KR100750496B1

KR100750496B1 - 차량용 단일 액츄에이터 타입 전자식 부 변속기

Info

Publication number: KR100750496B1
Application number: KR1020060049282A
Authority: KR
Inventors: 김민수; 김진완; 신봉주
Original assignee: 다이모스(주)
Priority date: 2006-06-01
Filing date: 2006-06-01
Publication date: 2007-08-21

Abstract

본 발명은 차량용 단일 액츄에이터 타입 전자식 부 변속기에 관한 것으로, 전자식 부변속기의 구동 모드 변환이 1개의 액츄에이터만으로 수행되므로 구조 단순화와 더불어 비용 절감을 달성하면서도, 선형적인 구동 방식을 통해 모드 변환을 수행하여 정밀한 이송 오차를 가짐은 물론 응답속도도 100ms 이내로 구현할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 파트 타임(Part time)방식 4륜구동을 위한 전자식 부 변속기(3)가 엔진(1)에 연결된 변속기(2)로부터 동력을 입력받아 후륜(R)쪽으로 전달하는 후륜동력전달부(4)와, 상기 후륜동력전달부(4)에 동력전달부재(23)를 매개로 동력을 전달받아 전륜(F)쪽으로 전달하는 전륜동력전달부(20) 및 상기 후·전륜동력전달부(4,20)사이에서 2륜(2H)에서 4륜(4H,4L)이나 그 역 구동 모드로 변환하도록 선형 이동을 위한 구동력을 발생하는 모드변환수단(30)으로 구성되어진 것을 특징으로 한다.

Description

차량용 단일 액츄에이터 타입 전자식 부 변속기{Single actuator typed electric transfer case in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 차량용 단일 액츄에이터 타입 전자식 부 변속기의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 부 변속기의 2륜 구동 작동도

도 3은 본 발명에 따른 부 변속기의 4륜 구동 작동도

도 4는 본 발명에 따른 부 변속기의 4륜 구동 중 감속 변환 완료 작동도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : 엔진 2 : 변속기

3 : 부 변속기 4 : 후륜동력전달부

5 : 입력기어단 6 : 입력축

7 : 유성기어 8 : 리어출력축

9 : 구동스프라켓 10 : 클러치모듈

11 : 볼램프유니트 12 : 후륜동력연결유니트

20 : 전륜동력전달부 21 : 종동스프라켓

22 : 프론트출력축 23 : 동력전달부재

30 : 모드변환수단 31 : 모드변환조작부

32 : 가이드축 33 : 2H-4H레버

33a,34a : 포크 33b,34b : 가이드보스

35 : 리턴스프링

36 : 모드변환구동부 37 : 액츄에이터

38 : 지지축 39 : 4L레버

40 : 모드변환캠 40a : 2H모드단

40b : 4H모드변환연결면 40c : 4H모드단

40d : 4L모드변환연결면 40e : 4L모드단

D : 차동기어 F : 전륜

PF : 전륜추진축 PR : 후륜추진축

R : 후륜

본 발명은 차량용 전자식 부 변속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 단일 액츄에이터 타입 전자식 부 변속기에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 동력전달장치를 구비하여 엔진에서 발생된 동력을 끊거나 연결하고 가감속하여 이동하는 수단으로 사용되는데 즉, 그 전달 경로는 통상 엔진과 클러치, 변속기, 추진축, 차동장치(종감속기어) 및 액슬샤프트 등으로 이루어진 다.

이와 같은 동력전달장치를 이용해 차량을 주행할 때 전륜이나 또는 후륜으로 만 동력을 전달하는게 일반적인 승용 차량의 전달 방식이지만, 엔진의 동력을 4륜으로 고루 분배하여 각 차륜에 걸리는 회전력을 증대시킴으로써 고르지 못한 비포장도로와 빙판길 및 흙탕길 등에서 뛰어난 주행 성능을 나타내는 잇점 즉, 엔진 토크를 충분히 노면에 전달하여 가,감속하는 능력을 높이면서도 주행 중에도 항상 4바퀴에 구동력을 전달하여 그 주행 안정성을 향상시킨다는 점에서 전륜과 후륜을동시에 구동하는 4륜 구동방식 차량이 많이 채택해 사용되고 있다.

이러한 4륜 구동용 차량은 엔진의 구동력을 4바퀴에 적절하게 공급하기 위하여 클러치와 변속장치 및 차동장치 등을 적용하고 있으며, 상기 변속장치의 변속방식에 따라 전륜으로 가는 동력을 단속하는 파트 타임(Part time)방식과 항상 4륜 구동 상태를 유지하는 풀 타임(Full time) 방식으로 크게 나눌 수 있다.

이때, 상기 파트 타임 방식의 4륜 구동은 도로 상황에 따라 2륜 구동이나 4륜 구동 계통을 변환할 수 있는 방식으로, 이와 같이 엔진의 동력을 선택적으로 2륜 또는 4륜 구동으로 변환하기 위하여 부 변속기(트랜스퍼 케이스라고도 함)를 적용하고 있는데, 이와 같은 변속기를 거친 동력을 양측으로 분배하기 위한 일종의 보조변속기로서 변속기의 일측에 설치되어 전·후륜으로 전달되는 엔진의 동력을 분배하는 작용을 하게 된다.

그러나, 이와 같은 파트 타임 방식에 사용하는 전자식 부 변속기는 2H-4H(2-4륜 구동) 변속용 액튜에이터와 4H-4L(4륜 구동 감속)을 위한 각각의 액츄에이터, 즉 2개의 액츄에이터를 이용하는 방식인데 이는 통상적으로 회전운동하는 모터를 제어하여 2륜에서 4륜으로 모드(Mode)를 변환하는 방식이며, 이로 인해 모터의 회전 운동을 직선운동으로 변환하는 과정에서 동력 손실이 발생하는 취약성이 있으면서 모드 변환 시 100ms 이내의 응답속도를 달성하기가 매우 어려운 한계가 있게 된다.

또한, 이와 같이 각각 독립적인 2개의 액츄에이터를 이용하게 되면 비용 상승의 원인이 되면서, 구조도 복잡해지는 취약성이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 전자식 부변속기의 구동 모드 변환이 1개의 액츄에이터만으로 수행되므로 구조 단순화와 더불어 비용 절감을 달성하면서도, 선형적인 구동 방식을 통해 모드 변환을 수행하여 정밀한 이송 오차를 가짐은 물론 응답속도도 100ms 이내로 구현할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 변속기 동력을 연결하는 입력축과 후륜을 구동하도록 동력을 전달하는 리어출력축사이에서 변속기의 회전수를 변환하는 유성기어와, 4륜(4H)구동 전환 시 리어출력축에 결합된 구동스프라켓에 회전력을 전달하는 클러치모듈, 상기 리어출력축과 구동스프라켓간 회전력을 연결하거나 끊어주기 위해 클러치모듈을 가압하도록 이동되는 볼램프유니트 및 4륜 구동 시 감속을 위해 상기 유성기어와 리어출력축간 연결을 변환시키도록 리어출력축 에 구비된 슬리브로 이루어진 후륜동력전달부와;

상기 후륜동력전달부의 구동스프라켓에 동력전달부재를 매개로 연결되어 구동되는 종동스프라켓과, 상기 종동스프라켓의 회전에 따라 함께 회전되어 전륜을 구동시키는 프론트출력축으로 이루어진 전륜동력전달부 및;

2륜->4륜(2H-4H,4L(감속)) 구동 모드 변환에 따른 전원 공급 시 인출되거나 압축되면서 축 선상의 직선 이동력을 발생하도록 보이스코일 아마추어 타입인 1개의 액츄에이터를 구비한 모드변환구동부와, 2H->4H 구동 모드 변환 시 상기 모드변환구동부의 직선 이동력을 통해 볼램프유니트를 클러치모듈쪽으로 이동시킴과 더불어, 4H->4L 구동 모드 변환 시 슬리브를 이동시켜 유성기어의 출력 회전수를 변환시키는 모드변환조작부로 이루어진 모드변환수단;

으로 구성되어진 파트 타임(Part time)방식으로 4륜 구동되는 차량용 전자식 부 변속기 인 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 모드변환조작부가 후륜동력전달부의 리어출력축에 평행하게 배열된 가이드축과, 상기 가이드축의 중앙부위로 구비된 리턴스프링의 한쪽에서 클러치모듈쪽으로 볼램프유니트를 이동시켜 2H->4H 모드로 변환시켜주는 2H-4H레버 및 상기 2H-4H레버의 반대부위 리턴스프링쪽에서 슬리브를 통해 유성기어의 감속된 회전수를 리어출력축으로 전달하도록 4H->4L 모드로 변환시켜주는 4H-4L레버로 구성되어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 상기 모드변환구동부가 공급된 전원을 통해 보이스코일의 작동력으로 직선 이동력을 발생하는 액츄에이터와, 상기 액츄에이터로부터 인출되 어 모드변환조작부의 가이드축에 대해 평행하게 배열된 지지축, 상기 지지축의 끝단부위에 고정되어 모드변환조작부의 4H-4L레버를 이동시키는 4L레버 및 상기 액츄에이터로부터 발생된 보이스코일의 작동력을 직접 전달받아 지지축을 따라 이동되어져 2H-4H레버를 거동시키는 장구형상의 모드변환캠으로 구성되어진 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 모드변환캠은 가장 작은 직경을 이루어 2륜(2H)구동 모드위치를 형성하는 2H모드단과, 상기 2H모드단으로부터 일측으로 테이퍼(Taper)지면서 큰 직경을 이루는 4H모드변환연결면, 상기 4H모드변환연결면과 동일한 직경을 이루면서 4륜(4H)구동 모드위치를 형성하는 4H모드단, 상기 2H모드단으로부터 타측으로 테이퍼(Taper)지면서 큰 직경을 이루는 4L모드변환연결면 및 상기 4L모드변환연결면과 동일한 직경을 이루면서 4륜 감속(4L)구동 모드위치를 형성하는 4L모드단이 형성되어진 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 단일 액츄에이터 타입 전자식 부 변속기의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 파트 타임(Part time)방식 4륜구동은 엔진(1)으로부터 동력을 전달받아 변속 조작에 따른 변속을 수행하는 변속기(2)와, 상기 변속기(2)로부터 입력된 구동력을 차동기어(D)에 결합된 후륜추진축(PR)을 통해 후륜(R)쪽으로 구동력을 전달하면서 4륜 구동 모드 변환 시 차동기어(D)에 결합된 전 륜추진축(PF)을 통해 전륜(F)쪽으로 구동력을 전달하는 부 변속기(3)로 구성되어진다.

여기서, 상기 부 변속기(3)는 변속기(2)로부터 동력을 입력받아 후륜(R)쪽으로 전달하는 후륜동력전달부(4)와, 상기 후륜동력전달부(4)에 동력전달부재(23)를 매개로 동력을 전달받아 전륜(F)쪽으로 전달하는 전륜동력전달부(20) 및 상기 후·전륜동력전달부(4,20)사이에서 2륜(2H)에서 4륜(4H,4L)이나 그 역 구동 모드로 변환하도록 선형 이동을 위한 구동력을 발생하는 모드변환수단(30)으로 구성되어진다.

그리고, 상기 후륜동력전달부(4)는 변속기에 입력기어단(5)을 매개로 연결되어 회전력을 전달받는 입력축(6)과, 상기 입력축(6)에 구비된 유성기어(7)를 통해 회전력을 전달받는 리어출력축(8), 상기 리어출력축(8)의 회전력을 후륜(R)의 차동기어(D)에 연결된 후륜추진축(PR)으로 전달하는 후륜동력연결유니트(12), 4륜(4H)구동 전환 시 리어출력축(8)에 결합된 구동스프라켓(9)이 동력전달부재(23)를 통해 전륜동력전달부(20)쪽으로 회전력을 전달해주도록 구동스프라켓(9)에 회전력을 전달하는 클러치모듈(10) 및 상기 리어출력축(8)과 구동스프라켓(9)간 회전력을 연결하거나 끊어주기 위해 클러치모듈(10)을 가압하도록 이동되는 볼램프유니트(11)로 구성되어진다.

이때, 상기 클러치모듈(10)은 습식 다판 클러치이며, 상기 후륜동력연결유니트(12)는 리어출력축(8)의 회전력을 후륜추진축(PR)으로 전달하도록 리어출력축(8)과 후륜추진축(PR)간에 서로 결합되는 부품들로 이루어짐은 물론이다.

또한, 상기 전륜동력전달부(20)는 후륜동력전달부(4)의 리어출력축(8)에 구비된 구동스프라켓(9)에 동력전달부재(23)가 연결되어 회전력을 전달받는 종동스프라켓(21)과, 상기 종동스프라켓(21)이 고정되어 전륜(F)의 차동기어(D)에 연결된 전륜추진축(PF)으로 회전력을 전달하는 프론트출력축(22)으로 구성되어진다.

이때, 상기 구동스프라켓(9)과 종동스프라켓(21)을 연결하는 동력전달부재(23)는 통상 벨트를 이용하며, 바람직하게는 체인을 이용하게 된다.

그리고, 상기 모드변환수단(30)은 2륜 -4륜(2H-4H,4L) 구동 모드 변환을 위해 후륜동력전달부(4)의 동력 전달 경로를 전환하는 모드변환조작부(31)와, 상기 모드변환조작부(31)를 선형 이동시키도록 직선 이동력을 발생하는 보이스코일 아마추어(Voice Coil Amateur)를 구비한 액츄에이터(37)를 구비한 모드변환구동부(36)로 구성되어진다.

여기서, 상기 모드변환조작부(31)는 후륜동력전달부(4)의 리어출력축(8)에 평행하게 배열된 가이드축(32)과, 상기 가이드축(32)의 중앙부위로 구비된 리턴스프링(35)의 한쪽에서 클러치모듈(10)쪽으로 볼램프유니트(11)를 이동시켜 2륜(2H)에서 4륜(4H)으로 모드를 변환시켜주는 2H-4H레버(33) 및 상기 2H-4H레버(33)의 반대부위 리턴스프링(35)쪽에서 슬리브(13)를 통해 내부 회전 경로가 변환된 유성기어(7)의 동력을 리어출력축(8)으로 전달하는 감속 상태인 4H-4L(감속)모드를 변환시켜주는 4H-4L레버(34)로 구성되어진다.

이때, 상기 2H-4H레버(33)는 상단부위에서 일체로 연장되어 끝단의 벌어진 간격을 통해 끼워진 볼램프유니트(11)를 각 운동시키도록 가이드축(32)을 따라 직 선 이동과 각 운동되는 포크(33a)가 형성되면서, 상기 포크(33a)가 형성된 반대부위에서 일체로 연장되어 모드변환구동부(36)의 직선 이동에 연동되어 가이드축(32)을 중심으로 벌어지는 가이드보스(33b)가 형성되어진다.

또한, 상기 4H-4L레버(34)는 상단부위에서 일체로 연장되어 끝단의 벌어진 간격을 통해 잡아 준 슬리브(13)를 이동시켜 유성기어(7)의 캐리어를 통하여 리어출력축(8)으로 동력을 전달하도록 하는 포크(34a)가 형성되면서, 상기 포크(34a)가 형성된 반대부위에서 일체로 연장되어 모드변환구동부(36)의 직선 이동에 연동되어 가이드축(32)을 따라 이동되는 가이드보스(34b)가 형성되어진다.

이때, 상기 2H-4H레버(33)는 포크(33a)와 가이드보스(33b)에 비해 더 돌출된 위치에서 가이드축(32)이 결합되며, 이는 상기 2H-4H레버(33)가 가이드축(32)을 중심으로 하여 각 회전될 때 보다 큰 힘이 작용하도록 하기 위함임은 물론이다.

그리고, 상기 모드변환구동부(36)는 모드 변환 시 보이스코일의 작동력을 통해 직선 이동력을 발생하는 액츄에이터(37)와, 상기 액츄에이터(37)로부터 인출되어 모드변환조작부(31)의 가이드축(32)에 대해 평행하게 배열된 지지축(38), 상기 지지축(38)의 끝단부위에 고정되어 모드변환조작부(31)의 4H-4L레버(34)를 이동시키는 4L레버(39) 및 상기 액츄에이터(37)로부터 발생된 보이스코일의 작동력을 직접 전달받아 지지축(38)을 따라 이동되어져 2H-4H레버(33)를 거동시키는 장구형상의 모드변환캠(40)으로 구성되어진다.

이때, 상기 보이스코일은 프레밍 왼손법칙을 따라 보빈에 코일을 감아 놓은 것임은 물론이다.

또한, 상기 모드변환캠(40)은 도 2에 도시된 바와 같이 가장 작은 직경을 이루어 2륜(2H)구동 모드위치를 형성하는 2H모드단(40a)과, 상기 2H모드단(40a)으로부터 일측으로 테이퍼(Taper)지면서 큰 직경을 이루는 4H모드변환연결면(40b), 상기 4H모드변환연결면(40b)과 동일한 직경을 이루면서 4륜(4H)구동 모드위치를 형성하는 4H모드단(40c), 상기 2H모드단(40a)으로부터 타측으로 테이퍼(Taper)지면서 큰 직경을 이루는 4L모드변환연결면(40d) 및 상기 4L모드변환연결면(40d)과 동일한 직경을 이루면서 4륜 감속(4L)구동 모드위치를 형성하는 4L모드단(40e)이 형성되어진다.

여기서, 상기 4H모드변환연결면(40b)은 4L모드변환연결면(40d)에 비해 상대적으로 긴 길이로 이루어진다.

또한, 상기 모드변환캠(40)에 위치되는 2H-4H레버(33)의 가이드보스(33b)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 모드변환캠(40)의 측면에서 접촉되어 진다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 부 변속기의 작용을 통해 2륜-4륜(2H-4H,4L) 구동 모드 전환이 이루어지므로 이에 대한 작동을 위주로 상세히 설명한다.

즉, 도 2에 도시된 바와 같이 2륜(2H) 구동 모드인 경우는 부 변속기(3)의 모드변환수단(30)을 이루는 모드변환조작부(31)가 작동되지 않고, 이에 따라 변속기(2)로부터 전달받은 구동력이 후륜동력전달부(4)의 리어출력축(8)을 통해 후륜추진축(PR)으로 전달되어 차동기어(D)를 거쳐 후륜(R)을 구동시켜 주게 된다.

이때, 상기 모드변환조작부(31)를 이루는 2H-4H레버(33)의 가이드보스(33b)는 모드변환캠(40)의 2H모드단(40a)에 측면으로 접촉된 상태를 유지하게 됨은 물론이다.

한편, 구동 모드가 2륜에서 4륜으로 즉, 2H -> 4H로 전환되는 경우는 도 3에 도시된 바와 같이, 모드변환수단(30)을 이루는 모드변환구동부(36)가 작동해 모드변환조작부(31)를 이동시키게 되면, 상기 모드변환조작부(31)를 통해 후륜동력전달부(4)를 통해 후륜(R)쪽으로 전달되는 동력이 동력전달부재(23)를 매개로 전륜동력전달부(20)쪽으로 동시에 전달되고, 이에 따라 후륜(R)은 물론 전륜(F)도 동시에 구동되는 4륜(4H) 구동모드로 전환되어진다.

즉, 상기 모드변환구동부(36)의 액츄에이터(37)가 작동됨에 따라 보이스코일부를 통한 이동에 따른 작용력(Fa, 최대 151N임))이 모드변환캠(40)쪽으로 가해지게 되면, 상기 모드변환캠(40)이 지지축(38)을 따라 이동(도 2의 좌측 방향으로)되면서 최대 19mm 정도의 이동거리(a)를 갖게 된다.

이와 같이, 상기 모드변환캠(40)의 이동에 따라 모드변환조작부(31)의 2H-4H레버(33)가 가이드축(32)을 중심으로 각 회전하고, 이는 상기 2H-4H레버(33)의 가이드보스(33b)가 모드변환캠(40)의 측면에서 바깥쪽으로 벌어지기 때문인데 즉, 상기 모드변환캠(40)의 이동에 따라 가이드보스(33b)의 접촉 위치가 2H모드단(40a)에서 테이퍼(Taper)진 4H모드변환연결면(40b)쪽으로 이동되어, 최종적으로는 상기 4H모드변환연결면(40b)의 끝단에 형성된 4H모드단(40c)에 위치되어져 4륜(4H)구동 모드위치를 갖게 된다.

이러한 상기 2H-4H레버(33)의 각 회전은 포크(33a)부위에 끼워진 볼램프유니트(11)를 시계 방향으로 약 9.2°각 회전(c)시켜 주게 되고, 이는 상기 볼램프유니트(11)가 약 1.0mm 정도의 가압간격(d)으로 이동되면서 후륜동력전달부(4)의 리어출력축(8)에 구비된 클러치(10)를 연결하게 된다.

이에 따라, 상기 후륜동력전달부(4)에 구비된 구동스프라켓(9)이 회전되면서 동력전달부재(23)를 매개로 연결된 종동스프라켓(21)을 회전시켜 주고, 상기 종동스프라켓(21)은 고정된 프론트출력축(22)을 회전시켜 전륜추진축(PF)과 차동기어(D)를 통해 전륜(F)을 구동시켜 결과적으로, 상기 후륜동력전달부(4)를 통한 후륜(R)구동과 더불어 구동스프라켓(9)과 동력전달부재(23) 및 종동스프라켓(21)을 매개로 전륜동력전달부(20)도 구동력을 전륜(F)쪽으로 전달하게 된다.

한편, 이와 같은 2H -> 4H 구동 완료 후 즉, 4륜(4H) 구동 모드에서 감속을 하는 경우는, 후륜동력전달부(4)에 구비된 유성기어(7)의 회전 전달 경로를 변경하여 감속 구동 모드로 전환을 하게 되는데 이는, 모드변환구동부(36)의 액츄에이터(37)가 4륜(4H) 구동모드로 전환 될 때와 반대로 작용됨에 따라 즉, 상기 액츄에이터(37)가 보이스 코일을 당기면서 모드변환캠(40)을 당겨 지지축(38)의 끝단부위로 고정된 4L레버(39)를 당겨줌에 따라 유성기어(7)의 케이스를 통해 변경되는 회전 동력 전달 경로 변환을 통해 이루어지게 된다.

이를 도 4를 참조로 상세히 설명하면, 4륜(4H) 구동모드에서 4H -> 4L로 전환을 위해 보이스코일부가 작동되도록 액츄에이터(37)를 작동시키게 되면, 상기 액츄에이터(37)의 보이스코일이 모드변환캠(40)과 함께 끝단부위로 4L레버(39)가 고 정된 지지축(38)을 함께 끌어당겨 주고, 이에 따라 상기 4L레버(39)는 모드변환조작부(31)의 4H-4L레버(34)가 리턴스프링(35)을 압축하도록 가이드축(32)을 따라 이동되도록 한다.

즉, 상기 액츄에이터(37)의 보이스코일의 끌어 당겨지면서 발생되는 작용력(Fa, 이때는 스프링반력과 더불어 최대 430N임))이 모드변환캠(40)을 당겨(2H->4H와 반대 방향이며, 최대 19mm 이동거리(f)임)줌에 따라, 상기 모드변환캠(40)의 모드변환조작부(31)를 통해 2H-4H레버(33)가 이동됨과 더불어, 4L레버(39)가 4H-4L레버(34)를 이동해 후륜동력전달부(4)에 구비된 슬리브(13)가 유성기어(7)의 동력 전달 경로를 캐리어를 통해 이루어지도록 한다.

이를 보다 상세히 설명하면 2H-4H레버(33)는 모드변환캠(40)의 모드변환조작부(31)의 위치 이동 즉, 상기 모드변환조작부(31)의 2H모드단(40a)에서 테이퍼(Taper)진 4L모드변환연결면(40d)쪽으로 이동되고, 최종적으로는 상기 4L모드변환연결면(40d)의 끝단에 형성된 4L모드단(40e)에 위치되어져 4륜 감속(4L)구동 모드로 변환된다.

또한, 이러한 상기 2H-4H레버(33)의 각 회전은 포크(33a)부위에 끼워진 볼램프유니트(11)를 시계 방향으로 약 9.2°각 회전(c)시켜 주게 되고, 이로 인해 상기 볼램프유니트(11)가 약 1.0mm 정도의 가압간격(d)으로 이동되면서 후륜동력전달부(4)의 리어출력축(6)에 구비된 클러치(10)를 연결하게 된다.

이때, 상기 후륜동력전달부(4)의 리어출력축(8)의 회전력은 4륜(4H)구동에 비해 감속된 4륜 감속(4L)상태인데 이는, 액츄에이터(37)의 작동에 따라 당겨진 모 드변환캠(40)을 통해 4L레버(39)가 4H-4L레버(34)를 이동시킴에 따라, 상기 4H-4L레버(34)의 포크(34a)가 슬리브(13)이동시켜 유성기어(7)와 리어출력축(8)간의 동력 전달 경로를 변환시켜 주게 된다.

즉, 후륜동력전달부(4)를 구성하면서 변속기의 동력을 전달받는 입력축(6)과 리어출력축(8)사이에서 회전수를 변환하는 유성기어(7)의 회전수를 변화시키도록, 4H-4L 모드 변환 시 4H-4L레버(34)의 포크(34a)가 슬리브(13)를 이동시켜 유성기어(7)의 캐리어를 통해 변화된 회전수(감속임)로 리어출력축(8)을 회전시키게 되고, 이로 인해 감속된 회전수를 갖는 상기 리어출력축(8)에 구비된 구동스프라켓(9)이 동력전달부재(23)를 매개로 종동스프라켓(21)을 회전시켜 주게 된다.

이와 같은, 상기 종동스프라켓(21)의 회전력은 프론트출력축(22)에 연결된 전륜추진축(PF)과 차동기어(D)를 매개로 전륜(F)을 구동시켜 주므로 결과적으로, 4륜 구동(4H)시 감속(4L)된 상태로 후륜(R)과 전륜(F)구동이 이루어지게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 축 선상 이동력을 발생하는 보이스 코일이 구비된 1개의 액츄에이터를 이용하여, 직선 상으로 배열된 상태에서 2H-4H(2륜->4륜) 모드 변환과 4H-4L(4륜->4륜 감속)모드 변환을 수행하도록 해, 부 변속기의 구조를 단순화시키면서 1개의 액츄에이터 만을 통한 구동모드 전환이 이루어지므로 비용 절감도 달성할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 구동력을 발생하는 액츄에이터의 운동 경로 전환이 필요 없 이 직선 이동을 통해 구동 모드 변환이 이루어지므로, 구동 모드 전환의 응답 속도가 100ms 이내로 신속하면서 동시에 정밀한 제어가 이루어질 수 있는 효과가 있게 됨은 물론이다.

Claims

변속기 동력을 연결하는 입력축(6)과 후륜(R)을 구동하도록 동력을 전달하는 리어출력축(8)사이에서 변속기의 회전수를 변환하는 유성기어(7)와, 4륜(4H)구동 전환 시 리어출력축(8)에 결합된 구동스프라켓(9)에 회전력을 전달하는 클러치모듈(10), 상기 리어출력축(8)과 구동스프라켓(9)간 회전력을 연결하거나 끊어주기 위해 클러치모듈(10)을 가압하도록 이동되는 볼램프유니트(11) 및 4륜 구동 시 감속을 위해 상기 유성기어(7)와 리어출력축(8)간 연결을 변환시키도록 리어출력축(8)에 구비된 슬리브(13)로 이루어진 후륜동력전달부(4)와;

상기 후륜동력전달부(4)의 구동스프라켓(9)에 동력전달부재(23)를 매개로 연결되어 구동되는 종동스프라켓(21)과, 상기 종동스프라켓(21)의 회전에 따라 함께 회전되어 전륜(F)을 구동시키는 프론트출력축(22)으로 이루어진 전륜동력전달부(20) 및;

2륜->4륜(2H-4H,4L(감속)) 구동 모드 변환에 따른 전원 공급 시 인출되거나 압축되면서 축 선상의 직선 이동력을 발생하도록 보이스코일 아마추어 타입인 1개의 액츄에이터(37)를 구비한 모드변환구동부(36)와, 2H->4H 구동 모드 변환 시 상기 모드변환구동부(36)의 직선 이동력을 통해 볼램프유니트(11)를 클러치모듈(10)쪽으로 이동시킴과 더불어, 4H->4L 구동 모드 변환 시 슬리브(13)를 이동시켜 유성기어(7)의 출력 회전수를 변환시키는 모드변환조작부(31)로 이루어진 모드변환수단(30);으로 구성되는 한편;

상기 모드변환조작부(31)는, 후륜동력전달부(4)의 리어출력축(8)에 평행하게 배열된 가이드축(32)과, 상기 가이드축(32)의 중앙부위로 구비된 리턴스프링(35)의 한쪽에서 클러치모듈(10)쪽으로 볼램프유니트(11)를 이동시켜 2H->4H 모드로 변환시켜주는 2H-4H레버(33) 및 상기 2H-4H레버(33)의 반대부위 리턴스프링(35)쪽에서 슬리브(13)를 통해 유성기어(7)의 감속된 회전수를 리어출력축(8)으로 전달하도록 4H->4L 모드로 변환시켜주는 4H-4L레버(34)로 구성되고;

상기 모드변환구동부(36)는, 공급된 전원을 통해 보이스코일의 작동력으로 직선 이동력을 발생하는 액츄에이터(37)와, 상기 액츄에이터(37)로부터 인출되어 모드변환조작부(31)의 가이드축(32)에 대해 평행하게 배열된 지지축(38), 상기 지지축(38)의 끝단부위에 고정되어 모드변환조작부(31)의 4H-4L레버(34)를 이동시키는 4L레버(39) 및 상기 액츄에이터(37)로부터 발생된 보이스코일의 작동력을 직접 전달받아 지지축(38)을 따라 이동되어져 2H-4H레버(33)를 거동시키는 장구형상의 모드변환캠(40)으로 구성되어진 것을 특징으로 하는 차량용 단일 액츄에이터 타입 전자식 부 변속기.
청구항 1에 있어서, 상기 클러치모듈(10)은 습식 다판 클러치인 것을 특징으로 하는 차량용 단일 액츄에이터 타입 전자식 부 변속기.
청구항 1에 있어서, 상기 구동스프라켓(9)과 종동스프라켓(21)을 연결하는 동력전달부재(23)는 체인인 것을 특징으로 하는 차량용 단일 액츄에이터 타입 전자식 부 변속기.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 2H-4H레버(33)는 상단부위에서 일체로 연장되어 끝단의 벌어진 간격을 통해 끼워진 볼램프유니트(11)를 각 운동시키도록 가이드축(32)을 따라 직선 이동과 각 운동되는 포크(33a)가 형성되면서, 상기 포크(33a)가 형성된 반대부위에서 일체로 연장되어 모드변환구동부(36)의 직선 이동에 연동되어 가이드축(32)을 중심으로 벌어지는 가이드보스(33b)가 형성되어진 것을 특징으로 하는 차량용 단일 액츄에이터 타입 전자식 부 변속기.
청구항 5에 있어서, 상기 2H-4H레버(33)는 포크(33a)와 가이드보스(33b)에 비해 더 돌출된 위치에서 가이드축(32)이 결합되는 것을 특징으로 하는 차량용 단일 액츄에이터 타입 전자식 부 변속기.
청구항 1에 있어서, 상기 4H-4L레버(34)는 상단부위에서 일체로 연장되어 끝단의 벌어진 간격을 통해 잡아 준 슬리브(13)를 이동시켜 유성기어(7)의 캐리어를 통하여 리어출력축(8)으로 동력을 전달하도록 하는 포크(34a)가 형성되면서, 상기 포크(34a)가 형성된 반대부위에서 일체로 연장되어 모드변환구동부(36)의 직선 이동에 연동되어 가이드축(32)을 따라 이동되는 가이드보스(34b)가 형성되어진 것을 특징으로 하는 차량용 단일 액츄에이터 타입 전자식 부 변속기.
삭제
청구항 1에 있어서, 상기 모드변환캠(40)은 가장 작은 직경을 이루어 2륜(2H)구동 모드위치를 형성하는 2H모드단(40a)과, 상기 2H모드단(40a)으로부터 일측으로 테이퍼(Taper)지면서 큰 직경을 이루는 4H모드변환연결면(40b), 상기 4H모드변환연결면(40b)과 동일한 직경을 이루면서 4륜(4H)구동 모드위치를 형성하는 4H모드단(40c), 상기 2H모드단(40a)으로부터 타측으로 테이퍼(Taper)지면서 큰 직경을 이루는 4L모드변환연결면(40d) 및 상기 4L모드변환연결면(40d)과 동일한 직경을 이루면서 4륜 감속(4L)구동 모드위치를 형성하는 4L모드단(40e)이 형성되어진 것을 특징으로 하는 차량용 단일 액츄에이터 타입 전자식 부 변속기.
청구항 9에 있어서, 상기 4H모드변환연결면(40b)은 4L모드변환연결면(40d)에 비해 상대적으로 긴 길이로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량용 단일 액츄에이터 타입 전자식 부 변속기.
청구항 9에 있어서, 상기 모드변환캠(40)의 측면에서 2H-4H레버(33)의 가이드보스(33b)부가 접촉되어, 측면을 따라 이동되도록 된 것을 특징으로 하는 차량용 단일 액츄에이터 타입 전자식 부 변속기.