KR100280633B1 - 원심력을 이용한 자동차동제한장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 원심력을 이용한 자동차동제한장치에 관한 것으로, 1쌍의 마찰판과 탄지스프링 및 볼을 이용해서 구조를 간단하게 만들어서 제작 및 보수 등이 용이하면서도 다판 클러치식에 비해 구동토오크를 상승시킬 수 있을 뿐만 아니라 내구성도 우수하고, 차동제한율도 용이하게 조절할 수 있도록 하는 데에 그 목적이 있다.

상기한 바의 목적을 달성하기 위해 추진축의 동력을 전달받아 회전하는 링기어에 일체로 차동케이스가 일체로 체결되고, 이 차동케이스내에 2개의 차동피니언축이 서로 직각방향으로 배열되며, 이 차동피니언축에는 2개의 차동피니언이 각각 서로 마주보게 장착되고, 이 차동피니언에는 좌측 우측 액슬축에 장착된 좌측 사이드기어와 우측 사이드기어가 각각 치합되며, 상기 차동케이스의 내주면과 사이드기어사이에 형성된 공간에 각각 배열되어 차동케이스에 핀을 매개로 상대회전이 불가능하도록 고정되는 반면에 반경방향으로 상대슬립이 가능하도록 마찰판이 체결되고, 이 마찰판의 일측면과 사이드기어사이에는 니들베어링이 개재되며, 상기 마찰판의 내주면에 원주방향으로 소정 각변위를 두고 반경방향으로 다수개의 홈이 형성되고, 이 홈속에 일부가 돌출되게 수용된 볼이 스프링을 매개로 탄지되는 한편, 상기 사이드기어와 차동케이스사이에 상대회전차가 발생할 때에 상기 볼을 매개로 스프링을 압축시켜 마찰판을 차동케이스에 밀착시키기 위해 사이드기어의 외주면에 상기 볼을 가이드하는 가이드홈이 형성되어 있다.

Description

원심력을 이용한 자동차동제한장치

본 발명은 차동제한장치에 관한 것으로, 특히 사이드기어의 외주부와 차동케이스의 내주면사이에 개재되는 마찰판이 사이드기어의 보스부에 형성된 가이드홈을 따라 안내이동하는 볼과 스프링을 매개로 탄지되어, 구조가 간단하여 조립 및 정비성이 향상되고, 차동제한 토오크를 상승시킬 수 있을 뿐만 아니라 스프링 상수를 가변시켜 차동제한율을 용이하게 조절할 수 있도록 한 원심력을 이용한 자동차동제한장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차동제한장치는 슬립으로 공전하고 있는 차륜의 동력을 감소시키고 반대쪽의 저항이 큰 차륜에 감소된 만큼의 동력이 더 전달되게 하여 슬립에 따른 공전없이 주행할 수 있도록 함과 더불어 미끄러운 노면에서 출발을 용이하게 하면서 타이어의 슬립을 방지하여 수명을 연장할 뿐만 아니라 급가속성이 양호하기 때문에 대부분의 자동차에 장착되고 있다.

도 1은 상기와 같은 종래의 다판 클러치식 자동차동제한장치의 단면을 도시한 것인 바, 즉 추진축의 동력을 전달받아 회전하는 링기어(101)에 차동케이스(102)가 일체로 회전되게 체결되고, 이 차동케이스(102)내에는 2개의 차동피니언축(103)이 서로 직각방향으로 배열되며, 상기 차동피니언축(103)에 각각 2개의 차동피니언(104)이 서로 마주보게 장착되어 있다.

그리고 상기 4개의 차동피니언(104)에는 좌측 액슬축(105)과 우측 액슬축(106)에 각각 연결된 좌측 사이드기어(105a)와 우측 사이드기어(106a)가 치합되어 있고, 상기 차동케이스(102)의 내주면에는 직선 홈이 형성되면서 이 홈속에 압력링의 도그가 끼워져, 압력링이 차동케이스내에서 좌측 혹은 우측으로 섭동할 수 있으나 상대회전은 불가능하게 되어 있다.

또 상기 압력링의 후면과 차동케이스의 내벽사이에는 다판클러치(107)가 설치되어 있고, 이 다판클러치에 초기예압을 부여하기 위해 2개의 사이드기어사이에는 예압스프링(108)이 개재되어 있다.

이에 따라 구동토우크는 종감속장치의 구동피니언에서 링기어로, 링기어에서 차동케이스로, 차동케이스에서 2개의 압력링에 전달되게 되는 데, 좌륜 및 우륜의 노면과의 점착력이 동일할 경우에는 구동토오크의 대부분이 압력링과 차동피니언을 거쳐 양측 사이드기어에 절반씩 전달되고, 나머지 일부는 압력링과 다판클러치를 거쳐 역시 양측 사이드기어에 균등하게 전달된다.

그러나 차량이 예컨대 선회하면서 좌륜 및 우륜의 노면과의 점착력이 서로 상이할 경우에는 2개의 압력링사이에 개재된 차동피니언축의 선단부가 압력링을 밀어주게 되고, 이 압착력에 의해 외륜측의 다판클러치에는 부하에 따라 변화하는 마찰토오크가 발생하며, 이 마찰토오크는 차동케이스와 내륜측 다판클러치를 거쳐서 내륜측 액슬축에 전달된다.

즉 외륜에서 발생된 마찰 토오크는 내륜의 구동 토오크로 작용하여 천천히 회전하는 내륜은 빠르게 회전하는 외륜보다 더 강력하게 구동된다.

그런데 상기와 같은 종래의 다판 마찰식 자동차동제한장치에서는 다수개의 다판 클러치와 압력링 등을 사용함에 따라 구조가 복잡하여 제작 및 정비 등이 어렬바고 하는 결점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 결점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 1쌍의 마찰판과 탄지스프링 및 볼을 이용해서 구조를 간단하게 만들어서 제작 및 보수 등이 용이하면서도 다판 클러치식에 비해 구동토오크를 상승시킬 수 있을 뿐만 아니라 내구성도 우수하고, 차동제한율도 용이하게 조절할 수 있도록 한 원심력을 이용한 자동차동제한장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 다판 클러치식 자동차동제한장치의 단면도이고,

도 2는 본 발명에 따른 원심력을 이용한 자동차동제한장치의 단면도,

도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.

〈 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 〉

1-링기어 2-차동케이스

3-피니언축 4-피니언

5,6-액슬축 5a,6a-사이드기어

7a,7b-마찰판 8-핀

9-베어링 10-볼

11-가이드홈

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 추진축의 동력을 전달받아 회전하는 링기어에 일체로 차동케이스가 일체로 체결되고, 이 차동케이스내에 2개의 차동피니언축이 서로 직각방향으로 배열되며, 이 차동피니언축에는 2개의 차동피니언이 각각 서로 마주보게 장착되고, 이 차동피니언에는 좌측 우측 액슬축에 장착된 좌측 사이드기어와 우측 사이드기어가 각각 치합되며, 상기 차동케이스의 내주면과 사이드기어사이에 형성된 공간에 각각 배열되어 차동케이스에 핀을 매개로 상대회전이 불가능하도록 고정되는 반면에 반경방향으로 상대슬립이 가능하도록 마찰판이 체결되고, 이 마찰판의 일측면과 사이드기어사이에는 니들베어링이 개재되며, 상기 마찰판의 내주면에 원주방향으로 소정 각변위를 두고 반경방향으로 다수개의 홈이 형성되고, 이 홈속에 일부가 돌출되게 수용된 볼이 스프링을 매개로 탄지되는 한편, 상기 사이드기어와 차동케이스사이에 상대회전차가 발생할 때에 상기 볼을 매개로 스프링을 압축시켜 마찰판을 차동케이스에 밀착시키기 위해 사이드기어의 외주면에 상기 볼을 가이드하는 가이드홈이 형성되어 있다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 원심력을 이용한 자동차동제한장치의 단면도이고, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도인 바, 즉 추진축의 동력을 전달받아 회전하는 링기어(1)에 차동케이스(2)가 일체로 회전되게 체결되고, 이 차동케이스(2)내에는 2개의 차동피니언축(3)이 서로 직각방향으로 배열되며, 상기 차동피니언축(3)에 각각 2개의 차동피니언(4)이 서로 마주보게 장착되어 있다.

그리고 상기 4개의 차동피니언(4)에는 좌측 액슬축(5)과 우측 액슬축(6)에 각각 연결된 좌측 사이드기어(5a)와 우측 사이드기어(6a)가 치합되어 있고, 상기 차동케이스(2)의 내주면과 사이드기어사이에 형성된 공간에는 마찰판(7a,7b)이 각각 배열되어 있는 데, 이 마찰판은 차동케이스에 핀(8)을 매개로 상대회전이 불가능하도록 고정되는 반면에 반경방향으로 약간의 상대슬립이 가능하도록 체결되고, 상기 마찰판의 일측면과 사이드기어사에는 니들베어링(9)이 개재되어 있다.

또 상기 마찰판의 내주면에는 원주방향으로 대략 120도의 각도를 두고 홈이 형성되면서 이 홈속에 볼(10)이 수용되어 스프링(11)을 매개로 탄지되어 있는 바, 상기 볼(10)은 그 일부가 마찰판의 내주면보다 돌출되게 설치되어 있고, 상기 사이드기어의 보스부 외주면에는 상기 볼(10)의 일부가 수용되는 가이드홈(11)이 형성되어 있다.

여기서 상기 가이드홈(11)은 도 3에 자세히 도시된 바와 같이 대략 120도의 각도를 두고 돌기부(11a)와 함몰부(11b)를 갖춘 캠형상으로 되어, 상기 볼(10)이 가이드홈의 돌기부(11a)에 위치하게 되면 볼을 탄지하고 있는 스프링이 최대로 압축되면서 마찰판을 차동케이스쪽으로 강하게 밀어주게 되어, 차동케이스사이의 마찰력이 최대가 된다.

그리고 상기 볼(10)이 함몰부(11b)에 위치하게 되면 상기 스프링이 최대한으로 이완되면서 마찰판과 차동케이스사이의 마찰력이 최소한으로 줄어들게 된다.

즉 차량이 예컨대 선회하면서 좌륜 및 우륜의 노면과의 점착력이 서로 상이할 경우에는 차동작용에 의해 차동케이스와 사이드기어사이에 상대회전차가 발생하게 되고, 이 상대회전차로 인해 상기 볼이 사이드기어의 가이드홈을 따라 이동하면서 스프링을 압축되며, 이 스프링의 압축력으로 마찰판이 차동케이스의 내주면에 밀착되게 되어, 외륜측의 마찰판에는 부하에 따라 변화하는 마찰토오크가 발생하게 된다.

그리고 상기 마찰토오크는 차동케이스와 내륜측 마찰판을 거쳐서 내륜측 액슬축에 전달되어, 외륜에서 발생된 마찰 토오크가 내륜의 구동 토오크로 작용하여 천천히 회전하는 내륜을 빠르게 회전하는 외륜보다 더 강력하게 구동시키게 된다.

상기와 같은 구조로 된 본 발명에 따른 원심력을 이용한 자동차동제한장치에 의하면, 종래의 다판클러치와 압력링을 사용하지 않고 단지 하나의 마찰판만을 이용하므로 구조가 간단하여 제작 및 보수 등이 용이해지고, 또 상기 볼을 탄지하고 있는 스프링 상수를 조절하면 마찰판에 의한 전달토오크와 차동제한율을 용이하게 조정할 수 있으며, 다판클러치식에 비해 내구성이 우수하면서 전달토오크도 크게 할 수 있는 효과가 있다.

Claims (2)

1. 추진축의 동력을 전달받아 회전하는 링기어에 일체로 체결된 차동케이스와, 이 차동케이스내에 서로 직각방향으로 배열된 2개의 차동피니언축, 이 차동피니언축에 각각 서로 마주보게 장착된 2개의 차동피니언, 이 차동피니언에 치합되면서 좌측 우측 액슬축에 장착된 좌측 사이드기어와 우측 사이드기어를 갖춘 차동제한장치에 있어서,

   상기 차동케이스의 내주면과 사이드기어사이에 형성된 공간에 각각 배열되어 차동케이스에 핀을 매개로 상대회전이 불가능하도록 고정되는 반면에 반경방향으로 상대슬립이 가능하도록 체결된 마찰판과, 이 마찰판의 일측면과 사이드기어사이에 개재된 니들베어링, 상기 마찰판의 내주면에 원주방향으로 소정 각변위를 두고 반경방향으로 형성된 다수개의 홈, 이 홈속에 일부가 돌출되게 수용되면서 스프링을 매개로 탄지된 볼, 상기 사이드기어와 차동케이스사이에 상대회전차가 발생할 때에 상기 볼을 매개로 스프링을 압축시켜 마찰판을 차동케이스에 밀착시키기 위해 사이드기어의 외주면에 형성된 상기 볼을 가이드하는 가이드홈을 갖춘 것을 특징으로 하는 원심력을 이용한 자동차동제한장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 가이드홈이 사이드기어의 보스부에 원주방향으로 120도의 각도를 두고 형성된 돌기부와 함몰부를 갖춘 것을 특징으로 하는 원심력을 이용한 자동차동제한장치.

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