KR101374558B1 - 2단 변속기 및 이를 이용하는 전기 자동차 - Google Patents

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Abstract

제조가 용이하면서도 고출력을 생산하는 2단 변속기가 제공된다. 2단 변속기는, 외부의 구동력을 전달하는 입력축과 일체로 회동하는 단일의 입력 기어, 입력 기어의 둘레에 등 간격으로 배치되어 입력 기어와 치합하는 제 1 피니언 기어 세트, 입력축과 입력 기어의 접촉면을 기준으로 제 1 피니언 기어 세트의 후방에 위치하며, 입력 기어의 둘레에 등 간격으로 배치되어 입력 기어와 치합하는 제 2 피니언 기어 세트, 내주면에 치차열이 형성되고 제 1 피니언 기어 세트와 치합하는 제 1 내접 기어, 내주면에 치차열이 형성되고 제 2 피니언 기어 세트와 치합하는 제 2 내접 기어, 제 1 피니언 기어 세트 및 제 2 피니언 기어 세트와 캐리어 핀으로 연결되어 회전가능한 일체형 캐리어, 제 1 내접 기어를 구속하는 제 1 다판 브레이크 및 제 2 내접 기어를 구속하는 제 2 다판 브레이크를 포함한다.

Description

2단 변속기 및 이를 이용하는 전기 자동차{2-speed transmission and electric vehicle using the same}
본 발명은 단일의 선기어가 적용된 심프슨 타입의 유성 기어 세트를 이용하는 2단 변속기 및 이를 이용하여 변속을 하는 전기 자동차에 관한 것이다.
변속기는 동력발생장치인 엔진이나 모터로부터 발생되는 회전력을 제공받아 적절한 변속비로 변환하여 피동측에 전달하도록 하는 역할을 하는 것으로서, 그 변속 방식에는 다수의 기어가 서로 다른 기어비로 맞물리도록 하는 기어식 변속방법, 벨트나 체인을 이용한 변속방법 및 원추 마찰차와 같은 경사 회전체를 사용한 연속식 변속방법 등 다양한 형태가 사용되고 있다.
이러한 변속기 중 보다 큰 회전토크를 전달할 수 있고 변속되는 변속비가 가장 정확하게 이루어지도록 할 수 있는 것으로는 다수의 기어가 사용되는 기어식 변속방법을 들 수 있으며, 자동차 등 여러 산업용 기계에 널리 사용되고 있으며, 최근에는 전기 자동차에도 적용되고 있다.
특히, 기어식 변속방법 중에는 작은 부피를 차지하면서도 다양한 변속비를 구현할 수 있는 것으로서 유성 기어식 변속장치가 있으며, 전술한 바와 같은 유성 기어식 변속장치로서 자동차의 자동변속기에 많이 응용되고 있는 것으로는 라비뇨식 기어장치(ravigneaux gear system)와 심프슨 기어장치(simpson gear system)가 있다.
여기서, 심프슨 기어장치는 선기어를 한 개만 사용하고 2세트의 유성기어장치를 연이어 접속시킨 형태이며, 상기 라비뇨식 기어장치는 전, 후의 크고 작은 선기어와, 상기 두 선기어에 각각 치합되는 길고 짧은 피니언과, 상기 피니언의 회전축을 제공하며 출력축과 직결되는 캐리어와, 상기 피니언의 외측에 치합되도록 설치되는 링기어 등으로 구성된다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 제조가 용이하며 고출력을 제공하는 2단 변속기 및 이를 이용하는 전기 자동차를 제공하고자 하는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해 될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 변속기는, 외부의 구동력을 전달하는 입력축과 일체로 회동하는 단일의 입력 기어, 상기 입력 기어의 둘레에 등 간격으로 배치되어 상기 입력 기어와 치합하는 제 1 피니언 기어 세트, 상기 입력축과 상기 입력 기어의 접촉면을 기준으로 상기 제 1 피니언 기어 세트의 후방에 위치하며, 상기 입력 기어의 둘레에 등 간격으로 배치되어 상기 입력 기어와 치합하는 제 2 피니언 기어 세트, 내주면에 치차열이 형성되고 상기 제 1 피니언 기어 세트와 치합하는 제 1 내접 기어, 내주면에 치차열이 형성되고 상기 제 2 피니언 기어 세트와 치합하는 제 2 내접 기어, 상기 제 1 피니언 기어 세트 및 상기 제 2 피니언 기어 세트와 캐리어 핀으로 연결되어 회전가능한 일체형 캐리어, 상기 제 1 내접 기어를 구속하는 제 1 다판 브레이크 및 상기 제 2 내접 기어를 구속하는 제 2 다판 브레이크를 포함한다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제조가 용이하면서도 고출력을 제공하는 2단 변속기 및 이를 이용하는 전기 자동차를 제공할 수 있다.
본 발명의 효과는 이상에서 예시된 것에 제한되지 않으며, 더욱 다양하고 구체적인 본 발명의 효과들이 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 변속기의 사시도이다.
도 2는 도 1은 A-A'의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 변속기의 분해 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 제 1 내접 기어의 사시도, 측면도 및 단면도이다.
도 7 내지 도 9는 제 2 내접 기어의 사시도, 측면도 및 단면도이다.
도 10은 제 1 및 제 2 다판 브레이크의 분해 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 게시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 게시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 변속기의 사시도이다. 도 2는 도 1은 A-A'의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 변속기의 분해 사시도이다. 도 4 내지 도 6은 제 1 내접 기어의 사시도, 측면도 및 단면도이다. 도 5 내지 도 9는 제 2 내접 기어의 사시도, 측면도 및 단면도이다. 도 10은 제 1 및 제 2 다판 브레이크의 분해 사시도이다.
도 1 내지 도 10을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 변속기(100)는 입력 기어(200), 피니언 기어 세트(300, 500), 내접 기어(350, 550), 캐리어(700) 및 다판 브레이크(400, 600)를 포함한다.
입력 기어(200)는 외부의 구동력을 2단 변속기(100) 내부로 전달하여 후술할 피니언 기어(300, 500)를 구동하는 역할을 할 수 있다. 좀 더 자세히는, 입력 기어(200)는 입력축(미도시)과 연결될 수 있으며, 산업 장치 내 설치된 모터와 같은 외부 구동원의 구동력은 이 입력축을 통해 입력 기어(200)로 전달될 수 있다. 외부의 구동력이 입력축을 통해 입력 기어(200)로 전달됨에 따라 입력 기어(200)는 입력축과 일체로 회동할 수 있다.
입력 기어(200)의 일단은 입력축과 연결될 수 있으며, 타단은 후술할 캐리어(700) 내부에 형성된 홀에 삽입될 수 있다. 게다가, 입력 기어(200)는 2단 변속기(100)의 중심축 상에 위치할 수 있고, 그 둘레에 피니언 기어(300, 500)가 위치할 수 있으므로 선기어로 불릴 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 변속기(100)는 단일의 입력 기어(200)가 피니언 기어(300, 500)를 구동하는 바, 구조가 단순하고 제작 및 보수가 용이할 수 있으며, 축방향으로 길이가 짧아 변속기의 소형화에 기여할 수 있다.
피니언 기어 세트(300, 500)는 복수의 피니언 기어를 포함할 수 있으며, 입력 기어(200)로부터 구동력을 전달 받은 후, 캐리어(700)에 출력을 제공할 수 있다.
이 피니언 기어 세트(300, 500)는 입력 기어(200)의 둘레에 위치할 수 있으며, 동시에 후술할 내접 기어(350, 550)의 내주면을 따라 위치할 수 있는 바, 입력 기어(200)와는 외치합할 수 있으며, 내접 기어(350, 550)와는 내치합할 수 있다. 여기서, 피니언 기어(300, 500)가 입력 기어(선기어)의 둘레에 위치하며 자전 및/또는 공전하므로, 피니언 기어(300, 500)는 유성 기어로 불릴 수도 있다.
이 피니언 기어 세트(300, 500)는 제 1 피니언 기어 세트(500) 및 제 2 피니언 기어 세트(300)를 포함할 수 있다. 제 1 피니언 기어 세트(500)는 서로 다른 세 개의 피니언 기어를 포함할 수 있으며, 이 세 개의 피니언 기어는 입력 기어(200)의 둘레에 등간격으로 배치될 수 있으며, 입력 기어(200)와는 외치합할 수 있고, 내접 기어(550)와는 내치합할 수 있다. 여기서, 제 1 피니언 기어 세트(500)를 구성하는 피니언 기어의 개수는 제한이 없다.
제 1 피니언 기어 세트(500)를 구성하는 피니언 기어들은 캐리어(700)에 형성된 피니언 자리에 위치하며, 캐리어 핀(750)에 의해 캐리어(700)와 연결될 수 있으며, 이 캐리어 핀(750)이 회전축이 되어 피니언(500)이 회전하게 됨에 따라 캐리어(700)도 회전이 가능할 수 있다.
제 2 피니언 기어 세트(300)는 서로 다른 네 개의 피니언 기어를 포함할 수 있으며, 입력축과 입력 기어(200)의 접촉면(C)을 기준으로 제 1 피니언 기어 세트(500)의 후방에 위치할 수 있다. 또한, 제 1 피니언 기어(500)와 마찬가지로 입력 기어(200)의 둘레에 피니언 기어(300)들이 등간격으로 배치될 수 있으며, 입력 기어(200)와는 외치합할 수 있고, 내접 기어(350)와는 내치합할 수 있다. 여기서, 제 2 피니언 기어 세트(300)를 구성하는 피니언 기어의 개수는 제한이 없다.
제 2 피니언 기어 세트(300)를 구성하는 피니언 기어들은 캐리어(700)에 형성된 피니언 자리에 위치하며, 캐리어 핀(750)에 의해 캐리어(700)와 연결될 수 있으며, 이 캐리어 핀(750)이 회전축이 되어 피니언(300)이 회전하게 됨에 따라 캐리어(700)도 회전이 가능할 수 있다.
전술한 제 1 피니언 기어(500)는 제 2 피니언 기어(300)보다 대경일 수 있으므로 제 1 피니언 기어 세트(500)에서 더 큰 감속비를 얻을 수 있다. 따라서, 제 1 피니언 기어 세트(500)는 1단 변속(또는 감속)과 관련되고, 제 2 피니언 기어 세트(300)는 2단 변속(또는 감속)과 관련될 수 있으며 자세한 내용은 후술한다.
내접 기어(350, 550)는 후술할 다판 브레이크(400, 600)에 의해 구속되어 캐리어(700)가 출력 요소가 되도록 할 수 있다. 내접 기어(350, 550)는 내주면을 따라 치차열(373, 573)이 형성될 수 있으며, 중공이 형성된 원통 형상을 지니고 있어 링 기어로도 불릴 수 있다. 또한, 내접 기어(350, 550)의 외부 표면에는 치열(393, 593)이 형성되어 있어 다판 브레이크(400, 600)의 마찰 디스크(470, 670)와 치합될 수 있다.
이 내접 기어는 제 1 내접 기어(550) 및 제 2 내접 기어(350)를 포함할 수 있다. 제 1 내접 기어(550)는 내주면을 따라 형성된 치차열(573)을 통해 제 1 피니언 기어 세트(500)와 내치합될 수 있으며, 제 1 다판 브레이크(600)에 의해 구속되어 고정될 수 있다. 제 1 내접 기어(550)가 제 1 다판 브레이크(600)에 의해 구속되어 고정될 경우 제 1 피니언 기어 세트(500)에 의해 캐리어 핀(750)으로 제 1 피니언 기어 세트(500)와 연결된 캐리어(700)는 회전하여 출력 요소가 될 수 있다. 이 과정에서 제 2 피니언 기어 세트(300)와 제 2 내접 기어(350)는 공회전을 할 수 있다.
또한, 제 1 내접 기어(550)는 제 1 피니언 기어(500)와 치합하는 내접 부분(570) 및 다판 브레이크(600)의 마찰 디스크(670)와 치합하는 외접 부분(590)을 포함할 수 있다. 이러한 내접 부분(570)과 외접 부분(590)은 스냅 링(580)으로 고정한 후 용접 등을 통해 접합할 수 있으나 접합 방법에는 제한이 없다.
도시된 바와 같이, 내접 부분(570)과 외접 부분(590)을 접합하며 외접 부분(590)의 직경(D2)을 내접 부분(570)의 직경(D1)보다 작게 축방향(내부)으로 들어가도록 형성하는 이유는 다판 브레이크(600) 제조의 효율성을 높이기 위함이다.
좀 더 자세히는, 제 1 피니언 기어(500)가 제 2 피니언 기어(300)보다 대경일 수 있으므로, 내접 기어 역시 제 1 내접 기어(550)가 제 2 내접 기어(350)보다 클 수 있다. 그 결과, 제 1 내접 기어(550)와 제 2 내접 기어(350)에 각각 치합하는 제 1 다판 브레이크(600)와 제 2 다판 브레이크(400)의 크기를 서로 다르게 제조하는 과정에서 일어날 수 있는 제조 원가 상승 및 제조상의 효율성 저하가 일어날 수 있다.
이러한 점을 고려하여 제 1 내접 기어(550)의 외접 부분(590)과 제 2 내접 기어(350)의 외접 부분(390)의 직경을 일치(D2=D4)시켜 동일한 크기의 다판 브레이크(400, 600)를 사용할 수 있다. 그 결과, 다판 브레이크(400, 600) 제조 비용을 절감할 수 있으며, 제조상의 효율을 높일 수 있다.
다음으로, 제 2 내접 기어(350)는 내주면을 따라 형성된 치차열(373)을 통해 제 2 피니언 기어 세트(300)와 내치합될 수 있으며, 제 2 다판 브레이크(400)에 의해 구속되어 고정될 수 있다. 제 2 내접 기어(350)가 제 2 다판 브레이크(400)에 의해 구속되어 고정될 경우 제 2 피니언 기어 세트(300)에 의해 캐리어 핀(750)으로 제 2 피니언 기어 세트(300)와 연결된 캐리어(700)는 회전하여 출력 요소가 될 수 있다. 이 과정에서 제 1 피니언 기어 세트(500)와 제 1 내접 기어(550)는 공회전을 할 수 있다.
또한, 제 2 내접 기어(350)는 제 2 피니언 기어(300)와 치합하는 내접 부분(370) 및 다판 브레이크(400)의 마찰 디스크(470)와 치합하는 외접 부분(390)을 포함할 수 있다. 이러한 내접 부분(370)과 외접 부분(390)은 일체형으로 형성될 수 있다.
도시된 바와 같이, 내접 부분(370)과 외접 부분(390)이 일체형을 이루면서 외접 부분(390)의 직경(D4)을 내접 부분(370)의 직경(D3)보다 크게 형성하는 이유는 전술한 바와 같이 다판 브레이크 제조의 효율성을 높이기 위함이다.
좀 더 자세히는, 제 1 피니언 기어(500)가 제 2 피니언 기어(300)보다 대경일 수 있으므로, 내접 기어 역시 제 1 내접 기어(550)가 제 2 내접 기어(350)보다 클 수 있다. 그 결과, 제 1 내접 기어(550)와 제 2 내접 기어(350)에 각각 치합하는 제 1 다판 브레이크(600)와 제 2 다판 브레이크(400)의 크기를 서로 다르게 제조하는 과정에서 일어날 수 있는 제조 원가 상승 및 제조상의 효율성 저하가 일어날 수 있다.
이러한 점을 고려하여 제 2 내접 기어(350)의 외접 부분(390)을 크게 형성하여 제 1 내접 기어(550)의 외접 부분(590)과 제 2 내접 기어(350)의 외접 부분(390)의 직경(D2=D4)을 일치시켜 동일한 크기의 다판 브레이크를 사용할 수 있다. 그 결과, 다판 브레이크 제조 비용을 절감할 수 있으며, 제조상의 효율을 높일 수 있다.
캐리어(700)는 내접 기어(350, 550)가 구속될 경우 출력 요소로서 작용할 수 있다. 이렇게 캐리어(700)가 출력 요소로 작용할 수 있는 이유는 캐리어 핀(750)을 통해 캐리어(700)와 제 1 및 제 2 피니언 기어 세트(300, 500)가 연결되어 있어, 피니언 기어(300, 500)의 회전으로 인해 캐리어(700)가 회전 가능하기 때문이다.
이러한 캐리어(700)는 중심부에 중심축인 캐리어 샤프트가 형성되며, 캐리어 샤프트 둘레에 2단으로 피니언 기어가 위치하는 피니언 자리가 형성되어 있을 수 있다. 입력축과 입력 기어(200)의 접촉면을 기준으로 하단 피니언 자리에는 제 2 피니언 기어 세트(300)가 위치할 수 있으며, 상단 피니언 자리에는 제 1 피니언 기어 세트(500)가 위치할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 2단 변속기(100)의 경우는 복수의 캐리어 대신에 일체형의 단일 캐리어(700)가 이용될 수 있으며, 일체형 캐리어(700)를 사용함으로써 구조가 단순해져 제조 및 수리가 용이할 수 있고 변속기를 소형화 할 수 있다.
다판 브레이크(400, 600)는 내접 기어(350, 550)를 구속하여 캐리어(700)가 출력 요소로서 작용하게 할 수 있다. 이러한 다판 브레이크(400, 600)는 마찰 디스크(470, 670) 및 플레이트(430, 630)를 포함하며, 마찰 디스크(470, 670)와 플레이트(430, 630)가 교대로 위치하고 있어, 플레이트(430, 630) 사이에 마찰 디스크(470, 670)가 개재된 형상을 취할 수 있다.
마찰 디스크(470, 670)는 원형의 띠 형상의 철재 플레이트일 수 있으며, 원형의 띠 내부인 내주에는 치열(490, 690)이 형성되어 있을 수 있으며, 표면에는 마찰재가 부착되어 있을 수 있다. 내주에 형성된 치열(490, 690)은 내접 기어(350, 550)의 외접 부분에 형성된 치열(393, 593)과 치합할 수 있다.
플레이트(430, 630)는 원형의 띠 형상의 철재 플레이트일 수 있으며, 원형의 띠의 외부인 외주에는 스플라인(450, 650)이 형성되어 플레이트(430, 630)가 케이스의 홈에 끼워진 후에도 축방향으로 소정 거리만큼 이동이 가능할 수 있다.
한편, 다판 브레이크(400, 600)는 제 1 내접 기어(550)를 구속하는 제 1 다판 브레이크(600) 및 제 2 내접 기어(350)를 구속하는 제 2 다판 브레이크(400)를 포함할 수 있다.
또한, 다판 브레이크(400, 600)가 내접 기어(350, 550)를 구속하기 위해 요구되는 구성 요소로는 피스톤(800, 850), 리턴 스프링(900, 950) 및 오일 밸브(1000, 1100)가 있을 수 있다. 오일 밸브(1000, 1100)를 통해 유체가 2단 변속기(100) 내부로 유입되면, 유입된 유체로 인해 유압이 발생하고, 이 유압은 피스톤(800, 850)을 축방향으로 밀 수 있다. 이동한 피스톤(800, 850)은 플레이트(430, 630)를 축방향으로 이동시키게 되고, 그 결과 플레이트(430, 630)는 마찰 디스크(470, 670)를 압착하여 마찰 디스크(470, 670)와 치합되어 있는 내접 기어(350, 550)를 구속할 수 있다.
반면에, 2단 변속기(100)에 유입되었던 유체가 제거되면 마찰 디스크(470, 670)와 플레이트(430, 630)는 이격되고 리턴 스프링(900, 950)에 의해 플레이트(430, 630)는 원위치로 이동된 결과, 내접 기어(350, 550)는 회전이 가능할 수 있다.
여기서, 피스톤은 제 1 내접 기어(550)를 구속하는 데 사용되는 제 1 피스톤(850) 및 제 2 내접 기어(350)를 구속하는 데 사용되는 제 2 피스톤(800)을 포함할 수 있으며, 마찬가지로, 리턴 스프링도 제 1 리턴 스프링(950) 및 제 2 리턴 스프링(900)을 포함할 수 있으며, 오일 밸브도 역시 제 1 오일 밸브(1000) 및 제 2 오일 밸브(1100)를 포함할 수 있다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 변속기(100)가 변속되는 과정을 살펴본다.
전술한 바와 같이, 제 1 피니언 기어 세트(500)는 저속, 기동 및 후진에 적용되는 1단 변속(또는 감속)과 관련되며, 제 2 피니언 기어 세트(300)는 고속에 적용되는 2단 변속(또는 감속)과 관련될 수 있다. 여기서, 1단 변속시의 감속비는 7.5:1일 수 있으며, 2단 변속시의 감속비는 4.0:1일 수 있으나, 이러한 감속비에 제한되는 것은 아니다.
우선, 1단 변속을 살펴 보면, 제 1 오일 밸브(1000)로 유체가 유입되면 유입된 유체에 의해 제 1 피스톤(850)이 이동을 하고, 그 결과 플레이트(630)는 축방향으로 이동을 하면서 마찰 디스크(670)를 압착할 수 있다. 상기와 같이 마찰 디스크(670)가 압착됨에 따라 마찰 디스크(670)와 치합된 제 1 내접 기어(550)는 구동을 멈추고 제 1 다판 브레이크(600)에 의해 구속될 수 있다. 반면에, 제 2 피니언 기어 세트(300)와 제 2 내접 기어(350)는 공회전을 할 수 있다.
이렇게 제 1 내접 기어(550)는 구동을 멈추는 데 반해서 제 1 피니언 기어 세트(500)는 입력 기어(200)에 의해 구동을 유지할 수 있다. 그 결과 제 1 피니언 기어 세트(500)와 캐리어 핀(750)에 의해 연결된 캐리어(700)는 구동을 하게 되어 출력 요소로서 작용 할 수 있다.
다음으로, 2단 변속을 살펴 보면, 제 1 오일 밸브(1000)로 유입된 유체가 제거되고, 제 2 오일 밸브(1100)로 유체가 유입되면 유입된 유체에 의해 제 2 피스톤(800)이 이동을 하고, 그 결과 플레이트(430)는 축방향으로 이동을 하면서 마찰 디스크(470)를 압착할 수 있다. 상기와 같이 마찰 디스크(470)가 압착됨에 따라 마찰 디스크(470)와 치합된 제 2 내접 기어(350)는 구동을 멈추고 제 2 다판 브레이크(400)에 의해 구속될 수 있다. 반면에, 제 1 피니언 기어 세트(500)와 제 1 내접 기어(550)는 공회전을 할 수 있다.
이렇게 제 2 내접 기어(350)는 구동을 멈추는 데 반해서 제 2 피니언 기어 세트(300)는 입력 기어(200)에 의해 구동을 유지할 수 있다. 그 결과 제 2 피니언 기어 세트(300)와 캐리어 핀(750)에 의해 연결된 캐리어(700)는 구동을 하게 되어 출력 요소로서 작용 할 수 있다.
추가적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 변속기(100)는 전기 자동차(미도시)에 사용되어 변속 및 감속 역할을 수행할 수 있다. 이 2단 변속기(100)를 사용함으로 인해서, 전술한 바와 같이 1단 변속에 따른 감속비는 7.5:1를 얻을 수 있으며, 2단 변속에 따른 감속비는 4.0:1을 얻을 수 있다. 따라서, 고감속비를 얻을 수 있어 고효율의 전기 자동차를 생산할 수 있다. 다만, 이러한 감속비에 한정되는 것은 아니다.
몇몇 실시예에서, 본 발명의 일 실시예에 따른 2단 변속기(100)는 3.5 ton e-마이티 급, 200마력의 전기 자동차에 적용될 수 있으나, 2단 변속기의 적용이 이러한 성능의 전기 자동차에만 한정되는 것은 아니다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100: 2단 변속기 200: 입력 기어
300: 제 2 피니언 기어 세트 350: 제 2 내접 기어
400: 제 2 다판 브레이크 500: 제 1 피니언 기어 세트
550: 제 1 내접 기어 370, 570: 내접 부분
390, 590: 외접 부분 373, 573: 내치차열
393, 593: 외치차열 580: 스냅링
600: 제 1 다판 브레이크 450, 650: 스플라인
430, 630: 플레이트 470, 670: 마찰 디스크
490, 690: 마찰 디스크의 내치차 700: 캐리어
750: 캐리어 핀 800: 제 2 피스톤
850: 제 1 피스톤 900: 제 2 리턴 스프링
950: 제 1 리턴 스프링 1000: 제 1 오일 밸브
1100: 제 2 오일 밸브

Claims (10)

  1. 외부의 구동력을 전달하는 입력축과 일체로 회동하는 단일의 입력 기어;
    상기 입력 기어의 둘레에 등 간격으로 배치되어 상기 입력 기어와 치합하는 제 1 피니언 기어 세트;
    상기 입력축과 상기 입력 기어의 접촉면을 기준으로 상기 제 1 피니언 기어 세트의 후방에 위치하며, 상기 입력 기어의 둘레에 등 간격으로 배치되어 상기 입력 기어와 치합하는 제 2 피니언 기어 세트;
    내주면에 치차열이 형성되고 상기 제 1 피니언 기어 세트와 치합하는 제 1 내접 기어;
    내주면에 치차열이 형성되고 상기 제 2 피니언 기어 세트와 치합하는 제 2 내접 기어;
    상기 제 1 피니언 기어 세트 및 상기 제 2 피니언 기어 세트와 캐리어 핀으로 연결되어 회전가능한 일체형 캐리어;
    상기 제 1 내접 기어를 구속하는 제 1 다판 브레이크; 및
    상기 제 2 내접 기어를 구속하는 제 2 다판 브레이크를 포함하고,
    상기 제 1 내접 기어는 상기 제 1 피니언 기어 세트와 치합하는 내접 부분 및 상기 제 1 다판 브레이크와 치합하는 외접 부분을 포함하며, 상기 내접 부분과 상기 외접 부분은 스냅 링으로 고정된 2단 변속기.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 외접 부분의 직경은 상기 내접 부분의 직경보다 작은 2단 변속기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 내접 기어는 상기 제 2 피니언 기어 세트와 치합하는 내접 부분 및 상기 제 2 다판 브레이크와 치합하는 외접 부분을 포함하며, 상기 제 2 내접 기어의 내접 부분과 상기 제 2 내접 기어의 외접 부분이 일체형으로 형성된 2단 변속기.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제 2 내접 기어의 외접 부분에 대한 직경은 상기 제 2 내접 기어의 내접 부분에 대한 직경보다 큰 2단 변속기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제 2 내접 기어는 상기 제 2 피니언 기어 세트와 치합하는 내접 부분 및 상기 제 2 다판 브레이크와 치합하는 외접 부분을 포함하며,
    상기 제 1 내접 기어의 외접 부분과 상기 제 2 내접 기어의 외접부분의 직경은 동일한 2단 변속기.
  7. 제 1항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 제 1 다판 브레이크 및 상기 제 2 다판 브레이크는 마찰 디스크 및 플레이트를 포함하며, 상기 제 1 다판 브레이크의 마찰 디스크와 상기 제 2 다판 브레이크의 마찰 디스크는 동일 규격인 2단 변속기.
  8. 2단 변속기를 이용하여 변속 및 감속을 하는 전기 자동차로서,
    상기 2단 변속기는
    상기 전기 자동차 내에 설치된 모터의 구동력을 전달하는 입력축과 일체로 회동하는 단일의 입력 기어;
    상기 입력 기어의 둘레에 등 간격으로 배치되어 상기 입력 기어와 치합하는 제 1 피니언 기어 세트;
    상기 입력축과 입력 기어의 접촉면을 기준으로 상기 제 1 피니언 기어 세트의 후방에 위치하며, 상기 입력 기어의 둘레에 등 간격으로 배치되어 상기 입력 기어와 치합하는 제 2 피니언 기어 세트;
    내주면에 치차열이 형성되고 상기 제 1 피니언 기어 세트와 치합하는 제 1 내접 기어;
    내주면에 치차열이 형성되고 상기 제 2 피니언 기어 세트와 치합하는 제 2 내접 기어;
    상기 제 1 피니언 기어 세트 및 상기 제 2 피니언 기어 세트와 캐리어핀으로 연결되어 회전가능한 단일의 캐리어;
    상기 제 1 내접 기어를 구속하는 제 1 다판 브레이크; 및
    상기 제 2 내접 기어를 구속하는 제 2 다판 브레이크를 포함하고,
    상기 제 1 내접 기어는 상기 제 1 피니언 기어 세트와 치합하는 내접 부분 및 상기 제 1 다판 브레이크와 치합하는 외접 부분을 포함하며, 상기 내접 부분과 상기 외접 부분은 스냅 링으로 고정되는 전기 자동차.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제 2 내접 기어는 상기 제 2 피니언 기어 세트와 치합하는 내접 부분 및 상기 제 2 다판 브레이크와 치합하는 외접 부분을 포함하며,
    상기 제 1 내접 기어의 외접 부분과 상기 제 2 내접 기어의 외접부분의 직경은 동일한 전기 자동차.
  10. 제 9항에 있어서,
    상기 제 1 다판 브레이크 및 상기 제 2 다판 브레이크는 마찰 디스크 및 플레이트를 포함하며, 상기 제 1 다판 브레이크의 마찰 디스크와 상기 제 2 다판 브레이크의 마찰 디스크는 동일 규격인 전기 자동차.
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