KR102601063B1 - 대형 차량용 탠덤 액슬 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 입력샤프트의 동력이 전달되는 디퍼렌셜케이스, 상기 디퍼렌셜케이스 내부 상, 하 양측으로 구비되는 피니언샤프트, 양측 피니언샤프트에 결합되는 한 쌍의 피니언기어, 한 쌍의 피니언기어와 치합되는 제1 사이드기어 및 제2 사이드기어를 포함하는 디퍼렌셜기어; 일측 단부는 상기 제1 사이드기어 연결되고 타측 단부는 상기 제2 사이드기어를 관통하여 링기어 쪽에 위치하는 쓰루샤프트; 및 상기 쓰루샤프트의 외주에 장착되면서 상기 제2 사이드기어와 치합 연결되고 동력전달기어; 를 포함하는 대형 차량용 탠덤 액슬를 제공한다.

Description

대형 차량용 탠덤 액슬{TANDEM AXLE FOR LARGE SIZE VEHICLE}
본 발명은 대형 차량용 탠덤 액슬에 관한 것이다.
일반적으로 탠덤 액슬은 트럭 등과 같은 대형 차량에서 하중의 분산을 위하여 복수의 앞차축 또는 뒤차축을 나란히 설치한다.
도 1은 종래의 탠덤 액슬을 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면, 종래의 탠덤 액슬은 입력샤프트(101), 입력샤프트(101)에 연결된 디퍼렌셜기어(102), 디퍼렌셜기어(102)에 연결되는 쓰루샤프트(103), 디퍼렌셜기어(102)와 연결되고 쓰루샤프트(103)의 외주에 장착되는 헬리컬기어(104), 헬리컬기어(104)에 치합되는 연결기어(105), 연결기어(105)에 연장샤프트(106a)가 결합되는 피니언기어(106), 피니언기어(106)와 치합되는 링기어(107)를 포함한다. 링기어(107)는 동력은 프론트 액슬과 연결되는 우측 구동륜으로 전달될 수 있다. 입력샤프트(101)는 디퍼렌셜기어(102)의 디퍼렌셜케이스(102a)와 연결된다. 디퍼렌셜케이스(102a) 내부에 한 쌍의 피니언기어(102c)가 장착되는 피니언샤프트(102b)가 상하 양측으로 구비될 수 있다. 양측 피니언기어(102c)의 좌, 우측에 제1 사이드기어(102d)와 제2 사이드기어(102e)가 치합된다. 제1 사이드기어(102d)는 쓰루샤프트(103)와 연결된다. 쓰루샤프트(103)는 제2 사이드기어(102e)를 관통하도록 조립된다. 제2 사이드기어(102e)는 헬리컬기어(104)와 연결된다. 쓰루샤프트(103)는 헬리컬기어(104)를 관통하도록 조립되고 프로펠러샤프트(미도시)의 동력은 입력샤프트(101), 디퍼렌셜케이스(102a), 피니언샤프트(102b), 피니언기어(102c), 제1 사이드기어(102d)을 거쳐 쓰루샤프트(103)로 전달되고 쓰루샤프트(103)의 동력은 쓰루샤프트(103)의 후방으로 연결되는 리어 액슬축(112)으로 전달된다. 이와 동시에 프로펠러샤프트(미도시)의 동력은 입력샤프트(101), 디퍼렌셜케이스(102a), 피니언샤프트(102b), 피니언기어(102c), 제2 사이드기어(102e)를 거쳐 헬리컬기어(104), 연결기어(105), 피니언기어(106), 링기어(107)로 전달된다. 링기어(107)의 동력은 프론트 액슬축(113)으로 전달된다. 입력샤프트(101)로 전달된 동력이 탠덤 액슬의 프론트 액슬 및 리어 액슬로 분배되며, 디퍼렌셜기어(102)에서 프론트 액슬과 리어 액슬 간의 차동 작용이 이루어진다. 입력샤프트(101)는 볼베어링(108)에 의해 지지되고 헬리컬기어(104)의 양측 돌출부(104a, 104b)는 각각 테이퍼롤러베어링(109, 110)에 의해 지지된다. 헬리컬기어(104)의 전방측 돌출부(104a)는 제2 사이드기어(102e)의 돌출부(102f)가 삽입되어 상호 스플라인 결합된다. 헬리컬기어(104)의 전방측 돌출부(104a)를 지지하는 테이퍼롤러베어링(109)의 측면에는 테이퍼롤러베어링(109)에 예압을 가하기 위한 리테이너(111)가 설치될 수 있다.
그런데 종래의 탠덤 액슬은 입력샤프트의 동력이 헬리컬기어를 거쳐 피니언기어로 전달되는 과정에서 회전방향이 반대로 변경되기 때문에 링기어와 연결되는 프론트 액슬의 좌측 구동륜에 동력을 전달하기 위한 하이포이드 기어와, 쓰루샤프트 후방으로 연결되는 리어 액슬의 우측 구동륜에 동력을 전달하기 위한 하이포이드 기어 등 2종의 하이포이드 기어가 각각 필요하였다.
이에 대하여, 본 발명은 피니언기어와 디퍼렌셜기어의 사이드기어를 직접 연결함으로써 링기어와 연결되는 프론트 액슬의 좌측 구동륜에 동력을 전달하기 위한 하이포이드 기어와, 쓰루샤프트 후방으로 연결되는 리어 액슬의 우측 구동륜에 동력을 전달하기 위한 하이포이드 기어를 공용으로 사용할 수 있는 메커니즘을 제시하고자 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2015-0004482호(2015.01.13. 공개)
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 피니언기어와 디퍼렌셜기어의 사이드기어를 직접 연결함으로써, 링기어와 연결되는 프론트 액슬의 좌측 구동륜에 동력을 전달하기 위한 하이포이드 기어와, 쓰루샤프트 후방으로 연결되는 리어 액슬의 우측 구동륜에 동력을 전달하기 위한 하이포이드 기어를 공용으로 사용할 수 있는 대형 차량용 탠덤 액슬을 제공하고자 한다.
전술한 목적을 이루기 위해 본 발명은, 입력샤프트의 동력이 전달되는 디퍼렌셜케이스, 상기 디퍼렌셜케이스 내부 상, 하 양측으로 구비되는 피니언샤프트, 양측 피니언샤프트에 결합되는 한 쌍의 피니언기어, 한 쌍의 피니언기어와 치합되는 제1 사이드기어 및 제2 사이드기어를 포함하는 디퍼렌셜기어; 일측 단부는 상기 제1 사이드기어 연결되고 타측 단부는 상기 제2 사이드기어를 관통하여 링기어 쪽에 위치하는 쓰루샤프트; 및 상기 쓰루샤프트의 외주에 장착되면서 상기 제2 사이드기어와 치합 연결되는 동력전달기어; 를 포함하는 대형 차량용 탠덤 액슬을 제공한다.
또한, 상기 제1 사이드기어는 상기 입력샤프트 쪽에 위치하고 상기 제2 사이드기어는 상기 동력전달기어 쪽에 위치한다.
또한, 상기 동력전달기어는 피니언기어이다.
또한, 상기 제2 사이드기어에는 상기 동력전달기어를 향하여 연장되는 돌출부가 구비되고, 상기 동력전달기어에는 상기 제2 사이드기어를 향하여 연장되는 연장샤프트가 구비되며, 상기 돌출부는 상기 연장샤프트가 내부로 삽입되어 치합된다.
또한, 상기 제2 사이드기어와 동력전달기어 및 쓰루샤프트는 동일 중심축 선상에 위치하도록 직선라인으로 구성되고 상기 쓰루샤프트는 링기어의 중심 하부에 위치한다.
본 발명은 동력전달기어와 디퍼렌셜케이스 내부의 링기어 쪽에 위치하는 일측 사이드기어를 직접 연결함으로써, 링기어와 연결되는 프론트 액슬의 좌측 구동륜에 동력을 전달하기 위한 하이포이드 기어와, 쓰루샤프트 후방으로 연결되는 리어 액슬의 우측 구동륜에 동력을 전달하기 위한 하이포이드 기어를 공용으로 사용할 수 있다.
또한, 본 발명은 디퍼렌셜케이스 내부의 링기어 쪽에 위치하는 일측 사이드기어와 동력전달기어 및 쓰루샤프트가 동일 중심축 선상에 위치하도록 직선라인으로 구성되고 쓰루샤프트가 링기어의 하부에 위치하는 구조로 인해 탠덤 액슬의 부피를 최소화할 수 있다.
도 1은 종래의 탠덤 액슬을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 탠덤 액슬을 나타내는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 탠덤 액슬을 나타내는 도면이다.
본 발명은 입력샤프트(201)의 동력이 전달되는 디퍼렌셜기어(202), 디퍼렌셜기어(202)와 동력이 연결되는 쓰루샤프트(203) 및 디퍼렌셜기어(202)의 제1 사이드기어(202d)와 제2 사이드기어(202e) 중 제2 사이드기어(202e)와 동력이 연결되면서 쓰루샤프트(203)의 외주에 장착되고 링기어(207)에 치합되는 동력전달기어(206)를 포함한다.
본 발명의 디퍼렌셜기어(202)는 디퍼렌셜케이스(202a), 디퍼렌셜케이스(202a) 내부에 상, 하 양측으로 구비되는 피니언샤프트(202b), 양측 피니언샤프트(202b)에 각각 결합되는 피니언기어(202c), 양측 피니언기어(202c)을 사이에 두고 좌, 우 양측으로 구비되고 양측 피니언기어(202c)와 치합되는 제1 사이드기어(202d)와 제2 사이드기어(202e)를 포함한다.
본 발명은 제2 사이드기어(202e)에 동력전달기어(206)가 직접연결되고, 제2 사이드기어(202e)와 동력전달기어(206) 및 쓰루샤프트(203)는 동일 중심축 선상에 위치하도록 직선라인으로 구성되며, 쓰루샤프트(203)가 링기어(207)의 하부에 위치하도록 구성된다는 점에서 도 1의 종래의 탠덤 액슬과 차이가 있고 나머지 구성은 종래의 탠덤 액슬의 구성과 동일하다.
본 발명의 제1 사이드기어(202d)는 피니언샤프트(202b)를 기준으로 입력샤프트(201) 쪽에 위치한다. 제2 사이드기어(202e)는 피니언샤프트(202b)를 기준으로 동력전달기어(206) 쪽에 위치한다.
엔진(미도시)의 동력은 변속기(미도시)와 프로펠러샤프트(미도시)를 거쳐 입력샤프트(201)에 전달될 수 있다. 입력샤프트(201)는 디퍼렌셜케이스(202a)와 연결된다. 입력샤프트(201)의 동력은 디퍼렌셜케이스(202a)로 전달된다.
쓰루샤프트(203)의 일측 단부는 제1 사이드기어(202d)와 연결된다. 쓰루샤프트(203)의 타측 단부는 제2 사이드기어(202e)와 동력전달기어(206)를 관통하여 링기어(207) 쪽에 위치한다.
동력전달기어(206)는 쓰루샤프트(203)의 외주에 장착된다. 일예로서 동력전달기어(206)는 피니언기어일 수 있다. 일예로서 동력전달기어(206)는 액슬 하우징(미도시) 내부에 장착되고, 액슬 하우징 내부에 구비되는 베어링 등과 같은 지지부재(미도시)에 의해 회전가능하도록 지지될 수 있다.
동력전달기어(206)는 제2 사이드기어(202e)와 치합 연결된다. 구체적으로 동력전달기어(206)에는 제2 사이드기어(202e)를 향하여 연장되는 연장샤프트(206a)가 구비된다.
제2 사이드기어(202e)에는 동력전달기어(26)를 향하여 연장되는 돌출부(202f)가 구비된다.
동력전달기어(206)와 제2 사이드기어(202e)의 조립 시 제2 사이드기어(202e)의 돌출부(202f)가 동력전달기어(206)의 연장샤프트(206a)의 내부로 삽입되어 치합 조립된다. 일예로서 돌출부(202f)의 외경부와 연장샤프트(206a)는 내경부는 기어로 구성될 수 있다.
동력전달기어(206)가 제2 사이드기어(202e)에 직접 연결 조립됨에 따라 쓰루샤프트(203)를 링기어(207)의 중심 아래쪽에 위치시킬 수 있다. 이러한 동력전달기어(206)가 제2 사이드기어(202e)에 직접 연결되고 쓰루샤프트(203)가 링기어(207)의 중심 아래쪽에 위치하는 구조로 인해 대형 차량용 탠덤 액슬의 부피를 최소화할 수 있다.
다음은 본 발명의 동력 전달 과정에 대해 설명한다.
도 2와 같이 엔진의 동력은 변속기, 프로펠러샤프트(propeller shaft)를 거쳐 입력샤프트(201)로 전달된다.
엔진의 동력을 전달받은 입력샤프트(201)는 회전한다. 입력샤프트(201)가 회전함에 따라 입력샤프트(201)와 연결된 디퍼렌셜케이스(202a)가 회전한다.
디퍼렌셜케이스(202a)가 회전함에 따라 디퍼렌셜케이스(202a) 내부의 제1 사이드기어(202d)와 제2 사이드기어(202e)가 회전하게 된다.
제1 사이드기어(202d)의 회전력은 제1 사이드기어(202d)와 연결되는 쓰루샤프트(203)를 거쳐 쓰루샤프트(203)와 동력이 연결되는 리어 액슬(미도시)에 전달될 수 있다.
제2 사이드기어(202e)의 회전력은 제2 사이드기어(202e)와 연결되는 동력전달기어(206)와 링기어(207)를 거쳐 링기어(207)와 동력이 연결되는 프론트 액슬(미도시)에 전달될 수 있다.
살펴본 바와 같이 본 발명은 쓰루샤프트에 장착되는 동력전달기어가 제2 사이드기어에 직접 연결되어 종래의 탠덤 액슬과 같이 회전방향이 반대로 변경되지 않기 때문에 링기어와 연결되는 프론트 액슬의 좌측 구동륜에 동력을 전달하기 위한 하이포이드 기어와, 쓰루샤프트 후방으로 연결되는 리어 액슬의 우측 구동륜에 동력을 전달하기 위한 하이포이드 기어를 공용으로 사용할 수 있다. 또한, 본 발명은 제2 사이드기어와 동력전달기어 및 쓰루샤프트가 동일 중심축 선상에 위치하도록 직선라인으로 구성되고 쓰루샤프트가 링기어의 하부에 위치하도록 구성되는 구조로 인해 탠덤 액슬의 부피를 최소화할 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
201 : 입력샤프트 202 : 디퍼렌셜기어
202a : 디퍼렌셜케이스 202b : 피니언샤프트
202c : 피니언기어 202d : 제1 사이드기어
202e : 제2 사이드기어 202f : 돌출부
203 : 쓰루샤프트 206 : 동력전달기어
206a : 연장샤프트 207 : 링기어

Claims (5)

  1. 입력샤프트의 동력이 전달되는 디퍼렌셜케이스, 상기 디퍼렌셜케이스 내부 상, 하 양측으로 구비되는 피니언샤프트, 양측 피니언샤프트에 결합되는 한 쌍의 피니언기어, 한 쌍의 피니언기어와 치합되는 제1 사이드기어 및 제2 사이드기어를 포함하는 디퍼렌셜기어;
    일측 단부는 상기 제1 사이드기어 연결되고 타측 단부는 상기 제2 사이드기어를 관통하여 링기어 쪽에 위치하는 쓰루샤프트; 및
    상기 쓰루샤프트의 외주에 장착되면서 상기 제2 사이드기어와 치합 연결되는 동력전달기어;
    를 포함하고,
    상기 제2 사이드기어에는 상기 동력전달기어를 향하여 연장되는 돌출부가 구비되고, 상기 동력전달기어에는 상기 제2 사이드기어를 향하여 연장되는 연장샤프트가 구비되며, 상기 돌출부는 상기 연장샤프트가 내부로 삽입되어 치합되는 것을 특징으로 하는 대형 차량용 탠덤 액슬.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 사이드기어는 상기 입력샤프트 쪽에 위치하고 상기 제2 사이드기어는 상기 동력전달기어 쪽에 위치하는 것을 특징으로 하는 대형 차량용 탠덤 액슬.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 동력전달기어는,
    피니언기어인 것을 특징으로 하는 대형 차량용 탠덤 액슬.
  4. 삭제
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 사이드기어와 동력전달기어 및 쓰루샤프트는 동일 중심축 선상에 위치하도록 직선라인으로 구성되고 상기 쓰루샤프트는 링기어의 중심 하부에 위치하는 것을 특징으로 하는 대형 차량용 탠덤 액슬.
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