KR100910790B1 - 중장비용 드라이브 액슬 - Google Patents

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KR100910790B1
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임효성
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성보 피앤티 주식회사
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Abstract

본 발명은 중장비용 드라이브 액슬에 관한 것으로서, 특히 유성기어 및 허브휠을 연결하는 캐리어의 복잡한 구조를 다수개로 분할 제작한 후 조립함으로써, 부품의 불량률을 줄이고 조립을 용이하게 이루어지도록 할 수 있는 중장비용 드라이브 액슬에 관한 것이다.
본 발명의 중장비용 드라이브 액슬은, 구동축이 내장된 케이싱에 고정 결합된 하우징과; 상기 하우징에 대하여 독립적으로 회전하고 중심부에 제1관통공이 형성되며, 외부에 바퀴가 장착되는 허브휠과; 상기 구동축과 결합된 선기어와; 상기 선기어와 맞물리게 장착되어 회전하는 다수개의 유성기어와; 일단이 상기 유성기어의 회전중심에 장착되고, 타단이 상기 허브휠에 결합되는 캐리어와; 상기 하우징에 고정 장착되고 상기 유성기어를 감싸는 링기어와; 상기 캐리어의 회전을 제어하는 마찰수단을 포함하여 이루어지되, 상기 캐리어는, 일단이 상기 유성기어의 회전중심에 장착되고, 중심부에 제2관통공이 형성된 제1캐리어부와; 상기 제1관통공 및 제2관통공에 삽입 장착되고, 상기 제1캐리어부와 상기 허브휠을 상호 연결하는 기둥형상의 제2캐리어부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
중장비용 드라이브 액슬, 캐리어,

Description

중장비용 드라이브 액슬 { DRIVE AXLE FOR HEAVY EQUIPMENT }
본 발명은 중장비용 드라이브 액슬에 관한 것으로서, 특히 유성기어 및 허브휠을 연결하는 캐리어의 복잡한 구조를 다수개로 분할 제작한 후 조립함으로써, 부품의 불량률을 줄이고 조립을 용이하게 이루어지도록 할 수 있는 중장비용 드라이브 액슬에 관한 것이다.
도 1은 종래의 중장비용 드라이브 액슬의 단면 구조도이고, 도 2는 종래의 일반적인 캐리어를 도시한 사시도이다.
일반적으로 종래의 중장비용 유성동력 전달 드라이브 액슬의 구성은 도 1에 도시한 바와 같이, 중장비의 엔진동력에 의해 회전되는 구동축(10)과, 상기 구동축(10)이 내부에 회전 가능하게 수평으로 배치되어 지지 결합되는 케이싱(20)과, 상기 케이싱(20) 단부에 연이어 일체로 고정 결합되는 링기어(30)와, 상기 링기어(30)와 연이어 일체로 고정 결합되는 하우징(40)과, 상기 링기어(30) 및 하우징(40)의 내부에 회전 가능하게 지지 결합되는 캐리어(50)과, 상기 하우징(40)의 단부를 부분적으로 감싸면서 캐리어(50)과 연이어 일체로 고정결합되는 것으로 바퀴가 장착되는 허브휠(60)과, 상기 구동축(10)의 단부에 고정 결합되는 선기어(11) 와, 상기 선기어(11) 및 링기어(30)와 치합되어 자전 및 공전되도록 캐리어(50)에 회전 가능하게 지지 결합되는 유성기어(51)와, 상기 캐리어(50)의 외주연에 일정간격을 두면서 지지 결합되는 다수의 브레이크디스크(52)와, 상기 브레이크디스크(52) 사이에 내재되도록 하우징(40)의 내주면에 지지 결합되는 다수의 마찰판(41)과, 상기 다수의 브레이크디스크(52)와 마찰판(41)을 상호 밀착시켜 제동력을 발생시키도록 상기 하우징(40)에 설치되는 브레이크피스톤(70) 등이 포함되어 구성된다.
이러한 종래의 중장비용 유성동력 전달 드라이브 액슬은 구동축(10)이 회전하게 되면, 상기 구동축(10)의 단부에 결합된 선기어(11)가 회전하게 되고, 동시에 상기 선기어(11)와 치합된 유성기어(51)가 자전함과 아울러 링기어(30)를 따라 공전하게 되면서 상기 유성기어(51)가 지지 결합된 캐리어(50) 및 허브휠이 회전함에 따라 상기 허브휠(60)에 장착된 바퀴가 회전하여 중장비가 주행할 수 있게 된다.
또한, 상기 허브휠(60)이 회전하고 있는 상태에서 브레이크피스톤(70)이 작동되어 브레이크디스크(52)와 마찰판(41)을 밀착시키게되면, 상기 회전되던 브레이크디스크(52)가 지지 결합된 캐리어(50)의 회전력이 감속되어 정지하게 되고, 동시에 상기 캐리어(50)과 일체로 결합된 허브휠(60)이 정지함에 따라 상기 허브휠(60)에 장착된 바퀴가 정지하게 되어 중장비의 주행이 감속 및 정지할 수 있게 된다.
이와 같은 종래의 중장비용 유성동력 전달 드라이브 액슬은 회전되는 바퀴 즉 상기 바퀴가 장착된 허브휠(60) 및 캐리어(50)을 직접 제동하기 때문에 주행 중이던 중장비의 제동이 신속, 정확하게 이루어지고, 정확한 제동으로 인하여 백래쉬 현상이 발생되지 않기 때문에 중장비를 이용한 도랑파기나 상하수도관 매설과 같은 작업을 흔들림 없이 안정적으로 행할 수 있다는 장점이 있다.
상기 캐리어(50)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일단이 상기 유성기어(51) 방향으로 돌출 형성되어 유성기어(51)들의 회전중심에 장착되고, 외주면에는 기어가 형성되어 상기 브레이크디스크(52)와 결합하며, 타단에는 상기 허브휠(60)에 삽입되기 위한 삽입돌기부가 돌출 형성되어 있다.
위와 같은 캐리어(50)는 일반적으로 주조공정을 통해 제작하게 되는데, 그 구조가 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 복잡하여, 주조공정시 기포 등이 발생함으로써 불량품이 많이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 상기 링기어(30)는 내주면이 다수개의 유성기어(51)와 맞물리기 때문에 내마모성을 좋게 하기 위해 단조에 의해 제작한다.
이러한 상기 링기어(30)는 하우징(40) 및/또는 케이싱(20)과 결합하여야 하기 때문에 도 1에 도시된 바와 같이 그 구조가 복잡한데, 종래에는 상기 링기어(30)를 단조를 통해 일체화된 하나의 부재로 제작하였는바, 그 제조작업이 난해하였고 제조시간이 많이 소요되었다.
본 발명은 캐리어를 비교적 구조가 간단한 다수개의 구성으로 분할하여 제작하고 이를 용이하게 조립함으로써, 캐리어의 제작시 구조가 복잡하여 불량품이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 또한, 링기어를 비교적 구조가 간단한 다수개의 구성으로 분할하여 제작한 후 조립함으로써 제작을 용이하게 할 수 있는 중장비용 드라이브 액슬을 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 중장비용 드라이브 액슬은, 구동축이 내장된 케이싱에 고정 결합된 하우징과; 상기 하우징에 대하여 독립적으로 회전하고 중심부에 제1관통공이 형성되며, 외부에 바퀴가 장착되는 허브휠과; 상기 구동축과 결합된 선기어와; 상기 선기어와 맞물리게 장착되어 회전하는 다수개의 유성기어와; 일단이 상기 유성기어의 회전중심에 장착되고, 타단이 상기 허브휠에 결합되는 캐리어와; 상기 하우징에 고정 장착되고 상기 유성기어를 감싸는 링기어와; 상기 캐리어의 회전을 제어하는 마찰수단을 포함하여 이루어지되, 상기 캐리어는, 일단이 상기 유성기어의 회전중심에 장착되고, 중심부에 제2관통공이 형성된 제1캐리어부와; 상기 제1관통공 및 제2관통공에 삽입 장착되고, 상기 제1캐리어부와 상기 허브휠을 상호 연결하는 기둥형상의 제2캐리어부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 허브휠의 반대방향에 위치하는 상기 제2캐리어부의 일단의 지름은 상기 제2관통공의 지름보다 크게 형성되고, 상기 제2캐리어부의 타단에는 상기 제2캐리어부를 상기 허브휠에 고정 결합시키는 체결부재가 장착된다.
상기 제1캐리어부의 타단에는 상기 제2관통공을 감싸는 중공형상의 확장부가 상기 허브휠 방향으로 돌출 형성되고, 상기 확장부의 외주면에는 베어링이 장착된다.
상기 링기어는, 상기 하우징(110) 및 케이싱(111) 사이에 배치되어 고정 결합되고 내부에 삽입공이 형성된 고정결합부(151)와; 중공원통형상으로 형성되고, 상기 삽입공에 삽입 장착되며, 내주면에 상기 유성기어에 맞물리는 기어가 형성된 링기어형성부(155)로 이루어지되, 상기 링기어형성부(155)의 외주면에는 외주면을 따라 세레이션부(156)가 돌출 형성되고, 상기 삽입공의 지름은 상기 세레이션부(156)의 최외곽 지름보다 작게 형성하여, 상기 링기어형성부(155)를 상기 고정결합부(151)의 삽입공에 강제 삽입하여 고정 결합시킨다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 중장비용 드라이브 액슬에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
캐리어를 제1캐리어부와 제2캐리어부로 분할하여 제작한 후 조립하기 때문에, 주조공정시 구조가 복잡하여 기포가 발생함으로써 유발되는 제품의 불량화를 저하시킬 수 있다.
또한, 제2캐리어의 일단의 지름을 제1캐리어의 제2관통공의 지름보다 크게 형성함으로써, 제2캐리어의 타단을 잠금너트 등을 이용하여 체결할 경우, 제2캐리 어의 일단이 제1캐리어에 강하게 결합되도록 할 수 있다.
또한, 링기어를 고정결합부와 링기어형성부로 분할하여 제작한 후, 이를 조립하기 때문에, 복잡한 구조의 링기어의 제작이 용이하다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 드라이브 액슬의 단면 구조도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 캐리어의 분해사시도이며, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 링기어의 분해사시도이다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 중장비용 드라이브 액슬은, 하우징(110), 허브휠(120), 선기어(130), 링기어(150), 유성기어(140), 캐리어(160), 마찰수단(170) 등으로 이루어진다.
상기 하우징(110)은 중장비의 엔진 동력에 의해 회전되는 구동축(112)이 내장된 케이싱(111)에 고정 결합된다.
상기 허브휠(120)은 중공형상으로 상기 하우징(110)을 기준으로 상기 구동축(112)의 반대방향에 배치된다.
상기 허브휠(120)은 상기 하우징(110)에 대하여 독립적으로 회전하고, 중심부에는 제1관통공이 형성되어 있으며, 외부에는 중장비의 바퀴가 장착된다.
상기 선기어(130)는 상기 구동축(112)의 단부에 고정 결합되어 상기 하우징(110)의 내부에 배치된다.
상기 링기어(150)는 상기 하우징(110) 및/또는 케이싱(111)에 고정 장착되고, 내주면에 기어가 형성되어 상기 유성기어(140)를 감싸고 있다.
이러한 상기 링기어(150)는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이, 고정결합부(151)와, 링기어형성부(155)로 이루어진다.
상기 고정결합부(151)는 상기 하우징(110) 및 케이싱(111) 사이에 배치되어 상기 하우징(110) 및 케이싱(111)에 볼트 등에 의해 고정 결합되고, 내부에는 삽입공(152)이 형성된다.
상기 링기어형성부(155)는 중공원통 형상으로 형성되고, 상기 삽입공(152)에 삽입 장착되며, 내주면에 상기 유성기어(140)에 맞물리는 기어가 형성된다.
이때, 상기 고정결합부(151)는 주조의 의해 제작하고, 상기 링기어형성부(155)는 단조에 의해 제작하도록 함이 바람직하다.
일반적으로 상기 링기어(150)는 내주면이 유성기어(140)와 맞물리기 때문에 내마모성을 좋게 하기 위해 단조에 의해 제작한다.
이러한 링기어(150)는 하우징(110) 및/또는 케이싱(111)과 결합하여야 하기 때문에 그 구조가 복잡한데, 종래에는 상기 링기어(150)를 단조를 통해 일체화된 하나의 부재로 제작하였는바 그 제조작업이 난해하였고 제조시간이 많이 소요되었다.
그러나, 본 발명과 같이 상기 링기어(150)를 상기 고정결합부(151)와, 링기어형성부(155)로 분리하여 제작한 후 결합함으로써, 제작이 용이하다.
즉, 상기 유성기어(140)와 맞물리는 상기 링기어형성부(155)만을 단조로 제작하고, 상기 하우징(110) 및/또는 케이싱(111)과 결합는 상기 고정결합부(151)를 주조를 통해 제작함으로써, 내모마성이 요구되는 상기 링기어형성부(155)의 구조가 간단해져 단조를 통해 종래보다 용이하게 제작할 수 있어, 작업시간의 단축 및 제작의 난해점을 해결할 수 있다.
또한, 상기 링기어형성부(155)의 외주면에는 외주면을 따라 톱니형상의 세레이션부(156)가 돌출 형성되어 있다.
이때, 상기 삽입공(152)의 지름은 상기 세레이션부(156)의 최외곽 지름보다 작게 형성하고, 내주면은 스플라인이나 세레이션이 없는 밋밋한 면으로 형성한다.
이렇게 함으로써, 상기 링기어형성부(155)를 상기 고정결합부(151)의 삽입공(152)에 강제 삽입할 경우, 도 3에 도시된 바와 같이 상기 세레이션부(156)가 상기 삽입공(152)이 형성된 상기 고정결합부(151)를 파고 들면서 삽입되기 때문에, 상기 링기어형성부(155)를 상기 고정결합부(151)에 강하게 결합시킬 수 있다.
또한, 톱니형상의 상기 세레이션부(156)를 통해 상기 링기어형성부(155)와 고정결합부(151)를 강하게 고정 결합시키기 때문에, 스플라인 결합과 달리 상기 링기어형성부(155)가 고정결합부(151)에 대해 삽입방향으로 직선이동되는 것을 방지할 수 있다.
만일, 상기 링기어형성부(155)와 고정결합부(151)를 상호 스플라인 결합하는 경우는, 상기 링기어형성부(155)와 고정결합부(151)가 상호 종속적으로 함께 회전운동을 하지만, 직선운동은 독립적으로 할 수 있는 상태가 된다.
그런, 본 발명과 같이 링기어형성부(155)와 고정결합부(151)를 세레이션 결합하는 경우에는, 상기 링기어형성부(155)와 고정결합부(151)는 회전운동 뿐만 아니라 직선운동도 상호 종속적으로 이루어지게 되는바, 상기 링기어형성부(155)가 상기 고정결합부(151)에 대하여 독립적으로 직선운동하여 유동되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 세레이션부(156)는 상기 링기어형성부(155)의 외주면에 다수개가 일정한 간격으로 이격되게 형성되도록 함이 바람직하다.
상기 유성기어(140)는 다수개로 이루어져 상기 선기어(130)의 외주면 및 상기 링기어(150)의 내주면에 맞물리게 장착되고, 상기 선기어(130)의 회전시 자전 및 공전을 한다.
상기 캐리어(160)는 상기 하우징(110) 및 링기어(150)의 내부에 회전 가능하게 배치되고, 일단이 상기 유성기어(140)의 회전중심에 장착되고, 타단이 상기 허브휠(120)에 결합된다.
상기 캐리어(160)는 제1캐리어부(161)와, 제2캐리어부(165)로 분리되어 이루어진다.
상기 제1캐리어부(161)는, 일단이 상기 유성기어(140)의 회전중심에 장착되고, 중심부에 제2관통공이 형성되어 있다.
상기 제2캐리어부(165)는, 기둥형상으로 형성되어 상기 제1관통공 및 제2관통공에 삽입 장착되고, 상기 제1캐리어부(161)와 상기 허브휠(120)을 상호 연결하는 역할을 한다.
이때, 상기 허브휠(120)의 제1관통공의 내주면 및 상기 제1캐리어부(161)의 제2관통공의 내주면에는 각각 스플라인기어가 형성되어 있고, 상기 제2캐리어부(165)의 외주면에도 스플라인기어가 형성되어 있어, 상기 제1캐리어부(161)의 회 전시 상기 제2캐리어부(165)를 통해 상기 허브휠(120)도 함께 회전된다.
상기 허브휠(120)의 반대방향에 위치하는 상기 제2캐리어부(165)의 일단의 지름은 상기 제2관통공의 지름보다 크게 형성되고, 상기 제2캐리어부(165)의 타단에는 상기 제2캐리어부(165)를 상기 허브휠(120)에 고정 결합시키는 체결부재(180)가 장착된다.
상기 체결부재(180)는 잠금너트로 이루어져 상기 제2캐리어부(165)의 타단에 체결되도록 한다.
따라서, 상기 제2캐리어부(165)의 타단을 상기 제1관통공 및 제2관통공에 삽입한 상태에서 상기 제2캐리어부(165)의 타단에 상기 체결부재(180)를 체결하면, 상기 제2캐리어부(165)는 상기 체결부재(180) 방향으로 점점 이동한다.
이때, 상기 제2캐리어부(165)의 일단의 지름은 상기 제2관통공의 지름보다 크기 때문에, 상기 제2캐리어부(165)의 일단은 상기 제2관통공을 통과하지 못하고 걸려, 상기 제1캐리어부(161)에 강하게 결합된다.
그리고, 상기 제1캐리어부(161)의 타단에는 상기 제2관통공을 감싸는 중공형상의 확장부(162)가 상기 허브휠(120) 방향으로 돌출 형성되어 있다.
물론, 상기 확장부(162)의 내주면에도 상기 제2캐리어부(165)의 외주면에 형성된 스플라인기어와 결합하기 위한 스플라인기어가 형성되어 있다.
위와 같이, 상기 확장부(162)를 형성함으로써, 상기 제1캐리어부(161)와 제2캐리어부(165)의 접촉면적을 증대시켜 상기 제1캐리어부(161)의 동력을 상기 제2캐리어부(165)에 보다 잘 전달할 수 있다.
또한, 상기 확장부(162)의 외주면에는 베어링(185)이 장착되어, 상기 제1캐리어부(161)의 회전시 마찰력을 감소시킨다.
상기 마찰수단(170)은 상기 캐리어(160)의 회전을 제어하기 위한 것으로써, 종래기술에서 언급한 브레이크디스크, 마찰판 및 브레이크피스톤 등으로 이루어진다.
상기 마찰수단(170)은 공지된 종래의 기술과 동일한 바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
위와 같이 상기 캐리어(160)를 제1캐리어부(161)와 제2캐리어부(165)로 분할하여 제작함으로써, 부품의 구조가 비교적 간단해져 주조제작시 구조가 복잡하여 발생하는 기포에 의한 불량율을 저하시킬 수 있고, 또한 제1캐리어부(161)와 제2캐리어부(165)의 조립이 용이하여 보다 쉽게 장착할 수 있다.
이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동과정에 대하여 살펴본다.
상기 구동축(112)이 회전하면, 상기 구동축(112)에 고정 결합되어 있는 상기 선기어(130)가 회전하게 된다.
상기 선기어(130)의 회전에 의해 상기 선기어(130)의 외주면에 치합되어 있는 상기 유성기들이 상기 하우징(110)에 고정된 상기 링기어(150)와의 사이에서 자전 및 공전을 하면서 회전한다.
상기 유성기어(140)가 공전함에 따라 일단이 상기 유성기어(140)의 회전중심에 장착된 상기 제1캐리어부(161)도 회전한다.
상기 제1캐리어부(161)가 회전하면, 상기 제2관통공에 삽입 장착되어 있는 상기 제2캐리어부(165)는 회전하고, 상기 제2캐리어부(165)의 회전에 의해 상기 허브휠(120)이 회전하게 되어, 상기 허브휠(120)에 장착된 바퀴가 회전하여 중장비가 주행하게 된다.
본 발명인 중장비용 드라이브 액슬은 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
도 1은 종래의 중장비용 드라이브 액슬의 단면 구조도,
도 2는 종래의 일반적인 캐리어를 도시한 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 중장비용 드라이브 액슬의 단면 구조도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 캐리어의 분해사시도,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 링기어의 분해사시도,
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
110 : 하우징, 111 : 케이싱, 112 : 구동축, 120 : 허브휠, 130 : 선기어, 140 : 유성기어, 150 : 링기어, 160 : 캐리어, 161 : 제1캐리어부, 162 : 확장부, 165 : 제2캐리어부, 170 : 마찰수단, 180 : 체결부재, 185 : 베어링,

Claims (4)

  1. 구동축이 내장된 케이싱에 고정 결합된 하우징과;
    상기 하우징에 대하여 독립적으로 회전하고 중심부에 제1관통공이 형성되며, 외부에 바퀴가 장착되는 허브휠과;
    상기 구동축과 결합된 선기어와;
    상기 선기어와 맞물리게 장착되어 회전하는 다수개의 유성기어와;
    일단이 상기 유성기어의 회전중심에 장착되고, 타단이 상기 허브휠에 결합되는 캐리어와;
    상기 하우징에 고정 장착되고 상기 유성기어를 감싸는 링기어와;
    상기 캐리어의 회전을 제어하는 마찰수단을 포함하여 이루어지되,
    상기 캐리어는,
    일단이 상기 유성기어의 회전중심에 장착되고, 중심부에 제2관통공이 형성된 제1캐리어부와;
    상기 제1관통공 및 제2관통공에 삽입 장착되고, 상기 제1캐리어부와 상기 허브휠을 상호 연결하는 기둥형상의 제2캐리어부로 이루어지고,
    상기 허브휠의 반대방향에 위치하는 상기 제2캐리어부의 일단의 지름은 상기 제2관통공의 지름보다 크게 형성되고,
    상기 제2캐리어부의 타단에는 상기 제2캐리어부를 상기 허브휠에 고정 결합시키는 체결부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 중장비용 드라이브 액슬.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 제1캐리어부의 타단에는 상기 제2관통공을 감싸는 중공형상의 확장부가 상기 허브휠 방향으로 돌출 형성되고,
    상기 확장부의 외주면에는 베어링이 장착되는 것을 특징으로 하는 중장비용 드라이브 액슬.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 링기어는,
    상기 하우징 및 케이싱 사이에 배치되어 고정 결합되고 내부에 삽입공이 형성된 고정결합부와;
    중공원통형상으로 형성되고, 상기 삽입공에 삽입 장착되며, 내주면에 상기 유성기어에 맞물리는 기어가 형성된 링기어형성부로 이루어지되,
    상기 링기어형성부의 외주면에는 외주면을 따라 세레이션부가 돌출 형성되고,
    상기 삽입공의 지름은 상기 세레이션부의 최외곽 지름보다 작게 형성하여, 상기 링기어형성부를 상기 고정결합부의 삽입공에 강제 삽입하여 고정 결합시키는 것을 특징으로 하는 중장비용 드라이브 액슬.
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