KR101676535B1 - Disconnecting device for 4 wheel driving vehicle - Google Patents

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KR101676535B1
KR101676535B1 KR1020140131000A KR20140131000A KR101676535B1 KR 101676535 B1 KR101676535 B1 KR 101676535B1 KR 1020140131000 A KR1020140131000 A KR 1020140131000A KR 20140131000 A KR20140131000 A KR 20140131000A KR 101676535 B1 KR101676535 B1 KR 101676535B1
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이영석
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현대위아 주식회사
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Abstract

이 발명은, 결합 동작시에 모터의 동력과 스프링의 탄성력을 이용하여 결합이 신속하게 이루어지도록 함으로써 전류 소모량을 줄여서 연비를 향상시킴과 동시에 결합속도를 빠르게 할 수 있는, 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치에 관한 것으로서,
인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트의 사이에 연결되어 동력을 전달 또는 차단시키는 도그 슬리브와, 상기한 도그 슬리브의 외주면에 연결되어 있는 시프트 포크와, 스프링 걸림턱이 형성되어 있으며 상기한 시프트 포크의 이동을 안내하기 위한 가이드 레일과, 상기한 가이드 레일의 스프링 걸림턱과 시프트 포크의 사이에 설치되어 상기 시프트 포크를 직선방향으로 탄력지지하는 스프링과, 상기한 시프트 포크에 설치되어 있는 핀 롤러와, 상기한 가이드 레일과 평행하게 설치되어 있으며 상기한 핀 롤러를 직선운동시키는 캠과, 상기한 캠의 끝부분에 설치되어 있는 웜기어 세트와, 상기한 웜기어 세트를 구동하기 위한 모터를 포함하여 이루어진다.Disclosure of the Invention The present invention relates to a detach device for a four-wheel-drive vehicle, which is capable of improving the fuel consumption and speeding up the coupling by reducing the current consumption by making the coupling rapidly by using the power of the motor and the elastic force of the spring As a matter of fact,
A dog sleeve which is connected between the input shaft and the output shaft to transmit or cut off the power, a shift fork connected to the outer circumferential surface of the dog sleeve, and a spring hook, A spring that is provided between the spring catching jaws of the guide rails and the shift fork to elastically support the shift fork in a linear direction, a pin roller provided on the shift fork, A cam for linearly moving the pin roller, a worm gear set provided at an end portion of the cam, and a motor for driving the worm gear set.

Description

4륜구동 차량용 디스커넥트 장치{Disconnecting device for 4 wheel driving vehicle}Disconnecting device for 4 wheel driving vehicle

이 발명은 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 결합 동작시에 모터의 동력과 스프링의 탄성력을 이용하여 결합이 신속하게 이루어지도록 함으로써 전류 소모량을 줄여서 연비를 향상시킴과 동시에 결합속도를 빠르게 할 수 있는, 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치에 관한 것이다.Disclosure of the Invention The present invention relates to a disconnection device for a four-wheel drive vehicle, and more particularly, it relates to a four-wheel drive vehicle disconnection device which is capable of rapidly engaging with a motor using a power of a motor and an elastic force of a spring, To a four-wheel-drive vehicle disconnect device capable of rapidly accelerating the driving force of the four-wheel drive vehicle.

일반적으로 4륜구동 차량은, 2륜구동 차량과는 달리, 풀 타임, 또는 파트 타임으로 차량의 전후륜 모두를 구동륜으로 사용할 수 있는 기능을 가진 자동차로서, 험로 주행을 목적으로하는 지프형 차량이나 레져용 차량, 그리고 특수한 목적을 위해 사용되어지는 특장차량에 적용되어지는 구동 메커니즘이다. 상기한 4륜구동 차량은 주행가능한 노면 여건에서는 안정감있는 주행성을 발휘하며 지형이나 기후로 인해 노면이 취약하여 주행성이 좋지 않은 상황에서도 네 개의 바퀴에 동력을 고르게 분배하여 타이어의 접지성을 높여 원활한 주행이 가능하도록 한다.Generally, unlike a two-wheel drive vehicle, a four-wheel-drive vehicle generally has a function of using both the front and rear wheels of a vehicle as a full-time or part-time drive wheel. The Jeep-type vehicle or the leisure vehicle , And a drive mechanism that is applied to a feature vehicle that is used for a specific purpose. The above-mentioned four-wheel-drive vehicle exhibits a stable running characteristic on the road surface where the vehicle is able to travel. Even when the road surface is weak due to the terrain and the weather, the four wheels can distribute the power evenly to four wheels. .

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 4륜 구동 차량은, 고속 주행이나 정속 주행과 같이 4륜의 구동력이 불필요한 조건에서도 프로펠러 샤프트와 같은 4륜 구동 부품의 회전으로 인한 연비저하가 발생되는 문제점이 있다.However, the above-described conventional four-wheel drive vehicle has a problem that the fuel consumption is deteriorated due to the rotation of the four-wheel drive component such as the propeller shaft even under the condition that the four-wheel drive force such as high speed running or constant speed running is not required.

연비저하를 방지하기 위하여, 4륜 구동이 필요하지 않은 경우에는 프로펠러 샤프트, 리억액슬과 같은 4륜 구동 부품이 회전되지 않도록 하는 기술이 요구된다.In order to prevent the fuel consumption from deteriorating, there is a demand for a technique for preventing rotation of four-wheel drive components such as a propeller shaft and a remainder axle when four-wheel drive is not required.

이러한 문제점을 해결하기 위하여, 4륜 구동이 필요하지 않은 경우에는 동력 분리기능을 가지는 전자식 PTU와 후륜측에 설치되는 사이드 커플링을 이용하여 동력전달을 해제함으로써 프로펠러 샤프트, 리억액슬의 회전저항을 차단하여 연비향상을 도모할 수 있는 기술이, 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2014-0089256호(공개일자 2014년 07월 14일)의 "4륜 구동 차량의 디스커넥트 시스템 및 그의 제어방법"에서 본 출원인에 의해 개시된 바 있다.In order to solve this problem, when the four-wheel drive is not required, the power transmission is canceled by using the electromagnetic PTU having the power separation function and the side coupling installed on the rear wheel side, thereby preventing the rotation resistance of the propeller shaft and the remainder axle A technology capable of improving fuel economy is disclosed in Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2014-0089256 (published on July 14, 2014), entitled "Disconnection system of 4WD vehicle and control method thereof" Have been disclosed by the applicant.

그러나, 상기한 공개번호 10-2014-0089256호를 포함한 종래의 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치는, 결합 동작과 해제 동작이 모두다 모터의 동력만을 이용하여 이루어지게 되므로 전류 소모량이 많아지게 됨으로써 연비에 악영향을 미치게 되며, 또한 결합속도가 모터의 회전속도에만 의존하게 되어 느리게 되는 문제점이 있다.However, in the conventional disconnecting device for a four-wheel drive vehicle including the above-mentioned Publication No. 10-2014-0089256, since both the engaging and disengaging operations are performed using only the power of the motor, current consumption is increased, And the coupling speed is dependent only on the rotation speed of the motor, which is a problem.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 결합 동작시에 모터의 동력과 스프링의 탄성력을 이용하여 결합이 신속하게 이루어지도록 함으로써 전류 소모량을 줄여서 연비를 향상시킴과 동시에 결합속도를 빠르게 할 수 있는, 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치를 제공하는 데 있다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art, and it is an object of the present invention to improve the fuel consumption by reducing the amount of current consumption by using the power of the motor and the elastic force of the spring, And to provide a disconnection device for a four-wheel drive vehicle that can speed up the speed of the vehicle.

상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트의 사이에 연결되어 동력을 전달 또는 차단시키는 도그 슬리브와, 상기한 도그 슬리브의 외주면에 연결되어 있는 시프트 포크와, 스프링 걸림턱이 형성되어 있으며 상기한 시프트 포크의 이동을 안내하기 위한 가이드 레일과, 상기한 가이드 레일의 스프링 걸림턱과 시프트 포크의 사이에 설치되어 상기 시프트 포크를 직선방향으로 탄력지지하는 스프링과, 상기한 시프트 포크에 설치되어 있는 핀 롤러와, 상기한 가이드 레일과 평행하게 설치되어 있으며 상기한 핀 롤러를 직선운동시키는 엔드 캠과, 상기한 엔드 캠의 끝부분에 설치되어 있는 웜기어 세트와, 상기한 웜기어 세트를 구동하기 위한 모터를 포함하여 이루어지면 바람직하다.According to an aspect of the present invention, there is provided a dog clutch comprising a dog sleeve connected between an input shaft and an output shaft to transmit or cut off power, a shift fork connected to an outer circumferential surface of the dog sleeve, A spring provided between the spring fork of the guide rail and the shift fork so as to elastically support the shift fork in a linear direction; An end cam provided in parallel with the guide rail and linearly moving the pin roller; a worm gear set provided at an end of the end cam; And a motor for driving the worm gear set.

이 발명의 구성은, 도그 슬리브가 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트를 결합시키는 경우에 시프트 포크에 스프링의 탄성력이 더해지면 바람직하다.The configuration of the present invention is preferable when the spring sleeve is added with the elastic force of the spring to the shift fork when the dog sleeve is engaged with the input shaft and the output shaft.

이 발명의 구성은, 상기한 스프링은 외부에 하우징이 설치되면 바람직하다.The structure of the present invention is preferably such that the spring is provided on the outside of the housing.

이 발명의 구성은, 상기한 엔드 캠은, 핀롤러가 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있도록 하기 위한 캠홈이 형성되어 있으면 바람직하다.According to the present invention, it is preferable that the end cam has a cam groove for allowing the pin roller to convert rotational motion into linear motion.

이 발명은, 결합 동작시에 모터의 동력과 스프링의 탄성력을 이용하여 결합이 이루어지도록 함으로써 전류 소모량을 줄여서 연비를 향상시킴과 동시에 결합속도를 빠르게 할 수 있는, 효과를 갖는다.According to the present invention, the coupling is made by using the power of the motor and the elastic force of the spring at the time of the coupling operation, thereby reducing the consumption of electric current, thereby improving fuel economy and speeding up the coupling speed.

도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 구성도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 요부 사도이다.
도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 스프링의 구성도이다.
도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 엔드 캠의 단면도이다.
도 5는 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 결합 동작시의 요부 동작 상태를 보여주기 위한 도면이다.
도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 해제 동작시의 요부 동작 상태를 보여주기 위한 도면이다.1 is a configuration diagram of a disconnect device for a four-wheel drive vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a partial perspective view of a disconnect device for a four-wheel drive vehicle according to an embodiment of the present invention.
3 is a configuration diagram of a spring of a 4-wheel drive vehicle disconnect device according to an embodiment of the present invention.
4 is a sectional view of an end cam of a disconnect device for a four-wheel drive vehicle according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a view for showing the operation of the main part in the coupling operation of the 4-wheel drive vehicle disconnecting apparatus according to the embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram showing a main part operation state in the release operation of the 4-wheel drive vehicle disconnecting apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG.

이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. Other objects, features, and operational advantages, including the purpose, operation, and effect of the present invention will become more apparent from the description of the preferred embodiments.

참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다. It is to be understood that both the foregoing general description and the following detailed description of the present invention are exemplary and explanatory only and are not to be construed as limiting the scope of the invention as disclosed in the accompanying claims. It is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, is intended to cover various modifications and similarities, many of which are within the scope of the present invention.

또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 정의된 것으로서, 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 일예로서, 방향에 관한 용어는 설명상의 편의를 위하여 도면상에 표현된 위치를 기준으로 설정하기로 한다.Also, terms and words used in the description and claims of the present invention are defined based on the principle that the inventor can properly define the concept of a term in order to explain its invention in the best way, And should not be construed as limited to only the prior art, and should be construed in a meaning and concept consistent with the technical idea of the present invention. For example, the terms relating to directions are set on the basis of the position represented on the drawing for convenience of explanation.

도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 구성도이고, 도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 요부 사도이다.Fig. 1 is a configuration diagram of a four-wheel drive vehicle disconnect device according to an embodiment of the present invention, and Fig. 2 is a main part of a disconnect device for a four-wheel drive vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 구성은, 인풋 샤프트(1)와 아웃풋 샤프트(2)의 사이에 연결되어 동력을 전달 또는 차단시키는 도그 슬리브(3)와, 상기한 도그 슬리브(3)의 외주면에 연결되어 있는 시프트 포크(4)와, 스프링 걸림턱(5a)이 형성되어 있으며 상기한 시프트 포크(4)의 이동을 안내하기 위한 가이드 레일(5)과, 상기한 가이드 레일(5)의 스프링 걸림턱(5a)과 시프트 포크(4)의 사이에 설치되어 상기 시프트 포크를 직선방향으로 탄력지지하는 스프링(6)과, 상기한 시프트 포크(4)에 설치되어 있는 핀 롤러(7)와, 상기한 가이드 레일(5)과 평행하게 설치되어 있으며 상기한 핀 롤러(7)를 직선운동시키는 엔드 캠(8)과, 상기한 엔드 캠(8)의 끝부분에 설치되어 있는 웜기어 세트(9)와, 상기한 웜기어 세트(9)를 구동하기 위한 모터(10)를 포함하여 이루어진다.As shown in Figs. 1 and 2, a configuration of a disconnect device for a four-wheel drive vehicle according to an embodiment of the present invention is connected between an input shaft 1 and an output shaft 2, A shift fork 4 connected to the outer circumferential surface of the dog sleeve 3 and a spring hook 5a for guiding the movement of the shift fork 4 are formed in the dog sleeve 3, A spring 6 provided between the spring hook 5a of the guide rail 5 and the shift fork 4 to elastically support the shift fork in a linear direction, A pin roller 7 provided on the shift fork 4 and an end cam 8 provided in parallel to the guide rail 5 and linearly moving the pin roller 7, A worm gear set 9 provided at the end of one end cam 8, It comprises a motor 10 for driving the worm gear set 9.

도 3은 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 스프링의 구성도이다.3 is a configuration diagram of a spring of a 4-wheel drive vehicle disconnect device according to an embodiment of the present invention.

도 3에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 스프링(6)은, 외부에 하우징(6a)이 설치되는 구조로 이루어진다.As shown in FIG. 3, the spring 6 of the disconnect device for a four-wheel drive vehicle according to the embodiment of the present invention has a structure in which a housing 6a is provided on the outside.

도 4는 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 엔드 캠의 단면도이다.4 is a sectional view of an end cam of a disconnect device for a four-wheel drive vehicle according to an embodiment of the present invention.

도 4에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 엔드 캠(8)은, 핀롤러(7)가 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있도록 하기 위한 캠홈(8a)이 형성되어 있는 구조로 이루어진다.4, the end cam 8 of the disconnect device for a four-wheel drive vehicle according to an embodiment of the present invention includes a cam groove (not shown) for allowing the pin roller 7 to convert rotational motion into linear motion 8a are formed.

상기한 구성에 의한, 이 발명의 일실시예에 따른 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치의 작용은 다음과 같다.The operation of the disconnecting device for a four-wheel drive vehicle according to one embodiment of the present invention with the above-described configuration is as follows.

모터(10)가 회전함으로써 회전동력이 발생되면, 웜기어세트(9)는 이를 엔드 캠(8)으로 전달함으로써 엔드 캠(8)이 회전되도록 한다.When the motor 10 rotates to generate the rotational power, the worm gear set 9 transmits the end cam 8 to the end cam 8 so that the end cam 8 is rotated.

이때 엔드 캠(8)은 캠홈(8a)을 이용하여 핀롤러(7)가 회전운동을 전진방향의 직선운동으로 변환시킬 수 있도록 한다.At this time, the end cam 8 uses the cam groove 8a so that the pin roller 7 can convert the rotational motion into the linear motion in the forward direction.

핀롤러(7)가 전진 이동하게 되면, 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 스프링(6)의 탄성력이 더해지면서 시프트 포크(4)를 신속하게 전진 이동시키게 됨에 따라 도그 슬리브(3)가 빠른 속도로 인풋 샤프트(1)와 아웃풋 샤프트(2)를 결합시키게 된다.When the pin roller 7 is moved forward, as shown in FIG. 5, as the spring force of the spring 6 is added, the shift fork 4 is quickly moved forward, So that the input shaft 1 and the output shaft 2 are coupled to each other.

모터(10)가 회전함으로써 회전동력이 발생되면, 웜기어세트(9)는 이를 엔드 캠(8)으로 전달함으로써 엔드 캠(8)이 회전되도록 한다.When the motor 10 rotates to generate the rotational power, the worm gear set 9 transmits the end cam 8 to the end cam 8 so that the end cam 8 is rotated.

이때 엔드 캠(8)은 캠홈(8a)을 이용하여 핀롤러(7)가 회전운동을 후진방향의 직선운동으로 변환시킬 수 있도록 한다.At this time, the end cam 8 uses the cam groove 8a so that the pin roller 7 can convert the rotational motion into a linear motion in the backward direction.

핀롤러(7)가 후진 이동하게 되면, 도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 스프링(6)을 압축시키면서 시프트 포크(4)를 이동시키게 됨에 따라 도그 슬리브(3)가 인풋 샤프트(1)와 아웃풋 샤프트(2)를 분리시키게 된다.When the pin roller 7 is moved backward, the shift sleeve 4 is moved while compressing the spring 6, as shown in FIG. 6, so that the dog sleeve 3 is moved to the input shaft 1 and the output The shaft 2 is separated.

이와 같이 결합 동작시에 모터(10)의 동력과 스프링(6)의 탄성력을 이용하여 결합이 신속하게 이루어지도록 함으로써 전류 소모량을 줄여서 연비를 향상시킴과 동시에 결합속도를 빠르게 할 수 있다.In this way, during the coupling operation, by using the power of the motor 10 and the elastic force of the spring 6, coupling is performed rapidly, the current consumption is reduced to improve the fuel consumption and the coupling speed.

1 : 인풋 샤프트 2 : 아웃풋 샤프트
3 : 도그 슬리브 4 : 시프트 포크
5 : 가이드 레일 6 : 스프링
7 : 핀롤러 8 : 엔드 캠
9 : 웜기어세트 10 : 모터1: Input shaft 2: Output shaft
3: dog sleeve 4: shift fork
5: guide rail 6: spring
7: Pin roller 8: End cam
9: Worm gear set 10: Motor

Claims (4)

인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트의 사이에 연결되어 동력을 전달 또는 차단시키는 도그 슬리브와,
상기한 도그 슬리브의 외주면에 연결되어 있는 시프트 포크와,
스프링 걸림턱이 형성되어 있으며 상기한 시프트 포크의 이동을 안내하기 위한 가이드 레일과,
상기한 가이드 레일의 스프링 걸림턱과 시프트 포크의 사이에 설치되어 상기 시프트 포크를 직선방향으로 탄력지지하는 스프링과,
상기한 시프트 포크에 설치되어 있는 핀 롤러와,
상기한 가이드 레일과 평행하게 설치되어 있으며 상기한 핀 롤러를 직선운동시키는 엔드 캠과,
상기한 엔드 캠의 끝부분에 설치되어 있는 웜기어 세트와,
상기한 웜기어 세트를 구동하기 위한 모터로 이루어지고,
도그 슬리브가 인풋 샤프트와 아웃풋 샤프트를 결합시키는 경우에 시프트 포크에 스프링의 탄성력이 더해지는 것을 특징으로 하는 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치.A dog sleeve connected between the input shaft and the output shaft for transmitting or blocking power,
A shift fork connected to the outer circumferential surface of the dog sleeve,
A guide rail for guiding the movement of the shift fork,
A spring which is provided between the spring engagement jaw of the guide rail and the shift fork to elastically support the shift fork in a linear direction,
A pin roller provided on the shift fork,
An end cam provided parallel to the guide rail and linearly moving the pin roller,
A worm gear set provided at an end portion of the end cam,
A motor for driving the worm gear set described above ,
Wherein the elasticity of the spring is added to the shift fork when the dog sleeve engages the input shaft and the output shaft. 삭제delete 제 1항에 있어서,
상기한 스프링은 외부에 하우징이 설치되는 것을 특징으로 하는 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치.The method according to claim 1,
Wherein the spring is provided with a housing on the outside thereof. 제 1항에 있어서,
상기한 엔드 캠은, 핀롤러가 회전운동을 직선운동으로 변환시킬 수 있도록 하기 위한 캠홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 4륜구동 차량용 디스커넥트 장치.The method according to claim 1,
Wherein the end cam is provided with a cam groove for allowing the pin roller to convert rotational motion into linear motion.
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