트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체(Spider assembly for tripod type constant velocity)

(19) 대한민국특허청(KR)
(12) 공개특허공보(A)
(11) 공개번호 10-2014-0059039
(43) 공개일자 2014년05월15일
(51) 국제특허분류(Int. Cl.)
F16D 3/202 (2006.01) F16D 3/22 (2006.01)
(21) 출원번호 10-2012-0125631
(22) 출원일자 2012년11월07일
심사청구일자 없음
(71) 출원인
현대위아 주식회사
경상남도 창원시 성산구 정동로 153 (가음정동)
(72) 발명자
김정주
서울 마포구 동교로27길 7, A동 401호 (동교동,
광남벨라스아파트)
(74) 대리인
서경민, 서만규
전체 청구항 수 : 총 5 항
(54) 발명의 명칭 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체
(57) 요 약
이 발명은, 스파이더의 트러니언의 외주면과 아우터 롤러의 내주면을 경사면으로 형성하여 집중 하중을 분포 하
중으로 바꾸어줌으로써 응력집중을 막아서 내구성을 향상시키는, 트라이포드 타입 등속조인트에 관한 것으로서,
하우징과 샤프트를 연결하기 위하여 샤프트의 일단에 연결되어 상기 하우징의 내부에 설치되며 트라이포드 타입
의 트러니언이 돌출 형성되어 있으며, 상기한 트러니언은 끝부분으로 갈수록 지름이 점점더 커지는 테이퍼 형태
를 가지는 스파이더와, 상기 스파이더의 트러니언의 외주면에 설치되는 니들롤러와, 상기 니들롤러를 감싸면서
설치되며 내주면이 상기한 트러니언의 테이퍼 형태와 대응하여 끝부분으로 갈수록 지름이 점점더 커지는 테이퍼
형태를 가지는 아우터 롤러와, 상기한 트러니언의 끝부분에 형성되어 있는 결합홈에 나사결합되는 롤러빠짐방지
용 볼트를 포함하여 이루어진다.
대 표 도 - 도2
공개특허 10-2014-0059039
- 1 -
특허청구의 범위
청구항 1
하우징과 샤프트를 연결하기 위하여 샤프트의 일단에 연결되어 상기 하우징의 내부에 설치되며 트라이포드 타입
의 트러니언이 돌출 형성되어 있으며, 상기한 트러니언은 끝부분으로 갈수록 지름이 점점더 커지는 테이퍼 형태
를 가지는 스파이더와,
상기 스파이더의 트러니언의 외주면에 설치되는 니들롤러와,
상기 니들롤러를 감싸면서 설치되며 내주면이 상기한 트러니언의 테이퍼 형태와 대응하여 끝부분으로 갈수록 지
름이 점점더 커지는 테이퍼 형태를 가지는 아우터 롤러와,
상기한 트러니언의 끝부분에 형성되어 있는 결합홈에 나사결합되는 롤러빠짐방지용 볼트를 포함하여 이루어지는
것을 특징으로 하는 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체.
청구항 2
제 1항에 있어서,
상기한 롤러빠짐방지용 볼트는,
트러니언의 결합홈에 나사 결합되기 위하여 외주면에 나사산이 형성되어 있는 원통형의 몸체부와,
상기한 니들롤러와 아우터 롤러의 빠짐을 방지할 수 있도록 덮어주기 위하여 몸체부의 상단에 형성되어 있는
머리부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체.
청구항 3
제 2항에 있어서,
상기한 머리부와 몸체부의 단면은 'T'자 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 트라이포드 타입 등속조인트용
스파이더 조립체.
청구항 4
제 1항에 있어서,
상기한 아우터 롤러는 테이퍼 형태의 내주면과 곡률을 가지는 외주면이 만나는 상부면이 평형한 면으로 이루어
지는 것을 특징으로 하는 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체.
청구항 5
제 1항에 있어서,
상기한 아우터 롤러는 테이퍼 형태의 내주면과 곡률을 가지는 외주면이 만나는 하부면이 평형한 면으로 이루어
지는 것을 특징으로 하는 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체.
명 세 서
기 술 분 야
이 발명은 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 스파이[0001]
더의 트러니언의 외주면과 아우터 롤러의 내주면을 경사면으로 형성하여 집중 하중을 분포 하중으로 바꾸어줌으
로써 응력집중을 막아서 내구성을 향상시키는, 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체에 관한 것이다.
배 경 기 술
일반적으로 조인트는 회전축의 각도가 서로 다른 회전축에 회전동력(토크)을 전달하기 위한 것으로서, 동력전달[0002]
각도가 작은 추진축의 경우에는 후크 조인트, 플렉시블 조인트 등이 사용되고, 동력전달 각도가 큰 전륜 구동차
공개특허 10-2014-0059039
- 2 -
의 구동축의 경우에는 등속 조인트가 사용된다.
상기 등속 조인트는 구동축과 피동축의 교차각이 큰 경우에도 등속으로 원활하게 동력을 전달할 수 있기 때문에[0003]
독립 현가 방식의 전륜 구동차의 액슬축에 주로 사용되며, 샤프트를 중심으로 엔진측은 트라이포드 타입 조인트
로 이루어지고, 샤프트를 중심으로 타이어측은 볼타입 조인트로 이루어진다.
도 1은 일반적인 등속 조인트의 단면 구성도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이며, 도 3은 일반적인 등속 조인[0004]
트의 외형 구성도이다.
도 1 내지 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 일반적인 등속 조인트의 구성은, 샤프트(1)를 중심으로[0005]
우측(엔진측)은 트라이포드 타입 조인트로 이루어지고, 샤프트(1)를 중심으로 좌측(바퀴측)은 볼 타입 조인트로
이루어진다.
샤프트(1)를 중심으로 우측(엔진측)에 설치되어 있는 트라이포드 타입 조인트의 구성은, 엔진(도시되지 않음)의[0006]
회전동력을 전달하며 내부에 3개의 트랙홈이 형성되어 있는 하우징(2)과, 상기 하우징(2)의 회전동력을 전달받
아서 회전되는 샤프트(1)와, 상기 하우징(2)과 샤프트(1)를 연결하기 위하여 상기 샤프트(1)의 일단에 연결되어
상기 하우징(2)의 내부에 설치되며 트라이포드 타입의 트러니언이 형성되어 있는 스파이더(3)와, 상기 스파이더
(3)의 트러니언의 외주면에 설치되는 니들롤러(6)와, 상기 니들롤러(6)의 외주면에 설치되는 인너롤러(5)와, 상
기 인너롤러(5)의 외주면에 설치되어 상기 하우징(2)과 샤프트(1)의 마찰을 감소시키는 아웃터롤러(4)와, 상기
니들롤러(6) 및 인너롤러(5)의 상단에 설치되는 스트라이크 아웃트(7)와, 상기한 스트라이크 아웃트(7)의 이탈
을 방지하기 위한 리테이너링(8)과, 상기 하우징(2)에 일단이 연결되고 상기 샤프트(1)에 일단이 연결되는 부트
(10)와, 상기 부트(10)를 각각 고정시키기 위한 클램핑 밴드(11, 12)를 포함하여 이루어진다.
또한, 샤프트(1)를 중심으로 좌측(타이어측)에 설치되어 있는 볼 타입 조인트의 구성은, 상기 트라이포드 타입[0007]
조인트의 회전동력을 전달받아서 회전되는 샤프트(1)와, 상기 샤프트(1)의 일단에 연결설치되는 인너레이스(1
5)와, 상기 인너레이스(15)의 외부에 설치되는 아웃터레이스(13)와, 상기 인너레이스(15)의 회전동력을 상기 아
웃터레이스(13)에 전달하기 위한 볼(16)과, 상기 볼(16)을 지지하기 위한 케이지(14)와, 상기 아웃터 레이스
(13)의 외부에 설치되는 센서링(17)과, 상기 샤프트(1)에 일단이 연결되고 상기 아웃터 레이스(13)에 일단이 연
결되는 부트(18)와, 상기 부트(18)를 고정시키기 위한 클램핑 밴드(19, 20)를 포함하여 이루어진다.
상기 구성에 의한 일반적인 등속 조인트의 작용은 다음과 같다.[0008]
엔진(도시되지 않음)으로부터 출력된 회전동력이 트랜스미션(도시되지 않음)을 거쳐 하우징(2)에 전달되면 하우[0009]
징(2)이 회전되며, 이러한 하우징(2)의 회전동력은 아웃터롤러(4), 인너롤러(5), 니들롤러(6)를 통해 스파이더
(3)로 전달됨으로써 스파이더(3)에 연결되어 있는 샤프트(1)를 회전시킨다. 또한, 상기 샤프트(1)의 회전동력은
인너레이스(15)와 볼(16)을 거쳐 아웃터 레이스(13)로 전달됨으로써 아웃터 레이스(13)에 연결되는 바퀴(도시되
지 않음)를 회전시키게 된다.
이 경우에, 샤프트(1)를 중심으로 우측(엔진측)에 설치되어 있는 트라이포드 타입 조인트에서는 아웃터롤러(4)[0010]
가 하우징(2)의 트랙홈내를 슬라이딩 이동함으로써 아웃터롤러(4)와 연관되어 있는 샤프트(1)의 회전 각도가 달
라지게 됨으로써 차량의 변위에 따라 절각이 되고, 샤프트(1)를 중심으로 좌측(바퀴측)에 설치되어 있는 볼 타
입 조인트에서는 볼(16)에 의해 아웃터 레이스(13)의 회전각도가 달라지게 됨으로써 차량의 변위에 따라 절각이
된다.
한편, 트라이포드 타입 조인트측의 부트(10)와 볼 타입 조인트측의 부트(18)는 각각 트라이포드 타입 조인트와[0011]
볼 타입 조인트의 외부를 감싸 밀봉시킴으로써 트라이포드 타입 조인트와 볼 타입 조인트가 외부 오염물질에 의
해 손상되는 것을 방지한다.
이와 함께, 엔진으로부터 출력되어진 토크가 트랜스미션을 거쳐 샤프트(1)를 통해 바퀴측으로 토크를 전달할[0012]
때, 고속으로 회전하는 샤프트(1)에 있어서 어느 회전 속도에서는 불균형 회전이 발생하게 되는데, 이러한 불균
형 회전은 바람직하지 못한 진동을 야기시키고 구동계의 작동에 좋지 않은 영향을 미친다. 이와 같은 불균형 회
전에 의한 바람직하지 못한 진동을 억제하기 위해 샤프트(1)의 중간부분에 설치된 댐퍼(21)는 샤프트(1)의 고속
회전시 샤프트(1)에서 일어나는 유해한 진동 주파수로 인한 부밍 노이즈(booming noise)를 방지한다.
그러나, 상기한 종래의 트라이포드 타입 등속 조인트에서는, 차량의 장착 각도로 절곡된 다음에 하중을 받게 되[0013]
기 때문에 스파이더의 트러니언 하단부에 집중하여 마모가 발생되는 문제점이 있다.
공개특허 10-2014-0059039
- 3 -
발명의 내용
해결하려는 과제
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 스파이더의 트러니언의 외주면과[0014]
아우터 롤러의 내주면을 경사면으로 형성하여 집중 하중을 분포 하중으로 바꾸어줌으로써 응력집중을 막아서 내
구성을 향상시키는, 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체를 제공하는 데 있다.
과제의 해결 수단
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 하우징과 샤프트를 연결하기 위하여 샤프트의 일단[0015]
에 연결되어 상기 하우징의 내부에 설치되며 트라이포드 타입의 트러니언이 돌출 형성되어 있으며, 상기한 트러
니언은 끝부분으로 갈수록 지름이 점점더 커지는 테이퍼 형태를 가지는 스파이더와, 상기 스파이더의 트러니언
의 외주면에 설치되는 니들롤러와, 상기 니들롤러를 감싸면서 설치되며 내주면이 상기한 트러니언의 테이퍼 형
태와 대응하여 끝부분으로 갈수록 지름이 점점더 커지는 테이퍼 형태를 가지는 아우터 롤러와, 상기한 트러니언
의 끝부분에 형성되어 있는 결합홈에 나사결합되는 롤러빠짐방지용 볼트를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 롤러빠짐방지용 볼트는 트러니언의 결합홈에 나사 결합되기 위하여 외주면에 나사산[0016]
이 형성되어 있는 원통형의 몸체부와, 상기한 니들롤러와 아우터 롤러의 빠짐을 방지할 수 있도록 덮어주기 위
하여 몸체부의 상단에 형성되어 있는 머리부를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 머리부와 몸체부의 단면은 'T'자 형태로 이루어지면 바람직하다.[0017]
이 발명의 구성은, 상기한 아우터 롤러는 테이퍼 형태의 내주면과 곡률을 가지는 외주면이 만나는 상부면이 평[0018]
형한 면으로 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 아우터 롤러는 테이퍼 형태의 내주면과 곡률을 가지는 외주면이 만나는 하부면이 평[0019]
형한 면으로 이루어지면 바람직하다.
발명의 효과
이 발명은, 스파이더의 트러니언의 외주면과 아우터 롤러의 내주면을 경사면으로 형성하여 집중 하중을 분포 하[0020]
중으로 바꾸어줌으로써 응력집중을 막아서 내구성을 향상시키는, 효과를 갖는다.
도면의 간단한 설명
도 1은 일반적인 등속 조인트의 단면 구성도이다.[0021]
도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 3은 일반적인 등속 조인트의 외형 구성도이다.
도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체의 일부 분해 구성도이다.
도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체의 조립 완료 구성도이다.
도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체의 롤러의 평면도이다.
발명을 실시하기 위한 구체적인 내용
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상[0022]
세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이
발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예
의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직[0023]
한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나
제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능
함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로[0024]
공개특허 10-2014-0059039
- 4 -
설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전
적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어
야만 한다. 일예로서, 방향에 관한 용어는 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하기
로 한다.
도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체의 일부 분해 구성도이고,[0025]
도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체의 조립 완료 구성도이다.
도 4 및 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더[0026]
조립체의 구성은, 하우징과 샤프트를 연결하기 위하여 샤프트의 일단에 연결되어 상기 하우징의 내부에 설치되
며 트라이포드 타입의 트러니언(31a)이 돌출 형성되어 있으며, 상기한 트러니언(31a)은 끝부분으로 갈수록 지름
이 점점더 커지는 테이퍼 형태를 가지는 스파이더(3)와, 상기 스파이더(31)의 트러니언(31a)의 외주면에 설치되
는 니들롤러(32)와, 상기 니들롤러(32)를 감싸면서 설치되며 내주면이 상기한 트러니언(31a)의 테이퍼 형태와
대응하여 끝부분으로 갈수록 지름이 점점더 커지는 테이퍼 형태를 가지는 아우터 롤러(33)와, 상기한 트러니언
(31a)의 끝부분에 형성되어 있는 결합홈(32a)에 나사결합되는 롤러빠짐방지용 볼트(34)를 포함하여 이루어진다.
상기한 롤러빠짐방지용 볼트(34)는 결합홈(32a)에 나사 결합되기 위하여 외주면에 나사산이 형성되어 있는 원통[0027]
형의 몸체부(34a)와, 상기한 니들롤러(32)와 아우터 롤러(33)의 빠짐을 방지할 수 있도록 덮어주기 위하여 몸
체부(34a)의 상단에 형성되어 있는 머리부(34b)를 포함하여 이루어진다. 상기한 머리부(34b)와 몸체부(34a)의
단면은 'T'자 형태로 이루어진다.
도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체의 롤러의 평면도이다.[0028]
도 6에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체의[0029]
아우터 롤러(33)는 테이퍼 형태의 내주면(33a)과 곡률을 가지는 외주면(33c)이 만나는 상부면(33b)이 평형한 면
으로 이루어지며, 상부면(33b)의 반대 위치의 하부면도 상부면(33b)과 마찬가지로 평평한 면으로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일 실시예에 따른 트라이포드 타입 등속조인트용 스파이더 조립체의 작용은 다[0030]
음과 같다.
엔진(도시되지 않음)으로부터 출력된 회전동력이 트랜스미션(도시되지 않음)을 거쳐 하우징(도시되지 않음)에[0031]
전달되면 하우징이 회전되며, 이러한 하우징의 회전동력은 아우터 롤러(33)를 통해 스파이더(31)로 전달됨으로
써 스파이더(31)에 연결되어 있는 샤프트(도시되지 않음)를 회전시킨다.
이 경우에, 아우터 롤러(33)가 하우징의 트랙홈내를 슬라이딩 이동함으로써 롤러와 연관되어 있는 샤프트(1)의[0032]
회전 각도가 달라지게 됨으로써 차량의 변위에 따라 절각이 된다.
이와 함께, 스파이더(31)의 트러니언(31a)의 외주면과 아우터 롤러(33)의 내주면(33a)이 경사면으로 형성되어[0033]
있어서 집중 하중을 분포 하중으로 바꾸어줌으로써 응력집중을 막아서 내구성을 향상시키게 된다.
부호의 설명
31 : 스파이더 32 : 니들 롤러[0034]
33 : 아우터 롤러 34 : 롤러빠짐방지용 볼트
공개특허 10-2014-0059039
- 5 -
도면
도면1
도면2
공개특허 10-2014-0059039
- 6 -
도면3
도면4
도면5
공개특허 10-2014-0059039
- 7 -
도면6
공개특허 10-2014-0059039
- 8 -