KR960003133B1

KR960003133B1 - 차동 기어 감속 장치 및 그 조립 방법

Info

Publication number: KR960003133B1
Application number: KR1019870011107A
Authority: KR
Inventors: 엠 케슬러 토마스; 제이 슬로서 크레이그
Original assignee: 데이나 코오포레이션; 수우 에이 그리핀
Priority date: 1986-10-07
Filing date: 1987-10-05
Publication date: 1996-03-05
Also published as: US4787267A; CA1289388C; KR880005381A; JP2849621B2; JPS6396339A

Abstract

내용 없음.

Description

차동 기어 감속 장치 및 그 조립 방법

도면은 본 발명의 바람직한 실시예의 단일체 하우징을 구비한 차동 차축 기어 감속 장치의 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 차동 기어 감속 장치 12 : 하우징

14 : 입력 샤프트 16 : 중간 샤프트

18 : 차동 조립체 20,22 : 좌우측 차축 샤프트

24 : 입력 기어 26 : 중간 피동 기어

28 : 중간 피니언 기어 30 : 차동 구동 기어

32 : 차동 케이스 34 : 피니언 샤프트

36 : 피니언 기어 38 : 측부 기어

40 : 좌측 단부 42 : 우측 단부

44,46 : 좌우측 입력 샤프트 베어링 45 : O-링

47 : 스냅 링 48 : 베어링 보어

58,60 : 좌우측 중간 샤프트 베어링 65,67 : 중간 샤프트 베어링 밀봉부

66,68 : 중간 샤프트 베어링 보어 74 : 오일 팬 덮개

76,78 : 보호 덮개 82 : 베어링 캡

본 발명은 전동기 또는 소형 가솔린 엔진에 의하여 구동되는 일반적 형태의 경량 운반 차량용 차동 기어 감속 장치에 관한 것으로, 보다 상세히 설명하면, 그러한 감속 장치에 사용되는 평(스퍼어) 기어 또는 헬리켈 기어를 수용하는 하우징의 구조에 관한 것이다.

다수의 평행한 샤프트의 “평행도” 또는 정렬을 유지하는데 있어서 여러가지 문제점이 내재한다. 종래의 기술에서, 기어 감속 시스템에 평행한 샤프트를 사용하는 경우, 각각의 하우징 절반부가 별도로 기계 가공된 다음, 볼트로 서로 체결되는 두 부분으로 된 하우징을 필요로 하였다. 이러한 종래 기술에 있어서, 별도의 기계 가공 공정에서의 공차 누적으로 인한 베어링 보어의 약간의 부정합(mismatch)이 고유적으로 존재한다. 두 주조물의 사용, 기계 가공 단계, 요구되는 별도의 조립 시간이 추가 비용의 원인이 된다.

베어링 보어가 단일체 하우징에 기계 가공되어, 상기한 보어 부정합 문제점을 제거할 수 있는 단일체 구조가 보다 바람직하다. 또한, 단일체 하우징을 사용하면, 두 하우징 절반부를 볼트로 서로 체결하는데에서 일어나는 어떠한 추가적인 부정합도 제거된다. 그 결과 발생되는 정확도로 인하여, 평행한 샤프트상의 기어는 그들의 이상적인 또는 이론적인 위치에 보다 근접하게 지속적으로 연장할 수 있으며, 그 결과, 기어 트레인 작동의 효율, 내구성 및 소음 특성이 개선된다. 또한, 그러한 단일체 하우징은, 보다 적은 수의 부품을 사용하여 조립시에 보다 적은 노동력을 요하는 것 이외에, 두 부분 구조보다 더 큰 강도를 갖는다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제점들은 제거하는 단일체 차축 감속 기어 하우징을 제공한다. 그에 의하면, 평행한 샤프트상에서 작동하는 차동 차축 감속 기어는 더 효율적으로 가동되고 더 큰 내구성과 더 낮은 소음 특성을 지니게 된다. 또한, 단일체로 된 감속 기어 하우징은 통상의 두 부분 하우징 구조보다 더 큰 고유 강도를 제공한다.

바람직한 형태에서, 단일체로 된 하우징은 다이 캐스트 알루미늄으로 제조되며 소정의 규격에 따라 기계 가공된다. 입력 샤프트가 하우징의 전동기 측면을 통하여 삽입되고 스냅 링에 의해 보유된다. 그리고, 중간 샤프트가 하우징의 저부를 통하여 설치되고, 최종적으로 차동 기어 세트와 차축이 끼워진다. 다음에, 하우징은 그 저부에 강철 덮개의 설치에 의하여 밀폐된다. 입력 샤프트, 중간 샤프트 및 차동 차축들은 모두 하우징에 의해 서로 평행하게 유지된다.

첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

차동 기어 감속 장치(10)의 바람직한 실시예가 도면에 도시되어 있다. 차동 기어 감속 장치(10)는 입력 샤프트(14), 중간 샤프트(16) 및 차동 조립체(18)를 평행하게 유지시키는 단일체 하우징(12)을 포함한다. 하우징은(12)은 현대의 차량 구조를 특별히 고려하여 중량을 가볍게 하기 위해 알루미늄 합금으로 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 골프 차와 같은 소형 차량의 바퀴(비도시)에 회전 기전력을 전달하기 위하여, 좌측 차축 샤프트(20)와 우측 차축 샤프트(22)가 차동 조립체(18)에 스플라인 결합된다.

차동 기어 감속 장치(10)의 바람직한 실시예에서, 입력 기어(24)는 입력 샤프트(14)의 좌측 단부(40)에 결합되어 있는 원동기(비도시)에 의해 구동된다. 입력 기어(24)는 입력 샤프트와 함께 회전하도록 입력 샤프트에 단단히 고정된다. 바람직한 형태에서, 입력 기어(24)는 입력 샤프트(14)와 일체를 이룬다. 입력 기어(24)는 중간 샤프트(16)에 그와 함께 회전하도록 고정된 중간 피동 기어(26)와 맞물려 있다. 바람직한 형태에서, 입력 기어(24)와 중간 피동 기어(26)의 상대적인 크기는, 중간 피동 기어(26)가 더 큰 직경을 가져서 중간 샤프트(16)가 입력 샤프트(14)보다 더 느리게 회전하도록 되어 있다. 중간 샤프트(16)에는 중간 피니언 기어(28)가 일체로 형성되어 있으며, 상기 중간 피니언 기어(28)는 차동 조립체(18)의 차동 케이스(32)에 고정된 차동 구동 기어(30)와 맞물려 있다.

입력 샤프트(14)의 회전은 입력 기어(24), 중간 피동 기어(26) 및 중간 피니언 기어(28)를 통하여 차동 구동 기어(30)에 전달되어, 차동 케이스(32)를 회전시켜 좌우측 차축 샤프트(20,22)의 통상의 차동 작용을 일으킨다. 이를 위해, 차동 케이스는 1세트의 피니언 기어(36)가 자유롭게 회전하도록 지지하는 피니언 샤프트(34)를 포함하며, 상기 피니언 기어는 1쌍의 측부 기어(38)와 맞물려 있다. 측부 기어 (38) 각각은 좌우측 차축 샤프트(20,22) 각각에 스플라인 결합되어 있고, 따라서, 차축 샤프트는 그 측부 기어에 의해 적극적으로 구동된다.

도시된 바와 같이, 바람직한 실시예의 차동 기어 감속 장치(10)는 단일체 하우징(12)과 관련된 몇가지 특별한 설비를 구비한다. 종래의 기술에서는, 조립과 관련된 곤란성 때문에 두개 이상의 평행한 샤프트를 지지하는 경우에는 단일체 하우징을 사용하지 않았다. 그래서, 바람직한 실시예에서 입력 샤프트(14)는 직경이 계단식으로 되어 있고, 직경이 동일하지 않은 1세트의 베어링을 포함한다. 보다 상세히 설명하면, 입력 샤프트(14)의 우측 단부(42), 즉 내측에 위치한 우측 입력 샤프트 베어링(46)은 입력샤프트(14)의 좌측 단부(40), 즉, 외측에 위치한 좌측 입력 샤프트 베어링(44)보다 다소 작다. 이런 구조로 인해, 입력 샤프트(14)의 우측 단부(42)를 좌측 입력 샤프트 베어링 보어(48)에 삽입하고, 그 입력 샤프트가 단일체 하우징 (12)의 모우터 측으로부터 완전히 설치될 때까지 우측으로 이동시켜 입력 샤프트(14)를 설치할 수 있다. 이를 위해, 입력 기어(24)도 역시 마찬가지로 좌측 샤프트 베어링 보어(48)보다 작다. 입력 샤프트(14)는 스냅 링(47)에 의해 보유된다. 바람직한 실시예에서, 좌우측 입력 샤프트 베어링(44,46)은 각각의 좌우측 입력 샤프트 베어링 보어(48,50) 안으로 미끄럼식으로 끼워져, 하우징(12) 안으로 삽입되기에 앞서 입력 샤프트(14)상에 설치된다. O-링(45)이 도시된 바와 같은 좌측 입력 샤프트 베어링 보어(48)의 주변에 대해 좌측 입력 샤프 베어링(44)을 밀봉시킨다.

그리고, 중간 샤프트(16)는 오일 팬 덮개(74)에 의하여 상시 폐쇄되어 있는 개방부를 통하여 하우징 저부로부터 설치된다. 중간 샤프트(16)는, 그것을 비스듬히 기울여 하우징 내측의 비교적 적절한 위치로 운반한 다음, 입력 샤프트(14)에 대해 평행하게 정렬시킴으로써 설치된다 .좌우측 중간 샤프트 베어링(58,60)은 하우징 외측으로부터의 중간 샤프트(16)의 좌우측 단부(54,45)상에 위치된다. 좌우측 중간 샤프트 베어링(58,60)은 스냅 링에 의해 적소에 보유된다. 중간 샤프트 베어링 밀봉부(65,67)가 좌우측 중간 샤프트 베어링(58,60)과 중간샤프트(16) 사이의 접촉면 뿐만 아니라 그 좌우측 중간 샤프트 베어링(58,60)과 좌우측 중간 샤프트 베어링 보어(66,68) 사이에도 설치된다.

다음에 차동 조립체(18)는 통상의 방식으로 설치되고, 좌우측 차동 케이스 베어링 보어(70,72)에 각각 위치하는 좌우측 차동 케이스 베어링(62,64)을 포함한다.

또한, 입력 샤프트(14)의 우측 단부(42)는 단일체 하우징(12)과 일체인 하우징 밀폐부(52)에 의해 덮히며, 따라서 입력 샤프트는 상기와 같이 하우징(12)의 전동기측으로부터 내측으로 설치되어야 한다는 것이 이해될 것이다. 입력 샤프트(14)의 좌측 단부(40)는 좌측의 덮히지 않는 하우징의 전동기 측에 있는 개방부를 통하여 연장한다.

중간 샤프트(16)의 좌우측 단부(54,56)는 각각은 임의적인 스냅 결합식 보호 덮개(76,78)에 의해 덮힌다. 차동 조립체(18)의 설치시, 차동 케이스(32)의 지축(trunnion; 80)상에 좌우측 차동 케이스 베어링(62,64)을 설치하고, 차동 케이스는 베어링 캡(82)을 거쳐 적소에 체결된다. 그리고 , 오일팬 덮개(74)는 볼트(84)에 의해 하우징(12)의 저부에 고정된다.

바람직한 실시예에서, 좌우측 입력 샤프트 베어링(44,46)은 입력 샤프트(14)상에 억지 끼워 맞춤되지만, 편의상 좌우측 입력 샤프트 베어링 보어(48,50)에는 미끄럼 끼움된다. 한편, 좌우측 중간 샤프트 베어링 (58,60)은 중간 샤프트(16)와 각각의 좌우측 중간 샤프트 베어링 보어(66,68)에 미끄럼 끼움된다.

바람직한 실시예에서, 상기한 기어들은 평 기어들로 되어 있으나. 헬리컬 기어들로 이루어질 수도 있다. 또한, 상기 바람직한 실시예에서, 편의상 베어링(44,58,60)은 자체 밀봉되어 외부의 윤활유원을 필요로 하지 않는다. 이러한 특징은, 내부에서 둘러싸인 베어링(46,62,64)과는 달리, 외부 대기압에 노출된 상기 베어링(44,58,60)의 효과적이고 저렴한 밀봉을 제공한다.

Claims

동축으로 배열된 한쌍의 구동 차축 샤프트 ; 상기 차축 샤프트 사이에 동축으로 위치하는 차량용 차동 조립체 ; 원동기에 회전 결합하도록 배치된 입력 샤프트 ; 상기 차축 샤프트와 입력 샤프트 사이에 위치하는 중간 샤프트를 포함하며, 상기 차동 조립체는 차축 샤프트중 어느 하나의 둘레에 원주 방향으로 위치하며 상기 차축 샤프트와 동축으로 위치하는 차동 구동 기어를 구비하고, 상기 입력 샤프트는 차축 샤프트와 평행하며 그리고 그 위에 동축으로 고정된 제1기어를 구비하고, 상기 중간 샤프트는 차축 샤프트와 입력 샤프트에 대하여 평행하며 그리고 제1기어와 맞물리는 제2기어와 상기 차동 구동 기어와 맞물리는 제3기어를 구비하는 차동 기어 감속 장치에 있어서, 상기 입력 샤프트, 차동 조립체 및 차축 샤프트를 수용하며, 그리고 상기 입력 샤프트, 중간 샤프트 및 차축 샤프트를 서로에 대하여 평행하게 유지하도록 배치된 단일 구조 하우징을 포함하며, 상기 입력 샤프트는 서로 다른 크기의 직경으로 이루어진 외단부와 내단부를 형성하는 계단식 직경부를 구비하며, 상기 입력 샤프트의 외단부 직경은 상기 내단부 직경보다 크며, 상기 다른 크기의 단부 각각은 상기 단일 구조 하우징의 대응하는 크기의 입력 샤프트 베어링 보어에 위치되며, 상기 제1기어는 하우징의 외부 베어링 보어 보다 작은 것을 특징으로 하는 차동 기어 감속 장치.
제1항에 있어서, 상기 입력 샤프트의 내부 하우징 보어는 일체형 밀폐부를 형성하는 것을 특징으로 하는 차동 기어 감속 장치.
제2항에 있어서, 상기 중간 샤프트는 그 외단부에 개방 보어를 가지며, 상기 개방 보어는 덮개판을 수용하도록 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 차동 기어 감속 장치
제3항에 있어서, 상기 중간 샤프트를 수용하는 하우징 내부의 보어는 직경이 거의 동일한 것을 특징으로 하는 차동 기어 감속 장치.
제4항에 있어서, 상기 입력샤프트의 각 단부상의 입력 베어링과, 상기 중간 샤프트의 각 단부상의 중간 베어링을 또한 포함하며, 상기 입력 샤프트상의 입력 베어링은 그 베어링과 하우징 사이에 미끄럼 끼움이 되고, 상기 중간 샤프트의 중간 베어링은 중간 샤프트와 하우징 사이에 미끄럼 끼움이 되는 것을 특징으로 하는 차동 기어 감속 장치.
저부에 개방부를 갖는 하우징, 동축으로 지지된 1쌍의 구동 차축 샤프트, 상기 차축 샤프트 사이에 동축으로 위치하며, 상기 차축 샤프트 중 하나의 둘레에 원주 방향으로 회전 가능하게 위치하고 또한 그 차축 샤프트와 동축인 차동 구동 기어를 갖는 차동 조립체, 원동기에 회전 결합하도록 배치되고 또한 상기 차축 샤프트와 평행하며, 상기 차축 샤프트와 동축으로 고정된 제1기어를 갖는 입력 샤프트, 그리고 상기 차축 샤프트와 입력 샤프트 사이에서 상기 차축 샤프트와 입력 샤프트에 대하여 평행하게 위치하며, 상기 제1기어와 맞물리는 제2기어와, 상기 구동 기어와 맞물리는 제3기어를 구비하는 중간 샤프트를 포함하여, 상기 입력 샤프트와 중간 샤프트는 상기 하우징의 내부 및 외부 베어링 보어 안에 각각 지지되는 차동 기어 감속 장치를 조립하는 방법에 있어서 (a) 상기 입력샤프트의 내단부를 하우징의 외부 베어링 보어를 통해 삽입하여 상기 입력 샤프트를 설치하는 단계와, (b) 상기 중간 샤프트를 하우징의 저부 개방부 안으로 삽입하고, 상기 중간 샤프트를 입력 샤프트에 대해 비스듬히 기울여 고정시키고, 상기 중간 샤프트를 입력 샤프트 쪽으로 이동시킨 후, 상기 중간 샤프트의 각 단부가 내부 및 외부 보어에 끼워지도록 중간 샤프트를 입력 샤프트와 평행하게 정렬시키는 단계를 포함하는것을 특징으로 하는 차동 기어 감속 장치 조립 방법.