KR20150004482A

KR20150004482A - 대형 트럭의 탠덤 액슬

Info

Publication number: KR20150004482A
Application number: KR20130077159A
Authority: KR
Inventors: 이동하; 김현수
Original assignee: 현대다이모스(주)
Priority date: 2013-07-02
Filing date: 2013-07-02
Publication date: 2015-01-13
Also published as: KR101491912B1

Abstract

본 발명은 대형 트럭의 탠덤 액슬에 관한 것으로, 디퍼렌셜기어에서 분기된 동력을 탠덤 액슬 중 프론트 액슬측에 전달하는 제1기어의 반경방향 하중을 지지하는 스러스트니들베어링이 상기 제1기어의 기어부 내측에 설치되어, 디퍼렌셜기어와 제1기어간 거리가 감소됨으로써 탠덤 액슬의 전장길이가 감소된다.
전장길이가 감소됨으로써 축처짐량이 감소하여 소음 및 진동이 감소되는 효과가 있다.

Description

대형 트럭의 탠덤 액슬{Tandem axle of large truck}

본 발명은 대형 트럭의 탠덤 액슬에 관한 것으로, 보다 상세하게는 대형 트럭의 뒤차축을 구성하는 탠덤 액슬에 관한 것이다.

탠덤 액슬은 대형 트럭에서 하중의 분산을 위하여 2개의 앞차축 또는 뒤차축을 나란히 설치한 차축을 말한다. 본 명세서에서는 뒤차축 즉, 리어 탠덤 액슬에 대해 기술한다.

대형 트럭의 엔진 및 변속기는 운전실을 형성하는 캡의 하부에 설치된다.

변속기의 출력은 프로펠라샤프트를 통해 후방에 설치된 탠덤 액슬로 전달되어 2개의 뒤차축에 장착된 휠을 구동시킨다.

도 1은 탠덤 액슬의 프론트 액슬부 단면도로서, 도시된 바와 같이, 입력축(1)과, 입력축(1)에 연결된 디퍼렌셜기어(2)와, 디퍼렌셜기어(2)에 연결된 전달축(3)과, 디퍼렌셜기어(2)에 연결되고 전달축(3)의 외주에 장착된 제1기어(4)와, 제1기어(4)에 치합된 제2기어(5)와, 제2기어(5)에 샤프트(6a)가 결합된 제3기어(6)와, 제3기어(6)에 치합된 링기어(7)를 포함한다.

입력축(1)은 디퍼렌셜기어(2)의 디퍼렌셜케이스(2a)에 연결되고, 디퍼렌셜케이스(2a)에 고정된 피니언샤프트(2b)에 한 쌍의 피니언기어(2c)가 장착되며, 피니언기어(2c)의 좌,우측에 각각 제1사이드기어(2d)와 제2사이드기어(2e)가 치합된다.

제1사이드기어(2d)에 전달축(3)이 연결되고, 전달축(3)은 제2사이드기어(2e)를 관통하는 상태로 설치된다. 제2사이드기어(2e)와 전달축(3)은 상호 구속되지 않는다.

제2사이드기어(2e)에는 제1기어(4)가 연결된다. 전달축(3)은 제1기어(4)를 관통하고 있으며, 전달축(3)과 제1기어(4)는 상호 구속되지 않는다.

프로펠라샤프트로부터 입력축(1)으로 전달된 동력은 디퍼렌셜케이스(2a), 피니언샤프트(2b), 피니언기어(2c), 제1사이드기어(2d)를 통해 전달축(3)으로 전해지고, 전달축(3)의 후단에 연결되는 연결부재(도시하지 않음)를 매개로 리어 액슬부의 입력축으로 전달되어 탠덤 액슬의 리어 액슬축을 회전시킨다.

또한, 디퍼렌셜케이스(2a), 피니언샤프트(2b), 피니언기어(2c), 제2사이드기어(2e)를 통해 전달된 동력은 제1기어(4), 제2기어(5), 제3기어(6)를 거쳐 링기어(7)를 회전시키며, 링기어(7)의 회전이 탠덤 액슬의 프론트 액슬축을 회전시킨다.

상기와 같이, 입력축(1)으로 전달된 동력이 탠덤 액슬의 프론트 액슬 및 리어 액슬로 분배되며, 디퍼렌셜기어(2)에서 프론트 액슬과 리어 액슬 간의 차동 작용이 이루어진다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 입력축(1)은 볼베어링(8)으로 지지되고, 제1기어(4)의 양측 돌출부(4a,4b)는 각각 테이퍼롤러베어링(9,10)으로 지지된다.

제1기어(4)의 전방측 돌출부(4a)로는 제2사이드기어(2e)의 돌출부(2ea)가 삽입되어 상호 스플라인 결합된다.

상기 제1기어(4)의 전방측 돌출부(4a)를 지지하는 테이퍼롤러베어링(9)의 측면에는 테이퍼롤러베어링(9)에 예압을 가하기 위한 리테이너(11)가 설치된다.

상기와 같은 구성의 탠덤 액슬이 대한민국 공개실용신안공보 제20-2010-0007297호(2010.07.16.공개)에 개시되어 있다.

그런데, 상기와 같은 종래 기술은 제2사이드기어(2e)의 돌출부(2ea)가 제1기어(4)의 전방측 돌출부(4a)에 결합되고, 제2사이드기어(2e)와 제1기어(4)의 사이에 테이퍼롤러베어링(9)과 리테이너(11)가 설치되므로 탠덤 액슬의 전장 길이가 증가하였다.

상기와 같이 전장 길이가 증가함으로써 탠덤 액슬의 중량이 증가하고, 제작에 사용되는 재료의 양과 비용이 증가되며, 전달축(3)의 길이가 증가하여 진동 및 소음 발생량이 증가하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 전장 길이가 감소되어 중량과 재료 사용량 및 비용이 감소되고, 또한 진동 및 소음이 감소될 수 있도록 된 대형 트럭의 탠덤 액슬을 제공함에 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 변속기의 출력을 프로펠라샤프트를 통해 전달받는 입력축과, 상기 입력축에 연결된 디퍼렌셜기어와, 상기 디퍼렌셜기어의 제1사이드기어에 연결된 전달축과, 상기 디퍼렌셜기어의 제2사이드기어에 연결된 제1기어를 포함하고, 상기 제2사이드기어의 돌출부에 형성된 스플라인이 상기 제1기어의 기어부 내측에 형성된 스플라인에 삽입 결합되어 상기 디퍼렌셜기어와 제1기어가 근접 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 디퍼렌셜기어의 디퍼렌셜케이스 일측면에 베어링지지부가 돌출 형성되고, 상기 제1기어의 측면에 상기 베어링지지부가 삽입되는 베어링설치홈이 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 베어링지지부와 상기 베어링설치홈의 내경면 사이에 레이디얼니들베어링이 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 디퍼렌셜기어의 디퍼렌셜케이스 측면과 상기 제1기어의 측면 사이에 스러스트니들베어링이 설치되어, 상기 디퍼렌셜케이스와 제1기어가 스러스트니들베어링을 매개로 밀착된 것을 특징으로 한다.

이상 설명한 바와 같은 본 발명에 따르면, 디퍼렌셜기어와 제1기어가 근접 설치됨으로써 탠덤 액슬의 전장 길이가 감소된다.

탠덤 액슬의 전장 길이가 감소됨으로써 그에 상당하는 중량과 제작시 사용되는 재료의 양과 비용이 감소되고, 전달축의 길이가 감소되어 축 처짐이 감소되므로 작동 중 진동과 소음이 덜 발생하게 되는 효과가 있다.

또한, 디퍼렌셜케이스가 스러스트니들베어링을 매개로 제1기어와 밀착 설치됨으로써 베어링 예압을 위한 리테이너를 사용할 필요가 없게 되는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 대형 트럭 탠덤 액슬의 프론트 액슬부 단면도.
도 2는 종래 기술에 따른 대형 트럭 탠덤 액슬 프론트 액슬부의 요부 분해 사시도.
도 3은 도 2의 대응도로서, 본 발명에 따른 대형 트럭 탠덤 액슬 프론트 액슬부의 요부 분해 사시도.
도 4는 도 3의 조립 상태 단면도.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다.

제1, 제2, A, B 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 대형 트럭 탠덤 액슬 프론트 액슬부의 요부 분해 사시도이고, 도 4는 도 3의 조립 상태 단면도이다.

본 발명에 따른 대형 트럭의 탠덤 액슬은, 입력축(100)과, 입력축(100)에 연결된 디퍼렌셜기어(200)와, 디퍼렌셜기어(200)의 제1사이드기어(210)에 연결된 전달축(300)과, 디퍼렌셜기어(200)의 제2사이드기어(220)에 연결된 제1기어(400)를 포함한다.

제1기어(400)에는 도 1의 종래 기술과 동일하게 제2기어가 치합되고, 제2기어의 내경부에 제3기어의 샤프트가 스플라인 결합되며, 제3기어에 링기어가 치합된다.(제2기어, 제3기어 및 링기어는 종래 구성과 동일하므로 이에 관한 도시 및 설명은 생략한다.)

입력축(100)은 변속기 출력축에 프로펠라샤프트로 연결되어 변속기의 출력을 전달받는다.

입력축(100)은 디퍼렌셜기어(200)의 디퍼렌셜케이스(210)에 연결되어 디퍼렌셜케이스(210)를 회전시킨다.

디퍼렌셜케이스(210)를 관통하여 피니언샤프트(220)가 고정되고, 피니언샤프트(220)에 한 쌍의 피니언기어(230)가 장착된다.

피니언기어(230)의 전,후부에 각각 제1사이드기어(240)와 제2사이드기어(250)가 치합된다.

제1사이드기어(240)의 내경부에 전달축(300)의 일단이 스플라인 결합되고, 전달축(300)은 제2사이드기어(250)의 내경부를 관통하여 후방으로 연장된다. 전달축(300)과 제2사이드기어(250)는 상호 구속되지 않으며 상대에 대해 자유로이 회전한다.

전달축(300)의 후단은 연결부재(미도시)를 매개로 탠덤 액슬의 리어 액슬 입력축에 연결된다.

제1기어(400)는 전달축(300)의 외주에 회전이 자유로운 상태로 설치되고, 제2사이드기어(250)에 연결된다.

제2사이드기어(250)의 돌출부(251) 단부 외주면에 스플라인(252)이 형성되고 제1기어(400)의 기어부(제1기어에서 치형이 형성된 부분을 지칭함) 내측에 스플라인(410)이 형성되어, 제1기어(400)의 스플라인(410)에 제2사이드기어(250)의 스플라인(252)이 삽입 결합된다.

디퍼렌셜케이스(210)의 제1기어(400)측 면에는 원통형의 베어링지지부(211)가 돌출 형성된다.

제1기어(400)의 내경부 일측에는 디퍼렌셜케이스(210)의 베어링지지부(211)가 삽입되는 원형의 베어링설치홈(420)이 형성된다.

디퍼렌셜케이스(210)의 베어링지지부(211)는 제1기어(400)의 베어링설치홈(420)으로 삽입되고, 베어링지지부(211)와 베어링설치홈(420)의 내주면 사이에 레이디얼니들베어링(500)이 설치된다.

디퍼렌셜케이스(210)와 제1기어(400)의 상호 인접한 측면 사이에는 스러스트니들베어링(600)이 설치된다.

입력축(100)은 테이퍼롤러베어링(700)에 의해 지지된다.

제1기어(400)의 타측부에는 원통형의 돌출부(430)가 형성되고, 돌출부(430)는 테이퍼롤러베어링(800)에 의해 지지된다.

상기 테이퍼롤러베어링(700,800)들은 탠덤 액슬의 하우징(미도시)에 지지된다.

이제 본 발명의 작동과 작용 및 효과를 설명한다.

입력축(100)으로 입력된 변속기 출력은 디퍼렌셜케이스(210), 피니언샤프트(220), 피니언기어(230), 제1사이드기어(240)를 통해 전달축(300)으로 전해지고, 전달축(300)의 후단에 연결되는 연결부재(미도시)를 매개로 리어 액슬부의 입력축으로 전달되어 탠덤 액슬의 리어 액슬축을 회전시킨다.

또한, 디퍼렌셜케이스(210), 피니언샤프트(220), 피니언기어(230)로 전달된 동력은 제2사이드기어(250)를 통해 제1기어(400)를 회전시키고, 제1기어(400)에 연결된 제2기어와 제3기어를 거쳐 링기어를 회전시키며, 링기어의 회전이 탠덤 액슬의 프론트 액슬축을 회전시킨다.

상기와 같이, 입력축(100)으로 전달된 동력이 탠덤 액슬의 프론트 액슬 및 리어 액슬로 분배되며, 디퍼렌셜기어(200)에서 프론트 액슬과 리어 액슬 간의 차동 작용이 이루어진다.

상기와 같은 동력 전달 과정에서 제1기어(400)에 작용하는 반경방향(전달축에 대해 직각방향)의 하중은 레이디얼니들베어링(500)에 의해 지지되고, 축방향 하중은 스러스트니들베어링(600)에 의해 지지된다.

상기 레이디얼니들베어링(500)과 스러스트니들베어링(600)에 의하여 차동 작용에 의해 디퍼렌셜케이스(210)와 제1기어(400) 사이에 발생하는 마찰력이 상쇄된다.

상기 레이디얼니들베어링(500)과 스러스트니들베어링(600)은 인너레이스와 아우터레이스의 사이에 바늘과 같이 가늘고 긴 원통형 롤러가 사용된 것으로, 스러스트니들베어링(600)의 롤러는 베어링 외경측 단부보다 베어링 내경측 단부의 지름이 작게 즉, 테이퍼 형상으로 형성된다.

상기와 같이 본 발명은, 제2사이드기어(250)의 돌출부(251)에 형성된 스플라인(252)이 제1기어(400)의 내경부로 삽입되어 제1기어(400)에 형성된 스플라인(410)과 결합되므로 디퍼렌셜케이스(210)와 제1기어(400)를 서로 인접하여 설치할 수 있게 된다. 즉, 디퍼렌셜케이스(210)와 제1기어(400) 사이의 거리가 감소된다.

또한, 디퍼렌셜케이스(210)에 베어링지지부(211)가 돌출 형성되고, 베어링지지부(211)가 삽입될 수 있는 베어링설치홈(420)이 제1기어(400)의 측면에 형성됨으로써 제1기어(400)의 반경방향 하중을 지지하는 레이디얼니들베어링(500)을 제1기어(400)의 내부에 설치할 수 있게 된다.

이때, 레이디얼니들베어링(500)은 종래의 테이퍼롤러베어링에 비해 두께가 얇기 때문에 제1기어(400)의 형상을 크게 변경하지 않고 제1기어(400)의 내부에 설치하기 용이하다.

따라서, 제1기어(400)의 반경방향 하중을 지지하기 위한 베어링을 디퍼렌셜케이스(210)와 제1기어(400)의 사이에 설치할 필요가 없게 됨으로써 디퍼렌셜케이스(210)와 제1기어(400) 사이의 거리를 더욱 감소시킬 수 있게 된다.

또한, 디퍼렌셜케이스(210)와 제1기어(400)가 축방향으로 스러스트니들베어링(600)을 매개로 상호 밀착되어 있기 때문에 종래와 같이 제1기어(400)의 축방향 하중에 대항하여 테이퍼롤러베어링(9)을 예압해 주기 위한 리테이너(11)를 사용할 필요가 없게 됨으로써 디퍼렌셜케이스(210)와 제1기어(400) 사이의 거리는 더욱 감소된다.

상기와 같이 디퍼렌셜케이스(210)와 제1기어(400) 사이의 거리가 감소됨으로써 전달축(300)의 길이가 감소되고, 탠덤 액슬 전체의 전장 길이도 감소된다.

이와 같이, 전장 길이가 감소됨으로써 축처짐 등의 변형 방지에 유리하므로 탠덤 액슬의 작동시 진동과 소음이 감소하게 된다.

또한, 전장 길이가 감소되는 만큼의 중량과 재료사용량 및 비용이 감소되고, 차량 동력 전달라인과 그에 인접한 부분의 레이아웃 자유도가 향상되는 효과가 있다.

상술한 바와 같이 본 발명은 도면에 도시된 실시 예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

100 : 입력축 200 : 디퍼렌셜기어
210 : 디퍼렌셜케이스 220 : 피니언샤프트
230 : 피니언기어 240 : 제1사이드기어
250 : 제2사이드기어 251 : 돌출부
252 : 스플라인 300 : 전달축
400 : 제1기어 410 : 스플라인
420 : 베어링설치홈 430 : 돌출부
500 : 레이디얼니들베어링 600 : 스러스트니들베어링
700,800 : 테이퍼롤러베어링

Claims

변속기의 출력을 프로펠라샤프트를 통해 전달받는 입력축과,
상기 입력축에 연결된 디퍼렌셜기어와,
상기 디퍼렌셜기어의 제1사이드기어에 연결된 전달축과,
상기 디퍼렌셜기어의 제2사이드기어에 연결된 제1기어를 포함하고,
상기 제2사이드기어의 돌출부에 형성된 스플라인이 상기 제1기어의 기어부 내측에 형성된 스플라인에 삽입 결합되어 상기 디퍼렌셜기어와 제1기어가 근접 설치된 것을 특징으로 하는 대형 트럭의 탠덤 액슬.
청구항 1에 있어서,
상기 디퍼렌셜기어의 디퍼렌셜케이스 일측면에 베어링지지부가 돌출 형성되고, 상기 제1기어의 측면에 상기 베어링지지부가 삽입되는 베어링설치홈이 형성된 것을 특징으로 하는 대형 트럭의 탠덤 액슬.
청구항 2에 있어서,
상기 베어링지지부와 상기 베어링설치홈의 내경면 사이에 레이디얼니들베어링이 설치된 것을 특징으로 하는 대형 트럭의 탠덤 액슬.
청구항1에 있어서,
상기 디퍼렌셜기어의 디퍼렌셜케이스 측면과 상기 제1기어의 측면 사이에 스러스트니들베어링이 설치되어, 상기 디퍼렌셜케이스와 제1기어가 스러스트니들베어링을 매개로 밀착된 것을 특징으로 하는 대형 트럭의 탠덤 액슬.