KR20070113273A - 구동 휠 쌍의 양측 구동 휠의 개별 구동을 위한 구동시스템 - Google Patents

구동 휠 쌍의 양측 구동 휠의 개별 구동을 위한 구동시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 기어 장치를 통해 구동 가능하도록 해당 구동 휠(4, 8) 또는 이와 유사한 부품과 결합된 두 개의 무단 조절식 구동 모터(2, 6)를 구비한 차량을 위한 구동 휠 쌍 또는 이와 유사한 부품의 두 개의 구동 휠(4, 8)의 개별 구동을 위한 구동 시스템에 관한 것이다. 본 발명에서는 기어 장치가 두 개의 전후 방향으로 배치된 기어 유닛을 포함하며 기어 유닛의 하나는 바람직하게도 2단 변속이 가능한 드라이브(10)이고 다른 기어 유닛은 베벨 기어(24, 26)이다. 변속이 가능한 드라이브(10)는 기어비 조절을 가능하게 한다. 베벨 기어(24, 26)는, 그 구동축이 구동 휠 쌍의 회전축에 대해 횡방향으로 배치되도록 구동 모터(2, 6)를 장착하는 것을 가능하게 하는데, 이는 차량에서 설치 가능성의 개선을 의미한다.

Description

구동 휠 쌍의 양측 구동 휠의 개별 구동을 위한 구동 시스템{DRIVE SYSTEM FOR INDIVIDUALLY DRIVING TWO DRIVE WHEELS OF A DRIVE WHEEL PAIR}
본 발명은 청구항 1의 전제부에 설명한 차량용 구동 휠 쌍의 양측 구동 휠 또는 이와 유사한 것의 개별 구동을 위한 구동 시스템에 관한 것이다.
청구항 1의 전제부에 명시된 유형의 구동 시스템은 이미 오래 전부터 차동 조향장치 탑재 차량, 즉 코너 주행 시 각각 코너 내측의 구동 휠(또는 무한궤도 차량의 체인 스타 휠)이 코너 외측의 구동 휠에 비해 감속되는 차량에 장착되어 왔다. 이 상황에서 무단 조절식 구동 모터는 코너 내측의 구동 휠과 코너 외측의 구동 휠 사이에서 거의 일정하게 유지되는 회전 속도비를 가능하게 한다. 하지만 고정된 기어비를 갖는 기어 장치가 구동 모터의 후단에 배치되는 경우, 무단 조절식 구동 모터가 최종 속도 및 구동 토크와 관련하여 그 한계에 부딪치는 것으로 나타났다. 다른 단점으로는, 구동 모터, 기어 장치 및 휠로 구성되며 서로 정렬되게 배치되는 두 개의 드라이브 그룹을 구동 휠 쌍의 회전축 방향에서 서로 나란히 배치하고 하나의 구동 장치로 형성하는 것이 공간적 이유에서 일반적으로 쉽지 않다는 것을 들 수 있다.
이러한 배경에서 출발하여 본 발명의 목적은, 한편으로 최종 속도 또는 구동 토크를 변경하는 것을 가능하게 하고 다른 한편으로는 용이하게 차량에 장착할 수 있는, 청구항 1의 전제부에 명시한 구동 시스템을 제공하는 것이다.
이 목적은 독립항의 특징으로 통해 달성되며, 본 발명의 다른 바람직한 형태 및 개선된 형태는 종속항에 명시된다.
본 발명은, 본 발명의 기초가 되는 전술한 두 가지 부분 목적이 기어비의 변경 및 설치 상황이 개선되도록 설계된 두 개의 기어 유닛에 적용됨에 따라 본 발명의 해결 방법이 비교적 간단한 수단을 통해 구현된다는 인식에 근거한다.
이에 따라 본 발명은, 기어 장치를 통해 구동 가능하도록 해당 구동 휠과 결합된 두 개의 무단 조절식 구동 모터를 구비한 차량을 위한 구동 휠 쌍 또는 이와 유사한 부품의 두 개의 구동 휠의 개별 구동을 위한 구동 시스템에서 출발한다.
제시된 목적을 달성하기 위해 이러한 유형에서부터 출발하여 본 발명에서는, 기어 장치가 두 개의 전후 방향으로 배치된 기어 유닛을 포함하며 기어 유닛의 하나는 변속이 가능한 드라이브이고 다른 기어 유닛은 고정 기어비를 갖는 베벨 기어이다.
예를 들어 2단 변속이 가능한 드라이브의 도움으로 두 가지 회전속도 범위 또는 구동토크 범위를 선택할 수 있고, 반면 베벨 기어 세트에서는 구동 모터 및 경우에 따라서는 양측 기어 유닛 중 하나가 구동 휠의 회전축에 대해 직각으로 배치되는 가능성이 제공되는데, 이는 하기 실시예를 통해 설명되는 바와 같이 설치 가능성을 현저하게 개선하는데 기여한다.
본 발명의 바람직한 형태에서는, 변속 가능한 드라이브가 2단 베벨 기어 세트이고, 그 선 기어는 구동축과 결합되며, 그 유성 기어 캐리어는 출력축과 결합되고, 그 링 기어는 선택적으로 비틀리지 않게 고정되거나 또는 출력축과 연결될 수 있다.
베벨 기어 세트는 컴팩트한 구조에서 비교적 큰 기어비를 허용한다. 또한 선택적으로 고정 가능하거나 또는 출력축 또는 그에 고정 결합된 유성 기어 캐리어와 결합 가능한 링 기어를 통한 변속은 적은 설계 비용으로 큰 기어비를 가능하게 한다.
제공되는 설치 공간에 따라서, 변속 가능한 드라이브를 구동 모터 뒤에 배치하고 베벨 기어 세트를 변속 가능한 드라이브 뒤에 배치하거나 또는 그 반대로 베벨 기어 세트를 구동 모터 뒤에 배치하고 변속 가능한 드라이브를 베벨 기어 세트 뒤에 배치할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시 형태에서는, 구동 모터의 구동축이 구동 휠 쌍의 회전축에 대해 각각 직각으로 배치되며 베벨 기어 세트가 90˚의 편향각을 갖는다. 이러한 방식으로 구동 모터가 예를 들어 차량의 종축에서 구동 휠 쌍의 회전축의 앞 및 뒤에 배치될 수 있으므로, 이 후단에 배치된 기어 장치가 차량 종축 근처에 배치될 수 있고 비교적 긴 추진축을 통해 독립 현가식 구동 휠과 결합될 수 있다.
본 발명의 다른 형태에서는 출력 부재에 작용하는 중첩되는 구동 토크를 전달하기 위한 제2 전달 부재 및 제1 전달 부재를 구비한, 변속 불가능한 다른 통합 유닛이 두 개의 기어 유닛을 포함하는 기어 장치 뒤에 배치되며, 양측 통합 유닛의 두 개의 제1 전달 부재가 각각 제1 구동 모터에 의해 구동되는 제1 기어 트레인을 통해 연결되고 제2 전달 부재는 각각 제2 구동 모터에 의해 구동되는 제2 기어 트레인을 거쳐 서로 연결되고, 전달 부재에 대한 기어 트레인의 기어비는 서로 반대 방향이며 동일하지 않다.
이러한 유형의 배치에서는, 하기 실시예를 통해 상세히 설명되는 바와 같이 예를 들어 구동 휠 쌍에서 감속된, 코너 내측의 구동 휠에서 사용되지 않은 구동 출력이 각각 코너 외측의 구동 휠로 전달되는 것이 가능하다. “반대 방향이며 동일하지 않다”는 것은 제1 또는 제2 통합 유닛의 전달 부재에 대해 기어 트레인의 상이한 기어비가 서로 반대로 선택되어 양측 구동 모터의 회전 속도가 동일할 때 해당 구동 휠도 동일한 속도를 갖게 되는 것을 의미한다.
바람직하게도 구동 모터는 그 회전속도를 간단하게 조절할 수 있는 전동 모터이다.
바람직하게도 본 발명에 따른 구동 시스템은 구동 휠이 독립적으로 현가되는 차량에 투입되며, 이 구동 휠은 추진축을 통해 해당 구동 모터 또는 그 뒤에 배치된 기어 유닛에 연결된다.
아래에서는 도면에 도시된 복수의 실시예를 통해 본 발명에 대해 상세히 설명한다. 도면은 다음과 같다:
도 1은 변속 가능한 드라이브 및 각 구동 모터 뒤에 배치되고 베벨 기어 세트가 드라이브 뒤에 배치된 구동 시스템을 나타낸다.
도 2는 각각 하나의 베벨 기어 세트가 각 구동 모터 뒤에 배치되고 변속 가능한 드라이브가 베벨 기어 세트 뒤에 배치된 구동 시스템을 나타낸다.
도 3은 도 1에 따른 배치와 유사하지만 베벨 기어 세트 뒤에 각각 하나의 통합 유닛이 배치되는 장치를 나타낸다.
도 1에 도시한 구동 시스템은 제1 구동 휠(4)에 속하는 제1 구동 모터(2) 및 제2 구동 휠(8)에 속하는 제2 구동 모터(6)를 포함한다.
유성 기어 트레인으로서 형성된 2단 변속식 드라이브(10)가 제1 구동 모터(2) 뒤에 배치된다. 드라이브(10)의 선 기어(12)는 구동 모터(2)의 구동축(14)과 연결되며 유성기어 캐리어(16)에 배치된 복수의 유성 기어(18)와 맞물리는데, 이 유성 기어는 다른 측면에서 링 기어(20)의 내측 톱니와 맞물린다.
유성 기어 캐리어(16)는 출력축(22)과 결합되고, 이 출력축은 베벨 기어(26)와 맞물리는 베벨 기어(24)를 그 자유 단부에서 지지한다. 이 베벨 기어(26)는 이차축(28)과 결합되며, 이 이차축은 추진축(30)을 통해 거쳐 제1 구동 휠(4)과 구동 결합된다.
추진축(30)은 구동 휠(4)의 스프링식 현가를 가능하게 하는데, 이는 일반적으로 잘 알려져 있으므로 더 이상 상세하게 설명하지 않는다. 구동 휠(4)은 추진축(30) 및 다른 유성 기어 트레인(32)에 의해 구동되는데, 이 또한 이미 잘 알려져 있으므로 여기에서 다시 설명되지 않는다.
드라이브(10)는 2단 변속이 가능한 드라이브로서 형성된다. 이 목적을 위해 링 기어(20)가 도 1에 도시한 바와 같이 변속 피니언(34)을 통해 출력축(22)에 고정 배치된 변속 기어(36)와 선택적으로 연결되거나 또는 변속기 하우징에 고정 배치된 고정 톱니(38)와 연결될 수 있다. 도 1에 도시한 변속 위치에서는 유성 기어 캐리어(16)와 링 기어(20)가 서로 고정적으로 결합되어 있다. 링 기어(20) 및 이로써 선 기어(12)에 대해서도 유성 기어(18)의 롤링이 발생하지 않고, 따라서 출력축(22)가 구동축(14)의 회전 속도로 회전한다.
링 기어(20)가 변속 피니언(34)을 통해 고정 톱니(38)와 연결된 경우에는, 링 기어(20)가 예를 들어 하우징에 고정되며 유성 기어(18)가 링 기어(20)의 내측 톱니에서 롤링되므로, 구동축(14)의 회전 속도가 알려진 방식에 따라 그와 다른 출력축(22) 회전 속도로 전환된다.
제2 구동 휠(8)에 속하는 구동 시스템은 전술한 구동 시스템과 동일하게 구성된다. 이 구동 시스템은 제2 구동 모터(6) 뒤에 배치되고 2단 변속이 가능하며, 유성 기어 트레인으로서 형성된 드라이브(40), 베벨 기어(42, 44)로 형성된 베벨 기어 세트, 하나의 추진축(46) 및 제2 구동 휠(8)에 속하는 다른 유성 기어 트레인(48)을 포함한다.
두 개의 구동 휠(4, 8)은 각각 서로 독립적으로 해당 구동 모터(2, 6)에 의해 구동된다. 어느 한 측면에서 다른 측면으로의 출력 이동은 이루어지지 않는다.
변속 가능한 드라이브(10, 40)를 통해 차량의 구동 토크 조절 또는 회전 속도 조절이 이루어진다.
코너 주행을 개시하기 위해, 양측 구동 휠(4, 8) 중 하나가 해당 구동 모 터(2, 6)의 상응하는 회전속도 제어장치를 통해 그 회전속도가 감속 또는 가속되므로, 차량이 구동 휠의 서로 다른 속도로 인해 코너를 주행한다.
도 2는 도 1에서와 유사한 장치이지만, 그와는 달리 각 베벨 기어가 구동 모터 바로 뒤에 배치되며 변속 가능한 드라이브가 베벨 기어 뒤에 배치된다. 도 2에 따른 구동 시스템은 구동 휠(70)에 대한 구동 예시에서 설명된다. 구동 모터(52)의 구동축(50)은 베벨 기어(56)와 맞물리는 베벨 기어(54)를 지지한다. 베벨 기어(56)는 변속 가능한 드라이브(유성 기어)(60)의 입력축(58)과 결합되며, 이 드라이브는 선 기어(62)를 구동한다. 유성 기어 캐리어(64)와 결합된 구동축(66)은 구동축(68)을 통해 구동 휠(70)을 구동하는데, 여기에서 설명되는 다른 유성 기어 트레인도 이 구동 휠에 속한다.
드라이브(60)는 도 1에 따른 예시에서와 같이 변속 피니언(72)의 변속을 통해 두 개의 변속단 사이에서 변속이 가능하다.
다른 구동 휠(74)에 속하는 구동 시스템은 동일한 구조를 가지므로 다시 설명하지 않는다.
도 1의 예시에서와 같이 이 구동 시스템에서도 양측 구동 휠(70, 74) 사이에서 출력 이동이 이루어지지 않는다.
도 3은 제1 구동 모터(76)가 2단 변속이 가능하며 유성 기어로서 형성된 드라이브(78)인 구동 시스템을 나타내며, 이 드라이브 뒤에는 두 개의 베벨 기어(80, 82)로 형성된 베벨 기어 세트가 배치된다. 이와 유사하게 제2 구동 모터(84) 뒤에는 2단 변속이 가능한 드라이브(86)가 배치되고 그 뒤에는 베벨 기어(88) 및 베벨 기어(90)로 형성된 베벨 기어 세트가 배치된다.
양측 베벨 기어(82, 90)는 도 1에 따른 실시예에서처럼 직접 해당 구동 휠(92,94)의 구동에 사용되는 것이 아니라, 아래에서 설명되는 바와 같이 이 베벨 기어는 구동 휠(92, 94)에 속하는 통합 유닛(96, 98)과 연결된다.
통합 유닛(96, 98)은 각각 유성 기어 트레인으로서 형성되며, 그 선 기어(100, 102)는 각각 하나의 제1 전달 부재 및 그 링 기어(104, 106) 및 각각 하나의 제2 전달 부재를 형성하며, 전달해야 하는 구동 토크가 이 전달 부재를 통해 통합 유닛(96, 98)에 전달될 수 있다.
베벨 기어(82)는 선 기어(100, 102)를 구동하는 연결축(108)과 고정적으로 결합한다. 베벨 기어(90)는 링 기어에 형성된 외측 톱니를 통해 링 기어(104, 106)를 구동하는 연결축(110)과 결합한다.
통합 유닛(96, 98)에 대한 연결축(108)의 기어비가 서로 다르므로 통합 유닛(96, 98)의 입력 속도가 서로 상이하다.
통합 유닛(96, 98)에 대한 연결축(110)의 기어비도 서로 다르며 구동 모터(76, 84)의 회전 속도가 동일할 때 구동 휠(92, 94)이 동일한 속도로 구동되도록 연결축(108)의 기어비에 대해 반대 방향의 크기를 갖는다.
예를 들어 코너 주행을 시작하기 위해 구동 모터(76)가 감속되면 도시한 기어비에서 연결축(108)을 통해 발생된 통합 유닛(98) 유성 기어 캐리어(112)의 회전 속도가 통합 유닛(96) 유성 기어 캐리어(114)의 회전 속도보다 더 많이 감속되므로, 구동 휠(94)도 구동 휠(92)보다 더 느리게 회전된다.
구동 휠(94)에서 사용하지 않은 구동 토크는 연결축(110)을 통해 구동 휠(92)로 전달되므로 구동 출력이 소실되지 않는다.
본 발명은 구동 시스템에 이용될 수 있다.
[도면 부호의 설명]
2 제1 구동 모터
4 구동 휠
6 제2 구동 모터
8 제2 구동 휠
10 변속 가능한 드라이브
12 선 기어
14 구동축
16 유성 기어 캐리어
18 유성 기어
20 링 기어
22 출력축
24 베벨 기어
26 베벨 기어
28 이차축
30 추진축
32 유성 기어 트레인
34 변속 피니언
36 변속 기어
38 고정 톱니
40 변속 가능한 드라이브
42 베벨 기어
44 베벨 기어
46 추진축
48 유성 기어 트레인
50 구동축
52 구동 모터
54 베벨 기어
56 베벨 기어
58 입력축
60 변속 가능한 드라이브
62 선 기어
64 유성 기어 캐리어
66 구동축
68 추진축
70 구동 휠
72 변속 피니언
74 구동 휠
76 제1 구동 모터
78 변속 가능한 드라이브
80 베벨 기어
82 베벨 기어
84 제2 구동 모터
86 변속 가능한 드라이브
88 베벨 기어
90 베벨 기어
92 구동 휠
94 구동 휠
96 통합 유닛
98 통합 유닛
100 선 기어
102 선 기어
104 링 기어
106 링 기어
108 연결축
110 연결축
112 유성 기어 캐리어
114 유성 기어 캐리어

Claims (8)

  1. 각각 하나의 기어 장치를 통해 해당 구동 휠(4, 8) 또는 그와 유사한 부품에 구동 가능한 형태로 연결된 두 개의 무단 조절식 구동 모터(2, 6)를 구비한 차량용 구동 휠 쌍 또는 이와 유사한 부품의 양측 구동 휠의 개별 구동을 위한 구동 시스템에 있어서,
    기어 장치가 각각 두 개의 전후 방향으로 배치된 기어 유닛을 포함하며, 기어 유닛 중 하나가 변속 가능한 드라이브(10)로서 형성되며 다른 기어 유닛은 고정 기어비를 갖는 베벨 기어(24, 26)로서 형성되는 것을 특징으로 하는 구동 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 변속 가능한 드라이브(10)가 2단 유성 기어 트레인이고, 그 선 기어(12)가 구동축(14)과 결합되며, 그 유성 기어 캐리어(16)가 출력축(22)과 결합되고, 그 링 기어(20)가 선택적으로 비틀리지 않게 고정되거나 또는 출력축(22)과 연결 가능한 것을 특징으로 하는 구동 시스템.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 변속 가능한 드라이브(10)가 상기 구동 모터(2) 뒤에 배치되며 상기 베벨 기어(24, 26)가 상기 변속 가능한 드라이브(10) 뒤에 배치되는 것을 특징으로 하는 구동 시스템.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 베벨 기어(54, 56)가 구동 모터(52) 뒤에 배치 되고 변속 가능한 드라이브(60)가 베벨 기어(54, 56) 뒤에 배치되는 것을 특징으로 하는 구동 시스템.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 모터(2, 6)의 구동축이 상기 구동 휠 쌍(4, 8)의 회전축에 대해 직각으로 배치되며 상기 베벨 기어(24, 26; 42, 44)가 90˚의 편향각을 갖는 것을 특징으로 하는 구동 시스템.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 출력 부재(114, 112)에 작용하는 중첩되는 구동 토크를 전달하기 위한 제2 전달 부재(링 기어)(104, 106) 및 제1 전달 부재(선 기어)(100, 102)를 구비한, 각각 하나의 통합 유닛(96, 98)이 기어 장치 뒤에 배치되며, 양측 통합 유닛의 두 개의 제1 전달 부재가 각각 제1 구동 모터(76)에 의해 구동되는 제1 기어 트레인(연결축)(108)을 통해 연결되고 제2 전달 부재는 각각 제2 구동 모터(84)에 의해 구동되는 제2 기어 트레인(연결축)(110)을 거쳐 서로 연결되고, 전달 부재에 대한 기어 트레인의 기어비는 서로 반대 방향이며 동일하지 않은 것을 특징으로 하는 구동 시스템.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 모터(2, 6)가 전동 모터인 것을 특징으로 하는 구동 시스템.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 구동 휠(4, 8)이 독립적으 로 현가되며 구동 휠이 추진축(30, 46)을 통해 해당 구동 모터(2, 6)에 연결되거나 또는 그 뒤에 배치된 기어 장치에 연결되는 것을 특징으로 하는 구동 시스템.
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