KR20220153261A - 축방향 경사형 그루브를 구비한 등속조인트 - Google Patents

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KR20220153261A
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윤동영
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서한산업(주)
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Abstract

본 발명은 내면에 복수의 외측 그루브가 형성되고, 일 측에 개구부가 형성된 외륜; 상기 외륜 내부에 수용되고, 외면에 상기 외측 그루브에 대향하도록 내측 그루브가 형성되며, 입력축이 내부 중심에 결합되는 내륜; 상기 외측 그루브와 내측 그루브 사이에 개재되어 상기 외륜과 상기 내륜 사이의 힘을 전달하는 복수의 볼; 및 상기 외륜과 내륜 사이에 배치되며 상기 볼의 이동 영역을 정의하는 윈도우를 구비하는 케이지; 를 포함하고, 상기 입력축의 축방향에 대하여 상기 내측 그루브가 복수의 방향으로 경사지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 축방향 경사형 그루브를 구비한 등속조인트를 제공한다.

Description

축방향 경사형 그루브를 구비한 등속조인트{A constant velocity joint having a sloped groove along an axial direction}
본 발명은 축방향 경사형 그루브를 구비한 등속조인트에 관한 것으로, 상세하게는 절각 및 플런징 동작 시 케이지 주변에서의 마찰, 소음 및 진동을 저감시켜 안정적인 동력전달을 구현할 수 있는 축방향 경사형 그루브를 구비한 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 구동축의 경우에는 등속 조인트가 사용된다.
이러한 등속 조인트는 구동축과 피동축의 교차각이 큰 경우에도 등속으로 원활하게 동력을 전달할 수 있기 때문에 독립 현가 방식의 구동축에 주로 사용되는데, 변속기측(인보드측)은 트라이포드식 등속 조인트나 슬라이드식 볼타입 등속 조인트 등이 주로 사용되고, 휠측(아웃보드측)은 고정식 볼타입 등속조인트가 주로 사용된다.
통상의 등속조인트는 외륜과 내륜 사이에는 볼이 배치되어, 외륜과 내륜 사이의 동력을 전달하고, 또한, 외륜과 내륜 사이에는 볼을 잡아주는 케이지가 마련되어 있어서 볼의 이탈을 방지하면서 볼의 이동영역을 정의한다.
이 상태에서 내륜과 연결되는 입력축과 외륜과 연결되는 출력축 사이에 절각이 되어도 등속으로 동력이 전달될 수 있다.
그러나, 등속조인트의 구조상, 동력이 전달되지 않을 때는 축 방향의 길이 변화에 대한 저항이 적지만, 동력이 전달될 때는 절각에 따른 마찰 저항이 증가하고, 플런징에 대한 저항이 커져 소음 및 진동이 발생하면서 현가 기능을 저해하는 요인으로 지적되고 있다.
한국공개특허공보 제10-2013-0141882호 (2013. 12. 27. 공개)
본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 상세하게는 내륜의 내측 그루브가 입력축의 축방향을 따라서 복수의 방향으로 경사지도록 함으로써 볼이 내륜과 외륜 사이에서 절각 및 플런징 구동 시 구름운동의 분력의 발생을 유도하고, 이에 따라 꺾임 토크 및 회전 토크를 저감시킬 수 있으며, 내측 그루브의 양 방향 경사각에 의해 힘의 평형이 유지될 수 있는 축방향 경사형 그루브를 구비한 등속조인트를 제공하는데 목적이 있다.
이와 같은 목적을 수행하기 위한 본 발명은 내면에 복수의 외측 그루브가 형성되는 외륜; 상기 외륜 내부에 수용되고, 외면에 상기 외측 그루브에 대향하도록 내측 그루브가 형성되며, 입력축이 내부 중심에 결합되는 내륜; 상기 외측 그루브와 내측 그루브 사이에 개재되어 상기 외륜과 상기 내륜 사이의 힘을 전달하는 복수의 볼; 및 상기 외륜과 내륜 사이에 배치되며 상기 볼의 이동 영역을 정의하는 윈도우를 구비하는 케이지; 를 포함하고, 상기 입력축의 축방향에 대하여 상기 외측 그루브와 내측 그루브가 복수의 방향으로 경사지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 축방향 경사형 그루브를 구비한 등속조인트를 제공한다.
상기 내측 그루브는 상기 입력축의 일 측 방향 연장선 상에 형성된 제1설정 지점을 향하도록 배치되는 제1그루브와, 상기 입력축의 타 측 방향 연장선 상에 형성된 제2설정 지점을 향하도록 배치되는 제2그루브를 포함할 수 있다.
상기 제1그루브 및 제2그루브의 경사각은 상기 입력축에 대하여 0.1~7° 범위로 이루어질 수 있다.
상기 제1그루브와 제2그루브는 서로 반대 방향으로 경사각이 배치되되, 경사각의 절대값이 모두 같게 형성될 수 있다.
상기 제1그루브와 제2그루브는 상기 내륜의 원주방향을 따라서 교번으로 배치될 수 있다.
상기 외측 그루브는 상기 외륜의 내주면으로부터 상기 입력축에 대하여 평행하게 형성될 수 있다.
본 발명에 따른 축방향 경사형 그루브를 구비한 등속조인트에 의하면,
첫째, 내륜의 내측 그루브에 복수의 방향으로 경사각을 부여하여 절각 또는 절각 상태에서 복원될 때 발생하는 토크를 줄일 수 있고,
둘째, 토크를 줄임으로써 등속조인트의 절각 또는 절각 상태에서의 복원이 용이하게 이루어질 수 있으며,
셋째, 내륜과 외륜 사이에서 경사각을 따라서 볼의 구름운동이 용이해짐에 따라서 볼에 손상이 발생하는 것을 방지하여 가용 수명을 증대시킬 수 있고,
넷째, 등속조인트가 절각과 함께 플런징이 이루어지는 동안 외륜과 내륜 사이에서 볼의 구름운동을 증대시킴으로써 습동저항을 감소시킬 수 있으며,
다섯째, 제1그루브와 제2그루브가 서로 다른 방향으로 분력을 제공함으로써 절각 및 플런징 작동에 따른 힘의 평형을 유지할 수 있고,
여섯째, 케이지 내부에서 볼이 서로 엇갈린 방향으로 반력이 작용하기 때문에 외륜과 내륜 사이에서 케이지의 밸런스를 유지하여 접촉 또는 발열을 줄일 수 있기 때문에 성능 개선에 기여할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 케이지가 적용된 등속조인트를 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 등속조인트의 내부 구성을 분해하여 도시하는 분해사시도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 등속조인트의 I-I' 단면을 도시하는 종단면도이다.
도 4는 도 3에 나타낸 등속조인트가 절각된 상태를 도시하는 종단면도이다.
도 5는 도 3에 나타낸 등속조인트가 절각된 상태로 플런징된 상태를 도시하는 종단면도이다.
도 6a는 도 3에 나타낸 등속조인트의 케이지를 분리하여 A영역의 단면을 도시하는 종단면도이다.
도 6b는 도 3에 나타낸 등속조인트의 케이지를 분리하여 B영역의 단면을 도시하는 종단면도이다.
도 7은 도 3에 나타낸 등속조인트의 케이지, 볼 및 내륜의 회전 중심을 도시하는 참고도이다.
도 8은 도 2에 나타낸 등속조인트의 내륜을 분리하여 도시하는 사시도이다.
도 9는 도 8에 나타낸 등속조인트의 내륜의 A-A'단면을 도시하는 종단면도이다.
도 10은 도 8에 나타낸 등속조인트의 내륜의 B-B' 단면을 도시하는 종단면도이다.
도 11 및 도 12는 도 4에 나타낸 등속조인트가 절각된 상태를 부분적으로 확대하여 도시하는 참고도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다.
그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소 들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다.
상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다.
및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 축방향 경사형 그루브를 구비한 등속조인트(이하, 등속조인트라 함, 1)는 내면에 외측 그루브(11)가 형성되고 일 측에 개구부가 형성되는 외륜(10)과, 외륜(10) 내부에 수용되며 외면에 내측 그루브(21)가 형성되는 내륜(20)과, 내륜(20)의 내측 그루브(21) 및 외륜(10)의 외측 그루브(11) 사이에 배치되는 볼(30)과, 내륜(20)과 외륜(10) 사이에 배치되는 케이지(40)를 포함한다.
케이지(40)에는 볼(30)이 수용되어 볼(30)의 이탈을 방지하는 윈도우(41)가 마련된다.
내륜(20)의 내부에는 삽입공(23)이 마련되고, 삽입공(23) 내면에는 세레이션부(24)가 마련되어 입력축(50)의 단부에 마련된 세레이션부(51)와 치형 결합된다.
볼(30)은 통상 6~12개 사이로 마련되되, 본 발명의 실시예에서는 볼(30)이 8개 마련된 구조를 일 예로써 설명한다.
또한, 외측 그루브(11)와 내측 그루브(21)는 볼(30)을 중심으로 배치되기 때문에, 볼(30)의 수량에 대응되는 수량으로 형성된다.
외륜(10)은 외측 그루브(11)들 사이에 웹(12)이 마련되고, 내륜(20)은 내측 그루브(21)들 사이에 웹(22)이 마련된다.
외륜(10)과 내륜(20) 사이에는 케이지(40)가 배치되며, 케이지(40)에는 볼(30)이 수용되면 볼(30)의 이탈을 방지하는 윈도우(41)가 웹(42) 사이에 일정 간격으로 마련된다.
볼(30)들은 외륜(10)의 외측 그루브(11)와 내륜(20)의 내측 그루브(21) 사이의 공간에 각각 수용되며, 나아가 케이지(40)의 윈도우(41)에 의해 이탈이 방지되도록 구속된다.
외륜(10) 내부에 내륜(20)과, 볼(30)들 및 케이지(40)가 수용된 상태에서 외륜(10)의 전방에는 커버가 마련되고, 전방 커버에는 그리스의 누유를 방지하는 부트가 마련될 수 있다.
외측 그루브(11)는 외륜(10)의 내부에서 동력 전달방향을 따라서 직선으로 이루어지고, 내측 그루브(21)는 내륜(20)의 내부에서 동력 전달방향을 따라서 직선으로 이루어진다. 따라서, 도 5와 같이, 외륜(10)과 내륜(20) 사이에서 절각이 이루어짐과 동시에 플런징 작동이 이루어질 수 있다.
이와 같은 구성에서 입력축(50)으로 동력이 전달되면, 내륜(20), 볼(30), 외륜(10)을 거쳐서 출력축으로 동력이 순차적으로 전달되며, 등속 상태로 동력이 구동 휠 측으로 전달될 수 있다.
도 6a는 도 3에 나타낸 등속조인트의 케이지를 분리하여 A영역의 단면을 도시하는 종단면도이고, 도 6b는 도 3에 나타낸 등속조인트의 케이지를 분리하여 B영역의 단면을 도시하는 종단면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 등속조인트의 케이지는 제1프레임(43), 제2프레임(44), 제3프레임(42)을 포함한다. 여기서, 제3프레임은 전기한 웹(42)과 동일한 구조이며, 이하에서는 설명의 편의상 제3프레임(42)으로 기재한다.
제1프레임(43)은 일 단면이 원형으로 이루어지며, 외주면이 구 형상의 일부 영역으로 마련된다.
제2프레임(44)은 제1프레임(43)과 대향하도록 배치된 유사 형상으로 이루어진다.
제3프레임(42)은 제1프레임(43)과 제2프레임(44)을 일체로 연결하도록 마련된다. 제3프레임(42)은 제1프레임(43)과 제2프레임(44) 사이에서 볼(도 3 참조, 30)이 배치되는 윈도우(41)의 사이 영역을 연결한다.
제1프레임(43)의 외주면(43a) 곡률과 제2프레임(44)의 외주면(44a) 곡률은 서로 다르게 형성된다. 예컨대, 제1프레임(43)의 외주면(43a) 곡률이 제2프레임(44)의 외주면(44a) 곡률보다 작게 형성될 수 있다. 이때, 제2프레임(44)의 외주면(44a)은 제1프레임(43)의 외주면(43a) 곡률보다 큰 곡률을 가지되, 적어도 일부 영역이 평면으로 형성될 수도 있다.
제3프레임(42)의 외주면(42a) 곡률은 제1프레임(43)의 외주면(43a) 곡률과 제2프레임(44)의 외주면(44a) 곡률 사이 크기로 마련될 수 있다.
제3프레임(42)은 제1프레임(43)에 인접한 내측에 단턱(46)이 마련된다.
단턱(46)은 적어도 제2프레임(44)의 내주면(44b) 곡률과 같거나 더 작은 곡률을 가지는 곡면으로 형성될 수 있다. 또는, 단턱(46)은 볼(도 3 참조, 30)의 곡률에 대응하는 곡률을 가지는 곡면으로 형성되도록 돌출될 수 있다. 즉, 단턱(46)은 등속조인트(1)가 절각되는 과정에서 볼이 이탈하는 것을 방지하고, 보다 안정적으로 볼을 지지하는 기능을 제공한다.
도 7은 도 3에 나타낸 등속조인트의 케이지, 볼 및 내륜의 회전 중심을 도시하는 참고도이다.
도 7을 참조하면, 등속조인트(1)는 케이지(40)의 회전 중심과, 내륜(20)의 회전 중심과, 볼(30)의 회전 중심이 케이지(40)의 폭 방향(W1)을 따라서 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 즉, 케이지(40)가 가지는 회전 반경의 중심선(CL1)과, 볼이 가지는 회전 반경의 중심선(CL2)과 내륜이 가지는 회전 반경의 중심선(CL3)은 폭 방향(W1)을 따라서 서로 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.
도 7과 같이, 등속조인트(1)의 종단면 상에서, 케이지의 회전 반경 중심선(CL1)은 케이지의 회전 중심을 통과하는 수직선이고, 볼의 회전 반경 중심선(CL2)은 볼의 회전 중심을 통과하는 수직선이며, 내륜의 회전 반경 중심선(CL3)은 내륜의 회전 중심을 통과하는 수직선이다.
이때, 볼의 회전 반경 중심선(CL2)을 기준으로 케이지의 회전 반경 중심선(CL1)이 좌측에 배치되고, 내륜의 회전 반경 중심선(CL3)이 우측에 배치될 수 있다. 또한, 볼의 회전 반경 중심선(CL2)으로부터 케이지의 회전 반경 중심선(CL1)이 내륜의 회전 반경 중심선(CL3) 보다 가깝게 배치될 수 있다.
이렇게 케이지(40)와, 볼(30) 및 내륜(20)의 각 회전 반경 중심선(CL1, CL2, CL3)이 서로 중첩되지 않도록 이격 배치되면, 등속조인트(1)의 절각 운동 중에 케이지(40)의 회동을 안정적으로 보장할 수 있고, 등속조인트(1)가 절각과 함께 플런징이 이루어지는 동안 외륜(10)과 내륜(20) 사이에서 폭 방향(W1)을 따라 케이지(40)와 볼(30) 사이에서 발생하는 습동저항을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 8은 도 2에 나타낸 등속조인트의 내륜을 분리하여 도시하는 사시도이고, 도 9는 도 8에 나타낸 등속조인트의 내륜의 A-A'단면을 도시하는 종단면도이며, 도 10은 도 8에 나타낸 등속조인트의 내륜의 B-B' 단면을 도시하는 종단면도이다.
도 8 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 축방향 경사형 그루브를 구비한 등속조인트는 내륜(20)의 외부에 형성된 내측 그루브(21)가 입력축(도 3 참조, 50)의 축방향에 대하여 복수의 방향으로 경사지도록 배치된다. 또한, 외측 그루브는 입력축(도 3의 상태를 기준으로 함)에 대하여 평행하게 배치된다.
내측 그루브(21)는 입력축(이하 도 3 참조, 50)의 일 측 방향 연장선 상에 형성된 제1설정 지점(미도시)을 향하도록 배치되는 제1그루브(21a)와, 입력축(50)의 타 측 방향 연장선 상에 형성된 제2설정 지점(미도시)을 향하도록 배치되는 제2그루브(21b)를 포함한다.
즉, 제1그루브(21a)는 입력축(50)의 축방향을 기준으로 내륜(20)의 일 측에서 타 측방향으로 골이 더 깊게 형성되고, 제2그루브(21b)는 입력축(50)의 축방향을 기준으로 내륜(20)의 타 측에서 일 측방향으로 골이 더 깊게 형성된다. 다시 말해, 내측 그루브(21) 중 제1그루브(21a)는 외륜(이하, 도 3 참조, 10)의 개구부 반대 방향(이하, 도 3 참조, 13')을 향해서 하향 경사지도록 배치되고, 제2그루브(21b)는 외륜(10)의 개구부 방향(이하, 도 3 참조, 13)을 향해서 하향 경사지도록 배치될 수 있다. 따라서, 내측 그루브(21)는 입력축(50)의 축방향을 기준으로 제1그루브(21a)와 제2그루브(21b)가 서로 다른 방향으로 골이 더 깊어지도록 하향 경사가 배치된다.
제1그루브(21a)는 입력축(50)의 연장선 상에 형성된 제1설정 지점을 향하여 하향 경사각을 갖도록 마련되고, 제2그루브(21b)는 입력축(50)의 연장선 상에서 제1설정 지점과 반대 방향으로 배치된 제2설정 지점을 향하여 하향 경사각을 갖도록 마련된다.
물론, 제1설정 지점은 내륜(20)과 입력축(50)이 중첩되는 영역을 벗어나서 외륜의 개구부 반대 방향(13')에 배치되고, 제2설정 지점은 외륜의 개구부 방향(13)으로 배치된다.
여기서, 내측 그루브(21)의 제1그루브(21a)와 제2그루브(21b)의 경사각은 입력축(50)의 축방향에 대하여 약 0.1~7° 범위로 이루어질 수 있다. 경사각이 크면 분력은 커질 수 있지만, 이에 따른 반대 분력 역시 커지기 때문에 오히려 절각이나 절각의 복원에 소음을 유발할 수 있다. 따라서, 가장 바람직하게는 내측 그루브(21)의 경사각이 약 3.5° 전후로 설정되는 것이 좋다.
도 8에서는 제1그루브(21a)가 외륜의 내부방향 즉, 외륜의 개구부 반대방향(13)으로 하향 경사각이 형성된 것을 도시하고, 도 8에서는 제2그루브(21b)가 외륜의 외부방향 즉, 외륜의 개구부 방향(13)으로 하향 경사각이 형성된 것을 도시한다.
따라서, 제1그루브(21a)와 제2그루브(21b)가 내륜(20)의 외주면 상에서 서로 반대 방향으로 교번으로 배치되면, 등속조인트가 절각될 때 힘의 분력이 작용하는 크기와 절각된 등속조인트의 입력축이 원위치로 복원될 때 힘의 분력이 동시에 작용하기 때문에 꺾임 토크 또는 회전 토크에 따른 힘의 평형을 유지할 수 있는 효과가 있다. 물론, 등속조인트의 힘의 평형이 유지되면서 절각과 플런징 작동이 용이해질 수 있고, 또한 소음이나 진동의 유발을 제거할 수 있는 효과를 수반할 수 있다.
그리고, 제1그루브(21a)와 제2그루브(21b)의 경사각은 방향은 반대이지만 내륜(20)의 원주방향을 따라서 경사각의 절대값이 모두 같게 형성될 수 있다. 즉, 입력축(50)의 축중심을 기준으로 내륜(20)의 원주방향을 따라서 제1그루브들의 경사각 및 제2그루브들의 경사각 각각의 절대값이 같은 각도로 마련될 수 있다. 물론, 소정의 범위 내에서 제1그루브(21a)들이 방향은 같고, 적어도 일부 제1그루브의 경사각이 서로 다르게 형성될 수도 있고, 또한 소정의 범위 내에서 제2그루브(21b)들이 방향은 같고, 적어도 일부 제2그루브의 경사각이 서로 다르게 형성될 수 도 있다.
제1그루브 및 제2그루브 각각의 경사각이 서로 다르게 형성되는 경우, 제1그루브들 중 경사각이 다른 제1그루브와, 제2그루브들 중 경사각이 다른 제2그루브는 서로 경사각의 절대값이 같게 형성될 수 있다.
도 11 및 도 12는 도 4에 나타낸 등속조인트가 절각된 상태를 부분적으로 확대하여 도시하는 참고도이다.
도 11은 도 8의 A-A' 단면 방향을 따라서 내측 그루브(21a)가 외륜의 내부방향 즉, 외륜(10)의 개구부 반대방향(13')으로 하향 경사지도록 형성된 것을 나타내고, 도 12는 도 8의 B-B' 단면 방향을 따라서 내측 그루브(21b)가 외륜의 외부방향 즉, 외륜(10)의 개구부방향(13)으로 하향 경사지도록 형성된 것을 나타낸다.
이렇게 내측 그루브(21a, 21b)가 서로 엇갈린 방향으로 경사지도록 교번 배치되면, 내측 그루브(21a, 21b)의 경사면을 타고 축방향을 따라 볼(30)이 움직이는 힘(화살표 방향)을 인위적으로 부가할 수 있다. 그리고, 각 내측 그루브(21a, 21b)의 경사각을 따라서 볼(30)에 서로 반대방향의 반력이 작용하면서 케이지(40)의 밸런스(balance)가 평행이 되도록 유지할 수 있다. 또한, 케이지(40)의 밸런스가 평행을 유지하여 케이지(40)와 내륜(20) 또는 케이지(40)와 외륜(10) 사이에서 접촉이 발생하지 않도록 배치되기 때문에 마찰이나 간섭에 의한 저항을 줄일 수 있게 되며, 이는 곧 등속조인트에서 발생하는 발열을 줄여 성능 개선에 기여할 수 있게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 케이지 및 이를 구비한 등속조인트에 의하면, 케이지의 표면에 마찰 저감 레이어를 구비함으로써 외륜, 내륜, 볼 및 케이지 사이에 마찰 계수를 현저히 줄일 수 있고, 마찰 계수를 줄임으로써 소음 및 진동을 저감시켜 차량의 승차감 향상을 도모할 수 있으며, 마찰 저감 레이어를 통하여 꺾임 토크 및 회전 토크 역시 저감시킬 수 있고, 케이지의 윈도우 내부에서 볼을 지지하는 단턱을 구비하여 절각 과정에서 볼을 안정적으로 지지할 수 있으며, 등속조인트가 절각과 함께 플런징이 이루어지는 동안 외륜과 내륜 사이에서 폭 방향을 따라 케이지 주변에서 발생하는 습동저항을 감소시킬 수 있으며, 제1그루브와 제2그루브가 서로 다른 방향으로 분력을 제공함으로써 절각 및 플런징 작동에 따른 힘의 평형을 유지할 수 있는 효과가 있다.
이상에서 본 발명의 기술적 사상을 예시하기 위해 구체적인 실시 예로 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기와 같이 구체적인 실시 예와 동일한 구성 및 작용에만 국한되지 않고, 여러 가지 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 실시될 수 있다. 따라서, 그와 같은 변형도 본 발명의 범위에 속하는 것으로 간주해야 하며, 본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의해 결정되어야 한다.
1: 등속조인트
10: 외륜 11: 외측 그루브
12: 웹 13: 개구부
20: 내륜 21: 내측 그루브
22: 웹 23: 삽입공
30: 볼
40: 케이지 41: 윈도우
42: 웹, 제3프레임 43: 제1프레임
44: 제2프레임 46: 단턱
50: 입력축

Claims (6)

  1. 내면에 복수의 외측 그루브가 형성되는 외륜;
    상기 외륜 내부에 수용되고, 외면에 상기 외측 그루브에 대향하도록 내측 그루브가 형성되며, 입력축이 내부 중심에 결합되는 내륜;
    상기 외측 그루브와 내측 그루브 사이에 개재되어 상기 외륜과 상기 내륜 사이의 힘을 전달하는 복수의 볼; 및
    상기 외륜과 내륜 사이에 배치되며 상기 볼의 이동 영역을 정의하는 윈도우를 구비하는 케이지; 를 포함하고,
    상기 입력축의 축방향에 대하여 상기 외측 그루브와 내측 그루브가 복수의 방향으로 경사지도록 배치되는 것을 특징으로 하는 축방향 경사형 그루브를 구비한 등속조인트.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 내측 그루브는,
    상기 입력축의 일 측 방향 연장선 상에 형성된 제1설정 지점을 향하도록 배치되는 제1그루브와,
    상기 입력축의 타 측 방향 연장선 상에 형성된 제2설정 지점을 향하도록 배치되는 제2그루브를 포함하는 것을 특징으로 하는 축방향 경사형 그루브를 구비한 등속조인트.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1그루브 및 제2그루브의 경사각은 상기 입력축에 대하여 0.1~7° 범위로 이루어지는 것을 특징으로 하는 축방향 경사형 그루브를 구비한 등속조인트.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1그루브와 제2그루브는,
    서로 반대 방향으로 경사각이 배치되되, 경사각의 절대값이 모두 같게 형성되는 것을 특징으로 하는 축방향 경사형 그루브를 구비한 등속조인트.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1그루브와 제2그루브는,
    상기 내륜의 원주방향을 따라서 교번으로 배치되는 것을 특징으로 하는 축방향 경사형 그루브를 구비한 등속조인트.
  6. 청구항 2 내지 청구항 5 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 외측 그루브는,
    상기 외륜의 내주면으로부터 상기 입력축에 대하여 평행하게 형성되는 것을 특징으로 하는 축방향 경사형 그루브를 구비한 등속조인트.
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