KR100312051B1 - 차량용차축어셈블리 - Google Patents

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Abstract

본 발명은
- 센터 하우징,
- 센터 하우징을 차량에 연결하는 서스펜션 요소,
- 센터 하우징에 배열된 주 드라이브,
- 센터 하우징의 외곽 단부에 배열된 사이드 드라이브,
- 사이드 드라이브에 각각 연결된 휠 허브 유닛
을 구비하며, 센터 하우징에 배열된 차동 기어 유닛의 종축선과 휠 허브 유닛의 종축선과의 사이에 문형의 간격이 제공된 차량용 피동 차축 어셈블리에 관한 것이다.
본 발명의 이점은, 센터 하우징을 차량에 연결하는 서스펜션 요소가 센터 하우징의 드라이브의 하우징에 통합식으로 부착되고, 이에 따라 사이드 드라이브의 하우징, 센터 하우징, 및 상기 서스펜션 요소가 하나의 컴팩트한 유닛으로 형성되는데 있다.

Description

차량용 차축 어셈블리
본 발명은 다음으로 구성되는 차량용 피동 차축 어셈블리에 관한 것이다.
- 센터 하우징,
- 센터 하우징을 차량에 연결하는 서스펜션 요소,
- 센터 하우징에 배열된 주 드라이브,
- 센터 하우징의 외곽 단부에 배열된 사이드 드라이브,
- 사이드 드라이브에 각각 연결된 휠 허브 유닛을 구비하며,
- 센터 하우징에 배열된 차동 기어 유닛의 증축선과 휠 헤드의 종축선과의 사이에 문형의 간격이 제공되는 차량용 피동 차축 어셈블리.
소위 이러한 문형(門形) 구조를 갖는 차축 어셈블리는, 버스의 경우에 대중 수송을 향상시키고, 승객 왕래를 가속시키고, 승, 하차를 용이하게 하기 위하여 요즈음 아주 폭넓게 사용된다. 문형 구조의 현저한 이점은 차량의 바닥 높이를 지면에서 측정하여 320 ~ 350 mm까지 낮출 수 있다는 것이며, 이에 따라 보도에서 차에 올라 타기 위하여 단지 한 계단만이 필요하게 된다.
그러나 필요한 드라이브가 배치될 곳이 있어야 하며, 충분한 안정성과 강성이 있어야 하며, 차량 프레임에의 연결이 아주 안정되어야 하므로 차량의 피동 후부 차축에 문제점이 있다.
공지된 차축 어셈블리 (GE 특허 출원 제 340 27 806호)의 경우에, 주 드라이브는 차량의 종축선에서 가능한 한 멀리 배치된다. 차동기어에는 주 드라이브의 일부분이 배치되며, 한쌍의 베밸기어와 원판 기어가 부착되고, 회전은 여기에서 사이드 드라이브로 전달된다. 그러므로 토크의 증가와 회전수의 감소는 두 단계로 이루어진다. 문형의 간격은 센터 하우징에 배열된 차동 기어의 증축선과 출구 차축 샤프트 즉, 허브 유닛의 종축선과의 사이에서 측정될 수 있다 : 이는 차량의 바닥 높이를 종래의 차축 어셈블리를 갖는 차량의 바닥 높이와 비교하여 더 낮출 수 있는 치수이다.
종래의 기술에서, 지지 및 서스펜션 요소는 차축 어셈블리의 부품이 아니다. 종래의 구조에서, 예를 들면 사이드 드라이브의 하우징상에는, 각 측면에 형성된 2 × 3개의 피스 (pieces)로 이루어진, 즉 합계 12개의 피스로 이루어진 대형의 연결 아이 (connecting eyes)가 설치되기 때문에, 버스 제조자에게는 이들 지지 및 서스펜션 요소의 선택, 외관, 부착 문제가 제기된다. 버스 제조자는 이들 서스펜션 요소를 일 피스 이상으로 제조한 용접 구조물로서 규칙적으로 형성하는데, 이후 이들 피스는 서로 연결될 뿐만 아니라, 나사 연결에 의하여 사이드 드라이브의 하우징에, 그리고 차량의 프레임에 고정된다. 서로 나사로 조여진 빔의 지지 장치 상에는 공기 스프링과 차량의 충격 흡수구 (shock absorbers)가 역시 부착된다.
실제로, 지지 및 서스펜션 요소가 일 피스 이상으로 구성되는 것은 바람직하지 않다는 것이 증명되었다. 각각의 나사 연결부 및 모든 나사 연결부에서, 베어링 구조의 강도는 극히 감소하고, 동시에 이 나사 연결부는 응력이 집중되는 부위이다. 공지된 방법에서, 예를 들면 네 개의 분리된 요소는 차축 어셈블리에 나사로 조여진다. 아주 특별한 나사 연결부조차 때때로 불가피하게 느슨해지며, 이는 종래의 차축 어셈블리의 안전성 면에서 아주 불리하다는 것이 입증되었다. 나사 연결부에서 닫힌 빔은 개방된 빔으로 바뀌며, 이는 또한 종래의 서스펜션 요소의 강성과 안정성을 감소시킨다.
상술한 결과로서 공지된 지지 및 서스펜션 요소는 초과 치수를 가져야 하며, 충분한 안정성이 나사 연결부에 제공되어야 함을 고려해야 한다. 이는 어셈블리를 더 복잡한 것으로 만들뿐만 아니라 차축 어셈블리의 무게를 더 증가시킬 것이다.
버스 제조 산업에서, 최근에 버스 제조자들은 그들 스스로 지지 및 서스 펜션 요소를 제조하려고 하지 않으려는 경향이 있으나 이 요소들을 외부 공급자에게서 구입하는 것은 불편하다. 그러므로 차축 어셈블리의 제조자가 차축 어셈블리상에 장착된 서스펜션 요소와 모든 패스너를 갖는 완전한 구조로서 설치를 위하여 준비된 그들 제품을 제공해야 하는 아직 해결되지 않은 필요성이 점점 더 제기된다.
본 발명의 주 목적은 문형 구조의 모든 이점을 간직한채 컴팩트한 구조로 모든 필요한 패스너와 서스펜션 요소를 구비하며, 상술한 필요성을 완전히 만족시키는 차축 어셈블리를 제공하는 것이다. 또 다른 목적은 상술한 해결책의 안전성을 증가시키고 이들을 더 단순화시키는것이다.
그러므로, 본 발명에 따른 차량용 피동 차축 어셈블리는,
·센터 하우징,
·센터 하우징을 차량에 연결하는 서스펜션 요소,
·차동 기어 유닛을 포함하고, 센터 하우징에 배열된 주 드라이브,
·센터 하우징의 외곽 단부에 배열된 사이드 드라이브,
·사이드 드라이브에 각각 연결된 휠 허브 유닛으로 구성되며,
센터 하우징에 배열된 차동 기어 유닛의 종축선과 휠 허브 유닛의 종축선과의 사이에 문형의 간격이 제공된다.
본 발명의 이점은, 센터 하우징을 차량에 연결하는 서스펜션 요소를, 센터 하우징의 드라이브의 하우징에 통합된 방식으로 부착하고, 이에 따라 사이드 드라이브의 하우징, 센터 하우징, 및 상기 서스펜션 요소를 하나의 컴팩트 유닛으로 형성하는 것이다.
다양하게 선택가능하거나 또는 바람직한 특징들은 종속항에 기술되어 있다.
그러므로 본 발명의 일 실시예에서, 서스펜션 요소와 사이드 드라이브의 하우징은 일체로 제조된다.
본 발명에 따르면, 서스펜션 요소가, 차축 어셈블리를 차량에 부착하기 위한 연결점 뿐만 아니라 닫힌 형상으로 제조된 실제적으로 C형 아암을 포함하고 센터 하우징에서 떨어져서 놓여 있는 아암의 단부(ends) 상에 공기 스프링의 패드와 충격 흡수구의 패드가 배열되는 것이 또한 바람직하다.
또 다른 바람직한 실시예에서는, 센터 하부징과 주 드라이브의 하우징이 일체의 주조 요소 (cast element)로 제조된다.
최종적으로, 사이드 드라이브의 전동 기어의 베어링의 내부 링과, 사이드 드라이브의 측벽과 상기 베어링의 내부 링 사이에 배열된 스페이서(distance ring)와, 사이드 드라이브의 측벽을 관통하는 나사 볼트와, 이 볼트의 나사부상에 배열된 나사 디스크가, 예응력(pre-stressed) 장치의 부분을 형성하는 것이 또한 바람직하다.
이하, 첨부 도면을 참고로 하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
제 1 도의 바람직한 실시예에서, 차량(1)의 바닥(2)의 높이를 문형으로 구성된 차축 어셈블리 (3)로 인해 종래의 방법과 비교할 때 아주 낮은 즉, 지면(4)에 근접하게 배치하는 것이 잘 관찰된다. 그러나 이를 위하여 차축 어셈블리(3)의 센터 하우징(5)은 아주 낮아야 하며, 차축 어셈블리(3)의 주드라이브(6)의 하우징은 가능한 한 멀리 배치되어야 한다.
본 발명에 있어서, 개량된 부분인 차축 어셈블리(3) 의 통합부는 서스펜션 요소(7)이다. 서스펜션 요소는 한편으로, 차량(1)의 프레임에 차축어셈블리 (3) 를 부착하는 패스너의 연결을 위한 서스펜션 블록 (8) (제 3 도)과 다른 한편으로, 사이드 드라이브(16) 의 하우징 (17) 에 통합된 아암 (13) (제 3 도) 뿐만 아니라 차량 (1) 의 충격 흡수구 (11) 를 지지하는 패드 (12)와 차량 (1) 의 공기 스프링(9)을 지지하는 패드 (10)로 이루어진다. 차량 (1) 의 휠 (14) 은 센터 하우징 (5) 의 양극단에서 사이드 드라이브 (16) 의 하우징 (17) 에 연결되는 허브 유닛 (15) 상에 배열된다.
제 2 - 4도는 본 발명에 따른 차축 어셈블리 (3) 가 장착되지 않은 것을 도시한다. 제 2 도는 센터 하우징 (5) 의 옆에 배치된 주 드라이브 (6) 뿐만 아니라 사이드 드라이브 (16) 의 하우징 (17) 에 부착된 허브 유닛 (15) 을 잘 도시한다. 이 도면은 또한 차축 어셈블리 (3) 의 통합부를 형성하는 서스펜션 요소 (7) 가 주조에 의하여 제조되며, 더욱 이 요소가 사이드 드라이브 (16) 의 하우징 (17) 과 일체로 주조되는 것을 도시한다. 이는 제 3 도의 평면도에서 볼 수 있다.
제 2 도는 동시에 허브 유닛 (15) 의 종축과 주 드라이브 (6) 에 배열된 차동 기어 유닛의 종축 사이의 문형의 간격 (P) 을 도시한다. 이는 차량 (1) 의 바닥(2) (제 2도) 의 높이를 종래 구조의 바닥의 높이 보다 낮게 할 수 있는 간격이다.
제 3도에는 주 드라이브 (6) 와 허브 유닛(15) 사이에 배열된 사이드 드라이브 (16)가 도시된다. 사이드 드라이브는 드라이브 요소들 사이의 연결을 제공한다. 센터 하우징 (5) 의 양 측면에서, 아암 (13) 뿐만 아니라 패드 (10) (12) 와 사이드 드라이브 (16)의 하우징 (17)은 컴팩트하고 통합된 유닛을 형성하며, 즉 이들 요소는 실시예에서 일체로 주조된다. 유사하게, 센터 하우징 (5) 과 주 드라이브 (6)의 하우징은 또한 일체로 주조된다. 서스펜션 블록(8)은, 차측 어셈블리 (3) 의 위치를 차량 (1) 에 대해서 고정하는 패스너 스템 (fastsner stems) 의 연결을 제공한다. 서스펜션 블록 (8) 아래에서 장착 패드(18) 는 차량 (1) 의 브레이크 실린더 (도시 안됨)를 배열하기 위하여 배열된다,
제 3도에는 아암 (13) 의 단면부 (19) 가 또한 도시된다. 단면부 (19) 는 아암 (13) 의 전체 길이에 걸쳐 일정한 강도를 가지는 닫힌 형상으로 형성된다.
제 3 도에는 본 발명에 따른 차축 어셈블리 (3) 의 컴팩트한 배열이 잘 도시된다. 여기에서 사이드 드라이브 (16) 의 하우징 (17), 패드 (10)(12), 아암 (13), 센터 하우징 (5), 주 드라이브 (6) 의 하우징, 단단하게 연결된 서스펜션 블록 (8), 장착 패드 (18) 는 보조 요소 없이 차량 (1) 내로 장착될 수 있는 일정한 유닛을 형성한다. 제 4 도에서 빗금친 부분은 기어 (20) (21) 에 연결된 전동 기어 (22) (23) 뿐만 아니라 사이드 드라이브 (16) 의 기어 (20)(21) 를 도시한다.
제 5도는 전동 기어(22)의 축의 관통면에 있는 사이드 드라이브 (16) 의 단면을 도시한다. 전동 기어 (22) 는 스페이서 (26) 가 배열되는 내부링 (25) 사이의두 베어링 (24) 상에서 구동한다. 사이드 드라이브 (16) 의 하우징 (17) 의 대향 하우징 벽 (27) (28)은 그 나사 단부상의 나사 디스크 (30) 를 갖는 나사 관통 볼트 (29) 에 의하여 서로에 대향되게 예응력된다
그러므로 베어링 (24) 의 내부링 (25), 내부링 (25) 과 측벽 (27)(28) 사이의 스페이서(26) 는 예응력 장치를 형성하고, 여기서 응력은 볼트 (29) 와 디스크 (30)의 공동 작동에 의하여 조정될 수 있다. 이 배열은 하우징 (17) 내에서 더 정확하게 기어가 구동하게 하는 사이드 드라이브 (16) 의 하우징 (17)의 대향벽 (27)(28) 의 독립적인 변형을 상당히 감소시키는 효과를 갖는다. 결과로서, 동일한 배열이 전동 기어 (23) 에서 발견될 수 있다.
가장 중요한 이점은 상술한 배열에서 강도의 증가가 명백하다는 것이다. 도시된 차축 어셈블리 (3) 는 컴팩트 유닛이며, 버스 제조자에 의하여 일체로 보여진다. 이에 따라 일련의 나사 연결부에 의하여 서로 연결되는 분리된 요소가 필요없게 된다. 일정한 강도의 구조는 차축 어셈블리의 외곽 치수와 가능한 최저의 자체 무게 뿐만 아니라 베어링의 최적의 하중과 하중의 분산을 가능하게 한다. 제 5 도에 도시된 상기 배열과 예응력된 배열은 차축 어셈블리 (3) 에 사용된 상대적으로 복잡한 기어 드라이브의 증가된 구동의 정확성과 원활한 작동을 위하여 바람직하며, 이에 따라 이 요소는 마모되지 않고 초기 만큼 많은 소음을 일으키지도 않는다. 사이드 드라이브 (16) 의 하우징 (17) 과 일체로 주조된 서스펜션 아암 (13) 은 기어 드라이브에서 발생된 불필요한 열을 방출하는데 효과적이며, 이는 문형 구조에서 차축 어셈블리의 통상의 잘못된 환기 문제를 고려할 때 상당히 중요한 이점이 된다.
제 1 도는 본 발명의 차축 어셈블리의 바람직한 실시예를 도시한 것으로, 문형 (門形) 구조의 차축 어셈블리를 갖춘 차량의 개략도,
제 2 도는 제 1 도의 실시예를 입력측으로부터 도시한 측면도,
제 3 도는 제 1 도의 실시예의 평면도,
제 4 도는 제 3 도의 IV - IV선을 따른 단면도,
제 5 도는 제 1 도의 실시예의 일부분을 도시한 것으로, 사이드 드라이브를 그의 전동 기어의 축선을 통하여 구동하는 면에서 바라 본 단면도,
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
1 : 차량 3 : 차축 어셈블리
5 : 센터 하우징 6 : 주 드라이브
7 : 서스펜션 요소 (suspension element)
17 : 하우징 22, 23 : 전동 기어

Claims (6)

  1. 센터 하우징 (5) 과,
    센터 하우징 (5) 을 차량 (1) 에 연결하는 서스펜션 요소 (7) 와,
    차동 기어 유닛을 포함하며, 센터 하우징 (5) 에 배열된 주 드라이브 (6) 와,
    센터 하우징 (5) 의 외곽 단부에 배열된 사이드 드라이브 (16) 와,
    사이드 드라이브 (16) 에 각각 연결된 휠 허브 유닛 (15) 을 구비하며.
    센터 하우징 (5) 에 배열된 차동 기어 유닛의 종축선과 휠 허브 유닛 (15) 의 증축선과의 사이에 문형의 간격이 제공되는 차량용 피동 차축 어셈블리에 있어서 ,
    상기 센터 하우징 (5) 을 차량 (1) 에 연결하는 상기 서스펜션 요소 (7) 는 센터 하우징 (5)의 드라이브 하우징에 통합식으로 부착되며, 상기 사이드 드라이브 (16) 의 하우징 (17), 상기 센터 하우징 (5), 및 상기 서스펜션 요소 (7) 는 하나의 컴팩트 유닛으로서 형성되는 차량용 차축 어셈블리.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 사이드 드라이브 (16) 의 하우징 (17) 과 상기 서스펜션 요소 (7) 가 일체로 제조되는 차축 어셈블리
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 서스펜션 요소 (7) 는 차축어셈블리(3) 를 차량 (1) 에 부착하기 위한 연결점 뿐만 아니라 닫힌 형상으로 제조된 실제적으로 C 형상의 아암 (13) 을 포함하며, 센터 하우징 (5) 에서 떨어져서 놓여 있는 아암 (13) 의 단부상에는 공기 스프링 (9) 의 패드 (10) 와, 충격 흡수구 (11)의 패드 (12) 가 배열되어 있는 차축 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 센터 하우징 (5) 과 주 드라이브 (6) 의 하우징이 일체의 주조 요소로 제조된 차축 어셈블리.
  5. 제 1, 2, 4 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 사이드 드라이브 (16) 의 전동 기어(22, 23)의 베어링 (24) 의 내부 링 (25) 과, 상기 사이드 드라이브 (16) 의 측벽 (27, 28)과 상기 베어링 (24) 의 내부 링 (25) 사이에 배열된 스페이서 (26) 와, 상기 사이드 드라이브 (16) 의 측벽(27, 28)을 관통하는 나사 볼트 (29)와, 이 볼트 (29) 의 나사부상에 배열된 나사 디스크 (30) 가, 예응력 장치의 부분을 형성하는 차축 어셈블리,
  6. 제 3 항에 있어서, 상기 사이드 드라이브 (16) 의 전동 기어 (22, 23) 의 베어링 (24) 의 내부 링 (25) 과, 상기 사이드 드라이브 (16) 의 측벽 (27, 28)과 상기 베어링 (24) 의 내부 링 (25) 사이에 배열된 스페이서(26)와, 상기 사이드 드라이브 (16) 의 측벽 (27, 28) 을 관통하는 나사 볼트 (29) 와, 이 볼트 (29) 의 나사부상에 배열된 나사 디스크 (30) 가, 예응력 장치의 부분을 형성하는 차축 어셈블리.
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