KR920006228B1 - 피니언이송 및 하중받이장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

피니언이송 및 하중받이장치

제1도는 본 발명의 한 실시예에 관한 피니언이송 및 하중받이장치를 사용한 동축형스타터장치의 단면도.

제2도는 제1도에 표시된 동축형스타터장치에 있어서의 피니언축과 클러치이너와의 헬리컬스플라인맞물림부를 나타내는 부분적 단면도.

제3도는 본 발명의 다른 실시예에 있어서의 피니언축의 핼리컬스플라인과 클러치이너의 헬리컬스플라인과의 맞물림부를 나타내는 부분적 단면도.

제4도는 종래의 동축형스타터장치를 나타내는 단면도.

제5도는 제4도에 나타난 동축형스타터장치에 있어서의 피니언축과 클러치이너와의 헬리컬스플라인맞물림부를 나타내는 부분적 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

21 : 피니언축 22 : 오버러닝클러치장치

22a : 클러치이너 22b : 헬리컬스플라인

22c : 클러치아우러 23 : 피니언

24 : 헬리컬스플라인 24a : 치

본 발명은 피니언이송 및 하중받이장치에 관한 것이고, 좀더 상세히 설명하면 차량의 기관시동용으로서 사용되는 동축형스타터장치에 있어서의 오버러닝클러치장치와 피니언축과의 구성체에 관한 것이다.

종래, 전동기에 의한 구동력을 받아 회전하고, 또 축방향으로 이동 가능하게 된 피니언축, 즉 출력회전축을 갖춘 동축형스타터장치로서는 일본국 특개소 63-266167호 공보에 게시되어 있는 것이 알려져 있다. 이 공보에 개시되어 있는 동축형스타터장치(1)은, 제4도에 나타나 있는 바와 같이, 회전하면서 축방향으로 이동하는 피니언축(2)의 앞끝외주부에 기관의 링기어와 맞물렸다 이탈했다하는 피니언(3)이 직선스플라인(4)동에 의해 끼워져 고정되어 구성되어 있다. 이 피니언축(2)는 오버러닝클러치장치(5)의 내륜(內輪)인 클러치이너(5a)의 중삼개구부(開口部)를 관통하여 직류전동기(6)의 관상전기자(管狀電機子) 회전축(6a)속에 앞쪽끝으로부터 삽입되고, 뒤쪽의 전자스위치장치(7)에서부터 밀어넣어져 연장된 미는 로드(8)과 강구(鋼球)(9)를 사이에 두고 맞닿아 있다.

오버러닝클러치장치(5)의 클러치이너(5a) 속에 위치하는 피니언축(2)의 축부원주면(軸部圓周面)에는 헬리컬스플라인(2a)가 절삭되어 형성되어 있고, 다른쪽 클러치이너(5a)의 앞끝부내주면에는 이 헬리컬스플라인(2a9와 맞물리는 길이가 짧은 헬리컬스플라인(5b)가 형성되어 있다. 또, 관상의 전기자회전축(6a) 속에 삽입된 피니언축(2)의 뒤쪽축부분은 이 전기자회전축(6a) 속에 끼워진 슬리브베어링(10)에 의해 미끄럼가능하게 지지되어 있다.

이와 같은 동축형스타터장치(1)에 있어서, 전자스위치장치(7)이 에너자이즈되어 피니언축(2)가 미는 로드(8)에 의해 밀려나오고, 피니언(3)이 기관의 링기어(도시생략)에 맞물림과 거의 동시에 직류전동기(6)이 기동되고, 이와 같이 되어 전기자회전축(6a)의 회전력은 유성치차감속장치(11)에 의해 감속되어 오버러닝클러치장치(5)의 클러치아우터(5c)로 전달되고, 또 롤러(5d)를 거처서 클러치이너(5a)로 전달된다. 클러치이너(5a)의 회전은 그 헬리컬스플라인(5b)에 의해 피니언축(2)로 전달되고, 그 결과 피니언(3)이 회전한다.

그런데, 상술한 바와 같이 클러치이너(5a)와 피니언축(2)의 헬리컬스플라인(5b),(2a)는 피니언축(2)의 축방향이동을 가능하게 하고 피니언(3)을 이송함과 동시에 직류전동기(6)에 의한 회전토크를 피니언축(2)에 전달하는 기능을 갖을 뿐만 아니라, 피니언(3)이 링기어와 맞물린 경우에 받는 치면력(齒面力)의 축방향분력에 의해 피니언축(2)에 대해 이 축을 굽이려는 힘 즉 라디얼하중을 받는 기능까지도 겸해서 갖도록 하고 있다. 즉, 클러치이너(5a)의 헬리컬스플라인(5b)와 피니언축(2)의 헬리컬스플라인(2a)와는 제 4도에 표시된바와 같이 헬리컬스플라인(2a)의 치의 윗면이 클러치이너(5a)의 헬리컬스플라인(5b)의 홈의 바닥면에 접촉하고, 다른 부분은 직경방향에 있어서 접촉되지 않는 상태로 되고, 이에 의해 피니언축(2)에 미치는 라디얼하중은 그 앞쪽에서는 클러치이너(5a)의 헬리컬스플라인(5b)로 지지됨과 동시에 뒤쪽에서는 전기자회전축(6a)에 설치된 슬리브베어링(10)에 의해 지지되고 있다.

상술한 바와 같이, 종래의 동축형스타터장치(1)에 있어서는, 피니언축(2)에 미치는 라디얼하중을 앞쪽에서는 클러치이너(5a)의 헬리컬스플라인(5b)로 받도록 헬리컬스플라인(2a)의 치의 윗면과 헬리컬스플라인(5b)의 홈의 바닥면이 접촉하도록 설계 제조되어 있었다. 그렇지만, 통상 헬리컬스플라인(2a)는 제5도에 표시되어 있는 바와 같이 치의 윗면의 두께 a와 홈의 바닥면의 폭 b가 거의 같고, 또 등피치(等 pitch)의 헬리컬치형으로 되어 있다. 또 동충형스타터장치의 경우, 전자스위치장치가 뒤쪽에 설치되어 있으므로 전체길이를 단축시키려는 요청에 따라 피니언축의 헬리컬스플라인의 길이도 짧게 되고, 따라서 클러치이너의 헬리컬스플라인(5b)의 길이도 짧게 된다. 때문에, 피니언축(2)와 클러치이너(5a)와의 헬리컬스플라인(2a),(5b)가 라디얼하중을 받기 때문에 적정방향에 있어서 접촉시키는 면적은 좋고, 그 결과 면압(面歷)이 크게 되므로 프레팅(Fretting)이 발생하기도 하고, 그리스가 말라붙어 마모가 커지고 피니언축(2)의 미끄럼불량의 현상이 발생하는 등 문제가 발생한다.

본 발명의 목적은, 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위해 이루어진 것으로, 피니언축(2)에 형성된 헬리컬스플라인과 클러치이너의 실리컬스플라인으로써 회전트크의 전달과 함께 피니언축에 미치는 라디얼하중올 받으면서도 피니언축의 미끄럼운동을 양호하게 유지할 수 있는 피니언이송 및 하중받이장치를 제공하는데 있다.

본 발명은, 오버러닝클러치장치의 클러치이너에 피동치차와 맞물리는 피니언을 끝부에 갖춘 피니언층을 끼우고, 이 피니언축에 형성된 헬리컬스플라인과 상기 클러치이너에 형성된 헬리컬스플라인을 맞물리고, 상기 오버러닝클러치장치를 사이에 개입시켜 상기 피니언축에 토크를 전달함과 동시에 상기 클러치이너가 상기 헬리컬스플라인으로 상키 피니언축의 라디얼하중을 받는 피니언이송 및 하중받이장치에 있어서, 상기 헬리컬스플라인이, 스플라인치의 윗면이나 치홈의 바닥면 중 어느 쪽이나 한쪽이 상기 클러치이너의 상기 헬리컬스플라인의 대응부분에 미끄럼운동하는 직경방향접촉부와, 다른 쪽이 상기 클러치이너의 상기 헬리컬스플라인의 대응부분에 대해 간극을 형성한 직경방향비접촉부를 포함하고, 상기 직경방향접촉부의 총면적이 상기 직경방향비접촉부의 총면적보다 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 피니언이송 및 하중받이장치에 따르면, 피니언축에 라디얼하중이 걸리면, 헬리컬스플라인과 클러치이너의 헬리컬스플라인과의 직경방향접촉부에 의해 이 라디얼하중이 지지된다. 이 직경방향접촉부의 면적은 직경방향접촉부의 그것보다 크게 구성되어 있으므로, 면압은 크게 되지 않고, 때문에 프레팅의 발생이나 그리스가 말라붙는 일 등이 생기지 않고 피니언축은 경쾌하게 미끄럼운동 하게 된다.

다음에는, 본 발명에 의한 피니언이송 및 하중받이장치를 첨부도면에 표시된 실시예와 같이 좀 더 상세하게 설명한다.

제1도에는, 본 발명의 한 실시예에 관한 피니언이송 및 하중받이장치를 사용한 동축형스타터장치(20)이 나타내어져 있다. 본 발명의 실시예를 포함한 동축형스타터장치(20)을 나타내는 제1도에 있어서, 제4도에 나타내어진 종래의 동축형스타터장치(1)를 구성하는 부분과 같은 부분은 동일한 참조부호를 붙여 설명을 생략했다.

제1도에 나타내어진 동축형스타터장치(20)에 있어서, 전기자회전축(6a)의 앞끝외주부에는 태양치차(11a)가 절삭되어 형성되어 있고, 이 태양치차(11a)에는 복수의 유성치차(11b)가 맞물려 배치되어 있다.

이들의 유성치차(11b)는 또 장치틀(12)의 내주면에 끼위맞춰진 내치치차(11c)에 맞물림 됨과 동시에 축(11d)를 통해 캐리어(11e)에 의해 지지되고 있다. 이들 태양치차(11a), 유성치차(11b), 내치치차(11c), 축(11d) 및 캐리어(11e)에 의해 구성되는 유성치차감속장치(11)은 전기자회전축(6a)의 회전을 감속시키는 것이다. 피니언축(21)에는 오버러닝클러치장치(22)가 끼워져 장치되고, 그 클러치아우터(22c)는 캐리어(11e)의 앞끝통상부(筒狀部) 외주부에 끼워맞춰져 있다. 이 클러치아우터(22c)와 캐리어(11e)의 앞끝통상부와는 오버러닝클러치장치(22)에 이상충격이 가해졌을때 상대적인 미끄럼을 일으키고, 이와 같은 충격을 완화시킬수 있는 정도의 끼워맞춤상태로 되어 있다.

기관의 링기어에 맞물렸다 이탈했다 하는 피니언(23)은 피니언축(21)과 일체적으로 형성되어 있다. 이와같이 피니언(23)을 피니언축(21)과 일체적으로 형성하면 피니언(23)의 치(23a)의 뿌리두께와 피니언축(21)의 축강도를 염려할 필요 없이 피니언의 치수를 줄일 수 있고, 이 때문에 링기어의 변속비를 줄일 수 있다.

그러나, 피니언(23)을 피니언축(21)과 일체적으로 형성하면, 피니언축(21)은 그 앞끝부(피니언(23))이 굵게 되어 있으므로, 오버러닝클러치장치(22)와의 결합관계상 앞쪽 즉 기관의 링기어쪽으로부터 밖에 삽입시킬 수 없고, 따라서, 종래와 같이 피니언축(21)의 중간에 형성된 헬리컬스플라인의 끝부와 클러치이너(22a)의 단부(段部)와를 맞닿게 해서 피니언축(21)의 이동을 정지시키도록 하는 것은 조립상 문제를 발생시킨다. 이 문제를 피하기 위해, 출력회전축에 스토퍼부재를 설치하고, 이것 전용의 이동공간을 구성하도록 하여서는 직류전동기를 소형화 시킨다 하더라도, 이 공간 때문에 결국 단축화가 도모되지 못한다.

그리하여, 오버러닝클러치장치(22)의 클러치이너(22a)에 있어서의 뒤쪽끝 축방향의 약 2/3의 길이 범위에 걸쳐서, 그 내주부의 내경을 피니언축(21)의 외주부에 절삭하여 형성한 헬리컬스플라인(24)의 외경보다 크게하여 공간부(25)가 형성되고, 다른 편으로 클러치이너(22a)의 앞끝부내주면에는 피니언축(21)의 헬리컬스플라인(24)에 맞물리는 헬리컬스플라인(22b)가 형성되어 있다. 이와 같이 하여, 전기자회전축(6a)의 회전은 유성치차감속장치(11)을 사이에 개입시켜 오버러닝클러치장치(22)의 클러치아우터(22c)로 전달되고, 계속해서 롤러(22d)에서 클러치이너(22a) 및 헬리컬스플라인(24)를 거처서 피니언축(21)으로 전달된다. 그리하여, 클러치이너(22a)의 내주부에 형성된 공간부(25)에 있어서 뒤쪽측에는 링형의 스토퍼부재(26)이 배치됨과 동시에 이 스토퍼부재(26)은 링(27)으로 피니언축(21)에 고정되어 있다. 따라서, 이 스토퍼부재(26)은, 피니언축(21)이 미는로드(8)에 의해 밀려나와 앞쪽으로 이동하는 경우 클러치이너(22a)의 내측의 공간부(25) 속을 함께 이동하고, 피니언축(21)에 형성된 피니언(23)이 기관의 링기어에 맞물리는 위치까지 이동한 경우, 그 앞끝부(26a)가 클러치이너(22a)의 내주부에 있어서의 공간부 형성을 위한 직경이 확대된 부분과 헬리컬스플라인(22b)의 형성부와의 턱진부분에 맞닿는다.

여기서, 피니언축(21)에 형성된 헬리컬스플라인(24)는 제2도에 나타나 있는 바와 같이 치(24a)끝의 두께 m이 홈(24b)의 폭 n보다 크게 형성되고, 이 치(24a)의 윗면이 클러치이너(22a)의 헬리컬스플라인(22b)에 있어서의 홈의 바닥면에 접촉한다. 제2도에 표시된 피니언축(21)의 헬리컬스플라인(24)는, 제5도에 나타나 있는 바와 같은 치의 윗면의 두께 a와 홈의 폭 b가 거의 동일한 종래의 헬리컬스플라인을 기준으로 하여 보면 치(24a) 끝의 두께 m이 거의 치의 두줄분이 되도록 형성된 것이고, 이와 같은 헬리컬스플라인(24)이라면 종래의 제조공정에 있어서 한줄씩 건너서 홈을 형성하면 좋으므로, 이 제조가 훨씬 용이하다.

이와 같이 피니언축(21)의 헬리컬스플라인(24)에 있어서 홈의 폭보다 큰 두께를 갖는 치 24a의 윗면과 클러치이너(22a)의 헬리컬스플라인(22b)의 홈바닥면과를 접촉시켜서 직경방향접촉부로 하고, 이 직경방향접촉부에서 피니언축(21)에 걸리는 라디얼하중을 받는다. 다른한편, 피니언축(21)의 헬리컬스플라인(24)의 홈바닥면과 클러치이너(22a)의 헬리컬스플라인(22b)의 치윗면과의 사이에는 약간의 간극이 형성되도록 하고, 직경방향에 있어서 접촉되지 않게 되어 있다. 이와 같이 하여, 피니언축(21)의 하중을 클러치이너(22a)로 지지하기 위한 직경방향 접촉부의 총면적은 직경방향비접촉부의 그것보다 휠씬 크게 되고, 따라서 압력을 받는 면에 있어서의 면압(面歷)은 작고, 프레팅 등의 발생이 방지된다.

또, 제1도에 나타난 실시예의 동축형스타터장치(20)에 있어서, 공간부(25)에 윤활그리스를 충만시켜 두면 피니언축(21)이 이동하고 복귀함에 따라 그리스가 직경방향접촉부에 도포되므로, 그리스가 말라붙는 일을 방지할 수 있다. 또, 제3도에 나타낸 바와 같이 하중받이면이 되는 부분, 예를들면 제2도의 예에 있어서는 피니언축(21)의 헬리컬스플라인(24)에 있어서의 치(24a)의 윗면에 그리스가 담길 수 있는 홈(29)를 만들어도 좋다.

상술한 실시예에 있어서는 피니언축(21)과 클러치이너(22a)의 헬리컬스플라인(24),(22b)에 있어서의 직경방향접촉부가 제2도에 나타나 있는 바와 같이 피니언축(21)의 헬리컬스플라인(24)에 있어서의 치(24a)의 윗면과, 이에 대응하는 클러치이너(22a)의 헬리컬스플라인(22b)에 있어서의 홈바닥면이 되었으나, 본발명에 있어서는 이에 한정된 것은 아니며, 반대로 피니언축(21)의 헬리컬스플라인(24)의 홈바닥면과 클러치이너(22a)의 헬리컬스플라인(22b)에 있어서의 치윗면이 접촉하도록 하여도 좋다. 물론, 이 경우에는 피니언축(21)의 헬리컬스플라인(24)에 있어서의 홈바닥면의 폭이 치의 윗면의 두께보다 크게 되는 것은 말할필요 없다. 또, 상술한 예에 있어서는 헬리컬스플라인의 치가 등피치로 형성된 것이었으나, 부등피치의 것이라 할지라도 꼭 같은 효과를 발휘한다. 또, 상술한 실시예는 동축형의 스타터장치에 적용한 예에 대해 설명하였으나, 반드시 동축형의 것에만 한정되는 것은 아니다. 그러나, 상술한 바와 같이 동축형의 스타터장치에 대해서 특히 유효하다는 것은 두말할 필요 없다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명의 피니언이송 및 하중받이장치에 따르면, 피니언축과 클러치이너와의 헬리컬스플라인의 맞물림부에 있어서 라디얼하중을 받기 위해 직경방향에 있어서의 접속면적이 대단히 커지고, 그 결과 면압이 작아지게 되므로 프레팅도 발생치 않고, 또 그리스가 말라붙는 일도 없게 되므로, 마모도 적고 따라서 피니언축의 미끄럼운동이 오래오래 원활하게 이루어진다.

Claims (1)

1. 오버러닝클러치장치의 클러치이너에 피동치차와 맞물리는 피니언을 끝부에 갖춘 피니언축을 끼우고, 이 피니언축에 형성된 헬리컬스플라인과 상기 클러치이너에 형성된 헬리컬스플라인을 맞물리고, 상기 오버러닝클러치장치를 사이에 개입시켜 상기 피니언축과 토크를 전달함과 동시에 상기 클러치이너가 상기 헬리컬스플라인에서 상기 피니언축의 라디얼하중을 받는 피니언이송 및 하중받이장치에 있어서, 상기 헬리컬스플라인이, 스플라인치의 윗면이나 치홈의 바닥면 중 어느 한쪽이 상기 클러치이너의 상기 헬리컬스플라인의 대응부분에 미끄럼운동하는 직경방향접촉부와, 다른쪽이 상기 크러치이너의 상기 헬리컬스플라인의 대응부분에 대해 간극을 형성한 직경방향비접촉부와를 포함하고, 상기 직경방향접촉부의 총면이 상기 직경방향비접촉부의 총면적보다 크게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 피니언이송 및 하중받이장치.

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