KR101290074B1 - 변속장치와 이를 포함하여 구성되는 차량용 인휠구동 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 변속장치 및 이를 포함하여 구성되는 차량용 인휠구동 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소형화가 용이하며, 변속 충격을 줄일 수 있는 변속장치 및 이를 포함하는 차량용 인휠구동 시스템에 관한 것이다. 본 발명에 의한 변속장치의 일실시예는, 동력원으로부터 회전토크를 전달받아 회전하는 구동축과, 상기 구동축과 함께 회전되도록 연결되되 상기 구동축의 회전축상으로 슬라이딩 가능하게 연결되는 클러치디스크와, 상기 클러치디스크를 상기와 같이 슬라이딩 시키기 위한 푸시로드를 포함한다.

Description

변속장치와 이를 포함하여 구성되는 차량용 인휠구동 시스템{Transmission and In-wheel Driving System for Motor Vehicle with the Same}

본 발명은 변속장치 및 이를 포함하여 구성되는 차량용 인휠구동 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 소형화가 용이하며, 변속 충격을 줄일 수 있는 변속장치 및 이를 포함하는 차량용 인휠구동 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 전기자동차는 배터리의 전원으로 구동되는 모터를 동력원으로 하는 것으로, 종래의 화석연료 자동차 또는 천연가스 자동차보다는 차량의 중량이 적게 나가며, 크기 또한 상대적으로 작다.

이러한 전기자동차의 개발요건으로는 주행속도 및 연비의 개선, 충전방식의 개선, 배터리의 수명 등과 함께 자동차의 중량 및 크기의 감소와 전기자동차에 적합한 변속장치의 개발이 주요한 과제로서 연구되고 있다.

일반적인 화석연료 자동차 또는 천연가스 자동차의 변속장치는 다양한 구조를 가지고 있으나, 통상 클러치와 다수의 기어가 각각 치합되어 자동차의 가속 또는 감속 조작에 따라 적당한 비의 기어를 주동기어에 맞물리도록 구성되어 있다. 또한 기어들 사이에서 클러치를 직선이동시키는 구조는 복잡하게 구성되고 있다. 이와 같은 구조는 중량과 부피가 크며, 기어들의 치합에 의하여 동력이 전달되기 때문에 체결 충격이 발생하게 된다.

이와 같이 중량과 부피가 크며, 변속충격이 큰 종래의 변속장치를 전기자동차에 적용하면, 그 변속기에 의해 1회의 충전으로 운행할 수 있는 거리가 감소되며, 최고속도가 저하되는 등의 문제가 있어, 적용이 용이하지 않은 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 감안한 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 중량과 부피를 최소화할 수 있는 변속장치 및 이를 포함하는 차량용 인휠구동 시스템을 제공함에 있다.

본 발명에 의한 변속장치의 일실시예는, 동력원으로부터 회전토크를 전달받아 회전하는 구동축과, 상기 구동축과 함께 회전되도록 연결되되 상기 구동축의 회전축 방향으로 슬라이딩 가능하게 연결되는 클러치디스크와, 상기 클러치디스크를 상기와 같이 슬라이딩시키기 위한 푸시로드를 포함한다.

여기서, 상기 동력원은 모터일 수 있다. 이 경우 상기 구동축은 상기 모터로부터 동력을 전달받도록 상기 모터와 연결되게 된다.

상기 구동축은 상기 클러치디스크의 중앙을 관통삽입하며 연결될 수 있다.

그리고, 상기 클러치디스크의 일면 또는 타면에는 동력전달을 위해 동력전달구조가 형성될 수 있다. 상기 일면 및 타면은 상기 클러치디스크의 원주면을 사이에 두고 양측으로 배치되는 클러치디스크의 디스크면일 수 있다.

또한, 상기 구동축은 중공부분을 포함할 수 있으며, 상기 중공부분으로 상기 푸시로드가 삽입될 수 있다. 상기 푸시로드 중 상기 구동축의 중공부분으로 삽입된 부분은 상기 클러치디스크와 연결될 수 있다.

상기 푸시로드는 상기 클러치디스크와 회전불구속 연결관계로 연결될 수 있다. 즉, 상기 푸시로드는 상기 클러치디스크의 회전에 전혀 영향을 주지도 받지도 않도록 연결될 수 있다. 이러한 연결관계의 예로서, 볼조인트에 의한 연결관계를 생각할 수 있다.

상기 푸시로드와 상기 클러치디스크의 연결을 위해, 상기 구동축의 중공부분에는 축방향으로 길게 다수의 관통홈이 형성될 수 있다. 그리고, 상기 구동축의 중공부분에서 상기 푸시로드와 연결되고, 상기 다수의 관통홈을 관통하며 상기 중공축의 중공부분 바깥까지 연장되어 상기 클러치디스크와 결합하는 스포크를 추가로 포함할 수 있다. 여기서, 상기 스포크와 상기 푸시로드는 회전불구속 연결관계로 연결될 수 있다.

상기 클러치디스크의 일측방 또는 타방에는 상기 클러치디스크가 축방향으로 슬라이딩됨에 따라 동력전달구조와 선택적으로 연결되어 동력을 전달받는 입력기어가 포함될 수 있다. 상기 입력기어의 중앙에는 상기 구동축이 관통하여 지나가도록 관통홀이 형성될 수 있다. 상기 관통홀은 상기 구동축의 회전에 영향을 주지 않도록 충분히 크게 형성될 수 있다.

그리고, 이러한 입력기어는 일정한 감속비를 가지도록 다수의 기어를 포함하는 기어장치에 포함될 수 있다.

즉, 클러치디스크의 작동에 따라 상기 기어장치의 변속이 달성되고, 그 변속된 회전속도는 일정한 감속비로 출력되도록 만들어질 수 있다.

여기서, 상기 기어장치의 입력기어는, 상기 일측방에서 상기 클러치디스크의 상기 일면의 동력전달구조와 선택적으로 연결되는 제1입력기어와, 상기 타방에서 상기 클러치디스크의 상기 타면의 동력전달구조와 선택적으로 연결되며 상기 제1입력기어의 기어잇수와는 다른 기어잇수를 가지는 제2입력기어를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2입력기어는 상기 푸시로드가 관통하여 지나가도록 중공으로 형상될 수 있다. 그리고, 상기 제1입력기어 및 제2입력기어는 상기 클러치디스크와 동축상으로 배치될 수 있다.

또한, 상기 기어장치는, 상기 제1입력기어와 치합되는 제3기어와, 상기 제2입력기어와 치합되는 제4기어를 포함할 수 있다. 상기 제3기어와 제4기어는 일체로 함께 회전하도록 연결된 컴파운드기어의 형태일 수 있다. 그리고, 상기 제3기어의 기어잇수와 제4기어의 기어잇수는 서로 다를 수 있다.

상기 제3기어 및 제4기어는 상기 제1입력기어 및 제2입력기어를 둘러싸며 복수로 설치될 수 있다. 즉, 상기 제1입력기어 및 제2입력기어를 썬기어로 해서 상기 제3기어 및 제4기어가 각각 배치될 수 있다. 여기서, 상기 제3기어 및 제4기어는 고정된 위치에서 회전하도록 하우징의 베어링구조에 의해 지지될 수 있다. 즉, 제1입력기어 및 제2입력기어를 각각의 썬기어로 하지만 제3기어 및 제4기어는 이들 주위를 공전하지는 않도록 할 수 있다.

한편, 상기 기어장치는, 상기 입력기어와 동축상으로 배치되어 상기 입력기어로부터 회전력을 전달받는 제5기어를 포함할 수 있다. 상기 제5기어는 상기 푸시로드가 내부를 관통하여 지나갈 수 있도록 중공으로 형상될 수 있다.

상기 제5기어는 상기 입력기어 중 제2입력기어와 직결식으로 축결합될 수 있다.

또 한편, 상기 기어장치는 상기 제5기어와 치합되는 제6기어와, 상기 제6기어와는 다른 기어잇수를 가지며 상기 제6기어와 일체로 회전하는 제7기어를 포함할 수 있다. 상기 제6기어 및 제7기어는 컴파운드기어의 형태로 만들어질 수 있다.

상기 제6기어는 상기 제5기어를 둘러싸며 복수로 설치될 수 있다. 즉, 상기 제6기어는 상기 제5기어를 썬기어로 해서 제5기어와 연결될 수 있다. 하지만, 상기 제6기어는 상기 제5기어 주위를 공전하지 않고 고정된 위치에서 자전하도록 하우징의 베어링지지구조에 의해 지지될 수 있다.

또한, 상기 기어장치는, 상기 제7기어가 내주에 치합되어 연결되는 링기어를 포함할 수 있다. 상기 제7기어도 복수개 설치되어 상기 링기어의 내주에 치합되며 연결될 수 있다.

상기와 같은 링기어는 차량의 휠과 연결될 수 있다. 그래서, 상기 링기어의 회전에 의해 차량의 휠이 회전될 수 있다. 또는, 상기 제7기어가 직접 차량의 휠에 연결될 수 있다. 이 경우에는 상기 제7기어 및 제6기어로 이루어진 컴파운드기어는 유성기어가 되어 상기 제5기어 주위를 공전하도록 설치될 수 있다.

한편, 상기 동력전달구조는 상기 클러치디스크의 일면 또는 타면에서 돌출된 돌기의 형태일 수 있다. 상기 입력기어에는 상기 돌기가 삽입될 수 있는 대응홈이 형성될 수 있다.

상기 돌기는 상기 클러치디스크의 일면 또는 타면에 삽입 설치된 볼일 수 있다. 그리고, 상기 볼은 상기 클러치디스크에 설치된 와셔스프링에 의해 완충지지될 수 있다.

한편, 본 발명에 의한 차량용 인휠구동 스시템은 전술한 바와 같은 변속장치를 포함한다. 상기 변속장치의 구동축은 구동모터와 연결될 수 있다. 그리고, 상기 변속장치는 회전동력을 전달하도록 차량휠에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 구동모터의 회전력은 상기 변속장치를 거쳐 상기 차량휠로 전달되게 된다.

본 발명 전기자동차의 변속장치는, 구조를 단순화하여 부피와 중량을 최소화할 수 있으며, 클러치디스크가 기어와 치합되지 않고 클러치디스크의 디스크면을 통해 동력을 전달하게 된다. 그리고, 구동축의 중공부분 내로 삽입되어 상기 클러치디스크와 결합되는 푸시로드의 연결구조이기 때문에 컴팩트한 구조를 달성할 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 변속장치의 일부 분리 사시도이다.
도 2는 도 1의 결합상태 단면도이다.
도 3은 도 1에서 중공구동축, 푸시로드 및 클러치디스크의 결합상태를 설명
하기 위한 단면 구성도이다.
도 4는 도 2에서 제1클러치볼의 상세한 결합관계를 보인 단면도이다.
도 5 및 도 6은 푸시로드와 스포크(또는 클러치디스크)의 연결구조에 대한 실시예들을 나타낸다.
도7은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 인휠 구동 시스템을 나타낸다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변속장치의 바람직한 실시예들을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 여기의 변속장치는 차량에 이용될 수 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변속장치의 일부 분리 사시도이고, 도 2는 도 1의 결합상태 단면도이다.

도 1과 도 2를 각각 참조하면 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 변속장치는, 구동모터(1)에 의해 회전하되, 그 외면에 길이방향으로 스플라인(11)이 형성된 중공구동축(10)과, 상기 중공구동축(10)의 내부에 삽입되며, 스테핑모터(100)에 의해 상기 중공구동축(10)의 길이 방향으로 이동하는 푸시로드(push rod, 20)와, 상기 중공구동축(10)의 외면 스플라인(11)에 치합되어 상기 중공구동축(10)의 회전과 함께 회전함과 아울러 상기 중공구동축(10)의 외면 일부에 마련된 개방구(12)를 통해 상기 푸시로드(20)에 결합되어 상기 중공구동축(10)의 길이방향으로의 이동이 가능한 클러치디스크(30)를 포함한다. 여기서, 상기 개방구(12)는 축방향을 따라 길게 형성된 관통홈으로서 원주방향으로 복수개 형성된다.

그리고, 상기 클러치디스크(30)의 일면에는 상기 중공구동축(10)의 회전중심으로부터의 거리가 동일하게 배치된 다수의 제1클러치볼(31)이 설치되고, 상기 클러치디스크(30)의 타면에는 상기 제1클러치볼(31)보다 상기 중공구동축(10)의 회전중심으로부터 더 멀리 배치되는 다수의 제2클러치볼(32)이 설치되어 있다.

상기 클러치디스크(30)의 일측방에는, 상기 중공구동축(10)이 중앙으로 관통하며, 상기 제1클러치볼(31)이 삽입되어 상기 중공구동축(10)의 회전력을 전달받아 회전하게 되는 제1입력기어(40)가 위치한다. 그리고, 상기 클러치디스크(30)의 타방에는, 상기 중공구동축(10)이 중앙에 삽입되며, 상기 제2클러치볼(32)이 삽입되어 상기 중공구동축(10)의 회전력을 전달받아 회전하게 되는 제2입력기어(50)가 위치한다. 상기 제2입력기어(50)는 상기 제1입력기어(40)에 비하여 직경이 더 크고 기어잇수가 더 크다.

상기 제1입력기어(40)와 제2입력기어(50) 각각에 치합되는 제3기어(61)와 제4기어(62)는 제1컴파운드기어(60)를 구성한다. 제1컴파운드기어(60)는 상기 제1입력기어(40) 또는 제2입력기어(50)와의 기어비에 따라 회전속도가 가변된다. 도1에는 하나의 제1컴파운드기어(60)만을 도시하였지만 상기 제1컴파운드기어(60)는 120도 간격으로 3개가 배치될 수 있다. 그래서, 상기 제1입력기어(40) 및 제2입력기어(50)를 썬기어로 해서 치합될 수 있다. 그러나, 본 실시예에서, 상기 제1컴파운드기어(60)는 제1입력기어(40) 및 제2입력기어(50) 주위를 공전하지는 않는다. 하우징의 베어링구조에 의해 고정된 위치에서 지지되어 제자리에서 자전하게 된다.

상기 제3기어(61)는 상기 제4기어(62)보다 직경이 더 크고 기어잇수가 더 많다. 또한, 상기 제3기어(61)는 상기 제2입력기어(50)보다 기어잇수가 작다. 그리고, 제3기어(61)는 상기 제1입력기어(40)와 기어잇수가 동일하도록 만들어 질 수 있다.

상기 제2입력기어(50)는 제5기어(70)가 축결합된다. 상기 제5기어(70)에는 상기와 같은 축결합을 위해 축결합부(71)가 형성되어 있다. 상기 축결합부(71)로 상기 제2입력기어(50)의 대응부분이 삽입되며 축결합된다. 그리고, 상기 제5기어(70)는 내부가 중공(73)이다. 그래서, 상기 푸시로드(20)가 제5기어(70)를 관통하여 스테핑모터(100)와 연결되게 된다. 상기 제5기어(70)는 상기 축결합부(71) 및 그 반대측의 단부(74)에서 하우징의 베어링지지구조에 의해 지지된다.

여기서, 상기 제5기어(70)는 상기 제2입력기어(50)보다 직경 및 기어잇수가 더 작다.

상기 제5기어(70)의 외주에 형성된 기어(72)에는 제6기어(82)가 치합된다. 상기 제6기어(82)는 제7기어(83)와 함께 제2컴파운드기어(80)를 형성한다. 상기 제2컴파운드기어(80)는 그 양단부(81, 84)에서 각각 하우징의 베어링지지구조에 의해 지지된다. 상기 제2컴파운드기어(80)는 상기 제5기어(70)의 기어(72)를 둘러싸며 120도 간격을 가지고 3개 설치된다.

상기 제6기어(82)는 상기 제7기어(83)보다 직경 및 기어잇수가 더 크며, 상기 제5기어(70)보다도 기어잇수가 더 크다.

상기 제5기어(70) 및 상기 제2컴파운드기어(80)는 썬기어 및 유성기어와 같은 관계를 가지지만, 상기 제2컴파운드기어(80)는 자전할 뿐 상기 제5기어(70) 주위를 공전하지는 않는다.

한편, 상기 제7기어(83)는 링기어(90)와 치합된다. 상기 링기어(90)의 내주에 형성된 기어(91)에 상기 제7기어(83)가 치합되게 된다. 상기 링기어(90)의 외주면(92)은 하우징의 베어링지지구조에 의해 지지될 수 있다.

상기와 같은 변속장치가 차량용 인휠구동 시스템에 적용될 경우, 상기 링기어(90)는 차량휠과 연결될 수 있다. 그래서, 상기 링기어(90)는 차량휠과 함께 회전할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 변속장치의 구성과 작용을 보다 상세히 설명한다.

먼저, 구동모터(1)의 구동력이 중공구동축(10)에 전달되어, 그 중공구동축(10)을 회전시킨다.

상기 중공구동축(10)의 형상은 파이프 구조이며, 외면에 길이방향으로 돌출된 라인인 스플라인(11)이 다수로 마련된 구조이다. 또한 중공구동축(10)의 중앙부분의 상기 스플라인(11)이 형성되지 않은 면에는 소정의 길이로 개방된 개방구(12)이 다수로 마련되어 있다.

도 3은 상기 중공구동축(10), 푸시로드(20) 및 클러치디스크(30)의 결합상태를 설명하기 위한 단면 구성도이다.

도 1, 도 2 및 도 3을 각각 참조하면 상기 중공구동축(10)의 내에는 푸시로드(20)가 삽입되어 있다. 이 푸시로드(20)는 별도의 구동력을 발생시키는 스테핑모터(100)의 작용에 의해 상기 중공구동축(10)의 내에서 중공구동축(10)의 길이방향으로 일정한 간격씩 직선 왕복운동을 한다. 상기 스테핑모터(100)은 하우징에 고정 설치될 수 있다.

여기서, 상기 스테핑모터(100)는 유압실린더로 대체할 수 있다. 상기 푸시로드(20)의 끝단에는 상기 중공구동축(10)의 개방구(12)을 통해 외부로 돌출되는 스포크(21)가 결합되어 있으며, 그 스포크(21)는 클러치디스크(30)의 일면에 마련된 홈에 삽입 고정된다. 상기 스포크(21)와 푸시로드(20)는 회전불구속 연결관계로 연결된다. 예컨대, 도5와 같이 푸시로드(20)와 스포크(21)는 구름베어링(22)에 의해 연결되거나, 또는 도6과 같이 볼조인트(22)로 연결될 수 있다.

상기 클러치디스크(30)는 상기 스플라인(11)이 형성된 중공구동축(10)의 외측에 치합되도록 내경이 요철면으로 형성된다.

따라서 상기 중공구동축(10)의 회전에 따라 그 스플라인(11)이 치합된 클러치디스크(30)도 동일한 속도로 회전하게 되며, 그 회전중에 상기 푸시로드(20)의 축방향 이동작용에 의하여 클러치디스크(30)가 상기 중공구동축(10)의 길이방향으로 왕복운동을 할 수 있게 된다.

이때 스플라인(11)은 회전력을 전달하는 역할과 함께 클러치디스크(30)의 직선운동의 가이드 역할을 한다.

상기 클러치디스크(30)의 좌측면에 인접한 위치에는 제1입력기어(40)가 위치하며, 상기 클러치디스크(30)의 우측면에 인접한 위치에는 제2입력기어(50)가 위치한다. 상기 중공구동축(10)은 상기 제1입력기어(40)의 중앙을 관통하고, 상기 제2입력기어(50)의 중앙에 삽입되지만, 그 중공구동축(10)의 회전력은 제1입력기어(40)와 제2입력기어(50)에 직접 전달되지 않도록 이격되어 있다.

이와 같은 상태에서, 상기 클러치디스크(30)가 제1입력기어(40)와 제2입력기어(50)의 사이에 위치하는 경우는 중립상태로, 중공구동축(10)의 회전력은 제1입력기어(40)와 제2입력기어(50) 모두에 전달되지 않는 상태가 된다.

상기 푸시로드(20)가 좌측으로 이동하면, 상기 클러치디스크(30)가 제1입력기어(40) 측으로 이동하며, 그 클러치디스크(30)의 제1클러치볼(31)들이 상기 제1입력기어(40)에 마련된 홈(41)에 삽입되어 클러치디스크(30)의 회전력이 제1입력기어(40)에 전달되게 된다.

상기 중립상태에서는 차량의 경우 정지상태일 수 있으며, 따라서, 제1입력기어(40)와 클러치디스크(30)의 면과 홈은 정지상태에서 체결되는 경우일 수 있으므로 상대회전속도에 차이가 없어 변속충격이 발생하지 않을 수 있다.

중공구동축(10)이 일정한 속도에 도달하여 작은 기어비로의 구동이 필요하게 되면 상기 푸시로드(20)가 후퇴하여 클러치디스크(30)를 상기 제2입력기어(50)의 인접위치인 중립상태로 이동시킨다. 이후 제2입력기어(50)의 각속도센서의 정보에 따라 중공구동축(10)의 속도를 유사하게 맞춘 다음 천천히 밀어 넣으면 제2클러치 볼(32)은 변속충격이 작은 상태에서 제2입력기어의 홈(51)에 안착될 수 있다. 클러치 디스크(30)는 중공구동축(10)의 구동력을 제1입력기어(40)와 제3기어(61)간의 감속비와 제2입력기어(50)와 제4기어(62)간의 감속비를 거치지않아 감속되지 않은 상태로 제2입력기어(50)를 회전시킬 수 있다.

한편, 높은 감속비를 요구하는 경우가 발생하면, 상기 푸시로드(20)가 전진하여 클러치디스크(30)를 상기 제1입력기어(40)의 인접위치인 중립상태로 이동시킨다. 이후, 제1입력기어(40)의 각속도센서의 정보에 따라 중공구동축(10)의 속도를 유사하게 맞춘 다음 천천히 밀어 넣으면 제1클러치볼(31)은 변속충격이 작은 상태에서 제1입력기어의 홈(41)에 안착하게 되고 클러치 디스크(30)는 중공구동축(10)의 구동력을 제1입력기어(40)와 제3기어(61)간의 감속비와 제2입력기어(50)와 제4기어(62)간의 감속비의 곱으로 감속된 상태로 제2입력기어(50)를 회전시킬 수 있다.

상기와 같은 제2입력기어(50)의 회전은 제5기어(70) 및 제2컴파운드기어(80)를 통해 링기어(92)로 전달된다. 여기서, 제5기어(70) 및 제2컴파운드기어(80)를 거치면서 추가로 감속이 이루어지게 된다.

도 4는 상기 제1클러치볼(31)이 삽입된 부분의 클러치디스크(30)의 일부 단면도이다.

도 4를 참조하면 제1클러치볼(31)은 클러치디스크(30)에 마련된 홈(33)에 삽입되되, 그 홈(33)의 바닥면에는 와셔 스프링(34)이 마련되어 제1클러치볼(31)이 제1입력기어(40)의 홈(41)에 삽입된 상태가 아닌 제1입력기어(40)의 측면에 접촉되는 경우 완충작용을 하여 충격과 소음의 발생을 줄이며, 그 제1입력기어(40) 또는 제1클러치볼(31)의 마모를 줄일 수 있게 된다.

상기 제1클러치볼(31)은 상기 홈(33)의 측면에 결합되는 링케이지(rign cage, 35)에 의해 이탈되지 않도록 고정된다.

제2클러치볼(32) 역시 상기 도 4를 참조하여 설명한 제1클러치볼(31)의 결합상태와 동일하게 와셔 스프링에 의해 완충작용을 하도록 결합된다.

여기서, 전술한 모든 기어들은 평기어일 수도 있고, 헬리컬기어일 수도 있다. 헬리컬기어는 평기어보다 물림률이 좋기 때문에 회전이 원활하고 조용한 특징이 있으며, 변속장치에 많이 이용된다.

이처럼 본 발명은 변속장치의 구성을 단순화하여 중량과 부피를 최소화하여 전기자동차에 적합한 변속장치를 제공할 수 있으며, 변속충격과 소음의 발생을 최소화할 수 있게 된다.

한편, 도 7에는 상기와 같은 변속장치가 적용된 인휠구동 시스템을 나타낸다.

도 7의 인휠구동 시스템에 이용되는 변속장치는 형태에 있어서는 전술한 변속장치와 약간 다를 수 있다. 특히, 도 7의 인휠구동 시스템에 이용된 변속장치에서 기어는 모두 헬리컬기어로 구성되어 있다.

먼저, 구동모터(1)는 변속장치의 구동축(10)과 직결된다. 즉, 구동모터(1)의 모터샤프트는 상기 구동축(10)과 직결된다. 그리고, 상기 변속장치의 링기어(90)는 차량휠(4)과 연결된다. 그래서, 상기 링기어(90)는 차량휠(4)과 함께 회전하게 된다. 상기 차량휠(4)의 외주에는 타이어(3)가 결합된다.

상기 링기어(90)는 상기 차량휠(4)의 휠디스크에 볼트로 체결되어 연결될 수 있다.

상기 구동모터(1)의 회전토크는 상기 구동축(10)을 통해 변속장치에 전달된 후 상기 링기어(90)를 통해 차량휠(4)로 전달되게 된다.

여기서, 상기 구동모터(1)는 도 7에 보이는 바와 같이, 상기 차량휠(4)의 내측공간 바깥에 위치될 수 있다. 상기 변속장치는 상기 차량휠(4)의 내측공간에 2/3 이상이 위치되고 일부가 차폭방향 안쪽으로 돌출되어 상기 차량휠(4) 내측공간 바깥에 위치될 수 있다. 한편, 상기 변속장치는 도 7의 경우와는 달리 상기 차량휠(4) 내측공간에 전부 수용되도록 만들어질 수도 있다.

상기 구동모터(1) 및 변속장치는 차량 바퀴에 컴팩트하게 설치될 수 있으며, 따라서, 컴팩트한 인휠구동 시스템을 달성할 수 있다.

본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.

1:구동모터 2:모터샤프트
3:타이어 4:차량휠
10:중공구동축 11:스플라인
12:개방부 20:푸시로드
21:스포크 30:클러치디스크
31:제1클러치볼 32:제2클러치볼
33:홈 34:와셔 스프링
40:제1입력기어 50:제2입력기어
60:제1컴파운드기어 61:제3기어
62:제4기어 70:제5기어
71:축결합부 72:기어
73:중공부 74:단부
80:제2컴파운드기어 81:회전축 일단부
82:제6기어 83:제7기어
84:회전축 타단부 90:링기어
91:기어 92:외주면
100:스테핑모터

Claims (10)

1. 동력원으로부터 회전토크를 전달받아 회전하는 구동축;
   상기 구동축으로부터 회전력을 전달받도록 연결된 클러치디스크;
   상기 클러치디스크의 회전축 방향 일측에 배치되는 제1입력기어;
   상기 클러치디스크의 회전축 방향 타측에 배치되는 제2입력기어;
   상기 제2입력기어를 관통하여 상기 클러치디스크와 연결되며, 상기 클러치디스크를 축방향으로 이동시켜 선택적으로 상기 제1입력기어 또는 제2입력기어와 연결시키고, 상기 클러치디스크와 회전불구속 연결관계로 연결되는 푸시로드; 및
   상기 푸시로드와 연결되어 상기 푸시로드를 상기 축방향으로 이동시키는 모터;
   를 포함하여 구성되는 변속장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 구동축은 상기 클러치디스크의 중앙으로 삽입되어 치합되고, 상기 클러치디스크는 상기 구동축을 따라 슬라이딩 가능하도록 연결된 것을 특징으로 하는 변속장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 구동축은 상기 제1입력기어를 관통하여 상기 클러치디스크와 연결된 것을 특징으로 하는 변속장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 푸시로드는 상기 구동축의 중공부분으로 삽입되어 상기 클러치디스크와 연결된 것을 특징으로 하는 변속장치.
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1입력기어, 제2입력기어, 구동축, 및 클러치디스크는 모두 동축으로 배치되는 것을 특징으로 하는 변속장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1입력기어를 둘러싸면 치합되는 다수의 제3기어; 및
   상기 각각의 제3기어와 일체로 회전하도록 연결되며 상기 제2입력기어를 둘러싸며 치합되되, 상기 각각의 제3기어와는 다른 기어잇수를 가지는 다수의 제4기어;
   를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 변속장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 푸시로드가 내부를 관통하여 지나가도록 중공으로 형상되고, 상기 제2입력기어와 축결합되며, 외주에 기어가 형성된 제5기어를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 변속장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 제5기어를 둘러싸며 치합되는 다수의 제6기어; 및
   상기 각각의 제6기어와 일체로 회전하도록 연결되며, 상기 각각의 제6기어와는 다른 기어잇수를 가지는 다수의 제7기어;
   를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 변속장치.
9. 제8항에 있어서,
   상기 다수의 제7기어가 내주로 치합되며 연결되는 링기어를 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 변속장치.
10. 제1항 내지 제9항 중 어느 하나의 항에 의한 변속장치;
    상기 변속장치의 구동축과 연결된 휠구동모터; 및
    상기 변속장치와 연결되어 회전동력을 전달받는 차량휠;
    을 포함하여 구성되는 차량용 인휠구동 시스템.

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