KR20070110073A - 개별적으로 탄성 현가된 차량 휘일을 위한 개별 휘일구동부 - Google Patents

개별적으로 탄성 현가된 차량 휘일을 위한 개별 휘일구동부 Download PDF

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막스 바흐만
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젯트에프 프리드리히스하펜 아게
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Abstract

본 발명은 구동 장치의 출력축 연결부(10)를 휘일의 입력축 연결부와 연결시키고 하나의 메인 섹션(4) 및 하나 이상의 단부 섹션(8)을 구비한 조인트 축(2)을 포함하는, 개별적으로 탄성 현가된 차량 휘일을 위한 개별 휘일 구동부에 관한 것이며, 상기 단부 섹션은 메인 섹션의 단부에 각각 하나의 등속 조인트(6)를 통해 배치되고 할당된 축 연결부(10)와 회전 커플링되며, 상기 조인트 축은 구동 장치와 휘일 사이의 오프셋을 보상하는 영구적인 경사 위치를 보유하며, 상기 경사 위치에 의해 기인하는 영구적인 편향각을 감소시키기 위한 수단이 제공된다. 등속 조인트(6)에 할당된 단부 섹션(8) 및 이와 커플링된 축 연결부(10)는 베벨 기어 쌍(16, 18)을 통해 서로 커플링되며, 상기 휘일 쌍의 편향각(α)은 조인트 축(2)과 축 연결부(10) 사이의 상응하는 영구적인 편향각에 적어도 부분적으로 상응한다.
개별 휘일 구동부, 조인트 축, 출력축, 입력축, 베벨 기어 쌍

Description

개별적으로 탄성 현가된 차량 휘일을 위한 개별 휘일 구동부 {Individual Wheel Drive for Individually Suspended Wheels of a Motor Vehicle}
본 발명은 특허청구범위 제1항의 전제부에 따른, 개별적으로 탄성 현가된 차량 휘일을 위한 개별 휘일 구동부에 관한 것이다.
차량 내에 고정 조립된 구동 장치에 대해 탄성 현가된 휘일의 운동은 특허청구범위 제1항의 전제부에 기재된 유형의 조인트 축에 의해 가능하며, 상기 구동 장치는, 예를 들어 구동 엔진 또는 구동 엔진에 종속된 변속기일 수 있다. 조인트 축의 단부에 배치되고 구동 토크를 전달하는 등속 조인트는, 탄성 현가된 휘일의 회전축 운동 시, 각각 크기 및 방향과 관련하여 상이한 굽힘각에 적용되고 이에 따라 특히 부하를 받는 조립 구성 요소가 된다. 따라서, 상기 조인트를 손상 또는 마모로부터 보호하기 위해 일반적으로 굽힘각은 구조적으로 제한된다.
많은 적용예의 경우, 구동 장치와 휘일 사이에는 조인트 축의 상응하는 경사 위치에 의해 보상되어야 하는 영구적인 오프셋이 형성된다. 이러한 유형의 오프셋은, 예를 들어 일반적으로 대형 휘일 및 낮게 위치하는 중앙 변속기의 경우 또는 소형 휘일 및 높이 위치하는 중앙 변속기의 경우, 그리고 구동 장치에 대해 특히 모든 지형에 이용되고 예를 들어 보상 변속기의 큰 지면 거리가 요구되는 차량의 경우 형성된다. 조인트 축의 이러한 영구적인 경사 위치는 일반적으로 등속 조인트의 상응하게 큰 굽힘각을 통해 수용될 수 없는데, 한편으로 휘일의 탄성 운동에 의해 그리고 다른 한편으로 조인트 축의 영구적인 경사 위치에 의해 기인하는 최대의 전체 굽힘각이 일반적으로 허용된 굽힘각을 초과하기 때문이다. 따라서, 영구적인 경사 위치에 의해 기인하는 등속 조인트의 영구적인 굽힘각이 적어도 부분적으로 감소될 수 있는 구조가 익히 공지되어 있다.
DE 36 29 297 C2호에는 청구범위 제1항의 전제부에 기재된 유형의 개별 구동부가 이미 공지되어 있으며, 여기서 조인트 축의 두 단부에 제공된 등속 조인트 장치는 이중 조인트로서 구성되며, 즉 각각 두 개의 개별 조인트가 서로 나란히 차례로 배치된다. 이러한 방식으로 전체적인 굽힘각은 각각 두 개의 조인트에 대해 분할되어, 각각의 개별 조인트의 굽힘각은 절반이 될 수 있다. 그러나, 이러한 유형의 장치는 구조 및 조립이 매우 복잡하기 때문에 비용이 많이 든다. 그 이외에 또한, 상기 유형의 장치의 경우, 각각의 개별 조인트의 굽힘각이 너무 커서 경제적인 수명이 제공되지 않는 것도 배제시킬 수가 없다.
이러한 배경으로부터 본 발명의 목적은, 조인트 축의 영구적인 경사 위치에 의해 기인하는 등속 조인트의 영구적인 굽힘각이 구조적으로 간단한 수단을 사용하여 더욱 또는 완전히 감소될 수 있는, 청구범위 제1항의 전제부에 기재된 유형의 개별 구동부를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 독립항의 특징부에 의해 달성되며, 본 발명의 바람직한 실시예 및 개선예는 종속항들에 기재된다.
본 발명은, 조인트 축의 영구적인 경사 위치에 의해 기인하는 굽힘각이 일정한 각도이므로 일정한 편향에 의해 조인트 축과 이에 연결된 축 연결부 사이의 각에 대략 상응하게 브릿지 연결될 수 있다는 인식에 기초한다.
이에 따라 본 발명은, 구동 장치의 출력축 연결부를 휘일의 입력축 연결부와 연결시키고 하나의 메인 섹션 및 두 개의 단부 섹션을 구비한 조인트 축을 포함하는, 개별적으로 탄성 현가된 차량 휘일을 위한 개별 휘일 구동부에 관한 것이며, 상기 단부 섹션은 메인 섹션의 단부에 각각 하나의 등속 조인트를 통해 배치되고 할당된 축 연결부와 회전 커플링되며, 상기 조인트 축은 구동 장치와 휘일 사이의 오프셋을 보상하는 영구적인 경사 위치를 보유하며, 상기 경사 위치에 의해 기인하는 영구적인 굽힘각을 감소시키기 위한 수단이 제공된다.
본 발명의 목적을 달성하기 위해, 각각의 등속 조인트에 할당된 단부 섹션 및 이와 커플링된 축 연결부는 베벨 기어 쌍을 통해 서로 커플링되며, 상기 베벨 기어 쌍의 편향각은 조인트 축과 이에 커플링된 축 연결부 사이의 상응하는 영구적인 굽힘각에 적어도 부분적으로 상응하는 것이 제공된다.
이러한 방식으로 영구적인 굽힘각은 부분적으로 또는 완전히 브릿지 연결되어, 할당된 등속 조인트는 단지, 예를 들어 휘일의 탄성 운동에 기인하는 변경되는 굽힘각만 수용해야 하며, 이러한 굽힘각은 일반적으로 통상적인 등속 조인트의 기능적 한계 내에 있다.
본 발명의 구조 실시예에 따라, 축 연결부는 조인트 축의 경사 평면에 대해 수직으로 배치되며, 베벨 기어 쌍의 편향각은 90°이다. 이러한 유형의 장치에서 조인트 축은 경사 평면에서 각각 임의의 위치를 차지하여, 임의의 경사 위치가 가능할 수 있다.
많은 적용예의 경우 구조적인 이유로 인해, 굽힘각을 감소시키는 베벨 기어 쌍을 통해 단지 하나의 단부 섹션, 특히 조인트 축의 구동측 단부 섹션을 할당된 축 연결부와 커플링시킬 가능성 또는 필요성이 존재한다. 이에 대한 예는 이하 실시예에서 더욱 상세히 기재되고 설명된다.
특히 전형적이어서 종종 발생하는 경우, 하나의 휘일 쌍의 두 개별 휘일은 차량의 수직 횡방향 평면에서 탄성 지지되고 중심에 배치된 구동 장치에 대해 하부 방향으로 오프셋된다. 이러한 경우, 본 발명의 다른 실시예에 따라, 두 개의 휘일에 할당된 조인트 축은 차량의 종축에 대해 횡방향으로 위치하는 공동의 횡방향 평면에 그리고 차량의 수직 종축 중심 평면에 대해 대칭으로 배치되고 외측 및 하부 방향으로 기울어지며, 할당된 구동 장치의 출력축 연결부 또는 이에 배치된 베벨 기어는 차량의 종방향으로 오프셋 배치됨으로써, 베벨 기어 중 각각 단지 하나만이 이에 할당된 조인트 축 쪽의 베벨 기어와 맞물리는 것이 제공된다.
예를 들어 구동 장치는 각각 디젤 전기 구동 장치와 전기적으로 접속된 전기 모터일 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 구조는 실시예를 사용하여 더욱 상세히 설명되는 바와 같이, 복수의 구동 휘일 쌍이 차량의 종방향으로 서로 나란히 차례로 배치되는 것을 허용한다.
본 발명의 실시예는 도면에 도시되며 이하 더욱 상세히 설명된다.
도1은 베벨 기어 쌍의 편향각이 조인트 축의 경사 평면에 위치하는, 등속 조인트의 단부 섹션을 출력축 연결부 또는 입력축 연결부와 커플링시키기 위한 베벨 기어 쌍의 개략도이다.
도2는 베벨 기어 쌍의 편향각이 조인트 축의 경사 평면에 대해 수직으로 위치하는 다른 베벨 기어 쌍의 개략도이다.
도3은 휘일 쌍의 두 개의 휘일을 위한 두 개의 개별 휘일 구동부의 평면 사시도이다.
도4는 차량의 종방향으로 서로 나란히 차례로 배치된 세 개의 휘일 쌍을 갖고 그 휘일이 각각 개별 구동되는 차량 섀시의 사시도이다.
도1에는 도시되지 않은 구동 장치와 도시되지 않은 차량 휘일 사이에서 경사 평면에 형성된 오프셋을 브릿지 연결하기 위해, 본 실시예에서 조인트 축(2)이 도면 평면에 상응하는 경사 평면에서 경사지게 위치한 장치가 개략적으로 도시된다. 조인트 축(2)의 메인 섹션(4)은 등속 조인트(6)를 거쳐 차체 내에 또는 차량 프레임 내에 회전 지지된 단부 섹션(8)과 연결된다.
또한, 도시되지 않은 구동 장치의 입력축 연결부(10)는 조인트 축(2)의 경사 평면에 배치되고 차체에 회전 가능하게 지지된다. 단부 섹션(8)의 회전축(12) 및 축 연결부(10)의 회전축(14)은 서로 각도(α)를 형성하며, 상기 각도는 수평 연결 부(10)에 대해 조인트 축(2)의 영구적인 경사 위치에 의해 기인한다.
등속 조인트(6)는 일반적으로 공지되어 있기 때문에 더 상세하게 설명될 필요가 없는 바와 같이, 도시되지 않은 휘일의 탄성 현가에 따라 변경되고 메인 섹션(4)과 단부 섹션(8) 사이의 이중 화살표에 상응하는 각도를 수용한다.
한편으로는 단부 섹션(8)의 축(12)과 다른 한편으로는 축 연결부(10)의 축(14) 사이의 영구적인 각도(α)는 등속 조인트를 통해 수용되는 것이 아니라, 베벨 기어 쌍을 통해 브릿지 연결된다. 이러한 목적을 위해 한편으로는 단부 섹션(8) 및 다른 한편으로는 축 연결부(10)는 서로 톱니가 맞물려 있는 각각 하나의 베벨 기어(16 또는 18)를 갖는다. 베벨 기어(16, 18)의 편향각은 각도(α)에 상응한다. 이러한 방식으로 조인트 축(2)의 영구적인 경사 위치에 따라 일정한 각도(α)가 베벨 기어 쌍을 통해 이루어짐으로써, 등속 조인트(6)는 단지 휘일의 탄성 운동에 따라 변경되는 굽힘 각도를 수용해야 한다.
도2에는 구동 장치와 휘일 사이의 오프셋을 브릿지 연결하기 위해, 등속 조인트를 통해 도시되지 않은 조인트 축과 구동 연결된 단부 섹션(20)이 도면 평면에 상응하는 경사 평면에서 기울어지게 위치한 장치가 도시된다. 도시되지 않은 구동 장치의 축 연결부(22)는 조인트 축의 경사 평면에 대해 수직으로 배치된다. 한편에서 단부 섹션(20) 및 다른 한편에서 축 연결부(22)는 각각 하나의 베벨 기어(24, 26)를 지지하며, 이들 베벨 기어 쌍의 편향각은 90°이다. 이러한 경우 편향각은 경사각에 상응하지 않으며, 경사각은 오히려 경사 평면에서 축 연결부(22)의 회전축을 중심으로 선회함으로써 임의로 선택될 수 있다.
도3에는 하나의 휘일 쌍의 두 개의 휘일에 대한 개별 휘일 구동부가 도시된다. 할당된 휘일과 연결된, 도시되지 않은 각각 하나의 조인트 축의 두 단부 섹션(30, 32)은, 차량의 종축에 대해 횡방향으로 위치하고 동시에 조인트 축의 경사 평면을 나타내는 횡방향 평면(34)에 위치하며, 도3에 암시된 바와 같이 상기 횡방향 평면에서 외측 및 하부 방향으로 기울어진다. 따라서, 이러한 두 개의 개별 휘일 구동부는 도2의 장치에 상응한다.
단부 섹션(30 또는 32)에 할당된 구동 장치(36 또는 38)는, 도시된 실시예에서 도시되지 않은 디젤 전기 구동 장치와 전기적으로 연결된 전기 모터로서, 출력축 연결부(40 또는 42)가 횡방향 평면(34)에 대해 수직으로 위치하도록 배치된다. 단부 섹션(30)은 축 연결부(40)에 대해 배치된 베벨 기어(46)와 톱니가 맞물리는 베벨 기어(44)를 지지한다. 이와 상응하는 방식으로 단부 섹션(32)은 축 연결부(42)에 대해 배치된 베벨 기어(50)와 맞물리는 베벨 기어(48)를 지지한다. 베벨 기어(46 또는 50)를 각각 도시되지 않은 베벨 기어(48 또는 44)로부터 자유롭게 유지하기 위해, 구동 장치(36 및 38)는 차량의 횡방향에서 예를 들어 크기(a) 만큼 오프셋됨으로써, 도3에 a1 또는 a2로 표시된 바와 같이 이들 사이에 각각 소정의 거리가 유지된다.
도2와 관련하여 이미 설명된 바와 같이, 단부 섹션(30 및 32)의 경사 위치는 할당된 축 연결부(40 또는 42)의 회전축을 중심으로 선회함으로써 임의로 선택될 수 있다.
도4에는 개별 휘일들이 각각 개별적으로 구동되는, 차량의 종축(52) 방향으 로 서로 나란히 차례로 배치된 세 개의 휘일 쌍(54, 56, 58)을 갖는 차량의 실시예가 도시된다. 그러나 각각의 휘일 쌍(54, 56, 58)은 도3에 도시된 장치에 상응한다. 각각의 휘일 쌍(54, 56, 58)에는 대략 차량의 종축으로 배치되고 디젤 전기 구동부와 연결된 두 개의 전기 모터가 할당되며, 각각의 전기 모터는 다시 조인트 축을 통해 휘일들 중의 하나와 구동 연결된다.
<도면 부호 리스트>
2: 조인트 축 32: 단부 섹션
4: 메인 섹션 34: 횡방향 평면
6: 등속 조인트 36: 구동 장치
8: 단부 섹션 38: 구동 장치
10: 출력축 연결부 40: 출력축 연결부
11: 이중 화살표 42: 출력축 연결부
12: 8의 회전축 44: 베벨 기어
14: 10의 회전축 46: 베벨 기어
16: 베벨 기어 48: 베벨 기어
18: 베벨 기어 50: 베벨 기어
20: 단부 섹션 52: 차량의 종축
22: 축 연결부 54: 휘일 쌍
24: 베벨 기어 56: 휘일 쌍
26: 베벨 기어 58: 휘일 쌍
30: 단부 섹션

Claims (6)

  1. 구동 장치의 출력축 연결부를 휘일의 입력축 연결부와 연결시키고 하나의 메인 섹션 및 두 개의 단부 섹션을 구비한 조인트 축을 포함하는, 개별적으로 탄성 현가된 차량 휘일을 위한 개별 휘일 구동부이며, 상기 단부 섹션은 메인 섹션의 단부에 각각 하나의 등속 조인트를 통해 배치되고 할당된 축 연결부와 회전 커플링되며, 상기 조인트 축은 구동 장치와 휘일 사이의 오프셋을 보상하는 영구적인 경사 위치를 보유하며, 상기 경사 위치에 의해 기인하는 영구적인 편향각을 감소시키기 위한 수단이 제공된 개별 휘일 구동부에 있어서,
    각각의 등속 조인트(6)에 할당된 단부 섹션(4) 및 이와 커플링된 축 연결부(10)는 베벨 기어 쌍(16, 18)을 통해 서로 커플링되며, 상기 베벨 기어 쌍의 편향각(α)은 조인트 축(2, 4)과 이에 커플링된 축 연결부(10) 사이의 상응하는 영구적인 편향각에 적어도 부분적으로 상응하는 것을 특징으로 하는 개별 휘일 구동부.
  2. 제1항에 있어서, 축 연결부(40, 42)는 조인트 축(2)의 경사 평면(34)에 대해 수직으로 배치되며, 베벨 기어 쌍(44, 46; 48, 50)의 편향각이 90°인 것을 특징으로 하는 개별 휘일 구동부.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 조인트 축의 적어도 구동측 단부 섹션(30, 32)은 편향각으로 브릿지 연결된 베벨 기어 쌍(44, 46; 48, 50)을 통해 할당된 축 연 결부(40, 42)와 연결되는 것을 특징으로 하는 개별 휘일 구동부.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 구동 휘일 쌍의 두 개의 휘일에 할당된 조인트 축은 차량의 종축에 대해 횡방향으로 위치하는 횡방향 평면(34)에 그리고 차량의 수직 종축 중심 평면에 대해 대칭으로 배치되고 외측 및 하부 방향으로 기울어지며, 할당된 구동 장치(36; 38)의 출력축 연결부(40; 42) 또는 이에 배치된 베벨 기어(46; 50)는 차량의 횡방향으로 사실상 크기(a) 만큼 오프셋 배치됨으로써, 베벨 기어(46; 50) 중 각각 단지 하나만이 이에 할당된 조인트 축 쪽의 베벨 기어(44; 48)와 맞물리는 것을 특징으로 하여 적어도 하나의 구동 휘일 쌍을 갖는 차량을 위한 개별 휘일 구동부.
  5. 제4항에 있어서, 구동 장치(36; 38)는 각각 디젤 전기 구동 장치와 전기적으로 접속된 전기 모터인 것을 특징으로 하는 개별 휘일 구동부.
  6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 복수의 구동 휘일 쌍(54, 56, 58)은 차량의 종방향으로 서로 나란히 차례로 배치되는 것을 특징으로 하는 개별 휘일 구동부.
KR1020077020442A 2005-03-08 2006-03-06 개별적으로 탄성 현가된 차량 휘일을 위한 개별 휘일구동부 KR20070110073A (ko)

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