KR100204958B1

KR100204958B1 - Locking device for differential gear

Info

Publication number: KR100204958B1
Application number: KR1019940037980A
Authority: KR
Inventors: 박병균
Original assignee: 전성원; 현대자동차주식회사
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1994-12-28
Publication date: 1999-06-15
Anticipated expiration: 2014-12-28
Also published as: KR960021780A

Abstract

자동차용 차동 제한 장치는 마찰 클러치(57,58)를 사용하여 양측의 제1,2사이드 기어(52,53)을 제한함으로써 클러치(57,58)마모 시 교환해야 함과 아울러 마찰에 따른 발열이 많이 발생되고 이로 인하여 소음이 발생됨을 방지하기 위하여, 좌우륜에 연결되는 제1,2사이드 기어(52,53)의 사이에 설치되어 구름 접촉으로 차동 작용을 발생시키는 차동 수단을 포함하여 구성함으로써 차동 제한 장치의 수명을 향상시킴과 아울러 소음 발생을 감소시킬 수 있게 된다.The differential limiting device for automobiles must be replaced when the clutches 57 and 58 wear out by limiting the first and second side gears 52 and 53 on both sides using the friction clutches 57 and 58. In order to prevent the occurrence of a lot of noise caused by this, the differential between the first and second side gears 52 and 53 connected to the left and right wheels is configured to include a differential means for generating a differential action by rolling contact In addition to improving the life of the limiting device, it is possible to reduce the generation of noise.

Description

Automotive differential limiters

제1도는 본 발명에 따른 자동차용 차동 제한 장치를 도시한 분해 사시도.1 is an exploded perspective view showing a differential limiting device for a vehicle according to the present invention.

제2도는 제1도의 조립 단면도.2 is an assembled cross-sectional view of FIG.

제3도는 본 발명의 차동 제한 작용을 도시한 상태도.3 is a state diagram showing the differential limiting action of the present invention.

제4도는 일반적인 자동차용 차동 제한 장치를 도시한 개략도.4 is a schematic diagram showing a differential limiting device for a typical vehicle.

제5도는 제4도에서 피니언 축의 동작을 도시한 개략도.5 is a schematic diagram showing the operation of the pinion axis in FIG.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1 : 제1볼 가이드 홈 2 : 삽입부1: First Ball Guide Groove 2: Insertion Part

3 : 제2볼 가이드 홈 4 : 결합부3: second ball guide groove 4: coupling portion

5 : 볼 6 : 디쉬 스프링5: ball 6: dish spring

본 발명은 자동차의 차동 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자동차의 차동 장치를 간헐 제한할 수 있는 자동차용 차동 제한 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a differential device for a vehicle, and more particularly, to a differential limiter for a vehicle capable of intermittently restricting a differential device for a vehicle.

일반적으로, 자동차는 차체와 새시로 구분되는 바, 상기한 새시는 엔진, 동력 전달 장치, 서스펜션등이 서로 유기적으로 연결 구성되어 있고, 차체는 상기한 각 장치를 지지함과 아울러 외관을 이루도록 구성되어 있다.In general, a car is divided into a car body and a chassis, and the chassis is composed of an engine, a power transmission device, a suspension, and the like, which are organically connected to each other, and the car body is configured to support each of the above devices and form an appearance. have.

상기한 바와 같은 자동차는 엔진에서 발생된 동력을 동력 전달 장치를 통해 구동축에 전달함으로써 여기에 결합된 타이어를 회전시켜 자동차를 구동시키게 되는 것이다.The vehicle as described above is to drive the vehicle by rotating the tire coupled thereto by transmitting the power generated from the engine to the drive shaft through the power transmission device.

여기서, 상기한 동력 전달 장치는 통상 엔진과의 동력을 간헐 전달시키는 클러치와, 상기한 클러치와 연결되어 엔진의 회전력을 변화시키게 되는 트랜스미션과, 상기한 트랜스미션에 연결되어 양측 타이어의 회전수를 적절하게 조절해주는 차동 장치로 구성되어 있다.Here, the power transmission device is usually a clutch for intermittently transmitting power to the engine, a transmission connected to the clutch to change the rotational force of the engine, and is connected to the transmission to properly rotate the number of revolutions of the tires on both sides. It consists of a differential device that adjusts.

특히, 상기한 차동 장치는 차량의 선회 시 내륜, 외륜 사이의 회전수 차이를 보상하여 내륜의 회전수는 감소시키고 외륜의 회전수를 증가시킴으로써 차량이 원활하게 회전할 수 있도록 하는 것이다.In particular, the differential device is to compensate for the difference in the speed of rotation between the inner ring and the outer ring when the vehicle is turning to reduce the number of revolutions of the inner ring and increase the number of revolutions of the outer ring so that the vehicle can rotate smoothly.

상기한 바와 같은 차동 장치는 제4도에 도시된 바와 같이 엔진의 회전력을 전달받는 구동 피니언(P)과 치차 결합됨과 아울러 하우징(50)에 결합된 링 기어(51)와, 상기한 링 기어(51)와 동일 축상에 회전 자재하도록 하우징(50)에 결합된 제1, 2 사이드 기어(52, 53)와, 상기한 제1, 2사이드 기어(52, 53)와 치차 결합되고 링 기어(51)의 축 직각 방향으로 회전하도록 하우징(50)에 결합된 피니언 기어(54)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 4, the differential device as described above is gear ring coupled to the drive pinion P receiving the rotational force of the engine as well as the ring gear 51 coupled to the housing 50, and the ring gear ( First and second side gears 52 and 53 coupled to the housing 50 so as to be rotatable on the same axis as 51; and first and second side gears 52 and 53 geared to the ring gear 51; It is composed of a pinion gear (54) coupled to the housing (50) so as to rotate in the direction perpendicular to the axial direction.

또한, 상기한 제1, 2사이드 기어(52, 53)와 하우징(50)의 사이에는 차동 제한을 위한 제1, 2압력판(55, 56)이 설치되어 있고, 여기에 제1, 2클러치(57, 58)가 근접 설치되어 있다.In addition, between the first and second side gears 52 and 53 and the housing 50, first and second pressure plates 55 and 56 for differential limitation are provided, and the first and second clutches ( 57 and 58 are installed in close proximity.

상기한 바와 같은 차동 장치는 차량이 평지 주행 시 구동 피니언( P)을 통해 회전력을 전달받아 링 기어(51)를 회전시킴으로써 이와 축 직각 방향으로 결합된 피니언 기어(54)를 링 기어(51)와 동일 방향으로 회전시키게 된다.As described above, the differential device is configured to rotate the ring gear 51 by receiving a rotational force through the driving pinion P when the vehicle is driving on a flat surface, so that the pinion gear 54 coupled with the ring gear 51 in the direction perpendicular to the ring gear 51 is rotated. It will rotate in the same direction.

피니언 기어(54)가 회전되면 이와 치차 결합된 제1, 2사이드 기어(52, 53)가 동일 회전수로 회전하면서 이와 연결된 차축을 회전시켜 차량에 주행력을 발생시키게 된다.When the pinion gear 54 is rotated, the first and second side gears 52 and 53 coupled to the gear rotate at the same rotational speed to rotate the axles connected thereto to generate driving force in the vehicle.

여기서, 상기한 차량의 주행 시 일측 타이어(미 도시)가 진흙등에 빠져 슬립하게 되면 양측의 타이어 회전수가 상이하게 되는 바, 예를 들어 오른쪽 타이어가 슬립하게 되면 제2사이드기어(53)의 회전 속도가 정지된 상태인 제1 사이드 기어(52)의 회전 속도를 전달받아 하우징(50)의 회전 속도보다 약2배정도 빠르게 된다.Here, when one side tire (not shown) slips due to mud or the like when the vehicle is driven, tire rotation speeds of both sides are different. For example, when the right side tire slips, the rotation speed of the second side gear 53 is reduced. Receives the rotational speed of the first side gear 52 in the stopped state is about 2 times faster than the rotational speed of the housing 50.

제2사이드 기어(53)가 빠르게 회전하게 되면 이와 치차 결합된 피니언 기어(54)가 제1사이드 기어(52)의 외주를 공전 및 자전하게 되고 제5도에 도시된 바와 같이 피니언 축(59)과 하우징(50)에 형성된 경사부(60)에 의해 피니언 기어(54)가 슬립되어 제2압력판(56)을 밀게 된다.When the second side gear 53 is rotated rapidly, the pinion gear 54 geared to it rotates and rotates the outer circumference of the first side gear 52 and the pinion shaft 59 is shown in FIG. And the pinion gear 54 are slipped by the inclined portion 60 formed in the housing 50 to push the second pressure plate 56.

제2압력판(56)이 밀리게 되면 제2클러치(58)가 잠기게 되고 하우징(50)보다 빠르게 회전되는 제2사이드 기어(53)의 회전수가 제2사이드 기어(53)의 회전수에 약 1/2정도로 회전하는 상태인 하우징(50)에 의해 제한되게 된다.When the second pressure plate 56 is pushed, the second clutch 58 is locked and the rotation speed of the second side gear 53 that rotates faster than the housing 50 is about the rotation speed of the second side gear 53. It is limited by the housing 50 in a state of rotating about 1/2.

제2사이드 기어(53)의 회전수가 제한됨으로써 이와 피니언 기어(54)를 통해 치차 연결된 제1사이드 기어(52)의 회전수가 증가됨과 아울러 회전 토오크가 제2사이드 기어(53)의 회전 제한만큼 증가되어 진흙등에 빠진 차량을 탈출시킬 수 있게 되는 것이다.The rotational speed of the second side gear 53 is increased by increasing the rotational speed of the first side gear 52 which is toothed through the pinion gear 54 and the rotational torque is increased by the rotational limit of the second side gear 53. It will be able to escape the car in the mud.

물론, 상기한 차동 제한 장치는 좌우륜의 회전수가 약 100RPM정도 차이가 나야 동작하고 그 이하일 경우 차량의 선회시가 되기 때문에 동작하지 않게 된다.Of course, the differential limiting device is operated only when the number of revolutions of the left and right wheels is about 100 RPM, and when the vehicle is less than that, the vehicle is not operated.

그러나, 상기한 바와 같은 자동차용 차동 제한 장치는 마찰 클러치(57, 58)를 사용하여 양측의 제1, 2 사이드 기어(52, 53)를 제한함으로써 클러치(57, 58) 마모 시 교환해야 함과 아울러 마찰에 따른 발열이 많이 발생되고 이로 인하여 소음이 발생되는 문제점이 있다.However, the above-described automotive differential limiter must be replaced when the clutches 57 and 58 are worn by limiting the first and second side gears 52 and 53 on both sides using the friction clutches 57 and 58. In addition, there is a problem that a lot of heat generated by the friction generated thereby noise.

따라서, 본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 클러치의 마찰 작용을 구름 접촉으로 대체하여 구조를 단순화하고 소음 발생을 감소시킨 자동차용 차동 제한 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve the above problems, and to provide a differential limiting device for automobiles, which simplifies the structure and reduces noise generation by replacing the frictional action of the clutch with rolling contact.

상기한 목적을 실현하기 위하여 본 발명은 좌우륜에 연결되는 제1, 2 사이드 기어의 사이에 설치되어 구름 접촉으로 차동 작용을 발생시키는 차동수단을 포함하여 구성함을 특징으로 한다.In order to realize the above object, the present invention is characterized in that it comprises a differential means which is installed between the first and second side gears connected to the left and right wheels to generate a differential action by rolling contact.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 상세한 일 실시예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

제1도와 제2도는 본 발명에 따른 자동차용 차동 제한 장치를 도시한 분해 사시도와 조립 단면도로서, 구동 피니언(P)과 링 기어(51)로 연결된 하우징(50)과, 상기한 하우징(50)과 동일 축상에 위치되도록 하우징(50)에 설치된 제1,2 사이드 기어(52, 53)와, 상기한 제1, 2사이드 기어(52, 53)와 직교 상태로 치차 결합됨과 아울러 하우징(50)에 설치된 피니언 기어(54)와, 상기한 제1, 2사이드 기어(52, 53)의 사이에 설치되어 회전차에 따른 구름 접촉으로 차동 작용을 발생시키는 차동 수단으로 구성되어 있다.1 and 2 are exploded perspective and assembly cross-sectional views showing a differential limiting device for a vehicle according to the present invention, wherein the housing 50 is connected to the drive pinion P and the ring gear 51, and the housing 50 is described above. And the first and second side gears 52 and 53 installed in the housing 50 so as to be coaxial with the first and second side gears 52 and 53 in the orthogonal state, and the housing 50. It is comprised between the pinion gear 54 provided in the upper part, and the said 1st, 2nd side gears 52 and 53, and the differential means which produces a differential action by the rolling contact according to a rotation difference.

상기한 차동 수단은 제1사이드 기어(52)에서 하우징(50) 내측으로 연장형성됨과 아울러 제1볼 가이드 홈(1)이 외주에 형성된 삽입부(2)와, 상기한 삽입부(2)가 내재되도록 중공상으로 제2사이드 기어(53)에 형성됨과 아울러 내주에 제2볼 가이드 홈(3)이 형성된 결합부(4)와, 상기한 제1, 2볼가이드 홈(1,3) 결합 시 사이에 삽입되는 볼(5)로 구성되어 있다.The differential means extends from the first side gear 52 into the housing 50 and includes an insertion portion 2 having a first ball guide groove 1 formed on an outer circumference thereof, and the insertion portion 2 being Coupling portion (4) formed in the second side gear (53) in a hollow shape so as to be internally formed, and the second ball guide groove (3) is formed on the inner circumference, and the first and second ball guide grooves (1, 3) described above It consists of the balls 5 inserted between time.

또한, 상기한 삽입부(2)와 결합부(4)의 결합 시 볼(5)에 예압을 걸어주도록 디쉬 스프링(6)등과 같은 예압 부재가 삽입부(2)의 일단에 위치되어 있고, 상기한 제1,2 볼 가이드 홈(1,3)은 볼(5)이동 시 일정한 마찰력을 발생시켜 제동 작용을 할 수 있도록 일정한 곡률로 구부러져 있다.In addition, a preload member such as a dish spring 6 or the like is positioned at one end of the insertion portion 2 to apply a preload to the ball 5 when the insertion portion 2 and the coupling portion 4 are engaged. The first and second ball guide grooves 1 and 3 are bent at a constant curvature so as to generate a constant frictional force when the ball 5 is moved to perform a braking action.

상기한 바와 같은 자동차용 차동 제한 장치의 작용 효과를 설명하면 구동 피니언(P)을 통해 하우징(50)에 설치되어 있는 링 기어(51)를 회전시키게 되면 이와 연결된 하우징(50)이 구동 피니언(P)과 동일한 회전수로 회전하게 된다.Referring to the effect of the automotive differential limiting device as described above, when the ring gear 51 installed in the housing 50 is rotated through the drive pinion P, the housing 50 connected thereto is driven by the drive pinion P. Will rotate at the same speed as).

하우징(50)이 회전하면 이와 연결되어 있는 피니언 기어(54)가 회전하게 되고 상기한 피니언 기어(54)와 치차 결합되어 있는 제1,2사이드 기어(52, 53)에 인가된 부하가 균일한 상태에서 제1, 2사이드 기어(52, 53)가 동일한 회전수 및 토오크로 회전하게 되어 차량을 구동시키게 된다.When the housing 50 rotates, the pinion gear 54 connected thereto rotates, and the load applied to the first and second side gears 52 and 53 geared to the pinion gear 54 is uniform. In the state, the first and second side gears 52 and 53 rotate at the same rotation speed and torque to drive the vehicle.

이때, 상기한 볼(5)은 제1,2볼 가이드 홈(1, 3)에 내재된 상태에서 제1, 2사이드 기어(52, 53)가 동일 속도로 회전하기 때문에 움직이지 않고 정지된 상태로 제1,2사이드 기어(52, 53)와 같이 회전하게 된다.At this time, the ball 5 is stopped without moving because the first and second side gears 52 and 53 rotate at the same speed in the state in which the first and second ball guide grooves 1 and 3 are embedded. The first and second side gears 52 and 53 rotate together.

즉, 차동 제한 작용을 하지 않고 제1, 2사이드 기어(52, 53)의 회전수가 약 100RPM차이나지 않게 되면 통상의 차동 작용만 하게 되는 것이다.That is, if the rotational speed of the first and second side gears 52 and 53 does not differ by about 100 RPM without the differential limiting action, only the normal differential action is performed.

여기서, 차량이 진흙등에 빠지게 되면 빠진 타이어가 슬립을 하면서 회전 속도가 빠르게 되고 대향 타이어는 상기한 타이어의 토오크만을 받기 때문에 구동력이 부족하게 된다.In this case, when the vehicle falls into the mud or the like, the missing tire slips and the rotation speed is increased, and the opposite tire receives only the torque of the tire, and thus, the driving force is insufficient.

예를 들면, 제2사이드 기어(53)에 연결되는 타이어가 슬립한다면 제1사이드 기어(52)는 정지된 상태에서 제2사이드 기어(53)는 구동 피니언(P)의 약 2배 회전 속도로 회전하게 된다.For example, if the tire connected to the second side gear 53 slips, the first side gear 52 is stopped and the second side gear 53 is rotated about twice as fast as the driving pinion P. Will rotate.

제2사이드 기어(53)가 구동 피니언(P)에 비해 2배 정도의 회전 속도로 회전하게 되면 제1, 2사이드 기어(52, 53) 사이에 회전 속도의 차이가 약100RPM이상 차이나게 되고 제1, 2사이드 기어(52, 53)의 삽입부(2)와 결합부(4) 사이에 개재된 볼(5)이 제3도에 도시된 바와 같이 자전을 함과 아울러 이동하기 위한 회전력(P)를 받게 된다.When the second side gear 53 rotates at a rotational speed about twice that of the driving pinion P, the difference in the rotational speed between the first and second side gears 52 and 53 is different by about 100 RPM or more. Rotation force P for moving and rotating while the ball 5 interposed between the insertion part 2 and the engaging part 4 of the 1st and 2nd side gears 52 and 53 rotates as shown in FIG. ).

볼(5)이 회전력(P)를 받게 되면 제1 볼가이드 홈(1)을 통해 이동하게 되고 제1, 제2 볼가이드 홈(1,3)이 나선상으로 위치하게 된다.When the ball 5 receives the rotation force P, the ball 5 moves through the first ball guide groove 1, and the first and second ball guide grooves 1 and 3 are positioned in a spiral shape.

즉, 볼(5)은 제1, 제2 볼가이드 홈(1,3)이 나선상으로 위치되어 교차하는 부분에 위치함으로써 삽입부(2)와 결합부(4)가 고정되도록 작용하게 된다.That is, the ball 5 is positioned at the portion where the first and second ball guide grooves 1 and 3 are arranged in a spiral and intersect, so that the insertion part 2 and the coupling part 4 are fixed.

삽입부(2)와 결합부(4)가 고정되면 동일하게 회전하려고 하기 때문에 볼(5)이 자전하면서 제2사이드 기어(53)의 회전 속도는 낮게 하고 제1사이드 기어(52)의 회전속도는 빠르게 한다.When the insertion part 2 and the coupling part 4 are fixed, they try to rotate in the same manner. As the ball 5 rotates, the rotation speed of the second side gear 53 is lowered and the rotation speed of the first side gear 52 is reduced. Should be fast.

즉, 제2사이드 기어(53)의 회전 속도가낮아지면 감소된 토오크분만큼 제1사이드 기어(52)에 토오크가 증가하도록 피니언 기어(54)를 통해 제1사이드 기어(52)에 회전력이 전달된다.That is, when the rotation speed of the second side gear 53 is lowered, the rotational force is transmitted to the first side gear 52 through the pinion gear 54 so that the torque is increased to the first side gear 52 by the reduced torque. do.

이때, 상기한 볼(5)이 곡선상인 제1, 2볼 가이드 홈(1, 3)을 따라 이동하면서 차동 제한 작용을 함으로써 볼(5)이 제1, 2볼 가이드 홈(1, 3)에서 자전하고 이동할 때 구름 접촉이기 때문에 소음이 발생되지 않게 된다.At this time, the ball 5 is moved along the first and second ball guide grooves 1 and 3, which are curved, and the ball 5 acts in the first and second ball guide grooves 1 and 3 by differential limiting action. The rolling contact eliminates the noise due to the rolling contact.

제1사이드 기어(52)에 제2사이드 기어(53)에서 전달된 토오크가 전달되면 제1사이드 기어(52)에 연결된 타이어에서 보다 큰 구동력을 발생시키기 때문에 진흙을 차량이 용이하게 탈출할 수 있게 되는 것이다.When the torque transmitted from the second side gear 53 is transmitted to the first side gear 52, a greater driving force is generated in the tire connected to the first side gear 52, so that the vehicle can easily escape the mud. Will be.

물론, 상기한 바와 같이 볼(5)과 제1, 2 볼 가이드 홈(1, 3)을 통해 토오크가 전달되기 위해서는 디쉬 스프링(6)이 삽입부(2)를 외측으로 밀어 삽입부(2)와 볼(5) 그리고 결합부(4)의 사이에 발생되는 마찰력을 보다 크게 하여 일정한 크기의 토오크가 전달될 수 있도록 하게 된다.Of course, in order to transmit torque through the ball 5 and the first and second ball guide grooves 1 and 3, the dish spring 6 pushes the insertion part 2 outward to the insertion part 2. And the friction force generated between the ball 5 and the engaging portion 4 is to be larger so that a torque of a certain size can be transmitted.

이상과 같이 본 발명은 볼과 볼 가이드 홈의 구름 접촉을 통해 자동차의 차동 제한 장치를 동작시킴으로써 소음이 발생되지 않고 구조가 간단할 뿐만 아니라 마모가 적어 수명이 향상되는 잇점이 있는 것이다.As described above, the present invention has the advantage that the noise is not generated by operating the differential limiting device of the vehicle through the rolling contact between the ball and the ball guide groove, the structure is simple, and the wear is small, thereby improving the life.

Claims

In the differential limiting device for a vehicle, it is provided between the first and second side gears (52, 53) connected to the left and right wheels and constitutes a differential means for generating a differential action by rolling contact according to the turning wheel. Automotive differential limiting device.

2. The differential means according to claim 1, wherein the differential means includes an insertion portion (2) extending from the first side gear (52) to the inside of the housing (50) and having a curved first ball guide groove (1) formed on the outer periphery; The coupling part 4 is formed in the second side gear 53 in a hollow shape so that the insertion part 2 is inherent, and the second ball guide groove 3 is formed on the inner circumference in the same curve as the first ball guide groove. , The differential limiting device for a vehicle, characterized in that consisting of the ball (5) interposed between when the first, second ball guide groove (1, 3).

3. The device of claim 2, comprising a dish spring (6) positioned at one inner end of the insert (2) to preload the ball (5) upon engagement of the insert (2) and the engaging portion (4). Automotive differential limiter characterized by.