KR20000018373U - Limited slip differential to use centrifugal force - Google Patents

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Abstract

본 고안은 사이드 기어의 고 회전수 영역에서만 차동 제한 작용을 하는 원심력을 이용한 차동제한장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.The object of the present invention is to provide a differential limiting device using centrifugal force which differentially acts only in the high speed region of the side gear.

이를 실현하는 원심력을 이용한 차동제한장치는, 변속기 출력측에 연결되는 디퍼렌셜 케이스와, 이 디퍼렌셜 케이스에 고정된 피니언 샤프트 양측에 대향 설치되는 한 쌍의 피니언 기어와, 이 한 쌍의 피니언 기어에 직각 방향으로 결합되어 각각 구동축에 연결되는 한 쌍의 사이드 기어와, 이 한 쌍의 사이드 기어 측면과 이에 대향하는 디퍼렌셜 케이스 사이에서 사이드 기어의 방사 방향으로 이동 가능하도록 인장 스프링에 의하여 연결되는 다수의 드리븐 죠와, 이 드리븐 죠가 사이드 기어 회전수 영역의 고, 저에 따른 원심력에 의하여 디퍼렌셜 케이스에 마찰하도록 드리븐 죠의 내측에 설치되는 다수의 플라이 웨이트를 포함하여 구성된다.The differential limiting apparatus using the centrifugal force for realizing this includes a differential case connected to the transmission output side, a pair of pinion gears opposed to the pinion shaft fixed to the differential case, and a pair of pinion gears at right angles. A plurality of driven jaws coupled by tension springs so as to be movable in a radial direction of the side gears between a pair of side gears coupled and connected to the drive shaft, respectively, between the pair of side gear sides and the differential case opposite thereto; The driven jaw comprises a plurality of flyweights installed inside the driven jaw so as to rub the differential case by the centrifugal force according to the high and low side gear rotational area.

Description

원심력을 이용한 차동제한장치{LIMITED SLIP DIFFERENTIAL TO USE CENTRIFUGAL FORCE}LIMITED SLIP DIFFERENTIAL TO USE CENTRIFUGAL FORCE}

본 고안은 차량의 차동제한장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사이드 기어의 저 회전수 영역에서는 차동 제한 작용을 하지 않고, 사이드 기어의 고 회전수 영역에서만 차동 제한 작용을 하는 원심력을 이용한 차동제한장치에 관한 것이다.The present invention relates to a differential limiting device of a vehicle, and more particularly, a differential limiting device using a centrifugal force that does not differentially limit in a low speed region of a side gear, and differentially acts only in a high speed region of a side gear. It is about.

일반적으로 차량의 동력 전달 장치는 엔진, 클러치 또는 토오크 컨버터, 변속기, 차동제한장치, 그리고 구동축 등으로 구성되어 있다.Generally, a power transmission device of a vehicle is composed of an engine, a clutch or torque converter, a transmission, a differential limiter, and a drive shaft.

차동제한장치는 선회 또는 노면의 요철에 의하여 좌우 구동륜에 괘적의 차이가 발생할 때, 일측 구동륜의 슬립을 방지하기 위하여 마찰저항이 작은 구동륜으로부터 마찰저항이 큰 구동륜으로 토오크를 전달하여 구동을 가능하게 유지한다.The differential limiting device maintains driving by transmitting torque from the driving wheel with low frictional resistance to the driving wheel with high frictional resistance in order to prevent slippage of one driving wheel when a difference occurs in left and right driving wheels due to turning or road surface irregularities. do.

이러한 차동제한장치는 도 4에 도시된 바와 같이, 변속기의 출력이 입력되는 디퍼렌셜 케이스(51)와 구동축이 연결되는 사이드 기어(53)사이에 멀티 플레이트(55)를 개재하고, 스프링(57)으로 사이드 기어(53)에 척력을 가하게 하므로 사이드 기어(53)에서 멀티 플레이트(55)를 통하여 디퍼렌셜 케이스(51)로 토오크를 전달하도록 구성되어 있다.As shown in FIG. 4, the differential limiting device is interposed between the differential case 51 to which the output of the transmission is input and the multi-plate 55 between the side gear 53 to which the drive shaft is connected, and the spring 57. Since the repulsive force is applied to the side gear 53, the torque is transmitted from the side gear 53 to the differential case 51 through the multi-plate 55.

이 차동제한장치는 사이드 기어(53)와 디프렌셜 케이스(51)사이에 멀티 플레이트(55)를 개재하고 있으므로 멀티 플레이트(55)간에 슬립 노이즈를 발생시키고, 멀티 플레이트(55)의 전달 효율을 위하여 전용 극압 오일을 사용하여야 하며, 사이드 기어(53)의 저 회전수 영역 및 엔진 브레이크시에도 차동 작용을 하므로 ABS 성능을 저하시키는 단점이 있다.Since the differential limiting device is interposed between the side gear 53 and the differential case 51, the multi-plate 55 generates slip noise between the multi-plates 55, and the transfer efficiency of the multi-plate 55 is improved. In order to use a dedicated extreme pressure oil, and the differential action even in the low-speed range and the engine brake of the side gear 53, there is a disadvantage in reducing the ABS performance.

따라서 본 고안은 상기와 같은 단점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서, 본 고안의 목적은 사이드 기어의 고 회전수 영역에서만 차동 작용을 하는 원심력을 이용한 차동제한장치를 제공하는 데 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve the above disadvantages, and an object of the present invention is to provide a differential limiting device using a centrifugal force that differentially operates only in a high speed region of the side gear.

도 1은 본 고안에 따른 원심력을 이용한 차동제한장치의 종단면도이다.1 is a longitudinal sectional view of a differential limiting apparatus using centrifugal force according to the present invention.

도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도로서, 사이드 기어의 저 회전수 영역에서의 작동 상태를 나타내고 있다.FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1 and shows an operating state in the low speed region of the side gear.

도 3은 도 1의 A-A선에 따른 단면도로서, 사이드 기어의 고 회전수 영역에서의 작동 상태를 나타내고 있다.3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 1, showing an operating state in the high speed region of the side gear.

도 4는 종래기술에 따른 차동장치의 종단면도이다.4 is a longitudinal sectional view of a differential device according to the prior art.

＜도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명＞<Description of the code | symbol about the principal part of drawing>

1:디퍼렌셜 케이스, 3,5:피니언 기어, 7,9:사이드 기어, 11:드리븐 죠, 13:플라이 웨이트, 19:인장 스프링, 23,25:마찰부재1: differential case, 3, 5: pinion gear, 7,9: side gear, 11: driven jaw, 13: fly weight, 19: tension spring, 23, 25: friction member

이를 실현하기 위하여 본 고안에 따른 원심력을 이용한 차동제한장치는,In order to realize this, the differential limiting device using the centrifugal force according to the present invention,

변속기 출력측에 연결되는 디퍼렌셜 케이스와,Differential case connected to the transmission output side,

이 디퍼렌셜 케이스에 고정된 피니언 샤프트 양측에 대향 설치되는 한 쌍의 피니언 기어와,A pair of pinion gears opposed to the pinion shafts fixed to the differential case,

이 한 쌍의 피니언 기어에 직각 방향으로 결합되어 각각 구동축에 연결되는 한 쌍의 사이드 기어와,A pair of side gears coupled to the pair of pinion gears at right angles and connected to the drive shafts;

이 한 쌍의 사이드 기어 측면과 이에 대향하는 디퍼렌셜 케이스 사이에서 사이드 기어의 방사 방향으로 이동 가능하도록 인장 스프링에 의하여 연결되는 다수의 드리븐 죠와,A plurality of driven jaws connected by tension springs so as to be movable in the radial direction of the side gears between the pair of side gear sides and the opposing differential cases;

이 드리븐 죠가 사이드 기어 회전수 영역의 고, 저에 따른 원심력에 의하여 디퍼렌셜 케이스에 마찰하도록 드리븐 죠의 내측에 설치되는 다수의 플라이 웨이트를 포함하여 구성됨을 특징으로 한다.The driven jaw is characterized in that it comprises a plurality of fly weights installed on the inside of the driven jaw to friction with the differential case by the centrifugal force according to the high and low side gear rotation area.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.BEST MODE Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 고안에 따른 원심력을 이용한 차동제한장치의 종단면도로서, 디퍼렌셜 케이스(1), 피니언 기어(3,5), 사이드 기어(7,9), 드리븐 죠(11), 그리고 플라이 훼이트(13)롤 포함하고 있다.1 is a longitudinal cross-sectional view of a differential limiting apparatus using a centrifugal force according to the present invention, the differential case (1), pinion gear (3, 5), side gear (7, 9), driven jaw (11), and fly page (13) We include roll.

디퍼렌셜 케이스(1)는 차동장치의 외형을 형성하는 것으로, 변속기 출력측(15)으로부터 동력을 전달 받아 회전 운동하도록 구성된다.The differential case 1 forms an external shape of the differential device, and is configured to rotate in response to power from the transmission output side 15.

피니언 기어(3,5)는 디퍼렌셜 케이스(1)와 함께 회전하도록 피니언 샤프트(17)에 회전 가능하도록 대향하는 상태로 피니언 샤프트(17)의 양측에 장착된다.The pinion gears 3 and 5 are mounted on both sides of the pinion shaft 17 in a state of being opposed to the pinion shaft 17 so as to rotate together with the differential case 1.

사이드 기어(7,9)는 피니언 기어(3,5)와 직각 방향으로 결합되어 구동축(미도시)에 회전 동력을 전달하도록 연결된다.The side gears 7 and 9 are coupled to the pinion gears 3 and 5 at right angles and connected to transmit rotational power to a drive shaft (not shown).

따라서 디퍼렌셜 케이스(1)로 전달되는 회전 동력은 피니언 샤프트(17)와 피니언 기어(3,5) 및 사이드 기어(7,9)를 통하여 구동축으로 전달된다.Therefore, the rotational power transmitted to the differential case 1 is transmitted to the drive shaft through the pinion shaft 17 and the pinion gears 3 and 5 and the side gears 7 and 9.

한편, 드리븐 죠우(11)는 도 2에 도시된 바와 같이, 사이드 기어(7,9) 측면과 이에 대향하는 디퍼렌셜 케이스(1) 사이에 설치된다. 또한 이 드리븐 죠우(11)는 사이드 기어(7,9)의 방사 방향으로 이동 가능하도록 인장 스프링(19)으로 연결되고, 이렇게 연결되는 다수로 이루어지며, 플라이 웨이트(13)와 맞닿는 부분(21)은 경사지게 형성된다. 또한 드리븐 죠우(11)의 외주와 이 외주에 대향하는 디퍼렌셜 케이스(1)의 내주면에는 이들간의 토오크를 전달하는 마찰부재(23,25)가 각각 부착되어 있다.On the other hand, the driven jaw 11 is installed between the side of the side gear (7, 9) and the differential case (1) opposite to it, as shown in FIG. In addition, the driven jaw 11 is connected to the tension spring 19 so as to be movable in the radial direction of the side gear (7, 9), it is made of a plurality of so connected, the portion 21 is in contact with the fly weight (13) Is formed to be inclined. Further, friction members 23 and 25 are respectively attached to the outer circumference of the driven jaw 11 and the inner circumferential surface of the differential case 1 opposite to the outer circumference.

그리고 플라이 웨이트(13)는 사이드 기어(7,9)의 회전수에 따라 변화되는 원심력에 의하여 드리븐 죠(11)를 디퍼렌셜 케이스(1)에 마찰시키도록 드리븐 죠(11)의 내측에 설치된다. 물론 이 플라이 웨이트(13)는 드리븐 죠(11)의 개수와 같은 다수의 강구로 이루어진다.And the fly weight 13 is installed inside the driven jaw 11 to friction the driven jaw 11 with the differential case 1 by the centrifugal force which changes according to the rotation speed of the side gears 7,9. Of course, this fly weight 13 is composed of a number of steel balls, such as the number of driven jaw (11).

상술한 바와 같이 구성되는 원심력을 이용한 차동제한장치의 작용은 다음과 같다.The operation of the differential limiting device using the centrifugal force configured as described above is as follows.

사이드 기어(7,9)가 저 회전수 영역에서 회전하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 플라이 웨이트(13)의 원심력이 인장 스프링(19)의 인장력에 의하여 구속됨에 따라 드리븐 죠(11)는 디퍼렌셜 케이스(1)의 내면과 분리된다.When the side gears 7 and 9 rotate in the low speed region, as shown in FIG. 2, the driven jaw 11 is driven as the centrifugal force of the fly weight 13 is constrained by the tension force of the tension spring 19. It is separated from the inner surface of the differential case 1.

따라서 디퍼렌셜 케이스(1)로 전달되는 토오크는 피니언 샤프트(17), 피니언 기어(3,5), 그리고 사이드 기어(7,9)를 통하여 구동축으로 전달된다.Therefore, the torque transmitted to the differential case 1 is transmitted to the drive shaft through the pinion shaft 17, the pinion gears 3 and 5, and the side gears 7 and 9.

한편 사이드 기어(7,9)가 고 회전수 영역에서 회전하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 플라이 웨이트(13)의 원심력이 인장 스프링(19)의 인장력을 극복함에 따라 드리븐 죠(11)는 디퍼렌셜 케이스(1)의 내면과 마찰된다. 이때 드리븐 죠(11) 외주의 마찰부재(23)와 디퍼렌셜 케이스(1) 내주의 마찰부재(25)는 상호 마찰되어 차동 제한 토오크를 전달한다.On the other hand, when the side gears 7 and 9 rotate in the high speed region, as shown in FIG. 3, the driven jaw 11 is driven as the centrifugal force of the fly weight 13 overcomes the tensile force of the tension spring 19. The inner surface of the differential case 1 is rubbed. At this time, the friction member 23 of the outer jaw of the driven jaw 11 and the friction member 25 of the inner case 1 of the differential case 1 are mutually rubbed to transmit a differential limit torque.

따라서 디퍼렌셜 케이스(1)로 전달되는 토오크는 사이드 기어(7,9)가 저 회전수 영역일 때와 같이 전달됨과 동시에 구동륜의 마찰저항이 작은 쪽 사이드 기어(9, 우측이라고 가정), 디퍼렌셜 케이스(1), 피니언 샤프트(17), 피니언 기어(3,5)를 통하여 마찰저항이 큰 쪽 사이드 기어(7)로 전달되어 이 사이드 기어(7)에 연결되는 구동륜으로 더 전달된다.Therefore, the torque transmitted to the differential case 1 is transmitted as in the case where the side gears 7 and 9 are in the low-speed range, and at the same time, the side gears 9 (assuming the right side) that have a small frictional resistance of the driving wheels and the differential case ( 1) Through the pinion shaft 17 and the pinion gears 3 and 5, the frictional resistance is transmitted to the side gear 7 having the greater friction and is further transmitted to the drive wheel connected to the side gear 7.

결과적으로 이 차동장치는 사이드 기어(7,9)가 저 회전수 영역에서는 차동 작용을 하지 않고, 고 회전수 영역에서만 차동 작용을 한다.As a result, this differential device does not differentially act in the low speed region of the side gears 7, 9, but only in the high speed region.

상술한 바와 같이 본 고안에 따른 원심력을 이용한 차동제한장치는 사이드 기어의 측면과 디퍼렌셜 케이스 사이에 설치된 드리븐 죠와 이 드리븐 죠의 내측에 설치되는 플라이 웨이트에 의하여 사이드 기어와 디퍼렌셜 케이스를 마찰 연결하여 토오크를 전달하므로 사이드 기어의 고 회전수 영역에서만 차동 제한 작용을 할 수 있다. 따라서 멀티 플레이트를 사용할 때 발생되는 슬립 노이즈를 제거할 수 있고, 전용 극압 오일을 사용할 필요가 없으며, 사이드 기어의 저 회전수 영역 및 엔진 브레이크시에는 차동 제한 작용을 하지 않으므로 ABS 성능을 향상시킬 수 있다.As described above, the differential limiting apparatus using the centrifugal force according to the present invention is a frictional connection between the side gear and the differential case by the driven jaw installed between the side of the side gear and the differential case and the flyweight installed inside the driven jaw. This allows differential limiting only in the high-speed range of the side gears. Therefore, the slip noise generated when using the multi-plate can be eliminated, and there is no need to use a dedicated extreme pressure oil, and the ABS performance can be improved because there is no differential limiting effect in the low-speed range of the side gear and the engine brake. .

Claims (4)

변속기 출력측에 연결되는 디퍼렌셜 케이스(1)와,Differential case 1 connected to the transmission output side, 상기 디퍼렌셜 케이스(1)에 고정된 피니언 샤프트(17)의 양측에 대향 설치되는 한 쌍의 피니언 기어(3,5)와,A pair of pinion gears 3 and 5 opposed to the pinion shaft 17 fixed to the differential case 1; 상기 한 쌍의 피니언 기어(3,5)에 직각 방향으로 결합되어 각각 구동축에 연결되는 한 쌍의 사이드 기어(7,9)와,A pair of side gears 7 and 9 coupled to the pair of pinion gears 3 and 5 at right angles and connected to a drive shaft, respectively; 상기 한 쌍의 사이드 기어(7,9) 측면과 이 측면에 대향하는 디퍼렌셜 케이스(1) 사이에서 상기 사이드 기어(7,9)의 방사 방향으로 이동 가능하도록 인장 스프링(19)에 의하여 연결되는 다수의 드리븐 죠(11)와,A plurality of tension springs 19 connected between the side surfaces of the pair of side gears 7 and 9 and the differential case 1 facing the side surfaces so as to be movable in the radial direction of the side gears 7, 9. Driven jaws (11), 상기 드리븐 죠(11)가 상기 사이드 기어(3,5) 회전수 영역의 고, 저에 따른 원심력에 의하여 디퍼렌셜 케이스(1)에 마찰하도록 상기 드리븐 죠(11)의 내측에 설치되는 다수의 플라이 웨이트(13)를 포함하는 원심력을 이용한 차동제한장치.A plurality of fly weights are installed inside the driven jaw 11 such that the driven jaw 11 rubs against the differential case 1 by the centrifugal force according to the high and low speeds of the side gears 3 and 5 rotational regions. Differential limiting apparatus using a centrifugal force comprising (13). 청구항 1에 있어서, 상기 드리븐 죠우(11)는 상기 플라이 웨이트(13)의 원심력에 의하여 상기 사이드 기어(7,9)의 방사 방향으로 이동하도록 상기 플라이 웨이트(13)와 맞닿는 부분(21)은 경사지게 형성됨을 특징으로 하는 원심력을 이용한 차동제한장치.2. The portion 21 in contact with the fly weight 13 is inclined so that the driven jaw 11 moves in the radial direction of the side gears 7 and 9 by the centrifugal force of the fly weight 13. Differential limiting apparatus using centrifugal force, characterized in that formed. 청구항 1에 있어서, 상기 플라이 웨이트(13)는 강구로 형성됨을 특징으로 하는 원심력을 이용한 차동제한장치.The differential limiting device using centrifugal force according to claim 1, wherein the fly weight is formed of steel balls. 청구항 1에 있어서, 상기 드리븐 죠우(11)의 외주와 이 외주에 대향하는 디퍼렌셜 케이스(1)의 내주면에는 이들간의 토오크를 전달하는 마찰부재(23,25)가 각각 부착됨을 특징으로 하는 원심력을 이용한 차동제한장치.The centrifugal force according to claim 1, wherein friction members 23 and 25 are respectively attached to the outer circumference of the driven jaw 11 and the inner circumferential surface of the differential case 1 opposite to the outer circumference. Differential limiting device.
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