KR100463710B1

KR100463710B1 - 회전전달장치

Info

Publication number: KR100463710B1
Application number: KR1019970068225A
Authority: KR
Inventors: 겐이치로 이토; 마코토 야스이; 시로 고토
Original assignee: 엔티엔 가부시키가이샤
Priority date: 1996-12-12
Filing date: 1997-12-12
Publication date: 2005-02-28
Also published as: KR19980064098A; DE19755395A1; US5951428A

Abstract

2WD 주행모드시에는 전륜 구동계의 회전을 정지시켜서 연비의 경제성을 보전하고, 또한 4WD 주행모드로의 전환이 차량의 주행중에도 가능하게되는 회전전달장치를 제공한다.

트랜스미션으로부터의 출력을 내부의 입력축(22)을 통하여 직접 후방추진축에 전달하고, 사일런트체인(21)을 통하여 전방추진축에 동력을 분기할 수 있는 FR베이스의 4WD차용 트랜스퍼(5)의 내부에 입력축(22)과 체인 스프로킷(19)의 회전전달과 차단을 행하기 위한 투웨이 클러치(23)와, 이 클러치(23)의 로크와 해제를 제어하기 위한 전자클러치(24)와, 상기 투웨이 클러치(23)와 전자클러치(24)의 사이에 위치되는 다판클러치(25)를 설치하고, 다판클러치(25)의 싱크로 기능에 의하여, 2WD와 4WD의 전환이 주행중에도 지장없이 행할 수 있도록 되어 있다.

Description

회전전달장치{ROTATION TRANSMISSION DEVICE}

본 발명은 차량의 구동경로상에 있어서, 구동력의 전달과 차단의 전환에 사용되는 회전전달장치에 관한 것이다.

전후륜을 직결시킨 4륜 구동차(4WD)가 포장된 타이트코너를 선회하면, 소위 타이트 코너 브레이킹 현상이 발생되는데, 이 문제를 해결하는 수단으로서, 본 출원인은 특원평 8-172598호에 의하여 롤러형 투웨이 클러치와 전자코일을 사용한 회전전달장치를 제안하고 있다.

이 회전전달장치는 도 21과 도 22에 도시한 바와 같이, 전륜(1,1)의 각 단부에 허브클러치(2)가 장착되어 있는 FR베이스의 4WD차에 있어서, 엔진(3)에 연결되는 트랜스미션(4)에서의 출력을 트랜스퍼(5)의 내부의 입력축(6)을 통하여 직접 후륜(7,7)의 추진축(8)에 전달하고, 트랜스퍼(5)의 내부에, 입력축(6)과 전륜(1,1)의 추진축(13)의 회전전달과 차단을 행하기 위한 롤러 결합형의 투웨이 클러치(9)와, 이 투웨이 클러치(9)의 로크와 해제를 제어하는 전자클러치(10)를 설치하고 이에 따라서 종래의 전형적인 4WD의 주행모드(2WD, 4WD-Hi, 4WD-Lo)에 4WD의 제어모드가 추가된다.

이 회전전달장치에 의하면, 차량이 통상 일정주행중에는 후륜구동(2WD)상태이고, 차량이 가속되는 경우, 후륜(7)의 슬립을 감지하면 전자클러치(10)에 전류가 흘러, 투웨이 클러치(9)가 로크되어 4WD가 된다.

또, 저 μ도로에서 갑자기 엔진 브레이크를 건 경우에도 후륜(7)의 슬립을 감지하여 전자클러치(10)에 전류를 흘리고, 4WD로 하는 제어를 행하고 있다. 이와같이 투웨이 클러치(9)를 적절하게 필요에 따라서 로크시킴에 따라, 노면조건을 불문하고 원활하게 주행될 수 있는 4WD 구동장치이다.

또, 이장치를 사용하면, 도 21과 같이, 2WD모드, 4WD LOCK모드, 4WD AUTO(제어)모드 등의 차량의 주행모드를 운전자의 의지에 의하여 선택하고, 2WD모드 선택시는 도 21에 사선으로 표시한 바와같이 전륜(1,1)의 허브클러치(2)를 분리하고, 전륜 구동계의 회전을 정지시켜, 연비의 경제적인 주행을 할 수 있다.

그런데 이 회전전달장치에서는 2WD모드에서 4WD LOCK 혹은 4WD AUTO 모드로 전환할때에 이하에 표시하는 개량의 여지가 생긴다.

2WD 주행중에는 상술한 바와같이 도 21에 사선으로 표시한 전륜 구동계가 정지하고 있으나, 차량이 주행중에 상기의 4WD 모드로 전환하려고 한다면 투웨이 클러치(9)를 로크하는 것밖에 수단이 없다. 그러나 주행중, 전륜 구동계의 회전이 정지한 상태에서, 투웨이 클러치(9)를 로크시키면 그 기계적인 결합에 의하여, 차량은 큰 충격을 수반하게된다. 당연히 투웨이 클러치(9)나 기타의 구동계도 손상될 우려가 있다.

따라서, 이 회전전달장치만으로는 주행중에 2WD 모드에서 4WD 모드로 전환하는 것은 불가능하다. 즉 4WD 모드로 하기 위해서는 일단 차량을 정지시킬 필요가 있다.

그래서 이 발명의 과제는 상기의 회전전달장치에 싱크로 기능(동조장치)을 부가하고, 차량이 주행중이라도 2WD 모드에서 4WD 모드로 전환될 수 있는 회전전달장치를 제공하는데 있다.

본 발명에 따라서, FR 베이스의 4WD차에 장착되는 회전전달장치로서, 트랜스미션의 출력은 트랜스퍼 내부에서 입력축을 통하여 직접 후방추진축으로 전달되고, 또한 회전전달수단을 통하여 전방추진축으로 분기되며, 회전전달장치는 입력축과 회전전달수단 사이에서 토크를 선택적으로 전달시키는 투웨이 클러치와, 투웨이 클러치를 잠금 및 해제시키는 제 1전자코일과, 입력축과 회전전달수단 사이에서 마찰저항을 발생시키는 다판클러치를 포함하고 있으며, 투웨이 클러치, 제 1전자코일 및 다판클러치가 입력축상에 장착되는 회전전달장치가 제공된다.

회전전달수단은 체인 스프로킷을 포함하며, 다판클러치는 투웨이 클러치와 전자코일 사이에 장착되고, 전자코일이 작용될때 입력축과 회전전달수단 사이에서 마찰저항을 발생시키기에 적합하다.

본 발명의 또 다른 특징에 있어서, 투웨이 클러치 및 제 1전자코일은 회전전달수단의 한쪽에 구비되는 한편, 다판클러치는 회전전달수단의 다른 한쪽에 구비된다.

본 발명의 또 다른 특징 및 목적은 첨부된 도면을 참조하여 이루어지는 다음 설명으로 명백해 진다.

이하, 이 발명의 실시의 형태를 도시예와 함께 설명한다.

도 1∼도 16에 도시하는 제 1실시예에 있어서 도 1은 이 발명의 회전전달장치(11)를 짜넣은 4WD구동레이아웃을 도시하고, 도 2는 회전전달장치(11)를 짜넣은 트랜스퍼의 단면도이고, 도 3은 회전전달장치(11)의 상세한 것을 도시하고 있다.

도 1에 있어서, 전륜(1,1)의 각 단부에 허브클러치(2)가 장착되어 있는 FR베이스 4WD차의 트랜스퍼(5)의 내부에 회전전달장치(11)가 짜넣어져, 이에 따라서 종래의 전형적인 4WD의 주행모드(2WD, 4WD-Hi, 4WD-Lo)에 덧붙여 4WD 제어모드가 추가된다.

도 1과 도 2에 도시한 바와같이, 엔진(3)에 접속된 트랜스미션(4)에서의 출력은 트랜스퍼(5)를 통하여 후방추진축(12)에 전달되고, 또한 회전전달기구를 통하여 전방추진축(13)에 동력을 분기할 수 있도록 되어 있다.

트랜스퍼(5)는 하이·로(고속·저속) 셀렉트기어(15)를 통하여 결합되는 트랜스미션(4)의 출력축과 축(14)을 가지고 있고, 이 하이·로 셀렉트기어(15)는 기지의 기술이고, 플래니터리기어세트(16)와 셀렉트용의 슬라이드기어(17)와의 짜맞춤으로 이루어지고, 고속기어를 통과하는 경우는 1대 1의 관계에서 회전토크를 전달하고, 저속기어를 통과하는 경우에는 회전이 감속되고, 토크는 증대된다.

상기 축(14)과 전방추진축(13)에 결합하는 전방출력축(18)은 각각의 축(13,14)에 장착한 체인 스프로킷(19,20)을 사일런트체인(21)으로 연동하고, 동력을 전륜(1)에 분기하도록 되어 있고, 상기 축(14)에 대하여 체인 스프로킷(19)은 축(14)에 회전자유롭게 끼워맞춰지고 회전전달장치(11)를 통하여 축(14)과 결합된다.

회전전달장치(11)는 축(14)의 후방추진축(12)에 통하는 축이 입력축(22)이 되고, 도 2와 도 3에 도시한 바와같이, 이 입력축(22)에 장착되어 입력축(22)과 체인 스프로킷(19)의 결합과 분리를 행하기 위한 투웨이 클러치(23)와, 이 투웨이 클러치(23)의 온 오프를 조작하기 위한 전자클러치(24)와, 투웨이 클러치(23)와 전자클러치(24)와의 사이에 위치하는 다판클러치(25)와의 짜맞춤으로써 구성되고, 다판클러치(25)가 싱크로 기능을 갖는 것이다.

먼저, 투웨이 클러치(23)는 입력축(22)에 내부부재가 되는 캠링(26)을 동축상에 세레이션으로 회전불가능하게 고정시키고, 입력축(22)에 축받이(27)를 통하여 회전가능하도록 삽입된 하우징(28)의 원통부가 캠링(26)에 구비되는 외부링(29)이 되고, 이 하우징(28)은 체인 스프로킷(19)및 세레이션(30)등과 일체로 회전되도록 결합되어 있다.

도 3b와 같이 상기 캠링(26)의 외주에 복수의 캠면(31)이 설치되고, 외부링(29)의 내경은 원통면(32)이 되고, 각 캠면(31)과 원통면(32)간에 웨지공간을 형성하고 있음과 동시에, 이 웨지공간내에 캠링(26)에 장착하는 리테이너(33)를 설치하고, 이 리테이너(33)의 각 캠면(31)과 대응하는 위치에 형성한 포켓(34)내에 결합자로서의 롤러(35)가 수용되어, 투웨이 클러치(23)를 형성하고 있다. 상기 롤러(35)는 도 5와 같이 캠면(31)에 대하여 중앙의 중립위치에 위치될때 원통면(32)과의 사이에 틈새(H)가 생기고, 캠링(26)의 회전을 외부링(29)에 전달하지 않는 오프의 상태가 되고, 도 6a 및 도 6b와 같이 리테이너(33)로 롤러(35)를 웨지공간의 한쪽으로 기울게하면 롤러(35)는 캠면(31)과 원통면(32)간에 물려 들어가 캠링(26)의 회전을 외부링(29)에 전달하는 온 상태가 된다.

상기 리테이너(33)에 한쪽의 단부가 걸린 스위치 스프링(36)의 다른쪽 단부가 캠링(26)에 걸려, 도 5와 같이 롤러(35)가 캠면(31)과 원통면(32)에 결합되지 않는 중앙위치에 리테이너(33)를 가압하고 있다.

다음에, 다판클러치(25)는 투웨이 클러치(23)의 리테이너(33)의 절결부에 상대회전 불가능하고 축방향으로 이동가능하게 되도록 끼어넣은 아마추어(37)와 전자클러치(24)의 로터(38)와의 사이에 복수매의 외부 플레이트(39)와 내부 플레이트(40)를 사이에 끼워넣어 구성되어 있다.

외부 플레이트(39)는 외부링(29)과 회전방향에 일체로 축방향으로 움직이게 되고, 내부 플레이트(40)는 입력축(22)과 회전방향에 일체로 축방향으로 움직일 수 있게 되고, 복수의 양 플레이트(39,40)가 순차로 서로 겹쳐 맞춤에 따라서 싱크로부를 형성하고 있다.

전자클러치(24)의 전자코일(41)은 트랜스퍼 케이스(5a)에 볼트(42)등으로 회전불가능하게 고정되고, 이 전자코일(41)의 전극은 트랜스퍼 케이스(5a)를 통하여 외부콘트롤러(이하 ECU)(43)에 접속된다. 이 ECU(43)는 도 1과 같이, 전륜(1)과 후륜(7)의 회전수, 모드선택 스위치(44), ABS 작동검출기(45)등에서 입력된 각 신호를 연산 및 판단하여, 전자코일(41)에 흐르는 전류를 제어한다. 또한, 도 1 및 도 2와 같이, 전륜(1)의 회전수는 전륜 속도센서(46)로, 후륜(7)의 회전수는 후륜 속도센서(47)에 의하여 검출된다.

상기 전자코일(41)에 대하여 회전가능하게 되도록 구비되는 로터(38)는 외부링(29)에 자기가 달아나는 것을 방지하는 알루미늄재 등의 비자성체(48)를 통하여 압입고정되어 일체로 회전하는 마찰플랜지가 되고, 전자코일(41)에 전기가 통하면, 로터(38)와 아마추어(37)를 자력에 의하여 그 사이에 다판클러치(25)를 통하여 압착시켜, 외부링(29)과 리테이너(33)를 회전방향으로 고정화시키도록 되어 있다.

전자클러치(24)의 자력은 전자코일(41)에 흐르는 전류의 크기에 따라서 변하고, 리테이너(33)에 연결한 아마추어(37)와 외부링(29)에 압입된 로터(38)간에 강압하는 힘을 부여한다.

그 강압하는 힘에 의하여, 아마추어(37)와 외부링(29)간 또 다판플레이트 군을 통하여 입력축(22)과 외부링(29)간의 마찰토크가 발생되고, 그것들의 토크와 스위치 스프링(36)의 토크 관계를 도 4에 도시한다.

본 발명에서는 전자코일(41)에 흘리는 전류를 2단계로 설정하고 있다. 도 4의 (A)크기의 전류를 흘렸을 때, 아마추어(37)에 부가되는 토크는 스위치 스프링(36)의 토크를 하회하고 있기 때문에, 투웨이 클러치(23)는 중립위치(도 5)에 유지된다. 한편, 다판클러치(25)의 플레이트군은 입력축(22)과 외부링(29)간에 일정의 마찰 토크를 발생시켜, 이 토크가 상술의 싱크로 기능에 이용된다.

한편, 도 4에서 (B)의 크기의 전류를 흘리면 아마추어(37)에 부가되는 토크는 스위치 스프링(36)의 토크를 상회하고, 외부링(29)과 입력축이 상대 회전하기 시작하면, 도 6a, 도 6b와 같이 투웨이 클러치(23)는 로크상태가 되고, 외부링(29)과 입력축(22)이 상대회전할 수 없는 직결상태가 된다.

또한, 다판클러치(25)의 플레이트군에 작용하는 마찰토크의 크기는 회전정지되어 있는 전륜 구동계를 완만하게 후륜 구동계의 회전수까지 동조시키는 크기로 충분하고, 도 4의 (B)까지 전류가 흘러도 수 kgm 이하로 설정되어 있다.

먼저, 이 발명의 회전전달장치를 짜넣은 트랜스퍼의 2WD모드를 설명한다. 도 7에 본 장치의 원리도를, 도 8에 2WD시의 동력의 전달경로를 도시한다. 트랜스미션에서의 동력은 Hi 영역의 기어를 통과하고, 본장치의 입력축(22)에 입력된다.

또, 별도 설치된 모드선택 스위치에 의하여 2WD를 선택하고 있을때에는 전자코일(41)에 전류가 흐르지 않도록 되어 있고, 투웨이 클러치(23)는 도 5와 같이 중립 상태에 유지되어 있기 때문에, 입력축(22)과 외부링(29)은 분리된다. 또, 다판클러치(25)의 플레이트군도 토크를 발생하지 않고, 입력축(22)과 외부링(29)사이에는 아무런 저항도 없는 상태가 된다.

따라서, 외부링(29)과 전륜 구동계에는 동력은 전달되지 않고 분리되고, 또, 2WD모드에서는 상기 허브클러치(2)의 접속이 끊겨 있으므로, 도 9와 같이 차량주행중에도 드라이브 샤프트, 프론트 차동장치, 전방추진축(13), 사일런트체인(21) 및 외부링(29), 외부 플레이트(39)를 정지시킬 수가 있고 연비의 향상에 의하여 경제적인 주행을 할 수 있다.

다음에 상기 2WD 주행모드에서 주행중에 4WD로크모드 혹은 4WD 제어모드로 전환될때의 작용을 설명한다.

2WD 모드의 주행중에는 전륜 구동계, 외부링(29) 및 외부 플레이트(39)가 회전정지되어 있는 것에 비하여, 후륜 구동계, 입력축(22) 및 내부 플레이트(40)는 그 주행속도에 따라서 회전되고 있다(도 9참조).

만일 이런 상태에서, 투웨이 클러치(23)를 갑자기 로크시키면 충격이나 파손을 수반하고 만다. 그러나 이 발명에서는 2WD 모드에서 4WD모드로 전환될때, 먼저, 도 4에 도시한 바와같이 전류치를 (A)까지 올린다. 상술한 바와같이, 이 상태에서는 투웨이 클러치(23)는 로크되지않고, 정지하고있는 외부 플레이트(39)와 회전되고 있는 내부 플레이트(40)의 사이에서, 즉 입력축(22)과 외부링(29)간에 마찰토크가 발생한다. 이 마찰토크는 회전정지되어 있는 전륜 구동계, 외부링(29), 외부 플레이트(39)를 서서히 후륜 구동계의 회전수에 가깝게하여, 위화감 없이 전륜 구동계를 후륜 구동계에 동조시킨다. 일단 동조된 후에는 전륜(1)의 허브클러치(2)가 액추에이터 등에 의해서 자동으로 접속되고, 전륜 구동계와 전륜(1)이 연결된다.

그후는 종래예와 마찬가지의 후술하는 바와같은 제어에 의하여 투웨이 클러치(23)의 로크와 해제를 제어한다.

먼저, 4WD-Hi 영역의 로크모드시의 동력전달경로를 도 11에 도시한다. 본 장치는 별도 설치된 모드선택 스위치의 로크모드가 선택되면, 상술의 동조작용이 행해진 후, 전자코일(41)에 도 4의 (B)의 전류가 항상 흘러서, 투웨이 클러치(23)를 도 6a 및 도 6b의 상태로 유지한다. 이 도 6a 및 도 6b의 상태는 리테이너(33)와 외부링(29)이 전자코일(41)의 흡인력에 의하여 아마추어(37)와 로터(38)를 통하여 압접되므로, 입력축(22)과 외부링(29)이 상대회전하려고 하면, 롤러(35)가 양방향으로 물려들어가도록 되어 있다. 따라서, 트랜스미션(4)에서, Hi영역 기어를 통과해온 동력은 본장치의 투웨이 클러치(23)에 의하여, 전륜측에도 배분되어, 기계적으로 직결된 4WD로서 주행될 수 있다.

다음에, 4WD-Lo 영역의 로크모드에 관하여 도 12에 도시한다. 4WD-Lo는 Lo영역기어를 통과하는 이외에 상기 Hi영역의 로크모드와 본 장치의 작동은 동일하다.

다음에, 제어모드에 관하여 설명한다. 4WD모드에서의 동조작용은 상기와 동일하므로 생략한다. 제어모드는 Hi영역기어를 통과한 동력이 본장치의 입력축에 입력된다.

먼저, 제어모드의 가속시를 도 13에 표시한다. 미끄러지기 쉬운 노면상의 가속등에서는 후륜(입력축)이 슬립되고, 전륜(외부링)에 대하여 후륜의 회전이 상회된다(「전륜회전수<후륜회전수」). 이 회전수차이가 설정치 이상이 되면 전자코일(41)에 도 4의 (B)의 크기의 전류가 흘러, 투웨이 클러치(23)가 로크되고 전륜에 동력이 전달된다.

다음에, 제어모드의 정속주행시, 및 선회시를 도 14에 도시한다.

정속주행시는 전륜후륜간의 회전수 차가 적고, 설정치에 도달되지 않으므로, 전자코일(41)에 전류는 흐르지 않고, 투웨이 클러치(23)는 해제의 상태이고, 전륜(1)에 동력이 전달되지 않는다.

다음에, 엔진브레이크가 작용된 경우에 대하여 설명한다. 차량에 엔진브레이크가 걸린경우, 엔진브레이크의 토크는 본 장치의 입력축(22)을 통하여 후륜측에 직접 전달된다. 노면이 아스팔트등의 고 μ도로이면, 엔진브레이크와 같은 비교적 약한 토크로서는 후륜은 슬립되지 않는다. 따라서, 이 상황에서는 전자클러치(24)에 전류를 흘리지 않는 제어로 되어있다(도 15). 따라서, 고 μ도로에서의 엔진브레이크시는 투웨이 클러치(23)가 로크되지 않고, 타이트 코너 브레이킹을 일으키는 일은 없다.

한편, 눈길등의 저 μ도로에서는 엔진브레이크 토크만으로도 후륜(7)이 슬립 할때가 있고, 후륜(7)은 급격하게 감속하려고 한다. 본 장치는 이때 전자클러치(24)에 도 4의 (B)의 전류를 흘리고, 투웨이 클러치(23)를 로크시켜 후륜의 슬립을 방지하고, 전륜(1)에도 엔진브레이크 토크를 배분시킬 수가 있다(도 16).

또한, 4WD제어모드에 있어서, 정속주행시 등에 슬립이 없을 때에는 전류를 흐르지 않게한다고 기술하고 있지만, 투웨이 클러치(23)를 로크시키는 크기의 전류는 흐르지 않게 한다는 의미이다. 따라서, 본 회전전달장치의 공전에 예압을 부여하고, 공전시의 안정성을 도모할 목적으로, 도 4의 (A)의 크기의 전류는 예비전류로서 흘러두는 것도 가능하고, 투웨이 클러치(23)의 공전시에도 상기 다판클러치(25)의 플레이트군에 의하여 입력축(22)과 외부링(29)간에 적당한 예압저항을 부여할 수 있다.

투웨이 클러치(23)의 구조는 도 17과 같이 외부링(29)에서 다각형의 캠면(31), 입력축(22)에 원통면(32)을 가진 구조로 해도 좋다. 이때, 전자클러치(24)의 흡인력은 리테이너(33)와 내부링(도에서는 내부링과 입력축(22)을 일체로하고 있다)을 압접하게 된다. 또한 로터(38)는 비자성체(48)를 통하여 외부링(29)에 압입고정되고, 로터(38)의 안둘레와 입력축(22)의 사이에 축받이를 사이에 끼우고, 입력축(22)과 로터(38)는 상대회전가능하게 되어 있다.

또, 본 실시예에서는 외부링(29)을 출력측(전륜)으로 하고 있으나, 역으로, 외부링(29)을 입력축에 결합시켜, 외부링(29)에서 엔진동력을 입력시키고, 내부링측을 체인 스프로킷에 결합해도 좋다(도시생략).

또, 본장치를 전방출력축(18)과 체인 스프로킷(20)사이의 동력의 단속에 사용할 수 있는 위치에 장착할 수 있는 것도 이 발명의 범주이다.

또, 실시예에서는 2WD 모드주행시는 허브클러치에 의하여 전륜과 전륜 구동계를 단속한 예를 사용하였지만, 도 18과 같이, 허브클러치를 사용하지 않고, 프론트 차동장치와 드라이브 샤프트간에 도그클러치(48)등을 사용하여, 그 클러치의 단속에 의하여 전방추진축이나 프론트 차동장치의 일부를 2WD모드 주행시에 정지시키는 종류의 차량도 있는데, 본 발명은 이와같은 차량에도 적용할 수 있다.

도 19, 20은 별도의 실시예를 도시한다. 이 실시예는 도 1,2에 도시하는 제 1실시예의 다판클러치(25)를 생략하고, 로터(38)를 아마추어(37)에 직접 고정한점 및 다판클러치(25)에 대신하여 싱크로 기구(11b)를 설치한 점이 제 1실시예와 상이하다.

도 19에 있어서, 트랜스퍼(5)의 회전전달기구(11a)와 싱크로 기구(11b)로 이루어지는 회전전달장치(11)가 짜넣어져 있다.

싱크로 기구(11b)는 도 20과 같이 체인 스프로킷(19)를 사이에 두고 투웨이 클러치(23)와 대향하도록, 입력축(22)에 장착되고, 내부링(51), 외부케이스(52), 전자코일(53), 로터(54), 복수의 내부 플레이트(55), 복수의 외부 플레이트(56), 아마추어(57)등으로 구성되어 있다.

상기 내부링(51)은 입력축(22)에 회전불가능하도록 끼워맞추고, 이 내부링(51)에 대하여 동축상에서 회전가능하게 되도록 장착되는 외부케이스(52)가 상기 스프로킷(19)의 단부에도 세레이션(58)등을 통하여 회전방향으로 일체가 되도록 연결되고, 로터(54)는 외부케이스(52)에 압입고정되고, 축받이(59)를 통하여 입력축(22)에 회전가능하게 끼워맞춰진다.

상기 로터(54)내에 자리잡은 전자코일(53)은 트랜스퍼 케이스(5a)에 고정부재(60)와 고정볼트(61)를 사용하여 회전불가능하게 고정배치되고, 외부 플레이트(56)는 세레이션을 통하여 외부케이스(52)에 회전방향에 일체로 축방향으로 움직일 수 있게 되고 내부 플레이트(55)는 내부링(51)에 세레이션을 통하여 회전방향에 일체로 축방향으로 움직이게 되고, 양 플레이트(55,56)를 순차서로 겹쳐맞춤으로써 다판클러치를 형성하고 있다.

아마추어(57)는 그 플레이트(55,56)군의 끝에 위치하고, 외부케이스(52) 또는 내부링(51)에 세레이션등으로 축방향으로 이동가능하게 끼워맞추고, 로터(54)의 플레이트(55,56)군과 겹쳐 맞추는 면이 마찰플랜지가 된다. 또한 플레이트(55,56)군의 토크만으로 충분한 경우는 아마추어(57)가 세레이션 등으로 외부케이스(52) 또는 내부링(51)에 대하여 연결될 필요가 없다.

상기 전자코일(53)의 전극은 트랜스퍼 케이스(5a)를 통과하여 상술한 외부콘트롤러(이하 ECU)(43)에 접속되고, ECU는 전자코일(53)에 흐르는 전류를 제어한다.

상기 전자코일(53)에 대하여 회전가능하게 되도록 장착되는 로터(54)는 외부케이스(52)에 고정되어서 일체로 회전되는 마찰플랜지가 되고, 전자코일(53)에 통전되면, 로터(54)와 아마추어(57)를 자력에 의하여 그 사이에 플레이트(55,56)를 직접 압착시켜, 입력축(22)과 체인 스프로킷(19)간에 회전방향으로 마찰토크를 부여하도록 되어있다.

전자코일(53)의 자력은 이 전자코일(53)에 흐르는 전류의 크기에 따라서 변하고, 아마추어(57)와 로터(54)간에 강압하는 힘을 부여한다.

위에서 설명한 바와같이, 제 1실시예에서는 투웨이 클러치의 로크, 해제의 전환 및 싱크로 기구로서의 다판클러치의 작동, 비작동의 전환을 단일의 전자코일에 도 4의 (A) 또는 (B)의 크기의 전류를 선택적으로 흐르게 함으로써 행하고 있다. 이에 대하여 도 19,20의 실시예에서는 싱크로 기구(11b)용과, 투웨이 클러치용으로 따로따로 전자코일(41,53)을 설치하고, 이 2개의 코일에 흐르는 전류를 전환함에 따라서, 싱크로 기구와 투웨이 클러치를 따로따로 제어하고 있다. 싱크로 기구와 투웨이 클러치의 작용, 및 양자를 작동시키는 타이밍 등은 제 1실시예와 동일하므로, 설명을 생략한다.

이상과 같이, 본 발명에 의하면, 입력축에 장착된 투웨이 클러치와 전자코일의 사이에 다판클러치를 설치하였으므로, 2WD주행모드 시는 전륜 구동계의 회전을 정지시켜 연비의 경제성을 보전하고, 또한 4WD 주행모드로의 전환은 차량이 주행중에도 가능하게되고, 쾌적하고 안전한 주행을 할 수 있게 한다.

도 1은 본 발명의 회전전달장치를 짜넣은 4WD 구동차의 제 1실시예의 레이아웃을 도시하는 평면도,

도 2는 회전전달장치를 짜넣은 트랜스퍼의 단면도,

도 3a은 요부의 확대단면도,

도 3b는 도 3a의 화살표시 b-b에 따르는 단면도,

도 4는 회전전달장치의 전자코일의 전류와 각부의 토크의 관계를 도시하는 설명도,

도 5는 투웨이 클러치 중립 상태를 도시하는 요부의 확대단면도,

도 6a 및 도 6b는 투웨이 클러치의 로크상태를 도시하는 요부의 확대단면도,

도 7은 회전전달장치의 원리를 도시하는 설명도,

도 8은 회전전달장치의 원리와 동력전달경로를 도시하는 2WD의 설명도,

도 9는 동일한 2WD 주행시를 도시하는 평면도,

도 10은 싱크로시의 동력전달 경로를 도시하는 설명도,

도 11은 4WD-Hi시의 동력전달경로를 도시하는 설명도,

도 12는 4WD-Lo시의 동력전달경로를 도시하는 설명도,

도 13은 4WD 제어모드 가속시의 동력전달경로를 도시하는 설명도,

도 14는 4WD 제어모드정속, 감속시의 동력전달 경로를 도시하는 설명도,

도 15는 4WD 제어모드 엔진브레이크시(고 μ도로)의 동력전달경로를 도시하는 설명도,

도 16은 동 4WD 제어모드 엔진브레이크시(저 μ도로)의 동력전달경로를 도시하는 설명도,

도 17a는 회전전달장치의 외부링캠면의 예를 도시하는 단면도,

도 17b는 도 17a의 b-b단면도,

도 18은 회전전달장치를 짜넣은 4WD 구동차의 제 2실시예를 도시한 평면도,

도 19는 제 3실시예의 레이아웃을 도시하는 개략도,

제 20은 회전전달장치를 짜넣은 트랜스퍼의 단면도,

도 21은 종래의 회전전달장치를 짜넣은 4WD 구동차의 레이아웃을 도시한 평면도,

도 22는 도 21의 차량의 트랜스퍼의 단면도,

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1:전륜 5:트랜스퍼

11:회전전달장치 14:축

15:하이·로 셀렉트기어 19,20:체인 스프로킷

21:사일런트체인 22:입력축

23:투웨이 클러치 24:전자클러치

25:다판클러치 26:캠링

29:외부링 31:캠면

32:원통면 33:리테이너

34:포켓 35:롤러

36:스위치스프링 37:아마추어

38:로터 39:외부 플레이트

40:내부 플레이트 41:전자코일

Claims

FR 베이스의 4WD차에 장착되는 회전전달장치에 있어서, 트랜스미션의 출력은 트랜스퍼 내부에서 입력축을 통하여 직접 후방추진축으로 전달되고, 또한 회전전달수단을 통하여 전방추진축으로 분기되며, 상기 회전전달장치는 상기 입력축과 상기 회전전달수단 사이에서 토크를 선택적으로 전달시키는 투웨이 클러치와, 상기 투웨이 클러치를 로크 및 해제시키는 제 1전자코일과, 상기 입력축과 상기 회전전달수단 사이에서 마찰저항을 발생시키는 다판클러치를 포함하고 있으며, 상기 투웨이 클러치, 제 1전자코일 및 다판클러치는 상기 입력축상에 장착되는 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
제 1 항에 있어서, 상기 회전전달수단은 체인 스프로킷을 포함하며, 상기 다판클러치는 상기 투웨이 클러치와 상기 전자코일 사이에 장착되고, 상기 전자코일이 작용될때 상기 입력축과 상기 회전전달수단 사이에서 마찰저항을 발생시키기에 적합한 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
제 2 항에 있어서, 상기 투웨이 클러치는 상기 입력축에 동축방향으로 또한 회전불가능하게 장착되는 내부부재와, 상기 체인 스프로킷에 동축방향으로 또한 회전불가능하게 결합되는 외부링과, 복수의 포켓을 가지며 웨지공간내에 장착되는 리테이너와, 상기 리테이너의 상기 각각의 포켓내에 각각 장착되는 복수의 롤러와, 상기 롤러가 원통면과 캠면 사이에 끼워맞춤되지 않는 중립위치로 상기 리테이너를 가압시키기 위하여 상기 리테이너와 상기 내부부재 및 상기 외부링중 하나를 연결시키는 탄성부재로 이루어지며, 상기 회전전달수단은 상기 입력축에 동축방향으로 또한 회전가능하게 결합되는 체인 스프로킷을 가지고, 상기 내부부재 및 상기 외부링 중 하나는 복수의 캠면으로 형성되는 한편 다른 하나는 원통면으로 형성되어, 상기 원통면과 상기 캠면사이에 상기 웨지공간을 형성시키며, 상기 다판클러치는 상기 외부링에 축방향으로 미끄럼가능하지만 회전불가능하게 장착되는 외부 플레이트와, 상기 내부부재 또는 상기 입력축에 축방향으로 미끄럼가능하지만 회전불가능하게 장착되는 내부 플레이트와, 상기 외부링 또는 상기 내부부재에 고정되는 마찰플랜지와, 상기 리테이너의 일단에 미끄럼 가능하지만 회전불가능하게 결합되는 아마추어로 이루어지며, 상기 외부 플레이트 및 상기 내부 플레이트는 서로 번갈아 배열되고, 상기 내부 플레이트 및 외부 플레이트는 상기 마찰플랜지와 상기 아마추어 사이에 장착되어, 상기 마찰플랜지와 상기 아마추어는 상기 전자코일이 여자될 때 상기 외부 플레이트 및 내부 플레이트를 가지고 서로를 향하여 자기적으로 흡착되는 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
제 2 항에 있어서, 상기 투웨이 클러치는 상기 입력축에 동축방향으로 또한 회전불가능하게 장착되는 외부링과, 상기 체인 스프로킷에 동축방향으로 또한 회전불가능하게 결합되는 내부부재와, 복수의 포켓을 가지며 웨지공간내에 장착되는 리테이너와, 상기 리테이너의 상기 각각의 포켓내에 각각 장착되는 복수의 롤러와, 상기 롤러가 원통면과 캠면 사이에 끼워맞춤되지 않는 중립위치로 상기 리테이너를 가압시키기 위하여 상기 리테이너와 상기 내부부재 및 상기 외부링중 하나를 연결시키는 탄성부재로 이루어지며, 상기 회전전달수단은 상기 입력축에 동축방향으로 또한 회전가능하게 결합되는 체인 스프로킷을 가지고, 상기 내부부재 및 상기 외부링 중 하나는 복수의 캠면으로 형성되는 한편 다른 하나는 원통면으로 형성되어, 상기 원통면과 상기 캠면사이에 상기 웨지공간을 형성시키며, 상기 다판클러치는 상기 외부링에 축방향으로 미끄럼가능하지만 회전불가능하게 장착되는 외부 플레이트와, 상기 내부부재에 축방향으로 미끄럼가능하지만 회전불가능하게 장착되는 내부 플레이트와, 상기 외부링 또는 상기 내부부재에 고정되는 마찰플랜지와, 상기 리테이너의 일단에 미끄럼 가능하지만 회전불가능하게 결합되는 아마추어로 이루어지며, 상기 외부 플레이트 및 상기 내부 플레이트는 서로 번갈아 배열되고, 상기 내부 플레이트 및 외부 플레이트는 상기 마찰플랜지와 상기 아마추어 사이에 장착되어, 상기 마찰플랜지와 상기 아마추어는 상기 전자코일이 여자될 때 상기 외부 플레이트 및 내부 플레이트를 가지고 서로를 향하여 자기적으로 흡착되는 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
제 2 항 내지 제 4 항중 어느 한항에 있어서, 센서는 상기 전후방 추진축 또는 전후륜의 회전속도를 측정하기 위해서 구비되고, 상기 전자코일에 적용되는 전류의 레벨은 그 회전속도에서의 차이 또는 그 회전속도에서의 변화에 따라서 제어되는 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
제 1 항에 있어서, 상기 투웨이 클러치 및 상기 제 1전자코일은 상기 회전전달수단의 한쪽에 구비되는 한편, 상기 다판클러치는 상기 회전전달수단의 다른 한쪽에 구비되는 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
제 6 항에 있어서, 상기 다판클러치는, 상기 입력축에 동축방향으로 또한 회전불가능하게 장착되는 내부링과, 상기 입력축 주위에서 동축방향으로 또한 회전가능하게 장착되며 상기 회전전달수단의 상기 체인 스프로킷에 동축방향으로 또한 회전불가능하게 결합되는 외부케이스와, 상기 외부케이스에 축방향으로 미끄럼가능하지만 회전불가능하게 장착되는 외부 플레이트와, 상기 내부링에 축방향으로 미끄럼가능하지만 회전불가능하게 장착되는 내부플레이트와, 상기 외부케이스 또는 상기 내부링에 고정되는 마찰플랜지와, 상기 내부링과 상기 외부케이스 사이에 동축방향으로 또한 미끄럼가능하게 장착되는 아마추어로 이루어지며, 상기 외부 플레이트 및 상기 내부 플레이트는 서로 번갈아 배열되고, 상기 내부 플레이트 및 상기 외부 플레이트는 상기 마찰플랜지와 상기 아마추어 사이에 장착되며, 상기 회전전달장치는 여자될때 상기 마찰플랜지와 상기 아마추어를 서로를 향하여 자기적으로 흡착시키기에 적합한 제 2전자코일을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 회전전달장치.
제 7 항에 있어서, 상기 체인 스프로킷은 베어링을 통하여 상기 입력축에 동축방향으로 또한 회전가능하게 장착되며, 상기 투웨이 클러치는, 상기 입력축에 동축방향으로 또한 회전불가능하게 장착되는 내부부재와, 상기 체인 스프로킷에 동축방향으로 또한 회전불가능하게 결합되는 외부링과, 복수의 포켓을 가지며 웨지공간내에 장착되는 리테이너와, 상기 리테이너의 상기 각각의 포켓내에 각각 장착되는 복수의 롤러와, 상기 롤러가 원통면과 캠면 사이에 끼워맞춤되지 않는 중립위치로 상기 리테이너를 가압시키기 위하여 상기 리테이너와 상기 내부부재 및 상기 외부링중 하나를 연결시키는 탄성부재로 이루어지며, 상기 내부부재 및 상기 외부링중 하나는 복수의 캠면으로 형성되는 한편 다른 하나는 원통면으로 형성되어, 상기 원통면과 상기 캠면 사이에 상기 웨지공간을 형성시키며, 상기 제 1전자코일은 상기 탄성부재의 힘에 대항하여 상기 내부부재 및 상기 외부링중 하나와 상기 리테이너 사이에서 상대적인 원주방향 위치를 변경시키기에 적합한 것을 특징으로 하는 회전전달장치.