KR100562037B1 - 유니버설조인트의 윤활유 공급구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 만나는 각이 수시로 변화하는 두 축(10)(10')의 동력을 전달하도록 허브요크(20)(20'), 크로스핀(30)(30'), 연결구(40)로 구성되는 유니버설조인트에 관련된다. 구성에 있어 다음과 같은 특징을 지닌다. 상기 유니버설조인트를 구성하는 크로스핀(30)(30')과 연결구(40)상에 윤활유(G)를 공급은 물론 저장하도록 구성하되, 상기 크로스핀(30)(30')의 외주면에 형성되고, 윤활구(30a)(30a')로부터 윤활유(G)를 분산시키는 주입로(32)(32'); 상기 연결구(40)의 외주면에 형성되고, 크로스핀(30)(30')의 주입로(32)(32')에 의해 윤활유(G)를 저장하는 수용홈(42); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이에 따라, 유니버설조인트를 구성하는 크로스핀과 연결구상에 주입로와 수용홈을 각각 형성하여 니플로부터 주입되는 윤활유를 분산 및 저장하여 지속적으로 유막을 형성함에 따라 수명이 장구하게 유지되는 효과가 있다.

유니버설조인트, 니플, 크로스핀, 연결구, 허브요크

Description

유니버설조인트의 윤활유 공급구조{Lubricating oil supply structure universal joint}

도 1a 내지 1b는 종래의 유니버설조인트의 윤활유 공급구조를 나타내는 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 유니버설조인트를 전체적으로 나타내는 정면도.

도 3은 본 발명에 따른 유니버설조인트를 분해하여 나타내는 사시도.

도 4는 본 발명에 따른 유니버설조인트의 크로스핀을 나타내는 사시도.

도 5는 도 2의 A-A'선을 절단하여 유니버설조인트의 내부구성을 나타내는 종단면도.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *

10, 10': 축 20, 20': 허브요크

22, 22': 연결대 30, 30': 크로스핀

30a: 윤활구 32, 32': 주입로

40: 연결구 42: 수용홈

본 발명은 유니버설조인트의 윤활유 공급구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유니버설조인트를 구성하는 크로스핀과 연결구상에 주입로와 수용홈을 각각 형성하여 니플로부터 주입되는 윤활유를 분산 및 저장하여 지속적으로 유막을 형성함에 따라 수명이 장구하게 유지되는 유니버설조인트의 윤활유 공급구조에 관한 것이다.

일반적으로 유니버설조인트는 자재이음이라고도 지칭하며 두 축이 만나는 각이 수시로 변화하는 경우에 사용되는 것으로 공작기계, 자동차 등의 축이음으로 널리 사용된다. 유니버설조인트는 두 축이 만나는 끝단에 허브요크를 장착하고, 상기 허브요크는 연결구상에 크로스핀으로 회동가능하게 설치된다. 이때 유니버설조인트의 각속도는 원활한 동력전달을 위하여 30도 이하로 제한되고, 마찰에 의한 마모 및 변형을 방지하기 위해 지속적으로 윤활유를 공급한다.

도 1a 내지 1b는 종래의 유니버설조인트의 윤활유 공급구조를 나타내는 구성도이다.

도 1a에서, 종래의 유니버설조인트는 두 축(1)(1')의 끝단에 각각 설치되는 한 쌍의 허브요크(2)(2')를 연결구(4)상에 회동가능하게 크로스핀(3)(3')으로 장착되고, 상기 크로스핀(3)(3')은 연결구(4)상에 서로 교차되도록 삽입되어 중앙부에 윤활구(3a)(3a')가 형성된다. 윤활구(3a)(3a')는 윤활유(G)가 이송되는 통로로서 양단에 관통공(3b)(3b')이 각각 구비되는 바, 이때 제1크로스핀(3)의 윤활구(3a)는 일단에 고정핀(P)이 체결되어 크로스핀(3)(3')을 "+"자 형태로 고정하고, 타단에 개재된 니플(N)이 개재된다. 도 1b에 도시된 유니버설조인트의 윤활구조를 나타내 는 종단면도와 같이 관통공(3b)(3b')은 크로스핀(3)(3')상에 일정한 지름으로 형성되어 허브요크(2)(2')가 회동가능하게 설치되는 크로스핀(3)(3')의 양끝단 위치로 윤활유(G)의 공급이 이루어진다.

그러나, 종래의 유니버설조인트는 크로스핀(3)(3')상에 니플(N)을 통하여 윤활유(G)를 주입 시 실질적으로 윤활구(3a)(3a')를 타고 사방으로 일정량씩 고르게 분산되지 않고 1~2곳의 관통공(3b)(3b')으로만 과다하게 공급된다. 이에 윤활유(G)의 공급이 미흡한 크로스핀(3)(3')상에서 회동하는 허브요크(2)(2')는 마찰에 의해 마모되거나 파손되는 사례가 허다하게 발생되므로 이러한 문제점을 보안하기 위해 주기적으로 공작기계, 자동차 등과 같은 기계장치를 정지시켜 유니버설조인트상에 윤활유(G)의 잔량을 확인하고 보충해야하는 번거로운 단점이 따른다.

또한, 크로스핀(3)(3')의 윤활구(3a)(3a')로 공급되는 윤활유(G)가 관통공(3b)(3b')을 통하여 주입 된다하더라도 연결구(4)와 허브요크(2)(2')가 맞닿는 면의 틈새로는 윤활유(G)의 공급이 전혀 이루어지지 못하거나 미흡하나마 미량으로 주입되어도 장시간 잔류하지 못하고 소멸된다. 이에 따라 연결구(4)와 허브요크(2)(2')의 지속적인 마찰로 인해 소음이 발생됨은 물론 마찰면의 마모로 인해 유니버설조인트의 수명이 현저하게 단축되는 폐단이 따른다.

이에 따라 본 발명은 상기한 단점을 해결하기 위한 것으로서, 유니버설조인트를 구성하는 크로스핀과 연결구상에 주입로와 수용홈을 각각 형성하여 니플로부터 주입되는 윤활유를 분산 및 저장하여 지속적으로 유막을 형성함에 따라 수명이 장구하게 유지되는 유니버설조인트의 윤활유 공급구조를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 만나는 각이 수시로 변화하는 두 축(10)(10')의 동력을 전달하도록 허브요크(20)(20'), 크로스핀(30)(30'), 연결구(40)로 구성되는 유니버설조인트에 있어서: 상기 유니버설조인트를 구성하는 크로스핀(30)(30')과 연결구(40)상에 윤활유(G)를 공급은 물론 저장하도록 구성하되, 상기 크로스핀(30)(30')의 외주면에 형성되고, 윤활구(30a)로부터 윤활유(G)를 분산시키는 주입로(32)(32'); 및 상기 연결구(40)의 외주면에 형성되고, 크로스핀(30)(30')의 주입로(32)(32')에 의해 윤활유(G)를 저장하는 수용홈(42); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 유니버설조인트를 전체적으로 나타내는 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 유니버설조인트를 분해하여 나타내는 사시도이며, 도 4는 본 발명에 따른 유니버설조인트의 크로스핀을 나타내는 사시도이며, 도 5는 도 2의 A-A'선을 절단하여 유니버설조인트의 내부구성을 나타내는 종단면도이다.

본 발명은 만나는 각이 수시로 변화하는 두 축(10)(10')의 동력을 전달하도록 허브요크(20)(20'), 크로스핀(30)(30'), 연결구(40)로 구성되는 유니버설조인트에 관련된다. 통상의 유니버설조인트는 연결구(40)를 중심으로 대칭위치에 허브요 크(20)(20')가 장착되는 바, 이때 허브요크(20)(20')는 일단이 축(10)(10')상에 장착되고, 타단에 한 쌍의 연결대(22)(22')가 형성된다. 연결대(22)(22')는 허브요크(20)(20')상에서 돌출되도록 형성되어 일면에 삽입공(22a)(22a')이 구비되고, 상기 삽입공(22a)(22a')을 통하여 크로스핀(30)(30')이 "+"자 형태로 교차되도록 체결된다. 이에 크로스핀(30)(30')이 한 쌍의 허브요크(20)(20')를 연결구(40)상에 회동가능하게 장착함에 따라 두 축(10)(10')이 임의의 각도로 교차하거나 회전중에 교차각이 수시로 변동되더라도 동력이 원활하게 전달된다.

본 발명에 따른 크로스핀(30)(30')은 외주면에 주입로(32)(32')를 형성하여 윤활구(30a)로부터 공급되는 윤활유(G)를 분산시키는 역할을 수행한다. 크로스핀(30)(30')은 연결구(40)상에 허브요크(20)(20')를 회동가능하게 장착하는 키로서, 제1크로스핀(30)의 중심위치에 체결구멍(34)이 형성되어 제2크로스핀(30')이 "+"자 형태로 교차되도록 결합된다. 크로스핀(30)(30')은 외주면상에 길이방향으로 주입로(32)(32')가 형성되는 바, 이때 주입로(32)(32')는 180도 등각으로 오목하게 구비되고, 크로스핀(30)(30')이 "+"자 형태로 결합 시 도 4에서처럼 서로 연계된다.

이때, 제1크로스핀(30)의 중앙부에는 길이방향으로 윤활구(30a)가 구비되는 바, 이때 윤활구(30a)는 도 5처럼 제2크로스핀(30')을 관통하도록 형성되어 일단에 니플(N)이 개재되고, 타단에 고정핀(P)이 체결되어 "+"자 형태로 교차되도록 결합된 크로스핀(30)(30')의 위치를 고정한다. 이에 니플(N)을 통하여 윤활유(G)를 주입 시 상기 윤활유(G)는 윤활구(30a)를 통해 제1크로스핀(30)의 중심위치로 이송되어 주입로(32)(32')를 타고 외측방향으로 분산되어 윤활작업을 수행하게 된다.

한편, 크로스핀(30)(30')의 외주면에 형성되는 주입로(32)(32')는 폭이 과다하게 넓게 형성되면 윤활구(30a)를 통하여 공급되는 윤활유(G)가 사방으로 분산되지 않고 1~2곳의 국한된 위치로만 과다하게 주입되고, 이와 반대로 주입로(32)(32')의 폭이 좁게 형성되면 윤활유(G)가 주입로(32)(32')를 타고 사방으로 분산된다하더라도 이송이 원활하지 못함에 따라 주입로(32)(32')는 유니버설조인트의 크기 및 최대모멘트를 고려하여 적절한 폭으로 형성하는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명에 따른 상기 연결구(40)의 외주면에 수용홈(42)이 형성되어 크로스핀(30)(30')의 주입로(32)(32')로 공급되는 윤활유(G)를 저장하는 역할을 수행한다. 연결구(40)는 한 쌍의 허브요크(20)(20')를 크로스핀(30)(30')으로 회동가능하게 장착하는 바, 이때 허브요크(20)(20')의 연결대(22)(22')와 맞닿는 연결구(40)의 외주면에 수용홈(42)이 형성된다. 수용홈(42)은 연결구(40)상에 크로스핀(30)(30')이 삽입되는 관통공(40a)과 동심을 이루고, 적절한 폭으로 오목하게 형성된다. 이에 수용홈(42)은 주입로(32)(32')를 통하여 연결대(22)(22')와 연결구(40) 사이의 틈으로 주입되는 윤활유(G)를 저장하게 된다. 따라서 공작기계, 자동차 등에 장착된 유니버설조인트를 장시간 운행하더라도 수용홈(42)에 저장된 윤활유(G)로 인해 연결대(22)(22')와 연결구(40)가 맞닿는 면상에 지속적으로 유막이 형성되어 마찰에 의한 마모 및 파손이 미연에 예방된다.

한편, 수용홈(42)을 도 3의 확대도에서 V자형으로 도시하였지만, 이에 국한되지 않고 U자형, 반원, 다각형 등과 같이 다양하게 형성하는 구성도 가능하다.

도 2 내지 5를 통해 본 발명에 따른 유니버설조인트의 윤활유 공급구조를 설 명한다.

우선 크로스핀(30)(30')과 연결구(40)의 외주면에 주입로(32)(32')와 수용홈(42)을 각각형성하고, 연결구(40)의 관통공(40a)에 한 쌍의 허브요크(20)(20')를 각각 대칭되는 위치에 결합한 상태로 크로스핀(30)(30')을 삽입하여 회동가능하게 장착시킨다. 이때 제1크로스핀(30)의 윤활구(30a)는 일단에 니플(N)이 개재되고 타단에 고정핀(P)이 삽입되어 크로스핀(30)(30')을 "+"자 형태로 위치를 고정시키면 유니버설조인트의 조립이 완료된다. 이어서 유니버설조인트는 허브요크(20)(20')상에 만나는 각이 일정하지 않은 두 축(10)(10')을 각각 장착하여 동력을 전달시키고, 주기적으로 니플(N)을 통하여 윤활작업을 실시하게 된다.

이때, 니플(N)을 통하여 주입되는 윤활유(G)는 윤활구(30a)를 통하여 주입로(32)(32')를 타고 크로스핀(30)(30')의 중심위치에서 외측방향으로 분산되어 마찰이 발생되는 틈새로 윤활유(G)를 공급함을 물론 수용홈(42)상에 윤활유(G)를 저장하게 된다. 따라서 연결대(22)(22')와 연결구(40)가 맞닿는 마찰면에 지속적으로 유막이 형성되어 유니버설조인트의 수명이 장구하게 유지되는 이점이 있다.

본 발명의 구성 및 작용에 따르면 유니버설조인트를 구성하는 크로스핀과 연결구상에 주입로와 수용홈을 각각 형성하여 니플로부터 주입되는 윤활유를 분산 및 저장하여 지속적으로 유막을 형성함에 따라 수명이 장구하게 유지되는 효과가 있다.

본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위 를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하며, 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.

Claims (1)

1. 만나는 각이 수시로 변화하는 두 축(10)(10')의 동력을 전달하도록 허브요크(20)(20'), 크로스핀(30)(30'), 연결구(40)로 구성되는 유니버설조인트에 있어서:

   상기 유니버설조인트를 구성하는 크로스핀(30)(30')과 연결구(40)상에 윤활유(G)를 공급은 물론 저장하도록 구성하되,

   상기 크로스핀(30)(30')의 외주면에 형성되고, 윤활구(30a)로부터 윤활유(G)를 분산시키는 주입로(32)(32'); 및

   상기 연결구(40)의 외주면에 형성되고, 크로스핀(30)(30')의 주입로(32)(32')에 의해 윤활유(G)를 저장하는 수용홈(42); 을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 유니버설조인트의 윤활유 공급구조.

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