KR20210121534A - 전기 2륜차용 차동제어장치 - Google Patents

전기 2륜차용 차동제어장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20210121534A
KR20210121534A KR1020200038362D KR20200038362D KR20210121534A KR 20210121534 A KR20210121534 A KR 20210121534A KR 1020200038362 D KR1020200038362 D KR 1020200038362D KR 20200038362 D KR20200038362 D KR 20200038362D KR 20210121534 A KR20210121534 A KR 20210121534A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
differential
gears
gear
differential housing
side gears
Prior art date
Application number
KR1020200038362D
Other languages
English (en)
Inventor
전금용
김준석
이정표
Original Assignee
(주)대풍이브이자동차(Ev)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)대풍이브이자동차(Ev) filed Critical (주)대풍이브이자동차(Ev)
Publication of KR20210121534A publication Critical patent/KR20210121534A/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60KARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K17/00Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/16Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of differential gearing
    • B60K17/20Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing of differential gearing in which the differential movement is limited
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62MRIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M6/00Rider propulsion of wheeled vehicles with additional source of power, e.g. combustion engine or electric motor
    • B62M6/40Rider propelled cycles with auxiliary electric motor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/20Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H57/00General details of gearing
    • F16H57/02Gearboxes; Mounting gearing therein
    • F16H57/037Gearboxes for accommodating differential gearings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/20Off-Road Vehicles
    • B60Y2200/22Agricultural vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00Type of vehicle
    • B60Y2200/90Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/91Electric vehicles
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60YINDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2300/00Purposes or special features of road vehicle drive control systems
    • B60Y2300/80Control of differentials
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H48/00Differential gearings
    • F16H48/20Arrangements for suppressing or influencing the differential action, e.g. locking devices
    • F16H2048/204Control of arrangements for suppressing differential actions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Retarders (AREA)

Abstract

본 발명은 전기 2륜차용 차동제어장치에 관한 것으로, 변속기에서 인출된 동력에 의해 회전되는 링기어가 일체로 연결된 디퍼렌셜하우징과; 상기 디퍼렌셜하우징의 양측에 삽입되는 드라이브샤프트가 샤프트에 스플라인으로 체결되는 좌,우측사이드기어와; 상기 좌,우측사이드기어의 외측에 헬리컬기어로 치합되며 샤프트와 평행하게 위치하도록 디퍼렌셜하우징의 내측에 마련된 다수의 포켓에 설치되는 다수의 피니언기어와; 상기 좌,우측사이드기어와 다수의 피니언기어의 치합이 용이하게 이루어지도록 함과 동시에 좌,우측사이드기어의 회전 시 가이드할 수 있도록 복수의 좌,우측사이드기어 내측으로 각각 인입되면서 그 사이에 설치되는 센터와셔와; 상기 복수의 좌,우측사이드기어의 측면을 막아 디퍼렌셜하우징와 소정 공간에 구속하기 위해 복수의 좌,우측사이드기어의 일측에 각각에 위치되어 디퍼렌셜하우징과 디퍼렌셜캡에 각각 설치되는 엔드와셔와; 디퍼렌셜하우징에 결합되는 디퍼렌셜캡;을 포함하는 것을 특징으로 하며, 차동 발생 시 디퍼렌셜하우징의 내측에 설치되는 피니언기어들이 상호 고정에 의한 역회전하며서 좌우륜의 회전차를 줄이고, 차동제한 시 피니언기어가 엔드와셔와 마찰을 발생하면서 피니언기어가 디퍼렌셜하우징의 축방향으로 미는 힘이 작용되어 차동 제한력을 확보하는 효과가 있다.

Description

전기 2륜차용 차동제어장치{Differential control device for electric two-wheeled vehicle}
본 발명은 전기 2륜차용 차동제어장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 저속이면서 경량인 농업용 운반차량에 설치되는 차동제한장치에서 내구성을 향상시킨 헬리컬기어 형식의 전기 2륜차용 차동제어장치에 관한 것이다.
일반적으로 자동차에서는 엔진에서 발생된 동력을 바퀴에 적절히 전달하기 위해 클러치와 변속기를 사용하고 있으며, 변속기로부터 인출된 동력을 양측 바퀴에 알맞게 분배할 수 있도록 차동장치를 사용하고 있다. 따라서, 차동장치는 변속기에 연결되어 있으며, 전륜 구동형 자동차에서는 변속기로부터의 출력이 직접 차동장치에 전달되고 후륜 구동형 자동차에서는 변속기로부터의 출력이 추진축을 통해 차동장치에 전달된다.
상기한 차동장치는 자동차의 선회 주행시 내륜과 외륜의 속도차를 발생시켜 차량의 원활한 방향전환이 가능하도록 함과 아울러 노면이 고르지 못한 지형에서도 자동차의 주행 안정성이 확보되도록 한다. 즉, 자동차가 선회할 때 내륜보다 외륜의 회전량을 많게 함으로써 차량이 선회할 수 있도록 한다. 따라서, 차동장치는 자동차가 안전하게 선회하기 위해서는 필수적인 장치라 할 수 있다.
그런데, 차동장치가 장착된 자동차에서는 양쪽 구동 바퀴가 접하고 있는 노면의 마찰력 사이에 큰 차이가 발생되도 차동장치에 의해 양측 바퀴 사이에 동력이 전달된다. 그 결과로 마찰력이 적은 쪽의 바퀴는 헛돌게 되고 마찰력이 큰쪽의 바퀴는 정지되어 차량의 정상적인 운행이 곤란하게 된다. 다시 말해서, 한쪽 바퀴만 수렁에 빠지는 경우 차동장치에 의해 수렁에 빠진 바퀴만이 회전되고 다른 바퀴는 회전되지 않아 차량은 자력만으로는 수렁을 벗어나지 못하게 되는 상황이 발생된다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 오프로드 차량과 같이 험로 주행이 많은 차량의 경우에는 차동제한장치를 채용하고 있는데, 최근에는 거의 모든 차량에 차동제한장치가 설치된다. 차동제한장치에는 그 형식과 구조에 따라 여러 가지 종류가 있으며, 본 발명에서는 차동제한장치 중 헤리컬기어 형식(Helical Gear Type)의 차동제한장치(LSD;Limited Slip Diffferential)에 대한 것이다.
일반적인 헬리컬기어 형식의 차동제한장치의 일 예가 도 5에 도시 되어 있다. 도 5를 참조하면, 엔진으로부터의 회전력을 전달하는 구동피니언에 연결되는 링기어가 일체로 연결된 케이스(1)와, 상기 케이스(1)의 양측에 삽입되는 드라이브샤프트(2)와, 상기 드라이브샤프트(2)에 스플라인으로 체결되는 사이드기어(3)와, 상기 사이드기어(3)의 외측에 헬리컬기어로 치합되며 상기 드라이브샤프트(2)와 평행하게 위치하도록 상기 케이스(1) 내측에 마련된 다수의 기어홈(4)에 설치되는 다수의 피니언기어(5)와, 상기 다수의 피니언기어(5)의 측면을 막아 일정공간에 구속하기 위해 상기 케이스(1) 내부에 설치되는 두 개의 구속판(6)과, 케이스(1) 외측에 설치되는 두개의 사이드캡(7)으로 구성되어 있다.
상기와 같은 헬리컬기어 형식의 차동제한장치는 구조가 간단하고 빠른 응답성을 가질 뿐만 아니라 가볍고 가격이 저렴하여 일반 승용차량이나 스포츠 차량에 많이 사용된다.
그런데, 위와 같은 차동제한장치는 사이드기어와 피니언기어를 축방향으로 구속하기 위하여 구속판이 케이스의 내부에 설치되는 구조를 가짐으로써 그 구조가 복잡하고, 충분한 마찰력을 얻을 수 없는 단점을 갖는다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 선행문헌으로 대한민국 공개특허 제10-2008-0036895호(2008.04.29. 공개)의 "차동제한장치"는 도 6을 참조하면, 케이스(10), 사이드기어(20,20'), 피니언기어(30,30'), 사이드캡(40,40'), 스페이서(50,50'), 스프링(60)을 포함하여 구성되고, 상기 케이스(10)의 걸림단부(12)의 내부에는 상기 스페이서(50,50')가 삽입되는데, 상기 걸림단부(12)의 내주면에는 상기 스페이서(50,50')의 외주에 형성된 가이드돌기(51,51')가 삽입되기 위한 가이드홈(12a)이 축방향으로 길게 형성되며, 상기 스페이서(50,50') 사이에는 상기 스페이서(50,50')에 외측방향의 탄성력을 가하기 위한 스프링(60)이 개재되어 설치되는데, 상기 사이드기어(20,20') 각각은 상기 스프링(60)의 탄성력에 의해 스페이서(50,50')에 의해 상기 사이드캡(40,40')에 밀착되는 외측방향으로 가압되어 사이드기어(20, 20')와 사이드캡(40, 40') 사이에 충분한 마찰력이 발생하게 한다.
상기와 같은 선행문헌의 차동제한장치는 사이드기어(20, 20')와 사이드캡(40, 40') 사이에 충분한 마찰력이 발생하기 위해서 스페이서(50,50') 사이에 스페이서(50,50')에 외측방향의 탄성력을 가하기 위한 스프링(60)이 개재되어 설치되는 것이므로, 그 구조가 복잡하다는 점에서 문제점이 있는 것이다.
또한, 상기의 선행문헌은 일반 승용차량이나 스포츠차량 등의 고속 차량에 적합하게 구성되어 있어 농업용으로 사용하는 저속 차량에는 적합하지 않는 것은 물론 차동제한장치의 크기가 전체적으로 크게 이루어져 무게가 많이 나가기 때문에 차량 중량 200kg, 적재중량 700kg 이하의 차량에 설치하여 사용하기가 적합하지 않는 문제점이 있다.
또한, 상기의 선행문헌은 좌,우사이드기어와 피니언기어의 나선 치합에 의한 축 방향의 추력이 크기 때문에 엔드와셔와 사이드캡에 마찰반력이 커져 반력이 크고, 이러한 반력이 크기 때문에 부품의 마모현상이 높아져 마모에 따른 내구성이 낮아지는 문제점이 있다.
대한민국 공개특허 제2008-0036895호(2008.04.29. 공개)
상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명은 충분한 마찰력을 확보하면서도 차동제한장치의 내구성을 향상시킬 수 있으며, 저속이면서 경량인 차량에 적합한 전기 2륜차용 차동제어장치를 제공하기 위한 것을 그 목적으로 한다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로,
변속기에서 인출된 동력에 의해 회전될 수 있도록 샤프트에 설치되는 디퍼렌셜하우징와; 좌,우측사이드기어의 외측에 헬리컬기어로 치합되며 샤프트와 평행하게 위치하도록 디퍼렌셜하우징 내측에 마련된 다수의 포켓(12)에 설치되는 다수의 피니언기어와; 디퍼렌셜하우징의 양측에 샤프트가 스플라인으로 체결되는 좌,우측사이드기어와; 복수의 좌,우측사이드기어의 측면을 막아 디퍼렌셜하우징와 소정 공간에 구속하기 위해 복수의 좌,우측사이드기어의 일측에 각각에 위치되어 디퍼렌셜하우징과 디퍼렌셜캡에 각각 설치되는 엔드와셔와; 좌,우측사이드기어와 다수의 피니언기어(20)의 치합이 용이하게 이루어지도록 함과 동시에 좌,우측사이드기어의 회전 시 가이드할 수 있도록 좌,우측사이드기어와 좌,우측사이드기어의 내측으로 인입되면서 그 사이에 설치되는 센터와셔와; 디퍼렌셜하우징 외측에 결합되는 디퍼렌셜캡;을 특징으로 하는 전기 2륜차용 차동제어장치를 제공한다.
본 발명의 디퍼렌셜하우징은 드라이브사프트가 끼워질 수 있도록 통공과 다수의 피니언기어가 위치될 수 있도록 내측에 다수의 포켓이 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 피니언기어는 2개가 한 셋트로 이루어져 4개의 셋트가 설치되고, 각 셋트는 롱헬리컬기어와 숏헬리컬기어로 이루어지며, 기어의 비틀림각(Helix Angle)은 30°~34°로 형성하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 사이드기어는 샤프트가 결합되는 결합공이 형성되고, 상기 결합공의 내주연에는 샤프트에 형성된 결합돌기가 결합되는 결합홈이 등간격으로 형성되며, 기어의 비틀림각(Helix Angle)은 30°~34°로 형성하는 것을 특징으로 한다..
본 발명의 센터와셔는 링 형태로 이루어져 외주연에 돌기가 형성되고, 상기 돌기는 좌,우측사이드기어의 사이에 위치되어 좌,우측사이드기어의 단면 및 내면에 밀착되게 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명은 헬리컬기어 형식의 차동제한장치로 구조가 간단하고 빠른 응답성을 보유함으로써 농업용 전기 2륜차량에 매우 적합하며 다른 방식에 비해 중량 및 가격면에서 유리한 효과가 있다.
또한, 헬리컬기어의 마찰력을 이용하는 시스템의 원리상 최대 구동력의 확보할 수 있으므로 농업용 전기 2륜차량에 적용하기가 용이한 효과가 있다.
본 발명은 좌,우사이드기어와 피니언기어의 비틀림각(Helix Angle)이 30~34°로 이루어짐으로써 좌,우사이드기어와 피니언기어의 크기를 작게 형성할 수 있고, 이러한 크기가 줄어듦에 따라 전체 크기를 줄어들어 경량의 농업용 저속 운반차량에 설치하여 사용하기가 용이한 효과가 있다.
본 발명은 비틀림각(Helix Angle)을 작게 하여 사이드기어와 피니언기어 사이의 나선 치합에 의한 축 방향 추력이 줄어 들어 엔드와셔와 디퍼렌셜하우징에 마찰반력이 줄어들지만 차량의 중량 및 속도가 낮기 때문에 본래의 목적 기능을 충분히 수행할 수 있으면서 반력이 줄어듬에 따라 부품의 내구성도 향상되는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 센터와셔의 외주연에 돌기를 형성하여 사이드기어와의 접촉면을 크게하여 충분한 마찰력을 발생하는 효과가 있다.
도 1은 전기 2륜차용 차동제어장치를 분리하여 도시한 분리 사시도.
도 2는 도 1의 전기 2륜차용 차동제어장치의 결합구성을 도시한 종단면도.
도 3은 도 1의 전기 2륜차용 차동제어장치의 결합구성을 도시한 횡단면도.
도 4는 도 2의 좌,우측사이드기어와 다수의 피니언기어가 치합된 상태를 도시한 사시도.
도 5는 일반적인 헬리컬기어 형식의 차동제한장치의 분리 사시도.
도 6은 종래의 헬리컬기어 형식의 차동제한장치의 분리 사시도.
이하, 본 발명의 전기 2륜차용 차동제어장치를 설명한다.
본 발명의 전기 2륜차용 차동제어장치는 변속기에서 인출된 동력에 의해 회전될 수 있도록 샤프트에 설치되는 디퍼렌셜하우징(10)와, 좌,우측사이드기어(30)의 외측에 헬리컬기어로 치합되며 샤프트와 평행하게 위치하도록 디퍼렌셜하우징(10) 내측에 마련된 다수의 포켓(12)에 설치되는 다수의 피니언기어(20)와, 디퍼렌셜하우징(10)의 양측에 샤프트가 스플라인으로 체결되는 좌,우측사이드기어(30)와, 복수의 좌,우측사이드기어(30)의 측면을 막아 디퍼렌셜하우징(10)와 소정 공간에 구속하기 위해 복수의 좌,우측사이드기어(30)의 일측에 각각에 위치되어 디퍼렌셜하우징과 디퍼렌셜캡에 각각 설치되는 엔드와셔(40)와, 좌,우측사이드기어(30)와 다수의 피니언기어(20)의 치합이 용이하게 이루어지도록 함과 동시에 좌,우측사이드기어(30)의 회전 시 가이드할 수 있도록 좌,우측사이드기어(30)와 좌,우측사이드기어(30)의 내측으로 인입되면서 그 사이에 설치되는 센터와셔(50)와, 디퍼렌셜하우징(10) 외측에 결합되는 디퍼렌셜캡(60);으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 전기 2륜차용 차동제어장치를 첨부된 도면을 통해 상세하게 설명한다.
본 발명의 전기 2륜차용 차동제어장치는 디퍼렌셜하우징(10), 피니언기어(20), 좌,우측사이드기어(30) 및 디퍼렌셜캡(60)으로 이루어진다.
상기 디퍼렌셜하우징(10)은 드라이브 사프트가 끼워 질 수 있도록 통공(11)과 다수의 피니언기어(20)가 위치될 수 있도록 내측에 다수의 포켓(12)이 형성된다.
상기 피니언기어(20)는 엔진으로부터의 회전력을 전달하는 샤프트(미도시)에 연결되는 디퍼렌셜하우징(10)의 포켓(12)에 설치된다.
상기 피니언기어(20)는 2개가 한 셋트로 이루어져 4개의 셋트가 설치된다.
상기 피니언기어(20)의 각 셋트는 축(21)에 롱헬리컬기어(22)와 숏헬리컬기어(23)가 이루어지고, 상기 롱헬리컬기어(22)와 숏헬리컬기어(23)의 비틀림각(Helix Angle)을 30°~34°로 형성한다.
상기 각 셋트를 이루는 2개의 피니언기어(20)는 서로 반대로 맞대어 배치된다. 즉, 피니언기어(20)의 롱헬리컬기어(22)와 숏헬리컬기어(23)는 인접되는 피니언기어(20)의 숏헬리컬기어(23) 및 롱헬리컬기어(22)와 서로 치합된다.
상기 각 셋트를 이루는 2개의 피니언기어(20)는 각각의 롱헬리컬기어(22)가 상기 좌,우측사이드기어(30)에 각각 치합된다.
상기 사이드기어(30)는 샤프트가 결합되는 결합공(31)이 형성되고, 상기 결합공(31)의 내주연에는 샤프트에 형성된 결합돌기가 결합되는 결합홈(32)이 등간격으로 형성된다. 또한, 상기 사이드기어(30)는 중앙을 중심으로 일측에만 기어의 이가 형성된다. 또한, 상기 사이드기어의 이는 비틀림각(Helix Angle)을 피니언기어(20)의 롱헬리컬기어(22)와 숏헬리컬기어(23)의 비틀림각과 같은 30°~34°로 형성한다.
상기 좌,우측사이드기어(30)는 피니언기어(20)의 사이에 설치되어 샤프트(미도시)와 결합된다. 또한, 상기 디퍼렌셜하우징(10) 내측에 마련된 포켓(12)을 통하여 상기 좌,우측사이드기어(30)에 2개를 한 셋트로 구성된다.
그리고 도 3에 도시된 바와 같이 좌,우측사이드기어(30)와 디퍼렌셜하우징(10) 사이에는 각각 엔드와셔(40)가 설치되며, 좌,우측사이드기어(30) 사이에는 센터와셔(50)가 설치된다.
상기 센터와셔(50)는 좌,우측사이드기어(30)와 다수의 피니언기어(20)의 치합이 용이하게 이루어지도록 함과 동시에 좌,우측사이드기어(30)의 회전 시 가이드할 수 있도록 좌,우측사이드기어(30) 내측으로 각각 인입되면서 좌,우측사이드기어(30) 사이에 설치된다.
상기 센터와셔(50)는 링 형태로 이루어져 외주연에 돌기(51)가 형성되며, 상기 돌기(51)는 좌,우측사이드기어(30)의 사이에 위치되어 좌,우측사이드기어(30)의 단면 및 내면에 밀착되게 설치된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 전기 2륜차용 차동제어장치의 작동을 설명한다.
먼저, 직진 주행시에는 좌,우측사이드기어(30) 사이에 회전 속도차가 발생하지 않으므로 피니언기어(20)들의 자전 없이, 좌,우측사이드기어(30)와 디퍼렌셜하우징(10)이 일체로 회전하게 된다.
또한, 차동 주행시에는 좌,우측사이드기어(30) 사이에 회전 속도차가 발생하여 피니언기어(20)들이 상호 역회전하면서 회전차를 흡수하게 되는데, 디퍼렌셜하우징(10)에 대하여 고속측은 피니언기어(20)들의 공전만큼 증속되고, 저속측은 감속됨으로 차동이 실현된다.
그리고, 차동 제한시에는 전,후륜의 노면 마찰계수가 다른 경우 또는 급격한 선회 등에 좌, 우륜의 부하에 불균형이 생기는 경우, 좌,우측사이드기어(30)의 구동은 상호 영향을 주어 각 좌,우측사이드기어(30)와 피니언기어(20)들 사이에 치합 반력을 발생시키게 되는데, 상기 치합 반력은 헬리컬기어의 치면에 대해 축방향 추력으로 작용한다.
이에 따라 상기 좌,우측사이드기어(30)는 엔드와셔(40)를 밀면서 마찰이 발생하게 되고, 또한, 피니언기어(20)들도 상기 반력에 의해 디퍼런셜하우징(10) 내부면과 마찰이 발생하여 좌,우측사이드기어(30)와 피니언기어(20)가 디퍼렌셜하우징(10)에 축방향으로 미는 힘을 받아 프론트 및 리어 디프렌셜(미도시)에는 동일한 구동 토크 배분 및 회전력 전달을 이루는 차동 제한이 이루어진다.
또한, 피니언기어(20)가 직각 방향으로 미는 힘이 작용하면 좌,우측사이드기어(30)와의 합력에 의해 디퍼렌셜하우징(10) 내의 포켓(12) 부분 부분 사이에서 마찰이 발생하여 차동 제한이 이루어진다.
즉, 차동 제한 토크의 결정적인 요소는 첫번째는, 피니언기어(20), 좌,우측사이드기어(30) 및 피니언기어(20)는 한 쌍의 반력에 따른 피니언기어(20)의 치선과 디퍼런셜하우징(10) 내부의 마찰계수에 의해 결정되고, 두번째는, 좌,우측사이드기어(30) 측면과 엔드와셔(40)와의 마찰 또는 좌,우측사이드기어(30) 사이의 센터와셔(50)와의 접촉면 및 마찰계수에 의해 결정되며, 세번째는, 각 피니언기어(20) 측면과 축 방향의 디퍼런셜하우징과(10)의 마찰계수에 의해 결정되고, 네번째는 각 피니언기어(20) 및 좌,우측사이드기어(30) 치면 사이의 마찰 계수에 의해 결정된다.
또한, 본 발명은 비틀림각(Helix Angle)을 30°~34°로 작게하여 피니언기어(20)와 사이드기어(30) 사이의 나선 치합에 의한 축 방향 추력이 줄어 들어 디퍼렌셜하우징(10)과 엔드와셔(40)에 마찰 반력이 줄어들지만 차량의 중량 및 속도가 낮기 때문에 본래의 목적에 따른 기능을 충분히 수행할 수 있고, 또한, 마찰 반력이 줄어듦에 따라 차동제한장치의 내구성도 향상되는 이점이 있다. 비틀림각(Helix Angle)을 34°보다 크게하는 경우에는 디퍼렌셜하우징(10)과 엔드와셔(40)에 마찰 반력이 크게되어 차동제한장치의 내구성이 저하될 수 있고, 비틀림각(Helix Angle)을 30°보다 작게하는 경우에는 디퍼렌셜하우징(10)과 엔드와셔(40)에 마찰 반력이 줄어들어 차동 제한을 할 수 있는 마찰력을 충분하지 못하게 된다.
그리고 본 발명은 피니언기어(20)와 좌,우사이드기어(30)의 비틀림각(Helix Angle)이 30~34°로 이루어짐으로써 피니언기어(20)와 좌,우사이드기어(30)의 크기를 작게 형성할 수 있고, 이러한 크기가 줄어듦에 따라 차동제한장치의 전체 크기를 줄어들어 차량 총 중량이 700Kg 이하(적재중량 포함)의 농업용 운반차량에서 사용이 적합하다.
상기에서 설명한 바와 같이 본 발명은 구조가 간단하고 빠른 응답성을 보유함으로써 농업용 전기 2륜차량에 매우 적합하며 다른 방식에 비해 중량 및 가격면에서 유리한 점이 있다.
또한, 본 발명은 롱, 숏헬리컬기어(22, 23)의 마찰력을 이용함으로서 최대 구동력의 확보할 수 있어 농업용 전기 2륜차량에 적용하기가 용이한 이점이 있다.
또한, 본 발명은 트랜스 밋션 내부에 구성되어 전륜과 후륜 사이에 구동력을 차륜의 접지력에 근거하여 가변되어 전달할 수 있도록 적용이 가능하다.
본 명세서는 다수의 특정한 구현물의 세부사항들을 포함하지만, 이들은 어떠한 발명이나 청구 가능한 것의 범위에 대해서도 제한적인 것으로서 이해되어서는 안 되며, 오히려 특정한 발명의 특정한 실시형태에 특유할 수 있는 특징들에 대해 설명으로서 이해되어야 한다. 개별적인 실시형태의 문맥에서 본 명세서에 기술된 특정한 특징들은 단일 실시형태에서 조합하여 구현될 수도 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
10: 디퍼렌셜하우징 11: 통공
12: 포켓 20: 피니언기어
21: 축 22: 롱헬리컬기어
23: 숏헬리컬기어 30: 사이드기어
31: 결합공 32: 결합홈
40: 엔드와셔 50: 센터 와샤
51: 돌기 60: 디퍼렌셜캡

Claims (6)

  1. 변속기에서 인출된 동력에 의해 회전될 수 있도록 샤프트에 설치되는 디퍼렌셜하우징(10)와;
    좌,우측사이드기어(30)의 외측에 헬리컬기어로 치합되며 샤프트와 평행하게 위치하도록 디퍼렌셜하우징(10) 내측에 마련된 다수의 포켓(12)에 설치되는 다수의 피니언기어(20)와;
    디퍼렌셜하우징(10)의 양측에 샤프트가 스플라인으로 체결되는 좌,우측사이드기어(30)와;
    복수의 좌,우측사이드기어(30)의 측면을 막아 디퍼렌셜하우징(10)와 소정 공간에 구속하기 위해 복수의 좌,우측사이드기어(30)의 일측에 각각에 위치되어 디퍼렌셜하우징과 디퍼렌셜캡에 각각 설치되는 엔드와셔(40)와;
    좌,우측사이드기어(30)와 다수의 피니언기어(20)의 치합이 용이하게 이루어지도록 함과 동시에 좌,우측사이드기어(30)의 회전 시 가이드할 수 있도록 좌,우측사이드기어(30)와 좌,우측사이드기어(30)의 내측으로 인입되면서 그 사이에 설치되는 센터와셔(50)와;
    디퍼렌셜하우징(10) 외측에 결합되는 디퍼렌셜캡(60);
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 2륜차용 차동제어장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 디퍼렌셜하우징(10)은 드라이브사프트가 끼워질 수 있도록 통공(11)과 다수의 피니언기어(20)가 위치될 수 있도록 내측에 다수의 포켓(12)이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 2륜차용 차동제어장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 피니언기어(20)는 2개가 한 셋트로 이루어져 4개의 셋트가 설치되고, 각 셋트는 롱헬리컬기어(22)와 숏헬리컬기어(23)로 이루어지는 것을 특징으로 하는 전기 2륜차용 차동제어장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 사이드기어(30)는 샤프트가 결합되는 결합공(31)이 형성되고, 상기 결합공(31)의 내주연에는 샤프트에 형성된 결합돌기가 결합되는 결합홈(32)이 등간격으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기 2륜차용 차동제어장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 센터와셔(50)는 링 형태로 이루어져 외주연에 돌기(51)가 형성되고, 상기 돌기(51)는 좌,우측사이드기어(30)의 사이에 위치되어 좌,우측사이드기어(30)의 단면 및 내면에 밀착되게 설치되는 것을 특징으로 하는 전기 2륜차용 차동제어장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 피니언기어(20)와 사이드기어(30)는,
    비틀림각(Helix Angle)을 30°~34°로 형성하여 한 쌍의 반력에 따른 피니언기어(20)의 치선과 디퍼렌셜하우징(10)과 엔드와셔(50) 내부의 마찰계수에 의해 차동 제한 토크가 결정되는 것을 특징으로 하는 전기 2륜차용 차동제어장치.
KR1020200038362D 2020-03-30 2020-03-30 전기 2륜차용 차동제어장치 KR20210121534A (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200038362A KR102318360B1 (ko) 2020-03-30 2020-03-30 전기 2륜차용 차동제어장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20210121534A true KR20210121534A (ko) 2021-10-08

Family

ID=78268356

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200038362A KR102318360B1 (ko) 2020-03-30 2020-03-30 전기 2륜차용 차동제어장치
KR1020200038362D KR20210121534A (ko) 2020-03-30 2020-03-30 전기 2륜차용 차동제어장치

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200038362A KR102318360B1 (ko) 2020-03-30 2020-03-30 전기 2륜차용 차동제어장치

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR102318360B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022100802A1 (de) 2022-01-14 2023-07-20 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Differenzialgetriebe mit drehmomentfühlender Reibeinrichtung

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6053838A (en) 1999-05-13 2000-04-25 American Axle & Manufacturing, Inc. Helical differential assembly
KR102192140B1 (ko) 2019-04-20 2020-12-16 주식회사 삼양감속기 다단 대칭형 테이퍼 더블 헬리컬 기어로 구성되는 중공축 차동 유성기어 감속기

Also Published As

Publication number Publication date
KR102318360B1 (ko) 2021-10-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2737853B2 (ja) 差動ギアユニットおよびこのユニットを用いた駆動力分配方法
US8133146B2 (en) Gear train with split torque
US7306537B2 (en) Differential gearing for vehicle
US5497845A (en) Power transmitting system for vehicle
JP2009197976A (ja) 歯車及びこれを備えた車両用差動装置
EP0563895B1 (en) Differential gear assembly
JPH08268099A (ja) センターデフ用差動歯車装置
US5518464A (en) Torque divider
US20050266954A1 (en) Limited slip differential device suitable for downsizing
KR102318360B1 (ko) 전기 2륜차용 차동제어장치
KR20020017452A (ko) 헬리컬 기어 타입 차동제한장치
JPS58221046A (ja) リミテツドスリツプデイフアレンシヤルギヤ
EP1491796A2 (en) Differential gearing for vehicle
KR20010028665A (ko) 센터 디프렌셜
KR102080773B1 (ko) 차량의 관통형 헬리컬 기어구조
CN211820627U (zh) 斜齿轮的推力负荷减轻结构
KR0149334B1 (ko) 4륜 구동 차량의 전,후륜 차동 제한장치
JPH0949560A (ja) デファレンシャル装置
KR100345137B1 (ko) 센터 디프렌셜
JP3866339B2 (ja) 車両用平行軸型差動装置
KR100534221B1 (ko) 차량용 사륜 구동장치
KR100242069B1 (ko) 상시 4륜 구동장치
KR200175697Y1 (ko) 차동제한장치 구조
JPH06137386A (ja) 差動制限型差動装置
JPH085409Y2 (ja) デファレンシャル装置