KR100482118B1 - 에프에프 4륜구동 차량용 동력전달기구 - Google Patents

에프에프 4륜구동 차량용 동력전달기구 Download PDF

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Abstract

본 발명은 에프에프 4륜구동 차량용 동력전달기구에 관한 것으로, 하이포이드기어(3)의 회전 중심축(3a)에 형성되는 오일구멍(21)과, 상기 하이포이드기어(3)의 보스부(3b)에 결합되어 상기 하이포이드기어(3)의 회전동력을 전달받아 외곽케이스(11)내에 채워진 윤활오일(15)을 펌핑할 수 있도록 구동되는 오일펌프(22)와, 상기 외곽케이스(11)의 외부에 위치되면서 일단은 상기 외곽케이스(11)를 관통하여 오일구멍(21)과 연결되도록 회전 중심축(3a)의 내부에 고정 설치되고 타단은 상기 피니언샤프트(4)와 피니언기어(5)를 감싸는 피니언케이스(12)를 관통하여 내부공간(14)내에 위치되도록 설치되어 윤활오일(15)의 이동을 안내하는 오일파이프(23)와, 상기 윤활오일(15)내에 포함된 이물질을 제거하기 위해 외곽케이스(11)의 안쪽면에 고정되도록 설치되는 오일스트레이너(24)와, 상기 회전 중심축(3a)에 형성된 오일구멍(21)과 상기 오일스트레이너(24)를 연결하는 연결파이프(25)를 더 포함하도록 구성되어져, 전체적인 동력전달기구의 윤활성능 및 이로 인한 차량의 성능이 대폭적으로 향상되게 되고, 아울러 차량의 레이아웃도 쉽게 확보됨으로써 작업의 편의성이 향상되도록 된 것이다.

Description

에프에프 4륜구동 차량용 동력전달기구{powertrain system for Front engine Front drive four wheel drive vehicle}
본 발명은 에프에프 4륜구동 차량용 동력전달기구에 관한 것으로, 특히 헬리컬기어의 중심을 횡방향으로 가로지르는 중심선에 대해 피니언샤프트의 축길이방향 중심선이 높은위치에 오도록 상기 피니언샤프트가 설치될 때 강제윤활방식을 이용하여 피니언샤프트의 베어링 및 오일실부를 윤활시키도록 하는 에프에프 4륜구동 차량용 동력전달기구에 관한 것이다.
일반적으로, 에프에프(Front engine Front drive; 이하 FF 라고 함)용 4륜구동(four wheel drive; 이하 4WD 라고 함) 차량의 동력전달기구는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 변속기의 출력축(1)과 결합되는 헬리컬기어(2)와, 이 헬리컬기어(2)와 치합되어 동력을 전달하는 하이포이드기어(3)와, 이 하이포이드기어(3)와 치합되어 피니언샤프트(4)로 동력을 전달하는 피니언기어(5)로 구성되며, 상기 피니언샤프트(4)는 리어프로펠러샤프트(도시않됨)와 동력전달이 가능하도록 결합된다.
여기서, 상기 헬리컬기어(2)와 하이포이드기어(3)는 일체형으로 된 외곽케이스(11)에 의해 감싸여져 보호되고, 상기 피니언샤프트(4)와 피니언기어(5)는 피니언케이스(12)에 의해 감싸여져 보호되는데, 이들 케이스(11,12)는 다수개의 볼트(13)에 의해 서로 결합되며, 상기 케이스(11,12)의 결합에 의해 케이스(11,12)의 내부공간(14)은 기밀이 유지되는 구조를 가지게 된다.
그리고, 상기 케이스(11,12)의 내부공간(14)에는 기어들(2,3,5)간의 동력전달을 원활하게 하고 또한 마모를 방지하기 위한 일정량의 윤활오일(15)이 충진된다.
이와 같은, 종래의 동력전달기구는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 피니언샤프트(4)의 축길이방향 중심선(C1)이 상기 헬리컬기어(2)의 중심(C)을 횡방향으로 가로지르는 중심선(C2)에 대해 낮은 위치에 오도록 설치되는 하방식을 채택하고 있으며, 이에 따라 상기 피니언샤프트(4)의 베어링(4a) 및 오일실부등은 자연윤활방식에 의해 윤활이 이루어지게 된다.
즉, 상기 피니언샤프트(4)가 헬리컬기어(2)보다 낮은 위치에 오는 하방식으로 설치되어 있음으로 인해 케이스(11,12)의 내부로 윤활오일(15)이 충진될 때 상기 피니언샤프트(4)의 대부분은 유면(H)내에 잠겨있게 되고, 이에 따라 피니언샤프트(4)의 베어링(4a) 및 오일실부등은 기어들(2,3,5)의 회전에 따라 자연적으로 윤활이 이루어지게 되는 것이다.
한편, 최근에 신차종으로 개발되는 FF용 4WD 차량은 신규로 개발된 엔진 및 샤시부품들의 레이아웃(layout) 구조상 상기 피니언샤프트(4)의 축길이방향 중심선(C1)이 상기 헬리컬기어(2)의 중심(C)을 횡방향으로 가로지르는 중심선(C2)에 대해 높은 위치에 오도록 설치되는 상방식을 채택하고 실정이다.
이와 같이, 상기 피니언샤프트(4)가 헬리컬기어(2)보다 높은 위치에 오는 상방식으로 설치되면, 상기 피니언샤프트(4)의 베어링(4a) 및 오일실부등은 자연윤활방식을 사용하는 종래의 윤활구조로는 윤활을 시키기가 어려워지게 되고, 이에 따라 상기 피니언샤프트(4)의 상방향 오프셋(offset)량이 극히 제한적으로 설정될 수 밖에 없게 되며, 결국에는 FF용 4WD 차량의 레이아웃 자유도가 불리해진다는 문제점이 있었다.
한편, 도 1과 도 2에 도시된 미설명부호 3a는 하이포이드기어(3)의 회전 중심축(3a)을 나타낸 것이다.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 피니언샤프트가 헬리컬기어보다 높은 위치에 오는 상방식으로 설치될 때 케이스내에 충진된 윤활오일을 상기 피니언샤프트쪽으로 강제 이동시켜 피니언샤프트의 베어링 및 오일실부를 윤활시키도록 함으로써, 상기 피니언샤프트의 상방향 오프셋량을 자유자재로 조절할 수 있도록 함은 물론 전체적인 차량의 레이아웃 자유도를 획기적으로 확보할 수 있도록 된 에프에프 4륜구동 차량용 동력전달기구를 제공함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 변속기의 출력축과 결합되는 헬리컬기어 및 피니언샤프트와 결합되는 피니언기어가 각각 하이포이드기어와 치합되어 동력전달이 가능하도록 설치될 때 상기 피니언샤프트의 축길이방향 중심선이 상기 헬리컬기어의 중심을 횡방향으로 가로지르는 중심선에 대해 높은 위치에 오도록 설치되는 동력전달기구에 있어서, 상기 하이포이드기어의 회전 중심축에 형성되는 오일구멍과, 상기 하이포이드기어의 보스부에 결합되어 상기 하이포이드기어의 회전동력을 전달받아 외곽케이스내에 채워진 윤활오일을 펌핑할 수 있도록 구동되는 오일펌프와, 상기 외곽케이스의 외부에 위치되면서 일단은 상기 외곽케이스를 관통하여 오일구멍과 연결되도록 회전 중심축의 내부에 고정 설치되고 타단은 상기 피니언샤프트와 피니언기어를 감싸는 피니언케이스를 관통하여 내부공간내에 위치되도록 설치되어 윤활오일의 이동을 안내하는 오일파이프와, 상기 윤활오일내에 포함된 이물질을 제거하기 위해 외곽케이스의 안쪽면에 고정되도록 설치되는 오일스트레이너와, 상기 회전 중심축에 형성된 오일구멍과 상기 오일스트레이너를 연결하는 연결파이프를 더 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 동력전달기구를 설명하기 위한 개략적인 구성도로서, 종래 구조와 동일한 부위에는 동일한 참조부호를 붙이면서 설명하기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 차량의 동력전달기구는 도 3과 도 5에 도시된 바와 같이, 변속기의 출력축(1)과 결합되는 헬리컬기어(2)와, 이 헬리컬기어(2)와 치합되어 동력을 전달하는 하이포이드기어(3)와, 이 하이포이드기어(3)와 치합되어 피니언샤프트(4)로 동력을 전달하는 피니언기어(5)로 구성되며, 상기 피니언샤프트(4)는 리어프로펠러샤프트(도시않됨)와 동력전달이 가능하도록 결합된다.
여기서, 상기 헬리컬기어(2)와 하이포이드기어(3)는 일체형으로 된 외곽케이스(11)에 의해 감싸여져 보호되고, 상기 피니언샤프트(4)와 피니언기어(5)는 피니언케이스(12)에 의해 감싸여져 보호되는데, 이들 케이스(11,12)는 다수개의 볼트(13)에 의해 서로 결합되며, 상기 케이스(11,12)의 결합에 의해 케이스(11,12)의 내부공간(14)은 기밀이 유지되는 구조를 가지게 된다.
그리고, 상기 케이스(11,12)의 내부공간(14)에는 기어들(2,3,5)간의 동력전달을 원활하게 하고 또한 마모를 방지하기 위한 일정량의 윤활오일(15)이 충진된다.
또한, 본 발명에 따른 동력전달기구는 최근에 신차종으로 개발되는 FF용 4WD 차량의 엔진 및 샤시부품들의 레이아웃(layout) 구조에 맞도록 상기 피니언샤프트(4)의 축길이방향 중심선(C1)이 상기 헬리컬기어(2)의 중심(C)을 횡방향으로 가로지르는 중심선(C2)에 대해 일정한 높이로 오프셋(offset)되면서 높은 위치에 오는 상방식을 채택하여 설치되는 구조를 가지도록 되어 있다.
전술한 바와 같이, 상기 피니언샤프트(4)가 헬리컬기어(2)보다 높은 위치에 오는 상방식으로 설치되면, 상기 피니언샤프트(4)의 베어링(4a) 및 오일실부등은 자연윤활방식을 사용하는 종래의 윤활구조로는 윤활을 시키기가 어려워지게 되며, 이로 인해 본 발명의 동력전달기구는 강제윤활방식을 채택하여 상기 피니언샤프트(4)의 베어링(4a) 및 오일실부등을 윤활시키는 구조를 더 포함하여 구성되게 된다.
즉, 본 발명에 따른 동력전달기구는 상기한 구성이외에, 상기 하이포이드기어(3)의 회전 중심축(3a)에 형성되는 오일구멍(21)과, 상기 하이포이드기어(3)의 보스부(3b)에 결합되어 상기 하이포이드기어(3)의 회전동력을 전달받아 외곽케이스(11)내에 채워진 윤활오일(15)을 펌핑할 수 있도록 구동되는 오일펌프(22)와, 상기 외곽케이스(11)의 외부에 위치되면서 일단은 상기 외곽케이스(11)를 관통하여 오일구멍(21)과 연결되도록 회전 중심축(3a)의 내부에 고정 설치되고 타단은 상기 피니언샤프트(4)와 피니언기어(5)를 감싸는 피니언케이스(12)를 관통하여 내부공간(14)내에 위치되도록 설치되어 상기 오일펌프(22)의 구동시 윤활오일(15)의 이동을 안내하는 오일파이프(23)를 더 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 외곽케이스(11)의 안쪽면에는 윤활오일(15)내에 포함된 이물질을 제거하기 위한 오일스트레이너(24)가 고정되도록 설치되고, 상기 오일스트레이너(24)는 연결파이프(25)를 통해 상기 회전 중심축(3a)에 형성된 오일구멍(21)과 연결되는 구조를 갖도록 되어 있다.한편, 상기 오일스트레이너(24)는 항상 윤활오일(15)내에 잠겨진 상태를 유지하도록 외곽케이스(11)의 안쪽면에 설치되어 진다.그리고, 상기 보스부(3b)는 하이포이드기어(3)와 일체로 형성되면서 하이포이드기어(3)의 회전시 함께 회전하는 부분이고, 또한 상기 보스부(3b)는 오일펌프(22)의 임펠러와 동력전달이 가능하도록 결합된 구조이다.따라서, 변속기 출력축(1)의 회전력이 헬리컬기어(2)와 하이포이드기어(3)를 통해 피니언기어(5)로 전달되면 피니언샤프트(4)가 회전되면서 리어프로펠러샤프트쪽으로 동력을 전달하게 되는데, 상기 하이포이드기어(3)가 회전 중심축(3a)을 중심으로 회전을 할 때 보스부(3b)와 결합된 오일펌프(22)의 임펠러가 함께 회전하게 됨으로써 오일펌프(22)가 구동하게 되고, 이에 따라 외곽케이스(11)내에 채워진 윤활오일(15)은 오일펌프(22)의 구동에 의해 펌핑되어지게 된다.또한, 상기 오일펌프(22)에 의해 펌핑된 윤활오일(15)은 상기 회전 중심축(3a)에 형성된 오일구멍(21) 및 이 오일구멍(3a)과 연결된 오일파이프(23)를 통해 피니언케이스(12)의 내부로 공급되게 된다.
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그리고, 상기 피니언케이스(12)의 내부로 공급된 윤활오일(15)은 피니언샤프트(4)의 베어링(4a) 및 오일실부등 윤활이 필요한 모든 부위를 골고루 윤활시키게 되며, 윤활작업이 일차 종료된 오일은 오일스트레이너(24)로 유입되면서 여과과정을 거친 다음, 연결파이프(25)를 통해 오일구멍(21)으로 재차 유입되는 순환경로를 따라 반복적으로 이동을 하면서 윤활작업을 지속적으로 수행하게 된다.
이와 같이, 본 발명에 따라 피니언샤프트(4)가 헬리컬기어(2)보다 높은 위치에 오는 상방식을 채택한 동력전달기구를 구성할 때, 외곽케이스(11)내에 채워진 윤활오일(15)을 피니언케이스(12)의 내부로 강제 공급하는 강제윤활방식을 함께 구성하게 되면, 전체적인 동력전달기구의 윤활성능이 대폭적으로 향상되면서 차량의 성능도 좋아지는 잇점을 기대할 수 있게 된다.
또한, 본 발명에 따른 동력전달기구는 최근에 신차종으로 개발되는 FF용 4WD 차량을 제작함에 있어 신규 엔진 및 샤시부품들의 레이아웃(layout) 구조에 알맞도록 상기 피니언샤프트(4)의 상방향 오프셋(offset)량을 자유자재로 조절할 수 있게 되고, 이로 인해 전체적인 차량의 레이아웃도 쉽게 확보할 수 있는 잇점도 기대 할 수 있게 된다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 피니언샤프트가 헬리컬기어보다 높은 위치에 오는 동력전달기구를 구성할 때 강제윤활방식이 함께 구성되어져, 전체적인 동력전달기구의 윤활성능 및 이로 인한 차량의 성능이 대폭적으로 향상되게 되고, 아울러 차량의 레이아웃도 쉽게 확보됨으로써 작업의 편의성이 향상되는 효과가 있게 된다.
도 1과 도 2는 종래의 동력전달기구를 설명하기 위한 개략적인 평면도 및 측면도,
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 동력전달기구를 설명하기 위한 개략적인 평면도 및 측면도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
1 - 출력축 2 - 헬리컬기어
3 - 하이포이드기어 4 - 피니언샤프트
5 - 피니언기어 11 - 외곽케이스
12 - 피니언케이스 15 - 윤활오일
21 - 오일구멍 22 - 오일펌프
23 - 오일파이프 24 - 오일스트레이너
25 - 연결파이프

Claims (3)

  1. 변속기의 출력축(1)과 결합되는 헬리컬기어(2) 및 피니언샤프트(4)와 결합되는 피니언기어(5)가 각각 하이포이드기어(3)와 치합되어 동력전달이 가능하도록 설치될 때 상기 피니언샤프트(4)의 축길이방향 중심선(C1)이 상기 헬리컬기어(2)의 중심(C)을 횡방향으로 가로지르는 중심선(C2)에 대해 높은 위치에 오도록 설치되는 동력전달기구에 있어서,
    상기 하이포이드기어(3)의 회전 중심축(3a)에 형성되는 오일구멍(21)과, 상기 하이포이드기어(3)의 보스부(3b)에 결합되어 상기 하이포이드기어(3)의 회전동력을 전달받아 외곽케이스(11)내에 채워진 윤활오일(15)을 펌핑할 수 있도록 구동되는 오일펌프(22)와, 상기 외곽케이스(11)의 외부에 위치되면서 일단은 상기 외곽케이스(11)를 관통하여 오일구멍(21)과 연결되도록 회전 중심축(3a)의 내부에 고정 설치되고 타단은 상기 피니언샤프트(4)와 피니언기어(5)를 감싸는 피니언케이스(12)를 관통하여 내부공간(14)내에 위치되도록 설치되어 윤활오일(15)의 이동을 안내하는 오일파이프(23)와, 상기 윤활오일(15)내에 포함된 이물질을 제거하기 위해 외곽케이스(11)의 안쪽면에 고정되도록 설치되는 오일스트레이너(24)와, 상기 회전 중심축(3a)에 형성된 오일구멍(21)과 상기 오일스트레이너(24)를 연결하는 연결파이프(25)를 더 포함하여 구성되는 에프에프 4륜구동 차량용 동력전달기구.
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