KR100594704B1 - 트랜스액슬과 함께 사용되는 트랜스퍼 케이스 - Google Patents

트랜스액슬과 함께 사용되는 트랜스퍼 케이스 Download PDF

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Abstract

본 발명은 횡방향 지향 엔진과 트랜스액슬(transaxle)을 가진 4륜 구동 차량상에 설치되기에 적합한 트랜스퍼 케이스에 관한 것으로, 상기 트랜스퍼 케이스는 횡방향 축상의 구동 토크를 받아서 종방향 축상의 후방 차동장치로 상기 토크를 전달한다. 구동 체인은 스프로켓을 통해 전방 스터브 차축(stub axle)의 뒤편에 전방 스터브 차축과 평행하게 배치된 조정 또는 점성 클러치로 동력을 전달한다. 상기 클러치의 출력은 베벨 기어 세트로 제공되며, 상기 베벨 기어 세트는 후방 프롭 샤프트(prop shaft), 후방 차동장치 및 후방 차축을 구동한다. 트랜스퍼 케이스 및 후방 프롭 샤프트는 차량의 종방향 중앙선을 따라 배치되는 것이 바람직하다. 선택적으로 상기 트랜스퍼 케이스 및 상기 후방 프롭 샤프트는 차량의 종방향 중앙선에 평행하게, 그리고, 축을 따라 측방향으로 오프셋된 상태로 배치될 수 있다.
트랜스퍼 케이스, 오프셋, 종방향 중앙선, 횡방향, 후방 프롭 샤프트

Description

트랜스액슬과 함께 사용되는 트랜스퍼 케이스{Transfer case for use with transaxle}
도 1은 중앙 트랜스퍼 케이스를 가진 4륜 구동 차량의 개략적인 평면도.
도 2는 오프셋 트랜스퍼 케이스를 가진 4륜 구동 트랜스퍼 케이스의 선택적인 실시예를 도시하는 개략적인 평면도.
도 3은 본 발명에 따른 차량 트랜스퍼 케이스 및 조정 클러치 조립체의 전체 단면도.
도 4는 본 발명의 선택적인 실시예에 따른 차량 트랜스퍼 케이스 및 점성 클러치 조립체의 전체 단면도.
*도면의 주요 부분에 대한 간단한 부호의 설명*
14 : 트랜스액슬 18 : 트랜스퍼 케이스 조립체
20 : 전륜 구동 라인 조립체 24 : 제 1 타이어 및 휠 조립체
22 : 전방 차축 26 : 유니버셜 조인트
44 : 구동 케이지 58 : 출력축
68 : 슬리브부 78 : 체인 구동 스프로켓
84 : 구동 체인
본 발명은 일반적으로 4륜 구동 차량용 트랜스퍼 케이스에 관한 것으로, 보다 명확하게 말하면, 전륜 구동 차량의 트랜스액슬과 함께 사용되는 트랜스퍼 케이스에 관한 것이며, 상기 트랜스퍼 케이스는 트랜스액슬의 횡방향 회전축으로부터 종방향 회전축으로 동력을 방향전환하는 부품을 포함하고 있다.
원동기, 트랜스미션 및 트랜스퍼 케이스를 가지는 종래의 4륜 구동 차량에서는 일반적으로 이들 부품이 차량의 종방향 중앙선을 따라 정렬되어 배치되어 있다. 대부분의 차량에서 승객실내로 밀려들어가게 되는 중앙 터널과, 그 크랭크 축을 따라 측정되는 대부분의 엔진의 길이라는 두가지 특성 때문에 이런 구성을 취하게 된다.
엔진과 트랜스액슬이 횡방향으로 장착되어 있는 이륜 구동 차량을 4륜 구동 차량으로 개조하는 것에는 상술한 바와 같이 엔진과 트랜스미션이 종방향으로 장착되어 있기 때문에 발생하는 문제점 이외에도 구성과 패키징에 관한 다양한 문제점이 존재한다. 이런 대부분의 문제점 중 하나는 대부분의 전륜 구동 차량상의 중앙 터널에 배기 시스템이 위치되기 때문에 발생하는 후방 프롭 샤프트(prop shaft)의 위치에 관한 문제점이다. 보다 중요한 것은 후방 구동 라인으로의 동력 인출 장치의 위치와, 두개의 부가적인 구동륜(후방)으로 구동 토크를 선택적으로 제공하기 위한 다른 종류의 커플링 기구 또는 클러치 및 트랜스퍼 케이스의 위치 및 지향 방향 등을 기계적으로 연구하는 것이다.
본 발명은 이런 장치에 관한 것이다.
횡방향 지향 엔진 및 트랜스액슬을 가진 4륜 구동 차량상에 설치되는 트랜스퍼 케이스는 횡방향 축상의 구동 토크를 받아서 이를 종방향 축상의 후방 차동 기구에 제공한다. 상기 트랜스퍼 케이스는 전방 차축 중앙 차동 케이지를 통해 구동된다. 구동 체인은 스프로켓을 통해 전방 스터브 차축 뒤에서 상기 전방 스터브 차축과 평행하게 배치된 조정 또는 점성 클러치로 동력을 전달한다. 상기 클러치의 출력은 후방 프롭 샤프트, 후방 차동 기구 및 후방 차축을 구동하는 베벨 기어 세트로 제공된다. 상기 트랜스퍼 케이스와 후방 프롭 샤프트는 차량의 종방향 중앙선을 따라 배치되는 것이 바람직하다. 선택적으로, 상기 트랜스퍼 케이스와 후방 프롭 샤프트는 축을 따라 측방향으로 오프셋된 상태로 차량의 종방향 중앙선에 평행하게 배치될 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 전륜 구동 차량에 설치되기에 적합한 트랜스퍼 케이스 및 구동 라인을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 트랜스액슬을 가진 전륜 구동 차량에 설치되기에 적합한 트랜스퍼 케이스 및 구동 라인을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전륜 구동 파워 트래인을 가진 차량의 중앙부에(on-center) 설치되기에 적합한 트랜스퍼 케이스 및 조정 클러치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전륜 구동 파워 트래인을 가진 차량의 중앙부에 설치되기에 적합한 트랜스퍼 케이스 및 점성 클러치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전륜 구동 장치를 가진 차량에 오프셋되어 설치되기에 적합한 트랜스퍼 케이스 및 조정 클러치 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 전륜 구동 파워 트래인을 가진 차량에 오프셋되어 설치되기에 적합한 트랜스퍼 케이스 및 점성 클러치 조립체를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적 및 장점은 첨부된 도면과 선택된 실시예에 대한 하기의 설명을 참조로 명백하게 알 수 있을 것이며, 첨부된 도면에는 동일한 부품, 소자 또는 부분에 대해서는 동일한 참조 부호로 지시하고 있다.
도 1에는 본 발명에 따른 4륜 차량 구동 조립체(10)가 도시되어 있다. 4륜 차량 구동 조립체(10)는 가솔린 또는 디젤 내연 기관(12) 중 어느 한쪽일 수 있는 원동기 또는 엔진을 포함하고 있으며, 상기 엔진은 차량의 엔진실내에서 횡방향을 지향하고 있고, 전방 차축 차동장치 조립체(16)와 다중 속도 자동 또는 수동 트랜스미션 양자 모두를 가지는 트랜스액슬(14)에 연결되어 상기 트랜스액슬(14)을 구동한다(도 3 및 도 4 참조). 중앙 트랜스퍼 케이스 조립체(18)는 상기 트랜스액슬 조립체(14)에 고정된다. 트랜스액슬 조립체(14)와 특히, 전방 차동 장치 조립체(16)는 제 1 또는 전륜 구동 라인 조립체(20; front drive line assembly)로 동력을 제공하며, 상기 전륜 구동 라인 조립체(20)는 한쌍의 전방 또는 제 1 타이어 및 휠 조립체(24)에 연결되어 상기 전방 또는 제 1 타이어 및 휠 조립체(24)를 구동하는 한쌍의 전방 차축(22)을 구비하고 있다. 일반적으로, 상기 전방 차축(22)은 한쌍의 유니버셜 조인트(26)를 포함하고, 상기 유니버셜 조인트(26)는 상기 차축(22)이 제 1 구동 라인(20)의 다른 부품들과 정 또는 동역학적으로 오정렬되는 것을 조절한다.
제 2 구동 라인(30)은 트랜스퍼 케이스 조립체(18)로부터 차량의 종방향 중앙선을 따라 연장되고, 후방 차동 장치(34)에 연결되어 이를 구동하는 제 2 구동 축(32)을 포함하며, 상기 후방 차동 장치(34)는 순차적으로 한쌍의 후방 또는 제 2 차축(36)에 연결되어 이를 구동한다. 상기 후방 차축(36)의 외단부는 한쌍의 후방 또는 제 2 타이어 및 휠 조립체(38)에 연결되어 이를 구동한다. 또한, 구동 라인 부품의 정 및 동역학적 오정렬을 조정하기 위해 제 2 구동 라인(30)에 적절한 유니버셜 조인트(26)가 사용될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 4륜 차량 구동 라인(10')에 적용되는 선택적인 실시예가 도시되어 있다. 또한, 선택적인 제 1 실시예의 차량 구동 라인(10')은 가솔린 또는 디젤 엔진(12) 중 어느 한쪽일 수 있는 엔진 또는 원동기를 포함하고 있고, 상기 엔진은 차량의 엔진실에 횡방향으로 지향되어 있으며, 트랜스액슬(14)에 연결되어 이를 구동하고, 상기 트랜스액슬은 다중 속도 자동 또는 수동 트랜스 미션과 전방 차축 차동 조립체(16) 양자 모두를 가지고 있다(도 3 및 도 4 참조). 오프셋 트랜스퍼 케이스 조립체(18')는 트랜스액슬 조립체(14)에 고정되어 있다. 상기 트랜스액슬 조립체(14)와 특히, 전방 차동 조립체(16)는 제 1 또는 전륜 구동 라인(20)으로 동력을 제공하고, 상기 제 1 또는 전륜 구동 라인은 한쌍의 전방 차축(22)을 구비하고 있으며, 상기 한쌍의 전방 차축은 한쌍의 전방 또는 제 1 타이어 및 휠 조립체(24)에 연결되어 이를 직접적으로 구동한다. 일반적으로, 전방 차축(22)은 한쌍의 유니버셜 조인트(26)를 포함하고 있으며, 상기 유니버셜 조인트(26)는 상기 차축(22)이 제 1 구동 라인(20)의 인접한 부품들과 정 또는 동역학적으로 오정렬되는 것을 조정한다.
제 2 구동 라인(30')은 차량의 종방향 중앙선으로부터 오프셋되어 상기 트랜스퍼 케이스 조립체(18')로부터 연장되고, 오프셋 제 2 구동측(32')을 포함하며, 상기 오프셋 제 2 구동축은 체인 구동 스프로켓(39)에 연결되어 이를 구동한다. 상기 체인 구동 스프로켓(39)은 순차적으로 체인(40)을 구동하여, 피구동 체인 스프로켓(41)을 구동하게 되며, 상기 피구동 체인 스프로켓은 후방 차동장치(34')에 연결되어 이를 구동한다. 순차적으로, 상기 후방 차동 장치(34')는 한쌍의 후방 또는 제 2 차축(36)에 연결되어 이를 구동한다. 상기 후방 차축(36)의 외단부는 한쌍의 후방 또는 제 2 타이어 및 휠 조립체(38)에 연결되어 이를 구동한다. 여기에도 마찬가지로, 구동 라인 부품의 정 및 동역학적 오정렬을 조정하기 위해서 제 2 구동 라인(30')에 적절한 유니버셜 조인트(26)가 사용될 수 있다.
하기의 설명에서, 두개의 개별적인 클러치 구성(조정 및 점성)은 도 1에 도시된 중앙 트랜스퍼 케이스 조립체(18)에 대해서만 예시하도록 한다. 그러나, 각각의 클러치 구성은 도 1에 도시된 중앙 트랜스퍼 케이스 조립체 또는 도 2에 도시된 오프셋 트랜스퍼 케이스 조립체(18') 어느 쪽에도 사용될 수 있다. 이는 도 3 및 도 4에 각각 도시되어 있는 트랜스퍼 케이스 조립체(18A, 18B) 사이의 현저한 유사성과, 도 1 및 도 2에 각각 도시되어 있는 구동 조립체(10, 10') 사이의 미세한 차이를 통해 명백히 알 수 있다. 구동 조립체(10')의 제 2 구동 라인(30')내의 후방 체인 구동 조립체의 명백한 부가를 제외한 다른 변용은 트랜스퍼 케이스(18 또는 18')를 그 종방향 축에 대하여 180°회전시키는 것과, 인접한 트랜스액슬(14)에 고정하기 위해 그 대향면상에 장착부를 제공하는 것을 포함한다. 트랜스퍼 케이스(18, 18')의 모든 기계적 부품 및 상호 관계는 동일하다. 따라서, 이들 부품과 관계를 단지 중앙 트랜스퍼 케이스(18)에 관하여서만 설명하도록 하며, 트랜스퍼 케이스 조립체(18)와 트랜스퍼 케이스 조립체(18') 사이에는 단지 본 발명에 무관한 조립체의 부착 및 장착 형상에 관한 차이만이 있다. 도 3을 참조하면, 중앙 트랜스퍼 케이스 조립체(18A)는 트랜스액슬(14)의 트랜스미션의 입력 부재(42)로부터 구동 토크를 받는다. 입력 부재(42)는 상호보완적으로 나사가 형성된 보어(48)내로 연장되는 복수개의 볼트(46) 등의 적절한 소정의 연결기구에 의해 전방 차동 조립체(16)의 구동 케이지(44)에 연결되어 있다. 선택적으로, 입력 부재(42)로부터 구동 케이지(44) 또는 정면 기어 이빨, 보조 결합 스플라인 또는 기어 이빨(모두 도시되지 않음)로 연장되는 핀, 러그 또는 돌출부가 입력 부재(42)를 구동 케이지(44)에 회전식으로 결합하기 위해 사용될 수 있다. 구동 케이지(44)는 종래의 차동(에피사이클릭; epicyclic) 기어 트레인을 받아서 지지하며, 한쌍의 대향 베벨 기어(54)를 받는 고정 횡방향 스터브축을 포함한다. 종래의 형태에서, 대향 베벨 기어 양자 모두는 대향한 한쌍의 측면 베벨 기어(56)와 결합되어 이를 구동하고, 상기 한쌍의 측면 베벨 기어는 한쌍의 출력축(58)에 고정되어 이를 구동한다. 각 출력축(58)은 구동 케이지(44)내에 상기 출력축(58)이 포획되어 있도록 하는 확장 헤드(62)를 포함한다. 출력축(58) 각각의 끝에는 플랜지(64)가 있으며, 상기 플랜지는 도 1에 도시된 한쌍의 유니버셜 조인트(26) 중 각각 하나의 일부를 형성한다.
구동 케이지(44)는 확장 또는 슬리브부(68)를 포함하고, 상기 슬리브부는 출력축(58) 중 하나의 둘레로 연장되며 볼 베어링 조립체(72) 등의 감마 베어링(anti-friction bearing)내에 부분적으로 수납된다. 상기 슬리브부(68)의 외부 원통형 표면은 복수개의 스플라인 또는 기어 이빨(74)을 포함하며, 상기 기어 이빨(74)은 체인 구동 스프로켓(78)내에 형성되어 있는 보완적인 형상의 복수개의 암형 스플라인 또는 기어 이빨(76)에 결합되어 이를 구동한다. 상기 체인 구동 스프로켓(78)은 체인 구동 이빨(82)을 포함하고, 상기 체인 구동 이빨(82)은 구동 체인(84)에 결합되어 이를 구동한다.
구동 체인(84)은 피구동 체인 스프로켓(88)상의 체인 이빨(86) 둘레에 배치 및 결합되어 이를 구동한다. 상기 피구동 체인 스프로켓(88)은 내부 또는 암형 스플라인(92)을 포함하며, 상기 암형 스플라인(92)은 중간 또는 스터브축(96)상의 보완적인 형상의 스플라인(94)과 결합된다.
또한, 중앙 트랜스퍼 케이스 조립체(18A)는 전자기식 조정형 디스크 팩 클러치 조립체(100)를 포함한다. 상기 디스크 팩 클러치 조립체(100)는 스터브축(96) 둘레에 배치되어 있고, 작동기 또는 액츄에이터 조립체(102)를 포함하며, 상기 액츄에이터 조립체(102)는 중간 연결 스플라인 또는 기어 이빨 세트(106)를 통해 스터브축(96)에 회전식으로 결합되어 있는 원형 구동 부재(104)를 구비한다. 상기 원형 구동 부재(104)의 일면은 나선형 원환체(helical torus)의 경사부 형상으로 원주방향으로 이격되어 있는 복수개의 리세스(112)를 포함한다. 복수개의 리세스 각 각은 동일한 복수개의 하중 전달 볼(114)중 하나를 수용하고 있다.
원형 구동 부재(104)에 인접하게 배치되어 있는 원형 피구동 부재(116)는 원형 구동 부재(104)내의 리세스(112)와 동일한 형상으로 형성된 대향면상에 동일한 복수개의 리세스(118)를 포함한다. 리세스(112, 118)의 경사 측벽은 램프(ramp) 또는 캠으로서 기능하며, 볼(114)과 협력하여 원형 부재(104, 116)를 그 사이의 상대 회전에 응답하여 축방향으로 이격되도록 구동한다. 상기 리세스와 하중 전달 볼(114)은 원형 부재(104, 116)를 그들 사이의 상대 회전에 응답하여 축방향으로 변위시킬 수 있는 다른 유사한 기계적 소자로 대체될 수 있다. 예로서, 보완적으로 형성된 원뿔형 나선내에 배치된 테이퍼형 롤러가 사용될 수 있다.
원형 구동 부재(104)는 반경방향 외향 연장 부착판(118)에 고정되거나 상기 부착판과 일체로 형성된다. 압축 스프링(122)은 상기 스터브축(96) 둘레에 동심으로 배치된다. 상기 압축 스프링(122)은 하나 또는 복수개의 벨빌(Belleville) 스프링이나 웨이브 와셔 형태를 가질 수 있다. 압축 스프링(122)은 원형 구동 부재(104)와 부착판(118)에 편향력이나 복귀력을 제공하여 그들을 도 3에 도시된 바와 같이 좌측으로 가압한다. 부착판(118)의 뒤쪽, 즉, 그 왼쪽에 정렬되어 있는 것은 클러치 아마츄어(124)이다. 상기 클러치 아마츄어(124)는 복수개의 수형 스플라인 또는 기어 이빨(126)을 포함하며, 상기 기어 이빨(126)은 상기 클러치 아마츄어(124)의 외주에 배치되어 보완적인 복수개의 암형 스플라인 또는 기어 이빨(128)과 결합되어 있으며, 상기 기어 이빨(128)은 벨형 클러치 하우징(130)의 원통부의 내면을 따라 축방향으로 연장되어 있다.
부착판(118)에 대향한 클러치 아마츄어(124)의 정면에 인접하게 위치된 것은 연철 로터(132; soft iron rotor)이다. 상기 로터(132)는 일반적으로 U형 단면을 가진 고리이며, 보완적으로 형성된 고정 코일 하우징(136) 둘레에 자유회전 가능하게 수용되어 있다. 상기 로터(132)는 스플라인형 상호결합부나 마찰 결합 또는 용접 등의 다른 고정 방식에 의해 원형 피구동 부재(116)에 연결되어 함께 회전한다. 코일 하우징(136)은 복수개의 적절한 패스너(140)에 의해 트랜스퍼 케이스 조립체(18A)의 하우징(138)의 웨브(web)에 고정되며, 상기 패스너(140) 중 하나가 도 3에 도시되어 있다. 코일 하우징(136)은 전기 도전체(144)를 통해 전기 에너지원에 연결되어 있는 전자기 코일(142)을 수용하고 있다.
부착판(118)에 인접하게 클러치 하우징(130)내에 포하되어 있는 것은 디스크 팩 조립체(150)이다. 상기 디스크 팩 조립체(150)는 복수개의 삽입형 마찰 클러치 판 또는 디스크(152)를 포함한다. 제 1 복수개의 소직경 클러치 디스크(152A)는 스플라인형 칼라(154; splined collar)의 수형 스플라인상에 수용되어 있고, 상기 스프라인형 칼라는 순차적으로 스터브축(96)의 수형 스플라인상에 배치되어 있다. 제 1 복수개의 클러치 디스크(152A)와 스플라인형 칼라(154)는 모두 스터브축(96)와 함께 회전한다. 제 2 복수개의 대직경 클러치 디스크(152B) 사이에는 제 1 복수개의 디스크(152A)가 삽입되어 있으며, 그 외주 둘레에 스플라인을 포함하고 있고, 상기 스플라인은 클러치 하우징의 원통부 내면상의 스플라인 또는 기어 이빨(128)과 결합되어 그와 함께 회전된다. 상기 클러치 하우징(130)은 스터브축(96) 둘레에 동심으로 배치되어 있고, 복수개의 암형 스플라인 또는 기어 이빨(156)을 포함하 며, 상기 기어 이빨(156)은 피구동 체인 스프로켓(88)내의 보완적으로 형성된 수형 스플라인 또는 기어 이빨(158)상에 수용되어 있다. 피구동 체인 스프로켓(88)은 언급한 바와 같이 상기 스터브축(96) 둘레에 자유회전식으로 배치되어 있다. 따라서, 피구동 체인 스프로켓(88)은 토크를 받아서 이를 클러치 하우징(130)으로 전달하며, 따라서, 클러치 하우징(130)과 함께 회전하는 제 2 복수개의 클러치 디스크(152B)로 전달한다.
전자기 코일(142)의 여기(energization)는 자장을 발생시키며, 상기 자장은 드래그(drag)를 발생시켜 상기 원형 구동 부재(104)와 원형 피구동 부재(116) 사이에 상대 회전을 발생시켜 그들이 이격되는 방향으로 구동되게 한다. 원형 부재(104, 116)가 분리될때, 부착판(118)을 통해 디스크 팩 조립체(150)로 압축력이 적용된다. 마찰 디스크(152A, 152B)의 압축은 피구동 체인 스프로켓(88)으로부터 스터브축(96)으로 토크가 전달되게 한다. 피구동 체인 스프로켓(88)으로부터 스터브축(96)으로 전달되는 0%로부터 50%까지의, 즉, 두 구동 라인 조립체(20, 30) 사이의 동등한 토크 분할까지의 토크의 크기는 전자기 코일(142)에 공급되는 전기 에너지의 크기를 조절함으로써 조절될 수 있다. 디스크 팩 조립체의 구조 및 작동의 보다 상세한 설명은 본 명세서에서 참조하고 있는 1995년 4월 18일자로 허여된 미국 특허 제 5,407,024호에 기재되어 있다.
스터브축(96)은 테이퍼형 롤러 베어링 조립체(162) 등의 적절한 감마 베어링에 의해 그 대향 단부가 지지되어 있다. 스터브축(96)은 축방향 통로(164)를 포함하며, 상기 축방향 통로는 반경방향 통로(166)를 통해 클러치 팩 조립체(100)로 윤 활유의 유동을 촉진한다. 디스크 팩 클러치 조립체(100)는 한쌍의 스냅링(168)에 의해 스터브축(96)상에 축방향으로 위치되어 있다. 또한, 스플라인, 마찰식 끼움 또는 용접에 의해 스터브축(96)에 고정되어 있는 것은 베벨 기어 이빨(172)을 가진 베벨 기어(170)이다. 베벨 기어(170)는 베벨 기어 이빨(176)을 가진 베벨 피니언 기어(174)와 스터브축(178)을 포함하고, 상기 스터브축은 베벨 기어(174)에 인접한 그 단부와 그 대향 단부가 테이퍼형 롤러 베어링 조립체(182) 등의 한쌍의 감마 베어링에 의해 지지된다. 상기 스터브축(176)의 단부는 유니버셜 조인트(26)의 일부를 형성할 수 있는 플랜지(184)에 고정된다. 상기 플랜지(184)는 너트(186) 등의 나사형 패스너에 의해 스터브축(178)에 고정된다. 적절한 오일 밀봉부(188)는 트랜스퍼 케이스 조립체(18A)의 하우징(138)의 내부를 밀봉하며, 윤활 및 냉각 유체를 그 내부에 보유하고 있다.
도 4를 참조하면, 중앙 트랜스퍼 케이스 조립체(18)의 선택적인 실시예가 도면부호 18B로 도시되어 있고, 상기 조립체는 트랜스액슬(14)의 트랜스미션의 입력 부재(42)로부터 구동 토크를 받고 있다. 입력 부재(42)는 보완적인 나사 구멍(48)내로 연장되는 복수개의 볼트(46) 등의 적절한 결합기구에 의해전방 차동 조립체(16)의 구동 케이지(44)에 연결되어 있다. 선택적으로, 입력 부재(42)로부터 구동 케이지(44) 또는 정면 기어 이빨로 연장되는 핀, 러그 또는 돌출부나, 축방향 결합 스플라인 또는 기어 이빨(모두 도시되어 있지 않음)이 상기 입력 부재(42)를 구동 케이지(44)에 회전가능하게 결합하기 위해 사용될 수 있다. 상기 구동 케이지(44)는 종래의 차동(에피사이클릭) 기어 트레인을 수용 및 지지하며, 고정된 횡방향 스터브축(52)을 포함하고 있고, 상기 스터브축(52)은 한쌍의 대향 베벨 기어(54)를 수용한다. 종래의 형태에 있어서, 대향 베벨 기어(54) 양자 모두는 한쌍의 대향 측면 베벨 기어(56)와 결합되어 이를 구동하며, 상기 측면 베벨 기어(56)는 한쌍의 출력축(58)에 고정되어 이를 구동한다. 각 출력축(58)은 확장 헤드(62)를 포함하며, 상기 확장 헤드는 상기 출력축(58)을 구동 케이지(44)내에 포획되도록 한다. 상기 출력축(58)은 각각 플렌지(64)에 의해 종료되며, 상기 플렌지(64)는 각각 한쌍의 유니버셜 조인트(26) 중 하나의 일부를 형성한다.
구동 케이지(44)는 슬리브부(68)를 포함하고, 상기 슬리브부는 출력축(58) 중 하나의 둘레로 연장되며 볼 베어링 조립체(72) 등의 감마 베어링내에 부분적으로 수납된다. 상기 슬리브부(68)의 외부 원통형 표면은 복수개의 스플라인 또는 기어 이빨(74)을 포함하며, 상기 기어 이빨(74)은 체인 구동 스프로켓(78)내에 형성되어 있는 보완적인 형상의 복수개의 암형 스플라인 또는 기어 이빨(76)에 결합되어 이를 구동한다. 상기 체인 구동 스프로켓(78)은 체인 구동 이빨(82)을 포함하고, 상기 체인 구동 이빨(82)은 구동 체인(84)에 결합되어 이를 구동한다.
구동 체인(84)은 피구동 체인 스프로켓(88')상의 체인 이빨(86) 둘레에 배치 및 결합되어 이를 구동한다. 상기 피구동 체인 스프로켓(88')은 내부 또는 암형 스플라인(92)을 포함하며, 상기 암형 스플라인(92)은 중간 또는 스터브축(96)상의 보완적인 형상의 스플라인(94)과 결합된다.
중앙 트랜스퍼 케이스 조립체(18B)의 선택적인 실시예는 점성 클러치 조립체(200)를 포함한다. 상기 점성 클러치 조립체(200)는 스터브축(96)의 둘레에 배치되어 입력판 또는 구동판(202)을 포함하며, 상기 구동판(202)은 암형 스플라인 또는 기어 이빨(204)을 포함하고, 상기 기어 이빨(204)은 피구동 체인 스프로켓(88')상의 보완적인 형상의 스플라인 세트(206)와 결합된다. 상기 구동판(202)은 스플라인 또는 다른 적절한 회전식 결합 기구에 의해 외부 하우징(208)에 연결되어 있다. 또한, 복수개의 이격된 외부 클러치판 또는 디스크(210)가 상호결합 스플라인 등의 적절한 회전식 상호연결부에 의해 외부 하우징(208)에 연결되어 있다. 상기 외부 클러치 디스크(210) 사이에는 복수개의 내부 클러치 판 또는 디스크(212)가 삽입되어 있으며, 상기 내부 클러치 디스크(212)는 중간 칼라(214)에 스플라인 결합되어 있다. 중간 칼라(214)는 보완적인 형상의 기어 이빨 또는 스플라인(216) 세트에 의해 스터브 축(96)에 연결되어 있다. 상기 외부 클러치판(210, 212) 사이의 영역은 적절한 점성 유체로 채워져 있으며, 상기 점성 유체는 피구동 체인 스프로켓(88)으로부터 스터브 축(96)으로의 적절한 회전식 연결 및 토크 전달을 제공한다. 벨빌 스프링 또는 웨이브 와셔(220)가 부착판(222)과 정지부(224) 사이에 위치되어서 예비 하중을 적용하여, 상기 피구동 체인 스프로켓(88)과 스터브축(96) 사이에 소정의 최소한의 결합을 제공할 수 있다. 점성 클러치 조립체(200)는 폐쇄형 유니트이며, 고리(226) 등의 조합된 부품과 외부 하우징(208)은 상기 클러치(200)를 조립 및 밀봉한다. 적절한 점성 유체와 벨빌 스프링 또는 웨이브 와셔(220)의 탄성율의 선택은 상기 점성 클러치 조립체(200)를 통한 토크 결합 정도를 제어 및 조절하는 것을 가능하게 한다.
스터브축(96)은 테이퍼형 롤러 베어링 조립체(162) 등의 적절한 감마 베어링 에 의해 그 대향 단부에서 지지된다. 피구동 체인 스프로켓(88)과 마찬가지로 점성 클러치 조립체(200)는 축방향으로 위치되고, 스냅링(232)에 의해 스터브축(96)상에 유지되며, 상기 스냅링(232)은 스터브축(96)내의 보완적인 크기의 홈(234)내에 수용되어 있다. 또한, 베벨 기어 이빨(172)를 가진 베벨 기어(170)는 스플라인, 마찰식 끼움 또는 용접에 의해 스터브축(96)에 회전가능하게 결합된다. 상기 베벨 기어(170)는 베벨 기어 이빨(176)을 가진 베벨 피니언 기어(174)와 항상 결합되어 있다. 상기 베벨 피니언 기어(174)는 스터브축(178)을 포함하고, 상기 스터브축(178)은 그 단부에 인접한 기어(174)에서 그리고 그 대향 단부에서 테이퍼형 롤러 베어링 조립체(182) 등의 한쌍의 감마 베어링에 의해 지지되어 있다. 상기 스터브축(178)의 단부는 유니버셜 조인트(26)의 일부를 형성할 수 있는 플랜지(184)에 고정되어 있다. 상기 플랜지(184)는 너트(186) 등의 나사형 패스너에 의해 스터브축(178)에 고정되어 있다. 적절한 오일 밀봉부(188)가 트랜스퍼 케이스 조립체(18B)의 내부를 밀봉한다.
상술한 바와 같이, 중앙 트랜스퍼 케이스(18)와 중앙 제 2 구동축(32)을 가진 양호한 실시예의 차량 구동 조립체(10)나 오프셋 트랜스퍼 케이스 조립체(18')와 오프셋 제 2 구동 축(32')을 가진 선택적인 실시예의 차량 구동 조립체(10')는 도 3의 트랜스퍼 케이스 조립체(18A)에 도시된 조정 디스크 팩 클러치 조립체(100)나 도 4의 선택적인 실시예의 트랜스퍼 케이스 조립체(18B)에 도시된 점성 클러치 팩 조립체(200) 중 어느 하나와 함께 동등하게 사용될 수 있다.
상술한 설명들은 본 발명을 실시하기 위해 발명자에 의해 고안된 가장 양호한 형태이다. 그러나, 본 기술 분야의 숙련자들은 다양한 변용과 변형이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 상술한 설명이 본 발명을 수행하기 위해 발명자에 의해 고안된 가장 양호한 형태를 설명하고 있으며, 관련 기술 분야의 숙련자들이 본 발명을 실시할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하고 있기 때문에, 본 발명이 이로인해 제한되어서는 안되고, 상술한 명백한 변용을 포함하는 형상으로 구성될 수 있으며, 첨부된 청구범위의 본질과 범위에 의해서만 제한되어야 한다.

Claims (10)

  1. 전륜 구동 차량 트랜스액슬(14)과 함께 사용되는 트랜스퍼 케이스(18)에 있어서,
    차동 기어 트레인(54, 56)을 수용하기 위한 케이지(44)와, 상기 차동 기어 트레인(54, 56)에 의해 구동되는 한쌍의 전방 차축 출력부(58)와, 상기 차동 케이지(44)와 함께 회전되도록 고정된 체인 구동 스프로켓(78)을 구비한 차동장치와,
    피구동 체인 스프로켓(88)과, 상기 구동 및 피구동 스프로켓을 연결하는 체인(84)과,
    횡방향 축상에서 회전하는 입력 기어(170)와, 종방향 축 상에서 회전하는 출력 기어(174)를 구비한 베벨 기어 세트와,
    상기 베벨 기어 세트의 입력 기어와 상기 피구동 체인 스프로켓 사이에 작동할 수 있도록 배치되어 있는 클러치(100, 200)를 포함하는 트랜스퍼 케이스.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 클러치는 조정 클러치(100)인 트랜스퍼 케이스.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 조정 클러치(100)는 제 1 및 제 2 복수개의 삽입형 디스크(152A, 152B)를 포함하는 트랜스퍼 케이스.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 조정 클러치는 볼 램프 작동기 조립체(102)를 포함 하는 트랜스퍼 케이스.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 클러치는 점성 클러치(200)인 트랜스퍼 케이스.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 점성 클러치(200)는 제 1 및 제 2 복수개의 삽입형 디스크(210, 212)를 포함하는 트랜스퍼 케이스.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 베벨 기어 세트의 상기 출력 기어(174)에 작동가능하게 연결된 프롭 샤프트(32)를 추가로 포함하고,
    상기 프롭 샤프트(32)는 실질적으로 종방향 차량 중앙선을 따라 배치되어 있는 트랜스퍼 케이스.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 베벨 기어 세트의 상기 출력 기어(174)에 작동가능하게 연결된 프롭 샤프트(32')를 추가로 포함하고,
    상기 프롭 샤프트(32')는 종방향 차량 중앙선과 평행하게 상기 종방향 차량 중앙선으로부터 측방향으로 오프셋되어 배치되어 있는 트랜스퍼 케이스.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 측방향 오프셋 프롭 샤프트와 제 2 차동장치(34') 사이에 작동가능하게 배치된 구동 체인(40)을 추가로 포함하는 트랜스퍼 케이스.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 차동 케이지(44)에 연결되어 상기 전방 차축 출력부(58) 중 하나의 둘레에 자유상태로 배치된 구동 기어(42)를 추가로 포함하는 트랜스퍼 케이스.
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