KR20210048278A - 부트 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 내부공간을 갖는 환형으로 형성되고, 제1 회전축 및 상기 제1 회전축에 절각 가능하게 연결되는 제2 회전축에 결합되는 부트에 있어서, 상기 제1 회전축에 체결되는 제1 체결부; 상기 제2 회전축에 체결되는 제2 체결부; 상기 제1 체결부로부터 상기 제2 체결부 측으로 연장되는 목부; 및 상기 목부의 상기 제2 체결부측 단부로부터 절곡 형성되어 상기 제2 체결부와 상기 목부를 연결하는 절각부를 포함하고, 상기 목부에는 플런징 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 부트를 제공한다.

Description

부트{BOOT}

본 발명은 부트에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 등속조인트에 사용되는 부트에 관한 것이다.

일반적으로, 차량의 구동축은 서로 다른 각도간 동력 전달을 위해 등속조인트가 사용된다. 상기 등속조인트를 구성하는 부품 중 부트는 내부에 윤활 역할을 하는 그리스가 주입되고 외부 오염물질의 침투를 막는 역할을 한다.

도 1은 종래 주름형 부트를 도시한 사시도이고, 도 2는 종래 다이어프램 부트를 도시한 사시도이다.

종래 주름형 부트(10)는, 제1 체결부(12) 및 제2 체결부(14) 사이에 주름부(16)가 형성되어 충분한 변형 자유도를 확보할 수 있으므로 전륜에 사용되었다.

그러나, 상기 주름형 부트(10)는 길이가 길고 부피가 커서 패키징에 불리하며, 외부 충격에 의해 손상되기 쉬워 그리스가 누유되는 등의 문제점이 있었다.

또한, 종래 다이어프램 부트(20)는, 제1 체결부(22) 및 제2 체결부(24) 사이에 오목부(26) 및 볼록부(28)가 형성되는 구조로 상기 주름형 부트(10)에 비해 부피가 작아 패키징에 유리하며 외부 충격으로부터 상대적으로 안전하다.

그러나, 다이어프램 부트(20)는 변형 자유도가 낮으므로, 큰 절각 범위를 확보할 수 없어 후륜측 등속조인트에만 사용될 수 있는 점에서 한계가 있었다.

따라서, 변형 자유도가 높아 전륜측 등속조인트에 사용 가능하면서도 부피가 작아 패키징에 유리한 부트의 개발이 요구되었다.

따라서, 본 발명은, 변형 자유도가 높으면서도 부피가 작아 패키징에 유리한 부트를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.

본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 내부공간을 갖는 환형으로 형성되고, 제1 회전축 및 상기 제1 회전축에 절각 가능하게 연결되는 제2 회전축에 결합되는 부트에 있어서, 상기 제1 회전축에 체결되는 제1 체결부; 상기 제2 회전축에 체결되는 제2 체결부; 상기 제1 체결부로부터 상기 제2 체결부 측으로 연장되는 목부; 및 상기 목부의 상기 제2 체결부측 단부로부터 절곡 형성되어 상기 제2 체결부와 상기 목부를 연결하는 절각부를 포함하고, 상기 목부에는 플런징 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 부트를 제공한다.

상기 플런징 영역의 두께는 상기 절각부의 두께보다 작게 형성될 수 있다.

상기 플런징 영역은 상기 목부에서 상기 제1 체결부측에 위치하고, 복수회 주름진 형상일 수 있다.

상기 제1 체결부 및 상기 목부의 직경은 상기 제2 체결부의 직경보다 작게 형성되고, 상기 절각부는 상기 제2 체결부측으로 오목하게 휘어진 오목부와 상기 제1 체결부측으로 볼록하게 휘어진 볼록부를 포함할 수 있다.

상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축이 절각될 때, 상기 플런징 영역의 형상이 변형됨에 따라 상기 제1 체결부의 길이 방향이 상기 제2 체결부의 길이 방향에 대해 경사지게 될 수 있다.

상기 플런징 영역은 직경이 큰 부분인 마루와 직경이 작은 부분인 골이 번갈아가며 형성되고, 상기 마루와 상기 골은 복수로 형성되며 상기 마루 각각의 직경은 서로 다를 수 있다.

본 발명에 의한 부트는, 변형 자유도가 높아 전륜측 등속조인트에 사용할 수 있다. 또한, 부피가 작아 패키징에 유리하고 외부 충격으로부터 안전하며 그리스 주입량을 줄일 수 있다.

도 1은 종래 주름형 부트를 도시한 사시도,
도 2는 종래 다이어프램 부트를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부트를 도시한 사시도,
도 4는 도 3의 단면도이다.

이하, 본 발명에 의한 부트를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 부트를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 단면도이다.

이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 부트(100)는, 제1 회전축에 체결되는 제1 체결부(110), 제2 회전축에 체결되는 제2 체결부(120), 상기 제1 체결부(110)로부터 상기 제2 체결부(120)로 연장되는 목부(130), 상기 목부(130)의 상기 제2 체결부(120)측 단부로부터 절곡 형성되어 상기 제2 체결부(120)와 상기 목부(130)를 연결하는 절각부(140)를 포함하고, 상기 목부(130)의 중간부에는 복수개의 주름이 형성된 플런징 영역(150)이 형성된다.

상기 부트(100)는 전체적으로 속에 내부공간(S)이 형성되는 환형으로 형성되며. 상기 내부공간(S)에 상기 제1 회전축 및 제2 회전축이 삽입되고, 후술할 그리스가 주입된다.

상기 제1 체결부(110) 및 상기 제2 체결부(120)의 외주면에는 각각 음각진 제1 고정홈부 및 제2 고정홈부가 형성된다. 상기 제1 및 제2 고정홈부는 상기 제1 및 제2 체결부의 원주방향을 따라 연장 형성되고, 상기 제1 및 제2 체결부와 상기 제1 및 제2 회전축을 체결하기 위한 제1 및 제2 고정밴드가 상기 제1 및 제2 고정홈부에 삽입될 수 있다.

상기 제1 체결부(110), 상기 제2 체결부(120), 상기 목부(130), 상기 절각부(140) 및 상기 플런징 영역(150)은 상기 부트(100)가 절각되지 않은 상태에서는 모두 동일한 중심축을 갖는다. 이 중심축은 상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축의 중심과 일치한다.

통상적으로, 상기 제1 회전축의 직경이 상기 제2 회전축의 직경보다 작게 형성되므로, 이에 대응되도록 상기 제1 체결부(110)의 직경은 상기 제2 체결부(120)의 직경보다 작고, 상기 목부(130)의 직경도 상기 제2 체결부(120)의 직경보다 작다. 따라서, 서로 다른 직경을 갖는 상기 목부(130) 및 상기 제2 체결부(120)를 연결하기 위하여, 상기 절각부(140)는 복수회 절곡 형성된다.

구체적으로, 상기 절각부(140)는 상기 제2 체결부(120)측, 즉 내부공간(S)을 향하여 오목하게 절곡 형성되는 오목부(142)와, 상기 오목부(142)와 반대 방향으로 상기 제1 체결부(110)를 향하여 볼록하게 절곡 형성되는 볼록부(144)를 포함한다. 즉, 상기 오목부(142)의 곡률 중심은 상기 제1 체결부(110) 측에 있고, 상기 볼록부(144)의 곡률 중심은 상기 제2 체결부(120) 측에 있다. 상기 오목부(142)의 곡률과 상기 볼록부(144)의 곡률은 서로 다르게 형성된다.

상기 플런징 영역(150)은 상기 목부(130)에서 상기 제1 체결부(110)측에 가깝게 위치하며, 2회 이상 주름진 형상이다. 이때 주름이라 함은 도 4에 도시된 것처럼 길이 방향을 따라 직경이 연속적으로 변화하되, 직경이 큰 부분인 마루(152)와 직경이 작은 부분인 골(154)이 번갈아가면서 위치하는 파동과 유사한 형상을 말한다.

다만, 도 3 및 도 4에 도시된 상기 플런징 영역(150)의 세부적인 형상(마루의 개수, 크기, 곡률 등)은 단지 예시적인 것에 불과하고, 필요에 따라 이와 다른 형상이나 수치를 갖도록 설계될 수도 있다. 예를 들면, 상기 플런징 영역(150)을 상기 목부(130)에서 상기 제2 체결부(120) 측에 가깝게 위치시키고, 5개의 마루를 형성할 수도 있다. 상기 부트(100)는 등속조인트에 사용되는 것인데 등속조인트는 적용되는 차종에 따라 다양한 크기로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 플런징 영역(150)의 길이나 직경, 위치 등은 등속조인트의 레이아웃에 맞게 적절히 변경 가능하여야 하므로, 이처럼 설계 자유도가 높다는 것 또한 본 발명의 장점이다.

상기 플런징 영역(150)의 두께는 상기 절각부(140)의 두께보다 얇게 형성된다. 본 실시예에서 상기 부트(100)는 탄성을 갖는 TPE(Thermoplastic Elastomer) 재질로 사출 성형시켜 제작된다. TPE는 열가소성 수지이므로 사출 성형을 포함한 일반적인 플라스틱 제작 공정을 동일하게 적용할 수 있다. 상기 부트(100)는 사출 성형으로 제작되므로 모든 부분이 일체이며 접합되는 부위나 결합되는 부위는 존재하지 않는다. 그러나 각 부분의 두께는 다르게 형성할 수 있으며, 이때 상대적으로 얇은 두께로 형성되는 부분인 상기 플런징 영역(150)은 상대적으로 두꺼운 두께로 형성되는 부분인 상기 절각부(140)에 비해 큰 변형 자유도를 갖게 된다.

변형 자유도는 재질의 두께뿐 아니라 형상과도 관련이 있다. 전술한 바와 같이 상기 플런징 영역(150)은 상기 마루(152)와 상기 골(154)이 번갈아가며 복수개 형성되므로, 상기 부트의 길이 방향으로의 변형도 가능하며 절각 또한 가능하다. 상기 마루(152) 및 상기 골(154) 부근의 상기 플런징 영역(150)은 곡면으로 형성되어 보다 쉽게 변형될 수 있다.

도 4에 도시된 바와 같이 상기 마루(152)는 제1 마루(152a), 제2 마루(152b), 제3 마루(152c)를 포함하는데, 이들 사이에는 각각 제1 골(154a) 및 제2 골(154b)가 형성된다. 이때 상기 마루(152)의 직경은 제1 마루(152a)에서 가장 크고, 제3 마루(152c)에서 가장 작게 형성된다. 상기 제1 골(154a) 및 상기 제2 골(154b)의 직경은 상기 목부(130)의 직경과 동일하게 형성된다. 그 이유는 상기 제1 회전축이 상기 목부(130), 상기 제1 골(154a) 및 상기 제2 골(154b)에 삽입되기 때문이다. 상기 제1 내지 제3 마루(152a, 152b, 152c)의 직경은 필요에 따라 적절한 크기로 형성될 수 있으나, 상기 부트(100)의 전체적인 부피가 과도하게 커지지 않도록 상기 목부(130)의 직경 대비 상기 제1 내지 제3 마루(152a, 152b, 152c)의 직경이 약 1.3배 내외가 되도록 형성된다.

상기 부트(100)의 길이 방향으로 압축되는 힘이 작용할 때에는 상기 마루(152)들간의 거리-동시에 상기 골(154)들간의 거리-가 가까워지면서 상기 플런징 영역(150)의 길이가 축소되고, 반대로 상기 부트(100)의 길이 방향으로 인장되는 힘이 작용할 때에는 상기 마루(152)들간의 거리-동시에 상기 골(154)들간의 거리-가 멀어지면서 상기 플런징 영역(150)의 길이가 연장된다.

상기 부트(100)를 절각시키는 힘이 작용할 때에는, 일측에 위치하는 상기 마루(152)들간의 거리가 가까워지고, 반대측에 위치하는 상기 마루(152)들간의 거리는 멀어지게 된다.

이와 같이, 상기 플런징 영역(150)은 여러 방향에 대한 높은 변형 자유도를 갖고 있다. 특히 상기 플런징 영역(150)의 높은 변형 자유도는 상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축의 큰 절각을 가능하게 한다.

상기 절각부(140)는 상기 오목부(142)와 상기 볼록부(144)를 포함하므로, 하나의 마루와 하나의 골이 형성되는 것으로 볼 수 있어 상기 목부(130)를 포함한 상기 제1 체결부(110)측이 상기 제2 체결부(120)에 대하여 작은 각도로 절각되는 것을 가능하게 한다.

그러나, 상기 절각부(140)는 형상 및 두께에 있어서 상기 플런징 영역(150)보다 낮은 변형 자유도를 갖도록 설계된다. 따라서, 상기 절각부(140)는 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축이 절각될 때 상기 플런징 영역(150)을 보조하는 역할을 수행한다.

다시 말하면, 상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축이 절각될 때 상기 부트(100)의 양단인 상기 제1 체결부(110) 및 상기 제2 체결부(120)도 절각되어야 하는데, 이때 상기 플런징 영역(150)의 변형이 먼저 일어나고, 상기 플런징 영역(150)의 변형이 한계에 달했을 때 비로소 상기 절각부(140)가 변형되도록 하여, 상기 절각부(140)의 변형을 최소화하는 것이다.

한편, 상기 부트(100)의 내부공간(S)에는 그리스가 구비된다. 그리스는 상기 부트(100)가 상기 제1 회전축 및 상기 제2 회전축과 접촉하는 부위에서 절각운동과 회전운동을 원활하게 하고, 주행 중 마찰열 등으로 인해 상기 내부공간(S)의 온도가 상승하는 것을 억제할 수 있다.

이때, 그리스의 양은 내부공간(S)의 부피에 비례하게 요구되는데, 본 실시예의 경우 종래 주름형 부트(10)에 비해 내부공간(S)의 부피가 작으므로 상대적으로 적은 양의 그리스로도 충분한 효과를 발휘할 수 있다.

또한, 상기 플런징부(150)는 상기 목부(130) 및 상기 제1 체결부(110)에 비하여 돌출된 정도가 그리 크지 않으면서도 변형 자유도는 높다. 돌출된 정도가 크면 외부 충격으로 인해 부트가 파손되어 그리스가 누유되고 이물질이 침투하는 등의 이유로 등속조인트가 손상될 위험이 있으나, 본 실시예에서는 이러한 파손위험이 적다.

이하, 본 실시예에 따른 부트(100)의 작용효과에 대해 설명한다.

본 실시예에 따른 부트(100)를 포함하는 등속조인트는, 엔진으로부터 출력된 회전력이 트랜스미션을 거쳐 상기 제2 회전축에 전달되고, 상기 제2 회전축이 상기 회전력에 의해 회전되고, 스파이더에 연결되어 있는 상기 제1 회전축이 상기 제2 회전축의 회전에 의해 회전됨으로써, 바퀴를 회전시킬 수 있다.

이때, 상기 부트(100)는 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축의 연결부위를 복개함으로써 그 연결부위가 이물질에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 상기 부트(100)는 그 내부공간(S)에 그리스를 구비함으로써, 윤활 역할을 하여 상기 연결부위의 절각운동과 회전운동을 원활하게 하고, 주행 중 상기 연결부위를 포함한 내부공간(S)의 온도가 상승되는 것을 억제할 수 있다.

또한, 상기 부트(100)는, 상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축이 서로 절각될 때, 상기 플런징 영역(150)의 형상이 변형됨으로써 등속조인트의 슬라이딩과 절각을 흡수할 수 있다.

또한, 상기 부트(100)의 상기 플런징 영역(150)은 변형 자유도가 높아 상기 제1 회전축이 상기 제2 회전축에 대하여 큰 각도로 절각 가능하게 한다. 상기 플런징 영역(150)에 비해 상대적으로 변형 자유도가 낮은 상기 절각부(140)는 상기 플런징 영역(150)보다 두꺼운 두께로 형성되어, 상기 플런징 영역(150)의 변형이 한계에 가까워졌을 때 비로소 상기 절각부(140)가 변형됨으로써 충분한 절각을 구현할 수 있다.

일반적으로 전륜측 등속조인트에 요구되는 절각 각도는 55도이며, 상기 부트(100)는 상기 플런징 영역(150)의 큰 변형 자유도로 인해 이 각도만큼 절각 가능하다.

또한, 상기 플런징 영역(150)은 길이 방향으로도 변형 가능하여 상기 제1 회전축 또는 상기 제2 회전축의 축방향 이동을 가능하게 한다.

따라서, 상기 부트(100)는 차량의 전륜측 등속조인트에 사용될 수 있다.

종래 전륜측 등속조인트에 사용되던 주름형 부트(10)와 비교하였을 때, 상기 부트(100)는 상대적으로 부피가 작아 패키징에 유리하고, 외부로 노출되는 부위가 작아 파손될 위험이 적으며, 내부공간(S)에 주입되는 그리스의 양을 감소시킬 수 있다.

100: 부트 110: 제1 체결부
120: 제2 체결부 130: 목부
140: 절각부 142: 오목부
144: 볼록부 150: 플런징 영역
152: 마루 152a, 152b, 152c: 제1 마루, 제2 마루, 제3마루
154: 골 154a, 154b: 제1 골, 제2 골

Claims (6)

1. 내부공간을 갖는 환형으로 형성되고, 제1 회전축 및 상기 제1 회전축에 절각 가능하게 연결되는 제2 회전축에 결합되는 부트에 있어서,
   상기 제1 회전축에 체결되는 제1 체결부;
   상기 제2 회전축에 체결되는 제2 체결부;
   상기 제1 체결부로부터 상기 제2 체결부 측으로 연장되는 목부; 및
   상기 목부의 상기 제2 체결부측 단부로부터 절곡 형성되어 상기 제2 체결부와 상기 목부를 연결하는 절각부를 포함하고,
   상기 목부에는 플런징 영역이 형성되는 것을 특징으로 하는 부트.
2. 제1항에 있어서,
   상기 플런징 영역의 두께는 상기 절각부의 두께보다 작게 형성되는 것을 특징으로 하는 부트.
3. 제1항에 있어서,
   상기 플런징 영역은 상기 목부에서 상기 제1 체결부측에 위치하고, 복수회 주름진 형상인 것을 특징으로 하는 부트.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 체결부 및 상기 목부의 직경은 상기 제2 체결부의 직경보다 작게 형성되고,
   상기 절각부는 상기 제2 체결부측으로 오목하게 휘어진 오목부와 상기 제1 체결부측으로 볼록하게 휘어진 볼록부를 포함하는 것을 특징으로 하는 부트.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 회전축과 상기 제2 회전축이 절각될 때, 상기 플런징 영역의 형상이 변형됨에 따라 상기 제1 체결부의 길이 방향이 상기 제2 체결부의 길이 방향에 대해 경사지게 되는 것을 특징으로 하는 부트.
6. 제1항에 있어서,
   상기 플런징 영역은 직경이 큰 부분인 마루와 직경이 작은 부분인 골이 번갈아가며 형성되고, 상기 마루와 상기 골은 복수로 형성되며 상기 마루 각각의 직경은 서로 다른 것을 특징으로 하는 부트.

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