KR101815639B1 - 수륙양용 차량의 파워트레인 - Google Patents

수륙양용 차량의 파워트레인 Download PDF

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KR101815639B1 KR1020170133340A KR20170133340A KR101815639B1 KR 101815639 B1 KR101815639 B1 KR 101815639B1 KR 1020170133340 A KR1020170133340 A KR 1020170133340A KR 20170133340 A KR20170133340 A KR 20170133340A KR 101815639 B1 KR101815639 B1 KR 101815639B1
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이준암
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Abstract

본 발명은 엔진에 연결된 변속기로부터 동력을 전달받아 전륜과 후륜으로 동력을 분배하도록 설치된 센터디퍼렌셜; 상기 센터디퍼렌셜로부터 후륜 쪽으로 전달되는 동력을 후륜과 워터젯의 프로펠러로 분배하도록 설치된 제1유성기어장치; 상기 제1유성기어장치로부터 워터젯으로 분배된 동력을 좌측 워터젯의 프로펠러와 우측 워터젯의 프로펠러로 분배하도록 설치된 제2유성기어장치; 상기 제2유성기어장치로부터 상기 좌측 워터젯의 프로펠러와 우측 워터젯의 프로펠러 중 어느 하나로 전달되는 동력의 방향을 역전시키도록 구비된 역전아이들러; 상기 전륜과 후륜의 각 차륜이 지면으로부터 저항 받지 못하여 차체에 대하여 하측으로 이동되면 해당 차륜의 회전을 억제하도록 각 차륜마다 각각 설치된 차륜잠금장치; 상기 좌측 워터젯의 프로펠러와 우측 워터젯의 프로펠러의 각 프로펠러가 물에 잠기지 않으면 해당 프로펠러의 회전을 억제하도록 각 프로펠러마다 각각 설치된 워터젯잠금장치를 포함하여 구성된다.

Description

수륙양용 차량의 파워트레인{POWERTRAIN FOR AMPHIBIOUS VEHICLE}
본 발명은 수륙양용 차량의 파워트레인에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 육상주행과 수상주행의 주행모드 변환에 따라 자동적으로 구동력 전달상태가 조절되는 파워트레인의 구성에 관한 기술이다.
수륙양용 차량은 육상주행 시에는 차륜의 구동력에 의해 차량의 주행이 이루어지도록 하고, 수상주행 시에는 워터젯 등과 같이 프로펠러의 추진력에 의해 운행이 이루어지도록 하므로, 육상주행 중 수상주행으로의 전환 또는 수상주행 중 육상주행으로의 전환 시에, 엔진으로부터 제공되는 동력을 차륜과 워터젯 사이에 적절하고 원활하게 전환시킬 필요가 있다.
예컨대, 수상주행 후 육상주행으로 전환할 때, 이미 워터젯의 프로펠러는 물 밖에 위치하고 있는데 워터젯으로 계속적으로 동력이 제공되는 경우, 무부하 운전에 따른 워터젯의 과도한 회전수 상승 등으로 발열, 내구성 저하 등의 문제가 발생하게 된다.
또한, 육상주행으로부터 수상주행으로 전환할 때, 수변지역의 지형적 불규칙성 및 차륜에 작용하는 부력 등에 의해 먼저 물 속에 들어간 차륜이 지면과의 마찰력을 상실하게 되면, 차동 기능에 의해 아직 육상에서 지면과의 마찰력을 유지하고 있는 차륜에는 구동력이 전달되지 않게 되고 마찰력을 상실한 차륜은 회전수가 과도하게 상승되어, 차량의 이동이 불가능해지고 차륜으로 동력을 전달하는 파워트레인 부품의 내구성이 저하되는 상황이 발생할 수 있다.
물론, 별도의 수동적인 기구를 사용하여 차량이 육상주행 상황인 경우 차륜으로만 동력이 전달되도록 하고 워터젯의 동력은 차단하며, 수상에 완전히 입수한 후에는 워터젯을 구동하도록 하고 차륜의 동력은 차단하도록 조작하는 구성이 가능하지만, 이는 육상주행과 수상주행 사이의 전환 시에 필수적으로 차륜 및 워터젯 모두에 동력이 모두 전달되지 않는 인터럽션 상황을 초래하게 되어 차량의 멈춤이 발생하고, 차량의 주행상황에 따른 적절한 조작이 이루어지지 못하고 오조작 등이 있는 경우에는 워터젯이나 차륜의 과도한 회전 등으로 파워트레인의 내구성 저하나 파손 등이 발생할 수 있다.
상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 1020090015409 A
본 발명은 수륙양용 차량이 육상주행과 수상주행 사이를 전환함에 있어서, 멈춤 없이 엔진의 동력이 차륜으로 전달되는 상태와 워터젯의 프로펠러로 전달되는 상태 사이를 원활하게 전환할 수 있으며, 차량의 주행상황에 따라 차륜이나 프로펠러로 자동적으로 적절하게 동력이 전달될 수 있도록 함으로써, 수륙양용 차량의 원활한 주행성능을 확보하고 파워트레인 구성부품들의 고장 발생을 저감시키고 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 수륙양용 차량의 파워트레인을 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 수륙양용 차량의 파워트레인은,
엔진에 연결된 변속기로부터 동력을 전달받아 전륜과 후륜으로 동력을 분배하도록 설치된 센터디퍼렌셜;
상기 센터디퍼렌셜로부터 후륜 쪽으로 전달되는 동력을 후륜과 워터젯의 프로펠러로 분배하도록 설치된 제1유성기어장치;
상기 제1유성기어장치로부터 워터젯으로 분배된 동력을 좌측 워터젯의 프로펠러와 우측 워터젯의 프로펠러로 분배하도록 설치된 제2유성기어장치;
상기 제2유성기어장치로부터 상기 좌측 워터젯의 프로펠러와 우측 워터젯의 프로펠러 중 어느 하나로 전달되는 동력의 방향을 역전시키도록 구비된 역전아이들러;
상기 전륜과 후륜의 각 차륜이 지면으로부터 저항 받지 못하여 차체에 대하여 하측으로 이동되면 해당 차륜의 회전을 억제하도록 각 차륜마다 각각 설치된 차륜잠금장치;
상기 좌측 워터젯의 프로펠러와 우측 워터젯의 프로펠러의 각 프로펠러가 물에 잠기지 않으면 해당 프로펠러의 회전을 억제하도록 각 프로펠러마다 각각 설치된 워터젯잠금장치;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 센터디퍼렌셜로부터 전륜으로 제공되는 동력은 전륜디퍼렌셜을 통하여 좌측전륜과 우측전륜으로 동력을 전달하도록 구성되고;
상기 센터디퍼렌셜과 제1유성기어장치를 통해 후륜으로 제공되는 동력은 후륜디퍼렌셜을 통하여 좌측후륜과 우측후륜으로 동력을 전달하도록 구성되며;
상기 센터디퍼렌셜과 전륜디퍼렌셜 및 후륜디퍼렌셜은 각각 차동제한기능을 구비할 수 있다.
상기 제1유성기어장치의 제1캐리어는 상기 센터디퍼렌셜로부터 후륜과 워터젯으로 전달할 동력을 제공받도록 연결되고, 제1선기어는 상기 후륜디퍼렌셜로 동력을 전달하도록 연결되며, 제1링기어는 상기 제2유성기어장치의 제2캐리어로 동력을 전달하도록 연결되고;
상기 제2유성기어장치의 제2링기어는 상기 좌측 워터젯의 프로펠러와 우측 워터젯의 프로펠러 중 어느 하나로 동력을 전달하도록 연결되고, 제2선기어는 상기 역전아이들러를 통해 상기 좌측 워터젯의 프로펠러와 우측 워터젯의 프로펠러 중 나머지 하나로 동력을 전달하도록 연결될 수 있다.
사용자의 조작에 따라 상기 워터젯잠금장치 중 어느 하나를 동작시켜 해당 워터젯의 프로펠러 회전을 제한함으로써, 상기 두 워터젯의 상대속도를 연속적으로 조절할 수 있도록 구비된 워터젯상대제어장치를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 워터젯잠금장치는
상기 차체에 워터젯의 프로펠러가 설치된 높이 이하의 위치에서 물에 의한 부력으로 차체에 대해 상하로 승강 가능하도록 구비된 뜨게;
상기 프로펠러의 회전축에 설치된 워터젯디스크;
상기 뜨게의 승강 상태에 따라 상기 워터젯디스크를 압착하는 상태가 변화하도록 설치된 워터젯캘리퍼를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명은 수륙양용 차량이 육상주행과 수상주행 사이를 전환함에 있어서, 멈춤 없이 엔진의 동력이 차륜으로 전달되는 상태와 워터젯의 프로펠러로 전달되는 상태 사이를 원활하게 전환할 수 있으며, 차량의 주행상황에 따라 차륜이나 프로펠러로 자동적으로 적절하게 동력이 전달될 수 있도록 함으로써, 수륙양용 차량의 원활한 주행성능을 확보하고 파워트레인 구성부품들의 고장 발생을 저감시키고 내구성을 향상시킬 수 있도록 한다.
또한, 워터젯이 차체의 좌우에 2개가 배치된 경우, 두 워터젯의 회전방향을 서로 반대로 하여, 워터젯의 작동 시 발생하는 모멘트가 서로 상쇄되도록 함으로써, 워터젯의 구동에 따른 차체의 롤링을 방지하고, 두 워터젯의 상대속도를 용이하게 연속적으로 조절할 수 있도록 함으로써, 차량의 수상주행 조향 성능을 극대화할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 수륙양용 차량의 파워트레인 구조를 도시한 도면,
도 2는 도 1의 파워트레인의 작용을 설명한 도면,
도 3은 차륜잠금장치의 실시예를 설명한 도면,
도 4는 워터젯잠금장치의 실시예를 설명한 도면이다.
도 1을 참조하면, 본 발명 수륙양용 차량의 파워트레인의 실시예는, 엔진(E)에 연결된 변속기(TM)로부터 동력을 전달받아 전륜(FW)과 후륜(RW)으로 동력을 분배하도록 설치된 센터디퍼렌셜(CD); 상기 센터디퍼렌셜(CD)로부터 후륜(RW) 쪽으로 전달되는 동력을 후륜(RW)과 워터젯의 프로펠러(PL)로 분배하도록 설치된 제1유성기어장치(PG1); 상기 제1유성기어장치(PG1)로부터 워터젯으로 분배된 동력을 좌측 워터젯의 프로펠러(PL)와 우측 워터젯의 프로펠러(PL)로 분배하도록 설치된 제2유성기어장치(PG2); 상기 제2유성기어장치(PG2)로부터 상기 좌측 워터젯의 프로펠러(PL)와 우측 워터젯의 프로펠러(PL) 중 어느 하나로 전달되는 동력의 방향을 역전시키도록 구비된 역전아이들러(ID); 상기 전륜(FW)과 후륜(RW)의 각 차륜이 지면으로부터 저항 받지 못하여 차체(B)에 대하여 하측으로 이동되면 해당 차륜의 회전을 억제하도록 각 차륜마다 각각 설치된 차륜잠금장치; 상기 좌측 워터젯의 프로펠러(PL)와 우측 워터젯의 프로펠러(PL)의 각 프로펠러(PL)가 물에 잠기지 않으면 해당 프로펠러(PL)의 회전을 억제하도록 각 프로펠러(PL)마다 각각 설치된 워터젯잠금장치를 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명은 엔진(E)에서 발생된 동력을 센터디퍼렌셜(CD)을 통해 전륜(FW)과 후륜(RW)으로 분배하고, 후륜(RW)으로 분배된 동력은 다시 제1유성기어장치(PG1)에 의해 후륜(RW)과 워터젯으로 분배하며, 워터젯으로 분배된 동력은 다시 제2유성기어장치(PG2)에 의해 좌측 워터젯의 프로펠러(PL)와 우측 워터젯의 프로펠러(PL)로 분배되고, 상기 역전아이들러(ID)에 의해 양쪽 워터젯의 프로펠러(PL)는 서로 반대방향으로 회전됨에 의해, 워터젯의 작동 시 발생하는 모멘트가 서로 상쇄되어 워터젯의 구동에 따른 차체(B)의 롤링을 방지하고, 상기 워터젯잠금장치를 이용하여 두 워터젯의 상대속도를 용이하게 연속적으로 조절할 수 있도록 함으로써, 차량의 수상주행 조향 성능을 극대화할 수 있도록 한 것이다.
상기 센터디퍼렌셜(CD)로부터 전륜(FW)으로 제공되는 동력은 전륜디퍼렌셜(FD)을 통하여 좌측의 전륜(FW)과 우측의 전륜(FW)으로 동력을 전달하도록 구성되고, 상기 센터디퍼렌셜(CD)과 제1유성기어장치(PG1)를 통해 후륜(RW)으로 제공되는 동력은 후륜디퍼렌셜(RD)을 통하여 좌측의 후륜(RW)과 우측의 후륜(RW)으로 동력을 전달하도록 구성되며, 상기 센터디퍼렌셜(CD)과 전륜디퍼렌셜(FD) 및 후륜디퍼렌셜(RD)은 각각 차동제한기능을 구비한다.
상기 각 디퍼렌셜의 차동제한기능은 종래의 차량용 디퍼렌셜에 사용되는 다판식 클러치팩을 이용하거나 토르센 타입 디퍼렌셜을 이용하거나 비스코스 커플링을 이용하는 등의 방법 또는 적극적으로 액츄에이터를 제어하는 전자식 디퍼렌셜록 장치 등으로 구현할 수 있다.
따라서, 차량은 종래의 상시 4륜구동차량과 마찬가지로 전륜(FW)과 후륜(RW) 모두에서 차량의 구동력을 발휘하는 상태로 육상 주행을 수행할 수 있으며, 이러한 주행 중 어느 한 차륜에 지면으로부터의 저항이 급격히 줄어 헛도는 상황이 발생되면, 이를 상기 차동제한기능에 의해 적절히 제한하여 차량의 나머지 차륜들에 구동력이 적절히 제공되어 차량의 안정된 육상주행 상태가 확보된다.
특히, 수륙양용 차량으로서 수변지역의 불규칙한 노면 상황에 따라 차륜 중의 적어도 하나 이상이 지면과의 사이에 충분한 마찰력을 확보할 수 없어서 헛돌게 될 상황이 되어도, 상기한 바와 같은 센터디퍼렌셜(CD)과 전륜디퍼렌셜(FD) 및 후륜디퍼렌셜(RD)의 차동제한기능은 나머지 충분한 접지 마찰력을 확보한 차륜에도 토크를 제공할 수 있도록 하여 차량의 구동력이 항상 안정되게 확보될 수 있게 한다.
상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1캐리어(C1)는 상기 센터디퍼렌셜(CD)로부터 후륜(RW)과 워터젯의 프로펠러(PL)로 전달할 동력을 제공받도록 연결되고, 제1선기어(S1)는 상기 후륜디퍼렌셜(RD)로 동력을 전달하도록 연결되며, 제1링기어(R1)는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2캐리어(C2)로 동력을 전달하도록 연결된다.
상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2링기어(R2)는 상기 좌측 워터젯의 프로펠러(PL)와 우측 워터젯의 프로펠러(PL) 중 어느 하나로 동력을 전달하도록 연결되고, 제2선기어(S2)는 상기 역전아이들러(ID)를 통해 상기 좌측 워터젯의 프로펠러(PL)와 우측 워터젯의 프로펠러(PL) 중 나머지 하나로 동력을 전달하도록 연결된 구성이다.
따라서, 상기 제1캐리어(C1)는 상기 센터디퍼렌셜(CD)에 연결된 후방추진축(PS)과 일체로 회전되며, 상기 제1캐리어(C1)의 동력은 상기 제1선기어(S1)를 통해 후륜디퍼렌셜(RD)로 전달되거나 상기 제2유성기어장치(PG2)를 통해 상기 좌측 워터젯의 프로펠러(PL) 및 우측 워터젯의 프로펠러(PL)로 전달될 수 있다.
한편, 상기 차륜잠금장치의 실시예는 차륜과 함께 회전되도록 설치된 차륜디스크(WD)와, 상기 차륜디스크(WD)를 압착하는 상태가 변화하도록 설치된 차륜캘리퍼(WC)와, 차륜이 차체(B)에 대해 승강함에 따라 상기 차륜캘리퍼(WC)가 상기 차륜디스크(WD)를 압착하는 상태를 변화시키도록 구비된 조절장치를 포함하여 구성된다.
상기 조절장치는 유압밸브(FV) 등이 될 수 있다. 즉 예컨대 도 3에 도시된 바와 같이 유압펌프(FP)에 의해 어큐뮬레이터(AC)에 축적된 유압을 유압밸브(FV)로 제공하고, 차륜의 승강에 따라 상기 유압밸브(FV)의 작동레버를 연결로드(CR)가 조작하면, 상기 차륜캘리퍼(WC)로 유압이 공급되거나 상기 차륜캘리퍼(WC)의 유압이 해제되어 오일팬(PAN)으로 드레인되도록 구성하는 것이다.
위 실시예에서, 상기 차륜의 하측이 지면으로부터 지지 받지 못하여 현가스프링(SP)에 의해 차체(B)에 대해 하측으로 하강한 상태에서는 상기 유압밸브(FV)는 상기 어큐뮬레이터(AC)의 유압을 상기 차륜캘리퍼(WC)로 제공하여 상기 차륜캘리퍼(WC)가 상기 차륜디스크(WD)를 압착하여 결과적으로 해당 차륜의 회전을 억제하도록 하고, 상기 차륜의 하측이 지면으로부터 지지되어 차체(B)에 대해 상승한 상태에서는 상기 어큐뮬레이터(AC)로부터 상기 차륜캘리퍼(WC)로 제공되는 유압을 차단하고, 오히려 상기 차륜캘리퍼(WC)의 유압을 상기 오일팬(PAN)으로 드레인시키도록 하여, 상기 차륜의 회전이 자유로운 상태가 되도록 하는 것이다.
위와 같은 구성은 구동력이 제공되는 모든 차륜에 각각 구현되며, 따라서 차량의 현가장치는 각 차륜이 차체(B)에 대하여 독립적으로 승강 가능하도록 설치된 독립현가방식으로 구현되는 것이 바람직하다.
상기 워터젯잠금장치의 실시예는 도 4에 예시된 바와 같이, 상기 차체(B)에 워터젯의 프로펠러(PL)가 설치된 높이 이하의 위치에서 물에 의한 부력으로 차체(B)에 대해 상하로 승강 가능하도록 구비된 뜨게(FLT), 상기 프로펠러(PL)의 회전축에 설치된 워터젯디스크(JD), 상기 뜨게(FLT)의 승강 상태에 따라 상기 워터젯디스크(JD)를 압착하는 상태가 변화하도록 설치된 워터젯캘리퍼(JC)를 포함하여 구성될 수 있다.
물론, 상기 워터젯캘리퍼(JC)가 워터젯디스크(JD)를 압착하는 상태가 변화하도록 하는 메커니즘은 상기 차륜잠금장치와 유사하게, 유압펌프(FP)에서 제공된 유압이 어큐뮬레이터(AC)를 통하여 유압밸브(FV)에 제공되면, 상기 뜨게(FLT)의 승강에 따라 상기 유압밸브(FV)가 작동되면서 상기 워터젯캘리퍼(JC)로 유압을 공급하거나 워터젯캘리퍼(JC)의 유압을 해제하도록 구성할 수 있다.
즉, 차량이 아직 입수가 완료되지 않아서 워터젯의 프로펠러(PL)가 수면 밖에 위치하여 상기 뜨게(FLT)가 리턴스프링(RS)에 의해 하강된 상태에서는, 상기 유압밸브(FV)를 통해 상기 어큐뮬레이터(AC)의 유압이 상기 워터젯캘리퍼(JC)에 제공되어, 상기 워터젯디스크(JD)의 회전을 억제함에 의해 상기 워터젯의 프로펠러(PL)가 회전되지 못하도록 구속되며, 차량의 입수가 완료되어 워터젯의 프로펠러(PL)가 수면 하측에 위치하여 물이 프로펠러(PL) 주위에 충만하면 상기 뜨게(FLT)가 상승하면서 상기 유압밸브(FV)의 상태를 바꾸어 상기 워터젯캘리퍼(JC)의 유압이 해제되어 상기 워터젯의 프로펠러(PL) 회전이 가능한 상태로 되도록 하는 것이다.
참고로, 도 1과 도 2의 차륜캘리퍼(WC) 및 워터젯캘리퍼(JC)에 연결된 원 속의 화살표는 각각 차륜의 연결로드(CR)가 하측으로 이동될 때 차륜캘리퍼(WC)가 차륜디스크(WD)를 압착하여 회전을 억제하는 상태가 되고, 뜨게(FLT)가 하측으로 이동될 때 워터젯캘리퍼(JC)가 워터젯디스크(JD)를 압착하여 회전을 제한하는 상태가 되는 것을 각각 의미한다.
따라서, 본 발명에 의한 수륙양용 차량은 차량이 육상주행으로부터 수상주행으로 전환할 때, 먼저 전륜(FW)이 물속에서 지면과의 사이에 마찰력이 없어져서, 구동력을 발휘할 수 없는 상태가 되면, 상기 센터디퍼렌셜(CD)의 차동제한기능에 의해 후륜(RW)에 제공되는 구동력으로 나머지 입수과정이 순조롭게 이루어지게 된다.
이때, 상기 워터젯의 프로펠러(PL)는 아직 물속에 완전히 잠기지 않은 상태로서, 상기 뜨게(FLT)가 리턴스프링(RS)에 의해 하측으로 내려와 있는 상태이므로, 상기 워터젯캘리퍼(JC)와 워터젯디스크(JD)에 의해 상기 워터젯의 프로펠러(PL)는 모두 고정된 상태를 유지한다.
또한, 상기 전륜(FW)은 입수가 진행됨에 따라 지면과 이격되면서 상기 차륜이 현가스프링(SP)에 의해 차체(B)에 대해 최대한 하측으로 이동되게 되고, 이에 의해 상기 전륜(FW)과 연결로드(CR)가 하측으로 이동되면서 유압밸브(FV)의 작동로드를 조작하여 상기 차륜캘리퍼(WC)가 차륜디스크(WD)를 압착하여 고정하게 되어, 상기 엔진(E)으로부터의 동력은 더 이상 전륜(FW)을 구동하지 못하고 후륜(RW)으로만 전달되어 보다 강한 구동력으로 차량의 입수가 진행될 수 있도록 한다.
후륜(RW)으로 전달된 구동력에 의해 차체(B)가 완전히 물속에 진입하면, 상기 뜨게(FLT)가 상승하면서 상기 유압밸브(FV)를 작동시켜서 상기 워터젯캘리퍼(JC)의 유압이 해제되어, 상기 워터젯의 프로펠러(PL)가 회전 가능한 상태로 전환됨에 따라 상기 엔진(E)으로부터 제공된 동력으로 상기 워터젯의 프로펠러가 구동되어 워터젯에 의한 추진력이 발생하기 시작한다.
상기와 같이 워터젯의 추진력이 발생하기 시작하는 상황이 될 무렵엔, 차체(B)의 입수가 완료되어 상기 후륜(RW)도 차체(B)에 대해 최대한 하측으로 이동되면서 해당 차륜캘리퍼(WC)에 유압이 제공되어 차륜디스크(WD)를 압착함에 의해 후륜(RW)도 잠기고, 엔진(E)에서 제공되는 동력은 모두 워터젯으로만 제공되는 상태로 자동적으로 전환되어, 차량은 워터젯의 추진력으로 구동되게 된다.
이때, 엔진(E)으로부터 변속기(TM)를 거쳐 센터디퍼렌셜(CD)로 제공된 동력은 전륜(FW)이 모두 잠겨 있으므로 제1유성기어장치(PG1)의 제1캐리어(C1)로만 전달된 후, 후륜(RW)도 모두 잠겨 있어서 제1선기어(S1)가 고정되므로, 제1링기어(R1)로 증속되어 상기 제2유성기어장치(PG2)로 공급된다.
상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2캐리어(C2)로 공급된 동력은 상기 제2링기어(R2)를 통해 우측 워터젯의 프로펠러(PL)를 구동함과 아울러 상기 제2선기어(S2)를 통해 좌측 워터젯의 프로펠러(PL)를 구동하여 워터젯에 의한 차량의 추진력을 발생시킨다.
이때, 상기 우측 워터젯의 프로펠러(PL)는 상기 제2링기어(R2)와 외접기어 방식으로 연결되므로, 그 회전방향은 상기 제2링기어(R2)의 회전방향과 반대가 되며, 상기 좌측 워터젯의 프로펠러(PL)는 상기 제2선기어(S2)와의 사이에 상기 역전아이들러(ID)를 통하여 외접기어방식으로 연결됨에 의해 상기 제2선기어(S2)와 동일한 회전방향이 되어, 결과적으로 상기 우측 워터젯의 프로펠러(PL)와 좌측워터젯의 프로펠러(PL)는 서로 반대방향으로 회전되면서, 워터젯 구동 중 발생하는 모멘트가 서로 상쇄되도록 한다.
한편, 본 발명은 사용자의 조작에 따라 상기 워터젯잠금장치 중 어느 하나를 동작시켜 해당 워터젯의 프로펠러(PL) 회전을 제한함으로써, 상기 두 워터젯의 상대속도를 연속적으로 조절할 수 있도록 구비된 워터젯상대제어장치를 더 포함하여 구성될 수 있다.
즉, 상기 제2유성기어장치(PG2)를 통해 워터젯의 프로펠러(PL)로 공급되는 동력은 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2캐리어(C2)로 입력되어, 상기 제2선기어(S2)와 제2링기어(R2)로 배분되는 구조이므로, 상기 좌우의 프로펠러(PL) 중 어느 하나의 회전수를 감소시키면, 그에 따라 반대쪽의 회전수가 증가하게 되며, 이는 상기 워터젯잠금장치의 워터젯캘리퍼(JC)에 가하는 유압의 양을 조절함에 의해 쉽게 구현될 수 있는 것이다.
따라서, 상기 워터젯상대제어장치를 상기 워터젯캘리퍼(JC)에 제공되는 유압의 크기를 연속적으로 조절할 수 있는 별도의 유압 제어장치로 구성하여, 양쪽 프로펠러(PL)의 워터젯캘리퍼(JC) 중 어느 하나의 회전을 연속적으로 저감시키면 그만큼 반대쪽의 프로펠러(PL) 회전수가 연속적으로 증가하게 하여, 결과적으로 양쪽 워터젯의 출력을 상대적으로 연속적으로 조절하여 양쪽 워터젯의 출력을 가변함에 의한 차체(B)의 정밀한 수상 조향 기능을 구현할 수 있다.
차량이 수상주행을 마치고 육상주행으로 전환하는 경우에, 워터젯에 의한 추진력으로 차량의 전륜(FW)이 수변의 지상에 접촉하여 차체(B) 쪽으로 상승하게 되면, 상기 연결로드(CR)와 작동레버 및 유압밸브(FV)의 작용에 의해 상기 전륜(FW)의 차륜캘리퍼(WC)에 제공되던 유압이 해제되어 엔진(E)의 동력은 전륜(FW)을 구동시키게 된다.
상기와 같은 전륜(FW)의 구동력 발휘에 의해 차량이 육상으로 올라가기 시작하면, 상기 뜨게(FLT)가 리턴스프링(RS)에 의해 하강하면서 상기 워터젯캘리퍼(JC)에 유압이 제공되도록 하여 워터젯디스크(JD)를 고정시키게 하여 워터젯의 무부하 구동을 방지하여 워터젯의 프로펠러(PL) 과속 구동에 의한 내구성 저하를 방지한다.
이때 후륜(RW)은 아직 하측이 지면에 접촉하지 않은 상태에서는 상기 차륜캘리퍼의 유압에 의해 고정되어 있는 상태를 유지하다가, 차체(B)가 육상으로 이동됨에 의해 후륜(RW)도 지면으로부터 저항을 받기 시작하면, 상기 후륜(RW)의 차륜캘리퍼(WC)에 제공되던 유압도 해제되어 엔진(E)의 동력은 후륜(RW)으로도 전달되면서 차량은 4륜구동 상태가 되어 더욱 원활하게 육상으로 이동하여 육상주행을 이어가게 된다.
물론, 이때에서 적절한 범위 내에서 상기 센터디퍼렌셜(CD)과, 후륜디퍼렌셜(RD)의 차동제한기능이 발휘되어, 적절한 접지력이 형성되지 않은 차륜의 과속회전이 방지되고 나머지 차륜으로의 적절한 구동력 배분이 이루어져 차량은 원활하게 육상으로 이동할 수 있게 된다.
이상과 같은 육상주행과 해상주행 사이의 전환 시에 차량의 운전자는 별도로 차륜과 워터젯으로의 동력 절환을 염려하지 않아도 차량의 주행상황에 따라 자동적으로 전륜(FW)과 후륜(RW)의 각 차륜 및 워터젯의 프로펠러(PL)에 적절하게 동력이 배분되어 항상 차량의 원활한 주행이 가능하도록 하며, 동력의 절환에 따라 차륜 및 워터젯 모두에 동력이 모두 전달되지 않는 인터럽션 상황이 발생하지 않게 된다.
한편, 상기 차륜잠금장치의 차륜캘리퍼와 차륜디스크는 차륜의 디스크브레이크와 그 부품을 공통으로 사용할 수 있을 것인 바, 차량의 브레이크캘리퍼를 차륜캘리퍼로 사용하고, 브레이크디스크를 차륜디스크로 사용하며, 상기 차륜캘리퍼로 제공되는 유압을 브레이크페달의 조작에 의한 브레이크마스터실린더와는 독립적으로 상기 유압밸브(FV)에 의해 제공할 수 있도록 함으로써, 부품의 공용화가 가능할 것이다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
E; 엔진
TM; 변속기
FW; 전륜
RW; 후륜
CD; 센터디퍼렌셜
PL; 프로펠러
PG1; 제1유성기어장치
PG2; 제2유성기어장치
ID; 역전아이들러
B; 차체
FD; 전륜디퍼렌셜
RD; 후륜디퍼렌셜
C1; 제1캐리어
S1; 제1선기어
R1; 제1링기어
C2; 제2캐리어
R2; 제2링기어
S2; 제2선기어
PS; 후방추진축
WD; 차륜디스크
WC; 차륜캘리퍼
FV; 유압밸브
FP; 유압펌프
AC; 어큐뮬레이터
CR; 연결로드
PAN; 오일팬
SP; 현가스프링
FLT; 뜨게
JD; 워터젯디스크
JC; 워터젯캘리퍼
RS; 리턴스프링

Claims (5)

  1. 엔진(E)에 연결된 변속기(TM)로부터 동력을 전달받아 전륜(FW)과 후륜(RW)으로 동력을 분배하도록 설치된 센터디퍼렌셜(CD);
    상기 센터디퍼렌셜(CD)로부터 후륜(RW) 쪽으로 전달되는 동력을 후륜(RW)과 워터젯의 프로펠러(PL)로 분배하도록 설치된 제1유성기어장치(PG1);
    상기 제1유성기어장치(PG1)로부터 워터젯으로 분배된 동력을 좌측 워터젯의 프로펠러(PL)와 우측 워터젯의 프로펠러(PL)로 분배하도록 설치된 제2유성기어장치(PG2);
    상기 제2유성기어장치(PG2)로부터 상기 좌측 워터젯의 프로펠러(PL)와 우측 워터젯의 프로펠러(PL) 중 어느 하나로 전달되는 동력의 방향을 역전시키도록 구비된 역전아이들러(ID);
    상기 전륜(FW)과 후륜(RW)의 각 차륜이 지면으로부터 저항 받지 못하여 차체(B)에 대하여 하측으로 이동되면 해당 차륜의 회전을 억제하도록 각 차륜마다 각각 설치된 차륜잠금장치;
    상기 좌측 워터젯의 프로펠러(PL)와 우측 워터젯의 프로펠러(PL)의 각 프로펠러(PL)가 물에 잠기지 않으면 해당 프로펠러(PL)의 회전을 억제하도록 각 프로펠러(PL)마다 각각 설치된 워터젯잠금장치;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수륙양용 차량의 파워트레인.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 센터디퍼렌셜(CD)로부터 전륜(FW)으로 제공되는 동력은 전륜디퍼렌셜(FD)을 통하여 좌측전륜(FW)과 우측전륜(FW)으로 동력을 전달하도록 구성되고;
    상기 센터디퍼렌셜(CD)과 제1유성기어장치(PG1)를 통해 후륜(RW)으로 제공되는 동력은 후륜디퍼렌셜(RD)을 통하여 좌측후륜(RW)과 우측후륜(RW)으로 동력을 전달하도록 구성되며;
    상기 센터디퍼렌셜(CD)과 전륜디퍼렌셜(FD) 및 후륜디퍼렌셜(RD)은 각각 차동제한기능을 구비한 것
    을 특징으로 하는 수륙양용 차량의 파워트레인.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1유성기어장치(PG1)의 제1캐리어(C1)는 상기 센터디퍼렌셜(CD)로부터 후륜(RW)과 워터젯으로 전달할 동력을 제공받도록 연결되고, 제1선기어(S1)는 상기 후륜디퍼렌셜(RD)로 동력을 전달하도록 연결되며, 제1링기어(R1)는 상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2캐리어(C2)로 동력을 전달하도록 연결되고;
    상기 제2유성기어장치(PG2)의 제2링기어(R2)는 상기 좌측 워터젯의 프로펠러(PL)와 우측 워터젯의 프로펠러(PL) 중 어느 하나로 동력을 전달하도록 연결되고, 제2선기어(S2)는 상기 역전아이들러(ID)를 통해 상기 좌측 워터젯의 프로펠러(PL)와 우측 워터젯의 프로펠러(PL) 중 나머지 하나로 동력을 전달하도록 연결된 것
    을 특징으로 하는 수륙양용 차량의 파워트레인.
  4. 청구항 3에 있어서,
    사용자의 조작에 따라 상기 워터젯잠금장치 중 어느 하나를 동작시켜 해당 워터젯의 프로펠러(PL) 회전을 제한함으로써, 상기 두 워터젯의 상대속도를 연속적으로 조절할 수 있도록 구비된 워터젯상대제어장치를 포함하여 구성된 것
    을 특징으로 하는 수륙양용 차량의 파워트레인.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 워터젯잠금장치는
    상기 차체(B)에 워터젯의 프로펠러(PL)가 설치된 높이 이하의 위치에서 물에 의한 부력으로 차체(B)에 대해 상하로 승강 가능하도록 구비된 뜨게(FLT);
    상기 프로펠러(PL)의 회전축에 설치된 워터젯디스크(JD);
    상기 뜨게(FLT)의 승강 상태에 따라 상기 워터젯디스크(JD)를 압착하는 상태가 변화하도록 설치된 워터젯캘리퍼(JC);
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 수륙양용 차량의 파워트레인.
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