KR970003544B1

KR970003544B1 - 상시 4륜 구동장치

Info

Publication number: KR970003544B1
Application number: KR1019920007010A
Authority: KR
Inventors: 박상철; 윤희덕
Original assignee: 현대자동차 주식회사; 전성원
Priority date: 1992-04-24
Filing date: 1992-04-24
Publication date: 1997-03-20
Anticipated expiration: 2012-04-24
Also published as: KR930021435A

Abstract

요약 없음

Description

상시 4륜 구동장치

제 1 도는 이 발명의 상시 4륜 구동장치의 동력계통도,

제 2 도는 이 발명의 주요용부를 도시하는 단면구조도이다.

*도면의 주요부부에 대한 부호의 설명*

4 : 전륜6 : 후륜

10 : 엔진20 : 변속기

21 : 출력기어30 : 클러치

40 : 중앙측 차동기42 : 선기어

43 : 피니언44 : 캐리어

45 : 링기어48 : 커플링 중공축

49 : 구동기어50 : 비스커스 커플링

51 : 용기체60 : 전륜용 차동기

70 : 추진축71 : 베벨기어

72 : 축73 : 종동기어

74 : 연장부75 : 단차

76 : 컨트롤 슬리브80 : 후륜용 차동기

이 발명은 4륜 구동장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 비스커스 작용을 이용한 상시 4륜 구동장치의 구조를 컴팩트화 함은 물론 전,후륜 동력 배분비의 조정을 용이하도록 한 상시 4륜 구동장치에 관한 것이다.

4륜 구동장치는 운전자의 조작에 따라 2륜 구동에서 4륜 구동이 선택되는 수동 단동식과, 조작여부에 관계없이 항상 엔진의 동력을 4륜에 분배하여주는 상시 4륜 구동식이 있다.

4륜 구동차량은 엔진의 동력을 4륜에 균등하게 분배하여 각 차륜의 회전력을 증대시키므로 고르지 못한 노면, 눈길이나 빙판, 흙탕길 등에서 뛰어난 주행성능을 나타내는 이점이 있으나, 다른 한편으로는 전륜용 차동장치와 후륜용 차동장치 그리고 이들 양 차동장치로 동력을 분배하여주는 중앙차동장치 및 트랜스퍼 케이스를 필요로 하기 때문에 부품수의 증가 및 차량 증량의 증대를 초래하는 문제점도 안고 있다.

한편, 점차로 보편화되고 있는 전륜 구동차량은 엔진과 변속기, 그리고 차동장치를 횡치시키고 있어서, 다른 형식의 차량에 비하여 4륜 구동시스템을 보다 간결하게 할 수 있는 가능성을 갖고 있다.

전륜 구동차량에 있어서, 상기 4륜 구동장치는 전륜용 차동기와 후륜용 차동기 그리고 이들 사이로 동력을 분배하는 중앙차동기 및 비시커스 커플링으로 구성된다.

상기한 비스커스 커플링은 원통상 용기체의 내부에 여러개의 구멍이 뚫린 2종류의 디스크를 번갈아 중첩 수용하고 ; 1종류의 디스크는 원통상 용기체에 그리고 다른 종류의 디스크는 축에 연결시킨 다음, 전기한 용기체에 점성이 높은 실리콘 오일을 채우고 밀봉시킨 것으로서, 전기한 2종류의 디스크 사이에서 실리콘 오일이 동력전달 매개체로 작용하여 양 축에 가해지는 부하에 따라 양 축 사이를 등속 또는 차동이음시켜준다.

비스커스 커플링을 갖춘 4륜 구동장치의 예로는 미국 특허 제4,645,029호, 제4,650,028호 등이 있으며, 구조적인 측면에서 중앙측 차동기와 비스커스 커플링이 전륜 차동축상에 배치되는 것과, 비스커스 커플링이 후륜축 사이에 배치되어 후륜용 차동기를 생략 할 수 있게 한 것으로 나눌 수 있다.

그런데, 중앙측 차동기와 비스커스 커플링이 전륜 차동축상에 배치될 경우, 전륜용 차동기와 중앙측 차동기를 병합 구성함에 따라 구조의 복잡화를 피 할 수 없게 된다.

또한, 비스커스 커플링을 후륜용 차동기와 대체시킬 경우에는, 전륜용 차동축상의 중앙측 차동기로부터 동력 분배받기 위한 별도의 기어군을 필요로 하기 때문에 중량이 증대되고, 더구나 전,후륜측으로 동력분배가 노면상태에 맞추어 변화될 수 없어서 주행성이 다소 떨어지게 된다.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 출원인 출원한 대한민국 특허출원 제89-18007호, 제89-20426호(상시 4륜 구동장치)에 기재된 바와 같이 전자는 전륜 차동축의 중앙부에 배치되는 비스커스 커플링을 사이에 두고 중앙측 차동기와 전륜측 차동기가 대칭상으로 배치됨에 따라 전륜 차동축의 하중분포가 균등하게 분포될 수 있지만, 각각의 구조가 분리 장착되어 엔진실의 공간확보가 불리해지는 문제점이 있으며, 후자는 전륜 차동축상에 전륜용 차동기가 수용된 비스커스 커플링을 중앙측 차동기와 소정거리 이격되어 나란히 배치함으로써 구조를 콤팩트화하여 엔진실의 공간확보가 유리함을 물론 조립이 용이한 반면에 구조가 전,후륜측 차동기와 유사한 중앙측 차동기와 비스커스 커플링이 분리되어 있기 때문에 전,후륜 동력 배분비의 조정이 불리하고, 전,후륜의 분리가 이루어지지 않음에 따라 차량 견인시 추진축을 분리해야 하는 번거로움이 있는 제반 문제점이 내재되어 있다.

이 발명은 상기한 바와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 이 발명의 목적은 비스커스 커플링의 작용을 이용한 상시 4륜 구동장치의 구조를 컴팩트화하고, 전,후륜 동력 배분비의 조정이 용이하도록 함과 아울러 전,후륜이 선택적으로 분리되도록 함으로써 조립생산에 따른 생산성이 향상됨은 물론 엔진실의 공간확보가 유리하고, 편리한 견인이 이루어질 수 있는 상시 4륜 구동장치를 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 실현하기 위해 이 발명은, 변속기의 출력기어로부터 엔진의 동력을 전달받는 중앙측 차동기와, 이 중앙측 차동기에서 전,후륜으로 분배되는 회전력을 전기한 전,후륜의 부하상태에 따라 조절하는 비스커스 커플링과, 전기한 중앙측 차동기로부터 전륜측으로 분배된 회전력을 전륜에 전달하는 전륜용 차동기, 그리고 전기한 중앙측 차동기로부터 추진축에 의해 후륜측으로 분배된 회전력을 후륜에 전달하는 후륜용 차동기를 포함하는 상시 4륜 구동장치에 있어서, 상기한 중앙측 차동기에 비스커스 커플링이 수납되어 전륜용 차동기와 소정거리 이격되어 나란하게 배치됨과 아울러 후륜에 동력을 전달하는 추진축이 치차 결합된 베벨기어의 축상에 일체로 형성된 단차와 비스커스 커플링의 용기체와 일체로 이루어진 커플링 중공축 단부에 제공된 구동기어가 치차 결합된 종동기어의 일측에 형성된 연장부에 레버조작에 따라 선택적으로 슬라이드 가능한 컨트롤 슬리이브가 스플라인 결합됨을 특징으로 하는 상시 4륜 구동장치를 제공한다.

상기한 중앙측 차동기는 전,후륜 동력 배분비의 조정이 용이하도록 선기어, 다수개의 피니언을 결합하는 캐리어, 그리고 링기어로 이루어진 유성기어로 이루어짐을 특징으로 한다.

이하, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

제 1 도는 이 발명의 상시 4륜 구동장치의 동력 계통도를 도시한 도면으로서, 엔진(10)은 변속기(20)와 함께 횡치되고, 상기한 엔진(10)의동력은 통상의 클러치(30)를 경유하여 변속기(20)로 전달된다.

상기한 변속기(20)의 출력기어(21)에는 중앙측 차동기(40)의 종동기어(41)가 치차 결함되어 있으며, 전기한 중앙측 차동기(40)는 비스커스 커플링(50)의 용기체(51)에 수용되어 일체로 형성되고, 이와 소정거리 이격되어 전륜용 차동기(60)가 나란하게 배치되어 하우징(22)에 의해 수납되어 있다.

상기한 중앙측 차동기(40)는 변속기(20)의 출력기어(21)와 치차 결합되는 종동기어(41)를 보유함과 아울러 내측에 선기어(42), 상기한 선기어(42)와 치차 결합된 다수개의 피니언(43)이 연결된 캐리어(44), 그리고 각각의 피니언(43)이 치차 결합된 링기어(45)로 이루어진 유성기어로 구성되어 전,후륜(4)(6)에 전달되는 구동력 배분비의 조절이 용이하도록 되어 있다.

엔진(10)의 동력을 후륜에 전달하여주는 추진축(70)은 후륜용 차동기(80)와 치차 연결되어 있다.

좌우 1쌍은 전륜(4)과 후륜(6)은 통상의 차량과 동일한 구조로 배치되어 있다.

제 2 도는 이 발명의 상시 4륜 구동장치의 주요부 구성을 도시한 도면이다.

중앙측 차동기(40)의 선기어(42) 내부에 전륜 차동축(46)이 관통 지지됨과 아울러 이 전륜 차동축(46)의 외주에 선기어(42)의 축을 이루는 중공축(47)이 연장되어 전륜용 차동기(60)의 하우징(61)과 일체로 형성되어 있다.

또한 다수개의 피니언(43)이 연결된 캐리어(44)는 비스커스 커플링(50)의 용기체(51)의 일측과 일체로 형성되어 있으며, 용기체(51)의 타측은 전기한 중공축(47)을 개재한 커플링 중공축(48)이 연장되어 전륜용 차동기(60)의 전방에 상술한 추진축(70)에 동력을 전달하는 구동기어(49)가 제공되어 잇다.

상기한 비스커스 커플링(50)의 용기체(51)는 전기한 중앙측 차동기(40)가 수용되는 공간과는 별도의 공간(52)을 보유하고 있으며, 이 공간(52)의 내부에는 비교적 큰 직경의 외부판(53)이 용기체(51)의 내주면에, 그리고 비교적 작은 직경의 내부판(54)이 상기한 중공축(47)의 단부측 외주에 각각 번갈아 중첩배치되어 세레이션 이음 등의 방법을 통해 동력전달가능하게 연결되어 있고, 또 공간(52)에는 점성이 높은 실리콘 오일이 충만된 상태로 밀폐되어 있다.

또한, 상기한 전륜용 차동기(60)는 1쌍의 차동 베벨 피니언(62)(63)이 지지된 교차축(64)을 중심으로 대향 배열되는 전륜 차동축(46)과 대향축(65)에 의해 지지되어 전기한 양 차동 베벨 피니언(62)(63)과 치차 결합되는 1쌍의 사이드 베벨기어(66)(67)로 구성되어 있다.

상기한 커플링 중공축(48)에 제공된 구동기어(49)는 후륜(6)에 동력을 전달하는 추진축(70)과 치차 결합되는 베벨기어(71)의 축(72)상에 회전가능하게 설치된 종동기어(73)가 치차 결합됨과 아울러 상기한 종동기어(73)의 일측이 돌출형성된 연장부(74)와 베벨기어(71)의 축(72)상에 일체로 형성된 단차(75)에 컨트롤 슬리이브(76)가 스플라인 결합되어 도시되지 않은 레버의 선택적인 작동에 의해 슬라이드 됨으로써 견인시 전륜(4)과 후륜(6)를 분리할 수 있도록 되어 있다.

또한 추진축(70)의 후단측에 배치되는 후륜용 차동기(80)는 추진축(70)의 종단축 구동 피니언(77)과 맞물리는 링기어(81), 그리고 하우징의 내부에 수용되어 후륜(6)으로 토오크를 전달하는 1쌍의 차동 베벨 피니언(82)(83) 및 1쌍의 사이드 베벨기어(84)(85)로 이루어져 있다.

이와 같이 구성되는 이 발명의 상시 4륜 구동장치는, 엔진(10)의 동력이 변속기(20)의 출력기어(21)에서 종동기어(41)로 전달됨으로써 중앙측 차동기(40)의 링기어(45)가 회전된다.

따라서 유성기어로 이루어진 중앙측 차동기(40)에 의해 엔진 동력의 종감속이 이루어진 다음, 전륜(4)측으로 가해지는 토오크는 선기어(42)를 지지하고 있는 중공축(47)에 의해 전륜용 차동기(60)의 하우징(61)으로 전달됨과 동시에 후륜(6)축으로 가해지는 토오크는 피니언(43)의 캐리어(44), 이 캐리어(44)와 일체로 이루어진 비스커스 커플링(50)의 용기체(51), 그리고 용기체(51)의 일측에 연장 형성된 커플링 중공축(48)에 제공된 구동기어(49), 및 이와 치차 결합된 종동기어(73), 상기한 종동기어(73)의 일측에 형성된 연장부(74)와 축(72)상에 일체로 형성된 단부(75)에 스플라인 결합된 컨트롤 슬리브(76)에 의해 베벨기어(71)에 전달되어 추진축(70)을 경유하여 후륜용 차동기(80)로 전달된다.

상술한 토오크 분배과정중에 전륜(4)측 토오크의 일부는 선기어(421)의 중공축(47)으로부터 비스커스 커플링(50)의 용기체(51) 내부판(54)에 가해지고, 후륜(6)측 토오크의 일부는 캐리어(44)와 일체로 이루어진 용기체(51)의 외부판(53)으로 가해져 용기체(51)의 공간(52)에 충만된 실리콘 오일을 매개체로 하여 상호 동력전달이 가능하게 되어 있는 것이므로, 이들 내,외부판(54)(53), 사이에 회전속도의 차이가 있을때, 실리콘 오일의 전단저항에 의해 회전속도가 빠른 플레이트에서 느린 플레이트로 토오크가 전달되는 토오크 분배효과를 달성하게 된다.

그 결과 노면에서 전,후륜(4)(6)으로 가해지는 부하에 맞추어 엔진의 동력이 적절하게 분배됨으로써 항상 노면상태에 알맞는 주행이 이루어지게 된다.

또한, 전,후륜(4)(6)의 좌,우축은 각각 전륜용 차동기(60)와 후륜용 차동기(80)에 의해 나누어 설치되어 있어서 곡선 주행시 좌,우측이 차동되며, 이때의 차동은 종래와 동일한 방식에 의해 이루어지므로 상세한 설명은 생략한다.

이상 설명한 바와 같이 이 발명의 상시 4륜 구동장치는, 전륜 차동축상에 유성기어로 이루어진 중앙측 차동기에 비스커스 커플링의 용기체가 수용되어 일체로 형성됨과 아울러 이와 소정거리 이격되어 전륜용 차동기와 나란하게 배치됨으로써, 구조적으로 컴팩트한 구성을 이룰 수 있기 때문에 엔진실의 공간확보가 유리하고, 조립생산에 따른 작업성 향상은 물론 전,후륜의 동력 배분비의 조절이 용이하고, 또한 컨트롤 슬리이브의 선택적인 슬라이브 작동에 따라 전륜과 후륜을 분리할 수 있기 때문에 견인이 편리한 이점이 있다.

Claims

변속기(20)의 출력기어(21)로부터 엔진(10)의 동력을 전달하는 중앙측 차동기(40)와, 이 중앙측 차동기(40)에서 전,후륜(4)(6)으로 분배되는 회전력을 전기한 전,후륜(4)(6)의 부하상태에 따라 조절하는 비스커스 커플링(50)과, 전기한 중앙측 차동기(40)로부터 전륜측으로 분배되는 회전력을 전륜에 전달하는 전륜용 차동기(60)와, 전기한 중앙측 차동기(40)로부터 추진축(70)을 통해 분배되는 회전력을 후륜(6)으로 전달하는 후륜용 차동기(80)를 포함하는 상시 4륜 구동장치에 있어서, 상기한 중앙측 차동기(40)를 더블 피니온 유성기어 셋트로 형성하여 비스커스 커플링(50)과 일체로 형성하되, 상기 비스커스 커플링(50)의 용기체(51)와 더블 피니언 유성기어 셋트의 캐리어(44)를 일체로 연결하여 링기어(45)로 입력이 이루어지고, 선기어(42)를 통해 전륜용 차동기(60)로 출력이 이루어지며, 캐리어(44)를 통해 후륜으로 동력이 전달되도록 형성하며 ; 상기 캐리어(44)는 이에 연결되는 중공축(48)에 형성되는 구동기어(49)와, 이의 축(48)과 평행하게 배치되는 베벨기어(71)의 축(72)상에 회전 간석없이 배치되어 상기 구동기어(49)와 치합되는 종동기어(73)를 통해 추진축으로 동력을 전달하되, 상기 베벨기어 축(720과 종동기어(73)는 베벨기어 축(72)의 단차(75)에 스플라인 결합되어 있는 컨트롤 슬리브(76)의 선택적은 이동에 따라 결합되도록 한 것을 특징으로 하는 상시 4륜 구동장치.