KR100628840B1 - 차량용 차동제한장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 사이드 기어와 마찰링간의 마찰력을 이용하여 차동 제한력을 발생시킴과 아울러, 조립후에도 차동 제한력을 가변 조절할 수 있도록 한 차량용 차동제한장치에 관한 것이다.

그 구성은 엔진의 구동력을 전달하는 입력축이 치합되어 연동 회전되는 링기어를 갖는 디퍼렌셜 케이스와, 그 디퍼렌셜 케이스의 내부 양측에 각각 수용되고 좌,우측 차륜의 좌,우 액슬 샤프트와 연결되는 사이드 기어와, 그 사이드 기어에 연동가능하게 치합되는 피니언기어 및 그 피니언기어들에 축 결합되는 피니언축과, 그 피니언기어와 사이드 기어 및 디퍼렌셜 케이스에서 발생되는 차동 작용을 사이드 기어와 마찰링의 가변 마찰력으로 제한하기 위한 제한수단으로 구성된다.

이에 따르면 본 발명은 사이드 기어와 마찰링이 스프링부재의 예압에 의해 면접촉된 상태로 조립된 후에도, 볼트의 조임력에 의한 스프링부재의 압축량에 따라 차동 제한력을 가변 조절할 수 있으므로, 사용상의 편의성을 대폭 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 마찰 부위 표면의 내구성 향상과 소음 저감을 위해 나노 표면층의 딤플구조로 개질 처리되어 소음 발생을 대폭 저감시킬 수 있는 등의 매우 유용한 효과를 갖는다.

Description

차량용 차동제한장치{Limited Slip Differential for Vehicle}

도 1은 일반적인 차동제한장치를 나타낸 구성도.

도 2는 종래 차동제한장치의 일 예를 보인 단면도.

도 3은 본 발명에 따른 차량용 차동제한장치를 나타낸 사시도.

도 4는 본 발명의 요부를 절취하여 나타낸 사시도.

도 5는 본 발명의 분해 사시도.

도 6a와 도 6b는 본 발명의 마찰링을 나타낸 사시도와 단면을 각각 나타낸 것이다.

도 7은 본 발명의 결합상태를 나타낸 단면도.

도 8은 본 발명 마찰부위인 사이드 기어와 마찰링의 표면 부위를 일부 발췌하여 확대한 사시도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 디퍼렌셜 케이스 112,114 : 결합공

115,116 : 통공 210,220 : 사이드 기어

210a,220a : (사이드 기어의)경사면

310,320 : 마찰링

310a,320a : (마찰링의)내주면

410,420 : 피니언 기어 510,520 : 스프링부재

530,540 : 와셔부재 610 : 록킹 핀

620 : 고정볼트 710,720 : 볼트부재

본 발명은 차량용 차동제한장치에 관한 것으로, 특히 사이드 기어와 마찰링 간의 회전수 차이에 따른 마찰력을 이용하여 차동제한 작용을 수행함과 아울러, 조립된 후에도 차동 제한력을 가변 조절할 수 있도록 한 차량용 차동제한장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차는 엔진에서 발생된 동력을 동력 전달 장치를 통해 구동축에 전달해 차륜을 회전시켜 주행하게 되는데, 이와 같이 엔진의 동력을 전달하는 동력 전달 장치는 엔진과의 동력을 선택적으로 전달시키는 클러치와, 이 클러치를 매개로 전달되는 엔진의 회전력을 차량의 주행속도에 맞게 변화시키는 변속기 및 이 변속기로부터 출력된 회전력을 추진축을 매개로 전달받아 양측 차륜의 회전수를 적절하게 조절해주는 차동장치로 구성되어 있다.

여기서, 차동장치는 차량의 선회 시 내륜과 외륜 사이의 회전수 차이를 보상하여 내륜의 회전수는 감소시키고 외륜의 회전수를 증가시킴으로써 차량이 원활하게 회전 즉, 차륜의 이동거리가 다를 때 이를 감안하여 각 차륜의 회전수가 변하도록 하는 기능을 하게 된다.

그러나, 때에 따라서는 이와 같은 차동장치가 자동차의 주행을 방해하는 경우가 있게 되고 이에 따라, 차륜의 차동현상이 차량의 주행을 방해할 정도가 될 때 차동 현상을 제한하도록 액체의 점성을 이용한 유체 방식이나 플레이트간의 마찰력을 이용한 마찰 방식을 이용한 차동제한장치(LSD: Limited Slip Differential)가 사용되어진다.

이와 같은 차동제한장치중 마찰판 방식의 차동제한장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 입력축(1)에 의해 회전되는 링기어(2)가 형성된 디퍼렌셜 케이스(10)와, 이 디퍼렌셜 케이스(10)의 내부에 설치되고 좌,우측 차륜과 연결된 좌,우 액슬샤프트(20,20')에 각각 삽입된 2개의 사이드 기어(3,4)와, 그 디퍼렌셜 케이스(10)에 고정된 피니언샤프트에 회전 자재하게 결합되면서 사이드 기어(3,4)에 동시에 치합되어 회전되는 피니언기어(5) 및 기어(3,4)와 디퍼렌셜 케이스(10)에서 발생되는 차동 작용을 제한하는 제한수단으로 이루어지게 된다.

여기서, 제한수단은 소정의 압력이 걸려 있는 상태로 사이드 기어(3,4) 사이에 설치된 프리로드스프링(30)과, 이너플레이트는 사이드 기어(3,4)측에 결합되고 아우터플레이트는 디퍼렌셜 케이스(10)의 내측에 결합되어 양자간에 회전차가 발생될 경우 프리로드스프링(30)에 의해 이너,아우터플레이트가 서로 밀착되어 차동 작용을 제한하는 다판클러치(40)로 이루어진다.

이와 같은 차동제한장치는 주행하다가 한쪽 바퀴가 진흙탕에 빠져 양측 바퀴에 걸리는 저항력에 차이가 발생될 경우 즉, 한쪽 바퀴는 노면의 저항을 받고 진흙탕에 바진 바퀴는 저항을 받지 않으므로 노면측의 바퀴에는 동력이 전달되지 않고 진흙탕에 빠진 바퀴만 공전하면, 차동 작용을 하는 좌·우측 사이드 기어(3,4)의 회전수차이에 의해 제한수단의 다판클러치(40)가 차동을 제한해 양측 바퀴를 동일한 속도로 회전시켜 구동력을 회복하게 된다.

즉, 이와 같은 작용을 상세히 설명하기 위해 우측 차륜의 저항이 적고 좌측보다 빠르게 회전된다고 가정하면, 우측액슬샤프트(20')의 회전이 가장 빠른 반면 디퍼렌셜 케이스(10)가 그 다음으로 빠르며 좌측액슬샤프트(20)의 회전이 가장 느리게 된다.

이러한 경우 보통의 차동기어에서는 링기어(2)의 회전력이 좌,우측 액슬샤프트(20,20')에 동일하게 분배되지만, 차동제한장치에서는 좌,우의 다판클러치(40)가 프리로드스프링(30)의 탄성력에 의해 작동됨으로써 좌,우측액슬샤프트(20,20')에 대하여 각기 다른 회전력을 분배하게 된다.

즉, 상대적으로 회전이 빠른 우측액슬샤프트(20')가 다판클러치(40)를 거쳐 디퍼렌셜 케이스(10)를 구동하게 되므로, 회전력은 좌측액슬샤프트(20)에 배가되고 이에 따라, 좌측액슬샤프트(20)가 회전되어 양측 차륜이 거의 동일한 속도로 회전되어 진흙탕에서 쉽게 빠져 나오도록 작용하게 된다.

따라서, 이와 같은 차동제한장치는 프리로드스프링(30)의 예압과 마찰판의 마찰 성능에 따라 차동속도가 달라지게 될 뿐만 아니라, 마모 내구성이 달라지게 된다.

그런데, 기존의 차동제한장치는 각각의 기능을 갖는 부품들이 복잡한 구조로 연결되어 그 전체적인 부피가 커지게 되므로, 그 부피가 커짐에 따라 차량의 하체 부위가 노면 상태가 불량한 도로 주행시 부딪혀 파손의 우려가 있을 뿐만 아니라, 차량의 전방에 엔진이 탑재되고 전방 휠이 구동되는 FF방식의 차량의 경우에는 차동제한장치를 변속기에 내장시키는 것이 어려울 뿐만 아니라, 원가 상승의 부담으로 작용하게 되는 문제점이 있었다.

이를 극복하기 위한 종래 기술로는 대한민국 특허 등록번호 제 295863호 "자동차의 차동제한장치"에 개시되고 도 2에 도시된 바와 같이, 그 구조가 프리로드 스프링(42)을 구비하고, 차동 제한장치(30)의 사이드 기어(32) 추력에 반작용하게 배면에 탄성력을 보유하도록 소정의 기울기각을 갖는 경사면(36S)을 형성하여 접시형으로 이루어지는 카운터 로드 스프링(36)을 설치하여 이루어진 것이다.

미설명 부호 "38"은 피니언 기어를 나타낸 것이다.

즉, 콘클러치 타입 차동 제한장치의 사이드 기어(32)의 추력과 카운터 로드 스프링(36)의 탄성력의 크기에 따라 차동제한장치(30)의 마찰력이 발생하도록 된 것으로, 액슬 샤프트(35)를 통해 전달되는 부하에 의해 발생되는 사이드 기어(32)의 추력이 카운터 로드 스프링(36)의 탄성력보다 클 경우에 사이드 기어(32)의 추력에 의해 카운드 로드 스프링(36)의 경사각이 수직으로 변화되어 그 카운터 로드 스프링(36)의 외주면 테두리가 콘클러치(40)를 가압하여 하우징(34;디퍼렌셜 케이스)의 내측면과 접촉되면서 마찰력을 갖게 되어 차동 제한이 이루어지도록 된 것이다.

그런데, 앞서 설명한 종래 선행기술이 프리로드 스프링과 카운터 로드 스프링의 탄성력 특성의 조합으로 차동 제한력을 갖도록 되어 있으나, 하우징과의 마찰 시 소음이 발생하게 될 뿐만 아니라, 그 탄성력 조합으로 사용자가 원하는 차동 제한력을 조절할 수 없음과 동시에, 그 스프링들의 조립이후에는 탄성력을 가변 조절할 수 없는 문제점이 있었다.

또한, 스프링과 케이스가 마찰됨에 따라 그 케이스와 스프링의 마찰부위가 마모되어 수시로 교체하여야 하며, 그로 인해 마모된 부품을 교체하기 위해 케이스의 교체하기 위해 어셈블리 전체를 교체하여야 하는 문제점이 있었다.

그리고, 기존의 차동제한장치는 마찰이 자주 발생하는 등의 요인으로 인해 점성이 기존의 차동기어 오일이 아닌 차동제한장치 전용 오일(oil)을 사용해야 하는 단점이 있었다.

본 발명은 상기한 제반 문제점을 감안하여 이를 해결하고자 제안된 것으로, 그 목적은 구조가 단순하고 소음을 줄이면서 부피를 콤팩트화할 수 있음과 아울러, 차동제한력을 향상 및 조립후에도 가변 조절할 수 있도록 그 구조가 개량된 차량용 차동제한장치를 제공하는 데 있다.

또, 차동제한작용을 위한 마찰부위의 내구성을 향상시킴과 아울러, 마모된 부품만을 손쉽게 교체할 수 있도록 함으로써 부품의 유지 보수가 용이한 차량용 차동제한장치를 제공하는 목적을 갖는다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 입력축에 의해 회전되는 링기어가 마련된 디퍼렌셜 케이스와, 상기 디퍼렌셜 케이스의 내부에 회전 가능하게 수용되 고 좌,우측 차륜과 연결된 좌,우 액슬샤프트에 각각 연동되게 결합되는 사이드 기어와, 그 디퍼렌셜 케이스에 고정된 피니언샤프트에 회전 자재하게 결합되면서 사이드 기어에 치합되어 회전되는 피니언기어 및 사이드 기어와 디퍼렌셜 케이스에서 발생되는 차동 작용을 제한하는 제한수단을 구비하되,

상기 제한수단은 상기 사이드 기어의 일측면이 경사면을 갖도록 테이퍼지게 형성되고,

상기 사이드 기어의 일측면과 면접촉되도록 내주면이 테이퍼지게 형성되고 상기 사이드 기어와 디퍼렌셜 케이스의 사이에 마련되는 적어도 하나의 스프링부재의 탄성력에 의해 상기 사이드 기어측으로 밀착되는 마찰링과,

상기 스프링부재의 일측에 마련되고 상기 스프링부재측에 가변 압력을 전달하여 상기 사이드 기어와 마찰링간의 마찰력을 조절하기 위한 탄성조절부를 구비하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 다른 특징은, 상기 사이드 기어의 양측면과 마찰링의 내주면이 표면처리에 의해 딤플구조를 갖는 것이다.

본 발명의 또 다른 특징으로, 상기 사이드 기어와 마찰링의 테이퍼 각이 1~89°내에 포함되는 것이다.

상기 사이드 기어와 마찰링의 마찰면이 곡선 또는 직선으로 된 것이다.

상기 마찰링은 결합수단에 의해 상기 디퍼렌셜 케이스에 일체로 결합되어 상기 디퍼렌셜 케이스의 회전시 연동 회전되는 것이다.

그 결합수단은, 상기 마찰링의 외측 테두리에 내측으로 결합홈이 요입 형성 되고, 상기 디퍼렌셜 케이스에 관통 결합되어 상기 결합홈에 단부가 간섭되도록 수용되는 록킹 핀을 구비하거나, 고정볼트를 구비한 것이다.

상기 사이드 기어와 마찰링의 마찰면중 적어도 하나에 오일의 공급을 위한 오일홈이 형성된 것이다.

또, 본 발명은 상기 디퍼렌셜 케이스의 내부에 수용되고 상기 양측의 사이드 기어와 피니언 기어 사이에 위치하도록 상기 피니언 샤프트에 결합되며 체결부재에 의해 상기 피니언 샤프트에 고정되는 센터 래치를 더 구비하는 것이다.

본 발명의 탄성조절부는 상기 디퍼렌셜 케이스에 외부와 연통되고 내주면에 나사산이 형성된 통공이 형성되고, 상기 디퍼렌셜 케이스 내에 진입 가능하도록 상기 통공에 체결되어 그 진입력을 상기 스프링측으로 전달하기 위한 볼트부재를 구비하는 것이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 차량용 차동제한장치는 도3 내지 도7을 참조하여 설명하면, 그 구성은 엔진의 구동력을 전달하는 입력축(미도시)이 치합되어 연동 회전되는 링기어(미도시됨)를 갖는 디퍼렌셜 케이스(110)와, 그 디퍼렌셜 케이스(110)의 내부 양측에 각각 수용되고 좌,우측 차륜의 좌,우 액슬 샤프트와 연결되는 사이드 기어(210)(220)와, 그 사이드 기어(210)(220)에 연동가능하게 치합되는 피니언기어(410)(420) 및 그 피니언기어(410)(420)들에 축 결합되는 피니언 샤프트(405)와, 그 피니언기어(410)(420)와 사이드 기어(210)(220) 및 디퍼렌셜 케이스(110)에서 발생되는 차동 작용을 사이드 기어(210)(220)와 마찰링(310)(320)의 마찰력으로 제한하기 위한 제한수단으로 구성된다.

더 상세히 설명하면, 그 제한수단은 사이드 기어(210)(220)의 경사면(210a)(220a)과 마찰링(310)(320)의 내주면(310a)(320a)이 서로 면접촉되어 마찰면이 되도록 테이퍼지게 형성되고, 그 마찰링(310)(320)이 복수개의 스프링부재(510)(520)를 갖는 탄성조절부에 의해 일방향으로 탄성 바이어스되어 사이드 기어(210)(220)와 밀착되는 구조로 된 것이다.

그 마찰링(310)(320)과 사이드 기어(210)(220)는 콘 클러치 타입으로 구성되어, 서로 동일한 속도로 회전시에는 마찰이 발생되지 않고, 서로 다른 회전수를 가질 때 마찰이 발생하도록 된 것이다.

또, 마찰링(310)(320)과 사이드 기어(210)(220)의 마찰이 발생되는 마찰면의 표면 부위에는 도 8에 도시된 바와 같이, 내마모성과 경도를 강화시키기 위해 표면처리에 의한 마이크로 딤플구조를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

그 표면처리방식은 공지된 표면처리기술을 이용하거나, 표면부위를 세밀하게 타격하여 표면 조직층을 나노화시켜 표면 경도 향상 및 내마모성을 증대시키는 것으로, 그 표면 조직층이 나노화됨에 따라 내구성이 향상되고 매끄러운 표면으로 가공되어 균일하게 마찰력이 전달되며 마찰계수가 줄어들게 되어 소음을 저감시킬 수 있게 된다.

그 탄성조절부는 하나 또는 복수의 스프링부재(510)(520)가 병렬로 배열되어 밀착되고 그 외측에는 디퍼렌셜 케이스(110)의 내부로 진입가능하도록 체결되어 스 프링부재(510)(520)측으로 가압하기 위한 볼트부재(710)(720)로 구성되는 것으로, 더 바람직하게는 볼트부재(710)(720)와 스프링부재(510)(520) 사이에 와셔부재(530)(540)가 면접촉되도록 개재되는 것이다.

그 스프링부재(510)(520)은 내주면이 테이퍼지게 형성되도록 접시형 스프링을 채용하는 것이 바람직하다.

그 와셔부재(530)(540)는 스프링부재(510)(520)의 형상과 대응되도록 링 형상의 스러스트 와셔(thrust washer)를 채용하는 것이 바람직하며, 그 와셔부재(530)(540)를 스프링부재(510)(520)측으로 밀착시키도록 가압하기 위한 볼트부재(710)(720)가 디퍼렌셜 케이스(110)의 외측에서 관통 결합되어 그 관통 결합된 볼트부재(710)(720)의 단부가 와셔부재(530)(540)와 접촉되는 구조를 갖는다.

그 볼트부재(710)(720)가 관통되어 체결되도록 디퍼렌셜 케이스(110)에 외부와 연통되도록 통공(115)(116)이 형성되고, 그 통공(115)(116)의 내주면에는 볼트부재(710)(720)의 외주면에 형성된 나사산과 대응되는 나사산이 형성되어 서로 체결가능한 구조로 되어 있다.

또, 그 볼트부재(710)(720)는 통공(115)(116)의 내주면에 형성된 나사산과 체결되므로, 볼트부재(710)(720)의 조임력에 따라 스프링부재(510)(520)에 작용하는 예압이 가변되는 구조를 갖는다.

그리고, 사이드 기어(210)(220)의 일측면과 스프링부재(510)(520)의 내주면의 경사각(α)은 대략 1~89°의 각도를 가질 수 있으나, "1"에 가까울 수록 직선에 가깝고, "89"에 가까울 수록 평면에 가깝기 때문에, 실제 경사각(α)은 대략 10~80 °의 경사각이 바람직할 것이다.

또, 앞서 설명한 범위내에서 경사각이 높을 수록 서로 접촉되는 접촉 면적이 커지게 되어 마찰력이 커지게 되고, 경사각이 낮을 수록 마찰력이 줄어들 게 된다.

한편, 마찰링(310)(320)을 디퍼렌셜 케이스(110)와 일체화시키기 위해서 링기어측과 링기어 반대편쪽의 마찰링(310)(320)의 외주면에 복수개의 결합홈(312)(322)이 각각 형성되고, 그 결합홈(312)(322)의 내부에 록킹 핀(610)이 간섭되도록 끼움 결합되거나, 고정볼트(620)가 체결되도록 디퍼렌셜 케이스(110)에 결합공(114)(112)이 형성되어 있다.

그중에 록킹 핀(610)을 이용한 방식에서 디퍼렌셜 케이스(110)의 외측에는 록킹 핀(610)이 마찰링(310)의 결합홈(312) 내로 수용된 후에 록킹 핀(610)이 이탈되는 것을 방지하도록 이탈방지용 핀(615)이 삽입되는 끼움공(114a)이 수평방향으로 형성되어 있다.

또, 고정볼트(620)를 이용한 방식에서는 고정볼트(620)가 디퍼렌셜 케이스(110)의 결합공(112) 내로 관통된 후에 마찰링(320)의 결합홈(322) 내에 삽입되는 구조로 되어 있다.

또한, 그 사이드 기어(210)(220)와 마찰링(310)(320)의 면 접촉되는 부위의 윤활을 위해 사이드 기어(210)(220)의 일측 경사면(210a)(220a) 또는 마찰링(310)(320)의 내주면(310a)(320a)에 나선형의 오일홈(314)(324)이 그루브 형태로 형성되어 있으나, 그 오일홈(314)(324)의 구조가 방사형, 직선형등 그 형태에 상관없이 적용가능하다.

그리고, 양측의 사이드 기어(210)(220)와 피니언 기어(410)(420) 사이에 위치하도록 피니언 샤프트(405)에 끼움 결합되며 체결부재(455)에 의해 피니언 샤프트(405)에 고정되는 센터 래치를 더 구비되는 것이 바람직하다.

그 센터 래치(450)는 피니언 기어(410)(420)와 사이드 기어(210)(220)를 디퍼렌셜 케이스(110)의 내부에 조립하는 조립과정시 스프링부재(510)(520)에 의해 탄성 지지되는 사이드 기어(210)(220)와 접촉되어 스프링부재(510)(520)의 압력에 대비함으로써 조립이 용이하도록 함과 아울러, 사이드 기어(210)(220)와 피니언 기어(410)(420)의 기어이들간의 최대 물림을 제한하는 기능을 갖는 것이다.

또, 그 센터 래치(450)가 피니언 샤프트(405)의 외주면 상에서 슬라이딩 동작되는 것을 방지하기 위하여 체결부재(455: 볼트 또는 외주면의 적어도 일부가 탭가공된 핀)을 센터 래치(450)에 형성된 체결공(452)와 피니언 샤프트(405)에 형성된 체결구멍(405b)에 관통하여 체결시킨 구조를 갖는다.

미설명부호 "405a"는 피니언 샤프트(405)를 디퍼렌셜 케이스(110)에 고정시키기 위한 고정핀을 나타낸 것이고, "625"는 고정볼트(620)와 결합공(112)의 체결을 위한 고정와셔를 나타낸 것이다.

이러한 구조를 갖는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 차량용 차동제한장치는, 논슬립상태인 정상적인 주행 또는 차동 작용이 발생하는 완만한 커브길 주행시에는 사이드 기어(210)(220)의 회전수가 동일하게 되며, 양측의 마찰링(310)(320)이 디퍼렌셜 케이스(110)와 같이 동일한 회전수로 연동 회전되고, 그 피니언 기어(410)(420)와 치합된 사이드 기어(210)(220) 도 동일 회전수로 같이 연동 회전되어 사이드 기어(210)(220)와 마찰링(310)(320)의 표면 부위에 마찰이 미세하게 발생하거나 거의 발생되지 않게 된다.

그 사이드 기어(210)(220)와 마찰링(310)(320)의 회전수가 다소 달라지게 되더라도, 맥동구간을 벗어나지 않는 미세 범위에 속하기 때문에 슬립현상이 발생되지 않게 되어 마찰력의 영향을 받지 않게 된다.

그 맥동구간은 사이드 기어(210)(220)와 마찰링(310)(320)의 회전수 비율에 의해 결정되나, 차량의 종류 및 마찰력의 상관관계를 고려하는 것이 바람직하다.

한편, 차동 제한수단이 요구되는 조건(즉,일측 차륜은 정상 노면에 위치하고 타측 차륜은 웅덩이나 빙판길에 위치한 상태에서 출발하거나 급가속할 때 또는 아주 급격한 급선회시등의 슬립이 발생되는 주행)에는, 사이드 기어(210)(220)의 회전수가 디퍼렌셜 케이스(110)의 회전수가 맥동구간 이상의 큰 차이를 갖게 되며, 그 회전수가 차이남에 따라 그 디퍼렌셜 케이스(110)와 록킹 핀(610) 또는 고정볼트(620)를 매개로 일체로 연결되어 연동되는 마찰링(310)(320)이 다른 회전수를 갖는 사이드 기어(210)(220)와 면접촉되면서 큰 마찰력을 발생시키게 된다.

그 마찰력은 디퍼렌셜 케이스(110)를 통해 반대편의 사이드 기어(210)(220)측으로 힘이 배가되는 차동 제한력으로 작용하게 된다.

이후에, 슬립상태가 해제되면, 예압을 갖는 스프링부재(510)(520)에 의해 마찰링(310)(320)과 사이드 기어(210)(220)가 원래의 면접촉 상태로 복원된다.

또한, 본 발명은 차동 제한을 위한 마찰력이 스프링부재(510)(520)의 개수, 스프링 상수, 볼트를 이용한 가변 조정 변위 뿐만 아니라, 마찰링(310)(320)의 외 형 크기, 마찰부위 경사각, 마찰 면적, 마찰 부위의 나노 표면층 딤플구조화를 통해서 외형 크기나 중량의 큰 변화없이도 가변 조절이 가능하게 된다.

따라서, 본 발명은 차동제한장치의 조립이 완료된 후에 차량의 종류 및 주로 사용되는 주행도로의 조건등에 따라 차동 제한력이 되는 마찰력을 볼트부재(710)(720)를 이용한 스프링부재(510)(520)의 탄성 조절에 의해서 가변 조절할 수 있으므로, 차동 제한력을 용이하게 조절할 수 있게 된다.

이상과 같이 설명한 본 발명은 사이드 기어와 마찰링간의 마찰력을 이용하여 차동 제한력을 발생시킴과 아울러, 조립후에도 차동 제한력을 가변 조절할 수 있도록 한 것인 바, 이에 따르면 본 발명은 사이드 기어와 마찰링이 스프링부재의 예압에 의해 면접촉된 상태로 조립된 후에도, 볼트부재의 조임력에 의한 스프링부재의 압축량에 따라 차동 제한력을 가변 조절할 수 있으므로, 사용상의 편의성을 대폭 증대시킬 수 있을 뿐만 아니라, 스프링부재의 조합이 불필요하게 되어 부품을 생략할 수 있는 효과를 갖는다.

또한, 마찰 부위의 표면이 나노 표면층의 딤플구조로 개질 처리되어 내구성이 향상될 뿐만 아니라, 마찰력이 마찰부위의 표면에 균일하게 작용하여 편마모를 방지하게 되어 장시간 사용이 가능하게 되고, 부품이 마모되더라도 마모된 부품(주로 마찰링)만을 용이하게 교체할 수 있으므로 제품의 유지 보수가 용이하며 소음 발생을 대폭 저감시킬 수 있는 등의 매우 유용한 효과를 갖는다.

그리고, 마찰이 발생되는 사이드 기어와 마찰링의 표면 마찰 계수가 줄어들 게 되어 점성이 우수한 LSD 전용 오일이 아닌 일반 차동기어 오일과 동일한 오일을 사용할 수 있으므로, 오일의 유지보수성이 향상되고, 오일의 교체 비용을 절감할 수 있는 등의 이점을 갖는다.

Claims (10)

1. 입력축에 의해 회전되는 링기어가 마련된 디퍼렌셜 케이스(110)와, 상기 디퍼렌셜 케이스(110)의 내부에 회전 가능하게 수용되고 좌,우측 차륜과 연결된 좌,우 액슬샤프트에 각각 연동되게 결합되는 양측의 사이드 기어와, 그 디퍼렌셜 케이스(110)에 고정된 피니언샤프트에 회전 자재하게 결합되면서 상기 사이드 기어(210)(220)에 치합되어 회전되는 피니언기어(410)(420) 및 사이드 기어(210)(220)와 디퍼렌셜 케이스(110)에서 발생되는 차동 작용을 제한하는 제한수단을 구비하는 차량용 차동제한장치에 있어서,

   상기 제한수단은 상기 사이드 기어(210)(220)의 일측면이 경사면(210a)(220a)을 갖도록 테이퍼지게 형성되고,

   상기 사이드 기어(210)(220)의 일측면과 면접촉되도록 내주면(310a)(320a)이 테이퍼지게 형성되고 결합수단에 의해 상기 디퍼렌셜 케이스(110)에 일체로 결합되어 상기 디퍼렌셜 케이스(110)의 회전시 연동 회전되며 상기 사이드 기어(210)(220)와 디퍼렌셜 케이스(110)의 사이에 마련되는 적어도 하나의 스프링부재(510)(520)의 탄성력에 의해 상기 사이드 기어(210)(220)측으로 밀착되는 마찰링(310)(320)과,

   상기 스프링부재(510)(520)의 일측에 마련되고 상기 스프링부재(510)(520)측에 가변 압력을 전달하여 상기 사이드 기어(210)(220)와 마찰링(310)(320)간의 마찰력을 조절하기 위한 탄성조절부를 구비하되,

   상기 사이드 기어(210)(220)의 일측 경사면(210a)(220a)과 마찰링(310)(320)의 내주면(310a)(320a)이 표면처리에 의해 딤플구조를 갖는 것을 특징으로 하는 차량용 차동제한장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 사이드 기어(210)(220)와 마찰링(310)(320)의 테이퍼 각이 1~89°내에 포함되는 것을 특징으로 하는 차량용 차동제한장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 사이드 기어(210)(220)와 마찰링(310)(320)의 마찰면이 곡선으로 된 것을 특징으로 하는 차량용 차동제한장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 사이드 기어(210)(220)와 마찰링(310)(320)의 마찰면이 직선으로 된 것을 특징으로 하는 차량용 차동제한장치.
6. 제 1항에 있어서,

   상기 결합수단은 상기 마찰링(310)(320)의 외측 테두리에 내측으로 결합홈(312)(322)이 요입 형성되고,

   상기 디퍼렌셜 케이스(110)에 관통 결합되어 상기 결합홈(312)(322)에 단부가 간섭되도록 수용되는 록킹 핀(610)을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 차동제한장치.
7. 제 1항에 있어서,

   상기 결합수단은 상기 마찰링(310)(320)의 외측 테두리에 내측으로 결합홈(312)(322)이 요입 형성되고,

   상기 디퍼렌셜 케이스(110)에 관통 체결되어 단부가 상기 결합홈(312)(322)내에 수용되는 고정볼트(620)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 차동제한장치.
8. 제 1항에 있어서,

   상기 사이드 기어(210)(220)와 마찰링(310)(320)의 마찰면중 적어도 하나에 오일의 공급을 위한 오일홈(310a)(320a)이 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 차동제한장치.
9. 제 1항에 있어서,

   상기 디퍼렌셜 케이스(110)의 내부에 수용되고 상기 양측의 사이드 기어 (210)(220)와 피니언 기어(410)(420) 사이에 위치하도록 상기 피니언 샤프트(405)에 결합되며 체결부재(455)에 의해 상기 피니언 샤프트(405)에 고정되는 센터 래치(450)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 차동제한장치.
10. 제1항,제3항,제4항,제5항,제6항,제7항,제8항,제9항중 어느 한 항에 있어서,

    상기 탄성조절부는 상기 디퍼렌셜 케이스(110)에 외부와 연통되고 내주면에 나사산이 형성된 통공(115)(116)이 형성되고,

    상기 디퍼렌셜 케이스(110) 내에 진입 가능하도록 상기 통공(115)(116)에 체결되어 그 진입력을 상기 스프링부재(510)(520)측으로 전달하기 위한 볼트부재(710)(720)를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 차동제한장치.

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