KR19980058957A

KR19980058957A - Differential

Info

Publication number: KR19980058957A
Application number: KR1019960078293A
Authority: KR
Inventors: 감정헌
Original assignee: 박병재; 현대자동차 주식회사
Priority date: 1996-12-30
Filing date: 1996-12-30
Publication date: 1998-10-07
Also published as: KR100251182B1

Abstract

본 발명은 차동장치에 관한 것으로서, 간단한 구조로 차동제한기능을 겸비한 차동장치를 구현하기 위하여 엔진으로부터 전해지는 회전력을 주동 마찰차(1)와 두 개의 종동 마찰차(4,5)가 서로의 접촉부에서 이루는 원주길이의 차이로 회전력과 회전수를 변화시켜 드라이브 샤프트(2,3)로 각각 제공할 수 있도록 함으로써, 별도의 차동제한장치가 요구됨이 없이 간단한 구조와 적은 중량으로 차동제한기능을 겸비한 차동장치기능을 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a differential device, in which a main friction friction wheel (1) and two driven friction wheels (4,5) contact each other with rotational force transmitted from an engine in order to implement a differential device having a simple differential structure with a simple structure. By varying the rotational force and the number of rotations by the difference in the circumferential length of the system, it can be provided to the drive shafts (2, 3), respectively, so that a differential structure with a simple structure and a differential weight function with a small weight is not required. It is effective to provide device functions.

Description

Differential

본 발명은 자동차의 선회주행이 용이하도록 하는 차동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 불필요한 차동작용을 방지하도록 하는 차동제한기능을 겸비한 차동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a differential device for easily turning a vehicle, and more particularly to a differential device having a differential limiting function for preventing unnecessary differential action.

자동차는 엔진에서 발생된 동력을 바퀴에 적절히 전달하기 위해 클러치와 변속기 및 차동장치 등을 사용하고 있는 바, 전륜 구동차는 변속기로부터의 출력을 바로 차동장치에 연결하고, 후륜 구동차는 변속기로부터의 출력을 추진축을 통해 차동장치에 전달하도록 되어 있다.Automobiles use clutches, transmissions, and differentials to properly transfer the power generated by the engine to the wheels. The front wheel drive car directly connects the output from the transmission to the differential, and the rear wheel drive car outputs from the transmission. It is intended to be transmitted to the differential via the propulsion shaft.

상기 차동장치는 자동차의 선회 주행시 내륜과 외륜의 속도차를 발생시켜 차량의 원활한 방향전환이 가능하도록 함과 아울러 노면이 고르지 못한 지형에서 자동차의 주행 안정성을 확보하도록 하는 것이다.The differential device is to allow the vehicle to smoothly change direction by generating a speed difference between the inner ring and the outer ring during turning of the vehicle, and to ensure the driving stability of the vehicle in uneven terrain.

그런데, 상기한 바와 같은 차동장치는 양쪽 구동 바퀴가 접하고 있는 노면의 마찰력 사이에 큰 차이가 발생되면 마찰력이 적은 쪽의 바퀴는 헛돌고 마찰력이 큰 쪽의 바퀴는 정지하여 차량의 정상적인 운행이 곤란한 경우가 발생된다.However, in the above-described differential device, when a large difference occurs between the frictional force of the road surface where both driving wheels are in contact with each other, when the wheel with the less frictional force is idle and the wheel with the higher frictional force is stopped, the normal driving of the vehicle is difficult. Is generated.

즉, 한쪽 바퀴가 수렁에 빠지는 경우 차동장치에 의해 수렁에 빠진 바퀴만이 회전됨에 의해 차량은 자력으로 수렁을 벗어나지 못하게되는 것이다.That is, when one wheel falls into the bog, only the wheels bog down by the differential are rotated so that the vehicle does not leave the bog by magnetic force.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 험로 주행이 많은 차량의 경우에는 차동제한장치를 채용하는 바, 상기와 같은 차동제한장치에는 여러 가지 구조의 여러 방식이 있으나, 모두 차동장치를 마련한 상태에서 일정한 조건이 되면 차동기능을 제한할 수 있도록 하는 별도의 장치를 부가한 형식이다.In order to solve the problems described above, in the case of a vehicle having a lot of rough roads, a differential limiting device is adopted. The differential limiting device may have various types of structures. In this case, an additional device is added to limit the differential function.

따라서, 상기한 바와 같은 차동제한장치는 별도의 장치를 설치하여 그 기능을 수행하도록 하므로 중량이 무겁고 구조가 복잡해서 제작원가 상승의 요인으로 작용된다는 문제점이 있다.Therefore, the differential limiting device as described above has a problem in that a separate device is installed to perform its function, so that the weight is heavy and the structure is complicated, which causes a rise in manufacturing cost.

따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 경량의 간단한 구조로서 차동작용 및 차동제한작용이 가능하고 생산 원가를 절감할 수 있도록 한 차동장치를 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a differential device capable of differential action and differential limiting action and reducing production cost as a lightweight and simple structure.

도 1은 본 발명에 따른 차동장치를 도시한 것으로서,1 shows a differential device according to the invention,

도 1a는 기계적 작동부의 사시도,1a is a perspective view of a mechanical actuating part,

도 1b는 상기 도 1a의 주요부를 도시한 측면도,1B is a side view showing the main part of FIG. 1A;

도 1c는 전기적 작동부를 도시한 회로도이다.1C is a circuit diagram showing an electrical operation unit.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

1: 주동 마찰차 2,3: 드라이브 샤프트1: driving friction difference 2, 3: drive shaft

4,5: 종동 마찰차 6: 조향각 센서4,5: driven friction difference 6: steering angle sensor

7: 컨트롤러 8,9: 롤러7: controller 8,9: roller

10,11: 지지팔 12: 간격유지 프레임10,11: support arm 12: spacing frame

13: 모터 14: 볼스크류13: motor 14: ball screw

15: 볼너트 16: 가이드15: Ball nut 16: Guide

17: 요잉(yawing)센서17: yawing sensor

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차동장치는 중앙에서 양쪽으로 그 단면적이 좁아지는 양방향 원추형의 주동 마찰차와, 상기 주동 마찰차의 양쪽 원추를 연결하는 직선과 평행하게 설치되는 두 드라이브 샤프트를 각각의 회전축으로 하여 상기 주동 마찰차의 중앙에서 외측으로 상기 주동 마찰차의 기울기를 따라 그 단면적이 넓어지도록 형성되어 그 원추 경사면이 각각 상기 주동 마찰차의 원추 경사면과 일정한 간격을 이루도록 설치된 두 개의 원추형 종동 마찰차와, 상기 주동 마찰차와 두 종동 마찰차가 이루는 간격의 사이에 각각 개재되어 주동 마찰차와 두 종동 마찰차를 각각 접촉 연결하며 두 종동 마찰차의 회전축 방향에 따른 서로의 간격은 항상 일정하게 유지되도록 한 상태에서 상기 주동 마찰차와 종동 마찰차의 접촉 연결 위치를 연속적으로 변화시킬 수 있도록 하는 접촉연결수단과, 스티어링 휠의 조향각도를 측정하는 조향각 센서와, 상기 조향각 센서의 신호를 받아 상기 접촉연결수단을 작동시키는 컨트롤러로 구성된 것을 특징으로 한다.Differential device according to the present invention for achieving the object as described above is installed in parallel with the two-way conical driving friction difference narrowing the cross-sectional area from the center to both sides, and a straight line connecting both cones of the driving friction difference The drive shaft is formed to have a wider cross-sectional area along the inclination of the driving friction difference from the center of the driving friction difference to the outer side of the driving friction difference so that the conical inclined surfaces thereof are at regular intervals from the conical inclination surfaces of the driving friction differential. The two conical driven friction wheels are interposed between the main friction wheels and the two driven friction wheels, respectively, and the main friction wheels and the two driven friction wheels are connected to each other. Is the constant frictional and driven friction Contact connecting means so as to change the tip connecting position continuously and, as a steering angle sensor to measure the steering angle of the steering wheel, receives a signal from the steering angle sensor characterized by consisting of a controller for operating the contact connecting means.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 발명에 따른 차동장치를 도시한 것으로서, 중앙에서 양쪽으로 그 단면적이 좁아지는 양방향 원추형의 주동 마찰차(1)와, 상기 주동 마찰차(1)의 양쪽 원추를 연결하는 직선과 평행하게 설치되는 두 드라이브 샤프트(2,3)를 각각의 회전축으로 하여 상기 주동 마찰차(1)의 중앙에서 외측으로 상기 주동 마찰차(1)의 기울기를 따라 그 단면적이 넓어지도록 형성되어 그 원추 경사면이 각각 상기 주동 마찰차(1)의 원추 경사면과 일정한 간격(a)을 이루도록 설치된 두 개의 원추형 종동 마찰차(4,5)와, 상기 주동 마찰차(1)와 두 종동 마찰차(4,5)가 이루는 간격(a)의 사이에 각각 개재되어 주동 마찰차(1)와 두 종동 마찰차(4,5)를 각각 접촉 연결하며 두 종동 마찰차(4,5)의 회전축 방향에 따른 서로의 간격(b)은 항상 일정하게 유지되도록 한 상태에서 상기 주동 마찰차(1)와 종동 마찰차(4,5)의 접촉 연결 위치를 연속적으로 변화시킬 수 있도록 하는 접촉연결수단과, 스티어링 휠의 조향각도를 측정하는 조향각 센서(6)와, 상기 조향각 센서(6)의 신호를 받아 상기 접촉연결수단을 작동시키는 컨트롤러(7)로 구성되어 있다.Figure 1 shows a differential device according to the invention, parallel to a straight line connecting the two-way conical driving friction wheel 1, whose cross-sectional area is narrowed from the center to both sides, and both cones of the driving friction wheel 1; The drive shafts 2 and 3 are installed so as to have their respective rotation shafts, so that the cross-sectional area thereof is widened along the inclination of the driving friction wheel 1 from the center of the driving friction wheel 1 to the outside thereof, and the cone inclined surface thereof. Two conical driven friction wheels 4 and 5 provided to form a constant distance a with the cone inclined surface of the driving friction wheel 1, respectively, and the driving friction wheel 1 and two driven friction wheels 4 and 5, respectively. Is interposed between the intervals (a) formed by each of the main frictional friction (1) and the two driven frictional differences (4,5) in contact with each other in the direction of the rotation axis of the two driven frictional difference (4,5) The main movement (b) is to be kept constant at all times A contact connecting means for continuously changing the contact connection position of the friction difference 1 and the driven friction difference 4 and 5, a steering angle sensor 6 for measuring a steering angle of the steering wheel, and the steering angle sensor ( It consists of a controller (7) for receiving the signal of 6) to operate the contact connecting means.

여기서, 상기 접촉연결수단은 상기 주동 마찰차(1)와 종동 마찰차(4,5)가 이루는 간격(a)의 사이에 위치되는 두 롤러(8,9)와, 상기 두 롤러(8,9)를 각각 회전 가능하게 지지하는 두 지지팔(10,11)과, 상기 두 지지팔(10,11)이 상기 종동 마찰차(4,5)의 회전축 방향으로의 상대거리(b)는 일정하게 유지하고 상기 종동 마찰차(4,5)의 회전축방향에 수직한 방향으로의 유동은 가능하도록 연결되는 간격유지 프레임(12)과, 상기 간격유지 프레임(12)을 상기 종동 마찰차(4,5)의 회전축 방향으로 직선 이동시키는 직선이동수단으로 구성되어 있다.Here, the contact connecting means comprises two rollers (8, 9) positioned between the gap (a) between the primary friction difference (1) and the driven friction difference (4, 5), and the two rollers (8, 9) ) And two support arms 10 and 11 rotatably supporting the respective support arms, and the relative distance b between the two support arms 10 and 11 in the direction of the rotation axis of the driven friction difference 4 and 5 are constant. A spacing frame 12 which is connected so as to maintain a flow in a direction perpendicular to the direction of the rotational axis of the driven friction difference 4, 5 and the spacing frame 12 is connected to the driven friction difference 4, 5. It consists of a linear movement means for linearly moving in the direction of the axis of rotation.

여기서, 상기 두 지지팔이 간격유지 프레임에 연결되는 구조는 상기 두 지지팔의 단면을 얇은 직사각형으로 하여 얇은 쪽으로 탄성적인 휨이 가능하도록 하여 상기 롤러의 수직방향 이동을 지지할 수 있도록 하면서 롤러의 수평방향 이동은 곤란하게 할 수도 있다.Here, the structure in which the two support arms are connected to the space keeping frame is such that the cross section of the two support arms is a thin rectangle to enable elastic bending to the thin side to support the vertical movement of the roller while horizontally moving the roller. Directional movement may be difficult.

상기 직선이동수단은 모터(13)와, 상기 모터(13)에 의해 회전되는 볼스크류(14)와, 상기 볼스크류(14)에 연결되어 직선 이동력을 전달받으며 상기 간격유지 프레임(12)이 일체로 연결되는 볼너트(15)로 구성하였으며 상기 볼너트(15)의 직선운동을 더욱 정밀하게 가이드하기 위한 가이드(16)가 설치되어 있다.The linear movement means is connected to the motor 13, the ball screw 14 rotated by the motor 13, and the ball screw 14 receives a linear movement force and the space keeping frame 12 is It is composed of a ball nut 15 which is integrally connected and a guide 16 for guiding the linear motion of the ball nut 15 more precisely is installed.

또한, 상기 컨트롤러(7)는 상기 조향각 센서(6)와 함께 별도로 설치된 요잉(yawing)센서(17)의 입력을 받아 상기 접촉연결수단을 작동하도록 하여 더욱 뛰어난 성능을 발휘할 수 있도록 하였으며, 그 기능을 ECU에서 하도록 할 수 있다.In addition, the controller 7 receives the input of the yawing sensor 17 separately installed together with the steering angle sensor 6 to operate the contact connecting means to exhibit more excellent performance. You can do this in the ECU.

상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.

운전자가 주행시 스티어링 휠을 조작하면 그 조향각이 상기 조향각 센서(6)에 의해 감지되어 상기 컨트롤러(7)에 입력되며, 상기 컨트롤러(7)는 상기 접촉연결수단을 작동시켜 상기 주동 마찰차(1)와 종동 마찰차(4,5)의 접촉부 변화에 따른 두 종동 마찰차(4,5)의 회전수 및 회전력 변화를 발생시켜 원활한 선회주행이 가능하도록 한다.When the driver operates the steering wheel while driving, the steering angle is sensed by the steering angle sensor 6 and input to the controller 7, and the controller 7 operates the contact connecting means to operate the driving friction difference 1. And rotational force and rotational force change of the two driven friction wheels 4 and 5 according to the change of contact portion of the driven friction wheels 4 and 5 to enable smooth turning.

즉, 차량이 좌측으로 선회 주행을 하게되는 경우에는 상기 조향각센서(7)에서 운전자의 조향 의지를 검출한 후 상기 컨트롤러(7)에 전하고, 상기 컨트롤러(7)는 그 신호를 받아 상기 모터(13)를 구동하여 상기 간격유지 프레임(12)을 좌측으로 이동시키는 바, 상기와 같이 간격유지 프레임(12)이 좌측으로 이동되면 상기 두 롤러(8,9)는 상기 지지팔(10,11)에 의해 서로의 간격은 유지한 상태에서 좌측으로 이동되며;That is, when the vehicle turns to the left, the steering angle sensor 7 detects the driver's steering intention and transmits the signal to the controller 7, and the controller 7 receives the signal and the motor 13. Drive the gap holding frame 12 to the left. When the gap holding frame 12 is moved to the left as described above, the two rollers 8 and 9 are connected to the support arms 10 and 11. Whereby the distance from each other is moved leftward;

상기와 같이 이동된 두 롤러(8,9)는 도 1c에 도시된 바와 같이 이동되어 동일한 주동 마찰차(1)의 회전을 그 접촉부위의 원주길이의 차이로 인해 좌측의 종동 마찰차(4)에는 빠른 회전속도에 작은 회전력을 제공하는 상태가 되도록 하며, 우측의 종동 마찰차(5)에는 느린 회전속도에 큰 회전력을 제공하는 상태가 되도록 하여 차량의 좌측 선회 주행이 용이하게 이루어지도록 하는 것이다.The two rollers 8 and 9 moved as described above are moved as shown in FIG. 1C so that the rotation of the same driving friction difference 1 is driven due to the difference in the circumferential length of the contact portion. In the state to provide a small rotational force at a high rotational speed, and to the state to provide a large rotational force at a slow rotational speed to the driven friction wheel (5) on the right to facilitate the left turning of the vehicle.

물론, 우측의 선회주행도 상기와 같은 원리에 의해 동일하게 이루어지며, 특히 상기와 같은 차동장치는 다른 차동장치와는 다르게 별도의 차동제한장치가 요구되지 않는 바, 그 이유는 한 쪽의 바퀴가 수렁에 바진 경우라고 할지라도 운전자가 스티어링 휠을 중립위치에 놓은 상태에서는 양쪽의 드라이브 샤프트(2,3)로 동일한 회전수와 회전력이 전달되도록 되어 있으므로 수렁에 빠지지 않은 바퀴에도 동력이 제공되어 용이하게 빠져 나올 수 있는 것이다.Of course, the turning of the right side is also made by the same principle as above, in particular, such a differential device does not require a separate differential limiter, unlike other differentials, because one wheel Even if the driver is in a bog, if the driver puts the steering wheel in the neutral position, the same rotation speed and torque are transmitted to both drive shafts (2, 3), so that power is easily supplied to the wheel that is not in the bog. You can get out.

이상과 같이, 본 발명은 엔진으로부터 전해지는 회전력을 주동 마찰차(1)와 두 개의 종동 마찰차(4,5)가 서로의 접촉부에서 이루는 원주길이의 차이로 회전력과 회전수를 변화시켜 드라이브 샤프트(2,3)로 각각 제공할 수 있도록 함으로써, 별도의 차동제한장치가 요구됨이 없이 간단한 구조와 적은 중량으로 차동제한기능을 겸비한 차동장치기능을 제공할 수 있도록 하는 효과가 있다.As described above, the present invention changes the rotational force and the rotational speed by the difference in the circumferential length of the driving friction difference 1 and the two driven friction differences 4 and 5 at the contact portion of the rotational force transmitted from the engine. By providing (2, 3), respectively, there is an effect that it is possible to provide a differential device with a simple structure and a differential weight function with a small weight without requiring a separate differential limiting device.

Claims

From the center to the outer side of the main frictional friction wheel, each of which has two driving shafts installed in parallel with the two-way cone-shaped frictional friction whose cross-sectional area is narrowed from the center to each other, and a straight line connecting both cones of the main frictional friction wheel, respectively. Two conical driven friction wheels formed so as to have a wider cross-sectional area along the inclination of the main frictional friction wheel, the conical inclined surfaces of which are at regular intervals from the conical inclined surface of the main friction wheel, and the main frictional wheel and two driven friction wheels. The main frictional difference and the driven friction are interposed between the main frictional difference and the two driven frictional differences respectively interposed between the gaps formed between the two, and the distances between the two driven frictional differentials in the rotational axis direction are kept constant at all times. Number of contacts to allow continuous change of contact position of the car And, a steering angle sensor for measuring a steering angle of a steering wheel, a differential device that receives a signal from the steering angle sensor, wherein the controller is configured to actuate the contact connecting means.

The method of claim 1, wherein the contact connecting means comprises two rollers positioned between the interval between the primary friction difference and the driven friction difference, two support arms for rotatably supporting the two rollers, respectively, the two support arms A spacing frame connected to maintain the relative distance in the direction of the rotational axis of the driven friction wheel in a constant direction and in a direction perpendicular to the direction of the rotational axis of the driven friction wheel; Differential device comprising a linear movement means for moving in a straight line in the direction.

According to claim 2, wherein the linear movement means is composed of a motor, a ball screw rotated by the motor, a ball nut connected to the ball screw receives a linear movement force and the spacing frame is integrally connected Differential device.

The differential apparatus of claim 1, wherein the controller is configured to receive the input of a yawing sensor together with the steering angle sensor to operate the contact connecting means.