KR101926197B1 - 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치 - Google Patents

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Abstract

이 발명은, 시프트 포크를 이용하여 엔진 또는 모터의 회전동력을 차단 또는 전달을 하면서, 리니어 센서를 이용하여 시프트 포크의 이송거리를 정확하게 측정 및 모니터링함으로써 회전동력의 차단 또는 전달을 정확하게 제어할 수 있는, 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치에 관한 것으로서,
감속기에 연결되는 상부 하우징과, 상기한 상부 하우징의 내부에 설치되어 상기한 감속기의 회전동력을 전달하는 입력축과, 상기한 상부 하우징과 입력축의 사이에 설치되는 베어링과, 상기한 입력축의 하부에 배치되어 있는 허브와, 내주면이 상기한 입력축 및 허브의 외주면들과 스플라인 결합되어 시프트 이동됨으로써 상기한 입력축의 회전동력을 허브로 전달 또는 차단하는 슬리브와, 상기한 슬리브의 외주면에 결합되어 상기한 슬리브를 시프트 이동시키는 시프트 포크와, 상기한 상부 하우징과 시프트 포크의 사이에 설치되어 있는 제1 스프링과, 상기한 상부 하우징의 하부에 연결되는 하부 케이스와, 상기한 하부 케이스의 내부를 통해서 상기한 허브와 연결되는 등속조인트와, 상기한 하부 케이스와 등속 조인트의 사이에 설치되는 니들 롤러와, 상기한 하부 케이스의 내부에 결합되어 상기한 시프트 포크를 밀어내는 액츄에이터와, 상기한 시프트 포크의 이송거리를 감지하기 위한 리니어 센서를 포함하여 이루어진다.

Description

하이브리드 차량용 디스커넥터 장치{DISCONNECTOR FOR HYBRID VEHICLE}
이 발명은 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치에 관한 것으로서, 좀더 세부적으로 말하자면 시프트 포크를 이용하여 엔진 또는 모터의 회전동력을 차단 또는 전달을 하면서, 리니어 센서를 이용하여 시프트 포크의 이송거리를 정확하게 측정 및 모니터링함으로써 회전동력의 차단 또는 전달을 정확하게 제어할 수 있는, 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치에 관한 것이다.
화석연료가 고갈되어 감에 따라 휘발유, 경유 등과 같은 화석연료를 사용하는 차량 대신에 화석연료와 전기를 병용하는 하이브리드 차량의 개발이 이루어지고 있다.
상기한 하이브리드 차량은 화석연료에 의해 회전동력을 발생시키는 엔진과, 전기에 의해 회전동력을 발생시키는 구동모터를 포함하며, 필요에 따라 상기한 엔진의 회전동력을 차단하거나 연결하는 구조로 이루어진다.
엔진의 회전동력을 차단하는 경우에 엔진 클러치를 사용하는 기술이 대한민국 공개특허공보 공개번호 10-2009-0024915(공개일자: 2009년 3월 10일)의 "하이브리드 차량용 동력 전달장치"에서 개시된 바 있다.
그러나, 상기한 바와 같은 종래의 하이브리드 차량은 엔진의 회전동력의 차단 또는 전달을 위하여 클러치를 이용하기 때문에 상대적으로 효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 시프트 포크를 이용하여 엔진 또는 모터의 회전동력을 차단 또는 전달을 하면서, 리니어 센서를 이용하여 시프트 포크의 이송거리를 정확하게 측정 및 모니터링함으로써 회전동력의 차단 또는 전달을 정확하게 제어할 수 있는, 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치를 제공하는 데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로서 이 발명의 구성은, 감속기에 연결되는 상부 하우징과, 상기한 상부 하우징의 내부에 설치되어 상기한 감속기의 회전동력을 전달하는 입력축과, 상기한 상부 하우징과 입력축의 사이에 설치되는 베어링과, 상기한 입력축의 하부에 배치되어 있는 허브와, 내주면이 상기한 입력축 및 허브의 외주면들과 스플라인 결합되어 시프트 이동됨으로써 상기한 입력축의 회전동력을 허브로 전달 또는 차단하는 슬리브와, 상기한 슬리브의 외주면에 결합되어 상기한 슬리브를 시프트 이동시키는 시프트 포크와, 상기한 상부 하우징과 시프트 포크의 사이에 설치되어 있는 제1 스프링과, 상기한 상부 하우징의 하부에 연결되는 하부 케이스와, 상기한 하부 케이스의 내부를 통해서 상기한 허브와 연결되는 등속조인트와, 상기한 하부 케이스와 등속 조인트의 사이에 설치되는 니들 롤러와, 상기한 하부 케이스의 내부에 결합되어 상기한 시프트 포크를 밀어내는 액츄에이터와, 상기한 시프트 포크의 이송거리를 감지하기 위한 리니어 센서를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 액츄에이터는, 회전동력을 발생시키는 모터와, 상기한 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시키기 위한 리드 스크류와, 상기한 리드스크류의 선단에 장착되어 있는 커버와, 상기한 리드스크류와 커버의 사이에 설치되어 있는 제2 스프링과, 상기한 리드 스크류의 일측에 이격되어 설치되어 있는 위치센서를 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 리니어 센서에 의해 측정되는 시프트 포크의 이송거리에 따라 액츄에이터의 모터를 제어하기 위한 제어부를 더 포함하여 이루어지면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 모터는 정역 구동이 가능한 모터를 사용하면 바람직하다.
이 발명의 구성은, 상기한 시프트 포크는, 리니어 센서가 설치되는 부위와 대응되는 부위에 경사면이 형성되면 바람직하다.
이 발명은, 시프트 포크를 이용하여 엔진 또는 모터의 회전동력을 차단 또는 전달을 하면서, 리니어 센서를 이용하여 시프트 포크의 이송거리를 정확하게 측정 및 모니터링함으로써 회전동력의 차단 또는 전달을 정확하게 제어할 수 있는, 효과를 갖는다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치의 조립 사시도이다.
도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치의 정면도이다.
도 3은 도 2의 A-A선 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B선 단면도로서 동력 차단시를 보여준다.
도 5는 도 2의 B-B선 단면도로서 동력 전달시를 보여준다.
도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치의 시프트 포크의 사시도이다.
도 7은 도 6의 C-C선 단면도이다.
이하, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 이 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 이 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명하기로 한다. 이 발명의 목적, 작용, 효과를 포함하여 기타 다른 목적들, 특징점들, 그리고 동작상의 이점들이 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.
참고로, 여기에서 개시되는 실시예는 여러가지 실시가능한 예중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 실시예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 이 발명의 기술적 사상이 반드시 제시된 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 다양한 변화와 부가 및 변경이 가능함은 물론, 균등한 타의 실시예가 가능함을 밝혀 둔다. 또한, 본원의 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로만 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다. 편의상 방향은 도면상의 표현을 기준으로 설정한다.
도 1은 이 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치의 조립 사시도이고, 도 2는 이 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치의 정면도이고, 도 3은 도 2의 A-A선 단면도이고, 도 4는 도 2의 B-B선 단면도로서 동력 차단시를 보여주며, 도 5는 도 2의 B-B선 단면도로서 동력 전달시를 보여준다.
도 1 내지 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 이 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치의 구성은, 감속기(A)에 연결되는 상부 하우징(1)과, 상기한 상부 하우징(1)의 내부에 설치되어 상기한 감속기(A)의 회전동력을 전달하는 입력축(3)과, 상기한 상부 하우징(1)과 입력축(3)의 사이에 설치되는 베어링(9, 10)과, 상기한 입력축(3)의 하부에 배치되어 있는 허브(4)와, 내주면이 상기한 입력축(3) 및 허브(4)의 외주면들과 스플라인 결합되어 시프트 이동됨으로써 상기한 입력축(3)의 회전동력을 허브(4)로 전달 또는 차단하는 슬리브(5)와, 상기한 슬리브(5)의 외주면에 결합되어 상기한 슬리브(5)를 시프트 이동시키는 시프트 포크(6)와, 상기한 상부 하우징(1)과 시프트 포크(6)의 사이에 설치되어 있는 제1 스프링(12)과, 상기한 상부 하우징(1)의 하부에 연결되는 하부 케이스(2)와, 상기한 하부 케이스(2)의 내부를 통해서 상기한 허브(4)와 연결되는 등속조인트(B)와, 상기한 하부 케이스(2)와 등속 조인트(B)의 사이에 설치되는 니들 롤러(11)와, 상기한 하부 케이스(2)의 내부에 결합되어 상기한 시프트 포크(6)를 위로 밀어내는 액츄에이터(8)와, 상기한 시프트 포크(6)의 이송거리를 감지하기 위한 리니어 센서(15)를 포함하여 이루어진다.
상기한 액츄에이터(8)의 구성은, 회전동력을 발생시키는 모터(81)와, 상기한 모터(81)의 회전운동을 직선운동으로 변환시키기 위한 리드 스크류(82)와, 상기한 리드스크류(82)의 선단에 장착되어 있는 커버(84)와, 상기한 리드스크류(82)와 커버(84)의 사이에 설치되어 있는 제2 스프링(83)과, 상기한 리드 스크류(82)의 일측에 이격되어 설치되어 있는 위치센서(85)를 포함하여 이루어진다.
상기한 모터(81)는 정역 구동이 가능한 모터를 사용한다.
도 6은 이 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치의 시프트 포크의 사시도이고, 도 7은 도 6의 C-C선 단면도이다.
도 6에 도시되어 있는 바와 같이 이 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치의 시프트 포크(6)는, 리니어 센서(15)가 설치되는 부위와 대응되는 부위에 경사면(61)이 형성되는 구조로 이루어진다.
상기한 구성에 의한, 이 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치의 작용은 다음과 같다.
감속기(A)로부터 등속 조인트(B)로 전달되는 회전 구동력을 전달하기 위하여 액츄에이터(8)에 전원이 인가되면, 모터(81)로부터 회전동력이 발생되고, 리드 스크류(82)는 상기한 모터(81)의 회전축의 회전운동을 직선운동으로 변환하여 커버(84)로 전달한다. 이 때, 위치센서(85)에 의해 리드 스크류(82)의 이송완료 위치가 감지된다.
리드 스크류(82)가 커버(84)를 밀게 되면, 커버(84)는 제2 스프링(83)의 탄성력에 의한 완충작용을 가지면서 시프트 포크(6)를 밀어올리게 되고, 이에 따라 상기한 시프트 포크(6)는 허브(4)에 결합되어 있던 슬리브(5)를 입력축(3) 쪽으로 시프트 이동시켜서 허브(4) 및 입력축(3)을 공통으로 결합시킨다. 이때, 시프트 포크(6)의 경사면(61)과 대응되는 부위에 리니어 센서(15)가 설치되어 있어서, 시프트 포크(6)의 이송거리를 측정함으로써 시프트 포크(6)의 이송거리를 정확하게 제어할 수가 있게 된다.
이와 같이 시프트 포크(6)가 슬리브(5)를 입력축(3) 쪽으로 시프트 이동시키게 되면, 슬리브(5)에 의해 분리되어 있던 입력축(3) 및 허브(4)가 서로 결합됨으로써 입력축(3)을 통하여 전달되는 감속기(A)의 회전구동력이 허브(4)로 전달되어 등속조인트(B)의 회전구동력이 연결된다.
감속기(A)로부터 등속 조인트(B)로 전달되는 회전 구동력의 전달을 차단하기 위하여, 액츄에이터(8)의 모터(81)가 이전과는 반대방향으로 회전하게 되면, 리드 스크류(82)가 원래의 위치로 복귀하게 된다. 이 때에도, 위치센서(85)에 의해 리드 스크류(82)의 이송완료 위치가 감지된다.
리드 스크류(82)가 원래의 위치로 복귀하게 되면, 하우징(1)과 시프트 포크(6)의 사이에 설치되어 있는 제1 스프링(12)의 복원력에 의해서 시프트 포크(6)를 밀어 내리게 되고, 이에 따라 상기한 시프트 포크(6)는 허브(4) 및 입력축(3)에 공통으로 결합되어 있던 슬리브(5)를 시프트 이동시켜서 허브(4) 및 입력축(3)을 분리시킨다. 이때에도, 시프트 포크(6)의 경사면(61)과 대응되는 부위에 설치되어 있는 리니어 센서(15)에 의해 시프트 포크(6)의 이송거리가 측정됨으로써 제어부(도시되지 않음)가 시프트 포크(6)의 이송거리를 정확하게 제어할 수가 있게 된다.
이와 같이 시프트 포크(6)가 허브(4) 및 입력축(3)에 공통으로 결합되어 있던 슬리브(5)를 시프트 이동시키게 되면, 슬리브(5)에 의해 입력축(3) 및 허브(4)가 서로 분리됨으로써 입력축(3)을 통하여 전달되는 감속기(A)의 회전구동력은 허브(4)로 전달되지 않게 되어 등속조인트(B)가 회전하지 않게 된다.
1 : 상부 하우징 2 : 하부 케이스
3 : 입력축 4 : 허브
5 : 슬리브 6 : 시프트 포크
8 : 액츄에이터 9. 10 : 베어링
11 : 니들롤러

Claims (5)

  1. 감속기에 연결되는 상부 하우징과,
    상기한 상부 하우징의 내부에 설치되어 상기한 감속기의 회전동력을 전달하는 입력축과,
    상기한 상부 하우징과 입력축의 사이에 설치되는 베어링과,
    상기한 입력축의 하부에 배치되어 있는 허브와,
    내주면이 상기한 입력축 및 허브의 외주면들과 스플라인 결합되어 시프트 이동됨으로써 상기한 입력축의 회전동력을 허브로 전달 또는 차단하는 슬리브와,
    상기한 슬리브의 외주면에 결합되어 상기한 슬리브를 시프트 이동시키는 시프트 포크와,
    상기한 상부 하우징과 시프트 포크의 사이에 설치되어 있는 제1 스프링과,
    상기한 상부 하우징의 하부에 연결되는 하부 케이스와,
    상기한 하부 케이스의 내부를 통해서 상기한 허브와 연결되는 등속조인트와,
    상기한 하부 케이스와 등속 조인트의 사이에 설치되는 니들 롤러와,
    상기한 하부 케이스의 내부에 결합되어 상기한 시프트 포크를 밀어내는 액츄에이터와,
    상기한 시프트 포크의 이송거리를 감지하기 위한 리니어 센서를 포함하고,
    상기한 액츄에이터는,
    회전동력을 발생시키는 모터와,
    상기한 모터의 회전운동을 직선운동으로 변환시키기 위한 리드 스크류와,
    상기한 리드스크류의 선단에 장착되어 있는 커버와,
    상기한 리드스크류와 커버의 사이에 설치되어 있는 제2 스프링과,
    상기한 리드 스크류의 일측에 이격되어 설치되어 있는 위치센서를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기한 리니어 센서에 의해 측정되는 시프트 포크의 이송거리에 따라 액츄에이터의 모터를 제어하기 위한 제어부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치.
  4. 제 1항 또는 제 3항에 있어서,
    상기한 모터는 정역 구동이 가능한 모터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기한 시프트 포크는, 리니어 센서가 설치되는 부위와 대응되는 부위에 경사면이 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 디스커넥터 장치.
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