KR19990040298U - 트라이포드식 등속조인트 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 자동차의 구동차축에 설치되어 바퀴의 동력전달용으로 사용되는 트라이포드식 등속조인트에 관한 것으로, 종래구조는 원통로울러(27)의 일정각도(β)만큼의 방향제어가 이루어지는 과정에서 원통로울러(27)의 상,하단면이 트라이포드하우징(20)의 접촉그루브(22)의 좌측하단접촉점(A1)과 우측하단접촉점(A2), 우측상단접촉점(A3), 그리고 좌측상단접촉점(A4)의 4점 모두에 접촉되었기 때문에 원통로울러(27)와 트라이포드하우징(20)의 마찰저항이 크게 되는 문제가 있었던 바, 접촉그루브(22)에 대하여 원통로울러(27)가 2점 접촉하도록 접촉그루브(22)에 연장부(P'Q')를 형성하거나 원통로울러(27)에 절제부(C,D) 또는 돌출부(E,F)를 형성하는 것을 특징으로 하는 본 고안에 의하면 원통로울러(27)를 트라이포드하우징(20)의 접촉그루브(22)에 2점 접촉시키는 것에 의해 회전 마찰저항을 저감할 수 있게 되므로 등속조인트의 원활한 구동을 통하여 소음을 저감할 수 있게 됨은 물론 내구성을 향상시킬 수 있게 되고, 운전자의 승차감을 향상시킬 수 있게 되어 자동차의 상품성 향상에 크게 기여할 수 있게 된다.

Description

트라이포드식 등속조인트
본 고안은 자동차의 구동차축에 설치되어 바퀴의 동력전달용으로 사용되는 트라이포드식 등속조인트에 관한 것으로, 더 자세하게는 트라이포드하우징과 그에 접촉되는 원통로울러와의 사이의 마찰저항을 감소시킬 수 있도록 개선한 것에 관한 것이다.
일반적으로 자동차의 종감속장치에 연결된 구동차축에 설치되어 각 바퀴에 동력을 전달하게 되는 트라이포드식 등속조인트는 도 1 및 도 2와 같이 내측 둘레에 평행한 안내면 (P)(Q)을 갖는 접촉그루브(22)가 형성된 3개의 트랙홈(21)이 축방향의 등간격으로 형성된 트라이포드하우징(20)의 내부에 그의 각 트랙홈(21)에 삽입되는 3개의 트러니언(24)이 돌출된 스파이더(23)가 설치되고, 스파이더(23)의 각 트러니언(24)의 바깥 둘레에 니들로울러(25)와 구면로울러(26), 그리고 원통로울러(27)가 설치되며, 각 트러니언(24)의 외주 상부에 구면로울러(26)가 이탈되지 않도록 하는 스트라이커아우트(28)와 리테이너링(29)이 조립된 형태를 갖게 된다.
이러한 트라이포드 등속조인트에 있어서는 임의의 조인트각에서 등속조인트가 회전하게 되는 경우 트라이포드하우징(20)의 트랙홈(21)에 마련된 접촉그루브(22)에 결합된 원통로울러(27)가 접촉그루브(22)의 안내면(P)(Q)상에서 구름운동하게 되고, 그와 동시에 구면로울러(26)가 조심운동을 흡수하게 된다.
한편 원통로울러(27)는 구름운동시에 트라이포드하우징(20)의 접촉그루브(22)의 안내면(P)(Q)을 따라 움직이게 되며, 도 4와 같이 일정각도(β)만큼의 방향제어가 가능하게 된다.
그러나 도1에서 도 4까지의 종래구조에 있어서는 상기에서 원통로울러(27)의 일정각도(β)만큼의 방향제어가 이루어지는 과정에서 원통로울러(27)의 상,하단면이 트라이포드하우징(20)의 접촉그루브(22)의 좌측하단접촉점(A1)과 우측하단접촉점(A2), 우측상단접촉점(A3), 그리고 좌측상단접촉점(A4)의 4점 모두에 접촉되었기 때문에 원통로울러(27)와 트라이포드하우징(20)의 마찰저항이 크게 되는 문제가 있었다.
즉, 종래구조는 도 5와 같이 각 접촉점에서의 마찰저항을 F1, F2, F3, F4라 하고, 원통로울러(27)의 중심에서 접촉점까지의 거리를 각각 ℓ1,ℓ2,ℓ3,ℓ4라 하면 4점에서 접촉을 이루어지게 되므로 원통로울러(27)의 회전마찰모멘트(M4)가 M4=F1ℓ1+F2ℓ2+F3ℓ3+F4ℓ4가 되어 마찰저항이 최대로 되는 문제가 있었다.
본 고안은 상기와 같은 종래구조의 문제점을 감안하여 안출한 것이며, 그 목적은 원통로울러의 구름운동시에 원통로울러와 트라이포드하우징의 접촉그루브와의 사이에서 발생하는 마찰저항을 감소시켜 보다 원활하게 작동될 수 있도록 하는 트라이포드식 등속조인트를 제공함에 있다.
도 1은 종래구조의 요부 종단면도
도 2는 종래구조의 요부 횡단면도
도 3은 종래구조의 요부 사시도
도 4는 종래구조의 구면로울러 및 원통로울러의 작동상태도
도 5는 트라이포드하우징에 대한 원통로울러의 회전마찰력을 설명하기 위한 개략도
도 6은 본 고안의 제 1실시예의 요부 종단면도
도 7은 본 고안의 제 2실시예의 요부 종단면도
도 7a는 본 고안의 제 2실시예의 원통로울러의 종단면도
도 8은 본 고안의 제 3실시예의 원통로울러의 종단면도
도 8a는 본 고안의 제 3실시예의 원통로울러의 사시도
도 9a 및 도 9b는 본 고안의 제 4실시예의 종단면도
도 10은 본 고안의 제 4실시예의 장착상태도
* 도면중 주요 부분에 대한 부호 설명 *
20 : 트라이포드하우징 21 : 트랙홈
22 : 접촉그루브 23 : 트러니언
24 : 스파이더 25 : 니들로울러
26 : 구면로울러 27 : 원통로울러
28 : 스트라이커아우트 29 : 리테이너링
30a, 30b : 바퀴 P,Q : 접촉그루브 안내면
P',P",Q',Q" : 연장부 C,D : 절결부
E,F : 돌출부
본 고안은 상기의 목적을 달성하기 위하여 접촉그루브에 대하여 원통로울러가 2점 접촉하도록 접촉그루브에 연장부를 형성하거나 원통로울러에 절제부 또는 돌출부를 형성하는 것을 특징으로 하며, 이하 그 구체적인 기술내용을 첨부도면에 도시한 각 실시예를 통하여 더욱 자세히 설명하면 다음과 같다.
본 고안의 트라이포드식 등속조인트에 있어서도 내측 둘레에 평행한 안내면 (P)(Q)을 갖는 접촉그루브(22)가 형성된 3개의 트랙홈(21)이 3개의 트랙홈(21)이 축방향의 등간격으로 형성된 트라이포드하우징(20)의 내부에 그의 각 트랙홈(21)에 삽입되는 3개의 트러니언(24)이 돌출된 스파이더(23)가 설치되고, 스파이더(23)의 각 트러니언(24)의 바깥 둘레에 니들로울러(25)와 구면로울러(26), 그리고 원통로울러(27)가 설치되며, 각 트러니언(24)의 외주 상부에 구면로울러(26)가 이탈되지 않도록 하는 스트라이커아우트(28)와 리테이너링(29)이 조립된 형태를 갖는 것은 종래구조와 같다.
그러나 본 고안에 있어서는 접촉그루브(22)에 대하여 원통로울러(27)가 2점 접촉하게 된다.
즉, 제 6도에는 본 고안의 제 1실시예가 도시되어 있는 바, 이 제 1실시예는 접촉그루브(22)의 우측 하단부와 좌측 상단부에 각각 연장부(P')(Q')를 형성하여 원통로울러(27)의 좌측 상단 및 우측 하단이 접촉그루브(22)의 좌측상단접촉점(A4) 및 우측하단접촉점(A2)에 접촉하거나 원통로울러(27)의 우측 상단 및 좌측 하단이 접촉그루브(22)의 우측상단접촉점(A3) 및 좌측하단접촉점(A1)에 접촉하도록 한 것이다.
이 제 1실시예에 있어서 접촉그루브(22)의 우측 안내면(P)의 중심을 선분 0101이라 하고, 좌측 안내면(Q)의 중심을 선분 0202이라 하며, 원통로울러(27)의 중심을 선분 0000라 하면 우측 안내면(P) 및 좌측 안내면(Q)의 중심은 각각 원통로울러(27)의 중심으로부터 각각 δ1, δ2만큼 옵셋된다.
한편 도 7 및 도 7a에는 본 고안의 제 2실시예가 도시되어 있는 바, 이 제 2실시예는 접촉그루브(22)를 그대로 둔 상태에서 원통로울러(27)의 상단에 일정각도(α1)로 경사진 좌소우대의 절제부(C)를 형성하고 원통로울러(27)의 하단에 일정각도(α2)로 경사진 좌대우소의 절제부(D)를 형성하여 원통로울러(27)의 좌측 상단 및 우측 하단이 접촉그루브(22)의 좌측상단접촉점(A4) 및 우측하단접촉점(A2)에 접촉하거나 원통로울러(27)의 우측 상단 및 좌측 하단이 접촉그루브(22)의 우측상단접촉점(A3) 및 좌측하단접촉점(A1)에 접촉하도록 한 것이다.
도 8 및 도 8a에는 본 고안의 제 3실시예가 도시되어 있는 바, 이 제 3실시예는 제 2실시예와 마찬가지로 접촉그루브(22)를 그대로 둔 상태에서 원통로울러(27)의 상단에 좌대우소의 돌출부(E)를 형성하고 원통로울러(27)의 하단에 좌소우대의 돌출부(F)를 형성하여 원통로울러(27)의 좌측 상단 및 우측 하단이 접촉그루브(22)의 좌측상단접촉점(A4) 및 우측하단접촉점(A2)에 접촉하거나 원통로울러(27)의 우측 상단 및 좌측 하단이 접촉그루브(22)의 우측상단접촉점(A3) 및 좌측하단접촉점(A1)에 접촉하도록 한 것이다.
이 제 3실시예에 있어서 원통로울러(27)의 상면의 중심을 선분 0101이라 하고, 하면의 중심을 선분 0202이라 하며, 원통로울러(27)의 중심을 선분 0000라 하면 상면 및 하면의 중심은 각각 원통로울러(27)의 중심으로부터 각각 δ4, δ3만큼 옵셋된다.
도 9a 및 도 9b에는 본 고안의 제 4실시예가 도시되어 있다.
이 제 4실시예는 트라이포드 등속조인트의 회전방향 쪽에만 연장부를 형성한 것으로, 도 10과 같이 우측바퀴(30a)에 결합되는 등속조인트(1a)는 도 9a와 같이 트라이포드하우징(20)의 접촉그루브(22)의 우측 안내면(P)은 그대로 두고 좌측 안내면(Q)의 상부와 하부에 각각 연장부(Q")를 형성하여 원통로울러(27)의 우측 상단 및 하단이 접촉그루브(22)의 우측상단접촉점(A3) 및 우측하단접촉점(A2)에 접촉되도록 하고, 도 10과 같이 좌측바퀴(30b)에 결합되는 등속조인트(1b)는 도 9b와 같이 트라이포드하우징(20)의 접촉그루브(22)의 좌측 안내면(Q)은 그대로 두고 우측 안내면(P)의 상부와 하부에 각각 연장부(P")를 형성하여 원통로울러(27)의 좌측 상단 및 하단이 접촉그루브(22)의 좌측상단접촉점(A4) 및 좌측하단접촉점(A1)에 접촉되도록 한 것이다.
도면부호중 미설명부호 31은 엔진, 32는 변속기이다.
상기와 같이 구성된 본 고안에 있어서는 원통로울러(27)가 일정각도(β)만큼의 방향제어가 이루어지는 과정에서 원통로울러(27)의 상,하단면이 트라이포드하우징(20)의 접촉그루브(22)의 좌측하단접촉점(A1)과 우측하단접촉점(A2), 우측상단접촉점(A3), 그리고 좌측상단접촉점(A4)의 4점 중에 2점에만 접촉되어 원통로울러(27)와 트라이포드하우징(20)의 마찰저항을 저감할 수 있게 되는 것이다.
즉, 각 접촉점에서의 마찰저항을 F1, F2, F3, F4라 하고, 원통로울러(27)의 중심에서 접촉점까지의 거리를 각각 ℓ1,ℓ2,ℓ3,ℓ4라 하면 본 고안에 있어서는 상기 각 실시예와 같이 원통로울러(27)가 2점에서 접촉을 이루어지게 되므로 원통로울러(27)의 회전마찰모멘트(M2)가 M2=F1ℓ1+F3ℓ3, 또는 M2=F2ℓ2+F4ℓ4, 또는 M2=F2ℓ2+F3ℓ3, 또는 M2=F1ℓ1+F4ℓ4가 되어 종래의 회전마찰모멘트(M24)보다 훨씬 작게 되므로 마찰저항을 크게 저감시킬 수 있게 된다.
이상에서와 같이 본 고안은 원통로울러(27)를 트라이포드하우징(20)의 접촉그루브(22)에 2점 접촉시키는 것에 의해 회전 마찰저항을 저감할 수 있도록 한 것으로, 본 고안에 의하면 트라이포드 등속조인트의 원활한 구동을 통하여 소음을 저감할 수 있게 됨은 물론 내구성을 향상시킬 수 있게 되고, 운전자의 승차감을 향상시킬 수 있게 되어 자동차의 상품성 향상에 크게 기여할 수 있게 되는 등의 효과를 얻을 수 있게 된다.

Claims (4)

  1. 내측 둘레에 평행한 안내면 (P)(Q)을 갖는 접촉그루브(22)가 형성된 3개의 트랙홈(21)이 축방향의 등간격으로 형성된 트라이포드하우징(20)의 내부에 3개의 트러니언(24)이 돌출된 스파이더(23)가 설치되고, 각 트러니언(24)의 바깥 둘레에 니들로울러(25)와 구면로울러(26), 그리고 원통로울러(27)가 설치되는 것에 있어서, 접촉그루브(22)의 우측 하단부와 좌측 상단부에 각각 연장부(P')(Q')를 형성하여 원통로울러(27)의 우측 상단 및 좌측 하단이 접촉그루브(22)의 좌측상단접촉점(A4) 및 우측하단접촉점(A2)에 접촉하거나 원통로울러(27)의 우측 상단 및 좌측 하단이 접촉그루브(22)의 우측상단접촉점(A3) 및 좌측하단접촉점(A1)에 접촉하도록 한 것을 특징으로 하는 트라이포드식 등속조인트.
  2. 청구항 1에 있어서, 원통로울러(27)의 상단에 일정각도(α1)로 경사진 좌소우대의 절제부(C)를 형성하고 원통로울러(27)의 하단에 일정각도(α2)로 경사진 좌대우소의 절제부(D)를 형성하여 원통로울러(27)의 좌측 상단 및 우측 하단이 접촉그루브(22)의 좌측상단접촉점(A4) 및 우측하단접촉점(A2)에 접촉하거나 원통로울러(27)의 우측 상단 및 좌측 하단이 접촉그루브(22)의 우측상단접촉점(A3) 및 좌측하단접촉점(A1)에 접촉하도록 한 것을 특징으로 하는 트라이포드식 등속조인트.
  3. 청구항 1에 있어서, 원통로울러(27)의 상단에 좌대우소의 돌출부(E)를 형성하고 원통로울러(27)의 하단에 좌소우대의 돌출부(F)를 형성하여 원통로울러(27)의 좌측 상단 및 우측 하단이 접촉그루브(22)의 좌측상단접촉점(A4) 및 우측하단접촉점(A2)에 접촉하거나 원통로울러(27)의 우측 상단 및 좌측 하단이 접촉그루브(22)의 우측상단접촉점(A3) 및 좌측하단접촉점(A1)에 접촉하도록 한 것을 특징으로 하는 트라이포드식 등속조인트.
  4. 청구항 1에 있어서, 우측바퀴(30a)에 결합되는 것은 좌측 안내면(Q)의 상부와 하부에 각각 연장부(Q")를 형성하여 원통로울러(27)의 우측 상단 및 하단이 접촉그루브(22)의 우측상단접촉점(A3) 및 우측하단접촉점(A2)에 접촉되도록 하고, 좌측(30b)에 결합되는 것은 우측 안내면(P)의 상부와 하부에 각각 연장부(P")를 형성하여 원통로울러(27)의 좌측 상단 및 하단이 접촉그루브(22)의 좌측상단접촉점(A4) 및 좌측하단접촉점(A1)에 접촉되도록 한 것을 특징으로 하는 트라이포드식 등속조인트.
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