KR20050058704A - Limited slip differential apparatus and method using by magnetic fluid - Google Patents

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Abstract

본 발명은 사이드 기어와 디퍼렌셜 케이스의 회전차를 이용하여 전류를 발생시키는 자성 유체 액츄에이터를 구성하고, 발생된 전류를 통하여 자기장을 형성하여 자성 유체 액츄에이터를 작동하여 기계적으로 사이드 기어와 디퍼렌셜 케이스를 연결하여 차동 제한 기능을 갖도록 하는 자성 유체를 이용한 차동 제한 장치 및 방법에 관한 것으로서,The present invention constitutes a magnetic fluid actuator that generates a current by using a rotation difference between the side gear and the differential case, and forms a magnetic field through the generated current to operate the magnetic fluid actuator to mechanically connect the side gear and the differential case. As a differential limiting apparatus and method using a magnetic fluid to have a differential limiting function,

본 발명은 사이드 기어(112)와 디퍼렌셜 케이스(110) 사이에 자성유체 액츄에이터 유닛(210)이 설치되고, 디퍼렌셜 케이스(110)와 사이드 기어(112)의 회전 속도차에 의해 유도 전류가 발생하고, 상기 유도 전류가 전류 공급판(232)을 통해 상기 자성유체 액츄에이터 유닛(210) 내부의 전자석(218)에 전달되고, 상기 유도 전류를 공급받은 전자석(218)에서 자기장이 발생되며, 상기 자기장에 의해 자성 유체(214)가 전자석(218)쪽으로 이동하면서 피스톤(216)을 밀어서 상기 사이드 기어(112)의 커넥트 기어(240)와 상기 디퍼렌셜 케이스(110)의 커넥트 기어(250)를 기계적으로 연결시켜, 상기 디퍼렌셜 케이스(110)의 구동력이 상기 사이드 기어(112)로 전달되어 차동 제한이 발생되는 것을 특징으로 한다.In the present invention, the magnetic fluid actuator unit 210 is installed between the side gear 112 and the differential case 110, the induced current is generated by the difference in the rotational speed of the differential case 110 and the side gear 112, The induced current is transmitted to the electromagnet 218 inside the magnetic fluid actuator unit 210 through the current supply plate 232, a magnetic field is generated in the electromagnet 218 supplied with the induced current, and by the magnetic field The magnetic fluid 214 moves toward the electromagnet 218 to push the piston 216 to mechanically connect the connect gear 240 of the side gear 112 and the connect gear 250 of the differential case 110. The driving force of the differential case 110 is transmitted to the side gear 112, characterized in that the differential limit is generated.

Description

자성 유체를 이용한 차동 제한 장치 및 방법{Limited Slip Differential Apparatus and Method Using by Magnetic Fluid} Limiting Slip Differential Apparatus and Method Using by Magnetic Fluid

본 발명은 자성 유체를 이용한 차동 제한 장치 및 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 사이드 기어와 디퍼렌셜 케이스의 회전차를 이용하여 전류를 발생시키는 자성 유체 액츄에이터를 구성하고, 발생된 전류를 통하여 자기장을 형성하여 자성 유체 액츄에이터를 작동하여 기계적으로 사이드 기어와 디퍼렌셜 케이스를 연결하여 차동 제한 기능을 갖도록 하는 자성 유체를 이용한 차동 제한 장치 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a differential limiting apparatus and a method using a magnetic fluid, and more particularly, to configure a magnetic fluid actuator for generating a current by using the rotation difference between the side gear and the differential case, and to form a magnetic field through the generated current The present invention relates to a differential limiting device and a method using a magnetic fluid to operate the magnetic fluid actuator to mechanically connect the side gear and the differential case to have a differential limiting function.

도 1은 종래 카본 디스크형 차동 제한 장치의 구성을 나타낸 사시도이다.1 is a perspective view showing the configuration of a conventional carbon disk type differential limiting device.

종래 카본 디스크형 차동 제한 장치(100)는, 디퍼렌셜 케이스(Differential Case)(110)의 내부에는 일반적인 차동 장치와 마찬가지로 양쪽의 드라이브 샤프트(Drive Shaft)와 연결되는 사이드 기어(Side Gear)(112)와, 이들 사이에 치합되는 피니어 기어(114), 및 피니언 기어(114)를 디퍼렌셜 케이스(110)에 지지하는 피니언 샤프트 등을 포함하고 있다. 또한, 사이드 기어(112)와 디퍼렌셜 케이스(110)에 각각 연결된 다수의 카본 플레이트가 서로 교번하여 형성된 다판 클러치가 구비되어 있으며, 다판 클러치는 두 사이드 기어의 사이에 설치된 프리로드 스프링(Preload Spring)(120)에 의해 카본 플레이트들이 마찰력을 발생시킬 수 있는 상태로 가압되고 있다.The conventional carbon disc type differential limiting device 100 has a side gear 112 connected to both drive shafts in the differential case 110 as well as a general differential device. And a pinion gear 114 engaged between them, a pinion shaft for supporting the pinion gear 114 to the differential case 110, and the like. In addition, a multi-plate clutch is formed in which a plurality of carbon plates connected to the side gear 112 and the differential case 110 are alternately formed, and the multi-plate clutch has a preload spring installed between the two side gears ( 120, the carbon plates are pressed in a state capable of generating a friction force.

따라서, 험준한 도로 등을 주행하는 경우에 사이드 기어(112)와 디퍼렌셜 케이스(110)의 사이에 속도 차이가 발생되면, 다판 클러치를 통하여 다른 쪽으로 토크가 전달되며, 이 토크는 고속으로 회전하는 사이드 기어측에서 디퍼렌셜 케이스(110)를 통하여 저속으로 회전하는 사이드 기어측으로 공급되어, 험준한 도로 등에서 항상 양쪽의 모든 구동륜에 구동력을 제공할 수 있도록 한다.Accordingly, when a speed difference occurs between the side gear 112 and the differential case 110 when driving on a rugged road or the like, torque is transmitted to the other side through the multi-plate clutch, and the torque is rotated at high speed. It is supplied to the side gear side that rotates at a low speed through the differential case 110 from the side, so that it is possible to provide a driving force to all the driving wheels on both sides always on a rugged road or the like.

그러나, 차량의 주행에 있어서, 구동 성능의 향상 및 주행의 안정성을 위하여 차동 제한 장치를 장착하는 것이 필요하지만, 고가의 수입품이 대부분이기 때문에 많은 구매자들이 경제적인 이유로 차동 제한 장치를 장착하는 것을 부담스러워 하는 문제점이 있다. 또한, 카본 디스크형 차동 제한 장치는 다수의 카본 플레이트가 복잡하게 결합되어 있어서 그 구조가 복잡하여 유지 및 보수가 어렵다는 단점이 있다. 또한, 차동 제한 장치의 내부에 양쪽 사이드 기어(112)에 예압을 주는 프리로드 스프링(120)을 장시간 사용할 경우에 스프링의 예압이 낮아지는 문제점이 있다. However, while driving a vehicle, it is necessary to install a differential limiting device for improving driving performance and driving stability, but many expensive buyers are burdened with installing the differential limiting device for economic reasons. There is a problem. In addition, the carbon disk-type differential limiting device has a disadvantage in that a plurality of carbon plates are combined intricately so that its structure is complicated and maintenance and repair are difficult. In addition, there is a problem in that the preload of the spring is lowered when the preload spring 120 for preloading both side gears 112 inside the differential limiting device is used for a long time.

따라서, 양쪽 사이드 기어를 충분히 밀어주지 못하게 되고, 카본 디스크와 사이드 기어 사이에 충분한 여유 구동력이 발생하지 않아서 험준한 도로나 웅덩이에 빠졌을 경우에 탈출성이 떨어져 차동 제한 장치가 제 기능을 발휘하지 못하는 문제점이 있다. 또한, 마찰 방식의 디스크를 이용하므로 슬립(Slip)에 의해 효율이 낮아서 충분한 구동력을 전달하지 못하는 문제점이 있다.Therefore, it is not possible to push both side gears sufficiently, and there is not enough driving force between the carbon disk and the side gears, and the differential limiting device does not function properly due to the escapeability when falling into a rugged road or a puddle. have. In addition, since the friction type disk is used, the efficiency is low due to slip, and thus there is a problem that a sufficient driving force cannot be transmitted.

상기 문제점을 해결하기 위한 본 발명은, 사이드 기어와 디퍼렌셜 케이스의 회전차를 이용하여 전류를 발생시키는 자성 유체 액츄에이터를 구성하고, 발생된 전류를 통하여 자기장을 형성하여 자성 유체 액츄에이터를 작동하고 기계적으로 사이드 기어와 디퍼렌셜 케이스를 연결하여 차동 제한 기능을 갖도록 하는 자성 유체를 이용한 차동 제한 장치 및 방법을 제공함에 그 목적이 있다. The present invention for solving the above problems, by using a rotation difference between the side gear and the differential case to configure a magnetic fluid actuator for generating a current, and to form a magnetic field through the generated current to operate the magnetic fluid actuator and mechanically side It is an object of the present invention to provide a differential limiting device and method using a magnetic fluid that connects a gear and a differential case to have a differential limiting function.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명은, 소정의 자석을 구비한 디퍼렌셜 케이스와 유도 코일을 구비한 사이드 기어 사이에 자성유체 액츄에이터 유닛이 설치되고, 상기 자성유체 액츄에이터 유닛은 압축 공기와 자성 유체, 전류 공급판, 및 상기 사이드 기어 측의 커넥트 기어를 작동하는 피스톤을 포함하고, 상기 디퍼렌셜 케이스와 상기 사이드 기어 사이에 회전차가 발생하면 유도 기전력이 발생되고, 발생된 상기 유도 기전력은 절연된 상기 전류공급판을 통해 상기 자성유체 액츄에이터 유닛 내부의 상기 전자석으로 전달되며, 상기 유도 기전력에 의해 유도 전류를 공급받은 상기 전자석은 자기장을 발생하게 되고, 상기 자기장에 의해 상기 자성 유체는 상기 전자석쪽으로 이동하면서 상기 피스톤을 밀어서 상기 사이드 기어의 커넥트 기어와 상기 디퍼렌셜 케이스의 커넥트 기어를 기계적으로 연결시켜 차동 제한을 발생시키는 것을 특징으로 하는 자성 유체를 이용한 차동 제한 장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a magnetic fluid actuator unit between a differential case having a predetermined magnet and a side gear having an induction coil, and the magnetic fluid actuator unit supplies compressed air, magnetic fluid, and current. A plate and a piston for operating the connect gear on the side gear side, wherein an induced electromotive force is generated when a rotational difference occurs between the differential case and the side gear, and the induced electromotive force generates the insulated current supply plate. The electromagnet is delivered to the electromagnet inside the magnetic fluid actuator unit, and the electromagnet supplied with the induced current by the induced electromotive force generates a magnetic field, and the magnetic fluid moves toward the electromagnet by pushing the piston. The connect gear of the side gear and the It connects the buffer-connected gear case rensyeol mechanically provides a differential limiting device using a magnetic fluid, comprising a step of generating a differential limiting.

또한, 본 발명의 다른 목적에 의하면, 사이드 기어와 디퍼렌셜 케이스 사이에 설치된 자성유체 액츄에이터 유닛을 통하여 차동 제한을 발생시키는 자성 유체를 이용한 차동 제한 방법으로서, 상기 사이드 기어와 상기 디퍼렌셜 케이스 사이에 발생하는 속도차에 의해 자석과 유도 코일 간에 상대 회전을 일으켜 유도 전류가 발생하는 제1 단계; 상기 유도 전류가 전류 공급판을 통해 상기 자성유체 액츄에이터 유닛 내부의 전자석에 전달되고, 상기 유도 전류를 공급받은 전자석에서 자기장이 발생하는 제2 단계; 상기 자기장에 의해 자성 유체가 전자석쪽으로 이동하면서 피스톤을 밀어서 상기 사이드 기어의 커넥트 기어와 상기 디퍼렌셜 케이스의 커넥트 기어를 기계적으로 연결시키는 제3 단계; 및 상기 디퍼렌셜 케이스의 구동력이 상기 사이드 기어로 전달되어 상기 차동 제한이 실행되는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 유체를 이용한 차동 제한 방법을 제공한다.In addition, according to another object of the present invention, a differential limiting method using a magnetic fluid for generating a differential limit through a magnetic fluid actuator unit provided between the side gear and the differential case, the speed generated between the side gear and the differential case A first step of generating relative current by causing relative rotation between the magnet and the induction coil by a difference; A second step in which the induced current is transmitted to an electromagnet inside the magnetic fluid actuator unit through a current supply plate, and a magnetic field is generated in the electromagnet supplied with the induced current; A third step of mechanically connecting the connect gear of the side gear and the connect gear of the differential case by pushing the piston while the magnetic fluid moves toward the electromagnet by the magnetic field; And a fourth step in which the driving force of the differential case is transmitted to the side gear so that the differential limiting is executed.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. First of all, in adding reference numerals to the components of each drawing, it should be noted that the same reference numerals are used as much as possible even if displayed on different drawings.

또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.In addition, in describing the present invention, when it is determined that the detailed description of the related well-known configuration or function may obscure the gist of the present invention, the detailed description thereof will be omitted.

자성 유체(MF : Magnetic Fluid or Ferrofluid)는 강자성 미립자를 매질(물 또는 기름)속에 균일하게 분산시킨 콜로이드(Colloid) 용액이다. 인가된 전압에 의해 부피가 변하는 압전 물질이나 전기장이나 전기장에 따라 점도가 변하는 전기 유변(ER : Electrorheological) 또는 자기 유변(MR : Magnetorheological) 유체와는 달리 자성 유체(Magnetic Fluid)는 인가된 자기장에 의해 유체의 형상이 변형되는 특성을 가지고 있다.Magnetic fluid (MF: Magnetic Fluid or Ferrofluid) is a colloidal solution in which ferromagnetic particles are uniformly dispersed in a medium (water or oil). Unlike piezoelectric materials whose volume changes with applied voltage, or electrorheological (ER) or magnetic or rheological (MR) fluids whose viscosity changes with an electric or electric field, magnetic fluid is applied by an applied magnetic field. The shape of the fluid is deformed.

자성 유체에 자기장이 인가되면 수 Å 의 페라이트 입자들이 자기장의 방향으로 정렬되어 유체 자체가 균질하게 강한 자성을 가진 듯이 거동한다. 또한, 기계적 진동이나 온도와 같은 외부 환경 변화에 대하여 자기적 성질이 안정되어 있다. When a magnetic field is applied to a magnetic fluid, several of the ferrite particles are aligned in the direction of the magnetic field, and the fluid itself behaves as if it has a homogeneously strong magnetism. In addition, the magnetic properties are stable to changes in the external environment such as mechanical vibration and temperature.

본 발명은 이러한 자성 유체(MF)의 특성을 활용한 것이다.The present invention utilizes the characteristics of such a magnetic fluid (MF).

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자성 유체를 이용한 차동 제한 장치(200)의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도이다.2 is a schematic view showing the configuration of a differential limiting device 200 using a magnetic fluid according to an embodiment of the present invention.

본 발명에 따른 자성유체 차동제한장치(200)는, 디퍼렌셜 케이스(110)와 사이드 기어(112) 사이에 MF 액츄에이터 유닛(210)이 설치되는 데, MF 액츄에이터 유닛(210)은 압축 공기(212)와 자성 유체(214), 그리고 사이드 기어(112) 측의 커넥트 기어(240)를 작동하는 피스톤(216)으로 이루어져 있다. In the magnetic fluid differential limiting device 200 according to the present invention, the MF actuator unit 210 is installed between the differential case 110 and the side gear 112, and the MF actuator unit 210 includes compressed air 212. And a piston 216 for operating the magnetic fluid 214 and the connect gear 240 on the side gear 112 side.

자성 유체(214)는 동일한 압력의 압축 공기(212) 안에 위치하여 자성이 없는 상황에서는 동일한 위치를 유지한다. Magnetic fluid 214 is located in compressed air 212 at the same pressure and maintains the same position in the absence of magnetism.

디퍼렌셜 케이스(110)에는 자석(220)을, 사이드 기어(112)에는 유도 코일(230)을 설치하여, 디퍼렌셜 케이스(110)와 사이드 기어(112) 사이에 회전차가 발생하면 유도 기전력을 발생시키도록 한다. 발생된 기전력은 절연된 전류공급판(232)을 통해 MF 액츄에이터 유닛(210) 내부의 전자석(218)으로 전달된다. 여기서, 전류 공급판(232)의 절연은 디퍼렌셜 케이스(110)의 자석(220)에 의해 자성 유체(214)가 영향을 받지않게 하기 위함이다.The magnet case 220 is provided in the differential case 110, and the induction coil 230 is provided in the side gear 112, so that an induction electromotive force is generated when a rotation difference occurs between the differential case 110 and the side gear 112. do. The generated electromotive force is transmitted to the electromagnet 218 inside the MF actuator unit 210 through the insulated current supply plate 232. In this case, the insulation of the current supply plate 232 is to prevent the magnetic fluid 214 from being affected by the magnet 220 of the differential case 110.

또한, 디퍼렌셜 케이스(110)와 사이드 기어(112)를 기계적으로 연결하기 위해, 각각에 커넥트 기어(Connect Gear)(240, 250) 한 쌍이 설치되어 있다. In addition, in order to mechanically connect the differential case 110 and the side gear 112, a pair of connect gears 240 and 250 are respectively provided.

이어, 전술한 바와 같이 구성된 본 발명에 따른 자성 유체를 이용한 차동 제한 장치(200)의 동작에 대하여 설명한다.Next, the operation of the differential limiting device 200 using the magnetic fluid according to the present invention configured as described above will be described.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자성 유체를 이용한 차동 제한 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a differential limiting method using a magnetic fluid according to an exemplary embodiment of the present invention.

일반적인 차동 장치와 마찬가지로 차량이 보통의 도로를 직진 주행하는 동안에는 피니언 기어(114)가 자전하지 않고 좌우측의 사이드 기어(112)와 함께 일체로 회전하여 좌우 차륜에는 동일한 회전력이 전달되는 상태를 유지한다. 이때, 사이드 기어(112)와 디퍼렌셜 케이스(110)가 같은 속도로 회전하므로 회전차가 발생하지 않아 유도 기전력은 발생하지 않는다.As with the general differential, the pinion gear 114 rotates integrally with the left and right side gears 112 without rotating while the vehicle travels straight along a normal road, so that the same rotational force is transmitted to the left and right wheels. At this time, since the side gear 112 and the differential case 110 rotates at the same speed, a rotation difference does not occur and thus no induced electromotive force is generated.

한편, 차량이 선회하는 경우에는 좌우 사이드 기어(112)의 회전 속도가 차이가 발생되고 이와 같은 회전 속도차는 피니언 기어(114)가 자전함으로써 흡수하여 원활한 선회 주행이 가능하도록 한다.On the other hand, when the vehicle is turning, a difference in the rotational speed of the left and right side gears 112 is generated, and the rotational speed difference is absorbed by the pinion gear 114 to rotate to enable smooth turning.

그러나, 차량의 한쪽 구동륜이 얼음판 위에 놓이거나 진창 등에 빠진 경우에는 진창 등에 빠진 차륜의 회전 속도가 빠지지 않은 쪽 차륜의 회전 속도보다 현저히 크게 되는데, 이때 고속측 사이드 기어(112)와 디퍼렌셜 케이스(110) 사이에 발생하는 속도차는 자석(220)과 유도 코일(230) 간의 상대 회전을 일으켜 유도 전류를 발생시키게 된다(S310). However, when one driving wheel of the vehicle is placed on the ice plate or falls into the sludge, the rotation speed of the wheel falling into the sludge is significantly higher than the rotation speed of the non-falling wheel, wherein the high speed side gear 112 and the differential case 110 are used. The speed difference generated therebetween causes relative rotation between the magnet 220 and the induction coil 230 to generate an induced current (S310).

생성된 유도 전류는 전류 공급판(232)을 통해 MF 액츄에이터 유닛(210) 내부의 전자석(218)에 전달되고, 유도 전류를 공급받은 전자석(218)은 자기장을 발생하게 된다(S320). The generated induced current is transferred to the electromagnet 218 inside the MF actuator unit 210 through the current supply plate 232, and the electromagnet 218 supplied with the induced current generates a magnetic field (S320).

이때, 자기장에 의해 자성 유체(214)는 전자석(218)쪽으로 이동하면서 피스톤(216)을 밀어서 사이드 기어(112)의 커넥트 기어(240)와 디퍼렌셜 케이스(110)의 커넥트 기어(250)를 기계적으로 연결시킨다(S330). At this time, the magnetic fluid 214 moves toward the electromagnet 218 by the magnetic field to push the piston 216 to mechanically connect the connect gear 240 of the side gear 112 and the connect gear 250 of the differential case 110. Connect (S330).

따라서, 디퍼렌셜 케이스(110)의 구동력을 사이드 기어(112)에서 전달받아 차동 제한이 발생한다(S340). 따라서 진흙이나 빙판에 놓인 차축은 디퍼렌셜 케이스(110)와 연결된 사이드 기어(112)의 구동력을 받아 험로를 탈출하게 된다. Therefore, the differential limitation is generated by receiving the driving force of the differential case 110 from the side gear 112 (S340). Therefore, the axle placed in the mud or ice to escape the rough road by the driving force of the side gear 112 connected to the differential case 110.

물론, 선회 주행시에도 디퍼렌셜 케이스(110)와 사이드 기어(112)의 회전 속도차가 발생하지만 그 속도차가 크지 않아 전류의 세기가 약하기 때문에 압축공기(212)의 압력으로 인해 자성 유체(214)의 이동은 구속받기 때문에 무시할 만한 수준이다. 또한, 차동 제한 기능이 완료되어 속도차가 발생되지 않으면 전자석(218)의 자력은 상실되고, 자성 유체는 양쪽의 압축 공기(212)에 의해 다시 최초의 위치로 이동한다.Of course, the rotational speed difference between the differential case 110 and the side gear 112 also occurs during the turning run, but the magnetic flux 214 is moved due to the pressure of the compressed air 212 because the speed difference is not large and the current strength is weak. It is negligible because of its restraint. In addition, if the differential limiting function is completed and no speed difference is generated, the magnetic force of the electromagnet 218 is lost, and the magnetic fluid is moved back to the original position by both compressed air 212.

본 발명의 실시예에 의하면, 사이드 기어와 디퍼렌셜 케이스의 회전차를 이용하여 전류를 발생시키는 자성 유체 액츄에이터를 구성하고, 발생된 전류를 통하여 자기장을 형성하여 자성 유체 액츄에이터를 작동하고 기계적으로 사이드 기어와 디퍼렌셜 케이스를 연결하여 차동 제한 기능을 갖도록 하는 자성 유체를 이용한 차동 제한 장치 및 방법을 실현할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a magnetic fluid actuator is configured to generate a current by using a rotation difference between the side gear and the differential case, and a magnetic field is formed through the generated current to operate the magnetic fluid actuator and mechanically It is possible to realize a differential limiting device and method using a magnetic fluid by connecting differential cases to have a differential limiting function.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. The above description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and those skilled in the art to which the present invention pertains may make various modifications and changes without departing from the essential characteristics of the present invention.

따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are not intended to limit the technical idea of the present invention but to describe the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments.

본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The protection scope of the present invention should be interpreted by the following claims, and all technical ideas within the equivalent scope should be interpreted as being included in the scope of the present invention.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의하면, 기존의 마찰 디스크를 예압 스프링으로 압착하여 차동 제한 토크를 이용하는 방식과는 달리, 자성 유체(MF)의 자력의 의해 이동하는 특성을 이용하였기 때문에 구동력 제어 효과가 우수하다.As described above, according to the present invention, unlike the conventional method of compressing the friction disk with a preload spring and using the differential limit torque, the driving force control effect is improved because it uses the characteristic of moving by the magnetic force of the magnetic fluid MF. great.

또한, 기존 방식의 카본 디스크(Carbon Disk)를 사용하지 않아 특수 오일을 사용할 필요가 없으므로 생산성 및 정비성이 향상된다.  In addition, there is no need to use special oils because the conventional Carbon Disk is not used, thereby improving productivity and maintainability.

그리고, 자성 유체와 압축 공기 등의 유체를 이용하므로 프리로드 스프링이나 마찰 디스크를 사용할 때 발생되는 소음이나 토크 전달 충격이 없어 차량의 승차감을 개선할 수 있다.In addition, since the magnetic fluid and the fluid such as compressed air are used, there is no noise or torque transmission shock generated when using the preload spring or the friction disk, thereby improving the riding comfort of the vehicle.

도 1은 종래 카본 디스크형 차동 제한 장치의 구성을 나타낸 사시도,1 is a perspective view showing the configuration of a conventional carbon disk type differential limiting device;

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 자성 유체를 이용한 차동 제한 장치(200)의 구성을 개략적으로 나타낸 구성도,2 is a schematic view showing the configuration of a differential limiting device 200 using a magnetic fluid according to an embodiment of the present invention;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 자성 유체를 이용한 차동 제한 방법을 나타낸 순서도이다.3 is a flowchart illustrating a differential limiting method using a magnetic fluid according to an exemplary embodiment of the present invention.

※ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ※ Explanation of codes for main parts of drawing

100 : 카본 디스크형 차동 제한 장치 110 : 디퍼렌셜 케이스100: carbon disc type differential limiting device 110: differential case

112 : 사이드 기어 114 : 피니언 기어112: side gear 114: pinion gear

120 : 프리로드 스프링 130 : 카본 디스크120: preload spring 130: carbon disc

200 : 자성유체 차동제한장치 210 : 자성유체 액츄에이터 유닛200: magnetic fluid differential limiting device 210: magnetic fluid actuator unit

212 : 압축 공기 214 : 자성 유체212: compressed air 214: magnetic fluid

216 : 피스톤 218 : 전자석216: piston 218: electromagnet

220 : 자석 230 : 유도 코일220: magnet 230: induction coil

240, 250 : 커넥트 기어240, 250: Connect gear

Claims (8)

소정의 자석(220)을 구비한 디퍼렌셜 케이스(Differential Case)(110)와 유도 코일(230)을 구비한 사이드 기어(Side Gear)(112) 사이에 자성유체(Magnetic Fluid) 액츄에이터 유닛(Actuator Unit)(210)이 설치되고, Magnetic Fluid Actuator Unit between Differential Case 110 with Predetermined Magnet 220 and Side Gear 112 with Induction Coil 230. 210 is installed, 상기 자성유체 액츄에이터 유닛(210)은 압축 공기(212)와 자성 유체(214), 전류 공급판(232), 및 상기 사이드 기어(112) 측의 커넥트 기어(240)를 작동하는 피스톤(216)을 포함하고,The magnetic fluid actuator unit 210 operates the piston 216 for operating the compressed air 212, the magnetic fluid 214, the current supply plate 232, and the connect gear 240 on the side gear 112 side. Including, 상기 디퍼렌셜 케이스(110)와 상기 사이드 기어(112) 사이에 회전차가 발생하면 유도 기전력이 발생되고, 발생된 상기 유도 기전력은 절연된 상기 전류공급판(232)을 통해 상기 자성유체 액츄에이터 유닛(210) 내부의 상기 전자석(218)으로 전달되며,Induction electromotive force is generated when a rotation difference occurs between the differential case 110 and the side gear 112, and the induced electromotive force is generated through the insulated current supply plate 232 of the magnetic fluid actuator unit 210. Is delivered to the electromagnet 218 therein, 상기 유도 기전력에 의해 유도 전류를 공급받은 상기 전자석(218)은 자기장을 발생하게 되고, 상기 자기장에 의해 상기 자성 유체(214)는 상기 전자석(218)쪽으로 이동하면서 상기 피스톤(216)을 밀어서 상기 사이드 기어(112)의 커넥트 기어(240)와 상기 디퍼렌셜 케이스(110)의 커넥트 기어(250)를 기계적으로 연결시켜 차동 제한을 발생시키는 것을 특징으로 하는 자성 유체를 이용한 차동 제한 장치.The electromagnet 218 supplied with the induced current by the induced electromotive force generates a magnetic field, and the magnetic fluid 214 moves toward the electromagnet 218 while pushing the piston 216 by the magnetic field. Differential limiting device using a magnetic fluid, characterized in that the differential connection is generated by mechanically connecting the connect gear 240 of the gear 112 and the connect gear 250 of the differential case (110). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 자성 유체(214)는 동일한 압력의 상기 압축 공기(212) 안에 위치하여 자성이 없는 상황에서는 동일한 위치를 유지하는 것을 특징으로 하는 자성 유체를 이용한 차동 제한 장치.And the magnetic fluid (214) is located in the compressed air (212) at the same pressure and maintains the same position in the absence of magnetism. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 차동 제한은, 상기 사이드 기어(112)의 커넥트 기어(240)와 상기 디퍼렌셜 케이스(110)의 커넥트 기어(250)가 기계적으로 연결됨에 따라, 상기 디퍼렌셜 케이스(110)의 구동력이 상기 사이드 기어(112)로 전달되어 차동 제한이 수행되는 것을 특징으로 하는 자성 유체를 이용한 차동 제한 장치.The differential limit, as the connect gear 240 of the side gear 112 and the connect gear 250 of the differential case 110 is mechanically connected, the driving force of the differential case 110 is the side gear ( 112) a differential limiting device using a magnetic fluid, characterized in that the differential restriction is carried out. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 차량이 선회 주행시에도 상기 디퍼렌셜 케이스(110)와 상기 사이드 기어(112)의 회전 속도차가 발생하나, 상기 회전 속도차가 크지 않아 상기 유도 전류의 세기가 약하기 때문에 상기 압축공기(212)의 압력으로 인해 상기 자성 유체(214)의 이동은 구속받지 않는 것을 특징으로 하는 자성 유체를 이용한 차동 제한 장치.Even when the vehicle is turning, the rotational speed difference between the differential case 110 and the side gear 112 is generated. However, due to the pressure of the compressed air 212 because the difference in the rotational speed is not large, the intensity of the induced current is weak. The movement of the magnetic fluid (214) is not limited by the differential restriction device using the magnetic fluid, characterized in that. 사이드 기어(112)와 디퍼렌셜 케이스(110) 사이에 설치된 자성유체 액츄에이터 유닛(210)을 통하여 차동 제한을 발생시키는 자성 유체를 이용한 차동 제한 방법으로서,As a differential limiting method using a magnetic fluid for generating a differential limiting through the magnetic fluid actuator unit 210 provided between the side gear 112 and the differential case 110, 상기 사이드 기어(112)와 상기 디퍼렌셜 케이스(110) 사이에 발생하는 속도차에 의해 자석(220)과 유도 코일(230) 간에 상대 회전을 일으켜 유도 전류가 발생하는 제1 단계;A first step of generating relative current between the magnet 220 and the induction coil 230 by a speed difference generated between the side gear 112 and the differential case 110; 상기 유도 전류가 전류 공급판(232)을 통해 상기 자성유체 액츄에이터 유닛(210) 내부의 전자석(218)에 전달되고, 상기 유도 전류를 공급받은 전자석(218)에서 자기장이 발생하는 제2 단계;A second step in which the induced current is transmitted to the electromagnet 218 inside the magnetic fluid actuator unit 210 through the current supply plate 232, and a magnetic field is generated in the electromagnet 218 supplied with the induced current; 상기 자기장에 의해 자성 유체(214)가 전자석(218)쪽으로 이동하면서 피스톤(216)을 밀어서 상기 사이드 기어(112)의 커넥트 기어(240)와 상기 디퍼렌셜 케이스(110)의 커넥트 기어(250)를 기계적으로 연결시키는 제3 단계; 및The magnetic fluid 214 moves toward the electromagnet 218 by the magnetic field and pushes the piston 216 to mechanically connect the connect gear 240 of the side gear 112 and the connect gear 250 of the differential case 110. Connecting to the third step; And 상기 디퍼렌셜 케이스(110)의 구동력이 상기 사이드 기어(112)로 전달되어 상기 차동 제한이 발생되는 제4 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 자성 유체를 이용한 차동 제한 방법.And a fourth step in which the driving force of the differential case (110) is transmitted to the side gear (112) to generate the differential limitation. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제3 단계에서, 상기 자성 유체(214)는 동일한 압력의 압축 공기(212) 안에 위치하여 자성이 없는 상황에서는 동일한 위치를 유지하는 것을 특징으로 하는 자성 유체를 이용한 차동 제한 방법.In the third step, the magnetic fluid (214) is located in the compressed air (212) of the same pressure to maintain the same position in the absence of the magnetic, characterized in that the differential method using the magnetic fluid. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 차량이 선회 주행시에도 상기 디퍼렌셜 케이스(110)와 상기 사이드 기어(112)의 회전 속도차가 발생하나, 상기 회전 속도차가 크지 않아 상기 유도 전류의 세기가 약하기 때문에 상기 압축공기(212)의 압력으로 인해 상기 자성 유체(214)의 이동은 구속받지 않는 것을 특징으로 하는 자성 유체를 이용한 차동 제한 방법.Even when the vehicle is turning, the rotational speed difference between the differential case 110 and the side gear 112 is generated. However, due to the pressure of the compressed air 212 because the difference in the rotational speed is not large, the intensity of the induced current is weak. The movement of the magnetic fluid (214) is characterized in that the restraint method using a magnetic fluid, characterized in that it is not constrained. 제 5 항에 있어서,The method of claim 5, 상기 제4 단계 이후, 차동 제한 기능이 완료되어 속도차가 발생되지 않으면 상기 전자석(218)의 자력은 상실되고, 상기 자성 유체(214)는 양쪽의 압축 공기(212)에 의해 다시 최초의 위치로 이동하는 것을 특징으로 하는 자성 유체를 이용한 차동 제한 방법.After the fourth step, the magnetic force of the electromagnet 218 is lost if the differential limiting function is completed and the speed difference does not occur, and the magnetic fluid 214 is moved back to the original position by both compressed air 212. Differential limiting method using a magnetic fluid, characterized in that.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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