KR101744394B1 - 모터 휠 구동 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명에서는 클러치를 차동기어와 허브 사이에 배치하여 클러치 오프(off) 시 차동기어 내부품간 마찰에 의한 불필요한 드래그를 감소시키고, 모터하우징과 감속기어하우징을 일체로 형성하여 부피, 무게 또는 비용 절감 및 냉각오일에 의한 모터와 감속기어를 동시에 냉각시킬 수 있는 모터 휠 구동 장치가 개시된다.
일 예로, 모터, 상기 모터와 연결되고 감속을 수행하는 감속기어, 상기 감속기어와 연결되고 양측에 샤프트를 구비하며 양측에 구비된 샤프트의 회전수가 서로 달라질 수 있도록 하는 차동기어, 상기 차동기어와 허브 사이에 배치되어 상기 차동기어의 일측에 구비된 샤프트와 연결되고 상기 차동기어와 상기 허브간 동력 전달 또는 차단을 수행하는 클러치 및 상기 모터를 수용하는 하우징을 포함하는 모터 휠 구동 장치가 개시된다.

Description

모터 휠 구동 장치 {Device for Driving Wheels by Motor}
본 발명은 클러치를 차동기어와 허브 사이에 배치하여 클러치 오프(off) 시 차동기어 내부품간 마찰에 의한 불필요한 드래그를 감소시키고, 모터하우징과 감속기어하우징을 일체로 형성하여 부피, 무게 또는 비용 절감 및 냉각오일에 의한 모터와 감속기어를 동시에 냉각시킬 수 있는 모터 휠 구동 장치에 관한 것이다.
화석연료가 고갈되어감에 따라 휘발유 또는 경유 등과 같은 화석연료를 사용하는 차량 대신, 배터리에 저장된 전기 에너지를 이용하여 모터를 구동하는 전기 자동차의 개발이 이루어지고 있다.
상기 전기 자동차는 충전 배터리에 저장된 전기 에너지만을 이용하여 모터를 구동하는 순수 전기 차량, 광전지를 이용하여 모터를 구동하는 태양전지 차량, 수소연료를 사용하는 연료전지를 이용하여 모터를 구동하는 연료전지 차량 및 화석연료를 이용하여 엔진을 구동하고 전기를 이용하여 모터를 구동함으로써 엔진과 모터를 병용하는 하이브리드 차량 등으로 구분된다.
일반적으로 전기 모터 구동 장치는 모터, 감속기어, 클러치, 차동기어, 허브 및 휠 순서로 연결되어, 상기 순서로 모터의 동력이 전달되었다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 전기 모터 구동 장치는 클러치 오프(off) 시에도 휠은 차동기어 및 허브와 연결되어 회전하고, 차동기어에 구비된 기어조립체의 각 기어간 마찰에 의해 휠에 불필요한 드래그가 발생하는 문제점이 있었다.
또한, 종래의 전기 모터 휠 구동 장치는 모터 하우징과 감속기어 하우징이 별개로 형성되어 있었다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 전기 모터 구동 장치는 각 하우징의 체결 부품에 의한 부피, 무게 또는 비용이 증가하고, 모터를 냉각시키기 위한 냉각오일과 감속기어를 냉각시키기 위한 냉각오일을 각각 별도로 이용해야 하는 문제점이 있었다.
본 발명은 클러치를 차동기어와 허브 사이에 배치하여 클러치 오프(off) 시 차동기어 내부품간 마찰에 의한 불필요한 드래그를 감소시키고, 모터하우징과 감속기어하우징을 일체로 형성하여 부피, 무게 또는 비용 절감 및 냉각오일에 의한 모터와 감속기어를 동시에 냉각시킬 수 있는 모터 휠 구동 장치를 제공한다.
본 발명에 따른 모터 휠 구동 장치는 모터, 상기 모터와 연결되고 감속을 수행하는 감속기어, 상기 감속기어와 연결되고 내부에 기어조립체를 구비하며 양측에 샤프트를 구비하고 양측에 구비된 샤프트의 회전수가 서로 달라질 수 있도록 하는 차동기어, 상기 차동기어와 허브 사이에 배치되어 상기 차동기어와 상기 허브간 동력 전달 또는 차단을 수행하는 클러치 및 상기 모터를 수용하는 하우징을 포함할 수 있다.
또한, 상기 클러치가 상기 차동기어와 상기 허브간 연결을 해제하는 경우, 상기 모터, 상기 감속기어 및 상기 차동기어간의 결합과 상기 허브 및 상기 휠간의 결합이 서로 분리될 수 있다.
또한, 상기 클러치가 상기 차동기어와 상기 허브간 연결을 해제하는 경우, 상기 허브와 상기 차동기어 내부의 기어조립체가 서로 분리될 수 있다.
또한, 상기 클러치는 포크 앤 슬리브 타입(fork and sleeve type)의 도그 클러치(dog clutch)일 수 있다.
또한, 상기 하우징은 일체로 형성되어 상기 감속기어를 더 수용할 수 있다.
또한, 상기 하우징은 내부에 상기 모터 및 상기 감속기어를 동시에 냉각시키기 위한 냉각오일을 더 수용할 수 있다.
또한, 상기 하우징은 일체로 형성되어 상기 감속기어 및 상기 차동기어를 더 수용할 수 있다.
또한, 상기 하우징은 내부에 상기 모터, 상기 감속기어 및 상기 차동기어를 동시에 냉각시키기 위한 냉각오일을 더 수용할 수 있다.
본 발명에 따른 모터 휠 구동 장치는 모터, 감속기어, 차동기어, 클러치 및 허브 순서로 동력이 전달되도록 함으로써, 클러치 오프(off) 시, 휠이 허브와는 연결되어 회전하지만 차동기어와는 분리되어 회전하여, 차동기어에 구비된 기어조립체의 각 기어간 마찰에 의한 불필요한 드래그를 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 모터 하우징과 감속기어 하우징을 일체로 형성함으로써, 각 하우징의 체결부품에 의한 크기, 무게 또는 비용을 감소시키고, 냉각오일을 통해 모터와 감속기어를 동시에 냉각시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터 휠 구동 장치의 단면도이다.
본 발명이 속하는 기술분야에 있어서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 모터 휠 구동 장치(100)의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 모터 휠 구동 장치(100)는 모터(110), 감속기어(120), 차동기어(130), 허브(140), 클러치(150) 및 하우징(160)을 포함한다.
상기 모터(110)는 외부 장치(미도시)로 부터 전원을 인가받아 동력을 생성한다. 상기 모터(110)는 모터샤프트(111)를 구비하고, 상기 모터샤프트(111)는 상기 모터(110)가 작동함에 따라 회전한다.
상기 감속기어(120)는 1차기어(121), 2차기어(122) 및 3차기어(123)를 구비한다. 상기 1차기어(121)는 상기 모터샤프트(111)와 스플라인 결합될 수 있다. 따라서, 상기 1차기어(121)는 상기 모터샤프트(111)와 연결되어, 상기 모터샤프트(111)가 회전함에 따라 함께 회전한다.
상기 2차기어(122)는 상기 1차기어(121)와 기어 결합되어, 상기 1차기어(121)가 회전함에 따라 함께 회전한다.
상기 3차기어(123)는 상기 2차기어(122)와 스플라인 결합될 수도 있고, 일체로 형성될 수도 있다. 따라서, 상기 3차기어(123)는 상기 2차기어(122)와 연결되어, 상기 2차기어(122)가 회전함에 따라 함께 회전한다.
이때, 상기 1차기어(121), 상기 2차기어(122) 및 상기 3차기어(123)의 기어비에 의해 감속비가 조절된다.
또한, 상기 모터샤프트(111) 또는 상기 1차기어(121)의 회전축과 상기 2차기어(122) 또는 상기 3차기어(123)의 회전축은 서로 일직선상에 있지 않을 수 있다.
상기 차동기어(130)는 링기어(131), 기어조립체(132), 액슬샤프트(133), 인풋샤프트(134)를 구비한다.
상기 링기어(131)는 상기 3차기어(123)와 기어 결합되어, 상기 3차기어(123)가 회전함에 따라 함께 회전한다.
상기 기어조립체(132)는 상기 링기어(131)와 연결되어, 상기 링기어(131)가 회전함에 따라 동일한 회전축을 중심으로 회전하고, 필요에 따라 상기 기어조립체(132)의 일측과 연결된 상기 액슬샤프트(133)의 회전수와 상기 기어조립체(132)의 또 다른 일측과 연결된 상기 인풋샤프트(134)의 회전수가 달라질 수 있도록 한다.
상기 링기어(131) 및 상기 기어조립체(132)의 구성 및 작동 과정은 공지된 종래 차동기어(differential gear)와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
상기 액슬샤프트(133)는 아웃풋샤프트(미도시) 또는 등속조인트(미도시) 등과 연결될 수 있고, 이를 통해 휠(미도시)에 동력을 전달한다.
또한, 상기 인풋샤프트(134)는 상기 허브(140)에 의해 또 다른 아웃풋샤프트(미도시) 또는 등속조인트(미도시) 등과 연결될 수 있고, 이를 통해 또 다른 휠(미도시)에 동력을 전달한다.
상기 인풋샤프트(134)와 상기 허브(140) 사이에는 상기 클러치(150)가 배치되어, 상기 인풋샤프트(134)와 상기 허브(140)간에 동력을 전달 및 차단한다.
상기 허브(140)는 상기 클러치(150)에 의해 상기 인풋샤프트(134)의 동력을 전달받는 경우, 상기 인풋샤프트(134)로부터 전달받은 동력을 상기 휠(미도시)에 전달한다.
상기 클러치(150)는 포크 앤 슬리브 타입(fork and sleeve type)의 도그 클러치(dog clutch)일 수 있다.
상기 포크앤 슬리브 타입의 도그 클러치의 구성 및 작동 과정은 공지된 클러치와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
이하 상기 클러치(150)가 온(on)인 경우에 대해, 상기 모터(110)에서 상기 허브(140)까지의 동력 전달 과정을 설명한다.
상기 모터(110)에 의한 동력은 상기 모터샤프트(111)와 스플라인 결합된 상기 1차기어(121)로 전달되고, 상기 1차기어(121)와 기어 결합된 상기 2차기어(122) 및 상기 3차기어(123)로 전달되며, 상기 3차기어(123)와 기어 결합된 상기 링기어(131) 및 상기 기어조립체(132)로 전달되고, 상기 기어조립체(132)의 일측과 각각 연결된 상기 액슬샤프트(133) 또는 상기 인풋샤프트(134)로 전달된다. 상기 클러치(150) 온(on) 시, 상기 인풋샤프트(134)와 상기 허브(140)는 연결되어 있으므로, 상기 인풋샤프트(134)로 전달된 동력은 상기 허브(140)로 전달된다.
이하 상기 클러치(150)가 오프(off)인 경우에 대해, 본 발명의 실시예에 따른 모터 휠 구동 장치의 효과를 설명한다.
종래의 모터 휠 구동 장치에서는 모터, 감속기어, 클러치, 차동기어 및 허브 순서로 연결되어 있었다. 따라서, 클러치 오프(off) 시, "모터 및 감속기어간의 결합"과 "차동기어, 허브 및 휠간의 결합"이 서로 분리되고, 휠은 차동기어 및 허브와 연결되어 회전하였다. 하지만, 차동기어에 구비된 기어조립체는 복수의 기어로 형성되어 있고, 각 기어간 마찰에 의해 휠에 불필요한 드래그가 발생하였다.
반면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 휠 구동 장치(100)는 상기 모터(110), 상기 감속기어(120), 상기 차동기어(130), 상기 클러치(150) 및 상기 허브(140) 순서로 연결되어 있다. 따라서, 상기 클러치 (off) 시, "상기 모터(110), 상기 감속기어(120) 및 상기 차동기어(130)간의 결합"과 "상기 허브(140) 및 상기 휠(미도시)"간의 결합이 서로 분리되고, 상기 휠(미도시)은 상기 허브(140)와만 연결되어 회전한다. 즉, 상기 휠(미도시)이 상기 차동기어(130)와 연결되어 회전하지 않으므로, 상기 기어조립체(132)의 각 기어간 마찰에 의한 마찰력으로부터 차단되어, 불필요한 드래그를 감소시킬 수 있는 이점이 있다.
상기 하우징(160)은 내부에 상기 모터(110)를 냉각시키기 위한 냉각오일(미도시)을 수용할 수 있다.
또한, 상기 하우징(160)은 상기 모터(110) 및 상기 감속기어(120)를 함께 수용할 수 있다. 즉, 모터 하우징과 감속기어 하우징이 일체로 형성된 형상이다.
종래의 경우 모터 휠 구동 장치에서는 모터 하우징과 감속기어 하우징이 별개로 형성되어, 각 하우징의 체결 부품에 의한 부피, 무게 또는 비용이 증가하였다. 또한, 모터를 냉각시키기 위한 냉각오일과 감속기어를 냉각시키기 위한 냉각오일을 각각 별도로 이용해야 했다.
반면, 본 발명의 실시예에 따른 상기 모터 휠 구동 장치(100)는 모터 하우징과 감속기어 하우징이 일체로 형성되어, 부피, 무게 또는 비용을 감소시키고, 상기 모터(110)와 상기 감속기어(120)를 동일한 냉각오일로 동시에 냉각시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 상기 하우징(160)은 상기 모터(110) 및 상기 감속기어(120) 외에도 상기 차동기어(130)를 함께 수용할 수도 있다. 즉, 모터 하우징, 감속기어 하우징 및 차동기어 하우징이 일체로 형성된 형상일 수도 있다.
이 경우, 상기 모터(110)와 상기 감속기어(120) 및 상기 차동기어(130)를 동일한 냉각오일로 동시에 냉각시킬 수 있는 이점이 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 의한 모터 휠 구동 장치를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
100; 모터 휠 구동 장치
110; 모터
120; 감속기어
130; 차동기어
140; 허브
150; 클러치
160; 하우징

Claims (8)

  1. 모터;
    상기 모터와 연결되고, 감속을 수행하는 감속기어;
    상기 감속기어와 연결되고, 내부에 복수 개의 기어로 구성된 기어조립체를 구비하며, 양측에 샤프트를 구비하고, 양측에 구비된 샤프트의 회전수가 서로 달라질 수 있도록 하는 차동기어;
    상기 차동기어와 허브 사이에 배치되어, 상기 차동기어와 상기 허브간 동력 전달 또는 차단을 수행하는 클러치; 및
    상기 모터를 수용하는 하우징을 포함하고,
    상기 클러치가 상기 차동기어와 상기 허브 간 연결을 해제할 경우, 상기 차동기어의 기어조립체의 각 기어 간 마찰이 상기 허브로 전달되지 않도록 하는 모터 휠 구동 장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 클러치는 포크 앤 슬리브 타입(fork and sleeve type)의 도그 클러치(dog clutch)인 모터 휠 구동 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징은 일체로 형성되어 상기 감속기어를 더 수용하는 모터 휠 구동 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 하우징은 내부에 상기 모터 및 상기 감속기어를 동시에 냉각시키는 냉각오일을 더 수용하는 모터 휠 구동 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 하우징은 일체로 형성되어 상기 감속기어 및 상기 차동기어를 더 수용하는 모터 휠 구동 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 하우징은 내부에 상기 모터, 상기 감속기어 및 상기 차동기어를 동시에 냉각시키는 냉각오일을 더 수용하는 모터 휠 구동 장치.
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