KR100346423B1 - 4륜 구동 차량의 변속장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 4륜 구동 차량에 관한 것으로서, 특히 전륜과 후륜의 속도차가 발생할 경우 내외측 플레이트가 상호 접촉되어 토크를 분배할 수 있도록 한 4륜 구동 차량의 변속 장치에 관한 것이다.
상기 본 발명은, 전륜 구동축과 후륜 구동축 중 어느 한쪽에 공회전되게 설치된 아이들러 기어와; 상기 전륜 구동축과 후륜 구동축 중 다른 한쪽에 직결되게 설치되어 상기 아이들러 기어와 전동(傳動) 수단으로 연결된 트랜스퍼 기어와; 상기 아이들러 기어와 이 아이들러 기어가 장착된 구동축에 설치되고, 축방향으로 슬라이딩되면서 내주면과 외주면이 상호 접촉/이격되어 상기 아이들러 기어가 구동축에 직결되거나 독립되도록 클러치 작용을 하는 클러치 수단과; 상기 전륜 구동축과 후륜 구동축의 회전 속도 차이에 따라 상기 클러치 수단을 축방향으로 이동시키는 클러치 작동 수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

4륜 구동 차량의 변속 장치{The transmission apparatus of 4WD vehicle }
본 발명은 4륜 구동 차량에 관한 것으로서, 특히 전륜과 후륜의 속도차가 발생할 경우 내외측 플레이트가 상호 접촉되어 토크를 분배할 수 있도록 한 4륜 구동 차량의 변속 장치에 관한 것이다.
도 1은 종래 4륜 구동 차량의 변속 장치가 도시된 도면으로서, 변속기로부터 전륜과 후륜에 회전 동력을 전달하는 전륜 구동축(20)과 후륜 구동축(10)이 나란히 설치되어 있고, 상기 전륜 구동축(20)과 후륜 구동축(10) 사이에는 전륜과 후륜의 회전속도차가 다를 경우 이를 저감시키는 토크 분배 장치가 설치되어 있다.
이와 같은 토크 분배 장치는 다판 클러치식으로 구성되어 있는 바, 후륜 구동축(10)에 다판 클러치(15)와 아이들러 기어(12)가 설치되어 있고, 상기 전륜 구동축(20)에는 상기 아이들러 기어(12)와 체인(30)으로 연결되는 동시에 전륜 구동축(20)과 일체로 회전되는 트랜스퍼 기어(22)가 설치되어 있다.
즉, 전륜과 후륜 사이의 속도차가 발생할 경우에는 상기 후륜 구동축(10)에 설치된 다판 클러치(15)가 접속되어 후륜 구동축(10)에 아이들러 기어(12)를 직결시킴으로써 후륜 구동축(10)과 전륜 구동축(20)이 상호 연결되어 토크의 분배가 이루어지게 되고, 전륜과 후륜의 사이의 속도가 동일할 경우에는 상기 다판 클러치(15)가 이격되어 아이들러 기어(12)와 체인(30)을 통한 토크의 분배는 이루어지지 않게 된다.
물론, 상기 후륜 구동축(10)과 전륜 구동축(20)에는 회전 속도를 감지하는 센서(19)(29)가 각각 설치되어 있고, 이 센서(19)(29)의 감지 결과에 따라 마그네틱 액츄에이터(18)를 작동함으로써 다판 클러치(15)를 접속/이격시키도록 이루어져 있다.
그러나, 상기와 같이 구성되는 종래 4륜 구동 차량의 변속 장치는 다판 클러치식으로 구성되어 있기 때문에 부품수가 증가하여 조립 비용 및 조립 공수가 많아짐은 물론 차량의 경량화 실현에 충족할 수 없는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 내외 접촉용 클러치식으로 변경하여 부품수를 줄이고, 경량화를 실현할 수 있도록 하는 4륜 구동 차량의 변속 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명의 4륜 구동 차량의 변속 장치는, 전륜 구동축과 후륜 구동축 중 어느 한쪽에 공회전되게 설치된 아이들러 기어와; 상기 전륜 구동축과 후륜 구동축 중 다른 한쪽에 직결되게 설치되어 상기 아이들러 기어와 전동(傳動) 수단으로 연결된 트랜스퍼 기어와; 상기 아이들러 기어와 이 아이들러 기어가 장착된 구동축에 설치되고, 축방향으로 슬라이딩되면서 내주면과 외주면이 상호 접촉/이격되어 상기 아이들러 기어가 구동축에 직결되거나 독립되도록 클러치 작용을 하는 클러치 수단과; 상기 전륜 구동축과 후륜 구동축의 회전 속도 차이에 따라 상기 클러치 수단을 축방향으로 이동시키는 클러치 작동 수단으로 구성된 것을 특징으로 하여 가능하게 된다.
도 1은 종래 기술의 4륜 구동 차량의 변속 장치가 도시된 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 4륜 구동 차량의 변속 장치가 도시된 일 실시예의 구성도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예의 요부 구성도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
50 : 후륜 구동축 52 : 아이들러 기어 59 : 속도 감지 센서
60 : 전륜 구동축 62 : 트랜스퍼 기어 69 : 속도 감지 센서
70 : 체인 80 : 클러치 기구 81 : 외측 플레이트
85 : 내측 플레이트 88 : 리턴 스프링 90 : 제어부
95 : 캠 기구
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명에 따른 4륜 구동 차량의 변속 장치가 도시된 일 실시예의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 다른 실시 예가 도시된 주요부의 구성도이다.
먼저, 본 발명의 일 실시 예는 도 2에 도시된 바와 같이 후륜 구동축(50)에 공회전되게 설치된 아이들러 기어(52)와, 상기 전륜 구동축(60)에 직결되게 설치되어 상기 아이들러 기어(52)와 전동(傳動) 수단인 체인(70)으로 연결된 트랜스퍼 기어(62)와, 상기 아이들러 기어(52)와 후륜 구동축(50)에 각각 설치됨과 아울러 축방향으로 슬라이딩되면서 내주면과 외주면이 상호 접촉/이격되어 상기 아이들러 기어(52)가 후륜 구동축(50)에 직결되거나 독립되도록 클러치 작용을 하는 클러치 기구(80)와, 상기 전륜 구동축(50)과 후륜 구동축(60) 사이의 회전 속도 차이에 따라 상기 클러치 기구(80)를 축방향으로 이동시키는 클러치 작동 기구(59)(69)(90) (95)으로 구성되어 있다.
특히, 상기한 클러치 기구(80)는 원통형으로 형성되어 상기 아이들러 기어(52)에 연결 고정되는 동시에 내주면에 마찰면(81a)이 형성되는 외측 플레이트(81)와, 상기 후륜 구동축(50) 상에 축방향 이동 가능토록 스플라인 결합되는 동시에 상기 외주 플레이트(81)의 마찰면(81a)과 접촉되도록 외주면에 마찰면(85a)이 형성되는 내측 플레이트(85)와, 상기 외주 플레이트(81)와 내주 플레이트(85) 사이에 설치되어 상호 이격되도록 탄성력을 제공하는 리턴 스프링(88)으로 구성되어 있다.
그리고, 상기 외측 플레이트(81)와 내측 플레이트(85)의 마찰면(81a)(85a)은 축방향으로부터 상호 경사진 방향으로 접촉되게 형성되어 있다.
이와 같은 클러치 기구(80)를 작동하는 상기한 클러치 작동 기구는 상기 후륜 구동축(50)과 전륜 구동축(60) 사이의 회전 속도를 감지하는 속도 감지센서(59)(69)와, 상기 속도 감지 센서(59)(69)의 감지 결과를 입력받아 제어 신호를 출력하는 제어부(90)와, 상기 제어부의 신호에 따라 회전되면서 상기 클러치 기구(80)의 내측 플레이트(85)를 이동시켜 접속/이격시키는 캠 기구(95)로 구성되어 있다.
여기서, 캠 기구(95)는 상기 제어부(90)에 의해 작동되는 모터 등의 회전 동력 발생 수단의 축에 연결되어 회전되고 자신의 양정만큼 상기 내측 플레이트(85)를 축방향으로 이동시키도록 구성되어 있다.
상기한 바와 같은 본 발명의 일 실시 예에서는 후륜 구동축(50)에 아이들러 기어(52) 및 클러치 기구(80)가 설치된 것을 보여주고 있으나 아이들러 기어 및 클러치 기구가 전륜 구동축에 설치되고 트랜스퍼 기어가 후륜 구동축에 설치되어도 무방할 것이다.
또한, 상기와 같은 캠 기구(95)를 이용하지 않고 상기 내측 플레이트(85)를 축방향으로 슬라이딩시킬 수 있는 다른 기구의 설치도 가능하다. 즉, 종래 기술에서 설명한 마그네틱 액츄에이터나 유압식 액츄에이터 등을 설치할 수 있는 것이다.
다음, 본 발명의 다른 실시 예는 도 3에 도시된 바와 같이 클러치 기구(80')가 내외로 다중 접촉되게 이루어져 있다. 즉, 본 발명의 일 실시 예에서는 외측 플레이트(81)와 내측 플레이트(85)의 마찰면(81a)(85a)이 일면으로 이루어진 반면, 본 발명의 다른 실시 예에서는 외측 플레이트(81')와 내측 플레이트(85')의 마찰면(81a')(85a')이 내외측 두면이 접촉되게 구성되어 있는 것이다.
이와 같은 본 발명의 다른 실시예의 클러치 기구(80')는 외측 플레이트(81')의 마찰면(81'a)이 원주 방향으로 된 홈부로 형성되고, 내측 플레이트(85')의 마찰면(85a')이 상기 홈부의 내측으로 삽입되거나 이탈되게 형성되어, 내측면과 외측면이 동시에 다중 접촉되도록 이루어져 있다.
물론, 본 발명의 다른 실시 예에서도 외측 플레이트(81')는 아이들러 기어(52')에 연결되고, 내측 플레이트(85')는 후륜 구동축(50')에 슬라이드 가능토록 스플라인 결합되며, 외측 플레이트(81')와 내측 플레이트(85') 사이에는 리턴 스프링(88')이 설치되어 있다. 그리고, 상기 내측 플레이트(85')의 후방에는 캠 기구(95')가 설치된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 4륜 구동 차량의 변속 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.
변속기로부터 회전 동력이 전달되면 후륜 구동축(50)과 전륜 구동축(60)이 회전하게 되고, 이때, 전륜 구동축(60)에 직결된 트랜스퍼 기어(62)와 후륜 구동축(50)에 스플라인 결합된 내측 플레이트(85)도 동시에 회전하게 된다.
이와 같은 상태에서 전륜 구동축(60)과 후륜 구동축(50)의 사이의 회전 속도가 다를 경우 속도 감지 센서(59)(69)의 신호를 입력받은 제어부(90)에서 캠 기구(95)를 작동시켜 클러치 기구(80)를 접촉시킴으로써 아이들러 기어(52)가 후륜 구동축(50)과 연결되면서 전륜 구동축(60)과 후륜 구동축(50) 사이의 토크의 분배가 이루어져 결국 동일 회전속도로 회전하게 된다.
즉, 상기 캠 기구(95)가 일정 회전하게 되면 내측 플레이트(85)가 리턴 스프링(88)의 힘을 이기고 외측 플레이트(81) 쪽으로 이동하면서 마찰면(81a)(85a)이상호 접촉되므로 아이들러 기어(52)와 트랜스퍼 기어(62) 사이의 체인(70)을 통해 동력이 상호 전달되면서 회전 속도가 같아지게 된다.
상기와 같은 작동으로 후륜 구동축(50)과 전륜 구동축(60)의 회전 속도가 같아지면 상기 속도 감지 센서(59)(69)를 통해 제어부(90)에서 이를 인식하여 캠 기구(95)를 회전시킴으로써 내측 플레이트(85)와 외측 플레이트(81)가 이격되어 후륜 구동축(50)과 전륜 구동축(60)이 독립적으로 구동력을 전달하게 된다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예는 내측 플레이트(85') 및 외측 플레이트(81')의 마찰면(81a')(85a')이 다중으로 구성되어 있으므로 보다 큰 마찰력이 요구되는 대형 차량 등에 적용하면 효과적으로 토크를 분배할 수 있게 된다.
따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명의 4륜 구동 차량의 변속 장치는 클러치 기구가 내측 플레이트와 외측 플레이트로 단순하게 구성되어 있기 때문에 구성 부품수를 줄일 수 있음은 물론 클러치 기구의 경량화를 실현할 수 있는 이점을 제공하게 된다.

Claims (5)

  1. 전륜 구동축과 후륜 구동축 중 어느 한쪽에 공회전되게 설치된 아이들러 기어와;
    상기 전륜 구동축과 후륜 구동축 중 다른 한쪽에 직결되게 설치되어 상기 아이들러 기어와 전동(傳動) 수단으로 연결된 트랜스퍼 기어와;
    상기 아이들러 기어와 이 아이들러 기어가 장착된 구동축에 설치되고, 축방향으로 슬라이딩되면서 내주면과 외주면이 상호 접촉/이격되어 상기 아이들러 기어가 구동축에 직결되거나 독립되도록 클러치 작용을 하는 클러치 수단과;
    상기 전륜 구동축과 후륜 구동축의 회전 속도 차이에 따라 상기 클러치 수단을 축방향으로 이동시키는 클러치 작동 수단으로 구성된 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량의 변속 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 클러치 수단은 원통형으로 형성되어 상기 아이들러 기어에 연결 고정되는 동시에 내측면에 마찰면이 형성되는 외측 플레이트와;
    상기 아이들러 기어가 장착된 구동축상에 축방향 이동 가능토록 스플라인 결합되는 동시에 상기 외주 플레이트의 마찰면과 접촉되도록 외측면에 마찰면이 형성되는 내측 플레이트와;
    상기 외주 플레이트와 내주 플레이트 사이에 설치되어 상호 이격되도록 탄성력을 제공하는 리턴 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량의 변속 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 외측 플레이트와 내측 플레이트의 마찰면은 상호 경사진 방향으로 접촉되게 형성된 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량의 변속 장치.
  4. 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
    상기 외측 플레이트와 내측 플레이트는 어느 한쪽 플레이트의 마찰면이 원주 방향으로 된 홈부로 형성되고, 다른 쪽 플레이트의 마찰면이 상기 홈부의 내측으로 삽입되거나 이탈되게 형성되어, 내측면과 외측면이 동시에 접촉되도록 이루어진 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량의 변속 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 클러치 작동 수단은 상기 전륜 구동축과 후륜 구동축의 회전 속도를 감지하는 속도 감지 센서와, 상기 속도 감지 센서의 감지 결과를 입력받아 제어 신호를 출력하는 제어 수단과, 상기 제어 수단의 신호에 따라 회전되면서 상기 클러치 수단을 접촉/이격시키는 캠 기구로 구성된 것을 특징으로 하는 4륜 구동 차량의 변속 장치.
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