KR100573742B1

KR100573742B1 - 4륜 구동 차량을 위한 진공 록킹 허브 카트리지

Info

Publication number: KR100573742B1
Application number: KR1020040094697A
Authority: KR
Inventors: 프레드엘.이워
Original assignee: 원 인더스트리즈, 아이엔씨.
Priority date: 2003-12-22
Filing date: 2004-11-18
Publication date: 2006-04-24
Also published as: US7000750B2; KR20050063670A; US20050133290A1

Abstract

4륜 구동 차량을 위한 진공 록킹 허브 시스템이 제공되며, 진공 록킹 허브 시스템은 조립의 편의를 위해 진공 록킹 허브 시스템이 카트리지 유닛로써 휠 내에 삽입되도록 허여하는 카트리지형 어셈블리(cartridge-type assembly)를 가진다. 진공 록킹 허브 시스템은 간결한 구성을 가져 그것이 휠 허브 내에 충분히 수용되고, 그래서 시스템의 무게 및 유닛의 길이를 줄인다.

Description

4륜 구동 차량을 위한 진공 록킹 허브 카트리지{VACUUM LOCKING HUB CARTRIDGE FOR FOUR WHEEL DRIVE VEHICLE}

도 1은 본 발명에 따른 스핀들에 적용되는 진공으로 작동되는 허브 클러치 메커니즘의 단면도이다.

도 2는 본 발명에 따른 진공으로 작동하는 허브 클러치 메커니즘의 조립을 설명하기 위한 분해 단면도이다.

도 3은 본 발명에 따른 진공으로 작동하는 허브 클러치 메커니즘의 상세 단면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 진공으로 작동하는 허브 클러치 메커니즘을 위한 밀봉재 배열의 상세 단면도이다.

본 발명은 차량의 록킹 허브 시스템에 관한 것으로, 더 상세하게는 줄어든 어셈블리의 길이와 향상된 조립, 설치, 그리고 실링 능력을 가지는 진공으로 작동되는 록킹 허브 카트리지에 관한 것이다.

도로와 비포장 도로에서 이용되도록 고안된 4균 구동 능력을 가지는 차량들 은 전형적으로 4개의 바퀴들 중 2개가 선택적으로 체결 및 비체결되도록 한다. 도로에서 이용시 불필요한 에너지 소비와 사용되지 않은 동력 전달 계통 구성요소들의 마모를 피하기 위해 동력 전달 장치에는 차량의 바퀴들을 액슬로부터 분리하는 허브록이 제공된다. 그러나 필요시에 비체결되는 바퀴들은 차량 동력 전달 장치의 동력 전달 계통으로 제공된다.

종래의 허브 록 장치들은 수동으로 조작되었다. 운전자/작업자는 챠량을 멈추고, 시스템을 분리하기 위한 운반케이스를 꺼내고, 각 휠 허브에 위치되는 다이얼을 수동으로 돌려서 액슬로부터 바퀴들이 분리되도록 허브록을 작동한다.

허브록들을 자동으로 동작시키기 위한 메커니즘이 계속적으로 개발되고 있다. 4륜 구동 차량을 위한 자동 록킹 허브들은 많은 다른 다지인 구성으로 이용되고 있다. 그런 구성들은 직접 수동 클러지 체결(direct manual clutch engagement), 원격 진공 클러치 체결(remote vacuum clutch engagement), 그리고 원격 가압 클러치 체결(remote pressure clutch engagement)을 포함한다. 이전 고안들의 시스템들은 복잡한 디자인으로 되어 있어 수많은 부품들을 필요로 하며, 이로 인해 장치의 생산 비용이 고가이고 조립이 복잡했다.

본 발명은 더 효율적인 생산을 위해 더 적은 부품들을 필요로 하고, 더 쉽게 차량에 조립할 수 있도록 구성요소들을 더욱 간결한 패키지로 제공되는 진공 록킹 허브 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 진공 록킹 허브 어셈블리는 내부 구동 기어에 안착되는 환형의 베이스부를 가지는 몸체 부재를 포함한다. 상기 내부 구동 기어는 액슬 축의 외부 스플라인들과 맞물리는 내부 스플라인들 및 복수의 외부 클러치 이들을 포함한다. 클러치 링은 상기 내부 구동 기어를 감싸고 내부 클러치 이들을 포함한다. 상기 클러치 이들은 상기 내부 구동 기어의 외부 클러치 이들과 맞물리거나 맞물리지 않도록 상기 내부 클러치 이들을 이동시키기 위해 상기 내부 구동 기어에 대해 슬라이드 이동될 수 있다. 피스톤은 상기 몸체 부재 내에 수용되고, 상기 클러치 링을 구동하기 위해 상기 클러치 링을 향하도록 배치된다. 다이아프램은 리테이너에 의해 상기 몸체 부재에 부착되고 상기 피스톤을 구동하기 위해 상기 피스톤을 동작시킨다. 상기 내부 구동 기어, 상기 클러치 링, 상기 피스톤, 그리고 상기 다이아프램은 카트리지 유닛으로써 상기 몸체 부재에 모두 함께 지지된다.

본 발명의 응용 분야는 아래에 제공되는 상세한 설명으로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 발명의 바람직한 실시예로써 제공되는 상세한 설명 및 특정 예는 설명의 목적을 위한 것으로 본 발명의 범위를 제한하고자 하는 것은 아니다.

도 1을 참조하면, 액슬축(16)에 휠(14)을 결합하는 진공 록킹 허브 시스템(12)을 가지는 휠 허브 어셈블리(10)가 보여진다. 휠(14)은 액슬축(16)에 회전가능하게 지지되는 휠 허브(18)에 고정되게 장착된다.액슬(16)과 휠 허브(18)는 진공 록킹 허브 시스템(12)에 의해 서로 결합 또는 분리될 수 있다.

휠 허브(18)는 너클(20)에 의해 지지된다. 베어링 어셈블리(22)는 너클(20)과 휠 허브(18) 사이에 배치된다. 휠 허브(18)는 베어링 어셈블리(22)에 기대어지 도록 배치되는 베어링 조절 너트(26)(도 1에 도시된 바와 같이) 또는 도 2에 도시된 바와 같이 롤 형상 보유 시스템(roll form retention system)을 수용하는 안쪽 단부(24)를 가진다. 베어링 어셈블리(22)는 고정부재들(30)에 의해 너클(20)에 고정되는 바깥쪽으로 연장된 플랜지부(28A)를 가지는 바깥쪽 레이스부(outer race portion)(28)를 가진다.

휠 허브(18)는 고정부재들(36)에 의해 브레이크 로터(brake rotor)(34)와 휠(14)에 고정되는 반경방향으로 연장된 플랜지부(32)를 포함한다. 휠 허브(18)는 내부에 액슬축(16)를 수용하기 위해 관통되도록 연장된 보어(38)를 포함한다. 보어(38)는 내부 스플라인들(internal splines)(42)을 가지는 외측부(40)를 포함한다. 베어링 어셈블리(44)는 액슬축(16)과 휠 허브(18)사이에서 보어(38)의 내측단(46) 상에 제공된다. 보어(38)는 견부(48)를 포함하고, 액슬축(16)은 보어(38) 내에 액슬축(16)을 보유하기 위해 보어(38)의 견부(48)와 인접하는 액슬 보유링(52)을 수용하는 리세스된 홈(50)을 포함한다. 액슬축(16)은 그것의 외측단에 외부 스플라인들(external splines)(54)를 포함한다.

진공 록킹 허브 시스템(12)는 보어(38)의 외측단(40)에 삽입되는 카트리지 유닛(cartridge unit)으로써 제공된다. 도 3에 도시된 바와 같이 진공 록킹 허브 시스템(12)은 진공 록킹 허브 시스템(12)을 카트리지 유닛으로써 함께 지지하는 몸체 부재(60)를 포함한다. 몸체 부재(60)는 후방 유지링(66)과 외측 와셔(68)에 의해 내부 구동 기어(64)에 고정되는 환상의 베이스부(annular base portion)(62)를 포함한다. 내부 구동기어(64)는 액슬축(16)의 외측단의 외부 스플라인들(54)과 맞 물리는 내부 스플라인들(70)을 포함한다. 내부 구동 기어(64)는 축방향으로 이격되어 배치된 두 쌍의 외부 클러치 이들(axially spaced exterior clutch teeth)(72, 74)을 포함한다. 클러치 링(76)은 내부 구동 기어(64) 둘레에 배치되며, 축방향으로 이격된 내부 클러치 이들(axially spaced interior clutch teeth)(78, 80)을 포함한다. 클러치 링(76)의 축방향으로 이격된 내부 클러치 이들(78, 80)은 축방향으로 이격된 외부 클러치 이들(72, 74)과 맞물린다. 클러치 링(76)은 휠 허브(18)의 보어(38)의 외측단(40)에 제공된 내부 스플라인들(42)과 맞물리는 외부 스플라인들(82)를 포함한다.

피스톤(84)은 몸체 부재(60) 내에 축방향으로 이동가능하고 클러치 링(76)을 직접 향하도록 배치된다. 다이아프램(diaphragm)(86)은 몸체 부재(60)에 의해 지지되고 피스톤(84)을 향하도록 배치된다. 다이아프램(86)은 몸체 부재(60)의 반경방향으로 바깥쪽으로 연장된 플랜지부(88)에 안착되며, 이는 몸체 부재(60)의 플랜지부(88)에 다이아프램(86)의 외측 플랜지를 끼워 조이는 금속 리테이너(90)에 의해 이루어진다. 도 4에 상세히 보여진 바와 같이 몸체 부재(60)의 외측 플랜지(88)와 휠 허브(18)의 보어(38) 사이를 밀봉하기 위해 오링 밀봉재(92)가 리테이너 링(90) 둘레에 제공된다. 나사가공된 고정부재들(100)에 의해 캡(cap)(96)이 휠 허브(18)의 끝면(98)에 장착된다. 나사가공된 고정부재들(100)은 캡(96)에 제공되는 홀들(102)과 휠 허브(18)의 끝면(98)에 제공되는 나사가공된 보어들(104)에 삽입된다. 캡(96)은 도 2에 상세히 보여진 바와 같이 휠 허브(18)의 보어(38) 내에 진공 록킹 허브 시스템(12)을 안착시키기 위해 몸체 부재(60)의 플랜지부(88)를 누르는 견부 (106)를 포함한다. 다이아프램 어셈블리(86)와 캡(96) 사이에 음의 압력이 발생되는 것을 방지하기 위해 캡(96)에 구멍(97)이 제공되는 것이 바람직하다.

동작시, 진공 통로(110)가 너클(20)에 제공되어, 액슬축(16)과 휠 허브(18) 사이의 진공이 진공 록킹 허브 시스템(12)에 전달된다. 다이아프램(86)이 축방향의 안쪽으로 이동되며, 이로 인해 피스톤(84)이 클러치 링(76)을 밀도록 안쪽으로 움직여 내부 클러치 이들 세트(78, 80)가 내부 구동 기어(64)의 외부 클러치 이들 세트(72, 74)와 맞물리며, 스핀들(16)과 휠 허브(18) 사이에 구동연결을 제공한다. 스프링(112)은 몸체(60)에 의해 지지되고 진공이 통하지 않을 때 클러치 링(76)이 풀린 위치(disengaged position)로 이동하게 한다.

몸체(60)는 진공 록킹 허브 시스템(12)의 모든 구성요소들을 하나의 카트리지로써 지지하여 휠 허브들(18) 안에 하나의 유닛으로써 장착되도록 한다. 조립자는 내부 구동 기어(64)의 내부 스플라인들(70)을 액슬축(16)의 외부 스플라인들(54)과 정렬하고 진공 록킹 허브 카트리지(12)가 휠 끝단 보어(38) 안으로 미끄러지게 한다. 그러고 나서, 조립자는 클러치 링(76)의 외부 스플라인들(54)을 휠 허브(18)의 내부 스플라인들(42)과 정렬한다. 캡(96)이 휠 허브(18) 상에 놓여지고, 장착 스크류들(100)이 설치된다. 오링 밀봉재(92)가 진공 록킹 허브 카트리지(12)와 휠 허브(18)의 보어(38) 사이에 트랩(trap)된다. 오링 밀봉재(92)는 진공을 유지하고 오염물질이 휠 끝단으로 들어가는 것을 방지한다. 베어링 어셈블리(22)의 반대측 끝단에 추가된 밀봉재들(122, 124)이 진공 챔버로부터 진공압이 새어나가는 것을 방지하고, 너클(20)과 액슬축(도 1의 60) 사이에도 밀봉재(120)가 제공된다.

본 발명의 상세한 설명은 단지 예시적인 것으로, 본 발명의 요점으로부터 벗어나지 않는 변화는 본 발명의 범위 내에 포함될 것이다. 그런 변화는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나는 것으로 여겨져서는 안 된다.

본 발명의 진공 록킹 허브 카트리지(12) 사용시 카트리지(12)는 휠 끝단에 매우 쉽게 조립된다. 또한, 진공 록킹 허브 카트리지(12)의 간결한 구성은 그것이 록킹 허브(18)의 보어(38) 내에 수용되도록 하고, 이로 인해 진공 허브 시스템의 크기와 무게를 감소시킨다.

Claims

차량에 고정되도록 채택된 너클(knuckle)과;

상기 너클에 회전가능하게 지지되며, 내부 스플라인들(interior splines)이 제공되며 관통되도록 연장된 보어(bore)를 가지는 휠 허브(wheel hub)와;

상기 휠 허브의 상기 보어를 통해 연장되는, 그리고 그 상에 외부 스플라인들(exterior splines)을 가지는 액슬 축(axle shaft)과;

상기 휠 허브의 상기 보어에 수용되는 진공 록킹 허브 어셈블리(vacuum locking hub assembly)를 포함하되,

상기 진공 록킹 허브 어셈블리는,

상기 액슬 축의 상기 외부 스프라인들과 맞물리는 내부 스플라인들 및 복수의 외부 클러치 이들을 포함하는 내부 구동 기어(inner drive gear)에 고정되는 환형의 베이스부를 가지는 몸체 부재(body member)와;

상기 내부 구동 기어를 감싸고 내부 클러치 이들을 포함하는, 그리고 상기 내부 구동 기어의 상기 외부 클러치 이들과 맞물리거나 맞물리지 않도록 상기 내부 클러치 이들을 이동시키기 위해 상기 내부 구동 기어에 대해 슬라이드될 수 있는 클러치 링(clutch ring)과;

상기 몸체 부재 내에 수용되며, 상기 클러치 링이 이동시키기 위해 상기 클러치 링을 향하도록 배치되는 피스톤과;

리테이너(retainer)에 의해 상기 몸체 부재에 부착되는, 그리고 상기 피스톤 을 구동하기 위해 상기 피스톤을 동작시키는 다이아프램(diaphragm)과;

상기 진공 록킹 허브 어셈블리로부터 분리되는, 그리고 상기 휠 허브의 상기 보어 내에 상기 진공 록킹 허브 어셈블리를 안착하기 위해 상기 휠 허브의 일면에 고정되는 캡 부재(cap member)를 포함하고,

상기 내부 구동 기어, 상기 클러치 링, 상기 피스톤, 그리고 상기 다이아프램은 상기 몸체 부재에 의해 모두 함께 지지되는 것을 특징으로 하는 허브 록 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 허브 록 시스템은 상기 몸체 부재와 상기 휠 허브 사이에 배치되는 밀봉 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 허브 록 시스템.
제 2항에 있어서,

상기 밀봉 부재는 상기 리테이너에 상에 수용되는 것을 특징으로 하는 허브 록 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 허브 록 시스템은 상기 몸체 부재의 상기 베이스부와 상기 클러치 링 사이에 배치되어 상기 내부 구동 기어의 상기 외부 클러치 이들에 대해 풀린 위치로 상기 클러치 링을 이동시키는 스프링 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 허브 록 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 피스톤은 상기 클러치 링을 직접 누르는 것을 특징으로 하는 허브 록 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 리테이너는 상기 몸체 부재의 외부 표면에 상기 다이아프램을 고정시키는 것을 특징으로 하는 허브 록 시스템.
제 1항에 있어서,

상기 휠 허브와 상기 액슬 축 사이에 진공 통로가 제공되는 것을 특징으로 하는 허브 록 시스템.
차량에 고정되도록 채택된 너클과;

상기 너클에 회전가능하게 지지되며, 내부 스플라인들이 제공되며 관통되도록 연장된 보어를 가지는 휠 허브와;

상기 휠 허브의 상기 보어를 지나도록 연장되는, 그리고 그 상에 외부 스플라인들을 가지는 액슬 축과;

상기 휠 허브의 상기 보어에 수용되는 진공 록킹 허브 어셈블리를 포함하되,

상기 진공 록킹 허브 어셈블리는,

상기 액슬 축의 상기 외부 스프라인들과 맞물리는 내부 스플라인들 및 복수의 외부 클러치 이들을 포함하는 내부 구동 기어에 고정되는 환형의 베이스부를 가지는 몸체 부재와;

상기 내부 구동 기어를 감싸고 내부 클러치 이들을 포함하는, 그리고 상기 내부 구동 기어의 상기 외부 클러치 이들과 맞물리거나 맞물리지 않도록 상기 내부 클러치 이들을 이동시키기 위해 상기 내부 구동 기어에 대해 슬라이드될 수 있는 클러치 링과;

상기 몸체 부재 내에 수용되며, 상기 클러치 링을 구동하기 위해 상기 클러치 링을 향하도록 배치되는 피스톤과;

리테이너에 의해 상기 몸체 부재에 부착되는, 그리고 상기 피스톤을 구동하기 위해 상기 피스톤을 향하도록 동작되는 다이아프램과; 그리고,

상기 리테이너 상에 수용되며, 상기 리테이너와 상기 휠 허브의 상기 보어 사이를 밀봉하도록 배치되는 밀봉 부재를 포함하되,

상기 내부 구동 기어, 상기 클러치 링, 상기 피스톤, 그리고 상기 다이아프램은 상기 몸체 부재에 의해 모두 함께 지지되는 것을 특징으로 하는 허브 록 시스템.
차량에 고정되도록 채택된 너클과;

상기 너클에 회전가능하게 지지되며, 내부 스플라인들이 제공되며 관통되도 록 연장된 보어를 가지는 휠 허브와;

상기 휠 허브의 상기 보어를 지나도록 연장되는, 그리고 그 상에 외부 스플라인들을 가지는 액슬 축과;

상기 휠 허브의 상기 보어에 수용되는 진공 록킹 허브 어셈블리를 포함하되,

상기 진공 록킹 허브 어셈블리는,

상기 액슬 축의 상기 외부 스프라인들과 맞물리는 내부 스플라인들 및 복수의 외부 클러치 이들을 포함하는 내부 구동 기어에 고정되는 환형의 베이스부를 가지는 몸체 부재와;

상기 내부 구동 기어를 감싸고 내부 클러치 이들을 포함하는, 그리고 상기 내부 구동 기어의 상기 외부 클러치 이들과 맞물리거나 맞물리지 않도록 상기 내부 클러치 이들을 이동시키기 위해 상기 내부 구동 기어에 대해 슬라이드될 수 있는 클러치 링과;

상기 몸체 부재 내에 수용되며, 상기 클러치 링을 구동하기 위해 상기 클러치 링을 향하도록 배치되는 피스톤과; 그리고

리테이너에 의해 상기 몸체 부재에 부착되는, 그리고 상기 피스톤을 구동하기 위해 상기 피스톤을 향하도록 동작되는 다이아프램을 포함하되,

상기 내부 구동 기어, 상기 클러치 링, 상기 피스톤, 그리고 상기 다이아프램은 상기 몸체 부재에 의해 모두 함께 지지되는 것을 특징으로 하는 허브 록 시스템.