KR20150101868A - 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치 - Google Patents

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KR20150101868A
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Abstract

이 발명은, 뒷바퀴에 클러치 용량 이상의 슬립이 발생하였거나 양쪽 뒷바퀴가 모두 웅덩이에 빠진 극한의 상황에서 제1 샤프트의 입력측으로 들어온 토크가 제2 샤프트로 100% 전달되도록 함으로써 4륜 구동의 기능을 100% 다 발휘할 수 있도록 하는, 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치에 관한 것으로서,
유압을 발생시켜서 출력하는 유압 공급부에 연결되어 있는 록업 피스톤과, 상기한 록업 피스톤에 연결되어 있으며 록업 피스톤에 의해 전후진 운동을 하는 로드 샤프트와, 상기한 로드 샤프트에 연결되어 있는 포크와, 제1 샤프트의 외주면에 스플라인 결합되어 있으며 상기한 포크에 의해 전후진 운동을 하는 록업허브와, 상기한 록업허브나 클러치로부터 회전동력을 전달받아서 연결기어를 통해 제2 샤프트로 전달하는 4륜구동기어를 포함하여 이루어진다.

Description

4륜구동차량의 부변속기용 록업장치{Lock-up device for transfer case of 4 wheel friving car}
이 발명은 4륜구동차량의 록업장치에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 뒷바퀴에 클러치 용량 이상의 슬립이 발생하였거나 양쪽 뒷바퀴가 모두 웅덩이에 빠진 극한의 상황에서 제1 샤프트의 입력측으로 들어온 토크가 제2 샤프트로 100% 전달되도록 함으로써 4륜 구동의 기능을 100% 다 발휘할 수 있도록 하는, 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량은 엔진, 변속기의 장착위치와 실제 구동륜의 위치에 따라 FR(Front engine Rear drive) 형식 또는 FF(Front engine Front drive) 형식으로 구분된다.
차량이 주행을 하는 경우에 필요로 하게 되는 구동력은 승객과 화물을 실은 상태에서 도로상황 및 주행속도 등에 의해 크게 변화하므로 이에 대응하기 위해서 엔진과 구동바퀴 사이에서 토크를 변화시키는 장치를 필요로 하게 되는데, 이와 같이 토크를 변화시켜서 1단, 2단, 3단, 4단, 5단, 후진단의 변속을 하는 장치를 변속기라고 하며, 상기한 변속기는 수동 변속기(manual transmission)와 자동 변속기(automatic transmission)로 크게 나뉘어진다.
4륜구동(4 Wheel Drive, 4WD) 차량에서는 상기한 1단, 2단, 3단, 4단, 5단, 후진단의 변속을 위한 구성이외에 4륜 구동을 위한 부변속기가 추가로 설치되는 구조로 이루어지며, 4륜 구동시의 동작 모드에 따라 1속 부변속기와 2속 부변속기로 구분된다.
도 1은 종래의 FR 형식의 4륜구동 자동차용 부변속기의 구성도이다.
도 1에 도시되어 있는 바와 같이 종래의 FR 형식의 4륜구동 자동차용 부변속기의 구성은, 엔진의 회전동력을 전달받아서 회전되는 제1 샤프트(9)와, 상기한 제1 샤프트(9)에 설치되어 있는 허브(6)와, 상기한 제1 샤프트(9)의 회전동력을 전달 또는 차단하기 위한 클러치(5)와, 상기한 클러치(5)를 작동시키기 위한 피스톤(8)과, 상기한 클러치(5)가 작동되는 경우에 클러치(5)로부터 회전동력을 전달받아서 연결기어(4)를 통해 제2 샤프트(3)로 전달하는 4륜구동기어(7)를 포함하여 이루어진다.
상기한 구성에 의한 종래의 FR 형식의 4륜구동 자동차용 부변속기의 작용은 다음과 같다.
2륜구동모드에서 제1 샤프트(9)의 입력측(9a)으로 들어온 토크는 출력측(9b)으로 전달된다.
4륜구동모드에서 유압 공급부(도시되지 않음)에 의해 발생된 유압이 피스톤(8)에 가해지면 클러치(5)가 작동하게 되고, 제1 샤프트(9)의 입력측(9a)으로 들어온 토크는 출력측(9b)으로 전달됨과 동시에 클러치(5)를 거쳐서 4륜구동기어(7)를 통해 제2 샤프트(3)로 전달된다. 이 경우에 제2 샤프트(3)로 전달되는 토크의 크기는 클러치(5)의 용량에 의해 제한을 받게 된다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 4륜구동 자동차용 부변속기는 클러치의 용량에 의해 토크의 크기가 제한을 받게 됨에 따라 제1 샤프트(9)의 입력측(9a)으로 들어온 토크가 제2 샤프트(3)으로 100% 전달되지 못하게 되어 뒷바퀴에 클러치 용량 이상의 슬립이 발생하였거나 양쪽 뒷바퀴가 모두 웅덩이에 빠진 극한의 상황에서는 4륜 구동의 기능을 100% 다 발휘하지 못하게 되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 뒷바퀴에 클러치 용량 이상의 슬립이 발생하였거나 양쪽 뒷바퀴가 모두 웅덩이에 빠진 극한의 상황에서 제1 샤프트의 입력측으로 들어온 토크가 제2 샤프트로 직접 전달되도록 함으로써 4륜 구동의 기능을 100% 다 발휘할 수 있도록 하는, 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 유압을 발생시켜서 출력하는 유압 공급부에 연결되어 있는 록업 피스톤과, 상기한 록업 피스톤에 연결되어 있으며 록업 피스톤에 의해 전후진 운동을 하는 로드 샤프트와, 상기한 로드 샤프트에 연결되어 있는 포크와, 제1 샤프트의 외주면에 스플라인 결합되어 있으며 상기한 포크에 의해 전후진 운동을 하는 록업허브와, 상기한 록업허브나 클러치로부터 회전동력을 전달받아서 연결기어를 통해 제2 샤프트로 전달하는 4륜구동기어를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 유압 공급부는, 컨트롤러의 제어에 의해 회전동력을 발생시키는 모터와, 상기한 모터에 연결되어 있으며 유압을 발생시키는 펌프와, 상기한 펌프와 록업 피스톤의 정상모드단의 사이에 연결되어 있는 제1 솔레노이드 밸브와, 상기한 제1 솔레노이드 밸브에 연결되어 있는 제1 체크 밸브와, 상기한 펌프와 록업 피스톤의 록업모드단의 사이에 연결되어 있는 제2 솔레노이드 밸브와, 상기한 제2 솔레노이드 밸브에 연결되어 있는 제2 체크 밸브를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 록업허브와 4륜구동기어는 도그클러치 형태로 결합되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 4륜구동모드에서 뒷바퀴에 클러치 용량 이상의 슬립이 발생하였거나 양쪽 뒷바퀴가 모두 웅덩이에 빠진 극한의 상황에서는 제1 샤프트의 입력측으로 들어온 토크가 록업허브를 거쳐서 4륜구동기어를 통해 제2 샤프트로 직접 전달되면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 스프링의 탄성복원력은 록업허브와 4륜구동기어의 사이에 스톡(stock)이 발생되었을 때 결합이 될 수 있도록 도와주는 웨이팅 스프링 포스(waiting spring force)의 역할을 하면 바람직하다.
이 발명은, 뒷바퀴에 클러치 용량 이상의 슬립이 발생하였거나 양쪽 뒷바퀴가 모두 웅덩이에 빠진 극한의 상황에서 제1 샤프트의 입력측으로 들어온 토크가 제2 샤프트로 100% 전달되도록 함으로써 4륜 구동의 기능을 100% 다 발휘할 수 있도록 하는 효과를 갖는다.
도 1은 종래의 FR 형식의 4륜구동 자동차용 부변속기의 구성도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치의 구성도이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치의 4륜구동모드의 정상모드시 유압회로의 구성도이다.
도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치의 4륜구동모드의 정상모드시 요부 구성도이다.
도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치의 4륜구동모드의 록업모드시 유압회로의 구성도이다.
도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치의 4륜구동모드의 록업모드시 요부 구성도이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 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 제시된 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.
또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 방향에 관한 용어는 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하기로 한다.
도 2 내지 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치의 구성은, 유압을 발생시켜서 출력하는 유압 공급부에 연결되어 있는 록업 피스톤(11)과, 상기한 록업 피스톤(11)에 연결되어 있으며 록업 피스톤(11)에 의해 전후진 운동을 하는 로드 샤프트(12)와, 상기한 로드 샤프트(12)에 연결되어 있는 포크(13)와, 제1 샤프트의 외주면에 스플라인 결합되어 있으며 상기한 포크(13)에 의해 전후진 운동을 하는 록업허브(14)와, 상기한 록업허브(14)에 설치되어 있는 스프링(15)과, 상기한 록업허브(14)나 클러치(5)로부터 회전동력을 전달받아서 연결기어(4)를 통해 제2 샤프트(3)로 전달하는 4륜구동기어(7)를 포함하여 이루어진다.
상기한 유압 공급부의 구성은, 컨트롤러(16)의 제어에 의해 회전동력을 발생시키는 모터(17)와, 상기한 모터(17)에 연결되어 있으며 유압을 발생시키는 펌프(18)와, 상기한 펌프(18)와 록업 피스톤(11)의 정상모드단의 사이에 연결되어 있는 제1 솔레노이드 밸브(V2)와, 상기한 제1 솔레노이드 밸브(V2)에 연결되어 있는 제1 체크 밸브(B2)와, 상기한 펌프(18)와 록업 피스톤(11)의 록업모드단의 사이에 연결되어 있는 제2 솔레노이드 밸브(V2)와, 상기한 제2 솔레노이드 밸브(V3)에 연결되어 있는 제2 체크 밸브(B3)를 포함하여 이루어진다.
상기한 록업허브(14)와 4륜구동기어(7)는 도그클러치 형태로 결합되는 구조로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치의 작용은 다음과 같다.
2륜구동모드에서 제1 샤프트(9)의 입력측으로 들어온 토크는 출력측으로 전달된다. 이 상태에서는 클러치(5)도 분리되어 있고 록업허브(14)도 4륜구동기어(7)와 분리되어 있기 때문에 토크가 제2 샤프트(도시되지 않음)로 전달되지 않는다.
4륜구동모드의 정상모드일 경우에, 도 3에 도시되어 있는 바와 같이 유압 공급부의 펌프(18)에 의해 발생된 유압이 스프링(15)의 힘을 이길 수 있는 상태까지 압력이 전달된 후 제1 솔레노이드 밸브(V2)를 거쳐서 록업 피스톤(11)의 정상모드단에 가해지면, 로드 샤프트(12)가 왼쪽으로 전진이동을 하게 되어 로드 샤프트(12)에 연결되어 있는 포크(13)가 록업허브(14)를 왼쪽으로 전진이동시킴으로써 도 4에 도시되어 있는 바와 같이 록업허브(14)가 4륜구동기어(7)와 분리된다.
이 상태에서 유압 공급부의 펌프(18)에 의해 발생된 유압이 피스톤(8)에 가해짐으로써 클러치(5)가 작동하게 되고, 제1 샤프트(9)의 입력측으로 들어온 토크는 출력측으로 전달됨과 동시에 클러치(5)를 거쳐서 4륜구동기어(7)를 통해 제2 샤프트(도시되지 않음)로 전달된다.
4륜구동모드에서 뒷바퀴에 클러치 용량 이상의 슬립이 발생하였거나 양쪽 뒷바퀴가 모두 웅덩이에 빠진 극한의 상황에서는 록업모드가 수행되는데, 4륜구동모드의 록업모드일 경우에, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이 유압 공급부의 펌프(18)에 의해 발생된 유압이 제2 솔레노이드 밸브(V3)를 거쳐서 록업 피스톤(11)의 록업모드단에 가해지면, 로드 샤프트(12)가 오른쪽으로 후진이동을 하게 되어 로드 샤프트(12)에 연결되어 있는 포크(13)가 록업허브(14)를 오른쪽으로 후진이동시킴으로써 도 6에 도시되어 있는 바와 같이 록업허브(14)가 4륜구동기어(7)와 도그 클러치 결합된다. 이 때 스프링(15)의 탄성복원력은 록업허브(14)와 4륜구동기어(7)의 사이에 스톡(stock)이 발생되었을 때 원만하게 결합이 될 수 있도록 도와주는 웨이팅 스프링 포스(waiting spring force)의 역할을 하여 준다.
이 상태에서 제1 샤프트(9)의 입력측으로 들어온 토크는 출력측으로 전달됨과 동시에, 유압 공급부의 펌프(18)에 의해 발생된 유압이 피스톤(8)에 가해짐으로써 클러치(5)가 작동하고 있기는 하지만, 클러치(5)보다는 직접적으로 록업허브(5)를 거쳐서 4륜구동기어(7)를 통해 제2 샤프트(도시되지 않음)로 100% 전달됨으로써 4륜 구동의 기능을 100% 다 발휘할 수 있게 된다.
5 : 클러치 6 : 허브
7 : 4륜구동기어 8 : 피스톤
9 : 제1 샤프트 11 : 록업 피스톤
12 : 로드 샤프트 13 : 포크
14 : 록업허브 15 : 스프링

Claims (5)

  1. 유압을 발생시켜서 출력하는 유압 공급부에 연결되어 있는 록업 피스톤과,
    상기한 록업 피스톤에 연결되어 있으며 록업 피스톤에 의해 전후진 운동을 하는 로드 샤프트와,
    상기한 로드 샤프트에 연결되어 있는 포크와,
    제1 샤프트의 외주면에 스플라인 결합되어 있으며 상기한 포크에 의해 전후진 운동을 하는 록업허브와,
    상기한 록업허브나 클러치로부터 회전동력을 전달받아서 연결기어를 통해 제2 샤프트로 전달하는 4륜구동기어를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기한 유압 공급부는,
    컨트롤러의 제어에 의해 회전동력을 발생시키는 모터와,
    상기한 모터에 연결되어 있으며 유압을 발생시키는 펌프와,
    상기한 펌프와 록업 피스톤의 정상모드단의 사이에 연결되어 있는 제1 솔레노이드 밸브와,
    상기한 제1 솔레노이드 밸브에 연결되어 있는 제1 체크 밸브와,
    상기한 펌프와 록업 피스톤의 록업모드단의 사이에 연결되어 있는 제2 솔레노이드 밸브와,
    상기한 제2 솔레노이드 밸브에 연결되어 있는 제2 체크 밸브를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기한 록업허브와 4륜구동기어는 도그클러치 형태로 결합되는 것을 특징으로 하는 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    4륜구동모드에서 뒷바퀴에 클러치 용량 이상의 슬립이 발생하였거나 양쪽 뒷바퀴가 모두 웅덩이에 빠진 극한의 상황에서는 제1 샤프트의 입력측으로 들어온 토크가 록업허브를 거쳐서 4륜구동기어를 통해 제2 샤프트로 직접 전달되는 것을 특징으로 하는 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기한 스프링의 탄성복원력은 록업허브와 4륜구동기어의 사이에 스톡(stock)이 발생되었을 때 결합이 될 수 있도록 도와주는 웨이팅 스프링 포스(waiting spring force)의 역할을 하는 것을 특징으로 하는 4륜구동차량의 부변속기용 록업장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102462203B1 (ko) * 2022-09-08 2022-11-03 이래에이엠에스 주식회사 자동차용 동력 디스커넥팅 장치 및 이를 포함하는 전동 구동 장치

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