KR100195402B1 - 4륜 구동 차량의 구동 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 종래의 4륜 구동 차량의 구동 장치가 C/D 장치 및 비스코스 커플링 등이 서로 분리되어 있기 때문에 T/F 케이스의 부피가 커져 레이 아웃을 정하기가 곤란하고 상기 비스코스 커플링이 프런트 액슬에 직접 연결되지 않아 차동 제한 작용의 시작이 늦어지게 되는 문제점이 있기 때문에, C/D와 차동 제한 장치 및 하이포이드 기어를 일체화 함으로써 T/F 케이스의 부피와 무게를 줄여 레이 아웃을 정하기가 편리할 뿐 아니라 연비 등의 차량 성능이 좋아지고 차동 제한 작용이 빠르게 작동되는 4륜 구동 차량의 구동 장치에 관한 것이다.

Description

4륜 구동 차량의 구동 장치

제1도는 종래의 4륜 구동 차량의 구동 장치부의 사시도.

제2도는 종래의 4륜 구동 차량의 구동 장치가 개략적으로 도시된 도면으로서,

(a)도는 트랜스퍼 케이스의 위치가 도시된 도면.

(b)도는 4륜 구동 차량의 구동 장치부의 상세도.

제3도는 종래의 4륜 구동 차량의 구동 장치부에서의 동력 흐름이 도시된 블록도.

제 4 도는 본 발명에 의한 4륜 구동 차량의 구동 장치가 개략적으로 도시된 도면으로서,

(a)도는 트랜스퍼 케이스의 위치가 도시된 도면.

(b)도는 4륜 구동 차량의 구동 장치부의 상세도.

제5도는 본 발명에 의한 4륜 구동 차량의 구동 장치부에서의 동력 흐름이 도시된 블록도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : C/C(Center differential) 11 : 유성 기어

12 : 유성 기어 캐리어 13 : 링 기어

20 : D/D(Differential Drive) 21 : D/D 기어

30 : F/D(Front Differential) 34 : 프런트 액슬

40 : 비스코스 커플링 50 : 하이포이드 기어

본 발명은 FF(Front Engine Front Drive) 베이스 승용 4륜 구동 차량의 구동 장치에 관한 것으로서, 특히 트랜스퍼 케이스 레이 아웃에 있어서 다수 부품이 일체화된 구조로 구성되어 콤팩트한 형태의 구동 장치에 관한 것이다

종래의 4WD(4륜 구동 : 4 Wheel Drive) 차량의 구동 장치는 제1도에 도시된 바와 같이 T/M(Transmission:B)측의 구동력을 T/F(Transfer) 케이스(C)에 전달해 주는 T/M측 기어(1)와, 상기 T/M측 기어(1)에 의해 회전되어 C/D(Center Differential) 케이스(3)를 회전시키는 링 기어(2)와, 상기 C/D 케이스(3)의 내부 우측에 위치되는 C/D 차동 장치(4)와, 상기 C/D 차동 장치(4)의 좌측에 위치되는 F/F(Front Differential:5)로 구성되어 있다.

또한, 상기 C/D 차동 장치(4)의 차동 작용을 제어하는 비스코스 커플링(7)과, 상기 C/D 차동 장치(4)와 상기 비스코스 커플링(7)을 연결시키고 동력을 전달하는 슬리브(6)와, 상기 비스코스 커플링에 고정되어 상기 슬리브(6)에 의해 전달된 동력을 T/F 수동 기어(9)에 전달하는 T/F 구동 기어(8)와, 상기 T/F 수동 기어가 삽입되고 상기 T/F 구동 기어(8)에 의해 회전되어 동력을 R/D(Rear Differential:미도시)로 전달해 주는 T/F 액슬(9')이 포함되어 있다.

상기 C/D 차동 장치(4)는 상기 C/D 케이스에 의해 회전되는 C/D 피니언 기어(4a)와, 상기 C/D 피니언 기어(4a)에 의해 회전되고 전륜과 후륜에 걸리는 회전 저항에 다라 속도비가 변화되는 C/D 사이드 기어 (4b, 4c)로 구성되어 있다.

상기 C/D 사이드 기어(4a, 4c)는 C/D 오른쪽 사이드 기어(4b)와 C/D 왼쪽 사이드 기어(4b, 4c)로 되어 있고, 상기 C/D 오른쪽 사이드 기어(4b)에는 상기 슬리브(6)가 결합되어 있고, 상기 C/D 왼쪽 사이드 기어(4c)에는 상기 비스코스 커플링(7)의 이너축(7a) 과 연결되는 중간축(4d)이 결합되어 있다.

상기 F/D(5)는 상기 C/D 왼쪽 사이드 기어(4c)에 결합되어 회전되는 F/D 케이스(5a)와, 상기 F/D 케이스(5a)에 의해 회전되는 F/D 피니언 기어(5b), 상기 F/D 피니언 기어(5b)에 의해 회전되고 각각의 회전에 걸리는 회전 저항에 따라 속도비가 변화되는 F/D 사이드 기어(5c)와 상기 F/D 사이드 기어(5c)에 의해 회전되는 프런트 액슬(5d) 로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 4WD 차량의 구동 장치를 이용한 차량에서는 엔진(A)의 출력에 의한 구동력을 상기 T/M(B)에서 속도 변환을 시킨 뒤 상기 T/F 케이스(C) 내부의 구동 장치에서 각 바퀴에 적당한 구동력으로 분배토록 되어 있다.

상기 구동 장치에서의 동력 전달 경로는 제3도에 도시된 바와 같이 상기 T/M측 기어(1)를 통해 일정 속도의 구동력이 상기 링 기어(2)에 전해지면 상기 C/D 케이스(3)가 회전되고, 상기 C/D 케이스(3)가 회전됨에 따라 상기 C/D 피니언 기어(4a)가 회전되어 상기 C/D 사이드 기어(4b, 4c)를 회전시키도록 되어 있다.

이때, 상기 C/D 사이드 기어(4b, 4c)는 전륜(미도시)과 후륜(미도시)에 걸리는 회전 저항에 딸, 상기 C/D 차동 장치(4)의 차동 작용에 의해, 그 속도비가 달라지게 되어 있다.

상기 C/D 왼쪽 사이드 기어(4b)에 결합되어 회전되는 상기 F/D 케이스(5a)에 의해 상기 F/D 피니언 기어(5b)가 회전되면서 상기 F/D 사이드 기어(5c)를 회전시키게 되고, 상기 F/D 사이드 기어(5c)는 각각에 삽입되어 회전되는 프런트 액슬(5d)을 통해 좌.우측 바퀴(전륜:미도시)에 구동력을 전달하게 되어 있다.

이때, 상기 좌·우측 바퀴에 서로 다른 회전 저항이 걸리게 되면 상기 F/D(5)의 차동 작용에 따라 상기 F/D 사이드 기어(5c)의 회전 속도가 서로 달라지게 되어 있다.

상기 C/D 오른쪽 사이드 기어(4c)의 구동력은 상기 C/D 오른쪽 사이드 기어(4c)에 고정된 상기 슬리브(6)로 전해지고, 상기 슬리브가 회전됨에 따라 상기 T/F 구동 기어(8)가 회전되게 되어 있다. 상기 T/F 구동 기어(8)에 의해 상기 T/F 수동 기어(9)가 회전되면서 상기 T/F 수동 기어(9)의 중심축인 T/F 액슬(9')을 통해 상기 R/D(미도시)로 구동력을 전달하게 되어 있다. 상기 R/D(미도시)에서 구동력이 후륜(미도시)의 좌·우측 바퀴(미도시)로 적절하게 분배되어 상기 바퀴(미도시)를 회전시키게 되어 있다.

이때, 상기 C/D 왼쪽 사이드 기어(4b)가 회전되면서 상기 중간축(4d)을 회전시키고, 상기 중간축(4d)은 상기 비스코스 커플링(7)의 이너축(7a)을 회전시키게 된다. 또한 상기 C/D 오른쪽 사이드 기어(4c)에 의해 회전되는 상기 슬리브(6)가 상기 비스코스 커플링(7)의 하우징(7b)을 회전시키게 되어 있다.

만약 전륜(미도시)과 후륜(미도시) 사이에 회전차가 생겼을 경우 상기 비스코스 커플링(7)의 이너 플레이트(7c)와 아우터 플레이트(7d) 사이에 회전차가 생기게 되므로 상기 비스코스 커플링(7)은 상기 C/D 차동 장치(4)의 차동 작용을 제한하게 되어 있다.

그러나, 상기와 같이 구성되어 작동되는 종래의 4륜 구동 차량의 구동 장치는 상기 C/D 장치(4) 및 상기 비스코스 커플링(7) 등이 서로 분리되어 있기 때문에 상기 T/F 케이스(C) 의 부피가 커져 레이 아웃을 정하기가 곤란한 문제점이 있다.

또한, 상기 비스코스 커플링(7)이 상기 프런트 액슬(5d)에 직접 연결되지 않기 때문에 차동 제한 작용의 시작이 늦어지게 되는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, C/D와 차동 제한 장치 및 하이포이드 기어를 일체화함으로써 T/F 케이스의 부피와 무게를 줄여 레이 아웃을 정하기가 편리하고 차동 제한 작용이 빠르게 작동되는 4륜 구동 차량의 구동 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 실현하기 위한 본 발명에 의한 4륜 구동 차량의 구동 장치는 유성 기어 장치를 이용하여 엔진의 구동력을 전륜측과 후륜측으로 분배하는 C/D(센터 디퍼렌셜:Center Differential)와, 상기 C/D를 구동시키는 디퍼렌셜 드라이브와, 상기C/D의 선 기어를 통해 동력을 전달받은 상기 C/D의 구동력으로 전륜을 구동시키는 베벨 기어 타입의 F/D(프런트 디퍼렌셜: Front Differential)와, 상기 C/D의 내부에 위치되어 전륜과 후륜 사이의 차동 제한 작용을 하는 비스코스 커플링과, 상기 C/D의 링 기어와 일체로 형성되어 T/F(트랜스퍼: Transfer)액슬을 통해 후륜에 구동력을 전달하는 하이포이드 기어와, 변속기에서 이격된 위치에 설치된 트랜스퍼 케이스의 트랜스퍼 액슬 선단에 형성되고 상기 하이포이드 기어를 통해 전달받은 구동력을 후륜으로 전달하는 트랜스퍼 수동기어를 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 의한 4륜 구동 차량의 구동 장치의 실시예를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 4륜 구동 차량의 구동 장치는 유성 기어 장치를 이용하여 엔진의 구동력을 전륜측과 후륜측으로 분배하는 C/D(10)와, 상기 C/D(10)를 구동시키는 D/D(Differential Drive:20)와, 상기 C/D(1)의 선 기어(14)를 통해 동력을 전달받은 상기 C/D(10)의 구동력으로 전륜을 구동시키는 베벨 기어 타입의 F/D(3)와, 상기 C/D(10)의 내부에 위치되어 전륜과 후륜 사이의 차동 제한 작용을 하는 비스코스 커플링(40)과, 상기 C/D(10)의 링 기어(13)와 일체로 형성되어 T/F 액슬을 통해 후륜에 구동력을 전달하는 하이포이드 기어(50)와, 변속기에서 이격된 위치에 설치된 트랜스퍼 케이스의 트랜스퍼 액슬(65) 선단에 형성되고 상기 하이포이드 기어(50)를 통해 전달받은 구동력을 후륜으로 전달하는 트랜스퍼 수동기어(60)를 포함하여 구성된다

상기 C/D(10)는 복수개의 유성 기어(11)와, 상기 유성 기어(11)들을 지지하고 공전시키는 유성 기어 캐리어(12)와, 상기 유성 기어들의 외측에서 상기 유성 기어(11)들과 내접하여 회전되는 링 기어(13)와, 상기 유성 기어(11)들의 내측에 위치되는 상기 유성 기어(11)들에 의해 회전되는 선 기어(14)로 구성된다.

상기 D/D(20)는 T/M측 기어(70)에 의해 회전되는 D/D 기어(21)와 상기 D/D 기어(21)에 의해 회전되는 D/D 케이스(22)로 구성된다.

상기 F/D(30)는 상기 선 기어(14)에 의해 회전되는 F/D 케이스(31)와, 상기 F/D 케이스(31)에 의해 회전되는 F/D 피니언 기어(32)와, 상기 F/D 피니언 기어(32)에 의해 회전되고 각각의 회전축에 걸리는 회전 저항에 의해 속도비가 달라지는 F/D 사이드 기어(33)와, 상기 F/D 사이드 기어(33)에 의해 회전되어 차량의 전륜에 구동력을 가하는 프런트 액슬(34)로 구성된다

이때, 상기 선 기어(14)의 축(14')에는 상기 비스코스 커플링(40)의 이너 플레이트(41)가 형성되고, 상기 하이포이드 기어(50)에는 아우터 플레이트(42)가 형성된 비스코스 커플링의 하우징(43)이 설치되게 된다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 작용 효과를 설명하면 다음과 같다.

엔진 출력에 의한 회전력을 변속기에서 일정 속도의 구동력으로 변환시킨 후 상기 T/M측 기어(70)를 회전시켜 상기 D/D 기어(21)를 회전시키게 된다. 상기 D/D 기어(21)가 회전되면 D/D 케이스(22)가 회전되어 상기 C/D(10)를 회전시키게 된다. 이때, 상기 C/D(10)는 유성 기어(11)와 선 기어(14) 및 링 기어(13)가 모두 일체로 회전하게 된다.

상기 C/D(10)가 회전되면 상기 선 기어(14)에 의해 상기 F/D(30)가 회전되고 또한 상기 F/D(30)에 의해 차량의 전륜(미도시)이 구동되고, 상기 링 기어(13)와 일체로 형성된 상기 하이포이드 기어(50)가 회전되어 상기 T/F 수동 기어(60)를 회전시켜 상기 T/F 액슬(65)을 통해 후륜(미도시) 쪽으로 구동력을 전달하게 된다.

이때, 상기 비스코스 커플링(40)은 상기 하우징(43) 내부의 실리콘 오일(미도시)의 작용에 의해 상기 전륜(미도시)과 상기 후륜(미도시) 사이에 회전차가 있지 않도록 유지시키게 된다. 또, 상기 C/D(10)의 유성 기어(11)가 일정 정도 회전됨으로써 선 기어(14)측과 링 기어(13)측에 발생되는 회전차를 흡수하여 전륜과 후륜 사이에 회전차가 발생되지 않게 한다.

본 발명에 의한 4륜 구동 차량의 구동 장치에서 구동력은 제5도에 도시된 바와 같이 이동되게 된다.

먼저 상기 T/M측 기어(70)를 통해 상기 D/D 기어(21)에 구동력이 전해지면, 상기 D/D 기어(21)가 회전되어 상기 D/D 케이스(22)를 회전시키고 상기 D/D 케이스(22)는 상기 유성 기어 캐리어(12)를 회전시키게 된다. 상기 유성 기어 캐리어(12)가 회전되면서 상기 유성 기어(11)를 통해 상기 링 기어(13)와 상기 선 기어(14)에 구동력을 전해 주게 된다.

상기 선 기어(14)는 상기 F/D 케이스(31)를 회전시키게 되고, 상기 F/D 케이스(31)가 회전되면 상기 F/D 피니언 기어(32)가 회전(공전)되고, 상기 F/D 피니언 기어(32)에 의해 상기 F/D 사이드 기어(33)가 회전되면서 상기 프런트 액슬(34)을 회전시켜 상기 전륜(미도시)을 구동시키게 된다.

이때, 상기 전륜(미도시)의 양측에 가해지는 회전 저항의 크기가 서로 달라지면 상기 F/D 피니언 기어(32)가 공전과 동시에 자전되어 차동 작용을 함으로써 상기 전륜(미도시)의 양측에 전달되는 회전 속도가 서로 다르도록 변화시키게 된다.

상기 링 기어(13)는 일체로 된 상기 하이포이드 기어(50)를 회전시키고, 상기 하이포이드 기어(50)는 상기 T/F 수동 기어(60)를 회전시켜 상기 T/F 액슬(65)을 통해 상기 후륜(미도시)으로 구동력을 전달하게 된다.

이와 같이, 본 발명에 의한 4륜 구동 차량의 구동 장치는 C/D와 F/D 및 차동 제한 장치인 비스코스 커플링 및 하이포이드 기어가 일체화됨으로써 T/F 케이스의 부피가 줄어들어 레이 아웃을 정하기가 편리한 잇점이 있다.

또한, 상기 T/F 케이스가 경량화 소형화됨으로써 차량의 전체 무게가 줄어들기 때문에 연비 등의 차량 성능이 향상되는 잇점이 있다.

또한, 비스코스 커플링이 선 기어의 축과 하이포이드 기어에 직접 연결되어 작동되기 때문에 차동 제한 작용이 빠르게 동작되는 또 다른 잇점이 있다.

Claims (4)

1. 유성 기어 장치를 이용하여 엔진의 구동력을 전륜측과 후륜측으로 분배하는 C/D(센터 디퍼렌셜:Center Differential)와, 상기 C/D를 구동시키는 디퍼렌셜 드라이브와, 상기 C/D의 선 기어를 통해 동력을 전달받은 상기 C/D의 구동력으로 전륜을 구동시키는 베벨 기어 타입의 F/D(프런트 디퍼렌셜:Front Differential)와, 상기 C/D의 내부에 위치되어 전륜과 후륜 사이의 차동 제한 작용을 하는 비스코스 커플링과, 상기 C/D의 링 기어와 일체로 형성되어 T/F(트랜스퍼:Transfer) 액슬을 통해 후륜에 구동력을 전달하는 하이포이드 기어와, 변속기에서 이격된 위치에 설치된 트랜스퍼 케이스의 트랜스퍼 액슬 선단에 형성되고 상기 하이포이드 기어를 통해 전달받은 구동력을 후륜으로 전달하는 트랜스퍼 수동기어를 포함한 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량의 구동 장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 디퍼렌셜 드라이브는 T/M(변속기: Transmission)측 기어에 의해 회전되는 디퍼렌셜 드라이브 기어와, 디퍼렌셜 드라이브 기어에 의해 회전되어 상기 C/D를 구동시키는 디퍼렌셜 드라이브 케이스로 구성되는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량의 구동 장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 비스코스 커플링은 아우터 플레이트가 형성된 하우징이 상기 하이포이드 기어에 결합되어 회전되고, 이너 플레이트가 상기 C/D의 선 기어의 축에 형성되어 회전됨으로써 전륜과 후륜 사이의 회전차가 생기지 않게 하도록 구성된 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량의 구동 장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 4륜 구동 장치는 프런트 디퍼렌셜, 센터 디퍼렌셜, 비스코스 커플링의 순서로 프런트 액슬의 축상에 설치된 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량의 구동 장치.