WO2014003290A1 - 볼 조인트 - Google Patents

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WO2014003290A1
WO2014003290A1 PCT/KR2013/002307 KR2013002307W WO2014003290A1 WO 2014003290 A1 WO2014003290 A1 WO 2014003290A1 KR 2013002307 W KR2013002307 W KR 2013002307W WO 2014003290 A1 WO2014003290 A1 WO 2014003290A1
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WO
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rubber ring
ring member
stud
outer pipe
ball joint
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PCT/KR2013/002307
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English (en)
French (fr)
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이영춘
권태성
김현우
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주식회사 일진
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Publication date
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    • Y10T403/32721—Elastomeric seat

Definitions

  • the present invention relates to a ball joint, and more particularly to a ball joint for connecting the shaft member with the outer body.
  • the ball joint rotatably connects the shaft member to the outer body, and absorbs the external shock applied to the shaft member.
  • the ball joint is used, for example, in a suspension device in which vibrations or shocks received from the road surface of the vehicle's axle shaft are not directly transmitted to the vehicle body.
  • the ball joint is used to fix a stabilizer to prevent rolling of the vehicle or suspension link arms to maintain the angle of the wheel of the vehicle.
  • a mounting device such as a ball joint causes the shaft member to Holds to be fixed.
  • the mounting apparatus is composed of a bush that absorbs the axial displacement and the impact in the front and rear direction, and a bracket that surrounds the bush and engages with the outer body.
  • a rubber ball having a rubber between the hollow inner pipe and the outer pipe, or a pillow ball joint including a bearing in which a spherical ball is formed on the hollow shaft and rotatably sliding while surrounding the ball is used.
  • the rubber bush has a good restoring force to absorb the shock in the front and rear direction and restore to the original position, but has a disadvantage in that rigidity is formed due to the radial play.
  • the pillow ball joint has a large rigidity because no radial play is formed, but has a disadvantage in that the restoring force for restoring to the original position after twisting is small.
  • the general pillow ball joint is injected with a lubricant to allow the bearing to smoothly drive along the spherical ball.
  • a separate sealing member is coupled to the pillow ball joint to prevent leakage of lubricant to the outside.
  • Embodiments of the present invention seek to provide a ball joint that allows the shaft member to be smoothly restored to its original position after being twisted while maintaining high rigidity.
  • Embodiment of the present invention is to provide a ball joint that can prevent the leakage of lubricant in the ball joint without a separate sealing member.
  • the ball joint according to the embodiment of the present invention is provided with a hollow pipe-shaped stud member formed with a convex spherical portion along the circumferential direction of the outer circumferential surface, and is provided along the circumferential direction of the outer circumferential surface of the spherical portion and A bearing member for inducing rotation of a stud member, an outer pipe provided outside the bearing member, a sheet member provided between the bearing member and the outer pipe and engaging them, and the spherical portion on the outer circumferential surface of the stud member.
  • a pair of rubber ring members respectively provided on both sides of the outward direction and a pair of outer ring members coupled to each outer peripheral surface of the pair of rubber ring members.
  • the rubber ring members may be fixedly coupled to the stud member.
  • the rubber ring members may be provided to be axially spaced apart from the sheet member.
  • the rubber ring members may be provided to be axially spaced apart from the sheet member and the spherical portion.
  • the rubber ring member may be provided to surround the side circumference of the outer ring member in the direction in which the outer pipe is provided.
  • the rubber ring member may be provided to surround the lower end of the side of the outer ring member.
  • the rubber ring member may be provided separately from the stud member and may be fitted to the stud member.
  • it may further include an inner ring member coupled to each inner circumferential surface of the rubber ring members.
  • the length of the outer pipe member may be provided longer than the length of the bearing member.
  • the rubber ring members may be press-fitted and coupled between the stud member and the outer pipe member.
  • the rubber ring members may be provided to surround a side circumference of the inner ring member in the direction in which the spherical portion is provided.
  • the rubber ring members may be provided to be spaced apart from the spherical portion.
  • the apparatus may further include a stopper protruding from an inner circumferential end of the rubber ring member in a direction toward the spherical portion.
  • a lubricant may be filled between the rubber ring member and the seat member, the bearing member, and the stud member.
  • outer pipe and the outer ring member may be assembled by press-fitting into the arm member.
  • a lubrication space is formed between the rubber ring member, the outer ring member, the bearing member, the sheet member, and the outer pipe, and after the lubricant is filled in the lubrication space, the outer ring member is pushed to contact the outer pipe. It may be assembled to the arm member.
  • the ball joint according to embodiments of the present invention can be smoothly restored to its original position after the shaft member is twisted while maintaining high rigidity.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a ball joint according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional perspective view schematically showing a ball joint according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a schematic cross-sectional view showing a state in which a ball joint is mounted according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional perspective view schematically showing a state in which a ball joint is mounted according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is an enlarged view illustrating 'A' of FIG. 3.
  • FIG. 6 is an assembly view schematically showing a ball joint according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a ball joint according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional perspective view schematically showing a ball joint according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an enlarged view illustrating 'B' of FIG. 7.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a ball joint according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 is a cross-sectional perspective view schematically showing a ball joint according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is an embodiment of the present invention 4 is a cross-sectional perspective view schematically illustrating a state in which a ball joint is mounted according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is a cross-sectional perspective view schematically illustrating a state in which a ball joint is mounted according to an embodiment of the present invention
  • FIG. It is an enlarged view shown.
  • the ball joint 100 is coupled to the shaft member to mitigate the impact caused by the movement of the shaft member and restores to its original position when the shaft member is twisted or rotated.
  • the ball joint 100 includes a stud member 110, a bearing member 120, an outer pipe 130, a seat member 140, a rubber ring member 150, and an outer ring member 160.
  • the stud member 110 is a rotation axis of the ball joint 100 and is formed in a hollow pipe shape.
  • the outer peripheral surface of the stud member 110 is formed with a convex spherical portion 115 along the circumferential direction. That is, the spherical portion 115 is formed in a curved shape protruding in the radial direction of the stud member 110.
  • Sphere 115 may be formed in the central portion of the stud member (110). However, it is not limited thereto.
  • the stud member 110 may have protrusions 117 protruding in radial directions at both ends thereof.
  • the stud member 110 may be a metal material. However, it is not limited thereto.
  • the bearing member 120 is slidably provided to the stud member 110 to induce rotation of the stud member 110.
  • the bearing member 120 is provided along the circumferential direction on the outer circumferential surface of the spherical portion 115, and is particularly provided around the outer circumferential surface most convex in the spherical portion 115.
  • the inner circumferential surface of the bearing member 120 is formed to correspond to the shape of the outer circumferential surface of the spherical portion 115.
  • the bearing member 120 may be provided while wrapping a portion of the spherical portion 115, but is not limited thereto and may be provided while covering the entirety of the spherical portion 115.
  • the bearing member 120 may be formed of a plastic material. However, it is not limited thereto.
  • the outer pipe 130 is provided to surround the bearing member 120 on the outside of the bearing member 120 to protect the bearing member 120.
  • the outer pipe 130 is disposed to be radially spaced apart from the bearing member 120.
  • the seat member 140 is inserted and ejected between the outer pipe 130 and the bearing member 120 to couple the outer pipe 130 and the bearing member 120.
  • the outer pipe 130 may be a metal material. However, it is not limited thereto.
  • the seat member 140 is provided to surround the bearing member 120 between the outer pipe 130 and the bearing member 120.
  • inner surfaces of both sides of the sheet member 140 may surround both sides of the bearing member 120, and outer surfaces of both sides may be provided on the same side as both sides of the outer pipe 130.
  • the inner surface of the sheet member 140 refers to a surface in contact with the bearing member 120
  • the outer surface of the sheet member 140 refers to a surface opposite to the inner surface.
  • the bearing member 120, the seat member 140, and the outer pipe 130 are provided in a hollow pipe shape around the center axis of the stud member 110, and the bearing member 120 and the outer pipe ( 130 is integrally connected by the sheet member 140 which is insert injection between.
  • the pair of rubber ring members 150 are provided on both sides of the outer circumferential surface of the stud member 110.
  • the rubber ring member 150 is spaced apart from the spherical portion 115 by a predetermined interval.
  • the rubber ring members 150 are provided on the stud member 110 on both sides of the bearing member 120, the outer pipe 130, and the seat member 140 provided on the outer circumferential surface of the spherical portion 115.
  • the rubber ring member 150 may be a material having elastic force such as rubber. Accordingly, even when the shaft member is twisted by an external force, the shaft member is restored to its original position by the reaction force of the rubber ring member 150.
  • the outer ring member 160 is coupled to the outer circumferential surface of the rubber ring member 150 while wrapping the rubber ring member 150.
  • the outer ring member 160 may be formed of the same material as the outer pipe 130 and may be, for example, a metal material. However, it is not limited thereto.
  • the rubber ring member 150 is formed by insert injection into a space between the stud member 110 and the outer ring member 160. That is, the stud member 110, the bearing member 120, and the outer ring member 160 are integrally connected. Accordingly, the rubber ring member 150 is fixed to the stud member 110. Alternatively, the rubber ring member 150 may be attached to the stud member 110 and the outer ring member 160, respectively.
  • the rubber ring member 150 and the outer ring member 160 are axially spaced apart from the bearing member 120, the seat member 140, and the outer pipe 130, which are integrally formed.
  • the rubber ring member 150 may be disposed to be spaced apart without contacting the spherical portion 115 of the stud member 110.
  • the present invention is not limited thereto, and the rubber ring member 150 is disposed to be in contact with the spherical portion 115 of the stud member 110, and the rubber ring member 150 and the outer ring member 160 may include the bearing member 120 and the seat.
  • the member 140 and the outer pipe 130 may be spaced apart in the axial direction.
  • a lubrication space 170 is formed between the integrally formed rubber ring member 150 and the outer ring member 160 and the integrally formed bearing member 120, the seat member 140, and the outer pipe 130. It is arranged to be.
  • Ball joint 100 according to an embodiment of the present invention as described above is mounted to the arm member 10 as follows.
  • the ball joint 100 is fitted to the hollow pipe-shaped arm member 10 is coupled to the vehicle body. Specifically, a portion provided with the spherical portion 115, the bearing member 120, the sheet member 140, and the outer pipe 130 of the stud member 110 is fitted in the center of the arm member.
  • the axial distance between the pair of rubber ring members 150 and the pair of outer ring members 160 provided at both ends of the stud member 110 is greater than the axial length of the arm member 10. Can be. Therefore, the rubber ring member 150 and each outer ring member 160 are pushed toward the outer pipe 130 so that the outer ring member 160 abuts on the outer pipe 130 and then the outer ring member 160. And an outer pipe 130 are press-fitted into the arm member 10. On the contrary, the outer pipe 130 is press-fitted into the arm member 10 and the outer ring member 160 is preliminarily press-fitted into the arm member 10, and then the outer ring member 160 is pushed into the outer pipe ( The outer ring member 160 and the outer pipe 130 may be contacted by pushing toward the 130.
  • the rubber ring member 150 and the outer ring member 160 are not provided perpendicularly to the outer circumferential surface of the stud member 110 along the radial direction, and are inclined in the direction in which the outer pipe 130 is positioned and fitted to the arm. . At this time, one side of the outer ring member 160 is in contact with one side of the outer pipe 130.
  • the user Before the rubber ring member 150 and the outer ring member 160 are press-fitted into the arm member 10, the user may integrally form the rubber ring member 150 and the outer ring member 160.
  • Lubricant is injected into the lubrication space 170 between the 120, the sheet member 140, and the outer pipe 130.
  • the lubricant may be grease. The lubricant allows the bearing member 120 to effectively drive along the outer circumferential surface of the spherical portion 115 of the stud member 110.
  • the rubber ring member 150 is provided to surround the side circumference of the outer ring member 160.
  • the outer pipe 130 is provided to surround the side circumference of the outer ring member 160 in the provided direction, which, when the outer ring member 160 and the outer pipe 130 is fitted to the arm member and abuts each other, This is to prevent the lubricant from flowing out.
  • the outer ring member 160 and the outer pipe 130 are provided such that a sealing space is formed between the lower side surface of the outer ring member 160 and the lower surface side surface of the outer pipe 130.
  • the rubber ring member 150 is insert injection molded to surround the lower end of the side surface of the outer ring member 160 to fill the sealing space.
  • the outer ring member 160 and the outer pipe 130 may have the same thickness.
  • the present invention is not limited thereto, and a part of one side of the outer ring member 160 and a part of one side of the outer pipe 130 are formed to abut in the circumferential direction, and the non-contacting part is wrapped with a rubber member therebetween. The space of the can be formed to be sealed.
  • the ball joint 100 having such a configuration may have high rigidity in the radial direction by the stud member 110, the bearing member 120, and the outer pipe 130, and provided at both ends of the stud member 110.
  • the rubber ring member 150 may have a restoring force such as a rubber bush.
  • the ball joint 100 can be sealed using the rubber ring member 150 without combining a separate sealing member for preventing the lubricant flowing to the outside.
  • FIG. 6 is an assembly view schematically showing a ball joint according to an embodiment of the present invention
  • Figure 7 is a schematic cross-sectional view showing a ball joint according to an embodiment of the present invention
  • Figure 8 is an embodiment of the present invention Is a cross-sectional perspective view schematically showing a ball joint according to the present invention
  • FIG. 9 is an enlarged view illustrating 'B' of FIG. 7.
  • the ball joint 200 according to an embodiment of the present invention includes a stud member 210, a bearing member 220, an outer pipe 230, a sheet member 240, and a rubber ring member. 250, an outer ring member 260, and an inner ring member 270. Unlike the ball joint 100 of FIGS. 1 to 5, the ball joint 200 is formed separately from the rubber ring member 250 without being integrally formed with the stud member 210.
  • the ball joint 200 is the same as or similar to the stud member 110, the bearing member 120, the seat member 140, and the outer pipe 130 of the ball joint 100 of FIGS. 1 to 5 described above.
  • the stud member 210, the bearing member 220, the seat member 240 and the outer pipe 230 will be replaced by the above description.
  • the stud member 210 has no protrusions 117 formed at both ends thereof.
  • the outer pipe 230 has a length shorter than the axial length of the stud member 210 and longer than the axial length of the spherical portion 215 unlike the outer pipe 130 shown in FIGS. 1 to 5. However, it is not limited to this.
  • the rubber ring member 250 is fitted to the stud member 210 and coupled to the stud member 210.
  • the inner ring 270 is coupled to the inner circumferential surface of the rubber ring member 250
  • the outer ring member 260 is coupled to the outer circumferential surface. That is, the rubber ring member 250 is formed by injection molding between the inner ring member 270 and the outer ring member 260.
  • the present invention is not limited thereto, and the rubber ring member 250 may be attached to the inner ring member 270 and the outer ring member 260.
  • the inner ring member 270, the rubber ring member 250, and the outer ring member 260 integrally formed are press-fitted between the stud member 210 and the outer pipe 230.
  • the outer ring member 260 is provided to abut the inner peripheral surface of the outer pipe 230
  • the inner ring member 270 is provided to abut the outer peripheral surface of the stud member 210.
  • lubricant is supplied around the bearing member 220.
  • the inner circumferential end of the rubber ring member 250 to which the inner ring member 270 is coupled is provided to be spaced apart from the spherical portion 215, but the outer circumferential end of the rubber ring member 250 to which the outer ring member 260 is coupled is outer It is provided to abut the pipe 230 and / or the sheet member 240. Such a combination provides a space for the lubricant to flow.
  • the rubber ring member 250 may be injection molded to be inclined with respect to the outer peripheral surface of the stud member 210 in the radial direction. That is, the portion to which the outer ring member 260 is coupled may be formed to be inclined more in the direction in which the outer pipe 230 is provided than the portion to which the inner ring member 270 is coupled.
  • the present invention is not limited thereto, and the rubber ring member 250 may be vertically formed with respect to the outer circumferential surface of the stud member 210, and the outer ring member 260 may be press-fitted between the stud member 210 and the outer pipe 230. To the inner circumferential surface of the outer pipe 230 to allow the outer ring member 260 to contact the outer pipe 230.
  • the rubber ring member 250 is provided to surround the side circumferences of the inner ring member 270 and the outer ring member 260.
  • the outer pipe 230 wraps around two sides of the outer ring member 260 in the provided direction
  • the spherical portion 215 wraps around the side of the inner ring member 270 in the provided direction. This is to prevent the lubricant from leaking to the outside.
  • the rubber ring member 250 is formed with a stopper 252 protruding from the inner circumferential end to which the inner ring member 270 is coupled.
  • the stopper 252 limits the angle at which the bearing member 220 can swing when the bearing member 220 swings along the spherical portion 215 due to the twisting of the shaft member. That is, the bearing member 220 inclined in the direction of the rubber ring member 250 is blocked by the stopper 252 protruding from the rubber ring member 250 and stops moving further.
  • the inner ring member 270 and the outer ring member 260 are made of a material of high strength so as to firmly bond with the stud member 210 or the outer pipe 230 and not be deformed by external force.
  • the inner ring member 270 and the outer ring member 260 may be made of metal. However, it is not limited thereto.
  • the ball joint 200 is radially formed by the stud member 210, the bearing member 220, and the outer pipe 230, like the ball joint 100 according to FIGS. 1 to 5. It may have a high rigidity and may have a restoring force such as a rubber bush by the provided rubber ring members 250 at both ends of the stud member 210.
  • the ball joint 200 may seal without bonding a separate sealing member for preventing the lubricant flowing to the outside.
  • the ball joint 200 is press-bonded between the stud member 210 and the outer pipe 230 without forming the rubber ring member 250 directly to the stud member 210, bar manufacturability of each component Can improve.
  • the ball joint 200 may adjust the angle of the bearing member 220 that swings when the shaft member is twisted.

Abstract

본 발명은 볼 조인트를 개시한다. 본 발명의 실시예에 따른 볼 조인트는 외주면의 원주 방향을 따라 볼록한 구형부가 형성된 중공의 파이프 형상의 스터드 부재와, 상기 구형부의 외주면의 원주 방향을 따라 제공되고 상기 스터드 부재의 회전을 유도하는 베어링 부재와, 상기 베어링 부재의 외측에 제공되는 아우터 파이프와, 상기 베어링 부재와 상기 아우터 파이프 사이에 제공되어 이들을 결합시키는 시트 부재와, 상기 스터드 부재의 외주면 상에서 상기 구형부의 외측 방향의 양측에 각각 제공되는 한 쌍의 고무링 부재 및 상기 한 쌍의 고무링 부재들의 각 외주면에 결합되는 한 쌍의 아우터링 부재를 포함한다.

Description

볼 조인트
본 발명은 볼 조인트에 관한 것으로, 더 상세하게는 축 부재를 외부 몸체와 연결시키는 볼 조인트에 관한 것이다.
일반적으로 볼 조인트는 축 부재를 외부 몸체에 회전가능하게 연결시키고, 축부재에 가해지는 외부의 충격을 흡수하는 것이다. 볼 조인트는, 예를 들어 주행 중인 차량의 차축이 노면으로부터 받는 진동이나 충격이 직접적으로 차체에 전달되지 않도록 하는 현가 장치에서 사용된다. 특히, 볼 조인트는 차량의 롤링을 방지하는 스태빌라이저(stabilizer)나 차량의 바퀴의 각도를 유지시키는 서스펜션 링크암들을 고정시키는 데 사용된다.
차체의 롤링이나 차량의 바퀴의 높낮이 변화와 같은 외부 요소에 의해 스태빌라이저나 서스펜션 링크암들과 같은 축 부재에 비틀림이나 회전력이 발생되는 경우, 볼 조인트 같은 마운팅 장치는 축 부재가 외부 몸체, 즉 차체에 고정되도록 잡아 주는 기능을 한다.
일반적으로 마운팅 장치는 축 방향 변위와 전후 방향의 충격을 흡수하는 부시와, 상기 부시를 감싸면서 외부 몸체와 결합하는 브라켓으로 이루어진다. 부시로는 중공의 내부 파이프 및 외부 파이프 사이에 고무를 구비한 고무 부시 또는 중공축에 구형상의 볼이 형성되고 볼을 감싸면서 회전 가능하게 슬라이딩 되는 베어링을 포함하는 필로우 볼 조인트 등이 사용된다.
고무 부시는 전후 방향의 충격을 흡수하고 원위치로 복원하는 복원력이 좋은 반면, 반경 방향의 유격이 형성되어 강성이 부족한 단점이 있다. 이와는 달리, 필로우 볼 조인트는 반경 방향의 유격이 형성되지 않아 강성이 크나, 비틀림 후에 원위치로 복원하는 복원력이 작은 단점이 있다.
이에 따라, 축 부재의 양측에 필로우 볼 조인트를 모두 사용하지 못하고, 축 부재의 적어도 한쪽에는 고무 부시를 반드시 사용하여야 하는 문제점이 있다.
또한, 일반적인 필로우 볼 조인트 내부에는 베어링이 구형상의 볼을 따라 원활하게 구동할 수 있도록 하는 윤활제를 주입한다. 이 때, 윤활제가 외부로 누출되는 것을 막기 위해 필로우 볼 조인트에는 별도의 씰링 부재가 결합된다. 이에 따라, 필로우 볼 조인트의 제작 공정이 늘어나고, 제조 비용이 높아진다.
본 발명의 실시예는 높은 강성을 유지하면서 축 부재가 비틀린 후에 원위치로 원할하게 복원될 수 있도록 하는 볼 조인트를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시예는 별도의 씰링 부재없이 볼 조인트 내의 윤활제가 누출되는 것을 방지할 수 있는 볼 조인트를 제공하고자 한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 볼 조인트는 외주면의 원주 방향을 따라 볼록한 구형부가 형성된 중공의 파이프 형상의 스터드 부재와, 상기 구형부의 외주면의 원주 방향을 따라 제공되고 상기 스터드 부재의 회전을 유도하는 베어링 부재와, 상기 베어링 부재의 외측에 제공되는 아우터 파이프와, 상기 베어링 부재와 상기 아우터 파이프 사이에 제공되어 이들을 결합시키는 시트 부재와, 상기 스터드 부재의 외주면 상에서 상기 구형부의 외측 방향의 양측에 각각 제공되는 한 쌍의 고무링 부재 및 상기 한 쌍의 고무링 부재들의 각 외주면에 결합되는 한 쌍의 아우터링 부재를 포함한다.
또한, 상기 고무링 부재들은 상기 스터드 부재에 고정 결합될 수 있다.
또한. 상기 고무링 부재들은 상기 시트 부재와 축방향으로 이격되도록 제공될 수 있다.
또한, 상기 고무링 부재들은 상기 시트 부재와 상기 구형부로부터 축방향으로 이격되도록 제공죌 수 있다.
또한, 상기 고무링 부재는 상기 아우터 파이프가 제공된 방향의 상기 아우터링 부재의 측면 둘레를 감싸도록 제공될 수 있다.
또한, 상기 고무링 부재는 상기 아우터링 부재의 측면의 하단부 둘레를 감싸도록 제공될 수 있다.
또한, 상기 고무링 부재는 상기 스터드 부재와 별도로 제공되어 상기 스터드 부재에 끼움 결합될 수 있다.
또한, 상기 고무링 부재들의 각 내주면에 결합되는 이너링 부재를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 아우터 파이프 부재의 길이가 상기 베어링 부재의 길이보다 더 길게 제공될 수 있다.
또한, 상기 고무링 부재들은 상기 스터드 부재와 상기 아우터 파이프 부재 사이에 압입되어 결합될 수 있다.
또한, 상기 고무링 부재들은 상기 구형부가 제공된 방향의 상기 이너링 부재의 측면 둘레를 감싸도록 제공될 수 있다.
또한, 상기 고무링 부재들은 상기 구형부와 이격되도록 제공될 수 있다.
또한, 상기 구형부를 향하는 방향의 상기 고무링 부재의 내주 끝단으로부터 돌출된 스토퍼를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 고무링 부재와 상기 시트 부재, 상기 베어링 부재 및 상기 스터드 부재 사이에는 윤활제가 충진될 수 있다.
또한, 상기 아우터 파이프와 상기 아우터링 부재는 암 부재에 압입됨으로써 조립될 수 있다.
또한, 상기 고무링 부재와 아우터링 부재 및 상기 베어링 부재, 시트 부재, 아우터 파이프 사이에는 윤활 공간이 형성되며, 상기 윤활 공간에 윤활제가 충진된 후, 상기 아우터링 부재를 상기 아우터 파이프와 접촉하도록 밀어 상기 암 부재에 조립될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 볼 조인트는 높은 강성을 유지하면서 축 부재가 비틀린 후에 원위치로 원할하게 복원되도록 할 수 있다.
또한, 별도의 씰링 부재없이 볼 조인트 내의 윤활제가 새는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 제조 공정을 단순하게 하고 제조 단가를 낮출 수 있다.
또한, 축부재의 비틀림에 의해 요동하는 볼 조인트의 요동 범위를 조절할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트를 개략적으로 나타낸 단면 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트가 장착된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트가 장착된 모습을 개략적으로 나타낸 단면 사시도이다.
도 5는 도 3의 ‘A’를 나타낸 확대도이다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트를 개략적으로 나타낸 조립도이다.
도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트를 개략적으로 나타낸 단면 사시도이다.
도 9는 도 7의 ‘B’를 나타낸 확대도이다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 위주로 설명한다.
이러한 실시예는 본 발명에 따른 일실시예로서, 여러 가지 상이한 형태로 구현할 수 있으므로, 본 발명의 권리범위는 이하에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트를 개략적으로 나타낸 단면 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트가 장착된 모습을 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트가 장착된 모습을 개략적으로 나타낸 단면 사시도이고, 도 5는 도 3의 ‘A’를 나타낸 확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 볼 조인트(100)는 축 부재에 결합되어 축 부재의 움직임에 따른 충격을 완화하고 축 부재가 비틀리거나 회전하는 경우 원위치로 복원시킨다. 상기 볼 조인트(100)는 스터드 부재(110), 베어링 부재(120), 아우터 파이프(130), 시트 부재(140), 고무링 부재(150), 그리고 아우터링 부재(160)를 포함한다.
스터드 부재(110)는 볼 조인트(100)의 회전축으로, 중공의 파이프 형상으로 형성된다. 스터드 부재(110)의 외주면에는 원주 방향을 따라 볼록한 구형부(115)가 형성되어 있다. 즉, 구형부(115)는 스터드 부재(110)의 반경방향으로 돌출된 곡면 형상으로 형성된다. 구형부(115)는 스터드 부재(110)의 중앙 부분에 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다. 스터드 부재(110)는 양끝단부에 반경 방향으로 돌출된 돌출부(117)가 형성될 수 있다. 또한, 스터드 부재(110)는 금속 재질일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
베어링 부재(120)는 스터드 부재(110)에 슬라이딩 가능하게 제공되어 스터드 부재(110)의 회전을 유도한다. 베어링 부재(120)는 구형부(115)의 외주면에 그 원주 방향을 따라 제공되며, 특히 구형부(115)에서 가장 볼록한 외주면을 중심으로 제공된다. 베어링 부재(120)의 내주면은 구형부(115)의 외주면의 형상에 대응하도록 형성된다. 도면에 도시된 것처럼, 베어링 부재(120)는 구형부(115)의 일부분을 감싸면서 제공될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 구형부(115)의 전체를 감싸면서 제공될 수 있다. 베어링 부재(120)는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
아우터 파이프(130)는 베어링 부재(120)의 외측에서 베어링 부재(120)를 둘러싸도록 제공되어 베어링 부재(120)를 보호한다. 아우터 파이프(130)는 베어링 부재(120)와 반경 방향으로 이격되게 배치된다. 아우터 파이프(130)와 베어링 부재(120) 사이에 시트 부재(140)를 인서트 사출하여 아우터 파이프(130)와 베어링 부재(120)를 결합시킨다. 아우터 파이프(130)는 금속 재질일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
상기에서 기재한 것처럼, 시트 부재(140)는 아우터 파이프(130)와 베어링 부재(120) 사이에 베어링 부재(120)를 감싸도록 제공된다. 예를 들어, 시트 부재(140)의 양측부의 내측면들은 베어링 부재(120)의 양측면을 감싸고, 양측부의 외측면들은 아우터 파이프(130)의 양측면과 동일면상에 제공될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다. 여기에서 시트 부재(140)의 내측면은 베어링 부재(120)와 접촉하는 면을 의미하며, 시트 부재(140)의 외측면은 상기 내측면의 반대편 면을 의미이다.
이와 같이, 베어링 부재(120), 시트 부재(140), 그리고 아우터 파이프(130)는 스터드 부재(110)의 중심축을 중심으로 하는 중공의 파이프 형상으로 제공되며, 베어링 부재(120)와 아우터 파이프(130) 사이에 인서트 사출되는 시트 부재(140)에 의해 일체로 연결된다.
한 쌍의 고무링 부재(150)는 스터드 부재(110)의 외주면 양 측부에 제공된다. 상기 고무링 부재(150)는 상기 구형부(115)와 일정 간격 이격되어 있다. 구체적으로 설명하면, 구형부(115)의 외주면상에 제공된 베어링 부재(120), 아우터 파이프(130), 그리고 시트 부재(140)의 양측에 고무링 부재(150)들이 각각 스터드 부재(110)에 결합된다. 고무링 부재(150)는 고무 재질과 같은 탄성력이 있는 재질일 수 있다. 이에 따라, 외력에 의하여 축부재가 비틀리는 경우에도 고무링 부재(150)의 반력에 의해 축부재는 원위치로 복원된다.
아우터링 부재(160)는 고무링 부재(150)의 외주면에 고무링 부재(150)를 감싸면서 결합된다. 아우터링 부재(160)는 아우터 파이프(130)와 동일한 재질로 형성될 수 있으며, 일 예로 금속 재질일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
고무링 부재(150)는 스터드 부재(110)와 아우터링 부재(160) 사이의 공간에 인서트 사출되어 형성된다. 즉, 스터드 부재(110), 베어링 부재(120), 그리고 아우터링 부재(160)는 일체로 연결된다. 이에 따라, 고무링 부재(150)는 스터드 부재(110)에 고정된다. 이와는 달리, 고무링 부재(150)는 스터드 부재(110)와 아우터링 부재(160)에 각각 접착될 수 있다.
고무링 부재(150)와 아우터링 부재(160)는 일체로 형성된 베어링 부재(120), 시트 부재(140), 그리고 아우터 파이프(130)와 축방향으로 이격되게 배치된다. 또한, 고무링 부재(150)는 스터드 부재(110)의 구형부(115)와 접촉하지 않고 이격되게 배치될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 고무링 부재(150)는 스터드 부재(110)의 구형부(115)와 접촉되게 배치되되, 고무링 부재(150)와 아우터링 부재(160)는 베어링 부재(120), 시트 부재(140), 그리고 아우터 파이프(130)와 축방향으로 이격되게 배치될 수 있다. 이와 같이, 일체로 형성된 고무링 부재(150)와 아우터링 부재(160) 및 일체로 형성된 베어링 부재(120), 시트 부재(140), 그리고 아우터 파이프(130) 사이에 윤활 공간(170)이 형성되도록 배치된다.
상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트(100)는 다음과 같이 암 부재(10)에 장착된다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 볼 조인트(100)는 중공의 파이프 형상의 암 부재(10)에 끼워져 차체에 결합한다. 구체적으로 설명하면, 스터드 부재(110)의 구형부(115), 베어링 부재(120), 시트 부재(140), 아우터 파이프(130)가 제공된 부분이 암 부재의 중앙에 위치하도록 끼워진다.
스터드 부재(110)의 양 끝단부에 제공된 한 쌍의 고무링 부재(150)들 및 한 쌍의 아우터링 부재(160)들 사이의 축방향 거리는 암 부재(10)의 축방향 길이보다 더 크게 형성될 수 있다. 따라서, 각 고무링 부재(150)와 각 아우터링 부재(160)를 아우터 파이프(130)를 향하여 밀어 아우터링 부재(160)가 아우터 파이프(130)와 맞닿도록 한 후 상기 아우터링 부재(160)와 아우터 파이프(130)를 상기 암 부재(10)에 압입한다. 이와는 달리, 아우터 파이프(130)를 상기 암 부재(10)에 압입하고 상기 아우터링 부재(160)를 상기 암 부재(10)에 예비적으로 압입한 후, 아우터링 부재(160)를 아우터 파이프(130)를 향하여 밀어 아우터링 부재(160)와 아우터 파이프(130)를 접촉시킬 수도 있다.
이에, 고무링 부재(150)와 아우터링 부재(160)는 반경 방향을 따라 스터드 부재(110)의 외주면에 수직하게 제공되지 못하고, 아우터 파이프(130)가 위치하는 방향으로 기울어져 암에 끼워진다. 이 때, 아우터링 부재(160)의 일측면은 아우터 파이프(130)의 일측면과 맞닿게 된다.
고무링 부재(150)와 아우터링 부재(160)가 암 부재(10)에 압입되어 끼움 결합하기 전에 사용자는 일체로 형성된 고무링 부재(150)와 아우터링 부재(160)와 일체로 형성된 베어링 부재(120), 시트 부재(140), 그리고 아우터 파이프(130) 사이의 윤활 공간(170)에 윤활제를 주입한다. 윤활제는 그리스(Grease)일 수 있다. 윤활제는 베어링 부재(120)가 스터드 부재(110)의 구형부(115)의 외주면을 따라 효과적으로 구동할 수 있도록 해 준다.
도 5를 참조하면, 고무링 부재(150)는 아우터링 부재(160)의 측면 둘레를 감싸도록 제공된다. 특히, 아우터 파이프(130)가 제공된 방향의 아우터링 부재(160)의 측면 둘레를 감싸도록 제공되는데, 이는 아우터링 부재(160)와 아우터 파이프(130)가 암 부재에 끼워져 서로 맞닿게 될 때, 윤활제가 외부로 흐르지 않도록 하기 위함이다.
도 5에 도시된 것처럼, 아우터링 부재(160)와 아우터 파이프(130)는 아우터링 부재(160)의 측면 하단부와 아우터 파이프(130)의 측면 하단부 사이에 씰링 공간이 형성되도록 제공된다. 또한, 고무링 부재(150)는 아우터링 부재(160)의 측면 하단부 둘레를 감싸도록 인서트 사출 성형되어 씰링 공간을 채운다.
또한, 도 5에 도시된 것처럼, 아우터링 부재(160)와 아우터 파이프(130)는 서로 동일한 두께를 가질 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 아우터링 부재(160)의 일측면의 일부와 아우터 파이프(130)의 일측면의 일부가 원주방향을 따라 맞닿도록 형성하고, 맞닿지 않는 부분은 고무 부재로 감싸 그 사이의 공간이 씰링되도록 형성할 수 있다.
이와 같은 구성을 가진 볼 조인트(100)는 스터드 부재(110), 베어링 부재(120), 아우터 파이프(130)에 의해 반경 방향의 높은 강성을 가질 수 있으며, 스터드 부재(110)의 양 끝단부의 제공된 고무링 부재(150)에 의해 고무 부시와 같은 복원력을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예 따른 볼 조인트(100)는 윤활제가 외부로 흐르는 것을 방지하기 위한 별도의 씰링 부재를 결합시키지 않고도 고무링 부재(150)를 사용하여 씰링할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트를 개략적으로 나타낸 조립도이고, 도 7은 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트를 개략적으로 나타낸 단면도이고, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트를 개략적으로 나타낸 단면 사시도이고, 도 9는 도 7의 ‘B’를 나타낸 확대도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 볼 조인트(200)는 스터드 부재(210), 베어링 부재(220), 아우터 파이프(230), 시트 부재(240), 고무링 부재(250), 아우터링 부재(260), 그리고 이너링 부재(270)를 포함한다. 볼 조인트(200)는 도 1 내지 도 5의 볼 조인트(100)와 달리 고무링 부재(250)가 스터드 부재(210)와 일체로 형성되지 않고 별도로 형성된다.
볼 조인트(200)는 상기에서 설명한 도 1 내지 도 5의 볼 조인트(100)의 스터드 부재(110), 베어링 부재(120), 시트 부재(140), 그리고 아우터 파이프(130)와 동일 또는 유사하게 제공되는 바, 스터드 부재(210), 베어링 부재(220), 시트 부재(240) 그리고 아우터 파이프(230)는 상기의 설명으로 대체하기로 한다.
다만, 스터드 부재(210)는 도 1 내지 도 5의 스터드 부재(110)와 달리, 양 끝단에 돌출부(117)가 형성되어 있지 않다.
아우터 파이프(230)는 도 1 내지 도 5에 도시된 아우터 파이프(130)와 달리 스터드 부재(210)의 축방향 길이보다는 짧고 구형부(215)의 축방향 길이보다는 긴 길이를 가진다. 그러나, 이에 한정되지 않는다.
도 6에 도시된 것처럼, 고무링 부재(250)는 스터드 부재(210)에 끼워져 스터드 부재(210)에 결합된다. 이 때, 고무링 부재(250)의 내주면에는 이너링 부재(270)가 결합되고, 외주면에는 아우터링 부재(260)가 결합된다. 즉, 고무링 부재(250)는 이너링 부재(270)와 아우터링 부재(260) 사이에서 사출 성형으로 형성된다. 그러나 이에 한정되지 않고, 고무링 부재(250)는 이너링 부재(270)와 아우터링 부재(260)에 접착될 수 있다.
일체로 형성된 이너링 부재(270), 고무링 부재(250), 그리고 아우터링 부재(260)가 스터드 부재(210)와 아우터 파이프(230) 사이에 압입된다. 이에, 아우터링 부재(260)는 아우터 파이프(230)의 내주면과 맞닿도록 제공되고, 이너링 부재(270)는 스터드 부재(210)의 외주면에 맞닿도록 제공된다.
일체로 형성된 이너링 부재(270), 고무링 부재(250), 그리고 아우터링 부재(260)가 압입되기 전에 베어링 부재(220) 주변에 윤활제가 공급된다. 이너링 부재(270)가 결합된 고무링 부재(250)의 내주 끝단은 구형부(215)와 이격되도록 제공되나, 아우터링 부재(260)가 결합된 고무링 부재(250)의 외주 끝단은 아우터 파이프(230) 및/또는 시트 부재(240)와 맞닿도록 제공된다. 상기와 같은 결합은 윤활제가 유동할 수 있는 공간을 제공한다.
이에, 고무링 부재(250)는 반경 방향으로 스터드 부재(210)의 외주면에 대하여 기울어지게 사출 성형될 수 있다. 즉, 아우터링 부재(260)가 결합된 부분이 이너링 부재(270)가 결합된 부분보다 아우터 파이프(230)가 제공된 방향으로 더 기울지게 성형될 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않고 고무링 부재(250)가 스터드 부재(210)의 외주면에 대하여 수직하게 성형될 수 있으며, 스터드 부재(210)와 아우터 파이프(230) 사이에 압입 시, 아우터링 부재(260)를 아우터 파이프(230)의 내주면에 압입시켜 아우터링 부재(260)와 아우터 파이프(230)가 맞닿도록 할 수 있다.
도 9을 참조하면, 고무링 부재(250)는 이너링 부재(270)와 아우터링 부재(260)의 측면 둘레를 감싸도록 제공된다. 특히, 아우터 파이프(230)가 제공된 방향의 아우터링 부재(260)의 측면 둘례를 감싸고, 구형부(215)가 제공된 방향의 이너링 부재(270)의 측면 둘레를 감싼다. 이는 윤활제가 외부로 새지 않도록 하기 위함이다.
고무링 부재(250)는 이너링 부재(270)가 결합된 내주 끝단으로부터 돌출된 스토퍼(252)가 형성된다. 스토퍼(252)는 축부재의 비틀림에 의해 베어링 부재(220)가 구형부(215)를 따라 요동할 때, 요동할 수 있는 각도를 제한한다. 즉, 고무링 부재(250) 방향으로 기울어진 베어링 부재(220)가 고무링 부재(250)에 돌출된 스토퍼(252)에 막혀 더 이상 이동하지 못하고 멈추게 된다.
이너링 부재(270)와 아우터링 부재(260)는 스터드 부재(210) 또는 아우터 파이프(230)와의 결합을 견고히 하고 외력에 의한 변형이 없도록 강도가 큰 재질이 사용된다. 일 예에 의하면, 이너링 부재(270)와 아우터링 부재(260)는 금속 재질일 수 있다. 그러나 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 실시예에 따른 볼 조인트(200)는 도 1 내지 도 5에 따른 볼 조인트(100)와 같이 스터드 부재(210), 베어링 부재(220), 및 아우터 파이프(230)에 의해 반경 방향의 높은 강성을 가질 수 있으며, 스터드 부재(210)의 양 끝단부의 제공된 고무링 부재(250)에 의해 고무 부시와 같은 복원력을 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일실시예 따른 볼 조인트(200)는 윤활제가 외부로 흐르는 것을 방지하기 위한 별도의 씰링 부재를 결합시키지 않고 씰링할 수 있다.
나아가, 볼 조인트(200)는 스터드 부재(210)에 직접 고무링 부재(250)를 성형하지 않고 스터드 부재(210)와 아우터 파이프(230) 사이에 압입하여 결합하는 바, 각 구성 부품의 제작성을 향상시킬 수 있다.
더 나아가, 볼 조인트(200)는 축 부재의 비틀림시에 요동하는 베어링 부재(220)의 각도를 조절할 수 있다.

Claims (17)

  1. 외주면의 원주 방향을 따라 볼록한 구형부가 형성된 스터드 부재;
    상기 구형부의 외주면의 원주 방향을 따라 제공되고 상기 스터드 부재의 회전을 유도하는 베어링 부재;
    상기 베어링 부재의 외측에 제공되는 아우터 파이프;
    상기 베어링 부재와 상기 아우터 파이프 사이에 제공되어 이들을 결합시키는 시트 부재;
    상기 스터드 부재의 외주면 상에서 상기 구형부의 양측에 각각 제공되는 한 쌍의 고무링 부재; 및
    상기 한 쌍의 고무링 부재들의 각 외주면에 결합되는 한 쌍의 아우터링 부재;
    를 포함하는 볼 조인트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고무링 부재들은 상기 스터드 부재에 고정 결합되는 볼 조인트.
  3. 제 2 항에 있어서.
    상기 고무링 부재들은 상기 시트 부재와 축방향으로 이격되도록 제공되는 볼 조인트.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 고무링 부재들은 상기 시트 부재와 상기 구형부로부터 축방향으로 이격되도록 제공되는 볼 조인트.
  5. 제 2 항에 있어서,
    상기 고무링 부재는 상기 아우터 파이프가 제공된 방향의 상기 아우터링 부재의 측면 둘레를 감싸도록 제공되는 볼 조인트.
  6. 제 4 항에 있어서,
    상기 고무링 부재는 상기 아우터링 부재의 측면의 하단부 둘레를 감싸도록 제공되는 볼 조인트.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 고무링 부재는 상기 스터드 부재와 별도로 제공되어 상기 스터드 부재에 끼움 결합하는 볼 조인트.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 고무링 부재들의 각 내주면에 결합되는 이너링 부재를 더 포함하는 볼 조인트.
  9. 제 7 항에 있어서,
    상기 아우터 파이프 부재의 길이가 상기 베어링 부재의 길이보다 더 길게 제공되는 볼 조인트.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 고무링 부재들은 상기 스터드 부재와 상기 아우터 파이프 부재 사이에 압입되어 결합되는 볼 조인트.
  11. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고무링 부재는 상기 아우터 파이프가 제공된 방향의 상기 아우터링 부재의 측면 둘레를 감싸도록 제공되는 볼 조인트.
  12. 제 8 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고무링 부재들은 상기 구형부가 제공된 방향의 상기 이너링 부재의 측면 둘레를 감싸도록 제공되는 볼 조인트.
  13. 제 7 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 고무링 부재들은 상기 구형부와 이격되도록 제공되는 볼조인트.
  14. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 구형부를 향하는 방향의 상기 고무링 부재의 내주 끝단으로부터 돌출된 스토퍼를 더 포함하는 볼 조인트.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 고무링 부재와 상기 시트 부재, 상기 베어링 부재 및 상기 스터드 부재 사이에는 윤활제가 충진되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  16. 제 3 항 또는 제 4 항에 있어서,
    상기 아우터 파이프와 상기 아우터링 부재는 암 부재에 압입됨으로써 조립되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 고무링 부재와 아우터링 부재 및 상기 베어링 부재, 시트 부재, 아우터 파이프 사이에는 윤활 공간이 형성되며,
    상기 윤활 공간에 윤활제가 충진된 후, 상기 아우터링 부재를 상기 아우터 파이프와 접촉하도록 밀어 상기 암 부재에 조립되는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
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