KR100461259B1 - 등속 조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 등속 조인트에 관한 것으로서 특히, 차량의 구동축에 구성되는 트라이포드(tripod)형 등속 조인트에 있어서, 트러니언과, 베어링과, 롤러를 하우징에 구성하기 위한 것으로서, 원통각(殼)형으로 형성되는 하우징(10)과; 상기 하우징(10)의 내측방향으로 등방향으로 3개소 설치되는 트러니언(20)과; 상기 트러니언(20)에 결합되어 설치되는 베어링(30)과; 상기 베어링(30)의 외측에 결합되는 롤러(40)와; 상기 롤러(40)가 설치된 하우징(10)의 내측에 결합되도록 3개소에 등간격으로 홈(51)이 형성된 삽입부(52)가 단부에 연결된 구동축(50)을 포함하여 구성함으로써, 베어링과 롤러, 트러니언 사이의 마찰력을 저감시키고, 롤러의 트러니언 습동 마찰력이 구동축이 아닌 하우징으로 전달되어 변속기측에서 상쇄되도록 하여, 횡방향 요동을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 셔더리스 조인트가 필요하지 않고, 구동축과 하우징 홈의 단조제작이 가능하여 스플라인 가공이 필요 없는 것이다.

Description

등속 조인트 {Constant velocity joints}

본 발명은 등속 조인트에 관한 것으로서 특히, 차량의 구동축에 구성되는 트라이포드(tripod)형 등속 조인트에 있어서, 트러니언과, 베어링과, 롤러를 하우징에 구성함으로써, 롤러의 트러니언 습동 마찰력이 구동축이 아닌 하우징으로 전달되어 변속기측에서 상쇄되도록 하여, 횡방향 요동을 효과적으로 저감시킬 수 있는 등속 조인트에 관한 것이다.

등속 조인트란 구동축과 수동축의 교차각이 커지더라도 등속으로 원활하게 운동할 수 있도록 하는 조인트를 말하며, 전륜 구동 차량의 구동축이나, 독립 현가식의 리어 디퍼런셜 사이드기어에 스플라인으로 결합되어 있다.

도 1은 일반적인 차량의 구동축을 나타내는 사시도로서, 일반적으로 차량의 구동축(1)에는 변속기측에 연결되는 부분과 디스크(3)에 연결되는 부분의 두 개소에 등속 조인트(2)가 구성된다.

보통 상기 변속기측에는 더블 오프셋형 조인트(double offset joint)나 트라이포드형 조인트(tripod joint)가 사용되고, 디스크에 연결되는 측에는 버필드형 조인트(birfield joint)가 사용되고 있다.

도 2는 종래의 트라이포드형 조인트를 나타내는 사시도로서, 변속기측에 연결되는 하우징(4)의 내측에, 트러니언(5)에 베어링(6)으로 롤러(7)가 3개소에 등간격으로 설치되고, 상기 내측에 구동축(1)이 연결되어, 변속기측의 구동력이 동일한 속도로 전달되도록 하는 것이다.

즉, 등속 조인트는 상기와 같은 예의 변속기측이나 리어 디퍼런셜 사이드 기어에 설치되어, 하우징(4)이 회전하게 되면, 상기 롤러(7)가 회전하게 되고, 결국 구동축(1)이 함께 회전하게 되어있는 구조이다.

그러나, 상기와 같은 등속 조인트는 구동축(1)으로 전달되는 축력(axial force)으로 인해, 횡방향 요동이 발생할 수 있다.

즉, 구동축(1)으로 전달되는 축력은 도 3과 같이 표현이 되는데, 이는 저단 가속시에 토크가 증가되면서 차량의 앞부분이 들림에 의하여 조인트 절각이 커지게 되고, 결국 이 축력(P = Ft * sinθ+ f1: 도 4의 P1, P2)이 횡요동을 유발하게 되는 문제점이 있었다(도 4 참고).

상기 도 3에서 f2는 롤러(7)와 하우징(4) 홈 사이의 트러니언(5) 방향 마찰력을 나타내며, f3은 롤러(7)와 트러니언(5) 사이의 마찰력을 나타낸다.

상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 이를 개량한 셔더리스 조인트(shudderless)를 사용함으로써 축력을 상당부분 저감이 가능하나, 이로서는 상기 문제점을 근본적으로 해결하지 못한다. 즉, 이 셔더리스 조인트 역시, 롤러의 마찰력인 f3 성분이 구동축으로 바로 전달되는 구조이므로 축력을 저감할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기의 결점을 해소하기 위한 것으로, 등속 조인트에 있어서, 베어링과 롤러, 트러니언 사이의 마찰력을 저감사키고, 롤러의 트러니언 습동 마찰력이 구동축이 아닌 하우징으로 전달되어 변속기측에서 상쇄되도록 하여, 횡방향 요동을 효과적으로 저감시킬 수 있으며, 셔더리스 조인트가 필요하지 않고, 삽입부에 형성되는 홈의 단조제작이 가능하여 스플라인 가공이 필요 없는 등속 조인트를 제공하고자 한다.

이러한 본 발명은 원통각형으로 형성되는 하우징과; 상기 하우징의 내측방향으로 등방향으로 3개소 설치되는 트러니언과; 상기 트러니언에 결합되어 설치되는 베어링과; 상기 베어링의 외측에 결합되는 롤러와; 상기 구면롤러가 설치된 하우징의 내측에 결합되도록 3개소에 등간격으로 홈이 형성된 삽입부가 단부에 연결된 구동축을 포함하여 구성으로써 달성된다.

도 1은 일반적인 차량의 구동축을 나타내는 사시도,

도 2는 종래의 트라이포드형 조인트를 나타내는 사시도,

도 3은 종래의 트라이포드형 조인트의 힘 성분을 나타내는 개략도,

도 4는 일반적인 차량의 구동축의 작동상태를 나타내는 개략도,

도 5는 본 발명의 등속 조인트의 일 실시예를 나타내는 사시도,

도 6은 본 발명의 등속 조인트의 일 실시예를 나타내는 측면도,

도 7은 도 6의 A - A선 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 하우징 20 : 트러니언

30 : 베어링 40 : 롤러

50 : 구동축 51 : 홈

52 : 삽입부

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 5는 본 발명의 등속 조인트의 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 6은 본 발명의 등속 조인트의 일 실시예를 나타내는 측면도이며, 도 7은 도 6의 A - A선 단면도로서, 본 발명은, 원통각(殼)형으로 형성되는 하우징(10)과; 상기 하우징(10)의 내측방향으로 등방향으로 3개소 설치되는 트러니언(20)과; 상기 트러니언(20)에 결합되어 설치되는 베어링(30)과; 상기 베어링(30)의 외측에 결합되는롤러(40)와; 상기 롤러(40)가 설치된 하우징(10)의 내측에 결합되도록 3개소에 등간격으로 홈(51)이 형성된 삽입부(52)가 단부에 연결된 구동축(50)을 포함하여 구성되는 것을 그 기술상의 특징으로 한다.

상기 롤러(40)의 구름면과, 상기 홈(51)의 롤러(40)와의 접촉면은 구면으로 형성되어, 롤러(40)의 구름에 의한 마찰력을 최소화하면서 축방향의 움직임이 일어나지 않도록 한다.

또한, 상기 트러니언(20)은 상기 하우징(10)의 둘레를 따라 등간격으로 형성된 홀에 삽입되어, 압입 또는 접착제에 의하여 고정시키고, 그 주위에 베어링(30)과 롤러(40)를 차례로 설치하게 된다.

상기 베어링(30)은 도시하는 바와 같이, 상기 트러니언(20)의 주위를 감싸는 구조의 원통각(殼)형을 이루는 니들 베어링을 사용한다.

한편, 상기 트러니언(20)에는 상기 베어링(30)이 상기 삽입부(52)의 홈(51)에 접촉하지 않도록 하는 스페이서(21)를 추가 구성하는 것을 방지하는 것이 바람직하다.

이하, 상기 도 5 내지 도 7을 참고하여 본 발명의 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 등속 조인트는 트라이포트 조인트에 있어서, 트러니언(20), 베어링(30), 및 롤러(40)가 하우징(10)에 장착되는 것이 그 특징이다.

상기와 같은 구성에 의하여, 트러니언(20)의 습동 마찰력이 구동축(50)이 아닌, 상기 하우징(10)으로 전달되어 변속기 측에서 상쇄되는 것이다.

즉, 상기 베어링(30)과 롤러(40) 사이의 마찰력, 롤러(40)와 트러니언(20) 축에 대한 회전 마찰력, 롤러(40)의 트러니언(20) 축에 대한 이동(선형) 마찰력이 감소되고, 또한, 롤러(40)의 스핀력이 저감되게 된다.

따라서 상기 구동축(50)으로의 축력 전달량이 작아지게 되고, 횡방향 요동을 근본적으로 저감할 수 있는 것이다.

또한, 상기와 같은 본 발명의 등속 조인트를 적용하는 경우에, 상기와 같이 축력 저감 효과가 우수하므로 고가의 셔더리스 조인트의 사용이 필요하지 않고, 상기 셔더리스 조인트를 본 발명의 등속 조인트에 연결하여 사용할 경우에는 축력 저감효과가 더욱 커진다.

한편, 상기 삽입부(52)에 형성된 홈(51)은 일반적인 단조 가공이 가능하여 종래와 같은 스플라인 가공을 할 필요가 없다.

상기 실시예는 본 발명의 기술적 사상을 구체적으로 설명하기 위한 일례로서, 본 발명의 범위는 상기의 도면이나 실시예에 한정되지 않는다.

이상과 같은 본 발명은 등속 조인트에 있어서, 베어링과 롤러, 트러니언 사이의 마찰력을 저감시키고, 롤러의 트러니언 습동 마찰력이 구동축이 아닌 하우징으로 전달되어 변속기측에서 상쇄되도록 하여, 횡방향 요동을 효과적으로 저감시킬수 있으며, 셔더리스 조인트가 필요하지 않고, 삽입부에 형성되는 홈의 단조제작이 가능하여 스플라인 가공이 필요 없는 효과가 있는 발명인 것이다.

Claims (4)

1. 원통각형으로 형성되는 하우징과;

   상기 하우징의 내측방향으로 등방향으로 3개소 설치되는 트러니언과;

   상기 트러니언에 결합되어 설치되는 베어링과;

   상기 베어링의 외측에 결합되는 롤러와;

   상기 구면롤러가 설치된 하우징의 내측에 결합되도록 3개소에 등간격으로 홈이 형성된 삽입부가 단부에 연결된 구동축을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 등속 조인트.
2. 제 1항에 있어서, 상기 롤러의 구름면과, 상기 홈의 롤러와의 접촉면은 구면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 등속 조인트.
3. 제 1항에 있어서, 상기 트러니언은 상기 하우징의 둘레를 따라 등간격으로 형성된 홀에 삽입되어, 압입 또는 접착제에 의하여 고정시킴을 특징으로 하는 등속 조인트.
4. 제 1항에 있어서, 상기 트러니언에는 상기 베어링이 상기 삽입부의 홈에 접촉하는 것을 방지하는 스페이서가 추가 구성됨을 특징으로 하는 등속 조인트.