KR102567977B1 - 변속기 하우징 및 디퍼렌셜 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 의하여 제공되는 자동차 변속기용 디퍼렌셜 케이지(differential cage)(5)는, 상기 디퍼렌셜 케이지(5)는 디퍼렌셜 링 기어(differential ring gear)(7)를 지지하는 원통형의 외부 지탱 표면(external bearing surface)(5b)을 포함하고, 상기 링 기어(7)를 지지하는 지탱 표면(5b)은 일 가장자리에서 고리의 형상을 가진 직각 어깨부(orthogonal shoulder)(13) 옆에 장착되고, 상기 직각 어깨부(13)의 원주부에는 반경방향의 방위를 가지며 규칙적으로 교번적으로 배치되는 줄모양부(striation)(6a)들 및 리브(rib)(6b)들이 구비되며, 상기 줄모양부(6a)들 및 리브(6b)들은 함께 상기 디퍼렌셜 케이지(5)의 회전 속도를 측정하기 위한 측정 타겟(measurement target)(6)을 형성하는 것을 특징으로 한다.

Description

변속기 하우징 및 디퍼렌셜
본 발명은 변속기 분야에 관한 것으로서, 구체적으로는 변속기 또는 파워 트레인(power train; PT) 프로세서 유닛을 위한, 변속기의 회전 요소에 대한 속도 정보의 획득에 관한 것이다.
구체적으로 본 발명은 디퍼렌셜에서의 속도 타켓(목표물)의 배치에 관한 것이다.
더 구체적으로, 본 발명은 디퍼렌셜 링 기어를 지지하는 원통형의 외부 지탱 표면을 포함하는, 자동차 변속기용 디퍼렌셜 케이지에 관한 것이다.
또한 본 발명은 하우징 내에서 회전하는 케이지 및 링 기어를 포함하는 변속기 디퍼렌셜(transmission differential)에 관한 것이다.
변속기, 특히 하이브리드 변속기에서는, 공통의 조립체에 연결된 상이한 동력원인 열 동력원과 전기 동력원에 대한 정밀한 제어를 제공하기 위하여, 디퍼렌셜의 링 기어 및/또는 기어박스의 샤프트와 같은 소정 회전 구성요소의 회전 속력 또는 회전 속도에 관한 데이터가 필요하다. 구체적으로, 상기 동력원들은 클러치리스 기어쉬프트(clutchless gearshifts)를 수행하기 위하여 토크 및/또는 속력에 따라서 제어될 필요가 있다. 기어박스 샤프트의 완전한 동기화만이 필요한 신뢰성 및 안정적인 기어쉬프트를 보장할 수 있다.
기어박스 샤프트 또는 다른 회전 구성요소의 회전 속도에 관한 정밀한 정보를 획득하기 위한 속력 측정 시스템은 일반적으로, 고정된 이동 센서(travel sensor)와 상기 이동 센서를 지나 이동하는 회전 부품에 회전하게 연결된 타켓으로 이루어진다. 상기 타겟은 일반적으로, 속력이 측정되어야 하는 부품과 같은 속력으로 회전하는 회전 부품의 원주에 분포된 일련의 이빨부들의 형태를 갖는다.
상기 정보는 종종 디퍼렌셜 링 기어로부터 획득된다. 문헌 FR　3　049　323 에 개시된 이 방안은, 링 기어에 직접 연결된 기어박스의 2차 샤프트의 속력의 직접적인 독출을 제공한다. 이와 같은 측정은, 상기 고정된 센서를 지나서 이동하는 계수 이빨부들(counting teeth)의 제공을 위해 활용되는 링 기어의 큰 직경 덕분에 정밀하다.
상기 문헌에 따르면, 타겟은 액슬 조립체 링 기어(axle assembly ring gear) 상에서 밀림(pushed) 및 위축(shrunk)을 겪을 수 있다. 그러나 사용시 상기 타겟은 변형되어서 링 기어와 별도로 작동하는 경향을 갖는다. 따라서 상기 타겟과 링 기어 간의 연결을 강화하고 타겟을 링 기어 상의 제 위치에 유지시키기 위하여 용접 스폿(spot of welding)들이 필요하다.
본 발명은 타겟의 설치를 위하여 디퍼렌셜 링 기어의 직경을 활용하는 동시에, 위와 같은 조립상의 제약을 해결함을 목적으로 한다.
상기 목적을 위하여, 링 기어를 지지하는 지탱 표면은 일 가장자리에서 고리의 형상을 가진 직각 어깨부(orthogonal shoulder) 옆에 장착되고, 직각 어깨부의 원주부에는 반경방향의 방위를 가지며 규칙적으로 교번적으로 배치되는 줄모양부(striation)들 및 리브(rib)들이 구비되며, 상기 줄모양부들 및 리브들은 함께 상기 디퍼렌셜 케이지의 회전 속도를 측정하기 위한 측정 타겟(measurement target)을 형성한다. 본 발명의 특정한 일 실시예에서는, 상기 어깨부가 상기 디퍼렌셜의 케이지에 대해 주조된다.
하기 첨부 도면들을 참조로 하는 본 발명의 비제한적인 실시예에 관한 아래의 상세한 설명으로부터 본 발명이 보다 명확히 이해될 것이다.
도 1 에는 속도 측정 센서를 구비한 기어박스의 외부 모습이 도시되어 있다.
도 2 에는 디퍼렌셜 케이지 하우징 내에 있는 디퍼렌셜 케이지의 모습이 도시되어 있다.
도 3 에는 도 1 의 B-B 선을 따라 취한 단면도가 도시되어 있다.
도 1 에는 메카니즘 하우징(2), 변속기 샤프트 유출부(3), 및 하우징(2)으로부터 밖으로 돌출된 속도 측정 센서(4)의 단부가 도시되어 있다.
도 2 에는 변속기 샤프트 유출부(3)가 도시되어 있다. 디퍼렌셜 케이지(5)에는 상기 변속기 샤프트 유출부(3) 둘레에서 연장되는 반경방향 리브(5a)들이 구비된다. 상기 리브(5a)들은, 디퍼렌셜 케이지의 회전 속도를 측정하기 위하여, 속도 측정 센서(4)와 협동하는 타겟(6)을 지탱하는 케이지의 주변 고리형 밴드까지 외향으로 연장된다. 타겟(6)은 링 기어(7) 아래에서 디퍼렌셜 케이지(5)의 주변 고리형 밴드 상에 있고 반경방향의 방위를 가지며 규칙적으로 교번적으로 배치되는 줄모양부(6a)들 및 리브(6b)들을 포함한다.
디퍼렌셜 케이지(5)는 롤링 베어링(rolling bearings)(9)에 의하여 클러치 하우징(8)과 메카니즘 하우징(2) 내측에 유지된다. 링 기어(7)는 그 외부의 지탱 표면(5b) 상에서 디퍼렌셜 케이지(5)의 외부에 고정된다. 도 3 에는 링 기어(7)를 지지하는 지탱 표면(5b)이 도시되어 있다. 디퍼렌셜 케이지(5) 내측에는 플래닛 피니언(planet pinion)을 위한 피니언 샤프트(10), 두 개의 썬 기어(sun gear)(11), 및 변속기 샤프트(미도시)를 위한 유출 오리피스(3)가 도시되어 있다. 또한 디퍼렌셜 케이지(5)의 외부에는 파킹 기어(parking gear)(12)가 도시되어 있다. 속도 측정 센서(4)는 메카니즘 하우징(2)의 개구 안에 고정된다. 속도 측정 센서(4)는 타겟(6)을 지탱하는 디퍼렌셜 케이지(5)의 어깨부(13)를 대면하고, 상기 어깨부는 회전에 따라서 상기 속도 측정 센서(4)를 지나가게 된다.
링 기어(7)를 지지하는 지탱 표면(5a)은 고리 형태를 가진 직각 어깨부(13) 옆의 일 가장자리에 구비되는바, 그 원주부에는 반경방향의 방위를 가지며 규칙적으로 교번적으로 배치되는 줄모양부(6a)들 및 리브(6b)들이 있고, 이들은 함께 타겟(6)을 형성한다. 타겟(6)은 고리형 밴드의 형태를 갖는다. 이 예에서, 타겟(6)은 디퍼렌셜 케이지에 통합되어 어깨부(13)에 구비된다. 이 예에서, 타겟(6)은 디퍼렌셜 케이지(5)에 대해 주조되지만, 타겟(6)이 케이지에 대해 독립적으로 제작되어 케이지에 부착되는 경우도 본 발명의 범위를 벗어나는 것이 아니다. 어깨부(13)는 링 기어(7)에 대해 측방향으로 지탱된다. 상기 리브(6a)들 및 줄모양부(6b)들은 어깨부(13)의 재료에 대한 기계가공으로 형성된다. 그러나, 상기 타겟이 어깨부(13)에 부착되는 부품인 경우도 본 발명의 범위를 벗어나는 것이 아니다.
제안되는 변속기 디퍼렌셜은 전술된 바와 같이 메카니즘 하우징(2), 클러치 하우징(8), 및 케이지를 포함하며, 상기 케이지는 그 하우징 내부에서 회전하면서, 타겟(6)과 함께, 메카니즘 하우징(2)에 장착된 고정된 속도 측정 센서(4)를 지나면서 이동한다. 상기 줄모양부(6a)들 및 리브(6b)들은 링 기어(7)에 의하여 검출된다. 이들을 지나가는 속도로 인하여, 디퍼렌셜 케이지(5)의 회전 속도 및 기어박스의 2차 샤프트의 회전 속도를 판별함이 가능하게 된다.
상기 리브들의 이빨부들의 갯수 및 폭은, 프로세서로 정보를 전송하기 위하여 지나가는 리브들의 갯수를 계수하는 상기 센서의 특성에 의존적이다. 본 발명의 주된 장점은, 타겟을 링 기어에 용접하지 않고서도, 위축되어 장착된(shrink-fitted) 타겟이 느슨하게 작동할 위험이 방지된다는 것이다.

Claims (6)

  1. 자동차 변속기용 디퍼렌셜 케이지(differential cage)(5)로서,
    상기 디퍼렌셜 케이지(5)는 디퍼렌셜 링 기어(differential ring gear)(7)를 지지하는 원통형의 외부 지탱 표면(external bearing surface)(5b)을 포함하고,
    상기 링 기어(7)를 지지하는 지탱 표면(5b)은 일 가장자리에서 고리의 형상을 가진 직각 어깨부(orthogonal shoulder)(13) 옆에 장착되고, 상기 직각 어깨부(13)의 원주부에는 반경방향의 방위를 가지며 규칙적으로 교번적으로 배치되는 줄모양부(striation)(6a)들 및 리브(rib)(6b)들이 구비되며, 상기 줄모양부(6a)들 및 리브(6b)들은 함께 상기 디퍼렌셜 케이지(5)의 회전 속도를 측정하기 위한 측정 타겟(measurement target)(6)을 형성하는 것을 특징으로 하는, 디퍼렌셜 케이지(5).
  2. 제1항에 있어서,
    상기 어깨부(13)는 디퍼렌셜 케이지(5)에 대해 주조(casting)되는 것을 특징으로 하는, 디퍼렌셜 케이지(5).
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 어깨부(13)는 상기 디퍼렌셜 링 기어(7)에 대해 측방향으로 지탱되는 것을 특징으로 하는, 디퍼렌셜 케이지(5).
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 타겟(6)은 어깨부(13)에 통합되는 것을 특징으로 하는, 디퍼렌셜 케이지(5).
  5. 제4항에 있어서,
    상기 타겟(6)의 줄모양부(6a)들 및 리브(6b)들은 상기 어깨부(13)의 재료에 대한 기계가공에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는, 디퍼렌셜 케이지(5).
  6. 메카니즘 하우징(2), 및 상기 메카니즘 하우징(2) 안에서 회전하는, 제1항 또는 제2항에 따른 디퍼렌셜 케이지(5)를 포함하는 변속기 디퍼렌셜으로서,
    상기 디퍼렌셜 케이지(5)의 타겟(6)은, 상기 메카니즘 하우징(2)에 장착된 고정된 속도 측정 센서(4)를 지나면서 이동하는 것을 특징으로 하는, 디퍼렌셜 케이지(5).
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