KR101604181B1

KR101604181B1 - 콤팩트 펄스 진공 구동 스핀들 허브 록

Info

Publication number: KR101604181B1
Application number: KR1020140023910A
Authority: KR
Inventors: 푸세 크레이그; 시뮬라 아드리안; 엠. 에버릴 브라이언; 알. 로슨 미셀; 왈스튼 제프; 웬들러 이안; 클락 크레이그
Original assignee: 원 인더스트리즈, 아이엔씨.
Priority date: 2013-03-07
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2016-03-16
Also published as: US9091307B2; KR20140110742A; JP2014198555A; US20140251747A1

Abstract

휠 허브를 차축에 선택적으로 결합시키기 위한 펄스 진공 허브 록 시스템은
휠 허브 내의 보어 내에 수용되는 카트리지 유니트를 구비하고 있다. 카트리지 유니트는 휠 허브 내의 스플라인들 사이에서 이동 가능하게 및 차축에 직접 결합되도록 하기 위한 클러치 링을 지지하고 있다. 다이아프램은 피스톤 어셈블리에 연결되며 진공 압력에 반응하여 상기 클러치 링을 유지하고 있는 래치 메커니즘을 결합 또는 결합 해제하여 상기 피스톤 어셈블리를 결합 위치 또는 결합 해제 위치로 구동한다. 피스톤 스프링 및 보조 스프링은 피스톤 어셈블리의 제 1 및 제 2 피스톤들 사이에 제공되며 래치 메커니즘을 구동하는데 필요한 진공 수준에서의 분리를 가능하게 한다. 진공 허브 록 시스템은 콤팩트하므로 휠 림의 외측면 내의 개구의 인보드에 배치될 수 있다.

Description

콤팩트 펄스 진공 구동 스핀들 허브 록{COMPACT PULSE VACUUM LIVE SPINDLE HUB LOCK}

본원은 2013년 3월 7일에 출원한 미국 가출원 번호 제61/774,169호와 2014년 1월 16일에 출원한 미국 가출원 번호 14/156,774의 이익을 주장한다. 상기 출원의 전문은 참조함으로써 본원에 병합된다.

본 발명은 차량의 로킹 허브 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 어셈블리의 길이가 짧아진 펄스 진공 구동 로킹 허브 카트리지에 관한 것이다.

본 섹션에서는 종래 기술만이 아니라 본 발명과 관련된 배경 정보를 제공한다.

일반 도로의 주행 및 오프로드의 주행을 위해서 설계된 사륜 구동이 가능한차량들은 전형적으로 사륜 중에서 두 개의 휠에 대해서 선택적인 결합/결합 해제를 제공하고 있다. 결합 해제될 휠들은 차량의 파워 트레인으로부터의 일반 도로 주행용 구동계를 반드시 구비하고 있으며, 불필요한 에너지 소모 및 사용 불가능한 구동계 구성 요소들의 마모를 회피하기 위해서 허브 록들은 차량의 휠들로부터 축들을 연결 해제하도록 제공된다. 원래의 허브 록 장치들은 수동으로 구동되었다.

운전자/조작자는 차량을 정차시키고, 구동 케이스 연결 해제 시스템을 맞물린 다음 수동으로 각각의 휠 허브에 위치한 다이얼을 돌려서 허브 록을 구동시킴으로써 켜축으로부터 휠들을 연결 해제하여야 하였다.

이후에, 허브 록들을 자동으로 구동하기 위한 메커니즘들이 개발되었다. 최근 사륜 구동 자동차용의 자동 로킹 허브들로서 다양한 많은 디자인 형태들을 사용할 수 있게 되었다. 이와 같은 형태들 중에는 다이렉트 수동 클러치 결합방식, 리모트 진공 클러치 결합 방식, 및 리모트 압력 클러치 결합 방식이 포함된다. 종래 디자인들의 시스템들은 수많은 부품들을 필요로 하는 복잡한 디자인들을 포함하고 있었다. 본 발명에서의 개시는 더욱 콤팩트하고 차량에 더욱 용이하게 조립할 수 있으면서, 미적으로 개선된 구성 요소의 패키지를 제공한다.

본 발명의 목적은 더욱 콤팩트하고 차량에 용이하게 조립할 수 있으면서 미적으로 개선된 펄스 진공 허브 록 시스템을 제공하는 것이다.

본 섹션은 본 발명의 일반적인 요약을 제공하며, 그 전체 범위 또는 그 전체특징들의 전부에 대해 포괄적으로 개시하지는 않는다.

본 발명은 조립하기가 용이한 카트리지 디자인을 제공하는 콤팩트 펄스 진공구동 스핀들 허브 록을 제공한다. 허브 록은 다중열 결합치(multi-row engagement teeth)를 구비한 클러치 링 및 클러치 링의 축방향 이동량을 감소시키는 등속 축 상의 외측 스플라인들을 포함한다. 허브 록은 제한적으로 진공의 사용을 허용하는 펄스 진공 결합 방법을 사용하고 있으며, 따라서 차량의 진공 시스템이 상시 진공 허브 록(constant vacuum hub lock)에 비해서 더 낮은 내구성 사이클을 갖도록 허용하고 있다.

허브 록은 또한 펄스 진공 결합/결합 해제 시스템용으로 두 개의 스프링을 사용하고 있다. 다이아프램에 대향하여 반응하는 제 1 피스톤의 전체 스트로크에 걸쳐서 대형의 전범위 동작 스프링이 사용된다. 제 1 피스톤을 완전하게 압축하기 위해서 더 큰 진공을 필요로 함으로써 제 1 피스톤의 전체 스트로크를 감소시키는데 도움이 되는 제 2 스프링이 사용된다. 두 개의 스프링 시스템은 펄스/래치 시스템을 구동하는데 필요한 진공 수준에서의 더 큰 분리도를 가능하게 한다. 이는 시스템에서의 증가된 공차를 허용하게 되며 따라서 시스템이 더욱 강건해지도록 하면서 이와 동시에 축방향 스택 치수가 더 작아지도록 허용한다.

본 발명의 조합은 최소한의 축방향 스택을 허용하므로, 본 발명의 디자인이초고밀도 패키지가 되도록 한다. 이에 따라서 종래 스타일로 제조된 원래의 휠 장치의 센터 캡 후방에 종래의 자동 아웃보드 휠 단부 연결 해제 시스템이 완전하게 패키징될 수 있도록 한다.

적용 가능한 다른 영역들은 본 발명에서 제공되는 발명의 상세한 설명으로부터 명확해질 것이다. 본 요약에서의 설명 및 구체적인 예시들은 설명하기 위한 목적이며 본 발명의 개시 범위를 제한하고자 의도하지는 않는다.

본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 진공 허브 록 시스템은 콤팩트하고, 차량에 용이하게 조립될 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 펄스 진공 허브 룩 시스템은 최소한의 축방향 스택을 허용하여, 초고밀도 패키지가 가능한 장점이 있다.

본 발명에서 나타낸 도면들은 선택된 실시예들에 대해서만 및 모든 가능한 구현예들에 대해서는 아닌 예시적인 목적으로 제공되는 것이며, 본 발명에서의 개시가 범위를 제한하도록 의도하지는 않는다.
도 1은 본 발명의 원칙들에 따른 스핀들에 적용된 진공 구동 허브 록 메커니즘의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 원칙들에 따른 펄스 진공 구동 허브 클러치 록 어셈블리를 나타내는 확대 사시도이다.
도 3은 본 발명의 원칙들에 따른 펄스 진공 구동 허브 록 메커니즘을 나타내는 사시도이다.
도 4는 연결 해제 위치를 나타내고 있는, 본 발명의 원칙들에 따른 펄스 진공 구동 허브 록 메커니즘의 상세 단면도이다.
도 5는 연결 위치를 나타내고 있는, 본 발명의 원칙들에 따른 펄스 진공 구동 허브 록 메커니즘의 상세 단면도이다.
도 6은 래치 메커니즘의 결합을 설명하는 부분 단면도이다.
도 7은 래치 메커니즘의 결합 및 결합 해제를 나타내고 있는 상세 동작도이다.
동일한 도면 부호들은 도면 전체에 걸쳐서 동일한 부분들을 나타낸다.

첨부한 도면을 참조하여 예시적인 실시예들에 대해서 더욱 완전하게 설명하기로 한다.

예시적인 실시예들은 본 발명이 완전해지도록 하기 위해서 제공되며, 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 그 범위를 완전하게 전달할 것이다. 특정 구성 요소들, 디바이스들, 및 방법들의 실시예들에 대해서 다양하고 구체적인 상세한 설명이 제공되어 본 발명의 실시예들을 완전하게 이해하도록 한다. 본 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게는 구체적인 상세 부분을 구현하지 않아도 되며, 예시적인 실시예들을 다양한 많은 형식들로 구현될 수 있고 또한 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다는 것이 명확하게 이해될 것이다. 일부 예시적인 실시예들에 있어서, 공지의 프로세스들, 공지의 디바이스 구조들, 및 공지의 기술들에 대해서 상세하게 기술하지 않는다.

본 발명에서 사용된 용어들은 특정한 예시적인 실시예들만을 설명하기 위한 목적으로 사용되며 제한하도록 의도되지는 않는다. 본 발명에서, 단수 형태의 기재는 문맥상 명백하게 다르게 나타내지 않는 이상 복수 형태의 기재도 포함하는 것으로 의도될 수 있다. "포함하는(comprises)", "포함하고 있는(comprising)", "구비하고 있는(including"), 및 "가지고 있는(having)" 등의 용어는 양립적이며, 따라서 기술한 형상들, 숫자들, 단계들, 작동 단계들, 요소들, 및/또는 구성 요소들의 존재를 특정하며, 하나 이상의 다른 형상들, 숫자들, 작동 단계들, 요소들, 구성 요소들, 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 발명에서 방법 단계들, 프로세스들, 및 작동 단계들은 동작 순서가 명시적으로 특정되지 않는 이상, 설명되거나 도시된 특정 순서에서의 동작을 필수적으로 요구하는 것으로 해석되어서는 아니된다. 또한 추가적인 또는 다른 단계들 또한 채택될 수 있음을 이해하여야 한다.

요소 또는 층이 다른 요소 또는 층의 "상에(on)", "결합되는(engaged to)", "연결되는(connect ed to)", 또는 "접속되는(coupled to)" 경우, 다른 요소 또는 층에 직접적으로 상에, 결합되고, 연결되고, 또는 접속될 수 있으며, 다르게는 중간 매개 요소들 또는 층들이 있을 수 있다. 대조적으로, 어떤 요소가 다른 요소 또는 층에 "직접적으로 상에(directly on)", "직접적으로 결합되는(directly engaged to)", "직접적으로 연결되는(connected to)", 또는 "직접적으로 접속되는(directly coupled to)"이라고 언급되는 경우에는, 중간 매개 요소들 또는 층들이 전혀 존재하지 않을 수도 있다. 요소들 간의 관계를 설명하는데 사용되는 다른 단어들은 이와 동일한 방식으로 해석되어야 한다(예를 들면,"사이에(between)"와 "직접적으로 사이에(directly between)", "인접한(adjacent)"과 "직접적으로 인접한(directly adjacent"), 등). 본 발명에서 사용되는 바와 같이, "및/또는"이라는 용어는 하나 또는 그 이상의 관련된 목록의 항목들의 임의의 및 모든 조합들을 포함하고 있다.

다양한 요소들, 구성 요소들, 영역들, 층들, 및/또는 부분들을 설명하기 위해서 제 1, 제 2, 제 3 등의 용어들이 본 발명에서 사용될 수 있으나, 이들 요소들, 구성 요소들, 영역들, 층들, 및/또는 부분들은 이들 용어들에 의해서 제한되어서는 아니된다. 이들 용어들은 다른 영역, 층, 또는 부분으로부터 하나의 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 부분을 식별하는데만 사용될 수도 있다. 본 발명에서 "제 1", "제 2"와 같은 용어들, 및 많은 다른 수치 한정 용어들이 사용되었지만, 문맥에 의해서 명확하게 나타내지 않는 이상 이는 차례나 순서와 같은 것을 의미하지 않는다. 따라서, 후술하는 제 1 요소, 구성 요소, 영역, 층 또는 부분은 예시적인 실시예에서의 개시로부터 이탈하지 않고도 제 2 요소, 구성요소, 영역, 층, 또는 부분으로 명명될 수 있다.

공간과 관련있는 용어들, "이너(inner)", "아우터(outer)", "밑(beneath)", "아래(below"), "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등의 용어들은 본 발명에서 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소 또는 형상이 다른 구성 요소(들) 또는 형상(들)과의 관계를 용이하게 설명하기 위해서 사용될 수 있다. 공간과 관련된 용어들은 도면에서 나타낸 방향에 추가하여 사용 중에 또는 동작 중에 디바이스의 서로 다른 방향을 포함하는 것으로 의도될 수 있다. 예를 들면, 도면에서의 디바이스가 뒤집히는 경우, 다른 요소들 또는 형상들의 "아래(below)" 또는 "밑(beneath)"이라고 설명된 요소들은 이에 따라서 다른 요소들 또는 형상들의 "위" 방향으로 지향된다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래(below)"는 위 및 아래의 양 방향을 모두 포함할 수 있다. 디바이스는 다르게 지향(90 도로 회전하거나 다른 방향으로 지향)될 수 있으며 본 발명에서 사용된 공간 관련된 설명자들은 이에 따라서 해석되어진다.

도 1을 참조하면, 휠 허브 어셈블리(10)는 휠(14)을 차축(16)에 결합시키는 펄스 진공 허브 록 시스템(12)을 포함한 채로 도시되어 있다. 휠 림(14)은 차축(16) 상에 회전 가능하게 지지된 휠 허브(18)에 고정 장착되어 있다. 차축(16) 및 휠 허브(18)는 펄스 진공 허브 록 시스템(12)에 의해서 상호간 연결 또는 분리될 수 있다. 진공 소스(미도시)는 본 기술 분야에서 공지된 방식으로 펄스 진공 허브 록 시스템(12)에 연결되어 있다.

휠 허브(18)는 너클(20)에 의해서 지지된다. 베어링 어셈블리(22)는 너클(20)과 휠 허브(18) 사이에 배치되어 있다. 휠 허브(18)는 베어링 어셈블리(22)에 대향하여 위치하는 롤 형상의 유지 시스템(26)(도면 참조)을 구비하는 인보드 단부(24)를 구비하고 있으며, 또는 다르게는 상기 롤 형상의 유지 시스템(26) 대신에 베어링 조정 너트를 사용할 수도 있다. 베어링 어셈블리(22)는 패스너(30)에 의해서 너클(20)에 고정되는 외향 연장 플랜지부(an outwardly extending flange portion)(28A)를 가지고 있는 아우터 레이스부(outer race portion)(28)를 구비하고 있다.

휠 허브(18)는 브레이크 로터(brake rotor)(33)와 휠 림(14)이 패스너(35)에 의해서 고정되는 반경 방향 연장 플랜지부(radially extending flange portion)(32)를 구비하고 있다. 휠 허브(18)는 이를 관통 연장하여 내부에서 차축(16)을 수용하기 위해 보어(38)를 구비하고 있다.

보어(38)는, 도 4 및 도 5에 잘 도시된 바와 같이, 내측 스플라인들(42)을 가지고 있는 아웃보드부(outboard portion)(40)를 구비하고 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 니들 베어링 어셈블리(44)는 차축(16) 및 휠 허브(18) 사이의 보어(38)의 인보드 단부(inboard end) 상에 제공되어 있다. 도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 보어(38)는 숄더부(48)와 베어링 어셈블리(54)와 대향하여 맞대기된(abuts) 유지 링(52)을 수용하는 오목한 그루브(recessed groove)(50)를 구비하고 있다. 베어링 어셈블리(54)는 차축(16)의 숄더(56)에 대향하여 맞대기되어(abuts) 보어(38) 내에 차축(16)을 유지하고 있다. 차축(16)은 그 아웃보드 단부 상에 두 개의 축방향으로 이격된 열의 외측 스플라인들(58A, 58B)을 구비하고 있다. 도 1에 나타낸 바와 같이, 너클 진공 실(knuckle vacuum seal)(59)은 너클(20)과 차축(16) 사이에 제공되어 있다.

도 4 및 도 5에 나타낸 바와 같이, 펄스 진공 허브 록 시스템(pulse vacuum hub lock system)(12)은 보어(38)의 아웃보드 단부(outboard end) 내에 삽입되고 유지 링(61)에 의해서 그 내부에 유지되는 카트리지 유니트로서 제공되어 있다. 보어(38)와 록킹 허브 시스템(12) 사이에는 밀봉을 위해서 O-링(63)이 제공될 수 있다. 펄스 진공 허브 록 시스템(12)은, 도 2의 확대 사시도에서 가장 잘 도시되어 있는 바와 같이, 그 베이스부(60A)에 대향하여 결합 해제 스프링(disengagement spring)(62)을 수용하는 이너 하우징(inner housing)(60)을 구비하고 있다. 클러치 링(66)은 아웃보드측(outboard side) 상의 결합 해제 스프링(62)에 대향하여 배치되어 있다. 클러치 링(66)은 차축(16) 상의 외측 스플라인들(58A, 58B)과의 선택적인 정렬 및 결합을 위한 두 개의 축방향으로 이격된 열의 내측 스플라인들(66a, 66b)(도 4에 가장 잘 도시됨)을 구비하고 있다. 클러치 링(66)은 휠 허브(18)의 내측 스플라인들(42)과 결합하게 되는 외측 스플라인들(66c)을 구비하고 있다. 클러치 링(66)의 외측면은 복수의 오목한 축 방향 그루브들(66d)을 더 구비하고 있다. 하우징 링(68)은 이너 하우징(60)의 아웃보드 하우징부(60B)와 결합되어 있으며 이너 하우징(60) 내의 결합 해제 스프링(62) 및 클러치 링(66)을 고정한다. 이너 하우징(60)은 베이스부(60A)를 아웃보드 하우징부(60B)에 연결하는 복수의 측면 서포트들(60C)을 구비하고 있으며, 도 3에 가장 잘 도시된 바와 같이, 이들은 클러치 링(66)의 오목한 축 방향 그루브들(66d) 내에 수용되어 있다.

아우터 하우징(70)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 이너 하우징(60)에부착되어 있고 내부의 챔버(72)를 한정하고 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 하우징 링(68)은 측면 서포트들(60C)을 수용하는 포켓들(68a)을 구비하고 있다.

아우터 하우징(70)은 이너 하우징(60)의 아웃보드 하우징부(60B)의 내측면 내에 제공되는 리세스들(73) 내에 수용되는 연결 핑거들(70a)을 구비하고 있다. 아우터 하우징(70)은 연결 핑거들(70a)에 의해서 이너 하우징에 회전 가능하게 록킹(locking)될 수 있다. 다이아프램(74)은 챔버(72) 내에 배치되어 있으며, 아우터 하우징(70)의 아우터 플랜지(70A)의 내측면과 하우징 링(68) 사이에 포획되어 있는 아우터 외주부를 가지고 있다. 제 1 피스톤(76)은 스프링 암 부재(80)에 의해서 다이아프램의 내부 돌출 너브(interior projecting nub)(78)에 부착되어 있다. 스프링 암 부재(80)는 다이아프램(74)의 돌출 너브(78)를 수용하기 위한 중앙 어퍼쳐(84)를 갖는 바디부(82)를 구비하고 있다. 스프링 암 부재(80)의 바디부(82)는 제 1 피스톤(76)의 아웃보드면 내의 오목한 캐비티(86) 내에 수용되어 있으며, 바디부(82)에 초음파 융접되는 탱들(tangs)(88)에 의해서 그 내부에 유지되어 있다. 한 쌍의 스프링 암들(80A, 80B)은 바디부(82)로부터 연장되고, 제 1 피스톤(76) 내의 개구(76A)를 관통하여 연장되어 있다.

피스톤 스프링(90) 및 공심(concentric), 소형 보조 스프링(93)은 제 1 피스톤(76) 및 제 2 피스톤(92) 사이에 배치되어 있다. 제 1 피스톤(76)은 원주 방향으로 이격되고 축방향으로 연장되는 핑거들(96)이 연장되는 환형 측벽(annular side wall)(94)을 구비하고 있다. 핑거들(96)은 제 2 피스톤(92)의 외주 내의 대응하는 원주 방향 갭들(98) 내에 수용되어진다. 제 2 피스톤(92)은, 도 6 및 도 7에 가장 잘 도시된 바와 같이, 사이에서 압축되는 피스톤 스프링(90)과 보조 스프링(93)과 함께 제 1 피스톤(76)에 제 2 피스톤(92)을 래치 결합시키기 위해서 스프링 암 부재(80)의 한 쌍의 스프링 암들(80A 80B)의 연결 단부들(102)과 결합되어지는 한 쌍의 래치 형상들(100)을 갖는 센터 포스트(92A)를 구비하고 있다. 결합 단부(102)는 제 1 안정 위치 및 복귀 경로에서 래치 형상(100)과 결합하고 있다. 특히, 도 7은 래치 형상(100)에 대해서 다양한 결합/결합 해제 상태에서의 스프링 암(80A)의 결합 단부(102)를 나타내고 있다. 결합 단부(102)는 위치("U")에 의해서 나타낸 바와 같이 래치 해제된 제 1 안정 상태로 도시되어 있다. 챔버(72) 내의 다이아프램(74)에 진공 펄스를 가하게 되면, 스프링 부재(80)와 결합 단부(102)는 중간 위치("I")에서 래치 형상(100)과 결합하게 된다. 결합이 계속됨에 따라서, 결합 단부(102)는 래치 형상의 레지부(104)와 결합하여 제 1 피스톤(76)과 제 2 피스톤(92)을 제 2 안정 래치 결합 위치("L")에서 유지한다. 다이아프램(74)에 추가적인 펄스 진공을 가하게 되면, 스프링 암(80A)의 결합 단부(102)가 결합 해제 위치("R")에 도달할 때까지 제 1 피스톤(76)이 제 2 피스톤(92)으로 향해서 더 이동하게 되며, 이때, 스프링 암(80A)의 스프링력은 래치 형상(100)의 팁 단부(106) 주위의 결합 단부(102)를 끌어 당기게 되고, 이에 의해서 진공이 해제되고, 결합 단부(102)는 해제 경로를 따르면서 래치 형상(100)으로부터 래치 결합이 해제되어 제 1 피스톤(76)이 제 2 피스톤(92)으로부터 이탈하여 이동할 수 있게 된다. 제 1 및 제 2 피스톤들(72, 78)이 결합하게 되면, 클러치 링(66)은 결합 해제 스프링(62)에 의해서 밀려 나게 되며, 이때, 도 4에 도시된 바와 같이, 두 개 열의 이너 스플라인들(66A, 66B)이 차축(16) 상의 두 개 열의 외측 스플라인들(58A, 58B)과의 결합이 해제된다. 제 1 및 제 2 피스톤들(72, 78)이 결합 해제되면, 클러치 링(66)은 결합 해제 스프링(62)의 저항에 대향하여 피스톤 스프링(90) 및 보조 스프링(93)의 편향력 하에서 이동하게 되고, 도 5에 도시된 바와 같이, 두 개 열의 이너 스플라인들(66A, 66B)이 차축(16) 상의 두 개 열의 외측 스플라인들(58A, 58B)과 결합되어 클러치 링(66)을 통해서 차축(16)으로부터 휠 허브(18)로 토크를 전달하게 된다.

콤팩트 펄스 진공 구동 스핀들 허브 록(12)은 조립이 용이한 카트리지 디자인을 제공한다. 클러치 링(60)의 다중열 결합치(66A, 66B) 및 차축(16) 상의 다중열 외측 스플라인들(58A, 58B)은 클러치 링(66)의 축방향 이동량을 감소시킨다. 펄스 진공 결합 방법을 사용하게 되면 제한적인 진공의 사용이 가능해지며 따라서 차량의 진공 시스템이 상시 진공 허브 록(constant vacuum hub lock)에 비해서 더 낮은 내구성 사이클을 갖도록 허용하고 있다.

본 발명의 디자인은 정상적으로는 이너 드라이브 기어와 결합하는 클러치 링(66)과 함께 등속 축(16)에 설치되는 전형적으로 이너 드라이브 기어라고 통칭되는 것 대신에 차축(16) 상에 직접 설치되는 다중열 연결 스플라인들(58A, 58B)을 사용한다. 본 발명의 디자인에 있어서, 클러치 링(60)은 휠 베어링 허브(18)의 내측으로 축방향으로 직접적으로 슬라이드 운동하며 등속 축(constant shaft)(16) 상에서 직접적으로 맞물리게 되며, 따라서 이너 드라이브 기어 및 그 서포트가 필요하지 않게 된다. 따라서 이는 시스템 내에서의 추가적인 마찰원을 제거하게 된다. 볼 베어링(54)은 휠 베어링 허브(18)의 내측에 설치되어 등속 축(16)을 지지하고 있다. 따라서 등속 축(16)은 휠 허브 베어링(22) 내측의 볼 베어링(54)에 의해서 축방향으로 위치하고 있으며 또한 시스템의 추력 하중을 받고 있다. 등속 축(16)의 인보드측 상의 니들 베어링(44)은 등속 축(16)의 추가적인 반경 방향 위치를 제공한다. 너클 진공 실(59)은 등속 축(16)과 너클(20) 사이에 위치하고 있다. 따라서 상기 실(59)은 대부분의 연료 절약 모드에서의 4 x 2 구동 중에는 전혀 관련있는 동작을 행하지 않는다.

본 발명은 또한 펄스 진공 결합/결합 해제 시스템을 위해서 두 개의 스프링들(90, 93)을 사용하고 있다. 대형의 전범위 피스톤 스프링(90)은 다이아프램(74)에 의해서 대향하여 반응하는 제 1 피스톤(76)의 전체 스트로크에 걸쳐서 사용된다. 전범위 피스톤 스프링(90)은 등속 축(constant shaft)(16) 상으로 클러치 링(66)을 완전하게 결합시키는 것이다. 제 1 피스톤(76)을 완전하게 압축하기 위해서 더 큰 진공을 필요로 함으로써 제 1 피스톤(76)의 전체 스트로크를 감소시키는데 도움이 되는 제 2 보조 스프링(93)이 사용된다. 두 개의 스프링 시스템은 펄스/래치 시스템을 구동하는데 필요한 진공 수준에서의 더 큰 분리도를 가능하게 한다. 이는 시스템에서의 증가된 공차를 허용하게 되며 따라서 시스템이 더욱 강건해지도록 하면서 한편으로는 이와 동시에 축방향 스택 치수가 더 작아지도록 허용한다.

본 발명의 조합은 최소한의 축방향 스택을 허용하므로, 본 발명의 디자인이 초고밀도 패키지가 되도록 한다. 하우징 어셈블리(60, 70), 클러치 링(66), 다이아프램(74), 및 피스톤 어셈블리(76, 92)를 포함하는 전체 카트리지 유니트(12)는 휠 림(14) 내의 어퍼쳐(111)로 개방되는 휠 림(14)의 아웃보드면 내의 개구(109)의 인보드에 배치되어 있다. 이에 따라서 종래 스타일로 제조된 원래의 휠 장치의 어퍼쳐(111) 내에 수용되는 센터 캡(110) 후방에 종래의 자동 아웃보드 휠 단부 연결 해제 시스템이 완전하게 패키징될 수 있도록 한다. 본 발명의 디자인은 펄스 진공 구동 시스템과 함께 현재 가용 가능하면서도 최소한의 회전 저항(drag)을 갖는 디자인으로서 효율적이다.

본 발명의 실시예들에 대한 상술한 설명은 예시적이고 설명을 위한 목적으로 제공되었다. 이는 본 발명에서의 개시가 완전하지 않거나 본 발명의 개시 내용으로 제한하려는 목적이 아니다. 특정한 실시예에서의 개별적인 요소들 또는 특징 구성들은 통상 특정한 실시예로만 제한되는 것이 아니라, 적용할 수 있는 경우에, 상호 교환 가능하며, 구체적으로 도시하거나 설명하지 않더라도 선택된 실시예에서 사용될 수 있다. 또한 동일하게 다양한 방식들로 변형될 수 있다. 그와 같은 변형들은 본 발명으로부터 이탈하는 것으로 간주되어서는 아니되며, 그와 같은 모든 변형들은 본 발명의 범위 내에 포함되는 것으로 간주되어야 한다

Claims

휠 허브를 차축에 결합시키기 위한 펄스 진공 허브 록 시스템에 있어서,
하우징 어셈블리;
상기 하우징 어셈블리 내에 배치되는 클러치 링;
상기 하우징 어셈블리와 상기 클러치 링 사이에 배치된 결합 해제 스프링;
상기 하우징 어셈블리에 의해서 지지되는 다이아프램;
상기 다이아프램과 결합되는 피스톤 어셈블리로서, 제 1 및 제 2 피스톤들을구비하고 상기 제 1 및 제 2 피스톤들을 서로에 대해서 래치된 위치로 결합 해제 가능하게 결합하기 위한 래칭 디바이스를 갖는 피스톤 어셈블리;
상기 제 1 피스톤과 상기 제 2 피스톤 사이에 배치되는 피스톤 스프링; 및
상기 제 1 피스톤과 상기 제 2 피스톤 사이에 배치되는 보조 스프링을 포함하고,
상기 보조 스프링은 상기 피스톤 스프링과 동심을 이루고 상기 피스톤 스프링에 비하여 크기가 작은,
펄스 진공 허브 록 시스템.
제1항에 있어서,
상기 피스톤 스프링은 상기 제 1 피스톤의 전체 스트로크에 걸쳐서 저항을 제공하며, 상기 보조 스프링은 상기 제 1 피스톤의 스트로크의 일부분에만 대해서 저항을 제공하는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제2항에 있어서,
상기 제 2 피스톤은 상기 클러치 링에 대향하여 배치되는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제1항에 있어서,
상기 래칭 디바이스는 상기 제 1 피스톤에 부착되며, 상기 제 2 피스톤의 포스트의 반대측들 상에 각각 배치되는 제 1 및 제 2 스프링 암을 가지고 있고
또한 상기 제 2 피스톤의 상기 포스트의 반대측 표면들 상의 제 1 및 제 2 래치 형상들과 결합 가능한 스프링 암 부재를 구비하는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제2항에 있어서,
상기 하우징 어셈블리는 상기 클러치 링, 상기 다이아프램, 상기 제 1 피스톤, 상기 제 2 피스톤, 상기 스프링 암 부재, 피스톤 스프링, 보조 스프링, 및 연결 해제 스프링을 지지하는 카트리지 유니트를 한정하며, 상기 카트리지 유니트는 상기 휠 허브의 보어 내에 수용되어지도록 구성되며, 또한 상기 클러치 링은 상기 보어의 내측 스플라인들과 결합되는 외측 스플라인들을 구비하고 또한 상기 차축 상의 한 쌍의 축방향으로 이격된 외측 스플라인 세트들과 결합 및 결합 해제되도록 이동될 수있는 한 쌍의 축방향으로 이격된 내측 스플라인 세트들을 구비하는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제4항에 있어서,
상기 스프링 암 부재는 바디부를 포함하며 상기 제 1 및 제 2 스프링 암들은상기 제 1 피스톤 내의 개구를 관통하여 상기 바디부로부터 연장되는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제1항에 있어서,
상기 제 2 피스톤은 외주면에 복수의 원주 방향 갭들을 구비하며 상기 제 1피스톤은 상기 제 2 피스톤의 상기 원주 방향 갭들에 수용되어지는 복수의 핑거들을 구비하는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
펄스 진공 허브 록 시스템에 있어서,
내측 스플라인들을 갖는 휠 허브;
한 쌍의 축 방향으로 이격된 외측 스플라인 세트들을 갖는 차축;
상기 휠 허브 내의 보어 내에 수용되는 카트리지 유니트;
상기 카트리지 유니트 내에 배치되는 클러치 링으로서, 상기 휠 허브의 상기 내측 스플라인들과 결합하기 위한 외측 스플라인들 및 상기 차축의 상기 축방향으로 이격된 외측 스플라인들과 선택적으로 직접 결합하기 위한 한 쌍의 축방향으로 이격된 내측 스플라인 세트들을 갖는 클러치 링;
상기 카트리지 유니트에 의해서 지지되는 다이아프램; 및
상기 카트리지 유니트 내에 수용되고 상기 다이아프램과 결합되는 피스톤 어셈블리로서, 제 1 및 제 2 피스톤들을 구비하고 있으며 상기 제 1 및 제 2 피스톤들을 반대 방향으로 편향시키기 위해 이들 사이에 배치되는 스프링 및 서로에 대해서 상기 제 1 및 제 2 피스톤들을 래치 결합된 위치로 결합 해제가능하게 결합하기 위한 래칭 디바이스를 가지고 있는 피스톤 어셈블리를 포함하며,
상기 스프링은 상기 제 1 피스톤과 상기 제 2 피스톤 사이에 배치되는 피스톤 스프링, 및 상기 제 1 피스톤과 상기 제 2 피스톤 사이에 배치되는 보조 스프링을 포함하고, 상기 보조 스프링은 상기 피스톤 스프링과 동심을 이루고 상기 피스톤 스프링에 비하여 크기가 작고,
내부의 상기 클러치 링, 상기 다이아프램 및 상기 피스톤 어셈블리와 함께 상기 카트리지 유니트는 단일 어셈블리로서 상기 휠 허브의 상기 보어 내에 수용되어지는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제8항에 있어서,
상기 카트리지 유니트는 이너 하우징과 상기 이너 하우징에 부착되는 아우터 하우징을 구비하며, 상기 이너 하우징은 베이스부와 복수의 이격된 측면 서포트들에 의해서 상기 베이스부에 연결되는 아웃보드 하우징부를 구비하는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제9항에 있어서,
상기 클러치 링은 상기 복수의 이격된 측면 서포트들을 수용하는 복수의 오목한 축방향 그루브를 구비하고 있는 외측면을 구비하는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제8항에 있어서,
상기 휠 허브에 장착되는 휠 림으로서, 상기 휠 림의 아웃보드면에 의해서 한정되는 개구를 구비하는 센터 어퍼쳐를 한정하는 휠 림을 더 포함하며,
여기에서, 상기 카트리지 유니트는 상기 휠 림의 상기 아웃보드면 내의 상기 개구의 인보드에 배치되어 있는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제8항에 있어서,
상기 카트리지 유니트의 베이스부 및 상기 클러치 링 사이에 배치되는 결합 해제 스프링을 더 포함하는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제12항에 있어서,
상기 제 2 피스톤은 상기 클러치 링에 대향하여 배치되는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제8항에 있어서,
상기 래칭 디바이스는 상기 제 2 피스톤의 포스트의 반대측들 상에 각각 배치되고 상기 제 2 피스톤의 상기 포스트의 반대측 표면들 상의 제 1 및 제 2 래치 형상들과 결합 가능한 제 1 및 제 2 스프링 암들을 가지고 있는 스프링 암 부재를 구비하는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제14항에 있어서,
상기 스프링 암 부재는 상기 제 1 피스톤에 부착되는 바디부를 구비하며,
상기 제 1 및 제 2 스프링 암들은 상기 제 1 피스톤 내의 개구를 통해서 상기 바디부로부터 연장되는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제8항에 있어서,
상기 제 2 피스톤은 외주면에 복수의 원주 방향 갭들을 구비하며 상기 제 1피스톤은 상기 제 2 피스톤의 상기 원주 방향 갭들에 수용되어지는 복수의 핑거들을 구비하는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
펄스 진공 허브 록 시스템에 있어서,
내측 스플라인들을 갖는 휠 허브;
한 쌍의 축 방향으로 이격된 외측 스플라인 세트들을 갖는 차축;
상기 휠 허브 내의 보어 내에 수용되는 하우징 어셈블리;
상기 하우징 어셈블리 내에 배치되며, 상기 휠 허브의 상기 내측 스플라인들과 결합하기 위한 외측 스플라인들 및 상기 차축의 상기 축방향으로 이격된 외측 스플라인들과 선택적으로 직접 결합하기 위한 한 쌍의 축방향으로 이격된 내측 스플라인들을 갖는 클러치 링;
상기 하우징 어셈블리에 의해서 지지되는 다이아프램;
상기 다이아프램과 결합되는 피스톤 어셈블리로서, 제 1 및 제 2 피스톤들을 구비하고 있으며 상기 제 1 및 제 2 피스톤들을 반대 방향으로 편향시키기 위해 상기 제1 및 제2 피스톤 사이에 배치되는 스프링 및 서로에 대해서 상기 제 1 및 제 2 피스톤들을 래치 결합된 위치로 결합 해제 가능하게 결합하기 위한 래칭 디바이스를 가지고 있는 피스톤 어셈블리; 및
상기 휠 허브에 장착되는 휠 림으로서, 상기 휠 림의 아웃보드면에 의해서 한정되는 개구를 구비하는 센터 어퍼쳐를 한정하는 휠 림을 포함하며,
상기 스프링은 상기 제 1 피스톤과 상기 제 2 피스톤 사이에 배치되는 피스톤 스프링, 및 상기 제 1 피스톤과 상기 제 2 피스톤 사이에 배치되는 보조 스프링을 더 포함하고, 상기 보조 스프링은 상기 피스톤 스프링과 동심을 이루고 상기 피스톤 스프링에 비하여 크기가 작고,
상기 하우징 어셈블리, 클러치 링, 다이아프램, 및 피스톤 어셈블리는 상기 휠 림의 상기 아웃보드면 내의 상기 개구의 인보드에 배치되어 있는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제17항에 있어서,
상기 하우징 어셈블리의 베이스부 및 상기 클러치 링 사이에 배치되는 결합해제 스프링을 더 포함하는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제17항에 있어서,
상기 제 2 피스톤은 상기 클러치 링에 대향하여 배치되어 있는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제17항에 있어서,
상기 하우징 어셈블리는 상기 클러치 링, 다이아프램, 제 1 피스톤, 제 2
피스톤 및 상기 래칭 디바이스를 지지하는 카트리지 유니트를 한정하며, 여기에서, 상기 카트리지 유니트는 상기 휠 허브의 보어 내에 수용되는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제17항에 있어서,
상기 제 2 피스톤은 외주면에 복수의 원주 방향 갭들을 구비하며 상기 제 1피스톤은 상기 제 2 피스톤의 상기 원주 방향 갭들에 수용되어지는 복수의 핑거들을 구비하는, 펄스 진공 허브 록 시스템.
제17항에 있어서,
상기 피스톤 스프링은 상기 제 1 피스톤의 전체 스트로크에 걸쳐서 저항을 제공하고 상기 제 2 스프링은 상기 제 1 피스톤의 스트로크의 일부분에 대해서만 저항을 제공하고 있는, 펄스 진공 허브 록 시스템.