KR20230038008A - 인휠 구동장치 - Google Patents

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KR20230038008A
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신경호
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Abstract

본 발명은 인휠 구동장치에 관한 것으로, 인휠 구동장치는 휠의 내부에 구비되어 휠을 구동시키기 위한 인휠 구동장치에 있어서, 허브와, 상기 허브로부터 반경 방향 외측에 배치되는 외륜을 포함하는 휠베어링과, 상기 휠에 결합되는 캐리어를 포함하는 감속기와, 상기 감속기의 내부에 공급되는 윤활유를 밀봉시키도록, 상기 허브와 상기 캐리어의 사이에 배치되고 상기 캐리어에 밀착되는 환 형의 실링부재와, 상기 휠과 상기 캐리어를 결합하도록 구비되고, 상기 캐리어에 원주 방향으로 서로 이격되게 형성된 복수의 휠볼트홀에 관통되는 휠볼트를 포함하고, 상기 실링부재는, 복수의 상기 휠볼트홀 각각의 중심을 지나는 원인 제1 가상의 원과 동심원을 이루도록 구비되고, 상기 휠볼트가 상기 실링부재의 반경 방향 외측에 위치하도록, 상기 제1 가상의 원의 직경은 상기 실링부재의 직경보다 크게 형성된다.

Description

인휠 구동장치{IN-WHEEL DRIVING DEVICE}
본 발명은 인휠 구동장치에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 휠과 캐리어를 결합하기 위한 인휠 구동장치에 관한 것이다.
인휠 구동 장치는 전기 자동차와 같이 전기를 동력원으로 사용하는 자동차에 사용되는 기술로서, 가솔린 또는 디젤 자동차에서의 엔진-미션-구동축을 통한 동력 전달에 의해 바퀴가 회전 구동하는 방식과는 달리, 휠의 내부에 마련되는 모터로 휠을 직접 구동하는 기술이다.
인휠 구동장치를 구성하는 모터와 감속기는 서스펜션 장치, 조향장치, 제동 장치 등의 기존 부품과 함께 휠 내부에 배치되게 때문에, 충분한 출력 및 토크를 확보하면서 동시에 모터와 감속기의 사이즈를 최소화하여 기존부품과의 간섭없이 휠 내부에 배치되는 것이 중요하다.
종래 유성기어를 구비한 감속기는 휠베어링 내부에 장착되고, 휠베어링은 휠볼트를 통해 휠에 결합될 수 있다. 감속기의 출력토크는 휠베어링에 전달되고, 휠베어링에 전달된 감속기의 출력은 휠볼트를 통해 휠로 전달된다. 그런데 휠베어링의 내부에 유성기어가 배치되므로 휠베어링의 외경이 커질 수 있고, 이에 의해 휠과 휠베어링을 체결하는 휠볼트의 PCD(Pitch Circle Diameter)가 커지는 문제가 발생할 수 있다. 여기서 PCD는 원주방향으로 배열되는 휠볼트 체결구멍의 중심을 지나는 원인 피치원(Pitch Circle)의 지름일 수 있다. 휠볼트의 PCD가 커지면 기존 표준 규격의 휠을 사용할 수 없고, 인휠 시스템 전용의 특수 휠을 제작하여야 하는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 복수의 기어를 사용하여 감속비를 증가시키면서, 동시에 휠볼트 PCD를 기존 PCD와 동일하게 하여 기존에 양산되는 휠을 그대로 적용할 수 있는 기술이 필요한 실정이다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 인휠 구동 시스템에 기존 휠을 그대로 사용할 수 있고 이에 의해 원가가 불필요하게 증가하는 것을 방지하는 인휠 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 감속기의 내부에 공급된 윤활유를 효과적으로 밀봉하는 인휠 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 인휠 구동장치는 휠의 내부에 구비되어 휠을 구동시키기 위한 인휠 구동장치에 있어서, 허브와, 상기 허브로부터 반경 방향 외측에 배치되는 외륜을 포함하는 휠베어링과, 상기 휠에 결합되는 캐리어를 포함하는 감속기와, 상기 감속기의 내부에 공급되는 윤활유를 밀봉시키도록, 상기 허브와 상기 캐리어의 사이에 배치되고 상기 캐리어에 밀착되는 환 형의 실링부재와, 상기 휠과 상기 캐리어를 결합하도록 구비되고, 상기 캐리어에 원주 방향으로 서로 이격되게 형성된 복수의 휠볼트홀에 관통되는 휠볼트를 포함하고, 상기 실링부재는, 복수의 상기 휠볼트홀 각각의 중심을 지나는 원인 제1 가상의 원과 동심원을 이루도록 구비되고, 상기 휠볼트가 상기 실링부재의 반경 방향 외측에 위치하도록, 상기 제1 가상의 원의 직경은 상기 실링부재의 직경보다 크게 형성된다.
상기 휠베어링의 중심축 방향을 기준으로, 상기 휠베어링으로부터 상기 휠볼트를 향하는 방향을 제1 방향이라 하고, 상기 제1 방향의 반대 방향을 제2 방향이라 할 때, 상기 캐리어는 캐리어몸통부와, 상기 캐리어몸통부의 상기 제1 방향 측 단부에 형성되고 상기 캐리어몸통부로부터 반경 방향으로 연장되고 상기 휠볼트홀이 형성되는 캐리어플랜지부를 포함하고, 상기 캐리어플랜지부는, 상기 휠볼트홀의 반경방향 내측에 형성되고 상기 실링부재가 밀착되도록 구비된 실밀착면을 더 포함할 수 있다.
상기 감속기는 입력샤프트에 연결되고 상기 캐리어몸통부의 내부에 수용되는 선기어와, 상기 휠베어링의 내부에 구비되는 링기어와, 상기 선기어와 상기 링기어 사이에 맞물리게 구비되고 상기 캐리어몸통부에 의해 지지되는 유성기어를 더 포함할 수 있다.
상기 링기어의 외주면은 상기 허브의 내주면에 밀착되게 구비될 수 있다.
상기 실밀착면은 상기 휠베어링의 중심축에 평행하게 형성되고, 상기 실링부재는 상기 실밀착면에 밀착되게 구비되는 제1 밀착파트와, 상기 제1 밀착파트의 단부로부터 상기 제2 방향을 향하여 연장되고, 상기 링기어의 외주면에 밀착되게 구비되는 제2 밀착파트를 포함할 수 있다.
상기 캐리어와 상기 휠베어링을 결합하도록 구비되는 체결볼트를 더 포함하고, 상기 캐리어플랜지는 원주 방향으로 서로 이격되게 형성되고 상기 체결볼트가 관통되는 복수의 체결홀을 포함할 수 있다.
복수의 상기 체결홀 각각의 중심을 지나는 원인 제2 가상의 원은, 상기 제1 가상의 원과 동심원을 이루고, 상기 제2 가상의 원의 직경은 상기 제1 가상의 원의 직경보다 크게 형성될 수 있다.
상기 외륜은 상기 허브와의 사이에 전동체를 구비하여 상기 허브를 회전지지하는 외륜바디와, 상기 외륜바디의 외면에서 반경 방향으로 연장되고 상기 체결볼트가 관통되는 결합홀이 형성되는 외륜플랜지를 포함할 수 있다.
상기 선기어의 상기 입력샤프트로부터 동력을 전달받도록 구비되는 전달샤프트를 더 포함하고, 상기 감속기는 상기 전달샤프트의 상기 제1 방향 측 단부와, 상기 캐리어의 내면 사이에 구비되는 지지베어링을 더 포함할 수 있다.
상기 휠에 제동력을 제공하도록 구비되는 디스크브레이크를 더 포함하고, 상기 디스크브레이크는 상기 체결볼트를 통해 상기 캐리어 및 상기 외륜에 결합되어, 상기 캐리어와 함께 회전하도록 구비되는 디스크와, 상기 디스크에 밀착되어 마찰력을 일으키는 패드를 포함할 수 있다.
상기 디스크는 상기 캐리어에 결합되고 반경 방향으로 연장되는 결합부와, 상기 결합부의 반경 방향 단부에서 상기 제2 방향으로 연장되는 연장부와, 상기 연장부에서 반경방형으로 연장되고 상기 패드에 밀착되는 마찰부를 포함하고, 상기 연장부의 내면에는 상기 외륜플랜지의 반경 방향 단부와 밀착되는 지지면이 구비될 수 있다.
상기 외륜과 상기 캐리어 및 상기 디스크는 상기 체결볼트에 의해 상기 제1 방향으로 순차적으로 결합될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 인휠 구동장치는 휠볼트에 의해 휠과 캐리어가 직접 결합됨으로써, 기존 휠을 그대로 사용할 수 있고 이에 의해 원가가 불필요하게 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 감속기의 내부에 공급된 윤활유를 효과적으로 밀봉할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 구동장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 구동장치로서, 도 1의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어와 실링부재를 도시한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어를 도시한 평면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 구동장치의 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 도 5의 일부를 확대한 확대 단면도이다.
도 7은 도 5의 일부를 확대한 확대 단면도이다.
이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.
먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 인휠 구동장치의 기술적인 특징을 이해시키기에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 구동장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 구동장치로서, 도 1의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어와 실링부재를 도시한 사시도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 캐리어를 도시한 평면도이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 구동장치의 단면을 도시한 단면도이고, 도 6은 도 5의 일부를 확대한 확대 단면도이고, 도 7은 도 5의 일부를 확대한 확대 단면도이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 인휠 구동장치(10)는 휠(20)의 내부에 구비되어 휠(20)을 구동시키기 위한 장치로서, 휠베어링(100)과, 감속기(200)와, 실링부재(300)와, 휠볼트(400)를 포함한다.
휠베어링(100)은 허브(110)와, 허브(110)로부터 반경 방향(R) 외측에 배치되는 외륜(130)을 포함한다. 여기서 외륜(130)은 회전요소이고 허브(110)는 비회전요소일 수 있다. 인휠 구동장치(10)는 회전력을 발생시키는 모터(미도시)를 포함할 수 있고, 외륜(130)은 모터에 직, 간접적으로 연결되는 입력샤프트에 연결되어 모터의 구동력에 의해 회전할 수 있다.
감속기(200)는 휠(20)에 결합되는 캐리어(210)를 포함한다. 감속기(200)는 휠베어링(100)의 내부에 수용될 수 있고, 캐리어(210)에 의해 지지되는 복수의 기어를 포함할 수 있다. 감속기(200)는 입력샤프트와 연결되어 모터의 구동과 연동될 수 있고, 모터에 의해 발생된 회전력을 전달받고 이를 감속시켜서 출력할 수 있다. 감속기(200)에 의해 감속된 동력은 휠베어링(100)에 전달할 수 있다.
실링부재(300)는 감속기(200)의 내부에 공급되는 윤활유를 밀봉시키도록, 허브(110)와 캐리어(210)의 사이에 배치되고 캐리어(210)에 밀착되며 환 형으로 형성될 수있다.
구체적으로 감속기(200)의 내부에는 복수의 기어의 원활한 구동을 위해 윤활유가 공급되고, 실링부재(300)는 이러한 윤활유를 감속기(200)의 내부에 밀봉시키는 역할을 할 수 있다. 또한 외부의 이물질이 감속기(200) 내부로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 실링부재(300)는 감속기(200)의 둘레를 감싸도록 환 형으로 형성될 수 있다. 예를 들어 실링부재(300)는 고무 등의 탄성 소재로 형성될 수 있으나, 실링부재(300)의 재질은 이에 한정하는 것은 아니다.
휠볼트(400)는 휠(20)과 캐리어(210)를 결합하도록 구비되고, 캐리어(210)에 원주 방향으로 서로 이격되게 형성된 복수의 휠볼트홀(216)에 관통된다.
구체적으로 휠볼트(400)는 캐리어(210)를 휠(20)과 직접 연결시키는 부재로서, 캐리어(210)와 휠에 순차적으로 결합될 수 있다. 캐리어(210)에 원주 방향으로 서로 이격되게 복수의 휠볼트홀(216)이 형성될 수 있고, 휠(20)에는 이에 대응되는 관통홀이 형성될 수 있다. 휠볼트(400)는 휠볼트홀(216)과 관통홀에 관통되어 휠(20)과 캐리어(210)를 결합할 수 있다.
이에 의해 감속기(200)의 출력은 휠(20)에 직접 전달될 수 있고, 이에 따라 본 발명에 따른 인휠 구동 시스템이 적용되는 휠의 경우에도 기존의 휠을 그대로 사용할 수 있다. 구체적으로 종래 인휠 구동 시스템의 경우, 휠이 휠베어링과 체결되고, 휠베어링의 내부에 감속기가 내장되기 때문에, 휠베어링의 크기가 커져서 휠과 휠베어링을 결합하는 휠볼트의 PCD(Pitch Circle Diameter)도 커지게 되었다. 이로 인해 기존의 휠을 사용할 수 없고 인휠 시스템용 휠을 별도로 제작하여야 하는 문제가 있었다.
본 발명은 휠볼트(400)가 휠(20)과 캐리어(210)에 결합되어, 휠(20)과 캐리어(210)가 직접 결합될 수 있다. 이를 위해 캐리어(210)의 외경을 휠베어링(100)의 외경에 대응되게 확장할 수 있다. 이 경우 감속기(200)의 출력은 후술할 선기어(220), 캐리어(210) 및 휠볼트(400)를 거쳐 휠에 직접 전달될 수 있다. 또한 본 발명에 따르면 캐리어(210)가 직접 휠에 결합되므로, 감속기(200)에 의해 휠베어링(100)의 크기가 커지는 경우에도 휠볼트(400)의 위치를 변동시키지 않을 수 있다. 따라서 휠볼트(400)의 PCD를 기존과 동일하게 할 수 있으므로 기존 휠을 그대로 사용할 수 있는 이점이 있고, 이로 인해 원가가 불필요하게 증가하는 것을 방지할 수 있다.
실링부재(300)는, 복수의 휠볼트홀(216) 각각의 중심을 지나는 원인 제1 가상의 원(P1)과 동심원을 이루도록 구비된다. 즉 제1 가상의 원(P1)의 중심과 실링부재(300)는 중심이 일치할 수 있고, 이 중심은 휠베어링(100)의 중심축 상에 위치할 수 있다.
그리고 휠볼트(400)가 실링부재(300)의 반경 방향(R) 외측에 위치하도록, 제1 가상의 원(P1)의 직경(A)은 실링부재(300)의 직경(B)보다 크게 형성될 수 있다(도 5 참조).
다시 말해 실링부재(300)의 직경(B)은 제1 가상의 원(P1)의 직경(A)보다 작게 형성될 수 있다. 이는 휠볼트(400)가 캐리어(210)를 관통하여 휠(20)과 장착되기 때문에, 휠볼트(400)가 실링부재(300)의 내측에 배치되는 경우 감속기(200)의 내부에 윤활유를 밀봉시키기 어려워지는 문제가 발생할 수 있기 때문이다. 따라서 본 발명은 캐리어(210) 상에서 실링부재(300)가 밀착되는 위치와 휠볼트(400)의 장착위치를 구분하되, 실링부재(300)의 밀착 위치를 휠볼트(400)의 내측에 배치되도록 할 수 있다. 여기서 캐리어(210) 상에서 실링부재(300)가 밀착되는 위치라 함은, 실링부재(300)와 캐리어(210)가 접촉되는 위치를 말한다. 이에 의해 감속기(200)의 내부에 공급된 윤활유를 효과적으로 밀봉할 수 있다.
한편 이하에서는 휠베어링(100)의 중심축 방향을 기준으로, 휠베어링(100)으로부터 휠볼트(400)를 향하는 방향을 제1 방향(D1)이라 하고, 제1 방향(D1)의 반대 방향을 제2 방향(D2)이라 정의한다.
캐리어(210)는 캐리어몸통부(211)와, 캐리어플랜지부(215)를 포함할 수 있다.
캐리어몸통부(211)는 감속기(200)에 구비되는 복수의 기어가 장착되게 구비될 수 있다.
캐리어플랜지부(215)는 캐리어몸통부(211)의 제1 방향(D1) 측 단부에 형성되고 캐리어몸통부(211)로부터 반경 방향(R)으로 연장되고 휠볼트홀(216)이 형성될 수 있다.
여기서 캐리어플랜지부(215)는 기존의 휠에 장착되는 휠볼트 PCD(Pitch Circle Diameter)보다 크게 형성되도록, 캐리어몸통부(211)로부터 반경방향으로 확장될 수 있다. 이렇게 확장된 캐리어플랜지부(215)에 의해 캐리어(210)를 휠(20)에 직접 결합할 수 있다. 캐리어플랜지부(215)에는 휠볼트(400)가 장착되고 실링부재(300)가 밀착될 수 있다.
구체적으로 캐리어플랜지부(215)는, 휠볼트홀(216)의 반경방향 내측에 형성되고 실링부재(300)가 밀착되게 형성된 실밀착면(217)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어 실밀착면(217)은 휠베어링(100)의 중심축에 평행하게 형성될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
한편 감속기(200)는 캐리어(210)에 연결되는 선기어(220)와 링기어(240) 및 유성기어(230)를 더 포함할 수 있다.
선기어(220)는 입력샤프트에 연결되고 캐리어몸통부(211)의 내부에 수용될 수 있다. 예를 들어 선기어(220)는 입력샤프트와 직접 연결될 수도 있고, 입력샤프트에 연결된 전달기어의 전달샤프트(700)에 연결될 수도 있다. 전달샤프트(700) 또는 입력샤프트는 선기어(220)와 스플라인 결합되어 함께 회전할 수 있다.
링기어(240)는 휠베어링(100)의 내부에 구비될 수 있다. 구체적으로 링기어(240)의 외주면은 허브(110)의 내주면에 밀착되게 구비될 수 있다. 이에 의해 링기어(240)는 허브(110)와 함께 비회전요소가 될 수 있다.
유성기어(230)는 선기어(220)와 링기어(240) 사이에 맞물리게 구비되고 캐리어몸통부(211)에 의해 지지될 수 있다. 구체적으로 유성기어(230)는 캐리어몸통부(211)의 내,외부를 관통하여 설치되어 선기어(220)와 링기어(240) 사이에 치합될 수 있다. 유성기어(230)는 선기어(220)의 회전 시에 선기어(220)를 중심으로 공전하면서 자전할 수 있다. 그리고 유성기어(230)의 회전축은 캐리어(210)에 설치되어, 유성기어(230)의 공전 시에 캐리어(210)도 함께 자전할 수 있다. 그리고 캐리어(210)의 회전력은 휠볼트(400)에 의해 휠(20)에 전달될 수 있다.
한편 실링부재(300)는 제1 밀착파트(310)와 제2 밀착파트(320)로 구분될 수 있다.
제1 밀착파트(310)는 실밀착면(217)에 밀착되게 구비될 수 있다. 그리고 제1 밀착파트(310)는 제2 밀착파트(320)의 단부로부터 제2 방향(D2)을 향하여 연장되고, 링기어(240)의 외주면에 밀착되게 구비될 수 있다. 여기서 실링부재(300)는 링기어(240)에 장착되고, 캐리어(210)에 밀착될 수 있다. 이에 의해 실링부재(300)는 비회전요소인 링기어(240)와 함께 고정되고, 캐리어(210)는 실링부재(300)와 밀착된 상태로 회전하게 된다.
이러한 구조에 의해 실링부재(300)는 캐리어(210)와 링기어(240) 사이를 밀봉할 수 있다. 이에 의해 감속기(200) 내부로 유입된 윤활유가 외부로 누유되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 다만 실링부재(300)의 형상은 상기한 바에 한정하는 것은 아니고 캐리어(210)와 링기어(240) 사이를 밀봉할 수 있다면 다양한 변형실시가 가능하다.
한편 본 발명은 체결볼트(500)를 더 포함할 수 있다. 체결볼트(500)는 캐리어(210)와 휠베어링(100)을 결합하도록 구비될 수 있다. 그리고 캐리어플랜지부(215)는 원주 방향으로 서로 이격되게 형성되고 체결볼트(500)가 관통되는 복수의 체결홀(218)을 더 포함할 수 있다.
구체적으로 본 발명은 휠볼트(400)에 의해 감속기(200)의 출력이 휠로 직접 전달되기 때문에, 감속기(200)의 출력을 휠베어링(100)으로 전달할 수 있는 구성이 필요하다. 이에 본 발명은 체결볼트(500)를 더 포함할 수 있고, 체결볼트(500)는 캐리어(210)와 휠베어링(100)을 결합하는 역할을 할 수 있다. 그런데 상기한 바와 같이 본 발명은 감속기(200)에 따른 휠베어링(100)의 크기 변화에 상관없이 휠볼트(400)의 PCD의 위치를 일정하게 유지시킬 필요가 있으므로 체결볼트(500)의 위치 한정이 필요하다.
이에 본 발명은 복수의 체결홀(218) 각각의 중심을 지나는 원인 제2 가상의 원(P2)은, 제1 가상의 원(P1)과 동심원을 이룰 수 있고, 제2 가상의 원(P2)의 직경(C)은 제1 가상의 원(P1)의 직경(A)보다 크게 형성될 수 있다.
이에 의해 캐리어(210) 상에서 휠볼트(400)는 체결볼트(500)의 내측에 배치될 수 있고, 체결볼트(500)가 체결되는 휠베어링(100)의 크기에 상관없이 소정 위치에 설치될 수 있다.
외륜(130)은 외륜바디(131)와 외륜플랜지(135)를 포함할 수 있다.
외륜바디(131)는 허브(110)와의 사이에 전동체(150)를 구비하여 허브(110)를 회전 지지할 수 있다. 외륜플랜지(135)는 외륜바디(131)의 외면으로부터 반경 방향(R)으로 연장되고 체결볼트(500)가 관통되는 결합홀(136)이 형성될 수 있다. 이에 의해 체결볼트(500)는 결합홀(136)과 체결홀(218)을 관통하여 체결됨으로써, 외륜(130)과 캐리어(210)를 결합할 수 있다.
한편 본 발명은 선기어(220)의 입력샤프트로부터 동력을 전달받도록 구비되는 전달샤프트(700)를 더 포함할 수 있다. 그리고 감속기(200)는 지지베어링(250)을 더 포함할 수 있고, 지지베어링(250)은 전달샤프트(700)의 제1 방향(D1) 측 단부와, 캐리어(210)의 내면 사이에 구비될 수 있다. 이에 의해 휠 하중에 의해 캐리어(210)가 변형되는 것을 최소화할 수 있다.
구체적으로 본 발명은 휠볼트(400)에 의해 캐리어(210)와 휠이 직접 결합되어 구동력을 전달하므로, 휠하중에 의해 캐리어(210)가 변형될 수 있다. 캐리어(210)가 변형되면 선기어(220)와 링기어(240)의 사이에서 유성기어(230)의 동심을 어긋나게 하여 소음 발생 및 내구성 저하의 문제를 발생시킬 수 있다.
이에 본 발명은 입력샤프트와 직, 간접적으로 연결되고 모터 하우징에 설치되는 전달기어의 전달샤프트(700)를 캐리어(210)의 제1 방향(D1) 단부까지 연장하고, 전달샤프트(700)의 제1 방향(D1) 단부와 캐리어(210)의 내면 사이에 지지베어링(250)을 설치하여 캐리어(210)를 지지하도록 구비될 수 있다. 이에 의해 휠 하중에 의해 캐리어(210)가 변형되는 것을 최소화할 수 있다.
휠(20)에 제동력을 제공하도록 구비되는 디스크브레이크를 더 포함할 수 있다.
그리고 디스크브레이크는 디스크(600)와 패드(미도시) 및 유압장치(미도시)를 더 포함할 수 있다.
디스크(600)는 체결볼트(500)를 통해 캐리어(210) 및 외륜(130)에 결합되어, 캐리어(210)와 함께 회전하도록 구비될 수 있다. 패드는 디스크(600)에 밀착되어 마찰력을 일으킬 수 있다.
그리고 유압장치는 패드를 디스크(600)에 밀착시키도록 구비될 수 있고, 예를 들어 실린더와 캘리퍼를 포함할 수 있다. 유압장치의 구동에 의해 패드가 디스크(600)에 밀착 또는 이격되면서 휠에 제동력을 가할 수 있다.
구체적으로 디스크(600)는 결합부(610)와, 연장부(620)와, 마찰부(630)를 포함할 수 있다.
결합부(610)는 캐리어(210)에 결합되고 반경 방향(R)으로 연장될 수 있고, 연장부(620)는 결합부(610)의 반경 방향(R) 단부에서 제2 방향(D2)으로 연장될 수 있다. 그리고 마찰부(630)는 연장부(620)에서 반경 방향(R)으로 연장되고 패드에 밀착될 수 있다.
이때 외륜(130)과 캐리어(210) 및 디스크(600)의 결합부(610)는 체결볼트(500)에 의해 제1 방향(D1)으로 순차적으로 결합될 수 있다.
여기서 연장부(620)의 내면에는 외륜플랜지(135)의 반경 방향(R) 단부와 밀착되는 지지면(621)이 구비될 수 있다.
구체적으로 디스크(600)의 연장부(620)의 내면에 구비된 지지면(621)에, 외륜플랜지(135)의 반경 방향(R) 단부가 밀착됨으로써, 디스크(600)의 중심부를 외륜(130)의 중심부에 일치시킬 수 있다. 이에 의해 디스크브레이크를 휠베어링(100)의 중심에 센터링시킬 수 있다. 더욱 구체적으로 종래에는 휠베어링과 휠이 직접 결합되고 디스크는 휠베어링과 휠 사이에 개재되어 결합되는 구조를 가지고 있었다. 이 경우 디스크의 센터링을 위한 지지면은 휠볼트 PCD의 내측에 마련되었다. 그런데 본 발명의 실시예는 디스크(600)가 휠(20)과 별도로 체결볼트(500)에 의해 캐리어(210)를 관통하여 휠베어링(100)의 외륜(130)과 결합되고, 체결볼트(500)의 PCD는 휠볼트(400)의 PCD보다 크게 형성된다. 따라서 디스크브레이크의 센터링을 위한 지지부분이 체결볼트(500)의 외측에 마련될 필요가 있다. 이에 본 발명의 실시예는 디스크브레이크의 센터링을 위해 디스크(600)의 연장부(620)의 지지면(621)에 외륜(130)이 지지되도록 구비될 수 있다. 이에 의해 디스크브레이크를 휠베어링(100) 및 캐리어(210)와 결합할 때, 지지면(621)에 외륜플랜지(135)가 밀착되면서, 휠베어링(100) 및 캐리어(210)에 디스크브레이크의 동심이 맞춰지면서 결합될 수 있다.
이와 같은 본 발명의 실시예에 따른 인휠 구동장치는 휠볼트에 의해 휠과 캐리어가 직접 결합됨으로써, 기존 휠을 그대로 사용할 수 있고 이에 의해 원가가 불필요하게 증가하는 것을 방지할 수 있다.
또한 본 발명에 따르면 감속기의 내부에 공급된 윤활유를 효과적으로 밀봉할 수 있다.
이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다.
10: 인휠 구동장치 20: 휠
100: 휠베어링 110: 허브
130: 외륜 131: 외륜바디
135: 외륜플랜지 136: 결합홀
150: 전동체 200: 감속기
210: 캐리어 211: 캐리어몸통부
215: 캐리어플랜지부 216: 휠볼트홀
217: 실밀착면 218: 체결홀
220: 선기어 230: 유성기어
240: 링기어 250: 지지베어링
300: 실링부재 310: 제1 밀착파트
320: 제2 밀착파트 400: 휠볼트
500: 체결볼트 600: 디스크
610: 결합부 620: 연장부
621: 지지면 630: 마찰부
R: 반경 방향 D1: 제1 방향
D2: 제2 방향 A: 제1 가상의 원(P1)의 직경
B: 실링부재의 직경 C: 제2 가상의 원(P2)의 직경
P1: 제1 가상의 원 P2: 제2 가상의 원

Claims (12)

  1. 휠의 내부에 구비되어 휠을 구동시키기 위한 인휠 구동장치에 있어서,
    허브와, 상기 허브로부터 반경 방향 외측에 배치되는 외륜을 포함하는 휠베어링;
    상기 휠에 결합되는 캐리어를 포함하는 감속기;
    상기 감속기의 내부에 공급되는 윤활유를 밀봉시키도록, 상기 허브와 상기 캐리어의 사이에 배치되고 상기 캐리어에 밀착되는 환 형의 실링부재; 및
    상기 휠과 상기 캐리어를 결합하도록 구비되고, 상기 캐리어에 원주 방향으로 서로 이격되게 형성된 복수의 휠볼트홀에 관통되는 휠볼트를 포함하고,
    상기 실링부재는, 복수의 상기 휠볼트홀 각각의 중심을 지나는 원인 제1 가상의 원과 동심원을 이루도록 구비되고,
    상기 휠볼트가 상기 실링부재의 반경 방향 외측에 위치하도록, 상기 제1 가상의 원의 직경은 상기 실링부재의 직경보다 크게 형성되는 인휠 구동장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 휠베어링의 중심축 방향을 기준으로, 상기 휠베어링으로부터 상기 휠볼트를 향하는 방향을 제1 방향이라 하고, 상기 제1 방향의 반대 방향을 제2 방향이라 할 때,
    상기 캐리어는
    캐리어몸통부; 및
    상기 캐리어몸통부의 상기 제1 방향 측 단부에 형성되고 상기 캐리어몸통부로부터 반경 방향으로 연장되고 상기 휠볼트홀이 형성되는 캐리어플랜지부를 포함하고,
    상기 캐리어플랜지부는, 상기 휠볼트홀의 반경방향 내측에 형성되고 상기 실링부재가 밀착되도록 구비되는 실밀착면을 더 포함하는 인휠 구동장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 감속기는
    입력샤프트에 연결되고 상기 캐리어몸통부의 내부에 수용되는 선기어;
    상기 휠베어링의 내부에 구비되는 링기어; 및
    상기 선기어와 상기 링기어 사이에 맞물리게 구비되고 상기 캐리어몸통부에 의해 지지되는 유성기어를 더 포함하는 인휠 구동장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 링기어의 외주면은 상기 허브의 내주면에 밀착되게 구비되는 인휠 구동장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 실밀착면은 상기 휠베어링의 중심축에 평행하게 형성되고,
    상기 실링부재는
    상기 실밀착면에 밀착되게 구비되는 제1 밀착파트; 및
    상기 제1 밀착파트의 단부로부터 상기 제2 방향을 향하여 연장되고, 상기 링기어의 외주면에 밀착되게 구비되는 제2 밀착파트를 포함하는 인휠 구동장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 캐리어와 상기 휠베어링을 결합하도록 구비되는 체결볼트를 더 포함하고,
    상기 캐리어플랜지는
    원주 방향으로 서로 이격되게 형성되고 상기 체결볼트가 관통되는 복수의 체결홀을 포함하는 인휠 구동장치.
  7. 제6항에 있어서,
    복수의 상기 체결홀 각각의 중심을 지나는 원인 제2 가상의 원은, 상기 제1 가상의 원과 동심원을 이루고,
    상기 제2 가상의 원의 직경은 상기 제1 가상의 원의 직경보다 크게 형성되는 인휠 구동장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 외륜은
    상기 허브와의 사이에 전동체를 구비하여 상기 허브를 회전지지하는 외륜바디; 및
    상기 외륜바디의 외면에서 반경 방향으로 연장되고 상기 체결볼트가 관통되는 결합홀이 형성되는 외륜플랜지를 포함하는 인휠 구동장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 선기어의 상기 입력샤프트로부터 동력을 전달받도록 구비되는 전달샤프트를 더 포함하고,
    상기 감속기는
    상기 전달샤프트의 상기 제1 방향 측 단부와, 상기 캐리어의 내면 사이에 구비되는 지지베어링을 더 포함하는 인휠 구동장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 휠에 제동력을 제공하도록 구비되는 디스크브레이크를 더 포함하고,
    상기 디스크브레이크는
    상기 체결볼트를 통해 상기 캐리어 및 상기 외륜에 결합되어, 상기 캐리어와 함께 회전하도록 구비되는 디스크; 및
    상기 디스크에 밀착되어 마찰력을 일으키는 패드를 포함하는 인휠 구동장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 디스크는
    상기 캐리어에 결합되고 반경 방향으로 연장되는 결합부;
    상기 결합부의 반경 방향 단부에서 상기 제2 방향으로 연장되는 연장부; 및
    상기 연장부에서 반경방형으로 연장되고 상기 패드에 밀착되는 마찰부를 포함하고,
    상기 연장부의 내면에는 상기 외륜플랜지의 반경 방향 단부와 밀착되는 지지면이 구비되는 인휠 구동장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 외륜과 상기 캐리어 및 상기 디스크는 상기 체결볼트에 의해 상기 제1 방향으로 순차적으로 결합되는 인휠 구동장치.

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