KR20030025379A - 사륜 구동차량의 구동력 연결장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사륜 구동차량의 구동력 연결장치에 관한 것으로, 차량의 차속에 의해 엔진의 동력이 전·후륜으로 모두 전달되거나 전륜만으로 전달되어 연료소모를 줄이면서도 주행에 따른 차량의 소음도 함께 저감시키도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진(1)과 변속기(2)로부터 제공되는 회전력을 전달받아 전륜(FW)의 드라이브 샤프트에 전달하는 프론트 디퍼렌셜(3)을 통해 후륜 드라이브 샤프트(8,9) 사이에 각각 설치된 비스커스 커플링 유닛(10,11)으로 동력을 전달하는 구동축(6)에 상기 디퍼렌셜(3)을 통해 전달되는 회전수에 따라 비스커스 커플링 유닛(10,11)으로 전달되는 동력을 선택적으로 연결·차단하는 커플링(20)이 구비되어진 것을 특징으로 한다.

Description

사륜 구동차량의 구동력 연결장치{Driven transferring device in 4 wheels driven vehicle}

본 발명은 사륜 구동차량의 구동력 연결장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량의 속도에 따라 2륜과 4륜 구동으로 자동 변환 될 수 있도록 된 사륜 구동차량의 구동력 연결장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량은 2륜 구동차량과 4륜 구동차량으로 구분될 수 있는 바, 상기 4륜 구동차량은 전륜과 후륜이 동시에 구동력을 발휘 할 수 있도록 하는 차량으로서 다시 파트 타임 4륜구동(Part Time 4-Wheel Drive)과 풀 타임 4륜구동(Full Time 4-Wheel Drive: 상시 4륜구동)으로 구분되어 있으며, 상기 상시 4륜구동 방식은 전륜과 후륜의 사이에 발생되는 회전차를흡수할 수 있는 장치를 설치하여 타이트 코너 브레이크(Tight Coner Break)를 해소하면서 항시 4륜 구동으로 주행하는장치이다.

즉, 이러한 상시 4륜 구동장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 엔진(1)과 변속기(2)로부터 제공되는 회전력을 전달받아 전륜(FW)의 드라이브 샤프트에 전달하는 프론트 디퍼렌셜(3)과, 상기 프론트 디퍼렌셜(3)의 디퍼렌셜 케이스(4)에 마련된 후륜 구동용 기어(5)와, 상기 후륜 구동용 기어(5)에 90°각도를 이루며 연결되어 후륜쪽으로 동력을 인출하는 구동축(6)과, 상기 구동축(6)에 90°각도를 이루며 연결되는 리어 링기어(7)와, 상기 리어 링기어(7)와 양쪽의 후륜 드라이브 샤프트(8,9) 사이에 각각 설치된 비스커스 커플링 유닛(10,11)으로 구성되어 있다.

이러한 상시 4륜 구동장치를 이용한 차량은 엔진(1)으로부터 제공되는 동력이 변속기(2)에서 적절히 변속되어 프론트 디퍼렌셜 케이스(4)를 회전시켜 전륜(FW)을 구동시킴과 동시에 구동축(6)을 통해 후륜(RW)으로 제공되는데, 이는 후륜 구동용 기어(5)에서 구동축(6)을 통해 리어 링기어(7)로 회전력이 전달되어 2개의 비스커스 커플링 유닛(10,11)을 통해 후륜(RW)의 양측 드라이브 샤프트(8,9)를 구동하게 된다.

이때, 상기 비스커스 커플링 유닛(10,11)은 전륜(FW)의 공전이 발생되는 경우에는 전륜(FW)에 대한 차동제한기능을 발휘하게 되며, 양쪽의 후륜(RW) 자체의 측면에서 보면 일측의 후륜에 공전이 발생되는 상황에서 양쪽바퀴 상호간에 대한 차동 제한기능을 발휘하는 한편, 일반주행시 및 선회주행시 전륜과 후륜의 회전속도차를 흡수하여 타이트 코너 브레이크 현상 등을 배제할 수 있도록 하면서 원활한 구동성능을 확보할 수 있도록 한다.

그러나, 이와 같이 차량이 항상 4륜 구동으로 주행하게 되면 언덕길이나 험로를 주행할 때에는 충분한 파워(Power)를 발생하는 잇점이 있지만 평지에서와 같이 고속으로 주행하는 경우, 차량을 2륜으로 구동하여도 주행에는 아무런 제약이 없는 데에도 불구하고 4륜으로 구동하게 되면 상대적으로 연료 소모가 많으면서 소음도 크게 발생되는 단점이 있게 된다.

이에 본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 것으로, 차량의 차속에 의해 엔진의 동력이 전·후륜으로 모두 전달되거나 전륜만으로 전달되어 연료소모를 줄이면서도 주행에 따른 차량의 소음도 함께 저감시키도록 함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 엔진과 변속기로부터 제공되는 회전력을 전달받아 전륜의 드라이브 샤프트에 전달하는 프론트 디퍼렌셜을 통해 후륜 드라이브 샤프트 사이에 각각 설치된 비스커스 커플링 유닛으로 동력을 전달하는 구동축에 상기 디퍼렌셜을 통해 전달되는 회전수에 따라 비스커스 커플링 유닛으로 전달되는 동력을 선택적으로 연결·차단하는 커플링이 구비되어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 일반적인 상시 4륜 구동 차량의 구성도

도 2는 본 발명에 따른 사륜 구동차량의 구동력 연결장치의 구성도

도 3은 도 2의 커플링의 구성도

도 4는 본 발명에 따른 사륜 구동차량의 구동력 연결장치를 후륜으로 연결하지 않은 상태도

도 5는 도 4의 상태에서 커플링의 작동도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

1: 엔진2: 변속기

3: 프론트 디퍼렌셜

4: 프론트 디퍼렌셜 케이스5: 후륜 구동용 기어

6: 구동축6a : 구동연결축

6a',6b' : 스플라인6b : 종동연결축

7: 리어 링기어8,9: 드라이브 샤프트

10,11: 비스커스 커플링 유닛

20 : 커플링21 : 케이스

21a, : 수용홈22 : 척

22a : 결합단22b : 이동슬랏

23 : 스프링

24 : 지지축25 : 베어링

FW: 전륜 RW: 후륜

O : 오일

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 2는 본 발명에 따른 사륜 구동차량의 구동력 연결장치의 구성도를 도시한 것인바, 본 발명은 엔진(1)과 변속기(2)로부터 제공되는 회전력을 전달받아 전륜(FW)의 드라이브 샤프트에 전달하는 프론트 디퍼렌셜(3)을 통해 후륜 드라이브 샤프트(8,9) 사이에 각각 설치된 비스커스 커플링 유닛(10,11)으로 동력을 전달하는 구동축(6)에 상기 디퍼렌셜(3)을 통해 전달되는 회전수에 따라 비스커스 커플링 유닛(10,11)으로 전달되는 동력을 선택적으로 연결·차단하는 커플링(20)이 구비되어진다.

여기서, 상기 커플링(20)은 서로 일정간격을 유지하면서 전륜쪽으로 이어진 구동연결축(6a)과 후륜쪽으로 이어진 종동연결축(6b)의 각 끝단 외주면에 형성된 스플라인(6a',6b')부위를 감싸면서 그 내부에 오일(O)을 충진한 케이스(21)와, 이 케이스(21)에 형성된 수용홈(21a)내로 수용되어 전달되는 회전수의 증가에 따라 커지는 원심력에 의해 상기 스플라인(6a',6b')부위로부터 분리되는 척(22)으로 이루어진다.

이때, 상기 척(22)은 구동·종동연결축(6a,6b)의 스플라인(6a',6b')의 이사이로 결합되도록 그 끝단을 뾰족 하게 한 결합단(22a)을 형성하면서 구동축(6)의 원심력이 감소됨에 따라 상기 스플라인(6a',6b')에 치합되어 구동력을 전달하도록 스프링(23)을 매개로 케이스(21)의 수용홈(21a)내에 수용되어진다.

여기서, 상기 스프링(23)은 스플라인(6a',6b')으로부터 척(22)을 분리시키는 원심력을 발생하는 구동축(6)의 회전력(차량의 저속과 고속의 기준 값임)을 임계값으로 하는 스프링 상수를 갖게 되는데 이는, 차량이 저속으로 주행되면 스프링(23)의 탄성력에 의해 척(22)이 상기 구동축(6)의 스플라인(6a',6b')에 항상 치합된 상태를 유지하게 됨은 물론이다.

또한, 상기 척(22)은 구동축(6)의 원심력에 따라 이동될 때 그 이동거리를 제한하면서 이동방향을 가이드 하도록 케이스(21)의 수용홈(21a)내에 돌출된 지지축(24)이 끼워지는 장공 형상의 이동슬랏(22b)이 형성되어진다.

한편, 상기 구동·종동연결축(6a,6b)의 스플라인(6a',6b')을 감싸는 케이스(21)에는 상기 축(6a,6b)의 회전에 따른 마찰저항과 동력 손실을 방지하도록 베어링(25)이 각각 구비되어짐은 물론이다.

이하 본 발명의 작동을 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

먼저, 차량이 저속으로 주행되는 경우를 설명하면 도 3에 도시된 바와 같이 구동축(6)에 결합된 커플링(20)이 구동연결축(6a)의 스플라인(6a',6b')의 이에 척(22)이 결합된 상태를 유지 즉, 상기 척(22)을 가압하는 스프링(23)의 탄성력에 의해 척(22)이 상기 구동축(6)의 스플라인(6a',6b')에 항상 치합된 상태를 유지하게 되므로 이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이 구동연결축(6a)의 회전력이 커플링(20)의 척(22)을 매개로 종동연결축(6b)으로 전달되어 전륜(FW)과 후륜(RW)을 동시에 구동하게 된다.

한편, 차량의 속도가 점점 증가하여 구동축(6)이 상기 커플링(20)의 스프링(23) 탄성계수(스프링상수)를 이겨내는 원심력을 발생하는 즉, 구동연결축(6a)과 종동연결축(6b)을 함께 회전시키는 척(22)이 원심력을 받아 구동축(6)의 스플라인(6a',6b')의 이로부터 분리되면 도 4에 도시된 바와 같이, 케이스(21)의 수용홈(21a)에 구비된 지지축(24)이 결합된 이동슬랏(22b)을 매개로 척(22)이 원심력에 의해 스프링(23)을 압축하면서 이동되고 이에 따라, 상기 구동축(6)의 스플라인(6a',6b')의 이로부터 척(22)이 완전히 분리되어 도 5에 도시된 바와 같이 구동축(6)의 구동력이 종동연결축(6b)으로 전달되지 않고 전륜(FW)만을 구동시키게 된다.

이어, 차량이 고속에서 저속으로 속도를 감속하게 되면 그 속도 감소가 상기 커플링(20)의 스프링(23) 탄성계수보다 적은 원심력을 발생하게 되면 압축된 스프링(23)이 다시 복원되면서 척(22)을 구동축(6)의 스플라인(6a',6b')으로 이동시켜 척(22)과 스플라인(6a',6b')이 치합된 상태를 유지하게 되므로 이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이 구동연결축(6a)의 회전력이 커플링(20)의 척(22)을 매개로 종동연결축(6b)으로 전달되어 전륜(FW)과 후륜(RW)을 동시에 구동하게 된다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 차량의 주행 속도에 따라 엔진의 구동력을 전륜과 후륜으로 전달하는 축의 회전에 따른 원심력을 매개로 원심력이 작은 경우 전륜과 후륜을 동시에 구동하는 반면 원심력이 큰 경우 전륜만을 구동하도록 되어 연료소모를 줄이면서도 주행에 따른 차량의 소음도 함께 저감시킬 수 있는 효과가 있게 된다.

Claims (7)

1. 엔진(1)과 변속기(2)로부터 제공되는 회전력을 전달받아 전륜(FW)과 후륜(RW)에 구동력을 전달하는 구동축(6)에 이 구동축(6)의 회전수에 따라 선택적으로 후륜(RW)으로 전달되는 구동력을 연결·차단하는 커플링(20)이 구비되어진 사륜 구동차량의 구동력 연결장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 커플링(20)은 차량이 고속 주행하면 후륜(RW)으로 전달되는 엔진의 구동력을 차단하고 저속 주행하면 후륜(RW)으로 엔진의 구동력을 전달하도록 된 것을 특징으로 하는 사륜 구동차량의 구동력 연결장치.
3. 제 1항에 있어서, 상기 커플링(20)은 서로 일정간격을 유지하면서 전륜쪽으로 이어진 구동연결축(6a)과 후륜쪽으로 이어진 종동연결축(6b)의 각 끝단 외주면에 형성된 스플라인(6a',6b')부위를 감싸면서 그 내부에 오일(O)을 충진한 케이스(21)와, 이 케이스(21)에 형성된 수용홈(21a)내로 수용되어 전달되는 회전수의 증가에 따라 커지는 원심력에 의해 상기 스플라인(6a',6b')부위로부터 분리되는 척(22)으로 이루어진 것을 특징으로 하는 사륜 구동차량의 구동력 연결장치.
4. 제 3항에 있어서, 상기 척(22)은 구동·종동연결축(6a,6b)의 스플라인(6a',6b')의 이사이로 결합되도록 그 끝단을 뾰족하게 한 결합단(22a)을 형성하면서 구동축(6)의 원심력이 감소됨에 따라 상기 스플라인(6a',6b')에 치합되어 구동력을 전달하도록 스프링(23)을 매개로 케이스(21)의 수용홈(21a)내에 수용되어진 것을 특징으로 하는 사륜 구동차량의 구동력 연결장치.
5. 제 4항에 있어서, 상기 스프링(23)은 스플라인(6a',6b')으로부터 척(22)을 분리시키는 원심력을 발생하는 구동축(6)의 회전력을 임계값으로 하는 스프링 상수를 갖는 것을 특징으로 하는 사륜 구동차량의 구동력 연결장치.
6. 제 4항에 있어서, 상기 척(22)은 구동축(6)의 원심력에 따라 이동될 때 그 이동거리를 제한하면서 이동방향을 가이드 하도록 케이스(21)의 수용홈(21a)내에 돌출된 지지축(24)이 끼워지는 장공 형상의 이동슬랏(22b)이 형성되어진 것을 특징으로 하는 사륜 구동차량의 구동력 연결장치.
7. 제 3항에 있어서, 상기케이스(21)에는 상기 축(6a,6b)의 회전에 따른 마찰저항과 동력 손실을 방지하도록 베어링(25)이 각각 구비되어진 것을 특징으로 하는 사륜 구동차량의 구동력 연결장치.