KR20100118453A - 전자식 2속 트랜스퍼케이스 - Google Patents

전자식 2속 트랜스퍼케이스 Download PDF

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KR20100118453A
KR20100118453A KR1020090037309A KR20090037309A KR20100118453A KR 20100118453 A KR20100118453 A KR 20100118453A KR 1020090037309 A KR1020090037309 A KR 1020090037309A KR 20090037309 A KR20090037309 A KR 20090037309A KR 20100118453 A KR20100118453 A KR 20100118453A
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Abstract

이 발명은, 볼램프 레버상에 웨이팅 스프링 장치를 적용함으로써 하나의 액츄에이터를 이용하여 전후륜의 토크를 제어할 수 있도록 함과 동시에 클러치로부터의 반력을 흡수 및 전달하도록 하도록 하여 클러치의 마모를 방지할 수 있으며, 토크제어캠과 볼램프에서 경사를 다구간으로 나누어 큰 배력비가 필요치 않은 구간에서 응답속도의 손실을 최소화할 수 있기 때문에 빠른 응답속도를 갖도록 할 수 있는, 전자식 2속 트랜스퍼 케이스에 관한 것으로서,
액츄에이터인 전동 모터와, 상기한 전동 모터와 함께 회전하는 기어비 전환캠 및 토크 제어캠과, 상기한 기어비 전환캠의 홈을 따라 축방향으로 이동하는 시프트포크와, 상기한 시프트포크에 연결되어 있는 슬리브와, 상기한 슬리브에 의해 하이-로우 기어비를 조절하기 위한 유성기어와, 인풋샤프트로부터 상기한 유성기어를 통해 감속되어 나온 동력을 프론트아웃풋 샤프트로 전달 또는 차단함으로써 전후륜의 토크를 제어하기 위한 마찰 클러치판과, 상기한 마찰 클러치판으로부터 전달되는 동력을 체인을 통해 프론트 아웃풋 샤프트로 전달하는 스프로켓과, 상기한 토크 제어캠에 의해 회전함으로써 상기한 마찰 클러치판에 압력을 주기 위한 볼램프와, 토크 제어캠이 회전할 수 있도록 반경방향의 길이 변화를 흡수함과 동시에 반력을 흡수 및 전달하는 웨이팅 스프링 장치를 포함하여 이루어진다.
전동 모터, 기어비 전환캠, 시프트포크, 슬리브, 마찰 클러치판

Description

전자식 2속 트랜스퍼케이스{Two-speed transfer case}
이 발명은 트랜스퍼케이스에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 볼램프 레버상에 웨이팅 스프링 장치를 적용함으로써 하나의 액츄에이터를 이용하여 전후륜의 토크를 제어할 수 있도록 함과 동시에 클러치로부터의 반력을 흡수 및 전달하도록 하도록 하여 클러치의 마모를 방지할 수 있으며, 토크제어캠과 볼램프에서 경사를 다구간으로 나누어 큰 배력비가 필요치 않은 구간에서 응답속도의 손실을 최소화할 수 있기 때문에 빠른 응답속도를 갖도록 할 수 있는, 전자식 2속 트랜스퍼케이스에 관한 것이다.
일반적으로, 4바퀴 차량은 구동방식에 따라서 2륜구동 방식과 4륜구동 방식으로 나눌 수 있다.
우선, 2륜구동 방식의 차량에 대하여 설명하면, 2륜구동 차량은 엔진과 변속기의 위치가 실제 구동륜의 위치에 따라 RR(Rear Engine Rear Drive), FF(Front Engine Front Drive), FR(Front Engine Rear Drive) 방식 등으로 나눌 수 있다.
상기한 RR 방식은 오늘날 일반적인 승용, SUV 타입의 차량보다는 스포츠카 등에만 쓰이고 있으므로, 일반적으로 2륜구동 방식의 차량은 크게 FF 방식과 FR 방 식으로 볼 수 있다.
상기한 FF 방식과 FR 방식의 차량은 엔진과 변속기가 모두 차량의 앞쪽에 설치되는 반면, 그 배치 구조가 상이하다. 즉, 상기한 FF 방식의 차량은 엔진과 변속기가 보통 차량의 측방향으로 배치되어 변속기와 일체로 이루어진 디퍼런셜(Differential)을 통해서 전륜으로 동력전달이 되는 구조를 가지며, 상기한 FR 방식의 차량은 일반적으로 엔진과 변속기가 차량의 전후 방향을 따라 배치되고 변속기로부터 추진축을 통해서 후륜까지의 동력전달이 가능한 구조를 가진다.
다음으로, 4륜구동 방식의 차량에 대하여 설명하면, 4륜구동 방식의 차량은 엔진의 구동력을 4바퀴에 적절하게 공급하기 위하여 클러치와 변속장치 및 디퍼런셜 등을 적용하고 있으며, 상기 변속장치의 변속 방식에 따라 수동조작에 의해 전륜으로 가는 동력을 단속하는 파트 타임(part time)방식과, 항상 4륜 구동 상태를 유지하는 풀 타임(full time: 혹은 상시사륜)방식으로 구분 가능하다.
이러한 4륜구동 방식의 차량용 동력전달장치는 엔진과, 주행 상태에 따라 기어비의 변화를 주기 위한 변속기와, 상기 변속기를 통해 엔진의 동력을 전달받는 주축과, 이 주축을 통해 전달되는 동력을 전륜과 후륜으로 분배함과 동시에 고속과 저속의 2가지 변속비를 보조적으로 갖는 일종의 보조변속기로서의 트랜스퍼 케이스가 구비된다.
도 1은 종래의 전자식 2속 트랜스퍼 케이스의 단면 구조도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이 종래의 전자식 2속 트랜스퍼 케이스의 구성은, 유성기어(6)의 기어비를 변환하기 위한 메인 액츄에이터인 전동 모터(1)와, 상 기한 전동 모터(1)와 함께 회전하는 원통캠(7)과, 상기한 원통캠(7)의 홈을 따라 축방향으로 이동하는 시프트포크(8)와, 상기한 유성기어(6)의 태양기어 혹은 캐리어를 샤프트로 고정시키는 슬리브(9)와, 하이-로우 기어비를 조절하기 위한 유성기어(6)와, 상기한 유성기어(6)를 통해 감속되어 나온 동력을 프론트아웃풋 샤프트로 전달 또는 차단함으로써 전후륜의 토크를 제어하기 위한 마찰 클러치판(4)과, 상기한 마찰 클러치판(4)으로부터 전달되는 동력을 체인을 통해 전륜으로 전달하는 스프로켓(5)과, 상기한 상기 마찰 클러치판(4)에 압력을 주기 위한 볼램프(3)와, 상기 볼램프(3)를 구동하기 위한 보조 액츄에이터로서의 전자석(2)을 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한 종래의 전자식 2속 트랜스퍼 케이스의 작용은 다음과 같이 이루어진다.
메인 액츄에이터인 전동 모터(1)의 회전으로 원통캠(7)이 함께 회전하게 되고, 원통캠(7)의 홈을 따라 시프트포크(8)가 축방향으로 이동하게 된다.
상기한 시프트포크(8)는 슬리브(9)에 연결되어 있고, 슬리브(9)는 유성기어(6)의 태양기어 혹은 캐리어를 샤프트로 고정시킬 수가 있어서, 이러한 동작은 유성기어(6)의 기어비를 조절할 수 있어 2개의 감속비로 전환할 수 있다.
유성기어(6)를 통해 감속되어 나온 동력은 리어아웃풋 샤프트로 전달되며, 마찰 클러치판(4)이 동작하지 않으면 프론트아웃풋 샤프트로는 동력전달이 되지 않는다.
이러한 상태에서, 보조 액츄에이터인 전자석(2)에 전류를 인가하게 되면, 전 자석(2)에 자력이 발생하여 볼램프(3)를 작동시키게 된다.
이와 같이 볼램프(3)가 작동하게되면, 볼램프(3)에서 발생된 압력으로 마찰클러치판(4)의 마찰력이 높아지면서 스프로켓(5)으로 동력이 전달되게 된다.
그리고, 스프로켓(5)으로 전달된 동력은 체인(도시되지 않음)을 통해 프론트아웃풋 샤프트와 전륜으로 전달되어 동력분배가 이루어지게 된다.
한편, 종래의 전자식 2속 트랜스퍼 케이스에 관한 다른 기술로서, 보조 액츄에이터로서 전자석이 아니라 전동 모터를 사용하는 기술이 도 2에 도시되어 있다.
도 2에는 종래의 다른 전자식 2속 트랜스퍼 케이스의 사시 구성도이다.
도 2에 도시되어 있는 바와 같이 종래의 전자식 2속 트랜스퍼 케이스의 구성은, 유성기어(6')의 기어비를 변환하기 위한 메인 액츄에이터인 전동 모터(1')와, 상기한 전동 모터(1')와 함께 회전하는 원통캠(7')과, 하이-로우 기어비를 조절하기 위한 유성기어(6')와, 상기한 유성기어(6')를 통해 감속되어 나온 동력을 프론트아웃풋 샤프트로 전달 또는 차단함으로써 전후륜의 토크를 제어하기 위한 드럼 클러치(4')와, 상기한 드럼 클러치(4')로부터 전달되는 동력을 체인을 통해 전륜으로 전달하는 스프로켓(5')과, 상기한 드럼 클러치(4')에 압력을 주기 위한 볼램프(3')와, 상기 볼램프(3')를 구동하기 위한 보조 액츄에이터로서의 전동모터(2')를 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한 종래의 전자식 2속 트랜스퍼 케이스의 작용은 다음과 같이 이루어진다.
종래의 전자식 2속 트랜스퍼 케이스는 고속 및 저속과 토크 분배를 제어하기 위하여 한 쌍의 모터구동 방식을 사용하게 되는 바, 전동 모터(1')에 연결된 캠을 통해 드럼 클러치(4')에 압력을 가할 수 있는 볼램프(3') 메커니즘과 고속 및 저속의 전환을 위한 포크를 제어할 수 있도록 되어 있다. 그리고, 보조 액츄에이터인 전기 모터(2')는 고속 및 저속과 드럼 클러치(4')의 구동여부를 선택하게 되는데, 상기 전동 모터터(1')의 회전에 따라 보조 액츄에이터인 전동 모터(2')가 캠샤프트에 장착된 하이-로우 전환용 슬리브를 이동시켜 고속 및 저속의 전환을 위한 포크(6')를 구동시킬 것인지 혹은 볼램프(3')를 구동시킬 것인지를 선택하는 기능을 하게 되는 것이다.
그런데, 이와 같은 종래의 액츄에이터 구동형 트랜스퍼 케이스는 한 쌍의 전동 모터(1', 2')를 이용하는 구조로 되어 있어 비용 상승의 주요 원인으로 작용하게 되며, 중량 증가 등으로 인한 효율 감소 및 제어 로직 상의 복잡성 등의 문제점을 갖게 된다.
이러한 문제점을 해결하기 위하여, 하나의 액츄에이터를 이용하여 전후륜의 토크 제어와, 고속 및 저속의 기어비 변환을 제어할 수 있도록 함으로써 제품의 가격경쟁력에서 이점을 가질수 있도록 함과 동시에 제품의 중량을 저감시켜서 연비를 향상시킬 수 있도록 하는 전자식 2속 트랜스퍼케이스에 관한 기술이 미국특허 공개공보 US2007/0251345A1(공개일자 2007년 11월 1일)의 "TWO-SPEED TRANSFER CASE WITH ADAPTIVE TORQUE TRANSFER CLUTCH"에서 개시된 바 있다.
그러나, 상기한 종래의 전자식 2속 트랜스퍼 케이스는 모드캠을 통하여 필요이상의 힘이 전달되는 경우에 클러치 마모를 유발시킬 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 볼램프 레버상에 웨이팅 스프링 장치를 적용함으로써 하나의 액츄에이터를 이용하여 전후륜의 토크를 제어할 수 있도록 함과 동시에 클러치로부터의 반력을 흡수 및 전달하도록 하도록 하여 클러치의 마모를 방지할 수 있는, 전자식 2속 트랜스퍼케이스를 제공하는 데 있다.
본 발명의 다른 목적은, 토크제어캠과 볼램프에서 경사를 다구간으로 나누어 큰 배력비가 필요치 않은 구간에서 응답속도의 손실을 최소화할 수 있기 때문에 빠른 응답속도를 갖도록 할 수 있는, 전자식 2속 트랜스퍼케이스를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 액츄에이터인 전동 모터와, 상기한 전동 모터와 함께 회전하는 기어비 전환캠 및 토크 제어캠과, 상기한 기어비 전환캠의 홈을 따라 축방향으로 이동하는 시프트포크와, 상기한 시프트포크에 연결되어 있는 슬리브와, 상기한 슬리브에 의해 하이-로우 기어비를 조절하기 위한 유성기어와, 인풋샤프트로부터 상기한 유성기어를 통해 감속되어 나온 동력을 프론트아웃풋 샤프트로 전달 또는 차단함으로써 전후륜의 토크를 제어하기 위한 마찰 클러치판과, 상기한 마찰 클러치판으로부터 전달되는 동력을 체인을 통해 프론트 아웃풋 샤프트로 전달하는 스프로켓과, 상기한 토크 제어캠에 의해 회전 함으로써 상기한 마찰 클러치판에 압력을 주기 위한 볼램프와, 상기한 볼램프의 레버상에 설치되며, 토크 제어캠이 회전할 수 있도록 반경방향의 길이 변화를 흡수함과 동시에 반력을 흡수 및 전달하는 웨이팅 스프링 장치를 포함하여 이루어진다.
이 발명의 구성은, 상기한 웨이팅 스프링 장치는, 포펫볼베어링의 형태로 토크제어 캠과 접촉하는 부분이 볼베어링으로 이루어져 있으며 스프링에 의해 탄성지지되는 구조로 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 토크 제어캠과 볼램프는 빠른 응답성을 위해 경사구간이 두구간으로 나뉘어져 있으면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 기어비 변환캠과 토크 제어캠은 4개의 구간으로 나누어 지는 프로파일을 형성하면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 슬리브는 초기상태에서 하이로 설정되어 있으면 바람직하다.
이 발명은, 볼램프 레버상에 웨이팅 스프링 장치를 적용함으로써 하나의 액츄에이터를 이용하여 전후륜의 토크를 제어할 수 있도록 함과 동시에 클러치로부터의 반력을 흡수 및 전달하도록 하도록 하여 클러치의 마모를 방지할 수 있으며, 토크제어캠과 볼램프에서 경사를 다구간으로 나누어 큰 배력비가 필요치 않은 구간에서 응답속도의 손실을 최소화할 수 있기 때문에 빠른 응답속도를 갖도록 할 수 있는, 효과를 갖는다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.
도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 사시 구성도이고, 도 4는 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스에서 일부부품을 배제시킨 사시 구성도이고, 도 5는 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 단면 구성도이다.
도 3 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 구성은, 액츄에이터인 전동 모터(11)와, 상기한 전동 모터(11)와 함께 회전하는 기어비 전환캠(21) 및 토크 제어캠(12)과, 상기한 기어비전환캠(21)의 홈을 따라 축방향으로 이동하는 시프트포크(20)와, 상기한 시프트포크(20)에 연결되어 있는 슬리브(22)와, 상기한 슬리브(22)에 의해 하이-로우 기어비를 조절하기 위한 유성기어(19)와, 인풋샤프트(23)로부터 상기한 유성기어(19) 를 통해 감속되어 나온 동력을 프론트아웃풋 샤프트(25)로 전달 또는 차단함으로써 전후륜의 토크를 제어하기 위한 마찰 클러치판(14)과, 상기한 마찰 클러치판(14)으로부터 전달되는 동력을 체인을 통해 프론트 아웃풋 샤프트(25)로 전달하는 스프로켓(18)과, 상기한 토크 제어캠(12)에 의해 회전함으로써 상기한 마찰 클러치판(14)에 압력을 주기 위한 볼램프(15)와, 토크제어 캠(12)이 회전할 수 있도록 반경방향의 길이 변화를 흡수함과 동시에 반력을 흡수 및 전달하는 웨이팅 스프링 장치(13)를 포함하여 이루어진다.
상기한 볼램프(15)의 레버상에 설치되는 웨이팅 스프링 장치(13)는, 도 10 및 도 11에 도시되어 있는 바와 같이, 포펫볼베어링의 형태로 토크제어 캠(12)과 접촉하는 부분이 볼베어링(131)으로 이루어져 있으며 스프링에 의해 탄성지지되는 구조로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 작용은 다음과 같다.
전자식 2속 트랜스퍼케이스의 전체적인 동작은, 도 6에 도시되어 있는 바와 같은 프로파일을 가지는 기어비 전환캠(21)과, 도 7에 도시되어 있는 바와 같이 프로파일을 가지는 토크 제어캠(12)에 의해서, 도 8에 도시되어 있는 바와 같이 4개의 구간으로 나누어 설명할 수가 있다.
액츄에이터인 전동 모터(11)가 회전을 하지 않는 1구간에서는, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 기어비전환캠(21) 및 토크제어캠(12)은 축방향의 이동이 없이 무부하상태로서 초기상태를 유지한다. 이에 따라, 기어비전환캠(21)에 연결되어 있는 시프트 포크(20) 및 슬리브(22)와, 토크제어캠(12)과 연결되어 있는 볼램프(15)는 아무런 동작을 하지 않는다. 상기한 슬리브(22)는 초기상태에서 하이로 설정되어 있다.
이 상태에서, 변속기(도시되지 않음)에서 입력샤프트(23)로 전달된 동력은, 도 14 (a)에 도시되어 있는 바와 같이, 유성기어(19)를 거쳐서 리어아웃풋샤프트(24)로 전달됨으로써 2륜 주행모드가 된다.
2구간에서는 액츄에이터인 전동 모터(11)가 일정 각도 회전하게 되고, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 전동 모터(11)의 회전축과 연결되어 있는 기어비전환캠(21) 및 토크제어캠(12)이 동시에 일정 각도 회전하게 된다.
2구간에서 상기한 기어비전환캠(21)은 캠프로파일이 변하지 않기 때문에 시프트포크(20)의 캠롤러(201)를 이동시키지 않게 되므로 시프트 포크(20) 및 슬리브(22)는 아무런 동작을 하지 않게 되어 1구간에서와 같이 2륜 주행모드를 유지하게 된다.
이에 반하여, 상기한 토크제어캠(12)의 프로파일은 반경방향으로 반지름의 변화를 갖게 되는데, 이러한 반지름의 변화는 웨이팅 스프링 장치(13)를 통해서 볼램프(15)로 전달됨으로써 볼램프(15)를 서로 반대방향으로 회전시키게 되고, 이와 같이 볼램프(15)를 서로 반대방향으로 회전시키게 되면 볼램프(15)상의 경사에 의해 축방향 힘으로 변환 및 배력됨으로써(도 10의 화살표 방향 참조), 마찰클러치판(14)에 압력을 작용하게 된다.
상기한 볼램프(15)의 레버상에 설치되는 웨이팅 스프링 장치(13)는, 포펫볼 베어링의 형태로 토크제어 캠(12)과 접촉하는 부분이 볼베어링(131)으로 이루어져 있기때문에 회전시 발생하는 마찰력을 최소화한다.
상기한 토크 제어캠(12)과 볼램프(15)는 빠른 응답성을 위해 도 12 및 도 13에서와 같이 경사구간이 두구간으로 나뉘어져 각기 다른 배력비와 응답속도를 갖고 있다. 즉, 상기한 토크제어 캠(12)은 1구간에서는 낮은 배력비와 빠른 응답속도를 갖게 되지만, 2구간에서는 마찰클러치판(14)에 압력을 주어야하기 때문에 높은 배력비(약 3~6배)와 낮은 응답속도를 갖는다. 이와 마찬가지로 상기한 볼램프(15)도 경사면이 토크제어캠(12)의 경사변화에 맞추어 두개의 다른 경사를 갖도록 하여 큰힘이 필요하지 않은 구동 구간에서의 응답손실을 최소화하고, 큰 힘이 필요한 2구간에서 큰 배력비(약 6~9배)로 작동한다.
상기한 바와 같은 토크 제어캠(12)과 볼램프(15)의 동작에 의해서, 2구간에서는 마찰클러치판(14) 사이의 유격만큼 압력판이 축방향으로 진행하게 된다. 이와 같이 볼램프(15)에서 배력된 힘으로 마찰클러치판(14)에 압력을 가하게 되면, 클러치허브(28)와 클러치드럼(29)이 동기화되어 리어아웃풋샤프트(24)의 동력의 일부를 스프로켓(18)으로 전달하여 프론트 아웃풋샤프트(25)까지 동력이 배분된다. 즉, 볼램프(15)에 의해 배력된 힘으로 마찰 클러치판(14)을 작동시키게 되면, 마찰 클러치판(14)을 누르는 압력에 따라 동력 일부가 체인을 통해 프론트아웃풋 샤프트(25)로 전달되어 동력 분배가 이루어진다.
볼램프(15)에서 배력된 힘이 마찰클러치판(14)에 압력을 계속 가하게 되면 마찰클러치판(14) 사이에 더 이상 유격이 없어지게 되기 때문에, 볼램프(15)의 회 전이 불가능하게 된다. 이 경우에 볼램프(15)로부터 반력이 발생되어 토크 제어캠(12)의 회전을 방해하게 되는데, 상기한 볼램프(15)와 토크 제어캠(12)의 서이에 설치되어 있는 웨이팅 스프링 장치(13)는 스프링이 길이방향으로 압축되면서 토크제어 캠(12)이 회전할 수 있도록 반경방향의 길이 변화를 흡수함과 동시에 반력을 흡수 및 전달하게 된다. 웨이팅 스프링장치(13)의 이와 같은 기능 및 역할은 한개의 액츄에이터로 서로 다른 기능을 담당하는 2개의 캠을 제어할 수 있도록 한다.
이에 따라 액츄에이터인 전동 모터(11)의 회전 및 토크를 제어할 수 있게 됨으로써 트랜스퍼케이스는 전후륜 토크제어 상태가 되고, 이 상태에서, 변속기(도시되지 않음)에서 입력샤프트(23)로 전달된 동력은, 도 14 (b)에 도시되어 있는 바와 같이, 유성기어(19)를 거쳐서 리어 아웃풋 샤프트(24)와 프론트 아웃풋 샤프트(25)로 전달됨으로써 전후륜 토크제어 주행모드가 된다.
3구간에서 액츄에이터인 전동 모터(11)가 일정 각도 회전하게 되고, 도 9에 도시되어 있는 바와 같이, 전동 모터(11)의 회전축과 연결되어 있는 기어비전환캠(21) 및 토크제어캠(12)이 동시에 일정 각도 회전하게 된다.
3구간에서 상기한 기어비 전환캠(21)의 회전에 의해서, 시프트포크(20)의 캠롤러(201)를 축방향으로 이동시키게 됨에 따라 슬리브(22)의 축방향 이동이 가능하게 되는데, 이 경우에 기어비의 전환을 이룰 수 있다. 즉, 기어비 전환캠(21)내의 나선형 홈에 의해 시프트포크(20) 및 슬리브(22)가 축방향으로 힘을 받아 이동하게 되어, 기어비의 변환이 가능하다.
3구간에서는 토크제어캠(12)의 반경방향 길이변화는 더 이상 없으며, 이에 따라 토크제어캠(12)과 연결되어 있는 볼램프(15)는 이전 상태를 유지한다.
이 상태에서, 변속기(도시되지 않음)에서 입력샤프트(23)로 전달된 동력은, 도 14 (c)에 도시되어 있는 바와 같이, 유성기어(19)를 거쳐서 리어 아웃풋 샤프트(24)와 프론트 아웃풋 샤프트(25)로 전달됨으로써 4륜 저단기어 주행모드가 된다.
3구간에서 완료된 동작을 유지하는 상태인 4구간에서, 트랜스퍼 케이스는 4륜 저단기어비 상태가 된다.
이 상태에서, 변속기(도시되지 않음)에서 입력샤프트(23)로 전달된 동력은, 도 14 (c)에 도시되어 있는 유성기어(19)를 거쳐서 리어 아웃풋 샤프트(24)와 프론트 아웃풋 샤프트(25)로 전달됨으로써 4륜 저단기어 주행모드를 유지한다.
이상에서와 같이 전동 모터(11)의 구동에 의해, 각각의 기능을 담당하는 두개의 캠인 기어비 전환캠(21)과 토크제어캠(12)이 동시에 회전하면서 각각의 기능이 독립적으로 이루어지게 됨으로써 한개의 액츄에이터로 기어비 전환 및 동력배분 제어의 두가지의 기능을 수행하게 된다.
도 1은 종래의 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 단면 구성도이다.
도 2는 종래의 다른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 사시 구성도이다.
도 3은 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 사시 구성도이다.
도 4는 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스에서 일부 부품을 제거한 상태의 사시 구성도이다.
도 5는 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 단면 구성도이다.
도 6은 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 기어비전환캠의 구조도이다.
도 7은 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 토크전환캠의 구조도이다.
도 8은 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 기어비전환캠 및 토크전환캠의 프로파일 구조도이다.
도 9는 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 기어비전환캠, 토크 제어캠, 볼램프, 유성기어의 구간별 작동 상태 구조도이다.
도 10은 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 토크전환캠, 볼램프, 웨이팅 스프링 장치, 마찰 클러치의 사시 구성도이다.
도 11은 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 볼램프, 웨이팅 스프링 장치의 사시 구성도이다.
도 12는 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 웨이팅 스프링 장치의 작동 상태도이다.
도 13은 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 볼램프의 작동상태 설명도이다.
도 14a 내지 도 14c은 이 발명의 일실시예에 따른 전자식 2속 트랜스퍼케이스의 구간별 동력전달 상태를 보여주는 부분 단면 구성도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
11 : 전동 모터 12 : 토크 제어캠
13 : 웨이팅 스프링 장치 14 : 마찰 클러치판
15 : 볼램프 18 : 스프로켓
19 : 유성기어 20 : 시프트포크
21 : 기어비 전환캠 22 : 슬리브
23 : 인풋 샤프트 24 : 리어 아웃풋 샤프트
25 : 프론트 아웃풋 샤프트

Claims (6)

  1. 액츄에이터인 전동 모터와,
    상기한 전동 모터와 함께 회전하는 기어비 전환캠 및 토크 제어캠과,
    상기한 기어비 전환캠의 홈을 따라 축방향으로 이동하는 시프트포크와,
    상기한 시프트포크에 연결되어 있는 슬리브와,
    상기한 슬리브에 의해 하이-로우 기어비를 조절하기 위한 유성기어와,
    샤프트로부터 상기한 유성기어를 통해 감속되어 나온 동력을 프론트아웃풋 샤프트로 전달 또는 차단함으로써 전후륜의 토크를 제어하기 위한 마찰 클러치판과,
    상기한 마찰 클러치판으로부터 전달되는 동력을 체인을 통해 프론트 아웃풋 샤프트로 전달하는 스프로켓과,
    상기한 토크 제어캠에 의해 회전함으로써 상기한 마찰 클러치판에 압력을 주기 위한 볼램프와,
    상기한 볼램프의 레버상에 설치되며, 토크 제어캠이 회전할 수 있도록 반경방향의 길이 변화를 흡수함과 동시에 반력을 흡수 및 전달하는 웨이팅 스프링 장치를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자식 2속 트랜스퍼케이스.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기한 웨이팅 스프링 장치는, 포펫볼베어링의 형태로 토크제어 캠과 접촉하 는 부분이 볼베어링으로 이루어지며 스프링에 의해 탄성지지되는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전자식 2속 트랜스퍼케이스.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기한 토크 제어캠은 빠른 응답성을 위해 경사구간이 두구간으로 나뉘어져 있는 것을 특징으로 하는 전자식 2속 트랜스퍼케이스.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기한 볼램프는 빠른 응답성을 위해 경사구간이 두구간으로 나뉘어져 있는 것을 특징으로 하는 전자식 2속 트랜스퍼케이스.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기한 기어비 변환캠과 토크 제어캠은 4개의 구간으로 나누어지는 프로파일을 형성하는 것을 특징으로 하는 전자식 2속 트랜스퍼케이스.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기한 슬리브는 초기상태에서 하이로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 전자식 2속 트랜스퍼케이스.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101249148B1 (ko) * 2011-12-22 2013-04-01 현대위아 주식회사 전기자동차용 변속 장치
US9512907B2 (en) 2013-02-06 2016-12-06 Magna Powertrain Ag & Co Kg Power divider
KR20200080739A (ko) * 2018-12-27 2020-07-07 현대트랜시스 주식회사 차량의 트랜스퍼
KR102184464B1 (ko) * 2019-09-25 2020-11-30 현대트랜시스 주식회사 부변속기 포크 구조
KR102189862B1 (ko) * 2019-12-03 2020-12-11 현대트랜시스 주식회사 4륜 구동 트랜스퍼 장치

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190030350A (ko) 2017-09-14 2019-03-22 김인자 4륜 구동차량용 트랜스퍼 케이스 및 그 제조방법
KR20190030351A (ko) 2017-09-14 2019-03-22 김인자 4륜 구동차량의 트랜스퍼 케이스 제조용 지그
KR102108782B1 (ko) 2019-02-26 2020-05-11 주식회사 퓨트로닉 트랜스퍼케이스의 모터 내부에 장착되는 브레이크
KR102619623B1 (ko) 2022-11-01 2023-12-29 (주)비디텍 4륜구동 트랜스퍼 케이스용 지그 및 체결방법
KR20240094631A (ko) 2022-12-16 2024-06-25 (주)서울정밀 경량형 트랜스퍼 케이스 캐리어 및 이의 디지털 유연가공 방법

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4568447B2 (ja) 2001-03-29 2010-10-27 株式会社デンソー シフト変速装置
US6802794B2 (en) * 2003-02-21 2004-10-12 Borgwarner, Inc. Single actuator lost motion shift assembly
JP2008074239A (ja) 2006-09-21 2008-04-03 Univance Corp ４輪駆動車用駆動力配分装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101249148B1 (ko) * 2011-12-22 2013-04-01 현대위아 주식회사 전기자동차용 변속 장치
US9512907B2 (en) 2013-02-06 2016-12-06 Magna Powertrain Ag & Co Kg Power divider
KR20200080739A (ko) * 2018-12-27 2020-07-07 현대트랜시스 주식회사 차량의 트랜스퍼
KR102184464B1 (ko) * 2019-09-25 2020-11-30 현대트랜시스 주식회사 부변속기 포크 구조
KR102189862B1 (ko) * 2019-12-03 2020-12-11 현대트랜시스 주식회사 4륜 구동 트랜스퍼 장치

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