KR102292764B1 - 하이브리드 차량용 동력전달장치 - Google Patents

하이브리드 차량용 동력전달장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 하이브리드 차량용 동력전달장치에 관한 것으로, 내부에 로터가 구비되는 모터부와, 로터의 회전중심에 회전 가능하게 관통되는 구동 샤프트와, 엔진의 출력축과 구동 샤프트를 연결하는 토션 댐퍼부와, 모터부의 축 방향에 이격 위치되는 변속부와, 모터부와 변속부의 사이에 구비되어, 로터와 구동 샤프트에 각각 연결되는 구동측 클러치부 및, 변속부와 연결된 상태에서 구동축 클러치부의 축 방향에 배치되어 구동측 클러치부와 선택적으로 연결되는 변속측 클러치부를 포함한다.

Description

하이브리드 차량용 동력전달장치{POWER TRANSMISSION DEVICE FOR HYBRID VEHICLE}
본 발명은 차량용 토션 댐퍼에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 구동측 클러치의 용량을 확보하고 장치의 전장을 축소시킬 수 있는 하이브리드 차량용 동력전달장치에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 차량용 동력전달장치는 자동변속기, 모터, 엔진 및 ISG(Integrated Startor & Generator)가 일렬로 배열되는 레이아웃을 갖는다.
엔진과 모터를 이용한 하이브리드 자동차에서는 모터를 사용하여 차량의 초기 출발을 도모하고 차량이 일정속도를 갖게 되면 제너레이터, 즉 ISG가 엔진을 시동하여 엔진의 출력과 모터의 출력을 동시에 이용하게 된다.
한편, 하이브리드 차량용 동력전달장치에서 사용되는 모터는 전기 주행을 초기 엔진이 구동되지 않을 때 차량 전기 주행을 위해 구동될 수 있으며, 모터는 구동측 클러치에 의해 엔진의 출력축으로부터 구동력을 전달받는다.
그러나, 종래의 하이브리드 차량용 동력전달장치는 전동화를 위한 모터와 구동측 클러치가 추가되므로, 하이브리드 차량용 동력전달장치의 전장이 길어지고, 전장 축소를 위해 구동축 클러치를 로터의 내부에 배치시키는 레이아웃도 가능하나, 이는 구동축 클러치의 용량을 축소시키는 요인으로 작용하므로 이를 개선하기 위한 기술이 요구된다.
본 발명의 배경기술은 대한민국 공개특허공보 제2009-0020791호(2009. 02. 27. 공개, 발명의 명칭: 하이브리드 차량용 동력전달장치)에 게시되어 있다.
본 발명은 구동측 클러치와 변속측 클러치를 축 방향으로 배치함과 아울러 토션 댐퍼부를 로터의 내부에 배치시킴으로써, 구동측 클러치의 용량을 확보할 수 있고, 장치의 전장을 축소시킬 수 있는 하이브리드 차량용 동력전달장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치는 내부에 로터가 구비되는 모터부와, 상기 로터의 회전중심에 회전 가능하게 관통되는 구동 샤프트와, 엔진의 출력축과 상기 구동 샤프트를 연결하는 토션 댐퍼부와, 상기 모터부의 축 방향에 이격 위치되는 변속부와, 상기 모터부와 상기 변속부의 사이에 구비되어, 상기 로터와 상기 구동 샤프트에 각각 연결되는 구동측 클러치부 및, 상기 변속부와 연결된 상태로 상기 구동축 클러치부의 축 방향에 배치되어, 상기 구동측 클러치부와 선택적으로 연결되는 변속측 클러치부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한 상기 로터의 내부에는, 상기 토션 댐퍼부가 위치되도록 댐핑공간이 형성될 수 있다.
또한 상기 모터부와 상기 구동측 클러치부 및 상기 변속측 클러치부의 외부에는 차량에 설치되는 커버부가 더 구비될 수 있으며, 상기 커버부의 일측에는 상기 모터부의 축 방향을 커버하며, 상기 댐핑공간과 상기 모터부를 구획하는 모터 커버가 더 구비될 수 있다.
또한 상기 모터 커버의 일측에는, 상기 댐핑공간이 확보되도록 설치홈이 오목하게 형성될 수 있다.
또한 상기 커버부의 내부에는, 상기 모터부와 상기 구동측 클러치부의 사이를 구획하기 위한 서포트가 구비될 수 있다.
또한 상기 구동측 클러치부와 상기 서포트의 사이에는 상기 구동측 클러치부를 동작시키기 위한 구동측 액추에이터 및, 상기 구동측 액추에이터가 내부에 배치되는 구동측 작동공간이 구비될 수 있다.
또한 상기 서포트의 내부에는 외부로 연통되며, 내부로 유입되는 작동 유체를 상기 구동측 작동공간으로 투입시키기 위한 유로가 형성될 수 있다.
또한 상기 변속부에는 상기 변속측 클러치부를 동작시키기 위한 변속측 액추에이터 및, 상기 변속측 액추에이터가 내부에 배치되는 변속측 작동공간이 구비될 수 있다.
또한 상기 구동측 클러치부와 상기 로터의 회전중심은, 베어링에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있으며, 상기 베어링은 상기 구동측 클러치부와 상기 로터의 사이에 배치될 수 있다.
또한 상기 베어링의 축 방향 양단에는, 씰링부재가 각각 결합될 수 있으며, 상기 변속측 클러치부는 상기 변속기와 연결되며, 상기 구동측 클러치부와 선택적으로 연결되는 제1변속측 클러치 및, 상기 제1변속측 클러치와 선택적으로 연결되는 제2변속측 클러치를 구비할 수 있다.
본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치는 구동측 클러치와 변속측 클러치를 축 방향으로 배치함과 아울러 토션 댐퍼부를 로터의 내부에 배치시킴으로써, 구동측 클러치의 용량을 확보할 수 있고, 장치의 전장을 축소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 구성을 개략적으로 보여주기 위한 블럭도이다.
도 2는 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 구성을 상세히 보여주기 위한 측단면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나 본 발명은 이하에 개시되는 실시예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 구성을 개략적으로 보여주기 위한 블록도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 구성을 상세히 보여주기 위한 측단면도이다.
도 1과 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치는 커버부(100)와, 모터부(200)와, 구동 샤프트(300)와, 토션 댐퍼부(400)와, 변속부(500)와, 구동측 클러치부(600) 및, 변속측 클러치부(700)를 포함한다.
커버부(100)는 차량에 설치되며, 커버부(100)의 내부에는 설치공간이 형성된다. 모터부(200)는 커버부(100)의 설치공간 내에 배치된다.
모터부(200)는 설치공간의 내부에 고정적으로 설치되는 스테이터(210) 및, 스테이터(210)의 내부에 회전 가능하게 설치되는 로터(220)가 구비될 수 있다.
커버부(200)의 일측에는 모터부(200)의 축 방향을 커버하기 위한 모터 커버(110)가 더 결합될 수 있으며, 모터 커버(110)의 일측에는 후술 될 토션 댐퍼부(400)의 일부 또는 전체가 위치되도록 댐핑공간(410)이 형성될 수 있다.
모터 커버(110)는 모터부(200)의 내부로 먼지 등의 이물질이 유입되지 않도록 차단하며, 모터부(200)와 댐핑공간(410)의 사이를 구획한다.
댐핑공간(410)은 로터(220)의 내부에 형성되는 공간으로, 댐핑공간(410)은 후술 될 토션 댐퍼부(400)의 일부분 또는 전체가 삽입될 수 있는 사이즈를 형성할 수 있다.
구동 샤프트(300)는 로터(220)의 회전중심(C)에 회전 가능하게 관통되는 것으로, 구동 샤프트(300)는 후술 될 토션 댐퍼부(400)에 의해 엔진(10)의 출력축(11)과 연결된다.
토션 댐퍼부(400)는 엔진(10)의 출력축(11)과 구동 샤프트(300)를 연결하며, 로터(220)의 내주면과 구동 샤프트(300)의 반경 방향 사이에 배치될 수 있다.
여기서, 토션 댐퍼부(400)는 축 방향의 일부분 또는 전체가 댐핑공간(410)에 삽입된 상태로 배치될 수 있으며, 토션 댐퍼부(400)의 축 방향측 양단이 엔진(10)의 출력축(11)과 구동 샤프트(300)에 각각 연결될 수 있다.
또한, 토션 댐퍼부(400)는 엔진(10)의 출력축(11)에 결합되는 출력측 플리이휠과, 출력측 플라이휠의 축 방향에 상대회전 가능하게 연결되며, 구동 샤프트(300)와 연결되는 하나 이상의 드라이브 플레이트로 구비될 수 있다.
그리고, 드라이브 플레이트의 가장자리에는 회전 방향을 따라 하나 이상의 장착홈이 형성될 수 있으며, 장착홈은 드라이브 플레이트의 원주 방향을 따라 다수가 이격된 상태로 배열될 수 있다.
아울러, 드라이브 플레이트의 중심에는 구동 샤프트(300)의 외부에 결합시키기 위한 스플라인 허브가 구비될 수 있고, 드라이브 플레이트의 장착홈에는 출력측 플라이휠과 드라이브 플레이트가 상대 회전시 회전 방향으로 발생하는 진동과 충격을 흡수하기 위한 댐퍼부재(코일 스프링 형태 등)가 설치될 수 있다.
이와 같은 토션 댐퍼부(400)는 댐핑공간(410)에 축 방향 일부 또는 전체가 삽입된 상태로 설치되므로, 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치의 전장 길이를 축소시킬 수 있다.
변속부(500)는 변속이 이루어지는 구성으로, 모터부(200)의 축 방향에 이격 위치되며, 후술 될 변속측 클러치부(700)와 구동측 클러치부(600)에 의해 엔진(10) 및 모터부(200)와 선택적으로 연결될 수 있다.
구동측 클러치부(600)는 모터부(200)와 변속부(500)의 사이에 구비되는 것으로, 구동축 클러치부(600)는 모터부(200)의 로터(220)와 구동 샤프트(300)에 각각 연결될 수 있다.
그리고, 구동측 클러치부(600)와 로터(220)의 회전중심(C)은 도 2에서처럼 베어링(A)에 의해 회전 가능하게 지지될 수 있으며, 베어링(A)은 구동측 클러치부(600)와 로터(20)의 사이에 배치될 수 있다.
베어링(A)은 구동 샤프트(300)의 축 방향을 따라 하나 이상이 설치될 수 있으며, 베어링(A)의 설치 위치는 필요에 따라 다양하게 적용할 수 있다.
또한, 베어링(A)의 축 방향 양단에는 도 2에서처럼 씰링부재(B)가 각각 결합될 수 있다. 씰링부재(A)는 고무 등의 소재를 사용할 수 있으며, 베어링(A)의 축 방향을 통해 수분, 이물질 등이 유입되지 않도록 차단한다.
변속측 클러치부(700)는 엔진(10) 또는 모터부(200)의 구동력을 변속부(500)로 전달하기 위한 것으로, 변속측 클러치부(700)는 모터부(200)와 변속부(500)의 사이에 배치된다.
그리고, 변속측 클러치부(700)는 변속부(500)와 기계적으로 연결되고, 축 방향을 따라 2열로 배치될 수 있으며, 변속부(500)와 연결된 상태에서 구동측 클러치부(600)와 선택적으로 연결된다.
여기서, 변속측 클러치부(700)는 변속부(500)와 기계적으로 연결되며, 구동측 클러치부(600)와 선택적으로 연결되는 제1변속측 클러치(710) 및, 제1변속측 클러치(710)와 선택적으로 연결되는 제2변속측 클러치(720)를 구비할 수 있다.
즉, 구동측 클러치부(600)가 변속측 클러치부(700)와 축 방향으로 배열되므로 구동측 클러치부(600)의 크기를 축소시키지 않아도 되므로 장착공간 확보가 용이하고, 구동측 클러치부(600)의 용량을 축소시키지 않아도 된다.
또한, 커버부(100)의 내부에는 모터부(200)와 구동측 클러치부(600)의 사이를 축 방향으로 구획하기 위한 서포트(120)가 구비될 수 있다.
서포트(120)는 구동측 클러치부(600)와 모터부(200)의 사이 공간을 축 방향으로 구획하므로, 구동측 클러치부(600)와 변속측 클러치부(700)에서 발생된 분진 등이 모터부(200)로 유입되지 않도록 차단한다. 이를 통해 장치의 성능 및 내구성 문제 발생을 줄일 수 있다.
아울러, 구동측 클러치부(600)와 서포트(120)의 사이에는 구동측 글러치부(600)를 축 방향으로 동작시키기 위한 구동측 액추에이터(810) 및, 구동측 액추에이터(810)가 내부에 배치되는 구동측 작동공간(820)이 구비될 수 있다.
이와 함께, 서포트(120)의 내부에는 외부로 연통되며, 내부로 유입되는 작동 유체를 후술 될 구동측 작동공간(820)으로 투입시키기 위한 유로(121)가 형성될 수 있다.
유로(121)는 도 2에서처럼 서포트(120)의 상하 방향을 따라 길이를 가질 수 있으며, 유로(121)의 하단이 구동측 작동공간(820)에 연통될 수 있다.
미도시 하였으나 별도의 파이프 등을 설치하여 외부에서 공급되는 작동 유체를 구동측 작동공간(820)으로 공급할 수도 있다.
변속부(500)에는 변속측 클러치부(700)를 축 방향으로 동작시키기 위한 변속측 액추에이터(910) 및, 변속측 액추에이터(910)가 내부에 배치되는 변속측 작동공간(920)이 구비될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치는 구동측 클러치부(600)와 변속측 클러치부(700)를 축 방향으로 배치함과 아울러 토션 댐퍼부(400)를 로터(220)의 내부에 배치시킴으로써, 구동측 클러치부(600)의 용량을 확보할 수 있고, 장치의 전장을 축소시킬 수 있다.
지금까지 본 발명에 따른 하이브리드 차량용 동력전달장치에 관한 구체적인 실시예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 범위에서 벗어나지 않는 한도 내에서는 여러 가지 실시 변형이 가능함은 자명하다.
그러므로 본 발명의 범위에는 설명된 실시예에 국한되어 전해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
즉, 전술된 실시예는 모든 면에서 예시적인 것이며, 한정적인 것이 아닌 것으로 이해되어야 하며, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술될 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 그 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10: 엔진 11: 출력축
100: 커버부 110: 모터 커버
111: 설치홈 120: 서포트
121: 유로 200: 모터부
210: 스테이터 220: 로터
300: 구동 샤프트 400: 토션 댐퍼부
410: 댐핑공간 500: 변속부
600: 구동측 클러치부 700: 변속측 클러치부
710: 제1변속측 클러치 720: 제2변속측 클러치
810: 구동측 액추에이터 820: 구동측 작동공간
910: 변속측 액추에이터 920: 변속측 작동공간
A: 베어링 B: 씰링부재
C: 회전중심

Claims (10)

  1. 로터가 구비되는 모터부;
    상기 로터의 회전중심을 관통하는 구동 샤프트;
    엔진의 출력축과 상기 구동 샤프트를 연결하는 토션 댐퍼부;
    상기 모터부의 축 방향에 이격 위치되는 변속부;
    상기 모터부와 상기 변속부의 사이에 구비되어, 상기 로터와 상기 구동 샤프트에 각각 연결되는 구동측 클러치부; 및
    상기 변속부와 연결된 상태로 상기 구동축 클러치부의 축 방향에 배치되어, 상기 구동측 클러치부와 선택적으로 연결되는 변속측 클러치부;를 포함하고,
    상기 로터의 내부에는, 댐핑공간이 형성되며,
    상기 댐핑공간에는, 상기 토션 댐퍼부의 일부 또는 전체가 위치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
  2. 삭제
  3. 제2항에 있어서,
    상기 모터부와 상기 구동측 클러치부 및 상기 변속측 클러치부의 외부에는 차량에 설치되는 커버부가 더 구비되며,
    상기 커버부의 일측에는, 상기 모터부의 축 방향을 커버하며, 상기 댐핑공간과 상기 모터부를 구획하는 모터 커버가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 모터 커버의 일측에는, 상기 댐핑공간이 확보되도록 설치홈이 오목하게 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 커버부의 내부에는, 상기 모터부와 상기 구동측 클러치부의 사이를 구획하기 위한 서포트가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 구동측 클러치부와 상기 서포트의 사이에는, 상기 구동측 클러치부를 동작시키기 위한 구동측 액추에이터 및, 상기 구동측 액추에이터가 내부에 배치되는 구동측 작동공간이 구비되며,
    상기 서포트의 내부에는, 외부에서 유입되는 작동 유체를 상기 구동측 작동공간으로 투입시키기 위한 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 변속부에는, 상기 변속측 클러치부를 동작시키기 위한 변속측 액추에이터 및, 상기 변속측 액추에이터가 내부에 배치되는 변속측 작동공간이 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
  8. 로터가 구비되는 모터부;
    상기 로터의 회전중심을 관통하는 구동 샤프트;
    엔진의 출력축과 상기 구동 샤프트를 연결하는 토션 댐퍼부;
    상기 모터부의 축 방향에 이격 위치되는 변속부;
    상기 모터부와 상기 변속부의 사이에 구비되어, 상기 로터와 상기 구동 샤프트에 각각 연결되는 구동측 클러치부; 및
    상기 변속부와 연결된 상태로 상기 구동축 클러치부의 축 방향에 배치되어, 상기 구동측 클러치부와 선택적으로 연결되는 변속측 클러치부;를 포함하고,
    상기 구동측 클러치부와 상기 로터의 회전중심은, 베어링에 의해 회전 가능하게 지지되며,
    상기 베어링은, 상기 구동측 클러치부와 상기 로터의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 베어링의 축 방향 양단에는, 씰링부재가 각각 결합되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 변속측 클러치부는, 상기 변속부와 연결되며, 상기 구동측 클러치부와 선택적으로 연결되는 제1변속측 클러치 및, 상기 제1변속측 클러치와 선택적으로 연결되는 제2변속측 클러치를 구비하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 차량용 동력전달장치.
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