전문가와 정비인이 알려주는 자동차정보-등속 조인트 (Constant velocity joint)

[박동현]

      ◀ 등속 조인트 (Constant velocity joint) ▶

등속 조인트는 일반적으로 앞바퀴 구동차나 전륜 구동차에서 종감속 장치에 연결된 구동 차축에 설치되어 바퀴에 동력전달용으로 사용되며, [그림 1]과 같이 항상 구동축과 피구동축의 접점을 축의 교차각 φ의 2등분선상에 있게하여 등속으로 동력전달을 한다.

이러한 역할을 하는 등속 조인트에는 다음과 같은 종류가 있다.

 

[그림 1] 등속 조인트의 원리

등속 조인트 : 트랙터형, 이중 십자형, 벤딕스형, 제파형, 버필드형

1. 트랙터형

트랙터형은 [그림 2]와 같이 좌우 요크사이의 두 개의 슬라이더가 두 개 겹친 구조로 되어 있다.

이 형식은 완전히 등속성을 내지 못하며, 작동 각도가 비교적 적을 뿐만 아니라 센터를 유지하기 위해 2조의 베어링이 필요하므로 독립현가식의 앞바퀴 구동차에서는 사용하지 않는다.

[그림 2] 트랙터형 등속 조인트

2. 이중 십자형

훅 조인트 두 개를 맞대서 센터 요크로 결합한 것으로 중심을 유지하기 위한 센터링 볼이 들어 있다.   축이 어느 각도를 이루었을 때, 센터 요크는 부등속성이나 다른 한쌍의 조인트에 의해 상쇄되어 등속성을 얻도록 되어 있다.   이 형식은 공간을 조금 크게 잡아야 하는 결점이 있다.

3.벤딕스형

벤딕스형 등속 조인트는 [그림 3]과 같이 동력 전달용으로 네 개의 볼을 사용하고, 그 위치 결정용으로 중심에 한 개의 볼을 사용하여, 안내홈에 따라 동력전달용 볼의 중심이 항상 축의 교차각의 2등분선상에 있도록 한 것이다.   벤딕스형은 볼의 수가 적기 때문에 용량이 적으며, 중심을 유지하기 위해 두 개의 베어링이 필요하다.

 

[그림 3] 벤딕스형 등속 조인트

4. 제파형

[그림 4]는 제파형 조인트이며 안내홈과 볼을 사용하는 것은 앞서 설명한 벤딕스형과 같으나 축의 교차각도에 따라 볼 리테이너가 움직여 볼의 위치를 바르게 지지하는 역할을 한다.

[그림 4] 제파형 등속 조인트

5. 버필드형

버필드형은 제파형을 개량하여 만들었으며, [그림 5]와 같이 외륜의 안쪽 면과 내륜의 바깥면은 중심이 같은 구형으로 되어 있고, 그 사이에 리테이너를 끼워 결합되어 있다.   그리고 볼의 홈은 [그림 5]와 같이 가공하여 조인트가 각도를 이룬 경우에는 홈의 모양과 리테이너에 의해 볼을 일정한 위치에 유지하도록 되어 있다.

버필드형은 중심을 유지하기 위한 베어링이 필요치 않으므로 구조가 간단하고 용량이 크기 때문에 앞바퀴 구동차에서 많이 사용한다.

[그림 5] 버필드형 등속 조인트