KR20200042227A - 트라이포드 조인트 - Google Patents

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KR20200042227A
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서중규
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Abstract

본 발명은 트라이포드 조인트에 관한 것으로, 변속기에 연결되고, 내부에 트랙홈이 형성되는 하우징과, 차륜에 연결되는 샤프트가 결합되고, 하우징의 내부에 배치되고, 트랙홈에 결합되도록 세 개의 브랜치바디가 돌출형성되는 스파이더와, 브랜치바디에 결합되는 이너롤러와, 이너롤러의 외측에 설치되는 아우터롤러를 포함하는 롤러조립체를 포함하며, 이너롤러와 아우터롤러의 접촉부에는 요철 형상의 결합 구조부가 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

트라이포드 조인트{TRIPOD JOINT}
본 발명은 트라이포드 조인트에 관한 것으로, 보다 상세하게는 롤러조립체의 구조 및 조립 구조를 개선함으로써, 소음 및 진동 발생을 억제하고, 내구성을 향상시킬 수 있는 트라이포드 조인트에 관한 것이다.
일반적으로 등속조인트는 전륜 구동차의 구동차축에 설치되어 바퀴에 동력을 전달하는데 사용된다. 이때, 구동축과 피구동축의 접점이 교차각의 이등분선 상에 있게 함으로써 등속으로 동력을 전달하는 특성을 갖는다. 이러한 등속조인트는 슬라이딩 조인트, 샤프트, 그리고 픽스트 조인트로 구성되는데, 슬라이딩 조인트는 차량의 변위를 흡수하기 위한 것으로서, 트라이포드(tripod), 더블 옵셋(double offset), 크로스 그루브(cross groove) 등으로 구분할 수 있다.
종래의 트라이포드 조인트는 내측에 평행한 안내면을 갖는 세 개의 트랙홈이 축 방향을 향하여 등간격으로 형성되어 있는 하우징과, 하우징의 트랙홈에 삽입되는 세 개의 브랜치바디가 돌출형성되는 스파이더와, 브랜치바디에 결합되는 롤러조립체를 포함한다.
롤러조립체는 브랜치바디의 외주면에 설치되는 인너롤러와, 인너롤러의 외주면에 설치되는 아우터롤러와, 인너롤러와 아우터롤러의 사이에 설치되어 아우터롤러의 회전을 원활하게 하는 니들베어링과, 인너롤러와 니들베어링을 아우터롤러에 고정하는 스냅링을 포함하여 구성된다.
스파이더의 축방향 이동 시 롤러조립체의 아우터롤러가 트랙홈과 구름접촉된 상태로 회전되면서 스파이더의 원활한 이동을 지지하게 되나, 스냅링의 제조 공차 및 아우터롤러의 가공 공차에 의한 스냅링과 니들베어링 간의 조립 갭 및 틈새로 인해 니들베어링의 기울어짐 현상이 발생하여 아우터롤러가 트랙홈에 안정적으로 구름접촉되지 못하고, 트랙홈과 마찰 접촉된 상태로 슬립(slip)된다.
이로 인해 소음 및 진동이 발생되어 차량의 NVH((Noise, Vibration, Harshness) 성능을 저하시키게 되고, 스파이더에 작용하는 축력을 증가시키게 되어 차량의 상품성을 저하시킨다는 문제점이 있다.
또한, 조립 시 스냅링이 누락되거나 스냅링이 불안정하게 안착됨으로써, 소음 및 진동이 발생하고 내구성이 저하되는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2008-0085439호(2008.09.24. 공개, 발명의 명칭: 니들 롤러 베어링 구속형 트리포드형 등속조인트의 구조)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 롤러조립체의 구조 및 조립 구조를 개선함으로써, 소음 및 진동 발생을 방지하고, 내구성을 향상시킬 수 있는 트라이포드 조인트를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 트리아포드 조인트는: 변속기에 연결되고, 내부에 트랙홈이 형성되는 하우징과, 차륜에 연결되는 샤프트가 결합되고, 하우징의 내부에 배치되고, 트랙홈에 결합되도록 세 개의 브랜치바디가 돌출형성되는 스파이더와, 브랜치바디에 결합되는 이너롤러와, 이너롤러의 외측에 설치되는 아우터롤러를 포함하는 롤러조립체를 포함하며, 이너롤러와 아우터롤러의 접촉부에는 요철 형상의 결합 구조부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 결합 구조부는 아우터롤러의 일부를 이루고, 이너롤러를 향해 돌출된 형상으로 형성되는 제1 돌기와, 이너롤러의 일부를 이루고, 아우터롤러를 향해 함입된 형상으로 형성되며, 제1 돌기와 결합되는 제1 홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 결합 구조부는 아우터롤러의 일부를 이루고, 상기 이너롤러를 향해 함입된 형상으로 형성되는 제2 홈과, 이너롤러의 일부를 이루고, 아우터롤러를 향해 돌출된 형상으로 형성되며, 제2 홈과 결합되는 제2 돌기 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 결합 구조부는 아우터롤러의 일부를 이루고, 이너롤러를 향해 함입된 형상으로 형성되는 제3 홈과, 아우터롤러의 일부를 이루고, 이너롤러를 향해 돌출된 형상으로 형성되며, 제3 홈의 일측에 연속적으로 형성되는 제4 돌기와, 이너롤러의 일부를 이루고, 아우터롤러를 향해 돌출된 형상으로 형성되며, 제3 홈과 결합되는 제3 돌기와, 이너롤러의 일부를 이루고, 아우터롤러를 향해 함입된 형상으로 형성되며, 제3 돌기의 일측에 연속적으로 형성되며, 제4 돌기와 결합되는 제4 홈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 이너롤러와 아우터롤러 사이에는 니들베어링이 더 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 트라이포드 조인트는 롤러조립체의 구조 및 조립 구조를 개선함으로써, 소음 및 진동 발생이 방지되고, 내구성이 향상된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 조인트가 설치되는 등속조인트를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 조인트의 일부를 절개하여 단면으로 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 조인트를 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 트라이포드 조인트를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 트라이포드 조인트를 나타낸 단면도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 조인트를 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 트라이포드 조인트가 설치되는 등속조인트를 도시한 도면이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 조인트의 일부를 절개하여 단면으로 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 조인트를 나타낸 단면도이며, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 트라이포드 조인트를 나타낸 단면도이며, 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 트라이포드 조인트를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 조인트가 설치되는 등속조인트(10)는 샤프트(13)의 일측[차륜(W)과 인접한 측]에는 픽스트 조인트(12)로 구성되고, 변속기(미도시)에 연결되는 샤프트(13)의 타측[하우징 로드(15)와 인접한 측]에는 트라이포드 조인트(11)로 구성된다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 조인트는 하우징(100)과, 스파이더(200)와, 롤러조립체(300)를 포함한다.
하우징(100)은 내부에 롤러조립체(300)를 수용하는 트랙홈(110)이 형성된다. 하우징의 일측에는 변속기에 연결되도록 하우징 로드(15)가 형성된다.
하우징(100)의 내부에는 샤프트(13)가 결합되고, 샤프트(13)에는 스파이더(200)가 설치되며, 스파이더(200)에는 롤러조립체(300)가 설치된다.
하우징(100)과 샤프트(13) 사이에는 연질의 재질로 이루어지는 부트(14)가 설치되고, 샤프트(13)는 하우징(100)과 스파이더(200) 및 롤러조립체(300)를 매개로 변속기로부터 회전동력을 전달받아 회전한다.
스파이더(200)에는 차륜(W)에 연결되는 샤프트(13)가 결합된다. 스파이더(200)는 하우징(100)의 내부에 배치되고, 트랙홈(110)에 결합되도록 세 개의 브랜치바디(210)가 돌출형성된다.
스파이더(200)의 브랜치바디(210)에는 롤러조립체(300)가 설치된다.
롤러조립체(300)는 브랜치바디(210)에 결합되는 이너롤러(310)와, 이너롤러(310)의 외측에 설치되는 아우터롤러(320)와, 이너롤러(310)와 아우터롤러(320) 사이에 설치되는 니들베어링(330)을 포함한다.
아우터롤러(320)는 하우징(100)으로부터 전달된 회전력을 니들베어링(330)과 이너롤러(310)를 통해 스파이더(200)로 전달하며, 하우징(100)에 의해 가이드 되어 회전 운동한다.
이너롤러(310)는 니들베어링(330)으로부터 전달된 회전력을 스파이더(200)로 전달하며, 스파이더(200)의 움직임을 가이드한다.
니들베어링(330)은 아우터롤러(320)와 이너롤러(310) 사이에 위치하여 아우터롤러(320)의 회전을 원활히 하는 기능을 갖는다.
이너롤러(310)와 아우터롤러(320)의 접촉부에는 요철 형상의 결합 구조부가 형성된다.
요철 형상의 결합 구조부는 도 2 및 도 3에 도시된 것처럼, 아우터롤러(320)의 일부를 이루고, 이너롤러(310)를 향해 돌출된 형상으로 형성되는 제1 돌기(321)와, 이너롤러(310)의 일부를 이루고, 아우터롤러(320)를 향해 함입된 형상으로 형성되며, 제1 돌기(321)와 결합되는 제1 홈(311)을 포함하는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 요철 형상의 결합 구조부는 도 4에 도시된 것처럼, 아우터롤러(320)의 일부를 이루고, 이너롤러(310)를 향해 함입된 형상으로 형성되는 제2 홈(322)과, 이너롤러(310)의 일부를 이루고, 아우터롤러(320)를 향해 돌출된 형상으로 형성되며, 제2 홈(322)과 결합되는 제2 돌기(312)를 포함하는 형태로 구성될 수 있다.
또한, 요철 형상의 결합 구조부는 도 5에 도시된 것처럼, 아우터롤러(320)의 일부를 이루고, 이너롤러(310)를 향해 함입된 형상으로 형성되는 제3 홈(323)과, 아우터롤러(320)의 일부를 이루고, 이너롤러(310)를 향해 돌출된 형상으로 형성되며, 제3 홈(323)의 일측에 연속적으로 형성되는 제4 돌기(324)와, 이너롤러(310)의 일부를 이루고, 아우터롤러(320)를 향해 돌출된 형상으로 형성되며, 제3 홈(323)과 결합되는 제3 돌기(313)와, 이너롤러(310)의 일부를 이루고, 아우터롤러(320)를 향해 함입된 형상으로 형성되며, 제3 돌기(313)의 일측에 연속적으로 형성되며, 제4 돌기(324)와 결합되는 제4 홈(314)을 포함하는 형태로 구성될 수 있다.
이러한 요철 형상의 결합 구조부로 인해 조립시 이너롤러(310)와 아우터롤러(320)의 탄성 변형을 통해 견고히 조립될 수 있게 되고, 조립시 결합 구조부가 일치되면서 딸까 소리가 나면서 조립되며, 견고한 고정이 이루어지기 때문에 종래의 스냅링(미도시)이 필요치 않게 되며, 스냅링을 설치하지 않음으로써, 종래에 스냅링 누락 또는 스냅링의 불완전 안착으로 인한 소음 및 진동이 발생을 방지할 수 있고, 내구성을 향상시킬 수 있으며, 원가 절감 효과를 얻을 수 있다.
또한, 종래에 문제시 되었던 아우터롤러(320)의 가공 공차에 의한 스냅링과 니들베어링(330) 간의 조립 갭 및 틈새로 인한 니들베어링(330)의 기울어짐 현상을 방지할 수 있고, 이를 통해 아우터롤러(320)가 트랙홈(110)에 안정적으로 구름접촉할 수 있게 되어 슬립(slip) 발생이 억제되며, 결과적으로 소음 및 진동이 방지되어 차량의 NVH((Noise, Vibration, Harshness) 성능이 향상될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 롤러조립체의 구조 및 조립 구조를 개선함으로써, 소음 및 진동 발생이 방지되고, 내구성이 향상된다.
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 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10: 등속 조인트 11: 트라이포드 조인트
12: 픽스트 조인트 13: 샤프트
14: 부트 15: 하우징 로드
100: 하우징 110: 트랙홈
200: 스파이더 210: 브랜치바디
300: 롤러조립체 310: 이너롤러
311: 제1 홈 312: 제2 돌기
313: 제3 돌기 314: 제4 홈
320: 아우터롤러 321: 제1 돌기
322: 제2 홈 323: 제3 홈
324: 제4 돌기 330: 니들베어링

Claims (5)

  1. 변속기에 연결되고, 내부에 트랙홈이 형성되는 하우징;
    차륜에 연결되는 샤프트가 결합되고, 상기 하우징의 내부에 배치되고, 상기 트랙홈에 결합되도록 브랜치바디가 돌출형성되는 스파이더;
    상기 브랜치바디에 결합되는 이너롤러와, 상기 이너롤러의 외측에 설치되는 아우터롤러를 포함하는 롤러조립체;를 포함하며,
    상기 이너롤러와 상기 아우터롤러의 접촉부에는 요철 형상의 결합 구조부가 형성되는 것을 특징으로 하는 트라이포드 조인트.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 구조부는,
    상기 아우터롤러의 일부를 이루고, 상기 이너롤러를 향해 돌출된 형상으로 형성되는 제1 돌기; 및
    상기 이너롤러의 일부를 이루고, 상기 아우터롤러를 향해 함입된 형상으로 형성되며, 상기 제1 돌기와 결합되는 제1 홈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 조인트.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 구조부는,
    상기 아우터롤러의 일부를 이루고, 상기 이너롤러를 향해 함입된 형상으로 형성되는 제2 홈; 및
    상기 이너롤러의 일부를 이루고, 상기 아우터롤러를 향해 돌출된 형상으로 형성되며, 상기 제2 홈과 결합되는 제2 돌기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 조인트.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 결합 구조부는,
    상기 아우터롤러의 일부를 이루고, 상기 이너롤러를 향해 함입된 형상으로 형성되는 제3 홈;
    상기 아우터롤러의 일부를 이루고, 상기 이너롤러를 향해 돌출된 형상으로 형성되며, 상기 제3 홈의 일측에 연속적으로 형성되는 제4 돌기;
    상기 이너롤러의 일부를 이루고, 상기 아우터롤러를 향해 돌출된 형상으로 형성되며, 상기 제3 홈과 결합되는 제3 돌기; 및
    상기 이너롤러의 일부를 이루고, 상기 아우터롤러를 향해 함입된 형상으로 형성되며, 상기 제3 돌기의 일측에 연속적으로 형성되며, 상기 제4 돌기와 결합되는 제4 홈;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 트라이포드 조인트.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 이너롤러와 상기 아우터롤러 사이에는 니들베어링이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 트라이포드 조인트.
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