KR100440114B1 - 4 wheel drive transposition device of vehicle - Google Patents

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Abstract

본 발명은 4륜 구동 차량의 진공 씰링(Vacuum Sealing)기능을 향상시키고 프리 휠 허브(Free Wheel Hub)의 삭제로 인한 디자인 자유도를 향상시킬 수 있는 차량의 4륜 구동 전환장치에 관한 것이다. 본 발명은 차량의 4륜 구동 전환장치에 있어서, 상기 차량의 전륜에 결합되어 회전되는 스핀들의 내측 단부에 장착되며, 상기 스핀들의 회전 움직임에 연동되는 스핀들 기어와; 상기 차량의 너클 단부에서 상기 스핀들 기어와 인접되도록 위치되며, 전달되는 외력에 따라 상기 스핀들 기어와의 연결상태가 결합 또는 분리되도록 장착되는 액츄에이터 기어와; 상기 차량의 너클과 스핀들이 접하는 부분에 형성되어 상기 액츄에이터 기어로 진공압의 변화에 따른 외력을 전달하는 진공실과; 상기 진공실에 결합되어 진공 공급원으로부터 공급되는 압력 변화를 상기 진공실로 전달하는 진공 커넥터를 포함하여 구성한다.The present invention relates to a four-wheel drive switching device for a vehicle capable of improving the vacuum sealing function of a four-wheel drive vehicle and improving the design freedom due to the elimination of a free wheel hub. The present invention provides a four-wheel drive switching apparatus for a vehicle, comprising: a spindle gear mounted to an inner end of a spindle coupled to a front wheel of the vehicle and linked to a rotational movement of the spindle; An actuator gear positioned adjacent to the spindle gear at the knuckle end of the vehicle, the actuator gear being mounted to engage or disconnect with the spindle gear in accordance with an external force transmitted; A vacuum chamber formed at a portion where the knuckle and the spindle of the vehicle are in contact with each other to transmit an external force according to a change in vacuum pressure to the actuator gear; And a vacuum connector coupled to the vacuum chamber to transfer the pressure change supplied from the vacuum source to the vacuum chamber.

Description

차량의 4륜 구동 전환장치{4 WHEEL DRIVE TRANSPOSITION DEVICE OF VEHICLE}4 WHEEL DRIVE TRANSPOSITION DEVICE OF VEHICLE}

본 발명은 4륜 구동 차량에 관한 것으로서, 특히 차량의 4륜 구동 전환장치에 관한 것이다.The present invention relates to a four wheel drive vehicle, and more particularly to a four wheel drive switching device for a vehicle.

통상적으로, 프리 휠 허브 (Free Wheel Hub)는 파트타임 4륜 구동(4WD) 차량의 전륜에 장착된 자유 회전식 허브를 말한다.Typically, a free wheel hub refers to a freewheeling hub mounted to the front wheels of a part-time four-wheel drive (4WD) vehicle.

파트 타임 4륜 구동 차량에서는 후륜 구동으로 달리고 있을 때에도, 전륜은 드라이브 샤프트(Drive Shaft), 디퍼렌셜(Differential), 프로펠러 샤프트 (Propeller Shaft)를 통해서 트랜스퍼(Transfer)로 연결되어 있기 때문에 기계저항이 증가하여 연료의 낭비와 소음을 초래하고 있다.In part-time four-wheel drive vehicles, even when running in rear wheel drive, the front wheels are connected via a drive shaft, differential, or propeller shaft to transfer, resulting in increased mechanical resistance. It is a waste of fuel and noise.

이러한 상태에서 전륜을 구동계로부터 분리하여 자유 회전시키는 것이 프리 휠 허브이고, 주로 연비향상, 소음감소의 효과가 있다.In this state, the front wheel is free wheel hub which is separated from the drive system and freely rotates, and mainly improves fuel efficiency and reduces noise.

프리 휠 허브(FWH ; Free Wheel Hub) 체결 구조는 도 1에 도시된 바와 같이 2륜 구동(2WD)의 경우 프리 휠 허브의 인너 드라이브 기어(10)와 드라이브 샤프트 (12)(Inner Drive Gear & Drive Shaft)의 스핀들(Spindle)이 분리된 상태로 된다.As shown in FIG. 1, the free wheel hub (FWH) fastening structure has an inner drive gear 10 and a drive shaft 12 of the free wheel hub in the case of two-wheel drive (2WD). The spindle of the shaft is separated.

반면에 4륜 구동(4WD)의 경우는 체크 밸브(Check Valve)가 오픈(Open)되고 프리 휠 허브에 진공(Vacuum)이 형성 → 프리 휠 허브의 진공 다이어프램 (14)(Vacuum Diaphragm) 수축 → 피스톤(16)(Piston) 작동 → 클러치(18)(Clutch) 작동 → 인너 드라이브 기어(10)와 드라이브 샤프트(12) 연결 → 프론트 휠(Front Wheel)로 구동력 전달이 전달된다.On the other hand, in the case of four-wheel drive (4WD), the check valve is open and a vacuum is formed in the freewheel hub. → The vacuum diaphragm 14 of the freewheel hub is contracted. (16) (Piston) operation → clutch (18) (Clutch) operation → inner drive gear 10 and drive shaft 12 connection → drive force transmission is transmitted to the front wheel (Front Wheel).

상기한 바와 같이 종래 기술에 따른 4륜 구동방법은 진공압을 이용한 프리 휠 허브를 작동시키는 것으로, 도 1에 도시된 바와 같이 회전부에 진공 씨일(20)(Vacuum Seal)로 진공을 유지하게 되어 있으며, 진공 씨일(20)을 형성하는 고무부가 장시간 사용할 경우 마모에 따른 진공 누설에 매우 취약하게 된다. 즉, 프리 휠 허브 자체는 문제가 없으나 진공을 유지하는 시스템이 내구성이 부족하면 쉽게 고장(Failure)날 수 있는 구조이다.As described above, the four-wheel drive method according to the prior art operates a freewheel hub using vacuum pressure, and as shown in FIG. 1, the vacuum seal 20 (Vacuum Seal) is maintained in the rotating part. When the rubber part forming the vacuum seal 20 is used for a long time, it becomes very vulnerable to vacuum leakage due to wear. In other words, the free wheel hub itself is not a problem, but if the system that maintains the vacuum lacks durability, it can easily fail (Failure) structure.

위와 같은 이유로 매뉴얼 타입(Manual Type)의 프리 휠 허브를 국한적으로 적용하고 있으나, 매뉴얼 타입의 프리 휠 허브는 차량 외부에서 운전자가 직접 수동으로 프리 휠 허브를 작동시켜야 하는 문제점이 있었다.For the same reason, manual type free wheel hubs have been applied locally, but manual type free wheel hubs have a problem in that the driver has to manually operate the free wheel hubs directly from the outside of the vehicle.

본 발명의 목적은 4륜 구동 차량의 진공 씰링(Vacuum Sealing)기능을 향상시키고 프리 휠 허브(Free Wheel Hub)의 삭제로 인한 디자인 자유도를 향상시킬 수있는 차량의 4륜 구동 전환장치를 제공하는데 있다.An object of the present invention is to provide a four-wheel drive switching device for a vehicle that can improve the vacuum sealing function of the four-wheel drive vehicle and improve the design freedom due to the elimination of the free wheel hub. .

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 차량의 4륜 구동 전환장치에 있어서, 상기 차량의 전륜에 결합되어 회전되는 스핀들의 내측 단부에 장착되며, 상기 스핀들의 회전 움직임에 연동되는 스핀들 기어와; 상기 차량의 너클 단부에서 상기 스핀들 기어와 인접되도록 위치되며, 전달되는 외력에 따라 상기 스핀들 기어와의 연결상태가 결합 또는 분리되도록 장착되는 액츄에이터 기어와; 상기 차량의 너클과 스핀들이 접하는 부분에 형성되어 상기 액츄에이터 기어로 진공압의 변화에 따른 외력을 전달하는 진공실과; 상기 진공실에 결합되어 진공 공급원으로부터 공급되는 압력 변화를 상기 진공실로 전달하는 진공 커넥터를 포함하여 구성하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a four-wheel drive switching apparatus of the vehicle, the spindle gear is mounted to the inner end of the spindle is coupled to the front wheel of the vehicle and rotated, and linked to the rotational movement of the spindle; An actuator gear positioned adjacent to the spindle gear at the knuckle end of the vehicle, the actuator gear being mounted to engage or disconnect with the spindle gear in accordance with an external force transmitted; A vacuum chamber formed at a portion where the knuckle and the spindle of the vehicle are in contact with each other to transmit an external force according to a change in vacuum pressure to the actuator gear; And a vacuum connector coupled to the vacuum chamber to transfer the pressure change supplied from the vacuum source to the vacuum chamber.

도 1은 종래 기술에 따른 차량의 4륜 구동 전환장치의 구성을 도시한 도면.1 is a view showing the configuration of a four-wheel drive switching device for a vehicle according to the prior art.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량의 4륜 구동 전환장치의 구성을 도시한 도면.2 is a view showing the configuration of a four-wheel drive switching device for a vehicle according to an embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 하기 설명 및 첨부 도면과 같은 많은 특정 상세들이 본 발명의 보다 전반적인 이해를 제공하기 위해 나타나 있으나, 이들 특정 상세들은 본 발명의 설명을 위해 예시한 것으로 본 발명이 그들에 한정됨을 의미하는 것은 아니다. 그리고 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. While many specific details, such as the following description and the annexed drawings, are shown to provide a more general understanding of the invention, these specific details are illustrated for the purpose of explanation of the invention and are not meant to limit the invention thereto. And a detailed description of known functions and configurations that may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention will be omitted.

도 2를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 차량의 4륜 구동 전환장치 구성을 설명한다.The configuration of the four-wheel drive switching device for a vehicle according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2.

본 발명의 실시예는 차량의 4륜 구동 전환장치에 있어서, 스핀들 기어(Spindle Gear)(100), 액츄에이터 기어(Actuator Gear)(110), 진공실(Vacuum Room )(120), 진공 커넥터(Vacuum Connector)(130)를 포함하여 구성한다.According to an embodiment of the present invention, in a four-wheel drive switching apparatus of a vehicle, a spindle gear 100, an actuator gear 110, a vacuum room 120, a vacuum connector Configure 130, including.

스핀들 기어(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 전륜에 결합되어 회전되는 스핀들(140)의 내측 단부에 장착되며, 스핀들(140)의 회전 움직임에 연동되는 기어이다.As shown in FIG. 2, the spindle gear 100 is mounted to an inner end of the spindle 140 that is coupled to the front wheel of the vehicle and rotates, and is a gear that is linked to the rotational movement of the spindle 140.

액츄에이터 기어(110)는 도 2에 도시된 바와 같이 차량의 너클(Knuckle) (150) 단부에서 스핀들 기어(100)와 인접되도록 위치되며, 전달되는 외력에 따라 스핀들 기어(100)와의 연결상태가 결합 또는 분리되도록 장착된다.The actuator gear 110 is positioned to be adjacent to the spindle gear 100 at the end of the knuckle 150 of the vehicle as shown in FIG. 2, and the connection state with the spindle gear 100 is coupled according to the external force transmitted. Or mounted to separate.

진공실(120)은 차량의 너클(150)과 스핀들(140)이 접하는 부분에 형성되어 액츄에이터 기어(110)로 진공압의 변화에 따른 외력을 전달한다.The vacuum chamber 120 is formed at a portion where the knuckle 150 and the spindle 140 of the vehicle are in contact with each other to transmit the external force according to the change of the vacuum pressure to the actuator gear 110.

진공 커넥터(130)는 진공실(120)에 결합되어 진공 공급원으로부터 공급되는 압력 변화를 진공실(120)로 전달한다.The vacuum connector 130 is coupled to the vacuum chamber 120 to transfer the pressure change supplied from the vacuum source to the vacuum chamber 120.

여기서, 진공의 공급원은 차종에 따라 진공 펌프(Vacuum Pump) 또는 엔진 서지 탱크(Engine Surge Tank)를 사용할 수 있다.Here, the source of the vacuum may be a vacuum pump or an engine surge tank depending on the vehicle type.

이와 같은 구성으로 진공 커넥터(130)를 통해 진공실(120)로 진공압이 공급되면 액츄에이터 기어(110)가 스핀들 기어(100)와 분리되는 방향으로 이동된다. 즉, 액츄에이터 기어(110)는 도 2의 우측 방향으로 이동되어 차량의 등속 조인트(C.V Joint ; Constant Velocity Joint)(160) 회전력이 스핀들(140)에 전달되지 않는 2륜 구동(2WD)상태로 전환된다.In this configuration, when the vacuum pressure is supplied to the vacuum chamber 120 through the vacuum connector 130, the actuator gear 110 is moved in a direction that is separated from the spindle gear 100. That is, the actuator gear 110 is moved in the right direction of FIG. 2 to switch to a two-wheel drive (2WD) state in which the rotational force of the CV joint (Constant Velocity Joint) 160 of the vehicle is not transmitted to the spindle 140. do.

이와는 반대로 진공 커넥터(130)를 통해 진공실(120)로 공급되는 진공압이차단되면, 액츄에이터 기어(110)가 스핀들 기어(100)와 연결되는 방향으로 이동된다. 즉, 액츄에이터 기어(110)는 도 2의 좌측 방향으로 이동되어 차량의 등속 조인트(160) 회전력이 스핀들(140)에 전달되는 4륜 구동(4WD)상태로 전환된다.On the contrary, when the vacuum pressure supplied to the vacuum chamber 120 through the vacuum connector 130 is cut off, the actuator gear 110 is moved in the direction in which the spindle gear 100 is connected. That is, the actuator gear 110 is moved in the left direction of FIG. 2 to be switched to the four-wheel drive (4WD) state in which the rotational force of the constant velocity joint 160 of the vehicle is transmitted to the spindle 140.

상기한 바와 같이 본 발명의 실시예는 종래 기술에서와 같이 진공을 유지하는 진공 씨일(Vacuum Seal)을 사용하지 않고, 너클(150) 내부에 기어 연결구조를 가진 진공실(120)을 설치한 구성으로 진공 씰링(Vacuum Sealing)기능을 향상시키고 프리 휠 허브(Free Wheel Hub)의 삭제로 인한 디자인 자유도를 향상시킨 구조를 특징으로 한다.As described above, the embodiment of the present invention has a configuration in which a vacuum chamber 120 having a gear connection structure is installed inside the knuckle 150 without using a vacuum seal to maintain a vacuum as in the related art. It features a structure that improves vacuum sealing and improves design freedom due to the elimination of free wheel hubs.

본 발명의 실시예에서 진공 실링을 하는 구조는 액츄에이터 단품밖에 없으며 그 외에 작동부의 진공 실링은 불필요하다. 따라서 액츄에이터 단품의 실링만 관리하면 작동 신뢰성에 향상을 기대할 수 있는 구조이다.In the embodiment of the present invention, the vacuum sealing structure is only a single actuator, and the vacuum seal of the operation part is unnecessary. Therefore, it is a structure that can be expected to improve the operation reliability if only the sealing of the actuator alone.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 진공 실링 구조는 기존의 프리 휠 허브가 휠 외부에 위치하여 휠 디자인(Wheel Design) 자유도 및 휠 베이스(Wheel Base) 한계의 제약에 대한 단점을 보완할 수 있는 구조이다.In addition, the vacuum sealing structure according to the embodiment of the present invention can compensate for the disadvantages of the constraints of the wheel design freedom and the wheel base limitation because the existing free wheel hub is located outside the wheel. Structure.

따라서, 북유럽과 같은 지역으로 수출하는 차량 가운데 현재 매뉴얼 타입(Manual Type)을 적용중인 차량에 본 발명의 실시예를 적용하게 되면 주행중 4륜 구동(4WD)전환이 가능해져서 상품성 향상에 큰 기여를 기대할 수 있다.Therefore, if the present invention is applied to a vehicle currently being applied to a manual type (Manual Type) among vehicles exported to a region such as Nordic, four-wheel drive (4WD) conversion is possible while driving, and a great contribution to improving the merchandise will be expected. Can be.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 차량의 4륜 구동 전환장치는 4륜 구동을 위한 동력 전달장치의 연결시 작동 신뢰성이 향상되므로 성능이 대폭 개선된다.As described above, the four-wheel drive switching device for a vehicle according to the present invention has improved performance since the operation reliability is improved when the power transmission device for four-wheel drive is connected.

또한, 매뉴얼 타입에서와 같이 운전자가 차량 밖에서 프리 휠 허브를 조작할 필요가 없으므로 승객의 편의성을 향상시킬 수 있으며, 구성 부품수가 감소함으로써 제품 제작과정 및 정비과정에서의 공정이 단순화된다.In addition, as in the manual type, the driver does not need to operate the freewheel hub outside the vehicle, thereby improving passenger convenience and reducing the number of components to simplify the process of manufacturing and maintaining the product.

또한, 프리 휠 허브를 삭제함에 따라 단품무게 자체가 줄어들고, 그에 따라 휠 외부의 형상이 단순화됨으로써 차량 중량을 절감할 수 있는 효과가 있다.In addition, by removing the free wheel hub, the weight of the unit itself is reduced, thereby simplifying the shape of the outside of the wheel, thereby reducing the weight of the vehicle.

Claims (3)

차량의 4륜 구동 전환장치에 있어서,In a four-wheel drive switching device for a vehicle, 상기 차량의 전륜에 결합되어 회전되는 스핀들의 내측 단부에 장착되며, 상기 스핀들의 회전 움직임에 연동되는 스핀들 기어와;A spindle gear mounted to an inner end of the spindle which is coupled to the front wheel of the vehicle and rotated, the spindle gear being linked to the rotational movement of the spindle; 상기 차량의 너클 단부에서 상기 스핀들 기어와 인접되도록 위치되며, 전달되는 외력에 따라 상기 스핀들 기어와의 연결상태가 결합 또는 분리되도록 장착되는 액츄에이터 기어와;An actuator gear positioned adjacent to the spindle gear at the knuckle end of the vehicle, the actuator gear being mounted to engage or disconnect with the spindle gear in accordance with an external force transmitted; 상기 차량의 너클과 스핀들이 접하는 부분에 형성되어 상기 액츄에이터 기어로 진공압의 변화에 따른 외력을 전달하는 진공실과;A vacuum chamber formed at a portion where the knuckle and the spindle of the vehicle are in contact with each other to transmit an external force according to a change in vacuum pressure to the actuator gear; 상기 진공실에 결합되어 진공 공급원으로부터 공급되는 압력 변화를 상기 진공실로 전달하는 진공 커넥터를 포함하여 구성하며,And a vacuum connector coupled to the vacuum chamber to transfer a pressure change supplied from a vacuum source to the vacuum chamber, 상기 진공 커넥터를 통해 상기 진공실로 진공압이 공급되면 상기 액츄에이터 기어가 상기 스핀들 기어와 분리되는 방향으로 이동되어 상기 차량의 등속 조인트 회전력이 상기 스핀들에 전달되지 않는 2륜 구동(2WD)상태로 전환되고,When the vacuum pressure is supplied to the vacuum chamber through the vacuum connector, the actuator gear is moved in a direction to be separated from the spindle gear so that the constant velocity joint rotational force of the vehicle is transferred to a two-wheel drive (2WD) state in which the spindle is not transmitted to the spindle. , 상기 진공 커넥터를 통해 상기 진공실로 공급되는 진공압이 차단되면, 상기 액츄에이터 기어가 상기 스핀들 기어와 연결되는 방향으로 이동되어 상기 차량의 등속 조인트 회전력이 상기 스핀들에 전달되는 4륜 구동(4WD)상태로 전환되는 것을 특징으로 하는 차량의 4륜 구동 전환장치.When the vacuum pressure supplied to the vacuum chamber through the vacuum connector is cut off, the actuator gear is moved in the direction in which the actuator gear is connected to the four-wheel drive (4WD) state in which the constant velocity joint rotational force of the vehicle is transmitted to the spindle. Four-wheel drive switching device of the vehicle, characterized in that the switching. 삭제delete 삭제delete
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