KR101171903B1 - 차동제한장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 링기어에 내접하는 내접기어를 이용하여 유압을 형성하고, 상기 생성된 유압을 이용하여 한쪽 바퀴의 공회전을 방지하는 차동제한장치에 관한 것이다.

본 발명은, 원통형상의 펌프 하우징; 상기 펌프 하우징에 고정되어 내부에 공간을 형성하는 펌프 커버; 상기 펌프 하우징 내부 중간에 설치되는 캐리어; 상기 캐리어의 좌측 및 우측에 각각 설치되어 있는 링기어; 상기 좌측 링기어에 내접하여 기어 결합하는 제1샤프트 허브; 차량의 좌측 바퀴와 결합하며, 상기 제1샤프트 허브에 동축상으로 결합하는 제1샤프트; 상기 우측 링기어에 내접하여 기어 결합하는 제2샤프트 허브; 차량의 우측 바퀴와 결합하며, 상기 제2샤프트 허브에 동축상으로 결합하는 제2샤프트; 상기 캐리어의 양 측면에 설치되어 있으며, 상기 좌측 링기어 및 우측 링기어에 각각 내접하여 기어 결합하는 내접기어;를 포함할 수 있다.

차동제한장치, 캐리어, 링기어

Description

차동제한장치{LIMITED SLIP DIFFERENTIAL}

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차동제한장치의 개략적인 단면도이다.

도 2는 본 밞명의 실시예에 따른 차동제한장치에서 링기어가 회전하는 경우와 캐리어가 회전하는 경우를 도시한 작동도이다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차동제한장치의 조립도이다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차동제한장치에서 캐리어를 도시한 개략도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 펌프 커버 20: 펌프 하우징

30: 제1샤프트 40: 제2샤프트

50: 제1샤프트 허브 60: 제2샤프트 허브

70: 링기어 80: 내접기어 샤프트

90: 내접기어 100: 캐리어

본 발명은 차동제한장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는 링기어에 내접하는 내접기어를 이용하여 유압을 형성하고, 상기 생성된 유압을 이용하여 한쪽 바퀴의 공회전을 방지하는 차동제한장치에 관한 것이다.

일반적으로, 자동차에는 자동차가 커브길을 주행할 때 차륜이 미끄럼을 일으키지 않고 원활하게 회전하기 위해서 곡면의 바깥쪽 차륜이 곡면의 안쪽 차륜보다 빠르게 많이 회전하여야 하기 때문에 곡면의 안쪽 차륜과 바깥쪽 차륜의 회전 차이를 보정해주는 차동장치가 필요하다.

즉, 핸들 조향시 곡면의 안쪽 및 바깥쪽 차륜의 차이를 보정하기 위해서 모든 차량에 필수장치로써 상기 차동장치를 사용하고 있다.

그런데, 상기 차동장치를 구비한 자동차는 진흙이나 모래, 눈 또는 빙판 등의 마찰이 적은 장소에서 주행할 경우에 동력 전달이 원활하게 이루어지지 못하여 주행할 수 없는 상태가 되는 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 상기 차동장치의 주변에 차동 작용을 제한하여 차륜이 공회전하는 것을 방지하기 위해 차동제한장치를 구비하고 있다.

상기 차동장치는 자동차가 커브를 돌 때는 필요한 장치이나, 주행에 지장을 주기도 한다.

예를 들면, 주행하다가 한쪽 차륜이 진흙탕 등에 빠진 경우 진흙탕 등에 빠지지 않은 한쪽 차륜은 지면의 저항을 받고, 진흙탕에 빠진 차륜은 저항을 받지 않게 된다.

따라서, 진흙탕에 빠지지 않은 차륜에는 동력이 전달되지 않고 진흙탕에 빠진 차륜만 공회전하게 되어 자동차는 주행을 할 수 없게 된다.

이와 같은 경우에는 차동장치의 작동을 멈추게만 하면 진흙탕에서 쉽게 빠져 나올 수 있으며, 이를 위하여 차동장치의 작동을 정지시킬 수 있도록 차동제한장치가 구비되는 것이다.

현재 사용되는 차량용 차동제한장치는 구조가 복잡하고 단가가 비싸다. 또한, 슈어그립(sure-grip) 차동제한장치는 LSD전용 오일을 사용하여 오일이 빨리 오염되는 단점이 있으며, 논스핀(non-spin) 차동제한장치는 도그 클러치의 작동소음 및 선회시 한쪽 바퀴에 동력이 전달되는 단점을 가지고 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 우측바퀴와 좌측바퀴의 회전수의 차이에 따라 링기어와 이에 내접하는 내접기어를 이용하여 유압을 형성하고, 이 생성된 유압을 이용하여 한쪽바퀴의 공회전을 방지하는 차동제한장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 실시예에 따른 차동제한장치는, 원통형상의 펌프 하우징; 상기 펌프 하우징에 고정되어 내부에 공간을 형성하는 펌프 커버; 상기 펌프 하우징 내부 중간에 설치되는 캐리어; 상기 캐리어의 좌측 및 우측에 각각 설치되어 있는 링기어; 상기 좌측 링기어에 내접하여 기어 결합하는 제1샤프트 허브; 차량의 좌측 바퀴와 결합하며, 상기 제1샤프트 허브에 동축상으로 결합하는 제1샤프트; 상기 우측 링기어에 내접하여 기어 결합하는 제2샤프트 허브; 차량의 우측 바퀴와 결합하며, 상기 제2샤프트 허브에 동축상으로 결합 하는 제2샤프트; 상기 캐리어의 양 측면에 설치되어 있으며, 상기 좌측 링기어 및 우측 링기어에 각각 내접하여 기어 결합하는 내접기어;를 포함할 수 있다.

상기 캐리어의 좌우측 외주면에 내접기어 안착홈이 형성되어 있으며, 상기 내접기어 안착홈에 상기 내접기어가 삽입되어 있을 수 있다.

상기 내접기어 안착홈 중앙에는 내접기어 샤프트가 형성되어 있으며, 상기 내접기어는 상기 내접기어 샤프트를 중심으로 회동 가능하게 상기 캐리어에 연결되어 있을 수 있다.

상기 내접기어 안착홈의 외주면에는 오일통로가 형성되어 상기 좌측 및 우측의 내접기어 안착홈이 연통되어 있을 수 있다.

캐리어의 외주면에는 원주방향으로 조절밸브 삽입홈이 형성되어 있으며, 상기 조절밸브 삽입홈은 상기 오일통로를 지나갈 수 있다.

상기 조절밸브 삽입홈에는 조절밸브와 탄성부재가 삽입되어 있으며, 상기 조절밸브는 차량의 속도가 빠른 경우 상기 오일통로를 열고 차량의 속도가 느린 경우 상기 오일통로를 닫을 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조로, 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차동제한장치의 개략적인 단면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차동제한장치의 조립도이다.

도 1 및 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차동제한장치는, 펌프 하우징(20), 펌프 커버(10), 캐리어(100), 링기어(70), 제1 샤프트 허브(50), 제1샤프트(30), 제2샤프트 허브(60), 제2샤프트(40), 그리고 내접기어(90)를 포함한다.

펌프 하우징(20)은 전체적으로 원통형상으로 내부에 공간이 형성되어 있다.

펌프 커버(10)는 상기 펌프 하우징(20)에 고정되어 있다. 상기 펌프 커버(10)와 펌프 하우징(20)의 고정수단으로는 볼트(120)가 사용될 수 있다.

캐리어(100)는 상기 펌프 하우징(20)의 내부 중간에 수직으로 설치되어 있다.상기 캐리어(100)는 전체적으로 원형디스크 형태이다. 상기 캐리어의 좌우측면의 외주면에는 원형의 내접기어 안착홈(180)이 형성되어 있으며, 상기 내접기어 안착홈(180)의 중앙에는 내접기어 샤프트(80)가 형성되어 있다. 상기 좌우측의 내접기어 안착홈(180)은 서로 대응되는 위치에 형성된다.

또한, 상기 내접기어 안착홈(180)의 외주면에는 오일통로(160)가 형성되어 있다. 따라서, 상기 오일통로(160)에 의하여 좌우측의 내접기어 안착홈(180)이 연통되게 되고, 일측면에서 발생한 유압이 상기 오일통로(160)를 통해 타측면으로 이동한다.

또한, 상기 캐리어(100)의 외주면에는 원주방향으로 조절밸브 삽입홈(150)이 형성되어 있으며, 상기 조절밸브 삽입홈(150)은 오일통로(160)의 중간부를 지나간다. 또한, 상기 조절밸브 삽입홈(150)에는 조절밸브(140)와 탄성부재(170)가 삽입된다.

상기 조절밸브(140)는 중앙부의 두께가 상하부의 두께보다 작은 실린더 형상으로 되어 있다. 따라서, 상기 조절밸브(140)의 중앙부가 오일통로(160)에 위치하 면 상기 오일통로(160)가 열리게 되고, 조절밸브(140)의 상하부가 오일통로(160)에 위치하면 오일통로(160)가 닫히게 된다.

탄성부재(170)는 상기 조절밸브(140)에 탄성력을 제공한다.

차량이 저속으로 움직이는 경우에는, 조절밸브(140)의 원심력보다 탄성부재(170)의 탄성력이 크므로 조절밸브(140)는 오일통로(160)를 닫는다. 따라서, 저속에서는 차동제한이 수행된다. 그러나 차량이 고속으로 움직이는 경우에는, 조절밸브(140)의 원심력이 탄성부재(170)의 탄성력보다 크므로 조절밸브(140)는 오일통로(160)를 열게된다. 따라서, 고속에서는 차동제한이 되지 않는다.

링기어(70)는 상기 캐리어(100)의 좌측 및 우측에 각각 설치되어 있다.

제1샤프트 허브(50)는 상기 좌측의 링기어(70)에 내접하여 기어 결합한다.

제1샤프트(30)는 차량의 좌측 바퀴와 결합하며, 상기 제1샤프트 허브(50)에 동축상으로 결합되어 있다.

따라서, 차량의 좌측 바퀴가 회전하면 제1샤프트(30)도 같이 회전하고, 이에 결합되어 있는 제1샤프트 허브(50)도 회전하게 된다. 이러한 제1샤프트 허브(50)의 회전은 이에 기어 결합하는 좌측의 링기어(70)도 회전하게 한다. 즉, 제1샤프트(30)와 제1샤프트 허브(50)는 좌측 바퀴의 회전에 대응하여 좌측의 링기어(70)를 회전시킨다.

제2샤프트 허브(60)는 우측의 링기어(70)에 내접하여 기어 결합한다.

제2샤프트(40)는 차량의 우측 바퀴와 결합하며, 상기 제2샤프트 허브(50)에 동축상으로 결합되어 있다.

따라서, 차량의 우측 바퀴가 회전하면 제2샤프트(40)도 같이 회전하고, 이에 결합되어 있는 제2샤프트 허브(60)도 회전하게 된다. 이러한 제2샤프트 허브(60)의 회전은 이에 기어 결합하는 우측의 링기어(70)도 회전하게 한다. 즉, 제2샤프트(40)와 제2샤프트 허브(60)는 우측 바퀴의 회전에 대응하여 우측의 링기어(70)를 회전시킨다.

또한, 상기 펌프 커버(10)에 제1샤프트(30)가 연결되는 부분 및 펌프 하우징(20)에 제2샤프트(40)가 연결되는 부분에는 오일의 유출을 막기 위한 실링부재(110)가 배치되어 있다.

내접기어(90)는 상기 내접기어 안착홈(180)에 삽입되어 있으며, 상기 내접기어 샤프트(80)를 중심으로 회동 가능하게 캐리어(100)에 연결되어 있다. 상기 내접기어(90)는 좌측 링기어(70) 및 우측 링기어(70)에 각각 내접하여 기어 결합한다.

도 2에 도시된 바와 같이, 링기어(70)가 반시계방향으로 회전하면, 이에 기어 결합된 내접기어(90)도 반시계방향으로 회전한다. 이 경우, 상기 링기어(70)와 내접기어(90)가 기어 결합하는 부분에 유압이 형성된다.

또한, 캐리어(100)가 반시계방향으로 회전하면, 상기 캐리어(100)의 내접기어 안착홈(180)에 삽입되어 있는 내접기어(90)는 시계방향으로 회전한다. 또한, 상기 내접기어(90)에 기어 결합된 링기어(70)도 시계방향으로 회전한다. 이 경우, 상기 링기어(70)와 내접기어(90)가 기어 결합하는 부분에 유압이 형성된다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 차동제한장치의 작동을 상세히 설명한다.

차량이 직진하고 있는 경우에는 좌우측 링기어(70) 및 좌우측 내접기어(90) 의 회전 속도가 같으므로 캐리어(100) 좌우측의 유압이 균형을 이루고 있다.

만일 차량이 우회전을 하는 경우에는 좌측 바퀴의 회전수가 우측 바퀴의 회전수보다 많아지게 된다. 이 경우 제1샤프트 허브(50)와 기어 결합하는 좌측의 링기어(70) 및 좌측의 링기어(70)에 기어 결합하는 좌측의 내접기어(90)의 회전수가 제2샤프트 허브(60)와 기어 결합하는 우측의 링기어(70) 및 우측의 링기어(70)에 기어 결합하는 우측의 내접기어(90)의 회전수보다 커지게 된다. 이에 따라 캐리어(100) 좌측의 유압이 캐리어(100) 우측의 유압보다 커지게 되어 좌측 바퀴의 회전을 억제한다.

만일 차량이 좌회전을 하는 경우에는 우측 바퀴의 회전수가 좌측 바퀴의 회전수보다 많아지게 된다. 이 경우 제1샤프트 허브(50)와 기어 결합하는 좌측의 링기어(70) 및 좌측의 링기어(70)에 기어 결합하는 좌측의 내접기어(90)의 회전수가 제2샤프트 허브(60)와 기어 결합하는 우측의 링기어(70) 및 우측의 링기어(70)에 기어 결합하는 우측의 내접기어(90)의 회전수보다 작아지게 된다. 이에 따라 캐리어(100) 좌측의 유압이 캐리어(100) 우측의 유압보다 작아지게 되어 우측 바퀴의 회전을 억제한다.

만일 차량의 속도가 커지게 되면, 원심력에 의하여 상기 오일통로(160)가 열려 캐리어(100) 좌우측이 연통되게 된다. 따라서, 캐리어(100) 일측에 형성된 고압의 오일은 상기 오일통로(160)를 통해 캐리어(100) 타측으로 이동하므로 차동제한이 수행되지 않는다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

본 발명의 실시예에 의하면, 우측 바퀴와 좌측 바퀴의 회전수의 차이에 따라 링기어와 이에 내접하는 내접기어를 이용하여 유압을 형성하고, 이 생성된 유압을 이용하여 한쪽바퀴의 공회전을 방지할 수 있다. 따라서, 험로 및 야지를 탈출할 수 있다.

또한, 구조가 간단하고 소음이 적다.

Claims (6)

1. 원통형상의 펌프 하우징;

   상기 펌프 하우징에 고정되어 내부에 공간을 형성하는 펌프 커버;

   상기 펌프 하우징 내부 중간에 설치되는 캐리어;

   상기 캐리어의 좌측 및 우측에 각각 설치되어 있는 링기어;

   상기 좌측 링기어에 내접하여 기어 결합하는 제1샤프트 허브;

   차량의 좌측 바퀴와 결합하며, 상기 제1샤프트 허브에 동축상으로 결합하는 제1샤프트;

   상기 우측 링기어에 내접하여 기어 결합하는 제2샤프트 허브;

   차량의 우측 바퀴와 결합하며, 상기 제2샤프트 허브에 동축상으로 결합하는 제2샤프트;

   상기 캐리어의 양 측면에 설치되어 있으며, 상기 좌측 링기어 및 우측 링기어에 각각 내접하여 기어 결합하는 내접기어;

   를 포함하는 차동제한장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 캐리어의 좌우측 외주면에 내접기어 안착홈이 형성되어 있으며, 상기 내접기어 안착홈에 상기 내접기어가 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 차동제한장 치.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 내접기어 안착홈 중앙에는 내접기어 샤프트가 형성되어 있으며, 상기 내접기어는 상기 내접기어 샤프트를 중심으로 회동 가능하게 상기 캐리어에 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 차동제한장치.
4. 제 2항에 있어서,

   상기 내접기어 안착홈의 외주면에는 오일통로가 형성되어 상기 좌측 및 우측의 내접기어 안착홈이 연통되어 있는 것을 특징으로 하는 차동제한장치.
5. 제 4항에 있어서,

   캐리어의 외주면에는 원주방향으로 조절밸브 삽입홈이 형성되어 있으며, 상기 조절밸브 삽입홈은 상기 오일통로를 지나가는 것을 특징으로 하는 차동제한장치.
6. 제 5항에 있어서,

   상기 조절밸브 삽입홈에는 조절밸브와 탄성부재가 삽입되어 있으며, 상기 조절밸브는 차량의 속도가 빠른 경우 상기 오일통로를 열고 차량의 속도가 느린 경우 상기 오일통로를 닫는 것을 특징으로 하는 차동제한장치.

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