KR20030004391A

KR20030004391A - 드라이브 라인 조인트용 크로스 조립체 및 대응 드라이브라인 조인트

Info

Publication number: KR20030004391A
Application number: KR1020027014927A
Authority: KR
Inventors: 터반트죠프레; 로비노알렉상드레; 크레펜크리스토페
Original assignee: 지케이엔 오토모티브 게엠베하
Priority date: 2001-03-07
Filing date: 2002-01-30
Publication date: 2003-01-14
Also published as: WO2002070912A1; FR2821906A1; US20030078108A1; JP2004519629A; FR2821906B1; US6869365B2

Abstract

본 스파이더 조립체는 샤프트에 연결되도록 의도되고 여러 개의 암(3)이 돌출되는 허브를 포함하는 스파이더를 포함한다. 각 암은 원통형 런웨이 표면(12), 니들(4)의 링을 거쳐 상기 각 암 상에서 회전 및 미끄러지도록 장착된 롤러(5), 및 상기 니들의 링과 상기 롤러를 상기 암 상에 유지하는 분리된 탄성 링(8)을 포함한다. 상기 링은 상기 암 상에 스냅-끼워맞춤에 의해 축방향으로 고정되고, 장착 후의 상기 링 내의 분리부의 폭은 0이거나 상기 니들의 직경보다 훨씬 작다. 상기 링은 그 내면(16) 상에 상기 암의 자유 단부로 향해 플레어지고 상기 니들이 연장되는 공간을 경계짓는 니들-유지 표면(20), 및 상기 암의 자유 단부로 향해 플레어지는 롤러-유지 표면(22)을 둘 다 포함한다. 상기 플레어진 롤러-유지 표면은 대략 상기 플레어진 니들-유지 표면(20)에 연속되어 있다.

Description

드라이브 라인 조인트용 크로스 조립체 및 대응 드라이브 라인 조인트{CROSS ASSEMBLY FOR DRIVE LINE JOINT AND CORRESPONDING DRIVE LINE JOINT}

그러한 스파이더 조립체는 본 출원인 명의의 프랑스 특허 제FR-A-2 795 467호로부터 알려졌다.

상기 특허에 기술된 조립체는 한편으로 롤러와 니들이 장착되고 다른 한편으로는 피메일 부재가 장착된 스파이더가 개별적으로 공급되는 것이 필요할 때 각각의 롤러를 그 암 상에 유지하도록 의도된 것이며, 이러한 두 개의 부품은 차량 조립 라인 상에서 조립된다. 이 조립체는 롤러와 니들을 둘 다 원활하게 유지하게 하지만, 이 조립체 내의 유지 링은 단면이 복잡한 프로파일을 가지며, 이것은 그 제조에 경제적인 면에서 방해가 되고 공차 대역에 대한 기술적 방해가 된다.

본 발명은 유니버설 조인트용 스파이더 조립체에 관한 것으로서, 특히 청구범위 제1항의 전제부에 기재된 형태의 유니버설 조인트용 스파이더 조립체에 관한 것이다.

본 발명은 예로서 모터 차량 변속기에 사용되는 등속 삼각대(tripod) 조인트에 적용된다.

도 1은 본 발명에 따른 스파이더 조립체의 축을 통과하는 수직 단면(meridian cross section)을 도시하는 단면도이다.

도 2는 도 1의 스파이더 조립체의 위로부터 본 평면도이다.

도 3은 롤러를 다른 위치에 가진 상태에서 도 1에 III으로 표시된 부분의 상세 확대도이다.

도 3a는 도 3과 유사한 더욱 확대된 도면이다.

도 4 내지 도 6은 도 3과 유사하지만 본 발명에 따른 스파이더 조립체의 실시예의 세가지 다른 형태를 도시하는 도면이다.

본 발명의 목적은 비용이 낮고 동시에 특히 롤러 및 니들의 유지의 면에서 상기 특허에 기술된 기능적 이점과 동일한 기능적 이점을 대략 유지하는 상기 형태의 스파이더 조립체를 장착하기 위한 적절한 유지 링을 제안하는 것이다.

이러한 목적을 위해서, 본 발명의 주제는 청구항 제1항의 특징부의 특징을 포함하는 상기 형태의 스파이더 조립체이다.

본 발명에 따른 스파이더 조립체는 청구항 제2항 내지 제17항에 기술된 특징들 중의 하나 이상의 특징을 갖는데, 그 특징들을 개별적으로 가질 수도 있고 기술적으로 가능한 조합으로서 가질 수도 있다.

본 발명의 다른 주제는 전술한 스파이더 조립체와 롤러가 수용되는 트랙을 포함하는 피메일 부재를 포함하는 유니버설 조인트이다.

본 발명은 다음에 단지 예로서 주어지고 첨부된 도면을 참조한 설명을 읽음으로써 더욱 양호하게 이해될 것이다.

도 1은 삼각대 형태의 등속 유니버설 조인트의 스파이더 조립체를 도시한다. 이 스파이더 조립체는 수평인 X-X 축에 대해 환형이고 그로부터 120^o의 각도로 이격되어 배열된 Y-Y 축의 3개의 암(3)이 방사상으로 돌출되는 중심 몸체 또는 허브(2)와, 각각의 암(3) 상에 니들(4)의 링과, 구형 외면(6)과 원통형 보어(7)를 가진 롤러(5)와, 유지 링(8)으로 구성되는 스파이더(1)를 포함한다.

이 스파이더 조립체는 도 1에 간단히 도시된 피메일 부재(9)를 장착하도록 설계되었는데, 각 암(3)의 롤러(5)는 피메일 부재가 포함하는 트랙(9A)의 대응 쌍 내에 수용된다.

유지 링(8)은 그 자체로서 니들(4)을 축방향으로 원활하게 유지하고 또한 롤러(5)를 원활하게 유지한다.

다음의 설명에서 "바닥(bottom)", "꼭대기(top)", "하부(lower)" 및 "상부(upper)"는 X-X 축과 도 1, 도 3, 도 3A 및 도 4 내지 도 6의 방향에 관련되며, "하부"는 이 X-X 축에 가까운 위치를 나타낸다. 마찬가지로, 용어 "내부"와 "외부"는 Y-Y 축에 관련하여 사용되는데, "내부"는 이 Y-Y 축에 가까운 위치를 나타낸다.

각 암(3)은 그 자유 단부에 암(3)의 주요부를 단부 캡(11)으로부터 분리시키는 Y-Y 축의 원형 유지 홈(10)을 포함한다. 이 캡(11)은 상향으로 수렴하는 원추형 부재(11A)를 포함한다. 암의 주요부는 X-X 축을 향해 몸체(2)의 어깨부(14) 근처에서 종료되는 Y-Y 축의 원통형 런웨이(runway) 표면(12)을 포함한다. 이 어깨부는 β로 지칭되는 각도를 X-X 축과 함께 형성하도록 챔퍼링(chamfered) 된다. 표면(12)은 상부 단부에서 원형 홈(10)에 의해 경계지어 진다.

니들(4)은 런웨이 표면(12), 어깨부(14) 및 링(8)에 의해 형성된 공간 내에 수용된다. 니들(4)은 둘 다 런웨이 표면(12)을 따라서 또한 롤러의 보어(7)를 따라서 연장된다. 그 결과로서, 링(8)이 없으면, 롤러와 니들은 그들을 지지하는 암(3)의 외부로 향해 미끄러짐으로써 이탈할 수 있다.

링(8)은 스파이더 조립체가 조인트의 피메일 부재 내에 장착되기 전에 암 상에 롤러와 니들을 원활하게 유지한다. 이것을 위해서, 도 2에 도시되듯이, 링(8)은 반경 방향에 대해 45^o로 경사진 수직 분리부(split)(15)를 갖는데, 수직 분리부(15)는 링의 전체 단면을 통과한다.

링(8)은 바람직하게 스프링 강으로 제조된 다소 일정한 두께의 성형된(shaped) 환형 와셔이다. 그 내부 단부는 암의 유지 홈(10) 내로 스냅 끼워맞춤 되어, 링(8)을 암 상에 축방향으로 유지한다.

도 3 및 도 3A에 더욱 상세히 도시되듯이, 링(8)의 하면 즉 허브(2)로 향한 링(8)의 면은,

니들(4)이 주행하는 공간을 경계지으며, 니들을 유지하는 표면(20),

홈(10)의 내부에 배열되고, 표면(20)의 다음에 표면(20)에 대하여 내부에위치된 표면(21), 및

롤러(5)에 대해 꼭 맞게 배치되고(arranged plumb with the roller), 표면(20)의 다음에 표면(20)에 대하여 내부에 위치되며 롤러(5)를 유지하는 표면(22)을 포함한다.

니들(4)을 유지하는 표면(20)은 상향으로 즉 암(3)의 자유 단부로 향해 연속적으로 플레어진다. 표면(20)은, 니들(4)의 상부 단부와 협동하고, 다소 절두체-원추형이며, X-X 축과 예로서 18^o의 크기를 가진 α로 지칭되는 각도를 형성하는 내면(20A)을 포함한다.

표면(21)은 다소 절두체-원추형이고 상향으로 플레어지며, 표면(20)과 정접(正接)한다.

표면(22)은 롤러(5)가 도 3 및 도 3A에 도시되듯이 암(3) 상에서 상단부 위치에 있을 때 롤러의 원통형 보어(7)의 상단부에 형성된 정합 챔퍼(24)와 협동하도록 설계된다. 이 표면(22)은 다소 절두체-원추형이고 상향으로 플레어지며, X-X 축과 각도 α보다 큰 각도 γ를 형성한다.

표면(22)은 표면(20)의 외부 부분(20B)과 정접하며, 이 부분(20B)은 대략 절두체-원추형이며 표면이 곡이 진 영역에 의해 내부 부분(20A)에 연결된다.

따라서, 표면(16)은 링(8)의 전체 폭에 연하여 연속적으로 플레어지고, 스냅-끼워맞춤된 표면(21)과 롤러(5)를 유지하는 표면(22)은 표면(20)에 연속하여 연장되고 이 표면(20)과 정접한다.

링(8)의 상면(26)은 암의 자유 단부로 향해 계속적으로 플레어진다. 그것은 표면(20)의 내부 부분(20A)에 대해 다소 평행한 제1 표면(26A)과 표면(22)에 대해 다소 평행한 제2 표면(26B)을 포함하며, 그것은 링(8)의 두께가 다소 일정하다는 것을 뜻한다. 이 링 두께는 롤러(5)가 링 상에서 최대 축방향 응력 하에 있을 때에 이 롤러가 링(8)이 암의 홈(10)을 이탈할 정도로 링(8)을 변형시킬 수 없도록 설계된다.

링은 내부에서 원통형 표면(27A)에 의해 경계지어 지고, 꼭대기에서 평면(27B)에 의해 경계지어 진다. 도 3 및 도 3A의 위치에서, 표면(27B)은 대략 롤러의 상단면(5A)의 평면 내에 있고, 원추형 표면(11A)의 레벨에 있다.

그러한 장치를 조립하기 위해서, 니들(4)의 링과 롤러(5)가 먼저 장착되고, 다음에 링(8)을 탄성적으로 변형시킴으로써 장착된다. 암(3)의 캡의 원추형 부분(11A)은 링(8)을 장착되기 쉽게 하는데, 원추형 부분(11A)은 링(8)이 축방향으로 아래로 눌려질 때 개방되게 하고, 이 때에 분리부(15)의 에지는 서로 상당히 분리된다. 캡의 원추형 부분(11A)을 넘어가면, 링(8)의 내부 단부는 홈(10) 내로 스냅-끼워맞춤 되는데, 링의 내경과 홈의 외경은 동작 동안에 니들(4)이 분리부(15) 내로 들어가지 못하도록 분리부(15)가 충분히 폐쇄되도록 크기가 설정된다.

동작 동안에, 니들(4)이, 가능하게는 롤러(5)가 링(8) 상에 작용하는 축방향 힘은 표면(20, 22)의 플레어진 원추형 형상에 의해 이 링(8)을 폐쇄시키려는 경향이 있다. 따라서, 동작 시에 분리부(15)의 폭은 작다.

링(8)의 상면 및 하면은 점진적으로 플레어지므로 암의 자유 단부에서의 조인트의 크기를 제한하는 것을 가능하게 한다. 링(8)은 조인트의 피메일(female) 부재 내의 삼각대(tripod)의 자유 이동을 방해하지 안고, 니들(4)은 축방향 병진운동을 위한 충분한 간격을 가지며, 롤러(5)는 축방향 병진운동을 위해서 니들의 간격보다 훨씬 큰 충분한 자유를 갖는다.

따라서, 링(8)의 단면의 프로파일은 전술한 프랑스 특허 제FR-A-2 795 467호의 스파이더 조립체에서의 이점과 상당히 동일한 기능적 이점을 유지하는 것을 가능하게 하면서 동시에 이 링의 제조의 상당한 단순성을 제공한다.

바람직하게, 각도 α 및 β의 값은 대략 동일하게 되도록 선택될 수 있어서, 특히 링(8)과 허브(2) 상에서의 니들(4)의 마찰 거동을 향상시킨다.

또한, 각도 α는 충분히 크고 니들의 축방향 간격은 충분히 작아서 동작 동안에 링(8)이 이탈되는 위험을 제한한다. 특히, 표면(20)이 플레어지기 때문에 링(8)의 하면(16)의 내부 단부는 Y-Y 축의 방향에서 니들(4)의 상단의 레벨보다 훨씬 아래에 위치될 수 있다.

도 4 내지 도 6은 각각 본 발명에 따른 스파이더 조립체의 세가지 대체 형태를 도시한다. 이 조립체들은 도 3에 도시된 조립체와 유지 링(8)의 형상에서만 다르다. 이 대체 형태 모두에 공통하고 도 3의 조립체에 공통한 부재들은 동일한 도면부호를 갖는다.

도 4에서, 링(8)의 하면(16)의 표면(20, 21, 22)은 대략 동일한 각도로 경사지고, 표면(20)의 부분(20A)은 전보다 넓다. 더욱이, 상면(26)은 링의 전체 폭에 걸쳐서 이 부분(20A)에 대해 대략 평행하게 연장된다.

도 5에서, 링(8)의 하면(16)과 상면(26)은 대략 구형 또는 렌즈 형상이며, 그것은 니들 유지 표면(20)의 경사각 α는 따라서 이 표면(20)의 내부 단부에서의 이 표면(20)에 대한 접선에 의해 한정되는 것을 뜻한다. 롤러(5)는 하면(16)의 외부 단부로 구성되며 표면(20)의 외부 단부와 정접하는 표면(22)에 의해 유지된다. 표면(22)은 이 롤러가 암(3) 상의 극단적 상부 위치에 있을 때 롤러의 챔퍼(24)와 구형면 또는 렌즈면 형태의 접촉을 형성한다.

도 6에서, 링(8)의 하면(16) 및 상면(26)은 대략 직선으로 연장되고 외부의 방향에서 서로를 향해 수렴한다. 또한, 링(8)의 두께는 홈(10) 내로 스냅-끼워맞춤된 내부 단부로부터 롤러(5)의 챔퍼(24)에 기대어 있는 외부 단부로 향해 약간 연속적으로 감소된다. 링(8)의 두께는 도 3의 실시예와 동일한 방법으로 크기가 설정되는데, 즉, 롤러(5)가 링(8) 상에서 최대 응력 하에 있을 때에도 링이 암의 홈(10)을 이탈할 정도로 변형되지 않도록 크기가 설정된다. 이 대체 형태에서 표면(20)의 경사각 α와 표면(22)의 경사각 γ는 대략 동일하다는 것을 알 수 있을 것이다.

이 마지막 실시예는 생산하고 장착하기 특히 간단한 유지 링 프로파일을 달성할 수 있게 하고, 동시에 앞에서 기술한 기능적 이점들과 실질적으로 동일한 기능적 이점을 얻을 수 있다.

특정한 조인트 형상을 달성하기 위해서 링(8)의 하면(16)과 상면(26)이 암(3)의 자유 단부로 향한 방향에서 서로 발산하도록 연장되는 것을 생각할 수 있다는 것을 알 수 있을 것이다.

본 발명은 생산하고 장착하기 특히 간단한 유지 링 프로파일을 달성할 수 있게 하고, 동시에 앞에서 기술한 기능적 이점들과 실질적으로 동일한 기능적 이점을 얻을 수 있다.

Claims

샤프트에 연결되도록 의도되고 여러 개의 암(3)이 돌출되는 허브(2)를 포함하는 스파이더(1)를 포함하며, 상기 암(3)은 각각 원통형 런웨이 표면(12), 니들(4)의 링을 거쳐 상기 각 암 상에서 회전 및 미끄러지도록 장착된 롤러(5), 및 상기 니들의 링과 상기 롤러를 상기 암 상에 유지하는 분리된 탄성 링(8)을 포함하고, 상기 링(8)은 상기 암 상에 스냅-끼워맞춤에 의해 축방향으로 고정되고, 장착 후의 상기 링 내의 분리부(15)의 폭은 0이거나 상기 니들의 직경보다 훨씬 작으며, 상기 링은 그 내면(16) 상에 상기 암의 자유 단부로 향해 플레어지고(flare) 상기 니들이 연장되는 공간을 경계짓는 니들-유지 표면(20), 및 상기 암의 자유 단부로 향해 플레어지는 롤러-유지 표면(22)을 둘 다 포함하는 형태의 유니버설 조인트용 스파이더 조립체에 있어서,

상기 플레어진 롤러-유지 표면은 대략 상기 플레어진 니들-유지 표면(20)에 연속되어 있는 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제1항에 있어서,

상기 플레어진 롤러-유지 표면(22)은 상기 플레어진 니들-유지 표면(20)과 정접(正接)하는 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제1항 또는 제2항에 있어서,

상기 링(8)의 상기 하면(16)은 상기 니들(4) 유지용 상기 플레어진 표면(20)에 대해 내부에, 상기 암(3)의 자유 단부로 향해 플레어지고 상기 암 상에 스냅-끼워맞춤되며 대략 상기 플레어진 니들-유지 표면(20)에 대해 연속되어 있는 표면(21)을 포함하는 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제3항에 있어서,

상기 암 상에 스냅-끼워맞춤된 상기 플레어진 표면(21)은 상기 플레어진 니들-유지 표면(20)과 정접하는 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플레어진 표면(20, 21, 22) 중의 적어도 하나는 적어도 부분적으로 대략 절두체-원추형(frustoconical)인 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플레어진 표면(20, 21, 22) 중의 적어도 하나는 적어도 부분적으로 대략 렌즈 형태인(toric) 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플레어진 니들-유지 표면(20)은 그 내부 단부에서 그 접선이 상기 암의Y-Y 축에 대한 법선과 대략 5 내지 20^o사이의 각도(α)를 형성하는 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제7항에 있어서,

상기 각도(α)는 대략 18^o인 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제7항 또는 제8항에 있어서,

상기 각 암은 상기 허브(2)와 상기 대응 런웨이 표면(12) 사이에 천이부를 형성하는 챔퍼링된 어깨부(14)를 포함하고, 상기 어깨부의 챔퍼는 상기 암의 Y-Y 축에 대한 법선과 챔퍼 각(β)을 형성하며, 상기 니들-유지 표면(20)에 의해 형성된 각도(α)는 대략 상기 챔퍼 각(β)과 같은 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 링(8)의 상기 하면(16)의 상기 내부 단부는 상기 암(3)의 Y-Y 축을 따라 상기 니들(4)의 상기 상부 단부의 레벨보다 상당히 아래에 위치되는 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 플레어진 롤러-유지 표면(22)은 상기 롤러의 보어(7)의 단부에 있는 챔퍼링된 표면(24)과 협동하도록 설계된 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제11항에 있어서,

상기 플레어진 롤러-유지 표면(22)은 상기 롤러의 상기 보어의 단부에 있는 상기 챔퍼링된 표면(24)과 대략 상보적인 형상인 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 암(3)의 상기 자유 단부로 향하는 상기 링(8)의 상면(26)은 장착된 상태에서 상기 암의 자유 단부로 향해 넓어지는 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 링(8)의 상기 하면(16)과 상면(26)은 적어도 부분적으로 대략 평행한 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 링(8)의 상기 하면(16)과 상면(26)은 상기 암의 자유 단부로 향한 방향에서 적어도 부분적으로 서로 수렴하는 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 링(8)의 상기 하면(16)과 상면(26)은 상기 암의 자유 단부로 향한 방향에서 적어도 부분적으로 서로 발산하는 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 링(8)은 스프링 강으로 제조된 성형된(shaped) 환형 와셔인 것을 특징으로 하는 스파이더 조립체.
제1항 내지 제17항 중 어느 한 항에 따른 스파이더 조립체, 및 상기 롤러(5)가 수용된 트랙(9A)을 포함하는 피메일(female) 부재(9)를 포함하는 유니버설 조인트.