KR20040090073A - 차동장치의 링기어 설치구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디퍼렌셜 케이스에 링기어를 고정하는 체결볼트의 풀림을 방지할 수 있는 차동장치의 링기어 설치구조에 관한 것이다.

본 발명은 변속기의 출력축에 기어 물림되어 같이 회전되는 링기어와, 상기 링기어와 체결볼트로 조립 고정되는 디퍼렌셜 케이스와, 상기 디퍼렌셜 케이스에 수직방향으로 설치된 피니언 샤프트에 회전 가능하게 결합된 한 쌍의 피니언 기어와, 상기 피니언 기어와 직교 형상으로 치합되고 드라이브 샤프트에 스플라인 결합된 한 쌍의 사이드 기어를 포함하여 구성된 차동장치에 있어서, 상기 디퍼런셜 케이스와 링기어에는 체결볼트가 삽입 체결되기 위한 체결공이 형성되고, 상기 체결공은 일측이 체결볼트의 외경보다 좁게 형성되어 상기 체결볼트의 체결시 체결볼트와 체결공의 나사산이 뭉개지면서 체결 고정되어, 디퍼렌셜 케이스와 링기어의 체결공이 입구부에서 출구부로 크기가 감소되도록 테이퍼 형상으로 형성되어, 초기 체결볼트의 조립시 상기 체결공과 체결볼트의 나사산이 뭉개지면서 상기 체결볼트가 체결공에 체결되고, 그로 인해 상기 체결볼트의 자립력이 향상되어 상기 체결볼트의 풀림 현상이 방지되는 효과가 있다.

Description

차동장치의 링기어 설치구조 {Ring gear mounting structure of differential gear}

본 발명은 차동장치의 링기어 설치구조에 관한 것으로서, 특히 디퍼렌셜 케이스에 링기어를 고정하는 체결볼트의 풀림을 방지할 수 있는 차동장치의 링기어 설치구조에 관한 것이다.

일반적으로 차동장치는 차량의 선회 시 좌측 바퀴와 우측 바퀴의 회전수를 변화시켜 차량의 원활한 방향전환이 가능하도록 하고, 아울러 노면이 고르지 못한 지형에서 차량의 주행 안전성을 확보하기 위한 장치이다.

도 1은 종래 기술에 따른 차동장치가 도시된 내부 구성도이고, 도 2는 종래 기술에 따른 차동장치의 링기어 설치구조의 일예가 도시된 분해 사시도이고, 도 3은 종래 기술에 따른 차동장치의 링기어 설치구조의 다른 예가 도시된 단면도이다.

종래의 차동장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 변속기(미도시)의 출력축에 기어 물림되어 같이 회전되는 링기어(2)와, 상기 링기어(2)가 체결볼트(4)로 조립되고 상기 링기어(2)와 일체로 회전되는 디퍼렌셜 케이스(6)와, 상기 디퍼렌셜 케이스(6)의 내측에 회전 가능토록 설치되어 회전되는 피니언 기어(8)와, 상기 피니언 기어(8)를 상기 디퍼렌셜 케이스(6)에 고정하는 피니언 축(10)과, 상기 피니언 기어(10)와 직교 형상으로 치합되고 좌우측 드라이브 샤프트(12)에 각각 설치된 사이드 기어(14)를 포함하여 구성된다.

상기 디퍼렌셜 케이스(6)는 외주에 둘레를 따라 플랜지(16)가 돌출 형성되고, 상기 링기어(2)의 외주에는 변속기의 축력축과 기어 물림되기 위한 기어가 구비된다.

이런 링기어(2)는 변속기에서 변속된 동력을 전달받아 상기 디퍼렌셜 케이스(6)에 전달하는 역할을 수행하게 된다.

그리고, 상기 플랜지(16)와 링기어(2)에는 체결볼트(4)가 체결 고정되기 위한 체결공(18)이 형성되고, 상기 체결공(18)은 상기 플랜지(16)에 형성된 복수개의 제 1 체결공(18a)과, 상기 제 1 체결공(18a)과 대응되게 상기 링기어(2)에 형성된 복수개의 제 2 체결공(18b)으로 이루어진다.

상기와 같이 구성된 차동장치는 좌우측 바퀴에 동일한 부하가 작용될 경우 상기 피니언 기어(8)가 디퍼렌셜 케이스(6)와 함께 공전하고, 반면에 부하가 다르게 작용될 경우 상기 피니언 기어(8)는 공전과 자전을 동시에 수행하게 된다.

따라서, 상기 피니언 기어(8)의 공전 및 자전에 의해 상기 사이드 기어(14)의 회전 속도가 변화되고, 한 쌍의 사이드 기어(14)와 연결된 좌우측 드라이브 샤프트(12)가 각각 다른 속도로 회전되므로 좌우 바퀴의 회전 속도를 같게 또는 서로 다르게 회전 가능하게 된다.

한편, 상기 링기어(2)는 변속기의 출력축으로부터 일단면에 집중 축하중을 받게되고, 이런 외팔보 형상의 집중하중은 상기 디퍼렌셜 케이스(6)에 링기어(2)를 고정시키는 체결볼트(4)의 자립력을 약화시켜 상기 체결볼트(4)가 풀리게 되는 원인으로 작용된다.

특히, 최근에는 엔진 토크의 향상 및 차량 중량의 향상 추세에 따라 상기 링기어(2)의 일단면에 작용하는 집중하중이 증대되어 차량의 사용시 상기 체결볼트(4)의 풀림 현상이 다수 발생하여 문제가 되고 있다.

이러한 문제점을 해소하기 위하여 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 체결볼트(4)의 플랜지부(4a)에는 체결볼트(4)의 자립력을 향상시키기 위한 돌기부(4b)가 형성되고, 상기 돌기부(4b)는 플랜지부(4a)에 원주 방향으로 복수개가 구비된다.

즉, 상기 체결볼트(4)가 체결공(18)에 체결되는 과정에서 상기 체결볼트(4)의 돌기부(4b)는 조임토크에 의해 파손이 유발되고, 상기와 같이 돌기부(4b)가 파손되면서 체결볼트(4)가 체결됨으로서 상기 체결볼트(4)의 자립력 향상을 도모하게 된다.

또한, 상기 체결볼트(4)의 풀림 현상을 방지하기 위해 도 3에 도시된 바와 같이, 인접한 한 쌍의 체결볼트(4)에 볼트 풀림 방지용 플레이트(20)를 적용하여 체결볼트(4)가 임의로 회전되는 것을 방지하고, 그로 인해 체결볼트(4)의 풀림 현상을 원천적으로 방지하도록 구성된다.

그러나, 종래의 차동장치의 링기어 설치구조는 상기 체결볼트(4)의 플랜지부(4a)에 돌기부(4b)를 형성함으로서 별도의 가공 공정이 추가되거나, 또는 볼트 풀림 방지용 플레이트(20)와 같은 별도의 부품이 사용되어 부품수가 증가되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 별도의 가공 및 부품이 추가되지 않으면서 디퍼렌셜 케이스에 링기어를 체결하는 체결볼트의 자립력을 향상시켜 상기 체결볼트의 풀림 현상을 방지할 수 있는 차동장치의 링기어 설치구조를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 차동장치가 도시된 내부 구성도이고,

도 2는 종래 기술에 따른 차동장치의 링기어 설치구조의 일예가 도시된 분해 사시도이고,

도 3은 종래 기술에 따른 차동장치의 링기어 설치구조의 다른 예가 도시된 단면도이고,

도 4는 본 발명에 따른 차동장치의 링기어 설치구조가 도시된 구성도이고,

도 5는 본 발명에 따른 차동장치의 링기어 설치구조가 도시된 분해 사시도이고,

도 6은 본 발명에 따른 차동장치의 링기어 설치구조가 도시된 상태도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

52 : 플랜지 54 : 디퍼렌셜 케이스

56 : 링기어 58 : 체결공

60 : 체결볼트

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 차동장치의 링기어 설치구조는 변속기의 출력축에 기어 물림되어 같이 회전되는 링기어와, 상기 링기어와 체결볼트로 조립 고정되는 디퍼렌셜 케이스와, 상기 디퍼렌셜 케이스에 수직방향으로 설치된 피니언 샤프트에 회전 가능하게 결합된 한 쌍의 피니언 기어와, 상기 피니언 기어와 직교 형상으로 치합되고 드라이브 샤프트에 스플라인 결합된 한 쌍의 사이드 기어를 포함하여 구성된 차동장치에 있어서, 상기 디퍼런셜 케이스와 링기어에는 체결볼트가 삽입 체결되기 위한 체결공이 형성되고, 상기 체결공은 일측이 체결볼트의 외경보다 좁게 형성되어 상기 체결볼트의 체결시 체결볼트와 체결공의 나사산이 뭉개지면서 체결 고정되는 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 4는 본 발명에 따른 차동장치의 링기어 설치구조가 도시된 분해 사시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 차동장치의 링기어 설치구조가 도시된 상태도이다.

여기서, 앞서 도시된 도면과 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다.

본 발명에 따른 차동장치의 링기어 설치구조는 도 4 또는 도 5에 도시된 바와 같이, 외주에 플랜지(52)가 돌출 형성된 디퍼렌셜 케이스(54)와, 상기 디퍼렌셜 케이스(54)의 플랜지(52)에 고정되는 링기어(56)와, 상기 링기어(56)와 플랜지(52)에 형성된 체결공(58)에 체결되어 상기 링기어(56)를 디퍼렌셜 케이스(54)에 조립 고정하는 체결볼트(60)로 구성되고, 상기 체결공(58)은 입구부에서 출구부로 직경이 감소되는 테이퍼 형상으로 형성된다.

이런 체결공(58)의 입구부 직경(A)은 상기 체결볼트(60)의 직경(C)과 동일 크기로 형성되고, 출구부 직경(B)은 상기 체결볼트(60)의 직경(C)보다 작게 형성된다.

즉, 상기 체결공(58)의 출구부 직경(B)은 삽입되는 체결볼트(60)가 조임토크에 의해 관통 가능한 최소직경으로 설정한다.

따라서, 상기와 같이 형성된 체결공(58)에 체결볼트(60)가 삽입 체결되면, 조임토크에 의해 상기 체결볼트(60)의 나사산이 간섭되어 뭉개지면서 상기 체결공(58)에 삽입되고, 이러한 나사산의 뭉개짐 현상으로 인해 상기 체결볼트(60)의 자립력이 높아지게 된다.

한편, 상기 체결공(58)은 상기 플랜지(52)에 형성된 제 1 체결공(58a)과, 상기 제 1 체결공(58a)과 대응되게 상기 링기어(56)에 형성된 제 2 체결공(58b)으로 이루어진다.

이런 제 1 체결공(58a) 및 제 2 체결공(58b)은 상기 플랜지(52)와 링기어(56)에 원주방향으로 복수개가 구비되고, 상기 체결볼트(62)도 복수개가 구비되어 각각의 체결공(58)에 체결된다.

또한, 상기 체결볼트(60)는 일반적으로 사용되는 체결용 볼트이고, 상기 체결공(58)은 피치(pitch)의 가공시 소정의 세팅만을 바꾸는 간단한 작업으로 가공이 가능하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차동장치의 링기어 설치구조의 작용에 대해 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 디퍼렌셜 케이스(54)에 링기어(56)를 부착하고, 상기 디퍼렌셜 케이스(54)의 플랜지(52)와 링기어(56)에 형성된 제 1 체결공(58a) 및 제 2 체결공(58b)을 적절히 맞추게 된다.

상기와 같이 제 1 체결공(58a)과 제 2 체결공(58b)의 위치가 알맞게 설정되면, 상기 체결공(58)의 입구부에 체결볼트(60)가 삽입되어 조임토크에 의해 체결 고정된다.

여기서, 상기 체결볼트(60)가 조임토크에 의해 계속 회전 체결되면, 상기 체결공(58)에 삽입 체결되는 체결볼트(60)는 직경이 작아지는 체결공(58)의 암나사부와 간섭되고, 이런 간섭 현상으로 인해 상기 체결볼트(60)의 수나사부 및 체결공(58)의 암나사부가 뭉개져 훼손된다.

따라서, 체결 초기에 상기 체결볼트(60)는 수나사부가 상기 체결공(58)의 암나사부에 뭉개짐 현상과 함께 체결되어 상기 체결볼트(60)의 자립력을 향상시키게된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차동장치의 링기어 설치구조는 디퍼렌셜 케이스와 링기어의 체결공이 입구부에서 출구부로 크기가 감소되도록 테이퍼 형상으로 형성되어, 초기 체결볼트의 조립시 상기 체결공과 체결볼트의 나사산이 뭉개지면서 상기 체결볼트가 체결공에 체결되고, 그로 인해 상기 체결볼트의 자립력이 향상되어 상기 체결볼트의 풀림 현상이 방지되는 이점이 있다.

또, 상기와 같이 체결공의 형상만 변경하여 상기 체결볼트의 자립 조건을 효과적으로 확보할 수 있으므로, 종래와 같이 상기 체결볼트의 자립 조건을 향상시키기 위한 추가적인 가공이나 별도의 부품이 필요 없게 되어 구조가 간단하고, 제작이 용이한 효과가 있다.

Claims (4)

1. 변속기의 출력축에 기어 물림되어 같이 회전되는 링기어와, 상기 링기어와 체결볼트로 조립 고정되는 디퍼렌셜 케이스와, 상기 디퍼렌셜 케이스에 수직방향으로 설치된 피니언 샤프트에 회전 가능하게 결합된 한 쌍의 피니언 기어와, 상기 피니언 기어와 직교 형상으로 치합되고 드라이브 샤프트에 스플라인 결합된 한 쌍의 사이드 기어를 포함하여 구성된 차동장치에 있어서,

   상기 디퍼런셜 케이스와 링기어에는 체결볼트가 삽입 체결되기 위한 체결공이 형성되고, 상기 체결공은 일측이 체결볼트의 직경보다 좁게 형성되어 상기 체결볼트의 체결시 체결볼트와 체결공의 나사산이 뭉개지면서 체결 고정되는 것을 특징으로 하는 차동장치의 링기어 설치구조.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 체결공은 테이퍼 형상으로 입구부에서 출구부까지 직경이 점진적으로 감소되는 것을 특징으로 하는 차동장치의 링기어 설치구조.
3. 제 2 항에 있어서,

   상기 체결공의 입구부는 체결볼트의 직경과 동일 크기로 형성된 것을 특징으로 하는 차동장치의 링기어 설치구조.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 체결공은 원주방향으로 복수개가 형성된 것을 특징으로 하는 차동장치의 링기어 설치구조.