KR20100068968A - 자동차용 차동장치의 윤활부 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 차동장치의 윤활부에 관한 것으로서, 차동장치의 회전시 피니언 샤프트의 외경부 및 피니언 기어의 내경부의 마찰부위가 균일하게 윤활 가능토록 윤활유로를 개선한 자동차용 차동장치의 윤활부에 관한 것이다.

이를 위해, 본 발명은 차동 케이스에 고정되는 피니언 샤프트에 결합되고 상기 차동 케이스 내측에 배치된 2개의 피니언 기어의 둘레면에 윤활유가 유동하는 적어도 하나 이상의 윤활유로가 형성되며, 상기 윤활유로는 일측이 좁고 타측은 확대된 경사진 테이퍼 형상으로 이루어진 동시에 피니언 기어의 상단에서 하단까지 관통된 형상으로 구성된 자동차용 차동장치의 윤활부를 제공하고자 한다.

자동차, 차동장치, 윤활유로, 경사선

Description

자동차용 차동장치의 윤활부{Lubrication part of differential apparatus for automobile}

본 발명은 자동차용 차동장치의 윤활부에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차동장치의 회전시 피니언 샤프트의 외경부 및 피니언 기어의 내경부의 마찰부위가 균일하게 윤활 가능토록 윤활유로를 개선한 자동차용 차동장치의 윤활부에 관한 것이다.

일반적으로, 엔진에서 발생된 동력을 구동 바퀴(drive wheel)에 전달하기 위한 장치로서, 엔진의 플라이휠에 설치되어 출발시나 변속시 필요에 따라 동력 전달을 단속하는 클러치(clutch)와, 주행 상태에 알맞도록 기어의 물림을 변경시키고 전진과 후진을 하기 위한 변속기(transmission : T/M)와, 상기 변속기의 회전 속도를 최종적으로 감속시키는 동시에 차가 회전할 때 좌우 구동 바퀴에 알맞은 회전 속도로 동력을 전달하는 종감속 기어(final reduction gear) 및 차동장치(differential)와, 상기 변속기의 출력을 상기 종감속 기어에 전달하는 추진 축(propeller shaft 또는 drive shift)을 포함하여 구성되어 있다.

상기 차동장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 엔진과 연동되는 추진축의 회전력을 전달받는 구동 피니언(100)과, 상기 구동 피니언(100)에 맞물리는 링 기어(110)와, 상기 링 기어(110)와 일체로 형성된 차동 케이스(120)와, 상기 차동 케이스(120)에 고정되는 피니언 샤프트(130)에 결합되고 상기 차동 케이스(120) 내측에 배치된 2개의 피니언 기어(140)와, 중심에 스플라인(spline)이 형성되고 상기 피니언 기어(140)와 맞물리며 상기 차동 케이스(120) 내측에 배치된 2개의 차동 기어(150)를 포함하여 구성된다.

종래 기술에 따른 자동차용 차동장치의 윤활부의 작동 원리에 대하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 상기 추진축을 통해 엔진의 동력이 구동 피니언(100)에 전달되면 상기 구동 피니언(100)이 회전하게 되고, 상기 구동 피니언(100)과 맞물려 있는 상기 링 기어(110)도 회전하게 되어 상기 차동 케이스(120)가 회전된다.

상기 차동 케이스(120)가 회전하면 상기 차동 케이스(120)에 고정된 상기 피니언 샤프트(130)에 의해서 상기 피니언 기어(140)가 공전하게 된다.

상기 피니언 기어(140)가 공전하게 되면 상기 피니언 기어(140)와 맞물려 있는 상기 차동 기어(150)가 구동되어 상기 차동 기어(150)와 스플라인 결합된 액슬 축(미도시)이 회전하게 된다.

따라서, 상기 액슬 축을 통해 상기 엔진의 동력이 상기 구동 바퀴로 전달된다.

이때, 자동차가 평탄로를 직진하는 경우, 좌우 구동 바퀴의 회전 저항이 같으므로 좌우의 상기 차동 기어(150)는 같은 회전수로 상기 피니언 기어(140)의 공전에 따라 움직이게 되어 전체 시스템이 하나의 블록이 되어 회전된다.

한편, 노면 및 접지 상태에 따라 양측 바퀴에 회전차가 발생되었을 경우, 피니언 기어(140)와 차동 기어(150)의 회전이 발생하게 되고, 이 회전차에 의해 좌우 구동 바퀴의 회전수 편차를 보정하게 된다.

그런데, 이와 같이 구성된 자동차용 차동장치의 윤활부는 피니언 기어(140)와 차동 기어(150)가 회전 시, 금속과 금속의 마찰 상태에서 회전이 발생하게 될 경우, 마찰열이 발생하게 되어 부품의 수명이 단축되는 바, 이를 위하여 두 금속의 마찰 부하를 감소하고 부품을 보호하기 위하여 윤활이 필요하게 된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 종래는 피니언 샤프트(130)에 형성된 윤활유로(135)를 통해 윤활유가 부품 사이에 공급된다.

즉, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 윤활유로(135)는 피니언 샤프트의 좌우 양측을 절삭 가공하여 차동 기어(150)와의 마찰부 사이에 형성된 직선형 홈으로서, 차동장치의 회전 시 피니언 샤프트(130)의 단부 일부만 윤활이 되고, 회전 중심방향으로의 윤활은 제대로 이루어지지 않는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 차동장치의 회전시 피니언 샤프트의 외경부 및 피니언 기어의 내경부의 마찰부위가 균일하게 윤활 가능토록 윤활유로를 개선한 자동차용 차동장치의 윤활부를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차동 케이스(120)에 고정되는 피니언 샤프트(130)에 결합되고 상기 차동 케이스(120) 내측에 배치된 2개의 피니언 기어(140)의 둘레면에 윤활유가 유동하는 적어도 하나 이상의 윤활유로(10)가 형성되며, 상기 윤활유로(10)는 일측이 좁고 타측은 확대된 경사진 테이퍼 형상으로 이루어진 동시에 피니언 기어(140)의 상단에서 하단까지 관통된 형상으로 구성된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 피니언 기어(140)의 상측 윤활유로(10)는 그 상측이 좁고 하측은 확대된 경사진 테이퍼 형상인 것을 특징으로 한다.

상기 피니언 기어(140)의 상측 윤활유로(10)는 차동 기어(150)를 중심으로 하측 윤활유로(10)와 대칭구조를 이루는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 윤활유로(10)는 피니언 기어(140) 둘레면에 전후 좌우 각각 4군데에 형성된 수평 단면이 반원 형상으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 차동장치의 윤활부에 의하면, 피니언 기어의 회전 시, 윤활유로의 경사면을 따라 피니언 샤프트와 피니언 기어에 균일하게 윤활이 가능한 효과가 있다.

또한, 종래의 피니언 샤프트에 가공한 윤활유로를 배제하므로 피니언 샤프트의 강도 보강을 도모하고, 피니언 샤프트의 가공 공정을 축소하여 가공 비용을 절감하며, 피니언 샤프트의 윤활을 위한 과도한 표면처리 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

피니언 기어의 가공 시, 단조금형을 통한 개선된 윤활유로를 가공하므로 공정의 변경없이 제조 가능한 동시에, 단조금형의 빼기구배에 의해 복잡한 형상의 변경없이 윤활유로의 경사면을 가공할 수 있어 비용 절감을 도모할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차용 차동장치를 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자동차용 차동장치의 윤활부의 윤활구조를 나타내는 단면도이며, 도 3은 도 2의 "A-A"선 단면도이다.

본 발명에 따른 자동차용 차동장치는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 엔 진과 연동되는 추진축의 회전력을 구동 피니언(100)을 통해 전달받는 링 기어(110)와, 상기 링 기어(110)와 일체로 형성된 차동 케이스(120)와, 상기 차동 케이스(120)에 고정되는 피니언 샤프트(130)에 결합되고 상기 차동 케이스(120) 내측에 배치된 2개의 피니언 기어(140)와, 중심에 스플라인(spline)이 형성되고 상기 피니언 기어(140)와 맞물리며 상기 차동 케이스(120) 내측에 배치된 2개의 차동 기어(150)를 포함하여 구성된다.

이와 같이 구성된 자동차용 차동장치는 피니언 기어(140)와 차동 기어(150)가 회전 시, 금속과 금속의 마찰 상태에서 회전이 발생하게 될 경우, 마찰열이 발생하게 되어 부품의 수명이 단축되는 바, 이를 위하여 두 금속의 마찰 부하를 감소하고 부품을 보호하기 위하여 상기 피니언 기어(140)와 차동 기어(150) 사이에 윤활구조가 필요하다.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 윤활구조는 피니언 기어(140)의 둘레면에 윤활유가 유동하는 적어도 하나 이상의 윤활유로(10)가 형성되어 있는 바, 본 발명에 따른 바람직한 실시예에서는 피니언 기어(140) 둘레면의 전후 좌우 각각 4군데에 형성된 수평 단면이 반원 형상으로 이루어져 있다.

상기 윤활유로(10)는 피니언 샤프트(130)의 중앙부를 중심으로 피니언 기어(140)의 전후, 좌우 위치 4군데에 설치될 수 있으며, 이는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타내는 것일 뿐, 이에 반드시 한정되는 것은 아니다.

상기 윤활유로(10)는 도 2에 도시된 바와 같이, 피니언 기어(140)의 상단에서 하단까지 관통되도록 이루어지면서, 그 일측은 좁고 타측은 확대된 경사진 테이 퍼 형상으로 이루어져 있다.

즉, 수직으로 형성되어 있는 피니언 샤프트(130)의 상측에 위치한 피니언 기어(140)는 그 상측이 좁고 하측이 확대된 형상이고, 상기 피니언 샤프트(130)의 하측에 위치한 피니언 기어(140)는 그 하측이 좁고 상측이 확대된 형상으로 이루어져 있다.

이와 같이 상기 피니언 기어(140)에 형성되어 있는 윤활유로(10)가 테이퍼 형상으로 이루어져 있는 상태에서, 차동장치가 구동 시, 피니언 기어(140)가 회전하면 상기 윤활유로(10)에 있는 윤활유가 피니언 기어(140)의 내경부와 피니언 샤프트(130)의 외경부의 마찰부위에 공급되는 바, 윤활유로(10)의 경사선(11)을 따라 회전 중심방향으로 이동하게 된다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 피니언 기어(140)의 회전 시, 회전하는 방향과 대응하는 쪽의 경사선(11)에 부딪히는 윤활유는 90°방향으로 꺾이면서 하방으로 유동하게 된다.

이는 상기 피니언 기어(140)와 대응하는 쪽에 구비되어 있는 또 다른 피니언 기어(140)에서도 동일한 작용을 수행하게 된다.

이에 따라 상기 피니언 기어(140)의 내경부 및 상기 피니언 샤프트(130)의 외경부의 마찰부위를 균일하게 윤활하게 되므로 차동장치의 기어가 파손되거나 피팅이 발생하는 것을 방지하게 된다.

이와 같이 상기 피니언 기어(140)에 테이퍼 형상의 윤활유로(10)를 형성할 경우, 피니언 기어(140)와 피니언 샤프트(130) 간의 마찰부위의 윤활을 균일하게 수행할 수 있을 뿐만 아니라, 단조 금형을 사용하여 금형의 빼기구배를 통한 경사각을 상기 윤활유로(10)에 부여하므로 복잡한 형상의 가공없이 개선된 윤활유로(10)를 제조할 수 있으며, 피니언 샤프트(130)를 별도 가공하지 않게 되므로 강도 보강을 도모할 수 있을 뿐만 아니라, 제조 공정을 축소하여 가공 비용을 절감할 수 있게 된다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않으며, 특허청구범위에서 청구된 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 기재된 청구범위 내에 있게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 차동장치를 나타내는 단면도,

도 2는 본 발명에 따른 자동차용 차동장치의 윤활부의 윤활구조를 나타내는 단면도,

도 3은 도 2의 "A-A"선 단면도,

도 4는 종래의 자동차용 차동장치를 나타내는 단면도,

도 5는 종래의 자동차용 차동장치의 윤활구조를 나타내는 단면도,

도 6은 도 5의 "B-B"선 단면도이다.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*

10 : 윤활유로 11 : 경사선

Claims (4)

1. 차동 케이스(120)에 고정되는 피니언 샤프트(130)에 결합되고 상기 차동 케이스(120) 내측에 배치된 2개의 피니언 기어(140)의 둘레면에 윤활유가 유동하는 적어도 하나 이상의 윤활유로(10)가 형성되며, 상기 윤활유로(10)는 일측이 좁고 타측은 확대된 경사진 테이퍼 형상으로 이루어진 동시에 피니언 기어(140)의 상단에서 하단까지 관통된 형상으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 차동장치의 윤활부.
2. 제1항에 있어서,

   상기 피니언 기어(140)의 상측 윤활유로(10)는 그 상측이 좁고 하측은 확대된 경사진 테이퍼 형상인 것을 특징으로 하는 자동차용 차동장치의 윤활부.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 피니언 기어(140)의 상측 윤활유로(10)는 차동 기어(150)를 중심으로 하측 윤활유로(10)와 대칭구조를 이루는 것을 특징으로 하는 자동차용 차동장치의 윤활부.
4. 제3항에 있어서,

   상기 윤활유로(10)는 피니언 기어(140) 둘레면에 전후 좌우 각각 4군데에 형성된 수평 단면이 반원 형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 자동차용 차동장치의 윤활부.

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