KR100224358B1 - 차동제한장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 차동제한장치에 관한 것으로서, 추진축으로부터 회전력을 전달받는 케이스와, 상기 케이스의 내측에 설치된 2개의 링기어와, 상기 각각의 링기어에 치합되는 2개의 하모닉 기어와, 상기 2개의 하모닉 기어 내측에 각각 치합되며 양측의 드라이브 샤프트에 일체로 형성된 2개의 선기어와, 상기 2개의 하모닉 기어가 상대 회전을 일정한 힘으로 억제하도록 설치된 탄성 볼 지지수단으로 구성된 차동제한장치를 제공하여, 상기 탄성 볼 지지수단에 의해 원하는 차동제한력을 얻을 수 있도록 함으로써, 차동작용을 수행하면서도 일정한 범위 내에서는 양쪽 바퀴에 항상 회전토크가 적절히 분배되어 제공될 수 있도록 함으로써, 차량의 주행상태를 보다 안정되도록 하는 효과를 얻을 수 있다.

Description

차동제한장치

본 고안은 자동차의 선회주행이 용이하도록 하는 차동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 불필요한 차동작용을 방지하도록 하는 차동 제한 장치에 관한 것이다.

자동차는 엔진에서 발생된 동력을 바퀴에 적절히 전달하기 위해 클러치와 변속기 및 차동장치 등을 사용하고 있는 바, 도 4에 도시된 바와 같이 전륜 구동차는 변속기로부터의 출력을 바로 차동장치에 연결하고, 후륜 구동차는 엔진(51) 및 변속기(52)로부터의 출력을 추진축(56)을 통해 차동장치(57)에 전달하도록 되어 있다.

상기 차동장치(57)는 자동차의 선회 주행시 내륜과 외륜의 속도차를 발생시켜 차량의 원활한 방향전환이 가능하도록 함과 아울러 노면이 고르지 못한 지형에서 자동차의 주행 안정성을 확보하도록 하는 것이다.

그런데, 상기한 바와 같은 차동장치는 양쪽 구동 바퀴(58)가 접하고 있는 노면의 마찰력 사이에 큰 차이가 발생되면 마찰력이 적은 쪽의 바퀴는 헛돌고 마찰력이 큰 쪽의 바퀴는 정지하여 차량의 정상적인 운행이 곤란한 경우가 발생된다.

즉, 한쪽 바퀴가 수렁에 빠지는 경우 차동장치(57)에 의해 수렁에 빠진 바퀴만 회전되고 보통의 지면에 위치한 바퀴는 정지상태를 유지하게 되어 차량은 자력으로 수렁을 벗어나지 못하게 되는 것이다.

상기한 바와 같은 현상은 일반적인 차동장치가 갖는 문제점으로서, 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 차동제한장치가 요구되며, 현재 많은 종류의 차동제한장치가 개발되고 있는 실정이다.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같이 무제한적인 차동작용으로 인한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 차동작용을 수행함과 아울러 양측 드라이브 샤프트의 상대적인 회전력의 차이가 일정수준 이상이 되면 상기 수행되던 차동작용을 제한하도록 하는 차동제한기능을 수행하는 차동제한장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차동제한장치의 구조도,

도 2는 도 1의 하모닉 기어를 B 및 C시점에서 관측한 도면,

도 3는 도 1의 탄성 볼 지지수단을 도시한 A-A'선 단면도이다.

도 4는 일반적인 차동 장치의 설치 상태도이다.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

1: 추진축 2: 케이스

3,4: 링기어 5,6: 하모닉 기어

7,8: 드라이브 샤프트 9,10: 선기어

11,12: 회전 중심축 13: 스프링

14: 조정스크류 15: 볼

16: 함몰부

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차동제한장치는 추진축으로부터 회전력을 전달받는 케이스와, 상기 케이스의 내측에 설치된 2개의 링기어와, 상기 각각의 링기어에 치합되는 2개의 하모닉 기어와, 상기 2개의 하모닉 기어 내측에 각각 치합되며 양측의 드라이브 샤프트에 일체로 형성된 2개의 선기어와, 상기 2개의 하모닉 기어가 상대 회전을 일정한 힘으로 억제하도록 설치된 탄성 볼 지지수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 차동제한장치의 구조를 개념화한 구조도로서, 추진축(1)으로부터 회전력을 전달받는 케이스(2)와, 상기 케이스(2)의 내측에 설치된 2개의 링기어(3,4)와, 상기 각각의 링기어(3,4)에 치합되는 2개의 하모닉 기어(5,6)와, 상기 2개의 하모닉 기어(5,6) 내측에 각각 치합되며 양측의 드라이브 샤프트(7,8)에 일체로 형성된 2개의 선기어(9,10)와, 상기 2개의 하모닉 기어(5,6)의 상대 회전을 일정한 힘으로 억제하도록 설치된 탄성 볼 지지수단으로 구성되어 있다.

여기서, 상기 2개의 하모닉 기어(5,6)는 도 2에 도시된 바와 같이 그 회전 중심축(11,12)의 일측이 타측의 내측으로 삽입된 형태로 구성되었으며, 상기한 탄성 볼 지지수단은 상기와 같이 형성된 두 하모닉 기어(5,6)의 회전 중심축(11,12)에 형성된 바, 도 3에 도시된 바와 같이 외측의 회전 중심축(12)에 스프링(13)과 조정스크류(14)를 설치하여 볼(15)을 원하는 탄성력으로 내측의 회전 중심축(11)으로 압착시킬 수 있도록 하였으며, 상기 내측의 회전 중심축(11)에는 상기한 볼(15)의 일부가 삽입되어 일정한 범위의 회전력 내에서는 두 개의 하모닉 기어(5,6)가 일체로 회전될 수 있도록 지지하는 힘을 형성하도록 함몰부(16)를 형성하였다.

물론, 상기한 바와 같은 볼(15)과 함몰부(16)의 수량은 상기한 두 회전 중심축(11,12)의 내구성 및 원하는 차동제한력에 따라 적절한 수량으로 선택할 수 있다.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

차량의 선회주행과 같이 양쪽 드라이브 샤프트(7,8)의 회전속도차에 의한 차동작용이 요구되는 경우에는 상기 두 개의 하모닉 기어(5,6)는 상대적인 회전 운동을 함으로써, 양쪽 드라이브 샤프트(7,8)의 회전 속도차를 형성하여 차동작용이 이루어질 수 있도록 한다.

물론, 상기와 같은 작동중에는 상기 탄성 볼 지지수단의 볼(15)은 상기한 스프링(13)을 압축시키면서 상기 함몰부(16)에서 빠져나와 두 개의 하모닉 기어(5,6)가 자유로운 회전상태를 이루도록 하는 동작을 회전에 따라 반복적으로 실행하면서 차동작용이 이루어지도록 한다.

한편, 차량이 노면 상태가 불량한 곳이나 양쪽 바퀴의 마찰저항 차이가 큰 곳에서 주행할 때에는 차동제한 작용으로 양쪽 바퀴에 적절한 토크의 분배가 이루어질 수 있도록 하여야 하는 바, 이는 상기한 볼(15)이 스프링(13)에 의해 함몰부(16)에 탄성 지지되고 있는 상태에서 스프링(13)을 압축시키면서 상기 함몰부(16)로부터 빠져나오도록 하는 데에 필요한 힘만큼 두 하모닉 기어(5,6)의 상대 회전이 억제됨으로써 이루어지는 것이다.

즉, 상기 스프링(13)과 볼(15) 및 함몰부(16)가 이루는 탄성력 및 구조적인 형상으로부터 볼(15)이 함몰부(16)를 이탈하여 두 하모닉 기어(5,6)의 자유로운 회전상태를 형성하는 데에 필요한 힘이 차동제한력으로 작용되는 것이다.

따라서, 상기와 같이 볼(15)이 함몰부(16)에서 이탈하는 데에 필요한 힘만큼의 범위 내에서는 차동이 일어나지 않고 양쪽 드라이브 샤프트(7,8)로 회전토크가 전달되도록 하여 안정된 운전상태를 확보하도록 하게 된다.

따라서, 상기한 바와 같이 구성된 차동제한장치는 상기 볼(15)과 스프링(13) 및 함몰부(16)의 형상 등에 의해 원하는 차동제한력을 적절히 인가할 수 있어서 일정한 범위 내에서는 양쪽 바퀴에 항상 회전토크가 적절히 분배되어 제공될 수 있도록 하면서 차동작용이 이루어지도록 할 수 있다.

또한, 상기와 같은 하모닉 기어 형식은 종래의 유성기어 형식의 피니언과 캐리어를 활용한 구조보다 그 작동 마찰력이 적고 내구성이 강한 잇점이 있다.

Claims (1)

1. 추진축으로부터 회전력을 전달받는 케이스와, 상기 케이스의 내측에 설치된 2개의 링기어와, 상기 각각의 링기어에 치합되는 2개의 하모닉 기어와, 상기 2개의 하모닉 기어 내측에 각각 치합되며 양측의 드라이브 샤프트에 일체로 형성된 2개의 선기어와, 상기 2개의 하모닉 기어가 상대 회전을 일정한 힘으로 억제하도록 설치된 탄성 볼 지지수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 차동제한장치.

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