WO2010041824A2 - 중장비용 드라이브 액슬 및 중장비용 브레이크 디스크 간극 조절장치 - Google Patents

중장비용 드라이브 액슬 및 중장비용 브레이크 디스크 간극 조절장치 Download PDF

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WO2010041824A2
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carrier
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임효성
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성보피앤티주식회사
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    • B60K17/00—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles
    • B60K17/04—Arrangement or mounting of transmissions in vehicles characterised by arrangement, location, or kind of gearing
    • B60K17/043—Transmission unit disposed in on near the vehicle wheel, or between the differential gear unit and the wheel
    • B60K17/046—Transmission unit disposed in on near the vehicle wheel, or between the differential gear unit and the wheel with planetary gearing having orbital motion
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D65/00—Parts or details
    • F16D65/38—Slack adjusters
    • F16D65/40—Slack adjusters mechanical
    • F16D65/52—Slack adjusters mechanical self-acting in one direction for adjusting excessive play
    • F16D65/54—Slack adjusters mechanical self-acting in one direction for adjusting excessive play by means of direct linear adjustment
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/40—Special vehicles
    • B60Y2200/41—Construction vehicles, e.g. graders, excavators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2121/00—Type of actuator operation force
    • F16D2121/02—Fluid pressure

Definitions

  • the present invention relates to the structure of a heavy-duty drive axle such as wheel loaders, excavators, etc. Particularly, by manufacturing after assembling the complex structure of the carrier connecting the planetary gear and the hub wheel into a plurality of parts, reducing the defective rate of the parts and easy assembly A heavy-duty drive axle and a heavy-duty brake disc clearance adjusting device which can be made and automatically maintains a constant gap between the disk and the friction plate as the brake disc and the friction plate are worn out.
  • FIG. 1 is a cross-sectional structural view of a conventional heavy-duty drive axle
  • Figure 2 is a perspective view showing a conventional general carrier.
  • the configuration of the conventional planetary power transmission drive axle for heavy equipment is as shown in Figure 1, the drive shaft 10 is rotated by the engine power of the heavy equipment, and the drive shaft 10 is disposed horizontally rotatably inside A casing 20 to be supported and coupled, a ring gear 30 to be integrally fixed to the casing 20 end in series, a housing 40 to be integrally fixed to the ring gear 30, and The carrier 50 is rotatably supported and coupled to the ring gear 30 and the housing 40, and is partially fixed to the carrier 50 while partially enclosing an end of the housing 40.
  • the hub wheel 60 is mounted, the sun gear 11 is fixedly coupled to the end of the drive shaft 10, the sun gear 11 and the ring gear 30 is meshed with the carrier 50 so as to rotate and rotate A planetary gear 51 rotatably supported and coupled thereto; A plurality of brake discs 52 supported and coupled to the outer circumference of the carrier 50 and a plurality of friction plates 41 supported and coupled to the inner circumferential surface of the housing 40 so as to be embedded between the brake discs 52. And a brake piston 70 installed in the housing 40 to generate a braking force by bringing the plurality of brake disks 52 and the friction plate 41 into close contact with each other.
  • the brake piston 70 when the brake piston 70 is operated to bring the brake disc 52 and the friction plate 41 into close contact with the hub wheel 60 in a rotating state, the carrier on which the rotated brake disc 52 is supported is coupled.
  • the rotational force of the 50 is decelerated and stopped, and at the same time the hub wheel 60 integrally coupled with the carrier 50 is stopped, the wheel mounted on the hub wheel 60 is stopped so that the driving of heavy equipment is stopped. It can decelerate and stop.
  • This conventional planetary power transmission drive axle for heavy equipment braking the hub wheel 60 and the carrier 50 is equipped with rotating wheels directly, so that the braking of the heavy equipment was running quickly and accurately, and backlash due to accurate braking Since the phenomenon does not occur, there is an advantage that the operation such as digging trenches or laying of water pipes and sewer pipes using heavy equipment can be stably performed without shaking.
  • one end of the carrier 50 protrudes toward the planetary gear 51 to be mounted at the center of rotation of the planetary gears 51, and a gear is formed on an outer circumferential surface of the carrier 50. Coupling with the disk 52, the other end is formed with an insertion protrusion protruding to be inserted into the hub wheel (60).
  • Carrier 50 as described above is generally produced through a casting process, the structure is complicated as shown in Figures 1 and 2, there is a problem that a lot of defective products are generated by the bubbles generated during the casting process.
  • the ring gear 30 is manufactured by forging in order to improve wear resistance because the inner peripheral surface is engaged with a plurality of planetary gears 51.
  • the ring gear 30 Since the ring gear 30 has to be combined with the housing 40 and / or the casing 20, the structure thereof is complicated as shown in FIG. 1, and the ring gear 30 is conventionally integrated by forging. It was manufactured with a single member, which made the manufacturing work difficult and took a long time.
  • the wheel type industrial vehicle having excellent mobility is itself heavy and loads heavy cargo, it must be equipped with a brake device that can provide safety during rapid steering and sudden braking. There is a device.
  • the wet multi-plate brake device has a brake housing 120 surrounding the axle shaft 110 as shown in FIG. 3.
  • the axle shaft 110 receives the rotational force of the engine to drive the wheel of the vehicle.
  • the axle shaft 110 is provided with a plurality of brake disks 112 at predetermined intervals so as to rotate integrally with the axle shaft 110, and a friction plate 122 is disposed between each of the brake disks 112. .
  • the friction plate 122 is spline-assembled with the inner circumferential surface of the brake housing 120 and is movable in the axial direction.
  • the brake housing 120 is provided with a piston 130 having a restoring force by the return spring 132 to be movable along the housing 120.
  • the piston 130 is configured to move by the pressure oil supplied to the oil passage 124 of the brake housing 120 to press one side of the friction plate 122.
  • the driver first presses the brake pedal while the vehicle is running.
  • the pressurized oil is supplied to the oil passage 124 through a predetermined path, and the pressurized oil introduced into the oil passage 124 is again supplied between the brake housing 120 and the piston 130.
  • the piston 130 moves by the pressurized oil to push the outermost friction plate among the outer friction plates 122, and at the same time, the respective friction plates 122 are also moved and pushed by the respective brake discs 112. will be.
  • Such a conventional wheel type brake device for an industrial vehicle wears the friction plate 122 and the brake disc 112 due to frequent friction, and wears the friction plate (brake plate 112 and the brake disc 112) due to frequent friction.
  • the distance between the 122 and the brake disc 112 increases, and as the distance between the friction plate 122 and the brake disc 112 increases, the piston 130 must move a great distance so that the friction plate 122 and the brake disc ( There is a problem that the brakes 112 are brought into contact with each other.
  • the piston 130 has to travel a lot of distance to supply a large amount of pressure oil, resulting in the step of stepping on the brake pedal more deeply to supply a large amount of pressure oil.
  • the carrier by dividing the carrier into a plurality of configurations having a relatively simple structure and easily assembling the carrier, it is possible to prevent the occurrence of defective products due to the complicated structure at the time of manufacturing the carrier, and furthermore, the ring gear
  • the purpose is to provide a heavy-duty drive axle that can be easily manufactured by dividing into a plurality of simple configurations and then assembling.
  • an object of the present invention is to provide a brake disc clearance adjusting device that automatically maintains a constant gap between the disc and the friction plate as the brake disc and the friction plate are worn so that the braking ability is not lowered.
  • the heavy-duty drive axle of the present invention includes a housing fixedly coupled to a casing with a built-in drive shaft; A hub wheel independently rotating with respect to the housing and having a first through hole formed at a center thereof, and having wheels mounted at an outside thereof; A sun gear coupled to the drive shaft; A plurality of planetary gears rotatably mounted in engagement with the sun gear; A carrier having one end mounted at the center of rotation of the planetary gear and the other end coupled to the hub wheel; A ring gear fixed to the housing and surrounding the planetary gear; It comprises a friction means for controlling the rotation of the carrier, the carrier, one end is mounted to the center of rotation of the planetary gear, the first carrier portion has a second through hole formed in the center; It is characterized in that it is inserted into the first through hole and the second through hole, consisting of a second carrier portion of the columnar shape connecting the first carrier portion and the hub wheel.
  • the diameter of one end of the second carrier portion located in the opposite direction of the hub wheel is larger than the diameter of the second through hole, and the other end of the second carrier portion is fastened to fix the second carrier portion to the hub wheel.
  • the member is mounted.
  • a hollow extension portion surrounding the second through hole protrudes toward the hub wheel, and a bearing is mounted on an outer circumferential surface of the extension portion.
  • the ring gear may include a fixed coupling part 151 disposed between the housing 110 and the casing 111 to be fixedly coupled and having an insertion hole therein; It is formed in a hollow cylinder shape, and is inserted into the insertion hole, the ring gear forming portion 155 is formed on the inner peripheral surface of the gear meshing with the planetary gear, the outer peripheral surface of the ring gear forming portion 155
  • the serration portion 156 is formed to protrude, and the diameter of the insertion hole is formed to be smaller than the outermost diameter of the serration portion 156, so that the ring gear forming portion 155 is the fixed coupling portion 151. It is fixedly inserted by force insertion into the insertion hole.
  • the brake disc gap adjusting apparatus for heavy equipment of the present invention includes a housing having a first flow path formed therein; A shaft mounted inside the housing; A brake disk comprising a plurality and mounted at regular intervals between an outer circumferential surface of the shaft and an inner circumferential surface of the housing, the brake disk being dependent on the shaft; A plurality of friction plates disposed between the brake discs and movably mounted on an inner circumferential surface of the housing; A piston for moving from an initial position by the pressure of the oil introduced through the first flow path to press the brake disc and the friction plate in close contact; It consists of a support bolt is equipped with a return spring for elastically pressing the piston to the initial position, between the inner circumferential surface of the housing and the piston is formed a hydraulic gap in communication with the first flow path, the piston and the hydraulic gap A second flow path that is selectively connected is formed, and as the brake disc and the friction plate are worn, the second flow path moves the initial position of the piston toward the friction plate by oil introduced in communication with the
  • a first gasket and a second gasket are mounted between the inner circumferential surface of the housing and the outer circumferential surface of the piston, wherein the hydraulic gap is formed between the first gasket and the second gasket, and the hydraulic gap and the second passage are first
  • the first gasket is disposed between the hydraulic pressure gap and the second flow path so that the hydraulic pressure gap is blocked from the second flow path by the first gasket, and the hydraulic pressure gap and the second flow path communicate one or more times.
  • the second flow passage is disposed between the first gasket and the second gasket.
  • the housing is provided with a guide protrusion protruding in the movement direction of the piston and inserted into the second flow passage, wherein the second flow passage is opened in one direction by the guide protrusion, and the guide protrusion is moved by the guide protrusion when the piston moves.
  • the volume of 2 euros is changed.
  • the carrier Since the carrier is divided into a first carrier part and a second carrier part to be fabricated and then assembled, the structure is complicated during the casting process, thereby reducing the deterioration of the product caused by bubbles.
  • the ring gear is manufactured by dividing the ring gear into a fixed coupling portion and a ring gear forming portion, and then assembling the ring gear, it is easy to manufacture a ring gear having a complicated structure.
  • the brake disc gap adjusting device even if the brake disc and the friction plate are worn, the gap between the brake disc and the friction plate is automatically maintained constant so that the braking ability is not lowered.
  • FIG. 1 is a cross-sectional structural view of a conventional heavy-duty drive axle
  • FIG. 2 is a perspective view showing a conventional general carrier
  • FIG. 3 is a cross-sectional view showing the configuration of a brake device of a conventional wheel type industrial vehicle
  • FIG. 5 is an exploded perspective view of a carrier according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is an exploded perspective view of a ring gear according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a drive axle for heavy equipment equipped with a brake disc clearance adjusting device according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of some components according to a second embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a state in which a piston is moved by introducing oil into a hydraulic gap in FIG. 7;
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a state in which the initial position of the piston is changed into the oil flow into the second passage;
  • Figure 4 is a cross-sectional structural view of the drive axle for heavy equipment according to the first embodiment of the present invention
  • Figure 5 is an exploded perspective view of a carrier according to the first embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a first embodiment of the present invention Is an exploded perspective view of the ring gear.
  • the heavy duty drive axle of the present invention the housing 210, hub wheel 220, sun gear 230, ring gear 250, planetary gear 240, carrier ( 260, friction means 270 and the like.
  • the housing 210 is fixedly coupled to the casing 211 in which the drive shaft 212 is rotated by the engine power of heavy equipment.
  • the hub wheel 220 has a hollow shape and is disposed in an opposite direction of the drive shaft 212 with respect to the housing 210.
  • the hub wheel 220 is rotated independently with respect to the housing 210, the first through-hole is formed in the center, the wheel of the heavy equipment is mounted on the outside.
  • the sun gear 230 is fixedly coupled to an end of the drive shaft 212 and disposed in the housing 210.
  • the ring gear 250 is fixedly mounted to the housing 210 and / or the casing 211, and a gear is formed on an inner circumferential surface to surround the planetary gear 240.
  • the ring gear 250 includes a fixed coupling part 251 and a ring gear forming part 255.
  • the fixed coupling part 251 is disposed between the housing 210 and the casing 211 and fixedly coupled to the housing 210 and the casing 211 by bolts, and an insertion hole 252 is formed therein. .
  • the ring gear forming unit 255 is formed in a hollow cylinder shape, is inserted into the insertion hole 252, the gear is engaged with the planetary gear 240 on the inner peripheral surface is formed.
  • the fixed coupling portion 251 is produced by casting
  • the ring gear forming portion 255 is preferably produced by forging.
  • the ring gear 250 is manufactured by forging in order to improve wear resistance because the inner peripheral surface is engaged with the planetary gear 240.
  • the ring gear 250 has a complicated structure because it must be combined with the housing 210 and / or the casing 211.
  • the ring gear 250 is manufactured as a single member integrated through forging. The manufacturing work was difficult and time consuming to manufacture.
  • the ring gear 250 is manufactured by separating the ring gear 250 into the fixed coupling part 251 and the ring gear forming part 255 and then manufacturing them, as in the present invention.
  • the ring gear forming portion 255 meshing with the planetary gear 240 is manufactured by forging, and the housing 210 and / or the casing 211 are combined to cast the fixed coupling portion 251 through casting.
  • the structure of the ring gear forming unit 255 which requires wear resistance, is simplified, and can be manufactured more easily than conventionally by forging, which shortens working time and solves manufacturing difficulties.
  • a serrated serration 256 is formed on the outer circumferential surface of the ring gear forming unit 255 along the outer circumferential surface.
  • the diameter of the insertion hole 252 is formed smaller than the outermost diameter of the serration portion 256, the inner peripheral surface is formed of a flat surface without splines or serrations.
  • the serration portion 256 is inserted into the insertion hole ( Since the 252 is inserted while digging the fixed coupling portion 251, the ring gear forming portion 255 may be strongly coupled to the fixed coupling portion 251.
  • the ring gear forming unit 255 is fixedly coupled to the ring gear forming unit 255 and the fixed coupling unit 251 through the serration 256 of the sawtooth, so that the ring gear forming unit 255 is fixed unlike spline coupling.
  • the linear movement in the insertion direction with respect to the coupling portion 251 can be prevented.
  • the ring gear forming unit 255 and the fixed coupling unit 251 may rotate together depending on each other.
  • the linear motion can be done independently.
  • the ring gear forming portion 255 and the fixed coupling portion 251 is not only a rotational movement but also a linear movement.
  • the ring gear forming unit 255 may be prevented from flowing independently by linear movement with respect to the fixed coupling part 251.
  • the serration unit 256 may be formed on the outer circumferential surface of the ring gear forming unit 255 to be spaced apart at regular intervals.
  • the planetary gear 240 includes a plurality of planetary gears 240 to be engaged with the outer circumferential surface of the sun gear 230 and the inner circumferential surface of the ring gear 250, and rotate and rotate when the sun gear 230 rotates.
  • the carrier 260 is rotatably disposed in the housing 210 and the ring gear 250, one end of which is mounted at the center of rotation of the planetary gear 240, and the other end of which is mounted on the hub wheel 220. Combined.
  • the carrier 260 is separated into a first carrier part 261 and a second carrier part 265.
  • One end of the first carrier portion 261 is mounted at the center of rotation of the planetary gear 240, and a second through hole is formed at the center thereof.
  • the second carrier part 265 is formed in a column shape and is inserted into the first through hole and the second through hole, and connects the first carrier part 261 and the hub wheel 220 to each other. Do it.
  • spline gears are formed on the inner circumferential surface of the first through hole of the hub wheel 220 and the inner circumferential surface of the second through hole of the first carrier part 261, respectively, and the outer circumferential surface of the second carrier part 265.
  • a spline gear is formed at the EH, so that the hub wheel 220 is also rotated through the second carrier part 265 when the first carrier part 261 is rotated.
  • the diameter of one end of the second carrier portion 265 located in the opposite direction of the hub wheel 220 is formed larger than the diameter of the second through hole, the second end of the second carrier portion 265 A fastening member 280 is fixedly coupled to the two carrier parts 265 to the hub wheel 220.
  • the fastening member 280 is made of a lock nut to be fastened to the other end of the second carrier portion 265.
  • a hollow extension part 262 surrounding the second through hole protrudes toward the hub wheel 220.
  • a spline gear for coupling with the spline gear formed on the outer circumferential surface of the second carrier portion 265 is also formed on the inner circumferential surface of the expansion portion 262.
  • the contact area between the first carrier part 261 and the second carrier part 265 is increased to increase the power of the first carrier part 261 by the second carrier. Better transfer to section 265.
  • a bearing 285 is mounted on an outer circumferential surface of the expansion part 262 to reduce frictional force during rotation of the first carrier part 261.
  • the friction means 270 is for controlling the rotation of the carrier 260, and is made of a brake disk, a friction plate and a brake piston mentioned in the prior art.
  • the friction means 270 is the same as the known art, a detailed description thereof will be omitted.
  • the structure of the parts is relatively simple, the defect rate due to bubbles caused by the complicated structure during casting production
  • the first carrier portion 261 and the second carrier portion 265 can be easily assembled and mounted more easily.
  • the planetary gears engaged with the outer circumferential surface of the sun gear 230 by the rotation of the sun gear 230 rotate while rotating and rotating between the ring gear 250 fixed to the housing 210.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a heavy-duty drive axle equipped with a brake disc clearance adjusting device according to a second embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of some components according to the second embodiment of the present invention
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a state in which oil is introduced into a hydraulic gap to move a piston
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a state in which an initial position of the piston is changed by entering oil into a second flow path.
  • the brake disc clearance adjusting apparatus for heavy machinery of the present invention includes a housing 310, a shaft 320, a brake disc 330, a friction plate 340, and a piston ( 350, a return spring 360, a support bolt 370, a guide protrusion 380, and the like.
  • the brake disc 330 clearance adjusting device of the present invention is applied to a drive axle for heavy equipment.
  • the housing 310 has a first passage 311 formed therein.
  • the shaft 320 is mounted inside the housing 310, and in this embodiment, the shaft 320 is represented as a carrier having a planetary gear structure.
  • the brake disc 330 is formed in plural and is mounted at regular intervals between the outer circumferential surface of the shaft 320 and the inner circumferential surface of the housing 310, and rotates dependently on the shaft 320.
  • the friction plate 340 is formed in plural and disposed between the brake discs 330 and is movably mounted on an inner circumferential surface of the housing 310.
  • the piston 350 is disposed inside the housing 310 and moved from an initial position by the pressure of the oil 400 introduced through the first flow passage 311 to the brake disc 330 and the friction plate ( 340 serves to press closely.
  • the return spring 360 is mounted to the support bolt 370 to elastically press the piston 350 to an initial position.
  • One end of the support bolt 370 is fixedly mounted to the housing 310 by passing through the piston 350, and the return spring 360 is disposed between the other end of the support bolt 370 and the piston 350. Is placed.
  • a hydraulic clearance 351 is formed between the inner circumferential surface of the housing 310 and the piston 350 to communicate with the first flow passage 311.
  • the hydraulic gap 351 is formed between the first gasket 391 and the second gasket 392 mounted between the inner circumferential surface of the housing 310 and the outer circumferential surface of the piston 350.
  • the piston 350 is formed with a second flow path 352 that selectively communicates with the hydraulic pressure gap 351.
  • the second flow path 352 communicates with the hydraulic gap 351 and is the initial position of the piston 350 by the pressure of the oil 400 introduced therein. Moves toward the friction plate 340.
  • Both ends of the second passage 352 are open, and the housing 310 is provided with a guide protrusion 380 protruding in the movement direction of the piston 350 and inserted into the second passage 352.
  • the second passage 352 is opened only in one direction, that is, the housing 310 direction by the guide protrusion 380, and the second passage 380 is moved by the guide protrusion 380 when the piston 350 moves. 352) is changed.
  • the hydraulic pressure gap 351 is blocked from the second flow path 352 by the first gasket 391.
  • the second passage 352 is disposed between the first gasket 391.
  • the second passage 352 is disposed between the first gasket 391 and the second gasket 392. In order to prevent leakage to the outside of the oil 400 introduced into the second flow passage 352.
  • the piston 350 pushes the friction plate 340 to brake by mutual friction between the friction plate 340 and the disk 330.
  • the second passage 352 is blocked from the hydraulic gap 351 by the first gasket 391 so as not to flow into the oil 400.
  • the piston 350 needs to move a greater distance for braking.
  • the guide protrusion 380 is gradually inserted into the second passage 352 so that the volume of the second passage 352 becomes smaller.
  • the hydraulic pressure gap 351 and the second flow passage 352 are blocked from each other.
  • the volume of the second flow passage 352 should gradually decrease as the piston 350 moves in the direction of the guide protrusion 380.
  • the oil 400 is filled in the second flow passage 352.
  • the hydraulic gap 351 and the second flow passage 352 are blocked so that the oil 400 filled in the second flow passage 352 is not discharged, and the piston 350 returns the return spring 360. In spite of the elastic restoring force of), it is no longer moved by the oil 400 filled in the second flow path 352, and the initial position is changed.
  • the piston 350 is forwardly disposed in the direction of the friction plate 340 by the amount of the oil 400 filled in the second flow path 352, so that the initial position of the piston 350 is The friction plate 340 is moved in the direction.
  • the inventors of the present invention are not limited to the above-described embodiment, but the heavy duty drive axle for heavy machinery and the brake disc for heavy machinery can be modified in various ways within the scope of the technical idea of the present invention.
  • the present invention can be applied to a drive axle and / or brake disc clearance adjustment device of heavy equipment such as wheel loaders, excavators, bulldozers and the like.

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Abstract

본 발명은 휠로더, 굴삭기 등과 같은 중장비용 드라이브 액슬의 구조에 관한 것으로서, 특히 유성기어 및 허브휠을 연결하는 캐리어의 복잡한 구조를 다수개로 분할 제작한 후 조립함으로써, 부품의 불량률을 줄이고 조립을 용이하게 이루어지도록 할 수 있고, 브레이크 디스크와 마찰판이 마모됨에 따라서 자동으로 디스크와 마찰판 사이의 간격을 일정하여 유지하여 주는 중장비용 드라이브 액슬 및 중장비용 브레이크 디스크 간극 조절장치에 관한 것이다.

Description

중장비용 드라이브 액슬 및 중장비용 브레이크 디스크 간극 조절장치
본 발명은 휠로더, 굴삭기 등과 같은 중장비용 드라이브 액슬의 구조에 관한 것으로서, 특히 유성기어 및 허브휠을 연결하는 캐리어의 복잡한 구조를 다수개로 분할 제작한 후 조립함으로써, 부품의 불량률을 줄이고 조립을 용이하게 이루어지도록 할 수 있고, 브레이크 디스크와 마찰판이 마모됨에 따라서 자동으로 디스크와 마찰판 사이의 간격을 일정하여 유지하여 주는 중장비용 드라이브 액슬 및 중장비용 브레이크 디스크 간극 조절장치에 관한 것이다.
도 1은 종래의 중장비용 드라이브 액슬의 단면 구조도이고, 도 2는 종래의 일반적인 캐리어를 도시한 사시도이다.
일반적으로 종래의 중장비용 유성동력 전달 드라이브 액슬의 구성은 도 1에 도시한 바와 같이, 중장비의 엔진동력에 의해 회전되는 구동축(10)과, 상기 구동축(10)이 내부에 회전 가능하게 수평으로 배치되어 지지 결합되는 케이싱(20)과, 상기 케이싱(20) 단부에 연이어 일체로 고정 결합되는 링기어(30)와, 상기 링기어(30)와 연이어 일체로 고정 결합되는 하우징(40)과, 상기 링기어(30) 및 하우징(40)의 내부에 회전 가능하게 지지 결합되는 캐리어(50)과, 상기 하우징(40)의 단부를 부분적으로 감싸면서 캐리어(50)과 연이어 일체로 고정결합되는 것으로 바퀴가 장착되는 허브휠(60)과, 상기 구동축(10)의 단부에 고정 결합되는 선기어(11)와, 상기 선기어(11) 및 링기어(30)와 치합되어 자전 및 공전되도록 캐리어(50)에 회전 가능하게 지지 결합되는 유성기어(51)와, 상기 캐리어(50)의 외주연에 일정간격을 두면서 지지 결합되는 다수의 브레이크디스크(52)와, 상기 브레이크디스크(52) 사이에 내재되도록 하우징(40)의 내주면에 지지 결합되는 다수의 마찰판(41)과, 상기 다수의 브레이크디스크(52)와 마찰판(41)을 상호 밀착시켜 제동력을 발생시키도록 상기 하우징(40)에 설치되는 브레이크피스톤(70) 등이 포함되어 구성된다.
이러한 종래의 중장비용 유성동력 전달 드라이브 액슬은 구동축(10)이 회전하게 되면, 상기 구동축(10)의 단부에 결합된 선기어(11)가 회전하게 되고, 동시에 상기 선기어(11)와 치합된 유성기어(51)가 자전함과 아울러 링기어(30)를 따라 공전하게 되면서 상기 유성기어(51)가 지지 결합된 캐리어(50) 및 허브휠이 회전함에 따라 상기 허브휠(60)에 장착된 바퀴가 회전하여 중장비가 주행할 수 있게 된다.
또한, 상기 허브휠(60)이 회전하고 있는 상태에서 브레이크피스톤(70)이 작동되어 브레이크디스크(52)와 마찰판(41)을 밀착시키게되면, 상기 회전되던 브레이크디스크(52)가 지지 결합된 캐리어(50)의 회전력이 감속되어 정지하게 되고, 동시에 상기 캐리어(50)과 일체로 결합된 허브휠(60)이 정지함에 따라 상기 허브휠(60)에 장착된 바퀴가 정지하게 되어 중장비의 주행이 감속 및 정지할 수 있게 된다.
이와 같은 종래의 중장비용 유성동력 전달 드라이브 액슬은 회전되는 바퀴가 장착된 허브휠(60) 및 캐리어(50)을 직접 제동하기 때문에 주행 중이던 중장비의 제동이 신속, 정확하게 이루어지고, 정확한 제동으로 인하여 백래쉬 현상이 발생되지 않기 때문에 중장비를 이용한 도랑파기나 상하수도관 매설과 같은 작업을 흔들림 없이 안정적으로 행할 수 있다는 장점이 있다.
상기 캐리어(50)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 일단이 상기 유성기어(51) 방향으로 돌출 형성되어 유성기어(51)들의 회전중심에 장착되고, 외주면에는 기어가 형성되어 상기 브레이크디스크(52)와 결합하며, 타단에는 상기 허브휠(60)에 삽입되기 위한 삽입돌기부가 돌출 형성되어 있다.
위와 같은 캐리어(50)는 일반적으로 주조공정을 통해 제작하게 되는데, 그 구조가 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 복잡하여, 주조공정시 기포 등이 발생함으로써 불량품이 많이 발생하는 문제점이 있다.
또한, 상기 링기어(30)는 내주면이 다수개의 유성기어(51)와 맞물리기 때문에 내마모성을 좋게 하기 위해 단조에 의해 제작한다.
이러한 상기 링기어(30)는 하우징(40) 및/또는 케이싱(20)과 결합하여야 하기 때문에 도 1에 도시된 바와 같이 그 구조가 복잡한데, 종래에는 상기 링기어(30)를 단조를 통해 일체화된 하나의 부재로 제작하였는바, 그 제조작업이 난해하였고 제조시간이 많이 소요되었다.
한편, 이동성이 뛰어난 휠타입 산업차량은 그 자체가 고중량이며 고중량의 화물을 적재하기 때문에 급조향 및 급제동시 안전성이 제공될 수 있는 브레이크 장치를 반드시 구비해야 하며, 이에 적합한 브레이크 장치로서 습식 다판 디스크 브레이크장치가 있다.
습식 다판 브레이크장치는 도 3에 도시된 바와 같이, 액슬샤프트(110)를 감싸는 브레이크 하우징(120)을 구비한다.
상기 액슬샤프트(110)는 엔진의 회전력을 전달받아 차량의 휠을 구동시킨다.
그리고 상기 액슬샤프트(110)에는 다수의 브레이크 디스크(112)가 상기 액슬샤프트(110)와 일체로 회전되도록 소정간격으로 설치되며, 상기 각각의 브레이크 디스크(112)사이에는 마찰판(122)가 배치된다.
상기 마찰판(122)는 브레이크 하우징(120)의 내주면과 스플라인 조립되어 축방향으로 이동이 가능하다.
또한, 상기 브레이크 하우징(120)에는 리턴스프링(132)에 의해 복원력을 가지는 피스톤(130)이 하우징(120)을 따라 이동가능하도록 설치된다.
이 피스톤(130)은 브레이크 하우징(120)의 오일통로(124)로 공급되는 압유에 의해 이동되어 마찰판(122)의 일측을 가압하도록 구성된다.
이러한 구성에 의하면, 먼저 차량의 주행중 운전자가 브레이크 페달을 밟는다.
그러면, 소정의 경로를 통하여 오일통로(124)로 압유가 공급되며, 오일통로(124)로 유입된 압유는 다시 브레이크 하우징(120)과 피스톤(130) 사이로 공급된다.
이러한 상태에서 피스톤(130)은 압유에 의해 이동하여 외측의 마찰판(122)들 중 최외측 마찰판을 밀게 되며, 동시에 각각의 마찰판(122)도 이동되어 각각의 브레이크 디스크(112)로 밀려지면서 압착되는 것이다.
결과적으로 브레이크 디스크(112)와 마찰판(122)간의 마찰력에 의해 강력한 제동이 이루어지는 것이다.
이와 같은 종래의 휠타입 산업차량용 브레이크장치는 장시간 동안 사용하면, 잦은 마찰로 인해 마찰판(122)과 브레이크 디스크(112)가 마모되고, 마찰판(122)과 브레이크 디스크(112)가 마모됨에 따라 마찰판(122)과 브레이크 디스크(112) 사이의 간격이 커지게 되며, 마찰판(122)과 브레이크 디스크(112)의 간격이 커짐에 따라 피스톤(130)이 많은 거리를 이동해야만 마찰판(122)과 브레이크 디스크(112)를 서로 접촉시켜 제동시킨다는 문제점이 있다.
이와 같은 문제점은 피스톤(130)이 많은 거리를 이동해야하므로 많은 압유를 공급해야 하며, 많은 압유를 공급하기 위해 브레이크 페달을 더욱 깊숙히 밟아야 하는 결과를 초래한다.
결국, 이러한 문제점은 브레이크의 제동시간, 제동성능, 제동 응답성 등을 저하시키는 원인이 된다.
본 발명은, 캐리어를 비교적 구조가 간단한 다수개의 구성으로 분할하여 제작하고 이를 용이하게 조립함으로써, 캐리어의 제작시 구조가 복잡하여 불량품이 발생하는 것을 방지할 수 있고, 또한, 링기어를 비교적 구조가 간단한 다수개의 구성으로 분할하여 제작한 후 조립함으로써 제작을 용이하게 할 수 있는 중장비용 드라이브 액슬을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 브레이크 디스크와 마찰판이 마모됨에 따라 자동으로 디스크와 마찰판 사이의 간격을 일정하여 유지시켜 제동능력이 저하되지 않도록 하는 브레이크 디스크 간극 조절장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 중장비용 드라이브 액슬은, 구동축이 내장된 케이싱에 고정 결합된 하우징과; 상기 하우징에 대하여 독립적으로 회전하고 중심부에 제1관통공이 형성되며, 외부에 바퀴가 장착되는 허브휠과; 상기 구동축과 결합된 선기어와; 상기 선기어와 맞물리게 장착되어 회전하는 다수개의 유성기어와; 일단이 상기 유성기어의 회전중심에 장착되고, 타단이 상기 허브휠에 결합되는 캐리어와; 상기 하우징에 고정 장착되고 상기 유성기어를 감싸는 링기어와; 상기 캐리어의 회전을 제어하는 마찰수단을 포함하여 이루어지되, 상기 캐리어는, 일단이 상기 유성기어의 회전중심에 장착되고, 중심부에 제2관통공이 형성된 제1캐리어부와; 상기 제1관통공 및 제2관통공에 삽입 장착되고, 상기 제1캐리어부와 상기 허브휠을 상호 연결하는 기둥형상의 제2캐리어부로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 허브휠의 반대방향에 위치하는 상기 제2캐리어부의 일단의 지름은 상기 제2관통공의 지름보다 크게 형성되고, 상기 제2캐리어부의 타단에는 상기 제2캐리어부를 상기 허브휠에 고정 결합시키는 체결부재가 장착된다.
상기 제1캐리어부의 타단에는 상기 제2관통공을 감싸는 중공형상의 확장부가 상기 허브휠 방향으로 돌출 형성되고, 상기 확장부의 외주면에는 베어링이 장착된다.
상기 링기어는, 상기 하우징(110) 및 케이싱(111) 사이에 배치되어 고정 결합되고 내부에 삽입공이 형성된 고정결합부(151)와; 중공원통형상으로 형성되고, 상기 삽입공에 삽입 장착되며, 내주면에 상기 유성기어에 맞물리는 기어가 형성된 링기어형성부(155)로 이루어지되, 상기 링기어형성부(155)의 외주면에는 외주면을 따라 세레이션부(156)가 돌출 형성되고, 상기 삽입공의 지름은 상기 세레이션부(156)의 최외곽 지름보다 작게 형성하여, 상기 링기어형성부(155)를 상기 고정결합부(151)의 삽입공에 강제 삽입하여 고정 결합시킨다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 중장비용 브레이크 디스크 간극 조절장치는, 내부에 제1유로가 형성된 하우징과; 상기 하우징의 내부에 장착되는 샤프트와; 다수개로 이루어져 상기 샤프트의 외주면과 상기 하우징의 내주면 사이에 일정한 간격으로 두고 장착되며, 상기 샤프트에 종속적으로 회전하는 브레이크 디스크와; 상기 브레이크 디스크들의 사이에 배치되며, 상기 하우징의 내주면에 이동 가능하게 장착되는 다수개의 마찰판과; 상기 제1유로를 통해 유입된 오일의 압력에 의해 초기위치로부터 이동하여 상기 브레이크 디스크와 마찰판을 밀착 가압하는 피스톤과; 상기 피스톤을 초기위치로 탄성 가압하는 리턴스프링이 장착된 지지볼트로 이루어지되, 상기 하우징의 내주면과 상기 피스톤 사이에는 상기 제1유로와 연통되는 유압간극이 형성되어 있고, 상기 피스톤에는 상기 유압간극과 선택적으로 연통되는 제2유로가 형성되며, 상기 브레이크 디스크와 마찰판이 마모됨에 따라 상기 제2유로는 상기 유압간극과 연통되어 유입된 오일에 의해 상기 피스톤의 초기위치를 상기 마찰판을 향해 이동시키는 것을 특징으로 한다.
상기 피스톤이 상기 유압간극과 제2유로가 상호 연통되지 않는 일정길이 미만으로 이동하는 경우에, 상기 제2유로에는 오일이 유입되지 않고, 상기 피스톤이 상기 유압간극과 제2유로가 상호 연통되는 일정길이 이상으로 이동하는 경우에, 상기 제2유로에는 오일에 유입되어 상기 피스톤의 초기위치를 변경한다.
상기 제2유로에 오일이 유입된 상태에서 상기 리턴스프링에 의해 상기 피스톤이 복귀할 경우, 상기 유압간극과 상기 제2유로가 차단될 때 상기 제2유로에는 오일이 충진되어 상기 피스톤의 초기위치를 상기 마찰판을 향해 이동시킨다.
상기 하우징의 내주면과 상기 피스톤의 외주면 사이에는 제1가스켓과, 제2가스켓이 장착되되, 상기 유압간극은 상기 제1가스켓과 제2가스켓 사이에 형성되고, 상기 유압간극과 상기 제2유로가 최초로 연통되기 전에 상기 유압간극은 상기 제1가스켓에 의해 상기 제2유로와 차단되도록 상기 유압간극과 제2유로 사이에는 상기 제1가스켓이 배치되며, 상기 유압간극과 상기 제2유로가 1번 이상 연통된 이후에 상기 제2유로는 상기 제1가스켓과 제2가스켓 사이에 배치된다.
상기 하우징에는 상기 피스톤의 이동방향으로 돌출되어 상기 제2유로에 삽입되는 가이드돌기가 장착되되, 상기 가이드돌기에 의해 상기 제2유로는 일방향으로 개방되고, 상기 피스톤의 이동시 상기 가이드돌기에 의해 상기 제2유로의 부피가 변경된다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명의 중장비용 드라이브 액슬 및 중장비용 브레이크 디스크 간극 조절장치에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
캐리어를 제1캐리어부와 제2캐리어부로 분할하여 제작한 후 조립하기 때문에, 주조공정시 구조가 복잡하여 기포가 발생함으로써 유발되는 제품의 불량화를 저하시킬 수 있다.
또한, 제2캐리어의 일단의 지름을 제1캐리어의 제2관통공의 지름보다 크게 형성함으로써, 제2캐리어의 타단을 잠금너트 등을 이용하여 체결할 경우, 제2캐리어의 일단이 제1캐리어에 강하게 결합되도록 할 수 있다.
또한, 링기어를 고정결합부와 링기어형성부로 분할하여 제작한 후, 이를 조립하기 때문에, 복잡한 구조의 링기어의 제작이 용이하다.
그리고, 브레이크 디스크 간극 조절장치에 의해, 브레이크 디스크와 마찰판이 마모되어도 자동으로 브레이크 디스크와 마찰판 사이의 간격을 일정하여 유지시켜 제동능력이 저하되지 않도록 할 수 있다.
도 1은 종래의 중장비용 드라이브 액슬의 단면 구조도,
도 2는 종래의 일반적인 캐리어를 도시한 사시도,
도 3은 종래의 휠타입 산업차량의 브레이크장치의 구성을 나타내는 단면도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 중장비용 드라이브 액슬의 단면 구조도,
도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 캐리어의 분해사시도,
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 링기어의 분해사시도,
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 브레이크 디스크 간극 조절장치가 장착된 중장비용 드라이브 액슬의 단면도,
도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 일부구성요소의 단면도,
도 9는 도 7에서 유압간극에 오일을 유입시켜 피스톤을 이동시킨 상태의 단면도,
도 10은 제2유로에 오일에 유입되어 피스톤의 초기위치가 변경된 상태의 단면도,
제1실시예
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 중장비용 드라이브 액슬의 단면 구조도이고, 도 5는 본 발명의 제1실시예에 따른 캐리어의 분해사시도이며, 도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 링기어의 분해사시도이다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 중장비용 드라이브 액슬은, 하우징(210), 허브휠(220), 선기어(230), 링기어(250), 유성기어(240), 캐리어(260), 마찰수단(270) 등으로 이루어진다.
상기 하우징(210)은 중장비의 엔진 동력에 의해 회전되는 구동축(212)이 내장된 케이싱(211)에 고정 결합된다.
상기 허브휠(220)은 중공형상으로 상기 하우징(210)을 기준으로 상기 구동축(212)의 반대방향에 배치된다.
상기 허브휠(220)은 상기 하우징(210)에 대하여 독립적으로 회전하고, 중심부에는 제1관통공이 형성되어 있으며, 외부에는 중장비의 바퀴가 장착된다.
상기 선기어(230)는 상기 구동축(212)의 단부에 고정 결합되어 상기 하우징(210)의 내부에 배치된다.
상기 링기어(250)는 상기 하우징(210) 및/또는 케이싱(211)에 고정 장착되고, 내주면에 기어가 형성되어 상기 유성기어(240)를 감싸고 있다.
이러한 상기 링기어(250)는 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 고정결합부(251)와, 링기어형성부(255)로 이루어진다.
상기 고정결합부(251)는 상기 하우징(210) 및 케이싱(211) 사이에 배치되어 상기 하우징(210) 및 케이싱(211)에 볼트 등에 의해 고정 결합되고, 내부에는 삽입공(252)이 형성된다.
상기 링기어형성부(255)는 중공원통 형상으로 형성되고, 상기 삽입공(252)에 삽입 장착되며, 내주면에 상기 유성기어(240)에 맞물리는 기어가 형성된다.
이때, 상기 고정결합부(251)는 주조의 의해 제작하고, 상기 링기어형성부(255)는 단조에 의해 제작하도록 함이 바람직하다.
일반적으로 상기 링기어(250)는 내주면이 유성기어(240)와 맞물리기 때문에 내마모성을 좋게 하기 위해 단조에 의해 제작한다.
이러한 링기어(250)는 하우징(210) 및/또는 케이싱(211)과 결합하여야 하기 때문에 그 구조가 복잡한데, 종래에는 상기 링기어(250)를 단조를 통해 일체화된 하나의 부재로 제작하였는바 그 제조작업이 난해하였고 제조시간이 많이 소요되었다.
그러나, 본 발명과 같이 상기 링기어(250)를 상기 고정결합부(251)와, 링기어형성부(255)로 분리하여 제작한 후 결합함으로써, 제작이 용이하다.
즉, 상기 유성기어(240)와 맞물리는 상기 링기어형성부(255)만을 단조로 제작하고, 상기 하우징(210) 및/또는 케이싱(211)과 결합는 상기 고정결합부(251)를 주조를 통해 제작함으로써, 내모마성이 요구되는 상기 링기어형성부(255)의 구조가 간단해져 단조를 통해 종래보다 용이하게 제작할 수 있어, 작업시간의 단축 및 제작의 난해점을 해결할 수 있다.
또한, 상기 링기어형성부(255)의 외주면에는 외주면을 따라 톱니형상의 세레이션부(256)가 돌출 형성되어 있다.
이때, 상기 삽입공(252)의 지름은 상기 세레이션부(256)의 최외곽 지름보다 작게 형성하고, 내주면은 스플라인이나 세레이션이 없는 밋밋한 면으로 형성한다.
이렇게 함으로써, 상기 링기어형성부(255)를 상기 고정결합부(251)의 삽입공(252)에 강제 삽입할 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 세레이션부(256)가 상기 삽입공(252)이 형성된 상기 고정결합부(251)를 파고 들면서 삽입되기 때문에, 상기 링기어형성부(255)를 상기 고정결합부(251)에 강하게 결합시킬 수 있다.
또한, 톱니형상의 상기 세레이션부(256)를 통해 상기 링기어형성부(255)와 고정결합부(251)를 강하게 고정 결합시키기 때문에, 스플라인 결합과 달리 상기 링기어형성부(255)가 고정결합부(251)에 대해 삽입방향으로 직선이동되는 것을 방지할 수 있다.
만일, 상기 링기어형성부(255)와 고정결합부(251)를 상호 스플라인 결합하는 경우는, 상기 링기어형성부(255)와 고정결합부(251)가 상호 종속적으로 함께 회전운동을 하지만, 직선운동은 독립적으로 할 수 있는 상태가 된다.
그런, 본 발명과 같이 링기어형성부(255)와 고정결합부(251)를 세레이션 결합하는 경우에는, 상기 링기어형성부(255)와 고정결합부(251)는 회전운동 뿐만 아니라 직선운동도 상호 종속적으로 이루어지게 되는바, 상기 링기어형성부(255)가 상기 고정결합부(251)에 대하여 독립적으로 직선운동하여 유동되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상기 세레이션부(256)는 상기 링기어형성부(255)의 외주면에 다수개가 일정한 간격으로 이격되게 형성되도록 함이 바람직하다.
상기 유성기어(240)는 다수개로 이루어져 상기 선기어(230)의 외주면 및 상기 링기어(250)의 내주면에 맞물리게 장착되고, 상기 선기어(230)의 회전시 자전 및 공전을 한다.
상기 캐리어(260)는 상기 하우징(210) 및 링기어(250)의 내부에 회전 가능하게 배치되고, 일단이 상기 유성기어(240)의 회전중심에 장착되고, 타단이 상기 허브휠(220)에 결합된다.
상기 캐리어(260)는 제1캐리어부(261)와, 제2캐리어부(265)로 분리되어 이루어진다.
상기 제1캐리어부(261)는, 일단이 상기 유성기어(240)의 회전중심에 장착되고, 중심부에 제2관통공이 형성되어 있다.
상기 제2캐리어부(265)는, 기둥형상으로 형성되어 상기 제1관통공 및 제2관통공에 삽입 장착되고, 상기 제1캐리어부(261)와 상기 허브휠(220)을 상호 연결하는 역할을 한다.
이때, 상기 허브휠(220)의 제1관통공의 내주면 및 상기 제1캐리어부(261)의 제2관통공의 내주면에는 각각 스플라인기어가 형성되어 있고, 상기 제2캐리어부(265)의 외주면에도 스플라인기어가 형성되어 있어, 상기 제1캐리어부(261)의 회전시 상기 제2캐리어부(265)를 통해 상기 허브휠(220)도 함께 회전된다.
상기 허브휠(220)의 반대방향에 위치하는 상기 제2캐리어부(265)의 일단의 지름은 상기 제2관통공의 지름보다 크게 형성되고, 상기 제2캐리어부(265)의 타단에는 상기 제2캐리어부(265)를 상기 허브휠(220)에 고정 결합시키는 체결부재(280)가 장착된다.
상기 체결부재(280)는 잠금너트로 이루어져 상기 제2캐리어부(265)의 타단에 체결되도록 한다.
따라서, 상기 제2캐리어부(265)의 타단을 상기 제1관통공 및 제2관통공에 삽입한 상태에서 상기 제2캐리어부(265)의 타단에 상기 체결부재(280)를 체결하면, 상기 제2캐리어부(265)는 상기 체결부재(280) 방향으로 점점 이동한다.
이때, 상기 제2캐리어부(265)의 일단의 지름은 상기 제2관통공의 지름보다 크기 때문에, 상기 제2캐리어부(265)의 일단은 상기 제2관통공을 통과하지 못하고 걸려, 상기 제1캐리어부(261)에 강하게 결합된다.
그리고, 상기 제1캐리어부(261)의 타단에는 상기 제2관통공을 감싸는 중공형상의 확장부(262)가 상기 허브휠(220) 방향으로 돌출 형성되어 있다.
물론, 상기 확장부(262)의 내주면에도 상기 제2캐리어부(265)의 외주면에 형성된 스플라인기어와 결합하기 위한 스플라인기어가 형성되어 있다.
위와 같이, 상기 확장부(262)를 형성함으로써, 상기 제1캐리어부(261)와 제2캐리어부(265)의 접촉면적을 증대시켜 상기 제1캐리어부(261)의 동력을 상기 제2캐리어부(265)에 보다 잘 전달할 수 있다.
또한, 상기 확장부(262)의 외주면에는 베어링(285)이 장착되어, 상기 제1캐리어부(261)의 회전시 마찰력을 감소시킨다.
상기 마찰수단(270)은 상기 캐리어(260)의 회전을 제어하기 위한 것으로써, 종래기술에서 언급한 브레이크디스크, 마찰판 및 브레이크피스톤 등으로 이루어진다.
상기 마찰수단(270)은 공지된 종래의 기술과 동일한 바, 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
위와 같이 상기 캐리어(260)를 제1캐리어부(261)와 제2캐리어부(265)로 분할하여 제작함으로써, 부품의 구조가 비교적 간단해져 주조제작시 구조가 복잡하여 발생하는 기포에 의한 불량율을 저하시킬 수 있고, 또한 제1캐리어부(261)와 제2캐리어부(265)의 조립이 용이하여 보다 쉽게 장착할 수 있다.
이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명의 제1실시예의 작동과정에 대하여 살펴본다.
상기 구동축(212)이 회전하면, 상기 구동축(212)에 고정 결합되어 있는 상기 선기어(230)가 회전하게 된다.
상기 선기어(230)의 회전에 의해 상기 선기어(230)의 외주면에 치합되어 있는 상기 유성기들이 상기 하우징(210)에 고정된 상기 링기어(250)와의 사이에서 자전 및 공전을 하면서 회전한다.
상기 유성기어(240)가 공전함에 따라 일단이 상기 유성기어(240)의 회전중심에 장착된 상기 제1캐리어부(261)도 회전한다.
상기 제1캐리어부(261)가 회전하면, 상기 제2관통공에 삽입 장착되어 있는 상기 제2캐리어부(265)는 회전하고, 상기 제2캐리어부(265)의 회전에 의해 상기 허브휠(220)이 회전하게 되어, 상기 허브휠(220)에 장착된 바퀴가 회전하여 중장비가 주행하게 된다.
제2실시예
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 브레이크 디스크 간극 조절장치가 장착된 중장비용 드라이브 액슬의 단면도이고, 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 일부구성요소의 단면도이며, 도 9는 도 7에서 유압간극에 오일을 유입시켜 피스톤을 이동시킨 상태의 단면도이고, 도 10은 제2유로에 오일에 유입되어 피스톤의 초기위치가 변경된 상태의 단면도이다.
도 7 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 중장비용 브레이크 디스크 간극 조절장치는, 하우징(310)과, 샤프트(320)와, 브레이크 디스크(330)와, 마찰판(340)과, 피스톤(350)과, 리턴스프링(360)과, 지지볼트(370)와, 가이드돌기(380) 등으로 이루어진다.
본 제2실시예에서는 본 발명의 브레이크 디스크(330) 간극 조절장치를 중장비용 드라이브 액슬에 적용하였다.
상기 하우징(310)은 내부에 제1유로(311)가 형성되어 있다.
상기 샤프트(320)는 상기 하우징(310)의 내부에 장착되는 것으로써, 본 실시예에서 상기 샤프트(320)는 유성기어 구조의 캐리어로 나타내었다.
상기 브레이크 디스크(330)는 다수개로 이루어져 상기 샤프트(320)의 외주면과 상기 하우징(310)의 내주면 사이에 일정한 간격으로 두고 장착되며, 상기 샤프트(320)에 종속적으로 회전한다.
상기 마찰판(340)은 다수개로 이루어져 상기 브레이크 디스크(330)들의 사이에 배치되며, 상기 하우징(310)의 내주면에 이동 가능하게 장착된다.
상기 피스톤(350)은 상기 하우징(310)의 내부에 배치되어, 상기 제1유로(311)를 통해 유입된 오일(400)의 압력에 의해 초기위치로부터 이동하여 상기 브레이크 디스크(330)와 마찰판(340)을 밀착 가압하는 역할을 한다.
상기 리턴스프링(360)은 상기 지지볼트(370)에 장착되어 상기 피스톤(350)을 초기위치로 탄성 가압하는 역할을 한다.
상기 지지볼트(370)는 일단이 상기 피스톤(350)을 관통하여 상기 하우징(310)에 고정장착되고, 상기 지지볼트(370)의 타단과 상기 피스톤(350) 사이에는 상기 리턴스프링(360)이 배치된다.
따라서, 오일(400)의 유압에 의해 상기 피스톤(350)이 상기 리턴스프링(360)을 압축시키면서 이동한 후, 유압이 해제되면 압축된 상기 리턴스프링(360)의 탄성복원력에 의해 상기 피스톤(350)은 원위치로 이동하게 된다.
상기 하우징(310)의 내주면과 상기 피스톤(350) 사이에는 상기 제1유로(311)와 연통되는 유압간극(351)이 형성되어 있다.
이러한 상기 유압간극(351)은 상기 하우징(310)의 내주면과 상기 피스톤(350)의 외주면 사이에 장착되는 제1가스켓(391)과, 제2가스켓(392)의 사이에서 형성된다.
그리고, 상기 피스톤(350)에는 상기 유압간극(351)과 선택적으로 연통되는 제2유로(352)가 형성되어 있다.
상기 브레이크 디스크(330)와 마찰판(340)이 마모됨에 따라 상기 제2유로(352)는 상기 유압간극(351)과 연통되어 유입된 오일(400)의 압력에 의해 상기 피스톤(350)의 초기위치를 상기 마찰판(340)을 향해 이동시킨다.
상기 피스톤(350)이 상기 유압간극(351)과 제2유로(352)가 상호 연통되지 않는 일정길이 미만으로 이동하는 경우에 상기 제2유로(352)에는 오일(400)이 유입되지 않고, 상기 피스톤(350)이 상기 유압간극(351)과 제2유로(352)가 상호 연통되는 일정길이 이상으로 이동하는 경우에 상기 제2유로(352)에는 오일(400)에 유입되어 상기 피스톤(350)의 초기위치를 변경한다.
상기 제2유로(352)에 오일(400)이 유입된 상태에서 상기 리턴스프링(360)에 의해 상기 피스톤(350)이 복귀할 경우, 상기 유압간극(351)과 상기 제2유로(352)가 차단될 때 상기 제2유로(352)에는 오일(400)이 충진되어 상기 피스톤(350)의 초기위치를 상기 마찰판(340)을 향해 이동시킨다.
상기 제2유로(352)는 양단이 개방되어 있고, 상기 하우징(310)에는 상기 피스톤(350)의 이동방향으로 돌출되어 상기 제2유로(352)에 삽입되는 가이드돌기(380)가 장착된다.
상기 가이드돌기(380)에 의해 상기 제2유로(352)는 상기 일방향 즉 상기 하우징(310) 방향으로만 개방되고, 상기 피스톤(350)의 이동시 상기 가이드돌기(380)에 의해 상기 제2유로(352)의 부피가 변경된다.
상기 유압간극(351)과 상기 제2유로(352)가 최초로 연통되기 전에 상기 유압간극(351)은 상기 제1가스켓(391)에 의해 상기 제2유로(352)와 차단되도록 상기 유압간극(351)과 제2유로(352) 사이에는 상기 제1가스켓(391)이 배치된다.
또한, 상기 유압간극(351)과 상기 제2유로(352)가 1번 이상 연통된 이후에 상기 제2유로(352)는 상기 제1가스켓(391)과 제2가스켓(392) 사이에 배치되어, 상기 제2유로(352)에 유입된 오일(400)에 외부로 누수되지 않도록 한다.
이하, 상술한 구성으로 이루어진 본 발명 제2실시예의 작동과정에 대하여 살펴본다.
도 7에 도시된 바와 같은 상태에서 상기 마찰판(340)과 브레이크 디스크(330)는 상호 이격되어 있다.
사용자가 브레이크 페달을 밟으면, 도 9에 도시된 바와 같이 오일(400)이 상기 제1유로(311)를 통해 상기 하우징(310)과 피스톤(350) 사이에 형성된 유압간극(351)으로 유입된다.
이로 인해, 상기 피스톤(350)은 상기 마찰판(340)을 밀어 상기 마찰판(340)과 디스크(330)의 상호 마찰에 의해 제동이 이루어진다.
이때, 상기 유압간극(351)에 유입된 오일(400)은 상기 제1가스켓(391)과 제2가스켓(392)에 의해 외부와 차단된다.
또한, 상기 제2유로(352)는 상기 제1가스켓(391)에 의해 상기 유압간극(351)과 차단되어 오일(400)에 유입되지 않게 된다.
사용자가 브레이크 페달을 놓으면, 상기 피스톤(350)의 이동에 의해 압축되어 있던 상기 리턴스프링(360)의 탄성복원력에 의해 상기 피스톤(350)은 초기위치로 이동하고, 이때 상기 유압간극(351)에 유입되었던 오일(400)은 상기 제1유로(311)를 통해 원위치로 배출된다.
위와 같은 반복적인 제동동작에 의해 상기 마찰판(340)과 브레이크 디스크(330)가 마모된 경우, 제동을 위해 상기 피스톤(350)은 보다 많은 거리를 이동하여야 한다.
이러한 상태에서 사용자가 브레이크 페달을 밟아 상기 제1유로(311) 및 유압간극(351)에 오일(400)에 유입되면, 상기 피스톤(350)은 상기 마찰판(340) 방향으로 점점 이동하고, 상기 피스톤(350)이 상기 마찰판(340) 방향으로 점점 이동함에 따라 도 10에 도시된 바와 같이 상기 제2유로(352)는 상기 유압간극(351)과 연통되게 된다.
상기 제2유로(352)가 상기 유압간극(351)과 연통됨에 따라 상기 유압간극(351)으로 유입된 오일(400)은 상기 제2유로(352)까지 이동하게 된다.
그리고, 상기 피스톤(350)이 많이 이동할수록 상기 피스톤(350)이 상기 가이드돌기(380)로부터 많이 이동하여 상기 제2유로(352)의 부피가 커지게 된다.
상기 마찰판(340)이 브레이크 디스크(330)와 접촉하여 제동이 이루어진 후, 사용자가 브레이크 페달을 놓으면, 압축되어 있던 상기 리턴스프링(360)의 탄성복원력에 의해 상기 피스톤(350)은 초기위치로 이동하려고 한다.
상기 피스톤(350)이 초기위치로 점점 이동함에 따라, 상기 가이드돌기(380)가 상기 제2유로(352)의 내부로 점점 삽입되어 상기 제2유로(352)의 부피는 점점 작아지게 되고, 또한 상기 유압간극(351)과 상기 제2유로(352)는 상호 차단된다.
이때, 상기 제2유로(352)에는 오일(400)이 충진되어 있는바, 상기 피스톤(350)은 더 이상 원위치로 이동하지 않게 된다.
즉, 상기 피스톤(350)은 상기 가이드돌기(380) 방향으로 이동하면서 상기 제2유로(352)의 부피가 점점 작아져야 하는데, 상기 제2유로(352)에 오일(400)이 충진되어 있고, 상기 유압간극(351)과 제2유로(352)가 차단되어 상기 제2유로(352)에 충진된 오일(400)이 배출될 곳이 없게 되는바, 상기 피스톤(350)은 상기 리턴스프링(360)의 탄성복원력에도 불구하고 상기 제2유로(352)에 충진된 오일(400)에 의해 더 이상 이동하지 않고, 초기위치를 변경하게 된다.
따라서, 그 후부터는 상기 제2유로(352)에 충진된 오일(400)량 만큼 상기 피스톤(350)이 상기 마찰판(340) 방향으로 전진 배치되게 있는바, 그만큼 상기 피스톤(350)의 초기위치가 상기 마찰판(340) 방향으로 이동하게 된다.
위와 같은 본 발명의 구조에 의해, 브레이크 디스크(330)와 마찰판(340)이 마모되어도 자동으로 브레이크 디스크(330)와 마찰판(340) 사이의 간격을 일정하여 유지시켜 제동능력이 저하되지 않도록 할 수 있다.
본 발명인 중장비용 드라이브 액슬 및 중장비용 브레이크 디스크 간극 조절장치는 전술한 실시예에 국한하지 않고, 본 발명의 기술 사상이 허용되는 범위 내에서 다양하게 변형하여 실시할 수 있다.
본 발명은, 휠로더, 굴삭기, 불도우저 등의 중장비의 드라이브 액슬 및/또는 브레이크 디스크 간극 조절장치에 장착되어 적용될 수 있다.

Claims (9)

  1. 구동축이 내장된 케이싱에 고정 결합된 하우징과;
    상기 하우징에 대하여 독립적으로 회전하고 중심부에 제1관통공이 형성되며, 외부에 바퀴가 장착되는 허브휠과;
    상기 구동축과 결합된 선기어와;
    상기 선기어와 맞물리게 장착되어 회전하는 다수개의 유성기어와;
    일단이 상기 유성기어의 회전중심에 장착되고, 타단이 상기 허브휠에 결합되는 캐리어와;
    상기 하우징에 고정 장착되고 상기 유성기어를 감싸는 링기어와;
    상기 캐리어의 회전을 제어하는 마찰수단을 포함하여 이루어지되,
    상기 캐리어는,
    일단이 상기 유성기어의 회전중심에 장착되고, 중심부에 제2관통공이 형성된 제1캐리어부와;
    상기 제1관통공 및 제2관통공에 삽입 장착되고, 상기 제1캐리어부와 상기 허브휠을 상호 연결하는 기둥형상의 제2캐리어부로 이루어진 것을 특징으로 하는 중장비용 드라이브 액슬.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 허브휠의 반대방향에 위치하는 상기 제2캐리어부의 일단의 지름은 상기 제2관통공의 지름보다 크게 형성되고,
    상기 제2캐리어부의 타단에는 상기 제2캐리어부를 상기 허브휠에 고정 결합시키는 체결부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 중장비용 드라이브 액슬.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제1캐리어부의 타단에는 상기 제2관통공을 감싸는 중공형상의 확장부가 상기 허브휠 방향으로 돌출 형성되고,
    상기 확장부의 외주면에는 베어링이 장착되는 것을 특징으로 하는 중장비용 드라이브 액슬.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 링기어는,
    상기 하우징 및 케이싱 사이에 배치되어 고정 결합되고 내부에 삽입공이 형성된 고정결합부와;
    중공원통형상으로 형성되고, 상기 삽입공에 삽입 장착되며, 내주면에 상기 유성기어에 맞물리는 기어가 형성된 링기어형성부로 이루어지되,
    상기 링기어형성부의 외주면에는 외주면을 따라 세레이션부가 돌출 형성되고,
    상기 삽입공의 지름은 상기 세레이션부의 최외곽 지름보다 작게 형성하여, 상기 링기어형성부를 상기 고정결합부의 삽입공에 강제 삽입하여 고정 결합시키는 것을 특징으로 하는 중장비용 드라이브 액슬.
  5. 내부에 제1유로가 형성된 하우징과;
    상기 하우징의 내부에 장착되는 샤프트와;
    다수개로 이루어져 상기 샤프트의 외주면과 상기 하우징의 내주면 사이에 일정한 간격으로 두고 장착되며, 상기 샤프트에 종속적으로 회전하는 브레이크 디스크와;
    상기 브레이크 디스크들의 사이에 배치되며, 상기 하우징의 내주면에 이동 가능하게 장착되는 다수개의 마찰판과;
    상기 제1유로를 통해 유입된 오일의 압력에 의해 초기위치로부터 이동하여 상기 브레이크 디스크와 마찰판을 밀착 가압하는 피스톤과;
    상기 피스톤을 초기위치로 탄성 가압하는 리턴스프링이 장착된 지지볼트로 이루어지되,
    상기 하우징의 내주면과 상기 피스톤 사이에는 상기 제1유로와 연통되는 유압간극이 형성되어 있고,
    상기 피스톤에는 상기 유압간극과 선택적으로 연통되는 제2유로가 형성되며,
    상기 브레이크 디스크와 마찰판이 마모됨에 따라 상기 제2유로는 상기 유압간극과 연통되어 유입된 오일에 의해 상기 피스톤의 초기위치를 상기 마찰판을 향해 이동시키는 것을 특징으로 하는 중장비용 브레이크 디스크 간극 조절장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 피스톤이 상기 유압간극과 제2유로가 상호 연통되지 않는 일정길이 미만으로 이동하는 경우에, 상기 제2유로에는 오일이 유입되지 않고,
    상기 피스톤이 상기 유압간극과 제2유로가 상호 연통되는 일정길이 이상으로 이동하는 경우에, 상기 제2유로에는 오일에 유입되어 상기 피스톤의 초기위치를 변경하는 것을 특징으로 하는 중장비용 브레이크 디스크 간극 조절장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제2유로에 오일이 유입된 상태에서 상기 리턴스프링에 의해 상기 피스톤이 복귀할 경우, 상기 유압간극과 상기 제2유로가 차단될 때 상기 제2유로에는 오일이 충진되어 상기 피스톤의 초기위치를 상기 마찰판을 향해 이동시키는 것을 특징으로 하는 중장비용 브레이크 디스크 간극 조절장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 하우징의 내주면과 상기 피스톤의 외주면 사이에는 제1가스켓과, 제2가스켓이 장착되되,
    상기 유압간극은 상기 제1가스켓과 제2가스켓 사이에 형성되고,
    상기 유압간극과 상기 제2유로가 최초로 연통되기 전에 상기 유압간극은 상기 제1가스켓에 의해 상기 제2유로와 차단되도록 상기 유압간극과 제2유로 사이에는 상기 제1가스켓이 배치되며,
    상기 유압간극과 상기 제2유로가 1번 이상 연통된 이후에 상기 제2유로는 상기 제1가스켓과 제2가스켓 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 중장비용 브레이크 디스크 간극 조절장치.
  9. 제 5항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 피스톤의 이동방향으로 돌출되어 상기 제2유로에 삽입되는 가이드돌기가 장착되되,
    상기 가이드돌기에 의해 상기 제2유로는 일방향으로 개방되고,
    상기 피스톤의 이동시 상기 가이드돌기에 의해 상기 제2유로의 부피가 변경되는 것을 특징으로 하는 중장비용 브레이크 디스크 간극 조절장치.
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