KR101789389B1 - 변속기의 유성기어 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 수동변속기의 유성기어 조립체에 관한 것으로, 메인 오일통로가 형성되는 출력축과, 출력축에 형성되는 선기어와, 피니언 샤프트에 회전 가능하게 결합되는 피니언기어와, 피니언 샤프트에 결합되는 캐리어와, 피니언 기어를 회전 가능하게 지지하는 지지베어링과, 메인오일통로와 캐리어의 오일통로를 연결하는 오일파이프와, 출력축의 메인 오일통로를 통해 이동되는 오일을 지지베어링으로 공급하기 위한 오일공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 출력축 끝단에 대향하는 캐리어의 단부에 구비되는 오일공급부를 통해 피니언기어를 지지하는 지지베어링으로 오일을 직접 공급함으로써 출력축에 별도의 오일통로를 형성해야 하는 추가 가공이 필요치 않게 됨으로 원가를 절감할 수 있고, 공정 삭제로 인한 공정개선을 이룰 수 있게 된다.

Description

변속기의 유성기어 조립체{Planetary Gear Assembly Of A Transmission}

본 발명은 변속기의 유성기어 조립체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 메인샤프트의 유로를 통하여 유입된 오일을 피니언 기어를 회전가능하게 지지하는 지지베어링으로 공급할 수 있는 변속기의 유성기어 조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차의 엔진은 일정한 속도에서 토크가 최대가 되고, 주행을 시작할 때에는 더 강한 토크와 낮은 회전을 필요로 하며, 주행속도가 가속됨에 따라 토크보다도 회전속도가 더 필요하게 된다.

엔진의 회전을 일정하게 유지하기 위해 기어를 사용하여 출발할 때는 회전속도를 줄임과 동시에 토크를 늘려 주고, 속도가 빨라짐에 따라 회전을 높이는 역할을 하는 것이 변속기다.

상기 변속기는 1단에서 5단까지 (최근에는 8단)의 변속단계로 이루어져 있다. 1단과 2단 기어에서는 힘을 세계 발휘하도록 감속비가 크게 설정되어 있고, 3단과 4단 기어에서는 중속과 고속에서 속도를 유지하거나 가속할 수 있도록 엔진 회전수와 비슷한 기어비로 되어 있다. 5단은 오버드라이브(Over Drive)라고 하여 고속에서의 주행을 위한 엔진 회전수보다 낮은 기어비로 이루어져 있다.

변속기는 형태에 따라 운전자의 클러치 조작 여부에 따라 직접 조작하는 수동방식과 유압으로 속도에 따라 맞는 변속을 직접 해주는 자동방식이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 수동변속기의 유성기어 조립체를 도시한 단면도이다.

도시된 바와 같이, 수동변속기의 유성기어 조립체(10)는, 출력축(1)에 일체로 구비되는 선기어(11), 선기어(11)의 외접하는 피니언 기어(12), 피니언 기어(12)에 외접하는 링기어(13), 피니언기어(12)를 자전 및 공전 가능하게 지지하는 캐리어(14)를 포함한다.

피니언 기어(12)는 캐리어(14)에 대해 중공의 피니언 샤프트(140)를 매개로 공회전 가능하게 설치된다. 피니언 샤프트(15)의 외부에는 피니언 기어(12)를 지지하는 위한 지지베어링(16)이 설치된다.

출력축(1)은 메인 베어링(2)을 매개로 변속기 케이스(3)에 대해 회전 가능하게 지지된다. 메인 베어링(2)은 출력축(1)의 축방향 하중에 의한 추력에 대응할 수 있는 스러스트 베어링으로 이루어진다.

출력축(1)의 중앙에는 선기어(11)와 피니언 기어(12)가 서로 접하는 부분과 피니언 기어(12)를 지지하는 지지베어링(16)으로 오일을 공급하기 위하여 메인 오일통로(1a)가 축방향으로 형성된다. 그리고, 출력축(1)에는 메인 오일통로(1a)에서 선기어(11)와 피니언기어(12)가 접하는 부분으로 오일을 고급하기 위한 기어부 오일통로(1b)가 구비된다.

캐리어(14)의 중앙에는 출력축(1)의 메인 오일통로(1a)에 별도의 오일파이프(17)에 의해 연결되는 캐리어 오일통로(14a)가 형성된다.

상기와 같은 종래의 수동변속기의 유성기어세트(10)는, 출력축(1)의 메인 오일통로(1a)와 기어부 오일통로(1b)를 통하여 선기어(11)와 피니언 기어(12)의 기어치 사이로 공급되도록 구성됨으로써, 출력축(1)의 메인 오일통로(1a)에서 선기어(11)의 기어치까지 기어부 오일통로(1b)를 가공하는데 어려움이 있었다.

한국 공개특허공보 2012-0037782(2012.04.20.)

따라서, 본 발명은 상기와 같은 요구를 부응하기 위하여 안출한 것으로, 메인샤프트의 끝부분에 대향하는 캐리어의 단부에 오일 비산 구조와 오일 저장공간을 형성하여 피니언 기어를 지지하는 지지베어링으로 직접 들어가도록 하여 윤활 성능을 향상시킬 수 있도록 한 변속기의 유성기어 조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 변속기 케이스에 회전 가능하게 결합되고, 중앙에 축방향으로 오일을 공급하기 위한 메인 오일통로가 형성되는 출력축과, 출력축의 단부 외주면에 형성되는 선기어와, 선기어에 외접하여 치합되고, 피니언 샤프트에 회전 가능하게 결합되는 적어도 2개 이상의 피니언기어와, 적어도 2개 이상의 피니언기어를 회전가능하게 결합하고, 선기어가 형성된 출력축의 단부를 감싸듯이 형성되는 결합부에 의해 피니언 샤프트에 결합되며, 출력축의 메인 오일통로와 동일한 직선상에 구비되는 다른 오일통로를 가지는 캐리어와, 피니언 기어를 피니언 샤프트에 대해 회전 가능하게 지지하는 지지베어링과, 출력축의 메인 오일통로와 캐리어의 오일통로를 연결하여 메인 오일통로의 오일을 캐리어 쪽으로 이동되도록 하는 오일파이프와, 출력축의 메인 오일통로를 통해 이동되는 오일을 지지베어링으로 공급하기 위하여 출력축의 단부와 캐리어의 결합부에 구비되는 오일공급부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 오일파이프는, 일단부 외주면이 캐리어의 오일통로 내주면에 밀착되어 끼워져 결합되고, 타단부의 외주면은 출력축의 메인 오일통로 내주면과의 틈새를 가지고 끼워져 결합되는 것이 바람직하다.

또한, 오일파이프는, 그 외주면에 일단부가 캐리어의 오일통로 내주면에 끼워진 후에 더 이상 끼워지는 것을 방지하는 걸림돌기가 돌출 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 오일공급부는, 선기어가 형성된 출력축 단부를 감싸듯 출력축의 단부 맞은편에 홈 형태로 형성되는 오일분산홈과, 오일분산홈의 중앙의 캐리어 오일통로에서 오일분산홈의 내주면까지 반경방향으로 형성되는 이동통로와, 이동통로에서 오일분사홈의 내주면을 따라 이동되는 오일을 지지베어링으로 공급하기 위한 오일배출홈을 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 오일공급부는, 오일분사홈의 내주면에 홈 형태로 형성되고, 이동통로와 오일배출홈을 연결하면서 오일분사홈의 내주면을 따라 흐르는 오일을 저장하기 위한 오일 저장실을 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 출력축 끝단에 대향하는 캐리어의 단부에 구비되는 오일공급부를 통해 피니언기어를 지지하는 지지베어링으로 오일을 직접 공급함으로써 출력축에 별도의 오일통로를 형성해야 하는 추가 가공이 필요치 않게 됨으로 원가를 절감할 수 있고, 공정 삭제로 인한 공정개선을 이룰 수 있게 된다.

도 1는 종래의 수동변속기 유성부를 도시한 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수동변속기의 유성부를 도시한 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수동변속기의 유성부의 윤활장치를 도시한 사시도.

본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 수동변속기의 유성기어 조립체를 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 수동변속기의 유성기어 조립체의 오일공급부를 도시한 사시도이다.

도시된 바와 같이, 수동변속기의 유성기어 조립체(100)는, 입력되는 엔진의 동력을 증속시키거나 토크를 증대하여 출력하기 위한 것으로, 출력축(110), 선기어(120), 피니언 기어(130), 캐리어(160), 피니언 샤프트(140), 지지베어링(150), 오일파이프(170), 오일공급부(200)를 포함하여 구성된다.

출력축(110)은 변속기 케이스의 내측에 메인 베어링에 의해 회전 가능하게 지지된다. 출력축(110)은 그 중앙에 축방향으로 오일을 후술하는 베어링()으로 공급하기 위한 메인 오일통로(111)가 형성된다.

선기어(120)는 변속기 케이스의 내측에 메인 베어링을 회전 가능하게 지지되는 출력축(110)에 일체로 구비된다. 즉, 선기어(120)는 출력축(110)의 외주면 일부에 기어치가 형성되어 구성된다.

피니언 기어(130)는 선기어(120)의 외주면과 후술하는 링기어의 내주면 사이 개재되어 기어 결합된다. 이 피니언 기어(130)는 적어도 2개 이상의 복수로 구성되되, 복수의 피니언 기어(130)는 양측 단부에 장착되는 캐리어(160)에 의해 서로 연결된 상태에서 함께 회전하게 된다. 즉, 피니언 기어(130)는 선기어(120) 또는 링기어로부터 회전력을 전달받아 캐리어(160)에 의해 함께 공정 및 자전하게 된다. 본 발명에서의 피니언 기어(130)는 선기어(120)로부터 회전력을 전달받고, 캐리어(160)에 의해 서로 연결되며, 고정된 링기어에 의해 자전 및 공전하게 된다.

피니언 기어(130)는 캐리어(160)에 대해 중공의 피니언 샤프트(140)를 매개로 공회전 가능하게 설치된다. 피니언 샤프트(140)의 외부에는 피니언 기어(130)를 지지하기 위한 지지베어링(150)이 설치된다.

캐리어(160)는 피니언 기어(130)를 자전 및 공전 가능하게 지지하기 위한 것으로, 출력축(110)의 맞은편에서 근접하게 구비되며, 출력축(110)과 동일한 직선상에 구비되는 캐리어샤프트(161)와, 출력축(110)의 단부에 맞은 편의 캐리어 샤프트(161)의 단부 외주면에서 외측 방향으로 형성되어 후술하는 피니언 샤프트(140)에 결합되는 결합부(162)를 포함하여 구성된다.

결합부(162)는 캐리어 샤프트(161)의 단부 외주면에서 외측으로 연장 형성되되 후술하는 피니언 샤프트(140)를 향하여 곡선 형태로 굽어서 형성됨으로써, 결합부(162)의 측면 즉, 출력축(110) 단부를 향하는 면이 함몰된 홈 형태로 형성된다.

피니언 샤프트(140)는 양단부에 스러스트 와셔가 별도로 설치되고, 이 스러스트 와셔는 캐리어(160)에 대하여 지지베어링(150)의 양측을 지지하게 된다. 스러스트 와셔는 피니언 샤프트(140)에 대하여 지지베어링(150)를 지지하는 기능 외에 피니언 기어(130)와 링기어에 대해 각각 반대방향으로 작용하는 축방향 하중으로부터 기인하여 캐리어(160)에 전달되는 추력에도 함께 대응하기 위해 그 외경이 지지베어링(150)의 양단부를 지나 피니언 기어(130)의 양단부에 이르도록 크게 확장된다. 피니언 샤프트(140)는 그 일단부가 캐리어(160)에 체결부재에 의해 고정된다.

지지베어링(150)은 피니언 샤프트(140)의 외주면과 피니언 기어(130)의 내주면 사이에 개재된다. 이 지지베어링(150)은 피니언 기어(130)가 피니언 샤프트(140)에 대해 회전될 수 있도록 지지하게 된다.

오일파이프(170)는 출력축(110)의 메인 오일통로(111)와 캐리어(160)의 오일통로(163)를 연결하기 위한 것으로, 그 양단부가 각각 출력축(110)의 메인 이동통로(111)와 캐리어(160)의 오일통로(163)에 일부가 끼워져 결합된다.

오일파이프(170)가 캐리어(160)의 오일통로(163)에 끼워질 때에는 그 단부의 외주면이 오일통로(163)의 내주면에 완전히 밀착되어 결합된다. 반면에, 오일파이프(170)가 출력축(110)의 메인 오일통로(111)의 내주면에 끼워질 때에는 오일파이프(170)의 단부 외주면과 메인 오일통로(111)의 내주면 사이에 일정한 틈새가 형성된 상태로 결합된다.

따라서, 출력축(110)의 메인 오일통로(111)를 통해 이동해 오는 오일이 오일파이프(170)를 통하여 캐리어(160)의 오일통로(163)로 공급되면서 오일파이프(170)의 외주면과 메인 오일통로(111)의 내주면 사이의 틈새를 통하여 오일공급부(200)를 유입된 후에 지지베어링(150)으로 공급되도록 구성된다.

상기 오일파이프(170)의 외주면에는 캐리어(160)의 오일통로(163) 내주면에 끼워져 결합될 때, 오일파이프(170)가 오일통로(163) 내측으로 더 이상 끼워지는 것을 방지하기 위하여 스톱퍼 역할을 하는 걸림돌기(171)가 돌출 형성된다.

한편, 오일공급부(200)는 출력축(110)의 단부와 캐리어(160) 사이에서 출력축(110)의 끝단에 지지베어링(150)으로 오일을 공급하는 것으로, 오일분산홈(210), 이동통로(220), 오일배출홈(230)을 포함한다.

오일분산홈(210)은 선기어(120)가 형성된 출력축(110) 단부를 감싸듯 출력축(110)의 단부에 대향하는 캐리어(160)의 캐리어 샤프트(161) 단부에 형성된다. 오일분산홈(210)은 출력축(110)의 메인 오일통로(111)의 내주면과 오일파이프(170) 사이의 틈새를 통해 메인 오일통로(111)를 빠져나온 오일이 사방으로 퍼질 수 있도록 오일을 분산시킨다.

이동통로(220)는 오일분산홈(210)의 중앙부 즉, 캐리어 오일통로(163)의 주변부터 반경방향으로 오일분산홈(210)의 내주면을 향하여 형성되어 오일분산홈(210)을 통하여 오일이 빠르게 오일분산홈(210)의 내주면으로 흐르도록 하는 역할을 한다. 이동통로(220)는 오일분산홈(210)의 바닥면에서 일정각도의 간격으로 복수로 형성된다.

오일 배출홈(230)은 이동통로(220)을 통해 이동된 오일이 오일분사홈(210)의 내주면을 따라 이동된 후에 지지베어링(150)으로 공급되도록 하는 역할을 한다.

즉, 오일 배출홈()은 복수로 구성되는 피니언 기어(130)를 피니언 샤프트(140)에서 회전 가능하게 지지하는 복수로 구성되는 지지베어링(150)으로 각각 공급하기 위하여 각 지지베어링(150)에 대응되는 숫자로 구성된다.

상기 오일공급부(200)는 캐리어(160)의 단부에 형성되어 캐리어 샤프트(161)의 홈부인 오일분산홈(210)의 가장자리 내주면을 따라 형성되되, 이동통로(220)와 오일배출홈(230)을 연결하고 오일을 저장할 수 있도록 홈 형태로 형성되는 오일 저장실(240)을 더 포함한다.

상기와 같은 본 발명의 일실시예에 따른 변속기의 유성기어 조립체(100)에 의하면, 출력축(110) 끝단에 대향하는 캐리어(160)의 단부에 구비되는 오일공급부(200)를 통해 피니언기어(130)를 지지하는 지지베어링(150)으로 오일을 직접 공급함으로써 출력축(110)에 별도의 오일통로를 형성해야 하는 추가 가공이 필요치 않게 됨으로 원가를 절감할 수 있고, 공정 삭제로 인한 공정개선을 이룰 수 있게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 유성기어 조립체
110 : 출력축
111 : 메인 오일통로
120 : 선기어
130 : 피니언기어
140 : 피니언 샤프트
150 : 지지베어링
160 : 캐리어
161 : 캐리어 샤프트 162 : 결합부
170 : 오일파이프
171 : 걸림돌기
200 : 오일공급부
210 : 오일분산홈 220 : 이동통로
230 : 오일배출홈 240 : 오일저장실

Claims (5)

1. 변속기 케이스에 회전 가능하게 결합되고, 중앙에 축방향으로 오일을 공급하기 위한 메인 오일통로가 형성되는 출력축;
   출력축의 단부 외주면에 형성되는 선기어;
   선기어에 외접하여 치합되고, 피니언 샤프트에 회전 가능하게 결합되는 적어도 2개 이상의 피니언기어;
   적어도 2개 이상의 피니언기어를 회전가능하게 결합하고, 선기어가 형성된 출력축의 단부를 감싸듯이 형성되는 결합부에 의해 피니언 샤프트에 결합되며, 출력축의 메인 오일통로와 동일한 직선상에 구비되는 다른 오일통로를 가지는 캐리어;
   피니언 기어를 피니언샤프트에 대해 회전 가능하게 지지하는 지지베어링;
   출력축의 메인 오일통로와 캐리어의 오일통로를 연결하여 메인 오일통로의 오일을 캐리어 쪽으로 이동되도록 하는 오일파이프;
   출력축의 메인 오일통로를 통해 이동되는 오일을 지지베어링으로 공급하기 위하여 출력축의 단부와 캐리어의 결합부에 구비되는 오일공급부;
   를 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기의 유성기어 조립체.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 오일파이프는,
   일단부 외주면이 캐리어의 오일통로 내주면에 밀착되어 끼워져 결합되고,
   타단부의 외주면은 출력축의 메인 오일통로 내주면과의 틈새를 가지고 끼워져 결합되는 것을 특징으로 하는 변속기의 유성기어 조립체.
3. 청구항 2에 있어서,
   오일파이프는,
   그 외주면에 일단부가 캐리어의 오일통로 내주면에 끼워진 후에 더 이상 끼워지는 것을 방지하는 걸림돌기가 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 변속기의 유성기어 조립체.
4. 청구항 1에 있어서,
   오일공급부는,
   선기어가 형성된 출력축 단부를 감싸듯 출력축의 단부 맞은편에 구비되는 캐리어의 캐리어 샤프트 단부에 홈 형태로 형성되는 오일분산홈;
   오일분산홈의 중앙의 캐리어 오일통로에서부터 반경방향으로 오일분산홈의 내주면을 향하여 형성되는 이동통로;
   이동통로에서 오일분사홈의 내주면을 따라 이동되는 오일을 지지베어링으로 공급하기 위한 오일배출홈;
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기의 유성기어 조립체.
5. 청구항 4에 있어서,
   오일공급부는,
   오일분사홈의 내주면에 홈 형태로 형성되고, 이동통로와 오일배출홈을 연결하면서 오일분사홈의 내주면을 따라 흐르는 오일을 저장하기 위한 오일 저장실을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 변속기의 유성기어 조립체.
   
   
   

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