KR20170098007A - 볼조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 일측 방향으로 개구된 공간부가 형성되며, 상기 공간부와 연통되도록 사출게이트가 형성된 하우징; 상기 공간부에 삽입되는 볼을 구비한 볼스터드; 상기 사출게이트를 통해 공간부와 볼스터드 사이에 사출 형성되는 볼시트;를 포함하는 볼조인트를 제공한다.

Description

볼조인트{ball joint}

본 발명은 볼조인트 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량용 볼조인트에 관한 것이다.

일반적으로 볼조인트는 부품과 부품 사이를 3차원적으로 상대 회전하게 연결시켜 주는 기계 요소로서, 자동차의 스티어링 또는 서스펜션 계통에서 사용되고 있다.

예컨대, 볼조인트는 자동차의 현가장치에서 차체프레임의 양측 선단 부위에 결합되는 어퍼 또는 로워아암의 선단부와, 너클의 선단부 사이를 연결시켜 주행 중 이들 부품 사이의 상대 운동을 원활하게 하는 기능을 수행할 수 있다.

이와 같은 역할을 수행하는 일반적인 볼조인트는 도 1에 도시된 바와 같이, 하부에 볼이 형성된 볼스터드(40), 볼을 감싸면서 볼스터드(40)의 회전이 원활하도록 내측에 공간부가 형성된 볼시트(20), 볼시트(20)의 외측에 배치되는 하우징(10), 하우징(10)의 외측에 고정 결합되는 더스트 커버(50), 볼시트(20)의 하부를 지지하도록 하우징(10)의 개구부에 결합되는 캡(30)을 포함한다.

이와 같은 볼조인트는, 하우징(10)의 내측에 볼시트(20)를 압입한 후 볼시트(20)의 하단부 내측에 점성유체를 주입한다.

그리고 볼스터드(40)의 볼을 볼시트(20)의 내측에 안착시키고, 더스트 커버(50)를 하우징(10)과 볼스터드(40)가 연계되도록 결합시킨다.

이때, 더스트 커버(50)와 하우징(10)에 의해 형성되는 공간 내에는 볼스터드(40)의 원할한 회전작용 및 기울기작용을 수행할 수 있도록 점성유체를 충진시킨 후 조립을 완료한다.

그런데 이와 같은 일반적인 볼조인트는, 볼시트(20)의 삽입 후 스웨이징(swaging)에 의해 볼스터드(40)를 지지하게 되는데, 스웨이징 이후 볼시트(20)에 내부 응력이 발생하여 볼스터드(40)의 유동 토크 또는 회전 토크가 커질 수 있는 문제가 있다.

한국공개특허 제10-2003-0000057호

본 발명은 하우징 내에 볼시트를 인서트 사출함으로써, 제조공정이 간단하고 제조원가가 절감되는 볼조인트 및 그 제조방법을 제공한다.

또한, 본 발명은 볼시트의 내부 응력 발생을 최소화하여 볼스터드의 유동 토크 또는 회전 토크를 저감시킬 수 있도록 한 볼조인트 및 그 제조방법을 제공한다.

본 발명의 목적은 전술한 바에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기의 설명에 의해서 이해될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 의한 볼조인트는, 일측 방향으로 개구된 공간부가 형성되며, 상기 공간부와 연통되도록 사출게이트가 형성된 하우징; 상기 공간부에 삽입되는 볼을 구비한 볼스터드; 상기 사출게이트를 통해 공간부와 볼스터드 사이에 사출 형성되는 볼시트;를 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 공간부는 적어도 하나 이상의 이탈방지홈을 구비할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 볼스터드의 볼은 포켓을 구비할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 포켓 주변의 공간부 바닥면에 배치되는 캡을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 캡은 링 형상으로 이루어질 수 있다.

일 실시예에 있어서, 상기 캡은 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 하우징 내에 볼시트를 인서트 사출함으로써, 제조공정이 간단하고 제조원가를 절감할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 하우징 내에 볼시트를 인서트 사출함으로써, 볼시트의 내부 응력 발생을 최소화하여 볼스터드의 유동 토크 또는 회전 토크를 저감시킬 수 있다.

본 발명의 효과는 상기한 효과로 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 상세한 설명 또는 특허청구범위에 기재된 발명의 구성으로부터 추론 가능한 모든 효과를 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 볼조인트를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 볼조인트를 도시한 단면도이다.
도 3은 볼시트가 사출 형성되기 전의 본 발명의 일 실시예에 의한 볼조인트의 일부를 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 볼조인트의 하우징을 저면 측에서 도시한 사시도이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 따라서 여기에서 설명하는 실시예로 한정되는 것은 아니다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 부재를 사이에 두고 "간접적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 구비할 수 있다는 것을 의미한다.

이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 볼조인트를 도시한 단면도이고, 도 3은 볼시트가 사출 형성되기 전의 본 발명의 일 실시예에 의한 볼조인트의 일부를 도시한 단면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 볼조인트의 하우징을 저면 측에서 도시한 사시도이다.

도 2 내지 도 4를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 볼조인트(100)는 자동차의 현가장치에서 차체프레임의 양측 선단 부위에 결합되는 어퍼 또는 로워아암의 선단부와, 너클의 선단부 사이를 연결시킬 수 있다.

일 실시예에 의한 볼조인트는 하우징(110), 볼스터드(130), 볼시트(120), 캡(140)을 포함한다.

하우징(110)은 볼스터드(130)의 볼(131)과 대응되도록 대략 반구형의 공간부(111)를 구비한다. 하우징(110)은 공간부(111)에 안착되는 볼스터드(130)의 강도를 유지하기 위하여 금속 재질로 형성될 수 있다. 공간부(111)는 일측 예컨대, 도면상 상측 방향으로 개구될 수 있다. 공간부(111)는 볼시트(120)의 이탈을 방지하기 위한 이탈방지홈(113)을 구비할 수 있다. 즉, 이탈방지홈(113)은 공간부(111)의 내측면 둘레에 적어도 하나 이상 형성되어 볼시트(120)의 사출 성형시 볼시트(120)가 하우징(110)에 견고하게 결합되도록 한다. 하우징(110)에는 공간부(111)와 연통되도록 적어도 하나 이상의 사출게이트(112)가 형성된다. 사출게이트(112)는 캡(140)을 중심으로 방사 상으로 4개가 형성될 수 있다.

볼스터드(130)는 그 일단에 하우징(110)의 공간부(111) 내에 유동 가능하게 삽입되는 볼(131)을 구비한다. 볼(131)은 대략 반구형으로 이루어질 수 있으며, 볼에는 소정량의 점성유체 예컨대, 그리스가 수용되도록 볼의 중심 방향으로 오목하게 포켓(131a)이 형성된다.

볼시트(120)는 하우징(110)의 공간부(111) 내측면에 구비된다. 즉, 볼시트(120)는 하우징(110)의 사출게이트(112)를 통해 공간부(111)로 유입된 합성수지로서, 공간부(111)와 볼 사이에 형성된다. 볼시트(120)는 사출 성형시 공간부(111)의 이탈방지홈(113)에 의해 형성되는 결합 돌기부를 구비할 수 있다.

캡(140)은 포켓(131a) 주변의 공간부(111) 바닥면에 배치될 수 있다. 캡(140)은 포켓(131a)의 입구를 막지 않도록 링 형상으로 이루어질 수 있다. 캡(140)은 플라스틱 재질로 이루어질 수 있으나, 특별히 그 재질이 한정될 필요는 없다.

일 실시에에 의한 볼조인트는, 볼시트(120)의 상단에 형성된 체결턱과 결합되는 더스트 커버(도시 생략)를 더 포함할 수 있다. 더스트 커버는 양측 단부가 하우징(110)과 볼스터드(130)에 밀착되게 설치되어 하우징(110)과 볼스터드(130) 사이에 이물질이 침투하는 것을 방지한다. 더스트 커버는 볼스터드(130)의 원활한 회전작용 및 기울기작용을 수행하기 위하여 플렉시블한 고무재로 형성될 수 있다.

이와 같은 볼조인트는 다음과 같은 공정을 통해 제조될 수 있다.

예컨대, 일 실시예에 의한 볼조인트는, 하우징(110)을 준비하는 단계; 하우징(110)에 사출게이트(112)를 형성하는 단계; 공간부(111)에 볼스터드(130)를 안착하는 단계; 사출게이트(112)를 통해 볼시트(120)를 제작하는 단계;를 거쳐 제조될 수 있다.

하우징(110)을 준비하는 단계에서, 하우징(110)은 볼스터드(130)의 볼이 수용될 수 있도록 공간부(111)를 구비할 수 있으며, 공간부(111)의 내측면 둘레에는 적어도 하나 이상의 이탈방지홈(113)을 형성할 수 있다.

사출게이트(112)를 형성하는 단계에서, 사출게이트(112)는 공간부(111)와 연통되도록 복수 형성할 수 있다.

볼스터드(130)를 안착하는 단계는, 하우징(110)의 공간부(111)에 볼스터드(130)의 볼이 수용되도록 하는 것으로, 볼스터드(130)의 볼에는 점성유체가 수용되도록 포켓(131a)이 형성될 수 있다.

볼시트(120)를 제작하는 단계에서는, 공간부(111)와 볼스터드(130)의 볼 사이에 액상의 합성수지를 투입하여 볼시트(120)를 사출 형성하게 된다. 이때, 볼스터드(130)의 볼에는 점성유체가 수용되어 있으므로, 포켓(131a)이 상측 방향으로 개구되도록 볼스터드(130)를 배치하고, 하우징(110) 역시 볼스터드(130)의 상측에 위치한 상태에서 사출 공정을 진행할 수 있다. 또한, 포켓(131a)으로 합성수지가 유입되지 않도록 포켓(131a) 주변의 공간부(111) 바닥면에는 링 형상의 캡(140)이 배치될 수 있다.

이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면, 하우징(110) 내에 볼시트(120)를 인서트 사출함으로써, 제조공정이 간단하고 제조원가를 절감할 수 있으며, 또한, 볼시트(120)의 내부 응력 발생을 최소화하여 볼스터드(130)의 유동 토크 또는 회전 토크를 저감시킬 수 있다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

즉, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.

따라서, 본 발명의 범위는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100; 볼조인트
110; 하우징 111; 공간부
112; 사출게이트 113; 이탈방지홈
120; 볼시트
130; 볼스터드 131; 볼
131a; 포켓
140; 캡

Claims (6)

1. 일측 방향으로 개구된 공간부가 형성되며, 상기 공간부와 연통되도록 사출게이트가 형성된 하우징;
   상기 공간부에 삽입되는 볼을 구비한 볼스터드;
   상기 사출게이트를 통해 공간부와 볼스터드 사이에 사출 형성되는 볼시트;
   를 포함하는 볼조인트.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 공간부는 적어도 하나 이상의 이탈방지홈을 구비하는 것을 특징으로 하는 볼조인트.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 볼스터드의 볼은 포켓을 구비하는 것을 특징으로 하는 볼조인트.
   
4. 제3항에 있어서,
   상기 포켓 주변의 공간부 바닥면에 배치되는 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 볼조인트.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 캡은 링 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼조인트.
   
6. 제4항에 있어서,
   상기 캡은 플라스틱 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 볼조인트.
   

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