KR101939910B1 - 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치에 관한 것으로, 모터부와, 모터부와 스플라인 결합되는 동력전달부와, 동력전달부에 회전 가능하도록 장착되고 출력부에 동력을 전달하는 입력부와, 동력전달부와 입력부를 연결하거나 연결 해제하는 조작부를 포함하여, 패키지 크기를 축소하고 중량을 저감할 수 있다.

Description

4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치{POWER TRANSMISSION DEVICE FOR ELECTRIC VEHICLE OF 4 WHEEL DRIVING}
본 발명은 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입력부에 동력전달 및 차단수단을 장착하여 패키지를 축소하고 중량을 저감하는 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치에 관한 것이다.
일반적으로 4륜구동 전기 자동차에서는 모터를 동력원으로서 사용하게 되는데, 전륜 구동용 모터와 후륜 구동용 모터가 각각 별도로 설치되어 있어서, 2륜 구동모드에서는 전륜 구동용 모터 또는 후륜 구동용 모터의 1개의 모터로부터 발생되는 동력을 이용하다가, 4륜 구동모드시에는 전륜 구동용 모터 및 후륜 구동용 모터의 2개의 모터로부터 발생되는 동력을 모두 이용하는 구조로 이루어진다.
4륜구동 전기 자동차용 후륜 구동장치의 구성은, 차량의 주행을 위한 회전 동력을 발생시키는 후륜 구동용 모터와, 후륜 구동용 모터의 회전축에 연결되어 있는 감속기와, 감속기에 결합되어 있는 클러치와, 클러치에 결합되어 있는 차동장치와, 차동장치에 결합되어 있으며 좌우 양단에 후륜이 각각 장착되는 후륜 구동축을 포함하여 이루어진다.
4륜 구동시에 후륜 구동용 모터로부터 회전동력이 발생하면, 후륜 구동용 모터의 회전동력을 전달받은 감속기는 다판 클러치로 회전동력을 전달하게 된다. 다판 클러치는 감속기로부터 전달되는 회전동력을 차동장치의 케이스로 전달함으로써 차동장치에 결합되어 있는 후륜 구동축이 회전되도록 한다.
2륜 구동시에 후륜 구동용 모터는 회전동력을 발생시키지 않으며, 다판 클러치는 차동장치의 케이스로 회전동력이 전달되지 않도록 하며, 전륜의 구동력에 의해 후륜이 끌려가게 된다.
그러나, 종래의 4륜구동 전기 자동차는 4륜 구동시에 다판클러치를 이용하여 동력을 전달하기 때문에 다판클러치 내부에 있는 마찰 플레이트간의 슬립으로 인한 구동력 손실이 발생하게 되는 문제점이 있다.
또한, 종래의 4륜구동 전기 자동차는 후륜 구동모터가 작동하지 않는 2륜 구동시에 전륜의 구동력에 의해 후륜이 끌려갈 때 차동장치와 함께 차동장치의 케이스에 연결되어 있는 다판클러치의 일부분까지 불필요하게 회전해야 하므로 에너지 손실이 발생하게 되는 문제점이 있다. 따라서, 이를 개선할 필요성이 요청된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 등록특허공보 제10-1389237호(2014.04.18. 등록, 발명의 명칭 : 4륜구동 전기 자동차용 후륜 구동장치의 디스커넥터 타입 클러치)에 게시되어 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점들을 개선하기 위해 안출된 것으로서, 입력부에 동력전달 및 차단수단을 장착하여 패키지를 축소하고 중량을 저감하는 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치는: 모터부; 상기 모터부와 스플라인 결합되는 동력전달부; 상기 동력전달부에 회전 가능하도록 장착되고, 출력부에 동력을 전달하는 입력부; 및 상기 동력전달부와 상기 입력부를 연결하거나 연결 해제하는 조작부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 동력전달부는 상기 모터부와 스플라인 결합되는 제1전달부; 및 상기 제1전달부와 결합되고, 상기 입력부를 관통하는 제2전달부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제1전달부는 상기 모터부와 스플라인 결합되는 제1전달결합부; 및 상기 제1전달결합부에서 연장되고, 상기 제1전달결합부 보다 내경이 큰 제1전달연장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2전달부는 상기 제1전달연장부에 압입되는 제2전달결합부; 및 상기 제2전달결합부에서 연장되어 상기 입력부를 관통하고, 상기 제2전달결합부 보다 외경이 작은 제2전달연장부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2전달연장부는 상기 제2전달결합부에서 연장되는 제2연장축부; 상기 제2연장축부의 단부에서 상기 제2연장축부의 축방향으로 가공되어 윤활유가 유입되는 제2연장유입홀부; 및 상기 제2연장축부의 외측에서 가공되어 상기 제2연장유입홀부와 연통되고, 윤활유가 배출되는 하나 이상의 제2연장배출홀부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 제2전달부는 상기 제2전달연장부의 단부에 결합되고, 상기 입력부의 축방향 이동을 제한하는 제2전달플랜지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치는 모터부의 동력을 전달하거나 해제하는 조작부가 입력부와 연계되므로, 패키지에 대한 축소 및 중량을 감소할 수 있다.
본 발명에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치는 제1전달부의 내측으로 제2전달부가 압입되어 씰캡이 생략되더라도 누유를 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치는 제2연장유입홀부로 유입된 윤활유가 제2연장배출홀부로 배출되어 제2베어링부의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치는 차동기어부에 의한 윤활이 가능하여 오일 레벨을 줄이고 중량을 저감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에서 모터부의 동력이 입력부에 전달되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치에서 동력전달부를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치가 포함된 모듈을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치의 실시예를 설명한다. 이러한 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치를 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에서 모터부의 동력이 입력부에 전달되는 상태를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치(1)는 모터부(10)와, 동력전달부(20)와, 입력부(30)와, 조작부(40)를 포함한다. 이러한 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치(1)는 2륜구동시 모터부(10)의 구동이 발생하지 않고, 4륜구동시 모터부(10)의 동력이 전달되어 회전된다. 일 예로, 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치(1)는 후륜과 연계될 수 있다. 즉, 4륜 구동시에 모터부(10)로부터 회전동력이 발생하면, 조작부(40)가 모터부(10)에 연결된 동력전달부(20)를 이동시켜 동력전달부(20)와 입력부(30)를 맞물릴 수 있다. 그리고, 2륜 구동시에 모터부(10)는 구동되지 않으며, 조작부(40)에 의해 동력전달부(20)가 입력부(30)와 분리되고, 전륜의 구동력에 의해 후륜이 끌려가게 된다.
모터부(10)는 전원이 인가됨에 따라 구동력이 발생한다. 일 예로, 모터부(10)는 모터구동부(11)와, 모터구동부(11)에 형성되고 모터구동부(11)의 구동시 회전되는 모터축부(12)를 포함할 수 있다.
동력전달부(20)는 모터부(10)와 스플라인 결합되고, 입력부(30)는 동력전달부(20)에 회전 가능하도록 장착된다. 입력부(30)는 출력부(50)에 동력을 전달한다. 일 예로, 입력부(30)와 출력부(50)는 수평하게 배치되고 서로 기어 결합되어 동력 전달이 이루어질 수 있다.
조작부(40)는 동력전달부(20)와 입력부(30)를 연결하거나 연결 해제한다. 일 예로, 조작부(40)는 동력전달부(20)의 외측에 스플라인 결합되어 동력전달부(20)의 축방향으로 이동 가능한 조작연결부(41)와, 조작연결부(41)에 연결된 상태를 유지하고 동력전달부(20)의 축방향으로 조작연결부(41)를 이동시키는 조작구동부(42)를 포함할 수 있다. 조작연결부(41)는 입력부(30) 방향으로 이동되어 입력부(30)에 형성되는 입력슬리브부(31)와 맞물릴 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치에서 동력전달부를 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동력전달부(20)는 제1전달부(21)와 제2전달부(22)를 포함한다. 제1전달부(21)는 모터부(10)와 스플라인 결합되고, 제2전달부(22)는 제1전달부(21)와 결합된다. 제2전달부(22)는 입력부(20)를 관통한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제1전달부(21)는 제1전달결합부(211)와 제1전달연장부(212)를 포함한다.
제1전달결합부(211)는 모터부(10)와 스플라인 결합된다. 일 예로, 제1전달결합부(211)는 관 형상을 하고, 제1전달결합부(211)의 내측으로 모터축부(12)가 삽입될 수 있다. 제1전달결합부(211)와 모터축부(12)가 스플라인 결합됨에 따라 외력에 의해 제1전달결합부(211)가 모터축부(12)의 축방향으로 이동되더라도 동력 전달이 지속적으로 이루어질 수 있다.
제1전달연장부(212)는 제1전달결합부(211)에서 연장되고, 제1전달결합부(211) 보다 내경이 크게 형성된다. 일 예로, 제1전달연장부(212)는 제1전달결합부(211)의 외측에 결합될 수 있다. 이로 인해, 제1전달결합부(211)와 제1전달연장부(212)의 외측 연결 부위에는 외턱부(215)가 형성되고, 제1전달결합부(211)와 제1전달연장부(212)의 내측 연결 부위에는 내턱부(216)가 형성될 수 있다. 제1전달결합부(211)의 외측에는 제1베어링부(71)가 형성되며, 제1베어링부(71)는 외턱부(215)에 걸려 이동이 제한될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2전달부(22)는 제2전달결합부(221)와 제2전달연장부(222)를 포함한다.
제2전달결합부(221)는 제1전달연장부(212)에 압입된다. 일 예로, 제2전달결합부(221)는 일측이 개구된 관 형상을 하고, 제1전달연장부(212)에 삽입되어 내턱부(216)에 밀착될 수 있다. 이로 인해, 제1전달부(21)와 제2전달부(22)의 내측에 별도의 실링 작업을 하지 않더라도 오일 누출을 방지할 수 있다.
제2전달연장부(222)는 제2전달결합부(221)에서 연장되어 입력부(30)를 관통하고, 제2전달결합부(221) 보다 외경이 작게 형성된다. 이러한 외경 차이로 인해 제2전달결합부(221)에는 단턱부(225)가 형성되어 입력부(30)의 이동을 제한할 수 있다. 일 예로, 제2전달연장부(222)와 입력부(30) 사이에는 제2베어링부(72)가 배치되어 입력부(30)의 회전 손실을 억제할 수 있다.
제2전달연장부(222)는 제2연장축부(2221)와, 제2연장유입홀부(2222)와, 제2연장배출홀부(2223)를 포함한다. 제2연장축부(2221)는 제2전달결합부(221)에서 축방향으로 연장되고, 제2전달결합부(221) 보다 작은 외경을 갖도록 형성될 수 있다. 제2연장유입홀부(2222)는 제2연장축부(2221)의 단부에서 제2연장축부(2221)의 축방향으로 가공되어 윤활유가 유입되는 공간을 형성할 수 있다. 제2연장배출홀부(2223)는 제2연장축부(2221)의 외측에서 제2연장축부(2221)의 원주면을 따라 하나 이상이 가공되어 제2연장유입홀부(2222)와 연통된다. 제2베어링부(72)는 제2연장축부(2221)를 감싸도록 형성되며, 제2연장배출홀부(2223)를 통해 윤활유가 제2베어링부(72)에 도달할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제2전달부(22)는 제2전달플랜지부(223)를 더 포함할 수 있다. 제2전달플랜지부(223)는 제2전달연장부(222)의 단부에 결합되고, 입력부(30)의 축방향 이동을 제한한다. 제2전달연장부(222)는 제2전달플랜지부(223)에 압입되어 결합 상태를 유지할 수 있다. 일 예로, 제2전달플랜지부(223)는 제2연장축부(2221)의 단부에 걸리고 원판 형상을 하는 제2플랜지덮개부(2231)와, 제2플랜지덮개부(2231)의 가장자리에서 연장되고 제2연장축부(2221)의 외측을 커버하는 제2플랜지측벽부(2232)와, 제2플랜지측벽부(2232)에서 측방향으로 연장되고 입력부(30)를 구속하는 제2플랜지걸림부(2233)를 포함할 수 있다. 제2플랜지걸림부(2233)에는 입력부(30)와의 접촉에 의한 마찰을 억제하기 위해 코팅층이 형성될 수 있다. 그리고, 제2플랜지측벽부(2232)의 외측에는 제2베어링부(73)가 배치될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치가 포함된 모듈을 개략적으로 나타내는 도면이다. 도 4를 참조하면, 입력부(30)와, 출력부(50)와, 차동기어부(60)가 상이한 축을 갖도록 수평하게 배치되고, 이들이 서로 기어로 맞물려 동력이 전달된다. 입력부(30)와 동일축상에는 모터부(10)가 배치되고, 모터부(10)에는 동력전달부(20)가 연결되며, 조작부(40)가 동력전달부(20)의 동력을 입력부(30)에 전달하거나 전달해제시킨다. 이때, 조작부(40)가 입력부(30)에 장착되므로, 차동기어부(60)에 장착되어 동력을 전달하거나 차단하는 구조보다 패키지 전체에 대한 축소를 유도하고 중량을 저감할 수 있다.
상기와 같은 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치의 조립 및 작동을 설명하면 다음과 같다.
제1전달부(21)에 제2전달부(22)를 압입하고, 제1전달부(21)를 모터부(10)에 스플라인 결합시킨다. 그리고, 제1전달부(21)에 동력을 전달하거나 차단하기 위한 조작부(40)를 장착한다. 제1전달부(21)의 외측에는 제1베어링부(71)가 배치되어 입력부(30)의 원활한 회전을 보장한다.
한편, 제2전달부(22)의 제2전달연장부(222)가 입력부(30)를 관통하고, 제2전달연장부(222)와 입력부(30) 사이에는 제2베어링부(72)가 배치되어 제2전달부(22)의 원활한 회전을 보장한다.
제2전달연장부(222)의 외측에 입력부(30)가 배치되면, 제2전달플랜지부(223)를 제2전달연장부(222)의 단부에 압입하여 입력부(30)의 이탈을 막을 수 있다. 이러한 제2전달플랜지부(223)의 외측에는 제3베어링부(73)가 배치되어 제2전달부(22)의 원활한 회전을 보장한다.
상기한 상태에서 4륜구동이 실시되면, 모터부(10)가 구동되어 동력전달부(20)가 회전되고, 조작부(40)가 구동되어 동력전달부(20)와 입력부(30)에 맞물린다. 이로 인해, 모터부(10)의 동력이 입력부(30)에 전달되고, 입력부(30)와 맞물린 출력부(50)가 회전되어 차동기어부(60)에 동력이 전달된다.
4륜구동에서 2륜구동으로 전환되면, 모터부(10)의 구동이 중지되고, 조작부(40)의 구동으로 입력부(30)와 동력전달부(20)가 연결 해제된다. 이로 인해 전륜의 구동력에 의해 후륜이 끌려가게 된다. 후륜의 회전으로 차동기어부(60)가 회전되더라도 입력부(30)와 동력전달부(20)가 연결 해제되어 모터부(10)에 회전력이 도달되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치(1)는 모터부(10)의 동력을 전달하거나 해제하는 조작부(40)가 입력부(30)와 연계되므로, 패키지에 대한 축소 및 중량을 감소할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치(1)는 제1전달부(21)의 내측으로 제2전달부(22)가 압입되어 씰캡이 생략되더라도 누유를 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치(1)는 제2연장유입홀부(2222)로 유입된 윤활유가 제2연장배출홀부(2223)로 배출되어 제2베어링부(72)의 손상을 방지할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치(1)는 차동기어부(60)에 의한 윤활이 가능하여 오일 레벨을 줄이고 중량을 저감할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
10 : 모터부 20 : 동력전달부
21 : 제1전달부 22 : 제2전달부
30 : 입력부 40 : 조작부
50 : 출력부 60 : 차동기어부

Claims (6)

  1. 모터부;
    상기 모터부와 스플라인 결합되는 동력전달부;
    상기 동력전달부에 회전 가능하도록 장착되고, 출력부에 동력을 전달하는 입력부; 및
    상기 동력전달부와 상기 입력부를 연결하거나 연결 해제하는 조작부;를 포함하고,
    상기 동력전달부는
    상기 모터부와 스플라인 결합되는 제1전달부; 및
    상기 제1전달부와 결합되고, 상기 입력부를 관통하는 제2전달부;를 포함하며,
    상기 제1전달부는
    상기 모터부와 스플라인 결합되는 제1전달결합부; 및
    상기 제1전달결합부에서 연장되고, 상기 제1전달결합부 보다 내경이 큰 제1전달연장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1항에 있어서, 상기 제2전달부는
    상기 제1전달연장부에 압입되는 제2전달결합부; 및
    상기 제2전달결합부에서 연장되어 상기 입력부를 관통하고, 상기 제2전달결합부 보다 외경이 작은 제2전달연장부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치.
  5. 제 4항에 있어서, 상기 제2전달연장부는
    상기 제2전달결합부에서 연장되는 제2연장축부;
    상기 제2연장축부의 단부에서 상기 제2연장축부의 축방향으로 가공되어 윤활유가 유입되는 제2연장유입홀부; 및
    상기 제2연장축부의 외측에서 가공되어 상기 제2연장유입홀부와 연통되고, 윤활유가 배출되는 하나 이상의 제2연장배출홀부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치.
  6. 제 4항에 있어서, 상기 제2전달부는
    상기 제2전달연장부의 단부에 결합되고, 상기 입력부의 축방향 이동을 제한하는 제2전달플랜지부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 4륜구동 전기 자동차용 동력전달장치.
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