KR101722282B1 - 베베로이드 기어장치를 구비한 소형 트랜스퍼 케이스 - Google Patents

베베로이드 기어장치를 구비한 소형 트랜스퍼 케이스 Download PDF

Info

Publication number
KR101722282B1
KR101722282B1 KR1020117029532A KR20117029532A KR101722282B1 KR 101722282 B1 KR101722282 B1 KR 101722282B1 KR 1020117029532 A KR1020117029532 A KR 1020117029532A KR 20117029532 A KR20117029532 A KR 20117029532A KR 101722282 B1 KR101722282 B1 KR 101722282B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
gear
output shaft
power transmission
transmission device
clutch
Prior art date
Application number
KR1020117029532A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120037388A (ko
Inventor
윌리엄 에이. 헤링거
데이비드 더블유. 잘레프스키
데이비드 더블유. 웬덴
브라이언 엠. 핏제랄드
Original Assignee
마그나 파워트레인 오브 아메리카, 인크.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 마그나 파워트레인 오브 아메리카, 인크. filed Critical 마그나 파워트레인 오브 아메리카, 인크.
Publication of KR20120037388A publication Critical patent/KR20120037388A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101722282B1 publication Critical patent/KR101722282B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/34Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles
    • B60K17/344Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear
    • B60K17/346Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear
    • B60K17/3462Arrangement or mounting of transmissions in vehicles for driving both front and rear wheels, e.g. four wheel drive vehicles having a transfer gear the transfer gear being a differential gear with means for changing distribution of torque between front and rear wheels
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H1/00Toothed gearings for conveying rotary motion
    • F16H1/02Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion
    • F16H1/04Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members
    • F16H1/12Toothed gearings for conveying rotary motion without gears having orbital motion involving only two intermeshing members with non-parallel axes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/12Mechanical clutch-actuating mechanisms arranged outside the clutch as such
    • F16D2023/123Clutch actuation by cams, ramps or ball-screw mechanisms
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D28/00Electrically-actuated clutches
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T74/00Machine element or mechanism
    • Y10T74/19Gearing
    • Y10T74/19023Plural power paths to and/or from gearing
    • Y10T74/19074Single drive plural driven
    • Y10T74/19107Nonparallel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Arrangement And Driving Of Transmission Devices (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 동력원과 제1 및 제2 드라이브라인을 구비한 4륜 구동 차량에 사용되는 동력 전달 장치는 동력원에 의해 구동되기에 적합한 입력 샤프트를 포함한다. 제1 출력 샤프트는 제1 축 주위에서 회전가능하며 제1 드라이브라인으로 토크를 전달하기에 적합하다. 제2 출력 샤프트는 제2 드라이브라인으로 토크를 전달하기에 적합하며, 제2 축 주위에서 회전가능하다. 제1 축 및 제2 축은 서로에 대해 평행하게 연장하지 않는다. 트랜스퍼 유닛은 제1 출력 샤프트상에 회전가능하게 지지된 원통형 제1 기어 및 제2 출력 샤프트와 회전에 대해 고정된 원추형 제2 기어를 포함한다. 제1 기어 및 제2 기어는 서로 일정하게 메쉬 결합된다.

Description

베베로이드 기어장치를 구비한 소형 트랜스퍼 케이스{COMPACT TRANSFER CASE WITH BEVELOID GEARSET}
본 발명은 일반적으로 모터 차량에 사용되는 동력 전달 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 4륜 구동 차량의 제1 및 제2 드라이브라인(driveline)에 구동 토크를 제공하기 위해 교차축 출력 샤프트들을 갖는 소형 트랜스퍼 케이스(transfer case)를 개시한다.
많은 스포츠 유틸리티 차량에는 4개의 모든 바퀴에 구동 토크를 전달하기 위한 트랜스퍼 케이스가 구비되고, 그로 인해 4륜 구동 주행 모드가 확립된다. 몇몇 트랜스퍼 케이스에는 일차 (즉, 후방) 드라이브라인만이 구동되는 2륜 구동 모드와 이차 (즉, 전방) 드라이브라인이 일차 드라이브라인과 회전에 대해 강성으로 커플링되는 "비 상시(part-time)" 4륜 구동 모드 사이에서 차량 조작자가 선택적으로 전환하는 것을 허용하는 모드 전환 기구가 구비된다.
과거에, 많은 스포츠 유틸리티 차량의 차량 탑승 높이 및 서스펜션 구성은 서로 평행하게 연장하는 적어도 2개의 회전하는 출력 샤프트를 갖는 종래의 트랜스퍼 케이스에 대한 충분한 장착 체적을 제공하였다. 더욱 소형의 4륜 구동 차량에 대한 소비자의 증가된 요구의 관점에서, 차량 동력 계통에 할당되는 장착 체적은 상당히 줄어들고 있다. 종래의 트랜스퍼 케이스 설계는 특정한 차량 적용례에서 만족스러운 방식으로 기능을 수행할 수 있지만, 개선된, 소형, 경량의 동력 전달 장치에 대한 요구가 존재한다.
동력원과 제1 및 제2 드라이브라인을 구비한 4륜 구동 차량용 동력 전달 장치는 동력원에 의해 구동되기에 적합한 입력 샤프트를 포함한다. 제1 출력 샤프트는 제1 축 주위에서 회전가능하며 제1 드라이브라인으로 토크를 전달하기에 적합하다. 제2 출력 샤프트는 제2 드라이브라인으로 토크를 전달하기에 적합하며, 제2 축 주위에서 회전가능하다. 제1 축 및 제2 축은 서로에 대해 평행하게 연장하지 않는다. 트랜스퍼 유닛은 제1 출력 샤프트상에 회전가능하게 지지된 원통형 제1 기어 및 제2 출력 샤프트와 회전에 대해 고정된 원추형 제2 기어를 포함한다. 제1 기어 및 제2 기어는 서로 일정하게 메쉬 결합(meshed engagement)된다.
본 발명은 동력원과 제1 및 제2 드라이브라인을 구비한 4륜 구동 차량에 사용되는 동력 전달 장치를 또한 제공한다. 동력 전달 장치는 동력원에 의해 구동되기에 적합한 입력 샤프트를 포함한다. 제1 출력 샤프트는 제1 축 주위에서 회전가능하며 제1 드라이브라인으로 토크를 전달하기에 적합하다. 제2 출력 샤프트는 제2 드라이브라인으로 토크를 전달하기에 적합하며, 제2 축 주위에서 회전가능하다. 제1 축 및 제2 축은 서로로부터 분기한다. 트랜스퍼 유닛은 제1 출력 샤프트상에 회전가능하게 지지된 제1 기어 및 제2 출력 샤프트에 커플링된 제2 기어를 포함한다. 제1 기어 및 제2 기어는 서로 일정하게 메쉬 결합된다. 유니버설 연결부는 제2 기어에 형성된 공동 내에 배치되고 제2 기어 및 제2 출력 샤프트를 구동식으로 상호연결한다.
이하 첨부 도면을 참조하여 본 발명이 예시적으로 설명될 것이다.
도 1은 본 발명의 동력 전달 장치가 장착된 모터 차량의 드라이브트레인(drivetrain)을 설명하는 개략도,
도 2는 본 발명에 따른 동력 전달 장치의 단면도,
도 3은 도 1에 도시된 드라이브트레인과 관련된 대안적인 동력 전달 장치의 단면도,
도 4는 도 1에 도시된 드라이브트레인과 관련된 다른 대안적인 동력 전달 장치의 단면도이다.
일반적으로, 본 발명은 제1 축 주위에서 회전가능한 제1 출력 샤프트 및 제2 회전축 주위에서 회전하는 제2 출력 샤프트를 갖는 모터 차량용 동력 전달 장치에 관한 것이다. 제1 및 제2 축은 서로 교차한다. 클러치 작동 시스템은 선택적으로 또는 자동으로 4륜 구동 모드와 2륜 구동 모드 사이를 전환하기 위해 동력 전달 장치의 제1 및 제2 출력 샤프트와 관련된 클러치를 작동시킬 수 있다. 베베로이드 기어를 포함하는 기어장치는 제1 출력 샤프트와 제2 출력 샤프트 사이에서 동력을 전달한다.
도면 중에서, 특히 도 1을 참조하면, 4륜 구동 차량용 드라이브트레인(10)이 도시된다. 드라이브트레인(10)은 전방 드라이브라인(12) 및 후방 드라이브라인(14)을 포함하며, 이들은 모두 수동 또는 자동 형식일 수 있는 트랜스미션(18)을 통해 엔진(16)과 같은 동력원으로부터 구동될 수 있다. 도시된 특정 실시예에서, 드라이브트레인(10)은 엔진(16) 및 트랜스미션(18)으로부터 전방 드라이브라인(12) 및 후방 드라이브라인(14)으로 구동 토크를 전달하는 동력 전달 장치(20)를 포함하는 4륜 구동 시스템이다. 전방 드라이브라인(12)은 유니버설 연결부(31)에 의해 전방 프로펠러 샤프트(30)의 일 단부에 커플링된 전방 차동부(28)를 갖는 전방 액슬 조립체(26)의 양 단부에서 연결된 한 쌍의 전방 휠(24)을 포함하는 것으로 도시된다. 전방 프로펠러 샤프트(30)의 대향 단부는 동력 전달 장치(20)의 제2 또는 전방 출력 샤프트 조립체(32)에 커플링된다. 이와 유사하게, 후방 드라이브라인(14)은 후방 프로펠러 샤프트(40)의 일 단부에 커플링된 후방 차동부(38)를 갖는 후방 액슬 조립체(36)의 양 단부에서 연결된 한 쌍의 후방 휠(34)을 포함하며, 후방 프로펠러 샤프트의 대향 단부는 동력 전달 장치(20)의 제1 또는 후방 출력 샤프트(42)에 상호연결된다.
도면 중에서, 특히 도 2를 참조하면, 동력 전달 장치(20)는 입력 샤프트와 출력 샤프트 모두가 모터 차량의 엔진(16)에 의해 회전가능하게 구동되도록 트랜스미션(18)의 출력 샤프트(46)에 연결되기에 적합한 입력 샤프트(44)를 포함하는 것으로 도시된다. 도시된 배열체에서, 후방 출력 샤프트(42)는 하우징 조립체(50)에 회전가능하게 지지되는 원-피스(one-piece) 제1 샤프트(48)로 입력 샤프트(44)와 일체로 형성된다. 전방 출력 또는 제2 샤프트(32)는 또한 하우징 조립체(50)에 회전가능하게 지지된다.
트랜스퍼 조립체(54)는 제1 샤프트(48)로부터 제2 샤프트(32)로 구동 토크를 선택적으로 전달하도록 제공된다. 트랜스퍼 조립체(54)는 제1 샤프트(48) 상에 회전가능하게 지지되는 제1 또는 구동 기어(56) 및 구동 기어(56)와 일정하게 메쉬 결합하는 제2 또는 피동 기어(58)를 포함한다. 피동 기어(58)는 제2 샤프트(32)와 회전에 대해 고정된다. 대안적으로, 피동 기어(58) 및 제2 샤프트(32)는 단일의 일체형(monolithic) 원-피스 부재로 형성될 수 있다. 하우징 조립체(50)는 분리가능한 제1, 제2, 및 제3 하우징(60, 62, 64)을 각각 포함한다. 피동 기어(58)는 제1 테이퍼진 롤러 베어링(66)에 의해 제1 하우징(60) 내에 회전가능하게 지지된다. 피동 기어(58)는 또한 제2 하우징(62) 내에 배치된 제2 테이퍼진 롤러 베어링(68)에 의해 회전에 대해 지지된다.
제1 샤프트(48)는 제1 축(70) 주위에서 회전가능하다. 제2 샤프트(32)는 제2 축(72) 주위에서 회전가능하다. 제1 축(70) 및 제2 축(72)은 서로로부터 분기되어 끼인각(included angle, A)을 형성한다. 도면에서, 제1 축(70)은 제2 축(72)과 교차하고 있다. 제2 축(72)은 축들이 절대로 교차하지 않도록 제1 축(70)에 대해 비스듬히(skew) 연장할 수 있는 것으로 또한 생각될 수 있다. 그럼에도 불구하고, 각도(A)는 지면의 보이는 평면이 제1 축(70) 및 기어 치형부 폭 안에서 중심을 갖는 제2 축(72)을 따른 지점을 포함하는 도 2에 도시된 바와 같이 동력 전달 장치(20)를 바라봄으로써 형성될 수 있다. 전방 프로펠러 샤프트(30)는 제2 샤프트(32)와 실질적으로 동축으로 배치되며 제2 프로펠러 샤프트(40)에 대해 대략적으로 각도(A)로 연장한다. 전방 출력 샤프트(32)를 후방 출력 샤프트(42)에 대해 각도를 이루어 배치함으로써, 하우징 조립체(50)의 전체 높이(B)는 최소화될 수 있다. 이는 전방 프로펠러 샤프트(30)가 전방 구동 액슬(26)에 접근함에 따라 전방 프로펠러 샤프트(30)가 엔진(16) 및 트랜스미션(18)으로부터 분기하기 때문에 달성될 수 있다. 체인에 의해 상호연결된 구동 스프로켓과 피동 스프로켓 사이의 큰 오프셋은 더 이상 필요하지 않다. 도 1 및 도 2에 도시된 예에서, 각도(A)는 실질적으로 7°이다.
구동 기어(56)는 원통형 외형을 형성하는 치형부(80)를 포함하도록 구성되는 것이 바람직하다. 치형부(80)는 직선형 스퍼 타입 기어 치형부일 수 있거나 또는 대안적으로 나선 형상일 수 있다. 전술한 교차축 설계를 수용하기 위해, 피동 기어(58)는 치형부(80)와 일정하게 메쉬 결합되는 한 세트의 둘레방향으로 이격된 원추형 치형부(82)를 포함한다. 이렇게, 원추형 피동 기어(58)와 결합하는 원통형 구동 기어(56)를 갖는 베베로이드 기어장치가 형성된다.
제1 샤프트(48)와 제2 샤프트(32) 사이의 구동 연결부를 설립하는 수단을 제공하기 위해, 동력 전달 장치(20)는 모드 전환 기구(90)를 포함한다. 모드 전환 기구(90)는 제2 샤프트(32)가 제1 샤프트(48)와 회전에 대해 강성으로 결합되는 4륜 구동 모드를 설립하기 위해 구동 기어(56)를 제1 샤프트(48)에 커플링하도록 작동가능한 모드 클러치(92)를 포함한다. 추가로, 모드 클러치(92)는 모든 구동 토크가 후방 출력 샤프트(42)로 전달되는 2륜 구동 모드를 설립하기 위해 제1 샤프트(48)로부터 구동 기어(56)를 선택적으로 커플링해제하도록 작동가능하다.
도 2에 도시된 실시예에 따르면, 모드 클러치(92)는 모든 구동 토크가 후방 출력 샤프트(42)에 전달되도록 비작동 모드로 통상적으로 작동가능하며, 그로 인해 2륜 구동 모드가 설립된다. 모드 클러치(92)는 전방 출력 샤프트(32)가 후방 출력 샤프트(42)에 강성으로 커플링되는 "잠금된(locked)" 4륜 구동 모드를 설립하기 위해 완전 작동 모드로 또한 작동가능하다. 도 2에 도시된 실시예에서, 모드 클러치(92)는 마찰 판클러치이다. 모드 클러치(92)는 전방 출력 샤프트(32)와 후방 출력 샤프트(42) 사이의 상대 회전(즉, 액슬간 슬립)의 양에 반응하여, 그리고 그의 기능으로, 비작동 모드와 완전 작동 모드 사이에서 자동으로(즉, 요청에 따라) 전방 출력 샤프트(32)로 전달되는 토크의 양을 점진적으로 조절하도록 제어될 수 있다. 모드 클러치(92)의 토크 대 슬립 특성은 특정한 차량 적용례를 충족하도록 미세조정될 수 있다.
모드 클러치(92)는 제1 샤프트(48)에 고정된 내측 허브(94)를 포함하며, 한 세트의 내측 클러치 판(96)이 내측 허브에 고정된다. 모드 클러치(92)는 구동 기어(56)와 회전에 대해 고정된 드럼(98)을 또한 포함한다. 드럼(98)은 원통형이며 드럼에 부착된 한 세트의 외측 클러치판(100)을 갖고, 클러치판들은 다중 판클러치 팩을 형성하기 위해 내측 클러치판(96)과 교대로 끼워진다. 모드 클러치(92)의 다른 물리적 배열(미도시)은 동일한 기능을 수행할 수 있으며, 본 발명의 범위 내인 것으로 고려된다.
클러치 작동 시스템(106)은 모드 클러치(92)를 제어한다. 클러치 작동 시스템(106)은 액추에이터(110)를 포함하며, 회전 대 선형 움직임 전환 기구(112)를 또한 포함할 수 있다. 특히, 액추에이터(110)는 구동 샤프트(116)를 회전시키기 위한 구동 모터(114)를 포함한다. 구동 샤프트(116)는 회전 대 선형 움직임 전환 기구(112)에 커플링된다. 회전 대 선형 움직임 전환 기구(112)는 볼 램프(ball ramp) 유닛(120)을 포함한다. 볼 램프 유닛(120)은 한 쌍의 캠 링(122, 124) 및 복수의 볼(126)을 포함한다. 각각의 캠 링(122, 124)은 각각 홈(128, 130)을 포함한다. 홈(128, 130)은 가변 깊이를 갖는다. 볼(126)은 홈(128, 130) 내에 배치된다. 볼(126)이 홈(128, 130)의 가장 깊은 부분에 배치될 때, 캠 링(122, 124)은 서로로부터 제1 간격으로 이격된다. 볼(126)이 홈(128, 130)의 얕은 부분 안에 배치되도록 하기 위해, 캠 링(124)은 캠 링(122)에 대해 회전가능하다. 이 위치에서, 캠 링(122, 124)은 제1 간격보다 큰 간격으로 서로로부터 이격된다. 이러한 방식으로, 볼 램프 유닛(120)은 회전 운동을 직선 운동으로 변환하도록 작동가능하다.
작동시에, 클러치 작동 시스템(106)은 모드 클러치(92)에 힘을 가하도록 제어된다. 구동 모터(114)는, 캠 링(122)을 축방향으로 이동시키고 판(132)에 힘을 가하기 위해 캠 링(122)에 대해 캠 링(124)을 회전시키는 제1 방향으로 구동 샤프트(116)를 회전시킨다. 내부 클러치판(96)은 후방 출력 샤프트(42)로부터 전방 출력 샤프트(32)로 구동 토크를 전달하도록 판(132)을 가함으로써 외부 클러치판(100)과 마찰 결합된다. 역방향으로 회전하는 구동 모터(114)는 캠 링(124)을 개시 위치로 다시 회전시키며, 그로 인해 모드 클러치(92)로부터의 힘의 적용이 제거된다. 따라서, 제2 샤프트(32)는 더 이상 제1 샤프트(48)에 의해 구동되지 않는다. 대안적으로, 액추에이터(110)는 구동 모터를 포함하도록 구성될 필요가 없으며, 적절한 다른 힘 전달 기구를 사용할 수 있다. 또한, 전술한 클러치 작동 시스템은 하나 이상의 피스톤에 작용하는 유압 또는 전기 동력식 펌프, 하나 이상의 기어장치를 구동하는 모터, 및 동력 스크류 등을 포함하는 다양한 다른 힘 적용 장치로 대체될 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
도 3은 도면부호 200으로 지시된 다른 동력 전달 장치를 도시한다. 동력 전달 장치(200)는 동력 전달 장치(20)와 실질적으로 유사하다. 따라서, 유사한 구성요소는 프라임 첨자를 포함하여 유사한 도면부호로 지시될 것이다. 동력 전달 장치(200)는 전방 출력 샤프트가 동력 전달 장치(20) 내에 위치된 점 주위에서 분절하도록 허용하기 위해 추가적인 자유도가 전방 출력 샤프트(32')에 제공되었다는 점에서 동력 전달 장치(20)와 상이하다. 추가적인 자유도는 동력 전달 장치(200)의 전체 높이의 추가적인 감소를 허용할 수 있으며 심지어 더욱 제약된 설치 공간(packaging envelope) 내에서 장치의 위치설정을 허용한다.
동력 전달 장치(200)는 원통형 구동 기어(56')와 일정하게 메쉬 결합하는 원추형 피동 기어(202)를 포함한다. 피동 기어(202)는 제2 부분(206)에 고정된 제1 부분(204)을 포함하는 투-파트(two-part) 조립체이다. 제1 부분(204)은 치형부(80')와 일정하게 메쉬 결합하는 복수의 원추형 기어 치형부(208)를 포함한다. 제1 부분(204)은 각도 접촉 베어링(212)에 의해 회전에 대해 지지된 제1 허브(210)를 또한 포함한다. 각도 접촉 베어링(212)은 테이퍼형 롤러, 볼, 또는 제2 하우징(62') 내에서 피동 기어(202)를 회전에 대해 정확하게 지지하도록 그리고 치형부(208)의 원추 형상으로 인해 발생되는 실질적인 축방향 하중에 반응하도록 설계된 다양한 다른 구성을 포함할 수 있다.
제2 부분(206)은 다른 각도 접촉 베어링(216)에 의해 회전에 대해 지지된 제2 허브(214)를 포함한다. 각도 접촉 베어링(216)은 제1 하우징(60')에 의해 지지된다. 밀봉 조립체(218)는 오염물이 하우징 조립체(50')로 유입되는 것을 제한함과 동시에 피동 기어(202)가 그에 대해 회전하도록 허용한다. 제2 부분(206)은 부트(미도시)에 대한 부착 랜드(land)를 제공하기 위해 하우징 조립체(50')로부터 돌출하는 돌출부(220)를 또한 포함한다. 제1 부분(204)과 제2 부분(206)에 의해 규정된 공동(222)으로 오염물이 유입되는 것을 제한하기 위해, 부트는 전방 출력 샤프트(32')와 돌출부(220)를 밀봉식으로 상호연결한다.
단일 카아단(cardan) 유니버설 연결부(224)는 공동(222) 내에 배치된다. 유니버설 연결부(224)는 스터브 샤프트(228)에 고정된 제1 요크(226)를 포함한다. 제1 요크(226) 및 스터브 샤프트(228)는 피동 기어(202)와 회전에 대해 고정된다. 유니버설 연결부(224)는 십자형 부분(234, cruciform)에 의해 제1 요크(226)에 구동식으로 커플링된 제2 요크(232)를 또한 포함한다. 십자형 부분(234)은 두 쌍의 트러니언을 포함한다. 한 쌍의 트러니언은 제1 요크(226)에 의해 회전에 대해 지지되고, 제2 쌍의 트러니언은 제2 요크(232)에 의해 회전에 대해 지지된다. 전방 출력 샤프트(32')의 일 단부는 제2 요크(232)와 회전에 대해 고정된다. 이러한 배열을 통해, 토크는 피동 기어(202)로부터 제1 요크(226), 십자형 부분(234), 제2 요크(232)를 통해 전방 출력 샤프트(32')로 전달된다. 전방 출력 샤프트(32')는 피동 기어(202)가 회전하는 축 이외의 축 주위에서 회전할 수 있다.
동력 전달 장치(20, 200)를 전술한 바와 같이 구성함으로써, 트랜스퍼 케이스의 패밀리가 형성될 수 있으며, 패밀리의 제1 부재는 도 1에 도시된 구성요소들을 포함한다. 차량 장착 공간이 이를 허용하는 경우, 다른 교호식 패밀리 부재는 피동 스프로켓 또는 기어를 축(70)에 평행한 축 주위에서 회전가능하게 지지하기 위해 교호식 제1 하우징 및 교호식 제2 하우징을 포함할 수 있다.
추가적인 모듈형 접근법은 제1 하우징(60) 및 제2 하우징(62)은 물론 도 1에 도시된 바와 같이 그 사이에 배치된 구성요소들을 사용하여 도 4에 도시된 동력 전달 장치(300)를 조립하는 것을 포함한다. 교호식 제3 하우징(302)은 제3 하우징(64)를 대체할 수 있다. 모듈(304)은 제3 하우징(302) 내에 배치되고 모드 클러치(92)를 대체한다. 모듈(304)은 하나 이상의 중앙 차동부, "비 상시" 모드 클러치, 2개 이상의 구동비를 제공하는 기어장치, 및 클러치 작동력을 제공하는 펌프를 포함한다. 비 상시 클러치는 독립형 도그 클러치(dog clutch)로 구성될 수 있거나, 또는 도그 클러치와 협력하는 동기 장치(synchronizer)를 포함할 수 있다. 모듈(304)은 제3 하우징(302) 내의 구성요소들을 작동시키기 위한 액추에이터를 또한 포함한다.
전술한 설명은 본 발명의 다양한 실시예를 개시 및 설명하는 것이다. 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 설명, 첨부 도면 및 특허청구범위로부터, 후속 특허청구범위에 규정된 본 발명의 진정한 사상 및 공정한 범위를 벗어남 없이 그 안에서 다양한 변경, 개조 및 변형이 이루어질 수 있다는 것을 용이하게 인식할 것이다.

Claims (15)

  1. 동력원과 제1 및 제2 드라이브라인을 구비한 4륜 구동 차량에 사용되는 동력 전달 장치이며,
    동력원에 의해 구동되는 입력 샤프트와,
    제1 축 주위에서 회전가능하며 제1 드라이브라인으로 토크를 전달하는 제1 출력 샤프트와,
    제2 드라이브라인으로 토크를 전달하며, 제2 축 주위에서 회전가능한 제2 출력 샤프트와,
    제1 출력 샤프트상에 회전가능하게 지지된 제1 기어 및 제2 출력 샤프트와 회전에 대해 고정된 제2 기어를 갖는 트랜스퍼 유닛으로서, 제1 기어 및 제2 기어가 서로 일정하게 메쉬 결합되는, 트랜스퍼 유닛을 포함하며,
    제1 기어는 원통형 베벨 기어이고, 제2 기어는 원추형 베벨 기어이며, 제1 축 및 제2 축은 공통 평면에 놓이며 한 점에서 교차하는,
    동력 전달 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    제1 출력 샤프트와 제1 기어 사이에서 구동 토크를 전달하도록 선택적으로 작동가능한 클러치와,
    클러치를 제어하도록 작동가능한 클러치 작동 시스템을 더 포함하는
    동력 전달 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    클러치는 제1 출력 샤프트와 회전에 대해 고정된 제1 세트의 마찰 요소 및 제1 기어와 회전에 대해 고정된 제2 세트의 마찰 요소를 갖는 마찰 판클러치인
    동력 전달 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    클러치 작동 시스템은 회전 대 선형 움직임 전환 기구를 포함하는
    동력 전달 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    회전 대 선형 움직임 전환 기구는 복수의 구름 요소에 의해 이격된 한 쌍의 캠 링을 포함하는 볼 램프 유닛을 포함하는
    동력 전달 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    제1 드라이브라인과 제2 드라이브라인 각각에 상이한 크기의 토크를 전달하기 위해, 클러치에 의해 전달되는 토크가 변할 수 있는
    동력 전달 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    제1 및 제2 회전축은 7°의 끼인각을 형성하는
    동력 전달 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    제2 기어에 형성된 공동 내에 배치된 카아단 연결부를 더 포함하는
    동력 전달 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    제1 출력 샤프트와 제2 출력 샤프트 사이에 작동가능하게 배치된 차동 조립체를 더 포함하는
    동력 전달 장치.
  10. 동력원과 제1 및 제2 드라이브라인을 구비한 4륜 구동 차량에 사용되는 동력 전달 장치이며,
    동력원에 의해 구동되는 입력 샤프트와,
    제1 축 주위에서 회전가능하며 제1 드라이브라인으로 토크를 전달하는 제1 출력 샤프트와,
    제2 드라이브라인으로 토크를 전달하며, 제2 축 주위에서 회전가능한 제2 출력 샤프트와,
    제1 출력 샤프트상에 회전가능하게 지지된 원통형 제1 기어 및 제2 출력 샤프트에 커플링된 원추형 제2 기어를 구비하는 베베로이드 기어 세트를 갖는 트랜스퍼 유닛으로서, 제1 기어 및 제2 기어가 서로 일정하게 메쉬 결합되는, 트랜스퍼 유닛과,
    제2 기어에 형성된 공동 내에 배치되고 제2 기어 및 제2 출력 샤프트를 구동식으로 상호연결하는 유니버설 연결부를 포함하며,
    제1 축 및 제2 축은 공통 평면에 놓이며 한 점에서 교차하는,
    동력 전달 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    제1 출력 샤프트와 제1 기어 사이에서 구동 토크를 전달하도록 선택적으로 작동가능한 클러치와,
    클러치를 제어하도록 작동가능한 클러치 작동 시스템을 더 포함하는
    동력 전달 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    원통형 제1 기어는 원추형 제2 기어에 형성된 치형부와 결합하는 치형부를 포함하는
    동력 전달 장치.
  13. 삭제
  14. 제10항에 있어서,
    입력 샤프트와 제2 출력 샤프트는 동력 전달 장치의 제1 측에 배치되며,
    제1 출력 샤프트는 동력 전달 장치의 제2 측에 배치되는
    동력 전달 장치.
  15. 제10항에 있어서,
    제1 및 제2 회전축은 7°의 끼인각을 형성하는
    동력 전달 장치.
KR1020117029532A 2009-06-10 2010-06-04 베베로이드 기어장치를 구비한 소형 트랜스퍼 케이스 KR101722282B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US12/481,779 2009-06-10
US12/481,779 US8316738B2 (en) 2009-06-10 2009-06-10 Compact transfer case with beveloid gearset
PCT/US2010/037349 WO2010144306A1 (en) 2009-06-10 2010-06-04 Compact transfer case with beveloid gearset

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120037388A KR20120037388A (ko) 2012-04-19
KR101722282B1 true KR101722282B1 (ko) 2017-03-31

Family

ID=43305242

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020117029532A KR101722282B1 (ko) 2009-06-10 2010-06-04 베베로이드 기어장치를 구비한 소형 트랜스퍼 케이스

Country Status (5)

Country Link
US (1) US8316738B2 (ko)
EP (1) EP2440804B1 (ko)
KR (1) KR101722282B1 (ko)
CN (1) CN102449337B (ko)
WO (1) WO2010144306A1 (ko)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5262588B2 (ja) * 2007-12-26 2013-08-14 日産自動車株式会社 駆動力配分装置
EP2246592B1 (en) * 2008-01-24 2012-08-29 Nissan Motor Co., Ltd. Friction-roller type transmission mechanism
DE102008030192A1 (de) * 2008-06-25 2009-12-31 Sms Siemag Aktiengesellschaft Drehmomentabstützung für einen Konverterkippantrieb
JP5176977B2 (ja) 2009-01-22 2013-04-03 日産自動車株式会社 駆動力配分装置
DE102011075775A1 (de) * 2011-05-13 2012-11-15 Zf Friedrichshafen Ag Anordnung zur Schaltung eines Getriebes
DE102011113297A1 (de) * 2011-07-01 2013-01-03 Audi Ag Antriebsstranganordnung für Kraftfahrzeug und Bausatz für Antriebsstränge von Kraftfahrzeugen unterschiedlicher Art
JP5908316B2 (ja) * 2012-03-28 2016-04-26 本田技研工業株式会社 シャフトドライブ式車両のパワーユニット
US9303696B2 (en) 2013-08-23 2016-04-05 American Axle & Manufacturing, Inc. Optimized outer clutch housing for reduced spin loss, improved oil flow and improved clutch durability
US9186987B2 (en) 2013-12-10 2015-11-17 Borgwarner, Inc. Electro-mechanical transfer case with range shift on the move
US9546696B2 (en) 2014-05-02 2017-01-17 Gkn Driveline North America, Inc. Driveline disconnect device
DE102014224155A1 (de) * 2014-11-26 2016-06-02 Zf Friedrichshafen Ag Verteilergetriebevorrichtung und Fahrzeugantriebsstrang in Front-Quer-Anordnung
US10479198B2 (en) 2015-01-06 2019-11-19 Magna Powertrain Of America, Inc. Transfer case with active clutch on front output and pass-thru rear output
US10330189B2 (en) 2015-05-21 2019-06-25 Magna Powertrain Of America, Inc. Active transfer case with splash recovery clutch lubrication system
US9568091B2 (en) 2015-05-21 2017-02-14 Magna Powertrain Of America, Inc. Active transfer case with splash recovery clutch lubrication system
US10330183B2 (en) 2015-06-11 2019-06-25 Magna Powertrain Of America, Inc. Two-speed active transfer case
US10871218B2 (en) 2015-07-28 2020-12-22 Magna Powertrain Of America, Inc. Injection molded retention method for power transfer devices
JP6372535B2 (ja) * 2015-09-29 2018-08-15 トヨタ自動車株式会社 トランスファ
US9902263B2 (en) 2015-11-24 2018-02-27 American Axle & Manufacturing, Inc. Multi-plate friction clutch having center lubricant feed and lubricant evacuation capabilities
US20190231451A1 (en) 2016-07-14 2019-08-01 Intuitive Surgical Operations, Inc. Geared roll drive for medical instrument
US10464415B2 (en) 2016-11-29 2019-11-05 Magna Powertrain Of America, Inc. Multi-step range cam for two-speed transfer case
WO2019060881A1 (en) * 2017-09-25 2019-03-28 American Axle & Manufacturing, Inc. FRONT AXLE ASSEMBLY
US10167943B1 (en) * 2018-02-26 2019-01-01 Borgwarner Inc. Power transmitting component having an oil spout for guiding lubrication
US10816082B2 (en) 2018-07-16 2020-10-27 Borgwarner Inc. Vehicle driveline component having rotatable lubricant pathway for transmitting lubricating fluid to desired location
US10274074B1 (en) 2018-07-16 2019-04-30 Borgwarner Inc. Transfer case having a lubrication guide
KR102219950B1 (ko) * 2019-04-16 2021-02-25 현대위아 주식회사 트랜스퍼 케이스
DE102019205987B4 (de) * 2019-04-26 2022-05-05 Zf Friedrichshafen Ag Elektrischer Achsantrieb für ein Fahrzeug
DE102019122813B4 (de) * 2019-08-26 2021-06-17 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Axialkraftaktor

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE20212094U1 (de) * 2002-08-07 2002-10-10 Zahnradfabrik Friedrichshafen Antriebsstrang für ein Allrad-Kraftfahrzeug
US20030111285A1 (en) * 2001-12-18 2003-06-19 Philip Gansloser Longitudinally installed power train and method of making a power train
JP2004239335A (ja) 2003-02-05 2004-08-26 Fuji Heavy Ind Ltd 変速機
US20070191117A1 (en) * 2006-02-13 2007-08-16 Magna Powertrain Usa, Inc. Torque Limiting Clutches For Power Transfer Units

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4860612A (en) * 1985-04-01 1989-08-29 Dana Corporation Vehicle torque transfer case for a four wheel drive system
US4688447A (en) * 1985-04-01 1987-08-25 Dana Corporation Vehicle torque transfer gear assembly having different angled output shafts
FR2720341A1 (fr) * 1990-02-14 1995-12-01 Dana Corp Boîte de vitesses intermédiaire pour véhicule à quatre roues motrices avec arbre de sortie avant en angle à joint homocinétique.
US5116293A (en) * 1990-02-14 1992-05-26 Dana Corporation Four wheel drive transfer case with cv joint angled front output shaft
US5226860A (en) * 1991-12-31 1993-07-13 Dana Corporation Vehicle torque transfer case
US5348517A (en) * 1992-12-29 1994-09-20 Dick Wesley M Torque transfer case for a full time four-wheel drive system
US5669460A (en) * 1995-04-04 1997-09-23 Borg-Warner Automotive, Inc. Automotive torque transfer case with reduced angle forward output shaft
US5725453A (en) * 1995-08-17 1998-03-10 New Venture Gear, Inc. On-demand double offset transfer case
US20020165031A1 (en) * 2001-04-17 2002-11-07 Riefe Richard Kremer Steering column shaft assembly having trunion pin retention features
JP3828782B2 (ja) * 2001-11-08 2006-10-04 本田技研工業株式会社 トルクカム機構
US7248771B2 (en) * 2003-06-16 2007-07-24 Brigham Young University Integrated sensor with electrical and optical single molecule sensitivity
DE10333945B4 (de) * 2003-07-25 2006-06-29 Daimlerchrysler Ag Allrad-Antriebsstrang
JP2008513782A (ja) * 2004-09-17 2008-05-01 パシフィック バイオサイエンシーズ オブ カリフォルニア, インコーポレイテッド 分子解析のための装置及び方法
AU2006211150A1 (en) * 2005-01-31 2006-08-10 Pacific Biosciences Of California, Inc. Use of reversible extension terminator in nucleic acid sequencing
US8288157B2 (en) * 2007-09-12 2012-10-16 Plc Diagnostics, Inc. Waveguide-based optical scanning systems
US7951583B2 (en) * 2006-03-10 2011-05-31 Plc Diagnostics, Inc. Optical scanning system
DE102006043048A1 (de) * 2006-09-14 2008-03-27 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsanordnung für allradgetriebene Kraftfahrzeuge
DE102008042044A1 (de) * 2008-09-12 2010-03-18 Zf Friedrichshafen Ag Antriebsstranganordnung für ein Fahrzeug
US7992668B2 (en) * 2009-06-10 2011-08-09 Magna Powertrain Of America, Inc. Low-angle spline coupling for power transmission units

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030111285A1 (en) * 2001-12-18 2003-06-19 Philip Gansloser Longitudinally installed power train and method of making a power train
DE20212094U1 (de) * 2002-08-07 2002-10-10 Zahnradfabrik Friedrichshafen Antriebsstrang für ein Allrad-Kraftfahrzeug
JP2004239335A (ja) 2003-02-05 2004-08-26 Fuji Heavy Ind Ltd 変速機
US20070191117A1 (en) * 2006-02-13 2007-08-16 Magna Powertrain Usa, Inc. Torque Limiting Clutches For Power Transfer Units

Also Published As

Publication number Publication date
CN102449337A (zh) 2012-05-09
KR20120037388A (ko) 2012-04-19
CN102449337B (zh) 2014-08-20
US8316738B2 (en) 2012-11-27
US20100313706A1 (en) 2010-12-16
WO2010144306A1 (en) 2010-12-16
EP2440804B1 (en) 2014-08-20
EP2440804A4 (en) 2012-12-05
EP2440804A1 (en) 2012-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101722282B1 (ko) 베베로이드 기어장치를 구비한 소형 트랜스퍼 케이스
US20200346544A1 (en) All-wheel drive with disconnect system
CA2677392C (en) Power take-off unit with active coupling and hypoid disconnect system
CA2499571C (en) Bi-directional overrunning clutch for a primary drive axle
EP2905510B1 (en) Power transfer assembly
JPH10324166A (ja) トランスファーケースなどのための、接続を完全に切り離す装置を備えた減速アセンブリ
EP2440809B1 (en) Low-angle spline coupling for power transmission units
EP1449706A2 (en) Transfer case with two planetary gear sets having a common carrier
US20170254396A1 (en) Electric all-wheel drive two speed with split double reduction planetary
US9248738B2 (en) Power transfer unit for AWD vehicles having integrated joint assembly
US8607666B2 (en) Power transfer unit with output shaft having integrated joint assembly
KR100907166B1 (ko) 차량용 차동 제한 장치
JPH11315905A (ja) デファレンシャル装置
US6408973B1 (en) Wheel end disconnect system
KR100480980B1 (ko) 조향 및 차동 겸용 변속기
KR20230062051A (ko) 4륜구동 시스템
KR100279985B1 (ko) 4륜구동 차량의 복합차동장치
CN1586943A (zh) 皮带传动轮式拖拉机的分动箱

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200227

Year of fee payment: 4