KR20140056367A

KR20140056367A - 트랜스퍼 케이스

Info

Publication number: KR20140056367A
Application number: KR1020147008153A
Authority: KR
Inventors: 알로이스 라펠; 마르쿠스 크록거; 슈테판 라이트겝
Original assignee: 마그나 파워트레인 아게 운트 코 카게
Priority date: 2011-10-01
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2014-05-09
Anticipated expiration: 2032-08-29
Also published as: US9333855B2; CN103842200A; KR101613803B1; WO2013045193A1; CN103842200B; US20150040721A1

Abstract

본 발명은 자동차의 구동 유닛의 구동 토크를 자동차의 제1 차축과 제2 차축에 전달하는 트랜스퍼 케이스에 관한 것이다. 트랜스퍼 케이스는 하우징과, 구동 유닛에 할당되는 입력 샤프트와, 제1 차축에 할당되는 제1 구동 샤프트 및 제2 차축에 할당되고 입력 샤프트에 대해 평행하게 오프셋되는 제2 구동 샤프트를 포함한다. 트랜스퍼 케이스는 입력 샤프트에서 제2 구동 샤프트로 구동 토크를 전달하는 오프셋 드라이브(59)를 포함하되, 상기 오프셋 드라이브는 입력 샤프트 또는 구동 샤프트에 대해 동축인 기어휠을 추가로 포함한다. 기어휠은 트랜스퍼 케이스의 하우징의 섹션에 회전 가능하게 장착된다.

Description

트랜스퍼 케이스{TRANSFER CASE}

본 발명은 자동차의 구동 유닛의 구동 토크를 자동차의 제1 차축과 제2 차축으로 전달하는 트랜스퍼 케이스에 관한 것이다.

트랜스퍼 케이스는 자동차의 구동 유닛에 의해 생성되는 구동 토크를 다수의 출력부에 분배하는 기어이다. 통상적으로, 이런 종류의 트랜스퍼 케이스는 연속 또는 선택식 전륜 구동기를 갖춘 자동차에 사용된다. 트랜스퍼 케이스는 구동 유닛에 의해 생성되는 구동 토크를 차량의 두 개의 종동 차축으로 전달하며, 그 분배는 트랜스퍼 케이스의 구성에 따라 사전 결정되거나 자유롭게 선택될 수 있다. 자동차의 두 차축으로의 토크의 전달을 제어할 수 있도록, 예컨대 클러치 유닛이 마련되어 자동차의 운전자에게 차량이 오직 주 차축을 통해서만 구동되는 연속 이륜 구동 모드와 자동 사륜 구동 모드("주문형 구동 모드"로 지칭됨) 사이에서의 선택 가능성을 제공한다. 후자의 모드에서는 구동 조건에 따라 구동 토크의 일정 부분이 타차축(보조 차축)의 차륜으로 전달되어 임시 사륜 구동을 제공한다.

이론상, 트랜스퍼 케이스는 클러치 유닛이 차량의 종방향으로 구동 토크의 분배를 조절하기 위해 마련되는 제어식 중앙 차동 장치로서 구성될 수도 있다.

자동차의 에너지 효율에 대한 요구가 지속적으로 증대하는 것을 고려하여, 본 발명의 목적은 견고하고 신뢰성 있는 구성을 가지면서 동시에 효율이 향상된 상술한 유형의 트랜스퍼 케이스를 제공하는 것이다.

이에 따라, 트랜스퍼 케이스는 하우징과, 트랜스퍼 케이스에 구동 토크를 도입하는 입력 샤프트와, 자동차의 제1 차축으로 구동 토크를 출력하는 제1 종동 샤프트와, 자동차의 제2 차축으로 구동 토크를 출력하기 위한 제2 종동 샤프트를 포함하되, 제2 종동 샤프트는 입력 샤프트에 평행하게 오프셋된다. 트랜스퍼 케이스는 입력 샤프트에서 제2 종동 샤프트로 구동 토크를 전달하는 오프셋 드라이브를 추가로 포함하되, 오프셋 드라이브는 입력 샤프트나 제1 종동 샤프트에 대해 동축인 기어휠을 포함한다.

본 발명에 따르면, 기어휠은 트랜스퍼 케이스의 하우징의 섹션에 회전 가능하게 장착된다. 따라서, 기어휠의 신뢰성 있는 장착이 보장될 뿐만 아니라, 설계의 관점에서 간단하고 저렴한 방식으로 구현될 수 있다. 또한, 베어링 조립체를 통해 흡수되어야 하는 회전 속도차(즉, 기어휠을 지지하는 구성요소와 기어휠 사이의 회전 속도차)가 기껏해야 기어휠의 회전 속도인 것이 보장된다.

하우징에 기어휠을 장착하는 방식은 입력 샤프트나 제1 종동 샤프트가 동축으로 관통하여 연장되는 개구가 기어휠에 포함되는 트랜스퍼 케이스의 실시예에 특히 유리하다. 즉, 이 경우에는 많은 구동 상황에서 기어휠과 입력 샤프트 또는 제1 종동 샤프트 사이의 회전 속도차가 상당히 존재할 수 있는데, 이 회전 속도차는 이에 대응하여 치수화된 베어링 조립체에 의해 흡수되어야 한다. 이와 달리, 상술한 트랜스퍼 케이스의 구성을 사용하는 경우에는 발생하는 회전 속도차가 제한되며, 이런 까닭에 베어링 조립체의 구성이 이에 대응하여 보다 간단해질 수 있다. 또한, 트랜스퍼 케이스의 효율 손실이 저감된다.

제1 종동 샤프트가 연속 구동 효과를 갖고서 입력 샤프트에 연결되도록 할 수 있다(예컨대 차동장치를 통한 연결, 고정 연결 또는 일체형 실시예).

이론상으로는, 트랜스퍼 케이스의 제2 종동 샤프트가 연속 구동 효과를 갖고서 (예컨대 차동장치를 통해) 입력 샤프트에 연결될 수도 있다. 대안으로서, 트랜스퍼 케이스는 제2 종동 샤프트가 입력 샤프트로부터 선별적으로 분리될 수 있도록 하는 클러치 유닛을 포함한다.

일 실시예에 따르면, 기어휠을 지지하는 하우징 섹션은 적어도 섹션별로(sectionwise) 슬리브 형상 구성을 가지며 적어도 섹션별로 입력 샤프트 또는 제1 종동 샤프트를 둘러싸는 연장부이다. 연장부는 바람직하게는 기어휠의 개구 내로 적어도 부분적으로 연장된다. 연장부는 기어휠과 입력 샤프트 또는 제1 종동 샤프트 사이에 적어도 섹션별로 배열될 수 있다. 연장부는 바람직하게는 하우징의 타섹션에서 이격되게 형성된다. 특히, 연장부는 트랜스퍼 케이스의 하우징에 해제 가능하게 고정될 수 있으며, 특히 하우징에 나사 체결된다.

즉, (하우징에 해제 가능하게 고정되든 영구적으로 연결되든) 이 종류의 연장부는 입력 샤프트 또는 제1 종동 샤프트를 둘러싸고 기어휠이 장착되는 슬리브로서 적어도 부분적으로 구성될 수 있다.

상기 하우징 섹션(특히 상기 연장부)은 바람직하게는 접촉하지 않는 상태로 입력 샤프트 또는 제1 종동 샤프트를 둘러싼다. 특히, 상기 연장부와 입력 샤프트 또는 제1 종동 샤프트 사이에는 별도의 베어링이 존재하지 않는다.

기어휠에 대한 효율적인 베어링 지지는 롤링 접촉 베어링, 바람직하게는 방사상 베어링, 특히 니들 베어링을 기어휠과 상기 하우징 섹션(특히 상기 연장부) 사이에 배열함으로써 제공될 수 있다.

유리하고 간소한 구성을 갖는 실시예에 따르면, 연장부의 외부는 방사상 베어링의 롤링 접촉 요소와 상호작용하는 베어링 레이스 표면을 방사상으로 가지는데, 베어링 레이스 표면은 바람직하게는 연장부의 경화 섹션이다. 즉, 연장부의 베어링 레이스 표면은 롤링 접촉 베어링의 구성요소 역할을 한다. 외부에 베어링 레이스 표면을 배열함으로써 연장부의 이 영역을 비교적 간단하게 가공할 수 있다. 특히 연장부는 베어링 레이스 표면의 영역이 경화된다. 궁극적으로는, 상술한 실시예의 연장부 자체가 베어링의 내측 링을 형성하여 설치된 구성요소의 수를 줄이고 설치 공간도 절약한다.

연장부가 센터링 장치에 의해 정확한 위치에서 하우징에 장착될 수 있다면 트랜스퍼 케이스의 조립이 간단해진다. 센터링 장치는 연장부에 형성되어 하우징에 형성된 상보적 구성의 적어도 하나의 센터링 요소와 상호작용하는 적어도 하나의 안내 요소를 포함한다. 연장부는 차후에 아니면 동시에 하우징에 예컨대 나사 체결될 수 있다. 즉, 해제 가능하게 고정된다.

그러나, 특정한 경우에는, 예컨대 용접이나 수축 끼움에 의해 연장부를 하우징에 영구적으로 고정하거나 연장부를 하우징과 일체로 형성하는 것이 유리할 수 있다.

상기 연장부가 고정될 수 있는 장착 칼라가 하우징에 구비되면 연장부의 조립이 더욱 간단해진다. 장착 칼라가 하우징의 안정성을 증대시키기 때문에, 장착 칼라는 입력 샤프트 또는 제1 종동 샤프트를 지지하기 위해 사용될 수도 있다.

기어휠이 축방향으로 연장부에 지지되도록 할 수 있다. 이를 위해, 연장부에는 예컨대 칼라 또는 플랜지가 일체로 형성될 수 있다. 축방향 지지는 예컨대 연장부에 고정될 수 있는 스냅 링에 의해 제공될 수도 있다.

상기 오프셋 드라이브가 체인 드라이브를 형성하는 경우에는 상기 기어휠은 예컨대 체인 스프로켓일 수 있다. 대안으로서, 기어휠이 기어 드라이브의 일부가 되는 것이 가능한데, 이 경우 기어휠은 아이들 기어를 통해 구동 효과를 갖고서 기어 드라이브의 출력 기어휠에 연결된다.

본 발명은 또한 상술한 실시예 중 적어도 하나에 따른 트랜스퍼 케이스를 가지는 구동장치로서, 트랜스퍼 케이스는 제2 종동 샤프트에 구동 토크를 선별적으로 공급할 수 있도록 하는 클러치 유닛을 포함하며, 구동장치는 트랜스퍼 케이스의 클러치 유닛과 자동차의 적어도 하나의 차륜 사이에 배열되는 추가 클러치를 포함하되, 추가 클러치는 클러치 유닛과 해당 클러치 사이에 배치되는 구동장치의 섹션을 비활성화하는 목적을 갖는 구동장치에 관한 것이다.

즉, 자동차의 제2 차축 또는 제2 차축의 적어도 하나의 차륜은 추가 클러치에 의해 구동장치의 나머지 부분으로부터 분리될 수 있으며, 그 결과 클러치 유닛과 추가 클러치가 개방될 때 구동장치의 상기 섹션이 비활성화된다. 비활성화 가능한 구동장치의 섹션은 예컨대 연속하여 구동되는 주 차축과 선별적으로 구동되는 보조 차축을 가지는 자동차에 마련될 수 있다. 이런 종류의 자동차에서는, 마찰 클러치가 트랜스퍼 케이스의 오프셋 드라이브와 입력 샤프트 사이에 배열될 수 있고, 적절한 분리 클러치(확동 클러치 또는 마찰 클러치)가 보조 차축의 차축 차동 장치의 영역에 배열될 수 있다. 양 클러치를 개방함으로써, 이들 사이에 놓인 구동장치의 해당 섹션(예컨대 카르단 샤프트)이 비활성화된다. 이는 이륜구동 모드시, 즉 오직 주 차축만이 구동될 때 구동장치의 불필요한 부분까지 이동되어 연료 효율에 불리한 영향을 미치는 상황을 방지할 수 있도록 한다.

비활성화될 수 있는 구동장치 섹션을 가지는 구동장치는 예컨대 DE 10 2009 005 378 A1을 통해 공지되어 있다. 이런 종류의 구동장치에서는, 구동장치의 일부가 비활성화되더라도 트랜스퍼 케이스의 이동 부분이 비교적 큰 회전 속도차를 가지게 되는 앞서 언급한 문제가 발생한다. 트랜스퍼 케이스의 하우징에 오프셋 드라이브의 기어휠을 장착함으로써, 트랜스퍼 케이스로 인한 마찰 손실이 최소화된다. 예컨대 트랜스퍼 케이스의 제2 종동 샤프트가 비활성화될 수 있다면, 오프셋 드라이브의 상기 기어휠의 베어링 조립체는 제2 종동 샤프트가 실제로 구동 토크를 공급받을 때에만 응력을 받게 된다. 이는 보조 차축에 할당되는 구동장치의 해당 부분이 비활성화되면 기어휠이 이동하지 않고, 기어휠을 지지하는 하우징의 해당 섹션과 기어휠 사이의 회전 속도차가 존재하지 않기 때문이다.

본 발명의 추가 실시예는 특허청구범위, 설명부 및 첨부도면에서 제시된다.

이하, 첨부도면을 참조한 유리한 실시예의 검토를 통해 본 발명을 단지 예로서 설명한다.
도 1은 선별적으로 비활성화될 수 있는 구동장치 섹션을 가지는 자동차의 구동장치의 개략도를 도시한다.
도 2는 트랜스퍼 케이스의 개략도를 도시한다.
도 3은 종래의 구성을 갖는 트랜스퍼 케이스의 단면도를 도시한다.
도 4는 본 발명에 따른 트랜스퍼 케이스 실시예의 단면도의 일부를 도시한다.
도 5는 트랜스퍼 케이스의 오프셋 드라이브의 기어휠을 지지하는 연장부의 사시도를 도시한다.

도 1은 선택식 전륜 구동기를 가지는 자동차의 구동장치를 개략적으로 도시한다. 모터(11)(예컨대 내연기관 또는 전기 모터(임의의 바람직한 구성을 갖는 하이브리드 구동기도 가능함))에 의해 생성되는 구동 토크는 주 변속기(13)(예컨대 수동 변속기 또는 자동 변속기)에 의해 트랜스퍼 케이스(15)에 공급된다. 트랜스퍼 케이스(15)의 제1 출력부는 카르단 샤프트(17)를 통해 후방 차축 차동장치(19)에 결합된다. 그 결과, 자동차의 후방 차축(23)의 차륜(21)은 연속하여 구동된다. 따라서, 후방 차축(23)은 차량의 주 차축을 형성한다. 트랜스퍼 케이스(15)의 제2 출력부는 카르단 샤프트(25)를 통해 전방 차축 차동장치(27)에 결합된다. 그 결과, 모터(11)의 구동 토크의 일부가 전방 차축(31)의 차륜(29)에 선별적으로 전달될 수 있다. 따라서, 전방 차축(31)은 차량의 보조 차축을 형성한다. 클러치(63)가 전방 차축 차동장치(27)와 전방 차축(31)의 차륜(29)(여기서는 차량의 전방 좌측 차륜) 사이에 마련되는데, 이 클러치의 작동에 대해서는 상세히 후술한다.

도 2는 도 1에 도시된 트랜스퍼 케이스(15)의 개략도를 도시한다. 트랜스퍼 케이스(15)는 입력 샤프트(41), 제1 출력 샤프트(43) 및 제2 출력 샤프트(45)를 가진다. 제1 출력 샤프트(43)는 입력 샤프트(41)와 동축 구성을 취하며, 공동 회전을 위해 입력 샤프트에 고정되고, 바람직하게는 입력 샤프트와 일체가 된다. 출력 샤프트(45)는 입력 샤프트(41)와 평행하게 오프셋 배열된다.

트랜스퍼 케이스(15)는 마찰 클러치(49)와 액츄에이터(51)를 가지는 클러치 유닛(47)을 추가로 포함한다. 마찰 클러치(49)는 공동 회전을 위해 입력 샤프트(41)와 제1 출력 샤프트(43)에 연결되고 복수의 클러치 디스크를 지닌 클러치 케이지(53)를 가진다. 마찰 클러치(49)는 클러치 케이지(53)의 디스크에 교번 배열로 맞물리는 복수의 클러치 디스크를 역시 구비하는 회전 가능 장착형 클러치 허브(55)를 가진다. 클러치 허브(55)는 공동 회전을 위해 체인 드라이브(59)의 구동 기어휠(57)에 연결된다. 체인 드라이브(59)의 종동 기어휠(61)은 공동 회전을 위해 제2 출력 샤프트에 연결된다. 체인 드라이브 대신에, 예컨대 공전 기어휠을 상기 기어휠(57, 61) 사이에 가지는 기어 드라이브가 마련될 수 있다. 도시된 구성에 대한 변형으로서, 허브(55)는 공동 회전을 위해 샤프트(41, 43)에 연결될 수도 있다. 이 경우, 클러치 케이지(53)는 공동 회전을 위해 구동 기어휠(57)에 연결된다. 물론 이 경우 액츄에이터(51)는 방편상 도시된 것과 다른 방식으로 배열되어야 한다.

마찰 클러치(49)의 맞물림을 의미하는 액츄에이터(51)의 가동에 의해, 입력 샤프트(41)를 통해 트랜스퍼 케이스(15)에 도입되는 구동 토크 중에서 점점 더 많은 부분이 제2 출력 샤프트(45)에 전달될 수 있다.

그러나 클러치 유닛(47)이 개방되면 구동 토크가 구동장치의 해당 부분을 통해 전달되어서는 안 되는데도, 제2 출력 샤프트(45)에 할당되는 구동장치의 구성요소가 차량의 운전 중에 일제히 회전한다. 이를 방지하기 위해, 이미 위에서 언급한 클러치(63)가 전방 차축(31)(보조 차축)에 마련된다. 클러치 유닛(47)이 개방되어 있는 동안 클러치(63)가 개방된다면 사이에 배치되는 구동장치의 해당 부분이 비활성화되어, 궁극적으로는 체인 드라이브(59)가 동시에 불필요하게 이동되는 것을 방지한다.

클러치(63)는 예컨대 맞물림(claw) 클러치이다. 클러치(63)에는 전용 제어 유닛을 할당할 수 있다. 그러나, 많은 경우에, 클러치 유닛(47)과 클러치(63)는 공동 제어 유닛에 의해 가동되는 것이 유리하다.

도 3은 종래 구성의 트랜스퍼 케이스(15')를 단면도로 상세히 도시한다. 특히, 액츄에이터(51)가 입력 샤프트(41)의 회전축(A)과 제1 출력 샤프트(43)의 회전축에 대해 회전 가능하게 장착되는 지지 링(64)과 가동 링(65)을 가진다는 것을 알 수 있다. 지지 링(64)은 스러스트 베어링을 통해 구동 기어휠(57)에 축방향으로 지지된다. 이와 달리 가동 링(65)은 축방향으로 활주될 수 있도록 장착된다. 지지 링(64)과 가동 링(65)은 서로 대면하는 면에 복수의 볼 요홈(67, 69)을 각각 가진다. 볼 요홈은 축(A)에 대해 원주방향으로 연장되고, 축(A)에 수직한 면에 대해 원주방향으로 램프형 경사면을 가진다. 즉, 볼 요홈(67, 69)의 깊이는 원주방향으로 변화한다. 지지 링(64)의 각각의 볼 요홈(67)은 가동 링(65)의 볼 요홈(69) 대향측에 배치되어 관련 볼(71)을 내장한다. 지지 링(64)과 가동 링(65)을 서로에 대해 선회시킴으로써 가동 링(65)은 축방향으로 활주될 수 있고 가동 링(65)은 스러스트 베어링을 통해 마찰 클러치(49)의 접압 링(73)과 상호작용할 수 있다. 접압 링(73)은 격막 스프링 장치(75)에 의해 마찰 클러치(49)의 맞물림 해제 방향으로 사전 로딩된다.

각각의 가동 레버(77, 79)가 지지 링(64)과 가동 링(65)에 형성된다. 각각의 롤러(83)가 각각의 레버(77, 79)의 자유단에 회전 가능하게 장착된다(도 3에는 레버(79)의 롤러(83)만이 도시되어 있다). 롤러(83)를 통해, 가동 레버(77, 79)는 축(C)에 대해 회전될 수 있는 제어 디스크(89)의 두 측면(87)과 상호 작용한다. 측면(87)은 축(C)에 수직한 면에 대해 원주방향으로 경사진다. 즉, 제어 디스크(89)의 단면은 웨지 형상 구성을 가진다. 제어 디스크(89)를 선회시킴으로써, 가동 레버(77, 79)는 지지 링(64)과 가동 링(65)을 서로에 대해 선회시키기 위해 가위 방식으로 이동될 수 있다. 제어 디스크(89)는 일체로 형성된 스플라인드(splined) 스터브(97)를 가진다. 상기 스터브를 통해, 제어 디스크(89)는 전기 모터와 관련 감속기어(도 3에 도시 안 됨)에 구동 효과를 갖고서 연결될 수 있다.

상기 전기 모터의 적절한 작동에 의해, 제어 디스크(89)는 회전 운동을 수행하도록 구동되어 가동 레버(77, 79)를 서로에 대해 선회시킬 수 있다. 이로써 초래되는 지지 링(64)과 가동 링의 서로에 대한 회전은 가동 링(65)이 축방향으로 이동되도록 한다. 따라서, 접압 링(73)은 (격막 스프링 장치(75)을 도움을 받아) 마찰 클러치(49)의 맞물림이나 마찰 클러치(49)의 맞물림 해제를 야기한다.

종래 구성의 트랜스퍼 케이스(15')에서, 구동 기어휠(57)은 방사상 베어링(93)에 의해 입력 샤프트(41)에 지지된다. 이에 의해 간소한 구성이 실현되긴 하지만, 방사상 베어링(93)은 구성요소(41, 57) 사이의 회전 속도차를 흡수하여야 한다. 이는 클러치(63)가 개방될 때 클러치 유닛(47)이 동시에 개방된다면 구동 기어휠(57)이 더 이상 활발히 구동되지 않는다는 것을 명백히 의미한다.

따라서 드래그 토크로 인한 효과는 차치한다 하더라도 구동 기어휠(57)은 본질적으로 이런 상태에 머무르게 된다. 그러나, 그럼에도 회전하는 입력 샤프트(41)와 원리적으로는 정지한 구동 기어휠(57) 사이의 회전 속도차가 상당하여 불리한 마찰 손실을 초래한다.

구동 기어휠(57)이 입력 샤프트(41)에 장착되지 않고, 도 4에 도시된 바와 같이 방사상 베어링(93)에 의해 고정 연장부(95)에 장착된다면 이런 마찰 손실이 방지된다. 연장부(95)는 트랜스퍼 케이스(15)의 하우징(99)의 장착 칼라(97)에 나사 체결될 수 있다. 따라서, 연장부(95)는 별도의 구성요소로서 제조될 수 있으며, 트랜스퍼 케이스(15)를 조립하는 동안에만 하우징(99)에 고정된다. 대안으로서, 연장부(95)를 하우징(99)과 일체로 형성하는 것도 가능하다.

연장부(95)는 구동 기어휠(57)의 개구(96)의 방사상 내면과 입력 샤프트(41) 사이의 공간 내로 연장된다. 연장부(95)는 마찰 손실을 최소화하기 위해 입력 샤프트(41)에 닿지 않도록 구성된다. 특수한 경우에는, 추가적인 방사상 베어링이 연장부(95)와 입력 샤프트(41) 사이에 마련될 수 있다. 그러나, 도시된 실시예에서, 입력 샤프트(41)의 도시된 부분은 베어링(101)에 의해 하우징(99) 내에 지지된다. 이 경우, 베어링(101)은 장착 칼라(97)의 영역에 배열된다. 따라서, 장착 칼라(97)는 연장부(95)를 고정하기 사용될 뿐만 아니라, 입력 샤프트(41)를 신뢰성 있게 지지할 수 있도록 하는 하우징(99)의 보강 영역을 제공한다.

방사상 베어링(93), 특히 니들 베어링의 롤링 접촉 요소는 이를 통해 입력 샤프트(41)가 구동 기어휠(57)에 대해 동축으로 연장되는 구동 기어휠(57)의 개구(96)의 내면과, 베어링 레이스 표면 역할을 하는 연장부(95)의 방사상 외부 영역(103) 사이에 배열된다. 베어링 레이스 표면(103)이 경화되기 때문에, 방사상 베어링(93)의 롤링 접촉 요소는 연장부(95)와 직접 접촉할 수 있다. 이는 구동 기어휠(57)의 개구(96)의 내면에도 동일하게 적용된다. 즉, 상기 내면도 베어링 레이스 표면으로서 역할한다. 궁극적으로, 구동 기어휠(57)의 개구(96)의 내면과 베어링 레이스 표면(103)은 방사상 베어링(93)의 베어링 내측 링과 베어링 내측 링 역할을 하여 조립을 보다 용이하게 하고 필요한 구성요소의 수를 최소화한다. 방사상 베어링(93)의 롤링 접촉 요소를 수용하기 위해, 구동 기어휠(57)의 내부는 방사상으로 리세스(119)를 구비하며, 상기 리세스는 반경방향으로 연장되는 테두리(119a, 119b)에 의해 좌우가 한정된다.

축방향으로, 기어휠(57)의 좌측은 스러스트 와셔(117)에 의해 연장부(95)의 플랜지부(105)에 지지되며, 다음으로 해당 플랜지부는 장착 칼라(97)에 연결된다. 구동 기어휠(57)의 우측은 연장부(95)에 고정되는 스냅 링(107)에 지지된다.

도 4에 도시된 트랜스퍼 케이스(15)의 다른 구성요소는 공지된 트랜스퍼 케이스(15')의 해당 구성요소에 실질적으로 대응한다. 특히, 구동 기어휠(57)은 체인 드라이브(59)의 체인 스프로켓이다. 트랜스퍼 케이스(15')의 구성에 대한 변형으로서, 구동 기어휠(57)은 클러치 유닛(47)의 마찰 클러치(49)의 클러치 케이지(53)에 연결된다. 구동 기어휠(57)과 클러치 유닛(47) 사이의 연결 유형은 요건에 따라서는 자유 선택 사항이다.

도 5는 연장부(95)의 사시도를 도시한다. 연장부는 하우징(99)에 연장부(95)를 고정할 수 있게 도와주는 체결 세그먼트(109)를 가진다. 체결 세그먼트(109)는 플랜지부(105)로부터 외향으로 방사상으로 연장된다. 플랜지부(105)는 하우징(99)에 대한 연장부(95)의 정확한 장착을 보장하기 위해 장착 칼라(97)에 대해 상보적인 구성을 갖는 리세스(111)를 한정한다. 연장부(95)의 장착을 간단하게 하기 위해 상보적 구성을 갖는 안내 요소(예컨대 안내 돌출부와 상보적 안내 요홈)가 장착 칼라(97)와 플랜지부(105)에 마련될 수 있다.

조립된 상태에서 접촉 없이 슬리브 방식으로 입력 샤프트(41)를 둘러싸고 그 방사상 외면에는 구동 기어휠(57)을 지지하는 베어링 레이스 표면(103)이 마련되는 중공-원통형 베어링부(113)가 플랜지부(105)로부터 축방향으로 연장된다. 플랜지부(105)에서 멀리 떨어진 베어링부(113)의 단부에는 스냅 링(107)을 수용하는 요홈(115)이 마련된다.

연장부(95)에, 그리고 따라서 궁극적으로는 하우징(99)에 구동 기어휠(57)을 장착하는 것은 구동 기어휠(57)에 할당되는 구동장치의 해당 부분이 비활성화될 때 토크 손실이 트랜스퍼 케이스(15)에 발생하지 않는 효과를 가진다. 또한, 입력 샤프트(41)는 평행 오프셋을 극복하기 위해 입력 샤프트(41)의 회전축(A)과 제2 출력 샤프트(45)의 회전축(B) 사이에 마련되는 체인 드라이브(59)에 의해 생성되는 휨 모멘트를 받지 않는다. 만약 구동 기어휠(57)이 입력 샤프트(41)에 장착된다면 이 휨 모멘트가 샤프트에 전달될 것이며, 구동 기어휠의 구성시 이를 감안하여야 한다. 트랜스퍼 케이스(15)가 본 발명에 따라 구현된다면, 상기 휨 모멘트가 연장부(95)에 의해(따라서 궁극적으로는 하우징(99)에 의해) 흡수될 수 있기 때문에 입력 샤프트(41)와 이를 지지하는 구성요소(예컨대 베어링(101))에는 보다 작은 치수가 부여될 수 있다.

11: 모터 13: 주 변속기
15, 15': 트랜스퍼 케이스 17, 25: 카르단 샤프트
19: 후방 차축 차동장치 21, 29: 차륜
23: 후방 차축 27: 전방 차축 차동장치
31: 전방 차축 41: 입력 샤프트
43: 제1 출력 샤프트 45: 제2 출력 샤프트
47: 클러치 유닛 49: 마찰 클러치
51: 액츄에이터 53: 클러치 케이지
55: 클러치 허브 57: 구동 기어휠
59: 체인 드라이브 61: 구동 기어휠
63: 클러치 64: 지지 링
65: 가동 링 67, 69: 볼 요홈
71: 볼 73: 접압 링
75: 격막 스프링 장치 77, 79: 가동 레버
83: 롤러 87: 측면
89: 제어 디스크 91: 스플라인드 스터브
93: 방사상 베어링 96: 개구
97: 장착 칼라 99: 하우징
101: 베어링 103: 베어링 레이스 표면
105: 플랜지부 107: 스냅 링
109: 체결 세그먼트 111, 119: 리세스
113: 베어링부 115: 요홈
117: 스러스트 와셔 119: 리세스
119a, 119b: 테두리 A, B: 회전축
C: 축

Claims

자동차의 구동 유닛(11)의 구동 토크를 자동차의 제1 차축(23)과 제2 차축(31)에 전달하는 트랜스퍼 케이스로서,
하우징(99)과;
상기 구동 유닛(11)에 할당되는 입력 샤프트(41)와;
상기 제1 차축(23)에 할당되는 제1 종동 샤프트(43) 및 상기 제2 차축(31)에 할당되고 상기 입력 샤프트(41)에 평행하게 오프셋되는 제2 종동 샤프트(45)와;
상기 입력 샤프트(41) 또는 상기 제1 종동 샤프트(43)에 대해 동축인 기어휠(57)을 포함하고, 상기 입력 샤프트(41)에서 상기 제2 종동 샤프트(45)로 구동 토크를 전달하는 오프셋 드라이브(59)를 포함하는 트랜스퍼 케이스에 있어서,
상기 기어휠(57)은 트랜스퍼 케이스의 하우징(99)의 섹션(95)에 회전 가능하게 장착되는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
제1항에 있어서, 상기 기어휠(57)은 상기 입력 샤프트(41) 또는 제1 종동 샤프트(43)가 동축으로 관통하여 연장되는 개구(96)를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
제1항에 있어서, 상기 제1 종동 샤프트(43)는 연속 구동 효과를 갖고서 상기 입력 샤프트(41)에 연결되는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
제1항에 있어서, 상기 기어 휠(57)을 지지하는 하우징의 섹션은 적어도 섹션별로 슬리브 형상 구성을 취하고 적어도 섹션별로 상기 입력 샤프트(41) 또는 상기 제1 종동 샤프트(43)를 둘러싸며 특히 적어도 부분적으로 상기 기어휠(57)의 개구 내로 연장되는 연장부(95)인 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
제1항에 있어서, 상기 기어 휠(57)을 지지하는 하우징의 섹션은 적어도 섹션별로 슬리브 형상 구성을 취하고 적어도 섹션별로 상기 기어휠(57)과 상기 입력 샤프트(41) 또는 상기 제1 종동 샤프트(43) 사이에 배열되는 연장부(95)인 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
제4항에 있어서, 상기 연장부(95)는 상기 트랜스퍼 케이스의 하우징(99)에 해제 가능하게 고정되며, 특히 상기 하우징(99)에 나사 체결되는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
제4항에 있어서, 상기 연장부(95)는 상기 입력 샤프트(41) 또는 상기 제1 종동 샤프트(43)를 접촉하지 않은 상태로 둘러싸는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
제4항에 있어서, 롤링 접촉 베어링(93), 특히 니들 베어링이 상기 기어휠(57)과 상기 연장부(95) 사이에 배열되는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
제8항에 있어서, 상기 연장부(95)의 외부는 방사상 베어링(93)의 롤링 접촉 요소와 상호작용하는 베어링 레이스 표면(103)을 방사상으로 구비하며, 상기 베어링 레이스 표면은 특히 상기 연장부(95)의 경화 섹션인 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
제4항에 있어서, 상기 연장부(95)는 센터링 장치에 의해 정확한 위치에서 상기 하우징(99)에 장착될 수 있으며, 상기 센터링 장치는 상기 연장부에 형성되어 상기 하우징(99)에 형성되는 상보적 구성의 적어도 하나의 센터링 요소와 상호작용하는 적어도 하나의 안내 요소를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
제4항에 있어서, 상기 하우징(99)은 상기 연장부(95)가 고정될 수 있는 장착 칼라(97)를 가지는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
제11항에 있어서, 상기 입력 샤프트(41) 또는 상기 제1 종동 샤프트(43)는 상기 장착 칼라(97)의 영역에서 상기 하우징(99)에 장착되는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
제4항에 있어서, 상기 기어휠(57)은 축방향으로 상기 연장부(95)에 지지되는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
제1항에 있어서, 상기 기어휠(57)은 체인 드라이브의 체인 스프로켓이거나 기어 드라이브의 공전 기어와 맞물리는 것을 특징으로 하는 트랜스퍼 케이스.
제1항에 따른 트랜스퍼 케이스를 가지는 구동장치로서,
상기 트랜스퍼 케이스는 상기 제2 종동 유닛(45)에 구동 토크를 선별적으로 공급할 수 있도록 하는 클러치 유닛(47)을 포함하며, 상기 구동장치는 상기 트랜스퍼 케이스의 클러치 유닛(47)과 자동차의 적어도 하나의 차륜(29) 사이에 배열되는 클러치(63)을 포함하되, 상기 클러치는 상기 클러치 유닛(47)과 상기 클러치(63) 사이에 배치되는 구동장치의 섹션을 비활성화하고자 하는 것을 특징으로 하는 구동장치.