KR101273047B1 - 전기차량용 감속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 감속기가 구현할 수 있는 감속비를 다단화 하여, 전기차량의 구동상태에 따라 감속비를 다단으로 변경 가능하도록 함으로써, 차량의 구동력을 충분히 확보할 수 있도록 함과 아울러 전기차량의 연비도 향상시킬 수 있도록 한다.

Description

전기차량용 감속기{Decelerator for Electric Vehicle}

본 발명은 감속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기차량 등과 같은 차량의 구동계통에 사용될 수 있는 감속기의 구성에 관한 기술이다.

도 1은 종래의 전형적인 외접기어 타입의 감속기로서, 입력축(500)과 디퍼렌셜(502) 사이에 외접기어(504)를 구비하여, 상기 외접기어(504)의 잇수에 따라 결정되는 변화할 수 없는 1개의 감속비를 구현하도록 되어 있다.

도 2는 종래의 전형적인 유성기어타입 감속기로서, 우측의 제1유성기어세트(506)와 제2유성기어세트(508)는 입력축(500)으로부터의 동력을 제3유성기어세트(510)로 감속하여 공급하는 감속기의 역할을 수행하며, 좌측의 상기 제3유성기어세트(510)는 양쪽 차륜으로 동력을 배분하는 디퍼렌셜의 기능을 수행하는데, 상기 감속기의 역할을 수행하는 상기 제1유성기어세트(506)와 제2유성기어세트(508)는 고정된 연결구조에 의해 변화할 수 없는 1개의 감속비로 동력을 감속하여 상기 제3유성기어세트(510)로 공급하도록 되어 있다.

상기한 바와 같은 종래의 감속기들은 감속비가 고정된 1개로 정해져 있어서, 전기차량의 구동력과 연비를 동시에 만족시키기에 어려움이 있다. 즉, 구동력 증대를 위해 감속기가 큰 감속비를 구현하도록 구성한다면, 전기차량의 연비가 악화되며, 반대로 작은 감속비를 구현하도록 구성한다면, 상대적으로 연비에는 유리하지만 구동력이 저하되고, 전기차량의 적절한 수준의 구동력 확보를 위해서는 상기 감속기로 동력을 공급하는 모터의 용량이 커져야 하는 어려움이 있다.

본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 감속기가 구현할 수 있는 감속비를 다단화 하여, 차량의 구동상태에 따라 감속비의 변경이 가능하도록 함으로써, 차량의 구동력을 충분히 확보할 수 있도록 함과 아울러 차량의 연비도 향상시킬 수 있도록 한 전기차량용 감속기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전기차량용 감속기는

입력요소와 고정요소 및 출력요소를 구비한 유성기어세트와;

상기 유성기어세트의 출력요소와 디퍼렌셜 사이에 구비되는 고정감속수단과;

상기 유성기어세트의 입력요소와 출력요소를 단속할 수 있도록 구비된 클러치와;

상기 유성기어세트의 고정요소를 고정시키는 상태를 전환할 수 있도록 구비된 브레이크를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 감속기가 구현할 수 있는 감속비를 다단화 하여, 전기차량의 구동상태에 따라 감속비를 다단으로 변경 가능하도록 함으로써, 차량의 구동력을 충분히 확보할 수 있도록 함과 아울러 전기차량의 연비도 향상시킬 수 있도록 한다.

도 1은 종래 기술에 의한 외접기어타입 감속기의 구성을 설명한 도면,
도 2는 종래 기술에 의한 유성기어타입 감속기의 구성을 설명한 도면,
도 3은 본 발명에 따른 전기차량용 감속기의 실시예를 도시한 도면,
도 4는 도 3의 감속기의 작용을 설명한 레버선도,
도 5는 본 발명에 따른 전기차량용 감속기의 다른 실시예를 도시한 도면,
도 6은 도 5의 감속기의 작용을 설명한 레버선도이다.

도 3과 도 5를 참조하면, 본 발명 실시예들은 입력요소와 고정요소 및 출력요소를 구비한 유성기어세트(1)와; 상기 유성기어세트(1)의 출력요소와 디퍼렌셜(3) 사이에 구비되는 고정감속수단(5)과; 상기 유성기어세트(1)의 입력요소와 출력요소를 단속할 수 있도록 구비된 클러치(7)와, 상기 유성기어세트(1)의 고정요소를 고정시키는 상태를 전환할 수 있도록 구비된 브레이크(9)를 포함하여 구성된다.

즉, 상기 고정감속수단(5)에 의해 확보되는 기본적인 감속비 이외에 상기 유성기어세트(1)가 제공하는 또 다른 감속비를 구현할 수 있도록 하고, 이들 두 감속비를 구현하는 상태를 상기 클러치(7)의 체결 여부에 의해 전환하도록 구성한 것이다.

상기 도 3과 도 5의 실시예에서, 상기 고정감속수단(5)은 상기 유성기어세트(1)의 출력요소와 디퍼렌셜(3) 사이에 설치된 외접기어(11)로 이루어진 구성을 취하였다. 그러나, 이외에 도 2에 도시된 바와 같은 종래의 유성기어타입 감속기를 상기 출력요소와 디퍼렌셜(3) 사이에 설치하여 구성할 수도 있을 것이다.

보다 구체적으로 상기 도 3의 실시예에서, 상기 유성기어세트(1)의 고정요소는 링기어(R)이며, 입력요소는 선기어(S)이고, 출력요소는 캐리어(C)이며, 상기 클러치(7)는 상기 캐리어(C)와 선기어(S)를 직결시킬 수 있도록 구비된 구성이다.

또한, 도 5의 실시예에서는, 상기 유성기어세트(1)의 고정요소는 선기어(S)이며, 입력요소는 링기어(R)이고, 출력요소는 캐리어(C)이며, 상기 클러치(7)는 상기 캐리어(C)와 링기어(R)를 직결시킬 수 있도록 구비된 구성이다.
앞선, 도 3과 도 5의 실시예에서 상기 유성기어세트(1)의 입력요소는 모터로 구동되는 것일 수 있다.

먼저, 도 3의 실시예의 작용을 도 4와 함께 살펴보면 다음과 같다.

상기 브레이크(9)를 체결하여 유성기어세트(1)의 링기어(R)를 고정한 상태에서 상기 입력요소인 선기어(S)에 동력이 공급되고, 상기 클러치(7)는 개방된 상태에서는, 상기 선기어(S)로 공급된 동력은 상기 캐리어(C)에서 감속되어 상기 외접기어(11)를 통해 상기 디퍼렌셜(3)로 전달된다.

이때, 상기 유성기어세트(1)의 감속작용은 도 4의 사선으로 표현되며, 상기한 바와 같이 유성기어세트(1)에서 감속된 동력은 상기 외접기어(11)에서 상기 외접기어(11)의 잇수에 따른 감속비로 다시 감속되어 상기 디퍼렌셜(3)을 구동하게 된다. 즉, 이 상태에서는 상기 유성기어세트(1)에 의한 감속과 상기 외접기어(11)에 의한 감속이 중첩되어 출력되게 된다.

다음, 상기 브레이크(9)를 해제하고 상기 클러치(7)가 결합된 상태에서는, 상기 유성기어세트(1)의 캐리어(C)와 선기어(S)가 직결됨으로써, 상기 유성기어세트(1) 전체는 하나의 회전체로 회전하게 되어, 결과적으로 상기 선기어(S)로 입력되는 입력은 그대로 상기 캐리어(C)를 통해 상기 외접기어(11)로 전달되게 된다. 즉, 상기 유성기어세트(1)는 별도의 감속작용을 하지 않고 그대로 동력을 상기 외접기어(11)로 전달하는 것이다.

이 상태에서의 유성기어세트(1)의 작용은 도 4의 상측 수평선으로 표현할 수 있다.

따라서, 상기와 같은 상태에서는 상기 선기어(S)를 통해 입력되는 동력은 상기 외접기어(11)의 잇수에 따른 감속작용에 의해서만 감속이 이루어져서 상기 디퍼렌셜(3)로 출력되게 되어 상기의 상태와는 다른 감속비가 구현되는 것이다.

결과적으로, 상기 외접기어(11)에서는 물론 상기 유성기어세트(1)에서도 감속이 이루어지는 상태는 상기 외접기어(11)에 의해서만 감속이 이루어지는 경우에 비하여, 더 많은 감속이 이루어지므로, 전기차량의 구동력이 필요한 상황에 더욱 적합하게 작용하여 전기차량의 충분한 구동력 확보에 기여할 수 있으며, 상기 유성기어세트(1)에서는 감속이 이루어지지 않고 상기 외접기어(11)에 의해서만 감속이 이루어지는 경우에는 상대적으로 연비에 유리한 상태를 구현하여 전기차량의 연비향상에 기여할 수 있게 되는 것이다.

한편, 도 5의 실시예의 작용은 대체로 상기 도 3의 실시예와 유사한 바, 상기 브레이크(9)가 체결되고 상기 클러치(7)가 해제된 상태에서는, 상기 링기어(R)로 입력된 동력은 도 6의 사선으로 표시된 바와 같이 캐리어(C)로 감속되어 상기 외접기어(11)로 전달됨으로써, 유성기어장치에서 한번 감속이 이루어진 후, 다시 상기 외접기어(11)에서 감속이 이루어진 후 상기 디퍼렌셜(3)로 전달됨으로써, 전기차량의 구동력 확보에 유리한 상태를 구현한다.

또한, 상기 브레이크(9)가 해제되고, 상기 클러치(7)가 체결되어 상기 유성기어장치가 일체로 회전하여 상기 링기어(R)로 입력되는 동력을 그대로 상기 외접기어(11)로 전달하는 상태가 되면, 도 6의 상측 수평선과 같이 상기 유성기어장치에서는 감속작용이 이루어지지 않고, 상기 외접기어(11)에서만 고정된 감속비로 감속이 이루어지게 되어 전기차량의 연비 향상에 보다 유리한 상태가 된다.

한편, 상기 실시예들에서, 상기 유성기어세트(1)는 싱글피니언타입으로 예시되고 있으나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 유성기어세트(1)로 더블피니언타입 등도 가능하며, 상기 입력요소와 출력요소 및 고정요소로 지정된 상기 선기어(S), 링기어(R) 및 캐리어(C)의 역할은 다양하게 변경하여 적용할 수 있을 것이며, 필요에 따라서는 증속도 가능하게 구현할 수 있을 것이다.

1; 유성기어세트
3; 디퍼렌셜
5; 고정감속수단
7; 클러치
9; 브레이크
11; 외접기어
R; 링기어
S; 선기어
C; 캐리어

Claims (7)

1. 입력요소인 링기어와 고정요소인 선기어 및 출력요소인 캐리어를 구비한 유성기어세트와;
   외접기어 또는 유성기어 타입 중 어느 하나로 이루어져 상기 유성기어세트의 출력요소인 캐리어와 디퍼렌셜 사이에 구비되는 고정감속수단과;
   상기 유성기어세트의 입력요소인 링기어와 출력요소인 캐리어를 단속할 수 있도록 구비된 클러치와;
   상기 유성기어세트의 고정요소인 선기어를 고정시키는 상태를 전환하도록 구비된 브레이크를 포함하고,
   상기 유성기어세트의 입력요소는 모터로 구동되는 것을 특징으로 하는 전기차량용 감속기.
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