KR101264073B1 - 차륜 허브 조인트 유닛 - Google Patents

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KR101264073B1
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헤르베르트 써마크
알프레드 슈프링거
에른스트 마수어
페터 니블링
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섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
게카엔 드라이브라인 도이치란트 게엠베하
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Abstract

내부 샤프트 치형부(44, 74)를 보유한 관통 구멍(59, 89)을 갖는 차륜 허브(60, 90)가 등속 유니버설 조인트(42, 72)의 외부 조인트 부분(46, 76)에 클램핑되며, 이러한 외부 조인트 부분(46, 76)에 외부 샤프트 치형부(54, 84)를 갖는 저널(53, 83)이 형성되며; 관통 구멍(59, 89)의 내부 샤프트 치형부(44, 74) 그리고 저널(53, 83)의 외부 샤프트 치형부(54, 84)는 서로 결합하며; 복열 차륜 베어링(43, 73)이 외부 조인트 부분(46, 76)의 단부 표면(52, 82)을 직접적으로 지지하는 내부 베어링 레이스(64, 94)를 포함하는 차륜 허브(60, 90)에 대해 그 상에서 활주되는, 차륜 허브 등속 조인트 유닛에 있어서, 조인트 볼의 피치 원 직경 PCD 그리고 베어링 폭 BL의 합계의 절반이 등속 유니버설 조인트(42, 72)와 차륜 베어링(43, 73) 사이의 중심-대-중심 거리 AGL보다 크다. 즉, (PCD+BL)/2 > AGL.
차륜 허브 등속 조인트 유닛, 관통 구멍, 외부 조인트 부분, 저널, 내부 샤프트 치형부, 외부 샤프트 치형부

Description

차륜 허브 조인트 유닛{WHEEL HUB JOINT UNIT}
본 발명은, 내부 샤프트 치형부를 보유한 관통 구멍을 갖는 차륜 허브가 등속 고정 조인트의 외부 조인트 부분에 클램핑되며, 이러한 외부 조인트 부분에 외부 샤프트 치형부를 갖는 저널이 형성되며; 관통 구멍의 내부 샤프트 치형부 그리고 저널의 외부 샤프트 치형부는 서로 결합하며; 외부 조인트 부분의 단부 표면에 직접적으로 지지되는 내부 베어링 레이스를 포함하는 차륜 허브 상에서 복열 차륜 베어링이 활주되는, 차륜 허브 등속 조인트 유닛에 관한 것이다.
차륜 허브의 외부측 상에 지지되고 저널 내의 나사 결합 구멍 내로 나사 결합되는 볼트가 클램핑 목적을 수행한다. 이러한 방식의 조립체가 자동차의 구동륜 특히 조향륜에서 사용되며, 이 때 차륜 및 선택적으로 브레이크 디스크가 차륜 허브의 플랜지에 나사 결합되며, 반면에 등속 유니버설 조인트는 중간 샤프트, 내부 플런징 조인트, 등속 고정 조인트(전륜 구동) 또는 플런징 조인트(후륜 구동)로서또한 형성될 수 있는 여기에서 언급된 등속 유니버설 조인트로 구성된 구동 샤프트(측면 샤프트)의 일체형 부분을 형성한다. 베어링 조립체는 차륜 캐리어 또는 조향 너클 내로 삽입되어야 한다.
종래 기술의 조립체에서, 그 목적은 차륜 베어링과 관련된 비용 그리고 또한 차륜 캐리어 및 조향 너클과 관련된 비용의 양쪽 모두의 이유 때문에 가능하면 작은 방식으로 차륜 베어링을 치수화하는 것이다. 위의 고려 사항의 관점에서, 외부 조인트 부분에서의 저널 직경은 요구된 최소 강도를 보증하도록 계산되며, 이 때 저널 직경은 동시에 차륜 허브의 내경 그리고 그에 따라 차륜 베어링의 내경을 허브의 강도-관련 벽 두께를 통해 간접적으로 결정한다. 조립체가 통과하는 토크 변화 특히 토크 스러스트의 경우에, 이러한 방식으로 설계된 저널의 탄성은 교대형 정지면에서 외부 조인트 부분과 차륜의 내부 베어링 레이스 사이에서의 상대 이동을 유발시킨다. 이것은 소음 그리고 또한 마찰 부식의 발생을 유도한다.
그러므로, 본 발명의 목적은 더 높은 강성 그리고 더 짧은 길이를 보증하고 전술된 단점을 회피하는 상기 방식의 유닛에 대한 신규 개념을 제공하는 것이다. 본 발명에 따르면, 이 목적은 베어링 폭 및 조인트 직경의 기존의 크기에 비교될 때 조인트와 베어링 사이의 실질적으로 감소된 중심-대-중심 거리에 그 사상이 있는 제1 해결책에 의해 달성된다. 본 발명에 따르면, 추가의 해결책은 저널 크기의 변화 따라서 훨씬 더 짧고 더 두꺼운 저널에 있다. 동시에, 이것은 차륜 허브의 내경의 변화 그리고 그에 따라 간접적으로 차륜 베어링의 내경 및 피치 원 직경 면의 변화를 가져온다. 유리한 효과는 베어링의 경사 강성(tilting stiffness) 면에서의 상당한 증가, 그리고 베어링의 하중 지지 능력 면에서의 증가 그리고 그에 따른 유효 수명 면에서의 증가이다.
외부 조인트 부분과 내부 베어링 레이스 사이에서의 전술된 상대 이동은 회피 및/또는 상당히 감소된다. 이것은 한편으로 저널의 더 큰 단면적 그리고 그에 따라 더 높은 비틀림 강도에 기인하고, 다른 한편으로 외부 조인트 부분과 이제 더 큰 내부 베어링 레이스 사이에서의 상호 지지의 작용면의 더 큰 작용 반경에 기인한다.
치수 면에서의 변화는 이전에 사용된 크기 비율과 상이한 다양한 특성 크기 비율에 의해 한정될 수 있다.
제1 해결 방법에 따르면, 등속 유니버설 조인트 내에서의 조인트 볼의 피치 원 직경 PCD 그리고 베어링 폭 BL의 합계의 절반이 정렬된 상태에 있는 등속 유니버설 조인트의 조인트 중심 MG와 차륜 베어링의 기하 중심 ML 사이의 중심-대-중심 거리 AGL보다 클 것이 제안된다. 조인트 볼의 피치 원 직경 PCD은 조인트 볼들의 중심을 지나는 원의 직경을 의미한다. 양호한 실시예가 아래에 나열될 것이다.
제1의 양호한 실시예에 따르면, 베어링 폭 BL 그리고 베어링 기부에서의 저널 직경 DZ의 비율은 1보다 작을 것 즉 BL/DZ < 1일 것이 제안된다.
추가의 양호한 실시예에서, 저널 길이 LZ 그리고 베어링 볼들의 피치 원 직경 TKD의 비율은 0.5보다 작다. 즉, LZ/TKD < 0.5. 베어링 볼들의 피치 원 직경 TDK은 베어링 볼들의 중심을 지나는 원의 직경을 의미한다.
추가의 양호한 실시예에 따르면, 사용된 치형부 길이 LVERZ 그리고 베어링 볼들의 피치 원 직경 TKD의 비율은 0.25보다 작을 것 즉 LVERZ/TKD < 0.25일 것이 제안된다.
또한, 추가의 실시예에 따르면, 베어링 볼들의 피치 원 직경 TKD 그리고 베어링 폭 BL의 비율은 1.9보다 클 것 즉 TKD/BL > 1.9일 것이 제안된다.
마지막으로, 추가의 실시예에 따르면, 별개의 내부 베어링 레이스의 영역 내에서의 차륜 허브의 단면적 AE 그리고 차륜 허브 및 외부 조인트 부분을 연결하는 볼트의 연장 길이 LDEHN의 제곱의 비율은 0.2보다 큰 것 즉 AE/LDEHN 2 > 0.2인 것을 특징으로 한다. 이러한 특성 수는 단면적 AE를 갖는 차륜 허브의 인장된 체적 내에서의 강성을 나타낸다.
이 제2 해결 방법에 따르면, 일측 상의 등속 고정 조인트와 차륜 베어링 사이의 중심-대-중심 거리 AGL 그리고 타측 상의 저널 기부에서의 저널 직경 DZ의 비율은 2보다 작다. 즉, AGL/DZ < 2. 구체적으로, 일측 상의 등속 고정 조인트와 차륜 베어링 사이의 중심-대-중심 거리 AGL 그리고 타측 상의 저널 기부에서의 저널 직경 DZ의 비율은 1.5보다 작을 것 즉 AGL/DZ < 1.5일 것 특히 1.2보다 작을 것 즉 AGL/DZ < 1.2일 것이 제안된다. 이것은 내부 베어링 레이스와 조인트 정지면 사이에서의 상대 이동을 최소화하기 위해 특히 회전 강성인 저널을 가져온다.
제3 해결책에 따르면, 차륜 베어링 볼들의 피치 원 직경 TKD 그리고 저널 길이 LZ의 비율은 2보다 크다. 즉, TKD/LZ > 2. 이러한 관계에서, 차륜 베어링 볼들의 피치 원 직경 TKD 그리고 저널 길이 LZ의 비율은 2.25보다 큰 것 즉 TKD/LZ > 2.25 특히 2.85보다 큰 것 즉 TKD/LZ > 2.85인 것이 양호하다. 이러한 방식으로, 저널의 회전 강성은 작동 시 내부 베어링 레이스와 조인트 정지면 사이에서의 상대 이동으로부터 기인하는 소음의 발생을 최소화할 뿐만 아니라 특히 차륜 허브의 변형의 영향을 최소화하기 위해 차륜 베어링의 경사 강도와 결합된다.
마지막으로, 추가의 해결책에 따르면, 일측 상의 등속 유니버설 조인트와 차륜 베어링 사이의 중심-대-중심 거리 AGL 그리고 타측 상의 저널 길이 LZ의 비율은 1.95보다 클 것 즉 AGL/LZ > 1.95일 것; 특히 2.0보다 클 것 즉 AGL/LZ > 2.0일 것이 제안된다.
모든 전술된 한정은 상기 방식의 유닛의 종래 기술의 크기 비율로부터 벗어나며, 그 특성이 개선된 유닛이 보증된다. 이것은 2 × 106 ㎜4을 초과하는 수치까지 증가하는 저항 모멘트의 특성 수 DZ 4 그리고 106 ㎜3을 초과하는 수치까지 증가하는 저널 길이에 관한 저항 모멘트의 특성 수 DZ 4/LZ로부터 또한 분명하다.
본 발명에 따른 상기 해결책은 여러 또는 모든 방법을 서로 조합함으로써 또한 유리하게 사용될 수 있다.
모든 전술된 해결책에 적용하는 양호한 실시예에 따르면, 차륜 베어링은 1개의 별개의 내부 베어링 레이스만을 포함할 것이 제안된다. 추가의 유리한 실시예에 따르면, 내부 샤프트 치형부에 대해 축방향으로 대향되게, 차륜 허브는 허브의 강도를 추가로 증가시키기 위해 관통 구멍의 감소 직경부를 포함할 것이 제안된다. 나아가, 저널은 외부 조인트 부분에 차륜 허브를 클램핑하는 볼트가 내부에 나사 결합되는 중심 나사 결합 보어를 포함할 것이 제안된다. 마지막으로, 유리한 실시예에 따르면, 감소 직경부의 영역 내에서, 볼트 헤드는 차륜 허브의 지지 표면 상에서 지지될 것이 제안된다.
전술된 바와 같이, 모든 전술된 해결책은 조인트가 고정 조인트의 형태로 제공되는 것을 허용하며, 이 때 조인트의 중심 MG는 조인트가 정렬된 상태에 있을 때 볼 중심의 평면에 의해 축 방향으로 한정된다. 대체예에서, 모든 해결책은 조인트가 플런징 조인트의 형태로 제공되는 것을 허용하며, 이 때 조인트의 중심 MG는 조인트가 정렬된 상태에 있고 축 방향 플런징 경로 VS의 중심으로 설정된 상태에서 볼 중심의 평면에 의해 축 방향으로 한정된다.
본 발명의 차륜 허브 조인트 유닛의 양호한 실시예가 종래 기술에 따른 유닛과 비교하여 도면에 도시되어 있다.
도1은 일반 도면 부호를 제공하여 길이 방향 단면도로 된 종래 기술에 따른 유닛을 도시하고 있다.
도2는 특성 파라미터를 제공하여 도1에 따른 유닛을 도시하고 있다.
도3은 일반 도면 부호를 제공하여 등속 고정 조인트를 포함한 본 발명의 유닛을 도시하고 있다.
도4는 특성 파라미터를 제공하여 도3에 따른 유닛을 도시하고 있다.
도5는 일반 도면 부호를 제공하여 등속 플런징 조인트를 포함한 본 발명의 유닛을 도시하고 있다.
도6은 특성 파라미터를 제공하여 도5에 따른 유닛을 도시하고 있다.
도1 및 도2의 각각은 구동 샤프트에 연결되는 등속 유니버설 조인트(12)를 갖는 자동차의 구동륜을 위한 차륜 허브 유닛(11)을 도시하고 있다. 차륜 허브 유닛(11)은 베어링 유닛(13) 및 차륜 허브(30)를 포함하며, 이 때 베어링 유닛(13)은 차륜 허브(30) 상에서 활주되고 차륜 허브(30)와 등속 유니버설 조인트(12) 사이에서 축 방향으로 클램핑된다. 차륜 허브(30)는 그에 대해 브레이크 디스크가 또한 나사 결합될 수 있는 차륜 상에서 나사 결합하는 플랜지를 포함한다. 나아가, 차륜 허브(30)는 조인트 단부로부터 내부 샤프트 치형부(14)가 내부에 형성되는 관통 구멍(29)을 포함한다. 플랜지에는, 중심 방향 그리고 실질적으로 반경 방향의 지지 표면(15)이 형성된다. 등속 유니버설 조인트(12)는 UF 조인트(언더컷 프리 조인트)의 형태로 제공되고, 외부 조인트 부분(16), 내부 조인트 부분(17), 토크 전달 볼(18) 및 볼 케이지(19)를 포함한다. 볼은 외부 조인트 부분 내의 외부 볼 트랙(20) 그리고 내부 조인트 부분 내의 내부 볼 트랙(21)의 쌍 내에서 유지 및 안내된다. 외부 조인트 부분(16)에서, 차륜 허브 측으로, 실질적으로 반경 방향의 지지 표면(22)이 형성된다. 나아가, 중심 저널(23)이 외부 조인트 부분에 부착되고, 허브의 내부 샤프트 치형부(14)와 결합하는 외부 샤프트 치형부(24)를 보유한다. 나아가, 저널에는 볼트 헤드(28)를 통해 플랜지(12)의 반경 방향 지지 표면(15) 상에서 지지되는 볼트(27)가 나사 결합되는 연속 중심 나사 결합 보어(25)가 제공된다. 복열 베어링(13)은 차륜 캐리어 내로 삽입될 수 있고 2열의 베어링 볼(32, 33)을 위한 외부 베어링 홈(도면 부호 없음)을 형성하는 외부 베어링 레이스(31)를 포함한다. 볼 열(32)을 위한 제1 내부 베어링 홈이 차륜 허브(30) 내에 직접적으로 제공되며, 반면에 제2 볼 열(33)을 위한 제2 볼 홈이 별개의 내부 베어링 레이스(34) 내에 제공된다. 내부 베어링 레이스(34)는 차륜 허브(30)를 넘어 축 방향으로 돌출하며, 그 결과 베어링 조립체(13)는 외부 조인트 부분에서의 지지 표면(22)의 영향 하에서 지지 표면(15) 상에서 지지된 볼트(27)에 의해 예비 인장될 수 있다. 도1 및 도2에 따른 조립체는 차륜 베어링의 볼들의 피치 원 직경 TKD를 포함하도록 설계되며, 이 때 저널(23)에는 최소 강도가 제공되고 비교적 작은 저널 직경 DZ와 관련하여 긴 저널 길이 LZ를 포함한다. 결과적으로, 구조적 베어링 중심 ML과 구조적 조인트 중심 MG 사이의 거리는 증가하며, 이 때 상기 거리는 AGL로서 호칭된다. 상기 구조적 베어링 중심 ML은 상기 베어링의 기하학적 중심에 위치한다. 이것은 LGZ로서 호칭되고 대략 AGL + LZ / 2에 대응하는 조인트 중심과 저널 단부 사이의 도시된 거리에 적용된다. 추가의 특성 파리미터가 조인트 볼들의 피치 원 직경 PCD의 형태로 도2에 도시되어 있다. 추가로, 볼의 작용 라인이 서로에 대해 개방되는 대칭 원뿔형 표면 상에 위치된 상태의 소위 O자-구성을 포함하는 베어링의 지지 길이 LS 그리고 베어링의 베어링 폭 BL이 도시되어 있다.
도3 및 도4의 각각은 구동 샤프트에 연결되는 등속 고정 조인트(42)를 갖는 자동차의 구동륜을 위한 차륜 허브 유닛(41)을 도시하고 있다. 차륜 허브 유닛(41)은 베어링 유닛(43) 및 차륜 허브(60)를 포함하며, 이 때 베어링 유닛(43)은 차륜 허브(60) 상에서 활주되고 차륜 허브(60)와 등속 고정 조인트(42) 사이에서 축 방향으로 클램핑된다. 차륜 허브(60)는 그에 대해 브레이크 디스크가 또한 나사 결합될 수 있는 차륜 상에서 나사 결합하는 플랜지를 포함한다. 나아가, 차륜 허브(60)는 조인트 단부로부터 내부 샤프트 치형부(44)가 내부에 형성되는 관통 구멍(59)을 포함한다. 플랜지에는, 중심 방향 그리고 실질적으로 반경 방향의 지지 표면(45)이 형성된다. 등속 고정 조인트(42)는 UF 조인트(언더컷 프리 조인트)의 형태로 제공되고, 외부 조인트 부분(46), 내부 조인트 부분(47), 토크 전달 볼(48) 및 볼 케이지(49)를 포함한다. 볼은 외부 조인트 부분 내의 외부 볼 트랙(50) 그리고 내부 조인트 부분 내의 내부 볼 트랙(51)의 쌍 내에서 유지 및 안내된다. 외부 조인트 부분(46)에서, 차륜 허브 측으로, 실질적으로 반경 방향의 지지 표면(52)이 형성된다. 나아가, 중심 저널(53)이 외부 조인트 부분에 부착되고, 허브의 내부 샤프트 치형부(44)와 결합하는 외부 샤프트 치형부(54)를 보유한다. 나아가, 저널에는 그 볼트 헤드(58)에 의해 차륜 허브(60)의 반경 방향 지지 표면(45) 상에서 지지되는 볼트(57)가 내부에 나사 결합되는 연속 중심 나사 결합 보어(55)가 제공된다. 지지 표면(45)은 관통 구멍(59)의 감소 직경부(56) 상에 제공된다. 복열 베어링(43)은 차륜 캐리어 내로 삽입될 수 있고 2열의 베어링 볼(62, 63)을 위한 외부 베어링 홈(도면 부호 없음)을 형성하는 외부 베어링 레이스(61)를 포함한다. 볼 열(62)을 위한 제1 내부 베어링 홈이 차륜 허브(60) 내에 직접적으로 제공되며, 반면에 제2 볼 열(63)을 위한 제2 볼 홈이 별개의 내부 베어링 레이스(64) 내에 제공된다. 내부 베어링 레이스(64)는 차륜 허브(60)를 넘어 축 방향으로 돌출하며, 그 결과 베어링 조립체(43)는 외부 조인트 부분(46)에서의 지지 표면(52)의 영향 하에서 지지 표면(45) 상에서 지지된 볼트(57)에 의해 예비 인장될 수 있다. 도3 및 도4에 따른 본 발명의 조인트는 도1 및 도2에 도시된 통상적인 피치 원 직경보다 더 큰 베어링 볼들의 피치 원 직경 TKD를 허용하며, 이것은 베어링 중심 ML과 조인트 중심 MG 사이의 거리 AGL을 명확하게 감소시키기 위해 저널 직경 DZ에서의 한정된 증가가 실행되었기 때문이다. 저널 직경 DZ에서의 상기 증가는 저널 길이 LZ가 단축되게 한다. 도4에서, 또한, 각각 상세한 설명 및 청구의 범위에서 참조되는 추가의 파라미터, 즉 조인트 볼들의 피치 원 직경 PCD, 베어링 폭 BL 그리고 베어링 조립체의 지지 길이 LS에 대해 언급된다. 볼트의 연장 길이 LDEHN 그리고 별개의 내부 베어링 레이스 아래에서의 차륜 허브의 환형 단면적 AE가 도시되어 있다. 이러한 경우에, 또한, 베어링은 서로에 대해 개방되는 대칭 원뿔형 표면 상에 위치되는 볼의 작용 라인을 갖는 O자-구성을 갖는다.
저널의 직경이 최소화되고 결국 비교적 회전 연성인 도1 및 도2에 따른 조립체에 비교될 때, 도3 및 도4에 따른 본 발명의 조립체는 짧고 두껍고 그에 따라 회전 강성인 저널을 도시하고 있다. 외부 조인트 부분에서의 지지 표면과 별개의 내부 베어링 레이스에서의 각각의 반대 표면 사이에서 전환 토크 하에 일어났던 종래의 미세 이동은 본 발명에 따른 조인트에서 더 이상 일어나지 않는다.
도5 및 도6은 구동 샤프트에 연결되는 등속 플런징 조인트(72)를 갖는 자동차의 구동륜을 위한 차륜 허브 유닛(71)을 도시하고 있으며, 이 때 베어링 유닛(73)이 차륜 허브 유닛(71) 상에서 활주되고 차륜 허브 유닛(71)과 등속 플런징 조인트(72) 사이에서 축방향으로 클램핑된다. 차륜 허브(90)는 그에 대해 브레이크 디스크가 또한 나사 결합될 수 있는 차륜 상에서 나사 결합하는 플랜지를 포함한다. 나아가, 차륜 허브(90)는 조인트 단부로부터 내부 샤프트 치형부(74)가 내부에 형성되는 관통 구멍(89)을 포함한다. 플랜지에는, 중심 방향 그리고 실질적으로 반경 방향의 지지 표면(75)이 형성된다. 등속 플런징 조인트(72)는 VL 조인트(뢰브로 크로스 트랙 플런징 조인트)의 형태로 제공되고, 외부 조인트 부분(76), 내부 조인트 부분(77), 토크 전달 볼(78) 및 볼 케이지(79)를 포함한다. 볼은 외부 조인트 부분 내의 외부 볼 트랙(80) 그리고 내부 조인트 부분 내의 내부 볼 트랙(81)의 쌍 내에서 유지 및 안내된다. 외부 조인트 부분(76)에서, 차륜 허브 측으로, 실질적으로 반경 방향의 지지 표면(82)이 형성된다. 나아가, 중심 저널(83)이 외부 조인트 부분에 부착되고, 허브의 내부 샤프트 치형부(74)와 결합하는 외부 샤프트 치형부(84)를 보유한다. 나아가, 저널에는 볼트 헤드(88)에 의해 차륜 허브(90)의 반경 방향 지지 표면(75) 상에서 지지되는 볼트(87)가 내부에 나사 결합되는 연속 중심 나사 결합 보어(85)가 제공된다. 지지 표면(75)은 관통 구멍(89)의 감소 직경부(86) 상에 제공된다. 복열 베어링(73)은 차륜 캐리어 내로 삽입될 수 있고 2열의 베어링 볼(92, 93)을 위한 외부 베어링 홈(도면 부호 없음)을 형성하는 외부 베어링 레이스(91)를 포함한다. 볼 열(92)을 위한 제1 내부 베어링 홈이 베어링 레이스(94) 내에 제공되며, 반면에 제2 볼 열(93)을 위한 제2 볼 홈이 내부 베어링 레이스(95) 내에 제공된다. 내부 베어링 레이스(94)는 차륜 허브(90)를 넘어 축 방향으로 돌출하며, 그 결과 베어링 조립체(73)는 외부 조인트 부분에서의 지지 표면(82)의 영향 하에서 지지 표면(75) 상에서 지지된 볼트(87)에 의해 예비 인장될 수 있다. 도5 및 도6에 따른 본 발명의 조인트는 도1 및 도2에 도시된 통상적인 피치 원 직경보다 더 큰 베어링 볼의 피치 원 직경 TKD를 허용하며, 이것은 베어링 중심 ML과 조인트 중심 MG 사이의 거리 AGL을 명확하게 감소시키기 위해 저널 직경 DZ의 한정된 증가가 실행되었기 때문이다. 저널 직경 DZ의 상기 증가는 저널 길이 LZ가 단축되게 한다. 도4에서, 또한, 각각 상세한 설명 및 청구의 범위에서 참조된 추가의 파라미터, 즉 조인트 볼들의 피치 원 직경 PCD, 베어링 폭 BL 그리고 베어링 조립체의 지지 길이 LS에 대해 언급된다. 볼트의 연장 길이 LDEHN 그리고 별개의 내부 베어링 레이스 아래에서의 차륜 허브의 환형 단면적 AE가 도시되어 있다. 조인트 중심 MG는 양쪽 측면 상에 플런징 거리의 절반부들 VS/2 사이에 중심 방향으로 위치된다. 이러한 경우에, 또한, 베어링은 서로 개방된 대칭 원뿔형 표면 상에 위치되는 볼의 작용 라인을 갖는 O자-구성을 갖는다.
저널의 직경이 최소화되고 결국 비교적 회전 연성인 도1 및 도2에 따른 조립체에 비교될 때, 도5 및 도6에 따른 본 발명의 조립체는 짧고 두껍고 그에 따라 회전 강성인 저널을 도시하고 있다. 외부 조인트 부분에서의 지지 표면과 별개의 내부 베어링 레이스에서의 각각의 반대 표면 사이에서 전환 토크 하에 일어났던 종래의 미세 이동은 본 발명에 따른 조인트에서 더 이상 일어나지 않는다.
도면 부호의 목록
11, 41, 71 차륜 허브 유닛
12, 42, 72 등속 유니버설 조인트
13, 43, 73 차륜 베어링
14, 44, 74 내부 샤프트 치형부
15, 45, 75 지지 표면(차륜 허브)
16, 46, 76 외부 조인트 부분
17, 47, 77 내부 조인트 부분
18, 48, 78 볼
19, 49, 79 볼 케이지
20, 50, 80 외부 볼 트랙
21, 51, 81 내부 볼 트랙
22, 52, 82 지지 표면(외부 조인트 부분)
23, 53, 83 저널
24, 54, 84 외부 샤프트 치형부
25, 55, 85 나사 결합 보어
56, 86 감소 직경부
27, 57, 87 볼트
28, 58, 88 볼트 헤드
29, 59, 89 관통 구멍
30, 60, 90 차륜 허브
31, 61, 91 외부 베어링 레이스
32, 62, 92 볼 열
34, 64, 94 내부 베어링 레이스
95 내부 베어링 레이스
TKD 피치 원 직경
DZ 저널 직경
LZ 저널 길이
ML 베어링 중심
MG 조인트 중심
AGL 베어링 중심과 조인트 중심 사이의 거리
LGZ 조인트 중심과 저널 단부 사이의 거리
PCD 조인트의 피치 원 직경
LS 베어링의 지지 길이
VS 플런징 거리
AE 차륜 허브의 단면적
LDEHN 볼트 섕크의 연장 길이

Claims (18)

  1. 내부 샤프트 치형부(44, 74)를 보유한 관통 구멍(59, 89)을 갖는 차륜 허브(60, 90)가 등속 유니버설 조인트(42, 72)의 외부 조인트 부분(46, 76)에 클램핑되고, 상기 외부 조인트 부분(46, 76)에 외부 샤프트 치형부(54, 84)를 갖는 저널(53, 83)이 형성되며, 관통 구멍(59, 89)의 내부 샤프트 치형부(44, 74) 그리고 저널(53, 83)의 외부 샤프트 치형부(54, 84)는 서로 결합하고, 외부 조인트 부분(46, 76)의 단부 표면(52, 82)에 직접적으로 지지되는 내부 베어링 레이스(64, 94)를 포함하는 차륜 허브(60, 90) 상에서 복열 차륜 베어링(43, 73)이 활주되는, 차륜 허브 등속 조인트 유닛에 있어서,
    상기 등속 유니버설 조인트(42, 72)의 볼들의 중심들에 의해 상기 등속 유니버설 조인트(42, 72)의 볼들의 피치 원 직경 PCD이 한정되고, 상기 등속 유니버설 조인트(42, 72)의 볼들의 피치 원 직경 PCD 및 상기 차륜 베어링(43, 73)의 베어링 폭 BL의 합계의 절반이 등속 유니버설 조인트(42, 72)와 차륜 베어링(43, 73) 사이의 중심-대-중심 거리 AGL보다 큰 것, 즉 (PCD+BL)/2 > AGL이고, 상기 중심-대-중심 거리 AGL는 상기 등속 유니버설 조인트(42, 72)의 중심 MG 및 상기 차륜 베어링(43, 73)의 중심 ML 사이로 한정되는 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  2. 제1항에 있어서, 상기 차륜 베어링(43, 73)의 베어링 폭 BL 및 상기 차륜 베어링(43, 73)의 베어링 기부에서의 상기 저널(53, 83)의 직경 DZ의 비율은 1보다 작은 것, 즉 BL/DZ < 1인 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  3. 제1항에 있어서, 상기 저널(53, 83)의 저널 길이 LZ 및 상기 차륜 베어링(43, 73)의 볼들의 피치 원 직경 TKD의 비율은 0.5보다 작은 것, 즉 LZ/TKD < 0.5인 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  4. 제1항에 있어서, 상기 외부 샤프트 치형부(54, 84) 및 상기 내부 샤프트 치형부(44, 74) 사이를 사용된 치형부 길이 LVERZ 로 한정하고, 상기 사용된 치형부 길이 LVERZ 및 상기 차륜 베어링(43, 73)의 볼들의 피치 원 직경 TKD의 비율은 0.25보다 작은 것, 즉 LVERZ/TKD < 0.25인 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  5. 제1항에 있어서, 상기 차륜 베어링(43, 73)의 볼들의 중심들에 의해 상기 차륜 베어링(43, 73)의 볼들의 피치 원 직경 TKD가 한정되고, 상기 차륜 베어링(43, 73)의 볼들의 피치 원 직경 TKD 및 상기 차륜 베어링(43, 73)의 폭 BL의 비율은 1.9보다 큰 것, 즉 TKD/BL > 1.9인 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  6. 제1항에 있어서, 별개의 내부 베어링 레이스(64, 94)의 영역 내에서의 차륜 허브(60, 90)의 단면적 AE 그리고 차륜 허브(60, 90) 및 외부 조인트 부분(46, 76)을 연결하는 볼트(57, 87)의 연장 길이 LDEHN의 제곱의 비율은 0.2보다 큰 것, 즉 AE/LDEHN 2 > 0.2인 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  7. 내부 샤프트 치형부(44, 74)를 보유한 관통 구멍(59, 89)을 갖는 차륜 허브(60, 90)가 등속 유니버설 조인트(42, 72)의 외부 조인트 부분(46, 76)에 클램핑되고, 상기 외부 조인트 부분(46, 76)에 외부 샤프트 치형부(54, 84)를 갖는 저널(53, 83)이 형성되며, 관통 구멍(59, 89)의 내부 샤프트 치형부(44, 74) 그리고 저널(53, 83)의 외부 샤프트 치형부(54, 84)는 서로 결합하고, 외부 조인트 부분(46, 76)의 단부 표면(52, 82)에 직접적으로 지지되는 내부 베어링 레이스(64, 94)를 포함하는 차륜 허브(60, 90) 상에서 복열 차륜 베어링(43, 73)이 활주되는, 차륜 허브 등속 조인트 유닛에 있어서,
    상기 등속 유니버설 조인트(42, 72)의 중심 MG과 상기 차륜 베어링(43, 73)의 중심 ML 사이의 중심-대-중심 거리 AGL 및 상기 차륜 베어링(43, 73)의 기부에서의 상기 저널(53, 83)의 직경 DZ의 비율은 2보다 작은 것, 즉 AGL/DZ < 2인 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  8. 제7항에 있어서, 상기 등속 유니버설 조인트(42, 72)와 상기 차륜 베어링(43, 73) 사이의 상기 중심-대-중심 거리 AGL 및 상기 저널(53, 83)의 기부에서의 저널(53, 83)의 직경 DZ의 비율은 1.5보다 작은 것, 즉 AGL/DZ < 1.5인 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  9. 내부 샤프트 치형부(44, 74)를 보유한 관통 구멍(59, 89)을 갖는 차륜 허브(60, 90)가 등속 고정 조인트(42, 72)의 외부 조인트 부분(46, 76)에 클램핑되고, 상기 외부 조인트 부분(46, 76)에 외부 샤프트 치형부(54, 84)를 갖는 저널(53, 83)이 형성되며, 관통 구멍(59, 89)의 내부 샤프트 치형부(44, 74) 그리고 저널(53, 83)의 외부 샤프트 치형부(54, 84)는 서로 결합하고, 외부 조인트 부분(46, 76)의 단부 표면(52, 82)에 직접적으로 지지되는 내부 베어링 레이스(64, 94)를 포함하는 차륜 허브(60, 90) 상에서 복열 차륜 베어링(43, 73)이 활주되는, 차륜 허브 등속 조인트 유닛에 있어서,
    상기 차륜 베어링(43, 73)의 볼들의 피치 원 직경 TKD 및 상기 저널(53, 83)의 길이 LZ의 비율은 2보다 큰 것, 즉 TKD/LZ > 2이고, 상기 차륜 베어링(43, 73)의 볼들의 상기 피치 원 직경 TKD는 상기 차륜 베어링(43, 73)의 볼들의 중심들에 의해 한정되는 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  10. 제9항에 있어서, 상기 차륜 베어링(43, 73)의 볼들의 피치 원 직경 TKD 및 상기 저널(53, 83)의 길이 LZ의 비율은 2.25보다 큰 것, 즉 TKD/LZ > 2.25인 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  11. 내부 샤프트 치형부(44, 74)를 보유한 관통 구멍(59, 89)을 갖는 차륜 허브(60, 90)가 등속 유니버설 조인트(42, 72)의 외부 조인트 부분(46, 76)에 클램핑되고, 상기 외부 조인트 부분(46, 76)에 외부 샤프트 치형부(54, 84)를 갖는 저널(53, 83)이 형성되며, 관통 구멍(59, 89)의 내부 샤프트 치형부(44, 74) 그리고 저널(53, 83)의 외부 샤프트 치형부(54, 84)는 서로 결합하고, 외부 조인트 부분(46, 76)의 단부 표면(52, 82)에 직접적으로 지지되는 내부 베어링 레이스(64, 94)를 포함하는 차륜 허브(60, 90) 상에서 복열 차륜 베어링(43, 73)이 활주되는, 차륜 허브 등속 조인트 유닛에 있어서,
    등속 유니버설 조인트(42, 72)의 중심 MG과 차륜 베어링(43, 73)의 중심 ML 사이의 중심-대-중심 거리 AGL 및 상기 저널(53, 83)의 길이 LZ의 비율은 1.95보다 큰 것, 즉 AGL/LZ > 1.95인 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  12. 제11항에 있어서, 상기 등속 유니버설 조인트(42, 72)의 중심 MG과 상기 차륜 베어링(43, 73) 의 중심 ML 사이의 중심-대-중심 거리 AGL 및 상기 저널(53, 83)의 길이 LZ의 비율은 2.0보다 큰 것, 즉 AGL/LZ > 2.0인 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  13. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 차륜 베어링(43)은 1개의 별개의 내부 베어링 레이스(64)만을 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  14. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 내부 샤프트 치형부(54, 84)에 대해 축 방향으로 대향되게, 차륜 허브(60, 90)는 관통 구멍(59, 89)의 감소 직경부(56, 86)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  15. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 저널(53, 83)은 외부 조인트 부분(46, 76)에 차륜 허브(60, 90)를 클램핑하는 볼트(57, 87)가 내부로 나사 결합되는 중심 나사 결합 보어(55, 85)를 포함하는 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  16. 제15항에 있어서, 감소 직경부(56, 86)의 영역 내에서, 볼트 헤드(58, 88)는 차륜 허브(60, 90)의 지지 표면(45, 75) 상에서 지지되는 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  17. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 등속 유니버설 조인트는 고정 조인트(42)이며, 상기 고정 조인트(42)의 중심 MG는 상기 고정 조인트(42)가 정렬된 상태에 있을 때 상기 고정 조인트(42)의 볼 중심들의 평면에 의해 축 방향으로 한정되는 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
  18. 제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 등속 유니버설 조인트는 플런징 조인트(72)이며, 상기 플런징 조인트(72)의 중심 MG는 상기 플런징 조인트(72)가 정렬된 상태에 있고 상기 플런징 조인트(72)가 축 방향 플런징 경로의 중심 VS으로 설정된 상태에 있을 때 상기 플런징 조인트(72)의 볼 중심들의 평면에 의해 축 방향으로 한정되는 것을 특징으로 하는 차륜 허브 등속 조인트 유닛.
KR1020077010766A 2004-11-12 2005-10-14 차륜 허브 조인트 유닛 KR101264073B1 (ko)

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