KR20080094074A

KR20080094074A - 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치

Info

Publication number: KR20080094074A
Application number: KR1020087020403A
Authority: KR
Inventors: 호르스트 뢰그너
Original assignee: 젯트에프 프리드리히스하펜 아게
Priority date: 2006-02-23
Filing date: 2007-02-12
Publication date: 2008-10-22
Also published as: CN102635530A; CN102748265A; CN101389859A; EP1987250B1; CN102635529B; JP2009527709A; US8066492B2; DE102006008430A1; CN101389859B; EP1987250A1; CN102748265B; WO2007096258A1; CN102635529A; US20090022608A1

Abstract

본 발명은 자동차 변속기, 특히 자동 변속기의 오일 펌프용 구동 장치(2)에 관한 것이다. 본원에 따라 상기 오일 펌프(6)는 일측에서는 오버런닝 클러치(34)를 통해 구동 엔진과 결합될 수 있고, 타측에서는 자동차의 전기 공급 시스템으로부터 전기를 공급받는 추가 전동기(22)와 구동 연결 상태에 있다. 상기 전동기(22)는 펌프 하우징(8) 외부에 배치되며, 펌프 하우징 내에 배치되어 구동되는 펌프 임펠러 휠(내접 기어(10))과 회전 고정식 구동 연결을 통해 연결되어 그 펌프 임펠러 휠을 구동한다.

자동차 변속기, 자동 변속기, 오일 펌프, 구동 장치, 오버런닝 클러치

Description

자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치 {DRIVE DEVICE FOR THE OIL PUMP OF A MOTOR VEHICLE TRANSMISSION}

본 발명은 특허 청구항 제1항의 전제부에 따르는 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치에 관한 것이다.

특히 자동 변속기는 제어 및 작동 장치를 윤활하기 위해, 그리고 그 장치에 연료를 공급하기 위해, 어떠한 작동 상태에서도 필요한 오일량 및 필요한 오일 압력을 공급하는 오일 펌프를 필요로 한다.

기존의 구성에서 오일 펌프는 일반적으로 구동 엔진과 직접 또는 간접적으로 연결되어 구동됨으로써 통상적으로 이른바 정용적식 펌프(fixed displacement pump)로서 형성되는 오일 펌프의 회전 속도와 그에 따른 펌핑 용량이 구동 엔진의 회전 속도에 비례하여 변동한다. 구동 엔진의 공회전 시에 특히 변속기의 기능을 위해 요구되는 펌핑 용량이 제공될 수 있도록 하기 위해, 오일 펌프는 구동 엔진의 공회전 속도에 맞게 설계된다. 다시 말하면 구동 엔진의 회전 속도가 더욱 높아지면 오일 펌프는 필요한 량의 수 배에 달하는 오일을 송출해야 한다. 그 결과, 상기와 같은 오일 펌프는 너무 많은 용량을 소모하고, 공동 현상을 나타내는 경향을 보이며, 비교적 높은 작동 소음을 야기한다. 그 외에도 채널 횡단면은 매우 과도 한 크기로 설계되어야 한다. 추가적인 단점으로는, 구동 엔진이 정지할 시에는 펌핑 용량이 전혀 제공되지 않기 때문에 변속기가 비활성 상태에 놓이며, 그로 인해 곧 수행될 기능을 위해 사전 조정될 수 없게 된다.

그러므로 자발성, 쾌적성 및 연비 절감과 관련하여 변속기에 대해 끊임없이 증가하는 요건을 충족시키기 위해, 구동 엔진에 의해 구동되는 메인 오일 펌프 이외에도 전기로 구동되는 보조 오일 펌프를 제공하는 구성이 제안되어 있다. 상기 보조 오일 펌프는 구동 엔진이 정지할 때에도 변속기의 필요한 오일 공급을 제공하며, 구동 엔진의 속도가 낮을 때에는 메인 오일 펌프를 보조한다. 그러나 이런 사실은 상당한 구성 및 구조적인 비용을 의미한다. 왜냐하면, 전기 구동 장치 이외에도 제2 펌프, 기존 유압 회로에 상기 펌프를 연결하기 위한 연결부, 그리고 보조 오일 펌프의 개폐를 위한 별도의 센서 장치가 필요하기 때문이다. 그 외에도 사전 설정된 설치 공간에 상기와 같은 추가의 구조 부재를 장착하게 되면 종종 문제가 야기될 수 있다.

DE 197 50 675 C1으로부터 이미 청구항 제1항의 전제부에 언급한 유형의 구동 장치가 공지되었다. 이런 구동 장치의 경우, 엔진이 정지하거나 사전 설정된 한계 회전 속도 이하로 회전할 시에는 전동기에 의해, 그리고 상기 한계 회전 속도 이상에서 회전할 시에는 자동차의 구동 엔진 자체에 의해 단 하나의 오일 펌프가 구동된다. 이와 같은 공지된 구성의 경우, 전동기와 오일 펌프 각각은 공동의 하우징 내에 서로에 대해, 그리고 변속기 입력축에 대해 동심으로 배치되고, 오일 펌프는 피동 내접 링기어를 구비한 내접 기어 펌프로서 형성된다. 전동기의 로터와 오일 펌프의 내접 링기어 사이의 고정(fixed) 구동 연결은, 로터와 내접 링기어가 통합된 구조 부재로 형성됨으로써 실현된다. 전동기의 로터는 펌프 압력 챔버 내에 위치하기 때문에, 미끄럼 베어링 기능을 충족하는 내접 링기어 외경부에서는 내접 링기어의 확대 요구로 인한 마찰 공학적 문제가 발생하고, 펌프 압력 챔버 내에서는 서로 다른 재료가 쌍을 이룸에 따라 온도 변동 시에 실링 갭이 변화하는 문제가 발생하게 된다. 그 외에도 펌프 구조 부재의 재료 선택 시에 그 재료가 전기식 보조 구동 장치의 특성에 미치는 영향을 고려해야 하며, 이런 점은 재료 선택을 제한한다.

DE 101 60 466 C1로부터는 이미 청구항 제1항의 전제부에 언급한 유형과 유사한 구동 장치가 공지되었긴 하지만, 여기서는 전동기의 스테이터 및 로터가 펌프 하우징 외부에 배치된다. 그러나 전동기의 로터와 내접 기어 펌프의 피동 내접 기어 간의 구동 연결은 고정되게끔 형성되는 것이 아니라, 변속기 입력축 상에 회전 가능하게 장착되는 별도의 슬리브형 연결 구간을 통해 이루어진다. 이런 슬리브형 연결 구간은 내접 기어와 고정되게 체결되며, 일측에서는 변속기 입력축과, 타측에서는 전동기의 로터와 각각 별도의 오버런닝 클러치를 통해 결합될 수 있다. 이와 같은 배치가 비록 두 구동 시스템 중에서 각각 비활성 상태의 구동 시스템이 활성 상태의 구동 시스템에 의해 연동될 필요가 없는 방식으로 상기 두 구동 시스템 상호 간의 분리를 보장하기는 하지만, 펌프 하우징 외부에 놓인 로터를 펌프 하우징 내부에 배치된 톱니 기어와 연결하는 연결 구간 및 추가적인 오버런닝 클러치로 인해 구성 및 구조가 비교적 복잡해진다.

본 발명의 목적은, 종래 기술에 따라 설명한 배경으로부터 출발하여, 청구항 제1항의 전제부에 지시한 유형의 구동 장치에 있어서, 구성 및 구조가 간단하면서도 앞서 펌프 하우징 내부에 배치되는 전동기와 관련하여 설명한 단점을 포함하지 않는 구동 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 목적의 해결 방법은 주 청구항의 특징부로부터 지시되고, 본 발명의 바람직한 구현예와 개선 실시예는 종속항들로부터 지시된다.

본 발명은, 오일 펌프의 피동 펌프 임펠러 휠로부터 전동기의 로터를 공간적으로 분리할 시에도, 상기 구조 부재들 간의 고정식 연결이 가능하며, 이런 고정식 연결은 그에 따라 구동 연결의 구성 및 구조적 간소화가 달성되기 때문에 중요하다는 지식을 기초로 한다.

그러므로 본 발명은 자동차 변속기, 특히 자동 변속기의 오일 펌프용 구동 장치에 있어서, 오일 펌프가 일측에서는 오버런닝 클러치에 의해 구동 엔진과 결합될 수 있고, 타측에서는 자동차의 전기 공급 시스템으로부터 전기를 공급받는 추가 전동기와 연결되어 구동되는 상기 구동 장치로부터 개시된다. 상기 목적은, 전동기가 펌프 하우징 외부에 배치되며, 회전 고정형 구동 연결(rotaionally fixed driving connection)을 통해, 펌프 하우징 내에 배치된 피동 펌프 임펠러 휠과 연결되어 이 펌프 임펠러 휠을 구동함으로써 달성된다.

전동기를 펌프 하우징 외부에 배치함으로써, 특히 앞서 DE 197 50 675 C1과 관련하여 설명한 단점이 방지되며, 그럼으로써 펌프 압력 챔버 내에서 서로 다른 재료가 쌍을 이룸으로써 온도 변동 시 발생하는 실링 갭 변화와 마찰 공학적인 문제가 해결된다. 또한, 전기식 보조 구동 장치의 특성에 영향을 미치지 않으면서 공간적으로 분리되기 때문에, 펌프 구조 부재의 재료 선택 문제도 역시 해결된다.

도입부에서 언급한 DE 101 60 466 C1에 비해서, 전동기의 로터와 오일 펌프의 피동 펌프 임펠러 휠 사이의 직접적인 회전 고정형 구동 연결로 인해, 구성 및 구조와 관련하여 상당한 간소화가 이루어진다. 왜냐하면, 변속기 입력축 상에 회전 가능하게 장착되는 별도의 연결 구간과 제2 오버런닝 클러치가 생략되기 때문이다. 로터와 펌프 임펠러 휠 사이의 회전 고정형 구동 연결부로 인해, 전기식 보조 구동 장치가 비활성화되어도 로터가 회전한다. 그러나 이런 상황은 경우에 따라 오일 펌프가 기계식으로 구동되는 단계 동안 전기식 보조 구동 장치는 발전기로서 작동될 수 있는 방식으로 바람직하게 이용된다.

본 발명의 바람직한 실시예에 따르는 구동 장치의 경우, 전동기는 공지된 방식으로 변속기 입력축에 대해 동축으로 배치되고, 반경 방향으로 안쪽에 위치하는 로터를 포함하며, 이때 전동기는 별도의 전동기 하우징 내에 배치된다. 또한, 로터는 전동기 하우징 내에 회전 가능하게 장착되면서 변속기 입력축을 둘러싸는 허브 연장부를 형성하고, 허브 연장부는 기계식 구동 연결을 통해, 오일 펌프와, 또는 이 오일 펌프의 피동 펌프 임펠러 휠과 회전 고정 방식(rotationally fixed)으로 결합된다. 이런 허브 연장부는 DE 101 60 466 C1의 연결 구간과는 다르게 변속기 입력축에 대향하는 고유의 회전 베어링을 필요로 하지 않는다. 왜냐하면, 허브 연장부는 전동기의 로터의 구성부품을 형성하며, 그 로터를 통해 전동기 하우징 내에서 회전 가능하게 장착되기 때문이다.

본 발명의 추가 구현예에 따르면, 로터의 허브 연장부는 오버런닝 클러치를 통해 구동 엔진에 의해 구동되는 구조 부재와 결합될 수 있다. 이런 구조 부재는 바람직하게는 동력 전달 계통에서 경우에 따라 존재하는 분리형 클러치(separating clutch) 또는 스타팅 클러치(starting clutch) 전방에 위치해야 한다. 왜냐하면, 이런 배치에서는 클러치가 개방될 시에도 상기 구조 부재가 작동하는 구동 엔진에 의해 회전 구동되기 때문이다.

본 발명의 다른 구현예에 따라, 로터의 허브 연장부는, 구동 엔진과 변속기 사이에 배치되는 유체역학적 컨버터의 펌프 부재와 결합될 수 있다. 이와 같은 특징을 갖는 구성 관련 구현예에 따르면, 유체역학적 컨버터의 펌프 부재에는, 변속기 입력축을 둘러싸면서 전동기의 영역 내로 연장되는 허브 슬리브가 형성되며, 로터의 허브 연장부와 허브 슬리브 사이에는 오버런닝 클러치가 배치된다.

유체역학적 컨버터의 유압 회로에 의해 사전 설정되는 설치 공간이 특히 바람직하게 이용되는, 구조의 소형화를 위한 해결 방법은, 한 실시예에 따라 더욱 자세하게 설명되는 바와 같이, 오일 펌프용 전동기의 스테이터 및 로터가 컨버터와 변속기 사이에서 변속기의 프런트 플레이트에 배치되어 전동기 하우징을 형성하는 커버 내부에 배치될 때에 제공된다.

구조의 소형화라는 의미에서 바람직한 본 발명의 추가적인 구현예에 따르면, 오일 펌프는 피동 내접 기어를 구비하며 변속기 입력축에 대해 동축으로 배치되는 내접 기어 펌프로서 형성되고, 전동기 하우징에 축방향으로 연결되는 펌프 하우징을 포함하며, 로터의 허브 연장부는 변속기 입력축을 동축으로 둘러싸는 펌프 하우징의 개구부를 통해, 밀봉된 상태에서 펌프 하우징 내부로 돌출될 뿐 아니라, 기어 맞물림 등을 통해 오일 펌프의 내접 기어와 회전 고정되는 방식으로 체결된다.

이와 관련하여 본 발명의 추가적인 구현예에 따라, 오일 펌프 전체가 전동기 하우징을 형성하는 커버 내부에 배치될 수도 있다.

구조의 소형화라는 의미에서 바람직한 본 발명의 추가적인 구현예에 따르면, 오일 펌프는 피동 내접 기어를 구비하며 변속기 입력축에 대해 동축으로 배치되는 베인 펌프(FZP 로터)로서 형성된다. 이런 베인 펌프는 변속기의 측면 중 내연기관 또는 변속기 프런트 플레이트의 맞은편에 위치하는 측면에 배치된다. 이와 관련하여, 내연기관과 연결되는 베인 펌프의 구동축은 변속기를 축방향으로, 다시 말하면 바람직하게는 중공축으로서 형성되는 변속기 입력축에 대해 동축으로, 관통한다.

이런 베인 펌프의 구현예에 따르면, 앞서 설명한 내접 기어 펌프에서와 유사하게, 펌프 하우징은 변속기의 뒷벽 커버 내에, 또는 변속기 하우징 뒷벽에 통합되거나, 또는 상기 커버 또는 상기 뒷벽에 직접 연결되며, 전동기 하우징은 펌프 하우징에 직접 연결되거나, 또는 펌프 하우징에 통합된다. 이런 경우 전동기는 펌프와 마찬가지로 내연기관의 맞은편에 위치하는 변속기 측면에 배치되는데, 선택에 따라 펌프의 변속기 측면에 또는 펌프의 측면 중 변속기의 반대 방향으로 향해 있는 측면에 배치된다.

베인 펌프가 변속기 입력축에 대해 동축으로 배치되는 또 다른 구현예에 따르면, 펌프 자체는 변속기의 측면 중 내연기관의 맞은편에 위치하는 측면의 영역에 배치되고, 펌프의 구동축은 변속기에 의해 센터링되는 방식으로 안내되고, 펌프의 구동축과 내연기관 사이에 작용 연동이 제공되고, 펌프의 구동축과 전동기 사이에도 추가적인 작용 연동이 제공되며, 공간상으로 볼 때 전동기는 내연기관의 근처 영역에, 예컨대 변속기의 프런트 플레이트 영역에 변속기 입력축에 대해 동축을 이루는 방식으로 배치된다. 이와 관련하여 펌프 구동축과 전동기 사이에 제공되는 전술한 작용 연동은 프리휠 특성을 보일 수 있으며, 내연기관과 작용 연동하는 펌프 구동축이 변속기 입력축 내부의 중심으로 연장되는 경우라면, 예컨대 중공축으로서 형성될 변속기 입력축을 관통하는 자기식 또는 유도식 토크 전달 특성을 보일 수 있다.

자동차 내부의 유효(가용) 공간이 요구되거나 허용되는 경우, 본 발명의 또 다른 개선 실시예에 따라, 오일 펌프는 펌프 하우징으로부터 돌출되는 펌프 입력축을 구비하며 변속기 입력축의 축선에 대해 평행하게 배치되는 펌프로서 형성될 수 있으며, 이때 전동기 로터의 허브 연장부는 전동 기어(transmission gear)에 의해 펌프 입력축과 회전 고정된 방식으로 연결된다. 이와 같은 배치로 인해, 예컨대 전동 기어의 기어비 선택을 통해 내연기관에 의한 구동시뿐만 아니라 전동기에 의한 구동시에도 펌프의 치수 설계를 최적화할 수 있다. 따라서 예컨대 증속 기어비의 경우 펌프는 상대적으로 더욱 작게 형성될 수 있으며, 이에 상응하게 설치 공간, 중량, 비용 및 효율과 관련한 장점이 제공된다. 오일 펌프는 임의의 유형으로, 예컨대 베인 펌프로서 형성될 수 있다.

오일 펌프의 매우 소형화된 구조를 달성하기 위해, 오일 펌프는 내연기관으로 향해 있는 변속기 프런트 플레이트 내에 통합될 수 있으며, 이런 경우 오일 펌프는 전동기의 하우징에 의해 전술한 변속기 프런트 플레이트에 축방향으로 고정된다. 또는 오일 펌프가 전동기 하우징을 형성하는 커버 내부에 배치되고, 커버는 변속기의 프런트 플레이트와 회전 고정되게 연결될 수도 있다.

또한, 본 발명은 추가적인 구성 변형예, 예컨대 전동기가 변속기 입력축과 동축으로 배치되는 오일 펌프에 축방향으로 평행하게 배치되는 구성을 포함하거나, 전동기와 오일 펌프가 모두 변속기 입력축에 축방향으로 평행하게 배치되고, 서로에 대해서는 동축으로 또는 축에 평행하게 배치될 수 있는 구성을 포함할 수 있다.

계속해서 실시예에 따라 본 발명을 설명한다. 그리고 실시예의 설명을 위해 도면이 첨부되어 있다.

도1은 변속기 입력축에 대해 동축으로 배치되는 전동기 및 마찬가지로 동축으로 배치되는 오일 펌프를 구비한 본 발명에 따른 구동 장치의 일 실시예의 종단면도이다.

도2는 변속기 입력축에 대해 동축으로 배치되는 전동기와 변속기 입력축에 대해 축방향으로 평행하게 배치되는 오일 펌프를 구비한 본 발명에 따른 구동 장치의 일 실시예의 종단면도이다.

도3은 변속기 입력축에 대해 동축으로 배치되는 전동기 및 마찬가지로 동축으로 배치되는 오일 펌프가 구비되며, 이 두 부재는 변속기의 측면 중 변속기의 구동 엔진의 맞은편에 위치하는 측면에 배치되는 본 발명에 따른 구동 장치를 포함하 는 변속기의 일 실시예의 개략도이다.

도1에 도시한 예시에 따른 본원의 구동 장치(2)는 도시되지 않은 변속기의 입력축(4)에 대해 동축으로 배치되어 변속기에 윤활유 및 압유를 공급하는 오일 펌프(6)를 구동하는 역할을 한다.

오일 펌프(6)는 종래 기술에 따른, 그래서 상세하게 설명되지 않는 내접 기어 펌프로서 형성되었으며, 오일 펌프는 펌프 하우징(8)과, 피동 내접 기어(10) 그리고 이 내접 기어와 상호 작용하는, 도시되지 않은 내접 링기어를 포함한다.

오일 펌프(6)는 도시되지 않은 변속기의 정면에 배치되는 프런트 플레이트(14)에 형성되는 수용 챔버(12) 내부에 배치된다. 펌프 하우징(8)은 고정 나사(16)에 의해 수용 챔버(12) 내부에 고정된다.

수용 챔버(12)는 전동기 하우징(18)을 형성하는 커버에 의해 밀폐된다. 커버는 상기 수용 챔버(12)에 축방향으로 연결되는 추가 수용 챔버(20)를 형성한다. 이 추가 수용 챔버(20) 내에는, 입력축(4)과 오일 펌프(6)에 대해 동축상에 위치하는 전동기(22)가 배치된다.

전동기(22)는 전동기 하우징(18) 내에 고정되어 배치되는 스테이터(24)를 포함하고, 이 스테이터는 자동차의 전기 공급 시스템 또는 발전기로부터 공급 라인(26)을 통해 전류를 공급받는다. 로터(28)는 반경 방향으로 스테이터(24) 안쪽에 배치되며, 미끄럼 베어링 또는 롤러 베어링으로서 형성되는 베어링(30)을 통해 전동기 하우징(18) 내부에 회전 가능하게 지지된다. 로터(28)는 변속기 입력축(4) 을 둘러싸는 허브 연장부(32)를 형성한다. 이 허브 연장부는, 임의의 기계식 구동 연결을 통해, 예컨대 기어 맞물림(gear toothing)을 통해 오일 펌프(6)의 피동 내접 기어(10)와 회전 고정되게 연결된다.

로터의 허브 연장부(32)는 오버런닝 클러치(34)를 통해 구동 엔진에 의해 구동되는 구조 부재와 결합될 수 있다. 도1에 도시한 실시예에 따르면, 구동 엔진에 의해 구동되는 구조 부재는 변속기 입력축(4)을 둘러싸면서 전동기(22)의 영역 안까지 연장되는 허브 슬리브(36)에 의해 형성된다. 이 허브 슬리브는 예컨대 구동 엔진과 연결되는 유체역학적 컨버터의 펌프 부재에 (또는 기계식 클러치의 엔진 측 부분에) 형성된다.

오버런닝 클러치(34)는, 정지해 있거나 완속으로 회전하는 허브 슬리브(36)에 대한 허브 연장부(32)의 회전을 허용하도록 설계되지만, 만일 허브 슬리브(36)의 회전 속도가 허브 연장부(32)의 회전 속도보다 더욱 높은 경우에는, 이 두 구조 부재 간에 종동 연결을 형성한다.

설명한 구동 장치의 기능은 다음과 같다:

구동 엔진이 정지해 있을 때, 또는 완만한 회전 속도로, 예컨대 공회전 속도로, 또는 공회전 속도보다 약간 높은 회전 속도로 회전할 때, 오일 펌프(6)는 전동기(22)에 의해 변속기의 윤활 및 기능을 위한 충분한 오일 공급을 보장하는 회전 속도로 구동된다. 만일 구동 엔진이, 허브 슬리브(36)가 허브 연장부(32)를 추월하는 회전 속도에 도달하면, 오버런닝 클러치(34)가 맞물리게 되고, 그럼으로써 오일 펌프(6)가 구동 엔진에 의해 구동된다. 이 시점에 전동기(22)로 향하는 전류 공급은 차단된다. 이런 작동 모드에서는 로터(28)가 허브 연장부를 통해 회전 구동되기 때문에, 이 경우 전동기는 발전기로서 작동될 수 있다.

본 발명에 따른 구성은, 구동 엔진이 정지한 때에도 자동 변속기에서 기어가 변속 전환된 상태로 유지되도록 한다. 이를 위해서는 소정의 오일 압력이 필요하다. 그러므로 엔진 시동 후에 스타트 과정을 위한 클러치 충진 시간이 절약된다. 이는 차량 동력 전달 계통의 자발적 작동 특성이 개선되는 것을 의미한다. 마찬가지로 변속기 냉각이 지속되는 상태로 유지될 수 있으며, 그럼으로써 변속기는 후속하는 스타팅 과정을 위해 사전 조정된 상태로 유지된다. 따라서 오일 펌프의 전기식 구동 장치는, 시동시 지연을 감수할 필요 없이, 바람직하게는 시동-정지 기능을 이용하여 내연기관을 작동시키는 것을 가능케 한다. 그로 인해 연비 절감 및 배출 가스 감소에 대한 잠재성은 대폭 증가한다. 추가적인 장점은, 구동 엔진의 견인 시동(tow-starting)에 대한 가능성이 제공됨으로써 달성된다.

구동 엔진이 작동 중일 때, 전기식 보조 구동 장치는 엔진 회전 속도가 저속인 경우 추가의 기능, 예컨대 파킹록 실린더의 작동, 정차 중 가열을 방지하기 위한 컨버터의 냉각, 또는 습식 스타팅 클러치의 냉각을 수행할 수 있다. 풀 하이브리드 변속기의 경우, 전동기의 적절한 설계 하에 추가적인 기능이 가능하다. 예컨대 오직 전동기에 의해서만 주행할 경우 구동 클러치를 폐쇄하는 기능, 크리프(creep) 주행시 또는 구동 엔진의 시동시 슬립 단계 동안 스타팅 클러치를 냉각하는 기능이 가능하다.

도2는 본 발명에 따른 실시예의 구동 장치를 부분 종단면도로 도시하고 있 다. 이 실시예의 경우, 도1과는 달리, 변속기 입력축(104)에 대해 축방향으로 평행하게 배치되는 오일 펌프(106)가 제공된다.

전동기(122)는 도1에서와 유사하게 구성되며, 전동기 하우징(118)을 형성하는 커버 내부에 배치되는 스테이터(124)와, 전동기 하우징(118) 내부에 회전 가능하게 장착되는 로터(128)를 포함한다. 이 로터에는 변속기 입력축(104)을 둘러싸는 허브 연장부(132)가 형성되어 있다. 허브 연장부(132)는, 체인 또는 벨트(142)를 통해서 오일 펌프(106)의 펌프 입력축(144) 상에 배치되는 체인 스프로켓 또는 벨트 풀리(146)와 회전 고정되게 연결되어 구동되는 체인 스프로켓 또는 벨트 풀리(140)를 지지한다.

구동 엔진과 변속기 사이에 배치되는 유체역학적 컨버터(150)의 펌프 부재(148)로서 구동 엔진과 회전 고정되게 연결되는 펌프 부재(148)에는, 변속기 입력축(104)을 둘러싸는 허브 슬리브(136)가 형성된다. 이 허브 슬리브는 전동기(122)의 영역 내부에까지 연장된다. 허브 슬리브(136)와 허브 연장부(132) 사이에는 오버런닝 클러치(134)가 배치된다. 이 오버런닝 클러치는, 도1의 예시에서와 같이 허브 슬리브(136)가 허브 연장부(132)보다 더욱 빠르게 회전하게 되면 그때 허브 연장부(132)를 구동한다.

도2에 도시한 구동 장치의 기능은 도1에 따라 설명한 기능에 상응한다.

추가로 앞서 명세서 도입부에서 설명했던 바와 같이, 본 발명은 도1의 예시에서 설명한 추가적인 실시예를 포함한다. 이와 관련하여 변속기 입력축(4)에 대해 동축으로 배치되는 오일 펌프(6)는 변속기 입력축에 대해 축방향으로 평행하게 배치되는 도시되지 않은 전동기에 의해 구동된다. 그리고 전동기는 예컨대 체인 구동부 또는 벨트 구동부를 통해 허브 연장부 "32"와 유사한 허브 연장부와 고정 구동 연결 상태에 놓인다. 이 경우 도1에서 도면부호 "28"로 표시되는 로터 대신에, 이미 상세히 설명한 전동기와 구동 연결된 체인 스프로켓 또는 벨트 풀리가 제공된다. 그 밖의 점에서, 다시 말해 특히 오일 펌프(6)의 구성 및 배치뿐 아니라, 허브 연장부(32) 및 오버런닝 클러치(34)와 내접 기어(10)의 연결부의 구성 및 배치는 도1에 도시한 구조적 형상에 상응한다.

도3은 변속기 입력축에 대해 동축으로 배치되는 전동기 및 마찬가지로 동축으로 배치되는 오일 펌프를 구비한 본 발명에 따른 구동 장치를 포함하는 변속기의 실시예를 매우 간소화한 개략도로 도시하고 있다. 본 실시예의 경우, 전동기와 오일 펌프는 변속기의 측면 중 변속기의 구동 엔진의 맞은편에 위치하는 측면에 배치된다. 이런 구성은 특히 구동 엔진 및 변속기가 자동차의 주행 방향에 대해 횡방향으로 배치되는 전륜 횡치형 구동장치(front transverse drive)를 탑재한 자동차에 적합하다. 그러나 상기 구성은 또한 구동 엔진이 자동차의 주행 방향에 대해 종방향으로 배치되고 변속기가 차동 장치를 포함하는 전륜 종치형 구동 장치 또는 후륜 종치형 구동 장치를 탑재한 자동차에도 적합하다. 도3에 도시한 실시예에 따른 변속기는 전륜 횡치형 구동 장치에 제공된 것이다.

도3에서 변속기는 201로 표시되어 있고, 변속기 입력축은 204로 표시되어 있으며, 이 변속기 입력축(204)에 대해 축방향으로 평행하게 배치되는 변속기 출력부는 260으로 표시되어 있다. 변속기 입력축(204)은 변속기(201)의 상세하게 도시되 어 있지 않은 구동 엔진과 예컨대 공지된 방식으로 유체역학적 컨버터를 통해 작용 연동되며, 이런 경우 변속기 입력축(204)은 상기 컨버터의 펌프 임펠러 휠과 연결된다. 변속기에 오일을 공급하기 위해 제공되는 오일 펌프는 206으로 표시되어 있으며, 변속기(201)의 측면 중 구동 엔진의 맞은편에 위치하는 측면에 배치되어 있다. 또한, 오일 펌프는 예컨대 소형화된 구조의 베인 펌프로서, 또는 축방향으로 협폭 구조를 갖는 내접 기어 펌프로서 형성될 수 있다. 펌프 하우징은 208로 표시되어 있다.

한편으로 오일 펌프(206)는 도3에 변속기(201)의 상세하게 도시되어 있지 않은 구동 엔진에 의해 구동된다. 이를 위해 펌프 입력축(244)이 제공된다. 이 펌프 입력축은 오일 펌프(206)의 펌프 임펠러 휠과 회전 고정되는 방식으로 연결되며, 전체 축방향 길이에서 변속기(201)의 중심을 관통한다. 이를 위해 변속기 입력축(204)은 펌프 입력축(244)을 동축으로 둘러싸는 중공축으로서 형성된다. 예컨대 구동 엔진과 변속기 입력축(204) 간의 동력 흐름 내에 유체역학적 컨버터가 제공된다면, 상기 펌프 입력축(244)은 상기 컨버터의 터빈 휠과 연결된다.

또는, 본 발명에 따라 오일 펌프(206)가 변속기 입력축(204)에 대해 동축으로, 그리고 펌프 입력축(244)에 대해서도 동축으로 배치된, 도면부호 "222"로 표시된 전동기에 의해 구동될 수도 있다. 전동기(222)의 회전 속도와 전동기(222)로부터 오일 펌프(206)로의 토크 전달은 도1에 따른 실시예에 상응하는 정도로 기능한다. 펌프 하우징(208)을 둘러싸는 전동기 하우징(218)은 변속기 하우징과 회전 고정되는 방식으로 연결되며, 전동기(222)의 스테이터(224)를 회전 고정되는 방식으 로 수용한다. 이와 관련하여 도3의 예시에 따르면 스테이터(224)는 오일 펌프(206)의 측면 중 구동 엔진의 맞은편에 위치하는 측면에 수용된다. 그리고 전동기(222)의 부재 중 스테이터(224)의 내부 중심에 배치되어 회전할 수 있는 로터(228)는 프리휠 클러치(234)를 통해 오일 펌프(206)의 피동 펌프 임펠러 휠과 작용 연동되거나, 또는 펌프 입력축(244)과 작용 연동된다. 그러나 도3과 다르게 구성되는 구현예에 따르면, 예컨대 프리휠 클러치는 변속기의 구동축과 항시 연결되어 있는 펌프 입력축과 오일 펌프의 펌프 임펠러 휠 사이의 동력 흐름 내에 배치될 수 있으며, 전동기의 로터는 오일 펌프의 펌프 임펠러 휠과 항시 연결될 수 있다.

<도면 부호 리스트>

2: 구동 장치

4: 변속기 입력축

6: 오일 펌프

8: 펌프 하우징

10: 내접 기어

12: 수용 챔버

14: 프런트 플레이트

16: 고정 나사

18: 커버/전동기 하우징

20: 수용 챔버

22; 전동기

24: 스테이터

26: 공급 라인

28: 로터

30: 베어링

32: 허브 연장부(hub extension)

34: 오버런닝 클러치

36: 허브 슬리브

40: 체인 스프로켓/벨트 풀리

42: 체인/벨트

44: 입력축

46: 체인 스프로켓/벨트 풀리

48: 펌프 부재

50: 유체역학적 컨버터

104: 변속기 입력축

106: 오일 펌프

118: 전동기 하우징

122: 전동기

124: 스테이터

128: 로터

132: 허브 연장부

134: 오버런닝 클러치

136: 허브 슬리브

140: 체인 스프로켓/벨트 풀리

142: 체인/벨트

144: 펌프 입력축

146: 체인 스프로켓/벨트 풀리

148: 펌프 부재

150: 유체역학적 컨버터

201: 변속기

204: 변속기 입력축

206: 오일 펌프

208: 펌프 하우징

218: 전동기 하우징

222: 전동기

224: 스테이터

228: 로터

234: 오버런닝 클러치

244: 펌프 입력축

260: 변속기 출력부

Claims

자동차 변속기, 특히 자동 변속기의 오일 펌프용 구동 장치이며,

오일 펌프는 일측에서 오버런닝 클러치에 의해 구동 엔진과 결합될 수 있고, 타측에서는 자동차의 전기 공급 시스템으로부터 전기를 공급받는 추가 전동기와 구동 연결되는, 구동 장치에 있어서,

상기 전동기(22)는 상기 펌프 하우징(8)의 외부에 배치되며, 회전 고정형 구동 연결을 통해, 펌프 하우징(8) 내부에 배치된 피동 펌프 임펠러 휠(내접 기어(10))과 구동 연결되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치.
제1항에 있어서, 상기 전동기(22)가 변속기 입력축(4)에 대해 동축으로 배치되고 반경 방향으로 안쪽에 위치하는 로터(28)를 포함하는 구동 장치이며,

상기 전동기(22)는 별도의 전동기 하우징(18) 내에 배치되며, 상기 로터(28)는 상기 전동기 하우징(18) 내에 회전 가능하게 장착되어, 상기 변속기 입력축(4)을 둘러싸는 허브 연장부(32)를 형성하며, 상기 허브 연장부는 기계식 구동 연결을 통해 상기 오일 펌프(6)와 회전 고정되는 방식으로 결합되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치.
제2항에 있어서, 상기 로터(28)의 허브 연장부(32)는, 오버런닝 클러치(34) 를 통해서, 구동 엔진에 의해 구동되는 구조 부재(허브 슬리브(36))와 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치.
제3항에 있어서, 상기 로터(28)의 허브 연장부(32)는 구동 엔진과 변속기 사이에 배치되는 유체역학적 컨버터의 펌프 부재와 연결될 수 있는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치.
제4항에 있어서, 상기 유체역학적 컨버터의 펌프 부재에는, 상기 변속기 입력축(4)을 둘러싸면서 상기 전동기(22)의 영역 내에까지 연장되는 허브 슬리브(36)가 형성되며, 상기 오버런닝 클러치(34)는 상기 허브 슬리브(36)와 상기 로터(28)의 허브 연장부(32) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치.
제2항 내지 제5항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 상기 전동기(22)의 스테이터(24) 및 로터(28)는, 변속기의 프런트 플레이트(14)에 배치되어 상기 전동기 하우징(18)을 형성하는 커버 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치.
제2항 내지 제6항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 펌프(6)는 피동 내접 기어(10)를 구비하면서 변속기 입력축(4)에 대해 동축으로 위치하는 내접 기어 펌프로서 형성되고, 상기 전동기 하우징(18)에 축방향으로 연결되는 펌프 하우징(8)을 포함하며, 상기 로터(28)의 허브 연장부(32)는, 상기 변속기 입력축(4)을 동축으로 둘러싸는 펌프 하우징(8)의 개구부를 통해, 밀봉된 상태에서 상기 펌프 하우징 내부로 돌출될 뿐 아니라, 기어 맞물림 등을 통해 상기 오일 펌프(6)의 내접 기어(10)와 회전 고정되는 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치.
제2항 내지 제6항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 오일 펌프는, 피동 내접 기어를 구비하면서 변속기 입력축에 대해 동축으로 위치하는 베인 펌프로서 형성되고, 전동기 하우징에 연결되는 펌프 하우징을 포함하며, 상기 전동기 로터의 허브 연장부는 상기 펌프 하우징의 개구부를 통해 밀봉된 상태에서 상기 펌프 하우징 내부로 돌출될 뿐 아니라, 기어 맞물림 등을 통해 상기 오일 펌프의 내접 기어와 회전 고정되는 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치.
제8항에 있어서, 상기 베인 펌프는 변속기의 측면 중 구동 엔진의 맞은편에 위치하는 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치.
제7항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 펌프(6)는 상기 전동 기 하우징(18)을 형성하는 커버 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치.
제2항 내지 제6항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 상기 오일 펌프는, 피동 내접 기어를 구비하면서 변속기 입력축에 대해 동축으로 위치하는 베인 펌프로서 형성되고, 이 베인 펌프는 변속기의 측면 중 구동 엔진의 맞은편에 위치하는 측면에 배치되며, 상기 베인 펌프의 내접 기어와 연결되는 전동기는 상기 변속기의 측면 중 구동 엔진을 향해 있는 측면에 배치되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치.
제2항 내지 제6항 중 적어도 어느 한 항에 있어서, 오일 펌프(106)는 펌프 하우징으로부터 돌출되는 펌프 입력축(144)을 구비하여 변속기 입력축(104)의 축선에 대해 축방향으로 평행하게 위치하는 펌프로서 형성되며, 로터(128)의 허브 연장부(132)는 오버런닝 클러치를 통해 상기 펌프 입력축(144)과 회전 고정되는 방식으로 연결되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치.
제12항에 있어서, 상기 오일 펌프(106)는 전동기 하우징(118)을 형성하는 커버 내부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치.
제12항에 있어서, 상기 오일 펌프(106)는 변속기의 프런트 플레이트(14) 내 부에 배치되는 것을 특징으로 하는, 자동차 변속기의 오일 펌프용 구동 장치.