KR101583893B1 - 액슬용 종감속 구동기어 조립방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 액슬용 종감속 구동기어 조립방법에 관한 것으로, 홈간격(L1)을 측정하는 홈간격 측정단계와, 인너 베어링의 두께(T)를 측정하는 측정단계와, 홈간격과 베어링 두께 및 기준조립거리로 연산하여 심(SHIM)을 선정하는 심 선정단계와, 구동 기어축을 액슬 케이스에 가조립하는 가조립 단계와, 피동 링기어 축선에서 구동기어까지의 기어간격을 측정하는 측정단계와, 측정된 기어간격과 기준MD를 비교하는 비교단계와, 구동기어가 측정된 기어간격(L')에 위치되도록 구동너트를 조이는 조임 단계와, 피동 링기어를 설치하는 설치단계를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 본 발명은 종래 조립 방법 보다 종감속 구동기어의 조립을 더 정확하고 편리하게 할 수 있도록 작업성이 향상되고, 이를 통해 종감속 구동기어의 조립 위치를 수치적으로 관리할 수 있도록 하는 가운데 소음 편차를 더 줄일 수 있도록 한 것이다.

Description

액슬용 종감속 구동기어 조립방법{Assembly method of axle drive gear}

본 발명은 액슬용 종감속 구동기어 조립방법에 관한 것으로서, 특히 액슬 케이스의 피동 링기어축선에서 구동기어축에 형성된 구동기어까지의 기어 간격을 측정하고, 구동너트를 조여 구동기어가 기어 간격까지 이동되도록 한 후 액슬 케이스에 피동 링기어를 삽입하여 구동기어에 맞물리도록 한 것이다.

일반적으로 자동차는 엔진에서 연료를 연소시켜 동력을 발생시키고, 이러한 동력을 동력전달장치를 통해 구동륜으로 전달하여 차체를 전진 또는 후진시키게 되는 것이다. 동력전달장치는 크게 클러치, 변속기, 추진축, 유니버설조인트, 종감속기어, 차동기어장치 등으로 이루어진다.

클러치는 마찰력에 의해 엔진에서 발생되는 동력을 변속기로 전달하거나 차단하게 되며, 자동변속차량에 있어서는 유체를 이용하는 토오크컨버터로 대체된다. 변속기는 다수의 기어를 구비하는 것으로 차속에 따라 적절한 기어비를 선택하여 엔진의 회전을 감속 또는 증속시키게 된다.

추진축은 변속기의 출력축에 연결되어 노면의 충격이나 적하(積荷)의 변동에 따라 상.하로 움직이는 것에 대해 엔진의 동력을 무리없이 구동륜에 전달하기 위해 제공된다. 종감속기어는 추진축의 회전력을 직각에 가까운 각도로 변화시키면서 감속하여 차동기어로 전달하게 된다. 차동기어는 선회주행이나 요철상태의 노면을 주행할 경우 좌우측 바퀴에 발생하는 회전수의 차이를 보상하게 된다.

자동차에 차동기어장치가 제공되지 않으면 선회주행 또는 요철노면 주행시 어느 한쪽 바퀴가 미끄러지게 되어 원할한 주행을 이룰 수 없는 문제를 갖게 되므로 동력전달장치에 있어 없어서는 안될 매우 중요한 장치중의 하나이다.

도1은 종래 기술에 따른 액슬용 종감속 구동기어 조립방법을 도시한 예시도이다.

도시된 바와 같이, 액슬(80)의 액슬 케이스(81)에 구비된 종감속 구동기어(82)의 조립 위치는 액슬(80)의 소음 및 내구 성능에 미치는 영향이 크다. 종감속 구동기어(82)는 피동기어(83)의 축으로부터 일정한 거리에 조립 되어야 한다. 이 조립 거리를 MD(Mounting Distance)라하며 기어 설계 및 제작의 기준이 된다. 조립에 허용되는 공차는 ±0.05mm 이다.

종감속 구동기어(82)는 보통 두개의 테이퍼 롤러 베어링(84)으로 지지되는데 종감속 구동기어(82) 조립시 테이퍼 롤러 베어링(84)은 규정된 예압 조건 상태에 있어야 한다. 테이퍼 롤러 베어링(84)의 예압 역시 액슬(80)의 소음 및 내구 성능에 미치는 영향이 크다. 종감속 구동기어(82)는 테이퍼 롤러 베어링(84)의 예압 상태를 만족시키면서 조립 거리에 맞게 조립 되어야 한다.

이러한 종감속 구동기어(82) 조립 방법은 먼저, 액슬 케이스(81)와 테이퍼 롤러 베어링(84)의 조립 관련 치수를 측정한 후 측정값을 기준으로 심(Shim)을 선정하고, 이어 종감속 구동기어(82)를 테이퍼 롤러 베어링(84)의 예압 조건에 맞게 피니언 너트(85)를 조여서 조립한다.

한편, 근래에는 접이식 스페이서(Collapsible Spacer)를 적용하여 피니언 너트(85)를 조임과 테이퍼 롤러 베어링(84) 예압 측정을 동시에 진행하여 예압이 만족되는 조건에 도달할 때까지 피니언 너트(85)를 조인다.

다음, 종감속 구동기어(82)를 규정된 백래쉬(Backlash)로 조립한다. 이때, 종감속 구동기어(82)와 피동기어(83)의 물림위치를 확인하는 과정에서 물림위치가 적절하지 못할 경우에는 경험적으로 심의 가감량을 예측하여 심을 재선정하는 과정에서 종감속 구동기어(82)와 피동기어(83)를 분해하고, 재선정된 심으로 물림위치가 적합해질 때까지 반복한다.

액슬용 종감속 구동기어(82)의 조립은 종감속 구동기어(82)의 조립 거리를 조립공차 이내로 조립하는 것과 테이퍼 롤러 베어링(84)의 예압을 규정된 범위내로 조립하는 것이나, 테이퍼 롤러 베어링(84)의 예압은 측정을 통해 확인할 수 있지만, 종감속 구동기어(82) 조립 거리가 적절한지는 물림 위치를 확인하기 전까지 평가할 수 없으며, 물림 위치의 평가 조차 확실하지 않다는 문제점이 있었다.

또한, 측정에 의해 심이 선정되지만, 측정 해야할 치수의 누적공차를 감안한다면 종감속 구동기어(82)를 조립공차 ±0.05mm 범위에서 조립하기에 어려운 문제점이 있었다.

그리고 이로 인해 종감속 구동기어(82)의 조립 위치 변화에 따라 소음 성능의 편차가 발생되는 또 다른 문제점이 있었다.

본 발명은 종감속 구동기어의 종래 조립 방법을 보다 정확하고 편리하게 할 수 있도록 하는 가운데 종감속 구동기어의 조립 위치를 수치적으로 관리할 수 있도록 개선하여 소음 편차를 줄일 수 있도록 한 것이다.

본 발명은, 액슬 케이스의 피동 링기어축선과 인너 베어링 삽입홈까지의 홈간격(L)을 측정하는 홈간격 측정단계와, 상기 인너 베어링 삽입홈에 삽입되는 인너 베어링의 두께(T)를 측정하는 인너 베어링 측정단계와, 홈간격 측정단계와 인너 베어링 측정단계에서 구한 홈간격과 베어링 두께 및 기준조립거리(Mounting Distance: 기준MD)로 연산하여 심(SHIM)을 선정하는 심 선정단계와, 선정된 심을 구동기어가 구비된 구동 기어축에 끼워서 구동기어와 인너베어링 사이에 위치시켜 구동기어축을 액슬 케이스에 가조립하는 가조립 단계와, 인너 베어링에 축방향으로 규정된 예압을 부과하면서 피동 링기어 축선에서 구동기어까지의 기어간격(L')을 측정하는 측정단계와, 측정된 기어간격(L')과 기준MD를 비교하는 비교단계와, 기어간격과 기준MD가 같으면 구동너트를 결합하여 구동기어가 측정된 기어간격(L')에 위치되도록 구동너트를 조이는 조임단계와, 액슬 케이스에 피동 링기어를 삽입하여 구동기어에 맞물리는 기어치가 맞물리도록 하는 피동 링기어를 설치하는 설치단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 심 선정단계는 측정한 홈간격(L)에서 인너 베어링 두께(T)를 뺀 차이값을 구하는 연산 1단계와, 연산 1단계에서 구한 차이값에서 기어간격(L')와 구동기어의 두께를 합한 값을 뺀 차이값을 구하는 연산 2단계와, 연산 2단계에서 구한 차이값으로 두께를 갖는 심(SHIM)을 선정하는 선정단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 가조립 단계는 구동기어가 구비된 구동 기어축에 심을 끼워 구동기어까지 밀어 넣는 단계와, 구동 기어축에 인너 베어링을 끼워 넣는 단계와, 심과 인너 베어링이 끼워진 구동 기어축을 액슬 케이스에 가 조립하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 비교단계와 조임단계 사이에는, 측정된 기어간격이 기준MD와 다를 때, 측정된 기어간격을 기준으로 심을 재선정하는 재선정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 재선정 단계는, 재선정 단계 이후에 측정된 기어간격이 기준MD와 같을 때까지 가조립단계에서 재선정단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 한다.

또한, 조임단계 중 구동기어축에 스페이서와 아웃터 베어링 및 컴패니언 플랜지를 끼운 후 컴패니언 플랜지로 노출된 구동기어축에 구동너트가 결합되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 액슬 케이스의 피동 링기어축선에서 구동기어축에 형성된 구동기어까지의 기어 간격을 측정하고, 구동너트를 조여 구동기어가 기어 간격까지 이동되도록 한 후 액슬 케이스에 피동 링기어를 삽입하여 구동기어에 맞물리도록 함으로써, 종래 조립 방법 보다 종감속 구동기어의 조립을 더 정확하고 편리하게 할 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

또한, 이를 통해 작업성을 향상시킬 수 있도록 하는 가운데 종감속 구동기어의 조립 위치를 수치적으로 관리할 수 있도록 한 것이다.

그리고 이를 통해 소음 편차를 더 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.

도1은 종래 기술에 따른 액슬용 종감속 구동기어 조립방법을 도시한 예시도.
도2는 본 발명에 따른 액슬용 종감속 구동기어 조립방법을 도시한 순서도.
도3은 본 발명에 따른 액슬용 종감속 구동기어가 조립된 상태를 도시한 예시도.

본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도2는 본 발명에 따른 액슬용 종감속 구동기어 조립방법을 도시한 순서도이고, 도3은 본 발명에 따른 액슬용 종감속 구동기어가 조립된 상태를 도시한 예시도이다.

먼저, 액슬용 종감속 구동기어는 피동기어의 축으로부터 일정한 거리에 조립되어야 하는데, 이 일정한 거리 즉, 종감속 구동기어에서 피동기어의 축까지의 거리를 조립거리(Mounting Distance)라 하며, 본 발명의 일실시예에서는 기준MD라 한다. (도 3참조)

액슬용 종감속 구동기어는 종래 액슬용 종감속 구동기어(82)의 조립에 있어 조립 거리를 조립공차 이내로 조립하는 과정에서 종감속 구동기어(82)의 조립거리(MD)가 적절한 물림 위치에 있는지를 평가할 방법이 없으며, 또한 물림 위치의 평가 조차 확실하지 않고, 종감속 구동기어(82)의 조립공차를 ±0.05mm 범위에서 조립하기에 까다로우며, 조립 위치 변화에 따라 소음 성능의 편차가 발생되는 것을 해소하기 위해 창출된 것이다.

또한, 종감속 구동기어 조립시 테이퍼 롤러 베어링은 규정된 예압 조건 상태에 있어야 하며, 테이퍼 롤러 베어링은 인너 베어링(20)과 아웃터 베어링(51)으로 구성된다.

이러한 액슬용 종감속 구동기어는 도2 및 도3에 도시된 바와 같이, 액슬 케이스(10)의 내부로 형성된 인너 베어링 삽입홈(12)에는 도면상 수직형태를 갖도록 배열된 구동기어축(40)에 끼워진 인너 베어링(20)이 삽입되어 구동기어축(40)이 회전 가능한 상태로 결합되어 있다.

상기 구동기어축(40)에는 회전이 용이하게 이루어지는 가운데 간섭이 발생되는 것을 방지하기 위한 방안으로 스페이서(50)와 아우터 베어링(51) 및 컴패니언 플랜지(52)가 끼워진 상태에서 컴패니언 플랜지(52)로 노출된 구동기어축(40)에 구동너트(53)가 결합되어 구동기어축(40)이 축방향으로 이동될 수 있게 구비되어 있다.

또한, 액슬 케이스(10)의 내부로는 도면상 수평방향을 갖는 피동 링기어(70)가 삽입되며, 상기 피동 링기어(70)의 기어치가 구동기어(41)의 기어치가 백래쉬에 맞게 맞물려져 소음 편차를 줄일 수 있게 된다.

본 발명에 따른 액슬용 종감속 구동기어 조립방법은, 먼저, 홈간격 측정단계(S100)로 액슬 케이스(10)의 피동 링기어축선(11)과 인너 베어링 삽입홈(12)까지의 홈간격(L)을 측정하는 단계를 갖는다. 이후에 인너 베어링 삽입홈(12)에 삽입되는 인너 베어링(20)의 두께(T)를 측정하는 단계를 갖는다.(인너베어링 측정단계(S200)).

홈간격 측정단계와 인너베어링 측정단계에서 구한 홈간격과 베어링 두께 및 기준 조립거리(MD)로 연산하여 심(SHIM)을 선정하는 심 선정단계(S300)를 갖는다.

이 심 선정단계(S300)는 홈간격 측정단계(S100)에서 측정한 홈간격(L)에서 인너 베어링 두께(T)를 뺀 차이값을 구하는 차이값 연산 1단계(S310), 연산 1단계에서 구한 차이값에서 기어간격(L')과 구동기어의 두께를 합한 값을 뺀 차이값을 구하는 연산 2단계(S320), 이 연산 2단계(S320)에서 구한 차이값으로 두께를 갖는 심(SHIM)(30)을 선정하는 선정단계를 포함한다.

이 심 선정단계(S300) 이후에 구동기어(41)와 인너 베어링(20) 사이에 심(30)을 끼워 넣고, 구동기어(41)와 인너 베어링(20) 및 심(30)이 결합된 및 구동 기어축(40)을 액슬 케이스에 가조립 한다.(가조립 단계(S400))

이 가조립 단계(S400)는 구동기어(41)가 구비된 구동 기어축(40)에 심(30)을 끼워 넣는 단계, 인너 베어링(20)을 끼워넣는 단계, 심(30)과 인너 베어링(20)이 끼워진 구동 기어축(40)을 액슬 케이스(10)에 끼워 가조립하는 단계로 구성된다.

이 가조립단계(S400) 이후에, 인너 베어링(20)에 축방향으로 규정된 예압을 부과하면서 피동 링기어 축선(11)에서 구동기어(41)까지의 기어 간격(L')을 측정하는 측정단계를 갖는다.(S500)

이후에, 측정단계(S500)에서 측정된 기어간격(L')과 기준MD를 비교하는 비교단계를 갖는다.(S600)

이 비교단계(S600)에서 측정된 기어간격(L')이 기준MD와 같으면, 구동너트(53)를 결합한 후에 구동기어(41)가 측정된 기어간격(L')에 위치되도록 구동너트(52)를 조이는 조임단계를 갖는다.(S700)

이 비교단계(S600) 이후에 측정된 기어간격(L')이 기준MD와 다르게 되면, 이 측정된 기어간격(L')을 기준으로 심(30)을 재선정하는 재선정단계를 갖는다.

재선정 단계 이후에 측정된 기어간격(L')이 기준MD와 같을 때까지 가조립 단계(S400)에서 재선정단계(S650)를 반복 수행하게 된다.

즉, 비교단계(S600)에서 측정된 기어간격(L')이 기준MD와 같게 되면, 구동너트를 조이는 조임단계(S700)를 수행하게 되는 것이다.

조임단계(S700)는 구동기어축(40)에 스페이서(50)와 아우터 베어링(51) 및 컴패니언 플랜지(52)를 끼운 후 컴패니언 플랜지(52)로 노출된 구동기어축(40)에 구동너트(53)가 결합되도록 하는 것이 바람직하다.

조임단계(S700) 이후에 액슬 케이스(10)에 피동 링기어(70)를 삽입하여 구동기어(41)에 맞물리는 기어치가 맞물리도록 하는 피동 링기어(70)를 설치하는 설치단계를 갖는다.(S800)

이 피동 링기어 설치단계(S800)는 액슬 케이스(10)의 피동 링기어축선(11)에 피동 링기어(70)가 일치되게 삽입되어 피동 링기어(70)의 기어치와 구동기어(41)의 기어치가 백래쉬에 맞게 맞물리도록 하는 것이 더욱 바람직하다.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해 해야만 한다.

10: 액슬 케이스
11: 피동 링기어축선 12: 인너 베어링 삽입홈
20: 인너 베어링 40: 구동기어축
L: 홈간격 L': 기어 간격
MD: 조립 간격 T: 두께

Claims (6)

1. 액슬 케이스의 피동 링기어축선과 인너 베어링 삽입홈까지의 홈간격(L)을 측정하는 홈간격 측정단계;
   상기 인너 베어링 삽입홈에 삽입되는 인너 베어링의 두께(T)를 측정하는 인너베어링 측정단계;
   홈간격 측정단계와 인너베어링 측정단계에서 구한 홈간격과 베어링 두께 및 기어간격(L')와 구동기어의 두께에 의해 심(SHIM)의 두께를 선정하는 심 선정단계;
   선정된 심을 구동기어가 구비된 구동 기어축에 끼워서 구동기어와 인너베어링 사이에 위치시켜 구동 기어축을 액슬 케이스에 가조립하는 가조립 단계;
   인너 베어링에 축방향으로 규정된 예압을 부과하면서 피동 링기어 축선에서 구동기어까지의 기어간격(L')을 측정하는 측정단계;
   측정된 기어간격(L')과 기준조립거리(기준MD : 기준 Mounting Distance)를 비교하는 비교단계;
   기어간격과 기준MD가 같으면 구동너트를 결합하여, 구동기어가 측정된 기어간격(L')에 위치되도록 구동너트를 조이는 조임단계;
   액슬 케이스에 피동 링기어를 삽입하여 구동기어에 맞물리는 기어치가 맞물리도록 하는 피동 링기어를 설치하는 설치단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 액슬용 종감속 구동기어 조립방법.
2. 청구항 1에 있어서,
   심 선정단계는,
   측정한 홈간격(L)에서 인너 베어링 두께(T)를 뺀 차이값을 구하는 연산 1단계;
   연산 1단계에서 구한 차이값에서 기어간격(L')와 구동기어의 두께를 합한 값을 뺀 차이값을 구하는 연산 2단계;
   연산 2단계에서 구한 차이값으로 두께를 갖는 심(SHIM)을 선정하는 선정단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 액슬용 종감속 구동기어 조립방법.
3. 청구항 1에 있어서,
   가조립 단계는,
   구동기어가 구비된 구동 기어축에 심을 끼워 구동기어까지 밀어 넣는 단계;
   구동기어축에 인너베어링을 끼워 넣는 단계;
   심과 인너 베어링이 끼워진 구동 기어축을 액슬 케이스에 가조립하는 단계;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 액슬용 종감속 구동기어 조립방법.
4. 청구항 1에 있어서,
   비교단계와 조임단계 사이에는,
   측정된 기어간격이 기준MD와 다를 때, 측정된 기어간격을 기준으로 심을 재선정하는 재선정단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 액슬용 종감속 구동기어 조립방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   재선정 단계는,
   재선정 단계 이후에 측정된 기어간격이 기준MD와 같을 때까지 가조립단계에서 재선정단계를 반복 수행하는 것을 특징으로 하는 액슬용 종감속 구동기어 조립방법.
6. 청구항 1에 있어서,
   조임단계 중 구동기어축에 스페이서와 아웃터 베어링 및 컴패니언 플랜지를 끼운 후 컴패니언 플랜지로 노출된 구동기어축에 구동너트가 결합되는 것을 특징으로 하는 액슬용 종감속 구동기어 조립방법.

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