KR100737464B1

KR100737464B1 - 사륜구동 차량의 전자식 커플링

Info

Publication number: KR100737464B1
Application number: KR1020050125699A
Authority: KR
Inventors: 이성규
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-12-19
Filing date: 2005-12-19
Publication date: 2007-07-09
Also published as: KR20070065025A

Abstract

본 발명은 프론트 하우징과 아웃터 플레이트, 샤프트와 인너 플레이트의 장착 구조에 원형기둥을 적용함으로써 슬라이딩 운동 시, 점접촉이 되도록 함으로써 습동저항 및 소음발생이 방지되도록 한 사륜구동 차량의 전자식 커플링을 제공한다.

프론트 하우징, 아웃터 플레이트, 샤프트, 인너 플레이트

Description

사륜구동 차량의 전자식 커플링{ELECTRONIC COUPLING FOR 4WD VEHICLE}

도 1은 종래의 기술에 따른 사륜구동 차량의 전자식 커플링의 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 2a, 도 2b 및 도 3은 도 1의 요부 상세도.

도 4는 종래의 기술의 문제점을 설명하기 위한 개략적인 설명도.

도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 사륜구동 차량의 전자식 커플링의 요부 구성을 개략적으로 나타내 보인 도면.

도 7은 본 발명에 따른 사륜구동 차량의 전자식 커플링의 작동을 설명하기 위해 나타내 보인 개략적인 설명도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

50. 프론트 하우징

51. 원형기둥

60. 샤프트

70. 인너 플레이트

71. 결합공

80. 아웃터 플레이트

본 발명은 사륜구동 차량의 전자식 커플링에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 프론트 하우징(Front Housing)과 아웃터 플레이트(Outer Plate), 샤프트(Shaft)와 인너 플레이트(Inner Plate)의 장착 구조에 원형기둥을 적용함으로써 슬라이딩 운동 시, 점접촉이 되도록 함으로써 습동저항 및 소음발생이 방지되도록 하는 사륜구동 차량의 전자식 커플링에 관한 것이다.

도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 전자식 커플링 구조는 메인 클러치(Main Clutch)(12)의 아웃터 플레이트(12a)가 프론트 하우징(11)에 결합되고, 그 인너 플레이트(12b)는 샤프트(17)에 결합되며, 컨트롤 클러치(14)의 아웃터 플레이트는 프론트 하우징(11)에 결합되고, 그 인너 플레이트는 컨트롤 캠(18)에 결합된다.

그리고 샤프트(17)는 리어 하우징(16)의 내부에서 리어 액슬 피니언 샤프트와 연결되어 후륜축과 일체로 회전한다.

또한, 컨트롤 캠(18)은 샤프트(17)상에서 자유(Free) 회전하고, 메인 캠(Main Cam)(20)은 샤프트(17)와 스플라인(Spline)에 의해 회전방향으로 결합되어 메인 캠(20)이 후륜축을 따라 회전 시, 컨트롤 캠(18)도 양 캠(18,20) 사이의 볼(Ball)(19)에 의해 후륜축과 동시에 회전한다.

그러나 차량 주행조건에 의해 ECU에서 전자석(15)을 작동시키면, 이 전자석(15)에서 발생된 자기력이 아마추어(Armature)판(13)을 잡아당겨(후륜측으로 이동), 컨트롤 클러치(14)를 압착시키면 컨트롤 클러치(14)의 아웃터 프레이트와 인너 플레이트가 강제적으로 동시 회전하게 된다.

따라서 후륜축을 따라 돌던 컨트롤 캠(18)이 전륜측을 따라 돌기 시작하면서 양 캠(18,20) 사이에 회전차가 발생하게 된다.(컨트롤 캠(18)은 전륜, 메인 캠(20)은 후륜)

그리고 컨트롤 캠(18)은 우측 방향으로는 고정되어 있으므로, 양 캠(18,20) 사이가 벌어지는 이동거리에 의해 메인 캠(20)이 메인 클러치(12)를 좌측방향으로 압착하면서 전륜에만 전달되던 구동력이 후륜으로도 전달되며, 후륜으로 전달되는 구동력의 크기는 클러치류의 압착시간에 의해 결정된다.

또한 도 2a에 도시된 바와 같이 이륜 구동의 경우에는 양 캠(18,20)이 동일속도로 회전하고, 도 2b에 도시된 바와 같이, 사륜 구동의 경우에는 양 캠(18,20)의 회전차에 의해 캠(18,20)이 벌어진다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 메인 캠(20)의 이동에 의한 메인 클러치(12)의 압착 구조를 보면, 아웃터 플레이트(12a)는 프론트 하우징(Front Housing)(11)에 스플라인(spline)으로 연결되고, 인너 플레이트(Inner Plates)(12b)는 샤프트(17)에 스플라인으로 연결된다.

즉, 상기 메인 캠(20)이 메인 클러치(12)의 인너 플레이트(12b)를 밀어 아웃터 플레이트(12a)와 인너 플레이트(12b)를 압착시켜 일체 회전되도록 한다.

그런데, 종래와 같이 아웃터 플레이트(12a) 및 인너 플레이트(12b)가 각각 프론트 하우징(11) 및 샤프트(17)에 각각 연결되는 구조는, 도 4에 도시된 바와 같이, 스플라인 구조로 되어 있어, 상기 아웃터 플레이트(12a)와 인너 플레이트(12b)의 각 스플라인부가 각각 프론트 하우징(11) 및 샤프트(17))를 따라 슬라이딩하는 경우, 각 마찰부(11a)는 면접촉에 의한 면압이 발생하게 되며, 이는 습동저항으로 작용하여 작동효율을 저하시킴과 동시에 경우에 따라 작동소음을 유발시키게 된다.

삭제

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 프론트 하우징과 아웃터 플레이트, 샤프트와 인너 플레이트의 장착 구조에 원형기둥을 적용함으로써 슬라이딩 운동 시, 점접촉이 되도록 함으로써 습동저항 및 소음발생이 방지되도록 한 사륜구동 차량의 전자식 커플링을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 사륜구동 차량의 전자식 커플링은 프론트 하우징과 상기 프론트 하우징에 직교되게 설치된 샤프트 사이에 구성되는 메인 클러치를 포함하는 사륜구동 차량의 전자식 커플링에 있어서,
상기 메인 클러치는 상기 프론트 하우징과 샤프트에 각각 축방향으로 다수개 설치되는 원형기둥과; 상기 프론트 하우징의 각 원형기둥에 슬라이드 가능하게 끼워지도록 단면상에 결합공을 형성하여 상기 프론트 하우징에 설치되는 다수개의 아웃터 플레이트와; 상기 각 아웃터 플레이트 사이사이에서 상기 샤프트의 각 원형기둥에 슬라이드 가능하게 끼워지도록 단면상에 결합공을 형성하여 상기 샤프트에 설치되는 다수개의 인너 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 결합공은 상기 아웃터 플레이트와 인너 플레이트의 각 단면상에 가장자리를 따라 90도 간격으로 4개가 형성된 것을 특징으로 한다.
상기 원형기둥은 상기 프론트 하우징의 내측 둘레와 상기 사프트의 외측 둘레를 따라 4개가 일정 간격으로 설치된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 5 및 도 6에는 본 발명에 따른 사륜구동 차량의 전자식 커플링의 요부 구성을 개략적으로 나타낸 단면도가 도시되어 있다.

설명에 앞서, 일반적인 사륜구동 차량의 전자식 커플링의 구성은 전술한 도 1 내지 도 3을 참조하기로 하고, 여기에서는 본 발명에 따른 사륜구동 차량의 전자식 커플링의 특징적인 구성만을 설명하기로 한다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 사륜구동 차량의 전자식 커플링은, 프론트 하우징(50)과, 이 프론트 하우징(50)에 직교되게 설치된 샤프트(60)와, 상기 프론트 하우징(50)과 샤프트(60) 사이에 설치되는 메인 클러치(12; 도 1참조)를 포함하여 구성된다.
상기 메인 클러치(12)는 상기 프론트 하우징(50)에 설치되는 아웃터 플레이트(80)와, 상기 샤프트(60)에 설치되는 인너 플레이트(70)로 구성되는데, 상기 아웃터 플레이트(80)와 인너 플레이트(70)는 각각 결합공(71)을 형성하여 프론트 하우징(50)과 샤프트(60)에 각각 구성되는 원형기둥(51)에 슬라이드 가능하게 끼워져 설치된다.
이를 보다 구체적으로 설명하면, 상기 메인 클러치(12; 도 1참조)는, 도 5와 도 6에서 도시한 바와 같이, 상기 프론트 하우징(50)과 샤프트(60)에 각각 축방향으로 원형기둥(51)이 설치되는데, 상기 원형기둥(51)은 상기 프론트 하우징(50)의 내측 둘레와 상기 사프트(60)의 외측 둘레를 따라 4개가 일정 간격으로 설치된 것이 바람직하다.
그리고 상기 아웃터 플레이트(80)는 프론트 하우징(50)의 각 원형기둥(51)에 슬라이드 가능하게 끼워지도록 단면상에, 도 7에서와 같이, 결합공(71)을 형성하여 상기 프론트 하우징(50)에 축방향으로 다수개가 설치된다.
또한, 상기 인너 플레이트(70)는 상기 각 아웃터 플레이트(80) 사이사이에서 상기 샤프트(60)의 각 원형기둥(51)에 슬라이드 가능하게 끼워지도록 단면상에 결합공(71)을 형성하여 상기 샤프트(60)에 축방향으로 다수개가 설치된다.
이때, 상기 결합공(71)은, 도 7에서 도시한 바와 같이, 상기 아웃터 플레이트(80)와 인너 플레이트(70)의 각 단면상에 가장자리를 따라 90도 간격으로 4개가 형성되어 각 원형기둥(51)에 끼워지게 된다.

삭제

상기한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 사륜구동 차량의 전자식 커플링의 작용을 설명하면 다음과 같다.

설명에 앞서, 일반적인 사륜구동 차량의 전자식 커플링의 작용은 전술한 도 1 내지 도 3을 참조하기로 하고, 여기에서는 본 발명에 따른 사륜구동 차량의 전자 식 커플링의 특징적인 작용만을 설명하기로 한다.

도면을 다시 참조하면, 본 발명에 따른 사륜구동 차량의 전자식 커플링은, 기존의 프론트 하우징(50)와 아웃터 플레이트(80) 및 샤프트(60)의 인너 플레이트(70)의 장착부 형상의 스플라인 구조를 없애고, 그 대신에 아웃터 플레이트(80)와 인너 플레이트(70)의 각 결합공(71)을 관통하는 4개의 원형기둥(51)을 상기 프론트 하우징(50)과 샤프트(60) 상에 축방향으로 설치하여 상기 인너 플레이트(70)와 아웃터 플레이트(80)가 그 결합공(71)(90도 간격으로 4개)을 통하여 프론트 하우징(50)과 샤프트(60) 상의 각 원형기둥(51)을 따라 슬라이딩 작동한다.

삭제

따라서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 프론트 하우징(50)과 아웃터 플레이트(80), 및 상기 샤프트(60)와 인너 플레이트(70)는 각 원형기둥(51)과 결합공(71)을 통하여 마찰부(51a)가 면접촉이 아닌 점접촉을 이루는 구조로 되어 슬라이딩 운동 시, 습동저항 및 마찰소음을 억제하게 된다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 사륜구동 차량의 전자식 커플링은 다음과 같은 효과를 갖는다.

프론트 하우징과 아웃터 플레이트, 샤프트와 인너 플레이트의 장착이 원형 구조로 되어 있어 슬라이딩 운동 시 점접촉이 되도록 함으로써 기존 구조의 면접촉에 의한 습동저항 및 소음발생을 대폭 개선할 수 있다.

그리고 구조가 단순하다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims

프론트 하우징과 상기 프론트 하우징에 직교되게 설치된 샤프트 사이에 구성되는 메인 클러치를 포함하는 사륜구동 차량의 전자식 커플링에 있어서,

상기 메인 클러치는 상기 프론트 하우징과 샤프트에 각각 축방향으로 다수개 설치되는 원형기둥과;

상기 프론트 하우징의 각 원형기둥에 슬라이드 가능하게 끼워지도록 단면상에 결합공을 형성하여 상기 프론트 하우징에 설치되는 다수개의 아웃터 플레이트와;

상기 각 아웃터 플레이트 사이사이에서 상기 샤프트의 각 원형기둥에 슬라이드 가능하게 끼워지도록 단면상에 결합공을 형성하여 상기 샤프트에 설치되는 다수개의 인너 플레이트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 사륜구동 차량의 전자식 커플링.
삭제
삭제
제1항에 있어서,

상기 결합공은 상기 아웃터 플레이트와 인너 플레이트의 각 단면상에 가장자리를 따라 90도 간격으로 4개가 형성된 것을 특징으로 하는 사륜구동 차량의 전자식 커플링.
제1항에 있어서,

상기 원형기둥은 상기 프론트 하우징의 내측 둘레와 상기 사프트의 외측 둘레를 따라 4개가 일정 간격으로 설치된 것을 특징으로 하는 사륜구동 차량의 전자식 커플링.
삭제