KR101783830B1 - 전기 자동차용 2단 변속 시스템 - Google Patents

전기 자동차용 2단 변속 시스템 Download PDF

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KR101783830B1 KR1020170068969A KR20170068969A KR101783830B1 KR 101783830 B1 KR101783830 B1 KR 101783830B1 KR 1020170068969 A KR1020170068969 A KR 1020170068969A KR 20170068969 A KR20170068969 A KR 20170068969A KR 101783830 B1 KR101783830 B1 KR 101783830B1
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드라이브텍 주식회사
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Abstract

전기 자동차용 2단 변속 시스템이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속 시스템은, 동력원(1)으로부터 회전력을 전달받도록 설치된 입력축(20)과, 상기 입력축(20)에 수직하게 배치되고, 차동장치(70)와 연결되는 출력축(30, 32)과, 상기 입력축(20)에 자유회전 가능하게 설치된 1단구동기어(40)와, 상기 입력축(20)에 자유회전 가능하게 설치된 2단구동기어(50)와, 상기 1단구동기어(40)와 치합되어 1단 변속비를 형성하며, 상기 차동장치(70)에 고정 설치되며, 상기 1단 변속비에 따라 상기 차동장치(70)를 회전시켜 상기 출력축(30, 32)에 연결된 구동륜(80, 82)을 회전시키는 1단피동기어(42)와, 상기 2단구동기어(50)와 치합되어 2단 변속비를 형성하며, 상기 차동장치(70)에 고정 설치되며, 상기 2단 변속비에 따라 상기 차동장치(70)를 회전시켜 상기 구동륜(80, 82)을 회전시키는 2단피동기어(52)와, 상기 입력축(20)에 연결되며, 상기 1단구동기어(40) 또는 2단구동기어(50)에 결합 및 해제되어 변속을 조절하는 싱크로나이저부(60)를 포함한다.

Description

전기 자동차용 2단 변속 시스템{TWO STEP SPEED TRANSMISSION SYSTEM FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기 자동차용 2단 변속 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 종치형(Longitudinal type) 구동력 전달방식의 전기 자동차용 2단 변속 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 자동차용 원동기로 사용하는 가솔린기관, 디젤기관 등의 내연기관은 화석연료를 실린더 안에서 연소시켜 이때 발생하는 열에너지를 동력으로 사용하고 있다. 최근 지구 환경 문제가 범세계적인 관심사가 되면서 선진국을 중심으로 환경규제가 강화되고 있으며, 특히 자동차와 관련 있는 배기가스 규제, 연비규제 등을 중심으로 더욱 확대되고 있다.
자동차의 개발 추세는 대기 오염에 심각한 영향을 주고 있는 현재의 가솔린중유를 주 연료로 사용하는 차량 대신에 공해 발생이 적은 차량을 개발하기 위해 많은 연구가 이루어지고 있으며, 이러한 연구 대상으로 최근에는 소음이 적고 배기가스를 전혀 내지 않는 전기 자동차에 대한 관심이 집중되고 있다.
전기 자동차는 구동 동력원으로 2차 전지인 축전지(배터리)를 사용하고 있으며, 기존의 가솔린 또는 디젤 엔진 대신에 축전지에서 출력되는 고전압, 고전류로 구동모터를 구동시키고, 구동모터에 의해 발생 된 동력을 동력전달장치를 통해서 차륜에 전달하여 차륜을 회전시키는 방식으로 동작한다.
이러한 전기 자동차의 구동력 전달방식은 횡치형(Transverse type)과 종치형(Longitudinal type)으로 나뉜다.
횡치형 구동력 방식의 전기 자동차의 2단 변속시스템의 일 예시가 도 1에 도시되어 있다.
도 1은 대한민국 공개특허 제10-2016-0035663호(공개일 : 2016년 04월 01일)에 개시되어 있다.
횡치형 구동력 전달방식의 전기 자동차는 구동원(모터)으로부터 동력을 전달받는 입력축(100, 200)과 상기 입력축(100, 200)과 연결되도록 마련되어 구동원의 동력을 전달받아 회전되는 출력축(400)이 평행하게 배치된 구조를 갖는다.
이러한 횡치형 구동력 전달방식의 전기 자동차는 구동장치가 전기 자동차의 앞쪽 또는 뒤쪽과 같이 한쪽으로 배치되는 구조를 갖기 때문에, 공간의 효율적인 활용, 제작 용이성 및 제작 원가 절감 등의 효과를 가진다.
이러한 장점 때문에 전기 자동차의 구동력 전달방식으로 대부분 횡치형 구동력 전달방식이 채택되고 있는 실정이다.
하지만, 큰 출력이 필요한 중장비 차량, 화물차 또는 버스 등과 같은 대형차량과, 빠른 속도와 차량 중심 균형 및 높은 회전 관성을 요구하는 스포츠 차량은, 차량 중심에 구동장치를 장착하여야 한다. 이로 인하여 차량 제작비용이 증가하는 단점이 있다.
이와 같은 이유로, 횡치형 구동력 전달방식으로는 대형차량과 스포츠 차량 등을 전기 자동차로 구현하는데 어려움이 있다.
이에 따라 대형차량과 스포츠 차량 등을 전기 자동차로 구현하는데 효율적이고 새로운 구동력 전달방식이 필요한 시점이다.
상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경이 되는 기술에 대한 이해증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
본 발명과 관련된 선행문헌으로는 대한민국 공개특허 제10-2016-0035663호(공개일 : 2016년 04월 01일)가 있다.
따라서 본 발명의 해결 과제로, 큰 출력이 필요한 중장비 차량, 화물차 또는 버스 등과 같은 대형차량과, 빠른 속도와 차량 중심 균형 및 높은 회전 관성을 요구하는 스포츠 차량 등을 전기 자동차로 구현 가능하도록 한 전기 자동차용 2단 변속 시스템이 제안된다.
본 발명의 해결 과제는 이상에서 언급한 해결 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양상에 따른 전기 자동차용 2단 변속 시스템은, 동력원(1)으로부터 회전력을 전달받도록 설치된 입력축(20); 상기 입력축(20)에 수직하게 배치되고, 차동장치(70)와 연결되는 출력축(30, 32); 상기 입력축(20)에 자유회전 가능하게 설치된 1단구동기어(40); 상기 입력축(20)에 자유회전 가능하게 설치된 2단구동기어(50); 상기 1단구동기어(40)와 치합되어 1단 변속비를 형성하며, 상기 차동장치(70)에 고정 설치되며, 상기 1단 변속비에 따라 상기 차동장치(70)를 회전시켜 상기 출력축(30, 32)에 연결된 구동륜(80, 82)을 회전시키는 1단피동기어(42); 상기 2단구동기어(50)와 치합되어 2단 변속비를 형성하며, 상기 차동장치(70)에 고정 설치되며, 상기 2단 변속비에 따라 상기 차동장치(70)를 회전시켜 상기 구동륜(80, 82)을 회전시키는 2단피동기어(52); 및 상기 입력축(20)에 연결되며, 상기 1단구동기어(40) 또는 2단구동기어(50)에 결합 및 해제되어 변속을 조절하는 싱크로나이저부(60)를 포함한다.
상기 전기 자동차용 2단 변속 시스템은, 상기 입력축(20)에 설치되어 상기 동력원(1)의 회전속도를 감속하는 감속기(10)를 더 포함할 수 있다.
상기 1단피동기어(42) 및 2단피동기어(52)는, 상기 차동장치(70)와 구동륜(80) 사이의 출력축(30) 또는 상기 차동장치(70)와 구동륜(82) 사이의 출력축(32)에 자유회전 가능하게 설치될 수 있다.
상기 1단피동기어(42) 및 2단피동기어(52) 중 어느 하나는 상기 차동장치(70)와 구동륜(80) 사이의 출력축(30)에 자유회전 가능하게 설치되고, 다른 하나는 상기 차동장치(70)와 구동륜(82) 사이의 출력축(32)에 자유회전 가능하게 설치될 수 있다.
상기 1단구동기어(40) 및 1단피동기어(42)는, 베벨 기어(bevel gear), 스파이럴 기어(spiral gear) 또는 하이포이드 기어(hypoid gear)일 수 있다.
상기 2단구동기어(50) 및 2단피동기어(52)는, 베벨 기어(bevel gear), 스파이럴 기어(spiral gear) 또는 하이포이드 기어(hypoid gear)일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속 시스템은, 종치형 구동력 전달 방식을 가져서, FF(FRONT MOTOR FRONT DRIVE, 전륜구동), FR(FRONT MOTOR REAR DRIVE, 후륜 구동) 타입, 4륜 구동(FOUR WHEEL DRIVE) 등의 전기 자동차의 동력 전달 시스템으로 이용될 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속 시스템은, 종치형 구동력 전달 방식을 가지며 이에 더해서 1단구동기어(40) 및 1단피동기어(42)와 2단구동기어(50) 및 2단피동기어(52)를 베벨 기어, 스파이럴 기어 또는 하이포이드 기어로 구현함으로써, 큰 출력이 필요한 중장비 차량, 화물차 또는 버스 등과 같은 대형차량과 빠른 속도와 차량 중심 균형 및 높은 회전 관성을 요구하는 스포츠 차량 등에 동력 전달 시스템으로 이용될 수 있다.
도 1은 종래 횡치형 구동력 방식의 전기 자동차의 2단 변속시스템을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속시스템을 예시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속시스템의 1단 변속 상태를 예시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속시스템의 2단 변속 상태를 예시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.　
본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 아래의 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시예는 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되어서는 안됨은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시예들은 본 발명의 실시예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속시스템은, 동력원(1)인 전기 모터(M)에 연결된 입력축(20)과, 상기 입력축(20)에 수직하게 배치되고 차동장치(70)에 연결되어 기어변속을 통해서 전기 모터(M)의 동력을 구동륜(80, 82)으로 출력하는 출력축(30, 32)을 포함된 구조를 갖는다.
즉 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속시스템은, 입력축(20)을 통해서 입력된 동력원(1)의 동력이 기어 변속 과정을 통해서 상기 입력축(20)과 수직하게 배치된 출력축(30, 32)에 전달되어 구동륜(80, 82)을 회전시키는 구조를 갖는다.
다시 말해서 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속시스템은, 종치형 구동력 전달 방식을 가져서, FF(FRONT MOTOR FRONT DRIVE, 전륜구동), FR(FRONT MOTOR REAR DRIVE, 후륜 구동) 타입의 전기 자동차의 동력 전달 시스템으로 이용될 수 있다. 이외에도 4륜 구동(FOUR WHEEL DRIVE)의 전기 자동차의 동력 전달 시스템으로 이용될 수도 있다.
이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속시스템은, 큰 출력을 필요로 하는 중장비 차량, 버스, 트럭 등과 같은 대형차량 등에 이용될 수 있다.
좀 더 자세하게 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속시스템의 구성에 대해서 살펴보기로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속시스템은, 동력원(1)으로부터 회전력을 전달받도록 설치된 입력축(20)과, 상기 입력축(20)에 수직하게 배치되고, 차동장치(70)와 연결되는 출력축(30, 32)과, 상기 입력축(20)에 자유회전 가능하게 설치된 1단구동기어(40)와, 상기 입력축(20)에 자유회전 가능하게 설치된 2단구동기어(50)와, 상기 1단구동기어(40)와 치합되어 1단 변속비를 형성하며, 상기 차동장치(70)에 고정 설치되며, 상기 1단 변속비에 따라 상기 차동장치(70)를 회전시켜 상기 출력축(30, 32)에 연결된 구동륜(80, 82)을 회전시키는 1단피동기어(42)와, 상기 2단구동기어(50)와 치합되어 2단 변속비를 형성하며, 상기 차동장치(70)에 고정 설치되며, 상기 2단 변속비에 따라 상기 차동장치(70)를 회전시켜 상기 구동륜(80, 82)을 회전시키는 2단피동기어(52)와, 상기 입력축(20)에 연결되며, 상기 1단구동기어(40) 또는 2단구동기어(50)에 결합 및 해제되어 변속을 조절하는 싱크로나이저부(60)를 포함하여 구성된다.
싱크로나이저부(60)는 상기 입력축(20)의 회전과 1단구동기어(40) 또는 2단구동기어(50)의 회전을 동기화시킨다.
싱크로나이저부(60)는 입력축(20)에 고정되는 싱크로나이저 허브(62)와, 싱크로나이저 허브(62)에서 슬라이딩 이동되어 1단구동기어(40)의 클러치기어(45) 또는 2단구동기어(40)의 클러치기어(55)와 치합되는 싱크로나이저 슬리브(64)를 포함한다.
싱크로나이저 허브(62)는 입력축(20)에 고정되며, 입력축(20)의 회전에 따라 회전된다.
싱크로나이저 슬리브(64)는 싱크로나이저 허브(62)의 외측에 슬라이드 이동 가능하게 설치된다.
싱크로나이저 슬리브(64)는 사용자의 조작력을 이용한 수동모드로 동작되거나, 구동장치를 이용한 자동모드로 동작될 수 있다.
자동모드로 동작되는 경우 싱크로나이저 슬리브(64)에는 시프트 액추에이터(shift actuator)가 설치될 수 있다. 시프트 액추에이터는 전기로 동작되는 모터나 직선 구동장치로 구현될 수 있으며, 제어기(미도시)의 제어신호에 의해 동작되어 싱크로나이저 슬리브(64)를 이동시킨다. 시프트 액추에이터의 동력원을 모터에 한정하는 것은 아니며, 유압식 액추에이터를 포함한 다양한 종류의 구동장치가 시프트 액추에이터의 동력원으로 사용될 수 있다.
1단피동기어(42)는, 1단구동기어(40)와 치합되며, 차동장치(70)에 고정되고, 출력축(30, 32) 중 어느 하나에 자유회전 가능하게 설치되어, 1단구동기어(40)의 회전 동력을 차동장치(70)에 전달하여 차동장치(70)를 회전시킨다.
2단피동기어(52)는, 2단구동기어(50)와 치합되며, 차동장치(70)에 고정되고, 출력축(30, 32) 중 어느 하나에 자유회전 가능하게 설치되어, 2단구동기어(50)의 회전 동력을 차동장치(70)에 전달하여 차동장치(70)를 회전시킨다.
이때 1단피동기어(42) 및 2단피동기어(52)는 차동장치(70)의 케이스 박스(미도시)에 고정될 수 있다.
이러한 1단피동기어(42) 및 2단피동기어(52) 모두는, 차동장치(70)와 구동륜(80) 사이의 출력축(30) 또는 상기 차동장치(70)와 구동륜(82) 사이의 출력축(32)에 자유회전 가능하게 설치될 수 있다.
즉 1단피동기어(42) 및 2단피동기어(52) 모두는 차동장치(70)와 구동륜(80) 사이에 배치되거나 또는 차동장치(70)와 구동륜(82) 사이에 배치될 수 있다.
한편 1단피동기어(42) 및 2단피동기어(52) 중 어느 하나는 차동장치(70)와 구동륜(80) 사이의 출력축(30)에 자유회전 가능하게 설치되고, 다른 하나는 차동장치(70)와 구동륜(82) 사이의 출력축(32)에 자유회전 가능하게 설치될 수 있다.
즉 1단피동기어(42) 및 2단피동기어(52) 중 어느 하나는 차동장치(70)와 구동륜(80) 사이에 배치되며, 다른 하나는 차동장치(70)와 구동륜(82) 사이에 배치될 수 있다.
이와 같이 1단피동기어(42) 및 2단피동기어(52)를 차동장치(70)의 좌우에 분리 배치하거나 또는 한쪽으로만 배치하는 이유는, 전기 자동차의 구조나 구성부품 레이아웃(layout)의 효율적인 설계를 위해서이다.
차동장치(70)는, 1단피동기어(42) 및 2단피동기어(52)와 고정되며, 동력원(1)의 동력을 좌우 출력축(30, 32)으로 나누어 주고, 원활한 발진과 강력한 토크를 얻기 위해 차동기어장치를 두어 주행중 구동륜(80, 82)의 회전차가 있을 때 구동륜(80, 82)의 회전속도를 다르게 하여서 원활할 주행이 되도록 해주는 역할을 수행한다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속 시스템은, 상기 동력원(1)과 상기 입력축(20) 사이에 개재되어 상기 동력원(1)의 회전속도를 감속하는 감속기(10)를 더 포함할 수 있다.
이러한 감속기(10)는 동력원(1)의 회전속도를 감속하여 전달 토크를 증대시키는 유성기어 세트로 구현될 수 있다.
이렇게 감속기(10)가 채택되면 전기 모터의 사이즈(size)를 줄일 수 있으며, 에너지 효율을 증대시키며, 제작비용을 절감할 수 있게 된다.
본 발명의 실시예에서, 1단구동기어(40) 및 1단피동기어(42)와 2단구동기어(50) 및 2단피동기어(52)는 베벨 기어(bevel gear), 스파이럴 기어(spiral gear) 또는 하이포이드 기어(hypoid gear)일 수 있다.
이와 같이 상기 1단구동기어(40) 및 1단피동기어(42)와 2단구동기어(50) 및 2단피동기어(52)를 베벨 기어, 스파이럴 기어 또는 하이포이드 기어로 구현하는 이유는, 기어간 닿은 접촉 면촉이 강해서 큰 출력이 필요한 화물차 또는 버스 등과 같은 대형차량과, 빠른 속도와 차량 중심 균형 및 높은 회전 관성을 요구하는 스포츠 차량 등에 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속 시스템을 사용할 수 있도록 위해서이다.
결국, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속 시스템은, 종치형 구동력 전달 방식을 가지며 이에 더해서 1단구동기어(40) 및 1단피동기어(42)와 2단구동기어(50) 및 2단피동기어(52)를 베벨 기어 또는 하이포이드 기어로 구현함으로써, 큰 출력을 필요로 하는 중장비차량, 화물차 또는 버스 등과 같은 대형차량과 빠른 속도와 차량 중심 균형 및 높은 회전 관성을 요구하는 스포츠 차량 등에 적합한 동력 전달 시스템의 역할을 수행할 수 있게 되는 것이다.
나아가, 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속시스템은, 정차시 또는 출발시에 운전자의 편의성을 향상시키면서, 밀림에 따른 충돌 위험을 미연에 방지하기 위해서, 파킹 브레이크 장치를 더 구비할 수 있다.
상기 파킹 브레이크 장치는, 상기 입력축(20)의 회전을 구속 또는 구속해제하는 전자브레이크 또는 기계식 파킹 브레이크로 구현될 수 있다.
상기 전자브레이크는 동력원(1)과 감속기(10) 사이의 입력축(20)에 설치될 수 있다.
상기 기계식 파킹 브레이크는 상기 동력원(1)이 설치된 입력축(1)의 일단의 반대편인 입력축(20)의 타단에 설치되거나, 또는 감속기(10)와 1단구동기어(40) 사이의 입력축(20)에 설치될 수 있다. 이외에 상기 기계식 파킹 브레이크는 싱크로나이저 슬리브(64)의 외형에 파킹 기어를 부착함으로써 구현될 수 있다.
상기한 바와 같이 구성된 본 발명의 실시예에 따른 전기 자동차용 2단 변속시스템의 작용을 도 2 내지 도 4를 참조하여 살펴본다.
도 2는 변속 상태가 중립 상태인 경우이고, 도 3은 변속 상태가 1단 변속상태인 경우이고, 도 4는 변속 상태가 2단 변속 상태인 경우이다.
도 3은 1속 변속단을 구현하여 전기 자동차가 1속으로 주행하는 상황을 설명하는 것으로, 중립 상태에서 싱크로나이저부(60)의 싱크로나이저 슬리브(64)를 상측으로 이동시켜 1단구동기어(40)의 클러치기어(42)에 결합시킨 후, 동력원(1)인 전기 모터(M)를 구동하면, 1단 변속단이 구현되는 것이다.
즉 동력원(1)인 전기 모터(M)로부터의 동력은 입력축(20)에 설치된 싱크로나이저 허브(62)를 통해 싱크로나이저 슬리브(64)를 거쳐 1단구동기어(40)로 전달되고, 1단피동기어(42)로 전달되면서 변속이 이루어져서 1단피동기어(42)가 회전된다. 이에 따라 1단피동기어(42)와 고정된 차동장치(70)도 1단피동기어(42)와 함께 회전하게 된다. 차동장치(70)의 회전 동력은 출력축(30, 32)을 통해서 구동륜(80, 82)에 전달된다. 1단 변속비에 따른 회전 동력에 의해서 구동륜(80, 82)이 회전하는 것이다. 이때, 이 상태에서 동력원(1)이 전기 모터(M)를 역회전시키면 1단 후진단이 구현될 수 있다.
한편, 도 4는 2속 변속단을 구현하여 전기 자동차가 2속으로 주행하는 상황을 설명하는 것으로, 중립 상태에서 싱크로나이저부(60)의 싱크로나이저 슬리브(64)를 하측으로 이동시켜 2단구동기어(50)의 클러치기어(52)에 결합시킨 후, 동력원(1)인 전기 모터(M)를 구동하면, 2단 변속단이 구현되는 것이다.
즉 동력원(1)인 전기 모터(M)로부터의 동력은 입력축(20)에 설치된 싱크로나이저 허브(62)를 통해 싱크로나이저 슬리브(64)를 거쳐 2단구동기어(50)로 전달되고, 2단피동기어(52)로 전달되면서 변속이 이루어져서 2단피동기어(52)가 회전된다. 이에 따라 2단피동기어(52)와 고정된 차동장치(70)도 2단피동기어(52)와 함께 회전하게 된다. 차동장치(70)의 회전 동력은 출력축(30, 32)을 통해서 구동륜(80, 82)에 전달된다. 2단 변속비에 따른 회전 동력에 따라 구동륜(80, 82)이 회전하는 것이다. 이때, 이 상태에서 동력원(1)이 전기 모터(M)를 역회전시키면 2단 후진단이 구현될 수 있다.
이제까지 본 발명에 대하여 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 따라서 본 발명의 범위는 전술한 실시예에 한정되지 않고 특허청구범위에 기재된 내용 및 그와 동등한 범위 내에 있는 다양한 실시 형태가 포함되도록 해석되어야 할 것이다.
1 : 동력원
10 : 감속기
20 : 입력축
30, 32 : 출력축
40 : 1단구동기어
42 : 1단피동기어
50 : 2단구동기어
52 : 2단피동기어
60 : 싱크로나이저부
62 : 싱크로나이저 허브
64 : 싱크로나이저 슬리브
70 : 차동장치
80, 82 : 구동륜

Claims (6)

  1. 동력원(1)으로부터 회전력을 전달받도록 설치된 입력축(20);
    상기 입력축(20)에 수직하게 배치되고, 차동장치(70)와 연결되는 출력축(30, 32);
    상기 입력축(20)에 자유회전 가능하게 설치된 1단구동기어(40);
    상기 입력축(20)에 자유회전 가능하게 설치된 2단구동기어(50);
    상기 1단구동기어(40)와 치합되어 1단 변속비를 형성하며, 상기 차동장치(70)에 고정 설치되며, 상기 1단 변속비에 따라 상기 차동장치(70)를 회전시켜 상기 출력축(30, 32)에 연결된 구동륜(80, 82)을 회전시키는 1단피동기어(42);
    상기 2단구동기어(50)와 치합되어 2단 변속비를 형성하며, 상기 차동장치(70)에 고정 설치되며, 상기 2단 변속비에 따라 상기 차동장치(70)를 회전시켜 상기 구동륜(80, 82)을 회전시키는 2단피동기어(52); 및
    상기 입력축(20)에 연결되며, 상기 1단구동기어(40) 또는 2단구동기어(50)에 결합 및 해제되어 변속을 조절하는 싱크로나이저부(60)를 포함하며,
    상기 1단피동기어(42) 및 2단피동기어(52)는 상기 차동장치(70)의 좌우에 연결된 출력축(30, 32) 중 어느 하나에만 자유회전 가능하게 설치되거나, 또는 상기 1단피동기어(42) 및 2단피동기어(52)는 상기 차동장치(70)의 좌우에 연결된 출력축(30, 32)에 각각 분리되어 자유회전 가능하게 설치되며,
    상기 1단구동기어(40) 및 1단피동기어(42)와 상기 2단구동기어(50) 및 2단피동기어(52)는, 베벨 기어(bevel gear), 스파이럴 기어(spiral gear) 또는 하이포이드 기어(hypoid gear)인, 전기 자동차용 2단 변속 시스템.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 입력축(20)에 설치되어 상기 동력원(1)의 회전속도를 감속하는 감속기(10)를 더 포함하는, 전기 자동차용 2단 변속 시스템.
  3. 삭제
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