KR101969240B1 - 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조 - Google Patents

트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조 Download PDF

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Abstract

본 발명은 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조에 관한 것으로, 프릭션 플레이트 및 리액션 플레이트가 맞물려 동력이 전달되도록 구비된 클러치팩, 상기 클러치팩을 작동시키도록 상기 클러치팩의 일측에 배치되어 상기 클러치팩측으로 이동가능한 아마추어, 상기 클러치팩의 타측에 배치되어 상기 클러치팩을 지지하는 클러치허브, 상기 클러치허브와 상기 아마추어의 사이에 배치되고 상기 클러치팩측으로 이동된 상기 아마추어를 복귀시키는 복귀스프링 및 상기 클러치허브의 일측에 상기 아마추어의 이동에 따라 상기 클러치팩의 오일유입을 제어하도록 결합된 윤활가이드부를 포함하는 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조를 제공할 수 있다.

Description

트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조{Decreasing Structure for Drag Torque of Transfer Case}
본 발명은 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 4륜구동 차량에 구비된 트랜스퍼 케이스의 드래그토크를 감소시키기 위해 윤활가이드부를 구비한 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조에 관한 것이다.
일반적으로 4륜용 트랜스퍼 케이스 내의 습식 클러치팩 및 베어링에 오일이 공급되어 윤활 및 냉각을 행하게 된다.
한 예로, 트랜스퍼 케이스가 작동시 샤프트가 회전하면 샤프트와 직결된 오일 펌프가 작동하여 오일을 습식 클러치팩 내부와 베어링에 공급하는 방식이 있고, 다른 예로는, 샤프트와 연결된 클러치드럼의 회전시 처닝된 오일을 포집하여 습식 클러치팩 내부와 베어링에 오일을 공급하는 방식이 있다.
이러한 종래의 트랜스퍼 케이스는 선행문헌(한국등록특허 10-1562478)에 기재되어 있다. 도 1을 참조하면, 4륜구동 차량의 트랜스퍼 케이스는 주축(110), 상기 주축(110)에 구비되는 클러치허브(120), 상기 클러치허브(120)의 일측에 설치된 유압 시스템(130), 상기 클러치허브(120)를 수용하도록 배치된 클러치드럼(140), 상기 클러치허브(120)의 외측과 맞물리는 프릭션 플레이트(151)와 상기 클러치드럼(140)의 내측과 맞물리는 리액션 플레이트(152)가 각각 연동되게 교차된 클러치팩(150), 및 상기 클러치드럼(140)에 스플라인 결합되어 종동축(도시생략)으로 동력을 배분하는 드라이브기어(160)를 포함한다.
여기서, 상기 주축(110)은 프런트케이스(11), 리어케이스(12), 익스텐션케이스(13)로 이루어지는 트랜스퍼 케이스(10) 내부에 설치되어 후륜측과 연결되며, 볼베어링(B)으로 회전 지지된다.
상기 클러치허브(120)는 상기 주축(110)에 일체로 구비되어 상기 주축(110)과 함께 회전되며, 외주면에 상기 클러치팩(150)의 프릭션 플레이트(151)가 결합되어 상기 프릭션 플레이트(151)를 일체로 회전시킬 수 있다.
아울러, 상기 유압 시스템(130)은 유압의 입출에 따라 왕복운동 가능하도록 설치되는 피스톤(131)과, 상기 피스톤(131)의 일측과 상기 클러치팩(150) 사이에 배치된 스러스트 베어링(132)과, 상기 스러스트 베어링(132)과 상기 클러치팩(150)의 최외각에 위치한 프릭션 플레이트(151) 사이에 설치된 앤드 플레이트(133)와, 상기 스러스트 베어링(132)과 상기 클러치허브(120) 사이에 설치되어 상기 피스톤(131)을 지지하는 탄성부재(134)를 포함하여 구성된다.
또한, 상기 클러치드럼(140)은 내측으로 상기 클러치팩(150)의 리액션 플레이트(152)가 결합되어 상기 리액션 플레이트(152)와 연동 회전되며, 상기 드라이브기어(160)가 스플라인 관통 결합되어 상기 주축(110)의 동력을 배분할 수 있게 된다.
상기 클러치팩(150)의 프릭션 플레이트(151)와 리액션 플레이트(152)는 복수로 서로 교차배치되어 상기 피스톤(131)의 유압력에 의한 서로 간의 마찰력에 의해 상기 클러치허브(120)의 회전을 상기 클러치드럼(140)으로 전달가능하게 설치된다.
한편, 상기 드라이브기어(160)는, 외주면 단부에 치가 형성되어 상기 클러치드럼(140)에 스플라인 결합되는 스플라인 결합부(161)와, 상기 스플라인결합부(161)와 일체로 결합되되 내측이 상기 주축(110)에 니들베어링(N)으로 지지되고 단부는 상기 볼베어링(B)으로 지지되어 종동축(도시생략)으로 동력을 전달하는 헬리컬기어부(162)로 구성된다. 이때, 상기 헬리컬기어부(162)의 직경은 상기 스플라인결합부(161)의 직경보다 크게 형성되어 턱지게 형성되며, 이 턱부와 상기 리어케이스(12) 사이에 한 쌍의 스페이서(S)와 스러스트 베어링(T)이 개재된다.
이러한 종래의 오일 공급방식은, 습식 클러치팩 및 베어링류 윤활을 위해 투입되는 오일 유량에 대한 능동적인 제어가 불가능하다.
따라서, 동력 전달을 차단한 후에도 클러치의 디스크들 사이에 유막이 잔류할 수 있고 이로 인해, 부하가 걸려 있지 않은 상태에서도 잔류오일로 인해 드래그 토크(drag torque)가 발생할 수 있으며, 이러한 드래그 토크는 동력 손실 및 변속 성능 저하, 연비 손실 등을 발생시킨다.
이에 따라, 클러치팩 내부에 오일이 과공급되는 것을 방지하여 드래그 토크를 예방할 수 있는 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조에 대한 필요성이 매우 높은 실정이다.
상기와 같은 문제점을 극복하기 위해, 본 발명을 하기에서 자세히 설명하도록 한다.
한국등록특허 KR 1562478 (2015.10.15)
본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 트랜스퍼 케이스가 가지는 문제점들을 개선하기 위해 창출된 것으로, 클러치허브의 일측에 클러치팩의 오일유입을 제어하도록 윤활가이드부를 구비함으로써, 클러치팩으로 오일이 과공급되어 발생할 수 있는 드래그 토크를 제거하여 동력 손실 및 변속 성능 저하, 연비 손실을 방지할 수 있는 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 의한 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조는, 프릭션 플레이트 및 리액션 플레이트가 맞물려 동력이 전달되도록 구비된 클러치팩, 상기 클러치팩을 작동시키도록 상기 클러치팩의 일측에 배치되어 상기 클러치팩측으로 이동가능한 아마추어, 상기 클러치팩의 타측에 배치되어 상기 클러치팩을 지지하는 클러치허브, 상기 클러치허브와 상기 아마추어의 사이에 배치되고 상기 클러치팩측으로 이동된 상기 아마추어를 복귀시키는 복귀스프링 및 상기 클러치허브의 일측에 상기 아마추어의 이동에 따라 상기 클러치팩의 오일유입을 제어하도록 결합된 윤활가이드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조에 있어서, 상기 클러치허브에는 상기 클러치팩으로 오일이 출입하도록 오일통로가 구비되고 상기 윤활가이드부는 상기 오일통로를 개폐하여 오일유입을 제어하는 것을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조에 있어서, 상기 윤활가이드부는 상기 아마추어와 상기 클러치허브의 사이에 배치된 제 1 가이드 및 상기 제 1 가이드로부터 상기 클러치허브의 외면을 따라 상기 오일통로를 덮도록 절곡된 제 2 가이드로 구성된 것도 가능하다.
본 발명의 실시예에 따른 트랜스퍼 케이스의 상기 제 1 가이드는 상기 클러치허브의 끝단과 힌지결합된 힌지부가 구비되고, 상기 아마추어가 일측으로 이동되어 상기 윤활가이드부를 가압하면 상기 윤활가이드부가 상기 힌지부를 중심으로 회전되어 상기 제 2 가이드가 오일통로의 개폐를 제어하는 것일 수 있다.
이에 대한 보다 자세한 내용은 이후 도면 등을 통해 설명한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조에 의하면, 클러치허브의 일측에 클러치팩의 오일유입을 제어하도록 윤활가이드부를 구비함으로써, 클러치팩의 내부로 오일이 과공급되는 것을 방지하고, 드래그 토크로 인한 동력 손실 및 변속 성능 저하, 연비 손실을 방지하는 효과가 있다.
도 1은 종래 기술에 따른 트랜스퍼 케이스의 정단면도이다.
도 2는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조의 부분확대도이다.
도 3은 본 발명의 하나의 실시예에 따른 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조의 윤활가이드부의 작동상태도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 2 내지 도 3를 참조하면, 본 발명에 따른 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조(200)는 프릭션 플레이트(211) 및 리액션 플레이트(212)가 맞물려 동력이 전달되도록 구비된 클러치팩(210), 상기 클러치팩(210)을 작동시키도록 일측으로 이동가능한 아마추어(220), 상기 아마추어(220)의 맞은편에 배치되어 상기 클러치팩(210)을 지지하는 클러치허브(230), 상기 클러치허브(230)와 상기 아마추어(220)의 사이에 배치되고 일측으로 이동된 상기 아마추어(220)를 복귀시키는 복귀스프링(240) 및 상기 클러치허브(230)의 일측에 상기 아마추어(220)의 이동에 따라 상기 클러치팩(210)의 오일유입을 제어하도록 결합된 윤활가이드부(250)를 포함한다.
트랜스퍼 케이스에는 동력을 전달하는 클러치팩(210)이 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 클러치팩(210)은 입력축(도시하지 않음)과 출력축(도시하지 않음) 사이에 구비되어 축방향 가압력에 의해 동력을 전달하거나 단속하는 역할을 하게 된다. 상기 클러치팩(210)은 입력축(도시하지 않음)에 결합되는 클러치허브(230)에 의해 축방향 이동되도록 설치되는 복수의 프릭션 플레이트(211)와 클러치드럼(260)에 축방향 이동되도록 설치되는 복수의 리액션 플레이트(212)로 구성된다. 이때, 복수의 프릭션 플레이트(211)와 복수의 리액션 플레이트(212)는 서로 마주보도록 일대일 대응되어 배치되고 서로 밀착되어 동력을 전달하거나 서로 이격되어 동력을 단속하게 된다.
클러치팩(210)이 동력을 전달하도록 일측으로 이동가능한 아마추어(220)가 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 아마추어(220)는 상기 클러치팩(210)의 일측에 구비되고, 상기 아마추어(220)의 일측에 위치하는 피스톤(270)이 유압에 의해서 왕복운동되고, 상기 피스톤(270)이 아마추어(220)를 축방향으로 이동시키며 상기 클러치팩(210)을 가압하여 Engage되거나 가압해제되어 Disengage 될 수 있다. 상기 아마추어(220)가 일측으로 이동하면 상기 프릭션 및 리액션 플레이트(211, 212)는 서로 밀착되어 동력을 전달하게 되고, 상기 아마추어(220)가 가압해제하게 되면 상기 프릭션 및 리액션 플레이트(211, 212)는 서로 이격되며 동력을 단속하게 된다.
클러치팩(210)의 타측에는 상기 클러치팩(210)을 지지하는 클러치허브(230)가 배치된다.
보다 상세하게는, 상기 클러치팩(210)을 사이에 두고 일측에는 상기 아마추어(220)가 배치되고 타측에는 클러치허브(230)가 배치된다. 상기 클러치허브(230)는 지지부(232) 및 결합부(233)로 구성되고, 상기 지지부(232)는 클러치팩(210)의 타측에 배치되어 상기 아마추어(220)가 상기 클러치팩(210)을 일측으로 가압할 때, 상기 클러치팩(210)의 타측을 지지하고, 상기 결합부(233)는 상기 클러치팩(210)에 구비된 프릭션 및 리액션 플레이트(211, 212)의 중심을 관통하여 상기 프릭션 플레이트(211)와 결합된다.
상기 아마추어(220)의 일측으로 이동시 본래의 위치로 복귀되도록 상기 아마추어(220)와 상기 클러치허브(230)의 사이에는 복귀스프링(240)이 구비된다.
보다 상세하게는, 상기 클러치팩(210) 및 클러치허브(230)의 측면과 마주보는 상기 아마추어(220)의 측면에는 반경을 따라 형성된 제 1 스프링 고정홈(221)이 형성되고, 상기 아마추어(220)의 측면과 마주보는 상기 클러치허브(230)의 측면에는 반경을 따라 형성된 제 2 스프링 고정홈(234)이 형성된다. 상기 제 1 및 제 2 스프링 고정홈(221, 234)은 단면 상으로 직사각형 형상으로 형성되고, 상기 복귀스프링(240)은 판상형상으로 이러한 직사각형 형상의 대각선을 가로지르는 모서리부에 비스듬하게 고정되도록 구비된다. 즉, 상기 제 1 스프링 고정홈(221)에 상기 복귀스프링(240)의 일측이 고정되고 상기 제 1 스프링 고정홈(221)과 대각선에 방향에 위치한 제 2 스프링 고정홈(234)에 상기 복귀스프링(240)의 타측이 비스듬하게 고정된다. 이러한 구조로 상기 아마추어(220)가 상기 클러치팩(210)을 가압하기 위해 일측으로 이동되었다가 가압력이 해제되면 상기 복귀스프링(240)의 복원력으로 상기 아마추어(220)는 본래의 위치로 이동하게 된다.
상기 결합부(233)의 끝단에는 윤활가이드부(250)가 장착되고 상기 아마추어(220)의 이동에 따라 상기 클러치팩(210)의 오일유입을 제어한다.
보다 상세하게는, 상기 결합부(233)의 일측에는 상기 클러치팩(210)측으로 오일이 출입하도록 오일통로(231)가 구비되고 상기 윤활가이드부(250)는 상기 오일통로(231)의 개폐를 제어함으로써, 상기 클러치팩(210)의 오일유입을 제어할 수 있다. 상기 클러치팩(210)의 외측에 배치된 상기 클러치허브(230)에는 상기 클러치팩(210)의 내부와 연통되어 오일이 출입되는 오일통로(231)가 구비되고 상기 윤활가이드부(250)는 상기 결합부(233)의 일측에 결합되어 상기 클러치허브(230)의 외면을 따라 절곡되어 상기 오일통로(231)를 덮도록 구비된다. 따라서, 상기 윤활가이드부(250)가 덮여지면 상기 오일통로(231)로 오일의 출입이 제한되고 상기 윤활가이드부(250)가 개방되면 상기 오일통로(231)로 오일의 출입이 개방되는 구조이다.
상기 윤활가이드부(250)는 상기 아마추어(220)의 이동에 따라 개폐가 제어되는 구조이며 바람직하게는 상기 결합부(233)와 힌지결합되어 축을 중심으로 회전하여 개폐를 제어하는 구조이다.
보다 상세하게는, 상기 결합부(233)의 끝단은 상기 아마추어(220)의 측면과 마주보도록 구비되고 상기 결합부(233)의 끝단에는 상기 아마추어(220)의 측면을 향해 추가적으로 돌출된 돌출부(235)가 형성된다. 상기 돌출부(235)에는 상기 윤활가이드부(250)가 회동가능하도록 상기 윤활가이드부(250)의 끝단과 힌지결합되고, 타측 끝단은 상기 오일통로(231)를 덮도록 상기 클러치허브(230)의 외면을 따라 절곡된다. 즉, 상기 윤활가이드부(250)의 일측은 클러치허브(230)과 상기 아마추어(220)의 사이에 배치되고, 타측은 상기 클러치허브(230)의 외면을 따라 절곡되어 상기 오일통로(231)를 덮는구조이다. 따라서, 상기 아마추어(220)가 일측으로 이동하여 상기 클러치팩(210)의 가압할 때, 상기 윤활가이드부(250)도 함께 가압되어 상기 오일통로(231)를 덮고 상기 아마추어(220)가 상기 클러치팩(210)의 가압을 해제하면 상기 오일통로(231)를 덮고 있던 윤활가이드부(250)도 닫혀있는 것이 해제된다.
한편, 상기 윤활가이드부(250)는 제 1 가이드(251) 및 제 2 가이드(252)로 구비된 구조일 수 있다.
보다 상세하게는, 상기 제 1 가이드(251)는 상기 돌출부(235)와 수직으로 배치되어 일측끝단에 힌지구조로 돌출부(235)와 결합된 힌지부(253)가 구비되고, 제 1 가이드(251)의 타측끝단은 상기 축방향으로 절곡되어 연장된 제 2 가이드(252)가 형성된다. 상기 제 2 가이드(252)는 상기 클러치허브(230)의 외면과 접하고 상기 클러치허브(230)의 일측에 구비된 오일통로(231)를 덮도록 연장된다. 즉, 상기 제 1 가이드(251)는 상기 돌출부(235)와 수직으로 결합되고 상기 제 1 가이드(251)는 제 2 가이드(252)와 다시 수직으로 절곡된다. 따라서, 상기 아마추어(220)가 클러치팩(210)을 가압하기 위해 일측으로 이동시 상기 제 1 가이드(251) 및 제 2 가이드(252)를 일측으로 가압하면 상기 제 1 및 제 2 가이드(251, 252)는 상기 힌지부(253)를 중심으로 회전하게 되고 상기 제 2 가이드(252)의 일면이 상기 오일통로(231)를 막게되는 구조이다. 또한, 상기 돌출부(235)의 하단과 상기 제 2 가이드(252)의 측면에는 지지스프링(254)이 구비되어 상기 돌출부(235)의 하단으로부터 상기 제 2 가이드(252)의 측면을 밀어낸다. 따라서, 상기 지지스프링(254)의 탄성력으로 인해 상기 오일통로(231)를 덮고있는 상기 윤활가이드부(250)는 일측으로 젖혀지고 상기 아마추어(220)가 상기 클러치팩(210)을 가압시 가압력에 의해 오일통로(231)를 막게되며, 다시 아마추어(220)가 상기 클러치팩(210)을 가압하는 힘이 해제되면 상기 지지스프링(254)의 탄성력에 의해 상기 오일통로(231)는 개방되는 구조이다.
이상 본 발명의 실시예에 따른 도면을 참조하여 설명하였지만, 본 발명이 속한 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기 내용을 바탕으로 본 발명의 범주 내에서 다양한 응용 및 변형을 행하는 것이 가능할 것이다.
10 : 트랜스퍼 케이스
11 : 프런트케이스
12 : 리어케이스
13 : 익스텐션케이스
110 : 주축
120 : 클러치허브
130 : 유압시스템
131 : 피스톤
132, T : 스러스트베어링
133 : 엔드플레이트
134 : 탄성부재
140 : 클러치드럼
150 : 클러치팩
151 : 프릭션 플레이트
152 : 리액션 플레이트
160 : 드라이브기어
161 : 스플라인결합부
162 : 헬리컬기어부
N : 니들베어링
B : 볼베어링
S : 스페이서
200 : 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조
210 : 클러치팩
211 : 프릭션 플레이트
212 : 리액션 플레이트
220 : 아마추어
221 : 제 1 스프링 고정홈
230 : 클러치허브
231 : 오일통로
232 : 지지부
233 : 결합부
234 : 제 2 스프링 고정홈
235 : 돌출부
240 : 복귀스프링
250 : 윤활가이드부
251 : 제 1 가이드
252 : 제 2 가이드
253 : 힌지부
254 : 지지스프링
260 : 클러치드럼
270 : 피스톤

Claims (4)

  1. 프릭션 플레이트 및 리액션 플레이트가 맞물려 동력이 전달되도록 구비된 클러치팩;
    상기 클러치팩을 작동시키도록 상기 클러치팩의 일측에 배치되어 상기 클러치팩측으로 이동가능한 아마추어;
    상기 클러치팩의 타측에 배치되어 상기 클러치팩을 지지하는 클러치허브;
    상기 클러치허브와 상기 아마추어의 사이에 배치되고 상기 클러치팩측으로 이동된 상기 아마추어를 복귀시키는 복귀스프링; 및
    상기 클러치허브의 일측에 상기 아마추어의 이동에 따라 상기 클러치팩의 오일유입을 제어하도록 결합된 윤활가이드부를 포함하며,
    상기 클러치허브에는 상기 클러치팩으로 오일이 출입하도록 오일통로가 구비되고 상기 윤활가이드부는 상기 오일통로를 개폐하여 오일유입을 제어하며,
    상기 윤활가이드부는 상기 아마추어와 상기 클러치허브의 사이에 배치된 제 1 가이드 및 상기 제 1 가이드로부터 상기 클러치허브의 외면을 따라 상기 오일통로를 덮도록 절곡된 제 2 가이드로 구성된 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 가이드는 상기 클러치허브의 끝단과 힌지결합된 힌지부가 구비되고, 상기 아마추어가 일측으로 이동되어 상기 윤활가이드부를 가압하면 상기 윤활가이드부가 상기 힌지부를 중심으로 회전되어 상기 제 2 가이드가 오일통로의 개폐를 제어하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스의 드래그토크 저감구조.
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