KR20230111958A

KR20230111958A - 부트가 결합된 등속조인트

Info

Publication number: KR20230111958A
Application number: KR1020220008046A
Authority: KR
Inventors: 이은창; 최홍규; 이범재
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2022-01-19
Filing date: 2022-01-19
Publication date: 2023-07-26

Abstract

등속조인트의 액슬 하우징 또는 베어링 내륜의 외측면에 삽입홈과 실링홈을 형성하고, 이에 대응하는 삽입돌기와 실링돌기가 형성된 부트를 그 외측면에 결합되는 밴드를 통해 가압하여 실링돌기와 실링홈을 밀착시킴으로써, 밴드의 체결구간에 따른 면압 저하를 고려함과 아울러, 부트의 기밀성을 추가로 확보하여 등속조인트 내부 윤활유의 누유 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 부트가 결합된 등속조인트가 소개된다.

Description

부트가 결합된 등속조인트 {CONSTANT VELOCITY JOINT WITH BOOT}

본 발명은 부트가 결합된 등속조인트에 관한 것으로서, 구체적으로는 등속조인트의 액슬 하우징 또는 베어링 내륜의 외측면에 삽입홈과 실링홈을 형성하고, 이에 대응하는 삽입돌기와 실링돌기가 형성된 부트를 그 외측면에 결합되는 밴드를 통해 가압하여 실링돌기와 실링홈을 밀착시킴으로써, 밴드의 체결구간에 따른 면압 저하를 고려함과 아울러, 부트의 기밀성을 추가로 확보하여 등속조인트 내부 윤활유의 누유 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 부트가 결합된 등속조인트에 관한 것이다.

차량에서 사용되는 조인트는 회전축의 각도가 서로 다른 회전축에 회전동력(토크)을 전달하기 위한 것으로서, 동력전달 각도가 작은 추진축의 경우에는 후크조인트, 플렉시블 조인트 등이 사용되고, 동력전달 각도가 큰 전륜 구동차의 구동축의 경우에는 등속조인트(Constant Velocity Joint, CVJ)가 사용된다.

등속조인트는 구동축과 종동축의 교차각에 상관없이 등속으로 원활하게 회전력이 전달될 수 있도록 하는 동력전달부품으로서, 독립 현가방식의 전륜 구동차의 액슬축에 주로 사용된다.

통상적인 구동륜의 휠 구조는 휠허브와 등속조인트가 각각 별도로 제작되고, 등속조인트의 아우터레이스가 휠허브를 관통하면서 스플라인으로 결합되며, 휠허브를 관통한 아우터레이스의 단부에 허브너트가 체결됨에 따라 등속조인트의 아우터레이스와 휠허브가 결합된 구조이다.

이와 같이 등속조인트와 휠허브가 각각 별도로 제작된 후 스플라인 및 허브너트에 의해 조립되는 종래의 구조는, 부품수 증가로 인한 중량 증가 및 원가 상승의 단점이 있고, 특히 스플라인 결합에 의한 백래시 발생 및 허브너트 풀림에 의한 품질문제가 발생하는 단점이 있다.

이에 따라, 최근에는 위와 같은 단점을 개선한 '기능통합형 드라이브 액슬(INtegrated Dirve Axle, IDA)' 구조를 적용하고 있는 추세이다. IDA 구조는 모터에서 나온 동력을 바퀴로 전달하는 축인 드라이브 샤프트와 이를 휠에 연결하는 휠베어링을 하나로 통합하여 강성은 높이고, 중량은 낮춘 기술이다.

한편, 종래의 구조 뿐만 아니라, IDA 구조의 경우에도 동력전달 각도를 조절하기 위해서 볼베어링을 활용하여 결합되며, 이에 따라 볼과 케이지가 장착되는 내부공간이 형성된다. 그리고 등속조인트의 부품수명을 향상시키기 위해 내부공간에는 윤활유인 그리스(Grease)를 채워 장시간 윤활이 가능하도록 한다.

이때, 부트를 장착함으로써 내부공간의 윤활유가 누유되는 것을 방지한다. 이러한 부트는 일반적으로 주름관 형상(bellows shape)으로 이루어져, 차량의 범프/리바운드 및 조향에 따른 등속조인트의 조인트 절각변화에 맞춘 탄성 변형을 가능하게 하는 구조적 장점도 구현한다.

또한, 부트의 안정적인 장착 및 실링(Sealing) 성능을 향상시키기 위해, 부트의 외측면에 일정한 길이를 갖는 직선 형태의 밴드를 원형으로 감아 가압한다. 이러한 밴드는 양쪽 끝부분이 서로 겹쳐져서 결합되는데, 겹쳐지는 부위에 후크부가 형성되고, 밴드의 양 끝단이 후크부에 걸린상태로 조립작업이 수행됨에 따라 일정한 돌기부가 형성된다.

이와 같이 밴드가 결합되는 경우, 후크부가 형성된 부위는 차량의 주행 중 진동 내지 떨림 등에 의해 후크부 들림이 발생할 수 있으며, 후크부 들림이 발생한 부위의 면압이 저하되어 내부의 윤활유가 누유되는 문제가 발생한다.

한편, 부트의 체결 역시 마찬가지로 단순 면접촉 구조를 활용함에 따라, 밴드에 의해 가압되는 전체 구간에서 일정한 면압을 유지하는 것이 어려운 실정이다.

이에, 밴드 후크부 들뜸 구간의 면압 저하를 고려하여 부트의 기밀성을 추가로 확보함으로써, 윤활유의 누유 문제를 근본적으로 해결할 필요성이 대두된다.

KR

10-1378683

B1

KR

10-2018-0093291

A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 등속조인트의 액슬 하우징 또는 베어링 내륜의 외측면에 삽입홈과 실링홈을 형성하고, 이에 대응하는 삽입돌기와 실링돌기가 형성된 부트를 그 외측면에 결합되는 밴드를 통해 가압하여 실링돌기와 실링홈을 밀착시킴으로써, 밴드의 체결구간에 따른 면압 저하를 고려함과 아울러, 부트의 기밀성을 추가로 확보하여 등속조인트 내부 윤활유의 누유 문제를 근본적으로 해결할 수 있는 부트가 결합된 등속조인트를 제공하고자 한다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 부트가 결합된 등속조인트는, 볼과 케이지가 장착되는 내부공간이 형성되고, 외측면에 중심방향으로 만입된 삽입홈이 형성되며, 삽입홈의 바닥면에 중심방향으로 만입된 실링홈이 형성된 조인트하우징, 조인트하우징의 외측면을 감싸도록 조인트하우징에 결합되고, 삽입홈을 향하는 내측면에 삽입돌기가 형성되어 삽입돌기가 삽입홈에 삽입되고, 삽입돌기의 단부에 실링돌기가 형성되어 실링돌기가 실링홈에 삽입되는 부트 및 부트의 외측면에 결합되어 부트를 조인트하우징측으로 가압함으로써 실링돌기가 실링홈에 밀착 가압되도록 하는 밴드를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 부트가 결합된 등속조인트의 조인트하우징은 외측면에 중심방향과 반대 방향으로 돌출된 가이드턱이 형성되며, 가이드턱은 삽입홈의 가장자리를 형성할 수 있다.

본 발명에 따른 부트가 결합된 등속조인트의 부트와 조인트하우징은 서로 접하는 접촉영역을 형성하고, 실링돌기와 실링홈의 중심부는 접촉영역의 길이방향 끝단에서부터 접촉영역의 1/3에 해당하는 지점의 사이에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 부트가 결합된 등속조인트의 부트와 조인트하우징은 서로 접하는 접촉영역을 형성하고, 삽입돌기와 삽입홈의 중심부는 접촉영역의 길이방향 끝단에서부터 접촉 영역의 1/6에 해당하는 지점의 사이에 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 부트가 결합된 등속조인트의 밴드는 부트의 내측면에 형성되는 삽입돌기와 실링돌기가 형성되는 구간과 대응하도록 부트의 외측면에 결합되어 부트를 조인트하우징측으로 가압하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명에 따른 부트가 결합된 등속조인트의 삽입돌기와 삽입홈 및 실링돌기와 실링홈은 복수개로 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 부트가 결합된 등속조인트의 실링홈은 언더컷 형상으로 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 부트가 결합된 등속조인트의 조인트하우징은 베어링 내륜인 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 부트가 결합된 등속조인트에 따르면, 등속조인트의 액슬 하우징 또는 베어링 내륜의 외측면에 삽입홈과 실링홈을 형성하고, 이에 대응하는 삽입돌기와 실링돌기가 형성된 부트를 그 외측면에 결합되는 밴드를 통해 가압하여 실링돌기와 실링홈을 밀착시킴으로써, 밴드의 체결구간에 따른 면압 저하를 고려함과 아울러, 부트의 기밀성을 추가로 확보하여 등속조인트 내부 윤활유의 누유 문제를 근본적으로 해결할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부트와 조인트하우징의 체결구조를 간략히 나타낸 도면.
도 2는 일반적인 등속조인트에 본 발명에 따른 부트와 조인트하우징의 체결구조가 적용된 것을 나타낸 도면.
도 3은 IDA에 본 발명에 따른 부트와 조인트하우징의 체결구조가 적용된 것을 나타낸 도면.
도 4는 도 3의 B영역을 확대한 도면.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밴드의 일반적인 형상을 나타낸 도면.
도 6은 부트와 조인트하우징에서 홈과 돌기가 형성되는 구간을 나타낸 도면.
도 7은 도 1에서 밴드에 들뜸구간이 발생한 경우를 나타낸 도면.
도 8은 도 7에서 실링돌기와 실링홈이 복수개로 형성된 것을 나타낸 도면.
도 9는 도 1에서 실링홈이 언더컷 형상으로 이루어진 것을 나타낸 도면.

이 명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 용어는 그 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

이하, 첨부된 도면들을 참고하여 개시된 발명의 여러 실시형태에 대한 구성 및 작용원리를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부트(200)와 조인트하우징(100)의 체결구조를 간략히 나타낸 도면이고, 도 2는 일반적인 등속조인트(400)에 본 발명에 따른 부트(200)와 조인트하우징(100)의 체결구조가 적용된 것을 나타낸 도면이며, 도 3은 IDA(500)에 본 발명에 따른 부트(200)와 조인트하우징(100)의 체결구조가 적용된 것을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 B영역을 확대한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밴드(300)의 일반적인 형상을 나타낸 도면이고, 도 6은 부트(200)와 조인트하우징(100)에서 홈과 돌기가 형성되는 구간을 나타낸 도면이며, 도 7은 도 1에서 밴드(300)에 들뜸구간이 발생한 경우를 나타낸 도면이고, 도 8은 도 7에서 실링돌기(220)와 실링홈(120)이 복수개로 형성된 것을 나타낸 도면이며, 도 9는 도 1에서 실링홈(120)이 언더컷 형상으로 이루어진 것을 나타낸 도면이다.

본 발명의 이해를 돕기 위해, 차량에 적용되는 등속조인트의 일반적인 구성요소를 살펴보면서, 본 발명의 각 구성요소가 갖는 기술적 특징 및 효과에 대해 설명하도록 한다.

차량에 적용되는 등속조인트는 동력전달 각도를 조절하기 위해서 볼(10)베어링을 활용하며, 이에 따라 볼(10)과 케이지(20)가 장착되는 내부공간이 형성된다. 그리고 등속조인트의 부품수명을 향상시키기 위해 내부공간에는 그리스(Grease)와 같은 윤활유를 채우고, 부트(200)를 장착하여 윤활유의 누유를 방지한다. 또한, 부트(200)의 안정적인 장착 및 실링(Sealing) 성능을 향상시키기 위해, 부트(200)의 외측면에 일정한 길이를 갖는 직선 형태의 밴드(300)를 원형으로 감아 가압한다.

즉, 차량에 적용되는 등속조인트는 내부공간에 볼(10)과 케이지(20)를 장착한 하우징과 밴드(300)로 밀봉된 부트(200)를 기본구성요소로 하게 된다. 이때 하우징은, 일반적인 등속조인트(400)의 경우 액슬 하우징을 의미하고, IDA(500)의 경우에는 베어링 내륜을 의미한다. 이에 따라, 본 명세서에서는 '조인트하우징(100)'을 액슬 하우징과 베어링 내륜을 모두 포함하는 용어로서 정의하기로 한다. 따라서 본 발명에 따른 부트(200)를 포함한 등속조인트는 조인트하우징(100), 부트(200) 및 밴드(300)를 구성요소로 한다.

한편, 윤활유의 누유 방지를 위해서는 부트(200)의 기밀성 또는 실링 성능을 향상시킬 필요가 있다. 이를 위해 종래에는 부트(200)와 조인트하우징(100)의 접촉면 형상을 변경하여, 조인트하우징(100)에 굴곡을 형성하거나 접촉면에 요철구조를 적용하는 등 부트(200)와의 마찰을 높이는 방식을 활용한 바 있다.

이는 부트(200)의 실링 성능을 다소 향상시킬 수 있으나, 조인트하우징(100)에 형성된 굴곡이나 요철구조에 부트(200)가 가압되면서 완전히 밀착되지 않는 문제가 발생할 수 있어, 근본적인 해결책으로 볼 수 없다.

따라서 본 발명에서는 조인트하우징(100)과 부트(200)의 접촉면에 특수한 형태의 홈과 돌기 형상을 구비하여 부트(200)의 실링 성능을 더욱 개선함과 아울러, 부트(200)를 조인트하우징(100) 방향으로 가압하는 밴드(300)에 대해서도 추가적으로 고려하여 윤활유 누유 문제의 근본적인 해결을 도모하고자 한다.

밴드(300)는 양쪽 끝부분이 서로 겹쳐져서 결합되는데, 겹쳐지는 부위에 후크부(310)가 형성되고, 밴드(300)의 양 끝단이 후크부(310)에 걸린상태로 조립작업이 수행됨에 따라 일정한 돌기부가 형성된다. 이러한 후크부(310)는 도 5에 도시되어 있으며, 이와 같이 밴드(300)가 결합되는 경우, 후크부(310)가 형성된 부위는 차량의 주행 중 진동 내지 떨림 등에 의해 후크부 들림이 발생할 수 있다. 후크부 들림이 발생한 부위(들뜸구간)는 면압이 저하되므로 내부의 윤활유가 누유되는 문제가 발생한다.

한편, 앞서 본 바와 같이, 부트(200)의 체결 역시 마찬가지로 단순 면접촉 구조를 활용함에 따라, 밴드(300)에 의해 가압되는 전체 구간에서 일정한 면압을 유지하는 것이 어려운 실정이다.

이에, 본 발명에 따른 부트(200)가 결합된 등속조인트는, 밴드의 후크부 들뜸 구간의 면압 저하를 고려하여 부트(200)의 기밀성을 추가로 확보함으로써, 윤활유의 누유 문제를 근본적으로 해결하고자 하는 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 부트(200)와 조인트하우징(100)의 체결구조를 간략히 나타낸 도면이고, 도 2는 일반적인 등속조인트(400)에 본 발명에 따른 부트(200)와 조인트하우징(100)의 체결구조가 적용된 것을 나타낸 도면이며, 도 3은 IDA(500)에 본 발명에 따른 부트(200)와 조인트하우징(100)의 체결구조가 적용된 것을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 B영역을 확대한 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 부트(200)가 결합된 등속조인트는, 볼(10)과 케이지(20)가 장착되는 내부공간이 형성되고, 외측면에 중심방향으로 만입된 삽입홈(110)이 형성되며, 삽입홈(110)의 바닥면에 중심방향으로 만입된 실링홈(120)이 형성된 조인트하우징(100), 조인트하우징(100)의 외측면을 감싸도록 조인트하우징(100)에 결합되고, 삽입홈(110)을 향하는 내측면에 삽입돌기(210)가 형성되어 삽입돌기(210)가 삽입홈(110)에 삽입되고, 삽입돌기(210)의 단부에 실링돌기(220)가 형성되어 실링돌기(220)가 실링홈(120)에 삽입되는 부트(200) 및 부트(200)의 외측면에 결합되어 부트(200)를 조인트하우징(100)측으로 가압함으로써 실링돌기(220)가 실링홈(120)에 밀착 가압되도록 하는 밴드(300)를 포함하여 구성된다.

본 발명에 따른 부트(200)가 결합된 등속조인트는, 도 2에 도시된 일반적인 등속조인트(400) 또는 도 3에 도시된 IDA(500)에 적용될 수 있다. 각 도면에 있어서, 도 2에서는 A영역에, 도 3에서는 B영역에 적용되어 있다. 도 3의 경우, 본 발명의 구성요소 중 밴드(300)가 표시되어 있지 않으나, 도 3의 B영역을 확대한 도 4를 참조하면, 밴드(300)가 도시된 것을 확인할 수 있다.

앞서 본 바와 같이, 본 발명의 구성요소 중 조인트하우징(100)은, 액슬 하우징 또는 베어링 내륜을 의미하므로, 그 내부공간에 볼(10)과 케이지(20)가 장착된다. 내부공간에 윤활유가 채워지고, 이러한 윤활유의 누유를 방지하기 위해 부트(200)가 조인트하우징(100)의 외측면을 감싸면서 결합되는 것이다.

이때, 부트(200)의 실링 성능을 향상하기 위해, 본 발명에 따른 부트(200)가 결합된 등속조인트는, 부트(200)와 조인트하우징(100)의 접촉면에 특수한 형태의 홈과 돌기를 형성한다.

구체적으로, 조인트하우징(100)의 외측면에는 중심방향으로 만입된 삽입홈(110)이 형성되며, 삽입홈(110)의 바닥면에는 중심방향으로 만입된 실링홈(120)이 추가적으로 형성된다. 여기서 중심방향이란, 조인트하우징(100)의 외측면에서 내부공간을 향하는 방향을 말하는 것으로서, 이하 본 명세서에서는 조인트하우징(100) 내부공간의 볼(10)과 케이지(20)가 위치하는 부분을 조인트하우징(100)의 중심으로 정의하여 설명하도록 한다.

또한, 부트(200)는 삽입홈(110)을 향하는 내측면에 삽입돌기(210)가 형성되고, 삽입돌기(210)의 단부에는 실링돌기(220)가 추가적으로 형성된다. 삽입돌기(210)와 실링돌기(220)는 각각 삽입홈(110)과 실링홈(120)에 대응하는 위치에 마련되어, 삽입돌기(210)가 삽입홈(110)에 삽입된 상태에서 실링돌기(220)가 실링홈(120)에 추가적으로 삽입됨으로써, 부트(200)와 조인트하우징(100)의 결합을 강화하고, 부트(200)의 실링 성능을 향상할 수 있게 된다.

나아가, 밴드(300)는 부트(200)의 외측면에 결합되어 부트(200)를 조인트하우징(100)측으로 가압함으로써 실링돌기(220)가 실링홈(120)에 밀착 가압되도록 한다. 즉, 단순히 삽입홈(110)에 삽입돌기(210)를 가압하는 것을 넘어, 삽입홈(110)의 바닥면에 추가적으로 형성된 실링홈(120)에 실링돌기(220)가 추가적으로 가압되도록 함으로써, 부트(200)의 실링 성능을 이중으로 향상시킬 수 있게 되는 것이다.

한편, 본 발명에 따른 부트(200)가 결합된 등속조인트의 조인트하우징(100)은 외측면에 중심방향과 반대 방향으로 돌출된 가이드턱(130)이 형성되며, 가이드턱(130)은 삽입홈(110)의 가장자리를 형성할 수 있다.

도 1을 참조하면, 조인트하우징(100)의 외측면에는 삽입홈(110)의 가장자리를 형성하는 가이드턱(130)이 마련된 것을 알 수 있다. 가이드턱(130)은 조인트하우징(100)의 외측면과 수직을 이루도록 형성되거나, 도 1에 도시된 바와 같이 삽입홈(110)의 바닥면보다 삽입홈(110)의 입구부가 더 넓어지도록 사선으로 형성될 수도 있다.

실링돌기(220)가 실링홈(120)에 삽입되어 가압되는 경우, 삽입돌기(210)는 삽입홈(110) 내에서 측면으로 확장되게 된다. 이때, 가이드턱(130)에 의해 그 확장 범위가 제한됨으로써 실링돌기(220)가 실링홈(120)에 안정적으로 삽입된 상태를 유지할 수 있게 하는 것이다. 아울러, 가이드턱(130)은 삽입돌기(210)가 삽입홈(110)에 적절하게 삽입되도록 가이드하는 역할도 수행할 수 있음은 당연하다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 밴드(300)의 일반적인 형상을 나타낸 도면이고, 도 6은 부트(200)와 조인트하우징(100)에서 홈과 돌기가 형성되는 구간을 나타낸 도면이다.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 부트(200)가 결합된 등속조인트의 부트(200)와 조인트하우징(100)은 서로 접하는 접촉영역을 형성하고, 실링돌기(220)와 실링홈(120)의 중심부는 접촉영역의 길이방향 끝단에서부터 접촉영역의 1/3에 해당하는 지점의 사이에 형성될 수 있다. 또한, 삽입돌기(210)와 삽입홈(110)의 중심부는 접촉영역의 길이방향 끝단에서부터 접촉 영역의 1/6에 해당하는 지점의 사이에 형성될 수 있다.

도 6에서 E영역은 부트(200)와 조인트하우징(100)이 서로 접하는 접촉영역을 말하며, F영역은 실링돌기(220)와 실링홈(120)의 중심부가 형성되는 영역을, G영역은 삽입돌기(210)와 삽입홈(110)의 중심부가 형성되는 영역을 의미한다.

도 6에는 홈과 돌기의 위치가 정확히 1/3지점 또는 1/6지점으로 도시되지 않은 것으로 보일 수 있으나, 이는 본 발명의 이해를 돕기 위해 홈과 돌기의 위치를 간단히 도시한 것일 뿐, 이와 같은 도면에 의해 본 발명의 내용이 제한되거나 달리 해석되어서는 아니된다.

한편, 본 발명에 따른 홈과 돌기가 이와 같은 위치로 한정되어야 하는 이유를 설명하기에 앞서, 도 5를 참조하여 밴드(300)의 일반적인 형상에 대해 먼저 살펴보도록 한다.

앞서 본 바와 같이, 밴드(300)는 양쪽 끝부분이 서로 겹쳐져서 결합되며, 겹쳐지는 부위에 후크부(310)가 형성된다. 즉, 후크부(310)는 밴드(300)의 체결을 위한 구성으로서, 후크부(310)가 형성된 부위에서는 밴드(300)에 의해 부트(200)가 가압되는 가압력이 약해지게 된다. 또한, 후크부(310)가 형성된 부위는 차량의 주행 중 진동 내지 떨림 등에 의해 후크부(310)가 들리는 후크부 들림이 발생할 수 있고, 이에 따라 해당 부위의 면압이 저하되는 문제가 발생한다.

따라서 후크부(310)가 형성된 부위 또는 후크부 들림이 발생할 수 있는 부위에 본 발명에 따른 실링홈(120), 삽입홈(110), 실링돌기(220) 및 삽입돌기(210)가 형성되면, 밴드(300)에 의한 가압력이 부족하여 각각의 홈에 각각의 돌기가 밀착 가압되지 않아, 부트(200)의 실링 성능이 떨어지게 된다.

즉, 도 5에서 C-C면의 경우 후크부(310)를 통과하므로, 후크부(310)가 형성된 부위는 본 발명에 따른 홈과 돌기가 형성되지 않도록 해야 한다. 반면, D-D면은 후크부(310)를 통과하지 않으므로, 본 발명에 따른 홈과 돌기는 어느 위치에 형성되어도 무방한 것으로 이해될 수 있다. 다만, D-D면의 경우에도 밴드(300)의 가장자리와 대응하는 위치에 본 발명에 따른 홈과 돌기가 구비되도록 하는 것이 부트(200)의 안정적인 장착 및 실링 성능의 확보에 있어서 바람직하다고 할 것이다.

결국, 본 발명에 따른 홈과 돌기의 위치를 위와 같이 한정함으로써, 후크부(310)가 형성된 부위 또는 후크부 들림이 발생할 수 있는 부위를 회피할 수 있게 된다. 이에 따라, 부트(200)의 실링 성능이 개선되어 윤활유가 누유되는 문제를 근본적으로 해결할 수 있게 된다.

도 7은 도 1에서 밴드(300)에 들뜸구간이 발생한 경우를 나타낸 도면이다.

도 7을 참조하면, 본 발명에 따른 부트(200)가 결합된 등속조인트의 밴드(300)는 부트(200)의 내측면에 형성되는 삽입돌기(210)와 실링돌기(220)가 형성되는 구간과 대응하도록 부트(200)의 외측면에 결합되어 부트(200)를 조인트하우징(100)측으로 가압하는 것을 특징으로 할 수 있다.

도 7의 밴드(300)는 2개의 밴드(300)가 아닌 일체로 형성된 하나의 밴드(300)를 도시한 것이다. 즉, 도 7에 도시된 밴드(300)는 앞서 살펴본 도 5에서 C-C면의 측면도를 나타낸 것으로서, 밴드(300)가 도시되어 있지 않은 부분은 후크부(310)가 형성된 부위 또는 후크부 들림에 따라 들뜸구간이 발생한 부위를 의미하는 것으로 이해될 수 있다.

구체적으로, 앞서 본 바와 같이 본 발명은 후크부(310)가 형성된 부위 또는 후크부 들림이 발생할 수 있는 부위를 회피하고자 홈과 돌기의 위치를 한정할 수 있는데, 이 경우 밴드(300)도 마찬가지로 해당 위치에 대응하도록 형성될 필요가 있다.

즉, 도 7에 도시된 바와 같이, 밴드(300)는 삽입돌기(210)와 실링돌기(220)가 형성된 구간에 대응되도록 위치하여 부트(200)를 가압하게 된다. 이와 같이 부트(200)의 내측면에 형성되는 삽입돌기(210)와 실링돌기(220)가 형성되는 구간과 대응하도록 밴드(300)가 부트(200)의 외측면에 결합됨으로써, 삽입돌기(210)와 실링돌기(220)가 삽입홈(110) 및 실링홈(120)에 확실하게 밀착 가압될 수 있게 되는 것이다.

참고로, 이하에서 살펴볼(10) 바와 같이 본 발명에 따른 삽입돌기(210)와 삽입홈(110) 및 실링돌기(220)와 실링홈(120)은 복수개로 형성될 수 있으며, 이러한 경우에도 밴드(300)가 복수개의 실링돌기(220) 각각에 대응하여 가압하도록 위치할 수 있음은 당연하다.

도 8은 도 7에서 실링돌기(220)와 실링홈(120)이 복수개로 형성된 것을 나타낸 도면이다.

본 발명에 따른 부트(200)가 결합된 등속조인트의 삽입돌기(210)와 삽입홈(110) 및 실링돌기(220)와 실링홈(120)은 복수개로 형성될 수 있다.

즉, 조인트하우징(100) 및 부트(200)에 다수의 홈과 돌기를 형성함으로써 부트(200)의 실링 성능을 더욱 개선하고자 하는 것이다. 참고로, 다수의 홈과 돌기를 형성하는 경우에도 후크부(310)가 형성된 부위 또는 후크부 들림이 발생할 수 있는 부위는 회피하는 것이 바람직하다.

이에 대해 도 6 및 도 8을 참조하여 구체적으로 살펴보면, 도 8에 도시된 바와 같이 2개의 홈과 돌기가 형성되는 경우, 도 6에서 E영역에서 F영역과 G영역을 뺀 영역에 또 하나의 실링돌기(220)와 실림홈의 중심부가 형성되는 것으로 이해될 수 있다.

다만, 도 5에서 D-D면과 같이 후크부(310)를 통과하지 않는 부위는, 이와 같이 한정될 필요는 없으며, 도 8에 도시된 바와 같이 2개의 홈과 돌기 뿐만이 아니라 그 이상의 홈과 돌기가 추가적으로 마련될 수도 있다.

즉, 도 8은 본 발명의 이해를 돕기 위해 2개의 홈과 돌기를 도시한 것일 뿐, 이와 같은 도면에 의해 본 발명의 내용이 제한되거나 달리 해석되어서는 아니된다.

도 9는 도 1에서 실링홈(120)이 언더컷 형상으로 이루어진 것을 나타낸 도면이다.

도 9를 참조하면, 본 발명에 따른 부트(200)가 결합된 등속조인트의 실링홈(120)은 언더컷 형상으로 이루어질 수 있다.

즉, 부트(200)에 가압방향과 반대방향의 하중이 실리는 경우, 실링돌기(220)가 실링홈(120)으로부터 빠지는 것을 언더컷 형상에 의해 제한된다. 이에 따라, 실링돌기(220)가 실링홈(120)에 삽입된 상태를 보다 안정적으로 유지할 수 있게 되고, 결과적으로 부트(200)의 실링 성능이 더 향상되는 효과가 있다.

참고로, 도 9에 도시된 바와 같이 실링홈(120)은 삽입홈(110)의 바닥면 가장자리에 위치하도록 할 수 있으며, 이에 대응하여 실링돌기(220)도 삽입돌기(210)의 단부 끝단에 형성되도록 할 수 있다. 다만, 도 9에서의 언더컷 형상 및 실링홈(120)의 위치는 본 발명의 이해를 돕기 위한 예시로서 도시한 것에 불과하며, 이와 같은 도면에 의해 본 발명의 내용이 제한되거나 달리 해석되어서는 아니된다.

한편, 본 발명에 따른 부트(200)가 결합된 등속조인트의 조인트하우징(100)은 베어링 내륜인 것을 특징으로 할 수 있다.

이는, 앞서 도 3 및 도 4를 참조하여 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 부트(200)가 결합된 등속조인트가 IDA(500)인 경우를 의미한다. IDA(500)는, 모터에서 나온 동력을 바퀴로 전달하는 축인 드라이브 샤프트와 이를 휠에 연결하는 휠베어링을 하나로 통합함에 따라, 종래의 일반적인 등속조인트(400)에서 액슬 하우징이 수행하던 기능을 베어링 내륜이 대체하게 된다. 이때, 베어링 내륜의 내부공간에는 볼(10)과 케이지(20)가 장착되며, 윤활유가 채워진 상태로 부트(200)가 장착되고, 밴드(300)에 의해 가압된다.

IDA(500)를 활용하는 경우, 종래의 일반적인 등속조인트(400)에 비해 부품수 및 중량을 절감할 수 있고, 드라이브 샤프트의 길이가 증대되어 절각이 개선되며, 액슬 횡강성도 개선되어 승차감과 조종안정성이 향상되는 효과가 있다.

이러한 IDA(500)에 본 발명에 따른 부트(200)가 결합된 등속조인트를 적용함으로써, 베어링 내륜의 미세한 거동시에도 부트(200)의 기밀성을 유지하여 IDA(500) 제품의 내구 강건화를 확보할 수 있는 것이다.

따라서, 상술한 바와 같이 본 발명에 따른 부트(200)가 결합된 등속조인트에 의하면, 등속조인트의 액슬 하우징 또는 베어링 내륜의 외측면에 삽입홈(110)과 실링홈(120)을 형성하고, 이에 대응하는 삽입돌기(210)와 실링돌기(220)가 형성된 부트(200)를 그 외측면에 결합되는 밴드(300)를 통해 가압하여 실링돌기(220)와 실링홈(120)을 밀착시킴으로써, 밴드(300)의 체결구간에 따른 면압 저하를 고려함과 아울러, 부트(200)의 기밀성을 추가로 확보하여 등속조인트 내부 윤활유의 누유 문제를 근본적으로 해결할 수 있게 되는 장점이 있다.

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

10 : 볼
20 : 케이지
100 : 조인트하우징
110 : 삽입홈
120 : 실링홈
130 : 가이드턱
200 : 부트
210 : 삽입돌기
220 : 실링돌기
300 : 밴드
310 : 후크부
400 : 일반적인 등속조인트
500 : IDA
A : 일반적인 등속조인트에서 본 발명이 적용되는 영역
B : IDA에서 본 발명이 적용되는 영역
C : 밴드의 결합부위에서 후크부를 통과하는 면
D : 밴드의 결합부위에서 후크부를 통과하지 않는 면
E : 부트와 조인트하우징 접촉영역
F : 실링돌기와 실링홈의 중심부 형성영역
G : 삽입돌기와 삽입홈의 중심부 형성영역

Claims

볼과 케이지가 장착되는 내부공간이 형성되고, 외측면에 중심방향으로 만입된 삽입홈이 형성되며, 삽입홈의 바닥면에 중심방향으로 만입된 실링홈이 형성된 조인트하우징;
조인트하우징의 외측면을 감싸도록 조인트하우징에 결합되고, 삽입홈을 향하는 내측면에 삽입돌기가 형성되어 삽입돌기가 삽입홈에 삽입되고, 삽입돌기의 단부에 실링돌기가 형성되어 실링돌기가 실링홈에 삽입되는 부트; 및
부트의 외측면에 결합되어 부트를 조인트하우징측으로 가압함으로써 실링돌기가 실링홈에 밀착 가압되도록 하는 밴드;를 포함하여 구성되는 부트가 결합된 등속조인트.
청구항 1에 있어서,
조인트하우징은 외측면에 중심방향과 반대 방향으로 돌출된 가이드턱이 형성되며, 가이드턱은 삽입홈의 가장자리를 형성하는 것을 특징으로 하는 부트가 결합된 등속조인트.
청구항 1에 있어서,
부트와 조인트하우징은 서로 접하는 접촉영역을 형성하고, 실링돌기와 실링홈의 중심부는 접촉영역의 길이방향 끝단에서부터 접촉영역의 1/3에 해당하는 지점의 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 부트가 결합된 등속조인트.
청구항 1에 있어서,
부트와 조인트하우징은 서로 접하는 접촉영역을 형성하고, 삽입돌기와 삽입홈의 중심부는 접촉영역의 길이방향 끝단에서부터 접촉 영역의 1/6에 해당하는 지점의 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 부트가 결합된 등속조인트.
청구항 1에 있어서,
밴드는 부트의 내측면에 형성되는 삽입돌기와 실링돌기가 형성되는 구간과 대응하도록 부트의 외측면에 결합되어 부트를 조인트하우징측으로 가압하는 것을 특징으로 하는 부트가 결합된 등속조인트.
청구항 1에 있어서,
삽입돌기와 삽입홈 및 실링돌기와 실링홈은 복수개로 형성되는 것을 특징으로 하는 부트가 결합된 등속조인트.
청구항 1에 있어서,
실링홈은 언더컷 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 부트가 결합된 등속조인트.
청구항 1에 있어서,
조인트하우징은 베어링 내륜인 것을 특징으로 하는 부트가 결합된 등속조인트.