KR102671779B1 - 동력 분배 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 동력 분배 장치에 관한 것으로서, 회전 가능하게 구비되는 케이스; 제1 차륜과 연결되는 제1 사이드 기어; 제2 차륜과 연결되는 제2 사이드 기어; 상기 제1 사이드 기어 및 상기 제2 사이드 기어와 치합되는 피니언 기어; 상기 피니언 기어를 지지하고 상기 케이스에 대해 상대 회전 운동 가능하게 구비되는 케이지; 상기 제1 사이드 기어가 상기 케이스와 동기화 및 비동기화 되도록 상기 제1 사이드 기어와 접촉 및 이격되는 제1 로크 플레이트; 및 상기 케이지가 상기 케이스와 동기화 및 비동기화 되도록 상기 케이지와 접촉 및 이격되는 제2 로크 플레이트;를 포함함에 따라, 디스커넥트 기능과 차동 잠금 기능을 구현하면서 크기, 탑재성, 중량 및 원가를 개선할 수 있고, 의도와 달리 차동 잠금이 해제되는 것을 억제할 수 있다.

Description

동력 분배 장치{POWER DISTRIBUTION APPARATUS}
본 발명은, 동력 분배 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 전륜 구동 차량에 있어서, 이륜 구동 시에는 동력을 후륜으로 전달하지 않고, 사륜 구동 시에는 동력을 후륜으로 전달하면서, 접지력이 낮은 바퀴로 점점 더 많은 동력이 전달되고 접지력이 높은 바퀴로는 동력이 전달되지 못해 차량이 주행할 수 없는 상태가 되는 것을 방지할 수 있는 동력 분배 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량은 예를 들어 엔진이나 모터와 같은 동력원에서 발생된 동력이 휠로 전달되어 구동되는데, 이러한 차량의 구동방식에는 전륜 또는 후륜만을 구동시키는 이륜 구동 방식 및 전후륜 모두를 구동시키는 사륜 구동 방식으로 구분된다.
사륜 구동 방식은 이륜 구동보다 주행 안정성이 높고, 산악 등과 같은 험로 주행에 더욱 적합한 방식으로서, 상시 사륜 구동 방식과 이륜/사륜 전환 구동 방식으로 구분된다.
이륜/사륜 전환 구동 방식에는 동력을 전후륜에 분배하기 위한 동력 분배 장치가 적용된다.
동력 분배 장치는 이륜 구동과 사륜 구동 사이 전환을 위한 디스커넥트 장치 및 사륜 구동 시 접지력이 낮은 바퀴로 점점 더 많은 동력이 전달되고 접지력이 높은 바퀴로는 동력이 전달되지 못해 차량이 주행할 수 없는 상태가 되는 것을 방지하기 위한 차동 잠금 장치를 포함한다.
상기 디스커넥트 장치는 제1 축과 함께 회전되는 제1 디스크 및 제2 축과 함께 회전되고 상기 제1 디스크에 접촉 및 이격되는 제2 디스크를 갖는 클러치 장치로 형성된다.
상기 차동 잠금 장치는 회전 가능하게 구비되는 케이스, 제1 차륜과 연결되는 제1 사이드 기어, 제2 차륜과 연결되는 제2 사이드 기어, 상기 제1 사이드 기어 및 상기 제2 사이드 기어와 치합되는 피니언 기어, 상기 제1 사이드 기어가 상기 케이스와 동기화 및 비동기화 되도록 상기 제1 사이드 기어와 접촉 및 이격되는 로크 플레이트를 포함한다.
여기서, 상기 디스커넥트 장치는 상기 차동 잠금 장치와 차량의 액슬 장치 사이에 개재된다.
이러한 종래의 동력 분배 장치는, 상기 제1 디스크와 상기 제2 디스크가 이격될 경우 이륜 구동이 실행되고, 상기 제1 디스크와 상기 제2 디스크가 접촉되면 사륜 구동이 실행된다.
그리고, 상기 제1 디스크와 상기 제2 디스크가 접촉된 상태에서, 상기 로크 플레이트가 상기 제1 사이드 기어로부터 이격되면 오픈 디퍼렌셜 사륜 구동이 실행된다. 즉, 동력이 상기 케이스, 상기 제1 사이드 기어 및 상기 제2 사이드 기어를 통해 상기 제1 차륜과 상기 제2 차륜으로 전달될 때, 상기 제1 사이드 기어의 회전 속도와 상기 제2 사이드 기어의 회전 속도가 서로 상이하게 보정되어, 차량이 안정적으로 선회될 수 있다. 여기서, 상기 피니언 기어가 상기 케이스와 함께 공전되면서 크로스 샤프트를 기준으로 자전됨에 따라, 상기 제1 사이드 기어와 상기 제2 사이드 기어는 상기 케이스와 상이한 속도로 회전될 뿐만 아니라 서로에 대해서도 상이한 속도로 회전될 수 있다.
그리고, 상기 제1 디스크와 상기 제2 디스크가 접촉된 상태에서, 상기 로크 플레이트가 상기 제1 사이드 기어와 접촉되면 로킹 디퍼렌셜 사륜 구동이 실행된다. 즉, 상기 제1 차륜과 상기 제2 차륜 중 어느 하나가 접지력이 낮은 지면과 접촉된 경우, 상기 로크 플레이트가 상기 제1 사이드 기어와 접촉된다. 이에 따라, 동력이 상기 케이스, 상기 제1 사이드 기어 및 상기 제2 사이드 기어를 통해 상기 제1 차륜과 상기 제2 차륜으로 전달될 때, 상기 제1 사이드 기어와 상기 제2 사이드 기어가 상기 케이스와 동기화되어 서로 같은 속도로 회전됨에 따라, 접지력이 높은 지면에 있는 바퀴로 동력이 전달되어, 차량이 접지력이 낮은 지면 위에서도 안정적으로 주행할 수 있다. 여기서, 비록 상기 제1 사이드 기어만 상기 로크 플레이트와 접촉되지만, 상기 피니언 기어가 더 이상 자전되지 않고 상기 케이스와 함께 공전만 됨에 따라, 상기 제2 사이드 기어가 상기 피니언 기어를 통해 상기 제1 사이드 기어와 같은 속도로 회전된다.
그러나, 이러한 종래의 동력 분배 장치에 있어서는, 상기 디스커넥트 장치와 상기 차동 잠금 장치가 각각 구비되어야 함에 따라, 크기, 탑재성, 중량 및 원가가 악화되는 문제점이 있었다.
또한, 로킹 디퍼렌셜 사륜 구동 시, 상기 제1 디스크와 상기 제2 디스크 사이에 슬립이 발생되어, 의도와 달리 차동 잠금이 해제되는 문제점이 있었다.
대한민국 공개특허공보 제10-2022-0136802호
따라서, 본 발명은, 디스커넥트 기능과 차동 잠금 기능을 구현하면서 크기, 탑재성, 중량 및 원가를 개선할 수 있는 동력 분배 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은, 의도와 달리 차동 잠금이 해제되는 것을 억제할 수 있는 동력 분배 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.
본 발명은, 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 회전 가능하게 구비되는 케이스; 제1 차륜과 연결되는 제1 사이드 기어; 제2 차륜과 연결되는 제2 사이드 기어; 상기 제1 사이드 기어 및 상기 제2 사이드 기어와 치합되는 피니언 기어; 상기 피니언 기어를 지지하고 상기 케이스에 대해 상대 회전 운동 가능하게 구비되는 케이지; 상기 제1 사이드 기어가 상기 케이스와 동기화 및 비동기화 되도록 상기 제1 사이드 기어와 접촉 및 이격되는 제1 로크 플레이트; 및 상기 케이지가 상기 케이스와 동기화 및 비동기화 되도록 상기 케이지와 접촉 및 이격되는 제2 로크 플레이트;를 포함하는 동력 분배 장치를 제공한다.
상기 제1 로크 플레이트가 상기 제1 사이드 기어로부터 이격되고, 상기 제2 로크 플레이트가 상기 케이지로부터 이격되면, 상기 케이스 및 상기 제1 로크 플레이트가 상기 제1 사이드 기어와 비동기화되고, 상기 케이스 및 상기 제2 로크 플레이트가 상기 케이지와 비동기화되어, 이륜 구동이 실행될 수 있다.
상기 제2 로크 플레이트가 상기 케이지에 접촉되면, 상기 케이스 및 상기 제2 로크 플레이트가 상기 케이지와 동기화되어, 사륜 구동이 실행될 수 있다.
상기 제1 로크 플레이트가 상기 제1 사이드 기어로부터 이격되면, 상기 케이스 및 상기 제1 로크 플레이트가 상기 제1 사이드 기어와 비동기화되어, 오픈 디퍼렌셜 사륜 구동이 실행될 수 있다.
상기 제1 로크 플레이트가 상기 제1 사이드 기어에 접촉되면, 상기 케이스 및 상기 제1 로크 플레이트가 상기 제1 사이드 기어 및 상기 제2 사이드 기어가 동기화되어, 로킹 디퍼렌셜 사륜 구동이 실행될 수 있다.
상기 제1 사이드 기어는 상기 제1 로크 플레이트 측으로 돌출되는 제1-1 스플라인을 포함하고, 상기 제1 로크 플레이트는 상기 제1-1 스플라인과 치합 가능한 제1-2 스플라인을 포함하고, 상기 케이지는 상기 제2 로크 플레이트 측으로 돌출되는 제2-1 스플라인을 포함하고, 상기 제2 로크 플레이트는 상기 제2-1 스플라인과 치합 가능한 제2-2 스플라인을 포함할 수 있다.
상기 동력 분배 장치는, 상기 케이스와 체결되고 전류의 인가 여부에 따라 자화 및 소자되는 제1 액추에이터; 상기 제1 로크 플레이트와 일체로 형성되고 상기 제1 액추에이터가 자화되면 상기 제1 액추에이터에 흡착되고 상기 제1 액추에이터가 소자되면 상기 제1 액추에이터로부터 이격되게 왕복 운동되는 제1 아마추어; 상기 케이스와 체결되고 전류의 인가 여부에 따라 자화 및 소자되는 제2 액추에이터; 및 상기 제2 로크 플레이트와 일체로 형성되고 상기 제2 액추에이터가 자화되면 상기 제2 액추에이터에 흡착되고 상기 제2 액추에이터가 소자되면 상기 제2 액추에이터로부터 이격되게 왕복 운동되는 제2 아마추어;를 더 포함할 수 있다.
상기 동력 분배 장치는, 상기 제1 로크 플레이트와 상기 제1 아마추어를 상기 제1 로크 플레이트 및 상기 제1 액추에이터로부터 이격시키는 방향으로 힘을 인가하는 제1 탄성부재; 및 상기 제2 로크 플레이트와 상기 제2 아마추어를 상기 케이지 및 상기 제2 액추에이터로부터 이격시키는 방향으로 힘을 인가하는 제2 탄성부재;를 더 포함할 수 있다.
상기 동력 분배 장치는 상기 케이스에 대해 상기 케이지를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 로크 플레이트와 상기 제2 로크 플레이트는 상기 케이지를 기준으로 서로 반대측에 배치될 수 있다.
본 발명에 의한 동력 분배 장치는, 회전 가능하게 구비되는 케이스; 제1 차륜과 연결되는 제1 사이드 기어; 제2 차륜과 연결되는 제2 사이드 기어; 상기 제1 사이드 기어 및 상기 제2 사이드 기어와 치합되는 피니언 기어; 상기 피니언 기어를 지지하고 상기 케이스에 대해 상대 회전 운동 가능하게 구비되는 케이지; 상기 제1 사이드 기어가 상기 케이스와 동기화 및 비동기화 되도록 상기 제1 사이드 기어와 접촉 및 이격되는 제1 로크 플레이트; 및 상기 케이지가 상기 케이스와 동기화 및 비동기화 되도록 상기 케이지와 접촉 및 이격되는 제2 로크 플레이트;를 포함함에 따라, 디스커넥트 기능과 차동 잠금 기능을 구현하면서 크기, 탑재성, 중량 및 원가를 개선할 수 있다.
또한, 종래의 클러치 장치가 상기 케이지와 상기 제2 로크 플레이트로 대체됨에 따라, 클러치 장치의 슬립에 의해 의도와 달리 차동 잠금이 해제되는 것이 억제될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 분배 장치가 적용된 차량의 일부를 도시한 평면도,
도 2는 도 1의 동력 분배 장치를 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 동력 분배 장치에서 디스커넥트 차동 잠금 장치를 도시한 사시도,
도 4는 도 3의 분해 사시도,
도 5는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도로서 이륜 구동 상태를 도시한 단면도,
도 6은 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도로서 오픈 디퍼렌셜 사륜 구동 상태를 도시한 단면도,
도 7은 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도로서 로킹 디퍼렌셜 사륜 구동 상태를 도시한 단면도,
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동력 분배 장치를 도시한 단면도이다.
이하, 본 발명에 의한 동력 분배 장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 분배 장치가 적용된 차량의 일부를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 동력 분배 장치를 도시한 사시도이고, 도 3은 도 2의 동력 분배 장치에서 디스커넥트 차동 잠금 장치를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 분해 사시도이고, 도 5는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도로서 이륜 구동 상태를 도시한 단면도이고, 도 6은 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도로서 오픈 디퍼렌셜 사륜 구동 상태를 도시한 단면도이며, 도 7은 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도로서 로킹 디퍼렌셜 사륜 구동 상태를 도시한 단면도이다.
첨부된 도 1 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 분배 장치는, 디스커넥트 기능과 차동 잠금 기능을 구현하기 위한 디스커넥트 차동 잠금 장치(100) 및 상기 디스커넥트 차동 잠금 장치(100)를 예를 들어 차량의 리어 디프 모듈(RDM) 및 드라이브 샤프트(미도시)에 연결하기 위한 연결 장치(200)를 포함할 수 있다.
상기 디스커넥트 차동 잠금 장치(100)는, 회전 가능하게 구비되는 케이스(110), 제1 차륜과 연결되는 제1 사이드 기어(120), 제2 차륜과 연결되는 제2 사이드 기어(130), 상기 제1 사이드 기어(120) 및 상기 제2 사이드 기어(130)와 치합되는 피니언 기어(140), 상기 피니언 기어(140)를 지지하고 상기 케이스(110)에 대해 상대 회전 운동 가능하게 구비되는 케이지(150), 상기 케이스(110)와 체결되고 전류의 인가 여부에 따라 자화 및 소자되는 제1 액추에이터(172), 상기 제1 액추에이터(172)에 가까워지고 멀어지는 방향으로 왕복 운동되는 제1 아마추어(armature)(174), 상기 제1 아마추어(174)와 함께 왕복 운동되며 상기 제1 사이드 기어(120)에 접촉 및 이격되는 제1 로크 플레이트(176), 상기 케이스(110)와 체결되고 전류의 인가 여부에 따라 자화 및 소자되는 제2 액추에이터(182), 상기 제2 액추에이터(182)에 가까워지고 멀어지는 방향으로 왕복 운동되는 제2 아마추어(184) 및 상기 케이지(150)를 기준으로 상기 제1 로크 플레이트(176)의 반대측에 구비되고 상기 제2 아마추어(184)와 함께 왕복 운동되며 상기 케이지(150)에 접촉 및 이격되는 제2 로크 플레이트(186)를 포함할 수 있다.
상기 케이스(110)는 상기 제1 사이드 기어(120), 상기 제2 사이드 기어(130), 상기 피니언 기어(140), 상기 케이지(150), 상기 제1 로크 플레이트(176) 및 상기 제2 로크 플레이트(186)를 수용하는 공간을 갖는 컵(112) 및 상기 공간의 개구부를 복개하도록 상기 컵(112)에 체결되는 커버(114)를 포함할 수 있다.
상기 컵(112)은 대략 원판형으로 형성되는 경판부(112a), 상기 경판부(112a)의 외주부로부터 상기 커버(114) 측으로 돌출되는 환형벽부(112b), 상기 환형벽부(112b)의 선단부로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 플랜지부(112c) 및 상기 제1 액추에이터(172)가 장착되도록 상기 경판부(112a)와 상기 환형벽부(112b) 사이 연결 부위의 외주면에 음각지게 형성되는 제1 리세스부(112d)를 포함할 수 있다.
상기 경판부(112a)의 중심에는 상기 제1 사이드 기어(120)와 상기 제1 차륜을 연결하는 제1 샤프트가 관통하는 제1 축수공(112e)이 형성되고, 상기 제1 축수공(112e)으로부터 반경 방향으로 이격된 위치에는 후술할 제1 푸시 로드부(176b)가 관통하는 제1 관통공(112f)이 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제1 축수공(112e)은 상기 케이스(110)의 회전축을 따라 상기 경판부(112a)를 관통하도록 형성되고, 상기 제1 관통공(112f)은 상기 케이스(110)의 회전축에 평행한 방향을 따라 상기 경판부(112a)를 관통하도록 형성될 수 있다.
상기 플랜지부(112c)에는 상기 컵(112), 상기 커버(114) 및 후술할 드라이브 기어(220)를 체결시키는 체결부재(300)가 삽입되는 제1 체결공(112g)이 형성될 수 있다.
상기 커버(114)는 대략 원판형으로 형성되고, 상기 커버(114)의 중심부에는 상기 제2 사이드 기어(130)와 상기 제2 차륜을 연결하는 제2 샤프트가 관통하는 제2 축수공(114a)이 형성되고, 상기 제1 축수공(112e)으로부터 반경 방향으로 이격된 위치에는 후술할 제2 푸시 로드부(186b)가 관통하는 제2 관통공(114b)이 형성될 수 있다.
그리고, 상기 커버(114)의 외주부에는 상기 체결부재(300)가 삽입되는 제2 체결공(114c)이 형성되고, 상기 제2 체결공(114c)으로부터 반경 방향으로 이격된 위치에는 상기 제2 액추에이터(182)가 장착되는 제2 리세스부(114d)가 형성될 수 있다.
여기서, 상기 제2 축수공(114a)은 상기 케이스(110)의 회전축을 따라 상기 커버(114)를 관통하도록 형성되고, 상기 제2 관통공(114b)은 상기 케이스(110)의 회전축에 평행한 방향을 따라 상기 경판부(112a)를 관통하도록 형성될 수 있다.
상기 제1 사이드 기어(120)는 상기 케이스(110)의 회전축과 동축 상에서 회전되도록 형성되고, 상기 커버(114)에 대향되는 부위에 형성되는 제1 기어 치(122) 및 상기 컵(112)의 경판부(112a)에 대향되는 부위에 형성되는 제1-1 스플라인(124)을 포함할 수 있다.
상기 제2 사이드 기어(130)는 상기 제1 사이드 기어(120)에 대향되는 위치에서 상기 케이스(110)의 회전축 및 상기 제1 사이드 기어(120)의 회전축과 동축 상에서 회전되도록 형성되고, 상기 제1 사이드 기어(120)에 대향되는 부위에 형성되는 제2 기어 치(132)를 포함할 수 있다.
상기 피니언 기어(140)는 크로스 샤프트(160)를 기준으로 자전되면서 상기 케이스(110)의 회전축을 기준으로 공전되게 형성되고, 일측에서 상기 제1 기어 치(122)에 치합되고 타측에서 상기 제2 기어 치(132)에 치합되는 제3 기어 치(142)를 포함할 수 있다.
상기 케이지(150)는 상기 피니언 기어(140)의 공전 방향을 따라 연장되는 환형으로 형성되고, 상기 크로스 샤프트(160)가 삽입되도록 상기 케이지(150)의 반경 방향을 따라 상기 케이지(150)를 관통하는 제3 관통공(152)을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 케이지(150)는 상기 커버(114)에 대향되는 부위에 형성되는 제2-1 스플라인(154)을 포함할 수 있다.
상기 제1 액추에이터(172)는 전류가 인가되면 자화되고 전류가 인가되지 않으면 소자되는 전자석을 포함할 수 있다.
상기 제1 아마추어(174)는 상기 케이스(110)의 제1 축수공(112e)을 중심으로 상기 케이스(110)의 회전 방향을 따라 연장되는 환형으로 형성되고, 내주부는 후술할 제1 푸시 로드부(176b)와 체결되고, 외주부는 상기 제1 액추에이터(172)에 대향될 수 있다.
상기 제1 로크 플레이트(176)는 상기 제1 사이드 기어(120)와 상기 컵(112)의 경판부(112a) 사이에서 상기 제1 사이드 기어(120)의 외주부를 따라 연장되는 환형의 제1 판부(176a) 및 상기 제1 판부(176a)로부터 상기 경판부(112a) 측으로 돌출되고 상기 제1 관통공(112f)을 통과하여 상기 제1 아마추어(174)의 내주부에 체결되는 제1 푸시 로드부(176b)를 포함하고, 상기 제1 판부(176a)는 상기 제1-1 스플라인(124)에 치합 가능한 제1-2 스플라인(176c)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제1 판부(176a)는 상기 제1 사이드 기어(120)와 상기 경판부(112a) 사이에서 상기 케이스(110)의 회전축 방향으로 왕복 운동 가능하도록 상기 제1 사이드 기어(120)와 상기 경판부(112a) 사이 거리보다 작은 두께를 가질 수 있다.
그리고, 상기 제1 사이드 기어(120)와 상기 제1 로크 플레이트(176) 사이에는 상기 제1 로크 플레이트(176)를 상기 경판부(112a) 측으로 이동시키려는 탄성력을 인가하는 제1 탄성부재(178)가 구비될 수 있다.
상기 제2 액추에이터(182)는 전류가 인가되면 자화되고 전류가 인가되지 않으면 소자되는 전자석을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 액추에이터(182)는 상기 제1 액추에이터(172)와는 독립적으로 작동되게 형성될 수 있다.
상기 제2 아마추어(184)는 상기 케이스(110)의 제2 축수공(114a)을 중심으로 상기 케이스(110)의 회전 방향을 따라 연장되는 환형으로 형성되고, 내주부는 후술할 제2 푸시 로드부(186b)와 체결되고, 외주부는 상기 제2 액추에이터(182)에 대향될 수 있다.
상기 제2 로크 플레이트(186)는 상기 케이지(150)와 상기 커버(114) 사이에서 상기 케이지(150)를 따라 연장되는 환형의 제2 판부(186a) 및 상기 제2 판부(186a)로부터 상기 커버(114) 측으로 돌출되고 상기 제2 관통공(114b)을 통과하여 상기 제2 아마추어(184)의 내주부에 체결되는 제2 푸시 로드부(186b)를 포함하고, 상기 제2 판부(186a)는 상기 제2-1 스플라인(154)에 치합 가능한 제2-2 스플라인(186c)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 제2 판부(186a)는 상기 케이지(150)와 상기 커버(114) 사이에서 상기 케이스(110)의 회전축 방향으로 왕복 운동 가능하도록 상기 케이지(150)와 상기 커버(114) 사이 거리보다 작은 두께를 가질 수 있다.
그리고, 상기 케이지(150)와 상기 제2 로크 플레이트(186) 사이에는 상기 제2 로크 플레이트(186)를 상기 커버(114) 측으로 이동시키려는 탄성력을 인가하는 제2 탄성부재(188)가 구비될 수 있다.
상기 연결 장치(200)는 상기 디스커넥트 차동 잠금 장치(100)를 수용하며 상기 리어 디프 모듈(RDM)에 체결되는 하우징(210) 및 상기 하우징(210)에 회전 가능하게 구비되는 드라이브 기어(220)를 포함하고, 상기 드라이브 기어(220)는 일측에서 상기 드라이브 샤프트(미도시)와 연결되고 타측에서 상기 케이스(110)와 연결될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 동력 분배 장치의 작용효과에 대해 설명한다.
먼저, 도 5를 참조하면, 이륜 구동 모드의 경우, 상기 제2 액추에이터(182)에 전류가 인가되지 않을 수 있다. 그러면, 상기 제2 액추에이터(182)와 상기 제2 아마추어(184) 사이에 인력이 발생되지 않고, 상기 제2 로크 플레이트(186)가 상기 제2 탄성부재(188)에 의해 상기 커버(114) 측으로 이동되어 상기 케이지(150)와 접촉되지 않을 수 있다. 즉, 상기 제2-1 스플라인(154)과 상기 제2-2 스플라인(186c)이 치합되지 않을 수 있다. 그리고, 상기 제2 아마추어(184)는 상기 제2 로크 플레이트(186)와 함께 이동되어 상기 제2 액추에이터(182)로부터 이격될 수 있다. 이에 의하여, 상기 케이스(110)와 상기 제2 로크 플레이트(186)가 상기 케이지(150)와 비동기화될 수 있다.
또한, 이륜 구동 모드에서, 상기 제1 액추에이터(172)에 전류가 인가되지 않을 수 있다. 그러면, 상기 제1 액추에이터(172)와 상기 제1 아마추어(174) 사이에 인력이 발생되지 않고, 상기 제1 로크 플레이트(176)가 상기 제1 탄성부재(178)에 의해 상기 경판부(112a) 측으로 이동되어 상기 제1 사이드 기어(120)와 접촉되지 않을 수 있다. 즉, 상기 제1-1 스플라인(124)과 상기 제1-2 스플라인(176c)이 치합되지 않을 수 있다. 그리고, 상기 제1 아마추어(174)는 상기 제1 로크 플레이트(176)와 함께 이동되어 상기 제1 액추에이터(172)로부터 이격될 수 있다. 이에 의하여, 상기 케이스(110)와 상기 제1 로크 플레이트(176)는 상기 제1 사이드 기어(120)와 비동기화될 수 있다.
이와 같은 디스커넥트 상태에서는, 후륜들(제1 차륜, 제2 차륜), 상기 제1 사이드 기어(120), 상기 제2 사이드 기어(130), 상기 피니언 기어(140) 및 상기 케이지(150)가 상기 케이스(110)에 대해 독립적으로 운동될 수 있음에 따라, 동력원에서 발생된 동력은 후륜들(제1 차륜, 제2 차륜)에는 전달되지 않고 전륜들에만 전달되고, 차량은 이륜으로 구동될 수 있다.
여기서, 상기 케이스(110), 상기 드라이브 기어(220) 및 상기 드라이브 샤프트(미도시)가 회전되지 않아, 동력 손실이 감소될 수 있다.
다음으로, 도 6 및 도 7을 참조하면, 사륜 구동 모드의 경우, 상기 제2 액추에이터(182)에 전류가 인가될 수 있다. 그러면, 상기 제2 액추에이터(182)와 상기 제2 아마추어(184) 사이에 인력이 발생되어, 상기 제2 액추에이터(182)와 상기 제2 아마추어(184) 사이에 인력이 발생될 수 있다. 그러면, 상기 제2 아마추어(184)가 상기 제2 액추에이터(182) 측으로 이동되어 상기 제2 액추에이터(182)와 흡착될 수 있다. 그리고, 상기 제2 로크 플레이트(186)가 상기 제2 아마추어(184)와 함께 이동되어 상기 케이지(150)와 접촉될 수 있다. 즉, 상기 제2-1 스플라인(154)과 상기 제2-2 스플라인(186c)이 치합될 수 있다. 이에 의하여, 상기 케이스(110)와 상기 제2 로크 플레이트(186)가 상기 케이지(150)와 동기화되어, 상기 케이지(150)가 상기 케이스(110)와 같은 속도로 회전될 수 있다. 이와 같은 커넥트 상태에서는, 동력원에서 발생된 동력이 전륜들 뿐만 아니라 후륜들(제1 차륜, 제2 차륜)에 전달되어, 차량이 사륜으로 구동될 수 있다.
여기서, 사륜 구동 모드에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 제1 액추에이터(172)에 전류가 인가되지 않을 수 있다. 그러면, 상기 제1 액추에이터(172)와 상기 제1 아마추어(174) 사이에 인력이 발생되지 않고, 상기 제1 로크 플레이트(176)가 상기 제1 탄성부재(178)에 의해 상기 경판부(112a) 측으로 이동되어 상기 제1 사이드 기어(120)와 접촉되지 않을 수 있다. 즉, 상기 제1-1 스플라인(124)과 상기 제1-2 스플라인(176c)이 치합되지 않을 수 있다. 그리고, 상기 제1 아마추어(174)는 상기 제1 로크 플레이트(176)와 함께 이동되어 상기 제1 액추에이터(172)로부터 이격될 수 있다. 이에 의하여, 상기 케이스(110)와 상기 제1 로크 플레이트(176)는 상기 제1 사이드 기어(120)와 비동기화될 수 있다. 이와 같은 오픈 디퍼렌셜 사륜 구동 모드에서는, 동력이 상기 케이스(110), 상기 제1 사이드 기어(120) 및 상기 제2 사이드 기어(130)를 통해 후륜들(제1 차륜, 제2 차륜)로 전달될 때, 상기 제1 사이드 기어(120)의 회전 속도와 상기 제2 사이드 기어(130)의 회전 속도가 서로 상이하게 보정되어, 차량이 안정적으로 선회될 수 있다.
또는, 사륜 구동 모드에서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 제1 액추에이터(172)에 전류가 인가되어, 상기 제1 액추에이터(172)와 상기 제1 아마추어(174) 사이에 인력이 발생될 수 있다. 그러면, 상기 제1 아마추어(174)가 상기 제1 액추에이터(172) 측으로 이동되어 상기 제1 액추에이터(172)와 흡착될 수 있다. 그리고, 상기 제1 로크 플레이트(176)가 상기 제1 아마추어(174)와 함께 이동되어 상기 제1 사이드 기어(120)와 접촉될 수 있다. 즉, 상기 제1-1 스플라인(124)과 상기 제1-2 스플라인(176c)이 치합될 수 있다. 이에 의하여, 상기 제1 사이드 기어(120)가 상기 제1 로크 플레이트(176), 상기 제1 아마추어(174) 및 상기 제1 액추에이터(172)를 통해 상기 케이스(110)와 동기화되고, 상기 제2 사이드 기어(130)가 상기 피니언 기어(140)를 통해 상기 제1 사이드 기어(120)와 동기화되어, 상기 제1 사이드 기어(120) 및 상기 제2 사이드 기어(130)가 상기 케이스(110)와 같은 속도로 회전될 수 있다. 이와 같은 로킹 디퍼렌셜 사륜 구동 모드에서는, 동력이 상기 케이스(110), 상기 제1 사이드 기어(120) 및 상기 제2 사이드 기어(130)를 통해 상기 제1 차륜과 상기 제2 차륜으로 전달될 때, 상대적으로 접지력이 높은 지면에 있는 바퀴로 동력이 전달되어, 차량이 험지에서도 안정적으로 주행될 수 있다.
여기서, 본 실시예에 따른 디스커넥트 장치의 경우, 상기 제1 로크 플레이트(176)와 상기 제2 로크 플레이트(186)를 포함함에 따라, 상기 디스커넥트 차동 잠금 장치(100)로 디스커넥트 기능과 차동 잠금 기능을 구현할 수 있다. 이에 의하여, 상기 디스커넥트 장치의 크기, 탑재성, 중량 및 원가가 개선될 수 있다.
그리고, 종래의 클러치 장치가 서로 치합 가능한 상기 케이지(150)와 상기 제2 로크 플레이트(186)로 대체됨에 따라, 클러치 장치의 슬립에 의해 의도와 달리 차동 잠금이 해제되는 것이 억제될 수 있다.
한편, 내구성 향상을 위해, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 케이스(110)와 상기 케이지(150) 사이에는 상기 케이지(150)를 상기 케이스(110)에 대해 회전 가능하게 지지하는 베어링(190)이 구비될 수 있다.
110: 케이스
120: 제1 사이드 기어
124: 제1-1 스플라인
130: 제2 사이드 기어
140: 피니언 기어
150: 케이지
154: 제2-1 스플라인
172: 제1 액추에이터
174: 제1 아마추어
176: 제1 로크 플레이트
176c: 제1-2 스플라인
178: 제1 탄성부재
182: 제2 액추에이터
184: 제2 아마추어
186: 제2 로크 플레이트
186c: 제2-2 스플라인
188: 제2 탄성부재
190: 베어링

Claims (10)

  1. 회전 가능하게 구비되는 케이스;
    제1 차륜과 연결되는 제1 사이드 기어;
    제2 차륜과 연결되는 제2 사이드 기어;
    상기 제1 사이드 기어 및 상기 제2 사이드 기어와 치합되는 피니언 기어;
    상기 피니언 기어를 지지하고 상기 케이스에 대해 상대 회전 운동 가능하게 구비되는 케이지;
    상기 제1 사이드 기어가 상기 케이스와 동기화 및 비동기화 되도록 상기 제1 사이드 기어와 접촉 및 이격되는 제1 로크 플레이트; 및
    상기 케이지가 상기 케이스와 동기화 및 비동기화 되도록 상기 케이지와 접촉 및 이격되는 제2 로크 플레이트;를 포함하는 동력 분배 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 로크 플레이트가 상기 제1 사이드 기어로부터 이격되고, 상기 제2 로크 플레이트가 상기 케이지로부터 이격되면, 상기 케이스 및 상기 제1 로크 플레이트가 상기 제1 사이드 기어와 비동기화되고, 상기 케이스 및 상기 제2 로크 플레이트가 상기 케이지와 비동기화되어, 이륜 구동이 실행되는 것을 특징으로 하는 동력 분배 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 로크 플레이트가 상기 케이지에 접촉되면, 상기 케이스 및 상기 제2 로크 플레이트가 상기 케이지와 동기화되어, 사륜 구동이 실행되는 것을 특징으로 하는 동력 분배 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 로크 플레이트가 상기 제1 사이드 기어로부터 이격되면, 상기 케이스 및 상기 제1 로크 플레이트가 상기 제1 사이드 기어와 비동기화되어, 오픈 디퍼렌셜 사륜 구동이 실행되는 것을 특징으로 하는 동력 분배 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 로크 플레이트가 상기 제1 사이드 기어에 접촉되면, 상기 케이스 및 상기 제1 로크 플레이트가 상기 제1 사이드 기어 및 상기 제2 사이드 기어가 동기화되어, 로킹 디퍼렌셜 사륜 구동이 실행되는 것을 특징으로 하는 동력 분배 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 사이드 기어는 상기 제1 로크 플레이트 측으로 돌출되는 제1-1 스플라인을 포함하고,
    상기 제1 로크 플레이트는 상기 제1-1 스플라인과 치합 가능한 제1-2 스플라인을 포함하고,
    상기 케이지는 상기 제2 로크 플레이트 측으로 돌출되는 제2-1 스플라인을 포함하고,
    상기 제2 로크 플레이트는 상기 제2-1 스플라인과 치합 가능한 제2-2 스플라인을 포함하는 동력 분배 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 케이스와 체결되고 전류의 인가 여부에 따라 자화 및 소자되는 제1 액추에이터;
    상기 제1 로크 플레이트와 일체로 형성되고 상기 제1 액추에이터가 자화되면 상기 제1 액추에이터에 흡착되고 상기 제1 액추에이터가 소자되면 상기 제1 액추에이터로부터 이격되게 왕복 운동되는 제1 아마추어;
    상기 케이스와 체결되고 전류의 인가 여부에 따라 자화 및 소자되는 제2 액추에이터; 및
    상기 제2 로크 플레이트와 일체로 형성되고 상기 제2 액추에이터가 자화되면 상기 제2 액추에이터에 흡착되고 상기 제2 액추에이터가 소자되면 상기 제2 액추에이터로부터 이격되게 왕복 운동되는 제2 아마추어;를 더 포함하는 동력 분배 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 로크 플레이트와 상기 제1 아마추어를 상기 제1 로크 플레이트 및 상기 제1 액추에이터로부터 이격시키는 방향으로 힘을 인가하는 제1 탄성부재; 및
    상기 제2 로크 플레이트와 상기 제2 아마추어를 상기 케이지 및 상기 제2 액추에이터로부터 이격시키는 방향으로 힘을 인가하는 제2 탄성부재;를 더 포함하는 동력 분배 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 케이스에 대해 상기 케이지를 회전 가능하게 지지하는 베어링을 더 포함하는 동력 분배 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 로크 플레이트와 상기 제2 로크 플레이트는 상기 케이지를 기준으로 서로 반대측에 배치되는 동력 분배 장치.
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