WO2017014387A1 - 볼 조인트 및 그 제작방법 - Google Patents

볼 조인트 및 그 제작방법 Download PDF

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WO2017014387A1
WO2017014387A1 PCT/KR2016/000979 KR2016000979W WO2017014387A1 WO 2017014387 A1 WO2017014387 A1 WO 2017014387A1 KR 2016000979 W KR2016000979 W KR 2016000979W WO 2017014387 A1 WO2017014387 A1 WO 2017014387A1
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WO
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ball
bearing
casing
bearing body
ball joint
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Application number
PCT/KR2016/000979
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English (en)
French (fr)
Inventor
이윤건
이재형
Original Assignee
주식회사 일진
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G7/00—Pivoted suspension arms; Accessories thereof
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints

Definitions

  • the present invention relates to a ball joint and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a ball joint and a manufacturing method for improving the assembly stability of the bearing.
  • the suspension system of a vehicle is a device that connects the vehicle body and the wheel, a spring that absorbs vibration or shock transmitted from the road surface to the vehicle body, a shock absorber that controls the operation of the spring, and a suspension arm or link that controls the operation of the wheel. And the like.
  • Suspension arms or links of the suspension system as described above uses a ball joint or a ball joint to connect relative to the vehicle body or the wheel.
  • Conventional ball joints have a structure made by rotating the ball studs in the housing, the ball and the ball studs made of a rigid body, the housing or case surrounding the ball studs, interposed between the ball of the housing and the ball studs of the ball stud It is configured to include a bearing to free the movement, a dust cover to prevent the intrusion of foreign matter into the interior of the housing.
  • the conventional ball joint as described above is typically manufactured through a series of processes as follows. That is, the case is seated on the upper plate of the mold, the bearing is mounted on the ball, and then assembled to the upper plate of the mold to penetrate the case, the lower plate of the mold is closed, the insert resin is injected into the mold to inject the insert, and the mold is opened. Assemble the dust cover to the ball stud.
  • the bearing position is not maintained in the correct position as the bearing is simply pre-assembled to the ball and receives the injection pressure of the insert resin.
  • the insert is slipped from the surface of the ball and the insert is ejected while the bearing is warped in this way, a poor molding of the ball joint occurs, resulting in premature wear of the bearing and deterioration of the durability of the ball joint.
  • the present invention has been made in view of the above and circumstances, the bearing pre-assembled to the ball of the ball stud can be maintained in place without distortion even under the injection pressure of the insert resin to improve the formability and productivity of the ball joint
  • the purpose is to provide a ball joint and a method of manufacturing the same.
  • a ball stud including a ball and stud; A bearing coupled to surround an outer circumferential surface of the ball; A ball casing accommodating the ball and the bearing therein; And an insert filled in the ball casing and integrally coupled with the ball casing and the bearing; It may include an anti-rotation structure to prevent the bearing inserted into the ball casing from being twisted or rotated under external pressure.
  • the anti-rotation structure the support jaw formed in the ball casing; And two or more anti-rotation protrusions formed on the bearing to be supported by being seated on the support jaw.
  • the ball casing has a cylindrical shape in which both sides facing each other in the axial direction are opened, and each includes a radially outer side and an inner side;
  • the support jaw may be formed at an axial bottom edge of the inner surface.
  • the bearing comprises a hemispherical cup-shaped bearing body each having a radially outer side and an inner side;
  • the anti-rotation protrusion may extend in the axial direction from the outer surface of the bearing body, and may be spaced apart from each other in the circumferential direction.
  • the two or more anti-rotation protrusions may be formed in a quadrangular shape including a seating edge supported by being seated on the support jaw.
  • Between the anti-rotation protrusion and the bearing body may be interposed with a gush to increase the coupling rigidity.
  • An axially open concave groove may be formed between the anti-rotation protrusion, the gushing portion, and the bearing body to fill the insert.
  • a plurality of ribs may be formed below the outer surface of the bearing body.
  • the lower end of the outer surface of the bearing body may be formed so that the boss integrally protrudes.
  • Each of the plurality of ribs may be formed to extend radially about the boss, and may be disposed at regular intervals in the circumferential direction, and may have a fan shape.
  • Each of the ribs may be formed in a triangular shape including a curvature edge along an outer surface curvature of the bearing body and two sides forming a predetermined angle from the curvature edge.
  • the boss may be formed to protrude in a "+" shape from the outer surface of the bearing body.
  • the inner surface of the ball casing may be provided with a concave and convex concave-convex portion that is continuous with the insert and the projection in the axial direction.
  • the concave groove in which the insert is filled may be continuously formed in the circumferential direction on the axial bottom surface of the ball casing.
  • the ball casing may be covered with a dust cover to be fixed by a ring clip.
  • the inner surface of the bearing body is formed with one or more lubricant holding grooves of the shape toward the outer surface, the lubricant holding groove may be formed to extend along the inner surface in the axial direction.
  • Ball joint manufacturing method comprises the steps of manufacturing a ball casing and a ball stud, a bearing, a dust cover and a ring clip, respectively; Mounting the ball casing to a mold; Assembling the bearing to the ball stud; Assembling the ball stud with the bearing assembled to the ball casing; Injecting an insert resin into the mold; Assembling the dust cover to the ball stud; Assembling the ring clip to the ball stud to secure the dust cover to the ball stud; A support jaw is formed in the ball casing; The bearing is characterized in that to form two or more anti-rotation projections to be seated on the support jaw.
  • the ball casing has a cylindrical shape in which both sides facing each other in the axial direction are opened, and each includes a radially outer side and an inner side;
  • the support jaw may be formed at an axial bottom edge of the inner surface.
  • the bearing comprises a hemispherical cup-shaped bearing body each having a radially outer side and an inner side;
  • the anti-rotation protrusion may extend in the axial direction from the outer surface of the bearing body, and may be spaced apart from each other in the circumferential direction.
  • the two or more anti-rotation protrusions may be formed in a quadrangular shape including a seating edge supported by being seated on the support jaw.
  • Between the anti-rotation protrusion and the bearing body may be interposed with a gush to increase the coupling rigidity.
  • An axially open concave groove may be formed between the anti-rotation protrusion, the gushing portion, and the bearing body to fill the insert.
  • two or more anti-rotation protrusions are provided on a bearing surrounding the outer circumferential surface of the ball of the ball stud, and the anti-rotation protrusion is formed on the supporting jaw of the ball casing.
  • the bearing is inserted in the seat seated in the ball studs in the correct position, the moldability of the ball joint can be improved, and the bearing is properly wrapped around the ball of the ball stud, ensuring smooth rotational movement of the ball
  • the operability and durability of the ball joint can be improved.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a ball joint according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 2 is a bottom view of a bearing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view of a bearing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a front view of a bearing according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 5 is an explanatory view of a method of manufacturing a ball joint according to an embodiment of the present invention.
  • a ball joint according to an embodiment of the present invention includes a ball stud 10 made of a rigid body, a bearing 20 and a ball stud 10 for freely supporting the movement of the ball stud 10.
  • the insert 40 which is injected into the ball casing 30 and engages with the ball casing 30 and the bearing 20, and the ball casing 30. It may include a dust cover 50 to cover the top to prevent the intrusion of foreign matter.
  • the ball stud 10 may include a ball 12 provided below and a stud 14 formed integrally extending from the ball 12 and having a generally cylindrical shape.
  • the stud 14 may be assembled to a vehicle body frame or a knuckle or link of a wheel.
  • the ball casing 30 may be formed in a cylindrical shape in which both sides facing in the axial direction are opened, and the concave and convex portions 34 in which the concave grooves and the projections are continuous in the axial direction are formed on the inner surface 32 located radially inward. Can be formed, the concave grooves and the projections can also have a continuous structure in the circumferential direction.
  • the bond between the ball casing 30 and the insert 40 may be increased. That is, not only the contact area between the ball casing 30 and the insert 40 is increased by the uneven portion 34 but also the axial direction of the ball casing 30 and the insert 40 due to the shape characteristic of the uneven portion 34. The bondability is increased so that there is no fear of the ball casing 30 and the insert 40 being separated in the axial direction.
  • Concave grooves 38 are formed continuously in the circumferential direction on the lower end surface in the axial direction of the ball casing 30.
  • the insert resin is filled in the concave grooves 38 so that the insert 40 and the ball The bonding of the casing 30 can be increased.
  • the support jaw 36 protruding radially inward may be continuously formed in the circumferential direction.
  • the supporting jaw 36 serves to prevent distortion or rotation of the bearing 20 during injection of the insert resin, as will be described later.
  • the upper opening of the ball casing 30 may be covered with a dust cover 50 to be fixed by a ring clip 52.
  • the dust cover 50 may serve to prevent foreign matter from entering into the ball casing 30.
  • the bearing 20 has a hemispherical cup-shaped bearing body 22 having a radially outer side and an inner side, respectively, and is formed below the outer side of the bearing body 22.
  • Each of the ribs 24 may be formed to extend radially about the boss, and are arranged at regular intervals in the circumferential direction, and may have a generally flat shape.
  • Each of the ribs 24 may be formed in a generally triangular shape including a curvature edge along an outer surface curvature of the bearing body 22 and two sides forming a predetermined angle from the curvature edge.
  • the boss 26 may have a generally "+” shape and have a “+” shape.
  • the outer surface of the bearing body 22 may be formed of a plurality of at least two or more rotation preventing projections 28 at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • Each of the anti-rotation protrusions 28 is formed in a rectangular shape, but is not limited thereto and may be formed in a polygonal shape.
  • Each anti-rotation protrusion 28 may be formed in a square shape including a seating edge 282 seated and supported by the support jaw 36 of the ball casing 30.
  • the anti-rotation protrusion 28 and the support jaw 36 form an anti-rotation structure that prevents the bearing 20 from being twisted or rotated when the bearing 20 is subjected to external pressure.
  • Each of the anti-rotation protrusions 28 is formed to extend in the axial direction from the outer surface of the bearing body 22, the gushing portion 284 to increase the coupling rigidity between the anti-rotation protrusion 28 and the bearing body 22 Is interposed.
  • the gushing portion 284 is not formed to extend to the seating edge 282 of the anti-rotation protrusion 28, and is formed only to a part of the separation space between the anti-rotation protrusion 28 and the bearing body 22, thereby preventing rotation.
  • An axially open concave groove 286 may be formed between the protrusion 28, the gushing portion 284, and the bearing body 22. When the insert resin is filled and cured in the concave groove 286, the bearing body may be formed. Coupling rigidity between the 22 and the insert 40 can be increased.
  • the inner surface of the bearing body 22 may be formed with a lubricating oil retaining groove 222 of the shape that is dug toward the outer surface, the lubricating oil holding groove 222 may be arranged in a plurality at a predetermined interval in the circumferential direction.
  • the lubricant holding groove 222 may be formed to extend along the inner surface from the upper side to the lower side in the axial direction.
  • Lubricating oil holding groove 222 may serve to improve the lubricity of the bearing 20 by holding the lubricant therein.
  • grease such as grease can be injected between the ball 12 and the bearing 20.
  • the seating edges 282 of the plurality of anti-rotation protrusions 28 of the bearing 20 are seated and supported by the support jaw 36 of the ball casing 30, and in this state, the upper mold is closed to press-insert the insert resin.
  • the lower surface of the insert resin flows into the ball casing 30 and fills the internal space between the ball casing 30, the bearing 20, and the ball 12.
  • the bearing 20 is subjected to injection pressure as shown by an arrow, and the seating edge 282 of the anti-rotation protrusion 28 of the bearing 20 is the supporting jaw 36. Since the bearing 20 is seated and supported by the arrow, the bearing 20 can be stably positioned in position without fear of being twisted or rotated under the injection pressure inside the ball casing 30, As a result, there is no fear that a defective molding of the ball joint occurs.
  • the ball stud 10 from which the insert 40 has been ejected is demolded from the mold 60, and then the dust cover is fitted from the top of the ball stud 10, at which time lubricant can be injected, and then the ring clip is viewed.
  • the dust cover is fastened to the ball stud by being inserted from the top of the stud 10, the production of the ball joint is completed.
  • the present invention is not limited to the above embodiments, and easily changed and equalized by those skilled in the art from the embodiments of the present invention. It includes all changes to the extent deemed acceptable.
  • Ball joint according to an embodiment of the present invention can be used in a vehicle or a mechanical device and mechanism.

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Abstract

볼 조인트가 개시된다. 볼과 스터드를 포함하는 볼 스터드; 상기 볼의 외주면을 감싸도록 결합되는 베어링; 상기 볼과 베어링을 내부에 수용하는 볼 케이싱; 및 상기 볼 케이싱의 내부에 충진되어 볼 케이싱 및 베어링과 일체로 결합되는 인서트를 포함하고; 상기 볼 케이싱의 내부에 삽입된 상기 베어링이 외부 압력을 받을 때에 뒤틀리거나 회전되지 못하도록 방지하는 회전방지구조가 구비되어, 볼 조인트의 성형성이 향상될 수 있다.

Description

볼 조인트 및 그 제작방법
본 발명은 볼 조인트 및 그 제작방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 베어링의 조립 안정성을 향상시킨 볼 조인트 및 그 제작방법에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 현가장치는 차체와 차륜을 연결하는 장치로서, 노면으로부터 차체로 전달되는 진동이나 충격을 흡수하는 스프링, 이 스프링의 작동을 조절하는 쇽 업소버, 차륜의 작동을 제어하는 현가암이나 링크 등으로 구성된다.
상기와 같은 현가장치의 현가암이나 링크 등은 차체 혹은 차륜에 대해 상대적인 운동을 할 수 있도록 연결하기 위해 볼 자재이음 혹은 볼 조인트를 사용하고 있다.
종래의 볼 조인트는 볼 스터드의 볼을 하우징에 넣어서 회전 자재하게 만든 구조로서, 강체로 만들어진 볼 및 볼 스터드와, 볼 스터드를 감싸는 하우징 혹은 케이스, 하우징과 볼 스터드의 볼 사이에 개재되어 볼 스터드의 운동을 자유롭게 만드는 베어링, 하우징의 내부로 이물질의 침입을 방지하는 더스트 커버 등을 포함하여 구성된다.
상기와 같은 종래의 볼 조인트는 통상적으로 다음과 같은 일련의 공정을 통해 제작된다. 즉 케이스를 금형의 상판에 안착시키고, 베어링을 볼에 장착한 다음에 상기 케이스를 관통하도록 금형의 상판에 조립하며, 금형의 하판을 닫고 인서트 수지를 금형에 주입하여 인서트를 사출하며, 금형을 개방하여 더스트 커버를 볼 스터드에 조립한다.
그런데 상기와 같은 종래의 볼 조인트 제작 공정 중에서 인서트 수지를 금형에 주입하는 과정에, 베어링이 단순히 볼에 가조립된 상태로 인서트 수지의 사출 압력을 받음에 따라 베어링의 자세가 정위치를 유지하지 못하고, 예를 들면 볼의 표면으로부터 미끄러져 뒤틀릴 수 있고, 이와 같이 베어링이 뒤틀린 상태로 인서트가 사출되면, 볼 조인트의 성형 불량이 발생되어 베어링의 조기 마모, 볼 조인트의 내구성 저하 등이 발생되고 있었다.
본 발명은 상기와 사정을 감안하여 안출된 것으로, 볼 스터드의 볼에 가조립되는 베어링이 인서트 수지의 사출 압력을 받아도 뒤틀리지 않고 정위치를 유지할 수 있도록 하여 볼 조인트의 성형성 및 생산성을 향상시킬 수 있는 볼 조인트 및 그 제작방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트는, 볼과 스터드를 포함하는 볼 스터드; 상기 볼의 외주면을 감싸도록 결합되는 베어링; 상기 볼과 베어링을 내부에 수용하는 볼 케이싱; 및 상기 볼 케이싱의 내부에 충진되어 볼 케이싱 및 베어링과 일체로 결합되는 인서트를 포함하고; 상기 볼 케이싱의 내부에 삽입된 상기 베어링이 외부 압력을 받을 때에 뒤틀리거나 회전되지 못하도록 방지하는 회전방지구조를 포함할 수 있다.
상기 회전방지구조는, 상기 볼 케이싱에 형성된 지지턱; 및 상기 지지턱에 안착되어 지지되도록 상기 베어링에 형성된 2개 이상의 회전방지돌기를 포함할 수 있다.
상기 볼 케이싱은 축방향으로 서로 대향하는 양측면이 개구된 원통 형상으로서 반경방향 외측면과 내측면을 각각 포함하고; 상기 내측면의 축방향 하단 가장자리에 상기 지지턱이 형성될 수 있다.
상기 베어링은 반경방향 외측면과 내측면을 각각 구비한 반구형 컵 형상의 베어링 바디를 포함하고; 상기 회전방지돌기는 상기 베어링 바디의 외측면으로부터 축방향으로 연장되고, 원주 방향으로 서로 이격되게 배치될 수 있다.
상기 2개 이상의 회전방지돌기들은 상기 지지턱에 안착되어 지지되는 안착변을 포함하는 사각 형상으로 형성될 수 있다.
상기 회전방지돌기와 상기 베어링 바디 사이에는 결합 강성을 증대시키기 위한 덧살부가 개재될 수 있다.
상기 회전방지돌기와 상기 덧살부 및 상기 베어링 바디 사이에는 상기 인서트가 충진되는 축방향으로 개구된 오목홈이 형성될 수 있다.
상기 베어링 바디의 외측면 하부에는 다수개의 리브가 형성될 수 있다.
상기 베어링 바디의 외측면 하단에는 보스가 일체로 돌출하도록 형성될 수 있다.
상기 다수개의 각 리브들은 상기 보스를 중심으로 반경방향으로 연장되게 형성되고, 원주 방향으로 일정 간격을 두고 배치되어, 부채살 형태를 가질 수 있다.
상기 각 리브들은 상기 베어링 바디의 외측면 곡률을 따르는 곡률변과, 상기 곡률변으로부터 각각 소정 각도를 형성하는 2개의 변들을 포함하는 삼각 형상으로 형성될 수 있다.
상기 보스는 상기 베어링 바디의 외측면으로부터 "+"자 형상으로 돌출되게 형성될 수 있다.
상기 볼 케이싱의 내측면에는 상기 인서트와 형합하는 오목홈과 돌기가 축방향으로 연속된 요철부가 구비될 수 있다.
*상기 볼 케이싱의 축방향 하단면에는 상기 인서트가 충진되는 오목홈이 원주 방향으로 연속되게 형성될 수 있다.
상기 볼 케이싱에는 더스트 커버가 씌워져서 링 클립으로 고정될 수 있다.
상기 베어링 바디의 내측면에는 상기 외측면을 향해 파여진 형태의 하나 이상의 윤활유 보유홈이 형성되고, 상기 윤활유 보유홈은 축방향으로 상기 내측면을 따라 연장되게 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 볼 조인트 제작방법은 볼 케이싱과 볼 스터드, 베어링, 더스트 커버 및 링 클립을 각각 제작하는 단계; 상기 볼 케이싱을 금형에 장착하는 단계; 상기 베어링을 상기 볼 스터드에 조립하는 단계; 상기 베어링이 조립된 볼 스터드를 상기 볼 케이싱에 조립하는 단계; 상기 금형에 인서트 수지를 사출하는 단계; 상기 볼 스터드에 상기 더스트 커버를 조립하는 단계; 상기 볼 스터드에 상기 링 클립을 조립해서 상기 더스트 커버를 상기 볼 스터드에 고정시키는 단계를 포함하되; 상기 볼 케이싱에는 지지턱을 형성하고; 상기 베어링에는 상기 지지턱에 안착되어 지지되도록 2개 이상의 회전방지돌기를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 볼 케이싱은 축방향으로 서로 대향하는 양측면이 개구된 원통 형상으로서 반경방향 외측면과 내측면을 각각 포함하고; 상기 내측면의 축방향 하단 가장자리에 상기 지지턱이 형성될 수 있다.
상기 베어링은 반경방향 외측면과 내측면을 각각 구비한 반구형 컵 형상의 베어링 바디를 포함하고; 상기 회전방지돌기는 상기 베어링 바디의 외측면으로부터 축방향으로 연장되고, 원주 방향으로 서로 이격되게 배치될 수 있다.
상기 2개 이상의 회전방지돌기들은 상기 지지턱에 안착되어 지지되는 안착변을 포함하는 사각 형상으로 형성될 수 있다.
상기 회전방지돌기와 상기 베어링 바디 사이에는 결합 강성을 증대시키기 위한 덧살부가 개재될 수 있다.
상기 회전방지돌기와 상기 덧살부 및 상기 베어링 바디 사이에는 상기 인서트가 충진되는 축방향으로 개구된 오목홈이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트 및 그 제작방법에 의하면, 볼 스터드의 볼의 외주면을 감싸는 베어링에 2개 이상의 회전방지돌기가 구비되고, 회전방지돌기는 볼 케이싱의 형성된 지지턱에 안착된 상태로 금형에 장착됨에 따라 금형에 인서트 수지가 주입되면서 그 압력이 베어링에 작용하여도, 회전방지돌기와 지지턱의 상호 작용에 의해 베어링이 뒤틀리거나 회전될 염려가 없게 된다.
따라서, 베어링은 볼 스터드의 볼에 정위치에 안착된 상태로 인서트가 사출되어, 볼 조인트의 성형성이 향상될 수 있고, 볼 스터드의 볼을 베어링이 적절히 감싸 주게 되므로 볼의 원활한 회전 운동이 보장되어, 볼 조인트의 작동성과 내구성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 베어링의 저면도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 베어링의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 베어링의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트의 제조방법의 설명도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트는, 강체로 제작되는 볼 스터드(10)와, 볼 스터드(10)의 운동을 자유롭게 지지하는 베어링(20), 볼 스터드(10)의 일부와 베어링(20)을 수용하는 볼 케이싱(30), 볼 케이싱(30)의 내부로 사출되어 볼 케이싱(30) 및 베어링(20)과 결합하는 인서트(40), 및 볼 케이싱(30)의 상부를 덮어서 이물질의 침입을 방지하는 더스트 커버(50)를 포함할 수 있다.
볼 스터드(10)는 그 하부에 구비된 볼(12)과, 이 볼(12)로부터 일체로 연장되게 형성되고 대체로 원기둥 형상을 한 스터드(14)를 각각 포함할 수 있다.
스터드(14)는 차체 프레임이나 차륜의 너클 혹은 링크 등에 조립될 수 있다.
볼 케이싱(30)은 축방향으로 대향하는 양측면이 개구된 원통 형상으로 형성될 수 있고, 반경방향 내측에 위치하는 내측면(32)에는 오목홈과 돌기가 축방향으로 연속된 요철부(34)가 형성될 수 있고, 오목홈과 돌기는 또한 원주 방향으로 연속된 구조를 가질 수 있다.
인서트(40) 수지가 볼 케이싱(30)의 내부로 삽입되어 요철부(34)와 형합하는 형태로 채워진 다음에 경화되면, 볼 케이싱(30)과 인서트(40)의 결합성이 증대될 수 있다. 즉 요철부(34)에 의해 볼 케이싱(30)과 인서트(40)의 접촉 면적이 증대될 뿐만 아니라 요철부(34)의 형상적 특성으로 인해 볼 케이싱(30)과 인서트(40)의 축방향 결합성이 증대되어, 볼 케이싱(30)과 인서트(40)가 축방향으로 분리될 염려가 없게 된다.
볼 케이싱(30)의 축방향 하단면에는 오목홈(38)이 원주 방향으로 연속되게 형성되어, 인서트(40)의 사출시에 인서트 수지가 오목홈(38)에 충진되어 인서트(40)와 볼 케이싱(30)의 결합성이 증대될 수 있다.
내측면(32)의 축방향을 따른 하단 가장자리에는 반경방향 내측으로 돌출한 지지턱(36)이 원주 방향으로 연속되게 형성될 수 있다. 지지턱(36)은 후술하는 바와 같이 인서트 수지의 사출시 베어링(20)의 뒤틀림 혹은 회전을 방지하는 역할을 한다.
볼 케이싱(30)의 상부 개구부에는 더스트 커버(50)가 씌워져서 링 클립(52)으로 고정될 수 있다. 더스트 커버(50)는 볼 케이싱(30)의 내부로 이물질의 침입을 방지하는 역할을 할 수 있다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 베어링(20)은 반경방향 외측면과 내측면을 각각 구비한 반구형 컵 형상의 베어링 바디(22)와, 이 베어링 바디(22)의 외측면 하부에 형성되어 구조적인 강성 증대 및 인서트(40)와의 결합 면적의 증대에 따른 결합성을 증대시키는 다수개의 리브(24), 및 베어링 바디(22)의 외측면 하단에 형성되어 구조적인 강성 증대 및 인서트(40)와의 결합 면적의 증대에 따른 결합성을 증대시키는 보스(26)를 포함할 수 있다.
각 리브(24)들은 보스를 중심으로 반경방향으로 연장되게 형성될 수 있고, 원주 방향으로 일정 간격을 두고 배치되어, 대체로 부채살 형태를 가질 수 있다.
각 리브(24)들은 베어링 바디(22)의 외측면 곡률을 따르는 곡률변과, 이 곡률변으로부터 각각 소정 각도를 형성하는 2개의 변들을 포함하는 대체로 삼각 형상으로 형성될 수 있다.
보스(26)는 그 평면 형상이 대체로 "+"자 형상이고, "+"자 형 돌기 형태로 형성될 수 있다.
또한 베어링 바디(22)의 외측면에는 다수개의 회전방지돌기(28)가 원주 방향으로 소정 간격을 두고 최소한 2개 이상의 다수 개로 형성될 수 있다.
각 회전방지돌기(28)들은 사각 형상으로 형성되어 있지만, 이에 한정되지 않고 다각 형상으로 형성될 수 있다.
각 회전방지돌기(28)는 볼 케이싱(30)의 지지턱(36)에 안착되어 지지되는 안착변(282)을 포함하여 사각 형상으로 형성될 수 있다.
회전방지돌기(28)와 지지턱(36)은 베어링(20)이 외부 압력을 받을 때에 베어링(20)이 뒤틀리거나 회전되지 못하도록 방지하는 회전방지구조를 형성하게 된다.
각 회전방지돌기(28)는 베어링 바디(22)의 외측면으로부터 축방향으로 연장되게 형성되고, 회전방지돌기(28)와 베어링 바디(22) 사이의 결합 강성을 증대시키기 위해 덧살부(284)가 개재되어 있다.
덧살부(284)는 회전방지돌기(28)의 안착변(282)까지 연장되게 형성되지 않고, 회전방지돌기(28)와 베어링 바디(22) 사이의 이격 공간의 일부 구간까지만 형성되어, 회전방지돌기(28)와 덧살부(284) 및 베어링 바디(22) 사이에는 축방향으로 개구된 오목홈(286)이 형성될 수 있으며, 이 오목홈(286)에 인서트 수지가 채워져 경화되면, 베어링 바디(22)과 인서트(40) 사이의 결합 강성을 증대시킬 수 있다.
베어링 바디(22)의 내측면에는 외측면을 향해 파여진 형태의 윤활유 보유홈(222)이 형성될 수 있고, 윤활유 보유홈(222)은 원주 방향으로 소정 간격을 두고 다수개로 배치될 수 있다.
윤활유 보유홈(222)은 축방향 상부로부터 하부로까지 내측면을 따라 연장되게 형성될 수 있다.
윤활유 보유홈(222)은 윤활유를 그 내부에 보유하여 베어링(20)의 윤활성을 향상시키는 역할을 할 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트의 제작과정을 설명하면, 하부 금형(60)에 미리 제작된 볼 케이싱(30)을 장착하여 고정시키고, 이어서 볼 스터드(10)의 볼(12)에 베어링(20)을 감싸도록 조립한 상태에서 볼 케이싱(30)을 통해 삽입한다.
이 때에 볼(12)과 베어링(20) 사이에 그리스와 같은 윤활유를 주입할 수 있다.
그러면, 베어링(20)의 다수개의 회전방지돌기(28)의 안착변(282)들이 볼 케이싱(30)의 지지턱(36)에 안착되어 지지되고, 이 상태에서 상부 금형을 닫아서 인서트 수지를 압입하면, 인서트 수지가 볼 케이싱(30)의 내부로 유입되어, 볼 케이싱(30)과 베어링(20) 및 볼(12) 사이의 내부 공간에 충진된다.
상기와 같은 인서트 수지의 주입 과정에 베어링(20)은 화살표로 도시된 바와 같이 사출 압력을 받게 되는 데, 베어링(20)의 회전방지돌기(28)의 안착변(282)이 지지턱(36)에 안착되어 지지되어 있으므로, 화살표로 도시된 바와 같이 베어링(20)이 볼 케이싱(30)의 내부에서 사출 압력을 받아 뒤틀리거나 회전될 염려가 없이 제위치에 안정되게 위치된 상태를 유지할 수 있고, 이에 따라 볼 조인트의 성형 불량이 발생될 염려가 없게 된다.
인서트(40)가 사출된 볼 스터드(10)를 금형(60)으로부터 탈형한 다음에 더스트 커버를 볼 스터드(10)의 상부로부터 끼워고, 이 때에 윤활유를 주입할 수 있으며, 이어서 링 클립을 볼 스터드(10)의 상부로부터 끼워서 더스트 커버를 볼 스터드에 체결하여 고정시키면, 볼 조인트의 제작이 완료되게 된다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 볼 조인트는 차량이나 기계 장치 및 기구 등에 이용될 수 있다.

Claims (22)

  1. 볼과 스터드를 포함하는 볼 스터드;
    상기 볼의 외주면을 감싸도록 결합되는 베어링;
    상기 볼과 베어링을 내부에 수용하는 볼 케이싱; 및
    상기 볼 케이싱의 내부에 충진되어 볼 케이싱 및 베어링과 일체로 결합되는 인서트를 포함하고;
    상기 볼 케이싱의 내부에 삽입된 상기 베어링이 외부 압력을 받을 때에 뒤틀리거나 회전되지 못하도록 방지하는 회전방지구조;
    를 포함하는 볼 조인트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전방지구조는,
    상기 볼 케이싱에 형성된 지지턱; 및
    상기 지지턱에 안착되어 지지되도록 상기 베어링에 형성된 2개 이상의 회전방지돌기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 볼 케이싱은 축방향으로 서로 대향하는 양측면이 개구된 원통 형상으로서 반경방향 외측면과 내측면을 각각 포함하고;
    상기 내측면의 축방향 하단 가장자리에 상기 지지턱이 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 베어링은 반경방향 외측면과 내측면을 각각 구비한 반구형 컵 형상의 베어링 바디를 포함하고;
    상기 회전방지돌기는 상기 베어링 바디의 외측면으로부터 축방향으로 연장되고, 원주 방향으로 서로 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 2개 이상의 회전방지돌기들은 상기 지지턱에 안착되어 지지되는 안착변을 포함하는 사각 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 회전방지돌기와 상기 베어링 바디 사이에는 결합 강성을 증대시키기 위한 덧살부가 개재된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 회전방지돌기와 상기 덧살부 및 상기 베어링 바디 사이에는 상기 인서트가 충진되는 축방향으로 개구된 오목홈이 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 베어링 바디의 외측면 하부에는 다수개의 리브가 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 베어링 바디의 외측면 하단에는 보스가 일체로 돌출하도록 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 다수개의 각 리브들은 상기 보스를 중심으로 반경방향으로 연장되게 형성되고, 원주 방향으로 일정 간격을 두고 배치되어, 부채살 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 각 리브들은 상기 베어링 바디의 외측면 곡률을 따르는 곡률변과, 상기 곡률변으로부터 각각 소정 각도를 형성하는 2개의 변들을 포함하는 삼각 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 보스는 상기 베어링 바디의 외측면으로부터 "+"자 형상으로 돌출되게 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  13. 제3항에 있어서,
    상기 볼 케이싱의 내측면에는 상기 인서트와 형합하는 오목홈과 돌기가 축방향으로 연속된 요철부가 구비된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  14. 제3항에 있어서,
    상기 볼 케이싱의 축방향 하단면에는 상기 인서트가 충진되는 오목홈이 원주 방향으로 연속되게 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  15. 제3항에 있어서,
    상기 볼 케이싱에는 더스트 커버가 씌워져서 링 클립으로 고정된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  16. 제4항에 있어서,
    상기 베어링 바디의 내측면에는 상기 외측면을 향해 파여진 형태의 하나 이상의 윤활유 보유홈이 형성되고;
    상기 윤활유 보유홈은 축방향으로 상기 내측면을 따라 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트.
  17. 볼 케이싱과 볼 스터드, 베어링, 더스트 커버 및 링 클립을 각각 제작하는 단계;
    상기 볼 케이싱을 금형에 장착하는 단계;
    상기 베어링을 상기 볼 스터드에 조립하는 단계;
    상기 베어링이 조립된 볼 스터드를 상기 볼 케이싱에 조립하는 단계;
    상기 금형에 인서트 수지를 사출하는 단계;
    상기 볼 스터드에 상기 더스트 커버를 조립하는 단계;
    상기 볼 스터드에 상기 링 클립을 조립해서 상기 더스트 커버를 상기 볼 스터드에 고정시키는 단계를 포함하되;
    상기 볼 케이싱에는 지지턱을 형성하고;
    상기 베어링에는 상기 지지턱에 안착되어 지지되도록 2개 이상의 회전방지돌기를 형성하는 것을 특징으로 하는 볼 조인트 제작방법.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 볼 케이싱은 축방향으로 서로 대향하는 양측면이 개구된 원통 형상으로서 반경방향 외측면과 내측면을 각각 포함하고;
    상기 내측면의 축방향 하단 가장자리에 상기 지지턱이 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트 제작방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 베어링은 반경방향 외측면과 내측면을 각각 구비한 반구형 컵 형상의 베어링 바디를 포함하고;
    상기 회전방지돌기는 상기 베어링 바디의 외측면으로부터 축방향으로 연장되고, 원주 방향으로 서로 이격되게 배치된 것을 특징으로 하는 볼 조인트 제작방법.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 2개 이상의 회전방지돌기들은 상기 지지턱에 안착되어 지지되는 안착변을 포함하는 사각 형상으로 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트 제작방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 회전방지돌기와 상기 베어링 바디 사이에는 결합 강성을 증대시키기 위한 덧살부가 개재된 것을 특징으로 하는 볼 조인트 제작방법.
  22. 제21항에 있어서,
    상기 회전방지돌기와 상기 덧살부 및 상기 베어링 바디 사이에는 상기 인서트가 충진되는 축방향으로 개구된 오목홈이 형성된 것을 특징으로 하는 볼 조인트 제작방법.
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