KR102554877B1 - 전기차용 변속기 - Google Patents

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KR102554877B1 KR1020180046609A KR20180046609A KR102554877B1 KR 102554877 B1 KR102554877 B1 KR 102554877B1 KR 1020180046609 A KR1020180046609 A KR 1020180046609A KR 20180046609 A KR20180046609 A KR 20180046609A KR 102554877 B1 KR102554877 B1 KR 102554877B1
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Abstract

본 발명은 구동모터축에 구비된 제1구동기어 및 제2구동기어와; 상기 제1구동기어에 치합된 제1피동기어와; 상기 제1피동기어에 동심축을 이루고 한 회전요소가 고정된 유성기어장치와; 상기 제1구동기어로부터 전달받은 동력을 상기 유성기어장치의 나머지 회전 가능한 두 회전요소로 각각 전달하는 상태를 조절할 수 있도록 상기 제1피동기어에 병렬적으로 연결된 제1클러치수단 및 제2클러치수단과; 상기 유성기어장치로부터 출력되는 동력을 전달받도록 설치된 디퍼렌셜과; 상기 제2구동기어에 치합된 제2피동기어와; 상기 제2피동기어와의 결합상태 조절에 의하여 상기 제2구동기어로부터 전달받은 동력을 상기 제1클러치수단과 제2클러치수단에 의해 형성되는 두 변속비 사이의 변속비로 변속하여 상기 디퍼렌셜로 전달할 수 있도록 구비된 제3클러치수단을 포함하여 구성된다.

Description

전기차용 변속기{TRANSMISSION FOR ELECTRIC VEHICLE}
본 발명은 전기차용 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 가급적 적은 용량의 구동모터를 사용하면서도 차량의 주행성능을 충분히 확보할 수 있도록 하는 파워트레인의 구성에 관한 기술이다.
전기차는 구동모터로 엔진을 대신하여 차량의 구동에 필요한 구동력을 제공하며, 상기 구동모터는 대체로 용량이나 크기에 따라 그 가격이 비례하여 증가하며, 구동모터의 크기가 증가하면, 제공할 수 있는 구동력의 범위는 넓어지지만, 차량의 중량 증가에 의해 연비를 저하시키는 요인이 되기도 한다.
상기 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.
KR 1020170018220 A
본 발명은 가급적 작은 용량의 구동모터를 사용하면서도 차량의 최고속도, 가속성능 및 등판성능 등과 같은 주행성능을 충분히 확보할 수 있도록 하여, 차량 제작에 소요되는 비용을 저감하면서도 필요한 차량의 주행성능을 확보하여 궁극적으로 차량의 상품성을 극대화할 수 있는 전기차용 변속기를 제공함에 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 전기차용 변속기는
구동모터축에 구비된 제1구동기어 및 제2구동기어와;
상기 제1구동기어에 치합된 제1피동기어와;
상기 제1피동기어에 동심축을 이루고 한 회전요소가 고정된 유성기어장치와;
상기 제1구동기어로부터 전달받은 동력을 상기 유성기어장치의 나머지 회전 가능한 두 회전요소로 각각 전달하는 상태를 조절할 수 있도록 상기 제1피동기어에 병렬적으로 연결된 제1클러치수단 및 제2클러치수단과;
상기 유성기어장치로부터 출력되는 동력을 전달받도록 설치된 디퍼렌셜과;
상기 제2구동기어에 치합된 제2피동기어와;
상기 제2피동기어와의 결합상태 조절에 의하여 상기 제2구동기어로부터 전달받은 동력을 상기 제1클러치수단과 제2클러치수단에 의해 형성되는 두 변속비 사이의 변속비로 변속하여 상기 디퍼렌셜로 전달할 수 있도록 구비된 제3클러치수단;
을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
상기 유성기어장치는 링기어가 상시 고정된 싱글피니언 유성기어장치로 구성되고;
상기 제1클러치수단은 상기 제1피동기어를 상기 유성기어장치의 선기어에 연결시킬 수 있도록 구성되며;
상기 제2클러치수단은 상기 제1피동기어를 상기 유성기어장치의 캐리어에 연결시킬 수 있도록 구성될 수 있다.
상기 유성기어장치의 캐리어에는 상기 디퍼렌셜로 동력을 인출하기 위한 제1출력기어가 구비될 수 있다.
상기 제1클러치수단은 상기 제1피동기어와 상기 선기어 사이를 연결하거나 차단할 수 있도록 구비된 제1동기장치로 이루어지고;
상기 제3클러치수단은 상기 디퍼렌셜로 동력을 인출하기 위한 제2출력기어의 회전축과 상기 제2피동기어 사이를 연결하거나 차단할 수 있도록 구비된 제2동기장치로 이루어질 수 있다.
상기 제2클러치수단은
외부로부터 상기 유성기어장치의 축방향을 따르는 직선 변위를 입력 받아 상기 캐리어와 제1피동기어 사이에 발생하는 마찰력이 상기 직선 변위에 따라 변화하도록 구성된 마찰클러치와;
상기 마찰클러치에 상기 축방향을 따르는 직선 변위를 제공하고 셀프록킹 기능을 제공하도록 설치된 액츄에이터를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 액츄에이터는
하우징과;
상기 유성기어장치의 축방향을 따라 직선 이동하는 볼너트에 의하여 상기 마찰클러치에 직선변위를 제공할 수 있도록 상기 하우징에 구비된 볼스크류장치와;
상기 볼스크류장치의 스크류를 구동하도록 상기 하우징에 설치된 제어모터와;
상기 스크류의 회전과 연동하여 상기 볼너트가 상기 마찰클러치를 향해 전진한 상태를 지지하여 역방향 이동을 금지시키도록 상기 하우징에 구비된 셀프록킹기구를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 셀프록킹기구는
상기 유성기어장치의 축방향에 수직한 방향으로 직선 이동 가능하게 상기 하우징에 설치되어 상기 볼너트의 후방단부와 서로 경사면으로 접촉된 쐐기피스톤과;
상기 스크류의 회전력을 전달받아 상기 쐐기피스톤을 직선 이동시키도록 구비된 연동장치를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 연동장치는
상기 쐐기피스톤에 형성된 래크기어와;
상기 래크기어에 치합된 피니언과;
상기 스크류에 외접 치합되고 상기 피니언의 회전축에 상기 피니언과 함께 구비된 연동기어를 포함하여 구성될 수 있다.
본 발명은 가급적 작은 용량의 구동모터를 사용하면서도 차량의 최고속도, 가속성능 및 등판성능 등과 같은 주행성능을 충분히 확보할 수 있도록 하여, 차량 제작에 소요되는 비용을 저감하면서도 필요한 차량의 주행성능을 확보하여 궁극적으로 차량의 상품성을 극대화할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 전기차용 변속기의 구조를 도시한 도면,
도 2 내지 도 9는 도 1의 변속기의 작동을 설명한 도면,
도 10은 도 1의 액츄에이터의 상세 구성도,
도 11은 도 10의 구조에 비교하여 액츄에이터의 작동을 설명한 도면이다.
도 1 내지 도 9를 참조하면, 본 발명 실시예는 구동모터축(MS)에 구비된 제1구동기어(D1) 및 제2구동기어(D2)와; 상기 제1구동기어(D1)에 치합된 제1피동기어(P1)와; 상기 제1피동기어(P1)에 동심축을 이루고 한 회전요소가 고정된 유성기어장치(PG)와; 상기 제1구동기어(D1)로부터 전달받은 동력을 상기 유성기어장치(PG)의 나머지 회전 가능한 두 회전요소로 각각 전달하는 상태를 조절할 수 있도록 상기 제1피동기어(P1)에 병렬적으로 연결된 제1클러치수단 및 제2클러치수단과; 상기 유성기어장치(PG)로부터 출력되는 동력을 전달받도록 설치된 디퍼렌셜(DF)과; 상기 제2구동기어(D2)에 치합된 제2피동기어(P2)와; 상기 제2피동기어(P2)와의 결합상태 조절에 의하여 상기 제2구동기어(D2)로부터 전달받은 동력을 상기 제1클러치수단과 제2클러치수단에 의해 형성되는 두 변속비 사이의 변속비로 변속하여 상기 디퍼렌셜(DF)로 전달할 수 있도록 구비된 제3클러치수단을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 제1클러치수단에 의해 형성되는 변속비는 본 발명의 변속기가 구현할 수 있는 일련의 변속단들 중 가장 큰 변속비로서 1단의 변속단을 형성하며, 상기 제2클러치수단에 의해 형성될 수 있는 변속비는 가장 작은 변속비로서 3단의 변속단을 형성할 수 있다. 따라서 상기 제3클러치수단은 상기 두 변속비 사이의 변속비를 형성하는 2단 변속단을 구현할 수 있도록 된 것이다.
물론, 상기 제2클러치수단은 후술하는 바와 같이 클러치의 슬립이 허용되는 마찰클러치를 포함하여 이루어지기 때문에 슬립이 발생하는 동안에는 3단 변속비를 형성하지 않고, 완전히 체결된 상태에서 3단 변속비를 형성한다.
본 실시예에서, 상기 유성기어장치(PG)는 링기어가 상시 고정된 싱글피니언 유성기어장치로 구성되고, 상기 제1클러치수단은 상기 제1피동기어(P1)를 상기 유성기어장치(PG)의 선기어에 연결시킬 수 있도록 구성되며, 상기 제2클러치수단은 상기 제1피동기어(P1)를 상기 유성기어장치(PG)의 캐리어에 연결시킬 수 있도록 구성된다.
상기 유성기어장치(PG)의 캐리어에는 상기 디퍼렌셜(DF)로 동력을 인출하기 위한 제1출력기어(OG1)가 구비되어 있다.
상기 제1클러치수단은 상기 제1피동기어(P1)와 상기 선기어 사이를 연결하거나 차단할 수 있도록 구비된 제1동기장치(S1)로 이루어지고, 상기 제3클러치수단은 상기 디퍼렌셜(DF)로 동력을 인출하기 위한 제2출력기어(OG2)의 회전축과 상기 제2피동기어(P2) 사이를 연결하거나 차단할 수 있도록 구비된 제2동기장치(S2)로 이루어져 있다.
상기 제1출력기어(OG1)와 제2출력기어(OG2)는 디퍼렌셜(DF)의 링기어에 각각 치합되어 있으며, 상기 디퍼렌셜(DF)은 도시되지 않은 양쪽 구동륜으로 동력을 전달하도록 구성된다.
여기서, 상기 동기장치란, 싱크로나이저링이 구비되어 슬리브를 축방향으로 이동시키는 힘에 의해 싱크로나이저링이 클러치기어와 마찰력을 형성하면서 동기가 이루어진 후에 슬리브가 클러치기어에 결합되는 구조의 기구를 의미한다.
한편, 상기 제1클러치수단과 제3클러치수단은 상기한 바와 같은 동기장치 이외에 싱크로나이저링을 별도로 구비하지 않은 도그클러치로도 구현할 수 있을 것이며, 이 경우에는 상기 구동모터의 적극적인 동기작용이 수반되어야 클러치수단의 결합과 해제가 가능할 것이다.
본 실시예에서 상기 제2클러치수단은 외부로부터 상기 유성기어장치(PG)의 축방향을 따르는 직선 변위를 입력 받아 상기 캐리어와 제1피동기어(P1) 사이에 발생하는 마찰력이 상기 직선 변위에 따라 변화하도록 구성된 마찰클러치(CL)와; 상기 마찰클러치(CL)에 상기 축방향을 따르는 직선 변위를 제공하고 셀프록킹 기능을 제공하도록 설치된 액츄에이터(AT)를 포함하여 구성된다.
상기 액츄에이터(AT)는 하우징(1)과; 상기 유성기어장치(PG)의 축방향을 따라 직선 이동하는 볼너트(3)에 의하여 상기 마찰클러치(CL)에 직선변위를 제공할 수 있도록 상기 하우징(1)에 구비된 볼스크류장치(5)와; 상기 볼스크류장치(5)의 스크류(7)를 구동하도록 상기 하우징(1)에 설치된 제어모터(9)와; 상기 스크류(7)의 회전과 연동하여 상기 볼너트(3)가 상기 마찰클러치(CL)를 향해 전진한 상태를 지지하여 역방향 이동을 금지시키도록 상기 하우징(1)에 구비된 셀프록킹기구를 포함하여 구성된다.
상기 셀프록킹기구는 상기 유성기어장치(PG)의 축방향에 수직한 방향으로 직선 이동 가능하게 상기 하우징(1)에 설치되어 상기 볼너트(3)의 후방단부와 서로 경사면으로 접촉된 쐐기피스톤(11)과; 상기 스크류(7)의 회전력을 전달받아 상기 쐐기피스톤(11)을 직선 이동시키도록 구비된 연동장치를 포함하여 구성된다.
상기 연동장치는 상기 쐐기피스톤(11)에 형성된 래크기어(13)와; 상기 래크기어(13)에 치합된 피니언(15)과; 상기 스크류(7)에 외접 치합되고 상기 피니언(15)의 회전축에 상기 피니언(15)과 함께 구비된 연동기어(17)를 포함하여 구성된다.
상기 연동장치는 이외에도, 벨트나 체인 등과 같은 동력전달장치를 사용하여 구현할 수 있을 것이다.
도 10과 도 11은 상기 액츄에이터(AT)의 구조 및 작동을 비교하여 설명한 것으로서, 도 10과 도 11을 비교하면 볼너트(3)는 도 10의 상태로부터 도 11의 상태까지 도면상 좌측으로 이동한 직선변위를 형성하여 마찰클러치(CL)에 형성된 직선변위를 제공하는 것을 알 수 있다.
참고로, 도 10은 마찰클러치(CL)에서 마찰력을 발생하기 전의 상태로 볼 수 있고, 도 11은 상기 볼너트(3)가 제공한 직선변위에 의해 마찰클러치(CL)에서 마찰력을 형성하는 상태로 볼 수 있다.
여기서, 도 10과 도 11에서 상기 마찰클러치(CL)가 위치한 쪽으로 상기 볼너트(3)가 이동하는 방향을 전방으로 하고, 그 반대방향을 후방으로 칭하기로 한다.
상기 볼너트(3)의 전방에는 베어링(19)을 통해 판스프링(21)이 마찰클러치(CL)에 직선변위를 탄성적으로 전달하도록 구성되어 있으며, 상기 마찰클러치(CL)에서는 상기 볼너트(3)가 제공하는 직선변위에 따라 마찰력이 변화하도록 구성된다.
또한, 상기한 바와 같이 액츄에이터(AT)로부터 직선변위를 전달받아 마찰클러치(CL)에서 전달받은 직선변위에 따라 마찰력으로 전환시키는 구성은 종래의 공지기술에 의해 구현할 수 있을 것이다.
도 10의 상태에서, 도시되지 않은 컨트롤러에 의해 상기 제어모터(9)가 구동되면 스크류(7)가 회전하면서, 볼너트(3)는 상기 마찰클러치(CL)를 향해 이동하여 상기 베어링(19)을 통해 상기 판스프링(21)을 밀어서 마찰클러치(CL)의 마찰력을 증대시키게 된다.
이때, 상기 스크류(7)의 회전에 의해 상기 연동기어(17)가 회전하면, 이에 일체로 연결된 피니언(15)이 회전하면서, 상기 래크기어(13)가 형성된 쐐기피스톤(11)이 도 11와 같이 상기 유성기어장치(PG)의 회전축에 수직한 방향으로 이동하여, 상기 볼너트(3)의 후방단부에 형성된 경사면은 상기 쐐기피스톤(11)의 경사면에 지지되어, 상기 제어모터(9)에 전력이 공급되지 않아도 상기 볼너트(3)가 후방으로 이동되지 않도록 하는 셀프록킹 기능이 구현된다.
상기한 바와 같은 셀프록킹 기능은 예컨대 상기 마찰클러치(CL)를 통해 지속적으로 동력이 전달되는 상황에서 상기 마찰클러치(CL)를 계속적으로 작동시키기 위한 별도의 전력을 요구하지 않으므로, 궁극적으로 전기차의 연비를 향상시키고 주행거리를 향상시킬 수 있도록 한다.
상기한 바와 같이 구성된 변속기의 작동을 도 2 내지 도 9를 통해 살펴본다.
도 2는 도 1의 상태로부터 제1동기장치(S1)로 제1피동기어(P1)를 선기어에 연결하여, 정지상태로부터 1단으로 차량을 주행하기 위해 준비한 상태를 나타낸다.
도 3은 도 2의 상태에서 구동모터(DM)를 구동하면, 상기 구동모터의 동력은 제1구동기어(D1), 제1피동기어(P1), 선기어를 통해 캐리어로 감속되어 상기 제1출력기어(OG1)로 인출되어 1단 주행이 이루어지는 것을 나타낸다.
도 4는 도 3의 상태로부터 2단으로의 변속을 위해, 상기 마찰클러치(CL)에 약간의 마찰력을 발생시키는 상태를 도시한 것으로서, 이와 같이 상기 마찰클러치(CL)에 마찰력이 발생되면, 상기 제1동기장치(S1)를 쉽게 중립상태로 해제할 수 있는 바, 도 5는 이와 같이 제1동기장치(S1)가 중립으로 해제된 상태를 나타내다. 아울러 이 상태에서는 상기 마찰클러치(CL)를 통해 지속적으로 제1출력기어(OG1)로 동력을 제공하여, 변속 중에도 구동륜으로 제공되는 동력이 차단되는 토크 인터럽션(torque interruption)이 발생하지 않도록 하며, 이때에는 상기 마찰클러치(CL)의 마찰력 및 상기 구동모터의 속도와 토크 제어에 의해 가급적 동력 단절감을 최소화하도록 제어하는 것이 바람직하다.
도 6은 도 5와 같은 상태에서, 제2동기장치(S2)를 체결한 상태로서, 이 상태에서 상기 구동모터로부터의 동력은 상기 제2구동기어(D2)와 제2피동기어(P2)를 통해 제2출력기어(OG2)로 인출됨과 아울러 여전히 상기 마찰클러치(CL)와 제1출력기어(OG1)를 통해서도 인출되는 상태이다.
도 6과 같은 상태로부터 도 7과 같이 상기 마찰클러치(CL)를 해제하도록 상기 액츄에이터(AT)를 제어하면, 상기 구동모터로부터의 동력은 상기 제2구동기어(D2)와 제2피동기어(P2)를 통해서만 구동륜으로 제공되어 실질적인 2단 변속단을 형성하게 된다.
도 7과 같은 2단 주행 상태로부터 3단으로의 변속을 위해, 도 8과 같이 상기 액츄에이터(AT)를 구동하여 상기 마찰클러치(CL)를 다시 작동시키기 시작한다.
도 8과 같이 상기 마찰클러치(CL)가 작동하기 시작한 후, 상기 제2동기장치(S2)를 중립상태로 해제하여 도 9와 같이 하고, 상기 마찰클러치(CL)를 완전 체결상태로 전환하면, 3단 변속단이 구현되어, 상기 구동모터의 동력은 상기 제1구동기어(D1), 제1피동기어(P1), 마찰클러치(CL) 및 제1출력기어(OG1)를 통해 디퍼렌셜(DF)로 인출되어 3단 주행이 이루어진다.
물론, 이때 상기 3단 주행상태에서 상기 액츄에이터(AT)는 마찰클러치(CL)를 완전 체결 상태로 유지하기 위해 지속적인 동력을 소모하지 않아도 상기 셀프록킹 기능에 의해 안정되게 체결 상태를 유지할 수 있어서, 전기차의 연비와 주행거리 향상에 기여하게 된다.
본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.
1; 하우징
3; 볼너트
5; 볼스크류장치
7; 스크류
9; 제어모터
11; 쐐기피스톤
13; 래크기어
15; 피니언
17; 연동기어
19; 베어링
21; 판스프링
MS; 구동모터축
D1; 제1구동기어
D2; 제2구동기어
P1; 제1피동기어
P2; 제2피동기어
DM; 구동모터
PG; 유성기어장치
DF; 디퍼렌셜
OG1; 제1출력기어
OG2; 제2출력기어
S1; 제1동기장치
S2; 제2동기장치
CL; 마찰클러치
AT; 액츄에이터

Claims (8)

  1. 구동모터축에 구비된 제1구동기어 및 제2구동기어와;
    상기 제1구동기어에 치합된 제1피동기어와;
    상기 제1피동기어에 동심축을 이루고 한 회전요소가 고정된 유성기어장치와;
    상기 제1구동기어로부터 전달받은 동력을 상기 유성기어장치의 나머지 회전 가능한 두 회전요소로 각각 전달하는 상태를 조절할 수 있도록 상기 제1피동기어에 병렬적으로 연결된 제1클러치수단 및 제2클러치수단과;
    상기 제1피동기어와 제1클러치수단 및 유성기어장치를 차례로 통하여 출력되는 동력과, 상기 제1피동기어와 제2클러치수단 및 유성기어장치를 차례로 통하여 출력되는 동력을 선택적으로 전달받도록 설치된 디퍼렌셜과;
    상기 제2구동기어에 치합된 제2피동기어와;
    상기 제2피동기어와의 결합상태 조절에 의하여 상기 제2구동기어로부터 전달받은 동력을 상기 제1클러치수단과 제2클러치수단에 의해 형성되는 두 변속비 사이의 변속비로 변속하여 상기 디퍼렌셜로 전달할 수 있도록 구비된 제3클러치수단;
    을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차용 변속기.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 유성기어장치는 링기어가 상시 고정된 싱글피니언 유성기어장치로 구성되고;
    상기 제1클러치수단은 상기 제1피동기어를 상기 유성기어장치의 선기어에 연결시킬 수 있도록 구성되며;
    상기 제2클러치수단은 상기 제1피동기어를 상기 유성기어장치의 캐리어에 연결시킬 수 있도록 구성된 것
    을 특징으로 하는 전기차용 변속기.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 유성기어장치의 캐리어에는 상기 디퍼렌셜로 동력을 인출하기 위한 제1출력기어가 구비된 것
    을 특징으로 하는 전기차용 변속기.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1클러치수단은 상기 제1피동기어와 상기 선기어 사이를 연결하거나 차단할 수 있도록 구비된 제1동기장치로 이루어지고;
    상기 제3클러치수단은 상기 디퍼렌셜로 동력을 인출하기 위한 제2출력기어의 회전축과 상기 제2피동기어 사이를 연결하거나 차단할 수 있도록 구비된 제2동기장치로 이루어진 것
    을 특징으로 하는 전기차용 변속기.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제2클러치수단은
    외부로부터 상기 유성기어장치의 축방향을 따르는 직선 변위를 입력 받아 상기 캐리어와 제1피동기어 사이에 발생하는 마찰력이 상기 직선 변위에 따라 변화하도록 구성된 마찰클러치와;
    상기 마찰클러치에 상기 축방향을 따르는 직선 변위를 제공하고 셀프록킹 기능을 제공하도록 설치된 액츄에이터;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차용 변속기.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 액츄에이터는
    하우징과;
    상기 유성기어장치의 축방향을 따라 직선 이동하는 볼너트에 의하여 상기 마찰클러치에 직선변위를 제공할 수 있도록 상기 하우징에 구비된 볼스크류장치와;
    상기 볼스크류장치의 스크류를 구동하도록 상기 하우징에 설치된 제어모터와;
    상기 스크류의 회전과 연동하여 상기 볼너트가 상기 마찰클러치를 향해 전진한 상태를 지지하여 역방향 이동을 금지시키도록 상기 하우징에 구비된 셀프록킹기구;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차용 변속기.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 셀프록킹기구는
    상기 유성기어장치의 축방향에 수직한 방향으로 직선 이동 가능하게 상기 하우징에 설치되어 상기 볼너트의 후방단부와 서로 경사면으로 접촉된 쐐기피스톤과;
    상기 스크류의 회전력을 전달받아 상기 쐐기피스톤을 직선 이동시키도록 구비된 연동장치;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차용 변속기.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 연동장치는
    상기 쐐기피스톤에 형성된 래크기어와;
    상기 래크기어에 치합된 피니언과;
    상기 스크류에 외접 치합되고 상기 피니언의 회전축에 상기 피니언과 함께 구비된 연동기어;
    를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 전기차용 변속기.
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101558688B1 (ko) * 2013-12-13 2015-10-07 현대자동차주식회사 차량의 변속기
JP2016516161A (ja) * 2013-03-12 2016-06-02 ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフトZf Friedrichshafen Ag 車両用ドライブトレインおよびパワー変更の実行方法
US20160377138A1 (en) * 2013-12-23 2016-12-29 Lucas Automotive Gmbh Selectively self-locking electromechanically and hydraulically actuated motor vehicle brake

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101755818B1 (ko) 2015-08-07 2017-07-20 현대자동차주식회사 전기차 변속기

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016516161A (ja) * 2013-03-12 2016-06-02 ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフトZf Friedrichshafen Ag 車両用ドライブトレインおよびパワー変更の実行方法
KR101558688B1 (ko) * 2013-12-13 2015-10-07 현대자동차주식회사 차량의 변속기
US20160377138A1 (en) * 2013-12-23 2016-12-29 Lucas Automotive Gmbh Selectively self-locking electromechanically and hydraulically actuated motor vehicle brake

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