KR101348934B1 - 차량용 감속장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 차량용 감속장치에 관한 것으로서, 특히, 전기 차량 또는 하이브리드 차량에 설치되는 모터와 구동휠 사이에 설치되고 모터의 동력을 변속시켜 구동휠에 전달하는 차량용 감속장치에 관한 것이다.
본 발명은, 모터의 동력이 전달되고 복수 개의 입력기어를 구비하는 입력부와, 입력기어에 기어연결되는 복수 개의 출력기어를 구비하여 모터의 동력을 변속시켜 차동기어부에 전달하는 출력부와, 복수 개의 입력기어와 복수 개의 출력기어 중에 어느 하나의 입력기어 또는 출력기어를 선택하여 모터의 동력이 전달되는 입력기어 또는 출력기어를 결정하는 클러치부를 포함하는 차량용 감속장치를 제공한다.

Description

차량용 감속장치 {SPEED REDUCTION APPARATUS FOR VEHICLES}
본 발명은 차량용 감속장치에 관한 것으로서, 특히, 전기 차량 또는 하이브리드 차량에 설치되는 모터와 구동휠 사이에 설치되고 모터의 동력을 변속시켜 구동휠에 전달하는 차량용 감속장치에 관한 것이다.
일반적으로 차량에는 그 차량의 주행속도를 자동으로 제어할 수 있는 자동변속기가 설치되어 있으며, 자동변속기의 다단 변속 메커니즘은 복수의 유성기어세트의 조합으로 이루어져 있다.
복수의 유성기어세트가 조합된 파워 트레인은 엔진 토크를 변환하여 전달하는 토크 컨버터로부터 회전동력이 입력되면 이를 다단으로 변속하여 출력축으로 전달하는 기능을 수행하게 된다.
이러한 자동 변속기의 파워 트레인은 많은 변속단을 보유할수록 동력 성능 및 연료 소비율면에서 유리하기 때문에 보다 많은 변속단을 구현할 수 있는 파워 트레인이 요구되고 있다.
최근에는 모터의 동력으로 주행하는 전기 차량, 및 엔진과 모터의 동력을 혼용하여 사용하는 하이브리드 차량이 개발되었으며, 전기 차량과 하이브리드 차량의 모터와 구동휠 사이에는 감속기가 설치된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제10-2006-0060790호(2006년 6월 5일 공개, 발명의 명칭 : 하이브리드 전기 차량의 변속 장치)에 개시되어 있다.
일반적인 전기 차량 또는 하이브리드 차량의 감속기는 1단의 감속비를 가지는 감속기가 설치되므로 모터의 용량을 줄이기 어려운 문제점이 있다.
따라서 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명은 전기 차량 또는 하이브리드 차량에 설치되는 모터와 구동휠 사이에 설치되고 모터의 동력을 변속시켜 구동휠에 전달하는 차량용 감속장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 모터의 동력이 전달되고 복수 개의 입력기어를 구비하는 입력부; 상기 입력기어에 기어연결되는 복수 개의 출력기어를 구비하여 상기 모터의 동력을 변속시켜 차동기어부에 전달하는 출력부; 및 복수 개의 상기 입력기어와 복수 개의 상기 출력기어 중에 어느 하나의 상기 입력기어 또는 상기 출력기어를 선택하여 상기 모터의 동력이 전달되는 상기 입력기어 또는 상기 출력기어를 결정하는 클러치부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 감속장치를 제공한다.
또한, 상기 입력기어는, 제1입력기어 및 제2입력기어를 포함하고; 상기 입력부는, 상기 제1입력기어가 설치되는 제1입력축; 및 상기 제1입력축이 회전 가능하게 삽입되고 상기 제2입력기어가 설치되는 제2입력축을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 출력기어는, 제1출력기어, 제2출력기어 및 제3출력기어를 포함하고; 상기 출력부는, 출력축; 상기 출력축에 설치되고 상기 제1입력기어와 기어연결되는 상기 제1출력기어; 상기 출력축에 설치되고 상기 제2입력기어와 기어연결되는 상기 제2출력기어; 및 상기 출력축에 설치되고 상기 차동기어부에 기어연결되는 상기 제3출력기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러치부는, 상기 모터와 상기 제1입력축 사이에 설치되는 제1클러치; 및 상기 모터와 상기 제2입력축 사이에 설치되는 제2클러치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 제1클러치는 상기 제2클러치와 비교하여 지름이 넓게 형성되고 상기 제2클러치의 둘레면 외측에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 입력기어는, 제1입력기어 및 제2입력기어를 포함하고; 상기 입력부는, 입력축; 상기 입력축에 설치되는 상기 제1입력기어; 및 상기 입력축에 설치되는 상기 제2입력기어를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 출력기어는, 제1출력기어, 제2출력기어 및 제3출력기어를 포함하고; 상기 출력부는, 상기 제1입력기어와 기어연결되는 상기 제1출력기어를 구비하는 제1출력축; 상기 제2입력기어와 기어연결되는 상기 제2출력기어를 구비하고 상기 제1출력축이 회전 가능하게 삽입되는 제2출력축 ; 및 상기 차동기어부에 기어연결되는 상기 제3출력기어를 구비하고 상기 제1출력축에 회전 가능하게 삽입되는 제3출력축을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 클러치부는, 상기 제3출력축과 상기 제1출력축 사이에 설치되는 제1클러치; 및 상기 제3출력축과 상기 제2출력축 사이에 설치되는 제2클러치를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 감속장치는 모터의 동력을 감속하여 전달하고 복수의 단으로 변속할 수 있으므로 모터의 용량을 줄일 수 있고 모터 동력의 활용을 증대시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 감속장치가 도시된 구성도이다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 감속장치가 도시된 구성도이다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 감속장치가 도시된 구성도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 차량용 감속장치의 일 실시예를 설명한다.
이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다.
그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 감속장치가 도시된 구성도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1실시예에 따른 차량용 감속장치는, 모터(10)의 동력이 전달되고 복수 개의 입력기어(32, 34)를 구비하는 입력부(30)와, 입력기어(32, 34)에 기어연결되는 복수 개의 출력기어(54, 56, 58)를 구비하여 모터(10)의 동력을 변속시켜 차동기어부(80)에 전달하는 출력부(50)와, 복수 개의 입력기어(32, 34)와 복수 개의 출력기어(54, 56, 58) 중에 어느 하나의 입력기어(32, 34) 또는 출력기어(54, 56, 58)를 선택하여 모터(10)의 동력이 전달되는 입력기어(32, 34) 또는 출력기어(54, 56, 58)를 결정하는 클러치부(70)를 포함한다.
모터(10)의 구동에 의한 차량 주행이 개시되면 모터(10)의 동력이 복수 개의 입력기어(32, 34) 중 어느 하나의 입력기어(32, 34)를 따라 전달되고, 복수 개의 출력기어(54, 56, 58) 중에 모터(10)의 동력이 전달되는 입력기어(32, 34)와 기어연결되는 출력기어(54, 56, 58)를 통해 차동기어부(80)에 모터(10)의 동력이 전달된다.
입력기어(32, 34)와 출력기어(54, 56, 58)는 서로 지름이 다르고 기어치의 개수, 즉 입력기어(32, 34)와 출력기어(54, 56, 58) 사이의 변속비에 따라 모터(10)의 동력이 감속되어 차동기어부(80)에 전달되고, 차동기어부(80)를 통해 모터(10)의 동력이 구동휠에 전달되어 차량의 주행이 진행된다.
차량 주행 중에 차속이 증가하면 변속작동이 진행되는데, 클러치부(70)의 작동에 의해 복수 개의 입력기어(32, 34) 중에 모터(10)의 동력이 전달되는 입력기어(32, 34)가 변경되므로 다른 변속비로 연결되는 출력기어(54, 56, 58)로 모터(10)의 동력이 전달되어 전진2속의 변속작동이 이루어지게 된다.
입력부(30)는, 제1입력기어(32a)가 설치되는 제1입력축(32)과, 제1입력축(32)이 회전 가능하게 삽입되고 제2입력기어(34a)가 설치되는 제2입력축(34)을 포함한다.
클러치부(70)의 작동에 의해 제1입력축(32)에 모터(10)의 동력이 전달되면 제1입력기어(32a)를 통해 모터(10)의 동력이 출력부(50)에 전달되고, 클러치부(70)의 작동에 의해 제2입력축(34)에 모터(10)의 동력이 전달되면 제2입력기어(34a)를 통해 모터(10)의 동력이 출력부(50)에 전달된다.
출력부(50)는, 출력축(52)과, 출력축(52)에 설치되고 제1입력기어(32a)와 기어연결되는 제1출력기어(54)와, 출력축(52)에 설치되고 상기 제2입력기어(34a)와 기어연결되는 제2출력기어(56)와, 출력축(52)에 설치되고 차동기어부(80)에 기어연결되는 제3출력기어(58)를 포함한다.
제1입력기어(32a)를 통해 모터(10)의 동력이 전달되는 경우에는 제1출력기어(54)를 통해 모터(10)의 동력이 차동기어부(80)에 전달되고, 제2입력기어(34a)를 통해 모터(10)의 동력이 전달되는 경우에는 제2출력기어(56)를 통해 모터(10)의 동력이 차동기어부(80)에 전달된다.
클러치부(70)는, 모터(10)와 제1입력축(32) 사이에 설치되는 제1클러치(72)와, 모터(10)와 제2입력축(34) 사이에 설치되는 제2클러치(74)를 포함한다.
제1클러치(72)가 작동되면 모터(10)의 동력이 제1입력축(32), 제1입력기어(32a), 제1출력기어(54), 출력축(52) 및 제3출력기어(58)를 통해 차동기어부(80)에 전달된다.
제2클러치(74)가 작동되면 모터(10)의 동력이 제2입력축(34), 제2입력기어(34a), 제2출력기어(56), 출력축(52) 및 제3출력기어(58)를 통해 차동기어부(80)에 전달된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 감속장치의 작동을 살펴보면 다음과 같다.
차량의 주행이 개시되면 제1클러치(72)가 작동되어 모터(10)의 동력이 제1입력축(32), 제1입력기어(32a), 제1출력기어(54), 출력축(52), 제3출력기어(58) 및 차동기어부(80)를 통해 구동휠에 전달되어 전진1속의 변속단을 구현하게 된다.
차량 주행 중에 차속이 증가하면 제1클러치(72)의 작동이 해제되고, 제2클러치(74)가 작동되므로 모터(10)의 동력은 제2입력축(34), 제2입력기어(34a), 제2출력기어(56), 출력축(52), 제3출력기어(58) 및 차동기어부(80)를 통해 구동휠에 전달되어 전진2속의 변속단을 구현하게 된다.
따라서 작업 용량의 모터(10)를 사용하여 전진1속 및 전진2속의 변속단을 구현하는 전기 차량 또는 하이브리드 차량을 제작할 수 있게 된다.
도 2는 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 감속장치가 도시된 구성도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 제2실시예에 따른 차량용 감속장치 클러치부(170)의 제1클러치(172)는 제2클러치(174)와 비교하여 지름이 넓게 형성되고 제2클러치(174)의 둘레면 외측에 배치된다.
제1클러치(172)와 제2클러치(174)가 직선상에 직렬로 배치되지 않고, 제1클러치(172)가 제2클러치(174)와 비교하여 지름이 크게 형성되며, 제2클러치(174)를 감싸도록 제2클러치(174)의 둘레면 외측에 배치된다.
따라서 클러치부(170)의 전장 길이가 짧아지면서 감속장치의 전장 길이가 짧아지는 효과가 나타나게 된다.
여기서, 제2실시예에 따른 차량용 감속장치의 다른 기술구성은 제1실시예와 동일하므로 기술구성 및 작동에 대한 설명은 생략하기로 한다.
도 3은 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 감속장치가 도시된 구성도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제3실시예에 따른 차량용 감속장치의 입력부(230)는, 입력축(232)과, 입력축(232)에 설치되는 제1입력기어(234)와, 입력축(232)에 설치되는 제2입력기어(234)를 포함한다.
모터(210)의 동력은 입력축(232)을 따라 제1입력기어(234) 및 제2입력기어(236)에 동시에 전달되고, 클러치부(270)의 작동에 따라 제1입력기어(234) 또는 제2입력기어(236)에 전달되는 모터(210)의 동력이 선택적으로 전달된다.
출력부(250)는, 제1입력기어(234)와 기어연결되는 제1출력기어(252a)를 구비하는 제1출력축(252)과, 제2입력기어(236)와 기어연결되는 제2출력기어(254a)를 구비하고 제1출력축(252)이 회전 가능하게 삽입되는 제2출력축(254)과, 차동기어부(280)에 기어연결되는 제3출력기어(256a)를 구비하고 제1출력축(252)에 회전 가능하게 삽입되는 제3출력축(256)을 포함한다.
클러치부(270)의 작동에 의해 제1출력축(252)과 제3출력축(256)이 연결되면 제1출력기어(252a)에 전달되는 모터(210)의 동력이 제3출력기어(256a)를 지나 차동기어부(280)에 전달되고, 클러치부(270)의 작동에 의해 제2출력축(254)과 제3출력축(256)이 연결되면 제2출력기어(254a)에 전달되는 모터(210)의 동력이 제3출력기어(256a)를 지나 차동기어부(280)에 전달된다.
클러치부(270)는, 제3출력축(256)과 제1출력축(252) 사이에 설치되는 제1클러치(272)와, 제3출력축(256)과 제2출력축(254) 사이에 설치되는 제2클러치(274)를 포함한다.
제1클러치(272)가 작동되면 제1출력축(252)과 제3출력축(256)이 연결되고, 제2클러치(274)가 작동되면 제2출력축(254)과 제3출력축(256)이 연결된다.
이로써, 전기 차량 또는 하이브리드 차량에 설치되는 모터와 구동휠 사이에 설치되고 모터의 동력을 변속시켜 구동휠에 전달하는 차량용 감속장치를 제공할 수 있게 된다.
본 발명은 도면에 도시되는 일 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
또한, 차량용 감속장치를 예로 들어 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 차량이 아닌 다른 제품에도 본 발명의 감속장치가 사용될 수 있다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 모터 30 : 입력부
32 : 제1입력축 32a : 제1입력기어
34 : 제2입력축 34a : 제2입력기어
50 : 출력부 52 : 출력축
54 : 제1출력기어 56 : 제2출력기어
58 : 제3출력기어 70 : 클러치부
72 : 제1클러치 74 : 제2클러치
80 : 차동기어부

Claims (8)

  1. 모터의 동력이 전달되고 복수 개의 입력기어를 구비하는 입력부;
    상기 입력기어에 기어연결되는 복수 개의 출력기어를 구비하여 상기 모터의 동력을 변속시켜 차동기어부에 전달하는 출력부; 및
    복수 개의 상기 입력기어와 복수 개의 상기 출력기어 중에 어느 하나의 상기 입력기어 또는 상기 출력기어를 선택하여 상기 모터의 동력이 전달되는 상기 입력기어 또는 상기 출력기어를 결정하는 클러치부를 포함하고,
    상기 입력기어는, 제1입력기어 및 제2입력기어를 포함하고;
    상기 입력부는,
    상기 제1입력기어가 설치되는 제1입력축; 및
    상기 제1입력축이 회전 가능하게 삽입되고 상기 제2입력기어가 설치되는 제2입력축을 포함하고,
    상기 클러치부는,
    상기 모터와 상기 제1입력축 사이에 설치되는 제1클러치; 및
    상기 모터와 상기 제2입력축 사이에 설치되는 제2클러치를 포함하고,
    상기 제1클러치는 상기 제2클러치와 비교하여 지름이 넓게 형성되고 상기 제2클러치의 둘레면 외측에 배치되는 것을 특징으로 하는 차량용 감속장치.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 출력기어는, 제1출력기어, 제2출력기어 및 제3출력기어를 포함하고;
    상기 출력부는,
    출력축;
    상기 출력축에 설치되고 상기 제1입력기어와 기어연결되는 상기 제1출력기어;
    상기 출력축에 설치되고 상기 제2입력기어와 기어연결되는 상기 제2출력기어; 및
    상기 출력축에 설치되고 상기 차동기어부에 기어연결되는 상기 제3출력기어를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 감속장치.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
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