KR102366193B1 - 액슬 조립체 및 차량 - Google Patents

Abstract

액슬 조립체(2) 및 중하중 차량을 개시한다. 액슬 조립체는 제1 액슬(3) 및 제2 액슬에 토크를 분배하도록 구성된 축간 차동장치(7)를 포함한다. 축간 차동장치(7)는 입력 샤프트(6)와 출력 샤프트(8)를 포함한다. 제1 기어 휠(10)이 입력 샤프트(6) 둘레의 제1 베어링(12)에 축지지된다. 입력 샤프트(6)는 소경 단부(19) 및 대경 단부(21)를 구비하는 테이퍼진 롤러 베어링(18)을 거쳐 출력 샤프트(8)에 연관하여 축지지된다. 윤활제 수용 공간(20)이 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 소경 단부(19)에 유체 연결되고, 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 대경 단부(21)는 제1 베어링(12)에 유체 연결된다. 이에 따라 입력 및 출력 샤프트들 간에 회전 속도 차이가 있을 때 제1 베어링이 윤활된다.

Description

액슬 조립체 및 차량

본 개시는 액슬 조립체 및 액슬 조립체를 포함하는 중하중 차량에 관한 것이다.

중하중 차량은 한 쌍의 액슬을 구비할 수 있다. 예를 들어, 중하중 차량은 제1 종동 액슬 및 제2 종동 액슬을 포함할 수 있다. 예컨대 6x4 트럭에서, 제1 및 제2 종동 액슬들은 서로 가까이에 배열될 수 있다. 대부분의 경우, 보기 차동장치 또는 탠덤 차동장치라고도 하는 축간 차동장치가 제1 및 제2 종동 액슬들 사이에 배열된다. 축간 차동장치는 제1 및 제2 종동 액슬들 간의 회전 속도가 차이날 수 있게 한다.

축간 차동장치는 공통 회전 축선을 구비하는 입력 샤프트 및 출력 샤프트를 포함한다. 공통 회전 축선을 따라, 축간 차동장치의 부품들이 회전 가능하게 배열된다. 또한, 하나 이상의 기어 휠이 공통 회전 축선을 중심으로 회전하도록 배열될 수 있다. 중하중 차량에서, 이러한 모든 회전 요소들이 중하중 조건 하에서 작동한다. 이러한 회전 요소들의 베어링들 상에서의 고장과 마모는 윤활 불량으로 인해 발생할 수 있다. 따라서 모든 회전 요소들을 윤활하는 것이 극히 중요하다. 구동 토크가 제1 액슬 및 제2 액슬에 분산되는 액슬 조립체는 이러한 축간 차동장치를 포함한다. 액슬 조립체에서 가장 흔히 사용되는 윤활제인 오일은 액슬 조립체의 요소들을 윤활하고 또한 냉각시킨다.

필요한 양의 윤활제를 예컨대 축간 차동장치의 부품들 및 하나 이상의 기어 휠과 같은 회전 요소들 중 일부에 제공하는 것은 다른 회전 요소들에 제공하는 것보다 더 어려울 수 있다. 예를 들어, 입력 샤프트 및 출력 샤프트 중 하나가 윤활 채널을 구비할 수 있고, 이 윤활 채널을 통해 윤활제가 축간 차동장치의 부품들 및/또는 하나 이상의 기어 휠의 베어링으로 운송될 수 있다. 추가 옵션은 윤활제를 축간 차동장치의 부품들 및/또는 하나 이상의 기어 휠의 베어링을 향해 운송하는 입력 샤프트 또는 출력 샤프트의 베어링을 위한 것일 수 있다.

US 5404963은 헬리컬 기어 스러스트 와셔, 헬리컬 기어 저널 및 탠덤 브라이브 액슬용 축간 차동장치를 위한 윤활 시스템을 개시한다. 입력 샤프트는 하나의 사이드에 제공된 베어링 내에 축지지되고, 윤활제는 통로로부터 중력에 의해 유동한다. 베어링의 반대쪽 사이드는 베어링의 내측 사이드 상에서 입력 샤프트를 둘러싸는 환형 배플 부재에 의해 형성된 환형 윤활제 챔버를 구비한다. 베어링은 윤활제를 환형 챔버로 펌핑한다. 환형 통로는 입력 샤프트의 일부분을 통과하여 형성된 축선 방향 통로를 거쳐 윤활될 부품들과 연통한다.

US 2017/007390은 윤활제 통로를 구비하는 액슬 조립체를 개시하는데, 윤활제 통로는 롤러 베어링 조립체 및 입력 샤프트의 플랜지 부분에 구비된 플랜지 윤활제 홀을 거쳐 축간 차동 유닛에 윤활제를 공급한다. 제1 롤러 베어링 조립체는 제1 액슬에 토크를 제공하도록 구성된 입력 샤프트를 지지한다. 출력 샤프트는 제2 액슬 조립체에 토크를 제공하도록 구성된다. 축간 차동 유닛은 입력 샤프트 및 출력 샤프트에 결합되어 작동하며, 입력 샤프트와 출력 샤프트 간의 회전 속도 차이를 보상한다. 윤활제는 제1 롤러 베어링 조립체를 통과하여 유동하고 나서, 플랜지 윤활제 홀을 관통하여 축간 차동 유닛을 윤활한다.

윤활제를 액슬 조립체의 회전 요소들에 효율적으로 제공하는 방법에 대한 필요성은 여전하다.

축간 차동장치의 적어도 하나의 축지지된 요소에 윤활제가 효과적이고 경제적인 방식으로 제공되는 액슬 조립체를 이루어 내면 유리할 것이다. 축간 차동장치의 적어도 하나의 축지지된 요소에 윤활제가 효과적이고 경제적인 방식으로 제공되는 액슬 조립체를 포함하는 차량을 이루어 내면 또한 유리할 것이다. 이러한 목적을 달성하기 위해, 특허청구범위의 독립 청구항들에 한정된 피처들을 구비하는 액슬 조립체 및 차량이 제공된다.

일 태양에 따르면, 하우징, 및 제1 액슬 및 제2 액슬에 토크를 분배하도록 구성된 축간 차동장치를 포함하는 중하중 차량용 액슬 조립체가 제공된다. 축간 차동장치는 하우징에 각각 축지지되고 공통 회전 축선을 구비하는 입력 샤프트 및 출력 샤프트를 포함하되, 입력 샤프트는 출력 샤프트에 연관하여 축지지된다. 입력 샤프트는 입력 샤프트 둘레의 제1 베어링에 축지지된 제1 기어 휠을 거쳐 제1 액슬에 연결되고, 출력 샤프트는 제2 액슬에 연결되도록 구성된다. 축간 차동장치는 차동 스파이더 및 적어도 하나의 피니언 기어를 더 포함하되, 차동 스파이더는 입력 샤프트에 회전 가능하게 로킹되고, 적어도 하나의 피니언 기어는 제1 기어 휠 및 출력 샤프트와 계합된다. 입력 샤프트는 소경 단부 및 대경 단부를 구비하는 테이퍼진 롤러 베어링을 거쳐 출력 샤프트에 연관하여 축지지되고, 윤활제 수용 공간이 하우징에 제공되며, 윤활제 수용 공간은 테이퍼진 롤러 베어링의 소경 단부에 유체 연결되고, 테이퍼진 롤러 베어링의 대경 단부는 제1 베어링에 유체 연결된다.

입력 샤프트가 소경 단부 및 대경 단부를 구비하는 테이퍼진 롤러 베어링을 거쳐 출력 샤프트에 연관하여 축지지되기 때문에, 테이퍼진 롤러 베어링은 입력 샤프트와 출력 샤프트 간에 회전 속도 차이가 있을 때에만 회전할 것이다. 윤활제 수용 공간이 하우징에 구비되기 때문에, 윤활제 수용 공간으로부터 나오는 윤활제는 입력 샤프트와 출력 샤프트 간에 회전 속도 차이가 있을 때 테이퍼진 롤러 베어링을 통과하여 펌핑될 것이다. 테이퍼진 롤러 베어링의 대경 단부가 제1 베어링에 유체 연결되어 있기 때문에, 입력 샤프트와 출력 샤프트 간에 회전 속도 차이가 있을 때 윤활제는 제1 베어링으로 펌핑된다. 따라서, 입력 샤프트와 출력 샤프트 간에 회전 속도 차이가 있을 때, 즉 제1 베어링이 특히 윤활을 필요로 하는 액슬 조립체의 작동 조건 하에서, 윤활제가 제1 베어링으로부터 테이퍼진 롤러 베어링, 즉 제1 기어 휠의 베어링으로 펌핑된다. 입력 샤프트와 출력 샤프트 간에 회전 속도 차이가 없으면, 제1 기어 휠은 입력 샤프트에 대해 회전하지 않고 윤활제는 제1 베어링으로 펌핑되지 않는다.

본 발명자들은 액슬 조립체의 입력 샤프트와 출력 샤프트 간에 회전 속도 차이가 있을 때, 즉 제1 액슬과 제2 액슬 간에 회전 속도 차이가 있을 때 제1 베어링이 적절한 윤활을 필요로 한다는 것을 알았다. 출력 샤프트가 입력 샤프트와 동일한 회전 속도로 회전할 때, 축간 차동장치의 적어도 하나의 피니언 기어에 연결된 제1 기어 휠은 입력 및 출력 샤프트들과 연관하여 회전하지 않으며, 이에 따라 입력 샤프트와 제1 기어 휠 사이에 배열된 제1 베어링 내에서 혹은 제1 베어링에서 회전이 일어나지 않는다. 따라서 입력 샤프트와 출력 샤프트 간에 회전 속도 차이가 있을 때에만 윤활제가 제1 베어링으로 제공된다. 더욱이, 윤활제를 제1 베어링으로 펌핑하기 위해 테이퍼진 롤러 베어링을 사용함으로써, 입력 샤프트와 출력 샤프트 간에 회전 속도 차이가 클수록 더 많은 윤활제가 테이퍼진 롤러 베어링으로부터 제1 베어링으로 운반된다. 회전 속도 차이가 클 때는 또한 제1 베어링에 가장 많은 윤활이 필요한 때이다.

제1 액슬 및 제2 액슬은 종동 액슬들이다. 제1 및 제2 액슬들은 연소 기관 및/또는 다른 적당한 동력원에 의해 구동될 수 있다. 축간 차동장치는 제1 액슬과 제2 액슬 간에 회전 속도가 차이날 수 있게 한다. 예컨대 제1 및 제2 액슬들 상의 하나 이상의 휠들 간에 롤링 반경이 차이 날 때, 액슬들 간에 스핀 아웃(spin out) 효과가 발생될 때, 선회 반경이 작을 때 등에서 이러한 회전 속도 차이가 발생할 수 있다. 롤링 반경 차이는 타이어 압력의 차이 또는 타이어 마모 정도의 차이로 인해 나타날 수 있다. 제1 및 제2 액슬들은 보기 대차 구조로 배열될 수 있다. 해당 차량은 하나 이상의 추가 종동 액슬을 포함할 수 있다. 종동 액슬들 각각 사이에 축간 차동장치가 배열될 수 있다.

축간 차동장치의 적어도 하나의 피니언 기어는 제1 기어 휠과 직접 계합할 수 있다. 따라서 제1 기어 휠의 축선 방향 면은 적어도 하나의 피니언 기어와 계합하도록 구성된 제1 톱니들 및 제1 액슬을 구동하기 위한 반경 방향 제2 톱니들을 구비할 수 있다. 대안적으로, 적어도 하나의 피니언 기어는 제1 기어 휠에 연결된 차동 기어를 거쳐 제1 기어 휠과 간접적으로 계합할 수 있다. 적어도 하나의 피니언 기어는 제2 기어 휠을 거쳐 출력 샤프트와 간적접으로 계합할 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 설명한다. 하우징 내의 윤활제 수용 공간은 윤활제 펌프로부터 또는 하우징 내의 윤활제 튐으로부터 윤활제를 수용할 수 있다.

여기서, 축선 방향 및 반경 방향은 입력 및 출력 샤프트들의 공통 회전 축선과 연관하여 규정된다. 즉, 축선 방향은 공통 회전 축선과 평행하게 연장하고, 반경 방향은 공통 회전 축선과 직교하게 연장한다. 유사하게, 액슬 조립체의 컴포넌트들의 축선 방향 부분들은 공통 회전 축선을 따라 축선 방향 위치들에 배열되고 공통 회전 축선과 적어도 부분적으로 직교하게 연장하며, 액슬 조립체의 컴포넌트들의 반경 방향 부분들은 공통 회전 축선에 대해 반경 방향 위치들에 배열되고 공통 회전 축선과 적어도 부분적으로 평행하게 연장한다.

실시예들에 따르면, 액슬 조립체가 출력 샤프트에 회전 가능하게 로킹되고 적어도 하나의 피니언 기어와 계합하도록 구성된 제2 기어 휠을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 입력 샤프트로부터 축간 차동장치를 거쳐 출력 샤프트로 토크가 분배될 수 있다. 제2 기어 휠은 축간 차동장치의 차동 기어를 형성할 수 있다.

실시예들에 따르면, 테이퍼진 롤러 베어링이 입력 샤프트의 단부에 구비된 제1 베어링 시트 및 제2 기어 휠에 구비된 제2 베어링 시트에 배열될 수 있다. 이러한 방식으로, 테이퍼진 롤러 베어링이 입력 및 출력 샤프트들을 서로에 대해 회전 가능하게 지지할 수 있다.

실시예들에 따르면, 출력 샤프트가 제2 기어 휠을 거쳐 하우징에 축지지될 수 있다. 이러한 방식으로, 출력 샤프트의 하나의 단부에 컴팩트한 회전 지지부가 제공될 수 있다.

실시예들에 따르면, 제1 윤활제 경로가 제2 기어 휠을 통과하여 또는 제2 기어 휠을 따라 윤활제 수용 공간으로부터 테이퍼진 롤러 베어링의 소경 단부까지 연장할 수 있다. 이러한 방식으로, 윤활제가 제1 윤활제 경로를 거쳐 윤활제 수용 공간으로부터 테이퍼진 롤러 베어링의 소경 단부로 공급될 수 있다. 따라서 윤활제 수용 공간은 제2 기어 휠의 테이퍼진 롤러 베어링이 아닌 축선 방향 사이드에 배열될 수 있다.

실시예들에 따르면, 제2 윤활제 경로가 차동 스파이더를 통과하여 또는 차동 스파이더를 따라 테이퍼진 롤러 베어링의 대경 단부로부터 제1 베어링까지 연장할 수 있다. 이러한 방식으로, 테이퍼진 롤러 베어링이 차동 스파이더의 제1 베어링이 아닌 축선 방향 사이드에 배열될 수 있음에도, 테이퍼진 롤러 베어링으로부터 펌핑된 윤활제가 제2 윤활제 경로를 거쳐 제1 베어링으로 공급될 수 있다.

실시예들에 따르면, 제2 윤활제 경로가 제1 베어링을 통과하여 연장할 수 있다. 이러한 방식으로 테이퍼진 롤러 베어링이 제1 베어링뿐만 아니라 입력 샤프트와 출력 샤프트 간에 회전 속도 차이가 있을 때 윤활을 필요로 하는 다른 부품들, 예컨대 제1 기어 휠을 지지하는 축선 방향 베어링에도 윤활제를 펌핑할 수 있다.

실시예들에 따르면, 제2 윤활제 경로가 입력 샤프트, 테이퍼진 롤러 베어링의 대경 단부 및 차동 스파이더의 제1 축선 방향 부분 사이에 형성된 제1 환형 공간을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 차동 스파이더로 윤활제를 안내하기 위한 제2 윤활제 경로의 제1 부분이 제1 환형 공간에 의해 제공될 수 있다.

실시예들에 따르면, 제2 윤활제 경로가 입력 샤프트, 차동 스파이더의 제2 축선 방향 부분 및 제1 기어 휠 사이에 형성된 제2 환형 공간을 포함할 수 있다. 이러한 방식으로, 윤활제를 차동 스파이더로부터 제1 베어링으로 안내하기 위한 제2 윤활제 경로의 다른 부분이 제2 환형 공간에 의해 제공될 수 있다.

다른 태양에 따르면, 제1 종동 액슬, 제2 종동 액슬 및 제1 종동 액슬과 제2 종동 액슬 사이에 배열되는 액슬 조립체를 포함하는 중하중 차량이 제공된다. 액슬 조립체는 본 개시에서 논의한 태양들 및/또는 실시예들 중 어느 하나에 따른 액슬 조립체이다.

이러한 중하중 차량에서, 위에서 논의한 바와 같이, 입력 샤프트와 출력 샤프트 간에 회전 속도 차이가 있을 때, 즉 제1 베어링이 특히 윤활을 필요로 하는 액슬 조립체의 작동 조건 하에서 윤활제가 테이퍼진 롤러 베어링으로부터 제1 베어링으로 펌핑된다. 입력 샤프트와 출력 샤프트 간에 회전 속도 차이가 없으면, 제1 기어 휠은 입력 샤프트에 대해 회전하지 않고 윤활제는 제1 베어링으로 펌핑되지 않는다.

중하중 차량은 예컨대 대형 수송 차량, 로리, 트럭, 픽업, 밴, 휠 로더, 버스 또는 지상에서의 추진을 위해 설계된 기타 유사한 모터 구동식 유인 또는 무인 차량일 수 있다.

본 발명의 다른 피처들 및 장점들은 특허청구범위와 아래의 상세한 설명을 숙고하면 명확히 알 수 있을 것이다.

본 발명의 다양한 태양들 및/또는 실시예들은, 그것들의 특별한 피처들과 장점들을 포함하여, 아래의 상세한 설명 및 첨부 도면에서 논의하는 예시적인 실시예들로부터 쉽게 이해할 수 있을 것이다.
도 1은 실시예들에 따른 중하중 차량을 도시한다.
도 2 및 도 3은 실시예들에 따른 액슬 조립체의 횡단면을 도시한다.
도 4a 및 도 4b는 도 2 및 도 3의 액슬 조립체의 부품들의 다른 실시예들을 도시한다.

본 발명의 태양들 및/또는 실시예들을 더욱 완전하게 설명한다. 본 개시 전체에서 유사한 번호들은 유사한 요소들을 가리킨다. 공지의 기능들 또는 구성들은 간략함 및/또는 명료함을 위해 반드시 상세하게 설명하지는 않는다.

도 1은 실시예들에 따른 중하중 차량(1)을 도시한다. 이 실시예들에서 예시하고 있는 중하중 차량(1)은 트럭이다. 중하중 차량(1)은 제1 종동 액슬(3) 및 제2 종동 액슬(5)을 포함한다. 제1 및 제2 종동 액슬들(3, 5)은 중하중 차량(1)의 후방 액슬들이다. 중하중 차량(1)은 제1 종동 액슬(3)과 제2 종동 액슬(5) 사이에 배열된 액슬 조립체(2)를 더 포함한다. 액슬 조립체(2)는 여기서 논의하는 태양들 및/또는 실시예들 중 어느 하나에 따른 액슬 조립체이다. 당연히, 액슬 조립체(2)는 2개의 전방 종동 액슬들을 포함하는 차량에서 사용될 수 있다.

도 2는 실시예들에 따른 액슬 조립체(2)의 단면도를 도시한다. 액슬 조립체(2)는 하우징(4), 및 위에서 설명한 중하중 차량의 제1 액슬(3)과 제2 액슬(5)에 토크를 분배하도록 구성된 축간 차동장치(7)를 포함한다. 따라서, 제1 액슬(3)은 제1 종동 액슬(3)이고 제2 액슬(5)은 제2 종동 액슬(5)이다. 제1 액슬(3)의 회전 축선이 도 2에 표시되어 있다.

축간 차동장치(7)는 입력 샤프트(6) 및 출력 샤프트(8)를 포함한다. 입력 샤프트(6)는 제1 롤러 베어링(11)을 거쳐 하우징(4)에 축지지된다. 출력 샤프트(8)는 제2 롤러 베어링(13)을 거쳐 하우징(4)에 축지지된다. 입력 및 출력 샤프트들(6, 8)은 공통 회전 축선(9)을 구비한다. 또한 입력 샤프트(6)는 출력 샤프트(8)에 연관하여 축지지된다. 따라서 입력 샤프트(6)는 하우징(4) 내에 확고하게 축지지된다. 출력 샤프트(8)는 적절하게는 도 2에 도시되지 않는 다른 단부에서 축지지될 수 있다.

입력 샤프트(6)는 제1 기어 휠(10)을 거쳐 제1 액슬(3)에 연결된다. 제1 기어 휠(10)의 반경 방향 외부 톱니들은 제1 액슬(3)을 구동하기 위해 공지된 방식으로 다른 기어들과 계합된다. 출력 샤프트(8)는 제2 액슬(도 2에는 도시되지 않음)에 연결되도록 구성된다. 축간 차동장치(7)는 차동 스파이더(14) 및 적어도 하나의 피니언 기어(16)를 더 포함한다. 순전히 예시적으로 언급하면, 축간 차동장치(7)는 4개의 피니언 기어(16)들을 포함할 수 있다.

차동 스파이더(14)는 입력 샤프트(6)에 회전 가능하게 로킹된다. 구체적으로, 차동 스파이더(14)의 허브가 입력 샤프트(6)에 회전 가능하게 로킹된다. 적어도 하나의 피니언 기어(16)는 제1 기어 휠(10) 및 출력 샤프트(8)와 계합된다. 제1 기어 휠(10)의 축선 방향 면에 배열된 톱니들이 적어도 하나의 피니언 기어의 톱니들과 계합된다. 적어도 하나의 피니언 기어(16)는 출력 샤프트(8)에 회전 가능하게 로킹된 제2 기어 휠(24)을 거쳐 출력 샤프트(8)와 계합된다. 출력 샤프트(8)는 제2 기어 휠(24)을 거쳐 하우징(4)에 축지지된다.

이 실시예들에서, 제1 기어 휠(10) 및 제2 기어 휠(24)이 축간 차동장치(7)용 차동 기어들을 형성한다. 축간 차동장치(7)는 제1 액슬(3)과 제2 액슬 간에 토크를 분배함으로써 제1 및 제2 액슬들 사이에 회전 속도 차이가 발생할 수 있게 통상적인 방식으로 작동한다.

도 3은 도 2의 액슬 조립체(2)의 다른 단면도를 도시한다. 입력 샤프트(6)는 테이퍼진 롤러 베어링(18)을 거쳐 출력 샤프트(8)에 연관하여 축지지된다. 테이퍼진 롤러 베어링(18)은 소경 단부(19) 및 대경 단부(21)를 포함한다. 소경 단부 및 대경 단부(19, 21)는 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 축선 방향 단부들이다. 소경 단부(19)에서, 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 롤러들은 대경 단부(21)보다 작은 직경을 갖는다. 입력 및 출력 샤프트들(6, 8) 간에 회전 속도 차이가 없는 경우, 테이퍼진 롤러 베어링(18) 전체가 입력 및 출력 샤프트들(6, 8)과 함께 회전한다. 즉 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 내부 및 외부 레이스들 간에 회전 속도 차이가 없다.

제1 기어 휠(10)은 입력 샤프트(6) 주위의 제1 베어링(12)에 축지지된다. 이 실시예들에서, 제1 베어링(12)은 평 베어링이다. 대안적인 실시예들에 따르면, 제1 베어링(12)은 니들 롤러 베어링과 같은 롤러 베어링일 수 있다.

윤활제 수용 공간(20)이 하우징(4)에 구비된다. 이 실시예들에서, 윤활제 수용 공간(20)은 하우징(4)과 제2 기어 휠(24) 사이에 배열되고, 적어도 부분적으로 출력 샤프트(8) 주위로 연장한다. 윤활제 수용 공간(20)은 윤활제 펌프(미도시)로부터 또는 하우징(4) 내의 윤활제 튐으로부터 윤활제를 수용할 수 있다. 윤활제 수용 공간(20)은 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 소경 단부(19)에 유체 연결된다. 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 대경 단부(21)는 제1 베어링(12)에 유체 연결된다.

입력 및 출력 샤프트들(6, 8) 간에 회전 속도 차이가 있으면, 테이퍼진 롤러 베어링(18)이 윤활제를 소경 단부(19)로부터 대경 단부(21)로 펌핑한다. 이에 따라 테이퍼진 롤러 베어링(18)은 윤활제용 펌프를 형성하며, 따라서 윤활제를 윤활제 수용 공간(20)으로부터 제1 베어링(12)으로 펌핑하도록 구성된다.

테이퍼진 롤러 베어링(18)은 입력 샤프트(6)의 단부(25)에 구비된 제1 베어링 시트(26) 및 제2 기어 휠(24)에 구비된 제2 베어링 시트(28)에 배열된다. 입력 샤프트(6)의 단부(25)는 출력 샤프트(8)에 가장 가까운 입력 샤프트(6)의 단부이다. 이 실시예들에서, 제1 베어링 시트(26)는 입력 샤프트(6) 자체에 구비된다. 대안적인 실시예들에 따르면, 제1 베어링 시트(26)는 입력 샤프트(6)의 단부(25)에 부착된 부재에 구비된다.

도 3에 파선으로 표시된 제1 윤활제 경로(23)는, 제2 기어 휠(24)을 통과하여 혹은 제2 기어 휠을 따라, 윤활제 수용 공간(20)으로부터 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 소경 단부(19)까지 연장한다. 따라서 윤활제 수용 공간(20)과 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 소경 단부(19) 간의 유체 연결은 제1 윤활제 경로(23)에 의해 제공될 수 있다. 이 실시예들에서, 제1 윤활제 경로(23)는 제2 기어 휠(24)을 통과하여 연장한다. 이러한 목적으로, 제2 기어 휠(24)은 축선 방향으로 연장하는 하나 이상의 통공(17)을 구비한다. 추가로 또는 대안적인 실시예에 따르면, 제2 기어 휠(24)과 출력 샤프트(8) 간의 스플라인 연결(27)이 하나 이상의 스플라인의 상부 또는 하부에서 스플라인들이 누락되고 그리고/또는 갭들이 확대되는 것에 의해 형성될 수 있다.

도 3에서 파선으로 표시된 제2 윤활제 경로(29)는, 차동 스파이더(14)를 통과하여 혹은 차동 스파이더를 따라, 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 대경 단부(21)로부터 제1 베어링(12)까지 연장한다. 따라서 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 대경 단부(21)와 제1 베어링(12) 간의 유체 연결은 제2 윤활제 경로(29)에 의해 제공될 수 있다. 이 실시예들에서, 제2 윤활제 경로(29)는 차동 스파이더(14)를 따라 연장한다. 이러한 목적으로, 차동 스파이더(14)와 입력 샤프트(6) 간의 스플라인 연결(31)이 윤활제가 스플라인 연결(31)을 통과하여 유동할 수 있도록 하나 이상의 스플라인의 상부 또는 하부에서 스플라인들이 누락되고 그리고/또는 갭들이 확대되는 것에 의해 형성될 수 있다. 추가로 또는 대안적인 실시예에 따르면, 차동 스파이더(14)가 제2 기어 휠(24)을 통과하는 것과 동일한 방식으로 입력 샤프트(6)와 평행하게 축선 방향으로 연장하는 통공들을 구비할 수 있다.

이러한 방식으로, 테이퍼진 롤러 베어링(18)이 윤활제를 윤활제 수용 공간(20)으로부터 제1 윤활제 경로(23) 및 제2 윤활제 경로(29)를 거쳐 제1 베어링(12)까지 펌핑한다.

일부 실시예들에 따르면, 제2 윤활제 경로(29)는 도 3에 짧은 파선(35)으로 표시된 바와 같이 제1 베어링(12)을 통과하여 연장할 수 있다. 따라서 테이퍼진 롤러 베어링(18)은 입력 및 출력 샤프트들(6, 8) 간에 회전 속도 차이가 있을 때 윤활을 필요로 하는 다른 부품들까지 윤활제를 펌핑할 수 있다. 제1 기어 휠(10)을 입력 샤프트(6) 위에 축선 방향으로 지지하는 축선 방향 베어링(33)이 입력 및 출력 샤프트들(6, 8) 간에 회전 속도 차이가 있을 때 윤활을 필요로 하는 이러한 다른 부품을 형성할 수 있다. 축선 방향 베어링(33)은 평 베어링, 롤러 베어링 또는 볼 베어링일 수 있다.

도 3에서, 제1 및 제2 윤활 경로들(23, 29, 35)은 입력 및 출력 샤프트들(6, 8) 아래에 표시되어 있다. 그러나, 테이퍼진 롤러 베어링(21)이 윤활제를 제1 베어링(12)을 향해 막힘없이 펌핑하게 하기 위하여 그리고 윤활제를 제1 베어링 둘레에 원주 상으로 제공하기 위하여, 제1 및 제2 윤활 경로들(23, 29, 35)은 입력 및 출력 샤프트들(6, 8) 둘레의 다양한 원주상 위치들에서 입력 및 출력 샤프트들(6, 8)을 따라 연장할 수 있다.

도 4a 및 도 4b는 도 2 및 도 3의 액슬 조립체(2)의 2개의 각기 다른 실시예들을 도시한다. 구체적으로, 제2 윤활제 경로(29) 및 제2 윤활제 경로(29)를 획정하는 액슬 조립체(2)의 컴포넌트들의 각기 다른 실시예들이 도 4a 및 도 4b에 도시되어 있다. 아래에서는 도 4a 및 도 4b 중 하나를 특별히 지칭하지 않는 한 도 4a 및 도 4b 둘 다를 지칭한다.

제2 윤활제 경로(29)는 입력 샤프트(6), 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 대경 단부(21) 및 차동 스파이더(14)의 제1 축선 방향 부분(38) 사이에 형성된 제1 환형 공간(30)을 포함한다. 차동 스파이더(14)의 제1 축선 방향 부분(38)은 제2 기어 휠(24) 및 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 대경 단부(21)를 향하는 방향을 바라본다.

제1 환형 공간(30)은 제1 링 형상 부재(32)에 의해 외경 방향으로 제한된다. 이러한 방식으로, 제1 환형 공간(30)은 기계적으로 밀폐될 수 있다. 따라서 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 대경 단부(21)로부터 펌핑된 윤활제는 차동 스파이더(14)를 따라 또는 차동 스파이더를 통과하여 안내될 수 있다. 따라서 윤활제는 제2 윤활제 경로(29)를 따라 유동할 것이다. 제1 링 형상 부재(32)는 입력 샤프트(6)와 평행하게 연장할 수 있다. 제1 링 형상 부재(32)는 도 4a에 도시된 바와 같이 별도의 부재로 형성될 수 있거나, 혹은 대안적으로 도 4b에 도시된 바와 같이 차동 스파이더(14)의 또는 제2 기어 휠(24)의 일부를 형성할 수 있다.

일부 실시예들에 따르면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 링 형상 부재(32)가 제2 기어 휠(24)에 연결되고 차동 스파이더(14)의 제1 축선 방향 부분(38)을 향해 축선 방향으로 연장할 수 있다.

일부 실시예들에 따르면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제1 링 형상 부재(32)가 차동 스파이더(14)에 연결되고 제2 기어 휠(24)을 향해 축선 방향으로 연장할 수 있다.

제2 윤활제 경로(29)는 입력 샤프트(6), 차동 스파이더(14)의 제2 축선 방향 부분(40) 및 제1 기어 휠(10) 사이에 형성된 제2 환형 공간(34)을 더 포함한다. 차동 스파이더(14)의 제2 축선 방향 부분(40) 은 제1 기어 휠(10)을 향하는 방향을 바라본다.

제2 환형 공간(34)은 제2 링 형상 부재(36)에 의해 외경 방향으로 제한된다. 이러한 방식으로, 제2 환형 공간(34)은 기계적으로 밀폐될 수 있다. 따라서 차동 스파이더(14)를 따라 또는 차동 스파이더를 통과하여 테이퍼진 롤러 베어링(18)으로부터 펌핑된 윤활제는 제2 환형 공간(34)을 거쳐 제1 베어링(12)으로 안내될 수 있다.

따라서 윤활제는 제2 윤활제 경로(29)를 따라 유동할 것이다. 제2 링 형상 부재(36)는 입력 샤프트(6)와 평행하게 연장할 수 있다. 제2 링 형상 부재(36)는 도 4a에 도시된 바와 같이 별도의 부재로 형성될 수 있거나, 혹은 대안적으로 도 4b에 도시된 바와 같이 차동 스파이더(14)의 또는 제1 기어 휠(10)의 일부를 형성할 수 있다.

일부 실시예들에 따르면, 도 4b에 도시된 바와 같이, 제2 링 형상 부재(36)가 제1 기어 휠(10)에 연결되고 차동 스파이더(14)의 제2 축선 방향 부분(40)을 향해 축선 방향으로 연장할 수 있다.

일부 실시예들에 따르면, 도 4a에 도시된 바와 같이, 제2 링 형상 부재(36)가 차동 스파이더(14)에 연결되고 제1 기어 휠(10)을 향해 축선 방향으로 연장할 수 있다.

도 4b에 도시된 실시예들에서, 제1 환형 공간(30)을 반경 방향 외측으로 기계적으로 밀폐하기 위하여 차동 스파이더(14)의 제1 링 형상 부재(32)와 제2 기어 휠(24) 사이에 중첩부가 구비된다. 유사하게, 제2 환형 공간(34)을 반경 방향 외측으로 기계적으로 밀폐하기 위하여 제1 기어 휠(10)의 제2 링 형상 부재(36)와 차동 스파이더(14) 사이에 중첩부가 구비된다.

이상의 설명이 다양한 실시예들의 예시일 뿐이며 본 발명은 특허청구범위에 의해서만 한정된다는 것을 이해할 것이다. 통상의 기술자는 이러한 예시 실시예들이 수정될 수 있고, 예시 실시예들의 각기 다른 피처들이 조합되어 특허청구범위에서 한정된 본 발명의 범위를 벗어나지 않으면서 본 명세서에서 설명하지 않은 실시예들을 생성할 수 있음을 알 것이다.

Claims (16)

1. 중하중 차량용 액슬 조립체(2)로,
   하우징(4), 및
   제1 액슬(3) 및 제2 액슬(5)에 토크를 분배하도록 구성된 축간 차동장치(7)를 포함하며,
   축간 차동장치(7)가 하우징(4)에 각각 축지지되고 공통 회전 축선(9)을 구비하는 입력 샤프트(6) 및 출력 샤프트(8)를 포함하되, 입력 샤프트(6)는 출력 샤프트(8)에 연관하여 축지지되고,
   입력 샤프트(6)는 입력 샤프트(6) 둘레의 제1 베어링(12)에 축지지된 제1 기어 휠(10)을 거쳐 제1 액슬(3)에 연결되고, 출력 샤프트(8)는 제2 액슬(5)에 연결되도록 구성되고,
   축간 차동장치(7)가 차동 스파이더(14) 및 적어도 하나의 피니언 기어(16)를 더 포함하되, 차동 스파이더(14)가 입력 샤프트(6)에 회전 가능하게 로킹되고, 적어도 하나의 피니언 기어(16)는 제1 기어 휠(10) 및 출력 샤프트(8)와 계합되고,
   액슬 조립체가 출력 샤프트(8)에 회전 가능하게 로킹되고 적어도 하나의 피니언 기어(16)와 계합하도록 구성된 제2 기어 휠(24)을 포함하고,
   입력 샤프트(6)가 소경 단부(19) 및 대경 단부(21)를 구비하는 테이퍼진 롤러 베어링(18)을 거쳐 출력 샤프트(8)에 연관하여 축지지되고,
   테이퍼진 롤러 베어링(18)이 입력 샤프트(6)의 단부(25)에 구비된 제1 베어링 시트(26) 및 제2 기어 휠(24)에 구비된 제2 베어링 시트(28)에 배열되고, 그리고
   테이퍼진 롤러 베어링(18)의 대경 단부(21)는 제1 베어링(12)에 유체 연결되는, 액슬 조립체에 있어서,
   윤활제 수용 공간(20)이 하우징(4)에 제공되며,
   윤활제 수용 공간(20)은 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 소경 단부(19)에 유체 연결되고,
   제1 윤활제 경로(23)가 제2 기어 휠(24)을 통과하여 또는 제2 기어 휠을 따라 윤활제 수용 공간(20)으로부터 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 소경 단부(19)까지 연장하고,
   제2 윤활제 경로(29)가, 차동 스파이더(14)와 입력 샤프트(6) 사이의 스플라인 연결(31)을 통해, 차동 스파이더(14)를 따라 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 대경 단부(21)로부터 제1 베어링(12)까지 연장하는 것을 특징으로 하는 액슬 조립체.
2. 청구항 1에 있어서,
   제2 윤활제 경로(29, 35)가 제1 베어링(12)을 통과하여 연장하는 것을 특징으로 하는 액슬 조립체.
3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
   제2 윤활제 경로(29)가 입력 샤프트(6), 테이퍼진 롤러 베어링(18)의 대경 단부(21) 및 차동 스파이더(14)의 제1 축선 방향 부분(38) 사이에 형성된 제1 환형 공간(30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액슬 조립체.
4. 청구항 3에 있어서,
   제1 환형 공간(30)이 제1 링 형상 부재(32)에 의해 외경 방향으로 제한되는 것을 특징으로 하는 액슬 조립체.
5. 청구항 4에 있어서,
   제1 링 형상 부재(32)가 제2 기어 휠(24)에 연결되고 차동 스파이더(14)의 제1 축선 방향 부분(38)을 향해 축선 방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 액슬 조립체.
6. 청구항 4에 있어서,
   제1 링 형상 부재(32)가 차동 스파이더(14)에 연결되고 제2 기어 휠(24)을 향해 축선 방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 액슬 조립체.
7. 청구항 1에 있어서,
   제2 윤활제 경로(29)가 입력 샤프트(6), 차동 스파이더(14)의 제2 축선 방향 부분(40) 및 제1 기어 휠(10) 사이에 형성된 제2 환형 공간(34)을 포함하는 것을 특징으로 하는 액슬 조립체.
8. 청구항 7에 있어서,
   제2 환형 공간(34)이 제2 링 형상 부재(36)에 의해 외경 방향으로 제한되는 것을 특징으로 하는 액슬 조립체.
9. 청구항 8에 있어서,
   제2 링 형상 부재(36)가 제1 기어 휠(10)에 연결되고 차동 스파이더(14)의 제2 축선 방향 부분(40)을 향해 축선 방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 액슬 조립체.
10. 청구항 8에 있어서,
    제2 링 형상 부재(36)가 차동 스파이더(14)에 연결되고 제1 기어 휠(10)을 향해 축선 방향으로 연장하는 것을 특징으로 하는 액슬 조립체.
11. 청구항 1에 있어서,
    출력 샤프트(8)가 제2 기어 휠(24)을 거쳐 하우징(4)에 축지지되는 것을 특징으로 하는 액슬 조립체.
12. 제1 종동 액슬(3), 제2 종동 액슬(5) 및 제1 종동 액슬(3)과 제2 종동 액슬(5) 사이에 배열되는 액슬 조립체(2)를 포함하는 중하중 차량(1)에 있어서,
    액슬 조립체(2)가 청구항 1에 따른 액슬 조립체인 것을 특징으로 하는 중하중 차량.
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