KR20160135009A - 등속 조인트 - Google Patents

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KR20160135009A
KR20160135009A KR1020150067545A KR20150067545A KR20160135009A KR 20160135009 A KR20160135009 A KR 20160135009A KR 1020150067545 A KR1020150067545 A KR 1020150067545A KR 20150067545 A KR20150067545 A KR 20150067545A KR 20160135009 A KR20160135009 A KR 20160135009A
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정창현
정도현
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자동차부품연구원
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    • F16D3/16Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
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Abstract

등속 조인트에 관한 발명이 개시된다. 개시된 등속 조인트는, 엔진의 동력을 전달받아 회전하며, 내부에 트랙홈이 형성되는 외륜부재와, 외륜부재에 삽입되는 샤프트부재와, 샤프트부재에 결합되며, 트러니언이 형성되는 스파이더부재와, 트러니언을 둘러싸며 트랙홈에 수용되고, 내측으로 윤활제가 이동 가능하게 구비되는 롤러부재를 포함한다.

Description

등속 조인트{CONSTANT VELOCITY JOINT}
본 발명은 등속 조인트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 윤활제의 공급이 원활하여 차량의 횡진동을 저감시키고, 동력을 안정적으로 전달할 수 있는 등속 조인트에 관한 것이다.
일반적으로 조인트는 회전축의 각도가 서로 다른 회전축에 회전 동력(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.
등속 조인트는 구동축과 피동축의 교차각이 큰 경우에도 등속으로 원활하게 동력을 전달할 수 있기 때문에 독립 현가 방식의 전륜 구동차의 액슬축에 주로 사용되며, 샤프트부재를 중심으로 엔진측(인보드측)은 트라이포드 타입 조인트로 이루어지고, 샤프트부재를 중심으로 차륜측(아웃보드측)은 고정식 볼 타입 조인트로 이루어진다.
종래의 등속 조인트는 내부에 윤활제가 전달되는 효율이 떨어지는 관계로 장치의 마찰에 따른 소음, 동력 손실 등이 발생되고, 내구가 진행되면서 장치가 마모, 파손되며, 축력에 의한 횡진동이 발생되는 문제점이 있다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2015-0000767 호(2015.01.05 공개, 발명의 명칭: 등속 조인트)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 안출된 것으로, 윤활제의 이동을 안내하여 윤활 성능을 향상시키며, 축력을 감소시켜 차량의 횡진동을 줄일 수 있는 등속 조인트를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 등속 조인트는: 엔진의 동력을 전달받아 회전하며, 내부에 트랙홈이 형성되는 외륜부재; 상기 외륜부재에 삽입되는 샤프트부재; 상기 샤프트부재에 결합되며, 트러니언이 형성되는 스파이더부재; 및 상기 트러니언을 둘러싸며 상기 트랙홈에 수용되고, 내측으로 윤활제가 이동 가능하게 구비되는 롤러부재;를 포함한다.
본 실시예에서 상기 롤러부재는, 상기 트러니언의 외주면에 설치되는 내측롤러부; 상기 내측롤러부를 이격되게 둘러싸며, 상기 트랙홈에 수용되는 외측롤러부; 상기 내측롤러부와 상기 외측롤러부 사이에 개재되는 중간롤러부; 및 상기 외측롤러부에 결합되어 상기 외측롤러부의 이탈을 방지하고, 윤활제공급홀부가 관통 형성되어, 상기 중간롤러부와의 사이에 윤활제가 입출 가능하게 구비되는 리테이너부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서 상기 외측롤러부는, 상기 트랙홈에 수용되는 외측롤러바디; 및 상기 외측롤러바디의 내주면에 형성되어, 상기 리테이너부가 삽입되는 리테이너안착홈부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서 상기 중간롤러부는 니들롤러인 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서 상기 리테이너부는, 외주면이 상기 외측롤러부에 결합되고 이동에 따라 상기 내측롤러부에 걸리도록 구비되어 상기 외측롤러부의 이탈을 방지하며, 상기 윤활제공급홀부가 관통 형성되는 리테이너바디;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서 상기 윤활제공급홀부는, 상기 리테이너바디의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배열되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서 상기 리테이너부는, 상기 중간롤러부를 사이에 두고 한 쌍이 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서 한 쌍의 상기 리테이너부 중 상기 샤프트부재를 기준으로 원거리에 있는 상기 리테이너부에 형성된, 상기 윤활제공급홀부는 상기 중간롤러부 측으로 진행하면서 내경이 좁아지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 등속 조인트는 외측롤러부와 내측롤러부 사이에 구비되는 중간롤러부에 윤활제가 원활히 공급되도록 하여 축력을 줄여 차량의 횡진동을 감소시키고, 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 외측롤러부와 내측롤러부가 중간롤러부와 접촉되는 면적을 유지하는 동시에 윤활 성능을 향상되므로, 응력집중에 의한 장치의 파손 등을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 등속 조인트를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 등속 조인트를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 'A' 부분을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 등속 조인트에서 윤활제의 이동을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 리테이너부를 개략적으로 나타내는 평면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 등속 조인트의 일 실시예를 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 등속 조인트를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 등속 조인트를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 실시예에서 등속 조인트(1)는 엔진(미도시)으로부터 출력된 회전 동력을 차륜(미도시)에 전달하는 동력 전달장치로서, 외륜부재(100), 샤프트부재(200), 스파이더부재(300) 및 롤러부재(400)를 포함한다.
외륜부재(100)는 엔진의 동력을 전달받아 회전하며, 내주면에 트랙홈(110)이 길이 방향(도 1 기준 좌우 방향)으로 형성된다. 본 실시예에서 외륜부재(100)는 일단부가 엔진 또는 변속기에 결합되고, 내측에 공간부(130)가 형성되어 샤프트부재(200), 스파이더부재(300) 및 롤러부재(400)가 수용된다.
샤프트부재(200)는 외륜부재(100)의 공간부(130)에 삽입되며, 스파이더부재(300) 및 롤러부재(400)를 매개로 외륜부재(100)의 회전력을 전달받아 회전된다. 본 실시예에서 샤프트부재(200)는 봉 형상으로 형성되고, 금속 재질을 포함하여 이루어진다.
본 실시예에서 등속 조인트(1)는 부트부(250)를 더 포함한다. 부트부(250)는 외륜부재(100)의 공간부(130)로 이물질이 유입되는 것을 방지하기 위하여 양단부가 각각 외륜부재(100) 및 샤프트부재(200)에 결합되고 탄성 재질을 포함하여 이루어져 공간부(130)를 밀폐한다.
스파이더부재(300)는 샤프트부재(200)에 결합되며, 복수 개의 트러니언(310)이 반경 방향으로 돌출 형성되며, 트러니언(310)의 외주면에 롤러부재(400)가 설치된다. 본 실시예에서 트러니언(310)은 샤프트부재(200)의 원주 방향으로 3개가 일정 간격 이격되어 위치함으로써, 샤프트부재(200) 측으로 동력 전달이 안정적으로 이루어지도록 함과 동시에, 샤프트부재(200)가 외륜부재(100)에 대하여 일정 정도 절각될 수 있도록 한다.
도 3은 도 2의 'A' 부분을 나타내는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 등속 조인트에서 윤활제의 이동을 나타내는 도면이다. 도 1 내지 4를 참조하면, 롤러부재(400)는 트러니언(310)을 둘러싸며 트랙홈(110)에 수용되고, 내측으로 윤활제가 이동 가능하게 구비된다. 본 실시예에서 롤러부재(400)는 내측롤러부(410), 외측롤러부(430), 중간롤러부(450) 및 리테이너부(470)를 포함한다.
내측롤러부(410)는 트러니언(310)의 외주면에 설치된다. 본 실시예에서 내측롤러부(410)는 트러니언(310)을 둘러싸는 형상으로 형성되며, 외주면이 중간롤러부(450)에 접한다.
외측롤러부(430)는 내측롤러부(410)를 이격되게 둘러싸며, 트랙홈(110)에 수용된다. 본 실시예에서 외측롤부(430)는 외측롤러바디(431) 및 리테이너안착홈부(433)를 포함한다.
외측롤러바디(431)는 트랙홈(110)에 수용되어 트랙홈(110)의 길이 방향으로 이동되며, 외주면이 구면 형상인 구면롤러 형상으로 형성되어 트랙홈(110)과의 마찰력을 줄인다. 본 실시예에서 외측롤러바디(431)는 내주면이 내측롤러부(410)와 이격된 상태로, 내측롤러부(410)를 둘러싸는 형상으로 형성되며, 내측롤러부(410)와의 사이에는 중간롤러부(450)가 위치한다.
본 실시예에서 외측롤러바디(431)의 내주면에는 리테이너안착홈부(433)가 오목하게 형성되어, 리테이너부(470)가 삽입된다.
중간롤러부(450)는 내측롤러부(410)와 외측롤러부(430) 사이에 개재된다. 본 실시예에서 중간롤러부(450)는 니들롤러로 예시되어 내측롤러부(410) 및 외측롤러부(430)와의 접촉부위를 증대시켜 내구성을 강화하며, 내측롤러부(410)의 외주면 또는 외측롤러부(430)의 내주면을 따라 복수 개 배열된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 리테이너부를 개략적으로 나타내는 평면도이다. 도 3 내지 5를 참조하면, 리테이너부(470)는 외측롤러부(430)에 결합되어, 외측롤러부(430)의 이탈을 방지하고, 윤활제공급홀부(473)가 관통 형성되어 윤활제가 중간롤러부(450)와의 사이에 입출될 수 있도록 구비된다. 본 실시예에서 리테이너부(470)는 리테이너바디(471) 및 윤활제공급홀부(473)를 포함한다.
리테이너바디(471)는 외주면이 외측롤러부(430)에 결합되고, 이동에 따라 내측롤러부(410)에 걸리도록 구비되어, 외측롤러부(430) 또는 중간롤러부(450)가 이탈되는 것을 방지한다.
본 실시예에서 리테이너바디(471)는 절단된 링 형상으로 형성되며, 절단된 부위 양단부의 이격 거리를 줄이는 방식으로 외경을 줄여 리테이너안착홈부(433)에 안착된다. 본 실시예에서 리테이너바디(471)는 리테이너안착홈부(433)에 안착된 후 절단부위 양단부가 상호 이격되면서 외경이 늘어나므로 리테이너안착홈부(433)에서 이탈되는 것이 방지된다.
윤활제공급홀부(473)는 리테이너바디(471)를 관통하여 형성되며, 중간롤러부(450)와 리테이너바디(417) 사이에 윤활제가 입출되도록 윤활제의 이동을 안내한다. 본 실시예에서 윤활제공급홀부(473)는 리테이너바디(471)의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배열된다.
본 실시예에서 리테이너부(470)는 중간롤러부(450)를 사이에 두고 한 쌍이 배열되며 외측롤러부(430) 및 중간롤러부(450)의 이동을 제한한다. 본 실시예에서 리테이너부(470)는 중간롤러부(450)의 길이 방향 이동 시 내측롤러부(410)에 간섭되도록 구비되어 중간롤러부(450) 및 외측롤러부(430)가 설정 위치에서 이탈되는 것을 방지한다.
본 실시예에서 윤활제공급홀부(473)는 중간롤러부(450)에 공급된 윤활제가 중간롤러부(450)를 중심으로 외측으로 배출되는 정도를 줄이기 위하여 다양한 형상을 적용할 수 있다.
본 실시예에서 중간롤러부(450)를 사이에 두고 한 쌍이 구비되는 리테이너부(470) 중, 샤프트부재(200)를 기준으로 원거리에 있는 리테이너부(470)(도 3, 4 기준 상측 리테이너부(470))에 형성된 윤활제공급홀부(473)의 경우, 중간롤러부(450)에 공급된 윤활제가 샤프트부재(200)의 회전에 따른 원심력에 의하여 배출되는 통로에 해당한다.
따라서 본 실시예에서 등속 조인트(1)는 한 쌍의 리테이너부(470)중 샤프트부재(200)를 기준으로 원거리에 있는 리테이너부(470)에 형성된 윤활제공급홀부(473)의 내경이 샤프트부재(200)에서 멀어지면서 좁아지도록 함으로써, 윤활제가 중간롤러부(450)의 외측으로 배출되는 정도를 줄여, 롤러부재(400)의 윤활 성능을 향상시킨다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 등속 조인트(1)의 작동원리 및 효과를 설명하면 다음과 같다.
차량의 주행 중 샤프트부재(200)는 회전운동과 축방향 운동을 수행한다. 엔진에서 발생된 회전 동력은 변속기를 거쳐 외륜부재(100)에 전달되어 외륜부재(100)를 회전시킨다. 외륜부재(100)를 회전시키는 회전력은 롤러부재(400) 및 스파이더부재(300)를 매개로 샤프트부재(200)에 전달되어 샤프트부재(200)를 회전시키고, 샤프트부재(200)의 회전력은 볼 타입 조인트 등을 거쳐 차륜을 회전시키게 된다.
이러한 과정에서 차체의 진동, 차륜의 이동 등에 따라 샤프트부재(200)에 대한 외륜부재(100)의 위치가 변동될 수 있는데, 샤프트부재(200)의 단부는 외륜부재(100)에 대하여 절각이 가능하게 결합되므로 샤프트부재(200)의 변형 및 회전력의 손실 등을 방지한다.
샤프트부재(200)의 회전 운동 시 중간롤러부(450)와 한 쌍의 리테이너부(470) 사이에 위치한 윤활제는 샤프트부재(200)의 회전 운동에 따른 원심력에 의하여 윤활제공급홀부(473)를 거쳐 외륜부재(100) 측으로 전달된다.
반대로, 샤프트부재(200)의 축 방향 이동 시 윤활제는, 샤프트부재(200)의 축 방향 이동에 따라 압력이 상승되는 것 등을 원인으로 하여 이동되며, 윤활제공급홀부(473)를 거쳐 외측롤러부(430)와 내측롤러부(410)의 사이의 공간으로 전달된다.
이로써, 본 실시예에 따른 등속 조인트(1)는 외측롤러부(430)와 내측롤러부(410) 사이에 구비되는 중간롤러부(450)에 윤활제가 원활히 공급되도록 하여 축력을 줄이고, 장치의 내구성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 등속 조인트(1)는 외측롤러부(430)와 내측롤러부(410)가 중간롤러부(450)와 접촉되는 면적을 유지하는 동시에, 리테이너부(470)에 형성되는 윤활제공급홀부(473)를 통한 윤활제의 충분한 공급을 가능하게 하므로, 롤러부(410, 430, 450) 사이의 응력집중에 의한 장치의 파손 등을 방지하고, 간단한 구성을 적용하여 윤활제의 공급 효율을 증대할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 등속 조인트 100: 외륜부재
110: 트랙홈 130: 공간부
200: 샤프트부재 250: 부트부
300: 스파이더부재 310: 트러니언
400: 롤러부재 410: 내측롤러부
430: 외측롤러부 431: 외측롤러바디
433: 리테이너안착홈부 450: 중간롤러부
470: 리테이너부 471: 리테이너바디
473: 윤활제공급홀부

Claims (8)

  1. 엔진의 동력을 전달받아 회전하며, 내부에 트랙홈이 형성되는 외륜부재;
    상기 외륜부재에 삽입되는 샤프트부재;
    상기 샤프트부재에 결합되며, 트러니언이 형성되는 스파이더부재; 및
    상기 트러니언을 둘러싸며 상기 트랙홈에 수용되고, 내측으로 윤활제가 이동 가능하게 구비되는 롤러부재;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 등속 조인트.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 롤러부재는,
    상기 트러니언의 외주면에 설치되는 내측롤러부;
    상기 내측롤러부를 이격되게 둘러싸며, 상기 트랙홈에 수용되는 외측롤러부;
    상기 내측롤러부와 상기 외측롤러부 사이에 개재되는 중간롤러부; 및
    상기 외측롤러부에 결합되어 상기 외측롤러부의 이탈을 방지하고, 윤활제공급홀부가 관통 형성되어, 상기 중간롤러부와의 사이에 윤활제가 입출 가능하게 구비되는 리테이너부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 등속 조인트.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 외측롤러부는,
    상기 트랙홈에 수용되는 외측롤러바디; 및
    상기 외측롤러바디의 내주면에 형성되어, 상기 리테이너부가 삽입되는 리테이너안착홈부;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 등속 조인트.
  4. 제 2항에 있어서, 상기 중간롤러부는 니들롤러인 것을 특징으로 하는 등속 조인트.
  5. 제 2항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 리테이너부는,
    외주면이 상기 외측롤러부에 결합되고 이동에 따라 상기 내측롤러부에 걸리도록 구비되어 상기 외측롤러부의 이탈을 방지하며, 상기 윤활제공급홀부가 관통 형성되는 리테이너바디;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 등속 조인트.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 윤활제공급홀부는,
    상기 리테이너바디의 원주 방향을 따라 일정 간격으로 배열되는 것을 특징으로 하는 등속 조인트.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 리테이너부는,
    상기 중간롤러부를 사이에 두고 한 쌍이 구비되는 것을 특징으로 하는 등속 조인트.
  8. 제 7항에 있어서, 상기 한 쌍의 리테이너부 중, 상기 샤프트부재를 기준으로 원거리에 있는 상기 리테이너부에 형성된 상기 윤활제공급홀부는, 상기 샤프트부재에서 멀어지면서 내경이 좁아지는 형상인 것을 특징으로 하는 등속 조인트.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08145070A (ja) * 1994-11-25 1996-06-04 Mitsubishi Automob Eng Co Ltd トリポード等速ジョイント
US5585336A (en) * 1994-10-05 1996-12-17 Showa Shell Sekiyu K.K. Grease composition for tripod type constant velocity joint
KR20120015139A (ko) * 2010-08-11 2012-02-21 한국프랜지공업 주식회사 트라이포드 등속조인트의 롤러 어셈블리
JP2015102117A (ja) * 2013-11-22 2015-06-04 株式会社ジェイテクト ローラユニットおよびトリポード型等速ジョイント

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