KR101287682B1

KR101287682B1 - 조립 개구부를 구비한 차동 기어 장치

Info

Publication number: KR101287682B1
Application number: KR1020077029868A
Authority: KR
Inventors: 베르너 크루데; 랄프 로이쉔; 베른트 콘스탄틴
Original assignee: 게케엔 드리펠린 인터나쇼날 게엠베하
Priority date: 2005-05-24
Filing date: 2006-02-04
Publication date: 2013-07-24
Also published as: EP1886047B1; US20090239698A1; JP2008542635A; US8152680B2; CN101228372A; ATE465358T1; KR20080015118A; EP1886047A1; EP1886047B8; DE102005024452A1; DE102005024452B4; JP4881375B2; CN101228372B; WO2006125478A1

Abstract

본 발명은 특히 자동차의 동력 전달 계통에서 사용하기 위해 크라운 기어 차동 장치 형태로 형성되는 차동 기어 장치에 관한 것이다. 상기 차동 기어 장치(2)는 일체로 형성된 차동 기어 캐리어(3)를 포함한다. 상기 차동 기어 캐리어(3)는 회전축(A)을 중심을 회전 구동될 수 있으며, 그리고 외부면 구간(7)에 단지 측면 축 기어들(11, 12) 및 피니언 기어들(13)을 조립하기 위한 2개의 동일한 개구부(8, 9)만을 포함한다. 이와 관련하여 상기 측면 축 기어들(11, 12)은 차동 기어 캐리어(3) 내에서 회전축(A) 상에 회전 가능하게 고정되며, 그리고 상기 피니언 기어들(13)은 상기 차동 기어 캐리어(3)와 함께 회전축(A)을 중심으로 회전하며, 그리고 상기 측면 축 기어들(11, 12)과는 톱니부가 맞물린다. 상기 개구부들(8, 9)은, 세로방향 중심 평면과 관련하여 각각 반사 대칭을 이루면서 형성되며, 그리고 적어도 상기 피니언 기어들(13)의 지름에 상응하는 축방향 길이(L1)와, 반경 방향에서 볼 때 적어도 상기 측면 축 기어들(11, 12)의 지름에 상응하는 최대 원주방향 길이(L2)를 갖는다.

차동 기어 장치, 피니언 기어, 측면 축 기어, 개구부, 회전축

Description

조립 개구부를 구비한 차동 기어 장치 {DIFFERENTIAL ARRANGEMENT WITH ASSEMBLY OPENINGS}

본 발명은, 차동 장치의 부분이면서, 특히 자동차의 동력 전달 계통에서 이용되는 차동 기어 장치에 관한 것이다. 이런 차동 기어 장치는 충분히 공지되어 있다. 차동 기어 장치는 통상적으로, 회전축을 중심으로 회전 구동될 수 있는 차동 기어 캐리어, 이 차동 기어 캐리어 내에서 회전 가능하게 고정되어 2개의 가로 축으로 토크를 전달하는 역할을 하는 2개의 가로 축 기어뿐 아니라, 차동 기어 캐리어와 함께 회전하고 가로 축 기어들과 톱니부가 맞물리는 다수의 피니언 기어를 포함한다.

문헌 US 2 865 229, US 5 620 388 및 DE 100 09 961 A1으로부터 가로 축 기어 및 피니언 기어를 조립하기 위한 반경 방향 개구부들을 구비한 일체형 차동 기어 캐리어를 포함하는 차동 기어 장치가 공지되었다. 위의 3가지 문헌의 경우, 차동 기어 장치는 베벨 기어 차동 장치 형태로 형성되고, 피니언 기어 및 가로 축 기어는 베벨 기어로서 형성된다. 피니언 기어들은 가로 축 기어들과 비교하여 상대적으로 큰 지름을 가지며, 그럼으로써 베벨 기어 차동 장치는 전체적으로 긴 축방향 길이를 갖게 된다.

EP 1 433 978 A1으로부터는 일체형으로 형성되고 총 3개의 조립 개구부를 포함하는 차동 기어 캐리어를 구비한 베벨 기어 차동 장치 형태의 차동 기어 장치가 공지되었다. 이와 관련하여 3개의 조립 개구부 중 2개의 조립 개구부는 피니언 기어를 삽입하기 위해 제공되고, 그에 반해 제3 개구부는 2개의 가로 축 기어를 조립하기 위해 제공된다. 제3 조립 개구부는, 가로 축 기어들이 회전축에 대해 비스듬한 자세로 삽입될 수 있도록 하기 위해, 회전축에 대해 비대칭을 이루는 거의 5각형의 형태를 갖는다. 제3 조립 개구부가 비스듬하게 배치됨으로써, 차동 기어 캐리어의 질량은 불규칙하게 분포되며, 그럼으로써 불균형이 발생한다. 일반적으로 문제가 되는 점은, 조립 개구부들과 저널 지지용 보어부들이 차동 기어 캐리어의 강성 및 강도를 분명하게 감소시킨다는 것에 있다.

US 5 951 431은 일체형 차동 기어 캐리어를 구비한 베벨 기어 차동 장치로서 또 다른 차동 기어 장치를 개시한다. 차동 기어 캐리어는 가로 축 기어들 및 피니언 기어들을 조립하기 위해, 직경 방향에서 상호 간에 맞은편에 위치하며 반경 방향에서 볼 때 렌즈 모양으로 형성된 2개의 개구부를 포함한다. 개구부들은 차동 기어 장치의 세로방향 중심 평면과 각도를 형성하는 최대 대각선을 갖는다. 그러므로 가로 축 기어들은 회전축에 대해 비스듬한 자세로 조립 개구부를 통해 삽입될 수 있다.

US 5 234 388로부터는 일체형 차동 기어 캐리어를 구비한 차동 기어 장치가 공지되었다. 차동 기어 캐리어는 상호 간에 맞은편에 위치하는 2개의 조립 개구부 를 포함한다. 이들 조립 개구부들은 반경 방향에서 볼 때 본질적으로 원형으로 형성되며, 그리고 플랜지 측면에서는 중심 오목홈(concave recess)을 구비한 평평부(flattening)를 포함한다.

DE 103 08 800 A1으로부터는 3개의 부분으로 형성된 차동 기어 캐리어를 구비한 크라운 기어 차동 장치가 공지되었다. 크라운 기어로서 형성된 가로 축 기어는 축방향으로 장착된다. 차동 기어 캐리어의 중앙 부분에는 원주방향으로 분포된 개구부들이 제공되며, 이들 개구부들을 통해 피니언 기어가 조립된다.

본 발명의 목적은, 일체형 차동 기어 장치에 있어서, 높은 강도 및 비틀림 강성을 가지며, 특히 콤팩트하게 구성되고 낮은 중량을 갖는 상기 차동 기어 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적은 본 발명에 따라, 특히 자동차의 동력 전달 계통 내에 이용하기 위해 크라운 기어 차동 장치의 형태로 형성되는 차동 기어 장치에 있어서, 회전축(A)을 중심으로 회전 구동될 수 있고, 외부면 구간에 가로 축 기어들 및 피니언 기어들을 조립하기 위해 2개의 동일한 개구부만을 구비하는 일체형 차동 기어 캐리어를 포함하는 상기 차동 기어 장치에 의해 달성된다. 본 발명에 따라, 가로 축 기어들은 크라운 기어로서 형성되고, 차동 기어 캐리어에 조립된 상태에서는 회전축(A) 상에 회전 가능하게 고정되며, 피니언 기어들은 스퍼 기어로서 형성되어, 차동 기어 캐리어와 함께 회전축(A)을 중심으로 회전하고, 가로 축 기어들과 톱니부가 맞물린다. 또한, 개구부들은, 세로방향 중심 평면과 관련하여 각각 반사 대칭의 형태로 형성되며, 그리고 적어도 피니언 기어들의 지름에 상응하는 축방향 길이(L1)와, 반경 방향에서 볼 때에는 적어도 가로 축 기어들의 최소 외부 대각선에 상응하는 최대 원주방향 길이(L2)를 갖는다.

크라운 기어 차동 장치 형태로 형성되는 차동 기어 장치의 구현예는 콤팩트한 구조와 그에 따라 작은 중량의 장점을 갖는다. 그 외에도 스퍼 기어로서 형성되는 피니언 기어에 의해 조립 개구부들의 짧은 축방향 길이가 달성된다. 단지 2개의 개구부만을 이용함으로써 개구부들 사이에 원주방향으로 형성되는 웨브는 상대적으로 큰 연장부를 가지며, 그럼으로써 차동 기어 캐리어는 높은 비틀림 강성 및 강도와 동시에 작은 크기를 갖는다. 바람직하지 못한 불균형을 회피하기 위해, 두 개구부는 동일하게 형성하고, 세로방향 중심 평면에 대해 반사 대칭으로 배향한다. 원칙적으로 가로 축 기어들 및 피니언 기어들을 차동 기어 캐리어 내로 삽입하는데 이용되는 개구부를 단지 하나만 이용하는 점도 생각해 볼 수 있다. 차동 기어 캐리어는 특히 주조 부품으로서 일체형으로 제조하고, 고정된 하우징 내에서의 지지를 위해 일체로 형성된 슬리브 구간을 구비한다. 일체형이란, 차동 기어 캐리어가 기어들의 조립을 위해, 다수의 부분으로 이루어진 차동 기어 캐리어의 경우에서처럼 다수의 개별 부분으로 분해될 수 없는 것을 의미한다. 일체형 형태는 높은 강성 및 적은 부품수의 장점을 제공하며, 이는 제조 비용에 바람직한 영향을 미친다.

바람직한 구현예에 따라, 개구부들의 축방향 길이(L1)는 피니언 기어들의 지름(D2)의 최대 1.1배에 상응하며, 그리고 반경 방향에서 볼 때 최대 원주방향 길이(L2)는 가로 축 기어들의 지름(D1)의 최대 1.1배에 상응한다. 이는 특히 작은 조립 개구부와 그에 따라 차동 기어 캐리어의 높은 강성의 장점을 제공한다. 피니언 기어들의 공칭 지름(D2)에 상응하게 개구부들의 축방향 길이(L1)를 선택하고, 가로 축 기어들의 공칭 지름(D1)에 상응하게 개구부들의 원주방향 길이(L2)를 선택함으로써, 개구부의 크기는 최소화할 수 있다. 이와 관련하여 기어들의 삽입은, 공칭 치수의 약 3% 내지 5%에 해당할 수 있는 적합한 허용오차를 그에 상응하게 선택함으로써 가능하게 된다. 가로 축 기어들은 반경 방향에서 바깥쪽에 상호 간에 반대 방향으로 배향되는 2개의 평행 평평부를 구비할 수 있으며, 그럼으로써 (반경 방향의 투영도로 볼 때) 최대 외경과 비교하여 감소된 외부 대각선이 생성된다. 그러므로 개구부들의 원주방향 길이는 심지어 가로 축 기어들의 공칭 지름보다 더욱 작아질 수 있다. 그럼으로써 개구부들의 크기는 최소화하고, 차동 기어 캐리어의 강성은 최대화할 수 있다.

바람직한 구현예에 따라, 가로 축 기어들은 이들 각각의 축이 회전축에 대해 대략 평행하게 배향되어 차동 기어 캐리어 내에 삽입될 수 있는 방식으로, 개구부들을 형성한다. 또한, 바람직한 구현예에 따라, 피니언 기어들은 이들 각각의 축이 회전축에 대해 대략 수직으로 배향되어 차동 기어 캐리어 내에 삽입될 수 있는 방식으로, 개구부들을 형성한다. 상기 두 개구부는 각각, 회전축에서 수직을 이루는 횡단면 평면과 관련하여 비대칭을 이루는 방식으로 형성한다. 이와 같은 조치를 통해, 개구부의 크기와 그에 따른 재료 강성 약화(material weakening)는 최소화할 수 있다. 이는 차동 기어 캐리어의 비틀림 강성 및 그 강도에 바람직하게 작용한다. 바람직하게는 개구부들의 폭은 원주방향에서 각각 그 축방향 길이보다 더욱 길게 한다.

바람직한 구현예에 따라, 개구부들은 각각 다각형의 형태로, 특히 모서리가 둥글게 처리된 다각형 형태로 형성된다. 차동 기어 캐리어의 높은 강성을 위해, 특히 바람직하게는, 개구부들은 모서리가 둥글게 처리된 5각형으로 형성한다. 이와 관련하여 바람직하게는, 응력을 최소화하기 위해, 본질적으로 직선인 부분면들 사이의 전환 영역들을 반경부들로 형성한다. 이와 관련한 또 다른 구현예에 따라, 5각형의 부분면들 자체도 반경부들로 형성한다. 구체적으로 말하면, 5각형은 반경 방향에서 볼 때 기초면, 본질적으로 회전축에 대해 평행하게 연장되는 2개의 측면, 그리고 회전축에 대해 비스듬하게 배치되는 2개의 선단면을 갖는다. 이와 관련하여, 선단면들 사이의 전환 영역은 제1 반경부로 형성하는데, 이 반경부는 바람직하게는 대략 피니언 기어들의 반지름에 상응하거나, 그 반지름보다 더 크게 한다. 다시 말해, 제1 반경부는 피니언 기어들 및 차동 기어 캐리어의 제조 허용오차를 고려하여 바람직하게는 피니언 기어들을 곧바로 개구부들 내로 삽입할 수 있는 크기로 선택한다. 또한, 선단면들과 측면들 사이의 전환 영역들은 제2 반경부로 형성하며, 이 제2 반경부는 바람직하게는 대략 피니언 기어들의 반지름에 상응하거나, 그 반지름보다 더욱 작게 한다. 그러므로 바람직하게는 다량의 재료가 선단면의 영역에 존재하는 점이 달성되며, 이는 차동 기어 캐리어의 강성을 증가시킨다. 측면들과 기초면 사이의 전환 영역들은 바람직하게는 측면들과 기초면들 사이의 제2 반경부보다 더 작은 제3 반경부로 형성한다. 그렇게 함으로써 개구부들의 짧은 축방향 길이가 제공된다. 전체적으로 전술한 형태로 반경부들을 선택함으로써, 토크 전달 시에 차동 기어 캐리어 내의 응력은 최소화되며, 이런 점은 장치의 수명에 긍정적인 영향을 미친다. 차동 기어 캐리어는 토크 유도를 위한 플랜지를 구비하며, 두 개구부들의 기초면들은 바람직하게는 플랜지에 축방향에서 인접하는 방식으로 배치된다. 이러한 배치는 높은 강성을 고려할 때 바람직하다. 왜냐하면, 개구부들에 있어 기울어진 선단면들에 의해 가늘어지는 구간이 차동 기어 캐리어의 원추형 구간의 영역에 배치되기 때문이다.

바람직한 구현예에 따라 상호 간에 180°만큼 원주방향으로 오프셋 되어 배치되는 정확히 2개의 동일한 개구부가 제공된다. 이런 점은 균일한 질량 분포와 그에 따라 극미하게 발생하는 불균형을 고려할 때 바람직하다. 또한, 구체적으로, 차동 기어 캐리어는 두 개구부 사이에 원주방향으로 형성되는 웨브에 저널을 수납하기 위한 반경 방향 관통구들을 구비한다. 저널은 개구부들을 통과하는 세로방향 중심 평면상에 수직으로 위치한다. 바람직하게는 관통구들 내로 삽입한 공동 저널 상에 장착되는 정확히 2개의 피니언 기어가 제공된다. 그러므로 부품 수가 최소화되고, 이런 점은 제조 및 조립 비용에 긍정적인 영향을 미친다. 그러나 원칙적으로 2개 초과의, 특히 4개의 피니언 기어의 이용도 생각해 볼 수 있다.

조립 단계의 순서는 다음과 같다. 우선 플랜지로부터 이격되어 위치하는 가로 축 기어를 개구부를 통해 차동 기어 캐리어 내에 삽입하고, 그 가로 축 기어의 최종 위치에서 차동 기어 캐리어의 접촉 표면과 인접하게 될 때까지 그 가로 축 기어를 축방향으로 이동시킨다. 그에 이어서, 플랜지에 인접하여 위치하는 가로 축 기어를 개구부를 통해 삽입하고, 상기 가로 축 기어의 최종 위치에 도달할 때까지 축방향으로 이동시킨다. 이때 그 최종 위치에 도달하면, 플랜지에 인접하는 가로 축 기어는 차동 기어 캐리어 내의 관련 접촉 표면에 대해 지지된다. 그 다음 단계에는, 두 피니언 기어를 개구부를 통해 삽입하고, 각각 두 가로 축 기어와 톱니부가 맞물리게끔 배열한다. 그런 다음 피니언 기어들 및 가로 축 기어들로 이루어진 기어 세트를 차동 기어 캐리어에 대향하여 회전축을 중심으로 90°만큼 회전시킨다. 그러면 피니언 기어들의 보어부들이 웨브들 내의 반경 방향 관통구들과 일직선상에 위치하게 된다. 그에 이어서, 두 피니언 기어를 지지할 수 있도록 하기 위해, 저널을 반경 방향 관통구들 내로 삽입한다. 마지막으로 피니언 기어들을 저널에 대향하여, 그리고 저널은 차동 기어 캐리어에 대향하여 축방향으로 고정시킨다.

본 발명에 따른 차동 기어 장치의 바람직한 실시예들은 다음에서 도면에 따라 설명된다.

도1은 측면들이 둥글게 처리된 조립 개구부들을 구비한 본 발명에 따른 차동 기어 장치의 제1 실시예를 도시한 개략도이다.

도2는 측면들이 직선인 조립 개구부들을 구비한 본 발명에 따른 차동 기어 장치의 제2 실시예를 도시한 개략도이되,

도2a는 개구부들을 형성하기 위한 이론적 원리를 도시한 개략도이고,

도2b는 실제 실시예를 도시한 개략도이다.

도3은 도2에 따른 차동 기어 캐리어를 반경 방향 관통구들을 따라 절결하여 도시한 종단면도이다.

도4는 도2에 따른 차동 기어 캐리어를 조립 개구부들을 따라 절결하여 도시한 종단면도이다.

도5는 도2에 따른 차동 기어 캐리어를 도시한 투시도이다.

도6은 하기의 단계로 도2에 따른 차동 기어 장치의 조립 순서를 도시한 개략도이되,

도6a는 제1 가로 축 기어를 삽입하는 단계를 도시한 개략도이고,

도6b는 제2 가로 축 기어를 삽입하는 단계를 도시한 개략도이고,

도6c는 피니언 기어들을 삽입하는 단계를 도시한 개략도이다.

도7은, 도6에 따른 차동 기어 장치를, 완전하게 조립된 상태에서 저널 축을 따라 절결하여 도시한 종단면도이다.

도1과 도2에 도시한 차동 기어 장치(2)는 그 구성과 작동 방식을 고려할 때 최대한 광범위하게 상호 간에 상응하며, 그에 따라 다음에서 함께 설명된다. 동일한 부품은 동일한 도면 부호로 표시된다. 도시한 차동 기어 장치(2)는 미도시한 하우징 내에 장착되는 일체형 차동 기어 캐리어(3)를 구비하고 있다. 이와 관련하여, 차동 기어 캐리어(3)에는 반대 방향으로 배향된 슬리브 모양의 베어링 연장부들(4, 5)이 일체로 형성되어 있다. 베어링 연장부들(4, 5)은 본원에 도시하지 않은 롤러 베어링들을 수납하는 역할을 한다. 차동 기어 장치(2)는 자동차의 동력 전달 계통에 배치되는 차동 장치의 부분이며, 그리고 미도시한 세로방향 구동축으 로부터 2개의 가로 축으로 토크를 전달하는 역할을 한다. 이를 위해 차동 기어 캐리어(3)에는 플랜지(6)를 일체로 형성하고, 그 플랜지에는 차동 기어 장치(2)로 토크를 유도하기 위한 미도시한 링 기어를 고정할 수 있다.

일체형 차동 기어 캐리어(3)는 외부면 구간(7)을 포함하는데, 이 외부면 구간 내에는, 2개의 가로 축 기어(11, 12) 및 다수의 피니언 기어(13)를 조립하기 위해 회전축(A)을 중심으로 180°만큼 오프셋 되어 배치된 2개의 반경 방향 개구부(8)가 제공된다. 이와 관련하여 본 실시예에 따른 도에 따라 반경 방향에서 볼 때 두 개구부(8) 중 단지 하나의 개구부만 확인할 수 있지만, 그 두 개구부(8)는 동일하게 형성되어 있다. 다음에서는 예시로서 그 두 개구부(8) 중 하나만이 설명된다. 그리고 본 실시예에서 가로 축 기어들(11, 12)과 피니언 기어들(13) 중 하나의 피니언 기어는 크기 비율을 확인할 수 있도록 가상의 위치에 중첩되어 도시되어 있다. 개구부들(8) 사이에 원주방향으로 형성되는 웨브들(14)의 영역에서 재료 강성 약화를 극미하게 유지하기 위해, 개구부(8) 각각은 통상적인 제조 허용오차를 고려하여 가로 축 기어들(11, 12) 및 피니언 기어들(13)을 삽입하기에 충분한 크기를 갖는다. 도면에서, (반경 방향의 투영도를 볼 때) 개구부(8)의 원주방향 폭(L2)은 가로 축 기어들(11, 12)의 최대 지름(D1)보다 더 크며, 바람직하게는 가로 축 기어들의 지름(D1)의 1.1배보다 더 작다는 점을 확인할 수 있다. 그러므로 가로 축 기어들(11, 12)을, 이들 각각의 축이 회전축(A)에 대해 대략 평행하게 배향되어 측면으로 기울어지지 않게 하면서, 차동 기어 캐리어(3) 내로 삽입할 수 있다. 또한, 개구부(8)의 축방향 길이(L1)는 피니언 기어들(13)의 최대 지름(D2)보다 더 크며, 바람직하게는 그 피니언 기어들의 지름(D2)의 1.1배보다 더 작다. 그로 인해 피니언 기어들(13)을, 이들 각각의 축이 회전축(A)에 대해 대략 수직으로 배향되어 기울어지지 않게 하면서, 차동 기어 캐리어(3) 내로 삽입할 수 있는 점이 가능해진다.

재료 강성 약화를 극미하게 유지하기 위해, 개구부(8)는 대략 5각형 형태를 가지며, 플랜지(6)에 축방향에서 인접하여 위치하는 기초면(15), 이 기초면에 연결되고 회전축에 대해서는 대략 평행하게 연장되는 2개의 측면(16, 17)뿐 아니라 그 측면들에 연결되고 회전축에 대해 비스듬하게 배치되는 2개의 선단면(18, 19)을 포함한다. 이와 관련하여 두 선단면은 회전축(A)에 위치하는 정점(21)에서 서로 만난다. 그리고 도면에서, 개구부들(8)은 회전축(A)과 관련하여 반사 대칭을 이루는 형태로 형성되어 있는 점을 확인할 수 있다. 그러므로 불규칙한 질량 분포를 바탕으로 발생하는 불균형은 배제할 수 있다. 토크 전달 시에 차동 기어 캐리어(3) 내의 응력을 극미하게 유지하기 위해, 두 표면 사이에 위치하는 전환 영역들은 가능한 한 큰 반경부들로 형성한다. 도면에서, 두 선단면(18, 19)을 상호 간에 연결하는 반경부(R1)는 피니언 기어들(13)의 반경보다 더 크다는 것을 확인할 수 있다. 이와 관련하여, 반경부(R1)의 중심점은 대략 피니언 기어들(13)을 통과하여 회전축에 대해 수직을 이루는 횡단면 평면에 위치한다. 선단면들(18, 19)과 측면들(16, 17) 사이에 각각 형성되는 반경부(R2)는 (통상적인 허용오차를 고려할 때) 그 최대 길이가 피니언 기어들(13)의 반지름보다 크지 않다. 그와 반대로, 측면들(16, 17)과 기초면(15) 사이에 각각 형성되는 반경부(R3)는 더 작게 선택한다.

도1에 따른 실시예에서, 기초면(15), 측면들(16, 17) 및 선단면들(18, 19)은 둥글게 처리하고, 큰 반경부(R4, R5)로 형성한다. 그러므로 토크 전달 시에 차동 기어 캐리어(3) 내에서 발생하는 응력은 최소화된다. 그와 반대로 전술한 면들은 도2에 따른 실시예의 경우 반경 방향에서 볼 때 최대한 광범위하게 직선으로 형성한다. 이런 점은 특히 도2a)에서 잘 확인할 수 있다. 도2a)에서, 개구부(8)의 형태에 대한 이론적인 출발점으로서 이용되는 반사 대칭형 5각형이 굵은 선으로 도시되어 있다. 도2b)에도, 동일한 차동 기어 장치가 도시되어 있으며, 이 경우에도 개구부(8)의 실제 형태를 굵은 선으로 확인할 수 있다. 측면들(16, 17)은 개구부를 통과하는 세로방향 중심 평면에 대하여 비스듬하게 배치되어 있다. 선단면들(18, 19)은 차동 기어 캐리어(3)의 원추형 구간(22)에 의해 경사져 있다.

도3, 도4 및 도5는 다음에서 함께 설명된다. 상기 도들은 도2에 따른 차동 기어 캐리어를 도시하고 있으며, 그런 점에서 도2의 설명 내용이 참조된다. 도면에서, 개구부들(8, 9) 사이에 원주방향으로 위치하는 웨브들(14) 내에, 미도시한 저널을 수납하기 위한 반경 방향 보어부들(23, 24)이 제공되어 있음을 확인할 수 있다. 저널은 피니언 기어들이 삽입된 후에 그 피니언 기어들을 통과하여 삽입되며, 그리고 보어부(24) 내의 환상 그루브(25) 내에 맞물리는 스냅 링을 이용하여 차동 기어 캐리어에 대향하여 축방향으로 고정된다. 슬리브 모양의 베어링 연장부를 통해서는, 본 실시예에는 도시하지 않은 가로 축들이 삽입되고, 가로 축 기어들과 견고하게 결합된다.

도6 및 도7은 다음에서 함께 설명된다. 상기 도들은 도2 내지 도5에 따른 차동 기어 캐리어 내에서 이루어지는 조립 순서를 도시하고 있다. 그런 점에서 도2 내지 도5에 따른 설명이 참조된다. 도6a로부터 알 수 있듯이, 우선 플랜지(6)에 이격되어 위치하는 가로 축 기어(12)를 개구부(8) 내로 삽입하고, 자체 반경 방향 접촉 표면(26)으로써 차동 기어 캐리어(3) 내의 지지 표면(27) 쪽에, 또는 스러스트 플레이트 쪽에 접촉할 때까지 축방향으로 이동시킨다. 그런 후에 플랜지에 인접하여 위치하는 가로 축 기어(11)를 개구부(8) 내로 삽입하고, 자체 접촉 표면(28)으로써 차동 기어 캐리어(3) 내의 지지 표면(29) 쪽에, 또는 스러스트 플레이트 쪽에 인접할 때까지 축방향으로 이동시킨다(도6b)). 이어서 개구부(8) 또는 개구부(9)를 통해 두 피니언 기어(13)를 차동 기어 캐리어(3) 내로 삽입하고, 도6c)에 도시한 바와 같이, 두 가로 축 기어(11, 12)와 톱니부가 맞물리게 한다. 그 다음 단계로 차동 기어 세트(11, 12, 13)를 회전축을 중심으로 90°만큼 회전시키면, 피니언 기어들(13)의 보어부들(31, 32)은 차동 기어 캐리어 내의 반경 방향 관통구들(23, 24)과 일직선상에 위치하게 된다. 그런 다음 저널(33)을 보어부들(31, 32) 내로 삽입하고, 스냅 링(34)을 이용하여 차동 기어 캐리어(3)에 축방향으로 고정할 수 있다. 완전하게 조립된 차동 기어 장치(2)는 도7에 도시되어 있다. 도7에는 가로 축들(35, 36)이 도시되어 있다. 이들 가로 축들은 각각 세로방향 톱니부(37, 38)를 통해 해당하는 가로 축 기어(11, 12)와 회전 불가능하게 결합되고 축방향으로 고정된다. 차동 기어 장치(2)는 크라운 기어 차동 장치로서 형성되고, 가로 축 기어들(11, 12)은 크라운 기어이며, 그리고 피니언 기어들(13)은 스퍼 기어이다. 크라운 기어 차동 장치는 특히 축방향 길이가 짧다는 장점을 갖는다.

<도면 부호 리스트>

2: 차동 기어 장치

3: 차동 기어 캐리어(differential casing)

4: 베어링 연장부

5: 베어링 연장부

6: 플랜지

7: 외부면 구간

8: 개구부

9: 개구부

11: 가로 축 기어(trnasverse shaft gear)

12: 가로 축 기어

13: 피니언 기어(pinion gear)

14: 웨브(web)

15: 기초면

16: 측면

17: 측면

18: 선단면

19: 선단면

21: 정점

22: 원추형 구간

23: 관통구

24: 관통구

25: 환상 그루브

26: 접촉 표면

27: 지지 표면

28: 접촉 표면

29: 지지 표면

31: 보어부

32: 보어부

33: 저널

34: 스냅 링

35: 가로 축

36: 가로 축

37: 세로방향 톱니부

38: 세로방향 톱니부

A: 회전축

D: 지름

L: 길이

R: 반경부

Claims

크라운 기어 차동 장치 형태로 형성되는 차동 기어 장치이며,

회전축을 중심으로 회전 구동될 수 있고 외부면 구간(7)에서는 가로 축 기어들(11, 12) 및 피니언 기어들(13)을 조립하기 위한 2개의 동일한 개구부(8, 9)를 포함하는 일체형 차동 기어 캐리어(3)를 포함하며,

상기 가로 축 기어들(11, 12)은 크라운 기어로서 형성되고, 차동 기어 캐리어(3) 내에 조립된 상태에서는 회전축(A) 상에 회전 가능하게 고정되며, 상기 피니언 기어들(13)은 스퍼 기어로서 형성되며, 상기 차동 기어 캐리어(3)와 함께 상기 회전축(A)을 중심으로 회전하며, 상기 가로 축 기어들(11, 12)과 톱니부가 맞물리며,

상기 개구부들(8, 9)은 세로방향 중심 평면과 관련하여 각각 반사 대칭을 이루는 방식으로 형성되며, 적어도 상기 피니언 기어들(13)의 지름에 상응하는 축방향 길이(L1)와, 반경 방향에서 볼 때 적어도 상기 가로 축 기어들(11, 12)의 최소 외부 대각선에 상응하는 최대 원주방향 길이(L2)를 가지며,

상기 개구부들(8, 9)은 회전축(A)에 수직인 피니언 기어들(13)의 축을 통해 연장하는 횡단면 평면과 관련하여 비대칭으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치.
제1항에 있어서, 상기 가로 축 기어들(11, 12) 각각의 자체 축이 회전축(A)에 대해 대략 평행하게 배향되어 상기 개구부들(8, 9)을 통해 삽입될 수 있는 방식으로, 상기 개구부들(8, 9)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 피니언 기어들(13) 각각의 자체 축이 회전축(A)에 대해 대략 수직으로 배향되어 상기 개구부들(8, 9)을 통해 삽입될 수 있는 방식으로, 상기 개구부들(8, 9)이 형성되는 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개구부들(8, 9)의 원주방향 길이(L2)는 반경 방향에서 볼 때 그 개구부들(8, 9)의 축방향 길이(L)보다 더 긴 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개구부들(8, 9)의 축방향 길이(L1)는 상기 피니언 기어들(13)의 지름(D2)의 최대 1.1배에 상응하며,

상기 최대 원주방향 길이(L2)는 반경 방향에서 볼 때 상기 가로 축 기어들(11, 12)의 지름(D1)의 최대 1.1배에 상응하는 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 개구부들(8, 9)은 각각 다각형 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치.
제6항에 있어서, 상기 개구부들(8, 9)은 각각 5각형 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치.
제7항에 있어서, 상기 5각형은 반경 방향에서 볼 때 기초면(15), 회전축(A)에 대해 실질적으로 평행하게 연장되는 2개의 측면(16, 17), 그리고 상기 회전축(A)에 대하여 비스듬하게 배치되는 2개의 선단면(18, 19)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치.
제8항에 있어서, 상기 차동 기어 캐리어(3)는 토크 전달을 위한 플랜지(6)를 포함하고, 상기 기초면(15)은 상기 플랜지(6)에 축방향에서 인접되는 방식으로 배치되는 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치.
제8항에 있어서, 상기 선단면들(18, 19) 사이의 제1 전환 영역은 대략 상기 피니언 기어들(13)의 반지름에 상응하는 제1 반경부(R1)로 형성되는 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치.
제8항에 있어서, 상기 선단면들(18, 19)과 상기 측면들(16, 17) 사이에 각각 제공되는 제2 전환 영역들은, 최대 길이가 피니언 기어들(13)의 반지름보다 크지 않은 제2 반경부(R2)로 형성되는 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치.
제11항에 있어서, 상기 측면들(16, 17)과 상기 기초면(15) 사이에 각각 제공되는 제3 전환 영역들은 상기 측면들(16, 17)과 상기 기초면(15) 사이에 각각 형성되는 제2 반경부(R2)보다 더 작은 제3 반경부(R3)로 형성되는 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 직경 방향에서 상호 간에 맞은편에 위치하는, 정확히 2개의 개구부(8, 9)가 제공되는 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 차동 기어 캐리어(3)는 외부면 구간(7)에, 저널(33)을 수납하기 위해, 원주방향에서 상기 두 개구부(8, 9) 사이에 위치하는 반경 방향 관통구들(23, 24)을 포함하는 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치.
제14항에 있어서, 정확히 2개의 피니언 기어(13)가 제공되며, 이들 피니언 기어들은 상기 관통구들(23, 24)로 삽입되는 공동의 저널(33) 상에 지지되는 것을 특징으로 하는 차동 기어 장치.
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