KR100245687B1 - 자동차의 동력 전달장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전,후륜에 구동력을 분배하는 센터 디퍼렌셜과 차동 제한장치를 일체형으로 하여 도로 조건에 알맞은 구동력 분배가 이루어지도록 하는 자동차의 차동 제한장치로 이를 실현하기 위하여 엔진으로부터 입력이 이루어지는 동력을 각 구동륜에 전달하는 정,역 회전수단과;

상기 정,역 회전수단에 입력된 동력을 후륜에 전달되도록 하는 후륜 전동수단과,

상기 정,역 회전수단과 후륜 전동수단사이에 탄성력으로 탄압이 이루어져 차동 제한을 발생시키는 자동 제한수단을 포함하여 이루어지는 자동차의 자동 제한장치를 특징으로 한다.

Description

자동차의 동력 전달장치

제 1 도는 본 발명에 따른 동력 전달장치를 도시한 도면.

제 2 도는 본 발명에 따른 동력 전달장치의 작용을 도시한 도면.

제 3 도는 종래 기술을 도시한 도면.

제 4 도는 종래 기술에 따른 디퍼렌셜 케이스의 비구동을 도시한 도면.

제 5 도는 종래 기술에 따른 디퍼렌셜 케이스의 구동을 도시한 도면.

[발명의 분야]

본 발명은 자동차의 동력 전달장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전,후륜에 구동력을 분배하는 센터 디퍼렌셜과 자동 제한장치를 일체형으로 하여 도로 조건에 알맞은 구동력 분배가 이루어지도록 하는 자동차의 동력 전달장치에 관한 것이다.

[종래기술]

제 3 도는 종래 기술인 자동 제한장치(LSD)(1)로, 제4,5도는 그 작용으로, 기본적인 면에서는 일반적인 차동장치와 같지만 바퀴의 회전차가 발생하면 좌, 우 토크 배분비율이 달라진다.

일반적으로 차량이 좌회전하면 안쪽 바퀴가 늦게 회전하여 회전속도가 느린쪽으로 토크 배분 비율이 많아진다.

또, 디퍼렌셜 기어를 장착한 차량은 바퀴 한쪽이 진흙길이나 빙판길에 빠져 노면과의 마찰계수가 낮아지면 바퀴는 작은 토크에서도 쉽게 슬립한다.

파워 로크 타입 차동 제한장치(50)를 예로 설명하면 마찰 클러치(52)를 사용해 차동작용을 자동적으로 제한 것이다.

이는 2개의 마찰 클러치를 달아 뒤 차축(54)과 디퍼렌셜 케이스(56)를 연결하고 있는 것이 일반적인 디퍼렌셜 기어와 다르다.

상기 차동 제한장치(50)에서 피니언 샤프트(58)는 중앙부가 디귿자형의 오목부(60)에 의해서 헐겁게 십자형으로 결합되고 디퍼렌셜 케이스(56)에 연결되는 부분은 V자형으로 가공되어 있다.

또, 디퍼렌셜 케이스(56)에 연결되는 구멍은 샤프트의 V자형에 맞도록 만들어 피니언 샤프트(58)가 움직일 수 있도록 하고 있다.

이에 따라 디퍼렌셜 케이스(56)에 결합하는 마찰 플레이트(52)와 디퍼렌셜 케이스(56)의 토크를 그 압착력에 의해 사이드 기어 링 (56)에 결합하는 마찰디스크(64)로 구성되어 이루어진다.

이것은 디퍼렌셜 케이스(56)의 토크를 그 압착력에 따라 사이드 링기어(66)에 전달하는 작용을 한다.

클러치의 압착력은 구동 피니언에 의해 디퍼렌셜 케이스(56)가 구동될 때 피니언 샤프트(58)에는 구동 바퀴의 저항이 걸려 있기 때문에 케이스 빗면(68)에 따라 밀려 올라가도록 해 피니언 샤프트(58)를 옆쪽으로 미는 힘이 발생한다.

만일 오른쪽 바퀴의 저항이 적고 왼쪽보다 빨리 회전하고 있다면 오른쪽 뒤 차축의 회전이 가장 빠르고 디퍼렌셜 케이스(58)가 그 다음이며 왼쪽의 뒤차축이 가장 늦다.

이럴 때 일반적인 디퍼렌셜 기어는 링 기어의 토크가 좌, 우 뒤차축에 똑같이 분배되지만 이 형식에서는 좌우의 클러치가 피니언 샤프트(58)에 의해 생기는 압력에 미끄러지면서 회전하게 되어 회전이 빠른 오른쪽 샤프트는 클러치를 거쳐 디퍼렌셜 케이스(56)를 구동하므로 그 토크는 왼쪽 샤프트에 플러스 되는 결과가 된다.

또 한쪽 바퀴가 진흙 등에 빠져 타이어와 노면의 점착력이 감소한 경웅 일반적인 디퍼펜셜 기어를 사용한 차는 진흙에 빠진 바퀴는 공전을 시작하고 반대쪽의 바퀴는 공전중의 바퀴저항과 같은 추진력밖에 발생하지 않아 탈출이 힘들다.

그러나 차동 제한장치(50)를 장착한 차량은 공정하는 쪽의 바퀴저항이 대응하는 토크가 반대쪽의 바퀴에 플러스되므로 진흙에서 쉽게 탈출이 이루어지게 한다.

이러한 종래기술은 다량의 마찰 클러치를 장착하여 작동이 이루어지도록 하고 있기 때문에 구조가 복잡하고 차량의 중량을 높이는 개기가 되어 연비효율을 떨어뜨리며, 원가상승을 초래하는 문제점이 있다.

[발명의 요약]

본 발명의 목적은 전,후륜에 구동력을 분배하는 센터 디퍼렌셜과 차동 제한장치를 일체형으로 하여 도로 조건에 알맞은 구동력 분배가 이루어지도록 하는 자동차의 동력 전달장치를 제공하는데 있다.

이를 실현하기 위한 본 발명은 엔진으로부터 입력이 이루어지는 동력을 각 구동륜에 전달하는 전동수단과;

상기 전동수단에 입력된 동력을 후륜에 전달되도록 하는 후륜 전동수단과,

상기 전동수단과 후륜 전동수단사이에 탄성력으로 탄압이 이루어져 차동제한을 발생시키는 차동 제한수단을 포함하여 이루어지는 자동차의 동력 전달장치를 특징으로 한다.

[실시예]

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

제 1 도는 본 발명에 따른 동력 전달장치를 도시한 도면이고, 제 2 도는 본 발명에 따른 동력 전달장치의 작용을 도시한 도면으로, 부호(1)은 동전달장치를 지칭한다.

상기한 동력 전달장치(1)는 정,역 회전수단(2)과 후륜 전동수단(4), 및 차동 제한수단(6)으로 구성되어 이루어지고 있다.

상기한 정,역 회전수단(2)은 엔진으로부터 입력이 이루어지는 동력을 각 구동륜(8)에 전달한다.

상기한 정,역 회전수단(2)은 단순 유성기어로 피니언 기어(10), 선기어(12), 링기어(14)를 포함하여 이루어지고 있다.

상기한 피니언 기어(10)는 엔진의 동력이 캐리어(16)를 통해 입력되며, 선기어(12)와 링기어(14)에 동력을 전달한다.

상기한 선기어(12)는 피니언 기어(10)로 전달된 동력을 소정의 동력 전달부재(도시하지 않음)를 통해 전륜에 전달한다.

상기한 선기어(12)는 스플라인 축(18)을 일체로 형성하고 있으며, 이 스플라인 축(18)에 캠 디스크 플레이트(20)를 설치하여 좌, 우 직선운동을 하도록 한다.

상기한 동력 전달장치(1)의 후륜 전동수단(4)은 정, 역 회전수단(2)으로부터 입력된 동력을 후륜에 전달한다.

상기한 후륜 전동수단(4)은 링기어(22)와, 후측판(24)으로 형성되어 이루어지고 있다.

상기한 링기어(22)는 피니언 기어(10)와 기어 물림하여 동력을 전달받도록 하고 있다.

상기한 후륜 전동수단(4)의 후측판(24)은 링기어(14)에서 연장되어 캠디스크 플레이트(20)와 마주하게 형성하고 있으며, 니들 베어링(26)이 위치할 수 있게 제 2 시트홈(28)을 방사형으로 형성한다.

상기한 후측판(24)은 스플라인 축(18)에 설치한 볼베어링(30)으로 지지되고 있으며, 이 볼베어링(30)은 스플라인 축(18)에 볼트(32)로 체결되는 스톱퍼(34)에 의해 고정 설치되고 있다.

상기한 자동 제한수단(6)은 선회시, 정,역 회전수단(2)과 후륜 전동수단(4)간에 회전차가 발생하는데, 이 회전차에 의해 각 수단의 회전을 억제하여 비틀림 토크 발생을 저감한다.

상기한 차동 제한수단(6)은 캠 디스크 플레이트(20)와, 후륜 전동수단(4)의 후측판(24), 그리고 이 사이에 개재되는 니들 베어링(26)을 포함하여 이루어지고 있다. (제 2 도의 화살표는 회전방향임)

상기한 캠 디스크 플레이트(20)는 스플라인 측(18)에 설치한 탄성부재(36)의 탄성력에 의해 항상 후측판(24)쪽으로 푸쉬되고 있다.

상기한 캠 디스크 플레이트(20)는 니들 베어링(26)이 위치할 수 있게 일정 간격을 두고 제 1 시트홈(38)을 형성하고 있다.

상기한 바와 같이 이루어지는 본 발명은 차량의 정상 주행 또는 직진시에는 피니언 기어(10)를 통해 입력된 구동력을 전,후륜에 그대로 분배 전달하는 센터 디퍼렌셜로 작동한다.

다시말해 엔진의 동력이 피니언 기어(10)에 입력되면 선기어(12)를 통해 전륜에 동력 전달이 이루어지고, 링기더(14)를 통해서는 후륜에 동력을 전달하는 장치로 작동한다.

그리고 차동 제한수단(6)으로 동작하게 됨은 예를 들어 차량이 선회하거나 후륜이 미끄럼 노면에 접하게 되면, 먼저 전,후륜간은 회전차를 달리하여 회전하게 된다.

즉, 차량의 전륜은 빠른 회전을 하고, 후륜은 늦은 회전을 하게 되는 현상이 발생한다.

이에 따라 차량의 후륜에 동력을 전달하고 있는 링기어(14)의 회전은 전륜에 동력을 전달하고 있는 선기어(12)에 비해 느리게 회전한다.

이러한 회전차 때문에 선기어(12)의 스플라인 축(18)에 탄성부재(36)로 탄지되어 회전하는 캠 디스크 플레이트(20)와 링기어(14)의 후측판(24)사이에 개재된 니들 베어링(26)은 회전을 방해하는 작용을 한다.

이로서 상기한 선기어(12)와 일체로 회전하는 캠 디스크 플레이트(20)가 제 2 시트홈(28)에 자리한 니들 베어링(26)을 타고 넘어야만 회전이 이루어진다.

이때 캠 디스크 플레이트(20)에는 니들 베어링(26)을 넘을 때 제 1 시트홈(38)에 의해 절도감이 발생한다.

상기한 캠 디스크 플레이트(20)의 회전으로 발생하는 절도감은 탄성부재(36)의 탄성력으로 직선 운동하여 완충되고, 아울러 진동의 흡수도 이루어진다.

이상과 같이 캠 디스크 플레이트(20)의 고속 회전이 링기어(14)의 저속 회전에 의해 상쇄됨으로서 선기어(12)를 통해 전륜에 전달되는 구동 회전력은 떨어진다.

이에 반해 링기어(14)는 빠르게 회전하는 선기어(12)에 의해 회전력이 플러스되어 어느 정도까지는 회전력의 상승을 가져온다.

상기한 링기어(14)의 회전력 상승은 개재된 니들 베어링(26)을 통해 전달되기 때문이다. 이 결과는 선기어(12)측에서 보면 반대로 감속을 유발하는 원인이다.

이러한 본 발명은 정상 주행시에는 동력을 분배하여 주는 센터 디퍼렌셜의 작용을 하고, 선회시등에는 선기어와 링기어의 회전차를 줄여 주는 차동 제한수단으로 작용을 함으로서 구동성 및 주행성의 화고가 이루어지는 발명이다.

또, 본 발명은 동력 분배기능과, 차동 제한기능을 함께 구비하는 간단한 구조로 장치화함으로서 설계의 자유도가 향상되는 발명이다.

상기 차동 제한장치의 작동시에도 니들 베어링을 채용함으로서 소음의 절감이 이루어지는 발명이다.

Claims (4)

1. 엔진으로부터 입력이 이루어지는 동력을 전륜에 전달하는 단순 유성기어로 엔진의 동력이 입력되어 선기어와 링기어에 동력을 전달하는 피니언 기어와, 이 피니언 기어로 전달된 동력을 소정의 동력 전달부재를 통해 전륜에 전달한 선기어와, 상기 피니언 기어에 기어 물림하여 회전함으로서 후륜에 동력을 전달하는 링기어를 포함한 정, 역 회전수단과;

   상기 정,역 회전수단에 입력된 동력을 후륜에 전달되게 피니언 기어와 기어 물림하여 동력을 전달받는 링기어와, 이 링기어에 일체이면서 후측판이 링기어에서 연장 형성되어 캠 디스크 플레이트와 마주하는 후측판을 포함한 후륜 전동수단과,

   상기 정,역 회전수단과 후륜 전동수단사이에 탄성력으로 탄압이 이루어져 차동 제한을 발생시키게 스플라인 축에 탄지되어 직선 운동하게 설치한 캠 디스크 플레이트와, 이 캠 디스크 플레이트에 개재되는 니들 베어링이 위치할 수 있게 방사형으로 제 2 시트홈을 형성한 후측판, 상기 캠 디스크 플레이트와 후측판 사이에 개재되어 회전을 억제하는 니들 베어링을 포함한 차동 제한수단을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 자동차의 차동 제한장치.
2. 제1항에 있어서, 캠 디스크 플레이트는 선기어측에 지지되면서 스플라인축에 삽입 설치된 탄성부재로 일방향에서 탄지되게 설치되어 이루어지는 동력 전달장치.
3. 제 1 항에 있어서, 캠 디스크 플레이트에는 니들 베어링이 위치할 수 있게 일정 간격을 두고 제 1 시트홈을 형성하여 이루어지는 동력 전달장치
4. 제 3 항에 있어서, 후측판에는 니들 베어링이 위치할 수 있게 방사형으로 제 2 시트홈을 형성하여 이루어지는 동력 전달장치.