KR101538584B1 - 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼 - Google Patents

4륜 구동 자동차의 트랜스퍼 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따르면, 일측 내부에 리턴스프링이 설치되는 감속기 케이스와, 상기 감속기 케이스의 외측에 설치되는 모터와 상기 모터에 의해 왕복운동가능한 푸시로드로 구성된 엑츄에이터와, 상기 푸시로드와 상기 리턴스프링 사이에 설치되며 슬리브를 선택적으로 이동시켜 4WD모드 혹은 2WD모드로 변환시키는 시프트 포크 유닛을 포함하는 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼가 제공된다.
이에 의하면, 2WD 구동 상태에서 노크기어의 기어가 안내홈에 위치하되 4WD 구동 상태에서 노크기어의 기어가 안내홈을 벗어나 걸림돌기에 위치하여 4WD 구동 상태를 안전하게 유지할 수 있게 된다.

Description

4륜 구동 자동차의 트랜스퍼 {Transfer For 4-Wheel Automobile}
본 발명은 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼에 관한 것이다.
일반적으로 4륜 구동 자동차는 견인력(traction) 혹은 주행성능을 개선하기 위해 주 구동라인과 2차 구동라인의 사이에 구동력을 연결하고 분배하기 위한 4륜 구동 시스템을 구비하고 있다.
이러한, 4륜 구동 자동차는 차량의 변속기(transmission)로부터 구동 토크를 전달받고, 예를 들면 뒷바퀴와 같은 제1 바퀴 세트를 구동하기 위한 주 구동라인과 예를 들면 앞바퀴와 같은 제2 바퀴 세트를 구동하기 위한 2차 구동라인의 사이에 구동력을 연결시켜주거나 분배하기 위한 트랜스퍼를 구비하고 있다.
이처럼 트랜스퍼는 변속기측의 동력을 프로펠라 샤프트로 동력을 전달하는 기능을 가지며, 필요시 프로펠라 샤프트와의 동력을 차단하여 차량을 2륜 모드로 주행가능하게 한다.
구체적으로 도 1을 참조하면, 종래의 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼는 내부에 리턴스프링(R)이 설치되는 감속기 케이스(10)와, 상기 감속기 케이스(10)의 외측에 설치되는 모터(21)와 상기 모터(21)에 의해 왕복운동가능한 푸시로드(22)로 구성된 엑츄에이터(20)와, 상기 푸시로드(22)와 상기 리턴스프링(S) 사이에 설치되며, 슬리브(S)를 선택적으로 이동시켜 4WD모드 혹은 2WD모드로 변환시키는 시프트 포크(30)를 포함한다. 이때, 상기 푸시로드(22)는 상기 감속기 케이스(10)의 내부 타측에 위치한다.
이에 의하면, 4WD 상태의 트랜스퍼는 푸시로드(22)가 시프트 포크(30)와 리턴스프링(R)을 밀고 있는 상태가 되는데, 감속기 내부의 기어(도시 생략)가 고속으로 회전함에 따라 리턴스프링(R)의 복원력과 슬리브(S)가 회전하면서 발생하는 원심력에 의해 시프트 포크(30)가 엑츄에이터(2)가 위치한 방향으로 힘을 받는다.
따라서, 시프트 포크(30)가 푸시로드(22)의 내부에 위치하고 있는 푸시스프링(도시 생략)을 밀어내면서 4WD 구동 상태가 일시적으로 2WD 구동 상태로 이동했다가 다시 4WD 상태로 체결되는 문제를 야기시켜 차량 시스템에 악영향을 끼침은 물론 운전자의 안전을 위협할 수 있다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 4WD 구동 상태가 일시적으로 해제되는 것을 방지할 수 있는 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼는,
일측 내부에 리턴스프링(R)이 설치되는 감속기 케이스(110)와, 상기 감속기 케이스(110)의 외측에 설치되는 모터(121)와 상기 모터(121)에 의해 왕복운동가능한 푸시로드(122)로 구성된 엑츄에이터(120)와, 상기 푸시로드(122)와 상기 리턴스프링(R) 사이에 설치되며 슬리브(S)를 선택적으로 이동시켜 4WD모드 혹은 2WD모드로 변환시키는 시프트 포크 유닛(130)을 포함하고,
상기 감속기 케이스(110)의 일측 내부에는 복수의 걸림돌기(111)가 형성되고, 각 걸림돌기(111)의 일단은 그 길이방향에 대해 연속으로 경사진 한 쌍의 빗면(111a)을 이루어 이 한 쌍의 빗면(111a)들 사이에 걸림부(111b)를 형성하며, 상기 걸림돌기(111)들은 서로 일정거리 이격되어 그 사이에 복수의 안내홈(110a)이 각각 형성되며,
상기 시프트 포크 유닛(130)은 상기 푸시로드(122)와 상기 리턴스프링(R) 사이에 설치되어 슬리브(S)를 이동시킬 수 있는 시프트 포크(131)와, 상기 시프트 포크(131)의 내부에 고정설치되는 노크(132)와, 상기 노크(132)의 내부에 삽입되며 외주면에 상기 감속기 케이스(110)의 안내홈(110a)을 따라 슬라이딩 가능한 복수의 기어(133-2)가 설치된 노크기어(133)와, 상기 노크기어(133)를 관통하여 상기 노크(132)에 상기 노크기어(133)를 회전가능하게 지지하는 노크샤프트(134)로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기 노크(132)는,
일측이 상기 시프트 포크(131)의 끝단(131-1) 내부에 체결되며, 타측 단부에 뾰족하게 돌출되는 복수의 돌출부(132-1)가 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 노크기어(133)는,
원주면에 상기 복수의 기어(133-2)가 방사상으로 설치되는 관상의 몸체(133-1)와, 상기 몸체(133-1)의 일단으로 연장되어 상기 노크(132)의 삽입공(132a)에 삽입 지지되는 지지부(133-3)와, 상기 몸체(133-1)의 타단에 설치된 링부(133-4)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 각 기어(133-2)는,
상기 돌출부(132-1)의 갯수보다 작게 구비되며, 그 일단에 상기 돌출부(132-1)와 접촉하는 경사면(133-2a)이 형성되는 것을 특징으로 한다.
상기 노크샤프트(134)는,
일정 길이의 바아(134-1)와, 상기 바아(134-1)의 일단에 돌출된 노크결합부(134-2)와, 상기 바아(134-1)의 타단에 직경 확장되어 상기 링부(133-4)를 지지하며 상기 노크기어(133)의 이탈을 방지하는 단차부(134-3)로 구성되는 것을 특징으로 한다.
전술한 바와 같이 본 발명에 따른 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼에 의하면, 2WD 구동 상태에서 노크기어의 기어가 안내홈에 위치하되 4WD 구동 상태에서 노크기어의 기어가 안내홈을 벗어나 걸림돌기에 위치하여 4WD 구동 상태를 안전하게 유지할 수 있게 된다.
도 1은 종래의 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼를 보인 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼를 보인 도면,
도 3은 도 2의 감속기 케이스의 일측 내부를 펼친 상태의 도면,
도 4는 도 2의 시프트 포크 유닛의 요부 결합도 및
도 5는 도 2의 상태(2WD)에서 4WD 모드로 변환된 상태의 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼에 대해 상세하게 살펴본다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼는, 일측 내부에 리턴스프링(R)이 설치되는 감속기 케이스(110)와, 상기 감속기 케이스(110)의 외측에 설치되는 모터(121)와 상기 모터(121)에 의해 왕복운동가능한 푸시로드(122)로 구성된 엑츄에이터(120)와, 상기 푸시로드(122)와 상기 리턴스프링(R) 사이에 설치되며 슬리브(S)를 선택적으로 이동시켜 4WD모드 혹은 2WD모드로 변환시키는 시프트 포크 유닛(130)을 포함한다. 이때, 상기 푸시로드(22)는 상기 감속기 케이스(10)의 타측 내부에 위치한다.
이때, 상기 감속기 케이스(110)의 일측 내부에는 도 3에 도시된 바와 같이 복수의 걸림돌기(111)가 형성되며, 각 걸림돌기(111)의 일단에는 그 길이방향에 대해 연속으로 경사진 한 쌍의 빗면(111a)이 형성된다. 따라서, 연속되는 빗면(111a)들 사이에는 걸림부(111b)가 형성된다.
아울러, 상기 걸림돌기(111)들은 서로 일정거리 이격되어 그 사이에 복수의 안내홈(110a)이 각각 형성된다.
한편, 상기 시프트 포크 유닛(130)은 상기 푸시로드(122)와 상기 리턴스프링(R) 사이에 설치되어 슬리브(S)를 이동시킬 수 있는 시프트 포크(131)와, 상기 시프트 포크(131)의 내부에 고정설치되는 노크(132)와, 상기 노크(132)의 내부에 삽입되며 외주면에 상기 감속기 케이스(110)의 안내홈(110a)을 따라 슬라이딩 가능한 복수의 기어(133-2)가 설치된 노크기어(133)와, 상기 노크기어(133)를 관통하여 상기 노크(132)에 상기 노크기어(133)를 회전가능하게 지지하는 노크샤프트(134)로 이루어진다. 이와 같이, 노크(132), 노크기어(133), 노크샤프트(134)가 차례로 상기 시프트포크(131)의 끝단(131-1)에 연동되게 체결된다.
보다 상세하게 살펴보면, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 노크(132)는 일측 원주면에 상기 시프트 포크(131)의 끝단(131-1) 내부에 스크류 체결될 수 있는 나사산(도면부호 생략)이 형성되며, 타측 단부에 뾰족하게 돌출되는 복수의 돌출부(132-1)가 형성된다.
또한, 상기 노크기어(133)는 원주면에 상기 복수의 기어(133-2)가 방사상으로 설치되는 관상의 몸체(133-1)와, 상기 몸체(133-1)의 일단으로 연장되어 상기 노크(132)의 삽입공(132a)에 삽입 지지되는 지지부(133-3)와, 상기 몸체(133-1)의 타단에 설치된 링부(133-4)로 구성된다. 이때, 상기 각 기어(133-2)는 상기 돌출부(132-1)의 갯수보다 작게 구비되며, 그 일단에 상기 돌출부(132-1)와 접촉하는 경사면(133-2a)이 형성된다.
또한, 상기 노크샤프트(134)는 일정 길이의 바아(134-1)와, 상기 바아(134-1)의 일단에 돌출된 노크결합부(134-2)와, 상기 바아(134-1)의 타단에 직경 확장되어 상기 링부(133-4)를 지지하며 상기 노크기어(133)의 이탈을 방지하는 단차부(134-3)로 구성된다.
이하, 도면을 참조하여 상술한 본 발명 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼의 작용에 대해 살펴본다.
도 3에 도시된 바와 같이, 2WD 모드 상태에서 노크기어(133)의 기어(133-2)는 걸림돌기(111)와 걸림돌기(111) 사이의 안내홈(110a)에 위치하게 된다.
이 상태에서 푸시로드(122)가 시프트 포크(131)를 누르면, 시프트 포크(131)의 끝단(131-1)에 체결되어 있는 노크(132)가 우측으로 전진하면서 노크기어(133)와 노크샤프트(134)를 리턴스프링(R)의 탄성력을 이기고 전진이동시킨다.
즉, 노크(132)가 전진 이동하게 되면, 노크기어(133)의 기어(133-2)가 안내홈(110a)으로부터 벗어나게 된다. 이와 동시에, 기어(133-2)의 경사면(133-2a)이 노크(132)의 돌출부(132-1)에 맞물려 회전하여 기어(133-2)가 걸림돌기(111)의 빗면(111a) 상측에 위치(도시 생략)하게 된다.
상기와 같은 상태에서 도 5에 도시된 바와 같이, 노크(132)를 누르던 힘이 제거되면, 리턴 스프링(R)의 탄성력에 의해 노크샤프트(134)와 함께 노크기어(133)가 후진이동하면서 기어(133-2)의 경사면(133-2a)이 걸림돌기(111)의 빗면(111a)을 따라 미끄러짐에 따라 소정의 각도 회전하여 감속기 케이스(110)의 걸림돌기(111)에 형성된 걸림부(111b)에 걸림(도 5의 상태)으로써 노크(132)의 후진이동이 정지한다. 노크가 정지함에 따라 시프트 포크(131)가 4WD 상태로 유지될 수 있다.
상기와 같은 상태에서 다시 시프트 포크(131)가 눌리면, 노크(132)가 미세한 거리(D)만큼 전진이동하고, 이에 따라 노크기어(133)는 다시 회전하면서 기어(133-2)가 걸림돌기(111)의 빗면(111a)를 넘어 안내홈(110a)에 위치하게 된다.
이 상태에서 시프트 포크(131)를 누르던 힘이 제거되면, 리턴 스프링(R)의 탄성력에 의해 노크샤프트(134)와 함께 노크기어(133)가 후진이동하여 2WD 구동 상태로 된다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 시프트포크(131)가 우측으로 전진 이동할 때마다 노크기어(133)의 기어(133-2)는 걸림돌기(111)의 빗면(111a)을 따라 이동 및 회전하면서 걸림돌기(111)를 한칸씩 이동하는 구조를 가진다.
다시 말해, 2WD 구동 상태에서 노크기어(133)의 기어(133-2)는 안내홈(111b)에 위치하고, 4WD 구동 상태에서 노크기어(133)의 기어(133-2)는 안내홈을 벗어나 걸림돌기(111)에 위치하여 4WD 구동 상태를 안전하게 유지할 수 있게 된다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

Claims (5)

  1. 일측 내부에 리턴스프링(R)이 설치되는 감속기 케이스(110)와, 상기 감속기 케이스(110)의 외측에 설치되는 모터(121)와 상기 모터(121)에 의해 왕복운동가능한 푸시로드(122)로 구성된 엑츄에이터(120)와, 상기 푸시로드(122)와 상기 리턴스프링(R) 사이에 설치되며 슬리브(S)를 선택적으로 이동시켜 4WD모드 혹은 2WD모드로 변환시키는 시프트 포크 유닛(130)을 포함하고,
    상기 감속기 케이스(110)의 일측 내부에는 복수의 걸림돌기(111)가 형성되고, 각 걸림돌기(111)의 일단은 그 길이방향에 대해 연속으로 경사진 한 쌍의 빗면(111a)을 이루어 이 한 쌍의 빗면(111a)들 사이에 걸림부(111b)를 형성하며, 상기 걸림돌기(111)들은 서로 일정거리 이격되어 그 사이에 복수의 안내홈(110a)이 각각 형성되며,
    상기 시프트 포크 유닛(130)은 상기 푸시로드(122)와 상기 리턴스프링(R) 사이에 설치되어 슬리브(S)를 이동시킬 수 있는 시프트 포크(131)와, 상기 시프트 포크(131)의 내부에 고정설치되는 노크(132)와, 상기 노크(132)의 내부에 삽입되며 외주면에 상기 감속기 케이스(110)의 안내홈(110a)을 따라 슬라이딩 가능한 복수의 기어(133-2)가 설치된 노크기어(133)와, 상기 노크기어(133)를 관통하여 상기 노크(132)에 상기 노크기어(133)를 회전가능하게 지지하는 노크샤프트(134)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 노크(132)는,
    일측이 상기 시프트 포크(131)의 끝단(131-1) 내부에 체결되며, 타측 단부에 뾰족하게 돌출되는 복수의 돌출부(132-1)가 형성되는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 노크기어(133)는,
    원주면에 상기 복수의 기어(133-2)가 방사상으로 설치되는 관상의 몸체(133-1)와, 상기 몸체(133-1)의 일단으로 연장되어 상기 노크(132)의 삽입공(132a)에 삽입 지지되는 지지부(133-3)와, 상기 몸체(133-1)의 타단에 설치된 링부(133-4)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 각 기어(133-2)는,
    상기 돌출부(132-1)의 갯수보다 작게 구비되며, 그 일단에 상기 돌출부(132-1)와 접촉하는 경사면(133-2a)이 형성되는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 노크샤프트(134)는,
    일정 길이의 바아(134-1)와, 상기 바아(134-1)의 일단에 돌출된 노크결합부(134-2)와, 상기 바아(134-1)의 타단에 직경 확장되어 상기 링부(133-4)를 지지하며 상기 노크기어(133)의 이탈을 방지하는 단차부(134-3)로 구성되는 것을 특징으로 하는 4륜 구동 자동차의 트랜스퍼.
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CN108698600A (zh) * 2016-03-03 2018-10-23 沃尔沃卡车集团 带有自动行驶能力的车辆
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