KR20060103844A - 나사부를 가지는 커버 팬 부착물을 구비하는 차축 어셈블리및 이의 결합 방법 - Google Patents

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존 씨. 히블러
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아메리칸 액슬 앤드 매뉴팩쳐링, 인코포레이티드
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Abstract

동력 전달 장치는 입력, 입력으로부터 적어도 하나의 출력으로 동력을 전달하기 위한 기어 세트, 하우징 및 커버를 포함한다. 하우징은 기어 세트를 수용하도록 하는 크기를 갖는 접근 구멍을 포함한다. 접근 구멍은 나사부가 형성된 벽을 포함한다. 커버는 접근 구멍을 폐쇄하며, 나사부가 형성된 벽과 나사 결합 가능하므로 하우징을 꼭 맞게 닫을 수 있다.
차동 어셈블리, 하우징, 접근 구멍

Description

나사부를 가지는 커버 팬 부착물을 구비하는 차축 어셈블리 및 이의 결합 방법{AXLE ASSEMBLY WITH THREADED COVER PAN ATTACHMENT AND METHOD OF ASSEMBLING THE SAME}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차축 어셈블리의 분해 사시도이다.
도 2는 도 1에서 도시된 차축 어셈블리의 일부 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 방지 장치의 부분 단면도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10：차축 어셈블리 12：피니언 기어
14：차동 어셈블리 16：운반 하우징
18：차축 하우징 20：봉합재
22：커버 24：베어링
32：운반 공동 40：링 기어
42：접근 구멍 50：내부 공동
68：나사부 80：꼭지
102：체결 수단
본 발명은 자동차 구동 트레인(trains)에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 본 발명은 하우징에 나사 결합 방식으로 부착 가능한 커버를 가지는 동력 전달 장치에 관한 것이다.
운송 수단 동력 전달 장치는 전형적으로 입력으로부터 기어 세트를 통해 적어도 하나의 출력으로 동력을 전달할 수 있다. 동력 전달 장치의 하나의 유형으로 구동 차축 어셈블리가 있다. 상기 구동 차축 어셈블리들은 전형적으로 차동 어셈블리와 같은 기어 세트가 회전 가능하도록 지지하는 운반 하우징을 포함한다. 상기 운반 하우징은 접근 구멍을 포함함으로써, 피니언 기어와 상기 차동 어셈블리가 상기 운반 하우징 내에 위치하도록 한다. 몇몇 어셈블리들은 접근 구멍을 막도록 전형적으로 틀로 찍어낸 강철로부터 만들어지는 커버 팬(cover pan)을 포함하며 상기 운반 하우징 내부에 윤활 액체를 유지한다. 상기 커버 팬은 전형적으로 방사상으로 연장되는 플랜지(flange)를 포함하며, 상기 플랜지는 상기 플랜지를 관통하여 연장되는 체결 구멍을 갖는다. 보통 알려진 운반 하우징들은 상기 접근 구멍의 주변에 분포하면서 상기 접근 구멍의 수에 대응하는 꼭지가 달린 홀들을 포함한다. 나사부가 형성된 체결 수단들은 상기 커버 팬의 체결 구멍들을 통해 배치되고, 상기 운반 하우징과 나사 결합되어 상기 커버 팬을 상기 운반 하우징에 봉합되도록 결합시킨다.
상기 커버 팬과 상기 운반 하우징 사이의 봉합된 결합을 만들기 위한 비용들은 매우 비쌀 수 있다. 구체적으로, 상기 운반 하우징에서 복수 개의 정밀하게 배 치된 홀들을 뚫어서 꼭지를 만드는 것은 비용이 많이 든다. 게다가, 상기 체결 수단들을 핸들링하고 일정하게 상기 체결 수단들에 원하는 토크를 가하는 위해서는 실질적인 세공 비용이 든다. 전형적으로, 복합 축 너트 굴대는 상기 체결 수단들에 동시에 토크를 가할 것이다. 더 나아가, 상기 커버 팬의 플랜지와 상기 운반 하우징의 표면 사이에 봉합을 만들기 위한 시도를 하다 보면 어려움이 발생할 수도 있다. 상기 짝이 되는 표면들의 마무리 손질 및 편평한 특질들은 적절히 제어되어야만 한다. 마지막으로, 상기 커버 팬을 상기 운반 하우징에 결합시키는데 사용되는 알려진 플랜지 부착 방법은 전형적으로 상기 커버 팬을 통한 하중 이동 경로를 제공하지 않는다. 따라서, 상기 운반 하우징은 움직이는 하중들을 전달하는 반면 상대적으로 큰 접근 구멍을 가지도록 디자인되어야 한다.
이에 따라, 차축 어셈블리 분야에 있어서, 커버 봉합의 개선 및 비용 측면에서의 효율성 제고가 필요하다.
따라서, 본 발명의 일 목적은 효율성이 개선되고 비용이 적게 드는 커버 봉합 구조를 갖는 차축 어셈블리를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 상기 차축 어셈블리의 결합 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 차축 어셈블리는 차동 어셈블리, 운반 하우징 및 커버를 포함한다. 상기 운반 하우징은 나사부가 형성된 벽을 포함하며 상기 차동 어셈블리를 수용하기 위한 접근 구멍을 갖고, 서로 떨어져 분포하는 복수 개의 돌 기들을 포함한다. 상기 커버는 상기 접근 구멍을 닫기 위한 것으로서, 상기 나사부가 형성된 벽을 나사 결합시켜서 상기 커버가 상기 운반 하우징을 꼭 닫을 수 있게 하며, 상기 커버를 즉각 제거할 수 있게 하는 나사부(threaded portion) 및 상기 복수 개의 돌기들 중 적어도 하나에 근접한 위치에 선택적으로 위치하여 상기 커버와 상기 운반 하우징 사이의 상대적인 회전을 제한하며 바깥으로 연장되는 구부릴 수 있는 꼭지를 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따른 동력 전달 장치는 입력, 기어 세트, 하우징 및 커버를 포함한다. 상기 기어 세트는 상기 입력으로부터 적어도 하나의 출력으로 동력을 전달할 수 있다. 상기 하우징은 나사부가 형성된 벽을 포함하고, 상기 기어 세트를 수용할 수 있는 크기로 형성된 접근 구멍을 가진다. 상기 커버는 상기 접근 구멍을 닫기 위한 것으로서, 상기 나사부가 형성된 벽을 나사 결합시켜 상기 커버가 상기 하우징을 꼭 닫을 수 있게 하며 상기 커버가 즉각 제거될 수 있도록 하는 나사부를 포함한다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 운반 어셈블리, 차동 어셈블리 및 커버를 갖는 차축 어셈블리를 결합하는 방법은 상기 차동 어셈블리를 상기 운반 하우징 내에 형성된 접근 구멍을 통해 삽입하는 단계, 상기 운반 하우징 내의 상기 차동 어셈블리를 회전 가능하도록 지지하는 단계, 상기 커버를 상기 운반 하우징과 나사 결합하여 상기 접근 구멍을 닫는 단계, 그리고 상기 접근 구멍이 닫힌 후에 상기 커버가 상기 운반 하우징에 대해 회전하는 것을 제한하는 단계를 포함한다.
후술하는 본 발명의 실시예들에 대한 설명은 단순히 예시적인 것에 불과하 며, 결코 본 발명을 한정하거나 본 발명의 적용이나 용도를 한정하는 것은 아니다. 차축 어셈블리가 하나의 예시적인 동력 전달 장치로서 묘사될 경우, 변속기, 동력 인출 장치, 전달 케이스, 동력 전달 유닛 등과 같은 다른 동력 전달 장치들도 본 발명의 범주에 속할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차축 어셈블리의 분해 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 차축 어셈블리의 부분 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차축 어셈블리는 일반적으로 참조 부호 10으로 나타난다. 차축 어셈블리(10)는 피니언(pinion) 기어(12), 차동 어셈블리(14), 운반 하우징(16), 한 쌍의 차축 하우징들(18), 봉합재(seal)(20) 및 커버(22)를 포함한다. 피니언 기어(12)는 보통 굴대축(도시되지 않음)으로부터 동력 전달 장치의 토크 입력을 수용하기 위해 작동할 수 있다. 피니언 기어(12)는 토크가 한 쌍의 차축 샤프트(도시되지 않음)로 전환되는 곳인 차동 어셈블리(14)로 상기 토크를 전달한다.
베어링(24)은 피니언 기어(12)가 운반 하우징(16)의 운반 공동(cavity)(32) 내부에서 제1 축(30) 주위로 회전하도록 피니언 기어(12)를 지지한다. 이음쇠(26) 및 너트(28)는 피니언 기어(12)에 결합되어 피니언 기어(12) 및 구동 토크 소스(도시되지 않음) 사이의 구동 연결을 편리하게 한다. 운반 하우징(16)은 차동 어셈블리(14)가 운반 공동(32) 내부에서 제2 축(34) 주위로 회전하도록 차동 어셈블리(14)를 지지한다. 피니언 기어(12)의 톱니들(36)은 링 기어(40)의 톱니들(38)과 맞물리도록 결합된다. 링 기어(40)는 차동 어셈블리(14)의 차동 케이스(41)에 고정된 다. 따라서, 구동 토크는 피니언 기어(12) 및 링 기어(40)를 통해 전달될 수 있다. 운반 하우징(16)은 차동 어셈블리(14)를 수용하기 위한 접근 구멍(42)을 포함한다. 접근 구멍(42)은 표면(44)에서 끝이 난다. 접근 구멍(42)은 운반 하우징(16)의 내벽(48) 상에 형성된 나사부(46)를 포함한다.
운반 하우징(16)은 한 쌍의 차축 구멍들(49)을 포함한다. 차축 하우징들(18)은 일반적으로 내부 공동(50)을 갖는 튜브 형상의 구조를 가진다. 차축 하우징들(18)의 인접한 말단들(52)은 차축 구멍들(49)에서 운반 하우징(16)과 결합되며, 이에 따라 차축 하우징들(18)의 내부 공동(50)은 운반 공동(32)과 유체로 연결된 상태에 놓이게 된다.
커버(22)는 스탬핑(stamping) 공정, 캐스팅(casting) 공정 혹은 몰딩(molding) 공정으로 형성될 수 있으며, 플랜지부(64), 윤곽부(66) 및 나사부(68)를 포함한다. 커버(22)의 나사부(68)는 운반 하우징(16) 상에 형성된 나사부(46)와 결합된다. 차축 어셈블리(10)를 결합하는 동안에, 커버(22)는 플랜지부(64)의 제1 표면(69)이 운반 하우징(16)의 표면(44)과 결합할 때까지 회전한다. 오링(o-ring) 형상을 가질 수 있는 봉합재(20)는 커버(22)의 나사부(68)에 인접하여 형성된 환형 홈(70) 내부에 배치된다. 커버(22)가 운반 하우징(16)에 결합될 때, 봉합재(20)는 운반 하우징(16)과 커버(22) 사이에서 압착되어 운반 공동(32)으로 오염 물질이 진입하는 것 혹은 운반 공동(32)으로부터 윤활유가 빠져 나가는 것을 제한한다. 윤곽부(66)는 커버가 운반 하우징(16)에 결합될 때, 커버(22)가 차동 어셈블리(14)와 접촉하는 것을 방지하도록 형성된다.
도 1 및 도 2에서 도시된 바와 같은 실시예에 있어서, 꼭지(80)는 커버(22)의 플랜지부(64)로부터 방사상으로 바깥으로 연장된다. 꼭지(80)는 초기 방향으로부터 대략 90도 정도 굽어질 수 있도록 작동 가능하며, 운반 하우징(16)으로부터 연장되는 복수 개의 돌기들(82) 중 두 개의 돌기들 사이에 형성되는 틈 중 어느 하나 내부에 위치한다. 꼭지(80) 및 돌기(82)는, 접근 구멍(42)이 한번 닫히게 되면 운반 하우징(16)에 대한 커버(22)의 상대적인 회전을 제한하도록 한다. 차동 어셈블리(14)의 점검이 필요한 경우에는, 꼭지(80)가 원래의 초기 위치(도 2에서 점선으로 도시됨)로 굽어져 커버(22)가 차축 어셈블리(10)로부터 제거되도록 할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 회전 방지 장치의 부분 단면도를 도시한 것이다.
운반 하우징(16)에 대한 커버(22)의 회전을 제한하기 위해서 여러 개의 회전 방지 장치들을 사용하더라도 본 발명의 범주를 벗어나지 않는다. 도 3에는 회전을 제한하기 위한 회전 방지 장치의 다른 실시예가 도시되어 있다. 구체적으로, 꼭지(80)나 커버(22)의 다른 부분은 체결 구멍(100)을 포함할 수 있다. 한번 커버(22)가 운반 하우징(16)에 결합되면, 오퍼레이터(operator)가 나사부 형성 체결 수단(102)을 수용할 수 있을 정도의 크기의 홀(101)을 운반 하우징(16)에 형성한다. 체결 수단(102)은 체결 구멍(100)을 통과해 연장되고, 운반 하우징(16)에 나사 결합되어 운반 하우징(16)에 대한 커버(22)의 회전을 제한한다. 체결 수단(102)은 커버(22)를 운반 하우징(16)으로부터 분리하기 위해 제거될 수 있다.
본 발명에 따르면, 나사부가 형성된 벽을 포함하여 차동 어셈블리를 수용하기 위한 접근 구멍을 갖는 운반 하우징 및 상기 접근 구멍을 닫기 위한 커버를 포함하며, 상기 나사부가 형성된 벽을 나사 결합시켜 상기 커버가 상기 운반 하우징을 꼭 닫을 수 있도록 하면서도 상기 커버를 즉각 제거할 수 있게 하는 나사부를 상기 커버가 포함함으로써, 봉합 방법이 개선되고 비용이 적게 드는 커버 봉합 구조를 갖는 차축 어셈블리 및 이의 결합 방법을 제공할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (27)

  1. 차동 어셈블리;
    나사부가 형성된 벽을 포함하고 상기 차동 어셈블리를 수용하기 위한 접근 구멍을 가지며, 서로 떨어져 분포하는 복수 개의 돌기들을 포함하는 운반 하우징; 및
    상기 나사부가 형성된 벽을 나사 결합시켜 상기 커버가 상기 운반 하우징을 꼭 닫을 수 있도록 하되 상기 커버를 즉각 제거할 수 있게 하는 나사부, 그리고 상기 복수 개의 돌기들 중 적어도 하나에 근접한 위치에 선택적으로 위치하여 상기 커버와 상기 운반 하우징 사이의 상대적인 회전을 제한하며 바깥으로 연장되는 구부릴 수 있는 꼭지를 포함하며, 상기 접근 구멍을 닫기 위한 커버를 구비하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 운반 하우징은 상기 차동 어셈블리를 회전 가능하도록 지지하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 운반 하우징은 상기 차동 어셈블리에 고정된 링 기어와 동력 전달이 되도록 결합된 피니언 기어를 회전 가능하도록 지지하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 피니언 기어의 회전축에 평행한 경로를 따라 상기 차동 어셈블리를 이동시킴으로써 상기 차동 어셈블리가 상기 운반 하우징 내부에 삽입되도록 상기 접근 구멍이 위치하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 운반 하우징에 결합된 차축 하우징을 더 포함하여 상기 차축 하우징의 내부와 상기 운반 하우징의 내부가 서로 유체를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 돌기들은 상기 운반 하우징의 몸체와 일체를 이루며, 상기 몸체는 상기 차동 어셈블리의 적어도 일부분을 둘러싸는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 나사부가 형성된 벽은 상기 접근 구멍의 주변부를 한정하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  8. 운반 하우징 및 차동 어셈블리를 갖는 차축 어셈블리에 있어서,
    상기 운반 하우징은 상기 차동 어셈블리를 수용하기 위한 나사부가 형성된 접근 구멍을 가지고,
    상기 차축 어셈블리는 상기 접근 구멍을 닫기 위한 커버를 포함하며,
    상기 커버는, 상기 접근 구멍을 닫을 수 있고, 상기 캐리어 하우징을 꼭 닫 을 수 있도록 상기 나사부가 형성된 접근 구멍과 선택적으로 결합 가능한 나사부, 그리고 상기 운반 하우징에 대한 축 방향으로의 이동을 제한하기 위해 상기 운반 하우징에 결합 가능한 플랜지를 포함하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  9. 제 8 항에 있어서, 상기 커버 및 상기 운반 하우징을 서로 연결시키고, 상기 운반 하우징에 대한 상기 커버의 회전을 제한하는 체결 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 체결 수단에는 나사부가 형성되고,
    상기 커버 내에 형성되고 나사부가 형성되지 않은 제1 구멍을 통과하여 상기 체결 수단이 연장되는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 체결 수단은, 상기 운반 하우징 내에 형성되고 나사부가 형성되지 않은 제2 구멍과 결합 가능하고, 상기 운반 하우징의 상기 나사부가 설치되지 않은 제2 구멍 내에 나사부를 형성할 수 있는 나사부 형성 체결 수단인 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  12. 제 8 항에 있어서, 상기 커버는 상기 운반 하우징과 선택적으로 결합 가능하고 변형 가능한 꼭지를 포함하여 상기 운반 하우징에 대한 상기 커버의 회전을 제한할 수 있는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  13. 제 12 항에 있어서, 상기 운반 하우징은 복수 개의 서로 떨어져 분포하는 돌기들을 포함하고, 상기 변형 가능한 꼭지는 상기 돌기들 중 임의의 두 개 사이에 위치하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  14. 제 8 항에 있어서, 상기 운반 하우징은
    상기 차동 어셈블리에 의해 보호되는 링 기어와 동력 전달 가능하도록 결합된 피니언 기어 및 상기 차동 어셈블리를 회전 가능하도록 지지하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리.
  15. 운반 어셈블리, 차동 어셈블리 및 커버를 갖는 차축 어셈블리를 결합하는 방법에 있어서,
    상기 차동 어셈블리를 상기 운반 하우징 내에 형성된 접근 구멍을 통해 삽입하는 단계;
    상기 운반 하우징 내의 상기 차동 어셈블리를 회전 가능하도록 지지하는 단계;
    상기 커버를 상기 운반 하우징과 나사 결합하여 상기 접근 구멍을 닫는 단계; 및
    상기 접근 구멍이 닫힌 후에 상기 커버가 상기 운반 하우징에 대해 회전하는 것을 제한하는 단계를 포함하는 차축 어셈블리의 결합 방법.
  16. 제 15 항에 있어서, 상기 커버가 회전하는 것을 제한하는 단계는
    상기 커버로부터 연장되어 상기 운반 하우징으로부터 연장되는 돌기에 근접한 위치까지 형성된 꼭지를 변형시키는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리의 결합 방법.
  17. 제 15 항에 있어서, 상기 운반 하우징과 나사 결합된 상기 커버를 회전시킴으로써 상기 커버의 플랜지를 이동시켜 상기 운반 하우징과 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리의 결합 방법.
  18. 제 15 항에 있어서, 상기 커버와 상기 운반 하우징 사이에 봉합재를 압착시키는 단계를 더 포함하는 하는 차축 어셈블리의 결합 방법.
  19. 제 15 항에 있어서, 상기 커버가 회전하는 것을 제한하는 단계는,
    상기 커버를 관통하여 연장되는 구멍 내에 체결 수단을 위치시키는 단계, 및
    상기 체결 수단을 상기 운반 하우징과 나사 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리의 결합 방법.
  20. 제 15 항에 있어서, 상기 운반 하우징으로 피니언 기어를 회전 가능하도록 지지하는 단계 및 상기 피니언 기어를 상기 차동 어셈블리에 고정된 링 기어와 동 력 전달 가능하도록 결합시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리의 결합 방법.
  21. 제 20 항에 있어서, 상기 차동 어셈블리를 상기 접근 구멍을 통해 삽입하는 단계는,
    상기 차동 어셈블리를 상기 피니언 기어의 회전축과 평행한 경로를 통해 이동시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 차축 어셈블리의 결합 방법.
  22. 입력;
    상기 입력으로부터 적어도 하나의 출력으로 동력을 전달할 수 있는 기어 세트;
    나사부가 형성된 벽을 포함하고, 상기 기어 세트를 수용할 수 있는 크기로 형성된 접근 구멍을 가지는 하우징; 및
    상기 접근 구멍을 닫기 위한 커버를 포함하며,
    상기 커버는 상기 나사부가 형성된 벽을 나사 결합시켜 상기 커버가 상기 하우징을 꼭 닫을 수 있게 하며 상기 커버가 즉각 제거될 수 있도록 하는 나사부를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  23. 제 22 항에 있어서, 상기 하우징은 복수 개의 서로 떨어져 분포하는 돌기들을 포함하며,
    바깥쪽으로 연장되며 상기 복수 개의 돌기들 중 적어도 하나에 근접하도록 선택적으로 위치하여 상기 커버와 상기 하우징 사이의 상대적인 회전을 제한하도록 하는 구부러질 수 있는 꼭지를 상기 커버가 포함하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  24. 제 23 항에 있어서, 상기 하우징은 상기 기어 세트를 회전 가능하도록 지지하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  25. 제 24 항에 있어서, 상기 하우징은 상기 차동 어셈블리에 고정된 링 기어와 동력 전달 가능하도록 결합된 피니언 기어를 회전 가능하도록 지지하는 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  26. 제 22 항에 있어서, 상기 동력 전달 장치는 전달 케이스인 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
  27. 제 22 항에 있어서, 상기 동력 전달 장치는 구동 차축 어셈블리인 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
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