KR20110035108A - 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속 조인트 - Google Patents

Abstract

이 발명은, 최대 조인트 각도를 상대적으로 줄임으로써 케이지가 없이도 조인트 동작이 이루어 질 수 있도록 하며, 상대적으로 고가 부품인 케이지를 사용하지 않음으로써 원가절감을 할 수 있는, 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속 조인트에 관한 것으로서,

회전동력을 전달받아서 회전되는 샤프트와, 상기한 샤프트의 일단에 연결설치되는 이너레이스와, 상기한 이너레이스의 외부에 설치되는 아웃터레이스와, 상기한 이너레이스의 회전동력을 상기한 아웃터레이스에 전달하기 위한 볼과, 상기한 볼이 이너레이스로부터 이탈되는 것을 막기 위한 이너레이스캡과, 상기한 이너레이스캡을 이너레이스에 고정시키기 위한 클립을 포함하여 이루어진다.

샤프트, 아웃터레이스, 이너레이스, 이너레이스캡, 클립

Description

차량의 후륜구동용 아웃보드 등속 조인트{outboard constant velocity joint for vehicle}

이 발명은 등속 조인트에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 최대 조인트 각도를 상대적으로 줄임으로써 케이지가 없이도 조인트 동작이 이루어 질 수 있도록 하며, 상대적으로 고가 부품인 케이지를 사용하지 않음으로써 원가절감을 할 수 있는, 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속 조인트에 관한 것이다.

일반적으로 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 등속 조인트(Constant Velocity Joint)가 사용된다.

상기한 등속 조인트는 구동축과 피동축의 교차각이 큰 경우에도 등속으로 원활하게 동력을 전달할 수 있기 때문에 독립 현가 방식의 전륜 구동차의 액슬축에 주로 사용되며, 이 경우에 샤프트를 중심으로 한쪽은 트라이포드 타입 조인트로 이루어지고, 샤프트를 중심으로 다른 한쪽은 버필드 타입 조인트로 이루어진다.

도 1은 일반적인 등속 조인트의 단면 구성도이고, 도 2는 종래의 아웃보드 등속 조인트의 작동상태를 나타낸 단면 구조도이다.

도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 일반적인 등속 조인트는, 샤프트(1)의 양단에 인보드 등속 조인트와 아웃보드 등속 조인트가 각각 설치되는 구조로 이루어지며, 상기한 인보드 등속 조인트는 트라이포드 타입 조인트로 이루어지고, 상기한 아웃보드 등속 조인트는 버필드 타입 조인트로 이루어진다.

상기한 인보드 등속 조인트로서 트라이포드 타입 조인트의 구성은, 엔진(도시되지 않음)의 회전동력을 전달하며 내부에 그루우브가 형성되어 있는 하우징(2)과, 상기한 하우징(2)의 회전동력을 전달받아서 회전되는 샤프트(1)와, 상기한 하우징(2)과 샤프트(1)를 연결하기 위하여 상기한 샤프트(1)의 일단에 연결되어 상기한 하우징(2)의 내부에 설치되며 트라이포드 타입의 트러니언이 형성되어 있는 스파이더(3)와, 상기한 스파이더(3)의 트러니언의 외주면에 설치되는 니들롤러(6)와, 상기한 니들롤러(6)의 외주면에 설치되는 구면롤러(5)와, 상기한 구면롤러(5)의 외주면에 설치되어 상기한 하우징(2)과 샤프트(1)의 마찰을 감소시키는 원통롤러(4)와, 상기한 니들롤러(6) 및 구면롤러(5)의 상단에 설치되는 스트라이크 아웃트(7)와, 클립(8)과, 상기한 스파이더(3)의 측단에 설치되는 리테이너링(9)과, 상기한 하우징(2)에 일단이 연결되고 상기한 샤프트(1)에 일단이 연결되는 부트(10)와, 상기한 부트(10)를 각각 고정시키기 위한 클램핑 밴드(11, 12)를 포함하여 이루어진다.

상기한 아웃보드 등속 조인트로서 버필드 타입 조인트의 구성은, 상기한 트라이포드 타입 조인트의 회전동력을 전달받아서 회전되는 샤프트(1)와, 상기한 샤 프트(1)의 일단에 연결설치되는 이너레이스(15)와, 상기한 이너레이스(15)의 외부에 설치되는 아웃터레이스(13)와, 상기한 이너레이스(15)의 회전동력을 상기한 아웃터레이스(13)에 전달하기 위한 볼(16)과, 상기한 볼(16)을 지지하기 위한 케이지(14)와, 상기한 아웃터 레이스(13)의 외부에 설치되는 센서링(17)과, 상기한 샤프트(1)에 일단이 연결되고 상기한 아웃터 레이스(13)에 일단이 연결되는 부트(18)와, 상기한 부트(18)를 고정시키기 위한 클램핑 밴드(19, 20)를 포함하여 이루어진다.

상기한 이너레이스(15)는 외구경(r1) 중심에 대하여 그루브경(r2) 중심을 일정거리만큼 오프셋시켜서 설치되고, 상기한 아우터 레이스(13)는 상기한 이너레이스(15)의 외구경(r1) 중심과 동일한 위치에 설치된 내구경(r3) 중심에 대하여 그루브경(r4) 중심을 이너레이스(15)의 그루브경(r2)과 반대되는 위치로 오프셋시켜서 설치되는 구조로 이루어진다. 이 것은 최대 조인트 각도인 46.5도를 구현하기 위해 필요한 그루브 길이를 줄이기 위한 구조로서, 볼(16)이 항상 등속평면(하나의 평면)에 위치하기 위해서는 케이지(14)가 볼(16)의 움직임을 구속하도록 하기 위한 것이다.

그리고, 샤프트(1)의 중간에는 댐퍼(21)가 밴드(22, 23)를 이용하여 설치되며, 상기한 댐퍼(21)는 몸체(212)의 내부에 질량체(211)가 설치되는 구조로 이루어진다.

상기한 구성에 의한 일반적인 등속 조인트의 작용은 다음과 같다.

엔진(도시되지 않음)으로부터 출력된 회전동력이 트랜스미션(도시되지 않음) 을 거쳐 하우징(2)에 전달되면 하우징(2)이 회전되며, 이러한 하우징(2)의 회전동력은 원통롤러(4), 구면롤러(5), 니들롤러(6)를 통해 스파이더(3)로 전달됨으로써 스파이더(3)에 연결되어 있는 샤프트(1)를 회전시킨다.

또한, 상기한 샤프트(1)의 회전동력은 이너레이스(15)와 볼(16)을 거쳐 아웃터 레이스(13)로 전달됨으로써 아웃터 레이스(13)에 연결되는 바퀴(도시되지 않음)를 회전시키게 된다.

이 경우에, 샤프트(1)를 중심으로 엔진측(우측)에 설치되어 있는 트라이포드 타입 조인트에서는 원통롤러(4)가 하우징(2)의 그루우브내를 슬라이딩 이동함으로써 원통롤러(4)와 연관되어 있는 샤프트(1)의 회전 각도가 달라지게 됨으로써 차량의 변위에 따라 절각이 되고, 샤프트(1)를 중심으로 바퀴측(좌측)에 설치되어 있는 버필드 타입 조인트에서는 볼(16)에 의해 아웃터 레이스(13)의 회전각도가 달라지게 됨으로써 차량의 변위에 따라 절각이 된다.

이와 함께, 트라이포드 타입 조인트측의 부트(10)와 버필드 타입 조인트측의 부트(18)는 각각 트라이포드 타입 조인트와 버필드 타입 조인트의 외부를 감싸 밀봉시킴으로써 트라이포드 타입 조인트와 버필드 타입 조인트가 외부 오염물질에 의해 손상되는 것을 방지한다.

한편, 엔진으로부터 출력되어진 토크가 트랜스미션을 거쳐 샤프트(1)를 통해 바퀴측으로 토크를 전달할 때, 고속으로 회전하는 샤프트(1)에 있어서 어느 회전 속도에서는 불균형 회전이 발생하게 되는데, 이러한 불균형 회전은 바람직하지 못한 진동을 야기시키고 구동계의 작동에 좋지 않은 영향을 미친다. 이와 같은 불균 형 회전에 의한 바람직하지 못한 진동을 억제하기 위해 샤프트(1)의 중간부분에 밴드(22)를 이용하여 설치된 댐퍼(21)는 샤프트(1)의 고속회전시 샤프트(1)에서 일어나는 유해한 진동 주파수로 인한 부밍 노이즈(booming noise)를 방지한다.

그러나, 이와 같은 종래의 등속 조인트는, 전륜구동용 등속조인트 정도의 조인트 각도를 가지지 않아도 되는 후륜구동용 등속 조인트가 전륜구동용 등속 조인트와 동일한 구조로 이루어짐으로써 필요 이상의 조인트 각도를 가지게 되는 문제점이 있다. 이러한 문제점은 강도적으로 취약한 케이지를 필요로 하게 됨으로써 원가를 상승시키는 문제점도 유발시킨다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 최대 조인트 각도를 상대적으로 줄임으로써 케이지가 없이도 조인트 동작이 이루어 질 수 있도록 하는, 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속조인트를 제공하는 데 있다.

본 발명의 다른 목적은, 상대적으로 고가 부품인 케이지를 사용하지 않음으로써 원가절감을 할 수 있는, 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속조인트를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 회전동력을 전달받아서 회전되는 샤프트와, 상기한 샤프트의 일단에 연결설치되는 이너레이스와, 상기한 이너레이스의 외부에 설치되는 아웃터레이스와, 상기한 이너레이스의 회전동력을 상기한 아웃터레이스에 전달하기 위한 볼과, 상기한 볼이 이너레이스로부터 이탈되는 것을 막기 위한 이너레이스캡과, 상기한 이너레이스캡을 이너레이스에 고정시키기 위한 클립을 포함하여 이루어진다.

이 발명의 구성은, 상기한 이너레이스와 아웃터레이스의 사이에는 틈새를 유지하는 구조로 이루어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 이너레이스의 외구경, 아웃터레이스의 내구경, 그루브경은 모두 같은 중심을 가짐으로써 오프셋이 없는 구조로 이루어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 볼은 이너레이스와 이너레이스캠에 의해 축방향 움직임이 구속됨으로써 항상 이너레이스와 함께 움직이는 구조로 이루어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 25~30도의 최대 작동각보다 큰 경우에 샤프트와 아웃터레이스가 최대작동각 규제부에서 서로 간섭이되어 조인트각이 더이상 커지지 않는 구조로 이루어지면 바람직하다.

이 발명은, 최대 조인트 각도를 상대적으로 줄임으로써 케이지가 없이도 조인트 동작이 이루어 질 수 있도록 하며, 상대적으로 고가 부품인 케이지를 사용하지 않음으로써 원가절감을 할 수 있는, 효과를 갖는다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

도 3(a) 및 도 3(b)은 이 발명의 일실시예에 따른 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속조인트의 설치 구성도이고, 도 4는 이 발명의 일실시예에 따른 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속조인트의 이너레이스와 볼의 사시 구성도이고, 도 5는 이 발명의 일실시예에 따른 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속조인트의 이너레이스와 볼의 단면 구조도이고, 도 6은 이 발명의 일실시예에 따른 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속조인트의 동작 상태도이다.

도 1 내지 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속조인트의 구성은, 회전동력을 전달받아서 회전되는 샤프트(31)와, 상기한 샤프트(31)의 일단에 연결설치되는 이너레이스(35)와, 상기한 이너레이스(35)의 외부에 설치되는 아웃터레이스(33)와, 상기한 이너레이스(35) 의 회전동력을 상기한 아웃터레이스(33)에 전달하기 위한 볼(36)과, 상기한 볼(36)이 이너레이스(35)로부터 이탈되는 것을 막기 위한 이너레이스캡(37)과, 상기한 이너레이스캡(37)을 이너레이스(35)에 고정시키기 위한 클립(38)을 포함하여 이루어진다.

상기한 이너레이스(35)와 아웃터레이스(33)의 사이에는 다른 부품이 없이 두개의 레이스간에 항상 일정한 틈새(δ)를 유지하는 구조로 이루어진다.

상기한 이너레이스(35)의 외구경(r5), 아웃터레이스(33)의 내구경(r6), 그루브경(r7)은 모두 같은 중심을 가짐으로써 오프셋이 없는 구조로 이루어진다.

상기한 볼(36)은 이너레이스(35)와 이너레이스캠(37)에 의해 축방향 움직임이 구속됨으로써 항상 이너레이스(35)와 함께 움직이는 구조로 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속조인트의 작용은 다음과 같다.

엔진(도시되지 않음)으로부터 출력된 회전동력이 트랜스미션(도시되지 않음)을 거쳐 샤프트(31)를 회전시킨다.

상기한 샤프트(31)의 회전동력은 이너레이스(35)와 볼(36)을 거쳐 아웃터 레이스(33)로 전달됨으로써 아웃터 레이스(33)에 연결되는 바퀴(도시되지 않음)를 회전시키게 된다.

이 경우에, 볼(36)에 의해 아웃터 레이스(33)의 회전각도가 달라지게 됨으로써 차량의 변위에 따라 절각이 된다.

상기한 볼(36)은 오프셋이 없는 구조에서 이너레이스(35)에 구속되어 있기 때문에 케이지가 없어도 볼(36)이 항상 이너레이스(35)를 따라 움직이면서 등속평면에 위치할 수 있게 된다.

이와 같이 오프셋이 없는 구조에서는 조인트각에 따라 볼(36)이 움직이는 양이 많아지게 되는데 최대 작동각(25~30도) 이후에는 샤프트(31)와 아웃터레이스(33)가 최대작동각 규제부(39)에서 서로 간섭이되어 조인트각이 더이상 커지지 않게 됨으로써 볼(36)이 조인트내에서 빠지는 것을 방지하게 된다.

도 1은 일반적인 등속 조인트의 단면 구성도이다.

도 2는 종래의 아웃보드 등속 조인트의 작동상태를 나타낸 단면 구조도이다.

도 3(a) 및 도 3(b)은 이 발명의 일실시예에 따른 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속조인트의 설치 구성도이다.

도 4는 이 발명의 일실시예에 따른 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속조인트의 이너레이스와 볼의 사시 구성도이다.

도 5는 이 발명의 일실시예에 따른 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속조인트의 이너레이스와 볼의 단면 구조도이다.

도 6은 이 발명의 일실시예에 따른 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속조인트의 동작 상태도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

31 : 샤프트 33 : 아웃터레이스

35 : 이너레이스 36 : 볼

37 : 이너레이스캡 38 : 클립

Claims (5)

1. 회전동력을 전달받아서 회전되는 샤프트와,

   상기한 샤프트의 일단에 연결설치되는 이너레이스와,

   상기한 이너레이스의 외부에 설치되는 아웃터레이스와,

   상기한 이너레이스의 회전동력을 상기한 아웃터레이스에 전달하기 위한 볼과,

   상기한 볼이 이너레이스로부터 이탈되는 것을 막기 위한 이너레이스캡과,

   상기한 이너레이스캡을 이너레이스에 고정시키기 위한 클립을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속조인트.
2. 제 1항에 있어서,

   상기한 이너레이스와 아웃터레이스의 사이에는 틈새를 유지하는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속조인트.
3. 제 1항에 있어서,

   상기한 이너레이스의 외구경, 아웃터레이스의 내구경, 그루브경은 모두 같은 중심을 가짐으로써 오프셋이 없는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속조인트.
4. 제 1항에 있어서,

   상기한 볼은 이너레이스와 이너레이스캠에 의해 축방향 움직임이 구속됨으로써 항상 이너레이스와 함께 움직이는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속 조인트.
5. 제 1항에 있어서,

   25~30도의 최대 작동각보다 큰 경우에 샤프트와 아웃터레이스가 최대작동각 규제부에서 서로 간섭이되어 조인트각이 더이상 커지지 않는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량의 후륜구동용 아웃보드 등속 조인트.

Images