KR101614389B1 - 크로스 그루브 등속 조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 크로스 그루브 등속 조인트에 관한 것으로, 상세하게는 절각동작시 외륜과 내륜간의 잠김 동작이 발생하지 않도록 하여 케이지의 파손을 방지하고, 안정적인 동력전달을 구현할 수 있고, 더 나아가 플런징 힘의 균등 분포가 될 수 있는 크로스 그루브 등속 조인트에 관한 것이다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 내면에 복수의 외측 그루브가 형성되는 외륜과; 상기 외륜 내부에 수용되며 외면에 복수의 내측 그루브가 형성되는 내륜과; 상기 외측 그루브와 상기 내측 그루브에 수용되며 상기 외륜과 상기 내륜 사이의 힘 전달을 담당하는 복수의 볼과; 상기 외륜과 내륜 사이에 배치되며 상기 볼의 이동 영역을 정의하는 윈도우를 구비하는 케이지를 포함하되, 외측 그루브와 이에 맞대응되는 내측 그루브는 상호 교차되게 대향되며, 상기 외측 그루브 및 내측 그루브는 각각 외륜과 내륜의 측면에 대해서 서로 다른 측방 경사 각도를 갖는 두 종류의 외측 그루브 및 내측 그루브를 포함하며, 어느 한 종류의 외측 그루브 및 내측 그루브는 축 방향에 대해서 소정 방향으로 기울어지도록 중심축선에 대해서 상호 대칭되는 바닥 경사 각도를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 등속 조인트를 제공한다.

Description

크로스 그루브 등속 조인트{ A Cross Groove Constant Velocity Joint }

본 발명은 크로스 그루브 등속 조인트에 관한 것으로, 상세하게는 절각동작시 외륜과 내륜간의 잠김 동작이 발생하지 않도록 하여 케이지의 파손을 방지하고, 안정적인 동력전달을 구현할 수 있는 크로스 그루브 등속 조인트에 관한 것이다.

일반적으로 조인트는 회전축의 각도가 서로 다른 회전축에 회전동력(토크)을 전달하기 위한 것으로서, 동력전달각도가 작은 추진축의 경우에는 후크 조인트, 플렉시블 조인트 등이 사용되고, 동력전달 각도가 큰 구동축의 경우에는 등속 조인트가 사용된다.

상기 등속 조인트는 구동축과 피동축의 교차각이 큰 경우에도 등속으로 원활하게 동력을 전달할 수 있기 때문에 독립 현가 방식의 구동축에 주로 사용되는데, 변속기측(인보드측)은 트라이포드식 등속 조인트나 슬라이드식 볼타입 등속 조인트 등이 주로 사용되고, 휠측(아웃보드측)은 고정식 볼타입 등속 조인트가 주로 사용된다.

슬라이드식 볼타입 등속 조인트의 일종인 크로스 그루브 조인트는, FF 타입의 전륜 구동차량의 구동축인 경우에는 변속기측에만 적용되지만, FR 타입의 후륜 구동차량의 구동축인 경우에는 변속기측과 휠측 양쪽 모두에 적용된다.

일반적으로 크로스 그루브 조인트는, 내부 표면상에 형성된 다수의 그루브를 가진 외륜과, 외부 표면상에 형성된 다수의 그루브를 가진 외륜을 포함하여 이루어지며, 외륜의 그루브와 내륜의 그루브는 서로 한쌍을 이루면서 형성되고, 조인트의 회전축 또는 중심을 기준으로 서로 반대방향으로 비스듬하게 형성되는 구조로 이루어진다.

그 예로 미국 특허공개 US 2009/0087250를 들 수 있다.

이와 같은 구조에서 외륜에 형성된 그루브의 중심선은 외륜의 중심축선과 소정 각도를 형성하고, 상호 인접한 그루브는 서로 정반대 방향으로 경사지게 배치되되, 각의 크기는 동일하다.

또한, 위와 같은 구조는 내륜에서도 동일하게 구현된다.

외륜과 내륜 사이에는 볼이 배치되어, 외륜과 내륜 사이의 동력을 전달하고, 또한, 외륜과 내륜 사이에는 볼을 잡아주는 케이지가 마련되어 있어서 볼의 이탈을 방지하면서 볼의 이동영역을 정의한다.

이 상태에서 내륜과 연결되는 입력축과 외륜과 연결되는 출력축 사이에 절각이 되어도 등속으로 동력이 전달될 수 있다.

그런데, 예외적으로 절각이 커지는 경우, 상호 마주보는 외륜의 그루브의 배치각의 크기 및 방향과, 내륜의 그루브의 배치각의 크기 및 방향이 동일하게 되는 경우가 발생한다.

특히, 이러한 상황이 다수의 그루브 쌍에서 이루어지는 경우, 그 사이에 있는 볼에 진행할 방향을 정하지 못하고 그루브의 앞과 뒤에서 무작위적으로 움직여서 동력 전달이 원활하게 이루어지는 것을 방해한다는 문제점이 있었다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상세하게는 조인트 절각시 외측 그루브와 내측 그루브 간의 일시적인 평행상태로 인한 볼의 락킹 상태 또는 잠김 상태를 방지하거나 최소화 하여 조인트의 절각이 원활하게 이루어질 수 있게 하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 원활한 절각이 이루어지게 함으로써 케이지의 파손 및 볼의 이탈 방지를 구현하는데 또 다른 목적이 있다.

또한, 본 발명은 서로 다른 측방 경사각을 가진 서로 다른 그루브 간의 플런징 힘(Plunging Force)이 균등하게 분포되게 보완하여 락킹 현상을 예방할 수 있도록 하는데 또 다른 목적이 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내면에 복수의 외측 그루브가 형성되는 외륜과; 상기 외륜 내부에 수용되며 외면에 복수의 내측 그루브가 형성되는 내륜과; 상기 외측 그루브와 상기 내측 그루브에 수용되며 상기 외륜과 상기 내륜 사이의 힘 전달을 담당하는 복수의 볼과; 상기 외륜과 내륜 사이에 배치되며 상기 볼의 이동 영역을 정의하는 윈도우를 구비하는 케이지를 포함하되, 외측 그루브와 이에 맞대응되는 내측 그루브는 상호 교차되게 대향되며, 상기 외측 그루브 및 내측 그루브는 각각 외륜과 내륜의 측면에 대해서 서로 다른 측방 경사 각도를 갖는 두 종류의 외측 그루브 및 내측 그루브를 포함하며, 어느 한 종류의 외측 그루브 및 내측 그루브는 축 방향에 대해서 소정 방향으로 기울어지도록 중심축선에 대해서 상호 대칭되는 바닥 경사 각도를 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 등속 조인트를 제공한다.

외측 그루브는 외륜의 내측면에 대해서 제1 측방 경사각을 갖도록 형성되는 제1 외측 그루브와, 제1 경사각보다 작은 제2 측방 경사각을 갖는 제2 외측 그루브를 포함하고, 내측 그루브는 내륜의 외측면에 대해서 제1 측방 경사각을 갖도록 형성되는 제1 내측 그루브와, 제1 측방 경사각보다 작은 제2 측방 경사각을 갖는 제2 내측 그루브를 포함하되, 제1외측 그루브와 제1 내측 그루브는 축 방향에 대해서 평행하게 형성되고, 제2외측 그루브와 제2 내측 그루브는 그 바닥면이 각각 중심축 방향에 대해서 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

제2외측 그루브와 제2내측 그루브는 대면되는 상태에서 그 각각의 측방 경사각도가 엇갈리게 배치되되,제2외측 그루브와 제2내측 그루브는 적어도 일부가 축방향을 따라서 제1방향으로 바닥 경사각을 형성하고, 나머지 일부는 축방향을 따라서 제2방향으로 바닥 경사각을 형성하는 것을 특징으로 한다.

동일한 방향을 따라서 바닥 경사각을 형성하는 복수의 제2외측 그루브는 외륜 내면에서 상호 대척점에 배치되고, 동일한 방향을 따라서 바닥 경사각을 형성하는 복수의 제2내측 그루브는 내륜 외면에서 상호 대척점에 배치되는 것을 특징으로 한다.

제1방향 바닥 경사각을 형성하는 제2 외측 그루브와 제2방향 바닥 경사각을 형성하는 제2외측 그루브 사이에는 제1외측 그루브가 위치하고, 제1방향 바닥 경사각을 형성하는 제2 내측 그루브와 제2방향 바닥 경사각을 형성하는 제2내측 그루브 사이에는 제1내측 그루브가 위치하는 것을 특징으로 한다.

제1방향 바닥 경사각을 형성하는 제2외측 그루브와 , 제1방향 바닥 경사각을 형성하는 제2내측 그루브 간의 간격은 제1방향으로 일정하게 유지되어 평행을 형성하도록 마련되고, 제2방향 바닥 경사각을 형성하는 제2외측 그루브와 , 제2방향 바닥 경사각을 형성하는 제2내측 그루브 간의 간격은 제2방향으로 일정하게 유지되어 평행을 형성하도록 마련되는 것을 특징으로 한다.

제1방향 바닥 경사각과 제2방향 바닥 경사각의 크기는 동일한 것을 특징으로 한다.

볼과 외측 그루브와 내측 그루브는 각각 8개인 것을 특징으로 한다.

제1외측 그루브의 진행 방향과 제2외측 그루브의 진행방향은 중심선을 기준으로 서로 반대 방향을 향하고, 제1내측 그루브의 진행 방향과 제2내측 그루브의 진행방향은 중심선을 기준으로 서로 반대 방향을 향하는 것을 특징으로 한다.

제1 측방 경사각은 9~18도의 범위에 속하고, 제2 측방 경사각은 1~9도의 범위에 속하며, 바닥 경사각은 1~5도의 범위에 속하는 것을 특징으로 한다.

내면에 복수의 외측 그루브가 형성되는 외륜과; 상기 외륜 내부에 수용되며 외면에 복수의 내측 그루브가 형성되는 내륜과; 상기 외측 그루브와 상기 내측 그루브에 수용되며 상기 외륜과 상기 내륜 사이의 힘 전달을 담당하는 복수의 볼과;상기 외륜과 내륜 사이에 배치되며 상기 볼의 이동 영역을 정의하는 윈도우를 구비하는 케이지를 포함하되, 외측 그루브와 이에 맞대응되는 내측 그루브는 상호 교차되게 대향되며, 상기 외측 그루브 및 내측 그루브는 각각 외륜과 내륜의 측면에 대해서 서로 다른 측방 경사 각도를 갖는 두 종류의 외측 그루브 및 내측 그루브를 포함하며, 서로 다른 측방 경사각도 중 작은 측방 경사각도를 갖는 외측 그루브와 내측 그루브는 바닥 경사각을 형성하면서, 회전축선에 대해서 출력축 방향 또는 입력축 방향으로 기울어진 볼 이동 공간을 형성하되, 볼 이동 공간 중 적어도 일부는 출력축 방향으로 경사지게 형성되고, 나머지 일부는 입력축 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.

외측 그루브는 그 바닥면이 중심축선과 평행한 제1외측 그루브와, 그 바닥면이 중심축선에 대해서 경사지게 형성되는 제2외측 그루브를 포함하되, 제2외측 그루브의 일부는 그 바닥면이 출력축 방향으로 경사지게 배치되고, 나머지는 그 바닥면이 입력축 방향으로 경사지게 배치되며,동일한 방향으로 그 바닥면이 경사지게 배치되는 제2외측 그루브들은 외륜 내면에서 상호 대척 방향에 배치되는 것을 특징으로 한다.

내측 그루브는 그 바닥면이 중심축선과 평행한 제1내측 그루브와, 그 바닥면이 중심축선에 대해서 경사지게 형성되는 제2내측 그루브를 포함하되, 제2내측 그루브의 일부는 그 바닥면이 출력축 방향으로 경사지게 배치되고, 나머지는 그 바닥면이 입력축 방향으로 경사지게 배치되며, 동일한 방향으로 그 바닥면이 경사지게 배치되는 제2내측 그루브들은 내륜 외면에서 상호 대척 방향에 배치되는 것을 특징으로 한다.

이와 같은 본 발명에 의하면, 서로 다른 두 종류의 외측 그루브와, 서로 다른 두 종류의 내측 그루브가 상호 교차되면서 배열되므로, 동일한 각도의 내외측 그루브에 의한 볼의 잠김 현상 또는 락킹(locking) 현상이 방지되거나 최소화 될 수 있다는 장점이 있다.

볼의 잠김 현상 또는 락킹(locking) 현상이 방지되는 경우, 절각이 보다 원활하게 이루어질 수 있기 때문에, 동력전달도 원활하게 이루어질 수 있으며, 절각이 안되는 상태에서 외력이 가해지는 경우 발생하는 케이지의 파손 현상도 방지할 수 있다는 장점이 있다.

그리고, 제1외측 그루브와, 제1 내측 그루브는 제1각도 범위(예, 1도 이상 ~ 9도이하)의 각도를 갖고, 제2외측 그루브와 제2 내측 그루브는 제2각도 범위(예, 9도 초과~ 18도 이하)를 가지기 때문에, 절각이 안된 상태에서도 각각의 외측/내측 그루브 간의 교차가 발생할 수 있어서 교차에 따른 원활한 동력 전달이 가능하다.

또한, 제1측방 경사각을 가진 그루브에 비하여 제2측방 경사각을 가진 그루브에 플런징 힘(Plunging force)이 크게 걸리는데, 제2측방 경사각을 가진 그루브에 축 방향에 대해서 경사지게 형성되는 바닥 경사각을 두어 이러한 플런징 힘이 집중되는 것을 완화할 수 있고, 이에 의하여 락킹 현상을 예방할 수 있다.

또한, 동일한 방향의 바닥 경사각을 가진 그루브들이 외륜 또는 내륜에서 상호 대척점에 배치되기 때문에 힘의 분포가 균등해질 수 있다.

또한, 제2방향 바닥 경사각을 형성하는 제2 내외측 그루브와 제1방향 바닥 경사각을 형성하는 제2 내외측 그루브가 제1 내외측 그루브를 사이에 두고 배치되기 때문에 힘의 균형을 맞출 수 있다.

더 나아가, 바닥 경사각이 있는 그루브들과 볼 간의 응력이 바닥 경사각이 없는 그루브들과 볼 간의 응력보다 작게 함으로써 바닥 경사각이 있는 그루브 영역에 불균등하게 쏠리는 것을 억제하여 락킹 현상을 방지할 수 있다.

도1은 본 발명에 의한 크로스 그루브 등속 조인트가 적용된 축 연결부를 도시한 것이다.
도2는 본 발명에 의한 크로스 그루브 등속 조인트의 결합 사시도이다.
도3는 본 발명에 의한 크로스 그루브 등속 조인트의 분해 사시도이다.
도4는 본 발명에 의한 크로스 그루브 등속 조인트에서 내륜과 외륜의 측면을 펼친 것을 도시한 도면이다.
도5는 본 발명에 의한 크로스 그루브 등속 조인트의 외륜 부분 일부를 절개한 사시도이다.
도6은 본 발명에 의한 크로스 그루브 등속 조인트의 내륜에서 바닥 경사각을 표현하기 위해서 가상의 원통이 배열된 것을 도시한 정면도 및 사시도이다.
도7은 도5의 A-A'선을 따라서 절개하여, 제1방향 바닥 경사각을 구비한 제2외측 그루브 및 제2내측 그루브를 나타낸 측단면도이다.
도8은 도5의 B-B'선을 따라서 절개하여, 제2방향 바닥 경사각을 구비한 제2외측 그루브 및 제2내측 그루브를 나타낸 측단면도이다.
도9는 도5의 C-C'선을 따라서 절개하여, 제1외측 그루브 및 제1내측 그루브를 나타낸 측단면도이다.
도10은 그루브와 볼의 접촉 상태를 도시한 도면이다.
도11은 종래 기술에 의한 크로스 그루브 조인트의 동작을 나타낸 사시도 및 측면도이다.
도12는 본 발명에 의한 크로스 그루브 조인트의 동작을 나타낸 사시도 및 측면도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다.

본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 이외의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 실시예들을 첨부 도면을 참조하면서 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도1에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 크로스 그루브 조인트는 4륜 구동 차량의 프로펠러 샤프트의 동력 전달에 사용되며, 차량의 움직임에 따른 길이 방향의 변화를 흡수하는 플런징(plunging) 역할을 한다.

그리고, 고각도, 고속회전( 5000rpm) 상태에서 유니버셜 조인트를 대체하여 소음 진동을 예방하고, 원활한 동력 전달 및 등속을 유지한다.

본 발명의 크로스 그루브 조인트 및 그 주변 구성요소에 대해서 설명한다.

도1에서 도시한 바와 같이 크로스 그루브 조인트(1)는 내면에 제1,2 외측 그루브(11,12)가 형성되는 외륜(10)과, 외륜(10) 내부에 수용되며 외면에 제1,2 내측 그루브(21,22)가 형성되는 내륜(20)과, 내륜(20)의 제1,2 내측 그루브(21,22) 및 외륜(10)의 제1,2 외ㅊ그 그루브(11,12) 사이에 배치되는 볼(30)과, 내륜(20)과 외륜(10) 사이에 배치되는 케이지(40)를 포함한다.

케이지(40)에는 볼(30)이 수용되어 볼(30)의 이탈을 방지하는 윈도우(41)가 마련된다.

외륜(10)의 표면에는 볼트와 같은 체결부재가 삽입되는 체결공(15)이 마련된다.

내륜(20)의 내부에는 삽입공(23)이 마련되고, 삽입공(23) 내면에는 세레이션부(24)가 마련되어 입력축(100)의 단부에 마련된 세레이션부와 치형 결합된다.

외륜(10) 내부에 내륜(20)과, 볼(30)과, 케이지(40)가 수용된 상태에서 외륜(10)의 전방과 후방에는 전방 커버(110)와 후방 커버(120)가 마련된다.

그리고 전방에 있는 커버(110)에는 그리스의 누유를 방지하는 부트(130)가 마련된다.

부트(130)의 외주면에는 부트(130)를 입력축(100)의 외주면에 고정시키는 제1밴드(141)와, 전방 커버(110)에 형성된 관의 외주면에 고정시키는 제2밴드(142)가 마련된다.

한편, 후방 커버(120)는 출력축과 연결되어 있다.

이와 같은 구성에서 입력축(100)으로 동력이 전달되면, 내륜(20), 볼(30), 외륜(10)을 거쳐서 출력축으로 동력이 전달되며, 등속 상태로 동력이 전달될 수 있다.

도2에서 도시한 바와 같이, 본 발명에 의한 크로스 그루브 등속 조인트에는 8개의 볼이 사용될 수 있다.

그리고, 외륜(10) 내면에는 총 8개의 제1,2외측 그루브(11,12)가 마련되고, 내륜(20) 외면에도 총 8개의 제1,2 내측 그루브(21,22)가 형성된다.

그리고, 케이지(40)에도 각각의 볼(30)이 수용될 수 있는 8개의 윈도우(41)가 마련된다.

하나의 외측 그루브(11(12))와 하나의 내측 그루브(21(22))가 서로 대면되고, 그 사이에 하나의 볼(30)이 하나의 윈도우(41) 내에 위치하면서 외측 그루브(11,12)와 내측 그루브(21,22) 사이에 배열된다.

도3에서 도시한 바와 같이, 외륜(10)에 마련되는 외측 그루브는 4개의 제1외측 그루브(11)와, 4개의 제2외측 그루브(12)로 구현된다.

그리고, 제2 외측 그루브(12)는 다시 2개의 제1방향 바닥 경사각을 갖는 제2외측 그루브(12a)와, 제2방향 바닥 경사각을 갖는 제2 외측 그루브(12b)를 갖는다.

제1방향 바닥 경사각을 갖는 제2외측 그루브(12a)는 두 개가 마련되고, 외륜 내면에서 서로 대척점에 배치된다.

또한, 제2방향 바닥 경사각을 갖는 제2외측 그루브(12b)도 두 개가 마련되고, 외륜 내면에서 서로 대척점에 배치된다.

제1방향 바닥 경사각을 갖는 제2외측 그루브(12a)와 제2방향 바닥 경사각을 갖는 제2외측 그루브(12b) 사이에는 제1 외측 그루브(11)가 마련된다.

따라서, 외륜(10)의 내면에는 제1방향 바닥 경사각을 갖는 제2외측 그루브(12a) - 제1 외측 그루브(11) - 제2방향 바닥 경사각을 갖는 제1외측 그루브(12b) - 제1 외측 그루브(11) - 제1방향 바닥 경사각을 갖는 제2 외측 그루브(12a) 순으로 반복되면서 배열된다.

도4는 외륜(10)의 내측면과 내륜(20)의 외측면이 넓게 펼쳐진 경우를 도시한 것으로서 이를 통해서 외측 그루브와 내측 그루부 간의 배열 상태를 일목 요연하게 알 수 있다.

도4에서 도시한 바와 같이, 제1외측 그루브(11)와 제2외측 그루브(12; 12a, 12b)는 외륜(10)의 내측면에 대해서 경사지게 배치되는데, 그 경사진 방향이 서로 반대방향(예, 제1외측 그루브는 좌측 경사, 제2외측 그루브는 우측 경사)으로 형성되고, 그 경사각도 서로 다른 값 또는 서로 다른 범위가 되는 것이 바람직하다.

즉, 제1외측 그루브(11)는 수직선에 대해서 제1 측방 경사각(θ1)을 갖고, 제2 외측 그루브(12; 12a, 12b)는 수직선에 대해서 제2 측방 경사각(θ2)를 가지되, 제1 측방 경사각은 제2 측방 경사각 보다 큰 것이 바람직하다.

예를 들어서 제1측방 경사각(θ1)은 9~18도 인 것이 바람직하고, 제2측방 경사각(θ2)은 1~9도 인 것이 바람직하다.

한편, 내륜(20) 외면에도 총 8개의 제1,2 내측 그루브(21,22)가 형성된다.

내륜(20)에 마련되는 내측 그루브는 4개의 제1내측 그루브(21)와, 4개의 제2내측 그루브(22)로 구현된다.

그리고, 제2 내측 그루브(22)는 다시 2개의 제1방향 바닥 경사각을 갖는 제2내측 그루브(22a)와, 제2방향 바닥 경사각을 갖는 제2 내측 그루브(22b)를 갖는다.

제1방향 바닥 경사각을 갖는 제2내측 그루브(22a)는 두 개가 마련되고, 내륜 외면에서 서로 대척점에 배치된다.

또한, 제2방향 바닥 경사각을 갖는 제2내측 그루브(22b)도 두 개가 마련되고, 내륜 외면에서 서로 대척점에 배치된다.

제1방향 바닥 경사각을 갖는 제2내측 그루브(22a)와 제2방향 바닥 경사각을 갖는 제2내측 그루브(22b) 사이에는 제1 내측 그루브(21)가 마련된다.

따라서, 내륜(20)의 외면에는 제1방향 바닥 경사각을 갖는 제2내측 그루브(22a) - 제1 내측 그루브(21) - 제2방향 바닥 경사각을 갖는 제2내측 그루브(22b) - 제1 내측 그루브(11) - 제1방향 바닥 경사각을 갖는 제2 내측 그루브(22a) 순으로 반복되면서 배열된다.

제2내측 그루브(21)와 제2외측 그루브(22; 22a, 22b)는 내륜(20)의 외측면에대해서 경사지게 배치되는데, 그 경사진 방향이 서로 반대방향(예, 제1내측 그루브는 우측 경사, 제2내측 그루브는 좌측 경사)으로 형성되고, 그 경사각도 서로 다른 값 또는 서로 다른 범위가 되는 것이 바람직하다.

즉, 제1내측 그루브(21)는 제1 측방 경사각(θ1)을 갖고, 제2 내측 그루브(22; 22a, 22b)는 제2 측방 경사각(θ2)를 가지되, 제1 측방 경사각은 제2 측방 경사각 보다 큰 것이 바람직하다.

예를 들어서 제1측방 경사각(θ1)은 9~18도 인 것이 바람직하고, 제2측방 경사각(θ2)은 1~9도 인 것이 바람직하다.

제1외측 그루브(11)와 제1 내측 그루브(21)가 대면되는 경우, 상호 엇갈리게 배치되고, 제2외측 그루브(12)와 제2 내측 그루브(22)도 대면되는 경우, 상호 엇갈리게 배치된다.

도5(a)는 가장 정면에 제1방향으로 향하는 바닥 경사각을 갖는 제2 내측 그루브(22a)가 나타나고, 도5(b)는 정면에 제2 방향으로 향하는 바닥 경사각을 갖는 제2 내측 그루브(22b)를 나타낸다.

도5(a)에서 제1방향으로 향하는 바닥 경사각을 갖는 제2 내측 그루브(22a)의 양 옆에는 제1 내측 그루브(21)가 배열되고, 도4(b)에서 제2방향으로 향하는 바닥 경사각을 갖는 제2 내측 그루브(22b)의 양 옆에도 제1 내측 그루브(21)가 배열된다.

도5(a)에서 A-A' 선은 제1방향으로 향하는 바닥 경사각을 갖는 제2 내측 그루브(22a) 및 제1 방향으로 향하는 바닥 경사각을 갖는 제2외측 그루브(12a)의 중심선이다.

A-A'선을 따라서 본 발명에 의한 크로스 그루브 조인트를 절개한 측단면도는 도7에서 나타난다.

도5(b)에서 B-B' 선은 제2방향으로 향하는 바닥 경사각을 갖는 제2 내측 그루브(22b) 및 제2 방향으로 향하는 바닥 경사각을 갖는 제2외측 그루브(12b)의 중심선이다.

B-B'선을 따라서 본 발명에 의한 크로스 그루브 조인트를 절개한 측단면도는 도8에서 나타난다.

그리고, 도5(a) 및 도5(b)에서 C-C'선은 제1 내측 그루브(21) 및 제1외측 그루브(11)의 중심선이다.

C-C'선을 따라서 본 발명에 의한 크로스 그루브 조인트를 절개한 측단면도는 에서 나타난다.

도6(a)와 도6(b)는 본 발명의 내륜(20)의 외주면에 제1방향의 바닥 경사각을 갖는 제2내측 그루브(22a)와 제2방향의 바닥 경사각을 갖는 제2내측 그루브(22b)에 대해서 각각의 방향의 바닥 경사각 상태를 가시적으로 나타내기 위해서 각각의 그루브 위에 가상의 원통을 놓은 경우 그 원통이 어떻게 기울어지는 지를 도시한 것이다.

도6(a)와 도6(b)에서 도시되지는 않았지만, 제1내측 그루브에 가상의 원통을 놓은 경우 제1 내측 그루브는 바닥면이 평평하기 때문에 가상의 원통을 내륜의 중심방향이나 반경방향으로 기울어지지 않는다.

다만, 측방 경사각이 있기 때문에 옆으로 기울게 된다.

그러나, 제1 방향의 바닥 경사각이 있는 제2 내측 그루브(22a)에 가상의 원통이 놓인 경우, 그 원통은 D1으로 표시된 내륜의 내부 방향 및 내륜의 외부 반경 방향으로 기울어지게 된다.

내륜(20)의 삽입공(23)을 정면으로 본 상태에서 회전 중심을 원점으로 하는 4분면이 있다고 가정했을 때, D1으로 표시된 방향은 4/4분면에서 2/4분면 방향으로 향한다고 볼 수 있거나 또는 좌상향 하는 방향이라고 설명할 수 있다.

반대로, 제2 방향의 바닥 경사각이 있는 제2 내측 그루브(22b)에 가상의 원통이 놓인 경우, 그 원통은 D2로 표시된 내륜의 내부 방향 및 외부 반경 방향으로 기울어지게 된다.

내륜(20)의 삽입공(23)을 정면으로 본 상태에서 회전 중심을 원점으로 하는 4분면이 있다고 가정했을 때, D2로 표시된 방향은 3/4분면에서 1/4분면 방향으로 향한다고 볼 수 있거나 또는 우상향 하는 방향이라고 설명할 수 있다.

여기서 제1 방향의 바닥 경사각과 제2방향의 바닥 경사각은 그 진행방향은 서로 다르나 크기는 동일한 것이 바람직하다. 본 발명에서 바닥 경사각의 크기는 1~5도 정도가 되는 것이 바람직하다.

제1방향의 바닥 경사각과 제2 방향의 바닥 경사각은 서로 다른 방향을 향하나, 모든 제2내측 그루브(22a, 22b)가 측방으로 기울어지는 방향은 동일하다.

도6(a)에서 나타난 내륜(10)의 정면도에서는 모든 제2내측 그루브(22a, 22b)가 측방 방향으로 기울어지되, 시계 방향으로 기울어지는 것이 나타난다.

이와 반대로 모든 제1내측 그루브(21)은 시계 반대 방향으로 기울어지는 것이 나타난다.

도7에서 나타난 바와 같이. 제1방향 바닥 경사각(θ3)을 갖는 제2 외측 그루브(12a)와 제2 내측 그루브(22a)는 제1방향(I' 방향)을 향하여 테이퍼지게 또는 경사지게 배치된다.

여기서, 제1방향 바닥 경사각(θ3)을 갖는 제2 외측 그루브(12a)는 중심축선(I-I')의 평행선에 대해서 하향 경사진 형태로 된다.

그리고, 제1방향 바닥 경사각(θ3)을 갖는 제2 내측 그루브(22a)도 중심축선(I-I')의 평행선에 대해서 하향 경사진 형태로 된다.

이에 의해서 제1방향 바닥 경사각(θ3)을 갖는 제2 외측 그루브(12a)와 제1방향 바닥 경사각(θ3)을 갖는 제2 내측 그루브(22a)가 형성하는 공간의 크기는 제1방향(I')을 향하여 일정하게 유지된다.

제1방향 바닥 경사각(θ3)을 갖는 제2외측 그루브(12a)와 제2 내측 그루브(22a)는 상호 평행하게 형성된다. 다만, 경사를 이루며 평행한 점이 제1 내외측 그루브 간에 평행 상태와 차이점이다.

즉, 제1방향 바닥 경사각(θ3)을 갖는 제2 외측 그루브(12a)와 제1방향 바닥 경사각(θ3)을 갖는 제2 내측 그루브(22a) 사이의 간격은 제1방향(I')으로 일정하게 유지된다.

상술한 바와 같이, 이에 의해서 제1방향 바닥 경사각(θ3)을 갖는 제2 외측 그루브(12a)와 제1방향 바닥 경사각(θ3)을 갖는 제2 내측 그루브(22a)가 형성하는 공간은 내륜(20)을 사이에 두고 중심축선(I-I')을 중심으로 대칭되게 배치되거나 또는 대척 방향에 배치된다.

한편, 도8에서 나타난 바와 같이. 제2방향 바닥 경사각(θ4)을 갖는 제2 외측 그루브(12b)와 제2 내측 그루브(22b)는 제2방향(I 방향)을 향하여 테이퍼지게 또는 경사지게 배치된다.

여기서, 제2방향 바닥 경사각(θ4)을 갖는 제2 외측 그루브(12b)는 중심축선(I-I')의 평행선에 대해서 제2방향을 향하여 하향 경사진 형태로 된다.

그리고, 제2방향 바닥 경사각(θ4)을 갖는 제2 내측 그루브(22b)는 중심축선(I-I')의 평행선에 대해서 제2 방향을 향하여 하향 경사진 형태로 된다.

이에 의해서 제2방향 바닥 경사각(θ4)을 갖는 제2 외측 그루브(12b)와 제1방향 바닥 경사각(θ4)을 갖는 제2 내측 그루브(22b)가 형성하는 공간은 제2방향(I)으로 갈수록 일정한 크기를 가지고 유지된다.

즉, 제2방향 바닥 경사각(θ4)을 갖는 제2 외측 그루브(12b)와 제2방향 바닥 경사각(θ4)를 갖는 제2 내측 그루브(22b) 사이의 간격은 제2방향(I)으로 일정하게 형성된다.

제2방향 바닥 경사각(θ4)을 갖는 제2외측 그루브(12b)와 제2 내측 그루브(22b)도 상호 평행하게 형성된다.

상술한 바와 같이, 이에 의해서 제2방향 바닥 경사각(θ4)을 갖는 제2 외측 그루브(12b)와 제2방향 바닥 경사각(θ4)을 갖는 제2 내측 그루브(22b)가 형성하는 공간은 내륜(20)을 사이에 두고 중심축선(I-I')을 중심으로 대칭되게 배치되거나 또는 대척 방향에 배치된다.

도9은 제1외측 그루브(11)와 제1 내측 그루브(21)의 단면도를 도시한 것이다. 제1외측 그루브(11) 및 제1 내측 그루브(21)의 바닥부는 중심축선(I-I')에 대해서 평행하게 형성된다.

따라서 8개의 내측 그루브 및 8개의 외측 그루브에 의해서 형성되는 볼 이동 공간 중 도7에서 나타난 바와 같은 공간(제1방향으로 갈수록 하향 하면서 상하 간격이 일정하게 유지되는 되는 공간)이 2개 나타나고, 도8에서 나타난 바와 같은 공간(제2 방향으로 갈수록 하향 하면서 상하간격이 일정하게 유지되는 공간)이 2개 나타나며, 도9에서 나타난 바와 같은 공간(양 방향에 대해서 상하 폭이 일정하게 형성되는 공간)이 4개 나타난다.

여기서 제1방향(I')은 동력이 입력되는 방향이고, 제2방향(I)은 동력이 출력되는 방향이라고 정의해도 무방하다.

한편, 바닥 경사각이 형성되는 제2외측 그루브(21) 및 제2내측 그루브(22)와 볼의 접촉률이 바닥 경사각이 형성되지 않은 제1외측 그루브(11) 및 제1내측 그루브(12)와 볼의 접촉률이 달라질 수 있다.

볼(30)이 하나의 그루브에 수용되는 경우, 도10과 같이 통상적으로 하나의 외(내)측 그루브의 2개의 접촉점에 닿게 되고, 이 접촉점에 응력이 작용한다.

R은 접촉되는 지점에서의 그루브의 곡률 반경을 의미하고, r은 볼(30)의 반경 또는 볼의 중심점에서 접촉점까지의 거리를 의미한다.

접촉률은 R/r의 비율을 의미하는데, 접촉률이 커질수록 응력이 분산되어 단위 면적당 응력이 작아지고, 접촉률이 작아질수록 단위 면적당 응력이 커진다.

본 발명에서는 락킹 현상을 방지하기 위해서 바닥 경사각이 있는 그루브에서의 접촉률이 바닥 경사각이 없는 그루부에서의 접촉률보다 크게 되는 것을 제안한다.

따라서, 바닥 경사각이 있는 제2 외측(내측) 그루브와 볼 사이의 응력이 바닥 경사각이 없는 제1 외측(내측) 그루브와 볼 사이의 응력에 비해서 작아지기 때문에 힘이 분산이 발생하여 락킹 현상이 발생하는 것을 최대한 억제할 수 있다.

이와 같은 본 발명에 의한 동작을 설명한다.

도10과 도11에서는 서로 동일한 측방 경사각을 갖는 경우(종래 기술), 서로 다른 측방 경사각을 갖는 경우의 관점에서 서술하고, 그 아래에서는 바닥 경사각이 추가된 경우의 작용을 설명한다.

도10은 종래 기술에 의한 크로스 그루브 등속 조인트(300)의 절각 상태를 도시한 것이다.

도10(a)에서는 제1,2외측 그루브(311,312)는 서로 배치방향만 다르고 외륜(310)의 중심축선에 대한 경사각은 동일하고, 제1,2내측 그루브(321, 322)도 서로 배치 방향만 다르고 내륜(320)의 중심축선에 대한 경사각은 동일하다.

도10(a)에서 도시한 바와 같이, 외부 진동이나 충격에 의하여 조인트가 절각되면, 내륜(320)과 외륜(310)이 비틀리면서 내륜(320)의 일부가 외륜(310) 바깥으로 돌출된다.

대부분의 경우에는 조인트가 절각되어도 각각의 볼(330)이 수용되어 있는 내측 그루브(321, 322)와 외측 그루브(311,312) 간에는 X 형태의 교차 상태가 유지된다.

즉, 조인트가 절각되어도 내측 그루브(321,322)가 '／' 방향으로 배치되면, 외측 그루브(311,312)는 '＼" 방향으로 배치되어 상호 교차된 상태를 유지할 수 있다.

교차되는 영역에 있는 내측 그루브(321,322)가 볼에 힘을 가하면, 분력에 의하여 특정 방향으로 볼(330)이 힘을 받게 되고, 볼(330)은 다시 외측 그루브(311,312)에 특정 방향으로 힘을 가하여 내륜(320)과 외륜(310)간의 등속 동력전달이 이루어진다.

이는 내측 그루브(321,322)와 외측 그루브(311,312)가 상호 다른 방향으로 교차되기 때문에 그러하다.

그런데, 특정 절각 상태가 되면 도10(b)에서 도시한 바와 같이, 내륜(320)과 외륜(310)의 일부 영역에서 일시적으로 일부 제1내측 그루브(321)의 배치 방향 및 각도가 그에 대향되는 제1외측 그루브(311)의 배치 방향 및 각도와 거의 동일해지는 경우가 발생한다.

이 경우, 서로 마주보는 제1내측 그루브(321)와 제1외측 그루브(311)가 상호 교차되지 못하고, 오히려 평행하게 되기 때문에, 제1내측 그루브(321)를 통해 힘을 받은 볼(330)이 그 위치를 유지하면서 제1외측 그루브(311)에 동력을 제대로 전달하지 못할 뿐더러, 화살표로 나타낸 것처럼 제1내측 그루브(321)와 제1외측 그루브 (311)사이에서 정확하게 자리를 잡지 못하고 움직인다.

그리고, 그와 같이 내측 그루브와 외측 그루브의 배치 방향 및 각도가 동일해지는 부분은 일시적으로 등속 조인트에서 몇 군데에서 나타날 수 있다.

제1외측 그루브(311)와 제1 내측 그루브(321) 사이에 실질적인 평행상태가 도10(a)의 A방향에서 바라본 상태에서 발생한 경우, 도10(a)의 B방향에서 바라본 방향에서도 제2외측 그루브(312)와 제2내측 그루브(322) 간의 실질적인 평행상태가 나타날 수 있다.

제2외측 그루브(312)와 제2내측 그루브(322) 간의 실질적인 평행상태가 나타나는 것의 측면도는 도10(c)에서 도시하였다.

그리고, 이외에도 다른 부분에서도 외측 그루브와 내측 그루브 간의 실질적인 평행상태가 나타날 수 있다.

이와 같은 상태가 나타나면, 등속 조인트(300)에 대해서 절각이 필요한 경우에, 평행하게 배치된 내,외측 그루브 사이에 있는 볼(330)들이 절각에 대해 저항물체가 되어 절각의 방해요소가 되고, 이에 의하여 조인트 절각이 이루어지지 못하는 '락킹(locking) 상태' 또는 '잠김 상태'가 된다.

원활한 절각이 이루어지기 위해서는 볼(330)의 중심을 연결한 가상의 등속 평면이 평면 상태를 유지하면서, 각 볼이 들어있는 외측 그루브와 내측 그루브가 상호 교차가 되어야 하는데, 내외측 그루브의 여러 쌍에서 평행 상태가 나타나면 그러한 교차 상태가 나타나기 어렵고, 그에 따라서 등속 평면도 평면 상태를 유지하기 어렵기 때문이다.

이 상태에서 조인트를 절각시키고자 하는 외부 압력이 지속적으로 가해지면 케이지(340)가 파손되고 이에 따라 볼(330)이 이탈하는 경우가 발생한다.

이와 같이, 내측 그루브(321,322)와 외측 그루브(311,312) 간에 평행 상태가 여러 군데에서 나타날 수 있는 이유는 제1외측(내측) 그루브와 제2외측(내측) 그루브 간에 배치 방향만 다를 뿐 경사각은 동일하기 때문이다.

이를 위해서 본 발명은 외륜(내륜)의 중심축선(또는 그 평행선)에 대한 제1외측(내측) 그루브와 제2 외측(내측) 그루브의 배치각도가 서로 달라지게 하였다.

따라서, 도11(a)와 같이 등속 조인트(1)가 절각되어 내륜(20)과 외륜(10)이 서로 비스듬하게 배치된 경우에, 도11(b)에서 도시한 바와 같이 제1외측 그루브(11)와 제1내측 그루브(21) 간에 그 배치 방향 및 배치 각도가 실질적으로 동일해져도, 도11(c)에서 도시한 바와 같이 제2외측 그루브(12)와 제2내측 그루브(22) 간에는 상호 교차되어 내륜(20)과 외륜(10)간의 힘 전달이 원활하게 이루어질 수 있게 하였다.

따라서, 본 발명에서는 조인트 절각시 외측 그루브와 내측 조인트 간에 실질적으로 평행하게 되는 영역을 최소화시킴으로써 조인트의 절각이 원활하게 이루어질 수 있게 하였다.

그리고, 조인트에 절각이 이루어지지 않는 경우에는 모든 내측 그루브(21,22)와 외측 그루브(11,12)가 상호 교차됨으로써 조인트의 모든 영역에서 원활한 등속 동력 전달이 가능하다.

한편, 위와 같은 제1,2외측 그루브 및 제1,2 내측 그루브에 서로 다른 크기와 방향의 측방 경사각을 둔 것에 추가하여 제2 외측/내측 그루브에 바닥 경사각을 둔 경우의 동작에 대해서 알아보도록 하겠다.

내륜과 외륜이 절각되다가 위에서 언급한 바와 같이 락킹(locking) 현상이 발생하는 경우에, 서로 다른 크기의 측방 경사각으로만 해결하기에 역부족이 될 수 있다.

내륜와 외륜이 절각되는 경우, 내륜과 외륜의 상대 운동 및 볼의 반력에 의하여 그루브에는 플런징 힘(Plunging Force)이 걸리는데, 이는 내측 그루브와 외측 그루브의 표면에 볼이 가하는 힘을 의미한다.

상술한 바와 같이, 제1내측 그루브(21)와 제1외측 그루브(11)의 측방 경사각(θ1)이 제2내측 그루브(22)와 제2외측 그루브(12)의 측방 경사각에 비해서 크게 형성되는데, 이 경우, 플런징 힘은 측방 경사각이 작은 제2내측 그루브(22)와 제2외측 그루브(12)에 더 크게 걸린다.

따라서, 이 힘을 분산시킬 필요가 있다.

또한, 원래는 엇갈리게 배치되어야 할 내측 그루브와 외측 그루브가 일시적으로 평행하게 되어 볼이 움직이는 경우, 이러한 볼의 움직임을 억제하기 위해서 내측 그루브와 외측 그루브 간의 간격을 축 방향에 따라서 달라지게 할 필요가 있다.

이를 위해서 제2내측 그루브(22)와 제2외측 그루브(12)에 상술한 제2측방 경사각에 추가하여 바닥 경사각을 더 형성하였다.

여기서 측방 경사각이 향하는 방향과 바닥 경사각이 향하는 방향은 서로 차원이 다른 것이다. 즉, 측방 경사각이 좌우 방향을 향하는 것이라면, 바닥 경사각은 전후 방향을 향하는 것이다.

이와 같이 바닥 경사각을 더 추가함으로써, 제2내측 그루브(22)와 제2외측 그루브(12)에 걸리던 플런징 힘을 제1내측 그루브(21)와 제1외측 그루브(11)에 걸리는 플런징 힘와 동일한 수준으로 맞출 수 있어서 플런징 힘이 균등하게 분포할 수 있다.

이와 같은 바닥 경사각을 주되 제2내측 그루브(22)와 제2외측 그루브(12)간의 간격이 일정하게 유지되게 하여 제2 내측 그루브(22)와 제2외측 그루브(12) 간에 평행이 되게 함으로써, 내륜(20)과 외륜(10)의 절각시에도 그 간격이 형성된 공간 중 어느 지점에서 볼이 걸리게 하여 그 위치를 안정적으로 유지할 수 있다.

그리고 제2내측 그루브(22)와 제2외측 그루브(12)간의 바닥 경사가 제1방향(입력축 방향)으로 형성된 영역과 제2방향(출력축 방향)으로 형성된 영역이 동일한 갯수로 형성되어, 절각이 어떤 방향으로 이루어지든 볼이 걸려서 움직이지 않는 상태를 극대화하여 락킹 현상이 발생하는 것을 최소화 할 수 있다.

더 나아가 제2내측 그루브(22) 및 제2 외측 그루브(21)와 볼(30)간의 접촉률은 제1내측 그루브(12) 및 제1 외측 그루브(11)와 볼(30)간의 접촉률 보다 크기 때문에, 제2내측 그루브(22) 및 제2 외측 그루브(21)와 볼(30)간에 적용되는 응력이 제1내측 그루브(12) 및 제1 외측 그루브(11)와 볼(30)간에 적용되는 응력에 비해서 작다.

따라서, 이러한 점에서도 제2내측 그루브(22) 및 제2 외측 그루브(21)에 플런징 힘이 과도하게 걸리는 것을 방지할 수 있어서 전체적으로 락킹 현상이 발생하는 것을 억제할 수 있다.

이상과 같이 본 발명을 도면에 도시한 실시예를 참고하여 설명하였으나, 이는 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 발명의 상세한 설명으로부터 다양한 변형 또는 균등한 실시예가 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 진정한 권리범위는 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 결정되어야 한다.

1: 크로스 그루브 등속 조인트 10: 외륜
11: 제1외측 그루브 12: 제2 외측 그루브
12a: 제1방향 바닥 경사각을 갖는 제2외측 그루브
12b: 제2방향 바닥 경사각을 갖는 제2외측 그루브
20: 내륜 21: 제1 내측 그루브
22: 제2 내측 그루브
22a: 제1방향 바닥 경사각을 갖는 제2내측 그루브
22b: 제2방향 바닥 경사각을 갖는 제2내측 그루브
30: 볼 40: 케이지

Claims (15)

1. 내면에 복수의 외측 그루브가 형성되는 외륜과;
   상기 외륜 내부에 수용되며 외면에 복수의 내측 그루브가 형성되는 내륜과;
   상기 외측 그루브와 상기 내측 그루브에 수용되며 상기 외륜과 상기 내륜 사이의 힘 전달을 담당하는 복수의 볼과;
   상기 외륜과 내륜 사이에 배치되며 상기 볼의 이동 영역을 정의하는 윈도우를 구비하는 케이지를 포함하되,
   외측 그루브와 이에 맞대응되는 내측 그루브는 상호 교차되게 대향되며,
   상기 외측 그루브 및 내측 그루브는 각각 외륜과 내륜의 측면에 대해서 서로 다른 측방 경사 각도를 갖는 두 종류의 외측 그루브 및 내측 그루브를 포함하며,
   서로 다른 측방 경사각도 중 작은 측방 경사각도를 갖는 외측 그루브 및 내측 그루브는 축 방향에 대해서 소정 방향으로 기울어지도록 중심축선에 바닥 경사 각도를 갖도록 형성되되,
   바닥 경사각을 갖는 외측 그루브 및 내측 그루브 중 일부는 제1방향으로 바닥 경사각을 형성하고, 나머지 일부는 제1방향과 정반대 방향인 제2방향으로 바닥 경사각을 형성하는 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 등속 조인트.
2. 제1항에 있어서,
   외측 그루브는 외륜의 내측면에 대해서 제1 측방 경사각을 갖도록 형성되는 제1 외측 그루브와, 제1 경사각보다 작은 제2 측방 경사각을 갖는 제2 외측 그루브를 포함하고,
   내측 그루브는 내륜의 외측면에 대해서 제1 측방 경사각을 갖도록 형성되는 제1 내측 그루브와, 제1 측방 경사각보다 작은 제2 측방 경사각을 갖는 제2 내측 그루브를 포함하되,
   제1외측 그루브와 제1 내측 그루브는 축 방향에 대해서 평행하게 형성되고,
   제2외측 그루브와 제2 내측 그루브는 그 바닥면이 각각 중심축 방향에 대해서 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 등속 조인트.
3. 제2항에 있어서,
   제2외측 그루브와 제2내측 그루브는 대면되는 상태에서 그 각각의 측방 경사각도가 엇갈리게 배치되되,
   제2외측 그루브와 제2내측 그루브는 적어도 일부가 축방향을 따라서 제1방향으로 바닥 경사각을 형성하고, 나머지 일부는 축방향을 따라서 제2방향으로 바닥 경사각을 형성하는 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 등속 조인트.
4. 제3항에 있어서,
   동일한 방향을 따라서 바닥 경사각을 형성하는 복수의 제2외측 그루브는 외륜 내면에서 상호 대척점에 배치되고,
   동일한 방향을 따라서 바닥 경사각을 형성하는 복수의 제2내측 그루브는 내륜 외면에서 상호 대척점에 배치되는 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 등속 조인트.
5. 제3항에 있어서,
   제1방향 바닥 경사각을 형성하는 제2 외측 그루브와 제2방향 바닥 경사각을 형성하는 제2외측 그루브 사이에는 제1외측 그루브가 위치하고,
   제1방향 바닥 경사각을 형성하는 제2 내측 그루브와 제2방향 바닥 경사각을 형성하는 제2내측 그루브 사이에는 제1내측 그루브가 위치하는 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 등속 조인트.
6. 제3항에 있어서,
   제1방향 바닥 경사각을 형성하는 제2외측 그루브와 , 제1방향 바닥 경사각을 형성하는 제2내측 그루브 간의 간격은 제1방향으로 일정하게 유지되어 평행을 형성하도록 마련되고,
   제2방향 바닥 경사각을 형성하는 제2외측 그루브와 , 제2방향 바닥 경사각을 형성하는 제2내측 그루브 간의 간격은 제2방향으로 일정하게 유지되어 평행을 형성하도록 마련되는 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 등속 조인트.
7. 제3항에 있어서,
   제1방향 바닥 경사각과 제2방향 바닥 경사각의 크기는 동일한 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 등속 조인트.
8. 제1항에 있어서,
   볼과 외측 그루브와 내측 그루브는 각각 8개인 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 등속 조인트.
9. 제2항에 있어서,
   제1외측 그루브의 진행 방향과 제2외측 그루브의 진행방향은 중심선을 기준으로 서로 반대 방향을 향하고,
   제1내측 그루브의 진행 방향과 제2내측 그루브의 진행방향은 중심선을 기준으로 서로 반대 방향을 향하는 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 등속 조인트.
10. 제2항에 있어서,
    제1 측방 경사각은 9~18도의 범위에 속하고,
    제2 측방 경사각은 1~9도의 범위에 속하며,
    바닥 경사각은 1~5도의 범위에 속하는 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 등속 조인트.
11. 제2항에 있어서,
    볼과 제2 내측 그루브 및 제2외측 그루브와의 접촉률은
    볼과 제1 내측 그루브 및 제1외측 그루브와의 접촉률보다 큰 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 등속 조인트.
12. 내면에 복수의 외측 그루브가 형성되는 외륜과;
    상기 외륜 내부에 수용되며 외면에 복수의 내측 그루브가 형성되는 내륜과;
    상기 외측 그루브와 상기 내측 그루브에 수용되며 상기 외륜과 상기 내륜 사이의 힘 전달을 담당하는 복수의 볼과;
    상기 외륜과 내륜 사이에 배치되며 상기 볼의 이동 영역을 정의하는 윈도우를 구비하는 케이지를 포함하되,
    외측 그루브와 이에 맞대응되는 내측 그루브는 상호 교차되게 대향되며,
    상기 외측 그루브 및 내측 그루브는 각각 외륜과 내륜의 측면에 대해서 서로 다른 측방 경사 각도를 갖는 두 종류의 외측 그루브 및 내측 그루브를 포함하며,
    서로 다른 측방 경사각도 중 작은 측방 경사각도를 갖는 외측 그루브와 내측 그루브는 바닥 경사각을 형성하면서, 회전축선에 대해서 출력축 방향 또는 입력축 방향으로 기울어진 볼 이동 공간을 형성하되,
    볼 이동 공간 중 적어도 일부는 출력축 방향으로 경사지게 형성되고, 나머지 일부는 입력축 방향으로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 조인트.
13. 제12항에 있어서,
    외측 그루브는 그 바닥면이 중심축선과 평행한 제1외측 그루브와, 그 바닥면이 중심축선에 대해서 경사지게 형성되는 제2외측 그루브를 포함하되,
    제2외측 그루브의 일부는 그 바닥면이 출력축 방향으로 경사지게 배치되고, 나머지는 그 바닥면이 입력축 방향으로 경사지게 배치되며,
    동일한 방향으로 그 바닥면이 경사지게 배치되는 제2외측 그루브들은 외륜 내면에서 상호 대척 방향에 배치되는 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 조인트.
14. 제12항에 있어서,
    내측 그루브는 그 바닥면이 중심축선과 평행한 제1내측 그루브와, 그 바닥면이 중심축선에 대해서 경사지게 형성되는 제2내측 그루브를 포함하되,
    제2내측 그루브의 일부는 그 바닥면이 출력축 방향으로 경사지게 배치되고, 나머지는 그 바닥면이 입력축 방향으로 경사지게 배치되며,
    동일한 방향으로 그 바닥면이 경사지게 배치되는 제2내측 그루브들은 내륜 외면에서 상호 대척 방향에 배치되는 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 조인트.
15. 제12항에 있어서,
    볼과 제2 내측 그루브 및 제2외측 그루브와의 접촉률은
    볼과 제1 내측 그루브 및 제1외측 그루브와의 접촉률보다 큰 것을 특징으로 하는 크로스 그루브 등속 조인트.
    
    
    
    
    
    

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