KR100489387B1 - 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치 - Google Patents

차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차동장치에 관한 것으로서, 특히 구동 피니언과 링 기어 사이의 백래쉬를 자동으로 조절할 수 있도록 한 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치는, 디퍼렌셜 캐리어에 고정된 베어링 캡에 구비되어 구동 피니언과 링 기어 사이의 백래쉬를 조절하는 심 조절용 기어와; 상기 심 조절용 기어에 기어물림되는 제어용 기어와; 상기 제어용 기어가 상기 심 조절용 기어를 회전 구동시킬 수 있도록 상기 제어용 기어를 상기 디퍼렌셜 캐리어의 일측에 회전 운동되면서 직선 운동 가능하게 고정시키는 장착수단과; 상기 제어용 기어의 회전 중심에 축설되어 상기 제어용 기어를 구동시키는 서보 모터와; 차량의 주차 시그널이 입력되면 상기 서보 모터를 구동시키는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치 {Control apparatus of gear's back-lash for differential}
본 발명은 차동장치에 관한 것으로서, 특히 구동 피니언과 링 기어 사이의 백래쉬를 자동으로 일정하게 유지시킬 수 있도록 한 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치에 관한 것이다.
일반적으로 백래쉬는 기어 접촉면의 간극을 말하는 것으로서, 치형의 가공 오차나 조립 오차에 의한 마모 또는 눌어붙음 등을 방지하기 위하여 필요하지만 지나치게 크면 두 기어 사이가 충돌되어 진동 및 소음이 발생된다.
도 1은 종래 기술에 의한 차동장치가 설치된 동력전달장치가 도시된 구성도이고, 도 5는 종래 기어 백래쉬 조절장치를 갖는 차동 장치의 측면도이다.
종래 기술에 의한 차동장치(10)는 엔진에서 생성되어 프로펠러 샤프트(4)를 통해 전달된 구동력이 액슬 샤프트(6)를 통해 타이어(8)에 전달되도록 하는 장치로서, 차량이 선회 운전을 진행할 때, 좌우 타이어(8)의 회전비가 조절되어 원활한 운전이 이루어질 수 있도록 하는 장치이다.
상기 차동장치(10)는 상기 프로펠러 샤프트(4)에 연결되어 구동력이 전달되는 구동 피니언(미도시)과, 이 구동 피니언으로부터 구동력을 전달받는 링기어(13)가 구성되고, 이 링기어(13)는 한 쌍의 피니언과 이 피니언과 베벨 기어 방식으로 기어물림된 한 쌍의 사이드 기어를 통해 상기 타이어(8)에 구동력을 전달하게 된다.상기 구동 피니언과 링 기어(13) 사이에는 상기한 바와 같은 백래쉬가 생성되고, 이러한 백래쉬를 일정량 유지할 수 있도록 디퍼렌셜 캐리어(11)에 고정된 베어링 캡(15)에 심 조절용 기어(20)가 나사 조립되어 설치된다. 여기서 상기 심 조절용 기어(20)를 회전시키면, 상기 심 조절용 기어(20)가 상기 베어링 캡(15)에 나사 조립되어 있으므로, 상기 베어링 캡(15) 내에서 전후 이동하면서 상기 베어링 캡(15) 내에 장착된 사이드 베어링(미도시)을 밀게 되고, 이에 따라 상기 사이드 베어링에 지지되는 차동 케이스(미도시)과 이 차동 케이스와 일체로 결합된 상기 링 기어(13)를 밀게 되면서 상기 링기어(13)와 구동 피니언 사이의 백래쉬를 조정하게 된다.그러나, 상기와 같은 종래의 차동장치의 기어 백래쉬 조절장치는, 초기 제작 시에 심 조절용 기어(20)를 회전시켜 일정량의 백래쉬가 설정되어 조립되고, 이렇게 설정된 백래쉬의 재조정이 불가하기 때문에 장시간에 걸친 운행에 의해 백래쉬가 변동될 수 있고, 이에 따라 진동 및 소음이 발생이 커지게 되면, 상기 디퍼렌셜 캐리어(11)에 결합된 디퍼렌셜 하우징 등 차동장치의 외부 구조물을 탈거하여 재조정해야하는 문제점이 있다.
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본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차동장치의 백래쉬가 자동으로 조절될 수 있도록 함으로써 구동 피니언과 링기어 사이의 백래쉬가 일정하게 유지되어 진동 및 소음의 발생을 줄여 보다 안정되고 정숙한 주행 성능을 제공할 수 있도록 하는 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치는, 디퍼렌셜 캐리어에 고정된 베어링 캡에 구비되어 구동 피니언과 링 기어 사이의 백래쉬를 조절하는 심 조절용 기어와; 상기 심 조절용 기어에 기어물림되는 제어용 기어와; 상기 제어용 기어가 상기 심 조절용 기어를 회전 구동시킬 수 있도록 상기 제어용 기어를 상기 디퍼렌셜 캐리어의 일측에 회전 운동되면서 직선 운동 가능하게 고정시키는 장착수단과; 상기 제어용 기어의 회전 중심에 축설되어 상기 제어용 기어를 구동시키는 서보 모터와; 차량의 주차 시그널이 입력되면 상기 서보 모터를 구동시키는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.도 2는 본 발명에 의한 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치를 갖는 차동 장치의 측면도이고, 도 3은 본 발명에 의한 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치가 도시된 주요부 구성도이다.
본 발명에 따른 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치는, 차동장치(50)의 구동 피니언(미도시)과 링 기어(72) 사이에서 발생되는 백래쉬를 일정량으로 조절하는 심 조절용 기어(52)에 웜 기어 구조로 기어물림되어 차량이 정지되면 백래쉬를 초기값으로 재설정하는 제어용 기어(56)와, 상기 제어용 기어(56)가 유동 가능하게 차동장치의 일측에 설치되도록 상기 제어용 기어(56)와 디퍼렌셜 캐리어(50a) 일측에 설치되는 장착수단(58)과, 상기 디퍼렌셜 캐리어(50a)의 반대쪽 차동 장치에 설치되어 상기 제어용 기어(56)에 구동력을 인가할 수 있도록 상기 제어용 기어(56)의 회전축에 연결되는 서보 모터(54)와, 주차 신호가 인가되면 상기 서보 모터(54)를 구동시키는 제어수단인 ECU(70)로 구성된다.
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상기 차동장치(50)는 엔진의 동력을 전달하는 추진축에 끼워진 구동 피니언(미도시)과, 상기 구동 피니언과 맞물리는 링기어(72)와, 상기 링기어(72)와 일체로 형성된 차동 케이스(미도시)와, 상기 차동 케이스에 결합된 차동 피니언(미도시)과, 상기 차동 피니언과 직교 상태로 치합되는 사이드 기어(미도시) 등으로 이루어진다.도 2에서 미설명 부호 51은 상기 디퍼렌셜 캐리어(50a)에 장착되어 사이드 베어링을 지지하는 베어링 캡이고, 상기 사이드 베어링은 상기 링 기어에 일체로 결합된 차동 케이스를 회전 가능하게 지지하게 된다.상기 심 조절용 기어(52)는 종래 기술에서 설명한 바와 같이 상기 베어링 캡(51)에 나사 조립된 상태에서 전후 방향으로 이동하면서 구동 피니언과 링 기어(72) 사이의 백래쉬를 조절할 수 있도록 구성된다. 이와 같은 상기 심 조절용 기어(52)는 상기 제어용 기어(56)와 치합되어 상기 제어용 기어(56)의 회전에 따라 이동하게 된다.상기 제어용 기어(56)는 원 기둥 모양으로 형성되어 둘레면에는 상기 심 조절용 기어(52)와 웜 기어를 이루는 나사산이 형성되고, 일단부에는 차량이 운행 중에 백래쉬의 조절이 이루어지지 않게 하기 위해 상기 제어용 기어(56)의 회전 운동이 제한되도록 하는 걸림턱부(56a)가 형성되며, 타단부로부터 일정 구간 중공되어 그 내벽에 나사산이 형성된다.
상기 장착수단(58)은 일측은 상기 디퍼렌셜 캐리어(50a) 일측에 고정되고, 타측은 상기 제어용 기어(56)의 내측으로 삽입되는 지지대(58a)와, 상기 제어용 기어(56)가 상기 지지대(58a)의 일측 방향으로 탄성력을 받을 수 있도록 상기 지지대(58a)를 감싸며 상기 제어용 기어(56) 및 상기 디퍼렌셜 캐리어(50a) 일측 사이에 개재되는 스프링(58b)으로 구성된다.
상기 지지대(58a)는 상기 제어용 기어(56)에 비해 상대적으로 지름이 작은 원 기둥 모양으로 형성되어 그 하단부는 상기 디퍼렌셜 캐리어(50a) 일측에 고정되고, 둘레면에는 상기 제어용 기어(56)의 내측으로 삽입되어 타단부 나사산에 치합될 수 있도록 나사산이 형성된다.
상기 스프링(58b)은 상기 제어용 기어(56)가 상기 지지대(58a)의 일 방향으로 탄성력을 받아 상기 제어용 기어(56)와 지지대(58a) 사이에 생성되는 백래쉬를 일정하게 유지시켜 차동 장치(50)의 구동 피니언과 링 기어(72)에 생성되는 백래쉬를 제어하는 데 있어서, 정밀한 작동을 이룰 수 있도록 한다.
상기 제어용 기어(56)의 상기 걸림턱부(56a)와 상기 디퍼렌셜 캐리어(50a) 사이에는 상기 걸림턱부(56a)가 걸려져 상기 제어용 기어(56)의 회전 운동이 억제 또는 해제될 수 있도록 상기 디퍼렌셜 캐리어(50a)나 차동 장치의 케이스 일측에 걸림돌기(60)가 설치된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 본 발명에 의한 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치의 작동이 도시된 구성도이다.
먼저, 차량의 운행이 중단되어 파킹 시그널이 상기 ECU(70)에 인가되면, 상기 걸림돌기(60)가 하강하여 상기 제어용 기어(56)가 회전 운동 가능하도록 해제되고, 상기 ECU(70)의 제어에 따라 상기 서보 모터(54)가 구동되어 상기 제어용 기어(56)를 적정량 회전시킴로써 상기 심 조절용 기어(52)를 회전시킬 수 있게 된다.상기 심 조절용 기어(52)가 회전하게 되면, 심 조절용 기어(52)가 나사 조립된 베어링 캡(51) 내에서 전후 이동하게 되고, 이때 상기 베어링 캡(51) 내에 지지된 사이드 베어링이 이동하면서 디프 케이스와 링 기어(72)를 이동시켜 링기어(72)와 구동 피니언 사이의 백래쉬를 조정하게 된다.
여기서, 상기 ECU(70)는 차동장치(50)에 설치된 구동 피니언과 링 기어(72) 사이의 백래쉬를 초기에 설정된 값으로 환원시킬 수 있도록 상기 서보 모터(54)를 구동시킨다.
이후, 상기와 같이 작동되어 상기 제어용 기어(56)가 구동되어 상기 심 조절용 기어(52)가 회전됨으로써, 상기 구동 피니언과 링 기어(72) 사이의 백래쉬가 초기 설정값으로 재설정되면 상기 서보 모터(54)의 구동이 정지되고, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 걸림돌기(60)가 상승되어 상기 제어용 기어(56)의 회전 운동을 억제시킨다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치는, 구동 피니언과 링 기어 사이의 백래쉬를 자동으로 조절할 수 있도록 구성되어 차량의 파킹 시그널이 입력되면 두 기어 사이의 백래쉬를 차량 제조 시에 입력된 초기 설정치로 환원시킴으로써 백래쉬의 변화에 의해 생성되는 진동 및 소음의 발생이 방지될 수 있는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 의한 차동장치가 설치된 동력전달장치가 도시된 구성도,
도 2는 본 발명에 의한 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치를 갖는 차동 장치의 측면도,
도 3은 본 발명에 의한 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치가 도시된 주요부 구성도,
도 4는 본 발명에 의한 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치의 작동이 도시된 구성도이다.도 5는 종래 기어 백래쉬 조절장치를 갖는 차동 장치의 측면도,
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>50 : 차동장치 50a : 디퍼렌셜 캐리어 51 : 베어링 캡 52 : 심 조절용 기어 54 : 서보모터 56 : 제어용 기어 56a : 걸림턱부 58 : 장착수단 58a : 지지대 58b : 스프링 60 : 걸림돌기 70 : ECU 72 : 링 기어

Claims (4)

  1. 디퍼렌셜 캐리어에 고정된 베어링 캡에 구비되어 구동 피니언과 링 기어 사이의 백래쉬를 조절하는 심 조절용 기어와; 상기 심 조절용 기어에 기어물림되는 제어용 기어와; 상기 제어용 기어가 상기 심 조절용 기어를 회전 구동시킬 수 있도록 상기 제어용 기어를 상기 디퍼렌셜 캐리어의 일측에 회전 운동되면서 직선 운동 가능하게 고정시키는 장착수단과; 상기 제어용 기어의 회전 중심에 축설되어 상기 제어용 기어를 구동시키는 서보 모터와; 차량의 주차 시그널이 입력되면 상기 서보 모터를 구동시키는 제어수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제어용 기어는 둘레면에 상기 심 조절용 기어와 웜 기어 방식으로 기어물림될 수 있도록 나사산이 형성되고, 일단부에 회전 운동이 억제될 수 있는 걸림턱부가 형성되며, 타단부로부터 일정 구간 중공되어 그 내벽에 나사산이 형성된 것을 특징으로 하는 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 장착수단은 상기 제어용 기어에 비해 상대적으로 직경이 작게 형성되고, 둘레면에 상기 제어용 기어의 내측으로 삽입될 수 있는 나사산이 형성되어 일측은 상기 디퍼렌셜 캐리어의 일측에 고정되고, 타측은 상기 제어용 기어에 삽입되는 지지대와; 상기 지지대를 감싸며 상기 제어용 기어의 하측과 상기 디퍼렌셜 캐리어의 일측에 개재되는 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 차동장치에는 상기 제어수단의 신호에 따라 상기 걸림턱부에 걸려져 상기 제어용 기어의 회전 운동을 억제하는 걸림돌기가 설치된 것을 특징으로 하는 차동 장치의 기어 백래쉬 조절 장치.
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