KR100820509B1 - Boot for constant velocity joint - Google Patents
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Abstract
본 발명은 등속 조인트 부트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 일단이 등속 조인트의 볼 하우징 개방부에 씌워지고 타단이 구동축에 결합되는 산과 골의 주름부로 이루어진 등속 조인트 부트에 있어서, 상기 주름부는 차륜측 구동축에 대한 액슬측 구동축의 각도 방향 변위를 흡수하는 각도 변위 흡수부와, 축 방향 변위를 흡수하는 축 변위 흡수부로 이루어져, 앞뒤의 액슬측 구동축과 차륜측 구동축 간의 상대 회전이나 상대 이동 시 발생하는 변위를 적절히 흡수함으로써 부트의 내구 성능을 향상하여, 구동축의 고속 회전 시에도 팽창이나 흔들림으로 인한 파손 및 그리스 누설을 경감시키도록 설계된 고속회전용 등속 조인트 부트를 제공한다.
등속 조인트, 부트, 주름부, 자동차
The present invention relates to a constant velocity joint boot, and more particularly, in a constant velocity joint boot having one end covered with a ball housing opening of a constant velocity joint and the other end coupled to a drive shaft, wherein the crease is a wheel side drive shaft. It consists of an angular displacement absorbing part for absorbing the angular displacement of the axle side drive shaft with respect to the axial displacement absorbing part for absorbing the axial displacement. By absorbing appropriately, the durability of the boot is improved to provide a high speed rotary constant velocity joint boot designed to reduce breakage and grease leakage due to expansion or shaking even at high rotation speed of the drive shaft.
Constant velocity joint, boot, crease, automotive
Description
도 1은 종래 기술에 따른 등속 조인트의 분해 사시도.1 is an exploded perspective view of a constant velocity joint according to the prior art.
도 2는 종래 기술에 따른 등속 조인트의 부분절결 종단면도.2 is a partially cutaway longitudinal sectional view of a constant velocity joint according to the prior art;
도 3은 본 발명에 따른 등속 조인트 부트가 적용된 등속 조인트의 종단면도.3 is a longitudinal sectional view of a constant velocity joint to which a constant velocity joint boot according to the present invention is applied;
도 4는 본 발명에 따른 등속 조인트 부트의 종단면도.Figure 4 is a longitudinal sectional view of the constant velocity joint boot according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
1 : 등속 조인트 10 : 액슬측 구동축1: Constant velocity joint 10: Axle side drive shaft
11 : 부트 11a : 주름부11:
12, 13 : 씰 클램프 20 : 차륜측 구동축12, 13
21 : 볼 하우징 30 : 이너 레이스21: ball housing 30: inner race
41 : 볼 51 : 각도 변위 흡수부41 ball 51: angular displacement absorbing portion
53 : 축 변위 흡수부 53: axial displacement absorbing part
본 발명은 자동차용 등속 조인트 부트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동축의 고속 회전 시에도 팽창이나 흔들림으로 인한 파손 및 그리스 누설을 경감시키도록 설계된 고속회전용 등속 조인트 부트에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
일반적으로 자동차에 있어서 구동축은 변속기의 출력축에 연결 설치되어 기관으로부터 전달되어지는 회전 동력을 구동륜에 전달하는 역할을 하게 된다. 이러한 구동축은 주행 상태에 따른 바퀴의 변위에 따라 각도가 변화되는 자재이음이 설치되어, 변속기로부터 출력되는 회전 동력을 구동륜에 원활히 전달되도록 함은 물론 설치가 자유롭게 한 것이다.In general, the drive shaft in the automobile is connected to the output shaft of the transmission to serve to transmit the rotational power transmitted from the engine to the drive wheel. Such a drive shaft is provided with a material joint whose angle is changed according to the displacement of the wheel according to the driving state, so that the rotational power output from the transmission can be smoothly transmitted to the driving wheel, as well as the installation is free.
한편 이러한 자재이음은 구동륜 위치와 현가장치 및 조향장치 등의 형식과 배치 방식에 따라 그 형태 및 설치 수가 달라지게 되는데, 형식에 따라 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 지며, 배치 방식에 따르게 되면 조향장치에 의한 조향각을 수용할 수 있는 바퀴측 자재이음과, 현가장치의 상하운동에 의한 최대 변위량을 흡수할 수 있는 변속기측 자재이음으로 구분되어 진다. On the other hand, the shape of the joint is changed depending on the type and arrangement of the driving wheel position, suspension and steering system, and the number and installation number of the joint are changed. According to the type, the drive shaft oscillates simultaneously with rotation, and at the same time the effective radius of the driven shaft Because of this change, the inconstant material joint, which becomes inconstant velocity state, and the contact point of the driving shaft and the driven shaft are always divided into two equal parts of the refraction angle, so it is divided into the constant velocity material joint which can rotate at constant speed. It is divided into wheel joints that can accommodate steering angles and transmission joints that can absorb the maximum amount of displacement due to vertical movement of the suspension system.
상기 등속 자재이음은 대표적으로 트리포드(tripod) 자재이음과 더블 오프셋(double offset) 자재이음 및 구형 자재이음, 이중 십자형(double spider) 자재이음, C/G 조인트(joint) 등을 들 수 있다.The constant velocity joints include, for example, tripod joints, double offset joints and spherical joints, double spider joints, C / G joints, and the like.
한편, 상기한 등속 자재이음 중에서 트리포드 자재이음과 더블 오프셋 자재이음, C/G 조인트 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 방지하는 부트가 씌워진다. Meanwhile, among the constant velocity joints, tripod joints, double offset joints, C / G joints and spherical joints are slide displacements in the housing and in the housing for smooth bending displacement or axial potential at the same time as high speed driving. Lubricating oil is injected between the slide members, such as a ball or a roller, which forms a boot, which prevents the inflow of foreign substances and prevents the lubricant from being lost to the outside.
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.Here, an example of the spherical material joint on the wheel side of the constant velocity material joint using the lubricating oil and the boot as described above is illustrated in FIGS. 1 and 2.
도시되는 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. As shown, an
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)가 상기 볼 하우징(221)의 개방측으로 씌워지며, 볼 하우징(221) 내의 밀봉을 위해 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.Meanwhile, a
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.The spherical material joint of the vehicle drive shaft configured as described above has an
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 이들 간의 슬라이드로 인한 마찰력을 최소화시키게 된다.At this time, the amount of bending displacement is about 47 °, the potential in the axial direction is not made, the arc of the
그러나 상기 주름형 부트(221)는 주입된 윤활유가 고속회전 시 원심력에 의해 외부로 손실되는 것을 방지하는 동시에, 자재이음의 굴곡 변위 시 주름부(211a)가 신축되면서 굴곡 변위에 대응하도록 이루어져 있으나, 특히 겨울철 윤활유가 상기 주름부(211a)의 골부위에 내입될 경우 지속적인 반복 신축작용 시 주름부(211a)가 꺾여지거나 회전운동을 하면서 서로 맞닿게 되면서 마모와 피로 균열에 의해 내구성이 저하되어 결국 파손되는 문제점이 있다.However, the
본 발명은 위와 같은 종래의 등속 조인트가 가지고 있는 가지고 있는 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 등속 조인트의 부트를 등속 조인트 각도 변위 흡 수부와 축 변위 흡수부의 이중 구조를 갖도록 제작하고, 축 변위 흡수부의 직경을 가능한 작게 함으로써 등속 조인트의 축방향 신축에 따른 응력을 분산시키고, 고속회전에 따른 팽창 및 흔들림을 최소화하여 부트의 파손을 방지하고 내구성능을 향상시키고자 하는 데 그 목적이 있다.
The present invention has been proposed to solve the problems of the conventional constant velocity joints as described above, and the boot of the constant velocity joint is manufactured to have a dual structure of the constant velocity joint angular displacement absorbing portion and the axial displacement absorbing portion, The purpose is to disperse the stress due to the axial expansion and contraction of the constant velocity joint by minimizing the diameter and to prevent the damage of the boot and to improve the durability by minimizing the expansion and the shaking due to the high speed rotation.
이러한 목적을 달성하기 위해 본 발명은 일단이 등속 조인트의 볼 하우징 개방부에 씌워지고 타단이 구동축에 결합되는 산과 골의 주름부로 이루어진 등속 조인트 부트에 있어서, 주름부는 차륜측 구동축에 대한 액슬측 구동축의 각도 방향 변위를 흡수하는 각도 변위 흡수부와, 축 방향 변위를 흡수하는 축 변위 흡수부로 이루어져 있는 등속 조인트 부트를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a constant velocity joint boot having a corrugated portion of a hill and a valley whose one end is covered by the ball housing opening of the constant velocity joint and the other end is coupled to the drive shaft, wherein the corrugated portion of the axle side drive shaft with respect to the wheel side drive shaft is formed. An angular displacement absorbing portion for absorbing angular displacement and an axial displacement absorbing portion for absorbing axial displacement are provided.
다른 실시로 각도 변위 흡수부는 축 변위 흡수부 쪽으로 갈수록 직경이 작아지는 복수의 산과 골로 이루어지고, 축 변위 흡수부는 가능한 한 작은 같은 직경을 갖는 복수의 산과 골로 이루어지며, 또한 상기 각도 변위 흡수부와 상기 축 변위 흡수부의 경계 위치에 상기 축 변위 흡수부 골의 내주면 보다 축에 더 가까이 위치되는 골의 내주면이 형성된 변곡부를 포함하는 등속 조인트 부트를 제공한다.In another embodiment, the angular displacement absorbing portion is composed of a plurality of peaks and valleys whose diameter decreases toward the axial displacement absorbing portion, and the axial displacement absorbing portion is composed of a plurality of peaks and valleys having the same diameter as small as possible. It provides a constant velocity joint boot including an inflection portion formed with an inner circumferential surface of the bone located closer to the axis than the inner circumferential surface of the axial displacement absorbing portion bone at the boundary position of the axial displacement absorbing portion.
또한 상기 부트(11)가 상기 축 변위 흡수부(53)의 복수의 골 내주면이 축에 더 가까이 위치되는 같은 직경으로 형성되는 등속 조인트 부트를 제공한다.In addition, the
이하 본 발명에 따른 고속 회전용 등속 조인트 부트를 첨부 도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, a high speed rotational constant velocity joint boot according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 등속 조인트 부트는 도 3에 도면부호 11로 도시된 바와 같이, 양단이 등속 조인트(1)의 볼 하우징(21) 개방단 외주면과 액슬측 구동축(10) 외주면 사이에 씌워져 있으며, 몸통이 전체적으로 산과 골로 이루어진 주름부(11a)로 되어 있다. 그리고 부트(11)는 볼 하우징(21)의 개방단에 끼워진 일측단이 씰 클램프(12)로, 액슬측 구동축(10)에 끼워진 타측단이 씰 클램프(13)에 의해 각각 고정되어 내부에 그리스와 같은 윤활유를 밀봉, 충진하도록 되어 있다.In the constant velocity joint boot of the present invention, as shown by
여기에서 부트(11)의 주름부(11a)는 차륜측 구동축(20)에 대한 액슬측 구동축(10)의 각도 변위와 축 변위, 즉 액슬측 구동축(10)의 회전이나 전후진을 동시에 흡수할 수 있도록 도 4에 도시된 바와 같이 크게 2개의 부분으로 나누어져 있는데, 이 두 부분 중 볼 하우징(21) 쪽에 위치하는 각도 변위 흡수부(51)는 차륜측 구동축(20)에 대한 액슬측 구동축(10)의 각도 방향 변위를, 액슬측 구동축(10) 쪽에 위치하는 축 변위 흡수부(53)는 액슬측 구동축(10)의 축 방향 변위를 각각 흡수하게 된다.Here, the
이때 각도 변위 흡수부(51)는 복수의 산과 골이 축 변위 흡수부(53) 쪽으로 갈수록 점차 직경이 작아지면서 동심원을 이루며 테이퍼져 있으며, 축 변위 흡수부(53)는 동일한 직경을 갖는 복수의 산과 골이 동심원을 이루며 반복되어 있는데, 축 변위 흡수부(53)는 골의 내주면이 최대한 액슬측 구동축(10) 외주면에 인접하도록 가능한 작은 직경으로 구비되는 복수의 골로 형성한 것이다.At this time, the angular
이와 같이 구성된 본 발명에 따른 고속회전용 등속 조인트(1)의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the high-speed rotary
엔진으로부터 전달되는 동력은 변속기와 구동축 어셈블리를 순차적으로 지나 구동바퀴로 전달되는데, 엔진으로부터 변속기를 거쳐 구동축 어셈블리로 전달된 동력은 이너 보드 등속 조인트를 거쳐 액슬측 구동축(10)으로 전달되고 다시 도 3에 도시된 아우터 보드 등속 조인트(1)를 거쳐 구동바퀴로 전달된다.Power transmitted from the engine is sequentially passed through the transmission and the drive shaft assembly to the drive wheels. Power transmitted from the engine to the drive shaft assembly through the transmission is transmitted to the axle
이와 같이 액슬측 구동축(10)에서 등속 조인트(1)로 전달된 동력은 등속 조인트(1)의 이너 레이스(30)를 함께 회전시키게 되는데, 이로 인해 이너 레이스(30) 외측에 배치된 볼(41)이 구동축(10)의 회전방향으로 이동하면서 볼 하우징(21)을 구동축(10)의 회전 방향으로 회전시키게 된다. 이에 따라 볼 하우징(21)과 일체로 된 차륜측 구동축(20)이 함께 회전하여 끝부분에 결합된 구동바퀴를 회전시킴으로써 비로소 차량을 주행상태로 만들게 된다.In this way, the power transmitted from the axle-
이 때, 차륜측 구동축(20)과 액슬측 구동축(10) 사이에 상대 회전이 발생되면 부트(11)는 주름부(11a)의 각도 변위 흡수부(51)가 액슬측 구동축(10)과 함께 같은 방향으로 절곡되고, 또한 액슬측 구동축(10)과 차륜측 구동축(20) 사이에 상대 이동이 발생되면 부트(11)는 주름부(11a)의 축 변위 흡수부(53)가 액슬측 구동축(10)을 따라 앞뒤로 신축된다.At this time, if a relative rotation occurs between the wheel
이와 같이 구비되는 본 발명의 일 실시로, 각도 변위 흡수부(51)와 축 변위 흡수부(53)와의 경계가 되는 위치에, 축 변위 흡수부(53)의 복수의 골 내주면보다 축에 더 가까이 골이 형성된 변곡부(55)에 의해, 각도 변위 흡수부(51)의 윤활유가 축 변위 흡수부(53)로 이탈되지 않도록 하여, 윤활유가 항상 볼(41), 이너 레이스(30) 및 볼 하우징(21)과의 접촉면에 위치되도록 하였다.In one embodiment of the present invention provided as described above, at a position that is a boundary between the angular
이때 변곡부(55) 골의 내주면 및 씰 클램프(13)에 의해 축 변위 흡수부(53)의 복수의 골 내주면과 축이 서로 일정 간격이 유지되도록 하여, 등속 조인트(1)가 각도 변화되어도 각도 변위 흡수부(51)만 각도 변화를 흡수작용을 하고, 변곡부(55)에 의해 축 변위 흡수부(53)에서는 각도 변위의 힘이 작용하지 않도록 하여 축 변위 흡수부(53)의 피로 균열을 방지하도록 하였다. 또한 축 변위 흡수부(53)의 복수의 골 내주면이 축의 외주면과 일정 간격 이격되어, 축 변위 흡수부(53)가 주름 신축 작용 시 축 변위 흡수부(53) 골의 내주면이 축과 접되지 않아 마모율을 낮추며, 축 변위에 따른 신축이 원활하도록 하였다. At this time, a plurality of bone inner peripheral surfaces of the shaft
본 발명의 다른 실시로 변곡부(55)의 골 내주면과 축 변위 흡수부(53)의 복수의 골 내주면이 가능한 축에 근접하도록 같은 직경으로 형성하여, 각도 변위 흡수부(51)의 윤활유가 축 변위 흡수부(53)로 이탈되지 않도록 하여, 윤활유가 항상 볼(41), 이너 레이스(30) 및 볼 하우징(21)과의 접촉면에 위치되도록 할 뿐만 아니라, 축 변위 흡수부(53)가 주름 신축 작용 시 축 변위 흡수부(53) 골의 내주면이 축과 근접되어 횡방향으로 변형되지 않아 피로 균열을 방지하도록 하였다.In another embodiment of the present invention, the lubricating oil of the angular
상기와 같이 구비되는 본 발명은 부트의 주름부가 각도 변위 흡수부와 축 변위 흡수부의 이중 구조로 되어 있어 등속 조인트 앞뒤의 액슬측 구동축과 차륜측 구동축 간에 상대 회전이 발생할 경우에는 각도 변위 흡수부가 절곡되면서 각도 변위를 흡수하고, 상대 이동이 발생할 경우에는 축 변위 흡수부가 신축되면서 축 변위를 흡수함과 동시에, 축 변위 흡수부의 직경을 가능한 작게 함으로써 고속회전에 따른 부트의 팽창이나 흔들림을 방지하고, 등속 조인트의 축방향 신축에 따른 응력을 분산시켜 부트의 마모 및 파손을 방지하고, 더 나아가 내구 성능을 향상시키게 된다.In the present invention provided as described above, the pleats of the boot have a dual structure of the angular displacement absorbing portion and the axial displacement absorbing portion, so that when the relative rotation occurs between the axle side drive shaft and the wheel side drive shaft before and after the constant velocity joint, the angle displacement absorbing portion is bent. When the angular displacement is absorbed and relative movement occurs, the axial displacement absorber expands and contracts while absorbing the axial displacement. The diameter of the axial displacement absorber is made as small as possible to prevent expansion or shaking of the boot due to high speed rotation. By dispersing the stress due to the axial stretching of the boot to prevent wear and breakage of the boot, further improves the durability performance.
본 발명은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 첨부 특허청구의 범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
While the invention has been shown and described with respect to particular embodiments, it will be understood by those skilled in the art that various modifications and changes can be made without departing from the spirit and scope of the invention as indicated by the appended claims. Anyone can grow up easily.
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Citations (1)
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2004
- 2004-10-18 KR KR1020040083292A patent/KR100820509B1/en active IP Right Grant
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KR19990037713U (en) * | 1998-03-11 | 1999-10-15 | 배길훈 | Boot structure of material joint |
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