KR19980081087A - 멀티플 챔버를 갖는 트윈 클러치 액슬 - Google Patents

멀티플 챔버를 갖는 트윈 클러치 액슬 Download PDF

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KR19980081087A
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Abstract

자동차용 트윈 클러치 액슬은 챔버에 채워진 독자적인 유체를 특징으로 한다. 즉, 상기 챔버는 각각의 클러치를 각기 수용하는 공간적으로 떨어진 한 쌍의 챔버 및 하이포이드 구동 기어를 수용하는 분리형 중간 챔버가 있다. 각각의 클러치는 바람직하게 전자기적으로 작동되는 멀티플 마찰 플레이트 조립체이고, 클러치 챔버 안에 있는 유체는 자동 전달 유체와 같거나 유사하다. 기어 윤활재 또는 중유(heavy weight oil)가 분리형 하이포이드 구동 기어 챔버에 채워진다. 한 쌍의 클러치 챔버는 밀봉되어 완전히 서로 관계가 없거나, 통로들 또는 보통의 기름통과 같은 것을 통하여 유체를 서로 전달한다. 클러치와 하이포이드 구동 기어에 분리 칸막이를 사용함으로써, 거기에서 사용되는 윤활재는 마찰 클러치와 기어 작동을 최적화시키기 때문에, 액슬의 성능 및 유효 수명을 향상시킬 수 있다.

Description

멀티플 챔버를 갖는 트윈 클러치 액슬
본 발명은 일반적으로 자동차용 트윈 클러치 액슬에 관한 것으로, 더 상세하게는 클러치에 적합한 유체로 채워진 챔버 및 기어에 적합한 윤활재로 채워진 구동 기어용 고립된 챔버 내에 배치된 각각의 클러치를 구비하는 트윈 클러치 액슬에 관한 것이다.
전기식 및 유압식 조절 클러치 모두를 구비하는 차량 구동 라인과 제어 시스템이 적합한 차량 구동 시스템에 널리 적용되어 왔다. 상기 시스템은 일반적으로 프론트와 리어의 구동축 속력을 모니터하거나, 2개의 전륜과 2개의 후륜을 개별적으로 기록한 것을 평균내어 상기 속력을 계산하고, 또한 차륜의 구동축 속력 또는 평균 속력과의 속력 차이를 결정하면, 속력 차이를 조종하는 미리 정해진 프로그램에 따라 조절 클러치를 활성화시켜서 미끄럼이 0(제로)이 되도록 운전한다. 상기 시스템은 또한 스로틀 위치, 조향각(steering angle) 및 다른 변수들에 대하여 조절 클러치 활동을 모니터하고 조정할 수 있다.
전형적으로, 상기 조절 클러치는 물리적으로 자동차 전달의 출력에 의해 구동되고 인접한 변속기 케이스(transfer case) 내에 배치되어 있고, 작동 가능하게 제 1 및 제 2 구동 라인 사이에 배치되어 있다. 1995년 4월 18일에 허여된 공동 소유의 미국 특허 제 5,407,024호와 1996년 1월 23일에 허여된 미국 특허 제 5,485,894호에는, 상기 시스템이 배치되어 있다.
차량 미끄럼(skid) 제어의 반복적 접근법에서는 개별적으로 작동하는 클러치와 제 2, 즉 파트타임 구동 라인의 각각의 액슬이 연관되어 있는 것을 내포한다. 클러치 중 하나 또는 둘 다의 선택적인 조절 활동이 구동 토크를 제 2 구동 차륜 중 하나 또는 둘 다에 지시하여, 차량 요동을 조정하거나 보정한다. 유압식 클러치를 사용하는 초기 시스템이 미국 특허 제 4,681,180호에 개시되어 있다. 여기에서는, 조향각, 차량 속력 및 엔진 토크 입력을 갖는 제어 유닛이 2개의 후륜 사이만의 토크 분포를 조정한다.
미국 특허 제 5,195,901호 및 제 5,119,900호에서는 전륜에 제 1구동 토크를 제공하고 후륜에 구동 토크를 선택적으로 제공하는 구동 라인에 독립적으로 작동할 수 있는 2개의 리어 액슬 클러치를 구비하는 차량이 개시되어 있다.
미국 특허 제 5,353,889호에 있어서, 리어 액슬은 관련된 유압식 압력 클러치와 펌프에 의해 제어되는 유압식으로 작동되는 한 쌍의 독립 클러치를 포함한다.
미국 특허 제 5,383,378호에 있어서, 차량 프론트에 배치된 트윈 클러치 액슬은 조향각에 대하여 프론트(제 2) 구동 차륜에 구동 토크를 제공한다. 미국 특허 제 5,540,119호에서는 종래의 차동 기어를 사용하지 않고 회전 동력을 전달하기 위한 차동 구동 조립체가 개시되어 있다. 장치는 미리 정해진 상대 회전에 대하여 상기 클러치를 작동시키는 여러 쌍의 클러치와 캠 기구를 사용한다.
많은 문제들이 다루어지고 장치에 의해 달성된 새로운 조작 구조가 종래 기술에 알려져있지만, 어떤 문제들은 지금까지 다루어지지 않았다는 것은 분명하다. 예를 들면, 유압식으로 작동되는 이중 클러치 차동 장치의 대부분은, 클러치를 작동하는데 사용되는 동일한 유압식 유체는 기어 세트용 윤활재로서 기능한다. 사실, 클러치 유체의 요구 사항과 특성은 기어 윤활재의 이들 특성과 구별되고, 많은 경우에 있어서, 반대이다. 따라서, 리어 액슬의 차동 작동이 손상될 수 있다. 본 발명은 상기의 문제들을 다룬다.
자동차용 트윈 클러치 액슬은 챔버에 채워진 독자적인 유체를 특징으로 한다. 즉, 상기 챔버는 각각의 클러치를 각기 수용하는 공간적으로 떨어진 한 쌍의 챔버 및 하이포이드 구동 기어를 수용하는 분리형 중간 챔버가 있다. 각각의 클러치는 바람직하게 전자기적으로 작동되는 멀티플 마찰 플레이트 조립체이고, 클러치 챔버 안에 있는 유체는 자동 전달 유체와 같거나 유사하다. 기어 윤활재 또는 중유가 분리형 하이포이드 구동 기어 챔버에 채워진다.
한 쌍의 클러치 챔버는 밀봉되어 완전히 서로 관계가 없거나, 통로들 또는 보통 기름통과 같은 것을 통하여 유체를 서로 전달한다. 클러치와 하이포이드 구동 기어에 분리 칸막이를 사용함으로써, 거기에서 사용되는 윤활재는 마찰 클러치와 기어 작동을 최적화시키기 때문에, 액슬의 성능 및 유효 수명을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 독립 챔버에 배치된 트윈 클러치와 기어 세트를 구비하는 자동차 액슬을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적은 챔버에 채워진 분리되고 밀봉된 유체에 배치된 독립적으로 작동할 수 있는 클러치와 하이포이드 기어 세트를 구비하는 자동차 액슬을 제공하는 것이다.
게다가 또한, 본 발명의 목적은 클러치와 하이포이드 기어 세트가 최적의 작동과 유효 수명을 제공하는데 적합한 이상적으로 확실한 유체에 배치되는 트윈 클러치 리어 액슬을 제공하는 것이다.
게다가 또한, 본 발명의 목적은 예외적 토크 처리량(throughput)과 정숙한 작동을 나타내는 트윈 액슬 클러치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 목적과 장점은 다음에서 설명하는 바람직한 실시예와 비슷한 참조 번호가 동일한 부품, 요소 또는 특징으로 표시하는 첨부된 도면을 참조하면 분명하게 될 것이다.
도 1은 본 발명의 트윈 클러치 액슬에 결합하는 4륜 차량을 위한 차량 구동 시스템의 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 트윈 클러치 액슬의 전단면도.
도 3은 본 발명에 따른 멀티플 챔버를 갖는 트윈 클러치 액슬의 일부분을 나타내는 확대도.
도면 주요 부분에 대한 부호의 설명
36 : 자동차 구동 라인 차동 장치 38 : 액슬
70 : 입력 부재 74 : 하우징
82,88 : 기어 세트 94 : 출력 부재
112 : 기어 윤활재 120A,120B : 한 쌍의 클러치
212 : 클러치 유체 154A,154B : 축부재
지금부터 도 1을 참조하면, 적합한 4륜 차량 동력 전달 장치(train)가 참조 번호(10)로 개략적으로 도시되어 있고 지시되어 있다. 4륜 차량 동력 전달 장치(10)는 트랜스액슬(transaxle)(14)을 직접 구동하고 트랜스액슬에 결합되어 있는 원동기(12)를 포함한다. 트랜스액슬(14)의 출력은 제 1 또는 프론트 구동 라인(20)에 원동력을 제공하는 베벨 또는 스파이럴 베벨 기어 세트(16)를 구동하는데, 상기 제 1 또는 프론트 구동 라인(20)은 프론트 또는 제 1 버팀축(propshaft)(22), 프론트 또는 제 1 차동장치(24), 한 쌍의 라이브(live) 프론트 액슬(26) 및 각기 한 쌍의 프론트 또는 제 1 타이어와 차륜 조립체(28)를 포함한다. 프론트 또는 제 1 차동장치(24)가 종래에도 있다라는 것을 알아야만 한다.
베벨 또는 스파이럴 베벨 기어 세트(16)는 또한 제 2 버팀축(32)을 포함하는 제 2 또는 리어 구동 라인(30)에 원동력을 제공하는데, 제 2 버팀축(32)은 적합한 유니버설 죠인트(34), 리어 또는 제 2 차동 조립체(36), 한 쌍의 라이브 제 2 또는 리어 액슬(38) 및 각기 한 쌍의 제 2 또는 리어 타이어와 차륜 조립체(40)를 구비한다. 제 2 차동 조립체(36)에 관해 여기에서 사용될 때, 차동 및 액슬의 용어는 구동 라인 토크를 받고, 상기 토크를 2개의 횡적으로 배치된 차륜에 분배하고 및 특히, 코너를 도는 차량으로 인해 생긴 회전 속력 차이를 조절하기 위한 장치를 확인하는데 호환적으로 사용된다. 그 자체로, 상기 용어는 이들 기능들을 제공하지만, 종래의 에피사이클릭(epicyclic) 기어 열을 포함하지 않는 본 발명과 같은 장치를 포함하는 경향이 있다.
상기의 설명은 차량에 관한 것으로, 제 1 구동 라인(20)은 차량의 프론트에 배치되고, 대응하게는 제 2 구동 라인(30)은 차량의 리어에 배치되는데, 이러한 차량은 보통 전륜 구동 차량이라 한다. 여기에서 사용되는 제 1 및 제 2의 명칭은 항상 구동 토크를 제공하는 구동 라인과 보충의 또는 간헐적인 토크를 각각 제공하는 구동 라인이라 한다. 여기에 개시되고 청구된 본 발명이 즉시 차량에 사용될 수 있기 때문에, 프론트 및 리어보다는 오히려 여기서는 이들 명칭(제 1 및 제 2)이 사용되는데, 상기 차량에 있어서, 제 1 구동 라인(20)은 차량의 리어에 배치되고, 제 2 구동 라인(30)과 제 2 차동 조립체(36) 내에 있는 부품들은 차량의 프론트에 배치된다.
따라서, 제 1구동 라인(20)은 차량의 프론트에 배치되는, 도 1의 도시는 제한적이기보다는 오히려 예시적인 것으로 이해되어야 하고, 도시된 부품과 부품의 일반적인 배열은 제 1 후륜 구동 차량과 동등하게 적합하고 사용 가능하다. 상기 차량에 있어서, 제 1 차동장치(24)는 차량의 리어에서 제 2 차동 조립체(36)를 대신하곤 하고, 또한 제 2 차동 조립체(36)는 제 1 차동장치(24)를 대신하는 차량의 프론트로 움직이곤 한다.
다수의 센서로부터 신호를 수신하고, 또한 2개의 제어, 즉 제 2 차동 조립체(36)에 작동 신호를 제공하는 마이크로프로세서(50)는 차량 동력 전달 장치(10)와 관련된다. 상세하게는, 가변 자기 저항 또는 홀 효과 센서(52)와 같은 제 1센서는 좌측의 제 1(프론트)타이어 및 차륜 조립체(28)의 회전 속력을 감지하고, 마이크로프로세서(50)에 적절한 신호를 제공한다. 유사하게, 제 2가변 자기 저항 또는 홀 효과 센서(54)는 좌측의 제 1(프론트)타이어 및 차륜 조립체(28)의 회전 속력을 감지하고, 마이크로프로세서(50)에 신호를 제공한다. 제 3가변 자기 저항 또는 홀 효과 센서(56)는 우측의 제 2(리어)타이어 및 차륜 조립체(40)의 회전 속력을 감지하고, 마이크로프로세서(50)에 신호를 제공한다. 최종적으로, 좌측의 제 2(리어)타이어 및 차륜 조립체(40)와 관련된 제 4가변 자기 저항 또는 홀 효과 센서는 그 속력을 감지하고, 마이크로프로세서(50)에 신호를 제공한다. 속력 센서(52,54,56 및 58)는 독립적, 즉 전용 센서일 수 있고, 또는 잠금 방지 브레이크 시스템(ABS) 또는 다른 속력 센싱 및 제어 장치를 위해 차량에 설치된 센서일 수 있다는 것이 이해되어야 한다. 비록 속력 센서(52,54,56 및 58)가 도 1에는 도시되지 않았지만, 적절하고 종래의 카운팅 또는 토운(tone) 차륜은 속력 센서(52,54,56 및 58) 각각과 관련되어 있다는 것이 또한 이해되어야 한다.
최적의 미끄럼 또는 요동 제어를 제공하기 위하여, 마이크로프로세서(50)는 또한 트랜스액슬(14)의 출력 속력에 관한 정보를 요구한다. 따라서, 프론트 또는 제 1 버팀축(22) 상의 토운 차륜(64)과 관련된 가변 자기 저항 또는 홀 효과 센서(62)가 사용될 수 있다. 양자 택일에 있어서, 제 2 차동 조립체(36)와 관련되고, 제 2 차동 조립체(36)의 입력축(70) 상의 토운 차륜(68) 근처에 위치하는 가변 자기 저항 또는 홀 효과 센서(66)가 또한 사용될 수 있다. 마이크로프로세서(50)는 소프트웨어를 포함하는데, 상기 소프트웨어는 센서(62)이거나 센서(66)는 물론 센서(52,54,56 및 58)로부터 신호를 수신 및 조절하고, 차량의 안정성을 향상시키고, 차량의 제어를 유지하고 및/또는 차량의 미끄럼 또는 다른 불규칙적인 요동 상태를 수정하고 보정하기 위하여, 개정 행위를 결정하고, 또한 제 2 차동 조립체(36)에 2개의 독립적인 출력 신호를 제공한다.
이제 도 2를 참조하면, 제 2 차동 조립체(36)의 입력축(70)은 제 2 버팀축(32)에 유니버설 죠인트(34)와 같은 일부분의 연결부를 형성하는 플랜지(72) 또는 유사한 부품을 포함한다. 입력축(70)은 중심선상에 배치된 하우징(74) 내에 수용되고, 또한 하우징(74)과 입력축(70) 또는 조합된 플랜지(72)의 일부분 사이에 유체 비누출 밀봉을 제공하는 적절한 기름 밀봉부(76)로 둘러싸여 있다. 입력축(70)은 테이퍼 롤러 베어링 조립체(78)와 같은 한 쌍의 비마찰 베어링에 의해 양호하게 회전 가능하게 지지된다. 입력축(70)은, 적절한 체결요소(96)에 의해 중심선상에 배치된 관형 구동 부재(94) 상의 플랜지(92)에 고정된 링 기어(88) 상에 상보적으로 형성된 기어 이(86)와 맞물리는 기어 이(84)를 가지는 하이포이드 또는 베벨 기어(82)에서 끝난다. 링 기어(88) 근처의 관형 구동 부재(94)의 단부 상의 더 큰 볼 베어링 조립체(100) 및 반대 단부 상의 더 작은 볼 베어링 조립체(102)와 같은, 한 쌍의 비마찰 베어링은 관형 구동 부재(94)를 회전 가능하게 지지한다. 링 기어(88)와 조합된 구동 부품에 가장 가까운 관형 구동 부재(94)의 단부는 상당히 큰 이동하중 및 분포하중을 받기 때문에, 볼 베어링 조립체(100)는 볼 베어링 조립체(102)보다 더 큰 것이 바람직하다. 원형 기름 밀봉부(104)는 볼 베어링 조립체(100 및 102)의 각각에 인접한 외부 에지에, 즉 센터에서 멀리 배치된다.
윤곽된 반원형 저부 하우징(106)은 바람직하게 원주 상으로 180°연장되고, 기준 센터 라인(108)에 의해 한정되는 분리선을 따라 센터 하우징(74)과 맞물린다. 하우징(74 및 106) 및 기름 밀봉부(76 및 104)는, 베어링과 특히 기어(82 및 88) 각각에 물려있는 이(84 및 86)를 알맞게 윤활시키는 적당한 중유 또는 기어 윤활재(112)를 포함하는 밀봉된 내부(110)를 만든다. 기름 또는 기어 윤활재(112)는 SAE 80 또는 90 중유가 바람직하지만, 기어의 형태, 주위 및 작업 온도 및 다른 작업 조건에 따라 SAE 30 또는 40 중량과 같은 훨씬 더 경량일 수 있다.
이제 도 2 및 도 3으로 돌아가면, 제 2 차동 조립체(36)는 나사 체결 요소(118)에 의해 센터 하우징(74)과 중간 플레이트(116)에 부착된 한 쌍의 벨 하우징(114A 및 114B)을 포함한다. 중간 플레이트(116)는 센터 하우징(74)의 일부분일 수 있다. 하우징(114A 및 114B)은 한 쌍의 조절 클러치 조립체(120A 및 120B)중 각각의 하나에 각기 수용하는 거울-상, 즉 왼쪽 및 오른쪽 부품이다. 2개의 조절 클러치 조립체(120A 및 120B)의 대향의 거울-상 배열을 제외하면, 이하에서 설명되는 2개의 클러치 조립체(120A 및 120B)의 부품은 동일하며, 따라서 도 2의 오른쪽 및 도 3에 배치된 조절 클러치 조립체(120B)만이 완전히 설명되는데, 왼쪽의 조절 클러치 조립체(120A)는 모든 점에서 오른쪽의 조절 클러치 조립체(120B)와 동일하다는 것이 이해될 것이다.
조절 클러치 조립체(120A 및 120B)의 각각은, 관형 슬리이브 또는 클러치 단부 벨(128)의 확장부(126) 상에 상보적으로 형성된 수(male) 스플라인 또는 기어 이(124)에 맞물리는 2개 세트의 내부 스플라인 또는 기어 이(122)를 포함하는 관형 구동 부재(94)에 의해 구동된다. 클러치 단부 벨(128)은 동일하지만, 거울-상 관계에서 관형 구동 부재(94)의 반대 단부 상에 배치된다. 단부 벨(128)의 내부 원주 표면은, 제 1 다수의 클러치 디스크 또는 플레이트(136) 상에 배치된 회전 가능하게 구동 상보성의 수 스플라인(134)에 의해 맞물려 있는 축방향으로 확장한 다수의 암(female) 스플라인(132)을 한정한다. 제 1 다수의 클러치 디스크 또는 플레이트(136)는 적당한 마찰재와 표면을 또한 포함하고, 적당한 마찰재와 표면을 포함하는 제 2 다수의 더 작은 직경의 클러치 디스크 또는 플레이트(138) 사이에 끼워진다. 또한 제 1 다수의 클러치 디스크 또는 플레이트(136)는 환상 또는 칼라(146) 상에 배치된 상보성의 수 스플라인(144)에 맞물리고 회전 가능하게 구동시키는 암 스플라인(142)을 구비한다. 칼라(146)도 또한 출력축(154B) 상에 배치된 상보적으로 형성된 수 스플라인 또는 외부 기어 이(152)와 맞물리는 암 스플라인 또는 내부 기어 이(148)를 포함한다.
조절 클러치 조립체(120B)는, 또한 칼라(146) 상의 수 스플라인(144)과 맞물리는 암 스플라인 또는 내부 기어 이(158)를 포함하는 원형 어플라이(apply) 플레이트(156)를 포함한다. 따라서, 어플라이 플레이트(156)는 제 2 다수의 클러치 플레이트(138)와 함께 회전하고, 거기에서 축방향으로 상대 이동을 한다. 어플라이 플레이트(156)는 평판 와셔(164)의 위치를 정하고, 수용하는 견부(shoulder)(162)를 포함한다. 평판 와셔(164)는 추력 베어링을 어플라이 플레이트(156)와 보강재(armature)(166) 사이에 제공한다. 보강재(166)는, 그 주변에 단부 벨(128) 내부의 암 스플라인(132)과 상보적으로 맞물려 있는 수 스플라인(168)을 포함한다. 따라서, 보강재(166)는 단부 벨(128) 및 제 1 다수의 클러치 플레이트(136)와 함께 회전한다. 보강재(166)는 U자 형상의 원형 로우터(171) 근처에 배치된다. 로우터(171)는 일반적으로 전자기 코일(174)을 포함하는 고정 하우징(172)을 둘러싸고 있다. 고정 하우징(172) 및 코일(174)은 다수의 나사형 스터드와 체결 요소(176)에 의해 벨 하우징(114B)에 고정되며, 이러한 것들중 하나가 도 2에 도시되어 있다. 전기 에너지는 도선(178)을 통하여 전자기 코일(174)에 제공된다.
제 1 원형 부재(182)는 단접(weldment), 상호 맞물림 스플라인 또는 죔쇠 끼워 맞춤과 같은 임의의 적당한 수단에 의해 로우터(171)에 결합된다. 제 1 원형 부재(182)는 출력축(154B)에 대해 자유롭게 회전하는 헐거운 끼워 맞춤을 한정하며, 따라서 제 1 원형 부재(182)와 로우터(171)는 출력축(154B)과 전자기 코일(174)의 하우징(172) 모두에 대해 회전하는 것과 무관하다. 제 1 원형 부재(182)는 출력축(154B)의 축선에 대해 원형 패턴으로 배열된 복수의 굽은 램프(ramp) 또는 리세스(recess)(184)를 포함한다. 램프 또는 리세스(184)는 헬리컬 원환면(torus)의 경사 단면을 나타낸다. 리세스(184)의 경사 단면에 의해 한정된 램프를 따라 구르는 부하 이송 볼(186) 또는 유사한 부하 이송 부재는 리세스(184) 각각 내에 배치된다. 제 2 원형 부재(188)는 제 1 원형 부재(182)와 반대 관계로 배치되며, 또한 상보적으로 크기와 배열이 비슷한 복수의 리세스(190)를 포함한다. 부하 이송 볼(186)은 따라서, 한 쌍의 대향 리세스(184 및 190) 내에 수용되어 설치되며(trap), 리세스의 단부는 굽어져 있고 단부의 기울기는 리세스(184 및 190)의 내부 영역보다 훨씬 더 가파르기 때문에, 부하 이송 볼(186)은 거기에 효과적으로 설치된다. 복수의 파형 와셔 또는 접시 스프링(192)은 제 2 원형 부재(188)와 칼라(146) 사이에 배치되며, 제 2 원형 부재(188)에 대해 제 1 원형 부재(182)를 향해 기울어져 있다.
리세스(184 및 190) 및 부하 이송 볼(186)이, 그 사이에서의 상대 회전에 대해 원형 부재(182 및 188)의 축방향 변위를 일으키는 다른 유사한 기계 요소로 대체될 수 있음을 알게 될 것이다. 예컨대, 상보적으로 형성된 원추형 나선들(helices)에 배치된 테이퍼 롤러가 사용될 수 있다.
리세스(184 및 190), 부하 이송 볼(186) 및 스프링(192) 설계시 중요한 고려사항은, 클러치 조립체에서의 이들 디자인의 기하학적 배열 및 틈새는 클러치 조립체(120A 및 120B)가 자동체결을 하지 않는다는 것을 전반적으로 보장하는 것이다. 조절 클러치 조립체(120A 및 120B)는 자동 맞물림이 아니라, 오히려 전자기 코일(174)의 입력에 직접 비례적인 반응에 대해 클러치 플레이트(136 및 138)의 클램핑과 토크 전달을 조절할 수 있어야만 한다. 이러한 기계에 대한 추가의 상세한 설명은 참조 문헌에 의해 병합된 미국 특허 제 5,492,194호에서 알 수 있을 것이다.
제 2 원형 부재(188)는, 출력축(154B) 상의 수 스플라인 또는 외부 기어 이(152)와 상보적으로 맞물리는 다수의 암 스플라인 또는 기어 이(194)를 포함한다. 제 1 원형 부재(182)의 축방향 위치는 추력 베어링 조립체(196)에 의해 확립된다. 출력축(154B)을 회전 가능하게 지지하고, 축방향으로 위치시키는 볼 베어링 조립체(198)와 같은 비마찰 베어링은 추력 베어링 조립체(196) 근처에 있다. 볼 베어링 조립체(198)는 한 쌍의 스냅 링(200)에 의해 유지되고, 벨 하우징(114B)에 대해 출력축(154B)의 위치를 축방향으로 정한다. 기름 밀봉부(202)는 볼 베어링 조립체(198)와 출력축(154B)의 경계 근처에 있다. 출력축(154B)의 경계 부분은, 리어 액슬(38) 상의 외부 기어 이(미도시됨)와 같이 상보적으로 형성된 일련의 수 스플라인을 수용하고 맞물리는 기어 이의 내부 세트 또는 암 스플라인(204)을 한정한다. 단부 벨(128)의 관형 확장부(126) 내에 수용된 원통형 저어널 베어링 또는 부싱(206)은 출력축(154B)의 반대편 단부를 회전 가능하게 지지한다. 단부 벨(128)은 스냅 링과 와셔 조합(208)에 의해 출력축 상에서 유지된다.
제 2 차동 조립체(36)와, 특히 조절 클러치 조립체(120A 및 120B)의 부품에 적절한 냉각을 제공하기 위하여, 벨 하우징(114A 및 114B)의 내부 부분과 중간 플레이트(116)는, 자동 전달 유체(ATF) 또는 유사한 특성을 갖는 윤활재와 같은 윤활 및 냉각 유체(212)가 놓여진 기름통(210)을 구성한다. 차량이 프론트로 이동하고 있을 때, 출력축(154B)의 회전 방향을 향하여 열려 있는 입모양(mouth)을 갖는 스캐빈저(scavenger) 또는 스쿠프(scoop)(214)는 거기에서 반경방향으로 확장한다. 출력축(154B)이 회전함에 따라, 스쿠프(scoop)(214)는 반경방향의 통로(216)를 통하여 출력축(154B)에 배치된 축방향으로 확장하는 환상 통로(218)와 동축의 통로(220)로 반경방향의 안쪽으로 윤활 및 냉각 유체(212)를 모아서 보낸다(drive). 동축의 통로(220)는 엔드 캡 또는 플러그(222)에 의해 관형 구동 부재(94) 내의 그 끝에서 밀폐된다. 환상 통로(218)를 통하여 이동하는 윤활 및 냉각 유체(212)는 칼라(146)의 반경방향 통로(224)를 통해 조절 클러치 조립체(120B) 속으로 흐른다. 유체(212)는 또한 출력축(154B)의 동축의 통로(220)를 통해서 흐르기 때문에, 반경방향 통로(226)(미도시됨)를 통하여 클러치 조립체(120B)로 흐른다. 따라서, 작동 중에 조절 클러치 조립체(120A 및 120B)에서 발생된 열은 순환하는 윤활 및 냉각 유체(212)로 전달되어, 제 2 차동 조립체(36)를 통하여 방산된다. 열방산을 더 용이하게 하는 기름통(210)을 통하여 조절 클러치 조립체(120A 및 120B) 사이의 유체(212)를 전형적으로 교환, 즉 횡전달이 있다.
따라서, 한 쌍의 챔버를 한정하는 본 발명에 따른 차동 조립체(36)는 보통의 기름통(210)을 포함하고, 한 쌍의 조절 클러치 조립체(120A 및 120B)를 수용하는데, 이 조립체는 유사한 특정의 성능 특성을 갖는 자동 전달 유체(ATF) 또는 유체와 같은 윤활 및 냉각 유체(212)와 같은 유체가 제공되며, 상기 유체(ATF)는 최적의 윤활성, 마찰 커플링 및 열전달 특성을 클러치 조립체(120A 및 120B)에 제공하고, 또한 이 유체는, 기어(82 및 88)에 최적의 윤활을 제공하는 바람직하게는 SAE 80 내지 90의 중유 또는 어떤 적용의 경우, 더 가벼운 기름을 수용하는 센터 하우징(74)과 저부 하우징(106)에 의해 한정된 밀봉된 챔버를 더 포함한다는 것을 알게 될 것이다. 따라서, 본 발명에 따른 차동 조립체(36)는 클러치 조립체(120A 및 120B)의 우수한 토크 처리량(througput)과 유효 수명 성능을 제공하고, 또한 기어(82 및 84)의 우수한 유효 수명과 저소음 성능을 제공한다.
비록 양호한 실시예의 상기 설명이 전자기 코일(174)을 갖는 전자기 오퍼레이터가 있는 트윈 클러치 조립체(120A 및 120B)를 갖는 차동 조립체(36)에 관한 것이지만, 상기 실시예와 설명은 오직 도시적이고 예시적이라 것을 이해해야 한다. 따라서, 가변 압력 유체 공급 장치와 관련된 유압식 또는 공압식 오퍼레이터, 즉 피스톤 및 실린더 조립체를 갖는 조절 클러치 조립체(120A 및 120B)는 본 발명의 범주 내에 있는 것으로 간주된다.
상기 명세서는 본 발명을 실행하기 위해 발명자가 발명한 최상의 모드이다. 그러나, 변경과 변동을 조합하는 장치는 기어와 클러치 구동 라인 요소의 당업자에게는 명확하다는 것은 분명하다. 상기 명세서는 적절한 당업자에게 본 발명을 즉시 실행하도록 하는 경향이 있기 때문에, 이것에 의해 제한된다고 해석하지 말고, 상기 언급된 명확한 변동을 포함하고, 다음의 청구범위의 사상과 범주에 의해서만 제한된다고 해석해야 한다.

Claims (10)

  1. 자동차 구동 라인 차동 장치(36)에 있어서,
    입력 부재(70)와,
    상기 입력 부재(70)에 의해 구동되고, 출력 부재(94)를 구비하는 기어 세트(82,88)와,
    상기 기어 세트(82,88)의 상기 출력 부재(94)에 의해 구동되는 입력(128)과 액슬(38)을 구동하는데 적합한 출력(146)을 각기 구비하는 한 쌍의 클러치(120A,120B)와, 또한
    상기 기어 세트(82,88)와 기어 윤활재(112)를 수용하기 위한 제 1 챔버(110) 및 상기 한 쌍의 클러치(120A,120B)와 클러치 유체(212)를 수용하기 위한 제 2 챔버를 구비하는 하우징(74)을 조합하여 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 구동 라인 차동 장치(36).
  2. 제 1항에 있어서, 상기 제 2 챔버는 상기 클러치 유체(212)를 수용하기 위한 기름통(210)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 구동 라인 차동 장치(36).
  3. 제 1항에 있어서, 상기 클러치 출력(146)은 내부 스플라인(204)을 구비하는 축부재(154A,154B)를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 구동 라인 차동 장치(36).
  4. 제 1항에 있어서, 상기 기어 세트(82,88)는 하이포이드 기어 세트인 것을 특징으로 하는 자동차 구동 라인 차동 장치(36).
  5. 제 1항에 있어서, 상기 기어 세트(82,88)의 상기 출력 부재(94)는 세장(elongate) 부재(94)를 한정하고, 상기 세장 부재(94) 및 상기 입력 부재(70)는 상기 하우징(74)의 상기 제 1 챔버(110) 내에 회전 가능하게 배치되는 것을 특징으로 하는 자동차 구동 라인 차동 장치(36).
  6. 제 1항에 있어서, 상기 한 쌍의 클러치(120A,120B) 각각은, 상기 기어 세트(82,88)의 상기 제 1 출력 부재(94)에 작동 가능하게 연결되는 엔드 벨(128)과, 상기 엔드 벨(128)에 의해 구동되는 제 1 다수의 클러치 플레이트(136) 및 액슬(38)을 구동하는데 적합한 상기 출력(146)에 연결되는 제 2 다수의 클러치 플레이트(138)인 상기 제 1 및 제 2 다수의 사이에 끼워진(interleaved) 클러치 플레이트(136,138)와, 상기 사이에 끼워진 다수의 클러치 플레이트(136,138) 근처에 배치된 전자기 코일(174)을 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 구동 라인 차동 장치(36).
  7. 제 1항에 있어서, 클러치 냉각 및 윤활 유체(212)의 유동을 제공하기 위해 상기 클러치(120A,120B) 각각과 관련된 하나 이상의 스캐빈저(scavenger)(214) 및 유체 유동 통로(220)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 구동 라인 차동 장치(36).
  8. 제 1항에 있어서, 상기 입력 부재(70) 상에 배치된 토운(tone) 차륜(68) 근처의 제 1 속력 센서(66)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 구동 라인 차동 장치(36).
  9. 제 1항에 있어서, 한 쌍의 제 2 구동 차륜(40)중 하나와 관련된 제 2 속력 센서(56) 및 상기 한 쌍의 제 2 구동 차륜(40)중 다른 하나와 관련된 제 3 속력 센서(58)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 구동 라인 차동 장치(36).
  10. 자동차 구동 라인 차동 장치(36)에 있어서,
    입력 부재(70)와,
    상기 입력 부재(70)에 의해 구동되고, 출력 부재(94)를 구비하는 기어 세트(82,88)와,
    상기 기어 세트(82,88)의 상기 제 1 출력 부재(94)에 작동 가능하게 연결되는 벨 하우징(128)과, 상기 벨 하우징(128)에 의해 구동되는 제 1 다수의 클러치 플레이트(136) 및 액슬(38)을 구동하는데 적합한 출력(146)에 연결되는 제 2 다수의 클러치 플레이트(138)인 상기 제 1 및 제 2 다수의 사이에 끼워진 클러치 플레이트(136,138)와, 상기 사이에 끼워진 다수의 클러치 플레이트(136,138) 근처에 배치된 전자기 코일(174)을 각각 구비하는 한 쌍의 클러치(120A,120B)와, 또한
    상기 기어 세트(82,88)와 기어 윤활재(112)를 수용하기 위한 제 1 챔버(110) 및 상기 한 쌍의 클러치(120A,120B)와 클러치 유체(212)를 수용하기 위한 제 2 챔버를 구비하는 하우징(74)을 조합하여 포함하는 것을 특징으로 하는 자동차 구동 라인 차동 장치(36).
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