KR100323078B1 - 링클램프내장형부트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 자재이음(universal joint)에 설치되는 부트(boot)에 관한 것으로 특히, 원주상에 신축가능한 주름부를 가지며 자재이음의 개방부위에 씌워져 주입되는 윤활유의 외부 손실을 방지하는 부트구조에 있어, 길이가 서로 다른 복수개의 클램핑 와이어가 상기 자재이음의 개방부의 특정 위치에 덛씌워져 체결되는 부트의 클램프 고무에 삽입되되, 삽입면을 따라 일체의 환형으로 감겨있으며, 각 와이어의 단락단은 소정각도로 균등분활되어 있는 것을 특징으로 하는 링 클램프 내장형 부트를 제공하면, 다른 부품들과의 간섭을 적게하고 조립공정을 단일 공정화하여 불량율을 줄이는 한편, 균일한 조임력으로 클램핑력 증대를 가져오는 효과가 있다.

Description

링 클램프 내장형 부트{boot of ring clamp intestine type }

본 발명은 자동차의 자재이음(universal joint)에 설치되는 부트(boot)에 관한 것으로 특히, 부트의 고정을 위해 금속재의 씰 클램프 사용에 따른 안전사고의 발생빈도 증가와 조립공정의 시간지연등을 방지하기 위하여 부트에 직경이 서로 다른 복수개의 링을 몰딩 삽입하여 하우징과 부트를 견고하게 체결하기 위한 링 클램프 내장형 부트에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에 있어서의 구동축은 변속기의 출력축에 연결 설치되어 기관으로부터 전달되어지는 회전 동력을 구동륜에 전달하는 역할을 하게 된다.

이러한 구동축은 주행 상태에 따른 차륜의 변위에 따라 각도가 변화되도록 즉, 굴곡이 이루어지도록 하는 자재이음이 설치되어, 변속기로부터 출력되는 회전 동력을 구동륜에 원활히 전달되도록 함은 물론 설치가 자유로워지도록 한다.

한편, 이 자재이음은 구동륜 위치와 현가장치 및 조향장치 등의 형식과 배치 방식에 따라 그 형태 및 설치 수가 달라지게 되는데, 형식적인 분류로는 크게 구동축이 회전과 동시에 요동 운동을 하며 동시에 피동축에 대한 유효 반경이 변화하므로 부등속 상태가 되는 부등속 자재이음과, 구동축과 피동축의 접촉점이 항상 굴절각의 2등분 선상에 위치하므로 등속 회전할 수 있는 등속 자재이음으로 구분되어 진다.

또한, 배치 방식에 따른 분류로는 조향장치에 의한 조향각을 수용할 수 있는 바퀴측 자재이음과, 현가장치의 상하운동에 의한 최대 변위량을 흡수할 수 있는 변속기측 자재이음으로 구분되어 진다.

상술한 자재이음의 분류중 등속 자재이음은 대표적으로 트리포드(tripod) 자재이음과 더블 오프셋(double offset) 자재이음 및 구형 자재이음, 이중 십자형(double spider) 자재이음 등을 들 수 있다.

한편, 상기한 등속 자재이음 중에서 트리포드 자재이음과 더블 오프셋 자재이음 및 구형 자재이음은 고속 구동과 동시에 이루어지는 원활한 절곡변위 또는 축방향의 전위를 위해 하우징 내부와 하우징 내부에서 슬라이드 변위를 이루는 볼 또는 롤러 등의 슬라이드 부재 사이에 윤활유가 주입되며, 이들의 외곽에는 이물질의 유입을 방지하고 상기 윤활유가 외부로 손실되는 것을 방지하기 위한 부트가 씌워진다.

여기서 상기한 바와 같은 윤활유와 부트가 사용되는 등속 자재이음 중 바퀴측 구형 자재이음의 한 예를 도 1 및 도 2에 도시하였는 바, 이를 간단히 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도면에 도시되어 있는 바와 같이, 중심축공(231)에 변속기로부터 회전 동력이 전달되는 액슬측 구동축(210)이 체결 고정되고 외주면에 다수개의 원호형 볼 접촉면(232)을 갖는 이너 레이스(inner rase)(230)와, 그 이너 레이스(230)의 외곽에 위치되어 각 원호형 볼 접촉면(232)과 접촉되는 각 볼(241)을 갖는 볼 케이지(ball cage)(240)와, 일측이 개방된 공간부를 가지며 그 공간부의 내주면에 상기 볼 케이지(240)의 볼(241)이 접촉하도록 축방향의 반원형 레일홈(222)을 갖는 차륜측 구동축(220)의 볼 하우징(221)으로 구성되어 있다.

한편, 상기 볼 하우징(221) 내부로 먼지 등의 이물질이 유입되는 것을 방지하도록 함과 동시에 볼 하우징(221) 내에 주입되는 윤활유가 외부로 손실되는 것을 방지하는 주름형 부트(211)는 상기 볼 하우징(221)의 개방측으로 씌워지며, 볼 하우징(221)내의 밀봉을 의해 상기 주름형 부트(211)의 일측단이 액슬측 구동축(210)에, 타측단이 볼 하우징(221)의 선단에 각각의 씰 클램프(212, 213)로 고정되어 있다. 상기 윤활유로는 통상 그리스(grease)가 사용되고 있다.

상기한 바와 같이 구성되는 자동차 구동축의 구형 자재이음은 주행 상태에 따른 차륜의 변위에 따라 액슬측 구동축(210)에 체결된 이너 레이스(230)가 이의 원호형 볼 접촉면(232)과 볼 케이지(240)에 끼워진 볼(241)과 볼 하우징(221)의 원호형 레일 홈(222) 사이에서 슬라이드 유동되면서 굴곡 변화를 줄 수 있게 된다. 이때의 굴곡 변위량은 약 47°이며, 축방향의 전위는 이루어지지 않으며, 상기 볼 하우징의 레일홈(222)과 이너 레이스(230)의 원호형 접촉면(232) 및 볼 케이지(240)의 볼(241)에는 주입된 윤활유에 의해 유막이 형성되어 이들간의 슬라이드로 인한 마찰력을 최소화시키게 된다.

그런데, 상기 주름형 부트(211)가 그 고유의 역할을 수행하기 위해서는 상기 씰 클램프(212, 213)에 의한 체결이 매우 조밀하게 이루어 져야하는데 즉, 첨부한 도 3에 도시되어 있는 바와같이 금속재질의 씰 클램프(212)가 상기 주름형 부트(211)의 고정위치에 감고서 압착하는 방식이기 때문에, 생산시점에서 상기 주름형 부트(211)의 조립에 따른 체결시간이 길어지는 단점이 발생되었다.

또한, 극속재의 특성상 체결을 위한 압착에 따른 공정을 수행하는 가운데, 상기 씰 클램프(212)의 절단면에 의해 안전사고가 자주 발생될진다는 문제점도 있었다.

더욱이, 클램프(212)의 압착을 통해 체결이 이루어진다 하여도 클램프의 고정상태를 유지하기 위해서는 첨부한 도 1에서 참조번호 212로 표시되는 클램프의 측면으로 돌출한 연장부재를 꺽어 감겨진 클램프의 다른 일단을 압박하는 방법뿐인데, 이러한 방식으로는 추후 체결상태의 이완 현상이 발생될 확율이 높고 그에따라그리스의 누수가 발생되어진다는 문제점이 발생되었다.

상술한 바와같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은 부트의 고정을 위해 금속재의 씰 클램프 사용에 따른 안전사고의 발생빈도 증가와 조립공정의 시간지연등을 방지하기 위하여 부트에 직경이 서로 다른 복수개의 링 클램프를 몰딩 삽입하여 하우징과 부트를 체결하기 위한 링 클램프 내장형 부트를 제공하는 데 있다.

도 1은 일반적인 자동차 구형 자재이음 및 이에 장착된 종래 주름형 부트를 보인 분해 사시도

도 2는 일반적인 자동차 구형 자재이음 및 이에 장착된 종래 주름형 부트를 보인 부분 절개 단면도

도 3은 종래 클램프를 이용한 체결상태의 요부 단면도

도 4는 본 발명에 따른 링 클램프 내장형 부트를 사용한 체결상태의 단면도

도 5는 각 클램프 와이어의 몰딩상태 예시도

도 6a 내지 도 6c는 도 4에 도시되어 있는 체결상태를 이루기까지의 체결공정 예시도

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징은, 원주상에 신축가능한 주름부를 가지며 자재이음의 개방부위에 씌워져 주입되는 윤활유의 외부 손실을 방지하는 부트구조에 있어서, 길이가 서로 다른 복수개의 클램핑 와이어가 상기 자재이음의 개방부의 특정 위치에 덛씌워져 체결되는 부트의 클램프 고무에 삽입되되, 삽입면을 따라 일체의 환형으로 감겨있으며, 각 와이어의 단락단은 소정각도로 균등분활되어 있는 데 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 링 클램프 내장형 부트를 사용한 체결상태의 단면도로서, 복수개의 클램핑 와이어(300a, 300b, 300c)가 볼 하우징(221)과 체결되는 부트(211a)의 일단에 몰딩 삽입되어 있으며 각 와이어의 단락단은 소정각도의 간격을 갖는다.

복수개로 구비되는 상기 클램핑 와이어(300a, 300b, 300c)를 통하여 다단으로 조임력을 가함으로써 실질적으로 부트의 조임력을 향상시키고 ,따라서,부트 내부에 주입되는 그리스의 누출방지에 효과적이며,

특히, 상기 클램프 와이어는 조립시 탄성력에 의해 벌어졌다가 샤프트의 그루브에 부트가 안착됨과 동시에 조임력을 가질 뿐만 아니라 각각의 크기를 다르게 형성하여 조립성이 우수하고, 또한 도 5에 도시한 바와 같이, 클램프 와이어의 노출구를 120도 등분할 하여 조임력의 손실을 최소화 한 것이다.

상술한 바와같이 몰딩되어 있는 클램핑 와이어(300a, 300b, 300c)의 몰딩 상태는 첨부한 도 5에 도시되어 있는 바와같다.

상기 도 4에 도시되어 있는 체결상태를 이루기까지의 체결공정을 첨부한 도 6a 내지 도 6c를 참조하여 살펴보면, 도 6a에 도시되어 있듯이 부트씰을 볼 하우징에 조립하기 위한 도구인 지그(101)를 통해 상기 볼 하우징(221)의 외주면에 형성되어 있는 그루브(100)에 부트 일단에 형성되는 클램프 고무(103)가 끌어당겨지게 된다.

이후, 부트의 클램프 고무(103)가 그루브(100)에 안착되어진 상태가 첨부한 도 6b 에 도시되어 있으며, 도 6c에는 지그(101)가 제거된 상태의 예시도이다.

즉, 부트의 클램프 고무(103)내에 몰딩삽입되어 있는 클램핑 와이어중 제 1 클램핑 와이어(300a)가 인장을 받게되면 어느 정도까지는 팽창이 일어나게되며, 이후 제 2 클램핑 와이어(300a)가 두 번째 인장력을 받게된다.

이때, 고무의 특성상 포와송비가 상당히 큰값을 가지므로, 길이가 늘어나게되면 두께 방향으로는 감소하게되어 마찰력이 줄어들게된다.

따라서, 조립후의 클램프 고무(103)는 원래 상태로 돌아가게되고, 이로인해 접촉부위의 압력이 증가하여 씰링이 증가하게 된다(첨부한 도 6c 참조).

상술한 실시예에서는 몰딩방식을 사용하여 순차적인 씰링의 증가와 와이어 공간이 120°로 등분활되어 있어 그리스 누유의 위험성을 최대로 줄이고 전체적으로 균일한 값의 조임력을 주게된다.

상술한 바와같은 본 발명에 따른 링 클램프 내장형 부트를 제공하면, 다른 부품들과의 간섭을 적게하고 조립공정을 단일 공정화하여 불량율을 줄이는 한편, 균일한 조임력으로 클램핑력 증대를 가져오는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 원주상에 신축가능한 주름부를 가지며 자재이음의 개방부위에 씌워져 주입되는 윤활유의 외부 손실을 방지하는 부트구조에 있어서,

   길이가 서로 다른 복수개의 클램핑 와이어가 상기 자재이음의 개방부의 특정 위치에 덛씌워져 체결되는 부트의 클램프 고무에 삽입되되, 삽입면을 따라 일체의 환형으로 감겨있으며, 각 와이어의 단락단은 소정각도로 균등분활되어 있는 것을 특징으로 하는 링 클램프 내장형 부트.