KR100796163B1 - 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈에 관한 것으로, 엔진(E)의 동력을 전달하는 트랜스 액슬(T)에 연결된 추진축(P)의 동력을 후륜으로 분배하는 전자 제어 식 액슬 모듈(Axle Module)이,

속도 센서(S)를 비롯하여 다수 센서(S1,S2,...)를 통해 차량 상태에 대한 정보를 취득하여 ECU(1)가, 그 주행 상황에 적절한 차륜의 슬립(Slip)을 지속적으로 제어함으로서, 차동(Open Differential)·차동 제한(Limited Slip Differential)·차동 잠금(Locking Differential)기능을 최적으로 구현할 뿐만 아니라,

상기 액슬 모듈을 구성하도록 추진축(P)에 결합된 커플링 어셈블리(10)를 장착한 액슬 하우징 어셈블리(80)에 장착되는 E-LSD 어셈블리(20)는, 차동장치 어셈블리(30)의 차동을 제한하기 위한 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)이 차동장치 어셈블리(30)의 양쪽에서 균형을 갖도록 해, 차동장치 어셈블리(30)의 중심이 액슬 모듈이 장착된 차량의 중심선(Centerline)과 서로 일치되도록 하여 , 좌·우 후륜쪽으로 구동력을 분배하는 좌·우 구동축(DL,DR)의 구동축 길이(DLL,DRL)를 동일하게 제작 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

Description

차량의 전자 제어 식 액슬 모듈{Electronic control axle module in vehicle}

도 1은 본 발명에 따른 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈을 사용한 차량의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈의 사시도

도 3은 도 2에 따른 전자 제어 식 액슬 모듈의 A-A선과 B-B선 단면도

도 4(가),(나)는 본 발명에 따른 전자 제어 식 액슬 모듈을 이루는 모터기어어셈블리의 내부 구성도

도 5(가)내지 (다)는 도 3의 감속기어열 구성도

도 6(가)내지 (라)는 본 발명에 따른 전자 제어 식 액슬 모듈을 이루는 듀얼 캠의 구성도

도 7(가)내지 (라)는 도 5의 변형례

도 8은 본 발명에 따른 전자 제어 식 액슬 모듈을 이루는 듀얼 볼 램프 어셈블리의 내부 구성도

도 9는 본 발명에 따른 듀얼 볼 램프 어셈블리의 결합 상태도

도 10은 본 발명에 따른 차동 장치 어셈블리와 시저스(Scissors) 거동을 구현하는 듀얼 볼 램프 어셈블리간의 결합도

도 11(가),(나)는 본 발명에 따른 모터 감속기어열과 듀얼 캠 및 듀얼 볼 램프 어셈블리의 시저스(Scissors)작용에 의해 마찰 클러치 팩을 가압하는 축 방향 이동력을 발생하는 작동도

도 12(가),(나)는 본 발명에 따른 듀얼 볼 램프 어셈블리의 시저스(Scissors)작용에 의한 스틸 볼의 작동 상태도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1 : ECU 10 : 커플링어셈블리

11 : 구동피니언

20 : E-LSD 어셈블리(Electronic - Limited Slip Differential)

30 : 차동장치 어셈블리 31 : 링기어

32 : 차동기어세트 33 : 마찰 클러치 팩

34 : 차동케이스 35 : 클러치 허브

40 : 모터기어 어셈블리

41 : 모터 41a : 모터축 입력기어

42 : 중간감속기어 42a : 제1감속기어

42b : 제2감속기어 42c,51a,51a' : 지지축

43 : 최종감속기어 44 : 모터커버

45 : 액세스커버 50,50' : 듀얼 캠

51,51' : 결합보스 54,54',52,52' : 좌·우 캠

54a,54a',52a,52a' : 좌·우 볼 램프 캠 접촉면

53,53' : 초기 안착부 60 : 듀얼 볼 램프 어셈블리

61,62 : 좌·우 볼 램프 암 61a,61a'62a,65a : 볼 램프 그루브

61b,62b : 좌·우 롤러 61c : 연장 플랜지

63 : 스틸 볼 64 : 가이드 핀

64a,64b : 지지단 65 : 볼 램프 어플라이 사이드

66 : 트러스트베어링 67 : 클러치 어플라이 링

68 : 트러스트 링 69 : 클러치 어플라이 핀

70 : 리턴스프링 71 : 스냅 링

80 : 액슬 하우징 어셈블리

81 : 캐리어하우징 82 : 캐리어커버

DL,DR : 좌·우 구동축 DLL,DRL : 좌·우 구동축 길이

E : 엔진 P : 추진축

S : 속도센서 T : 트랜스 액슬

본 발명은 차량의 액슬 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차동 장치의 차동 제한을 위한 마찰 클러치의 작동이 전자적으로 제어되면서, 차동(Open Differential)·차동 제한(Limited Slip Differential)·차동 잠금(Locking Differential)기능을 최적으로 수행 할 수 있는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈에 관한 것이다.

일반적으로 차동 장치는 자동이나 수동 변속기를 장착한 차량에 관계없이 후륜의 리어 액슬(Rear Axle)내에 장착되어, 차량 주행 시 엔진의 구동력을 후륜 쪽으로 전달하면서 차량 선회 시 원활한 회전을 가능케 하는 장치이다.

또한, 이러한 차동 장치는 기구적으로 좌·우측바퀴에 항상 동일한 구동력을 전달하며, 이에 따라 통상 차동을 오픈 디퍼런샬(Open Differential)이라 한다.

그러나, 이와 같은 차동 장치는 높은 마찰계수에 의해 많은 구동력을 전달할 수 있음에도 불구하고, 만약 좌·우측바퀴 중 어느 한쪽에 구동력 상실이 발생되면 슬립(Slip)이 일어나는 바퀴 쪽과 동일한 구동력 밖에 전달하지 못하고, 이로 인해 차동 장치가 전체적인 동력손실을 발생시키는 문제가 있게 된다.

이러한 문제는 특히, 주행 중 한쪽바퀴가 웅덩이에 빠졌을 때 차량의 탈출이 불가능한 현상을 가져오고, 경사가 심한 언덕의 가속 주행 시 바퀴의 슬립 발생 원인이 되며, 또한 눈길 제동 시 바퀴의 구동력 상실에 따른 차량 제어가 불가능해지는 미끄러짐을 유발하는 원인을 제공하게 된다.

이에 따라, 오픈 디퍼런샬 타입인 차동 장치가 갖는 한계를 보완해 차량 운동성 및 주행 안정성을 향상시키도록 차동을 제한하는 장치가 사용되는데, 이러한 차동 제한장치는 슬립(Slip)이 발생하는 바퀴 쪽으로 동력이 빠져나가는 현상을 제한하도록 통상, 토크감응 방식인 다판 클러치(Multi Clutch)식 차동 제한이나 또는 회전 차 감응 방식인 비스커스 커플링(Viscous Coupling)식 등과 같은 기계식 차동 제한 장치(LSD, Limited Slip Differential)를 사용한다.

하지만, 이러한 기계식 LSD의 경우 차동 제한이 가능한 토크(Torque)의 한계 치를 가지고 있고 액티브(Active)한 제어가 불가능하고, 이에 따라 최근의 추세는 액티브 한 제어를 위해 유압식이나 전자식 또는 마그네틱(magnetic)등을 활용하고 있으며, 특히 유압 제어 방식의 제품이 많이 사용된다.

그러나, 이와 같은 기계식 LSD는 기구적인 미케니즘(Mechanism)에다 유압 이용에 따른 부가적인 유압 장치가 추가될 수밖에 없고, 이로 인해 전체적인 차동 제한 장치가 복잡하면서 중량도 증가되어져 차량 탑재 시 액슬 모듈(Axle Module)의 탑재성(일반적으로 팩케이징(Packaging)이라 함)에 많은 문제가 발생되었다.

특히, 차동 장치를 수용한 액슬 모듈에서 차동을 제한하기 위한 마찰 클러치가 링기어(Ring Gear)를 기준으로 하여 액슬 모듈의 한쪽 부위로 위치됨에 따라, 액슬 모듈의 양쪽에서 좌·우 바퀴로 연결되는 좌·우 구동축의 길이를 서로 다르게 제작할 수밖에 없고, 이로 인한 구동축의 제작비용과 관리비용도 증가되는 문제가 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 차동을 제한하는 마찰 클러치 팩을 전자식으로 제어하는 E-LSD 어셈블리(전자식 차동 제한 장치,Electronic - Limited Slip Differential)를 사용하면서, 상기 마찰 클러치 팩을 작동시키는 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)을 마찰 클러치 팩의 반 대 부위로 장착시켜, 차동 장치의 중심이 차량 탑재 상태에서 차량 중심선(Centerline)에 일치되도록 해 좁은 공간에서 액슬 모듈의 차량 탑재성(Packaging)을 향상함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 액슬 모듈을 구성하는 차동 장치의 중심과 차량 중심선(Centerline)이 서로 일치된 상태로 차량에 탑재됨에 따라, 액슬 모듈에서 좌·우 바퀴 쪽으로 연결되는 좌·우 구동축이 좌·우 구별 없이 공용으로 사용하도록 동일한 길이로 제작 할 수 있어, 서로 다른 길이로 제작할 때에 비해 구동축에 대한 제작비용과 관리비용을 저감할 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 E-LSD 어셈블리의 마찰 클러치 팩을 작동시키는 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)이, 전기 모터의 회전력을 통해 양쪽으로 동시에 벌어지는 시저스(Scissors) 거동을 구현해 스틸 볼과 램프(Ramp)기구에서 배력되어 축 방향 가압력으로 작용하는 방식을 이용함에 따라, 차동 제한을 위한 마찰 클러치 팩의 엔게이징 타임(Engaging Time)이 향상되면서 차동 제한 작용에 대한 응답성을 매우 빠르게 구현함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 E-LSD 어셈블리의 차동 제한 작용 시 마찰 클러치 팩을 작동시켜주는 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)에서 구현되는 운동 방식이, 볼 램프 그루브 램프각(Ramp Angle)이 동일한 조건으로 축을 중심해서 양쪽으로 동시에 벌어지는 시저스(Scissors) 방식을 이용함에 있어서, 이중 볼 램프 타입(Dual Ball Ramp Type)을 갖는 볼 램프 구조로 인해 단일 볼 램프 타입(Single Ball Ramp Type)에 비해서 축 방향 이동 스트로크(Stroke)가 2배로 증가되므로 보다 넓은 구 간에서 정밀한 토크(Torque)제어가 이루어 질 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 E-LSD 어셈블리의 차동 제한을 위해 축 중심의 시저스(Scissors)거동을 구현시켜주는 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)을 이루는 전기 모터와 감속기어열 및 듀얼 캠을 단일한 모듈(Module)로 구성시켜, 상기 액츄에이팅 미케니즘이 간단하면서도 전체적으로 컴팩트(Compact)하게 이루어지고, 또한 끼워 맞춤(Fit-In) 방식으로 액슬 하우징 어셈블리에 결합되도록 해 조립성과 정비성을 모두 향상함에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 E-LSD 어셈블리의 차동(Open Differential) 기능과 차동 제한(Limited Slip Differential) 기능 및 차동 잠금(Locking Differential)기능 구현이, 차량의 주행 상태에 대한 정보를 입력받아 ECU가 그 주행 상황에 적절한 차륜의 슬립(Slip)을 지속적으로 제어함에 따라 이루어지므로, 항상 최적으로 E-LSD 어셈블리를 작동시킬 수 있도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 전자 제어 식 액슬 모듈이 엔진회전수를 변속단수에 따라 변환하면서 전륜을 구동시키는 트랜스 액슬에서 이어진 추진축에 연결되어, 다수의 클러치 플레이트의 작용에 따라 추진축의 회전을 끊거나 연결하는 커플링어셈블리와;

상기 커플링어셈블리의 작동 시, 추진축을 통해 입력된 회전력을 받는 구동 피니언을 통해 회전되어 추진축의 구동력을 좌·우 후륜 쪽으로 분배하도록 좌·우 구동축이 연결된 차동 장치 어셈블리와, 상기 차동 장치 어셈블리를 통해 좌·우 구동축으로 분배되는 구동력이 좌·우 후륜의 슬립(Slip)에 따라 차등을 두도록 차 동 장치 어셈블리에 장착된 마찰 클러치 팩의 반대쪽에서 축 방향으로 가압해 차동을 제한하는 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)으로 이루어진 E-LSD 어셈블리;

상기 커플링어셈블리가 추진축에 연결되는 방향으로 장착되면서, 그 내부 공간으로 상기 E-LSD 어셈블리를 수용하는 액슬 하우징 어셈블리 및;

차량상태를 검출하는 다양한 센서를 통해 입력된 정보를 이용해 좌·우 바퀴의 슬립(Slip)을 지속적으로 판단하고 그 주행 상황에 맞게 슬립을 제한하여, 상기 E-LSD 어셈블리가 차동(Open Differential)·차동 제한(Limited Slip Differential)·차동 잠금(Locking Differential)기능을 구현하도록 제어하는 ECU;

로 구성되어진 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)을 이루면서, 액슬 하우징 어셈블리에 분리·결합이 용이하도록 볼트를 매개로 장착되어져 ECU를 통해 구동되어 회전력을 발생하는 모터기어 어셈블리는, 속도센서를 통해 판단된 좌·우 후륜의 슬립(Slip)발생 정도에 따른 제어 신호를 발생하는 ECU를 통해 회전력을 발생하는 전기 모터와, 상기 모터의 회전을 감속하는 감속기어열, 상기 감속기어열에 치합 된 최종감속기어를 축 상에 고정해 소정 각도로 정·역회전되면서, 서로 반대쪽으로 동일한 힘을 발생하도록 축 중심의 양쪽 부위가 서로 대칭을 이루는 듀얼 캠 및 상기 모터의 일측에 체결되면서 그 내부 공간으로 감속기어열과 듀얼 캠이 회전 가능하도록 지지하는 모터하우징으로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)을 이루는 듀얼 볼 램 프 어셈블리는, 모터기어 어셈블리에서 발생된 회전력을 차동 장치어셈블리의 축을 회전 중심으로 해서 양쪽으로 동시에 벌어지는 시저스(Scissors)거동으로 변환시켜, 듀얼 볼 램프 어셈블리 내부의 스틸 볼과 그루브 램프의 작용으로 배력되어 축 방향의 이동 스트로크(Stroke)를 발생시키는 시저스 거동수단과, 상기 시저스 거동수단에서 발생된 축 방향 이동력을 전달받아 반대편에 위치된 마찰 클러치 팩을 가압해 작동하는 축 방향 가압수단 및 상기 축 방향 가압수단 쪽으로 만 시저스 거동수단의 축 방향 이동력이 전달되도록 축 방향 가압수단의 반대쪽에서 시저스 거동수단을 지지하는 축 방향 지지수단으로 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 시저스 거동수단은 ECU를 통해 구동된 모터의 회전을 감속하는 감속기어 열에 의해 회전되는 듀얼 캠의 양쪽으로 위치되어, 듀얼 캠에 밀착된 롤러를 매개로 회전 시 각각 반대 방향으로 각 운동하면서 벌어지도록 차동 장치 어셈블리의 차동 케이스에 결합된 한 쌍 좌·우 볼 램프 암과, 상기 좌측 볼 램프 암을 사이에 두고 가이드 핀을 매개로 우측 볼 램프 암과 결합되어져 우측 볼 램프 암의 거동 시 동일한 방향으로 회전되는 볼 램프 어플라이 사이드 및 상기 좌측 볼 램프 암의 양쪽에서 각각 밀착 결합된 우측 볼 램프 암과 볼 램프 어플라이 사이드사이에 위치되어진 구 형상의 스틸 볼로 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 축 방향 가압수단은 시저스(Scissors)거동하는 우측 볼 램프 암과 함께 회전되는 볼 램프 어플라이 사이드의 회전 저항을 줄이기 위해 밀착된 트러스트베어링과, 상기 트러스트베어링에 밀착되면서 볼 램프 어플라이 사이드의 축 방향 이동력을 트러스트베어링과 함께 전달받는 클러치 어플라이 링, 상기 클러치 어플라이 링으로부터 축 방향으로 이동력을 받아 마찰 클러치 팩을 가압하는 클러치 어플라이 핀 및 축 방향 가압수단 쪽으로 전달되는 탄성 복원력을 부가하는 리턴 스프링으로 구성된 것을 특징으로 한다.

그리고, 상기 축 방향 지지수단은 시저스(Scissors)거동하는 우측 볼 램프 암의 회전 저항을 줄이도록 밀착된 트러스트베어링과, 상기 트러스트베어링에 밀착되어 스틸 볼의 위치 변화 시 우측 볼 램프 암이 밀려나지 않도록 축 방향 거동을 구속하도록 차동 장치 어셈블리의 차동 케이스 부위에 스냅 링으로 고정된 트러스트 링으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명은 액슬 하우징 어셈블리와 커플링 어셈블리 및 차동 장치 어셈블리와 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)으로 이루어진 E-LSD 어셈블리간 결합으로 구성된 액슬 모듈이, 차량에 탑재된 상태에서 차량의 중심선(Centerline)과 서로 일치되어져, 좌·우 후륜 쪽으로 구동력을 분배하는 좌·우 구동축(DL,DR)의 구동축 길이(DLL,DRL)를 동일하게 제작할 수 있는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 E-LSD 어셈블리를 이루는 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)은 차동 장치 어셈블리의 일측으로 장착되는 마찰 클러치 팩과, 그 반대쪽으로는 시저스(Scissors) 거동을 하여 마찰 클러치 팩을 작동시키는 축 방향 가압력을 발생하는 장치가 장착되어져, 차동 장치 어셈블리의 양쪽이 서로 균형을 이루면서 동시에 차동 케이스의 내부에 구비된 차동기어세트의 중심이 액슬 모듈이 장착되는 차량의 중심선(Centerline)과 일치되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈을 장착한 차량의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈의 사시도를 도시한 것인바, 본 발명의 전자 제어 식 액슬 모듈은 엔진(E)회전수를 변속단수에 따라 변환하면서 전륜을 구동시키는 트랜스 액슬(T)에서 이어진 추진축(P)이 연결되어 후륜 쪽으로 구동력을 전달하는 커플링어셈블리(10)와,

상기 커플링어셈블리(10)의 작동 시, 추진축(P)을 통해 입력된 회전력을 받는 구동피니언(11)을 통해 회전되어져, 추진축(P)의 구동력을 좌·우 후륜 쪽으로 분배하는 E-LSD 어셈블리(20, Electronic - Limited Slip Differential),

상기 커플링어셈블리(10)가 일단으로 장착되면서, 좌·우 후륜으로 구동력을 분배하는 좌·우 구동축(DL,DR)이 연결되는 E-LSD 어셈블리(20)를 내부 공간으로 수용하는 액슬 하우징 어셈블리(80) 및

차량상태를 검출하는 다양한 센서를 통해 입력된 정보를 이용해 좌·우 바퀴의 슬립(Slip)을 지속적으로 판단하고 그 주행 상황에 맞게 슬립을 제한하여, 상기 E-LSD 어셈블리(20)가 차동(Open Differential)·차동 제한(Limited Slip Differential)·차동 잠금(Locking Differential)기능을 구현하도록 제어하는 ECU(1)로 구성되어진다.

여기서, 상기 커플링어셈블리(10)는 ECU(1)에 의해 작동된 마찰 클러치가 추진축(P)과 연결됨에 따라 구동피니언(21)이 회전되고, 상기 구동피니언(21)을 통해 회전되는 E-LSD 어셈블리(20)가 추진축(P)으로부터 전달된 동력을 좌·우 구동축(DL,DR)을 통해 좌·우 후륜으로 분배하기 위해, 통상적으로 사용되는 4륜 구동(4WD)을 위한 장치이다.

그리고, 상기 E-LSD 어셈블리(20)는 도 3에 도시된 바와 같이, 액슬 하우징 어셈블리(80)의 캐리어하우징(81)내부로 수용되어 커플링어셈블리(10)의 구동피니언(21)을 통해 회전되어져, 추진축(P)의 동력을 좌·우 후륜으로 분배하는 좌·우 구동축(DL,DR)이 결합된 차동 장치 어셈블리(30)와, 속도 센서(S)를 비롯하여 다수 센서(S1,S2...)를 통해 차량 상태에 대한 정보를 취득하여, 차동(Open Differential)·차동 제한(Limited Slip Differential)·차동 잠금(Locking Differential)기능을 차량의 주행 상황에 적절한 차륜의 슬립(Slip)을 지속적으로 제어하는 ECU(1)를 통해 구동되어져, 상기 차동 장치 어셈블리(30)의 차동을 제한하는 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)으로 구성된다.

또한, 상기 차동 장치 어셈블리(30)는 커플링어셈블리(10)의 구동 피니언(21)에 치합되어 회전력을 전달받는 링 기어(31)와, 상기 링 기어(31)를 외주에 결합한 차동 케이스(34)의 내부에서 서로 대향되는 위치로 치합 된 한 쌍의 피니언(Pinion) 기어와 사이드(Side) 기어로 이루어진 차동기어세트(32) 및 클러치 허브(35)와 함께 차동 케이스(34)의 일측에 장착되어져 좌·우 후륜에서 발생되는 슬립(Slip)정도에 따라 좌·우 바퀴로의 구동력 분배에 차등을 주는 마찰 클러치 팩(33)으로 구성되어진다.

이러한 차동 장치 어셈블리(30)의 작동은 일반적으로 사용되는 차동 장치와 동일하게 작용된다.

그리고, 상기 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)은 차동 장치 어셈블리(30)의 일측으로 장착된 마찰 클러치 팩(33)의 반대편에서 마찰 클러치 팩(33)을 가압하기 위한 장치로 구성되어진다.

이러한 액츄에이팅 미케니즘 구성에 대한 한 예로서, 액슬 하우징 어셈블리(80)의 캐리어하우징(81)에 형성된 부위로 볼트를 매개로 분리·결합되면서 ECU(1)의 제어 신호를 받아 구동되는 모터기어 어셈블리(40)와, 상기 모터기어 어셈블리(40)에서 발생된 회전력을 축을 중심해서 양쪽으로 동시에 벌어지는 시저스(Scissors)거동으로 변환시켜, 모터의 회전력이 차동 제한을 위한 마찰 클러치 팩(33)에 대한 가압력으로 작용되도록 차동 장치 어셈블리(30)의 축 방향 이동력으로 전환시키는 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)로 구성하게 된다.

보다 구체적으로 상기 모터기어 어셈블리(40)는 도 4(가),(나)에 도시된 바와 같이, 속도 센서(S)를 비롯하여 다수 센서(S1,S2...)를 통해 차량 상태에 대한 정보를 취득해 차량의 주행 상황에 적절한 차륜의 슬립(Slip)을 지속적으로 제어하는 ECU(1)를 통해 회전력이 발생되는 전기모터(41)와, 상기 모터(41)의 회전을 적절한 비율로 감속하는 감속기어열, 상기 감속기어열을 통해 소정 각도로 정·역회전되는 듀얼 캠(50) 및 상기 모터(41)의 일측에 체결되면서 그 내부 공간으로 감속기어열과 듀얼 캠(50)이 회전 가능하도록 지지하는 모터하우징으로 구성된다.

여기서, 상기 모터(41)에는 마그네틱 브레이크(Magnetic Brake)가 일체로 장착된 종류로서, 이는 E-LSD 어셈블리(20)의 잠금(Locking) 모드 시 모터(41)로 공 급된 전원을 차단하더라도 마그네틱 브레이크가 모터(41)의 상태를 강제 구속해, 모터(41)의 수명을 연장할 수 있는 작용을 하게 된다.

또한, 상기 모터(41)에는 모터 상태를 감지해 ECU(1)로 전송하는 센서 예를 들어, 온도 센서와 홀 센서 및 엔코더등이 구비되어있게 된다.

그리고, 상기 감속기어열은 도 5(가)내지 (다)에 도시된 바와 같이, 모터(41)에 연결되어 모터(41)와 함께 회전되는 모터축 입력기어(41a)와, 상기 모터(41)의 회전을 감속하도록 모터축 입력기어(41a)에 치합된 제1감속기어(42a)에 비해 작은 직경을 이루는 제2감속기어(42b)로 이루어진 중간감속기어(42), 상기 중간감속기어(42)의 제2감속기어(42b)에 치합되어 모터의 회전을 최종적으로 감속하여 동일 축 상에 결합된 듀얼 캠(50)을 회전시키는 최종감속기어(43)로 구성된다.

이때, 상기 최종감속기어(43)는 동일 축 상에 결합된 듀얼 캠(50)을 회전시켜 주는 작용을 하므로 기어 형상에 관계없지만, 360°미만으로 회전되는 특성상 통상적으로 섹터(Sector)기어 타입을 주로 사용하게 된다.

그리고, 상기 모터하우징은 중간감속기어(42)가 모터축 입력기어(41a)와 함께 자유롭게 회전되도록 하는데, 이를 위해 도 4(가),(나)에 도시된 바와 같이 상기 모터하우징을 이루는 모터커버(44)가 그 내부에서 중간감속기어(42)를 이루는 제1·2감속기어(42a,42b)가 고정된 지지축(42c)의 일단을 지지하고, 상기 지지축(42c)의 타단은 모터커버(44)의 측면에 볼트 체결되는 액세스커버(45)가 지지하도록 한다.

또한, 상기 모터하우징은 중간감속기어(42)에 의해 회전되는 최종감속기 어(43)가 고정된 듀얼 캠(50)이 자유롭게 회전되도록, 상기 모터하우징을 이루는 모터커버(44)가 그 내부에서 듀얼 캠(50)의 양쪽으로 돌출된 지지축(51a)의 일단을 지지하고, 상기 지지축(51a)의 타단은 모터커버(44)의 측면에 볼트 체결되는 액세스커버(45)가 지지하도록 한다.

그리고, 상기 최종감속기어(43)는 듀얼 캠(50)의 축 상에 고정되어 최종감속기어(43)와 함께 회전되는데, 이를 위해 도 5와 도 6(가)에 도시된 바와 같이 듀얼 캠(50)의 지지축(51a)에 상대적으로 큰 직경을 이루면서 키 홈을 형성한 결합보스(51)를 형성하고, 상기 결합보스(51)에 키를 매개로 최종감속기어(43)가 결합·고정되어진다.

이때, 상기 결합보스(51)는 최종감속기어(43)가 치합되는 중간감속기어(42)의 제2감속기어(42b)가 배열되는 위치 쪽에 형성되어진다.

또한, 상기 듀얼 캠(50)은 회전될 때 서로 반대쪽으로 동일한 힘을 발생시키도록 작용함에 따라 그 축을 중심으로 양쪽 부위가 서로 대칭을 이루는 구조로 되며, 이에 따라 상기 듀얼 캠(50)은 축을 중심(O)으로 원형 단면을 이루거나, 또는 회전되도록 지지되는 축의 중심(O)에 대해 양쪽으로 서로 동일한 간격으로 떨어진 각각의 중심(Oa,Ob)을 갖는 원형 단면을 이루게 된다.

이러한 듀얼 캠(50)중 각각의 중심(Ob,Oa)을 갖는 원형 단면을 이루는 좌·우 캠(54,52)으로 이루어진 경우는 도 5(가)내지 (라)에 도시된 바와 같이, 상기 좌·우 캠(54,52)은 크랭크 축(Crank Shaft)과 같이 지지축(51a)에 대해 각각의 중심(Ob,Oa)을 갖고 튀어나와 모터하우징에 지지되는 지지축(51a)의 길이 방향을 2구 간으로 분할 형성하면서, 상기 좌·우 캠(54,52)의 일 측에서 상기 지지축(51a)보다 상대적으로 큰 직경으로 형성된 결합보스(51)에는 최종감속기어(43)가 키를 매개로 고정된다.

이때, 상기 좌·우 캠(54,52)은 지지축(51a)의 중심(O)에 대해 서로 반대 방향으로 개략적인 태극 모양을 이루는 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)을 형성하며, 상기 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)간에 각각의 영역이 구분되도록 중앙과 양쪽 끝단부위를 소정 폭(t)으로 살을 형성한다.

그리고, 상기 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)은 도 6(라)에 도시된 바와 같이, 좌·우 캠(54,52)의 중심(Ob,Oa)에서 각각 지지축(51)의 중심(O)까지의 반경(r)크기로 한쪽영역 만을 없애 태극 모양을 형성하며, 상기 좌·우 캠(54,52)에 형성되는 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)의 태극 모양은 반대쪽에서 서로 대향되게 형성된다.

즉, 상기 좌측 캠(54)에 형성된 좌측 볼 램프 캠 접촉면(54a)은 좌측 캠(54)의 원형 단면을 서로 대칭 되도록 한쪽 영역을 없애내 형성하게 되는데, 이를 보다 상세히 설명하면 도 6(라)의 단면 B-B에 도시된 바와 같이, 지지축(51a)의 중심(O)에 대해 양쪽으로 형성된 각각 떨어진 중심(Oa,Ob) 중, 좌측 부위의 중심(Ob)에 대해 반경(r)으로 볼록하게 2/3 영역을 형성하고 우측 부위의 중심(Oa)에 대해 반경(r)으로 오목하게 1/3 영역을 형성하도록 일정 영역을 없애, 상기 지지축(51a)의 중심(O)에 대해 두 반경(r)이 서로 태극 모양을 이루도록 한다.

그리고, 상기 우측 캠(52)에 형성된 우측 볼 램프 캠 접촉면(52a)도 우측 캠(52)의 원형 단면을 서로 대칭 되도록 한쪽 영역을 없애 형성하는데, 즉 도 6(라)의 단면 A-A에 도시된 바와 같이, 지지축(51a)의 중심(O)에 대해 양쪽으로 형성된 각각 중심(Oa,Ob) 중, 우측부위의 중심(Oa)에 대해 반경(r)으로 볼록하게 2/3 영역을 형성하고 좌측부위의 중심(Ob)에 대해 반경(r)으로 오목하게 1/3 영역을 형성하도록 일정 영역을 없애, 상기 지지축(51a)의 중심(O)에 대해 두 반경(r)이 서로 태극 모양을 이루도록 한다.

이때, 상기 좌·우 캠(54,52)의 각 중심(Ob,Oa)에 대한 반경(R)은 반경(r)에 비해 큰 직경으로 이루어져, 각 중심(Ob,Oa)에 대해 반경(r)을 갖고 태극 모양을 형성하는 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(52a,54a)이 좌·우 캠(54,52)의 안쪽 면으로 형성되도록 한다.

또한, 상기 좌·우 캠(54,52)의 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)을 이루면서 반경(r)으로 없애낸 영역에 형성되는 살 부위는, 시저스 거동하는 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)가 안착되어져 초기 상태를 이루도록 하는 연장 접촉단(53)으로서, 이는 상기 좌·우 캠(54,52)이 형성된 지지축(51a)의 중심(O)에 대해 각각 반대 쪽 위치로 형성된다.

이와 같은 상기 듀얼 캠(50)의 구조는 좌·우 캠(54,52)의 공통된 축 중심(O)을 지나도록 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)을 형성하는 특징에 따라, 상기 듀얼 캠(50)의 회전 시 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)을 타고 지나는 물체(이후 기술될 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 좌·우 볼 램프 암(61,62)에 구비된 좌·우 롤러(61b,62b))가 듀얼 캠(50)의 축 중심(O)을 지나게 되고, 이로 인해 듀 얼 캠(50)에 의한 양쪽 방향으로의 벌어짐이 최대로 이루어지게 된다.

한편, 상기 듀얼 캠(50)은 좌·우 캠(54,52)에 형성된 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)의 가공을 보다 용이하게 하도록 그 형상을 변형하는데, 이러한 구조적 형상 변경은 제작 시 가공성(단조나 소결)이 보다 향상되어 양산성이 더 높아지는 장점이 있게 된다.

예를 들어, 도 6(가)내지(라)에 도시된 바와 같이 듀얼 캠(50')의 좌·우 캠(54',52') 형상이 좌·우 캠(54',52')을 2부분으로 구분하도록 중간부위에 소정 폭(t')으로 형성된 살의 양쪽 편에 형성되는 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a',52a')이 각각 트여지도록 되면, 상기 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a',52a')의 가공 시 소정 폭의 살이 형성되지 않음에 따라 가공성(단조나 소결)이 좋게 된다.

이와 같은 좌·우 캠(54',52')의 구조는 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a',52a')의 형상에 다소 변화를 주게 되는데, 즉 도 6(라)에 도시된 바와 같이 반대쪽에서 서로 대향되게 형성되는 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a',52a')의 태극 형상이 좌·우 캠(54',52')의 지지축(51a')의 중심(O')에 대해 한쪽으로 더 돌출 되어져 편중되는 형상을 이루게 된다.

즉, 상기 좌측 캠(54')에 형성된 좌측 볼 램프 캠 접촉면(54a')은 도 6(라)의 단면 D-D에 도시된 바와 같이, 지지축(51a')의 중심(O')에 대한 좌측 캠(54')의 우측부위의 중심(Ob')에 대해 좌측 캠(54')의 반경(R')과 동일한 반경(r')으로 살이 형성된 2/3 영역을 형성하는 반면, 반대부위의 1/3 영역은 반경(r')보다 작은 반경으로 살이 형성되도록 이어져, 시저스(Scissors) 거동하는 듀얼 볼 램프 어셈 블리(60)가 안착되어져 초기 상태를 이루도록 하는 초기 안착부(53')를 형성하게 된다.

또한, 상기 우측 캠(52')에 형성된 우측 볼 램프 캠 접촉면(52a')도 도 6(라)의 단면 C-C에 도시된 바와 같이, 지지축(51a')의 중심(O')에 대한 우측 캠(52')의 우측부위의 중심(Oa')에 대해 우측 캠(52')의 반경(R')과 동일한 반경(r')으로 살이 형성된 2/3 영역을 형성하는 반면, 반대부위의 1/3 영역은 반경(r')보다 작은 반경으로 살이 형성되도록 이어져, 시저스 거동하는 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)가 안착되어져 초기 상태를 이루도록 하는 초기 안착부(53')를 형성하게 된다.

이와 같이 좌·우 캠(54',52')의 반대쪽에서 서로 대향되게 형성되는 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a',52a')의 태극 형상이 각각 한쪽으로 더 돌출된 형상을 이룸에 따라, 상기 좌·우 캠(54',52')의 중간을 기점으로 해 전 구간을 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a',52a')으로 형성하는 간단한 구조를 갖게 되므로, 상기 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a',52a')을 형성하기 위해 없애는 영역에 대한 가공성(단조나 소결)성이 보다 향상되어 양산성을 보다 높일 수 있는 장점이 있게 된다.

또한, 상기 듀얼 캠(50')은 좌·우 캠(54',52')에 형성된 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a',52a')이 듀얼 캠(50')의 축 중심(O')을 벗어나 형성되는 특징에 따라, 상기 듀얼 캠(50')의 회전 시 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a',52a')을 타고 지나는 물체(이후 기술될 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 좌·우 볼 램프 암(61,62)에 구비된 좌·우 롤러(61b,62b))가 듀얼 캠(50')의 축 중심(O')을 벗어난 상태로 지나게 되고, 이로 인해 듀얼 캠(50')에 의한 양쪽 방향으로의 벌어짐은 전술된 듀얼캠(50)에 비해 상대적으로 작은 각도로 벌어지게 된다.

한편, 모터기어 어셈블리(40)와 함께 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)을 이루는 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)는 도 8에 도시된 바와 같이, 마찰 클러치 팩(33)의 반대편에서 차동 장치 어셈블리(30)의 차동 케이스(34)에 장착되어진다.

이와 같은 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)는, ECU(1)에 의해 구동된 모터(41)의 회전력을 듀얼 캠(50)을 통해 차동 장치 어셈블리(30)의 축을 중심해서 양쪽으로 동시에 벌어지는 시저스(Scissors)거동으로 변환한 후, 이를 축 방향에 대한 이동 스트로크(Stroke)로 전환시키는 시저스 거동수단(A)과, 상기 시저스 거동수단(A)을 통해 발생된 축 방향 이동력으로 마찰 클러치 팩(33)을 가압하도록 작동하는 축 방향 가압수단(B) 및 상기 축 방향 가압수단(B)쪽으로 만 시저스 거동수단(A)의 축 방향 이동력이 전달되도록 축 방향 가압수단(B)의 반대쪽에서 시저스 거동수단(A)을 지지하는 축 방향 지지수단(C)으로 구성된다.

그리고, 상기 시저스 거동수단(A)은 도 8과 도 9에 도시된 바와 같이, 차동 장치 어셈블리(30)의 차동 케이스(34)에 결합되어져 듀얼 캠(50)의 회전 시 한쪽 방향으로 각 운동하면서 벌어지는 좌측 볼 램프 암(61)과, 상기 좌측 볼 램프 암(61)의 거동 시 듀얼 캠(50)의 회전에 의해 반대 방향으로 각 운동하면서 벌어지는 우측 볼 램프 암(62), 상기 좌측 볼 램프 암(61)을 사이에 두고 가이드 핀(64)을 매개로 우측 볼 램프 암(62)과 결합되어져 우측 볼 램프 암(62)의 거동 시 동일 한 방향으로 회전되는 볼 램프 어플라이 사이드(65) 및 상기 좌측 볼 램프 암(61)의 양쪽에서 각각 밀착 결합된 우측 볼 램프 암(62)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)사이에 각각 위치되어진 구 형상의 스틸 볼(63)로 구성된다.

여기서, 상기 좌측 볼 램프 암(61)은 차동장치 어셈블리(30)의 차동 케이스(34)에 결합되면서 그 양쪽으로 우측 볼 램프 암(62)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)가 각각 위치되도록 중공 관 형상의 연장 플랜지(61c)가 돌출 형성되고, 그 양면으로는 스틸 볼(63)이 삽입되도록 경사진 기울기를 갖는 소정길이의 그루브(Groove)인 볼 램프 그루브(61a,61a')를 형성함과 더불어, 한쪽으로 길게 연장되면서 그 상단이 꺾여져 듀얼 캠(50)의 우측 캠(52)에 위치된 상태에서 듀얼 캠(50)이 회전됨에 따라 벌려지는 힘을 받는 좌측 롤러(61b)가 구비되어진다.

그리고, 상기 우측 볼 램프 암(62)은 좌측 볼 램프 암(61)의 돌출된 연장 플랜지(61c)에 끼워져 결합된 상태에서, 좌측 볼 램프 암(61)과 마주 보는 면으로 스틸 볼(63)이 삽입되도록 경사진 기울기를 갖는 소정길이의 그루브(Groove)인 볼 램프 그루브(62a)를 형성함과 더불어, 한쪽으로 길게 연장되면서 그 상단이 꺾여져 듀얼 캠(50)의 좌측 캠(54)에 위치된 상태에서 듀얼 캠(50)이 회전됨에 따라, 좌측 볼 램프 암(61)의 반대 방향으로 벌려지는 힘을 받는 우측 롤러(62b)가 구비되어진다.

이때, 상기 좌·우 볼 램프 암(61,62)에 구비된 좌·우 롤러(61b,62b)는, 결합 시 회전되는 듀얼 캠(50)으로부터 힘을 받을 때 마찰 저항을 최소화하도록 베어링을 구비하게 된다.

또한, 상기 우측 볼 램프 암(62)과 대향되는 위치로 좌측 볼 램프 암(61)의 돌출된 연장 플랜지(61c)에 끼워져 밀착되는 볼 램프 어플라이 사이드(65)는, 좌측 볼 램프 암(61)과 마주 보는 면으로 스틸 볼(63)이 삽입되도록 경사진 기울기를 갖는 소정길이의 그루브(Groove)인 볼 램프 그루브(65a)가 형성된다.

이와 같이 상기 볼 램프 그루브(61a,61a',62a,65a)사이에 끼워진 스틸 볼(63)은 도 12(가),(나)에 도시된 바와 같이, 듀얼 캠(50)의 회전 시 좌측 방향으로 각 운동하면서 벌어지는 좌측 볼 램프 암(61)과, 상기 좌측 볼 램프 암(61)에 대해 우측 방향으로 각 운동하면서 벌어지는 우측 볼 램프 암(62) 및 상기 우측 볼 램프 암(62)과 함께 각 운동하면서 벌어지는 볼 램프 어플라이 사이드(65)내에서 그 위치가 변화되고, 이러한 스틸 볼(63)의 위치 변화에 따라 우측 볼 램프 암(62)을 기준으로 할 때, 좌측 볼 램프 암(61)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)는 동시에 축 방향으로 이동 스트로크(Stroke)가 발생되어진다.

이와 같은 작용 시, 상기 좌측 볼 램프 암(61)의 양면에 형성된 볼 램프 그루브(61a,61a')에 대해 우측 볼 램프 암(62)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)에 형성된 볼 램프 그루브(62a,65a)는, 서로 반대 방향으로 회전될 때 스틸 볼(63)이 최대로 돌출 되도록 그 내면의 경사 기울기가 서로 반대 방향을 갖도록 이루어진다.

그리고, 상기 스틸 볼(63)의 위치 변화에 따른 좌측 볼 램프 암(61)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)의 축 방향으로 이동 스트로크(Stroke)는, 최대 2mm 정도로 이루어진다.

이와 같이 상기 좌·우 볼 램프 암(61,62)과 더불어 볼 램프 어플라이 사이 드(65)에 형성된 볼 램프 그루브(61a,61a',62a,65a)는 서로간에 대향되는 면으로 1개 이상(예를 들어, 서로 간격을 두고 각각 대향되는 위치로 5 개정도) 형성되며 또한, 스틸 볼(63)도 서로 대향되는 볼 램프 그루브(61a,61a',62a,65a)사이에 각각 끼워지므로, 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 전체적인 내구성이 강화되면서 축 방향 이동력도 향상시키게 된다.

또한, 상기 좌측 볼 램프 암(61)을 사이에 두고 우측 볼 램프 암(62)과 동일한 방향으로 볼 램프 어플라이 사이드(65)를 회전시키는 가이드 핀(64)은 도 8에 도시된 바와 같이, 우측 볼 램프 암(62)의 일측으로 돌출 형성된 지지단(64a)에 일단이 결합되고, 그 타단은 볼 램프 어플라이 사이드(65)의 일측으로 돌출 형성된 지지단(64b)에 결합되어져, 상기 우측 볼 램프 암(62)이 회전되는 방향으로 볼 램프 어플라이 사이드(65)를 함께 회전시켜 주게 된다.

여기서, 상기 가이드 핀(64)과 이를 결합하는 지지단(64a,64b)은 한쪽 측면으로만 형성되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 축 방향 가압수단(B)은 도 8에 도시된 바와 같이, 볼 램프 어플라이 사이드(65)에 밀착되어 볼 램프 어플라이 사이드(65)의 회전 저항을 줄이기 위한 트러스트베어링(66)과, 상기 트러스트베어링(66)에 밀착되면서 트러스트베어링(66)과 함께 축 방향으로 이동되는 클러치 어플라이 링(67) 및 상기 클러치 어플라이 링(67)으로부터 축 방향으로 이동력을 받아 차동 제한 작용을 위해 마찰 클러치 팩(33)을 가압하는 클러치 어플라이 핀(69)으로 구성된다.

또한, 상기 클러치 어플라이 핀(69)에는 차동 제한 작용 해제 시 듀얼 볼 램 프 어셈블리(60)로 복귀력을 부가하는 리턴 스프링(70)이 구비되는데, 상기 리턴 스프링(70)은 클러치 어플라이 핀(69)에 끼워져 도 10에 도시된 바와 같이, 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)와 이를 결합한 차동 장치 어셈블리(30)의 차동케이스(34)사이에서 탄발 지지되고, 상기 클러치 어플라이 핀(69)이 마찰 클러치 팩(33)을 가압 할 때 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)에 의해 압축되고, 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 복귀 시에는 인장 되면서 탄성 복원력을 가해주는 작용을 하게 된다.

그리고, 상기 클러치 어플라이 핀(69)은 균일한 가압력을 마찰 클러치 팩(33)에 가하도록 소정 간격을 갖고 다수 개로 배열되며, 상기 리턴 스프링(70)도 클러치 어플라이 핀(69)과 동일한 수량으로 구비된다.

또한, 상기 축 방향 지지수단(C)은 도 7에 도시된 바와 같이, 좌측 볼 램프 암(61)의 연장 플랜지(61c)에 끼워진 우측 볼 램프 암(62)에 밀착되어 우측 볼 램프 암(62)의 회전 저항을 줄이는 트러스트베어링(66)과, 상기 트러스트베어링(66)에 밀착되어 스틸 볼(63)의 위치 변화 시 우측 볼 램프 암(62)이 밀려나지 않도록 축 방향 거동을 구속하는 트러스트 링(68) 및 상기 트러스트 링(68)을 고정하도록 차동 장치 어셈블리(30)의 차동 케이스(34)에 끼워지는 스냅 링(71)으로 이루어진다.

한편, 본 발명은 커플링 어셈블리(10)와 함께 E-LSD 어셈블리(20)를 액슬하우징 어셈블리(80)에 장착하여 전자 제어 식 액슬 모듈을 구성함에 따라, 차량 탑재 시 차량이 갖는 차량 중심선(Centerline)으로 액슬 모듈을 이루는 차동 장치의 중심을 일치시킬 수 있게 되고, 이는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 액슬 모듈의 액슬 하우징 어셈블리(80)의 양쪽에서 좌·우 후륜으로 동력을 전달하도록 연결되는 좌·우 구동축(DL,DR)을 동일한 축 길이(DLL,DRL)로 할 수 있는 특징을 갖게 된다.

즉, 상기 E-LSD 어셈블리(20)를 이루는 구성 요소인 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)이, 액슬 하우징 어셈블리(80)에 수용된 차동장치 어셈블리(30)를 기준으로 하여 그 일측으로 마찰 클러치 팩(33)이 장착되고, 상기 마찰 클러치 팩(33)의 반대편에 마찰 클러치 팩(33)을 가압하기 위한 모터기어 어셈블리(40)와 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)가 장착되는 구조적인 특징으로 인해, 도 2의 단면 B-B에 도시된 바와 같이 차동기어??(32)을 기준으로 한 차동 장치 어셈블리(30)의 중심이 차량 중심선(Centerline)과 일치될 수 있게 된다.

이와 같이 전자 제어 식 액슬 모듈이 차량 중심선(Centerline)에 일치됨에 따라, 차량 탑재 시 장착성이 향상되면서 동일한 길이를 갖는 좌·우 구동축(DL,DR)의 제작과 관리비용도 크게 줄여 줄 수 있는 특징을 갖게 된다.

이하 본 발명의 작용을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

본 발명은 엔진(E)으로부터 동력을 전달받는 트랜스 액슬(T)에 연결된 추진축(P)의 동력을 커플링 어셈블리(10)를 통해 연결하거나 끊어, 4륜 구동을 수행하도록 후륜으로 동력을 전달하는 액슬 모듈이, 차동(Open Differential)·차동 제한(Limited Slip Differential)·차동 잠금(Locking Differential)기능을 전자 제어 식으로 수행하는 E-LSD 어셈블리(20,Electronic - Limited Slip Differential) 를 장착하고, 상기 E-LSD 어셈블리(20)는 속도 센서(S)를 비롯하여 다수 센서(S1,S2...)를 통해 차량 상태에 대한 정보를 취득하여 그 주행 상황에 적절한 차륜의 슬립(Slip)을 지속적으로 제어하는 ECU(1)를 통해 최적으로 제어되는 전자 제어 식 액슬 모듈로 구성됨에 그 특징이 있다.

이와 같이 E-LSD 어셈블리(20)를 갖춘 전자 제어 식 액슬 모듈로 구성됨에 따라, 차량 탑재 시에는 도 1과 도 3에 도시된 바와 같이 액슬 모듈을 구성하는 차동 장치 어셈블리(30)의 중심을 기준으로 할 때, 상기 전자 제어 식 액슬 모듈이 차량 중심선(Centerline)과 일치된 상태로 장착시켜 주게 되고, 이러한 특징으로 인해 액슬 모듈의 차량 탑재성(Packaging)이 향상될 수 있게 된다.

즉, 전자 제어 식 액슬 모듈은 외관을 이루는 액슬하우징 어셈블리(80)의 선단 부위로 엔진(E)과 결합된 트랜스 액슬(T)에 연결된 추진축(P)이 이어진 커플링 어셈블리(10)를 연결해 조립하게 되면, 상기 커플링 어셈블리(10)의 구동 피니언(11)에 치합된 링기어(31)를 외주로 구비한 차동 장치 어셈블리(30)의 내부에 장착된 차동기어세트(32)의 중심은, 추진축(P)과 커플링 어셈블리(10)가 이루는 연결 축 선에 대해 한쪽으로 치우쳐(도 1의 좌측)서 이루어지는 차량의 중심선(Centerline)에 일치된 상태로 되고, 이에 따라 전자 제어 식 액슬 모듈은 그 중심이 차량의 중심선과 동일한 상태로 맞추어지게 된다.

이와 같은 차량 중심선(Centerline)과 전자 제어 식 액슬 모듈 중심의 일치에 따라, 좌·우 후륜으로 동력을 전달하도록 상기 액슬 모듈을 구성하는 차동장치 어셈블리(30)의 양쪽에서 연결되는 좌·우 구동축(DL,DR)을 좌·우 구별 없이 동일 한 축 길이(DLL,DRL)를 갖도록 제작할 수 있게 된다.

그리고, 본 발명의 전자 제어 식 액슬 모듈은 다수의 센서(Sensor)들을 통해 주행중인 차량 상태를 파악하고 제어하는 ECU(1)를 통해 제어되는데, 이는 상기 ECU(1)가 속도 센서(S)를 비롯하여 다수 센서(S1,S2...)를 통해 차량 상태에 대한 정보를 취득하여 그 주행 상황에 적절한 차륜의 슬립(Slip)을 지속적으로 제어하도록 E-LSD 어셈블리(20)를 최적 제어, 즉 차동(Open Differential)·차동 제한(Limited Slip Differential)·차동 잠금(Locking Differential)기능을 항상 최적 상태로 구현하는 특징을 갖게 된다.

일례로 4륜 구동으로 전환하는 경우, ECU(1)가 트랜스액슬(T)의 동력이 커플링어셈블리(10)로 이어지도록 추진축(P)을 연결되도록 하면, 상기 추진축(P)을 통해 커플링어셈블리(10)의 구동피니언(11)이 회전됨에 따라 이에 링 기어(31)를 매개로 치합된 차동 장치 어셈블리(30)의 차동기어세트(32)가 회전되고, 이러한 차동기어세트(32)의 회전력은 상기 차동기어세트(32)에 각각 연결된 좌·우 구동축(DL,DR)을 통해 후륜으로 전달되어 구동시켜 주게 되는 동력 전달 과정을 거치게 된다.

이때 E-LSD 어셈블리(20)를 이루는 전자식 차동 제한 장치는 작동하지 않으므로, 마찰 클러치 팩(33)은 작용하지 않는 차동(Open Differential)상태가 된다.

하지만 바퀴에서 슬립(Slip)이 발생되는 경우, 즉 ECU(1)가 속도 센서(S)를 비롯하여 다수 센서(S1,S2...)를 통해 차량 상태에 대한 정보를 취득하여 그 주행 상황에 적절한 제어를 수행하는 중, 차륜의 슬립(Slip)을 을 제어하도록 E-LSD 어 셈블리(20)를 제어할 필요성이 있게 되면, 상기 ECU(1)는 바퀴의 슬립(Slip) 정도에 따라 바퀴로 전달되는 동력의 일방적인 손실을 방지하도록 차동 제한(Limited Slip Differential)이나 차동 잠금(Locking Differential) 모드(Mode)로 즉시 전환해 그 상황에 따라 최적 제어를 수행하게 된다.

여기서, 차동(Open Differential) 모드는 2륜(이나 4륜) 구동으로 정상 주행 상태로서 ECU(1)의 제어에 의해 후륜 쪽으로 엔진의 동력이 전달되지 않는 상태이며, 차동 잠금(Locking Differential) 모드는 전체 추진력을 한쪽 바퀴로 전달해 빙판이나 습지에서 쉽게 탈출이 가능하도록 하는 상태이고, 차동 제한(Limited Slip Differential) 모드는 선회 시와 같이 바퀴간 슬립(Slip)을 해소하기 위한 상태이다.

이와 같이 바퀴의 슬립(Slip) 정도에 따라 액슬 모듈의 차동을 제한하는 경우 ECU(1)는 E-LSD 어셈블리(20)를 구동, 즉 상기 ECU(1)는 도 2와 도 3에 도시된 바와 같이 E-LSD 어셈블리(20)의 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)인 모터기어어셈블리(40)로 제어 신호를 보내 전기 모터(41)를 구동시켜 주고, 이에 따라 상기 액츄에이팅 미케니즘은 모터(41)의 구동력을 이용하여 차동 장치 어셈블리(30)의 마찰 클러치 팩(33)을 가압해 적절한 차동 제한 작용을 구현하게 된다.

이를 상세히 설명하면 상기 ECU(1)의 제어에 의해 모터(41)에서 발생된 회전력은 도 4에 도시된 바와 같이, 모터(41)와 함께 회전되는 모터축 입력기어(41a)를 통해 중간감속기어(42)로 전달되면서 기어 비를 통해 감속된 후, 이와 같이 설계된 기어 비로 회전수로 감속된 중간감속기어(42)는 듀얼 캠(50)에 고정된 최종감속기 어(43)를 회전시키게 되고, 상기 최종감속기어(43)도 설계된 기어 비에 따라 듀얼 캠(50)을 최종적으로 정회전이나 역회전 방향으로 회전시켜 주게 된다.

이와 같은 모터(41)의 초기 회전수에 따른 듀얼 캠(50)의 회전력을 발생하는 감속기어열의 작용은, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 모터(41)에 연결된 모터축 입력기어(41a)와 치합된 중간감속기어(42)의 제1감속기어(42a)가 회전되면, 상기 제1감속기어(42a)와 함께 동일한 지지축(42c)상에 결합된 제2감속기어(42b)에 치합된 최종감속기어(43)가 회전되어진다.

이에 따라 모터(41)의 초기 회전이 모터축 입력기어(41a)와 제1·2감속기어(42a,42b) 및 최종감속기어(43)를 순차적으로 거치면서 최종 감속되면, 상기 최종감속기어(43)의 회전력은 최종감속기어(43)가 고정된 듀얼 캠(50)을 회전시켜 듀얼 캠(50)의 위상을 변화시켜 주게 된다.

이때, 상기 최종감속기어(43)와 듀얼 캠(50)의 회전 각도는 예를 들어, 듀얼 캠(50)의 최대 위상 변화인 약 180°정도이지만, 도 11(나)와 같이 상기 듀얼 캠(50)의 양쪽에서 서로 반대 방향으로 벌어지는 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 시저스(Scissors)거동에 따라 각각 차동 장치 어셈블리(30)의 축을 중심으로 해 양쪽으로 30°에서 38°정도 벌어지는 각도 범위로 작동되어진다.

이러한 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 작동 범위 즉, 상기 ECU(1)에 의해 구동되는 전기 모터(41)의 회전을 감속하는 감속기어 열인 모터 축 입력기어(41a)와 제1·2 감속기어(42a,42b) 및 최종감속기어(43)간 기어 비를 통한 최종적인 작동 범위는, 속도 센서(S)로부터 측정값을 입력받은 ECU(1)가 측정값과 이에 따른 바퀴 슬립 정도를 서로 매칭(Matching)하는 데이터 맵(Data Map)을 통해 이루어지며, 이는 설계 시 선정되는 각 사양에 대한 데이터와 실험을 통한 데이터를 통해 산출되어진다.

이와 같이 바퀴의 슬립 정도에 따라 ECU(1)가 모터기어어셈블리(40)를 구동하면, 전기 모터(41)의 회전이 모터 축 입력기어(41a)와 제1·2 감속기어(42a,42b) 및 최종감속기어(43)를 거치면서 듀얼 캠(50)의 회전으로 전환되고, 이는 도 11(가)에 도시된 듀얼 캠(50)의 초기 상태가 듀얼 캠(50)의 회전에 따라 도 11(나)와 같이 위상이 전환되면, 상기 듀얼 캠(50)의 양쪽에 위치된 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)가 양쪽으로 벌려지는 시저스(Scissors)거동으로 전환되어진다.

이러한 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 시저스(Scissors)거동을 발생시키는 듀얼 캠(50)의 작용을 도 6(가)내지 (라)를 참조로 보다 상세히 설명하면, 상기 듀얼 캠(50)이 작동하기 전에는 상기 듀얼 캠(50)의 좌·우 캠(54,52)에 형성된 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)에 즉, 좌측 볼 램프 캠 접촉면(54a)으로 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 우측 볼램프 암(62)이 위치되고, 우측 볼 램프 캠 접촉면(52a)에는 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 좌측 볼 램프 암(61)이 위치되어, 듀얼 캠(50)과 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)는 도 11(가)와 같은 상태로 유지되어진다.

그리고, 이와 같이 상기 듀얼 캠(50)을 이루는 좌·우 캠(54,52)의 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)에 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 우·좌 볼 램프 암(61,62)이 각각 위치된 상태에서는, 상기 우·좌 볼 램프 암(62,61)의 끝단에서 각각 베어링 결합된 우·좌 롤러(62b,61b)가 밀착되며, 상기 우·좌 롤러(62b,61b) 는 도 6(라)에 도시된 바와 같이, 상기 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)을 이루면서 일측으로 이어진 초기 안착부(53)쪽에 위치된 초기 상태를 갖게된다.

또한, 상기 좌·우 볼 램프 암(61,62)의 초기 상태에서는 좌측 볼 램프 암(61)의 양면으로 각각 밀착된 우측 볼 램프 암(62)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)간에 구비된 스틸 볼(63)도 초기 상태로 유지되는데, 이는 도 12(가)에 도시된 바와 같이 볼 램프 그루브(61a,61a',62a,65a)의 가장 깊은 홈 부위로 위치됨에 따라, 상기 우측 볼 램프 암(62)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)가 좌측 볼 램프 암(61)의 양면에서 최대로 밀착된 상태를 유지하게 된다.

이와 같은 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 초기상태에서 듀얼 캠(50)이 회전하게 되면, 최종적으로는 도 11(나)와 같이 상기 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 좌·우 볼 램프 암(61,62)이 차동 장치 어셈블리(30)의 축을 중심으로 해 양쪽으로 벌어지는 시저스(Scissors)거동을 하게 되고, 이러한 시저스(Scissors)거동으로 인해 스틸 볼(63)의 위치도 변화면서 좌측 볼 램프 암(61)의 일측에 구비된 우측 볼 램프 암(62)을 기준으로 해 반대편의 볼 램프 어플라이 사이드(65)가 축 방향으로 이동하는 스트로크(Stroke)를 발생시키게 된다.

이러한 작용은 도 6(라)에 도시된 바와 같이 듀얼 캠(50)의 회전이 진행됨에 따라, 상기 듀얼 캠(50)의 좌·우 캠(54,52)이 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 우·좌 볼 램프 암(62,61)에 장착된 우·좌 롤러(62b,61b)를 각각 양쪽으로 밀어, 즉 상기 듀얼 캠(50)의 회전으로 인해 듀얼 캠(50)의 중심(O)에 대해 한쪽으로 형성된 초기안착부(53)에 각각 위치된 우·좌 롤러(62b,61b)가 점진적으로 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)쪽으로 위치이동 되어진다.

이와 같은 상기 롤러(62b,61b)의 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)에 대한 위치 이동은 최종적으로 초기안착부(53)의 반경 r과 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)의 반경 r의 합인 2r의 거리로 이동하는 결과를 갖고, 이러한 상기 롤러(62b,61b)의 이동 거리는 도 11(나)에 도시된 바와 같이 우·좌 볼 램프 암(62,61)을 차동 장치 어셈블리(30)의 축을 중심으로 해 양쪽으로 벌리는 시저스(Scissors)거동으로 전환되어진다.

이때, 상기 롤러(62b,61b)가 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)을 타고 각각 밀려날 때, 우·좌 볼 램프 암(62,61)에 각각 베어링을 매개로 회전되어 마찰로 인한 저항을 최소화하게 된다.

또한, 상기 듀얼 캠(50)에 대한 변형례인 경우도 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 벌어지는 각도만 상대적으로 작게 형성될 뿐 그 작용은 동일하게 이루어지는데, 즉 전기 모터(41)와 감속기어 열을 통해 듀얼 캠(50')이 회전되면 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 우·좌 볼 램프 암(62,61)에 장착된 우·좌 롤러(62b,61b)가 양쪽으로 벌어지게 된다.

이는 상기 우·좌 롤러(62b,61b)가 듀얼 캠(50')의 좌·우 캠(54',52')에 형성된 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a',52a')의 일측으로 이어진 초기안착부(53')에 각각 안착된 상태에서 도 6(라)에 도시된 바와 같이, 상기 우·좌 롤러(62b,61b)는 회전이 진행되는 듀얼 캠(50')의 좌·우 캠(54',52')에 형성된 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a',52a')의 반경 r'로 볼록한 부위 쪽으로 위치되도록 이동하게 된다.

이러한 상기 롤러(62b,61b)의 위치 이동은 도 11(나)에 도시된 바와 같이, 우·좌 볼 램프 암(62,61)을 차동 장치 어셈블리(30)의 축을 중심으로 해 양쪽으로 벌어지는 시저스(Scissors)거동으로 전환시켜 주게 된다.

이어, 듀얼 캠(50,50')의 회전에 따라 밀려나는 롤러(61b,62b)를 통해 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 우·좌 볼 램프 암(62,61)이 차동 장치 어셈블리(30)의 축을 중심으로 해 양쪽으로 벌어지면, 도 8에 도시된 바와 같이 상기 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)는 최종적으로 축 방향 이동 스트로크(Stroke)를 발생시켜 주고, 이에 따라 축 방향 스트로크에 의해 가압되는 마찰 클러치 팩(33)이 작동해 차동 장치 어셈블리(30)의 차동을 제한하는 차동 제한 모드(Mode)로 E-LSD 어셈블리(20)가 전환되어진다.

즉, ECU(1)를 통해 구동된 모터기어 어셈블리(40)의 전기 모터(41)와 감속기어열 및 듀얼 캠(50)을 통해 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)에서 시저스(Scissors) 거동이 발생되면, 상기 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)를 이루는 시저스 거동수단(A)이 양쪽으로 벌어지는 좌·우 볼 램프 암(61,62)사이에 위치된 스틸 볼(63)을 통해 축 방향 스트로크(Stroke)를 발생시키게 되고, 이와 같이 상기 시저스 거동수단(A)에서 발생된 축 방향 스트로크(Stroke)가 다시 시저스 거동수단(A)의 일측으로 구비된 축방향 가압수단(B)으로 작용하게 되고, 이러한 상기 축방향 가압수단(B)의 작용을 통해 마찰 클러치 팩(33)을 작동시켜 E-LSD 어셈블리(20)를 차동 제한 모드로 전환시켜 주게 된다.

이때, 상기 축방향 가압수단(B)의 반대쪽에서 시저스 거동수단(A)에 구비된 축방향 지지수단(C)은, 상기 시저스 거동수단(A)이 축방향 가압수단(B)쪽으로 만 축 방향 이동되도록 구속·지지해주게 된다.

이러한 E-LSD 어셈블리(20)의 차동 제한 작용을 보다 상세히 설명하면, 도 8에 도시된 바와 같이 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)를 이루면서 시저스(Scissors)거동과 축 방향 이동 스트로크를 발생시키는 시저스 거동수단(A)은, 듀얼 캠(50)의 회전을 통해 좌·우 캠(54,52)의 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)과 상호 작용하는 우·좌 롤러(62b,61b)를 구비한 우·좌 볼 램프 암(62,61)이 차동 장치 어셈블리(30)의 축을 중심으로 해 양쪽으로 벌어지는 시저스(Scissors)거동을 먼저 발생시켜 주게 된다.

이와 같은 시저스(Scissors)거동은 좌측 볼 램프 암(61)과 우측 볼 램프 암(62)사이에 형성된 볼 램프 그루브(61a',62a)사이에 위치된 스틸 볼(63)의 위치를 변화시키게 되고, 이와 동시에 상기 우측 볼 램프 암(62)과 함께 회전하는 볼 램프 어플라이 사이드(65)를 통해 좌측 볼 램프 암(61)사이에 형성된 볼 램프 그루브(61a,65a)내 위치된 스틸 볼(63)도 그 위치가 변화되어진다.

즉, 좌측 볼 램프 암(61)과 우측 볼 램프 암(62)이 서로 반대 방향으로 벌어지면, 상기 좌측 볼 램프 암(61)과 우측 볼 램프 암(62)사이에 위치된 스틸 볼(63)은 초기 상태를 나타낸 도 12(가)와 같이 볼 램프 그루브(61a',62a)의 가장 깊게 파여진 부위에 위치된 상태에서, 최대로 이동된 상태를 나타낸 도 12(나)와 같이 볼 램프 그루브(61a',62a)의 가장 얇게 파여진 부위로 이동되어진다.

이와 같은 상기 스틸 볼(63)의 볼 램프 그루브(61a',62a)위치 이동으로 인 해, 좌측 볼 램프 암(61)을 우측 볼 램프 암(62)으로부터 밀어내는 이동력 Fa가 발생되어, 상기 좌측 볼 램프 암(61)이 우측 볼 램프 암(62)으로부터 차동 장치 어셈블리(30)의 축 방향으로 이동 스트로크를 발생시키게 된다.

이때, 상기 우측 볼 램프 암(62)은 축방향 지지수단(C)을 통해 구속되어져 좌측 볼 램프 암(61)만이 이동되는데, 이는 상기 축방향 지지수단(C)을 이루는 우측 볼 램프 암(62)에 순차적으로 밀착된 트러스트베어링(66)과 트러스트 링(68)이 도 10에 도시된 바와 같이, 차동장치 어셈블리(30)의 차동 케이스(34)에 이동이 될 수 없도록 스냅링(71)을 매개로 끼워져 고정되는 구조에 기인하게 된다.

또한, 이와 동시에 상기 우측 볼 램프 암(62)과 가이드 핀(64)을 매개로 서로 고정되어진 볼 램프 어플라이 사이드(65)쪽으로 구비된 스틸 볼(63)도 그 위치가 이동되는데, 즉 도 12(나)에 도시된 바와 같이 좌측 볼 램프 암(61)과는 반대 방향으로 회전되는 우측 볼 램프 암(62)과 함께 볼 램프 어플라이 사이드(65)가 회전되면, 상기 볼 램프 어플라이 사이드(65)와 좌측 볼 램프 암(61)사이에 위치된 스틸 볼(63)도 볼 램프 그루브(65a,61a')의 가장 깊게 파여진 부위에 위치된 도 12(가)의 초기 상태에서, 볼 램프 그루브(61a',62a)의 가장 얇게 파여진 부위로 위치되어 최대로 이동된 상태를 나타낸 도 12(나)와 같은 상태로 전환되어진다.

이러한 상기 스틸 볼(63)의 위치 이동은 볼 램프 어플라이 사이드(65)를 좌측 볼 램프 암(61)으로부터 밀어내는 이동력 Fb를 발생시켜, 상기 볼 램프 어플라이 사이드(65)를 좌측 볼 램프 암(61)으로부터 차동 장치 어셈블리(30)의 축 방향으로 이동 스트로크를 발생시키게 된다.

이와 같이 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)를 이루는 좌·우 볼 램프 암(61,62)이, 듀얼 캠(50)의 회전을 통해 차동 장치 어셈블리(30)의 축 중심으로 양쪽으로 벌어지는 시저스(Scissors)거동을 하면, 상기 좌·우 볼 램프 암(61,62)의 벌어지는 각도에 종속되어 위치 이동되는 스틸 볼(63)을 통해 축 방향 이동 스트로크(Stroke)가 이중으로 즉, 위치 구속된 우측 볼 램프 암(62)을 기준으로 하여 좌측 볼 램프 암(61)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)가 동시에 축 방향으로 이동되어진다.

이러한 좌·우 볼 램프 암(61,62)의 시저스(Scissors)거동과 스틸 볼(63)의 상호 작용은 결과적으로, 예를 들어 모터를 통해 회전되는 캠에 의해 축을 중심으로 한쪽 방향으로 만 회전되는 단일(single) 볼 램프 암을 사용하는 경우에 비해, 듀얼 캠을 회전시키는 모터 용량이 증가될수록 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 동일한 축 방향 스트로크(Stroke)의 형성이 2배로 빨라지게 된다.

이와 같은 축 방향 스트로크(Stroke)의 신속한 발생은 차동을 제한하기 위한 마찰 클러치 팩(33)의 응답성을 보다 신속하게 발생 즉, 예를 든 단일(single) 볼 램프 암을 사용할 때에 비해 동일한 축 방향 스트로크(Stroke)에서 약 2배의 응답속도를 갖도록 하는 장점이 있게된다.

한편, 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 시저스 거동수단(A)을 통해 발생된 축 방향 스트로크(Stroke)는 도 8과 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 시저스 거동수단(A)의 일측으로 구비된 축방향 가압수단(B)을 그 반대 편에 장착된 마찰 클러치 팩(33)쪽으로 이동시켜 주고, 이에 따라 상기 마찰 클러치 팩(33)이 축방향 가압수 단(B)으로부터 가해지는 가압력의 크기에 따라 구동축(DL,DR)으로 배분되는 동력에 차이를 갖도록 차동 장치 어셈블리(30)의 차동을 제한하게 된다.

즉, 상기 축방향 가압수단(B)을 이루면서 볼 램프 어플라이 사이드(65)에 순차적으로 덧대어진 트러스트베어링(66)과 클러치 어플라이 링(67)이 축 방향(도 10의 좌측 방향)으로 이동되면, 상기 클러치 어플라이 링(67)과 마찰 클러치 팩(33)사이에 위치된 클러치 어플라이 핀(69)이 클러치 어플라이 링(67)을 통해 가압력을 받아 마찰 클러치 팩(33)을 가압해 작동시켜주게 된다.

이때, 상기 축방향 가압수단(B)과 차동케이스(34)사이에 탄발 지지된 리턴 스프링(70)은, 클러치 어플라이 핀(69)을 축 방향 이동시키는 클러치 어플라이 링(67)에 의해 압축된 후, 시저스 거동수단(A)의 작동 해제에 따라 초기 상태로 복귀되는 축방향 가압수단(B)에 탄성 복원력 즉, 상기 축방향 가압수단(B)의 클러치 어플라이 링(67)에 탄성력을 가하는 작용을 하게 된다.

또한, 상기 클러치 어플라이 핀(69)은 도 7(가)에 도시된 바와 같이, 균등한 간격을 갖고 다수 개로 이루어짐에 따라 마찰 클러치 팩(33)을 가압하는 가압력이 균등하게 가해지게 된다.

한편, E-LSD 어셈블리(20)를 차동 제한 모드로 제어하는 ECU(1)는 지속적으로 입력되는 속도 센서(S)를 비롯하여 다수 센서(S1,S2,...)를 통해 차량 상태에 대한 정보를 취득해, 차량의 주행 상황에 적절한 차륜의 슬립(Slip)제어를 위한 차동 제한 모드의 지속적인 구현이 필요 없어 E-LSD 어셈블리(20)를 차동 제한 모드를 해제하는 경우는, 상기 ECU(1)는 E-LSD 어셈블리(20)의 액츄에이팅 미케니 즘(Actuating Mechanism)의 작동을 해제하게 된다.

즉, 상기 ECU(1)는 모터기어 어셈블리(40)의 모터(41)를 역회전(마찰 클러치 팩(33)의 작동 시에 대해 반대 방향 회전임)시켜 감속기어 열을 통해 듀얼 캠(50)을 초기 상태로 복귀시키고, 상기 듀얼 캠(50)의 초기 상태 복귀를 통해 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)가 듀얼 캠(50)의 양쪽에 밀착되도록 해 마찰 클러치 팩(33)을 가압하던 축 방향 이동 스트로크(Stroke)를 해제시켜 주게 된다.

이를 보다 상세히 설명하면, ECU(1)에 의한 전기 모터(41)의 역회전에 따라 모터축 입력기어(41a)와 중간감속기어(42) 및 최종감속기어(43)의 순차적인 작용을 통해, 상기 최종감속기어(43)가 고정된 듀얼 캠(50)이 도 11(나)에서 도 11(가)와 같은 상태로 역회전되어 초기 상태로 복귀되어진다.

이와 같은 상기 듀얼 캠(50)의 초기 상태 복귀는 도 6(라)에 도시된 바와 같이, 좌·우 캠(54,52)에 형성된 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)을 타고 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 우·좌 볼 램프 암(62,61)에 각각 구비된 우·좌 롤러(62b,61b)가 이동됨에 따라, 상기 우·좌 볼 램프 암(62,61)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)에 구비된 스틸 볼(63)도 초기 위치로 복귀되면서 이루어지게 된다.

이는, 듀얼 캠(50)의 복귀 회전을 통해 좌측 볼 램프 암(61)에 대해 우측 볼 램프 암(62)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)가 서로 반대 방향으로 회전되며, 이러한 회전을 통해 스틸 볼(63)이 도 12(나)에 도시된 바와 같이 좌측 볼 램프 암(61)의 양면에서 우측 볼 램프 암(62)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)를 각각 최대로 이격 시킨 상태에서, 도 12(가)에 도시된 바와 같이 볼 램프 그루 브(61a,61a',62a,65a)의 가장 깊은 홈 부위로 복귀되어진다.

이로 인해 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)를 이루는 시저스 거동 수단(A)은, 우측 볼 램프 암(62)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)가 좌측 볼 램프 암(61)의 양면에서 최대로 밀착된 상태를 복귀되면서, 최종적으로 초기 상태와 같이 유지되어진다.

이때, 상기 좌측 볼 램프 암(61)에 대해 우측 볼 램프 암(62)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)가 서로 반대 방향으로 회전되는 것은, 우·좌 볼 램프 암(62,61)에 각각 구비된 우·좌 롤러(62b,61b)가 듀얼 캠(50)을 이루는 좌·우 캠(54,52)의 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)을 따라 위치 변동되면서 이루어지는데, 즉 도 6(라)에 도시된 바와 같이 상기 우·좌 롤러(62b,61b)가 반경 r로 볼록한 위치에서 일측으로 이어진 초기안착부(53)쪽으로 각각 이동되고, 이로 인해 최종적으로 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)가 도 12(가)와 같은 초기 상태로 복귀되어진다.

이와 같이 모터(41)의 회전에 따라 듀얼 캠(50)과 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 순차적이고 연속적인 작동에 따라 마찰 클러치 팩(33)을 가압하던 축 방향 가압수단(B)의 축 방향 이동 스트로크(Stroke)가 해제되면, 상기 마찰 클러치 팩(33)을 가압하던 클러치 어플라이 핀(69)도 마찰 클러치 팩(33)으로부터 뒤로 밀려나 가압력을 해제하고, 이때 상기 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)의 축 방향 이동 스트로크(Stroke)로 인해 압축되었던 리턴 스프링(70)은 탄성 복원력으로 축 방향 가압수단(B)을 뒤로 밀어주게 된다.

이러한 E-LSD 어셈블리(20)의 일련의 작동에 따라 마찰 클러치 팩(33)의 작동 상태가 해제되면, 차동 장치 어셈블리(30)의 차동 제한 작용도 해제되고, 이에 따라 ECU(1)는 지속적으로 입력되는 속도 센서(S)를 비롯하여 다수 센서(S1,S2,...)를 통해 차량 상태에 대한 정보를 취득해, 차량의 주행 상황에 적절한 차륜의 슬립(Slip)을 제어하다 만약, 차동 장치 어셈블리(30)의 차동 제한이 요구되는 경우 상기 ECU(1)는 E-LSD 어셈블리(20)의 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)의 다시 작동시켜 차동 장치 어셈블리(30)의 차동 제한이나 차동 잠금 모드를 구현해주게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 커플링 어셈블리와 함께 액슬하우징 어셈블리에 장착되어진 E-LSD 어셈블리(전자식 차동제한장치)로 이루어진 전자 제어 식 액슬 모듈이 차량이 갖는 차량 중심선(Centerline)에 대해 그 중심을 서로 일치시켜 줄 수 있어, 차량의 협소한 공간을 통해 장착되는 액슬 모듈의 차량 탑재성(Packaging)을 향상하고, 차량 중심선(Centerline)에 대한 일치에 따라 액슬 모듈의 양쪽으로 연결되는 좌·우 구동축을 동일한 길이로 제작 할 수 있어, 서로 다른 길이를 갖을 때에 비해 구동축에 대한 제작비용과 관리비용을 저감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 E-LSD 어셈블리의 마찰 클러치 팩을 작동시키는 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)이 전자식으로 구성되어져 ECU가 차동 제한을 구현 할 때, 전기 모터의 회전력으로 볼과 램프 기구를 양쪽으로 동시 벌어지게 하는 시저스(Scissors)거동을 함으로써, 마찰 클러치 팩의 엔게이징 타임(Engaging Time)과 응답성을 매우 빠르게 구현하고, 또한 시저스(Scissors) 거동 방식을 이용함에 있어 마찰 클러치 팩을 작동하기 위해 구성된 듀얼 볼 램프 어셈블리는 볼 램프 그루브 램프각(Ramp Angle)이 동일한 조건에서 이중 볼 램프 타입(Dual Ball Ramp Type)으로 되어 단일 볼 램프 타입(Single Ball Ramp Type)에 비해 축 방향 이동 스트로크가 증가되어 보다 넓은 구간에서 토크(Torque)를 제어할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명에서 구현되는 E-LSD 어셈블리의 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)을 통한 시저스(Scissors)거동을 발생시키는 크랭크 축 형상의 듀얼 캠은, 원형 단면을 갖는 이중구조를 통해 회전 시 차동 장치 어셈블리의 축을 중심으로 양쪽으로 동시에 벌어지도록 작용하는 특징을 갖고, 이와 같은 듀얼 캠을 이루는 좌우 캠 형상을 용도에 맞추어 변형을 할 수 있는 선택의 다양성이 있는데 일례로, 듀얼 캠의 좌우 캠 면상에 롤러가 지나가는 궤적이 듀얼 캠의 축 중심을 지나도록 해 시저스(Scissors) 거동 시 벌어지는 각도를 크게 할 수 있고, 또는 듀얼 캠의 좌우 캠 면상에 롤러가 지나가는 궤적이 듀얼 캠의 축 중심을 벗어나도록 형성하면 벌어지는 각을 상대적으로 줄이는 대신 가공성을 향상할 수 있는 효과를 갖게된다.

또한, 본 발명은 E-LSD 어셈블리의 차동 제한을 위해 축 중심의 시저스(Scissors)거동을 구현시켜주는 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)이, 액슬 하우징 어셈블리 장착 시 서로간의 결합 위치가 일치되는 끼워 맞춤(Fit-In) 방식으로 액슬 하우징 어셈블리에 결합되도록 해 조립성과 정비성을 모두 향상할 수 있는 효과가 있게 된다.

또한, 본 발명은 지속적으로 입력되는 속도 센서를 비롯하여 다수 센서를 통해 취득된 차량 상태에 대한 정보에 따라, 차량의 주행 상황에 적절한 차륜의 슬립(Slip)을 제어하는 ECU가 E-LSD 어셈블리의 구동을 지속적으로 제어함에 따라, E-LSD 어셈블리의 차동(Open Differential) 기능과 차동 제한(Limited Slip Differential) 기능 및 차동 잠금(Locking Differential)기능이 항상 최적으로 구현되는 효과가 있다.

Claims (34)

1. 엔진(E)회전수를 변속단수에 따라 변환하면서 전륜을 구동시키는 트랜스 액슬(T)에서 이어진 추진축(P)에 연결되어, 다수의 클러치 플레이트의 작용에 따라 추진축(P)의 회전을 끊거나 연결하는 커플링어셈블리(10)와;

   상기 커플링어셈블리(10)의 작동 시, 추진축(P)을 통해 입력된 회전력을 받는 구동 피니언(11)을 통해 회전되어 추진축(P)의 구동력을 좌·우 후륜 쪽으로 분배하도록 좌·우 구동축(DL,DR)이 연결된 차동 장치 어셈블리(30)와, 상기 차동 장치 어셈블리(30)를 통해 좌·우 구동축(DL,DR)으로 분배되는 구동력이 좌·우 후륜의 슬립(Slip)에 따라 차등을 두도록 차동 장치 어셈블리(30)에 장착된 마찰 클러치 팩(33)의 반대편에서 축 방향으로 가압해 차동을 제한하는 액츄에이팅 미케니즘(Actuating Mechanism)으로 이루어진 E-LSD 어셈블리(20);

   상기 커플링어셈블리(10)가 추진축(P)에 연결되는 방향으로 장착되면서, 그 내부 공간으로 상기 E-LSD 어셈블리(20)를 수용하는 액슬하우징 어셈블리(80) 및;

   차량상태를 검출하는 다양한 센서를 통해 입력된 정보를 이용해 좌·우 바퀴의 슬립(Slip)을 지속적으로 판단하고 그 주행 상황에 맞게 슬립(Slip)을 제한하여, E-LSD 어셈블리(20)가 차동(Open Differential)·차동 제한(Limited Slip Differential)·차동 잠금(Locking Differential)기능을 구현하도록 제어하는 ECU(1); 로 구성되어진 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 액슬하우징 어셈블리(80)와, 상기 액슬하우징 어셈블리(80)에 장착된 커플링 어셈블리(10) 및 차동장치 어셈블리(30)의 차동 제한을 위한 액츄에이팅 미케니즘으로 이루어진 E-LSD 어셈블리(20)간 결합으로 구성된 액슬 모듈은,

   차량 탑재 시 상기 E-LSD 어셈블리(20)를 이루는 차동장치 어셈블리(30)의 중심과 액슬 모듈이 장착된 차량의 중심선(Centerline)이 서로 일치되어져, 상기 차동장치 어셈블리(30)에서 좌·우 후륜 쪽으로 구동력을 분배하는 좌·우 구동축(DL,DR)이 동일한 구동축 길이(DLL,DRL)를 갖도록 된 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 액츄에이팅 미케니즘은 차동 장치 어셈블리(30)의 양쪽이 균형을 이루도록, 차동 장치 어셈블리(30)의 일측으로 장착되는 마찰 클러치 팩(33)의 반대편에서, 상기 마찰 클러치 팩(33)을 작동시키는 축 방향 가압력을 발생하는 장치가 장착되어, 좌·우가 균형을 이룬 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
4. 청구항 2, 또는 청구항 3에 있어서, 상기 차동 장치 어셈블리(30)는 커플링 어셈블리(10)의 구동피니언(11)이 치합된 링기어(31)를 외주로 결합한 차동케이스(34)의 내부에서, 서로 맞물려 결합된 한 쌍의 사이드기어와 피니언기어로 이루어진 차동기어세트(32)의 중심이 액슬 모듈이 장착되는 차량의 중심선(Centerline)과 일치되도록 한 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
5. 청구항 1에 있어서, 상기 액츄에이팅 미케니즘은 액슬 하우징 어셈블리(80)에 장착되어져 ECU(1)를 통해 구동되어 회전력을 발생하는 모터기어 어셈블리(40)와;

   상기 모터기어 어셈블리(40)에서 발생된 회전력을 차동 장치 어셈블리(30)의 축을 회전 중심으로 해서 양쪽으로 동시에 벌어지는 시저스(Scissors)거동으로 변환시켜, 모터의 회전력이 차동 제한을 위한 마찰 클러치 팩(33)에 대해 시저스 거동 내부의 스틸볼과 그루브 램프의 작용으로 증폭된 가압력을 발생한 후, 차동 장치 어셈블리(30)의 축 방향 이동력으로 전환시키는 듀얼볼램프 어셈블리(60);

   로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
6. 청구항 5에 있어서, 상기 모터기어 어셈블리(40)는 액슬하우징 어셈블리(80)를 이루는 캐리어하우징(81)의 상부에 볼트를 매개로 분리·결합되고, 상기 캐리어하우징(81)의 뒤쪽으로 캐리어커버(82)가 체결되는 캐리어하우징(81)에 볼트를 매개로 분리·결합되는 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
7. 청구항 5에 있어서, 상기 모터기어 어셈블리(40)는 속도센서(S)를 비롯한 다수의 센서(S1,S2,...)를 통해 판단된 좌·우 후륜의 슬립(Slip)발생 정도에 따른 제어 신호를 발생하는 ECU(1)를 통해 회전력을 발생하는 전기 모터(41)와, 상기 모터(41)의 회전을 감속하는 감속기어 열, 상기 감속기어 열을 통해 소정 각도로 정·역회전되는 듀얼 캠(50) 및 상기 모터(41)의 일측에 장착되면서 그 내부 공간으로 감속기어열과 듀얼 캠(50)이 회전 가능하도록 지지하는 모터하우징으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
8. 청구항 7에 있어서, 상기 모터(41)는 마그네틱 브레이크와 더불어 모터의 온도와 위치 상태를 감지하는 센서가 일체로 장착되어진 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
9. 청구항 7에 있어서, 상기 감속기어열은 전기 모터(41)와 함께 회전되는 모터 축 입력기어(41a)와, 상기 모터(41)의 회전을 감속하도록 모터 축 입력기어(41a)에 치합된 제1감속기어(42a)에 비해 작은 직경을 이루면서 함께 회전하는 제2감속기 어(42b)로 이루어진 중간감속기어(42), 상기 중간감속기어(42)의 제2감속기어(42b)에 치합되어 모터의 회전을 최종적으로 감속하여 동일 축 상에 결합된 듀얼 캠(50)을 함께 회전시키는 최종감속기어(43)로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
10. 청구항 9에 있어서, 상기 중간감속기어(42)의 제1감속기어(42a)와 제2감속기어(42b)가 함께 회전하도록 동일 축 상에 결합·고정되고, 상기 최종감속기어(43)는 듀얼 캠(50)을 함께 회전시키도록, 상기 듀얼 캠(50)의 축 상에 결합·고정되는 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
11. 청구항 7에 있어서, 상기 듀얼 캠(50)은 회전될 때 서로 반대쪽으로 동일한 힘을 발생하도록 그 축을 중심(O)으로 양쪽 부위가 서로 대칭을 이루는 구조로 된 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
12. 청구항 11에 있어서, 상기 듀얼 캠(50)은 회전을 위해 지지되는 축의 중심(O)에 대해 양쪽으로 서로 동일한 간격으로 떨어진 각각의 중심(Oa,Ob)을 갖는 원형 단면을 이루는 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
13. 청구항 12에 있어서, 상기 듀얼 캠(50)은 회전 지지되는 지지축(51a)과, 상대적으로 작은 직경의 상기 지지축(51a)을 양쪽으로 돌출 형성하면서 그 길이방향을 따라 2개의 구간으로 나누어, 지지축(51a)의 축 중심(O)에 대해 동일한 간격으로 떨어진 단면의 중심(Ob,Oa)을 갖는 좌·우 캠(54,52) 및 상기 좌·우 캠(54,52)의 각 중심(Ob,Oa)에 대해 서로 반대 부위 영역에 공간이 형성되도록 일부를 없앤 원형 단면을 따라 형성된 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
14. 청구항 13에 있어서, 상기 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)은 좌·우 캠(54,52)의 공통된 축 중심(O)에 일치되면서 지나도록 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
15. 청구항 13에 있어서, 상기 좌·우 캠(54,52)의 일측에는 축 방향을 따라 지지축(51a)에 비해 상대적으로 큰 직경을 이루는 결합보스(51)가 형성되어, 최종 감속 기어(43)가 결합·고정된 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
16. 청구항 13에 있어서, 상기 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)은 서로간에 각각의 영역이 구분됨과 더불어, 지지축(51a)과의 연결 강도를 높이도록 중앙과 양쪽 끝단부위를 소정 폭(t)으로 살을 형성한 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
17. 청구항 11에 있어서, 상기 듀얼 캠은 회전 지지되는 지지축(51a')과, 상대적으로 작은 직경의 상기 지지축(51a')을 양쪽으로 돌출 형성하면서 그 길이방향을 따라 2개의 구간으로 나누어져, 상기 지지축(51a')의 축 중심(O')에 대해 동일한 간격으로 떨어진 단면의 중심(Ob',Oa')을 갖는 좌·우 캠(54',52') 및 상기 좌·우 캠(54',52')의 원형 단면이 갖는 각 중심(Ob',Oa')이 이루는 직경이 상기 지지축(51a')의 외경에 일치되면서, 서로 반대 부위 영역에서 공간을 형성하도록 일부를 없애 형성한 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a',52a')으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
18. 청구항 17에 있어서, 상기 좌·우 캠(54',52')의 일측에는 축 방향을 따라 지지축(51a')에 비해 상대적으로 큰 직경을 이루는 결합보스(51')가 형성되어 최종감속기어(43)가 결합·고정되는 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모 듈.
19. 청구항 17에 있어서, 상기 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a',52a')은 서로간에 각각의 영역이 구분되도록 중앙부위에 소정 폭(t)으로 살이 형성되고, 상기 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a',52a')이 지지축(51a')의 축 중심(o')을 벗어나 축 경의 좌·우 면에 일치되며, 상기 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a',52a')의 양쪽 끝단 부에는 소정 폭(t)을 갖는 살을 형성하지 않아 단이 없는 형상으로 된 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
20. 청구항 5에 있어서, 상기 듀얼 볼 램프 어셈블리(60)는 모터기어 어셈블리(40)에서 발생된 회전력을 차동 장치 어셈블리(30)의 축을 회전 중심으로 해서 양쪽으로 동시에 벌어지는 시저스(Scissors)거동으로 변환시켜, 시저스거동 내부의 스틸볼과 그루브 볼 램프 각의 작용으로 배력되어 축 방향의 이동 스트로크(Stroke)를 발생시키는 시저스 거동수단(A)과;

    상기 시저스 거동수단(A)에서 발생된 축 방향 이동력을 전달받아 반대쪽으로 위치된 마찰 클러치 팩(33)을 가압해 작동시키는 축방향 가압수단(B) 및;

    상기 축방향 가압수단(B)쪽으로 만 시저스 거동수단(A)의 축 방향 이동력이 전달되도록 축방향 가압수단(B)의 반대쪽에서 시저스 거동수단(A)을 지지하는 축방 향 지지수단(C);

    으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
21. 청구항 20에 있어서, 상기 시저스 거동수단(A)의 시저스 거동은 듀얼 캠(50)을 회전시켜 좌·우 볼 램프 암에 부착된 롤러를 양쪽으로 동시에 밀게 됨으로서 발생되고, 차동 장치 어셈블리(30)의 축 방향으로 발생되는 이동 스트로크(Stroke)는 시저스 거동에 따른 좌·우 볼 램프 암의 반대 방향 회전에 의해 볼 램프 그루브를 타고 오르는 스틸 볼(63)을 이용하여 발생하는 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
22. 청구항 20에 있어서, 상기 시저스 거동수단(A)은 ECU(1)를 통해 구동된 모터(41)의 회전을 감속하는 감속기어 열에 의해 회전되는 듀얼 캠(50)의 양쪽으로 위치되어, 듀얼 캠(50)의 회전 시 각각 반대 방향으로 각 운동하면서 벌어지도록 차동장치 어셈블리(30)의 차동케이스(34)에 결합된 한 쌍의 좌·우 볼 램프 암(61,62)과,

    상기 좌측 볼 램프 암(61)을 사이에 두고 가이드 핀(64)을 매개로 우측 볼 램프 암(62)과 결합되어져 우측 볼 램프 암(62)의 거동 시 동일한 방향으로 회전되는 볼 램프 어플라이 사이드(65) 및

    상기 좌측 볼 램프 암(61)의 양쪽에서 각각 밀착 결합된 우측 볼 램프 암(62)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)사이에 위치되어진 구 형상의 스틸 볼(63)로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
23. 청구항 22에 있어서, 상기 좌·우 볼 램프 암(61,62)에는 각각 베어링 결합된 좌·우 롤러(61b,62b)가 더 구비된 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
24. 청구항 23에 있어서, 상기 좌·우 롤러(61b,62b)는 듀얼 캠(50)의 양쪽으로 위치되어, 상기 좌측 롤러(61b)가 듀얼 캠(50)의 우측 캠(52)쪽으로 위치되고, 상기 우측 롤러(62b)는 듀얼 캠(50)의 좌측 캠(54)쪽으로 위치되어져, 상기 듀얼 캠(50)의 회전에 따라 좌·우 캠(54,52)에 각각 형성된 좌·우 볼 램프 캠 접촉면(54a,52a)을 따라 위치 이동되면서 좌·우 볼 램프 암(61,62)을 시저스(Scissors)거동시키는 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
25. 청구항 22에 있어서, 상기 스틸 볼(63)은 좌측 볼 램프 암(61)의 양쪽 면으로 밀착된 우측 볼 램프 암(62)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)간 대향 면 사이에 각각 형성된 볼 램프 그루브(61a,61a',62a,65a)에 위치되고, 상기 볼 램프 그루브(61a,61a',62a,65a)는 스틸 볼(63)이 완전히 수용될 수 있는 깊이를 갖는 부위로부터 점진적으로 상 방향으로 경사져 스틸 볼(63)이 볼 램프 그루브를 타고 돌출 될 수 있도록 형성된 소정길이의 그루브(Groove)인 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
26. 청구항 25에 있어서, 상기 볼 램프 그루브(61a,61a',62a,65a)는 서로 간격을 두고 각각 대향되는 위치에 다수 개로 형성되면서, 각각에 스틸 볼(63)이 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
27. 청구항 22에 있어서, 상기 좌측 볼 램프 암(61)에는 중공관 형상의 연장플랜지(61c)가 돌출 형성되어, 차동장치 어셈블리(30)의 차동케이스(34)에 결합된 상태에서 볼 램프 그루브(61a,61a')를 형성한 양쪽 면으로 위치된 우측 볼 램프 암(62)과 볼 램프 어플라이 사이드(65)가 안착되는 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
28. 청구항 22에 있어서, 상기 가이드 핀(64)은 우측 볼 램프 암(62)의 일측으로 돌출 형성된 지지단(64a)에 일단이 결합·고정되어 일체화 되고, 그 타단은 볼 램프 어플라이 사이드(65)의 일측으로 돌출 형성된 지지단(64b)에 끼워져 우측 볼램프 암(61)과 함께 회전하면서 축 방향 이동이 가능한 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
29. 청구항 28에 있어서, 상기 가이드 핀(64)과 이를 결합하는 지지단(64a,64b)은 한쪽 위치로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
30. 청구항 20에 있어서, 상기 축방향 가압수단(B)은 시저스(Scissors)거동하는 우측 볼 램프 암(62)과 함께 회전되는 볼 램프 어플라이 사이드(65)의 회전 저항을 줄이기 위해 밀착된 트러스트베어링(66)과,

    상기 트러스트베어링(66)에 밀착되면서 볼 램프 어플라이 사이드(65)의 축 방향 이동력을 트러스트베어링(66)과 함께 전달받는 클러치 어플라이 링(67) 및

    상기 클러치 어플라이 링(67)으로부터 축 방향으로 이동력을 받아 마찰 클러치 팩(33)을 가압하는 클러치 어플라이 핀(69)으로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
31. 청구항 30에 있어서, 상기 클러치 어플라이 핀(69)에는 마찰 클러치 팩(33)의 작동 해제 시, 축방향 가압수단(B)쪽으로 전달되는 탄성 복원력을 부가하는 리턴 스프링(70)이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
32. 청구항 31에 있어서, 상기 리턴 스프링(70)은 클러치 어플라이 핀(69)에 끼워진 상태에서, 축방향 가압수단(B)의 클러치 어플라이 링(67)과 차동장치 어셈블리(30)의 차동 케이스(34)사이에서 탄발 지지되는 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
33. 청구항 30에 있어서, 상기 클러치 어플라이 핀(69)은 마찰 클러치 팩(33)에 균일한 가압력을 가하도록 다수 개로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.
34. 청구항 20에 있어서, 상기 축방향 지지수단(C)은 시저스(Scissors)거동하는 우측 볼 램프 암(62)의 회전 저항을 줄이도록 밀착된 트러스트베어링(66)과,

    상기 트러스트베어링(66)에 밀착되어 스틸 볼(63)의 위치 변화 시 우측 볼 램프 암(62)이 밀려나지 않도록 축 방향 거동을 구속하도록, 차동장치 어셈블리(30)의 차동케이스(34)부위에 스냅링(71)으로 고정된 트러스트 링(68)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 차량의 전자 제어 식 액슬 모듈.

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