KR20020093215A

KR20020093215A - Differential for vehicle

Info

Publication number: KR20020093215A
Application number: KR1020010031668A
Authority: KR
Inventors: 박희업
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-06-07
Filing date: 2001-06-07
Publication date: 2002-12-16

Abstract

PURPOSE: A differential for a vehicle is provided to transmit the driving power of a high-output engine to driving wheels without breakage, to remove the necessity of the minimum road clearance, and to reduce the production cost. CONSTITUTION: A differential(50) for a vehicle comprises a drive pinion(54) receiving the rotational force of a propulsion shaft(52), a ring gear(56) engaged with the drive pinion, a differential case integrally formed with the ring gear, a left and a right axle shafts(64,65) of which one ends are combined to the differential case and the other ends is placed in hubs(61,63) of a left and a right drive wheels(60,62), and differential gears(70,72) placed between the axle shafts and the hubs. An outer case(59) is placed outside the differential case to protect the differential case and the ring gear. A bearing is placed between the outer case and the differential case to rotatably support the differential case. An oil seal is placed between the outer case and the axle shafts to prevent the leakage of oil. One ends of the axle shafts are spline-combined to the differential case to transmit the driving power transmitted through the differential to the hubs of the drive wheels.

Description

Automotive differential {Differential for vehicle}

본 발명은 자동차의 선회주행이 용이하도록 하는 차동장치에 관한 것으로서, 특히 차동장치의 내부 구조가 간단해진 자동차용 차동장치에 관한 것이이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a differential device that facilitates turning of an automobile, and more particularly, to an automobile differential device in which the internal structure of the differential device is simplified.

일반적으로, 엔진에서 발생된 동력을 구동 바퀴(drive wheel)에 전달하기 위한 장치로서, 도 1에 도시된 바와 같이 엔진(1)의 플라이휠(7)에 설치되어 출발시나 변속시 필요에 따라 동력 전달을 단속하는 클러치(clutch)와, 주행 상태에 알맞도록 기어의 물림을 변경시키고 전진과 후진을 하기 위한 변속기(transmission : T/M)와, 상기 변속기의 회전 속도를 최종적으로 감속시키는 동시에 차가 회전할 때 좌우 구동 바퀴(6)에 알맞은 회전 속도로 동력을 전달하는 종감속 기어(final reduction gear) 및 차동 장치(differential)(5)와, 상기 변속기의 출력을 상기 종감속 기어에 전달하는 추진축(propeller shaft 또는 drive shift)(4)을 포함하여 구성되어 있다.Generally, a device for transmitting power generated from an engine to a drive wheel, which is installed on the flywheel 7 of the engine 1 as shown in FIG. 1 and transmits power as needed at the start or when shifting. Clutch for regulating the engine, transmission (T / M) for changing gear bites and moving forward and backward to suit driving conditions, and finally reducing the rotational speed of the transmission, A final reduction gear and differential 5 for transmitting power at a rotational speed suitable for the left and right drive wheels 6 and a propeller for transmitting the output of the transmission to the longitudinal reduction gear. shaft or drive shift) (4).

상기 차동 장치(5)는 도 2에 도시된 바와 같이 상기 추진축(4)의 회전력을 전달받는 구동 피니언(80)과, 상기 구동 피니언에 맞물리는 링 기어(11)와, 상기 링 기어와 일체로 형성된 차동 케이스(12)와, 상기 차동 케이스(12)에 고정되는 피니언 축(13)에 결합되고 상기 차동 케이스 내측에 배치된 2개의 피니언 기어(14)와, 중심에 스플라인(spline)이 형성되고 상기 피니언 기어(14)와 맞물리며 상기 차동 케이스(12) 내측에 배치된 2개의 사이드 기어(15)와, 일끝단에 스플라인이 형성되어 상기 사이드 기어(15)의 스플라인에 삽입되고 타끝단에 스플라인이 형성되어 구동 바퀴(6)의 허브의 스플라인에 삽입되는 액슬 축(axle shaft)(16)으로 구성된다.As shown in FIG. 2, the differential device 5 includes a drive pinion 80 receiving the rotational force of the propulsion shaft 4, a ring gear 11 engaged with the drive pinion, and an integral part of the ring gear. A spline is formed at the center and two pinion gears 14 coupled to the pinion shaft 13 fixed to the differential case 12, the pinion shaft 13 fixed to the differential case 12, and disposed inside the differential case. Two side gears 15 engaged with the pinion gear 14 and disposed inside the differential case 12, and a spline is formed at one end thereof and inserted into a spline of the side gear 15, and a spline at the other end thereof. It consists of an axle shaft 16 which is formed and inserted into the spline of the hub of the drive wheel 6.

상기 차동 케이스(12)의 외측에는 차동 케이스(12) 및 링 기어(11) 등을 보호하는 외곽 케이스(17)가 배치되고, 상기 외곽 케이스(17)와 상기 차동 케이스(12)의 사이에는 상기 차동 케이스(12)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(17)이 배치되고, 상기 외곽 케이스(17)와 상기 액슬 축(16) 사이에는 오일의 누수를 방지하는 오일 시일(18a)이 배치된다.An outer case 17 is disposed outside the differential case 12 to protect the differential case 12, the ring gear 11, and the like, and the outer case 17 and the differential case 12 are disposed between the outer case 17 and the differential case 12. A bearing 17 rotatably supporting the differential case 12 is disposed, and an oil seal 18a for preventing leakage of oil is disposed between the outer case 17 and the axle shaft 16.

여기서, 상기 액슬 축(16)은 차동 기어에서 구동 바퀴(6)까지 동력을 전달해 주는 축으로서 등속 조인트(Constant Velocity Joint : CVJ)를 사용하는데, 상기 등속 조인트는 더블 옵셋 조인트(Double Offset Joint : DOJ)와 중간축 및 버필드 조인트(Birfield Joint : BJ)로 구성된다. 여기서, 상기 더블 옵셋 조인트는 슬라이드형으로 상기 사이드 기어(15)의 스플라인에 삽입되고 상기 버필드 조인트는 고정형으로 구동바퀴(6) 허브(7)의 스플라인에 삽입된다.Here, the axle shaft (16) uses a constant velocity joint (Constant Velocity Joint: CVJ) as a shaft for transmitting power from the differential gear to the driving wheel (6), the constant velocity joint is a double offset joint (DOJ) ) And intermediate shaft and burfield joint (BJ). Here, the double offset joint is slidably inserted into the spline of the side gear 15 and the burfield joint is fixedly inserted into the spline of the hub 7 of the drive wheel 6.

종래 기술에 따른 차동 장치는 다음과 같이 동작된다.The differential device according to the prior art operates as follows.

먼저, 상기 추진축(4)을 통해 엔진의 동력이 상기 링 기어(11)에 맞물려있는 구동 피니언(8)에 전달되면 상기 구동 피니언(8)이 회전한다. 상기 구동 피니언(8)이 회전하면 상기 링 기어(11)가 회전하여 상기 차동 케이스(12)가 회전된다. 상기 차동 케이스(12)가 회전하면 상기 차동 케이스(12)에 고정된 상기 피니언 축(13)에 의해서 상기 피니언 기어(14)가 공전하게 된다. 상기 피니언 기어(14)가 공전되면 상기 피니언 기어(14)와 맞물려있는 상기 사이드 기어(15)가 구동되어 상기 사이드 기어(15)와 스플라인 결합된 액슬 축(16)이 회전하게 된다. 따라서, 상기 액슬 축(16)을 통해 상기 엔진(1)의 동력이 상기 구동 바퀴(6)로 전달된다.First, when the power of the engine is transmitted to the drive pinion 8 engaged with the ring gear 11 through the propulsion shaft 4, the drive pinion 8 rotates. When the drive pinion 8 rotates, the ring gear 11 rotates to rotate the differential case 12. When the differential case 12 rotates, the pinion gear 14 is revolved by the pinion shaft 13 fixed to the differential case 12. When the pinion gear 14 is idle, the side gear 15 engaged with the pinion gear 14 is driven to rotate the axle shaft 16 splined with the side gear 15. Thus, power of the engine 1 is transmitted to the drive wheels 6 via the axle shaft 16.

이때, 자동차가 평탄로를 직진하는 경우, 좌우 구동 바퀴(6)의 회전 저항이 같으므로 좌우의 상기 사이드 기어(15)는 같은 회전수로 상기 피니언 기어(14)의 공전에 따라 움직이게 되어 전체 시스템이 하나의 블록이 되어 회전된다.At this time, when the car goes straight through the flat path, the left and right driving wheels 6 have the same rotational resistance, so that the left and right side gears 15 move according to the revolution of the pinion gear 14 at the same rotational speed. This one block is rotated.

한편, 오른쪽의 구동 바퀴(6)가 수렁 등에 빠져서 왼쪽의 상기 사이드 기어(15)가 고정되어 있는 경우, 상기 피니언 기어(14)가 공전하기 위해서는 상기 왼쪽 상기 사이드 기어(15) 위를 굴러야 하므로 상기 피니언 기어(14)가 자전을 시작하여 오른쪽 상기 사이드 기어(15)를 구동하게 된다. 따라서, 오른쪽 상기 사이드 기어(15)는 상기 피니언 기어(14)의 공전에 2배 회전수로 구동된다.On the other hand, when the drive wheel 6 on the right side falls into a bog, and the side gear 15 on the left side is fixed, the pinion gear 14 must roll on the left side gear 15 in order to revolve. The pinion gear 14 starts to rotate to drive the right side gear 15. Thus, the right side gear 15 is driven at twice the speed of revolution of the pinion gear 14.

상기한 바와 같이 차동 장치(5)의 차동 작용은 좌우 구동 바퀴(6)의 회전 저항의 차에 따라 일어나는 것이며 바퀴는 통과하는 노면의 길이에 따라 회전하므로 커브를 돌 때의 내측 바퀴는 외측 바퀴보다 저항이 커져서 회전수가 감소하고, 그 만큼 반대쪽의 바퀴를 가속하게 된다.As described above, the differential action of the differential device 5 is caused by the difference in the rotational resistance of the left and right drive wheels 6, and the wheels rotate according to the length of the road surface passing through them, so the inner wheels when turning the curves are more than the outer wheels. The greater the resistance, the less the speed, and the more the wheels accelerate.

그러나, 상기와 같이 구성된 자동차용 차동 장치(5)는 상기 차동 케이스(12) 내부 구조가 복잡하고, 고 출력시에는 링 기어(11) 보다 사이드 기어(15)의 치가 더 약하므로, 고 출력 엔진에 상기 차동장치(5)를 적용하는 상기 사이드 기어(15)의 강도 문제 때문에 사이드 기어(15) 및 액슬 축(16)의 크기를 크게 하여야 하고, 결국 원가의 상승과 최저 지상고가 낮아지는 문제점이 있다.However, the automotive differential device 5 configured as described above has a complicated internal structure of the differential case 12, and at a high output, the teeth of the side gear 15 are weaker than the ring gear 11, so that the high output engine The size of the side gear 15 and the axle shaft 16 should be increased due to the strength problem of the side gear 15 to which the differential device 5 is applied. have.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서,고 출력 엔진의 구동력을 구동바퀴에 파손없이 전달 할 수 있고 최저 지상고를 낮출 필요가 없을 뿐만 아니라, 생산 원가를 절감할 수 있는 자동차용 차동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, it is possible to transfer the driving force of the high-output engine to the drive wheels without damage, it is not necessary to lower the minimum ground clearance, as well as to reduce the production cost of the automobile The purpose is to provide a differential device for this purpose.

도 1은 일반적인 자동차의 동력 전달 장치가 도시된 구성도,1 is a configuration diagram showing a power transmission device of a typical vehicle;

도 2는 종래 기술에 따른 차동 장치가 도시된 구성도,2 is a block diagram showing a differential device according to the prior art,

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 동력 전달 장치가 도시된 구성도,3 is a configuration diagram showing a power transmission device for a vehicle according to the present invention;

도 4는 본 발명에 따른 차동 장치가 도시된 구성도이다.4 is a block diagram showing a differential device according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명><Explanation of symbols on main parts of the drawings>

50: 차동장치52: 추진축50: differential 52: propulsion shaft

54: 구동 피니언56: 링 기어54: drive pinion 56: ring gear

58: 차동 케이스 60: 좌 구동바퀴58: differential case 60: left drive wheel

61,63: 허브62: 우 구동바퀴61, 63: hub 62: right wheel

64: 좌 액슬 축 65: 우 액슬 축64: left axle shaft 65: right axle shaft

70,72: 유성치차70,72: planetary gear

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 의한 자동차용 차동장치는 추진축의 회전력을 전달받는 구동 피니언과, 상기 구동 피니언에 맞물리는 링 기어와, 상기 링 기어와 일체로 형성된 차동 케이스와, 상기 차동 케이스에 일끝단이 결합되고 타끝단이 좌,우 구동바퀴의 허브 내측에 배치된 좌,우 액슬 축과, 상기 좌,우 액슬 축과 구동바퀴의 허브 사이에 배치된 유성치차로 구성된 것을 특징으로 한다.A vehicle differential apparatus according to the present invention for solving the above problems is a drive pinion receiving the rotational force of the propulsion shaft, a ring gear engaged with the drive pinion, a differential case formed integrally with the ring gear, and the differential case One end is coupled to the other end is characterized in that the left and right axle shaft disposed inside the hub of the left and right driving wheel, and the planetary gear disposed between the left and right axle shaft and the hub of the driving wheel. .

이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 3은 본 발명에 따른 자동차의 동력 전달 장치가 도시된 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차동 장치가 도시된 구성도이다.3 is a block diagram showing a power transmission device of a vehicle according to the present invention, Figure 4 is a block diagram showing a differential device according to the present invention.

본 발명에 의한 자동차용 차동장치는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 추진축(52)의 회전력을 전달받는 구동 피니언(54)과, 상기 구동 피니언(54)에 맞물리는 링 기어(56)와, 상기 링 기어(56)와 일체로 형성된 차동 케이스(58)와, 상기 차동 케이스(58)에 일끝단이 결합되고 타끝단이 좌,우 구동바퀴(60,62)의 허브(61,63) 내측에 배치된 좌,우 액슬 축(64,65)과, 상기 좌, 우 액슬 축(64,65)과 구동바퀴(60,62)의 허브(61,63) 사이에 배치된 유성치차(70,72)로 구성된다.As shown in FIGS. 3 and 4, a differential vehicle for a vehicle according to the present invention includes a drive pinion 54 receiving a rotational force of the propulsion shaft 52 and a ring gear 56 engaged with the drive pinion 54. And a differential case 58 integrally formed with the ring gear 56 and one end coupled to the differential case 58 and the other end of the hub 61 and 63 of the left and right driving wheels 60 and 62. A planetary gear disposed between the left and right axle shafts 64 and 65 disposed between the left and right axle shafts 64 and 65 and the hubs 61 and 63 of the driving wheels 60 and 62. 70, 72).

상기 차동 케이스(58)의 외측에는 차동 케이스(58) 및 링 기어(56) 등을 보호하는 외곽 케이스(59)가 배치되고, 상기 외곽 케이스(59)와 상기 차동 케이스(58)의 사이에는 상기 차동 케이스(58)를 회전 가능하게 지지하는 베어링(59a)이 배치되고, 상기 외곽 케이스(59)와 상기 액슬 축(64,65) 사이에는 오일의 누수를 방지하는 오일 시일(59b)이 배치된다.An outer case 59 is disposed outside the differential case 58 to protect the differential case 58 and the ring gear 56, and the outer case 59 and the differential case 58 may be disposed between the outer case 59 and the differential case 58. A bearing 59a rotatably supporting the differential case 58 is disposed, and an oil seal 59b is disposed between the outer case 59 and the axle shafts 64 and 65 to prevent leakage of oil. .

상기 좌,우 액슬 축(56)은 일끝단이 상기 차동 케이스(62)에 스플라인 결합되어 차동장치(50)를 통해 전달된 구동력을 좌,우 구동바퀴(56)의 허브(57) 각각에 전달한다.One end of the left and right axle shafts 56 is splined to the differential case 62 so that the driving force transmitted through the differential device 50 is transmitted to each of the hubs 57 of the left and right driving wheels 56. do.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.

먼저, 추진축(52)을 통해 엔진의 동력이 상기 링 기어(56)에 맞물려있는 구동 피니언(56)에 전달되면 상기 구동 피니언(56)이 회전한다. 상기 구동 피니언(56)이 회전하면 상기 링 기어(56)가 회전하여 그와 일체로 형성된 상기 차동 케이스(58)가 회전된다. 상기 차동 케이스(58)가 회전하면 상기 차동 케이스(58)에 일끝단이 스플라인 결합된 상기 좌,우 액슬 축(64,65)은 회전되고, 상기 좌,우 액슬 축(64,65) 각각의 타끝단과 상기 좌,우 구동바퀴(60,62)의 허브(61,63) 사이에 배치된 유성치차(70,72)는 회전되어 최종적으로 좌,우 구동바퀴(60,62)를 회전시킨다.First, when the power of the engine is transmitted to the drive pinion 56 engaged with the ring gear 56 through the propulsion shaft 52, the drive pinion 56 rotates. When the drive pinion 56 rotates, the ring gear 56 rotates so that the differential case 58 integrally formed therewith rotates. When the differential case 58 is rotated, the left and right axle shafts 64 and 65 having one end splined to the differential case 58 are rotated, and each of the left and right axle shafts 64 and 65 is rotated. The planetary gears 70 and 72 disposed between the other end and the hubs 61 and 63 of the left and right driving wheels 60 and 62 are rotated to finally rotate the left and right driving wheels 60 and 62. .

이때, 자동차가 평탄로를 직진하는 경우에는 좌,우 구동바퀴(60,62)의 회전 저항이 같으므로 좌우의 상기 유성치차(70,72)는 같은 회전수로 상기 좌,우 구동바퀴(60,62)를 회전시킨다.At this time, when the car goes straight through the flat road, the left and right driving wheels 60 and 62 have the same rotational resistance, and thus the left and right planetary gears 70 and 72 have the same rotational speed as the left and right driving wheels 60. , 62).

한편, 자동차가 선회하는 경우에는 좌,우 구동바퀴(60,62)에 작용하는 회전저항이 달라지게 되므로 상기 좌 구동바퀴(60)의 허브(61)에 설치된 유성치차(70)와 우 구동바퀴(62)의 허브(63)에 설치된 유성치차는 서로 다른 회전수로 구동된다. 즉, 구동바퀴(60,62)는 통과하는 노면의 길이에 따라 회전하므로 커브를 돌 때의 내측 바퀴는 외측 바퀴보다 저항이 커져서 회전수가 감소되고 외측 바퀴는 상대적으로 회전수가 증가된다.On the other hand, when the vehicle turns, since the rotational resistance acting on the left and right driving wheels 60 and 62 is different, the planetary gear 70 and the right driving wheel installed in the hub 61 of the left driving wheel 60 are different. The planetary gears provided in the hub 63 of 62 are driven at different rotational speeds. That is, since the driving wheels 60 and 62 rotate according to the length of the road surface passing, the inner wheels are more resistant than the outer wheels when the curve is turned, so that the rotation speed is reduced and the outer wheels are relatively increased.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 자동차용 차동장치는 차동작용을 하는 유성치차를 구동바퀴의 허브에 설치함으로써, 차동장치로 고출력이 입력되는 경우 차동장치가 파손되는 것을 방지함과 아울러, 차동장치로 인해 최저 지상고가 높아지는 것을 막을 수 있는 효과가 있다.In the vehicle differential device of the present invention configured as described above, the planetary gear having a differential action is installed in the hub of the driving wheel, thereby preventing the differential device from being broken when a high output is input to the differential device, and as a differential device. This has the effect of preventing the minimum ground clearance from increasing.

그리고, 차동장치 내부의 구조가 간단해 질 뿐만 아니라 생산원가가 절감되는 효과가 있다.In addition, the internal structure of the differential device is not only simplified, but also the production cost is reduced.

Claims

A drive pinion receiving the rotational force of the propulsion shaft, a ring gear engaged with the drive pinion, a differential case integrally formed with the ring gear, and one end coupled to the differential case and the other end of the hub of the left and right drive wheels. And a planetary gear disposed between the left and right axle shafts disposed inside and the hubs of the left and right axle shafts and the left and right driving wheels.

The left and right axle shaft is a vehicle differential, characterized in that one end is splined to the differential case.