KR20020091367A - 사륜구동차량의 좌우후륜 독립제어시스템 - Google Patents

사륜구동차량의 좌우후륜 독립제어시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사륜구동차량의 클러치와 좌우후륜 독립제어시스템에 관한 것으로, 회전에 따른 원심력을 매개로 토크를 전달하는 프릭션디스크에 대한 가압력을 증가시켜 저속구간에서 상대적으로 큰 토크를 후륜쪽으로 전달함은 물론 전·후륜의 차동차이의 해제시 신속한 복귀성능을 발휘함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 클러치(10)가 동력을 전달하는 프론트추진축(FR)과 후륜에 연결된 리어추진축(RR)이 각각 연결되는 하우징(11)내에 마찰력을 매개로 프론트추진축(FR)의 토크를 전달하는 프릭션디스크(14)사이에 구비되어 리어추진축(RR)으로 미량의 토크를 지속적으로 전달하는 프리로드디스크(16)와, 전·후륜의 회전차이에 의해 회전되는 로터(12)와 함께 회전되면서 작동매체(15)의 유동저항과 자체적인 회전에 의한 원심력을 통해 프릭션디스크(14)쪽으로 이동되는 피스톤(13)으로 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

사륜구동차량의 좌우후륜 독립제어시스템{Clutch and the rear left and light wheels independent control system for 4 wheels driven vehicle}
본 발명은 사륜구동차량의 클러치와 좌우후륜 독립제어시스템에 관한 것으로, 상세하게는 차동기어장치를 이용하지 않고 좌우후륜에 동력을 전달할 수 있도록 된 사륜구동차량의 클러치와 좌우후륜 독립제어시스템에 관한 것이다.
일반적으로 4륜 구동 차량의 동력전달시스템은 도 1에 도시되 바와 같이, 엔진(E)의 동력을 전달받는 변속기(T)로부터 회전력을 얻는 프론트추진축(FR)과 이를 후륜부위에 전달하는 리어추진축(RR)사이에 동력을 끊거나 이어주는 클러치(10)가 구비되어진다.
즉, 운전자가 전륜으로 차량을 구동시키는 경우 상기 클러치(10)의 작동을 해제하여 프론트추진축(FR)의 회전력을 리어추진축(RR)으로 전달시키지 않는 한편, 운전자가 전륜과 더불어 후륜을 구동시키는 경우 상기 클러치(10)를 작동시켜 프론트추진축(FR)의 회전력을 리어추진축(RR)으로 전달시키게 된다.
여기서, 상기 클러치(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 유체와 같은 작동매체를 매개로 마찰을 발생시켜 동력을 전달하거나 끊어주는 것으로 통상, 허브샤프트를 매개로 상기 프론트추진축(FR)과 리어추진축(RR)이 각각 연결되는 하우징(11)과, 이 하우징(11)의 프론트추진축(FR)연결부위로 구비되어져 마찰력을 매개로 프론트추진축(FR)의 토크(Torque)를 전달하는 습식 다판 프릭션디스크(14), 상기 전륜과 후륜의 회전차이에 의해 리어추진축(RR)과 함께 회전되는 로터(12)에 의해 발생된 실리콘 오일(Slicone Oil)인 작동매체(15)의 유동저항을 매개로 프릭션디스크(14)쪽으로 이동되어 리어추진축(RR)쪽으로 토크를 전달하는 피스톤(13)으로 이루어진다.
이와 같은 클러치(10)를 구비한 차량은 통상, 정속 주행시에는 전륜만으로 주행하다가 가속이나 발진시와 같이 전륜과 후륜의 회전차가 발생되면 도 3에 도시된 바와 같이, 로터(12)의 회전에 의해 유체인 작동매체(15)에서 발생되는 유동저항을 매개로 피스톤(13)을 프릭션디스크(14)쪽으로 밀면서 프론트추진축(FR)의 토크를 리어추진축(RR)쪽으로 전달하게 된다.
그러나, 이와 같은 클러치(10)는 단순히 작동매체(15)인 유체전단력에 의한 압력에만 의존하므로 도 4에 도시된 바와 같은 토크대 회전수관계를 갖게되는데 이와 같이, 회전수대 토크의 관계가 원만하게 되어 저속구간에서 상대적으로 토크가 낮음은 물론 특히, 험로 탈출과 같이 순간적으로 높은 토크를 발생시켜야 만 되는 상황에서 상대적으로 탈출에 요구되는 토크를 만족시키지 못하는 한계가 있게된다.
이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 회전에 따른 원심력을 매개로 토크를 전달하는 프릭션디스크에 대한 가압력을 증가시켜 저속구간에서 상대적으로 큰 토크를 후륜쪽으로 전달함은 물론 전·후륜의 차동차이의 해제시 신속한 복귀성능을 발휘함에 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 클러치가 동력을 전달하는 프론트추진축과 후륜에 연결된 리어추진축이 각각 연결되는 하우징내에 마찰력을 매개로 프론트추진축의 토크를 전달하는 프릭션디스크사이에 구비되어 리어추진축으로 미량의 토크를 지속적으로 전달하는 프리로드디스크와, 전·후륜의 회전차이에 의해 회전되는 로터와 함께 회전되면서 작동매체의 유동저항과 자체적인 회전에 의한 원심력을 통해 프릭션디스크쪽으로 이동되는 피스톤으로 이루어진 것을 특징으로 한다.
도 1은 종래에 따른 사륜구동차량의 제어시스템에 대한 개략적인 구성도
도 2는 도 1에 따른 동력 전달용 클러치의 구성도
도 3은 도 2에 따른 클러치의 작용상태도
도 4는 종래에 따른 토크와 회전수의 관계를 나타낸 선도
도 5는 본 발명에 따른 동력 전달용 클러치의 구성도
도 6은 본 발명에 따른 클러치의 작용상태도
도 7은 본 발명에 따른 토크와 회전수의 관계를 나타낸 선도
도 8은 본 발명에 따른 사륜구동차량의 좌우후륜 독립제어시스템에 대한 개략적인 구성도
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
10 : 클러치11 : 하우징
12 : 로터13 : 가압부재
13a : 제1증폭플레이트13a',13b' : 이동홈
13b : 제2증폭플레이트
13c : 볼14 : 프릭션디스크
15 : 작동매체16 : 프리로드디스크
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 동력 전달용 클러치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 클러치(10)는 엔진(E)으로부터 동력을 전달받는 변속기(T)에 연결된 프론트추진축(FR)과 후륜에 연결된 리어추진축(RR)이 각각 연결되는 하우징(11)으로 이루어지되, 이 하우징(11)에는 마찰력을 매개로 프론트추진축(FR)의 토크를 전달하는 프릭션디스크(14)사이에 구비되어 리어추진축(RR)으로 미량의 토크를 지속적으로 전달하는 프리로드디스크(16)와, 전·후륜의 회전차이에 의해 회전되는 로터(12)와 함께 회전되면서 작동매체(15)의 유동저항과 자체적인 회전에 의한 원심력을 통해 프릭션디스크(14)쪽으로 이동되는 피스톤(13)으로 이루어진다.
여기서, 상기 피스톤(13)은 로터(12)와 함께 회전되는 제1증폭플레이트(13a)와, 이 제1증폭플레이트(13a)에 소정 간격을 두고 분리되어 프릭션디스크(14)쪽으로 이동되는 제2증폭플레이트(13b) 및 이 플레이트(13a,13b)사이에 구비되어 원심력에 의해 이동되는 볼(13c)로 이루어지되, 상기 제1증폭플레이트(13a)에는 일정한 깊이의 이동홈(13a')이 형성되는 한편 상기 제2증폭플레이트(13b)에는 볼(13c)이 원심력에 따라 이동되도록 중심에서 바깥쪽으로 넓어지는 단면으로 이루어진 이동홈(13b')이 형성되어진다.
또한, 상기 프리로드디스크(16)는 피스톤(13)에 의한 가압시 변형되면서 가압력 해제시 초기 위치로 복귀되도록 탄성력을 갖춤은 물론 상기 피스톤(13)의 제2증폭플레이트(13b)에 근접되도록 프릭션디스크(14)사이에 위치되어진다.
그리고, 상기 작동매체(15)는 전술한 종래의 경우와 같이 실리콘 오일을 사용함은 물론이다.
이에 따라, 정속 주행시에는 전륜만으로 주행하다가 가속이나 발진시와 같이 전륜과 후륜의 회전차가 발생되면 도 6에 도시된 바와 같이, 로터(12)의 회전에 의해 유체인 작동매체(15)에서 발생되는 유동저항을 매개로 피스톤(13)을 프릭션디스크(14)쪽으로 밀면서 프론트추진축(FR)의 토크를 리어추진축(RR)쪽으로 전달하게 된다.
이는, 상기 피스톤(13)의 제1증폭플레이트(13a)와 제2증폭플레이트(13b)사이에 위치된 볼(13c)이 로터(12)의 회전에 따라 발생되는 원심력에 의해 바깥쪽으로 이동되는 힘을 받아 이동홈(13a',13b')을 따라 이동되어 즉, 상기 제1증폭플레이트(13a)가 작동매체(15)의 유체전단력에 의해 프릭션디스크(14)쪽으로 이동되면서 동시에 원심력에 의해 이동되는 볼(13c)에 의해 제2증폭플레이트(13b)도 프릭션디스크(14)쪽으로 이동되므로 결국, 상기피스톤(13)의 이동력은 작동매체(15)의 유동저항과 볼(13c)의 원심력에 의한 이동력에 의해 상대적으로 프릭션디스크(14)를 강하게 밀면서 접촉하여 토크를 전달하게 된다.
또한, 상기 피스톤(13)에 의해 밀리면서 토크를 전달하는 프릭션디스크(14)사이에 구비된 프리로드디스크(16)는 피스톤(13)으로부터 가압되지 않는 초기 상태에서 탄성력으로 스프링역할을 하여 프릭션디스크(14)를 어느정도 밀착시키게 되므로 항상 미량의 토크를 전달하게 됨은 물론이다.
이와 같은 본 발명의 클러치(10)는 작동매체(15)인 유체전단력과 회전에 의한 원김력을 매개로 프릭션디스크(14)를 가압하여 밀착시키므로 도 7에 도시된 바와 같은, 전술한 종래의 클러치인 RBC(Rotary Blade Coupling)에 비해 상대적으로 큰 토크대 회전수관계를 갖게되므로 저속구간과 험로 탈출과 같이 순간적으로 높은 토크를 요구하는 차량의 전 주행 구간에서 요구되는 토크를 만족시켜 차량의 주행성과 안전성을 크게 향상시키게 됨은 물론이다.
한편, 도 8은 본 발명에 따른 사륜구동차량의 좌우후륜 독립제어시스템에 대한 개략적인 구성도를 도시한 것인바, 본 발명의 클러치(10)를 차량의 엔진(E)으로부터 동력을 전달받는 변속기(T)에 연결된 프론트추진축(FR)과 결합되어 후륜에 동력을 전달하는 리어추진축(RR)의 리어액슬(D)에 장착하여 좌·우 후륜을 각각 독립적으로 제어하게 되는데 즉, 리어추진축(RR)으로부터 동력을 전달받는 상기 리어액슬(D)의 기어부와 좌·우후륜의 구동축(SL,SR)사이에 각각 클러치(10)를 장착하면 전술한 작동원리에 의해 좌·우후륜에 구동력을 전달함은 물론 각각 독립적인 토크전달이 이루어지므로 차동기어장치가 사용되지 않게 됨은 물론이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 전륜과 후륜의 회전차 발생기 유체전단력과 더불어 회전에 따른 원심력에 의해 프릭션디스크를 상대적으로 큰 힘으로 가압하여 큰 토크를 전달하는 한편 저속영역에서도 지속적으로 미량의 토크를 전달하여 차량의 주행성과 안전성을 크게 향상시키게 되는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명은 후륜 액슬에 좌·우후륜에 각각 독립적으로 클러치를 장착하여 리어추진축으로부터 전달되는 구동력을 좌·우후륜의 구동상태에 따라 각각 독립적으로 구동력을 전달하므로 전·후륜에 대한 구동력 제어가 아닌 전·후륜을 포함하거나 또는 좌·우후륜을 독립적으로 제어할 수 있는 효과가 있음은 물론이다.

Claims (6)

  1. 엔진(E)으로부터 동력을 전달받는 변속기(T)에 연결된 프론트추진축(FR)과 후륜에 연결된 리어추진축(RR)이 각각 연결되는 하우징(11)으로 이루어지되, 이 하우징(11)에는 마찰력을 매개로 프론트추진축(FR)의 토크를 전달하는 프릭션디스크(14)사이에 구비되어 리어추진축(RR)으로 미량의 토크를 지속적으로 전달하는 프리로드디스크(16)와, 전·후륜의 회전차이에 의해 회전되는 로터(12)와 함께 회전되면서 작동매체(15)의 유동저항과 자체적인 회전에 의한 원심력을 통해 프릭션디스크(14)쪽으로 이동되는 피스톤(13)으로 이루어진 사륜구동차량의 클러치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 피스톤(13)은 로터(12)와 함께 회전되는 제1증폭플레이트(13a)와, 이 제1증폭플레이트(13a)에 소정 간격을 두고 분리되어 프릭션디스크(14)쪽으로 이동되는 제2증폭플레이트(13b) 및 이 플레이트(13a,13b)사이에 구비되어 원심력에 의해 이동되는 볼(13c)로 이루어진 것을 특징으로 하는 사륜구동차량의 클러치.
  3. 제 2항에 있어서, 상기 제1·2증폭플레이트(13a,13b)에는 일정한 깊이의 이동홈(13a'13b')이 형성되어진 것을 특징으로 하는 사륜구동차량의 클러치.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제2증폭플레이트(13b)의 이동홈(13b')은 볼(13c)이 원심력에 따라 이동되도록 중심에서 바깥쪽으로 넓어지는 단면으로 이루어진 것을 특징으로 하는 사륜구동차량의 클러치.
  5. 제 2항에 있어서, 상기 프리로드디스크(16)는 피스톤(13)에 의한 가압시 변형되면서 가압력 해제시 초기 위치로 복귀되도록 탄성력을 갖춤은 물론 상기 피스톤(13)의 제2증폭플레이트(13b)에 근접되도록 프릭션디스크(14)사이에 위치되어진 것을 특징으로 하는 사륜구동차량의 클러치.
  6. 엔진(E)의 동력을 전달받는 변속기(T)로부터 회전력을 얻는 프론트추진축(FR)과, 이 프론트추진축(FR)의 회전력을 후륜부위에 전달하는 리어추진축(RR), 이 리어추진축(RR)의 회전력을 기어를 매개로 좌·우후륜의 구동축(SL,SR)으로 전달하는 리어액슬(D) 및 이 리어액슬(D)과 구동축(SL,SR)사이에 각각 구비된 클러치(10)로 이루어진 사륜구동차량의 좌우후륜 독립제어시스템.
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