KR101408091B1

KR101408091B1 - 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치

Info

Publication number: KR101408091B1
Application number: KR1020130042284A
Authority: KR
Inventors: 이용현; 조수봉
Original assignee: 주식회사 디아이씨
Priority date: 2013-04-17
Filing date: 2013-04-17
Publication date: 2014-06-16

Abstract

본 발명은 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치에 관한 것으로, 본 발명에 따르면 엔진에서 발생한 동력을 트랜스미션으로부터 전달받아 회전하고, 길이방향 소정 위치에 구동기어가 구비된 드라이브샤프트와, 상기 드라이브샤프트로부터 소정 간격 이격되게 위치되고, 길이방향 소정 위치에 상기 구동기어와 치합되는 종동기어를 구비하는 카운터축과, 상기 카운터축에 상기 종동기어로부터 소정 간격 이격되게 위치된 제1 헬리컬 웜기어 및, 상기 제1 헬리컬 웜기어에 치합되게 프로펠러샤프트에 결합되어 상기 엔진에서 발생된 동력의 전달방향을 90˚로 전환시켜 후륜측으로 동력을 전달하는 제2 헬리컬 웜기어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치{Power Take-off Unit Using Helical worm gear }

본 발명은 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로 설명하면, 4륜 구동차량에서 전륜 측의 동력을 후륜 측으로 전달하는 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치에 관한 것이다.

일반적으로 구동력재배분장치(PTU: Power Take-Off Unit)는 4륜 구동차량에서 전륜 측의 동력을 후륜 측으로 전달하는 기능을 하는 장치로서, 네 개의 바퀴가 동시에 구동하고 있을 경우 전륜과 후륜, 양 바퀴간 미끄러짐이나 구동의 차이가 발생하게 되는데, 이때 정해진 구동력을 네 바퀴에 얼마나 적절하게 배분할 것인가, 특히 어떤 구동륜에서 구동력을 얼마나 이전(Trasfer: Take-Off)시킬 것인가에 초점을 두고 개발된 장치이다.

즉, 구동력배분장치는 전륜구동으로 차가 움직이고 있고, 구동륜인 전륜에 슬립이 발생한 경우 엔진의 구동력이 구동력배분장치를 통해 즉시 후륜쪽으로 이동함으로써 도로조건에 맞게 차량의 주행력을 향상시킬 수 있는 장치이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 종래의 구동력재배분장치(30)는 엔진(10)에서 발생한 동력이 트랜스미션(20), 드라이브샤프트(32)를 거쳐 드라이브기어(34)를 통해 하이포이드기어세트(36)로 전달되고, 하이포이드기어세트(36)에 의해 동력의 전달방향이 90˚도로 전환되어 프로펠러샤프트(40), 도로조건이나 차량상태에 따라서 전륜과 후륜으로 동력을 분배하는 커플링(50), 프로펠러샤프트(40)로부터 전달되는 동력을 후륜측으로 전달하도록 차동장치(미도시) 및 종감속장치(미도시)를 내장한 리어액슬(60)을 거쳐 후륜휠(70)로 전달된다.

그러나, 전술한 바와 같은 종래의 구동력재배분장치(30)는 대부분이 하이포이드기어세트(36)를 사용하고 있는데, 이 하이포드기어세트(36)는 하이포이드 링기어(36a)와 하이포이드 피니언기어(36b)가 치합되는 구조로 되어 있어서, 그 구조적 특성상 설계가 쉽지 않아 감속비 및 증속비가 한정적이고, 동력밀도가 적고 생산비가 비싸며, 축정렬오차에 민감하여 진동소음이 자주 발생되는 문제점이 있다.

따라서, 본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 하는 것으로, 종래의 구동력재배분장치보다 동력밀도가 높고, 설계가 수월하며, 생산유지비가 저렴하고, 축각을 임의로 조절할 수 있어 축정렬오차에 따른 진동소음의 발생을 방지할 수 있는 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 및 기타 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일실시예에 따르면, 엔진에서 발생한 동력을 트랜스미션으로부터 전달받아 회전하고, 길이방향 소정 위치에 구동기어가 구비된 드라이브샤프트와, 상기 드라이브샤프트로부터 소정 간격 이격되게 위치되고, 길이방향 소정 위치에 상기 구동기어와 치합되는 종동기어를 구비하는 카운터축과, 상기 카운터축에 상기 종동기어로부터 소정 간격 이격되게 위치된 제1 헬리컬 웜기어 및, 상기 제1 헬리컬 웜기어에 치합되게 프로펠러샤프트에 결합되어 상기 엔진에서 발생된 동력의 전달방향을 90˚로 전환시켜 후륜측으로 동력을 전달하는 제2 헬리컬 웜기어를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치를 제공한다.

상기 제2 헬리컬 웜기어는 인벨로핑 가공으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 헬리컬 웜기어는 상기 제1 헬리컬 웜기어와 맞물리도록 원주 첩촉면의 이(tooth)가 기어축을 중심으로 경사지게 동일한 간격으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 헬리컬 웜기어는 양측면 가장자리로부터 두께 중심방향으로 피치원의 지름이 감소되는 것을 특징으로 한다.

상기 제2 헬리컬 웜기어는 상기 제1 헬리컬 웜기어와 상호 어긋나게 맞물리는 기어축들의 내측 각도가 10 ~ 90˚인 것을 특징으로 한다.

전술한 구성을 갖는 본 발명에 따르면, 종래의 구동력재배분장치보다 동력밀도가 높고, 설계가 수월하며, 생산유지비가 저렴하고, 축각을 임의로 조절할 수 있어 축정렬오차에 따른 진동소음의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래 구동력재배분장치가 차량에 설치된 모습을 개략적으로 도시하는 도면.
도 2는 종래 구동력재배분장치를 개략적으로 도시하는 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치의 부분 절개 사시도.
도 4는 도 3에 도시된 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치를 개략적으로 도시하는 사시도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.

또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치의 부분 절개 사시도, 도 4는 도 3에 도시된 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치를 개략적으로 도시하는 사시도이다.

도 3과 도 4를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치(100)는 드라이브샤프트(110), 카운터축(120), 제1 헬리컬 웜기어(130), 제2 헬리컬 웜기어(140)를 포함하여 구성되며, 드라이브샤프트(110), 카운터축(120), 제1 헬리컬 웜기어(130), 제2 헬리컬 웜기어(140)는 내부에 공간부를 구비하는 케이스(160)의 내부에 수용되어 외력으로부터 보호되는 것이 바람직하다.

드라이브샤프트(110)는 엔진과 트랜스미션에서 발생한 동력을 전달받아 회전하고, 길이 방향 소정 위치에는 구동기어(112)가 구비된다.

카운터축(120)은 드라이브샤프트(110)로부터 소정 간격 이격되게 위치되고, 길이방향 소정 위치에 구동기어(112)와 치합되는 종동기어(122)를 구비한다.

제1 헬리컬 웜기어(130)는 카운터축(120)의 길이방향 소정 위치에 종동기어(122)로부터 소정 간격 이격되게 결합된다.

제2 헬리컬 웜기어(140)는 엔진과 트랜스미션에서 발생한 동력의 전달방향을 90˚로 전환시켜 후륜측으로 동력을 전달할 수 있게 프로펠러샤프트(150)의 일단부에 결합되어 제1 헬리컬 웜기어(130)에 치합된다.

이러한, 제2 헬리컬 웜기어(140)는 인벨로핑 가공으로 이루어지는 것이 바람직한데, 인벨로핑(enveloping)은 일정한 규칙에 따라 회전운동하는 두 기어에 대해 한 기어의 치형이 정해졌을 경우 상대 기어의 치형을 구하는 것이다.

여기서, 제2 헬리컬 웜기어(140)는 제1 헬리컬 웜기어(130)와 맞물리도록 원주 접촉면의 이(tooth)가 기어축을 중심으로 경사지게 동일한 간격으로 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 제2 헬리컬 웜기어(140)는 양측면 가장자리로부터 두께 중심방향으로 피치원의 지름이 감소되게 형성되는데, 이는 제2 헬리컬 웜기어(140)가 제1 헬리컬 웜기어(130)의 원주 접촉면의 일부를 긴밀하게 감싸도록 하여 제1 헬리컬 웜기어(130)와 제2 헬리컬 웜기어(140)의 접촉면적이 넓어지게 되어 접촉율(contact ratio)이 높아진다.

또한, 제2 헬리컬 웜기어(140)는 제1 헬리컬 웜기어(130)와 상호 어긋나게 맞물리는 기어축들의 내측 각도가 10 ~ 90˚인 범위 내에서 제1 헬리컬 웜기어(130)와 맞물리게 형성되는 것이 바람직하다.

따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치는 종래의 구동력재배분장치보다 동력밀도가 높고, 설계가 수월하며, 생산유지비가 저렴하고, 축각을 임의로 조절할 수 있어 축정렬오차에 따른 진동소음의 발생을 방지할 수 있는 효과가 있다.

이상 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 설명하였지만, 당해 기술 분야에 숙련된 사람은 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

100: 구동력재배분장치
110: 드라이브샤프트
112: 구동기어
120: 카운터축
122: 종동기어
130: 제1 헬리컬 웜기어
140: 제2 헬리컬 웜기어
150: 프로펠러샤프트
160: 케이스

Claims

엔진에서 발생한 동력을 트랜스미션으로부터 전달받아 회전하고, 길이방향 소정 위치에 구동기어가 구비된 드라이브샤프트;
상기 드라이브샤프트로부터 소정 간격 이격되게 위치되고, 길이방향 소정 위치에 상기 구동기어와 치합되는 종동기어를 구비하는 카운터축;
상기 카운터축에 상기 종동기어로부터 소정 간격 이격되게 위치된 제1 헬리컬 웜기어; 및
상기 제1 헬리컬 웜기어에 치합되게 프로펠러샤프트에 결합되어 상기 엔진에서 발생된 동력의 전달방향을 90˚로 전환시켜 후륜측으로 동력을 전달하는 제2 헬리컬 웜기어;를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 헬리컬 웜기어는 인벨로핑 가공으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 헬리컬 웜기어는 상기 제1 헬리컬 웜기어와 맞물리도록 원주 첩촉면의 이(tooth)가 기어축을 중심으로 경사지게 동일한 간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 헬리컬 웜기어는 양측면 가장자리로부터 두께 중심방향으로 피치원의 지름이 감소되는 것을 특징으로 하는 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치.
청구항 1에 있어서,
상기 제2 헬리컬 웜기어는 상기 제1 헬리컬 웜기어와 상호 어긋나게 맞물리는 기어축들의 내측 각도가 10 ~ 90˚인 것을 특징으로 하는 헬리컬 웜기어를 이용한 구동력재배분장치.