KR100972214B1 - 건설장비 차량의 액슬 허브 감속 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 건설장비 차량의 액슬 허브 감속 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유성기어 조합을 이용한 보다 단순화된 구조로 제작하여, 조립성 향상 및 원가절감 등을 이룰 수 있도록 한 건설장비 차량의 액슬 허브 감속 장치에 관한 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 액슬 빔내에 회전 가능하게 내설된 드라이브샤프트의 끝단에 형성된 선기어와; 상기 액슬 빔과 일체로 결합되고, 그 내경면에는 링기어가 형성된 허브 링기어체와; 상기 선기어와 외접하며 맞물림되는 동시에 상기 링기어와 내접하며 맞물림되는 다수개의 유성기어와; 상기 각 유성기어의 내경면에 구름 가능하게 삽입되는 다수개의 유성기어 핀과; 상기 유성기어 핀의 끝단에 일체로 결합되면서 허브 링기어체를 커버하며 배열되는 유성기어 하우징과; 상기 유성기어 하우징과 일체로 결합되면서 액슬 빔의 외경에 구름 가능하게 배열되는 휠 허브; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건설장비 차량의 액슬 허브 감속 장치를 제공한다.

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Description

건설장비 차량의 액슬 허브 감속 장치{Axle hub reduction device for construction vehicle}

본 발명은 건설장비 차량의 액슬 허브 감속 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 유성기어 조합을 이용한 보다 단순화된 구조로 제작하여, 조립성 향상 및 원가절감 등을 이룰 수 있도록 한 건설장비 차량의 액슬 허브 감속 장치에 관한 것이다.

건설장비 차량(지게차, 굴삭기 등과 같은 건설기계,중장비 차량)은 드라이브 액슬의 내구신뢰성을 높이고자, 습식 디스크 브레이크를 채용함과 더불어 액슬 허브에 종감속 장치(hub reduction system)를 채택하고 있다.

상기 드라이브 액슬의 종감속 장치로서, 건설장비 차량의 특성상 거친 노면에서 작업을 하고, 방향 전환시 급격한 토오크 변화가 액슬 샤프트에 전달되는 것을 효율적으로 흡수할 수 있고, 특히 동력 전달이 용이한 유성 기어 방식의 허브 종감속 장치를 채택하고 있다.

특히, 건설장비 차량의 최대 토크 전환은 휠 허브에 장착되는 허브 감속 장치에서 이루어지는 바, 드라이브 액슬 샤프트로부터 전달되는 회전력이 허브 감속 장치에 포함된 유성기어셋트를 통해 감속되는 동시에 토크가 증대되는 토크 변환이 이루어지게 된다.

여기서, 종래의 건설장비 차량에 적용된 액슬 허브 감속장치를 살펴보면 다음과 같다.

첨부한 도 3은 종래의 액슬 허브 감속장치를 나타내는 단면도로서, 미설명부호 102는 드라이브샤프트(100)와 연동하는 습식 주차브레이크 장치의 마찰판 부위를 지시한다.

후차축의 드라이브샤프트(100)를 통해 동력이 유입되는 바, 드라이브샤프트(100)의 끝단부인 액슬 허브측에는 드라이브샤프트(100)로부터 전달되는 회전동력을 감속시키기 위하여 선기어(104)와, 유성기어(106)와, 링기어(108)와, 캐리어(110)를 포함하는 유성기어세트가 설치되어 있다.

즉, 상기 드라이브샤프트(100)의 끝단에는 선기어(104)가 가공되어 있고, 이 선기어(104)에는 3개 또는 4개의 유성기어(106)가 맞물림되어 있으며, 각 유성기어(106)의 중심에는 캐리어(110)의 전단부가 베어링을 매개로 연결되어 있다.

또한, 상기 캐리어(110)는 최종 출력축과 연결되는 기어로서, 그 후단부 외경면이 최종 출력축이 되는 휠샤프트(112)와 스플라인(114) 결합되어 있다.

이때, 상기 휠샤프트(112)에는 미도시되었지만 실제 차량 주행을 위한 림(rim)이나 휠(wheel)이 조립된다.

한편, 상기 유성기어(106) 및 캐리어(110), 휠샤프트(112) 등은 소정의 캐리어 하우징(116)에 의하여 감싸여지게 되는데, 이 캐리어 하우징(116)의 안쪽 내경부에는 상기 유성기어(106)와 맞물리는 링기어(108)가 가공되어 있다.

또한, 상기 캐리어 하우징(116)의 내측단부는 액슬 하우징(118)과 일체로 결합되고, 그 외측단부는 최종 출력축인 휠샤프트(112)의 외경을 덮으면서 베어링을 매개로 구름 가능하게 배열된다.

이러한 구성으로 이루어진 종래의 액슬 허브 감속 장치에 대한 작동 흐름을 살펴보면 다음과 같다.

상기 드라이브샤프트(110)를 통해 동력이 유입되면, 드라이브샤프트(110)의 회전력은 드라이브샤프트(110) 끝단에 형성된 선기어(104)를 통해 유성기어(106)로 전달된다.

이에, 상기 유성기어(106)는 캐리어 하우징(116)내에 가공된 링기어(108)와 외접하는 동시에 선기어(104)와 내접하며 동시에 맞물린 상태로서, 선기어(104)의 회전력을 전달받으면서 고정 상태인 링기어(108)를 따라 회전을 하게 된다.

연이어, 상기 유성기어(106)의 중심에 베어링을 매개로 일체로 연결된 캐리어(110)가 회전을 하게 되고, 동시에 캐리어(110)와 스플라인(114) 결합된 휠샤프트(112)가 회전을 하게 된다.

최종적으로, 상기 휠샤프트(112)와 조립된 림 또는 휠이 회전을 하여 차량의 주행이 이루어지게 된다.

이렇게 선기어와, 유성기어와, 링기어와, 캐리어간의 기어비를 통해 드라이 브샤프트로 유입된 회전동력이 감속되는 동시에 휠을 회전시키기 위한 토크가 증대될 수 있다.

그러나, 종래의 액슬 허브 감속 장치는 선기어, 유성기어, 링기어, 캐리어를 조합시키고, 캐리어와 휠샤프트간의 스플라인을 가공하는 등 부품 종류가 많고, 그 조립 구조가 복잡하여 조립성이 난해한 단점이 있고, 제조원가가 많이 소요되는 단점이 있었다.

특히, 상기 캐리어 하우징의 내경면에 링기어를 위한 치(齒)가공이 매우 어려워 작업성이 떨어지고, 제조 원가를 상승시키는 원인이 되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로서, 휠 허브와 유성기어 하우징을 일체로 결합시키고, 유성기어 하우징내에 내설되는 유성기어세트의 조합을 캐리어가 배제된 단순한 구조로 개선하여, 드라이브 액슬 샤프트로부터 전달되는 회전력을 감속시켜 토크를 증대시키는 성능은 그대로 유지시키면서 조립성이 우수하고, 부품수 절감 및 제조원가 절감을 실현할 수 있도록 한 건설장비 차량의 액슬 허브 감속 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 액슬 빔내에 회전 가능하게 내설된 드라이브샤프트의 끝단에 형성된 선기어와; 상기 액슬 빔과 일체로 결합되고, 그 내경면에는 링기어가 형성된 허브 링기어체와; 상기 선기어와 외접하며 맞물림되는 동시에 상기 링기어와 내접하며 맞물림되는 다수개의 유성기어와; 상기 각 유성기어의 내경면에 구름 가능하게 삽입되는 다수개의 유성기어 핀과; 상기 유성기어 핀의 끝단에 일체로 결합되면서 허브 링기어체를 커버하며 배열되는 유성기어 하우징과; 상기 유성기어 하우징과 일체로 결합되면서 액슬 빔의 외경에 구름 가능하게 배열되는 휠 허브; 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 건설장비 차량의 액슬 허브 감속 장치를 제공한다.

바람직한 일 구현예로서, 상기 허브 링기어체는 액슬 빔의 측단면에 볼트와 로크 핀으로 고정 장착되는 것을 특징으로 한다.

바람직한 다른 구현예로서, 상기 유성기어의 내경면과 유성기어 핀의 외경면 사이에는 니들 베어링이 장착된 것을 특징으로 한다.

바람직한 또 다른 구현예로서, 상기 다수개의 유성기어 핀의 내끝단은 스냅링에 의하여 하나로 연결된 것을 특징으로 한다.

상기한 과제 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.

본 발명에 따르면, 휠 허브와 일체로 결합되는 유성기어 하우징을 유성기어 핀으로 유성기어와 결합시킴으로써, 종래의 캐리어를 배제하는 대신 유성기어 하우징이 캐리어 역할을 하도록 하고, 유성기어 하우징이 휠 허브와 함께 차량의 휠 또 는 림을 회전시키는 역할을 하는 단순한 구조로 개선하여, 조립 작업이 쉽게 이루어질 수 있다.

또한, 드라이브 액슬 샤프트로부터 전달되는 회전력을 감속시켜 토크를 증대시키는 성능은 그대로 유지시키면서도 부품수 절감 및 그에 따른 제조원가 절감을 실현할 수 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명하기로 한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 건설장비 차량의 액슬 허브 감속 장치를 나타내는 단면도이고, 도 2는 도 1의 A-A선 단면도이다.

본 발명에 따른 액슬 허브 감속 장치는 종래와 같이 유성기어세트를 이용하되, 구조가 보다 단순하고, 부품수를 절감 및 원가절감을 실현할 수 있는 구성으로 이루어진 점에 주안점이 있다.

후차축의 양측단쪽으로 연장되는 액슬 빔(10)내에 드라이브샤프트(12)가 회전 가능하게 내설되는 바, 이때 드라이브샤프트의 외끝단부는 액슬 빔(10)에서 돌출되는 상태가 되고, 돌출된 드라이브샤프트의 외끝단부에는 그 외경면을 따라 선기어(14)가 형성된다.

이때, 상기 액슬 빔(10)의 외끝단면에는 링기어(16)를 갖는 허브 링기어체(18)가 일체로 결합된다.

보다 상세하게는, 상기 허브 링기어체(18)는 액슬 빔(10)의 외끝단면에 밀착되어 다수개의 볼트(28)와 로크 핀(30)에 의하여 고정 장착되는 원판형상을 갖는 고정판(18a)과, 이 고정판(18a)의 외경부에서 외측방향으로 연장되어 원통을 이루는 외주판(18b)이 일체로 된 것으로서, 외주판(18b)의 내경면에는 링기어(16)가 형성된다.

이에, 상기 선기어(14)와 링기어(16) 사이에는 일정한 간격의 공간이 형성되고, 이 공간에 다수개의 유성기어(20)가 원주방향을 따라 등간격을 이루며 배열된다.

즉, 상기 유성기어(20)는 선기어(14)의 외접 위치에서 선기어(14)와 맞물림되는 동시에 상기 링기어(16)의 내접 위치에서 링기어(16)와 맞물림된다.

이때, 상기 각 유성기어(20)의 내경면에는 유성기어 핀(22)이 구름 접촉 가능하게 삽입되는 바, 구름 접촉을 위하여 유성기어(20)의 내경면과 유성기어 핀(22)의 외경면 사이에 니들베어링(32)이 삽입 장착된다.

보다 상세하게는, 상기 유성기어 핀(22)은 유성기어(20)의 내경면을 관통하되, 관통된 내측단부에는 스냅링 장착홈이 형성되고, 외측단부는 유성기어(20)의 내경 크기보다 큰 크기를 갖기 때문에 유성기어(20)의 외측면에 걸리는 상태가 된다.

상기 다수개의 유성기어(20)에 각각 관통 삽입된 유성기어 핀(22)의 스냅링 장착홈에 스냅링(34)이 끼워짐에 따라, 각 유성기어 핀(22)은 스냅링(34)에 의하여 하나로 연결된 상태가 되어, 이탈 현상없이 제위치를 유지하게 된다.

한편, 상기 각 유성기어 핀(22)의 외측단부에는 유성기어 하우징(24)이 일체로 결합되는 바, 이 유성기어 하우징(24)은 허브 링기어체(18)의 외경부를 커버하며 배열된다.

또한, 상기 유성기어 하우징(24)의 내측단부는 액슬 빔(10)의 외끝단부 외경에 베어링을 매개로 구름 가능하게 배열되는 휠 허브(26)와 일체로 결합된다.

따라서, 상기 유성기어 하우징(24)의 회전시 휠 허브(26)도 베어링을 매개로 동시에 회전을 하게 된다.

여기서, 상기와 같은 구성으로 이루어진 본 발명의 액슬 허브 감속 장치에 대한 작동 흐름을 설명하면 다음과 같다.

후차축의 드라이브샤프트(12)를 통해 동력이 유입되면, 드라이브샤프트(12)의 회전과 동시에 드라이브샤프트(12)의 외끝단부에 형성된 선기어(14)도 회전을 하게 된다.

이와 동시에, 상기 선기어(14)와 맞물려 있는 다수개의 유성기어(20)에 그 회전력이 전달되어, 유성기어(20)는 선기어(14)와 외접하며 공전하는 동시에 허브 링기어체(18)의 링기어(16)와 내접하며 회전을 하게 된다.

또한, 상기 유성기어(20)의 회전과 함께, 유성기어(20)의 내경에 니들베어링(32)을 매개로 구름 가능하게 장착된 유성기어 핀(22)도 동일한 방향으로 회전을 하게 된다.

이때, 상기 유성기어 핀(22)은 그 내측단부가 스냅링(34)에 의하여 하나로 연결된 상태이므로, 이탈 현상없이 제위치를 유지하며 회전을 하게 된다.

연이어, 상기 유성기어 핀(22)의 외측단부와 결합된 유성기어 하우징(24)이 유성기어 핀(22)의 회전력을 전달받아 동시에 회전을 하게 되고, 또한 상기 유성기어 하우징(24)의 내측단부와 결합된 휠 허브(26)도 액슬 빔(10)과 베어링 구름되면서 동일한 방향으로 회전을 하게 된다.

최종적으로, 상기 유성기어 하우징(24)은 휠 허브(26)와 함께 차량의 림 또는 휠(미도시됨)을 회전시켜 차량의 주행이 이루어지게 된다.

이와 같이, 본 발명에 따르면 선기어(14), 유성기어(20), 링기어(16), 그리고 캐리어 역할을 하는 유성기어 하우징(24)간의 기어비를 통해 드라이브샤프트(12)로 유입된 회전동력이 감속되는 동시에 차량의 휠을 회전시키기 위한 토크를 용이하게 증대시킬 수 있는 성능을 그대로 유지할 수 있고, 구조가 간단하여 조립 작업이 용이하면서도 부품수 절감 및 그에 따른 제조원가 절감을 크게 실현할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 건설장비 차량의 액슬 허브 감속 장치를 나타내는 단면도,

도 2는 도 1의 A-A선 단면도,

도 3은 종래의 건설장비 차량의 액슬 허브 감속 장치를 나타내는 단면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 액슬 빔 12 : 드라이브샤프트

14 : 선기어 16 : 링기어

18 : 허브 링기어체 18a : 고정판

18b : 외주판 20 : 유성기어

22 : 유성기어 핀 24 : 유성기어 하우징

26 : 휠 허브 28 : 볼트

30 : 로크 핀 32 : 니들 베어링

34 : 스냅링 100 : 드라이브샤프트

102 : 습식 주차브레이크 장치의 마찰판

104 : 선기어 106 : 유성기어

108 : 링기어 110 : 캐리어

112 : 휠샤프트 114 : 스플라인

116 : 캐리어 하우징 118 : 액슬 하우징

Claims (4)

1. 액슬 빔(10)내에 회전 가능하게 내설된 드라이브샤프트(12)의 외끝단부에 형성된 선기어(14)와;

   상기 액슬 빔(10)과 일체로 결합되고, 그 내경면에는 링기어(16)가 형성된 허브 링기어체(18)와;

   상기 선기어(14)와 외접하며 맞물림되는 동시에 상기 링기어(16)와 내접하며 맞물림되는 다수개의 유성기어(20)와;

   상기 각 유성기어(20)의 내경면에 구름 가능하게 삽입되는 다수개의 유성기어 핀(22)과;

   상기 유성기어 핀(22)의 외끝단에 일체로 결합되면서 허브 링기어체(18)를 커버하며 배열되는 유성기어 하우징(24)과;

   상기 유성기어 하우징(24)과 일체로 결합되면서 액슬 빔(10)의 외경에 구름 가능하게 배열되는 휠 허브(26)를 포함하여 구성되며;

   상기 허브 링기어체(18)는, 액슬 빔(10)의 외측단면에 볼트(28)와 로크 핀(30)에 의하여 고정 장착되고,

   상기 유성기어(20)의 내경면과 유성기어 핀(22)의 외경면 사이에는, 니들 베어링(32)이 장착되며,

   상기 다수개의 유성기어 핀(22)의 내끝단은, 스냅링(34)에 의하여 하나로 연결되는 것을 특징으로 하는 건설장비 차량의 액슬 허브 감속 장치.
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