KR102601996B1 - 포털 액슬 - Google Patents

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KR102601996B1
KR102601996B1 KR1020177034130A KR20177034130A KR102601996B1 KR 102601996 B1 KR102601996 B1 KR 102601996B1 KR 1020177034130 A KR1020177034130 A KR 1020177034130A KR 20177034130 A KR20177034130 A KR 20177034130A KR 102601996 B1 KR102601996 B1 KR 102601996B1
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    • F16H—GEARING
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
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Abstract

본 발명은, 포털 하우징(1, 1')을 구비하고, 축 브리지 측으로부터 포털 하우징의 내부 공간(2)으로 구동 샤프트(17)가 삽입되어 있으며, 이 구동 샤프트 상에 구동 휠(3)이 일체로 회전하도록 고정 배치되어 있는, 저상 차량(low-floor vehicle)용 포털 액슬(portal axle)에 관한 것이다. 이 포털 액슬은 포털 하우징(1, 1') 내에서 베어링 볼트(12) 상에 회전 가능하게 지지된 중간 휠(4)을 구비하며, 중간 휠은 구동 휠(3)에 의해서 회전 가능하게 구동될 수 있어서 포털 하우징(1, 1') 내에서 출력 샤프트 상에 일체로 회전하도록 고정 배치된 출력 휠(5)을 회전 가능하게 구동시킬 수 있으며, 출력 휠은 포털 하우징(1, 1')과 고정 연결될 수 있는 허브 캐리어(6) 내부로 돌출한다. 이 경우, 구동 샤프트(17) 및 출력 샤프트는 축 방향으로 오프셋 된 상태로 연장되고, 방사 방향으로 포털 하우징(1, 1') 옆에는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼가 배치되어 있다. 포털 하우징(1, 1')은 자신의 축 브리지 측에 폐쇄부에 의해서 폐쇄될 수 있는 조립 개구(9)를 구비하고, 이 조립 개구를 통해서 구동 휠(3) 및 중간 휠(4)이 포털 하우징(1, 1') 내로 삽입될 수 있으며, 이 경우 중간 휠(4)은 출력 휠(5)보다 큰 직경을 갖는다.

Description

포털 액슬
본 발명은, 포털 하우징 및 포털 하우징 내에서 베어링 볼트 상에 회전 가능하게 지지된 중간 휠을 구비한 저상 차량(low-floor vehicle)용 포털 액슬(portal axle)에 관한 것으로서, 축 브리지 측으로부터 포털 하우징의 내부 공간으로 구동 샤프트가 삽입되고, 이 구동 샤프트 상에 구동 휠이 일체로 회전하도록 고정 배치되며, 중간 휠은 구동 휠에 의해서 회전 가능하게 구동될 수 있어서 포털 하우징 내에서 출력 샤프트 상에 일체로 회전하도록 고정 배치된 출력 휠을 회전 가능하게 구동시킬 수 있으며, 이 출력 휠은 포털 하우징과 고정 연결될 수 있는 허브 캐리어 내부로 돌출하며, 이 경우 구동 샤프트 및 출력 샤프트는 축 방향으로 오프셋 된 상태로 연장되며, 이 경우 방사 방향으로 포털 하우징 옆에는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼가 배치되어 있다.
상기와 같은 포털 액슬을 구비하는 포털 액슬 시스템에서는, 브레이크 디스크가 방사 방향으로 휠 림의 보울(bowl) 내부에 배치되어 있으며, 이 경우 브레이크 디스크는 방사 방향으로 주변을 둘러싸는 브레이크 디스크의 외부 윤곽에서 브레이크 디스크의 브레이크 캘리퍼에 의해 둘러싸인다. 이와 같은 구조가 의미하는 바는, 브레이크 디스크의 최대 크기가 휠 림의 보울의 내부 직경에 의해서 제한된다는 것이다. 상대적으로 더 작은 차량 휠이 차량용으로 적용되면, 림도 축소되고, 이로 인해 브레이크 디스크의 직경도 줄어들 수밖에 없다. 공지된 포털 하우징에서는, 구동 휠, 중간 휠 및 출력 휠이 포털 하우징의 허브 캐리어 측 벽 내에서 출력 샤프트에 대해 동축인 개구를 통해 포털 하우징 내로 삽입되고 그 내부에 장착된다. 이와 같은 구성이 의미하는 바는, 최대 직경을 갖는 구동 휠, 중간 휠 또는 출력 휠의 휠이 개구의 직경을 결정한다는 것이다. 그러나 개구의 직경은 또한 출력 샤프트의 회전 축에 대한 개구 영역에서의 포털 하우징의 외부 윤곽의 방사 방향 간격도 결정한다. 이 외부 윤곽은 재차, 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼가 출력 축에 대하여 어느 정도의 최소로 가능한 방사 방향 간격을 두고 배치될 수 있는지를 결정한다. 이와 같은 구성이 의미하는 바는, 브레이크 캘리퍼의 최소로 가능한 간격이 구동 축에 대한 디스크 브레이크에 미달할 수 없기 때문에, 임의의 작은 차량 휠들이 이용될 수 없다는 것이다.
본 발명의 과제는, 직경이 작은 차량 휠의 사용을 가능하게 하는, 서문에 언급된 유형의 포털 액슬을 제조하는 것이다.
상기 과제는, 포털 하우징이 자신의 축 브리지 측에 폐쇄부에 의해서 폐쇄될 수 있는 조립 개구를 구비하고, 이 조립 개구를 통해서 구동 휠 및 중간 휠이 포털 하우징 내로 삽입될 수 있으며, 이 경우 중간 휠이 출력 휠보다 큰 직경을 가짐으로써 해결된다.
포털 하우징은 또한, 출력 휠이 마찬가지로 동일한 폐쇄 가능한 조립 개구를 통해 구동 휠 및 중간 휠과 함께 포털 하우징 내로 삽입될 수 있도록 형성될 수도 있다.
중간 휠의 직경이 더 큼으로써, 출력 휠은 감소된 직경을 가질 수 있고, 이로 인해 출력 샤프트 영역에서의 출력 샤프트의 회전 축에 대한 포털 하우징의 외부 윤곽의 반경은 상대적으로 더 작게 설계될 수 있고, 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼는 출력 샤프트의 회전 축에 더 가깝게 배치될 수 있다. 이와 같은 설계 방식은 또한 브레이크 디스크의 상대적으로 더 작은 직경 및 상대적으로 더 작은 직경의 차량 휠을 가능하게 한다.
구동 휠이 22개의 톱니를, 중간 휠(들)이 69개의 톱니를, 그리고 출력 휠이 55개의 톱니를 구비하면, 모듈 및 상기 휠들의 톱니 폭은, 상기 휠들이 전달될 구동 토크를 위해 충분히 안정적이도록 선택될 수 있다.
조립 개구는 포털 하우징의 축 브리지 측 측벽에 형성되어 덮개에 의해서 폐쇄될 수 있다.
그러나 포털 하우징은 허브 캐리어 측 하우징부 및 축 브리지 측 하우징부로 이루어지며, 이들 하우징부가 서로 연결될 수 있고, 이들 2개 하우징부 사이에 있는 분리부가 출력 샤프트에 대해 횡방향으로 연장되는 것도 가능하며, 이 경우 축 브리지 측에 정렬된 연통 개구는 허브 캐리어 측 하우징부 내에 조립 개구를 형성하고, 이 조립 개구는 축 브리지 측 하우징부에 의해서 폐쇄될 수 있다.
이 경우, 덮개는 포털 하우징과 간단히 조립될 수 있거나 포털 하우징의 2개의 하우징부가 나사 연결부에 의해 서로 연결될 수 있다.
포털 하우징 내에 중간 휠을 위한 베어링 볼트를 간단히 배열하기 위하여, 포털 하우징의 허브 캐리어 측 측벽에 구동 샤프트에 대하여 평행한 베어링 볼트 개구가 형성될 수 있으며, 이들 베어링 볼트 개구 내부로는 구동 샤프트에 대하여 평행하게 포털 하우징의 내부 공간으로 돌출하는 베어링 볼트가 고정 삽입될 수 있고, 이 베어링 볼트 상에는 중간 휠이 회전 가능하게 지지된다.
구동 샤프트의 안전한 지지는, 덮개 또는 축 브리지 측 하우징부가 축 샤프트 베어링 부시와 함께 형성되어 있음으로써 성취되며, 이 경우 축 샤프트는 축 샤프트 베어링 부시 내에 또는 축 샤프트 베어링 부시 내로 삽입된 롤러 베어링 내에 회전 가능하게 지지된다.
포털 하우징은, 허브 캐리어 측으로 돌출하면서 출력 샤프트에 대해 동축인 연결관을 구비할 수 있으며, 이 연결관과 허브 캐리어가 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예들이 도면에 도시되어 있고, 이하에서 더 상세하게 기술된다.
도 1은 포털 액슬의 제1 실시예의 분해 사시도를 도시하며,
도 2는 포털 액슬의 제2 실시예의 분해 사시도를 도시한다.
도면에 도시된 포털 액슬은 포털 하우징(1, 1')을 구비하며, 이 포털 하우징의 내부 공간(2)에는 하나의 구동 휠(3), 2개의 동일한 중간 휠(4) 및 하나의 출력 휠(5)이 배치되어 있다.
구동 휠(3)은 2개의 중간 휠(4)을 회전 가능하게 구동하고, 이들 중간 휠은 재차 출력 휠(5)을 회전 가능하게 구동한다. 이때, 구동 휠(3)은 구동 샤프트(17) 상에 안착되며, 구동 샤프트는 도면에 도시되지 않은 축 브리지로부터 포털 하우징(1, 1')의 내부 공간(2)으로 돌출하고, 구동 휠(3)을 일체로 회전하도록 고정적으로 지지한다.
출력 휠(5)은 구동 샤프트(17)에 대하여 축 평행한 그리고 도면에 도시되지 않은 출력 샤프트 상에 안착되며, 출력 샤프트는 구동 샤프트(17)에 대하여 반대 방향으로 포털 하우징으로부터 외부로 안내되어 나오고, 허브 캐리어(6) 내부로 돌출한다.
구동 휠(3)은 22개의 톱니를, 중간 휠(4)은 각각 69개의 톱니를, 그리고 출력 휠(5)은 55개의 톱니를 구비한다. 이로써, 출력 휠(5)은 중간 휠(4)보다 작은 직경을 갖게 된다.
포털 하우징(1, 1')은, 허브 캐리어 측으로 돌출하면서 출력 샤프트에 대해 동축인 연결관(7)을 구비한다. 연결관(7)의 외부 윤곽에는 평탄부(8)(flattening)가 형성되어 있고, 이 평탄부 가까이까지 (예컨대 3 밀리미터까지) 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼가 배치될 수 있다.
도 1의 실시예에서, 포털 하우징(1)은 축 브리지 측으로 향하는 조립 개구(9)를 구비하고, 이 조립 개구의 직경은 중간 휠(4)의 직경보다 크다. 포털 하우징(1)의 허브 캐리어 측 측벽(10)은 베어링 볼트 개구(11)를 구비하며, 이 베어링 볼트 개구는 출력 휠(5)의 회전 축에 대하여 평행하게 연장되고, 내부 공간(2)으로 돌출하는 베어링 볼트(12) 내에 삽입되어 있다. 조립 개구(9)를 통해서, 롤러 베어링(13)은 베어링 볼트(12) 상에 설치될 수 있고, 중간 휠(4)은 롤러 베어링(13) 상에 설치될 수 있다.
조립 개구(9)를 환형으로 둘러싸는 축 브리지 측 측벽(14)에는, 내부 공간(2)으로부터 베어링 플랜지(15)가 배치될 수 있고, 이 베어링 플랜지 상에는 제2 롤러 베어링(16)이 안착되며, 이 롤러 베어링에 의해서 조립 개구(9)를 통해 내부 공간(2)으로 삽입된 출력 휠(5)이 회전 가능하게 지지된다.
조립 개구(9)는, 베어링 부시(19)와 함께 중심에 형성되어 있는 덮개(18)에 의해서 폐쇄될 수 있으며, 베어링 부시 내에는 도면에 도시되지 않은 롤러 베어링을 통해서, 구동 휠(3)을 지지하는 구동 샤프트(17)가 회전 가능하게 지지된다. 구동 휠(3)도 마찬가지로 조립 개구(9)를 통해 내부 공간(2)으로 삽입된다.
출력 휠(5)은 도면에 도시되지 않은 출력 샤프트 상에 안착되고, 이 출력 샤프트는 연결관(7)을 통과해서 허브 캐리어(6) 내로 안내된다.
도 2의 실시예에서, 포털 하우징(1')은 허브 캐리어 측 하우징부(20) 및 축 브리지 측 하우징부(21)로 이루어지며, 이들 하우징부는 나사 연결부에 의해 서로 연결될 수 있다. 2개 하우징부(20 및 21) 사이에 있는 분리부는 구동 샤프트(17)에 대하여 횡방향으로 연장되고, 구동 샤프트는 축 브리지 측 하우징부(21) 내에 있는 개구(22)를 통해 축 브리지 측으로부터 포털 하우징(1')의 내부 공간(2)으로 삽입되어 구동 휠(3)을 일체로 회전하도록 고정적으로 지지한다. 축 브리지 측 하우징부(21) 내에서 중심에 배치된 개구는 베어링 부시(19)와 함께 형성되고, 이 베어링 부시 내에는 도면에 도시되지 않은 롤러 베어링을 통해서, 구동 휠(3)을 지지하는 구동 샤프트(17)가 회전 가능하게 지지되어 있다.
도 1의 실시예에서와 동일한 방식으로, 허브 캐리어 측 하우징부(20)의 허브 캐리어 측 측벽(10)에는 베어링 볼트 개구(11)가 형성되고, 이 베어링 볼트 개구는 구동 샤프트(17)의 회전 축에 대하여 평행하게 연장되고, 내부 공간(2)으로 돌출하는 베어링 볼트(12) 내에 고정 삽입되어 있다.
그에 대해 대안적으로, 베어링 볼트(12)는 하우징부(20)에 일체로 주조될 수 있고, 이로써 하우징부(20)와 분리 불가능하게 연결될 수 있다.
축 브리지 측으로 향하는 허브 캐리어 측 하우징부(20)의 개구는 조립 개구(9')를 형성하고, 이 조립 개구를 통해서, 롤러 베어링(13)은 베어링 볼트(12) 상에 설치될 수 있고, 중간 휠(4)은 롤러 베어링(13) 상에 설치될 수 있다.
마찬가지로 조립 개구(9')를 통해서 포털 하우징(1') 내로 삽입될 수 있는 출력 휠(5)은 양측에서 2개의 롤러 베어링(16) 상에 회전 가능하게 지지되고, 이들 롤러 베어링은 허브 캐리어 측 하우징부(20)에 그리고 축 브리지 측 하우징부(21)에 배치되어 있다.
출력 휠(5)은 도면에 도시되지 않은 출력 샤프트 상에 안착되고, 이 출력 샤프트는 연결관(7)을 통과해서 허브 캐리어(6) 내로 안내된다.
1: 포털 하우징
1': 포털 하우징
2: 내부 공간
3: 구동 휠
4: 중간 휠
5: 출력 휠
6: 허브 캐리어
7: 연결관
8: 평탄부
9: 조립 개구
10: 허브 캐리어 측 측벽
11: 베어링 볼트 개구
12: 베어링 볼트
13: 롤러 베어링
14: 축 브리지 측 측벽
15: 베어링 플랜지
17: 구동 샤프트
18: 덮개
19: 베어링 부시
20: 허브 캐리어 측 하우징부
21: 축 브리지 측 하우징부
22: 개구

Claims (10)

  1. 포털 하우징(1, 1') 및 포털 하우징(1, 1') 내에서 베어링 볼트(12) 상에 회전 가능하게 지지된 중간 휠(4)을 구비한 저상 차량용 포털 액슬로서, 축 브리지 측으로부터 상기 포털 하우징의 내부 공간(2)으로 구동 샤프트(17)가 삽입되어 있으며, 상기 구동 샤프트 상에 구동 휠(3)이 일체로 회전하도록 고정 배치되어 있고, 상기 중간 휠은 구동 휠(3)에 의해서 회전 가능하게 구동될 수 있어서, 포털 하우징(1, 1') 내에서 출력 샤프트 상에 일체로 회전하도록 고정 배치된 출력 휠(5)을 회전 가능하게 구동시킬 수 있으며, 상기 출력 휠은 포털 하우징(1, 1')과 고정 연결될 수 있는 허브 캐리어(6) 내부로 돌출하며, 상기 구동 샤프트(17) 및 상기 출력 샤프트는 축 방향으로 오프셋 된 상태로 연장되고, 방사 방향으로 포털 하우징(1, 1') 옆에는 디스크 브레이크의 브레이크 캘리퍼가 배치되어 있는, 저상 차량용 포털 액슬에 있어서,
    상기 포털 하우징(1, 1')은 자신의 축 브리지 측에 폐쇄부에 의해서 폐쇄될 수 있는 조립 개구(9)를 구비하고, 상기 조립 개구를 통해서 구동 휠(3) 및 중간 휠(4)이 포털 하우징(1, 1') 내로 삽입될 수 있으며, 중간 휠(4)은 출력 휠(5)보다 큰 직경을 갖고,
    포털 하우징(1, 1')의 허브 캐리어 측 측벽(10)에는 구동 샤프트(17)에 대하여 평행한 베어링 볼트 개구(11)가 형성되어 있으며, 상기 베어링 볼트 개구 내부로는 구동 샤프트(17)에 대하여 평행하게 포털 하우징(1, 1')의 내부 공간(2)으로 돌출하는 베어링 볼트(12)가 고정 삽입될 수 있고, 상기 베어링 볼트 상에는 중간 휠(4)이 회전 가능하게 지지되어 있고,
    포털 하우징(1, 1')은 자신의 축 브리지 측에 폐쇄부에 의해서 폐쇄될 수 있는 조립 개구(9)를 구비하고, 상기 조립 개구를 통해서 구동 휠(3), 출력 휠(5) 및 중간 휠(4)이 상기 포털 하우징(1, 1') 내로 삽입될 수 있고,
    덮개(18) 또는 축 브리지 측 하우징부(21)는 구동 샤프트 베어링 부시(19)와 함께 형성되어 있으며, 구동 샤프트(17)는 구동 샤프트 베어링 부시(19) 내에 또는 상기 구동 샤프트 베어링 부시(19) 내로 삽입된 롤러 베어링 내에 회전 가능하게 지지되어 있고,
    포털 하우징(1, 1')은, 허브 캐리어 측으로 돌출하면서 출력 샤프트에 대해 동축인 연결관(7)을 구비하고, 상기 연결관과 허브 캐리어(6)가 연결될 수 있고,
    연결관(7)의 외부 윤곽에는 평탄부(8)가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는, 저상 차량용 포털 액슬.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서, 구동 휠(3)은 22개의 톱니를, 중간 휠(들)(4)은 69개의 톱니를, 그리고 출력 휠(5)은 55개의 톱니를 갖는 것을 특징으로 하는, 저상 차량용 포털 액슬.
  4. 제1항에 있어서, 조립 개구(9)는 포털 하우징(1)의 축 브리지 측 측벽(14)에 형성되고 덮개(18)에 의해서 폐쇄될 수 있는 것을 특징으로 하는, 저상 차량용 포털 액슬.
  5. 제4항에 있어서, 포털 하우징(1')은 허브 캐리어 측 하우징부(20) 및 축 브리지 측 하우징부(21)로 이루어지며, 상기 하우징부들은 서로 연결될 수 있고, 상기 2개 하우징부(20, 21) 사이에 있는 분리부가 구동 샤프트(17)에 대해 횡방향으로 연장되며, 축 브리지 측으로 향하는 연통 개구는 허브 캐리어 측 하우징부(20) 내에 조립 개구(9)를 형성하고, 상기 조립 개구는 축 브리지 측 하우징부(21)에 의해서 폐쇄될 수 있는 것을 특징으로 하는, 저상 차량용 포털 액슬.
  6. 제5항에 있어서, 덮개(18)가 포털 하우징(1)과 연결될 수 있거나, 포털 하우징(1')의 2개의 하우징부(20, 21)가 나사 연결부에 의해 서로 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 저상 차량용 포털 액슬.
  7. 삭제
  8. 제5항에 있어서, 베어링 볼트(12)는 주조 방법에 의해서 하우징부(20)와 분리될 수 없게 연결되어 있는 것을 특징으로 하는, 저상 차량용 포털 액슬.
  9. 삭제
  10. 삭제
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