KR102219950B1 - 트랜스퍼 케이스 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 트랜스퍼 케이스에 관한 것으로서, 하우징; 상기 하우징의 내부에 장착되어, 변속기로부터 동력을 전달받는 주축; 상기 주축의 후단에 연결되어, 주축의 동력을 후륜으로 전달하는 후륜 출력축; 상기 주축과 축 방향이 다르게 배치되며, 상기 주축과 서로 다른 평면에 있는, 상기 주축으로부터 전달받은 동력을 전륜으로 전달하는 전륜 출력축; 상기 주축에 장착되어, 상기 주축의 동력을 상기 전륜 출력축으로 일부 전달 또는 차단함으로써 전륜과 후륜의 동력 분배를 제어하는 동력 절환 장치; 상기 주축과 함께 회전할 수 있게 장착되는 제1 기어와, 상기 전륜 출력축과 함께 회전하도록 장착되어 상기 제1 기어와 맞물리는 제2 기어를 포함하는 기어셋; 및 상기 제2 기어에 결합되어 상기 제2 기어의 동력을 상기 전륜 출력축으로 전달하는 등속 조인트;를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의하여, 트랜스퍼 케이스의 크기를 축소시킬 수 있다.

Description

트랜스퍼 케이스{TRANSFER CASE}
본 발명은 4륜구동 차량에 이용되는 트랜스퍼 케이스에 관한 것이다.
일반적으로, 4륜구동 차량에 이용되는 트랜스퍼 케이스는 변속기로부터 동력을 전달받는 주축과 전륜 출력축이 서로 평행한 구조로 이루어진다. 이때 트랜스퍼 케이스와 연결되어 전륜으로 동력을 전달하는 전륜 구동축과 변속기간 간섭이 발생하지 않도록 하기 위하여, 기어셋 타입의 경우 주축과 전륜 출력축 사이에 아이들 기어를 적용하여 축간 거리를 이격하고, 체인 타입의 경우 스프라켓의 축간 거리를 이격한다.
그러나, 이러한 종래의 트랜스퍼 케이스는 크기가 크고 중량이 무거운 문제점이 있었다. 또한, 트랜스퍼 케이스와 전륜 구동축과의 연결부에 플랜지를 사용하여 진동이 발생하는 문제점이 있었다.
본 발명은, 크기를 축소한 트랜스퍼 케이스를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 하우징; 상기 하우징의 내부에 장착되어, 변속기로부터 동력을 전달받는 주축; 상기 주축의 후단에 연결되어, 주축의 동력을 후륜으로 전달하는 후륜 출력축; 상기 주축과 축 방향이 다르게 배치되며, 상기 주축과 서로 다른 평면에 있는, 상기 주축으로부터 전달받은 동력을 전륜으로 전달하는 전륜 출력축; 상기 주축에 장착되어, 상기 주축의 동력을 상기 전륜 출력축으로 일부 전달 또는 차단함으로써 전륜과 후륜의 동력 분배를 제어하는 동력 절환 장치; 상기 주축과 함께 회전할 수 있게 장착되는 제1 기어와, 상기 전륜 출력축과 함께 회전하도록 장착되어 상기 제1 기어와 맞물리는 제2 기어를 포함하는 기어셋; 및 상기 제2 기어에 결합되어 상기 제2 기어의 동력을 상기 전륜 출력축으로 전달하는 등속 조인트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스를 제공한다.
상기 등속 조인트는 상기 하우징의 내부에 장착될 수 있다.
상기 하우징의 내부에는, 상기 등속 조인트의 회전을 지지하는 제1 베어링과, 상기 제2 기어의 회전을 지지하는 제2 베어링이 구비될 수 있다.
상기 후륜 출력축은 상기 주축과 일체형으로 형성될 수 있다.
상기 동력 절환 장치는 BLDC모터 및 지로터 펌프로 구성된 액츄에이터와, 상기 액츄에이터로 작동되는 다판 클러치를 포함할 수 있다.
상기 등속 조인트는 볼 조인트로 구비될 수 있다.
또한, 상기 등속 조인트는 크로스 그루브 조인트로 구비될 수 있다.
본 발명에 의한 트랜스퍼 케이스는, 주축과 전륜 출력축이 경사지게 배치됨으로써 변속기와의 간섭을 피하면서도 축간 간격이 줄어들게 되어 트랜스퍼 케이스의 크기를 축소시킬 수 있다.
또한, 트랜스퍼 케이스와 전륜으로의 동력 전달에 플랜지를 사용하지 않고, 등속 조인트를 통해 동력을 전달하므로 무게를 줄일 수 있으며, 회전에 따른 진동을 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스퍼 케이스 및 이를 포함하는 4륜구동 차량을 도시한 계통도,
도 2는 도 1에 도시된 트랜스퍼 케이스의 단면도,
도 3은 도 2의 등속 조인트 부분을 확대한 단면도,
도 4는 도 1에 도시된 트랜스퍼 케이스의 사시도,
도 5는 도 4를 전륜 출력축 방향에서 바라본 사시도,
도 6은 도 4을 주축 방향에서 바라본 사시도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스퍼 케이스의 볼 조인트를 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스퍼 케이스의 크로스 그루브 조인트를 도시한 단면도,
도 9는 도 2에 도시된 트랜스퍼 케이스의 동력 절환 장치 중 지로터 펌프의 단면도이다.
이하, 본 발명에 의한 일 실시예에 따른 트랜스퍼 케이스를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스퍼 케이스 및 이를 포함하는 4륜구동 차량을 도시한 계통도, 도 2는 도 1에 도시된 트랜스퍼 케이스의 단면도, 도 3은 도 2의 등속 조인트 부분을 확대한 단면도, 도 4는 도 1에 도시된 트랜스퍼 케이스의 사시도, 도 5는 도 4를 전륜 출력축 방향에서 바라본 사시도, 도 6은 도 4을 주축 방향에서 바라본 사시도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 트랜스퍼 케이스의 볼 조인트를 도시한 단면도, 도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 트랜스퍼 케이스의 크로스 그루브 조인트를 도시한 단면도, 도 9는 도 2에 도시된 트랜스퍼 케이스의 동력 절환 장치 중 지로터 펌프의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량은, 엔진(100), 변속기(200), 트랜스퍼 케이스(300), 후륜 구동축(400), 후륜 차동기어(500), 후륜(810), 전륜 구동축(600), 전륜 차동기어(700), 전륜(820)을 포함한다. 이 중에서 상기 트랜스퍼 케이스(300)와 상기 전륜 구동축(600)을 제외한 나머지 구성요소들은 일반적으로 널리 사용되는 4륜구동 차량의 구동계를 이루는 것으로, 여기서는 그 형상이나 결합관계 등에 대한 자세한 설명은 생략한다.
첨부된 도 2를 참조하면, 상기 트랜스퍼 케이스(300)는 외관을 형성하는 하우징(310)이 있다.
상기 하우징(310)의 내부에는 회전 가능하게 구비되어 상기 변속기(200)로부터의 동력이 전달되고, 상기 후륜 구동축(400)으로 동력을 전달하는 주축(320)이 있다.
상기 하우징(310)의 내부에는 회전 가능하게 구비되어 선단에서 상기 주축(320)과 결합되며 후단에서 상기 후륜 구동축(400)과 결합하는 후륜 출력축(330)이 있다.
상기 하우징(310)의 내부에는 회전 가능하게 구비되어 선단에서 상기 전륜 구동축(600)과 결합하여 동력을 전달하는, 상기 주축(320)과 축 방향이 다르게 배치되며, 상기 주축(320)과 서로 다른 평면에 있는 전륜 출력축(340)이 있다.
상기 하우징(310)의 내부에는 상기 주축(320)의 동력을 상기 전륜 출력축(340)으로 일부 전달 또는 차단함으로써 후륜(810)과 전륜(820)의 동력 분배를 제어하는 동력 절환 장치(350)가 있다.
상기 하우징(310)의 내부에는 상기 주축(320)과 함께 회전할 수 있게 상기 주축(320)상에 장착되는 제1 기어(362)와, 상기 전륜 출력축(340)과 함께 회전할 수 있게 상기 전륜 출력축(340)상에 장착되는, 상기 제1 기어(362)와 맞물리는 제2 기어(364)로 구성된 기어셋(360)이 있다.
상기 전륜 출력축(340)의 선단에는 상기 전륜 출력축(340)과 상기 전륜 구동축(600)을 연결하여 동력을 전달하는 등속 조인트(370)가 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(310)은 그 내부에 상기 주축(320), 상기 후륜 출력축(330), 상기 전륜 출력축(340), 상기 동력 절환 장치(350), 상기 기어셋(360)이 설치되기 위한 공간이 형성된다. 구체적으로는, 상기 하우징(310)의 제1 공간(312)은 상기 주축(320)과 상기 후륜 출력축(330)을 중심으로 한 큰 원통의 형상으로 이루어진다. 제2 공간(314)은 상기 동력 절환 장치(350)가 위치하는 공간으로, 상기 제1 공간(312)의 중심부에서 상기 제1 공간(312)보다 큰 반경과 짧은 높이를 갖는 원통의 형상으로 이루어진다. 제3 공간은 상기 등속 조인트(370)가 위치하는 공간으로, 높이가 상기 제1 공간(312)보다 짧은 원통의 형상으로 이루어진다. 이때, 상기 제1 공간(312)과 상기 제3 공간은 두 원통의 형상이 비스듬하게 만나서 일부가 겹치는 배치를 이루고, 이러한 배치를 통해 상기 제1 공간(312)과 상기 제3 공간이 만나는 부분에서 상기 제1 기어(362)와 상기 제2 기어(364)가 맞물릴 수 있게 된다.
상기 주축(320)은 상기 제1 공간(312)에서 회전 가능하게 베어링에 의해 지지되며, 상기 주축(320)의 선단은 상기 변속기(200)와 연결되고, 상기 주축(320)의 후단은 상기 후륜 출력축(330)과 연결된다.
상기 후륜 출력축(330)은 상기 제1 공간(312)에서 회전 가능하게 베어링에 의해 지지되며, 상기 후륜 출력축(330)의 선단은 상기 주축(320)과 연결되고, 상기 후륜 출력축(330)의 후단은 상기 하우징(310) 외부에서 상기 후륜 구동축(400)과 연결된다.
다만, 상기 주축(320)과 상기 후륜 출력축(330)은 반드시 별개의 독립된 부품이어야 하는 것은 아니고, 일체형으로 형성될 수도 있다. 상기 주축(320) 및 상기 후륜 출력축(330)은 서로 동일한 직선 위에 있도록 배치되므로, 상기 주축(320) 및 상기 후륜 출력축(330)이 일체형으로 형성되는 경우에는 동력 전달이나 비틀림 강성 등에 있어서 유리할 수 있다.
상기 전륜 출력축(340)은 상기 제3 공간에서 회전 가능하게 베어링에 의해 지지되는데, 상기 전륜 출력축(340)의 후단은 상기 제3 공간에 위치할 수 있으나, 상기 전륜 출력축(340)의 선단은 상기 하우징(310)을 관통하여 상기 하우징(310)의 외부로 돌출된다. 상기 전륜 출력축(340)은, 선단에서는 상기 전륜 구동축(600)과 연결되고, 제3 공간 내부에서는 상기 등속 조인트(370)를 통해 상기 제2 기어(364)와 결합한다.
이때, 상기 전륜 출력축(340)과 상기 주축(320)은 축 방향이 서로 일치하지 않으며, 상기 전륜 출력축(340)과 상기 주축(320)의 축 방향을 각각 연장한 두 직선은 서로 다른 평면 위에 있다.
도 2에는 상기 주축(320)의 축 방향 중심인 제1 중심선(302)과 상기 전륜 출력축(340)의 축 방향 중심인 제2 중심선(304)이 도시되어 있다. 도 2에서 상기 제1 중심선(302)과 상기 제2 중심선(304)는 경사지게 배치된 것을 확인할 수 있다.
그러나, 본 실시예에 따른 트랜스퍼 케이스를 여러 각도에서 바라본 도 4 내지 도 6에 도시된 것처럼, 상기 제1 및 제2 중심선은 서로 다른 평면에 위치한다. 다시 말하면, 상기 제1 및 제2 중심선은 기하학적으로 서로 꼬인 위치에 있어서, 어느 각도에서 보는 경우라도 상기 주축(320)과 상기 전륜 출력축(340)은 일치하지 않는다.
구체적으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 주축(320)의 축 방향을 연장한 직선-상기 제1 중심선(302)과 같다-을 포함하고, 상기 제1 기어(362)와 상기 제2 기어(364)의 중심을 이은 직선을 포함하는 기어셋 평면(A)은, 상기 전륜 출력축(340)의 축 방향을 연장한 직선-상기 제2 중심선(304)과 같다-을 포함하지 않는다. 상기 제1 중심선(302) 및 상기 제2 중심선(304)은 같은 평면 위에서 2차원적으로 경사지게 배치된 것이 아니고, 서로 다른 평면에서 3차원적으로 경사지도록 배치되는 것이다.
이 경우에, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 트랜스퍼 케이스(300)를 위에서 보았을 때 상기 제1 중심선(302)과 상기 제2 중심선(304)이 이루는 각도는, 차량의 전체적인 크기와 차량 각 부품의 크기 및 배치 등에 따라 적절하게 결정된다. 이 각도가 지나치게 작으면 상기 전륜 구동축(600)이 상기 변속기(200)와 가까워지므로 간섭이 일어날 수 있게 된다. 반대로 이 각도가 지나치게 크면 상기 전륜 구동축(600)이 상기 전륜 차동기어(700)에 연결되기 어렵다. 일 예로, 트랜스퍼 케이스 또는 트랜스퍼 케이스를 포함하는 차량을 위에서 보았을 때 상기 주축(320)과 상기 전륜 출력축(340)이 이루는 각도는 3도 이상 15도 이하가 될 수 있다.
또한, 상기 트랜스퍼 케이스(300)를 측면에서 보았을 때 상기 제1 중심선(302)과 상기 제2 중심선(304)이 이루는 각도(예각을 말한다)는, 차량의 차체 높이와 차량의 길이 등에 따라 적절하게 결정된다. 이 각도가 지나치게 작으면 차량의 차체가 낮아지게 되어 도로의 돌출된 장애물에 차량 하부가 손상되는 등의 문제가 발생하여 다양한 노면 주행에 적합하지 않을 수 있다. 반대로 이 각도가 지나치게 크면 차량의 동력을 전달하는 부품들에 비틀림 하중 등의 과부하를 주게 되어 균열이 생기거나 피로파괴가 일어날 수 있다. 일 예로, 상기 트랜스퍼 케이스(300)를 측면에서 보았을 때 상기 주축(320)과 상기 전륜 출력축(340)이 이루는 각도는 1도 이상 5도 이하가 될 수 있다.
상기 동력 절환 장치(350)는 상기 제2 공간(314)에서 상기 주축(320)상에 장착되어, BLDC모터 및 도 9에 도시된 지로터 펌프를 포함하는 액츄에이터로 작동되는 다판 클러치가 체결되거나 해제되는 동작을 함으로써, 상기 주축(320)으로부터 상기 후륜(810) 및 상기 전륜(820)으로 전달되는 동력을 분배한다. 이때, 전자제어유닛이 상기 BLDC모터와 일체형으로 상기 BLDC모터 본체에 부착되고, 상기 지로터 펌프에서 상기 액츄에이터로 가해지는 압력에 따라 유압을 조절하는 압력 피드백 유압 제어 방식을 사용한다.
상기 기어셋(360)은 서로 맞물려서 회전하는 상기 제1 기어(362) 및 상기 제2 기어(364)로 구성되는데, 상기 제1 기어(362)는 기어의 중심축이 상기 제1 중심선(302)과 일치하도록 장착되어 상기 주축(320)과 함께 회전하며, 상기 제2 기어(364)는 기어의 중심축이 상기 제2 중심선(304)과 일치하도록 장착되어 상기 전륜 출력축(340)과 함께 회전한다.
이때, 상기 제1 기어(362) 및 상기 제2 기어(364)의 중심축의 관계는 상기 주축(320)과 상기 전륜 출력축(340)의 관계에서 전술한 바와 같이, 축 방향이 서로 일치하지 않으며, 축 방향을 각각 연장한 두 직선은 서로 다른 평면 위에 있다. 따라서, 평행하지 않는 중심축을 가진 두 기어간 동력전달을 위하여, 상기 제1 기어(362)는 원통형(cylinderical) 기어, 상기 제2 기어(364)는 원추형(conical) 기어로 형성된다. 일 예로, 상기 제1 기어(362)는 헬리컬 기어, 상기 제2 기어(364)는 나선형 이를 갖는 베벨 기어일 수 있다. 그러나, 변형에 따라 상기 제1 및 제2 기어는 이와 다른 종류의 기어로 구비되는 것도 가능하다.
도 3을 참조하면, 상기 등속 조인트(370)는 상기 하우징(310)의 내부에 위치하고, 상기 제2 기어(364)에 결합됨으로써 상기 제2 기어(364)의 동력을 상기 전륜 출력축(340)으로 전달한다.
본 실시예에서 상기 등속 조인트(370)는 볼 조인트(370a)로 구비된다. 도 3 및 도 7을 참조하여 상기 볼 조인트(370a)의 구조에 대해 설명한다. 내부 조인트 부재(372)는 상기 전륜 출력축(340)을 감싸고 있다. 외부 조인트 부재(374)는 상기 볼 조인트(370a)의 외관을 형성하며, 일측에서는 상기 제2 기어(364)의 내측에 스플라인 결합되고, 타측으로 상기 하우징(310)까지 연장된다.
이때 상기 외부 조인트 부재(374)가 연장되는 부위에서는 제1 베어링(382)이 상기 볼 조인트(370a)의 회전을 지지한다. 이 같은 구조에 의해서 상기 외부 조인트 부재(374)는 베어링 샤프트의 기능까지 수행하게 된다. 상기 제1 베어링(382)의 형상 및 기능에 대해서는 후술하기로 한다.
볼(376)은 상기 외부 조인트 부재(374)의 내부 표면에 접촉하며, 상기 내부 조인트 부재(372)에 결합된다. 케이지(378)는 상기 볼(376)의 둘레를 감싸도록 형성되어 상기 볼(376)의 회전을 지지한다. 부트(379)는 상기 외부 조인트 부재(374)와 상기 전륜 출력축(340)을 연결한다. 상기 부트(379)는 고무 재질로 제작되어 신축성이 있다. 상기 부트(379)는 상기 볼 조인트(370a)부를 밀봉하여 상기 볼 조인트(370a)가 상기 기어셋(360)과 독립하여 윤활되게 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 베어링(382)은 상기 볼 조인트(370a)의 회전을 지지하고, 상기 제1 베어링(382)의 반대측에 위치한 제2 베어링(384)이 상기 제2 기어(364)의 회전을 지지한다.
상기 제1 및 제2 베어링은 테이퍼 베어링으로 구비되는데, 테이퍼 베어링은 하중이 한 점에 집중되지 않고 분산되는 특징이 있다. 그리고, 상기 제1 및 제2 베어링(382, 384)은 상기 볼 조인트(370a)의 중심을 기준으로 하여 서로 반대 방향에 이격되어 양단에서 상기 제2 기어(364) 및 상기 볼 조인트(370a)의 회전을 지지한다.
테이퍼 베어링인 상기 제1 및 제2 베어링(382, 384)이 볼 조인트(370a)를 양단에서 지지함에 따라, 상기 제2 기어(364) 및 상기 볼 조인트(370a)의 회전에 따른 진동 발생이 억제된다. 또한, 상기 볼 조인트(370a)의 축방향 구속이 상기 제1 및 제2 베어링(382, 384)에 의해 달성되기 때문에, 상기 볼 조인트(370a)를 상기 제2 기어(364)에 고정하기 위한 별도의 고정부재(볼트, 와셔 등)가 불필요하다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 상기 등속 조인트(370)는 도 8에 도시된 크로스 그루브 조인트(370b)로 구비된다. 상기 크로스 그루브 조인트(370b)는 상기 볼 조인트(370a)와 달리, 외부 조인트 부재(373)의 내주면에 복수의 볼 그루브가 형성된다. 상기 크로스 그루브 조인트(370b)는 서로 일치하지 않는 두 축 간의 동력 전달이 가능한 등속 조인트인 점은 상기 볼 조인트(370a)와 같으나, 상기 볼 그루브가 형성됨에 따라 축 방향으로 일정 거리만큼 슬라이딩이 가능한 점에서 차이가 있다. 상기 크로스 그루브 조인트(370b)의 내부 조인트 부재(371), 볼(375), 케이지(377) 등의 다른 구성요소는 상기 볼 조인트(370a)에서 설명한 바와 같은 기능을 하므로 자세한 설명은 생략한다.
도시하지는 않았지만, 상기 전륜 출력축(340)와 상기 전륜 구동축(600)의 결합부에는, 그 둘레에 축 방향으로 일정 길이를 가진 요철이 각각 형성되어, 축 방향으로의 길이 연장 또는 축소가 가능하도록 하는 스플라인 결합으로 조립된다.
이하, 위와 같이 구성되는 본 발명의 실시예들에 따른 트랜스퍼 케이스의 작용효과에 대해 설명한다.
본 실시예에 따른 트랜스퍼 케이스를 포함하는 4륜구동 차량은, 상기 엔진(100)에서 발생되는 동력이 상기 변속기(200)를 통해 변속된다.
그리고, 상기 변속기(200)를 통해 변속된 동력은 상기 트랜스퍼 케이스(300)로 전달된다.
그리고, 상기 트랜스퍼 케이스(300)로 전달된 동력은 상기 주축(320)을 회전시킨다. 상기 동력 절환 장치(350)는 상기 주축(320)의 동력을 모두 상기 후륜(810)으로 보내거나, 상기 후륜(810)과 상기 전륜(820)으로 나누어 전달하도록 제어할 수 있다.
그리고, 상기 주축(320)에서 상기 전륜 출력축(340)으로의 동력 전달은 상기 기어셋(360)을 통해 이루어진다. 이때, 상기 제2 기어(364)가 원추형 기어로 이루어짐에 따라, 원통형 기어를 사용하였을 경우에 비해 부드럽게 회전하여 진동과 소음이 적게 발생하며 높은 동력 전달 효율을 갖는다. 또한, 상기 제1 기어(362)와 상기 제2 기어(364)가 직접 맞물리므로, 상기 제1 기어(362)와 상기 제2 기어(364) 사이에 아이들 기어를 사용하는 기존의 트랜스퍼 케이스에 비해 상기 기어셋(360)은 동력 전달 효율이 높고 내구성이 우수하다.
상기 기어셋(360)에서는 상기 제1 기어(362)로부터 상기 제2 기어(364)로 동력이 전달된다. 그리고, 상기 제2 기어(364)의 동력은 상기 외부 조인트 부재(374, 373)로 전달되고, 상기 외부 조인트 부재(374, 373)의 동력은 상기 볼(376, 375) 및 상기 내부 조인트 부재(372, 371)를 거쳐서 상기 전륜 출력축(340)으로 전달된다. 전술한 바와 같이, 상기 외부 조인트 부재(374, 373)는 베어링 샤프트의 역할도 함께 함으로써 상기 제2 기어(364)로부터 직접 동력을 전달받는 역할을 한다. 따라서, 본 발명의 실시예들에서는 별도의 베어링 샤프트가 불필요하므로, 베어링 샤프트가 구비되는 종래의 트랜스퍼 케이스에 비하여 진동 발생 요인이 줄어들게 되며, 중량이 감소하는 효과가 있다.
또한, 상기 전륜 출력축(340)과 상기 주축(320)을 위에서 보았을 때 서로 경사지게 배치됨에 따라서, 상기 전륜 출력축(340) 및 상기 전륜 구동축(600)은 상기 변속기(200)와의 간섭을 피하면서 상기 전륜 차동기어(700)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 주축(320)과 상기 전륜 출력축(340)의 간격이 주축과 평행한 전륜 출력축을 갖는 기존 트랜스퍼 케이스의 경우에 비해 짧으므로, 트랜스퍼 케이스의 전체적인 크기를 축소할 수 있다.
그리고, 상기 등속 조인트(370)가 상기 볼 조인트(370a) 또는 상기 크로스 그루브 조인트(370b)로 이루어짐에 따라서, 상기 등속 조인트(370)는 회전시 부등속이 발생하여 동력 손실을 초래하는 일반적인 유니버설 조인트에 비해 높은 동력 전달 효율을 갖는다.
또한, 상기 전륜 구동축(600)이 플랜지 없이 상기 등속 조인트(370)로 결합됨에 따라서, 플랜지로 결합하는 기존의 방식에 비하여 회전에 따른 진동이 줄어든다. 플랜지의 삭제로 인한 중량 감소의 측면도 있다.
또한, 상기 등속 조인트(370)가 상기 하우징(310) 내부에 위치함에 따라, 상기 전륜 출력축(340)과 상기 변속기(200) 사이의 간격이 충분하게 확보될 수 있다. 상기 전륜 구동축(600)과 상기 변속기(200) 사이의 간격 또한 충분히 확보된다. 상기 등속 조인트(370)는 상기 하우징(310)에 의해 보호되는 것이므로, 주행 중 돌이 튀는 등의 외부 충격으로부터 강하며 부식의 위험도 줄어들게 된다.
이때, 상기 등속 조인트(370) 및 상기 제2 기어(364)가 테이퍼 베어링인 제1 및 제2 베어링(382, 384)에 의해 회전 지지되므로, 상기 제2 기어(364)의 동력이 상기 등속 조인트(370)로 전달되는 과정에서 발생할 수 있는 진동이 억제된다. 특히, 상기 등속 조인트(370)의 양단에 각각 상기 제1 베어링(382) 및 상기 제2 베어링(384)이 위치하는 구조이므로, 일단에만 베어링이 위치하는 구조에 비하여 진동을 더욱 효과적으로 억제하게 된다.
한편, 상기 등속 조인트(370)와 상기 전륜 구동축은(600) 플랜지 없이 스플라인 결합으로 조립된다. 따라서, 상기 전륜(820)의 높이가 변하는 차량 주행 조건의 경우에, 상기 전륜 구동축(600)은 상기 트랜스퍼 케이스(300)와 상기 전륜 차동기어(700) 사이의 거리 변화에 따라 신축하며 동력을 전달한다.
그리고, 상기 전륜 출력축(340)과 상기 주축(320)을 측면에서 보았을 때 서로 경사지게 배치됨에 따라서, 상기 트랜스퍼 케이스(300)가 상기 전륜(810) 및 상기 후륜(820)에 비해 높은 위치에 장착된다. 즉, 차량의 최저지상고를 종래의 트랜스퍼 케이스를 적용한 차량에 비해 높게 설계하는 것이 가능하다. 최저지상고가 높은 차량은 특히 오프로드 주행시에 노면에 돌출된 장애물 등에 의해 상기 트랜스퍼 케이스(300) 또는 차량 하부의 다른 부품들이 손상되는 위험을 낮출 수 있어 악조건에서의 운행에 유리하다.
그리고, 상기 트랜스퍼 케이스(300)에서 상기 후륜 구동축(400)으로 전달된 동력은 상기 후륜 차동기어(500)을 통해 상기 후륜(810)을 회전시키고, 상기 트랜스퍼 케이스(300)에서 상기 전륜 구동축(600)으로 전달된 동력은 상기 전륜 차동기어(700)를 통해 상기 전륜(820)을 회전시킨다.
이에 의하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 트랜스퍼 케이스(300)를 포함하는 4륜구동 차량의 4륜이 구동된다.
이와 같이 크기가 축소된 상기 트랜스퍼 케이스(300)를 사용함으로 인해, 차량의 총 중량이 감소하므로 부차적으로는 연비 상승의 효과가 있고, 원가 절감의 효과가 있다.
100: 엔진 200: 변속기
300: 트랜스퍼 케이스 302: 제1 중심선
304: 제2 중심선 310: 하우징
312: 제1 공간 314: 제2 공간
320: 주축 330: 후륜 출력축
340: 전륜 출력축 350: 동력 절환 장치
362: 제1 기어 364: 제2 기어
370: 등속 조인트 370a: 볼 조인트
370b: 크로스 그루브 조인트 371, 372: 내부 조인트 부재
373, 374: 외부 조인트 부재 375, 376: 볼
377, 378: 케이지 379: 부트
382: 제1 베어링 384: 제2 베어링
400: 후륜 구동축 500: 후륜 차동기어
600: 전륜 구동축 700: 전륜 차동기어
810: 후륜 820: 전륜
A: 기어셋 평면

Claims (7)

  1. 하우징;
    상기 하우징의 내부에 장착되어, 변속기로부터 동력을 전달받는 주축;
    상기 주축의 후단에 연결되어, 주축의 동력을 후륜으로 전달하는 후륜 출력축;
    상기 주축과 축 방향이 다르게 배치되며, 상기 주축과 서로 다른 평면에 있는, 상기 주축으로부터 전달받은 동력을 전륜으로 전달하는 전륜 출력축;
    상기 주축에 장착되어, 상기 주축의 동력을 상기 전륜 출력축으로 일부 전달 또는 차단함으로써 전륜과 후륜의 동력 분배를 제어하는 동력 절환 장치;
    상기 주축과 함께 회전할 수 있게 장착되는 제1 기어와, 상기 전륜 출력축과 함께 회전하도록 장착되어 상기 제1 기어와 맞물리는 제2 기어를 포함하는 기어셋; 및
    상기 제2 기어에 결합되어 상기 제2 기어의 동력을 상기 전륜 출력축으로 전달하는 등속 조인트;를 포함하고,
    상기 등속 조인트는 외관을 형성하는 외부 조인트 부재를 포함하고, 상기 외부 조인트 부재는 상기 제2 기어의 내측에 스플라인 결합되는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 등속 조인트는 상기 하우징의 내부에 장착되는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하우징의 내부에는, 상기 등속 조인트의 회전을 지지하는 제1 베어링과, 상기 제2 기어의 회전을 지지하는 제2 베어링이 구비되는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 후륜 출력축은 상기 주축과 일체형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 동력 절환 장치는 BLDC모터 및 지로터 펌프로 구성된 액츄에이터와, 상기 액츄에이터로 작동되는 다판 클러치를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 등속 조인트는 볼 조인트로 구비되는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 등속 조인트는 크로스 그루브 조인트로 구비되는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001347845A (ja) * 2000-06-07 2001-12-18 Ntn Corp 自動車用プロペラシャフト
KR101345856B1 (ko) * 2011-12-16 2013-12-30 현대위아 주식회사 Ｂｌｄｃ모터를 이용한 부변속기의 유압제어장치
JP2017030452A (ja) * 2015-07-30 2017-02-09 マツダ株式会社 車両のトランスファ構造

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR200461044Y1 (ko) * 2009-03-17 2012-06-20 독터. 인제니어. 하.체. 에프. 포르쉐 악티엔게젤샤프트 차량 변속기
US8316738B2 (en) * 2009-06-10 2012-11-27 Magna Powertrain Of America, Inc. Compact transfer case with beveloid gearset

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001347845A (ja) * 2000-06-07 2001-12-18 Ntn Corp 自動車用プロペラシャフト
KR101345856B1 (ko) * 2011-12-16 2013-12-30 현대위아 주식회사 Ｂｌｄｃ모터를 이용한 부변속기의 유압제어장치
JP2017030452A (ja) * 2015-07-30 2017-02-09 マツダ株式会社 車両のトランスファ構造

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