KR100280000B1

KR100280000B1 - Differential device and its assembly method

Info

Publication number: KR100280000B1
Application number: KR1019970080463A
Authority: KR
Inventors: 박용준
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2001-04-02
Also published as: KR19990060241A

Abstract

본 발명은 자동차의 선회 주행시 내륜과 외륜의 속도차를 발생시켜 차량의 원활한 방향전환이 가능하도록 함과 아울러 노면이 고르지 못한 지형에서 자동차의 주행 안정성을 확보하는 차동장치에 관한 것으로서, 특히 드라이브 샤프트에 스플라인 결합된 2개의 사이드 기어와, 상기 사이드 기어와 서로 결합된 3개의 피니언 기어와, 상기 피니언 기어의 중심축이 각각 고정됨과 동시에 상기 피니언 기어와 사이드 기어를 둘러싸고 있는 차동 케이스와, 상기 피니언 기어의 중심축을 각각 지지하는 트리포드 샤프트 베어링을 포함하여 구성된 차동장치와 그 조립방법을 제공함으로써 상기한 3개의 피니언 기어에 의해 하중이 분배되어 제품의 강도측면에서 유리해짐은 물론 과부하로 인해 상기 피니언 기어와 차동 케이스 사이에 발생되던 소착 및 파손 등의 불량이 방지되어 제품의 오동작이 방지되도록 한 것이다.The present invention relates to a differential device that enables the vehicle to smoothly change direction by generating a speed difference between an inner ring and an outer ring during turning of the vehicle, and secures the driving stability of the vehicle in uneven terrain. Two spline-coupled side gears, three pinion gears coupled to the side gears, a differential case surrounding the pinion gears and the side gears at the same time that the central axis of the pinion gears are fixed, and the pinion gears Providing a differential device comprising a tripod shaft bearing supporting a central axis and a method of assembly thereof, the load is distributed by the three pinion gears described above, which is advantageous in terms of strength of the product, as well as the pinion gear due to overload. Seizure or breakage between the differential cases This prevents malfunction of the product.

Description

Differential device and its assembly method

본 발명은 자동차의 선회주행이 용이하도록 하는 차동장치에 관한 것으로서, 특히 3개의 피니언 기어를 구비하여 상기 피니언 기어에 가해지는 하중을 분배하는 차동장치 및 그 조립방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a differential device for easily turning a vehicle, and more particularly, to a differential device having three pinion gears for distributing a load applied to the pinion gear and a method for assembling thereof.

일반적으로 차동장치는 자동차의 선회 주행시 내륜과 외륜의 속도차를 발생시켜 차량의 원활한 방향전환이 가능하도록 함과 아울러 노면이 고르지 못한 지형에서 자동차의 주행 안정성을 확보하도록 하는 것이다.In general, the differential device generates a speed difference between the inner ring and the outer ring during turning of the vehicle to enable the vehicle to smoothly change directions and to ensure the driving stability of the vehicle in uneven terrain.

도 1은 종래 기술에 따른 차동장치가 도시된 구성도이다.1 is a block diagram showing a differential device according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래 기술에 따른 차동장치는 드라이브 샤프트(1)에 스플라인 결합된 2개의 사이드 기어(3)와, 상기 사이드 기어(3) 서로 결합된 2개의 피니언 기어(7)와, 상기 사이드 기어(3)와 피니언 기어(7)를 둘러싸고 있는 차동 케이스(9)와, 상기 차동 케이스(9)와 일체로 형성된 링기어(11)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 1, a differential device according to the prior art includes two side gears 3 splined to a drive shaft 1, two pinion gears 7 coupled to the side gears 3, and It comprises a differential case (9) surrounding the side gear (3) and the pinion gear (7), and a ring gear (11) formed integrally with the differential case (9).

상기에서, 드라이브 샤프트(1)는 차동 기어에서 구동바퀴까지 동력을 전달해 주는 축으로서 등속 조인트(Constant Velocity Joint : CVJ)를 사용하는데, 상기 등속 조인트는 더블 옵셋 조인트(Double Offset Joint : DOJ)와 중간축 및 버필드 조인트(Birfield Joint : BJ)로 구성된다.In the above, the drive shaft (1) uses a constant velocity joint (Constant Velocity Joint (CVJ)) as a shaft for transmitting power from the differential gear to the drive wheel, the constant velocity joint is a middle of the double offset joint (DOJ) Consists of shaft and burfield joint (BJ).

여기서, 상기 더블 옵셋 조인트는 슬라이드형으로 상기 사이드 기어(3)의 스플라인에 삽입되고 상기 버필드 조인트는 고정형으로 휠 허브의 스플라인에 삽입된다.Here, the double offset joint is slidably inserted into the spline of the side gear 3 and the burfield joint is fixedly inserted into the spline of the wheel hub.

또한, 피니언 기어(7)와 차동 케이스(9)는 그 사이에 설치된 와셔(13)를 통해 미끄럼 접촉을 유지하고 있다.In addition, the pinion gear 7 and the differential case 9 maintain the sliding contact via the washer 13 provided therebetween.

상기와 같이 구성된 자동차용 차동장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the vehicle differential configured as described above is as follows.

먼저, 추진축을 통해 엔진의 동력이 상기 링기어(11)와 결합되어 있는 드라이브 기어에 전달되면 상기 드라이브 기어의 회전력이 링기어(11)를 통해 상기 차동 케이스(9)로 전달된다. 상기 차동 케이스(9)가 회전하면 차동 케이스(9)에 고정된 피니언 축(5)을 통해 그 회전력이 전달되어 상기 피니언 기어(7)가 공전하게 된다. 상기 피니언 기어(7)가 공전되면 피니언 기어(7)와 맞물려있는 사이드 기어(3)가 구동되어 상기 사이드 기어(3)와 스플라인 결합된 드라이브 샤프트(1)가 회전된다. 따라서, 상기 드라이브 샤프트(1)를 통해 엔진의 동력이 구동바퀴로 전달된다.First, when the power of the engine is transmitted to the drive gear coupled to the ring gear 11 through the propulsion shaft, the rotational force of the drive gear is transmitted to the differential case 9 through the ring gear 11. When the differential case 9 rotates, the rotational force is transmitted through the pinion shaft 5 fixed to the differential case 9 so that the pinion gear 7 revolves. When the pinion gear 7 is idle, the side gear 3 meshed with the pinion gear 7 is driven to rotate the drive shaft 1 spline-coupled with the side gear 3. Therefore, the power of the engine is transmitted to the drive wheel through the drive shaft (1).

상기에서, 자동차가 평탄로를 직진하는 경우에는 좌우 구동바퀴의 회전저항이 같으므로 상기 피니언 기어(7)의 공전에 따라 상기 사이드 기어(3) 및 차동 케이스(9)가 같은 회전수로 구동되어 결국 전체 시스템이 하나의 블록이 되어 회전된다.In the above, when the vehicle is going straight through the flat path, the rotational resistance of the left and right driving wheels are the same, so that the side gear 3 and the differential case 9 are driven at the same rotational speed according to the revolution of the pinion gear 7. Eventually the whole system is rotated in one block.

한편, 자동차가 선회하는 경우에는 좌우 구동바퀴가 받는 회전저항이 달라져 좌우 사이드 기어(3)의 회전수가 서로 달라지게 되므로 상기 피니언 기어(7)가 공전됨과 동시에 자전을 시작하여 저항이 낮은 쪽의 사이드 기어(3)는 저항이 높은 쪽보다 가속되어 더 빠른 속도로 구동된다.On the other hand, when the vehicle is turning, the rotational resistance received by the left and right driving wheels is changed so that the number of rotations of the left and right side gears 3 are different, so that the pinion gears 7 revolve and start rotating at the same time. The gear 3 is accelerated than the side with the higher resistance and is driven at a higher speed.

즉, 구동바퀴는 통과하는 노면의 길이에 따라 회전하므로 커브를 돌 때의 내측 바퀴는 외측 바퀴보다 저항이 커져서 회전수가 감소하고, 그 만큼 반대쪽의 바퀴를 가속하게 된다.That is, since the driving wheel rotates according to the length of the road surface passing, the inner wheels when the curve is turned more resistance than the outer wheels to reduce the number of revolutions, thereby accelerating the opposite wheel.

그러나, 상기와 같은 종래의 차동장치는 피니언 기어(7)와 차동 케이스(9)가 와셔(13)를 통해 미끄럼 접촉하고 있으므로 상기 피니언 기어(7)에 과부하가 걸리면 상기 피니언 기어(7)와 차동 케이스(9) 사이에 소착 및 파손 등의 불량이 발생되어 제품의 오동작이 야기되는 문제점이 있다.However, in the conventional differential device as described above, since the pinion gear 7 and the differential case 9 are in sliding contact with the washer 13, when the pinion gear 7 is overloaded, the pinion gear 7 is differential from the pinion gear 7. There is a problem that a malfunction such as sintering and breakage occurs between the cases (9) to cause a malfunction of the product.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 사이드 기어와 서로 결합된 적어도 3개의 피니언 기어와, 상기 피니언 기어의 중심축을 각각 지지하는 트리포드 샤프트 베어링을 구비함으로써 상기한 3개의 피니언 기어에 의해 하중이 분배되어 제품의 강도측면에서 유리해짐은 물론 과부하로 인해 상기 피니언 기어와 차동 케이스 사이에 발생되던 소착 및 파손 등의 불량이 방지되어 제품의 오동작이 방지되도록 하는 차동장치 및 그 조립방법을 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, the three pinion gear by having a side gear and at least three pinion gears coupled to each other, and a tripod shaft bearing for supporting the central axis of the pinion gear, respectively; Differential device and its assembly method to prevent the malfunction of the product by distributing the load, which is advantageous in terms of strength of the product, and also prevents defects such as seizure and breakage caused between the pinion gear and the differential case due to overload. The purpose is to provide.

도 1은 종래 기술에 따른 차동장치가 도시된 구성도,1 is a block diagram showing a differential device according to the prior art,

도 2는 본 발명에 따른 차동장치가 도시된 구성도,2 is a block diagram illustrating a differential device according to the present invention;

도 3은 도 2의 주요부가 도시된 A방향 투시도이다.FIG. 3 is a perspective view in the direction A of FIG.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

51 : 드라이브 샤프트 53 : 사이드 기어51: drive shaft 53: side gear

55 : 피니언 기어 57 : 중심축55: pinion gear 57: central axis

59 : 트리포드 샤프트 베어링 61 : 차동 케이스59: tripod shaft bearing 61: differential case

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제 1 특징에 따르면, 드라이브 샤프트에 스플라인 결합된 2개의 사이드 기어와, 상기 사이드 기어와 서로 결합된 적어도 3개 이상의 피니언 기어와, 상기 피니언 기어의 중심축이 각각 고정됨과 동시에 상기 피니언 기어와 사이드 기어를 둘러싸고 있는 차동 케이스와, 상기 피니언 기어의 중심축을 각각 지지하는 트리포드 샤프트 베어링을 포함하여 구성된 차동장치가 제공된다.According to a first aspect of the present invention for achieving the above object, two side gears splined to the drive shaft, at least three or more pinion gears coupled to the side gears, and the central axis of the pinion gear A differential is provided which includes a differential case surrounding each of the pinion gear and the side gear, each fixed, and a tripod shaft bearing each supporting a central axis of the pinion gear.

또한, 본 발명의 제 2 특징에 따르면, 상기 피니언 기어는 서로 등간격을 이루도록 배치된다.Further, according to the second aspect of the present invention, the pinion gears are arranged to be equally spaced from each other.

또한, 본 발명의 제 3 특징에 따르면, 적어도 3개 이상의 피니언 기어의 중심축을 트리포드 샤프트 베어링에 각각 고정하는 제 1 단계와, 상기한 각각의 피니언 기어와 치합되도록 상기 피니언 기어의 양측에 사이드 기어를 결합시키는 제 2 단계와, 상기 사이드 기어와 피니언 기어를 둘러쌈과 동시에 상기 피니언 기어의 중심축을 고정시키도록 차동 케이스를 설치하는 제 3 단계와, 상기 차동 케이스와 일체로 형성된 링기어에 상기 링기어를 구동시키는 드라이브 기어를 결합시키는 제 4 단계를 포함하여 이루어진 차동장치 조립방법이 제공된다.According to a third aspect of the present invention, there is also provided a first step of respectively fixing a central axis of at least three or more pinion gears to a tripod shaft bearing, and side gears on both sides of the pinion gears to be engaged with the respective pinion gears. And a third step of installing a differential case to surround the side gear and the pinion gear and to fix the central axis of the pinion gear at the same time; and the ring gear integrally formed with the differential case. There is provided a differential assembly method comprising a fourth step of engaging a drive gear for driving a gear.

상기와 같이 구성된 본 발명은 3개의 피니언 기어에 의해 하중이 분배되어 제품의 강도측면에서 유리해짐은 물론 과부하로 인해 상기 피니언 기어와 차동 케이스 사이에 발생되던 소착 및 파손 등의 불량이 방지되어 제품의 오동작이 방지되는 이점이 있다.According to the present invention configured as described above, the load is distributed by three pinion gears, which is advantageous in terms of the strength of the product, and also prevents defects such as sintering and breakage that occurred between the pinion gear and the differential case due to overload. There is an advantage that the malfunction is prevented.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 차동장치가 도시된 구성도, 도 3은 도 2의 주요부가 도시된 A방향 투시도이다.Figure 2 is a block diagram showing a differential device according to the present invention, Figure 3 is a perspective view of the A direction showing the main portion of FIG.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 차동장치는 드라이브 샤프트(51)에 스플라인 결합된 2개의 사이드 기어(53)와, 상기 사이드 기어(53)와 서로 결합된 3개의 피니언 기어(55)와, 상기 피니언 기어(55)의 중심축(57)이 각각 고정됨과 동시에 상기 피니언 기어(55)와 상기 사이드 기어(53)를 둘러싸고 있는 차동 케이스(61)와, 상기 차동 케이스(61)와 일체로 형성된 링기어(63)와, 상기 피니언 기어(55)의 중심축(57)을 각각 지지하는 트리포드 샤프트 베어링(59)을 포함하여 구성된다.2 and 3, a differential device according to the present invention includes two side gears 53 splined to a drive shaft 51 and three pinion gears 55 coupled to each other with the side gears 53. ), A differential case 61 surrounding the pinion gear 55 and the side gear 53 while the central axis 57 of the pinion gear 55 is fixed, and the differential case 61 and An integrally formed ring gear 63 and a tripod shaft bearing 59 for supporting the central axis 57 of the pinion gear 55, respectively.

상기에서, 피니언 기어(55)는 서로 등간격을 이루도록 배치되고, 상기 피니언 기어(55)와 차동 케이스(61)는 그 사이에 설치된 와셔(65)를 통해 미끄럼 접촉을 유지하고 있다.In the above, the pinion gears 55 are arranged to be equally spaced from each other, and the pinion gear 55 and the differential case 61 maintain the sliding contact through the washer 65 provided therebetween.

상기와 같은 본 발명에 따른 차동장치에서는 상기한 각각의 피니언 기어(55)의 중심축(57)을 상기 트리포드 샤프트 베어링(59)에 각각 고정시킨 후, 상기한 피니언 기어(55)와 치합되도록 상기 피니언 기어(55)의 양측에 사이드 기어(53)를 결합시킨다. 이후, 상기 사이드 기어(53)와 피니언 기어(55)를 둘러쌈과 동시에 상기 피니언 기어(55)의 중심축(57)을 고정시키도록 차동 케이스(61)를 설치하고, 상기 차동 케이스(61)와 일체로 형성된 링기어(63)에 상기 링기어(63)를 구동시키는 드라이브 기어를 결합시킴으로써 조립을 완료한다.In the differential device according to the present invention as described above, after fixing the central axis 57 of each pinion gear 55 to the tripod shaft bearing 59, so as to engage with the pinion gear 55. Side gears 53 are coupled to both sides of the pinion gear 55. Thereafter, a differential case 61 is installed to surround the side gear 53 and the pinion gear 55 and to fix the central axis 57 of the pinion gear 55, and the differential case 61 The assembly is completed by coupling the drive gear for driving the ring gear 63 to the ring gear 63 formed integrally with the.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차동장치의 동작은 다음과 같다.The operation of the differential apparatus according to the present invention configured as described above is as follows.

먼저, 추진축을 통해 엔진의 동력이 상기 링기어(63)와 결합되어 있는 드라이브 기어에 전달되면 상기 드라이브 기어의 회전력이 링기어(63)를 통해 상기 차동 케이스(61)로 전달된다. 상기 차동 케이스(61)가 회전하면 차동 케이스(61)에 고정된 중심축(57)을 통해 그 회전력이 전달되어 상기 피니언 기어(55)가 공전하게 된다. 상기 피니언 기어(55)가 공전되면 피니언 기어(55)와 맞물려있는 사이드 기어(53)가 구동되어 상기 사이드 기어(53)와 스플라인 결합된 드라이브 샤프트(51)가 회전된다. 따라서, 상기 드라이브 샤프트(51)를 통해 엔진의 동력이 구동바퀴로 전달된다.First, when the power of the engine is transmitted to the drive gear coupled to the ring gear 63 through the propulsion shaft, the rotational force of the drive gear is transmitted to the differential case 61 through the ring gear 63. When the differential case 61 rotates, the rotational force is transmitted through the central axis 57 fixed to the differential case 61 so that the pinion gear 55 revolves. When the pinion gear 55 is idle, the side gear 53 engaged with the pinion gear 55 is driven to rotate the drive shaft 51 splined with the side gear 53. Therefore, power of the engine is transmitted to the driving wheel through the drive shaft 51.

상기와 같이 구성되고 동작되는 본 발명에 따른 차동장치는 사이드 기어(53)와 서로 결합된 적어도 3개의 피니언 기어(55)와, 상기 피니언 기어(55)의 중심축(57)을 각각 지지하는 트리포드 샤프트 베어링(59)을 구비함으로써 상기한 3개의 피니언 기어(55)에 의해 하중이 분배되어 제품의 강도측면에서 유리해짐은 물론 과부하로 인해 상기 피니언 기어(55)와 차동 케이스(61) 사이에 발생되던 소착 및 파손 등의 불량이 방지되어 제품의 오동작이 방지되는 이점이 있다.The differential device according to the present invention constructed and operated as described above has a side gear 53 and at least three pinion gears 55 coupled to each other, and a tree supporting the central axis 57 of the pinion gears 55, respectively. By having a pod shaft bearing 59, the load is distributed by the three pinion gears 55, which is advantageous in terms of the strength of the product, as well as between the pinion gear 55 and the differential case 61 due to overload. There is an advantage that the malfunction of the product is prevented by preventing defects such as ignition and breakage that occurred.

Claims

Two side gears splined to a drive shaft, at least three or more pinion gears coupled to the side gears, a differential case surrounding the pinion gears and the side gears while the central axis of the pinion gears is fixed respectively; And a tripod shaft bearing each supporting a central axis of the pinion gear.

The method of claim 1,

And the pinion gears are arranged to be equally spaced from each other.

A first step of respectively fixing a central axis of at least three or more pinion gears to the tripod shaft bearing, a second step of coupling side gears to both sides of the pinion gear so as to engage with the respective pinion gears, and the side gears; And a third step of installing a differential case to surround the pinion gear and to fix the central axis of the pinion gear, and a fourth to couple the drive gear for driving the ring gear to a ring gear formed integrally with the differential case. Method for assembling a differential device, characterized in that it comprises a step.