KR100956423B1 - apparatus of differential gear - Google Patents
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Abstract
본 발명은 차동 기어에 관한 것으로서, 간이한 구조를 통해서도 차동 제한 기능을 가질 수 있는 차동 기어 장치를 제공하기 위하여, 추진축으로부터 동력을 전달받는 링기어, 상기 링기어에 결합되는 차동 기어 케이스, 상기 차동기어 케이스에 결합되는 샤프트, 상기 차동기어 케이스 내부에서 상기 샤프트와 결합되는 한 쌍의 피니언 기어, 상기 한 쌍의 피니언 기어와 치합되는 한 쌍의 사이드 기어 및 상기 차동기어 케이스 양측에 삽입되고 단부에는 상기 한 쌍의 사이드 기어가 각각 결합되는 좌측 및 우측 액슬축으로 구성되는 차동기어에 있어서, 상기 좌측 및 우측 액슬축은 중공축으로 구성되고, 상기 좌측 및 우측 액슬축 내부에는 수평이동되는 좌측 및 우측 클러치축이 결합되어, 상기 좌측 및 우측 클러치축을 상기 차동 기어 케이스 내부에서 상기 샤프트와 결합시키면 상기 좌측 및 우측 액슬축이 동일한 회전수로 회전됨을 특징으로 하여, 외부로 노출된 돌출부를 작동시키면 좌측 및 우측 클러치축가 샤프트와 결합되어 좌측 및 우측 액슬축이 동일한 회전수로 회전되는 차동 제한 기능을 가지는 간이한 구조를 채택하여 제작이 용이하다는 장점이 있다.The present invention relates to a differential gear, in order to provide a differential gear device that can have a differential limiting function through a simple structure, a ring gear transmitted from a propulsion shaft, a differential gear case coupled to the ring gear, the differential A shaft coupled to the gear case, a pair of pinion gears coupled to the shaft inside the differential gear case, a pair of side gears engaged with the pair of pinion gears, and inserted into both sides of the differential gear case, In a differential gear composed of left and right axle shafts to which a pair of side gears are coupled, respectively, the left and right axle shafts are hollow shafts, and the left and right clutch shafts are horizontally moved inside the left and right axle shafts. Is coupled, the left and right clutch shaft inside the differential gear case When combined with the shaft is characterized in that the left and right axle shaft is rotated at the same rotational speed, when operating the projection exposed to the outside, the left and right clutch shaft is combined with the shaft and the left and right axle shaft is rotated at the same rotational speed It is easy to manufacture by adopting a simple structure with a differential limiting function.
자동제한 차동기어 베벨기어 Self-limiting Differential Gears Bevel Gears
Description
본 발명은 차동 기어에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차동 제한(limited slip differentail)기능을 가지는 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치이다.The present invention relates to a differential gear, and more particularly to a differential gear device having a limited slip differentail function.
차동 기어는 자동차가 선회주행이나 요철 상태의 노면을 주행하는 경우 좌우측 바퀴에 발생되는 회전수 차이를 보상하는 역할을 한다.The differential gear compensates for the difference in the number of revolutions generated in the left and right wheels when the vehicle travels on a turning or uneven road surface.
도 1은 종래의 차동 기어 장치를 도시하는 개념사시도이다.1 is a conceptual perspective view showing a conventional differential gear device.
도 1을 참고하여 종래의 차동 기어 장치를 설명하면, 추진축(1)의 단부에 제공되는 구동 피니언 기어(2)에 연결되는 링기어(3)에 의해 회전되는 차동 기어 케이스(4)에 한 쌍의 피니언 기어(6,7)와 이들 피니언 기어(6,7)와 치합하여 각각 좌우측 액슬축(10,20)을 구동하는 한 쌍의 사이드 기어(12,22)로 이루어 진다.Referring to FIG. 1, a conventional differential gear device will be described. A pair of
상기 한 쌍의 피니언 기어(6,7) 및 한 쌍의 사이드 기어(12,22)는 베벨기어로 구성되며, 각각의 피니언 기어(6,7)는 양단이 케이스(4)내에 지지되는 피니언 샤프트(5)에 회전가능하게 지지되어 있으며, 각각의 사이드 기어(12,22)는 상기 피니언 샤프트(5)와 직교하는 방향에서 케이스(4)내로 삽입되는 좌우측 액슬 축(10,20)의 단부에 각각 고정되는 좌측 및 우측 사이드기어(12,22)로 이루어 진다.The pair of
이러한 구성을 가지는 종래의 차동 기어 장치는 통상의 주행중에는(직선도로 주행시) 양측 액슬축(10,20)에 동일한 부하가 걸리므로 링기어(3)에 의해 케이스(4)가 회전하고, 이에 따라 피니언 샤프트(5)가 회전하여 한 쌍의 피니언 기어(6,7)를 동시 회전시키게 되므로 피니언 기어(6,7)가 공전을 이루고, 이들 피니언 기어(6,7)에 치합되어 있는 좌우측 사이드 기어(12,22)가 동일한 회전수로 회전하게 된다.In the conventional differential gear device having such a configuration, the
한편, 선회주행중에는(곡선도로 주행시) 외측에 위치하는 바퀴보다 내측에 있는 바퀴의 이동거리가 짧아 지게 되고, 피니언 기어(6,7)가 자전을 이루며 일측 사이드 기어의 저항에 따른 회전수를 보상하게 된다.On the other hand, during turning (when driving on a curved road), the moving distance of the wheels on the inside becomes shorter than the wheels located on the outside, and the
그러나, 이러한 차동 기어 장치는 미끄러운 노면(빙판길)에서 한쪽 바퀴가 헛돌게 되면 자동차의 진행이 정지되므로 이러한 차동 기어를 제한하는 것이 필요하게 되며, 이러한 문제점을 해결한 것이 자동제한(limited slip) 차동 기어이다.However, such a differential gear device needs to limit such a differential gear because the vehicle stops moving when one wheel turns away on a slippery road (ice road), and the solution of this problem is limited slip differential. Gear.
이러한 차동 제한 장치는 대한민국 특허청에 출원된 출원번호 제10-2003-7005536호 등이 제안된바 있으며, 동작원리에 따라 내부마찰방식, 오버러닝(overrunning) 방식, 전자제어식, ABS 제동 시스템이용한 슬립 제한 방식 등으로 구분할 수 있다.Such a differential limiting device has been proposed, such as the application No. 10-2003-7005536 filed to the Korean Intellectual Property Office, the slip limit using the internal friction method, overrunning method, electronically controlled, ABS braking system according to the operation principle It can be divided into methods and the like.
그러나, 이러한 종래의 방식들은 구조가 복잡하여 생산 가격이 비싸고, 특히, ATV(all-terrain vehicle) 등 소형 자동차 등에는 장착하기 어렵다는 문제점이 존재한다.However, these conventional methods have a problem in that the structure is complicated and the production cost is high, and in particular, it is difficult to install in a small car such as an all-terrain vehicle (ATV).
본 발명은 상기의 문제점들을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 본 발명은 간이한 구조를 통해서도 차동 제한 기능을 가질 수 있는 차동 기어 장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a differential gear device that can have a differential limiting function even through a simple structure.
본 발명에 따른 차동 기어 장치는 추진축으로부터 동력을 전달받는 링기어, 상기 링기어에 결합되는 차동 기어 케이스, 상기 차동기어 케이스에 결합되는 샤프트, 상기 차동기어 케이스 내부에서 상기 샤프트와 결합되는 한 쌍의 피니언 기어, 상기 한 쌍의 피니언 기어와 치합되는 한 쌍의 사이드 기어 및 상기 차동기어 케이스 양측에 삽입되고 단부에는 상기 한 쌍의 사이드 기어가 각각 결합되는 좌측 및 우측 액슬축으로 구성되는 차동기어에 있어서, 상기 좌측 및 우측 액슬축은 중공축으로 구성되고, 상기 좌측 및 우측 액슬축 내부에는 수평이동되는 좌측 및 우측 클러치축이 결합되며, 상기 좌측 및 우측 액슬축의 외주면에는 축방향으로 체결공이 형성되고, 상기 좌측 및 우측 클러치축의 외주면에는 돌출형성된 돌출부가 상기 체결공을 통해 외부로 돌출되어, 상기 돌출부를 이용하여 상기 좌측 및 우측 클러치축의 단부에 형성된 반구형상의 홈을 상기 차동 기어 케이스 내부에서 상기 샤프트와 결합시키면, 상기 좌측 및 우측 액슬축이 동일한 회전수로 회전됨을 특징으로 한다.According to the present invention, a differential gear device includes a ring gear that receives power from a propulsion shaft, a differential gear case coupled to the ring gear, a shaft coupled to the differential gear case, and a pair of coupled to the shaft inside the differential gear case. In a differential gear consisting of a pinion gear, a pair of side gears meshing with the pair of pinion gears, and left and right axle shafts inserted into both sides of the differential gear case and at the end of which the pair of side gears are coupled, respectively. The left and right axle shafts are hollow shafts, and the left and right clutch shafts are horizontally moved inside the left and right axle shafts, and fastening holes are formed in the axial direction on the outer circumferential surfaces of the left and right axle shafts. On the outer circumferential surface of the left and right clutch shaft, a protruding protrusion is formed through the fastening hole. Protruding into the hemispherical grooves formed at the ends of the left and right clutch shafts by using the protrusions, the left and right axle shafts are rotated at the same rotational speed when the grooves are coupled to the shafts in the differential gear case. .
본 발명에 따른 차동 기어 장치는 외부로 노출된 돌출부를 작동시키면, 좌측 및 우측 클러치축가 샤프트와 결합되어 좌측 및 우측 액슬축이 동일한 회전수로 회전되는 차동 제한 기능을 가지는 간이한 구조를 채택하여 제작이 용이하다는 장점이 있어, 사륜 오토바이 등 저가의 차량에 장착가능하다.The differential gear device according to the present invention is manufactured by adopting a simple structure having a differential limiting function in which the left and right clutch shafts are coupled to the shaft and the left and right axle shafts are rotated at the same rotational speed when the protrusion exposed to the outside is operated. This has the advantage of being easy to install in low-cost vehicles such as four-wheeled motorcycles.
이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명 차동 기어 장치를 보다 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 차동 기어 장치를 도시하는 개념도이다.2 is a conceptual diagram showing a differential gear device in a preferred embodiment of the present invention.
도 2에 도시된 바와 같이 추진축으로부터 동력을 전달받는 링기어(3), 상기 링기어(3)에 결합되는 차동 기어 케이스(4), 상기 차동기어 케이스(4)에 결합되는 샤프트(5), 상기 차동기어 케이스(4) 내부에서 상기 샤프트(5)와 결합되는 한 쌍의 피니언 기어(6,7), 상기 한 쌍의 피니언 기어(6,7)와 치합되는 한 쌍의 사이드 기어(12,22) 및 상기 차동기어 케이스(4) 양측에 삽입되고 단부에는 상기 한 쌍의 사이드 기어가 각각 결합되는 좌측 및 우측 액슬축(10,20)으로 구성되는 것은 종래 의 차동 기어와 동일하다.As shown in FIG. 2, a
또한, 상기 한 쌍의 피니언 기어(6,7) 및 한 쌍의 사이드 기어(12,22)는 서로 직교되는 베벨 기어로 구성되며, 상기 한 쌍의 피니언 기어(6,7)는 상기 샤프트(5)를 축으로 회전됨(자전)과 동시에 상기 한 쌍의 사이드 기어(12,22)를 따라 회전(공전)된다.In addition, the pair of
다만, 상기 좌측 및 우측 액슬축(10,20)은 중공축으로 구성되고, 상기 좌측 및 우측 액슬축(10,20) 내부에는 수평이동되는 좌측 및 우측 클러치축(30,40)이 결합된다.However, the left and
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시에에 따른 차동 기어 장치를 도시하는 사시도이다.3 is a perspective view showing a differential gear device according to an embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이 좌측 및 우측 클러치축(30,40)은 단부에는 샤프트(5)에 접촉되는 반구형상의 홈(34,44)이 형성된다.As shown in FIG. 3, the left and
또한, 상기 좌측 및 우측 액슬축(10,20)의 외주면에는 축방향으로 길게 체결공(16,26)이 형성되고, 상기 좌측 및 우측 클러치축(30,40)의 외주면에는 돌출형성된 돌출부(32,42)가 상기 체결공(16,26)을 통해 외부로 돌출된다.In addition, fastening
따라서, 외부에서 상기 돌출부(32,42)를 수평이동시키면, 상기 좌측 및 우측 클러치축(30,40)은 좌측 및 우측 액슬축(10,20)의 내부를 따라 수평이동된다.Accordingly, when the
여기서, 상기 돌출부(32,42)를 통해 상기 좌측 우측 액슬축(10)과 좌측 클러치축(30), 우측 우측 액슬축(20)과 우측 클러치축(40)은 동일한 회전수로 회전하게 된다.Here, the left
이하 본 발명의 구체적인 작용에 대해 살펴보기로 한다.Hereinafter, the specific operation of the present invention will be described.
직선도로 주행시에는 양측 액슬축(10,20)에 동일한 부하가 걸리므로 링기어(3)에 의해 케이스(4)가 회전하고, 이에 따라 피니언 샤프트(5)가 회전하여 한 쌍의 피니언 기어(6,7)를 동시 회전시키게 되므로 피니언 기어(6,7)가 공전을 이루고, 이들 피니언 기어(6,7)에 치합되어 있는 좌우측 사이드 기어(12,22)가 동일한 회전수로 회전하게 된다.When driving on a straight road, since the same load is applied to both
한편, 선회주행중에는(곡선도로 주행시) 피니언 기어(6,7)가 자전을 이루며 일측 사이드 기어의 저항에 따른 회전수를 보상하게 된다.On the other hand, the
특히, 차동 기능을 제한하기 위해서 외부로 돌출된 돌출부(32,42)를 별도의 구동 장치(미도시)를 이용하여 케이스(4)측으로 체결공(16,26)을 따라 수평이동시키면, 좌측 및 우측 클러치축(30,40)의 단부에 형성된 반구형상의 홈(34,44)이 샤프트(5)의 외주면과 결합된다.Particularly, in order to limit the differential function, when the
따라서, 상기 좌측 및 우측 클러치축(30,40), 차동 기어 케이스(4) 및 샤프트(5)가 일체형으로 결합되고, 좌측 및 우측 액슬축(10,20)이 동일한 회전수로 회전된다.Thus, the left and
따라서, 빙판길, 산악 지형 등에서 차동 기어 장치의 회전수 분할 기능을 제한하여 원활한 운행이 가능해 진다.Thus, smooth driving is possible by limiting the rotational speed dividing function of the differential gear device on ice roads and mountainous terrain.
상기 지형을 통과한 후에는 다시 좌측 및 우측 클러치축(30,40)의 단부에 형성된 반구형상의 홈(34,44)을 샤프트(5)의 외주면과 분리시켜 차동 기어의 원래 기능이 작동하도록 한다.After passing through the terrain, the
이상과 같이 본 발명은 간이한 구조를 통해서도 차동 제한 기능을 가지는 차동 기어 장치를 제공하는 것을 기본적인 기술적인 사상으로 하고 있음을 알 수 있으며, 이와 같은 본 발명의 기본적인 사상의 범주내에서, 당업계의 통상의 지식을 가진자에게 있어서는 다른 많은 변형이 가능함은 물론이다.As described above, it can be seen that the present invention has a basic technical idea to provide a differential gear device having a differential limiting function even through a simple structure, and within the scope of the basic idea of the present invention, Of course, many other variations are possible for those of ordinary skill in the art.
도 1은 종래의 차동 기어 장치를 도시하는 개념사시도.1 is a conceptual perspective view showing a conventional differential gear device.
도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 차동 기어 장치를 도시하는 개념도.2 is a conceptual diagram illustrating a differential gear device in a preferred embodiment of the present invention.
도 3은 본 발명의 바람직한 일실시에에 따른 차동 기어 장치를 도시하는 사시도.3 is a perspective view showing a differential gear device according to a preferred embodiment of the present invention.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>
1: 추진축 2: 구동 피니언 기어1: propulsion shaft 2: drive pinion gear
3: 링기어 4: 케이스3: ring gear 4: case
5: 샤프트 6,7: 한 쌍의 피니언 기어5:
10,20: 좌측 및 우측 액슬축 12,22: 좌측 및 우측 사이드 기어10,20: left and
14,24: 바퀴 16,26: 체결공14, 24:
30,40: 좌측 및 우측 클러치축 32,42: 돌출부30, 40: left and
34,44: 반구형상의 홈34,44: hemispherical groove
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