KR20010032632A - 휠 서스펜션 조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 구동되는 모터 차량의 휠의 휠 서스펜션 조립체에 관한 것이다. 상기 휠은 휠 볼트(4)에 의해 장탈착 가능한 방법으로 브레이크 몸체(2)의 위치면(2.1)에 각각 고정된다. 상기 브레이크 몸체는 차량 프레임 또는 차량 구조체에 결합되는 서프펜션 조립체에 회전가능하게 장착되어, 피벗이 가능할 수 있고 그리고 구동축에 또한 결합된다. 휠측상의 구동축의 단부는 브레이크 몸체에 결합을 제공하기 위하여 다각형 외곽부를 구비한 축 부분을 경유하여 브레이크 몸체에 직접 결합되고, 상기 결합은 구조적으로 단순하고 방사 방향은 물론 축 방향 모두에서 유극이 없다. 추가로, 상기 구동축은 통형 축부를 구비하여 구성되고, 상기 부분은 내마모성 베어링을 위하여 그리고 상기 다각형 축부에 결합의 베어링좌의 기능을 수행한다.

Description

휠 서스펜션 조립체{WHEEL SUSPENSION ASSEMBLY}

차량의 피동 휠의 이런 휠 서스펜션은 다양한 변형물들이 알려져있다. 볼 컵(ball cup), 볼 스타(ball star) 및 볼 케이지(cage)에 배열된 볼로 이루어진 싱글 휠 서스펜션(single wheel suspension)용 등속 조인트(constant-velocity joint)가 사용될 때, 종래 구조물에서 볼 컵에는 휠 구동축 역할을 하는 그것의 베이스(base)에 하나의 부품으로 형성된 핀이 제공되고 그리고 차량의 프레임 또는 구조체에 결합되는 가이드 바(guide bar)상에 적어도 하나의 롤러 베어링을 통하여 회전할 수 있게 장착된 허브(hub)에 회전되게 고정되는 방법으로 결합된다. 볼 컵의 베이스상에 형성된 허브와 핀사이의 비-유동(non-slipping)결합은 축방향 채널 맞물림(axial channel toothing)에의해 계속된다. 높은 생산 단가는 별문제로 하고, 볼 컵의 핀은 물론 허브상에 구성된 채널 맞물림은 방사방향에서 비-유동 방법으로 서로에 결합되는 두 부품들사이에서 완전하게 유극이 없는(free of play) 결합을 허용하지 않는다. 그러나 구동 토크를 전달하는 이 지점에서 매우 크고 다이나믹한 로딩(dynamic loading)을 고려하여, 축 채널 맞물림의 영역에서 균일한 작은 방사상 유극은 바람직하지 않은 소음과 진동은 물론 바람직하지 않은 마모를 일으킨다.

본 발명은 그 일부로 차량의 프레임(frame) 또는 구조체(structure)에 피벗가능한(pivotable) 방식으로 결합된 현가체(suspension)를 축으로 한 적어도 하나의 롤러 베어링(roller bearing)에 의해 회전 가능하게 장착되어，구동축( drive shaft)에 결합된, 브레이크 부재 다시 말하면 브레이크 드럼(brake drum) 또는 브레이크 디스크(brake disk)의 접촉면에 휠 볼트(wheel bolt)로 장탈착 가능하게 각각 체결되는 모터 차량의 피동 휠의 휠 서스펜션(suspension)에 관한 것이다.

본 발명에 따른 휠 서스펜션의 실시예는 다음에 도시된 도면에의해 설명된다.

도 1은 브레이크 부재에 비-유동 방법으로 결합된 휠 구동축과 등속 조인트의 볼 컵의 종 단면도이다.

도 2는 도 1에서 절단선 Ⅱ-Ⅱ에 따른 횡단면도 이다.

도 3은 도 1에서 절단선 Ⅲ-Ⅲ에 따른 횡단면도 이다.

본 발명의 근원적인 목적은 단순화된 구조를 가지는 동시에 구동축과 방사 방향에서 균일하고 완전하게 유극이 없는 브레이크 부재에 고정된 휠 사이에서 결합을 제공하는 차량의 피동 휠에 대한 상술된 형태의 휠 서스펜션을 제공하고, 다시 말하면 브레이크 부재가 브레이크 드럼 또는 브레이크 디스크인지 그리고 피동 휠이 비조향(unsteered) 후미 휠 또는 조향가능한(steerable) 전방 휠인지에 관계없이 제공함에 있다.

본 발명에 의해 제공된 이 문제의 해결책은 휠 측면에 구동축의 단부가 다각형의 외곽부(polygonal outer contour)를 구비한 축부(shaft section)를 통하여 브레이크 부재에 직접 결합되고 그리고 다각형의 축부에 인접한 구동축이 롤러 베어링의 베어링좌 기능을 수행하는 통형 축부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

처음에 정의된 휠 서스펜션의 본 발명에 따른 개선에 의해, 지금까지 필요했던 허브와 방사 방향에서 어떤 명확하고 완전히 유극이 없는(play-free) 장치(assignment)를 허용하지 않는 축방향 채널 맞물림을 통한 휠 구동축에의 그 비-유동 결합은 요구되지 않는다. 휠 측면의 구동축의 단부는 다각형의 외곽부를 구비한 축부를 통하여 직접 브레이크 부재에 결합되고, 이 다각형의 축부는 어떤 방사상 유극을 피하기위해 브레이크 부재의 다각형의 오목부와 상응하게 맞물린다. 다각형의 축부에 인접한 구동축이 롤러 베어링의 내부링(inner ring)좌 기능을 수행하는 통형 축부를 포함하여 휠측의 그것의 단부에 더 구성되기 때문에, 지금까지 사용된 휠 허브(wheel hub)는 브레이크 부재 및 구동축에 의해 부분적으로 떠 맡겨진 기능이 필요하지 않다. 그러므로 더 적은 구성요소를 포함하는 전체적으로 구조상 더 단순한 휠 서스펜션이 동력 시작 면에서 지금까지 피할 수 없는 방사상 유극의 제거 때문에 상당히 더 긴 사용 수명을 추가적으로 가지도록 생산된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 이 휠 서스펜션은 브레이크 부재가 볼 컵, 볼 스타, 및 볼 케이지에 배열된 볼들로 이루어진 등속 조인트에 의해 구동축에 결합되는 싱글 휠 서스펜션에서의 적용을 밝혀낸다. 이런 휠 서스펜션에서 휠 구동축으로서 구성된 휠측상의 볼 컵의 단부가 다각형의 외곽부를 구비한 축 부를 통하여 브레이크 부재에 직접 결합되는 것이 제안된다. 이 특정 실시예에서, 롤러 베어링의 베어링좌 기능을 수행하는 통형 축부는 다각형의 축부와 볼 컵사이에서 구성된다. 이 실시예에서 또 다른 장점은 브레이크 부재/구동축의 영역에서 방사상 유극은 물론 휠 허브의 제거에 있다.

본 발명의 또 다른 특성에 의하면, 휠 구동축은 개별적인 구성요소로 설계될 수 있고 그리고 다각형의 외곽부를 구비한 단부 플랜지(flange)를 통하여 단부 플랜지의 다각형의 외곽부에 상응하는 오목부를 구비한 베이스에 제공되는 볼 컵에 결합된다. 개별적 구성요소 및 볼 컵에 이 구성요소의 유극 없는 결합으로서 휠 구동축의 제작은 본 발명에 따른 싱글 휠 서스펜션의 제작에서 단가면에서 더 감소시킬 가능성을 제공한다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 축 부 및/또는 휠 구동축의 단부 플랜지의 다각형의 외곽부는 축방향에서 원뿔형으로 제작되어, 휠 구동축을 한편으로 브레이크 부재에 그리고 다른 한편으로 방사 방향은 물론 축방향 모두에서 유극이 없는 볼 컵에 간단한 방법으로 결합하는 것은 달성될 수 있다.

본 발명의 또 다른 특성에 따른면 구동축 또는 휠 구동축에는 축방향으로 구동축 또는 휠 구동축상에 브레이크 부재를 고정시키는 고정 부재를 위한 나사산이 제공되며, 나사산은 볼트로서 구성된 고정 부재의 나사산 몸체를 위한 내부 나사산으로 바람직하게 구성되고, 볼트 머리(bolt head)는 브레이크 부재의 환형 접촉면에 얹혀진다. 롤러 베어링의 내부 링이 구동축의 단부 플랜지 또는 구동축과 접촉면사이에서 고정 부재에 의해 동시에 클램프(clamp)되므로, 이것은 유극제거(play-free)를 위한 매우 단순한 구조와 브레이크 부재를 휠 구동축을 통하여 본 발명에 따라 더 발전될 수 있는 볼 컵에의 비-유동 결합을 만든다.

구동축상의 브레이크 부재 또는 휠 구동축의 조립과 해체를 위한 도구로서 볼트를 즉시 채용하기 위하여, 삽입키(key)면을, 특히 삽입 헥사곤(hexagon), 구비한 스크류(screw) 머리를 제공하고, 그리고 회전은 할 수 있으나 축 방향으로는 실질적으로 이탈되지 않도록 하기위해 유지 부재로, 예를 들면 스냅 링(snap ring), 브레이크 부재에 그것을 고정하는 본 발명의 또 다른 특성이 제안된다. 브레이크 부재에 이런 방법으로 위치를 유지하는 볼트의 부조때문에, 이런 목적에 필요한 특별한 도구없이 브레이크 부재와 그것을 구비한 롤러 베어링은 구동축에 설치될수 있을 뿐만 아니라 브레이크 부재가 구동축에서 해체될 수 있다.

본 발명에 따른 휠 서스펜션은 차량의 후방 휠 뿐만 아니라 전륜 구동이 장착된 차량의 조향가능한 전방 휠에도 적합하다. 후자의 경우 등속 조인트의 볼 스타는 물론 볼 컵 모두는 볼을 위한 아치형의(arched) 볼 레이스(ball race)를 구비하여 구성되며, 그리고 롤러 베어링의 외부링은 조향 매카니즘(mechanism)에 의해 피벗가능 하도록 가이드 로드(guide rod)에 그 일부로 장착되는 조향 너클(knuckle)에 고정된다.

본 발명에 따른 휠 서스펜션이 피동 후방 휠 또는 피동 조향 전방 휠용 서스펜션인지 여부에 관계없이, 브레이크 부재는 브레이크 디스크 또는 브레이크 드럼으로 구성된다.

비록 도시된 휠 서스펜션의 타입이(type) 피동휠의 모든 휠 서스펜션에서 사용될 수 있지만, 도시된 실시예는 등속 조인트를 구비한 싱글 휠 서스펜션에 국한된다.

도 1에서 도 3에 따른 실시예에서, 차량의 피동 휠용 싱글 휠 서스펜션의 단지 관련된 부품만 도시되었는데, 다시 말하면 휠 측면에 일단에는 비-유동 방법으로 브레이크 디스크(2)로 실시예에서 구성된 브레이크 부재에 결합되고 타단에는 비-유동 방법으로 등속 조인트 볼 컵(3)에 다시 결합된 휠 구동축이, 그리고 나머지는 미도시되었다. 도면에서 볼 컵(3)은 별도로 하고, 등속 조인트는 구동축에 비-유동 방법으로 배열되고 그리고 볼 케이지에 배열된 볼을 통하여 볼 컵(3)과 함께 비-유동 방법으로 작동하는 볼 스타, 등속 조인트 가 축방향 이탈의 가능성을 가진 것인지 또는 호모사이네틱(homocinetic) 고정 조인트인지에 따라 직선상(on linear) 또는 아치중 어느 하나의 볼 레이스로 작동하는 한편으로는 볼 컵(3)내에 그리고 다른 한편으로는 볼 스타상에 있는 볼을 포함한다. 이런 등속 조인트는 차량의 조향 전방 휠은 물론 비조향 후방 휠 모두를 위해서 채용된다.

볼 컵(3)으로 구동축에의해 전달되는 구동 토크(미도시)는 휠 볼트(4)로 브레이크 디스크(2)의 접촉면(2.1)에 분리되게 고정될 수 있는 휠로 휠 구동축을 통하여 통과된다. 도면에 미도시된 휠은 브레이크 디스크(2)상의 중심 플랜지(2.2)에 의해 그것의 휠 팬에 구성된 중심 보어(central bore)의 중심에 놓인다. 도시된 실시예에서 브레이크 디스크(2)는 통풍 브레이크 디스크이다.

구동 토크를 볼 컵(3)으로부터 브레이크 디스크(2)로 전달하는 휠 구동축(1)은 개별 구성요소로 실시예에 도시되나, 볼 컵(3)을 구비한 하나의 부품으로 또한 구성될 수 있다. 휠 측면의 단부에서, 휠 구동축(1)은 다각형의 외곽부(1.3)를 가진 축 부(1.2)를 구비하여 구성된다. 축 부(1.2)의 다각형의 외곽부(1.3)는 도 2의 단면도에서 가장 잘 나타난다. 도 1에 따른 조립상태에서 비-유동 및 토크-전달 결합이 휠 구동축(1)과 브레이크 디스크(2)사이에서 구성되도록 하기 위하여, 브레이크 디스크(2)에는 상응하는 다각형의 오목부(3.1)가 제공된다. 도 2에 도시된 둥글게된 등변 삼각형으로 암시된 다각형대신에, 어떤 다른 다각형의 윤곽 형상이 선택될 수 있다.

볼 컵(3)과 휠 구동축의 구동면의 단부사이의 비-유동 결합은 단부 플랜지(1.4)의 측면에 구성된 다각형의 외곽부(1.5)를 통하여 또한 계속된다. 이 점에서 또한 휠 구동축(1)과 볼 컵(3)사이의 비-유동 결합이 만들어지도록, 도 3에 도시될 수 있는 휠 구동축(1)의 단부 플랜지(1.4)의 다각형의 외곽부(1.5)는 볼 컵(3)의 베이스(base)에서 상응하는 다각형의 오목부(3.1)와 매치(match)된다.

축력의 적용에 의해, 한편으로 휠 구동축(1)과 다른 한편으로 축과 방사 방향 모두에서 유극이 없는 브레이크 디스크(2) 또는 볼 컵(3)사이의 결합이 단순한 방법으로 달성될 수 있도록 하기 위하여, 실시예에서 도시될 수 있는 바와 같이, 축부(1.2)의 다각형의 외곽부(1.3)와 단부 플랜지(1.4)의 다각형의 외곽부(1.5)는 축 방향에서 다소 원뿔형 구조이다.

휠 구동축의 단부 플랜지(1.4)와 축부(1.2)사이에서 구성되고 실시예에서 이중 볼 베어링으로 도시된 롤러 베어링(5)의 내부 링의 링좌의 기능을 하는 통형 외부면(1.7)을 구비한 축부(1.6)가 있다. 롤러 베어링(5)의 내부 링은 휠 구동축(1)의 단부 플랜지(1.4)와 접촉면 사이의 브레이크 디스크(2)에 대해 얹혀있다. 롤러 베어링(5)의 외부 링을 통해서 휠 구동축(1)과 그것을 구비한 브레이크 디스크(2)는 미도시된 가이드 로드에 회전될 수 있는 방법으로 장착되고 그리고 차량의 프레임 또는 구조체에 피벗되게 결합된다. 싱글 휠 서스펜션이 조향되는 전방 휠용 서스펜션인 한에 있어서는, 롤러 베어링(5)의 외부 링은, 그 일부는, 회전축에 피벗될 수 있게되도록 차량의 가이드 로드에 장착되는 조향 너클내에 위치된다.

도 1에 도시된 부품들의 위치를 확보하기 위해, 휠 구동축(1)에는 볼트(6)의 나사산 몸체(6.1)가 브레이크 디스크(2)상의 중심 플랜지(2.2)내부에 도 1에 따라 구성된 환형 접촉면(2.3)에 얹혀있는 볼트 머리(6.2)를 수용하도록 내부 나사산(1.1)이 제공된다. 실시예에서 볼트 머리(6.2)에는 삽입 헥사곤(hexagon)(6.3)으로 구성된 키이(key) 면이 제공되고, 그리고 회전될 수 있으나 스냅 링(7)으로 구성된 유지 부재에 의해 실질적으로 이탈될 수 없도록 하기 위해 브레이크 디스크(2)에 수용되는 것이 도 1로 부터 더 보여질 수 있다.

이 구조의 결과로, 필요하다면 만약 롤러 베어링(5)과 함께, 볼트(6)의 도움으로 단독으로 휠 구동축(1)상에서 브레이크 디스크(2)를 해체하는 것과 그리고 한편으로 휠 구동축(1)과 다른 한편으로 볼 컵(3)은 물론 브레이크 디스크(2)사이에서 축과 방사 방향에서 유극이 없는 결합을 동시에 성립되도록 그렇게 제거 하는 것이 가능하다,

휠 구동축(1)으로부터 브레이크 디스크(2)를 제거하는 것은 단지 볼트(6)를 사용해서 또한 가능한데 왜냐하면 이것이(볼트) 스냅 링(7)을 통해서 휠 구동축(1)의 내부 나사산(1.1)에서 돌려서 빠질때 그것을 따라 브레이크 디스크(2)가 운반된다.

참조번호 리스트

1. 휠 구동축

1.1 내부 나사산

1.2 축부

1.3 다각형의 외곽부

1.4 단부 플랜지

1.5 다각형의 외곽부

1.6 축부

1.7 원통형 표면 영역

2 브레이크 디스크

2.1 접촉면

2.2 중심 플랜지

2.3 접촉면

3 볼 컵

3.1 다각형의 오목부

4 휠 볼트

5 롤러 베어링

6 볼트

6.1 나사산 몸체

6.2 볼트 헤드

6.3 삽입 헥사곤

7 스냅 링

Claims (11)

1. 그의 일부가, 차량의 프레임이나 구조체에 피벗가능한 방식으로 결합된 현가체를 축으로 한 적어도 하나의 롤러 베어링(5)에 의해 회전 가능하게 장착되어, 구동축에 결합된, 브레이크 부재(2)의 접촉면(2.1)에 휠 볼트(4)에의해 착탈가능하게 각각 체결된 모터 차량의 피동 휠의 휠 서스펜션에 있어서,

   상기 휠측의 구동축의 단부는 상기 브레이크 부재(2)에 직접적으로 다각형의 외곽부(1,3)를 가지는 축부(1,2)를 통해 연결되고,

   상기 다각형의 축 부(1.2)에 결착하는 구동축(1)은 상기 롤러 베어링(5)의 베어링좌의 기능을 수행하는 통형 축부(1.6)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 휠 서스펜션.
2. 제 1항에 있어서, 상기 브레이크 부재(2)가 볼 컵(3), 볼 스타 및 볼 케이지에 배열된 볼로 이루어진 등속 조인트에 의해 상기 구동축에 결합되고,

   휠 구동축(1)으로 구성된 상기 휠측에 상기 볼 컵(3)의 상기 단부가 다각형의 외곽부(1.3)를 구비한 축부(1.2)를 통하여 상기 브레이크 부재(2)에 직접 결합되고,

   상기 롤러 베어링(5)의 베어링좌의 기능을 수행하는 상기 통형 축부(1.6)가 상기 다각형의 축부(1.2)와 상기 볼 컵(3)사이에 구성되는 것을 특징으로 하는 싱글휠 서스펜용 휠 서스펜션.
3. 제 2항에 있어서,

   상기 휠 구동축(1)이 개별적 구성요소로 설계되고, 다각형의 외곽부(1.5)를 구비한 단부 플랜지(1.4)를 통하여 상기 단부 플랜지(1.4)의 상기 다각형의 외곽부(1.5)에 상응하는 오목부(3.1)가 그것의 베이스에 제공되는 상기 볼 컵(3)에 결합되는 것을 특징으로 하는 휠 서스펜션.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 축부(1.2) 및/또는 상기 단부 플랜지(1.4)의 상기 다각형의 외곽부(1.3,1.5)가 축상 방향으로 원뿔형 구조인것을 특징으로 하는 휠 서스펜션.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 구동축/휠 구동축(1)에는 축상으로 상기 구동축/휠 구동축상에 상기 브레이크 부재(2)를 고정하는 고정부재용 나사산(1.1)이 제공되는 것을 특징으로 하는 휠 서스펜션.
6. 제 5항에 있어서,

   볼트(6), 상기 나사산이 상기 브레이크 부재(2)의 환형 접촉면(2.3)에 얹혀있는 상기 볼트의 머리(6.2)로 구성된 고정 부재의 상기 나사산 몸체(6.1)용 내부 나사산(1.1)으로 구성된 것을 특징으로 하는 휠 서스펜션.
7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서, 상기 롤러 베어링(5)의 상기 내부 링이 상기 휠 구동축(1)의 상기 단부 플랜지(1.4)와 상기 브레이크 부재(2)상의 접촉면사이에서 상기 고정 부재로 동시에 고정되는 것을 특징으로 하는 휠 서스펜션.
8. 제 6항 또는 제 7항에 있어서,

   상기 볼트 머리(6.2)에는 삽입 키이면(6.3)이 제공되고, 상기 볼트 머리(6.2)가 상기 브레이크 부재(2)에 회전가능하나 실질적으로 유지 부재(7)에 의해 축상으로 이탈될 수 없도록 유지 되는 것을 특징으로 하는 휠 서스펜션.
9. 제 2항 내지 제 8항중 적어도 한 항에 있어서,

   상기 볼 컵(3)과 상기 등속 조인트의 볼 스타가 상기 볼을 위해 아치형 볼 레이스를 구비하여 구성되고,

   상기 롤러 베어링(5)의 상기 외부 링이 조향 매카니즘에 의해 피벗 가능하게 되도록 가이드 로드상에 그것의 일부로 장착되는 조향 너클에 고정되는 것을 특징으로 하는 휠 서스펜션.
10. 제 1항 내지 제 9항중 적어도 한 항에 있어서, 상기 브레이크 부재가 브레이크 디스크(2)로 구성된 것을 특징으로 하는 휠 서스펜션.
11. 제 1항 내지 제 9항중 적어도 한 항에 있어서, 상기 브레이크 부재가 브레이크 드럼으로 구성된 것을 특징으로 하는 휠 서스펜션.