KR101942544B1 - 차량용 트라이포드타입 등속조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 트라이포드타입 등속조인트에 관한 것으로, 부트(25)의 볼록돌기부(27)에 형성된 격막부재(28)를 이용해서 트라이포드 하우징(21)과 부트(25)사이의 틈새(C1)를 밀폐시킬 수 있게 됨으로써 틈새(C1)를 통한 그리스의 누유를 최대한 방지할 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 트라이포드타입 등속조인트{TRIPOD TYPE CONSTANT VELOCITY JOINT FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 트라이포드타입 등속조인트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 트라이포드 하우징과 부트사이의 틈새를 통해서 그리스가 외부로 누유되는 것을 방지할 수 있는 차량용 트라이포드타입 등속조인트에 관한 기술이다.

일반적으로, 차량에서 사용되는 조인트는 회전축의 각도가 서로 다른 회전축에 회전동력(토크)을 전달하기 위한 것으로서, 동력전달 각도가 작은 추진축의 경우에는 후크 조인트, 플렉시블 조인트 등이 사용되고, 동력전달 각도가 큰 전륜 구동차의 구동축의 경우에는 등속조인트가 사용된다.

상기 등속조인트는 구동축과 피동축의 교차각이 큰 경우에도 등속으로 원활하게 동력을 전달할 수 있기 때문에 독립 현가방식의 전륜 구동차의 액슬축에 주로 사용되는 바, 변속기와 결합되는 인보드측은 트라이포드타입 조인트로 이루어지고, 휠과 결합되는 아웃보드측은 볼타입 조인트로 이루어지며, 트라이포드타입 조인트와 볼타입 조인트는 샤프트를 매개로 동력전달이 가능하게 연결된다.

상기 트라이포드타입 조인트는 변속기측과 연결되는 트라이포드 하우징, 상기 트라이포드 하우징내에 구비되고 샤프트가 중심부에 결합되며 세 개의 트러니언이 반경 방향으로 돌출 형성된 스파이더, 상기 트러니언의 외주면에 결합된 니들베어링, 상기 니들베어링의 외주면에 결합되고 트라이포드 하우징의 그루브에 접촉하도록 설치된 링 형상의 롤러, 커버부재인 부트, 상기 부트의 양단을 샤프트 및 트라이포드 하우징에 각각 체결해서 결합하는 한 쌍의 체결밴드를 포함한다.

상기 부트는 트라이포드 하우징을 커버링하는 역할 뿐만 아니라 내부에 채워진 그리스(grease)의 누유를 방지하는 역할도 함께 수행하는 바, 그리스의 누유를 방지하기 위해서는 부트와 트라이포드 하우징사이에 틈새가 발생하지 않아야 한다.

하지만, 샤프트의 회전에 의해 발생하는 원심력이 부트에 지속적으로 작용함에 따라 시간이 지날수록 트라이포드 하우징의 단부와 부트사이에는 틈새가 발생하게 되고, 상기의 틈새를 통해 그리스가 외부로 누유되는 단점이 있다.

또한, 트라이포드 하우징과 부트의 결합시 부트를 올바르게 체결하지 못하게 되면 트라이포드 하우징과 부트사이에 틈새가 발생하게 되며, 이의 틈새를 통해서 그리스가 외부로 누유되는 단점도 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국등록특허공보 10-0686434호

본 발명은, 트라이포드 하우징과 부트사이의 틈새를 통해서 그리스가 외부로 누유되는 것을 최대한 방지하고, 이를 통해 내구성 향상 및 동력전달 효율의 증대를 도모할 수 있는 차량용 트라이포드타입 등속조인트를 제공함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 트라이포드 하우징과 부트의 잘못된 결합으로 인해 발생할 수 있는 트라이포드 하우징과 부트사이의 틈새발생을 근본적으로 예방할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 트라이포드타입 등속조인트는, 내주면에는 그루브가 형성되고 외주면에는 오목홈이 형성된 트라이포드 하우징; 상기 트라이포트 하우징과 샤프트에 양단이 고정되도록 결합된 부트; 및 상기 트라이포트 하우징과 부트의 결합시 부트속에 위치한 트라이포트 하우징의 일면에 밀착되는 것으로 트라이포트 하우징과 부트사이의 틈새를 밀폐시키는 격막부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 부트의 일단에는 트라이포트 하우징과 부트의 결합시 오목홈속으로 삽입되는 볼록돌기부가 일체로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 격막부재는 부트의 일단에 볼록돌기부가 형성될 때에 볼록돌기부를 포함한 부트의 내주면을 따라 일체로 함께 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 격막부재의 단부에는 소정각도로 절곡된 격막돌기가 일체로 형성되고; 상기 격막돌기는 트라이포트 하우징의 일면과 격막부재가 밀착될 때 트라이포트 하우징의 내주면에 밀착되도록 끼워지는 것을 특징으로 한다.

상기 부트와 볼록돌기부 및 격막부재는 모두 플라스틱 재질로 형성되되 부트는 볼록돌기부 및 격막부재보다 경질의 재질로 형성되고; 상기 볼록돌기부와 격막부재는 부트보다 연질의 재질로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 트라이포트 하우징과 부트의 조립시 조립위치가 결정할 수 있도록 부트의 내주면에는 내측으로 돌출된 위치결정돌기가 형성되고 트라이포트 하우징의 외주면에는 위치결정돌기가 삽입되는 위치결정홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 볼록돌기부를 포함한 부트의 일단의 내주면에는 링모양으로 형성된 다수개의 부트돌기가 일체로 형성되고; 상기 부트돌기는 트라이포트 하우징과 부트의 결합시 트라이포트 하우징의 외주면과 원주방향을 따라 선접촉을 이루는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 트라이포드타입 등속조인트는, 부트의 볼록돌기부에 형성된 격막부재를 이용해서 트라이포드 하우징과 부트사이의 틈새를 밀폐시킬 수 있게 되고, 이를 통해 틈새를 통한 그리스의 누유를 최대한 방지할 수 있게 됨으로써 내구성 향상 및 동력전달 효율의 증대를 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 트라이포드 하우징과 부트에 형성된 위치결정홈 및 위치결정돌기를 이용해서 트라이포드 하우징과 부트의 올바른 조립을 유도할 수 있게 되는 바, 이를 통해 트라이포드 하우징과 부트사이에 틈새발생을 최대한 예방할 수 있게 됨으로써 그리스의 외부누유를 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 트라이포드 하우징과 부트의 조립시 부트에 형성된 부트돌기가 트라이포드 하우징의 외주면에 원주방향을 따라 선접촉을 이루는 구조로, 이를 통해 트라이포트 하우징과 부트의 기밀성능을 한층 더 강화시킬 수 있게 됨으로써 그리스의 외부누유를 방지효과를 한층 더 강화시킬 수 있는 효과가 있다.

도 1은 차량용 등속조인트를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 트라이포드타입 등속조인트를 설명하기 위한 도면으로 도 1의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도,
도 3과 도 4는 본 발명에 따른 트라이포드 하우징 및 부트를 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 2의 A부의 확대도,
도 6은 본 발명에 따른 위치결정돌기와 위치결정홈을 설명하기 위한 도면이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 트라이포드타입 등속조인트에 대해 살펴보기로 한다.

차량의 등속조인트는 도 1에 도시된 바와 같이 변속기(1)와 결합되는 인보드측의 트라이포드타입 등속조인트(2), 휠(3)과 결합되는 아웃보드측의 볼타입 등속조인트(4), 및 트라이포드타입 등속조인트(2)와 볼타입 등속조인트(4)를 동력전달이 가능하도록 연결하는 샤프트(5)를 포함한다.

본 발명에 따른 트라이포드타입 등속조인트(2)는 도 1 내지 도 6에 도시된 바와 같이 변속기(1)측과 연결되는 트라이포드 하우징(21), 상기 트라이포드 하우징(21)내에 구비되고 샤프트(5)가 중심부에 결합되며 세 개의 트러니언(22a)이 반경 방향으로 돌출 형성된 스파이더(22), 상기 트러니언(22a)의 외주면에 결합된 니들베어링(23), 상기 니들베어링(23)의 외주면에 결합되고 트라이포드 하우징(21)의 그루브(21a)에 접촉하도록 설치된 링 형상의 롤러(24), 커버부재인 부트(25), 상기 부트(25)의 양단을 샤프트(5) 및 트라이포드 하우징(21)에 각각 체결해서 결합하는 한 쌍의 체결밴드(26)를 포함한다.

트라이포드 하우징(21)의 내주면에는 트라이포드 하우징(21)의 길이방향을 따라 연장된 3개의 그루브(21a)가 형성되는 바, 상기 3개의 그루브(21a)는 원주방향을 따라 120도 간격으로 배치되게 형성되고, 상기 그루브(21a)마다 롤러(24)가 접촉하도록 설치된다.

또한, 트라이포드 하우징(21)의 외주면에는 트라이포드 하우징(21)의 길이방향을 따라 연장된 3개의 오목홈(21b)이 형성되는 바, 상기 3개의 오목홈(21b)은 그루브(21a)사이에 배치되도록 120도 간격으로 형성된다.

트라이포드 하우징(21)은 중량이 많이 나가는 스틸재질로서 외주면에 다수개의 오목홈(21b)을 형성함에 따라 중량 및 원가를 절감할 수 있는 장점이 있다.

부트(25)의 일단의 내주면에는 내측으로 돌출된 볼록돌기부(27)가 일체로 형성되는데, 상기 볼록돌기부(27)는 트라이포트 하우징(21)과 부트(25)의 결합시 오목홈(21b)속으로 삽입됨에 따라 트라이포드 하우징(21)을 보강하는 역할을 한다.

트라이포드 하우징(21)의 내부에는 윤활역할을 하는 그리스가 채워지고, 부트(25)는 트라이포드 하우징(21)을 커버링하는 역할 뿐만 아니라 내부에 채워진 그리스의 누유를 방지하는 역할도 함께 수행한다.

내부에 채워진 그리스의 누유를 방지하기 위해서는 트라이포드 하우징(21)과 부트(25)사이에 틈새가 발생하지 않도록 하는 것이 바람직한 바, 이를 실현하기 위한 본 발명에 따른 실시예는 트라이포트 하우징(21)과 부트(25)사이의 틈새(C1, 도 5 참조)를 밀폐시키는 격막부재(28)를 포함한다.

상기 격막부재(28)는 부트(25)의 일단의 내주면에 볼록돌기부(27)가 형성될 때에 볼록돌기부(27)를 포함한 부트(25)의 내주면을 따라 일체로 함께 형성되는 것으로, 특히 트라이포트 하우징(21)과 부트(25)의 결합시 부트(25)속에 위치한 트라이포트 하우징(21)의 일면에 밀착됨에 따라 트라이포트 하우징(21)과 부트(25)사이의 틈새(C1)를 밀폐시키게 됨으로써 내부에 채워진 그리스가 틈새를 통해서 외부로 누유되는 현상을 근본적으로 차단하게 된다.

그리고, 상기 격막부재(28)의 단부에는 소정각도로 절곡된 격막돌기(28a)가 일체로 형성되는데, 상기 격막돌기(28a)는 트라이포트 하우징(21)의 일면과 격막부재(28)가 밀착될 때 트라이포트 하우징(21)의 내주면에 밀착되도록 끼워지게 됨으로써 격막부재(28)의 위치를 고정시키게 된다.

상기 부트(25)와 볼록돌기부(27) 및 격막부재(28)는 모두 플라스틱 재질(열가소성 폴리에스터 엘라스토머, TPEE, Thermoplastic ether-esterelastomer)로 형성되고, 그 중에서 부트(25)는 주름관 형상으로 반복된 수축 및 인장되는 동작시에 파손되는 것이 방지되어야 하는 바 이를 위해 부트(25)는 볼록돌기부(27) 및 격막부재(28)보다 경질의 재질로 형성되는 것이 바람직하고, 이에 반해 볼록돌기부(27)와 격막부재(28)는 오목홈(21b) 및 트라이포트 하우징(21)의 일면과과 강한 밀착이 요구되므로 부트(25)보다 연질의 재질로 형성된 것이 바람직하다.

블로우 성형을 이용해서 먼저 부트(25)를 성형하고, 성형된 부트(25)를 인서트 금형에 넣고 인서트 사출해서 부트(25)와 일체로 결합된 볼록돌기부(27)를 형성하고, 인서트 사출로서 볼록돌기부(27)를 성형할 때에 격막부재(28)도 함께 성형하게 된다.

또한, 트라이포드 하우징(21)과 부트(25)의 결합시 부트(25)를 올바르게 체결하지 못하게 되면 트라이포드 하우징(21)과 부트(25)사이에 틈새(C1)가 발생하게 되고 이의 틈새를 통해서 그리스가 외부로 누유되는 문제가 발생하게 된다.

따라서, 본 발명은 트라이포드 하우징(21)과 부트(25)사이에 틈새(C1)가 발생하지 않도록 트라이포드 하우징(21)과 부트(25)를 올바르게 조립하는 것이 바람직한 바, 이를 위해 트라이포드 하우징(21)과 부트(25)의 조립시 조립위치가 결정할 수 있도록 부트(25)의 내주면에는 내측으로 돌출된 위치결정돌기(25a)가 형성되고 트라이포트 하우징(21)의 외주면에는 위치결정돌기(25a)가 삽입되는 위치결정홈(21c)이 형성된다.

또한, 트라이포드 하우징(21)과 부트(25)사이의 틈새를 통해서 그리스가 누유되는 것을 방지하기 위한 추가적인 방안으로 볼록돌기부(27)를 포함한 부트(25)의 일단의 내주면에는 링모양으로 형성된 다수개의 부트돌기(29)가 일체로 형성되는 바, 상기 부트돌기(29)는 트라이포트 하우징(21)과 부트(25)의 결합시 트라이포트 하우징(21)의 외주면과 원주방향을 따라 선접촉을 이루게 됨으로써 트라이포트 하우징(21)과 부트(25)의 기밀성능을 한층 더 강화시킬 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 실시예는, 부트(25)의 볼록돌기부(27)에 형성된 격막부재(28)를 이용해서 트라이포드 하우징(21)과 부트(25)사이의 틈새(C1)를 밀폐시킬 수 있게 되고, 이를 통해 틈새(C1)를 통한 그리스의 누유를 최대한 방지할 수 있게 됨으로써 내구성 향상 및 동력전달 효율의 증대를 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 트라이포드 하우징(21)과 부트(25)에 형성된 위치결정홈(21c) 및 위치결정돌기(25a)를 이용해서 트라이포드 하우징(21)과 부트(25)의 올바른 조립을 유도할 수 있게 되는 바, 이를 통해 트라이포드 하우징(21)과 부트(25)사이에 틈새발생을 최대한 예방할 수 있게 됨으로써 그리스의 외부누유를 방지할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 트라이포드 하우징(21)과 부트(25)의 조립시 부트(25)에 형성된 부트돌기(29)가 트라이포드 하우징(21)의 외주면에 원주방향을 따라 선접촉을 이루는 구조로, 이를 통해 트라이포트 하우징(21)과 부트(25)의 기밀성능을 한층 더 강화시킬 수 있게 됨으로써 그리스의 외부누유를 방지효과를 한층 더 강화시킬 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

2 - 트라이포드타입 등속조인트 21 - 트라이포트 하우징
21a - 그루브 21b - 오목홈
21c - 위치결정홈 22 - 스파이더
23 - 나들베어링 24 - 롤러
25 - 부트 25a - 위치결정돌기
26 - 체결밴드 27 - 볼록돌기부
28 - 격막부재 28a - 격막돌기
29 - 부트돌기

Claims (7)

1. 내주면에는 그루브가 형성되고 외주면에는 오목홈이 형성된 트라이포드 하우징;
   상기 트라이포드 하우징과 샤프트에 양단이 고정되도록 결합된 부트; 및 상기 트라이포드 하우징과 부트의 결합시 부트속에 위치한 트라이포트 하우징의 일면에 밀착되는 것으로 트라이포트 하우징과 부트사이의 틈새를 밀폐시키는 격막부재를 포함하고;
   상기 격막부재의 단부에는 소정각도로 절곡된 격막돌기가 일체로 형성되고;
   상기 격막돌기는 트라이포트 하우징의 일면과 격막부재가 밀착될 때 트라이포트 하우징의 내주면에 밀착되도록 끼워지는 것을 특징으로 하는 차량용 트라이포드타입 등속조인트.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 부트의 일단에는 트라이포트 하우징과 부트의 결합시 오목홈속으로 삽입되는 볼록돌기부가 일체로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 트라이포드타입 등속조인트.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 격막부재는 부트의 일단에 볼록돌기부가 형성될 때에 볼록돌기부를 포함한 부트의 내주면을 따라 일체로 함께 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 트라이포드타입 등속조인트.
4. 삭제
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 부트와 볼록돌기부 및 격막부재는 모두 플라스틱 재질로 형성되되 부트는 볼록돌기부 및 격막부재보다 경질의 재질로 형성되고;
   상기 볼록돌기부와 격막부재는 부트보다 연질의 재질로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 트라이포드타입 등속조인트.
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 트라이포트 하우징과 부트의 조립시 조립위치가 결정할 수 있도록 부트의 내주면에는 내측으로 돌출된 위치결정돌기가 형성되고 트라이포트 하우징의 외주면에는 위치결정돌기가 삽입되는 위치결정홈이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 트라이포드타입 등속조인트.
7. 청구항 2에 있어서,
   상기 볼록돌기부를 포함한 부트의 일단의 내주면에는 링모양으로 형성된 다수개의 부트돌기가 일체로 형성되고;
   상기 부트돌기는 트라이포트 하우징과 부트의 결합시 트라이포트 하우징의 외주면과 원주방향을 따라 선접촉을 이루는 것을 특징으로 하는 차량용 트라이포드타입 등속조인트.

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