KR101468320B1

KR101468320B1 - 차동잠금장치

Info

Publication number: KR101468320B1
Application number: KR1020130079608A
Authority: KR
Inventors: 이만복; 정희천
Original assignee: 현대다이모스(주)
Priority date: 2013-07-08
Filing date: 2013-07-08
Publication date: 2014-12-03

Abstract

본 발명은 차동잠금장치에 관한 것으로, 차동 발생시 확장되는 볼램프기구와, 볼램프기구에 의해 밀려지는 도그록작동기구와, 도그록작동기구에 의해 작동되어 일측 사이드기어의 회전을 구속하는 도그록기구를 포함한다. 기존 차동장치의 구성 부품을 재설계 없이 사용할 수 있고 클러치팩이 사용되지 않으므로 탑재성이 향상되고, 비용이 절감된다.

Description

차동잠금장치{Differential Lock system}

본 발명은 차동잠금장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차동장치가 설치된 차량에서 엔진 동력이 헛도는 차륜으로만 전달되어 차량 구동력이 상실되는 것을 방지해주는 차동잠금장치에 관한 것이다.

일반적인 차동장치(Open Differential ; 차동잠금 기능이 없는 기본적인 형태의 차동장치)는 변속기 출력축에 연결된 프로펠라샤프트의 회전력을 90도 각도의 액슬축으로 전달하고, 선회 주행시 양쪽 차륜이 서로 다른 속도로 회전할 수 있도록 하는 차동 기능을 수행한다.

그러나, 한쪽 바퀴가 빙판, 진흙탕, 모래밭 등에 빠져 과도하게 슬립되는 경우에는 엔진 동력이 슬립이 발생하는 바퀴로만 전달되어 차량의 구동력이 상실되므로 탈출이 불가능한 상황이 된다.

따라서, 상기와 같이 한쪽 바퀴만 슬립되는 경우에 차동장치의 양쪽 사이드기어를 기계적으로 구속하여 슬립되지 않는 바퀴에도 구동력을 전달함으로써 험로 상황의 탈출이 가능하도록 차동잠금장치를 적용하고 있다.

차동잠금장치의 일 예가 대한민국 공개특허 제10-2009-0062982호에 기재되어 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 디퍼렌셜케이스에 고정된 피니언샤프트에 피니언기어가 설치되고, 피니언기어의 양측으로 각각 사이드기어(1)가 치합되며, 일측 사이드기어와 디퍼렌셜케이스 사이에 다판클러치(4)가 설치되고, 다판클러치의 일측에 오일펌프(3)가 구비된다.

디퍼렌셜케이스에는 링기어(2)가 일체로 장착되어 프로펠러샤프트의 단부에 연결되는 구동피니언기어에 치합되고, 오일펌프(3)는 차동 발생시 유압이 발생되며, 양측 사이드기어에는 드라이브샤프트가 연결된다.

따라서, 차동 발생시 오일펌프(3)에서 발생된 유압이 다판클러치(4)를 작동시킴으로써 디퍼렌셜케이스와 일측 사이드기어가 상호 구속되며, 이에 피니언기어를 매개로 타측 사이드기어도 구속되어 디퍼렌셜케이스와 양측 사이드기어 전체가 일체로 회전됨으로써 차동잠금 기능이 수행된다. 즉, 한 쪽 바퀴만 공회전되고 다른 쪽 바퀴가 구동되지 않는 현상이 방지된다.

따라서, 엔진 동력이 양쪽 바퀴 모두에 전달됨으로써 험로 탈출이 가능하게 된다.

그런데, 상기와 같이 클러치팩(다판클러치)을 이용하여 차동잠금장치를 구성하는 경우, 클러치팩이 공간을 많이 차지하기 때문에 기존의 차동장치(Open Differential)가 차지하는 공간 내에 차동잠금장치를 설치하기 위해서는 피니언기어와 사이드기어를 재설계하여 사이즈를 줄여야만 한다.

또한, 클러치팩이 일측에만 설치되므로 피니언샤프트를 기준으로 비대칭 형상을 이루기 때문에 디퍼렌셜케이스나 드라이브샤프트 등의 주변 부품을 재설계해야만 한다.

이와 같이 재설계 요소가 증가하므로 차량 탑재성이 떨어지고, 비용이 증가하는 문제점이 있다.

또한, 클러치팩에는 지속적인 슬립 상태에서 고온에 견딜 수 있는 마찰재를 사용해야만 하므로 이 또한 비용 상승의 원인이 되고 있다.

또한, 클러치팩은 차동 발생후 차동 잠금 시점까지 마찰재가 마찰되는 단계가 반드시 필요하므로 응답성이 떨어지는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 클러치팩을 사용하지 않고, 차동잠금기능을 수행하는 부품을 기존 차동장치(오픈디프)의 공간 내에 대칭 형상으로 설치할 수 있음으로써 주변 부품들을 재설계할 필요 없이 그대로 사용할 수 있게 되어 비용이 절감될 뿐만 아니라, 탑재성 및 응답성이 우수한 차동잠금장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 링기어가 장착된 디퍼렌셜케이스와, 상기 디퍼렌셜케이스에 장착된 피니언샤프트에 설치된 피니언기어와, 상기 피니언기어의 양측에 치합된 제1사이드기어 및 제2사이드기어와, 상기 제2사이드기어의 측면에 설치되어 차동 발생시 상기 제2사이드기어를 디퍼렌셜케이스에 대해 회전이 불가한 상태로 고정시키는 도그록기구 및, 상기 디퍼렌셜케이스에 설치되어 차동 발생시 상기 도그록기구를 작동시키는 도그록작동기구를 포함한다.

본 발명은 상기 제1사이드기어의 측면에 설치되어 차동 발생시 상기 도그록작동기구를 작동시키는 볼램프기구를 더 포함한다.

상기 도그록기구는 제2사이드기어의 측면에 형성된 기어이와, 제2사이드기어의 기어이에 치합되는 기어이가 형성되고 상기 도그록작동기구에 연결로드로 연결된 록킹플레이트를 포함한다.

상기 도그록작동기구는 상기 볼램프기구의 측면에 밀착된 제1가동판과, 상기 도그록기구에 연결된 제2가동판과, 상기 디퍼렌셜케이스를 관통하여 설치되고 상기 제1가동판과 제2가동판을 연결하는 어플라이핀을 포함한다.

상기 볼램프기구는 제1사이드기어의 측면에 형성된 캠홈과, 제1사이드기어의 캠홈에 대응되는 형상의 캠홈이 형성된 어플라이플레이트와, 어플라이플레이트의 캠홈과 제1사이드기어의 캠홈 사이에 개재된 볼을 포함하여, 차동 발생시 상기 볼이 어플라이플레이트를 제1사이드기어로부터 멀어지는 방향으로 밀어주도록 된 것을 특징으로 한다.

상기 디퍼렌셜케이스와 제1가동판의 사이에 설치되어 상기 볼램프기구를 압축시키는 방향으로 제1가동판을 밀어주는 코일스프링을 포함한다.

상기 디퍼렌셜케이스와 제2가동판의 사이에 설치되어 상기 도그록기구의 치합 상태를 해제시키는 방향으로 제2가동판을 밀어주는 코일스프링을 포함한다.

상기 디퍼렌셜케이스에 설치되어 차동 발생시 상기 볼램프기구를 작동시키는 차동감지기구를 더 포함한다.

상기 차동감지기구는 상기 디퍼렌셜케이스에 회전 가능하게 설치된 드라이브멤버와, 드라이브멤버에 설치되어 일체로 회전되는 스탑멤버와, 스탑멤버에 힌지핀으로 설치되어 드라이브멤버 회전시 힌지핀을 중심으로 회전되어 벌어지는 한 쌍의 플라이웨이트와, 플라이웨이트가 완전히 벌어졌을 때 플라이웨이트에 걸려져서 플라이웨이트의 회전을 정지시키는 스탑어셈블리를 포함하고, 상기 드라이브멤버에 형성된 기어이가 상기 볼램프기구의 어플라이플레이트에 형성된 기어이에 치합되어 차동 발생시 어플라이플레이트의 회전을 구속하도록 된 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 클러치팩을 사용하지 않게 됨으로써 지속적인 고온 슬립상태에서 견딜 수 있는 고가의 마찰재가 필요 없게 되어 비용이 절감된다.

또한, 기존의 차동장치 설치 공간 내에 차동잠금기능을 수행하는 부품이 모두 설치되고, 피니언샤프트를 기준으로 차동장치가 대칭 형상을 이루게 됨으로써 피니언기어, 사이드기어, 드라이브샤프트, 디퍼렌셜케이스 등의 주변 부품을 재설계할 필요가 없이 그대로 사용할 수 있게 된다. 따라서, 장치의 탑재성이 우수하고, 비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 마찰 단계를 거치는 클러치팩이 사용되지 않고 록킹플레이트에 의해 신속하게 잠금 상태가 구현되므로 차동잠금장치의 응답성이 향상되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 차동잠금장치의 일 예시도.
도 2는 본 발명에 따른 차동잠금장치의 구성도.
도 3은 본 발명의 일 구성인 차동감지기구의 구성 및 작동을 설명하기 위한 기존 차동잠금장치의 구성도.
도 4는 도 3의 2-2선 단면도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 차동잠금장치의 구성도로서, 본 발명은 링기어(211)가 일체로 구비된 디퍼렌셜케이스(210 ; 이하, 디프케이스라 칭함)와, 상기 디프케이스(210)에 장착된 피니언샤프트(220)에 설치된 피니언기어(230)와, 상기 피니언기어(230)의 양측에 치합된 제1사이드기어(241) 및 제2사이드기어(242)와, 상기 제1사이드기어(241)의 외경 측면에 마련된 볼램프기구(250)와, 상기 제2사이드기어(242)의 외경 측면에 마련된 도그록기구(260)와, 상기 볼램프기구(250)의 측면에 설치되어 볼램프기구(250)의 작동시 상기 도그록기구(260)를 작동시키는 도그록작동기구(270)를 포함한다.

디프케이스(210)는 액슬하우징(300)의 내부에 설치되고, 양단부가 베어링으로 지지되어 액슬하우징(300)내에서 회전 가능하다.

디프케이스(210)에는 링기어(211)가 볼트로 장착되며, 링기어(211)는 프로펠라샤프트의 후단에 연결되는 구동피니언기어(310)와 치합되어 변속기의 출력을 전달받아 디프케이스(210)를 회전시킨다.

디프케이스(210)의 내부에는 차체의 전후 방향으로 배치되고 디프케이스(210)에 양단이 고정된 피니언샤프트(220)가 설치되며, 피니언샤프트(220)의 전후부에 각각 피니언기어(230)가 장착된다.

피니언샤프트(220)를 중심으로 좌우 양측에 각각 제1사이드기어(241)와 제2사이드기어(242)가 피니언기어(230)에 치합되는 상태로 설치된다.

제1사이드기어(241)와 제2사이드기어(242)에는 각각 드라이브샤프트(도시하지 않음)가 연결되고, 드라이브샤프트는 차륜이 장착된 휠허브에 연결되어 구동력을 차륜에 전달한다.

볼램프기구(250)는 캠홈(251)과, 어플라이플레이트(252)와, 이들의 사이에 개재된 볼(253)을 포함한다.

캠홈(251)은 제1사이드기어(241)의 외경부 측면에 일정 간격을 두고 복수개 형성되고, 이에 대응되는 형상의 캠홈이 어플라이플레이트(252)에도 동일하게 형성되며, 양측 캠홈이 마주하여 형성된 공간마다 볼(253)이 끼워진다.

어플라이플레이트(252)는 내부에 관통홀이 형성된 원판형 부품으로서 디프케이스(210)의 제1사이드기어(241)측 보스부(212)의 외주면에 감합된다.

제1사이드기어(241)측 보스부(212)에는 제1가동판(271)이 설치되는데, 제1가동판(271)은 이후 설명할 도그록작동기구(270)의 일 구성품으로서 내부에 관통홀이 형성된 원판형 부품이며 제1사이드기어(241)측 보스부(212)의 외주면에 감합되고, 어플라이플레이트(252)의 측면에 밀착된다.

어플라이플레이트(252)와 제1가동판(271)은 제1사이드기어측 보스부(212)에서 축방향(도면에서 좌우 방향)으로 이동 가능하다.

제1가동판(271)과 마주하는 디프케이스(210)의 내측면에는 스프링장착홈이 형성되고, 스프링장착홈에 코일스프링(281)이 삽입 설치되며, 코일스프링(281)은 항상 제1가동판(271)을 볼램프기구(250)쪽으로 밀어주고, 이에 제1가동판(271)에 의해 어플라이플레이트(252)가 제1사이드기어(241)의 외경부 측면쪽으로 밀려진 상태 즉, 볼램프기구(250)가 수축된 상태를 유지한다. 볼램프기구(250)가 수축된 상태는 제1사이드기어(241)의 캠홈(251)과 어플라이플레이트(252)의 캠홈의 위치가 일치하여 양측 캠홈의 가장 깊은 곳 사이에 상기 볼(253)이 위치한 상태이다.

도그록기구(260)는 제2사이드기어(242)의 외경부 측면에 돌출 형성된 기어이(261)와, 제2사이드기어(242)의 기어이(261)에 맞물리는 기어이(262a)가 일측면에 형성된 록킹플레이트(262)를 포함한다. 상기 기어이(261, 262a)는 W형 치형을 갖는다.

록킹플레이트(262)는 내부에 관통공이 형성된 원판형 부품으로서 디프케이스(210)의 제2사이드기어(242)측 보스부(213)의 외주면에 감합 설치되고, 보스부(213)를 따라 축방향(도면상 좌우 방향)으로 이동할 수 있다.

록킹플레이트(262)는 도그록작동기구(270)의 제2가동판(272)과 연결로드(263)로 연결된다.

도그록작동기구(270)는 상기 제1가동판(271)과 제2가동판(272) 및 제1가동판(271)과 제2가동판(272)을 연결하는 복수의 어플라이핀(273)을 포함한다.

제1가동판(271)은 전술한 바와 같이 내부에 관통홀이 형성된 원판형 부품이고 디프케이스(210)의 제1사이드기어(241)측 보스부(212)의 외주면에 감합되며, 코일스프링(281)에 의해 볼램프기구(250)를 가압하고 있다.

제2가동판(272)은 내부에 관통홀이 형성된 원판형 부품으로서 디프케이스(210)의 제2사이드기어(242)측 보스부(213)로부터 디프케이스(210)의 일측면 외측으로 돌출 형성된 원통부(214)의 외주면에 감합되어 좌우 이동될 수 있다. 즉, 제2가동판(272)은 디프케이스(210)의 외부에 설치된다.

어플라이핀(273)은 디프케이스(210)를 관통하여 설치되고, 양단에 제1가동판(271)과 제2가동판(272)이 고정된다.

제2가동판(272)과 마주보는 디프케이스(210)의 일측면에는 복수의 스프링장착홈이 형성되고, 스프링장착홈에 코일스프링(282)이 삽입되며, 코일스프링(282)은 제2가동판(272)을 디프케이스(210)의 측면으로부터 멀어지는 방향으로 밀어준다. 코일스프링(282)은 어플라이핀(273)의 외주를 둘러싸는 상태로 설치된다.

한편, 볼램프기구(250)는 디프케이스(210)에 설치되는 기계식 차동감지기구에 의해 작동되는데, 상기 차동감지기구는 미국특허 3,938,408호(1976.2.17.)에 개시되어 있다.

도 3과 도 4는 상기 미국특허의 FIG.1과 FIG.2를 도시한 것으로, 도시된 도번을 그대로 인용하여 차동감지지구를 설명한다.

상기 차동감지기구는 케이싱(16)에 회전 가능하게 설치된 드라이브멤버(78)와, 드라이브멤버(78)상에 설치된 스탑멤버(36,38)와, 스탑멤버(36,38)에 설치된 힌지핀(86)에 설치되어 드라이브멤버(78) 회전시 힌지핀(86)을 중심으로 회동되어 벌어지는 한 쌍의 플라이웨이트(30,32) 및 플라이웨이트(30,32)의 단부가 걸려지는 스탑어셈블리(106)를 포함한다.

드라이브멤버(78)에는 기어이(80)가 형성되어 있으며, 기어이(80)는 웨지멤버(62)의 외주에 형성된 기어이(82)에 치합된다. 웨지멤버(62)와 사이드기어(42)의 접촉면은 웨징램프(64)가 형성되어 상대 회전시 사이드기어(42)로부터 멀어지는 쪽으로 웨지멤버(62)가 이동하도록 되어 있다.

따라서, 주행 중 차동이 발생하면 사이드기어(42)와 웨지멤버(62)가 일체로 회전되고 기어이(80,82)가 치합되어 있으므로 드라이브멤버(78)가 회전되며, 드라이브멤버(78)와 함께 스탑멤버(36,38)가 회전되어 힌지핀(86)을 중심으로 플라이웨이트(30,32)가 벌어진다.

플라이웨이트(30,32)가 완전히 확장되면 플라이웨이트(30,32)가 스탑어셈블리(106)에 걸려져서 정지되며, 이에 스탑멤버(36,38)와 드라이브멤버(78)의 회전이 정지된다.

따라서, 웨지멤버(62)의 회전이 정지되고, 그 상태에서 사이드기어(42)가 회전되면 웨징램프(64)의 작용에 의해 웨지멤버(62)가 축방향 외측으로 이동하여 웨지멤버(62)와 케이싱(16)에 형성된 웨지면(68,70)이 상호 밀착되어 웨지멤버(62)의 회전이 구속되며, 이에 사이드멤버(42)의 회전이 구속되고, 일측 사이드멤버(42)의 구속은 피니언기어(46,48)를 매개로 타측 사이드기어(44)의 회전을 구속하므로 양측 사이드기어(42,44)의 회전이 모두 구속되는 차동 잠금이 이루어진다.

상기와 같이 미국특허 3,938,408호의 차동감지기구는 차동 발생을 기계적으로 감지하여 설정량(플라이웨이트(30,32)의 중량에 의해 조절된다.) 이상의 차동이 발생하였을 때 드라이브멤버(78)의 회전이 정지되도록 구성되어 있다.

본 발명은 상기 차동감지기구를 이용하여 차동 상태를 감지하고 차동 잠금 작동을 수행한다.

본 발명에서 상기 차동감지기구는 디프케이스(210)의 일측부에 설치되고, 차동감지기구의 드라이브멤버(78)에 형성된 기어이(80)는 볼램프기구(250)의 어플라이플레이트(252) 외주면에 형성된 기어이(252a)에 치합된다.

이제 본 발명의 작동을 설명한다.

구동피니언기어(310)를 통해 전달된 변속기 출력은 링기어(211)를 회전시켜 디프케이스(210)을 회전시키고, 디프케이스(210)와 일체로 피니언샤프트(220)와 피니언기어(230)가 회전되며, 피니언기어(230)에 치합된 양측 제1사이드기어(241)와 제2사이드기어(242)가 회전되어 양쪽 드라이브샤프트에 연결된 차륜이 회전됨으로서 차량이 주행한다.

주행 중 발생하는 차동의 정도가 약할 때는 상기 차동감지기구의 플라이웨이트(30,32)가 충분히 확장되지 않아 스탑어셈블리(106)에 걸리지 않으므로 드라이브멤버(78)의 회전이 구속되지 않으며, 따라서 드라이브멤버(78)와 어플라이플레이트(253)는 회전이 자유로운 상태이다.

이 상태에서 어플라이플레이트(252)는 코일스프링(281,282)의 작용으로 제1가동판(271)에 의해 제1사이드기어(241)쪽으로 강하게 밀어붙여져 제1사이드기어(241)와 함께 회전되며, 볼램프기구(250)는 수축되어 있다.

주행 중 차동감지기구의 플라이웨이트(30,32)를 완전히 확장시키는 정도의 차동이 발생하면, 플라이웨이트(30,32)가 스탑어셈블리(106)에 걸려 회전이 정지되고, 이에 드라이브멤버(78)의 회전이 구속되며, 드라이브멤버(78)와 기어이(80, 252a)가 치합된 어플라이플레이트(252)의 회전이 구속된다.

상기 상태에서 제1사이드기어(241)가 어플라이플레이트(252)에 대해 회전하면 볼(253)이 어플라이플레이트(252)의 캠홈과 제1사이드기어(241)의 캠홈(251)의 깊이가 낮은 부분에 위치하게 되므로 볼램프기구(250)가 작동(확장)된다. 즉, 볼(253)에 의해 어플라이플레이트(252)가 밀려 코일스프링(281)을 압축시키는 방향으로 이동하며, 이에 도그록작동기구(270)의 제1가동판(271)이 동일한 방향으로 밀려진다.

따라서, 제1가동판(271)에 연결된 어플라이핀(273)이 당겨지고, 어플라이핀(273)이 제2가동판(272)을 당겨주어, 제2가동판(272)에 연결로드(263)로 연결된 도그록기구(260)의 록킹플레이트(262)가 제2사이드기어(242)쪽으로 전진하여 제2사이드기어(242)의 기어이(261)와 록킹플레이트(262)의 기어이(262a)가 치합된다.

따라서, 디프케이스(210)에 대해 제2사이드기어(242)의 회전이 구속되고, 이에 제2사이드기어(242)에 피니언기어(230)를 매개로 치합된 제1사이드기어(241)의 회전이 구속됨으로써 디프케이스(210)에 대해 양쪽 사이드기어의 회전이 모두 구속된 차동 잠금 상태가 된다.

따라서, 디프케이스(210)로 전달된 동력이 험로에 빠져 슬립이 발생하는 어느 한쪽 바퀴로만 전달되지 않고 양쪽 바퀴로 고르게 전달되므로 험로에 빠지지 않은 나머지 한쪽 바퀴를 구동시켜 험로를 탈출할 수 있게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 클러치팩을 사용하지 않는 차동잠금장치가 제공된다.

본 발명은 디프케이스 내부에 클러치팩을 설치하기 위한 별도의 공간을 확보할 필요가 없이, 기본적인 형태의 기존 차동장치(Open Differential) 설치 공간 내에 차동잠금기능을 수행하는 부품이 모두 설치되고, 피니언샤프트를 기준으로 차동장치가 대칭 형상을 이룬다.

따라서, 피니언기어, 사이드기어, 드라이브샤프트, 디퍼렌셜케이스 등의 주변 부품을 재설계할 필요가 없이 그대로 사용할 수 있게 되므로 장치의 탑재성이 우수하고, 비용이 절감되는 효과가 있다.

또한, 클러치팩을 사용하지 않게 됨으로써 지속적인 고온 슬립상태에서 견딜 수 있는 고가의 마찰재가 필요 없게 되어 비용이 절감된다.

또한, 제2사이드기어와 록킹플레이트의 기어이가 서로 치합되어 차동잠금장치가 작동된다. 따라서, 클러치팩 작동시와 같이 마찰단계가 존재하지 않게 되므로 차동잠금장치의 작동이 신속하게 이루어져 응답성이 향상되는 효과가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

210 : 디퍼렌셜케이스 211 : 링기어
220 : 피니언샤프트 230 : 피니언기어
241 : 제1사이드기어 242 : 제2사이드기어
250 : 볼램프기구 251 : 캠홈
252 : 어플라이플레이트 253 : 볼
260 : 도그록기구 261,262a : 기어이
262 : 록킹플레이트 263 : 연결로드
270 : 도그록작동기구 271 : 제1가동판
272 : 제2가동판 273 : 어플라이핀
281,282 : 코일스프링 300 : 액슬하우징
310 : 구동피니언기어

Claims

링기어가 장착된 디퍼렌셜케이스와,
상기 디퍼렌셜케이스에 장착된 피니언샤프트에 설치된 피니언기어와,
상기 피니언기어의 양측에 치합된 제1사이드기어 및 제2사이드기어와,
상기 제2사이드기어의 측면에 설치되어 차동 발생시 상기 제2사이드기어를 디퍼렌셜케이스에 대해 회전이 불가한 상태로 고정시키는 도그록기구와,
상기 디퍼렌셜케이스에 설치되어 차동 발생시 상기 도그록기구를 작동시키는 도그록작동기구 및
상기 제1사이드기어의 측면에 설치되어 차동 발생시, 상기 제1사이드기어로부터 멀어지는 방향으로 상기 도그록작동기구를 밀어주도록 된 볼램프기구를 포함하는 차동잠금장치.
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청구항 1에 있어서,
상기 도그록기구는 제2사이드기어의 측면에 형성된 기어이와, 제2사이드기어의 기어이에 치합되는 기어이가 형성되고 상기 도그록작동기구에 연결로드로 연결된 록킹플레이트를 포함하는 차동잠금장치.
청구항 1에 있어서,
상기 도그록작동기구는 상기 볼램프기구의 측면에 밀착된 제1가동판과, 상기 도그록기구에 연결된 제2가동판과, 상기 디퍼렌셜케이스를 관통하여 설치되고 상기 제1가동판과 제2가동판을 연결하는 어플라이핀을 포함하는 차동잠금장치.
청구항 1에 있어서,
상기 볼램프기구는 제1사이드기어의 측면에 형성된 캠홈과, 제1사이드기어의 캠홈에 대응되는 형상의 캠홈이 형성된 어플라이플레이트와, 어플라이플레이트의 캠홈과 제1사이드기어의 캠홈 사이에 개재된 볼을 포함하여, 차동 발생시 상기 볼이 어플라이플레이트를 제1사이드기어로부터 멀어지는 방향으로 밀어주도록 된 것을 특징으로 하는 차동잠금장치.
청구항 4에 있어서,
상기 디퍼렌셜케이스와 제1가동판의 사이에 설치되어 상기 볼램프기구를 압축시키는 방향으로 제1가동판을 밀어주는 코일스프링을 더 포함하는 차동잠금장치.
청구항 4에 있어서,
상기 디퍼렌셜케이스와 제2가동판의 사이에 설치되어 상기 도그록기구의 치합 상태를 해제시키는 방향으로 제2가동판을 밀어주는 코일스프링을 더 포함하는 차동잠금장치.
청구항 1에 있어서,
상기 디퍼렌셜케이스에 설치되어 차동 발생시 상기 볼램프기구를 작동시키는 차동감지기구를 더 포함하는 차동잠금장치.
청구항 8에 있어서,
상기 차동감지기구는 상기 디퍼렌셜케이스에 회전 가능하게 설치된 드라이브멤버와, 드라이브멤버에 설치되어 일체로 회전되는 스탑멤버와, 스탑멤버에 힌지핀으로 설치되어 드라이브멤버 회전시 힌지핀을 중심으로 회전되어 벌어지는 한 쌍의 플라이웨이트와, 플라이웨이트가 완전히 벌어졌을 때 플라이웨이트에 걸려져서 플라이웨이트의 회전을 정지시키는 스탑어셈블리를 포함하고,
상기 드라이브멤버에 형성된 기어이가 상기 볼램프기구의 어플라이플레이트에 형성된 기어이에 치합되어 차동 발생시 어플라이플레이트의 회전을 구속하도록 된 것을 특징으로 하는 차동잠금장치.