KR200219647Y1 - 프리 휠 허브 - Google Patents

Abstract

본 고안은 종래의 프리 휠 허브가 허브와 드라이브 샤프트가 결합되는 동력 전달 부분의 구조가 복잡하고 액슬의 바깥쪽 부분에 위치되어 외력에 대한 안전성이 취약한 문제점이 있기 때문에,

비구동륜의 액슬을 회전 자재하게 지지하는 너클과, 트랜스퍼 기어로부터 상기 액슬로 동력을 전달하는 드라이브 샤프트와, 상기 비구동륜의 액슬에 부착되고 상기 드라이브 샤프트에 결합되는 허브와, 상기 트랜스퍼 기어와 드라이브 샤프트 사이의 동력 전달을 조절하는 절환부의 조작에 따라 작동되고 상기 너클에 형성된 진공 통로를 통해 상기 허브와 드라이브 샤프트 사이에 진공을 인가하는 솔레노이드와, 상기 허브의 내측 단부에 설치된 허브 기어와, 상기 드라이브 샤프트에 형성되고 상기 허브 기어와 동일한 높이로 형성된 클러치 기어와, 상기 클러치 기어와 허브 기어를 동기시키는 클러치 링과, 상기 너클과 드라이브 샤프트 사이에 설치되고 상기 솔레노이드에 의해 인가되는 진공에 의해 작동되어 상기 클러치 링을 전후 이동시키는 진공 액추에이터가 포함됨으로써,

구성이 매우 간단하고 동력 전달을 조절하는 클러치 기구가 액슬의 안쪽 부분에 위치되어 외력에 대한 안전성을 확보할 수 있는 프리 휠 허브에 관한 것이다.

Description

프리 휠 허브

본 고안은 파트 타임 4륜 구동 차량에 있어서 2륜 구동 주행시 구동계에 기인하는 진동 소음의 저감 및 연비의 향상을 위하여 트랜스퍼 기어로부터 액슬가지의 회전부가 불필요하게 회전되는 것을 방지하기 위해 비구동륜의 액슬 양단에 설치되는 프리 휠 허브에 관한 것이다.

4륜 구동 자동차는 항상 4륜으로 구동되는 상시 4륜 구동 차량과, 필요에 따라 2륜 구동과 4륜 구동을 선택할 수 있도록 하는 파트 타임 4륜 구동 차량으로 구분된다. 파트 타임 4륜 구동 차량은 2륜 구동 차량 및 상시 4륜 구동 차량에 비하여 다양한 장점을 갖고 있으나, 2륜 구동으로 주행하는 경우 트랜스퍼 기어로부터 액슬에 이르는 동력 전달축이 비구동륜에 의해 회전되므로 그에 따른 소음과 진동이 발생되는 문제점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것이 프리 휠 허브이다. 프리 휠 허브는 비구동륜의 액슬 양단에 장착되어 2륜 구동시에는 비구동륜의 회전력이 드라이브 샤프트로 전달되지 않도록 하고, 4륜 구동시에는 드라이브 샤프트와 액슬을 치합시켜 드라이브 샤프트의 회전력이 바퀴쪽으로 전달되도록 하게 된다.

종래의 프리 휠 허브는 제1도에 도시된 바와 같이 비구동륜(미 도시)의 액을(15)을 회전 자재하게 지지하는 너클(11)과, 트랜스퍼 기어(미 도시)로부터 상기 액슬(15)로 동력을 전달하는 드라이브 샤프트(10)와, 상기 비구동륜의 액슬(15)에 부착되고 내부에 스플라인부(13′)가 형성되며 전후 이동되어 상기 드라이브 샤프트(10)의 스플라인부(10′)에 결합되는 허브(13)와, 상기 드라이브 샤프트(10)와 허브(13) 사이에 설치된 복수개의 베어링(14)과, 상기 트랜스퍼 기어와 드라이브 샤프트(10) 사이의 동력 전달을 조절하는 절환부(미 도시)와, 상기 절환부의 조작에 따라 작동되고 상기 너클(11)에 형성된 진공 통로(11′)를 통해 상기 허브(13)와 드라이브 샤프트(10) 사이에 진공을 인가하는 솔레노이드(미 도시)로 구성되어 있다.

상기와 같이 구성된 종래의 프리 휠 허브는 2륜 구동시에는 비구동륜만이 회전되도록 하고 4륜 구동시에는 드라이브 샤프트의 동력이 허브를 통해 비구동륜으로 전달되도록 하고 있다.

절환부에서 동력 전달 경로를 2륜 구동으로 하면 트랜스퍼 기어와 드라이브 샤프트(10) 사이의 치합이 해제되어 드라이브 샤프트(10)에는 엔진의 동력이 전달되지 않는다. 이때, 비구동륜은 차체에 결합된 너클(11)로 인해 동력이 없이 회전하게 된다. 이때, 상기 비구동륜의 액슬(15)에 결합된 허브(13)는 회전되지만, 상기 허브(13)와의 사이에 복수개의 베어링(14)이 개재된 드라이브 샤프트(10)는 회전되지 않는다. 즉, 동력을 전달하지 않는 트랜스퍼 기어와 액슬(15) 사이의 동력전달 부분은 작동하지 않게 되므로 소음 및 진동이 줄어든다.

4륜 구동으로 설정하면 솔레노이드에 의해 진공 통로(11′)가 개방되어 상기 허브(13)와 드라이브 샤프트(10) 사이에 진공이 인가된다. 따라서, 상기 허브(13)는 후퇴하게 되고 상기 허브(13)가 후퇴함에 따라 허브(13)와 드라이브 샤프트(10)는 치합된다. 이때, 상기 드라이브 샤프트(10)는 트랜스퍼 기어와 치합되어 회전되고 있으므로, 드라이브 샤프트(10)의 회전력이 허브(13)를 통해 비구동륜의 액슬(15)로 전달된다. 따라서, 비구동륜이 동력을 가진 구동륜으로 작용하게 된다.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 프리 휠 허브는 허브와 드라이브 샤프트가 결합되는 동력 전달 부분의 구조가 복잡하고 액슬의 바깥쪽 부분에 위치되어 외력에 대한 안전성이 취약한 문제점이 있다.

본 고안은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 허브와 드라이브 샤프트가 동기 작용을 통해 결합될 수 있도록 구성됨으로써, 동력전달 부분의 구조가 간단해지고 액슬의 안쪽에 위치되어 외력에 대한 안전성을 확보할 수 있는 프리 휠 허브를 제공하는데 그 목적이 있다.

제1도는 종래의 프리 휠 허브가 도시된 단면도.

제2도는 본 고안의 프리 휠 허브가 도시된 구성도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

50 : 드라이브 샤프트 50′ : 클러치 기어

51 : 너클 51′ : 진공 통로

52 : 허브 52′ : 허브 기어

53 : 베어링 54 : 클러치 링

55 : 니들 베어링 60 : 진공 액추에이터

61 : 클러치막 62 : 리턴 스프링

상기한 목적을 달성하기 위한 본 고안은 비구동륜의 액슬을 회전 자재하게 지지하는 너클과, 트랜스퍼 기어로부터 상기 액슬로 동력을 전달하는 드라이브 샤프트와, 상기 비구동륜의 액슬에 부착되고 상기 드라이브 샤프트에 결합되는 허브와, 상기 드라이브 샤프트와 허브 사이에 설치된 복수개의 베어링과, 상기 트랜스퍼 기어와 드라이브 샤프트 사이의 동력 전달을 조절하는 절환부와, 상기 절환부의 조작에 따라 작동되고 상기 너클에 형성된 진공 통로를 통해 상기 허브와 드라이브 샤프트 사이에 진공을 인가하는 솔레노이드를 포함하는 파트 타임 4륜 구동 차량의 프리 휠 허브에 있어서, 상기 허브의 내측 단부에 설치된 허브 기어와, 상기 드라이브 샤프트에 형성되고 상기 허브 기어와 동일한 높이로 형성된 클러치 기어와, 상기 허브 기어 및 클러치 기어에 동시에 결합되어 클러치 기어와 허브기어를 동기시키는 클러치 링과, 상기 너클과 드라이브 샤프트 사이에 설치되고 상기 솔레노이드에 의해 인가되는 진공에 의해 작동되며 상기 클러치 링과 일체로 형성되어 진공이 인가될 경우 상기 클러치 링을 이동시켜 클러치 기어와 허브기어를 동기시키는 클러치막과, 상기 클러치막을 탄발시키는 리턴 스프링으로 이루어지는 진공 액추에이터를 포함한 것을 특징으로 한다.

이하, 본 고안의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안에 의한 프리 휠 허브는 제2도에 도시된 바와 같이 비구동륜(미 도시)의 액슬을 회전 자재하게 지지하는 너클(51)과, 트랜스퍼 기어(미 도시)로부터 상기 액슬로 동력을 전달하는 드라이브 샤프트(50)와, 상기 비구동륜의 액슬에 부착되고 상기 드라이브 샤프트(50)에 결합되는 허브(52)와, 상기 드라이브 샤프트(50)와 허브(52) 사이에 설치된 복수개의 베어링(53)과, 상기 트랜스퍼 기어와 드라이브 샤프트(50) 사이의 동력 전달을 조절하는 절환부(미 도시)와, 상기 절환부의 조작에 따라 작동되고 상기 너클(51)에 형성된 진공 통로(51′)를 통해 상기 허브(52)와 드라이브 샤프트(50) 사이에 진공을 인가하는 솔레노이드(미 도시)와, 상기 허브(52)의 내측 단부에 설치된 허브 기어(52′)와, 상기 드라이브 샤프트(50)에 형성 되고 상기 허브 기어(52′)와 동일한 높이로 형성된 클러치 기어(50′)와, 상기 허브 기어(52′) 및 클러치 기어(50′)에 동시에 결합되어 클러치 기어(50′)와 허브 기어(52′)를 동기시키는 클러치 링(54)과, 상기 너클(51)과 드라이브 샤프트(50) 사이에 설치되고 상기 솔레노이드에 의해 인가되는 진공에 의해 작동되어 상기 클러치링(54)을 전후 이동시키는 진공 액추에이터(60)로 구성된다.

상기 진공 액추에이터(60)는 상기 클러치 링(54)과 일체로 형성되어 진공이 인가될 경우 상기 클러치 링(54)을 이동시켜 클러치 기어(50′)와 허브 기어(52′)를 동기시키는 클러치막(61)과, 상기 클러치 막을 탄발시키는 리턴 스프링(62)으로 구성된다. 이때, 상기 클러치막(61)은 상기 클러치 링(54)이 결합되는 부분에 진공이 인가되고, 그 대향부에는 대기압이 인가되도록 한다. 또, 상기 허브(52)의 절곡부와 드라이브 샤프트(50) 사이에 니들 베어링(55)이 부가된다.

상기와 같이 구성된 본 고안의 프리 휠 허브는 4륜 구동시 클러치 링의 동기작용을 이용하여 드라이브 샤프트의 구동력이 비구동륜의 액슬측으로 전달되도록 하게 된다.

2륜 구동시에는 솔레노이드가 작동되지 않으므로 드라이브 샤프트(50)의 클러치 기어(50′)와 허브 기어(52′)는 이격된 상태를 유지한다. 따라서, 차량의 진행에 따라 무동력으로 회전되는 비구동륜의 회전력이 드라이브 샤프트(50)로 전달되지 않게 되고, 드라이브 샤프트(50)의 공전이 방지되어 소음 및 진동이 줄어들게 된다.

4륜 구동시에는 절환부에서 4륜 구동으로 절환할 때 솔레노이드가 진공 통로(51′)에 진공을 인가한다. 따라서, 클러치막(61)의 좌측부에 진공이 인가되고, 그에 따라 클러치막(61)은 좌측으로 이동된다. 상기 클러치막(61)이 좌측으로 이동됨에 따라 클러치막(61)과 일체화된 클러치 링(54)이 이동되어 클러치 기어(50′)와 허브 기어(52′)를 동기시키게 된다.

이때, 절환부의 작용으로 상기 드라이브 샤프트(50)가 회전되고 있으므로 상기 허브(52)가 회전하게 된다. 상기 허브(52)가 회전됨에 따라 액슬 및 비구동륜이 회전하게 되는데, 이들의 회전 속도는 드라이브 샤프트(50)와 동일하다. 즉, 트랜스퍼 기어에서 드라이브 샤프트(50)를 통해 공급되는 동력이 허브(52)와 액슬을 통해 비구동륜으로 전달된다.

다시 2륜 구동으로 절환하면 솔레노이드가 작동이 중지되어 진공이 해제된다. 따라서, 리턴 스프링(62)의 스프링 힘에 의해 클러치막(61)은 후퇴되고, 그에 따라 클러치 링(54)이 후퇴하여 상기 클러치 기어(50′)와 허브 기어(52′)가 각기 다른 속도로 회전될 수 있게 한다. 즉, 비구동륜의 회전력이 드라이브 샤프트(50)로 전달되지 않도록 하여 드라이브 샤프트(50)의 공전을 차단한다.

이와 같이, 본 고안의 프리 휠 허브는 그 구성이 매우 간단하고 동력 전달을 조절하는 클러치 기구가 액슬의 안쪽 부분에 위치되어 외력에 대한 안전성을 확보할 수 있는 이점이 있다.

Claims (3)

1. 비구동륜의 액슬을 회전 자재하게 지지하는 너클과, 트랜스퍼 기어로부터 상기 액슬로 동력을 전달하는 드라이브 샤프트와, 상기 비구동륜의 액슬에 부착되고 상기 드라이브 샤프트에 결합되는 허브와, 상기 드라이브 샤프트와 허브 사이에 설치된 복수개의 베어링과, 상기 트랜스퍼 기어와 드라이브 샤프트 사이의 동력 전달을 조절하는 절환부와, 상기 절환부의 조작에 따라 작동되고 상기 너클에 형성된 진공 통로를 통해 상기 허브와 드라이브 샤프트 사이에 진공을 인가하는 솔레노이드를 포함하는 파트 타임 4륜 구동 차량의 프리 휠 허브에 있어서, 상기 허브의 내측 단부에 설치된 허브 기어와, 상기 드라이브 샤프트에 형성되고 상기 허브 기어와 동일한 높이로 형성된 클러치 기어와, 상기 허브 기어 및 클러치 기어에 동시에 결합되어 클러치 기어와 허브기어를 동기시키는 클러치 링과, 상기 너클과 드라이브 샤프트 사이에 설치되고 상기 솔레노이드에 의해 인가되는 진공에 의해 작동되며 상기 클러치 링과 일체로 형성되어 진공이 인가될 경우 상기 클러치 링을 이동시켜 클러치 기어와 허브기어를 동기시키는 클러치막과, 상기 클러치막을 탄발시키는 리턴 스프링으로 이루어지는 진공 액추에이터를 포함한 것을 특징으로 하는 프리 휠 허브.
2. 제1항에 있어서, 상기 클러치막은 상기 클러치 링이 결합되는 부분에 진공이 인가되고, 그 대향부에는 대기압이 인가되도록 한 것을 특징으로 하는 프리 휠 허브.
3. 제1항에 있어서, 상기 허브의 절곡부와 드라이브 샤프트 사이에 니들 베어링이 부가된 것을 특징으로 하는 프리 휠 허브.