 상기의 버튼공에 결합된 버튼부(1435)에 의하여 제1 본체(141)로부터 상기 제2 본체(143)가 분리되거나 흔들리는 것이 방지된다.
도 7에 도시된 바와 같이, 상기 볼 조인트(130)는 보강재(135)와, 하우징(133)과, 베어링(131)과, 볼스터드(137)로 이루어진다.
상기 보강재(135)는 상기 본체부(141a)의 폭 방향 외측 단부에 연결 구비된다. 상기 보강재(135)의 외경면은 상기 본체부(141a)에 용접 결합될 수 있다. 상기 보강재(135)는 상하 방향으로 개구된 원기둥 형태로 형성된다. 상기 보강재(135)는 금속으로 이루어진다. 상기 보강재(135)의 일측에는 통공부(1351)가 측방으로 관통 형성된다. 상기 보강재(135)의 내경면 일측에는 오목부(1353)가 형성된다.
상기 통공부(1351)를 통하여 상기 제2 본체(143)를 인서트 사출하기 위하여 주입된 가열된 플라스틱이 하우징(133)의 금형으로 유동되어 보강재(135)를 감싸는 형태로 상기 하우징(133)이 사출될 수 있다.
상기 오목부(1353)는 상기 보강재(135)의 내경면에 원주 방향으로 연장 형성된다. 상기 오목부(1353)는 상기 하우징(133)이 견고하게 자리잡도록 하는 역할을 한다.
상기 하우징(133)은 일측으로 개구된 형상으로 구비된다. 상기 하우징(133)은 상기 제2 본체(143)와 일체로 형성된다. 상기 하우징(133)은 상기 보강재(135)의 내 외경 및 단면을 감싸도록 사출 형성된다. 상기 하우징(133)의 내부에는 상기 베어링(131)이 삽입 결합된다. 상기 하우징(133)의 개구부는 볼스터드(137)의 반경 방향 지름보다 크게 형성된다. 상기 하우징(133)은 상기 볼스터드(137)가 삽입된 상태에서 자유롭게 선회 가능하도록 구비된다. 상기 하우징(133)은 단면이 원형인 형태로 구비된다.
상기 베어링(131)은 단면이 원형인 형태로 구비된다. 상기 베어링(131)은 상기 하우징(133)과 같은 방향으로 개구되도록 구비된다. 상기 베어링(131)의 개구부에는 상기 볼스터드(137)의 볼부(1373)가 삽입 결합된다. 상기 베어링(131)은 상기 볼스터드(137)의 볼부(1373)가 삽입된 상태에서 자유롭게 선회 가능하도록 구비된다. 상기 베어링(131)은 윤활 플라스틱 재질로 구비될 수 있다.
상기 볼스터드(137)는 일단부가 구체이며 단면이 원형인 형태로 구비된다. 상기 볼스터드(137)는 구체인 일단부가 상기 베어링(131)에 삽입 결합된다. 상기 볼스터드(137)는 상기 하우징(133)에 선회 가능하도록 결합된다. 상기 볼스터드(137)는 로드부(1371)와 볼부(1373)로 이루어진다.
상기 로드부(1371)는 단면이 원형인 기둥 형태로 구비된다. 상기 로드부(1371)는 하우징(133)의 상부 개구부보다 반경 방향 지름이 작도록 구비된다. 상기 로드부(1371)는 볼부(1373)의 일측에 연결 구비된다. 상기 스터드부(1371)는 하우징부(133)의 상단에서 선회 가능하도록 구비된다.
상기 볼부(1373)는 구체로 구비된다. 상기 볼부(1373)는 상기 베어링(131)에 삽입 되도록 구비된다. 상기 볼부(1373)의 일단은 스터드부(1371)의 일단에 연결 구비된다.
상기 볼스터드(137)가 조립된 하우징(133)의 상단에는 볼 조인트(130)에 이물의 침입이 방지되도록 더스트 커버(132)가 구비될 수 있다. 상기 더스트 커버(132)는 상기 로드부(1371)와 상기 하우징(133)의 상단부를 덮도록 구비된다. 상기 더스트 커버(132)는 연질의 고무로 구비될 수 있다.
상기 더스트 커버(139)의 하부에는 고정부재(132)가 더 구비될 수 있다. 상기 고정부재(132)는 상기 더스트 커버(139)가 상기 하우징(133)의 상단으로부터 이탈되지 않도록 한다.
도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암을 제조하는 방법은 제1 본체 성형 단계(ST-110)와, 보강재 결합 단계(ST-120)와, 인서트 위치 단계(130)와, 하우징 형성 단계(ST-140)로 이루어진다.
상기 제1 본체 성형 단계(ST-110)에서는 제1 본체(141)의 재료가 되는 금속판이 암의 제조 형태에 맞도록 성형된다. 상기의 제1 본체 성형 단계(ST-110)에서는 본체부(141a)의 가장자리를 프레스 가공하여 측면보강부(1415)를 형성시킨다. 상기 제1 본체 성형 단계(ST-110)에서는 상기 측면보강부(1415)의 단부를 성형하여 연장부(1415a) 및 연장보강부(1415b)를 성형한다. 상기 제1 본체 성형 단계(ST-110)에서는 상기 제1 본체(141)에 쇼버홀(1411) 및 버튼공(1413)이 성형된다.
상기의 상기 제1 본체 성형 단계(ST-110)가 완료되면, 완성된 제1 본체(141)의 일측 단부에 보강재(135)를 결합하는 보강재 결합 단계(ST-120)를 실시하게 된다. 상기 보강재 결합 단계(ST-120)에서는 측면보강부(1415)의 단부에 형성된 결합부(1415d)와, 본체부(141a)의 폭 방향 외측 단부에 형성된 제1 원호부(141b)와, 상기 연장보강부(1415b)의 폭 방향 외측 단부에 형성된 제2 원호부(1415c)에 상기 보강재(135)를 접하도록 위치 시킨 후 용접으로 결합한다. 이때 상기 보강재(135)의 통공부(1351)가 상기 제1 본체(141)의 내측을 향하도록 보강재(135)를 용접한다.
상기 인서트 위치 단계(ST-130)에서는 상기 보강재(135)가 용접 결합된 제1 본체(141)에 상기 제2 본체(143)를 인서트 사출하기 위하여 상기 제1 본체(143)을 사출 금형에 위치시키는 공정이다. 상기 인서트 위치 단계(ST-130)에서는 먼저 상기 베어링(131)에 볼스터드(137)를 조립한다. 다음으로 상기 베어링(131)이 조립된 볼스터드(137)를 상기 보강재(135)의 내부로 삽입한다. 상기 볼스터드(137)가 삽입된 제1 본체(141)를 금형에 위치시킨다. 이때 상기 볼스터드(137)의 로드부(1371)를 금형에 고정하여 위치시킨다. 따라서 상기 제1 본체(141)가 사출 금형에 위치 되었을시 상기 볼스터드(137)가 상기 보강부(135)의 내경면으로부터 이격되어 위치 되도록 하여 상기 베어링(131)과 보강재(135) 내경면 사이에 가열된 플라스틱이 유동가능한 공간을 형성하도록 한다.
상기 하우징 형성 단계(ST-140)에서는 제1 본체(141)가 위치한 금형의 내부로 가열한 플라스틱을 주입하여 제2 본체 및 상기 볼 조인트(130)의 하우징(133)이 인서트 사출 되도록 한다. 상기에서 주입된 플라스틱은 상기 제1 본체(141)의 내측 및 하부를 채우고 상기 제1 본체(141)에 형성된 측면보강부(1415), 연장부(1415a), 연장보강부(1415b)의 내외측을 감싸며 사출되어 제2 본체(143)가 형성된다. 이때 상기 제2 본체(143)의 하면에 보강리브(1433)도 동시에 형성된다. 한편 상기 제1 본체(141)에 형성된 버튼공(1413)으로 플라스틱이 유동되어 버튼부(1435)가 형성된다.
상기 버튼부(1435)는 상기 버튼공(1413)에 결합된 상태로 사출된다. 상기와 같이 버튼부(1435)가 형성되어 버튼공(1413)에 결합됨으로써 상기 제2 본체(143)가 제1 본체(141)로부터 분리되는 것이 방지된다.
상기 제1 본체(141)의 내 외부를 채운 플라스틱은 상기 통공부(1351)을 통하여 볼 조인트(130) 측으로 유동된다. 상기 보강재(135)의 내경면과 볼스터드(137)의 사이에 형성된 공간으로 플라스틱이 유동되고, 볼스터드(137)의 로드부(1371)가 돌출 구비된 방향의 반대 측을 감싸도록 플라스틱이 유동되어 하우징(133)이 사출 성형된다.
따라서, 상기 하우징(133)과 상기 제2 본체(143)는 상기 제1 본체(141)에 일체로 인서트 사출 성형되어 별도의 캡 부품이 불필요함으로 암 본체(140)의 중량이 감소하게 되며, 원가가 절감되는 효과가 발생한다. 또한 상기 볼스터드(137)와 하우징(133)이 일체로 성형됨으로 별도의 볼 조인트(130)의 조립 공정이 불필요하여 제조성이 향상되는 효과가 발생한다.
지금까지, 본 발명에 따른 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 및 그 제조 방법은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당업자라면 누구든지 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100: 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암
110: 마우팅 부시 120: 댐핑 조인트
130: 볼 조인트 135: 보강재
140: 암본체 141: 제1 본체
143: 제2 본체

Claims (6)

  1. 금속으로 이루어진 제1 본체(141)와 인서트 사출되어 제1 본체(141)에 결합되는 플라스틱으로 이루어진 제2 본체(143)로 이루어진 암 본체(140)와, 상기 암 본체(140)의 일단부에 결합되어 구비되는 볼 조인트(130)로 이루어지며; 상기 볼 조인트(130)는 금속으로 이루어진 보강재(135)와, 일측으로 개구되도록 형성된 하우징(133)과, 상기 하우징(133)에 구비되며 하우징(133)의 개구된 방향으로 개구된 베어링(131)과, 상기 베어링(131)에 회전 가능하게 구비되는 볼부(1373)와 볼부(1373)로부터 개구된 쪽을 돌출된 로드부(1371)로 이루어진 볼스터드(137)로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 보강재(135)는 양측으로 개구된 원통형으로서 상기 제1 본체(141)의 일단부에 용접 결합되며; 상기 하우징(133)은 제1 본체(141)가 인서트 사출될 때 제1 본체(141)와 일체로 인서트 사출되어 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 보강재(135)에는 제1 본체(141)를 향하는 방향으로 하나 이상의 통공부(1351)가 형성되며, 상기 하우징(133)은 제1 본체(141)와 일체로 사출되어 형성되며 상기 보강재(135)를 내외측에서 감싸며 보강재(135)의 일측 개구부를 막는 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 제1 본체(141)는 판상의 본체부(141a)와, 상기 본체부(141a)로부터 절곡되어 본체부(141a)의 가장자리를 따라 연장되는 측면보강부(1415)로 이루어지며; 상기 보강재(135)가 용접 결합되는 일단부에는 측면보강부(1415)로부터 서로 마주하는 방향으로 절곡 연장된 연장보강부(1415b)가 구비되어 상기 연장보강부(1415b)와 본체부(141a)는 서로 대향하며; 상기 연장보강부(1415b)의 단부와 본체부(141a)의 단부에는 오목한 원호부가 형성되며; 상기 보강재(135)는 원호부에 접하여 용접되어 제1 본체(141)에 결합되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암.
  5. 제2 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 기재된 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암을 제조하는 방법에 있어서, 금속 판재로부터 제1 본체(141)를 성형하는 제1 본체 성형 단계(ST-110)와, 상기 제1 본체(141)의 일단부에 원통형 보강재(135)를 용접 결합하는 보강재 결합 단계(ST-120)와, 결합된 상기 제1 본체(141)와 보강재(135)를 금형에 인서트 위치시키는 인서트 위치 단계(130)와, 금형으로 제2 본체(143)가 형성되는 플라스틱을 사출하는 하우징 형성 단계(ST-140)로 이루어지며; 사출되는 플라스틱의 일부는 제2 본체(143)와 일체이며 보강재(135)를 내외측에서 감싸는 하우징(133)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 제조 방법.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 인서트 위치 단계(ST-130)에서는 베어링(131)과 상기 베어링(131)에 회전 가능하게 삽입 구비되는 볼부(1373)와 볼부(1373)로부터 연장되며 베어링(131)의 개구된 쪽으로 돌출된 로드부(1371)로 이루어진 볼스터드(137)가 상기 보강재 내로 삽입되며 보강재로부터 내향 이격되어 위치되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트 일체형 자동차용 하이브리드 암 제조 방법.
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