KR20240011869A - 프레임 레일 차량용 액슬 조립체 - Google Patents

프레임 레일 차량용 액슬 조립체 Download PDF

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비크람 초프라
사운 메팜
크르스토퍼 지. 바이리
시바 스리니바스 라제브 머파티
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엑슬테크 인터네셔널 아이피 홀딩스, 엘엘씨
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Abstract

프레임 레일 차량용 액슬 조립체가 본원에 기재된다. 액슬 조립체는 제1 회전 축을 따라 배향된 제1 액슬 샤프트 및 제2 액슬 샤프트를 포함한다. 제1 전기 기계는 제2 회전 축을 따라 배향되고 제2 전기 기계는 제1 전기 기계로부터 이격되고 제3 회전 축을 따라 배향된다. 차동 기어 세트는 제1 회전 축 주위에 배치되고 공통 기어 감소에 의해 결합되고 구동되어 제1 및 제2 전기 기계로부터 제1 및 제2 액슬 샤프트로 회전 토크를 전달한다. 변속 기구는 공통 기어 감속기와 차동 기어 세트 사이에 결합되어 제1 차축과 제2 액슬 샤프트에 전달되는 회전 토크를 변경한다.

Description

프레임 레일 차량용 액슬 조립체{AXLE ASSEMBLY FOR FRAME RAIL VEHICLES}
본 출원은 2018년 2월 19일자에 출원된 미국 가출원 제62/632,184호, 2018년 2월 19일자에 출원된 미국 가출원 제62/632,214호, 2018년 2월 19일자에 출원된 미국 가출원 제62/632,224호, 2018년 3월 6일자에 출원된 미국 가출원 제62/639,355호, 및 2018년 6월 8일자에 출원된 미국 가출원 제62/682,679호를 우선권 주장하며, 이의 개시는 그 전체가 본원에 참조로 인용된다.
본 출원은 차량 액슬 조립체에 관한 것으로, 더 구체적으로 프레임 레일 차량용 액슬 조립체에 관한 것이다
많은 차량이 차량을 지지하기 위해 빔 액슬을 사용한다. 이러한 액슬 중 적어도 일부는 차량을 추진할 수 있는 구동 액슬이다. 전형적으로 내연 기관은 구동 샤프트를 통하여 구동 액슬에 결합된다. 제조업체는 성능과 효율성을 높이기 위해 전기 및 하이브리드 추진 시스템으로 점차 전환하고 있다.
따라서, 효율과 성능을 최적화하면서 하나 이상의 전기 기계가 차량에 패키징될 수 있도록 하는 액슬 조립체를 제공할 필요가 있다.
본 발명은 위에서 확인된 하나 이상의 문제를 목표로 한다.
따라서, 본 발명은 향상된 성능 및 효율을 갖는 차량용 액슬 조립체를 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서, 액슬 조립체가 제공된다. 액슬 조립체는 제1 회전 축을 따라 배향된 제1 액슬 샤프트, 제1 회전 축을 따라 배향된 제2 액슬 샤프트를 포함하고, 상기 제1 및 제2 액슬 샤프트는 상반된 방향으로 연장된다. 상기 제1 회전 축에 실질적으로 평행한 제2 회전 축을 따라 배향된 제1 전기 기계, 상기 제1 회전 축과 평행한 제3 회전 축을 따라 배향되고 제1 전기 기계로부터 이격된 제2 전기 기계, 제1 및 제2 전기 기계에 의해 구동되고 제4 회전 축 주위에서 회전가능한 공통 기어 감속부, 제1 및 제2 액슬 샤프트에 제1 및 제2 전기 기계로부터 회전 토크를 전달하기 위하여 공통 기어 감속부에 의해 구동되고 이에 결합되며 제1 회전 축 주위에 배열된 차동 기어 세트 및 제1 및 제2 액슬 샤프트에 전달된 회전 토크를 변경하기 위해 차동 기어 세트와 공통 기어 감속부 사이에 결합된 변속 기구를 포함한다. 상기 변속 기구는 공통 기어 감속부에 의해 구동되고 제1 회전 축 주위에서 회전가능한 감속 기어 세트 및 상기 감속 기어 세트에 의해 구동되고 제1 회전 축과 평행한 제5 회전 축 주위에서 회전가능한 출력 기어 세트를 포함한다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 액슬 조립체가 제공된다. 액슬 조립체는 제1 회전 축을 따라 배향된 제1 액슬 샤프트, 제1 회전 축을 따라 배향된 제2 액슬 샤프트를 포함하고, 상기 제1 및 제2 액슬 샤프트는 상반된 방향으로 연장된다. 제1 전기 기계는 제1 회전 축에 실질적으로 평행한 제2 회전 축을 따라 배향된다. 제2 전기 기계는 상기 제1 회전 축과 평행한 제3 회전 축을 따라 배향되고 제1 전기 기계로부터 이격된다. 공통 기어 감속부는 제1 및 제2 전기 기계에 의해 구동되고 제4 회전 축 주위에서 회전가능하다. 차동 기어 세트는 제1 및 제2 액슬 샤프트에 제1 및 제2 전기 기계로부터 회전 토크를 전달하기 위하여 공통 기어 감속부에 의해 구동되고 이에 결합된다. 변속 기구는 제1 및 제2 액슬 샤프트에 전달된 회전 토크를 변경하기 위해 차동 기어 세트와 공통 기어 감속부 사이에 결합된다. 액슬 조립체는 또한 제1 및 제2 전기 기계, 공통 기어 감속부, 차동 기어 세트 및 구동 유닛 하우징으로부터 연장되고 내부 공동 내에 부분적으로 배열된 제1 및 제2 액슬 샤프트를 갖는 변속 기구를 둘러싸는 내부 공동을 형성하는 내부 표면을 포함한 구동 유닛 하우징을 포함한다. 구동 유닛 하우징의 내부 공동은 중심 공동, 하부 공동, 제1 기계 공동, 및 제2 기계 공동을 포함한다. 중심 공동은 공통 기어 감속기의 제4 회전 축과 중심 공동 내에 배치된 제1 및 제2 차축 샤프트의 제1 회전 축을 포함한다. 하부 공동은 중심 공동 아래에 배치되고 변속 기구가 하부 공동 및 하부 공동으로부터 이격된 제1 및 제2 전기 기계에 적어도 부분적으로 잠긴 변속 기구와 함께 기어박스 유체의 체적을 축적하도록 구성된다. 제1 기계 공동은 제1 기계 공동 내에 배치된 제1 전기 기계의 제2 회전 축과 함께 제1 회전 축의 일 측면에서 중심 공동에 인접하여 하부 공동 위에 배치된다. 제2 기계 공동은 하부 공동 위에 배치되고 제1 기계 공동으로부터의 제1 회전 축의 반대 측에서 중심 공동에 인접하게 배치된다. 제2 기계 공동은 제2 기계 공동 내에 배치된 제2 전기 기계의 제3 회전 축을 갖는 제1 기계 공동 위에 적어도 부분적으로 위치된다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 액슬 조립체가 제공된다. 액슬 조립체는 제1 회전 축을 따라 배향된 제1 액슬 샤프트, 제1 회전 축을 따라 배향된 제2 액슬 샤프트를 포함하고, 상기 제1 및 제2 액슬 샤프트는 상반된 방향으로 연장된다. 제1 전기 기계는 제1 회전 축에 실질적으로 평행한 제2 회전 축을 따라 배향된다. 기어 감속부는 제1 전기 기계에 의해 구동된다. 차동 기어 세트는 제1 및 제2 액슬 샤프트에 제1 및 제2 전기 기계로부터 회전 토크를 전달하기 위하여 공통 기어 감속부에 의해 구동되고 이에 결합된다. 액슬 조립체는 또한 제1 전기 기계, 기어 감속부, 및 차동 기어 세트를 둘러싸는 제1 및 제2 측면 및 상부 및 하부 부분을 갖는 구동 유닛 하우징을 포함한다. 제1 액슬 샤프트는 부분적으로 구동 유닛 하우징 내에 배치되고 구동 유닛 하우징의 제1 측면으로부터 연장되고, 제2 액슬 샤프트는 부분적으로 구동 유닛 하우징 내에 배치되고 구동 유닛 하우징의 제2 측면으로부터 연장된다. 제1 지지 부재는 구동 유닛 하우징의 제1 측면에 장착되고 구동 유닛 하우징의 하부 부분으로 연장되는 제1 플랜지를 갖는다. 제2 지지 부재는 구동 유닛 하우징의 제2 측면에 장착되고 구동 유닛 하우징의 하부로 연장되는 제2 플랜지를 갖는다. 구동 유닛 하우징의 하부 부분은 또한 구동 유닛 하우징을 통해 제1 측면에서 제2 측면으로 연장하는 복수의 내부 지지 공동을 형성한다. 복수의 패스너가 내부 지지 공동을 통해 삽입되고, 구동 유닛 하우징이 겪는 힘이 제1 및 제2 지지 부재로 전달되도록 제1 및 제2 플랜지 모두에 장착된다. 본 발명의 또 다른 실시예에서, 차량 조립체가 제공된다. 차량 조립체는 종 방향 축을 따라 배향되고 수직 가로방향 축을 따라 일정 거리 이격된 한 쌍의 평행한 프레임 레일을 포함하는 프레임 레일 조립체를 포함한다. 한 쌍의 평행 프레임 레일 사이에 복수의 크로스 빔이 결합된다. 복수의 크로스 빔은 종방향 축을 따라 제1 크로스 빔으로부터 이격되는 제1 크로스 빔 및 제2 크로스 빔을 포함하여 설비 공동이 한 쌍의 평행한 프레임 새시의 내부 표면과 제2 크로스 빔 및 제2 크로스 빔들 사이에 형성된다. 복수의 서스펜션 구성요소가 한 쌍의 평행한 프레임 레일에 장착되고 설비 캐비티 내에 위치된다. 차량 조립체는 액슬 조립체를 포함한다. 액슬 조립체는 가로방향 축에 실질적으로 평행한 제1 회전 축을 따라 배향되는 제1 액슬 샤프트, 및 제1 및 제2 액슬 샤프트가 반대 방향으로 연장하는 제1 회전 축을 따라 배향되는 제2 액슬 샤프트를 포함한다. 제1 전기 기계는 제1 회전 축과 실질적으로 평행한 제2 회전 축을 따라 배향된다. 제2 전기 기계는 제1 전기 기계로부터 이격되고 제1 회전 축과 실질적으로 평행한 제3 회전 축을 따라 배향된다. 공통 기어 감속부는 제1 및 제2 전기 기계에 의해 구동되고 제4 회전 축 주위에서 회전가능하다. 차동 기어 세트는 제1 및 제2 액슬 샤프트에 제1 및 제2 전기 기계로부터 회전 토크를 전달하기 위하여 공통 기어 감속부에 의해 구동되고 이에 결합된다. 변속 기구는 제1 및 제2 액슬 샤프트에 전달된 회전 토크를 변경하기 위해 차동 기어 세트와 공통 기어 감속부 사이에 결합된다. 액슬 조립체는 또한 제1 전기 기계, 기어 감속부, 및 차동 기어 세트를 둘러싸는 제1 및 제2 측면 및 상부 및 하부 부분을 갖는 구동 유닛 하우징을 포함한다. 제1 액슬 샤프트는 부분적으로 구동 유닛 하우징 내에 배치되고 구동 유닛 하우징의 제1 측면으로부터 연장되고, 제2 액슬 샤프트는 부분적으로 구동 유닛 하우징 내에 배치되고 구동 유닛 하우징의 제2 측면으로부터 연장된다. 구동 유닛 하우징은 구동 유닛 하우징이 설비 공동 내에 배열되고 제1 및 제2 크로스 빔에 의해 형성된 수평 평면 아래로 배향되도록 프레임 레일 조립체에 장착된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량과 함께 사용하기 위한 액슬 조립체의 사시도.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 도 1에 도시된 액슬 조립체와 사용할 수 있는 감속 조립체의 사시도.
도 5는 도 2에 도시된 감속 조립체의 우측면도.
도 6은 도 2에 도시된 감속 조립체의 좌측면도.
도 7은 도 2에 도시된 감속 조립체의 상면도.
도 8은 도 2에 도시된 감속 조립체의 저면도.
도 9는 도 2에 도시된 감속 조립체의 정면도.
도 10은 도 2에 도시된 감속 조립체의 배면도.
도 11은 도 2에 도시된 감속 조립체의 분해도.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 도 2에 도시된 감속 조립체의 사시도.
도 13은 도 12에 도시된 감속 조립체의 정면도.
도 14a 내지 도 16은 본 발명의 실시예에 따른 도 2 및 도 12에 도시된 감속 조립체의 단면도.
도 17은 본 발명의 실시예에 따른 도 2 및 도 12에 도시된 감속 조립체의 단면도.
도 18은 제1 비율의 동력 흐름을 도시하는 도 2 및 도 12에 도시된 감속 조립체의 도면.
도 19는 제2 비율의 동력 흐름을 도시하는 도 2 및 도 12에 도시된 감속 조립체의 도면.
도 20은 본 발명의 실시예에 따른 도 1에 도시된 액슬 조립체와 사용할 수 있는 감속 조립체의 사시도.
도 21은 도 20에 도시된 감속 조립체의 정면도.
도 22는 본 발명의 실시예에 따른 도 20에 도시된 감속 조립체의 단면도.
도 23은 본 발명의 실시예에 따른 도 22에 도시된 감속 조립체의 단면도.
도 24는 제1 비율의 동력 흐름을 도시하는 도 22에 도시된 감속 조립체의 도면.
도 25는 제2 비율의 동력 흐름을 도시하는 도 22에 도시된 감속 조립체의 도면.
도 26은 본 발명의 실시예에 따른 도 1에 도시된 액슬 조립체와 사용할 수 있는 가속 조립체의 사시도.
도 27은 도 26에 도시된 감속 조립체의 정면도.
도 28은 본 발명의 실시예에 따른 도 26에 도시된 감속 조립체의 단면도.
도 29는 본 발명의 실시예에 따른 도 26에 도시된 감속 조립체의 도면.
도 30은 제1 비율의 동력 흐름을 도시하는 도 26에 도시된 감속 조립체의 도면.
도 31은 제2 비율의 동력 흐름을 도시하는 도 26에 도시된 감속 조립체의 도면.
도 32는 본 발명의 실시예에 따른 도 1에 도시된 액슬 조립체와 사용할 수 있는 구동 유닛 하우징의 사시도.
도 33은 도 32에 도시된 구동 유닛 하우징의 사시도.
도 34는 도 32에 도시된 구동 유닛 하우징의 정면도.
도 35는 도 32에 도시된 구동 유닛 하우징의 배면도.
도 36은 도 32에 도시된 구동 유닛 하우징의 상면도.
도 37은 도 32에 도시된 구동 유닛 하우징의 저면도.
도 38은 도 32에 도시된 구동 유닛 하우징의 우측면도.
도 39는 도 32에 도시된 구동 유닛 하우징의 좌측면도.
도 40은 도 32에 도시된 구동 유닛 하우징의 분해도.
도 41은 도 32에 도시된 구동 유닛 하우징의 사시도.
도 42는 본 발명의 실시예에 따른 도 1에 도시된 액슬 조립체의 일부의 사시도.
도 43은 본 발명의 실시예에 따른 도 42에 도시된 액슬 조립체의 일부의 정면도.
도 44는 구동 유닛 하우징의 하부 부분의 섹션이 제거된 도 32에 도시된 구동 유닛 하우징의 사시도.
도 45는 선 45-45를 따라 취한 도 32에 도시된 구동 유닛 하우징의 하부 부분의 단면도.
도 46은 본 발명의 실시예에 따른 도 1에 도시된 액슬 조립체 및 프레임 레일 조립체를 포함하는 차량의 사시도.
도 47은 도 46에 도시된 차량의 입면도.
도 48은 도 46에 도시된 차량의 상면도.
도 49는 본 발명의 실시예에 따른 도 1에 도시된 액슬 조립체 및 프레임 레일 조립체를 포함하는 차량의 사시도.
도면을 참조하면, 동일한 숫자는 여러 도면에 걸쳐 동일한 부분을 나타내며, 본 발명은 예를 들어 프레임 레일 트럭 및/또는 바디-온-프레임 트럭과 같은 차량과 함께 사용하기 위한 전기 액슬 조립체(electric axle assembly)를 포함한다. 전동 액슬 조립체는 동력을 지면으로 전달하여 차량을 추진한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 액슬 조립체는 프레임 레일 조립체를 포함하는 차량과 함께 사용될 수 있다. 액슬 조립체는 대향하는 액슬 샤프트에 동력을 전달하기 위해 한 쌍의 휠 조립체 사이에 결합될 수 있다. 예시된 실시예에서, 액슬 조립체는 런치 성능(launch performance) 및 속도 성능을 모두 제공하기 위해 2단 변속기 구성과 조합된 2개의 전기 기계를 포함한다. 또한 액슬 조립체는 전기 모터와 변속기를 콤팩트하게 통합하고 열 방출을 위한 냉각을 공급하며 차량 부하를 서스펜션 구성요소에 전달하는 구동 유닛 하우징을 포함한다. 전기 액슬 조립체의 액슬 아키텍처 구성을 통해 2개의 모터 전기 액슬을 표준 서스펜션이 있는 표준 트럭의 섀시 레일 내에 패키징할 수 있다. 이중 전기 기계는 시스템이 더 작은 전기 기계를 사용하여 런칭하기에 충분한 전력을 허용한다.
도시된 실시예에서, 차량의 휠은 전기 액슬 조립체에 결합되어 지면을 따라 이동하는 차량을 지지한다. 예를 들어, 차량 휠은 전기 액슬 조립체의 대향 단부에 결합될 수 있다. 휠은 이중 휠 구성으로 배열될 수 있으며, 여기서 휠은 전기 액슬 조립체의 각 단부에 쌍으로 결합된다. 일반적으로 이중 휠은 더 큰 페이로드 용량이 필요한 응용에 사용된다. 그러나, 단일 휠이 전기 액슬 조립체의 각 단부에 결합될 수 있다는 것을 이해해야 한다. 또한, 휠 이외의 구동 장치가 전기 액슬 조립체에 결합될 수 있다. 예를 들어, 크롤러 트랙 또는 경사 레일 코그 휠(inclined rail cog wheel)이 사용될 수 있다. 전기 액슬 조립체는 전방 구동 구성 또는 후방 구동 구성으로 차량에 장착될 수 있다. 전기 액슬 조립체는 또한 원래 전기 액슬 조립체가 장착되지 않은 차량에도 장착될 수 있다. 예를 들어, 전기 액슬 조립체는 이러한 차량에 개조하여 전기 드라이브라인 업그레이드를 제공할 수 있다.
일반적으로 액슬 조립체는 차체 및 기타 설비가 장착된 섀시를 포함하는 차량에 사용될 수 있다. 예를 들어, 운전실, 카고 박스, 리프트 붐 또는 히치 시스템이 섀시에 장착될 수 있다. 섀시는 프레임 레일, 스프링, 댐퍼 및 트레일링 암과 같은 서스펜션 구성요소; 및 에어 실린더, 브레이크 캘리퍼, 브레이크 로터, 브레이크 드럼, 브레이크 호스 등과 같은 브레이크 구성요소를 포함한다. 일 실시예에서, 서스펜션 구성요소 중 적어도 일부는 전기 액슬 조립체를 프레임 레일에 이동 가능하게 결합하고 차량이 작동할 때 전기 액슬 조립체가 프레임 레일에 대해 이동하게 한다. 전기 액슬 조립체는 일반적으로 차량이 프레임 레일과 정렬된 방향으로 이동하도록 프레임 레일에 수직으로 장착된다. 예를 들어, 액슬 중심선은 전기 액슬 조립체를 통해 형성될 수 있으며 차량 측면에서 외측을 향하여 연장된다.
차량은 전기 차량 또는 하이브리드 전기 차량으로 구성될 수 있다. 전기 차량의 일 예에서, 전기 액슬 조립체에 동력을 공급하기 위한 전기는 섀시에 장착된 배터리에 저장될 수 있다. 대안적으로, 전기는 오버헤드 와이어 또는 제3 레일 시스템과 같은 외부 전원으로부터 제공될 수 있다. 차량이 하이브리드 전기 차량으로 구성되면 내연 기관이 섀시에 장착되고 제너레이터에 연결될 수 있다.
도 1-31에 도시된 실시예에서, 전기 액슬 조립체(10)는 한 쌍의 전기 기계(14, 16)에 의해 구동되는 감속 조립체(12)를 포함한다. 차량의 런치 및 속도 성능을 향상시키기 위해, 감속 조립체(12)는 선택적으로 제1 비율과 제2 비율 사이에서 이동할 수 있다. 각각의 전기 기계(14, 16)는 감속 조립체(12)에 결합되어 제1 비율 또는 제2 비율로 휠에 동력을 공급한다. 전기 기계(14, 16)는 DC 또는 AC 모터, 브러시 또는 브러시리스 및 당업계에 일반적으로 알려진 다른 유형일 수 있다. 전기 기계(14, 16)는 차량을 추진하기 위한 기계적 에너지를 출력할 수 있을뿐만 아니라 배터리를 충전하거나 차량을 감속시키기 위해 전기 에너지를 생성할 수 있는 모터 발전기 기계일 수 있다.
각 전기 기계(14, 16)는 전기 기계(14, 16)로부터 돌출되는 로터 샤프트(18)를 포함한다. 구동 피니언(20)은 로터 샤프트(18)에 고정되고 감속 조립체(12)와 결합될 수 있다. 로터 샤프트(18)는 전기 기계(14, 16)를 통하여 연장되는 로터 축(22)을 형성한다. 예시된 실시예에서, 한 쌍의 전기 기계(14, 16)는 일반적으로 차량 섀시(도 46-49에 도시된 바와 같이)를 가로지르는 제1 전기 기계(14) 및 제2 전기 기계(16)를 포함한다. 각각의 전기 기계(14, 16)는 각각의 로터 축(22)이 서로 평행하고 액슬 중심선(24)에 평행하도록 동일한 방향 및 평행 정렬로 배향된다. 제1 및 제2 전기 기계(14, 16)는 차량의 종축을 따라 제1 전기 기계(14) 뒤에 위치된 제2 전기 기계(16)와 함께 배열된다. 일 실시예에서, 전기 기계(14, 16)는 직접 오일 냉각을 포함하고, 이는 공지된 워터 재킷 냉각 시스템에 비해 증가된 열 제거를 허용한다. 전기 기계(14, 16)는 모터 와인딩을 직접 냉각하도록 구성된 직접 오일 냉각 시스템을 포함한다. 일 실시예에서, 전기 기계(14, 16)는 210kW 피크 전력, 15 분 동안 198kW 및 150kW 연속 전력, 850Nm 피크 토크, 15분 동안 593Nm 및 509Nm 연속 토크, 7100RPM 및 650V(550v ~ 750v) 전압, 750V에서 더 높은 전력을 사용할 수 있는 IPM, 3-상 모터를 포함할 수 있다.
예시된 실시예에서, 액슬 조립체(10)는 액슬 중심선(24)을 따라 배향된 제1 액슬 샤프트(26) 및 제2 액슬 샤프트(28)를 포함한다. 제1 액슬 샤프트(26)는 제1 회전 축(30)을 따라 배향되고 제2 액슬 샤프트(28)는 제1 회전 축(30)을 따라 배향된다. 제1 액슬 축(26) 및 제2 액슬 축(28)은 제1 회전 축(30)을 따라 반대 방향으로 연장된다. 제1 전기 기계(14)는 제1 회전 축(30)과 실질적으로 평행한 제2 회전 축(32)을 따라 배향된다. 제2 전기 기계(16)는 제1 전기 기계(14)로부터 이격되고 제1 회전 축(30)과 실질적으로 평행한 제3 회전 축(34)을 따라 배향된다.
일반적으로, 감속 조립체(12)는 입력(36)과 출력(38)을 갖는다. 전기 기계(14, 16)는 입력(36)을 회전시키고 액슬 축(26, 28)은 출력(38)에 의해 회전된다. 감속 조립체(12)는 제1 및 제2 전기 기계(14, 16)에 의해 구동되는 공통 기어 감속부(40), 제1 및 제2 전기 기계(14, 16)로부터의 회전 토크를 제1 및 제2 액슬 샤프트(26, 28)에 전달하기 위해 공통 기어 감속부(40)에 의해 구동되는 차동 기어 세트(42), 및 제1 및 제2 액슬 샤프트(26, 28)에 전달된 회전 토크를 변경하기 위해 공통 기어 감속부(40)와 차동 기어 세트(42) 사이의 결합된 변속 기구(44)를 포함한다. 입력(36)은 전기 기계(14, 16)와 결합되는 공통 기어 감속부(40)를 포함하고, 출력(38)은 각각의 액슬 샤프트들 사이의 회전의 상대적인 차이를 허용하면서 제1 및 제2 액슬 샤프트(26, 28)를 회전시키는 차동 기어 세트(42)를 포함한다. 차동 기어 세트(42)는 잠금, 개방, 제한 슬립 등일 수 있다.
공통 기어 감속부(40)는 입력 샤프트(46)와 입력 샤프트(46)에 고정 결합되는 입력 구동 휠(48)을 포함한다. 입력 구동 휠(48)은 제1 및 제2 전기 기계(14, 16)로부터 입력 샤프트(46)에 회전 토크를 전달하기 위해 제1 및 제2 전기 기계(14, 16)와 결합된다. 예를 들어, 입력 구동 휠(48)은 각 전기 기계(14, 16)의 구동 피니언(20)에 맞물린 배열로 결합되고 전기 기계(14, 16)에 의해 구동된다. 입력 샤프트(46)는 제1 회전 축(30)과 동축으로 배향되고, 제1 액슬 샤프트(26)을 수용하도록 크기 및 형상을 갖는 입력 샤프트 보어(51)를 형성하는 내부 표면(50)(도 14a-14b에 도시됨)을 포함한다. 입력 구동 휠(48)은 전기 기계(14, 16)로부터 입력 샤프트(46)로 토크를 전달하기 위해 입력 샤프트(46)에 결합된다. 입력 샤프트(46)는 제1 액슬 샤프트(26)가 통과하는 제1 회전 축(30)을 따라 보어(51)를 형성하고 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 2개의 단부를 포함한다.
예시된 실시예에서, 변속 기구(44)는 공통 기어 감속부(40)에 의해 구동되는 감속 기어 세트(52) 및 감속 기어 세트(52)에 의해 구동되는 출력 기어 세트(54)를 포함한다. 감속 기어 세트(52)는 제1 감속 기어(56), 제2 감속 기어(58) 및 시프트 기구(60)를 포함한다. 제1 감속 기어(56)는 출력 기어 세트(54)에 결합되고, 제2 감속 기어(58)는 출력 기어 세트(54)에 결합된다. 시프트 기구(60)는 제1 감속 기어(56)와 제2 감속 기어(58) 사이에 위치하며, 제1 감속 기어(56)와 제2 감속 기어(58)를 선택적으로 결합되도록 구성된다.
2 개의 감속 기어(56, 58)는 각각 입력 샤프트(46)에 회전 가능하게 지지된다. 제1 감속 기어(56)는 감속 조립체(12)의 제1 비율에 대응하고, 제2 감속 기어(58)는 감속 조립체(12)의 제2 비율에 대응한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 감속 기어(56)는 제2 감속 기어(58)보다 작은 직경을 갖는다. 도 22 및 28에 도시된 바와 같이, 제1 감속 기어(56)는 제2 감속 기어(58)보다 큰 직경을 갖는다. 또한, 다른 실시예에서, 제1 감속 기어(56) 및 제2 감속 기어(58)는 각각 실질적으로 동일한 직경을 가질 수 있다. 예시된 실시예에서, 각각의 감속 기어(56, 58)는 상응하는 비율이 결합되지 않을 때 입력 샤프트(46)와 감속 기어(56, 58) 사이에 토크가 전달되지 않도록 입력 샤프트(46)상에서 자유롭게 회전할 수 있다. 실시예에서, 각각의 감속 기어(56, 58)는 감속 기어(56, 58)를 입력 샤프트(46)에 회전 가능하게 결합시키기 위해 변속 기구(60)과 결합 가능한 스플라인 부분을 포함한다.
예시된 실시예에서, 시프트 기구(60)는 시프트 슬립(62)(도 11에 도시됨), 시프트 포크(64)(도 2에 도시됨) 및 액추에이터(66)를 포함한다. 시프트 슬립(62)는 입력 샤프트에 회전 가능하게 결합되어 시프트 슬립(62)와 입력 샤프트(46)가 동일한 속도로 회전한다. 시프트 포크(64)는 액추에이터(66) 및 시프트 슬립(62)에 작동 가능하게 결합되어, 액추에이터(66)의 이동으로 인해 시프트 포크(64)가 입력 샤프트(46)를 따라 시프트 슬립(62)를 슬라이딩한다. 시프트 슬립(62)는 제1 감속 기어(56) 및 제2 감속 기어(58)와 선택적으로 결합되어 감속 조립체(12)가 각각 제1 비율 또는 제2 비율로 배치한다. 시프트 슬립(62) 및 감속 기어(56, 58)는 결합될 때 감속 기어(56, 58)를 입력 샤프트(46)에 회전 가능하게 결합하는 정합 결합 특징부를 포함한다. 결합 특징은 시프팅을 돕기 위해 스플라인, 도그 클러치 또는 싱크로나이저를 포함할 수 있다.
추가로, 시프트 포크(64) 및 시프트 슬립(62)는 감속 기어(56, 58) 중 어느 것도 시프트 슬립(62)와 결합되지 않는 중립 위치로 이동할 수 있다. 액추에이터(66)는 수동 또는 자동으로 제어될 수 있다. 액추에이터(66)는 제어 모듈에 의해 생성된 유압, 공압 또는 전자 신호에 반응할 수 있다. 대안적으로, 액추에이터(66)는 조작자에 의해 제어되는 기계적 링크를 포함할 수 있다.
출력 기어 세트(54)는 출력 카운터 샤프트(68) 및 출력 카운터 샤프트(68)에 고정 결합된 한 쌍의 출력 기어(70, 72)를 포함한다. 각 출력 기어(70, 72)는 대응하는 감속 기어(56, 58)에 결합된다. 카운터 샤프트(68)는 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되는 2개의 단부를 갖는다. 한 쌍의 출력 기어는 제1 감속 기어(56)와 결합되는 제1 출력 기어(70) 및 제2 감속 기어(58)와 결합되는 제2 출력 기어(72)를 포함한다. 제1 출력 기어(70) 및 제2 출력 기어(72)는 카운터 샤프트(68) 상에 지지되고 카운터 샤프트(68)에 회전가능하게 고정되어 제1 및 제2 출력 기어(70, 72) 및 카운터 샤프트(68)가 동일한 속도로 회전한다. 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 출력 기어(70)는 제2 출력 기어(72)보다 큰 직경을 갖는다. 도 22 및 도 26에 도시된 바와 같이, 제1 출력 기어(70)는 제2 출력 기어(72)보다 작은 직경을 갖는다. 또한, 다른 실시예에서, 제1 출력 기어(70) 및 제2 출력 기어(72)는 각각 실질적으로 동일한 직경을 가질 수 있다.
도 20-25를 참조하면, 일 실시예에서, 출력 기어 세트(54)는 카운터 샤프트(68)의 단부에 결합된 출력 피니언(74)을 포함한다. 출력 피니언(74)은 차동 기어 세트(42)에 결합되고 출력 샤프트(68)로부터 차동 기어 세트(42) 및 액슬 샤프트(26, 28)로 회전 토크를 전달하기 위한 차동 기어 세트(42)의 링 기어(76)와 결합된다. 도 24-25는 감속 조립체(12)를 통한 동력 흐름을 도시한다. 도 24는 라인(78)으로 표시된 제1 비율의 감속 조립체(12)를 갖는 동력 흐름을 도시한다. 도 25는 라인(80)으로 나타낸 제2 비율의 감속 조립체(12)를 갖는 동력 흐름을 도시한다. 아래에서 논의되는 바와 같이, 액슬 조립체(10)는 제1 비율 또는 제2 비율 중 하나를 선택적으로 결합하기 위한 시프트 기구(60)를 포함한다.
도 24에 도시된 바와 같이, 감속 조립체(12)가 제1 비율(78)로, 전기 기계(14, 16) 중 하나 또는 둘 모두에 의해 생성된 토크는 구동 피니언(20) 및 입력 구동 휠(48)을 통해 입력 샤프트(46)에 전달된다. 입력 샤프트(46)는 제1 감속 기어(56)와 결합된 시프트 슬립(62)를 회전시킨다. 제1 감속 기어(56)는 출력 카운터 샤프트(68)에 토크를 전달하기 위해 제1 출력 기어(70)와 결합된다. 출력 카운터 샤프트(68)는 제1 출력 기어(70)와 동일한 비율로 출력 피니언(74)을 회전시킨다. 카운터 샤프트(68)의 회전은 출력 피니언(74)을 회전시켜 차동 기어 세트(42)와 액슬 샤프트(26, 28)를 회전시킨다.
도 25에 도시된 바와 같이, 제2 비율(80)의 감속 조립체(12)를 사용하여, 전기 기계(14, 16) 중 하나 또는 둘 모두에서 생성된 토크는 구동 피니언(20) 및 입력 구동 휠(48)을 통해 입력 샤프트(46)에 전달된다. 입력 샤프트(46)는 제2 감속 기어(58)와 결합된 시프트 슬립(62)를 회전시킨다. 제2 감속 기어(58)는 제2 출력 기어(72)와 결합되어 토크를 출력 카운터 샤프트(68)에 전달한다. 출력 카운터 샤프트(68)는 출력 피니언(74)을 회전시켜서 이에 의해 차동 기어 세트(42) 및 액슬 샤프트(26, 28)를 회전시킨다.
도 26-31에 도시된 바와 같이, 감속 조립체(12)는 감속 기어 세트(52)에 의해 구동되는 제2 출력 기어 세트(82)를 포함할 수 있다. 제2 출력 기어 세트(82)는 제2 출력 카운터 샤프트(84) 및 제3 출력 기어(86)를 포함한다. 제3 출력 기어(86)와 제2 출력 카운터 축(84)이 동일한 속도로 회전하도록 제3 출력 기어(86)가 제2 출력 카운터 축(84) 상에 지지되어 이에 회전 가능하게 고정된다. 제3 출력 기어(86)는 제2 감속 기어(58)와 결합된다. 제2 출력 피니언(88)은 제2 출력 카운터 샤프트(84)의 단부에 결합된다. 제2 출력 피니언(88)은 차동 기어 세트(42)에 결합되고 제2 출력 카운터 샤프트로부터 차동 기어 세트(42) 및 액슬 샤프트(26, 28)에 회전 토크를 전달하기 위하여 차동 기어 세트(42)의 링 기어(76)와 결합된다. 출력 피니언(74, 88)은 각각 링 기어(76)와 결합되어 출력 카운터 샤프트(68, 84)로부터 차동 기어 세트(42) 및 액슬 샤프트(26, 28)에 회전을 전달한다. 도 30-31은 제1 비율(78) 및 제2 비율(80)에서 감속 조립체(12)를 통한 동력 흐름을 도시한다.
도 30에 도시된 바와 같이, 감속 조립체(12)가 제1 비율(78)로, 전기 기계(14, 16) 중 하나 또는 둘 모두에서 생성된 토크는 구동 피니언(20) 및 입력 구동 휠(48)을 통해 입력 샤프트(46)에 전달된다. 입력 샤프트(46)는 시프트 슬립(62)를 회전시키며, 이 시프트 슬립은 제1 감속 기어(56)와 결합된다. 제1 감속 기어(56)는 제1 카운터 샤프트(68)에 토크를 전달하기 위해 제1 출력 기어(70)와 결합된다. 제1 카운터 샤프트(68)는 제1 출력 기어(70)와 동일한 비율로 제1 출력 피니언(74)을 회전시킨다. 제1 카운터 샤프트(68)는 또한 제1 출력 기어(70)와 동일한 속도로 제2 출력 기어(72)를 회전시킨다. 제2 출력 기어(72) 및 제3 출력 기어(86)와 제2 감속 기어(58)의 결합으로 인해 제1 카운터 샤프트(68)로부터의 일부 토크는 제2 카운터 샤프트(84)에 전달된다. 각각의 카운터 샤프트(68, 84)는 각각의 출력 피니언(74, 88)을 회전시켜 차동 기어 세트(42)와 액슬 샤프트(26, 28)를 회전시킨다.
도 31에 도시된 바와 같이, 제2 비율(80)의 감속 조립체(12)에 의해, 전기 기계(14, 16) 중 하나 또는 둘 모두에서 생성된 토크는 구동 피니언(20) 및 입력 구동 휠(48)을 통해 입력 샤프트(46)에 전달된다. 입력 샤프트(46)는 시프트 슬립(62)를 회전시키며 이 시프트 슬립은 제2 감속 기어(58)와 결합된다. 제2 감속 기어(58)는 제2 출력 기어(72)와 결합되어 토크를 제1 카운터 샤프트(680에 전달하고 제3 출력 기어(86)와 결합되어 토크를 제2 카운터 샤프트(84)에 전달한다. 각각의 카운터 샤프트(68, 84)는 각각의 출력 피니언(74, 88) 및 이에 따라 차동 기어 세트(42) 및 액슬 샤프트(26, 28)를 회전시킨다.
도 2-19를 참조하면, 일 실시예에서, 감속 조립체(12)는 차동 기어 세트(42)를 구동하기 위해 변속 기구(44)와 차동 기어 세트(42) 사이에 결합되는 유성 기어 세트(90)를 포함한다. 유성 기어 세트(90)는 유성 링 기어(92), 유성 기어(94), 선 기어(96) 및 유성 기어 샤프트(98)를 포함한다. 유성 링 기어(92)는 제1 회전 축(30)을 중심으로 배열되고 제 위치에 회전 가능하게 고정된다. 유성 기어 샤프트(98)는 각각 동일한 속도로 제1 회전 축(30)을 중심으로 회전하도록 선 기어(96)와 제2 감속 기어(58) 사이에 결합된다. 유성 기어 샤프트(98)는 제1 회전 축(30)과 동축으로 배향되고 입력 샤프트(46)를 중심으로 회전 가능하다. 유성 기어 샤프트(98)는 제1 샤프트 단부(100)와 제2 샤프트 단부(102) 사이에서 연장된다. 제1 샤프트 단부(100)는 제2 감속 기어(58)에 결합되고, 선 기어(96)는 제2 축 단부(102)에 고정적으로 결합된다. 각각의 유성 기어(94)는 선 기어(96) 주위에 반경방향으로 배열되고 선 기어(96) 및 유성 링 기어(92)와 결합된다. 유성 기어(94)는 차동 기어 세트(42)의 링 기어(76)에 회전 가능하게 지지되어 차동 기어 세트(42)에 토크를 전달한다. 유성 기어 샤프트(98)의 회전은 유성 기어(94)를 회전시키는 선 기어(96)를 회전시킨다. 유성 기어(94)는 유성 링 기어(92)에 의해 구속되고 차동 기어 세트(42)가 회전하게 하는 제1 회전 축(30)을 선회한다. 일 실시예에서, 도 14b에 도시된 바와 같이, 제2 샤프트 단부(102)는 입력 샤프트(46)의 외부 표면과 유성 기어 샤프트(98)의 내부 표면 사이에 위치된 테이퍼 베어링으로 공통 기어 감속부(40)의 입력 샤프트(46)로부터 적어도 부분적으로 지지될 수 있다.
구체적으로 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 비율(78)의 감속 조립체(12)에 따라, 전기 기계(14, 16) 중 하나 또는 둘 모두에서 생성된 토크는 구동 피니언(20) 및 입력 구동 휠(48)을 통해 입력 샤프트(46)에 전달된다. 입력 샤프트(46)는 제1 감속 기어(56)와 결합된 시프트 슬립(62)를 회전시킨다. 제1 감속 기어(56)는 제1 출력 기어(70)와 결합되어 토크를 출력 카운터 샤프트(68)에 전달한다. 출력 카운터 샤프트(68)의 회전은 제2 출력 기어(72)와 제2 감속 기어(58)의 결합을 통해 유성 기어 축(98)에 전달된다. 유성 기어 축(98)은 제2 감속 기어(58)와 동일한 속도로 선 기어(96)를 회전시킨다. 선 기어(96)의 회전은 유성 기어(94)를 회전시키고 유성 링 기어(92) 내에서 선회시켜서 차동 기어 세트(42) 및 액슬 샤프트(26, 28)를 회전시킨다.
구체적으로 도 19에 도시된 바와 같이, 제2 비율(80)의 감속 조립체(12)에 따라, 전기 기계(14, 16) 중 하나 또는 둘 모두에서 생성된 토크는 구동 피니언(20) 및 입력 구동 휠(48)을 통해 입력 샤프트(46)에 전달된다. 입력 샤프트(46)는 제2 감속 기어(58)와 결합된 시프트 슬립(62)를 회전시킨다. 제2 감속 기어(58)가 유성 기어 샤프트(98)에 결합됨에 따라, 입력 샤프트(46), 유성 기어 샤프트(98) 및 선 기어(96) 모두가 동일한 속도로 회전한다. 선 기어(96)의 회전은 유성 기어(94)를 회전시키고 유성 링 기어(92) 내에서 선회시켜서 차동 기어 세트(42) 및 액슬 샤프트(26, 28)를 회전시킨다.
도 2 내지 도 10을 참조하면, 예시적인 실시예에서, 액슬 조립체(10)는 액슬 조립체(10)를 통해 연장되는 3 개의 상호 수직 축(X, Y 및 Z)을 포함하는 3 차원 데카르트 좌표계를 정의한다. 특히, X-축은 액슬 중심선(24)과 실질적으로 평행하게 연장되고, Y-축은 X-축에 실질적으로 수직으로 연장하도록 배향되고, Z-축은 X-축 및 Y-축에 실질적으로 수직으로 배향된다.
예시된 실시예에서, 제1 전기 기계(14) 및 제2 전기 기계(16)는 동일한 방향으로 배향된다. 공통 기어 감속부(40)는 제4 회전 축(104)을 중심으로 회전 가능하고 제1 및 제2 전기 기계(14, 16)에 의해 구동된다. 예시된 실시예에서, 제4 회전 축(104)은 제1 회전 축(30)과 동축으로 배향된다. 차동 기어 세트(42)는 제1 회전 축(30) 주위에 배치되고 공통 기어 감속부(40)에 결합되고 이에 의해 구동되어 제1 및 제2 전기 기계(14, 16)로부터 제1 및 제2 액슬 샤프트(26, 28)로 회전 토크를 전달한다. 변속 기구(44)는 공통 기어 감속부(40)와 차동 기어 세트(42) 사이에 연결되어 제1 및 제2 액슬 축(26, 28)에 전달되는 회전 토크를 변경한다. 변속 기구(44)는 감속 기어 세트(52)를 포함한다. 변속 기구(44)는 제1 회전 축(30)을 중심으로 회전 가능하고 공통 기어 감속(40)에 의해 구동되는 감속 기어 세트(52) 및 제5 회전 축(106)을 중심으로 회전하고 감속 기어 세트(52)에 의해 구동되는 출력 기어 세트(54)를 포함한다. 제5 회전 축(106)은 제1 회전 축(30)과 실질적으로 평행하다. 예를 들어, 입력 샤프트(46)는 제1 회전 축(30)과 동축인 제4 회전 축(104)을 중심으로 회전하고, 출력 카운터 샤프트(68)는 제1 회전 축(30)으로부터 평행하고 이격된 제5 회전 축(106)을 중심으로 회전한다.
도 9에 도시된 실시예에서, 각 전기 기계(14, 16)는 수직 Z-축을 따라 액슬 샤프트(26, 28)로부터 수직 거리(108)로 이격되고 수평-Y-축을 따라 액슬 샤프트(26, 28)로부터 수평 거리(110) 이격된다. 예를 들어, 제1 전기 기계(14)의 제2 회전 축(32) 및 제2 전기 기계(16)의 제3 회전 축(34)은 수직 Z-축을 따라 측정된 바와 같이 각각 액슬 축(26, 28)의 제1 회전 축(30)으로부터 수직 거리(108)만큼 이격된다. 일 실시예에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 각각의 전기 기계(14, 16)는 액슬 샤프트(26, 28)로부터 동일한 수직 거리로 이격된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 전기 기계(14)는 액슬 샤프트(26, 28)로부터 제1 수직 거리(112)만큼 이격되고, 제2 전기 기계(16)는 제1 수직 거리(112)와 상이한 액슬 샤프트(26, 28)로부터 제2 수직 거리(114)만큼 이격된다. 또한, 도 9에 도시된 바와 같이, 각 전기 기계(14, 16)의 로터 샤프트(18)는 수평 Y-축을 따라 측정될 때 액슬 샤프트(26, 28)로부터 수평 거리(110)만큼 이격된다. 예를 들어, 제1 전기 기계(14)의 제2 회전 축(32) 및 제2 전기 기계(16)의 제3 회전 축(34)은 수평 Y-축을 따라 측정된 바와 같이 각각 액슬 샤프트(26, 28)의 제1 회전 축(30)으로부터 수평 거리(110)만큼 이격된다. 일 실시예에서, 도 13에 도시된 바와 같이, 각각의 전기 기계(14, 16)는 액슬 샤프트(26, 28)로부터 동일한 수평 거리로 이격된다. 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 전기 기계(14)는 액슬 샤프트(26, 28)로부터 제1 수평 거리(116)로 이격되고, 제2 전기 기계(16)는 제1 수평 거리(116)와 상이한 액슬 샤프트(26, 28)로부터 제2 수평 거리(118)만큼 이격된다. .
도 9에 도시된 실시예에서, 제1 전기 기계(14)의 제2 회전 축(32) 및 제2 전기 기계(16)의 제3 회전 축(34)은 제1 회전 축(30)으로부터 동일한 반경 방향 거리로 배향된다. 제2 회전 축(32)은 제1 회전 축(30)으로부터 제1 수평 거리(116)만큼 이격되고, 제3 회전 축(34)은 제1 수평 거리(116)와 상이한 제1 회전 축(30)으로부터 제2 수평 거리(118)만큼 이격된다. 제1 전기 기계(14)의 제2 회전 축(32)은 제1 회전 축(30)으로부터 제1 수직 거리(112)만큼 이격되고, 제2 전기 기계(16)의 제3 회전 축(34)은 제1 수직 거리(112)와 상이한 제1 회전 축(30)으로부터 제2 수직 거리(114)만큼 이격된다.
예시된 실시예에서, 변속 기구(44)는 수평 Y-축을 따라 제1 전기 기계(14)와 제2 전기 기계(16) 사이에 배향된다. 또한, 출력 기어 세트(54)의 제5 회전 축(106)은 제1 전기 기계(14)의 제2 회전 축(32)으로부터 제1 반경 방향 거리(120) 및 제1 반경 방향 거리(120)와는 상이한 제2 전기 기계(16)의 제3 회전 축으로부터 제2 반경 거리(122)만큼 이격된다. 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 전기 기계(14, 16)는 제1 단부(126)와 제2 단부(128) 사이의 X-축을 따라 정의된 길이(124)를 포함한다. 공통 기어 감속부(40)는 제1 및 제2 전기 기계(14, 16)의 제1 단부(126)에 위치하고 차동 기어 세트(42)는 제1 및 제2 전기 기계(14, 16)의 반대편 제2 단부(128)에 위치되어 제1 및 제2 전기 기계(14, 16)가 입력 구동 휠(48)과 X 축을 따라 차동 기어 세트(42) 사이에 배향된다.
액슬 조립체가 제2 출력 기어 세트(82)를 포함하는 실시예에서, 제2 출력 기어 세트(82)는 감속 기어 세트(52)에 의해 구동되고 제1 회전 축(30)과 실질적으로 평행한 제6 회전 축(130)(도 28에 도시됨)을 중심으로 회전 가능하다.
도 33-45를 참조하면, 예시된 실시예에서, 액슬 조립체(10)는 내부에 감속 조립체(12)를 둘러싸는 구동 유닛 하우징(150)을 포함한다. 구동 유닛 하우징(150)은 제1 측면(154)과 제2 측면(156) 사이 및 상부 부분(158)과 하부 부분(160) 사이에 있는 복수의 측벽(152)을 포함한다. 구동 유닛 하우징(150)은 또한 내부 공동(164) 내에 제1 및 제2 전기 기계(14, 16), 공통 기어 감속(40), 차동 기어 세트(42) 및 변속 기구(44)을 둘러싸는 내부 공동(164)을 형성하는 내부 표면(162)을 포함한다. 제1 및 제2 액슬 샤프트(26, 28)는 구동 유닛 하우징(150)의 외부로 연장되고 내부 공동(164) 내에 부분적으로 배열된다. 일 실시예에서, 액슬 조립체(10)는 감속 조립체(12)를 냉각하기 위해 구동 유닛 하우징(150) 내에 냉각 유체를 순환시키기 위한 통합 오일 쿨러 및 펌프 시스템을 포함할 수 있다.
예시된 실시예에서, 도 41-43에서, 구동 유닛 하우징(150)의 내부 공동(164)은 영역(166)으로 표현되는 중심 공동, 영역(168)으로 표현되는 하부 공동, 영역(170)으로 표현되는 제1 기계 공동 및 영역(172)으로 표현되는 제2 기계 공동을 포함한다. 중심 공동(166)은 공통 기어 감속부(40)의 제4 회전 축(104)과 중심 공동(166) 내에 배치된 제1 및 제2 액슬 샤프트(26, 28)의 제1 회전 축(30)을 포함한다. 하부 공동(168)은 중심 공동(166) 아래에 배치되고 하부 공동(168)에 적어도 부분적으로 침지된 변속 기구(44) 및 하부 공동(168)로부터 이격된 제1 및 제2 전기 기계(14, 16)를 갖는 기어박스 유체의 부피를 축적하도록 구성된다. 예를 들어, 변속 기구(44)의 감속 기어 세트(52)는 중심 공동(166) 내에 배치될 수 있고, 변속 기구(44)의 출력 기어 세트(54)는 기어박스 유체의 축적된 부피 내에 부분적으로 침지된 출력 기어 세트(54)와 하부 공동(168) 내에 배열될 수 있다.
제1 기계 공동(170)은 하부 공동(168) 위에 배치되고 제1 회전 축(30)의 일 측면에서 중심 공동(166)에 인접한다. 제1 기계 공동(170)은 제1 기계 공동(170) 내에 배열된 제1 전기 기계(14)의 제2 회전 축(32)을 포함한다. 제2 기계 공동(172)은 제2 기계 공동(172) 내에 배치된 제2 전기 기계(16)의 제3 회전 축(34)을 포함한다. 제2 기계 공동(172)은 하부 공동(168) 위에 배치되고 제1 기계 공동(170)으로부터 제1 회전 축(30)의 마주보는 측면 상에서 중심 공동(166)에 인접한다. 일 실시예에서, 제2 기계 공동(172)은 제2 기계 공동(172) 내에 배열된 제2 전기 기계(16)의 제3 회전 축(34)과 제1 기계 공동(170) 위에 적어도 부분적으로 위치된다.
예시된 실시예에서, 구동 유닛 하우징(150)의 내부 표면(162)은 하부 공동(168)을 부분적으로 형성하는 하부 내부 표면(174), 제1 기계 공동(170)을 부분적으로 형성하는 제1 상부 내부 표면(176), 및 제2 기계 공동(172)을 부분적으로 형성하는 제2 상부 내부 표면(178)을 포함한다. 제1 상부 내부 표면(176)은 하부 내부 표면(174)으로부터 제1 수직 거리(180)로 이격되고 제2 상부 내부 표면(178)은 제1 수직 거리(180)보다 긴 하부 내부 표면(174)으로부터 제2 수직 거리(182)만큼 이격된다. 또한, 제1 상부 내부 표면(176)은 제2 상부 내부 표면(178)으로부터 제1 회전 축(30)으로의 수직 거리보다 긴 제1 회전 축(30)으로부터의 수직 거리에 배열된다.
구동 유닛 하우징(150)의 내부 표면(162)은 또한 제1 기계 공동(170)을 부분적으로 형성하는 제1 단부 표면(184) 및 제2 기계 공동(172)을 부분적으로 형성하는 대향하는 제2 단부 표면(186)을 포함한다. 제1 기계 공동(170)의 제1 단부 표면(184)은 제1 회전 축(30)으로부터 제1 수평 거리(188)만큼 이격되고, 제2 기계 공동(172)의 제2 단부 표면(186)은 제1 단부 표면(184)의 제1 수평 거리(188)보다 긴 제1 회전 축(30)으로부터 제2 수평 거리(190)만큼 이격된다.
일 실시예에서, 액슬 조립체(10)는 구동 유닛 하우징(150)의 제1 측면(154)에 장착되는 제1 지지 부재(192) 및 구동 유닛 하우징(150)의 제2 측면(156)에 장착되는 제2 지지 부재(194)를 포함한다. 액슬 조립체(10)는 또한 구동 유닛 하우징(150)이 겪는 힘이 제1 및 제2 지지 부재(192, 194)에 전달되도록 제1 및 제2 지지 부재를 구동 유닛 하우징(150)에 결합하도록 구성된 액슬 지지 결합 조립체(196)를 포함한다.
예시된 실시예에서, 제1 지지 부재(192)는 구동 유닛 하우징(150)의 제1 측면(154)에 장착되고 구동 유닛 하우징(150)의 하부 부분(160)으로 연장되는 제1 플랜지(198)를 포함한다. 제2 지지 부재(194)는 구동 유닛 하우징(150)의 제2 측면(156)에 장착되고 구동 유닛 하우징(150)의 하부(160)으로 연장되는 제2 플랜지(200)를 포함한다. 결합 조립체(196)는 하부를 통해 연장되는 복수의 내부지지 공동(202)를 포함한다. 구동 유닛 하우징(150)의 제1 측면(154)에서 제2 측면(156)으로의 하부 부분(160)을 통하여 연장되는 복수의 내부 지지 공동(202) 및 내부 지지 공동(202)을 통해 삽입되고 제1 및 제2 플랜지(198, 200) 모두에 장착되는 복수의 패스너 조립체(203)를 포함하여 구동 유닛 하우징(150)이 겪는 힘이 제1 및 제2 지지 부재(192, 194)에 전달되도록 전체 구동 유닛 하우징(150)을 지지한다.
일 실시예에서, 액슬 조립체(10)는 내부 공동(164)을 형성하기 위해 베이스 유닛(204)에 결합되는 커버(206) 및 베이스 유닛(204)을 포함하는 2-부분 구동 유닛 하우징(150)을 포함한다. 도시된 바와 같이, 베이스 유닛(204)은 커버(206)보다 더 깊다. 베이스 유닛(204) 및 커버(206)는 임의의 적절한 크기일 수 있고 본 발명의 전체 범위를 벗어나지 않으면서 구동 유닛 하우징(150)의 동일한 절반일 수 있다는 것을 이해해야 한다. 커버(206)는 커버(206)의 주연부 주위로 연장되는 복수의 패스너를 사용하여 베이스 유닛(204)에 결합된다. 제1 지지 부재(192)는 커버(206)에 결합되고 제1 샤프트 개구(208)를 포함하고 제1 액슬 샤프트(26)는 제1 샤프트 개구(208)를 통하여 연장되고 커버(206)의 하부 부분으로 연장되는 제1 플랜지(198)를 갖는다. 제2 지지 부재(194)는 베이스 유닛(204)에 결합되고 제2 샤프트 개구(210)를 포함하고, 제2 액슬 샤프트(28)는 제2 샤프트 개구(210)를 통해 연장되고 베이스 유닛(204)의 하부 부분으로 연장된다. 복수의 내부 지지 공동(202)는 베이스 유닛(204) 및 커버(206)의 하부를 통해 연장된다. 복수의 패스너 조립체(203)는 내부 지지 공동(202)를 통하여 삽입되고 제1 및 제2 플랜지(198, 200) 모두에 장착되어 제1 지지 부재(192), 제2 지지 부재(194), 베이스 유니(204) 및 커버(206)를 결합한다.
제1 및 제2 지지 부재(192, 194)는 각각 구동 유닛 하우징(150)에 결합되고, 액슬 중심선(24)을 따라 반대 방향으로 구동 유닛 하우징(150)으로부터 외측으로 연장된다. 각각의 지지 부재(192, 194)는 구동 유닛 하우징(150) 및 액슬 중심선(24)과 동축인 각각의 지지 부재(192, 194)를 통해 연장되는 대응 액슬 샤프트(26, 28)에 결합된다.
결합 조립체(196)는 구동 유닛 하우징(150)의 하부(160)를 따라 형성되고, 구동 유닛 하우징(150)을 통해 연장되는 복수의 내부 지지 공동(202) 및 내부 지지 공동(202)을 통해 삽입된 복수의 패스너 조립체(203)를 포함한다. 각각의 내부 지지 공동(202)은 커버(206) 및 베이스 유닛(204)을 통해 연장되고, 제1 지지 부재(192)를 제2 지지 부재(194)에 결합하는 것을 용이하게 하기 위해 이를 통해 대응하는 패스너 조립체(203)를 수용하도록 크기 및 형상을 갖는다.
일 실시예에서, 제1 지지 부재(192)는 실질적으로 돔형 형상의 제1 외부 표면(212)을 갖는 중심 부분 및 중심 부분으로부터 외측으로 연장되는 장착 플랜지(214)를 포함한다. 장착 플랜지(214)는 제1 지지 부재(192)를 커버(206)에 결합하는 것을 용이하게 하기 위해 그를 통해 대응하는 패스너를 수용하도록 각각 크기 및 형상화된 장착 플랜지(214)의 주연부를 따라 형성된 복수의 개구를 포함한다. 제1 플랜지(198)는 커버(206)의 하부 부분(160)을 향하여 중심 부분으로부터 반경방향 외측으로 연장된다. 제1 플랜지(198)는 대응하는 패스너 조립체(203)를 수용하는 크기 및 형상을 갖는 복수의 지지 개구를 포함한다. 제1 지지 부재(192)는 또한 중심 부분의 제1 외부 표면(212)을 따라 형성된 복수의 제1 지지 립(216)을 포함할 수 있다. 제1 지지 립(216)은 중심 부분으로부터 제1 지지 부재(192)의 외부 에지를 향해 외측으로 연장된다. 예시된 실시예에서, 제1 지지 부재(192)의 외부 에지는 제1 플랜지(198) 및 장착 플랜지(214)에 의해 형성되고 눈물 방울 형상을 갖는 단면을 포함한다.
제2 지지 부재(194)는 실질적으로 돔 형상의 제2 외부 표면(218)을 갖는 중심 부분 및 중심 부분으로부터 외측으로 연장되는 장착 플랜지(220)를 포함한다. 복수의 개구가 장착 플랜지(220)의 주연부를 따라 형성되고, 각각 대응하는 패스너를 수용하도록 크기 및 형상이 형성되어 제2 지지 부재(194)를 베이스 유닛(204)에 결합하는 것을 용이하게 한다. 제2 플랜지(200)는 중심부로부터 베이스 유닛(204)의 하부 부분(160)을 향하여 반경방향 외측으로 연장된다. 제2 플랜지(200)는 대응하는 패스너 조립체(203)를 관통하도록 각각 크기 및 형상화된 복수의 지지 개구를 포함한다. 복수의 제2 지지 립(222)는 중심 부분의 제2 외부 표면(218)을 따라 형성되고 중심 부분에서 제2 지지 부재(194)의 외부 에지를 향해 외측으로 연장된다. 제2 지지 부재(194)의 외부 에지는 제2 플랜지(200)와 장착 플랜지(220)에 의해 형성되고 실질적으로 눈물 방울 형상을 갖는 단면을 포함한다.
예시된 실시예에서, 각각의 패스너 조립체(203)는 대응하는 내부 지지 공동(202)을 통해 삽입되고 제1 플랜지(198) 및 대응하는 제2 지지 플랜지(200)를 통해 형성된 대응하는 제2 지지 개구(228)로부터 외측으로 연장되는 지지 볼트/로드(224)를 포함한다. 지지 볼트(224)의 각 단부는 나사산 부분을 포함한다. 지지 볼트(224)의 각각의 단부에는 체결 너트와 와셔(226)가 결합되며, 이는 제1 지지 부재(192)와 제2 지지 부재(194)를 결합하고, 제1 지지 부재(192)와 제2 지지 부재(194)를 구동 유닛 하우징(150)을 향하여 압축하도록 구성된다. 예를 들어, 각각의 체결 너트가 조여짐에 따라 체결 너트 및 와셔 조립체(226)는 대응하는 플랜지(198, 200)의 외부 표면과 접촉하여 제1 지지 부재(192) 및 제2 지지 부재(194)를 구동 유닛 하우징(150)을 향해 압축한다.
일 실시예에서, 액슬 조립체(10)는 또한 제1 액슬 튜브(230) 및 제2 액슬 튜브(232)를 포함할 수 있다. 제1 액슬 튜브(230)는 액슬 중심선(24)을 따라 제1 지지 부재(192)의 중심 부분으로부터 외측으로 연장된다. 복수의 제1 지지 립(216)은 중심 부분의 외부 표면을 따라 형성되고 제1 액슬 튜브(230)로부터 제1 플랜지(198)를 향해 연장된다. 제2 지지 부재(194)의 중심 부분으로부터 외향으로 연장되는 제2 액슬 튜브(232)는 액슬 중심선(24)을 따른다. 복수의 제2 지지 립(222)는 중심 부분의 외면을 따라 형성되고 제2 액슬 튜브(232)로부터 제2 플랜지(200)를 향해 연장된다.
바람직하게는 알루미늄으로 형성되는 구동 유닛 하우징(150)이 겪는 중량 및 하중은 바람직하게는 스틸로 형성되는 결합 조립체(196) 및 제1 및 제2 지지 부재(192, 194)에 의해 지지된다. 특히, 구동 유닛 하우징(150)이 겪는 중량 및 하중은 지지 부재(192, 194), 볼트(224), 플랜지(198, 200) 및 액슬 튜브(230, 232)에 의해 전달된다. 이 구성은 구동 유닛 하우징(150)이 알루미늄과 같은 경량 소재로 제조되는 것을 허용한다. 전술한 바와 같이, 제1 지지 부재(192), 제2 지지 부재 및 패스너 조립체(203)는 바람직하게는 스틸로 형성된다. 다른 실시예에서, 제1 및 제2 지지 부재(192, 194), 패스너 조립체(203), 및 구동 유닛 하우징(150)은 대체 재료 및/또는 적절한 재료의 조합으로 형성될 수 있다.
도 46-49를 참조하면, 일 실시예에서, 본 발명은 프레임 레일 조립체(302) 및 액슬 조립체(10)를 포함하는 차량 조립체(300)를 포함한다. 프레임 레일 조립체(302)는 한 쌍의 평행한 프레임 레일(304, 306) 및 평행한 프레임 레일에 결합되는 복수의 크로스 빔(308)을 포함한다. 평행한 프레임 레일(304, 306)은 차량 조립체(300)의 종축(310)을 따라 배향되고 종축(310)에 수직인 차량 조립체(300)의 가로 축(312)을 따라 이격된다.
복수의 크로스 빔(308)은 한 쌍의 평행한 프레임 레일(304, 306) 사이에 결합되고 복수의 설비 공동(314)을 형성하기 위해 종축(310)을 따라 이격된다. 예를 들어, 예시된 실시예에서, 복수의 크로스 빔(308)은 종축(310)을 따라 제1 크로스 빔(316)으로부터 이격되는 제1 크로스 빔(316)과 제2 크로스 빔(318)을 포함하여 설비 공동(314)이 한 쌍의 평행한 프레임 레일(304, 306)의 내부 표면, 제1 크로스 빔(316) 및 제2 크로스 빔(318) 사이에 형성된다. 구동 유닛 하우징(150)은 프레임 레일 조립체(302)에 장착되어 구동 유닛 하우징(150)이 설비 공동(314) 내에 위치되고 제1 및 제2 크로스 빔(316, 318)에 의해 형성된 수평 평면 아래로 배향되도록 한다.
예시된 실시예에서, 차량 조립체(300)는 프레임 레일(304, 306)에 장착되고 설비 공동(314) 내에 위치되는 복수의 서스펜션 구성요소를 포함한다. 예를 들어, 복수의 서스펜션 구성요소는 제1 프레임 레일(304)에 결합되는 제1 그룹의 서스펜션 구성요소(320), 및 제2 프레임 설비 공동(314)에 결합되는 제2 그룹의 서스펜션 구성요소(322)를 포함하여 구동 유닛 하우징(150)이 제1 그룹과 제2 그룹의 서스펜션 구성요소(320, 322) 사이에 배열된다.
복수의 서스펜션 구성요소는 제1 프레임 레일에 결합되는 제1 스트럿 부재(324), 및 제2 프레임 레일(306)에 결합되는 제2 스트럿 부재(326)을 포함할 수 있으며 이에 따라 수평 간격(328)이 설비 공동(314) 내에서 제1 스트럿 부재(324)와 제2 스트럿 부재(326) 사이에서 가로방향 축(312)을 따라 형성된다.
구동 유닛 하우징(150)은 설비 공동(314) 내에 매달리고 제1 스트럿 부재(324)와 제2 스트럿 부재(326) 사이에 형성된 간격 내에 위치된다. 또한, 제1 및 제2 프레임 레일(304, 306) 사이의 거리는 가로방향 축(312)을 따라 측정된 설비 공동의 공동 폭(330)을 형성한다. 구동 유닛 하우징(150)은 공동 폭(330) 미만의 가로방향 축(312)을 따라 측정된 제1 및 제2 측면(154, 156) 사이에 형성되는 하우징 폭(332)을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 액슬 조립체(10)는 구동 유닛 하우징(150), 2개의 액슬 튜브(230, 232) 및 2개의 휠 단부(334)를 포함할 수 있다. 각각의 액슬 튜브(230, 232)는 원위 단부에서 휠 단부(334)들 중 하나에 결합되고 근위 단부에서 구동 유닛 하우징(150)에 결합된다.
액슬 튜브(230, 232)는 구동 유닛 하우징(150)의 대향 측면으로부터 액슬 중심선(24)을 따라 돌출된다. 액슬 샤프트(26, 28)는 액슬 중심선(24)과 동축인 각각의 대응하는 액슬 튜브(230, 232)에 배치된다. 도 44에 도시된 바와 같이, 각각의 액슬 샤프트(26, 28)는 각각의 휠에 토크를 전달하기 위해 휠 단부(334) 중 하나에 결합된다. 휠은 휠 단부(334)에 결합되고 구동 유닛 하우징(150)에 대해 액슬 중심선(24)을 중심으로 회전한다. 각 휠 단부(334)는 허브 조립체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 허브 조립체는 풀 플로트 휠 허브, 세미 플로트 휠 허브, 유성 감속 허브 또는 포털 허브일 수 있다.
예시된 실시예에서, 액슬 조립체(10)는 감속 조립체(12)가 구동 유닛 하우징(150) 내에 위치된 구동 유닛 하우징(150)을 포함하고, 한 쌍의 액슬 샤프트(26, 28)는 감속 조립체(12)에 결합되고 제1 회전 축(30)을 따라 감속 조립체(12)의 마주보는 단부로부터 반경 방향으로 외측으로 연장된다. 액슬 조립체(10)는 또한 각 휠 단부(334)에 결합되는 한 쌍의 휠 단부(334) 및 제동 조립체(336)를 포함할 수 있다. 각 휠 단부(334)는 대응 액슬 샤프트(26, 28)의 단부에 결합된다. 제동 조립체(336)는 에어 실린더, 브레이크 호스, 브레이크 드럼, 브레이크 로터, 브레이크 캘리퍼 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 액슬 조립체(10)는 구동 유닛 하우징(150)의 대향 단부로부터 외측으로 연장되는 장착 조립체(338)를 포함할 수 있다. 각 장착 조립체(338)는 차량의 서스펜션 시스템을 액슬 조립체(10)에 장착하기 위한 서스펜션 장착 위치를 포함한다. 또한, 구동 유닛 하우징(150)은 구동 유닛 하우징(150)의 상부(158)에 결합되는 지지 브래킷(340)(도 40에 도시됨)을 포함한다. 차량 조립체(300)는 크로스 빔 아래 및 설비 공동(314) 내에 구동 유닛 하우징(150)을 매달기 위한 구동 유닛 하우징(150)의 지지 브래킷(340)에 피벗 가능하게 결합되고 평행한 프레임 레일(304, 306)들 중 하나에 피벗가능하게 결합되는 스태빌라이저 바(342)를 포함한다. 예를 들어, 일 실시예에서, 차량 조립체는 프레임 레일 조립체(302)로부터 구동 유닛 하우징(150)을 지지하기 위해 지지 브래킷(340) 및 제1 프레임 레일(304)(도 48에 도시됨)에 결합되는 팬하드 로드를 포함한다.
도 46-49를 참조하면, 예시된 실시예에서, 액슬 조립체(10)는 프레임 레일 조립체(302) 및 지면으로부터 액슬 조립체(10)를 지지하기 위해 액슬 조립체(10)에 결합되는 휠 조립체를 포함하는 차량(300)과 함께 사용하도록 구성된다. 휠 조립체는 액슬 조립체(10)의 각 휠 단부(334)에 결합되어 차량을 지지하고 액슬 조립체(10)로부터 지면으로 동력을 전달하는 하나 이상의 휠을 포함한다. 장착 조립체(338)는 프레임 레일 조립체(302)가 액슬 조립체(10) 및 휠 조립체에 의해 지면으로부터 지지되도록 프레임 레일 조립체(302) 및 액슬 조립체(10)에 결합된다. 장착 조립체(338)는 액슬 조립체(10) 상의 하나 이상의 서스펜션 장착 위치에 결합되는 서스펜션 암을 포함할 수 있다. 차량은 전기 차량 또는 전기 모터 및 내연 발생기/모터를 갖는 하이브리드 차량일 수 있다. 유리하게는, 장착 조립체(338)는 액슬 조립체(10)를 차량에 개장하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 원래 전통적인 액슬 조립체가 장착된 프레임 레일 트럭은 전통적인 액슬 조립체 대신에 액슬 조립체(10)를 이용할 수 있다.
예시된 실시예에서, 차량(300)은 복수의 액슬 조립체(10)를 포함할 수 있다. 도 48에 도시된 바와 같이, 차량은 제1 휠 조립체(346)에 결합되는 제1 전기 액슬 조립체(344) 및 제2 휠 조립체(350)에 결합되는 제2 전기 액슬 조립체(348)를 포함할 수 있다. 도 48에 도시된 바와 같이, 제1 전기 액슬 조립체(344) 및 제2 전기 액슬 조립체(348)는 동일한 방향으로 배향된다. 제1 및 제2 전기 액슬 조립체(344, 348) 각각은 액슬 샤프트(26, 28)에 실질적으로 평행하게 배향되고 각각의 액슬 조립체(344)를 차량 프레임 레일 조립체(302)로부터 지지하기 위해 크로스 빔(308)과 차량 프레임 레일 조립체(302) 사이에 결합되는 팬하드 로드를 포함한다. 도 49에 도시된 바와 같이, 각각의 제1 및 제2 전기 액슬 조립체(344, 348)는 대응하는 액슬 샤프트(26, 28)에 대해 동일한 위치에 배향된 제1 전기 기계(14) 및 제2 전기 기계(16)를 포함한다. 도 49에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 액슬 조립체(344, 348) 각각은 제1 전기 기계(14)와는 액슬 샤프트(26, 28)로부터 상이한 수직 거리로 이격된 제2 전기 기계(16)를 포함한다.
다른 실시예에서, 제1 전기 액슬 조립체(344) 및 제2 전기 액슬 조립체(348)는 반대 방향으로 배향된다. 예를 들어, 도 49에 도시된 바와 같이, 제1 전기 액슬 조립체(344)는 제1 프레임 레일(304)에 인접하게 위치된 전기 기계를 포함하고, 제2 전기 액슬 조립체(348)는 마주보는 제2 프레임 레일(306)에 인접하게 위치된 전기 기계를 포함한다. 또한, 제1 및 제2 전기 장치 액슬 조립체(344, 348)는 차량 프레임 레일 조립체(302)로부터 전기 액슬 조립체(344, 348) 각각을 지지하기 위해 대응하는 크로스 빔(308)과 차량 프레임 레일 조립체(302) 사이에 결합된 로드 조립체(338)를 포함할 수 있다. 각각의 로드 조립체(338)는 "v"자형 배향으로 구동 유닛 하우징(150)으로부터 외측으로 연장되는 한 쌍의 지지 로드를 포함한다. 각 지지 로드는 지지 브래킷(340)과 차량 프레임 레일 조립체(302) 사이에서 연장되고, 제1 회전 축(30)에 대해 비스듬한 각도로 배향된다. 예시된 실시예에서, 각각의 로드 조립체(338)는 공통 크로스 빔(308)에 결합된다.
일 실시예에서, 제1 전기 액슬 조립체(344) 및 제2 전기 액슬 조립체(348)는 동일한 방향으로 배향될 수 있으며, 제1 전기 액슬 조립체(344)는 제2 전기 액슬 조립체(348)의 전기 기계보다 액슬 샤프트(26, 28)에 대해 상이한 배향을 갖는 전기 기계를 갖는다. 예를 들어, 제1 전기 액슬 조립체(344)는 제2 전기 기계(16)보다 액슬 샤프트(26, 28)로부터 더 수직 거리로 이격된 제1 전기 기계(14)를 포함하고, 제2 전기 액슬 조립체(348)는 제1 전기 기계(14)보다 액슬 샤프트(26, 28)로부터 더 수직 거리로 이격된 제2 전기 기계(16)를 포함한다.
예시된 실시예에서, 액슬 조립체(10)는 몸체 및 다른 설비가 장착되는 프레임 레일 시스템을 포함하는 섀시를 갖는 차량과 함께 사용하도록 구성된다. 유리하게는, 액슬 조립체(10)는 기존 차량을 개조하고 스프링, 댐퍼 및 트레일링 암과 같은 기존 서스펜션 구성요소를 포함하고 에어 실린더, 브레이크 캘리퍼, 브레이크 로터, 브레이크 드럼, 브레이크 호스 등과 같은 기존 브레이크 구성요소 내에 끼워맞춤되도록 구성된다. 전기 액슬 조립체는 한 쌍의 전기 기계에 의해 구동되고 차량의 런치 및 속도 성능을 향상시키기 위해 제1 비율과 제2 비율 사이에서 선택적으로 이동 가능한 감속 조립체를 포함한다.
본 발명은 예시적인 방식으로 설명되었으며, 사용된 용어는 제한이 아닌 설명을 특징으로 하는 것으로 이해되어야 한다. 상기 교시에 비추어 본 발명의 많은 수정 및 변형이 가능하며, 본 발명은 구체적으로 설명된 것과 다르게 실시될 수 있다.

Claims (20)

  1. 액슬 조립체로서,
    제1 회전 축을 따라 배향된 제1 액슬 샤프트,
    제1 회전 축을 따라 배향된 제2 액슬 샤프트를 포함하고, 상기 제1 및 제2 액슬 샤프트는 상반된 방향으로 연장되며,
    상기 제1 회전 축에 실질적으로 평행한 제2 회전 축을 따라 배향된 제1 전기 기계,
    상기 제1 회전 축과 평행한 제3 회전 축을 따라 배향되고 제1 전기 기계로부터 이격된 제2 전기 기계,
    제1 및 제2 전기 기계에 의해 구동되고 제4 회전 축 주위에서 회전가능한 공통 기어 감속부, 및
    제1 및 제2 액슬 샤프트에 전달된 회전 토크를 변경하기 위해 공통 기어 감속부에 결합된 변속 기구를 포함하는 액슬 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 변속 기구는
    공통 기어 감속부에 의해 구동되고 제1 회전 축 주위에서 회전가능한 감속 기어 세트 및
    상기 감속 기어 세트에 의해 구동되고 제1 회전 축과 평행한 제5 회전 축 주위에서 회전가능한 출력 기어 세트를 포함하는 액슬 조립체.
  3. 제2항에 있어서, 감속 기어 세트는
    상기 출력 기어 세트에 결합된 제1 감속 기어,
    상기 출력 기어 세트에 결합된 제2 감속 기어, 및
    제1 감속 기어와 제2 감속 기어를 선택적으로 결합하도록 구성되고 상기 제1 감속 기어와 제2 감속 기어 사이에 배열된 시프트 기구를 포함하는 액슬 조립체.
  4. 제1항에 있어서, 제1 및 제2 액슬 샤프트에 제1 및 제2 전기 기계로부터 회전 토크를 전달하기 위하여 공통 기어 감속부에 의해 구동되고 이에 결합되며 제1 회전 축 주위에 배열된 차동 기어 세트를 추가로 포함하고, 변속 기구는 차동 기어 세트와 공통 기어 감속부 사이에 결합되는 액슬 조립체.
  5. 제4항에 있어서, 차동 기어 세트를 구동하기 위해 차동 기어 세트와 변속 기구 사이에 결합된 유동 기어 세트를 추가로 포함하는 액슬 조립체.
  6. 제5항에 있어서, 상기 유성 기어 세트는 상기 유성 기어 샤프트에 결합된 선 기어 및 상기 감속 기어 세트에 결합된 유성 기어 샤프트를 포함하는 액슬 조립체.
  7. 제4항에 있어서, 제1 전기 기계와 제2 전기 기계는 동일한 방향으로 배향되는 액슬 조립체.
  8. 제7항에 있어서, 공통 기어 감속부는 제1 및 제2 전기 기계의 하나의 단부에 배열되고, 상기 차동 기어 세트는 제1 및 제2 전기 기계의 마주보는 단부에 배열되는 액슬 조립체.
  9. 제1항에 있어서, 제1 전기 기계의 제2 회전 축과 제2 전기 기계의 제3 회전 축은 제1 회전 축으로부터 동일한 반경방향 거리에서 배향되고, 제2 회전 축은 제1 회전 축으로부터 제1 수평 거리로 이격되고, 제3 회전 축은 제1 수평 거리와 상이한 제1 회전 축으로부터 제2 수평 거리로 이격되는 액슬 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 제1 전기 기계의 제2 회전 축은 제1 회전 축으로부터 제1 수평 거리로 이격되고, 제2 전기 기계의 제3 회전 축은 제1 수평 거리와 상이한 제1 회전 축으로부터 제2 수평 거리로 이격되는 액슬 조립체.
  11. 제10항에 있어서, 상기 변속 기구는 제1 전기 기계와 제2 전기 기계 사이에서 배향되는 액슬 조립체.
  12. 제10항에 있어서, 출력 기어 세트의 제5 회전 축은 제2 전기 기계의 제3 회전 축으로부터보다 제1 전기 기계의 제2 회전 축으로부터 상이한 반경방향 거리로 이격되는 액슬 조립체.
  13. 제1항에 있어서, 상기 공통 기어 감속부는 입력 샤프트에 고정되게 결합된 입력 구동 휠 및 입력 샤프트를 포함하고, 상기 입력 구동 휠은 제1 및 제2 전기 기계로부터 입력 샤프트에 회전 토크를 전달하기 위한 제1 및 제2 전기 기계와 결합되며, 상기 입력 샤프트는 제1 회전 축과 동축으로 배향되고 제1 액슬 샤프트를 수용하도록 구성된 입력 샤프트 보어를 형성하는 액슬 조립체.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 변속 기구는 (i) 공통 기어 감속부에 의해 구동되고 제1 회전 축 주위에서 회전가능한 감속 기어 세트 및 (ii) 상기 감속 기어 세트에 의해 구동되고 제1 회전 축과 평행한 제5 회전 축 주위에서 회전가능한 출력 기어 세트를 포함하고,
    상기 감속 기어 세트는 (i) 입력 샤프트 주위에서 회전가능한 제1 감속 기어 및 제2 감속 기어 및 (ii) 상기 제1 및 제2 감속 기어에 입력 샤프트로부터 토크를 선택적으로 전달하기 위하여 제1 감속 기어와 제2 감속 기어 사이에 배열되고 입력 샤프트에 결합된 시프트 기구를 포함하는 액슬 조립체.
  15. 제14항에 있어서, 상기 시프트 기구는 입력 샤프트에 결합된 싱크로나이저를 포함하는 액슬 조립체.
  16. 제14항에 있어서, 상기 출력 기어는 제5 회전 축 주위에서 회전가능한 출력 샤프트 및 출력 샤프트에 고정되게 결합된 한 쌍의 출력 기어를 포함하고, 각각의 출력 기어는 대응하는 감속 기어에 결합되는 액슬 조립체.
  17. 제16항에 있어서, 상기 출력 기어는 출력 샤프트에 고정되게 결합된 출력 피니언을 포함하는 액슬 조립체.
  18. 제17항에 있어서, 제1 및 제2 액슬 샤프트에 제1 및 제2 전기 기계로부터 회전 토크를 전달하기 위하여 공통 기어 감속부에 의해 구동되고 이에 결합되며 제1 회전 축 주위에 배열된 차동 기어 세트를 추가로 포함하고, 상기 출력 피니언은 출력 샤프트로부터 차동 기어 세트에 토크를 전달하기 위해 차동 기어 세트에 결합되는 액슬 조립체.
  19. 제17항에 있어서, 차동 기어 세트를 구동하기 위해 변속 기구와 차동 기어 세트 사이에 결합되는 유성 기어 세트를 추가로 포함하고, 상기 유성 기어 세트는
    입력 샤프트 주위에서 회전가능하고 제1 회전 축과 동축으로 배향되는 유성 기어 샤프트를 포함하고, 상기 유성 기어 샤프트는 제1 샤프트 단부와 제2 샤프트 단부 사이에서 연장되고, 상기 제1 샤프트 단부는 제2 감속 기어에 고정되게 결합되며, 상기 유성 기어 샤프트는 유성 기어 샤프트의 제2 샤프트에 고정되게 결합된 선 기어를 포함하는 액슬 조립체.
  20. 제18항에 있어서, 변속 기구는 감속 기어 세트에 의해 구동되고 제1 회전 축과 평행한 제6 회전 축 주위에서 회전가능한 제2 출력 기어 세트를 포함하고, 제2 출력 기어 세트는 차동 기어 세트에 결합된 제2 출력 피니언을 포함하는 액슬 조립체.
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