KR20210099429A - 동력절환장치 - Google Patents

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KR20210099429A
KR20210099429A KR1020200013291A KR20200013291A KR20210099429A KR 20210099429 A KR20210099429 A KR 20210099429A KR 1020200013291 A KR1020200013291 A KR 1020200013291A KR 20200013291 A KR20200013291 A KR 20200013291A KR 20210099429 A KR20210099429 A KR 20210099429A
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신혜정
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현대트랜시스 주식회사
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Abstract

본 발명은 디스커넥터 모터; 상기 디스커넥터 모터와 연결되어 회전 작동을 하는 이송스크루; 일측 단부가 상기 이송스크루와 나사 결합되어 이송스크루의 회전 작동시 이송스크루를 따라 이동하는 포크; 클러치 기어를 구비하는 디스커넥터 샤프트; 공회전 가능하도록 상기 디스커넥터 샤프트의 일측에 연결되는 허브; 및 상기 포크와 연결되고 상기 디스커넥터 샤프트와 허브 사이의 동력을 연결하거나 동력 연결을 해제하는 슬리브; 를 포함하는 동력절환장치를 제공한다.

Description

동력절환장치{POWER SWITCHOVER DEVICE}
본 발명은 사륜구동 전기 차량용 동력절환장치에 관한 것이다.
일반적으로, 사륜구동차량은 주 구동륜과 종 구동륜이 항시 구동하는 풀 타임 사륜구동 방식(Full-time four wheel drive)과 평소에는 주 구동륜으로 이륜구동을 하다가 험로 주행과 같이 접지력을 높여야 하는 상황에서 필요에 따라 종 구동륜으로 구동력을 전달하여 사륜구동으로 주행하는 파트 타임 사륜구동 방식(Part-time four wheel drive)으로 구분된다. 또한, 사륜구동차량은 엔진의 동력이 주 구동륜과 종 구동륜에 배분되어 사륜구동으로 주행하는 방식과 주 구동륜은 엔진에 의해 구동되고 종 구동륜은 모터에 의해 구동되어 사륜구동으로 주행하는 방식으로 구분될 수 있다. 한편, 종 구동륜은 엔진이나 모터와 같은 동력원으로부터 동력을 전달받아 사륜구동으로 주행하거나 동력전달이 차단되어 이륜구동으로 주행하게 하는데, 이때, 동력원과 종 구동륜 간의 연결을 서로 체결하거나 체결해제하여 이륜구동과 사륜구동을 절환하는 장치를 디스커넥터 장치라 한다.
한편, 기존의 전기 모터를 이용한 사륜구동차량은 엔진, 엔진의 구동력에 의해 회전하는 주구동륜, 전기 모터, 전기 모터의 구동력에 의해 회전하는 종구동륜, 전기 모터와 종구동륜 간에 동력을 전달하거나 차단하여, 차량이 사륜구동 또는 이륜구동으로 구동하게 하는 사륜구동용 동력 전달 및 차단 장치를 포함한다. 동력 전달 및 차단 장치는 전기 모터의 구동력을 전달받아 회전하는 인풋 샤프트, 인풋 샤프트와 기어 결합하여 회전력을 감속하는 감속기어, 감속기어와 기어 결합하여 감속기어에 의해 회전하며, 종구동륜의 각 바퀴로 회전력을 차동 전달하는 차동 장치 및 차동 장치와 일 측 바퀴로 동력이 전달되는 축에는 바퀴로 동력을 전달하거나 차단하는 디스커넥터를 포함한다. 디스커넥터는 이륜구동 즉 전기 모터가 동작하지 않을 때, 바퀴의 회전력이 차동 장치를 통해 전기 모터로 전달되는 것을 방지함으로써 모터를 보호하는 역할도 함께 수행한다.
또한, 종래에 후륜 동력 전달을 차단하기 위해 기술로서 전륜 구동형 차량을 기반으로 하는 전륜에 하나의 단일 모터 시스템을 적용하는 디스커넥터 시스템이 개발된바 있다. 전륜의 경우 전륜 구동 장치와 PTU(Power Transfer Unit) 연결부에 모터식 디스커넥터가 적용되며, 후륜의 경우 후륜구동 장치 출력측 양단 CVJ(Constant Velocity Universal Joint)연결부에 습식 다판 클러치 타입 디스커넥터가 적용되었다. 주행상황에 따라 각 위치의 디스커넥터를 제어하여 선택적 2WD(2Wheel Drive)를 사용하며, 이를 통해 전력 손실을 최소화하고 드래그를 저감하였다. 내연 기관에서는 후륜 구동 시스템과 유사한 개념으로 선택적 4WD(4Wheel Drive)를 사용할 수 있는 디커플러 시스템이 있으며 주로 습식 다판 클러치를 이용한 유압 시스템이 사용된다.
그런데 종래 기술은 전륜 구동 기반으로 전륜 구동 모터의 용량이 커지고, 후륜과 연결되는 드라이브 샤프트 및 각각의 장치에 연결된 개별 디스커넥터 장치와 컨트롤 시스템의 추가로 인해 패키지상 불리하며 전반적으로 단가에 불리하였다. 또한, 배터리가 위치되는 위치에 드라이브 샤프트가 배치되므로써 배터리 장착상 공간의 제약을 받는 문제점이 있었다.
이에 대하여, 본 발명은 구동시 불필요한 드래그 토크를 저감하여 연비를 개선할 수 있는 사륜구동 전기 차량용 동력절환 메커니즘을 제시하고자 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0135041호(2017.12.08. 공개)
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 사륜구동 중 전륜의 동력 연결을 해제하여 후륜 기반의 이륜구동으로 주행할 수 있도록 한 사륜구동 전기 차량용 동력절환장치를 제공하고자 한다.
전술한 목적을 이루기 위해 본 발명은, 디스커넥터 모터; 상기 디스커넥터 모터와 연결되어 회전 작동을 하는 이송스크루; 일측 단부가 상기 이송스크루와 나사 결합되어 이송스크루의 회전 작동시 이송스크루를 따라 이동하는 포크; 클러치 기어를 구비하는 디스커넥터 샤프트; 공회전 가능하도록 상기 디스커넥터 샤프트의 일측에 연결되는 허브; 및 상기 포크와 연결되고 상기 디스커넥터 샤프트와 허브 사이의 동력을 연결하거나 동력 연결을 해제하는 슬리브; 를 포함하는 동력절환장치를 제공한다.
또한, 상기 허브는 상기 클러치 기어 방향으로 연장되는 허브기어를 구비하며 일측 구동륜과 연결된다.
또한, 상기 슬리브는 상기 클러치 기어와 허브기어에 동시 치합되는 동력 연결 상태에서 상기 포크의 작동에 의해 상기 허브기어 방향으로 이동하면서 상기 클러치 기어와 치합을 해제하고 상기 허브기어 외측에 위치함으로써 상기 클러치 기어와 허브기어 사이의 동력 연결을 해제한다.
또한, 상기 디스커넥터 샤프트의 타측은 디프렌셜 어셈블리의 일측 사이드 기어와 연결된다.
또한, 상기 디프렌셜 어셈블리는 전륜측 구동모터의 동력을 전달 받는다.
또한, 상기 전륜측 구동모터와 후륜측 구동모터에 의해 사륜구동으로 주행하다가 상기 슬리브의 작동에 의해 상기 디스커넥터 샤프트와 허브 사이의 동력 연결이 해제되면 이를 감지한 차량제어장치가 전륜측 구동모터를 정지시켜 사륜구동을 해제하고 후륜구동 기반의 이륜구동으로 주행한다.
또한, 상기 허브는 상기 디스커넥터 샤프트에 구비되는 베어링 외측에 장착된다.
또한, 상기 이송스크루는 볼스크루이다.
본 발명은 사륜구동 중 전륜의 동력을 해제하여 후륜 기반의 이륜구동으로 주행할 수 있도록 한 사륜구동 전기 차량용 동력절환장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 전륜 출력측에만 적용하므로 원가 절감 측면에서 유리하다.
또한, 본 발명은 배터리 부분을 통과하는 드라이브 샤프트를 삭제할 수 있어 배터리 패키지 측면에서 유리하다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동력절환장치가 전기 차량에 설치된 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동력절환장치의 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동력절환장치의 설치 상태에서 동력전달을 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사륜주행시 동력전달을 나타내는 도면이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이륜주행시 동력전달을 나타내는 도면이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동력절환장치의 동력 연결 해제 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 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. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
종래 기술은 전륜 구동 기반으로 전륜 구동 모터의 용량이 커지고, 후륜과 연결되는 드라이브 샤프트 및 각각의 장치에 연결된 개별 디스커넥터 장치와 컨트롤 시스템의 추가로 인해 패키지상 불리하며 전반적으로 단가에 불리하였다. 또한, 배터리가 위치되는 위치에 드라이브 샤프트가 배치되므로써 배터리 장착상 공간의 제약을 받는 문제점이 있었다. 이에 대하여, 본 발명은 구동시 불필요한 드래그 토크를 저감하여 연비를 개선할 수 있는 사륜구동 전기 차량용 동력절환 메커니즘을 제시하고자 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동력절환장치가 전기 차량에 설치된 상태를 나타내는 도면이다.
본 발명에 따른 동력절환장치(100)는 전륜에 동력을 전달하는 전륜측 구동모터(221)와 후륜에 동력을 전달하는 후륜측 구동모터(222)로 구성되는 사륜구동 전기 차량에 있어서 전륜측에 장착되어 전륜측의 동력 연결을 해제함으로써 후륜 기반의 이륜구동 주행이 가능하게 하는 것을 특징으로 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동력절환장치의 구성을 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동력절환장치의 설치 상태에서 동력전달을 나타내는 도면이다.
본 발명은 디스커넥터 모터(110), 디스커넥터 모터(110)와 연결되는 이송스크루(120), 이송스크루(120)에 연결되고 이송스크루(120)를 따라 이동 가능한 포크(130), 디스커넥터 샤프트(140), 디스커넥터 샤프트(140)와 공회전 가능하도록 연결되는 허브(150) 및 포크(130)와 연결되고 포크(130)에 의해 허브(150) 방향으로 이동하는 슬리브(160)를 포함한다.
구체적으로 이송스크루(120)는 디스커넥터 모터(110)와 연결되어 디스커넥터 모터(110)의 구동에 의해 회전 작동을 한다. 일예로서 이송스크루(120)는 볼스크루(ball screw)일 수 있다.
포크(130)는 일측 단부가 이송스크루(120)와 나사 결합된다. 포크(130)는 이송스크루(120)의 회전 작동시 이송스크루(120)의 길이 방향 즉, 나사를 따라 직선 운동을 한다.
전륜 일측 구동륜(231)을 향하는 디스커넥터 샤프트(140)의 일측 단부는 허브(150)와 연결된다. 디스커넥터 샤프트(140)의 타측 단부는 디프렌셜 어셈블리(210)의 일측 사이드 기어(211a) 측과 연결된다.
디스커넥터 샤프트(140)의 일측 단부 외측에 클러치 기어(141)가 구비된다. 클러치 기어(141)와 허브기어(151)는 슬리브(160)와 치합된다. 슬리브(160)의 작동에 의해 디스커넥터 샤프트(140)의 동력이 허브(150)로 전달되는 동력 연결 상태가 이루어지거나 또는 치합 해제로 디스커넥터 샤프트(140)의 동력이 허브(150)로 전달되는 않도록 동력 연결 해제 상태가 이루어진다.
디스커넥터 샤프트(140)의 일측 단부 외주에는 베어링(142)이 결합된다. 일예로서 베어링(142)은 니들 베어링(needle bearing)일 수 있다. 허브(150)는 베어링(142) 외측에 장착되어 동력 연결 해제 상태에서 공회전 할 수 있다.
허브(150)는 일측 단부가 디스커넥터 샤프트(140)와 연결된다. 허브(150)의 타측 단부는 전륜측 일측 구동륜(232)과 연결된다. 일예로서 허브(150)와 전륜측 일측 구동륜(232)은 파이널 샤프트(170) 등과 같은 연결부재에 의해 연결될 수 있다. 허브(150)는 허브기어(151)를 포함한다. 허브기어(151)는 허브(150)의 일측에서 클러치 기어(141) 방향으로 연장 형성된다.
슬리브(160)는 포크(130)의 타측 단부와 연결된다. 슬리브(160)는 포크(130)의 작동에 의해 허브기어(151) 방향으로 이동할 수 있다. 슬리브(160)는 클러치 기어(141)와 허브기어(151)에 동시 치합하여 디스커넥터 샤프트(140)와 허브(150) 사이의 동력이 연결되게 할 수 있다.
슬리브(160)는 허브기어(151) 방향으로 이동하여 클러치 기어(141)와 치합 상태를 해제 함으로써 디스커넥터 샤프트(140)와 허브(150) 사이의 동력 연결을 해제할 수 있다.
한편, 디프렌셜 어셈블리(210)는 전륜측 구동모터(221)의 동력을 전달 받아 전륜 일측 구동륜(231)과 전륜 타측 구동륜(232)에 동력을 전달한다.
본 발명에 따른 동력절환장치(100)는 전기 차량이 전륜측 구동모터(221)와 후륜측 구동모터(222)에 의해 사륜구동으로 주행하다가 슬리브(160)의 작동에 의해 디스커넥터 샤프트(140)와 허브(150) 사이의 동력 연결을 해제한다. 동력 연결 해제를 감지한 차량제어장치(280)는 전륜측 구동모터(221)를 정지시켜 사륜구동을 해제하고 후륜측 구동모터(222)에 의한 후륜구동 기반의 이륜 주행이 이루어지게 한다.
일예로서, 차량제어장치(280)는 VCU(Vehicle Control Unit)일 수 있다. 디스커넥터 모터(110)는 차량제어장치(280)의 신호에 의해 작동한다.
다음은 본 발명에 따른 동력절환장치의 작동에 대해 더욱 구체적으로 설명한다.
도 2와 같이 슬리브(160)가 클러치 기어(141)와 허브기어(151)에 동시 치합된 동력 연결 상태에서 차량제어장치(280)의 신호에 의해 디스커넥터 모터(110)가 작동한다.
디스커넥터 모터(110)의 작동에 의해 이송스크루(120)가 회전한다. 이송스크루(120)가 회전함에 따라 이송스크루(120)에 나사 결합되어 있는 포크(130)는 이송스크루(120)의 나사를 따라 허브기어(151) 방향으로 이동한다.
포크(130)의 작동에 의해 슬리브(160)가 허브기어(151) 방향으로 이동함에 따라 슬리브(160)와 클러치 기어(141)의 치합 상태가 해제된다. 이로 인해 디스커넥 샤프트(140)와 허브(150)의 동력 연결 상태가 해제된다.
다음은 본 발명에 따른 사륜주행시 동력전달에 대해 설명한다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 사륜주행시 동력전달을 나타내는 도면이다.
슬리브(160)가 클러치 기어(141)와 허브기어(151)에 동시 치합되어 전기 차량의 전륜측 구동모터(221)와 후륜측 구동모터(222)가 모두 작동하고 이로 인해 전륜과 후륜에 동력이 전달되어 사륜구동으로 주행할 수 있다.
전륜측 구동모터(221)의 동력은 도 4의 화살표와 같이 이루어진다. 구체적으로 전륜측 구동모터(221)의 동력은 전륜측 구동모터(221)와 연결된 인풋 샤프트(250)를 거쳐 인풋 샤프트(250)와 기어 구조로 연결되어 있는 아웃풋 샤프트(260)로 전달된다. 아웃풋 샤프트(260)의 동력은 디프렌셜 어셈블리(210)로 전달된다.
디프렌셜 어셈블리(210)로 전달된 동력은 양측으로 구비되는 일측 사이드 기어(211a)와 타측 사이드 기어(211b)로 전달되어 최종 전륜 일측 구동륜(231)과 전륜 타측 구동륜(232)으로 전달된다.
구체적으로 디프렌셜 어셈블리(210)의 동력은 도 4의 화살표와 같이 일측 사이드 기어(211a)를 거쳐 디스커넥터 샤프트(140)로 전달된다. 일측 사이드 기어(211a)의 동력을 전달 받은 디스커넥터 샤프트(140)가 회전함에 따라 디스커넥터 샤프트(140)와 연결되는 허브(150)가 회전한다.
슬리브(160)가 클러치 기어(141)와 허브기어(151)에 동시 치합되어 있기 때문에 디스커넥터 샤프트(140)의 동력이 허브(150)에 전달될 수 있다. 허브(150)의 회전력은 최종 전륜 일측 구동륜(231)에 전달된다.
전륜 일측 구동륜(231)의 반대측 전륜 타측 구동륜(232)은 도 4의 화살표와 같이 디프렌셜 어셈블리(210)의 타측 사이드 기어(211b) 동력이 전달되어 구동할 수 있다. 일예로서 타측 사이드 기어(211b)와 전륜 일측 구동륜(231)은 파이널 샤프트(170)에 의해 연결될 수 있다.
후륜 일측 구동륜(241)과 후륜 타측 구동륜(242)의 구동은 후륜측 구동모터(222)에 의해 이루어진다. 전륜측 구동모터(221)와 후륜측 구동모터(222)는 배터리(270)를 통해 전원을 공급 받는다.
다음은 본 발명에 따른 이륜주행시 동력전달에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 이륜주행시 동력전달을 나타내는 도면이다.
사륜주행에서 이륜주행으로 절환시 차량제어장치(280)의 신호에 의해 디스커넥터 모터(110)가 작동하고 디스커넥터 모터(110)의 작동에 의해 이송스크루(120)가 회전한다. 이송스크루(120)가 회전함에 따라 포크(130)가 이송스크루(120)를 따라 허브기어(151) 방향으로 이동한다. 슬리브(160)는 포크(130)와 연결되어 있기 때문에 포크(130)의 작동시 클러치 기어(141)와 허브기어(151)에 동시 치합되어 있던 슬리브(160)가 허브기어(151) 방향으로 이동함에 따라 슬리브(160)와 클러치 기어(141)의 치합 상태가 해제된다.
슬리브(160)와 클러치 기어(141)의 치합 상태가 해제됨에 따라 디스커넥터 샤프트(140)와 허브(150) 사이의 동력 연결이 해제된다. 동력이 연결 해제를 감지한 차량제어장치(280)는 전륜측 구동모터(221)를 정지시킨다. 이로 인해 사륜구동이 해제되고 후륜구동 기반의 이륜구동 주행이 이루어진다.
예컨대, 사륜구동 전기 차량에 본 발명과 같은 장치가 마련되어 있지 않을 경우 전륜측 구동모터(221)에 연결된 상태로 드래그가 발생할 수 있다. 즉, 전륜 구동륜의 회전에 따른 구동력이 전륜측 구동모터(221)에 전달되어 전륜측 구동모터(221)가 미 구동 상태임에도 부하가 작용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 동력절환장치의 동력 연결 해제 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
본 발명의 동력절환장치(100)가 전기 차량의 디프렌셜 어셈블리(210)와 전륜 일측 구동륜(231) 사이에 장착 상태에서 디스커넥터 샤프트(140)와 연결되는 일측 사이드 기어(211a)와 전륜 일측 구동륜(231)의 동력 연결이 해제되면, 전륜 타측 구동륜(232)의 타력(coasting) 주행시 전륜 타측 구동륜(232)의 구동력이 디스커넥터 샤프트(140)까지 전달되어 일측 사이드 기어(211a)가 타측 사이드 기어(211b)의 회전에 대하여 역회전하기 때문에 디프렌셜 어셈블리(210)의 링기어(212)가 회전하지 않는다. 디프렌셜 어셈블리(210)의 링기어(212)가 회전하지 않기 때문에 전륜 타측 구동륜(232)의 구동력은 미 구동 상태의 전륜측 구동모터(221)에 전달되지 않는다.
살펴본 바와 같이 본 발명은 사륜구동 중 전륜의 동력을 해제하여 후륜 기반의 이륜구동으로 주행할 수 있도록 한 사륜구동 전기 차량용 동력절환장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명은 전륜 출력측에만 적용하므로 원가 절감 측면에서 유리하다. 또한, 본 발명은 배터리 부분을 통과하는 드라이브 샤프트를 삭제할 수 있어 배터리 패키지 측면에서 유리하다.
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 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 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.
100 : 동력절환장치
110 : 디스커넥터 모터
120 : 이송스크루
130 : 포크
140 : 디스커넥터 샤프트
141 : 클러치 기어
142 : 베어링
150 : 허브
151 : 허브기어
160 : 슬리브
170 : 파이널 샤프트
210 : 디프렌셜 어셈블리
211a : 일측 사이드 기어
211b : 타측 사이드 기어
212 : 링기어
221 : 전륜측 구동모터
222 : 후륜측 구동모터
231 : 전륜 일측 구동륜
232 : 전륜 타측 구동륜
241 : 후륜 일측 구동륜
242 : 후륜 타측 구동륜
250 : 인풋 샤프트
260 : 아웃풋 샤프트
270: 배터리
280 : 차량제어장치

Claims (8)

  1. 디스커넥터 모터;
    상기 디스커넥터 모터와 연결되어 회전 작동을 하는 이송스크루;
    일측 단부가 상기 이송스크루와 나사 결합되어 이송스크루의 회전 작동시 이송스크루를 따라 이동하는 포크;
    클러치 기어를 구비하는 디스커넥터 샤프트;
    공회전 가능하도록 상기 디스커넥터 샤프트의 일측에 연결되는 허브; 및
    상기 포크와 연결되고 상기 디스커넥터 샤프트와 허브 사이의 동력을 연결하거나 동력 연결을 해제하는 슬리브;
    를 포함하는 동력절환장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 허브는,
    상기 클러치 기어 방향으로 연장되는 허브기어를 구비하며 일측 구동륜과 연결되는 것을 특징으로 하는 동력절환장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 슬리브는,
    상기 클러치 기어와 허브기어에 동시 치합되는 동력 연결 상태에서 상기 포크의 작동에 의해 상기 허브기어 방향으로 이동하면서 상기 클러치 기어와 치합을 해제하고 상기 허브기어 외측에 위치함으로써 상기 클러치 기어와 허브기어 사이의 동력 연결을 해제하는 것을 특징으로 하는 동력절환장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 디스커넥터 샤프트의 타측은,
    디프렌셜 어셈블리의 일측 사이드 기어와 연결되는 것을 특징으로 하는 동력절환장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 디프렌셜 어셈블리는,
    전륜측 구동모터의 동력을 전달 받는 것을 특징으로 하는 동력절환장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 전륜측 구동모터와 후륜측 구동모터에 의해 사륜구동으로 주행하다가 상기 슬리브의 작동에 의해 상기 디스커넥터 샤프트와 허브 사이의 동력 연결이 해제되면 이를 감지한 차량제어장치가 전륜측 구동모터를 정지시켜 사륜구동을 해제하고 후륜구동 기반의 이륜구동으로 주행하는 것을 특징으로 하는 동력절환장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 허브는,
    상기 디스커넥터 샤프트에 구비되는 베어링 외측에 장착되는 것을 특징으로 하는 동력절환장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 이송스크루는,
    볼스크루인 것을 특징으로 하는 동력절환장치.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230039409A (ko) * 2021-09-14 2023-03-21 현대트랜시스 주식회사 차동 기어의 소음 저감 시스템 및 그것의 소음 저감 방법
KR20230043498A (ko) * 2021-09-24 2023-03-31 현대트랜시스 주식회사 차량 디스커넥터 장치용 제어기, 및 온도 기반 차량 디스커넥터 장치의 제어 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170135041A (ko) 2016-05-30 2017-12-08 현대위아 주식회사 사륜구동용 동력 전달 및 차단 장치, 그 장치를 갖는 사륜구동 차량

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20170135041A (ko) 2016-05-30 2017-12-08 현대위아 주식회사 사륜구동용 동력 전달 및 차단 장치, 그 장치를 갖는 사륜구동 차량

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230039409A (ko) * 2021-09-14 2023-03-21 현대트랜시스 주식회사 차동 기어의 소음 저감 시스템 및 그것의 소음 저감 방법
KR20230043498A (ko) * 2021-09-24 2023-03-31 현대트랜시스 주식회사 차량 디스커넥터 장치용 제어기, 및 온도 기반 차량 디스커넥터 장치의 제어 방법

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