KR102339880B1 - 자작자동차용 차동제한장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 자작자동차용 차동제한장치는, 차동장치를 구비하는 자작자동차에 있어서, 상기 차동장치의 차동기어케이스 내에 장착되는 제1 작용부재와 제2 작용부재를 포함하고; 상기 제1 작용부재는 몸체가 형성되는 제1 바디와, 상기 제1 바디의 길이 방향의 양측으로 연장되어 형성되는 제1 마찰부로 이루어지며; 상기 제2 작용부재는 몸체가 형성되는 제2 바디와, 상기 제2 바디의 길이 방향의 양측으로 연장되어 형성되는 제2 마찰부로 이루어지고; 상기 제1 작용부재와 제2 작용부재는 조절볼트에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 자작자동차용 차동제한장치에 의하면, 사용자가 조절볼트의 조임 정도를 조절하는 것으로 차동장치 내의 차동사이드기어에 가해지는 마찰 부하를 적절히 조절할 수 있으므로 주행코스에 최적화된 차동장치를 간단하게 구현할 수 있는 효과가 있다.

Description

자작자동차용 차동제한장치{Limited slip device for self-made car}

본 발명은 자작자동차의 차동장치에 적용할 수 있는 차동제한장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 자작자동차의 차동장치 내에 구비된 차동사이드기어에 가해지는 마찰 부하를 적절히 조절할 수 있는 자작자동차용 차동제한장치에 관한 것이다.

요즘에는 동호회 회원 및 학생 등이 경주를 목적으로 자체적으로 제작한 자작자동차들이 제조되고 있다.

종래 기술인 특허문헌 1에는 학습용 자작 조립 자동차가 개시되어 있다.

상기 학습용 자작 조립 자동차는, 차체, 4개의 바퀴, 지지암, 조향장치, 엔진동력부, 바퀴구동축, 어셈블리 및 가속페달부를 포함하여 구성된다.

상기 엔진동력부에서 생산되는 동력은 엔진동력부측의 기어를 통해 바퀴구동축 중앙측에 형성된 기어 간의 체인을 통해 전달하고, 상기 바퀴구동축은 후면부 어셈블리에 형성된 허브에 관통 삽입되어 뒷바퀴와 연결됨으로 엔진동력부를 통해 전달되는 동력에 의해 뒷바퀴가 회전하는 것을 특징으로 한다.

이처럼 자작자동차는 저렴하고 간단한 구조로 제작되고 있어 엔진동력부로부터의 동력이 바퀴구동축에 직접 전달되는 구조를 택하는 것이 일반적이다.

그러나 경주대회에서 좋은 성적을 내기 위해서는 보다 효율적인 주행이 가능해야 하므로 이를 개선하기 위한 시도가 있어 왔다.

특허문헌 2는 이러한 시도의 일예로서, 리튬-폴리머 배터리를 이용한 하이브리드 자작자동차가 개시되어 있다.

상기 하이브리드 자작자동차는 동력축, 엔진, 모터, 발전기, 배터리 및 속도센서를 포함하는 구동 시스템을 포함하고, 상기 동력축은 상기 엔진 또는 상기 모터로부터 구동력을 제공받아 회전하며, 상기 동력축에는 스프로킷, 제1 구동부 및 제2 구동부가 차례로 일렬로 고정될 수 있다.

또한, 상기 제1 및 제2 구동부들 사이에는 차동기어가 구비됨으로써 하이브리드 자작자동차가 주행 중 미끄러지지 않고 선회 시 원활한 회전이 가능하며, 요철부위의 주행시 일정한 속도를 유지할 수 있는 것을 특징으로 한다.

그러나 실제로는 위와 같이 차동기어를 구비하더라도 특정 주행코스에서 선회 중 슬립이 발생하는 문제점이 있다.

이는 경주대회마다 사용되는 주행코스가 다양하여 특정 주행코스에서는 차동기어가 오히려 슬립의 원인을 제공하는 경우가 발생하기 때문이다.

등록특허공보 제10-1816724호(2018. 01. 09. 공고) 등록특허공보 제10-1646589호(2016. 08. 08. 공고)

본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 자작자동차를 이용한 경주 대회에서 특정 주행코스에 최적화된 차동장치를 구현하기 위하여 차동장치 내의 차동사이드기어에 가해지는 마찰 부하를 적절히 조절할 수 있는 자작자동차용 차동제한장치를 제공하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 자작자동차용 차동제한장치는, 차동장치를 구비하는 자작자동차에 있어서, 상기 차동장치의 차동기어케이스 내에 장착되는 제1 작용부재와 제2 작용부재를 포함하고; 상기 제1 작용부재는 몸체가 형성되는 제1 바디와, 상기 제1 바디의 길이 방향의 양측으로 연장되어 형성되는 제1 마찰부로 이루어지며; 상기 제2 작용부재는 몸체가 형성되는 제2 바디와, 상기 제2 바디의 길이 방향의 양측으로 연장되어 형성되는 제2 마찰부로 이루어지고; 상기 제1 작용부재와 제2 작용부재는 조절볼트에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자작자동차용 차동제한장치는, 상기 제1 바디에는 상기 조절볼트가 삽입될 수 있도록 외주면으로부터 일정 깊이로 조절홈이 형성되고, 상기 조절홈에 연장되어 제1 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자작자동차용 차동제한장치는, 상기 조절홈에는 압축스프링이 구비되고, 상기 조절볼트는 상기 압축스프링에 끼워져 상기 조절홈으로 삽입되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자작자동차용 차동제한장치는, 상기 제2 바디에는 조절볼트가 삽입되어 나사 체결될 수 있도록 내주면에 나사가 형성된 제2 관통홀이 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자작자동차용 차동제한장치는, 상기 제1 바디에는 차동피니언기어들의 일부가 수용되는 제1 차동피니언기어 수용부가 폭방향 양측에 구비되고, 상기 제2 바디에는 차동피니언기어들의 다른 일부가 수용되는 제2 차동피니언기어 수용부가 폭방향 양측에 구비되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 자작자동차용 차동제한장치는, 상기 제1 마찰부는 차동사이드기어들의 일부가 수용되는 제1 차동사이드기어 수용부를 구비하고, 상기 제2 마찰부는 차동사이드기어들의 다른 일부가 수용되는 제2 차동사이드기어 수용부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 자작자동차용 차동제한장치에 의하면, 사용자가 조절볼트의 조임 정도를 조절하는 것으로 차동장치 내의 차동사이드기어에 가해지는 마찰 부하를 적절히 조절할 수 있으므로 주행코스에 최적화된 차동장치를 간단하게 구현할 수 있는 효과가 있다.

또한, 위와 같이 자작자동차를 이용한 경주 대회에서 특정 주행코스에 최적화된 차동장치를 구현할 수 있으므로 자작자동차의 주행성능을 대폭 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 자작자동차용 차동제한장치를 장착한 자작자동차의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 자작자동차용 차동제한장치가 장착된 차동장치 부분을 확대한 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 자작자동차용 차동제한장치가 제거된 상태의 차동장치 부분을 확대한 평면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 자작자동차용 차동제한장치의 구성 사시도이다.
도 5는 도 2의 AA'선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 자작자동차용 차동제한장치의 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.

이하, 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 자작자동차용 차동제한장치를 장착한 자작자동차의 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 자작자동차용 차동제한장치가 제거된 상태의 차동장치 부분을 확대한 평면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 자작자동차용 차동제한장치가 장착된 차동장치 부분을 확대한 평면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 자작자동차용 차동제한장치의 구성 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 차동장치(D)는 엔진으로부터 체인(C)을 통해 동력이 전달되면 이를 좌륜 회전축(50)과 우륜 회전축(50')으로 적절히 전달하는 구성으로서, 체인(C)에 결합되는 체인스프로킷(10), 상기 체인스프로킷(10)에 플랜지(20a)를 통해 고정 결합되는 차동기어케이스(20), 상기 차동기어케이스(20) 내에 구비되되 차동기어케이스(20)와 일체로 회전하는 한 쌍의 차동피니언기어(30), 및 상기 차동피니언기어(30)에 기어 결합되고 좌, 우륜 회전축(50, 50')과 결합되는 한 쌍의 차동사이드기어(40)로 이루어진다.

도 4를 참조하면, 본 발명의 자작자동차용 차동제한장치는 차동기어케이스(20) 내에 장착되는 제1 작용부재(100)와 제2 작용부재(200)를 포함하여 이루어진다.

이하, 상기의 구성 요소들을 중심으로 본 발명을 구체적으로 설명한다.

상기 제1 작용부재(100)는 각각 한 쌍씩 구비되는 차동피니언기어(30)와 차동사이드기어(40)의 일부를 수용할 수 있는 형상으로 이루어진다.

보다 구체적으로, 상기 제1 작용부재(100)는 대략 반원통 형상으로 구성되고, 조절볼트(300)가 삽입되고 압축스프링(400)이 안착될 수 있도록 어느 정도 두껍게 몸체가 형성되는 제1 바디(110)와 상기 제1 바디(110)의 길이 방향의 양측으로 연장되어 형성되되 폭방향의 단면상으로 대략 원호 형상을 갖는 제1 마찰부(130)로 이루어진다.

결과적으로 상기 제1 바디(110)와 제1 마찰부(130)는 불연속적인 평면을 구성하게 된다.

여기서, 길이 방향은 좌, 우륜 회전축(50, 50')의 길이 방향을 의미하고, 폭방향은 그 길이 방향에 수직인 방향을 의미한다.

상기 제1 바디(110)에는 조절볼트(300)가 삽입되고 압축스프링(400)이 안착될 수 있도록 외주면으로부터 일정 깊이로 한 쌍의 조절홈(113)이 구비된다.

상기 조절홈(113)에는 제1 관통홀(115)이 연결되어 조절볼트(300)가 관통 삽입될 수 있다.

또한, 상기 제1 바디(110)에는 차동피니언기어들(30)의 일부를 수용할 수 있는 제1 차동피니언기어 수용부(117)가 폭방향 양측에 구비된다.

상기 제1 마찰부(130)는 차동사이드기어들(40)의 일부에 직접 접촉되어 마찰 부하를 가하는 부분으로서, 조절볼트(300)의 체결 정도에 따라 그에 대응되는 마찰 부하를 차동사이드기어들(40)에 가할 수 있다.

구체적으로 상기 제1 마찰부(130)는 마찰 부하를 효과적으로 작용시키기 위하여 차동사이드기어들(40)의 이가 형성되어 있지 않은 몸체 측면(40a)에 직접 접촉된다.

또한, 상기 제1 마찰부(130)에는 충분한 길이와 폭으로 구성되어 차동사이드기어들(40)의 일부가 수용되되 차동사이드기어(40)의 이(40b)와는 접촉하지 않도록 제1 차동사이드기어 수용부(135)가 형성된다.

상기 제2 작용부재(200)는 차동사이드기어들(40)와 차동피니언기어들(30)의 다른 일부를 수용할 수 있는 형상으로 이루어진다.

보다 구체적으로, 상기 제2 작용부재(200)는 대략 반원통 형상으로 구성되고, 조절볼트(300)가 삽입될 수 있도록 어느 정도 두껍게 몸체가 형성되는 제2 바디(210)와 상기 제2 바디(210)의 길이 방향의 양측으로 연장되어 형성되되 폭방향의 단면상으로 원호 형상을 갖는 제2 마찰부(230)로 이루어진다.

결과적으로 상기 제2 바디(210)와 제2 마찰부(230)는 불연속적인 평면을 구성하게 된다.

상기 제2 바디(210)에는 조절볼트(300)가 삽입되어 나사 체결될 수 있도록 내주면에 나사가 형성된 한 쌍의 제2 관통홀(215)이 구비된다.

또한, 상기 제2 바디(210)에는 차동피니언기어들의 다른 일부를 수용할 수 있는 제2 차동피니언기어 수용부(217)가 폭방향 양측에 구비된다.

상기 제2 마찰부(230)는 차동사이드기어들(40)의 다른 일부에 직접 접촉되어 마찰 부하를 가하는 부분으로서, 조절볼트(300)의 체결 정도에 따라 그에 대응되는 마찰 부하를 차동사이드기어들(40)에 가할 수 있다.

구체적으로 상기 제2 마찰부(230)는 마찰 부하를 효과적으로 작용시키기 위하여 차동사이드기어들(40)의 이가 형성되어 있지 않은 몸체 측면(40a)에 직접 접촉된다.

또한, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 상기 제2 마찰부(130)에는 충분한 길이와 폭으로 구성되어 차동사이드기어들(40)의 일부가 수용되되 차동사이드기어(40)의 이(40b)와는 접촉하지 않도록 제2 차동사이드기어 수용부(235)가 형성된다.

이하, 본 발명에 의한 자작자동차용 차동제한장치의 작동 과정을 살펴본다.

일반적으로 자작자동차의 경주 대회에서는 코너링시에도 고속으로 주행하게 되는데, 좌측으로 선회하는 경우 코너링의 속도가 높아지면 차량 자체가 원심력으로 인해 밖으로 나가려는 힘이 생기게 되어 왼쪽 타이어의 저항보다 오른쪽 타이어의 저항이 커지는데, 이때 차동제한장치에 의해 차동사이드기어(40)에 마찰 부하가 걸려져 있어 위와 같은 현상에도 불구하고 좌륜에 회전력이 전달될 수 있으므로 좌측으로의 원활한 선회가 가능해진다.

한편, 본 발명의 조절홈(113) 내에 구비된 압축스프링(400)은 노면 상태에 따라 토크에 변동이 발생하더라도 그 탄성력으로 토크를 일정하게 유지할 수 있도록 하고, 상기 제1, 2 마찰부(130, 230)의 표면이 어느 정도 마모되더라도 본 발명에 따른 차동제한장치의 작동이 유지될 수 있도록 하는 역할을 한다.

상기 제1, 2 마찰부(130, 230)는 구조적으로 마모가 발생하게 되는바, 본 발명에서는 제1, 2 마찰부(130, 230)에 마찰패드(500)를 더 구비하여 구성할 수 있다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 마찰패드(500)는 제1, 2 마찰부(130, 230)에 착탈 가능하게 고정되어 마찰패드(500)의 마모 정도에 따라 유지 보수가 가능하도록 한다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능하다.

100: 제1 작용부재
110: 제1 바디 113: 조절홈 115: 제1 관통홀
117: 제1 차동피니언기어 수용부 130: 제1 마찰부
135: 제1 차동사이드기어 수용부
200: 제2 작용부재
210: 제2 바디 215: 제2 관통홀 217: 제2 차동피니언기어 수용부
230: 제2 마찰부 235: 제2 차동사이드기어 수용부
300: 조절볼트
400: 압축스프링
500: 마찰패드

Claims (6)

1. 차동장치를 구비하는 자작자동차에 있어서,
   상기 차동장치의 차동기어케이스(20) 내에 장착되는 제1 작용부재(100)와 제2 작용부재(200)를 포함하고;
   상기 제1 작용부재(100)는 몸체가 형성되는 제1 바디(110)와, 상기 제1 바디(110)의 길이 방향의 양측으로 연장되어 형성되는 제1 마찰부(130)로 이루어지며;
   상기 제2 작용부재(200)는 몸체가 형성되는 제2 바디(210)와, 상기 제2 바디(210)의 길이 방향의 양측으로 연장되어 형성되는 제2 마찰부(230)로 이루어지고;
   상기 제1 작용부재(100)와 제2 작용부재(200)는 조절볼트(300)에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 자작자동차용 차동제한장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 제1 바디(110)에는 상기 조절볼트(300)가 삽입될 수 있도록 외주면으로부터 일정 깊이로 조절홈(113)이 형성되고, 상기 조절홈(113)에 연장되어 제1 관통홀(115)이 형성되는 것을 특징으로 하는 자작자동차용 차동제한장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 조절홈(113)에는 압축스프링(400)이 구비되고, 상기 조절볼트(300)는 상기 압축스프링(400)에 끼워져 상기 조절홈(113)으로 삽입되는 것을 특징으로 하는 자작자동차용 차동제한장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 제2 바디(210)에는 조절볼트(300)가 삽입되어 나사 체결될 수 있도록 내주면에 나사가 형성된 제2 관통홀(215)이 구비되는 것을 특징으로 하는 자작자동차용 차동제한장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 바디(110)에는 차동피니언기어들(40)의 일부가 수용되는 제1 차동피니언기어 수용부(117)가 폭방향 양측에 구비되고,
   상기 제2 바디(210)에는 차동피니언기어들(40)의 다른 일부가 수용되는 제2 차동피니언기어 수용부(217)가 폭방향 양측에 구비되는 것을 특징으로 하는 자작자동차용 차동제한장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 마찰부(130)는 차동사이드기어들(40)의 일부가 수용되는 제1 차동사이드기어 수용부(135)를 구비하고,
   상기 제2 마찰부(230)는 차동사이드기어들(40)의 다른 일부가 수용되는 제2 차동사이드기어 수용부(235)를 구비하는 것을 특징으로 하는 자작자동차용 차동제한장치.

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