KR19980049208A - 피니언구속형 차동제한장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 피니언구속형 차동제한장치에 관한 것으로, 차동제한장치에서 차동기어케이스(1)에 클러치 및 디스크(2)를 장착하기 위해 필요한 기계가공과 양 사이드피니언(3)의 뒤쪽에도 가공이 필요한 쎄레이션(4)가공 및 2개의 스프링과 이 스프링을 지지할 수 있는 가이드를 설치해야 하면서 여러장의 클러치와 디스크(2)를 가공하여 차동기어케이스(1)와 양 사이드피니언(3)의 쎄레이션(4)에 연결되어야 하는 번거러움을 덜도록 피니언구속 방식으로 그 구조를 간단히 함으로써 가공에 드는 시간과 비용을 줄여 원가를 절감할 수 있는 효과가 있게 된다.

Description

피니언구속형 차동제한장치

본 발명은 피니언구속형 차동제한장치에 관한 것으로, 특히 차동제한장치의 제작에 필요한 기계가공과 쎄레이션가공 등을 폐지하고 그 구조를 피니언구속방식으로 간단히 함으로써 가공에 드는 시간과 비용을 줄일 수 있도록 된 피니언구속형 차동제한장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 차동장치는 커어브를 선회할 때 외측바퀴를 내측바퀴에 비해 보다 빨리 회전시켜 주는 것으로 반드시 있어야 하는 장치이기는 하지만, 예를 들어 한쪽 바퀴가 진창길에 빠지거나 빙판위에 있을 때에는 한쪽 바퀴는 노면의 저항을 받으나 다른쪽 바퀴는 거의 저항을 받지 않기 때문에 노면쪽 바퀴에는 동력이 전달되지 않고 빠진쪽 바퀴만 공회전 하여 주행하지 못하게 된다.

이와 같은 경우에는 상기 차동장치의 작용을 정지시키면 양쪽 바퀴에 동시에 동력이 전달되므로 진탕길에서 빠져 나올 수 있기 때문에 근래에 와서 차동제한장치가 많이 사용되고 있는 실정이다.

즉 종래의 차동장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 변속기로부터 출력된 동력이 구동피니언(11)을 통해 링기어(12)에 전달되고, 이 링기어(12)는 일체로 조립된 차동케이스(13)에 동력을 전달시키며, 이 차동케이스(13)의 내부에는 4개의 베벨기어가 서로 물려 회전하고 있다. 한편 양쪽의 사이드기어(14)에는 액슬샤프트(도시않됨)가 설치되어 액슬샤프트에 장착된 바퀴에 동력이 전달되어 차량이 전/후진되어진다.

한편, 차량이 직진할 경우에는 동력이 상기 링기어(12)와 일체인 차동케이스(13)를 거쳐 사이드기어(14)에 전달되고, 이 사이드기어(14)는 액슬샤프트를 통해 두 바퀴에 동력을 전달하게 된다.

이때 2개의 사이드기어(14)는 차동케이스(13)와 함께 공전만을 하게 되는데, 즉, 자전은 하지 않고 차동케이스(13)가 2개의 사이드기어(14)가 고정된 상태로 함께 회전하는 것이다.

그러나 차량이 선회시 도로면 상태가 고르지 못할 때에는 양쪽 바퀴의 회전에 차이가 생기게 되는데, 이때는 핀으로 고정된 구동피니언(11)이 회전(자전)하면서 양쪽 바퀴의 회전차이를 흡수하여 원활한 선회를 이룰 수 있게 해 준다.(자전+공전)

그러나 한쪽 바퀴가 진탕에 빠지거나 모래 또는 빙판에 있게 되면, 노면의 바퀴는 정지상태가 되고 차동케이스(13)의 회전이 구동피니언(11)의 자전과 공전을 시키게 되는데, 이때 빠진족 바퀴를 직진상태의 2배로 회전시키게 된다. 따라서 빠진쪽 바퀴만 고속으로 회전하여 헛 바퀴만 돌게 된다. 이때 피니언은 공전 보다 자전을 많이 하게 된다.

한편 종래의 차동제한장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 차동기어케이스(21)에 클러치 및 디스크(22)를 장착시키고 양 사이드피니언(23)의 바깥쪽에 쎄레이션(24)을 가공하여 상기한 클러치와 디스크가 물려 있다. 이 차동제한장치가 작동중일 때는 동력이 차동기어케이스(21)를 거쳐 클리치 및 디스크(22), 사이드피니언(23), 액슬축으로 전달되어 회전력이 같게 된다. 이때는 피니언(25)이 작동(자전)하지 않으므로 양쪽 바퀴의 회전력이 같게 된다. 이때는 사이드피니언(23) 사이에 2개의 스프링이 작용하기도 한다.

그런데 상기와 같이 차동제한장치에서 차동기어케이스에 클러치 및 디스크를 장착하기 위해서는 기계기공이 필요하며 양 사이드피니언의 뒤쪽에도 쎄레이션이 가공되야 되며 2개의 스프링과 스프링을 지지할 수 있는 가이드가 설치되어야만 한다. 또한 여러장의 클러치와 디스크를 가공하여 차동기어케이스와 양 사이드피니언의 쎄레이션에 연결되어야 하므로, 구성장치가 복잡해 지고 조립시에도 여러가지 문제가 발생되는 단점이 있었다.

이에 본 발명은 상기한 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 구동피니언의 구조를 기존의 차동기어방식이 아닌 피니언구속 방식으로 간단히 하여 가공에 드는 시간과 비용을 줄여 원가를 절감할 수 있도록 된 피니언구속형 차동제한장치를 제공함에 그 목적이 있다.

도 1 은 종래 기술에 따른 차동장치의 분해사시도,

도 2 는 종래 기술에 따른 차동제한장치의 분해사시도,

도 3 은 본 발명에 따른 차동제한장치에 피니언의 단면도,

도 4 는 도 3의 종단면도,

도 5 는 도 3의 A-A선 단면도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

1 - 피니언2, 2' - 피니언몸체

3, 3' - 슬리브4 - 피니언샤프트

5 - 홈6 - 스프래그

7 - 갭

상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차동기어케이스에 장착된 다수개의 클러치 및 디스크와, 양쪽 사이드피니언의 바깥쪽에 쎄레이션가공되어 클러치와 디스크를 물고, 동력은 차동기어케이스를 거쳐 클러치 및 디스크, 사이드피니언, 액슬축으로 전달되어 회전력이 같아지면서 사이드피니언 사이에 2개의 스프링이 작용하여 피니언이 작동하지 않아 양쪽 바퀴의 회전력이 같아지도록 동작되는 차동제한장치에 있어서, 상기 피니언이 한쪽 피니언몸체가 오목한 형태의 단을 가진 슬리브를 가지도록 형성되어 피니언샤프트에 회전되게 끼워지고, 또 다른 피니언몸체가 볼록한 형태의 단을 가진 슬리브를 가지도록 형성되어 역시 상기 피니언샤프트에 끼워지되, 상기 피니언몸체의 슬리브 내부로 피니언몸체의 슬리브가 삽입되어 서로 끼워져 이루어진다.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 차동제한장치에 피니언의 단면도이고, 도 4는 도 3의 종단면도이며, 도 5는 도 3의 A-A선 단면도이다.

본 발명은 도면에 도시된 바와 같이, 종래 차동기어케이스에 다수개의 클러치 및 디스크를 장착시키면서 양쪽 사이드피니언의 바깥쪽에 쎄레이션을 가공하여 상기한 클러치와 디스크가 물려져, 동력이 차동기어케이스를 거쳐 클러치 및 디스크, 사이드피니언, 액슬축으로 전달되어 회전력이 같아지면서 사이드피니언 사이에 2개의 스프링이 작용하여 피니언이 작동하지 않아 양쪽 바퀴의 회전력이 같아지도록 동작되는 차동제한장치에서, 상기 타동기어케이스 안에 있는 4개의 피니언 중에 액슬샤프트와 연결된 사이드피니언을 제외한 두 개의 피니언을 대신하는 새로운 형태의 피니언을 제공하는 것이다.

즉, 본 발명의 피니언(1)은 한쪽 피니언몸체(2)는 오목한 형태의 단을 가진 슬리브(3)가 피니언몸체(2)와 일체의 구조를 가지도록 형성되어 피니언샤프트(4)에 끼워져 회전되도록 되고, 또 다른 쪽의 피니언몸체(2')에도 볼록한 형태의 단을 가진 슬리브(3')가 샤프트의 형상을 가지도록 형성되어 역시 상기 피니언샤프트(4)에 끼워져 회전가능한 구조로 되어 있는 바, 상기 피니언몸체(2)의 슬리브(3) 내부로 피니언몸체(2')의 슬리브(3')이 삽입되어 서로 끼워지게 된다.

또한, 상기 피니언몸체(2')의 외주면에 등각도를 두고 방사상으로 배치되게 형성된 홈(5)에는 스프래그(6)가 안착되어져 있다.

이때 상기 스프래그(6)가 피니언몸체(2')의 슬리브(3')외주면에 형성된 홈(5)에 조립될 때에는 축의 직각방향으로는 탈/장착이 되지 않으면서 오로지 축방향으로만 조립이 가능한 구조를 가지고 있는 특징이 있다.

즉, 상기 피니언몸체(2)의 슬리브(3)와 피니언몸체(2')의 슬리브(3')사이에서 홈(5)내로 스프래그(6)가 끼워져 조립되면, 도 4에 도시된 바와 같은 단면의 형상을 유지하게 된다.

이때 상기 다수개의 스프래그(6)가 비작동시에는 상기 피니언몸체(2)의 슬리브(3)와 피니언몸체(2')의 슬리브(3')사이에서 소정 간격의 갭(7)을 유지하여 슬리브의 내면에는 오일의 유막이 형성되어 두 개의 피니언몸체(2, 2')는 서로 자유로운 상태로 있게 되는데, 바로 이 상태가 양쪽 바퀴의 회전차가 없을때, 즉 직진 상태 및 평탄 로면에서 선회하는 상태가 된다.

한편, 자동차가 선회시 양쪽 바퀴의 회전차가 생겨 사이드피니언을 돌리기 위해 피니언몸체(2, 2')가 서로 반대 방향으로 회전은 하지만 회전 속도가 느리기 때문에 도면상의 갭(7)에 유막이 형성되어 스프래그(6)에 작용하는 원심력이 작아 슬리브(3)내면에 스프래그(6)의 외면에 고착되지 못하고 슬립이 발생한다.

그러나 양쪽 바퀴의 회전차가 클때에는(진탕 및 노면이 미끄러울 때) 피니언몸체(2, 2')가 서로 반대 방향으로 빠른 속도로 회전을 하게 되는데, 이에 따라 스프래그(6)에 작용하는 원심력 또한 크게 작용하여 도면상의 작동시처럼 스프래그(6)가 움직인다.

따라서 슬리브 배면의 유막이 파괴되면서 피니언몸체(2, 2')를 일체화시키게 된다.(피니언몸체(2)의 슬리브(3)와 피니언몸체(2')와 슬리브(3')) 이에 피니언몸체(2, 2')에 맞물려 회전하는 사이드피니언 역시 일체가 된다. 이때 동력은 케이스를 통해 사이드피니언 양쪽 바퀴에 똑같이 전달된다. 따라서 큰 구동력의 견인력을 갖게 된다

반대쪽 바퀴가 진탕에 빠져도 상황은 마찬가지로 작동한다. 단 스프래그만 반대쪽으로 기울어진 상태이다.

엔진의 회전 및 동력의 변화가 생기면 스프래그는 본래의 자리 비작동시의 상태로 돌아가며 기존의 자동장치 개념으로 돌아가게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 피니언구속형 차동제한장치에 의하면, 종래 차동제한장치에서 차동기어케이스(1)에 클러치 및 디스크(2)를 장착하기 위해 필요한 기계가공과 양 사이드피니언(3)의 뒤쪽에도 가공이 필요한 쎄레이션(4)가공 및 2개의 스프링과 이 스프링을 지지할 수 있는 가이드를 설치해야 하면서 여러장의 클러치와 디스크(2)를 가공하여 차동기어케이스(1)와 양 사이드피니언(3)의 쎄레이션(4)에 연결되어야 하는 번거러움을 덜도록 피니언구속 방식으로 그 구조를 간단히 함으로써 가공에 드는 시간과 비용을 줄여 원가를 절감할 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (2)

1. 차동기어케이스에 장착된 다수개의 클러치 및 디스크와, 양쪽 사이드피니언의 바깥쪽에 쎄레이션가공되어 클러치와 디스크를 물고, 동력은 차동기어케이스를 거쳐 클러치 및 디스크, 사이드피니언, 액슬축으로 전달되어 회전력이 같아지면서 사이드피니언 사이에 2개의 스프링이 작용하여 피니언이 작동하지 않아 양쪽 바퀴의 회전력이 같아지도록 동작되는 차동제한장치에 있어서,

   상기 피니언(1)이 한쪽 피니언몸체(2)가 오목한 형태의 단을 가진 슬리브(3)를 가지도록 형성되어 피니언샤프트(4)에 회전되게 끼워지고, 또 다른 피니언몸체(2')가 볼록한 형태의 단을 가진 슬리브(3')를 가지도록 형성되어 역시 상기 피니언샤프트(4)에 끼워지되, 상기 피니언몸체(2)의 슬리브(3) 내부로 피니언몸체(2')의 슬리브(3')가 삽입되어 서로 끼워져 이루어진 것을 특징으로 하는 피니언구속형 차동제한장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 피니언몸체(2')의 외주면에 등각도를 두고 방사상으로 배치되게 형성된 홈(5)에는 스프래그(6)가 안착된 것을 특징으로 하는 피니언 구속형 차동제한장치.