KR101916516B1

KR101916516B1 - 부트이음 저감타입 등속조인트 및 이를 적용한 드라이브샤프트

Info

Publication number: KR101916516B1
Application number: KR1020160106920A
Authority: KR
Inventors: 한상훈; 이현철
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2015-09-11
Filing date: 2016-08-23
Publication date: 2018-11-07
Also published as: KR20170031615A

Abstract

본 발명의 등속조인트는 윤활유(5)가 충진된 내부공간을 외부와 차단함과 더불어 두 축의 교차각에 의한 조인트 절각변화 시 반경방향의 압축변형에 따른 마찰면의 접촉면 크기를 일자돌기(13a) 또는 십자돌기(13b) 또는 볼록돌기(13c)로 축소시키나 또는 마찰면의 접촉면 크기를 반경방향돌기(13d)와 회전방향돌기(13e)로 점접촉으로 만들어 주는 주름관(11)이 형성된 부트(10)를 갖추고, 차동장치(300)의 회전력을 전달받아 휠로 전달하는 드라이브 샤프트(100-1,100-2)에 적용됨으로써 차량의 범프/리바운드(bump/rebound)에 비해 부트의 면접촉을 심화시키는 풀 턴 조향 시에도 부트(10)의 부트 이음 방지로 제기되던 필드 클레임(field claim)이 해소되는 특징을 갖는다.

Description

부트이음 저감타입 등속조인트 및 이를 적용한 드라이브샤프트{Boot Noise Decreasing type Constant Velocity Joint and Drive Shaft thereby}

본 발명은 부트를 적용한 등속조인트에 관한 것으로, 특히 차량의 범프/리바운드(bump/rebound) 및 조향의 영향에 의한 부트의 변형하에서도 부트이음발생이 크게 낮추어지거나 방지된 부트이음 저감타입 등속조인트 및 이를 적용한 드라이브샤프트에 관한 것이다.

일반적으로 등속조인트(Constant Velocity Joint)는 동력전달부품으로서, 구동축과 종동축의 교차각에 상관없이 구동축의 회전력을 등속으로 원활하게 종동축으로 전달하는 작용이 이루어진다.

일례로, 등속조인트가 차량에 적용되면 차동장치와 드라이브샤프트를 서로 연결함으로써 차동장치의 회전력을 드라이브샤프트로 원활하게 전달시켜주고, 드라이브샤프트와 휠을 서로 연결함으로써 드라이브샤프트의 회전력을 휠로 원활하게 전달시켜준다.

그러므로 차량에 적용된 등속조인트는 내/외륜과 볼(ball) 및 볼 케이지에 더해 밴드로 밀봉된 부트(Boot)를 기본구성요소로 함으로써 먼지나 흙탕물 등의 이물질이 등속조인트의 내부로 침투하지 못하도록 하고, 동시에 그리스(Grease)와 같은 윤활유를 봉입해줌으로써 볼에 대한 윤활을 가능하게 한다.

특히, 상기 부트는 주름관 형상(bellows shape)으로 이루어지고, 이러한 주름관 형상은 차량의 범프/리바운드 및 조향에 따른 등속조인트의 조인트 절각변화에 맞춘 탄성 변형을 가능하게 하는 구조적 장점도 구현한다.

국내특허공개공보 10-2011-0011327(2011년02월08일)

하지만, 부트의 주름관 형상은 탄성 변형이 용이하다는 구조적 장점과 함께 차량의 범프/리바운드와 달리 상대적으로 커지는 조향에 따른 조인트 절각변화 시 주름을 이루는 부트 산의 면과 면 접촉에 따른 이음발생의 구조적 단점도 공존한다.

특히, 부트는 표면 윤활성분이 제설제 등에 의해 제거될 수밖에 없는 점을 고려할 경우 차량의 특정한 주행 조건 하에서 마찰 이음이 더욱 가중될 수밖에 없다.

일례로, 차량이 풀 턴 조향으로 서행 운전할 때, 부트의 표면에 표면 윤활성분 대신 수분이 묻어 있는 상태에서 발생되는 면 접촉은 마찰 이음에 의한 소음을 더욱 크게 한다.

더구나, 부트의 마찰 이음은 소음에 의해 제기되는 필드 클레임(field claim)의 한 원인이 될 수밖에 없다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 부트 면 표면의 편평도를 변화시켜 부트 면 간 마찰면적이 최소화됨으로써 탄성 변형 장점을 갖는 주름관 형상을 유지하면서도 이음발생단점이 해소될 수 있고, 특히 최소화된 마찰면적을 갖는 부트를 이용함으로써 차량의 범프/리바운드(bump/rebound)에 비해 부트의 면접촉을 심화시키는 풀 턴 조향 시에도 소음에 의한 필드 클레임(field claim)이 해소되는 부트이음 저감타입 등속조인트 및 이를 적용한 드라이브샤프트의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 등속조인트는 윤활유가 충진된 내부공간을 외부와 차단하고, 전달된 회전력이 등속으로 출력될 때 교차각에 의한 조인트 절각변화 시 반경방향의 압축변형으로 형성되는 마찰면의 접촉면 크기가 표면 편평도 변화로 축소되는 주름관을 갖춘 부트; 가 포함된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 표면 편평도 변화는 상기 주름관의 인접된 대향 면에서 돌출된 돌기로 형성된다. 상기 돌기는 상기 대향 면 중 어느 한쪽 면으로 형성되거나 상기 대향 면에 각각 형성된다.

바람직한 실시예로서, 상기 돌기는 상기 주름관의 두께보다 작게 돌출된 돌출높이를 형성한다.

바람직한 실시예로서, 상기 돌기는 등간격으로 상기 주름관의 상기 대향 면에 원형으로 배열되는 다수개로 구성되거나 불균일한 간격으로 상기 주름관의 상기 대향 면에 원형으로 배열되는 다수개로 구성된다.

바람직한 실시예로서, 상기 돌기의 형상은 일자돌기 또는 십자돌기이고, 상기 일자돌기와 상기 십자돌기는 상기 주름관의 상기 대향 면에 함께 형성된다. 상기 일자돌기와 상기 십자돌기는 서로에 대해 점접촉을 형성한다.

바람직한 실시예로서, 상기 돌기의 형상은 반구형상의 볼록돌기이다. 상기 볼록돌기는 부트면에 점접촉을 형성한다.

바람직한 실시예로서, 상기 돌기는 상기 대향 면에 각각 형성되고, 상기 대향 면중 한쪽 면으로 복수개의 반경방향돌기가 형성되면 다른쪽 면으로 복수개의 회전방향돌기가 형성된다. 상기 반경방향돌기는 상기 부트의 반경방향으로 직선형상을 이루고, 상기 회전방향돌기는 상기 부트의 원주방향으로 원 형상을 이룬다. 상기 반경방향돌기와 상기 회전방향돌기는 서로에 대해 점접촉을 형성한다.

그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 드라이브샤프트는 윤활유가 충진된 내부공간을 외부와 차단하고, 전달된 회전력이 등속으로 출력될 때 교차각에 의한 조인트 절각변화 시 반경방향의 압축변형으로 형성되는 마찰면의 접촉면 크기가 표면 편평도 변화로 축소되는 주름관을 갖춘 부트가 적용된 등속조인트를 차동장치의 회전력이 휠로 전달되도록 휠조인트와 연결되는 조인트에 구비한 것을 특징으로 한다.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 드라이브샤프트는 윤활유가 충진된 내부공간을 외부와 차단하고, 전달된 회전력이 등속으로 출력될 때 교차각에 의한 조인트 절각변화 시 반경방향의 압축변형으로 형성되는 마찰면의 접촉면 크기가 표면 편평도 변화로 축소되는 주름관을 갖춘 부트가 적용된 등속조인트를 차동장치의 회전력을 전달받도록 차동조인트와 연결되는 조인트에 구비되고, 상기 차동장치의 회전력이 휠로 전달되도록 휠조인트와 연결되는 조인트에 구비한 것을 특징으로 한다.

이러한 본 발명의 부트는 부트 면 간 마찰면적의 최소화로 마찰면에 의한 이음발생을 해소함으로써 주름관 형상의 부트이면서도 탄성 변형 장점과 함께 저소음 장점도 동시에 구현되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 등속조인트는 최소화된 마찰면적을 갖는 부트를 적용함으로써 차량의 범프/리바운드(bump/rebound)에 비해 부트의 면접촉을 심화시키는 풀 턴 조향 시에도 소음발생이 크게 저감되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 드라이브샤프트는 소음을 크게 저감한 등속조인트를 적용함으로써 차량의 범프/리바운드(bump/rebound)에 비해 부트의 면접촉을 심화시키는 풀 턴 조향 시에도 부트의 마찰면에 의한 소음이 가져오던 필드 클레임(field claim)이 해소되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 드라이브샤프트는 부트의 개선만으로 필드 클레임(field claim)의 원인이던 부트 이음을 저감함으로써 이음 개선을 위해 신규 재질 개발 적용에 따른 비용절감 및 개발기간단축도 가능한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 부트이음 저감타입 등속조인트의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 돌기의 적용으로 부트가 단방향 돌기타입이나 양방향 돌기타입으로 구성된 예이고, 도 3은 본 발명에 따른 부트가 단방향 반구 돌기 타입으로 변형된 예이며, 도 4는 본 발명에 따른 등속조인트의 조인트 절각변화에 의한 부트 변형 상태이고, 도 5는 본 발명에 따른 부트의 부트 면 편평도 변형을 위한 돌기의 구성도이며, 도 6은 본 발명에 따른 부트의 돌기가 선 접촉되도록 양방향 교차 돌기타입으로 변형된 예이고, 도 7은 본 발명에 따른 부트이음 저감타입 등속조인트가 적용된 드라이브샤프트의 구성도이고, 도 8,9,10은 본 발명에 따른 드라이브샤프트의 등속조인트의 조인트 절각변화 시 돌기의 작용에 의한 부트의 마찰면 형상의 예이다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

도 1은 본 실시예에 따른 부트이음 저감타입 등속조인트의 구성을 나타낸다.

도시된 바와 같이, 등속조인트(1)는 구동축(A)과 종동축(B)을 연결하고, 주름관(11)의 양단이 제1,2 밴드(15-1,15-2)를 매개로 구동축(A)과 종동축(B)에 각각 고정된 부트(10)를 포함한다.

구체적으로, 상기 등속조인트(1)는 베어링 어셈블리(3)를 내재함으로써 구동축(A)과 종동축(B)의 교차각에 상관없이 구동축(A)의 회전력을 등속으로 원활하게 종동축(B)으로 전달하는 작용한다. 또한, 상기 등속조인트(1)는 부트(10)로 봉인된 윤활유(5)를 내장함으로써 베어링 어셈블리(3)의 각 구성요소에 대한 윤활작용도 이루어진다. 여기서, 상기 베어링 어셈블리(3)는 도시되지 않았으나 내/외륜과 볼(ball) 및 볼 케이지 등을 구성요소로 하고, 상기 윤활유(5)는 그리스(Grease)를 적용함으로써 상기 등속조인트(1)는 일반적인 등속조인트와 동일하다.

구체적으로, 상기 부트(10)는 먼지나 흙탕물 등의 이물질이 등속조인트(1)의 내부로 침투하지 못하도록 함과 더불어 그리스(Grease)와 같은 윤활유(5)를 봉입하는 기본 기능과 함께 주름관(11)의 제1,2,3,4 주름 부트(11-1,11-2,11-3,11-4)의 각 면에 돌기를 더 형성함으로써 부트 면 표면의 편평도 변화로 부트 면 간 마찰면적이 최소화된다.

일례로, 상기 돌기는 제1,2 주름 부트(11-1,11-2)의 각 면에 형성된 일자돌기(13a)와 같이 구성되거나 또는 제3,4 주름 부트(11-3,11-4)의 각 면에 형성된 십자돌기(13b)와 같이 구성될 수 있다. 특히, 상기 일자돌기(13a)의 돌출높이 또는 상기 십자돌기(13b)의 돌출높이는 주름관(11)의 두께에 비해 상대적으로 작게 형성된다. 일례로, 상기 돌출높이는 상기 두께의 1/2범위로 형성됨으로써 마찰시 돌기에 의한 상대면의 마모에 따른 손상이나 훼손을 방지한다. 여기서, 주름관(11)이 제1,2,3,4 주름 부트(11-1,11-2,11-3,11-4)로 구성됨을 예시하였으나, 상기 제1,2,3,4 주름 부트(11-1,11-2,11-3,11-4)의 수량은 설명의 용이성을 위한 예시일 뿐 주름관(11)의 형상을 특정하지 않는다, 그러므로, 주름관(11)은 5개 이상의 주름 부트를 형성할 수 있다.

한편, 도 2 및 도 3은 돌기의 다양한 부트 적용 예를 나타낸다.

도 2를 참조하면, 부트(10)는 주름관(11)의 서로 이웃한 제1,2 주름 부트(11-1,11-2)의 한쪽면으로 일자돌기(13a) 또는 십자돌기(13b)를 형성함으로써 단방향 돌기 타입(A)으로 구성될 수 있다. 또한, 부트(10)는 주름관(11)의 서로 이웃한 제1,2 주름 부트(11-1,11-2)의 양쪽면으로 일자돌기(13a) 또는 십자돌기(13b)를 각각 형성함으로써 양방향 돌기 타입(B)으로 구성될 수 있다. 그러므로 양방향 돌기 타입(B)의 부트(10)는 단방향 돌기 타입(A)의 부트(10)에 비해 소음저감 효율이 보다 효과적임이 실험적으로 증명되었다.

도 3을 참조하면, 부트(10)는 주름관(11)의 서로 이웃한 제1,2 주름 부트(11-1,11-2)의 한쪽면으로 돌출된 반구형의 볼록돌기(13c)를 형성함으로써 단방향 반구 돌기 타입(C)으로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 볼록돌기(13c)의 크기 및 형상은 접촉면을 점접촉으로 유지할 수 있는 한도 내로 제한될 수 있다. 그러므로 단방향 반구 돌기 타입(C)의 부트(10)는 볼록돌기(13c)의 반구형상을 좁쌀처럼 극히 작게 형성해 점접촉을 형성시켜 줌으로써 단방향 돌기 타입(A)이나 양방향 돌기 타입(B)의 부트(10)와 같이 소음저감 효율이 효과적임이 실험적으로 증명되었다.

한편, 도 4는 부트(10)가 등속조인트(1)의 조인트 절각변화에 의해 변형된 상태를 예시한다.

도시된 바와 같이, 등속조인트(1)의 조인트 절각변화 시 부트(10)는 주름관(11)을 이루는 제1,2,3,4 주름 부트(11-1,11-2,11-3,11-4)의 작용으로 원주방향과 반경방향으로 변형이 일어난 후 탄성력으로 다시 복귀된다. 이러한 압축 변형 시 제1,2,3,4 주름 부트(11-1,11-2,11-3,11-4)는 약 90도 이상의 면접촉 상황에서 접촉/이격이 단순 반복되는 원주방향 변형과 달리 반경방향으로는 부트 비빔을 반복한다. 그 결과, 반경방향의 부트 비빔은 제1,2,3,4 주름 부트(11-1,11-2,11-3,11-4)의 1mm내외의 슬립(slip)을 가져옴으로써 마찰음이 형성될 수밖에 없다.

하지만, 상기 제1,2,3,4 주름 부트(11-1,11-2,11-3,11-4)의 각면에 형성된 일자돌기(13a) 또는 십자돌기(13b) 또는 볼록돌기(13c)는 부트 면끼리의 접촉면적을 면접촉 대신 점접촉으로 형성해줌으로써 부트 이음과 같은 소음 발생이 크게 줄어든다.

한편, 도 5는 도 4와 같은 반경방향의 부트 비빔 상항에서 제1,2,3,4 주름 부트(11-1,11-2,11-3,11-4)의 접촉면적을 최소화하기 위한 일자돌기(13a) 또는 십자돌기(13b) 또는 볼록돌기(13c)의 다양한 레이아웃의 예를 나타낸다.

도시된 바와 같이, S-1의 레이아웃은 일자돌기(13a)가 일정한 각도 a로 등간격을 갖는 경우로서, 일자돌기(13a)의 수량이 8개나 16개로 형성될 경우 서로 간격을 동일하게 하여 원형으로 배열된다. 반면, S-1a의 레이아웃은 일자돌기(13a)가 다양한 각도 b,c,d로 불균일한 간격을 갖는 경우로서, 일자돌기(13a)의 수량이 8개나 16개로 형성될 경우 각도 c보다 작으면서 서로대해서 각도 차이를 갖는 각도 b와 c로 배열된 일자돌기(13a)는 서로에 대한 간격을 달리 하여 원형으로 배열된다.

반면, S-2의 레이아웃은 십자돌기(13b)가 일자돌기(13a)와 같이 등간격을 갖는 경우로서, 십자돌기(13b)의 수량이 8개나 16개로 형성될 경우 서로 간격을 동일하게 하여 원형으로 배열된다. 반면, S-2a의 레이아웃은 십자돌기(13b)가 등간격을 가지면서 동시에 일자돌기(13a)와 함께 혼합되는 경우로서, 십자돌기(13b)의 수량이 8개나 16개로 형성될 경우 등간격을 갖는 2개의 십자돌기(13b)와 이에 간격을 둔 1개의 일자돌기(13a)가 서로 반복되면서 원형으로 배열된다.

상기와 같이 상기 일자돌기(13a) 또는 상기 십자돌기(13b)또는 볼록돌기(13c)의 다양한 레이아웃이 제1,2,3,4 주름 부트(11-1,11-2,11-3,11-4)에 적용되고, 이를 이용해 주름관(11)이 형성됨으로써 부트(10)는 도 4의 반경방향의 부트 비빔 상항에서 제1,2,3,4 주름 부트(11-1,11-2,11-3,11-4)의 접촉면적이 일자돌기(13a) 또는 십자돌기(13b) 또는 볼록돌기(13c)로 최소화될 수 있다. 그러므로 상기 일자돌기(13a)나 상기 십자돌기(13b) 또는 상기 볼록돌기(13c)는 각각 점 접촉으로 접촉면을 극히 좁은 영역으로 제한할 수 있는 장점이 있다.

그 결과, 등속조인트(1)는 반경방향의 부트 비빔 상항에서도 부트(10)에 의한 이음발생이 크게 줄어들 수 있다.

한편, 도 6은 점접촉을 위한 또 다른 돌기의 부트 적용 예를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 부트(10)에는 양방향 돌기가 양방향 교차 돌기타입(D)으로 형성되고, 상기 양방향 교차 돌기타입(D)은 반경방향돌기(13d)와 회전방향돌기(13e)를 적용한다.

일례로, 상기 반경방향돌기(13d)는 부트(10)의 서로 마주보는 한 쌍의 부트면중 아래쪽 부트면에서 부트 반경방향으로 직선형상을 이루고, 상기 회전방향돌기(13e)는 한 쌍의 부트면중 위쪽 부트면에서 부트 회전방향(또는 원주방향)으로 원 형상을 이룬다. 특히, 상기 반경방향돌기(13d)와 상기 회전방향돌기(13e)의 각각은 서로 교차 접촉 시 점접촉되는 형상으로 이루어진다. 또한, 상기 반경방향돌기(13d)는 약 45도 각도의 등간격으로 8개의 직선이 한 쌍으로 형성되고, 상기 회전방향돌기(13e)는 부트 둘레를 따라 등간격으로 3개의 원이 한 쌍으로 형성됨이 바람직하다. 하지만, 상기 반경방향돌기(13d)와 상기 회전방향돌기(13e)의 개수는 필요시 적절하게 조절될 수 있다. 이로 인해, 상기 반경방향돌기(13d)와 상기 회전방향돌기(13e)는 돌기부분의 접촉 길이를 극단적으로 줄일 수 있으며 동시에 돌기 개수를 통하여 면압 또한 극단 적으로 줄이는 장점을 갖는다.

그 결과, 상기 양방향 교차 돌기타입(D)은 반경방향돌기(13d)와 회전방향돌기(13e)가 서로 교차되어 접촉됨으로써 부트(10)는 도 4의 반경방향의 부트 비빔 상항에서 제1,2,3,4 주름 부트(11-1,11-2,11-3,11-4)의 접촉면적이 점접촉으로 가장 최소화될 수 있다. 그러므로 양방향 교차 돌기타입(D)이 적용된 등속조인트(1)는 반경방향의 부트 비빔 상항에서 단방향 돌기 타입(A)이나 양방향 돌기 타입(B)이나 단방향 반구 돌기 타입(C)이 적용된 등속조인트(1) 대비 부트(10)에 의한 이음발생이 더욱 효과적으로 줄어들 수 있다.

한편, 도 7은 본 실시예의 드라이브샤프트가 일자돌기(13a)를 이용한 단방향 돌기 타입 부트(10)와 함께 구성된 등속조인트(1)로 구성된 예를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 드라이브샤프트는 차동장치(300)의 동력을 도시되지 않은 휠로 전달함으로써 좌측 휠로 연결된 좌측 드라이브샤프트(100-1)와 우측 휠로 연결된 우측 드라이브샤프트(100-2)로 구분된다. 그러므로 상기 좌,우측 드라이브샤프트(100-1,100-2)에 도 1 내지 도 6에서 기술된 동일한 구성요소로 이루어진 등속조인트(1)가 총 4개 적용된다.

일례로, 좌측 드라이브샤프트(100-1)는 좌측 휠 등속조인트(1-1)를 매개로 제1 좌측 조인트(100-1A)가 좌측 휠 조인트(200-1)와 연결되고 더불어 좌측 차동 등속조인트(1-3)를 매개로 제2 좌측 조인트(100-1B)가 차동장치(300)의 좌측 차동 조인트(300-1)와 연결된다. 그러므로, 차동장치(300)의 회전력은 좌측 차동 등속조인트(1-3)를 매개로 차동장치(300)에서 좌측 드라이브샤프트(100-1)로 전달되고, 좌측 드라이브샤프트(100-1)의 회전력은 좌측 휠 등속조인트(1-1)를 매개로 좌측 드라이브샤프트(100-1)에서 좌측 휠 조인트(200-1)를 거쳐 좌측 휠로 전달된다.

일례로, 우측 드라이브샤프트(100-2)는 우측 휠 등속조인트(1-2)를 매개로 제1 우측 조인트(100-2A)가 우측 휠 조인트(200-2)와 연결되고 더불어 우측 차동 등속조인트(1-4)를 매개로 제2 우측 조인트(100-2B)가 차동장치(300)의 우측 차동 조인트(300-2)와 연결된다. 그러므로 차동장치(300)의 회전력은 우측 차동 등속조인트(1-4)를 매개로 차동장치(300)에서 우측 드라이브샤프트(100-2)로 전달되고, 우측 드라이브샤프트(100-2)의 회전력은 우측 휠 등속조인트(1-2)를 매개로 우측 드라이브샤프트(100-2)에서 우측 휠 조인트(200-2)를 거쳐 우측 휠로 전달된다.

한편, 도 8은 차량의 범프/리바운드와 달리 상대적으로 큰 조향 시 우측 휠 조인트(200-2)와 우측 드라이브샤프트(100-2)를 연결한 우측 휠 등속조인트(1-2)의 조인트 절각변화가 일으키는 부트(10)의 압축 변형의 예를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 차량 선회에 따른 부트(10)의 반경방향변형은 제1,2,3,4 주름 부트(11-1,11-2,11-3,11-4)의 각 면을 서로 밀착시켜줌으로써 부트 비빔으로 발전될 수밖에 없다.

하지만, 상기 제1,2,3,4 주름 부트(11-1,11-2,11-3,11-4)의 각 면에 형성된 일자돌기(13a)는 부트 면끼리의 접촉면적을 마찰면(K)과 비 마찰면(K-1)로 구분하고, 특히 마찰면(K)에서도 면접촉 대신 그 변형 정도에 따라 점접촉을 형성해줌으로써 면접촉 시 발생될 수밖에 없던 부트 이음이 크게 줄어들거나 거의 발생되지 않게 된다.

특히, 상기 일자돌기(13a)가 갖는 점접촉에 의한 효과는 부트(10)의 표면 윤활성분이 제설제 등에 의해 제거된 상태에서 수분이 묻어 있고, 이러한 부트(10)의 조건에서 차량의 풀 턴 조향과 서행 운전으로 우측 휠 등속조인트(1-2)의 조인트 절각변화가 크더라도 부트 이음이 크게 줄어들거나 거의 발생되지 않음을 실험적으로 확인하였다.

한편, 도 9는 볼록돌기(13c)가 적용된 상태에서 도 8과 같은 조건 시 조인트 절각변화가 일으키는 부트(10)의 압축 변형의 예를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 차량 선회로 부트(10)의 부트 비빔 발전 시 볼록돌기(13c)가 부트면에 접촉되면, 상기 볼록돌기(13c)의 뾰족한 끝부위가 부트면에 점접촉됨으로써 접촉 면적이 볼록돌기(13c)의 끝단으로 제한된다. 그 결과, 도 8의 경우와 같이 부트 이음이 크게 줄어들거나 발생되지 않게 된다.

그러므로 차동장치(300)의 동력을 휠로 전달하는 드라이브샤프트(100-1,100-2)는 부트 이음이 거의 없는 부트(10)가 적용된 등속조인트(1)의 성능 개선효과로 차량의 범프/리바운드(bump/rebound)에 비해 부트의 면 접촉을 심화시키는 풀 턴 조향 시에도 부트 이음이 가져오던 필드 클레임(field claim)을 발생시키지 않게 된다.

한편, 도 10은 반경방향돌기(13d)와 회전방향돌기(13e)가 함께 적용된 상태에서 도 8과 같은 조건 시 조인트 절각변화가 일으키는 부트(10)의 압축 변형의 예를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 차량 선회로 부트(10)의 부트 비빔 발전 시 반경방향돌기(13d)와 회전방향돌기(13e)의 접촉면적은 점접촉으로 최대한 좁게 이루어진다. 그 결과, 도 8 및 도 9의 경우에 비해 부트 이음이 가장 최소화되거나 발생되지 않게 된다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 등속조인트는 윤활유(5)가 충진된 내부공간을 외부와 차단함과 더불어 두 축의 교차각에 의한 조인트 절각변화 시 반경방향의 압축변형에 따른 마찰면의 접촉면 크기를 일자돌기(13a) 또는 십자돌기(13b)또는 볼록돌기(13c)로 축소시키거나 또는 마찰면의 접촉면 크기를 반경방향돌기(13d)와 회전방향돌기(13e)로 점접촉으로 만들어 주는 주름관(11)이 형성된 부트(10)를 갖추고, 차동장치(300)의 회전력을 전달받아 휠로 전달하는 드라이브 샤프트(100-1,100-2)에 적용됨으로써 차량의 범프/리바운드(bump/rebound)에 비해 부트의 면접촉을 심화시키는 풀 턴 조향 시에도 부트(10)의 부트 이음 방지로 제기되던 필드 클레임(field claim)이 해소될 수 있다.

1 : 등속조인트 1-1,1-2 : 좌,우측 휠 등속조인트
1-3,1-4 : 좌,우측 차동 등속조인트
3 : 베어링 어셈블리 5 : 윤활유
10 : 부트
11 : 주름관 11-1,11-2,11-3,11-4 : 제1,2,3,4 주름 부트
13a : 일자돌기 13b : 십자돌기
13c : 볼록돌기 13d : 반경방향돌기
13e : 회전방향돌기
15-1,15-2 : 제1,2 밴드
100-1,100-2 : 좌,우측 드라이브샤프트
100-1A,100-1B : 제1,2 좌측 조인트
100-2A,100-2B : 제1,2 우측 조인트
200-1,200-2 : 좌,우측 휠 조인트
300 : 차동장치 300-1,300-2 : 좌,우측 차동 조인트

Claims

윤활유가 충진된 내부공간을 외부와 차단하고, 전달된 회전력이 등속으로 출력될 때 교차각에 의한 조인트 절각변화 시 반경방향의 압축변형으로 형성되는 마찰면의 접촉면 크기가 표면 편평도 변화로 축소되는 주름관을 갖춘 부트;가 포함되고,
상기 표면 편평도 변화를 가져오도록 상기 주름관의 인접된 대향 면을 이루는 양쪽 면 각각으로 또는 어느 한쪽 면으로 일자돌기와 십자돌기가 함께 돌출되고, 상기 일자돌기와 상기 십자돌기의 배열은 1개의 상기 일자돌기가 등간격의 2개를 쌍으로 한 상기 십자돌기에 간격을 둔 상태에서 상기 대향 면에 원형을 이루도록 서로 반복되는
것을 특징으로 하는 부트이음 저감타입 등속조인트.
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청구항 1에 있어서, 상기 일자돌기와 상기 십자돌기의 각각은 상기 주름관의 두께보다 작게 돌출된 돌출높이를 형성하는 것을 특징으로 하는 부트이음 저감타입 등속조인트.
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청구항 1 또는 청구항 5에 의한 부트이음 저감타입 등속조인트가 차동장치의 회전력이 휠로 전달되도록 휠조인트와 연결되는 조인트에 구비된 것을 특징으로 하는 드라이브 샤프트.
청구항 1 또는 청구항 5에 의한 부트이음 저감타입 등속조인트가 차동장치의 회전력을 전달받도록 차동조인트와 연결되는 조인트에 구비되고, 상기 차동장치의 회전력이 휠로 전달되도록 휠조인트와 연결되는 조인트에 구비된 것을 특징으로 하는 드라이브 샤프트.