KR200336798Y1 - 4륜 구동용 단일 차동 메카니즘을 갖는 전동 메카니즘 - Google Patents

4륜 구동용 단일 차동 메카니즘을 갖는 전동 메카니즘 Download PDF

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KR200336798Y1 KR20-2003-0029047U KR20030029047U KR200336798Y1 KR 200336798 Y1 KR200336798 Y1 KR 200336798Y1 KR 20030029047 U KR20030029047 U KR 20030029047U KR 200336798 Y1 KR200336798 Y1 KR 200336798Y1
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밍구 양
유지앙 왕
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Abstract

본 고안은 자동차용 단일 차동 메카니즘을 갖춘 전동 메카니즘을 제공한다. 본 고안의 전동 메카니즘은 콤팩트한 구조로 이루어지고 상대적으로 저렴한 제조 비용으로 만들어지고 자동차의 섀시와 지면사이 간격을 증가시킨다. 본 고안의 전동 메카니즘을 갖춘 자동차의 성능은 개선될 수 있다.

Description

4륜 구동용 단일 차동 메카니즘을 갖는 전동 메카니즘 {TRANSMISSION MECHANISM WITH A SINGLE DIFFERENTIAL MECHANISM FOR DRIVING FOUR WHEELS}
본 고안은 자동차의 전동 메카니즘에 관한 것으로 더 상세하게는 4륜 구동용 단일 차동 메카니즘을 갖는 전동 메카니즘에 관한 것이다.
잠김 제한 차동 기어 메카니즘을 갖춘 많은 전동 메카니즘이 자동차에 사용되어 왔다. 자동차가 푸석푸석한 땅의 산기슭 언덕 등과 같은 부서지는 도로를 만날 때면, 동일 측면의 자동차의 두 바퀴가 지면으로부터의 접착성을 잃기 때문에, 바퀴가 미끄러지게 된다. 잠김 제한 차동 기어 메카니즘은 두 바퀴의 다른 회전 속력을 자동차의 차동기어가 고정될 때까지 제한시킬 수 있다. 그러나, 이러한 경우에, 두 측면의 구동측 축이 연결되어 자동차가 한 방향으로 똑바로 구동될 수 있게만 되어 있다. 더욱더, 종래기술에서 사용된 잠김 제한 차동 기어 메카니즘은 복잡하고, 비싸며 유지하기 어렵다. 그러므로, 상술된 문제점을 극복하는 전동 메카니즘이 필요하다.
따라서, 본 고안의 목적은 선행기술의 단점을 극복한 전동 메카니즘을 제공하는 것이다.
도 1은 본 고안을 따르는 전동 메카니즘의 개략적으로 나타내는 평면도.
도 2는 도 1의 전동 메카니즘의 축 위치를 나타내는 개략적으로 스케치한 측면도.
도 3은 본 고안을 따르는 전동 메카니즘의 개략적인 분해도.
<도면 주요 부분에 대한 부호의 설명>
1 : 구동력 입력축 6 : 왼쪽 링 기어
9 : 오른쪽 링 기어 11 : 우측 베벨기어
12 : 오른쪽 뒷바퀴 출력축 13 : 차동 메카니즘
14 : 좌측 베벨기어 15 : 회전축
17 : 왼쪽 뒷바퀴 출력축 20 : 동심축
22 : 오른쪽 앞바퀴 출력축 23 : 왼쪽 앞바퀴 출력축
30 : 구동 하우징 100 : 전동 메카니즘
131 : 유성기어 133,134 : 차동 케이스
301 : 제 1 베어링 브래킷 302 : 제 2 베어링 브래킷
303 : 제 3 베어링 브래킷 304 : 제 4 베어링 브래킷
305 : 제 5 베어링 브래킷
상술된 목적을 달성하기 위하여, 본 고안에 따라 자동차용 단일 차동 메카니즘을 갖춘 전동 메카니즘은 그 상부에 배치된 제 1 베어링 브래킷과, 그 중간부에 배치된 제 2 베어링 브래킷 및 제 3 베어링 브래킷과, 그 우측 하부에 배치된 제 4 베어링 브래킷과, 그 좌측 하부에 배치된 제 5 베어링 브래킷을 구비한 구동 하우징과; 우측 베벨기어와, 좌측 베벨기어, 왼쪽 링 기어 및 오른쪽 링 기어와, 유성기어와, 차동 케이스를 포함한 차동 메카니즘과; 상기 제 1 베어링 브래킷 안에 장착된 구동력 입력축과; 상기 구동력 입력축에 장착된 제 1 기어와; 상기 구동력 입력축에 장착된 제 1 듀얼 탠덤 기어(dual tandem gear)와; 상기 구동력 입력축에 미끄러질 수 있게 장착된 제 1 슬라이딩 듀얼 탠덤 기어와; 상기 구동력 입력축에 미끄러질 수 있게 장착되고 상기 제 1 슬라이딩 듀얼 탠덤 기어와 물리는 제 2 슬라이드 듀얼 탠덤 기어와; 상기 좌측 베벨기어가 장착되는 상기 제 2 베어링 브래킷 안에 장착된 왼쪽 앞바퀴 출력축과; 상기 우측 베벨기어가 장착되는 상기 제 3 베어링 브래킷 안에 장착된 우측 뒷바퀴 출력축과; 상기 왼쪽 앞바퀴 출력축에 고정된 제 2 기어와; 왼쪽 앞바퀴 출력축에 장착된 제 2 듀얼 탠덤 기어와; 상기 우측 베벨기어와 연결된 제 3 기어와; 상기 제 4 베어링 브래킷 안에 장착된 오른쪽 앞바퀴 출력축과; 제 1 미끄러질 수 있는 맞물림 부재를 통하여 상기 오른쪽 앞바퀴 출력축에 연결된 제 1 연결축과; 제 1 연결축에 고정되고 상기 제 3 기어와 맞물리는 제 4 기어와; 상기 제 5 베어링 브래킷 안에 장착된 왼쪽 뒷바퀴 출력축과; 제 2 미끄러질 수 있는 맞물림 부재를 통하여 왼쪽 뒷바퀴 출력축에 연결된 제 2 연결축과; 상기 동심축에 연결되고 제 2 기어와 맞물리는 제 5 기어를 포함한다. 여기에서 상기 구동력 입력축이 구동될 때, 상기 제 1 슬라이딩 기어가 상기 왼쪽링 기어와 맞물리도록 조절될 수 있거나 상기 제 2 슬라이딩 기어가 오른쪽 링 기어와 맞물리도록 조절될 수 있어서 자동차가 다른 속력을 얻을 수 있고 자동차의 동일측면의 바퀴는 동시에 구동될 수 있다.
본 고안에서, 슬라이딩 기어는 구동력 입력축에 스플라인 조립될 수 있고 각각의 슬라이딩 기어 및 미끄러질 수 있는 맞물림 부재는 포크(fork)에 연결하기 위하여 그 바깥 표면에 홈을 제공할 수 있다.
선행 기술에 비하여, 단일 차동 메카니즘은 4륜 구동에 대한 본 고안의 전동 메카니즘에 사용되고, 네 개의 출력축은 동일 평면상에 배치된다. 그러므로 본 고안의 전동 메카니즘은 콤팩트한 구조로 이루어지고 상대적으로 저렴한 제조 비용으로 만들어지고 자동차의 섀시와 지면사이 간격을 증가시킨다. 결과적으로, 자동차의 성능은 개선되고 자동차는 부드럽게 조향될 수 있다. 더욱 더, 본 고안의 단일의 차동 메카니즘은 왼쪽 바퀴와 오른 쪽 바퀴간에 속력차이를 발생시킬 수 있고, 선행기술의 두 차동 메카니즘을 갖춘 자동차와 동일한 성능을 얻을 수 있다.
본 고안의 다른 목적과, 특징과 장점은 첨부하는 도면과 연계하여 후술하는 상세한 설명으로부터 분명해질 것이다.
본 고안을 도면을 참조하여 앞으로 더 상세히 설명하고자 한다.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 고안을 따르는 자동차의 전동 메카니즘(100)은 구동 하우징(30)과, 구동력 입력축(1)과 왼쪽 앞바퀴 출력축(23)과 오른쪽 뒷바퀴 출력축(12)과 오른쪽 앞바퀴 출력축(22)과 회전축(15)과 왼쪽 뒷바퀴 출력축(17)과 동심축(20)과 상기 구동 하우징(30)의 하부에 장착된 차동 메카니즘(13)을 포함한다. 차동 메카니즘(13)은 우측 베벨기어(11)와 좌측 베벨기어(14)와 왼쪽 링 기어(6)와 오른쪽 링 기어(9)와 유성기어(131)와 차동 케이스(133,134)를 포함한다. 구동 하우징(30)은 그 상부에 배치된 제 1 베어링 브래킷(301)과 그 중간부에 배치된 제 2 베어링 브래킷(302) 및 제 3 베어링 브래킷(303)과 그 오른쪽 하부에 배치된 제 4 베어링 브래킷(304)과 그 왼쪽 하부에 배치된 제 5 베어링 브래킷(305)을 제공한다.
구동력 입력축(1)은 제 1 연결 부재(3011)를 통하여 자동차의 (미도시된) 엔진에 연결되고 제 1 베어링 브래킷(301)에 장착된다. 제 1 기어(4)는 스플라인(407)을 통하여 구동력 입력축(1)에 장착된다. 제 1 대형 기어(503)와 제 1 소형 기어(501)를 구비한 제 1 듀얼 탠덤 기어(5)는 볼 베어링(507)을 통하여 입력축(1)에 장착된다. 제 1 슬라이딩 듀얼 탠덤 기어(7) 및 제 2 슬라이딩 듀얼 탠덤 기어(8)는 볼 베어링(707)과 스플라인(807) 각각을 통하여 입력축(1)에 장착되고 입력축(1)을 따라 움직일 수 있다. 제 1 슬라이딩 듀얼 탠덤 기어(7)는 제 1 소형 기어(501)와 맞물리는 내부 기어(701)를 제공한다.
왼쪽 앞바퀴 출력축(23)은 제 2 연결 부재(3022)를 통하여 자동차의 (미도시된) 오른쪽 앞바퀴에 연결되고 제 2 베어링 브래킷(302)안에 장착된다. 제 2 기어(2)는 스플라인(207)을 통하여 왼쪽 앞바퀴 출력축(23)에 장착된다. 제 1 기어(4)와 맞물리는 제 2 대형 기어(333)와 제 1 대형 기어(503)와 맞물리는 제 2 소형 기어(331)를 갖춘 제 2 듀얼 탠덤 기어(3)는 볼 베어링(307) 및 볼베어링(309)을 통하여 왼쪽 앞바퀴 출력축(23)에 장착된다.
오른쪽 뒷바퀴 출력축(12)은 제 3 연결 부재(3033)를 통하여 자동차의 (미도시된) 오른쪽 뒷바퀴에 연결되고 제 3 베어링 브래킷(303)안에 장착된다.
본 고안의 차동 메카니즘(13)의 구성요소들은 본 명세서에서 특별히 서술된 것을 제외하고는 선행기술의 메카니즘과 동일하다. 우측 베벨기어(11)와 좌측 베벨기어(14)는 유성 기어(131)와 맞물리고 스플라인 (117) 및 (147)을 통하여 각각 왼쪽 앞바퀴 출력축(23)과 오른쪽 뒷바퀴 출력축(12)에 장착된다. 왼쪽 링 기어(6) 및 오른쪽 링 기어(9)는 제 1 슬라이딩 기어(7) 및 제 2 슬라이딩 기어(8)와 각각 맞물리도록 차동 메카니즘(13)의 차동 케이스(133,134)에 스플라인 조립된다. 제 3 기어(10)는 스플라인(107)을 통하여 우측 베벨기어(11)의 축 슬리브(111)에 장착된다.
오른쪽 앞바퀴 출력축(22)은 제 4 연결 부재(3044)를 통하여 자동차의 (미도시된) 오른쪽 앞바퀴에 연결되고 제 4 베어링 브래킷(304)안에 장착된다. 일단을 갖는 제 1 연결축(15)은 제 1 미끄러질 수 있는 맞물림 부재(18)를 통하여 오른쪽 앞바퀴 출력축(22)에 동축으로 연결된다. 제 4 기어(16)는 제 3 기어(10)와 맞물리도록 스플라인(167)을 통하여 축(15)의 타단에 장착된다.
왼쪽 뒷바퀴 출력축(17)은 제 5 연결 부재(3055)를 통하여 자동차의 (미도시된) 왼쪽 뒷바퀴에 연결되고 제 5 베어링 브래킷(305)안에 장착된다. 일단을 갖는 제 2 연결축(20)은 제 2 미끄러질 수 있는 맞물림 부재(19)를 통하여 왼쪽 뒷바퀴 출력축(17)에 동축으로 연결된다. 제 5 기어(21)는 제 1 기어(2)와 맞물리도록 스플라인(217)을 통하여 축(20)의 타단에 장착된다.
홈(71,81,181,191)은 제 1 슬라이딩 기어(7)와, 제 2 슬라이딩 기어와, 제 1 미끄러질 수 있는 맞물림 부재(18)와 제 2 미끄러질 수 있는 맞물림 부재(19) 각각의 바깥 면에 제공되어, 구동 하우징(30)의 바깥으로 뻗어 있는 (미도시된)포크를 수용할 수 있도록 한다.
이제 본 고안의 전동 메카니즘(100)의 작동을 후술하고자 한다. 구동력은 구동력 입력축(1)을 통하여 제 1 기어(4)와 제 2 슬라이딩 듀얼 탠덤 기어(8)에 전달된다. 서로 맞물리는 제 1 슬라이딩 듀얼 탠덤 기어(7)와 제 2 슬라이딩 듀얼 탠덤 기어(8) 차동 메카니즘(13)이 다른 속력을 얻도록 조절될 수 있다. 즉, 제 2 슬라이딩 듀얼 탠덤 기어(8)는 차동 메카니즘(13)을 더 높은 속력으로 회전시키기 위하여 오른쪽 링 기어(9)와 맞물리도록 조절될 수 있거나 왼쪽으로 축(1)을 따라 함께 움직여서 제 1 슬라이딩 듀얼 탠덤 기어(7)가 차동 메카니즘(13)을 저속으로 회전시키기 위하여 제 1 소형 기어(501) 및 왼쪽 링 기어(6)와 맞물리게 한다.
차동 메카니즘(13)을 통한 구동력은 우측 베벨기어(11)와 좌측 베벨기어(14)에 분산된다. 우측 베벨기어(11)를 통한 구동력은 두부분으로 나뉜다. 하나는 오른쪽 뒷바퀴 출력축(12)에 직접 전달된다. 나머지는 제 3 기어(10) 및 제 4 기어(16)를 통하여 연결 축(15)에 전달되어서, 제 1 미끄러질 수 있는 맞물림 부재(18)를 통하여 오른쪽 앞바퀴 출력축(22)에 전달된다.
또한 좌측 베벨기어(14)를 통한 구동력은 두부분으로 나뉜다. 하나는 왼쪽 앞바퀴 출력축(23)에 직접 전달된다. 나머지는 제 2 기어(2) 및 제 5 기어(21)를 통하여 연결 축(20)에 전달되어서, 제 2 미끄러질 수 있는 맞물림 부재(19)를 통하여 왼쪽 뒷바퀴 출력축(17)에 전달된다.
본 고안의 전동 메카니즘을 갖춘 자동차가 움직여서 바퀴가 미끄러지고 지면에 접착성이 떨어질 때, 자동차는 여전히 미끄러지지 않는 바퀴가 동작하기 때문에 계속 움직일 것이다. 동일 측면의 두 바퀴가 미끄러질 때, 타측의 두 바퀴는 차량이 계속 움직일 수 있도록 동력을 더 얻을 것이고, 다른 측면의 두 바퀴가 미끄러질 때는, 남아있는 미끄러지지 않는 바퀴는 차량이 계속 움직일 수 있도록 차동 메카니즘을 통하여 동력을 더 얻을 것이다.
앞에서 설명되고 도시된 본 고안을 구현한 특정 구조가 단지 본 고안을 설명하기 위하여 사용되고 본 고안을 제한하려는 것이 아님을 안다. 본 고안의 정신에 이탈되지 않는 본 고안에 대한 수정과 변형은 따라오는 청구범위에 의하여 정의되는 본 고안의 범위 안에 있게 된다.
앞에서 본 바와 같이 본 고안에 의하면, 자동차가 움직여서 바퀴가 미끄러지고 지면에 접착성이 떨어질 때, 자동차는 여전히 미끄러지지 않는 바퀴가 동작하기 때문에 계속 움직일 것이다. 동일 측면의 두 바퀴가 미끄러질 때, 타측의 두 바퀴는 차량이 계속 움직일 수 있도록 동력을 더 얻을 것이고, 다른 측면의 두 바퀴가 미끄러질 때는, 남아있는 미끄러지지 않는 바퀴는 차량이 계속 움직일 수 있도록 차동 메카니즘을 통하여 동력을 더 얻을 것이다. 따라서 본 고안의 전동 메카니즘은 콤팩트한 구조로 이루어지고 상대적으로 저렴한 제조 비용으로 만들어지고 자동차의 섀시와 지면사이 간격을 증가시킨다. 결과적으로, 자동차의 성능은 개선되고자동차는 부드럽게 조향될 수 있다. 더욱 더, 본 고안의 단일의 차동 메카니즘은 왼쪽 바퀴와 오른 쪽 바퀴간에 속력차이를 발생시킬 수 있고, 선행기술의 두 차동 메카니즘을 갖춘 자동차와 동일한 성능을 얻을 수 있다. 즉, 선행기술의 단점이 극복되게 된다.

Claims (6)

  1. 자동차용 단일 차동 메카니즘을 갖춘 전동 메카니즘에 있어서:
    그 상부에 배치된 제 1 베어링 브래킷(301)과, 그 중간부에 배치된 제 2 베어링 브래킷(302) 및 제 3 베어링 브래킷(303)과, 그 우측 하부에 배치된 제 4 베어링 브래킷(304)과, 그 좌측 하부에 배치된 제 5 베어링 브래킷(305)을 구비한 구동 하우징(30)과;
    우측 베벨기어(11)와, 좌측 베벨기어(14), 왼쪽 링 기어(6) 및 오른쪽 링 기어(9)와, 유성기어(131)와, 차동 케이스(133,134)를 포함한 차동 메카니즘(13)과;
    상기 제 1 베어링 브래킷(301)안에 장착된 구동력 입력축(1)과;
    상기 구동력 입력축(1)에 장착된 제 1 기어(4)와;
    상기 구동력 입력축(1)에 장착된 제 1 듀얼 탠덤 기어(dual tandem gear)(7)와;
    상기 구동력 입력축(1)에 미끄러질 수 있게 장착된 제 1 슬라이딩 듀얼 탠덤 기어(7)와;
    상기 구동력 입력축(1)에 미끄러질 수 있게 장착되고 상기 제 1 슬라이딩 듀얼 탠덤 기어(7)와 물리는 제 2 슬라이드 듀얼 탠덤 기어(8)와;
    상기 좌측 베벨기어(14)가 장착되는 상기 제 2 베어링 브래킷(302) 안에 장착된 왼쪽 앞바퀴 출력축(23)과;
    상기 우측 베벨기어(11)가 장착되는 상기 제 3 베어링 브래킷(303) 안에 장착된 우측 뒷바퀴 출력축(12)과;
    상기 왼쪽 앞바퀴 출력축(23)에 고정된 제 2 기어(2)와;
    왼쪽 앞바퀴 출력축(23)에 장착된 제 2 듀얼 탠덤 기어(3)와;
    상기 우측 베벨기어(11)와 연결된 제 3 기어(10)와;
    상기 제 4 베어링 브래킷(304)안에 장착된 오른쪽 앞바퀴 출력축(22)과;
    제 1 미끄러질 수 있는 맞물림 부재(18)를 통하여 상기 오른쪽 앞바퀴 출력축(22)에 연결된 제 1 연결축(15)과;
    상기 제 1 연결축(15)에 고정되고 상기 제 3 기어(10)와 맞물리는 제 4 기어(16)와;
    상기 제 5 베어링 브래킷(305) 안에 장착된 왼쪽 뒷바퀴 출력축(17)과;
    제 2 미끄러질 수 있는 맞물림 부재(19)를 통하여 왼쪽 뒷바퀴 출력축(17)에 연결된 제 2 연결축(20)과;
    동심축(20)에 연결되고 제 2 기어(2)와 맞물리는 제 5 기어(21)를 포함하는 데,
    상기 구동력 입력축(1)이 구동될 때, 상기 제 1 슬라이딩 기어(7)가 상기 왼쪽 링 기어(6)와 맞물리도록 조절될 수 있거나 상기 제 2 슬라이딩 기어(8)가 오른쪽 링 기어(9)와 맞물리도록 조절될 수 있어서 자동차가 다른 속력을 얻을 수 있고 자동차의 동일측면의 바퀴는 동시에 구동될 수 있는, 자동차용 단일 차동 메카니즘을 갖춘 전동 메카니즘.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 왼쪽 앞바퀴 출력축(23)과, 상기 왼쪽 뒷바퀴 출력축(17)과, 상기 오른쪽 앞바퀴 출력축(22)과, 상기 오른쪽 뒷바퀴 출력축(12)이 동일평면상에 배치되는, 자동차용 단일 차동 메카니즘을 갖춘 전동 메카니즘.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 제 1 슬라이딩 듀얼 탠덤 기어(7)는 상기 제 1 듀얼 탠덤 기어(5)의 제 1 소형 기어(501)와 맞물리도록 내부 기어(701)을 제공하는, 자동차용 단일 차동 메카니즘을 갖춘 전동 메카니즘.
  4. 제 3항에 있어서, 상기 제 2 듀얼 탠덤 기어(3)는 상기 제 1 듀얼 탠덤 기어(5)의 상기 제 1 기어(4)와 제 1 대형 기어(503)가 각각 맞물리는 제 2 대형 기어(333)와 제 2 소형 기어(331)를 포함하는, 자동차용 단일 차동 메카니즘을 갖춘 전동 메카니즘.
  5. 제 3항에 있어서, 상기 슬라이딩 기어(2)는 구동력 입력축(1)에 스플라인 조립되어 있는, 자동차용 단일 차동 메카니즘을 갖춘 전동 메카니즘.
  6. 제 3항에 있어서, 상기 제 1 슬라이딩 기어(7)와, 상기 제 2 슬라이딩 기어(8)와, 상기 제 1 미끄러질 수 있는 맞물림 부재(18) 및 상기 제 2 미끄러질 수 있는 맞물림 부재(19)는 각각 포크(fork)에 연결하기 위하여 그 바깥 표면에 홈(71,81,181,191)을 제공하는, 자동차용 단일 차동 메카니즘을 갖춘 전동 메카니즘.
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