KR100865621B1 - 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리에 관한 것으로서, 니들 롤러 베어링 및 회전 롤러를 구속하는 환형의 볼 앤 롤러 리테이너의 일측에 개구부를 형성한 후 스파이더에 조립함으로써, 볼 앤 롤러 리테이너 한 개의 부품으로 니들 롤러 베어링 및 회전 롤러를 동시에 구속할 뿐만 아니라, 회전 롤러가 볼 앤 롤러 리테이너의 상측을 스트로킹(stroking)이 가능하게 하고, 이로 인해 부품 축소에 의한 원가 절감 및 품질 향상의 효과가 있는 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리를 제공하기 위한 것으로서, 그 기술적 구성은 구동축에 체결되도록 구비되어 회전 동력을 전달하는 스파이더와, 상기 스파이더의 외주면에 축 직각 방향으로 돌출형성된 트러니언과, 상기 트러니언에 회동 가능하도록 회전 롤러가 구비된 니들 롤러 베어링을 포함하여 이루어지는 자동차용 등속 조인트의 스파이더 어셈블리에 있어서, 그 중심에 중공을 갖는 환형으로서, 그 가장자리에 원주 방향으로 돌기부가 돌출형성된 볼 앤 롤러 리테이너를 구비하는 것을 특징으로 한다.

자동차용 등속조인트, 스파이더 어셈블리, 트러니언, 니들 롤러 베어링, 회전 롤러, 볼 앤 롤러 리테이너

Description

자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리{Spider Assembly of Constant Velocity Joint for a Vehicle}

도 1은 종래 기술에 따른 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리를 개략적으로 나타내는 평면도,

도 2는 도 1의 A-A선 단면도,

도 3은 종래 기술에 따른 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리 "B"부를 확대하여 도시한 확대 단면도,

도 4는 종래 기술에 따른 스파이더 어셈블리의 링 리테이너를 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도,

도 5는 종래 기술에 따른 스파이더 어셈블리의 볼 앤 롤러 리테이너를 개략적으로 나타내는 평면도 및 단면도,

도 6은 본 발명에 따른 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리를 개략적으로 나타내는 평면도,

도 7은 도 6의 C-C선 단면도,

도 8은 본 발명에 따른 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리 "D"부를 확대하여 도시한 확대 단면도,

도 9는 본 발명에 따른 스파이더 어셈블리의 볼 앤 롤러 리테이너를 개략적 으로 나타내는 평면도 및 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 스파이더 어셈블리 10 : 스파이더

20 : 트러니언 30 : 회전 롤러

40 : 니들 롤러 베어링 50 : 볼 앤 롤러 리테이너

51 : 개구부 53 : 돌기부

본 발명은 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리에 관한 것으로, 니들 롤러 베어링 및 회전 롤러를 구속하는 환형의 볼 앤 롤러 리테이너의 일측에 개구부를 형성한 후 스파이더에 조립함으로써, 볼 앤 롤러 리테이너 한 개의 부품으로 니들 롤러 베어링 및 회전 롤러를 동시에 구속할 뿐만 아니라, 회전 롤러가 볼 앤 롤러 리테이너의 상측을 스트로킹(stroking)이 가능하게 하고, 이로 인해 부품 축소에 의한 원가 절감 및 품질 향상의 효과가 있는 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에 있어서의 구동축은 변속기의 출력축 즉, 추진축에 연결 설치되어 엔진으로부터 전달되어 지는 회전 동력을 바퀴에 전달하는 역할을 담당하게 된다.

상기와 같은 구동축은, 주행 상태에 따른 바퀴의 변위에 따라 발생 되는 각도 변화를 흡수할 수 있어야 한다. 이러한 각도변화 및 그 각도변화에 의해 발생 되는 구동축의 길이변화 등을 흡수하기 위해서 구동축에는 등속 조인트가 설치된다. 상기 등속 조인트는 변속기로부터 출력되는 회전 동력을 바퀴에 원활히 전달되도록 한다.

이러한 등속 조인트는 구동륜 위치와 현가장치 및 조향장치 등의 형식과 배치 방식에 따라 그 형태 및 설치 수가 달라지게 되는데, 크게는 조향장치에 의한 조향각을 소화할 수 있는 바퀴측 조인트와, 현가장치의 상하운동에 의한 최대 변위량을 흡수할 수 있는 변속기측 조인트로 나누어진다.

한편, 승용차의 현가장치는 승차감의 향상을 위해 독립현가식이 채택되어 최근 가장 많이 사용되고 있는데, 이러한 독립현가식 현가장치를 갖는 차체에 사용되는 구동축의 등속 조인트는 주행 상태에 따른 현가 스프링의 신축(伸縮)작용 시 구동축에 길이 변화와 각도 변화를 반복하여 받게 된다. 축방향 전위인 구동축의 길이 변화와 각도 변화를 보상할 수 있는 기능을 가진 조인트가 제작되게 되었다.

이러한 축방향 전위와 각도 변화가 가능한 구동축 조인트에는 트라이포트(Tripot), 더블 오프셋(Double Offset) 및 볼 타입(Ball - Type) 등속 조인트 등이 있다.

도1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리(100)는 스파이더(110), 트러니언(120), 회전 롤러(130) 그리고, 니들 롤러 베어링(140)으로 구성되어 있다.

상기 스파이더(110)는 변속기로부터 회전 동력이 전달되는 액슬측 구동축(미도시)이 체결되도록 중심부에 체결공(미도시)이 형성되어 있고, 상기 스파이더(110)의 외주면에 축 직각 방향으로 약 120°간격마다 반경 방향으로 다수개의 트러니언(trunnion,120)이 돌출형성된다.

그리고, 상기 트러니언(120)에 회동 가능하도록 니들 롤러 베어링(140)을 사이에 두고 삽입 고정된 회전 롤러(130)가 구비된다.

또한, 상기 스파이더(110)의 끝단에 그루브(미도시)를 형성하고 그루브와 상기 스파이더(110)의 끝단 간에 소정 깊이로 두께를 두어 링 리테이너(150) 및 볼 앤 롤러 리테이너(160)를 삽입하도록 하였다.

도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 링 리테이너(150)는 일측이 개방된 개구부(151)를 가지며, 상기 볼 앤 롤러 리테이너(160)는 환형으로 그 가장자리에 이격되어 돌출형성된 돌기부(161)를 세 개 갖는다.

따라서, 상기와 같은 구성을 갖는 자동차용 등속조인트(100)의 스파이더 어셈블리(110)는 주행 상태에 따른 바퀴의 변위에 따라 스파이더 어셈블리(110)의 회전 롤러(130)와 니들 롤러 베어링(140)이 스파이더 하우징(미도시) 내에서 회전하면서 축방향으로 유동하게 되어 현가 장치의 신축 작용시 반복되는 구동축의 길이 및 각도 변화에 적적히 대응할 수 있도록 한다.

이러한, 종래 기술에 따른 자동차용 등속조인트(100)의 스파이더 어셈블리(110)의 링 리테이너(150)는 상기 볼 앤 롤러 리테이너(160)를 구속하며, 상기 볼 앤 롤러 리테이너(160)는 상기 니들 롤러 베어링(140)의 이탈을 방지하고 상기 회전 롤러(130)를 구속하는 역할을 한다.

그러나, 상기와 같이 볼 앤 롤러 리테이너(160) 및 회전 롤러(130)의 구속을 위해 두 개의 부품을 사용함으로써, 볼 앤 롤러 리테이너(160)를 먼저 상기 스파이더(110)에 삽입한 후, 링 리테이너(150)를 체결하는 2단계 조립 공정을 거쳐야 하고, 이에 따른 단품 누락 등의 품질 문제와 작업의 효율성이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 니들 롤러 베어링 및 회전 롤러를 구속하는 환형의 볼 앤 롤러 리테이너의 일측에 개구부를 형성한 후 스파이더에 조립함으로써, 볼 앤 롤러 리테이너 한 개의 부품으로 니들 롤러 베어링 및 회전 롤러를 동시에 구속할 뿐만 아니라, 회전 롤러가 볼 앤 롤러 리테이너의 상측을 스트로킹(stroking)이 가능하게 하고, 이로 인해 부품 축소에 의한 원가 절감 및 품질 향상의 효과가 있는 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 구동축에 체결되도록 구비되어 회전 동력을 전달하는 스파이더와, 상기 스파이더의 외주면에 축 직각 방향으로 돌출형성된 트러니언과, 상기 트러니언에 회동 가능하도록 회전 롤러가 구비된 니들 롤러 베어링을 포함하여 이루어지는 자동차용 등속 조인트의 스파이더 어셈블리에 있어서, 그 중심에 중공을 갖는 환형으로서, 가장자리에 원주 방향으로 돌기부가 돌출형성된 볼 앤 롤러 리테이너를 구비하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 볼 앤 롤러 리테이너의 돌기부는 상기 회전 롤러의 내경 보다 크게 형성하며, 상기 돌기부는 적어도 세 개 이상의 다수개로 형성하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 볼 앤 롤러 리테이너의 일측에 개구부를 형성하는 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 트러니언의 외주면에 소정 깊이의 그루브를 형성하여 상기 볼 앤 롤러 리테이너가 밀착조립되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 예시도면을 참고로 하여 상세하게 설명한다.

도 6은 본 발명에 따른 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리를 개략적으로 나타내는 평면도, 도 7은 도 6의 B-B선 단면도, 도 8은 본 발명에 따른 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리 "B"부를 확대하여 도시한 확대 단면도, 도 9는 본 발명에 따른 스파이더 어셈블리의 볼 앤 롤러 리테이너를 개략적으로 나타내 는 평면도 및 단면도이다.

도면에서 도시하고 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리(1)는 스파이더(10), 트러니언(20), 회전 롤러(30), 니들 롤러 베어링(40) 그리고 볼 앤 롤러 리테이너(50)로 구성되어 있다.

상기 스파이더(10)는 변속기로부터 회전 동력이 전달되는 액슬측 구동축(미도시)이 체결되도록 중심부에 체결공(미도시)이 형성되어 있고, 상기 스파이더(10)의 외주면에 축 직각 방향으로 약 120°간격마다 반경 방향으로 다수개의 트러니언(trunnion,20)이 돌출형성된다.

그리고, 상기 트러니언(20)에 회동 가능하도록 니들 롤러 베어링(40)을 사이에 두고 삽입 고정된 회전 롤러(30)가 구비된다.

여기서, 상기 트러니언(20)의 외주면에 소정 깊이의 그루브를 형성하여 상기 볼 앤 롤러 리테이너(50)가 밀착 조립된다.

또한, 중심에 중공을 갖는 환형으로 그 가장자리에 원주 방향으로 돌기부(53)가 돌출형성된 볼 앤 롤러 리테이너(50)가 구비되어 있다.

상기 돌기부(53)는 상기 회전 롤러(30)의 내경보다 크게 형성하며, 세 개 이상 다수개 형성하여, 상기 회전 롤러(30)가 상기 볼 앤 롤러 리테이너(50)의 상측을 스트로킹(stroking) 해도, 상기 볼 앤 롤러 리테이너(50)가 파손되지 않도록 한다.

그리고, 상기 볼 앤 롤러 리테이너(50)는 일측에 개구부(51)를 형성하고, 상 기 개구부(51)는 상기 회전 롤러(30)가 상기 돌기부(53) 위를 지날 때 수축하면서 상기 돌기부(53)에 소성 변형을 발생하지 않는다.

또한, 상기 회전 롤러(30)가 원래 자리로 복귀한 후에는 탄성력으로 인해 상기 개구부(51)가 초기 상태로 돌아오게 된다.

이하, 본 실시예에 따른 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리의 과정을 설명한다.

엔진으로부터의 구동력에 의해 액슬측 구동축이 회전하고, 액슬측 구동축에 연결된 스파이더(10)의 회전에 의해 스파이더 어셈블리(1)가 연동하여 회전한다. 이때, 스파이더(10)의 트러니언(20)은 회전 롤러(30)를 통해 스파이더 하우징을 회전시키며, 스파이더 하우징의 회전은 최종적으로 차륜축 구동축에 전달되어 차륜을 회전시킨다.

이때, 바퀴에 회전 변위가 발생되면 스파이더(10)의 트러니언(20)에 끼워진 회전 롤러(30)는 축의 회전 변위와 상태적으로 스파이더 하우징 내에서 회동 및 슬라이딩하게 되므로, 차륜측 구동축이 액슬측 구동축에 대해 축선을 중심으로 상대 회전을 하게 되어 구동축의 전체적인 길이 변화와 각도 변화를 수용할 수 있게 되며, 현가 장치의 신축 작용 시 구동축의 길이 변화와 각도 변화에 대해 반복적인 대응이 가능하게 된다.

여기서, 스파이더 어셈블리(1)를 구성하는 트러니언(30)과 니들 롤러 베어링(40)에 조립된 회전 롤러(30) 사이에 구비되는 볼 앤 롤러 리테이너(50)에 의해 상기 니들 롤러 베어링(40)과 회전 롤러(30)를 구속할 수 있으며, 상기 볼 앤 롤러 리테이너(50)의 상측을 상기 회전 롤러(30)가 스트로킹(stroking) 되더라도 상기 볼 앤 롤러 리테이너(50)의 파손은 발생하지 않는다.

이상에서 설명한 바와 같이 상기와 같은 구성을 갖는 본 발명은 니들 롤러 베어링 및 회전 롤러를 구속하기 위하여 구비되는 환형의 볼 앤 롤러 리테이너의 일측에 개구부를 형성하여 스파이더에 조립함으로써, 볼 앤 롤러 리테이너 한 개의 부품으로 니들 롤러 베어링 및 회전 롤러를 구속하는 동시에 회전 롤러가 볼 앤 롤러 리테이너의 상측을 스트로킹(stroking) 가능하게 하고, 부품 축소에 의한 원가 절감 및 품질 향상의 효과를 거둘 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이같은 특정 실시예에만 한정되지 않으며 해당 분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허 청구 범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다.

Claims (5)

1. 구동축에 체결되도록 구비되어 회전 동력을 전달하는 스파이더(10)와, 상기 스파이더(10)의 외주면에 축 직각 방향으로 돌출형성된 트러니언(20)과, 상기 트러니언(20)에 회동 가능하도록 회전 롤러(30)가 구비된 니들 롤러 베어링(40)을 포함하여 이루어지는 자동차용 등속 조인트(1)의 스파이더 어셈블리(10)에 있어서,

   그 중심에 중공을 갖는 환형으로서 가장자리에 원주 방향으로 돌기부(53)가 돌출형성된 볼 앤 롤러 리테이너(50)를 구비하되, 상기 볼 앤 롤러 리테이너(50)의 돌기부(53)는 상기 회전 롤러(30)의 내경보다 크게 하는 것을 특징으로 하는 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리.
2. 삭제
3. 제1항에 있어서,

   상기 볼 앤 롤러 리테이너(50)의 돌기부(53)는 적어도 세 개 이상의 다수개로 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리.
4. 제1항에 있어서,

   상기 볼 앤 롤러 리테이너(50)의 일측에 개구부(51)를 형성하는 것을 특징으로 하는 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리.
5. 제1항에 있어서,

   상기 트러니언(20)의 외주면에 소정 깊이의 그루브를 형성하여 상기 볼 앤 롤러 리테이너(50)가 밀착조립되는 것을 특징으로 하는 자동차용 등속조인트의 스파이더 어셈블리.

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