KR20020067437A

KR20020067437A - 차동기어 어셈블리와 차량 구동 트레인

Info

Publication number: KR20020067437A
Application number: KR1020020007974A
Authority: KR
Inventors: 쿠마시라젠드라지.; 모스데이비드마셜; 히블러죤클린턴
Original assignee: 아메리칸 액슬 앤드 매뉴팩쳐링, 인코포레이티드
Priority date: 2001-02-13
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2002-08-22
Also published as: US20030119622A1; US6540640B2; EP1231095A2; JP2002276770A; JP4191414B2; EP1231095A3; US20020111245A1; US6695740B2; BR0200542A

Abstract

본 발명은 제 1, 2, 3 구조물과, 차동 기어 세트 및 바이어싱 메카니즘(biasing mechanism)을 갖는 차동 기어 어셈블리를 제공하고 있다. 제 1 구조물은 회전 입력 인가에 반응하여 차동 기어의 축을 따라 회전하도록 형성되어 있다. 제 2 구조물은 차동 기어축상에서 회전을 할 수 있도록 지지되어 있다. 제 3 구조물은 차동축상에서 회전을 할 수 있도록 지지되어 있고, 제 1, 2 구조물의 사이에 배치되어 있다. 제 3 구조물은 제 1 구조물로부터의 토크를 제 2 구조물로 전달하는 결합조건과 제 1 구조물로부터의 토크를 제 2 구조물로 전달하는 것을 방지하는 분리조건에서 운전되어질 수가 있다. 차동 기어 세트는 제 2 구조물내에 결합되어 있고 회전가능하게 지지되어 있다. 바이어싱 메카니즘은 제 3 구조물을 분리조건 상태로 민다. 제 3 구조물은 회전 입력의 비틀림 크기가 차동 기어 세트를 통해 가해지는 회전력의 비틀림 크기를 기설정된 양만큼 초과하면 결합조건으로 위치되어진다. 본 발명은 또한 차량 구동 트레인을 제공하고 있다.

Description

차동기어 어셈블리와 차량 구동 트레인{Differential Assembly and Vehicle Drivetrain}

본 발명은 차량 구동 라인(vehicle drivelines) 일반에 관한 것으로 보다 상세하게는 차량 휠 세트에 동력을 선택적으로 전달하는 차량 구동 라인용 차동 기어 어셈블리에 관한 것이다.

근래에, 자동차 제조업자들은 차량의 견인력을 향상시킬 수 있도록 하나 이상의 구동 액슬을 갖는 차량 구동 트레인(drive trains)을 채택하고 있다. 일반적인 장치는 전륜을 차량의 구동 트레인으로부터 선택적으로 분리하는 구동 시스템을 포함하고 있다. 이러한 장치는 일반적으로 후륜 구동/전륜 보조 구동 트레인으로 공지되어 있다. 차량 구동 트레인의 전방으로부터 전륜을 분리시키는 것은 전륜 구동 휠이 도로 주행 속도에서 차량 구동 트레인의 전방부를 회전시키는 것을 방지하여, 차량 구동 라인의 마모와 파열을 방지한다. 전방 액슬은 전륜을 차량 구동 라인을 결합하는 것을 또한 제어하여 전륜 구동샤프트가 후륜 구동 샤프트와 동일한 속도로 회전할 수 있게 한다.

이와 같은 구동 트레인 장치의 비교적 광범위한 사용에도 불구하고, 가격, 차량 구동 라인의 전방을 전륜에 결합 및 분리하기 위한 전방 액슬의 분리에 다소 필요한 시간과 같은 몇가지 결점이 있는 것으로 공지되어 있다. 전륜을 전방 구동 라인의 나머지로부터 분리시킬 때, 전방 액슬은 슬라이딩 슬리브를 사용하여 액슬샤프트를 전륜 차동 사이드 기어로부터 연결 또는 분리시킨다. 차량 제조업자들은 일반적으로 결합 슬리브를 이동시키기 위하여 진공 또는 열을 사용함으로서, 슬라이딩 슬리브를 필요 위치로 이동시키는데 이는 필요한 시간이 상대적으로 길며, 특히 열을 채택하여 결합 슬리브가 이동할 수 있을 정도로 충분한 압력을 발생시키기 위하여 유체를 가열하는 경우에는 시간이 더 길다.

따라서, 차량 구동 라인의 종래 기술에서는 저가이고, 결합 및 분리 시간에 개선된 응답성을 제공을 필요로 한다.

본 발명은 하나의 바람직한 형태로서, 제 1, 2, 3 구조물과, 차동 기어 세트 및 바이어싱 메카니즘(biasing mechanism)을 갖는 차동 기어 어셈블리를 제공하고 있다. 상기 제 1 구조물은 회전 입력 인가에 반응하여 차동축을 따라 회전하도록 형성되어 있다. 상기 제 2 구조물은 차동축상에서 회전을 할 수 있도록 지지되어 있다. 상기 제 3 구조물은 차동축상에서 회전을 할 수 있도록 지지되어 있고, 제 1, 2 구조물의 사이에 배치되어 있다. 상기 제 3 구조물은 제 1 구조물로부터의 토크를 제 2 구조물로 전달하는 결합조건과 제 1 구조물로부터의 토크를 제 2 구조물로 전달하는 것을 방지하는 분리조건에서 운전되어질 수가 있다. 차동 기어 세트는 제 2 구조물내에 결합되어 있고 회전가능하게 지지되어 있다. 바이어싱 메카니즘은 제 3 구조물을 분리조건 상태로 민다. 제 3 구조물은 회전 입력의 비틀림 크기가 차동 기어 세트를 통해 가해지는 회전력의 비틀림 크기를 기설정된 양만큼 초과하면 결합조건으로 위치되어진다.

본 발명의 다른 실시형태로서, 본 발명은 트랜스퍼 케이스 어셈블리와 제 1, 2 액슬 어셈블리를 갖는 구동 트레인을 제공한다. 트랜스퍼 케이스 어셈블리는 차량의 출력원으로부터 회전 입력을 받고, 여기에서 제 1, 2 중간 회전 출력을 발생시킨다. 상기 제 1 액슬 어셈블리는 트랜스퍼 케이스에 결합되어 있고, 제 1 중간 회전출력을 인가 받으며, 제 1 구동 휠 세트 회전용 제 1 구동휠 출력을 발생시킨다. 상기 제 2 액슬 어셈블리는 상기 제 2 중간 회전 입력을 인가에 반응하여 차동축을 기준으로 회전하도록 형성된 차동 하우징 부재를 갖는 차동 기어 어셈블리와, 차동축상에서 회전을 위해 지지되어 있는 차동 케이스 부재와, 차동축상에서 회전을 위해 지지되어 있고 차동 하우징 부재와 차동케이스 부재의 사이에 배치되어 있는 캠 부재와, 차동기어 세트를 가지고 있다. 상기 캠 부재는 차동 하우징 부재로부터 차동 케이스 부재로 토크를 전달하는 결합조건과 차동 하우징 부재에서 차동 케이스 부재로 토크의 전달을 방지하는 해제 조건에서 작동되어질 수 있다. 상기 차동 기어세트는 상기 차동 케이스 부재에 연결되어 있고, 그 내부에서 회전가능하게 지지되어 있다. 결합조건에서 캠 부재의 운전은 차동 기어 세트가 제 2 구동 휠 출력을 발생하도록 하여 제 2 구동 휠 세트를 회전시킨다. 해제조건에서 캠 부재의 운전은 차동 기어 세트가 제 2 구동 휠 출력을 발생하는 것을 방지하여 제 2 구동 휠 세트가 자유롭게 회전하도록 한다.

도 1은 본 발명의 교시에 따라 구성된 예시적인 내연기관 차량의 구동트레인(drivetrain)의 개략도이다;

도 2는 후방 액슬 어셈블리를 더 상세하게 예시한 도 1의 구동트레인의 일부분의 분해 조립 사시도이다;

도 3은 전방 액슬 어셈블리를 더 상세하게 예시한 도 1의 구동트레인의 일부분의 분해 조립 사시도이다; 그리고

도 4는 차동 어셈블리를 더 상세하게 예시한 도 3의 전방 액슬 어셈블리의 일부분의 분해 조립 사시도이다.

도면의 주요부호에 대한 설명

10: 구동트레인12: 일시 4륜 구동 차량

14: 차동 어셈블리20: 후방 구동라인

22: 전방 구동라인24: 엔진

26: 변속기28: 트랜스퍼 케이스

30: 후방 트랜스퍼 케이스 출력 샤프트

32: 전방 트랜스퍼 케이스 출력 샤프트

36: 후륜38: 후방 액슬 어셈블리

40: 후방 차동 어셈블리42: 후방 지지 샤프트

44: 후방 액슬 하우징46: 후방 피니언 샤프트

48: 후방 액슬 샤프트50,80: 벽 부재

52,82,104: 차동 중공부54,84: 피니언 기어

56: 링 기어58: 차동 케이스

60,96: 기어세트68: 전방 액슬 어셈블리

74: 전방 액슬 하우징76: 전방 피니언 샤프트

78: 전방 액슬 샤프트83: 차동 축

88: 차동 하우징 어셈블리90: 캠 부재

92: 차동 케이스 부재94: 바이어싱 메카니즘

100: 제 1 하우징 부재102: 제 2 하우징 부재

106: 유지 플랜지108,144: 연장부

114: 패스너{fastener}118: 제 2 하우징 개구

120,122: 받침면124: 마루부(peaks)

126: 골부부(valleys)130: 캠 부

132: 칼라 부134,140: 치차(teeth)

136: 개구150: 스러스트 플랜지

154: 단부170: 피니언 샤프트

172: 피니언 174: 사이드 기어

180: 스프링

본 발명의 부가적인 잇점 및 특징은 첨부 도면과 연계하여 후속하는 발명의 상세한 설명과 첨부된 청구항으로부터 명백해질 것이다.

도면의 도 1을 참고하면, 일시 4륜 구동 차량(part-time four-wheel)(12)용 구동트레인(drivetrain)이 본 발명의 교시에 따라 상호 작용하게 구성된 차동 어셈블리(14)에 대해 개략적으로 도시하고 있다. 상기 구동트레인(10)은 수동형이거나 자동형중 하나인 변속기(26)를 통해, 엔진(24)과 같은 동력 공급원으로부터 둘 다 구동가능한 후방 구동라인(20) 및 전방 구동라인(22)을 포함하고 있다. 도시된 구체적인 실시예에서, 상기 구동트레인(10)은 상기 엔진(24) 및 변속기(26)로부터 상기 후방 및 전방 구동라인(20,22)까지 변속하는 구동 토크에 대한 트랜스퍼 케이스(28)를 합체한 후방 구동/전방 보조 시스템이다. 상기 트랜스퍼 케이스(28)는 상기 후방 및 전방 트랜스퍼 케이스 출력 샤프트(30,32)가 동일한 회전속력으로 각각 회전하게 하는 바람직하게는 비-차동 트랜스퍼 케이스이다.

또한 도 2를 참고하면, 상기 후방 구동라인(20)은 구성 및 작동이 종래기술과 동일하고, 후방 지지 샤프트(42)의 일단에 결합된 후방 차동 어셈블리(40)를 갖는 후방 액슬 어셈블리(38)의 대향단에 접속된 한 쌍의 후륜(36)을 포함하고 있으며, 상기 후방 지지 샤프트 일단의 대향 일단은 상기 트랜스퍼 케이스(28)의 후방 트랜스퍼 케이스 출력 샤프트(30)와 상호 접속되어 있다. 상기 후방 액슬 어셈블리(38)는 후방 액슬 하우징(44)과, 후방 피니언 샤프트(46)와, 각각의 좌우 후륜(36)중 하나와 상호 연결되어 있는 한 쌍의 후방 액슬 샤프트(48)를 포함하고 있다. 상기 후방 액슬 하우징(44)은 상기 후방 차동 어셈블리(40)가 회전가능하게 지지되고 있는 차동 중공부(52)를 정의하는 벽 부재(50)를 가지고 있다. 상기 후방 피니언 샤프트(46)는 고정된 피니언 기어(56)를 가지고 있으며 상기 피니언 기어는상기 후방 차동 어셈블리(40)의 차동 케이스(58)에 고정된 링 기어(56)를 구동한다. 상기 차동 케이스(58) 내부에 지지된 기어세트(60)는 상기 차동 케이스(58)로부터 상기 후방 액슬 샤프트(48)까지 회전 동력을 전달하여 그 사이의 적절한 회전(즉, 차동)을 용이하게 한다. 따라서, 상기 엔진(24)으로부터 회전력은 상기 변속기(26)와, 상기 트랜스퍼 케이스(28)와, 상기 후방 지지 샤프트(42)와, 상기 후방 피니언 샤프트(46)와, 상기 차동 케이스(58) 및 상기 기어세트(60)를 지나 상기 좌우 후륜(36)을 구동하기 위해 상기 후방 액슬 샤프트(46)에 전달된다.

도 1 및 도 3을 참고하면, 상기 전방 구동라인(22)은 전방 지지 샤프트(72)의 일단에 결합된 상기 차동 어셈블리(14)를 갖는 전방 액슬 어셈블리(68)의 대향 단에 접속된 한 쌍의 전륜(66)을 포함하고 있으며, 상기 전방 지지 샤프트 일단의 대향한 일단은 상기 트랜스퍼 케이스(28)의 상기 전방 트랜스퍼 케이스 출력 샤프트(32)에 상호 접속되어 있다. 상기 전방 액슬 어셈블리(68)는 전방 액슬 하우징(74)과, 전방 피니언 샤프트(76)와, 상기 전방 차동 어셈블리(14)와, 좌우 전륜(66)에 상호 접속된 한 쌍의 전방 액슬 샤프트(78)를 포함하고 있다. 상기 전방 액슬 하우징(74)은 상기 전방 차동 어셈블리(14)가 차동 축(83)에 대해 회전하도록 지지되는 차동 중공부(82)를 정의하는 벽 부재(80)를 가지고 있다. 상기 전방 피니언 샤프트(76)는 고정된 피니언 기어(84)를 가지고 있고 상기 피니언 기어(84)는 상기 전방 차동 어셈블리(14)의 차동 하우징 어셈블리(88)에 고정된 링 기어(86)를 구동한다.

도 4를 참고하면, 상기 전방 차동 어셈블리(14)는 캠 부재(90)와, 차동 케이스 부재(92)와, 바이어싱 메카니즘(94)과, 기어세트(96)와 스러스트 와셔(thrust washer)(98)를 또한 포함하도록 더 상세하게 도시되어 있다. 상기 차동 하우징 어셈블리(88)는 차동 중공부(104)를 집합적으로 정의하는 제 1 하우징 부재(100) 및 제 2 하우징 부재(102)를 포함하고 있다. 상기 제 1 하우징 부재(100)는 일반적으로 중공형이며 유지 플랜지(retaining flange)(106)와, 연장부(108) 및 제 1 하우징 개구(110)를 포함하고 있다. 상기 유지 플랜지(106)는 상기 제 1 및 제 2 하우징 부재(100,102) 및 상기 링 기어(86)가 고정되어 있으나 탈착 가능하게 함께 결합되도록 다수의 패스너(fastener)(114)를 수용하여 사용된다. 상기 연장부(108)는 상기 제 2 하우징 부재(102)에 형성된 제 2 하우징 개구(118)에 적어도 부분적으로 연장되도록 구성되어 있다. 상기 연장부(108)는 캠 부재(90)에 형성된 받침면(122)을 받치도록 구성된 받침면(120)까지 이른다. 상기 각각의 받침면(120,122)은 다수의 마루부(peak)(124) 및 골부(valley)(126)에 의해 형성되게 예시되어 있으며, 그 목적은 하기에 더 상세하게 논의되어 지는 바와 같다.

상기 캠 부재(90)는 일반적으로 중공부 실린더 배열을 갖게 예시되어 있으며 상기 제 1 하우징 부재(100) 및 상기 차동 케이스 부재(92) 사이의 차동 중공부(104)내에 회전가능하게 지지되고 있다. 상기 캠 부재(90)는 상기 받침면(122)이 형성된 캠(130)과, 칼라(collar portion)(132)와, 상기 캠 부재(90)를 통해 연장되어 있고 상기 캠 부재(90)의 길이방향 축을 따라 형성되어 있는 다수의 치차(teeth)(132) 및 하나의 개구(136)를 포함하고 있다. (상세하게 도시되지 않은)부싱(bushing) 및 베어링은 상기 차동 축(83)에 대해 상기 차동 중공부(104)내에 회전하는 상기 캠 부재(90)를 지지하도록 상기 제 2 하우징 개구(118)가 있는 상기 제 2 하우징 부재(102)내에 장착 될 수 있다. 상기 캠 부재(90)에 형성된 다수의 치차(134) 각각은 회전력이 상기 캠 부재(90) 및 상기 차동 케이스 부재(92) 사이에 전달되게 상기 차동 케이스 부재(92)에 형성된 다수의 치차(140)가 맞물리도록 배열된 일반적으로 사각형 배열을 갖게 예시되어 있다. 그러나, 본 기술 분야의 숙련자는 예시된 상기 치차(134,140)의 구체적 배열은 단지 예시일 뿐이며 어떠한 방식으로도 제한되어지지는 않는 의도임을 알 것이다. 따라서, 본 기술분야의 숙련자는 상기 치차(134,140)가 또 다른 배열을 가질 수 있거나 또는 상기 치차들은 상기 캠 부재(90) 및 상기 차동 케이스 부재(92)사이에서 출력 전달을 위한 또 다른 수단, 예를 들면 상기 캠 부재(90)의 한쪽 면과 상기 차동 케이스 부재(92)의 한쪽 면 사이에 마찰을 이용한 수단이 채택된다면 함께 생략될 수도 있음을 알게 될 것이다.

상기 캠 부재(90)는 해제 상태 및 결합 상태에서 작동되어 진다. 해제상태에 위치될 때, 상기 제 1 하우징 부재(100)의 받침면(120)의 상기 마루부(124) 및 골부(126)는 상기 캠 부재(90)의 상기 받침면(122)의 상기 골부(126) 및 상기 마루부(124) 각각에 대향하여 위치해 있고, 상기 캠 부재(90)에 형성된 치차(134)는 상기 차동 케이스 부재(92)에 형성된 상기 치차(140)로부터 이격되어 진다. 이와 같이, 회전력은 상기 캠 부재(90) 및 상기 차동 케이스 부재(92)사이에 전달 될 수 없다. 결합 상태에 위치될 때, 상기 제 1 하우징 부재(100)의 받침면(120)의 상기 마루부(124) 및 골부(126)는 상기 캠 부재(90)의 상기 받침면(122)의 상기 마루부(124) 및 상기 골부(126)에 각각 대향하여 위치해 있고, 상기 캠 부재(90)에 형성된 치차(134)는 상기 차동 케이스 부재(92)에 형성된 상기 치차(140)와 맞물려, 그 사이에 회전력의 전달을 용이하게 한다.

상기 차동 케이스 부재(92)는 또한 일반적으로 중공부 실린더 배열을 갖는 것으로 예시되어 있다. 연장부(144)에 형성된 상기 치차(140) 이외에도, 상기 차동 케이스 부재(92)는 상기 차동 케이스 부재(92)의 길이방향 축에 거의 수직하게 위치된 플랜지 부재(146) 및 피니언 샤프트 개구(148)를 포함하고 있다. 상기 캠 부재(90)와 같이, (상세히 도시되지 않은) 부싱 또는 베어링은 상기 차동 축(83)에 대해 상기 차동 중공부(104)내부에 회전을 위한 상기 차동 케이스 부재(92)를 지지하도록 상기 제 2 하우징 개구(118)가 있는 상기 제 2 하우징 부재(102)내에 장착 될 수 있다. 치차(140)를 갖는 단부에 대향한 상기 차동 케이스 부재(92)의 단부는 상기 스러스트 와셔(98)와 접촉하게 배열된 스러스트 플랜지(150)까지 이른다. 상기 스러스트 와셔(98)는 상기 스러스트 플랜지(150)와 상기 제 2 하우징 부재(102)의 단부(154) 사이에 배치되어 있으며, 상기 스러스트 플랜지(150)와 상기 단부(154) 사이에 마찰을 감소하게 형성되어 있다.

상기 기어세트(96)는 피니언 샤프트(170)와, 한 쌍의 피니언(172) 및 한 쌍의 사이드 기어(174)를 포함하여 예시되고 있다. 상기 피니언 샤프트(170)는 상기 피니언 샤프트 개구(148)를 통해 연장되어 있고, 상기 차동 케이스 부재(92)에 고정 결합되어 있다. 상기 피니언 샤프트(170)는 상기 피니언 쌍(172)을 회전가능하게 지지하고 있으며, 상기 피니언 쌍 각각은 사이드 기어 쌍(174)과 맞물려 있다.상기 전방 액슬 샤프트(78)는 일단에서 상기 사이드 기어(174)중 연관된 하나의 사이드 기어에 결합되고, 타단에서 상기 좌우 전륜(66)중 연관된 하나의 바퀴에 결합되어 있다.

상기 바이어싱 메카니즘(94)은 사전에 정해진 조건이 발생될 때까지 해제상태로 상기 캠 부재(90)를 유지하게 작동한다. 예시된 구체적인 실시예에서, 상기 바이어싱 메카니즘(94)은 상기 캠 부재(90) 및 상기 차동 케이스 부재(92)의 상기 치차(134,140)를 감싸는 압축 스프링(180)이다. 상기 스프링(180)은 상기 칼라(132) 및 상기 플랜지 부재(146)에 전달된 바이어스 힘을 발생하게 작동됨으로써 상기 차동 축(83)을 따라 상기 캠 부재(90) 및 상기 차동 케이스 부재(92)를 떨어지게 축상으로 이격시킨다.

상기 엔진(24)으로부터 회전력은 상기 변속기(26)와, 상기 트랜스퍼 케이스(28)와, 상기 전방 지지 샤프트(72)와 상기 피니언 샤프트(76)를 지나 상기 차동 어셈블리(14)에 전달되어, 상기 차동 하우징 어셈블리(88)가 상기 차동 축(83)에 대해 회전하도록 한다. 상기 캠 부재(90)가 해제상태에 있을 때, 회전력은 상기 캠 부재(90)를 통해 상기 차동 케이스 부재(92)로 전달되지 않으며, 이와 같은 상기 회전력은 상기 전방 액슬 샤프트(78)를 지나 전륜(66)에 전달되지 않는다. 그러나, 상기 전륜(66)은 차량의 도로속도(road speed)로 회전하는 것에 제한되지 않으며, 이에 따라 상기 전방 액슬 샤프트(78)와, 상기 기어세트(96)와, 상기 차동 케이스 부재(92)를 상기 차동 축(83)에 대해 회전하게 한다. 상기 캠 부재(90)가 결합 상태에 있을 때, 회전력은 상기 캠 부재(90)을 통해 상기 차동 케이스 부재(92)로 전달되며, 이에 따라, 상기 회전력은 상기 차동 케이스 부재(92)와, 상기 기어세트(96)와, 상기 전방 액슬 샤프트(78)를 지나 상기 전륜(66)에 전달된다. 제시된 구체적인 예시에서, 상기 기어세트(96)의 배열은 상기 캠 부재(90)가 결합 상태에 있을 때 상기 차동 어셈블리(14)에 1의 바이어스 비로 제공된다.

운전시, 상기 엔진(24)에 의한 구동 토크는 상기 변속기(26)와, 상기 트랜스퍼 케이스(28)를 지나 상기 후방 및 전방 트랜스퍼 케이스 출력 샤프트(30,32)에 전달된다. 상기 전륜 및 후륜(26,66)이 양호한 견인력을 가지고 있는 정상적인 운전상태에서, 상기 엔진 구동 토크는 상기 후방 지지 샤프트(42)를 통해 상기 좌우 후륜(36)를 구동하기 위한 상기 후방 액슬 어셈블리(38)에 실질적으로 전달된다. 상기 엔진 구동 토크의 분배는 해제상태에서 상기 캠 부재(90)의 바이어스를 초래한다. 상기 후륜(36)에서 견인력이 충분히 양호한 상태에 있다면, 상기 구동라인(10)은 상기 전방지지 샤프트(72)에 상기 제 1 하우징 부재(100)가 상기 캠 부재(90)에 대해 회전하도록 충분한 구동 토크를 전달할 수 없으며, 이와 같은 상기 캠 부재(90)는 해제상태로 유지되고 상기 전륜(66)는 자유롭게 회전가능하게 된다.

상기 후륜(36)이 기설정된 양을 초과하여 미끄러지기 시작할 때, 상기 전방지지 샤프트(72)를 통해 전달된 구동 토크는 상기 전륜(66)의 회전에 의한 상기 기어세트(96)를 통해 영향을 받는 토크의 크기를 초과하게 되여, 상기 제 1 하우징 부재(100)가 상기 바이어싱 메카니즘(94)에 의해 발생된 바이어스 힘을 극복하게 하고 상기 캠 부재(90)가 결합 상태에 위치되도록 상기 캠 부재(90)에 대해 회전한다. 이러한, 엔진 구동 토크는 상기 기어세트(96)를 통해 상기 전륜(66)에 분배된다.

이와 같은 방법으로 상기 구동트레인(10)의 구성은 상기 차동 어셈블리(14)가 센서 또는 전자제어 장치의 사용없이도 바퀴 미끄러짐 반응에 순간적으로 작용될 수 있는 상대적으로 단순하고 저렴한 일시 4륜 구동 시스템을 생산한다는 점에서 꽤 잇점을 갖고 있다.

본 발명은 명세서에 설명되고 바람직한 실시예에 대해 도면에 예시되고 있지만, 다양한 변경이 만들어지고 균등물이 청구의 범위에 정의된 바와 같이 본 발명의 범위로부터 벗어남이 없는 요소들로 대치될 수 있음을 본 기술분야의 숙련자에게는 명백할 것이다. 부가적으로, 본 발명의 필수적인 범위를 벗어나지 않고 본 발명의 교시에서 특별한 상황에 맞게 또는 재료에 대해 많은 변형을 가할 수도 있다. 따라서, 본 발명은 이 발명을 실시하기 위해 현재 고려된 최상의 방식으로 본 명세서에 기술되고 도면에 예시된 구체적인 실시예에 제한되지 않으며 첨부된 청구항의 기술내에 있는 소정의 실시예들을 포함할 것이다.

Claims

회전 입력 인가에 반응하여 차동축을 따라 회전하도록 형성된 제1구조물과;

상기 차동축상에서 회전을 할 수 있도록 지지되어 있는 제2구조물과;

상기 차동축상에서 회전을 할 수 있도록 지지되어 있고, 제1, 2구조물의 사이에 배치되어 있으며, 제1구조물로부터의 토크를 제2구조물로 전달하는 결합조건과 제1구조물로부터의 토크를 제2구조물로 전달하는 것을 방지하는 분리조건에서 또한 운전되어질 수가 있는 제3구조물과;

상기 제2구조물내에 결합되어 있고 회전가능하게 지지되어 있는 차동 기어 세트와;

상기 제3구조물을 분리조건 상태로 미는 바이어싱 메카니즘을 구비하고 있으며;

상기 제3구조물은 회전 입력의 비틀림 크기가 차동 기어 세트를 통해 가해지는 회전력의 비틀림 크기를 기설정된 양만큼 초과하면 결합조건으로 위치되어지는 차동기어 어셈블리.
제 1 항에 있어서,

상기 제3구조물을 결합 및 해제 조건 위치로 상기 제3구조물을 상기 차동축을 따라 슬라이딩 운전 가능한 캠을 더 구비한 차동기어 어셈블리.
제 2 항에 있어서,

상기 캠은 상기 제1, 3구조물에 형성된 한 쌍의 인접 면에 의해 형성된 차동기어 어셈블리.
제 1 항에 있어서,

상기 제2, 3구조물 중 적어도 하나는 상기 제3구조물이 결합 위치일 때 상기 제2, 3구조물 중 다른 하나와 맞물리는 복수개의 치차를 포함하는 차동기어 어셈블리.
제 1 항에 있어서,

상기 차동축을 기준으로 회전하는 상기 제1구조물에 연결되어 있는 제4구조물을 더 구비하고 있고, 상기 제1, 4구조물은 서로 작용하여 제2, 3구조물과 상기 바이어싱 메커니즘을 수용하는 공동부를 한정하도록 차동기어 어셈블리.
제 5 항에 있어서,

상기 제2, 4구조물에 형성된 한 쌍의 접촉면 사이에 배치된 스러스트 워셔(thrust washer)을 더 포함한 차동기어 어셈블리.
제 5 항에 있어서,

상기 링 기어는 상기 제1, 4구조물중 하나에 고정되게 연결되어 있는 차동기어 어셈블리.
제 1 항에 있어서,

상기 바이어싱 메커니즘은 상기 제2, 3구조물 사이에서 배치된 스프링인 차동기어 어셈블리.
제 1 항에 있어서,

상기 기어 세트는 한 쌍의 사이드 기어를 포함하는 차동기어 어셈블리.
제 1 항에 있어서,

상기 차동기어 어셈블리는 상기 제3구조물이 헤제 조건에 있을 때 약 1의 바이어스 비를 갖는 차동기어 어셈블리.
차량의 출력원으로부터 회전 입력을 받고 제1, 2중간 회전 출력을 발생시키는 트랜스퍼 케이스 어셈블리와;

상기 트랜스퍼 케이스에 결합되어 있고, 제1중간 회전 출력을 인가받으며,

제1구동 휠 세트를 회전시키는 제1구동휠 출력을 발생시키는 제1액슬 어셈블리와;

상기 제2중간 회전 입력을 인가에 반응하여 차동축을 기준으로 회전하도록 형성된 차동 하우징 부재를 갖는 차동기어 어셈블리와, 차동축상에서 회전을 위해지지되어 있는 차동 케이스 부재와, 차동축상에서 회전을 위해 지지되어 있고 차동 하우징 부재와 차동케이스 부재의 사이에 배치되어 있으며, 상기 차동 하우징 부재로부터 차동 케이스 부재로 토크를 전달하는 결합조건과 차동 하우징 부재에서 차동 케이스 부재로 토크의 전달을 방지하는 해제 조건에서 작동되어질수 있는 캠 부재와, 상기 차동 케이스 부재에 연결되어 있고, 그 내부에 회전가능하게 지지되어 있는 차동 기어 세트를 갖는 제2액슬 어셈블리를 구비하고 있으며;

결합조건에서 캠 부재의 운전은 차동 기어 세트가 제2구동 휠 출력을 발생하도록 하여 제2구동 휠 세트를 회전시키고, 해제조건에서 캠 부재의 운전은 차동 기어 세트가 제2구동 휠 출력을 발생하는 것을 방지하여 제2구동 휠 세트가 자유롭게 회전하도록 하는 차량 구동 트레인.
제 11 항에 있어서,

상기 제2구동휠 세트가 자유롭게 회전될 때, 상기 캠 부재는 제2중간회전 출력의 크기가 차동 기어 세트를 통해 가해지는 회전 비틀림력을 초과할 때 결합조건으로 위치되는 차량 구동 트레인.
제 11 항에 있어서,

상기 바이어싱 메커니즘은 캠 부재를 해제위치로 바이어스 시키기 위해 채택된 차량 구동 트레인.
제 13 항에 있어서,

상기 바이어싱 메커니즘은 상기 캠 부재와 상기 차동 케이스 부재로부터 이격시키기 위한 스프링인 차량 구동 트레인.
제 11 항에 있어서,

상기 캠 부재는 상대적인 회전에 의해 상기 차동 하우징 부재와 상기 캠 부재의 사이에서 결합조건으로 위치되어진 차량 구동 트레인.
제 15 항에 있어서,

상기 캠 부재는 상기 차동 축을 따라서 상대 회전에 반응하여 상기 차동 하우징 부재와 캠 부재의 사이에서 슬라이드 하는 차량 구동 트레인.
제 16 항에 있어서,

복수의 치차는 각각의 상기 캠 부재와 캠 부재의 사이에 형성되어 있고, 상기 캠 부재에 형성된 복수개의 치차는 상기 차동 기어 케이스에 형성된 복수개의 치차와 맞물려 상기 캠 부재가 결합위치로 위치되어 있을 때 그 사이에서 토크를 전달하는 차량 구동 트레인.
제 11 항에 있어서,

상기 제2액슬 어셈블리는 차량의 전방 액슬인 차량 구동 트레인.
제 11 항에 있어서,

상기 차동기어 어셈블리는 상기 캠 부재가 결합위치에 있을 때, 1의 바이어싱 비를 갖는 차량 구동 트레인.
제 11 항에 있어서,

상기 차동 기어 세트는 한 쌍의 사이드 기어와, 차동 기어 피니언과 한 쌍의 차동 피니언 기어를 포함하며, 각각의 상기 차동 피니언 기어는 상기 차동 피니언상에서 회전전을 위해 지지되어 있으며 상기 사이드 기어와 맞물려 있는 차량 구동 트레인.