KR101176264B1

KR101176264B1 - 케이지 오프셋을 갖는 조인트 배열

Info

Publication number: KR101176264B1
Application number: KR1020097015889A
Authority: KR
Inventors: 토마스 웨켈링; 이다 하센릭; 나더 코쇼에이; 조세 마누엘 쿠버트
Original assignee: 게케엔 드리펠린 인터나쇼날 게엠베하
Priority date: 2006-12-29
Filing date: 2007-11-28
Publication date: 2012-08-22
Also published as: DE112007003190B4; WO2008080709A1; DE112007003190T5; BRPI0720445A2; CN101627218B; CN101627218A; KR20090094400A; US20100323802A1; US8216075B2

Abstract

본 발명은 카운터 트랙 조인트와 유사한 조인트 배열(1)로서, 케이지(20)는 조인트 외측 부분(2)과 조인트 내측 부분(9)간 배치되고, 외측 구면 중심점(22)을 포함한 케이지 외측 구면(21)과 내측 구면 중심점(24)을 포함한 케이지 내측 구면(23)을 갖추며, 각각 적어도 하나의 볼(19)을 가진 다수의 케이지 윈도우(25)를 갖추고, 케이지(20)의 외측 구면 중심점(22)과 내측 구면 중심점(23)이 조인트 중심 평면(16)에 대해 오프셋 배치된다.

오프셋 배치, 첫 번째 트랙 오프셋, 두 번째 트랙 오프셋, 첫 번째 개구 각도, 두 번째 개구 각도, 방향 전환점, 케이지, 조인트 내측 부분, 조인트 외측 부분

Description

케이지 오프셋을 갖는 조인트 배열{JOINT ARRANGEMENT WITH CAGE OFFSET}

본 발명은 자동차의 조인트 배열에 관한 것으로서, 특히 청구항 1 서두의 특징을 갖는 고정 조인트와 같은 카운터 트랙 조인트에 관한 것이다.

조인트 배열은 일반적으로 조인트 외측 부분, 내측 부분, 다수의 토크를 전달하는 볼 및 케이지를 포함한다. 카운터 트랙 조인트의 특징은 등속조인트의 반대 측 개구의 각도를 형성하는 조인트 내측 부분 및 외측 부분과 함께 여러 방식으로 형성되는 트랙 쌍에 있다.

이러한 유형의 카운터 트랙 조인트는 원칙적으로 6개 또는 8개의 볼로 이루어진 조인트가 개시된 DE 102 20 711 A1로부터 알려져 있다. 여기서, 볼 트랙의 유형은 공지된 Rzeppa Joints(RF joints)와 undercut free joints(UF joint)의 유형에 일치한다. 이러한 유형은 볼 트랙의 중심선이 균일한 반지름으로 구성되거나(RF joint), 축에 병렬인 직선요소와 반지름으로 만들어지는(UF Joint) 것을 뜻한다.

기술된 카운터 트랙 조인트에 있어서, 트랙 쌍들의 축 개구 방향이 주위를 따라 변하는데, 이는 카운터 트랙 조인트의 유형을 이끌어낸다. 그러나 이러한 공 지된 카운터 트랙 조인트는 관절 각도가 초과되면 조인트 관절 평면의 첫 번째 볼이 첫 번째 트랙 쌍에서 떨어지기 때문에, 관절 각도가 약 45도로 제한되는 문제점이 있다.

또한 DE 103 37 612 A1은 첫 번째 트랙 쌍(조인트가 연장될 때 조인트의 아래로 향하도록 개구 방향이 되어있는 개구 각도를 갖는)의 트랙 중심선이 조인트가 소정의 관절 각도로 시작하여 관절될 때, 개구 각도가 개구 방향과 반대가 되도록 구성된 볼 트랙 조인트를 개시하고 있다. 이것은 특히 첫 번째 트랙 쌍의 볼 트랙 중심선이 S형태이고, 이에 따라 각각 방향 전환점을 갖는다는 사실에 의해 실시된다.

DE 100 60 220 A1은, 특히, 첫 번째 외측 볼 트랙의 중심선이 S형태가 되도록 첫 번째 외측 볼 트랙의 중심선이 조인트 개구 근처에 방향 전환점을 갖는 카운터 트랙 조인트를 개시하고 있다. 대칭임을 고려할 때 조인트 내측 부분의 첫 번째 내측 볼 트랙의 중심선도 동일함을 알 수 있다. 따라서 이러한 카운터 트랙 조인트의 최대 관절 각도는 더 증가된다.

마지막으로 참고문헌인 WO 2006/048032에는, 트랙의 방향 전환점을 갖는 카운터 트랙 조인트가 기재되어 있다. 카운터 트랙 조인트는 특히 볼 케이지와 조인트 외측 부분 또는 내측 부분 사이의 마찰을 감소시키는 것을 목적으로 한다고 기재되어 있다. 이러한 목적을 위해 첫 번째 트랙 쌍의 트랙 중심선이 방향 전환점을 갖고 조인트 중심 평면에 대한 방향 전환점에서의 중심점 각도가 각각의 경우보다 4도 더 크게 하는 것을 제안하고 있다. 이것은 조인트가 유효 수명 동작에서의 카 운터 트랙 조인트로서 작동하는 것을 보장한다. 유효 수명 동작은 하중이 변하는 상황에서 손실 없이 조인트의 유효수명에 도달하고, 유효 수명 각도 내에서 작동되는 것이 고려된다.

공지된 조인트 배열에 관하여, 특히 동시에 높은 관절각도를 받는 경우, 더 높은 하중 능력을 필요로 한다. 최대 관절 각도에서, 볼은 외측 부분 주위의 앞쪽 모서리로 움직이고 거기에서 볼을 안내하는 케이지로부터 분리될 수 있다. 더욱이, 볼 케이지의 앞쪽 교차 부분에서의 조인트 배열은 내측 표면에서 요구되는 양보다 많은 양의 천공에 의해 약해진다. 마침내, 조인트가 이룰 수 있고 조인트의 유효 수명에 영향을 주는 볼 트랙 깊이는 매번 배치된 요구사항에 충족될 수 없다. 이것은 특히, 조인트 배열이 연장될 때 샤프트로 향하여 열리는 볼 트랙과 같은 경우이다. 이러한 볼 트랙의 타입에 있어서 볼 트랙의 깊이는 조인트 외측 부분의 내부 지역에서 현저하게 감소한다.

본 발명의 목적은 이전 기술과 관련하여 기술된 문제점을 부분적으로 해결하는 것이다. 특히 높은 관절 각도에서도 안정되게 작동하고, 동시에 가능한 적은 비용이 들 수 있도록 전체 유효 수명이 만족스러운 조인트 배열을 제공하는 것이 목적이다.

본 발명의 목적은 청구항 1의 특징에 따른 장치에 의해 달성된다. 더 나아가 장치의 구현이 명확한 청구항에 의해 명세서에 기재되는 것이다. 종속 청구항에 각각 기재된 특징이 기술적으로 요구되는 적당한 방법으로 서로 부합되고, 또한 이러한 기술적 특징이 발명의 구현을 정의하는 것을 주목해야 한다.

발명에 따른 조인트 배열은 다음과 같은 구성 요소를 갖는다.

- 연결 측면, 개구 측면, 내측 표면과 경계를 접하는 공동, 상기 연결 측면과 개구 측면간 내측 표면상으로 연장되는 첫 번째 외측 볼 트랙 및 두 번째 외측 볼 트랙을 갖춘 조인트 외측 부분,

- 조인트 외측 부분의 공동 내에 위치하고, 조인트 외측 부분의 개구 측면의 방향으로 이어지는 샤프트용 연결 수단, 외측 표면상으로 연장되는 첫 번째 내측 볼 트랙 및 두 번째 내측 볼 트랙을 갖춘 조인트 내측 부분,

- 한편으로는 첫 번째 외측 볼 트랙과 첫 번째 내측 볼 트랙이 각 경우에 첫 번째 트랙 쌍을 형성하고, 다른 한편으로는 두 번째 외측 볼 트랙과 두 번째 내측 볼 트랙이 각 경우에 두 번째 볼 트랙 쌍을 형성하며,

- 조인트 배열이 연장될 경우, 첫 번째 트랙 쌍이 조인트 외측 부분의 연결 측면을 향하여 조인트 중심 평면에서 첫 번째 개구 각도를 형성하고, 두 번째 트랙 쌍이 조인트 외측 부분의 개구 측면을 향하여 조인트 중심 평면에서 두 번째 개구 각도를 형성하며,

- 각 트랙 쌍의 볼,

- 조인트 외측 부분과 조인트 내측 부분간 공동에 배열되고, 외측 구면 중심점을 포함한 케이지 외측 구면과 내측 구면 중심점을 포함한 케이지 내측 구면(23)을 갖추며, 각각 적어도 하나의 볼이 있는 다수의 케이지 윈도우를 갖춘 케이지를 구비하고,

케이지의 외측 구면 중심점과 내측 구면 중심점이 조인트 중심 평면에 대해 오프셋 배치된다.

특히 여기서 등속도 조인트는 소위 카운터 트랙 조인트의 유형이다. 여기에서는 종래 기술과 관련하여 서론에서 밝힌 것과 카운터 트랙 조인트의 정의와 관련한 그 안에 포함된 설명들이 모두 사용될 수 있다.

조인트 외측 부분과 관련해 일반적으로 벨(bell) 형태의 디자인이라는 것과 공동이 도달하는 측면인 개구 측면을 주의하여야 한다. 그 대향의 측면을 연결 측면이라고 한다.

공동이 본질적으로 벨 형태를 갖는 반면, 외측 볼 트랙의 짝수, 예를 들면 6, 8, 10, 12 와 같은 짝수는 일반적으로 앞서 말한 공동의 내측 표면에 배치된다. 6, 8의 볼 트랙이 바람직하다. 이러한 볼 트랙은 공동으로부터 조인트 외측 부분에 오목하게 삽입된다. 이러한 볼 트랙이 2가지 다른 구현을 갖는 것에 주의해야 하며, 이들이 첫 번째와 두 번째 외측 볼 트랙으로 불리기 때문이다. 첫 번째 볼 트랙과 두 번째 볼 트랙은 조인트 외측 부분의 원주 방향에 번갈아 배치되는 것이 바람직하다.

조인트 내측 부분은 일반적으로 이너 레이스(inner race)의 형태로 구현된다. 예를 들면, 샤프트가 토크를 전달하기 위해 개구를 갖춘 중심 영역에 제공된다. 여기서 개구는 샤프트와 같은 것 또는 쐐기 홈(wedge-groove) 연결과 같은 도구로서 디자인된다. 조인트 내측 부분은 비교적 복잡한 외측 표면을 갖고 본질적으로 축 방향으로 연장되는 볼 트랙을 갖는다. 다수의 내측 볼 트랙은 다수의 외측 볼 트랙과 부합되고 첫 번째와 두 번째 볼 트랙 또한 명확하게 미리 결정된다.

조인트 내측 부분이, 등속조인트가 연장될 때(관절각도 = 0°) 야기되는 것과 같은 위치에서 조인트 외측 부분의 공동에 위치하는 경우라면, 첫 번째 외측 볼 트랙과 첫 번째 내측 볼 트랙이 각 경우에 한 쌍의 트랙을 형성하고, 마찬가지로 두 번째 외측 볼 트랙과 두 번째 내측 볼 트랙이 각 경우에 한 쌍의 트랙을 형성하는 것이, 한편으로는 조인트 외측 부분의 길이 축을 따라 여러 평면에서, 다른 한편으로는 볼 트랙에서 나타난다.

이러한 카운터 조인트의 경우에, 조인트 외측 부분의 길이 축에 수직이면서 조인트 중심점을 통하여 작동하는 평면이 고려되어야 한다. 조인트 중심 평면에서 볼 트랙 상의 지점의 접선은 여기서 개구 각도라고 불리는 것을 형성한다. "개구 각도"는 특히 각도가 열린 방향을 표현하게 된다. 이것은 첫 번째 트랙 쌍이 연결 측면을 향하여 개구 각도를 형성하고 두 번째 트랙 쌍이 개구 측면을 향하여 개구 각도를 형성하는 것을 말한다.

더욱이, 이러한 트랙 쌍은 각각 토크 전달 볼을 갖는다. 원칙적으로 "볼"이라는 용어는 토크를 전달하는 모든 적합한 외형을 뜻한다. 조인트 외측 부분과 조인트 내측 부분 사이에 위치한 케이지는 조인트가 작동하는 동안, 일시적이라도 트랙 쌍으로 볼을 안내한다. 일반적으로 케이지는 볼을 수용할 수 있을 정도로 많은 케이지 윈도우를 갖고 있으나, 다수의 볼 특히 두 개의 볼이 하나의 케이지 윈도우에 배치될 수 있다.

매우 큰 관절 각도를 얻기 위하여, 첫 번째 트랙 쌍은 트랙 중심선에 대해 첫번째 방향 전환점으로 구현된다. 특히, 이것은 트랙 중심선이 S형태를 띄게 해준다. 이것은 효과적이며, 특히 조인트 외측 부분으로부터 나온 물질이 개구 측면의 근처에서 제거되고 비교적 큰 관절 각도에서도 조인트 외측 부분의 내부 지역에 볼의 접촉을 유지시킬 수 있다.

매우 큰 관절 각도의 경우, 첫 번째 트랙 쌍에 있는 볼이 매우 먼 바깥쪽으로 움직여지고, 두 번째 트랙 쌍의 내부를 향하여 볼의 변위에 대응되는 매우 긴 거리의 변위가 존재한다. 이것은 공지된 등속도 조인트와 비교하여 내구성 범위 내의 높은 하중을 발생시킬 때의 소음이 증가 되거나 부품 손상의 위험이 우려될 수 있다.

본 발명에 따른 조인트 배열은 토크를 전달하는 볼(또는 이와 유사한 굴러가는 형태)과 구면의 내측 표면(케이지 내측 구면)과 구면의 외측 표면(케이지 외측 구면)을 포함하는 케이지 뿐만 아니라 외측 볼 트랙을 포함하는 조인트 외측 부분과 내측 볼 트랙을 포함하는 조인트 내측 부분도 갖추고 있다. 구면의 외측과 내측 표면의 중심점은(내측 구면 중심점과 외측 구면 중심점) 각각 케이지 중심 평면 또는 조인트 중심 평면에 대해 축 방향으로 오프셋된다. 이 경우 적절하다면, 첫 번째 외측 볼 트랙과 첫 번째 내측 볼 트랙은 조인트 중심점에 대한 첫 번째 트랙 오프셋으로 배치되고, 두 번째 외측 볼 트랙과 두 번째 내측 볼 트랙은 조인트 중심점에 대한 두 번째 트랙 오프셋으로 배치된다. 여기서 첫 번째 트랙 쌍과 두 번째 트랙 쌍은 개구의 반대되는 각을 형성한다.

이러한 방식에 있어, 처음으로 케이지 오프셋으로 언급한, 카운터 트랙 조인트와 케이지의 조합은 제안된다. 이러한 방식으로 많은 장점이 나타날 수 있는데, 예를 들어, 개구 공간에서의 교차 구역에 대한 더 두꺼운 케이지(더 강한 힘), 같은 관절각도에서의 더 작은 볼 열림(관절 각도의 확대 또는 더 좋은 안내에 따른 큰 각도), 외측 부분의 레이스웨이(raceway) 지역 끝 부분에 있는 트랙 모서리의 깊어짐(더욱 길어진 유효 수명)이 있다.

카운터 트랙 조인트의 기능과 디자인의 설명을 위해, 참고문헌 DE 102 20 711 A1, DE 103 37 612 A1, DE 100 60 220 A1 및 WO 2006/048032가 있다. 이러한 참고문헌은 특히 카운터 트랙 조인트의 원칙적인 특징과 관련된 설명의 전체적인 범위가 나타나 있다.

외측 구면의 중심점이 조인트 외측 부분의 개구 측면의 방향으로 오프셋되고 내측 구면의 중심점이 조인트 외측 부분의 연결 측면의 방향으로 오프셋되어 배치된 조인트 배열은 바람직하다. 따라서, 특히 결과적으로 케이지의 교차 구역이 개구 측면의 근처에서 강해지고 커지게 된다. 또한 큰 관절 각도에서 무거운 하중을 견뎌낼 수 있게 한다. 동시에 더 깊은 볼 트랙에 큰 관절 각도가 제공되기 위하여 조인트 내측 부분은 종래의 카운터 트랙 조인트와 비교하여 공동의 연결 측면을 향하여 더 멀리 위치하고 따라서 안전하다.

조인트 배열의 전개에 따라, 첫 번째 외측 볼 트랙은 조인트 중심 평면에서 첫번째 외측 곡률 반경을 형성하고, 첫 번째 내측 볼 트랙은 조인트 중심 평면에서 첫 번째 내측 곡률 반경을 형성하며, 각각의 곡률 반경은 똑같이 큰 첫 번째 트랙 오프셋을 형성한다. 두 번째 외측 볼 트랙은 조인트 중심 평면에서 두 번째 외측 곡률 반경을 형성하고, 두 번째 내측 볼 트랙은 조인트 중심 평면에서 두 번째 내측 곡률 반경을 형성하며. 각각의 곡률반경은 똑같이 큰 두 번째 트랙 오프셋을 형성한다. 원칙적으로 첫 번째 트랙 오프셋과 두 번째 트랙 오프셋이 절대치에 있어서 다른 크기를 가질 수도 있으나, 이것은 반드시 필요한 것은 아니기 때문에 첫 번째 트랙 오프셋과 두 번째 트랙 오프셋이 같은 크기를 가질 수도 있다.

특히, 구면의 외측과 내측 표면이 반대 방향으로 축 오프셋될 때, 이러한 방법으로 배열된 케이지는 중요한 지역인 상당히 큰 교차 구역으로 구현될 수 있다. 조인트 배열이 큰 각도로 관절될 때 케이지의 높은 하중이 발생이 되는 곳에서, 특히 그러한 케이지는 조인트 배열의 개구 측면의 지역에서 강해질 수 있다. 조인트 배열의 운동성과 유효 수명이 향상되기 위하여, 내측과 외측 볼 트랙의 오프셋은 균일하지 않을 수 있고, 조인트 배열 사이에서 이동하는 볼에 사용되는 볼 트랙은 커질 수 있다.

더욱이, 첫 번째 외측 볼 트랙의 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋과 두 번째 외측 볼 트랙의 두 번째 외측 볼 트랙 오프셋이 케이지의 외측 구면 중심점과 내측 구면 중심점간 거리의 적게는 50% 많게는 150%가 차이가 나는 것이 이점으로 고려된다. 정밀한 거리(+/-5 %)의 차이가 되는 것은 매우 바람직하다.

특히 상기와의 조화를 위해(필수적 이지는 않지만), 첫 번째 내측 볼 트랙의 첫 번째 내측 볼 트랙 오프셋과 두 번째 내측 볼 트랙의 두 번째 내측 볼 트랙 오프셋은 케이지의 외측 구면 중심점과 내측 구면 중심점간 거리의 적게는 50% 많게는 150%가 차이가 난다. 정밀한 거리(+/-5%)의 차이가 되는 것은 매우 바람직하다.

특히 이러한 경우에, 거리의 차이는 케이지 오프셋 없는 종래의 트랙 조인트와 비교할 때, 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋과 첫 번째 내측 볼 트랙 오프셋이 케이지 오프셋 또는 거리의 절반(50%) 더 감소가 되고, 두번째 외측 볼 트랙 오프셋과 두 번째 내측 볼 트랙 오프셋이 케이지 오프셋 또는 거리의 절반(50%) 더 커진다. 첫 번째 볼 트랙과 두 번째 볼 트랙 오프셋의 차이를 포함한 본 발명의 구현은 높은 하중을 견디는 능력과 긴 유효 수명과 함께 큰 관절 각도를 견딜 수 있는 조인트 배열을 제공한다. 특히 오프셋 레이스웨이는 상대적으로 큰 볼 트랙 깊이를 생기게 한다.

조인트 배열의 전개에 따라, 개구의 첫 번째 각도와 개구의 두 번째 각도의 절대치가 많아야 5도 차이가 있다. 특히 장점이 있는 발명 구현에 있어서, 개구의 각도는 같은 절대치를 가지나(필수적으로), 많아야 5도의 편차, 특히 최대 2도의 편차가 있다. 개구의 각도(조인트 중심 평면 또는 케이지 중심 평면의 지역에서 외측 볼 트랙과 내측 볼 트랙 사이)는 여기에서 14도에서 20도 사이의 범위가 바람직하다.

더욱이, 조인트 배열은 첫 번째 트랙 쌍이 첫 번째 트랙 방향 전환점을 갖는 첫 번째 트랙 중심선을 형성하는 것이 좋다. 첫 번째 트랙 쌍의 앞쪽의 트랙 지역에서, 조인트 외측 부분 축에 대해 볼은 S형태의 움직임을 수행한다. S형태의 움직임은 DE 100 60 220 A1에 전체적으로 기술되어 있다. 결과적으로 관절이 된 조인트에서 매우 중요하게 언급되는 볼 트랙 고리(loop)를 크게 하는 것이 가능하다.

본 발명은 본 발명에 따른 적어도 하나의 조인트 배열을 갖춘 자동차에 사용되는 것이 특히 바람직하다.

조인트 배열을 구성하는 각 부분의 적합성은 상응되는 특징으로부터 발견된다. 다음에 따르는 발명을 참고하여 설명이 가능하다.

조인트 배열의 조인트 외측 부분은 연결 측면, 개구 측면, 조인트 외측 부분 축, 케이지 중심 평면, 내측 표면과 경계를 접하는 공동, 상기 연결 측면과 개구 측면간 내측 표면상으로 연장되는 첫 번째 외측 볼 트랙 및 두 번째 외측 볼 트랙을 갖추고, 또한 첫 번째 외측 볼 트랙과 조인트 외측 부분 축이 케이지 중심 평면에서 조인트 외측 부분의 연결 측면을 향하여 첫 번째 개구 각도를 형성하고, 두 번째 외측 볼 트랙과 조인트 외측 부분 축이 케이지 중심 평면에서 조인트 외측 부분의 개구 측면을 향하여 두 번째 개구 각도를 형성한다. 또한 첫 번째 외측 볼 트랙은 케이지 중심 평면에서 첫 번째 외측 곡률 반경을 형성하고, 두 번째 외측 볼 트랙은 케이지 중심 평면에서 두 번째 외측 곡률 반경을 형성하며, 곡률 반경의 중심점은 조인트 외측 부분(케이지의 외측 안내 구면을 말한다)의 케이지 구체 평면에 대해 비대칭적으로 위치한다.

조인트 배열의 조인트 내측 부분은 연결 측면, 개구 측면, 조인트 내측 부분 축, 케이지 중심 평면, 외측 표면상으로 연장되는 첫 번째 내측 볼 트랙 및 두 번째 내측 볼 트랙을 갖추고, 또한 첫 번째 내측 볼 트랙과 조인트 내측 부분 축이 케이지 중심 평면에서 조인트 내측 부분의 연결 측면을 향하여 첫 번째 개구 각도를 형성하고, 두번째 내측 볼 트랙과 조인트 내측 부분 축이 케이지 중심 평면에서 조인트 내측 부분의 개구 측면을 향하여 두 번째 개구 각도를 형성한다. 또한 첫번째 내측 볼 트랙은 케이지 중심 평면에서 첫 번째 내측 곡률 반경을 형성하고, 두번째 내측 볼 트랙은 케이지 중심 평면에서 두 번째 내측 곡률 반경을 형성하며, 곡률 반경의 중심점은 조인트 내측 부분(케이지의 내측 안내 구면을 말한다)의 케이지 구체 평면에 대해 비대칭적으로 위치한다.

케이지 중심 평면에 관하여, 각각의 볼 트랙과 연결된 케이지 중심 평면의 나중 위치가 계측 장치에 의하여 어려움 없이 측정될 수 있음을 주의하여야 한다. 이러한 지리상의 트랙 지점은 기술에 숙련된 사람에 의해 쉽사리 결정될 수 있다. 그러나, 축과 트랙간 개구 각도가 각각 트랙 쌍의 개구 각도와 절대치에 있어 다른 값을 갖는다는 것을 명백히 할 필요가 있다. 그럼에도 불구하고 위치에 있어 상응됨을 알 수 있다. 반대에 위치한 곡률 반경 중심점의 비대칭적인 위치는 특히, 각각의 두 중심점이 케이지 구체 평면으로부터 다른 거리가 아닌 케이지 구체 평면의 다른 측면에 위치하는 방법을 이해할 수 있게 한다. 여기서 특히 양 중심점이 축에 정밀하게 위치하는 것과 각자의 축 방향에 대한 거리는 결정적이다.

더욱이 본 발명과 기술 분야의 이점은 도면에 의하여 더 설명된다. 여기서 모든 도면에 있어서, 동일한 구성요소에는 동일한 범위가 사용되는 것을 주의해야 한다.

도 1은 연장된 위치에서의 등속조인트의 구조를 나타낸 도면이다.

도 2는 관절이 된 위치에서의 등속 조인트의 구조를 나타낸 도면이다.

도 3은 본 발명에 따른 조인트 배열의 모습을 나타낸 도면이다.

도 4는 다른 내측 볼 트랙 오프셋을 갖는 케이지 및 조인트 내측 부분을 나타낸 도면이다.

도 5는 최대 관절 각도에서의 볼과 케이지를 상세하게 나타낸 도면이다.

도 6은 케이지 오프셋과 다른 트랙 오프셋 상태에서의 조인트 배열을 나타낸 도면이다.

도 7은 개구 각도가 동일한 상태에서의 조인트 배열을 나타낸 도면이다.

도 8은 트랙 오프셋을 갖는 조인트 외측 부분과 케이지 오프셋이 없는 케이지의 공지된 실시예를 나타낸 도면이다.

도 9는 도 8과의 차이를 나타낸 카운터 트랙 조인트에 대한 케이지의 본 발명 실시예를 나타낸 도면이다.

도 10은 다른 내측 볼 트랙 오프셋을 갖는 케이지 및 조인트 내측 부분을 나타낸 도면이다.

도 11은 다른 외측 볼 트랙 오프셋을 갖는 조인트 외측 부분 및 케이지를 나타낸 도면이다.

도 12는 종래 기술에 따른 케이지와 동일한 내측 볼 트랙 오프셋을 갖는 조인트 내측 부분과 케이지의 조합을 나타낸 도면이다.

도 13은 도 12와 비교된 본 발명에 따른 변형된 조인트 내측 부분과 케이지로 이루어진 다른 구성을 나타낸 도면이다.

도 14는 다른 실시예의 등속 조인트의 평면도이다.

도 15는 도 14에 도시된 조인트 내측 부분에 걸친 단면도이다.

도 16은 도 14에 도시된 조인트 외측 부분에 걸친 단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉

1 : 조인트 배열 2 : 조인트 외측 부분

3 : 연결 측면 4 : 개구 측면

5 : 내측 표면 6 : 공동

7 : 첫 번째 외측 볼 트랙 8 : 두 번째 외측 볼 트랙

9 : 조인트 내측 부분 10 : 샤프트

11 : 외측 표면 12 : 첫 번째 내측 볼 트랙

13 : 두 번째 내측 볼 트랙 14 : 첫 번째 트랙 쌍

15 : 두 번째 트랙 쌍 16 : 조인트 중심 평면

17 : 첫 번째 개구 각도 18 : 두 번째 개구 각도

19 : 볼 20 : 케이지

21 : 케이지 외측 구면 22 : 외측 구면 중심점

23 : 케이지 내측 구면 24 : 내측 구면 중심점

25 : 케이지 윈도우 26 : 첫 번째 트랙 중심선

27 : 두 번째 트랙 중심선

28 : 첫 번째 외측 곡률 반경의 앞 부분

29 : 첫 번째 외측 곡률 반경의 중심부

30 : 첫 번째 외측 곡률 반경의 뒷부분

31 : 조인트 중심점 32 : 거리

33 : 첫 번째 트랙 방향 전환점 34 : 자동차

35 : 관절 각도 36 : 조인트 외측 부분 축

37 : 조인트 내측 부분 축 38 : 볼 평면

39 : 접점

40 : 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋

41 : 두 번째 외측 볼 트랙 오프셋

42 : 첫 번째 내측 볼 트랙 오프셋

43 : 두 번째 내측 볼 트랙 오프셋 44 : 케이지 중심 평면

45 : 두 번째 외측 곡률 반경의 앞 부분

46 : 두 번째 외측 곡률 반경의 중심부

47 : 두 번째 외측 곡률 반경의 뒷부분

48 : 첫 번째 내측 곡률 반경의 앞 부분

49 : 첫 번째 내측 곡률 반경의 중심부

50 : 첫 번째 내측 곡률 반경의 뒷부분

51 : 두 번째 내측 곡률 반경의 앞 부분

52 : 두 번째 내측 곡률 반경의 중심부

53 : 두 번째 내측 곡률 반경의 뒷부분

54 : 첫 번째 트랙 오프셋

55 : 두 번째 트랙 오프셋 56 : 중심점

57 : 조인트 외측 부분의 케이지 구체 평면

58 : 조인트 내측 부분의 케이지 구체 평면

도 1은 우선적으로 조인트 배열(1)을 설명하기 위한 도면으로, 등속 조인트의 기본적인 디자인을 나타낸다. 조인트 배열(1)은, 구성요소로서, 조인트 외측 부분(2)과 볼(19), 케이지(20) 및 샤프트(10)와 연결될 수 있는 조인트 내측 부분(9)으로 이루어진다. 토크는 볼(19)을 경유하여 내측 볼 트랙으로부터 외측 볼 트랙으로 전달된다.

도시된 조인트 외측 부분(2)은 연결 측면(3)과 개구 측면(4)이라는 수단에 특징이 있다. 본질적으로 벨 형태를 갖는 공동(6)은 개구 측면(4)으로부터 시작하여 조인트 외측 부분(2)의 내부 영역으로 연장된다. 또한 대다수의 외측 볼 트랙은 조인트 외측 부분(2)의 내측 표면(5)에 형성되고, 2개의 서로 다른 외측 볼 트랙의 타입이 이하 상세히 설명하는 바와 같이 카운터 트랙 조인트와 유사하게 조인트 배열(1)에 제공된다. 특히 조인트 외측 부분(2)의 지역적인 외측 볼 트랙이 상부 및 하부에 다른 등심 선을 갖는 것이 여기에 이미 명시되어 있다.

더욱이 조인트 내측 부분(9)은 조립될 때 공동(6) 내에 위치한다. 볼 트랙과 대응하여, 여기에서의 소위 "내측"은 외측 표면(11) 상에서 조인트 외측 부분(2)의 방향으로 형성된다. 조인트 내측 부분(9)은 첫 번째 외측 볼 트랙(7)과 첫 번째 내측 볼 트랙(12)이 서로 방사상으로 대향을 하여 첫 번째 트랙 쌍(14)을 형성하도록 배치된다. 조인트 외측 부분(2)과 조인트 내측 부분(9)이 두 번째 조인트 내측 볼 트랙(13)과 두 번째 외측 볼 트랙(8)에 대해 첫 번째 조인트 볼 트랙과 동일한 구조를 가지기 때문에 두 번째 트랙 쌍(15)에도 동일한 실시가 적용된다.

소위 카운터 트랙 조인트를 특징짓기 위하여 각각의 트랙 쌍(14,15)의 개구 각도(17,18)의 방위가 이용된다. 조인트 배열(1)의 연장된 위치(여기서는 관절 각도 = 0°로 나타낸 바와 같이)에서, 첫 번째 트랙 쌍(14; 상부에 나타낸)은 조인트 중심 평면(16)에 조인트 외측 부분(2)의 연결 측면(3)을 향하여 첫 번째 개구 각도(17)를 형성한다. 반면에 두 번째 트랙 쌍(15; 하부에 나타낸)은 조인트 중심 평면(16)에 조인트 외측 부분(2)의 개구 측면(4)을 향하여 두 번째 개구 각도(18)를 형성한다. 그러한 개구 각도(17,18)의 대향된 방위는 볼(19)에 작용하는 힘이 연결 측면(3)과 개구 측면(4)을 모두 향해 작용하게 한다. 결과적으로 움직임을 안정시키고 볼(19)이 상대적으로 케이지(20)의 낮은 하중으로 안내되도록 한다.

그러한 조인트 배열(1)은 특히 샤프트(10)로부터 조인트 외측 부분(2)까지 토크를 전달하는데 이용되고 조인트 배열(1)이 자동차(34)의 부속품이 되는 경우에 이용된다.

예컨대 샤프트 (10)에 의해 조인트 내측 부분이 관절되면, 볼(19)의 중심점이 첫 번째 트랙 중심선(26) 또는 두 번째 트랙 중심선(27)으로 이동한다. 동시에, 도 2에서 보는 바와 같이, 조인트 내측 부분(9), 케이지(20), 샤프트(10)는 조인트 외측 부분(2)에 대해 조인트 중심 부분(31)으로 피봇된다. 여기에는 샤프트(10)가 조인트 외측 부분(2)에 접촉하여 최대 관절 각도(35)을 갖는 조인트 배열(1)이 도시되어 있다. 최대 관절 각도(35)는 조인트 외측 부분 축(36)과 조인트 내측 부분 축(37)간 각도에 의하여 정의된다. 최대 관절 각도(35)일 때, 상호 구성 요소들간 상대적인 움직임 때문에, 볼 평면(38)은 조인트 중심 평면(16)에 대해 최대 관절 각도(35)의 절반에 의해 볼(19)의 중심점을 통하여 피봇된다. 이러한 조인트 배열(1)의 관절이 된 위치에 있어서, 다르게 구현되고 조인트 외측 부분(2)의 원주 방향에 번갈아 위치하는 두 번째 외측 볼 트랙(8)과 첫 번째 외측 볼 트랙(7)을 인식하는 것이 가능하다. 원칙적으로 6, 8, 10, 12,개 또는 다른 개수의 트랙 쌍이 이용될 수 있다.

도 3은 조인트 배열(1)의 단면도이다. 도 3에서, 카운터 트랙 조인트의 첫 번째 트랙 쌍(14)이 윗부분에 도시되어 있고, 두 번째 트랙 쌍(15)이 아랫부분에 도시되어 있다. 원주 상에 분포되고 각각의 볼(19)을 위한 각각의 케이지 윈도우(25)를 갖춘 케이지(20)의 형태를 볼 수 있다. 조인트 외측 부분(2)과 내측 부분(9)간 위치한 케이지(20)는 외측 구면 중심점(22)을 포함한 케이지 외측 구면(21)과 내측 구면 중심점(24)을 포함한 케이지 내측 구면(23)을 지닌다. 도 3으로부터 외측 구면 중심점(22)과 내측 구면 중심점(24)이 조인트 외측 부분 축(36)에서 서로 거리(32)를 두고 위치하는 것이 명백하다. 즉, 케이지 외측 구면(21)과 케이지 내측 구면(23)이 서로에 대해 동심원적 배치가 아니라는 것을 의미한다. 결과적으로 여기서 밝힌 바와 같이, 케이지(20)는 개구 측면(4)의 지역에서 두꺼운 교차 구역을 구현해 낸다. 조인트 중심 평면(16)에 대한 외측 구면 중심점(22)과 내측 구면 중심점(24)의 위치에 관하여, 조인트 중심 평면(16)으로부터 같은 거리에 구현되고, 그렇다면 거리(32)는 조인트 중심 평면(16)으로부터의 절반임을 주의해야 한다.

도 4는 케이지 오프셋을 갖는 케이지(20)와 첫 번째 내측 볼 트랙(12; 윗부분)과 두번째 내측 볼 트랙(13; 아랫부분)을 포함한 조인트 내측 부분(9)의 조합을 보여준다. 조인트 내측 부분(9)의 구면의 외측 표면(11)은 점선으로 된 원의 형태로 나타냈다. 이러한 구면은 본질적으로 케이지(20)의 케이지 내측 구면(23)에 일치한다. 첫 번째 내측 볼 트랙(12)의 트랙 베이스(base)는 여기서 곡률의 중심점이 조인트 외측 부분 축(36) 상에 위치한 곡률을 갖는다. 동시에 조인트 배열이 연장될 때 조인트 내측 부분 축(37)으로 구성된다. 한편, 조인트의 연결 측면(3)의 방향으로 위치한 첫 번째 내측 볼 트랙 오프셋(42)은 조인트 내측 부분(58)의 케이지 구체 평면에 의하여 결정될 수 있다. 조인트 내측 부분(58)의 케이지 구체 평면의 대향이 되는 면에서, 두 번째 내측 볼 트랙(13)의 곡률 반경에 대한 두 번째 내측 볼 트랙 오프셋(43)은 유사한 형태로 형성된다. 여기서 본 대로, 두 번째 내측 볼 트랙 오프셋(43)은 첫 번째 내측 볼 트랙 오프셋(42)보다 크게 만들어진다.

도 5에서는 최대 관절 각도일 때 케이지(20) 내에 포함되는 볼(19)을 상대적으로 넓은 범위로 도시하고 있다. 케이지 윈도우(25) 안에 위치한 볼(19)은 케이지(20)와 함께 여기에서 접점(39)을 형성한다. 기존의 얇은 케이지(20)의 경우, 도 5에 도시된 흰색 점 근처에서 접점(39)이 존재한다.

케이지 오프셋을 갖는 케이지(20)를 사용한 경우, 접점(39)이 더 바깥쪽으로 이동하고 도 5에서 보이는 검은 점에 위치된다. 이것은 볼(19)을 큰 관절 각도에서 더욱 안정되게 고정시킨다.

도 6에서는 첫 번째 개구 각도(17)가 첫 번째 트랙 쌍(14)에 대해 형성되고, 두 번째 개구 각도(18)가 두 번째 트랙 쌍(15)에 대해 형성되는 조인트 배열(1)의 구성을 나타낸다. 첫 번째 트랙 쌍(14)에 관하여, 첫 번째 외측 볼 트랙(7)의 곡률 반경이 볼 평면(38)에 대해 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋(40)을 형성하고, 첫번째 내측 볼 트랙(12)의 곡률 반경이 첫 번째 내측 볼 트랙 오프셋(42)을 형성하는 것을 주목해야한다. 첫 번째 트랙 쌍(14)의 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋(40)과 첫 번째 내측 볼 트랙 오프셋(42)은 볼 평면(38)에 대해 미러(mirror) 대칭이 되도록 배열되고 따라서 같은 절대치를 갖는다. 두 번째 외측 볼 트랙 오프셋(41)과 두 번째 내측 볼 트랙 오프셋(43) 또한 같은 방법으로 형성된다. 여기에서 밝힌 바와 같이, 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋(40)과 첫 번째 내측 볼 트랙 오프셋(42)은 두 번째 외측 볼 트랙(41)과 두 번째 내측 볼 트랙(43)보다 절대치의 견지에서 더 커지게 만든다. 더욱이 두 번째 외측 볼 트랙 오프셋(41)과 두 번째 내측 볼 트랙 오프셋(43)은 본질적으로 케이지 오프셋에 일치한다. 조인트 내측 부분(9)의 상대적인 위치와 트랙 오프셋의 상대적 위치가 다른 이유 때문에 케이지(20)와 조인트 외측 부분(2), 첫 번째 개구 각도(17)와 두 번째 개구 각도(18)가 서로 다르게 만들어진다. 특히, 이러한 상대적 위치로서 첫 번째 개구 각도(17)는 두 번째 개구 각도(18)보다 더 크게 만들어진다. 즉, 조인트 외측 부분과 내측 부분의 첫 번째, 두 번째 곡률 반경의 중심점이 볼 평면과 케이지 중심 평면에 대해 대칭적으로 위치하는 것을 의미하고, 케이지는 오프셋을 갖게 된다.

도 7과 관련하여, 각각의 볼 트랙 오프셋 또는 트랙 오프셋은 도 6과는 반대로 첫 번째 개구 각도(17)와 두 번째 개구 각도(18)가 같은 절대치(반대 방향이 아닌)를 갖는 방법(동일한 절대치)으로 완성된다. 케이지 오프셋은 케이지 외측 구면(21)의 외측 구면 중심점(22)과 케이지 내측 구면(23)의 내측 구면 중심점(24)에 의해 결정된다. 즉, 조인트 외측 부분과 조인트 내측 부분의 첫 번째, 두번째 곡률 반경의 중심점이 각각의 케이지 구체 평면에 대해 비대칭적으로 위치하고, 케이지는 개구 각도에 따라 대칭적인 오프셋을 갖게 된다.

도 8은 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋(40)과 두 번째 외측 볼 트랙 오프셋(41)을 포함한 조인트 외측 부분(2)의 실시를 보여준다. 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋(40)은 첫 번째 외측(중앙의) 곡률 반경(29)의 중심점(56)에 의해 형성된다. 두 번째 외측 볼 트랙 오프셋(41)은 두 번째 외측(중앙의) 곡률 반경(46)의 중심점(56)에 의해 형성된다. 도면에서, 케이지 오프셋 없이 기존의 방식으로 배치된 케이지(20)의 위치를 볼 수 있다. 케이지 중심 평면(44)에 정렬되어 있는 볼(19)의 확인이 가능하다.

외측 볼 트랙의 장점 채용을 나타내기 위해, 도 9에 나타낸 케이지(20)는 케이지 오프셋을 갖는다. 이것은 특히, 케이지(20)가 개구 측면(4)에서 두껍게 디자인되고 지시된 볼(19)의 중심점을 통과하는 볼 평면(38)이 조인트 외측 부분(57)의 케이지 구체 평면에 대해 오프셋되는 사실로 나타난다. 또한 도 9에서, 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋(40)이 두 번째 외측 볼 트랙 오프셋(41)과 다르고(또는 조인트 외측 부분(57)의 케이지 구체 평면에 대해 비대칭적으로 위치함), 특히 두번째 외측 볼 트랙 오프셋(41)이 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋(40)보다 더 크다. 이러한 외측 볼 트랙의 변경 조합은,케이지 오프셋과 함께, 볼 중심 평면(38)이 카운터 트랙 조인트가 조립된 상태에서 두 외측 볼 트랙 오프셋(40,41)간 거리의 절반을 통과하는 결과를 갖는다.

도 10은 본질적으로 케이지 내측 구면(23)과 일치하는 외측 표면(11)이 있는 조인트 내측 부분(9)과 케이지 오프셋을 갖는 케이지(20)의 조합 형태를 보여준다. 도면에서, 개구 측면(4)의 방향으로 지시된 두 번째 내측 볼 트랙 오프셋(43)은 연결 측면(3)에 대해 형성된 첫 번째 내측 볼 트랙 오프셋(42)보다 더 크게 만들어진다. 첫 번째 내측 볼 트랙 오프셋(42)은 첫 번째 내측(중앙의) 곡률 반경(49)의 중심점(56)에 의해 형성된다. 두 번째 내측 볼 트랙 오프셋(43)은 두 번째 내측(중앙의) 곡률 반경(52)의 중심점(56)에 의해 형성된다.

도 11에는 케이지 오프셋을 포함한 케이지(20)와 조인트 외측 부분(2)의 조합에 있어서, 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋(40)과 두 번째 외측 볼 트랙 오프셋(41)의 위치와 크기에 대한 내용이 전개되어 있다. 여기서, 개구 측면(4)에 가깝게 위치한 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋(40)이 두 번째 외측 볼 트랙 오프셋(41)보다 작게 만들어져 있다.

도 10의 두 번째 내측 볼 트랙 오프셋(43)과 도 11의 두 번째 외측 볼 트랙 오프셋(41)이 동일한 절대 조건을 갖는 것은 바람직하다. 또한 도 10의 첫 번째 내 측 볼 트랙 오프셋(42)과 도 11의 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋(40)이 동일한 절대 조건을 갖는 것은 바람직하다.

도 12와 13에서는 케이지(20)와 조인트 내측 부분(9)의 조합에 대한 본 발명과 종래 기술의 비교가 잘 나타나 있다. 도 12에서, 조인트 외측 부분(9)은 본질적으로 같은 크기를 가진 첫 번째 내측 볼 트랙 오프셋(42)과 두 번째 내측 볼 트랙 오프셋(43)을 갖고 있다. 도 13에서는, 케이지 오프셋을 포함한 케이지(20)의 배치가 나와 있는데, 두 번째 내측 볼 트랙 오프셋(43)이 케이지 오프셋의 절반 정도가 크고 첫 번째 내측 볼 트랙 오프셋(42)은 케이지 오프셋의 절반 정도가 작은 장점을 발견할 수 있다. 결과적으로 볼 평면(38)은 개구 측면(4)의 방향에서 더 멀리 이동된다.

도 14는 조인트 배열(1)의 개구 측면의 평면도를 나타낸다. 도시된 카운터 트랙 조인트는 조인트 외측 부분(2)과 조인트 내측 부분(9)을 포함하고, 첫 번째 트랙 쌍(14)과 두 번째 트랙 쌍(15)이 상호 떨어져 배치되고 교차가 되어 배치된다. 트랙 쌍에 위치한 볼(19)은 케이지(20) 내에 위치한다. 여기에 도시된 발명은 여섯 개의 트랙 쌍으로 구성된 등속 조인트이고, 그렇기 때문에 첫 번째 트랙 쌍과 두 번째 트랙 쌍(15)은 서로 반대에 위치한다. 조인트 외측 부분(2)과 조인트 내측 부분(9)의 디자인은 앞으로 설명할 두 개의 도면에 나타나 있다.

도 15에는 도 14의 ⅩⅤ-ⅩⅤ선에 의한 단면이 나타나 있다. 조인트 외측 부분(9)은 (윗부분에) 첫 번째 내측 볼 트랙(12)을 가지며, (아래 부분에) 두 번째 내측 볼 트랙(13)을 가진다. 첫 번째 내측 볼 트랙(12)과 두 번째 내측 볼 트 랙(13)의 디자인은 분리되어 나타나 있다. 양 볼 트랙에 있어서, 조인트 내측 부분(9)의 관절이 돌아가는 동안 볼 중심점의 경로는 파선으로 도시하였다. 첫 번째 볼 트랙 중심선(26)은 본질적으로 S형태를 가지며, 첫 번째 볼 트랙 중심선(26)은 처음에 상대적으로 작은 첫 번째 내측 곡률 반경의 앞 부분(48)에 의해 형성되고, 다음으로 비교적 큰 첫 번째 내측 곡률 반경의 중심부(49)에 의해(여기에서는 첫 번째 내측 볼 트랙 오프셋으로 정의함)형성되며, 마지막으로 첫 번째 내측 곡률 반경의 뒷부분(50)에 의해 형성된다. 두 번째 트랙 중심선(27)은 차례대로 개구 측면(4)에서 시작하여, 처음에는 상대적으로 큰 두 번째 내측 곡률 반경의 앞 부분(51), 그러고 나서 두 번째 내측 곡률 반경의 중심부(52; 여기에서는 두 번째 내측 볼 트랙 오프셋으로 정의함), 마지막으로 반대쪽인 두 번째 내측 곡률 반경의 뒷부분(53)의 순서이다. 첫 번째 내측 볼 트랙 오프셋은 첫 번째 내측 곡률 반경의 중심부(49)의 중심점(56)에 의해 형성된다. 두 번째 내측 볼 트랙 오프셋은 두 번째 내측 중심의 곡률 반경의 중심부(52)의 중심점(56)에 의해 형성된다.

도 16에는 도 15의 조인트 내측 부분(9)과 꼭 맞는 조인트 외측 부분(2)이 나타나 있다. 여기에 도시된 부분은 도 14의 ⅩⅤⅠ-ⅩⅤⅠ선에 의한 단면도이다.

조인트 외측 부분(2)에서, 첫 번째 외측 볼 트랙(7)은 위쪽에 위치되고, 두 번째 외측 볼 트랙(8)은 아래쪽에 위치한다. 각각의 볼 트랙이 돌 때 볼 중심점의 형태를 도시한 첫 번째 트랙 중심선(26)과 두 번째 트랙 중심선(27)은 상응하는 거리를 가리킨다. 개구 측면(4)에서 시작하여, 첫 번째 트랙 중심선(26)은 첫 번째 외측 곡률 반경의 앞 부분(28), 첫 번째 외측 곡률 반경의 중심부(29; 여기에서는 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋으로 정의함), 첫 번째 외측 곡률 반경의 뒷부분(30)으로 구성된다. 또한 트랙 중심선(26)은 첫 번째 트랙 방향 전환점(33)을 갖는다.

반대쪽에 위치한 두 번째 트랙 중심선(27)은 개구 측면(4)에서 시작하여, 첫 번째로 두 번째 외측 곡률 반경의 앞 부분(45), 그러고 나서 두 번째 외측 곡률 반경의 중심부(46; 여기에서는 두 번째 외측 볼 트랙 오프셋으로 정의함), 두 번째 외측 곡률 반경의 뒷부분(47)으로 구성된다. 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋은 첫 번째 외측 곡률 반경의 중심부(29)의 중심점(56)으로 형성되고, 두 번째 외측 볼 트랙 오프셋은 두 번째 외측 곡률 반경의 중심부(46)의 중심점(56)으로 형성된다.

본 발명은 적어도 한 개의 조인트 배열을 갖춘 자동차에 이용될 수 있다. 또한 조인트 배열을 필요로 하는 선박, 항공기 등 기타 기계에 이용될 수 있다.

Claims

연결 측면(3), 개구 측면(4), 내측 표면(5)과 경계를 접하는 공동(6), 연결 측면(3)과 개구 측면(4)간 내측 표면(5) 상으로 연장되는 첫 번째 외측 볼 트랙(7)및 두번째 외측 볼 트랙(8)을 갖춘 조인트 외측 부분(2),

상기 조인트 외측 부분(2)의 공동(6) 내에 위치하고, 상기 조인트 외측 부분(2)의 개구 측면(4)의 방향으로 이어지는 샤프트(10)용 연결 수단, 외측 표면(11)상으로 연장되는 첫 번째 내측 볼 트랙(12) 및 두번째 내측 볼 트랙(13)을 갖춘 조인트 내측 부분(9)을 구비하고,

한편으로는 상기 첫 번째 외측 볼 트랙(7)과 첫 번째 내측 볼 트랙(12)이 각 경우에 첫 번째 트랙 쌍(14)을 형성하고, 다른 한편으로는 상기 두 번째 외측 볼 트랙(8)과 두 번째 내측 볼 트랙(13)이 각 경우에 두 번째 트랙 쌍(15)을 형성하며,

조인트 배열(1)이 연장될 경우, 상기 첫 번째 트랙 쌍(14)이 조인트 외측 부분(2)의 연결 측면(3)을 향하여 조인트 중심 평면(16)에서 첫 번째 개구 각도(17)를 형성하고, 상기 두 번째 트랙 쌍(15)이 조인트 외측 부분(2)의 개구 측면(4)을 향하여 조인트 중심 평면(16)에서 두 번째 개구 각도(18)를 형성하고,

상기 각 트랙 쌍(14,15) 상의 볼(19),

상기 조인트 외측 부분(2)과 조인트 내측 부분(9)간 공동(6)에 배열되고, 외측 구면 중심점(22)을 포함한 케이지 외측 구면(21)과 내측 구면 중심점(24)을 포함한 케이지 내측 구면(23)을 갖추며, 각각 적어도 하나의 볼(19)이 있는 다수의 케이지 윈도우(25)를 갖춘 케이지(20)를 구비하며,

상기 케이지(20)의 외측 구면 중심점(22)과 내측 구면 중심점(24)이 조인트 중심 평면(16)에 대해 오프셋 배치되고,

상기 첫 번째 외측 볼 트랙(7)의 첫 번째 외측 볼 트랙 오프셋(40)과 두 번째 외측 볼 트랙(8)의 두 번째 외측 볼 트랙 오프셋(41)이 케이지(20)의 외측 구면 중심점(22)과 케이지의 내측 구면 중심점(24)간 거리의 적게는 50% 많게는 150%의 차이가 나며,

상기 첫 번째 내측 볼 트랙(12)의 첫 번째 내측 볼 트랙 오프셋(42)과 두 번째 내측 볼 트랙(13)의 두 번째 내측 볼 트랙 오프셋(43)이 케이지(20)의 외측 구면 중심점(22)과 케이지의 내측 구면 중심점(24)간 거리의 적게는 50% 많게는 150%의 차이가 나는 것을 특징으로 하는 조인트 배열(1).
청구항 1에 있어서,

상기 외측 구면 중심점(22)은 조인트 외측 부분(2)의 개구 측면(4)의 방향으로 오프셋 되어 있고, 상기 내측 구면 중심점(24)은 조인트 외측 부분(2)의 연결 측면(3)의 방향으로 오프셋 배치된 것을 특징으로 하는 조인트 배열(1).
청구항 1에 있어서,

상기 첫 번째 외측 볼 트랙(7)은 조인트 중심 평면(16)에서 첫번째 외측 곡률 반경(29)을 형성하고, 상기 첫 번째 내측 볼 트랙(12)은 조인트 중심 평면(16)에서 첫번째 내측 곡률 반경(49)을 형성하며, 상기 곡률 반경(29, 49)은 각각 동일하게 큰 첫 번째 트랙 오프셋(54)을 형성하고,

상기 두 번째 외측 볼 트랙(8)은 조인트 중심 평면(16)에서 두 번째 외측 곡률 반경(29)을 형성하고, 상기 두 번째 내측 볼 트랙(13)은 조인트 중심 평면(16)에서 두 번째 내측 곡률 반경(49)을 형성하며, 상기 곡률 반경(29, 49)은 각각 동일하게 큰 두 번째 트랙 오프셋(55)을 형성하는 것을 특징으로 하는 조인트 배열(1).
청구항 1에 있어서,

상기 첫 번째 개구 각도(17)의 절대치와 두 번째 개구 각도(18)의 절대치가 많아야 5도의 차이가 나는 것을 특징으로 하는 조인트 배열(1).
청구항 1에 있어서,

상기 첫 번째 트랙 쌍(14)이 첫 번째 트랙 방향 전환점(33)을 갖는 첫번째 트랙 중심선(26)을 형성하는 것을 특징으로 하는 조인트 배열(1).
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 따른 적어도 하나의 조인트 배열(1)을 구비한 것을 특징으로 하는 자동차(34).
연결 측면(3), 개구 측면(4), 조인트 외측 부분 축(36), 케이지 중심 평면(44), 내측 표면(5)과 경계를 접하는 공동(6), 상기 연결 측면(3)과 개구 측면(4)간 내측 표면(5) 상으로 연장되는 첫 번째 외측 볼 트랙(7) 및 두 번째 외측 볼 트랙(8)을 갖추고,

상기 첫 번째 외측 볼 트랙(7)과 조인트 외측 부분 축(36)이 케이지 중심 평면(44)에서 조인트 외측 부분(2)의 연결 측면(3)을 향하여 첫 번째 개구 각도(17)를 형성하고, 상기 두 번째 외측 볼 트랙(8)과 조인트 외측 부분 축(36)이 케이지 중심 평면(44)에서 조인트 외측 부분(2)의 개구 측면(3)을 향하여 두 번째 개구 각도(18)를 형성하며,

상기 첫 번째 외측 볼 트랙(7)은 케이지 중심 평면(44)에서 첫 번째 외측 곡률 반경(29)을 형성하고, 상기 두 번째 외측 볼 트랙(8)은 케이지 중심 평면(44)에서 두 번째 외측 곡률 반경(46)을 형성하며, 상기 곡률 반경(29,46)의 중심점(56)은 케이지 중심 평면(44)에 대해 비대칭적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 조인트 외측 부분(2)을 구비한 조인트 배열(1).
연결 측면(3), 개구 측면(4), 조인트 내측 부분 축(37), 케이지 중심 평면(44), 외측 표면(11) 상으로 연장되는 첫 번째 내측 볼 트랙(12) 및 두 번째 내측 볼 트랙(13)을 갖추고,

상기 첫번째 내측 볼 트랙(12)과 조인트 내측 부분 축(37)이 케이지 중심 평면(44)에서 조인트 내측 부분(9)의 연결 측면(3)을 향하여 첫 번째 개구 각도(17)를 형성하고, 상기 두 번째 내측 볼 트랙(13)과 조인트 내측 부분 축(37)이 케이지 중심 평면(44)에서 조인트 내측 부분(9)의 개구 측면(3)을 향하여 두 번째 개구 각도(18)를 형성하며,

상기 첫 번째 내측 볼 트랙(12)은 케이지 중심 평면(44)에서 첫 번째 내측 곡률 반경(49)을 형성하고, 상기 두 번째 내측 볼 트랙(13)은 케이지 중심 평면(44)에서 두 번째 내측 곡률 반경(52)을 형성하며, 상기 곡률 반경(49,52)의 중심점(56)은 케이지 중심 평면(44)에 대해 비대칭적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 조인트 내측 부분(9)을 구비한 조인트 배열(1).
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