KR101053527B1 - 4-wheel drive for commercial vehicles - Google Patents
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Abstract
본 발명은 상용차용 4륜 구동장치에 관한 것으로, 센터디퍼렌셜(30)을 구성하는 유성기어세트(31)가 싱글 피니언(31d) 타입으로 이루어진 구성이기 때문에 비교적 구성이 간단하고, 부품수가 적으며, 이에 따라 중량 감소 및 원가 절감을 이룩할 수 있을 뿐만 아니라, 필요시 변속기 출력축의 구동력을 건설기계 등의 파워 테이크 오프(PTO) 장치의 동력원으로 제공할 수 있도록 된 것이다.The present invention relates to a four-wheel drive device for commercial vehicles, and since the planetary gear set 31 constituting the center differential 30 is composed of a single pinion 31d type, the configuration is relatively simple and the number of parts is small. As a result, weight reduction and cost reduction can be achieved, and if necessary, the driving force of the transmission output shaft can be provided as a power source of a power take off (PTO) device such as a construction machine.
상용차, 4륜, 구동, 센터디퍼렌셜 Commercial Vehicles, 4 Wheel, Drive, Center Differential
Description
본 발명은 상용차에서 사용하는 4륜 구동장치에 관한 기술이다.The present invention relates to a four-wheel drive device used in commercial vehicles.
일반적으로, 상용차에는 필요시 선택적으로 4륜 구동을 행할 수 있는 구동장치가 장착되어 있다.In general, commercial vehicles are equipped with a drive that can selectively perform four-wheel drive when necessary.
상기 4륜 구동장치는 변속기와 구동축 사이에 설치되어 전륜과 후륜으로 동시에 구동력을 분배함으로써 도로 상황이나 주행조건에 따라 차량이 4륜 구동을 행할 수 있도록 하는 장치이며, 이를 통해 차량은 보다 안전한 주행을 도모할 수 있게 된다.The four-wheel drive device is installed between the transmission and the drive shaft to distribute the driving force to the front wheel and the rear wheel at the same time to enable the vehicle to perform a four-wheel drive in accordance with the road conditions or driving conditions, thereby driving the vehicle more safe driving It becomes possible to plan.
상기 4륜 구동장치는 필요에 따라 전륜과 후륜은 동시에 구동시키는 파트타임 4륜 구동장치와, 항시 4륜 구동상태로 주행이 이루어지도록 하는 풀타임 4륜 구동장치로 구분된다.The four-wheel drive is divided into a part-time four-wheel drive for driving the front wheel and the rear wheel at the same time as needed, and a full-time four-wheel drive for driving at all times in a four-wheel drive state.
상기 4륜 구동장치는 차량의 레이 아웃상 협소한 공간에 설치될 수밖에 없기 때문에 컴팩트한 크기로 제작되는 것이 바람직하며, 이를 위해 부품수를 줄이기 위한 노력이 활발히 진행되고 있는 실정이다.Since the four-wheel drive is inevitably installed in a narrow space on the layout of the vehicle, the four-wheel drive device is preferably manufactured in a compact size. For this purpose, efforts to reduce the number of parts have been actively performed.
본 발명은, 부품수 감축을 통해 비교적 구성이 간단하고 중량 감소 및 원가 절감을 이룩할 수 있을 뿐만 아니라 변속기 출력축의 구동력을 필요시 파워 테이크 오프(PTO) 장치의 동력원으로 사용할 수 있는 구성을 갖춘 상용차용 4륜 구동장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention provides a relatively simple configuration through reduction of the number of parts, and can achieve weight reduction and cost reduction, as well as a commercial vehicle having a configuration that can be used as a power source of a power take off (PTO) device when the driving force of the transmission output shaft is required. The purpose is to provide a four-wheel drive.
상기한 바의 목적을 달성하기 위한 본 발명 상용차용 4륜 구동장치는, 변속기 출력축으로부터 전달받은 구동력을 하이모드(HIGH MODE) 및 상기 하이모드에 대해 상대적으로 회전속도가 느린 로우모드(LOW MODE)로 선택적으로 변환하여 출력하는 모드변환부와; 상기 모드변환부로부터 동력을 전달받아서 전륜을 구동하는 프론트디퍼렌셜 및 후륜을 구동하는 리어디퍼렌셜로 구동력을 분배하는 센터디퍼렌셜;을 포함하는 것을 특징으로 한다.The four-wheel drive device for a commercial vehicle of the present invention for achieving the above object is a high mode and a low mode in which the rotation speed is relatively low with respect to the high mode. A mode conversion unit for selectively converting and outputting the data into; And a center differential for distributing driving power to the front differential driving the front wheel and the rear differential driving the rear wheel by receiving power from the mode conversion unit.
본 발명에 의하면, 센터디퍼렌셜을 구성하는 유성기어세트가 싱글 피니언 타입으로 이루어진 구성이기 때문에 비교적 구성이 간단하고, 부품수가 적으며, 이에 따라 중량 감소 및 원가 절감을 이룩할 수 있을 뿐만 아니라, 필요시 변속기 출력축의 구동력을 건설기계 등의 파워 테이크 오프(PTO) 장치의 동력원으로 제공할 수 있는 효과가 있다.According to the present invention, since the planetary gear set constituting the center differential is composed of a single pinion type, the configuration is relatively simple and the number of parts is small, thereby achieving weight reduction and cost reduction, There is an effect that can provide the driving force of the output shaft as a power source of the power take off (PTO) device, such as construction machinery.
이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 본 발명에 따른 상용차용 파트타임 4륜 구동장치의 시스템 계통도가 도시되어 있다.1 is a system schematic diagram of a part-time four-wheel drive device for a commercial vehicle according to the present invention.
본 발명에 따른 파트타임 4륜 구동장치는 크게 모드변환부(10)와 센터디퍼렌셜(30)로 구성된다.The part-time four-wheel drive apparatus according to the present invention is largely composed of a
상기 모드변환부(10)는 변속기 출력축으로부터 전달받은 구동력을 하이모드(HIGH MODE) 및 상기 하이모드에 대해 상대적으로 회전속도가 느린 로우모드(LOW MODE)로 선택적으로 변환하여 출력하는 역할을 수행하고, 상기 센터디퍼렌셜(30)은 상기 모드변환부(10)로부터 동력을 전달받아서 전륜(미도시)을 구동하는 프론트디퍼렌셜(미도시) 및 후륜(미도시)을 구동하는 리어디퍼렌셜(미도시)로 구동력을 분배하는 역할을 수행한다.The
상기 모드변환부(10)는 입력축(11), 하이모드기어(12) 및 로우모드기어(13), 모드변환슬리브(14), 동력전달축(17) 등을 포함하여 구성된다.The
상기 입력축(11)은 변속기 출력축으로부터 구동력을 전달받아서 하우징(1)에 대해 축회전 할 수 있도록 설치된다.The
상기 입력축(11)에는 직경이 서로 다른(기어이빨 수가 서로 다른) 하이모드기어(12) 및 로우모드기어(13)가 서로 떨어진 상태로 설치된다.The
즉, 상기 하이모드기어(12)는 상기 로우모드기어(13)보다 직경이 더 크게 형성된 기어로서, 상기 하이모드기어(12) 및 상기 로우모드기어(13)는 상기 입력축(11)에 중심부가 관통되어 설치되며, 또한 상기 입력축(11)에 대해 자유 회전이 가능하도록 설치된다.That is, the
상기 하이모드기어(12)와 상기 로우모드기어(13) 사이에는 모드변환슬리브(14)가 설치된다.A
상기 모드변환슬리브(14)는 상기 입력축(11)의 길이방향을 따라 슬라이드 이동할 수 있도록 설치되고, 슬라이드 이동방향에 따라 상기 하이모드기어(12) 및 상기 로우모드기어(13)와 선택적으로 치합을 이룰 수 있도록 되어 있다.The
상기 모드변환슬리브(14)는 모드변환액추에이터(15)로부터 동력을 전달받아서 구동하게 되며, 상기 모드변환액추에이터(15)는 운전자의 모드변환스위치(미도시) 조작시 동작할 수 있도록 구성되어 있다.The
상기 입력축(11)의 끝단에는 상기 변속기 출력축의 구동력을 상기 입력축(11)을 통해 파워 테이크 오프(PTO ; Power Take Off) 장치로 전달할 수 있는 클러치(16)가 일체로 구비된다.An end of the
상기 동력전달축(17)은 상기 입력축(11)으로부터 동력을 전달받아서 상기 하우징(1)에 대해 축회전 할 수 있도록 상기 입력축(11)과 평행한 위치에 설치된다.The
이를 위해, 상기 동력전달축(17)에는 상기 하이모드기어(12) 및 상기 로우모드기어(13)와 각각 치합을 이루는 제1변속기어(18) 및 제2변속기어(19)가 일체로 구비된다.To this end, the
상기 제1변속기어(18)는 상기 하이모드기어(12)보다 직경이 작게 형성된 기어로서, 상기 동력전달축(17)의 회전속도를 상기 입력축(11)의 회전속도에 비해 증가시키는 기어이다.The
상기 제2변속기어(19)는 상기 로우모드기어(13)보다 직경이 크게 형성된 기 어로서, 상기 동력전달축(17)의 회전속도를 상기 입력축(11)의 회전속도에 비해 감소시키는 기어이다.The
한편, 상기 센터디퍼렌셜(30)은 유성기어세트(31) 및 디퍼렌셜슬리브(34)를 포함하여 구성된다.Meanwhile, the
상기 유성기어세트(31)는, 상기 제2변속기어(19)와 치합된 캐리어(31a)와, 후방출력축(32)과 동력전달이 가능하도록 연결된 링기어(31b)와, 전방출력축(33)과 동력전달이 가능하도록 연결된 선기어(31c) 및, 상기 링기어(31b)와 상기 선기어(31c) 사이에 배치된 피니언(31d)으로 구성된다.The
상기 후방출력축(32)은 후륜을 구동하는 리어디퍼렌셜과 동력전달이 가능하도록 연결되고, 상기 전방출력축(33)은 전륜을 구동하는 프론트디퍼렌셜과 동력전달이 가능하도록 연결된 구성이다.The
상기 디퍼렌셜슬리브(34)는 상기 전방출력축(33)의 길이방향을 따라 슬라이드 이동할 수 있도록 상기 전방출력축(33)에 구비된 것으로, 슬라이드 이동방향에 따라 상기 유성기어세트(31)의 캐리어(31a)와 선택적으로 연결되며, 상기 캐리어(31a)와 연결되면 상기 전방출력축(33)은 상기 캐리어(31a)로부터 동력을 전달받아 회전을 하게 된다.The
상기 디퍼렌셜슬리브(34)가 상기 캐리어(31a)와 연결되는 동작은 디퍼렌셜액추에이터(35)로부터 동력을 전달받아서 이루어지며, 상기 디퍼렌셜액추에이터(35)의 구동은 운전자의 모드변환스위치 조작시 상기 모드변환액추에이터(15)가 구동할 때 함께 구동되고, 상기 디퍼렌셜슬리브(34)와 상기 캐리어(31a)의 연결동작은 상 기 모드변환슬리브(14)가 로우모드기어(13)와 치합될 때 동시에 이루어진다.The operation of connecting the
이하, 본 발명 실시예의 작용에 대해 설명한다.The operation of the embodiment of the present invention will be described below.
모드변환스위치의 조작으로 모드변환슬리브(14)가 하이모드(HIGH MODE)로 이동하여 하이모드기어(12)와 결합되면, 변속기 출력축의 동력은 상기 하이모드기어(12)와 제1변속기어(18)를 통해 동력전달축(17)으로 전달되며, 상기 동력전달축(17)은 상기 하이모드기어(12)와 상기 제1변속기어(18)의 기어비에 의해 상기 입력축(11)보다 빠른 속도로 회전한다.When the
상기 동력전달축(17)의 회전력은 유성기어세트(31)의 캐리어(31a)와 피니언(31d) 및 링기어(31b)를 통해 후방출력축(32)으로만 전달될 뿐 전방출력축(33)으로는 전달되지 않으며, 상기 후방출력축(32)의 동력은 리어디퍼렌셜로 전달되어 후륜을 구동시키게 됨으로써 차량은 2륜 구동을 하게 된다.The rotational force of the
그리고, 모드변환스위치의 조작으로 모드변환슬리브(14)가 로우모드(LOW MODE)로 이동하여 로우모드기어(13)와 결합되면, 이와 동시에 디퍼렌셜액추에이터(35)의 구동으로 디퍼렌셜슬리브(34)가 이동하여 유성기어세트(31)의 캐리어(31a)와 동력전달이 가능한 상태로 연결된다.Then, when the
따라서, 변속기 출력축의 동력은 상기 로우모드기어(13)와 제2변속기어(19)를 통해 동력전달축(17)으로 전달되며, 상기 동력전달축(17)은 상기 로우모드기어(13)와 상기 제2변속기어(19)의 기어비에 의해 상기 입력축(11)보다 느린 속도로 회전한다.Accordingly, the power of the transmission output shaft is transmitted to the
상기 동력전달축(17)의 회전력은 유성기어세트(31)의 캐리어(31a)와 피니 언(31d) 및 링기어(31b)를 통해 후방출력축(32)으로 전달됨과 동시에, 상기 캐리어(31a)와 상기 디퍼렌셜슬리브(34)를 통해 전방출력축(33)으로도 함께 전달된다.The rotational force of the
이에 따라, 상기 후방출력축(32)의 동력은 리어디퍼렌셜로 전달되어 후륜을 구동시키게 되고, 동시에 상기 전방출력축(33)의 동력은 프론트디퍼렌셜로 전달되어 전륜을 구동시키게 되어, 차량은 4륜 구동을 하게 된다.Accordingly, the power of the
4륜 구동시 차량의 구동토크는 크게 증대되므로 험로 주행, 경사가 심한 등판로 주행 및 구덩이로부터의 탈출 등에 큰 도움이 된다.Since the driving torque of the vehicle is greatly increased during the four-wheel drive, it is very helpful for the rough road driving, the steep slope driving and the escape from the pit.
한편, 본 발명의 실시예는 상기 입력축(11)의 종단에 클러치(16)를 일체로 구비한 구성으로, 차량이 주행을 하지 않은 때에는 필요시 변속기 출력축의 구동력을 상기 입력축(11)을 통해 건설기계 등의 파워 테이크 오프(PTO ; Power Take Off) 장치의 동력원으로 제공할 수 있는 구성이다.On the other hand, the embodiment of the present invention has a configuration in which the
이와 같이, 본 발명에 따른 4륜 구동장치는 센터디퍼렌셜(30)을 구성하는 유성기어세트(31)가 싱글 피니언(31d) 타입으로 이루어진 구성이기 때문에 비교적 구성이 간단하고, 부품수가 적으며, 이에 따라 중량 감소 및 원가 절감을 이룩할 수 있게 된다.As described above, the four-wheel drive apparatus according to the present invention has a relatively simple configuration and a small number of parts because the planetary gear set 31 constituting the
또한, 본 발명의 실시예는 필요시 변속기 출력축의 구동력을 건설기계 등의 파워 테이크 오프(PTO) 장치의 동력원으로 제공할 수 있는 장점도 있다.In addition, the embodiment of the present invention has the advantage that can provide the driving force of the transmission output shaft as a power source of the power take-off (PTO) device, such as construction machinery if necessary.
도 1은 본 발명에 따른 상용차용 파트타임 4륜 구동장치의 시스템 계통도이다.1 is a system flow diagram of a part-time four-wheel drive device for a commercial vehicle according to the present invention.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Main Parts of Drawings>
10 - 모드변환부 11 - 입력축10-Mode converter 11-Input shaft
12 - 하이모드기어 13 - 로우모드기어12-High Mode Gears 13-Low Mode Gears
14 - 모드변환슬리브 15 - 모드변환액추에이터14-Mode Conversion Sleeve 15-Mode Conversion Actuator
16 - 클러치 17 - 동력전달축16-Clutch 17-Power Train
18 - 제1변속기어 19 - 제2변속기어18-1st Gearbox 19-2nd Gearbox
30 - 센터디퍼렌셜 31 - 유성기어세트30-Center Differential 31-Planetary Gear Set
32 - 후방출력축 33 - 전방출력축32-Rear Output Shaft 33-Front Output Shaft
34 - 디퍼렌셜슬리브 35 - 디퍼렌셜액추에이터34-Differential Sleeve 35-Differential Actuator
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