KR102025952B1 - 차량용 파트타임 4륜구동 장치 - Google Patents

차량용 파트타임 4륜구동 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 차량용 파트타임 4륜구동 장치에 관한 것으로, 변속기로부터 동력이 입력되는 입력축의 외주면에 결합된 슬리브, 상기 슬리브를 통해 상기 입력축에 선택적으로 연결되는 제1 출력축, 상기 슬리브의 인근에 배치되는 모터 및 상기 슬리브와 상기 모터를 기어 결합시키고, 상기 모터의 출력으로 상기 슬리브를 축방향으로 이동시키는 기어부를 포함하고, 상기 슬리브의 이동에 따라 상기 입력축과 상기 제1 출력축이 선택적으로 연결되어 리어 액슬로 동력을 전달하여 차량을 4륜 구동으로 작동 가능하게 하는 것이다.

Description

차량용 파트타임 4륜구동 장치 {PART TIME FOUR WHEEL DRIVE APPARATUS OF VEHICLE}
본 발명은 차량용 파트타임 4륜구동 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구조를 단순화 및 소형화 할 수 있고, 이에 따른 중량이 감소됨에 따라 작동 효율이 증대될 수 있는 차량용 파트타임 4륜구동 장치에 관한 것이다.
일반적으로 4륜구동 차량은 앞바퀴와 뒷바퀴가 동시에 구동력을 발휘할 수 있도록 하는 차량으로서, 파트타임 4륜구동 차량과 상시 4륜구동 차량으로 구분될 수 있다. 여기에서, 파트타임 4륜구동 차량은 운전자가 2륜구동 또는 4륜구동방식을 선택하여 주행할 수 있는 것이다.
이러한 차량용 파트타임 4륜구동 장치와 관련된 기술로는 공개특허 제10-1996-0021747호(특허문헌 1) 및 공개특허 제10-2003-0048916호(특허문헌 2)가 개시된 바 있다.
상기 특허문헌 1의 기술은 변속로부터 동력을 전달받는 입력축기어와, 입력축기어로부터 선택적으로 동력을 전달받는 출력축기어와, 출력축기어 상에 베어링지지되는 출력기어와, 출력축기어를 입력축기어 또는 출력기어 중 선택된 하나의 기어에 연결하는 하이, 로우 슬리브와, 출력축기어 상에 베어링지지되는 스프로켓과, 스프로켓 측단의 출력축기어 상에 스플라인결합되는 클러치허브와, 변속포크에 의해 클러치허브와 스프로켓을 선택적으로 연결하는 4륜선택슬리브와, 스프로켓과 체인 연결되는 전륜구동축이 구비되어 출력축과 전륜구동축을 체인구동하므로써 구조를 간단히 함과 동시에 소음을 저감할 수 있다.
상기 특허문헌 2의 기술은 앞추진축이 절환수단에 의해 센터 디퍼렌셜과 연결되는 제1 앞추진축 및 프론트 디퍼렌셜과 연결된 제2 앞추진축으로 나누어지고 유압다판 클러치수단에 의해 제1 앞추진축과 센터 디퍼렌셜이 연결되면 제1 앞추진축과 제2 앞추진축을 서로 연결되므로, 센터 디퍼렌셜을 동력을 전달받아 구동되는 전륜구동계의 드래그 토크가 나누어져 4륜구동으로 전환시 센터 디퍼렌셜과 제1 앞추진축을 동기시키는 시간과 노력이 적게 소요되도록 할 수 있다.
도 1은 종래의 파트타임 4륜구동 장치를 설명하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 파트타임 4륜구동 장치(100)는 입력축(110)과, 슬리브(120)와, 포크(130)와, 캠(140)과 모터(150) 및 캠(140)과 모터(150)를 기어 결합하는 기어부(160)를 포함한다. 이러한 종래의 파트타임 4륜구동 장치(100)는 입력축(110)에 결합되는 제1 출력축(170)을 통해 리어 액슬(미도시)로 동력을 선택적으로 전달하고, 입력축(110)에 체인(180)을 통해 연결되는 제2 출력축(190)을 통해 프론트 액슬(미도시)로 동력을 상시 전달한다.
입력축(110)은 일단이 변속기(미도시)에 연결되어 변속기로부터 동력이 입력된다. 입력축(110)의 타단은 슬리브(120)의 이동에 의해 제1 출력축(170)과 선택적으로 연결될 수 있다.
슬리브(120)는 입력축(110)의 외주면에 결합되어 함께 회전하고, 축방향 이동을 통해 제1 출력축(170)과 치합될 수 있다. 즉, 슬리브(120)는 입력축(110)과 제1 출력축(170)을 연결하여 변속기로부터 전달되는 동력을 리어 액슬로 전달할 수 있다.
포크(130)는 일단이 슬리브(120)의 외주면에 접촉되어 슬리브(120)를 축방향으로 이동시키고, 타단이 캠(140)에 접촉되어 캠(140)의 이동에 의해 축방향으로 이동된다. 포크(130)는 양단 사이를 관통하도록 배치되는 가이드 레일(131)과, 가이드 레일(131)의 외주면에서 포크(130)의 일측에 접촉되도록 배치되는 탄성부재(132)를 더 포함한다.
가이드 레일(131)은 포크(130)의 축방향 이동시 포크(130)가 슬리브(120)와 캠(140)에 접촉된 부분이 떨어지지 않도록 지지한다. 탄성부재(132)는 포크(130)에 가해지는 이동력이 제거되었을 때 포크(130)를 이동전 위치로 복귀시키도록 탄성력을 제공한다.
캠(140)은 일단에 결합된 모터(150)에 의해 축방향으로 이동가능하게 배치되고, 외주면에 돌출 형성된 돌출부가 포크(130)의 타단에 접촉하여 포크(130)를 함께 이동시킨다.
모터(150)는 캠(140)의 일단에 기어결합되어 캠(140)을 축방향으로 이동시킨다. 이때, 모터(150)와 캠(140)은 기어부(160)를 통해 연결된다. 기어부(160)는 모터(150)의 회전력을 직선운동으로 전환하여 캠(140)을 축방향으로 이동시키도록 한다.
이러한 종래의 파트타임 4륜구동 장치(100)는 포크(130)의 축방향 이동을 가이드 하는 가이드 레일(131)과, 모터(150)의 전원이 OFF 되었을 때 포크(130)를 작동전 위치로 복귀되도록 탄성력을 제공하는 탄성부재(132)를 포함하여 복잡하게 구성되는 문제점이 발생할 수 있다. 또한, 종래의 파트타임 4륜구동 장치(100)는 복잡한 구성에 따른 부피와 중량이 증대되어 차량의 효율이 저하되는 문제점이 발생할 수 있다.
공개특허 제10-1996-0021747호. 공개특허 제10-2003-0048916호.
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 모터를 슬리브에 웜기어 구조로 연결하여 구조를 단순화 함으로써 불필요한 구성품을 삭제할 수 있는 파트타임 4륜구동 장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 구성을 단순화 하여 부피와 중량을 감소시킬 수 있고, 중량 감소에 따른 차량의 효율이 증대될 수 있는 파트타임 4륜구동 장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 변속기로부터 동력이 입력되는 입력축의 외주면에 결합된 슬리브, 상기 슬리브를 통해 상기 입력축에 선택적으로 연결되는 제1 출력축, 상기 슬리브의 인근에 배치되는 모터 및 상기 슬리브와 상기 모터를 기어 결합시키고 상기 모터의 출력으로 상기 슬리브를 축방향으로 이동시키는 기어부를 포함하고, 상기 슬리브의 이동에 따라 상기 입력축과 상기 제1 출력축이 선택적으로 연결되어 리어 액슬로 동력을 전달하여 차량을 4륜 구동으로 작동 가능하게 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 기어부는 상기 모터의 출력단에 결합되는 웜과, 상기 웜에 기어 결합되어 회동하는 웜횔 및 상기 웜휠과 상기 슬리브를 연결하는 포크를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 포크는 상기 슬리브가 상기 입력축의 축방향으로 이동하도록 상기 웜휠의 회동을 축방향 이동력으로 전환하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 포크는 상기 웜휠에 결합된 일단을 회동 중심으로 하여 회동하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 슬리브의 내주면이 상기 제1 출력축의 외주면에 스플라인 결합함으로써 상기 입력축과 상기 제1 출력축이 함께 회전하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하면, 모터의 회전력을 수직방향의 이동력으로 전환하는 포크를 통해 모터를 슬리브에 웜기어 구조로 연결하여 구조를 단순화 함으로써 불필요한 구성품을 삭제할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 의하면, 모터를 슬리브 인근에 배치하여 모터와 슬리브를 연결하는 구성을 단순화 하여 부피와 중량을 감소시킬 수 있고, 중량 감소에 따른 차량의 효율이 증대될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 파트타임 4륜구동 장치를 설명하는 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파트타임 4륜구동 장치를 설명하는 단면도.
도 3은 도 2의 파트타임 4륜구동 장치의 슬리브 작동 구조를 설명하는 A 확대도.
본 발명의 실시를 위한 구체적인 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 파트타임 4륜구동 장치를 설명하는 단면도이고, 도 3은 도 2의 파트타임 4륜구동 장치의 슬리브 작동 구조를 설명하는 A 확대도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파트타임 4륜구동 장치(200)는 입력축(210)과, 슬리브(220)와, 제1 출력축(230)과, 모터(240) 및 기어부(250)를 포함한다. 차량용 파트타임 4륜구동 장치(200)는 변속기(미도시, TM)로부터 동력이 입력되는 입력축(210)에 선택적으로 연결되는 제1 출력축(230)을 통해 차량의 리어 액슬(미도시, R/A)로 동력을 전달할 수 있다. 또한, 차량용 파트타임 4륜구동 장치(200)는 입력축(210)에 체인(270)을 통해 연결되는 제2 출력축(260)을 통해 차량의 프론트 액슬(미도시, F/A)로 동력을 상시 전달한다.
입력축(210)은 변속기로부터 동력이 입력되도록 변속기에 연결된다. 입력축(210)은 일단에 제1 출력축(230)이 선택적으로 연결된다. 입력축(210)은 외주면에 결합되어 함께 회전하는 스프로켓(211)을 포함한다. 입력축(210)은 스프로켓(211)의 외주면에 결합되는 체인(270)을 통해 제2 출력축(260)과 연결된다.
슬리브(220)는 입력축(210)의 외주면에 결합되어 함께 회전한다. 슬리브(220)는 입력축(210)의 외주면에 축방향으로 이동 가능하게 결합된다. 슬리브(220)는 외주면에 후술되는 포크(253)가 연결되어, 포크(253)의 이동에 의해 축방향으로 이동된다. 슬리브(220)는 축방향 이동을 통해 입력축(210)과 제1 출력축(230)이 함께 회전할 수 있도록 연결한다. 즉, 슬리브(220)는 내주면이 제1 출력축(230)의 외주면에 스플라인 결합함으로써 입력축(210)과 제1 출력축(230)이 함께 회전하도록 연결한다.
제1 출력축(230)은 슬리브(220)를 통해 입력축(210)에 선택적으로 연결된다. 제1 출력축(230)은 외주면에 슬리브(220)가 치합되어 입력축(210)에 연결되고, 입력축(210)으로부터 전달되는 동력을 리어 액슬로 전달한다.
모터(240)는 슬리브(220) 인근에 배치된다. 모터(240)는 기어부(250)를 통해 슬리브(220)에 연결되고, 슬리브(220)를 축방향으로 이동시키는 동력을 제공한다.
기어부(250)는 슬리브(220)와 모터(240)를 기어 결합시키고, 모터(240)의 출력으로 슬리브(220)를 축방향으로 이동시킨다. 기어부(250)는 모터(240)의 출력단에 결합되는 웜(251)과, 웜(251)에 기어 결합되어 회동하는 웜휠(252) 및 웜휠(252)과 슬리브(220)를 연결하는 포크(253)를 포함한다. 기어부(250)는 모터(240)의 회전력을 진선 운동으로 전화하여 슬리브(220)를 입력축(210)의 축방향으로 이동시킨다.
웜(251)은 모터(240)의 출력단에 결합되어 모터(240)의 회전력에 의해 회전한다. 웜(251)은 웜휠(252)에 기어 결합되어 모터(240)의 회전력으로 웜휠(252)을 회동시킨다.
웜휠(252)은 웜(251)에 기어 결합되고, 웜(251)의 회전에 의해 회동된다. 웜휠(252)은 회동 중심에 포크(253)가 결합되어 포크(253)를 함께 회동 시킨다.
포크(253)는 일단이 웜휠(252)의 회동 중심에 결합되고, 타단이 슬리브(220)의 외주면에 결합된다. 포크(253)는 웜휠(252)의 회동에 의해 회동되고, 회동에 의해 슬리브(220)를 입력축(210)의 축방향으로 이동시킨다. 즉, 포크(253)는 슬리브(220)가 입력축(210)의 축방향으로 이동하도록 웜휠(252)의 회동을 축방향 이동력으로 전환한다.
상기와 같은 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 파트타임 4륜구동 장치(200)의 작용을 간략하게 설명하기로 한다.
차량용 파트타임 4륜구동 장치(200)는 변속기에 연결되어 변속기로부터 동력을 입력받는 입력축(210)이 체인(270)을 통해 제2 출력축(260)에 연결된다. 제2 출력축(260)은 차량의 프론트 액슬(미도시)에 연결되어 입력축(210)으로부터 전달받는 동력을 프론트 액슬로 전달하여 프론트 액슬을 구동한다.
이러한 차량용 파트타임 4륜구동 장치(200)는 입력축(210)에 결합된 슬리브(220)를 통해 입력축(210)과 제1 출력축(230)이 선택적으로 결합된다. 제1 출력축(230)은 차량의 리어 액슬로 연결되고, 입력축(210)으로 입력되는 동력을 슬리브(220)를 통해 선택적으로 리어 액슬로 전달한다.
여기에서 슬리브(220)는 외주면에 포크(253)가 걸리도록 배치되고, 포크(253)는 모터(240)의 회전력을 직선 운동으로 전환하여 슬리브(220)를 입력축(210)의 축방향으로 이동시킨다. 이때, 포크(253)는 일단이 웜휠(252)에 결합되어 웜휠(252)의 회동에 의해 회동한다. 웜휠(252)은 모터(240)의 출력단에 결합된 웜(251)에 기어 결합되고, 웜(251)을 통해 모터(240)의 회전력을 전달받아 회동한다.
슬리브(220)를 이동시키는 기어부(250)는 포크(253)를 이동시키기 위한 종래의 가이드 레일(도 1의 131)과 캠(도 1의 140)을 삭제할 수 있게 함으로써 구조를 단순화하는 효과가 있다. 또한, 차량용 파트타임 4륜구동 장치(200)는 구성이 단순해짐으로써 크기를 소형활 할 수 있고, 이에 따른 중량 감소 효과가 있다. 또한, 차량용 파트타임 4륜구동 장치(200)는 중량 감소로 인해 차량의 효율이 증대되는 효과가 있다.
상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
200 : 차량용 파트타임 4륜구동 장치 210 : 입력축
220 : 슬리브 230 : 제1 출력축
240 : 모터 250 : 기어부
251 : 웜 252 : 웜휠
253 : 포크 260 : 제2 출력축

Claims (5)

  1. 변속기로부터 동력이 입력되는 입력축의 외주면에 결합된 슬리브;
    상기 슬리브를 통해 상기 입력축에 선택적으로 연결되는 제1 출력축;
    상기 슬리브의 인근에 배치되는 모터; 및
    상기 슬리브와 상기 모터를 기어 결합시키고, 상기 모터의 출력으로 상기 슬리브를 축방향으로 이동시키는 기어부를 포함하고,
    상기 기어부는
    상기 모터의 출력단에 결합되는 웜;
    상기 웜에 기어 결합되어 회동하는 웜횔; 및
    상기 웜휠과 상기 슬리브를 연결하는 포크를 구비하고,
    상기 포크는 상기 웜휠에 결합된 일단을 회동 중심으로 하여 회동하도록 구성되어, 상기 슬리브의 이동에 따라 상기 입력축과 상기 제1 출력축이 선택적으로 연결되어 리어 액슬로 동력을 전달하여 차량을 4륜 구동으로 작동 가능하게 하는 차량용 파트타임 4륜구동 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 슬리브의 내주면이 상기 제1 출력축의 외주면에 스플라인 결합함으로써 상기 입력축과 상기 제1 출력축이 함께 회전하는 것을 특징으로 차량용 파트타임 4륜구동 장치.
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