KR20050011130A - 차동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 디퍼렌셜 케이스와 링기어의 결합 구조를 개선하여 조립 및 분해가 용이하고, 상기 링기어의 흔들림 발생을 방지 할 수 있는 차동장치에 관한 것이다.

본 발명은 변속기로부터 동력을 전달받아 회전되는 디퍼렌셜 케이스와, 상기 디퍼렌셜 케이스에 수직방향으로 관통되게 설치된 피니언 샤프트에 회전 가능하게 결합된 피니언 기어와, 상기 피니언 기어와 직교 형상으로 치합되고 좌우측 드라이브 샤프트에 스플라인 결합된 사이드 기어와, 상기 디퍼렌셜 케이스의 외주에 스플라인 결합되고 상기 변속기의 출력축에 기어 물림되어 같이 회전되는 링기어를 포함하여 구성되고, 디퍼렌셜 케이스와 링기어가 스플라인 결합되어 종래에 체결볼트를 사용하여 체결된 구조에 비해 기어의 흔들림 측면에서 유리한 특성을 가지게 되므로, 종래에 비해 상기 링기어의 내구성이 향상되고, 아울러 치합시 발생되는 기어 소음도 저감되며, 상기 디퍼렌셜 케이스와 링기어의 조립과 분해가 간편해져 제조 및 정비시 작업성이 향상되는 효과가 있다.

Description

차동장치 {Differential gear}

본 발명은 변속기와 바퀴 사이에 배치된 차동장치에 관한 것으로서, 특히 디퍼렌셜 케이스와 링기어의 결합 구조를 개선하여 조립 및 분해가 용이하고, 상기 링기어의 흔들림 발생을 방지 할 수 있는 차동장치에 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 디퍼렌셜 케이스와 링기어의 체결구조가 도시된 분해 사시도이다.

종래의 차동장치는 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이, 변속기(미도시)의 출력축에 기어 물림되어 같이 회전되는 링기어(10)와, 상기 링기어(10)가 외주에 체결볼트(12)로 조립되고 상기 링기어(10)와 일체로 회전되는 디퍼렌셜 케이스(20)와, 상기 디퍼렌셜 케이스(20)의 내측에 회전 가능토록 수직방향으로 설치된 피니언 기어(30)와, 상기 피니언 기어(30)를 상기 디퍼렌셜 케이스(20)에 고정하는 피니언 샤프트(40)와, 상기 피니언 기어(30)와 직교 형상으로 치합되고 좌우측 드라이브 샤프트(42)에 각각 설치된 사이드 기어(50)를 포함하여 구성된다.

상기 디퍼렌셜 케이스(20)는 외주 둘레를 따라 플랜지부(22)가 돌출 형성되고, 상기 플랜지부(22)에는 동일 각도로 이격된 복수개의 제 1 체결공(22a)이 형성된다.

상기 링기어(10)는 외주에 변속기의 축력축과 기어 물림되기 위한 기어가 구비되고, 상기 플랜지부(22)에 장착되는 부위에는 상기 제 1 체결공(22a)과 대응되도록 복수개의 제 2 체결공(10a)이 형성된다.

즉, 상기 링기어(10)는 상기 제 1 체결공(22a)과 제 2 체결공(10a)에 체결볼트(12)가 체결되어 상기 디퍼렌셜 케이스(20)의 플랜지부(22)에 장착되며, 상기 변속기에서 변속된 동력을 전달받아 상기 디퍼렌셜 케이스(20)에 전달하는 역할을 수행하게 된다.

한편, 상기와 같이 구성된 차동장치는 좌우측 바퀴에 동일한 부하가 작용될 경우 상기 피니언 기어(30)가 디퍼렌셜 케이스(20)와 함께 공전하고, 반면에 부하가 다르게 작용될 경우 상기 피니언 기어(30)는 공전과 자전을 동시에 수행하게 된다.

따라서, 상기 피니언 기어(30)의 공전 및 자전에 의해 상기 사이드 기어(50)의 회전 속도가 변화되고, 한 쌍의 사이드 기어(50)와 연결된 좌우측 드라이브 샤프트(42)가 각각 다른 속도로 회전되므로 좌우 바퀴의 회전 속도를 같게 또는 서로 다르게 회전시키는 것이 가능하게 된다.

그러나, 종래의 차동장치는 상기 링기어(10)가 변속기의 출력축으로부터 집중 축하중을 받게되고, 이러한 외팔보 형상의 집중하중은 상기 디퍼렌셜 케이스(20)에 링기어(10)를 고정시키는 체결볼트(12)의 자립력을 약화시켜 상기 체결볼트(12)가 풀리게 되는 원인으로 작용된다.

특히, 최근에는 엔진 토크의 향상 및 차량 중량의 향상 추세에 따라 상기 링기어(10)의 일단면에 작용하는 집중하중이 증대되어 차량의 주행시 상기 체결볼트(12)의 풀림 현상이 다수 발생되는 문제점이 있다.

또한, 상기 체결볼트의 미소 풀림시 상기 링기어(10)에 흔들림이 발생되어 기어의 정렬이 어긋나게 되고, 그로 인해 기어 소음이 증대되고, 기어의 내구성도 저하되며, 최종적으로는 변속기가 파손되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 디퍼렌셜 케이스와 링기어의 결합 구조를 개선하여 조립 및 분해가 간편하고, 아울러 상기 링기어의 풀림 현상을 방지하여 기어의 소음 및 내구성 저하를 방지 할 수 있는 차동장치를 제공하는데 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 차동장치가 도시된 내부 구성도,

도 2는 종래 기술에 따른 차동장치의 디퍼렌셜 케이스와 링기어의 체결구조가 도시된 분해 사시도,

도 3은 본 발명에 따른 차동장치가 도시된 내부 구성도,

도 4는 본 발명에 따른 차동장치의 디퍼렌셜 케이스와 링기어의 체결구조가 도시된 분해 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>

60 : 링기어 62 : 안착부

62a : 제 2 스플라인 64 : 보스부

66 : 관통홀 70 : 디퍼렌셜 케이스

72 : 플랜지부 72a : 제 1 스플라인

74 : 샤프트 홀 80 : 피니언 기어

90 : 피니언 샤프트 100 : 사이드 기어

상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 차동장치는 변속기로부터 동력을 전달받아 회전되는 디퍼렌셜 케이스와, 상기 디퍼렌셜 케이스에 수직방향으로 관통되게 설치된 피니언 샤프트에 회전 가능하게 결합된 피니언 기어와, 상기 피니언 기어와 직교 형상으로 치합되고 좌우측 드라이브 샤프트에 스플라인 결합된 사이드 기어와, 상기 디퍼렌셜 케이스의 외주에 스플라인 결합되고 상기 변속기의 출력축에 기어 물림되어 같이 회전되는 링기어를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

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

도 3은 본 발명에 따른 차동장치가 도시된 내부 구성도이고, 도 4는 본 발명에 따른 차동장치의 디퍼렌셜 케이스와 링기어의 체결구조가 도시된 분해 사시도이다.

본 발명에 따른 차동장치는 도 3 또는 도 4에 도시된 바와 같이, 변속기(미도시)의 출력축에 기어 물림되어 같이 회전되는 링기어(60)와, 상기 링기어(60)가 외주에 스플라인 결합되고 상기 링기어(60)와 일체로 회전되는 디퍼렌셜 케이스(70)와, 상기 디퍼렌셜 케이스(70)의 내측에 회전 가능토록 수직방향으로 설치된 피니언 기어(80)와, 상기 피니언 기어(80)를 상기 디퍼렌셜 케이스(70)에 고정하는 피니언 샤프트(90)와, 상기 피니언 기어(80)와 직교 형상으로 치합되고 좌우측 드라이브 샤프트(92)에 각각 설치된 사이드 기어(100)로 구성된다.

여기서, 상기 디퍼렌셜 케이스(70)는 외주 둘레를 따라 플랜지부(72)가 돌출 형성되고, 상기 플랜지부(72)의 선단에는 제 1 스플라인(72a)이 가공 형성된다.

이와 같은 디퍼렌셜 케이스(70)에는 상기 피니언 샤프트(90)가 수직방향으로 관통 설치되기 위한 샤프트 홀(74)이 형성되고, 아울러 상기 샤프트 홀(74)의 일측에는 상기 피니언 샤프트(90)의 이탈을 방지하기 위한 스프링 핀(94)이 삽입되는제 1 핀홀(78)이 형성된다.

상기 샤프트 홀(74)은 상기 디퍼렌셜 케이스(70)의 상부 및 하부에 상기 디퍼렌셜 케이스(70)의 내부와 연통되도록 각각 형성되고, 상기 샤프트 홀(74)을 통해 상기 피니언 샤프트(90)가 삽입되어 상기 디퍼렌셜 케이스(70)에 수직하게 배치된다.

상기 스프링 핀(94)은 상기 디퍼렌셜 케이스(70)에 배치된 피니언 샤프트(90)를 고정하여 이탈을 방지하기 위한 부재로서, 상기 샤프트 홀(74)의 일측에 연통되게 형성된 제 1 핀홀(78)과, 상기 피니언 샤프트(90)에 형성된 제 2 핀홀(96)에 동시에 삽입 고정된다.

그리고, 상기 링기어(60)는 외주에 변속기의 축력축과 기어 물림되기 위한 기어가 구비되고, 내주 일측에는 상기 플랜지부(72)에 안착될 수 있도록 상기 플랜지부(72)와 동일 형상으로 단차지게 형성된 안착부(62)가 구비되어 상기 변속기에서 변속된 동력을 상기 디퍼렌셜 케이스(70)에 전달하게 된다.

상기 안착부(62)는 상기 플랜지부(72)의 제 1 스플라인(72a)과 대응되는 위치에 제 2 스플라인(62a)이 가공 형성되어 상기 제 1 스플라인(72a)과 결합된다.

상기와 같이 스플라인 결합된 디퍼렌셜 케이스(70)와 링기어(60)는 종래의 볼트에 의해 체결된 경우보다 상기 링기어(60)와 변속기 출력축 간의 유동방지 측면에서 보다 유리한 구조를 형성하므로, 기어 물림시 기어의 불완전한 치합 작용으로 인한 소음의 발생이 감소되고, 기어의 마모 및 충격이 저감되어 기어의 내구성도 향상된다.

한편, 상기 링기어(60)의 내주에는 수평방향으로 보스부(64)가 돌출 형성되어 상기 디퍼렌셜 케이스(70)의 외주 둘레면에 밀착되고, 상기 보스부(64)에는 링기어(60)의 풀림을 방지하기 위해 상기 샤프트 홀(74)과 대응되는 위치에 관통홀(66)이 형성되어 상기 피니언 샤프트(90)의 양단부가 삽입 관통된다.

즉, 상기 피니언 샤프트(90)는 디퍼렌셜 케이스(70)의 외측으로 양단부가 돌출될 수 있도록 축방향으로 길이가 연장 형성되고, 이러한 피니언 샤프트(90)의 양단부는 샤프트 홀(74)을 통해 상기 보스부(64)의 관통홀(66)에 삽입 관통된다.

상기와 같이 피니언 샤프트(90)가 보스부(64)의 관통홀(66)에 삽입되고 상기 스프링 핀(94)이 체결되면, 차동시 상기 디퍼렌셜 케이스(70)로부터 상기 링기어(60)가 임의로 풀림되는 것을 방지하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 차동장치의 조립과정에 대해 살펴보면 다음과 같다.

먼저, 상기 디퍼렌셜 케이스(70)의 외측면에 링기어(60)가 삽입 장착된 후 상기 디퍼렌셜 케이스(70)의 샤프트 홀(74)과 상기 링기어(60)의 관통홀(66)이 연통될 수 있도록 상기 링기어(60)를 회전시켜 위치를 맞추게 된다.

상기와 같이 샤프트 홀(74)과 관통홀(66)이 연통되게 상기 링기어(60)의 위치가 설정되면, 상기 디퍼렌셜 케이스(70)의 플랜지부(72)로 상기 링기어(60)의 안착부(62)를 형합시키게 된다.

이때, 상기 플랜지부(72)의 제 1 스플라인(72a)에 안착부(62)의 제 2 스플라인(62a)이 슬라이딩되어 스플라인 결합된다.

그리고, 상기 링기어(60)가 결합된 디퍼렌셜 케이스(70) 내부에 피니언 기어(80)가 배치되고, 상기 피니언 기어(80)가 회전 가능하게 지지되도록 피니언 샤프트(90)가 설치된다.

상기 피니언 샤프트(90)는 관통홀(66) 및 샤프트 홀(74)을 통해 상기 디퍼렌셜 케이스(70)와 링기어(60)에 삽입 관통되고, 양단부는 상기 관통홀(66) 및 샤프트 홀(74)에 배치된다.

상기와 같이 피니언 샤프트(90)가 설치되면, 상기 디퍼렌셜 케이스(70)의 제 1 핀홀(78) 및 상기 피니언 샤프트(90)의 제 2 핀홀(96)에 스프링 핀(94)을 설치하여 상기 피니언 샤프트(90)의 설치위치를 고정하게 된다.

이후, 상기 디퍼렌셜 샤프트(70)의 내부에 상기 피니언 기어(80)와 직교 형상으로 치합될 수 있도록 드라이브 샤프트(92)에 결합된 사이드 기어(100)를 설치하여 차동장치의 조립을 완료하게 된다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 차동장치는 디퍼렌셜 케이스와 링기어가 스플라인 결합되어 종래에 체결볼트를 사용하여 체결된 구조에 비해 기어의 흔들림 측면에서 유리한 특성을 가지게 되므로, 종래에 비해 상기 링기어의 내구성이 향상되고, 아울러 치합시 발생되는 기어 소음도 저감되며, 상기 디퍼렌셜 케이스와 링기어의 조립과 분해가 간편해져 제조 및 정비시 작업성이 향상되는 이점이 있다.

또, 상기 체결볼트 및 볼트용 체결공구가 필요 없게 되어 부품수가 저감되고, 상기 체결볼트의 조립공정이 삭제되어 공정이 단순화되므로 원가가 절감되는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 변속기로부터 동력을 전달받아 회전되는 디퍼렌셜 케이스와;

   상기 디퍼렌셜 케이스에 수직방향으로 관통되게 설치된 피니언 샤프트에 회전 가능하게 결합된 피니언 기어와;

   상기 피니언 기어와 직교 형상으로 치합되고 좌우측 드라이브 샤프트에 스플라인 결합된 사이드 기어와;

   상기 디퍼렌셜 케이스의 외주에 스플라인 결합되고 상기 변속기의 출력축에 기어 물림되어 같이 회전되는 링기어를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차동장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 디퍼렌셜 케이스는 외주 둘레를 따라 플랜지부가 형성되고, 상기 링기어는 내주 일측에 상기 플랜지부에 안착되도록 단차지게 안착부가 형성되며, 상기 플랜지부 및 안착부에는 스플라인이 가공된 것을 특징으로 하는 차동장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 링기어는 내주를 따라 수평방향으로 보스부가 형성되고, 상기 보스부에는 상기 피니언 샤프트의 양단부가 삽입 관통되는 관통홀이 형성된 것을 특징으로 하는 차동장치.