KR102291121B1 - Two-steps transmission for vehicles - Google Patents

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KR102291121B1
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ring gear
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KR1020210025244A
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최우석
김한솔
김수민
강세형
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주식회사 브이디알
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Abstract

The present invention relates to a two-stage transmission for a vehicle, comprising: an input shaft connected to a driving motor which can rotate normally and reversely; a sun gear provided to rotate with the input shaft; a plurality of planetary gears engaged with the outer periphery of the sun gear; a carrier connecting each of the plurality of planetary gears in a rotatable state; a ring gear provided by allowing the planetary gears to be engaged with the inner periphery thereof; a one-way clutch provided on the ring gear to rotate the ring gear only in the normal direction; a clutch connected to the input shaft to transmit rotational power of the input shaft to the ring gear or block the rotational power; and an output shaft connected to the carrier to transmit the rotational power of the input shaft to wheels while rotating with the carrier. Provided is the two-stage transmission which can perform a first stage driving and a second stage driving, wherein a clutch, in the first stage driving, allows power of a driving motor to be transmitted to the wheels through the input shaft, the sun gear, the planetary gears, the carrier and the output shaft and, in the second stage driving, allows power of the driving motor to be transmitted to the wheels through the input shaft, the ring gear, the planetary gears, the carrier and the output shaft. The present invention minimizes the shock during transmission to enhance driving comfort and reduce wear of parts.

Description

차량용 2단 변속장치{Two-steps transmission for vehicles}Two-step transmission for vehicles

본 발명은 차량용 2단 변속장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 유성기어 세트와 습식 다판클러치로 2단 변속기를 구성한 차량용 2단 변속장치에 관한 것이다.The present invention relates to a two-speed transmission for a vehicle, and more particularly, to a two-speed transmission for a vehicle comprising a two-speed transmission with a planetary gear set and a wet multi-plate clutch.

최근 차량의 배기가스로 인한 대기오염 및 지구 온난화와 같은 피해로 인한 지구환경 보호와 에너지 자원의 고갈에 따른 에너지 절약 정책이 추진되고 있으며, 이러한 점을 해결하고자 전기 자동차, 하이브리드 전기 자동차, 연료전지 전기 자동차와 같은 친환경 차량에 대한 관심이 증대되고 있다.Recently, energy saving policies are being promoted due to the depletion of energy resources and the protection of the global environment due to damage such as air pollution and global warming caused by vehicle exhaust. To solve these problems, electric vehicles, hybrid electric vehicles, fuel cell electricity Interest in eco-friendly vehicles such as automobiles is increasing.

이러한 전기 자동차는 전동 자전거, 스쿠터, 오토바이 등과 같은 이륜차 뿐만 아니라 전동 휠체어, 자동차 등과 같은 사륜차를 모두 포함한다.Such electric vehicles include not only two-wheeled vehicles such as electric bicycles, scooters, and motorcycles, but also four-wheeled vehicles such as electric wheelchairs and automobiles.

특히, 전기 자동차는 연료로서 가솔린 엔진과는 달리 전기를 사용하므로 동력원으로 전기 모터를 사용함으로써 배기가스의 배출이 전혀 없는 무공해 차량으로, 초기에는 전기 모터에서 출력되는 동력을 감속시키기 위한 감속기가 구비되었고, 이 감속기에 의해 전기 모터의 동력이 감속된 상태로 휠로 전달되어 휠을 구동시키는 동력전달구조가 주로 사용되었다.In particular, since the electric vehicle uses electricity as a fuel unlike a gasoline engine, it is a pollution-free vehicle that uses an electric motor as a power source and emits no exhaust gas. , a power transmission structure in which the power of the electric motor is transmitted to the wheel in a decelerated state by this reducer to drive the wheel was mainly used.

그런데, 전기 모터는 회전속도(rpm)에 따라 토오크가 달라지는 특성이 있다. 즉, 초기 기동 때 가장 큰 토오크를 내는 특성이 있는데, 가속 이후 떨어지는 토오크를 보상하기 위해 전류량을 증가시키는 경우, 누수되는 열에너지가 증가하게 되므로 모터 효율이 떨어지게 되는 단점이 있다.However, the electric motor has a characteristic that the torque varies according to the rotational speed (rpm). That is, there is a characteristic of generating the largest torque at the time of initial start-up. When the amount of current is increased to compensate for the torque falling after acceleration, the leaked thermal energy increases, so that the motor efficiency is reduced.

이에, 최근에는 전기 자동차에 변속장치를 장착하여 전기 모터로부터의 동력을 보다 효율적으로 휠로 전달하도록 하여, 전기 자동차의 주행 거리를 연장시키고 구동 성능을 향상시키는 변속 시스템에 대한 연구가 활발하게 진행되고 있다.Accordingly, recently, research on a shifting system that extends the mileage of an electric vehicle and improves driving performance by installing a transmission device in an electric vehicle to more efficiently transmit power from the electric motor to the wheel is being actively conducted. .

이와 같이 전기 자동차에 감속기를 대신하여 구성되는 변속 시스템에는 모터를 최대한 효율적으로 운전할 수 있는 2단 변속장치가 널리 사용되고 있다.As described above, a two-speed transmission capable of driving a motor as efficiently as possible is widely used in a shift system configured in place of a speed reducer in an electric vehicle.

하지만, 종래의 2단 변속장치는 2단 변속단을 구현하기 위해, 2개의 마찰클러치 또는 유체클러치가 필요하고, 이로 인해 변속기의 부피가 커지게 되며, 동력 단절감 즉 토오크 단절감 등으로 인해 동력전달효율이 저하되는 문제가 있다.However, the conventional two-speed gearbox requires two friction clutches or fluid clutches to implement a two-speed gear stage, thereby increasing the volume of the transmission, and power transmission efficiency due to a sense of power cut, that is, a sense of torque cut. There is a problem with this degradation.

또한, 종래의 2단 변속장치는 다수의 외접기어와, 록킹 장치, 시프트 기구 등의 구성이 적용되어 있으므로, 그 구조가 매우 복잡하고, 많은 구성 부품 수 및 이에 따른 복잡한 연결구조로 인해 동력원의 동력이 출력축으로 신속하게 전달되지 못하는 동력손실현상이 발생되어, 변속성능이 저하되는 문제가 있다.In addition, the conventional two-speed gearbox has a very complicated structure because a number of external gears, locking devices, shift mechanisms, etc. are applied, and the power source of the power source due to the large number of components and the complicated connection structure. There is a problem in that the power loss phenomenon that cannot be transmitted to the output shaft quickly occurs, and the speed change performance is deteriorated.

특히, 종래의 2단 변속장치는 1단에서 2단으로의 변속시, 변속 충격과 마찰손실이 발생되어, 승차감을 저하시킬 뿐 아니라 부품의 수명을 저하시키게 되고, 안전운전에 방해 요인으로 작용되는 문제가 있다.In particular, in the conventional two-speed gearbox, when shifting from 1st to 2nd gear, shift shock and friction loss occur, which not only reduces riding comfort but also reduces the lifespan of parts, and acts as an obstacle to safe driving. there is a problem.

대한민국 공개특허 제10-2016-0005209호Republic of Korea Patent Publication No. 10-2016-0005209 대한민국 등록특허 제10-1532834호Republic of Korea Patent No. 10-1532834 대한민국 등록특허 제10-1350772호Republic of Korea Patent Registration No. 10-1350772 대한민국 공개특허 제10-1997-0046346호Republic of Korea Patent Publication No. 10-1997-0046346

따라서, 본 발명은 전술한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 유성기어 세트와 습식 다판클러치로 2단 변속기를 구성하여 선기어를 통해 입력된 모터의 동력이 습식 다판클러치의 작동에 의해 2단 변속되어 출력축을 통해 휠로 전달되도록 한 차량용 2단 변속장치를 제공하는데 그 목적이 있다.Therefore, the present invention has been devised to solve the problems of the prior art as described above, and the power of the motor input through the sun gear by configuring a two-speed transmission with a planetary gear set and a wet multi-plate clutch is applied to the operation of the wet multi-plate clutch. It is an object of the present invention to provide a two-speed gearbox for a vehicle in which two-speed shifting is transmitted to a wheel through an output shaft.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 2단 변속장치는, 정.역회전 가능한 구동모터와 연결되는 입력축; 입력축과 같이 회전되게 구비되는 선기어; 선기어의 외주에 치합되어 구비되는 복수의 유성기어; 복수의 유성기어를 각각 회전 가능한 상태로 연결하는 캐리어; 유성기어가 그 내주에 치합되어 구비되는 링기어; 링기어에 구비되어 링기어를 정방향으로만 회전시키는 원웨이클러치; 입력축에 연결되어 입력축의 회전 동력을 링기어로 전달하거나 차단하는 클러치; 캐리어에 연결되어 캐리어와 같이 회전되면서 입력축의 회전 동력을 휠에 전달하는 출력축;을 포함하여, 클러치에 의해 구동모터의 동력이 입력축, 선기어, 유성기어, 캐리어, 출력축을 통해 휠에 전달되는 1단 주행과, 구동모터의 동력이 입력축, 링기어, 유성기어, 캐리어, 출력축을 통해 휠에 전달되는 2단 주행이 가능한 2단 변속장치를 특징으로 한다.According to the present invention for achieving the above object, there is provided a two-speed transmission for a vehicle, comprising: an input shaft connected to a driving motor capable of forward and reverse rotation; a sun gear provided to rotate with the input shaft; a plurality of planetary gears meshed with the outer periphery of the sun gear; a carrier connecting the plurality of planetary gears in a rotatable state, respectively; a ring gear having a planetary gear meshed with its inner periphery; a one-way clutch provided on the ring gear to rotate the ring gear only in the forward direction; a clutch connected to the input shaft to transmit or block rotational power of the input shaft to the ring gear; 1 stage in which the power of the drive motor is transmitted to the wheel through the input shaft, the sun gear, the planetary gear, the carrier, and the output shaft by the clutch; It features a two-speed transmission capable of running and two-speed running in which the power of the drive motor is transmitted to the wheels through the input shaft, ring gear, planetary gear, carrier, and output shaft.

그리고, 클러치는 입력축에 연결되어 입력축과 같이 회전되는 클러치하우징; 클러치하우징의 내주에서 클러치하우징과 같이 회전되게 구비되는 클러치마찰판; 링기어의 외주에서 링기어와 같이 회전되게 구비되는 한편 클러치마찰판과 선택적으로 접촉되어 링기어로 동력을 전달하거나 차단시키는 클러치디스크;를 포함할 수 있다.And, the clutch is connected to the input shaft, the clutch housing rotates together with the input shaft; a clutch friction plate provided to rotate like the clutch housing on the inner periphery of the clutch housing; and a clutch disk provided to rotate like the ring gear on the outer periphery of the ring gear and selectively in contact with the clutch friction plate to transmit or block power to the ring gear.

게다가, 클러치디스크는 링기어의 외주에 스플라인 결합되어 축방향으로 이동되면서 클러치마찰판과 접촉 또는 분리되게 구비될 수 있다.In addition, the clutch disk may be provided in contact with or separated from the clutch friction plate while being spline-coupled to the outer periphery of the ring gear and moving in the axial direction.

또한, 클러치디스크에는 클러치디스크와 같이 회전되면서 클러치디스크를 이동시키는 클러치압력판이 구비되고, 클러치압력판과 링기어 사이에는 이동된 클러치압력판을 원위치로 복귀시키는 리턴스프링이 구비되며, 링기어에는 클러치압력판의 이동을 정지시키는 스톱퍼가 구비될 수도 있다.In addition, the clutch disk is provided with a clutch pressure plate for moving the clutch disk while rotating like the clutch disk, and a return spring for returning the moved clutch pressure plate to its original position is provided between the clutch pressure plate and the ring gear. A stopper for stopping the movement may be provided.

이와 더불어, 클러치압력판에는 릴리즈베어링을 매개로 연결되어 클러치압력판을 이동시키는 피스톤을 갖는 실린더부가 구비되고, 실린더부에는 유압을 공급하여 피스톤을 이동시키는 마스터실린더가 연결되어 구비되며, 마스터실린더는 정.역회전 가능한 변속모터에 의해 작동되게 구비될 수 있다.In addition, the clutch pressure plate is provided with a cylinder part having a piston that is connected through a release bearing to move the clutch pressure plate, and a master cylinder that moves the piston by supplying hydraulic pressure is connected to the cylinder part and provided, and the master cylinder is fixed. It may be provided to be operated by a reverse-rotating variable speed motor.

게다가, 변속모터는 그 일단부에 회전되게 구비되는 스크류축과, 스크류축에 결합되어 스크류축의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 이동블록을 포함하고, 이동블록은 마스터실린더에 구비되는 피스톤로드와 연결되어 마스터실린더에서 피스톤로드를 직선 이동시키도록 구비될 수 있다.In addition, the variable speed motor includes a screw shaft provided to rotate at one end thereof, and a moving block coupled to the screw shaft to convert the rotational motion of the screw shaft into a linear motion, and the moving block is connected to a piston rod provided in the master cylinder. It may be provided to linearly move the piston rod in the master cylinder.

본 발명의 차량용 2단 변속장치에 따르면, 모터의 동력이 유성기어 세트의 선기어를 통해 입력되고, 입력된 동력이 습식 다판클러치에 의해 1단 또는 2단 변속되어 출력축을 통해 휠로 전달됨으로써 종래에 비해 구성이 간단하고, 변속과정에서 습식 다판클러치의 슬립에 의해 동력단절감 없이 동력을 전달할 수 있어 동력전달효율이 우수하게 되며, 변속 시 충격 발생이 최소화되어 승차감을 향상시킬 뿐 아니라 부품의 마모를 줄일 수 있는 장점이 있다.According to the two-speed transmission device for a vehicle of the present invention, the power of the motor is input through the sun gear of the planetary gear set, and the input power is shifted to one or two steps by the wet multi-plate clutch and transmitted to the wheel through the output shaft. The configuration is simple, and the slip of the wet multi-plate clutch can transmit power without cutting power during the shifting process, resulting in excellent power transmission efficiency. there are advantages to

도 1은 본 발명에 따른 차량용 2단 변속장치의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 2단 변속장치의 기어열 구조를 보인 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 2단 변속장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 2단 변속장치의 내부 구조를 보인 입체도이다.
도 5는 도 4의 단면 구성도이다.
도 6은 본 발명에 따른 2단 변속장치의 유성기어 세트의 구조를 보인 입체도이다.
도 7은 본 발명에 따른 2단 변속장치의 1단 변속 상태의 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 2단 변속장치의 변속 시의 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 2단 변속장치의 2단 변속 상태의 도면이다.
1 is an overall configuration diagram of a two-speed transmission for a vehicle according to the present invention.
2 is a configuration diagram showing the structure of a gear train of a two-speed transmission according to the present invention.
3 is a cross-sectional view of a two-speed transmission according to the present invention.
4 is a three-dimensional view showing the internal structure of the two-speed transmission according to the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional configuration view of FIG. 4 .
6 is a three-dimensional view showing the structure of a planetary gear set of a two-speed transmission according to the present invention.
7 is a view of a first-speed shift state of the two-speed gearbox according to the present invention.
8 is a view during shifting of the two-speed transmission according to the present invention.
9 is a view of a two-speed shift state of the two-speed transmission device according to the present invention.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에서 사용되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 발명의 기술적 사항에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 할 것이다.The terms used in the present invention are terms defined in consideration of functions in the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user or operator, so the definitions of these terms correspond to the technical matters of the present invention and should be interpreted as a concept.

아울러, 본 발명의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예이다.In addition, the embodiments of the present invention do not limit the scope of the present invention, but are merely exemplary matters of the constituent elements presented in the claims of the present invention, and are included in the technical spirit throughout the specification of the present invention and the scope of the claims. It is an embodiment including a substitutable component as an equivalent in the component.

그리고, 아래 실시예에서의 선택적인 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로서, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다.In addition, optional terms in the examples below are used to distinguish one component from other components, and the components are not limited by the terms.

이에, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.Accordingly, in describing the present invention, detailed descriptions of related known technologies that may unnecessarily obscure the gist of the present invention will be omitted.

첨부도면 도 1 내지 도 9는 본 발명에 따른 차량용 2단 변속장치의 구조 및 변속 과정을 도시한 도면들이다.1 to 9 are views showing the structure and shifting process of a two-speed transmission for a vehicle according to the present invention.

본 발명에 따른 차량용 2단 변속장치는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 동력원인 구동모터(110)와 출력원인 휠(140) 사이에 단일 유성기어 세트와, 습식 다판클러치(260)가 구성된 2단 변속기(100)로 구현된다.As shown in FIGS. 1 to 3, the two-speed transmission device for a vehicle according to the present invention includes a single planetary gear set and a wet multi-plate clutch 260 between the driving motor 110 as a power source and the wheel 140 as an output source. It is implemented with the configured two-speed transmission 100 .

2단 변속기(100)는 정.역회전이 가능한 구동모터(110)와, 구동모터(110)에 연결되어 정.역회전되면서 이에 따른 회전 동력을 발생시키는 입력축(210)과, 입력축(210)과 선택적으로 연결되어 동력을 전달하는 유성기어 세트와, 유성기어 세트와 입력축(210)을 선택적으로 연결시키는 습식 다판클러치(260)와, 유성기어 세트를 통해 입력축(210)의 회전 동력을 휠(140)에 전달하는 출력축(250)을 포함한다.The two-speed transmission 100 includes a driving motor 110 capable of forward and reverse rotation, an input shaft 210 connected to the driving motor 110 to generate rotational power according to the forward and reverse rotation, and an input shaft 210 . A planetary gear set selectively connected to and transmitting power, a wet multi-plate clutch 260 selectively connecting the planetary gear set and the input shaft 210, and the rotational power of the input shaft 210 through the planetary gear set to the wheel ( It includes an output shaft 250 to transmit to 140).

구동모터(110)는 전기를 에너지로 사용하는 전기 모터로 구비되고, 이는 컨트롤러(150)에 의해 제어되어 구동된다.The driving motor 110 is provided as an electric motor using electricity as energy, which is controlled and driven by the controller 150 .

즉, 구동모터(110)를 제어하기 위해서는, 구동모터(110)에 이의 회전속도를 감지하여 컨트롤러(150)로 출력하는 속도센서(111)가 구비되고, 속도센서(111)를 통해 구동모터(110)의 회전속도가 입력된 컨트롤러(150)에서는 차량의 주행상태(즉, 주행모드나 운전모드)에 따라 구동모터(110)를 제어하게 된다.That is, in order to control the driving motor 110 , the driving motor 110 is provided with a speed sensor 111 that senses its rotational speed and outputs it to the controller 150 , and through the speed sensor 111 , the driving motor ( The controller 150 to which the rotation speed of 110 is input controls the driving motor 110 according to the driving state (ie, driving mode or driving mode) of the vehicle.

그리고, 입력축(210)과, 유성기어 세트, 습식 다판클러치(260), 출력축(250) 등은 변속기 하우징(200) 내에 구비되고, 변속기 하우징(200) 내에는 오일이 충진돼 있어 각 부품 간의 작동부를 냉각시킴과 동시에 마찰저항을 줄여 주므로 변속이 원활히 이루어지게 된다.In addition, the input shaft 210, the planetary gear set, the wet multi-plate clutch 260, the output shaft 250, etc. are provided in the transmission housing 200, and the transmission housing 200 is filled with oil to operate between each part. It cools the part and reduces frictional resistance at the same time, so shifting is performed smoothly.

이러한 변속기 하우징(200)의 일측에는 입력축(210)이 관통 결합되고, 반대편의 타측에는 출력축(250)이 관통 결합되어 구비된다.An input shaft 210 is through-coupled to one side of the transmission housing 200 , and an output shaft 250 is through-coupled to the other side of the transmission housing 200 .

입력축(210)은 변속기 하우징(200)에 입력단 베어링(211)을 매개로 관통 결합되어 회전 가능하게 구비되고, 출력축(250) 역시도 변속기 하우징(200)에 출력단 베어링(251)을 매개로 관통 결합되어 회전 가능하게 구비된다. 이러한 각각의 베어링(211)(251)과 변속기 하우징(200) 사이에는 오일실이 구비되어 입력축(210) 및 출력축(250)이 관통된 변속기 하우징(200)을 실링하게 된다.The input shaft 210 is rotatably coupled to the transmission housing 200 through the input stage bearing 211 as a medium, and the output shaft 250 is also through-coupled to the transmission housing 200 through the output stage bearing 251 as a medium. It is provided rotatably. An oil chamber is provided between each of the bearings 211 and 251 and the transmission housing 200 to seal the transmission housing 200 through which the input shaft 210 and the output shaft 250 pass.

이러한 입력축(210)은 그 일측부에는 구동모터(110)가 연결되고 타측부에는 유성기어 세트의 선기어(220)가 구비된다.The input shaft 210 has a drive motor 110 connected to one side thereof, and a sun gear 220 of a planetary gear set is provided at the other side thereof.

특히, 유성기어 세트는 하나의 선기어(220)와, 복수의 유성기어(230), 하나의 링기어(240), 하나의 캐리어(231)를 포함한다.In particular, the planetary gear set includes one sun gear 220 , a plurality of planetary gears 230 , one ring gear 240 , and one carrier 231 .

즉, 유성기어 세트는 도 3 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 입력축(210)과 같이 회전되게 구비되는 선기어(220)와, 선기어(220)의 외주에 치합되어 구비되는 복수의 유성기어(230)와, 복수의 유성기어(230)를 회전 가능한 상태로 연결하는 캐리어(231)와, 복수의 유성기어(230)가 그 내주에 치합되어 구비되는 링기어(240)를 포함한다.That is, as shown in FIGS. 3 to 6 , the planetary gear set includes a sun gear 220 provided to rotate like the input shaft 210 , and a plurality of planetary gears 230 provided to be meshed with the outer periphery of the sun gear 220 . ), a carrier 231 for connecting the plurality of planetary gears 230 in a rotatable state, and a ring gear 240 having a plurality of planetary gears 230 meshed with an inner periphery thereof.

이러한 유성기어 세트에 구성되는 선기어(220)는 입력축(210)의 외측면에 설치되어 입력축(210)과 같이 회전되게 구비된다.The sun gear 220 configured in the planetary gear set is installed on the outer surface of the input shaft 210 to rotate like the input shaft 210 .

이때, 선기어(220)는 입력축(210)에 일체로 형성될 수도 있고, 또는 별개로 독립되게 형성된 후 키 결합 등과 같은 결합수단으로 고정되게 구비될 수도 있으나, 본 실시예에서는 도 3 및 도 5에 도시된 바와 같이 전자의 경우를 일례로 예시하여 설명한다.At this time, the sun gear 220 may be integrally formed with the input shaft 210 or may be formed separately and then fixedly provided by a coupling means such as a key coupling, but in this embodiment, FIGS. 3 and 5 . As shown, the former case will be exemplified and described.

그리고, 복수의 유성기어(230)는 선기어(220)를 중심으로 선기어(220)의 외주에 등간격으로 배치되어 치합되는 3개의 외접 기어로 구비된다. 이러한 복수의 유성기어(230)는 선기어(220)의 회전에 의한 동력을 전달받아 선기어(220)와 반대 방향으로 회전(자전)되면서 선기어(220)의 외주를 따라 이동되는 공전을 하게 된다.In addition, the plurality of planetary gears 230 are provided as three external gears arranged at equal intervals on the outer periphery of the sun gear 220 with the sun gear 220 as a center and meshed with each other. The plurality of planetary gears 230 receive power due to the rotation of the sun gear 220 and rotate (rotate) in the opposite direction to the sun gear 220 and move along the outer periphery of the sun gear 220 to orbit.

이때, 유성기어(230)의 공전 방향은 선기어(220)의 회전 방향으로 동일한 방향으로 이동되어 회전된다.At this time, the orbital direction of the planetary gear 230 is moved and rotated in the same direction as the rotational direction of the sun gear 220 .

특히, 복수의 유성기어(230)는 하나의 캐리어(231)에 의해 모두 연결되게 구비되고, 캐리어(231)에는 각각의 유성기어(230)가 독립된 상태로 회전(자전) 가능하게 결합되어 구비된다.In particular, the plurality of planetary gears 230 are provided to be all connected by a single carrier 231 , and each planetary gear 230 is rotatably (rotatably) coupled to the carrier 231 in an independent state. .

따라서, 복수의 유성기어(230)는 캐리어(231)에 결합된 상태에서 각각 회전(자전)되고, 선기어(220)를 중심으로 선기어(220)의 외주를 따라 이동되는 공전을 하게 됨으로써 캐리어(231)는 유성기어(230)의 공전 방향 즉 선기어(220)와 회전 방향과 동일한 방향으로 회전된다.Accordingly, the plurality of planetary gears 230 are rotated (rotated) in a state coupled to the carrier 231 , and revolved around the sun gear 220 along the outer periphery of the sun gear 220 . ) is rotated in the same direction as the orbital direction of the planetary gear 230 , that is, the sun gear 220 and the rotational direction.

또한, 캐리어(231)는 입력축(210)의 동력을 후술될 출력축(250)을 통해 휠(140)로 전달하는 장치로서, 그 일측에는 복수의 유성기어(230)가 회전(자전) 가능하게 결합되고, 반대편의 타측에는 후술될 출력축(250)이 고정되게 연결된다. 이로써, 입력축(210)의 동력은 캐리어(231)를 통해 출력축(250)으로 전달되어 휠(140)을 회전시키게 된다.In addition, the carrier 231 is a device that transmits the power of the input shaft 210 to the wheel 140 through an output shaft 250 to be described later, and a plurality of planetary gears 230 are rotatably (rotatably) coupled to one side thereof. and an output shaft 250 to be described later is fixedly connected to the other side of the opposite side. Accordingly, the power of the input shaft 210 is transmitted to the output shaft 250 through the carrier 231 to rotate the wheel 140 .

그리고, 링기어(240)는 그 내주에 복수의 유성기어(230)가 치합되어 내접된 상태로 구비된다.In addition, the ring gear 240 is provided in a state in which a plurality of planetary gears 230 are meshed and inscribed on the inner periphery thereof.

이와 같은 링기어(240)에는 링기어(240)를 정방향(전진 주행 방향)으로는 회전시키고, 역방향(후진 주행 방향)의 회전은 불가하도록 구속하는 원웨이클러치(241)가 구비된다. 이러한 원웨이클러치(241)는 이미 당업계에서 다양한 형태로 널리 알려져 있는 기술이므로 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.The ring gear 240 is provided with a one-way clutch 241 for restricting rotation of the ring gear 240 in a forward direction (forward traveling direction) and rotation in a reverse direction (reverse traveling direction). Since the one-way clutch 241 is a technology widely known in various forms in the art, a detailed description thereof will be omitted.

따라서, 링기어(240)는 선기어(220)의 정방향 회전시는 선기어(220)와 동일한 방향으로 회전(자전)되고, 선기어(220)의 역방향 회전시는 회전 불가한 상태로 고정된다.Accordingly, the ring gear 240 is rotated (rotated) in the same direction as the sun gear 220 when the sun gear 220 is rotated in the forward direction, and is fixed in a non-rotatable state when the sun gear 220 is rotated in the reverse direction.

한편, 출력축(250)은 그 일측부에 캐리어(231)가 고정되게 연결되고 타측부에는 휠(140)이 연결되게 구비됨으로써, 입력축(210)의 동력을 휠(140)에 전달하여 휠(140)을 회전시키도록 구비된다.On the other hand, the output shaft 250 is provided such that the carrier 231 is fixedly connected to one side thereof and the wheel 140 is connected to the other side thereof, so that the power of the input shaft 210 is transmitted to the wheel 140 to transmit the power of the wheel 140 to the wheel 140 . ) is provided to rotate.

그리고, 출력축(250)과 휠(140) 사이에는 구동모터(110)에 의해 입력축(210)의 동력을 휠(140)에 감속 전달하기 위한 감속기어(253)가 구비된다.In addition, a reduction gear 253 is provided between the output shaft 250 and the wheel 140 for decelerating and transmitting the power of the input shaft 210 to the wheel 140 by the driving motor 110 .

게다가, 출력축(250)에는 이의 회전속도를 감지하여 컨트롤러(150)로 출력하는 출력 속도센서(252)가 구비되고, 출력 속도센서(252)를 통해 컨트롤러(150)가 구동모터(110)를 차량의 주행상태(즉, 주행모드나 운전모드)에 따라 제어하게 된다.In addition, the output shaft 250 is provided with an output speed sensor 252 that detects its rotational speed and outputs it to the controller 150 , and the controller 150 drives the driving motor 110 to the vehicle through the output speed sensor 252 . It is controlled according to the driving state (ie, driving mode or driving mode).

한편, 입력축(210)에는 클러치 즉 습식 다판클러치(260)가 연결되어 구비되고, 습식 다판클러치(260)는 입력축(210)의 동력을 유성기어 세트의 링기어(240)로 전달하거나 차단시키도록 구비된다.On the other hand, the input shaft 210 is provided with a clutch, that is, a wet multi-plate clutch 260 is connected, and the wet multi-plate clutch 260 transmits or blocks the power of the input shaft 210 to the ring gear 240 of the planetary gear set. provided

습식 다판클러치(260)는 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 변속기 하우징(200) 내에 구비된 상태로 입력축(210)에 연결되어 입력축(210)과 같이 회전되는 클러치하우징(261)과, 클러치하우징(261)의 내주에서 클러치하우징(261)과 같이 회전되게 구비되는 클러치마찰판(262)과, 링기어(240)의 외주에서 링기어(240)와 같이 회전되게 구비되고 클러치마찰판(262)과 선택적으로 접촉되어 링기어(240)로 동력을 전달하거나 차단시키는 클러치디스크(263)를 포함한다.As shown in Figs. 4 to 6, the wet multi-plate clutch 260 is connected to the input shaft 210 in a state provided in the transmission housing 200 and rotates with the input shaft 210. A clutch housing 261, The clutch friction plate 262 is provided to rotate like the clutch housing 261 on the inner periphery of the clutch housing 261, and the clutch friction plate 262 is provided to rotate like the ring gear 240 on the outer periphery of the ring gear 240. and a clutch disk 263 for selectively contacting and transmitting or blocking power to the ring gear 240 .

클러치하우징(261)은 그 일면이 개구된 "⊂"자 형상으로 형성되고, 클러치하우징(261) 내부에는 유성기어 세트가 삽입되어 구비된다.The clutch housing 261 is formed in a “⊂” shape with one surface open, and a planetary gear set is inserted in the clutch housing 261 .

이러한 클러치하우징(261)의 중앙에는 입력축(210)이 회전 가능하게 관통 결합되고, 링기어(240)의 외주와 마주하는 클러치하우징(261)의 내주에는 클러치마찰판(262)이 구비되며, 클러치마찰판(262)은 등간격으로 이격된 다판 구조로 구비된다.The input shaft 210 is rotatably coupled through the center of the clutch housing 261, and the clutch friction plate 262 is provided on the inner periphery of the clutch housing 261 facing the outer periphery of the ring gear 240, and the clutch friction plate 262 is provided in a multi-plate structure spaced at equal intervals.

그리고, 링기어(240)의 외주에는 클러치마찰판(262)에 대응한 다판 구조의 클러치디스크(263)가 구비된다.In addition, a clutch disk 263 having a multi-plate structure corresponding to the clutch friction plate 262 is provided on the outer periphery of the ring gear 240 .

이러한 클러치디스크(263)는 링기어(240)의 외주에 스플라인 결합되어 링기어(240)와 같이 회전되면서 링기어(240)의 축방향으로 이동 가능하게 구비된다. 특히, 클러치디스크(263)는 링기어(240)에 세레이션 결합될 수도 있으나, 세레이션 구조보다 가공성이나 내구성이 더 우수한 스플라인 구조로 형성하는 것이 더 바람직하다.The clutch disk 263 is spline-coupled to the outer periphery of the ring gear 240 and is provided to be movable in the axial direction of the ring gear 240 while rotating like the ring gear 240 . In particular, the clutch disk 263 may be serrated-coupled to the ring gear 240 , but it is more preferable to form a spline structure having better workability and durability than the serration structure.

따라서, 클러치디스크(263)는 링기어(240)의 외주에서 축방향으로 이동되면서 클러치마찰판(262)과 접촉되거나 또는 분리되게 구비된다.Accordingly, the clutch disk 263 is provided to be in contact with or separated from the clutch friction plate 262 while being moved in the axial direction on the outer periphery of the ring gear 240 .

이때, 링기어(240)의 외주에는 클러치디스크(263)의 이동을 제한하는 스톱퍼(242)가 돌출되게 구비되고, 스톱퍼(242)는 링기어(240)의 외주에 결합 고정되는 스냅링으로 구성될 수 있다.At this time, a stopper 242 for limiting the movement of the clutch disk 263 is provided to protrude from the outer periphery of the ring gear 240, and the stopper 242 is a snap ring that is coupled and fixed to the outer periphery of the ring gear 240. can

한편, 상기와 같은 클러치디스크(263)는 변속기 하우징(200) 내에서 축방향으로 이동되는 클러치압력판(264)에 의해 이동되고, 리턴스프링(266)에 의해 원위치로 복귀된다.On the other hand, the clutch disk 263 as described above is moved by the clutch pressure plate 264 that is moved in the axial direction in the transmission housing 200 , and is returned to its original position by the return spring 266 .

이를 구체적으로 설명하면, 컨트롤러(150)에 의해 제어되는 변속모터(120)와, 변속모터(120)와 링크수단으로 연결되어 작동되는 마스터실린더(130)가 구성되고, 변속기 하우징(200) 내에는 마스터실린더(130)에서 토출되는 유압에 의해 직선 이동되는 피스톤(271)이 구비된다.In detail, a speed change motor 120 controlled by the controller 150 and a master cylinder 130 operated by being connected to the speed change motor 120 by a link means are configured, and the transmission housing 200 contains A piston 271 that is linearly moved by hydraulic pressure discharged from the master cylinder 130 is provided.

특히, 출력축(250)이 있는 변속기 하우징(200)의 내측에는 중공의 실린더부(270)가 형성되고, 실린더부(270)에는 피스톤(271)이 이동되어 출입되게 구비된다.In particular, a hollow cylinder part 270 is formed inside the transmission housing 200 having the output shaft 250 , and the piston 271 is moved to and from the cylinder part 270 .

그리고, 실린더부(270)에서 출입되는 피스톤(271)에는 클러치압력판(264)이 릴리즈베어링(265)을 매개로 결합되어 구비됨으로써 클러치압력판(264)이 회전되어도 피스톤(271)은 회전되지 않고 클러치압력판(264)을 직선 이동시킬 수 있게 된다.In addition, a clutch pressure plate 264 is coupled to the piston 271 entering and exiting from the cylinder unit 270 through a release bearing 265 , so that even when the clutch pressure plate 264 is rotated, the piston 271 does not rotate and the clutch The pressure plate 264 can be moved linearly.

이때, 실린더부(270)에는 유압이 인입 및 인출되는 하나의 포트만이 구비되어, 마스터실린더(130)에 의한 유압의 공급시는 피스톤(271)이 인출되면서 클러치압력판(264)을 밀어 클러치디스크(263)를 클러치마찰판(262)에 접촉시키고, 리턴스프링(266)에 의한 클러치압력판(264)의 복귀시는 실린더부(270) 내의 유압이 배출되어 마스터실린더(130)로 공급된다.At this time, the cylinder part 270 is provided with only one port through which hydraulic pressure is drawn in and out, and when the hydraulic pressure is supplied by the master cylinder 130, the piston 271 is drawn out and the clutch pressure plate 264 is pushed to push the clutch disk ( 263 ) is brought into contact with the clutch friction plate 262 , and when the clutch pressure plate 264 is returned by the return spring 266 , the hydraulic pressure in the cylinder part 270 is discharged and supplied to the master cylinder 130 .

이에, 클러치압력판(264)을 밀고 있던 가압력이 해제됨에 따라 클러치디스크(263)는 클러치마찰판(262)과 밀착된 상태로 회전되는 원심력에 의해 클러치마찰판(262)에서 자연적으로 분리되어 동력전달이 차단된다.Accordingly, as the pressing force pushing the clutch pressure plate 264 is released, the clutch disk 263 is naturally separated from the clutch friction plate 262 by the centrifugal force rotated in close contact with the clutch friction plate 262 to block power transmission. do.

이와 같은 실린더부(270)에는 유압센서(272)가 구비되어 실린더부(270)에 작용하는 유압을 감지할 수 있고, 이에 따라 컨트롤러(150)가 변속모터(120) 및 마스터실린더(130)를 통해 유압을 제어할 수 있게 된다.The cylinder unit 270 is provided with a hydraulic pressure sensor 272 to sense the hydraulic pressure acting on the cylinder unit 270 , and accordingly, the controller 150 controls the speed change motor 120 and the master cylinder 130 . hydraulic pressure can be controlled.

또한, 상기와 같이 클러치압력판(264)을 원위치로 이동시키는 리턴스프링(266)은 링기어(240)와 클러치압력판(264) 사이에 구비되는 압축 코일스프링으로 구성된다.In addition, the return spring 266 for moving the clutch pressure plate 264 to the original position as described above is composed of a compression coil spring provided between the ring gear 240 and the clutch pressure plate 264 .

따라서, 피스톤(271)에 의한 클러치압력판(264)의 이동시는 리턴스프링(266)이 링기어(240)와 클러치압력판(264) 사이에서 압축되고, 리턴스프링(266)의 인장시는 이동돼 있던 클러치압력판(264)이 반대 방향으로 이동되어 원위치로 복귀된다.Therefore, when the clutch pressure plate 264 is moved by the piston 271, the return spring 266 is compressed between the ring gear 240 and the clutch pressure plate 264, and when the return spring 266 is tensioned, the moved The clutch pressure plate 264 is moved in the opposite direction to return to the original position.

그리고, 마스터실린더(130)는 그 일측에 피스톤로드(131)가 출입되게 구비되고, 타측에는 실린더부(270)의 포트와 유압호스로 연결되는 포트가 구비된다.In addition, the master cylinder 130 is provided with a piston rod 131 in and out on one side thereof, and a port connected to the port of the cylinder part 270 and a hydraulic hose on the other side is provided.

이에 따라, 피스톤로드(131)가 마스터실린더(130) 내로 인입되면 마스터실린더(130) 내의 유압이 실린더부(270)로 공급되어 피스톤(271)을 인출시키게 되고, 피스톤로드(131)가 마스터실린더(130)에서 인출되면 피스톤(271)을 이동시킨 압력이 해제됨에 따라 리턴스프링(266)에 의해 피스톤(271)이 실린더부(270) 내로 인입되면서 실린더부(270) 내의 유압이 마스터실린더(130) 측으로 리턴 공급된다.Accordingly, when the piston rod 131 is drawn into the master cylinder 130 , the hydraulic pressure in the master cylinder 130 is supplied to the cylinder part 270 to draw out the piston 271 , and the piston rod 131 moves into the master cylinder. When it is withdrawn from 130 , as the pressure that moved the piston 271 is released, the piston 271 is drawn into the cylinder part 270 by the return spring 266 , and the hydraulic pressure in the cylinder part 270 is increased in the master cylinder 130 . ) is returned to the side.

한편, 상기와 같은 마스터실린더(130)는 정.역회전 가능한 변속모터(120)와 링크수단으로 연결되어 작동되는 바, 링크수단은 변속모터(120)의 일단부에 회전되게 구비되는 스크류축(121)과, 스크류축(121)에 나사 결합되어 스크류축(121)의 회전운동을 직선운동으로 변환시켜 직선 이동되는 이동블록(122)을 포함한다.On the other hand, the master cylinder 130 as described above is operated by being connected to the speed change motor 120 capable of forward and reverse rotation by a link means, and the link means is a screw shaft provided to rotate at one end of the speed change motor 120 ( 121) and a moving block 122 that is screwed to the screw shaft 121 to convert the rotational motion of the screw shaft 121 into a linear motion and move linearly.

그리고, 변속모터(120)에는 스크류축(121)의 회전을 감지하는 엔코더 즉 위치센서(123)가 구비되고, 이동블록(122)에는 마스터실린더(130)의 피스톤로드(131)가 연결되어 구비된다.And, the speed change motor 120 is provided with an encoder, that is, a position sensor 123 for detecting the rotation of the screw shaft 121 , and the piston rod 131 of the master cylinder 130 is connected to the moving block 122 . do.

이로써, 변속모터(120)의 정방향 구동시엔 정회전되는 스크류축(121)에서 이동블록(122)이 모터 본체와 먼 방향으로 이동되고, 변속모터(120)의 역 구동시엔 역회전되는 스크류축(121)에서 이동블록(122)이 모터 본체에 근접되는 방향으로 이동되면서 마스터실린더(130)의 피스톤로드(131)를 직선 이동시키게 된다.Accordingly, when the shift motor 120 is driven in the forward direction, the moving block 122 is moved in a direction away from the motor body on the screw shaft 121 that rotates forward, and the screw shaft rotates in the reverse direction when the shift motor 120 is driven in the reverse direction. 121), the piston rod 131 of the master cylinder 130 is moved in a straight line while the moving block 122 is moved in a direction close to the motor body.

따라서, 상기와 같은 2단 변속기(100)는 습식 다판클러치(260)에 의해 구동모터(110)의 동력이 입력축(210), 선기어(220), 유성기어(230), 캐리어(231), 출력축(250)을 통해 휠(140)에 전달되는 1단 주행과, 구동모터(110)의 동력이 입력축(210), 링기어(240), 유성기어(230), 캐리어(231), 출력축(250)을 통해 휠(140)에 전달되는 2단 주행이 가능하게 된다.Accordingly, in the two-speed transmission 100 as described above, the power of the driving motor 110 is supplied by the wet multi-plate clutch 260 to the input shaft 210, the sun gear 220, the planetary gear 230, the carrier 231, and the output shaft. The first-stage driving transmitted to the wheel 140 through 250 and the power of the driving motor 110 are input shaft 210 , ring gear 240 , planetary gear 230 , carrier 231 , and output shaft 250 . ) through which the two-stage driving transmitted to the wheel 140 is possible.

이상과 같은 본 발명에 따른 차량용 2단 변속장치의 작동관계를 설명한다.The operational relationship of the two-speed gearbox for a vehicle according to the present invention as described above will be described.

먼저, 2단 변속기(100)에 의한 1단 주행은 도 7에 도시된 바와 같이, 습식 다판클러치(260)에 의해 클러치디스크(263)와 클러치마찰판(262)이 분리된 상태로서 링기어(240)로의 동력전달은 차단된 상태가 된다.First, in the first-speed driving by the two-speed transmission 100 , as shown in FIG. 7 , the clutch disk 263 and the clutch friction plate 262 are separated by the wet multi-plate clutch 260 and the ring gear 240 ), the power transmission is blocked.

이 상태에서 구동모터(110)의 동력은 입력축(210)으로 그대로 전달되고, 입력축(210)의 동력은 도 7의 왼쪽 도면에서와 같이 선기어(220)와, 유성기어(230), 캐리어(231)를 통해 출력축(250)으로 전달되며, 출력축(250)으로 전달된 동력은 감속기어(253)를 통해 감속된 상태로 출력되어 휠(140)을 감속 회전시키게 된다.In this state, the power of the driving motor 110 is directly transmitted to the input shaft 210 , and the power of the input shaft 210 is the sun gear 220 , the planetary gear 230 , and the carrier 231 as shown in the left drawing of FIG. 7 . ) is transmitted to the output shaft 250 , and the power transmitted to the output shaft 250 is output in a reduced state through the reduction gear 253 to rotate the wheel 140 under reduced speed.

이때, 구동모터(110)의 동력은 입력축(210)을 통해 클러치하우징(261)에도 동일하게 전달되나, 클러치하우징(261)으로 전달된 동력은 클러치디스크(263)와 클러치마찰판(262)의 분리로 인해 링기어(240)로 전달되지 못하고 차단된 상태가 된다.At this time, the power of the driving motor 110 is equally transmitted to the clutch housing 261 through the input shaft 210 , but the power transmitted to the clutch housing 261 is separated from the clutch disk 263 and the clutch friction plate 262 . Therefore, it is not transmitted to the ring gear 240 and is in a blocked state.

한편, 유성기어(230)는 선기어(220)와 링기어(240) 사이에서 자전되면서 선기어(220)의 외주를 따라 공전을 하게 됨으로써 도 7의 오른쪽 하부 그래프에 나타낸 바와 같이 링기어(240)는 회전되지 않고 고정된 상태를 유지하게 된다. 그리고 캐리어(231)는 유성기어(230)의 공전 방향과 동일한 방향으로 회전된다.On the other hand, as the planetary gear 230 rotates between the sun gear 220 and the ring gear 240 and revolves along the outer periphery of the sun gear 220, as shown in the lower right graph of FIG. 7 , the ring gear 240 is It does not rotate and remains stationary. And the carrier 231 is rotated in the same direction as the orbital direction of the planetary gear 230 .

이후, 1단에서 2단으로의 변속시는 도 8의 왼쪽 도면에서와 같이, 마스터실린더(130)에 의해 실린더부(270)의 피스톤(271)이 인출되면서 클러치압력판(264)을 밀어 이송시키게 된다.After that, when shifting from 1st gear to 2nd gear, as shown in the left drawing of FIG. 8 , the piston 271 of the cylinder part 270 is drawn out by the master cylinder 130 and the clutch pressure plate 264 is pushed and transferred. do.

그러면, 클러치압력판(264)이 클러치디스크(263)에 접한 상태로 클러치디스크(263)를 링기어(240)의 외주에서 클러치마찰판(262) 측으로 이동시키게 되고, 이동되는 클러치디스크(263)는 회전되는 클러치마찰판(262)과 슬립되면서 밀착될 때까지 이동되어 접하게 된다.Then, with the clutch pressure plate 264 in contact with the clutch disk 263 , the clutch disk 263 is moved from the outer periphery of the ring gear 240 toward the clutch friction plate 262 , and the moving clutch disk 263 rotates. It is moved and brought into contact with the clutch friction plate 262 that becomes a slip until it comes into close contact.

그리고, 클러치디스크(263)가 회전되는 클러치마찰판(262)에 밀착되면, 클러치디스크(263)가 클러치마찰판(262)과 일체로 회전되고, 이에 링기어(240)의 원웨이클러치(241)가 해제되어 링기어(240)가 선기어(220)와 동일한 정방향으로 회전되기 시작하면서 도 8의 오른쪽 하부 그래프에 나타난 바와 같이 링기어(240)의 회전속도가 점차 증가됨을 알 수 있다.And, when the clutch disk 263 is in close contact with the rotating clutch friction plate 262, the clutch disk 263 is rotated integrally with the clutch friction plate 262, and thus the one-way clutch 241 of the ring gear 240 is As the ring gear 240 is released and starts to rotate in the same forward direction as the sun gear 220 , it can be seen that the rotation speed of the ring gear 240 is gradually increased as shown in the lower right graph of FIG. 8 .

게다가, 이러한 변속과정에서 발생되는 클러치디스크(263)와 클러치마찰판(262)의 슬립 현상과 더불어 유성기어비에 의해 선기어(220)의 외주를 따라 공전되는 유성기어(230)의 자전속도는 점차 감속된다.In addition, the rotational speed of the planetary gear 230 revolving along the outer periphery of the sun gear 220 due to the planetary gear ratio along with the slip phenomenon of the clutch disk 263 and the clutch friction plate 262 generated in the shift process is gradually reduced. .

따라서, 상기와 같은 변속과정에서 클러치디스크(263)와 클러치마찰판(262) 간의 슬립토오크는 발생되지만, 토오크 단절로 인한 동력 단절감은 완전히 방지되므로 안정적인 동력전달이 가능하게 된다.Accordingly, although slip torque is generated between the clutch disk 263 and the clutch friction plate 262 in the shift process as described above, the sense of power cut due to the torque cut off is completely prevented, so that stable power transmission is possible.

이후, 2단 변속 후에는 유성기어(230)의 자전은 완전히 정지되고 공전만 유지된 상태가 된다.Thereafter, after the two-speed shift, the rotation of the planetary gear 230 is completely stopped and only the revolution is maintained.

이와 같이 2단으로 변속된 후에는 도 9의 왼쪽 도면에서와 같이, 습식 다판클러치(260)에 의해 입력축(210)의 동력이 링기어(240), 유성기어(230), 캐리어(231)를 통해 출력축(250)으로 전달되어 휠(140)로 출력된다.After shifting to the second gear in this way, as shown in the left diagram of FIG. 9 , the power of the input shaft 210 is applied to the ring gear 240 , the planetary gear 230 , and the carrier 231 by the wet multi-plate clutch 260 . It is transmitted to the output shaft 250 through the output to the wheel 140 .

따라서, 2단으로의 변속 후에는 입력축(210)의 동력이 선기어(220)와 링기어(240)에 그대로 전달되어 선기어(220)와 링기어(240)가 동일한 속도와 방향으로 회전됨에 따라 유성기어(230)는 자전이 정지된 상태로 선기어(220)의 외주를 따라 이동되는 공전만 이루어지게 되고, 링기어(240)는 도 9의 오른쪽 하부 그래프에 나타난 바와 같이 선기어(220)와 동일한 속도로 회전되면서 이의 동력을 유성기어(230)의 공전에 의해 캐리어(231)를 통해 출력축(250)으로 전달하게 됨으로써 휠(140)은 1단보다 빠른 회전 주행을 하게 된다.Therefore, after shifting to the second gear, the power of the input shaft 210 is transferred to the sun gear 220 and the ring gear 240 as it is, and the sun gear 220 and the ring gear 240 rotate at the same speed and direction. The gear 230 has only an orbit moving along the outer periphery of the sun gear 220 in a state in which rotation is stopped, and the ring gear 240 has the same speed as the sun gear 220 as shown in the lower right graph of FIG. 9 . As it rotates, its power is transmitted to the output shaft 250 through the carrier 231 by the revolution of the planetary gear 230 , so that the wheel 140 rotates faster than the first stage.

그리고, 상기와 같이 습식 다판클러치(260)에 의해 동력이 전달된 상태에서는 구동모터(110)의 역회전 즉 후진 동력은 전달 가능하게 된다.And, in a state in which power is transmitted by the wet multi-plate clutch 260 as described above, reverse rotation of the driving motor 110 , that is, backward power can be transmitted.

즉, 구동모터(110)의 역회전에 의한 후진 동력은 입력축(210)으로 그대로 전달되고, 입력축(210)의 후진 동력은 습식 다판클러치(260)에 의해 선기어(220)와 링기어(240)로 전달되는데, 이때 링기어(240)는 원웨이클러치(241)에 의해 역회전이 방지되므로 고정된 상태로 구비된다.That is, the reverse power due to the reverse rotation of the driving motor 110 is transmitted to the input shaft 210 as it is, and the reverse power of the input shaft 210 is the sun gear 220 and the ring gear 240 by the wet multi-plate clutch 260 . In this case, the ring gear 240 is provided in a fixed state because reverse rotation is prevented by the one-way clutch 241 .

따라서, 입력축(210)의 후진 동력은 선기어(220)를 통해서만 출력되고, 유성기어(230)는 역회전되는 선기어(220)와 고정된 링기어(240) 사이에서 공전과 더불어 자전된다.Accordingly, the reverse power of the input shaft 210 is output only through the sun gear 220 , and the planetary gear 230 rotates with the revolution between the reversely rotating sun gear 220 and the fixed ring gear 240 .

이때, 유성기어(230)는 선기어(220)와는 반대 방향으로 자전되고, 공전 방향은 선기어(220)와 동일한 방향으로 회전됨으로써 유성기어(230)의 공전 방향과 동일한 방향으로 회전되는 캐리어(231)에 의해 입력축(210)의 후진 동력은 출력축(250)을 통해 휠(140)로 출력되어 후진이 가능하게 된다.At this time, the planet gear 230 is rotated in the opposite direction to the sun gear 220, and the orbital direction is rotated in the same direction as the sun gear 220, so that the carrier 231 is rotated in the same direction as the orbital direction of the planetary gear 230. As a result, the backward power of the input shaft 210 is output to the wheel 140 through the output shaft 250 to enable backward movement.

한편, 상기와 같은 후진 동력은 2단 변속기(100)의 1단 모드에서는 동력전달이 불가하게 된다.On the other hand, the reverse power as described above is impossible to transmit power in the first mode of the two-speed transmission 100 .

즉, 입력축(210)의 후진 동력은 접속이 차단된 습식 다판클러치(260)에 의해 링기어(240)로는 차단되고, 선기어(220)로만 전달되어 선기어(220) 및 유성기어(230)는 1단 및 2단 모드와는 반대 방향으로 회전(자전)된다.That is, the reverse power of the input shaft 210 is blocked to the ring gear 240 by the wet multi-plate clutch 260 whose connection is blocked, and is transmitted only to the sun gear 220 so that the sun gear 220 and the planetary gear 230 are 1 It rotates (rotates) in the opposite direction to the single and double mode.

이때, 캐리어(231)는 선기어(220)와 동일한 역 방향으로 회전되어야 하는데, 유성기어(230)의 역 회전(자전)에 의해 정지 상태의 링기어(240)에는 정방향으로의 회전력이 작용되고, 이에 따라 링기어(240)는 정방향으로 회전 가능하게 된다.At this time, the carrier 231 must be rotated in the same reverse direction as the sun gear 220, and a forward rotational force is applied to the ring gear 240 in a stationary state by the reverse rotation (rotation) of the planetary gear 230, Accordingly, the ring gear 240 is rotatable in the forward direction.

따라서, 캐리어(231)와 링기어(240)가 서로 반대 방향으로 회전됨에 따라 유성기어(230)는 공전되지 못하고 제자리 회전(자전)만 되어 캐리어(231)가 정지된 상태가 되므로 1단 모드에서는 휠(140)로 후진 동력을 전달할 수 없게 된다.Therefore, as the carrier 231 and the ring gear 240 rotate in opposite directions, the planet gear 230 does not revolve but rotates in place (rotation) only, so that the carrier 231 is in a stationary state. It is impossible to transmit reverse power to the wheel 140 .

이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함이 명백하다.Although the present invention has been described in detail through specific examples, this is intended to describe the present invention in detail, and the present invention is not limited thereto, and by those of ordinary skill in the art within the technical spirit of the present invention. It is clear that the modification or improvement is possible.

본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 범주에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 명확해질 것이다.All simple modifications and variations of the present invention fall within the scope of the present invention, and the specific protection scope of the present invention will be clarified by the appended claims.

100 : 2단 변속기 110 : 구동모터
111 : 속도센서 120 : 변속모터
121 : 스크류축 122 : 이동블록
123 : 위치센서 130 : 마스터실린더
131 : 피스톤로드 140 : 휠
150 : 컨트롤러 200 : 변속기 하우징
210 : 입력축 211 : 입력단 베어링
220 : 선기어 230 : 유성기어
231 : 캐리어 240 : 링기어
241 : 원웨이클러치 242 : 스톱퍼
250 : 출력축 251 : 출력단 베어링
252 : 출력 속도센서 253 : 감속기어
260 : 습식클러치 261 : 클러치하우징
262 : 클러치디스크 263 : 클러치마찰판
264 : 클러치압력판 265 : 릴리즈베어링
266 : 리턴스프링 270 : 실린더부
271 : 피스톤 272 : 유압센서
100: two-speed transmission 110: drive motor
111: speed sensor 120: variable speed motor
121: screw shaft 122: moving block
123: position sensor 130: master cylinder
131: piston rod 140: wheel
150: controller 200: transmission housing
210: input shaft 211: input end bearing
220: sun gear 230: planetary gear
231: carrier 240: ring gear
241: one-way clutch 242: stopper
250: output shaft 251: output stage bearing
252: output speed sensor 253: reduction gear
260: wet clutch 261: clutch housing
262: clutch disk 263: clutch friction plate
264: clutch pressure plate 265: release bearing
266: return spring 270: cylinder part
271: piston 272: hydraulic sensor

Claims (6)

정.역회전 가능한 구동모터와 연결되는 입력축;
입력축과 같이 회전되게 구비되는 선기어;
선기어의 외주에 치합되어 구비되는 복수의 유성기어;
복수의 유성기어를 각각 회전 가능한 상태로 연결하는 캐리어;
유성기어가 그 내주에 치합되어 구비되는 링기어;
링기어에 구비되어 링기어를 정방향으로만 회전시키는 원웨이클러치;
입력축에 연결되어 입력축의 회전 동력을 링기어로 전달하거나 차단하는 클러치;
캐리어에 연결되어 캐리어와 같이 회전되면서 입력축의 회전 동력을 휠에 전달하는 출력축;을 포함하여,
클러치에 의해 구동모터의 동력이 입력축, 선기어, 유성기어, 캐리어, 출력축을 통해 휠에 전달되는 1단 주행과, 구동모터의 동력이 입력축, 링기어, 유성기어, 캐리어, 출력축을 통해 휠에 전달되는 2단 주행이 가능하도록,
클러치는 입력축에 연결되어 입력축과 같이 회전되는 클러치하우징;
클러치하우징의 내주에서 클러치하우징과 같이 회전되게 구비되는 클러치마찰판;
링기어의 외주에서 링기어와 같이 회전되게 구비되는 한편 클러치마찰판과 선택적으로 접촉되어 링기어로 동력을 전달하거나 차단시키는 클러치디스크;를 포함하고,
클러치디스크에는 클러치디스크와 같이 회전되면서 클러치디스크를 이동시키는 클러치압력판이 구비되고,
클러치압력판과 링기어 사이에는 이동된 클러치압력판을 원위치로 복귀시키는 리턴스프링이 구비되며,
링기어에는 클러치압력판의 이동을 정지시키는 스톱퍼가 구비되는 한편,
클러치압력판에는 릴리즈베어링을 매개로 연결되어 클러치압력판을 이동시키는 피스톤을 갖는 실린더부가 구비되고,
실린더부에는 유압을 공급하여 피스톤을 이동시키는 마스터실린더가 연결되어 구비되며,
마스터실린더는 정.역회전 가능한 변속모터에 의해 작동되게 구비되는 2단 변속장치.
an input shaft connected to a driving motor capable of forward and reverse rotation;
a sun gear provided to rotate with the input shaft;
a plurality of planetary gears meshed with the outer periphery of the sun gear;
a carrier connecting the plurality of planetary gears in a rotatable state, respectively;
a ring gear having a planetary gear meshed with its inner periphery;
a one-way clutch provided on the ring gear to rotate the ring gear only in the forward direction;
a clutch connected to the input shaft to transmit or block rotational power of the input shaft to the ring gear;
Including; including;
One-stage driving in which the power of the drive motor is transmitted to the wheel through the input shaft, sun gear, planetary gear, carrier, and output shaft by the clutch, and the power of the drive motor is transmitted to the wheel through the input shaft, ring gear, planetary gear, carrier, and output shaft To enable two-speed driving,
The clutch includes a clutch housing connected to the input shaft and rotating together with the input shaft;
a clutch friction plate provided to rotate like the clutch housing on the inner periphery of the clutch housing;
a clutch disk provided to rotate like the ring gear on the outer periphery of the ring gear and selectively in contact with the clutch friction plate to transmit or block power to the ring gear;
The clutch disk is provided with a clutch pressure plate that rotates like the clutch disk and moves the clutch disk,
A return spring is provided between the clutch pressure plate and the ring gear to return the moved clutch pressure plate to its original position.
The ring gear is provided with a stopper for stopping the movement of the clutch pressure plate,
The clutch pressure plate is provided with a cylinder part having a piston connected through a release bearing to move the clutch pressure plate,
A master cylinder for moving the piston by supplying hydraulic pressure is connected to the cylinder part and is provided.
The master cylinder is a two-speed gearbox that is provided to be operated by a shift motor capable of forward and reverse rotation.
청구항 1에 있어서,
클러치디스크는 링기어의 외주에 스플라인 결합되어 축방향으로 이동되면서 클러치마찰판과 접촉 또는 분리되게 구비되는 2단 변속장치.
The method according to claim 1,
The clutch disk is spline-coupled to the outer periphery of the ring gear and moved in the axial direction to contact or separate the clutch friction plate.
청구항 1에 있어서,
변속모터는 그 일단부에 회전되게 구비되는 스크류축과, 스크류축에 결합되어 스크류축의 회전운동을 직선운동으로 변환시키는 이동블록을 포함하고,
이동블록은 마스터실린더에 구비되는 피스톤로드와 연결되어 마스터실린더에서 피스톤로드를 직선 이동시키게 되는 2단 변속장치.
The method according to claim 1,
The variable speed motor includes a screw shaft provided to rotate at one end thereof, and a moving block coupled to the screw shaft to convert the rotational motion of the screw shaft into a linear motion,
The moving block is connected to a piston rod provided in the master cylinder to move the piston rod in a straight line in the master cylinder.
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