KR20180107128A - 포드 조인트용 활주 롤러 - Google Patents

포드 조인트용 활주 롤러 Download PDF

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KR20180107128A
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KR
South Korea
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cage
roller
slide
ring device
rotating body
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KR1020187022330A
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English (en)
Inventor
자비에 메윌
크리스토프 왈리저
장-필립 디트리히
Original Assignee
섀플러 테크놀로지스 아게 운트 코. 카게
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Abstract

본 발명의 과제는, 3각대 조인트의 조립을 단순화하는 것이다. 이 과제는, 샤프트 스터브 섹션(7)의 저널(8)을 수용하기 위한 내륜 장치(11)와; 외륜 장치(12)로서, 외륜 장치(12)의 외부 면에는 벨 하우징 섹션(10) 상에서 활주하기 위한 궤도륜(15)이 배치되어 있는, 상기 외륜 장치와; 복수의 회전체(17)로서, 회전체(17)는 내륜 장치(11)와 외륜 장치(12) 사이에 배열되어 있고, 회전체(17)가 롤러로서 형성되어 있는, 상기 복수의 회전체와; 케이지 장치(18)로서, 회전체(17)가 케이지 장치(18) 내에 배열되어 있고, 케이지 장치(18)가 중심 케이지로서 형성되어 있으며, 롤러는 중심 영역에서는 중심 케이지를 통해 안내되고, 활주 영역에서는 중심 케이지의 양측으로부터 자유롭게 돌출하는 상기 케이지 장치;를 구비한 포드 조인트(1)용 활주 롤러(9)에 의해 해결된다.

Description

포드 조인트용 활주 롤러
본 발명은, 샤프트 스터브(shaft stub) 섹션의 저널(journal)을 수용하기 위한 내륜 장치와; 외륜 장치로서, 외륜 장치의 외부 면에는 벨 하우징 섹션 상에서 활주하기 위한 궤도륜이 배치되어 있는 상기 외륜 장치와; 복수의 회전체로서, 회전체는 내륜 장치와 외륜 장치 사이에 배열되어 있고, 회전체가 롤러로서 형성되어 있는 상기 복수의 회전체와; 케이지 장치로서, 회전체가 케이지 장치 내에 배열되어 있는 상기 케이지 장치;를 구비한 포드 조인트용 활주 롤러에 관한 것이다.
차량의 파워 트레인 내에서는, 차동 장치 또는 다른 변속기 출력부로부터, 구동되는, 특히 조향되는 차륜으로 구동 토크를 전달하기 위해, 한 편으로는 구동 토크의 전달을 보장하고, 다른 한 편으로는 변속기 출력부와 중간 샤프트 사이에서 각도 변화를 가능하게 하는 등속 조인트(constant velocity joint)가 자주 사용된다. 등속 조인트에 의해서는, 구동된 차륜들이, 대부분 차량 바디와 연결된 변속기 출력부와는 독립적으로, 예컨대 도로가 평탄하지 않은 상태에서는 편향되거나 조향될 수 있는 것이 가능하다.
등속 조인트는 3각대 조인트의 구조적 형상으로 공지되어 있다. 이와 같은 3각대 조인트는 제1 조인트 파트너로서 샤프트 단부를 구비하며, 이 샤프트 단부는 자신에 일체로 형성되었고 자신에 대해 반경 방향으로 돌출하는 저널 섹션들을 가지며, 이 저널 섹션 상에 롤러가 배열되어 있다. 상기 제1 조인트 파트너는 제2 조인트 파트너로서의 벨 하우징 내에서 안내되며, 이 경우에는 롤러가 벨 하우징의 내부 면에서 롤링할 수 있음으로써, 결과적으로 샤프트 단부는 벨 하우징에 대해 상대적으로 피봇팅 될 수 있지만, 벨 하우징과 함께 회전될 수 있다.
상기와 같은 3각대 조인트는, 예를 들어 최근의 종래 기술을 형성할 수 있는 공보 DE 10 2004 025 531 A1호에 개시되어 있다. 이 공보는 특히 롤러의 구조를 다루고 있으며, 이 경우 롤러는 저널 상에 배열되는 내륜과; 벨 하우징의 내부 면 상에서 롤링할 수 있는 외부 둘레를 갖는 외륜;을 구비한다. 내륜과 외륜 사이에는, 케이지 내에서 안내되는 니들 형상의 회전체가 배열되어 있다.
내부 궤도륜이 전술된 실시예에서와 마찬가지로 내륜에 형성되어 있지 않고 오히려 조인트 저널의 표면에 바로 형성되어 있는 또 다른 범용형 3각대 조인트의 일 유형이 EP 1219845 A2호에 개시되어 있다.
본 발명의 과제는, 포드 조인트의 조립을 간소화하는 것이다.
상기 과제는, 포드 조인트용 활주 롤러에 의해서 그리고 활주 롤러를 갖는 포드 조인트에 의해서 해결된다. 본 발명의 선호되거나 바람직한 실시예들은 종속 청구항들, 이하의 상세한 설명 부분 그리고 첨부된 도면들로부터 나타난다.
본 발명의 대상은, 포드 조인트를 위해서 적합하고 그리고/또는 형성된 활주 롤러이다. 특히, 활주 롤러는 포드 조인트 활주 롤러로서 형성되어 있다. 특히, 활주 롤러는 레이디얼 베어링으로서, 특별한 경우에는 레이디얼 롤링 베어링으로서 형성되어 있다. 활주 롤러는 회전 축에 의해서 활주 롤러 축을 규정한다. 레이디얼 롤링 베어링은 회전체에 의해서, 본 경우에는 롤러 및 니들에 의해서, 그리고 회전체가 롤링하는 내부 궤도륜 및 외부 궤도륜에 의해서 형성되어 있다.
포드 조인트 및/또는 활주 롤러는 바람직하게 차량의 파워 트레인 내에 배열된다. 선택적으로는, 포드 조인트 및/또는 활주 롤러를 갖춘 차량이 본 발명의 또 다른 대상을 형성한다. 포드 조인트는 파워 트레인 내에서 바람직하게는 변속기 출력부, 특히 차동 변속기 출력부와, 구동된 차륜 사이에 배열되어 있다. 특히 바람직하게, 포드 조인트는 구동 토크를 구동된 차륜으로 전달하기 위해 변속기 출력부와 중간 샤프트, 특히 조인트 샤프트 사이에 배열되어 있다. 바람직하게, 차량은 구동된 일 축에 포드 조인트들 중 2개를 구비한다. 특히 바람직하게, 구동된 축은 동시에 조향된 축, 예를 들어 승용차의 전방 축이기도 하다.
포드 조인트의 기능은, 구동 토크의 전달을 위해 변속기 출력부와 중간 샤프트 사이에 피봇팅 가능하고 그리고/또는 각도 변화 가능한 조인트 연결부를 제공하는 것이다.
포드 조인트는 바람직하게 등속 조인트로서 형성되어 있다. 특히, 포드 조인트는 2각대 조인트, 3각대 조인트로서 또는 4각대 조인트로서 형성되어 있다.
바람직하게, 포드 조인트는, 저널이 그 위에 또는 그 옆에 배열된 제1 조인트 파트너로서 샤프트 스터브 섹션을 구비한다. 예를 들어, 저널은 샤프트 스터브 섹션과 일체로 연결될 수 있다. 대안적으로, 저널은 허브를 갖는 별(star) 형상에서 형성되어 있으며, 이 별 형상의 "첨두"가 저널에 의해서 형성되어 있다. 허브에 의해서, 저널이 샤프트 또는 샤프트 스터브 상에 안착한다. 저널은 바람직하게 반경 방향으로 또는 적어도 회전 축으로서의 일 샤프트 축에 대해 그리고/또는 샤프트 스터브 섹션의 세로 연장 방향에 대해 각을 이룬 형태로 돌출한다. 바람직하게, 저널은 샤프트 스터브 섹션을 중심으로 하는 회전 방향으로 규칙적으로 분포되어 있다. 활주 롤러가 저널 상에 장착되어 있거나 장착될 수 있다는 것이 소개되었다. 바람직하게는, 각각의 저널 상에 상기와 같은 하나의 활주 롤러가 장착되어 있다.
또한, 포드 조인트는, 종종 튤립(tulip) 형상부로서도 지칭되는 벨 하우징(bell housing) 섹션을 제2 조인트 파트너로서 구비한다. 저널 및 활주 롤러를 갖춘 샤프트 스터브 섹션은 벨 하우징 섹션 내에서 안내되어 있으며, 이 경우에는 샤프트 스터브 섹션을 벨 하우징 섹션에 대해 상대적으로 피봇팅시키기 위해, 활주 롤러(외륜 장치)가 자신의 외부 궤도륜을 이용하여 하나 또는 복수의 면에서, 특히 벨 하우징 섹션의 내부 면에서 롤링한다.
바람직한 일 실시예에서는, 샤프트 스터브 섹션이 중간 샤프트의 일 부분 섹션을 형성하거나 중간 샤프트와 상호 작동 연결되어 있고, 벨 하우징 섹션은 변속기 출력부와 상호 작동 연결되어 있다. 대안적인 일 실시예에서는, 샤프트 스터브 섹션이 변속기 출력부와 상호 작동 연결되어 있고, 벨 하우징 섹션은 중간 샤프트의 일 부분 섹션을 형성하거나 중간 샤프트와 상호 작동 연결되어 있다.
내부 궤도륜은, 이 내부 궤도륜의 영역 내에 있는 실린더형 저널 상에 직접 형성되어 있다. 대안적으로, 활주 롤러는, 저널들 중 하나를 수용하도록 형성되어 있고 그리고/또는 수용하기에 적합한 내륜 장치를 구비한다. 바람직하게, 내륜 장치는, 특별한 경우에는 저널이 내륜 장치를 관통하는 방식으로, 저널 상에 특히 일체로 회전하도록 고정적으로 그리고/또는 일체로 이동하도록 고정적으로 장착되어 있다. 내륜 장치는 복수의 개별 부분으로 구성될 수 있지만, 바람직하게 내륜 장치는 단일 부품으로 그리고/또는 단일 재료로 형성되어 있다. 특히 바람직하게, 내륜 장치는 성형 기술에 따라 제조된 내륜으로서 형성되어 있다. 내륜 장치는 반경 방향 외부 면에는 내부 궤도륜을 구비하고, 내부 면에는 저널과의 접촉을 위한 접촉 면을 구비한다.
내부 궤도륜이 저널의 표면에 직접 형성된 활주 롤러는 내륜을 갖는 활주 롤러에 비해 적은 반경 방향 설치 공간을 요구한다. 또한, 이와 같은 롤러는 내륜이 없기 때문에 더 적은 개수의 부품을 구비한다. 그와 달리 내륜을 갖는 활주 롤러를 통해서는, 특히 저널의 시트가 구면(spherical)으로 형성된 경우, 바람직하게는 조인트 샤프트에 대한 추가의 관절형 연결부가 각각 만들어질 수 있다.
활주 롤러는 또한 외륜 장치를 구비하며, 이 외륜 장치는 활주 롤러 축에 대하여 바람직하게 동축으로 그리고/또는 내륜 장치에 대해 동심으로 배열되어 있다. 외륜 장치는 복수부로 형성될 수 있지만, 특히 바람직하게 외륜 장치는 단일부로 그리고/또는 단일 부품으로 형성되어 있다. 특히, 외륜 장치는 성형 기술에 따라 제조된 외륜으로서 형성되어 있다. 대안적으로, 외륜은 롤링 베어링 강철로부터 기계 가공 방식으로 제조된다. 외륜 장치는 반경 방향 내부 면에서는 외부 궤도륜을 지지하고, 외부 면, 특히 반경 방향 외부 면에서는 벨 하우징 섹션 상에서의 활주를 위한, 특히 롤링 및/또는 슬라이딩을 위한 궤도륜을 지지한다. 바람직하게, 벨 하우징 섹션 상으로의 활주를 위한 궤도륜은 종단면상으로 볼 때 활주 롤러 축에 의해서 볼록하게, 특히 구면으로 형성되어 있다. 구면으로 형성된 경우에는, 구면인 만곡부의 중심점이 바람직하게 활주 롤러 축 상에 놓여 있다. 특히 바람직하게, 최대 직경으로부터 최소 직경까지의 궤도륜의 직경 차는 적어도 2 밀리미터, 바람직하게는 적어도 4 밀리미터이다.
또한, 활주 롤러는 복수의 회전체를 구비하며, 이 경우 회전체는 내륜 장치와 외륜 장치 사이에 배열되어 있다. 특히, 회전체는 내륜 장치와 외륜 장치 사이에 롤링하도록 배열되어 있다. 특히 바람직하게, 회전체는 내륜 장치의 외부 궤도륜 상에서 그리고 외륜 장치의 내부 궤도륜 상에서 롤링하거나 활주한다. 회전체는 롤러로서, 특히 실린더형 롤러로서 형성되어 있으며, 특별한 경우에는 니들 또는 니들형 롤러로서 형성되어 있다. 니들 또는 니들형 롤러로서 형성된 경우에는, 회전체가 축 방향으로, 개별 회전체의 직경의 적어도 2.5배만큼 큰 길이를 가지며, 이때 니들형 롤러는 니들에 비하여 비교적 큰 직경을 갖는다.
또한, 활주 롤러는 케이지 장치를 구비하며, 이 경우에는 회전체가 케이지 장치 내에 배열되어 있다. 특히 바람직하게, 케이지 장치는, 활주 롤러 축을 중심으로 하는 회전 방향으로 회전체들을 상호 이격 배치하도록 형성되어 있다.
본 발명의 범주 안에서는, 케이지 장치가 중심 케이지로서 형성되어 있는 것이 제안된다. 롤러는 특히 가상으로 자신의 축 방향 연장부를 따라 하나의 중앙 중심 영역 및 이 중심 영역에 인접하는 2개의 활주 영역으로 세분될 수 있다. 중심 케이지는, 롤러들을 오로지 중심 영역에서만 안내하고, 특히 상호 이격시키도록 형성되어 있다. 그와 달리 활주 영역들은 중심 케이지 위로 자유롭게 돌출한다. 이로써, 반경 방향 평면도에서, 중심 영역에서는 중심 케이지를 확인할 수 있고, 각각의 측면에서는 자유롭게 돌출하는 롤러 단부를 확인할 수 있다. 본 실시예에서, 회전체, 특히 롤러의 자유 단부들은 중심 케이지로부터 자유롭게 돌출하도록 배열되어 있다. 특히, 롤러는 다만 중심에서만 고정되며, 이 경우 롤러의 자유 단부들은 중심 케이지로부터 이격되어 있다. 중심 케이지는 축 방향 연장부 내에서 바람직하게는 롤러 길이의 50% 미만에, 40% 미만에 걸쳐 연장된다.
본 발명은, 중심 케이지를 통해 롤러들이 활주 롤러 내의 규정된 위치에 배열될 수 있고, 이로 인해 활주 롤러의 조립이 간소하게 된다는 생각을 토대로 한다. 중심 케이지는 활주 롤러에 적용할 때 적합한데, 그 이유는 활주 롤러가 - 자신의 이름에도 불구하고 - 내륜 장치와 외륜 장치 사이에서 다만 적은 상대 회전만을 실행하면 되기 때문이다. 이로 인해, 중심 케이지가 마찰 손실과 관련하여 회전체의 안내를 위해 최적이 아닐 수 있음에도 불구하고, 중심 케이지를 사용하는 것이 가능해진다. 중심 케이지를 위한 필수적인 설치 공간은 예를 들어 내륜 장치 내에 있는 그리고/또는 - 바람직한 실시예에서는 - 외륜 장치 내에 있는 리세스에 의해서 제공될 수 있다. 내륜 장치와 외륜 장치 사이에서의 롤링 또는 활주를 위한 롤링 접촉은 오로지 롤러의 활주 영역을 통해서만 이루어지며, 이는 리세스를 갖는 궤도륜에서 중심 영역의 좌측에 그리고 우측의 영역들이다. 리세스가 없는 궤도륜에서는, 롤러들이 자신의 전체 지지 길이에 걸쳐서, 다시 말하자면 중심 영역에서도 롤링할 수 있다.
본 발명의 바람직한 구조적인 일 실시예에서는, 롤러들이 각각 자신의 축 방향 연장부에서 중심 영역 및 활주 영역에 걸쳐 중단되지 않은 그리고/또는 일정한 직경을 갖는다. 한 편으로, 이와 같은 실시예는, 중심 케이지 내에서의 롤러의 축 방향 이동이 아무런 문제가 되지 않는다는 장점을 갖는데, 그 이유는 중심 영역과 활주 영역이 천이부 없이 서로 연결되기 때문이다. 다른 한 편으로, 본 실시예는, 롤러가 비용 효율적으로 생산될 수 있다는 장점을 갖는데, 그 이유는 롤러가 중심 케이지를 위한 수축부 또는 다른 직경 매칭부를 구비할 필요가 없기 때문이다. 대안적으로는, 적어도 단부가 볼록하게 단부 성형되었거나 전체 길이에 걸쳐 볼록하게 형성된 공지된 롤러 또는 니들이 사용된다.
본 발명의 바람직한 구조적인 일 실시예에서는, 중심 케이지가, 롤러용 수용부, 특히 스냅 수용부를 갖는, 중단되지 않은 상태 또는 중단된 상태의 주연부에 걸친 웨브로서 형성되어 있다. 본 실시예에서는, 조립시 롤러가 먼저 스냅 수용부 내에 스냅 연결되고, 그 다음에 장착된 중심 케이지가 조립될 수 있는 것이 가능하다. 바람직하게, 스냅 수용부는 반경 방향 내부로 개방되어 있고, 활주 롤러에 내장된 상태에서 롤러가 중심 영역 및 2개의 활주 영역에 걸쳐 내륜 장치 상에 선 형태로 지지될 정도로 롤러들을 각각 둘러싼다. 그에 대해 대안적으로, 수용부는 반경 방향 외부로 개방되도록 형성되어 있고, 중심 케이지는, 활주 롤러에 내장된 상태에서 롤러가 중심 영역 및 2개의 활주 영역에 의해 외륜 장치를 선 형태로 접촉하도록 구성되어 있다. 두 가지 실시예에서는, 중심 케이지를 위한 리세스가 오로지 내륜 장치 내에만 제공되어 있거나 오로지 외륜 장치 내에만 제공되어 있다는 장점이 나타난다. 이와 같은 케이지는 특히 플라스틱으로부터 간단하고도 비용 효율적으로 제조될 수 있다.
원칙적으로, 중심 케이지는 회전 방향으로 폐쇄된 상태로 형성될 수 있다. 이러한 실시예에서는, 중심 케이지가 특히 견고하다.
그와 달리 바람직한 일 개선예에서는, 중심 케이지가 활주 롤러 축을 중심으로 하는 회전 방향으로 하나 이상의 분리 지점을 구비하는 것이 제안된다. 특히, 중심 케이지는 하나 이상의 분리 지점에서 중단되어 있다.
이 경우에는, 회전체와 케이지 장치의 조립이 내륜 장치와 외륜 장치 사이에서는 구조적인 경계 조건으로 인해 어려운 것으로서 나타날 수 있다는 개선예의 생각이 존재한다. 중심 케이지가 하나 이상의 분리 지점을 구비함으로써, 중심 케이지를 추후의 기하학적인 형상과 상이하게, 특히 중심 케이지의 추후의 직경과 상이하게 조립하는 것이 가능해진다. 이로써, 예를 들면 조립 시에 중심 케이지를 만곡하거나 수축시키는 것이 가능해지며, 이 경우 만곡 과정은 각각 바람직하게, 선택적으로 내륜 장치와 외륜 장치 사이에 회전체가 있는 상태에서 또는 회전체가 없는 상태에서 중심 케이지의 조립을 간소화하기 위하여 탄력적으로 설계되어 있다. 분리 지점이 복수인 경우에는, 중심 케이지의 개별 세그먼트들이 서로 독립적으로 삽입될 수 있음으로써, 결과적으로는 분리 지점이 복수인 경우에도 조립이 간소하게 된다.
본 발명의 가능한 일 실시예에서는, 중심 케이지가 정확하게 하나의 분리 지점을 구비한다. 예를 들어, 중심 케이지는 끊어진 링으로서 형성되어 있다. 본 실시예는, 중심 케이지가, 회전 방향으로 폐쇄된 케이지 만큼 간단하게 조립 동안 취급될 수 있지만, 직경에 있어서는 조립 시에 만곡 또는 함께 만곡함으로써 직경이 변경될 수 있다는 장점을 갖는다.
본 발명의 대안적인 일 실시예에서는, 중심 케이지가 세그먼트 케이지로서 형성되어 있고 그리고/또는 하나 보다 많은 분리 지점을 구비한다. 중심 케이지는 회전 방향으로 정확하게 2개의 또는 2개 이상의 세그먼트들로 세분된다. 예를 들면, 중심 케이지가 회전 방향으로 절반으로 분할되어 있는 것이 가능하다. 변형된 실시예들에서는, 중심 케이지가 회전 방향으로 더 큰 세그먼트 및 더 작은 세그먼트를 구비하는 것도 가능하다. 이로써, 예를 들어 본 발명의 범주 안에서는, 하나의 세그먼트가 중심 케이지의 3/4을 제공하고, 더 작은 세그먼트가 중심 케이지의 1/4을 제공하는 것이 가능하다. 하지만, 회전 방향으로 줄지어 있는 더 많은 세그먼트들, 예컨대 3개 또는 4개의 세그먼트들이 중심 케이지를 형성하는 것도 가능하다. 본 실시예에서도 조립이 간소하게 되는데, 그 이유는 중심 케이지의 세그먼트들이 내륜 상에 간단히 올려지거나 스냅 결합될 수 있기 때문이다.
본 발명의 가능한 일 개선예에서는, 외륜 장치가 롤러를 위해 주연부에 걸친 활주 홈을 구비한다. 이로써, 롤러는 외륜 장치 내에 배열되며, 그 결과 롤러는 축 방향으로 주연부에 걸친 활주 홈의 측벽들에 의해서 안내된다.
본 발명의 일 대안예 또는 가능한 개선예에서는, 활주 롤러가 하나 이상의 측면 고정 링, 바람직하게는 2개의 측면 고정 링을 구비한다. 이 측면 고정 링이 외륜 장치 내에 배열되어 있고, 롤러를 축 방향으로 고정시키는 것이 소개되었다. 예를 들어, 외륜 장치는 측면 고정 링(들)을 위해 주연부에 걸친 환상 홈을 구비하며, 이 환상 홈 내에 측면 고정 링(들)이 형상 결합 방식으로 삽입되어 있다.
본 발명의 또 다른 대상은, 차량용 포드 조인트에 의해서 형성되며, 이 경우 포드 조인트는 전술된 바와 같은 하나 이상의 활주 롤러를 구비한다. 포드 조인트는 바람직하게 삼각대 조인트로서 형성되어 있고, 3개의 저널과, 바람직하게 활주 롤러들 중 3개의 활주 롤러를 구비한다. 다른 실시예들에서는, 포드 조인트가 다만 정확하게 2개의 저널 또는 정확하게 4개의 저널만을 구비하거나 그보다 많은 저널을 구비하고 상기와 같은 상응하는 개수의 활주 롤러를 지지하는 것도 제안될 수 있다.
본 발명의 추가의 특징들, 장점들 및 효과들은 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 이하의 명세서 및 첨부된 도면들로부터 나타난다.
도 1은 포드 조인트의 매우 개략적인 도면을 본 발명의 일 실시예로서 도시하고,
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 포드 조인트를 위한 활주 롤러의 상이한 두 가지 실시예의 개략적인 종단면도를 도시하며,
도 3은 도 2a 및 도 2b에 또는 도 1에 따른 포드 조인트 내에 있는 활주 롤러를 위한 케이지 장치에 대한 일 실시예를 3차원 도면으로 도시한다.
도 1은, 다만 하나의 블록으로서만 도시되어 있는 차량(2)용 포드 조인트(1)를 본 발명의 일 실시예로서 매우 개략적인 도면으로 보여준다.
포드 조인트(1)는 파워 트레인 내에서 변속기 출력부(3), 특히 차동 변속기와; 중간 샤프트(4), 특히 차륜 구동 샤프트 또는 조인트 샤프트 사이에 배열되어 있다. 변속기 출력부(3)는 출력 축(5)을 규정하고, 중간 샤프트(4)는 샤프트 축(6)을 규정한다. 포드 조인트(1)는, 회전 및 이에 따른 구동 토크를 출력부(3)로부터 중간 샤프트(4)로 전달하도록, 그리고 이와 동시에 예를 들어 중간 샤프트(4)에 연결된 구동된 차륜이 편향될 때 이루어질 수 있는 것과 같은 피봇팅 동작 또는 각도 변화를 출력 축(5)과 샤프트 축(6) 사이에서 가능하게 하도록 형성되어 있다. 중간 샤프트(4)는 샤프트 스터브 섹션(7)을 구비하고, 이 샤프트 스터브 섹션 상에는 복수의 저널(8), 본 실시예에서는 3개의 저널(8)이 배열되어 있으며, 이들 저널은 샤프트 축(6)에 대해 반경 방향으로 연장된다. 저널들(8)이 샤프트 축(6)을 중심으로 하는 회전 방향으로 규칙적으로 배열되어 있음으로써, 결과적으로 저널들은 하나의 별 형상 포드, 본 예에서는 하나의 별 형상 3각대를 형성하게 된다. 도 1에는 저널들(8) 중 단 하나만 도식적으로 나타나 있다. 저널들(8) 상에는, 샤프트 축(6)에 대해 반경 방향으로 배열된 활주 롤러 축(30)을 회전 축으로서 구비하는 활주 롤러(9)가 각각 하나씩 배열되어 있다.
포드 조인트(1)는 또한 벨 하우징 섹션(10)을 구비하며, 이 벨 하우징 섹션은 출력부(3)와 일체로 회전하도록 고정 결합되어 있고, 활주 롤러(9)를 위한 궤도륜을 제공한다.
도 1에는, 벨 하우징 섹션(10)이 출력부(3)와 일체로 회전하도록 고정 결합되어 있고, 샤프트 스터브 섹션(7)이 중간 샤프트(4)와 일체로 회전하도록 고정 결합되어 있는 일 실시예가 도시되어 있는 한편, 다른 실시예들에서는, 샤프트 스터브 섹션(7)이 출력부(3)와 일체로 회전하도록 고정 결합되어 있고, 벨 하우징 섹션(10)이 중간 샤프트(4)와 결합되어 있는 것도 가능하다. 또한, 벨 하우징 섹션(10)이 주연부에 걸쳐 폐쇄된 상태로 형성되어 있거나, 자유로운 영역을 구비하는 것도 가능하다.
도 2a 및 도 2b에는, 활주 롤러(9)의 두 가지 실시예의 종단면도가 도시되어 있다. 활주 롤러(9)는 각각 내륜 장치(11) 및 외륜 장치(12)를 구비하고, 이들 링 장치들은 활주 롤러 축(30)에 대해 동축으로 그리고 동심으로 배열되어 있다.
내륜 장치(11)는 단일 부품의 그리고/또는 단일 재료의 내륜으로서 형성되어 있고, 반경 방향 내부 면에 저널(8)을 위한 중공 실린더형 수용부(13)를 구비한다. 반경 방향 외부 면에서는, 내륜 장치가 내부 궤도륜(14)으로서의 실린더 면을 제공한다.
외륜 장치(12)는 단일 부품으로 그리고/또는 단일 재료로 형성되어 있고, 반경 방향 외부 면에 벨 하우징 섹션(10)의 내부 영역 상에서 활주하기 위한 궤도륜(15)을 구비한다. 궤도륜(15)은 도시된 종단면도에서 볼록하고, 본 실시예에서는 활주 롤러 축(30)에 대한 구면으로 형성되어 있다. 외륜 장치(12)는 반경 방향 내부 면에서 외부 궤도륜(16)를 지지한다.
내륜 장치(11)와 외륜 장치(12) 사이에는 복수의 회전체(17)가 배열되어 있다. 회전체(17)는 롤러로서, 특히 실린더형 롤러로서 형성되어 있고, 두 가지 실시예에서는 니들형 롤러로서 구현되어 있으며, 이 경우 궤도륜 축(30)에 대해 축 방향으로의 롤러의 세로 연장부는 회전체(17)의 직경의 5배 보다 더 크다. 회전체(17)는 한 편으로는 내부 궤도륜(14) 상에서 롤링하고, 다른 한 편으로는 외부 궤도륜(16) 상에서 롤링한다. 이로써, 회전체(17)를 통해서는, 내륜 장치(11)가 외륜 장치(12)에 대해 상대적으로 회전될 수 있으며, 이 경우 내륜 장치(11)와 외륜 장치(12)는 회전체(17)를 통해 서로에 대해 롤링한다.
회전체(17)는, 추후에 도 3을 참조해서 상세하게 설명되는 케이지 장치(18) 내에 배열되어 있다.
또한, 활주 롤러(9)는, 회전체(17)를 직접 축 방향으로 고정시키는 2개의 측면 고정 링(19, 20)을 구비한다. 측면 고정 링(19, 20)은, 외륜 장치(12) 내에 형성된, 주연부에 걸친 환상 홈(21, 22) 내로 삽입되어 있다. 측면 링(19, 20)은, 축 방향 평면도 상으로 볼 때 이들 측면 링이 내륜 장치(11)와 중첩되고 이로써 또한 내륜 장치(11)를 축 방향 이탈로부터 보호할 정도까지 반경 방향 내부로 연장된다.
도 2a에서는, 외부 궤도륜(16)이 중공 실린더 형상으로 형성되어 있고, 연장부를 거쳐 측면 고정 링(19, 20)까지 연장된다. 그와 달리, 도 2b에 도시된 실시예에서는, 외륜 장치(12)가 주연부에 걸친 활주 홈(23)을 구비하며, 이 활주 홈의 축 방향 폭은 회전체(17)가 축 방향으로 활주 홈(23)의 측벽들을 통해 안내되도록 구현되어 있다. 도 2a에 도시된 실시예에서 뿐만 아니라 도 2b에 도시된 실시예에서도 외륜 장치(12) 내에는 주연부에 걸친 리세스(24)가 존재한다.
도 3은, 회전체(17)가 삽입된 케이지 장치(18)에 대한 일 실시예를 보여준다. 케이지 장치(18)는 중심 케이지로서 형성되어 있다. 케이지 장치(18) 또는 중심 케이지는 본 예에서 직사각형의 횡단면을 갖는 주연부에 걸친 웨브로서 구현되어 있다. 케이지 장치는 플라스틱으로 제조되었다. 케이지 장치(18)는 수용부(25)를 구비하며, 이 수용부는 활주 롤러 축(30)에 대해 평행하게 정렬되어 있고, 반경 방향 내부로 개방되어 있다. 수용부(25) 내에는 각각 회전체(17)가 배열되어 있으며, 이 경우 롤러로서 형성된 회전체(17)는 축 방향으로 연장된다. 회전체(17)는 케이지 장치(18)의 수용부(25) 내에 삽입되어 있고, 바람직하게는 클립식으로 고정되어 있음으로써, 결과적으로 회전체는 적어도 활주 롤러 축(30)에 대해 반경 방향으로는 형상 결합 방식으로 고정되어 있다. 회전체(17)는 각각 중심 영역(26)과, 이 중심 영역에 인접하면서 각각의 측면에 활주 영역(27a 및 27b)을 구비한다. 케이지 장치(18)는, 회전체(17)가 반경 방향 내부로 케이지 장치(18) 위로 돌출하도록 그리고 중심 영역 및 2개의 활주 영역(27a, 27b)을 갖는 회전체(17)가 내부 궤도륜(14) 상에서 선 형태로 활주하도록 구조적으로 구현되어 있다. 그와 달리, 외부 궤도륜(16) 상에서는 다만 2개의 활주 영역(27a, 27b)만 접촉한다. 외부 궤도륜(16)은 리세스(24)에 의해서 2개의 부분 영역으로 세분되어 있으며, 이 경우 각각의 부분 영역 상에서는 활주 영역(27a, 27b) 중 하나가 구르거나 롤링한다.
케이지 장치(18)는 활주 롤러 축(30)을 중심으로 하는 회전 방향으로 폐쇄되어 있지 않고, 오히려 분리 지점(28)을 구비함으로써, 결과적으로 케이지 장치(18)는 회전 방향으로 한 번 완전히 중단되어 있다. 하나 이상의 분리 지점(28)에 의해서는, 케이지 장치(18)가 더 간단히 장착될 수 있는 상황에 도달하게 된다. 이로써, 도 3의 케이지 장치(18)는 만곡 또는 굽힘에 의해 직경이 자유롭게 변경될 수 있다. 다른 실시예들에서는, 케이지 장치(18)가 회전 방향으로 폐쇄되어 있다. 변형된 실시예들에서는, 중심 케이지가 세그먼트 케이지로서 형성되어 있고, 복수의 중심 케이지 세그먼트를 구비하는 것도 가능하다.
1: 포드 조인트
2: 차량
3: 변속기 출력부
4: 중간 샤프트
5: 출력 축
6: 샤프트 축
7: 샤프트 스터브 섹션
8: 저널
9: 활주 롤러
10: 벨 하우징 섹션
11: 내륜 장치
12: 외륜 장치
13: 중공 실린더형 수용부
14: 내부 궤도륜
15: 궤도륜
16: 외부 궤도륜
17: 회전체
18: 케이지 장치
19: 측면 고정 링
20: 측면 고정 링
21: 환상 홈
22: 환상 홈
23: 활주 홈
24: 리세스
25: 수용부
26: 중심 영역
27a, 27b: 측면 영역
30: 활주 롤러 축

Claims (10)

  1. 포드 조인트(1)용 활주 롤러(9)이며,
    내부 궤도륜(14)과;
    외륜 장치(12)로서, 외륜 장치(12)의 외부 면에는 벨 하우징 섹션(10) 상에서 활주하기 위한 궤도륜(15)이 배치되어 있는, 상기 외륜 장치와;
    복수의 회전체(17)로서, 회전체(17)는 내부 궤도륜(14)과 외륜 장치(12) 사이에 배열되어 있으며, 회전체(17)는 롤러로서 형성되어 있는, 상기 복수의 회전체와;
    케이지 장치(18)로서, 회전체(17)가 케이지 장치(18) 내에 배열되어 있는, 상기 케이지 장치;를 구비한, 상기 포드 조인트용 활주 롤러에 있어서,
    케이지 장치(18)는 중심 케이지로서 형성되어 있으며, 롤러는 중심 영역에서는 중심 케이지를 통해 안내되고, 활주 영역에서는 중심 케이지에 대해 양측에서 자유롭게 돌출하는 것을 특징으로 하는, 포드 조인트용 활주 롤러(9).
  2. 제1항에 있어서, 내부 궤도륜(14)은 샤프트 스터브 섹션(7)의 저널(8)을 수용하기 위한 내륜 장치(11)에 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 포드 조인트용 활주 롤러(9).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 중심 케이지는 롤러용 수용부(25)를 갖는, 주연부에 걸친 웨브로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 포드 조인트용 활주 롤러(9).
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 중심 케이지는 하나 이상의 또는 정확하게 하나의 분리 지점(28)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 포드 조인트용 활주 롤러(9).
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 중심 케이지는 세그먼트 케이지로서 형성되어 있고 그리고/또는 하나보다 많은 분리 지점(28)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 포드 조인트용 활주 롤러(9).
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 회전체(17)는 니들로서 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 포드 조인트용 활주 롤러(9).
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 외륜 장치(12)는 회전체(17)를 위한, 주연부에 걸친 활주 홈(23)을 구비하는 것을 특징으로 하는, 포드 조인트용 활주 롤러(9).
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 하나 이상의 측면 고정 링(19, 20)이 제공되며, 상기 측면 고정 링(19, 20)은 외륜 장치(12) 내에 배열되어 있고, 회전체(17)를 축 방향으로 고정시키는 것을 특징으로 하는, 포드 조인트용 활주 롤러(9).
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 내륜 장치(11)는 단일 부품으로 형성되어 있고, 회전체(17)를 위한 외부 궤도륜(16)을 지지하며 그리고/또는 외륜 장치(12)는 단일 부품으로 형성되어 있고, 회전체(17)를 위한 내부 궤도륜(14)을 지지하는 것을 특징으로 하는, 포드 조인트용 활주 롤러(9).
  10. 차량(2)용 포드 조인트(1)에 있어서,
    제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 따른 하나 이상의 활주 롤러(2)가 제공되며, 하나 이상의 활주 롤러(9)는 저널(8) 상에 배열되어 있고, 활주 롤러(9)의 궤도륜(15)은 벨 하우징 섹션(10)에 활주하면서 접하는 것을 특징으로 하는, 차량용 포드 조인트(1).
KR1020187022330A 2016-02-05 2017-02-03 포드 조인트용 활주 롤러 KR20180107128A (ko)

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