KR101335393B1 - Transmission for the electricvehicle - Google Patents

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KR101335393B1
KR101335393B1 KR1020110088707A KR20110088707A KR101335393B1 KR 101335393 B1 KR101335393 B1 KR 101335393B1 KR 1020110088707 A KR1020110088707 A KR 1020110088707A KR 20110088707 A KR20110088707 A KR 20110088707A KR 101335393 B1 KR101335393 B1 KR 101335393B1
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신정호
김남숙
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김남숙
이경수
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    • F16H—GEARING
    • F16H59/00—Control inputs to control units of change-speed-, or reversing-gearings for conveying rotary motion
    • F16H59/02—Selector apparatus
    • F16H59/08—Range selector apparatus
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60K20/02—Arrangement or mounting of change-speed gearing control devices in vehicles of initiating means

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Abstract

본 발명은 구동모터의 동력을 구동휠에 전달하는 전기자동차용 변속기에 관한 것으로서, 1단종축기어와 2단종축기어 사이에 설치되고, 시프트 레버의 조작에 의해서 종축을 따라 이동가능한 시프트 슬리브와; 1단종축기어와 시프트 슬리브 사이에서 탄성체에 의해 탄성지지된 상태로 축방향으로 이동가능하게 장착된 제1충격완화원판과; 2단종축기어와 시프트 슬리브 사이에서 탄성체에 의해 탄성지지된 상태로 축방향으로 이동가능하게 장착된 제2충격완화원판을 더 포함하고; 1단종축기어와 2단종축기어 각각에는 서로를 향해 돌출하고 외주면에 외측기어가 가공되어 있는 돌출부가 형성되고, 시프트 슬리브에는 상기 외측기어에 치합할 수 있는 내측기어가 형성되어 있으며; 시프트 슬리브가 축방향으로 이동하여 주축의 동력을 1단종축기어 또는 2단종축기어를 통해 종축에 저속단 또는 고속단으로 전달할 수 있도록 내측기어와 외측기어가 치합하기 전에, 제1충격완화원판 또는 제2충격완화원판은 돌출부와의 사이에서 마찰이 일어나도록 축방향으로 이동함으로써 기어변속시 발생하는 변속충격을 완화시킬 수 있다.The present invention relates to a transmission for an electric vehicle that transmits the power of a drive motor to a drive wheel, comprising: a shift sleeve installed between a single end gear and a second end gear, and movable along a longitudinal axis by operation of a shift lever; A first impact mitigating disc movably mounted axially in a state elastically supported by the elastic body between the single end gear and the shift sleeve; A second impact mitigating disc movably mounted axially in a state elastically supported by the elastic body between the two end gears and the shift sleeve; Each of the single-end gear and the second-end gear are formed with protrusions protruding toward each other and having outer gears machined on the outer circumferential surface thereof, and inner gears adapted to engage the outer gears on the shift sleeve; Before the inner and outer gears engage, the first shock-absorbing disc or the shift sleeve moves in the axial direction to transfer the main shaft's power to the longitudinal axis via the single or second end gear. The second shock mitigating disc can be shifted in the axial direction so that friction occurs with the protrusions to mitigate the shift shock generated during the gear shift.

Description

전기자동차용 변속기{TRANSMISSION FOR THE ELECTRICVEHICLE}Transmission for electric vehicles {TRANSMISSION FOR THE ELECTRICVEHICLE}

본 발명은 전기자동차에 장착된 변속기에서 기어변속시 변속충격을 완화시킬 수 있는 전기자동차용 변속기에 관한 것이고, 더 상세하게 시프트 레버의 조작에 의해서 구동모터의 동력을 구동휠에 전달하기 위한 기어변속시 변속충격을 완화시킬 수 있는 전기자동차용 변속기에 관한 것이다.
The present invention relates to a transmission for an electric vehicle that can mitigate shift shocks when shifting gears in a transmission mounted on an electric vehicle, and more particularly, a gear shift for transmitting power of a driving motor to a driving wheel by operating a shift lever. The present invention relates to a transmission for an electric vehicle that can alleviate shifting shocks.

일반적으로, 자동차용 원동기로 사용하는 가솔린기관, 디젤기관 등의 내연기관은 화석연료를 실린더 안에서 연소시켜 이때 발생하는 열에너지를 동력으로 사용하고 있다. 최근 지구 환경 문제가 범세계적인 관심사가 되면서 선진국을 중심으로 환경규제가 강화되고 있으며, 특히 자동차와 관련 있는 배기가스 규제, 연비규제 등을 중심으로 더욱 확대되고 있는 추세이다.In general, internal combustion engines such as gasoline engines and diesel engines used as automobile prime movers burn fossil fuel in a cylinder and use thermal energy generated at this time as power. Recently, as global environmental issues have become a global concern, environmental regulations have been strengthened, especially in developed countries, especially in the areas of automobile-related exhaust gas regulations and fuel economy regulations.

자동차의 개발 추세는 대기 오염에 심각한 영향을 주고 있는 현재의 가솔린 중유를 주연료로 사용하는 차량 대신에 공해 발생이 적은 차량을 개발하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있으며, 이러한 연구 대상으로 최근에는 소음이 적고 배기 가스를 전혀 내지 않는 전기자동차에 대한 관심이 집중되고 있다.The development trend of automobiles is a lot of research to develop a vehicle with less pollution instead of the current gasoline heavy fuel oil as the main fuel that has a serious impact on air pollution, and recently, noise Attention has been focused on electric vehicles that are small and emit no exhaust gas.

전기자동차는 구동 동력원으로 2차 전지인 축전지를 사용하고 있으며, 기존의 가솔린 또는 디젤 엔진 대신에 축전지에서 출력되는 고전압, 고전류로 구동모터를 구동시키고, 구동모터에 의해 발생된 동력을 동력전달장치를 통해 구동휠로 전달하여 구동휠을 회전시키는 방식으로 동작한다.Electric vehicles use a secondary battery as a driving power source, and instead of the existing gasoline or diesel engines, electric vehicles drive the drive motor with high voltage and high current output from the battery, and use the power transmission device to generate the power generated by the drive motor. It is operated by rotating the driving wheel by transmitting to the driving wheel through.

이러한 방식으로 동작하는 전기자동차는 내연기관과 같은 폭발음이 전혀 없고 대기 오염과 같은 공해 발생이 전혀 없지만, 축전기에 축전된 에너지가 한정되어 있고 그 동작 원리가 내연기관과 상이하기 때문에 차량 내부에 장착되는 변속기 또는 별도의 동력 전달 수단 등을 변경하거나 추가 삭제하는 방식으로 그 구조가 변경되어야 한다.Electric vehicles operating in this way have no explosion sound like internal combustion engines and no pollution such as air pollution.However, the energy stored in the capacitors is limited and the operating principle is different from that of internal combustion engines. Its structure must be altered in such a way as to alter or add to the transmission or separate power transmission means.

전기자동차의 동력원인 구동모터는 축전기의 전기 에너지를 통해 회전 구동되므로, 구동모터의 회전력 및 회전 속도는 차량 제어부를 통해 직접 제어되고 이에 따라 차량 속도를 변속할 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 전기자동차는 내연기관 차량과는 달리 구동모터에 대한 제어가 용이하기 때문에, 별도의 변속 장치가 없어도 구동모터에 대한 제어를 통해 차량 속도를 원활하게 변속할 수 있다.Since the drive motor which is the power source of the electric vehicle is driven to rotate through the electric energy of the capacitor, the rotational force and the rotational speed of the drive motor can be directly controlled through the vehicle control unit and thus can be configured to shift the vehicle speed. That is, since the electric vehicle is easy to control the driving motor unlike the internal combustion engine vehicle, the vehicle speed can be smoothly shifted through the control of the driving motor without a separate transmission.

한편, 구동모터에 대한 제어를 통해 차량 속도를 변속하게 되면, 구동모터에 부하가 많이 걸려 전원 소비량이 증가하고 이에 따라 1회 충전을 통한 주행 거리가 짧아지게 되며, 구동모터 제어를 위한 제어부 및 구동모터의 구성이 복잡해지는 등의 문제가 있었다. 따라서, 전기자동차에 대해서도 에너지 효율 측면에서 구동모터 방식에 적합한 변속 장치가 요구되고 있으나, 전기자동차용 변속 장치에 대한 연구 개발은 여전히 미흡한 수준에 머물고 있다.On the other hand, when the vehicle speed is changed through the control of the drive motor, the drive motor is heavily loaded, the power consumption is increased, and thus the driving distance is shortened by one-time charging, and the controller and the drive for controlling the drive motor are controlled. There was a problem such as a complicated motor configuration. Therefore, the transmission device suitable for the drive motor method is required for the electric vehicle in terms of energy efficiency, but the research and development of the transmission device for the electric vehicle is still insufficient.

현재 전기자동차용 변속기의 개발은 많이 이루어지지 않았으며, 통상 기존의 내연기관용 4단 이상의 수동변속기나 자동변속기를 그대로 사용하여 왔다. 이때, 전기자동차용 변속장치에서 서로 물리는 기어의 원주속도를 강제적으로 일치시켜 이의 물림을 쉽게하는 싱크로나이즈(동기물림식)의 수동변속기가 통상 사용된다.At present, the development of the transmission for electric vehicles has not been made much, and the conventional four-speed manual transmission or automatic transmission for internal combustion engines has been used as it is. At this time, a manual transmission of a synchronizer (synchronized bite type) forcibly matching the circumferential speeds of the gears that are bitten in the transmission for the electric vehicle is easily used.

대한민국 공개특허공보 제10-2003-0088944호(제1특허문헌)에는 연료전지 전기자동차에 구비된 2속 변속기와; 상기 변속기의 연결 설치되어 구동력을 제공하는 구동모터와; 상기 구동모터와 직렬로 연결 설치되어 상기 구동모터를 유압으로 구속시키도록 하는 제동장치와; 상기 구동모터와 상기 제동장치를 제어하는 제어기와; 상기 제동장치의 유압의 세기를 제어하는 전자제어 유압밸브;를 포함하는 전기자동차용 변속충격 완화장치 및 그 제어방법이 개시되어 있다. 제1특허문헌에는 상기 변속기의 변속위치를 검출하는 검출기와, 상기 변속기의 구동을 단속하는 클러치가 각각 구비되어 있고, 상기 검출기는 상기 제어기에 변속 검출신호를 보내고, 상기 클러치는 상기 제어기에 클러치 온/오프 신호를 보내도록 이루어지므로 제어방법이 복잡하다는 문제점이 있었다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2003-0088944 (first patent document) includes a two-speed transmission provided in a fuel cell electric vehicle; A driving motor connected to the transmission to provide a driving force; A braking device connected to the driving motor in series and configured to hydraulically restrain the driving motor; A controller for controlling the drive motor and the braking device; Disclosed is a shift shock mitigation device for an electric vehicle and a method of controlling the same, including an electronically controlled hydraulic valve for controlling the strength of the hydraulic pressure of the brake device. The first patent document includes a detector for detecting a shift position of the transmission, and a clutch for regulating driving of the transmission, wherein the detector sends a shift detection signal to the controller, and the clutch is clutched to the controller. There is a problem that the control method is complicated because it is made to send / off signal.

대한민국 공개특허공보 제10-2011-0060523호(제2특허문헌)에는 구동모터에 의해 발생된 동력을 변화시켜 구동휠에 전달하는 전기자동차용 변속 장치에 있어서, 서로 다른 기어비를 갖는 제 1 및 제 2 입력 기어가 결합되며 상기 구동모터에 의해 회전 구동되는 입력축; 상기 구동모터의 동력이 상기 입력축에 선택적으로 전달되도록 상기 구동모터와 상기 입력축을 연결 또는 차단하는 클러치; 상기 제 1 및 제 2 입력 기어에 각각 상시 맞물림되는 제 1 및 제 2 카운터 기어가 자유 회전 상태로 결합되는 카운터축; 상기 카운터축이 상기 제 1 카운터 기어 또는 제 2 카운터 기어를 통해 저속단 또는 고속단으로 상기 입력축의 동력을 전달받도록 상기 카운터축 상에서 축방향으로 직선 이동하여 상기 제 1 및 제 2 카운터 기어와 선택적으로 결합하는 싱크로나이저를 포함하는 전기자동차용 변속 장치가 개시되어 있다. Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2011-0060523 (2nd Patent Document) discloses a transmission apparatus for an electric vehicle that changes power generated by a driving motor and transmits the same to a driving wheel, wherein the first and the first gears have different gear ratios. An input shaft coupled to two input gears and rotationally driven by the drive motor; A clutch that connects or blocks the drive motor and the input shaft such that power of the drive motor is selectively transmitted to the input shaft; A counter shaft to which first and second counter gears, which are always engaged with the first and second input gears, respectively, engage in free rotation; The counter shaft is moved linearly in the axial direction on the counter shaft to selectively transmit the power of the input shaft to the low speed stage or the high speed stage through the first counter gear or the second counter gear, and selectively with the first and second counter gears. Disclosed is a transmission for an electric vehicle comprising a synchronizer to engage.

대한민국 공개특허공보 제10-1998-0021504호(제3특허문헌)에는 구동원인 모터와, 상기 모터에 커플링(영구축이음)으로 직결된 변속기와, 상기 변속기의 쉬프트포크에 연결되는 쉬프트로드와, 상기 쉬프트로드의 타단에 연결되는 유압장치와, 상기 유압장치에 연결되는 쉬프트레버와, 상기 쉬프트레버의 위치를 감지하여 전기적신호로 변환하여 출력하는 쉬프트레버센서와, 상기 모터의 속도를 검출하여 전기적 신호로 변환하여 출력하는 모터스피드센서와, 자동차의 휠의 속도를 검출하여 전기적 신호로 변환하여 출력하는 휠스피드센서와, 상기 변속기의 쉬프트포크의 위치를 검출하여 전기적 신호로 변환하여 출력하는 쉬프트포크센서와, 상기 모터의 속도를 제어하는 인버터와, 상기 쉬프트레버센서로부터 입력되는 신호를 이용하여 변속여부를 감지하고 상기 모터스피드센서로부터의 입력값, 상기 휠스피드센서로부터의 입력값 및 상기 쉬프트포크센서로부터의 입력값을 이용하여 부축의 속도와 부축기어의 속도가 같아지게 상기 모터를 제어하는 신호를 상기 인버터로 출력하고 속도동기후에 상기 유압장치의 솔레노이드 밸브에 구동신호를 출력하는 시스템 컨트롤러를 포함하는 전기자동차용 변속장치가 개시되어 있다.Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-1998-0021504 (Third Patent Document) includes a motor which is a driving source, a transmission directly connected to the motor by a coupling (permanent shaft joint), and a shift rod connected to a shift fork of the transmission. A hydraulic lever connected to the other end of the shift rod, a shift lever connected to the hydraulic device, a shift lever sensor that detects a position of the shift lever and converts the signal into an electrical signal, and detects the speed of the motor; Motor speed sensor that converts and outputs an electrical signal, Wheel speed sensor that detects the speed of the wheel of the car and converts it into an electrical signal, and Shift detects the position of the shift fork of the transmission and converts it into an electrical signal and outputs it. Detects shifting by using a fork sensor, an inverter that controls the speed of the motor, and a signal input from the shift lever sensor. A signal controlling the motor such that the speed of the sub-axis and the speed of the sub-axis gear are equal by using the input value from the motor speed sensor, the input value from the wheel speed sensor, and the input value from the shift fork sensor. And a system controller for outputting a driving signal to the solenoid valve of the hydraulic system after the speed is synchronized.

제2특허문헌의 변속장치와 제3특허문헌의 변속장치는 싱크로나이저를 포함하고 있으므로 부피가 크고 또한 가격이 비싸다는 문제점이 있었다.
Since the transmission device of the second patent document and the transmission device of the third patent document include a synchronizer, there is a problem that the volume is large and the price is high.

대한민국 공개특허공보 제10-2003-0088944호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2003-0088944 대한민국 공개특허공보 제10-2011-0060523호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2011-0060523 대한민국 공개특허공보 제10-1998-0021504호Republic of Korea Patent Publication No. 10-1998-0021504

본 발명은 상술된 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 고가이면서 상대적으로 큰 부피를 갖는 고가의 싱크로나이저를 사용하지 않고도 변속기의 기어변속을 원활하게 수행할 수 있는 전기자동차용 변속기를 제공하는 데 그 목적이 있다.The present invention has been proposed to solve the conventional problems as described above, an electric vehicle transmission that can smoothly perform the gear shift of the transmission without using an expensive synchronizer having an expensive and relatively large volume The purpose is to provide.

본 발명의 다른 목적은 구동모터의 동력을 전기자동차의 구동휠에 전달하는 종축에 설치된 종축기어 사이에 충격완화원판을 설치하여 기어변속시 인가되는 변속충격을 완화시킬 수 있는 전기자동차용 변속기를 제공하는 데 있다.
Another object of the present invention is to provide a transmission for an electric vehicle that can alleviate the shift shock applied during gear shifting by installing a shock-absorbing disc between the vertical shaft gears installed on the vertical shaft for transmitting the power of the driving motor to the driving wheel of the electric vehicle. There is.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따르면 구동모터에 의해 회전 구동되고 서로 다른 기어비를 갖는 1단주축기어 및 2단주축기어가 일체로 결합되어 있는 주축과, 상기 1단주축기어 및 2단주축기어 각각에 상시 맞물림되는 1단종축기어 및 2단종축기어가 자유 회전 상태로 결합되고 구동휠에 상기 구동모터의 동력을 전달하는 종축을 포함하여 상기 구동모터의 동력을 변화시켜 상기 구동휠에 전달하는 전기자동차용 변속기는 상기 1단종축기어와 2단종축기어 사이에 설치되고, 시프트 레버의 조작에 의해서 상기 종축을 따라 이동가능한 시프트 슬리브와; 상기 1단종축기어와 시프트 슬리브 사이에서 탄성체에 의해 탄성지지된 상태로 축방향으로 이동가능하게 장착된 제1충격완화원판과; 상기 2단종축기어와 시프트 슬리브 사이에서 탄성체에 의해 탄성지지된 상태로 축방향으로 이동가능하게 장착된 제2충격완화원판을 더 포함하고; 상기 1단종축기어와 2단종축기어 각각에는 서로를 향해 돌출하고 외주면에 외측기어가 가공되어 있는 돌출부가 형성되고, 상기 시프트 슬리브에는 상기 외측기어에 치합할 수 있는 내측기어가 형성되어 있으며; 상기 상기 시프트 슬리브가 축방향으로 이동하여 구동모터의 동력을 상기 1단종축기어 또는 2단종축기어를 통해 종축에 저속단 또는 고속단으로 전달할 수 있도록 돌출부의 외측기어와 시프트 슬리브의 내측기어가 치합하기 전에, 제1충격완화원판 또는 제2충격완화원판이 돌출부와 접촉함으로써 발생되는 마찰력에 의해서 시프트 슬리브를 회전시키므로 돌출부의 외측기어와 시프트 슬리브의 내측기어가 치합할 때 생성되는 변속충격을 완화시키는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, according to the present invention, the main shaft and the single-stage spindle gear and the two-stage spindle gear having a different gear ratio are rotationally driven by a drive motor, and the single-stage shaft gear and the two-stage spindle are integrally coupled. The single-axis gear and the two-axis gear which are always engaged with each gear are coupled in a free rotation state, including a vertical shaft which transmits the power of the drive motor to the drive wheel, and changes the power of the drive motor to the drive wheel. The transmission for the electric vehicle is provided between the first gear and the second gear, and the shift sleeve is movable along the longitudinal axis by the operation of the shift lever; A first impact mitigating disc movably mounted axially between the first end gear and the shift sleeve in an elastically supported state by an elastic body; And a second impact mitigating disc movably mounted axially between the second end gear and the shift sleeve in an elastically supported state by an elastic body; Each of the first and second longitudinal gears has a protrusion protruding toward each other and an outer gear is formed on an outer circumferential surface thereof, and an inner gear for engaging the outer gear is formed on the shift sleeve; The shift gear moves in the axial direction so that the outer gear of the protrusion and the inner gear of the shift sleeve are engaged so that the power of the driving motor can be transmitted to the low speed end or the high speed end of the drive shaft through the single end gear or the second end gear. Before this, the shift shock sleeve is rotated by the frictional force generated by the first impact relaxation disk or the second impact relaxation disk in contact with the protrusion, thereby alleviating the shift shock generated when the outer gear of the protrusion and the inner gear of the shift sleeve engage. It is characterized by.

상기 제1충격완화원판과 제2충격완화원판은 상기 종축에 스플라인 결합한다.The first shock alleviating disc and the second shock alleviating disc are splined to the longitudinal axis.

서로 대면하고 있는 상기 돌출부와 제1충격완화원판 및 제2충격완화원판의 측면은 테이퍼 가공된다.
The protruding portions facing each other, and the side surfaces of the first impact relaxation disk and the second impact relaxation disk are tapered.

본 발명에 따르면, 시프트 슬리브가 축방향으로 이동하여 구동모터의 동력을 1단종축기어 또는 2단종축기어를 통해 종축에 저속단 또는 고속단으로 전달할 수 있도록 돌출부의 외측기어와 시프트 슬리브의 내측기어가 치합하기 전에, 제1충격완화원판 또는 제2충격완화원판이 돌출부와 접촉함으로써 발생되는 마찰력에 의해서 시프트 슬리브를 회전시키므로 돌출부의 외측기어와 시프트 슬리브의 내측기어가 치합할 때 생성되는 변속충격을 완화시킬 수 있다.
According to the present invention, the outer gear of the projection and the inner gear of the shift sleeve are shifted in the axial direction so that the power of the drive motor can be transmitted to the low speed or high speed of the drive shaft through the single gear or two gears. Before the gear is engaged, the shift shock is rotated by the frictional force generated by the first shock mitigating disc or the second shock mitigating disc in contact with the protrusion, so that the shift shock generated when the outer gear of the protrusion and the inner gear of the shift sleeve are engaged with each other. Can be mitigated.

도 1은 본 발명에 따른 전기자동차용 변속기의 중립상태를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 전기자동차용 변속기에 있어서, 저속단 변속이 이루어지기 전 동기물림상태를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 전기자동차용 변속기의 저속단 변속상태를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명에 따른 전기자동차용 변속기에 있어서, 고속단 변속이 이루어지기 전 동기물림상태를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 전기자동차용 변속기의 고속단 변속상태를 도시한 도면이다.1 is a view showing a neutral state of a transmission for an electric vehicle according to the present invention.
2 is a diagram illustrating a synchronous bite state before a low speed shift is made in the transmission for an electric vehicle according to the present invention.
3 is a view showing a low speed shift state of the transmission for an electric vehicle according to the present invention.
4 is a diagram illustrating a synchronous bite state before a high speed shift is made in the transmission for an electric vehicle according to the present invention.
5 is a diagram illustrating a high speed shift state of the transmission for an electric vehicle according to the present invention.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기자동차용 변속기에 대해 설명한다.Hereinafter, a transmission for an electric vehicle according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.

전기자동차용 변속기는 구동모터(미도시)에 의해 발생된 동력을 다수개의 기어를 통해 차량의 구동휠(미도시)에 변화된 상태로 전달하는 장치로서, 전기 자동차의 변속 기능에 적합하도록 고속단 및 저속단의 2단 변속 기능을 갖는 방식으로 구성된다.The transmission for an electric vehicle is a device that transmits the power generated by the driving motor (not shown) to the driving wheel (not shown) of the vehicle through a plurality of gears. It is configured in such a way that the two-speed function of the low speed stage.

예를 들어, 전기자동차용 변속기는 상기 구동모터에 의해 회전 구동되고 서로 다른 기어비를 갖는 1단주축기어(12) 및 2단주축기어(14)가 일체로 결합되어 있는 주축(10)과, 1단주축기어(12) 및 2단주축기어(14) 각각에 상시 맞물림되고 서로 다른 기어비를 갖는 1단종축기어(22) 및 2단종축기어(24)가 자유 회전 상태로 결합되고 상기 구동휠에 상기 구동모터의 동력을 전달하는 종축(20)을 포함한다.For example, the transmission for an electric vehicle includes a main shaft 10 in which a single-stage spindle gear 12 and a two-stage spindle gear 14 are rotated by the drive motor and have different gear ratios. The single end gear 22 and the second end gear 24 which are always meshed with each of the single spindle gear 12 and the second spindle gear 14 and have different gear ratios are coupled to each other in a freely rotating state and are connected to the driving wheel. It includes a vertical axis 20 for transmitting the power of the drive motor.

1단주축기어(12)는 저속단 변속을 위한 것으로서 2단주축기어(14)보다 상대적으로 작은 직경을 유지한다. 1단종축기어(22) 및 2단종축기어(24)는 1단주축기어(12) 및 2단주축기어(14)에 치합방식으로 항상 맞물림 상태를 유지한다. 1단종축기어(22)는 저속단 변속을 수행할 수 있도록 2단종축기어(24)보다 상대적으로 큰 직경을 유지한다. 2단종축기어(24)는 고속단의 변속 기능을 수행한다.The first stage gear 12 is for low speed gear shifting and maintains a relatively smaller diameter than the second stage gear 14. The single end gear 22 and the second end gear 24 are always engaged with the single end gear 12 and the second head gear 14 in a meshing manner. The first single gear shaft 22 maintains a relatively larger diameter than the second single gear shaft 24 so as to perform a low speed gear shift. The two-stage subordinate gear 24 performs a shift function of the high speed stage.

종축(20)에는 1단종축기어(22) 및 2단종축기어(24)가 베어링을 개재시켜 자유 회전이 가능하게 결합된다. 또한 종축(20)에는 차동장치(미도시)가 연결되고, 상기 차동장치의 출력축에는 구동휠이 회전가능하게 연결되어 동력을 전달하게 된다.In the longitudinal shaft 20, the single-stage shaft gear 22 and the two-stage shaft shaft 24 are coupled to each other to allow free rotation through the bearing. In addition, a differential device (not shown) is connected to the vertical axis 20, and a drive wheel is rotatably connected to an output shaft of the differential device to transmit power.

상기 구동모터의 출력축에는 플라이휠(미도시)이 결합되고 상기 플라이휠에는 클러치(미도시)가 결합될 수 있다. 상기 클러치는 구동모터의 구동축과 주축(10)을 선택적으로 연결하거나 또는 차단하기 위한 장치로서 클러치 디스크, 압력판 등을 포함하며 별도의 외력에 의해 동작하도록 구성된다.A flywheel (not shown) may be coupled to the output shaft of the drive motor, and a clutch (not shown) may be coupled to the flywheel. The clutch is a device for selectively connecting or blocking the drive shaft and the main shaft 10 of the drive motor, including a clutch disk, a pressure plate, and is configured to operate by a separate external force.

본 발명에 따르면, 전기자동차용 변속기는 1단종축기어(22)와 2단종축기어(24) 사이에 설치되고, 시프트 레버(미도시)의 조작에 의해서 종축(20)을 따라 이동가능한 시프트 슬리브(124)와; 1단종축기어(22)와 시프트 슬리브(124) 사이에서 탄성체(130)에 의해 탄성지지된 상태로 축방향으로 이동가능하게 장착된 제1충격완화원판(110a)과; 2단종축기어(24)와 시프트 슬리브(124) 사이에서 탄성체(130)에 의해 탄성지지된 상태로 축방향으로 이동가능하게 장착된 제2충격완화원판(110b)을 더 포함한다.According to the present invention, a transmission for an electric vehicle is provided between a single-end gear 22 and a second-end gear 24, and is shiftable along the longitudinal axis 20 by operation of a shift lever (not shown). 124; A first impact mitigating disc (110a) mounted axially movable between the first end gear (22) and the shift sleeve (124) by an elastic body (130); The second shock absorbing disk 110b is mounted between the second end gear 24 and the shift sleeve 124 so as to be axially movable in an elastically supported state by the elastic body 130.

상기 시프트 레버는 변속기의 외부, 예를 들어 전기자동차의 운전석 옆에 설치된다. 시프트 슬리브(124)는 종축(20)에 축방향으로 이동가능하게 설치된다. 시프트 슬리브(124)의 내측에는 기어가공된 내측기어(124a)가 제공되고, 이러한 내측기어(124a)는 하기에 설명되는 종축기어(22, 24)의 돌출부(22a, 24a)의 외측기어(22b, 24b)에 치합하게 된다. 이러한 시프트 슬리브(124)에는 시프트 포크(122)가 연결되고, 시프트 포크(122)는 링크부재(미도시)를 통해서 상기 시프트 레버와 연결된다. 상기 시프트 레버의 조작에 의해서 시프트 포크(122)를 동작시킴으로써 시프트 슬리브(124)는 종축(20)을 따라서 이동하게 되어 변속기의 변속작용이 이루어진다.The shift lever is installed outside the transmission, for example next to the driver's seat of the electric vehicle. The shift sleeve 124 is axially movable on the longitudinal axis 20. A geared inner gear 124a is provided inside the shift sleeve 124, and the inner gear 124a is an outer gear 22b of the protrusions 22a and 24a of the longitudinal gears 22 and 24 described below. , 24b). A shift fork 122 is connected to the shift sleeve 124, and the shift fork 122 is connected to the shift lever through a link member (not shown). By operating the shift fork 122 by the operation of the shift lever, the shift sleeve 124 is moved along the longitudinal axis 20, so that the shifting operation of the transmission is performed.

제1충격완화원판(110a)과 제2충격완화원판(110b)은 시프트 슬리브(124)를 중심으로 하여 그 양측에 위치한다. 이러한 충격완화원판(110a, 110b)들은 종축(20)에 축방향으로 이동가능하게 설치되고 바람직하게 스플라인 결합한다. 충격완화원판(110a, 110b)의 외측면에는 테이퍼 가공된 테이퍼부가 제공된다. 상기 테이퍼부는 하기에 설명되는 바와 같이 1단종축기어(22)와 2단종축기어(24)의 돌출부(22a, 24a)에 접촉하여 마찰력을 발생시키기 위함이다. 상기 테이퍼부는 예를 들어 10°~45°의 각도로 테이퍼 가공된다. 바람직하게, 상기 테이퍼부는 예를 들어 15°~25°의 각도로 테이퍼 가공된다.The first shock alleviation disc 110a and the second shock alleviation disc 110b are located at both sides of the shift sleeve 124. These shock-absorbing discs (110a, 110b) are axially movable on the longitudinal axis (20) is preferably splined coupling. Tapered tapered portions are provided on the outer surfaces of the impact mitigating disks 110a and 110b. The tapered portion is intended to generate frictional force by contacting the projections 22a and 24a of the single end gear 22 and the second end gear 24 as described below. The tapered portion is tapered, for example, at an angle of 10 ° to 45 °. Preferably, the tapered portion is tapered at an angle of, for example, 15 ° to 25 °.

1단종축기어(22)와 2단종축기어(24) 각각에는 시프트 슬리브(124)를 향하는 방향으로 서로를 향해 돌출하고 외주면에 외측기어(22b, 24b)가 가공되어 있는 돌출부(22a, 24a)가 형성된다.Projections 22a and 24a in which the single end gear 22 and the second end gear 24 protrude toward each other in the direction toward the shift sleeve 124, and the outer gears 22b and 24b are machined on the outer circumferential surface thereof. Is formed.

시프트 슬리브(124)와 충격완화원판(110a, 110b) 사이에는 스프링과 같은 탄성체(130)가 제공된다. 탄성체(130)는 스프링에 한정되지 않고 복원력을 갖는 재질이면 충분하다.An elastic body 130, such as a spring, is provided between the shift sleeve 124 and the shock absorbing disks 110a and 110b. The elastic body 130 is not limited to a spring, but a material having a restoring force is sufficient.

이하, 본 발명에 따른 전기자동차용 변속기의 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the transmission for an electric vehicle according to the present invention will be described.

먼저, 도 1에 도시된 바와 같이 변속기가 중립에 있는 상태에서 구동모터가 작동하게 되면, 상기 구동모터에 동력전달이 가능하게 결합되어 있는 주축(10)이 회전하게 된다. 주축(10)의 회전에 연동하여 1단주축기어(12)와 2단주축기어(14)는 회전하게 된다.First, when the drive motor is operated in a state in which the transmission is in neutral as shown in FIG. 1, the main shaft 10 coupled to the drive motor to enable power transmission is rotated. The first stage gear 12 and the second stage gear 14 rotate in conjunction with the rotation of the main shaft 10.

그리고, 1단주축기어(12) 및 2단주축기어(14)와 기어결합하고 있는 1단종축기어(22) 및 2단종축기어(24)도 회전하게 된다. 종축(20)과 종축기어(22, 24)들의 사이에 개재되어 있는 베어링 때문에 종축(20)은 회전하지 않고 종축기어(22, 24)들은 자유 회전하게 된다.In addition, the first single stage gear 22 and the second single stage gear 24, which are gear-engaged with the first stage main shaft 12 and the second stage main shaft gear 14, are also rotated. Because of the bearing interposed between the longitudinal axis 20 and the longitudinal gears 22 and 24, the longitudinal axis 20 does not rotate and the vertical axis gears 22 and 24 are free to rotate.

이때, 변속기의 1단변속, 즉 저속단 변속작동을 수행하기 위하여 상기 시프트 레버를 1단으로 이동시키면, 상기 시프트 레버의 이동에 연동하여 시프트 포크(122)는 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 힌지축을 중심으로 하여 선회동작하고 이와 연동하여 시프트 슬리브(124)는 종축(20)을 따라서 1단종축기어(22) 측으로 이동하게 된다.At this time, when the shift lever is moved to the first stage to perform the first speed shift, that is, the low speed shift operation of the transmission, the shift fork 122 is shown in FIGS. 2 and 3 in association with the movement of the shift lever. As described above, the pivoting movement is performed around the hinge axis and the shift sleeve 124 moves along the longitudinal axis 20 toward the single end gear 22.

시프트 슬리브(124)가 1단종축기어(22) 측으로 이동하는 동안, 제1충격완화원판(110a)은 1단종축기어(22)의 돌출부(22a)와 접촉하게 되고 이때 제1충격완화원판(110a)과 돌출부(22a) 사이의 마찰력에 의해서 1단종축기어(22)의 회전력은 돌출부(22a)와 제1충격완화원판(110a)을 경유해서 종축(20)에 전달된다. 그 결과 종축(20)이 회전하게 되면 종축(20)에 설치되어 있는 시프트 슬리브(124)도 회전하게 된다. While the shift sleeve 124 moves toward the single end gear 22, the first impact relaxation disc 110a comes into contact with the protrusion 22a of the first end gear 22, and at this time, the first impact relaxation disc By the frictional force between 110a) and the projection 22a, the rotational force of the single-ended longitudinal gear 22 is transmitted to the longitudinal axis 20 via the projection 22a and the first impact relaxation disc 110a. As a result, when the vertical axis 20 rotates, the shift sleeve 124 provided on the vertical axis 20 also rotates.

이 후에, 회전하고 있는 시프트 슬리브(124)가 1단종축기어(22) 측으로 계속 이동하게 되면, 돌출부(22a)의 외측기어(22b)와 시프트 슬리브(124)의 내측기어(124a)는 변속충격없이 원활하게 맞물리게 되어 변속기의 저속단 변속이 완료된다.After that, when the rotating shift sleeve 124 continues to move toward the single end gear 22, the outer gear 22b of the protrusion 22a and the inner gear 124a of the shift sleeve 124 are shift shocks. The gear is smoothly engaged, and the low speed shift of the transmission is completed.

상술된 바와 같은 저속단 변속상태에서, 상기 구동모터의 동력은 주축(10)의 1단주축기어(12)와 1단종축기어(22)를 경유해서 종축(20)에 동력전달이 가능하게 결합되어 있는 구동휠에 전달되어 전기자동차의 운행이 가능하게 된다.In the low speed stage shifting state as described above, the power of the drive motor is coupled to the longitudinal axis 20 via the first stage gear 12 and the first stage gear 22 of the main shaft 10 to enable power transmission. The driving of the electric vehicle is transmitted to the driving wheel.

저속단 변속상태를 유지하고 있는 변속기를 중립상태로 전환하기 위해서 상기 시프트 레버를 중립상태로 유지하면, 시프트 슬리브(124)는 도 1의 중립상태로 이동하게 된다. 그 결과 시프트 슬리브(124)의 내측기어(124a)와 돌출부(22a)의 외측기어(22b) 사이의 맞물림 상태가 해제된 후에 제1충격완화원판(110a)과 돌출부(22a)가 분리된다.When the shift lever is maintained in the neutral state in order to switch the transmission holding the low speed shift state to the neutral state, the shift sleeve 124 moves to the neutral state of FIG. As a result, after the engagement between the inner gear 124a of the shift sleeve 124 and the outer gear 22b of the protrusion 22a is released, the first shock absorbing disc 110a and the protrusion 22a are separated.

한편, 변속기의 2단변속, 즉 고속단 변속작동을 수행하기 위하여 상기 시프트 레버를 2단으로 이동시키면, 상기 시프트 레버의 이동에 연동하여 시프트 포크(122)는 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 힌지축을 중심으로 하여 선회동작하고 이와 연동하여 시프트 슬리브(124)는 종축(20)을 따라서 2단종축기어(24) 측으로 이동하게 된다.On the other hand, if the shift lever is moved to the second stage in order to perform a two-speed shift, that is, a high-speed shift operation of the transmission, the shift fork 122 is shown in FIGS. 4 and 5 in association with the movement of the shift lever. As described above, the pivoting movement is performed around the hinge axis and the shift sleeve 124 moves along the longitudinal axis 20 toward the second end gear 24.

시프트 슬리브(124)가 2단종축기어(24) 측으로 이동하는 동안, 제2충격완화원판(110b)은 2단종축기어(24)의 돌출부(24a)와 접촉하게 되어 이때 제2충격완화원판(110b)과 돌출부(24a) 사이의 마찰력에 의해서 2단종축기어(24)의 회전력은 돌출부(24a)와 제2충격완화원판(110b)을 경유해서 종축(20)에 전달된다. 그 결과 종축(20)이 회전하게 되면 종축(20)에 설치되어 있는 시프트 슬리브(124)도 회전하게 된다.While the shift sleeve 124 moves toward the second end gear 24, the second impact mitigating disc 110b comes into contact with the protrusion 24a of the second end gear 124 and at this time, the second impact mitigating disc ( By the frictional force between 110b) and the projection 24a, the rotational force of the two-stage longitudinal shaft gear 24 is transmitted to the longitudinal shaft 20 via the projection 24a and the second impact relaxation disc 110b. As a result, when the vertical axis 20 rotates, the shift sleeve 124 provided on the vertical axis 20 also rotates.

이 후에, 회전하고 있는 시프트 슬리브(124)가 2단종축기어(24) 측으로 계속 이동하게 되면, 돌출부(24a)의 외측기어(24b)와 시프트 슬리브(124)의 내측기어(124a)는 변속충격없이 원활하게 맞물리게 되어 변속기의 고속단 변속이 완료된다.After that, when the rotating shift sleeve 124 continues to move toward the second end gear 24, the outer gear 24b of the protrusion 24a and the inner gear 124a of the shift sleeve 124 are shift shocks. It can be smoothly engaged without a high-speed shift of the transmission.

고속단 변속상태에서, 상기 구동모터의 동력은 주축(10)의 2단주축기어(14)와 2단종축기어(24)를 경유해서 종축(20)에 동력전달이 가능하게 결합되어 있는 구동휠에 전달되어 전기자동차의 운행이 가능하게 된다.In the high speed stage shifting state, the driving motor power is driven by a drive wheel coupled to the longitudinal shaft 20 via a second stage gear 14 and a second stage gear 24 of the main shaft 10. The electric vehicle can be operated by the electric vehicle.

고속단 변속상태를 유지하고 있는 변속기를 중립상태로 전환하기 위해서 상기 시프트 레버를 중립상태로 유지하면, 시프트 슬리브(124)는 도 1의 중립상태로 이동하게 되고 그 결과 시프트 슬리브(124)의 내측기어(124a)와 돌출부(24a)의 외측기어(24b) 사이의 맞물림 상태가 해제된 후에 제2충격완화원판(110b)과 돌출부(24a)가 분리된다.When the shift lever is kept in a neutral state in order to switch the transmission holding the high speed shift state to a neutral state, the shift sleeve 124 moves to the neutral state of FIG. 1 and as a result, the inner side of the shift sleeve 124. After the engagement between the gear 124a and the outer gear 24b of the protrusion 24a is released, the second shock absorbing disc 110b and the protrusion 24a are separated.

상기 내용은 본 발명의 바람직한 실시예를 단지 예시한 것으로 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 첨부된 청구범위로부터 추론할 수 있는 본 발명의 사상 및 요지로부터 벗어나지 않고 본 발명에 대한 수정 및 변경을 가할 수 있다.
The foregoing merely illustrates preferred embodiments of the invention and those skilled in the art to which the invention pertains may make modifications and changes to the invention without departing from the spirit and gist of the invention as deduced from the appended claims. Can be.

12, 14 : 주축기어
22, 24 : 종축기어
22a, 24a : 돌출부
110a, 110b : 충격완화원판
124 : 시프트 슬리브12, 14: spindle gear
22, 24: vertical gear
22a, 24a: protrusion
110a, 110b: Shock alleviation disc
124: shift sleeve

Claims (3)

구동모터에 의해 회전 구동되고 서로 다른 기어비를 갖는 1단주축기어 및 2단주축기어가 일체로 결합되어 있는 주축과, 상기 1단주축기어 및 2단주축기어 각각에 상시 맞물림되는 1단종축기어 및 2단종축기어가 자유 회전 상태로 결합되고 구동휠에 상기 구동모터의 동력을 전달하는 종축과, 상기 1단종축기어와 2단종축기어 사이에 설치되고 시프트 레버의 조작에 의해서 상기 종축을 따라 이동가능한 시프트 슬리브와, 상기 1단종축기어와 시프트 슬리브 사이에서 탄성체에 의해 탄성지지된 상태로 축방향으로 이동가능하게 장착된 제1충격완화원판 및 상기 2단종축기어와 시프트 슬리브 사이에서 탄성체에 의해 탄성지지된 상태로 축방향으로 이동가능하게 장착된 제2충격완화원판을 포함하고, 상기 1단종축기어와 2단종축기어 각각에는 서로를 향해 돌출하고 외주면에 외측기어가 가공되어 있는 돌출부가 형성되고 상기 시프트 슬리브에는 상기 외측기어에 치합할 수 있는 내측기어가 형성되어 상기 구동모터의 동력을 변화시켜 상기 구동휠에 전달하는 전기자동차용 변속기에 있어서,
상기 제1충격완화원판과 제2충격완화원판은 상기 종축에 스플라인 결합되어 있고;
상기 시프트 슬리브가 축방향으로 이동함에 따라서 상기 제1충격완화원판 또는 제2충격완화원판이 상기 돌출부와 접촉함으로써 발생되는 마찰력에 의해서 상기시프트 슬리브를 회전시켜 동기화시키므로 상기 종축기어의 돌출부의 외측기어와 시프트 슬리브의 내측기어가 치합할 때 생성되는 변속충격을 완화시키고;
상기 돌출부의 외측기어와 시프트 슬리브의 내측기어가 치합함으로써 구동모터의 동력을 상기 1단종축기어 또는 2단종축기어를 통해 종축에 저속단 또는 고속단으로 전달하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 변속기.
A single spindle gear and a single spindle gear having a different gear ratio, which are rotated by a drive motor and are integrally coupled to each other, a single spindle gear normally engaged with each of the first and second spindle gears; A two-stage longitudinal gear is coupled in a free rotation state and is installed between the longitudinal shaft for transmitting power of the drive motor to the drive wheel, and between the first-stage shaft gear and the two-stage shaft gear and moves along the vertical shaft by manipulation of the shift lever. By an elastic body between the second shift gear and the shift sleeve, and a shiftable sleeve, the first shock-absorbing disc movably mounted axially in an elastically supported state by the elastic body between the first longitudinal gear and the shift sleeve. A second impact relaxation disc mounted movably in an axial direction while being elastically supported, wherein each of the first and second longitudinal gears faces toward each other; A projection is formed on the outer circumferential surface and the outer gear is processed, and the shift sleeve is formed with an inner gear that can be engaged with the outer gear so as to change the power of the driving motor and transmit it to the driving wheel. In
The first shock mitigating disc and the second shock mitigating disc are splined to the longitudinal axis;
As the shift sleeve moves in the axial direction, the shift sleeve is synchronized by rotating the shift sleeve by the frictional force generated by the first shock mitigating disc or the second shock mitigating disc in contact with the protruding portion. Mitigates the shift shock produced when the inner gear of the shift sleeve engages;
And the outer gear of the protrusion and the inner gear of the shift sleeve are coupled to transmit the power of the driving motor to the low speed stage or the high speed stage of the drive shaft via the single gear or the two gears.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 종축기어의 돌출부와 제1충격완화원판 및 제2충격완화원판의 서로 대면하고 있는 측면은 테이퍼 가공되어 있는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 변속기.
The method of claim 1,
An electric vehicle transmission, characterized in that the protruding portion of the longitudinal shaft and the side surfaces facing each other of the first impact relaxation disc and the second impact relaxation disc are tapered.
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