KR100889209B1 - A differential apparatus with clutch of cars - Google Patents
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Abstract
본 발명은 코너링이 부드럽게 이루어짐과 아울러 어느 한쪽 바퀴가 노면에 대하여 마찰력을 잃었을 경우에도 공회전이 방지되어 차량이 움직이지 못하는 현상이 방지되도록 하는 클러치가 구비된 차량의 차동장치에 관한 것이다.The present invention relates to a differential device of a vehicle equipped with a clutch for smooth cornering and preventing the vehicle from moving by preventing idling even when one wheel loses friction on the road surface.
이를 실현하기 위한 본 발명은 추진축과 연결되는 구동피니언, 상기 구동피니언에 종동되는 링기어 및 상기 링기어와 일체로 회전되는 기어박스, 상기 기어박스 내에 대향하여 설치되는 한 쌍의 차동피니언, 상기 차동피니언과 치합되며 차축과 연결되는 한 쌍의 사이드기어를 포함하여 구성되는 차동장치에 있어서, 상기 사이드기어와 차축 사이에는 사이드기어 및 차축의 회전에 따라 사이드기어와 차축사이를 단속시키는 클러치가 부여됨을 특징으로 한다.The present invention for realizing this is a drive pinion connected to the propulsion shaft, a ring gear driven to the drive pinion and a gear box that is integrally rotated with the ring gear, a pair of differential pinions installed opposite to the gear box, the differential In a differential device including a pair of side gears engaged with the pinion and connected to the axle, a clutch is provided between the side gear and the axle to control the side gear and the axle according to the rotation of the side gear and the axle. It features.
Description
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 개략적인 단면도1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of an embodiment according to the present invention
도 2는 도 1의 사이드기어와 클러치의 사시도Figure 2 is a perspective view of the side gear and the clutch of Figure 1
도 3은 도 1의 A-A선 단면도3 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
도 4는 도 3의 B-B선 단면 일부 확대도4 is an enlarged partial view of the section B-B of FIG.
도 5는 본 발명에 따른 다른 일 실시예의 단면도5 is a cross-sectional view of another embodiment according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 또 다른 일 실시예의 단면도6 is a cross-sectional view of another embodiment according to the present invention.
도 7a는 본 발명에 따른 또 다른 일 실시예의 단면도7A is a cross-sectional view of another embodiment in accordance with the present invention.
도 7b는 도 7a의 C-C선 단면도FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line C-C in FIG. 7A
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
1: 본 발명의 클러치가 구비된 차량의 차동장치 1: differential device of a vehicle equipped with a clutch of the present invention
10: 구동피니언 20: 링기어 30, 30A: 기어박스10: drive pinion 20:
32, 37: 원추형 빗면부 32a: 스크류형 요철부 36: 후단요철결합부32, 37: conical inclined portion 32a: screw-type concave-convex portion 36: rear end concave-convex coupling portion
40: 차동피니언 50: 사이드기어 53: 클러치결합부40: differential pinion 50: side gear 53: clutch coupling portion
55: 사이드기어 축 60: 차축 63: 클러치결합판55: side gear shaft 60: axle 63: clutch coupling plate
70, 70A: 클러치 71: 클러치요철부 72,77: 원추부70, 70A: Clutch 71: Clutch
72a: 스크류형 요철부 73: 내측가이드부 74: 가이드 단턱부 72a: screw-type uneven portion 73: inner guide portion 74: guide step
80: 다판클러치80: multi-plate clutch
본 발명은 사이드기어와 차축 사이에 클러치가 구비됨으로써 코너링이 부드럽게 이루어짐과 아울러 어느 한쪽 바퀴가 노면에 대하여 마찰력을 잃었을 경우에도 공회전이 방지되어 차량이 움직이지 못하는 현상이 방지되도록 하는 클러치가 구비된 차량의 차동장치에 관한 것이다.According to the present invention, a clutch is provided between the side gear and the axle, so that the cornering is smooth and the clutch is provided to prevent the vehicle from moving by preventing idling even when one wheel loses friction on the road surface. Relates to a differential device.
일반적으로 차량의 선회시 외륜이 내륜보다 더 많이 회전해야 하며, 요철이 심한 노면을 주행하는 경우에도 내/외륜의 주행거리가 서로 다르게 된다.In general, when the vehicle is turning, the outer ring should rotate more than the inner ring, and the driving distance of the inner / outer ring is different even when driving on a rough road.
차량의 차동장치는 이와 같이 내/외륜의 회전속도가 다를 경우에 내/외륜에 동일한 크기의 구동 토오크를 전달하는 장치로서, 종래기술은 구동피니언이 추진축과 연결되어 있고 구동피니언에 종동되는 링기어와 일체로 회전되는 기어박스 내에 차동피니언이 쌍을 이루며 대향 배치되어 각각 자유롭게 회전할 수 있도록 하는 기어장치로 구성되었다.The differential device of the vehicle is a device that transmits the driving torque of the same size to the inner and outer rings when the rotational speed of the inner / outer rings is different. In the prior art, a ring gear in which the driving pinion is connected to the driving shaft and driven by the driving pinion is driven. Differential pinions are arranged in pairs in a gearbox that is integrally rotated with the gearbox to rotate freely.
이와 같은 구성은 구동부에서 바퀴를 100rpm 회전하게 했다면 일반적인 주행에서는 양쪽 바퀴가 똑같이 100회전을 하게 된다. 그러나 회전속도가 달라져서 예 컨대 외륜이 110회전을 했다면 내륜은 10회전이 반대로 회전되어 90회전을 하게 된다. 따라서, 일측이 200회전을 하게 되면 타측은 회전수가 제로 상태로 된다.In this configuration, if the wheel is rotated 100 rpm in the driving unit, both wheels are equally rotated 100 times in normal driving. However, if the rotational speed is changed, for example, if the outer ring rotates 110, the inner ring rotates in the opposite direction and rotates 90 degrees. Therefore, when one side makes 200 revolutions, the other side has a rotation speed of zero.
즉, 내/외륜에 항상 동일한 크기의 토오크가 분배되고 구동 토오크는 노면과의 접착이 적은 쪽에 의해서 결정되기 때문에 예컨대 빙판이나 진창과 같은 미끄러운 노면 주행시 어느 일측의 바퀴가 접착력을 상실할 경우 공회전되고 이에 따라 정상적인 노면을 주행하는 타측 바퀴는 회전력을 전달받지 못하므로 차량은 전진 또는 후진이 불가능하게 되는 문제점이 있었다.That is, since torque of the same size is always distributed to the inner / outer ring and the driving torque is determined by the less adhesion to the road surface, when one wheel loses the adhesion during slippery roads such as ice or sludge, it is idle. Accordingly, the other wheels driving on the normal road surface do not receive the rotational force, so the vehicle has a problem in that it is impossible to move forward or backward.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위하여 안출된 것으로서,The present invention has been made to solve the above problems,
본 발명의 목적은 사이드기어와 차축 사이에 클러치가 구비됨으로써 코너링이 부드럽게 이루어짐과 아울러 어느 한쪽 바퀴가 노면에 대하여 마찰력을 잃었을 경우에도 공회전이 방지되어 차량이 움직이지 못하는 현상이 방지되도록 하는 클러치가 구비된 차량의 차동장치를 제공함에 있다.An object of the present invention is provided with a clutch between the side gear and the axle, so that the cornering is smooth, and even when one of the wheels loses friction against the road surface is provided with a clutch to prevent the vehicle from moving phenomenon is prevented. To provide a differential of a conventional vehicle.
상기한 목적을 달성하는 본 발명에 따른 차량의 차동장치는,A differential device of a vehicle according to the present invention for achieving the above object,
추진축과 연결되는 구동피니언, 상기 구동피니언에 종동되는 링기어 및 상기 링기어와 일체로 회전되는 기어박스, 상기 기어박스 내에 대향하여 설치되는 한 쌍의 차동피니언, 상기 차동피니언과 치합되며 차축과 연결되는 한 쌍의 사이드기어 를 포함하여 구성되는 차동장치에 있어서,A drive pinion connected to the propulsion shaft, a ring gear driven to the drive pinion, a gearbox rotated integrally with the ring gear, a pair of differential pinions installed opposite to the gearbox, engaged with the differential pinion and connected to the axle In a differential device comprising a pair of side gears,
상기 사이드기어와 차축 사이에는 사이드기어 및 차축의 회전에 따라 사이드기어와 차축사이를 단속시키는 클러치가 부여됨을 특징으로 한다.A clutch is provided between the side gear and the axle to control the side gear and the axle according to the rotation of the side gear and the axle.
이하, 본 발명의 클러치가 구비된 차량의 차동장치에 대한 실시예를 첨부도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, an embodiment of a differential apparatus of a vehicle equipped with a clutch of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명에 따른 일 실시예의 구성을 보이는 개략적인 단면도, 도 2는 도 1의 사이드기어와 클러치의 사시도, 도 3은 도 1의 A-A선 단면도, 도 4는 도 3의 B-B선 단면 일부 확대도이다.1 is a schematic cross-sectional view showing the configuration of an embodiment according to the present invention, FIG. 2 is a perspective view of the side gear and clutch of FIG. 1, FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. It is an enlarged view.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 클러치가 구비된 차량의 차동장치(1)는 추진축과 연결되는 구동피니언(10), 상기 구동피니언(10)에 종동되는 링기어(20) 및 상기 링기어(20)와 일체로 회전되는 기어박스(30), 상기 기어박스(30) 내에 대향하여 설치되는 한 쌍의 차동피니언(40), 상기 차동피니언(40)과 치합되며 차축(60)과 연결되는 한 쌍의 사이드기어(50)를 포함하여 구성되는 차동장치에 있어서, 상기 사이드기어(50)와 차축(60) 사이에는 사이드기어 및 차축의 회전에 따라 사이드기어(50)와 차축(60) 사이를 단속시키는 클러치(70)가 부여되는 것이다.As shown in FIGS. 1 to 4, a
여기서, 상기 클러치(70)는 차축(60) 상에 직진슬립 및 동시회전 가능토록 결합되며 상기 사이드기어(50) 대향면에 클러치요철부(71)가 형성되고 클러치요철부 타측으로는 기어박스(30)의 내주면을 타고 슬라이드되는 원추부(72)가 구비되 며, 상기 사이드기어(50)는 차동피니언과 치합되는 베벨기어부(51) 반대측에 상기 클러치(70)에 대응하는 클러치결합부(53)가 형성되고, 상기 기어박스(30)는 상기 클러치(70)의 원추부(72)에 대응형성되는 원추형 빗면부(32)가 내주면 좌우에 구비되어 상기 클러치(70)는 사이드기어(50)와 단속결합됨이 바람직하다.Here, the
상기 원추부(72) 및 원추형 빗면부의 경사각(θ1)은 작을수록 마찰력이 커짐으로 이를 이용하여 마찰력을 조정할 수 있다.The smaller the inclination angle θ1 of the
상기 사이드기어의 클러치결합부(53) 및 클러치의 클러치요철부(71)는 원반상에 방사형 기어치(53a)(71a)가 상호 대응하여 돌출형된다. 상기 클러치결합부(53)의 경사각(θ2)은 작을수록 밀어내는 힘이 커짐으로 경사각 조정으로 클러치의 힘을 조정할 수 있다(도 4 참조).The
상기 클러치(70)는 차축(60)과 스플라인 결합(S)되며 상기 클러치의 스플라인 결합공 일측에는 사이드기어 축(55)이 클러치(70)의 회전을 간섭하지 않도록 끼워져도 무방하다.The
상기 클러치(70)는 상기 원추부(72) 전방에 기어박스(30)의 수평 내주면과 평행한 내측가이드부(73)가 형성되고 원추부(72) 후단에는 가이드 단턱부(74)가 형성되어 이루어지며, 상기 기어박스(30)는 상기 원추형 빗면부(32)의 길이가 상기 클러치 원추부(72)의 길이보다 크게 형성되고 상기 가이드 단턱부(74)에 대응하는 오목단(33)이 형성됨이 바람직하다.The
이러한 구성은 클러치(70)가 사이드기어(50)와 기어박스(30) 사이에서 이루어지는 단속 슬립이동이 가이드되도록 하기 위함이다.This configuration is for the
본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 클러치의 원추부(72)에는 마찰력 증대를 위하여 스크류형 요철부(72a)가 형성되어도 무방하다.As an embodiment of the present invention, as shown in Figure 5, the
본 발명에 따른 일 실시예로서, 상기 클러치(70)와 기어박스(30)는 상기 원추부(72) 및 원추형 빗면부(32) 후단에 치합형태의 요철결합부(36)(76)가 형성되어도 무방하다(도 1의 좌측 클러치 참조).
본 발명에 따른 일 실시예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 추진축과 연결되는 구동피니언(10), 상기 구동피니언(10)에 종동되는 링기어(20) 및 상기 링기어(20)와 일체로 회전되는 기어박스(30), 상기 기어박스(30) 내에 대향하여 설치되는 한 쌍의 차동피니언(40), 상기 차동피니언(40)과 치합되며 차축(60)과 연결되는 한 쌍의 사이드기어(50)를 포함하여 구성되고, 상기 사이드기어(50)와 차축(60) 사이에는 사이드기어 및 차축의 회전에 따라 사이드기어(50)와 차축(60) 사이를 단속시키는 클러치(70A)가 부여되며, 상기 클러치(70A)는 사이드기어 축(55)에 직진슬립 및 동시회전 가능토록 결합되며 클러치요철부(71)가 차축 대향면에 형성되고, 상기 차축(60)에는 상기 클러치요철부(71)에 대응 형성되는 클러치 결합판(63)이 직진슬립 및 동시회전 가능토록 결합되어 상기 클러치(70A)는 차축(60)과 단속결합된다.
상기 클러치(70A)는 외주연에 상기 기어박스(30)와 슬립마찰되는 원추부(77)가 형성되며, 상기 기어박스(30A)는 상기 클러치의 원추부(77)에 대응하는 원추형 빗면부(37)내부공간이 장구형태를 이루도록 대향 형성됨이 바람직하다.
또한, 도 7a 및 7b에 도시된 바와 같이, 상기 사이드기어(50)와 클러치(70A) 사이에는 사이드기어 축(55)에 직진슬립 및 동시 회전가능한 제1클러치판(81)과 기어박스(30)에 직진슬립 및 동시 회전가능한 제2클러치판(82)이 소정 간격 교호로 다수 설치되는 다판클러치(80)가 추가로 부여될 수 있다.In one embodiment according to the present invention, the
As shown in FIG. 6, as shown in FIG. 6, the
The clutch (70A) is formed on the outer circumference of the cone portion which is slip friction with the
Also, as shown in FIGS. 7A and 7B, between the
이와 같은 구성을 지닌 본 발명에 따른 클러치가 구비된 차량의 차동장치의 작용상태를 살펴본다.It looks at the operating state of the differential device of the vehicle with a clutch according to the present invention having such a configuration.
기어박스(30)를 따라 사이드기어(50)가 전진 회전하면 상기 클러치(70)는 바퀴의 마찰부하에 의하여 차축(60) 방향으로 슬립되면서 순간적으로 기어박스의 원추형 빗면부(32)와 원추부(72)의 마찰에 의하여 기어박스(30)를 따라 회전된다.When the
이어서 클러치(70)는 기어박스(30)의 회전력에 의하여 다시 사이드기어(50)쪽으로 슬립되면서 사이드기어(50)와 함께 회전된다(도 4 참조).Subsequently, the clutch 70 is rotated together with the
이어서 빙판 상에서와 같이 한쪽 바퀴가 공중에 떠서 노면 마찰력이 제로로 될 경우 클러치(70)는 사이드기어의 클러치 결합부(53) 빗면에 의해 밀려나 기어박스(30)에 대한 마찰저항을 받으며 회전되고 반대쪽 클러치도 마찰저항을 받으며 회전이 저감되어 양쪽 클러치(70), 양쪽 차축(60) 및 바퀴는 마찰저항력에 의해 공회전이 방지된다.Subsequently, when one wheel floats in the air and the road friction force becomes zero, such as on an ice, the clutch 70 is pushed by the bevel surface of the
또한, 코너링시 클러치는 외륜 차축(60)에 의해 회전되면서 클러치 마찰력이 느슨해지는 동시에 외륜축 사이드기어(50a)에 의해 회전되면서 밀려 기어박스(30) 보다 빨리 회전되고, 이와 동시에 내륜쪽 사이드기어(50b)가 역회전됨과 아울러 그 클러치(70)도 마찰력이 느슨해지면서 내륜측 클러치(70) 및 내륜측 차축(60) 회전이 기어박스(30)보다 느려지는 일련의 동작사이클이 반복된다In addition, during cornering, the clutch is rotated by the
이러한 동작구조에 의하여 코너링이 대단히 부드럽게 이루어진다.This operation structure makes cornering very smooth.
또한, 코너링시 외륜 차축에 회전력이 편향 발생되어 외륜측 사이드기어(50a)가 기어박스의 회전수보다 10rpm 가속될 경우 내륜측 사이드기어(50b)의 회전수는 10rpm 줄어든다. 여기까지는 통상적인 차동장치의 동작과 동일하다.In addition, the rotational force is generated in the outer ring axle during cornering, the rotational speed of the inner
그러나 본 발명은 여기에서 상기 클러치(70)가 사이드기어(50) 및 기어박스(30) 마찰에 의한 회전이 이루어짐으로 외륜측 클러치의 편향회전이 저감됨과 아울러 내륜측 클러치의 기어박스에 대한 마찰 회전에 의하여 기본적인 회전수를 유지하게 된다.However, in the present invention, the clutch 70 is rotated by the friction between the
이와 같은 본 발명은 통상적인 차동장치의 동작과 동일하면서 기어박스(30)와 클러치(70) 사이의 마찰력에 의해 어느 한쪽 바퀴도 회전수가 제로상태로는 되지 않는다.The present invention is the same as the operation of the conventional differential device, but the rotational speed of either of the wheels by the friction force between the
따라서 빙판이나 진창과 같이 미끄러운 노면 주행 또는 코너링시 어느 한쪽 바퀴가 노면에 대하여 마찰력을 잃었을 경우에도 공회전이 방지되어 차량이 움직이지 못하는 현상이 방지되는 것이다.Therefore, even when one wheel loses friction against the road surface during slippery road driving or cornering, such as ice or sludge, idling is prevented, preventing the vehicle from moving.
한편, 상기 클러치의 원추부가 기어박스에 스크류형 요철부(72a)로 결합될 경우, 클러치의 마찰력을 높임과 아울러 기어박스쪽으로 밀릴때 더욱 큰 마찰력을 발생시키고 반대로 기어박스로부터 빠져나갈 때는 보다 적은 힘으로 풀려나 효율성 을 높인다.On the other hand, when the conical portion of the clutch is coupled to the gear box with the screw-shaped concave-
본 발명에 따른 일 실시예로서 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 클러치(70A)는 상기 사이드기어 축(55)에 직진슬립 및 동시회전 가능토록 결합되며 클러치요철부(71)가 차축 대향면에 형성되고, 상기 차축(60)에는 상기 클러치요철부(71)에 대응 형성되는 클러치 결합판(63)이 직진슬립 및 동시회전 가능토록 결합되어 상기 클러치(70A)는 차축(60)과 단속결합될 수도 있다.As shown in FIG. 6 as an embodiment according to the present invention, the clutch 70A is coupled to the
여기서, 상기 클러치(70A)는 외주연에 상기 기어박스(30)와 슬립마찰되는 원추부(77)가 형성되며, 상기 기어박스(30A)는 상기 클러치의 원추부(77)에 대응하는 원추형 빗면부(37)가 내부공간이 장구형태를 이루도록 대향 형성되어도 무방하다.Here, the clutch (70A) is formed on the outer periphery of the
상기 구성은 클러치(70A)의 원추부(77) 및 기어박스의 원추형 빗면부(37)가 내향 경사형성됨으로써 슬립이동방향이 상술한 클러치(70)와 반대로 이루어질 뿐 그 작용은 동일하다.The above configuration is formed by inclining the
또한, 도 7a 및 7b에 도시된 바와 같이, 상기 사이드기어(50)와 클러치(70A) 사이에 사이드기어 축(55)에 직진슬립 및 동시 회전가능한 제1클러치판(81)과 기어박스(30)에 직진슬립 및 동시 회전가능한 제2클러치판(82)이 소정 간격 교호로 다수 설치되는 다판클러치(80)가 추가로 부여될 경우, 바퀴의 노면 마찰부하에 따른 클러치의 단속동작이 더욱 부드럽게 이루어질 수 있다.Also, as shown in FIGS. 7A and 7B, the first
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이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조로 설명하였다. 여기서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings. Here, the terms or words used in the present specification and claims should not be construed as being limited to the common or dictionary meanings, but should be interpreted as meanings and concepts corresponding to the technical spirit of the present invention. Therefore, the embodiments described in the specification and the drawings shown in the drawings are only the most preferred embodiment of the present invention and do not represent all of the technical idea of the present invention, various modifications that can be replaced at the time of the present application It should be understood that there may be equivalents and variations.
이상에서 상세히 살펴 본 바와 같이, 본 발명에 따른 클러치가 구비된 차량의 차동장치는 사이드기어와 차축 사이에 클러치가 구비됨으로써 코너링이 부드럽게 이루어짐과 아울러 어느 한쪽 바퀴가 노면에 대하여 마찰력을 잃었을 경우에도 차량이 움직이지 못하는 공회전이 방지되는 뛰어난 효과가 있다.As described above in detail, the differential device of the vehicle equipped with the clutch according to the present invention is provided with a clutch between the side gear and the axle, so that the cornering is smoothly performed and the vehicle has lost friction on the road surface. There is an excellent effect that this idle movement is prevented.
Claims (10)
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Patent Citations (1)
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