WO2020111795A1 - 볼 조인트, 이를 포함하는 현가 장치, 및 볼 조인트의 제조 방법 - Google Patents

볼 조인트, 이를 포함하는 현가 장치, 및 볼 조인트의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
WO2020111795A1
WO2020111795A1 PCT/KR2019/016519 KR2019016519W WO2020111795A1 WO 2020111795 A1 WO2020111795 A1 WO 2020111795A1 KR 2019016519 W KR2019016519 W KR 2019016519W WO 2020111795 A1 WO2020111795 A1 WO 2020111795A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
bearing
holes
outer pipe
pipe
ball joint
Prior art date
Application number
PCT/KR2019/016519
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
손광락
이병관
Original Assignee
주식회사 일진
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 일진 filed Critical 주식회사 일진
Publication of WO2020111795A1 publication Critical patent/WO2020111795A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G7/00—Pivoted suspension arms; Accessories thereof
    • B60G7/005—Ball joints
    • 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
    • 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
    • F16C11/0685—Manufacture of ball-joints and parts thereof, e.g. assembly of ball-joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/40—Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
    • B60G2204/416—Ball or spherical joints
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/40—Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
    • B60G2204/418—Bearings, e.g. ball or roller bearings
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2204/00—Indexing codes related to suspensions per se or to auxiliary parts
    • B60G2204/40—Auxiliary suspension parts; Adjustment of suspensions
    • B60G2204/43—Fittings, brackets or knuckles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/012—Hollow or tubular elements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60G—VEHICLE SUSPENSION ARRANGEMENTS
    • B60G2206/00—Indexing codes related to the manufacturing of suspensions: constructional features, the materials used, procedures or tools
    • B60G2206/01—Constructional features of suspension elements, e.g. arms, dampers, springs
    • B60G2206/80—Manufacturing procedures
    • B60G2206/81—Shaping
    • B60G2206/8103—Shaping by folding or bending

Definitions

  • the present disclosure relates to a ball joint, a suspension device comprising the same, and a method for manufacturing the ball joint.
  • the suspension device of a vehicle is a device that connects a vehicle body and a wheel.
  • Suspension devices are springs that absorb vibrations or shocks transmitted from the road surface to the vehicle body, shock absorbers that regulate the operation of the springs, suspension arms or suspension links that control the operation of the wheels. It includes.
  • Suspension devices are classified into a swing arm type, a wishbone type, and a Macpherson strut type according to a method of controlling the operation of the wheel.
  • the wishbone suspension system has a suspension arm connecting the knuckle engaged with the wheel to the vehicle body. That is, one end of the suspension arm is connected to a cross member or subframe constituting a vehicle body through a ball joint or a bush assembly, and the other end of the suspension arm is connected to a knuckle through a ball joint.
  • ball joints are ball studs; Bearings surrounding the ball studs; It includes an outer case coupled with a bearing.
  • a protrusion or recess is formed on the inner circumferential surface of the outer case.
  • a protruding portion or a concave portion is formed on the inner circumferential surface of the outer case through a post-processing process, so that the manufacturing cost of the ball joint is increased and the manufacturing time can be extended.
  • the present disclosure provides a ball joint including an outer pipe having a plurality of holes formed therein and an insert molding portion filled in a plurality of holes, a suspension device including the same, and a method for manufacturing the ball joint.
  • a ball joint according to an exemplary embodiment includes a bearing having a hollow portion; An inner pipe accommodated in the hollow portion of the bearing and rotated relative to the bearing; An outer pipe in which a plurality of holes are formed and spaced apart from the bearing in an outer radial direction; And an insert molding portion including a plurality of protrusions projecting radially outward from the cylindrical portion so as to be filled in a plurality of holes of the outer pipe and the hollow cylindrical portion interposed between the bearing and the outer pipe so as to surround the bearing.
  • the outer pipe may be manufactured by forming a plurality of holes in a metal plate-shaped member and then bending it to have a pipe shape.
  • the outer pipe may be manufactured by forming a plurality of holes in a metal pipe-shaped member.
  • the plurality of holes, a plurality of first holes are arranged spaced apart in the circumferential direction from the central portion along the axial direction of the outer pipe; And a plurality of second holes spaced axially from the plurality of first holes and spaced along the circumferential direction.
  • the diameter of the plurality of first holes may be larger than the diameter of the plurality of second holes.
  • the outer circumferential surface of the bearing may be spaced apart along the circumferential direction to form a plurality of concave portions, and the plurality of concave portions may be filled with an insert molding portion.
  • the plurality of recesses include: a first recess arranged at one end along the axial direction of the bearing; And a second concave portion spaced apart from the first concave portion in the axial direction at the other end along the axial direction of the bearing.
  • the insert molding portion may include a stopper formed to protrude from the inner circumferential surface of the cylindrical portion and surround both axial ends of the bearing.
  • the stopper may be formed between the axial end of the bearing and the axial end of the outer pipe.
  • the insert molding portion may include an extension portion extending along the axial direction from both axial end portions of the cylindrical portion.
  • the thickness of the extension may be set to be thinner than the thickness of the cylindrical portion.
  • Embodiments according to one aspect of the present disclosure relate to a suspension device.
  • the suspension device according to the exemplary embodiment includes: a suspension arm having an inner pipe coupling; A knuckle with an outer pipe joint; A bearing having a hollow portion; An inner pipe accommodated in the hollow portion of the bearing and rotated relative to the bearing and connected to the inner pipe coupling portion of the suspension arm; A plurality of holes are formed, spaced apart from the bearing in the outer radial direction, the outer pipe being pressed into the outer pipe coupling portion of the knuckle; And an insert molding part including a plurality of protrusions projecting radially outward from the cylindrical part so as to be filled in a plurality of holes of the outer pipe and the hollow cylindrical part interposed between the bearing and the outer pipe so as to surround the bearing.
  • the outer pipe may be manufactured by forming a plurality of holes in a metal plate-shaped member and then bending it to have a pipe shape.
  • the outer pipe may be manufactured by forming a plurality of holes in a metal pipe-shaped member.
  • the plurality of holes, a plurality of first holes are arranged spaced apart in the circumferential direction from the central portion along the axial direction of the outer pipe; And a plurality of second holes spaced apart from the plurality of first holes in the axial direction, spaced along the circumferential direction, and having a diameter greater than the diameter of the first hole.
  • Embodiments according to one aspect of the present disclosure relate to a method of manufacturing a ball joint.
  • a method for manufacturing a ball joint according to an exemplary embodiment includes: manufacturing a bearing having a hollow portion; Arranging the inner pipe to rotate relative to the bearing and to be accommodated in the hollow portion of the bearing; Manufacturing an outer pipe to form a plurality of holes; Arranging the outer pipe to be spaced radially outward from the bearing; And forming an insert molding portion to include a hollow cylindrical portion interposed between the bearing and the outer pipe so as to surround the bearing and a plurality of protrusions filled in a plurality of holes of the outer pipe and projecting radially outward from the cylindrical portion. can do.
  • the step of manufacturing the outer pipe comprises: preparing a metal plate-shaped member; Forming a plurality of holes in the metal plate-shaped member; And bending a metal plate-shaped member having a plurality of holes to have a pipe shape.
  • the step of manufacturing the outer pipe comprises: preparing a metal plate-shaped member; Bending the metal plate-shaped member to have a pipe shape; And forming a plurality of holes in the member bent in a pipe shape.
  • the step of manufacturing the outer pipe comprises: manufacturing a metal pipe-shaped member; And forming a plurality of holes in the metal pipe-shaped member.
  • the plurality of holes, a plurality of first holes are arranged spaced apart in the circumferential direction from the central portion along the axial direction of the outer pipe; And a plurality of second holes spaced apart from the plurality of first holes in the axial direction, spaced along the circumferential direction, and having a larger diameter than the plurality of first holes.
  • a plurality of holes are formed in the outer pipe, and the insert molding portion is configured to include a plurality of protrusions projecting radially outward from the cylindrical portion so as to fill the plurality of holes of the outer pipe. Therefore, a process for machining for forming protrusions or recesses on the inner circumferential surface of the outer pipe can be eliminated for joining the outer pipe and the insert molding portion. Therefore, the outer pipe and the insert molding part can be firmly combined with each other while reducing the manufacturing cost of the ball joint and shortening the manufacturing time.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a ball joint according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1 taken along line II-II.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the bearing shown in FIG. 2.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the inner pipe shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the outer pipe shown in FIG. 2.
  • FIG. 6 is a cross-sectional perspective view showing a part of the insert molding part shown in FIG. 2 by cutting.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the dust cover shown in FIG. 2.
  • FIG. 8 is a table showing the axial play before and after the endurance test for a ball joint and a conventional mass production product according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a table showing the radial play before and after the endurance test for the ball joint and the conventional mass production according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view partially showing a suspension device according to an embodiment of the present disclosure.
  • 11 is a flow chart for explaining the flow of the manufacturing method of the ball joint according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 12 is a schematic process diagram showing an embodiment of an outer pipe manufacturing step illustrated in FIG. 11.
  • FIG. 13 is a schematic process diagram showing another embodiment of the outer pipe manufacturing step shown in FIG.
  • FIG. 14 is a process diagram showing another embodiment of the outer pipe manufacturing step shown in FIG.
  • a component when referred to as being “connected” to or “connected to” another component, that component may or may be directly connected to another component, or another new component. It should be understood that they can be connected or can be connected via elements.
  • axis direction may be defined as meaning a direction parallel to a rotational axis (RA) of the ball joint
  • radial direction may be defined as meaning a direction away from the rotation axis.
  • the "circumferential direction” may be defined to mean a direction surrounding the axial direction around the axial direction.
  • the direction of the axis of rotation of the ball joint may be simply referred to as the "axis direction”.
  • the arrow “AD” points to the axial direction along the axis RA of the ball joint.
  • the arrow “OR” indicates the outer radial direction away from the rotation axis RA in the radial direction of the ball joint with respect to the rotation axis RA, and the arrow “IR” is the inside opposite to the "OR” Point in the radial direction.
  • the arrow “CD” points in the circumferential direction.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a ball joint according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of FIG. 1 taken along line II-II.
  • the ball joint 100 according to an embodiment of the present disclosure includes: a bearing 110; Inner pipe 120; Outer pipe 130; It includes an insert molding portion 140.
  • the ball joint 100 may be configured to connect a suspension arm or suspension link, such as a lower control arm or upper control arm, to a vehicle body (eg, a knuckle).
  • a suspension arm or suspension link such as a lower control arm or upper control arm
  • the ball joint 100 may be understood as a type of a pillow ball joint or a bush assembly in which the inner pipe is configured to rotate relative to the outer pipe about the axis RA. have.
  • FIG. 3 is an exploded perspective view showing the bearing shown in FIG. 2.
  • the bearing 110 includes a hollow portion 111 accommodating a part of the inner pipe 120; An inner peripheral surface 112 corresponding to the shape of the spherical portion 121 of the inner pipe 120; And an outer circumferential surface 113 spaced by a predetermined thickness from the inner circumferential surface 112.
  • the bearing 110 may be manufactured by injection molding a synthetic resin material such as plastic.
  • a plurality of recesses 112a may be formed on the inner circumferential surface 112 of the bearing 110.
  • the plurality of recesses 112a is filled with a lubricant material (eg, grease) so that the inner pipe 120 can rotate smoothly with respect to the bearing 110.
  • the plurality of recesses 112a includes a plurality of first recesses 112aa spaced along the circumferential direction CD; A plurality of second recesses 112ab spaced along the circumferential direction CD and extending along the axial direction AD; And a plurality of third recesses 112ac extending along the circumferential direction and spaced apart in the axial direction AD.
  • a plurality of concave portions 113a are formed on the outer circumferential surface 113 of the bearing 110 to be spaced along the circumferential direction CD, and the insert molding portion 140 is provided on the concave portions 113a.
  • the concave portion 113a has a maximum width W1 along the circumferential direction CD at the axial end 114 and a width W2 gradually narrowing as it moves away from the axial end 114.
  • the concave portion 113a may have a maximum depth along the inner radial direction IR at the axial end 114 and a depth that gradually decreases as it moves away from the axial end 114.
  • the plurality of recesses (113a) is a first recess (113aa) arranged at one end along the axial direction (AD) of the bearing 110 and the axial direction (AD) of the bearing 110 It may include a second recess (113ab) that is arranged spaced apart from the first recess (113ab) in the axial direction (AD) at the other end. Since the first concave portion 113aa and the second concave portion 113ab are disposed at both axial ends of the bearing 110, the coupling force between the bearing 110 and the insert molding portion 140 may be further increased. As a result, it is possible to suppress or prevent the bearing 110 from rotating along the circumferential direction CD with respect to the insert molding portion 140.
  • the bearing 110 may include a first bearing 110a and a second bearing 110b detachable along the axial direction AD.
  • the first bearing 110a and the second bearing 110b may be coupled to each other by a snap fit method.
  • the first bearing 110a is formed with a protrusion 110aa protruding from the outer circumferential surface in the outer radial direction OR at the opposite end of the axial end 114, and the second bearing 110b has an axial end ( At the opposite end of 114), a concave groove 110ba may be formed in the outer radial direction OR from the inner circumferential surface.
  • the first bearing 110a is inserted from one end along the axial direction AD of the inner pipe 120 toward the spherical portion 121 of the inner pipe 120
  • the second bearing 110b is the inner It is inserted from the other end along the axial direction (AD) of the pipe 120 toward the spherical portion 121 of the inner pipe 120, so that the first bearing 110a and the second bearing 110b may be combined.
  • AD axial direction
  • the inner pipe 120 is forcibly pressed into the hollow portion 111 of the bearing 100, it is possible to prevent the bearing 100 from being deformed or damaged. As a result, frictional resistance between the bearing 100 and the inner pipe 120 can be reduced.
  • FIG. 4 is a perspective view showing the inner pipe shown in FIG. 2.
  • the inner pipe 120 is accommodated in the hollow portion 111 of the bearing 110 and configured to rotate relative to the bearing 110.
  • the inner pipe 120 is made of a metal material.
  • the inner pipe 120 may be manufactured by turning or drilling a metal rod member or pipe member.
  • the inner pipe 120 is a spherical portion 121 formed in the center along the axial direction (AD); An axial extension portion 122 extending from both ends along the axial direction AD of the spherical portion 121; And an inner circumferential portion 123 penetrating the inside of the spherical portion 121 and the axially extending portion 122.
  • the spherical portion 121 abuts the inner circumferential surface 112 of the bearing 110.
  • the spherical portion 121 may have a radius of curvature that is the same as the radius of curvature of the inner circumferential surface 112 of the bearing 110 so as to make full contact with the inner circumferential surface 112 of the bearing 110.
  • a part of the suspension arm or a part of the vehicle body is coupled to both ends of the axial direction of the axial extension part 122.
  • the axial extension portion 122 may be set so that a part of the suspension arm or a part of the vehicle body does not interfere with the outer pipe 130 when a part of the suspension arm or a part of the vehicle body is combined.
  • both axial ends 122a of the axial extension 122 may protrude in the axial direction AD than the axial end 134 of the outer pipe 130.
  • a bolt or shaft for connecting the ball joint 100 and the suspension arm is inserted into the inner circumference 123.
  • the inner diameter of the inner peripheral portion 123 may be set to correspond to the outer diameter of the bolt or shaft.
  • FIG. 5 is a perspective view showing the outer pipe shown in FIG. 2.
  • a plurality of holes 131 are formed in the outer pipe 130 and are spaced apart from the bearing 110 in the outer radial direction OR.
  • the outer pipe 130 may be configured to be coupled to a part of the vehicle body or a part of the suspension arm.
  • the outer pipe 130 may be press-fitted into an opening formed in a portion of the vehicle body or an opening formed in a portion of the suspension arm and coupled to a portion of the vehicle body or a portion of the suspension arm.
  • the outer pipe 130 may be manufactured by forming a plurality of holes 131 in a metal plate-shaped member and then bending it to have a pipe shape.
  • the outer pipe 130 may be manufactured by bending a metal plate-shaped member to have a pipe shape and then forming a plurality of holes 131 in the bent pipe-shaped member.
  • a plurality of holes 131 may be formed through a punching process, and the pipe-shaped outer pipe 130 may be manufactured by rolling a plate-shaped member.
  • the outer pipe 130 may include an uneven portion 132 and a groove portion 133 formed at both ends in the longitudinal direction of the plate-shaped member to maintain the pipe shape.
  • the outer pipe 130 may be manufactured by forming a plurality of holes 131 in a metal pipe-shaped member. That is, the outer pipe 130 may be configured to form a plurality of holes 131 through punching in a state in which the metal pipe-shaped member is fixed after the metal pipe-shaped member is manufactured.
  • the plurality of holes 131 is a plurality of first holes (131a) and a plurality of spaced apart along the circumferential direction (CD) in the central portion along the axial direction (AD) of the outer pipe 130 It may include a plurality of second holes 131b spaced apart from the first hole 131a in the axial direction AD and spaced along the circumferential direction CD.
  • the first hole 131a may be located within a range of the length L along the axial direction AD in which the bearing 110 is disposed.
  • the first hole 131a may be formed of a plurality of rows (for example, three rows) to be spaced apart from each other along the axial direction AD.
  • the first hole 131a arranged in one column may be arranged to be offset from each other along the circumferential direction CD with the first hole 131a arranged in another adjacent column.
  • the second hole 131b may be located outside the range of the length L along the axial direction AD in which the bearing 110 is disposed.
  • the second hole 131b is formed at both ends along the axial direction AD of the outer pipe 130 and can be configured in two rows.
  • the second holes 131b may be arranged to be offset from each other along the circumferential direction CD with the adjacent first holes 131a.
  • the plurality of holes 131 along the circumferential direction (CD) it is possible to minimize a decrease in the mechanical strength of the outer pipe 130 due to the formation of the plurality of holes 131.
  • the diameter of the plurality of first holes 131a may be larger than the diameter of the plurality of second holes 131b.
  • the diameter of the first hole 131a may be larger than the diameter of the second hole 131b.
  • FIG. 6 is a cross-sectional perspective view showing a part of the insert molding part shown in FIG. 2 by cutting.
  • the insert molding portion 140 includes a hollow cylindrical portion 141 and a plurality of protrusions 142.
  • the cylindrical portion 141 is interposed between the bearing 110 and the outer pipe 130 to surround the bearing 110.
  • the plurality of protrusions 142 protrude in the outer radial direction (OR) from the cylindrical portion 141 to be filled in the plurality of holes 131 of the outer pipe 130.
  • the insert molding part 140 surrounds the bearing 110 and fills a plurality of protrusions 142 in a plurality of holes 131 of the outer pipe 130 to integrally join the bearing 110 and the outer pipe 130. Plays a role.
  • the insert molding part 140 fixes the hollow part 111 and the inner pipe 120 of the bearing 110 to a part of the mold, and is spaced apart from the bearing 110 in the outer radial direction (OR)
  • the insert molding portion 140 may be made of a reinforced plastic material including glass fibers. Therefore, the insert molding unit 140 may more firmly couple the bearing 110 and the outer pipe 130.
  • the insert molding portion 140 may include a stopper 143 that protrudes from the inner circumferential surface of the cylindrical portion 141 and is formed to surround the axial end 114 of the bearing 110.
  • the stopper 143 serves to inhibit or prevent the bearing 110 from moving along the axial direction AD with respect to the insert molding portion 140.
  • the stopper 143 may be formed between the axial end 114 of the bearing 110 and the axial end 134 of the outer pipe 130.
  • the inner diameter of the stopper 143 may be formed larger than the inner diameter of the inner peripheral surface 112 of the bearing 110. When the inner diameter of the stopper 143 is formed smaller than the inner diameter of the inner circumferential surface 112 of the bearing 110, the stopper 143 interferes with the inner pipe 120, and frictional resistance may increase.
  • the insert molding portion 140 extends from the axial end of the cylindrical portion 141 to the axial end 134 of the outer pipe 130 along the axial direction AD 144 It may include.
  • the extension 144 is spaced apart from the inner pipe 120 in the outer radial direction (OR).
  • the thickness of the extension 144 may be set to be thinner than the thickness of the cylindrical portion 141. That is, the extension portion 144 that does not directly wrap or support the bearing 110 may have a thinner thickness than the cylindrical portion 141 that directly wraps or supports the bearing 110. Therefore, the weight of the entire ball joint 100 can be reduced.
  • the plurality of protrusions 142 may include a plurality of first protrusions 142a formed on the cylindrical portion 141 and a plurality of second protrusions 142b formed on the extension portion 144.
  • the first protrusions 142a may be composed of a plurality of rows (for example, three rows) to be spaced apart from each other along the axial direction AD.
  • the first protrusions 142a arranged in one column may be arranged to be offset from each other along the circumferential direction CD with the first protrusions 142a arranged in another adjacent column.
  • the second protrusions 142b may be formed in two rows of extensions 144 disposed at both ends along the axial direction AD.
  • the second protrusions 142b may be arranged to be offset from each other along the circumferential direction CD with the first protrusions 142a disposed adjacent to each other. As such, by arranging the plurality of protrusions 142 along the circumferential direction CD, it is possible to suppress or prevent the plurality of protrusions 142 from being deformed or damaged from the cylindrical portion 141.
  • FIG. 7 is a perspective view showing the dust cover shown in FIG. 2.
  • the ball joint 100 may further include a dust cover 150.
  • the dust cover 150 prevents foreign matter such as water or dust from entering between the bearing 110 and the inner pipe 120.
  • the dust cover 150 is made of a rubber material and can be manufactured through vulcanization.
  • the dust cover 150 has one end along the axial direction AD mounted on the axial extension 122 of the inner pipe 120 through a fixing ring 151 and the other end along the axial direction AD. It may be configured to be spaced apart from the extending portion 144 of the insert molding portion 140 in the inner radial direction (IR) through this connecting member.
  • the fixing ring 151 may be made of a metal material.
  • FIG. 8 is a table showing the axial play before and after the endurance test for a ball joint and a conventional mass production product according to an embodiment of the present disclosure.
  • an endurance test was performed under the same experimental conditions using the ball joint 100 according to an embodiment of the present disclosure as a test example and a conventional mass production product as a comparative example.
  • the experimental conditions for example, applying the maximum load and the minimum load along the radial direction as one cycle, repeated in a plurality of cycles, but set the number of repetitions differently.
  • the average values of the first and second test examples were about 50% of the average values of the first to sixth comparative examples. Therefore, it can be seen that the durability of the ball joint 100 according to an embodiment of the present disclosure is improved by about 2 times as compared with a conventional mass-produced product.
  • FIG. 9 is a table showing the radial play before and after the endurance test for the ball joint and the conventional mass production according to an embodiment of the present disclosure.
  • the ball joint 100 according to an embodiment of the present disclosure is used as a test example, and a conventional mass production product is used as a comparative example, and an endurance test is performed under the same experimental conditions.
  • the experimental conditions for example, applying the maximum load and the minimum load along the radial direction as one cycle, repeated in a plurality of cycles, but set the number of repetitions differently.
  • the average values of the first and second test examples were about 65% of the average values of the first to sixth comparative examples. Therefore, it can be seen that the durability of the ball joint 100 according to an embodiment of the present disclosure is improved by about 1.3 times the durability of a conventional mass-produced product.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view partially showing a suspension device according to an embodiment of the present disclosure.
  • the suspension device 1000 includes a suspension arm 200; Knuckle 300; Bearing 110; Inner pipe 120; Outer pipe 130; And an insert molding part 140.
  • the bearing 110, the inner pipe 120, the outer pipe 130, and the insert molding part 140 of the suspension device 1000 according to this embodiment are ball joints according to the embodiment shown in FIGS. 1 to 7
  • the bearing 110 of 100, the inner pipe 120, the outer pipe 130, and the insert molding part 140 may be configured identically or similarly. Therefore, the suspension arm 200 and the knuckle 300 will be described in detail below.
  • the suspension arm 200 has an inner pipe joint.
  • the suspension arm 200 may have a first inner pipe coupling portion 210 and a second inner pipe coupling portion 220 disposed at both ends of the inner pipe 120.
  • Bolt holes 211 and 221 may be formed in each of the first inner pipe coupling portion 210 and the second inner pipe coupling portion 220.
  • the bolt 230 penetrates the bolt hole 211 of the first inner pipe coupling portion 210, the inner circumferential portion 123 of the inner pipe 120, and the bolt hole 221 of the second inner pipe coupling portion 220.
  • the nut 240 is fastened to the bolt 230 protruding from the second inner pipe coupling part 220, so that the suspension arm 200 can be coupled to the inner pipe 120.
  • the suspension arm 200 and the inner pipe 120 coupled by the bolt 230 and the nut 240 provide an axis RA with respect to the bearing 110, the outer pipe 130, and the insert molding portion 140. Rotate relative to the center.
  • the suspension arm 200 may be composed of a lower control arm and an upper control arm.
  • the knuckle 300 has an outer pipe coupling 310.
  • a coupling hole 311 into which the outer pipe 130 of the ball joint 100 is inserted may be formed in the outer pipe coupling portion 310.
  • the outer pipe 130 may be fixed by being pressed into the outer coupling portion 310. That is, the outer pipe 130 is fixed to the knuckle 300, the suspension arm 200 and the inner pipe 120 are bearing 110, outer pipe 130, insert molding portion 140, and knuckle ( 300) is rotated relative to the axis RA.
  • 11 is a flow chart for explaining the flow of the manufacturing method of the ball joint according to an embodiment of the present disclosure.
  • the manufacturing method of the ball joint according to an embodiment of the present disclosure (S100), bearing manufacturing step (S110); Inner pipe arrangement step (S120); Outer pipe manufacturing step (S130), the outer pipe arrangement step (S140); And an insert molding part forming step (S150).
  • the bearing 110, the inner pipe 120, the outer pipe 130, and the insert molding part 140 are bearings according to the embodiments shown in FIGS. 1 to 7 110, the inner pipe 120, the outer pipe 130, and the insert molding portion 140 is configured the same or similar. Therefore, hereinafter, the outer pipe manufacturing step (S130) will be described in detail.
  • the bearing 110 includes a hollow portion 111; Inner peripheral surface 112; And it may be produced by injection molding a synthetic resin material such as plastic to have an outer peripheral surface (113).
  • the inner pipe 120 is disposed to rotate relative to the bearing 110 and accommodate the hollow portion 111 of the bearing 110. At this time, the inner pipe 120 may be fixed to a part of the mold.
  • a plurality of holes 131 may be formed in the outer pipe 130.
  • the outer pipe 130 is disposed to be spaced apart from the bearing 110 in the outer radial direction (OR).
  • the outer pipe 130 may be fixed to a part of the mold so that the separation distance between the outer pipe 130 and the bearing 110 is kept constant.
  • FIG. 12 is a schematic process diagram showing an embodiment of an outer pipe manufacturing step illustrated in FIG. 11.
  • the metal plate-shaped member preparation step (S131) the metal plate-shaped member 10 is cut and prepared to have a predetermined size and thickness.
  • a plurality of hole forming step (S132) a plurality of holes 131 are formed in the metal plate-shaped member 10 through punching.
  • the uneven portion 132 and the groove portion 133 may be formed at both ends in the longitudinal direction of the plate-shaped member so as to maintain the pipe shape.
  • the metal plate-shaped member 10 in which the plurality of holes 131 are formed in the plurality of hole forming steps (S132) is bent to have a pipe shape.
  • the uneven portion 132 formed at one end of the metal plate-shaped member 10 and the groove portion 133 formed at the other end of the metal plate-shaped member may be bent to mesh with each other.
  • FIG. 13 is a schematic process diagram showing another embodiment of the outer pipe manufacturing step shown in FIG.
  • the metal plate-shaped member preparation step (S231) the metal plate-shaped member is cut and prepared to have a predetermined size and thickness.
  • the uneven portion 132 and the groove portion 133 may be formed at both ends in the longitudinal direction of the plate-shaped member so as to maintain the pipe shape.
  • the metal plate-shaped member 10 is bent to have a pipe shape.
  • a plurality of hole forming step (S233) a plurality of holes 131 are formed through a punching process on the bent member in the pipe shape bending step (S232).
  • FIG. 14 is a process diagram showing another embodiment of the outer pipe manufacturing step shown in FIG.
  • the outer pipe manufacturing step (S330) may include a metal pipe-shaped member preparation step (S331) and a plurality of hole forming step (S332).
  • the metal pipe-shaped member preparation step (S331) the metal pipe-shaped member 20 is cut and prepared to have a predetermined axial length, diameter, and thickness.
  • a plurality of holes 131 are formed through a punching process on the metal pipe-shaped member 20.
  • the insert molding part 140 is a hollow cylindrical portion 141 and the outer pipe interposed between the bearing 110 and the outer pipe 130 to surround the bearing 110 ( It is formed to include a plurality of protrusions 142 filling the plurality of holes 131 of 130 and projecting in the outer radial direction OR from the cylindrical portion 141.

Landscapes

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

Abstract

본 개시의 일 측면에 따른 실시예들은 볼 조인트에 관련된다. 예시적 실시예에 따른 볼 조인트는, 중공부를 갖는 베어링; 베어링의 중공부에 수용되어 베어링에 대하여 상대 회전하는 이너 파이프; 다수의 홀이 형성되고 베어링으로부터 외측 반경방향으로 이격되어 배치되는 아우터 파이프; 및 베어링을 감싸도록 베어링과 아우터 파이프 사이에 개재되는 중공의 원통부 및 아우터 파이프의 다수의 홀에 충진되도록 원통부로부터 외측 반경방향으로 돌출하는 다수의 돌기를 포함하는 인서트 몰딩부를 포함한다.

Description

볼 조인트, 이를 포함하는 현가 장치, 및 볼 조인트의 제조 방법
본 개시는 볼 조인트, 이를 포함하는 현가 장치, 및 볼 조인트의 제조 방법에 관한 것이다.
차량의 현가 장치는 차체와 차륜을 연결하는 장치이다. 현가 장치는 노면으로부터 차체로 전달되는 진동이나 충격을 흡수하는 스프링과, 스프링의 작동을 조절하는 쇽 업소버(shock absorber), 차륜의 작동을 제어하는 현가 암(suspension arm) 또는 현가 링크(suspension link)를 포함한다.
현가 장치는 차륜의 작동을 제어하는 방식에 따라 스윙 암식(swing arm type), 위시본식(wishbone type), 및 맥퍼슨 스트럿식(Macpherson strut type)으로 분류된다. 위시본식 현가 장치는 차륜과 체결된 너클을 차체에 연결하는 현가 암을 가진다. 즉, 현가 암의 일단은 볼 조인트 또는 부시 조립체를 통해 차체를 구성하는 크로스 멤버나 서브 프레임에 연결되고, 현가 암의 타단은 볼 조인트를 통해 너클에 연결된다. 일반적으로, 볼 조인트는 볼 스터드; 볼 스터드를 감싸는 베어링; 베어링과 결합되는 아우터 케이스를 포함한다.
하지만, 종래의 볼 조인트에 있어서, 베어링과 아우터 케이스 사이의 결합력을 높이기 위해 아우터 케이스의 내주면에는 돌출부 또는 오목부가 형성되었다. 아우터 케이스를 제작한 이후에 후가공 공정을 통해 아우터 케이스의 내주면에 돌출부 또는 오목부가 형성되므로, 볼 조인트의 제조 비용이 상승되고 제조 시간이 연장될 수 있다.
본 개시는, 다수의 홀이 형성된 아우터 파이프 및 다수의 홀에 충진되는 인서트 몰딩부를 포함하는 볼 조인트, 이를 포함하는 현가 장치, 및 볼 조인트의 제조 방법을 제공한다.
본 개시의 일 측면에 따른 실시예들은 볼 조인트에 관련된다. 예시적 실시예에 따른 볼 조인트는, 중공부를 갖는 베어링; 베어링의 중공부에 수용되어 베어링에 대하여 상대 회전하는 이너 파이프; 다수의 홀이 형성되고 베어링으로부터 외측 반경방향으로 이격되어 배치되는 아우터 파이프; 및 베어링을 감싸도록 베어링과 아우터 파이프 사이에 개재되는 중공의 원통부 및 아우터 파이프의 다수의 홀에 충진되도록 원통부로부터 외측 반경방향으로 돌출하는 다수의 돌기를 포함하는 인서트 몰딩부를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 아우터 파이프는 금속 판 형상 부재에 다수의 홀을 형성한 다음 파이프 형상을 가지도록 절곡하여 제조될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 아우터 파이프는 금속 파이프 형상 부재에 다수의 홀을 형성하여 제조될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 다수의 홀은, 아우터 파이프의 축방향을 따른 중앙부에서 원주방향을 따라 이격되어 배열되는 복수의 제1 홀; 및 복수의 제1 홀로부터 축방향으로 이격되고 원주방향을 따라 이격되어 배열되는 복수의 제2 홀을 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 복수의 제1 홀의 직경은 복수의 제2 홀의 직경보다 크게 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 베어링의 외주면에는 원주방향을 따라 이격되어 복수의 오목부가 형성될 수 있고, 복수의 오목부에는 인서트 몰딩부가 충진될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 복수의 오목부는, 베어링의 축방향을 따른 일단에 배열되는 제1 오목부; 및 베어링의 축방향을 따른 타단에서 제1 오목부로부터 축방향으로 이격되어 배열되는 제2 오목부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 인서트 몰딩부는 원통부의 내주면으로부터 돌출하고 베어링의 축방향 양단부를 감싸도록 형성되는 스토퍼를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 스토퍼는 베어링의 축방향 단부와 아우터 파이프의 축방향 단부 사이에 형성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 인서트 몰딩부는 원통부의 축방향 양단부로부터 축방향을 따라 연장하는 연장부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 연장부의 두께는 원통부의 두께보다 얇게 설정될 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 실시예들은 현가 장치에 관련된다. 예시적 실시예에 따른 현가 장치는, 이너 파이프 결합부를 갖는 현가 암; 아우터 파이프 결합부를 갖는 너클; 중공부를 갖는 베어링; 베어링의 중공부에 수용되어 베어링에 대하여 상대 회전하고 현가 암의 이너 파이프 결합부에 연결되는 이너 파이프; 다수의 홀이 형성되고, 베어링으로부터 외측 반경방향으로 이격되어 배치되며, 너클의 아우터 파이프 결합부에 압입되는 아우터 파이프; 및 베어링을 감싸도록 베어링과 아우터 파이프 사이에 개재되는 중공의 원통부 및 아우터 파이프의 다수의 홀에 충진되도록 원통부로부터 외측 반경방향으로 돌출하는 다수의 돌기를 포함하는 인서트 몰딩부를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 아우터 파이프는 금속 판 형상 부재에 다수의 홀을 형성한 다음 파이프 형상을 가지도록 절곡하여 제조될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 아우터 파이프는 금속 파이프 형상 부재에 다수의 홀을 형성하여 제조될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 다수의 홀은, 아우터 파이프의 축방향을 따른 중앙부에서 원주방향을 따라 이격되어 배열되는 복수의 제1 홀; 및 복수의 제1 홀로부터 축방향으로 이격되고, 원주방향을 따라 이격되며, 제1 홀의 직경보다 큰 직경을 갖는 복수의 제2 홀을 포함할 수 있다.
본 개시의 일 측면에 따른 실시예들은 볼 조인트의 제조 방법에 관련된다. 예시적 실시예에 따른 볼 조인트의 제조 방법은, 중공부를 갖는 베어링을 제작하는 단계; 베어링에 대하여 상대 회전하고 베어링의 중공부에 수용되도록 이너 파이프를 배치하는 단계; 다수의 홀이 형성되도록 아우터 파이프를 제작하는 단계; 베어링으로부터 외측 반경방향으로 이격되도록 아우터 파이프를 배치하는 단계; 및 베어링을 감싸도록 베어링과 아우터 파이프 사이에 개재되는 중공의 원통부 및 아우터 파이프의 다수의 홀에 충진되고 원통부로부터 외측 반경방향으로 돌출하는 다수의 돌기를 포함하도록 인서트 몰딩부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 아우터 파이프를 제작하는 단계는, 금속 판 형상 부재를 준비하는 단계; 금속 판 형상 부재에 다수의 홀을 형성하는 단계; 및 다수의 홀이 형성된 금속 판 형상 부재를 파이프 형상을 가지도록 절곡하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 아우터 파이프를 제작하는 단계는, 금속 판 형상 부재를 준비하는 단계; 금속 판 형상 부재를 파이프 형상을 가지도록 절곡하는 단계; 및 파이프 형상으로 절곡된 부재에 다수의 홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 아우터 파이프를 제작하는 단계는, 금속 파이프 형상 부재를 제작하는 단계; 및 금속 파이프 형상 부재에 다수의 홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 다수의 홀은, 아우터 파이프의 축방향을 따른 중앙부에서 원주방향을 따라 이격되어 배열되는 복수의 제1 홀; 및 복수의 제1 홀로부터 축방향으로 이격되고, 원주방향을 따라 이격되어 배열되며, 복수의 제1 홀보다 큰 직경을 갖는 복수의 제2 홀을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 볼 조인트에 의하면, 아우터 파이프에는 다수의 홀이 형성되고, 인서트 몰딩부가 아우터 파이프의 다수의 홀에 충진되도록 원통부로부터 외측 반경방향으로 돌출하는 다수의 돌기를 포함하도록 구성된다. 따라서, 아우터 파이프와 인서트 몰딩부의 결합을 위해 아우터 파이프의 내주면에 돌출부 또는 오목부 형성을 위한 기계가공을 위한 공정이 제거될 수 있다. 따라서, 볼 조인트의 제조 비용을 절감하고 제조 시간을 단축하면서도 아우터 파이프와 인서트 몰딩부가 서로 견고하게 결합될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단하여 도시하는 단면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 베어링을 도시하는 분해사시도이다.
도 4는 도 2에 도시된 이너 파이프를 도시하는 사시도이다.
도 5는 도 2에 도시된 아우터 파이프를 도시하는 사시도이다.
도 6은 도 2에 도시된 인서트 몰딩부의 일부를 절단하여 도시하는 단면사시도이다.
도 7은 도 2에 도시된 더스트 커버를 도시하는 사시도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트와 종래의 양산품에 대한 내구시험 전후의 축방향 유격을 나타내는 표이다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트와 종래의 양산품에 대한 내구시험 전후의 반경방향 유격을 나타내는 표이다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 현가 장치를 부분적으로 도시하는 분해사시도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트의 제조 방법의 흐름을 설명하기 위한 순서도이다.
도 12는 도 11에 도시된 아우터 파이프 제작 단계의 일 실시예를 도시하는 개략적인 공정도이다.
도 13은 도 11에 도시된 아우터 파이프 제작 단계의 다른 실시예를 도시하는 개략적인 공정도이다.
도 14는 도 11에 도시된 아우터 파이프 제작 단계의 또 다른 실시예를 도시하는 공정도이다.
<부호의 설명>
100: 볼 조인트, 110: 베어링, 111: 중공부, 112: 내주면, 112a: 리세스, 113: 외주면, 113a: 오목부, 114: 축방향 단부, 120: 이너 파이프, 121: 구형부, 122: 축방향 연장부, 123: 내주부, 130: 아우터 파이프, 131: 홀, 131a: 제1 홀, 131b: 제2 홀, 132: 요철부, 133: 홈부, 134: 축방향 단부, 140: 인서트 몰딩부, 141: 원통부, 142: 돌기, 142a: 제1 돌기, 142b: 제2 돌기, 143: 스토퍼, 144: 연장부, 150: 더스트 커버, 151: 고정 링, 1000: 현가 장치, 200: 현가 암, 210: 제1 이너 파이프 결합부, 220: 제2 이너 파이프 결합부, 230: 볼트, 240: 너트, 300: 너클, 310: 아우터 결합부, 311: 결합 홀
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 사용되는 "제1", "제2" 등의 표현들은 복수의 구성요소들을 상호 구분하기 위해 사용되며, 해당 구성요소들의 순서 또는 중요도를 한정하는 것은 아니다.
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, "축 방향"은 볼 조인트의 회전 축(RA)(rotational axis)과 평행한 방향을 의미하는 것으로 정의될 수 있고, "반경 방향"은 회전 축으로부터 멀어지는 방향을 의미하는 것으로 정의될 수 있고, "원주 방향"은 축 방향을 중심으로 축 방향을 감싸는 방향을 의미하는 것으로 정의될 수 있다. 이하에서, 볼 조인트의 회전축 방향은 간단히 "축 방향"이라고 지칭될 수 있다.
본 개시에서, 화살표 "AD"는 볼 조인트의 축(RA)을 따르는 축방향을 가리킨다. 또한, 화살표 "OR"은 볼 조인트의 회전 축(RA)에 대한 방사상 방향(radial direction) 중 회전 축(RA)으로부터 멀어지는 외측 반경방향을 가리키고, 화살표 "IR"는 "OR"의 반대 방향인 내측 반경방향을 가리킨다. 화살표 "CD"는 원주 방향을 가리킨다.
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 조인트를 도시하는 사시도이다. 도 2는 도 1에 도시된 Ⅱ-Ⅱ선을 따라 절단하여 도시하는 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트(100)는, 베어링(110); 이너 파이프(120); 아우터 파이프(130); 인서트 몰딩부(140)를 포함한다. 이 실시예에 따른 볼 조인트(100)는 로워 컨트롤 암(lower control arm) 또는 어퍼 컨트롤 암(upper control arm)과 같은 현가 암이나 현가 링크를 차체(예를 들어, 너클)에 연결하도록 구성될 수 있다. 이 경우에, 볼 조인트(100)는 이너 파이프가 축(RA)을 중심으로 아우터 파이프에 대해 상대 회전하도록 구성되는 필로우 볼 조인트(pillow ball joint) 또는 부시 조립체(bush assembly)의 일종으로 이해될 수 있다.
도 3은 도 2에 도시된 베어링을 도시하는 분해사시도이다.
도 3에 도시된 바와 같이, 베어링(110)은 이너 파이프(120)의 일부를 수용하는 중공부(111); 이너 파이프(120)의 구형부(121)의 형상에 대응하는 내주면(112); 및 내주면(112)으로부터 미리 결정된 두께만큼 이격된 외주면(113)을 포함한다. 베어링(110)은 플라스틱과 같은 합성수지 재료를 사출 성형하여 제조될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 베어링(110)의 내주면(112)에는 다수의 리세스(112a)가 형성될 수 있다. 다수의 리세스(112a)에는 이너 파이프(120)가 베어링(110)에 대하여 원활하게 회전할 수 있도록 윤활 물질(예를 들어, 그리스(grease))이 충진된다. 다수의 리세스(112a)는, 원주방향(CD)을 따라 이격되는 복수의 제1 리세스(112aa); 원주방향(CD)을 따라 이격되고 축방향(AD)을 따라 연장하는 복수의 제2 리세스(112ab); 및 원주방향을 따라 연장하고 축방향(AD)으로 이격되는 복수의 제3 리세스(112ac)를 포함할 수 있다. 이와 같이, 복수의 제1 리세스(112aa), 복수의 제2 리세스(112ab), 및 복수의 제3 리세스(112ac)가 형성되므로, 각 리세스들에 충진되는 윤활 물질의 양이 증가될 수 있다. 그 결과, 이너 파이프(120)가 베어링(110)에 대하여 더욱 원활하게 회전하는 것이 가능하다.
일 실시예에 있어서, 베어링(110)의 외주면(113)에는 원주방향(CD)을 따라 이격되도록 복수의 오목부(113a)가 형성되고, 복수의 오목부(113a)에는 인서트 몰딩부(140)가 충진될 수 있다. 예를 들어, 오목부(113a)는 축방향 단부(114)에서 원주방향(CD)을 따른 최대 폭(W1)을 가지고 축방향 단부(114)로부터 멀어짐에 따라 점진적으로 좁아지는 폭(W2)을 가질 수 있다. 또한, 오목부(113a)는 축방향 단부(114)에서 내측 반경방향(IR)을 따른 최대 깊이를 가지고 축방향 단부(114)로부터 멀어짐에 따라 점진적으로 얕아지는 깊이를 가질 수 있다. 이와 같이, 오목부(113a)가 축방향(AD)을 따라 서로 다른 폭과 깊이를 가짐으로써, 베어링(110)이 축방향(AD)을 따라 이동하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다. 베어링(110)과 인서트 몰딩부(140) 사이의 접촉 면적이 증대되는 베어링(110)과 인서트 몰딩부(140) 사이의 요철 결합으로 인해, 베어링(110)과 인서트 몰딩부(140) 사이의 결합력이 증대될 수 있다. 그 결과, 베어링(110)이 인서트 몰딩부(140)에 대하여 원주방향(CD)을 따라 회전하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 복수의 오목부(113a)는 베어링(110)의 축방향(AD)을 따른 일단에 배열되는 제1 오목부(113aa) 및 베어링(110)의 축방향(AD)을 따른 타단에서 제1 오목부(113ab)로부터 축방향(AD)으로 이격되어 배열되는 제2 오목부(113ab)를 포함할 수 있다. 제1 오목부(113aa) 및 제2 오목부(113ab)가 베어링(110)의 축방향 양단부에 배치되므로, 베어링(110)과 인서트 몰딩부(140) 사이의 결합력이 더욱 증대될 수 있다. 그 결과, 베어링(110)이 인서트 몰딩부(140)에 대하여 원주방향(CD)을 따라 회전하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 베어링(110)은 축방향(AD)을 따라 분리가능한 제1 베어링(110a) 및 제2 베어링(110b)을 포함할 수 있다. 제1 베어링(110a)과 제2 베어링(110b)은 스냅 핏(snap fit) 방식에 의해 서로 결합될 수 있다. 이를 위해, 제1 베어링(110a)은 축방향 단부(114)의 반대측 단부에서 외주면으로부터 외측 반경방향(OR)으로 돌출하는 돌기(110aa)가 형성되고, 제2 베어링(110b)은 축방향 단부(114)의 반대측 단부에서 내주면으로부터 외측 반경방향(OR)으로 오목한 홈(110ba)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 베어링(110a)이 이너 파이프(120)의 축방향(AD)을 따른 일단으로부터 이너 파이프(120)의 구형부(121)를 향하여 삽입되고, 제2 베어링(110b)이 이너 파이프(120)의 축방향(AD)을 따른 타단으로부터 이너 파이프(120)의 구형부(121)를 향하여 삽입되어, 제1 베어링(110a)과 제2 베어링(110b)이 결합되도록 구성될 수 있다. 따라서, 이너 파이프(120)가 베어링(100)의 중공부(111)에 강제 압입되는 경우에 비하여, 베어링(100)이 변형되거나 손상되는 것을 방지할 수 있다. 그 결과, 베어링(100)과 이너 파이프(120) 사이의 마찰 저항을 감소시킬 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 이너 파이프를 도시하는 사시도이다.
이너 파이프(120)는 베어링(110)의 중공부(111)에 수용되어 베어링(110)에 대하여 상대 회전하도록 구성된다. 이너 파이프(120)는 금속 재질로 이루어진다. 예를 들어, 이너 파이프(120)는 금속 재질의 봉 부재 또는 파이프 부재를 선삭(turning) 가공 또는 드릴링(drilling) 가공을 통해 제작될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 이너 파이프(120)는 축방향(AD)을 따른 중앙에 형성되는 구형부(121); 구형부(121)의 축방향(AD)을 따른 양단으로부터 연장하는 축방향 연장부(122); 및 구형부(121) 및 축방향 연장부(122)의 내부를 관통하는 내주부(123)를 포함한다. 구형부(121)는 베어링(110)의 내주면(112)과 맞닿는다. 예를 들어, 구형부(121)는 베어링(110)의 내주면(112)과 전체적으로 맞닿도록 베어링(110)의 내주면(112)의 곡률 반경과 동일한 곡률 반경을 가질 수 있다. 축방향 연장부(122)의 축방향 양단부(122a)에는 현가 암의 일부 또는 차체의 일부가 결합된다. 축방향 연장부(122)는 현가 암의 일부 또는 차체의 일부가 결합되었을 때 현가 암의 일부 또는 차체의 일부가 아우터 파이프(130)에 간섭되지 않도록 설정될 수 있다. 예를 들어, 축방향 연장부(122)의 축방향 양단부(122a)는 아우터 파이프(130)의 축방향 단부(134)보다 축방향(AD)으로 돌출될 수 있다. 내주부(123)에는 볼 조인트(100)와 현가 암을 연결하기 위한 볼트 또는 샤프트가 삽입된다. 내주부(123)의 내경은 볼트 또는 샤프트의 외경에 대응하도록 설정될 수 있다.
도 5는 도 2에 도시된 아우터 파이프를 도시하는 사시도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 아우터 파이프(130)에는 다수의 홀(131)이 형성되고 베어링(110)으로부터 외측 반경방향(OR)으로 이격되어 배치된다. 아우터 파이프(130)는 차체의 일부 또는 현가 암의 일부에 결합되도록 구성될 수도 있다. 예를 들어, 아우터 파이프(130)는 차체의 일부에 형성되는 개구부 또는 현가 암의 일부에 형성되는 개구부에 압입되어 차체의 일부 또는 현가 암의 일부에 결합될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 아우터 파이프(130)는 금속 판 형상 부재에 다수의 홀(131)을 형성한 다음 파이프 형상을 가지도록 절곡하여 제조될 수 있다. 다른 실시예에 있어서, 아우터 파이프(130)는 금속 판 형상 부재를 파이프 형상을 가지도록 절곡한 다음 절곡된 파이프 형상 부재에 다수의 홀(131)을 형성하여 제조될 수도 있다. 이들 실시예에 있어서, 다수의 홀(131)은 펀칭(punching) 가공을 통해 형성될 수 있고, 파이프 형상의 아우터 파이프(130)는 판 형상 부재를 둥글게 말아서 제작될 수 있다. 아우터 파이프(130)는 파이프 형상을 유지할 수 있도록 판 형상 부재의 길이방향 양단에 형성되는 요철부(132) 및 홈부(133)를 포함할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 아우터 파이프(130)는 금속 파이프 형상 부재에 다수의 홀(131)을 형성하여 제조될 수 있다. 즉, 아우터 파이프(130)는 금속 파이프 형상 부재를 제작한 다음 금속 파이프 형상 부재를 고정한 상태에서 펀칭 가공을 통해 다수의 홀(131)을 형성하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 다수의 홀(131)은 아우터 파이프(130)의 축방향(AD)을 따른 중앙부에서 원주방향(CD)을 따라 이격되어 배열되는 복수의 제1 홀(131a) 및 복수의 제1 홀(131a)로부터 축방향(AD)으로 이격되고 원주방향(CD)을 따라 이격되어 배열되는 복수의 제2 홀(131b)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 홀(131a)은 베어링(110)이 배치되는 축방향(AD)을 따른 길이(L)의 범위 내에 위치할 수 있다. 제1 홀(131a)은 축방향(AD)을 따라 서로 이격되도록 복수의 열(예를 들어, 3열)로 구성될 수 있다. 하나의 열에 배열되는 제1 홀(131a)은 인접한 다른 열에 배열되는 제1 홀(131a)과는 원주방향(CD)을 따라 서로 어긋나도록 배열될 수 있다. 예를 들어, 제2 홀(131b)은 베어링(110)이 배치되는 축방향(AD)을 따른 길이(L)의 범위 외에 위치할 수 있다. 제2 홀(131b)은 아우터 파이프(130)의 축방향(AD)을 따른 양단부에 형성되어 2열로 구성될 수 있다. 제2 홀(131b)은 인접하여 배치되는 제1 홀(131a)과는 원주방향(CD)을 따라 서로 어긋나도록 배열될 수 있다. 이와 같이, 다수의 홀(131)을 원주방향(CD)을 따라 어긋나게 배열함으로써, 다수의 홀(131)을 형성함에 따른 아우터 파이프(130) 기계적 강도의 저하를 최소화할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 복수의 제1 홀(131a)의 직경은 복수의 제2 홀(131b)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 제1 홀(131a)의 직경을 제2 홀(131b)의 직경보다 크게 구성함으로써, 아우터 파이프(130)와 베어링(110)을 지지하는 인서트 몰딩부(140) 사이의 접촉 면적이 증대된다. 따라서, 아우터 파이프(130)와 인서트 몰딩부(140) 사이의 결합력이 증대될 수 있다. 그 결과, 인서트 몰딩부(140)가 아우터 파이프(130)에 대하여 원주방향(CD)을 따라 회전하는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
도 6은 도 2에 도시된 인서트 몰딩부의 일부를 절단하여 도시하는 단면사시도이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 인서트 몰딩부(140)는 중공의 원통부(141) 및 다수의 돌기(142)를 포함한다. 원통부(141)는 베어링(110)을 감싸도록 베어링(110)과 아우터 파이프(130) 사이에 개재된다. 다수의 돌기(142)는 아우터 파이프(130)의 다수의 홀(131)에 충진되도록 원통부(141)로부터 외측 반경방향(OR)으로 돌출한다. 인서트 몰딩부(140)는 베어링(110)을 감싸고 아우터 파이프(130)의 다수의 홀(131)에 다수의 돌기(142)를 충진함으로써 베어링(110)과 아우터 파이프(130)를 일체로 결합시키는 역할을 한다. 예를 들어, 인서트 몰딩부(140)는, 베어링(110)의 중공부(111) 및 이너 파이프(120)를 금형의 일부에 고정시키고, 베어링(110)으로부터 외측 반경방향(OR)으로 이격되도록 아우터 파이프(130)를 금형의 일부에 고정시킨 상태에서, 인서트 몰딩부(140)로서 플라스틱 재질의 용융물을 금형 내에 고온 및 고압으로 사출함으로써 형성될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 인서트 몰딩부(140)는 유리 섬유를 포함하는 강화 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 인서트 몰딩부(140)는 베어링(110)과 아우터 파이프(130)를 더욱 견고하게 결합시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 인서트 몰딩부(140)는 원통부(141)의 내주면으로부터 돌출하고 베어링(110)의 축방향 단부(114)를 감싸도록 형성되는 스토퍼(143)를 포함할 수 있다. 스토퍼(143)는 베어링(110)이 인서트 몰딩부(140)에 대하여 축방향(AD)을 따라 이동하는 것을 억제하거나 방지하는 역할을 한다. 스토퍼(143)는 베어링(110)의 축방향 단부(114)와 아우터 파이프(130)의 축방향 단부(134) 사이에 형성될 수 있다. 또한, 스토퍼(143)의 내경은 베어링(110)의 내주면(112)의 내경보다 크게 형성될 수 있다. 스토퍼(143)의 내경이 베어링(110)의 내주면(112)의 내경보다 작게 형성되는 경우에는, 스토퍼(143)가 이너 파이프(120)와 간섭되어, 마찰 저항이 커질 수 있다.
일 실시예에 있어서, 인서트 몰딩부(140)는 원통부(141)의 축방향 단부로부터 축방향(AD)을 따라 아우터 파이프(130)의 축방향 단부(134)까지 연장하는 연장부(144)를 포함할 수 있다. 연장부(144)는 이너 파이프(120)로부터 외측 반경방향(OR)으로 이격되어 있다. 일 실시예에 있어서, 연장부(144)의 두께는 원통부(141)의 두께보다 얇게 설정될 수 있다. 즉, 베어링(110)을 직접적으로 감싸거나 지지하지 않는 연장부(144)는 베어링(110)을 직접적으로 감싸거나 지지하는 원통부(141) 보다 얇은 두께를 가질 수 있다. 따라서, 볼 조인트(100) 전체의 중량이 감소될 수 있다.
일 실시예에 있어서, 다수의 돌기(142)는 원통부(141)에 형성되는 복수의 제1 돌기(142a) 및 연장부(144)에 형성되는 복수의 제2 돌기(142b)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 돌기(142a)는 축방향(AD)을 따라 서로 이격되도록 복수의 열(예를 들어, 3열)로 구성될 수 있다. 하나의 열에 배열되는 제1 돌기(142a)는 인접한 다른 열에 배열되는 제1 돌기(142a)와는 원주방향(CD)을 따라 서로 어긋나도록 배열될 수 있다. 제2 돌기(142b)는 축방향(AD)을 따른 양단부에 배치된 연장부(144)에 각각 형성되어 2열로 구성될 수 있다. 제2 돌기(142b)는 인접하여 배치되는 제1 돌기(142a)와는 원주방향(CD)을 따라 서로 어긋나도록 배열될 수 있다. 이와 같이, 다수의 돌기(142)를 원주방향(CD)을 따라 어긋나게 배열함으로써, 다수의 돌기(142)가 원통부(141)로부터 변형되거나 손상되는 것을 억제하거나 방지할 수 있다.
도 7은 도 2에 도시된 더스트 커버를 도시하는 사시도이다.
도 2 및 도 7에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 볼 조인트(100)는 더스트 커버(150)를 더 포함할 수 있다. 더스트 커버(150)는 베어링(110)과 이너 파이프(120) 사이로 물이나 먼지와 같은 이물질이 유입되는 것을 방지한다. 더스트 커버(150)는 고무재질로 이루어지고 가류 성형을 통해 제작될 수 있다. 예를 들어, 더스트 커버(150)는 축방향(AD)을 따른 일단이 이너 파이프(120)의 축방향 연장부(122)에 고정 링(151)을 통해 장착되고 축방향(AD)을 따른 타단이 연결부재를 통해 인서트 몰딩부(140)의 연장부(144)로부터 내측 반경방향(IR)으로 이격되어 배치되도록 구성될 수 있다. 고정 링(151)은 금속 재질로 이루어질 수 있다.
도 8은 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트와 종래의 양산품에 대한 내구시험 전후의 축방향 유격을 나타내는 표이다.
도 8에 있어서, 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트(100)를 시험예로 하고 종래의 양산품을 비교예로 하여 동일한 실험조건으로 내구시험을 수행하였다. 실험조건은, 예를 들어, 반경방향을 따른 최대 하중과 최소 하중을 가하는 것을 1 주기로 하여, 복수의 주기로 반복하되, 반복 횟수를 다르게 설정하였다. 도 8에 도시된 표를 참고하면, 축방향 유격에 있어서, 제1 및 제2 시험예의 평균값은 제1 내지 제6 비교예의 평균값의 약 50% 정도로 나타났다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트(100)의 내구성은 종래의 양산품에 비하여 약 2배 정도 향상된 것을 확인할 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트와 종래의 양산품에 대한 내구시험 전후의 반경방향 유격을 나타내는 표이다.
도 9에 있어서, 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트(100)를 시험예로 하고 종래의 양산품을 비교예로 하여 동일한 실험조건으로 내구시험을 수행하였다. 실험조건은, 예를 들어, 반경방향을 따른 최대 하중과 최소 하중을 가하는 것을 1 주기로 하여, 복수의 주기로 반복하되, 반복 횟수를 다르게 설정하였다. 도 9에 도시된 표를 참고하면, 반경방향 유격에 있어서, 제1 및 제2 시험예의 평균값은 제1 내지 제6 비교예의 평균값의 약 65% 정도로 나타났다. 따라서, 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트(100)의 내구성은 종래의 양산품에 대하여 내구성이 약 1.3배 정도 향상된 것을 확인할 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시예에 따른 현가 장치를 부분적으로 도시하는 분해 사시도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 개시의 일 실시예에 따른 현가 장치(1000)는 현가 암(200); 너클(300); 베어링(110); 이너 파이프(120); 아우터 파이프(130); 및 인서트 몰딩부(140)를 포함한다. 이 실시예에 따른 현가 장치(1000)의 베어링(110), 이너 파이프(120), 아우터 파이프(130), 및 인서트 몰딩부(140)는 도 1 내지 도 7에 도시된 실시예에 따른 볼 조인트(100)의 베어링(110), 이너 파이프(120), 아우터 파이프(130), 및 인서트 몰딩부(140)와 동일 또는 유사하게 구성될 수 있다. 따라서, 이하에서는 현가 암(200) 및 너클(300)에 대해서 상세하게 설명한다.
현가 암(200)은 이너 파이프 결합부를 가진다. 예를 들어, 현가 암(200)은 이너 파이프(120)의 양단에 배치되는 제1 이너 파이프 결합부(210) 및 제2 이너 파이프 결합부(220)를 가질 수 있다. 제1 이너 파이프 결합부(210) 및 제2 이너 파이프 결합부(220)의 각각에는 볼트 홀(211, 221)이 형성될 수 있다. 볼트(230)가 제1 이너 파이프 결합부(210)의 볼트 홀(211), 이너 파이프(120)의 내주부(123), 제2 이너 파이프 결합부(220)의 볼트 홀(221)을 관통하고, 제2 이너 파이프 결합부(220)로부터 돌출되는 볼트(230)에 너트(240)가 체결되어, 현가 암(200)이 이너 파이프(120)에 결합될 수 있다. 볼트(230) 및 너트(240)에 의해 결합된 현가 암(200)과 이너 파이프(120)는 베어링(110), 아우터 파이프(130), 및 인서트 몰딩부(140)에 대하여 축(RA)을 중심으로 상대 회전한다. 예를 들어, 현가 암(200)은 로워 컨트롤 암 및 어퍼 컨트롤 암으로 구성될 수 있다.
너클(300)은 아우터 파이프 결합부(310)를 가진다. 아우터 파이프 결합부(310)에는 볼 조인트(100)의 아우터 파이프(130)가 삽입되는 결합 홀(311)이 형성될 수 있다. 아우터 파이프(130)는 아우터 결합부(310)에 압입되어 고정될 수 있다. 즉, 아우터 파이프(130)는 너클(300)에 고정되어 있고, 현가 암(200)과 이너 파이프(120)가 베어링(110), 아우터 파이프(130), 인서트 몰딩부(140), 및 너클(300)에 대하여 축(RA)을 중심으로 상대 회전한다.
도 11은 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트의 제조 방법의 흐름을 설명하기 위한 순서도이다.
도 11에 도시된 흐름도에서 프로세스 단계들, 방법 단계들, 알고리즘들 등이 순차적인 순서로 설명되었지만, 그러한 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들은 임의의 적합한 순서로 작동하도록 구성될 수 있다. 다시 말하면, 본 개시의 다양한 실시예들에서 설명되는 프로세스들, 방법들 및 알고리즘들의 단계들이 본 개시에서 기술된 순서로 수행될 필요는 없다. 또한, 일부 단계들이 비동시적으로 수행되는 것으로서 설명되더라도, 다른 실시예에서는 이러한 일부 단계들이 동시에 수행될 수 있다. 또한, 도면에서의 묘사에 의한 프로세스의 예시는 예시된 프로세스가 그에 대한 다른 변화들 및 수정들을 제외하는 것을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스 또는 그의 단계들 중 임의의 것이 본 개시의 다양한 실시예들 중 하나 이상에 필수적임을 의미하지 않으며, 예시된 프로세스가 바람직하다는 것을 의미하지 않는다.
도 11을 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 볼 조인트의 제조 방법(S100)은, 베어링 제작 단계(S110); 이너 파이프 배치 단계(S120); 아우터 파이프 제작 단계(S130), 아우터 파이프 배치 단계(S140); 및 인서트 몰딩부 형성 단계(S150)를 포함한다. 이 실시예에 따른 볼 조인트의 제조 방법에 있어서 베어링(110), 이너 파이프(120), 아우터 파이프(130), 및 인서트 몰딩부(140)는 도 1 내지 도 7에 도시된 실시예에 따른 베어링(110), 이너 파이프(120), 아우터 파이프(130), 및 인서트 몰딩부(140)와 동일 또는 유사하게 구성된다. 따라서, 이하에서는 아우터 파이프 제작 단계(S130)에 대해서 상세하게 설명한다.
베어링 제작 단계(S110)에 있어서, 베어링(110)은 중공부(111); 내주면(112); 및 외주면(113)을 가지도록 플라스틱과 같은 합성수지 재료를 사출 성형하여 제작될 수 있다.
이너 파이프 배치 단계(S120)에 있어서, 이너 파이프(120)는 베어링(110)에 대해 상대 회전하고 베어링(110)의 중공부(111)에 수용되도록 배치된다. 이 때, 이너 파이프(120)는 금형의 일부에 고정될 수 있다.
아우터 파이프 제작 단계(S130)에 있어서, 아우터 파이프(130)에는 다수의 홀(131)이 형성되도록 제작될 수 있다.
아우터 파이프 배치 단계(S140)에 있어서, 아우터 파이프(130)는 베어링(110)으로부터 외측 반경방향(OR)으로 이격되도록 배치된다. 아우터 파이프(130)와 베어링(110) 사이의 이격 거리가 일정하게 유지되도록 아우터 파이프(130)는 금형의 일부에 고정될 수 있다.
도 12는 도 11에 도시된 아우터 파이프 제작 단계의 일 실시예를 도시하는 개략적인 공정도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 아우터 파이프 제작 단계(S130)는, 금속 판 형상 부재 준비 단계(S131); 다수의 홀 형성 단계(S132); 및 파이프 형상 절곡 단계(S133)를 포함할 수 있다. 금속 판 형상 부재 준비 단계(S131)에 있어서, 금속 판 형상 부재(10)는 미리 결정된 크기와 두께를 가지도록 절단되어 준비된다. 다수의 홀 형성 단계(S132)에 있어서, 금속 판 형상 부재(10)에 펀칭 가공을 통해 다수의 홀(131)이 형성된다. 이 실시예에 있어서, 파이프 형상을 유지할 수 있도록 판 형상 부재의 길이방향 양단에는 요철부(132) 및 홈부(133)가 형성될 수 있다. 파이프 형상 절곡 단계(S133)에 있어서, 다수의 홀 형성 단계(S132)에서 다수의 홀(131)이 형성된 금속 판 형상 부재(10)가 파이프 형상을 가지도록 절곡된다. 일 실시예에 있어서, 금속 판 형상 부재(10)의 일단에 형성된 요철부(132)와 금속 판 형상 부재의 타단에 형성된 홈부(133)가 서로 맞물리도록 절곡될 수 있다.
도 13은 도 11에 도시된 아우터 파이프 제작 단계의 다른 실시예를 도시하는 개략적인 공정도이다.
도 13에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 아우터 파이프 제작 단계(S230)는, 금속 판 형상 부재 준비 단계(S231); 파이프 형상 절곡 단계(S232); 및 다수의 홀 형성 단계(S233)를 포함할 수 있다. 금속 판 형상 부재 준비 단계(S231)에 있어서, 금속 판 형상 부재는 미리 결정된 크기와 두께를 가지도록 절단되어 준비된다. 이 실시예에 있어서, 파이프 형상을 유지할 수 있도록 판 형상 부재의 길이방향 양단에는 요철부(132) 및 홈부(133)가 형성될 수 있다. 파이프 형상 절곡 단계(S232)에 있어서, 금속 판 형상 부재(10)가 파이프 형상을 가지도록 절곡된다. 다수의 홀 형성 단계(S233)에 있어서, 파이프 형상 절곡 단계(S232)에서 절곡된 부재에 펀칭 가공을 통해 다수의 홀(131)이 형성된다.
도 14는 도 11에 도시된 아우터 파이프 제작 단계의 또 다른 실시예를 도시하는 공정도이다.
도 14에 도시된 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 아우터 파이프 제작 단계(S330)는, 금속 파이프 형상 부재 준비 단계(S331) 및 다수의 홀 형성 단계(S332)를 포함할 수 있다. 금속 파이프 형상 부재 준비 단계(S331)에 있어서, 금속 파이프 형상 부재(20)는 미리 결정된 축방향 길이, 직경, 및 두께를 가지도록 절단되어 준비된다. 다수의 홀 형성 단계(S332)에 있어서, 금속 파이프 형상 부재(20)에 펀칭 가공을 통해 다수의 홀(131)이 형성된다.
인서트 몰딩부 형성 단계(S140)에 있어서, 인서트 몰딩부(140)는 베어링(110)을 감싸도록 베어링(110)과 아우터 파이프(130) 사이에 개재되는 중공의 원통부(141) 및 아우터 파이프(130)의 다수의 홀(131)에 충진되고 원통부(141)로부터 외측 반경방향(OR)으로 돌출하는 다수의 돌기(142)를 포함하도록 형성된다.
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 (20)

  1. 중공부를 갖는 베어링;
    상기 베어링의 중공부에 수용되어 상기 베어링에 대하여 상대 회전하는 이너 파이프;
    다수의 홀이 형성되고 상기 베어링으로부터 외측 반경방향으로 이격되어 배치되는 아우터 파이프; 및
    상기 베어링을 감싸도록 상기 베어링과 상기 아우터 파이프 사이에 개재되는 중공의 원통부 및 상기 아우터 파이프의 다수의 홀에 충진되도록 상기 원통부로부터 외측 반경방향으로 돌출하는 다수의 돌기를 포함하는 인서트 몰딩부
    를 포함하는, 볼 조인트.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 아우터 파이프는 금속 판 형상 부재에 다수의 홀을 형성한 다음 파이프 형상을 가지도록 절곡하여 제조되는, 볼 조인트.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 아우터 파이프는 금속 파이프 형상 부재에 다수의 홀을 형성하여 제조되는, 볼 조인트.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 홀은,
    상기 아우터 파이프의 축방향을 따른 중앙부에서 원주방향을 따라 이격되어 배열되는 복수의 제1 홀; 및
    상기 복수의 제1 홀로부터 상기 축방향으로 이격되고 상기 원주방향을 따라 이격되어 배열되는 복수의 제2 홀
    을 포함하는, 볼 조인트.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 제1 홀의 직경은 상기 복수의 제2 홀의 직경보다 크게 형성되는, 볼 조인트.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 베어링의 외주면에는 원주방향을 따라 이격되어 복수의 오목부가 형성되고,
    상기 복수의 오목부에는 인서트 몰딩부가 충진되는, 볼 조인트.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 복수의 오목부는,
    상기 베어링의 축방향을 따른 일단에 배열되는 제1 오목부; 및
    상기 베어링의 축방향을 따른 타단에서 상기 제1 오목부로부터 축방향으로 이격되어 배열되는 제2 오목부
    를 포함하는, 볼 조인트.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 인서트 몰딩부는 상기 원통부의 내주면으로부터 돌출하고 상기 베어링의 축방향 양단부를 감싸도록 형성되는 스토퍼를 포함하는, 볼 조인트.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 스토퍼는 상기 베어링의 축방향 단부와 상기 아우터 파이프의 축방향 단부 사이에 형성되는, 볼 조인트.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 인서트 몰딩부는 상기 원통부의 축방향 양단부로부터 상기 축방향을 따라 연장하는 연장부를 포함하는, 볼 조인트.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 연장부의 두께는 상기 원통부의 두께보다 얇게 설정되는, 볼 조인트.
  12. 이너 파이프 결합부를 갖는 현가 암;
    아우터 파이프 결합부를 갖는 너클;
    중공부를 갖는 베어링;
    상기 베어링의 중공부에 수용되어 상기 베어링에 대하여 상대 회전하고 상기 현가 암의 이너 파이프 결합부에 연결되는 이너 파이프;
    다수의 홀이 형성되고, 상기 베어링으로부터 외측 반경방향으로 이격되어 배치되며, 상기 너클의 아우터 파이프 결합부에 압입되는 아우터 파이프; 및
    상기 베어링을 감싸도록 상기 베어링과 상기 아우터 파이프 사이에 개재되는 중공의 원통부 및 상기 아우터 파이프의 다수의 홀에 충진되도록 상기 원통부로부터 외측 반경방향으로 돌출하는 다수의 돌기를 포함하는 인서트 몰딩부
    를 포함하는, 현가 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 아우터 파이프는 금속 판 형상 부재에 다수의 홀을 형성한 다음 파이프 형상을 가지도록 절곡하여 제조되는, 현가 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 아우터 파이프는 금속 파이프 형상 부재에 다수의 홀을 형성하여 제조되는, 현가 장치.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 다수의 홀은,
    상기 아우터 파이프의 축방향을 따른 중앙부에서 원주방향을 따라 이격되어 배열되는 복수의 제1 홀; 및
    상기 복수의 제1 홀로부터 상기 축방향으로 이격되고, 상기 원주방향을 따라 이격되어 배열되며, 상기 제1 홀의 직경보다 큰 직경을 갖는 복수의 제2 홀
    을 포함하는, 현가 장치.
  16. 중공부를 갖는 베어링을 제작하는 단계;
    상기 베어링에 대하여 상대 회전하고 상기 베어링의 중공부에 수용되도록 이너 파이프를 배치하는 단계;
    다수의 홀이 형성되도록 아우터 파이프를 제작하는 단계;
    상기 베어링으로부터 외측 반경방향으로 이격되도록 상기 아우터 파이프를 배치하는 단계;
    상기 베어링을 감싸도록 상기 베어링과 상기 아우터 파이프 사이에 개재되는 중공의 원통부 및 상기 아우터 파이프의 다수의 홀에 충진되고 상기 원통부로부터 외측 반경방향으로 돌출하는 다수의 돌기를 포함하도록 인서트 몰딩부를 형성하는 단계
    를 포함하는, 볼 조인트의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 아우터 파이프를 제작하는 단계는,
    금속 판 형상 부재를 준비하는 단계;
    상기 금속 판 형상 부재에 다수의 홀을 형성하는 단계; 및
    상기 다수의 홀이 형성된 금속 판 형상 부재를 파이프 형상을 가지도록 절곡하는 단계
    를 포함하는, 볼 조인트의 제조 방법.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 아우터 파이프를 제작하는 단계는,
    금속 판 형상 부재를 준비하는 단계;
    상기 금속 판 형상 부재를 파이프 형상을 가지도록 절곡하는 단계; 및
    상기 파이프 형상으로 절곡된 부재에 다수의 홀을 형성하는 단계
    를 포함하는, 볼 조인트의 제조 방법.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 아우터 파이프를 제작하는 단계는,
    금속 파이프 형상 부재를 제작하는 단계; 및
    상기 금속 파이프 형상 부재에 다수의 홀을 형성하는 단계
    를 포함하는, 볼 조인트의 제조 방법.
  20. 제16항에 있어서,
    상기 다수의 홀은,
    상기 아우터 파이프의 축방향을 따른 중앙부에서 원주방향을 따라 이격되어 배열되는 복수의 제1 홀; 및
    상기 복수의 제1 홀로부터 상기 축방향으로 이격되고 상기 원주방향을 따라 이격되어 배열되며 상기 복수의 제1 홀보다 큰 직경을 갖는 복수의 제2 홀
    을 포함하는, 볼 조인트의 제조 방법.
PCT/KR2019/016519 2018-11-27 2019-11-27 볼 조인트, 이를 포함하는 현가 장치, 및 볼 조인트의 제조 방법 WO2020111795A1 (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180148698A KR20200062825A (ko) 2018-11-27 2018-11-27 볼 조인트, 이를 포함하는 현가 장치, 및 볼 조인트의 제조 방법
KR10-2018-0148698 2018-11-27

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020111795A1 true WO2020111795A1 (ko) 2020-06-04

Family

ID=70853636

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2019/016519 WO2020111795A1 (ko) 2018-11-27 2019-11-27 볼 조인트, 이를 포함하는 현가 장치, 및 볼 조인트의 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (2) KR20200062825A (ko)
WO (1) WO2020111795A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102405188B1 (ko) * 2020-09-16 2022-06-07 주식회사 센트랄 크로스 액시스 볼 조인트

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06235417A (ja) * 1993-02-05 1994-08-23 Musashi Seimitsu Ind Co Ltd 球面摺動ブッシュ
KR101225742B1 (ko) * 2009-08-10 2013-02-12 주식회사 일진 자동차용 볼 조인트 어셈블리
KR20130059210A (ko) * 2011-11-28 2013-06-05 주식회사 일진 자동차용 필로우 볼 부시 및 그 조립방법
US9181975B2 (en) * 2010-09-24 2015-11-10 Zf Friedrichshafen Ag Method for producing a spherical sleeve joint
KR101703574B1 (ko) * 2012-12-31 2017-02-08 현대자동차 주식회사 차량용 서스펜션의 에너지 회생장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06235417A (ja) * 1993-02-05 1994-08-23 Musashi Seimitsu Ind Co Ltd 球面摺動ブッシュ
KR101225742B1 (ko) * 2009-08-10 2013-02-12 주식회사 일진 자동차용 볼 조인트 어셈블리
US9181975B2 (en) * 2010-09-24 2015-11-10 Zf Friedrichshafen Ag Method for producing a spherical sleeve joint
KR20130059210A (ko) * 2011-11-28 2013-06-05 주식회사 일진 자동차용 필로우 볼 부시 및 그 조립방법
KR101703574B1 (ko) * 2012-12-31 2017-02-08 현대자동차 주식회사 차량용 서스펜션의 에너지 회생장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20230054335A (ko) 2023-04-24
KR20200062825A (ko) 2020-06-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104540693B (zh) 球形接头和三角形悬架臂的组件
WO2020004945A1 (ko) 현가 암 및 볼 조인트
WO2014003290A1 (ko) 볼 조인트
WO2017115932A1 (ko) 차량용 하이브리드 현가암 및 그 제조방법
WO2020111795A1 (ko) 볼 조인트, 이를 포함하는 현가 장치, 및 볼 조인트의 제조 방법
WO2016175417A1 (ko) 하이브리드 암 및 그 제조 방법
US5152510A (en) Cylindrical elastic mount with vibration damper including cylindrical rigid split member
WO2020246833A1 (ko) 휠베어링 조립체
EP1662187B1 (en) Resin joint boot
WO2017116183A2 (ko) 하이브리드 현가암
JP2006242289A (ja) 防振ブッシュ
CN1192924C (zh) 用于汽车刮水装置的刮水器轴承和装配刮水器轴承的方法
WO2017014387A1 (ko) 볼 조인트 및 그 제작방법
JPS5977122A (ja) 車輪ボスの軸受装置
CN106347055A (zh) 一种板簧卷耳衬套及其安装方法
WO2021054791A1 (ko) 차량용 현가암 및 이의 제조방법
WO2021034036A1 (ko) 전기 자동차 모터용 샤프트
WO2020004944A1 (ko) 볼 조인트, 이를 포함하는 현가 암 및 이의 제조 방법
WO2019117627A1 (ko) 볼 조인트 조립체
WO2018038302A1 (ko) 자동차 배기관고정용 브랏켓트형 행거 러버
WO2012015175A2 (ko) 하우징 일체형 다중 베어링 유닛
CN210003726U (zh) 橡胶衬套
WO2019035689A1 (ko) 볼 조인트 및 이를 포함하는 하이브리드 현가암
WO2012026778A2 (ko) 자동차용 필로우 볼 조인트
JPH1047433A (ja) サスペンション用ブッシュ

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19890283

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 19890283

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1