KR101839153B1 - 전기 구동부 또는 하이브리드 구동부용 트랜스미션 - Google Patents

전기 구동부 또는 하이브리드 구동부용 트랜스미션 Download PDF

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KR101839153B1
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디티아이 그룹 비.브이.
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Abstract

전기 구동부 및/또는 하이브리드 구동부에 매우 적합한 트랜스미션(1)은 전기모터/발전기(5)에 연결 가능한 입력부(3)와 부하(9)에 연결 가능한 출력부(7)를 구비한다. 트랜스미션(1)은 입력부와 출력부 사이의 2개의 평행한 트랜스미션 경로(11, 13)를 포함하며, 제1 트랜스미션 경로(11)에는 제1 커플링 수단(15)이 마련되고, 제2 트랜스미션 경로(13)에는 제2 커플링 수단(17)이 마련된다. 더욱이, 2개의 트랜스미션 경로 중 적어도 어느 하나의 트랜스미션 경로에 기어 감속부가 마련된다. 제1 커플링 수단(15)은 상당량의 출력을 소산시킬 수 없도록 구성되고, 제2 커플링 수단은 사실상 상당량의 출력을 소산시킬 수 있도록 구성된다.

Description

전기 구동부 또는 하이브리드 구동부용 트랜스미션{TRANSMISSION FOR AN ELECTRIC OR HYBRID DRIVE}
본 발명은, 주(主) 구동부를 형성하는 전기모터/발전기 및/또는 연소 엔진에 연결 가능한 입력부와, 부하에 연결 가능한 출력부를 구비하는, 전기 구동부 및/또는 하이브리드 구동부용의 트랜스미션에 관한 것으로, 이 트랜스미션은 입력부와 출력부 사이의 2개의 평행한 트랜스미션 경로를 포함하며, 2개의 트랜스미션 경로 중 제1 트랜스미션 경로에는 제1 커플링 수단이 마련되고, 나머지 제2 트랜스미션 경로에는 제2 커플링 수단이 마련되며, 2개의 트랜스미션 경 중 적어도 어느 하나에는 기어비가 1이 아닌 기어 감속부가 마련되는 것인 트랜스미션에 관한 것이다.
이러한 타입의 트랜스미션은 일반적으로 공지되어 있다. 이러한 트랜스미션에 있어서, 토크를 유지하면서 출력부에서의 트랜스미션 기어비를 변경하는 것이 가능하다.
본 발명의 목적은, 전기 구동부 및/또는 하이브리드 구동부에서 사용하기에 매우 적합한, 서두에서 설명된 타입의 트랜스미션을 제공하는 것이다.
이러한 목적을 위해, 본 발명에 따른 트랜스미션은 제1 커플링 수단이 대출력(significant power)을 소산시킬 수 없고, 제2 커플링 수단이 대출력을 소산시킬 수 있다는 것을 특징으로 한다. 바람직하게는, 트랜스미션은 다른 구성 부품을 구비하지 않는데, 이는 트랜스미션을 간단하게 하고 비용 효율적으로 되게 한다.
사실상 상당량의 대출력을 소산시킬 수 있는 커플링 수단의 경우에는 슬리핑(slipping) 방식으로 작동 가능한 마찰 클러치 또는 브레이크를 고려할 수 있으며, 대출력을 소산시킬 수 없는 커플링 수단의 경우에는 건식 마찰 클러치, 싱크로메시(synchromesh) 또는 클로 클러치(claw clutch)를 고려할 수 있다.
기어 감속부는 바람직하게는 적어도 3개의 회전 부재를 구비하는 유성 기어 세트로 형성되며, 이들 회전 부재 중 제1 회전 부재는 입력부에 연결되고, 제2 회전 부재는 출력부에 연결된다.
본 발명에 따른 트랜스미션의 실시예는, 제3 회전 부재가, 관련 트랜스미션 경로에 존재하는 제1 커플링 수단 또는 제2 커플링 수단에 연결되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 트랜스미션의 다른 실시예는, 관련 트랜스미션 경로에 존재하는 제1 커플링 수단 또는 제2 커플링 수단이 제3 회전 부재와, 나머지 2개의 회전 부재 중 어느 하나의 회전 부재 사이에 위치 설정되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 트랜스미션의 다른 실시예는, 단락 커플링이 제3 회전 부재와, 나머지 2개의 회전 부재 중 어느 하나의 회전 부재 사이에 위치 설정되는 것을 특징으로 한다.
제2 커플링 수단은 바람직하게는 클러치 또는 브레이크, 바람직하게는 건판 클러치 또는 건판 브레이크에 의해 형성된다.
제1 커플링 수단은 바람직하게는 클로 클러치 또는 클로 브레이크를 포함하고, 더욱 바람직하게는 프리휠 베어링 또는 동기화 요소를 포함한다.
제1 커플링 수단은 또한, 대출력을 소산시킬 수 없는 마찰 클러치 또는 마찰 브레이크에 의해 형성될 수 있다.
트랜스미션의 다른 구성에 따르면, 제3 회전 부재가 제동되면 유성 기어 세트는 입력부에서 출력부로의 가속 또는 감속 기어 감속부를 형성한다.
더욱이, 출력부와 부하 사이, 및/또는 입력부와 주 구동부 사이에는 다른 기어 감속부 또는 트랜스미션이 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 트랜스미션의 또 다른 실시예는, 제2 커플링 수단이 다른 전기모터/발전기에 의해 형성되는 것을 특징으로 한다. 다른 전기모터/발전기는 주 구동부를 형성하는 전기모터/발전기에 연결 가능한 것이 바람직하다.
더욱이, 이때 트랜스미션은 다른 전기모터/발전기 또는 유성 기어 세트의 제4 회전 부재에 연결되는 로킹 브레이크를 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명에 따르면, 간단하게 하고 비용 효율적으로 제조 가능한 트랜스미션이 제공된다.
아래에서는 도면에 제시된 본 발명에 따른 트랜스미션의 실시예에 기초하여 본 발명을 더욱 상세히 설명하겠다.
도 1은 커플링이 기어 쌍에 의한 기어 감속부와 판 클러치로 형성되는 것인 트랜스미션의 제1 실시예를 도시한 도면이다.
도 2는 제2 트랜스미션 경로에서의 기어 감속부가 브레이크에 의한 커플링과 유성 기어 세트로 형성되는 것인 트랜스미션의 제2 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 제2 트랜스미션 경로에서의 기어 감속부가 유성 기어 세트에 의해 형성되고, 커플링이 전기모터/발전기에 의해 형성되는 것인 트랜스미션의 제3 실시예를 도시한 도면이다.
도 4는 제2 트랜스미션 경로에서의 기어 감속부가 단락 커플링에 의한 커플링과 유성 기어 세트에 의해 형성되는 것인 트랜스미션의 제4 실시예를 도시한 도면이다.
도 1에는 본 발명에 따른 트랜스미션의 제1 실시예가 도시되어 있다. 이 트랜스미션(1)은 전기 구동부에 매우 적합하며, 주 구동부를 형성하는 전기모터/발전기(5)에 연결 가능한 입력부(3)와 부하(9)에 연결 가능한 출력부(7)를 구비한다. 전기모터/발전기는 파워 일레트로닉스(power electronics)(8)를 통해 어큐뮬레이터(10)에 연결된다. 트랜스미션(1)은 입력부와 출력부 사이의 2개의 평행한 트랜스미션 경로(11, 13)를 포함하며, 제1 트랜스미션 경로(11)에는 제1 커플링 수단(15)이 마련되고, 제2 트랜스미션 경로(13)에는 제2 커플링 수단(17)이 마련된다. 각각의 트랜스미션 경로는 서로 상이한 기어비를 갖는 기어 감속부(18, 19)를 구비한다. 제1 커플링 수단(15)은 대출력을 소산시킬 수 없도록 구성되고, 이 실시예에서는 건판 클러치로 형성되며, 제2 커플링 수단(17)은 사실상 대출력을 소산시킬 수 있도록 구성되고, 본 실시예에서는 슬리핑 방식으로 작동 가능한 마찰 클러치에 의해 형성된다.
도 2에는 본 발명에 따른 트랜스미션의 제2 실시예가 도시되어 있다. 제1 실시예의 구성요소와 동일한 모든 구성요소는 유사한 도면부호로 나타낸다. 이 트랜스미션(21)의 경우, 단지 제1 커플링 수단(15)만이 제1 트랜스미션 경로(11)에 위치 설정되는 반면, 제2 트랜스미션 경로(13)의 기어 감속부와 제2 커플링 수단은 3개의 회전 부재(a, c, s)를 포함하는 유성 기어 세트(23)에 의해 형성되며, 이들 회전 부재 중 제1 회전 부재(c)는 입력부(3)에 연결되고, 제2 회전 부재(s)는 출력부(7)에 연결되며, 제3 회전 부재(a)는 환형으로 형성되며, 제2 커플링 수단을 형성하는 마찰 브레이크(25)에 연결된다. 제3 회전 부재(a)와, 캐리어와 선 기어로 형성되는 나머지 2개의 회전 부재(c, s) 중 어느 하나의 회전 부재 사이에는 단락 커플링(27)이 삽입될 수 있다.
도 3에는 본 발명에 따른 트랜스미션의 제3 실시예가 도시되어 있다. 제1 실시예의 구성요소와 동일한 모든 구성요소는 유사한 도면부호로 나타낸다. 이 트랜스미션(31)에서, 제2 커플링 수단은 전기모터/발전기(5)에 연결되는 다른 전기모터/발전기(33)에 의해 형성된다. 본 실시예에서도 또한, 단락 커플링(27)이 제3 회전 부재(a)와, 나머지 2개의 회전 부재(c, s) 중 어느 하나의 회전 부재 사이에 위치 설정되는 것이 가능하다. 더욱이, 이때 로킹 브레이크(35)가 추가의 전기모터/발전기(33) 또는 유성 기어 세트(23)의 제4 회전 부재(37)에 연결될 수 있다.
도 4에는 본 발명에 따른 트랜스미션의 제4 실시예가 도시되어 있다. 제1 실시예의 구성요소와 동일한 모든 구성요소는 유사한 도면부호로 나타낸다. 본 트랜스미션(41)에서, 제2 커플링 수단은, 제3 회전 부재(a)와, 나머지 2개의 회전 부재(c, s) 중 어느 하나의 회전 부재 사이에 위치 설정되는 단락 커플링(43)에 의해 형성된다.
기존의 실시예에서, 클러치와 브레이크는 전자기계식으로 활성화된다.
앞에서는 도면에 기초하여 본 발명을 설명하였지만, 본 발명은 임의의 방식 또는 의미로 도면에 도시된 실시예로 제한되는 것이 아니라는 점을 명심해야만 한다. 본 발명은 또한 청구 범위에 의해 규정된 사상과 범위 내에서 도면에 도시된 실시예로부터 벗어나는 모든 실시예로 확장된다. 주 구동부는, 예컨대 전기모터/발전기로 형성되는 대신에, 연소 연진에 의해서도 형성될 수 있다. 대안으로서, 출력부와 부하 사이, 및/또는 입력부와 주 구동부 사이에는 다른 기어 감속부 또는 트랜스미션이 위치 설정될 수 있다.
1, 21, 31, 41 : 트랜스미션
3 : 입력부
5 : 전기모터/발전기
7 : 출력부
9 : 부하
10 : 어큐뮬레이터
11 : 제1 트랜스미션 경로
13 : 제2 트랜스미션 경로
23 : 유성 기어 세트
a, c, s : 회전 부재

Claims (15)

  1. 전기 구동부 또는 하이브리드 구동부용의 트랜스미션으로서, 트랜스미션은 주(主) 구동부를 형성하는 전기모터/발전기 또는 연소 엔진에 연결 가능한 입력부와, 부하에 연결 가능한 출력부를 포함하고, 상기 트랜스미션은 입력부와 출력부 사이에 2개의 평행한 트랜스미션 경로를 포함하며, 상기 2개의 트랜스미션 경로 중 하나의 제1 트랜스미션 경로에 제1 커플링 수단만이 마련되고, 상기 2개의 트랜스미션 경로 중 나머지 제2 트랜스미션 경로에 제2 커플링 수단이 마련되며, 상기 제2 트랜스미션 경로에 기어비가 1이 아닌 기어 감속부가 마련되는 것인 트랜스미션에 있어서,
    상기 제1 커플링 수단은 클로 클러치, 클로 브레이크 또는 싱크로메시를 포함하고, 상기 제2 커플링 수단은 마찰 클러치, 마찰 브레이크 또는 다른 전기모터/발전기를 포함하며,
    상기 기어 감속부는 적어도 3개의 회전 부재를 구비하는 하나의 유성 기어 세트로 형성되고, 이들 적어도 3개의 회전 부재 중 제1 회전 부재는 입력부에 연결되고, 제2 회전 부재는 출력부에 연결되며, 상기 제2 트랜스미션 경로에 마련되는 제2 커플링 수단에 제3 회전 부재가 연결되고,
    상기 제3 회전 부재와, 나머지 2개의 회전 부재 중 어느 하나의 회전 부재 사이에 단락 커플링(short-circuit coupling)이 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 트랜스미션.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서, 상기 제2 트랜스미션 경로에 마련되는 제2 커플링 수단은 제3 회전 부재와, 나머지 2개의 회전 부재 중 어느 하나의 회전 부재 사이에 위치 설정되는 것을 특징으로 하는 트랜스미션.
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 커플링 수단은 프리휠 베어링 또는 동기화 요소를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스미션.
  10. 삭제
  11. 제1항 또는 제4항에 있어서, 상기 유성 기어 세트는, 제3 회전 부재가 제동되는 경우에 입력부에서 출력부까지의 가속 또는 감속 기어 감속부를 형성하는 것을 특징으로 하는 트랜스미션.
  12. 제1항 또는 제4항에 있어서, 출력부와 부하 사이 또는 입력부와 주 구동부 사이에 다른 기어 감속부 또는 트랜스미션이 마련되는 것을 특징으로 하는 트랜스미션.
  13. 삭제
  14. 제1항에 있어서, 상기 다른 전기모터/발전기는 주 구동부를 형성하는 전기모터/발전기에 연결 가능한 것을 특징으로 하는 트랜스미션.
  15. 제1항에 있어서, 상기 트랜스미션은, 다른 전기모터/발전기 또는 유성 기어 세트의 제4 회전 부재에 연결되는 로킹 브레이크를 포함하는 것을 특징으로 하는 트랜스미션.
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