KR20130084185A - 4륜 구동차량의 부변속기 구동장치 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따르면, 일단이 변속기의 디퍼케이스에 연결되며 타단 외주면에 클러치기어가 형성된 인풋샤프트; 상기 인풋샤프트의 타단에 인접하게 배치되며 내, 외주면에 내치와 외치가 각각 형성된 허브; 일측에 상기 허브의 내치와 치합되는 트랜스퍼 샤프트가 일체로 설치된 하이포이드 링 기어; 상기 트랜스퍼 샤프트와 치합되어 프로펠러 샤프트로 구동력을 전달하기 위한 하이포이드 피니언 기어; 내주면에 상기 허브의 외치 상에 지지되는 스플라인기어가 구비되며 상기 인풋샤프트의 타단 방향으로 이동 가능한 슬리브; 및 상기 슬리브의 외주에 결합되는 포크가 구비되며 4륜 구동시 상기 슬리브를 이동시켜서 상기 스플라인기어와 상기 클러치기어/상기 외치를 동시에 연결시키는 포크유닛;을 포함하는 4륜 구동차량의 부변속기 구동장치가 제공된다.
이에 의하면, 2륜 모드시 변속기 출력축에서 나온 동력을 인풋샤프트 측에서 단절시켜 동력의 손실을 방지하고, 따라서 차량의 연비를 개선할 수 있는 장점이 있다.

Description

4륜 구동차량의 부변속기 구동장치 {Auxiliary transmission driver of the 4 wheel drive vehicle}

본 발명은 4륜 구동차량의 부변속기 구동장치에 관한 것이다.

일반적으로 4륜 구동 차량은 상시 4륜 구동식(Full Time 4WD)과, 선택식 4륜 구동식(Part Time 4WD)으로 나누어지며, 특히 선택식 4륜 구동식은 평상시에는 일반 승용차와 같이 전륜이나 후륜만을 구동하여 2륜 모드로 운행하다가 필요시에 4륜 모두를 구동시켜 운행하는 방식을 말한다.

이러한 4륜 구동 차량은 4개의 휠에 모두 동력이 전달되므로 구동력, 등판능력, 선회능력, 가속능력 및 선회가속능력 등이 뛰어나 진흙길, 눈길, 비포장길 등의 험로나 언덕길 등과 같은 급격한 경사로의 주행시 유리한 장점이 있다.

이하, 도면을 참조하여 FF 기반 4륜 구동 차량의 부변속기 구동장치에 대해 살펴본다.

도 1에 도시된 바와 같이, FF 기반의 4륜 구동 차량은 엔진(1)과, 상기 엔진(1)의 일측에 클러치를 매개로 상기 엔진(1)의 회전력을 차량의 주행속도에 맞게 변화시키서 전륜으로 전달하는 변속기(2)와, 상기 변속기(2)의 동력 중 일부를 선택적으로 후륜으로 전달하기 위한 부변속기(3)와, 상기 부변속기(3)의 구동력이 프로펠러샤프트(4) 및 전자식 커플링(5)을 통해 전달되어 후륜을 구동시키는 리어액슬(6)을 포함하여 구성된다.

이때, 상기 부변속기(3)는 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 변속기(2)의 출력축(이하 디퍼케이스(11))에 연결된 인풋샤프트(7)와, 상기 인풋샤프트(7)와 일체로 결합되어 연동되는 하이포이드 링 기어(8)와, 상기 하이포이드 링 기어(8)와 맞물리는 하이포이드 피니언 기어(9)와, 상기 하이포이드 피니언 기어(9)와 연결되며 상기 프로펠러샤프트(4)와 결합되는 플랜지(10)로 이루어진다.

이에 의해 변속기(2)의 디퍼케이스(11)에 스플라인에 결합된 인풋샤프트(7)로 전달된 동력은 일체로 결합된 하이포이드 링 기어(8)로 전달되고, 기어로 맞물린 하이포이드 피니언 기어(9)가 연동 회전하여 플랜지(10)를 통하여 후방 프로펠러 샤프트(4)로 전달된다(화살표 방향 참고).

상술한 바와 같은 종래의 FF 기반 4륜 구동 차량의 부변속기 구동장치에 의하면, 디퍼케이스의 동력이 인풋샤프트를 통해 하이포이드 링 기어와 하이포이드 피니언 기어를 상시 회전시킴으로 인하여 동력의 손실이 발생하고, 따라서 차량의 연비가 떨어지는 문제가 있다.

아울러, 알려져 있는 전자식 커플링(도시 생략)을 사용하여 후륜으로 전달되는 구동력을 단속하더라도 후륜으로 전달되는 동력손실은 여전히 존재하게 된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 하이포이드 링 기어와 하이포이드 피니언 기어를 선택적으로 단속할 수 있는 4륜 구동차량의 부변속기 구동장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 4륜 구동차량의 부변속기 구동장치는,

일단이 변속기의 디퍼케이스에 연결되며 타단 외주면에 클러치기어가 형성된 인풋샤프트;

상기 인풋샤프트의 타단에 인접하게 배치되며 내, 외주면에 내치와 외치가 각각 형성된 허브;

일측에 상기 허브의 내치와 치합되는 트랜스퍼 샤프트가 일체로 설치된 하이포이드 링 기어;

상기 트랜스퍼 샤프트와 치합되어 프로펠러 샤프트로 구동력을 전달하기 위한 하이포이드 피니언 기어;

내주면에 상기 허브의 외치 상에 지지되는 스플라인기어가 구비되며 상기 인풋샤프트의 타단 방향으로 이동 가능한 슬리브; 및

상기 슬리브의 외주에 결합되는 포크가 구비되며 4륜 구동시 상기 슬리브를 이동시켜서 상기 스플라인기어와 상기 클러치기어/상기 외치를 동시에 연결시키는 포크유닛;

을 포함하여 구성된다.

상기 포크유닛은,

상기 포크의 일측에 상기 슬리브의 이동방향과 대응하도록 설치되는 스크류너트와, 상기 포크의 타측에 설치되어 상기 포크가 슬라이딩 이동가능하게 지지하는 가이드와, 상기 스크류너트의 일단이 결합되어 상기 스크류너트를 전후 이동시키는 구동모터를 더 구비하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 4륜 구동차량의 부변속기 구동장치에 의하면, 2륜 모드시 변속기 출력축에서 나온 동력을 인풋샤프트 측에서 단절시켜 동력의 손실을 방지하고, 따라서 차량의 연비를 개선할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 4륜 구동차량을 보인 도면,
도 2는 도 1의 부변속기를 보인 단면도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜 구동차량의 부변속기 구동장치를 보인 도면,
도 4는 도 3의 분해조립도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜 구동차량의 부변속기 구동장치의 4륜 구동상태를 보인 도면, 및
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜 구동차량의 부변속기 구동장치의 2륜 구동상태를 보인 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜 구동차량의 부변속기 구동장치에 대해 상세하게 살펴본다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 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 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜 구동차량의 부변속기 구동장치는 부변속기 케이스(도시 생략)의 내부에 인풋샤프트(110), 허브(120), 하이포이드 링 기어(130), 하이포이드 피니언 기어(140), 슬리브(150) 및 포크유닛(160)을 개재하여 이루어진다.

여기서, 상기 인풋샤프트(110)는 일단이 변속기의 디퍼케이스(11, 종래의 도 2 참고)에 연결되며, 타단 외주면에 클러치기어(111)가 형성된다.

상기 허브(120)는 링 형상으로서 상기 인풋샤프트(110)의 타단에 인접하게 배치되어 상기 인풋샤프트(110)의 구동력을 직접적으로 전달받지 않게 설치되며, 내, 외주면에 내치(121)와 외치(122)가 각각 형성된다.

아울러, 상기 하이포이드 링 기어(130)는 일측에 상기 허브(120)의 내치(121)와 치합되는 트랜스퍼 샤프트(135)가 일체로 설치된다.

또한, 상기 하이포이드 피니언 기어(140)는 일단이 상기 트랜스퍼 샤프트(135)와 치합되며, 타단에 플렌지(도시 생략)가 결합되어 프로펠러 샤프트(4, 종래의 도 1 참고)로 구동력을 전달하기 위한 부재이다.

한편, 상기 슬리브(150)는 내주면에 상기 허브(120)의 외치(122) 상에 지지되는 스플라인기어(151)가 구비되며 상기 인풋샤프트(110)의 타단 방향으로 이동 가능하게 설치된다.

상기 포크유닛(160)은 상기 슬리브(150)의 외주에 끼움 결합되는 포크(161)와, 상기 포크(161)의 일측에 상기 슬리브(150)의 이동방향과 대응하도록 관통 설치되는 스크류너트(162)와, 상기 포크(161)의 타측에 관통 설치되어 상기 포크(161)가 슬라이딩 이동가능하게 지지하는 가이드(163)와, 상기 스크류너트(162)의 일단이 결합되어 상기 스크류너트(162)를 전후 이동시키는 구동모터(164)로 이루어진다.

이때, 상기 포크(161)는 반원 형태로 상기 슬리브(150)의 외주를 감싸는 형태이나 그 형상은 이에 한정되지 않으며, 다양한 형상 변형이 가능함은 물론이다.

상기 가이드(163)의 양단은 부변속기 케이스의 내부에 고정설치된다.

상기 구동모터(164)는 사용자가 수동조작에 의해 가동을 제어할 수 있으며, 주행상황에 따라 자동제어 가능하도록 별도의 콘트롤러와 연결될 수도 있다.

이하, 도면을 참조하여 상술한 본 발명 4륜 구동차량의 부변속기 구동장치의 작용에 대해 살펴본다.

차량의 자세를 잡기 위해 후륜의 구동력이 필요한 경우(4륜 구동)는 도 5에 도시된 바와 같이, 슬리브(150)가 구동모터(164)의 가동에 의한 스크류너트(162)의 작동에 따라 도면의 좌측 방향으로 이동되어 인풋샤프트(110)의 클러치기어(111) 및 허브(120)의 외치(122)와 동시에 연결되며, 따라서 인풋샤프트(110)의 동력이 슬리브(150)와 허브(120) 및 트랜스퍼 샤프트(135)를 통해 하이포이드 링기어(130)로 전달된다.

이때, 하이포이드 링기어(130)의 회전력은 기어 맞물림에 의해 하이포이드 피니언 기어(6)로 전달됨과 동시에 프로펠러 샤프트로 동력이 전달되어 4륜 모드가 된다.

그러나, 고속도로 등 고속주행시(2륜 상태)는 도 6에 도시된 바와 같이, 후륜의 구동력이 필요치 않으므로 슬리브(150)가 도면의 우측으로 이동되어 인풋샤프트(110)의 클러치기어(111)와 분리됨으로써 인풋샤프트(110)의 동력은 하이포이드 링 기어(130)로 전달되지 않게 된다. 이 경우, 인풋샤프트(110)의 단독회전으로 프로펠러 샤프트로 동력이 전달되지 못하여 2륜 모드가 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 4륜 구동차량의 부변속기 구동장치에 의하면, 2륜 모드시 변속기 출력축에서 나온 동력을 인풋샤프트 측에서 단절시켜 동력의 손실을 방지하고, 따라서 차량의 연비를 개선할 수 있는 장점이 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

Claims (2)

1. 일단이 변속기의 디퍼케이스에 연결되며 타단 외주면에 클러치기어(111)가 형성된 인풋샤프트(110);
   상기 인풋샤프트(110)의 타단에 인접하게 배치되며 내, 외주면에 내치(121)와 외치(122)가 각각 형성된 허브(120);
   일측에 상기 허브(120)의 내치(121)와 치합되는 트랜스퍼 샤프트(135)가 일체로 설치된 하이포이드 링 기어(130);
   상기 트랜스퍼 샤프트(135)와 치합되어 프로펠러 샤프트로 구동력을 전달하기 위한 하이포이드 피니언 기어(140);
   내주면에 상기 허브(120)의 외치(122) 상에 지지되는 스플라인기어(151)가 구비되며 상기 인풋샤프트(110)의 타단 방향으로 이동 가능한 슬리브(150); 및
   상기 슬리브(150)의 외주에 결합되는 포크(161)가 구비되며 4륜 구동시 상기 슬리브(150)를 이동시켜서 상기 스플라인기어(151)와 상기 클러치기어(111)/상기 외치(122)를 동시에 연결시키는 포크유닛(160);
   을 포함하는 4륜 구동차량의 부변속기 구동장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 포크유닛(160)은,
   상기 포크(161)의 일측에 상기 슬리브(150)의 이동방향과 대응하도록 설치되는 스크류너트(162)와, 상기 포크(161)의 타측에 설치되어 상기 포크(161)가 슬라이딩 이동가능하게 지지하는 가이드(163)와, 상기 스크류너트(162)의 일단이 결합되어 상기 스크류너트(162)를 전후 이동시키는 구동모터(164)를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 4륜 구동차량의 부변속기 구동장치.

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