KR100421936B1 - 가변접촉식 트라이포드 등속조인트 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 가변접촉식 트라이포드 등속조인트에 관한 것으로, 이 트라이포드 등속조인트(1)는 내측 둘레에 임의의 형상으로 이루어진 안내면(P,Q)을 갖는 3개의 트랙홈(2)이 축방향 등간격으로 형성된 트라이포드 하우징(3)이 구비되고, 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2)에 3개의 트러니언(4)이 돌출된 스파이더(5)가 삽입설치되며, 상기 스파이더(5)의 각 트러니언(4)의 바깥 둘레에 니이들 로울러(6)와 내측 로울러(7) 및 외측 로울러(8)가 각각 설치되고, 상기 트러니언(4)의 외주 상부에 상기 내측 로울러(7)가 이탈되지 않도록 리테이너(9)와 리테이너링(10)이 조립되는 한편, 상기 스파이더(5)의 트러니언(4)을 임의의 각도 만큼 경사지게 함과 더불어 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2) 양면과 외측 로울러(8)의 전체 외면 혹은 일부구간에 다양한 평면이나 곡률형상이 부여될 수 있는 구조로서, 샤프트에서 발생되는 축력을 최소화하면서도 조인트가 원활하게 구동됨으로써 소음 및 진동을 저감시킬 수 있고, 차량에서 발생되는 진동을 최소화함으로써 사용자의 승차감을 향상시킴과 더불어 제작되는 자동차의 품질을 보다 향상시킬 수 있는 것이다.
Description
본 발명은 차량의 구동축에 설치된 트라이포드식 등속조인트에 관한 것으로, 특히 스파이더 중심의 궤도운동으로부터 파생되는 내측 로울러의 조심각 혹은 구동력의 작용각을 트라이포드 하우징의 트랙홈 및 외측 로울러의 접촉각과 일치될 수 있도록 스파이더의 트러니언을 임의의 각도 만큼 경사지게 함으로써 구동축에서 발생되는 축력을 저감시킬 수 있도록 된 가변접촉식 트라이포드 등속조인트에 관한 것이다.
일반적으로 등속조인트는 앞바퀴 구동차 혹은 전륜구동차(four wheel drive car) 등에서 종감속 장치에 연결된 구동차축에 설치되어 차량의 바퀴에 동력을 전달하는데 사용되는 것으로, 동력전달시 등속으로 동력을 전달하는 것에 그 특징이 있는 것이다.
상기 등속조인트 중에는 차량의 상하, 좌우의 움직임에 따른 진동을 흡수하도록 된 트라이포드(tripod)식 등속조인트가 있는 바, 상기 트라이포드식 등속조인트는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 내측 둘레에 축방향의 등간격으로 평면의 안내면(P,Q)을 갖는 3개의 트랙홈(101)이 형성된 트라이포드 하우징(102)이 구비되고, 상기 트라이포드 하우징(102)의 트랙홈(101)에 3개의 트러니언(103)이 돌출된 스파이더(104)가 삽입설치되며, 상기 각 트러니언(103)의 바깥 둘레에 니이들 로울러(105)와 내측 로울러(106) 및 외측 로울러(107)가 각각 설치되고, 상기 트러니언(103)의 외주 상부에 내측 로울러(106)가 이탈되지 않도록 리테이너(108)와 리테이너링(109)이 조립된 상태로 설치되는 것이다.
즉, 상기 트라이포드식 등속조인트(110)에 설치된 내측 로울러(106)와 외측 로울러(107)의 작동상태는 도 3에 도시된 바와 같이, 임의의 조인트각(θ)에서 조인트를 회전시키면, 상기 외측 로울러(107)가 트라이포드 하우징(102)의 트랙홈(101)에 마련된 돌출부(111)에 안내되어 트라이포드 하우징(102)의 안내면(P,Q)상에서 구름운동을 하게 되고, 이와 동시에 상기 외측 로울러(107)와 내측 로울러(106)는 트러니언(103)상에서 상하방향으로 슬라이딩운동을 하게 되며, 상기 스파이더 중심(Os)은 트라이포드식 등속조인트(110)의 특성상 트라이포드 하우징(102)의 중심(O1)을 임의의 반경을 유지한 상태로 선회운동을 하게 되는데, 이를 스파이더 중심(Os)의 궤도운동(orbital motion of spider's center)이라 하는 것이다.
그리고, 도 4는 트라이포드식 등속조인트(110)의 조심운동을 나타낸 상태도로서, 상기 스파이더 중심(Os)이 궤도운동을 하게 되면, 이 스파이더(104)가 트라이포드 하우징(102)의 트랙홈 중심(O)을 기준으로 일정 각도(β) 만큼 기울게 되고, 이러한 스파이더(104)의 기울어짐으로 인하여 트러니언(103)상에 조립되어 있는 상기 내측 로울러(106)도 스파이더(104)와 함께 움직이기 때문에 동일한 각도로 기울게 되는 것이다.
이 경우, 상기 내측 로울러(106)의 외측구면이 상기 외측 로울러(107)의 내측구면에 대하여 상대 슬라이딩운동을 하게 되는데, 이 것은 내측 로울러(106)가 스파이더(104)의 기울어짐을 스스로 흡수하여 조정한다는 의미에서 내측로울러(106)의 조심운동(self-adjust motion)이라고 하며, 이 때 상기와 같이 기울어진 각도를 스파이더의 조심각(self-adjust angle, β)이라 하는 것이다.
한편, 상기 작동원리에 의해 임의의 조인트각(θ) 및 토오크 상태에서 트라이포드식 등속조인트(110)의 움직임을 살펴보면 다음과 같다.
먼저 도 5에 도시된 바와 같이 상기 스파이더 중심(Os)이 궤도운동을 하지 않는 다는 가정하에서, 상기 트라이포드식 등속조인트(110)에 임의의 조인트각(θ) 및 토오크를 주어 회전시키면, 먼저 토오크에 의하여 하중(F)이 트라이포드 하우징(102)의 PCD(pitch circle diameter)상의 트랙홈(101) 중심에서 법선 방향으로 작용하게 되고, 이와 동시에 상기 외측 로울러(107) 및 내측 로울러(106)의 조립체는 스파이더(104)의 트러니언(103)상에서 상하 축방향 운동을 하기 때문에 내측 로울러(106)와 니이들 로울러(105) 사이에 슬라이딩 저항(f2)이 각각 발생하게 되는 것이다.
따라서, 실질적으로 상기 내측 로울러(106)의 내면에 작용하는 구동력은 슬라이딩 저항(f2)과 트랙홈 중심(O)에서 법선방향으로 작용하는 하중(F)을 합한 합성력(F1)이 되고, 이러한 합성력(F1)은 방향각 만큼 기울어진 상태로 내측 로울러(106) 안쪽면에 작용하게 되며, 이 때의 방향각을 접촉각(α)이라 하는 것이다.
그리고, 구동력(F1)의 작용에 대하여 안내면(P,Q)의 평면상에서 작용하는 반력(Fh1)은 상기 트랙홈(101)에 수직을 이룬 상태에서 구동력(F1)의 반대방향으로 작용하게 되는 바, 즉 상기 구동력(F1)의 작용방향과 반력(Fh1)의 작용방향이 일치하지 않기 때문에 구동력(F1)과의 평형을 이루기 위해서 안내면(P,Q)에 평행하게 수직분력(Fv1)이 작용하게 되는 것이다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 내측 로울러(106) 및 외측 로울러(107)의 조립체가 스파이더(104)의 트러니언(103)상에서 상하 축방향운동을 하지 않는 다는 가정하에서, 상기 트라이포드식 등속조인트(110)에 임의의 조인트각(θ) 및 토오크를 주어 회전시키면, 상기 스파이더 중심(Os)이 회전반경(ro)의 크기로 트라이포드 하우징 중심(O1)을 선회하게 되고, 이러한 선회운동으로 인하여 상기 외측 로울러(107)를 제외한 스파이더(104) 조립체는 하나의 강체로서 작동되어 조심각(β) 만큼 기울어진 상태로 하중(F)을 트라이포드 하우징(102)의 PCD상에 트랙홈 중심(O)을 통하여 외측 로울러(107)의 안측면에 전달하게 되는 것이다.
그러므로, 도 5에서 언급한 바와 마찬가지로 안내면(P,Q)의 평면상에 작용하는 반력(Fh)도 구동력(F)과의 힘 평형을 유지하기 위하여 안내면(P,Q)에 평행하게 추가적인 수직분력(Fv)이 작용하게 되는 것이다.
따라서, 상기 도 5와 도 6을 통해 설명된 내용을 합치게 되면 결국 도 7과 같은 상태가 되는 바, 이 도 7은 조심각(β)과 접촉각(α)을 모두 고려한 상태에서의 내측 로울러(106)와 외측 로울러(107)에 대한 구동력(F)과 반력(Fh)을 나타낸 것으로, 상기 구동력(F)이 작용하는 실제의 방향각(γ)은 상기 접촉각(α)에 조심각(β)을 더한 각이 되는 것이다.
즉, 실제 구동력(F3)은 내측 로울러(106)의 실질적인 접촉각(γ)의 방향으로 내측 로울러(106)의 내면에 작용하게 되는 것이다. 그런데 상기 외측 로울러(107)의 외면과 트라이포드 하우징(102)의 안내면(P,Q)은 실제 구동력(F3)의 작용방향에 대하여 직각을 이루는 곡률형상을 갖추지 못하고, 단지 평면형상을 이루고 있기 때문에 구동력(F3)에 대하여 힘의 평형을 유지하기 위해서는 외측 로울러(107)의 외면에 추가적인 수직분력(Fv3)이 발생하게 되는 것이다.
여기서, 상기 수직분력(Fv3)은 단순히 일반적인 마찰력이나 미끄럼력 등과는 달리 구동력(F3)에 의해서 추가적으로 발생되는 불필요한 힘이기 때문에 구동력(F3)의 분력(Fv3)이라 할 수 있으며, 이러한 구동력(F3)의 분력(Fv3)이 샤프트(112)상에 축력(Pa)으로 작용하여 차량의 횡방향의 진동을 초래하기 때문에 트라이포드식 등속조인트(110)의 단점으로 지적되고 있는 것이다.
상기와 같이 발생되는 분력(Fv3)은 도 8에 도시된 바와 같이 제 1 분력(Fv3cosθ)이 습동저항(f2)과 상쇄되어 없어지는 반면에 제 2 분력(Fv3sinθ)은 상기 외측 로울러(107)의 구름저항(f1)과 함께 불필요한 기진력으로 잔존하여 샤프트(112)상에 작동하는 것이다.
그러므로, 상기와 같이 발생되는 힘을 축력(Pa)이라고 하며 이 축력(Pa)은 상술한 바와 같이 제 2 분력(Fv3sinθ)과 트라이포드 하우징(102)의 안내면(P,Q)과 외측 로울러(107)간의 구름저항(f1)으로 이루어지는 것이다.
그런데, 상기와 같은 종래의 트라이포드식 등속조인트(110)에서는 상기 축력(Pa)이 조인트의 1회전당 3회의 인장 및 압축형태로 발생되기 때문에 차량 주행시 차량의 횡방향 고유진동수와 일치하게 될 경우, 심한 횡방향 진동을 초래함으로써 차량의 떨림현상을 일으키는 문제가 있었다.
이에 본 발명은 상기한 바의 사정을 감안하여 안출된 것으로, 스파이더 중심의 궤도운동으로부터 파생되는 내측 로울러의 조심각 혹은 구동력의 작용각을 트라이포드 하우징의 트랙홈 및 외측 로울러의 접촉각과 일치될 수 있도록 스파이더의 트러니언을 임의의 각도 만큼 경사지게 함으로써 구동축에서 발생되는 축력을 저감시킬 수 있도록 된 가변접촉식 트라이포드 등속조인트를 제공함에 그 목적이 있는 것이다.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 트라이포드 하우징의 중심점을 기준으로 임의의 직경을 갖는 기초원과 상기 트라이포드 하우징의 중심을 통과하면서 트랙홈의 좌우양면을 이등분하는 기본 중심축이 만나는 점을 기준으로 임의의 각도 만큼 회전시키고, 상기 기본 중심축상에 존재하는 기존의 트랙홈 중심이 새로운 중심으로 이동하게 됨으로써 상기 트라이포드 하우징의 실제 중심점이 되며, 상기 중심점을 기초로 트라이포드 하우징의 트랙홈에 새로운 좌표가 생겨나되, 상기 좌표에 의하여 스파이더의 트러니언이 임의의 각도 만큼 경사지게 위치될 수 있도록 된 것이다.
그리고, 상기 새로운 좌표축을 기준으로하여 트라이포드 하우징의 트랙홈에 트랙형상이 부여되는 바, 상하중심선을 기준으로 트라이포드 하우징의 우측 및 좌측 트랙홈을 각각 다른 거리만큼 동시에 옵셋된 새로운 중심선 혹은 좌측 및 우측 트랙홈을 각각 서로 다른 크기와 반대방향으로 옵셋된 새로운 중심선과 트라이포드 하우징 트랙홈의 내면 및 외측 로울러 외면이 만나는 점에서 상기 트랙홈의 상부, 하부에 중심반경방향으로 임의의 각도만큼 기울어진 2개의 테이퍼 평면형상이 부여되는 것이다.
또한, 상기 접점에서 외측 로울러의 외면에는 상기 트랙홈을 상부와 하부로 나누는 중심선에 기준하여 상부와 하부에 각각 1개의 비대칭 테이퍼 평면형상이 제공되거나, 또는 중심부, 상부, 하부에 각각 1개의 비대칭 테이퍼 평면 혹은 곡률형상이 부여되는 것이다.
그러므로, 상기의 구조로 이루어진 가변접촉식 트라이포드 등속조인트의 경우 스파이더의 트러니언을 임의의 각도 만큼 경사지게 함으로써 구동축에서 발생되는 축력을 저감시킴과 더불어 상기 트라이포드 하우징의 트랙홈 양면과 외측 로울러의 전체 외면 혹은 일부구간에 다양한 평면이나 곡률형상이 부여될 수 있는 것이다.
도 1은 종래의 기술에 따른 트라이포드 등속조인트를 나타낸 종단면도,
도 2는 종래의 기술에 따른 트라이포드 등속조인트를 나타낸 횡단면도,
도 3은 종래의 기술에 따른 트라이포드 등속조인트의 내측 로울러 및 외측 로울러가 작동되는 상태를 나타낸 작동상태도,
도 4는 종래의 기술에 따른 트라이포드 등속조인트의 조심운동을 나타낸 상태도,
도 5는 조심각을 고려하지 않은 상태에서의 내측 로울러와 외측 로울러에 대한 구동력과 반력을 나타낸 상태도,
도 6은 접촉각을 고려하지 않은 상태에서의 내측 로울러와 외측 로울러에 대한 구동력과 반력을 나타낸 상태도,
도 7은 조심각과 접촉각을 모두 고려한 상태에서의 내측 로울러와 외측 로울러에 대한 구동력과 반력을 나타낸 상태도,
도 8은 내측 로울러와 외측 로울러를 중심으로 축상에 작용하는 축력을 나타낸 개념도,
도 9는 본 발명에 따른 가변접촉식 트라이포드 등속조인트를 나타낸 종단면도,
도 10은 본 발명에 따른 가변접촉식 트라이포드 등속조인트의 트러니언이 경사진 상태로 설치된 것을 나타낸 상태도,
도 11은 본 발명의 제 1실시예를 나타낸 종단면도,
도 12는 본 발명의 제 2실시예를 나타낸 종단면도,
도 13은 본 발명의 제 3실시예를 나타낸 종단면도,
도 14는 본 발명의 제 4실시예를 나타낸 종단면도,
도 15는 본 발명의 제 5실시예를 나타낸 종단면도,
도 16은 본 발명의 제 6실시예를 나타낸 종단면도,
도 17은 본 발명의 제 7실시예를 나타낸 종단면도,
도 18은 본 발명의 제 8실시예를 나타낸 종단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 트라이포드 등속조인트 2 : 트랙홈
3 : 트라이포드 하우징 4 : 트러니언
5 : 스파이더 6 : 니이들 로울러
7 : 내측 로울러 8 : 외측 로울러
9 : 리테이너 10 : 리테이너링
P,Q : 안내면 Os : 중심점
X2-X2 : 중심선
이하 본 발명을 첨부된 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 9는 본 발명에 따른 가변접촉식 트라이포드 등속조인트를 도시한 종단면도이고, 도 10은 본 발명에 따른 가변접촉식 트라이포드 등속조인트의 트러니언이 경사진 상태로 설치된 것을 도시한 상태도이며, 도 11은 본 발명의 제 1실시예를 도시한 종단면도이고, 도 12는 본 발명의 제 2실시예를 도시한 종단면도이며, 도 13은 본 발명의 제 3실시예를 도시한 종단면도이며, 도 14는 본 발명의 제 4실시예를 도시한 종단면도이고, 도 15는 본 발명의 제 5실시예를 도시한 종단면도이며, 도 16은 본 발명의 제 6실시예를 도시한 종단면도이고, 도 17은 본 발명의 제 7실시예를 도시한 종단면도이며, 도 18은 본 발명의 제 8실시예를 도시한 종단면도이다.
상기한 도면들에 의해 본 발명의 구조를 설명하면, 내측 둘레에 임의의 형상으로 이루어진 안내면(P,Q)을 갖는 3개의 트랙홈(2)이 축방향 등간격으로 형성된 트라이포드 하우징(3)이 구비되고, 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2)에 3개의 트러니언(4)이 돌출된 스파이더(5)가 삽입설치되며, 상기 스파이더(5)의 각 트러니언(4)의 바깥 둘레에 니이들 로울러(6)와 내측 로울러(7) 및 외측 로울러(8)가 각각 설치되고, 상기 트러니언(4)의 외주 상부에 상기 내측 로울러(7)가 이탈되지 않도록 리테이너(9)와 리테이너링(10)이 조립되는 한편, 상기 스파이더(5)의 트러니언(4)을 임의의 각도 만큼 경사지게 함과 더불어 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2) 양면과 외측 로울러(8)의 전체 외면 혹은 일부구간에 다양한 평면이나 곡률형상이 부여될 수 있는 구조이다.
여기서, 상기의 구조로 이루어진 가변접촉식 트라이포드 등속조인트(1)는 상기 트라이포드 하우징(3) 및 스파이더(5)의 중심점(Os)을 기준으로 임의의 직경(BD)을 갖는 기초원에서 이 기초원과 축(Y)이 만나는 점(O1)을 기준으로 임의의 각도(θ) 만큼 회전시킨 축(Y2)과 이에 직각을 이루는 축(X2)에 의해 새로운 좌표가 부여된 새로운 좌표에 따른 임의의 안내면(P,Q)으로 구성된 3개의 트랙홈(2)이 트라이포드하우징(3)의 내부에 축방향 등간격으로 형성되어 있으며, 그 내부에 각 트랙홈(2)에 삽입되도록 3개의 트랙홈(2)이 형성된 트라이포드 하우징(3) 및 3개의 트러니언(4)이 돌출된 스파이더(5)가 설치되는 것이다.
그리고, 상기 축(X2)과 축(Y2)을 기준으로 하여 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2)에 트랙형상 및 외측로울러(8)의 외면을 부여하는데 있어서, 그 형상이 트랙홈(2)의 내면에 원주방향의 구간별로 임의의 곡률중심이 연속적으로 변화하는 다단계식 가변곡률형상이 부여되거나, 혹은 상기 트라이포 드하우징(3)의 트랙홈(2) 양면과 외측 로울러(8) 외면의 일부구간에 상기 곡률중심이 연속적으로 변화하는 다단계식 가변곡률형상이 부여됨으로써 전체 조인트각의 영역에서 일정한 축력을 얻을 수 있도록 된 것이다.
한편, 상기의 구조로 이루어진 가변접촉식 트라이포드 등속조인트(1)를 보다 이론적으로 상세히 설명하면 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 안내면(P,Q)에서 외측 로울러(8)의 외면과 트랙홈(2)의 형상이 중심선(X2-X2)을 기준으로 구간 φ0의 곡률 Ro중심은 O, 구간 φ0에서 φ1사이의 곡률 R1중심은 하단측은 O11, 상단측은 O12, 구간 φ1에서 φ2사이의 곡률 R2중심은 하단측이 O21, 상단측은 O22, 구간φ2에서 φ3사이의 곡률 R3중심은 하단측은 O31, 상단측은 O32, 같은 방법으로 구간 φn-1에서 φn사이의 곡률 Rn중심은 하단측은 On1, 상단측은 On2 로 형성되어 있고, 구간 φ0에서 φn-1까지의 곡률은 Ro에서 Rn까지 점진적으로 커지는 형상을갖추고 있는 것이다.
즉, 구간 φ0의 곡률 Ro중심 O는 트랙홈(2)상에서 외측 로울러(8)의 구름을 원활하게 하기 위하여 외측 로울러(8) 외경의 1/2이 되며, O11,O12의 좌표(X,Y)는 각각 (δ1,H1), (-δ1,H1)이고, 같은 방법으로 On1,On2의 좌표(X,Y)는 각각 (δn,Hn), (-δn,Hn)이 되는 것이다.
여기서, 상기의 구조로 이루어진 가변접촉식 트라이포드 등속조인트(1)는 다양한 상태의 실시예를 가질 수 있는 바, 이 실시예는 상기와 같이 설정된 새로운 좌표를 기준으로 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2)에 트랙형상을 다양하게 부여할 수 있는 것이다.
즉, 도 11은 가변접촉식 트라이포드 등속조인트(1)의 제 1 실시예로서, 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2) 양면과 외측 로울러(8) 외면의 중심선(X2-X2)을 기준으로 임의의 조심각 혹은 구동력의 작용각에 해당하는 만큼 하단방향으로 미리 상기 중심선(X3-X3)을 옵셋시킨 상태에서 상기 트랙홈(2)의 내면에 원주방향의 구간별로 임의의 곡률중심이 연속적으로 변화하는 다단계식 가변곡률형상을 형성시키거나 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2) 양면과 외측 로울러(8) 외면의 일부구간에 곡률중심이 연속적으로 변화하는 다단계식 가변곡률형상을 갖추어 전체 조인트각의 영역에서 일정한 축력을 얻을 수 있도록 된 것이다.
그리고, 도 12는 가변접촉식 트라이포드 등속조인트(1)의 제 2 실시예로서, 상기 트라이포드 하우징(3) 트랙홈(2)의 양면과 외측 로울러(8) 외면의 중심선(X2-X2)을 기준으로 임의의 조심각 혹은 구동력의 작용각에 해당하는 만큼 상단방향으로 미리 상기 중심선(X4-X4)을 옵셋시킨 상태에서 상기 트랙홈(2)의 내면에 원주방향의 구간별로 임의의 곡률중심이 연속적으로 변화하는 다단계식 가변곡률형상을 형성시키거나 상기 트라이포드 하우징(3) 트랙홈(2)의 양면과 외측 로울러(8) 외면의 일부구간에 곡률중심이 연속적으로 변화하는 다단계식 가변곡률형상을 갖추어 전체 조인트각의 영역에서 일정한 축력을 얻을 수 있도록 된 것이다.
또한, 도 13은 가변접촉식 트라이포드 등속조인트(1)의 제 3 실시예로서, 상기 중심선(X2-X2)을 기준으로 트라이포드 하우징(3) 트랙홈(2)의 중심선을 우측은 하단방향으로 δ1만큼, 좌측은 상단방향으로 δ2만큼 옵셋시킨 상태에서 트라이포드 하우징(3)의 양면트랙홈(2)과 외측 로울러(8)의 외면에 곡률중심이 연속적으로 변화하는 다단계식 가변곡률형상이 형성되는 것이다.
한편, 도 14는 가변접촉식 트라이포드 등속조인트(1)의 제 4 실시예로서, 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2)과 외측 로울러(8)를 상부와 하부로 나누는 중심선(X2-X2)을 기준으로 트라이포드 하우징(3)의 우측 트랙홈(2)은 δ1크기만큼 하단방향으로, 좌측 트랙홈(2)은 δ2크기만큼 하단방향으로 동시에 옵셋된 새로운 중심선(X6-X6)과 트라이포드 하우징 트랙홈의 내면과 외측 로울러 외면이 만나는 점( a 및 a1)에서 상기 트랙홈(2)과 외측 로울러(8)의 상부, 하부에 중심반경방향으로 임의의 각도만큼 기울어진 2개의 테이퍼 평면형상을 부여할 수 있도록 된 것이다.
그리고, 도 15는 가변접촉식 트라이포드 등속조인트(1)의 제 5 실시예로서, 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2)과 외측 로울러(8)를 상부와 하부로 나누는 중심선(X2-X2)을 기준으로 트라이포드 하우징(3)의 우측 트랙홈(2)은 δ1크기만큼 상단방향으로, 좌측 트랙홈(2)은 δ2크기만큼 상단방향으로 동시에 옵셋된 새로운 중심선(X7-X7)과 트라이포드 하우징(3) 트랙홈(2)의 내면과 외측 로울러(8) 외면이 만나는 점(a,a1)에서 상기 트랙홈(2)과 외측 로울러(8)의 상부, 하부에 중심반경방향으로 임의의 각도만큼 기울어진 2개의 테이퍼 평면형상을 부여할 수 있도록 된 것이다.
또한, 도 16은 가변접촉식 트라이포드 등속조인트(1)의 제 6 실시예로서, 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2)과 외측 로울러(8)를 상부와 하부로 나누는 중심선(X2-X2)을 기준으로 트라이포드 하우징(3)의 우측 트랙홈(2)은 δ1크기만큼 하단방향으로 좌측 트랙홈(2)은 δ2크기만큼 상단방향으로 각각에서 다르게 옵셋된 새로운 중심선(X8-X8)과 트라이포드 하우징(3) 트랙홈(2)의 내면과 외측 로울러(8) 외면이 만나는 점( a 및 a1)에서 상기 트랙홈(2)과 외측 로울러(8)의 상부, 하부에 중심반경방향으로 임의의 각도만큼 기울어진 2개의 테이퍼 평면형상을 부여할 수 있도록 된 것이다.
끝으로, 도 17과 도 18은 본 고안에 따른 가변접촉식 트라이포드 등속조인트(1)의 제 7 및 제 8 실시예로서, 상기 트라이포드 하우징(3) 및 스파이더(5)의 중심점(Os)을 기준으로 임의의 직경(BD)을 갖는 기초원에서 기초원과 원래 중심축(Y)이 만나는 점 O1를 기준으로 임의의 각도(θ)만큼 회전시키면, 축(Y)상에 존재하는 원래의 트랙홈(2)중심 O2는 중심 O로 이동하게되어 트라이포드 하우징(3)트랙의 실제 중심점이 되고, 중심 O에 기준한 축(Y2)과 이에 직각을 이루는 축(X2)이 상기 트랙홈(2)의 새로운 좌표가 된다.
상기 X2와 Y2축을 기준으로 하여 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2)에 트랙형상을 부여하는데 있어서, 그 형상이 평면으로 이루어진 것에 특징이 있고, 또한 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2)과 외측 로울러(8)를 상부와 하부로 나누는 중심선(X2-X2)을 기준으로 트라이포드 하우징(3)의 우측 트랙홈(2)은 δ1크기 만큼 하단방향으로 좌측 트랙홈(2)은 δ2크기 만큼 상단방향으로 각각에서 다르게 옵셋된 상태에서 양면 트랙홈(2)에 평면을 부여한 것에 그 특징이 있는 것이다.
따라서, 상기와 같은 특징을 갖는 가변접촉식 트라이포드 등속조인트(1)에 의해 샤프트의 회전시 조인트각의 증가에 상관 없이 축력이 일정한 값을 유지하기 때문에 축력에 의한 진동을 최소화할 수 있는 것이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 가변접촉식 트라이포드 등속조인트에 의하면, 샤프트에서 발생되는 축력을 최소화하면서도 조인트가 원활하게 구동됨으로써 소음 및 진동을 저감시킬 수 있고, 차량에서 발생되는 진동을 최소화함으로써 사용자의 승차감을 향상시킴과 더불어 제작되는 자동차의 품질을 보다 향상시킬 수 있는 효과가 있는 것이다.
Claims (4)
- 내측 둘레에 임의의 형상으로 이루어진 안내면(P,Q)을 갖는 3개의 트랙홈(2)이 축방향 등간격으로 형성된 트라이포드 하우징(3)이 구비되고, 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2)에 3개의 트러니언(4)이 돌출된 스파이더(5)가 삽입설치되며, 상기 스파이더(5)의 각 트러니언(4)의 바깥 둘레에 니이들 로울러(6)와 내측 로울러(7) 및 외측 로울러(8)가 각각 설치되고, 상기 트러니언(4)의 외주 상부에 상기 내측 로울러(7)가 이탈되지 않도록 리테이너(9)와 리테이너링(10)이 조립된 트라이포드 등속조인트에 있어서,상기 트라이포드 하우징(3) 및 스파이더(5)의 중심점(Os)을 기준으로 임의의 직경(BD)을 갖는 기초원에서 이 기초원과 축(Y)이 만나는 점(O1)을 기준으로 임의의 각도(θ) 만큼 회전시킨 축(Y2)과 이에 직각을 이루는 축(X2)에 의해 새로운 좌표가 부여되고, 상기 새로운 좌표에 따른 임의의 안내면(P,Q)으로 구성된 3개의 트랙홈(2)이 트라이포드 하우징(3)의 내부에 축방향 등간격으로 형성되어 있으며, 그 내부에 각 트랙홈(2)에 삽입되도록 중심점(Os)을 기준으로 임의의 직경(BD)을 갖는 기초원에서 그 기초원과 축(Y)이 만나는 점(O1)을 기준으로 임의의 각도(θ) 만큼 회전시킨 축(Y2)과 이에 직각을 이루는 축(X2)을 이용하여 새로운 좌표가 부여된 3개의 트러니언(4)이 돌출된 스파이더(5)가 설치되는 것을 특징으로 하는 가변접촉식 트라이포드 등속조인트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 축(X2)과 축(Y2)을 기준으로 하여 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2)에 트랙형상을 부여하되, 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2) 양면과 외측 로울러(8) 외면의 중심선(X2-X2)을 기준으로 임의의 조심각에 해당하는 만큼 하단방향으로 미리 옵셋된 중심선(X3-X3) 또는 상단방향으로 미리 옵셋된 중심선(X4-X4)에서 원주방향으로 상기 트랙홈(2) 내면과 외측 로울러(8) 외면의 전체 또는 일부구간에 임의의 곡률중심이 연속적으로 변화하는 다단계식 가변곡률형상을 갖추어 전체 조인트각의 영역에서 일정한 축력을 얻을 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 가변접촉식 트라이포드 등속조인트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 축(X2)과 축(Y2)을 기준으로 하여 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2)에 트랙형상을 부여하되, 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2) 양면과 외측 로울러(8) 외면의 중심선(X2-X2)을 기준으로 트라이포드 하우징(3)의 우측 트랙홈(2)은 δ1크기만큼, 좌측 트랙홈(2)은 δ2크기 만큼 하단 방향으로 동시에 옵셋된 새로운 중심선(X6-X6) 또는 상단방향으로 동시에 옵셋된 새로운 중심선(X7-X7)과 트라이포드 하우징(3) 트랙홈(2)의 내면과 외측 로울러(8) 외면이 만나는 점(a,a1)에서 트랙홈(2)과 외측 로울러(8)의 상부, 하부에 중심반경방향으로 임의의 각도만큼 기울어진 2개의 테이퍼 평면형상을 부여할 수 있도록 된 것을 특징으로 하는 가변접촉식 트라이포드 등속조인트.
- 제 1 항에 있어서, 상기 X2와 Y2축을 기준으로 하여 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2)에 트랙형상을 부여하되, 그 형상이 평면으로 이루어진 것에 특징이 있거나 또는 상기 트라이포드 하우징(3)의 트랙홈(2)과 외측 로울러(8)를 상부와 하부로 나누는 중심선(X2-X2)을 기준으로 트라이포드 하우징(3)의 우측 트랙홈(2)은 δ1크기 만큼 하단방향으로 좌측 트랙홈(2)은 δ2크기 만큼 상단방향으로 각각에서 다르게 옵셋된 새로운 중심선(X9-X9)에서 양면 트랙홈(2)에 평면을 부여한 것을 특징으로 하는 가변접촉식 트라이포드 등속조인트.
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| KR19980046899A (ko) * | 1996-12-13 | 1998-09-15 | 김영귀 | 자동차의 트리포드 조인트샤프트 |
| KR19990006473A (ko) * | 1997-06-27 | 1999-01-25 | 세키야 데쯔오 | 트리포드형 등속 조인트 |
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2001
- 2001-06-05 KR KR10-2001-0031325A patent/KR100421936B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
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