KR101690650B1 - 유성기어장치 - Google Patents

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Abstract

유성기어장치에 대한 발명이 개시된다. 본 발명의 유성기어장치는: 제1피니언샤프트홀을 구비하는 판 형상의 제1캐리어와, 제1피니언샤프트홀과 마주하는 위치에 제2피니언샤프트홀이 위치하는 판 형상의 제2캐리어와, 제2캐리어에서 돌출되어 제1캐리어의 측면에 접하며 용접에 의해 제1캐리어에 고정되는 접합돌기 및 제2캐리어에서 돌출되어 제1캐리어의 내측으로 삽입되는 삽입돌기를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유성기어장치{PLANETARY GEAR APPARATUS}
본 발명은 유성기어장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비틀림 토크에 강한 구조를 가지면서도 용접길이가 감소되어 장치의 중량을 저감할 수 있는 유성기어장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동변속기는 엔진의 구동력을 구동륜에 전달하는 기능을 갖는다. 자동 변속기는 유성기어장치를 통하여 엔진의 구동력을 다양한 속도로 변속하여 구동륜으로 전달한다. 유성기어장치는, 보통 하나의 선기어와, 선기어의 외주에 치합되어 캐리어로 연결되는 복수 개의 피니언기어 및 가장 외측에 배치되는 링기어를 포함한다.
캐리어는 플레이트 캐리어라고 하는 제1캐리어와, 컵 캐리어라고 하는 제2캐리어로 이루어지며, 제2캐리어에서 연장된 기둥이 제1캐리어에 접한 상태에서 용접으로 고정된다.
종래에는 캐리어의 구조강성을 강화하기 위하여 용접이 이루어지는 기둥의 폭을 넓게 하므로 유성기어장치의 중량이 증가하는 문제점이 있다. 따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2011-0120491호(2011.11.04 공개, 발명의 명칭: 유성기어장치)에 개시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위해 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 비틀림 토크에 강한 구조를 가지면서도 용접길이가 감소되어 장치의 중량을 저감할 수 있는 유성기어장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따른 유성기어장치는: 제1피니언샤프트홀을 구비하는 판 형상의 제1캐리어와, 제1피니언샤프트홀과 마주하는 위치에 제2피니언샤프트홀이 위치하는 판 형상의 제2캐리어와, 제2캐리어에서 돌출되어 제1캐리어의 측면에 접하며 용접에 의해 제1캐리어에 고정되는 접합돌기 및 제2캐리어에서 돌출되어 제1캐리어의 내측으로 삽입되는 삽입돌기를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 제1캐리어는, 제1피니언샤프트홀을 구비하는 제1캐리어몸체 및 제1캐리어몸체의 테두리에 삽입돌기가 삽입되는 홈부를 형성하는 장착홈부를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 접합돌기와 삽입돌기는 일체로 이루어지며, 접합돌기가 제2캐리어에서 돌출된 높이보다 삽입돌기가 제2캐리어에서 돌출된 높이가 더 길게 형성되는 것이 바람직하다.
또한 삽입돌기의 단면 형상과 장착홈부의 홈 형상은 다각형 형상으로 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 접합돌기와 상기 삽입돌기는 제2캐리어의 원주방향을 따라 복수 개가 설정된 간격으로 이격되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 유성기어장치는, 용접에 의해 제1캐리어에 고정되는 접합돌기와, 끼움 작업에 의해 제1캐리어에 고정되는 삽입돌기를 동시에 사용하므로 비틀림 토크에 강한 구조를 가지면서도 용접길이가 감소되어 중량을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유성기어장치의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유성기어장치를 분해 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1캐리어를 도시한 정면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2캐리어를 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합돌기와 삽입돌기가 제2캐래어에 결합된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유성기어장치를 설명한다. 설명의 편의를 위해 자동변속기에 사용되는 유성기어장치를 예로 들어 설명한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유성기어장치의 구조를 개략적으로 도시한 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유성기어장치를 분해 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1캐리어를 도시한 정면도이며, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2캐리어를 도시한 정면도이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 접합돌기와 삽입돌기가 제2캐래어에 결합된 상태를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 유성기어장치(1)는, 제1피니언샤프트홀(16)을 구비하는 판 형상의 제1캐리어(10)와, 제1피니언샤프트홀(16)과 마주하는 위치에 제2피니언샤프트홀(24)이 위치하는 판 형상의 제2캐리어(20)와, 제2캐리어(20)에서 돌출되어 제1캐리어(10)의 측면에 접하며 용접에 의해 제1캐리어(10)에 고정되는 접합돌기(30)와, 제2캐리어(20)에서 돌출되어 제1캐리어(10)의 내측으로 삽입되는 삽입돌기(40)를 포함한다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 제1캐리어(10)는 제1피니언샤프트홀(16)을 구비하며 판 형상으로 이루어지는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 변형이 가능하다. 일 실시예에 따른 제1캐리어(10)는, 제1피니언샤프트홀(16)을 구비하는 제1캐리어몸체(12)와, 제1캐리어몸체(12)의 테두리에 삽입돌기(40)가 삽입되는 홈부를 형성하는 장착홈부(14)를 포함한다.
제1캐리어몸체(12)는 원판 형상으로 형성되며, 제1캐리어몸체(12)의 테두리를 따라 복수 개의 장착홈부(14)가 설정된 간격으로 이격된다. 장착홈부(14)는 제2캐리어(20)에 고정된 삽입돌기(40)가 제1캐리어(10)의 내측에 삽입되는 기술사상 안에서 다양한 형상으로 형성된다. 삽입돌기(40)의 단면 형상과 장착홈부(14)의 홈 형상은 다각형 형상으로 이루어지므로, 삽입돌기(40)와 제1캐리어(10)가 접하는 면적이 증가되어 제1캐리어(10)로 전달된 비틀림응력이 삽입돌기(40)를 통해 제2캐리어(20)로 용이하게 전달될 수 있다.
제1캐리어몸체(12)에는 복수 개의 제1피니언샤프트홀(16)이 위치한다. 일 실시예에 따른 제1피니언샤프트홀(16)은 90도 간격으로 이격되어 제1캐리어몸체(12)의 원주방향으로 설치된다.
도 2와 도 4에 도시된 바와 같이, 제2캐리어(20)는 제1피니언샤프트홀(16)과 마주하는 위치에 제2피니언샤프트홀(24)이 위치하며 판 형상으로 형성된다. 일 실시예에 따른 제2캐리어몸체(22)는 제1캐리어몸체(12)와 마주하며 원형판 형상으로 형성되며, 제1피니언샤프트홀(16)과 마주하는 위치에 설치된 제2피니언샤프트홀(24)은 90도 간격으로 이격되어 제2캐리어몸체(22)의 원주방향으로 설치된다.
피니언샤프트(미도시)는 제1피니언샤프트홀(16)과 제2피니언샤프트홀(24)에 양측이 삽입되어 회전 가능하게 설치되며, 피니언샤프트의 외측에는 유성기어가 회전 가능하게 설치된다. 유성기어장치(1)의 상세한 구성과 동작상태는 통상의 기술자에게 있어서 공지된 기술이므로 이에 따른 상세한 설명은 생략한다.
도 2와 도 5에 도시된 바와 같이, 접합돌기(30)는 제2캐리어(20)에서 돌출되어 제1캐리어(10)의 측면에 접하며, 용접에 의해 제1캐리어(10)에 고정된다. 제1캐리어(10)가 제2캐리어(20)의 전방(도 2기준 좌측)에 위치하며, 제2캐리어(20)에서 전방으로 돌출되어 제2캐리어(20)와 마주하는 제1캐리어(10)의 측면에 접한다. 접합돌기(30)는 제2캐리어(20)에서 돌출된 기둥 형상으로 형성되며, 제1캐리어(10)와 마주하는 접합돌기(30)의 접합면(32)은 평면 형상으로 이루어진다. 따라서 접합돌기(30)의 접합면(32)이 제1캐리어(10)에 접한 상태에서, 접합돌기(30)와 제1캐리어(10)의 경계를 용접하므로 접합돌기(30)가 제1캐리어(10)에 고정된다.
삽입돌기(40)는 제2캐리어(20)에서 돌출되어 제1캐리어(10)의 내측으로 삽입되어 걸리므로 비틀림응력이 분산될 수 있다. 제1캐리어(10)와 제2캐리어(20) 사이에는 비틀림응력의 전달이 이루어지며, 제1캐리어(10)와 제2캐리어(20) 사이에 설치된 접합돌기(30)와 삽입돌기(40)를 통해 비틀림응력이 전달된다.
일 실시예에 따른 접합돌기(30)와 삽입돌기(40)는 일체로 이루어지며, 접합돌기(30)가 제2캐리어(20)에서 돌출된 높이보다 삽입돌기(40)가 제2캐리어(20)에서 돌출된 높이가 더 길게 형성된다. 삽입돌기(40)의 단부에 형성된 삽입면(42)과 접합돌기(30)의 접합면(32)은 단차를 이루며 제1캐리어(10)에 결합된다. 삽입돌기(40)는 제1캐리어(10)의 장착홈부(14)로 삽입되며, 삽입면(42)은 제1캐리어(10)의 측면과 동일 평면을 형성한다.
삽입돌기(40)의 단면 형상을 설명하면, 제2캐리어(20)의 테두리와 마주하는 외측은 곡면 형상으로 형성되며, 장착홈부(14)에 삽입되는 삽입돌기(40)는 다각형 형상으로 형성된다. 또한 삽입돌기(40)가 삽입되는 장착홈부(14)의 형상도 삽입돌기(40)의 단면과 동일한 형상으로 형성되므로, 삽입돌기(40)가 장착홈부(14)에 삽입된 상태에서 비틀림응력을 용이하게 전달받을 수 있다.
접합돌기(30)와 상기 삽입돌기(40)는 제2캐리어(20)의 원주방향을 따라 복수 개가 설정된 간격으로 이격되므로, 복수개의 지점에서 비틀링응력이 분산되므로 유성기어장치(1)의 구조강성을 보다 강화할 수 있다.
또한 유성기어장치(1)는 용접이 이루어지는 접합돌기(30)와, 끼움식 결합이 이루어지는 삽입돌기(40)를 동시에 사용하므로 용접이 이루어지는 구간의 길이를 감소할 수 있다. 따라서 접합돌기(30)와 삽입돌기(40)의 설치길이가 감소되어 유성기어장치(1)의 중량을 절감할 수 있다.
일 실시예에 따른 유성기어장치(1)는, 비교적 큰 비틀림응력을 받아서 용접되는 길이가 불가피하게 길게 형성될 경우, 단차를 형성하는 접합돌기(30)와 삽입돌기(40)를 동시에 사용하므로 비틀림응력에 강한 구조를 가질 수 있다. 즉, 제1캐리어(10)와 접합돌기(30)의 용접부로 전달되는 전단응력의 일부는 삽입돌기(40)를 통해 수직응력으로 변환되므로 용접부에 집중되는 응력이 감소되며, 이로 인하여 용접이 이루어지는 길이가 감소된다. 따라서 용접이 이루어지는 접합돌기(30)의 폭이 감소되므로 유성기어장치(1)의 중량을 저감할 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 유성기어장치(1)의 작동상태를 상세히 설명한다.
제1캐리어(10)와 제2캐리어(20)가 일정한 간격을 유지하며 서로 평행하게 설치될 경우, 제2캐리어(20)에서 돌출된 삽입돌기(40)가 제1캐리어(10)의 장착홈부(14)로 삽입되어 제1캐리어(10)의 회전을 구속한다.
접합돌기(30)의 접합면(32)은 제1캐리어(10)의 측면에 접한 상태에서, 접합돌기(30)와 제1캐리어(10)의 경계면을 용접으로 고정한다. 따라서 제1캐리어(10)나 제2캐리어(20)로 전달된 비틀림응력은 접합돌기(30)와 삽입돌기(40)를 통해 분산되어 전달되므로 용접이 이루어지는 길이를 감소시킬 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면 용접에 의해 제1캐리어(10)에 고정되는 접합돌기(30)와, 끼움 작업에 의해 제1캐리어(10)에 고정되는 삽입돌기(40)를 동시에 사용하므로 비틀림 토크에 강한 구조를 가지면서도 용접길이가 감소되어 중량을 저감할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 또한 자동변속기에 사용되는 유성기어장치를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 다른 종류의 기계장치에도 본 발명의 유성기어장치가 사용될 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
1: 유성기어장치 10: 제1캐리어
12: 제1캐리어몸체 14: 장착홈부
16: 제1피니언샤프트홀 20: 제2캐리어
22: 제2캐리어몸체 24: 제2피니언샤프트홀
30: 접합돌기 32: 접합면
40: 삽입돌기 42: 삽입면

Claims (5)

  1. 제1피니언샤프트홀을 구비하는 판 형상의 제1캐리어;
    상기 제1피니언샤프트홀과 마주하는 위치에 제2피니언샤프트홀이 위치하는 판 형상의 제2캐리어;
    상기 제2캐리어에서 돌출되어 상기 제1캐리어의 측면에 접하며, 용접에 의해 상기 제1캐리어에 고정되는 접합돌기; 및
    상기 제2캐리어에서 돌출되어 상기 제1캐리어의 내측으로 삽입되는 삽입돌기;를 포함하며,
    상기 제1캐리어는, 상기 제1피니언샤프트홀을 구비하는 제1캐리어몸체; 및
    상기 제1캐리어몸체의 테두리에 상기 삽입돌기가 삽입되는 홈부를 형성하는 장착홈부;를 포함하며,
    상기 접합돌기와 상기 삽입돌기는 일체로 이루어지며, 상기 접합돌기가 상기 제2캐리어에서 돌출된 높이보다 상기 삽입돌기가 상기 제2캐리어에서 돌출된 높이가 더 길게 형성되며,
    상기 제1캐리어와 마주하는 상기 접합돌기의 접합면은 평면 형상으로 이루지며,
    상기 삽입돌기의 단부에 형성된 삽입면과 상기 접합면은 단차를 이루며 상기 제1캐리어에 결합되며,
    상기 접합면이 상기 제1캐리어의 측면에 접한 상태에서, 상기 접합돌기와 상기 제1캐리어의 경계면을 용접으로 고정하는 것을 특징으로 하는 유성기어장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 삽입돌기의 단면 형상과 상기 장착홈부의 홈 형상은 다각형 형상으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 유성기어장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 접합돌기와 상기 삽입돌기는 상기 제2캐리어의 원주방향을 따라 복수 개가 설정된 간격으로 이격되는 것을 특징으로 하는 유성기어장치.
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