KR20200041652A - 차량용 인보드 등속조인트 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 인보드 등속조인트에 관한 것으로, 스파이더(300)의 외주면에 다수개의 볼베어링(400)이 회전 가능하게 결합되고, 볼베어링(400)이 결합된 스파이더(300)가 하우징(100)의 컵부(120)속에 위치하면서 볼베어링(400)이 하우징(100)에 형성된 그루브(122)속에 삽입되게 설치된 구성으로, 이너롤러(3a)와 아우터롤러(3b) 및 니들베어링(3c)으로 구성된 롤러조립체(3)를 볼베어링(400)으로 대체할 수 있게 됨에 따라 부품수 감축과 중량감소 및 원가절감을 도모할 수 있도록 된 것이다.

Description

차량용 인보드 등속조인트{INBOARD CONSTANT VELOCITY JOINT FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 인보드 등속조인트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 볼타입으로 구조를 개선한 차량용 인보드 등속조인트에 관한 기술이다.

차량에서 사용되는 조인트는 회전축의 각도가 서로 다른 회전축에 회전동력(토크)을 전달하기 위한 것으로서, 동력전달 각도가 작은 추진축의 경우에는 후크 조인트 및 플렉시블 조인트 등이 사용되고, 동력전달 각도가 큰 전륜 구동차의 구동축의 경우에는 등속조인트가 사용된다.

상기 등속조인트는 구동축과 피동축의 교차각이 큰 경우에도 등속으로 원활하게 동력을 전달할 수 있기 때문에 독립 현가방식의 전륜 구동차의 액슬축에 주로 사용되며, 샤프트를 중심으로 변속기측의 조인트는 인보드 등속조인트라 하고, 휠측의 조인트는 아웃보드 등속조인트라 하며, 통상적으로 인보드 등속조인트는 트라이포드타입으로 구성되고, 아웃보드 등속조인트는 볼타입으로 구성된다.

종래의 인보드 등속조인트는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 변속기에 조립되고 내주면에 길이방향을 따라 다수개의 그루브(1a)가 형성된 하우징(1), 상기 하우징(1)내에 구비되고 세 개의 트러니언(2a)이 반경 방향으로 돌출 형성된 스파이더(2), 상기 트러니언(2a)에 결합되고 하우징(1)의 그루브(1a)에 접촉하도록 설치된 롤러조립체(3), 상기 트러니언(2a)에 결합되어서 롤러조립체(3)의 이탈을 방지하는 스토퍼부재(4)를 포함한다.

상기 롤러조립체(3)는 트러니언(2a)의 외주면에 결합된 링 형상의 이너롤러(3a), 하우징(1)의 그루브(1a)에 접촉하는 링 형상의 아우터롤러(3b), 이너롤러(3a)와 아우터롤러(3b)사이에 위치하는 니들베어링(3c)을 구성된다.

그리고, 상기 스토퍼부재(4)는 C형상의 클립(4a) 및 스트라이커 아우터(4b)를 포함한다.

상기와 같이 구성된 인보드 등속조인트는 변속기를 통해 전달된 엔진의 회전동력으로 하우징(1)이 회전하고, 하우징(1)의 회전력은 롤러조립체(3)를 통해 스파이더(2)로 전달되고, 스파이더(2)의 회전은 스파이더(2)에 결합된 샤프트로 전달되어서 샤프트가 회전하게 된다.

또한, 트러니언(2a)에 결합된 롤러조립체(3)의 회전시에 롤러조립체(3)와 스파이더(2)는 하우징(1)의 그루브(1a)를 따라 이동하면서 축방향의 길이가 가변되고, 축방향 길이의 가변시에 차량 질량체(엔진과 변속기 조립체)의 움직임을 흡수함과 더불어 동력전달의 각도가 달라지도록 절각이 된다.

그런데, 종래의 인보드 등속조인트는 전술한 바와 같이 이너롤러(3a)와 아우터롤러(3b) 및 니들베어링(3c)이 롤러조립체(3)를 구성함에 따라 부품이 과도하고, 이로 인해 중량상승 및 원가가 상승하는 단점이 있다.

또한, 니들베어링(3c)의 구름저항 및 아우터롤러(3b)의 회전저항이 동시에 발생함에 따라 성능저하를 유발하는 단점이 있다.

또한, 롤러조립체(3)의 결합을 위해 스파이더(2)에는 트러니언(2a)이라는 부위가 필요하고, 특히 하우징(1)에는 롤러조립체(3)의 삽입을 위해 그루브(1a)의 형상이 커져야 하는 바, 이로 인해 가공에 따른 작업성이 불리하고, 원가를 상승시키는 단점이 있다.

또한, 롤러조립체(3)는 부품수가 많기 때문에 스파이더(2)에 결합된 상태에서 좌우방향 폭의 길이(L1)가 길고, 하우징(1)의 외곽사이즈가 특정 치수로 정해진 상태에서 롤러조립체(3)의 좌우방향 폭의 길이(L1)가 길면 상대적으로 하우징(1)의 단면 두께(T1)는 줄어들 수밖에 없는 바, 이로 인해 하우징(1)의 내구성능이 약한 단점이 있다.

또한, 롤러조립체(3)의 이탈을 방지하기 위해 C형상의 클립(4a)과 스트라이커 아우터(4b)로 구성된 스토퍼부재(4)를 사용하는 구성으로, 이 또한 부품수 증가와 중량상승 및 원가 상승의 원인이 되는 단점이 있다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

대한민국공개특허공보 10-2012-0104791호

본 발명은 스파이더에 볼베어링을 결합시켜서 볼타입으로 구조를 개선한 차량용 인보드 등속조인트로서, 이의 구조를 통해 부품수 감축과 중량감소 및 원가절감을 도모할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 부품수 감축을 통해 하우징의 두께를 충분히 확보할 수 있게 됨으로써 하우징을 포함한 전체적인 내구성능을 크게 증대시킬 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

또한, 축방향의 길이 가변시에 볼베어링에 의한 회전저항만이 발생되는 구조로서, 이를 통해 성능향상을 도모할 수 있도록 하는 데에 다른 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량용 인보드 등속조인트는, 변속기와 조립되고 내주면에 길이방향을 따라 다수개의 그루브가 형성된 하우징; 상기 하우징속에 삽입되어서 하우징의 길이방향을 따라 이동가능하게 설치되고 샤프트의 결합을 위한 구멍이 중심부에 형성된 스파이더; 및 상기 스파이더에 회전 가능하게 결합되면서 하우징의 그루브속에 삽입되도록 설치된 다수개의 볼베어링;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은 변속기와 조립되는 축부; 및 상기 축부와 일체로 형성된 컵부를 포함하고; 상기 컵부속에 볼베어링이 결합된 스파이더가 위치하도록 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 컵부에는 컵부의 일측으로 개구되고 축부의 길이방향을 따라 연장된 내부홈이 형성되고; 상기 내부홈속에 스파이더가 삽입되고; 상기 내부홈의 내주면에 볼베어링이 삽입되는 다수개의 그루브가 길이방향을 따라 연장되게 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 스파이더는 소정의 단면두께를 구비한 원형 링의 모양으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 볼베어링은 스파이더의 외주면에 인접하게 배치된 2개가 1세트로 구성되면서 총 3세트가 스파이더의 외주면을 따라 등간격으로 배치되게 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 인보드 등속조인트는, 스파이더에 다수개의 볼베어링이 결합된 볼타입 구조로서, 이너롤러와 아우터롤러 및 니들베어링으로 구성된 롤러조립체를 사용하는 구조와 대비하여 볼 때 부품수 감축과 중량감소 및 원가절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 축방향의 길이 가변시에 볼베어링에 의한 회전저항만이 발생되는 구조로서, 니들베어링에 의한 구름저항 및 아우터롤러의 회전저항이 동시에 발생하는 종래의 구조에 비해 마찰저항의 발생을 줄일 수 있게 됨에 따라 성능향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 스파이더에 트러니언을 형성할 필요가 없는 구조이고, 스파이더에 트러니언이 없기 때문에 하우징의 내부홈에도 트러니언의 삽입을 위한 홈이 필요없는 바, 이로 인해 가공에 따른 작업의 편의성이 향상되고 특히 가공에 다른 원가를 대폭 절감시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 전체적으로 외곽 사이즈가 큰 종래의 롤러조립체 대신에 사이즈가 작은 볼베어링을 사용함에 따라 하우징의 단면 두께를 크게 증대시킬 수 있게 되는 바, 이를 통해 하우징을 포함한 인보드 등속조인트의 전체적인 내구성능을 크게 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 스파이더의 외주면에 볼베어링이 이탈이 불가능하면서 회전이 가능하게 직접 결합된 구조로, 종래와 같은 스토퍼부재를 사용하지 않아도 되는 구성인 바, 이를 통해 부품수 감축과 중량감소 및 원가절감을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 인보드 등속조인트의 도면,
도 2는 도 1의 단면도,
도 3은 도 1에서 하우징을 제외한 인보드 등속조인트의 분해사시도,
도 4는 본 발명에 따른 차량용 인보드 등속조인트의 도면,
도 5는 도 4의 정면도,
도 6은 볼베어링이 결합된 스파이더의 사시도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 인보드 등속조인트에 대해 살펴보기로 한다.

본 발명에 따른 차량용 인보드 등속조인트는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 변속기와 조립되고 내주면에 길이방향을 따라 다수개의 그루브(122)가 형성된 하우징(100); 상기 하우징(100)속에 삽입되어서 하우징(100)의 길이방향을 따라 이동가능하게 설치되고 샤프트(200)의 결합을 위한 구멍(310)이 중심부에 형성된 스파이더(300); 및 상기 스파이더(300)에 회전 가능하게 결합되면서 하우징(100)의 그루브(122)속에 삽입되도록 설치된 다수개의 볼베어링(400);을 포함한다.

본 발명에 따른 하우징(100)은 변속기와 조립되는 축부(110), 및 상기 축부(110)와 일체로 형성된 컵부(120)를 포함하도록 형성되고, 상기 컵부(120)속에 볼베어링(400)이 결합된 스파이더(300)가 위치하도록 구성된다.

그리고, 컵부(120)에는 컵부(120)의 일측으로 개구되고 축부(110)의 길이방향을 따라 연장된 내부홈(121)이 형성되고, 상기 내부홈(121)속에 스파이더(300)가 삽입되고, 상기 내부홈(121)의 내주면에 볼베어링(400)이 삽입되는 다수개의 그루브(122)가 축부(110)의 길이방향을 따라 연장되게 형성된다.

본 발명에 따른 스파이더(300)는 소정의 단면두께(T2)를 구비한 원형 링의 모양으로 형성된 것이 바람직하지만, 스파이더(300)의 외형이 원형 링으로 한정되는 것은 아니다.

그리고, 볼베어링(400)은 도시된 바와 같이 스파이더(300)의 외주면에 총 6개가 구비되는 바, 2개가 서로 인접하게 배치되어서 1세트를 이루고, 총 3세트가 스파이더(300)의 외주면을 따라 등간격으로 배치되게 구성된다.

2개의 볼베어링(400)이 스파이더(300)의 외주면에 서로 인접하게 배치되어서 1세트를 이루는 이유 및 볼베어링(400)이 스파이더(300)의 외주면을 따라 총 3세트로 구성되는 이유는 볼베어링(400)이 그루브(122)와 보다 안정되게 접촉하도록 하기 위함이며, 이를 통해 원활한 회전력 전달 및 원활한 길이가변을 가능하도록 하기 위함이다.

스파이더(300)의 외주면에 결합된 볼베어링(400)의 개수 및 위치는 설계에 따라 다양하게 변경 가능할 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 인보드 등속조인트는, 변속기를 통해 전달된 엔진의 회전동력으로 하우징(100)이 회전하고, 하우징(100)의 회전력은 볼베어링(400)을 스파이더(300)로 전달되고, 스파이더(300)의 회전은 스파이더(300)에 결합된 샤프트(200)로 전달되어서 샤프트(200)가 회전하게 된다.

그리고, 스파이더(300)에 결합된 볼베어링(400)의 회전시에 볼베어링(400)과 스파이더(300)는 하우징(100)의 그루브(122)를 따라 이동하면서 축방향의 길이가 가변되고, 축방향 길이의 가변시에 차량 질량체(엔진과 변속기 조립체)의 움직임을 흡수함과 더불어 동력전달의 각도가 달라지도록 절각이 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 인보드 등속조인트는 스파이더(300)에 다수개의 볼베어링(400)이 결합된 볼타입 구조로서, 이의 구조를 통해 부품수 감축과 중량감소 및 원가절감을 도모할 수 있는 장점이 있다.

즉, 종래에는 스파이더(2)에 롤러조립체(3)가 결합되고, 롤러조립체(3)는 이너롤러(3a)와 아우터롤러(3b) 및 니들베어링(3c)으로 구성되었고, 본 발명에서는 볼베어링(400)이 종래의 롤러조립체(3)와 동일 역할을 하는 것으로, 이너롤러(3a)와 아우터롤러(3b) 및 니들베어링(3c)을 볼베어링(400)으로 대체할 수 있음에 따라 부품수 감축과 중량감소 및 원가절감을 도모할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 축방향의 길이 가변시에 볼베어링(400)에 의한 회전저항만이 발생되는 구조로서, 니들베어링(3c)에 의한 구름저항 및 아우터롤러(3b)의 회전저항이 동시에 발생하는 종래의 구조에 비해 마찰저항의 발생을 줄일 수 있게 됨에 따라 성능향상을 도모할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 구조는 스파이더(300)에 종래와 같은 트러니언을 형성할 필요가 없고, 스파이더(300)에 종래와 같은 트러니언이 없기 때문에 하우징(100)의 내부홈(121)에도 트러니언의 삽입을 위한 홈이 필요없는 바, 이로 인해 가공에 따른 작업의 편의성이 향상되고 특히 가공에 다른 원가를 대폭 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 구조는 전체적으로 외곽 사이즈가 큰 종래의 롤러조립체(3) 대신에 사이즈가 작은 볼베어링(400)을 사용함에 따라 하우징(100)의 단면 두께(T3)를 크게 증대시킬 수 있게 되는 바, 이를 통해 하우징(100)을 포함한 인보드 등속조인트의 전체적인 내구성능을 크게 향상시킬 수 있는 장점도 있다.

또한, 본 발명은 스파이더(300)의 외주면에 볼베어링(400)이 이탈이 불가능하면서 회전이 가능하게 직접 결합된 구조로, 종래와 같은 스토퍼부재(4)를 사용하지 않아도 되는 구성인 바, 이를 통해 부품수 감축과 중량감소 및 원가절감을 도모할 수 있는 장점이 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100 - 하우징 110 - 축부
120 - 컵부 121 - 내부홈
122 - 그루브 200 - 샤프트
300 - 스파이더 310 - 구멍
400 - 볼베어링

Claims (5)

1. 변속기와 조립되고 내주면에 길이방향을 따라 다수개의 그루브가 형성된 하우징;
   상기 하우징속에 삽입되어서 하우징의 길이방향을 따라 이동가능하게 설치되고 샤프트의 결합을 위한 구멍이 중심부에 형성된 스파이더; 및
   상기 스파이더에 회전 가능하게 결합되면서 하우징의 그루브속에 삽입되도록 설치된 다수개의 볼베어링;을 포함하는 차량용 인보드 등속조인트.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 하우징은 변속기와 조립되는 축부; 및
   상기 축부와 일체로 형성된 컵부를 포함하고;
   상기 컵부속에 볼베어링이 결합된 스파이더가 위치하도록 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 인보드 등속조인트.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 컵부에는 컵부의 일측으로 개구되고 축부의 길이방향을 따라 연장된 내부홈이 형성되고;
   상기 내부홈속에 스파이더가 삽입되고;
   상기 내부홈의 내주면에 볼베어링이 삽입되는 다수개의 그루브가 길이방향을 따라 연장되게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 인보드 등속조인트.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 스파이더는 소정의 단면두께를 구비한 원형 링의 모양으로 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 인보드 등속조인트.
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 볼베어링은 스파이더의 외주면에 인접하게 배치된 2개가 1세트로 구성되면서 총 3세트가 스파이더의 외주면을 따라 등간격으로 배치되게 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 인보드 등속조인트.

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