KR20040072161A

KR20040072161A - 차량용 디퍼렌셜

Info

Publication number: KR20040072161A
Application number: KR1020030008127A
Authority: KR
Inventors: 최영삼
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2004-08-18

Abstract

본 발명에 따른 차량용 디퍼렌셜은 피니언 기어 또는 사이드 기어와 마주보는 와셔의 원주면에 형성된 윤활유 그루브가 반경방향으로 양단이 개구되고, 피니언 기어 또는 사이드 기어의 회전방향으로 굴곡지며, 병목현상에 의해 윤활유가 정체되도록 윤활유가 유입되는 입구부보다 윤활유가 유출되는 출구부가 그 폭이 더 좁게 형성되기 때문에 윤활유가 윤활유 그루브의 개구된 양단을 통해 윤활유 그루브에 유입되어 상기 와셔에 충분히 공급됨과 아울러 와셔의 반경방향으로 용이하게 유동됨으로써, 피니언 기어 또는 사이드 기어의 윤활 및 방열을 원활하게 도모할 수 있을 뿐만 아니라 윤활유의 열화를 방지할 수 있다.

Description

차량용 디퍼렌셜{Differential of Vehicle}

본 발명은 차량용 디퍼렌셜에 관한 것으로서, 특히 와셔에 윤활유가 충진됨과 아울러 와셔의 반경방향으로 유동이 가능한 윤활유 그루브가 형성된 차량용 디퍼렌셜에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 디퍼렌셜은 변속기로부터 출력된 동력을 좌우 구동바퀴의 회전 저항에 따라 분배하여 좌우 구동바퀴에 각각 전달하는 역할을 수행함으로써 좌우 구동바퀴의 회전수 변화를 가능케 하기 때문에 차량의 선회시 원활한 방향전환이 가능하고, 노면이 고르지 못한 지형에서 차량의 주행 안전성이 확보될 수 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 디퍼렌셜의 측단면도이다.

종래 기술에 따른 차량용 디퍼렌셜은 변속기로부터 출력된 동력을 전달받아 링기어(2)가 회전되면, 상기 링기어(2)와 연동되게 결합된 디퍼렌셜 케이스(4) 및 상기 디퍼런셜 케이스(4)의 내부에 고정된 피니언 샤프트(6)가 함께 회전되고, 상기 피니언 샤프트(6)의 양단에 각각 회전 가능하게 끼워진 한 쌍의 피니언 기어(7,8)가 좌/우 사이드 기어(9,10)와 직교방향으로 기어 물림되면서 상기 좌/우 사이드 기어(9,10)에 각각 축설된 좌/우 차축(11,12)을 회전시킨다.

상기 좌/우 차축(11,12)이 회전되면, 상기 좌/우 차축(11,12)의 끝단에 각각 함께 회전 가능토록 결합된 좌/우 구동바퀴(미도시)가 구동됨으로써 차량이 주행된다.

특히, 상기 좌/우 구동바퀴가 지면으로부터 받는 회전 저항에 따라 좌/우 차축(11,12)에 각각 일정 부하가 걸리는데 이 부하가 상기 좌/우 사이드 기어(9,10)를 통해 상기 피니언 기어(7,8)에 전달되면, 상기 피니언 기어(7,8)가 상기 좌/우 사이드 기어(9,10)로부터 전달받는 부하 차이에 따라 상기 좌/우 사이드 기어(9,10)와 기어 물림됨과 아울러 상기 피니언 샤프트(6)를 중심으로 시계방향 또는 반시계방향으로 회전되면서 차동작용이 이루어진다.

한편, 상기 디퍼렌셜 케이스(4)는 일정 높이까지 윤활유가 충진된 변속기 하우징(1)의 내부 하측에 설치되고, 상기 피니언 기어(7,8)와 디퍼렌셜 케이스(4) 사이 및 상기 사이드 기어(9,10)와 디피렌셜 케이스(4) 사이에 각각 마찰을 최소화하기 위해 상기 윤활유에 의해 표면에 윤활막이 형성된 링형의 와셔(14)가 개재된다.

상기 와셔(14)는 도 2a에 도시된 바와 같이 원주면이 평평한 평와셔이거나, 도 2b에 도시된 바와 같이 원주면에 원주방향으로 복수개의 윤활유 포집홈(14a)이 형성되어 있다.

그러나, 종래 기술에 따른 차량용 디퍼렌셜의 와셔(14)는 도 2a에 도시된 바와 같이 평와셔인 경우, 상기 피니언 기어(7,8) 또는 사이드 기어(9,10) 사이의 좁은 틈새로 인해 윤활유가 충분히 공급되기 어렵고, 상기 윤활유가 그냥 표면을 따라 흘러버리기 때문에 충분한 윤활막을 형성할 수가 없고 상기 피니언 기어(7,8) 또는 사이드 기어(9,10) 사이에 발생된 마찰열이 상기 윤활유를 통해 충분히 방열되지 못하는 문제점이 있다.

또한, 종래 기술에 따른 와셔(14)는 도 2b에 도시된 바와 같이 윤활유 포집홈(14a)이 있는 경우, 상기 윤활유 포집홈(14a)에 윤활유가 충진됨으로써 표면에 충분한 윤활막이 형성될 수 있지만, 상기 윤활유 포집홈(14a)으로 인해 윤활유의 유동성이 낮기 때문에 상기 피니언 기어(7,8) 또는 사이드 기어(9,10) 사이에 발생된 마찰열에 의해 윤활유가 열화되어 결국 윤활성이 낮아지는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 와셔의 표면에 윤활유가 충분히 공급됨과 아울러 윤활유가 원활히 유동될 수 있도록 한 차량용 디퍼렌셜을 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 차량용 디퍼렌셜의 측단면도,

도 2a, 도 2b는 종래 기술에 따른 와셔의 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 차량용 디퍼렌셜의 측단면도,

도 4는 본 발명에 따른 윤활유 그루브가 도시된 와셔의 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

50 : 디퍼렌셜 케이스 52 : 피니언 샤프트

53,54 : 피니언 기어 55,56 : 차축

57,58 : 사이드 기어 59 : 와셔

60 : 윤활유 그루브

상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명에 따른 차량용 디퍼렌셜은 변속이 완료된 구동력을 전달받아 회전되고, 내부에 윤활유가 충진된 디퍼렌셜 케이스와; 상기 디퍼렌셜 케이스의 내부에 일체로 회전되도록 결합된 피니언 샤프트와; 상기 피니언 샤프트의 양단에 각각 회전 가능하게 결합된 한 쌍의 피니언 기어와; 상기 한 쌍의 피니언 기어 사이에서 기어 물림되고, 좌/우 차축과 각각 일체로 회전되도록 결합된 한 쌍의 사이드 기어와; 상기 사이드 기어 및 피니언 기어와 디퍼렌셜 케이스 사이에 각각 개재된 와셔와; 상기 피니언 기어 또는 사이드 기어와 마주보는 와셔의 원주면에 반경방향으로 양단이 개구되게 형성되어 윤활유가 유동되는 윤활유 그루브를 포함하여 구성된다.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 차량용 디퍼렌셜은 변속이 완료된 구동력을 전달받아 회전되고 내부에 윤활유가 충진된 디퍼렌셜 케이스(50)와, 상기 디퍼렌셜 케이스(50)의 내부에 일체로 회전되도록 결합된 피니언 샤프트(52)와, 상기 피니언 샤프트(52)의 양단에 각각 회전 가능하게 결합된 한 쌍의 피니언 기어(53,54)와, 상기 한 쌍의 피니언 기어(53,54) 사이에서 기어 물림되고 좌/우 차축(55,56)과 각각 일체로 회전되도록 결합된 한 쌍의 사이드 기어(57,58)와, 상기 사이드 기어(57,58) 및 피니언 기어(53,54)와 디퍼렌셜 케이스(50) 사이에 각각 개재된 와셔(59)와, 상기 피니언 기어(53,54) 또는 사이드 기어(57,58)와 마주보는 와셔(59)의 원주면(f)에 반경방향으로 양단이 개구되게 형성되어 윤활유가 유동되는 윤활유 그루브(60)를 포함하여 구성되다.

상기 와셔(59)는 상기 피니언 샤프트(52) 또는 차축(55,56)이 관통될 수 있도록 링형으로 형성되고, 평활하게 형성된 원주면(f)에 윤활유로 인해 윤활막이 형성되기 때문에 상기 피니언 기어(53,54) 또는 사이드 기어(57,58)와 디퍼렌셜 케이스(50) 사이의 마찰을 최소화하고 마찰열을 방열시킨다.

상기 윤활유 그루브(60)는 상기 와셔(59)의 원주방향으로 등간격을 두고 복수개가 형성되어, 반경방향으로 개구된 양단을 통해 상기 와셔(59)의 원주면(f)에 충분한 윤활유가 공급되어 충진되도록 함과 아울러 상기 윤활유 그루브(60)의 개구된 양단을 통해 윤활유가 용이하게 유동될 수 있도록 한다.

특히, 상기 윤활유 그루브(60)는 상기 윤활유 그루브(60)에 충진되는 윤활유가 상기 피니언 기어(53,54) 및 사이드 기어(57,58), 디퍼렌셜 케이스(50)의 회전시 원심력에 의해 한쪽 벽으로 쏠리지 않도록 상기 피니언 기어(53,54) 또는 사이드 기어(55,56)의 회전방향으로 상기 와셔(59)의 반경방향에 대하여 일정 각도(θ) 굴곡진 형상으로 형성되어, 상기 와셔(59)의 원주면(f)에 윤활유가 고르게 공급되도록 한다.

또한, 상기 윤활유 그루브(60)는 상기 윤활유 그루브(60)에 충진되는 윤활유가 상기 윤활유 그루브(60)의 개구된 양단을 통해 유동되되, 일시적으로 상기 윤활유 그루브(60)에서 정체될 수 있도록 윤활유가 유입되는 입구부(62a,64a)보다 윤활유가 유입되는 출구부(62b,64b)가 그 폭(Le)이 더 좁도록 형성된다.

즉, 상기 윤활유 그루브(60)의 입구부(62a,64a)는 윤활유가 상기 윤활유 그루브(60)로 용이하게 유입될 수 있도록 그 폭(Li)원주방향으로 비교적 넓게 형성되고, 상기 윤활유 그루브(60)의 출구부(62b,64b)는 상기 윤활유 그루브(60)에 충진되는 윤활유가 병목현상에 의해 정체됨으로써 상기 윤활유 그루브(60)에 머물면서 상기 와셔(59)의 원주면(f)에 충분히 공급될 수 있도록 상기 윤활유 그루브(60)의 입구부(62a,64a)보다 그 폭(Le)이 좁게 형성된다.

한편, 차량이 전진 또는 후진함에 따라 상기 피니언 기어(53,54) 및 사이드 기어(57,58), 디퍼렌셜 케이스(50)의 회전방향이 바뀌기 때문에 윤활유는 차량의 전/후진에 따라 상기 윤활유 그루브(60)에서 상기 와셔(59)의 반경 외측방향, 즉 화살표 O방향 또는 와셔(59)의 반경 내측방향, 즉 화살표 I방향으로 유동된다.

따라서, 상기 윤활유 그루브(60)는 차량의 전진 주행시 윤활유의 유동방향, 즉 화살표 O방향으로 입구부(62a)와 출구부(62b)가 차례대로 배치된 전진 윤활유 그루브(62)와, 차량의 후진 주행시 윤활유의 유동방향, 즉 화살표 I방향으로 입구부(64a)와 출구부(64b)가 차례대로 배치된 후진 윤활유 그루브(64)로 구성되어, 차량의 전/후진시 모두 윤활유가 상기 윤활유 그루브(60)에서 상기 윤활유 그루브(60)의 개구된 양단을 통해 유동될 수 있도록 한다.

여기서, 상기 전진 윤활유 그루브(62)와 후진 윤활유 그루브(64)는 각각 상기 와셔(59)의 원주방향으로 등간격을 두고 복수개가 형성되되, 상기 와셔(59)의 원주방향으로 서로 교번되게 배치되도록 형성된다.

마지막으로, 상기 윤활유 그루브(60)는 상기 와셔(59)의 내구성이 상기 윤활유 그루브(60)로 인해 문제가 되지 않도록 상기 와셔(59)의 두께방향으로 그 깊이(Dg)가 상기 와셔(59)의 두께(Dw)의 45~55%를 넘지 않도록 형성하는 것이 바람직하다.

상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차량용 디퍼렌셜은 피니언 기어 또는 사이드 기어와 마주보는 와셔의 원주면에 형성된 윤활유 그루브가 반경방향으로 양단이 개구되고, 피니언 기어 또는 사이드 기어의 회전방향으로 굴곡지며, 병목현상에 의해 윤활유가 정체되도록 윤활유가 유입되는 입구부보다 윤활유가 유출되는 출구부가 그 폭이 더 좁게 형성되기 때문에 윤활유가 윤활유 그루브의 개구된 양단을통해 윤활유 그루브에 유입되어 상기 와셔에 충분히 공급됨과 아울러 와셔의 반경방향으로 용이하게 유동됨으로써, 피니언 기어 또는 사이드 기어의 윤활 및 방열을 원활하게 도모할 수 있을 뿐만 아니라 윤활유의 열화를 방지할 수 있는 이점이 있다.

또한, 상기 윤활유 그루브는 차량의 전/후진 주행에 따라 윤활유의 유동방향으로 입구부와 출구부가 배치되는 전진 윤활유 그루브와 후진 윤활유 그루브로 구성되기 때문에 차량의 전/후진시 모두 상기 피니언 기어 또는 사이드 기어의 윤활 및 방열이 원활하게 이루어질 수 있는 이점이 있다.

Claims

변속이 완료된 구동력을 전달받아 회전되고, 내부에 윤활유가 충진된 디퍼렌셜 케이스와; 상기 디퍼렌셜 케이스의 내부에 일체로 회전되도록 결합된 피니언 샤프트와; 상기 피니언 샤프트의 양단에 각각 회전 가능하게 결합된 한 쌍의 피니언 기어와; 상기 한 쌍의 피니언 기어 사이에서 기어 물림되고, 좌/우 차축과 각각 일체로 회전되도록 결합된 한 쌍의 사이드 기어와; 상기 사이드 기어 및 피니언 기어와 디퍼렌셜 케이스 사이에 각각 개재된 와셔와; 상기 피니언 기어 또는 사이드 기어와 마주보는 와셔의 원주면에 반경방향으로 양단이 개구되게 형성되어 윤활유가 유동되는 윤활유 그루브를 포함하여 구성된 차량용 디퍼렌셜.
제 1 항에 있어서,

상기 윤활유 그루브는 상기 피니언 기어 또는 사이드 기어의 회전방향으로 굴곡진 형상으로 형성 것을 특징으로 하는 차량용 디퍼렌셜.
제 1 항에 있어서,

상기 윤활유 그루브는 윤활유의 유동이 병목현상에 의해 정체되도록 윤활유가 유입되는 입구부보다 윤활유가 유출되는 출입부가 더 좁게 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 디퍼렌셜.
제 3 항에 있어서,

상기 윤활유 그루브는 전진 주행시 윤활유의 유동방향으로 입구부와 출구부가 배치된 전진 윤활유 그루브와, 후진 주행시 윤활유의 유동방향으로 입구부와 출구부가 배치된 후진 윤활유 그루브로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 디퍼렌셜.
제 4 항에 있어서,

상기 전진 윤활유 그루브와 후진 윤활유 그루브는 원주방향으로 교번되게 배치된 것을 특징으로 하는 차량용 디퍼렌셜.
제 1 항에 있어서,

상기 윤활유 그루브는 와셔의 내구성을 위해 그 깊이가 상기 와셔 두께의 45~55%를 넘지 않도록 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 디퍼렌셜.