KR101611745B1 - 4륜 구동차량의 디스커넥트 장치 - Google Patents

Abstract

이 발명은, 결합 동작시에 모터의 동력과 스프링의 탄성력을 이용하여 결합이 신속하게 이루어지도록 함으로써 전류 소모량을 줄여서 연비를 향상시킴과 동시에 결합속도를 빠르게 할 수 있으며, 캠과 시프트 포크를 일체로 구성함으로써 설계 공간을 적게 차지할 뿐만 아니라 제조비용이 저감되는, 4륜 구동차량의 디스커넥트 장치에 관한 것으로서,
인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트의 사이에 연결되어 동력을 전달 또는 차단시키는 도그 슬리브와, 상기한 도그 슬리브의 외주면에 슬리브부가 연결되어 있으며 하부에 캠부가 연결 형성되어 있는 캠 포크와, 상기한 캠포크와 조립되는 핀과, 스프링 걸림링이 설치되어 있으며 상기한 핀을 구동시켜서 상기한 캠 포크를 직선 이동시키는 로드와, 상기한 로드의 스프링 걸림링과 캠 포크의 캠부의 사이에 설치되어 있는 스프링과, 상기한 로드를 회전 구동하기 위한 모터를 포함하여 이루어진다.

Description

4륜 구동차량의 디스커넥트 장치{Disconnecting device for 4 wheel driving vehicle}

이 발명은 4륜 구동차량의 디스커넥트 장치에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 결합 동작시에 모터의 동력과 스프링의 탄성력을 이용하여 결합이 신속하게 이루어지도록 함으로써 전류 소모량을 줄여서 연비를 향상시킴과 동시에 결합속도를 빠르게 할 수 있으며, 캠과 시프트 포크를 일체로 구성함으로써 설계 공간을 적게 차지할 뿐만 아니라 제조비용이 저감되는, 4륜 구동차량의 디스커넥트 장치에 관한 것이다.

일반적으로 4륜구동 차량은, 2륜구동 차량과는 달리, 풀 타임, 또는 파트 타임으로 차량의 전후륜 모두를 구동륜으로 사용할 수 있는 기능을 가진 자동차로서, 험로 주행을 목적으로하는 지프형 차량이나 레져용 차량, 그리고 특수한 목적을 위해 사용되어지는 특장차량에 적용되어지는 구동 메커니즘이다.

상기한 4륜구동 차량은 주행가능한 노면 여건에서는 안정감있는 주행성을 발휘하며 지형이나 기후로 인해 노면이 취약하여 주행성이 좋지 않은 상황에서도 네 개의 바퀴에 동력을 고르게 분배하여 타이어의 접지성을 높여 원활한 주행이 가능하도록 한다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 4륜 구동 차량은, 고속 주행이나 정속 주행과 같이 4륜의 구동력이 불필요한 조건에서도 프로펠러 샤프트와 같은 4륜 구동 부품의 회전으로 인한 연비저하가 발생되는 문제점이 있다.

연비저하를 방지하기 위하여, 4륜 구동이 필요하지 않은 경우에는 프로펠러 샤프트, 리억액슬과 같은 4륜 구동 부품이 회전되지 않도록 하는 기술이 요구된다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 4륜 구동이 필요하지 않은 경우에는 동력 분리기능을 가지는 전자식 PTU와 후륜측에 설치되는 사이드 커플링을 이용하여 동력전달을 해제함으로써 프로펠러 샤프트, 리억액슬의 회전저항을 차단하여 연비향상을 도모할 수 있는 기술이, 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2014-0089256호(공개일자 2014년 07월 14일)의 "4륜 구동 차량의 디스커넥트 시스템 및 그의 제어방법"에서 본 출원인에 의해 개시된 바 있다.

그러나, 상기한 공개번호 10-2014-0089256호를 포함한 종래의 사륜구동차량의 디스커넥트 장치는, 입력축과 출력축이 스플라인 결합으로 이루어져 있어서 액츄에이터에 의해서 동력이 전달 또는 차단되는 구조로 이루어져 있기 때문에 변속으로 인하여 동력이 전달 또는 차단되는 과정에서 변속 충격 및 소음이 발생될 뿐만 아니라, 액츄에이터를 구동하는데 있어서 상대적으로 큰 구동력을 필요로 하는 문제점이 있다.

또한, 종래의 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치는, 캠과 시프트 포크가 별도로 구성되어 있어서 설계 공간을 많이 차지할 뿐만 아니라 제조비용이 상승되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 결합 동작시에 모터의 동력과 스프링의 탄성력을 이용하여 결합이 신속하게 이루어지도록 함으로써 전류 소모량을 줄여서 연비를 향상시킴과 동시에 결합속도를 빠르게 할 수 있으며, 캠과 시프트 포크를 일체로 구성함으로써 설계 공간을 적게 차지할 뿐만 아니라 제조비용이 저감되는, 4륜 구동차량의 디스커넥트 장치를 제공하는 데 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트의 사이에 연결되어 동력을 전달 또는 차단시키는 도그 슬리브와, 상기한 도그 슬리브의 외주면에 슬리브부가 연결되어 있으며 하부에 캠부가 연결 형성되어 있는 캠 포크와, 상기한 캠포크와 조립되는 핀과, 스프링 걸림링이 설치되어 있으며 상기한 핀을 구동시켜서 상기한 캠 포크를 직선 이동시키는 로드와, 상기한 로드의 스프링 걸림링과 캠 포크의 캠부의 사이에 설치되어 있는 스프링과, 상기한 로드를 회전 구동하기 위한 모터를 포함하여 이루어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 캠포크는 로드와 결합되는 캠부에 핀의 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있도록 하기 위한 캠홈이 형성되어 있으면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 캠홈은 경사구간과 경사구간 상부의 직선구간과 경사구간 하부의 직선구간으로 나뉘어지면 바람직하다.

이 발명의 구성은, 상기한 핀이 경사구간 상부의 직선구간으로부터 경사구간 하부의 직선구간으로 급강하는 경우에 스프링의 탄성력을 이용하여 도그 슬리브가 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트를 결합시키면 바람직하다.

이 발명은, 결합 동작시에 모터의 동력과 스프링의 탄성력을 이용하여 결합이 신속하게 이루어지도록 함으로써 전류 소모량을 줄여서 연비를 향상시킴과 동시에 결합속도를 빠르게 할 수 있으며, 캠과 시프트 포크를 일체로 구성함으로써 설계 공간을 적게 차지할 뿐만 아니라 제조비용이 저감되는, 효과를 갖는다.

도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 정면 도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 사시도이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 캠포크의 일부 단면 구조도이다.
도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 캠포크의 정면도이다.
도 5는 도 4의 A-A선 단면도이다.
도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 결합 동작시의 동작 상태를 보여주기 위한 도면이다.
도 7은 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 분리해제 동작시의 동작 상태를 보여주기 위한 도면이다.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 방향에 관한 용어는 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하기로 한다.

도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 정면 도이고, 도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 사시도이다.

도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 4륜 구동차량의 디스커넥트 장치의 구성은, 인풋 샤프트(1)와 아웃풋 샤프트(2)의 사이에 연결되어 동력을 전달 또는 차단시키는 도그 슬리브(3)와, 상기한 도그 슬리브(3)의 외주면에 슬리브부(41)가 연결되어 있으며 하부에 캠부(42)가 형성되어 있는 캠 포크(4)와, 상기한 캠포크(4)와 조립되는 핀(5)과, 스프링 걸림링(61)이 설치되어 있으며 상기한 핀(5)을 구동시켜서 상기한 캠 포크(4)를 직선 이동시키는 로드(6)와, 상기한 로드(6)의 스프링 걸림링(61)과 캠 포크(4)의 캠부(42)의 사이에 설치되어 있는 스프링(7)과, 상기한 로드(6)를 회전 구동하기 위한 모터(8)를 포함하여 이루어진다.

도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 캠포크의 일부 단면 구조도이고, 도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 캠포크의 정면도이고, 도 5는 도 4의 A-A선 단면도이다.

도 3 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 캠 포크(4)는, 로드(6)와 결합되는 캠부(42)에 핀(5)의 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있도록 하기 위한 캠홈(42a)이 형성되어 있는 구조로 이루어진다.

상기한 캠홈(42a)은 경사구간과 경사구간 상부의 직선구간과 경사구간 하부의 직선구간으로 나뉘어진다.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 4륜 구동차량의 디스커넥트 장치의 작용은 다음과 같다.
도 6 및 도 7은 각각 결합 작동시와 해제 작동시를 도시한 것으로, 점선 위의 도면은 본 발명의 일실시예의 개략 정면도이고, 점선 아래의 도면은 캠부(42)와 핀(5)의 상대적인 위치를 나타낸 개략도이다.

인풋 샤프트(1)로부터 아웃풋 샤프트(2)로 동력을 전달하고자 하는 경우에, 모터(8)가 회전함으로써 회전동력이 발생되면, 로드(6)에 고정되어 있는 핀(5)이 캠포크(4)의 캠부(42)에 형성되어 있는 캠홈(42a)을 따라 회전하게 되는데, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 캠홈(42a)의 경사구간 상부의 직선구간을 따라 이동하다가 경사구간 하부의 직선구간을 따라서 급강하게 된다.

이와 같이 핀(5)의 캠홈(42a)의 경사구간 상부의 직선구간으로부터 경사구간 하부의 직선구간으로 급강하게 되면, 스프링(7)의 탄성력에 의해 캠포크(4)가 신속하게 전진 이동하게 됨에 따라 도그 슬리브(3)가 빠른 속도로 인풋 샤프트(1)와 아웃풋 샤프트(2)를 결합시키게 된다.

인풋 샤프트(1)로부터 아웃풋 샤프트(2)로 전달되는 동력을 차단하고자 하는 경우에, 모터(10)가 회전함으로써 회전동력이 발생되면, 로드(6)에 고정되어 있는 핀(5)이 캠포크(4)의 캠부(42)에 형성되어 있는 캠홈(42a)을 따라 회전하게 되는데, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이, 캠홈(42a)의 경사구간을 따라 이동함으로써 캠포크(4)가 로 후진방향으로 직선운동하게 된다.

캠포크(4)가 후진방향으로 이동하면서 스프링(7)을 압축시킴과 동시에 도그 슬리브(3)가 인풋 샤프트(1)와 아웃풋 샤프트(2)를 분리 해제시키게 된다.

1 : 인풋 샤프트 2 : 아웃풋 샤프트
3 : 도그 슬리브 4 : 캠포크
5 : 핀 6 : 로드
7 : 스프링 8 : 모터

Claims (4)

1. 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트의 사이에 연결되어 동력을 전달 또는 차단시키는 도그 슬리브와,
   상기한 도그 슬리브의 외주면에 슬리브부가 연결되어 있으며 하부에 캠부가 연결 형성되어 있는 캠 포크와,
   상기한 캠포크와 조립되는 핀과,
   스프링 걸림링이 설치되어 있으며 상기한 핀을 구동시켜서 상기한 캠 포크를 직선 이동시키는 로드와,
   상기한 로드의 스프링 걸림링과 캠 포크의 캠부의 사이에 설치되어 있는 스프링과,
   상기한 로드를 회전 구동하기 위한 모터를 포함하고,
   상기한 캠포크는 로드와 결합되는 캠부에 핀의 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있도록 하기 위한 캠홈이 형성되어 있으며,
   상기한 캠홈은 경사구간과 경사구간 상부의 직선구간과 경사구간 하부의 직선구간으로 나뉘어지고,
   상기한 핀이 경사구간 상부의 직선구간으로부터 경사구간 하부의 직선구간으로 급강하는 경우에 스프링의 탄성력을 이용하여 도그 슬리브가 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트를 결합시키는 것을 특징으로 하는 4륜 구동차량의 디스커넥트 장치.
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