KR101646120B1

KR101646120B1 - 모터 커플링 장치

Info

Publication number: KR101646120B1
Application number: KR1020140172126A
Authority: KR
Inventors: 유상모; 김명규; 양홍석; 이정우
Original assignee: 현대자동차 주식회사
Priority date: 2014-12-03
Filing date: 2014-12-03
Publication date: 2016-08-05
Also published as: JP6605231B2; JP2016109290A; KR20160066840A; CN105673812B; DE102015214426A1; US9989144B2; CN105673812A; US20180163851A9; US20160377171A1

Abstract

모터 커플링 장치가 개시된다. 개시된 모터 커플링 장치는 하이브리드 차량의 구동계와 모터를 연결하며, 모터의 구동력을 구동계로 전달하는 것으로서, ⅰ)모터의 회전축과 연결되며, 구동계의 커넥팅 플레이트와 상호 치 결합하는 커플링 플레이트와, ⅱ)커플링 플레이트의 한 쪽 면에 설치되고, 커넥팅 플레이트에 간섭되며, 모터 역 토크 발생 시 백래시를 보상하는 제1 백래시 보상유닛을 포함할 수 있다.

Description

모터 커플링 장치 {MOTOR COUPLING DEVICE}

본 발명의 실시예는 친환경 자동차에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하이브리드 차량의 구동계와 모터를 연결하며, 모터의 구동력을 구동계로 전달하는 모터 커플링 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 친환경 자동차로 불리는 하이브리드 차량 또는 전기 자동차는 전기 에너지로 회전력을 얻는 전기 모터(이하에서는 "구동모터" 라고 한다)에 의해 구동력을 발생시킬 수 있다.

예를 들면, 하이브리드 차량은 구동 모터의 동력만을 이용하는 순수 전기 자동차 모드인 EV(Electric Vehicle)모드로 주행하거나 엔진과 구동 모터의 회전력을 모두 동력으로 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle)모드로 주행한다. 그리고 일반적인 전기 자동차는 구동 모터의 회전력을 동력으로 이용하여 주행한다.

이와 같은 하이브리드 차량의 동력원으로 이용되는 구동모터는 차량의 구동계, 예를 들면 더블 클러치 변속기(DCT: Double Clutch Transmission)와 연결될 수 있다.

여기서, 구동모터는 커플링을 통해 구동계와 연결되는데, 커플링은 구동모터의 회전축과 연결되고, 구동계의 커넥팅 플레이트와 기어 형상의 치 결합에 의해 연결되며, 구동모터의 구동력을 구동계로 전달할 수 있다.

그런데, 종래 기술에서는 구동모터의 구동력을 커플링을 통해 구동계로 전달하는 중 구동모터의 회전 각 가속도 변동 등이 발생할 때(예를 들면 회생 제동 시), 구동모터와 구동계 간의 관성(inertia) 차이에 의해 비 선형적인 거동이 발생하게 되고, 구동토크의 방향 전환 시 백래시(backlash)에 의해 충격 혹은 이상 소음이나 진동이 발생할 수 있다.

이러한 문제를 해결하기 위해 당 업계에서는 백래시 발생 부근에서 토크 변화율을 감소시키는 등의 제어를 적용하거나 추가적인 댐핑 요소를 적용하고 있으나, 기본적으로 커플링 등과 같이 구동모터와 구동계를 연결하는 요소의 기구적 적합 설계를 통해 백래시에 의한 문제를 해결하는데 주력하고 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 하이브리드 차량의 구동계와 구동모터를 연결하며, 구동토크의 방향 전환 시 발생하는 백래시를 간단한 구성으로 보상할 수 있도록 한 모터 커플링 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치는, 하이브리드 차량의 구동계와 모터를 연결하며, 상기 모터의 구동력을 구동계로 전달하는 것으로서, ⅰ)상기 모터의 회전축과 연결되며, 상기 구동계의 커넥팅 플레이트와 상호 치 결합하는 커플링 플레이트와, ⅱ)상기 커플링 플레이트의 한 쪽 면에 설치되고, 상기 커넥팅 플레이트에 간섭되며, 모터 역 토크 발생 시 백래시를 보상하는 제1 백래시 보상유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 상기 제1 백래시 보상유닛은 상기 커플링 플레이트의 한 쪽 면에 일정 회전각으로 회전 가능하게 설치되며 일 부분이 상기 커넥팅 플레이트에 접촉되는 제1 플레이트와, 상기 커플링 플레이트와 제1 플레이트 사이에서 일측 단부가 상기 커플링 플레이트에 지지되고 다른 일측 단부가 상기 제1 플레이트에 지지되는 적어도 하나의 제1 스프링을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 상기 커플링 플레이트의 한 쪽 면과 이에 대향하는 상기 제1 플레이트의 대향면에는 상기 제1 스프링을 장착하기 위한 제1 장착홈이 각각 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 상기 제1 플레이트에는 상기 커넥팅 플레이트에 접촉되는 적어도 하나의 제1 접촉 돌기부가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 상기 커플링 플레이트에는 커넥팅 플레이트의 커넥팅 티스와 치합하는 커플링 티스가 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 상기 커플링 티스는 모터 정 토크 입력 시, 상기 커넥팅 티스의 한 쪽과 접촉하며, 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽과 소정의 갭을 두고 상기 커넥팅 티스에 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 모터 정 토크 입력 시, 상기 제1 접촉 돌기부는 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽에 접촉될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 모터 정 토크 구동 중 역 토크 발생 시, 상기 제1 플레이트는 일정 회전각 만큼 한 쪽 방향으로 회전될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 모터 정 토크 중 역 토크 발생 시, 상기 제1 스프링은 상기 커플링 플레이트와 제1 플레이트 사이에서 상기 제1 플레이트에 의해 압축되며, 탄성력을 상기 커넥팅 플레이트에 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 모터 정 토크 중 역 토크 발생 시, 상기 커플링 티스는 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽과 접촉하며, 상기 커넥팅 티스의 한 쪽과 소정의 갭을 두고 상기 커넥팅 티스에 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 모터 정 토크 중 역 토크 발생 시, 상기 제1 접촉 돌기부는 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽에 접촉될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치는, 하이브리드 차량의 구동계와 모터를 연결하며, 상기 모터의 구동력을 구동계로 전달하는 것으로서, ⅰ)상기 모터의 회전축과 연결되며, 상기 구동계의 커넥팅 플레이트와 상호 치 결합하는 커플링 플레이트와, ⅱ)상기 커플링 플레이트의 한 쪽 면에 설치되고, 상기 커넥팅 플레이트에 간섭되며, 모터 역 토크 발생 시 백래시를 보상하는 제1 백래시 보상유닛과, ⅲ)상기 커플링 플레이트의 다른 한 쪽 면에 설치되고, 상기 커넥팅 플레이트에 간섭되며, 모터 역 토크 구동 중 정 토크 인가 시 백래시를 보상하는 제2 백래시 보상유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 모터 정 토크 구동 중 역 토크 발생 시, 상기 제1 스프링은 상기 커플링 플레이트와 제1 플레이트 사이에서 상기 제1 플레이트에 의해 압축되며, 탄성력을 상기 커넥팅 플레이트에 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 모터 정 토크 구동 중 역 토크 발생 시, 상기 커플링 티스는 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽과 접촉하며, 상기 커넥팅 티스의 한 쪽과 소정의 갭을 두고 상기 커넥팅 티스에 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 모터 정 토크 구동 중 역 토크 발생 시, 상기 제1 접촉 돌기부는 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽에 접촉될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 상기 제2 백래시 보상유닛은 상기 커플링 플레이트의 다른 쪽 면에 일정 회전각으로 회전 가능하게 설치되며 일 부분이 상기 커넥팅 플레이트에 접촉되는 제2 플레이트와, 상기 커플링 플레이트와 제2 플레이트 사이에서 일측 단부가 상기 커플링 플레이트에 지지되고 다른 일측 단부가 상기 제2 플레이트에 지지되는 적어도 하나의 제2 스프링을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 상기 커플링 플레이트의 다른 한 쪽 면과 이에 대향하는 상기 제2 플레이트의 대향면에는 상기 제2 스프링을 장착하기 위한 제2 장착홈이 각각 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 상기 제2 플레이트에는 상기 커넥팅 플레이트에 접촉되는 적어도 하나의 제2 접촉 돌기부가 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 모터 역 토크 구동 중 정 토크 인가 시, 상기 제2 플레이트는 일정 회전각 만큼 다른 한 쪽 방향으로 회전될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 모터 역 토크 구동 중 정 토크 인가 시, 상기 제2 스프링은 상기 커플링 플레이트와 제2 플레이트 사이에서 상기 제2 플레이트에 의해 압축되며, 탄성력을 상기 커넥팅 플레이트에 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 모터 역 토크 구동 중 정 토크 인가 시, 상기 커플링 티스는 상기 커넥팅 티스의 한 쪽과 접촉하며, 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽과 소정의 갭을 두고 상기 커넥팅 티스에 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치에 있어서, 모터 역 토크 구동 중 정 토크 인가 시, 상기 제2 접촉 돌기부는 상기 커넥팅 티스의 한 쪽에 접촉될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치는, 상기 구동계로서의 더블 클러치 변속기와 상기 모터를 연결하며, 상기 모터의 구동력을 상기 더블 클러치 변속기로 전달할 수 있다.

본 발명의 실시예들은 모터 양 방향(+)(-) 백래시를 간단한 구성의 제1 및 제2 백래시 보상유닛을 통해 보상함으로써 양 방향 백래시에 의한 충격 혹은 이상 소음 및 진동을 저감시킬 수 있으며, 모터와 구동계 간에 더욱 부드러운 동력 전달이 가능해질 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치의 적용 예를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치를 도시한 전면 및 배면 사시도이다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치를 도시한 전면 및 배면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치에 적용되는 제1 백래시 보상유닛 부위를 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치에 적용되는 제2 백래시 보상유닛 부위를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치에 적용되는 제1 백래시 보상유닛의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치에 적용되는 제2 백래시 보상유닛의 작동을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치의 작용 효과를 설명하기 위한 그래프이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치의 적용 예를 개략적으로 도시한 블록 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치(100)는 전기 자동차 또는 하이브리드 차량 등과 같이 전기 에너지로서 구동력을 발생시키는 구동모터(1)를 채용한 친환경 자동차에 적용될 수 있다.

예를 들면, 상기 모터 커플링 장치(100)는 하이브리드 차량에 적용되는 바, 차량의 구동계(3)와 구동 모터(1)를 연결하는 것으로, 구동 모터(1)의 구동력을 구동계(3)로 전달하기 위한 것이다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 커플링 장치(100)는 하이브리드 차량의 구동계(3)인 더블 클러치 변속기(DCT)와 상기한 구동 모터(1)를 연결하며, 그 구동 모터(1)의 구동력을 더블 클러치 변속기로 전달할 수 있다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치(100)의 구성을 설명하는데, 하이브리드 차량의 구동계(3)인 더블 클러치 변속기와 구동 모터(1)를 연결하는 동력전달장치로서의 예를 설명하기로 한다.

그러나, 본 발명의 보호범위가 하이브리드 차량의 구동계(3)와 구동 모터(1)를 연결하는 모터 커플링 장치에 반드시 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 다양한 종류 및 용도의 구동계와 구동 모터를 연결하는 모터 커플링 시스템이라면 본 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수도 있다.

이와 같은 모터 커플링 장치(100)는 구동 모터(1)의 회전축과 연결되며, 구동계(3)의 커넥팅 플레이트(5: 이하 도 4 참조)와 기어 형상의 치 결합에 의해 연결될 수 있다. 여기서 상기 커넥팅 플레이트(5)에는 모터 커플링 장치(100)와 치합될 수 있는 커넥팅 티스(7: 이하 도 4 참조)를 형성하고 있다.

이하에서 설명될 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치(100)는 하이브리드 차량의 구동계(3)와 구동 모터(1)를 연결하며, 구동토크의 방향 전환 시 발생하는 백래시(backlash)를 간단한 구성으로 보상할 수 있는 구조로 이루어진다.

즉, 본 발명의 실시예에서는 모터 양 방향(정방향 및 역방향) 백래시를 보상하여 백래시에 의한 충격 혹은 이상 소음 및 진동을 저감시킬 수 있는 모터 커플링 장치(100)를 제공한다.

더 나아가, 본 발명의 실시예에서는 모터 정(+) 토크 구동 중 역(-) 토크 발생 시(예를 들면, 회생 제동 시)의 백래시를 보상할 수 있으며, 역(-) 토크 구동 중 정(+) 토크 인가 시(예를 들면, 차량 가속)의 백래시를 보상할 수 있는 모터 커플링 장치(100)를 제공할 수 있다.

도 2a 및 도 2b는 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치를 도시한 전면 및 배면 사시도이고, 도 3a 및 도 3b는 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치를 도시한 전면 및 배면 구성도이다.

도 2a 내지 도 3b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치(100)는 기본적으로 커플링 플레이트(10), 제1 백래시 보상유닛(30) 및 제2 백래시 보상유닛(60)을 포함하고 있다.

상기에서 커플링 플레이트(10)는 구동 모터(1)(이하에서는 편의 상 "모터" 라고 한다)의 회전축과 연결된다. 상기 커플링 플레이트(10)는 구동계(3)의 커넥팅 플레이트(5)와 상호 치 결합한다. 이에 상기 커플링 플레이트(10)에는 위에서 언급한 바 있는 커넥팅 플레이트(5)의 커넥팅 티스(7)와 상호 치합하는 커플링 티스(11)를 형성하고 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 제1 백래시 보상유닛(30)은 모터 정(+) 토크 구동 중 역(-) 토크 발생 시, 예를 들면 하이브리드 차량의 회생 제동 시에 발생하는 백래시(backlash)를 보상하여 그 백래시에 의한 충격을 흡수하기 위한 것이다.

여기서, 상기 커플링 플레이트(10)의 커플링 티스(11)는 모터 정(+) 토크 입력 시, 도 4에서와 같이 커넥팅 티스(7)의 한 쪽과 접촉하며, 그 커넥팅 티스(7)의 다른 한 쪽과 소정의 갭(공차)을 두고 커넥팅 티스(7)에 결합될 수 있다.

도 2a 내지 도 3b와 함께 도 4를 참조하여, 상기 제1 백래시 보상유닛(30)의 구성을 설명하면, 본 발명의 실시예에 의한 제1 백래시 보상유닛(30)은 커플링 플레이트(10)의 한 쪽 면, 즉 도 2a 및 도 3a에서와 같은 전면에 구성되며, 구동계(3)의 커넥팅 플레이트(5)에 간섭되게 설치될 수 있다. 이러한 제1 백래시 보상유닛(30)은 제1 플레이트(31)와 제1 스프링(33)을 포함한다.

상기 제1 플레이트(31)는 디스크 형태로 구비되며, 커플링 플레이트(10)의 한 쪽 면에 일정 회전각으로 회전 가능하게 설치된다. 그리고 상기 제1 플레이트(31)는 이의 일 부분이 커넥팅 플레이트(5)의 커넥팅 티스(7)에 접촉되게 구비된다. 이러한 제1 플레이트(31)의 커넥팅 플레이트(5) 접촉 구조는 뒤에서 제1 스프링(33)의 장착 구조와 함께 더욱 자세히 설명될 것이다.

상기 제1 스프링(33)은 모터 정(+) 토크 구동 중 역(-) 토크 발생 시, 백래시를 스프링 강성으로서 보상하기 위한 것으로, 커플링 플레이트(10)와 제1 플레이트(31) 사이에 설치된다.

상기한 제1 스프링(33)은 커플링 플레이트(10)와 제1 플레이트(31) 사이에 복수 개로서 일정 간격으로 이격되게 설치되는 바, 제1 스프링(33)의 일측 단부는 커플링 플레이트(10)에 지지되고, 제1 스프링(33)의 다른 일측 단부는 제1 플레이트(31)에 지지된다.

이를 위해 상기 커플링 플레이트(10)의 한 쪽 면과 이에 대향하는 제1 플레이트(31)의 대향면에는 제1 스프링(33)을 장착하기 위한 제1 장착홈(21)이 각각 형성되어 있다.

여기서, 상기 커플링 플레이트(10)에 형성된 제1 장착홈(21)은 그 커플링 플레이트(10)의 한 쪽 면에서 움푹 들어간 형태를 취하며, 제1 플레이트(31)에 형성된 제1 장착홈(21)은 커플링 플레이트(10)의 한 쪽 면에 대향하는 제1 플레이트(31)의 대향면에서 움푹 들어가며 그 커플링 플레이트(10)의 전면 방향(전방)으로 돌출된 형태를 취한다.

이 경우, 위에서 언급한 바와 같이 상기 제1 플레이트(31)의 일 부분이 커넥팅 플레이트(5)의 커넥팅 티스(7)에 접촉되게 구비되는 바, 제1 플레이트(31)에는 커넥팅 플레이트(5)에 접촉되는 적어도 하나의 제1 접촉 돌기부(35)를 일체로 형성하고 있다.

상기 제1 접촉 돌기부(35)는 복수 개로서 제1 플레이트(31)의 제1 장착홈(21)을 형성한 부분과 일체로 연결되며, 커플링 플레이트(10)의 커플링 티스(11) 사이로 연장되게 형성된다. 그리고 상기 제1 접촉 돌기부(35)는 커플링 플레이트(10)의 커플링 티스(11) 사이로 연장되며, 커넥팅 플레이트(5)의 커넥팅 티스(7)의 다른 한 쪽에 접촉된다.

한편, 본 발명의 실시예에서 상기 제2 백래시 보상유닛(60)은 모터 역(-) 토크 구동 중 정(+) 토크 인가 시, 예를 들면 차량의 가속 시에 발생하는 백래시(backlash)를 보상하여 그 백래시에 의한 충격을 흡수하기 위한 것이다.

도 2a 내지 도 3b와 함께 도 5를 참조하여, 상기 제2 백래시 보상유닛(60)의 구성을 설명하면, 본 발명의 실시예에 의한 제2 백래시 보상유닛(60)은 커플링 플레이트(10)의 다른 한 쪽 면, 즉 도 2a 및 도 3a에서와 같은 배면에 구성되며, 커넥팅 플레이트(5)에 간섭되게 설치될 수 있다. 이러한 제2 백래시 보상유닛(60)은 제2 플레이트(61)와 제2 스프링(63)을 포함한다.

상기 제2 플레이트(61)는 디스크 형태로 구비되며, 커플링 플레이트(10)의 다른 한 쪽 면에 일정 회전각으로 회전 가능하게 설치된다. 그리고 상기 제2 플레이트(61)는 이의 일 부분이 커넥팅 플레이트(5)의 커넥팅 티스(7)에 접촉되게 구비된다. 이러한 제2 플레이트(61)의 커넥팅 플레이트(5) 접촉 구조는 뒤에서 제2 스프링(63)의 장착 구조와 함께 더욱 자세히 설명될 것이다.

상기 제2 스프링(63)은 모터 역(-) 토크 구동 중 정(+) 토크 인가 시, 백래시를 스프링 강성으로서 보상하기 위한 것으로, 커플링 플레이트(10)와 제2 플레이트(61) 사이에 설치된다.

상기한 제2 스프링(63)은 커플링 플레이트(10)와 제2 플레이트(61) 사이에 복수 개로서 일정 간격으로 이격되게 설치되는 바, 제2 스프링(63)의 일측 단부는 커플링 플레이트(10)에 지지되고, 제2 스프링(63)의 다른 일측 단부는 제2 플레이트(61)에 지지된다.

이를 위해 상기 커플링 플레이트(10)의 다른 한 쪽 면과 이에 대향하는 제2 플레이트(61)의 대향면에는 제2 스프링(63)을 장착하기 위한 제2 장착홈(51)이 각각 형성되어 있다.

여기서, 상기 커플링 플레이트(10)에 형성된 제2 장착홈(51)은 그 커플링 플레이트(10)의 다른 한 쪽 면에서 움푹 들어간 형태를 취하며, 제2 플레이트(61)에 형성된 제2 장착홈(51)은 커플링 플레이트(10)의 다른 한 쪽 면에 대향하는 제2 플레이트(61)의 대향면에서 움푹 들어가며 그 커플링 플레이트(10)의 배면 방향(후방)으로 돌출된 형태를 취한다.

이 경우, 위에서 언급한 바와 같이 상기 제2 플레이트(61)의 일 부분이 커넥팅 플레이트(5)의 커넥팅 티스(7)에 접촉되게 구비되는 바, 제2 플레이트(61)에는 커넥팅 플레이트(5)에 접촉되는 적어도 하나의 제2 접촉 돌기부(65)를 일체로 형성하고 있다.

상기 제2 접촉 돌기부(65)는 복수 개로서 제2 플레이트(61)의 제2 장착홈(51)을 형성한 부분과 일체로 연결되며, 커플링 플레이트(10)의 커플링 티스(11) 사이로 연장되게 형성된다. 그리고 상기 제2 접촉 돌기부(65)는 커플링 플레이트(10)의 커플링 티스(11) 사이로 연장되며, 커넥팅 플레이트(5)의 커넥팅 티스(7)의 한 쪽에 접촉된다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치(100)의 작동을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다.

우선, 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치(100)는 하이브리드 차량의 더블 클러치 변속기와 같은 구동계(3)와 모터(1)의 회전축을 연결하며, 그 모터(1)의 구동력을 구동계(3)로 전달한다.

여기서, 상기 모터 커플링 장치(100)의 커플링 플레이트(10)는 모터(1)의 회전축과 연결된 상태로 구동계(3)의 커넥팅 플레이트(5)와 치 결합되는데, 커플링 플레이트(10)의 커플링 티스(11)는 커넥팅 플레이트(5)의 커넥팅 티스(7)와 치 결합한다.

상기와 같이 커플링 플레이트(10)를 통해 모터(1)의 구동력을 커넥팅 플레이트(5)로 전달하는 과정에서의 모터 정(+) 토크 입력 시, 커플링 플레이트(10)의 커플링 티스(11)는 도 4에서와 같이, 커넥팅 티스(7)의 한 쪽과 접촉하며, 그 커넥팅 티스(7)의 다른 한 쪽과 소정의 갭(공차)을 두고 커넥팅 티스(7)에 결합된 상태에 있다.

여기서, 제1 백래시 보상유닛(30)의 제1 플레이트(31)는 이의 제1 접촉 돌기부(35)가 커넥팅 티스(7)의 다른 한 쪽에 접촉된 상태에 있으며, 제1 백래시 보상유닛(30)의 제1 스프링(33)은 탄성력을 발휘하지 않는 상태에 있다.

그리고, 제2 백래시 보상유닛(60)의 제2 플레이트(61)는 이의 제2 접촉 돌기부(65)가 커넥팅 티스(7)의 한 쪽에 접촉된 상태에 있으며, 제2 백래시 보상유닛(60)의 제2 스프링(63)은 탄성력을 발휘하지 않는 상태에 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서 상기 제1 및 제2 백래시 보상유닛(30, 60)의 제1 및 제2 스프링(33, 63)은 8.86NM/deg의 강성을 가지고 있으며, 모터(1)의 축 비틀림 강성은 483.878NM/deg의 강성을 가지고 있다.

이와 같은 상태에서, 본 발명의 실시예에서는 예를 들어 하이브리드 차량의 회생 제동 시, 모터 정(+) 토크 구동 중 역(-) 토크가 발생함에 따라, 커플링 플레이트(10)와 커넥팅 플레이트(5) 간의 관성 차이에 의해 비 선형적인 거동이 발생하게 되고, 구동토크의 방향 전환으로 인한 백래시(backlash)가 발생하게 된다.

이 경우, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같이 제1 플레이트(31)의 제1 접촉 돌기부(35)가 커넥팅 티스(7)의 다른 한 쪽에 접촉되어 있으므로, 도 6에서와 같이 커넥팅 플레이트(5)의 관성력에 의해 제1 플레이트(31)가 일정 회전각(백래시 보상각으로 예를 들면, 0.65도)만큼 한 쪽 방향으로 회전하게 된다.

즉, 상기 제1 플레이트(31)는 커플링 플레이트(10)의 커플링 티스(11)와 커넥팅 티스(7)의 다른 한 쪽 사이에 존재하는 갭만큼 한 쪽 방향으로 회전하게 된다.

그러면, 제1 스프링(33)은 커플링 플레이트(10)와 제1 플레이트(31) 사이에서 제1 플레이트(31)에 의해 압축되는 바, 이 때 발생하는 탄성력(스프링 강성)을 커넥팅 플레이트(5)에 제공함으로써 역(-) 토크 발생 시의 백래시를 8.86NM/deg의 스프링 강성으로 보상할 수 있다.

여기서, 상기 제1 플레이트(31)가 회전함에 따라 커플링 플레이트(10)의 커플링 티스(11)는 커넥팅 티스(7)의 한 쪽과 소정의 갭을 두고 커넥팅 티스(7)의 다른 한 쪽과 접촉하게 된다. 그리고 상기 제1 플레이트(31)의 제1 접촉 돌기부(35)는 커넥팅 티스(7)의 다른 한 쪽에 접촉된 상태를 유지하고 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 모터 정(+) 토크 구동 중 역(-) 토크 발생 시 제1 백래시 보상유닛(30)을 통해 백래시를 보상함으로써 백래시에 의한 충격 혹은 이상 소음 및 진동을 저감을 저감시킬 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에서는 예를 들어 하이브리드 차량의 회생 제동 중 차량 가속 시, 모터 역(-) 토크 구동 중 정(+) 토크를 인가함에 따라, 커플링 플레이트(10)와 커넥팅 플레이트(5) 간의 관성 차이에 의해 비 선형적인 거동이 발생하게 되고, 구동토크의 방향 전환으로 인한 백래시(backlash)가 발생하게 된다.

이 경우, 본 발명의 실시예에서는 언급한 바 있듯이 제2 플레이트(61)의 제2 접촉 돌기부(65)가 커넥팅 플레이트(5)의 커넥팅 티스(7)의 한 쪽에 접촉되어 있기 때문에, 도 7에서와 같이 커넥팅 플레이트(5)의 관성력에 의해 제2 플레이트(61)가 일정 회전각(백래시 보상각으로 예를 들면, 0.65도)만큼 다른 한 쪽 방향으로 회전하게 된다.

즉, 상기 제2 플레이트(61)는 커플링 플레이트(10)의 커플링 티스(11)와 커넥팅 티스(7)의 한 쪽 사이에 존재하는 갭만큼 다른 한 쪽 방향으로 회전하게 된다.

그러면, 제2 스프링(63)은 커플링 플레이트(10)와 제2 플레이트(61) 사이에서 제2 플레이트(61)에 의해 압축되는 바, 이 때 발생하는 탄성력(스프링 강성)을 커넥팅 플레이트(5)에 제공함으로써 모터 역(-) 토크 구동 중 정(+) 토크 인가 시의 백래시를 8.86NM/deg의 스프링 강성으로 보상할 수 있다.

여기서, 상기 제2 플레이트(61)가 회전함에 따라 커플링 플레이트(10)의 커플링 티스(11)는 커넥팅 티스(7)의 다른 한 쪽과 소정의 갭을 두고 커넥팅 티스(7)의 한 쪽과 접촉하게 된다. 그리고 상기 제2 플레이트(61)의 제2 접촉 돌기부(65)는 커넥팅 티스(7)의 한 쪽에 접촉된 상태를 유지하고 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 모터 역(-) 토크 구동 중 정(+) 토크 인가 시 제2 백래시 보상유닛(60)을 통해 백래시를 보상함으로써 백래시에 의한 충격 혹은 이상 소음 및 진동을 저감을 저감시킬 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 모터 커플링 장치(100)에 의하면, 도 8에서와 같이 모터 정(+) 토크 구동 중 역(-) 토크 발생 시, 0.65도까지는 제1 백래시 보상유닛(30)에 의해 8.86NM/deg의 스프링 강성으로 백래시를 보상하며, 그 이후에는 모터(1)의 축 비틀림 강성인 483.878NM/deg의 강성을 가지게 된다.

그리고, 본 발명의 실시예에서는 모터 역(-) 구동 중 정(+) 토크 인가 시에도 0.65도까지는 제2 백래시 보상유닛(60)에 의해 8.86NM/deg의 스프링 강성으로 백래시를 보상하며, 그 이후에는 모터(1)의 축 비틀림 강성인 483.878NM/deg의 강성을 가지게 된다.

이로써, 본 발명의 실시예에서는 모터 양 방향(+)(-) 백래시를 제1 및 제2 백래시 보상유닛(30, 60)을 통해 보상함으로써 양 방향 백래시에 의한 충격 혹은 이상 소음 및 진동을 저감시킬 수 있으며, 모터(1)와 구동계(3) 간에 더욱 부드러운 동력 전달이 가능해질 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 구동모터 3... 구동계
5... 커넥팅 플레이트 7... 커넥팅 티스
10... 커플링 플레이트 11... 커플링 티스
21... 제1 장착홈 30... 제1 백래시 보상유닛
31... 제1 플레이트 33... 제1 스프링
35... 제1 접촉 돌기부 51... 제2 장착홈
60... 제2 백래시 보상유닛 61... 제2 플레이트
63... 제2 스프링 65... 제2 접촉 돌기부

Claims

하이브리드 차량의 구동계와 모터를 연결하며, 상기 모터의 구동력을 구동계로 전달하는 모터 커플링 장치로서,
상기 모터의 회전축과 연결되며, 상기 구동계의 커넥팅 플레이트와 상호 치 결합하는 커플링 플레이트; 및
상기 커플링 플레이트의 한 쪽 면에 설치되고, 상기 커넥팅 플레이트에 간섭되며, 모터 역 토크 발생 시 백래시를 보상하는 제1 백래시 보상유닛;
을 포함하며,
상기 제1 백래시 보상유닛은, 상기 커플링 플레이트의 한쪽 면에 일정 회전각으로 회전 가능하게 설치되며 일 부분이 상기 커넥팅 플레이트에 접촉되는 제1 플레이트와, 상기 커플링 플레이트와 제1 플레이트 사이에서 일측 단부가 상기 커플링 플레이트에 지지되고 다른 일측 단부가 상기 제1 플레이트에 지지되는 적어도 하나의 제1 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
삭제
제1 항에 있어서,
상기 커플링 플레이트의 한 쪽 면과 이에 대향하는 상기 제1 플레이트의 대향면에는 상기 제1 스프링을 장착하기 위한 제1 장착홈이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 플레이트에는 상기 커넥팅 플레이트에 접촉되는 적어도 하나의 제1 접촉 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
제4 항에 있어서,
상기 커플링 플레이트에는 커넥팅 플레이트의 커넥팅 티스와 치합하는 커플링 티스가 구비되고,
상기 커플링 티스는 모터 정 토크 입력 시, 상기 커넥팅 티스의 한 쪽과 접촉하며, 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽과 소정의 갭을 두고 상기 커넥팅 티스에 결합되며,
상기 제1 접촉 돌기부는 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽에 접촉되는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
제5 항에 있어서,
모터 정 토크 구동 중 역 토크 발생 시, 상기 제1 플레이트는 일정 회전각 만큼 한 쪽 방향으로 회전되고,
상기 제1 스프링은 상기 커플링 플레이트와 제1 플레이트 사이에서 상기 제1 플레이트에 의해 압축되며, 탄성력을 상기 커넥팅 플레이트에 제공하는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
제6 항에 있어서,
상기 커플링 티스는 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽과 접촉하며, 상기 커넥팅 티스의 한 쪽과 소정의 갭을 두고 상기 커넥팅 티스에 결합되며,
상기 제1 접촉 돌기부는 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽에 접촉되는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
하이브리드 차량의 구동계와 모터를 연결하며, 상기 모터의 구동력을 구동계로 전달하는 모터 커플링 장치로서,
상기 모터의 회전축과 연결되며, 상기 구동계의 커넥팅 플레이트와 상호 치 결합하는 커플링 플레이트; 및
상기 커플링 플레이트의 한 쪽 면에 설치되고, 상기 커넥팅 플레이트에 간섭되며, 모터 역 토크 발생 시 백래시를 보상하는 제1 백래시 보상유닛; 및
상기 커플링 플레이트의 다른 한 쪽 면에 설치되고, 상기 커넥팅 플레이트에 간섭되며, 모터 역 토크 구동 중 정 토크 인가 시 백래시를 보상하는 제2 백래시 보상유닛;
을 포함하는 모터 커플링 장치.
제8 항에 있어서,
상기 제1 백래시 보상유닛은,
상기 커플링 플레이트의 한 쪽 면에 일정 회전각으로 회전 가능하게 설치되며, 일 부분이 상기 커넥팅 플레이트에 접촉되는 제1 플레이트와,
상기 커플링 플레이트와 제1 플레이트 사이에서 일측 단부가 상기 커플링 플레이트에 지지되고, 다른 일측 단부가 상기 제1 플레이트에 지지되는 적어도 하나의 제1 스프링
을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
제9 항에 있어서,
상기 커플링 플레이트의 한 쪽 면과 이에 대향하는 상기 제1 플레이트의 대향면에는 상기 제1 스프링을 장착하기 위한 제1 장착홈이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
제9 항에 있어서,
상기 제1 플레이트에는 상기 커넥팅 플레이트에 접촉되는 적어도 하나의 제1 접촉 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
제11 항에 있어서,
상기 커플링 플레이트에는 커넥팅 플레이트의 커넥팅 티스와 치합하는 커플링 티스가 구비되고,
상기 커플링 티스는 모터 정 토크 입력 시, 상기 커넥팅 티스의 한 쪽과 접촉하며, 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽과 소정의 갭을 두고 상기 커넥팅 티스에 결합되며,
상기 제1 접촉 돌기부는 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽에 접촉되는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
제12 항에 있어서,
모터 정 토크 구동 중 역 토크 발생 시, 상기 제1 플레이트는 일정 회전각 만큼 한 쪽 방향으로 회전되고,
상기 제1 스프링은 상기 커플링 플레이트와 제1 플레이트 사이에서 상기 제1 플레이트에 의해 압축되며, 탄성력을 상기 커넥팅 플레이트에 제공하는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
제13 항에 있어서,
상기 커플링 티스는 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽과 접촉하며, 상기 커넥팅 티스의 한 쪽과 소정의 갭을 두고 상기 커넥팅 티스에 결합되며,
상기 제1 접촉 돌기부는 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽에 접촉되는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
제9 항에 있어서,
상기 제2 백래시 보상유닛은,
상기 커플링 플레이트의 다른 쪽 면에 일정 회전각으로 회전 가능하게 설치되며, 일 부분이 상기 커넥팅 플레이트에 접촉되는 제2 플레이트와,
상기 커플링 플레이트와 제2 플레이트 사이에서 일측 단부가 상기 커플링 플레이트에 지지되고, 다른 일측 단부가 상기 제2 플레이트에 지지되는 적어도 하나의 제2 스프링
을 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
제15 항에 있어서,
상기 커플링 플레이트의 다른 한 쪽 면과 이에 대향하는 상기 제2 플레이트의 대향면에는 상기 제2 스프링을 장착하기 위한 제2 장착홈이 각각 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
제15 항에 있어서,
상기 제2 플레이트에는 상기 커넥팅 플레이트에 접촉되는 적어도 하나의 제2 접촉 돌기부가 형성되는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
제17 항에 있어서,
모터 역 토크 구동 중 정 토크 인가 시, 상기 제2 플레이트는 일정 회전각 만큼 다른 한 쪽 방향으로 회전되고,
상기 제2 스프링은 상기 커플링 플레이트와 제2 플레이트 사이에서 상기 제2 플레이트에 의해 압축되며, 탄성력을 상기 커넥팅 플레이트에 제공하는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
제18 항에 있어서,
상기 커플링 플레이트에는 커넥팅 플레이트의 커넥팅 티스와 치합하는 커플링 티스가 구비되고,
상기 커플링 티스는 상기 커넥팅 티스의 한 쪽과 접촉하며, 상기 커넥팅 티스의 다른 한 쪽과 소정의 갭을 두고 상기 커넥팅 티스에 결합되며,
상기 제2 접촉 돌기부는 상기 커넥팅 티스의 한 쪽에 접촉되는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.
제8 항에 있어서,
상기 모터 커플링 장치는 상기 구동계로서의 더블 클러치 변속기와 상기 모터를 연결하며, 상기 모터의 구동력을 상기 더블 클러치 변속기로 전달하는 것을 특징으로 하는 모터 커플링 장치.