WO2019117627A1 - 볼 조인트 조립체 - Google Patents

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WO2019117627A1
WO2019117627A1 PCT/KR2018/015791 KR2018015791W WO2019117627A1 WO 2019117627 A1 WO2019117627 A1 WO 2019117627A1 KR 2018015791 W KR2018015791 W KR 2018015791W WO 2019117627 A1 WO2019117627 A1 WO 2019117627A1
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WO
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bearing
circumferential surface
ball
case
insert molding
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Application number
PCT/KR2018/015791
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English (en)
French (fr)
Inventor
이병관
손광락
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주식회사 일진
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    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
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    • F16C2326/00—Articles relating to transporting
    • F16C2326/01—Parts of vehicles in general
    • F16C2326/05—Vehicle suspensions, e.g. bearings, pivots or connecting rods used therein

Definitions

  • the present disclosure relates to ball joint assemblies.
  • the suspension of the vehicle is a device that connects the vehicle body and the wheel.
  • Conventional suspension devices generally include a spring that absorbs vibration or shock transmitted from the road surface to the vehicle body, a shock absorber that regulates the operation of the spring, and a suspension arm or suspension link that controls the operation of the wheel.
  • Such a suspension may be classified into a swing arm type, a wishbone type, or a Macpherson strut type according to the manner of controlling the operation of the wheels.
  • a wishbone suspension has a suspension arm (lower control arm) that connects the wheel and a knuckle fastened to the vehicle body.
  • one end of the suspension arm is connected to the cross member or the subframe constituting the vehicle body, and the other end of the suspension arm can be connected to the knuckle through the ball joint.
  • the ball joint includes a ball stud having a ball and a rod, a bearing for receiving the ball, and a case for accommodating the ball and the bearing, and an insert molding part is formed between the upper outer circumferential surface of the bearing and the upper inner circumferential surface of the case.
  • the bearing When the insert molding part is injected between the upper outer peripheral surface of the bearing and the upper inner peripheral surface of the case, the bearing can be moved or rotated relative to the case by the injection pressure of the insert molding part. Such movement or rotation improves the defect rate in manufacturing the ball joint, and may reduce the productivity of the ball joint. Furthermore, the durability of the ball joint may be reduced when a ball joint is used in such a bearing.
  • This disclosure provides a ball joint assembly for solving the above-described drawbacks of the prior art, in which the bearing can maintain its position relative to the case even during injection of the insert molding.
  • a ball joint assembly includes: a ball stud including a spherical ball and a rod extending upwardly of the ball; An inner circumferential surface spaced from an outer circumferential surface of the bearing; A case including a stopper for supporting an upper end of the bearing; And an insert molding part filled in a spaced space between an outer circumferential surface of the bearing and the inner circumferential surface of the case and formed to surround at least a part of the lower part of the case and the lower part of the bearing and fixes the bearing to the case.
  • the bearing may have a plurality of notches formed concavely downward from the top of the bearing.
  • the plurality of cutouts may be disposed at equal intervals along the circumferential direction.
  • the insert molding portion may be filled in a plurality of notches.
  • the stopper may be in the form of a ring extending inwardly from the upper end of the inner circumferential surface of the case.
  • the inner diameter of the stopper may be smaller than the maximum outer diameter of the ball.
  • the inner diameter of the top of the bearing may be less than the maximum outer diameter of the ball.
  • the bearing may further include a plurality of first guide ribs projecting from the outer peripheral surface of the bearing and spaced apart at equal intervals along the circumferential direction of the outer peripheral surface.
  • each of the plurality of first guide ribs may include a vertical extension extending downwardly from a maximum outer diameter portion of the bearing.
  • the case may include a vertical cylindrical portion abutting the vertical extension.
  • the bearing includes a plurality of second guide ribs protruding from the outer circumferential surface of the bearing and spaced apart at equal intervals along the circumferential direction of the outer circumferential surface between the adjacent first guide ribs of the plurality of first guide ribs .
  • the inner circumferential surface of the case may be formed with a plurality of concave portions and a plurality of convex portions alternately in the vertical direction.
  • the bearing since the outer circumferential surface of the bearing is spaced from the inner circumferential surface of the case and the upper end of the bearing is supported by the stopper of the case, the bearing is moved relative to the case by the injection pressure of the insert- Or rotated.
  • the defective rate in the manufacture of the ball joint assembly is lowered and the productivity of the ball joint assembly can be improved.
  • the durability of the ball joint assembly can also be improved when using the ball joint assembly in such a bearing.
  • FIG. 1 is a perspective view of a ball joint assembly in accordance with an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of the ball joint assembly shown in FIG.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III shown in Fig.
  • FIG. 4 is a partial enlarged view of Fig.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V shown in Fig.
  • Fig. 6 is a partially enlarged view of Fig. 5.
  • FIG. 7 is a front view of the bearing shown in Fig.
  • FIG. 8 is a bottom view of the bearing shown in Fig.
  • Figure 9 is a top view of the bearing shown in Figure 2;
  • Direction indicators such as “ upward “, “up “, and the like, used in this disclosure refer to the direction in which the rod of the ball stud is positioned relative to the ball in the accompanying drawings, The opposite direction.
  • the rod and ball shown in the attached drawings may be oriented differently, and these directional directives may be interpreted accordingly.
  • FIG. 1 is a perspective view of a ball joint assembly 100 in accordance with one embodiment of the present disclosure.
  • 2 is an exploded perspective view of the ball joint assembly 100 shown in FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line III-III shown in Fig. 4 is a partial enlarged view of Fig.
  • a ball joint assembly 100 may include a ball stud 110, a bearing 120, a case 130, and an insert molding portion 140 have.
  • the ball stud 110 includes a spherical ball 111 and a rod 112.
  • the rod 112 may extend from the top of the ball 111 and may be integrally formed with the ball 111.
  • the lower end of the rod 112 is connected to the upper end of the ball 111 and the upper end of the rod 112 is configured to be coupled to the knuckle of the vehicle.
  • the bearing 120 may receive at least a portion of the ball 111 of the ball stud 110.
  • the inner circumferential surface 121 of the bearing 120 may have a partial spherical shape to abut the ball 111 of the ball stud 110.
  • the inner diameter ID1 of the upper end 123 of the bearing 120 may be set to be smaller than the maximum outer diameter OD1 of the ball 111. As shown in FIG. Therefore, it is possible to prevent the ball 111 from separating from the bearing 120.
  • the case 130 is configured to include an inner circumferential surface 131 and a stopper 132.
  • the inner circumferential surface 131 of the case 130 is configured to be spaced from the outer circumferential surface 122 of the bearing 120, as shown in Fig. Accordingly, a spacing space may be formed between the inner circumferential surface 131 of the case 130 and the outer circumferential surface 122 of the bearing 120.
  • the stopper 132 is configured to support the upper end 123 of the bearing 120.
  • the bearing 120 is supported by the stopper 132 so that the bearing 130 can be relatively moved relative to the case 130 even if it is injected at a high pressure toward the lower portion of the bearing 120 in the molten state of the insert molding portion 140. [ It is possible to prevent movement or rotation. Also, since the bearing 120 is supported by the support of the stopper 132 when the ball joint assembly 100 is used, it is possible to prevent the bearing 120 from moving upward with respect to the case 130.
  • the insert molding portion 140 may be injected from below the bearing 120 in a molten state. 3, it is possible to fill the space between the outer circumferential surface 122 of the bearing 120 and the inner circumferential surface 131 of the case 130. As shown in FIG. The insert molding part 140 is injected and hardened so as to entirely surround the outer circumferential surface of the bearing 120 so that the bearing 120 can be pressed against the ball 111 with a uniform pressure. Therefore, a uniform frictional force acts between the ball 111 and the bearing 120, and the ball 111 can smoothly rotate with respect to the bearing 120. [ As a result, the low torque specification of the ball joint assembly 100 can be realized.
  • the insert molding part 140 is formed to enclose at least a part of the lower part of the case 130 and the lower part of the bearing 120 so that the bearing 120 can be fixed to the case 130.
  • the insert molding part 140 may be hardened from the molten state to fix the bearing 120 to the case 130 or to bond the bearing 120 and the case 130 together.
  • the insert molding portion 140 and the lower portion of the case 130 may have complementary concave and convex shapes to increase the coupling force between the insert molding portion 140 and the case 130.
  • a plurality of notches 124 may be formed in the bearing 120 so as to be concave downward from the upper end 123 of the bearing 120.
  • the plurality of notches 124 are arranged at equal intervals along the circumferential direction. Since the plurality of notches 124 are formed in the upper end 123 of the bearing 120, the bearing 120 manufactured in a predetermined shape can be easily separated from the mold for manufacturing the bearing 120. In addition, the ball 111 can be easily accommodated into the interior of the bearing 120 through the upper end 123 thereof.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line V-V shown in Fig.
  • the line V-V shown in Fig. 1 is located on the two notches 124 facing each other.
  • Fig. 6 is a partially enlarged view of Fig. 5.
  • the insert molding portion 140 may be filled in a plurality of notches 124.
  • the insert molding part 140 has the same curved surface as the inner circumferential surface 121 of the bearing 120 and the upper end 141 of the insert molding part 140 has the same height as the upper end 132 of the bearing 120 So that a plurality of notches 124 are filled.
  • the upper end 141 of the insert molding part 140 which is filled in the notches 124, abuts the stopper 132 of the case 130. That is, the upper end 123 of the bearing 120 shown in FIGS. 3 and 4 and the upper end 141 of the insert molding part 140 shown in FIGS. 5 and 6 abut on the stopper 132.
  • the contact area between the bearing 120 and the insert molding part 140 is widened, so that the coupling force between the bearing 120 and the insert molding part 140 can be increased. Since the insert molding part 140 is filled in the plurality of cutouts 124 that are intermittently arranged, when the bearing assembly 100 is used, the bearing 120 rotates relative to the insert molding part 140 Can be prevented.
  • the stopper 132 may be in the shape of a ring extending inwardly from the upper end of the inner circumferential surface 131 of the case 130.
  • the inner diameter ID2 of the stopper 132 may be set to be smaller than the maximum outer diameter OD1 of the ball 111.
  • the ball 111 can be supported by the ring-shaped stopper 132.
  • the case 130 may be made of a metal material comprising carbon steel or chromium-molybdenum steel.
  • the case 130 made of a metal can be manufactured through a forging process.
  • the case 130 may be manufactured by press molding a pipe material. In this case, the process is relatively simple and the manufacturing cost of the case 130 can be reduced.
  • FIG. 7 is a front view of the bearing shown in Fig. 8 is a bottom view of the bearing shown in Fig.
  • Figure 9 is a top view of the bearing shown in Figure 2;
  • the bearings 120 protrude from the outer circumferential surface 122 of the bearing 120 and are disposed at equal intervals along the circumferential direction of the outer circumferential surface 122 And may include a plurality of first guide ribs 125.
  • the first guide rib 125 can prevent the bearing 120 from moving or rotating relative to the case 130 during the injection molding of the insert molding part 140.
  • the first guide ribs 125 may be formed of four, but the present invention is not limited thereto. More than three first guide ribs 125 may be provided on the bearing 120 And may protrude from the outer circumferential surface 122.
  • the first guide ribs 125 may have a plate-like shape.
  • the first guide rib 125 may be configured to include a vertical extension portion 125a extending downward from the maximum outer diameter portion 120a of the bearing 120.
  • the maximum outer diameter portion 120a of the bearing 120 corresponds to the maximum outer diameter OD2 of the bearing 120.
  • the maximum outer diameter OD2 of the bearing 120 is formed to be larger than the maximum outer diameter OD1 of the ball 111.
  • the case 130 may include a vertical cylindrical portion 133 abutting the vertical extension 125a of the first guide rib 125.
  • the upper end 123 of the bearing 120 is kept in contact with the stopper 132 of the case 130, It is possible to keep the portion 125a in contact with the vertical cylindrical portion 133 of the case 130.
  • the upper end 123 of the bearing 120 is supported not only by the stopper 132 but also by the upper end 123 of the bearing 120,
  • the guide rib 125 can be supported by the vertical cylindrical portion 133. That is, the bearing 120 may be supported by the case 130 at the upper and lower portions of the bearing 120.
  • the bearing 120 can be prevented from rotating relative to the case 130 or the insert molding part 140.
  • the bearing 120 protrudes from the outer circumferential surface 122 of the bearing 120 and has a plurality of first guide ribs 125, which are adjacent to each other, And a plurality of second guide ribs 126 spaced at equal intervals along the circumferential direction of the outer circumferential surface 122 of the bearing 120 between the first guide ribs 125.
  • the plurality of second guide ribs 126 may form a flow path such that the insert molding part 140 in a molten state during the injection molding of the insert molding part 140 is uniformly dispersed in the outer peripheral surface 122 of the bearing 120 .
  • the outer peripheral surface 122 of the bearing 120 can receive the injection pressure constantly. As a result, it is possible to prevent the bearing 120 from moving or rotating relative to the case 130 during the injection molding of the insert molding part 140.
  • a plurality of concave portions 134 and a plurality of convex portions 135 are formed alternately in the vertical direction on the inner peripheral surface 131 of the case 130 .
  • the concave portion 134 and the convex portion 135 may be formed as irregularities or uneven surfaces.
  • the insert molding portion 140 is filled with the plurality of concave portions 134 and the plurality of convex portions 135 so that the contact area between the inner circumferential surface 131 of the case 130 and the insert molding portion 140 is widened . As a result, the coupling force between the case 130 and the insert molding portion 140 can be increased.
  • a plurality of grooves 127 may be formed on the inner circumferential surface 121 of the bearing 120 in one embodiment.
  • the groove 127 may include a plurality of first grooves 127a extending in a direction perpendicular to the upper end 123 of the bearing 120. [
  • the plurality of first grooves 127a may be arranged at equal intervals along the circumferential direction.
  • the groove 127 may include a plurality of second grooves 127b extending in a direction parallel to the upper end 123 of the bearing 120.
  • a plurality of first grooves 127a and a plurality of second grooves 127b may be formed on the inner circumferential surface 121 of the bearing 120.
  • the plurality of first grooves 127a and the plurality of second grooves 127b may be formed on the inner circumferential surface 121 of the bearing 120, All can be formed.
  • a plurality of grooves 127 may be filled with a lubricant, for example grease, to help the ball 111 rotate smoothly within the bearing 120.
  • the ball joint assembly 100 may be manufactured to include the insert molding portion 140 and used in various suspension arms. In another embodiment, the ball joint assembly 100 does not include the insert molding portion 140, and the insert molding portion of the hybrid suspension arm formed at the time of manufacturing the hybrid suspension arm fixes the bearing 120 to the case 130 .

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Abstract

본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트 조립체는, 볼 조인트 조립체는, 구형의 볼과 볼의 상방으로 연장하는 로드를 포함하는 볼 스터드, 볼이 수용되는 베어링, 베어링의 외주면으로부터 이격되는 내주면, 베어링의 상단을 지지하는 스토퍼를 포함하는 케이스, 및 베어링의 외주면과 케이스의 내주면 사이의 이격 공간에 충진되고 케이스의 하부의 적어도 일부와 베어링의 하부를 감싸도록 형성되어, 베어링을 케이스에 고정하는 인서트 몰딩부를 포함한다.

Description

볼 조인트 조립체
본 개시는 볼 조인트 조립체에 관한 것이다.
차량의 현가 장치는 차체와 차륜을 연결하는 장치이다. 종래의 현가 장치는 일반적으로 노면으로부터 차체로 전달되는 진동이나 충격을 흡수하는 스프링, 스프링의 작동을 조절하는 쇽 업소버(shock absorber) 및 차륜의 작동을 제어하는 현가암 또는 현가링크를 포함한다.
이러한 현가 장치는 차륜의 작동을 제어하는 방식에 따라 스윙 암식(swing arm type), 위시본식(wishbone type) 또는 맥퍼슨 스트럿식(Macpherson strut type)으로 분류될 수 있다. 예를 들어, 위시본식 현가 장치는 차륜과 체결된 너클을 차체에 연결하는 현가암(로워 컨트롤 암)을 가진다. 이러한 구성 하에서, 현가암의 일단은 차체를 구성하는 크로스 멤버나 서브 프레임에 연결되고, 현가암의 타단은 볼 조인트를 통해 너클에 연결될 수 있다. 여기서, 볼 조인트는 볼과 로드를 가지는 볼 스터드, 볼을 수용하는 베어링 및 볼과 베어링을 수용하는 케이스를 포함하고, 베어링의 상부 외주면과 케이스의 상부 내주면 사이에는 인서트 몰딩부가 형성된다. 이러한 구성을 통해 현가암은 차륜을 차체에 지지시키고, 차량의 주행 상황에 따라 차륜의 토우 인(toe-in)을 적절히 제어하여, 차량의 직진 주행성과 조향 안정성을 향상시킬 수 있다.
베어링의 상부 외주면과 케이스의 상부 내주면 사이에 인서트 몰딩부가 사출 될 때, 인서트 몰딩부의 사출 압력에 의해 베어링이 케이스에 대하여 상대적으로 이동하거나 회전될 수 있다. 이러한 이동 또는 회전은 볼 조인트의 제조시 불량률을 향상시키고, 볼 조인트의 생산성을 저하시킬 수 있다. 나아가, 이러한 베어링 내에 볼 조인트를 사용했을 때 볼 조인트의 내구성까지 저하될 수 있다.
본 개시는, 상술한 종래 기술의 결함을 해결하기 위한 것으로, 인서트 몰딩부의 사출 시에도 베어링이 케이스에 대하여 정위치를 유지할 수 있는 볼 조인트 조립체를 제공한다.
본 개시의 일 측면에 따른 실시예들은 볼 조인트 조립체에 관련된다. 예시적 실시예에 따른 볼 조인트 조립체는, 구형의 볼과 볼의 상방으로 연장하는 로드를 포함하는 볼 스터드; 볼이 수용되는 베어링과, 베어링의 외주면으로부터 이격되는 내주면; 베어링의 상단을 지지하는 스토퍼를 포함하는 케이스; 및 베어링의 외주면과 케이스의 내주면 사이의 이격 공간에 충진되고 케이스의 하부의 적어도 일부와 베어링의 하부를 감싸도록 형성되어, 베어링을 케이스에 고정하는 인서트 몰딩부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 베어링에는 복수 개의 절결부가 베어링의 상단으로부터 하방을 향해 오목하게 형성될 수 있다. 복수 개의 절결부는 원주방향을 따라 등 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 인서트 몰딩부는 복수 개의 절결부에 충진될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 스토퍼는 케이스의 내주면의 상단으로부터 내측으로 연장하는 링 형상일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 스토퍼의 내경은 볼의 최대 외경보다 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 베어링의 상단의 내경은 볼의 최대 외경보다 작을 수 있다.
일 실시예에 있어서, 베어링은 베어링의 외주면으로부터 돌출하고 외주면의 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 배치되는 복수 개의 제1 가이드 리브를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 복수 개의 제1 가이드 리브의 각각은 베어링의 최대 외경부로부터 하방으로 연장하는 수직 연장부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 케이스는 수직 연장부와 맞닿는 수직 원통부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 베어링은 베어링의 외주면으로부터 돌출하고 복수 개의 제1 가이드 리브 중 인접하는 제1 가이드 리브의 사이에서 외주면의 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 배치되는 복수 개의 제2 가이드 리브를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 케이스의 내주면에는 상하 방향으로 복수 개의 오목부와 복수 개의 볼록부가 번갈아가며 형성될 수 있다.
일 실시예에 따른 볼 조인트 조립체에 의하면, 베어링의 외주면이 케이스의 내주면으로부터 이격되어 있고, 베어링의 상단이 케이스의 스토퍼에 의해 지지되므로, 인서트 몰딩부의 사출 압력에 의해 베어링이 케이스에 대하여 상대적으로 이동하거나 회전되는 것이 방지될 수 있다. 볼 조인트 조립체의 제조 시 불량률이 낮아져서 볼 조인트 조립체의 생산성이 향상될 수 있다. 또한, 이러한 베어링 내에서 볼 조인트 조립체의 사용 시, 볼 조인트 조립체의 내구성 또한 향상될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트 조립체를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 볼 조인트 조립체의 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 도시된 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다.
도 4는 도 3의 부분확대도이다.
도 5는 도 1에 도시된 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도이다.
도 6은 도 5의 부분확대도이다.
도 7은 도 2에 도시된 베어링의 정면도이다.
도 8은 도 2에 도시된 베어링의 저면도이다.
도 9는 도 2에 도시된 베어링의 평면도이다.
<부호의 설명>
100: 볼 조인트 조립체, 110: 볼 스터드, 111: 볼, 112: 로드, 120: 베어링, 121: 내주면, 122: 외주면, 123: 상단, 124: 절결부, 125: 제1 가이드 리브, 125a: 수직 연장부, 126: 제2 가이드 리브, 127: 그루브, 127a: 제1 그루브, 127b: 제2 그루브, 130: 케이스, 131: 내주면, 132: 스토퍼, 133: 수직 원통부, 134: 오목부, 135: 볼록부, 140: 인서트 몰딩부, 141: 상단
본 개시의 실시예들은 본 개시의 기술적 사상을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것이다. 본 개시에 따른 권리범위가 이하에 제시되는 실시예들이나 이들 실시예들에 대한 구체적 설명으로 한정되는 것은 아니다.
본 개시에 사용되는 모든 기술적 용어들 및 과학적 용어들은, 달리 정의되지 않는 한, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 개시에 사용되는 모든 용어들은 본 개시를 더욱 명확히 설명하기 위한 목적으로 선택된 것이며 본 개시에 따른 권리범위를 제한하기 위해 선택된 것이 아니다.
본 개시에서 사용되는 "포함하는", "구비하는", "갖는" 등과 같은 표현은, 해당 표현이 포함되는 어구 또는 문장에서 달리 언급되지 않는 한, 다른 실시예를 포함할 가능성을 내포하는 개방형 용어(open-ended terms)로 이해되어야 한다.
본 개시에서 기술된 단수형의 표현은 달리 언급하지 않는 한 복수형의 의미를 포함할 수 있으며, 이는 청구범위에 기재된 단수형의 표현에도 마찬가지로 적용된다.
본 개시에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 경우, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로, 또는 새로운 다른 구성요소를 매개로 하여 연결될 수 있거나 접속될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 사용되는 "상방", "상" 등의 방향지시어는 첨부된 도면에서 볼 스터드의 로드가 볼에 대해 위치하는 방향을 기준으로 하고, "하방", "하" 등의 방향지시어는 그 반대 방향을 의미한다. 첨부된 도면에 도시하는 로드와 볼은 달리 배향될 수도 있으며, 이 방향지시어들은 그에 맞추어 해석될 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 개시의 실시예들을 설명한다. 첨부된 도면에서, 동일하거나 대응하는 구성요소에는 동일한 참조부호가 부여되어 있다. 또한, 이하의 실시예들의 설명에 있어서, 동일하거나 대응하는 구성요소를 중복하여 기술하는 것이 생략될 수 있다. 그러나, 구성요소에 관한 기술이 생략되어도, 그러한 구성요소가 어떤 실시예에 포함되지 않는 것으로 의도되지는 않는다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트 조립체(100)를 나타낸 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 볼 조인트 조립체(100)의 분해사시도이다. 도 3은 도 1에 도시된 Ⅲ-Ⅲ선을 따라 취한 단면도이다. 도 4는 도 3의 부분확대도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트 조립체(100)는 볼 스터드(110), 베어링(120), 케이스(130) 및 인서트 몰딩부(140)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 볼 스터드(110)는 구형의 볼(111)과 로드(rod)(112)를 포함한다. 로드(112)는 볼(111)의 상단으로부터 연장하고 볼(111)과 일체로 형성될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 로드(112)의 하단이 볼(111)의 상단에 연결되고 로드(112)의 상단이 차량의 너클에 결합되도록 구성된다.
베어링(120)은 볼 스터드(110)의 볼(111)의 적어도 일부를 수용할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 베어링(120)의 내주면(121)은 볼 스터드(110)의 볼(111)과 맞닿도록 부분적인 구형상으로 이루어질 수 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 베어링(120)의 상단(123)의 내경(ID1)은 볼(111)의 최대 외경(OD1)보다 작게 설정될 수 있다. 따라서, 볼(111)이 베어링(120)으로부터 이탈하는 것을 방지할 수 있다.
케이스(130)는 내주면(131)과 스토퍼(132)를 구비하도록 구성된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 케이스(130)의 내주면(131)은 베어링(120)의 외주면(122)으로부터 이격되도록 구성된다. 이에 따라, 케이스(130)의 내주면(131)과 베어링(120)의 외주면(122) 사이에는 이격 공간이 형성될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 스토퍼(132)는 베어링(120)의 상단(123)을 지지하도록 구성된다. 이러한 구성 하에서, 인서트 몰딩부(140)의 용융된 상태로 베어링(120)의 하부를 향해 고압으로 사출되더라도, 베어링(120)은 스토퍼(132)에 의해 지지되므로, 케이스(130)에 대하여 상대적으로 이동하거나 회전하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 볼 조인트 조립체(100)의 사용 시 베어링(120)은 스토퍼(132)의 지지에 의해 지지되므로, 베어링(120)이 케이스(130)에 대하여 상방으로 이동하는 것이 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 인서트 몰딩부(140)는 용융된 상태로 베어링(120)의 하방으로부터 주입될 수 있다. 이에 따라, 도 3에 도시된 바와 같이, 베어링(120)의 외주면(122)과 케이스(130)의 내주면(131) 사이의 이격 공간에 충진될 수 있다. 인서트 몰딩부(140)는 베어링(120)의 외주면을 전체적으로 감싸도록 주입되고 경화되므로, 베어링(120)을 볼(111)에 대하여 균일한 압력으로 가압할 수 있다. 따라서, 볼(111)과 베어링(120) 사이에는 균일한 마찰력이 작용하고, 볼(111)이 베어링(120)에 대하여 원활하게 회전할 수 있다. 그 결과, 볼 조인트 조립체(100)의 저토크 사양을 실현할 수 있다.
인서트 몰딩부(140)는, 케이스(130)의 하부의 적어도 일부와 베어링(120)의 하부를 감싸도록 형성되어, 베어링(120)을 케이스(130)에 고정할 수 있다. 인서트 몰딩부(140)는 용융된 상태로부터 경화되어 베어링(120)을 케이스(130)에 고정하거나 베어링(120)과 케이스(130)를 서로 결합시킬 수 있다. 인서트 몰딩부(140)와 케이스(130) 사이의 결합력을 증대시키기 위해, 인서트 몰딩부(140)와 케이스(130)의 하부에는 상보적인 요철 형상을 가질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 2에 도시된 바와 같이, 베어링(120)에는 복수 개의 절결부(124)가 베어링(120)의 상단(123)으로부터 하방을 향해 오목하게 형성될 수 있다. 복수 개의 절결부(124)는 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 배치된다. 복수 개의 절결부(124)가 베어링(120)의 상단(123)에 형성되므로, 미리 결정된 형상으로 제작된 베어링(120)이 베어링(120)을 제작하기 위한 금형으로부터 용이하게 분리될 수 있다. 또한, 볼(111)이 베어링(120)의 상단(123)을 통해 내부로 용이하게 수용될 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 Ⅴ-Ⅴ선을 따라 취한 단면도이다. 도 1에 도시된 V-V선은 마주보는 2개의 절결부(124) 상에 위치한다. 도 6은 도 5의 부분확대도이다.
일 실시예에 있어서, 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 인서트 몰딩부(140)는 복수 개의 절결부(124)에 충진될 수 있다. 예를 들어, 인서트 몰딩부(140)는 베어링(120)의 내주면(121)과 동일한 곡면을 이루고 인서트 몰딩부(140)의 상단(141)이 베어링(120)의 상단(132)과 동일한 높이를 이루도록 복수 개의 절결부(124)에 충진된다. 이에 더하여, 복수 개의 절결부(124)에 충진되는 인서트 몰딩부(140)의 상단(141)은 케이스(130)의 스토퍼(132)에 맞닿는다. 즉, 도 3 및 도 4에 도시된 베어링(120)의 상단(123)과 도 5 및 도 6에 도시된 인서트 몰딩부(140)의 상단(141)이 스토퍼(132)에 맞닿는다. 이러한 구성 하에서, 베어링(120)과 인서트 몰딩부(140) 사이의 접촉면적이 넓어지므로, 베어링(120)과 인서트 몰딩부(140) 사이의 결합력이 증대될 수 있다. 또한, 인서트 몰딩부(140)가 단속적으로 배열되는 복수 개의 절결부(124)에 충진되므로, 베어링 조립체(100)의 사용 시, 베어링(120)이 인서트 몰딩부(140)에 대하여 상대적으로 회전하는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 3에 도시된 바와 같이, 스토퍼(132)는 케이스(130)의 내주면(131)의 상단으로부터 내측으로 연장하는 링 형상일 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 스토퍼(132)의 내경(ID2)은 볼(111)의 최대 외경(OD1)보다 작게 설정될 수 있다. 따라서, 볼 스터드(110)가 베어링(120)으로부터 분리되는 방향으로 강한 힘이 작용하는 경우에도, 볼(111)이 링 형상의 스토퍼(132)에 의해 지지될 수 있다. 즉, 케이스(130)가 볼(111)의 최대 외경(OD1)보다 작은 내경(ID2)을 가지는 링 형상의 스토퍼(132)를 포함하므로, 케이스(130)가 볼(111)을 구속하는 최대 강도가 향상될 수 있다. 따라서, 볼 조인트 조립체(100)의 내구성이 향상될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 케이스(130)는 탄소강 또는 크롬-몰리브덴강을 포함하는 금속재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 금속 재질로 이루어진 케이스(130)는 단조 공정을 통해 제작될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 케이스(130)는 파이프 소재를 프레스 성형하여 제작될 수 있다. 이 경우, 공정이 비교적 간단하여, 케이스(130)의 제조비용이 절감될 수 있다.
도 7은 도 2에 도시된 베어링의 정면도이다. 도 8은 도 2에 도시된 베어링의 저면도이다. 도 9는 도 2에 도시된 베어링의 평면도이다.
일 실시예에 있어서, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 베어링(120)은 베어링(120)의 외주면(122)으로부터 돌출하고 외주면(122)의 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 배치되는 복수 개의 제1 가이드 리브(125)를 포함할 수 있다. 제1 가이드 리브(125)는 인서트 몰딩부(140)의 사출 성형 시 베어링(120)이 케이스(130)에 대해 상대적으로 이동하거나 회전하는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 가이드 리브(125)는 4개로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지 않고, 3개 이상의 제1 가이드 리브(125)가 베어링(120)의 외주면(122)으로부터 돌출되어 형성될 수 있다. 또한, 제1 가이드 리브(125)는 판상형으로 이루어질 수 있다. 제1 가이드 리브(125)는 베어링(120)의 최대 외경부(120a)로부터 하방으로 연장하는 수직 연장부(125a)를 포함하도록 구성될 수 있다. 베어링(120)의 최대 외경부(120a)는 베어링(120)의 최대 외경(OD2)에 대응한다. 베어링(120)의 최대 외경(OD2)은 볼(111)의 최대 외경(OD1)보다 크게 형성된다.
일 실시예에 있어서, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 케이스(130)는 제1 가이드 리브(125)의 수직 연장부(125a)와 맞닿는 수직 원통부(133)를 포함할 수 있다. 볼(111)과 결합된 베어링(120)이 케이스(130)의 내부에 위치되면, 베어링(120)의 상단(123)이 케이스(130)의 스토퍼(132)에 맞닿은 상태를 유지하며, 수직 연장부(125a)가 케이스(130)의 수직 원통부(133)와 맞닿은 상태를 유지할 수 있다. 이러한 구성 하에서, 인서트 몰딩부(140)가 용융된 상태로 베어링(120)의 하부를 향해 고압으로 사출되더라도, 베어링(120)의 상단(123)이 스토퍼(132)에 의해 지지될 뿐만 아니라 제1 가이드 리브(125)가 수직 원통부(133)에 의해 지지될 수 있다. 즉, 베어링(120)은 베어링(120)의 상단 및 하부에 있어서 케이스(130)에 의해 지지될 수 있다. 이에 따라, 인서트 몰딩부(140)의 사출 성형 시, 베어링(120)이 케이스(130)에 대하여 상대적으로 이동하거나 회전하는 것이 효과적으로 방지될 수 있다. 더욱이, 인서트 몰딩부(140)가 복수 개의 제1 가이드 리브(125), 베어링(120)의 외주면(122) 및 케이스(130)의 내주면(131)이 이루는 공간에 충진되므로, 볼 조인트 조립체(100)의 사용 시 베어링(120)이 케이스(130) 또는 인서트 몰딩부(140)에 대하여 상대적으로 회전하는 것이 방지될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 베어링(120)은 베어링(120)의 외주면(122)으로부터 돌출하고 복수 개의 제1 가이드 리브(125) 중 인접하는 제1 가이드 리브(125)의 사이에서 베어링(120)의 외주면(122)의 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 배치되는 복수 개의 제2 가이드 리브(126)를 더 포함할 수 있다. 복수 개의 제2 가이드 리브(126)는 인서트 몰딩부(140)의 사출 성형 시 용융된 상태의 인서트 몰딩부(140)가 베어링(120)의 외주면(122)으로 고르게 분산되도록 유로를 형성할 수 있다. 따라서, 인서트 몰딩부(140)가 용융된 상태로 베어링(120)의 하부를 향해 고압으로 사출되더라도, 베어링(120)의 외주면(122)은 사출압력을 일정하게 받을 수 있다. 그 결과, 인서트 몰딩부(140)의 사출 성형 시, 베어링(120)이 케이스(130)에 대하여 상대적으로 이동하거나 회전하는 것을 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 케이스(130)의 내주면(131)에는 상하 방향으로 복수 개의 오목부(134)와 복수 개의 볼록부(135)가 번갈아가며 형성될 수 있다. 예를 들면, 오목부(134)와 볼록부(135)가 요철부 또는 요철면으로 형성될 수 있다. 인서트 몰딩부(140)가 복수 개의 오목부(134)와 복수 개의 볼록부(135)에 맞닿도록 충진되므로, 케이스(130)의 내주면(131)과 인서트 몰딩부(140)의 접촉면적이 넓어질 수 있다. 그 결과, 케이스(130)와 인서트 몰딩부(140) 사이의 결합력이 증대될 수 있다.
도 2 및 도 9에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 베어링(120)의 내주면(121)에는 복수 개의 그루브(127)가 형성될 수 있다. 그루브(127)는 베어링(120)의 상단(123)에 대하여 수직한 방향으로 연장하는 복수 개의 제1 그루브(127a)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 복수 개의 제1 그루브(127a)는 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 배열될 수 있다. 그루브(127)는 베어링(120)의 상단(123)에 평행한 방향으로 연장하는 복수 개의 제2 그루브(127b)를 포함할 수 있다. 베어링(120)의 내주면(121)에는 복수 개의 제1 그루브(127a) 또는 복수 개의 제2 그루브(127b) 중 어느 하나가 형성되거나 복수 개의 제1 그루브(127a) 및 복수 개의 제2 그루브(127b) 모두가 형성될 수 있다. 복수 개의 그루브(127)에는 윤활 물질, 예를 들어 그리스(grease)가 주입되어, 볼(111)이 베어링(120) 내에서 원활하게 회전하도록 도울 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트 조립체(100)는 인서트 몰딩부(140)를 포함하도록 제조되어 각종 현가암에 장착되어 사용될 수 있다. 다른 실시예로서, 볼 조인트 조립체(100)는 인서트 몰딩부(140)를 포함하지 않고, 하이브리드 현가암의 제작 시에 형성되는 하이브리드 현가암의 인서트 몰딩부가 베어링(120)을 케이스(130)에 고정하도록 구성될 수도 있다.
이상 일부 실시예들과 첨부된 도면에 도시된 예에 의해 본 개시의 기술적 사상이 설명되었지만, 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이해할 수 있는 본 개시의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 치환, 변형 및 변경이 이루어질 수 있다는 점을 알아야 할 것이다. 또한, 그러한 치환, 변형 및 변경은 첨부된 청구범위 내에 속하는 것으로 생각되어야 한다.

Claims (11)

  1. 구형의 볼과 상기 볼의 상방으로 연장하는 로드를 포함하는 볼 스터드;
    상기 볼이 수용되는 베어링;
    상기 베어링의 외주면으로부터 이격되는 내주면과, 상기 베어링의 상단을 지지하는 스토퍼를 포함하는 케이스; 및
    상기 베어링의 외주면과 상기 케이스의 내주면 사이의 이격 공간에 충진되고 상기 케이스의 하부의 적어도 일부와 상기 베어링의 하부를 감싸도록 형성되어, 상기 베어링을 상기 케이스에 고정하는 인서트 몰딩부
    를 포함하는 볼 조인트 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 베어링에는 복수 개의 절결부가 상기 베어링의 상단으로부터 하방을 향해 오목하게 형성되고,
    상기 복수 개의 절결부는 원주방향을 따라 등 간격으로 이격되어 배치되는, 볼 조인트 조립체.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 인서트 몰딩부는 상기 복수 개의 절결부에 충진되는, 볼 조인트 조립체.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 케이스의 내주면의 상단으로부터 내측으로 연장하는 링 형상인, 볼 조인트 조립체.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스토퍼의 내경은 상기 볼의 최대 외경보다 작은, 볼 조인트 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베어링의 상단의 내경은 상기 볼의 최대 외경보다 작은, 볼 조인트 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 베어링은 상기 베어링의 외주면으로부터 돌출하고 상기 외주면의 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 배치되는 복수 개의 제1 가이드 리브를 더 포함하는, 볼 조인트 조립체.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 가이드 리브의 각각은 상기 베어링의 최대 외경부로부터 하방으로 연장하는 수직 연장부를 포함하는, 볼 조인트 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 케이스는 상기 수직 연장부와 맞닿는 수직 원통부를 포함하는, 볼 조인트 조립체.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 베어링은 상기 베어링의 외주면으로부터 돌출하고 상기 복수 개의 제1 가이드 리브 중 인접하는 제1 가이드 리브의 사이에서 상기 외주면의 원주방향을 따라 등간격으로 이격되어 배치되는 복수 개의 제2 가이드 리브를 더 포함하는, 볼 조인트 조립체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 케이스의 내주면에는 상하 방향으로 복수 개의 오목부와 복수 개의 볼록부가 번갈아가며 형성되는, 볼 조인트 조립체.
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