KR20110086015A - 후륜 구동 모듈 휠 분리 - Google Patents

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KR20110086015A
KR20110086015A KR1020117010038A KR20117010038A KR20110086015A KR 20110086015 A KR20110086015 A KR 20110086015A KR 1020117010038 A KR1020117010038 A KR 1020117010038A KR 20117010038 A KR20117010038 A KR 20117010038A KR 20110086015 A KR20110086015 A KR 20110086015A
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dog clutch
drive module
rear wheel
wheel drive
housing
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KR1020117010038A
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Inventor
찰스 알. 마터스
로스 케이. 치들
Original Assignee
이턴 코포레이션
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Abstract

후륜 구동 모듈(46) 및 등속 조인트 하우징(48)을 포함하는 휠 분리 시스템이 제공된다. 후륜 구동 모듈은 하우징(50), 적어도 하나의 액추에이터(52), 및 적어도 하나의 도그 클러치(66)를 포함한다. 도그 클러치는 액추에이터가 이동될 때 이동하도록 구성되는 제 1 부분(68) 및 제 1 부분과 맞물리도록 구성되는 제 2 부분(70)을 포함한다. 등속 조인트 하우징은 도그 클러치의 제 2 부분과 통합하여 형성된다. 휠(18, 20)은 도그 클러치의 제1 및 제 2 부분들의 맞물림으로 토크가 휠에 전달되지 않는 경우 후륜 구동 모듈로부터 분리될 수 있다. 하나의 실시예에서, 유압으로 작동하는 피스톤(54)은 도그 클러치의 제 1 부분의 제 1 부분을 작동하는데 이용될 수 있다. 다른 실시예에서, 볼 램프는 도그 클러치의 제 1 부분을 작동하는데 이용될 수 있다. 휠 분리 시스템을 포함하는 차량 구동 라인이 또한 제공된다.

Description

후륜 구동 모듈 휠 분리{REAR DRIVE MODULE WHEEL DISCONNECT}
본 발명은 통합 등속(constant velocity: CV) 조인트(joint)를 포함하는 후륜 구동 모듈 휠 분리 시스템을 포함하는 휠 분리 시스템에 관한 것이다.
차량을 위한 종래의 AWD 구동라인은 2차 또는 보조 후륜 구동 차축과 결합된 1차 전륜 구동 차축을 포함할 수 있다. 구동라인이 4X2 동작 모드(즉, 4개의 휠 및 이들 중 2개는 구동 휠들로 동작한다)에서 동작하고 있을 때, 1차 전륜 구동 차축은 차량이 움직이도록 유지할 뿐만 아니라 타이어/길 표면 인터페이스를 통해 구동되고 있는 제 2 또는 보조 후방 구동 차축의 마찰 손실들을 극복하도록 견인력(tractive force)을 제공해야만 한다. 구동라인 손실들은 마찰뿐만 아니라 오일 처닝(churning) 손실들, 점성 항력(viscous drag), 관성에 의한 것일 수 있다.
4X2 동작 모드에 있을 때 손실을 최소화하고 더욱 연료 효율적인 구동라인을 제공하여 전반적인 연료 경제성을 개선하려는 노력에서, 제 2 또는 보조 후륜 구동 차축 및 후륜 휠들을 포함하는, 2차 또는 보조 구동 시스템을 분리하는 것이 바람직할 수 있다. 휠 허브(hub) 분리들은 일반적으로 후륜 차동 하우징(housing)으로부터 분리되어 각각의 휠에 근접하게 위치될 수 있거나, 후륜 차동 하우징에 통합될 수 있거나, 또는 휠 및 후륜 차동 하우징 사이 내에 어는 곳에 있을 수 있다. 따라서, 후륜 휠들을 분리하는 것은 휠들의 종단부들에서 또는 후륜 구동 모듈(rear drive module: RDM)의 출력부에서 달성될 수 있다.
휠들의 종단부들에서 후륜 휠들을 분리하는 시스템은 차량들에서 더 통상적이고/이거나 전형적일 수 있으나, 또한 RDM에서 휠들을 분리하는 시스템보다 더욱 복잡할 수 있다. RDM에서 휠들을 분리하는 시스템은 시스템 손실들의 대부분이 RDM 내부에 있기 때문에 허용 가능할 수 있을지라도, 그와 같은 시스템은 바람직하지 않게도 휠 분리 시스템의 패키지(package) 크기 및 컴포넌트 갯수를 증가시킬 수 있다. 후륜 구동 모듈의 출력부에서 휠들을 분리하는 휠 분리 시스템을 제공하면서, 동시에 패키지 크기 및 컴포넌트 갯수가 증가하는 것을 방지하도록 처리하는 것이 바람직할 것이다.
휠 분리 시스템은 후륜 구동 모듈 및 등속 조인트 하우징을 포함할 수 있다. 후륜 구동 모듈은 하우징, 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 배치되는 적어도 하나의 액추에이터(actuator), 및 상기 액추에이터에 의해 작동되도록 구성되는 적어도 하나의 도그 클러치(dog clutch)를 포함할 수 있다. 도그 클러치는 상기 액추에이터가 이동될 때 이동하도록 구성되는 제 1 부분 및 상기 제 1 부분과 맞물리도록 구성되는 제 2 부분을 포함할 수 있다. 등속 조인트 하우징은 상기 도그 클러치의 제 2 부분과 통합하여 형성될 수 있다. 휠은 상기 도그 클러치의 제 1 부분 및 제 2 부분의 맞물림으로 인해 토크가 휠에 전달되지 않게 되면 상기 후륜 구동 모듈로부터 분리될 수 있다.
실시예에서, 휠 분리 시스템은 후륜 구동 모듈 및 등속 조인트 하우징을 포함할 수 있다. 후륜 구동 모듈은 유압 유체 압력의 소스(source)와 연통되도록 구성되는 캐비티(cavity)를 규정하는 하우징, 상기 캐비티 내에 배치되는 적어도 하나의 피스톤, 및 상기 피스톤에 의해 작동되도록 구성되는 적어도 하나의 도그 클러치를 포함할 수 있다. 피스톤은 유압 유체 압력이 증가할 때 이동하도록 구성될 수 있다. 도그 클러치는 피스톤이 이동될 때 이동하도록 구성되는 제 1 부분 및 상기 제 1 부분과 맞물리도록 구성되는 제 2 부분을 포함할 수 있다. 등속 조인트 하우징은 도그 클러치의 제 2 부분과 통합하여 형성될 수 있다. 휠은 도그 클러치의 제 1 부분 및 제 2 부분의 맞물림으로 인해 토크가 휠에 전달되지 않게 되면 상기 후륜 구동 모듈로부터 분리될 수 있다.
다른 실시예에서, 휠 분리 시스템은 후륜 구동 모듈 및 등속 조인트 하우징을 포함할 수 있다. 후륜 구동 모듈은 하우징, 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 배치되는 적어도 하나의 전자기 액추에이터, 및 상기 전자기 액추에이터에 의해 작동되도록 구성되는 적어도 하나의 도그 클러치를 포함할 수 있다. 상기 전자기 액추에이터는 적어도 하나의 볼(ball), 적어도 하나의 볼에 근접한 아마추어 플레이트(armature plate), 및 작동될 때 상기 아마추어 플레이트 및 적어도 하나의 볼을 이동시키도록 구성되는 코일을 포함할 수 있다. 상기 도그 클러치는 볼들 및 아마추어 플레이트가 이동될 때 이동하도록 구성되는 제 1 부분 및 상기 제 1 부분과 맞물리도록 구성되는 제 2 부분을 포함할 수 있다. 등속 조인트 하우징은 상기 도그 클러치의 제 2 부분과 통합하여 형성될 수 있다. 휠은 도그 클러치의 제 1 부분 및 제 2 부분의 맞물림으로 인해 토크가 휠에 전달되지 않게 되면 상기 후륜 구동 모듈로부터 분리될 수 있다.
휠 분리시스템을 포함하는 차량 구동라인이 제공된다. 차량 구동 라인은 후륜 구동 차축; 적어도 하나의 휠; 토크를 적어도 하나의 휠에 분배하기 위한 적어도 하나의 후륜 하프 샤프트(half shaft); 및 휠 분리 시스템을 포함할 수 있다. 휠 분리 시스템은 후륜 구동 모듈 및 등속 조인트 하우징을 포함할 수 있다. 후륜 구동 모듈은 하우징, 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 배치되는 적어도 하나의 액추에이터, 및 상기 액추에이터에 의해 작동되도록 구성되는 적어도 하나의 도그 클러치를 포함할 수 있다. 도그 클러치는 액추에이터가 이동될 때 이동하도록 구성되는 제 1 부분 및 상기 제 1 부분과 맞물리도록 구성되는 제 2 부분을 포함할 수 있다. 등속 조인트 하우징은 도그 클러치의 제 2 부분과 통합하여 형성될 수 있다. 휠은 도그 클러치의 제 1 부분 및 제 2 부분의 맞물림으로 인해 토크가 휠에 전달되지 않게 되면 후륜 구동 모듈로부터 분리될 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 의해 후륜 구동 모듈의 출력부에서 휠들을 분리하는 휠 분리 시스템이 제공되고, 상기 분리 시스템에서 패키지 크기 및 컴포넌트 갯수가 증가하는 것이 방지된다.
본 발명의 실시예들은 이제 첨부 도면들을 참조하여, 예를 통해 설명될 것이다:
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 휠 분리 시스템을 포함하는 AWD 차량 구동라인을 도시하는 도면;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 휠 분리 시스템의 단면도;
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 휠 차단 시스템의 단면도.
이제 본 발명의 실시예들을 상세하게 언급할 것이고, 이들 실시예들의 예는 본원에 기술되고 첨부 도면들을 설명한다. 본 발명이 실시예들과 함께 기술될지라도, 본 발명을 상기 실시예들로 제한하려고 의도된 것이 아님이 이해될 것이다. 오히려, 본 발명은 첨부된 청구항들에 의해 구현되는 바와 같은 본 발명의 정신 및 범위 내에 포함될 수 있는 대체물들, 수정들, 및 등가물들을 커버하도록 의도된다.
도 1을 참조하면, AWD 차량 구동라인이 포괄적으로 도시된다. AWD 차량 구동라인은 1차 구동 시스템 및 2차 또는 보조 구동 시스템을 포함할 수 있다. 1차 구동 시스템은 1차 전륜 구동 차축(10) 및 하나 이상의 1차 구동 휠들(12, 14)을 포함한다. 2차 또는 보조 구동 시스템은 2차 또는 보조 후륜 구동 차축(16) 및 하나 이상의 2차 또는 보조 구동 휠들(18, 20)을 포함할 수 있다. 도시된 바와 같은 실시예에서, 1차 구동 시스템은 두 개의 구동 휠들을 포함할 수 있고, 2차 또는 보조 구동 시스템은 2개의 보조 구동 휠들을 포함할 수 있다.
AWD 차량 구동라인이 4X4 동작 모드(즉 모든 네 휠들이 동력을 길에 전달한다)에서 동작하고 있을 때, 토크는 엔진(22)으로부터, 변속기(24)를 통과해서, 전륜 구동 차동 케이스(case)(26)로 전달될 수 있다. 토크는 전륜 구동 차동장치(28) 및 동력 전달 유닛(30)으로 더 분리될 수 있다. 전륜 구동 차동장치(28)를 통하여(예를 들어 전륜 구동 차동 기어 세트를 통하여) 분리된 토크는 전방 하프 샤프트들(32, 34)을 통해 차량의 한 쌍의 1차(예를 들어 전륜) 구동 휠들(12, 14)에 분배될 수 있다. 동력 전달 유닛(30)으로 분배되는 토크는 전륜 구동 차동 케이스(26)를 동력 전달 유닛(30)에 직접 연결할 수 있는 중공 샤프트(hollow shaft)(36)를 통해 제공될 수 있다. 동력 전달 유닛(30)을 통해 전달된 토크는 구동 샤프트(38)를 구동하고 구동 샤프트(38)는 차례로 후륜 구동 차축(16)을 구동할 수 있다.
후륜 구동 차축(16)은 토크를 후륜 하프 샤프트들(40, 42)을 통해 차량의 한 쌍의 보조(예를 들어 후륜) 구동 휠들(18, 20)로 분배할 수 있다. 휠 분리 시스템(44)은 보조 구동 휠들(18, 20)에 토크 흐름을 선택적으로 중단하도록 제공될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 휠 분리 시스템(44)은 후륜 구동 모듈(46) 및 등속(CV) 조인트 하우징(48)을 포함할 수 있다.
이제 도 2를 참조하면, 후륜 구동 모듈(46)은 하우징(50)을 포함할 수 있다. 하우징(50)은 하우징(50) 내에 배치되는 액추에이터(52)를 적어도 부분적으로 수납하기 위해 제공될 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에서, 액추에이터(52)는 적어도 하나의 유압 작동 피스톤(54)을 포함할 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 하우징(50)은 유압 유체 압력의 소스(도시되지 않음)와 연통하도록 구성되는 적어도 하나의 캐비티(56)를 규정할 수 있다. 유압 유체 압력의 소스는 유압을 캐비티(56)에 가변적으로 제공할 수 있다. 유압 입력 및/또는 라인 연결부(58)는 유압 유체의 소스로부터의 유압 유체가 후륜 구동 모듈(46)의 캐비티(56)에 진입하도록 할 수 있다. 후륜 구동 모듈(46)은 예시적인 실시예에서 적어도 두 캐비티들(56)을 포함할 수 있다. 별개의 유압 입력 및/또는 라인 연결부(58)는 예시적인 실시예에서 두 캐비티들(56) 각각에 이용될 수 있다. 다른 예시적인 실시예에서, 단일 유압 입력 및/또는 라인 연결부(58)는 유압 유체를 양 휠들을 위한 양 캐비티들에 입력하는데 이용될 수 있다. 유압 압력의 소스는 임의의 특정한 유압 유체 압력 발생 디바이스로 제한되지 않고, 제한 없이, 펌프, 밸브들, 어큐물레이터(accumulator), 전자 제어 유닛(eletronic control unit: ECU), 또는 이들의 임의의 결합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 펌프(도시되지 않음)는 유압을 발생시킬 수 있다. 스위치 또는 ECU(도시되지 않음)로부터의 신호는 펌프에 에너지를 공급하고/하거나 펌프를 제어할 수 있다. 예를 들어, ECU는 어큐물레이터(예를 들어, 요동하는 유체 전달을 흡수하고, 압력이 있는 유체를 저장하고, 압력 하에 유체의 신속한 흐름을 제공할 수 있는 차량의 유압 시스템의 일부)가 압력 스위치에 의해 모니터링되는 바에 따라 선택된 또는 미리 결정된 압력 범위로 충전되도록 유지할 수 있다. 다른 예로서, ECU는 후륜 구동 모듈(46)을 직접 가압할 수 있다. 다른 예로서, 유압의 소스는 자동 변속으로부터 가압된 유체일 수 있다.
본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 적어도 하나의 피스톤(54)이 캐비티(56) 내에 배치될 수 있다. 피스톤(54)은 유압 유체 압력이 증가할 대 이동하도록 구성될 수 있다. 피스톤(54)은 캐비티(56) 내에서 축 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 후륜 구동 모듈(46)은 예시적인 실시예에서 적어도 두 피스톤들(54)(예를 들어 각각의 후륜 휠에 하나의 피스톤)을 포함할 수 있다. 피스톤(54)은 또한 적어도 하나의 포켓(pocket)(57)을 규정할 수 있다. 각각의 포켓(57)은 오링 실(o-ring seal)(59)을 수용하도록 구성될 수 있다. 실시예에서, 오링 실(59)은 피스톤(54)의 내부 직경 및 외부 직경 상에 있을 수 있다.
이제 도 3을 참조하면, 본 발명의 제 2 실시예에서, 액추에이터(52)는 적어도 하나의 전자기 볼 램프 액추에이터를 포함할 수 있다. 전자기 볼 램프 액추에이터는 적어도 하나의 볼(60), 아마추어 플레이트(62), 코일(64), 및 스프링(65)을 포함할 수 있다. 전자기 볼 램프 액추에이터는 당업계에 공지되어 있는 바와 같은 종래의 방식으로 기능을 할 수 있다. 전자기 볼 램프 액추에이터는 하우징(50) 내에 적어도 부분적으로 배치될 수 있다. 코일(64)은 아마추어 플레이트(62)의 위치에 영향을 미칠 수 있는 전자기 필드를 생성하도록 구성될 수 있다. 특히, 코일(64)은 아마추어 플레이트(62)가 플레이트 부분(68)과 동일한 속도로 이동하지 않도록 제한할 수 있다. 플레이트 부분(68)은 이후에 추가하여 상세하게 설명되는 바와 같이 도그 클러치(66)의 제 1 부분을 포함할 수 있다. 도그 클러치(66)의 아마추어 플레이트(62) 및 플레이트 부분(68) 모두는 볼들(60)이 이동하도록 구성될 수 있는 램프를 각각 포함할 수 있다. 코일(64)이 아마추어 플레이트(62)로 하여금 플레이트(68)와 동일한 속도로 움직이지 못하도록 제한할 수 있기 때문에, 볼들(60)은 도그 클러치(66)의 아마추어 플레이트(62) 및 플레이트 부분(68) 내의 램프들 위로 이동하는 것이 가능할 수 있다. 볼들(60)의 이동은 도그 클러치(66)의 플레이트 부분(68)을 아마추어 플레이트(62)와 멀어지도록 이동시킬 수 있으므로, 도그 클러치(66)(예를 들어 더 자세하게 후술되는 바와 같이 제 1 플레이트 부분(68) 및 제 2 부분(70))가 맞물리도록 할 수 있다. 볼들(60)이 자신의 이동을 종료할 때, 아마추어 플레이트(62)는 플레이트 부분(68)과 동일한 속도로 스핀(spin) 및/또는 회전할 수 있다. 코일(64)에 에너지 공급이 해제될 때, 스프링(65)은 아마추어 플레이트(62)에 작동하도록 구성될 수 있다. 스프링(65)의 작동으로, 코일에 에너지가 공급될 때에 비해 전자기 볼 램프 액추에이터의 총 두께가 작아지는 결과가 발생한다. 후륜 구동 모듈(46)은 예시적인 실시예에서의 적어도 두 개의 전자기 볼 램프 액추에이터들(예를 들어 각각의 후륜 휠에 하나의 전자기 볼 램프 액추에이터)을 포함할 수 있다.
액추에이터(52)는 도그 클러치(66)를 가동하도록 구성될 수 있다. 후륜 구동 모듈(46)은 예시적인 실시예에서 적어도 두 개의 도그 클러치들(66)(예를 들어, 각각의 후륜 휠에 각각 하나의 클러치)을 포함할 수 있다. 이제 도 2 및 도 3을 모두 참조하면, 도그 클러치(66)는 제 1 부분(68) 및 제 2 부분(70)을 포함할 수 있다. 도그 클러치(66)의 제 1 부분(68)은 축 방향 이동 가능 칼라(collar)를 포함할 수 있다. 축 방향 이동 가능 칼라는 자체의 방사형 내부 면에 도그 클러치 피처(feature)들을 포함할 수 있다. 도그 클러치 피처들의 형상 및 기능은 당업계에 공지되어 있는 바와 같다. 예를 들어, 축 방향 이동 가능 칼라는 도그 클러치(66)의 제 2 부분(70) 내의 대응하는 슬롯들(예를 들어, 슬롯들, 그루브(groove)들, 리세스(recess)들, 수용 부들)과 맞물리도록 구성되는 돌출부들을 포함할 수 있다.
제 1 부분(68)의 위치는 액추에이터(52)에 의해 영향을 받도록 구성될 수 있다. 본 발명의 제 1 실시예에 따르면, 도그 클러치(66)의 제 1 부분(68)은 피스톤(54)이 이동될 때 작동 및/또는 이동되도록 구성될 수 있다. 이 제 1 실시예에서, 베어링(72)은 도그 클러치(66)의 피스톤(54) 및 제 1 부분(68) 사이에 배치되어 도그 클러치(68)의 제 1 부분이 피스톤(54)에 대해 회전하는 것을 가능하게 할 수 있다. 본 발명의 제 2 실시예에 따르면, 도그 클러치(66)의 제 1 부분(68)의 위치는 전자기 볼 램프 액추에이터의 코일(64)에 에너지가 공급되고/되거나 에너지가 공급지 않는지의 여부에 좌우되도록 구성됨으로써 볼들(60)의 이동을 가능하게 하거나 방지할 수 있다.
도그 클러치의 제 2 부분(70)은 제 1 부분(68)과 맞물리도록 구성될 수 있다. 적어도 제 1 실시예에서, 압축 스프링과 같은 바이어싱(biasing) 부재(예를 들어 탄성 바이어싱 부재)(74)는 도그 클러치(66)의 제 1 부분과 도그 클러치(66)의 제 2 부분의 맞물림이 벗어나는 방향으로 도그 클러치(66)의 제 1 부분(68)에 대고 힘을 가할 수 있다. 압축 스프링이 상세하게 언급될지라도, 다른 실시예들에서는 다른 바이어싱 부재들이 이용될 수 있다. 휠 분리 시스템(44)은 좌측 및 우측 후륜 휠들(18, 20) 및 좌측 및 우측 샤프트들(40, 42)이 디폴트 및/또는 정상 위치에서 후륜 구동 모듈(46)로부터 분리되도록 제공될 수 있다. 후륜 휠들(18, 20) 및/또는 후륜 하프 샤프트들(40, 42)을 차량의 AWD 피처에 대한 후륜 구동 모듈(46)에 연결하기 위해, 도그 클러치(66)의 제 1 및 제 2 부분들(68, 70)의 맞물림은 코트가 각각의 휠에 전달되도록 할 수 있다. 후륜 휠들(18, 20)을 후륜 구동 모듈(46)에 연결하기 위해, 액추에이터(52)는 도그 클러치(66)의 이동에 작용하여 도그 클러치의 제 1 및 제 2 부분들(68, 70)일 맞물리도록 하는데 이용될 수 있다. 따라서, 휠 분리 시스템(44)은 후륜 하프 샤프트들(40, 42) 및 후륜 휠들(18, 20)을 도그 클러치(66)의 액추에이터(52)를 이용하여 선택적으로, 후륜 구동 모듈(46)에 연결하고 상기 후륜 구동 모듈(46)로부터 분리하도록 구성될 수 있다.
후륜 구동 모듈(46)에 분배되는 토크는 당업계에 공지되어 있는 바와 같이, 한 쌍의 출력 샤프트들(예를 들어 하프 샤프트(78)) 사이의 차동 회전을 용이하게 하는 차동장치를 통해 제공될 수 있다. 하프 샤프트(78)는 스플라인(spline)들을 포함할 수 있고 도그 클러치(66)의 제 1 부분(68)과 스플라인 맞물림 상태에 있을 수 있다.
휠 분리 시스템(44)은 CV 조인트(80)를 위한 등속(CV) 조인트 하우징을 포함할 수 있다. CV 조인트들은 일반적으로 샤프트들을 구동 유닛들에 접속하도록 제공되고 차량이 공통이다. CV 조인트들은 도 1에 개괄적으로 도시되는 바와 같이, 휠들(18, 20) 및 후륜 구동 모듈(46)에 연결되는 후륜 하프 샤프트들(40, 42)의 양 종단들에 위치될 수 있다. CV 조인트들(80)은 당업계에 공지되어 있는 표준 유형들 중 임의의 유형으로, 식스 볼 조인트(six ball joint) 도는 텐 볼 조인트와 같은 볼 조인트, 프런징 트라이포드 조인트(plunging tripod joint), 크로스 그루브 조인트(cross groove joint), 고정 볼 조인트, 고정 트라이포드 조인트, 또는 더블 오프셋 조인트(double offset joint)를 포함하지만 이로 제한되지 않는다. CV 조인트(80)는 당업계에 통상적인, 조인트 부트(joint boot)(도시되지 않음)와 같은, 다양한 컴포넌트들을 임의의 수효로 포함할 수 있다. CV 조인트 하우징(48)은 당업계에 공지되어 있는 종래의 CV 조인트 하우징과 실질적으로 유사할 수 있으나, CV 조인트 하우징은 도그 클러치(66)의 제 2 부분(66)과 통합하여 형성될 수 있다. 도그 클러치(66)의 CV 조인트 하우징 및 제 2 부분(70)은 예를 들어 원피스 및/또는 모놀리식(monolithic) 구조일 수 있다.
휠 분리 시스템(44)은 후륜 구동 모듈(46)의 하우징(50) 및 CV 조인트 하우징(48) 사이에 배치되는 베어링(82)을 더 포함할 수 있다. 베어링(82)은 CV 조인트 하우징(48)을 회전 가능하게 지지하도록 구성될 수 있다. 후륜 구동 모듈(46)은 베어링(82)을 유지하기 위해 유지 클립(76)을 더 포함할 수 있다. 유지 클립(76)은 후륜 구동 모듈(46)의 하우징(50) 내에 적어도 부분적으로 배치될 수 있거나 후륜 구동 모듈(46)의 하우징(50)과 통합될 수 있다. 실(84)은 또한 후륜 구동 모듈(46)의 하우징(50) 및 CV 조인트 하우징(48) 사이에 배치될 수 있다. 실(84)은 후륜 구동 모듈(46)로부터 윤활 오일이 누출되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 휠 분리 시스템(44)은 도한 하프 샤프트(78) 및 CV 조인트 하우징(48) 사이에 배치되는 부싱(bushing)을 포함할 수 있다. 부싱(86)은 잡음 또는 마찰을 줄이기 위해 구성될 수 있다.
본 발명에 따른 휠 분리 시스템은 후륜 하프 샤프트들 및 휠들을 후륜 구동 모듈로부터 선택적으로 분리 또는 연결하는 것을 가능하게 한다. 따라서, 본 발명의 휠 분리 시스템은 휠 종단들에서보다는 오히려, 후륜 구동 모듈로부터 후륜 하프 샤프트를 분리하도록 구성될 수 있다. CV 조인트를 후륜 모듈의 도그 클러치의 일부로 통합함으로써, 휠 분리 시스템은 더욱 간소화되면서도 휠 분리 시스템의 패키지 크기 및 컴포넌트 개수를 줄일 수 있다. 예를 들어, 본 발명에 따른 휠 분리 시스템은 점성 커플링을 필요로 하지 않고 결과적으로 무게가 덜 나갈 수 있다. 본 발명에 다른 휠 분리 시스템은 또한 링 기어들 및 차동 점성 스핀 손실들 및 기계적 회전 손실들을 제거함으로써 연료 경제성을 개선할 수 있다. 본 발명에 따른 휠 분리 시스템은 또한 기종 후륜 하프 샤프트들에 대한 수정을 요구하지 않고 기존 차량 탑재에 이용하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 특정 실시예들의 상기 설명들은 예시 및 설명의 목적으로 제공되었다. 이들은 철저하거나 본 발명을 개시된 정확한 형태들로 제한하도록 의도되지 않고, 다양한 수정들 및 변형들이 상기 내용의 고려할 때 가능하다. 본 실시예들은 본 발명의 원리들 및 이의 실제적인 응용예들을 설명하여, 당업자들이 고려된 특정한 이용예에 적합한 다양한 수정예들로 본 발명 및 다양한 실시예들을 이용하도록 하기 위해 선택되었고 기술되었다. 본 발명은 상기 명세서에서 아주 자세하게 설명되었으므로, 본 발명의 다양한 대체들 및 수정들이 상기 명세서의 판독 및 이해로부터 명백할 것이라고 여겨진다. 모든 그와 같은 대체들 및 수정들은, 첨부된 청구항들의 범위 내에 해당하는 한, 본 발명의 범위 내에 포함되도록 의도된다. 본 발명의 범위는 이후에 첨부되는 청구항들 및 청구항들의 등가물들에 의해 규정되도록 의도된다.
10: 1차 전륜 구동 차축 12,14: 1차 구동 휠
16: 2차 또는 보조 후륜 구동 차축 18,20: 2차 또는 보조 구동 휠들
44 : 휠 분리 시스템 46 : 후륜 구동 모듈

Claims (19)

  1. 휠 분리 시스템에 있어서:
    후륜 구동 모듈; 및
    등속 조인트 하우징(constant velocity joint)을 포함하고,
    상기 후륜 구동 모듈은:
    하우징;
    상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 배치되는 적어도 하나의 액추에이터; 및
    상기 액추에이터에 의해 작동되도록 구성되는 적어도 하나의 도그 클러치(dog clutch)를 포함하고, 상기 도그 클러치는:
    상기 액추에이터의 적어도 일부분이 이동될 때 이동하도록 구성되는 제 1 부분; 및
    상기 제 1 부분과 맞물리도록 구성되는 제 2 부분을 포함하고;
    상기 등속 조인트 하우징은 상기 도그 클러치의 상기 제 2 부분과 통합하여 형성되고,
    휠은 상기 도그 클러치가 작동되어 토크를 상기 휠에 전달되도록 허용하지 않는 경우 상기 후륜 구동 모듈로부터 분리되는 휠 분리 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 도그 클러치의 제 1 부분은 축상으로 이동 가능한 칼라(collar)인 것을 특징으로 하는 휠 분리 시스템.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 축상으로 이동 가능한 칼라는 상기 도그 클러치의 제 2 부분 내의 대응하는 슬롯들과 맞물리도록 구성되는 돌출부들을 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 분리 시스템.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 도그 클러치의 제 1 부분과 상기 도그 클러치의 제 2 부분의 맞물림이 해제되는 방향으로 상기 도그 클러치의 제 1 부분에 힘을 가하기 위한 바이어싱 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 분리 시스템.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 바이어싱 부재는 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 분리 시스템.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 후륜 구동 모듈의 하우징 및 등속 조인트 하우징 사이에 배치되어 상기 등속 조인트 하우징을 회전하면서 지지하도록 구성되는 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 분리 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 후륜 구동 모듈 및 등속 조인트 하우징 사이에 배치되어 윤활 오일의 누출을 방지하는 실(seal)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 분리 시스템.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 후륜 구동 모듈이 베어링을 유지하도록 상기 하우징 내에 배치되는 유지 클립(clip)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 분리 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 후륜 구동 모듈은 상기 도그 클러치의 제 1 부분과 맞물리는 하프 샤프트(half shaft)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 분리 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 하프 샤프트 및 상기 등속 조인트 하우징 사이에 배치되는 부싱(bushing)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 분리 시스템.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 액추에이터는:
    적어도 하나의 볼;
    적어도 하나의 볼에 근접한 아마추어 플레이트(armature plate);
    전자기장을 발생시켜 상기 아마추어 플레이트의 위치에 영향을 주도록 구성되는 코일; 및
    사익 코일에 에너지 공급이 해제될 때 상기 아마추어 플레이트에 작동하도록 구성되는 스프링을 포함하는 전자기 액추에이터를 포함하고,
    상기 도그 클러치는 상기 아마추어 플레이트의 위치가 상기 전자기장에 의해 영향을 받을 때, 적어도 하나의 볼의 이동에 의해 가동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 휠 분리 시스템.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 하우징은 유압 유체 압력의 소스와 연통하도록 구성되는 캐비티(cavity)를 규정하고 상기 액추에이터는 상기 캐비티 내에 배치되는 적어도 하나의 피스톤을 포함하고; 상기 피스톤은 상기 유압 유체 압력이 증가할 때 이동하도록 구성되고; 상기 도그 클러치는 상기 피스톤의 이동에 의해 작동되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 휠 분리 시스템.
  13. 제 12 항에 있어서,
    유압 유체 압력을 발생시키기 위한 펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 분리 시스템.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 펌프를 제어하기 위한 전자 제어 유닛을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 분리 시스템.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 후륜 구동 모듈은 유압 유체 압력을 저장하기 위한 어큐물레이터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 분리 시스템.
  16. 제 12 항에 있어서,
    상기 피스톤 및 상기 도그 클러치의 제 1 부분 사이에 배치되어 상기 도그 클러치의 제 1 부분이 상기 피스톤에 대해 회전하는 것을 가능하게 하는 베어링을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 휠 분리 시스템.
  17. 휠 분리 시스템에 있어서:
    후륜 구동 모듈 및 등속 조인트 하우징을 포함하고;
    상기 후륜 구동 모듈은:
    유압 유체 압력의 소스(source)와 연통되도록 구성되는 캐비티(cavity)를 포함하는 하우징;
    상기 캐비티 내에 배치되는 적어도 하나의 피스톤; 및
    상기 피스톤에 의해 작동되도록 구성되는 적어도 하나의 도그 클러치를 포함하고, 상기 피스톤은 유압 유체 압력의 변화에 대하여 이동하도록 구성되고, 상기 도그 클러치는:
    상기 피스톤이 이동될 때 이동하도록 구성되는 제 1 부분; 및
    상기 제 1 부분과 맞물리도록 구성되는 제 2 부분을 포함하고,
    상기 등속 조인트 하우징은 상기 도그 클러치의 제 2 부분과 통합하여 형성되고,
    휠은 상기 도그 클러치의 제 1 부분 및 제 2 부분의 맞물림으로 인해 토크가 상기 휠에 전달되지 않게 되면 상기 후륜 구동 모듈로부터 분리되는 휠 분리 시스템.
  18. 휠 분리 시스템에 있어서:
    후륜 구동 모듈; 및
    등속 조인트 하우징을 포함하고, 상기 후륜 구동 모듈은:
    하우징;
    상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 배치되는 적어도 하나의 전자기 액추에이터, 및 상기 전자기 액추에이터에 의해 작동되도록 구성되는 적어도 하나의 도그 클러치를 포함하고, 상기 전자기 액추에이터는:
    적어도 하나의 볼(ball);
    적어도 하나의 볼에 근접한 아마추어 플레이트(armature plate); 및
    전자기장을 생성하여 상기 아마추어 플레이트의 위치에 영향을 주도록 구성되는 코일; 및
    상기 코일에 에너지 공급이 해제될 때 상기 아마추어 플레이트에 작동하도록 구성되는 스프링을 포함하고, 상기 도그 클러치는:
    적어도 하나의 볼 및 아마추어 플레이트가 이동될 때 이동하도록 구성되는 제 1 부분; 및
    상기 제 1 부분과 맞물리도록 구성되는 제 2 부분을 포함하고,
    상기 등속 조인트 하우징은 상기 도그 클러치의 제 2 부분과 통합하여 형성되고,
    휠은 도그 클러치의 제 1 부분 및 제 2 부분의 맞물림으로 인해 토크가 휠에 전달되지 않게 되면 상기 후륜 구동 모듈로부터 분리되는 휠 분리 시스템.
  19. 차량 구동 라인에 있어서:
    후륜 구동 차축;
    적어도 하나의 휠;
    토크를 상기 적어도 하나의 휠에 분배하기 위한 적어도 하나의 후륜 하프 샤프트(half shaft); 및
    휠 분리 시스템을 포함하고, 상기 휠 분리 시스템은:
    후륜 구동 모듈; 및
    등속 조인트 하우징을 포함하고, 상기 후륜 구동 모듈은:
    하우징, 상기 하우징 내에 적어도 부분적으로 배치되는 적어도 하나의 액추에이터, 및
    상기 액추에이터에 의해 작동되도록 구성되는 적어도 하나의 도그 클러치를 포함하고, 상기 도그 클러치는:
    상기 액추에이터의 적어도 일부가 이동될 때 이동하도록 구성되는 제 1 부분;
    상기 제 1 부분과 맞물리도록 구성되는 제 2 부분을 포함하고,
    상기 등속 조인트 하우징은 상기 도그 클러치의 제 2 부분과 통합하여 형성되고,
    상기 휠은 상기 도그 클러치가 작동되어 토크를 상기 휠에 전달되도록 허용하지 않는 경우 상기 후륜 구동 모듈로부터 분리되는 차량 구동 라인.
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