KR920002335B1

KR920002335B1 - 4-wheel driving equipment

Info

Publication number: KR920002335B1
Application number: KR1019890020426A
Authority: KR
Inventors: 박상철; 이상신
Original assignee: 현대자동차 주식회사; 이양섭
Priority date: 1989-12-30
Filing date: 1989-12-30
Publication date: 1992-03-21
Also published as: KR910011525A

Abstract

A four wheel drive device, using the action of a viscous coupling, comprises a central differencial gear receiving engine power from the transmission, a viscouse coupling controlling the torque of both rear and front wheels according tothe load of them, and both front and rear wheel differentials providing both rear and front wheels with torque from the central differencial. A hollow shaft passing through the front wheel differential housing and the viscouse coupling, and another hollow shaft connected to the vessel body of the viscous coupling including one of the side bevel gear and moving gear, are arranged concentrically to the center of the shaft of the central differential.

Description

Always four wheel drive

제1도는 본 발명에 관련하는 4륜 구동차량의 동력 계통도.1 is a power system diagram of a four-wheel drive vehicle according to the present invention.

제2도는 본 발명의 주요부를 도시하는 단면구조도.2 is a cross-sectional structure diagram showing a main part of the present invention.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for main parts of the drawings

4 : 전륜 6 : 후륜4: front wheel 6: rear wheel

10 : 엔진 20 : 변속기10 engine 20 transmission

40 : 중앙측 차동기 48 : 중공축40: center differential 48: hollow shaft

50 : 전륜용 차동기 51 : 추진축50: front wheel differential 51: propulsion shaft

57 : 교차축 60 : 비스코스 커플링57: cross axis 60: viscose coupling

70 : 후륜용 차동기70: rear wheel differential

본 발명의 4륜 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비스코스 커플링의 작용을 이용한 상시 4륜 구동장치의 구조를 보다 간결하게 개선한 상시 4륜 구동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a four-wheel drive device of the present invention, and more particularly, to a four-wheel drive device in which the structure of a regular four-wheel drive device using the action of a viscose coupling is more concisely improved.

4륜 구동장치는 운전자의 조작에 따라 2륜 구동에서 4륜 구동이 선택되는 수동 단속식과, 조작여부에 관계없이 항상 엔진의 동력을 4륜에 분배하여 주는 상시 4륜 구동식이 있다.The four-wheel drive system includes a manual intermittent type in which four-wheel drive is selected in two-wheel drive according to a driver's operation, and a regular four-wheel drive type that always distributes engine power to four wheels regardless of operation.

4륜 구동차량은 엔진의 동력을 4륜에 균등하게 분배하여 각 차륜의 회전력을 증대시키므로 고르지 못한 노면, 눈길이나, 빙판, 흙탕길 등에서 뛰어난 주행성능을 나타내는 이점이 있으나, 다른 한편으로는 전륜용 차동장치와 후륜용 차동장치, 그리고 이들 양 차동장치로 동력을 분배하여주는 중앙차동장치 및 트랜스퍼 케이스를 필요로 하기 때문에 부품수의 증가 및 차량의 증대를 초래하는 문제도 안고 있다.Four-wheel drive vehicles distribute the engine's power equally to the four wheels to increase the rotational force of each wheel, resulting in excellent running performance on uneven roads, snow, ice and muddy roads. There is also a problem that increases the number of parts and increases the vehicle, because it requires a device, a rear wheel differential, and a central differential and a transfer case that distributes power to both differentials.

한편, 점차로 보편화되고 있는 전륜 구동차량은 엔진과 변속기, 그리고 차동장치를 횡치시키고 있어서, 다른 형식의 차량에 비하여 4륜 구동시스탬을 보다 간결하게 할 수 있는 가능성을 갖고 있다.On the other hand, the increasingly common front-wheel drive vehicles transverse engines, transmissions, and differentials, and have the possibility of making four-wheel drive systems more compact than other types of vehicles.

전륜 구동차량에 있어서, 상시 4륜 구동장치는 전륜용 차동기와 후륜용 차동기 그리고 이들 사이로 동력을 분해하는 중앙 차동기 및 비스코스 커플링으로 구성된다.In front-wheel drive vehicles, the four-wheel drive is always composed of a front wheel differential and a rear wheel differential and a central differential and viscose coupling separating power between them.

상기한 비스코스 커플링은 원통상 용기체의 내부에 여러개의 구멍이 뚫린 2종류의 디스크를 번갈아 중첩 수용하고, 1종류의 디스크는 한쪽 축에, 그리고 다른 종류의 디스크는 다른쪽 축에 연결시킨 다음, 전기한 용기체에 점성이 높은 실리콘오일을 채우고 밀봉시킨 것으로서, 전기한 2종류의 디스크 사이에서 실리콘오일이 동력전달 매개체로 작용하여, 양 축에 가해지는 부하에 따라 양 축 사이를 등속 또는 차동이음시켜 준다.The above-mentioned viscose coupling alternately accommodates two types of discs with multiple holes inside the cylindrical container body, one type disc is connected to one axis, and the other type is connected to the other axis. In this case, the highly viscous silicone oil is filled and sealed in the container body.Silicone oil acts as a power transmission medium between the two types of disks, and is uniformly or differentially applied between the two shafts depending on the load applied to the two shafts. Let me join.

비스코스 커플링을 갖춘 4륜 구동장치의 예로는 미국특허 제4,645,029호, 제4650028호 등이 있으며, 구조적인 측면에서 중앙측 차동기와 비스코스 커플링이 전륜 차동축상에 배치되는 것과, 비스코스 커플링이 후륜축 사이에 배치되어 후륜용 차동기를 생략할 수 있게 한 것으로 나눌 수 있다.Examples of four-wheel drive devices with viscose couplings include U.S. Patent Nos. 4,645,029 and 4650028. In terms of construction, the central side differential and the viscose coupling are disposed on the front wheel differential shaft, and the viscose coupling It can be divided into the one arranged between the rear axle, which makes it possible to omit the rear differential.

그런데, 중앙측 차동기와 비스코스 커플링이 전륜 차동축상에 배치될 경우, 전륜용 차동기와 중앙측 차동기를 병합구성함에 따라 구조의 복잡화를 피할 수 없게 된다.However, when the center side differential and the viscose coupling are disposed on the front wheel differential shaft, the structure complexity cannot be avoided by merging the front side differential and the center side differential.

또, 비스코스 커플링을 후륜용 차동기와 대체시킬 경우에는, 전륜 차동축 상의 중앙측 차동기로부터 동력을 분배받기 위한 별도의 기어군을 필요로 하기 때문에 중량이 증대되고, 더구나 전,후륜 측으로의 동력분배가 노면 상태에 맞추어 변화될 수 없어서 주행성이 다소 떨어지게된다.In addition, when the viscose coupling is replaced with the rear wheel differential, the weight is increased because a separate gear group for distributing power from the central differential on the front wheel differential shaft is required. The power distribution cannot be changed in accordance with the road surface condition, and thus the driving performance is somewhat reduced.

본 발명의 목적은 전륜 차동축 상에 중앙측 차동기와 비스코스 커플링을 배치한 상시 4륜 구동장치에 있어서, 구조를 간단히 하여 조립생산이 용이한 상시 4륜 구동장치를 제공함에 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an all-time four-wheel drive device in which the central differential and viscose couplings are arranged on a front wheel differential shaft, the assembly of which is simple and easy to manufacture and manufacture.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면에 따라 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제1도는 본 발명에 관련하는 상시 4륜 구동장치가 적용된 전륜 구동차량의 개략적인 동력계통을 도시한다.1 shows a schematic power system of a front wheel drive vehicle to which a constant four wheel drive apparatus according to the present invention is applied.

엔진(10)은 변속기(20)와 함께 횡치되고, 전기한 엔진(10)의 동력은 통상의 클러치(30)를 경유하여 변속기(20)로 전달된다.The engine 10 is traversed with the transmission 20, and the electric power of the engine 10 that has been transmitted is transmitted to the transmission 20 via the normal clutch 30.

변속기(20)의 출력기어(21)에는 중앙측 차동기(40)의 종동기어(41)가 치차연결되어 있으며, 전기한 중앙측 차동기(40)와 함께 전륜용 차동기(50) 및 비스코스 커플링(60)이 나란하게 배열되어 하우징(22)에 의해 보호되어 있다.The output gear 21 of the transmission 20 is gear-connected with the driven gear 41 of the center differential 40, and the front wheel differential 50 and the viscose together with the center differential 40 described above. The couplings 60 are arranged side by side and protected by the housing 22.

엔진(10)의 동력을 후륜에 전달하여 주는 추진축(51)은 통상의 유니버샬 조인트(52)를 경유하여 후륜용 차동기(70)와 치차연결되어 있다.The propulsion shaft 51 which transmits the power of the engine 10 to the rear wheels is toothedly connected to the rear wheel differential 70 via a common universal joint 52.

좌우 1쌍의 전륜(4)과 후륜(6)은 통상의 차량과 동일한 구조로 배치되어 있다.The left and right pairs of front wheels 4 and rear wheels 6 are arranged in the same structure as a normal vehicle.

제2도는 본 발명을 구현한 상시 4륜 구동장치의 주요부 구성을 도시한다.Figure 2 shows the configuration of the main part of the always-four-wheel drive device embodying the present invention.

일측에 상기한 변속기(20)의 출력축(21)과 치차연결된 종동기어(41)를 보유하는 중앙측 차동기(40)의 차동하우징(42)은 내부에 전륜 차동축(43)을 관통 지지하고 있다.The differential housing 42 of the central side differential shaft 40 having the driven gear 41 geared to the output shaft 21 of the transmission 20 on one side thereof supports the front wheel differential shaft 43 therethrough. have.

보다 상세하게는 상기한 전륜 차동축(43)은 차동하우징(42)의 내부에 배열된 사이드 베벨피니언(44)(45)의 중심을 관통하여 회전 가능하게 지지되어 있다.More specifically, the front wheel differential shaft 43 is rotatably supported through the center of the side bevel pinions 44 and 45 arranged inside the differential housing 42.

이들 사이드 베벨피니언(44)(45)은 중간에 개재되는 차동베벨피니언 (46) (47)과 함께 중앙측 차동기어군을 형성한다.These side bevel pinions 44 and 45 together with the differential bevel pinions 46 and 47 intervening in the middle form a center side differential gear group.

또, 일측 사이드 베벨피니언(45)의 후단부는 전륜 차동축(43)을 따라 차동하우징(42)의 외부로 연장되어, 비스코스 커플링(60)의 용기체(61)와 일체로 연결되는 중공축(48)을 구성하고 있으며, 전기한 용기체(61)의 바로 앞측에는 상술한 추진축(51)의 베벨피니언(52)과 치차연결되는 구동기어(49)가 형성되어 있다.In addition, the rear end of the one side bevel pinion 45 extends to the outside of the differential housing 42 along the front wheel differential shaft 43, the hollow shaft which is integrally connected to the container body 61 of the viscose coupling 60 48, the drive gear 49 which is gear-connected with the bevel pinion 52 of the propulsion shaft 51 mentioned above is formed just in front of the container body 61 mentioned above.

한편, 타측 사이드 베벨피니언(44)는 상기한 전륜 차동축(43)과 중공축(48) 사이에 개재되고 상기한 용기체(61)의 내부에 수용된 전륜용 차동기(50)의 하우징(53)을 일체로 포함하는 커플링 중공축(54)과 연결되어 있다.On the other hand, the other side bevel pinion 44 is interposed between the front wheel differential shaft 43 and the hollow shaft 48 and the housing 53 of the front wheel differential 50 accommodated in the container body 61 described above. It is connected to the coupling hollow shaft 54 which includes a).

상술한 용기체(61)의 내부에 수용되어 잇는 전륜동 차동기(50)은 1쌍의 차동 베벨피니언(55)(56)이 지지된 교차축(57)을 중심으로 대향 배열되는 전륜 차동축 (43)과 대향축(56)에 의해 지지되어 전기한 양 차동베벨피니언(55)(56)과 치차연결되는 1쌍의 사이드 베벨기어(58)(59)로 구성되어 있다.The all-wheel drive differential 50 accommodated in the container body 61 mentioned above is a front-wheel differential shaft which opposes about the crossing shaft 57 to which the pair of differential bevel pinions 55 and 56 were supported. It consists of a pair of side bevel gears 58 and 59 which are geared and connected with both differential bevel pinions 55 and 56 supported by the 43 and the opposing shaft 56.

비스코스 커플링(60)의 용기체(61)은 상기한 전륜용 차동기(50)이 수용되는 공간과는 별도로 구획된 공간(62)을 보유하고 있으며, 이 공간(62)의 내부에는 비교적 큰 직경의 외부판(63)이 전기한 용기체(61)의 내주면에, 그리고 비교적 작은 직경의 내부판(64)이 상기한 커플링 중동축(54)의 단부측 외주에 각각 번갈아 중첩배치되어 세레이션 이음 등의 방법을 통해 동력전달 가능하게 연결되어 있고, 또 공간(62)은 점성이 높은 실리콘오일이 충만된 채로 밀폐되어 있다.The container body 61 of the viscose coupling 60 has a space 62 partitioned separately from the space in which the front wheel differential 50 is accommodated, and inside the space 62 is relatively large. On the inner circumferential surface of the container body 61 of which the outer diameter plate 63 of the diameter was described, and the inner diameter 64 of a relatively small diameter are alternately arranged and arranged on the outer periphery of the end side of the coupling middle east shaft 54 mentioned above, It is connected to the power transmission system through a method such as a ration joint, and the space 62 is sealed while filled with highly viscous silicon oil.

또한, 추진축(51)의 후단측에 배치되는 후륜용 차동기(70)는 추진축(51)의 종단측 구동피니언(72)과 맞물리는 링기어(73), 그리고 하우징의 내부에 수용되어 후륜(6)으로 토오크를 전달하는 1쌍의 차동 베벨피니언(74)(75) 및 1쌍의 사이드 베벨기어(76)(77)로 구성되어 있다.Further, the rear wheel differential 70 disposed at the rear end side of the propulsion shaft 51 is provided with a ring gear 73 engaged with the end-side driving pinion 72 of the propulsion shaft 51, and the rear wheel ( 6) and a pair of differential bevel pinions 74 and 75 and a pair of side bevel gears 76 and 77 which transmit torque to each other.

이와 같이 구성된 본 발명의 상시 4륜 구동장치에 의한 엔진의 동력 분배과정을 설명하면 다음과 같다.Referring to the power distribution process of the engine by the permanent four-wheel drive device of the present invention configured as described above are as follows.

엔진(10)의 동력은 변속기(20)의 출력기어(21)에서 종동기어(41)로 전달되고, 이에 따라 차동하우징(42)이 회전하여 양 차동 베벨기어(46)(47)를 통해 엔진 동력의 종감속이 이루어진 다음, 전륜측으로 가해지는 토오크는 타측 사이드 베벨피니언 (44), 커플링 중공축(54)을 경유하여 전륜용 차동기(50)의 하우징(53)으로, 또한 후륜측으로 가해지는 토오크는 일측 사이드 베벨피니언(45), 중공축(48), 구동기(49) 및 베벨피니언(52), 추진축(51)을 경유하여 후륜용 차동기(70)으로 전달된다.Power of the engine 10 is transmitted from the output gear 21 of the transmission 20 to the driven gear 41, whereby the differential housing 42 is rotated so that the engine through both differential bevel gears 46, 47 After longitudinal deceleration of the power, torque applied to the front wheel side is applied to the housing 53 of the front wheel differential 50 via the other side bevel pinion 44 and the coupling hollow shaft 54, and also to the rear wheel side. The lost torque is transmitted to the rear wheel differential 70 via one side bevel pinion 45, hollow shaft 48, driver 49 and bevel pinion 52, and propulsion shaft 51.

상술한 토오크 분배과정 중에, 전륜측 토오크의 일부는 타측 사이드 베벨피니언(44)로부터 커플링 중공축(54)를 경유하여 내부판(64)에 가해지고, 또 후륜측 토오크의 일부는 일측 사이드 베벨피니언(45)로부터 중공축(48)을 거쳐 용기체(61)과 연결된 외부판(63)으로 가해진다.During the torque distribution process described above, part of the front wheel torque is applied from the other side bevel pinion 44 to the inner plate 64 via the coupling hollow shaft 54, and part of the rear wheel torque is one side bevel. It is applied from the pinion 45 to the outer plate 63 connected with the container body 61 via the hollow shaft 48.

한편, 상기한 외부판(63) 및 내부판(64)은 용기체(61)의 내부에 충만된 실리콘오일을 매개체로 하여 상호 동력전달이 가능하게 되어 있는 것이므로, 이들 내부판과 외부판 사이에 토오크 차이가 있을 때는, 실리콘오일의 전단저항에 의해 토오크가 큰쪽이 감소되고 작은쪽은 반대로 증대되게 하는 토오크 분배효과를 나타낸다.On the other hand, since the outer plate 63 and the inner plate 64 is capable of mutual power transfer using the silicon oil filled in the interior of the container body 61, the inner plate and the outer plate between the inner plate and the outer plate. When there is a torque difference, the torque distribution effect causes the larger torque to decrease and the smaller to increase due to the shear resistance of the silicon oil.

그 결과로 노면에서 전, 후륜으로 가해지는 부하에 맞추어 엔진의 동력이 분배되어진다.As a result, the engine's power is distributed according to the load applied to the front and rear wheels on the road surface.

예로서 설명하면, 노면을 통해 가해지는 부하가 전륜측이 후륜측 보다 클 경우에는 내부판(64)의 토오크가 외부판(63)에 비해 상대적으로 작아지게 되지만, 상술한 비스코스 커플링(60)의 토오크 조절기능에 의해, 후륜측으로 분배되는 토오크가 감소됨과 동시에 전륜측으로 가해지는 토오크는 증대되어, 상호 균형을 이루게 됨으로써 항상 노면상태에 알맞는 주행이 이루어지게 되는 것이다.For example, when the load applied through the road surface is larger than the rear wheel side of the front wheel side, the torque of the inner plate 64 becomes relatively smaller than that of the outer plate 63, but the above-described viscose coupling 60 By the torque adjusting function of the torque, the torque distributed to the rear wheel side is reduced and the torque applied to the front wheel side is increased, thereby achieving mutual balance, so that the driving suitable for the road surface is always performed.

전,후륜측 토오크를 전달받아 회전되는 전,후륜(4)(6)의 좌,우측은 각각 전륜용 차동기(50)와 후륜용 차동기(70)에 의해 나누어 설치되어 있어서 곡선주행시에 좌,우측륜이 차동된다.The left and right sides of the front and rear wheels (4) and (6), which are rotated by receiving the front and rear wheel torques, are divided by the front wheel differential (50) and the rear wheel differential (70), respectively. The right wheel is differential.

이때의 차동은 종래와 동일한 방식에 의해 나타나는 것이므로 상세한 설명은 생략한다.At this time, since the differential is represented by the same method as in the prior art, detailed description thereof will be omitted.

상술한 본 발명에 의하면 다음과 같은 특징을 얻을 수 있다.According to the present invention described above, the following features can be obtained.

전륜 차동축 상에 중앙측 차동기와 그리고 전륜용 차동기가 수용된 비스코스 커플링을 나란히 배치한 것이므로 구성이 간단하고 조립생산이 용이하게 된다.The Viscose Coupling, which accommodates the center side differential and the front side differential, is arranged side by side on the front wheel differential axle, which simplifies configuration and facilitates assembly and production.

또, 전륜측 차동기를 비스코스 커플링의 용기체에 함께 수용하고 있어서 부품이 콤팩트하게 구성될 수 있으며, 이에 따라 엔진실의 활용공간을 대폭 넓힐 수 있는 이점도 얻을 수 있다.In addition, since the front wheel side differential is accommodated together in the container body of the viscose coupling, the parts can be compactly configured, and thus, an advantage of greatly increasing the utilization space of the engine compartment can be obtained.

Claims

A center differential that receives engine power from the output gear of the transmission, a viscose coupling that adjusts the rotational force distributed from the front and rear wheels to the front and rear wheels, and an electric An all-wheel drive including a front wheel differential that transmits the rotational force distributed from the center side differential to the front wheel to the front wheel, and a rear wheel differential that transfers the rotational force distributed to the rear wheel side from the electric center side differential. The front wheel includes a coupling heavy shaft extending through the viscose coupling from the other side bevel gear through the housing of the front wheel differential, and a hollow shaft connected to the container body of the viscose coupling including the drive gear from the one side bevel gear. Always four-wheel drive device characterized in that the concentric arrangement on the differential shaft.

3. The central side differential is a toothed connection between a pair of side bevel pinions supported on the front wheel differential shaft and the coupling hollow shaft, and both side bevel pinions supported and fixed on the fixed shaft of the housing. Always four-wheel drive, characterized in that consisting of a pair of differential pinions.

2. The container body of claim 1, wherein the viscose coupling comprises: a container body comprising a space filled with high viscosity oil and a space for accommodating the front wheel differential and connected to an end of the hollow shaft with a drive gear engaged with the bevel pinion of the propulsion shaft; The four-wheel drive device is characterized by consisting of a large and small diameter outer plate and inner plate connected to the container body and the front wheel differential shaft, respectively, overlapping and accommodated in a space filled with the high-viscosity oil.