KR100284775B1 - 차단기구를 갖는 유성기어 차동장치 - Google Patents

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Abstract

구동연결이 이루어진 결합상태 또는 구동연결이 이루어지지 않은 분리상태에서 작동하는 유성기어 차동장치의 내부차단기구. 이 차동장치는 내부에 제 1 및 제 2스퍼어기어를 가지며 축을 중심으로 회전하는 케이스를 가지며 각각의 스퍼어기어는 출력샤프트에 연결되어 같이 회전한다. 케이스내에 회전할 수 있도록 장착된 다수의 제 1유성기어는 제 1스퍼어기어와 맞물리며 축방향으로 이동할 수 없다. 케이스내에 회전할 수 있도록 장착된 다수의 제 2유성기어는 제 2스퍼어기어와 맞물린다. 그러나, 제 1유성기어와는 다르게 제 2유성기어는 결합위치와 분리위치 사이에서 축방향으로 이동할 수 있다. 결합된 위치에서 각각의 제 2유성기어는 제 1유성기어의 대응기어와 맞물린다. 따라서, 차동장치는 정상적인 상태로 작용한다. 분리된 위치에서 제 2유성기어는 제 1유성기어의 어느것과도 맞물리지 않는다. 그결과 스퍼어기어는 차동장치 케이스에 대하여 자유롭게 회전한다. 제 2유성기어의 축방향 이동은 스프링이 장착된 진공작동기 또는 기계적 연동장치에 의해서 이루어진다.

Description

차단기구를 갖는 유성기어 차동장치
제1도는 제2도의 선 1-1을 따라 취한 본 발명에 따른 내부 차단기구를 갖는 차동기어의 제 1구체예에서 차동기어의 부품들이 결합된 상태의 단면도.
제2도는 제1도의 선 2-2를 따라 취한 차동기어의 단면도.
제3도는 차동기어의 부품들이 분리된 상태의 제1도와 유사한 단면도.
제4도는 차동기어의 부품들이 결합된 상태의 본 발명에 따른 내부 차단기구를 갖는 차동기어의 제 2구체예의 단면도.
제5도는 차동기어의 부품들이 분리된 상태의 제4도와 유사한 단면도
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 스크롤압축기 12,78,90,98,110 : 배출확산기
14 : 외각 16 : 모터
24 : 구동샤프트 26 : 비궤도 스크롤부재
28 : 궤도스크롤부재 3 : 메인베어링조립체
42, 46 : 나선형 랩 58 : 머플러판
70 : 머플러실 74 : 집중부
76 : 분기부
본 발명은 차동기어기구에 관한 것으로서, 특히 구동연결이 이루어진 결합상태와 구동연결이 이루어지지 않은 분리상태에서 선택적으로 작동되는 유성기어 차동장치의 개량된 구조에 관한 것이다.
보통 간단히 차동장치로 칭해지는 차동기어기구는 대부분의 차량의 구동트레인 시스템에 종종 사용되는 장치이다. 차동장치는 보통 입력 구동샤프트(전형적으로 차량엔진으로 부터의 구동샤프트)와 한쌍의 피동샤프트(전형적으로 차륜에 연결되는 액슬샤프트)사이에 연결된다. 차동장치는 입력 샤프트로 부터 토크를 두개의 출력샤프트에 균등하게 분배하는 한편 출력샤프트를 일정조건하에서 여러가지 속도로 회전시킨다. 그결과 차량이 회전할때 토크가 차량의 양쪽차륜에 전달되는 한편 외측의 차륜이 내측의 차륜보다 빠르게 회전하게 한다.
차동장치는 보통 4륜 구동시스템에 사용되는데, 동력분배장치는 차량엔진으로 부터의 동력을 제 1쌍의 차륜과 제 2쌍의 차륜사이에 분배한다. 이런 시스템에서 차동장치는 제 1쌍의 차륜과 제 2쌍의 차륜에 각각 제공된다. 4륜 구동작동중에 동력은 상술한 방법으로 동력 분배장치로 부터 제 1차동장치 및 제 2 차동장치를 통하여 제 1 및 제 2쌍의 차륜에 전달된다. 이런 형태의 4륜 구동시스템은 보통 일반 포장도로가 아닌 도로용의 차량에서 사용되는데 이는 4개의 모든 차륜이 구동되어 적은 마찰표면에서 차량을 구동시키기 때문이다.
어떤 4륜 구동시스템은 동력분배장치와 제 2차동장치 사이의 구동연결을 차단하여 제 2쌍의 차륜이 차량엔진에 의하여 구동되지 않게 하는 기구를 제공한다. 차량이 포장도로 또는 다른 높은 마찰표면 상에서 구동될때 4륜 구동작동이 바람직하지 못하기 때문에 파트타임(part-time) 4륜 구동시스템이 좋다. 이런 상황에서 4륜 구동작동은 연료절약 관점으로 볼때 효과적이지 못하며, 불필요한 마모를 초래한다. 동력분배장치와 제2차동장치 사이의 구동연결을 차단하기 위한 기구를 동력분배장치에 제공함에 의하여 차량은 포장도로와 비포장도로 양쪽 모두에 효과적으로 작동될 수 있다.
그러나, 불행하게도 동력분배장치와 제 2차동장치 사이의 구동연결이 차단됐을때에도 제 2쌍의 차륜은 제 2차동장치의 부품들을 역구동시킨다. 이런역구동작용은 상술한 이유때문에 바람직하지 못하다. 따라서, 제 2 차동장치내의 일부 또는 모든 부품들과 제 2쌍의 차륜사이의 구동연결을 차단하기 위하여 제 2차동장치내에 내부기구를 제공한 것이 공지되어 있다. 그결과, 제 2상의 차륜은 자유롭게 회전하며 차량엔진의 견인력을 거의 만들지 않는다.
본 발명의 구동연결이 이루어지는 결합상태와 구동연결이 이루어지지 않은 분리상태사이에서 작동하는 유성기어 차동장치용의 내부차단기구의 개량된 구조에 관한 것이다. 이 차동장치는 축을 중심으로 회전하는 케이스를 갖는다. 케이스내에는 제 1 및 제 2스퍼어기어가 제공되며, 각각의 스퍼어기어는 출력샤프트에 연결되어 같이 회전한다. 다수의 제 1유성기어는 케이스내에 회전할 수 있도록 장착된다. 제 1유성기어는 제 1스퍼어기어와 맞물리며 축방향으로 움직일 수 없다. 다수의 제 2 유성기어도 역시 케이스내에 회전하도록 장착된다. 제 2유성기어는 제 2스퍼어기어와 맞물린다. 그런, 제 1유성기어와는 다르게 제 2유성기어는 결합위치와 분리위치 사이에서 축방향으로 이동할 수 있다. 결합위치에서 각각의 제 2유성기어는 제 1유성기어중의 대응기어와 맞물린다. 따라서, 차동장치는 정상적인 방법으로 작용한다. 분리위치에서 제 2유성기어는 제 1유성기어의 어느것과도 맞물리지 않는다. 그결과, 스퍼어기어는 차동장치 케이스에 대하여 자유롭게 회전한다. 제 2유성기어의 축방향 이동은 스프링이 내장된 진공작동기 또는 기계적 연동장치에 의하여 이루어진다.
본 발명의 여러가지 목적 및 장점들은 첨부 도면을 참고로한 앞으로의 우선구체예의 상세한 설명으로 명백해질 것이다.
제1도 내지 제3도에는 본 발명에 따른 차동장치의 제 1구체예(10)이 도시되어 있다. 차동장치(10)은 좌측케이스절반부(11)과 우측케이스절반부(12)로 구성된 케이스내에 수납된다. 케이스절반부(11)과 (12)에는 각각 축방향으로 정렬된 다수의 구멍(11a)와 (12a)내에는 나사형성될 파스너(도시않음)가 수용되어 두개의 케이스절반부(11)과 (12)를 공지방법으로 고정시킨다. 또한 구멍(11a)와 (12a)는 종래의 링기어(도시않음)가 차동장치(10)의 케이스에 고정되도록 한다. 공지된 바와같이 링기어는 축둘레로 차동장치를 회전시키기 위한 구동샤프트의 단부에 제공된 피니언기어(도시않음)과 협동작용한다.
차동장치(10)의 케이스내에는 좌측스퍼어기어(15)와 우측스퍼어기어(16)이 제공된다. 스퍼어기어(15)와 (16)은 각각 내부 스플라인(15a)와 (16a)를 가지며 이 스플라인들을 각각의 액슬샤프트(도시않음)에 연결되게 한다. 액슬샤프트는 차동장치(10)으로 부터 각각의 피동차륜까지 외부로 연장된다. 스퍼어기어(15)와 (16)은 각각 외부에 형성된 기어치(15b)와 (16b)를 갖는다. 이들 기어치(15b)와 (16b)의 목적은 앞으로 상세히 설명될 것이다.
제2도에 자세히 도시한 바와같이, 차동장치(10)내에는 다수의 제 1유성기어(20)이 제공된다. 도시한 구체예에서는 4개의 제 1유성기어(20)이 제공되는데 각각의 기어는 외부에 형성된 다수의 기어치(20a)을 갖는다. 각각의 제 1유성기어(20)의 기어치(20a)는 우측 스퍼어기어(16)의 기어치(16a)와 맞물린다. 제 1유성기어(20)은 좌측 및 우측케이스절반부(11)과 (12)에 저널 지지된 각각의 샤프트(21)에 회전할수 있도록 장착된다. 샤프트(21)은 케이스절반부(11)과 (12)에 압입끼워 맞추어지거나 다른 방법으로 고정되어 축방향 상대운동을 방지한다. 제 1유성기어(20)은 케이스절반부(11)과 (12)의 내측표면에 의하여 샤프트(21)에 대하여 축방향 이동할 수 없게된다.
마찬가지로 다수의 제 2유성기어(22)가 차동장치(10)내에 제공된다. 도시한 구체예에서는 4개의 유성기어(22)가 제공되는데 각각의 기어는 외부에 형성된 다수의 기어치(22a)를 갖는다. 각각의 제 1유성기어(22)의 기어치(22a)는 좌측스퍼어기어(15)의 기어치(15a)와 맞물린다. 제 2유성기어(22)는 각각의 샤프트(23)에 회전할 수 있도록 장착된다. 제 2유성기어(22)는 외부에 형성된 대직경 쇼울더(23a)에 의하여 샤프트(23)에 대하여 좌측으로 축방향 이동할 수 없게된다. 제 1드러스트 와셔(23b)는 제 2유성기어(22)의 좌측단부와 쇼울더(23a)사이에서 샤프트(23)주위에 배치된다. 마찬가지로 제 2유성기어는 샤프트(23)에 연결된 스냅링(24)에 의하여 샤프트(23)에 대하여 우측으로 축방향 이동할 수 없게된다. 제 2드러스트와셔(24a)는 제 2유성기어(22)의 우측단부와 스냅링 사이에서 샤프트(23)의 주위에 배치된다.
그러나, 제 1유성기어(20)을 지지하는 샤프트(21)과는 다르게 제 2유성기어(22)를 지지하는 샤프트(23)은 차동장치(10)의 케이스에 대하여 축방향으로 이동할 수 있다. 제1도와 제3도에 도시한 바와같이, 샤프트(23)은 각각 케이스절반부(11)과 (12)에 관통형성된 축방향 구멍(25)와 (26)속에서 축방향으로 이동하도록 저널지지된다. 좌측케이스절반부(11)의 단부에는 환형채널(27)이 형성되어 각각의 구멍(25)와 연통된다. 이 환형채널(27)의 목적은 앞으로 설명될 것이다. 제 2케이스절반부(12)를 통과하는 구멍(26)은 축방향으로 연장된 홈(26a)을 갖도록 형성된다. 샤프트(23)의 단부에 제공된 키(28)은 홈(26A)와 협동작용하여 샤프트(23)이 케이스절반부(11)과 (12)에 대하여 회전할 수 없게 하는 한편, 제 1위치(제1도에 도시한 결합된 위치)와 제 2위치(제3도에 도시한 분리된 위치)사이에서 축방향으로 상대운동하게 한다.
샤프트(23)이 결합위치에 있을때 제 2유성기어(22)는 일반적으로 제 1유성기어(20)에 대하여 축방향으로 정렬된다. 그러므로 제 2유성기어(22)는 제 1유성기어(20)과 맞물린다(제2도 참조). 그결과 차동장치(10)의 케이스의 회전은 스퍼어기어(15)와 (16)을 공지방법으로 회전시킨다. 그러나, 샤프트(23)이 분리위치에 있을때 제 2유성기어(22)는 제 1유성기어(20)으로 부터 축방향으로 이동된다. 그러므로 제 2유성기어(22)는 제 1유성기어(20)과 맞물리지 않는다. 그결과 차동장치(10)의 케이스의 회전은 스퍼어기어(15)와 (16)을 회전시키지 않는다. 오히려 스퍼어기어(15)와 (16)(및 이와 결합된 제 1유성기어(20)와 제 2유성기어(22))은 차동장치(10)의 케이스에 대하여 자유롭게 회전한다.
샤프트(23)(및 이에 장착된 제 2유성기어(22))를 결합위치와 분리위치사이에서 이동시키기 위한 수단이 제공된다. 제1도와 제3도에 도시한 구체예에서 환형 피스톤(30)은 다수의 나사파스너(31)(하나만 도시)에 의하여 각각의 샤프트(23)의 단부에 고정된다. 따라서, 피스톤(30)의 축방향이동은 각각의 샤프트(23)과 이에장착된 제 2유성기어(22)를 동시에 축방향으로 이동시킨다. 피스톤(30)은 좌측케이스절반부(11)의 단부에 형성된 환형채널내에 배치된다. 피스톤(30)의 내주면과 외주며에는 밀봉체(32)와 (33)이 제공되어 환형채널(27)의 대응표면에 기밀성을 갖도록 접촉된다.
환형채널(27)로 부터 우측으로 축방향연장되는 제 1케이스절반부(11)속에는 다수의 카운터보어(35)(하나만 도시)가 형성된다. 각각의 카운터보어(35)내에는 스프링(36)이 배치된다. 스프링(36)은 피스톤(30)에 대하여 축방향으로 작용하여 피스톤을 제3도에 도시한 분리위치로 좌측이동시킨다. 따라서, 샤프트(23)과 제 2유성기어(22)는 역시 분리위치쪽으로 이동된다.
어댑터링(30)은 한쌍의 기밀성 밀봉체(41)과 (42)에 의하여 좌측케이스절반부(11)의 좌측단부 주위에 장착된다. 어탭터링(40)과 밀봉체(41)과 (42)는 압입끼워 맞추어진 리테이너 링(43)에 의하여 좌측케이스절반부에 고정된다. 어탭터링(40), 밀봉체(41)과 (42)와 좌측케이스절반부(11)의 외측면은 환형챔버(45)를 형성한다. 다수의 방사상 통로(46)(하나만 도시)이 제공되어 환형챔버(45)와 환형채널(27)의 내측부(즉 피스톤(30)과 밀봉체(32) 및 (33)의 우측에 위치하는 환형채널(27)의 부분)사이를 연통시킨다. 어댑터링(40)에는 종래의 공기압 부착물(47)이 연결되어 환형챔버(45)와 통상적인 진공원(도시하지 않음) 바람직하게는 차량엔진에 의해 생긴 진공원사이를 선택적으로 연통시킨다.
상술한 바와같이, 스프링(36)은 피스톤(30), 샤프트(23) 및 제 2 유성기어(22)를 좌측으로 부세하여 제3도에 도시한 분리된 위치로 이동시킨다. 부착물(47)이 진공원에 연결될때 환형챔버(45), 방사상통로(46) 및 환형채널(27)의 내부의 공기가 배출된다. 그결과 피스톤(30)을 가로질러 압력차가 생긴다. 이 압력차는 피스톤(30)에 힘을 가하여 피스톤을 스프링(36)의 힘에 대항하여 우측으로 민다. 스프링(36)은 그 힘이 압력차에 의해 생기는 힘보다 작도록 선택되어야 한다. 따라서, 피스톤(30), 샤프트(23) 및 제 2유성기어(2)는 우측으로 이동되어 제1도에 도시한 결합된 상태가 된다.
피스톤(30)을 제3도에 도시한 분리된 상태로 돌리고자 할때 부착물(47)은간단히 열려 대기로 배기된다. 이 배기작용은 진공에 의해 피스톤(30)을 가로질러 생긴 압력차를 제거한다. 그러므로 스프링(36)은 피스톤(30)을 부세하여 제3도에 도시한 분리된 상태로 복귀시킨다. 부착물(47)이 진공원에 연결됐을때와 부착물(47)이 대기에 배기될때를 제어하기 위하여 소정의 공지 스위칭수단이 사용될 수 있다.
제4도와 제5도에는 본 발명에 따른 차동장치의 제 2구체예(50)이 도시되어 있다. 차동장치(50)의 대부분이 부품은 앞에 도시한 차동장치와 동일하므로 동일부호로 나타낸다. 앞에서 설명한 차동장치(10)과는 다르게 차동장치(50)은 샤프트(23)과 제 2유성기어를 결합된 위치와 분리된 위치사이에서 이동시키기 위하여 진공을 사용하지 않는다. 오히려 샤프트(23)의 단부는 차동장치(50)의 좌측케이스절반부(11)의 외측에 위치하는 환형칼라에 연결된다. 이 연결은 칼라(51)과 샤프트(23)을 통해 형성된 구멍속으로 압입끼워 맞추어지는 다수의 횡단핀(52)(하나만 도시)에 의하여 이루어진다.
칼라(51)은 통상적으로 시프트포크(도시하지 않음)은 내부에 수용하는 원주상의 홈(51a)를 갖도록 형성된다. 시프트포크는 축방향으로 좌측 및 우측으로 수동되어 이동되는 통상적인 기계적 연동장치에 연결된다. 이런 축방향이동은 샤프트(23)과 제 2유성기어(22)의 이동을 일으킨다. 따라서, 차동장치(50)은 상술한 바와같이 결합된 상태와 분리된 상태에서 작용할 수 있다.
본 발명에 따라서 본 발명의 작동원리와 상태가 우선구체예에 대하여 설명 및 도시되었다. 그러나, 본 발명은 본 발명의 취지와 범위로 부터 벗어남없이 특정적으로 설명하고 도시한 것 이외의 형태로 변형될 수 있음을 알아야 한다.

Claims (3)

  1. 축을 중심으로 회전하는 케이스와, 상기 케이스에 대하여 회전하도록 상기 케이스내에 배치되어 각기 출력샤프트에 연결된 제 1출력기어와 제 2 출력기어와, 상기 케이스에 대하여 회전하도록 상기 케이스내에 배치되어 각기 상기 제 1 출력기어와 맞물리는 다수의 제 1 유성기어와, 상기 케이스에 대하여 회전하도록 상기 케이스내에 배치되어 각기 상기 제 2 출력기어와 맞물리는 다수의 제 2 유성기어와, 상기 제 2 유성기어를 상기 각각의 제 2 유성기어와 상기 제 1 유성기어의 대응기어와 맞물리는 결합된 위치와 상기 제 2 유성기어의 어느것도 상기 제 1 유성기어와 맞물리지 않는 분리된 위치사이에서 이동시키기 위한 수단으로 구성되는 것을 특징으로 하는 차동장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 각각의 제 1 유성기어는 상기 케이스내에 지지된 제 1 샤프트상에 회전하도록 장착되며, 상기 제 1 샤프트는 상기 케이스에 대하여 축방향으로 이동할 수 없는 것을 특징으로 하는 차동장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 각각의 제 2 유성기어는 상기 케이스내에 지지된 제 2 샤프트상에 회전하도록 장착되며, 상기 제 2 샤프트는 결합위치와 분리위치사이에서 상기 케이스에 대하여 이동할 수 없는 것을 특징으로 하는 차동장치.
KR1019920024686A 1991-12-19 1992-12-17 차단기구를 갖는 유성기어 차동장치 KR100284775B1 (ko)

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