KR200223591Y1 - 원심력을 이용한 차동제한장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 사이드 기어의 고 회전수 영역에서만 차동 제한 작용을 하는 원심력을 이용한 차동제한장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

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.

Description

원심력을 이용한 차동제한장치{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.

일반적으로 차량의 동력 전달 장치는 엔진, 클러치 또는 토오크 컨버터, 변속기, 차동제한장치, 그리고 구동축 등으로 구성되어 있다.

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.

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.

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.

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.

도 1은 본 고안에 따른 원심력을 이용한 차동제한장치의 종단면도이다.

도 2는 도 1의 A-A선에 따른 단면도로서, 사이드 기어의 저 회전수 영역에서의 작동 상태를 나타내고 있다.

도 3은 도 1의 A-A선에 따른 단면도로서, 사이드 기어의 고 회전수 영역에서의 작동 상태를 나타내고 있다.

도 4는 종래기술에 따른 차동장치의 종단면도이다.

〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1:디퍼렌셜 케이스, 3,5:피니언 기어, 7,9:사이드 기어, 11:드리븐 죠, 13:플라이 웨이트, 19:인장 스프링, 23,25:마찰부재

이를 실현하기 위하여 본 고안에 따른 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 구성됨을 특징으로 한다.

이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 보다 상세히 설명한다.

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.

디퍼렌셜 케이스(1)는 차동장치의 외형을 형성하는 것으로, 변속기 출력측(15)으로부터 동력을 전달 받아 회전 운동하도록 구성된다.

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.

사이드 기어(7,9)는 피니언 기어(3,5)와 직각 방향으로 결합되어 구동축(미도시)에 회전 동력을 전달하도록 연결된다.

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.

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.

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.

상술한 바와 같이 구성되는 원심력을 이용한 차동제한장치의 작용은 다음과 같다.

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.

따라서 디퍼렌셜 케이스(1)로 전달되는 토오크는 피니언 샤프트(17), 피니언 기어(3,5), 그리고 사이드 기어(7,9)를 통하여 구동축으로 전달된다.

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.

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.

결과적으로 이 차동장치는 사이드 기어(7,9)가 저 회전수 영역에서는 차동 작용을 하지 않고, 고 회전수 영역에서만 차동 작용을 한다.

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.

Claims (4)

1. 변속기 출력측에 연결되는 디퍼렌셜 케이스(1)와,

   상기 디퍼렌셜 케이스(1)에 고정된 피니언 샤프트(17)의 양측에 대향 설치되는 한 쌍의 피니언 기어(3,5)와,

   상기 한 쌍의 피니언 기어(3,5)에 직각 방향으로 결합되어 각각 구동축에 연결되는 한 쌍의 사이드 기어(7,9)와,

   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,

   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.
2. 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.
3. 청구항 1에 있어서, 상기 플라이 웨이트(13)는 강구로 형성됨을 특징으로 하는 원심력을 이용한 차동제한장치.
4. 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.