KR100207116B1 - 자동차의 구동륜 전환장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동력 확보 및 타이어 슬립을 방지하여 차량의 동력전달성능을 유지할 수 있게 2륜구동에서 4륜구동으로의 절환이 자동으로 이루어지도록 한 자동차의 구동륜 전환장치로 이를 실현하기 위한 차량의 2,4륜구동 전환장치에 있어서, 엔진으로부터 입력되는 동력을 전륜측으로 출력이 이루어지도록 하는 전륜 구동수단과; 상기 전륜 구동수단을 통해 출력이 이루어질 때 슬립 상태를 엔진의 회전수와 차속으로 감지하는 전자 제어장치와; 상기 전자 제어장치의 전기적인 신호에 의해 직선 이동하여 1개의 구동륜을 택일함으로서 동력의 전달이 이루어지도록 하는 전환수단과; 상기 전환수단에 의해 전동되어 슬립시 후륜의 구동이 이루어지도록 동력을 출력하는 후륜 구동수단을 포함하여 이루어지는 자동차의 구동륜 전환장치를 제공하는데 있다.

Description

자동차의 구동륜 전환장치

제1도는 본 발명에 따른 구동륜 전환장치를 도시한 도면.

제2도는 본 발명에 따른 구동륜 전환장치의 작용을 도시한 도면.

[발명의 분야]

본 발명은 자동차의 구동륜 전환장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구동력 확보 및 타이어 슬립을 방지하여 차량의 동력 전달성능을 유지할 수 있게 2륜구동에서 4륜구동으로의 절환이 자동으로 이루어지도록 한 자동차의 구동륜 전환장치에 관한 것이다.

[종래 기술]

일반적으로 2륜구동 또는 4륜구동으로 전환할 수 있는 구동장치를 파트타임 4륜구동이라 한다.

상기한 파트 타임 4륜구동은 앞 바퀴 굴림(FF)차를 베이스로 한 것과, 뒷바퀴굴림(FR)차를 베이스로 한 것이 있다.

상기 양쪽 모두 노면 상황과 주행상태에 맞추어 운전자가 임의로 2륜구동에서 4륜구동으로 전환시 전환레버와 스위치를 사용해 트랜스퍼 내부를 조작, 2륜구동과 4륜구동으로 전환할 수 있게 한 구동 방식이다.

상기한 2륜구동과 4륜구동의 전환은 보통 전동 모터나 레버로 하게 된다. 이 전환장치를 트랜스퍼라 하며 내부에서 2륜구동과 4륜구동의 전환을 커플링 슬리브로 한다.

이외 4륜구동 주행에서도 고속 주행과 저속 주행때 커다란 구동력을 전달할 수 있는 전환장치를 설치한 방식도 있다.

상기한 2, 4륜구동의 전환장치에 적용되는 트랜스퍼는 트랜스퍼 액셀레이터에서 동력을 받아 프로펠러 샤프트의 동력 전달을 단속(4륜구동과 2륜구동의 전환)한다.

이는 액츄에이터에 의해 커플링 슬립을 이동시켜 기어와 카운터 샤프트 사이의 동력 전달을 단속하면서 4륜구동과 2륜구동의 전환이 이루어지게 한다.

그리고 엔진에서 전달되는 동력은 트랜스 액슬에서 두 개로 나뉘어진다. 한쪽은 디퍼렌셜에 전달되어 앞바퀴를 구동하고 다른 한쪽은 트랜스퍼에서 전환(90°)해 직접 리어 디퍼렌셜에 전달되고 뒷바퀴를 구동하도록 되어 있다.

한편 뒤 바퀴 굴림 4륜구동에는 트랜스미션의 뒤쪽에 트랜스퍼를 설치했다. 이는 트랜스퍼에 의해 앞, 뒤 바퀴의 구동력을 분배하고 있어 동력은 트랜스미션에서 트랜스퍼로 전달된다.

상기한 트랜스퍼에서 2륜구동과 4륜구동의 전환을 주행 도중에 할 수 있도록 싱크로 기구와 샤프트 레버가 설치되어 있다.

상기한 종래 기술은 2륜구동에서 4륜구동으로 전환하는 전환장치의 구조가 복잡하여 경량화에 역행 연비 효율을 떨어뜨리는 문제점이 있다.

[발명의 요약]

본 발명의 목적은 구동력 확보 및 타이어 슬립을 방지하여 차량의 동력 전달성능을 유지할 수 있게 2륜구동에서 4륜구동으로의 절환이 자동으로 이루어지도록 한 자동차의 구동륜 전환장치를 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 차량의 2, 4륜구동 전환장치에 있어서, 엔진으로부터 입력되는 동력으로 회전하여 출력이 이루어지도록 하는 정, 역 회전수단과; 상기 정, 역 회전수단을 통해 출력이 이루어질 때 엔진의 회전수와 차속으로 슬립 상태를 감지하는 제어수단과; 상기 전자 제어장치의 전기적인 신호에 의해 직선 이동하여 1개의 구동륜을 택일함으로서 동력의 전달이 이루어지도록 하는 전환수단과; 상기 전환수단에 의해 전동되어 슬립시 후륜의 구동이 이루어지도록 동력을 출력하는 후륜 구동수단을 포함하여 이루어지는 자동차의 구동륜 전환장치를 특징으로 한다.

[실시예]

이하, 본 발명의 바람직한 일 실시예를 첨부한 도면에 의하여 더욱 상세히 설명한다.

제1도는 본 발명에 따른 구동륜 전환장치를 도시한 도면이고, 제2도는 본 발명에 따른 구동륜 전환장치의 작용을 도시한 도면으로, 부호(1)은 구동륜 전환장치를 지칭한다.

상기한 구동륜 전환장치(1)는 차량의 2, 4륜구동을 선택적으로 전환하는 장치로서, 크게 정, 역 회전수단(2)과, 제어수단(4), 그리고 전환수단(6) 및 후륜 구동수단(8)으로 구성되어 이루어진다.

상기한 정, 역 회전수단(2)은 단순 유성기어로서, 엔진으로부터 입력되는 동력을 전륜으로 출력하면서 전환수단(6)에도 출력이 이루어지도록 한다.

상기한 정, 역 회전수단(2)은 엔진의 동력이 캐리어(10)를 통해 입력되는 피니언 기어(12)와, 이 피니언 기어(12)로부터 입력된 동력의 출력이 이루어지도록 하는 선기어(14)와, 링기어(16)로 이루어지고 있다.

상기한 링기어(16)는 전환수단(6)과의 결합이 용이하게 이루어지는 가압홈(20)을 형성하고 있으며, 이 가압홈(20)의 일방향을 개구되게 형성한다.

상기한 가압홈(20)의 일측을 개구되게 형성함으로서 전환수단(6)의 좌, 우 이동이 용이하게 이루어지도록 한다.

상기한 구동륜 전환장치(1)의 제어수단(4)은 정, 역 회전수단(2)을 통해 출력이 이루어질 때 엔진의 회전수와 차속으로 슬립 상태를 감지하도록 한다.

상기한 제어수단(4)은 차량의 속도를 감지하는 차속센서(22)와 엔진의 회전수를 회전수 감지센서(24)로부터 전기적인 신호를 인지하는 전자제어장치(26)와, 이 전자제어장치(26)의 전기적인 신호로 자화되는 전자석부재(28)로 이루어지고 있다.

상기한 구동륜 전환장치(1)의 전환수단(6)은 전자제어장치(26)의 전기적인 신호에 의해 직선 이동하여 1개의 구동륜을 택일함으로서 동력의 전달이 이루어지도록 한다.

상기한 전환수단(6)은 선기어(14)의 스플라인 축(30)을 직선 이동하는 가변부제(32)와, 이 가변부재(32)를 전자제어장치(26)의 신호로 전, 후진시키는 피스톤관(34)과, 이 피스톤관(34)에 의해 이동하는 가변부재(36)의 외주연에 개재되어 일방향으로 가압시 4륜 구동이 이루어지도록 동력을 전달하는 금속구부재(36)를 구성하여 이루어진다.

상기한 가변부재(32)는 스플라인 축(30)을 미끄러지는 제1스플라인기어부(38)와 이 제1스플라인기어부(38)를 일측에 형성하면서 소정의 형상을 한 슬라이드 관부(40)와, 이 슬라이드 관부(40)의 외주면에서 가장자리 측으로 절개되어 금속구부재(36)가 개재되는 키홈부(42)를 형성하고 있다.

상기한 스플라인 축(30)은 가변부재(32)를 일방향으로 푸쉬하는 탄성부재(44)와, 이 탄성부재(44)에 의해 가변부재(32)의 이동이 이루어지게 형성한 제2스플라인기어부(46)와, 상기 탄성부재(44)의 일측이 지지되도록 형성한 탄지 플렌지부(48)로 이루어지고 있다.

상기한 전환수단(6)의 피스톤관(34)은 슬라이드 관부(40) 내주연에 니들 베어링(50)을 개재후 조립되게 형성한 외 플렌지부(52)와, 이 외 플렌지부(52)에서 연장되어 돌출 형성되는 관부(54)와, 이 관부(54)가 전자석부재(28)에 부착되게 내 플렌지부(56)를 형성한다.

상기한 후륜 구동수단(8)은 전환수단(6)에 의해 전동되어 슬립시 후륜의 구동이 이루어지도록 동력을 출력하게 한다.

상기한 후륜 구동수단(8)은 가변부재(32)의 이동으로 연결되어 전동이 이루어지는 후륜 기어부(58)와, 이 후륜 기어부(58)의 일측에 전자제어장치(26)의 신호를 받아 전자석부재(28)에 부착시 피스톤 관(34)이 미끄러지는 슬라이드 홀(60)을 형성하고 있다.

상기한 후륜 기어부(58)는 금속구부재(36)가 자리할 수 있는 전환홈(62)을 형성하여 가변부재(32)의 이동시 금속구부재(36)를 가압하고, 이로서 동력 전달이 이루어지도록 한다.

상기한 금속구부재(36)는 가변부재(32)의 키홈부(42)에 개재되는데, 가압홈(20)에 위치하는 제1금속구(64)와, 전환홈(62)에 위치하는 제2금속구(66)로 나뉜다.

상기한 구동 전환장치(1)의 링기어(16)와 후륜 기어부(58)는 볼 베어링(68)로 지지 설치되고 있어 회전이 용이하게 이루어지도록 한다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명은 차량이 직진 상태이거나 보통 주행시에는 엔진으로부터 동력이 유성 캐리어(10)에 의해 피니언 기어(12)로 입력이 이루어진다.

상기한 피니언 기어(12)는 선기어(14)를 통해 전환수단(6)의 가변부재(32)에 동력을 전달하고, 링기어(16)를 통해서는 전륜에 구동력을 전달한다.

상기한 링기어(16)를 통해 전륜만을 구동시킴으로서 차량은 2륜구동 상태로 주행을 한다.

이때에는 선기어(14)에 형성한 스플라인 축(30)의 탄성부재(44)가 가변부재(32)를 푸쉬하고 있어서 키홈부(42)와 가압홈(20)에 개재된 제1금속구(44)를 가압하고 있기 때문에 후륜에는 동력 전달이 이루어지지 못한다.

그리고 상기한 바와 같이 차량이 2륜으로 구동하고 있다가 차량이 선회하거나 타이어 슬립 발생시에는 전자 제어장치(26)가 차량의 속도와 엔진 회전수를 감지하여 전자석부재(28)를 자화시킨다.

상기한 전자석부재(28)의 자화로 피스톤관(34)을 자력으로 끌어당김으로서 슬라이드 홀(60)을 미끄러져 피스톤관(34)의 내 플렌지부(56)가 부착한다.

상기한 피스톤관(34)이 우측으로 이동하면 외 플렌지부(52)로 조립된 가변부재(32)의 스플라인 축(30)상 이동이 이루어진다.

상기한 가변부재(32)가 이동함으로서 키홈부(42)와 가압홈(20) 사이에 개재되어 있던 제1금속구(44)는 가압 상태에서 해제되고, 타측의 키홈부(42)와 전환홈(62)에 개재된 제2금속구(66)의 가압이 이루어진다.

이에 따라 선기어(14)를 통해 입력 동력이 스플라인 축(30)과 가변부재(32)를 거쳐 후륜 구동수단(8)의 후륜 기어부(58)에 동력 전달이 이루어진다.

상기한 후륜 기어부(58)는 후륜에 구동력을 전달하게 됨으로서 차량은 4륜 구동상태로 전환이 이루어져 선회와 슬립시에도 적절한 주행성과 구동성을 확보하여 정상 주행에 이르게 한다.

이와 같이 차량이 직진주행으로 돌아오면 전자 제어장치(26)는 전자석부재(28)에 인가되던 전원을 차단하여 자력을 발생하지 못하도록 한다.

상기한 전자석부재(28)가 자력을 발생하지 못함으로서 가변부재(32)는 탄성부재(44)의 탄성력으로 푸쉬되어 앞에서 설명한 바와 같이 2륜 구동상태로 전환이 이루어진다.

이러한 본 발명은 직진시 등에는 2륜 구동상태로 주행하여 연비를 향상하고, 도로의 악조건시에는 자동으로 4륜 구동상태로 전환함으로서 주행성 안정성을 도모할 수 있는 발명이다.

그리고 구동륜 전환장치에 적용되는 센서장치를 기존의 것을 그대로 이용함으로서 경제적이다.

Claims (10)

1. 2, 4륜구동 전환장치에 있어서, 엔진으로부터 입력되는 동력을 전륜측으로 출력이 이루어지도록 하는 정, 역 회전수단과; 상기 정, 역 회전수단을 통해 출력이 이루어질 때 슬립 상태를 엔진의 회전수와 차속으로 감지하는 전자 제어장치와; 상기 전자 제어장치의 전기적인 신호에 의해 직선 이동하여 1개의 구동륜을 택일함으로서 동력의 전달이 이루어지도록 하는 전환수단과; 상기 전환수단에 의해 전동되어 슬립시 후륜의 구동이 이루어지도록 동력을 출력하는 후륜 구동수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동차 구동륜 전환장치.
2. 제1항에 있어서, 정, 역 회전수단은 단순 유성기어로 엔진의 동력이 캐리어를 통해 입력되는 피니언 기와, 이 피니언 기어로부터 입력된 동력의 출력이 이루어지도록 하는 선기어와, 링기어로 이루어지는 자동차의 구동륜 전환장치.
3. 제2항에 있어서, 링기어는 전환수단과의 결합을 용이하게 하면서 일측을 개구한 가압홈을 형성한 자동차의 구동륜 전환장치.
4. 제1항에 있어서, 전환수단은 선기어의 스플라인 축을 직선 이동하는 가변부재와, 이 가변부재를 전자 제어장치의 신호로 전, 후진시키는 피스톤관과, 이 피스톤관에 의해 이동하는 가변부재의 외주연에 개재되어 일방향으로 가압시 동력을 전달하는 금속구부재를 포함하여 이루어지는 자동차의 구동륜 전환장치.
5. 제4항에 있어서, 가변부재는 스플라인 축을 미끄러지는 제1스플라인기어부와 이 제1스플라인기어부를 일측에 형성하면서 소정의 형상을 한 슬라이드 관부와, 이 슬라이드 관부의 외주면에서 가장자리 측으로 절개되어 금속구부재가 개재되는 키홈부를 형성하여 이루어지는 자동차의 구동륜 전환장치.
6. 제4항에 있어서, 스플라인 축은 탄성부재에 의해 가변부재의 이동이 이루어지게 형성한 제2스플라인기어부와, 상기 탄성부재의 일측이 지지되도록 형성한 탄지 플렌지부로 이루어지는 자동차의 구동륜 전환장치.
7. 제4항에 있어서, 피스톤관은 슬라이드 관부 내주연에 니들 베어링을 개재후 조립되게 형성한 외향 플렌지부와, 이 외향 플렌지부에서 연장되어 돌출 형성되는 관부와, 이 관부가 전자석부재에 부착되게 내향 플렌지부를 형성하여 이루어지는 자동차의 구동륜 전환장치.
8. 제1항에 있어서, 후륜 구동수단은 가변부재의 이동으로 연결되어 후륜에 동력을 전달하는 후륜 기어부와, 이 후륜 기어부의 일측에 피스톤 관이 미끄러지는 슬라이드 홀을 형성하여 이루어지는 자동차의 구동륜 전환장치.
9. 제8항에 있어서, 후륜 기어부는 금속구부재가 위치할 수 있도록 하면서 가변부재의 이동으로 가압이 이루어질 수 있게 전환홈을 형성하여 이루어지는 자동차의 구동륜 전환장치.
10. 제9항에 있어서, 금속구부재는 가변부재의 키홈부와 가압홈 사이에 위치하는 제1금속구와, 키홈부와 전환홈사이에 위치하는 제2금속구를 포함하여 이루어지는 자동차의 구동륜 전환장치.