KR100541491B1

KR100541491B1 - Apparatus for No-spin differential

Info

Publication number: KR100541491B1
Application number: KR1020020065748A
Authority: KR
Inventors: 이영춘; 김영철; 박중환; 김종태
Original assignee: 에스앤티중공업 주식회사
Priority date: 2002-10-28
Filing date: 2002-10-28
Publication date: 2006-01-16
Also published as: KR20040037302A

Abstract

본 발명은 야지나 험로를 주행하는 트럭, 군 전술차량, 벌목용 차량, 또는 농업용 차량 등에 적합한 차동 제한 장치를 개시한다. The present invention discloses a differential limiting device suitable for trucks, military tactical vehicles, logging vehicles, agricultural vehicles, and the like, which are driven on field or rough roads.

본 발명에 따른 차동 제한 장치는, 디퍼렌셜 케이스에 일체로 회전되도록 고정되며, 양측면에 클러치 잇날이 형성된 스파이더; 상기 스파이더의 내측에, 스냅링에 의하여 축방향 이동 불가하게 설치되고, 키와 키홈에 의하여 일정량 회전할 수 있도록 설치되며, 양측면에 도그 치가 형성되어 있는 센터 캠; 상기 스파이더의 클러치 잇날과 상기 센터 캠의 도그 치에 결합하는 클러치 잇날 및 도그 치가 형성되어 상기 스파이더와 센터 캠의 양측에 대향하여 설치되는 두 개의 피동 클러치; 상기 피동 클러치가 축방향 이동 가능하도록 피동 클러치에 스플라인 결합됨과 동시에 상기 디퍼렌셜 케이스에 회전가능하게 지지되며, 중앙에 차축이 스플라인 결합되는 사이드 기어; 상기 피동 클러치와 상기 사이드 기어 사이에 개재되어 상기 피동 클러치를 상기 스파이더 및 센터 캠에 결합하는 방향으로 탄성 가압하는 스프링; 및 상기 피동 클러치와 센터 캠 사이에 개재되어 피동 클러치의 축방향 이동을 따라 축방향으로 이동하며, 상기 피동 클러치가 상기 스파이더와 센터 캠으로부터 분리되어 공회전하는 동안 일정각도 회전하여 상기 피동 클러치가 상기 스파이더 및 센터 캠에 결합하는 방향으로 이동하는 것을 저지하는 홀드 아웃 링; 을 포함하며, 상기 센터 캠의 도그 치와 상기 피동 클러치의 도그 치중 하나 이상은 인볼류트 치형으로 이루어진다. The differential limiting device according to the present invention includes: a spider fixed to rotate integrally with a differential case and having clutch tooth blades formed at both sides; A center cam installed inside the spider so as not to move in an axial direction by a snap ring, and rotated by a key and a key groove by a predetermined amount, and dog teeth formed on both sides of the center cam; Two driven clutches which are coupled to the clutch teeth of the spider and the dog teeth of the center cam and are formed to face both sides of the spider and the center cam; A side gear that is splined to the driven clutch so as to be movable in the axial direction and rotatably supported to the differential case, the axle being splined to the center; A spring interposed between the driven clutch and the side gear to elastically press the driven clutch in a direction for engaging the spider and the center cam; And interposed between the driven clutch and the center cam to move in the axial direction along the axial movement of the driven clutch, wherein the driven clutch rotates at an angle while being idle from the spider and the center cam so that the driven clutch rotates the spider. And a hold out ring for preventing movement in the direction of engagement with the center cam; Wherein at least one of the dog teeth of the center cam and the dog teeth of the driven clutch are involute teeth.

본 발명에 따른 차동 제한 장치에 의하면, 센터 캠의 도그 치나 피동 클러치의 도그 치중 하나 이상이 부드러운 곡률을 가지는 인볼류트 치형으로 이루어져 매우 부드러운 차동 메커니즘을 유도함으로써 차동 제한 장치의 소음을 현저하게 줄일 수 있다. According to the differential limiter according to the present invention, at least one of the dog tooth of the center cam or the dog tooth of the driven clutch is composed of an involute tooth having a smooth curvature, thereby inducing a very smooth differential mechanism, thereby significantly reducing the noise of the differential limiter. .

차동, 제한, 디퍼렌셜, 인볼류트, NSD, 센터캠, 클러치, 홀드 아웃 링,Differential, limiting, differential, involute, NSD, center cam, clutch, hold out ring,

Description

차동 제한 장치{Apparatus for No-spin differential}Differential Limiter {Apparatus for No-spin differential}

도 1은 본 발명에 따른 차동 제한 장치를 나타내는 분리 사시도 1 is an exploded perspective view showing a differential limiting device according to the present invention

도 2는 본 발명에 따른 차동 제한 장치의 조립 단면도 2 is an assembled sectional view of the differential limiting device according to the present invention.

도 3a는 본 발명에 따른 스파이더 측면도 3A is a side view of a spider according to the present invention

도 3b는 도 3a의 Ⅰ-Ⅰ 단면도 FIG. 3B is a cross-sectional view taken along the line I-I of FIG. 3A

도 4a는 본 발명에 따른 센터캠 측면도 Figure 4a is a side view of the center cam according to the present invention

도 4b는 도 4a의 Ⅱ-Ⅱ 단면도 FIG. 4B is a II-II cross-sectional view of FIG. 4A

도 4c는 도 4a의 "Ⅲ" 방향 상세도로서, 센터 캠의 도그 치의 치형을 나타내는 도면 FIG. 4C is a detailed view of the "III" direction of FIG. 4A, showing the teeth of the dog teeth of the center cam; FIG.

도 4d는 본 발명에 따른 스파이더와 센터 캠이 결합된 상태를 나타내는 단면도 Figure 4d is a cross-sectional view showing a state in which the spider and the center cam coupled to the present invention

도 5a는 본 발명에 따른 클러치와 홀드 아웃 링이 결합된 상태를 나타내는 사시도 Figure 5a is a perspective view showing a state in which the clutch and the hold out ring is coupled according to the present invention

도 5b는 도 5a의 정면도5B is a front view of FIG. 5A

도 5c는 도 5b의 Ⅳ-Ⅳ 단면도 FIG. 5C is a cross-sectional view taken along line IV-IV of FIG. 5B

도 6a는 본 발명에 따라 차량이 직진하는 경우, 스파이더와 피동 클러치의 결합 상태를 나타내는 도면 Figure 6a is a view showing a coupling state of the spider and the driven clutch when the vehicle is going straight in accordance with the present invention

도 6b는 본 발명에 따라 차량이 직진하는 경우, 센터 캠의 도그 치와 피동 클러치의 도그 치 결합 상태를 나타내는 도면 6B is a view showing a dog tooth engaged state of the dog tooth of the center cam and the driven clutch when the vehicle moves straight according to the present invention;

도 7a는 본 발명에 따라 차량이 선회를 시작하는 경우 스파이더와 피동 클러치의 결합 상태를 나타내는 도면 Figure 7a is a view showing the engagement state of the spider and the driven clutch when the vehicle starts to turn in accordance with the present invention

도 7b는 본 발명에 따라 차량이 선회를 시작하는 경우 센터 캠의 도그 치와 피동 클러치의 도그 치가 분리되는 상태를 나타내는 도면 7B is a view showing a state in which the dog teeth of the center cam and the dog teeth of the driven clutch are separated when the vehicle starts turning according to the present invention;

도 8a는 본 발명에 따라 차량 선회시 스파이더로부터 피동 클러치가 분리되어 공회전을 시작하는 상태를 나타내는 도면 8A is a view showing a state in which the driven clutch is separated from the spider when starting the vehicle and starts idle according to the present invention;

도 8b는 본 발명에 따라 차량 선회시 센터 캠의 도그 치와 피동 클러치의 도그 치가 분리되어 공회전을 시작하는 상태를 나타내는 도면 8B is a view showing a state in which the dog teeth of the center cam and the dog teeth of the driven clutch are separated and start idling during the vehicle turning according to the present invention;

도 9a는 본 발명에 따라 차량 선회가 끝나고 피동 클러치가 스파이더에 재결합하는 상태를 나타내는 도면 9A is a view showing a state in which the driven clutch is re-engaged with the spider after the vehicle turning is completed according to the present invention;

도 9b는 본 발명에 따라 차량 선회가 끝나고 피동 클러치가 센터 캠에 재결합하는 상태를 나타내는 도면 9B is a view showing a state in which the driven clutch is re-engaged with the center cam after the vehicle turning is completed according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명> <Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

2 : 디퍼렌셜 케이스 4 : 링 기어 2: differential case 4: ring gear

6 : 피니언 기어 10 : 스파이더 6: pinion gear 10: spider

12 : 축 14a,14b : 클러치 잇날 12: shaft 14a, 14b: clutch tooth

16 : 키 홈 18 : 스냅링 홈 16: key groove 18: snap ring groove

30 : 센터 캠 32a,32b : 도그 치(Dog teeth) 30: center cam 32a, 32b: dog teeth

34 : 키 홈 36 : 스냅링 홈 34: key groove 36: snap ring groove

50 : 피동 클러치 52a,52b : 클러치 잇날 50: driven clutch 52a, 52b: clutch tooth

54a,54b : 도그 치 56 : 스플라인 54a, 54b: Dog tooth 56: Spline

70 : 사이드 기어 72,74 : 스플라인 70: side gear 72,74: spline

76 : 플랜지 90 : 스프링 76: flange 90: spring

110 : 홀드 아웃 링 112a,112b : 도그 치 110: hold out ring 112a, 112b: dog tooth

114 : 절취부 130 : 스냅링 114: cutout 130: snap ring

150 : 키 170 : 다우얼 핀 150: key 170: dowel pin

190 : 차축 192 : 스플라인 190: axle 192: spline

210 : 스페이서 210: spacer

본 발명은 차동 제한 장치중 야지나 험로를 주행하는 트럭, 군 전술차량, 벌목용 차량, 또는 농업용 차량 등에 적합한 차동 제한 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 차동에 따라 구동 클러치와 피동 클러치가 결합 또는 분리될 때 슬립이 원활하고 소음을 적게 발생시키며, 차동 제어가 신속하고 세밀하게 수행되도록 하여 기동성을 향상시키며, 차동 동작이 안정적으로 이루어지도록 한 차동 제한 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a differential limiting device suitable for trucks, military tactical vehicles, logging vehicles, agricultural vehicles, etc., which drive a field or a rough road among differential limiting devices, and more specifically, a driving clutch and a driven clutch are coupled or It is a differential limiting device that slips smoothly and generates little noise when separated, improves maneuverability by allowing differential control to be performed quickly and precisely, and makes differential operation stable.

잘 아는 바와 같이, 차동 장치는, 차량이 커브길을 선회할 경우 내,외측 바퀴의 저항에 따라 외측바퀴를 내측바퀴보다 더 빨리 회전시켜 바퀴가 미끄러지지 않고 원활하게 회전할 수 있도록 하는 장치이다. As is well known, the differential device is a device that rotates the outer wheel faster than the inner wheel according to the resistance of the inner and outer wheels when the vehicle turns the curve so that the wheels can rotate smoothly without slipping.

하지만, 이러한 차동 장치는, 만약에 차량의 한 쪽 바퀴가 진흙 구덩이 속에 빠졌을 때, 진흙에 빠진 바퀴로 동력이 모두 빠져나가고, 노면에 접지된 바퀴에는 동력이 전달되지 못함으로써, 차량이 진흙으로부터 탈출하지 못하는 상태에 놓이게 된다. However, these differentials, if one wheel of the vehicle falls into the mud pit, all the power is lost to the wheels in the mud, and no power is transmitted to the wheels grounded on the road, so the vehicle escapes from the mud. You are in a state of not being able to.

차동 제한 장치는, 상기와 같은 야지 또는 험로 주행의 경우 차동을 제한함으로써, 저항이 적은 쪽의 바퀴 뿐만 아니라 저항이 큰 바퀴에도 동력을 분배하여 주행을 가능케 하는 장치이다. The differential limiting device is a device for distributing power to not only the wheels with less resistance but also the wheels with higher resistance by limiting the differential in the case of the above-mentioned driving or hum road driving.

종래에 알려진 차동 제한 장치로서 대표적인 것으로는, 슬립 제한 차동 장치(LSD, Limited Slip Differential)와 노스핀 차동 장치(NSD, No-Spin Differential, 이하 'NSD'로 약칭한다)를 들 수 있다. Representative examples of the conventional differential limiting devices include slip limited differential devices (LSDs) and north pin differential devices (NSDs, abbreviated as 'NSD').

상기 슬립 제한 차동 장치에는, 마찰 클러치식, 평행축 헬리컬 기어식, 유니반스 캠식(Univance Cam Type) 등이 있으며, 일반적으로 차동 제한률(Locking Ratio)이 55% 이하로서, 주로 중,소형 승용차와 지프, 소형 트럭류에 적용된다. The slip limiting differential device includes a friction clutch type, a parallel shaft helical gear type, a univance cam type, and the like, and the differential locking ratio is generally 55% or less. Applicable to jeep and light trucks.

본 발명에 관련된 상기 NSD는, 도그 클러치(Dog Clutch)를 이용한 것으로서, 차동 제한률이 100%이며, 주로 하중이 크거나 엔진 토크가 큰 대형 트럭류, 농기계, 군용차량 등에 적용된다. The NSD according to the present invention uses a dog clutch, and has a differential limit of 100%, and is mainly applied to large trucks, agricultural machines, military vehicles, etc., which have a large load or a large engine torque.

상기한 NSD에 대한 종래의 다양한 예들이, 미국특허 제4,457,158호, 제4,644,818호, 제4,745,818호, 제6,076,429호, 일본 특개소61-17746(공개일 : 1986년1월25일), 일본 특개소61-17747(공개일 : 1986년1월25일), 일본 특개소62-194065(공개일 : 1987년8월26일), 일본 특개소62-198526(공개일 : 1987년9월2일) 등에 개시되어 있다. Various conventional examples of the above-mentioned NSD are described in U.S. Patent Nos. 4,457,158, 4,644,818, 4,745,818, 6,076,429, Japanese Patent Application No. 61-17746 (published: January 25, 1986), Japanese Patent Application 61-17747 (public date: January 25, 1986), Japanese Patent Application Office 62-194065 (public date: August 26, 1987), Japanese Patent Application Office 62-198526 (public date: September 2, 1987) And the like.

상기한 공보들에 개시된 NSD는 모두, 차동에 따른 분리,결합시 충격과 소음이 많이 발생하고, 구조가 복잡하며, 차동 제어가 세밀하지 못한 단점이 있다. All of the NSDs disclosed in the above publications have a disadvantage in that a lot of shocks and noises are generated during the separation and coupling according to the differential, the structure is complicated, and the differential control is not detailed.

즉, NSD는 센터 캠과 홀드 아웃 링의 슬립 메커니즘에 의하여 스파이더 클러치와 피동 클러치가 결합(Engaging) 및 분리(Disengaging)됨으로써 차동 및 록킹(차동제한)이 구현된다. 또한, 차동 장치에서 발생하는 소음의 대부분은 코너링시 양 바퀴의 차동을 구현하기 위해서 구동 클러치측의 센터 캠에 형성된 도그 치(Dog Teeth)와 피동 클러치측에 형성된 도그 치가 슬립하여 분리,결합되는 과정에서 발생하는 것으로 실험되었다. That is, the NSD realizes differential and locking (differential limitation) by engaging and disengaging the spider clutch and the driven clutch by the slip mechanism of the center cam and the hold out ring. In addition, most of the noise generated by the differential device is a process where the dog teeth formed on the center cam of the driving clutch side and the dog teeth formed on the driven clutch slip and are separated and combined to realize the differential of both wheels during cornering. It has been tested to occur in.

그런데, 상기한 공보들에 개시된 NSD에서는, 차동시 슬립이 직접 일어나는 센터 캠의 도그 치와 피동 클러치의 도그 치가 일반적인 사다리꼴 치형으로 이루져 있기 때문에, 센터 캠의 도그 치와 피동 클러치의 도그 치가 면접촉하여 슬립함과 아울러 결합시 면과 면이 부딪히므로 높은 소음의 원인이 되고, 분리시에는 미소한 요동을 일으켜 소음을 발생시키는 원인이 되고 있다. By the way, in the NSD disclosed in the above publications, since the dog teeth of the center cam and the driven teeth of the driven clutch are generally trapezoidal teeth, the dog teeth of the center cam and the dog teeth of the driven clutch are in surface contact. In addition, the slipping and the surface and the surface is bumped at the time of coupling, causing a high noise, when the separation is caused a slight fluctuation causes noise.

또한, 상기한 공보들에 개시된 NSD에서는, 홀드 아웃 링의 결합 구조가 복잡하다. 즉, 스파이더나 센터 캠에 홀드 아웃 링의 도그 치가 결합되기 위한 홈이나 도그 치를 별도로 형성하여야 함으로써, 구조가 복잡하고 제조가 어려운 단점이 있 는 것이다. In addition, in the NSD disclosed in the above publications, the coupling structure of the hold out ring is complicated. That is, by separately forming grooves or dog teeth for coupling the dog teeth of the hold-out ring to the spider or the center cam, there is a disadvantage in that the structure is complicated and difficult to manufacture.

또한, 홀드 아웃 링의 도그 치 잇수가 센터 캠 및 피동 클러치의 도그 치 잇수에 비하여 매우 적은 수(통상 3~4개)로 이루어져 있음과 아울러 형상도 달리하기 때문에, 세밀한 제어가 어려운 단점이 있다. In addition, since the number of dog teeth of the hold out ring is very small (usually 3 to 4) and the shape is also different from that of the center cam and the driven clutch, the precise control is difficult.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제를 해소하기 위하여 착안된 것으로서, 본 발명의 목적은, 차동에 따라 구동 클러치측의 센터 캠과 피동 클러치가 결합 또는 분리될 때 슬립이 원활하고 소음을 적게 발생시키고, 차동 제어가 신속하고 세밀하게 수행되도록 함으로써 기동성을 향상시키며, 작동이 안정적으로 이루어지는 차동 제한 장치를 제공함에 있다. The present invention has been conceived to solve the conventional problems as described above, and an object of the present invention is to smoothly slip and generate less noise when the center cam and driven clutch on the driving clutch side are coupled or separated according to the differential. Therefore, the present invention provides a differential limiting device that improves maneuverability and makes operation stable by allowing differential control to be performed quickly and finely.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 차동 제한 장치는, 디퍼렌셜 케이스에 일체로 회전되도록 고정되며, 양측면에 클러치 잇날이 형성된 스파이더; 상기 스파이더의 내측에, 스냅링에 의하여 축방향 이동 불가하게 설치되고, 키와 키홈에 의하여 일정량 회전할 수 있도록 설치되며, 양측면에 도그 치가 형성되어 있는 센터 캠; 상기 스파이더의 클러치 잇날과 상기 센터 캠의 도그 치에 결합하는 클러치 잇날 및 도그 치가 형성되어 상기 스파이더와 센터 캠의 양측에 대향하여 설치되는 두 개의 피동 클러치; 상기 피동 클러치가 축방향 이동 가능하 도록 피동 클러치에 스플라인 결합됨과 동시에 상기 디퍼렌셜 케이스에 회전가능하게 지지되며, 중앙에 차축이 스플라인 결합되는 사이드 기어; 상기 피동 클러치와 상기 사이드 기어 사이에 개재되어 상기 피동 클러치를 상기 스파이더 및 센터 캠에 결합하는 방향으로 탄성 가압하는 스프링; 및 상기 피동 클러치와 센터 캠 사이에 개재되어 피동 클러치의 축방량 이동을 따라 축방향으로 이동하며, 상기 피동 클러치가 상기 스파이더와 센터 캠으로부터 분리되어 공회전하는 동안 일정각도 회전하여 상기 피동 클러치가 상기 스파이더 및 센터 캠에 결합하는 방향으로 이동하는 것을 저지하는 홀드 아웃 링; 을 포함하며, 상기 센터 캠의 도그 치와 상기 피동 클러치의 도그 치중 하나 이상은 인볼류트 치형으로 이루어지는 것을 특징으로 한다. In order to achieve the above object, the differential limiting device according to the present invention includes: a spider fixed to be integrally rotated in a differential case and having clutch teeth formed at both sides; A center cam installed inside the spider so as not to move in an axial direction by a snap ring, and rotated by a key and a key groove by a predetermined amount, and dog teeth formed on both sides of the center cam; Two driven clutches which are coupled to the clutch teeth of the spider and the dog teeth of the center cam and are formed to face both sides of the spider and the center cam; A side gear which is splined to the driven clutch so that the driven clutch is axially movable and rotatably supported to the differential case, the axle being splined to the center; A spring interposed between the driven clutch and the side gear to elastically press the driven clutch in a direction for engaging the spider and the center cam; And interposed between the driven clutch and the center cam to move in the axial direction along the axial movement of the driven clutch, wherein the driven clutch is rotated at an angle while being idle from the spider and the center cam so that the driven clutch rotates the spider. And a hold out ring for preventing movement in the direction of engagement with the center cam; And at least one of a dog tooth of the center cam and a dog tooth of the driven clutch is formed of an involute tooth type.

이와 같은 구성에 의하면, 센터 캠의 도그 치나 피동 클러치의 도그 치중 하나 이상이 부드러운 곡률을 가지는 인볼류트 치형으로 이루어짐으로써 매우 부드러운 차동 메커니즘을 유도하여 차동 제한 장치의 소음이 현저히 줄어들게 된다. According to this configuration, at least one of the dog teeth of the center cam or the dog teeth of the driven clutch is composed of an involute tooth having a smooth curvature, thereby inducing a very soft differential mechanism, which significantly reduces the noise of the differential limiting device.

여기서, 상기 홀드 아웃 링은, 상기 피동 클러치의 도그 치 외경에 회전가능하게 결합되며, 선단에 도그 치가 형성되어 이 도그 치가 상기 피동 클러치의 도그 치와 함께 상기 센터 캠의 도그 치에 결합됨과 아울러, 일측에 절취부가 형성되어 이 절취부가 상기 스파이더의 키에 일정 각도 이내에서만 회전가능하게 결합된 것을 특징으로 한다. Here, the hold-out ring is rotatably coupled to the dog tooth outer diameter of the driven clutch, and a dog tooth is formed at the tip thereof so that the dog tooth is coupled to the dog tooth of the center cam together with the dog tooth of the driven clutch. A cutout is formed at one side, and the cutout is rotatably coupled to the key of the spider only within a predetermined angle.

이와 같은 구성에 의하면, 피동 클러치의 도그 치와 홀드 아웃 링의 도그 치가 하나의 센터 캠의 도그 치에 동시에 결합됨으로써 차동 제한 장치의 구조를 매 우 간단하게 구성할 수 있다. According to such a configuration, the dog tooth of the driven clutch and the dog tooth of the hold-out ring are simultaneously coupled to the dog tooth of one center cam, so that the structure of the differential limiting device can be made very simple.

한편, 상기 홀드 아웃 링의 도그 치의 잇수는 상기 피동 클러치의 도그 치 잇수와 동일한 잇수를 가지도록 할 수 있다. On the other hand, the number of teeth of the dog teeth of the hold-out ring may have the same number of teeth of the dog teeth of the driven clutch.

이와 같은 구성에 의하면, 매우 미세한 차동 제어가 가능하다. According to such a configuration, very fine differential control is possible.

나아가, 상기 사이드 기어에는 플랜지를 일체로 형성하여, 이 플랜지에 상기 스프링의 일단을 지지시키는 것이 바람직하다. Furthermore, it is preferable that the side gear is integrally formed with a flange to support one end of the spring on the flange.

이와 같은 구성에 의하면, 스프링 지지용 리테이너를 별도로 구비할 필요가 없으므로 차동 제한 장치를 간단한 구조로 구현할 수 있다. According to such a configuration, it is not necessary to separately provide a spring support retainer can implement a differential limiting device with a simple structure.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 5c는 본 발명에 따른 차동 제한 장치의 구조를 나타낸다. 1 to 5c show the structure of the differential limiting device according to the invention.

도 1 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차동 제한 장치는, 스파이더(10), 센터 캠(30), 피동 클러치(50), 사이드 기어(70), 스프링(90) 및 홀드 아웃 링(110)을 포함한다. As shown in Figs. 1 to 5c, the differential limiting device according to the present invention comprises a spider 10, a center cam 30, a driven clutch 50, a side gear 70, a spring 90 and a hold out. Ring 110.

상기 스파이더(10)는 4개의 축(12)으로 디퍼렌셜 케이스(2)에 고정되며, 그의 양측면에는 클러치 잇날(14 : 14a,14b)이 형성된다. 상기 디퍼렌셜 케이스(2)에는 링 기어(4)가 고정되어 있고, 상기 링 기어(4)는 피니언 기어(6)에 의하여 회전된다. The spider 10 is fixed to the differential case 2 by four shafts 12, and clutch teeth 14: 14a and 14b are formed on both sides thereof. A ring gear 4 is fixed to the differential case 2, and the ring gear 4 is rotated by the pinion gear 6.

따라서, 스파이더(10)는 상기 피니언 기어(6)와 링 기어(4)에 의하여 디퍼렌셜 케이스(2)와 일체로 회전하게 된다. Accordingly, the spider 10 is rotated integrally with the differential case 2 by the pinion gear 6 and the ring gear 4.

상기 센터 캠(30)은 양측면에 도그 치(32a,32b)가 형성되어 있으며, 상기 스파이더(10)의 내측에 스냅링(130)에 의하여 축방향 이동 불가하게 설치된다. 상기 센터 캠(30)에는 상기 스냅링(130)이 결합되는 스냅링 홈(36)이 형성되어 있고, 상기 스파이더(10)에도 스냅링 홈(18)이 형성되어 있다. The center cam 30 has dog teeth 32a and 32b formed on both sides thereof, and is installed in the spider 10 so as not to be axially moved by the snap ring 130. The center cam 30 has a snap ring groove 36 to which the snap ring 130 is coupled, and a snap ring groove 18 is formed in the spider 10.

또한, 상기 센터 캠(30)은 상기 스파이더(10) 내측에서 키(150)와 키 홈(34)에 의하여 일정량(각도) 회전할 수 있도록 설치된다. 즉, 상기 센터 캠(30)의 키 홈(34)은 상기 키(150)의 폭보다 넓은 폭을 가지므로써, 센터 캠(30)이 상기 키 홈(34)과 키(150) 사이에 형성되는 틈새 범위 이내에서만 회전할 수 있도록 되어 있다. In addition, the center cam 30 is installed to rotate a predetermined amount (angle) by the key 150 and the key groove 34 inside the spider 10. That is, since the key groove 34 of the center cam 30 has a width wider than that of the key 150, the center cam 30 is formed between the key groove 34 and the key 150. It can only rotate within the clearance.

본 실시예에서, 상기 키(150)는 상기 스파이더(10) 내측의 키 홈(16)에 억지적으로 끼워지며, 다우얼 핀(170)에 의하여 고정되어 축방향으로 이동되지 못하도록 하여 설치된다. 이와 같이 하면, 키(150)의 흔들림이 없어 차동 제한 장치의 동작이 원활히 수행되고, 진동 및 소음을 줄이는데 유리하다. In this embodiment, the key 150 is forcibly fitted into the key groove 16 inside the spider 10, and is installed by being fixed by the dowel pin 170 so as not to move in the axial direction. In this way, there is no shaking of the key 150 so that the operation of the differential limiting device is smoothly performed, and it is advantageous to reduce vibration and noise.

상기 피동 클러치(50)는, 상기 스파이더(10)와 센터 캠(30)의 양측에 각각 하나씩 대향하여 설치되며, 각각의 대향면에는 클러치 잇날(52a,52b)과 도그 치(54a,54b)가 형성된다. 상기 클러치 잇날(52a,52b)은 상기 스파이더(10)의 클러치 잇날(14a,14b)에 일정한 백래시를 가지고 결합되며, 상기 도그 치(54a,54b)는 상기 센터 캠(30)의 도그 치(32a,32b)에 결합된다. The driven clutch 50 is provided on both sides of the spider 10 and the center cam 30 so as to face each other, and the clutch teeth 52a and 52b and the dog teeth 54a and 54b are provided on the opposite surfaces. Is formed. The clutch teeth 52a and 52b are coupled to the clutch teeth 14a and 14b of the spider 10 with a constant backlash, and the dog teeth 54a and 54b are dog teeth 32a of the center cam 30. , 32b).

상기 사이드 기어(70)는, 외측에 스플라인(72)이 형성되어 상기 피동 클러치(50)의 스플라인(56)에 축방향으로 미끄럼 이동할 수 있도록 결합되는 한편, 상기 디퍼렌셜 케이스(2)에는 회전가능하게 지지된다. 상기 사이드 기어(70)의 내측에도 스플라인(74)이 형성되어 있으며, 여기에는 차축(190)의 스플라인(192)이 결합된다. 따라서, 사이드 기어(70)는 상기한 스플라인(74)(192) 결합에 의하여 차축(190)상에서 축방향으로 이동할 수 있다. The side gear 70 has a spline 72 formed on the outside thereof, and is coupled to the spline 56 of the driven clutch 50 so as to be axially slidable, while being rotatably attached to the differential case 2. Supported. The spline 74 is also formed inside the side gear 70, and the spline 192 of the axle 190 is coupled thereto. Accordingly, the side gear 70 may move in the axial direction on the axle 190 by the above-described splines 74,192.

상기 스프링(90)은, 상기 피동 클러치(50)와 상기 사이드 기어(70) 사이에 개재되어 상기 피동 클러치(50)를 상기 스파이더(10) 및 센터 캠(30)에 결합하는 방향으로 탄성 가압한다. The spring 90 is interposed between the driven clutch 50 and the side gear 70 to elastically press the driven clutch 50 in a direction to couple the driven clutch 50 to the spider 10 and the center cam 30. .

본 실시예에서, 상기 사이드 기어(70)의 외측에는 플랜지(76)가 일체로 연장형성되어 있어, 상기 플랜지(76)에 상기 스프링(90)이 지지되도록 하고 있다. In the present embodiment, the flange 76 is integrally formed on the outer side of the side gear 70 so that the spring 90 is supported by the flange 76.

이와 같이, 상기 사이드 기어(70)에 스프링(90)을 지지하기 위한 플랜지(76)를 일체로 형성하고 있으므로 예컨대, '리테이너'와 같은 스프링 지지수단을 별도로 구비할 필요가 없어 구조가 간단해진다. As such, since the flange 76 for supporting the spring 90 is integrally formed in the side gear 70, it is not necessary to separately provide a spring supporting means such as a 'retainer', thereby simplifying the structure.

상기 홀드 아웃 링(110)은, 상기 피동 클러치(50)와 센터 캠(30) 사이에 개재되어 피동 클러치(50)의 축방향 이동을 따라 축방향으로 이동하며, 상기 피동 클러치(50)가 상기 스파이더(10)와 센터 캠(30)으로부터 분리되어 공회전하는 동안 일정각도 회전하여 상기 피동 클러치(50)가 상기 스파이더(10) 및 센터 캠(30)에 결합하는 방향으로 이동하는 것을 저지한다. The hold-out ring 110 is interposed between the driven clutch 50 and the center cam 30 to move in the axial direction along the axial movement of the driven clutch 50, and the driven clutch 50 is moved into the Separated from the spider 10 and the center cam 30 by rotating at an angle while idling to prevent the driven clutch 50 from moving in the direction of engagement with the spider 10 and the center cam 30.

본 실시예에서, 상기 홀드 아웃 링(110)은, 상기 피동 클러치(50)의 도그치(54a, 54b) 외경에 회전가능하게 결합된다. 이러한 홀드 아웃 링(110)의 선단에는 도그 치(112a,112b)가 형성되어 상기 센터 캠(30)의 도그 치(32a,32b)에 결합된다. In the present embodiment, the hold out ring 110 is rotatably coupled to the outer diameters of the dog teeth 54a and 54b of the driven clutch 50. Dog teeth 112a and 112b are formed at the front end of the hold out ring 110 to be coupled to the dog teeth 32a and 32b of the center cam 30.

따라서, 상기 센터 캠(30)의 도그 치(32a,32b)에는 상기 피동 클러치(50)의 도그 치(54a,54b)와 함께 상기 홀드 아웃 링(110)의 도그 치(112a,112b)가 동시에 결합된다. 이에 따라, 홀드 아웃 링(110)의 형상이 단순해지고, 센터 캠(30)이나 스파이더(10)에 홀드 아웃 링을 결합시키기 위한 수단을 별도로 마련하지 않아도 됨으로써 차동 제한 장치의 구조가 매우 단순해 진다. Therefore, the dog teeth 112a and 112b of the hold-out ring 110 together with the dog teeth 54a and 54b of the driven clutch 50 are simultaneously placed on the dog teeth 32a and 32b of the center cam 30. Combined. As a result, the shape of the hold out ring 110 is simplified, and the structure of the differential limiting device becomes very simple by not having to separately provide a means for coupling the hold out ring to the center cam 30 or the spider 10. .

그리고, 상기 홀드 아웃 링(110)의 일측에는 절취부(114)가 형성되어 있으며, 이 절취부(114)는 상기 스파이더(10)의 키(150)와 결합된다. 따라서 상기 홀드 아웃 링(110)은 상기 절취부(114)와 키(150)가 이루는 틈새 범위 이내에서만 회전가능한 상태가 된다. In addition, a cutout 114 is formed at one side of the hold out ring 110, and the cutout 114 is coupled to the key 150 of the spider 10. Therefore, the hold out ring 110 is in a rotatable state only within a clearance range formed between the cutout 114 and the key 150.

또한, 상기 홀드 아웃 링(110)의 도그 치(112a,112b)의 잇수를 상기 피동 클러치(50)의 도그 치(54a,54b) 잇수와 동일한 잇수를 가지도록 함이 바람직하다. 이러한 구성에 의하면, 각 잇수 마다 차동 제어를 할 수 있어 종래에 비하여 보다 세밀한 제어를 할 수 있게 된다. In addition, the number of teeth of the dog teeth 112a and 112b of the hold-out ring 110 may be equal to the number of teeth of the driven teeth 50 of the driven clutch 50. According to such a structure, differential control can be performed for each tooth number, and it can control more finely compared with the former.

한편, 본 실시예에서는, 상기 센터 캠(30)의 도그 치(32a,32b)를 인볼류트 치형으로 구성하고 있다(도 4c, 6b, 7b 및 8b 참조). 이는 차동에 따라 상기 피동 클러치(50)가 센터 캠(30)으로부터 분리 또는 결합하기 위하여 피동 클러치(50)의 도그 치(54a,54b)와 센터 캠(30)의 도그 치(32a,32b)가 슬립할때의 마찰력을 줄임과 아울러, 결합과 분리를 부드럽게 유도하여 소음을 저감시키고, 결합과 분리가 신속하게 이루어지도록 하여 차량의 기동성을 향상시키기 위한 것이다. On the other hand, in the present embodiment, the dog teeth 32a and 32b of the center cam 30 are configured in an involute tooth shape (see FIGS. 4C, 6B, 7B and 8B). This means that the dog teeth 54a and 54b of the driven clutch 50 and the dog teeth 32a and 32b of the center cam 30 are separated so that the driven clutch 50 is separated or engaged from the center cam 30 according to the differential. In addition to reducing friction when slipping, to smoothly induce coupling and separation to reduce noise, and to facilitate the coupling and separation to improve the mobility of the vehicle.

도시된 실시예에서는, 상기 센터 캠(30)의 도그 치(32a,32b)만을 인볼류트 치형으로 구성하고, 나머지는 사다리꼴 치형으로 구성한 것으로 설명하였으나, 이에 한하지 않고, 상기 센터 캠(30)의 도그 치(32a,32b)와 피동 클러치(50)의 도그 치(54a,54b) 모두를 인볼류트 치형으로 구성할 수도 있고, 센터 캠(30)의 도그 치(32a,32b)는 그대로 사다리꼴 치형을 유지하고 피동 클러치(50)의 도그 치(54a,54b) 만을 인볼류트 치형으로 구성할 수도 있는 것이다. 여기서, 상기 홀드 아웃 링(110)의 도그 치(112a,112b)는 피동 클러치(50)의 도그 치(54a,54b)와 동일한 치형으로 구성하는 것이 바람직하다. In the illustrated embodiment, only the dog teeth 32a and 32b of the center cam 30 are configured as involute teeth, and the rest are configured as trapezoidal teeth, but the present invention is not limited thereto. Both the dog teeth 32a and 32b and the dog teeth 54a and 54b of the driven clutch 50 may be configured as involute teeth, and the dog teeth 32a and 32b of the center cam 30 are trapezoidal teeth as they are. The dog teeth 54a and 54b of the driven clutch 50 can be held in an involute tooth shape. Here, the dog teeth 112a and 112b of the hold out ring 110 may be configured to have the same teeth as the dog teeth 54a and 54b of the driven clutch 50.

도 1 및 도 2에서 부재번호 '210'은 상기 센터 캠(30)의 내경에 삽입되어서 양측 사이드 기어(70)의 간격을 유지하는 '스페이서'이다. 1 and 2, the member number '210' is a 'spacer' inserted into the inner diameter of the center cam 30 to maintain the gap between the side gears 70 on both sides.

상기와 같이 이루어진 본 발명의 차동 제한 장치는, 피니언 기어(6)가 링 기어(4)를 회전시켜 디퍼렌셜 케이스(2)가 구동되면, 직진상태에서는 디퍼렌셜 케이스(2)에 축(12)으로써 고정되어 있는 스파이더(10)가 회전되고, 이 스파이더(10)의 클러치 잇날(14a,14b)에 클러치 잇날(52a,52b)로써 맞물려 있는 피동 클러치(50)가 회전되고, 이 피동 클러치(50)에 스플라인(56)(72)으로 결합되어 있는 사이드 기어(70)가 회전되며, 이 사이드 기어(70)에 스플라인(74)(192)으로 결합되어 있는 차축(190)이 회전되어 바퀴를 구동시킨다. In the differential limiting device of the present invention made as described above, when the pinion gear 6 rotates the ring gear 4 and the differential case 2 is driven, it is fixed to the differential case 2 by the shaft 12 in the straight state. The spider 10 rotates, and the driven clutch 50 engaged with the clutch teeth 14a, 14b of the spider 10 by the clutch teeth 52a, 52b rotates, and the driven clutch 50 is rotated. The side gear 70 coupled with the splines 56 and 72 is rotated, and the axle 190 coupled with the splines 74 and 192 is rotated to drive the wheels.

즉, 직진상태에서는 동력이 디퍼렌셜 케이스(2) →스파이더(10) →피동 클러치(50) →사이드 기어(70) →차축(190)의 순으로 전달된다. That is, in the straight state, the power is transmitted in the order of differential case 2 → spider 10 → driven clutch 50 → side gear 70 → axle 190.

첨부도면 도 6a는, 직진시 스파이더(10)와 피동 클러치(50)의 구동상태를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 스파이더(10)의 클러치 잇날(14a,14b)이 좌우에 있는 피동 클러치(50)의 클러치 잇날(52a,52b)을 밀어 회전시키게 된다. 6A shows a driving state of the spider 10 and the driven clutch 50 when going straight. As shown, the clutch teeth 14a, 14b of the spider 10 push and rotate the clutch teeth 52a, 52b of the driven clutch 50 on the left and right.

그리고, 첨부도면 도 6b는 직진시 센터 캠(30)과 피동 클러치(50)의 구동상태를 나타낸다. 도시된 바와 같이, 센터 캠(30)의 도그 치(32a,32b)와 그 좌우에 있는 피동 클러치(50)의 도그 치(54a,54b)가 정상적으로 결합된 상태를 유지한다.6B shows a driving state of the center cam 30 and the driven clutch 50 when going straight. As shown, the dog teeth 32a and 32b of the center cam 30 and the dog teeth 54a and 54b of the driven clutch 50 on either side of the center cam 30 remain normally engaged.

이때, 상기 센터 캠(30)은 상기 스파이더(10)에 키(130)와 키홈(34)의 결합에 의하여 일정량 회전가능한 상태이므로 구동력으로부터는 자유로운 상태를 유지하면서 단순히 치합만 하고 있는 상태이다. At this time, since the center cam 30 is rotatable for a certain amount by the coupling of the key 130 and the key groove 34 to the spider 10, the center cam 30 is simply engaged while maintaining a free state from the driving force.

첨부도면 도 7a는 차량이 선회를 시작하는 경우 스파이더(10)와 피동 클러치(50)의 구동 상태를 나타내고, 도 7b는 센터 캠(30)과 피동 클러치(50)의 구동 상태를 나타낸다. 7A shows the driving state of the spider 10 and the driven clutch 50 when the vehicle starts to turn, and FIG. 7B shows the driving state of the center cam 30 and the driven clutch 50.

도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 차량이 선회를 시작하면, 바깥쪽(오른쪽)의 바퀴는 안쪽(왼쪽)의 바퀴 보다 빨리 회전하므로, 바깥쪽의 피동 클러치(50)는 그의 클러치 잇날(52b)과 스파이더(10)의 클러치 잇날(14b)에 설정된 백래시 범위내에서 회전방향으로 나아가려 한다(도 7a 참조). As shown in Figs. 7A and 7B, when the vehicle starts turning, the outer (right) wheel rotates faster than the inner (left) wheel, so the outer driven clutch 50 has its clutch tooth ( 52b) and in the backlash range set in the clutch tooth 14b of the spider 10, it tries to advance in the rotation direction (see FIG. 7A).

이 때, 피동 클러치(50)가 회전방향으로 나아가려는 힘은, 피동 클러치(50)의 도그 치(54b)를 통하여 센터 캠(30)의 도그 치(32b)에 전달됨으로써 센터 캠(30)을 회전방향으로 회전시키려는 힘으로 작용한다(도 7b 참조). 그러나, 상기 센터 캠(30)은 키(150)에 의해 움직임이 제한되어 있고, 또한 왼쪽의 도그 치(32a)가 왼쪽의 피동 클러치(50)의 도그 치(54a)에도 맞물려 있어 움직일 수 없는 상태이다. 이에 따라, 바깥쪽(오른쪽) 피동 클러치(50)의 도그 치(54b)는, 도 7b에 도시된 바와 같이, 센터 캠(30)의 도그 치(32b)에 슬립을 일으키면서 밀려 올라가게(타고 넘어가게) 된다. 이에 따라 피동 클러치(50)의 클러치 잇날(52b)도, 도 7a에 도시된 바와 같이 스파이더(10)의 클러치 잇날(14b)로부터 벗어나기 시작한다. At this time, the force to which the driven clutch 50 advances in the rotational direction is transmitted to the dog teeth 32b of the center cam 30 through the dog teeth 54b of the driven clutch 50, thereby moving the center cam 30 to the center cam 30. It acts as a force to rotate in the direction of rotation (see Fig. 7b). However, the center cam 30 is limited in movement by the key 150, and the dog dog 32a on the left side is engaged with the dog tooth 54a of the driven clutch 50 on the left side and cannot move. to be. As a result, the dog teeth 54b of the outer (right) driven clutch 50 are pushed up (rides), causing a slip to the dog teeth 32b of the center cam 30, as shown in Fig. 7B. Will be skipped). Accordingly, the clutch tooth 52b of the driven clutch 50 also starts to deviate from the clutch tooth 14b of the spider 10 as shown in FIG. 7A.

첨부도면 도 8a는 상기한 동작 과정을 통하여 피동 클러치(50)가 스파이더(10)로부터 완전히 분리되어 공회전을 시작하는 상태를 나타내고, 도 8b는 이 때의 센터 캠(30)과 피동 클러치(50)의 구동 상태를 나타낸다. 8A shows a state in which the driven clutch 50 is completely separated from the spider 10 and starts idling through the above-described operation process, and FIG. 8B shows the center cam 30 and the driven clutch 50 at this time. Indicates the driving state.

전술한 바와 같이, 바깥쪽 피동 클러치(50)의 도그 치(54b)가 센터 캠(30)의 도그 치(32b)와 슬립을 일으키면서 계속하여 밀려 올라간 이후에는, 도 8b와 같이, 피동 클러치(50)의 도그 치(54b) 이끝 부분이 센터 캠(30)의 도그 치(32b) 이끝 부분을 벗어남으로써 물림이 풀리게 된다. 이와 동시에, 도 8a에 도시된 바와 같이, 피동 클러치(50)의 클러치 잇날(52b)도 스파이더(10)의 클러치 잇날(14b)을 벗어나 물림이 풀리게 되어 피동 클러치(50)의 공회전이 시작된다. 이러한 피동 클러치(50)의 공회전 상태는 차량의 선회가 끝날 때까지 지속된다. 즉, 차량 선회시 바깥쪽의 바퀴는 구동력으로부터 자유로워지며, 안쪽의 바퀴만으로 구동되게 된다. As described above, after the dog tooth 54b of the outer driven clutch 50 is continuously pushed up while slipping with the dog tooth 32b of the center cam 30, as shown in FIG. 8B, the driven clutch ( The bite of the dog tooth 54b of the 50 is out of the tooth tooth 32b of the center cam 30 so that the bite is released. At the same time, as shown in FIG. 8A, the clutch tooth blade 52b of the driven clutch 50 is also released from the clutch tooth blade 14b of the spider 10 so that idling of the driven clutch 50 starts. This idling state of the driven clutch 50 lasts until the turning of the vehicle is completed. That is, when the vehicle is turning, the outer wheels are freed from the driving force and driven only by the inner wheels.

또한, 상기와 같이 바깥쪽의 피동 클러치(50)가 물림이 풀려 공회전하면, 이에 회전가능하게 결합되어 있는 홀드 아웃 링(110)도 소정의 마찰력에 의하여 피동 클러치(50)를 따라 회전하게 된다. 그러나, 상기 홀드 아웃 링(110)은 키(150)와 절취부(114)에 의하여 회전이 제한되어 있기 때문에, 홀드 아웃 링(11)은 키(150)와 절취부(114)가 허용하는 틈새 만큼 만 회전방향으로 회전하게 된다. 그러면, 상기 홀드 아웃 링(110)의 도그 치(112b)가 센터 캠(30)의 도그 치(32b)에 올려진 상태가 되어 피동 클러치(50)와 센터 캠(30)의 치합을 방해함으로써, 선회시 공회전 상태를 계속적으로 유지할 수 있게 된다. In addition, as described above, when the external driven clutch 50 is released and idling, the hold out ring 110 rotatably coupled thereto also rotates along the driven clutch 50 by a predetermined frictional force. However, since the rotation of the hold out ring 110 is limited by the key 150 and the cutout 114, the holdout ring 11 has a clearance allowed by the key 150 and the cutout 114. Only rotate in the direction of rotation. Then, the dog teeth 112b of the hold-out ring 110 are placed on the dog teeth 32b of the center cam 30, thereby interfering with the engagement of the driven clutch 50 and the center cam 30, It is possible to maintain the idling state continuously when turning.

상기와 같이, 차동시 피동 클러치(50)가 센터 캠(30)으로부터 분리될 때의 소음은, 주로 피동 클러치(50)의 도그 치(54b)와 센터 캠(30)의 도그 치(32b)가 슬립하는 과정에서 발생한다. As described above, the noise when the driven clutch 50 is separated from the center cam 30 when differential is mainly caused by the dog teeth 54b of the driven clutch 50 and the dog teeth 32b of the center cam 30. Occurs in the process of slipping.

종래에는 모두 사다리꼴 형상의 도그 치를 채용하고 있기 때문에 항상 일정한 압력각을 가지며, 분리 시 미소한 요동을 일으켜 결국 소음을 발생시키는 원인이 되었다. Conventionally, since all dogs adopt a trapezoidal shape, they always have a constant pressure angle, which causes slight fluctuations during separation, which eventually causes noise.

그러나, 본 발명에 따른 차동 장치에서는, 상기 센터 캠(30)의 도그 치(32a,32b)나 피동 클러치(50)의 도그 치(54a,54b)중 하나 이상이 부드러운 곡률을 가지는 인볼류트 치형으로 이루어져 있다. However, in the differential device according to the present invention, at least one of the dog teeth 32a and 32b of the center cam 30 and the dog teeth 54a and 54b of the driven clutch 50 has an involute tooth shape having a smooth curvature. consist of.

그렇기 때문에 슬립이 진행되면서 도그 치(32a,32b)와 도그 치(54b,54b)의 치면에 작용하는 마찰력이 감소하기 때문에(접동 저항이 작기 때문에) 슬립 작용이 더욱 원활하게 되고, 보다 부드러운(Smooth) 기구적 특성을 보이기 때문에 소음 또한 현저히 줄어들게 되는 것이다. 또한, 센터캠(30)의 도그치(32a,32b)와 피동 클러치(50)의 도그치(54a,54b) 중 하나 이상이 인볼류트 치형으로 이루어져서 슬립 작용이 원활히 수행되면, 도그치(32a,32b)(54a,54b)간의 해제와 물림 동작이 신속히 행해지고, 그에 따라 차동 개시까지 걸리는 시간과 차동 후 정상적으로 복귀되기까지 걸리는 시간이 단축되어 차량의 최소 회전 반경이 줄어들게 된다. 이와 같이, 차량의 최소 회전 반경이 줄어들면, 좁은 공간의 야지나 험로에서 신속하고 원활한 대응이 가능해 진다. 이와 같은 본 발명의 장점은, 신속한 대응과 기동성을 요하는 군 전술용 차량에서 극대화 된다. Therefore, as the slip proceeds, the frictional force acting on the teeth of the dog teeth 32a and 32b and the dog teeth 54b and 54b decreases (because the sliding resistance is small), so that the slipping action is smoother and smoother. Because of its mechanical characteristics, noise is also significantly reduced. In addition, if one or more of the dog teeth 32a and 32b of the center cam 30 and the dog teeth 54a and 54b of the driven clutch 50 are involute teeth, and the slip action is smoothly performed, the dog teeth 32a, The release and bite operations between 32b) (54a, 54b) are performed quickly, thereby reducing the time taken to start the differential and the time taken to return to normal after differential, thereby reducing the minimum turning radius of the vehicle. As such, when the minimum turning radius of the vehicle is reduced, it is possible to respond quickly and smoothly in narrow spaces and bad roads. Such an advantage of the present invention is maximized in military tactical vehicles requiring rapid response and maneuverability.

다음, 첨부도면 도 9a는 차량 선회가 끝나고 피동 클러치가 스파이더에 재결합하는 상태를 나타내고, 도 9b는 피동 클러치가 센터 캠에 재결합하는 상태를 나타낸다. Next, FIG. 9A shows a state in which the driven clutch is re-engaged with the spider after the vehicle turning ends, and FIG. 9B shows a state in which the driven clutch is re-engaged with the center cam.

도 9a 및 도 9b에 도시된 바와 같이, 차량이 선회를 마치고 직진하는 시점에서는 양쪽 바퀴의 회전차가 없어진다. 그러면, 홀드 아웃 링(110)과 피동 클러치(50) 사이에 작용하던 마찰력이 사라지면서, 홀드 아웃 링(110)이 센터 캠(30)의 도그 치(32b)에 결합가능한 상태가 된다, 따라서, 스프링(90)의 탄성력에 의하여 피동 클러치(50)가 축방향으로 전진하게 되고, 이에 따라 피동 클러치(50) 의 도그 치(54b)가 센터 캠(30)의 도그 치(32b)에 결합됨과 아울러, 피동 클러치(50)의 클러치 잇날(52b)도 스파이더(10)의 클러치 잇날(14b)에 결합된다. As shown in Figs. 9A and 9B, the turning wheels of both wheels disappear at the time when the vehicle goes straight after turning. Then, the friction force acting between the hold out ring 110 and the driven clutch 50 disappears, and the hold out ring 110 becomes engageable with the dog teeth 32b of the center cam 30, thus, The driven clutch 50 is advanced in the axial direction by the elastic force of the spring 90, whereby the dog tooth 54b of the driven clutch 50 is coupled to the dog tooth 32b of the center cam 30. The clutch tooth blade 52b of the driven clutch 50 is also coupled to the clutch tooth blade 14b of the spider 10.

한편, 한 쪽의 바퀴가 진흙탕에 빠졌을 때에는 스파이더(10)와 피동 클러치(50)가 직진시와 같이 모두 결합되어 양측의 차축(190)이 직결된 상태를 유지함으로써, 점착력이 감소한 쪽의 바퀴에 관계없이 양측 바퀴가 모두 구동되어 탈출이 가능하게 된다. On the other hand, when one wheel falls into the mud, both the spider 10 and the driven clutch 50 are engaged as in the straight line, and the axles 190 of both sides are directly connected to each other, thereby reducing the adhesive force to the wheel of the side where the adhesion is reduced. Regardless, both wheels are driven to escape.

여기서, 상기와 같이 차동이 끝나는 과정에서의 소음은, 주로 스프링의 탄성력에 의하여 피동 클러치(50)의 도그 치(54b)와 센터 캠(30)의 도그 치(32b)가 만날때와 슬립하는 과정에서 발생한다. Here, the noise in the process of the end of the differential as described above, mainly when the dog teeth (54b) of the driven clutch 50 and the dog teeth (32b) of the center cam 30 meets and slips due to the spring elastic force Occurs.

본 발명에 따른 차동 제한 장치에서는, 센터 캠(30)의 도그 치(32a,32b)나 피동 클러치(50)의 도그 치(54a,54b)중 하나 이상이 부드러운 곡률을 가지는 인볼류트 치형으로 이루어짐으로써 매우 부드러운 결합(치합)을 유도함으로써 소음이 현저히 줄어들게 되고, 동작이 신속해진다. In the differential limiting device according to the present invention, at least one of the dog teeth 32a and 32b of the center cam 30 or the dog teeth 54a and 54b of the driven clutch 50 is formed of an involute tooth type having a smooth curvature. By inducing a very smooth engagement, the noise is significantly reduced and the operation is quick.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 차동 제한 장치는 특히, 야지나 험로를 주행하는 트럭, 군 전술차량, 벌목용 차량, 또는 농업용 차량 등에서 소음이 적고 기동성을 향상시킬 수 있는 것으로서, 본 발명에 의하면, 센터 캠의 도그 치나 피동 클러치의 도그 치중 하나 이상이 부드러운 곡률을 가지는 인볼류트 치형으로 이루어져 매우 부드러운 작동 메커니즘을 유도함으로써 차동 제한 장치의 소음을 현저하게 줄일 수 있다. As described above, the differential limiting device according to the present invention can improve the maneuverability with low noise, particularly in trucks, military tactical vehicles, logging vehicles, agricultural vehicles, etc., that drive on fields or rough roads. At least one of the dog teeth of the center cam or the dog teeth of the driven clutch consists of an involute tooth with a smooth curvature which induces a very smooth actuation mechanism which can significantly reduce the noise of the differential limiter.

또한, 피동 클러치의 도그 치와 홀드 아웃 링의 도그 치를 센터 캠의 도그 치에 동시에 결합시키고, 스프링 지지용 플랜지를 사이드 기어에 일체로 형성함으로써, 차동 제한 장치의 구조를 매우 간단하게 구성할 수 있고, 이 경우 홀드 아웃 링의 도그 치 잇수를 피동 클러치 및 센터 캠의 도그 치 잇수와 동일하게 함으로써 차동 제어를 매우 미세하게 수행할 수 있는 장점이 있다. In addition, by simultaneously engaging the dog teeth of the driven clutch and the dog teeth of the hold-out ring with the dog teeth of the center cam and integrally forming the spring support flange on the side gear, the structure of the differential limiting device can be made very simple. In this case, the number of dog teeth of the hold-out ring is equal to the number of dog teeth of the driven clutch and the center cam, so that the differential control can be performed very finely.

Claims

디퍼렌셜 케이스에 일체로 회전되도록 고정되며, 양측면에 클러치 잇날이 형성된 스파이더와, 상기 스파이더의 내측에, 스냅링에 의하여 축방향 이동 불가하게 설치되고, 키와 키홈에 의하여 일정량 회전할 수 있도록 설치되며, 양측면에 도그 치가 형성되어 있는 센터 캠과, 상기 스파이더의 클러치 잇날과 상기 센터 캠의 도그 치에 결합하는 클러치 잇날 및 도그 치가 형성되어 상기 스파이더와 센터 캠의 양측에 대향하여 설치되는 두 개의 피동 클러치와, 상기 피동 클러치가 축방향 이동 가능하도록 피동 클러치에 스플라인 결합됨과 동시에 상기 디퍼렌셜 케이스에 회전가능하게 지지되며, 중앙에 차축이 스플라인 결합되는 사이드 기어와, 상기 피동 클러치와 상기 사이드 기어 사이에 개재되어 상기 피동 클러치를 상기 스파이더 및 센터 캠에 결합하는 방향으로 탄성 가압하는 스프링과, 상기 피동 클러치와 센터 캠 사이에 개재되어 상기 피동 클러치의 도그 치 외경에 회전가능하게 결합되어 피동 클러치의 축방향 이동을 따라 축방향으로 이동하고, 선단에 도그 치가 형성되어 이 도그 치가 상기 피동 클러치의 도그 치와 함께 상기 센터 캠의 도그 치에 결합됨과 아울러, 일측에 절취부가 형성되어 이 절취부가 상기 스파이더의 키에 일정 각도 이내에서만 회전가능하게 결합되어, 상기 피동 클러치가 상기 스파이더와 센터 캠으로부터 분리되어 공회전하는 동안 일정각도 회전하여 상기 피동 클러치가 상기 스파이더 및 센터 캠에 결합하는 방향으로 이동하는 것을 저지하는 홀드 아웃 링을 포함하는 차동 제한 장치에 있어서, Fixed to be integrally rotated to the differential case, the spider is formed on both sides of the spider teeth and the inner side of the spider, the axial movement is installed by the snap ring, the key and the key groove is installed to rotate a certain amount, both sides A center cam having a dog tooth formed therein, a clutch tooth and a dog tooth coupled to the clutch tooth of the spider and the dog tooth of the center cam, and two driven clutches which are installed opposite to both sides of the spider and the center cam; The driven clutch is splined to the driven clutch so as to be movable in the axial direction and rotatably supported by the differential case, and is interposed between the driven clutch and the side gear and interposed between the driven clutch and the side gear. Clutch on the spider and center cam A spring elastically pressurized in the engaging direction, interposed between the driven clutch and the center cam to be rotatably coupled to the dog tooth outer diameter of the driven clutch to move axially along the axial movement of the driven clutch, Teeth are formed so that the dog teeth are coupled to the dog teeth of the center cam together with the dog teeth of the driven clutch, and a cutout is formed on one side so that the cutout is rotatably coupled only within a predetermined angle to the key of the spider. A differential limiting device comprising a hold out ring which rotates at an angle while the driven clutch is separated from the spider and the center cam to prevent movement of the driven clutch in the direction of engagement with the spider and the center cam.

상기 피동 클러치(50)의 도그 치(54a) 및 홀드 아웃 링(110)의 도그 치(112a)와, 상기 피동 클러치(50)의 도그 치(54a) 및 상기 홀드 아웃 링(110)의 도그 치(112a)가 동시에 맞물리는 상기 센터 캠(30)의 도그 치(32a,32b) 중 어느 한쪽 이상이 인볼류트 치형으로 이루어지고, Dog teeth 54a of the driven clutch 50 and dog teeth 112a of the hold out ring 110, dog teeth 54a of the driven clutch 50 and dog teeth of the hold out ring 110. Any one or more of the dog teeth 32a, 32b of the center cam 30, to which the 112a is engaged at the same time, are made of involute teeth,

상기 스파이더의 키는, 상기 스파이더의 내측의 키 홈에 끼워져서 스파이더에 별도의 다우얼 핀에 의해 이동불가하게 고정되는 것을 특징으로 하는 차동 제한 장치. And the key of the spider is inserted into a key groove inside the spider and is immovably fixed to the spider by a separate dowel pin.

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