KR100489392B1 - 차량용 차동장치 - Google Patents

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KR100489392B1
KR100489392B1 KR10-2002-0034362A KR20020034362A KR100489392B1 KR 100489392 B1 KR100489392 B1 KR 100489392B1 KR 20020034362 A KR20020034362 A KR 20020034362A KR 100489392 B1 KR100489392 B1 KR 100489392B1
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Abstract

본 발명에 따른 차량용 차동장치는 피니언 샤프트가 차동 케이스에 상하방향으로 관통되어 끼워진 다음, 링기어가 차동 케이스의 외측에 끼워져 상기 차동 케이스와 볼트 체결됨과 아울러 상기 피니언 샤프트의 양단면과 밀착되어 상기 피니언 샤프트의 축방향 이동을 구속하기 때문에 상기 피니언 샤프트의 축방향 이탈을 방지하기 위한 별도의 장치를 구비할 필요가 없어 부품수가 감소되고, 공정이 용이해지므로 비용이 절감된다.

Description

차량용 차동장치{Differential system of automobile}
본 발명은 차량용 차동장치에 관한 것으로서, 특히 차동 케이스의 회전시 발생되는 원심력에 의해 피니언 샤프트가 축방향으로 이탈되는 것을 방지한 차량용 차동장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량용 차동장치는 변속기로부터 출력된 동력을 좌우 구동바퀴의 회전 저항에 따라 분배하여 좌우 구동바퀴에 각각 전달하는 역할을 수행함으로써 좌우 구동바퀴의 회전수 변화를 가능케 하기 때문에 차량의 선회시 원활한 방향전환이 가능하고, 노면이 고르지 못한 지형에서 차량의 주행 안전성이 확보될 수 있다.
도 1은 종래기술에 따른 차량용 차동장치가 도시된 측단면도이다.
종래 기술에 따른 차량용 차동장치는 변속기로부터 출력된 동력을 전달받아 링기어(2)가 회전되면, 상기 링기어(2)와 연동되게 결합된 차동 케이스(4) 및 상기 차동 케이스(4) 내부에 고정된 피니언 샤프트(6)가 회전되면서, 상기 피니언 샤프트(6)에 회전 가능하게 장착된 한 쌍의 피니언 기어(7,8)가 좌/우 사이드 기어(9,10)와 직교방향으로 기어 물림되어 상기 좌/우 사이드 기어(9,10)에 각각 축설된 좌/우 차축(11,12)을 회전시킨다.
상기 좌/우 차축(11,12)이 회전되면, 상기 좌/우 차축(11,12)에 각각 축설된 좌/우 구동바퀴(미도시)가 구동됨으로써 차량이 주행된다.
특히, 상기 좌/우 구동바퀴가 지면으로부터 받는 회전 저항에 따라 좌/우 차축(11,12)에 각각 일정 부하가 걸리는데 이 부하가 상기 좌/우 사이드 기어(9,10)를 통해 상기 피니언 기어(7,8)에 전달되면, 상기 피니언 기어(7,8)가 상기 좌/우 사이드 기어(9,10)로부터 전달받는 부하 차이에 따라 상기 피니언 샤프트(6)를 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되어 차동작용이 이루어진다.
한편, 상기 차동 케이스(4)는 상기 차축(11,12)의 축방향을 중심으로 회전되고 상기 피니언 샤프트(6)는 상기 차축(11,12)과 직교되는 방향으로 배치되기 때문에 상기 피니언 샤프트(6)에는 상기 차동 케이스(4)의 회전시 발생되는 원심력에 의해 축방향 작용력(F)이 작용된다.
따라서, 상기 피니언 샤프트(6)는 차동 케이스(4)의 회전시 축방향 이탈이 방지되도록 록핀(14) 또는 스프링 핀(미도시)에 의해 상기 차동 케이스(4)에 고정된다.
좀 더 자세히 설명하면, 상기 피니언 샤프트(6)을 차동 케이스(4)에 형성된 제1,2 관통홀(4a,4b)을 통해 끼우고, 상기 피니언 샤프트(6)의 일단에 형성된 고정홀(6a)과 상기 제2 관통홀 측 차동 케이스(4)에 형성된 고정홈(4c)이 상호 연통되도록 일치시킨 다음 상기 고정홀(6a)과 고정홈(4c)에 록핀(14) 또는 스프링 핀을 끼우면 상기 피니언 샤프트(6)가 차동 케이스(4)에 고정된다.
그러나, 종래 기술에 따른 차량용 차동장치는 피니언 샤프트(6)를 차동 케이스(4)에 장착할 때 상기 피니언 샤프트(6) 및 차동 케이스(4)에 상기 고정홀(6a) 및 고정홈(4c)을 가공해야 하고, 상기 피니언 샤프트의 고정홀(6a)과 차동 케이스의 고정홈(4c)이 상호 연통되도록 정확하게 일치된 상태에서 상기 록핀(14) 또는 스프링 핀을 끼워야하기 때문에 장착 공정이 까다롭고, 시간이 오래 걸리는 문제점이 있다.
또한, 상기 록핀(14) 또는 스프링 핀이 상기 고정홀(6a) 및 고정홈(4c)으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위한 별도의 장치가 구비되어 있지 않기 때문에 차동 케이스(4)의 회전시 록핀(14) 또는 스프링 핀이 상기 고정홀(6a) 및 고정홈(4c)으로부터 이탈되어 차동장치가 파손되는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 별도의 부품없이 피니언 샤프트를 차동 케이스에 용이하게 장착함과 아울러 차동 케이스의 회전시 피니언 샤프트의 축방향 이탈을 방지할 수 있는 차량용 차동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 차동장치는 좌/우 차축이 회전 가능하게 삽입된 차동 케이스와; 상기 차동 케이스의 내부에 위치된 좌/우 차축에 각각 고정된 좌/우 사이드 기어와; 상기 좌/우 사이드 기어와 직각방향으로 기어 물림된 한 쌍의 피니언 기어와; 상기 한 쌍의 피니언 기어를 지지토록 상기 차동 케이스에 관통된 피니언 샤프트와; 상기 차동 케이스에 고정되고, 상기 피니언 샤프트가 관통된 차동 케이스의 관통홀을 적어도 일부 덮을 수 있도록 일측이 연장 형성된 링기어을 포함하여 구성된다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
상기 본 발명에 따른 차량용 차동장치는 변속기의 출력축(미도시)에 스플라인 결합된 차동기어(미도시)와 기어 물림된 링기어(22)와, 상기 링기어(22)와 연동 가능하게 결합되고 양측면에 각각 좌/우 차축(24,26)의 일단이 회전 가능하게 삽입된 차동 케이스(28)와, 상기 차동 케이스(28)의 내부에 상하방향으로 관통되어 끼워진 피니언 샤프트(30)와, 상기 피니언 샤프트(30)의 축방향으로 서로 이격되어 상기 피니언 샤프트(30)에 각각 회전 가능하게 끼워진 한 쌍의 피니언 기어(32,34)와, 상기 피니언 기어(32,34)와 직각방향으로 기어 물림되고 상기 좌/우 차축(24,26)의 일단에 각각 고정된 좌/우 사이드 기어(36,38) 등으로 이루어진다.
상기 차동 케이스(28)는 내부에 일정 공간을 갖는 케이스로서, 양측면에 상기 좌/우 차축(24,26)의 일단이 각각 삽입될 수 있도록 좌/우 삽입홀(28a,28b)이 형성되고, 상/하측면에 상기 피니언 샤프트(30)가 상하방향으로 관통되어 끼워질 수 있도록 상/하 관통홀(28c,28d)이 형성되며, 좌측 단부가 반경방향으로 확개되어 좌우 방향으로 관통된 볼트 체결홀(27a)이 원주방향으로 복수개 형성된 확개부(27)가 형성된다.
여기서, 상기 차동 케이스(28)는 상기 차축(24,26)과의 사이에 니들 롤러 베어링(40)이 개재되어 있어 상기 차축(24,26)을 회전 가능하게 지지한다.
이와 같은 차동 케이스(28)는 상기 링기어(22)를 통해 변속기로부터 출력된 동력을 전달받아 상기 차축(24,26)의 축방향으로 중심으로 회전된다.
상기 피니언 샤프트(30)는 상기 차동 케이스(28)와 연동될 수 있도록 상기 차동 케이스의 상/하 관통홀(28c,28d)을 통해 차동 케이스(28)에 내부에 끼워지되, 양단면이 상기 차동 케이스(28)의 외측면과 동일 평면상에 있도록 끼워진다.
즉, 상기 피니언 샤프트(30)는 상기 차동 케이스의 상/하 관통홀(28c,28d)이 형성된 차동 케이스(28)의 상하 수직방향 길이와 동일 길이를 갖도록 형성되어 변속기로부터 변속이 완료된 동력이 전달되면 상기 차동 케이스(28)와 함께 회전된다.
상기 피니언 기어(32,34)는 상기 피니언 샤프트(30)와의 사이에 배치된 니들 롤러 베어링(42)에 의해 상기 피니언 샤프트(30)에 회전 가능하게 지지되고, 외주면에 상기 피니언 샤프트(30)의 축방향에 대하여 외측을 향해 일정 각도 기울어지게 배치된 기어치(32a,34a)가 복수개 형성된다.
상기 사이드 기어(36,38)는 상기 차축(24,26)의 일단에 각각 스플라인 결합되고, 외주면에 상기 피니언 기어의 기어치(32a,34a)와 기어 물림되는 복수개의 기어치(36a,38a)가 상기 차축(24,26)의 축방향에 대하여 외측을 향해 일정 각도 기울어지게 배치된다.
한편, 상기 링기어(22)는 원통형으로 형성되어 상기 차동 케이스(28)의 외측면에 끼워져 밀착되고 상기 차동 케이스(28)와 볼트 결합되는 보스(21)와, 상기 보스(21)의 외둘레면에 원주방향으로 복수개 형성되어 상기 차동기어와 치합되는 기어(23)로 이루어진다.
여기서, 상기 링기어의 보스(21)는 좌측 단부가 반경방향으로 확개되어 상기 차동 케이스의 확개부(27)와 밀착되는 확개부(21a)를 형성하고, 상기 확개부(21a)에는 상기 링기어(22)와 차동 케이스(28)의 결합시 상기 차동 케이스의 볼트 체결홀(27a)과 좌우 방향으로 상호 합치되는 볼트 체결홀(21b)이 형성되기 때문에 상기 링기어(22)는 상기 차동 케이스의 볼트 체결홀(27a)과 링기어의 볼트 체결홀(21b)에 체결되는 볼트(B)에 의해 상기 차동 케이스(28)에 고정된다.
특히, 상기 보스(21)는 상기 링기어(22)와 차동 케이스(28)의 결합시 링기어의 확개부(21a)가 차동 케이스의 확개부(27)와 밀착됨과 아울러 상기 차동 케이스의 상/하 관통홀(28c,28d)을 적어도 일부 덮을 수 있을 정도의 길이를 갖도록 형성된다.
따라서, 상기 피니언 샤프트(30)가 상기 차동 케이스의 상/하 관통홀(28c,28d)을 통해 차동 케이스(28)에 끼워진 다음, 상기 링기어(22)가 차동 케이스(28)의 외측면에 끼워져 링기어의 볼트 체결홀(21b)과 차동 케이스의 볼트 체결홀(27a)이 좌우 방향으로 합치된 상태에서 볼트(B)가 끼워지면 상기 링기어(22)가 차동 케이스(28)의 외측면에 고정된다.
이 때, 상기 링기어의 보스(21)가 차동 케이스의 상/하 관통홀(28c,28d)을 덮음과 아울러 상기 피니언 샤프트(30)의 양단면과 밀착된 상태로 고정되기 때문에 상기 차동 케이스(28)의 회전시 발생되는 원심력에 의해 피니언 샤프트(30)에 축방향 작용력이 작용되더라도 상기 링기어의 보스(21)로 인해 상기 피니언 샤프트(30)의 축방향 이동이 구속된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
링기어(22)가 차동기어와 치합되어 회전되면 차동 케이스(28) 및 피니언 샤프트(30)가 차축(24,26)의 축방향을 중심으로 회전되면서, 피니언 기어(32,34)가 좌/우 사이드 기어(36,38)를 회전시켜 상기 좌/우 사이드 기어(36,38)의 회전력이 상기 좌/우 차축(24,26)을 통해 좌/우 구동바퀴로 각각 전달됨으로써 차량이 주행된다.
여기서, 상기 좌/우 구동바퀴가 지면으로부터 받는 회전 저항에 따라 좌/우 차축(24,26)에 각각 일정 부하가 걸리는데 이 부하가 상기 좌/우 사이드 기어(36,38)를 통해 상기 피니언 기어(32,34)에 전달된다.
이 때, 상기 좌/우 차축(24,26)에 걸린 부하가 같은 경우에는 상기 피니언 기어(32,34)가 좌/우 사이드 기어(36,38)로부터 동일한 부하를 전달받기 때문에 상기 피니언 샤프트(30)를 중심으로 회전되는 것이 구속된다.
그리고, 상기 좌/우 차축(24,26)에 걸린 부하가 다른 경우에는 상기 피니언 기어(32,34)가 좌/우 사이드 기어(36,38)로부터 전달받는 부하 차이에 따라 상기 피니언 샤프트(30)를 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되기 때문에 상대적으로 부하가 작게 걸린 구동바퀴 측 사이드 기어에 상기 차동 케이스(28)의 회전력 및 상기 피니언 기어(32,34)의 회전력이 전달되어 좌/우 구동바퀴의 회전수가 다르게 된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량용 차동장치는 피니언 샤프트가 차동 케이스에 상하방향으로 관통되어 끼워진 다음, 링기어가 차동 케이스의 외측에 끼워져 상기 차동 케이스와 볼트 체결됨과 아울러 상기 피니언 샤프트의 양단면과 밀착되어 상기 피니언 샤프트의 축방향 이동을 구속하기 때문에 상기 피니언 샤프트의 축방향 이탈을 방지하기 위한 별도의 장치를 구비할 필요가 없어 부품수가 감소되고, 공정이 용이해지므로 비용이 절감되는 이점이 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 차동장치가 도시된 측단면도,
도 2는 도 1의 'A'부분 확대도,
도 3은 본 발명에 따른 차동장치가 도시된 측단면도,
도 4는 도 3의 'B'부분 확대도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
22 : 링기어 21 : 링기어의 보스
21a : 링기어의 확개부 24,26 : 차축
28 : 차동 케이스 27 : 차동 케이스의 확개부
28c,28d : 차동케이스의 관통홀 30 : 피니언 샤프트
32,34 : 피니언 기어 36,38 : 사이드 기어

Claims (3)

  1. 좌/우 차축이 회전 가능하게 삽입된 차동 케이스와; 상기 차동 케이스의 내부에 위치된 좌/우 차축에 각각 고정된 좌/우 사이드 기어와; 상기 좌/우 사이드 기어와 직각방향으로 기어 물림된 한 쌍의 피니언 기어와; 상기 한 쌍의 피니언 기어를 지지토록 상기 차동 케이스에 관통된 피니언 샤프트와; 상기 차동 케이스에 고정되고, 상기 피니언 샤프트가 관통된 차동 케이스의 관통홀을 적어도 일부 덮을 수 있도록 일측이 연장 형성된 링기어를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 차동장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 링기어는 볼트 체결방식으로 상기 차동 케이스에 고정된 것을 특징으로 하는 차량용 차동장치.
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KR20020038365A (ko) * 2000-11-17 2002-05-23 이계안 피니언 샤프트 고정구조

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