KR101078460B1 - 대향 경로 조인트 - Google Patents

Abstract

이 발명은 제1내측 홈(12)과 제2내측 홈(13)이 구비된 내부 허브(4)와 전술한 제1 및 제2내측 홈(12, 13)과 홈 쌍을 형성하는 제1외측 홈(18)과 제2외측 홈(19)이 구비된 외부 허브(7)를 포함하는 대향 경로 조인트(1)에 관한 것이다. 또한 대향 경로 조인트는 내부 허브(4)와 외부 허브(7) 사이에 설치되는 원륜상 케이지(5)를 포함하며 홈 쌍(12,18 ; 13,19)의 수에 일치하는 수의 방사상 구멍(37)을 갖고 있다. 홈 쌍(12,18 ; 13,19)내에 결합된 볼(6)들은 전술한 방사상 구멍 속으로 안내된다. 본 발명에 의하면 대향 조인트(1)의 외부 허브(7)는 외측 홈(18,19)이 절삭함이 없이 형성된 단일체 밀봉 링으로 구성되었다. 변형으로는 외부 허브(7)가 외부 허브 축(16)에서 서로 등을 대고 결합되고 케이지(5)에 의하여 중심을 잡는 최소한 2개의 소재(7', 7a, 7b, 8, 8a, 8b)로 구성될 수도 있다.

Description

대향 경로 조인트{Opposed Path Joint}

본 발명은 내부 허브, 외부 허브 및 내부 허브와 외부 허브 사이에 설치되고 볼이 안내되는 다수의 방사상 홈을 갖는 링 형 케이지를 포함하는 구동측 및 출력측 단부를 포함하는 대향 경로 조인트에 관한 것이다. 내부 허브는 내부 허브 축과 외주면을 갖고 있으며, 외주면에는 내부 허브 축 주위에 분산되게 배치된 제1내측 홈과 제2내측 홈이 형성되었다. 이러한 결합에서는 제1 내측 홈이 구동측 단부로 부터 출력측 단부로 뻗어 있어서 그들의 트랙 저면이 내부 허브 축으로부터 떨어지도록 이동한다. 제2내측 홈은 출력측 단부로 부터 입력측 단부를 향하여 뻗어 있어서 그들의 트랙 저면이 내부 허브 축으로부터 떨어지도록 이동한다. 외부 허브는 외부 허브 축과 내주면을 갖고 있고, 내주면에는 외부 허브 축 주위에 제1외측 홈과 제2외측 홈이 형성되었다. 이러한 결합에서는 제1내측 홈이 제1외측 홈에 대향되게 놓이고 제2내측 홈은 제2외측 홈에 대향되게 놓여서 두 홈은 각각 홈 쌍을 형성하게 된다. 제1외측 홈은 구동측 단부로 부터 출력측 단부를 향하여 뻗어 있어서 그들의 트랙 저면이 외부 허브 축에 근접하게 된다. 제2외측 홈은 출력측 단부로 부터 구동측 단부를 향하여 뻗어 있어서 그들의 트랙 저면이 외부 허브 축에 근접하게 된다.

이러한 조인트는 자동차의 장축, 횡축 및 스티어링 축에 사용된다. 동일한 경로 조인트가 DE 199 05 451 C2에 에 공개되었는데, 전술한 경로 조인트의 외부 허브는 판금 소재를 외측 홈을 형성한 후 개방 링 형태나 또는 링 부분품으로 되도록 절곡하여 제조하였으며, 작동 중에는 밀봉된 조절 부품에 지지되도록 되었다. 판금 소재의 외측 홈 형성에 의하여 판금 소재와 조절 부품 사이에는 공간부가 형성되게 되었다. 허용할 수 있는 응력을 초과하는 하중을 받으면 판금 소재의 탄성에 의하여 외부 허브가 변형되는 경우가 나타나게 된다. 더구나 이러한 공지의 동일한 경로 조인트에서는 볼 들을 개별적으로 케이지와 홈 쌍 속으로 삽입하여야 한다. 이와 같은 조작은 수동으로 이루어지므로 작업시간의 소모가 많이 나타난다.

본 발명의 목적은 구동 차량의 하중 변화의 경우 나타나는 큰 응력에 잘 견디어낼 수 있고 균일하고 높은 생산 정밀도로 대량 생산할 수 있으면서 간단하고 빠르게 설치할 수 있는 전술한 형태의 대향 경로 조인트를 제공하는 것이다.

전술한 본 발명의 목적은 외부 허브가 외측 홈이 절삭함이 없이 형성되는 단일 밀봉 링으로 형성되는 본 발명의 대향 경로 조인트에 의하여 달성된다. 이러한 형태의 대향 경로 조인트에서는, 외부 허브가 외부환경에 대하여 밀봉된 단일체 링으로 형성되고 강한 힘을 흡수할 수 있게 된다.

링에는 예를 들면 열간 성형, 스탬핑 또는 햄머링과 같은 성형 기술에 의하여 외측 홈들이 형성된다. 물론, 성형 단계 중이나 후에는 달라붙은 것을 제거하기 위하여 링을 절삭 가공할 수도 있으나 외측 홈을 형성할 때 절삭 가공공정을 생략할 수도 있다. 이러한 구성에서는 외부 허브의 내주면 및/또는 홈 사이에 뻗어 있는 응력제거 홈들은 예를 들면 스탬핑 공정 중에 변형되는 물질을 수용하는 역할을 한다. 성형 기술에 의하면, 높은 품질과 정밀도를 갖는 외측 링을 생산할 수 있으므로 외부 허브에 형성된 외측 홈의 고정밀도에 의하여 대향 경로 조인트가 분리되었을 때를 대비하여 대향 경로 조인트의 여분을 준비할 필요가 줄어들게 된다. 단단한 성형 소재로 외부 허브를 생산하는 것은 대량 생산에 큰 효과가 있다.

본 발명의 전술한 예에 따르면, 케이지는 외부 허브에 중심을 잡도록 안내된다. 특히 이러한 현상은 한 쌍으로 서로 인접하고 있는 제1 케이지 센터링 표면과 제2 케이지 센터링 표면이 외측 홈 사이의 외부 허브의 내주면에 형성된 경우에 나타난다. 이러한 구성에서는 제1 센터링 표면이 제1외측 홈에 근접되고 제2 센터링 표면은 제2외측 홈에 근접된다. 제1 센터링 표면은 구동측 단부로부터 출력측 단부를 향하여 뻗어 있고, 그들의 트랙 저면은 외부 허브 축에 근접되게 된다. 또한 제2 센터링 표면은 출력측 단부로부터 구동측 단부를 향하여 뻗어 있고 그들의 트랙 저면은 외부 허브 축에 근접되게 된다. 이와 같이 하면, 케이지가 외부 허브 내에서 안내되는 것이 가능하게 되어 제1 및 제2 센터링 표면은 케이지를 축 방향으로 안내하게 된다. 따라서 외부 허브는 내부에 볼을 갖는 케이지의 중심을 잡아주게 된다. 케이지의 내부는 그들을 안내하는데 적당한 외형을 갖지 않아도 되지만 예를 들면 원통형으로 형성할 수 있게 된다. 이러한 방법에 의하면 케이지의 생산 비용을 최소로 할 수 있다.

외부 허브 속으로 케이지를 삽입하는 것은 외부 허브의 홈 수를 전부 네 개로 형성하는 경우 간단하게 달성될 수 있다. 이러한 외부 허브의 형태에서는 주면에 외측 홈들이 균일하게 분산된 경우 제1외측 홈은 제1외측 홈에 대향되게 놓이고 제2외측 홈은 제2외측 홈에 대향되게 놓이게 된다. 이러한 사실은 서로 정반대로 대향되게 놓이는 두개의 외측 홈들이 항상 더 큰 개구부를 갖는 외부 허브의 동일 단부에 놓이게 됨을 의미한다. 즉, 외측 홈의 트랙 저면은 외부 허브 축으로부터 가장 멀리 떨어지게 놓인다. 케이지의 길이방향 축이 외부 허브 축에 대하여 직각으로 되게 세워지는 경우, 구형 표면을 갖는 케이지는 외부 허브 속으로 삽입되게 된다. 이러한 목적을 위하여는 케이지 센터링 표면이 외부 허브의 중심까지 가장 큰 케이지의 외경에 해당하는 직경을 갖고 이 직경은 외부 허브의 중심에서 시작하여 케이지의 외주면 형상에 해당하는 외부 허브의 내경의 단부까지 감소되는 것이 요구된다. 전술한 바와 같이 케이지의 직경선과 외부 허브의 직경선이 일치하도록 케이지가 외부 허브 내에 삽입되어 외부 허브와 일 열로 정렬되면 케이지는 외부 허브 내측에서 자유롭게 회전될 수 있게 된다. 대향 경로 조인트의 조립을 위하여는 케이지의 축과 외부 허브의 축이 서로 수직으로 되는 위치로 케이지를 외부 허브 속으로 삽입한 후, 케이지를 케이지의 축과 외부 허브의 축이 서로 덮는 위치, 즉 케이지와 외부 허브가 동일 평면상에 놓이는 위치로 케이지를 회전시킨다. 이러한 케이지의 위치에서는 케이지가외부 허브의 케이지 센터링 표면에 의하여 축방향으로 안내되지만, 외부 허브에 대하여 상대적으로 그 축 주위를 회전할 수 있게 된다.

본 발명의 다른 예에서는 외부 허브가 함께 회전하는 조절 부품으로 둘러싸였으며, 이 조절 부품은 고정용 고리가 삽입되는 연결공을 갖는 스터드를 갖고 있다. 이러한 구성에 의하면 외부 허브는 구동 부품과 결합되어 함께 회전한다.

밀봉 디스크가 조절 부품에 설치된 경우에는 스터드와 외부 허브 사이를 통하여 조인트 내부로 먼지가 침투하는 것이 방지됨과 동시에 조인트 내부에 윤활유 저장소가 형성되어 대향 경로 조인트의 전체 수명 동안 충분한 윤활이 이루어지게 된다.

전술한 형태의 변형으로는 외부 허브가 그 외주에 구동 부품과 결합하기 위한 연결 플랜지를 갖고 있을 수 있다.

전술한 예의 변형으로는 외부 허브가 외부 허브 축에 서로 등을 대도록 놓이고 케이지를 결합시키는 서로 결합된 두개의 소재를 포함할 수 있다. 이러한 대향 경로 조인트에 의하면 케이지는 외부 허브 소재에 의하여 안내되므로 케이지의 내주면이 케이지가 안내될 수 있는 특수한 형태로 형성되지 않아도 되지만 예를 들면 원통형으로 형성될 수 있다. 결국 내부 허브는 직접 케이지 속으로 삽입될 수 있다. 이러한 구성에서는 각개 다른 볼들이 삽입된 후에 케이지를 외부 허브 속으로 삽입하여 외부 허브의 다른 소재를 케이지를 포함하는 소재와 결합시키는 것이 가능하게 된다. 따라서 각개 볼들에 대하여는 수동으로 케이지 속으로 삽입하지 않아도 된다. 따라서 대향 경로 조인트의 조립이 보다 신속하고 간단하게 이루어지게 된다.

본 발명의 한 예에 따르면 외부 허브는 서로 결합된 두개의 단단한 링을 포함한다. 이러한 링들은 방사방향과 원주방향의 큰 힘을 흡수하므로 응력에 견디어내는 외부 허브의 능력이 두 소재로 나누어져서 감소되지 않게 된다.

외부 허브의 두 링들이 서로 결합된 경우에는 볼들의 자동 조립이 가능하게 되고 링 중의 하나는 제1외측 홈을 갖고 있으며, 제2 링은 제2외측 홈을 갖고 있다. 이러한 구성에서는 케이지가 내부 허브 내에 고정되어 볼들이 케이지 내에 삽입될 수 있게 되고 이어서 구멍을 통하여 자동적으로 내부 허브에 안내된다. 조인트의 조립을 완성하기 위하여는 외부 허브의 두 링들을 볼을 갖는 케이지에 대향되는 축방향에서 결합시키고 고정시킨다. 이러한 구성에서는 외측 홈의 큰 구멍들이 설치 이동 방향에 맞추어져야 볼들이 그 속으로 수용될 수 있다.

전술한 형태의 변형으로서 외부 허브의 일측 단부에 성형된 디스크를 설치하는 것이 가능할 수 있는바, 이 디스크는 외측 케이지 표면에 지지되어 특정 부분에서 케이지의 중심을 잡아준다. 이러한 구성에서는 케이지 자체가 디스크와 함께 외부 허브를 구성하는 외부 허브 일부분 속으로 직접 삽입될 수 있으며, 외부 허브 일부분에 대한 성형된 디스크의 고정에 의하여 외부 허브 일부분 내에서 중심을 잡게 된다. 동시에, 케이지 내에 삽입된 볼의 일부가 그 창을 통하여 외부 허브 일부분 속으로 삽입될 수 있게 된다.

본 발명의 다른 예에서는 성형된 디스크들이 구동측 단부와 출력측 단부 둘다에 설치되었으며, 이 디스크들은 케이지를 중심을 잡으면서 외측 케이지 표면에 지지되었다. 이 예는 두개의 성형된 천공 디스크들이 부착된 구동 부품을 연결하기 위한 외측 플랜지를 갖는 외부 허브에 사용하기 적당하게 되었다.

특히, 최소한 하나의 성형된 디스크는 외부 허브 일부분에 상대적으로 위치하도록 하기 위하여 외부 허브 일부분과 결합될 수 있는 접촉 부분을 갖고 있다. 이러한 구성에서는 케이지가 최소한 하나의 성형된 디스크에 의하여 직접 중심을 잡는다.

이러한 형태의 변형으로는 최소한 하나의 성형된 디스크가 외부 허브 일부분과 상대적으로 위치하도록 하기 위하여 외부 허브 일부분에 부착된 조절 플랜지에 지지되는 접촉 부위를 갖고 있을 수 있다. 이러한 구성에서는 최소한 하나의 성형된 디스크가 금속 부착 시이트에 의하여 외부 허브 일부분에 지지되고 전술한 시이트에 의하여 외부 허브 일부분에 대하여 상대적으로 중심을 잡는다. 이와 같이 하면 케이지는 최소한 하나의 디스크와 조절 플랜지에 의하여 외부 허브 일부분 내에서 중심을 잡게 된다. 외부 허브 일부분으로부터 조절 플랜지로 회전 모멘트를 전달하기 위하여는 조절 플랜지가 외부 허브 일부분과 함께 회전할 수 있도록 외부 허브 일부분에 결합되는 것이 요구된다. 이러한 결합은 예를 들면 외부 허브 일부분의 외주면에 있는 해당하는 홈에 결합되는 캠에 의하여 이루어진다.

본 발명의 또 다른 예에서는 외측 홈에 결합되는 외부 허브 일부분으로 부터 돌출된 외측 홈과 동일한 수의 돌출부들을 갖는 최소한 하나의 디스크가 설치되었으며, 이 디스크는 공간부를 형성한다. 이러한 예에서는 최소한 하나의 성형된 디스크가 케이지의 볼들을 축방향으로 안내하는 역할을 한다. 최소한 하나의 디스크에 있는 돌출부들에 의하여 형성된 공간부는 대향 경로 조인트의 윤활유 저장실을 형성한다. 이 윤활유는 대향 경로 조인트의 작동 중에 원심력에 의하여 윤활유 저장실로 공급된다.

대향 경로 조인트에서 성형된 디스크들은 천공된 디스크로 형성될 수도 있고 밀봉된 케이지 안내 카버로 형성될 수도 있다. 천공된 디스크는 디스크에 형성된 구멍들을 통하여 윤활유가 구동 샤프트를 통과하도록 한다. 조인트 내부로의 먼지 침투는 밀봉된 케이지 안내 카버에 의하여 달성된다.

본 발명에서 외부 허브의 내주면 및/또는 홈 사이에 뻗어 있는 응력제거 홈들은 예를 들면 스탬핑 공정 중에 변형되는 물질을 수용하는 역할을 한다. 성형 기술에 의하면, 높은 품질과 정밀도를 갖는 외측 링을 생산할 수 있으므로 외부 허브에 형성된 외측 홈의 고정밀도에 의하여 대향 경로 조인트가 분리되었을 때를 대비하여 대향 경로 조인트의 여분을 준비할 필요가 줄어들게 된다. 단단한 성형 소재로 외부 허브를 생산하는 것은 대량 생산에 큰 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 대향 경로 조인트의 종단면도,
도 2는 도 1에 의한 조인트의 II-II 선 단면도,
도 3은 케이지 삽입 중의 도 1에 의한 외부 허브의 종단면도,
도 4는 케이지 삽입 중의 도 3에 의한 외부 허브의 측면도,
도 5는 다른 형태의 외부 허브를 보여주는 측면도,
도 6은 도 5에 의한 외부 허브를 갖는 대향 경로 조인트의 종단면도,
도 7은 본 발명에 의한 또 다른 형태의 대향 경로 조인트의 종단면도,
도 8은 조절 부품을 갖는 도 7에 따른 외부 허브의 횡단면도,
도 9는 도 7의 IX-IX 선 횡단면도,
도 10은 도 8의 X-X 선 단면도,
도 11은 본 발명의 다른 예를 보여주는 외부 허브의 측면 상세도,
도 12는 도 11에 따른 외부 허브의 XII-XII선 단면도,
도 13은 삽입된 내부 허브를 갖는 도 11에 따른 외부 허브의 XIII-XIII선 단면도,
도 14는 다른 예에 따른 대향 경로 조인트의 단면도,
도 15는 다른 예에 따른 외부 허브의 측면도,
도 16은 내부 허브가 삽입된 도 15에 따른 외부 허브의 XVI-XVI선 단면도,
도 17은 도 16의 외부 허브에 대한 XVII-XVII선 단면도,
도 18은 본 발명의 다른 예를 보여주는 부분 단면도,
도 19는 내부 허브가 삽입된 도18에 의한 외부 허브의 XIX-XIX선 단면도이다.

이하 본 발명을 도면에 의하여 상세하게 설명한다.

도1 내지 도4에는 본 발명에 의한 대향 경로 조인트(1)가 도시되었다. 도1에는 구동측 단부(2)와 출력측 단부(3)가 도시되어 있는바, 구동측 단부와 출력측 단부라는 표현은 두 단부의 차이를 보다 구체적으로 나타내기 위하여 사용하였다. 이러한 두 단부(2),(3)는 구동부 및 출력부에 연결하기 적당하게 되었다.

내측에서 외측으로 보면, 대향 경로 조인트(1)는 내부 허브(4)와 케이지(5)를 갖고 있으며, 그 내부에는 볼(6), 외부 허브(7) 및 조절 부품(8)이 수용되었다.

내부 허브(4)는 내부 허브 축(9)과 구동체에 연결되는 내주면(10)을 갖고 있는 링 형태의 부품으로 구성되었다. 내부 허브(4)의 외주면은 원형 윤곽을 나타내도록 일정한 간격으로 배치된 다수의 제1내측 홈(12)와 제2내측 홈(13)을 갖고 있다.

제1내측 홈들은 단절됨이 없이 구동측 단부로 부터 출력측 단부를 향하여 이어져 있다. 이러한 연결에서는 그들의 트랙 저면(14)이 내부 허브 축(9)으로부터 멀어지게 이동한다. 제2내측 홈(13)은 단절됨이 없이 출력측 단부로 부터 구동측 단부를 향하여 이어져 있으며, 이러한 연결에서는 그들의 트랙 저면(15)이 내부 허브로 부터 멀어지게 이동한다.

외부 허브(7)는 외부 허브 축(16)을 갖는 단일체의 링형 부품이며, 이 외부 허브의 축은 도1에 따른 대향 경로 조인트의 연장된 위치에서도 내부 허브(4)의 내부 허브 축(9)과 일치하도록 되었다. 외부 허브(7)의 내주면에는 외부 허브 축(16)의 외주를 규칙적이면서 단속적으로 감싸도록 배치된 제1외측 홈(18)과 제2외측 홈(19)을 갖고 있다. 도2에 도시된 바와 같이, 도1의 대향 경로 조인트가 조립된 완성 상태에서는 내부 허브(4)의 제1내측 홈(12)은 외부 허브(7)의 제1외측 홈(18)에 대향되게 놓이고, 제2내측 홈(13)은 제2외측 홈(19)에 대향되게 놓여서 이러한 홈들은 한 쌍을 이루게 된다. 도1에 도시된 예에서는 내부 허브(4)와 외부 허브(7)에 8개의 홈 쌍들이 형성되었다. 그러나 전술한 홈의 수는 예를 들면 도7 및 도 8에 도시된 바와 같이 네 개의 홈 쌍들이 될 수도 있다.

외부 허브(7)의 제1외측 홈(18)은 구동측 단부(2)로 부터 출력측 단부(3)를 향하여 단절됨이 없이 이어져서 그들의 트랙 저면(20)이 결합된 외부 허브 축(16)에 근접하게 되었다. 제2외측 홈(19)은 출력측 단부(3)로 부터 구동측 단부(2)를 향하여 단절됨이 없이 이어져서 결합되었을때 그들의 트랙 저면(21)이 외부 허브 축(16)에 근접하게 되었다.

외부 허브(7)의 내주면(17)에 형성된 외측 홈(18),(19) 사이에는 제1 케이지 센터링 표면(22)과 제2 케이지 센터링 표면(23)이 서로 근접되게 위치하는 한 쌍으로 형성되었다. 제1 케이지 센터링 표면(22)은 제1외측 홈(18)에 근접되게 위치하고 있는 반면에 제2 케이지 센터링 표면(23)은 제2외측 홈(19)에 근접되게 위치하고 있다. 결합되었을때는 제1 케이지 센터링 표면(22)은 단절됨이 없이 구동측 단부(2)로 부터 출력측 단부(3)를 향하여 놓이게 되고 외부 허브 축(16)에 근접하게 된다. 이때, 제2 케이지 센터링 표면(23)은 단절됨이 없이 출력측 단부(3)로 부터 구동측 단부(2)를 향하여 놓이게 되고 외부 허브 축(16)에 근접되게 된다. 환언하면, 외부 허브(7)의 내경(D_A)은 서로 반대측 단부에 위치하는 두 케이지 센터링 표면에서 감소되게 된다. 결합되었을 때, 케이지(5)의 외경과 마찬가지로 외부 허브(7)의 내경(D_A)은 구동측 단부(2)와 제1 케이지 센터링 표면(22)을 위한 외부 허브(7)의 중심 사이의 부분 또는 구동측 단부(3)와 제2 케이지 센터링 표면(23)을 위한 허브(7)의 중심 사이의 부분에서 약간 더 커지게 된다. 외부 허브(7)의 중심과 제1 케이지 센터링 표면(22)을 위한 출력측 단부(3)사이 부분에서 또는 외부 허브(7)의 중심과 제2 케이지 센터링 표면(23)을 위한 출력측 단부(2) 사이 부분은 케이지(5)의 외부 윤곽과 일치하도록 되었다.

응력 배출 홈(26)은 외부 허브(7)의 외측 홈(18),(19)사이와 케이지 센터링 표면(22),(23) 사이에 위치하고 있으며, 예를 들면 스템핑이나 햄머링에 의한 변형에 의하여 외측 홈(18),(19)를 형성하는 중에 성형되도록 되었다.

도1 및 2에 도시된 예에서는 외부 허브(7)가 용접 고정된 강철제 플랜지 형태의 조절 부품(8)에 의하여 둘러싸여 있다. 이 조절 부품(8)은 외부 허브(7)의 해당하는 홈에 결합된 돌출부(27)에 의하여 외부 허브(7)와 함께 회전할 수 있도록 연결되었다. 구동측 단부(2)에는 대향 경로 조인트(1)를 밀봉하는 도시되지 아니한 접이식 벨로우에 연결되는 캡(28)이 씌워져 있다. 대향 경로 조인트(1)의 출력측 단부(3)에는 대향 경로 조인트를 밀봉하는 밀봉 디스크(29)가 조절 부품(8) 내측에 설치되었다. 전술한 밀봉 디스크(29)에 의하여 형성된 공간부는 대향 경로 조인트용 윤활유 저장소의 역할을 한다.

도5 및 6에는 대향 경로 조인트(1)의 다른 예가 도시되어 있는바, 동일한 부품에 대하여는 동일한 부호를 사용하였다. 도1 및 2의 예에서와는 달리 대향 경로 조인트(1)의 외부 허브(7)는 조절 부품(8)으로 둘러싸이지 않았지만 연결 플랜지(30)를 갖고 있다. 연결 플랜지(30)는 외부 허브(7)를 구동측 부품과 연결하기 위한 다수의 통공(31)을 갖고 있다.

더구나, 도6에는 내부 허브(4)가 내부 기어를 갖는 링형 부품으로 구성되지 않고 외주면(11)에 내측 홈(12),(13)을 갖는 속이 빈 샤프트의 형태로 구성되었다.

도7 내지 10에는 동일한 경로 조인트로 사용될 수 있는 대향 경로 조인트(1)의 다른 예가 도시되었다. 동일한 부품에 대하여는 동일한 부호를 사용하였다.

이 예에서는 내부 허브(4)가 외주면(11)에 제1내측 홈(12)과 제2내측 홈(13)을 갖는 샤프트의 형태로 구성되었다. 외부 허브(7)는 외부 허브와 함께 회전할 수 있도록 결합된 조절 부품(8)으로 둘러싸여 있다. 조절 부품(8)은 연결공(33)을 갖는 길이 방향으로 째어진 스터드(stud)를 갖고 있다. 이 스터드(32)는 연결 샤클(shackle)(34)을 갖고 있다. 도8에 도시된바와 같이 이 예에 따른 대향 경로 조인트(1)는 두 개의 제1외측 홈(18)과 제2외측 홈(19)를 갖고 있어서, 전체 네 개의 외측 홈을 갖고 있다.

이하 대향 경로 조인트의 조립에 대하여 도3, 4 및 10을 참조하여 설명한다.

우선, 케이지(5)를 외부 허브(7) 속으로 삽입한다. 케이지를 외부 허브(7) 속으로 삽입하기 위하여는 그 축(35)이 외부 허브 축(16)과 수직으로 되도록 회전시킨다. 도4에 도시된 바와 같이 케이지(5)는 구형 외주면(36)을 갖고 있다. 즉, 케이지(5)는 원통형 통로를 갖는 구형체로 형성된 디스크에 해당한다.

케이지 센터링 표면(22),(23)은 각각 최소한 외부 허브 축(16)에 근접한 부분에서 외부 허브(7)의 중심과 단부(2) 또는 단부(3) 사이에 형성된 외관, 즉 원호의 일부분과 같은 형상을 갖고 있다. 결합된 상태에서는 케이지(5)의 외경(D_K)이 외부 허브(7)의 중심부 내경(D_A)보다 약간 작거나 또는 거의 동일하게 되었다.

따라서 케이지(5)는 도3 및 도4에 도시된 바와 같이 외부 허브(7)에 일직선으로 정렬된 상태로 서로 대향되게 위치하는 케이지 센터링 표면에 의하여 안내되어 케이지(5)가 외부 허브(7)의 내경이 케이지(5)의 외경 보다 작아지는 외부 허브 중심축(16)에 근접되는 케이지 센터링 표면 부분과 접촉할 때까지 삽입된다. 이러한 위치에서는 케이지(5)의 외경(D_K)과 외부 허브(7)의 중심부분 내경에 의하여 구획되는 축들은 서로를 덮으면서 서로의 정상부에 위치하게 된다.

이러한 위치에서는 케이지(5)가 케이지(5)의 축(35)과 외부 허브 축(16)이 예를 들면, 도 1에 도시된 바와 같이 서로를 덮으면서 다른 것의 정상에 놓일 때까지 외부 허브(7) 속으로 회전되게 된다. 도10에 도시된 바와 같이 외경(D_K)을 갖는 케이지(5)는 외부 허브(7) 내에서 자유로이 회전하여 케이지 센터링 표면(22),(23)을 따라 외부 허브(7) 내부로 안내된다. 외부 허브 축(16)에 근접한 케이지 센터링 표면(22),(23) 부분에 의하여 케이지(5)가 외부 허브(7)에 상대적인 축 방향으로의 이동이 억제되고 케이지(5)의 축(35)은 외부 허브 축(16)을 향하여 이동하지 않게 된다.

전술한 바와 같은 외부 허브(7) 속으로의 케이지(5)의 삽입은 제1 케이지 센터링 표면(22)을 갖는 두개의 제1 외측 홈(18) 또는 제2 케이지 센터링 표면(23)을 갖는 제2외측 홈(19)이 외부 허브(7)에 서로 대향되는 대칭으로 놓일 때 일어나게 된다. 이러한 현상은 주면에 균일하게 분산된 외측 홈(18),(19)에서 외측 홈(18),(19)의 수가 네 개인 경우에 달성되게 된다.

케이지(5)가 외부 허브(7) 속으로 삽입되고 케이지의 축(35)이 외부 허브 축(16)을 덮도록 정렬되었을 때, 내부 허브(4)는 케이지(5) 내부로 삽입될 수 있다. 도 4에 도시된바와 같이 케이지(5)의 내부 형태는 원통형이고 내부 허브(4)의 최대 외경보다 큰 내경을 갖거나 또는 동일한 내경을 갖고 있다. 따라서 내부 허브(4)는 케이지(5) 속으로 삽입될 수 있게 된다. 이러한 결합에서는 내부 허브(4)가 제1내측 홈(12)이 제1외측 홈(18)에 대향되게 놓이고 제2내측 홈(13)은 제2외측 홈(19)에 대향되게 놓여서 홈 쌍(12,18 ; 13,19)을 형성하도록 외부 허브(7)에 상대적으로 정렬되게 된다.

케이지(5)에는 전술한 홈 쌍(12,18 ; 13,19)에 따른 방사상 구멍(37)이 형성되게 된다. 케이지(5)의 구멍(37) 속으로 볼(6)을 삽입하기 위하여는 외부 허브(7)를 갖는 케이지(5)를 외부 허브(7)의 트랙 저면(20) 또는 저면(21)이 외부 허브 축(16)으로부터 최대한도로 떨어지는 외측 홈들의 측면에서 외부 허브(7)에 대하여 상대적으로 회전되어야 한다. 환원하면, 케이지(5)의 구멍(37)이 홈 쌍(12,18) 또는 홈 쌍(13,19)의 가장 큰 구멍에 근접할 때까지 외부 허브 주위를 회전시킨다. 볼(6)은 이와 같이 회전된 케이지(5)의 구멍(37) 속으로 삽입될 수 있다. 이러한 작업은 각개 볼(6)을 각개 홈 쌍(12, 18) 또는 홈 쌍(13, 19)에 대하여 독립적으로 실시된다.

이와 같이 하면 볼(6)이 회전력을 전달하기 위하여 회전되도록 내부 허브(4)와 외부 허브(7)에 결합된다. 동시에 케이지(5)는 외부 허브(7) 내에 안내되어 대응되는 케이지 센터링 표면(22),(23)에 의하여 허브(7) 내에서 축 방향으로 중심을 잡게 된다.

도 1에 도시된 실시예의 경우, 조인트 내부로의 습기 침투는 캡(28)과 외부 허브(7) 또는 조절 부품(8) 사이에 밀봉 링(38)을 설치함으로써 방지할 수 있다.

도 11 내지 19에는 대향 경로 조인트의 다른 예가, 도시되어있는바, 이 조인트(1)에서는 외부 허브(7)가 도 1 내지 10에 도시된 바와 같이 단일체로 형성되지 않았다. 이 예에서도 동일한 부품에 대하여 동일한 부호를 사용한다.

도 11 내지 19에 따른 대향 경로 조인트(1)의 경우, 구동측 단부(2)와 출력측 단부(3)는 도12 및 13에 나타나 있는바, 이 예에서는 두 단부를 차별화하기 위하여 구동측 단부라고 표시하였다. 도 13에 따르면, 대향 경로 조인트(1)는 내측으로부터 외측으로 내부 허브(4), 볼(6)이 삽입되는 케이지(5) 및 외부 허브(7)를 포함한다. 성형된 디스크(39)는 일부분의 케이지(5)에 설치되었으며 외부 허브 일부(7')와 결합되어 있어서 외부 허브(7)가 디스크(39)와 외부 허브 일부분(7')으로 구성된다.

내부 허브(4)는 내부 허브 축(9)과 구동 부품과 연결되도록 가공된 내주면(10)을 갖는 링형 부품인 도1 및 2에 도시된 내부 허브와 동일한 것이다. 내부 허브(4)의 외주면(11)은 주면에 규칙적이면서 단속적으로 분산된 다수의 제1내측 홈(12)과 제2내측 홈(13)을 갖고 있다.

외부 허브 일부분(7')은 대향 경로 조인트(1)의 연장선상에 있는 내부 허브(4)의 내부 허브 축(9)과 일치하는 외부 허브 축(16)을 갖는 단일체 링형 부품으로 구성되었다. 외부 허브 일부분(7')의 내주면은 외부 허브 축(16)주위에 규칙적이고 단속적으로 분산된 제1외측 홈(18)과 제2외측 홈(19)을 갖고 있다. 대향 경로 조인트(1)의 완성된 조립상태에서는 내부 허브(4)의 제1내측 홈(12)이 외부 허브 일부분(7')의 제1외측 홈(18)과 대향되게 놓이고, 제2내측 홈(13)은 제2외측 홈(19)과 대향되게 놓여서 각각 한 쌍을 구성한다.

외측 허부 일부분(7')의 제1외측 홈(18)은 구동측 단부(2)로 부터 출력측 단부(3)를 향하여 절단됨이 없이 형성되어 있어서 그들의 트랙 저면(20)은 외부 허브 축(16)에 근접되게 되었다. 제2외측 홈(19)은 구동측 단부를 향하여 단절됨이 없이 뻗어 있어서 그들의 트랙 저면(21)은 외부 허브 축(16)에 근접하게 되었다.

도12 및 13에 도시된 바와 같이 이 예에서는, 성형 디스크(39)가 외부 허브 일부분에 놓이는 천공 디스크이다. 이 디스크(39)는 캡(28)에 의하여 외부 허브 일부분(7')에 지지되어서 캡(28)이 리벳(40)이나 스크류(41)와 같은 수단에 의하여 외부 허브(7)에 결합되게 되었다.

캡(28)은 일부분이 디스크(39)에 지지되어 있어서 디스크(39)가 캡(28)에 의하여 중심을 잡고 있다. 캡(28)은 외부 허브 일부분(7')에 대한 상대적인 위치에 중심을 잡도록 하기 위하여 돌출부(42)가 외부 허브 일부분(7')의 해당하는 통공(홈)(31)에 결합되었다.

도시된 예에서는 외부 허브 일부분(7')이 성형된 금속 부재로 형성되었으며, 이 외부 허브 일부분(7')은 예를 들면 도14에 도시된 바와 같이 단단한 밀봉된 링 형태로 구성될 수 있다.

외부 허브 일부분(7')과 성형된 디스크(39)는 외부 홈들 사이에 위치하는 부분에서 케이지(5)를 안내하고 축 방향으로 중심을 잡도록 하는 케이지 센터링 표면을 형성한다. 이러한 목적을 위하여 케이지 센터링 표면은 일부분에서 케이지(5)의 외형을 받아들이는 형태로 되어 있어서 케이지(5)가 외부 허브(7)내에 지지된 상태에서 그 축 주위를 회전할 수 있게 된다.

도 12에 도시된 바와 같이 케이지(5)는 외부 허브 일부분(7')이 대향 경로 조인트(1)의 구동 단부(2)에 대하여 방사상은 물론이고 축 방향으로도 안내되는 구형 외주면(36)을 갖고 있다. 동시에 성형된 디스크(39)는 대향 경로 조인트(1)의 출력측 단부(3)에 대하여 축 방향으로 안내되도록 일부분에서 케이지(5)의 구형 외주면(36)에 지지되었다. 도 13에는 성형된 디스크(39)가 외측 홈과 결합되는 외부 허브 일부분(7')의 외측 홈(18),(19) 부분에 벌지(Bulge)(43)가 나타나 있다. 이 벌지(43)는 대향 경로 조인트(1)이 편향되는 경우에 볼(6)을 받아들임과 동시에 윤활제가 수용되는 윤활유 저장조를 형성하게 된다.

도 14에는 외부 허브 일부분(7')이 플랜지형 외주 부분을 갖는 경질 링으로 표시된 본 발명의 대향 경로 조인트(1)의 다른 예가 도시되었다. 외부 허브 일부분(7')의 양측에는 천공된 디스크 형태의 성형된 디스크(39a),(39b)가 설치되었다. 디스크(39a),(39b)는 케이지(5)의 일부분에 놓여 있으며 케이지의 중심을 잡도록 하는 역할을 한다. 외측 홈(18),(19)의 일부분에 있는 성형된 디스크(39a),(39b)는 도 14에 점선으로 도시된 바와 같이 다른 부분에서 외부 허브 일부분(7')에 지지되었다.

성형된 디스크(39a),(39b)는 외부 허브 일부분(7')의 해당하는 홈(31)에 결합되는 단턱 형태의 접촉 부위(44)를 갖고 있다. 성형된 디스크(39a),(39b)는 전술한 접촉 부위(44)에서 리벳(40)에 의하여 서로 결합되었다. 전술한 성형된 디스크(39a),(39b)의 접촉 부위(44)는 외부 허브 일부분(7')에 대하여 중심을 잡도록 하고 케이지(5)가 외부 허브(7)에 대하여 중심을 잡도록 하는 역할을 한다.

도 15 내지 17에는 도 1 내지 13에 도시된 대향 경로 조인트를 개량한 형태의 대향 경로 조인트가 도시되었다. 이 예에서는 외부 허브 일부분(7')이 성형된 판금 부품으로 형성되었으며, 접이식 벨로우(도시하지 않았음)가 부착된 캡(28)이 구동측 단부(2)에 부착되었다. 대향 경로 조인트의 출력측 단부(3)에는 성형된 디스크(39)가 외부 허브 일부분(7')에 지지되도록 설치되었으며, 이 디스크는 밀폐된 케이지 안내 카버(45)의 형태로 형성되었다. 케이지 안내 카버(45)와 외부 허브 일부분(7')은 일부분이 조절 플렌지(46)로 둘러싸여 있다. 이 케이지 안내 카버(45)는 외부 허브 일부분(7')의 외주에 형성된 홈(47)에 결합되어 외부 허브 일부분(7')에 대하여 상대적으로 중심을 잡고 있다. 조절 플랜지(46)는 돌출부(48)가 전술한 홈(47) 외부 허브 일부분(7')과 함께 회전할 수 있도록 전술한 외부 허브 일부분(7')에 결합된다. 더구나 도 16에 따르면 구동측 단부(2)에는 외측 홈(18),(19)에 의하여 형성된 공간부를 밀봉하는 밀봉 링(49)이 설치되어 있어서 윤활제가 전술한 공간부에 수용되게 되었다.

이하 도 11 내지 17에 도시된 대향 경로 조인트(1)에 대하여 설명한다. 우선, 케이지(5)는 내부 허브(4)에 고정되었으며 조립 기구에 의하여 중앙위치에 설치된다. 이러한 결합에서는 볼(6)이 케이지(5)의 각개 다른 구멍 속으로 삽입되며, 도 11 내지 13의 경우에는 케이지(5)에는 성형된 디스크(39)가 설치되지 아니하고 도 14의 경우에는 두개의 성형된 디스크(39a),(39b) 중의 하나가 부착된 외부 허브(7)속으로 삽입된다. 이러한 결합에서는 케이지(5)가 외부 허브 일부분(7')에 삽입된 후 볼이 외측 홈에 결합되도록 외부 허브 일부분(7')에 상대적으로 위치하게 된다. 환원하면 트랙 저면이 삽입될 케이지의 측면에서 외부 허브(16)로 부터 멀리 떨어진 외측 홈 속으로 볼을 갖는 케이지가 삽입된다.

케이지(5)의 구멍 속으로 추가의 볼(6)을 삽입하기 위하여는 케이지를 외부 허브 일부분(7')에 상대적으로 내부 허브(4)에서 회전시켜 구멍이 외측 홈(18 또는 19)의 트랙 저면(20 또는 21)이 외부 허브 축(16)으로부터 가장 멀리 떨어진 외부 허브 일부분(7')에 나오도록 한다. 환원하면, 케이지(5)의 구멍을 외부 허브 일부분(7') 외측으로 회전시켜 이 케이지가 홈 쌍(12, 18 또는 13, 19)의 가장 큰 구멍 측면으로 나오도록 한다. 이어서 회전된 케이지(5)의 구멍 속으로 볼(6)을 삽입한다. 이러한 작업은 모든 다른 볼들에 대하여도 홈 쌍(12, 18 또는 13, 19)에 대하여 동일한 방법으로 실시된다.

최종적으로 성형된 디스크(39)를 케이지(5)에 중심이 잡히도록 외부 허브 일부분(7')에 설치하고 외부 허브(7)를 형성하기 위하여 결합시킨다. 이어서 각개 볼(6)들을 내부 허브(4)와 외부 허브(7)에 회전력이 전달될 수 있도록 서로 회전할 수 있게 결합시킨다. 방사방향 힘은 볼(6)에 의하여 내부 허브(4)로부터 외부 허브(7)로 전달된다. 이러한 결합에서는 케이지(5)가 외부 허브 일부분(7'), 성형된 디스크(39) 또는 두개의 성형된 디스크(39a),(39b)에 의하여 축방향으로 중심을 잡게 된다.

도 18 및 19에는 외부 허브(7)가 두개의 부분으로 구성된 대향 경로 조인트가 도시되었다. 외부 허브(7)는 돌출부(50),(51)에 의하여 일부분에서 서로 맞물리게 결합된 두개의 링(7a),(7b)로 구성되었다. 두개의 돌출부(50),(51)에 의하여 두개의 링(7a),(7b)은 서로 회전하면서 중심을 잡도록 결합된다. 이러한 결합에서는 돌출부(50)를 갖는 제1 링(7a)은 제1 외측 홈(18)을 형성하고 돌출부(51)를 갖는 제2 링(7b)은 제2외측 홈(19)을 형성한다. 두 링(7a),(7b)은 조절 플랜지(46)에 둘러싸이고 전술한 플랜지에 의하여 서로 지지된다.

두개의 링(7a),(7b)은 구동측 단부와 출력측 단부에 대한 센터링 표면을 형성하며 그들의 표면은 일부분에서 케이지(5)의 외주 형상과 일치하고 케이지(5)에 지지된다. 이와 같이 케이지(5)는 외부 허브(7)의 두개의 링(7a),(7b)에 의하여 중심을 잡게 되고 그 축을 중심으로 회전할 수 있게 된다.

도 18 및 19에 도시된 대향 경로 조인트는 조립 기구에 의하여 내부 허브(4)가 외부 허브(7) 속으로 삽입되어 중심위치에 놓이도록 조립된다. 이러한 상태에서 모든 볼(6)들이 구멍을 통하여 케이지(5) 속으로 삽입되고 내부 허브(4)의 내측 홈(12),(13) 속으로 삽입될 수 있다. 적당한 수단, 예를 들면 그리스에 의하여 볼(6)들은 외부로 빠져나가지 않고 케이지(5) 내에 유지된다. 따라서 모든 볼(6)들은 자동적인 방법으로 케이지(5) 내에 삽입될 수 있고 케이지와 외부 허브(7)와의 결합이 이루어질 수 있다. 두 개의 링(7a),(7b)은 내부에 삽입된 볼(6)들을 갖는 케이지(5)에 결합되며, 링(7a)은 출력측 단부(3)로부터 케이지(5)를 둘러싸고 링(7b)는 구동측 단부(2)로부터 케이지(5)를 둘러싸게 된다. 이러한 결합에 따르면, 링(7a),(7b)들은 제1내측 홈(12)이 제1외측 홈(18)에 대향되게 놓이고 제2내측 홈(13)은 제2외측 홈(19)에 대향되게 놓여서 볼(6)이 수용되는 홈 쌍을 형성하도록 내부 허브(4)에 대하여 일열로 정렬되게 된다.

조인트 내부로의 수분 침투는 도 13 및 19에 도시된 바와 같이 캡(28)과 외부 허브(7) 또는 플랜지 사이에 밀봉링(38)을 설치함으로써 방지할 수 있다.

1...대향 경로 조인트 2...구동측 단부 3...출력측 단부
4...내부 허브 5...케이지 6...볼
7...외부 허브 7'...외부 허브 일부분 7a,7b...링
8...조절 부품 9...내부 허브 축 10...내부 허브(4)의 내주면
11...내부 허브(4)의 외주면 12...제1내측 홈 13...제2내측 홈
14...제1내측 홈(12)의 트랙 저면 15...제2내측 홈(13)의 트랙 저면
16...외부 허브 축 17...외부 허브(7)의 내주면 18...제1외측 홈
19...제2외측 홈 20...제1외측 홈(18)의 트랙 저면
21...제2외측 홈(19)의 트랙 저면 22...제1 케이지 센터링 표면
23...제2 케이지 센터링 표면 26...응력 배출 홈
27...돌출부 28...캡 29...밀봉 디스크
30...연결 플랜지 31...통공(홈) 32...스터드
33...연결공 34...샤클 35...케이지(5)의 축
36...케이지(5)의 외주면 37...방사상 구멍 38...밀봉 링
39...성형된 디스크 39a,b...성형된 디스크
40...리벳 41...스크류 결합 42...돌출부
43...디스크(39)의 돌출부 44...접촉 부위 45...케이지 안내 카버
46...조절 플랜지 47...홈 48...돌출부 49...밀봉 링
50...돌출부 51...돌출부 D_K케이지(5)의 외경
D_A외부 허브(7)의 내경

Claims (1)

1. - 외측 홈(18,19)를 갖는 외부 허브(7),
   - 내측 홈(12,13)을 갖는 내부 허브(4),
   - 내측 홈과 외측 홈으로 구성되는 한쌍의 홈 내부에 수용되고 토크를 전달하는 볼(6),
   - 전술한 볼들이 동일한 면상에서 안내되도록 하는 케이지(5)를 포함하는 대향 경로 조인트 형태로 구성된 등속 조인트에 있어서,
   제1외측 홈(18)과 제1내측 홈(12)이 제1 볼(6)들을 지지하는 한쌍의 제1홈들을 형성하고,
   제2외측 홈(19)과 제2내측 홈(13)은 제2 볼(6)들을 지지하는 한쌍의 제2홈들을 형성하며,
   제1 홈 쌍(12,18)들은 서로 방사상으로 대향되게 놓여 있으며, 제2 홈 쌍(13,19)들도 서로 방사상으로 대향되게 놓여있고,
   상기 제1내측 홈(12)은 제2내측 홈(13)은 볼과 접촉하는 표면의 경사 각도가 서로 반대 방향을 향하도록 형성되고 제1외측 홈(18)은 제2외측 홈(19)과 경사 각도가 반대 방향을 향하도록 형성되었으며,
   케이지(5)와 접촉하는 외부 허브(7)의 제1외측 홈(18)의 양측에 형성된 케이지 센터링 표면(22)은 제2외측 홈(19)의 양측에 형성된 센터링 표면(23)과 반대 방향을 향하도록 형성되었으며,
   제1 홈 쌍(12,18)과 제2 홈 쌍(13,19)들은 각각 8개로 구성되어 원주상에 교호로 배치되었으며,
   전술한 케이지(5)는 구형 외표면을 갖고 있고 외부 허브(7)내에서 안내되고 중심을 잡도록 되었음을 특징으로 하는 등속 조인트.

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