KR0134361B1

KR0134361B1 - 4륜구동자동차의 변속기의 부변속장치

Info

Publication number: KR0134361B1
Application number: KR1019920011724A
Authority: KR
Inventors: 박용우
Original assignee: 이범창; 기아자동차주식회사
Priority date: 1992-07-02
Filing date: 1992-07-02
Publication date: 1998-04-18
Also published as: KR940002087A

Abstract

본 발명은 4륜구동자동차의 변속기의 부변속장치에 관한 것으로, 엔진의 출력을 주행상태에 따라 적절히 변속시키기 위하여 일련의 변속기어들을 갖춘 주변속기(2)의 출력축(4)에 부변속기(3)의 센터디프장치(5)가 설치되되, 이 센터디프장치(5)의 캐리어(7)가 스플라인(20)을 매개로 출력축(4)에 설치되며, 이 캐리어(6)상에는 피니언기어(7)를 갖춘 피니언샤프트(8)가 고정되고, 이 피니안기어(7)에는 출력축(4)에 니이들베어링(9)을 매개로 아이들링상태로 설치된 선기어(10)와 뒤바퀴 출력축(12)의 내측치차(11)가 맞물려 있으며, 상시 센터디프장치(5)의 캐리어(7)는 슬리이브(16)를 매개로 이 센터디프장치(5)를 로크하는 센터디프 록크레버(18)가 설치됨에 따라 앞·뒤바퀴의 회전차이로 인한 구동력 상실 발생시 상기 센터디프 록크레버(18)에 의해 앞·뒤바퀴 출력축(13,12)에 동일한 출력을 강제 배분전달시키도록 되어 있다.

Description

4륜구동자동차의 변속기의 부변속장치

제1도는 본 발명에 따른 4륜구동자동차의 변속장치를 나타낸 단면도.

제2도는 제1도의 부분확대단면도.

제3도 내지 제5도는 본 발명에 따른 부변속장치의 동력전달과정을 나타낸 도면으로서,

제3도는 부변속장치의 센터디프 록크레버를 사용하지 않을때 동력전달을 나타낸 단면도.

제4도는 뒤바퀴 미끄럼발생때 동력전달상태를 나타낸 단면도.

제5도는 부변속장치의 센터디프 록크레버를 사용하여 잠금상태일때 동력전달을 나타낸 단면도.

제6도는 종래구조로서, 4륜구동자동차의 변속장치를 나타낸 단면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1a, 1b, 1c, 1d : 변속기어 2 : 주변속기

3 : 부변속기 4 : 출력축

5 : 센터디프장치 6 : 캐리어

7 : 피니언기어 8 : 피니언샤프트

9 : 니이들베어링 10 : 선기어

11 : 내측치차 12 : 뒤바퀴 출력축

13 : 앞바퀴 출력축 14 : 사이런트체인

15 : 플랜지 16 : 슬리이브

17 : 스플라인 18 : 센터디프 록크레버

19 : 연결시프트 20 : 스플라인

본 발명은 4륜구동자동차의 변속장치에 관한 것으로, 특히 2륜구동 또는 4륜구동의 변속선택방식의 불편함을 제거시키면서 주행진행방향에 따라 가변되는 차량의 중량배분에 따른 앞바퀴와 뒤바퀴에 최적의 동력 배분을 전달시킴과 더불어, 상기 앞·뒤바퀴 사이의 회전차를 흡수하여 항상 원활한 4륜구동이 이루어질 수 있도록 되어 있는 4륜구동자동차의 변속기의 부변속장치에 관한 것이다.

공지된 바와 같이 자동차용 변속기(Transmission)는 클러치와 추진축사이에 설치되어 자동차의 주행상태 변화에 따른 엔진의 회전력을 증대시키거나 감소시키는 역할을 하며, 자동차를 후진시키기 위한 역전장치도 갖추고 있는바, 이같은 변속기중 종래의 4륜구동자동차용 대표적인 변속이의 부변속장치는, 제6도에 도시된 바와 같이 각각의 변속작동레바(도면에 도시되어 있지 않음)가 주변속기(102)와 부변속기(103)에 설치되어 2륜구동상태에서 필요에 따라 4륜구동하기 위해서는 주변속기(102)의 주변속조작레바와 이 주변속조작레바의 한쪽옆에 설치된 부변속기(103)의 부변속작동레바를 각각 조작해 주어야 한다는 번거로움이 있었고, 또한 2륜구동으로 주행하는 도중 4륜구동으로 바꿔주기 위해 부변속작동레바를 동작시키게 되면, 주변속기의 출력축에 부변속기의 입력기어가 맞물리게 될때 걸림현상이 발생하기가 쉬워 신속이 맞물려지지 않게 되는 등 변속조작에 많은 어려움이 따르게 됨은 물론, 변속장치의 수명을 단축시키게 된다고 하는 문제점이 있었다.

그리고, 또 상기와 같은 4륜구동자동차의 기본적인 문제점으로서는, 자동차가 선회할때 그 선회중심으로부터 앞바퀴와 뒤바퀴에 회전반경의 차이로 말미암아 앞·뒤바퀴에 회전거리의 차이가 발생하게 됨으로써, 이 회전거리 차이에 의한 각 바퀴의 회전속도 차이에 따라 발생하게 되는 에너지가 앞·뒤바퀴에 연결설치된 액슬과 추진축을 통해 변속기장치로 역유입되게 되는바, 이는 이 에너지를 변속장치내에서 흡수하지 못하면 동력전달장치에 힘의 불균형으로 말미암아 무리가 가해지게 될 뿐만 아니라, 앞바퀴나 뒤바퀴에 강제 미끄럼현상이 발생하게 된다.

또한 상기와 같은 현상은 자동차가 직진할때에도 발생하는 경우가 있는데, 자동차에 적재된 화물이 편중되면 각 바퀴에 가해지는 하중이 달라지게 되고, 또 타이어의 편마모 등에 따라 타이어 직경의 차이가 생기게 되면 각 바퀴의 회전수가 달라지게 됨으로써 변속기장치에 에너지가 발생하고, 또 바퀴의 강제 미끄럼이 잘되지 않는 포장도로 등에서는 차량이 심하게 떨리는 현상이 발생하게 된다.

또한 종래의 수동단속시 4륜구동자동차의 변속기는 일반적으로 앞·뒤바퀴에 동력을 분배함과 동시에 고속과 저속의 2가지 변속비를 보조적으로 갖는 구조로 되어 있는데, 그 기능은 2륜구동위치때 변속기의 주축의 동력이 허브와 제1슬리이브를 통하여 뒤바퀴 출력축에 직접 전달되어지는 한편, 4륜구동위치때에는 제2슬리이브를 이동시켜 뒤바퀴 출력축에 장착된 고속기어와 스플라인으로 결합하여 구동주행상태로 되며 앞서 설명한 2륜구동위치와 같이 뒤바퀴 출력축으로 전달된 동력은 분배되어 제2슬리이브와 기어들을 통하여 앞바퀴 출력축에 전달되도록 되어 있는바, 이같은 4륜구동변속기도 앞바퀴 내지는 뒤바퀴에 강제 미끄럼현상이 발생하게 될 뿐만 아니라 원활한 4륜구동이 이루어지지 않는 문제점등이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로, 4륜구동선택을 위한 유성치차식 센터디프장치를 설치하여, 앞·뒤바퀴의 회전자를 부변속기내부에서 흡수하여 4륜구동차량의 변속기 수명을 증가시키면서 차량의 중량배분에 따른 앞·뒤바퀴에 대한 구동력 배분을 적정하게 조정하여 최상의 주행이 가능할 뿐만 아니라, 더욱이 앞·뒤바퀴의 미끄럼발생시 야기되는 구동력의 손실을 상기 센터디프장치로 보정시켜 항상 4륜구동이 적절하게 이루어질 수 있도록 되어 있는 4륜구동자동차의 변속기의 부변속장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 자동차용 엔진의 출력을 주행상태에 따라 적절히 변속시키기 위해 주변속기에 부변속기가 출력축의 길이방향으로 연결설치되어 이루어진 4륜구동자동차의 변속기의 부변속장치에 있어서, 상기 주변속기의 출력축에는 앞·뒤바퀴에 동력을 분배전달시키는 센터디프장치의 캐리어가 연결되어 있으며, 이 캐리어에 피니언기어를 고정한 피니언샤프트가 고정되되, 상기 피니언기어는 주변속기의 출력축에 니이들베어링을 매개로 아이들링상태로 설치되는 선기어와 내측치차가 형성되어 있는 뒤바퀴 출력축이 맞물려 연결되어 있다.

그리고 상기 주변속기의 출력축에 평행하게 이격되어 앞바퀴 출력축이 사이런트체인을 매개로 연결되어 있으며 이 주변속기의 출력축에 연결된 앞·뒤바퀴 출력축의 끝선단부위에는 추진축과 액슬에 동력을 전달하는 플랜지가 각각 설치되어 있다.

또한 본 발명에 따른 4륜구동자동차의 변속기의 부변속장치에는 캐리어와 피니언샤프트, 피니언기어, 선기어 및 뒤바퀴 출력축으로 이루어진 센터디프장치를 로크시키는 슬리이브가 캐리어상에 스플라인으로 연결되어 있으며, 이 슬리이브의 원주홈에는 센터디프 록크레버가 연결시프트를 매개로 연결되어 있다.

이하 본 발명을 첨부된 예시도면에 의거하여 상세히 설명한다.

제1도에 도시된 바와 같이 본 발명은 자동차용 엔진의 출력을 주행상태에 따라 적절히 변속시키기 위해 일련의 변속기어(1a,1b,1c,1d)을 갖춘 주변속기(2)에 부변속기(3)가 주축인 출력축(4)의 길이방향으로 연결설치되어 이루어진 4륜구동자동차의 변속기의 부변속장치에 있어서, 상기 주변속기(2)의 출력축(4)에는 도면에 도시되지 않은 앞·뒤바퀴에 동력을 분배전달시키는 센터디프장치(5)의 캐리어(6)가 연결되며, 이 캐리어(6)에는 둘레에 피니언기어(7)를 장착한 피니언샤프트(8)가 고정되되, 상기 피니언기어(7)는 주변속기(2)의 출력축(4)에 니이들베어링(9)을 매개로 아이들링상태로 설치되는 선기어(10)와 내측치차(11)가 형성된 뒤바퀴 출력축(12)이 맞물려 연결되어 있다.

그리고 상기 주변속기(2)의 출력축(4)에는 평행하게 이격된 앞바퀴 출력축(13)이 사이런트체인(14)을 매개로 연결되어 있으며, 이 주변속기(2)의 출력축(4)에 연결된 앞·뒤바퀴 출력축들(13,12)이 끝선단부위에는 공지의 추진축과 액슬에 동력을 전달하는 플랜지(15a,15b)가 각각 설치되어 있다.

한편, 본 발명에 따른 상기 센터디프장치(5)는 캐리어(6)와 피니언샤프트(8), 피니언기어(7), 선기어(10) 및 뒤바퀴 출력축(12)으로 이루어져 있으며, 이 센터디프장치(5)의 캐리어(6) 상에 슬리이브(16)가 스폴라인(17)으로 연결되며, 이 슬라이브(16)의 원주홀에는 센터디프 록크레버(18)가 연결시프트(19)를 매개로 장착되어 센터디프장치(5)를 잠그거나 해제시키도록 되어 있다.

이와 같이 이루어진 본 발명의 요부구조는 제2도에 자세히 확대되어 도시된 바, 여기서 센터디프장치(5)는 출력축(4)에 스플라인(17)을 매개로 설치되는 캐리어(6)와, 이 캐리어(6)상에 고정장착되는 피니언샤프트(8), 이 피니언샤프트(8)에 의해 캐리어(6)에 고정되는 피니언기어(7), 이 피니언기어(7)의 한쪽 치차부위에 맞물린 내측치차(11)가 형성된 뒤바퀴 출력축(12), 이 피니언기어(7)의 다른쪽 치차부위에 맞물린 선기어(10)로 이루어져 있으며, 상기 출력축(4)과 니이들베어링(9)을 매개로 장착되는 선기어(10)는 앞바퀴 출력축(13)에 사이런트체인(14)을 매개로 연결되어 있다.

이어 본 발명의 작용을 제3도 내지 제5도를 참조로 설명하면, 운전석에 설치된 공지의 주변속레버를 조작하게 되면, 제3도에 화살표방향으로 도시된 바와 같이 엔진의 동력이 앞·뒤바퀴 출력축(13,12)으로 분배 전달되어지는 바, 즉 주변속기(2)의 출력축(4)으로 전달된 출력(T)은 이 출력축(4)에 스플라인(20)으로 연결된 센터디프장치(5)의 캐리어(4)로 전달되고, 이 캐리어(4)를 통해 피니언샤프트(8)를 거쳐 피니언기어(7)로 전달된 다음, 이 피니언기어(7)에 의해 출력축(4)의 출력(T)이 분배 전달되어지는데, 출력(T)의 일부는 상기 피니언기어(7)에 맞물린 선기어(10)를 통해 앞바퀴 출력축(13)으로 전달되는 한편, 상기 출력(T)의 다른일부는 이 피니언기어(7)에 내측치차(11)를 매개로 맞물린 뒤바퀴 출력축(12)으로 전달되어 앞·뒤바퀴(도면에 도시되어 있지 않음)를 구동시키도록 되어 있다.

여기서 출력(T)의 분배 전달되는 과정을 부언하면, 앞바퀴 출력축(13)으로 전달되는 출력(T_F)은 상기 피니언기어(7)에 맞물린 선기어(10)를 거쳐 사이런트체인(14)을 매개로 이 앞바퀴 출력축(13)에 전달되고, 이 앞바퀴 출력축(13)에 설치된 플랜지(15a)를 통해 공지의 추진축과 액슬을 통하여 앞바퀴에 전달된다.

그리고 두바퀴 출력축(12)으로 전달되는 출력(T_R)은 상기 피니언기어(7)에 맞물린 내측치차(11)를 통하여 뒤바퀴(12)에 전달되고, 이 뒤바퀴 출력축(12)에 설치된 플랜지(15b)를 통해 공지의 추진축과 액슬을 통하여 뒤바퀴에 전달된다.

한편, 상기 주변속기(2)의 출력축(4)으로 입력된 출력(T)은 상기 피니언기어(7)에 맞물린 선기(10)의 잇수와 뒤바퀴 출력축(12)의 내측치차(11)에 형성된 잇수에 의해 동력분배가 결정되되, 본 발명에서는 뒤바퀴 출력축(12)으로 분배 전달되는 출력(T_R)과 앞바퀴 출력축(13)으로 분배전달되는 출력(T_F)의 관계를 다음과 같은 식을 만족시키도록 선기어(10)의 잇수와 내측치차(11)의 잇수를 적절하게 조정시키는 것이 바람직하다.

T=T_R+T_F(여기서 T_R≥T_F)

한편, 일반적으로 자동차가 선회하거나 언덕길 내지는 내리막길 주행 또는 미끄럼길 주행시 앞·뒤바퀴는 앞서 설명한 바와 같이 회전속도 차이가 발생하게 되는데, 이같은 속도차이가 앞·뒤바퀴에 연결설치된 액슬과 추진축을 통해 부변속기(3)내로 역유입 되어지며, 이때 이 역유입된 에너지를 변속장치내에서 흡수하지 못하게 되면 동력전달장치에 힘의 불균형을 초래하여 변속장치전체에 무리가 가해질 뿐만 아니라, 앞·뒤바퀴에 강제 미끄럼현상이 발생하게 된다. 즉 제4도에 도시된 바와 같이 상기 센터디프장치(5)의 센터디프 록크레버(18)를 이용하지 않게 되면, 뒤바퀴에 미끄럼이 발생하게 되면 출력축(4)의 출력(T)은 피니언기어(7)를 거쳐 화살표의 실선방향으로와 같이 뒤바퀴 출력축(12)으로만 직접 전달되고 앞바퀴 출력축(13)으로 분배전달되지 못하여 구동력이 상실되어지는 한편, 이와 반대로 앞바퀴에 미끄럼이 발생하게 되면 출력축(4)의 출력(T)은 앞바퀴 출력축(13)으로만 전달되고 뒤바퀴 출력축(12)으로 분배 전달되지 못한다(도면에서 점선으로 표시). 따라서 본 발명에서는이와 같은 에너지를 흡수하기 이하여 제5도에 도시된 바와 같이 센터디프장치(5)의 센터디프 록크레버(18)를 조작하여 이에 연결시프트(19)를 매개로 연결된 슬리이브(16)가 선기어(10)를 로크시킴에 따라 상기 센터디프장치(5)의 피니언기어(7)와 선기어(10)의 상대운동을 없애고 이 피니언기어(7)를 뒤바퀴 출력축(12)과 일체로 회전시킴으로서 상기 주변속기(2)의 출력축(4)을 통해 전달된 출력(T)은 앞·뒤바퀴 출력축(T_F,T_R)에 각각 1/2씩 강제 배분전달시켜 자동차가 안정된 주행을 할 수 있는 상태로 유지시킨다.

이와 같은 본 발명의 동력전달상태를 다시한번 간략하게 설명하면, 엔진의 동력은 주변속기(2)의 출력축(4)→센터디프장치(5)의 캐리어(4)→피니언샤프트(8)→피니언기어(7)

으로 전달된다.

상기와 같이 본 발명에 따른 4륜구동자동차의 변속기의 부변속장치는 주변속기(2)의 출력축(4)에 부변속기(3)의 센터디프장치(5)를 설치함에 따라 자동차의 주행조건상태에 따라 앞·뒤바퀴 사이에 발생되는 회전차이를 흡수하여 차체의 떨림현상 내지는 미끄럼발생을 방지하여 안전한 주행이 이루어지도록 되어 있다

Claims

자동차용 엔진의 출력을 주행상태에 따라 적절히 변속시키기 위해 일련의 변속기어들을 갖춘 주변속기에 부변속기가 주축인 출력축의 길이방향으로 연결 설치되어 이루어진 4륜구동자동차의 변속기의 부변속장치에 있어서, 상기 주변속기(2)의 출력축(4)에는 앞·뒤바퀴에 동력을 분배 전달시키는 부변속기(3)의 센터디프장치(5)의 캐리어(7)가 스플라인(20)을 매개로 설치되며, 이 캐리어(6)에는 피니언기어(7)를 갖춘 피니언샤프트(8)가 고정되고, 이 피니언기어(7)에는 주변속기(2)의 출력축(4)에 니이들베어링(9)을 매개로 아이들링상태로 설치되는 선기어(10)와 내측치차(11)가 형성된 뒤바퀴 출력축(12)이 맞물려 설치되어 이루어진 것을 특징으로 하는 4륜구동자동차의 변속기의 부변속장치.
제1항에 있어서, 상기 센터디프장치(5)의 캐리어(7)에는 슬리이브(16)가 설치되어 이 슬리이브(16)에는 센터디프 록크레버(18)가 연결시프트(18)를 매개로 설치됨에 따라 앞·뒤바퀴의 회전차이로 인한 구동력 상실 발생시 이 센터디프 록크레버(18)를 조작하여 앞·뒤바퀴 출력축(13,12)에 동일한 출력(T_R,T_F)으로 강제 배분시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 4륜구동자동차의 변속기의 부변속장치.