KR20150010172A - 트라이포드 타입 등속조인트 - Google Patents

Abstract

이 발명은, 아웃보드측인 샤프트에 하우징을 연결하고 인보드측에 스파이더 조립체를 연결함으로써 축력을 최소화하여 차량 출발시 발생되는 좌우진동을 감소시킬 수 있는 트라이포드 타입 등속조인트에 관한 것으로서,
엔진의 회전동력을 전달하는 스파이더 샤프트와, 상기 스파이더 샤프트의 일단에 연결되며 트러니언이 트라이포드 타입으로 형성되어 있는 스파이더와, 상기 스파이더의 트러니언의 외주면에 설치되는 니들롤러와, 상기 니들롤러의 외주면에 설치되는 아우터 롤러와, 상기 니들롤러 및 아우터 롤러의 상단에 설치되는 스트라이크 아우터와, 상기한 스트라이크 아우터의 이탈을 방지하기 위한 써클립과, 상기한 아우터 롤러를 가이드하기 위한 3개의 트랙홈이 내부에 형성되어 있으며 샤프트와 연결되는 하우징을 포함하여 이루어진다.

Description

트라이포드 타입 등속조인트{Tripod type constant velocity joint}

이 발명은 트라이포드 타입 등속조인트에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 아웃보드측인 샤프트에 하우징을 연결하고 인보드측에 스파이더 조립체를 연결함으로써 축력을 최소화하여 차량 주행시 발생되는 좌우진동을 감소시킬 수 있는 트라이포드 타입 등속조인트에 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 조인트가 사용된다.

상기 등속 조인트는 구동축과 피동축의 교차각이 큰 경우에도 등속으로 원활하게 동력을 전달할 수 있기 때문에 독립 현가 방식의 전륜 구동차의 액슬축에 주로 사용되며, 샤프트를 중심으로 엔진측은 트라이포드 타입 조인트로 이루어지고, 샤프트를 중심으로 타이어측은 볼타입 조인트로 이루어진다.

도 1은 일반적인 등속 조인트의 외형 구성도이고, 도 2는 일반적인 등속 조인트의 단면 구성도이다.

도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이 일반적인 등속 조인트의 구성은, 샤프트(1)를 중심으로 인보드측(변속기측)은 트라이포드 타입 조인트로 이루어지고, 샤프트(1)를 중심으로 아웃보드측(휠측)은 볼 타입 조인트로 이루어진다.

샤프트(1)를 중심으로 인보드측(변속기측)에 설치되어 있는 트라이포드 타입 조인트의 구성은, 엔진(도시되지 않음)의 회전동력을 전달하며 내부에 3개의 트랙홈이 형성되어 있는 하우징(2)과, 상기 하우징(2)의 회전동력을 전달받아서 회전되는 샤프트(1)와, 상기 하우징(2)과 샤프트(1)를 연결하기 위하여 상기 샤프트(1)의 일단에 연결되어 상기 하우징(2)의 내부에 설치되며 트러니언이 트라이포드 타입으로 형성되어 있는 스파이더(3)와, 상기 스파이더(3)의 트러니언의 외주면에 설치되는 니들롤러(6)와, 상기 니들롤러(6)의 외주면에 설치되는 구면롤러(5)와, 상기 니들롤러(6) 및 구면롤러(5)의 상단에 설치되는 스트라이크 아우터(7)와, 상기한 스트라이크 아우터(7)의 이탈을 방지하기 위한 써클립(8)과, 상기 하우징(2)에 일단이 연결되고 상기 샤프트(1)에 일단이 연결되는 부트(10)와, 상기 부트(10)를 각각 고정시키기 위한 클램핑 밴드(11, 12)를 포함하여 이루어진다.

또한, 샤프트(1)를 중심으로 아웃보드측(휠측)에 설치되어 있는 볼 타입 조인트의 구성은, 상기 트라이포드 타입 조인트의 회전동력을 전달받아서 회전되는 샤프트(1)와, 상기 샤프트(1)의 일단에 연결설치되는 인너레이스(15)와, 상기 인너레이스(15)의 외부에 설치되는 아웃터레이스(13)와, 상기 인너레이스(15)의 회전동력을 상기 아웃터레이스(13)에 전달하기 위한 볼(16)과, 상기 볼(16)을 지지하기 위한 케이지(14)와, 상기 아웃터 레이스(13)의 외부에 설치되는 센서링(17)과, 상기 샤프트(1)에 일단이 연결되고 상기 아웃터 레이스(13)에 일단이 연결되는 부트(18)와, 상기 부트(18)를 고정시키기 위한 클램핑 밴드(19, 20)를 포함하여 이루어진다.

상기 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 구면롤러(5), 니들롤러(6)를 통해 스파이더(3)로 전달됨으로써 스파이더(3)에 연결되어 있는 샤프트(1)를 회전시킨다. 또한, 상기 샤프트(1)의 회전동력은 인너레이스(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 우측(엔진측)에 설치되어 있는 트라이포드 타입 조인트에서는 아웃터롤러(4)가 하우징(2)의 트랙홈내를 슬라이딩 이동함으로써 아웃터롤러(4)와 연관되어 있는 샤프트(1)의 회전 각도가 달라지게 됨으로써 차량의 변위에 따라 절각이 되고, 샤프트(1)를 중심으로 좌측(바퀴측)에 설치되어 있는 볼 타입 조인트에서는 볼(16)에 의해 아웃터 레이스(13)의 회전각도가 달라지게 됨으로써 차량의 변위에 따라 절각이 된다.

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

이와 함께, 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 불균형 회전에 의한 바람직하지 못한 진동을 억제하기 위해 샤프트(1)의 중간부분에 설치된 댐퍼(21)는 샤프트(1)의 고속회전시 샤프트(1)에서 일어나는 유해한 진동 주파수로 인한 부밍 노이즈(booming noise)를 방지한다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 트라이포드 타입 조인트는, 절각이 증가하면 할수록 하우징(2)과 구면롤러(5)의 사이의 마찰력이 증가하게 됨에 따라 축방향으로 발생되는 축력이 비례적으로 증가하게 되는 문제점이 있다.

이와 같이 축력이 증가하게 되면 차량 주행시에 좌우로 떨리게 되는 셔더shudder)가 발생하게 되어 운전자와 승객이 좌우진동에 의한 불쾌감을 느끼게 되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 아웃보드측인 샤프트에 하우징을 연결하고 인보드측에 스파이더 조립체를 연결함으로써 축력을 최소화하여 차량 주행시 발생되는 좌우진동을 감소시킬 수 있는 트라이포드 타입 등속조인트를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 엔진의 회전동력을 전달하는 스파이더 샤프트와, 상기 스파이더 샤프트의 일단에 연결되며 트러니언이 트라이포드 타입으로 형성되어 있는 스파이더와, 상기 스파이더의 트러니언의 외주면에 설치되는 니들롤러와, 상기 니들롤러의 외주면에 설치되는 아우터 롤러와, 상기 니들롤러 및 아우터 롤러의 상단에 설치되는 스트라이크 아우터와, 상기한 스트라이크 아우터의 이탈을 방지하기 위한 써클립과, 상기한 아우터 롤러를 가이드하기 위한 3개의 트랙홈이 내부에 형성되어 있으며 샤프트와 연결되는 하우징을 포함하여 이루어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 하우징에 일단이 연결되고 상기한 스파이더 샤프트에 일단이 연결되는 부트와, 상기한 부트를 각각 고정시키기 위한 클램핑 밴드를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 아우터 롤러는 구면롤러로 이루어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 샤프트와 하우징은 서로 스플라인 결합될 수 있도록 샤프트의 끝부분의 외주면에는 스플라인부가 형성되고, 하우징의 끝부분의 내주면에도 상기한 샤프트의 스플라인부와 결합되기 위한 스플라인부가 형성되면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 절각각도 8도이하에서 축력이 30N이하로 유지되면 바람직하다.

이 발명은, 아웃보드측인 샤프트에 하우징을 연결하고 인보드측에 스파이더 조립체를 연결함으로써 축력을 최소화하여 차량 출발시 발생되는 좌우진동을 감소시킬 수 있는 효과를 갖는다.

도 1은 일반적인 등속 조인트의 외형 구성도이다.
도 2는 일반적인 등속 조인트의 단면 구성도이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트의 단면 구성도이다.
도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트의 분해 사시도이다.
도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트의 샤프트와 하우징의 분해 구성도이다.
도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트의 절각각도에 따른 축력을 종래의 경우와 비교하여 나타낸 그래프이다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 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 제시된 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.

또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 방향에 관한 용어는 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하기로 한다.

도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트의 단면 구성도이고, 도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트의 분해 사시도이다.

도 3 및 도 4에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트의 구성은, 엔진(도시되지 않음)의 회전동력을 전달하는 스파이더 샤프트(30)와, 상기 스파이더 샤프트(30)의 일단에 연결되며 트러니언이 트라이포드 타입으로 형성되어 있는 스파이더(33)와, 상기 스파이더(33)의 트러니언의 외주면에 설치되는 니들롤러(36)와, 상기 니들롤러(36)의 외주면에 설치되는 아우터 롤러(35)와, 상기 니들롤러(36) 및 아우터 롤러(35)의 상단에 설치되는 스트라이크 아우터(37)와, 상기한 스트라이크 아우터(37)의 이탈을 방지하기 위한 써클립(38)과, 상기한 아우터 롤러(35)를 가이드하기 위한 3개의 트랙홈이 내부에 형성되어 있으며 샤프트(1)와 연결되는 하우징(32)과, 상기 하우징(32)에 일단이 연결되고 상기 스파이더 샤프트(30)에 일단이 연결되는 부트(40)와, 상기 부트(40)를 각각 고정시키기 위한 클램핑 밴드(41, 42)를 포함하여 이루어진다.

상기한 아우터 롤러(35)는 구면롤러로 이루어진다.

도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트의 샤프트와 하우징의 분해 구성도이다.

도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트의 샤프트(1)와 하우징(32)은 서로 스플라인 결합될 수 있도록 샤프트(1)의 끝부분의 외주면에는 스플라인부(1a)가 형성되고, 하우징(32)의 끝부분의 내주면에도 상기한 샤프트(1)의 스플라인부(1a)와 결합되기 위한 스플라인부(32a)가 형성되는 구조로 이루어진다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트의 작용은 다음과 같다.

엔진(도시되지 않음)으로부터 출력된 회전동력이 트랜스미션(도시되지 않음)을 거쳐 스파이더 샤프트(30)에 전달되면 스파이더(33)가 회전되며, 이러한 스파이더(33)의 회전동력은 니들롤러(36)와 아우터 롤러(35)를 통해 하우징(32)으로 전달됨으로써 하우징(32)에 연결되어 있는 샤프트(1)를 회전시킨다. 즉, 하우징이 스파이더 조립체를 회전시키는 기존의 구조와 달리 스파이더 조립체가 하우징(32)을 회전시키게 된다.

이 경우에, 하우징(32)의 트랙홈이 아우터 롤러(35)와 마찰되면서 슬라이딩 이동하게 됨으로써 하우징(32)과 함께 샤프트(1)의 절각 각도가 달라지게 됨으로써 차량의 변위에 따라 절각이 된다.

그리고, 하우징(32)에 일단이 연결되고 스파이더 샤프트(30)에 일단이 연결되는 부트(40)는 트라이포드 타입 조인트를 감싸 밀봉시킴으로써 트라이포드 타입 조인트가 외부 오염물질에 의해 손상되는 것을 방지한다.

이와 같이, 아웃보드측인 샤프트(1)에 하우징(32)을 연결하고 인보드측에 스파이더 조립체를 연결하게 되면 축력을 최소화시킬 수가 있게 되는데, 도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트의 절각각도에 따른 축력을 종래의 경우와 비교하여 나타낸 그래프로서, 종래에 비해 축력이 2.5배 저감된 것을 알 수가 있다. 특히, 절각각도 8도이하에서는 축력이 30N이하로 유지되며, 이와 같이 축력이 30N 이하로 유지되면 차량 주행시 발생되는 좌우진동을 거의 제거할 수 있게 된다.

30 : 스파이더 샤프트 32 : 하우징
33 : 스파이더 35 : 아우터 롤러
36 : 니들 롤러 37 : 스트라이크 아우터
38 : 써클립 40 : 부트

Claims (5)

1. 엔진의 회전동력을 전달하는 스파이더 샤프트와,
   상기 스파이더 샤프트의 일단에 연결되며 트러니언이 트라이포드 타입으로 형성되어 있는 스파이더와,
   상기 스파이더의 트러니언의 외주면에 설치되는 니들롤러와,
   상기 니들롤러의 외주면에 설치되는 아우터 롤러와,
   상기 니들롤러 및 아우터 롤러의 상단에 설치되는 스트라이크 아우터와,
   상기한 스트라이크 아우터의 이탈을 방지하기 위한 써클립과,
   상기한 아우터 롤러를 가이드하기 위한 3개의 트랙홈이 내부에 형성되어 있으며 샤프트와 연결되는 하우징을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 트라이포드 타입 등속조인트.
2. 제 1항에 있어서,
   상기한 하우징에 일단이 연결되고 상기한 스파이더 샤프트에 일단이 연결되는 부트와,
   상기한 부트를 각각 고정시키기 위한 클램핑 밴드를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 트라이포드 타입 등속조인트.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기한 아우터 롤러는 구면롤러로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트라이포드 타입 등속조인트.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   상기한 샤프트와 하우징은 서로 스플라인 결합될 수 있도록 샤프트의 끝부분의 외주면에는 스플라인부가 형성되고, 하우징의 끝부분의 내주면에도 상기한 샤프트의 스플라인부와 결합되기 위한 스플라인부가 형성되는 것을 특징으로 하는 트라이포드 타입 등속조인트.
5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
   절각각도 8도이하에서 축력이 30N이하로 유지되는 것을 특징으로 하는 트라이포드 타입 등속조인트.

Images