KR20190022048A - 플런징타입 등속조인트용 샤프트유닛 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 등속조인트의 롱플런징 샤프트유닛은, 중공형태의 외부샤프트와, 상기 외부샤프트 내에 삽입되는 내부샤프트와, 상기 외부샤프트와 내부샤프트 사이에 개재되어 외부샤프트의 회전동력을 상기 내부샤프트에 전달하는 트랙션볼과, 상기 트랙션볼을 지지하기 위한 케이지를 포함하여 이루어진다.
상기 외부샤프트는 단면상으로 볼 때 내주면이 다각형태로 이루어지고, 상기 내부샤프트는 단면상으로 볼 때 상기 외부샤프트의 내주면과 동일하며 비례축소된 형태의 외주면을 갖도록 이루어지고, 상기 외부샤프트의 내주면과 내부샤프트의 외주면 사이에서 상기 트랙션볼의 원운동이 제한되는 공간을 형성한다.
상기 외부샤프트의 내주면은 다수개의 변곡요부와 상기 각 변곡요부 사이의 내주평면부로 이루어지며, 상기 내부샤프트의 외주면은 다수개의 변곡돌부와 상기 각 변곡돌부 사이의 외주평면부로 이루어지며, 상기 외부샤프트와 내부샤프트는 서로 엇갈린 각도로 배치됨으로써 외부샤프트의 변곡요부와 내부샤프트의 외주평면부 사이의 공간에 각각의 트랙션볼이 개재된다. 또한, 상기 외부샤프트의 내주평면부와 내부샤프트의 변곡돌부 사이의 최소 간극은 상기 트랙션볼의 직경보다 작게 이루어진다.
이와 같은 본 발명에 따른 등속조인트의 롱플런징 샤프트유닛은, 외부샤프트의 내주면과 내부샤프트의 외주면을 서로 대응되는 다각형으로 형성하는 비교적 간단한 가공과정을 거쳐서 제작될 수 있기 때문에 생산성이 높다는 이점을 제공한다.

Description

플런징타입 등속조인트용 샤프트유닛{Plunging type shaft unit of CVJ}

본 발명은 등속조인트에 관한 것으로서, 상세하게는 길이방향의 변위가 가능한 플런징타입 샤프트유닛에 관한 것이다.

차량의 드라이브 샤프트(Drive Shaft)는 변속기의 회전 구동력을 구동휠로 전달하는 것으로, FF방식(Front Engine Front drive system) 차량의 경우에는 변속기어의 디퍼런셜 기어와 구동바퀴의 휠허브 사이에 각기 두 개의 등속조인트(constant velocity joint)를 매개로 연결되는 구조를 갖는다.

등속조인트는 회전각속도의 변화 없이 동력전달이 균등하게 이루어지도록 하는 구성요소로서, 절각(각도조절) 기능과 플런징(길이방향 수축 및 팽창)기능의 정도에 따라서 이른바 플런징타입 등속조인트와 고정식 등속조인트(fixed joint)로 나뉘어진다.

플런징 조인트는 슬라이드식 볼 조인트라고도 하며, 큰폭으로 이루어지는 차량의 상하, 좌우의 움직임을 흡수하기 위한 것이다.

일반적으로 드라이브 샤프트를 중심으로 엔진측(인보드측)은 트라이포드식 등속 조인트나 플런징 조인트가 사용되고, 드라이브 샤프트를 중심으로 구동휠측(아웃보드측)은 고정식 조인트가 사용된다고 볼 수 있다.

종래 플런징타입 등속조인트의 샤프트유닛은 그 일례로서 도 1과 도 2에 나타난 것과 같이 엔진측의 회전동력을 전달받아서 회전되는 중공형태의 외부샤프트(10)와, 외부샤프트(10) 내에 삽입되는 내부샤프트(12)와 외부샤프트(10)의 회전동력을 내부샤프트(12)에 전달하기 위한 다수개의 트랙션볼(14)과, 트랙션볼(14)을 지지하기 위한 케이지(16)를 포함하여 이루어진다.

외부샤프트(10)의 내주면에는 다수개의 내주그루브(inner groove)(10a)가 등간격으로 배치되어 있으며, 내부샤프트(12)의 외주면에는 다수개의 외주그루브(outer groove)(12a)가 형성되어 있으며, 트랙션볼(14)은 내주그루브(10a)와 외주그루브(12a)의 조합으로 형성되는 공간에 개재된다.

케이지(16)는 트랙션볼(14)이 관통하는 다수개의 홀이 형성된 통형 구조로서 외부샤프트(10)와 내부샤프트(12)의 사이에서 트랙션볼(14)을 구속함으로써 트랙션볼(14)의 가동 위치가 일정범위내로 제한되도록 하게 된다.

이와 같은 종래 플런징타입 등속조인트의 샤프트유닛에 의하면 트랙션볼(14)에 의해 외부샤프트(10)와 내부샤프트(12)가 회전방향으로 연계되는 구조상, 엔진의 동력에 의한 외부샤프트(10)의 회전작동이 트랙션볼(14)을 매개체로 하여 내부샤프트(12)로 전달되어 내부샤프트(12)가 회전되는 이른바 롤링작동이 이루어지게 된다.

그리고, 차량의 주행시 발생하는 변위에 대하여 내부샤프트(12)가 외부샤프트(10) 내를 슬라이딩 이동하게 됨으로써 이를 흡수하게 되는 이른바 플런징 작동이 이루어지게 되며, 이러한 플런징 작동시에는 트랙션볼(14)에 의해 외부샤프트(10)와 내부샤프트(12)의 축방향 마찰이 감소된다.

한편, 이러한 종래기술에 따르면, 전술한 바와 같이 외부샤프트(10)와 내부샤프트(12)의 롤링작동을 위하여 외부샤프트(10)의 내주면에 다수개의 내주그루브(10a)를 형성해야 함과 더불어 내부샤프트(12)의 외주면에 이와 대응되는 외주그루브(12a)를 형성해야 하였다

또한, 트랙션볼(14)에 의해 연계되는 외부샤프트(10)와 내부샤프트(12)의 작동안정성을 위하여 내주그루브(10a) 및 외주그루브(12a)의 규격이 트랙션볼(14)과 정밀하게 대응되어야 하였다.

따라서, 이러한 종래기술에 따른 등속조인트의 롱플런징 샤프트유닛은 제작이 까다로울 뿐만 아니라 높은 가공정밀도가 요구됨으로써 결과적으로 제품의 생산성 향상에 지장을 초래한다는 문제점을 가지고 있다.

본 발명은 상술한 바와 같은 종래기술의 문제를 해결하기 위한 것으로서, 외부샤프트와 내부샤프트에 정밀한 그루브를 형성하지 않고도 트랙션볼을 통한 외부샤프트와 내부샤프트의 연동이 가능토록 이루어지는 등속조인트의 롱플런징 샤프트유닛의 제공을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 제공되는 본 발명에 따른 등속조인트의 롱플런징 샤프트유닛은, 엔진측의 회전동력을 전달받아서 회전되는 중공형태의 외부샤프트와, 상기 외부샤프트 내에 삽입되는 내부샤프트와, 상기 외부샤프트와 내부샤프트 사이에 개재되어 외부샤프트의 회전동력을 상기 내부샤프트에 전달하는 트랙션볼과, 상기 트랙션볼을 지지하기 위한 케이지를 포함하여 이루어진다.

상기 외부샤프트는 단면상으로 볼 때 내주면이 다각형태로 이루어지고, 상기 내부샤프트는 단면상으로 볼 때 상기 외부샤프트의 내주면과 동일하며 비례축소된 형태의 외주면을 갖도록 이루어지고, 상기 외부샤프트의 내주면과 내부샤프트의 외주면 사이에서 상기 트랙션볼의 원운동이 제한되는 공간을 형성한다.

상기 외부샤프트의 내주면은 다수개의 변곡요부와 상기 각 변곡요부 사이의 내주평면부로 이루어지며, 상기 내부샤프트의 외주면은 다수개의 변곡돌부와 상기 각 변곡돌부 사이의 외주평면부로 이루어지며, 상기 외부샤프트와 내부샤프트는 서로 엇갈린 각도로 배치됨으로써 외부샤프트의 변곡요부와 내부샤프트의 외주평면부 사이의 공간에 각각의 트랙션볼이 개재된다.

또한, 상기 외부샤프트의 내주평면부와 내부샤프트의 변곡돌부 사이의 최소 간극은 상기 트랙션볼의 직경보다 작게 이루어진다.

이상에서 살펴본 바와 같은 본 발명에 따른 등속조인트의 롱플런징 샤프트유닛은, 외부샤프트의 내주면과 내부샤프트의 외주면을 서로 대응되는 다각형으로 형성하는 비교적 간단한 가공과정을 거쳐서 제작될 수 있기 때문에 생산성이 높다는 이점을 제공한다.

도 1: 종래기술에 따른 롱플런징 샤프트유닛의 구조를 나타낸 종단면도
도 2: 종래기술에 따른 롱플런징 샤프트유닛의 구조를 나타낸 횡단면도
도 3: 본 발명에 따른 롱플런징 샤프트유닛의 요부구조를 나타낸 사시도
도 4: 본 발명에 따른 롱플런징 샤프트유닛의 요부구조를 나타낸 단면도
도 5: 본 발명에 따른 롱플런징 샤프트유닛의 요부구조를 나타낸 확대단면도

이하, 본 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용을 첨부된 도 3 부터 도 5까지 참조로 하여 상세하게 설명한다.

도 3에 나타난 것과 같이 본 발명에 따른 등속조인트의 롱플런징 샤프트유닛은 엔진측의 회전동력을 전달받아서 회전되는 중공형태의 외부샤프트(20)와, 상기 외부샤프트(20) 내에 삽입되는 내부샤프트(22)와, 상기 외부샤프트(20)와 내부샤프트(22) 사이에 개재되어 외부샤프트(20)의 회전동력을 상기 내부샤프트(22)에 전달하는 트랙션볼(24)과, 상기 트랙션볼(24)을 지지하기 위한 케이지(26)를 포함하여 이루어진다.

도 4에 나타난 것과 같이 상기 외부샤프트(20)는 단면상으로 볼 때 다각형의 내주면을 갖는 형태로 이루어지고, 상기 내부샤프트(22)는 단면상으로 볼 때 상기 외부샤프트(20)의 내주면과 동일하며 비례축소된 형태의 다각형의 외주면을 갖도록 이루어진다.

여기서, 상기 외부샤프트(20)의 내주면은 다수개의 변곡요부(變曲凹部)(201)와 상기 각 변곡요부(201) 사이의 내주평면부(202)로 이루어지며, 상기 내부샤프트(22)의 외주면은 다수개의 변곡돌부(變曲突部)(221)와 상기 각 변곡돌부(221) 사이의 외주평면부(222)로 이루어진다.

그리고, 상기 외부샤프트(20)와 내부샤프트(22)는 서로 엇갈린 각도로 배치되며, 외부샤프트(20)의 변곡요부(201)와 내부샤프트(22)의 외주평면부(222) 사이의 공간에 각각의 트랙션볼(24)이 개재된다.

상기 외부샤프트(20)의 내주평면부(202)와 내부샤프트(22)의 변곡돌부(221) 사이의 최소 간극(L)은 상기 트랙션볼(24)의 직경(D)보다 작게 이루어지며, 상기 트랙션볼(24)의 상단은 외부샤프트(20)의 내주면이 이루는 각각의 변곡요부(201)와 접하여 구속되고, 트랙션볼(24)의 하단은 내부샤프트(22)의 외주면이 이루는 각각의 외주평면부(222)와 접하게 된다.

상술한 바와 같은 본 발명에 따른 등속조인트의 롱플런징 샤프트유닛의 작동에 대하여 설명하면 다음과 같다.

엔진의 회전동력이 전달되어 상기 외부샤프트(20)가 회전되면, 상기 트랙션볼(24)은 외부샤프트(20)의 내주면의 변곡요부(201)를 중심으로 하는 양측의 내주평면부(202)에 의해 구속된 특성상 외부샤프트(20)의 회전방향과 동일한 방향으로 원운동되는 힘을 받게 된다.

그리고, 상기 트랙션볼(24)은 외부샤프트(20)와 내부샤프트(22) 사이의 공간에서 벗어날 수 없기 때문에 내부샤프트(22) 또한 트랙션볼(24)에 의해 그 외주평면부(222)가 외부샤프트(20)의 회전방향과 동일한 방향으로 힘을 받게 됨으로써 내부샤프트(22)가 외부샤프트(20)와 연동되어 회전되는 롤링작동이 이루어진다.

여기서, 이와 같이 트랙션볼(24)의 외부샤프트(20)와 내부샤프트(22) 사이에서의 구속상태는 상기 외부샤프트(20)의 내주평면부(202)와 내부샤프트(22)의 변곡돌부(221) 사이의 최소 간극(L)이 상기 트랙션볼(24)의 직경(D)보다 작게 이루어진 형태특성이 기인한다고 볼 수 있다.

그리고, 이러한 외부샤프트(20)와 내부샤프트(22)의 롤링작동과 더불어 내부샤프트(22)가 외부샤프트(20)내에서 축방향으로 슬라이딩하는 움직임 즉, 플런징 작동은 종래와 동일하게 이루어지며, 상기 트랙션볼(24)에 의한 마찰감소 역시 종래와 동일하게 이루어진다.

더불어, 이와 같은 본 발명에 의한 롱플런징 샤프트유닛의 제작에 있어서는, 종래기술에서와 같이 트랙션볼(24)을 구속하기 위하여 정밀한 그루브를 외부샤프트와 내부샤프트에 형성할 필요가 없으며, 단지 외부샤프트(20)의 내주면과 내부샤프트(22)의 외주면을 서로 대응되는 다각형으로 형성하면 되기 때문이 그 가공에 따른 작업성이 매우 향상된다고 볼 수 있다.

20: 외부샤프트 201: 변곡요부 202: 내주평면부
22: 내부샤프트 221: 변곡돌부 222: 외주평면부
24: 트랙션볼 26: 케이지

Claims (3)

1. 엔진측의 회전동력을 전달받아서 회전되는 중공형태의 외부샤프트와, 상기 외부샤프트 내에 삽입되는 내부샤프트와, 상기 외부샤프트와 내부샤프트 사이에 개재되어 외부샤프트의 회전동력을 상기 내부샤프트에 전달하는 트랙션볼과, 상기 트랙션볼을 지지하기 위한 케이지를 포함하는 플런징 타입 등속조인트에 있어서,
   
   상기 외부샤프트는 단면상으로 볼 때 내주면이 다각형태로 이루어지고,
   상기 내부샤프트는 단면상으로 볼 때 상기 외부샤프트의 내주면과 동일하며 비례축소된 형태의 외주면을 갖도록 이루어지고,
   상기 외부샤프트의 내주면과 내부샤프트의 외주면 사이에서 상기 트랙션볼의 원운동이 제한되는 공간을 형성함으로써
   상기 외부샤프트의 회전운동이 상기 트랙션볼에 의하여 상기 내부샤프트로 전달되도록 하는 등속조인트의 롱플런징 샤프트유닛.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 외부샤프트의 내주면은 다수개의 변곡요부와 상기 각 변곡요부 사이의 내주평면부로 이루어지며,
   상기 내부샤프트의 외주면은 다수개의 변곡돌부와 상기 각 변곡돌부 사이의 외주평면부로 이루어지며,
   상기 외부샤프트와 내부샤프트는 서로 엇갈린 각도로 배치됨으로써 외부샤프트의 변곡요부와 내부샤프트의 외주평면부 사이의 공간에 각각의 트랙션볼이 개재되는 것
   을 특징으로 하는 등속조인트의 롱플런징 샤프트유닛.
   
3. 제2항에 있어서,
   상기 외부샤프트의 내주평면부와 내부샤프트의 변곡돌부 사이의 최소 간극은 상기 트랙션볼의 직경보다 작게 이루어지는 것
   을 특징으로 하는 등속조인트의 롱플런징 샤프트유닛.
   
   
   
   
   
   
   
   
   

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