KR20220094814A

KR20220094814A - 차량의 구동 상태 전환 장치

Info

Publication number: KR20220094814A
Application number: KR1020200186431A
Authority: KR
Inventors: 김선동
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2020-12-29
Filing date: 2020-12-29
Publication date: 2022-07-06

Abstract

본 발명은 모터와; 상기 모터에 의해 제공되는 동력을 웜기어를 통해 전달받도록 설치된 리드스크류; 상기 리드스크류의 회전에 의해 직선운동 가능하게 설치된 슬라이더; 상기 슬라이더의 직선운동을 전달받아 직선운동하도록 설치된 쉬프트포크; 상기 슬라이더와 쉬프트포크 사이의 양방향 직선 상대 변위를 탄성적으로 흡수할 수 있도록 구비된 댐핑기구; 상기 슬라이더와 쉬프트포크의 직선운동을 가이드하도록 상기 리드스크류에 평행하게 설치된 가이드샤프트를 포함하여 구성된다.

Description

차량의 구동 상태 전환 장치{DRIVING STATE SHIFTING DEVICE OF VEHICLE}

본 발명은 차량의 구동 상태를 전환하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 2WD(2 Wheel Drive) 상태와 4WD(4 Wheel Drive) 상태 사이를 전환하는 장치에 관한 기술이다.

차량이 2WD 상태로 구동되는 경우에는 4WD 상태로 구동되는 경우에 비해 구동 저항이 저감되는 등의 이유로 차량의 연비 향상에 유리하며, 4WD 상태로 구동되는 경우에는 4개의 바퀴가 모두 구동륜으로 기능하면서, 험로나 빙판길 등에서 차량의 구동력 확보에 유리하다.

따라서, 차량의 주행 상황에 따라 2WD 상태와 4WD 상태를 전환할 수 있도록 구동 상태 전환 장치를 구비하여, 차량의 주행 상황에 따라 차량의 구동상태를 전환하도록 한다.

최근에는 차량의 주행 상황을 감지하는 각종 센서의 입력을 받아 컨트롤러가 자동적으로 2WD 상태와 4WD 상태를 전환시키는 구동 상태 전환 장치로서, E-PTU(Electric Power Transfer Unit) 등이 사용된다.

상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 1016661350000 B1

본 발명은 2WD 상태와 4WD 상태 사이를 부드럽고 원활하며 정숙한 동작으로 자동적으로 전환할 수 있도록 하고, 2WD 상태와 4WD 상태를 정확하게 형성하도록 하여 부정확한 작동으로 인한 고장 발생을 방지하며, 내구성을 향상시킬 수 있도록 한 차량의 구동 상태 전환 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 구동 상태 전환 장치는,

모터와;

상기 모터에 의해 제공되는 동력을 웜기어를 통해 전달받도록 설치된 리드스크류;

상기 리드스크류의 회전에 의해 직선운동 가능하게 설치된 슬라이더;

상기 슬라이더의 직선운동을 전달받아 직선운동하도록 설치된 쉬프트포크;

상기 슬라이더와 쉬프트포크 사이의 양방향 직선 상대 변위를 탄성적으로 흡수할 수 있도록 구비된 댐핑기구;

상기 슬라이더와 쉬프트포크의 직선운동을 가이드하도록 상기 리드스크류에 평행하게 설치된 가이드샤프트;

를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 슬라이더는 상기 쉬프트포크를 관통하는 기둥부를 구비하고;

상기 쉬프트포크는 상기 슬라이더의 기둥부가 직선 상대운동 가능하도록 삽입되는 공간을 형성하는 관통부를 구비하며;

상기 댐핑기구는 상기 슬라이더의 기둥부와 상기 쉬프트포크의 관통부 사이에 구성될 수 있다.

상기 댐핑기구는

상기 슬라이더의 기둥부에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 2개의 댐핑슬리브와;

상기 두 댐핑슬리브 사이에 설치된 스프링과;

상기 두 댐핑슬리브가 상기 기둥부에서 슬라이딩 가능한 범위를 제한하도록 구비된 제1스토퍼와;

상기 쉬프트포크의 관통부 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입된 상기 두 댐핑슬리브가 상기 관통부의 외부로 이탈되지 않도록 구속하는 제2스토퍼;

를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 슬라이더의 기둥부는 상대적으로 직경이 큰 대경부와 상대적으로 직경이 작은 소경부가 일체로 연결되어 구성되며;

상기 제1스토퍼는 상기 슬라이더의 대경부와 소경부 사이의 단차부와, 상기 소경부에 설치된 제1스냅링으로 이루어질 수 있다.

상기 제2스토퍼는 상기 쉬프트포크의 관통부 일측에 관통 직경이 축소된 플랜지부와, 상기 플랜지부 맞은편 내경부에 설치된 제2스냅링으로 이루어질 수 있다.

상기 제1스토퍼를 형성하는 상기 단차부와 제1스냅링 사이의 길이는, 상기 제2스토퍼를 형성하는 상기 플랜지부와 제2스냅링 사이의 길이와 동일하게 형성될 수 있다.

상기 쉬프트포크는 상기 관통부로부터 슬리브에 결합되는 포크부가 연장되어 형성되고;

상기 슬라이더에는 상기 쉬프트포크의 포크부가 연장되는 방향을 향해 연장되는 가이드부가 일체로 구비되며;

상기 가이드샤프트는 상기 슬라이더의 가이드부와, 상기 쉬프트포크의 관통부와 포크부 사이를 관통하도록 설치될 수 있다.

상기 쉬프트포크의 직선운동에 따른 위치 변화를 감지할 수 있도록 구비된 리니어센서;

상기 리니어센서의 신호를 입력 받아, 4WD 구동 토크를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하여 구성될 수 있다.

상기 모터는 인코더가 내장된 BLDC모터로 구성되고;

상기 컨트롤러는 상기 모터를 제어하도록 구성될 수 있다.

상기 리니어센서는 상기 쉬프트포크에 고정된 자석의 이동을 비접촉식으로 감지하도록 구성될 수 있다.

본 발명은 2WD 상태와 4WD 상태 사이를 부드럽고 원활하며 정숙한 동작으로 전환할 수 있도록 하고, 2WD 상태와 4WD 상태를 정확하게 형성하도록 하여 부정확한 작동으로 인한 고장 발생을 방지하며, 내구성을 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 차량의 파워트레인을 예시한 도면,
도 2는 본 발명에 따른 차량의 구동 상태 전환 장치의 구성을 도시한 사시도,
도 3은 도 2에서 일부 부품을 삭제하고 본 발명의 주요 구성을 도시한 도면,
도 4는 도 3에서 일부 부품을 삭제하고, 댐핑슬리브와 스프링을 노출시켜 도시한 도면,
도 5는 도 4에서 일부 부품을 삭제하고, 슬라이더와 제1스냅링 및 제2스냅링을 자세히 도시한 도면,
도 6은 도 3의 좌측에서 쉬프트포크를 관찰한 도면,
도 7은 도 6의 Ⅶ-Ⅶ선 단면도,
도 8은 도 7의 단면도를 이용하여, 4WD 상태를 구현하는 과정 중에 발생할 수 있는 상황을 예시한 도면,
도 9는 도 7의 단면도를 이용하여, 2WD 상태를 구현하는 과정 중에 발생할 수 있는 상황을 예시한 도면이다.

본 명세서 또는 출원에 개시되어 있는 본 발명의 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명에 따른 실시 예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명에 따른 실시 예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본 명세서 또는 출원에 설명된 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.

본 발명에 따른 실시 예는 다양한 변경을 가할 수 있고 여러가지 형태를 가질 수 있으므로 특정실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서 또는 출원에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예를 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소는 제1 구성요소로도 명명될 수 있다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.

본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.

도 1은 본 발명이 적용될 수 있는 차량의 파워트레인을 예시한 것으로서, 엔진 등과 같은 동력원(E)의 동력을 변속기(TM)에서 변속하여, 전륜(FW)으로 공급할 수 있도록 구성되어 있고, 상기 변속기(TM)로부터의 동력을 선택적으로 후륜(RW)으로 전달할 수 있도록 구동 상태 전환 장치(PTU)가 구비되어 있으며, 상기 구동 상태 전환 장치(PTU)는 추진축(PS) 및 후방 차동장치(DF)를 통해 후륜(RW)으로 동력을 전달하도록 구성된다.

상기 추진축(PS)이나 후방 차동장치(DF)에는 상기 추진축(PS)을 통해 후륜(RW)으로 전달되는 4WD 구동 토크를 조절할 수 있는 토크조절장치(TC)가 구비될 수 있으며, 상기 토크조절장치(TC)는 차량의 운전상태를 판단하는 컨트롤러(CLR)에 의해 제어될 수 있고, 상기 컨트롤러(CLR)는 상기 토크조절장치(TC)와 함께 상기 구동 상태 전환 장치도 제어하도록 구성될 수 있다.

도 2 내지 도 9를 참조하면, 본 발명 차량의 구동 상태 전환 장치의 실시예는, 모터(1)와; 상기 모터(1)에 의해 제공되는 동력을 웜기어를 통해 전달받도록 설치된 리드스크류(3); 상기 리드스크류(3)의 회전에 의해 직선운동 가능하게 설치된 슬라이더(5); 상기 슬라이더(5)의 직선운동을 전달받아 직선운동하도록 설치된 쉬프트포크(7); 상기 슬라이더(5)와 쉬프트포크(7) 사이의 양방향 직선 상대 변위를 탄성적으로 흡수할 수 있도록 구비된 댐핑기구(9); 상기 슬라이더(5)와 쉬프트포크(7)의 직선운동을 가이드하도록 상기 리드스크류(3)에 평행하게 설치된 가이드샤프트(11)를 포함하여 구성된다.

즉, 본 발명은 상기 모터(1)가 상기 리드스크류(3)를 회전시키면, 상기 슬라이더(5)가 상기 가이드샤프트(11)를 따라 직선 운동하면서, 상기 쉬프트포크(7)를 직선 이동시켜서 2WD 상태와 4WD 상태 사이를 전환하되, 상기 댐핑기구(9)가 상기 쉬프트포크(7)로 이동시키는 슬리브(13)의 걸림 현상 등을 완충하여, 부드럽고 원활한 동작이 가능하도록 하며, 모터(1) 등의 내구성이 저하되지 않도록 하는 것이다.

상기 모터(1)의 회전축에는 웜(15)이 구비되고, 상기 리드스크류(3)에는 웜휠(17)이 설치되어, 상기 웜(15)과 웜휠(17)이 상기 웜기어를 구성한다.

따라서, 상기 모터(1)의 회전에 의해 상기 리드스크류(3)가 회전하게 되지만, 상기 리드스크류(3)의 회전에 의해서는 상기 모터(1)가 회전되지 않아서, 상기 모터(1)가 4WD 상태나 2WD 상태로 상기 리드스크류(3)를 구동한 후에는 지속적으로 전류를 공급하지 않아도 저절로 그 상태가 유지되는 셀프 록킹(Self-Locking) 기능이 구현된다.

상기 슬라이더(5)는 상기 쉬프트포크(7)를 관통하는 기둥부(19)를 구비하고, 상기 쉬프트포크(7)는 상기 슬라이더(5)의 기둥부(19)가 직선 상대운동 가능하도록 삽입되는 공간을 형성하는 관통부(21)를 구비하며, 상기 댐핑기구(9)는 상기 슬라이더(5)의 기둥부(19)와 상기 쉬프트포크(7)의 관통부(21) 사이에 구성된다.

상기 댐핑기구(9)는 상기 슬라이더(5)의 기둥부(19)에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 2개의 댐핑슬리브(23)와; 상기 두 댐핑슬리브(23) 사이에 설치된 스프링(25)과; 상기 두 댐핑슬리브(23)가 상기 기둥부(19)에서 슬라이딩 가능한 범위를 제한하도록 구비된 제1스토퍼와; 상기 쉬프트포크(7)의 관통부(21) 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입된 상기 두 댐핑슬리브(23)가 상기 관통부(21)의 외부로 이탈되지 않도록 구속하는 제2스토퍼를 포함하여 구성된다.

상기 슬라이더(5)의 기둥부(19)는 상대적으로 직경이 큰 대경부(27)와 상대적으로 직경이 작은 소경부(29)가 일체로 연결되어 구성되며; 상기 제1스토퍼는 상기 슬라이더(5)의 대경부(27)와 소경부(29) 사이의 단차부(31)와, 상기 소경부(29)에 설치된 제1스냅링(33)으로 이루어진다.

상기 제2스토퍼는 상기 쉬프트포크(7)의 관통부(21) 일측에 관통 직경이 축소된 플랜지부(35)와, 상기 플랜지부(35) 맞은편 내경부에 설치된 제2스냅링(37)으로 이루어진다.

즉, 상기 두 댐핑슬리브(23)와 스프링(25)은 상기 슬라이더(5)에 대해서는 상기 단차부(31)와 제1스냅링(33)에 의해 구속되어 있고, 상기 쉬프트포크(7)에 대해서는 상기 플랜지부(35)와 제2스냅링(37)에 의해 구속되어 있는 상태이다.

여기서, 상기 제1스토퍼를 형성하는 상기 단차부(31)와 제1스냅링(33) 사이의 길이는, 상기 제2스토퍼를 형성하는 상기 플랜지부(35)와 제2스냅링(37) 사이의 길이와 동일하게 형성되는 것이 불필요한 소음을 방지할 수 있다.

본 발명의 구동 상태 전환 장치는 도 7을 기준으로 상기 쉬프트포크(7)가 좌측으로 이동되도록 하면 4WD 상태를 형성하고, 우측으로 이동되면 2WD 상태를 형성하도록 구성된다.

즉, 상기 쉬프트포크(7)가 결합되어 있는 슬리브(13)를 좌측으로 이동시키면, 구동축(39)을 베벨기어가 구비된 입력축(41)에 연결하여, 동력원(E)으로부터 상기 구동축(39)을 통해 제공되는 동력을 베벨기어를 통해 출력축(43)으로 전달할 수 있는 상태가 되고, 상기 슬리브(13)를 우측으로 이동시키면, 상기 슬리브(13)가 입력축(41)을 상기 구동축(39)으로부터 해제하여 상기 출력축(43)으로는 동력이 전달되지 않게 되는 것이다.

물론, 상기 출력축(43)은 추진축(PS)에 연결되어 후륜(RW)으로 동력을 전달할 수 있도록 연결된다.

상기와 같이 4WD 상태를 형성하기 위해, 도 7의 상태로부터, 상기 모터(1)로 상기 리드스크류(3)를 회전시켜서, 상기 쉬프트포크(7)가 좌측으로 이동되면, 상기 슬리브(13)는 좌측으로 이동되는데, 상기 슬리브(13)가 상기 구동축(39)에 원활하게 치합되지 못하는 경우에는 일시적으로 도 8에 도시된 바와 같은 상태가 형성되면서 상기 댐핑기구(9)의 댐핑 기능이 발휘된다.

즉, 상기 쉬프트포크(7)는 좌측으로 이동하다가 슬리브(13)의 이동이 멈춰지면, 함께 멈춰지게 되지만, 상기 슬라이더(5)는 상기 모터(1)가 4WD 상태를 구현하기 위한 목표 위치까지 계속해서 회전됨에 따라 계속 좌측으로 이동하게 되는데, 이때 발생하는 상기 슬라이더(5)와 쉬프트포크(7) 사이의 직선 상대 변위를 상기 두 댐핑슬리브(23) 사이의 스프링(25)이 압축되면서 탄성적으로 흡수하게 되는 것이다.

따라서, 상기와 같이 슬리브(13)의 의도치 않은 멈춤이 발생하는 경우에도 상기 모터(1)에 무리를 주지 않아 모터(1)의 내구성을 확보할 수 있다.

물론, 이후 상기 슬리브(13)의 걸림 상태가 해제되면, 상기 슬리브(13)와 쉬프트포크(7)는 상기 스프링(25)의 탄성력에 의해 4WD 상태를 구현하기 위한 목표 위치까지 이동하게 된다.

또한, 반대로 4WD 상태로부터 2WD 상태로 전환하기 위해, 상기 모터(1)를 역회전시켜서, 상기 슬라이더(5)가 우측으로 이동되도록 할 때에도, 상기 슬리브(13)가 상기 구동축(39)으로부터 잘 분리되지 않고 중간에 멈춰지는 현상이 발생하면, 도 9에 도시된 바와 같이, 슬라이더(5)는 모터(1)의 회전에 의해 계속해서 우측으로 이동하고, 쉬프트포크(7)는 멈춰짐에 의해 발생하는 직선 상대 변위를 상기 스프링(25)이 탄성적으로 흡수하였다가, 상기 슬리브(13)가 구동축(39)으로부터 해제되면, 탄성력에 의해 상기 쉬프트포크(7) 및 슬리브(13)가 2WD 상태를 구현하기 위한 목표 위치까지 이동하게 되는 것이다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 상기 모터(1)의 정회전 및 역회전만에 의해 상기 슬리브(13)를 4WD 상태와 2WD 상태를 구현하기 위한 목표 위치로 부드럽고 원활하게 이동시키며, 혹시 중간에 슬리브(13)의 멈춤 현상이 발생하는 경우에도 상기 댐핑기구(9)에 의해 부드럽게 완충하여, 모터(1)의 과부하를 방지하고 내구성을 확보할 수 있게 된다.

상기 쉬프트포크(7)는 상기 관통부(21)로부터 슬리브(13)에 결합되는 포크부(45)가 연장되어 형성되고; 상기 슬라이더(5)에는 상기 쉬프트포크(7)의 포크부(45)가 연장되는 방향을 향해 연장되는 가이드부(47)가 일체로 구비되며; 상기 가이드샤프트(11)는 상기 슬라이더(5)의 가이드부(47)와, 상기 쉬프트포크(7)의 관통부(21)와 포크부(45) 사이를 관통하도록 설치되는 구성이다.

따라서, 상기 리드스크류(3)의 회전에 의해 상기 슬라이더(5)가 상기 가이드샤프트(11)를 따라 직선적으로 이동하게 되고, 그 이동력은 상기 댐핑기구(9)를 통해 상기 쉬프트포크(7)로 전달되며, 상기 쉬프트포크(7)는 상기 슬리브(13)를 직선 이동시키게 되는 것이다.

즉, 상기 가이드부(47)는 상기 가이드샤프트(11)와 함께, 상기 리드스크류(3)의 회전에 의해 상기 슬라이더(5)가 회전되지 않고 직선 변위를 형성하도록 함과 아울러, 상기 슬라이더(5)가 가이드샤프트(11)를 따라 직선 운동하도록 가이드하는 역할을 함께 수행하는 것이며, 상기 가이드샤프트(11)는 상기 슬라이더(5)의 직선 운동은 물론, 상기 쉬프트포크(7)의 직선운동을 함께 가이드하도록 하여 부품수를 최소화할 수 있도록 하는 것이다.

한편, 본 실시예는, 상기 쉬프트포크(7)의 직선운동에 따른 위치 변화를 감지할 수 있도록 구비된 리니어센서(49); 상기 리니어센서(49)의 신호를 입력 받아, 4WD 구동 토크를 제어하는 상기 컨트롤러(CLR)를 더 포함한다.

또한, 본 실시예에서, 상기 모터(1)는 인코더가 내장된 BLDC모터(1)로 구성되고, 상기 컨트롤러(CLR)는 상기 모터(1)를 제어하도록 구성된다.

본 실시예에서, 상기 리니어센서(49)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 쉬프트포크(7)에 고정된 자석(51)의 이동을 비접촉식으로 감지하도록 구성된다.

즉, 상기 컨트롤러(CLR)는 상기 쉬프트포크(7)의 위치를 상기 자석(51)의 위치를 감지하는 리니어센서(49)의 신호에 의해 정확하게 판단할 수 있도록 구성된 것이며, 아울러 상기 모터(1)를 구동하여 상기 쉬프트포크(7)를 이동시켜서 4WD 상태와 2WD 상태 사이를 전환할 수 있도록 구성된 것이다.

상기 컨트롤러(CLR)가 상기 모터(1)를 구동하여 4WD 상태를 구현하려고 할 때, 예컨대, 중간에 상기 도 8에 도시된 것과 같은 상태가 발생하는 경우, 상기 컨트롤러(CLR)는 상기 모터(1)의 인코더를 통해 4WD 목표 위치까지 모터(1)의 회전이 완료된 것을 알 수 있지만, 상기 리니어센서(49)를 통해 실질적으로 상기 쉬프트포크(7)가 4WD 상태를 구현하기 위한 목표 위치까지 이동하였는지를 추가로 확인하여, 상기 리니어센서(49)를 통해 쉬프트포크(7)가 목표 위치로 이동된 것을 확인한 후에 상기 토크조절장치(TC)를 제어하여 4WD 구동 토크를 인가하도록 해야 한다.

즉, 상기 컨트롤러(CLR)가 상기 모터(1)의 회전이 완료된 것만 확인하고 바로 토크조절장치(TC)를 통해 4WD 구동 토크를 인가하려고 하는 경우에는, 상기 슬리브(13)가 정위치에 체결된 상태에서는 상관없지만, 그렇지 않고, 도 8에 설명한 바와 같이 슬리브(13)가 구동축(39)에 불완전하게 치합된 상태에서, 4WD 구동 토크를 인가하게 되면, 슬리브(13)와 구동축(39) 사이에 소음이 발생하거나, 슬리브(13)와 구동축(39) 사이의 치합부 마모 또는 파손이 발생할 수 있으므로, 상기한 바와 같이 리니어센서(49)를 통해 실질적으로 슬리브(13)가 목표 위치로 이동된 것을 확인한 후에 4WD 구동 토크를 인가해야 하는 것이다.

따라서, 본 발명에 의하면, 상기 슬리브(13)와 구동축(39) 사이의 치합부 내구성을 크게 향상시킬 수 있으며, 불필요한 소음의 발생을 방지할 수 있다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 모터
3; 리드스크류
5; 슬라이더
7; 쉬프트포크
9; 댐핑기구
11; 가이드샤프트
13; 슬리브
15; 웜
17; 웜휠
19; 기둥부
21; 관통부
23; 댐핑슬리브
25; 스프링
27; 대경부
29; 소경부
31; 단차부
33; 제1스냅링
35; 플랜지부
37; 제2스냅링
39; 구동축
41; 입력축
43; 출력축
45; 포크부
47; 가이드부
49; 리니어센서
51; 자석
E; 동력원
TM; 변속기
FW; 전륜
RW; 후륜
PTU; 구동 상태 전환 장치
PS; 추진축
TC; 토크조절장치
CLR; 컨트롤러

Claims

모터와;
상기 모터에 의해 제공되는 동력을 웜기어를 통해 전달받도록 설치된 리드스크류;
상기 리드스크류의 회전에 의해 직선운동 가능하게 설치된 슬라이더;
상기 슬라이더의 직선운동을 전달받아 직선운동하도록 설치된 쉬프트포크;
상기 슬라이더와 쉬프트포크 사이의 양방향 직선 상대 변위를 탄성적으로 흡수할 수 있도록 구비된 댐핑기구;
상기 슬라이더와 쉬프트포크의 직선운동을 가이드하도록 상기 리드스크류에 평행하게 설치된 가이드샤프트;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 구동 상태 전환 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 슬라이더는 상기 쉬프트포크를 관통하는 기둥부를 구비하고;
상기 쉬프트포크는 상기 슬라이더의 기둥부가 직선 상대운동 가능하도록 삽입되는 공간을 형성하는 관통부를 구비하며;
상기 댐핑기구는 상기 슬라이더의 기둥부와 상기 쉬프트포크의 관통부 사이에 구성되는 것
을 특징으로 하는 차량의 구동 상태 전환 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 댐핑기구는
상기 슬라이더의 기둥부에 슬라이딩 가능하게 삽입되는 2개의 댐핑슬리브와;
상기 두 댐핑슬리브 사이에 설치된 스프링과;
상기 두 댐핑슬리브가 상기 기둥부에서 슬라이딩 가능한 범위를 제한하도록 구비된 제1스토퍼와;
상기 쉬프트포크의 관통부 내부에 슬라이딩 가능하게 삽입된 상기 두 댐핑슬리브가 상기 관통부의 외부로 이탈되지 않도록 구속하는 제2스토퍼;
를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 구동 상태 전환 장치.
청구항 3에 있어서,
상기 슬라이더의 기둥부는 상대적으로 직경이 큰 대경부와 상대적으로 직경이 작은 소경부가 일체로 연결되어 구성되며;
상기 제1스토퍼는 상기 슬라이더의 대경부와 소경부 사이의 단차부와, 상기 소경부에 설치된 제1스냅링으로 이루어진 것
을 특징으로 하는 차량의 구동 상태 전환 장치.
청구항 4에 있어서,
상기 제2스토퍼는 상기 쉬프트포크의 관통부 일측에 관통 직경이 축소된 플랜지부와, 상기 플랜지부 맞은편 내경부에 설치된 제2스냅링으로 이루어진 것
을 특징으로 하는 차량의 구동 상태 전환 장치.
청구항 5에 있어서,
상기 제1스토퍼를 형성하는 상기 단차부와 제1스냅링 사이의 길이는, 상기 제2스토퍼를 형성하는 상기 플랜지부와 제2스냅링 사이의 길이와 동일하게 형성되는 것
을 특징으로 하는 차량의 구동 상태 전환 장치.
청구항 2에 있어서,
상기 쉬프트포크는 상기 관통부로부터 슬리브에 결합되는 포크부가 연장되어 형성되고;
상기 슬라이더에는 상기 쉬프트포크의 포크부가 연장되는 방향을 향해 연장되는 가이드부가 일체로 구비되며;
상기 가이드샤프트는 상기 슬라이더의 가이드부와, 상기 쉬프트포크의 관통부와 포크부 사이를 관통하도록 설치되는 것
을 특징으로 하는 차량의 구동 상태 전환 장치.
청구항 1에 있어서,
상기 쉬프트포크의 직선운동에 따른 위치 변화를 감지할 수 있도록 구비된 리니어센서;
상기 리니어센서의 신호를 입력 받아, 4WD 구동 토크를 제어하는 컨트롤러를 더 포함하여 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 구동 상태 전환 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 모터는 인코더가 내장된 BLDC모터로 구성되고;
상기 컨트롤러는 상기 모터를 제어하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 구동 상태 전환 장치.
청구항 8에 있어서,
상기 리니어센서는 상기 쉬프트포크에 고정된 자석의 이동을 비접촉식으로 감지하도록 구성된 것
을 특징으로 하는 차량의 구동 상태 전환 장치.