WO2015037915A1 - 등속 유니버설 조인트 - Google Patents

등속 유니버설 조인트 Download PDF

Info

Publication number
WO2015037915A1
WO2015037915A1 PCT/KR2014/008469 KR2014008469W WO2015037915A1 WO 2015037915 A1 WO2015037915 A1 WO 2015037915A1 KR 2014008469 W KR2014008469 W KR 2014008469W WO 2015037915 A1 WO2015037915 A1 WO 2015037915A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
joint member
ball
ball grooves
torque transmission
angle
Prior art date
Application number
PCT/KR2014/008469
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
이현일
이장선
김동진
정재승
Original Assignee
한국델파이주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=52665947&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=WO2015037915(A1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by 한국델파이주식회사 filed Critical 한국델파이주식회사
Priority to JP2016542635A priority Critical patent/JP6125732B2/ja
Priority to CN201480050112.6A priority patent/CN105593549B/zh
Priority to EP14844277.5A priority patent/EP3045754B1/en
Priority to US15/021,229 priority patent/US10082182B2/en
Publication of WO2015037915A1 publication Critical patent/WO2015037915A1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F16D3/2237—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts where the grooves are composed of radii and adjoining straight lines, i.e. undercut free [UF] type joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F16D2003/22303—Details of ball cages
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
    • F16D3/16—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts
    • F16D3/20—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members
    • F16D3/22—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts
    • F16D3/223—Universal joints in which flexibility is produced by means of pivots or sliding or rolling connecting parts one coupling part entering a sleeve of the other coupling part and connected thereto by sliding or rolling members the rolling members being balls, rollers, or the like, guided in grooves or sockets in both coupling parts the rolling members being guided in grooves in both coupling parts
    • F16D2003/22309—Details of grooves
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10S—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10S464/00—Rotary shafts, gudgeons, housings, and flexible couplings for rotary shafts
    • Y10S464/904—Homokinetic coupling
    • Y10S464/906—Torque transmitted via radially spaced balls

Definitions

  • the present invention relates to a constant velocity universal joint of a vehicle.
  • the constant velocity universal joint includes an outer joint member including an outer ball groove, an inner joint member including an inner ball groove, a torque transmission ball disposed to be guided by a pair of outer ball grooves and an inner ball groove, and the torque transmission ball. And a ball cage for receiving.
  • the registered universal joint may be disposed between the transmission and the driving wheel of the vehicle to perform a function of transmitting torque.
  • the ball groove has a double shape formed by joining portions having different shapes and is formed to have a high cutting angle (for example, 50 degrees or more).
  • the ratio (O / H) of the offset value (O) which is the distance between the lines connecting the centers of the plurality of torque transmission balls with the outer joint member and the inner joint member at an angle of zero, is 0.13. It is generally in the range of 0.1 to 0.15.
  • the present invention was derived to solve the above problems, the problem to be solved by the present invention is a constant velocity universal joint that can reduce the power loss through the adjustment of the ratio (O / H) in the high velocity constant velocity universal joint To provide.
  • a constant velocity universal joint is an outer joint member having a plurality of outer ball grooves, an inner joint member having a plurality of inner ball grooves corresponding to the plurality of outer ball grooves, respectively, A plurality of torque transfer balls respectively guided by an outer ball groove and an inner ball groove, and a ball cage for receiving the plurality of torque transfer balls.
  • the outer and inner ball grooves each have a double shape in which different shapes are connected to each other, and the center line of the inner joint member and the torque are transmitted in a state in which the outer joint member and the inner joint member form a zero angle.
  • the ball cage may be located at a point between 1/8 and 1/12 in a portion where the contact portion of the torque transmission ball is in contact with the outer end of the contact surface.
  • the inner joint member may be rotated at an angle of 50 degrees or more with respect to the outer joint member.
  • the inflection center point may be offset toward the open side of the outer joint member from a line connecting the centers of the torque transfer ball.
  • the outer ball groove with respect to the distance (H) between the center line of the inner joint member and the center of the torque transmission ball with the outer joint member and the inner joint member at an angle of zero (0) The ratio of the offset value O, which is the distance between the inflection center point and the line connecting the centers of the plurality of torque transmission balls with the outer joint member and the inner joint member at an angle of zero (O / H) ),
  • O the offset value
  • 1 is a schematic cross-sectional view of a constant velocity universal joint according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view for explaining the size relationship between the ball groove and the ball in the constant velocity universal joint according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is a view for explaining the contact relationship between the ball groove and the ball in the constant velocity universal joint according to an embodiment of the present invention.
  • the constant velocity universal joint includes an outer joint member 10 and an inner joint member 20.
  • the constant velocity universal joint may serve to transmit power of the transmission of the vehicle to the driving wheel, in which case the outer joint member 10 may be connected to the driving wheel of the vehicle and the inner joint member 20 may connect the connecting shaft 100. Can be connected to the vehicle's transmission.
  • the inner joint member 20 is fastened to rotate integrally with the connecting shaft 100, the fixing ring 110 is interposed between the inner joint member 20 and the connecting shaft 100 to fix in the axial direction. Do it.
  • the constant velocity universal joint according to the embodiment of the present invention may be a constant velocity universal joint having a high cutting angle (for example, a cutting angle of 50 degrees or more) having a large rotation angle (cutting angle) of the inner joint member 20 with respect to the outer joint member 10. have.
  • the outer joint member 10 has a shape in which one side is open to accommodate the inner joint member 20, and the inner joint member 20 is disposed in the outer joint member 10 in a rotatable state within a predetermined range. .
  • the inner surface of the outer joint member 10 is formed so that the plurality of outer ball grooves 11 are arranged radially
  • the outer surface of the inner joint member 20 is formed so that the plurality of inner ball grooves 21 are arranged radially.
  • a plurality of torque transfer balls 30 are arranged to be guided by a pair of outer ball grooves 11 and inner ball grooves 21, respectively. That is, the outer ball grooves 11 and the inner ball grooves 21 cooperate with each other in pairs, and collectively receive the torque transmission balls 30 in pairs. Accordingly, each torque transmission ball 30 is arranged to be movable within a predetermined range in the space formed by the pair of outer ball grooves 11 and the inner ball grooves 21 to perform a torque transmission function.
  • the torque transmission ball 30 is accommodated in the ball cage 40.
  • the ball cage 40 is formed with a plurality of windows 41 for accommodating the plurality of torque transmitting balls 30.
  • the ball cage 40 may be disposed between the outer joint member 10 and the inner joint member 20 and may have an annular shape as a whole. Each window 41 may be formed to penetrate radially.
  • the outer ball groove 11 and the inner ball groove 21 have a double shape in which different shapes are connected. That is, the outer ball groove 11 includes a portion S1 having a first shape and a portion S2 having a second shape having a different shape, and likewise the inner ball groove 21 is similarly different from each other.
  • the parts having two shapes are combined to have a double shape. At this time, the arrangement of the parts having two different shapes in the inner ball groove 21 is opposite to the outer ball groove 11.
  • the center joint and the torque of the inner joint member 20 in the state where the outer joint member 10 and the inner joint member 20 are at an angle of zero ie, the state of FIG. 1).
  • the inflection center point C of the outer ball groove 11 and the outer joint member 10 and the inner joint member 20 at an angle of zero with respect to the distance H between the centers of the transmission balls 30.
  • the ratio O / H of the offset value O which is the distance between the lines connecting the centers BC of the plurality of torque transmission balls 30 in the state, has a value between 0.07 and 0.11.
  • the inflection center point C means a point where the parts S1 and S2 formed of two different forms meet.
  • the inflection center point C may be offset from the line connecting the centers of the torque transmission balls 30 to the open side (right side in FIG. 1) of the outer joint member 10. .
  • the straight portion of the outer joint member 10 becomes less open toward the open side than the case where the offset direction is opposite, so that the outermost dimension of the outer joint member 10 can be reduced, thereby reducing the weight.
  • a reduction in the overall package size can be achieved.
  • the thickness of the ball cage 40 for restraining the torque transmission ball should be increased relatively, and further, the height of the portion supporting the torque transmission ball is increased. A phenomenon in which ball grooves are crushed may be reduced, which may be alleviated by the offset direction according to the embodiment of the present invention.
  • the ratio (O / H) of the two values is in the range of 0.07 to 0.11, and the lower limit of 0.07 is locked in consideration of the dimensional tolerance (about 20 ⁇ m) for production and assembly of the product It corresponds to a minimum value for preventing locking, and an upper limit of 0.11 is a value that can achieve an efficiency improvement of about 5% compared to a normal offset ratio (about 0.13 to 0.15).
  • the inflection center point C and the outer joint member of the outer ball groove 11 with respect to the distance H between the center line of the inner joint member 20 and the center of the torque transmission ball 30.
  • the offset value O which is the distance between the line connecting the centers BC of the plurality of torque transmission balls 30 with the 10 and the inner joint member 20 at an angle of zero. It was found that the power transmission efficiency varies depending on the ratio (O / H), and the value was optimally selected to improve the power transmission efficiency and to select a range of values to prevent locking.
  • the height (OH, IH) of both side ends of the outer ball groove 11 and the inner ball groove 21 to restrain the torque transmission ball 30 is torque transmission It may be at least two thirds of the radius BR of the ball 30. This is because the contact angle of the actual torque transmission ball 30 is 30 degrees to 45 degrees to secure a certain amount of clearance to the outside of the ball contact portion in order to prevent deformation due to groove sliding by the torque transmission ball 30 when a load is applied. will be.
  • the ball cage 40 has a ball contact position in contact with the torque transmission ball 30 between 1/8 and 1/12 in the direction from the inner end CI to the outer end CO of the contact surface. It can be located at the point of. That is, in FIG. 3, the distance between the inner end CI of the contact surface of the ball cage 40 and the ball contact position is 1 / time of the distance between the inner end CI and the outer end CO of the contact surface of the ball cage 40. Corresponds to 8 to 1/12.
  • the circumferential space required for the ball cage 40 may be 1.2 to 1.4 times the total rotational radial momentum of the actual torque transmission ball 30.
  • the present invention relates to a constant velocity joint, so that it can be applied as a part of an automobile, so there is industrial applicability.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Rolling Contact Bearings (AREA)
  • Transmission Devices (AREA)
  • Steering Controls (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Motor Power Transmission Devices (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

등속 유니버설 조인트는, 복수의 외측 볼 그루브를 구비하는 외측 조인트 부재, 상기 복수의 외측 볼 그루브에 각각 대응하는 복수의 내측 볼 그루브를 구비하는 내측 조인트 부재, 상기 한 쌍의 외측 볼 그루브 및 내측 볼 그루브에 의해 각각 안내되는 복수의 토크 전달 볼, 그리고 상기 복수의 토크 전달 볼을 수용하는 볼 케이지를 포함한다. 상기 외측 및 내측 볼 그루브는 서로 다른 형상이 연결되어 이루어지는 이중 형상을 각각 가지며, 상기 외측 조인트 부재와 상기 내측 조인트 부재가 영(0)의 각도를 이루는 상태에서 상기 내측 조인트 부재의 중심선과 상기 토크 전달 볼의 중심 사이의 거리(H)에 대한 상기 외측 볼 그루브의 변곡 중심점과 상기 외측 조인트 부재와 상기 내측 조인트 부재가 영(0)의 각도를 이루는 상태에서 상기 복수의 토크 전달 볼의 중심들을 연결하는 선 사이의 거리인 오프셋(offset) 값(O)의 비율(O/H)이 0.07 내지 0.11이다.

Description

등속 유니버설 조인트
본 발명은 차량의 등속 유니버설 조인트에 관한 것이다.
등속 유니버설 조인트는 외측 볼 그루브를 포함하는 외측 조인트 부재, 내측 볼 그루브를 포함하는 내측 조인트 부재, 한 쌍의 외측 볼 그루브와 내측 볼 그루브에 의해 안내되도록 배치되는 토크 전달 볼, 그리고 상기 토크 전달 볼을 수용하는 볼 케이지를 포함한다. 이러한 등록 유니버설 조인트는 차량의 변속기와 구동 휠 사이에 배치되어 토크를 전달하는 기능을 수행할 수 있다.
종래에 이와 같은 등록 유니버설 조인트에서 볼 그루브는 서로 다른 형상을 가지는 부분이 접합되어 형성되는 이중 형상을 가지며 고절각(예를 들어 50도 이상)을 가지도록 형성된다.
통상 고절각의 등속 유니버설 조인트에서 외측 조인트 부재와 내측 조인트 부재가 영(0)의 각도를 이루는 상태에서 내측 조인트 부재의 중심선과 볼의 중심 사이의 거리(H)에 대한 외측 볼 그루브의 변곡 중심점과 외측 조인트 부재와 내측 조인트 부재가 영(0)의 각도를 이루는 상태에서 복수의 토크 전달 볼의 중심들을 연결하는 선 사이의 거리인 오프셋(offset) 값(O)의 비율(O/H)이 0.13 내지 0.15의 범위에 속하는 것이 일반적이다.
그러나 이러한 고절각의 등속 유니버설 조인트에서 상기 비율(O/H)이 상기한 범위에 속하는 경우 동력 손실이 큰 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 문제점들을 해결하기 위해 도출된 것으로 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 고절각의 등속 유니버설 조인트에서 상기한 비율(O/H)의 조절을 통해서 동력 손실을 저감할 수 있는 등속 유니버설 조인트를 제공하는 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 등속 유니버설 조인트는, 복수의 외측 볼 그루브를 구비하는 외측 조인트 부재, 상기 복수의 외측 볼 그루브에 각각 대응하는 복수의 내측 볼 그루브를 구비하는 내측 조인트 부재, 상기 한 쌍의 외측 볼 그루브 및 내측 볼 그루브에 의해 각각 안내되는 복수의 토크 전달 볼, 그리고 상기 복수의 토크 전달 볼을 수용하는 볼 케이지를 포함한다. 상기 외측 및 내측 볼 그루브는 서로 다른 형상이 연결되어 이루어지는 이중 형상을 각각 가지며, 상기 외측 조인트 부재와 상기 내측 조인트 부재가 영(0)의 각도를 이루는 상태에서 상기 내측 조인트 부재의 중심선과 상기 토크 전달 볼의 중심 사이의 거리(H)에 대한 상기 외측 볼 그루브의 변곡 중심점과 상기 외측 조인트 부재와 상기 내측 조인트 부재가 영(0)의 각도를 이루는 상태에서 상기 복수의 토크 전달 볼의 중심들을 연결하는 선 사이의 거리인 오프셋(offset) 값(O)의 비율(O/H)이 0.07 내지 0.11이다.
상기 볼 케이지는 상기 토크 전달 볼과 접촉하는 부위가 접촉면의 내측 단에서 외측 단 방향으로 1/8 내지 1/12 사이의 지점에 위치할 수 있다.
상기 내측 조인트 부재는 상기 외측 조인트 부재에 대해 50도 이상의 절각으로 회동될 수 있다.
상기 변곡 중심점은 상기 토크 전달 볼의 중심들을 연결하는 선으로부터 상기 외측 조인트 부재의 개방측 쪽으로 오프셋될 수 있다.
본 발명에 의하면, 등속 유니버설 조인트에서 외측 조인트 부재와 내측 조인트 부재가 영(0)의 각도를 이루는 상태에서 내측 조인트 부재의 중심선과 토크 전달 볼의 중심 사이의 거리(H)에 대한 외측 볼 그루브의 변곡 중심점과 외측 조인트 부재와 내측 조인트 부재가 영(0)의 각도를 이루는 상태에서 복수의 토크 전달 볼의 중심들을 연결하는 선 사이의 거리인 오프셋(offset) 값(O)의 비율(O/H)을 적절히 조절함으로써, 동력 전달 효율을 높임과 동시에 락킹을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 등속 유니버설 조인트의 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 등속 유니버설 조인트에서 볼 그루브와 볼의 크기 관계를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 등속 유니버설 조인트에서 볼 그루브와 볼의 접촉 관계를 설명하기 위한 도면이다.
<도면 부호의 설명>
10: 외측 조인트 부재
11: 외측 볼 그루브
20: 내측 조인트 부재
21: 내측 볼 그루브
30: 토크 전달 볼
40: 볼 케이지
이하에서 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 발명의 실시예에 따른 등속 유니버설 조인트는 외측 조인트 부재(10)와 내측 조인트 부재(20)를 포함한다. 등속 유니버설 조인트는 차량의 변속기의 동력을 구동 휠로 전달하는 역할을 할 수 있으며, 이 경우 외측 조인트 부재(10)는 차량의 구동 휠에 연결될 수 있으며 내측 조인트 부재(20)는 연결 샤프트(100)를 통해서 차량의 변속기에 연결될 수 있다. 이때, 내측 조인트 부재(20)는 연결 샤프트(100)와 일체로 회전하도록 체결되며, 내측 조인트 부재(20)와 연결 샤프트(100) 사이에 고정 링(110)이 개재되어 축 방향으로 고정시키는 역할을 한다.
본 발명의 실시예에 따른 등속 유니버설 조인트는 외측 조인트 부재(10)에 대한 내측 조인트 부재(20)의 회동 각도(절각)가 큰 고절각(예를 들어 50도 이상의 절각)의 등속 유니버설 조인트일 수 있다.
외측 조인트 부재(10)는 일측이 개방되어 내측 조인트 부재(20)를 수용할 수 있는 형상을 가지며, 내측 조인트 부재(20)는 일정 범위 내에서 회전 가능한 상태로 외측 조인트 부재(10) 내에 배치된다.
외측 조인트 부재(10)의 내면에는 복수의 외측 볼 그루브(11)가 방사상으로 배열되도록 형성되고, 내측 조인트 부재(20)의 외면에는 복수의 내측 볼 그루브(21)가 방사상으로 배열되도록 형성된다.
복수의 토크 전달 볼(30)이 한 쌍의 외측 볼 그루브(11) 및 내측 볼 그루브(21)에 의해 각각 안내되도록 배치된다. 즉, 외측 볼 그루브(11) 및 내측 볼 그루브(21)는 쌍으로 서로 공동 작용하고, 토크 전달 볼(30)을 쌍으로 공동으로 수용한다. 이에 따라 각각의 토크 전달 볼(30)은 한 쌍의 외측 볼 그루브(11)와 내측 볼 그루브(21)에 의해 형성되는 공간에 일정 범위 내에서 이동 가능하도록 배치되어 토크 전달 기능을 수행한다.
토크 전달 볼(30)은 볼 케이지(40)에 수용된다. 볼 케이지(40)는 복수의 토크 전달 볼(30)의 수용을 위해 복수의 윈도우(41)이 형성된다. 볼 케이지(40)는 외측 조인트 부재(10)와 내측 조인트 부재(20) 사이에 배치되며 전체적으로 고리 형상을 가질 수 있으며, 각 윈도우(41)는 반경 반향으로 관통되어 형성될 수 있다.
외측 볼 그루브(11)와 내측 볼 그루브(21)는 서로 다른 형상이 연결되어 이루어지는 이중 형상을 갖는다. 즉, 외측 볼 그루브(11)는 제1 형상을 갖는 부분(S1) 및 이와는 다른 형상을 갖는 제2 형상을 갖는 부분(S2)를 포함하며, 이와 마찬가지로 내측 볼 그루브(21)도 유사하게 서로 다른 두 개의 형상을 갖는 부분이 조합되어 이중 형상을 갖게 된다. 이때, 내측 볼 그루브(21)에서 두 개의 서로 다른 형상을 갖는 부분의 배열은 외측 볼 그루브(11)와는 반대가 된다.
본 발명의 실시에에 따르면, 외측 조인트 부재(10)와 내측 조인트 부재(20)가 영(0)의 각도를 이루는 상태(즉, 도 1의 상태)에서 내측 조인트 부재(20)의 중심선과 토크 전달 볼(30)의 중심 사이의 거리(H)에 대한 외측 볼 그루브(11)의 변곡 중심점(C)과 외측 조인트 부재(10)와 내측 조인트 부재(20)가 영(0)의 각도를 이루는 상태에서 복수의 토크 전달 볼(30)의 중심들(BC)을 연결하는 선 사이의 거리인 오프셋(offset) 값(O)의 비율(O/H)이 0.07 내지 0.11 사이의 값을 가진다. 여기서 변곡 중심점(C)은 서로 다른 두 개의 형태로 이루어지는 부분(S1, S2)가 만나는 지점을 의미한다.
이때, 도 1에 도시된 바와 같이, 변곡 중심점(C)은 토크 전달 볼(30)의 중심들을 연결하는 선으로부터 외측 조인트 부재(10)의 개방측 쪽(도 1에서 우측)으로 오프셋될 수 있다. 이러한 오프셋 방향에 의해, 오프셋 방향이 반대인 경우에 비해 외측 조인트 부재(10)의 직선부가 개방측으로 갈수록 덜 벌어지게 되어 외측 조인트 부재(10)의 최외경 치수가 감소될 수 있으며, 그에 따라 무게 감소 및 전체 패키지 크기의 감소가 달성될 수 있다. 또한 외측 조인트 부재(10)의 볼 그루브가 개방 측으로 갈수록 더 벌어지게 되면 토크 전달 볼의 구속을 위한 볼 케이지(40)의 두께의 상대적으로 더 증가하여야 하고 나아가 토크 전달 볼을 지탱하는 부분의 높이가 감소되어 볼 그루브가 뭉개지는 현상이 발생할 수 있는데, 본 발명의 실시예에 따른 오프셋 방향에 의하면 이러한 문제들이 완화될 수 있다.
이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 두 값의 비율(O/H)이 0.07 내지 0.11의 범위에 속하는데, 하한치 0.07은 제품의 생산 및 조립을 위한 치수 공차(대략 20㎛ 정도)를 고려 시 락킹(locking) 방지를 위한 최소값에 해당하며, 상한치 0.11은 통상의 오프셋 비율(대략 0.13 내지 0.15) 대비하여 대략 5% 정도 효율 향상을 달성할 수 있는 값이다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 따르면 내측 조인트 부재(20)의 중심선과 토크 전달 볼(30)의 중심 사이의 거리(H)에 대한 외측 볼 그루브(11)의 변곡 중심점(C)과 외측 조인트 부재(10)와 내측 조인트 부재(20)가 영(0)의 각도를 이루는 상태에서 복수의 토크 전달 볼(30)의 중심들(BC)을 연결하는 선 사이의 거리인 오프셋(offset) 값(O)의 비율(O/H)에 따라 동력 전달 효율이 달라진다는 점을 발견하였으며, 그 값을 최적으로 설정하여 동력 전달 효율 향상을 도모함과 동시에 락킹을 방지할 수 있는 값의 범위를 선택하였다.
그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 도 2를 참조하면, 토크 전달 볼(30)을 구속하는 외측 볼 그루브(11) 및 내측 볼 그루브(21)의 양 측단의 높이(OH, IH)는 토크 전달 볼(30)의 반경(BR)의 2/3 이상일 수 있다. 이는 실제 토크 전달 볼(30)의 접촉각이 30도 내지 45도로서 하중 작용 시 토크 전달 볼(30)에 의한 그루브 밀림으로 인한 변형을 방지하기 위하여 볼 접촉부의 바깥으로 일정 정도의 여유를 확보하기 위한 것이다.
한편, 도 3을 참조하면, 볼 케이지(40)는 토크 전달 볼(30)과 접촉하는 볼 접촉 위치가 접촉면의 내측 단(CI)에서 외측 단(CO) 방향으로 1/8 내지 1/12 사이의 지점에 위치할 수 있다. 즉, 도 3에서 볼 케이지(40)의 접촉면의 내측 단(CI)과 볼 접촉 위치 사이의 거리는 볼 케이지(40)의 접촉면의 내측 단(CI)와 외측 단(CO) 사이의 거리의 1/8 내지 1/12에 해당한다. 또한 본 발명의 실시예에 따르면, 볼 케이지(40)에 필요한 원주 방향 공간은 실제 토크 전달 볼(30)의 회전 반경 방향 전체 운동량의 1.2 내지 1.4 배일 수 있다. 이는 실제 작동 시 0 내지 50도의 토크 전달 볼(30)과 윈도우(41) 상의 움직임을 살펴 보면, 가분수 형태의 8자 운동을 하는데 50도 각도를 구현하기 위한 볼 케이지(40)와 토크 전달 볼(30)의 접촉(0도)을 매우 아래쪽으로 치우치게 설계하기 위한 것이다. 이러한 값들에 의해 고절각이 구현될 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
본 발명은 등속 조인트에 관한 것으로 자동차의 부품으로 적용될 수 있으므로 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (4)

  1. 복수의 외측 볼 그루브를 구비하는 외측 조인트 부재,
    상기 복수의 외측 볼 그루브에 각각 대응하는 복수의 내측 볼 그루브를 구비하는 내측 조인트 부재,
    상기 한 쌍의 외측 볼 그루브 및 내측 볼 그루브에 의해 각각 안내되는 복수의 토크 전달 볼, 그리고
    상기 복수의 토크 전달 볼을 수용하는 볼 케이지를 포함하고,
    상기 외측 및 내측 볼 그루브는 서로 다른 형상이 연결되어 이루어지는 이중 형상을 각각 가지며,
    상기 외측 조인트 부재와 상기 내측 조인트 부재가 영(0)의 각도를 이루는 상태에서 상기 내측 조인트 부재의 중심선과 상기 토크 전달 볼의 중심 사이의 거리(H)에 대한 상기 외측 볼 그루브의 변곡 중심점과 상기 외측 조인트 부재와 상기 내측 조인트 부재가 영(0)의 각도를 이루는 상태에서 상기 복수의 토크 전달 볼의 중심들을 연결하는 선 사이의 거리인 오프셋(offset) 값(O)의 비율(O/H)이 0.07 내지 0.11인 등속 유니버설 조인트.
  2. 제1항에서,
    상기 볼 케이지는 상기 토크 전달 볼과 접촉하는 부위가 접촉면의 내측 단에서 외측 단 방향으로 1/8 내지 1/12 사이의 지점에 위치하는 등속 유니버설 조인트.
  3. 제1항에서,
    상기 내측 조인트 부재는 상기 외측 조인트 부재에 대해 50도 이상의 절각으로 회동될 수 있는 등속 유니버설 조인트.
  4. 제1항에서,
    상기 변곡 중심점은 상기 토크 전달 볼의 중심들을 연결하는 선으로부터 상기 외측 조인트 부재의 개방측 쪽으로 오프셋되는 등속 유니버설 조인트.
PCT/KR2014/008469 2013-09-11 2014-09-11 등속 유니버설 조인트 WO2015037915A1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016542635A JP6125732B2 (ja) 2013-09-11 2014-09-11 等速ユニバーサルジョイント
CN201480050112.6A CN105593549B (zh) 2013-09-11 2014-09-11 恒速万向接头
EP14844277.5A EP3045754B1 (en) 2013-09-11 2014-09-11 Constant-velocity universal joint
US15/021,229 US10082182B2 (en) 2013-09-11 2014-09-11 Constant-velocity universal joint

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2013-0109257 2013-09-11
KR1020130109257A KR101467913B1 (ko) 2013-09-11 2013-09-11 등속 유니버설 조인트

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015037915A1 true WO2015037915A1 (ko) 2015-03-19

Family

ID=52665947

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2014/008469 WO2015037915A1 (ko) 2013-09-11 2014-09-11 등속 유니버설 조인트

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10082182B2 (ko)
EP (1) EP3045754B1 (ko)
JP (1) JP6125732B2 (ko)
KR (1) KR101467913B1 (ko)
CN (1) CN105593549B (ko)
WO (1) WO2015037915A1 (ko)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000075495A (ko) * 1997-02-21 2000-12-15 베른트 피어부룩 등속 유니버설 조인트
EP1512879A1 (en) * 2003-09-04 2005-03-09 Ntn Corporation Fixed type constant velocity universal joint
KR20070001934A (ko) * 2004-01-30 2007-01-04 엔티엔 가부시키가이샤 고정형 등속 유니버셜 조인트
KR20130054012A (ko) * 2011-11-16 2013-05-24 현대위아 주식회사 차량용 볼타입 등속조인트

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6120382A (en) 1995-12-26 2000-09-19 Ntn Corporation Constant velocity joint
JP3859267B2 (ja) * 1996-05-28 2006-12-20 Ｎｔｎ株式会社 固定型等速自在継手
US6431988B1 (en) 1999-09-17 2002-08-13 Ntn Corporation Fixed type constant velocity joint and assembling method therefor
JP4048008B2 (ja) * 1999-09-30 2008-02-13 Ｎｔｎ株式会社 Ａｔｖ用ドライブアクスル
WO2003064876A2 (en) * 2002-01-31 2003-08-07 Delphi Technologies, Inc. Constant velocity joint
JP4133415B2 (ja) * 2003-02-18 2008-08-13 Ｎｔｎ株式会社 固定型等速自在継手
JP5602497B2 (ja) * 2010-05-27 2014-10-08 Ｎｔｎ株式会社 固定式等速自在継手
JP2012021608A (ja) * 2010-07-15 2012-02-02 Jtekt Corp ボール型等速ジョイント

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20000075495A (ko) * 1997-02-21 2000-12-15 베른트 피어부룩 등속 유니버설 조인트
EP1512879A1 (en) * 2003-09-04 2005-03-09 Ntn Corporation Fixed type constant velocity universal joint
KR20070001934A (ko) * 2004-01-30 2007-01-04 엔티엔 가부시키가이샤 고정형 등속 유니버셜 조인트
KR20130054012A (ko) * 2011-11-16 2013-05-24 현대위아 주식회사 차량용 볼타입 등속조인트

Also Published As

Publication number Publication date
US10082182B2 (en) 2018-09-25
US20160223027A1 (en) 2016-08-04
CN105593549B (zh) 2018-11-16
EP3045754B1 (en) 2019-12-18
EP3045754A1 (en) 2016-07-20
JP6125732B2 (ja) 2017-05-10
JP2016531259A (ja) 2016-10-06
CN105593549A (zh) 2016-05-18
EP3045754A4 (en) 2017-06-14
KR101467913B1 (ko) 2014-12-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5420369B2 (ja) 固定式等速自在継手
US9206855B2 (en) Fixed type constant-velocity universal joint
JP5340897B2 (ja) 固定式等速自在継手
US20160138660A1 (en) Fixed-type constant velocity universal joint
EP2719911B1 (en) Fixed constant velocity universal joint
US9163672B2 (en) Fixed constant velocity universal joint
CN102066794A (zh) 固定式等速万向接头
EP2592292B1 (en) Fixed-type constant velocity universal joint
EP2000689B1 (en) Fixed constant velocity universal joint
EP3168490B1 (en) Tripod-type constant-velocity universal joint
US9581206B2 (en) Fixed type constant velocity universal joint
US9410581B2 (en) Fixed type constant velocity universal joint
US20150316108A1 (en) Fixed type constant velocity universal joint
US20150072795A1 (en) Constant velocity joint
US20080096678A1 (en) Fixed Type Constant Velocity Joint
WO2015037915A1 (ko) 등속 유니버설 조인트
EP2003355B1 (en) Fixed uniform motion universal joint
US9926985B2 (en) Sliding ball type constant velocity joint for vehicles
CN100395461C (zh) 等速万向节
US8747237B2 (en) Sliding ball type constant velocity joint for vehicle
JP2008256180A (ja) 固定式等速自在継手及びその組立方法
EP2643608B1 (en) Counter track joint with axial displacement range
EP3418597A1 (en) Stationary constant-velocity universal joint
JP2008196591A (ja) 固定式等速自在継手及びその製造方法
JP2009121667A (ja) 摺動式等速自在継手

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14844277

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2016542635

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 15021229

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

REEP Request for entry into the european phase

Ref document number: 2014844277

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2014844277

Country of ref document: EP