KR20190010965A - 차동잠금장치 내장형 감속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차동잠금장치 내장형 감속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차동잠금장치에 의한 부피 및 무게의 증가를 방지하기 위한 차동잠금장치 내장형 감속기에 관한 것이다.
또한, 동력을 전달받아 회전속도를 감소시키면서 토크를 증가시키는 복수 개의 감속 기어와 상기 감속기어로부터 회전력을 전달받아 회전하되, 중심을 관통하는 관통 홀이 형성되면서, 관통홀을 따라 양측면으로 수용부가 형성된 제1 기어와 상기 제1 기어의 양측 수용부에 각각 배치되는 출력기어와 상기 제1 기어에 삽입되어 자유 회전하되, 상기 출력기어에 외접하는 복수 개의 제2 기어 그룹과 상기 출력기어 중 어느 하나에 결합되는 제동 패드와 상기 제동 패드의 회전을 억제시키기 위한 차동제어부를 포함하며, 상기 제2 기어 그룹은 회전축의 2/3 지점부터 일측 단부까지 기어 산이 형성되어 기어 산의 일측 단부가 제1 기어의 일측에 배치된 출력기어와 접하는 제2-1 기어와 회전축의 2/3 지점부터 타측 단부까지 기어 산이 형성되어 기어 산의 타측 단부가 제1 기어의 타측에 배치된 출력기어와 접하는 제2-2 기어로 구성되며, 상기 제2 기어 그룹을 구성하는 제2-1 기어와 제2-2 기어는 각 회전축의 중앙부의 기어 산이 상호 외접하도록 배치된 것을 특징으로 한다.

Description

차동잠금장치 내장형 감속기{reducer with built-in differential lock}

본 발명은 차동잠금장치 내장형 감속기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차동잠금장치에 의한 부피 및 무게의 증가를 방지하기 위한 차동잠금장치 내장형 감속기에 관한 것이다.

일반적인 자동차는 직선 도로뿐만 아니라, 곡선 도로와 같이 회전 동작을 수행하며, 이와 같이 회전 동작을 수행할 때, 일측 바퀴의 주행거리와 타측 바퀴의 주행거리가 상이하여 구동력 전달이 부드럽지 못하거나, 미끄러짐이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서, 저항에 따라 양측 바퀴의 구동력에 차이를 두어 부드러운 회전이 가능하도록 하는 차동장치가 개발되었으나, 양측 바퀴 중 하나가 진흙탕 또는 모래에 빠진 경우에는 대부분의 동력이 빠진 쪽 바퀴에 전달되어 빠진 바퀴가 헛돌면서 이탈이 어려운 문제점이 있었다.

이에 따라, 슬립으로 공회전하고 있는 타이어의 동력은 감소시키고, 큰 저항이 작용되고 있는 반대쪽 타이어는 감소 된 만큼의 동력을 더 전달하는 방법으로 구동력을 제어함으로써 슬립에 의한 타이어의 공회전 없이 차량이 주행할 수 있도록 하는 차동제한장치가 개발되었다.

한국등록특허 제10-1637176호 "전자식 차동 잠금장치"는 이와 같은 차동제한장치의 하나로써, 전자석을 통해 차동기어의 동작을 제한하여 주행력이 전달될 수 있돌고 하게되나, 차동기어 자체의 부피가 크고, 회전체의 중량이 높아 일반 주행에서의 에너지효율이 낮고, 구조도 복잡하여 유지 보수가 어려운 문제점이 있었다.

한국등록특허 제10-1637176호 "전자식 차동 잠금장치"

본 발명의 목적은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 차동기어의 부피를 감소시키고 회전체의 중량을 감소키기기 위한 차동잠금장치 내장형 감속기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 구조를 간단히 하여 유지보수를 용이하도록 하기 위한 차동잠금장치 내장형 감속기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 차동잠금장치 내장형 감속기는 동력을 전달받아 회전속도를 감소시키면서 토크를 증가시키는 복수 개의 감속 기어와 상기 감속기어로부터 회전력을 전달받아 회전하되, 중심을 관통하는 관통 홀이 형성되면서, 관통홀을 따라 양측면으로 수용부가 형성된 제1 기어와 상기 제1 기어의 양측 수용부에 각각 배치되는 출력기어와 상기 제1 기어에 삽입되어 자유 회전하되, 상기 출력기어에 외접하는 복수 개의 제2 기어 그룹과 상기 출력기어 중 어느 하나에 결합되는 제동 패드와 상기 제동 패드의 회전을 억제시키기 위한 차동제어부를 포함하며, 상기 제2 기어 그룹은 회전축의 2/3 지점부터 일측 단부까지 기어 산이 형성되어 기어 산의 일측 단부가 제1 기어의 일측에 배치된 출력기어와 접하는 제2-1 기어와 회전축의 2/3 지점부터 타측 단부까지 기어 산이 형성되어 기어 산의 타측 단부가 제1 기어의 타측에 배치된 출력기어와 접하는 제2-2 기어로 구성되며, 상기 제2 기어 그룹을 구성하는 제2-1 기어와 제2-2 기어는 각 회전축의 중앙부의 기어 산이 상호 외접하도록 배치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 기어는 타측 수용부에 배치된 출력기어의 이탈을 방지하기 위해 타측 수용부를 덮는 제1 기어 커버를 더 포함하며, 상기 제1 기어는 제1 기어 커버를 통해 상기 타측의 출력기어에 결합되는 출력축에 지지되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1 기어에는 복수 개의 제2 기어 그룹이 배치되기 위해 "8"자 형태의 복수 개의 제2 기어 배치 홀이 수용부에 인접하여 제1 기어를 관통하도록 형성되어 있으며, 각 제2 기어 배치 홀에 제2-1 기어와 제2-2 기어가 접하도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차동제어부는 감속기의 프레임에 배치되는 지지체의 배면에 고정되어 전자기력을 이용하여 자성체로 구성된 상기 제동 패드를 상기 지지체의 전면에 밀착시켜 회전을 억제하는 것을 특징으로 한다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 차동잠금장치 내장형 감속기에 의하면, 차동기어를 동력을 전달받는 기어 내에 배치함으로써, 전체 부피를 감소시키고 회전체의 중량을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 차동잠금장치 내장형 감속기에 의하면, 차동기어의 구조를 간단하게 구성함으로써, 유지보수가 용이한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 차동잠금장치 내장형 감속기를 도시한 단면도.
도 2 또는 도3은 본 발명에 따른 차동잠금장치 내장형 감속기의 제1 기어를 도시한 도면.
도 4는 본 발명에 따른 차동잠금장치 내장형 감속기의 제1 기어와 커버의 결합을 도시한 도면.
도 5는 본 발명에 따른 차동잠금장치 내장형 감속기의 제2 기어를 도시한 도면.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 차동잠금장치 내장형 감속기를 도시한 단면도이며, 도 2 또는 도 3은 본 발명에 따른 차동잠금장치 내장형 감속기의 제1 기어를 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명에 따른 차동잠금장치 내장형 감속기의 제1 기어와 커버의 결합을 도시한 도면이며, 도 5는 본 발명에 따른 차동잠금장치 내장형 감속기의 제2 기어를 도시한 도면이다.

도 1은 본 발명에 따른 차동잠금장치 내장형 감속기를 도시한 것이며, 엔진 또는 모터와 같은 동력장치로부터 동력을 전달받아 회전속도를 감소시키면서 토크를 증가시키는 복수 개의 감속 기어(3)와 상기 감속기어(3)로부터 회전력을 전달받아 회전하되, 중심을 관통하는 관통 홀(11)이 형성되면서, 관통홀(11)을 따라 양측면으로 수용부가 형성된 제1 기어(1)와 상기 제1 기어(1)의 양측 수용부에 각각 배치되는 출력기어(4)와 상기 제1 기어(1)에 삽입되어 자유 회전하되, 상기 출력기어(4)에 외접하는 복수 개의 제2 기어 그룹(21, 22)과 상기 출력기어(4) 중 어느 하나에 결합되는 제동 패드(6)와 상기 제동 패드(6)의 회전을 억제시키기 위한 차동제어부(7)를 포함하여 구성된다.

특히, 상기 제2 기어 그룹(21, 22)은 중앙부에서 상호 외접하여 상호 동력을 전달가능하도록 구성되되, 제2 기어 그룹(21, 22) 중 하나는 일측의 출력기어와 외접하고, 다른 하나는 타측의 출력기어와 외접하도록 구성되어 있으며, 보다 상세한 설명은 하기 아래에서 설명한다.

또한, 상기 차동제어부(7)는 감속기의 프레임에 배치되는 지지체(8)의 배면에 고정되어 전자기력을 이용하여 자성체로 구성된 상기 제동 패드(6)를 상기 지지체(8)의 전면에 밀착시켜 제동 패드(6) 및 제동 패드(6)가 결합된 출력기어(4a)의 회전을 억제하도록 구성된다.

도 2 또는 도 3은 본 발명에 따른 차동잠금장치 내장형 감속기의 제1 기어를 도시한 것이며, 상기 제2 기어 그룹(21, 22)은 제1 기어(1)의 일측 수용부(10)에 배치되어 일측의 제동 패드(도 1의 6)와 결합되는 출력기어(4a)에 외접하는 제2-1 기어(21)와 제1 기어(1)의 타측 수용부(10)에 배치된 출력기어(4b)에 외접하는 제2-2 기어(21)로 구성된다.

상기 제1 기어(1)에는 복수 개의 제2 기어 그룹(2)이 배치되기 위해 "8"자 형태의 복수 개의 제2 기어 배치 홀(12)이 출력기어(4)가 배치되는 수용부(10)에 인접하여 제1 기어(1)를 관통하도록 형성되어 있으며, 각 제2 기어 배치 홀(12)에 제2-1 기어(21)와 제2-2 기어(21)가 접하도록 배치된다.

특히, 상기 제2-1 기어(21)와 제2-2 기어(21)는 별도의 회전중심축을 고정하기 위한 부재를 별도로 더 포함하여 구성될 수 있으나, 상기 제2 기어 배치 홀(12) 내주면에 제2-1 기어(21)와 제2-2 기어(21)가 접하며 회전하도록 구성되어 중량이 증가하는 것을 최대한 억제하도록 구성될 수도 있다.

또한, 상기 제2 기어 그룹(21, 22)은 최소 2개 이상으로 구성되어 일측으로 편심지지 않도록 배치됨이 바람직하며, 출력기어(4a, 4b)와의 안정적인 외접을 위해서는 3개 이상의 그룹으로 구성됨이 가장 바람직하다.

도 4는 본 발명에 따른 차동잠금장치 내장형 감속기의 제1 기어와 커버의 결합을 도시한 것이며, 상기 제1 기어(1)는 타측 수용부(도 4의 10)에 배치된 출력기어(도 4의 4b)의 이탈을 방지하기 위해 타측 수용부를 덮는 제1 기어 커버(5)를 더 포함하여 구성될 수 있으며, 상기 제1 기어(1)는 제1 기어 커버(5)에 형성된 커버 홀(51)을 통해 상기 타측의 출력기어(도 4의 4b)에 결합되는 출력축(도 1의 41)에 지지되도록 구성될 수 있다.

이를 통해 상기 제1 기어(1)가 보다 안정적으로 지지되도록 구성할 수 있게 된다.

도 5는 도 2에 도시된 본 발명에 따른 차동잠금장치 내장형 감속기의 부분 단면도로써 제2 기어를 도시한 것이며, 상기 제2 기어 그룹(21, 22)은 회전축의 2/3 지점부터 일측 단부까지 기어 산이 형성되어 기어 산의 일측 단부가 제1 기어(1)의 일측에 배치된 출력기어(4a)와 접하는 제2-1 기어(21)와 회전축의 2/3 지점부터 타측 단부까지 기어 산이 형성되어 기어 산의 타측 단부가 제1 기어(1)의 타측에 배치된 출력기어(4b)와 접하는 제2-2 기어(22)로 구성되며, 상기 제2 기어 그룹(21, 22)을 구성하는 제2-1 기어(21)와 제2-2 기어(22)는 각 회전축의 중앙부의 기어 산이 상호 외접하도록 배치되도록 구성된다.

이를 통해 상기 차동제어부(7)의 동작에 따른 전자기력에 의해 제동 패드가 지지체에 밀착되며 회전력이 억제되면, 상기 제동 패드에 결합된 일측의 출력기어(4a)의 회전력도 동시에 억제된다.

이때, 회전이 억제된 일측의 출력기어(4a)의 회전수는 제1 기어(1)와의 회전수 차이가 발생되며, 회전부 차이에 대응하여 일측의 출력기어(4a)에 접하는 제2-1 기어(21)가 회전하며 제2-2 기어(22)를 통해 타측의 출력기어(4b)에 회전력을 전달하게 된다.

따라서, 타측의 출력기어(4b)는 제1 기어(1)의 회전수에 더불어 일측의 출력기어(4a)와 제1 기어의 회전수 차이만큼의 회전력을 더 부여받아 더욱 증가된 회전력을 바탕으로 더 빠르게 회전하게 된다.

즉, 베벨기어 및 기어박스로 구성된 종래의 차동기어와 동일한 기능을 수행할 수 있게 되는 것이다.

이와 같은 구성은 종래의 차동기어를 구성하는 베벨기어 및 베벨기어를 고정시키기 위한 고 중량의 기어박스 없이 제1 기어(1) 내에 모두 수용되도록 구성되어, 전체적인 부피 및 중량을 크게 축소시킬 수 있으며, 이에 따라 에너지 효율도 크게 상승시킬 수 있게 된다.

이상과 같이 본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예를 중심으로 기술되었지만 당업자라면 이러한 기재로부터 본 발명의 범주를 벗어남이 없이 많은 다양한 자명한 변형이 가능하다는 것은 명백하다. 따라서 본 발명의 범주는 이러한 많은 변형의 예들을 포함하도록 기술된 청구범위에 의해서 해석되어져야 한다.

1 : 제1 기어
2 : 제2 기어 그룹
3 : 감속기어
4 : 출력기어
5 : 커버
6 : 차동 패드
7 : 차동제어부
8 : 지지체
10 : 수용부
11 : 관통 홀
12 : 제2 기어 배치 홀
21 : 제2-1기어
22 : 제2-2 기어
41 : 출력축
51 : 커버 홀

Claims (4)

1. 동력을 전달받아 회전속도를 감소시키면서 토크를 증가시키는 복수 개의 감속 기어와;
   상기 감속기어로부터 회전력을 전달받아 회전하되, 중심을 관통하는 관통 홀이 형성되면서, 관통홀을 따라 양측면으로 수용부가 형성된 제1 기어와;
   상기 제1 기어의 양측 수용부에 각각 배치되는 출력기어와;
   상기 제1 기어에 삽입되어 자유 회전하되, 상기 출력기어에 외접하는 복수 개의 제2 기어 그룹과;
   상기 출력기어 중 어느 하나에 결합되는 제동 패드와;
   상기 제동 패드의 회전을 억제시키기 위한 차동제어부를 포함하며,
   상기 제2 기어 그룹은
   회전축의 2/3 지점부터 일측 단부까지 기어 산이 형성되어 기어 산의 일측 단부가 제1 기어의 일측에 배치된 출력기어와 접하는 제2-1 기어와;
   회전축의 2/3 지점부터 타측 단부까지 기어 산이 형성되어 기어 산의 타측 단부가 제1 기어의 타측에 배치된 출력기어와 접하는 제2-2 기어로 구성되며,
   상기 제2 기어 그룹을 구성하는 제2-1 기어와 제2-2 기어는 각 회전축의 중앙부의 기어 산이 상호 외접하도록 배치된 것을 특징으로 하는
   차동잠금장치 내장형 감속기.
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 기어는
   타측 수용부에 배치된 출력기어의 이탈을 방지하기 위해 타측 수용부를 덮는 제1 기어 커버를 더 포함하며,
   상기 제1 기어는 제1 기어 커버를 통해 상기 타측의 출력기어에 결합되는 출력축에 지지되는 것을 특징으로 하는
   차동잠금장치 내장형 감속기.
   
3. 제 1항에 있어서,
   상기 제1 기어에는
   복수 개의 제2 기어 그룹이 배치되기 위해 "8"자 형태의 복수 개의 제2 기어 배치 홀이 수용부에 인접하여 제1 기어를 관통하도록 형성되어 있으며,
   각 제2 기어 배치 홀에 제2-1 기어와 제2-2 기어가 접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는
   차동잠금장치 내장형 감속기.
   
4. 제 1항에 있어서,
   상기 차동제어부는
   감속기의 프레임에 배치되는 지지체의 배면에 고정되어 전자기력을 이용하여 자성체로 구성된 상기 제동 패드를 상기 지지체의 전면에 밀착시켜 회전을 억제하는 것을 특징으로 하는
   차동잠금장치 내장형 감속기.
   
   

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