KR20090104975A

KR20090104975A - 유성기어세트의 피니언기어 윤활장치

Info

Publication number: KR20090104975A
Application number: KR1020080030171A
Authority: KR
Inventors: 최영삼
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2008-04-01
Filing date: 2008-04-01
Publication date: 2009-10-07
Also published as: US20090247347A1; CN101551004A

Abstract

본 발명은 회전축의 오일분출구멍을 통해 방출되는 오일의 윤활압을 그대로 유지한 상태에서 피니언샤프트의 중공부내에 유입될 수 있게 하여 피니언샤프트와 니이들베어링 사이의 원활한 윤활을 도모하고, 이로부터 피니언샤프트와 피니언기어 사이의 윤활부족에 따른 소착을 방지할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 피니언기어(14)를 축지지하는 피니언샤프트(20)의 중공부(20a)내로 오일을 공급하는 오일가이드(24)를 구비한 유성기어세트의 피니언기어 윤활장치에 있어서, 상기 오일가이드(24)는 회전축(10)의 오일분출구멍(10a)과 기밀하게 교통되도록 결합되고 내부에 오일을 저장하기 위한 저류공간부(24c)를 형성하고 외경측 선단부(24e)가 밀폐되게 형성된 주몸체부(24a)와, 상기 피니언샤프트(20)의 중공부(20a)내에 삽입되고 내부에 상기 저류공간부(24c)와 교통하는 내부통로부(24f)를 형성한 보조몸체부(24b)를 구비한 것을 특징으로 한다.

유성기어세트, 피니언, 윤활, 오일, 가이드

Description

유성기어세트의 피니언기어 윤활장치{lubricating device for pinion gear in planetary gear set}

본 발명은 유성기어세트의 피니언기어 윤활장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 회전축으로부터 방출되는 오일을 피니언사프트의 중공부내에 효과적으로 유입시켜 피니언샤프트와 니이들베어링 사이의 원활한 윤활을 도모할 수 있도록 하는 유성기어세트의 피니언기어 윤활장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동 변속기는 엔진의 구동력을 구동륜에 전달하는 기능을 구비하고 있는 데, 이러한 자동 변속기는 내부에 유성기어세트와 클러치와 브레이크류의 다수의 마찰요소를 매개로 엔진으로부터 발생된 구동력을 다양한 변속비로 자동적으로 변환하여 구동륜에 전달하는 기능을 갖고 있다.

종래, 상기 유성기어세트는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 회전축(10)상에 설치된 선기어(12)와, 상기 선기어(12)에 외접하는 다수의 피니언기어(14), 상기 다수의 피니언기어와 내접하는 링기어(16) 및, 상기 다수의 피니언기어(14)를 연결하는 캐리어(도시안됨)를 구비하고 있다.

이 경우, 상기 다수의 피니언기어(14)는 니이들베어링(18)을 매개로 피니언 샤프트(20)상에서 축지지되도록 설치되고, 상기 피니언샤프트(20)는 상기 캐리어에 고정 설치됨으로써 상기 캐리어에 대한 상기 피니언기어(14)의 위치는 고정될 수 있게 된다.

또한, 상기 피니언샤프트(20)에는 상기 니이들베어링(18)과의 윤활을 위해 오일가이드(22)가 설치되는 데, 상기 오일가이드(22)는 상기 회전축(10)의 반경방향으로 연장된 링형상의 측벽부(22a)와 상기 측벽부(22a)로부터 상기 회전축(10)의 축방향으로 돌출되어 상기 피니언샤프트(20)의 중공부(20a)내로 수용되도록 끼워지는 삽입부(22b)를 일체로 갖춘 구조로 이루어진다. 상기 삽입부(22b)는 상기 측벽부(22a)의 중심부로부터 방사상으로 이격된 상태로 다수로 구비된다.

이때, 상기 삽입부(22b)의 단면형상은 반원호의 형상으로 내주면이 오목한 형태이고, 상기 삽입부(22b)는 상기 피니언샤프트(20)의 중공부(20a)내에서 상기 피니언샤프트(20)의 설치반경(R) 보다 외측 부위에 위치하도록 설치된다. 이 경우, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 피니언샤프트(20)의 설치반경(R)은 상기 회전축(10)의 축중심(CL)으로부터 상기 피니언샤프트(20)의 축중심(CL') 사이에 이르는 거리를 의미한다.

따라서, 상기 회전축(10)에 형성된 오일분출구멍(10a)으로부터 배출되는 오일은 원심력에 의해 상기 회전축(10)의 축중심(CL)으로부터 반경방향의 외측으로 비산되는 데, 이때 비산되는 오일은 상기 오일가이드(22)의 측벽부(22a)에 의해 안내되어 상기 삽입부(22b)를 통해 상기 피니언샤프트(20)의 중공부(20a)내로 유입된다.

또한, 상기 피니언샤프트(20)에는 상기 니이들베어링(18)을 향해 중공부(20a)를 관통한 오일유동구멍(20b)이 형성되어 있어, 상기 중공부(20a)로 유입된 오일은 상기 오일유동구멍(20b)을 통해 상기 니이들베어링(18)으로 공급됨으로써, 상기 니이들베어링(18)과 상기 피니언샤프트(20) 사이의 윤활이 이루어지게 된다.

그런데, 상기 회전축(10)으로 제공되는 오일은 윤활을 위해 적정의 압력으로 조압된 상태, 즉 오일의 윤활압은 대기압 보다 높은 상태이나, 상기 회전축(10)의 오일분출구멍(10a)을 통해 배출된 오일은 자동 변속기의 내부에서 대기압에 노출되므로, 윤활압이 대기압의 상태로 낮아지게 되고, 이에 따라 윤활용 오일은 상기 오일가이드(22)를 매개로 상기 피니언샤프트(20)의 중공부(20a)내로 유입된 이후에 원심력에 의한 압력만으로 상기 피니언샤프트(20)의 오일유동구멍(20b)을 통해 상기 니이들베어링(18)으로 공급될 수 밖에 없게 된다.

이 결과, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 오일유동구멍(20b)은 상기 피니언샤프트(20)의 중공부(20a)내에서 상기 설치반경(R)을 기준으로 외측에 한정하여 그 형성위치를 설정할 수 밖에 없게 되고, 이는 상기 설치반경(R)을 기준으로 내측에 위치한 상기 니이들베어링(18)과 상기 피니언샤프트(20) 사이의 구름접촉 부위에 대한 직접적인 윤활을 불가능하게 한다.

부연하자면, 상기 피니언샤프트(20)의 축중심(CL')을 기준으로 상기 니이들베어링(18)과의 5시부터 7사이를 향한 부위, 즉 상기 니이들베어링(18)과 상기 피니언샤프트(20) 사이의 구름접촉 부위중 윤활에 가장 취약하다고 알려진 부위에 대한 직접적인 윤활을 실시할 수 없다는 문제를 내재하고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 제반 사안들을 해소하기 위해 안출된 것으로, 회전축의 오일분출구멍을 통해 방출되는 오일의 윤활압을 그대로 유지한 상태에서 피니언샤프트의 중공부내에 유입될 수 있게 하여 피니언샤프트와 니이들베어링 사이의 원활한 윤활을 도모하고, 이로부터 피니언샤프트와 피니언기어 사이의 윤활부족에 따른 소착을 방지할 수 있도록 하는 데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적으로 달성하기 위한 본 발명은, 피니언기어를 축지지하는 피니언샤프트의 중공부내로 오일을 공급하는 오일가이드를 구비한 유성기어세트의 피니언기어 윤활장치에 있어서, 상기 오일가이드는 회전축의 오일분출구멍과 기밀하게 교통되도록 결합되고 내부에 오일을 저장하기 위한 저류공간부를 형성하고 외경측 선단부가 밀폐되게 형성된 주몸체부와, 상기 피니언샤프트의 중공부내에 삽입되고 내부에 상기 저류공간부와 교통하는 내부통로부를 형성한 보조몸체부를 구비한 것을 특징으로 한다.

상기 주몸체부는 상기 오일분출구멍과 교통하도록 개방되고 상기 회전축의 외주면 전 둘레에 대해 밀착되며 상기 저류공간부와 연통하는 내경측 선단부를 갖춘 것을 특징으로 한다.

상기 저류공간부는 상기 주몸체부의 내부에서 상기 회전축의 반경방향을 향해 전 둘레에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 보조몸체부의 외경은 상기 피니언샤프트의 중공부의 내경과 일치하는 것을 특징으로 한다.

상기 보조몸체부는 상기 주몸체부의 중심에 대해 방사상으로 이격되어 다수로 배치된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 유성기어세트의 피니언기어 윤활장치에 의하면, 자동 변속기의 회전축상에 형성된 오일분출구멍을 통해 유성기어세트의 피니언기어로 향해 방출되는 오일을 밀폐된 오일가이드를 매개로 피니언샤프트의 중공부내에 윤활압을 그대로 유지한 상태에서 공급될 수 있게 되므로, 피니언샤프트와 니이들베어링 사이의 전 부위에 걸친 균일하면서 원활한 윤활을 도모할 수 있게 된다.

이 결과, 피니언샤프트와 피니언기어 사이의 윤활부족에 따른 소착을 방지할 수 있음과 더불어 섭동부위의 소착에 따른 유성기어세트의 내구성 저하에 대한 문제를 해소할 수 있게 된다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도면에 도시된 바와 같이, 자동 변속기에 구비되는 유성기어세트는 회전축(10)상에 설치된 선기어(12)와, 상기 선기어(12)에 외접하는 다수의 피니언기어(14), 상기 다수의 피니언기어와 내접하는 링기어(16) 및, 상기 다수의 피니언기어(14)를 연결하는 캐리어(도시안됨)를 포함한다. 이때, 상기 다수의 피니언기어(14)는 니이들베어링(18)을 매개로 피니언샤프트(20)상에서 축지지되도록 설치되 고, 상기 피니언샤프트(20)는 상기 캐리어에 고정 설치됨으로써 상기 캐리어에 대한 상기 피니언기어(14)의 위치는 고정될 수 있게 된다. 즉, 상기 피니언샤프트(20)의 외주면에 상기 니이들베어링(18)이 설치되고, 상기 니이들베어링(18)의 외주면에 상기 피니언기어(14)의 내주면이 지지되도록 설치된다.

이 경우, 상기 피니언샤프트(20)에는 상기 니이들베어링(18)과의 윤활을 위해 오일가이드(24)가 설치되는 데, 이 오일가이드(24)는 도 1 내지 도 3에 도시된 종래의 오일가이드(22)와 다른 형태로 이루어진다.

즉, 본 발명에 적용되는 오일가이드(24)는 상기 회전축(10)에 형성된 오일분출구멍(10a)과 기밀하게 교통되도록 결합되는 링형상의 주몸체부(24a)와, 상기 주몸체부(24a)에 대해 상기 회전축(10)의 축방향으로 돌출되어 상기 피니언샤프트(20)의 중공부(20a)내로 삽입되어 설치되는 원통체 형상의 보조몸체부(24b)로 이루어진다.

상기 주몸체부(24a)는 내부에 오일을 저장하기 위해 상기 회전축(10)의 반경방향으로 향한 저류공간부(24c)를 형성하고, 내경측 선단부(24d)는 상기 오일분출구멍(10a)과 교통하도록 개방되어 상기 저류공간부(24c)와 연통하며, 외경측 선단부(24e)는 상기 저류공간부(24c)로 유입된 오일의 누설을 방지하기 위해 밀폐된 형태를 이룬다.

이 경우, 상기 저류공간부(24c)는 상기 주몸체부(24a)의 내부에서 상기 회전축(10)의 반경방향을 향해 전 둘레에 걸쳐 공간이 확장될 수 있도록 형성되고, 상기 내경측 선단부(24d)는 상기 회전축(10)의 외주면 전 둘레에 대해 밀착되어 상기 저류공간부(24c)내의 압력을 외부로 차단시킬 수 있도록 형성된다.

상기 보조몸체부(24b)는 상기 저류공간부(24c)와 교통하도록 상기 회전축(10)의 축방향으로 향한 내부통로부(24f)를 형성하고, 상기 보조몸체부(24b)의 외경은 상기 피니언샤프트(20)의 중공부(20a)의 내경과 일치하도록 형성되어 상기 피니언샤프트(20)의 중공부(20a)에 대해 상기 보조몸체부(24b)는 긴밀하게 결합된다.

이 경우, 상기 보조몸체부(24b)는 상기 주몸체부(24a)의 중심에 대해 방사상으로 이격되어 다수로 배치되는 바, 상기 보조몸체부(24b)의 형성위치는 상기 선기어(12)의 외접하는 상기 피니언기어(14)의 배치위치와 동일하게 설정됨은 물론이다.

이 결과, 상기 회전축(10)의 오일분출구멍(10a)으로부터 상기 오일가이드(24)의 주몸체부(24a)에 형성된 저류공간부(24c)와 상기 보조몸체부(24b)의 내부통로부(24f) 및 상기 피니언샤프트(20)의 중공부(20a)에 이르는 오일의 공급경로에 있어, 상기 회전축(10)의 오일분출구멍(10a)을 통해 방출된 오일의 윤활압은 그대로 유지될 수 있게 된다.

즉, 상기 회전축(10)의 오일분출구멍(10a)으로부터 상기 피니언샤프트(20)의 중공부(20a)에 이르는 오일의 공급경로는 종래와는 달리 외부와 긴밀하게 차단된 상태(내부의 오일의 윤활압은 외부의 대기압과 상호 교통을 하지 않고 단절된 상태)를 유지할 수 있으므로, 상기 회전축(10)을 통해 공급된 오일의 윤활압은 상기 오일가이드(24)를 매개로 상기 피니언샤프트(20)의 중공부(20a)내로 그대로 전이될 수 있어, 상기 피니언기어(14)와 상기 니이들베어링(18) 및 상기 피니언샤프트(20) 사이의 원활한 윤활을 도모할 수 있게 된다.

또한, 본 발명은 상기 피니언샤프트(20)에 형성된 오일유동구멍(20b)의 위치를 상기 피니언샤프트(20)의 설치반경(R) 보다 내측에 위치시킬 수 있으므로, 상기 피니언샤프트(20)의 축중심(CL')을 기준으로 상기 니이들베어링(18)과의 3시부터 9시 사이를 향한 부위, 특히 5시부터 7시 사이를 향한 부위에 대한 직접적인 윤활을 실시할 수 있게 된다. 이는, 상기 회전축(10)의 오일분출구멍(10a)으로부터 상기 오일가이드(24)를 통해 상기 피니언샤프트(20)의 중공부(20a)내로 공급된 오일의 윤활압이 최초 오일분출구멍(10a)을 통과한 수준 그대로 유지할 수 있기 때문에 가능한 것이다.

아울러, 상기 피니언샤프트(20)에 형성되는 오일유동구멍(20b)은 그 위치를 상기 피니언샤프트(20)의 설치반경(R)을 기준으로 내측과 외측중 어느 부위에 설정하게 되더라도, 상기 회전축(10)의 오일분출구멍(10a)을 통해 제공되는 윤활압이 그대로 유지된 상태에서 상기 니이들베어링(18)과 상기 피니언샤프트(20) 사이의 구름접촉 부위로 인가될 수 있음은 물론인 바, 예컨대, 도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 피니언샤프트(20)의 축중심(CL')을 기준으로 설치반경(R)의 내측에 위치할 수도 있고, 설치반경(R)의 외측에 위치할 수도 있으며, 설치반경(R)의 내/외측에 각각 위치할 수도 있다.

이 결과, 본 발명에 따르면 유성기어세트의 피니언기어(14)와 니이들베어링(18) 및 피니언샤프트(20) 사이의 충분한 윤활 성능의 확보를 통해 종래와 같이 윤활의 부족에 따른 피니언기어(14)의 소착과 같은 내구성 저하의 문제를 배제할 수 있게 된다.

도 1은 종래 유성기어세트의 피니언기어 윤활구조를 도시하는 단면도.

도 2는 도 1의 우측면도.

도 3은 도 1과 도 2에 도시된 오일가이드의 사시도.

도 4는 도 2에 도시된 피니언샤프트에 있어 오일유동구멍의 형성위치를 설명하는 도면.

도 5는 본 발명에 따른 유성기어세트의 피니언기어 윤활구조를 도시하는 단면도.

도 6은 도 5의 우측면도.

도 7은 도 5와 도 6에 도시된 오일가이드의 사시도.

도 8은 도 7에 도시된 오일가이드의 Ⅷ-Ⅷ선 단면구조를 도시한 사시도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10-회전축 12-선기어

14-피니언기어 16-링기어

18-니이들베어링 20-피니언샤프트

24-오일가이드

Claims

피니언기어를 축지지하는 피니언샤프트의 중공부내로 오일을 공급하는 오일가이드를 구비한 유성기어세트의 피니언기어 윤활장치에 있어서,

상기 오일가이드는 회전축의 오일분출구멍과 기밀하게 교통되도록 결합되고 내부에 오일을 저장하기 위한 저류공간부를 형성하고 외경측 선단부가 밀폐되게 형성된 주몸체부와;

상기 피니언샤프트의 중공부내에 삽입되고 내부에 상기 저류공간부와 교통하는 내부통로부를 형성한 보조몸체부를 구비한 것을 특징으로 하는 유성기어세트의 피니언기어 윤활장치.
청구항 1에 있어서,

상기 주몸체부는 상기 오일분출구멍과 교통하도록 개방되고 상기 회전축의 외주면 전 둘레에 대해 밀착되며 상기 저류공간부와 연통하는 내경측 선단부를 갖춘 것을 특징으로 하는 유성기어세트의 피니언기어 윤활장치.
청구항 2에 있어서,

상기 저류공간부는 상기 주몸체부의 내부에서 상기 회전축의 반경방향을 향해 전 둘레에 걸쳐 형성된 것을 특징으로 하는 유성기어세트의 피니언기어 윤활장치.
청구항 1에 있어서,

상기 보조몸체부의 외경은 상기 피니언샤프트의 중공부의 내경과 일치하는 것을 특징으로 하는 유성기어세트의 피니언기어 윤활장치.
청구항 1에 있어서,

상기 보조몸체부는 상기 주몸체부의 중심에 대해 방사상으로 이격되어 다수로 배치된 것을 특징으로 하는 유성기어세트의 피니언기어 윤활장치.