KR20090060524A - 개선된 윤활 성능을 가지는 아이들 기어 조립체 - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따른 아이들 기어 조립체는 아이들 기어(30)와; 아이들 기어축(20)과; 상기 아이들 기어(30)가 회전 지지되는 베어링(40)과; 스러스트 와셔(50)와; 고정수단(60)을 구비하는 아이들 기어 조립체에 적용되는 것으로서, 상기 아이들 기어축(20) 내부에 마련되고 상기 베어링(40)에 윤활유를 공급하기 위한 제1 유로(70-1)와; 상기 스러스트 와셔(50)와 상기 아이들 기어축(20) 사이에 마련된 윤활유 저장홀(80)과; 상기 제1 유로(70-1)로부터 분기되고 상기 윤활유 저장홀(80)로 유출구를 가져서 상기 제1 유로(70-1)의 윤활유 일부를 상기 윤활유 저장홀(80)로 공급하기 위한 제2 유로(70-2)를 포함하고, 상기 스러스트 와셔(50)에는 상기 윤활유 저장홀(80)의 윤활유를 반경방향으로 배출하여 상기 아이들 기어(30)의 치면으로 전달하기 위한 윤활유 배출 그루브(90)가 마련되는 것을 특징으로 한다.
아이들 기어, 윤활, 스러스트, 와셔

Description

개선된 윤활 성능을 가지는 아이들 기어 조립체{IDLE GEAR ASSEMBLY HAVING IMPROVED LUBRICATING ABILITY}
본 발명은 엔진의 아이들 기어 조립체에 관한 것으로, 스러스트 와셔를 갖는 아이들 기어 조립체에 있어서 아이들 기어 치면에 오일을 공급하기 위한 구조에 관한 것이다.
아이들 기어 조립체는 엔진 구동에 의해 발생한 크랭크축의 동력을 기어 트레인을 구성하는 복수개의 드라이브 기어에 전달하기 위한 장치로서, 아이들 기어는 크랭크축 기어와 드라이브 기어 사이에 맞물려 있다.
종래의 기술에 따른 아이들 기어 조립체를 도 1을 참조로 설명하면, 아이들 기어 조립체는 아이들 기어(30)와, 아이들 기어축(20')과, 베어링(40)과, 스러스트 와셔(50)와, 고정수단(60) 및 윤활유 공급 유로(70)로 구성된다.
아이들 기어(300는 크랭크축 기어의 동력을 드라이브 기어에 전달하기 위한 구성이다.
아이들 기어축(20')은 아이들 기어(30)를 지지하기 회전축의 역할을 하는 구성으로서 소정의 결합 수단에 의해 실린더 블록(10)에 결합된다.
한편, 베어링(40)은 아이들 기어축(20')의 외주면과 아이들 기어(30)의 내주면 사이에 배치되어 아이들 기어(30)를 상기 아이들 기어축(20') 주위로 회전가능하도록 지지한다. 즉, 베어링(40)에 의해 아이들 기어(30)는 베어링(40) 외면을 주위로 자유롭게 회전가능하게 된다.
스러스트 와셔(50')는 아이들 기어축(20'), 아이들 기어(30) 및 베어링(40)이 축방향으로 이탈되는 것을 방지하기 구성으로서 고정 수단(60)에 의해 고정된다.
또한, 바람직하게는 타이밍기어 케이스(100)와 타이밍기어 커버(110)가 마련되어 전술한 아이들 기어 조립체 및 각종 기어(크랭크 기어, 드라이브 기어 등)를 둘러싸도록 배치될 수 있으며, 이들은 소위 기어 박스의 역할을 하여 내부이 각종 기어들을 밀봉한다.
한편, 아이들 기어 조립체의 아이들 기어(30)에는 일반적으로 여러개의 기어가 맞물리게 되므로, 아이들 기어(30)의 기어치 접촉부에는 높은 하중이 인가된다.
따라서, 아이들 기어(30)에 대한 치면 윤활은 기어 내구성 증대에 영향을 미치는 바 중요한 설계사항이다. 그렇지만, 통상적으로 아이들 기어(30)의 위치는 기어 트레인을 구성하는 드라이버 기어와 맞물려야 하는 기능 때문에 기어트레인 중간에 위치하여야 하므로 추가적인 오일라인을 배치하여 기어 치면에 강제적인 윤활 장치를 설치하기 어렵다.
이러한 어려움 때문에, 종래에는 아이들 기어축(20') 내부에 아이들 기어축(20')의 외주면 반경 방향으로 유출구를 가지는 윤활유 공급 유로(70)를 마련하 여 실린더 블록(10)의 매인갤러리에서 유입되는 윤활유를 아이들 기어축(20)을 통하여 베어링(40) 틈새로 비산하도록 함으로써 아이들 기어(30)의 치면 윤활을 수행하도록 하였다.
하지만, 이러한 방식의 종래의 윤활 방식에 따르면, 윤활유 공급 유로(70)의 유출구가 베어링(40) 쪽으로 향하여 있기 때문에 유입된 대부분의 윤활유는 베어링(40) 및 스러스트 와셔(50')의 윤활을 위해 공급되고 베어링(40)과 스러스트 와셔(50') 틈새로 비산되는 일부 나머지의 윤활유만이 베어링(40)의 외측의 기어 트레인의 드라이브 기어에 공급된다.
즉, 기어 트레인의 기어들에 공급되는 윤활유는 그 양이 부족할 뿐만 아니라, 방향성이 없이 랜덤하게 비산되는 방식이므로 구동 부하가 큰 아이들 기어 및 아이들 기어와 맞물리는 상대 기어 치면 사이의 윤활이 효과적으로 이루어지지 못한다는 문제점이 있었다.
이에 본 발명은 종래 기술에서 스러스트 와셔는 축방향 이격에 대한 이탈방지와 아이들 기어와의 접촉면 윤활기능만을 가지고 있지만 기어 치면의 내구성 확보를 위한 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 고안된 스러스트 와셔는 유입된 오일을 아이들 기어 축의 저장홀을 통해 고안된 스러스트 와셔 그루브 홈으로 안정적으로 공급하여 아이들 기어 치면에 직접적인 강제 윤활이 될수 있는 엔진의 아이들 기어 조립체를 제공함에 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명은 크랭크축 기어의 동력을 드라이브 기어에 전달하기 위한 아이들 기어(30)와; 상기 아이들 기어(30)를 지지하고 실린더 블록(10)에 결합되는 아이들 기어축(20)과; 상기 아이들 기어축(20)의 외주면과 상기 아이들 기어(30)의 내주면 사이에 배치되어 상기 아이들 기어(30)가 회전 지지되는 베어링(40)과; 상기 아이들 기어축(20), 아이들 기어(30) 및 베어링(30)이 축방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위한 스러스트 와셔(50)와; 상기 스러스트 와셔(50)를 상기 아이들 기어축(20)에 고정하기 위한 고정수단(60)을 구비하는 아이들 기어 조립체에 적용되는 것으로서, 상기 아이들 기어축(20) 내부에 마련되고 상기 베어링(40)에 윤활유를 공급하기 위한 제1 유로(70-1)와; 상기 스러스트 와셔(50)와 상기 아이들 기어축(20) 사이에 마련된 윤활유 저장홀(80)과; 상기 제1 유로(70-1)로부터 분기되고 상기 윤활유 저장홀(80)로 유출구를 가져서 상기 제1 유로(70-1)의 윤활유 일부를 상기 윤활유 저장홀(80)로 공급하기 위한 제2 유로(70-2)를 포함하고, 상기 스러스트 와셔(50)에는 상기 윤활유 저장홀(80)의 윤활유를 반경방향으로 배출하여 상기 아이들 기어(30)의 치면으로 전달하기 위한 윤활유 배출 그루브(90)가 마련되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 윤활유 배출 그루브(90)는 상기 스러스트 와셔(50)의 중심에서 방사 방향으로 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 엔진의 아이들 기어 조립체는 스러스트 와셔에 윤활유 그루브를 마련하고, 윤활유 그루브에 윤활유를 공급하기 위한 제2 유로 및 윤활유 저장홀을 설치함으로써 아이들 기어의 치면에까지 윤활유를 강제적이고 직접적으로 공급할 수 있다. 강제 윤활이 되면 접촉면의 마찰계수가 낮아지고 충분한 오일의 댐핑 효과로 인해 기어 구동 소음을 방지할 수 있다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한 하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 종래 기술과 동일한 부분에 대해서는 구체적인 설명을 생략하고 종래기술과 의 차이점을 중심으로 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 아이들 기어 조립체의 조립 상태의 측단면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 아이들 기어 조립체가 해체된 상태의 측단면도이며, 도 4는 본 발명에 따른 스러스트 와셔의 상세도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 아이들 기어 조립체는 아이들 기어(30)와, 아이들 기어축(20)과, 베어링(40)과, 스러스트 와셔(50)와, 고정수단(60)으로 구성된다. 또한, 아이들 기어축(20)의 중심부에서 반경방향으로 유로가 형성됨으로써 베어링(40) 측으로 유출구가 마련된 제1 유로(70-1)가 마련되며, 이들 구성에 대해서는 전술한 종래 기술과 동일한 바, 이에 대한 구체적 설명은 생략하도록 한다.
본 발명에 따른 아이들 기어 조립체의 구성상 특징은 상기 제1 유로(70-1)와 함께, 제2 유로(70-2)와 윤활유 저장홀(80)이 추가로 마련되고, 스러스트 와셔(50)에 복수개의 윤활유 그루브(90)가 마련된다는 점이다. 이러한 구성에 의해 제1 유로(70-1)의 윤활유 일부분은 제2 유로(70-2)로 분배된 후, 윤활유 저장홀(80)를 경유하여 윤활유 그루브(90)를 통해 베어링(40) 외측의 아이들 기어(30) 치면 방향으로 배출된다.
구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 윤활유 공급 유로는 아이들 기어축(20) 내부에 마련되며 제1 유로(70-1) 및 제2 유로(70-2)로 구성된다.
제1 유로(70-1)는 실린더 블록(10)의 메인갤러리(70-1-1)로부터 유입되는 윤활유를 운반하기 위해 아이들 기어축(20)에 마련된 유로(70-1-1)로서, 반경 방향으로 유로(70-1-2)가 형성되어 베어링(40)측에 유출구가 마련되며, 이는 종래 기술에서 설명한 윤활유 공급 유로(70)에 상응하는 구성이다.
제2 유로(70-2)는 본 발명에서 추가된 구성으로서 아이들 기어축(20)의 반경 방향으로 유로가 형성된 제1 유로(70-1)과 달리, 제1 유로(70-1)로부터 축방향으로 분기되어 아이들 기어축(20)의 축방향 단부 쪽으로 유출구가 형성된다.
윤활유 저장홀(80)은 아이들 기어축(20)과 스러스트 와셔(50) 사이에 마련된 공간으로서 제2 유로(70-2)의 유출구에 인접하여 배치되어 제2 유로(70-2)로부터 공급된 윤활유가 저장된다.
이와 함께 본 발명에서는 도 4에 도시된 것과 같이 스러스트 와셔(50)에 중심(50-1)으로부터 방사 방향으로 마련된 홈인 윤활유 그루브(90)가 복수개 마련된다. 도시된 예에서는 윤활유 그루브(90)의 개수는 8개이지만 윤활유 그루브(90)의 개수는 이에 한정되는 것이 아니라 다양하게 설정 가능하다.
또한, 도 2에 도시된 것과 같이 윤활유 그루브(90)의 중심측 단부의 일부분을 윤활유 저장홀(80)과 중첩되도록 구성함으로써 윤활유 저장홀(80)에 저장된 윤활유가 윤활유 그루브(90)로 원활히 공급될 수 있도록 한다.
상술한 구성에 따라 본 발명에 따른 아이들 기어 조립체에서 아이들 기어 치면에 대한 윤활이 이루어지는 작용 원리에 대하여 이하에 설명한다.
실린더 블록(10)의 메인 겔러리(70-1-1)로부터 공급된 윤활유는 제1 유로(70-1)를 통해 베어링(40)과 아이들 기어축(20)의 인접부로 공급되어 대부분은 베어링(40)과 스러스트 와셔(50)에 윤활을 제공한다. 그리고 베어링(40)의 틈새로 비산된 일부분의 윤활유만이 아이들 기어(30)의 기어치 방향으로 공급되어 아이들 기어(30)와 드라이브 기어와의 접촉 지점에 윤활을 제공한다.
한편, 제1 유로(70-1)로 공급되던 윤활유의 상당 부분은 제2 유로(70-2)에서 분기되어 윤활유 저장홀(80)로 공급된다. 윤활유 저장홀(80)로 공급된 윤활유는 오일저장홀(80)과 만나는 복수개(예: 8개)의 윤활유 그루브(90)로 유입되고, 윤활유 그루브(90)의 좁은 유로는 회전하는 스러스트 와셔(50)의 원심력에 의해 일종의 오일제트 역할을 하여 윤활유 그루브(90)의 반경 외측으로 유출된다. 윤활유 그루브(90)로부터 배출된 윤활유는 기어의 치면까지 직접적이고 강제적으로 공급된다.
이와 같이 본 발명에 따른 아이들 기어 조립체에서는 기존에 설치되었던 반경 방향의 제1 유로(70-1) 이외에 제1 유로(70-1)에서 축방향으로 분기된 제2 유로(70-2)를 마련하고, 제2 유로(70-2)에 인접한 위치에 윤활유 저장홀(80)을 마련할 뿐만 아니라, 스러스트 와셔(50)에 반경방향의 좁은 홈 형태로 된 윤활유 그루브(90)를 설치함으로써 윤활유가 이이들 기어(30)의 치면에까지 효과적으로 공급되도록 한다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다는 것을 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이해할 것이다.
따라서, 이상에서 기술한 실시예들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이므로, 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 하며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
도 1은 종래의 아이들 기어 조립체의 조립 상태의 측단면도.
도 2는 본 발명에 따른 아이들 기어 조립체의 조립 상태의 측단면도.
도 3은 본 발명에 따른 아이들 기어 조립체가 해체된 상태의 측단면도.
도 4는 본 발명에 따른 스러스트 와셔의 상세도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10: 실린더 블록 20: 아이들 기어축
30: 아이들 기어 40: 베어링
50: 스러스트 와셔 60: 고정수단
70: 윤활유 공급 유로 70-1: 제1 유로
70-2: 제2 유로 80: 윤활유 저장홀
90: 윤활유 그루브 100: 타이밍 기어 케이스
110: 타이밍 기어 커버

Claims (2)

  1. 크랭크축 기어의 동력을 드라이브 기어에 전달하기 위한 아이들 기어(30)와; 상기 아이들 기어(30)를 지지하고 실린더 블록(10)에 결합되는 아이들 기어축(20)과; 상기 아이들 기어축(20)의 외주면과 상기 아이들 기어(30)의 내주면 사이에 배치되어 상기 아이들 기어(30)가 회전 지지되는 베어링(40)과; 상기 아이들 기어축(20), 아이들 기어(30) 및 베어링(30)이 축방향으로 이탈되는 것을 방지하기 위한 스러스트 와셔(50)와; 상기 스러스트 와셔(50)를 상기 아이들 기어축(20)에 고정하기 위한 고정수단(60)을 구비하는 아이들 기어 조립체에 있어서,
    상기 아이들 기어축(20) 내부에 마련되고 상기 베어링(40)에 윤활유를 공급하기 위한 제1 유로(70-1)와;
    상기 스러스트 와셔(50)와 상기 아이들 기어축(20) 사이에 마련된 윤활유 저장홀(80)과;
    상기 제1 유로(70-1)로부터 분기되고 상기 윤활유 저장홀(80)로 유출구를 가져서 상기 제1 유로(70-1)의 윤활유 일부를 상기 윤활유 저장홀(80)로 공급하기 위한 제2 유로(70-2)를 포함하고,
    상기 스러스트 와셔(50)에는 상기 윤활유 저장홀(80)의 윤활유를 반경방향으로 배출하여 상기 아이들 기어(30)의 치면으로 전달하기 위한 윤활유 배출 그루브(90)가 마련되는 것을 특징으로 하는 아이들 기어 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 윤활유 배출 그루브(90)는 상기 스러스트 와셔(50)의 중심에서 방사 방향으로 마련되는 것을 특징으로 하는 아이들 기어 조립체.
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