KR950003839B1

KR950003839B1 - 4륜 구동차의 토오크전달장치

Info

Publication number: KR950003839B1
Application number: KR1019880002527A
Authority: KR
Inventors: 다마키 도미타; 히로아키 아사노; 게이이치 나카무라; 마사지 야마모토; 시게오 다노오카; 도시후미 사카이; 데츠야 나카노; 노부나오 모리시타
Original assignee: 도요타 고키 가부시키가이샤; 가토 도요
Priority date: 1987-03-27
Filing date: 1988-03-11
Publication date: 1995-04-20
Also published as: AU1378688A; EP0283821A1; KR880010935A; DE3863805D1; AU605568B2; EP0283821B1

Abstract

내용 없음.

Description

4륜 구동차의 토오크전달장치

제1도는 본 발명에 따른 토오크전달장치가 구비된 4륜 구동차의 구동시스템의 개략도.

제2도는 본 발명의 제1실시예에 따른 토오크전달장치의 종단면도.

제3도는 제2도의 선 III-III의 단면도.

제4도는 본 발명의 제2실시예에 따른 토오크전달장치를 도시하는 제3도와 유사한 단면도.

제5도는 본 발명의 제3실시예에 따른 토오크전달장치의 종단면도.

제6도는 제5도의 선 VI-VI의 단면도.

제7도는 본 발명의 제2 및 제3실시예의 토오크전달 특성을 도시하는 선도.

제8도는 본 발명의 제4실시예에 따른 토오크전달장치의 종단면도로서, 그 장치에 사용하는 제어회로의 블록다이어그램이 함께 도시된 도면.

제9도는 제8도의 선 IX-IX의 단면도.

제10도는 본 발명의 제4실시예에 따른 토오크전달 특성을 도시하는 선도.

제11도는 본 발명의 제5실시예에 따른 다른 토오크전달장치의 단면도.

제12도는 제11도의 선 XII-XII의 부분 단면도.

제13도는 본 발명의 제6실시예에 따른 다른 토오크전달장치의 단면도.

제14도는 본 발명의 제7실시예에 따른 다른 토오크전달장치의 단면도.

제15도는 본 발명의 제8실시예에 따른 단면도.

제16도는 제15도의 XVI-XVI의 부분 단면도.

제17도는 본 발명의 제9실시예에 따른 종단면도.

제18도는 제17도에 도시된 부분의 부분 확대도.

제19도는 본 발명의 제9실시예에 따른 토오크전달 특성을 도시하는 선도.

제20도는 본 발명의 제10실시예에 따른 종단면도.

제21도는 본 발명의 제11실시예에 따른 종단면도.

제22도는 제21도의 선 XXII-XXII의 단면도.

제23도는 본 발명의 제12실시예에 따른 종단면도.

제24도는 본 발명의 제13실시예에 따른 종단면도.

제25도는 본 발명의 제14실시예에 따른 종단면도.

본 발명은 4륜 구동차의 전후방 바퀴들 사이에 회전토오크를 전달하기 위한 장치에 관한 것이다.

일례로, 일본국 공개특허공보 제85-252026호에는 전후방 바퀴에 각각 연결된 두개의 동축 구동샤프트 사이에서 회전속도차가 발생할때 통상의 오일펌프가 구동되고, 두 구동샤프트간의 선택적인 구동연결을 이루게 하는 유압작동식 클러치가 회전속도차에 대응하는 오일펌프로부터의 배출압력에 응답하여 작동하도록 구성된 형식의 4륜 구동차에 관해 기재되어 있다.

이러한 공지의 4륜 구동차의 토오크전달장치에 있어서는 구동샤프트간의 회전속도차에 대응하는 압력의 오일을 배출시킬 수 있도록 전후방 바퀴의 구동샤프트 사이에 플런저 또는 베인 형식의 오일펌프가 설치되어 있다. 이 펌프로부터의 압력오일은 구동샤프트중 하나에 형성된 유체통로를 거쳐 유압식 클러치의 실린더실내로 유입되며, 이에 따라 클러치는 구동샤프트들을 서로 구동적으로 연결하도록 유압식으로 작동될 수 있다.

그러나, 상술한 형식의 토오크전달장치에 있어서는, 전후방 구동샤프트들 사이에 연결된 종래의 오일펌프의 축방향 폭이 비교적 크고, 그 오일펌프로부터의 배출압력을 유압클러치내에 유입시킬 수 있도록 유체통로가 배설되어야 한다. 이 때문에 바람직하지 못하게 토오크전달장치의 구조가 복잡하고 대형화될 뿐만 아니라 제조 비용도 비싸게 된다.

따라서, 본 발명의 주목적은 클러치작동 피스톤을 작동시키기 위한 압력발생수단의 크기를 소형화하고, 경량화 할 수 있는 4륜 구동차의 개량된 토오크전달장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 클러치작동 피스톤을 작동시키기 위한 압력 발생수단으로서 축방향 폭이 좁고 얇은 회전자를 사용하여 전체 장치의 크기 및 중량을 최소화 할 수 있는 4륜 구동차의 개량된 토오크전달장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 토오크전달 특성을 쉽게 조정할 수 있는 상술한 바와 같은 특성의 토오크전달장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 차량의 구동조건에 따라 전달토오크를 제어할 수 있는 상술한 바와 같은 특성의 토오크전달장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 압력발생 회전자의 날개부의 휨을 최소화하여 회전자 및 그 회전자와 슬라이드 마찰하는 단부면의 국부적인 마모를 방지할 수 있는 4륜 구동차의 토오크전달장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 외부 및 내부 클러치디스크의 회전속도차가 소정 속도를 초과할때 다겹의 외부 및 내부 클러치디스크들을 가압시키는 힘이 기계적으로 증가되어 클러치디스크가 과도하게 마모되는 것을 방지할 수 있는 4륜 구동차의 토오크전달장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 회전하우징과 그 내부에 수용된 클러치작동 피스톤간의 상대운동을 핀부재의 사용없이도 제한할 수 있고, 이에 따라 장치에 대한 이와 같은 핀부재의 조립의 과오를 방지할 수 있는 4륜 구동차량의 토오크전달장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 클러치디스크실내에 충전된 윤활유의 열에 의한 체적변화를 십게 흡수하여, 클러치디스크실을 대기로부터 완전히 격리시킬 수 있게 하는 4륜 자동차의 토오크전달장치를 제공하는 것이다.

요약하면, 본 발명에 따른 4륜 구동차의 토오크전달장치에 있어서는 차량의 전후방측에 회전동력을 전달하기 위한 공통축에 대해 회전 가능한 전후방 구동샤프트에 회전하우징과 회전샤프트가 각각 연결되어 있다. 회전하우징에는 다수의 디스크클러치가 합체되어 있는데, 그중 여러개의 외부 디스크들은 회전하우징과 함께 회전 가능하게 되어 있고, 여러개의 내부 디스크는 상기 외부 디스크들과 교대로 배치되고, 회전샤프트와 일체로 회전 가능하게 되어 있다. 회전하우징내에는 피스톤이 축방향으로 이동 가능하게 수용되어 있고, 피스톤의 축방향 일단부는 상기 클러치디스크들을 가압하게 되어 있다. 피스톤의 다른 축단부는 하우징과 함께 축방향 폭이 좁은 원형의 회전자실을 형성하는데, 이 회전자실 내부에는 반경방향으로 배설되는 다수의 날개부들을 갖는 회전자가 설치되어, 회전샤프트와 일체로 회전하게 되어 있다. 상기 날개부들은 상기 회전자실을 고점성 유체가 충전되어 있는 다수의 공간부로 분할한다. 전후방 구동샤프트간의 회전속도차로 인해 회전자가 회전자 하우징에 대해 상대 회전하게 되면, 각각의 공간부 내부에서 압력이 발생하게 되고, 그로인해 피스톤은 클러치디스크들을 가압하게 된다. 그리하여, 외부 및 내부 클러치디스크들은 구동 연결을 이루게 되고, 이에 따라 전후방 구동샤프트간의 회전토오크전달이 이루어진다.

이러한 구성에 있어서는 고점성 유체의 사용에 의해 피스톤의 축방향 폭을 좁게 할 수 있고, 또한 내부에서 회전자가 회전하고 있는 압력발생실 및 피스톤용 압력실이 공통의 공간을 공유하기 때문에, 토오크전달장치의 크기를 소형화할 수 있다. 또한, 피스톤의 외측 단부면이 압력발생실(즉, 회전자실)내에서 가압을 위해 노출되어 있기 때문에, 기존의 유압펌프 및 별도의 실린더장치를 사용하는 공지의 장치와는 반대로 압력발생실을 피스톤실에 유체 연통 가능하게 연결하기 위한 통로가 필요하지 않다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.

제1도에는 엔진(10)을 구비하는 4륜 구동차량의 구동시스템이 개략적으로 도시되어 있으며, 상기 엔진(10)은 트랜스미션(11)을 거쳐 전방 구동샤프트(12)에 회전력을 전달하게 되어 있다. 샤프트(12)의 회전력은 전방 차동장치(13)를 포함하는 전방 굴대를 통해 좌, 우측의 전방바퀴(15),(16)에 전달된다. 전방 구동샤프트(12)는 후술하는 바와 같이 구성된, 본 발명에 따른 토오크전달장치(30)를 거쳐 후방 구동샤프트(20)에 구동적으로 연결되어 있다. 또한, 후방 구동샤프트(20)에 전달된 회전토오크는 후방 차동장치(21)을 포함하는 후방 굴대를 거쳐 좌, 우측의 후방바퀴(23),(24)에 전달된다. 이하, 토오크전달장치(30)에 관한 여러 실시예들에 관해 설명한다.

제2도에는 본 발명의 제1실시예가 도시되어 있으며, 이에 있어 부호(31)은 전방 구동샤프트(12)의 일단에 연결된 전방 단부 캡을 나타낸다. 전방 단부 캡(31)에는 전방 구동샤프트(12)와 동축적으로 배치된 원통형의 회전하우징(32)의 일단이 고정되어 있고, 이 회전하우징(32)의 타단은 후방 단부 캡(33)에 고정되어 있다. 단부 캡(31),(33)들은 한쌍의 베어링(부호가 표시되어 있지 않음)에 의해 후방 구동샤프트(20)의 일단부를 전방 구동샤프트(12)와 동축적으로 그리고 회전 가능하게 지지하고 있다.

회전하우징(32)의 내면에는 다수의 외측 클러치디스크(37)들이 스플라인 결합되어 있고, 후방 구동샤프트(20)의 외면부에는 다수의 내측 클러치디스크(38)들이 스플라인 결합되어 있다. 이 외측 및 내측 클러치디스크(37),(38)들은 교대로 배치되어 있고, 이에 따라 다겹으로 된 디스크클러치(40)를 구성한다. 회전하우징(32)은 전방 단부 캡(31)과 다겹 디스크클러치(40) 사이에서 클러치작동 피스톤(36)을 슬라이드 가능하게 수용한다. 피스톤(36)에 작용하는 압력에 의해 피스톤(36)은 클러치디스크(37),(38)을 가압시키도록 운동하게 되고, 그에 따라 전방 구동샤프트(12)로부터 회전하우징(32)에 가해지는 구동토오크가 클러치디스크(37),(38)을 거쳐 후방 구동샤프트(20)에 전달된다. 이와 같이 하여 후방 구동샤프트(20)에 전달된 토오크는 피스톤(36)에 대해 작용하는 압력에 따라 변화하게 된다.

전방 단부 캡(31)과 피스톤(36)의 마주보는 단부 표면 사이에는 원형의 회전자실(42)이 형성되며, 이 회전자실(42) 내부에는 그 회전자실(42)의 축방향 폭과 대체로 동일한 폭(일례로, 2 내지 3mm)을 가진 얇은 임펠러, 즉 회전자(41)이 수용되고, 거의 양 단부면이 전방 단부 캡(31)과 피스톤(36)의 마주보는 단부 표면상에서 슬라이드 가능하게 되어 있다. 제3도에 도시된 바와 같이, 회전자(41)는 중앙부에서 후방 구동샤프트(20)의 외면에 스플라인 연결되어 있고, 또한 둘레방향으로 일정한 간격을 두고 반경방향으로 연장되어 있는 다수(본 실시예의 경우는 4개)의 날개부(41a) 내지 (41d)가 배설되어 있다. 날개부(41a) 내지 (41d)의 외측 단부 표면은 회전하우징(32)의 내면과 슬라이드 가능하게 접촉되고, 이에 따라 밀폐부를 구성하게 된다. 그리하여, 피스톤(36)과 전방 단부 캡(31) 사이에 형성된 회전자실(42)은 날개부(41a) 내지 (41d)에 의해 둘레방향으로 4개의 공간부(43)으로 분할되는데, 이 각 공간부(43)내에는 고점성 유체가 충전되어 있다.

각 공간부(43)의 90체적% 까지 충전될 고점성 유체로서는 바람직하게 100,000센티스토크의 동적 점성을 갖는 실리콘 오일을 사용할 수 있을 것이다. 또한 회전자(41)는 전방 단부 캡(31)과 피스톤(36)에 대해 각각 0.1 내지 0.65mm의 축방향 간격을 가지고 있고, 그 회전자(41)의 외측 단부도 회전자 하우징(32)의 내면에 대해 0.05 내지 0.025mm의 반경 방향간격을 가지고 있다. 통상, 인접한 두 클러치디스크(37),(38)들간의 축방향 간격은 0 내지 0.1mm 범위로 설정되고, 축방향 양측의 클러치디스크(37),(38)들은 피스톤(36) 및 후방 단부 캡(33)과 마찰접촉을 유지하게 된다. 그러나, 피스톤(36)은 전방 및 후방 구동샤프트(12),(20) 사이에 일례로 20kg-cm의 토오크가 전달될때 클러치디스크(37),(38)을 가압하도록 축방향으로 0.1mm 만큼 이동하게 된다. 상술한 수치들은 전달할 토오크의 크기에 따라 변화되는 것으로서, 단지 예를 들어 인용한 것 뿐이다.

이하, 상술한 장치의 작동에 관해 설명한다. 전, 후방 구동샤프트(12),(20)간의 상대회전에 의해 회전자(41)가 회전하우징(32)에 대해 상대회전하게 되면, 각 공간부(43)에 충전된 고점성 오일은 피스톤(36)과 전방 단부 캡(31) 사이로 회전속도차에 상응하는 속도로 강제 운동하게 된다. 이때, 고점성 오일이 회전하우징(32)와 일체로 회전하는 두개의 폐쇄 단부면과 마찰하는 것에 기인하여 각 공간부(43)내에서 압력이 발생하게 된다. 보다 구체적으로 설명하면, 이전의 날개부 바로 뒤의 지역과 그를 따르는 다른 날개부 바로 앞의 지역을 각각 A와 B라고 할때, 회전자(41)가 시계방향으로 회전하게 되면 지역 B에서 가장 압력이 높게 되고, 지역 A에서 가장 압력이 낮게 되는 압력분포가 제3도에 도시된 바와 같이 발생하게 된다. 각 공간부(43)내에서 발생된 압력은 회전자(41)과 회전하우징(32)간의 회전속도차에 비례한다. 이와 같이 발생된 압력은 피스톤(36)에 직접 작용되기 때문에, 다겹의 클러치디스크(37),(38)들은 서로에 대해 가압되고, 이에 따라 전방 구동샤프트(12)로부터의 회전토옴크는 클러치디스크(37),(38)을 거쳐 후방 구동샤프트(20)에 전달된다.

따라서, 진탕길, 눈덮인 길들과 같이 마찰계수가 작은 도로에서 차량이 주행하는 경우에 발생하게 되는 전방 바퀴(15),(16) 또는 후방바퀴(23),(24)의 미끄러짐으로 인해, 전, 후방 구동샤프트(12),(20) 사이에서 큰 회전속도차가 발생하게 되면, 공간부(43)내에서 발생하는 압력은 4륜 구동을 보장할 수 있도록 증가하게 된다. 한편, 차량이 상태가 양호한 도로의 코너를 회전할때는 전, 후방 구동샤프트(12),(20)간의 회전속도 차는 작게 된다. 이에 따라 외측 및 내측 클러치디스크(37),(38)들은 서로 슬라이드되고, 이에 따라 좁은 코너에서 제동현상이 발생되는 일이 없게 된다.

제4도 내지 제7도는 본 발명의 제2 및 제3실시예를 도시한 것으로, 이에 따르면 상술한 바와 같은 토오크전달장치는 토오크전달 특성을 조정할 수 있는 수단이 제공된다는 점에서 개량되어 있다. 제4도의 제2실시예에 있어서는 회전자(41)의 두 날개부(41a),(41b)의 각각에 스로틀구멍, 즉 오리피스(53)이 형성되어, 각 날개부(41a) 내지 (41b)의 바로 앞에 위치한 고압지역 B로부터 동 날개부의 바로 뒤에 위치하는 저압지역 A는 압력이 경감된다. 그리하여, 오리피스(53)의 직경을 변화시킴에 따라 두 공간부(43)의 각 내부에서 발생된 압력이 조정되고, 그에 따라 클러치디스크(37),(38)을 가압하는 피스톤(36)의 힘, 그리고 그에 따른 전달토오크는 제7도에 도시된 바와 같이 오리피스(53)의 직경 변화에 따라 조정된다.

제5도 및 제6도는 도시된 제3실시예에 의해서도 제2실시예와 동일한 효과가 제공된다. 본 실시예에 있어서는 회전자(41)과 대면하는 피스톤(36)의 일단부면에 환형 홈(50)이 형성되고, 그 환형 홈(50)에 환형판(51)이 긴밀하게 끼워져 피스톤(36)내에 환형 채널(부호가 표시되어 있지 않음)을 구성하고 있다. 환형판(51)내에는 둘레방향으로 일정한 간격을 두고 다수(바람직하게는 4개)의 오리피스(53)이 형성되어 회전자실(42) 및 피스톤(36)의 환형 채널과 연통되어 있다.

제8도 내지 제10도는 본 발명의 제4실시예를 도시한 것으로, 이에 따르면 차량의 구동조건에 따라 전달 토오크를 제어할 수 있다. 구동샤프트(12) 및 회전하우징(32)와 일체로 되어 있는 전방 단부 캡에 다수(바람직하게는 두쌍)의 바이패스통로(55),(56)이 형성되며, 이 바이패스통로들은 둘레방향으로 균일한 간격을 두고 회전자실(42)로 개구되어 있다. 직경방향으로 쌍을 이루는 제1쌍의 바이패스통로(55),(55)들은 항상 서로 연통되어 있고, 직경방향으로 쌍을 이루는 제2쌍의 바이패스통로(56),(56)들로 항상 서로 연통되어 있다. 바이패스통로(55),(56)간의 선택적인 연통을 가능하게 하도록, 전자스로틀밸브(57)이 배설되어 있으며, 이 밸브(57)은 전자제어기(58)로부터 공급되는 전류(I)의 크기에 따라 스로틀개구의 정도를 변화시킨다. 전자제어기(58)은 일례로 차속센서(59), 조타각센서(60) 및 차량이 주행하는 도로의 마찰계수를 검출해 내는 노면센서(61)등으로부터 다양한 정보에 근거하여 전류(I)의 크기를 결정한다. 결과적으로, 스로틀밸브(57)의 개폐정도는 차량주행조건에 따라 변화하게 되고, 그 결과 회전자실(42)내에서 발생되는 압력이 제어되고, 전달토오크는 제10도에서 실선 및 점선으로 표시된 범위내에서 변화할 수 있게 된다.

제8도에서 부호(62)는 전방 구동샤프트(12)를 회전 가능하게 지지하고 있는 하우징이며, 부호(63)은 상기 하우징(62)의 개구단을 폐쇄하고 후방 구동샤프트(20)를 회전 가능하게 지지하는 캡이다.

제11도 내지 제16도는 제5 내지 제8실시예가 도시되어 있으며, 이 각각의 실시예에 따르면 회전자 날개부들이 회전중에 굽혀지거나 휘어지는 것을 방지하는 점이 개량되어 있다. 제11도 및 제12도에 도시된 제5실시예에 있어서, 회전자(41)은 디스크로서 형성되어 있다. 회전자(41)에는 균일한 두께로 되고 직경방향으로 양측에 위치하는 한쌍의 날개부(41a),(41b)와, 그 날개부(41a),(41b)와 동일한 두께로 된 반원형의 둘레 에지부(65),(66)과, 회전자(41)의 축방향 양 단부에서 상기 날개부(41a),(41b)들과 에지부(65),(66)에 의해 대칭적으로 형성된 4개의 반원형 또는 부채꼴형 공간부(67)이 배설되어 있다. 회전자(41)이 회전자실(42)내에서 회전할때, 부채꼴형 공간부(67)내에서 동일한 압력이 발생하게 되고, 그에 따라 회전자(41)은 회전자실(42)내에서 축방향으로 중간위치에서 회전할 수 있게 된다. 그 결과, 바람직하게 회전자(41)의 단부 표면, 전방 단부 캡(31)(또는 하우징(32)), 피스톤(36)이 국부적으로 마모되지 않게 된다. 제11도에 있어서, 부호(68)은 일례로 제17도에 도시된 바와 같이 스플라인 결합을 통해 후방 구동샤프트(20)와 연결 가능한 후방 구동샤프트 슬리브를 나타낸 것이다.

제6 내지 제8실시예에 있어서는 상술한 제2실시예에서 사용한 바와 같은, 직경방향으로 마주보는 한쌍의 날개부(41a),(41b)를 갖는 회전자(41)을 사용하고 있다. 제13도에 도시된 제6실시예에 있어서, 회전자(41)에는 날개부(41a),(41b)를 교차하여 양측부에서 개구하도록 연장되어 있는 한쌍의 둥근 오리피스(70),(70)들이 배설되어 있다. 마찬가지로 제14도에 도시된 제7실시예에 있어서는 제6실시예에서 사용한 바와 같은 둥근 오리피스(70),(70) 대신에 회전자(41)의 날개부(41a),(41b)에 한쌍의 긴 오리피스(71),(71)들이 형성되어 있다. 이들 실시예에 있어서, 날개부(41a),(41b)의 축방향 양측에서의 압력은 오리피스(70),(70) 또는 (71),(71)에 의해 평형이 이루어지게 된다. 그리하여 날개부(41a),(41b)의 축방향 양 단부에서 압력의 평형이 이루어지지 않는 것에 기인한 날개부의 휨이 방지되며, 그에 의해 날개부(41a),(41b)의 이탈에 기인할 수도 있는, 날개부(41a),(41b), 전방 단부 캡(31)(또는 회전하우징(32)) 및 피스톤(36)의 측면의 국부적인 마모를 방지할 수 있다.

제15도 및 제16도에 도시된 제8실시예에 있어서는 각 날개부(41a),(41b)의 전후방 에지부(회전방향에서 볼때)가 블레이드 에지부로서 칼날같이 되어 있게 구성된 회전자(41)를 사용하고 있다. 본 특정 실시예에 있어서는, 각 블레이드 에지부(72)의 경사면과, 전방 단부 캡(31)(또는 회전하우징(32)) 및 피스톤(36)의 단부 표면에 의해 한쌍의 쐐기형 공간이 형성된다. 회전자(41)의 회전시, 상기 쐐기형 공간은 적극적으로 내부에 고점성 오일을 유입하게 되며, 그에 따라 유입된 고점성 오일은 날개부(41a),(41b)들을 회전자실(42)내에서의 축방향 중간위치에 위치시킬 수 있도록 하는 힘을 발생시킨다.

제17도 내지 제19도는 본 발명의 제9실시예가 도시되어 있으며, 본 실시예에 있어서의 개량점은 전후방 구동샤프트(12),(20)간의 회전속도차가 소정 속도를 초과할때 클러치디스크(37),(38)의 대해 작용하는 가압력을 증가시켜, 클러치디스크(37),(38)들의 과도한 마모를 방지할 수 있는 기구에 있다. 이러한 목적의 기구는 후방 구동샤프트 슬리브(68) 위에 회전 가능하게 지지된 내측 클러치허브(75)로 구성되어 있으며, 상기 허브(75)의 외면은 내측 클러치디스크(38)에 스플라인 결합되어 있고, 피스톤(36)과 클러치디스크(37),(38) 사이에 끼워지는 가압플랜지부(75a)를 가지고 있다. 샤프트슬리브(68) 위에 스플라인 결합된, 플랜지를 가진 전달슬리브(76)은 제18도에 구체적으로 도시된 바와 같이 그의 플랜지부에서 원형으로 배열된 반경방향 톱니(76a)들을 가지고 있다. 유사하게 전달슬리브(76)에 형성된 상기 반경방향 톱니들과 결합하는 원형 배열의 반경방향 톱니(75a)가 클러치허브(75)에도 형성되어 있다. 또한, 허브(75)의 톱니(75a)를 슬리브(76)의 톱니와 결합시키도록 스프링(77)이 배설되어 있다. 전후방 구동샤프트(12),(20)간의 회전속도차가 제10도에서 "A"로 표시된 소정 속도를 초과하게 되면, 슬리브(76)의 각 톱니(76a)들을 허브(75)의 각 톱니(75a)와 결합되면서 그들의 쐐기작용에 의해 제18도에 가상선으로 표시한 바와 같이 약간 슬라이드하게 된다. 그 결과, 허브(75)는 스프링(77)에 대항하여 축방향으로 이동하며, 클러치디스크(37),(38)에 힘을 가하게 된다. 물론, 클러치디스크(37),(38)에는 피스톤(36)에 의해서도 힘이 가해진다. 결과적으로 클러치디스크(37),(38)간의 마찰 슬라이드운동이 방지될 수 있다. 이에 따라 바람직하게 한편으로는 제19도에 도시된 바와 같이 회전속도차(△N)가 소정 속도(A)를 넘어 더욱 증가함에 따라 보다 큰 비율로 전달토오크가 증가하게 되고, 다른 한편으로는 클러치디스크(37),(38)의 과도한 마모가 방지된다.

제20도에는 상기 제9실시예 보다 좀더 개량된 제10실시예가 도시되어 있다. 여기에서는 한쌍의 직경방향으로 대향하는 날개부(41a),(41b)를 가진 회전자(41)를 회전 가능하게 수용하는 회전자실(42)이 피스톤(36)의 한쪽에 형성된 측면 홈으로서 형성되고, 피스톤(36)의 한쪽의 환상들레 에지부가 회전하우징(32)의 실린더 보어의 바닥면에 형성된다. 또, 내측 클러치디스크(38)의 반쪽부(38B)가 후방 구동샤프트(20)의 일단이 스플라인 결합을 위하여 삽입되어 있는 샤프트슬리브(68)와 스플라인 결합되어 있으며, 내측 클러치디스크(38)의 나머지 반쪽부(38A)가 샤프트슬리브(68) 위에 회전 가능하게 지지되어 있는 내측 디스크허브(80)와 스플라인 결합되어 있다. 이 허브(80)는 플랜지부(80a)가 형성되며, 이 플랜지부(80a)는 그 위에 클러치디스크(37),(38)를 가압하도록 피스톤(36)과 함께 작동된다. 허브(80)로부터 힘을 받도록 스러스트베어링(82)에 의해 구속되어 있는 플랜지슬리브(81)가 샤프트슬리브(68) 위에 지지되어 스플라인 결합되어 있다. 횡단 V-홈(83)이 슬리브(81)의 플랜지부에 형성되어 있으며, 4개의 보유공(부호가 표시되어 있지 않음)이 플랜지슬리브(81)의 플랜지부에 대면하고 있는 허브(80)의 한쪽면에 형성되어 있다. V-홈(83)과 보유공은 이 보유공에 각각 4개의 강구(鋼球)(84)를 보유하도록 작동된다. 워셔스프링(85)이 플랜지슬리브(81)가 허브(80) 쪽으로 밀리도록 허브(80)와 플랜지슬리브(81) 사이에 삽입되어 있고, 각 강구(84)는 보통 V-홈(83)의 각 부분의 중심에 위치하게 된다. 그러나, 전방 구동샤프트(12)가 제19도의 (A)로 표시된 소정 속도보다 더 빨리 후방 구동샤프트(20)에 대하여 상대회전하면 각 강구(84)는 결합된 V-홈 부분의 경사면 위를 회전하며, 그리고 허브(80)는 축방향으로 이동하여 클러치디스크(37),(38) 사이의 결합을 증대시킨다. 그리하여 클러치디스크(37),(38) 사이의 슬라이드가 방지됨으로써, 구동샤프트(12),(20) 사이의 회전속도차(△N)가 소정 속도차(A)를 초과하여 증가함에 따라 제19도에 나타낸 바와 같이 전달토오크가 더 큰 비율로 증가된다.

그리고, 본 발명의 제11실시예는 피스톤(36)과 회전하우징(32)를 연결하는데 별개의 핀부재가 사용되지 않는다. 제21도 및 제22도에 도시된 바와 같이, 피스톤(36)은 클러치디스크(37),(38)에 밀접하게 위치된 둘레 에지부에서 스플라인부(88)를 가지고 있으며, 이 스플라인부(88)은 외측 클러치디스크(37)과 결합하도록 회전하우징(32)의 내면에 형성된 스플라인부(89)와 결합된다. 그리하여, 핀부재의 사용이 배제되므로, 그러한 핀부재를 장치에 조립시킬때의 과오를 방지할 수 있다.

끝으로, 클러치판실내에 수용된 윤활유의 열에 의한 체적변화를 흡수하도록 개량되어 있는 세개의 다른 실시예에 관해 설명한다. 제23도에 도시된 제12실시예에 있어서, 클러치디스크(37),(38)을 가압하기 위한 피스톤(36)은 그 내부에 축방향으로 이동 가능한 보조피스톤(92)를 수용하고 있으며, 이 보조피스톤(92)은 그 가동행정의 중립위치에 유지되도록 양 측부에 배설된 스프링(93),(94)에 의해 가압된다. 피스톤(36)과 보조피스톤(92) 사이의 상대회전을 제한하기 위해 핀(95)이 설치되어 있다. 회전하우징(32)와 보조피스톤(92)는 샤프트슬리브(68) 위에 끼워지고, 샤프트슬리브(68), 회전하우징(32), 피스톤(36), 그리고 보조피스톤(92)에 의해 클러치디스크실(96)이 형성된다. 클러치디스크실(96)내에는 클러치디스크(37),(38)용의 윤활유가 채워진다. 클러치디스크실(96)의 유효체적을 변화시킬 수 있도록, 보조피스톤(92)는 열변화로 인해 윤활유 체적이 변화할때 스프링(93),(94)에 대항해 축방향으로 이동된다.

제24도 및 제25도는 본 발명이 제13실시예 및 제14실시예가 도시되어 있으며, 이 실시예들에 있어서는 회전하우징(32)와 그 후방 개구단내에 끼워진 후방 단부 캡(33)이 직접 후방 구동샤프트(20)를 지지하게 되어 있다. 하우징(32)와 피스톤(36)은 후방 구동샤프트(20)의 외면 위에 끼워지고, 그에 따라 클러치디스크실(96)이 하우징(32), 피스톤(36), 그리고 후방 구동샤프트(20)에 의해 형성된다. 후방 구동샤프트(20)의 내부에는 원통형 구멍(100)이 동축으로 형성되어 있다.

제24도에 도시된 제13실시예에 있어서는, 원통형 구멍(100)내에 흡수피스톤(101)이 슬라이드 가능하게 끼워져 있고, 이 흡수피스톤(101)은 원통형 구멍(100)의 개구단에 나사결합된 너트(103)상에 안착된 스프링(102)에 의해 가입된다. 구멍(100)의 바닥에 형성된 턱이진 작은 구멍(104)는 반경방향 유통로(105)를 통해 클러치디스크실(96)과 연통되어 있다. 제25도에 도시된 제14실시예에 있어서는, 원통형 구멍(100)의 개구단을 폐쇄시키기 위해 격막(107)이 고정되어 있다.

그리하여, 클러치디스크실(96)내의 윤활유의 체적팽창 및 수축은 흡수피스톤(101)의 축방향 이동 또는 격막(107)의 변형에 의해 흡수될 수 있다. 피스톤(101) 또는 격막(107)을 포함하는 흡수기구는 후방 구동샤프트(20)가 아니라 회전하우징(32)내에 설치될 수 있다는 것을 유의해야 한다.

회전자(41)은 상술한 실시예에서는 후방 구동샤프트(20) 또는 그 샤프트(20)를 수용하는 샤프트슬리브(68)에 의해 구동하게 되어 있지만, 회전하우징(32)와 일체로 구동되게 할 수도 있다. 이 경우, 그 사이에 회전자(41)가 배치되는 피스톤(36)과 전방 단부 캡(31)은 샤프트(20) 또는 샤프트슬리브(68)과 일체로 회전할 수 있을 것이다.

또한, 상술한 토오크전달장치는 엔진(10)에 의해 발생되는 회전토오크가 후방바퀴(23),(24)용의 후방 구동샤프트(20)에 먼저 전달되고, 그 뒤에 전방바퀴(15),(16)용의 전방 구동샤프트(12)에 전달되는 형식의 자동차에 적용시킬 수도 있을 것이다.

지금까지 본 발명의 실시예에 관해 설명하였으나, 본 발명은 이에 국한되지 않고 첨부된 특허청구의 범위내에서 여러가지 변경이 가능할 것이다.

Claims

한쌍의 샤프트 사이에 설치되어 상기 한쌍의 샤프트 사이에서 회전토오크를 전달하는 다겹의 디스크 클러치와, 이 다겹의 디스크클러치를 작동시키는 작동피스톤을 구비하는 차량의 토오크전달장치에 있어서, 상기 샤프트중 하나에 연결되어 이와 일체로 회전하고, 내부에 상기 작동피스톤을 수용하며 그 작동피스톤과의 사이에 상기 전후방 구동샤프트와 공통의 축을 갖는 축방향 폭이 좁은 원형 회전자실을 형성하는 회전하우징과, 상기 회전자실내에 수용되고, 상기 샤프트중 다른 하나에 구동적으로 연결되고, 상기 회전자실을 여러개의 공간부로 분할하는 여러개의 반경방향으로 뻗은 날개부가 형성되어 있는 회전자와, 상기 각 공간부내에 충전되어, 상기 회전자가 상기 샤프트간의 상대회전시 상기 작동피스톤과 상기 회전하우징에 대해 상대회전할 때 상기 작동피스톤에 대해 작용하는 압력을 발생시키는 고점성유체를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제1항에 있어서, 상기 각 날개부에 상기 회전자의 회전방향으로 양쪽에 위치하는 단부 표면으로 개구되는 연통 오리피스가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제1항에 있어서, 상기 작동피스톤내에는 환형홈이 형성되어 있고, 상기 그 작동피스톤에는 또한 상기 환형홈 및 상기 회전자실과의 연통을 위해 상기 회전자의 회전방향으로 일정한 간격으로 다수의 연통 오리피스가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량 토오크전달장치.
제3항에 있어서, 상기 연통 오리피스의 수는 상기 날개부의 수의 2배가 되는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제1항에 있어서, 내부에서 상기 회전자가 회전가능하게 되어 있는 상기 회전자실로 상기 회전자의 회전방향으로 균일한 간격으로 개구되도록 상기 회전하우징에 다수의 연통 통로가 형성되고, 상기 토오크전달장치는 또한, 상기 연통통로와 육체적으로 연통하고, 솔레노이드에 가해지는 전류에 따라, 스로틀개폐 정도를 제어하는 솔레노이드를 가지고, 상기 통로들간의 연통을 제어하는 전자스로틀밸브와, 상기 차량의 구동조건을 나타내는 매개변수를 검출하는 하나 이상의 센서와, 상기 하나 이상의 센서로부터의 출력신호에 응답하여 상기 출력신호에 따라 전류의 크기를 결정하고, 그에 의해 결정된 크기의 전류를 상기 전자스로틀밸브의 솔레노이드에 인가하는 전자제어기를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제1항에 있어서, 상기 회전자는 이 회전자의 축방향 양 측부에 두개 이상의 날개부와 두개 이상의 반원형 에지부를 형성하기 위해 같은 깊이로 된 다수의 반원형 공간부를 형성하는 형식의 디스크형으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제1항에 있어서, 각 날개부에는 회전자의 축방향 양 측부로 개구되도록 상기 회전자의 축방향으로 연통 오리피스가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제7항에 있어서, 상기 연통 오리피스가 둥근 구멍인 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제7항에 있어서, 상기 연통 오리피스가 길다란 구멍인 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제1항에 있어서, 상기 각 날개부는 상기 회전자의 회전방향으로 최소한 전방 단부에서 블레이드 에지부 형태를 가지는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
회전하우징과, 상기 회전하우징에 회전가능하게 지지되는 샤프트수단과, 상기 회전하우징내에 수용되고 상기 구동샤프트수단 위에 지지되어 이 구동샤프트수단의 축방향으로 이동가능한 피스톤과, 상기 회전하우징의 단부벽과 상기 피스톤의 일단부 사이에 교대로 배치된 외측 및 내측 클러치디스크로서, 상기 회전하우징과 일체로 회전가능한 여러개의 외측 클러치디스크 및 상기 구동샤프트수단과 일체로 회전가능한 여러개의 내측 클러치디스크를 가지는 상기 회전하우징에 설치되는 다겹의 디스크클러치장치와, 상기 피스톤의 타단부 표면과 상기 회전자 하우징의 타단부벽에 의해 형성되는 축방향 폭이 좁은 원형의 회전자실내에 수용되고, 상기 구동샤프트수단과 일체로 회전가능하며, 상기 회전자실을 여러개의 공간부로 분할하는 여러개의 날개부를 가지는 회전자와, 상기 회전하우징과 상기 구동샤프트수단간의 회전속도차에 기인하여 상기회전자가 상기 회전자 하우징에 대해 상대회전할 때 상기 피스톤에 작용하는 압력을 발생시키도록 상기 각 여러개의 공간부내에 충전되는 고점성유체를 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제11항에 있어서, 상기 다겹의 디스크클러치장치는 또한, 상기 구동샤프트수단에 회전가능하게 그리고 축방향으로 이동가능하게 지지되고, 상기 여러개의 내측 클러치디스크에 결합되어 이와 일체로 회전하고, 상기 피스톤과 상기 다겹의 클러치디스크들 사이에 끼워진 플랜지부를 가지는 내측디스크허브와, 상기 구동샤프트수단 위에 지지되어 이와 일체로 회전가능한 전달슬리브와, 상기 내측디스크허브와 상기 전달슬리브 사이에 설치되어, 이 내측디스크허브와 이 전달슬리브간의 회전속도차가 소정 속도를 초과하면 상기 내측디스크허브의 상기 플랜지부에 의해 상기 내외측 클러치디스크들을 가압시키도록 쐐기작용에 의해 상기 내측디스크허브를 축방향으로 이동시키는 캠수단과, 상기 내측클러치허브가 상기 캠수단에 의해 축방향으로 이동할 때 그 반대방향으로 상기 내측클러치허브를 가압시키는 스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제12항에 있어서, 상기 캠수단은 상기 전달슬리브의 플랜지부에 반경방향으로 형성되는 제1톱니열과, 이 톱니열과 맞물리도록 상기 내측디스크허브의 상기 플랜지부에 반경방향으로 형성된 제2톱니열을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제11항에 있어서, 상기 내측클러치디스크의 반쪽부가 상기 구동샤프트수단에 결합되어 이와 일체로 회전하고, 상기 다겹의 디스크클러치장치는 또한, 상기 구동샤프트수단에 회전가능하게 그리고 축방향으로 이동가능하게 지지되어 있고, 상기 내측클러치디스크들의 나머지 반쪽부에 결합되어 이와 일체로 회전하고, 상기 내외측클러치디스크들을 가압하기 위한 플랜지부를 가지고 있는 내측디스크허브와, 상기 구동샤프트수단 위에 지지되어 이 구동샤프트수단과 일체로 회전하면서 내측디스크허브쪽으로 축방향으로 이동가능한 전달슬리브와, 상기 내측디스크허브와 상기 전달슬리브의 마주보는 단부들 사이에 설치되어 상기 내측디스크허브와 상기 전달슬리브간의 회전속도차가 소정 속도를 초과할때 상기 내외측클러치디스크들을 가압시키도록 쐐기작용에 의해 상기 내측디스크허브를 축방향으로 이동시키는 캠수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제14항에 있어서, 상기 캠수단은 상기 전달슬리브의 일단부 표면에 형성된 여러개의 V홈과, 상기 내측디스크허브의 일단부 표면에 형성된 여러개의 보유홈과, 이 보유홈에 보유되고 그에 대응하는 V홈상에 정상시 안착 유지되는 여러개의 강철 볼을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제15항에 있어서, 상기 내측디스크허브와 상기 전달슬리브 사이에 설치되어 내외측클러치디스크를 가압하도록 상기 내측디스크허브쪽으로 상기 전달슬리브를 가압하는 편의스프링을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제11항에 있어서, 상기 회전하우징은 상기 외측클러치디스크의 둘레부가 결합되는 스플라인부를 가지고 있고, 상기 내외측클러치디스크에 근접한 상기 피스톤의 둘레 에지부에는 상기 회전하우징의 상기 스플라인부에 결합되는 스플라인부를 가지고 있는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제11항에 있어서, 피스톤내에 유체밀폐 가능하게 수용되고, 상기 구동샤프트수단 위에 유체밀폐 가능하게 지지되며, 상기 피스톤, 상기 회전하우징 및 상기 샤프트수단과 함께 내부에 상기 다겹의 디스크클러치장치가 배설된 클러치디스크실을 형성하는 보조피스톤과, 상기 클러치디스크실내에 충전된 윤활유와, 상기 보조피스톤을 상기 피스톤내에서 이동가능하게 되는 행정중립위치에 정상적으로 유지시키도록 상기 피스톤과 상기 보조피스톤 사이에 설치되는 스프링수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제11항에 있어서, 상기 회전하우징, 상기 피스톤 상기 구동샤프트수단은 내부에 상기 다겹의 디스크클러치장치가 배설된 클러치디스크실을 형성하고, 상기 클러치디스크실내에 충전된 윤활유와, 이 윤활유의 열에 의한 체적변화를 흡수하는 흡수수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제19항에 있어서, 상기 흡수수단은 상기 샤프트수단에 형성된 원통형 구멍내에 수용되는 흡수피스톤과, 일방향으로 상기 흡수피스톤을 가압하고, 윤활유의 체적이 팽창하게 될때는 다른 방향으로 상기 흡수피스톤을 이동시키는 스프링수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.
제19항에 있어서, 상기 흡수수단은 상기 구동샤프트수단내에 형성되어 상기 클러치디스크실과 유체연통되는 원통형 구멍의 유일한 개구단을 폐쇄시키는 격막을 구비하는 것을 특징으로 하는 차량의 토오크전달장치.