KR100837965B1 - 차량의 차동제한장치 - Google Patents

차량의 차동제한장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 내부에 공간을 갖고 일측에 좌측 액슬축이 삽입되고 우측에 우측 액슬축이 삽입되는 하우징과, 상기 하우징 내부에 고정되고 유체가 통과하는 다수의 유체통로가 형성되는 밸브바디와, 상기 밸브바디의 일측면 중앙에 배치되고 좌측 액슬축이 고정되는 제1구동기어와, 상기 제1구동기어와 기어물림되고 상하방향으로 배치되고 밸브바디의 일측면에 형성된 힌지 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 제1상부 및 하부 아이들기어와, 상기 밸브바디의 타측면 중앙에 배치되고 우측 액슬축이 고정되는 제2구동기어와, 상기 제2구동기어와 기어물림되고 상하방향으로 배치되고 밸브바디의 타측면에 형성된 힌지 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 제2상부 및 하부 아이들기어로 구성되어, 그 구조를 단순화할 수 있는 작동시 발생되는 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있는 차량의 차동제한장치를 제공한다.

Description

차량의 차동제한장치 {LIMITED SLIP DIFFERENTIAL SYSTEM FOR VEHICLE}
도 1은 본 발명에 따른 차동제한장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차동제한장치의 유체 흐름을 나타낸 유체 흐름도이다.
도 3은 본 발명에 따른 차동제한장치의 좌측 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 차동제한장치의 우측 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 좌측 액슬축 12 : 우측 액슬축
14 : 하우징 16,18 : 제1,2유체통로
20 : 밸브바디 22 : 제1구동기어
24 : 제1상부 아이들기어 26 : 제1하부 아이들기어
28 : 제2구동기어 30 : 제2상부 아이들기어
32 : 제2하부 아이들기어 36,50 : 제1,2컨트롤 밸브
본 발명은 차량의 차동제한장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그 구조를 단순화할 수 있고 소음을 줄일 수 있는 차량의 차동제한장치에 관한 것이다.
일반적으로 차동기어장치는 자동차가 고선도로나 요철도로를 주행시 반드시 있어야 되는 장치이나 한쪽 바퀴가 웅덩이나 진흙길 같은데 빠졌을 경우에 다른 한쪽은 노면의 저항을 받으나 빠진 한쪽은 거의 저항을 받지 않으므로 노면에 있는 바퀴는 동력을 받지 못하고 빠진 바퀴만 동력이 전달되어서 공전을 하여 차량이 주행이 불가능하게 된다. 이럴 경우에 차동기어 장치를 정지시켜서 공전을 하는 바퀴의 회전을 제한하면 노면에 저항을 받는 타이어쪽으로 동력이 전달되어 웅덩이 등에서 탈출할 수 있다. 또한 차동기어장치가 설치된 자동차는 울퉁 불퉁한 노면을 주행할 경우 양 구동 바퀴에 작용하는 저항이 동일하지 않기 때문에 차동기어 장치가 작동하여 주행 중 꼬리 흔들림 운동(fish tail motion)이 발생하기 쉽고 가속, 선회할경우 바퀴가 공회전하기 쉽다. 이와 같은 단점을 보완한 것이 자동 제한 차동장치이다.
현재 사용되고 있는 차동제한장치는 여러 가지 종류가 있으나 파워 로크식(power lock type)은 마찰클러치를 이용하여 차동작용을 자동적으로 제한하는 형식으로 2조의 클러치를 설치하여 차축과 차동케이스를 연결하는 방식이다.
이 방식의 경우 클러치 작동소음이 발생되고 선회시 한쪽 바퀴에 동력이 전달되는 단점이 발생된다.
그리고, 엘에스디(LSD) 전용오일을 사용하는 슈어그립 차동제한 장치의 경우 엘에스디(LSD) 전용오일이 빨리 오염되는 문제점이 발생된다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 본 발명의 목적은 유체를 이용하여 주행시 압력의 차이를 이용하여 차동 제한하도록 하여 그 구조를 단순화할 수 있는 작동시 발생되는 소음이 발생되는 것을 방지할 수 있는 차량의 차동제한장치를 제공하는 데 있다.
상기한 과제를 실현하기 위한 본 발명에 따른 차량의 차동제한장치는 내부에 공간을 갖고 일측에 좌측 액슬축이 삽입되고 우측에 우측 액슬축이 삽입되는 하우징과, 상기 하우징 내부에 고정되고 유체가 통과하는 다수의 유체통로가 형성되는 밸브바디와, 상기 밸브바디의 일측면 중앙에 배치되고 좌측 액슬축이 고정되는 제1구동기어와, 상기 제1구동기어와 기어물림되고 상하방향으로 배치되고 밸브바디의 일측면에 형성된 힌지 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 제1상부 및 하부 아이들기어와, 상기 밸브바디의 타측면 중앙에 배치되고 우측 액슬축이 고정되는 제2구동기어와, 상기 제2구동기어와 기어물림되고 상하방향으로 배치되고 밸브바디의 타측면에 형성된 힌지 샤프트에 회전 가능하게 지지되는 제2상부 및 하부 아이들기어로 구성되는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명에 따른 차량의 차동제한장치의 분해 사시도이다.
본 발명에 따른 차동제한장치는 내부에 공간을 갖고 일측에 좌측 액슬축(10)이 삽입되고 우측에 우측 액슬축(12)이 삽입되는 하우징(14)과, 상기 하우징(14) 내부에 고정되고 유체가 통과하는 다수의 유체통로(16,18)가 형성되는 밸브바디(20)와, 상기 밸브바디(20)의 일측면 중앙에 배치되고 좌측 액슬축(10)이 고정되는 제1구동기어(22)와, 상기 제1구동기어(22)와 기어물림되고 상하방향으로 배치되고 밸브바디(20)의 일측면에 형성된 힌지 샤프트(42,44)에 각각 회전 가능하게 지지되는 제1상부 및 하부 아이들기어(24,26)와, 상기 밸브바디(20)의 타측면 중앙에 배치되고 우측 액슬축(12)이 고정되는 제2구동기어(28)와, 상기 제2구동기어(28)와 기어물림되고 상하방향으로 배치되고 밸브바디(20)의 타측면에 형성된 힌지 샤프트(52,54)에 회전 가능하게 지지되는 제2상부 및 하부 아이들기어(30,32)로 구성된다. 참고로 상기 제1상부 및 하부 아이들기어(24,26)와 제2상부 및 하부 아이들기어(30,32)는 차량의 특성에 따라 그 개수가 조절될 수 있다.
상기 밸브바디(20)는 하우징(14)에 고정볼트(34)에 의해 체결되어 고정된다.
도 2는 본 발명에 따른 밸브바디에 형성되는 유압라인을 나타낸 구성도이고, 도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 차동제한장치의 좌측면도 및 우측면도이다.
상기 밸브바디(20)에는 제1구동기어(22)와 제1상부 아이들 기어(24) 사이와 제2구동기어(28)와 제2상부 아이들 기어(30) 사이로 유체가 순환하도록 하는 제1유체통로(16)와, 상기 제1구동기어(22)와 제1하부 아이들 기어(26) 사이와 제2구동기어(28)와 제2하부 아이들기어(32) 사이로 유체가 순환하도록 하는 제2유체통로(18)가 형성된다.
상기 제1유체 통로(16)에는 상기 제1구동기어(22)와 상기 제1상부 아이들 기어(24)의 회전 및 상기 제2구동기어(28)와 상기 제2상부 아이들 기어(30)의 회전에 의한 유체의 원심력에 의해 제1유체통로(16)를 개방시키는 제1컨트롤 밸브(36)가 설치되고, 제2유체통로(18)에는 상기 제1구동기어(22)와 상기 제1하부 아이들 기어(26)의 회전 및 상기 제2구동기어(28)와 상기 제2하부 아이들 기어(32)의 회전에 의한 유체의 원심력에 의해 제2유체통로(18)를 개방시키는 제2컨트롤 밸브(50)가 장착된다.
상기 제1 및 제2컨트롤 밸브(36,50)는 유체통로(16,18) 상에 직선 이동 가능하게 배치되는 무게추(38)와 상기 무게추(38)를 탄성력을 부여하는 스프링(40)으로 구성되어 상술한 원심력이 발생되면 무게추(38)가 상술한 원심력에 의해 스프링(40)의 탄성력을 극복하고 직선 이동되어 유체통로(16,18)를 개방한다. 즉, 상기 유체통로(16,18)는 상술한 원심력이 소정의 크기에 도달하면 개방되거나 닫혀지게 된다.
상기한 바와 같이 구성되는 본 발명에 따른 차동제한장치의 작용을 다음에서 설명한다.
먼저, 차량이 직진하면 좌측 액슬축(10)과 우측 액슬축(12)이 동일한 속도로 회전되기 때문에 밸브바디(20)의 좌측에 배치되는 기어들에 작용하는 힘과 밸브바디(20)의 우측에 배치되는 기어들에 작용하는 힘이 동일하여 유체의 흐름이 없이 액슬축 구동기어와 같이 회전된다.
그리고, 이러한 상태에서 차량이 우회전을 하게 되면 좌측 액슬축(10)이 우측 액슬축(12)보다 빨리 회전되기 때문에 좌측의 유체 압력이 높아지게 되어 차량이 우측방향으로 선회할 수 있도록 한다. 이때, 우측은 유체를 펌핑하는 펌프가 되고 좌측은 유체에 의해 회전되는 모터가 되어 좌측이 우측보다 빨리 회전하게 된다.
그리고, 차량이 좌회전시에는 상기와 반대로 작용하여 좌측은 펌프가 되어 유체를 펌핑하고 우측은 모터가 되어 유체에 의해 회전되면서 우측이 좌측보다 빨리 회전되도록 한다.
그리고, 차량 후진시에는 유체가 상기 차량의 직진시와 반대로 작동되어 우측과 좌측이 서로 같은 힘으로 밀게 되어 유압의 작용은 없고 액슬축 구동기어와 같이 회전하게 된다.
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따라서, 상기와 같이 구성되고 작용되는 본 발명에 따른 차량의 차동제한장치는 좌측과 우측에 각각 외접기어를 설치하여 유체의 흐름에 따라 차동 제한 및 차동 제한을 해제하도록 구성함으로써, 구조를 단순화할 수 있고 차동 제한장치의 작동시 소음이 발생되는 것을 저감시킬 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

  1. 내부에 공간을 갖고 일측에 좌측 액슬축(10)이 삽입되고 우측에 우측 액슬축(12)이 삽입되는 하우징(14)과;
    상기 하우징(14) 내부에 고정되고 유체가 통과하는 다수의 유체통로(16,18)가 형성되는 밸브바디(20)와;
    상기 밸브바디(20)의 일측면 중앙에 배치되고 상기 좌측 액슬축(10)이 고정되는 제1구동기어(22)와;
    상기 제1구동기어(22)와 기어물림되어 상하방향으로 배치되고 상기 밸브바디(20)의 일측면에 형성된 힌지 샤프트(42,44)에 회전 가능하게 각각 지지되는 제1상부 및 하부 아이들기어(24,26)와;
    상기 밸브바디(20)의 타측면 중앙에 배치되고 상기 우측 액슬축(12)이 고정되는 제2구동기어(28)와;
    상기 제2구동기어(28)와 기어물림되어 상하방향으로 배치되고 상기 밸브바디(20)의 타측면에 형성된 힌지 샤프트(52,54)에 회전 가능하게 각각 지지되는 제2상부 및 하부 아이들기어(30,32)로 구성되고,
    상기 밸브바디(20)에는 상기 제1구동기어(22)와 상기 제1상부 아이들 기어(24)사이와 상기 제2구동기어(28)와 상기 제2상부 아이들 기어(30) 사이로 유체가 순환하도록 하는 제1유체통로(16)와, 상기 제1구동기어(22)와 상기 제1하부 아이들 기어(26) 사이와 상기 제2구동기어(28)와 상기 제2하부 아이들 기어(32) 사이로 유체가 순환하도록 하는 제2유체통로(18)가 형성되고,
    상기 제1유체통로(16)에는 상기 제1구동기어(22)와 상기 제1상부 아이들 기어(24)의 회전 및 상기 제2구동기어(28)와 상기 제2상부 아이들 기어(30)의 회전에 의한 유체의 원심력에 의해 상기 제1유체통로(16)를 개방시키는 제1컨트롤 밸브(36)가 설치되고, 상기 제2유체통로(18)에는 상기 제1구동기어(22)와 상기 제1하부 아이들 기어(26)의 회전 및 상기 제2구동기어(28)와 상기 제2하부 아이들 기어(32)의 회전에 의한 유체의 원심력에 의해 상기 제2유체통로(18)를 개방시키는 제2컨트롤 밸브(50)가 장착되는 것을 특징으로 하는 차량의 차동제한장치.
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