KR100336592B1

KR100336592B1 - 양 방향으로 연장된 2 세트의 연장 홈을 구비한 등속 고정 조인트

Info

Publication number: KR100336592B1
Application number: KR1019990027857A
Authority: KR
Inventors: 야콥베르너
Original assignee: 베른트 피어부룩; 지케이엔 뢰브로 게엠베하
Priority date: 1998-07-10
Filing date: 1999-07-09
Publication date: 2002-05-16
Also published as: KR20000011624A; DE19831014A1; DE19831014C2; CN1243208A; BR9902672A; GB9916006D0; JP2000046063A; GB2339464A; US6270419B1; FR2781023B1; CN1133827C; GB2339464B; FR2781023A1

Abstract

본 발명은 볼(5)을 안내하는 외부 부분(1) 및 내부 부분(3)이 중간 평면에서 대향 개방 단부(10, 11)로부터 언더컷이 없는 방식으로 번갈아 연장된 제1 외부 연장 홈(14) 및 대향의 제1 내부 연장 홈(17) 뿐만 아니라 제2 외부 연장 홈(15) 및 대향의 제1 내부 연장 홈(18)을 포함하는 등속 고정 조인트에 관한 것이다. 소음이 거의 없는 회전 특성을 달성하기 위해, 케이지는 중공의 구형 내부 면(21)에 의해 내부 부분(3)의 구형 외부 면(19) 상에 안내된다. 또한, 케이지(4)에는 케이지의 외부 면을 지나 외측으로 돌출하고 볼(5)을 안내하기 위해 윈도(25)의 측방향 안내 면(21, 24)의 크기를 증가시키는 외부 러그(29)가 구비된다.

Description

양 방향으로 연장된 2 세트의 연장 홈을 구비한 등속 고정 조인트{CONSTANT VELOCITY FIXED JOINT WITH TWO SETS OF RUNNING GROOVES EXTENDING IN OPPOSITE DIRECTIONS}

본 발명은 등속 고정 조인트에 관한 것이다.

독일 특허 제40 31 820 C2호는 외부 부분이 제1 개방 단부 및 제2 개방 단부를 포함하는 등속 고정 조인트를 개시한다. 등속 고정 조인트는 종방향의 외부 부분 축 상에 중심 설정되고 양쪽 개방 단부들을 향해 개방되는 공동을 포함한다. 또한, 공동을 한정하는 내부 면 내에서, 외부 부분은 종방향 외부 부분 축에 대한 중간 평면에서 종방향 외부 부분 축의 주위에 일정하게 연속적으로 배열된 2가지 형태의 외부 연장 홈을 포함한다. 제1 외부 연장 홈은 제1 개방 단부로부터 시작하여 제2 개방 단부를 향해 연장된다. 제2 외부 연장 홈은 제2 개방 단부로부터 시작하여 제1 개방 단부를 향해 연장된다. 모든 외부 연장 홈들은 연장 홈들이 시작하는 개방 단부로부터 언더컷이 없는 방식으로 곡선형으로 연장된다. 외부 부분의 공동에는 내부 부분이 배열된다. 내부 부분은, 종방향 내부 부분 축과, 제1 외부 연장 홈 및 제2 외부 연장 홈에 대향되게 배열되고 종방향 내부 부분 축에 대한 중간 평면으로 연장된 제1 내부 연장 홈 및 제2 내부 연장 홈이 구비된 구형 외부 면을 포함한다. 제1 내부 연장 홈은 쌍을 이루는 방식으로 제1 외부 연장 홈에 대향되게 배열되며, 또한 제1 내부 연장 홈은 제1 개방 단부로부터 시작하여 제2 개방 단부를 향해 언더컷이 없는 방식으로 곡선형으로 연장된다. 제2 내부 연장 홈은 제2 외부 연장 홈에 대향되게 배열되어 쌍을 이루며, 또한 제2 내부 연장 홈은 제2 개방 단부로부터 시작하여 제1 개방 단부를 향해 언더컷이 없는 방식으로 곡선형으로 연장된다. 외부 부분의 내부 면과 내부 부분의 구형 외부 면 사이에는, 구형 외부 면이 외부 부분의 내부 면에 대한 유극을 포함하는 케이지(cage)가 배열된다. 케이지에는, 내부 부분의 구형 외부 면에 대하여 유극을 갖고 유지되는 원통형 보어가 제공된다. 케이지에는, 내부 연장 홈들과 외부 연장 홈들의 쌍에 따라 분포되고 윈도를 형성하고 측방향 안내 면들 사이에서 볼을 안내하는 반경 방향 구멍들이 구비된다. 토오크를 전달하기 위해, 볼은 외부 부분과 내부 부분 사이에서 쌍을 이루는 외부 연장 홈과 내부 연장 홈 내로 맞물린다. 모든 볼의 중심은 측방향 안내 면들 사이의 윈도 중심을 내포하는 평면에서 유지된다. 케이지는 전체적으로 볼에 의해 중심 설정된다. 이러한 설계는, 예를 들어, 후방 휘일 구동 차량에 있어서 승용차의 회전 운동을 전방 구동 유닛으로부터 후방 차축 구동 장치로 전달하는 추진 샤프트에서 발생하는 고속에서 회전하는 등속 조인트의 경우에는 불리하다. 이것은 케이지의 중력 중심의 변위로 인해 변동이 발생하고, 그 결과 원심력이 발생되는 것을 의미한다.

독일 특허 제40 42 390 C2호는 독일 특허 제40 31 829 C2호에 기재된 조인트의 설계에 대응하는 설계의 등속 고정 조인트를 제안한다. 그러나, 케이지는 분리되며, 케이지는 측방향 안내 면의 영역 내에 구형 내부 면과 러그를 포함하며, 또한 상기 러그는 측방향 안내 면의 크기를 외측으로 증가시킨다.

본 발명의 목적은 승용차의 추진 샤프트에서 발생하는 고속 회전 속도인 경우에도 소음이 없는 회전 특성을 갖는 등속 고정 조인트를 제공하는 것이다.

도1은 외부 부분이 내부 플랜지를 포함하는 본 발명의 제1 실시예의 등속 고정 조인트의 도2의 선 Ⅰ-Ⅰ을 따라 도시한 종단면도.

도2는 도1에 따른 등속 고정 조인트의 도1의 선 Ⅱ-Ⅱ을 따라 도시한 반단면 측면도.

도2a는 결합된 외부 연장 홈 및 내부 연장 홈 내에서 볼의 접촉에 관해 도2에 비하여 확대 비율로 상세하게 도시한 도면.

도3은 개별 요소로서의 케이지를 도4의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 종단면 형태로 도시한 도면.

도4는 도3의 선 Ⅳ-Ⅳ을 따라 도시한 도3의 측단면도.

도5는 윈도(window)를 내포하는 부분에 관한 케이지의 평면도의 일부를 도3 및 도4에 비하여 확대 비율로 도6의 화살표 Ⅴ의 방향에서 도시한 도면.

도6은 도5의 선 Ⅵ-Ⅵ을 따라 도3 및 도4에 비하여 확대 비율로 도시한 단면도.

도7은 외부 부분이 플랜지를 형성하는 용접 링을 구비한 도1에 따른 도면.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1, 1' : 외부 부분

2 : 커버

3 : 내부 부분

4 : 케이지

5 : 볼

6 : 종방향 외부 부분 축

7 : 종방향 내부 부분 축

8 : 종방향 케이지 축

9 : 외부 부분의 내부 면

10 : 제1 개방 단부

11 : 제2 개방 단부

12 : 플랜지

13 : 부분

14 : 제1 외부 연장 홈

15 : 제2 외부 연장 홈

16 : 칼라

17 : 제1 내부 연장 홈

18 : 제2 내부 연장 홈

19 : 내부 부분의 외부 면

20 : 부착 보어

21 : 내부 케이지 면

22 : 케이지의 외부 면

23, 24 : 안내 면

25 : 윈도

26 : 중심 평면

27 : 외부 연장 홈 내의 접촉 지점

28 : 내부 연장 홈 내의 접촉 지점

29 : 외부 러그

30 : 중공의 구형부

31 : 구형 외부 면부

32, 32' : 조립 홈

33 : 칼라

34 : 링

35 : 용착부

36 : 홈

O : 관절 중심

D : 통로

상기 목적은 제1 개방 단부 및 제2 개방 단부, 종방향 외부 부분 축, 종방향 외부 부분 축 상에 중심 설정되고 양 개방 단부를 향해 개방되는 공동, 내부 면 내에 상기 공동을 한정하는 제1 외부 연장 홈 및 제2 외부 연장 홈을 포함하는 외부 부분과, 외부 부분의 공동 내에 배열되고 종방향 내부 부분 축, 구형 외부 면, 구형 외부 면 내에 배열되고 종방향 내부 부분 축의 주위에 분포되어 이를 내포하는 평면에서 연장되는 제1 내부 연장 홈 및 제2 내부 연장 홈을 포함하는 내부 부분과, 종방향 케이지 축 상에 중심 설정되고 중공의 구형부를 포함하는 연속적인 내부 케이지 면, 덮개 구형의 형태인 구형에 의해 적어도 부분적으로 한정되는 외부 면, 내부 연장 홈 및 외부 연장 홈의 쌍에 따라 반경 방향으로 연장되고 측방향 안내 면을 구비한 윈도를 포함하는 케이지와, 대향 내부 연장 홈 및 외부 연장 홈에 의해 각각 수용되고 측방향 안내 면들 사이에서 케이지의 윈도 내에 안내되는 볼을 포함하고, 제1 외부 연장 홈 및 제2 외부 연장 홈은 종방향 외부 부분 축의 주위에 분포되어 이를 내포하는 평면에서 종방향 외부 부분 축의 주위에 일정하게 연속적으로 배열되고, 제1 외부 연장 홈은 제1 개방 단부로부터 시작하여 제2 개방 단부를 향해 연장되고, 제2 외부 연장 홈은 제2 개방 단부로부터 시작하여 제1 개방 단부를 향해 연장되고, 제1 외부 연장 홈 및 제2 외부 연장 홈은 언더컷이 없는 방식으로 곡선형으로 연장되며, 제1 내부 연장 홈의 각각은 제1 외부 연장 홈에 대향되게 배열되고 제1 개방 단부로부터 시작하여 제2 개방 단부를 향해 언더컷이 없는 방식으로 곡선형으로 연장되고, 제2 내부 연장 홈의 각각은 제2 외부 연장 홈에 대향되게 배열되고 제2 개방 단부로부터 시작하여 제1 개방 단부를 향해 언더컷이 없는 방식으로 곡선형으로 연장되며, 케이지는 그 내부 케이지 면의 중공의 구형부에 의해 내부 부분의 구형 외부 면 상에 안내되고, 케이지의 외부 면은 외부 부분의 내부 면으로부터 떨어져서 배열되고 2개의 측방향 안내 면의 크기를 증가시키고 외부 면을 지나 돌출된 외부 러그를 포함하고, 모든 윈도는 측방향 안내 면들 사이에서 중심에 연장된 공통의 중심 평면을 포함하는 등속 고정 조인트를 제공함으로써 이루어진다.

연장 홈의 쌍이 양 방향으로 연장되므로, 케이지가 내부 부분에 대해 중심 설정되는 방식으로 인해 보다 더 향상된 유리한 중심 설정 상태를 달성하는 것이 가능하다. 약 30°의 큰 관절 각도 및 고속의 회전 속도에서도, 이러한 등속 고정 조인트는 소음이 없는 회전 상태를 보장한다. 또한, 이러한 등속 고정 조인트는 긴 수명을 갖는다. 또한, 러그는 큰 관절 각도에서도 볼을 유리하게 안내하는 상태를 보장한다.

유리한 제조 및 조립 상태를 이루기 위해, 돌출된 외부 러그로부터 떨어져서 적어도 축방향 단부를 향하는 케이지의 외부 면은 구형으로 형성되는 것이 제안된다.

조립은 구형 단부들 사이의 영역이 원통형이면 특히 용이하다. 이 방식에서, 플러그-인(plug-in) 형식의 조립을 이루는 것이 가능하다. 이것은 일단부를 향해 개방되는 모든 트랙의 볼이 미리 끼워진 다음 케이지와 함께 외부 부분 내로 도입될 수 있는 것을 의미한다. 계속해서, 양 방향으로 연장된 트랙의 볼은 과도한 관절 운동을 통해 외부로부터 도입된다. 외부 부분이 판금 시트 또는 튜브로부터 시작하여 칩을 형성하지 않고서 제조된다면, 외부 부분이 그 길이 및 주연부를 따라 균일한 벽 두께를 포함하도록 유리한 설계가 이루어진다. 이 방법은 낮은 형성력을 필요로 하므로, 트랙을 높은 반복 정밀도로 제조할 수 있게 한다. 다시 말하면, 이것은 이상적인 트랙에서 벗어나는 트랙 형상이 대부분 제거되므로 소음이 없는 회전 상태를 이룬다.

외부 부분을 구동 또는 피구동 요소에 연결하기 위해, 부분의 일단부에 제1 외부 연장 홈 및 제2 외부 연장 홈이 포함되고, 외부 부분에는 종방향 외부 부분 축으로부터 연장되는 플랜지가 구비되는 것이 제안된다. 플랜지는 형성 공정 중에 형성될 수 있다. 외부 부분을 보강하기 위해, 부분의 적어도 일단부에 제1 외부 연장 홈 및 제2 외부 연장 홈이 포함되고, 외부 부분에는 종방향 외부 부분 축으로부터 외측으로 연장되는 칼라가 구비되는 것이 제안된다. 플랜지가 외부 부분과 일체로 형성되지 않은 경우, 칼라가 양 단부에 제공되면, 칼라는 플랜지를 형성하는 링을 부착하기 위해 사용될 수 있다.

소음이 없는 회전 특성 및 하중 지지 능력은, 하나의 제1 외부 연장 홈 및 하나의 제2 외부 연장 홈이 종방향 외부 부분 축 주위의 외부 부분에서 번갈아 배열되고, 하나의 제1 내부 연장 홈 및 하나의 제2 내부 연장 홈이 종방향 내부 부분 축 주위의 내부 부분에서 번갈아 배열되면, 보다 더 향상될 것이다.

소음이 없는 회전 특성은, 제1 외부 연장 홈 및 제2 외부 연장 홈과 제1 내부 연장 홈 및 제2 내부 연장 홈이 각각 적어도 토오크가 없는 상태에서 한 쌍의 외부 및 내부 연장 홈에 의해 수용된 볼이 결합된 외부 연장 홈 및 내부 연장 홈의측면과 2개의 지점에서 접촉되도록 하는 단면을 포함하면, 보다 더 향상될 것이다.

소정의 토오크가 초과되면, 내부 연장 홈과 외부 연장 홈의 대각선으로 대향된 접촉 지점만이 실제 하중을 지지하는 기능을 갖는다. 내부 부분이 여전히 중실(中實)이고, 외부 부분은 판금으로 제조된다면 여전히 하중 하에서 운동하므로, 외부 연장 홈의 영역에서의 2개의 접촉 지점이 유지된다. 제어가 관련되는 한, 홀수 개수의 제1 외부 연장 홈 및 제2 외부 연장 홈과 제1 내부 연장 홈 및 제2 내부 연장 홈이 구비되고, 제1 외부 연장 홈 및 제2 외부 연장 홈과 제1 내부 연장 홈 및 제2 내부 연장 홈이 각각 연속적으로 번갈아 배열되는 것이 유리하다.

또한, 이것은 각각의 세트의 연장 홈들 중 하나만의 연장 홈이 외부 부분 및 내부 부분의 종방향 축을 내포하고 토오크의 전달에 실제적으로 관계되지 않는 평면을 관통하므로 유리한 하중 지지 상태를 달성한다.

볼이 케이지의 종방향 축 주위의 원주 방향으로 약간 이동을 수행하기만 하므로, 러그가 케이지의 원주 방향으로 안내 면의 길이의 과도한 부분만큼만 연장되는 것이 가능하다. 러그는 케이지의 안내 및 피벗 운동에 방해하지 않도록 외부 연장 홈의 영역 내에 배열된다.

더욱이, 러그의 높이는 측방향 안내 면으로부터 시작하여 종방향 케이지 축 주위의 모든 원주 방향으로 감소하는 것이 제안된다. 이 방식에서는, 큰 관절 각도에서도 러그가 외부 연장 홈 및 내부 연장 홈의 모서리와 접촉하지 않도록 하는 것을 보장한다.

도1, 도2 및 도2a를 함께 설명하기로 한다. 이들 도면들은 외부 부분(1),일 측면에서 외부 부분(1)을 덮는 커버(2), 외부 부분(1)의 공동 내에 수용되는 내부 부분(3), 외부 부분(1)과 내부 부분(3) 사이에 배열되고 외부 부분(1)과 내부 부분(3) 사이에서 토오크를 전달하도록 기능하는 볼(5)을 유지시키는 케이지(cage, 4)를 구비한 등속 고정 조인트를 도시한다. 등속 고정 조인트의 구성 요소는 종방향 외부 부분 축(6), 종방향 내부 부분 축(7) 및 종방향 케이지 축(8)이 일치하도록 정렬된 위치에서 연속선으로 도시되어 있다. 또한, 도면들은 종방향 외부 부분 축(6)에 대하여 30°의 관절 각도로 관절 연결된 위치에서 외부 부분(1)에 대한 내부 부분(3)을 대시 점선으로 도시하며, 종방향 내부 부분 축(7)도 도시되어 있다. 케이지(4)의 종방향 케이지 축(8)이 상기 2개의 위치 사이의 중간 위치에 있으면, 즉, 내부 부분(3)이 종방향 내부 부분 축(7)에 의해 외부 부분(1)의 종방향 외부 부분 축(6)에 대하여 30°로 관절 연결되면, 케이지(4)는 15°의 각도로 통과한다. 이것은 관절 연결 각도의 절반으로 설정된다. 등속 조인트의 경우에, 볼(5)은 각도 이등분 평면으로 안내되어 케이지(4)에 의해 유지된다. 외부 부분(1)은 2개의 개방 단부, 즉, 제1 개방 단부(10)와 제2 개방 단부(11)를 구비하는 연속적인 공동을 포함한다. 2개의 개방 단부(10, 11) 사이의 영역에서 외부 부분(1)의 내부 면은 도면 부호 9로 표시되어 있다. 더욱이, 외부 부분(1)에는, 부분(13)으로부터 시작하여 종방향 외부 부분 축(6)으로부터 외측으로 연장되고 제1 개방 단부(10)에 구비된 플랜지(12)가 제공된다. 상기 개방 단부(10)는 플랜지(12)에 대항하여 놓이는 플랜지형 부분을 또한 포함하는 커버(2)에 의해 밀폐된다. 더욱이, 플랜지(12)와 커버(2)는 종방향 외부 부분 축(6)의 주위에 원주 방향으로 분포되고외부 부분(1)을 구동 또는 피구동 요소에 체결하는 기능을 하는 고정 보어를 포함한다.

외부 부분(1)의 내부 면(9)에는 2 세트의 외부 연장 홈(14, 15)이 구비되며, 제1 외부 연장 홈(14)은 제1 개방 단부(10)로부터 시작하여 종방향 외부 부분 축(6)의 주위에 분포되어 이를 내포하는 평면에 배열된다. 제1 외부 연장 홈(14)은 그 트랙 기부가 종방향 외부 부분 축(6)에 점진적으로 접근하도록 하기 위해 제1 개방 단부(10)로부터 시작하여 제2 개방 단부(11)를 향해 언더컷이 없는 방식으로 곡선형으로 연장된다. 제2 외부 연장 홈(15)도 또한 종방향 외부 부분 축(6)의 주위에 분포된 평면에 배열된다. 제2 외부 연장 홈은 그 트랙 기부가 종방향 외부 부분 축(6)에 점진적으로 접근하도록 하기 위해 제2 개방 단부(11)로부터 시작하여 제1 개방 단부(10)를 향해 언더컷이 없는 방식으로 곡선형으로 연장된다. 제1 외부 연장 홈(14)은 내부 면(9) 내의 종방향 외부 부분 축(6) 주위의 주연부에서 제2 외부 연장 홈(15)과 번갈아 배열된다. 외부 부분(1) 내에 하나의 제1 외부 연장 홈(14)과 하나의 제2 외부 연장 홈(15)이 서로에 대하여 정반대로 배열되도록 5개의 제1 외부 연장 홈(14)과 5개의 제2 외부 연장 홈(15)이 구비된다. 외부 부분(1)은 판금 시트로부터 또는 튜브로부터 제조되며, 주연부의 주위에 실질적으로 균일한 벽 두께를 가진다. 더욱이, 제2 개방 단부(11)의 영역에서, 외부 부분(1)의 벽은 보강 기능을 하는 칼라(collar, 16)로 형성된다. 타단부에서, 즉, 제1 개방 단부(10)의 영역에서, 플랜지(12)는 대응하는 정도의 강성을 제공한다. 종방향 내부 부분 축(7)을 구비한 내부 부분(3)은 종방향 외부 부분 축(6)에 동심으로 연장되도록 외부 부분(1)의 공동 내에 수용된다. 내부 부분 축(7)은, 관절 중심(O)에 대하여 구형인 외부 면(19) 내에, 종방향 내부 부분 축(7)의 주위에 원주 방향으로 분포되고 번갈아 배열된 제1 내부 연장 홈(17)과 제2 내부 연장 홈(18)을 구비한다. 제1 내부 연장 홈(17)은 제1 개방 단부(10)로부터 시작하여 그 트랙 기부와 종방향 내부 부분 축(7) 사이의 거리를 증가시키면서 종방향 내부 부분 축에 대하여 분포된 평면에서 제2 개방 단부(11)를 향해 언더컷이 없는 방식으로 곡선형으로 연장된다. 제2 내부 연장 홈(18)은 그 트랙 기부가 결합된 종방향 내부 부분 축(7)으로부터 다른 개방 단부를 향해 이동되도록 하기 위해 제2 개방 단부(11)로부터 시작하여 종방향 내부 부분 축(7)의 주위에 분포된 평면에서 제1 개방 단부(10)를 향해 언더컷이 없는 방식으로 곡선형으로 연장된다. 항상, 하나의 제1 외부 연장 홈(14)은 제1 내부 연장 홈(17)에 대향되게 위치되어, 이들 홈이 쌍을 형성하여 제1 개방 단부(10)를 향해 개방되는 단면을 형성하도록 한다. 항상, 하나의 제2 외부 연장 홈(15)과 제2 내부 연장 홈(18)은 서로에 대하여 대향되게 위치되어 제2 개방 단부(11)를 향해 개방되는 단면을 형성한다. 더욱이, 내부 부분(3)은 종방향 내부 부분 축(7) 상에 중심 설정되고 연결 샤프트를 삽입할 수 있는 부착 보어(20)를 포함한다. 이를 위해, 부착 보어(20)에는 톱니가 구비된다.

외부 부분(1)의 내부 면(9)과 내부 부분(3)의 구형 외부 면(19) 사이의 공간은 케이지(4)를 수용한다. 제1 외부 연장 홈(14)과 제1 내부 연장 홈(17)의 쌍 및 제2 외부 연장 홈(15)과 제2 내부 연장 홈(18)의 쌍에 따라, 케이지(4)에는 볼(5)을 수용하기 위해 내부 면(21)으로부터 외부 면(22)으로 연장되어 윈도(window,25)를 형성하는 원주 방향으로 분포된 구멍들이 구비된다. 볼(5)은 케이지(4)의 윈도(25)의 측방향 안내 면(23, 24)들 사이에서 안내되며, 이러한 안내 면들은 종방향 케이지 축(8)의 방향으로 오프셋(offset) 되도록 배열된다. 볼(5)은 제1 내부 연장 홈(17)과 제2 내부 연장 홈(18)과 각각 내측으로 맞물리기 위해 결합된 제1 외부 연장 홈(14)과 제2 외부 연장 홈(15) 내로 외측으로 돌출된다. 케이지(4)는 중공체이며, 케이지(4)가 구형 외부 면(19)의 일부에 안내되도록 하고 내부 연장 홈(17, 18)들 사이에 위치된 중공의 구형부를 포함한다.

외부 연장 홈(14, 15) 및 내부 연장 홈(17, 18)의 모든 형태는 도2a에 도시된 바와 같이 설계된다. 그 단면 형상은 결합된 볼(5)과의 2개의 접촉 지점(27)이 측면에서 발생하도록 하기 위해 원형 단면에서 벗어난다. 모든 형태의 내부 연장 홈(17, 18)은 원형 단면에서 벗어나는 단면을 포함하며, 그 결과, 결합된 볼(5)과의 2개의 접촉 지점(28)이 측면에서 발생한다. 외부 연장 홈과 내부 연장 홈 사이에 수용된 볼(5)은, 4개의 지점과 접촉함으로써, 결합된 외부 및 내부 연장 홈(14, 15, 17, 18)에 의해 각도 이등분 평면으로 안내되는데, 이는 종방향 외부 부분 축(6)과 종방향 내부 부분 축(7)을 향해 연장되는 각도 이등분 평면의 곡선형 경로 때문이다. 그 결과, 외부 부분(1)은 공통의 관절 중심(O)을 중심으로 케이지(4)가 내부 부분(3)에 대하여 피벗 운동함과 동시에 내부 부분(3)에 대하여 피벗 운동한다. 케이지(4)가 내부 부분(3) 내에 안내되면, 내부 부분(3)은 외부 부분(1)에 대하여 어떠한 축방향 이동을 수행할 수 없다. 각도 이동만이 수행될 수 있으므로, 등속 고정 조인트가 이루어진다. 제1 외부 연장 홈(14)과 제2 외부 연장 홈(15)은 모두 양 단부로부터 시작하여 하나의 공구에서 칩을 형성하지 않고 제조될 수 있다. 또한, 이것은 제1 내부 연장 홈(17)과 제2 내부 연장 홈(18)을 구비한 내부 부분(3)에 적용되지만, 내부 부분(3)은 중실(中實) 부분이다. 윈도(25) 내의 볼(5)에 대한 안내 상태 및 케이지(4)의 조립성을 더 향상시키기 위해, 케이지(4)에 대한 특정 실시예가 도3 내지 도6을 참조하여 이하에 설명된다.

케이지(4) 내에 수용된 모든 볼(5)의 중심을 내포하는 중심 평면(26)을 안내 면(23, 24)들 사이의 중심에 한정하는 안내 면(23, 24)의 길이를 증가시키기 위해, 케이지(4)에는 외부 면(22)을 지나 외측으로 돌출된 러그(29)가 구비된다. 더욱이, 케이지(4)는, 그 내부 면(21) 내에, 윈도(25)의 영역 내에 위치되고 중심 평면(26) 상에 중심 설정되고 또한 케이지(4)를 내부 부분의 구형 외부 면에 대하여 자유롭게 하는 홈(36)을 포함한다. 외부 러그(29)는 종방향 케이지 축(8)의 주위에 원주 방향으로 케이지 윈도(25)의 짧은 거리에 걸쳐서만 연장된다. 내부 부분(3)과 케이지(4)의 조립을 용이하게 하기 위해, 케이지(4)는, 그 내부 면에, 윈도(25)의 영역 내에 위치되고 종방향 케이지 축(8)에 평행하게 연장되고 케이지(4)의 각각의 단부 면으로부터 시작하여 윈도(25)의 영역 내에서 종결하는 조립 홈(32, 32')이 구비된다. 2개의 정반대로 대향된 조립 홈(32, 32')들 사이에는 직경이 내부 부분의 구형 외부 면의 직경보다 더 큰 통로(D)가 구비된다. 조립 홈(32, 32')의 폭은 내부 부분의 인접한 2개의 내부 연장 홈들 사이의 웨브(37)(web)의 폭보다 더 크다. 조립을 위해, 조립 홈들이 케이지(4)의 일단부 면으로부터만 시작하도록 요구되지만, 본 발명은 케이지 경화 공정 중에 비틀림을 방지하기 위하여 대칭적인 설계를 제안한다. 돌출된 외부 러그(29)를 제외하고, 케이지(4)는 중심 평면(26)과 종방향 케이지 축(8) 사이의 교차 지점 상에 중심 설정되는 구형 외부 부분(31)을 포함한다. 이것은 중공의 구형 부분(30)에 동일하게 적용된다.

도1을 참조하면, 조립은 외부 부분(1)의 외부에서 케이지(4)와 내부 부분(3)이 서로에 대하여 첫째로 선회되는 방식으로 이루어지며, 여기에서 조립 홈은 케이지(4)가 내부 부분(3) 상에서 미끄러지도록 한다. 그런 다음, 케이지(4)는 윈도(25)가 내부 연장 홈(17, 18)에 걸쳐 위치되는 방식으로 내부 부분에 대하여 선회된다. 다음, 볼(5)은, 제2 내부 연장 홈(18)에 대해서, 윈도(25)를 통해 외부로부터 도입된다. 다음, 내부 부분(3), 케이지(4) 및 볼(5)을 구성하는 유닛은, 제2 내부 연장 홈(18) 내로 도입된 볼(5)이 제2 외부 연장 홈(15) 내로 축방향으로 삽입되면서, 외부 부분(1) 내로 축방향으로 삽입된다. 계속해서, 내부 부분(3)은 외부 부분(1)에 대하여 관절 연결되며, 제1 외부 연장 홈(14) 및 제1 내부 연장 홈(17)과 결합된 볼(5)은 결합된 제1 외부 연장 홈에 대한 제1 내부 연장 홈의 위치에 관한 최대 관절 연결 각도에서 윈도(25) 내로 하나씩 삽입될 수 있으며, 이 관절 연결 각도에서 종방향 외부 부분 축 및 내부 부분 축(6, 7)은 하나의 평면 내에 위치되며, 결합된 윈도(25)는 외부로부터 접근 가능하다. 이러한 방식에서, 볼(5)은 하나씩 도입될 수 있다. 케이지(4)의 구형 부분(31)의 직경은 제1 개방 단부(10)의 영역 내에서 외부 부분(1)의 내부 면(9)의 자유 단면보다 더 작게 되는 방식으로 치수 결정되며, 여기에서 내부 부분(3)과 케이지(4)를 구성하는 유닛은 외부 부분(1) 내로 삽입된다.

도7은 플랜지 단부를 향하는 칼라(33)를 또한 포함하는 외부 부분(1')을 구비한 등속 고정 조인트의 수정된 실시예를 도시한다. 플랜지는 칼라(33)에 부착된 링(34)에 의해 형성되며, 링(34)은 용착부(35)에 의해 외부 부분(1)의 칼라(33)에 연결된다.

상술한 본원 발명의 등속 고정 조인트에 의하면, 승용차의 추진 샤프트에서 발생하는 고속 회전 속도인 경우에도 소음이 없는 회전 특성을 제공할 수 있다.

Claims

등속 고정 조인트에 있어서,

제1 개방 단부(10) 및 제2 개방 단부(11), 종방향 외부 부분 축(6), 종방향 외부 부분 축(6) 상에 중심 설정되고 양 개방 단부(10, 11)를 향해 개방되는 공동, 내부 면(9) 내에 상기 공동을 한정하는 제1 외부 연장 홈(14) 및 제2 외부 연장 홈(15)을 포함하는 외부 부분(1, 1')과,

외부 부분(1, 1')의 공동 내에 배열되고 종방향 내부 부분 축(7), 구형 외부 면(19), 구형 외부 면 내에 배열되고 종방향 내부 부분 축(7)의 주위에 분포되어 이를 내포하는 평면에서 연장되는 제1 내부 연장 홈(17) 및 제2 내부 연장 홈(18)을 포함하는 내부 부분(3)과,

종방향 케이지 축(8) 상에 중심 설정되고 중공의 구형부(30)를 포함하는 연속적인 내부 케이지 면(21), 덮개 구형의 형태인 구형에 의해 적어도 부분적으로 한정되는 외부 면(22), 내부 연장 홈(17, 18) 및 외부 연장 홈(14, 15)의 쌍에 따라 반경 방향으로 연장되고 측방향 안내 면(23, 24)을 구비한 윈도(25)를 포함하는 케이지(4)와,

대향 내부 연장 홈(17, 18) 및 외부 연장 홈(14, 15)에 의해 각각 수용되고 측방향 안내 면(23, 24)들 사이에서 케이지(4)의 윈도(25) 내에 안내되는 볼(5)

을 포함하고,

제1 외부 연장 홈(14) 및 제2 외부 연장 홈(15)은 종방향 외부 부분 축(6)의주위에 분포되어 이를 내포하는 평면에서 종방향 외부 부분 축(6)의 주위에 일정하게 연속적으로 배열되고, 제1 외부 연장 홈(14)은 제1 개방 단부(10)로부터 시작하여 제2 개방 단부(11)를 향해 연장되고, 제2 외부 연장 홈(15)은 제2 개방 단부(11)로부터 시작하여 제1 개방 단부(10)를 향해 연장되고, 제1 외부 연장 홈 및 제2 외부 연장 홈(14, 15)은 언더컷이 없는 방식으로 곡선형으로 연장되며,

제1 내부 연장 홈(17)의 각각은 제1 외부 연장 홈(14)에 대향되게 배열되고 제1 개방 단부(10)로부터 시작하여 제2 개방 단부(11)를 향해 언더컷이 없는 방식으로 곡선형으로 연장되고, 제2 내부 연장 홈(18)의 각각은 제2 외부 연장 홈(15)에 대향되게 배열되고 제2 개방 단부(11)로부터 시작하여 제1 개방 단부(10)를 향해 언더컷이 없는 방식으로 곡선형으로 연장되며,

케이지(4)는 그 내부 케이지 면(21)의 중공의 구형부(30)에 의해 내부 부분(3)의 구형 외부 면(19) 상에 안내되고, 케이지(4)의 외부 면(22)은 외부 부분(1, 1')의 내부 면(9)으로부터 떨어져서 배열되고 2개의 측방향 안내 면(23, 24)의 크기를 증가시키고 외부 면(22)을 지나 돌출된 외부 러그(29)를 포함하고, 모든 윈도(25)는 측방향 안내 면(23, 24)들 사이에서 중심에 연장된 공통의 중심 평면(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 등속 고정 조인트.
제1항에 있어서, 돌출된 외부 러그(29)로부터 떨어져서 적어도 축방향 단부를 향하는 케이지(4)의 외부 면(22)은 구형으로 형성된 구형 단부(32)인 것을 특징으로 하는 등속 고정 조인트.
제2항에 있어서, 구형 단부(32)들 사이의 영역은 원통형으로 형성된 원통형 외부 면부(31)인 것을 특징으로 하는 등속 고정 조인트.
제1항에 있어서, 외부 부분(1, 1')은 그 길이 및 주연부를 따라서 일정한 벽 두께를 포함하는 것을 특징으로 하는 등속 고정 조인트.
제1항에 있어서, 부분(13)의 일단부에 제1 외부 연장 홈 및 제2 외부 연장 홈(14, 15)이 포함되고, 외부 부분(1, 1')에는 종방향 외부 부분 축(6)으로부터 연장되는 플랜지(12, 13)가 구비된 것을 특징으로 하는 등속 고정 조인트.
제4항에 있어서, 부분(13)의 적어도 일단부에 제1 외부 연장 홈 및 제2 외부 연장 홈(14, 15)이 포함되고, 외부 부분(1, 1')에는 종방향 외부 부분 축(6)으로부터 외측으로 연장되는 칼라(16, 33)가 구비된 것을 특징으로 하는 등속 고정 조인트.
제6항에 있어서, 플랜지를 형성하는 링(34)은 칼라(33)들 중 하나에 연결된 것을 특징으로 하는 등속 고정 조인트.
제1항에 있어서, 하나의 제1 외부 연장 홈(14) 및 하나의 제2 외부 연장홈(15)은 종방향 외부 부분 축(6) 주위의 외부 부분(1, 1')에서 번갈아 배열되고, 하나의 제1 내부 연장 홈(17) 및 하나의 제2 내부 연장 홈(18)은 종방향 내부 부분 축(7) 주위의 내부 부분(3)에서 번갈아 배열되는 것을 특징으로 하는 등속 고정 조인트.
제1항에 있어서, 제1 외부 연장 홈 및 제2 외부 연장 홈(14, 15)과 제1 내부 연장 홈 및 제2 내부 연장 홈(17, 18)은 각각 적어도 토오크가 없는 상태에서 한 쌍의 외부 및 내부 연장 홈(14, 17 ; 15, 18)에 의해 수용된 볼(5)이 결합된 외부 연장 홈(14, 15) 및 내부 연장 홈(17, 18)의 측면과 2개의 지점(27, 28)에서 접촉되도록 하는 단면을 포함하는 것을 특징으로 하는 등속 고정 조인트.
제1항에 있어서, 홀수 개수의 제1 외부 연장 홈 및 제2 외부 연장 홈(14, 15)과 제1 내부 연장 홈 및 제2 내부 연장 홈(17, 18)이 구비되고, 제1 외부 연장 홈 및 제2 외부 연장 홈(14, 15)과 제1 내부 연장 홈 및 제2 내부 연장 홈(17, 18)은 각각 연속적으로 번갈아 배열된 것을 특징으로 하는 등속 고정 조인트.
제1항에 있어서, 외부 러그(29)는 케이지(4)의 원주 방향으로 안내 면(23, 24)의 길이부분 상에 연장된 것을 특징으로 하는 등속 고정 조인트.
제1항 또는 제11항에 있어서, 러그(29)의 높이는 측방향 안내 면(23, 24)으로부터 시작하여 종방향 케이지 축 주위의 모든 원주 방향으로 감소하는 것을 특징으로 하는 등속 고정 조인트.