KR102601751B1

KR102601751B1 - 인휠 구동장치 및 인휠 구동장치의 조립방법

Info

Publication number: KR102601751B1
Application number: KR1020210058683A
Authority: KR
Inventors: 신경호
Original assignee: 현대모비스 주식회사
Priority date: 2021-05-06
Filing date: 2021-05-06
Publication date: 2023-11-14
Also published as: DE102021124761A1; US11376952B1; CN115303067A; KR20220151438A; DE102021124761B4

Abstract

본 발명은 인휠 구동장치 및 인휠 구동장치의 조립방법에 관한 것으로, 상기 인휠 구동장치는 모터샤프트를 포함하는 구동모터와, 상기 구동모터와 연동되고 상기 구동모터의 회전력을 감속시키도록 구비되는 감속기와, 상기 감속기가 수용되는 감속기하우징과, 상기 감속기에 연결되는 제1 기어와, 상기 감속기의 외측에서 상기 감속기를 지지하도록 구비되는 지지베어링부를 포함하고, 상기 감속기는 상기 모터샤프트에 연결되는 선기어와, 상기 감속기하우징에 구비되는 링기어와, 상기 선기어와 상기 링기어의 사이에 맞물리게 구비되는 유성기어와, 내부에 상기 선기어가 수용되며 상기 유성기어를 지지하고 상기 유성기어의 회전에 연동되어 회전되게 구비되는 캐리어를 포함하고, 상기 제1 기어는 상기 캐리어의 외측에 연결되고, 상기 지지베어링부는 상기 감속기하우징과 상기 캐리어의 사이에 배치되고 상기 캐리어의 축 방향으로 상기 캐리어의 일측 단부와 타측 단부에 장착된다.

Description

인휠 구동장치 및 인휠 구동장치의 조립방법{IN-WHEEL DRIVING DEVICE AND ASSEMBLING METHOD THEREOF}

본 발명은 인휠 구동장치 및 인휠 구동장치의 조립방법에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 감속기를 안정적으로 지지하기 위한 인휠 구동장치 및 인휠 구동장치의 조립방법에 관한 것이다.

인휠 구동 장치는 전기 자동차와 같이 전기를 동력원으로 사용하는 자동차에 사용되는 기술로서, 가솔린 또는 디젤 자동차에서의 엔진-미션-구동축을 통한 동력 전달에 의해 바퀴가 회전 구동하는 방식과는 달리, 휠의 내부에 마련되는 모터로 휠을 직접 구동하는 기술이다.

인휠 구동장치를 구성하는 모터와 감속기는 서스펜션 장치, 조향장치, 제동 장치 등의 기존 부품과 함께 휠 내부에 배치되게 때문에, 충분한 출력 및 토크를 확보하면서 동시에 사이즈를 모터와 감속기의 사이즈를 최소화하여 기존부품과의 간섭없이 휠 내부에 배치되는 것이 중요하다.

종래 유성기어를 구비한 감속기는 사이즈가 컴팩트하면서 큰 감속비를 구현할 수 있기 때문에 패키지 구성에 유리하다. 그런데 유성기어를 이용한 감속기는 동력전달과정에서 변형될 수 있기 때문에 충분한 지지가 필요하다.

구체적으로 유성기어를 구비한 감속기는 복수의 유성기어와, 유성기어를 지지하기 위한 캐리어를 포함한다. 그리고 캐리어에는 출력을 위해 소경기어가 연결되고, 소경기어에는 외접기어가 연결되어 감속된 동력을 전달할 수 있다. 그런데 동력을 전달하는 과정에서 소경기어와 외접기어 사이에 반력(하중)이 작용할 수 있고, 이에 의해 소경기어가 가압되면서 소경기어에 전달된 하중이 캐리어에 전달될 수 있다. 이로 인해 캐리어의 변형이 발생하면서 유성기어의 동심이 틀어질 수 있고, 이로 인해 유성기어에 소음이 발생하고 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

따라서, 캐리어의 변형을 방지하도록 캐리어를 충분히 지지할 수 있는 인휠 구동장치의 구조 개선이 필요한 실정이다.

본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 유성기어가 결합되는 캐리어의 축 방향의 양 단부가 감속기하우징에 의해 지지되게 하여 캐리어가 변형되는 것을 최소화하는 인휠 구동장치 및 인휠 구동장치의 조립방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 유성기어의 동심이 틀어지는 것을 방지하여 유성기어에 의한 소음을 최소화하고 감속기의 내구성을 향상시키는 인휠 구동장치 및 인휠 구동장치의 조립방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 인휠 구동장치는 모터샤프트를 포함하는 구동모터와, 상기 구동모터와 연동되고 상기 구동모터의 회전력을 감속시키도록 구비되는 감속기와, 상기 감속기가 수용되는 감속기하우징과, 상기 감속기에 연결되는 제1 기어와, 상기 감속기의 외측에서 상기 감속기를 지지하도록 구비되는 지지베어링부를 포함하고, 상기 감속기는 상기 모터샤프트에 연결되는 선기어와, 상기 감속기하우징에 구비되는 링기어와, 상기 선기어와 상기 링기어의 사이에 맞물리게 구비되는 유성기어와, 내부에 상기 선기어가 수용되며 상기 유성기어를 지지하고 상기 유성기어의 회전에 연동되어 회전되게 구비되는 캐리어를 포함하고, 상기 제1 기어는 상기 캐리어의 외측에 연결되고, 상기 지지베어링부는 상기 감속기하우징과 상기 캐리어의 사이에 배치되고 상기 캐리어의 축 방향으로 상기 캐리어의 일측 단부와 타측 단부에 장착된다.

상기 캐리어의 일측 단부와 타측 단부가 상기 감속기하우징에 의해 지지되도록, 상기 감속기하우징은 상기 지지베어링부에 밀착되게 구비되고, 상기 지지베어링부는 상기 캐리어에 밀착되게 구비될 수 있다.

상기 감속기하우징에 설치되고, 상기 제1 기어와 맞물려 회전되게 구비되는 제2 기어를 더 포함할 수 있다.

상기 지지베어링부는 상기 캐리어의 축 방향 일측 단부에 장착되는 제1 베어링과, 상기 캐리어의 축 방향 타측 단부에 장착되는 제2 베어링을 포함할 수 있다.

상기 캐리어는 상기 선기어가 수용되는 내부공간이 구비되고 상기 유성기어가 결합되는 본체와, 상기 본체의 상기 축 방향의 상기 타측에 형성되고 상기 제1 기어가 결합되는 제1 기어 결합부와, 상기 본체의 상기 축 방향의 상기 일측에 형성되고 상기 제1 베어링이 결합되는 제1 베어링 장착부와, 상기 제1 기어 결합부의 상기 축 방향의 상기 타측에 형성되고 상기 제2 베어링이 결합되는 제2 베어링 장착부를 포함할 수 있다.

상기 유성기어는 상기 선기어의 원주 방향을 따라 복수 개가 배치되고, 상기 본체는 상기 유성기어가 구비되는 유성기어결합부를 더 포함하고, 상기 유성기어결합부에는, 복수의 상기 유성기어가 결합되도록 상기 내부공간의 둘레에 복수로 구비되고 상기 유성기어가 안착되는 기어안착홈이 형성될 수 있다.

복수의 상기 기어안착홈들 중 적어도 하나의 크기는, 상기 선기어의 크기보다 크게 형성될 수 있다.

상기 캐리어의 축 방향의 폭은 상기 선기어의 축 방향의 폭보다 크고, 상기 캐리어의 둘레 방향의 폭은 상기 선기어의 둘레 방향의 폭보다 클 수 있다.

상기 감속기하우징은 상기 링기어가 장착되는 링기어장착부와, 상기 링기어장착부의 일측에 위치하고 상기 제1 베어링이 안착되도록 상기 제1 베어링 장착부에 대응되는 위치에 구비되는 제1 베어링 안착부와, 상기 링기어장착부의 타측에 위치하고 상기 제2 베어링이 안착되도록 상기 제2 베어링 장착부에 대응되는 위치에 구비되는 제2 베어링 안착부를 포함할 수 있다.

상기 감속기하우징은 상호 결합에 의해 상기 감속기가 수용되는 공간을 형성하는 제1 하우징파트와 제2 하우징파트를 포함하고, 상기 제1 하우징파트에는 상기 링기어장착부와 상기 제1 베어링 안착부가 형성되고, 상기 제2 하우징파트에는 상기 제2 베어링 안착부가 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 포함하는 인휠 구동장치의 조립방법은 선기어가 캐리어의 유성기어결합부에 형성된 기어안착홈을 통해 상기 캐리어의 내부공간으로 삽입되는 선기어 조립단계와, 유성기어가 상기 기어안착홈에 안착되고 상기 선기어와 치합되게 배치되며 상기 유성기어결합부에 결합되는 유성기어 조립단계와, 상기 캐리어의 회전 시에 제1 기어가 함께 회전되도록 상기 제1 기어가 상기 캐리어에 조립되는 제1 기어 조립단계와, 제1 베어링이 상기 유성기어의 일측에 배치되고 제2 베어링이 상기 제1 기어의 타측에 배치되도록 상기 제1 베어링과 상기 제2 베어링을 상기 캐리어에 조립하는 지지베어링부 조립단계와, 상기 선기어와 상기 유성기어와 상기 캐리어와 상기 제1 기어와 상기 제1 베어링 및 상기 제2 베어링이 조립된 감속기조립체가, 감속기하우징의 내부에 장착되는 하우징 조립단계를 포함한다.

상기 하우징 조립단계에서, 상기 제1 베어링은 상기 감속기하우징과 상기 캐리어의 일측 단부 사이에 배치되고 상기 제2 베어링은 상기 감속기하우징과 상기 캐리어의 타측 단부 사이에 배치되게 조립될 수 있다.

상기 지지베어링부 조립단계에서, 상기 캐리어와 상기 제1 베어링 사이 및, 상기 캐리어와 상기 제2 베어링 사이가 서로 밀착되게 조립되고, 상기 하우징 조립단계에서, 상기 제1 베어링과 상기 감속기하우징 사이 및, 상기 제2 베어링과 상기 감속기하우징 사이가 서로 밀착되게 조립될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 유성기어가 결합되는 캐리어의 축 방향의 양 단부가 감속기하우징에 의해 지지됨으로써, 제1 기어에 의해 전달되는 하중에 의해 캐리어가 변형되는 것을 최소화할 수 있다.

또한 본 발명의 실시예에 따르면, 유성기어의 동심이 틀어지는 것을 방지하여 유성기어에 의한 소음을 최소화하고 감속기의 내구성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인휠 구동장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캐리어를 도시한 정면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인휠 구동장치를 단면을 도시한 단면도로서, 감속기가 감속기하우징 내부에 설치된 상태로 도시한 도면이다.
도 4는 도 3의 일부를 확대한 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 캐리어에 선기어를 조립하는 과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 캐리어를 상면에서 바라본 상면도이다.

이하, 첨부된 도면에 따라 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다.

먼저, 이하에서 설명되는 실시예들은 본 발명인 인휠 구동장치 및 인휠 구동장치의 조립방법의 기술적인 특징을 이해시키기에 적합한 실시예들이다. 다만, 본 발명이 이하에서 설명되는 실시예에 한정하여 적용되거나 설명되는 실시예들에 의하여 본 발명의 기술적 특징이 제한되는 것이 아니며, 본 발명의 기술 범위 내에서 다양한 변형 실시가 가능하다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 인휠 구동장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 캐리어를 도시한 정면도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 인휠 구동장치를 단면을 도시한 단면도로서, 감속기가 감속기하우징 내부에 설치된 상태로 도시한 도면이고, 도 4는 도 3의 일부를 확대한 확대 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 캐리어에 선기어를 조립하는 과정을 도시한 도면이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 캐리어를 상면에서 바라본 상면도이다.

도 1 내지 도 6을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 인휠 구동장치(10)는 차량의 휠 내부에 조립되는 구동모터(200)와, 감속기(100)와, 감속기하우징(300)과, 제1 기어(400)와, 지지베어링부(500)를 포함한다.

구동모터(200)는 회전력을 발생시키며 모터샤프트(210)를 포함한다.

감속기(100)는 구동모터(200)와 연동되고 구동모터(200)에 구비되는 모터샤프트(210)의 회전 속도를 감속시키도록 구비될 수 있다. 감속기(100)는 모터샤프트(210)에 연결되어 구동모터(200)에 의해 발생된 회전력을 전달받을 수 있고, 이를 감속시켜서 출력할 수 있다.

감속기하우징(300)은 내부에 감속기(100)가 수용될 수 있다. 감속기하우징(300)은 구동모터(200) 또는 휠 내부에 결합될 수 있고, 내부에 감속기(100)를 수용하기 위한 공간이 구비될 수 있다.

제1 기어(400)는 감속기(100)에 연결되어 회전하도록 구비될 수 있다. 제1 기어(400)는 감속기(100)에 의해 감속된 동력을 전달하기 위한 기어이다.

구체적으로 감속기(100)는 선기어(110)와, 링기어(120)와, 유성기어(130)와, 캐리어(140)를 포함할 수 있다.

선기어(110)는 모터샤프트(210)에 연결될 수 있다. 예를 들어 선기어(110)는 모터샤프트(210)에 스플라인 결합되어 모터샤프트(210)와 함께 회전할 수 있다. 링기어(120)는 감속기하우징(300)에 장착되어 감속기하우징(300)에 의해 지지될 수 있다.

유성기어(130)는 선기어(110)와 링기어(120)의 사이에 맞물리게 구비될 수 있다. 구체적으로 유성기어(130)는 선기어(110)와 링기어(120) 사이에 치합되고, 선기어(110)의 회전 시에, 선기어(110)를 중심으로 공전하면서 자전할 수 있다.

캐리어(140)는 내부에 선기어(110)가 수용되며 유성기어(130)를 지지하고 유성기어(130)의 회전에 연동되어 회전되게 구비될 수 있다. 그리고 제1 기어(400)는 캐리어(140)의 외측에 스플라인 연결되어 캐리어(140)의 회전 시에 함께 회전하도록 구비될 수 있다.

지지베어링부(500)는 감속기(100)의 외측에서 감속기(100)를 지지하도록 구비될 수 있다.

구체적으로 지지베어링부(500)는 감속기하우징(300)과 캐리어(140)의 사이에 배치되고 캐리어(140)의 축 방향으로 캐리어(140)의 일측 단부와 타측 단부에 장착될 수 있다. 여기서 캐리어(140)의 축 방향 일측은 차량의 내측 즉, 구동모터(200) 측(도 1을 기준으로 우측)을 향하는 방향일 수 있고, 캐리어(140)의 축 방향 타측은 상기한 축 방향 일측의 반대측(도 1을 기준으로 좌측)일 수 있다.

더욱 구체적으로 지지베어링부(500)는 캐리어(140)의 축 방향 일측 단부에 장착되는 제1 베어링(510)과, 캐리어(140)의 축 방향 타측 단부에 장착되는 제2 베어링(520)을 포함할 수 있다.

감속기(100)가 감속기하우징(300)에 조립되었을 때 캐리어(140)의 일측 단부와 타측 단부가 감속기하우징(300)에 의해 지지되도록, 감속기하우징(300)은 지지베어링부(500)에 밀착되게 구비되고, 지지베어링부(500)는 캐리어(140)에 밀착되게 구비될 수 있다. 이와 같이 캐리어(140)는 제1 베어링(510)과 제2 베어링(520)에 의해, 두 지점에서 회전 가능하게 지지될 수 있다.

한편 본 발명은 제2 기어(600)를 더 포함할 수 있다. 제2 기어(600)는 감속기하우징(300)에 설치되고, 제1 기어(400)와 맞물려 회전되게 구비될 수 있다. 구체적으로 제2 기어(600)는 제1 기어(400)로부터 동력을 전달받는 기어일 수 있고, 예를 들어 제2 기어(600)는 제1 기어(400)를 통해 전달된 회전력을 차량의 휠로 전달하기 위한 기어일 수 있고, 제1 기어(400)와 제2 기어(600)는 외접기어 연결방식으로 연결될 수 있다.

이러한 구조에 의한 동력 전달 과정은 다음과 같다. 먼저 구동모터(200)의 작동에 의해 모터샤프트(210)에 연결된 선기어(110)가 회전할 수 있다. 선기어(110)의 회전 시에 선기어(110)에 맞물린 유성기어(130)는 자전하면서 선기어(110)를 중심으로 공전할 수 있다. 이때 유성기어(130)를 지지하는 캐리어(140)가 유성기어(130)와 함께 회전함으로써 선기어(110)의 회전 속도가 캐리어(140)에서 감속될 수 있다.

그리고 캐리어(140)의 회전 시에 캐리어(140)에 스플라인 결합된 제1 기어(400)가 함께 회전할 수 있다. 제1 기어(400)의 회전 시에 제1 기어(400)에 맞물린 제2 기어(600)가 회전할 수 있고, 이에 의해 회전력을 차량의 휠에 직,간접적으로 전달할 수 있다(도 1 참조).

한편, 동력 전달 과정에서 제1 기어(400)와 제2 기어(600) 사이의 반력에 의해 캐리어(140)의 변형이 발생할 수 있다. 제2 기어(600)에 의해 제1 기어(400)에 하중이 작용할 수 있고(도 1 및 도 2의 A 방향 참조), 이에 의해 제1 기어(400)에 반력이 작용할 수 있다(도 2의 B 방향 참조). 그리고 제1 기어(400)에 발생된 반력에 의해 캐리어(140)에 변형이 발생할 수 있고, 이에 의해 유성기어(130)의 위치가 틀어질 수 있다. 이로 인해 유성기어(130)에 소음이 발생하고 내구성이 저하되는 문제가 발생할 수 있다. 따라서 이러한 변형을 방지하기 위해 캐리어(140)의 충분한 지지가 필요하다.

상기한 바와 같이 본 발명에 따른 캐리어(140)는, 지지베어링부(500)를 통해 양 단부가 감속기하우징(300)에 의해 지지되므로 캐리어(140)의 지지력을 향상시킬 수 있다. 구체적으로 캐리어(140)는 제1 베어링(510)과 제2 베어링(520)에 의해 2개의 지지점에서 감속기하우징(300)에 의해 지지될 수 있다. 또한, 제1 베어링(510)과 제2 베어링(520)이 캐리어(140)의 축 방향의 일측 단부와 타측 단부에 장착되기 때문에, 2개의 지지점 사이의 간격이 멀어질 수 있다.

이와 같이 본 발명에 따르면, 캐리어(140)의 축 방향의 양 단부가 감속기하우징(300)에 의해 지지됨으로써, 제1 기어(400)에 의해 전달되는 하중에 의해 캐리어(140)가 변형되는 것을 최소화할 수 있다. 또한 이에 의해 유성기어(130)의 동심이 틀어지는 것을 방지하여 유성기어(130)의 소음을 최소화하고 감속기(100)의 내구성을 향상시킬 수 있다.

예를 들어 캐리어(140)를 지지하는 2개의 지지점 중 적어도 하나가 캐리어(140)와 모터샤프트(210) 사이에 배치되는 경우, 캐리어(140)는 모터샤프트(210)에 지지되는데 이 경우 회전요소인 모터샤프트(210)의 구동에 따른 캐리어(140)가 변형될 수 있으므로 캐리어(140)가 안정적으로 지지되지 않을 수 있다. 또는, 캐리어(140)를 지지하는 2개의 지지점 중 적어도 하나가 캐리어(140)의 양측 단부에 배치되지 않는 경우, 2개의 지지점 사이의 간격이 좁아져서 캐리어(140)를 안정적으로 지지하지 못할 수 있다.

본 발명에 따른 제1 베어링(510)과 제2 베어링(520)은, 캐리어(140)와 감속기하우징(300)의 사이에 장착되면서 캐리어(140)의 축 방향의 양 단부에 장착될 수 있고, 이에 의해 캐리어(140)는 큰 간격으로 이격되어 있는 2개의 지지점에서 감속기하우징(300)에 의해 안정적으로 지지될 수 있다.

한편 도 1 내지 도 6을 참조하면 캐리어(140)는 본체(141)와, 제1 기어 결합부(145)와, 제1 베어링 장착부(146)와, 제2 베어링 장착부(147)를 포함할 수 있다. 여기서 본체(141)와 제1 기어 결합부(145)와 제1 베어링 장착부(146) 및 제2 베어링 장착부(147)는, 일체로 형성되고 캐리어(140)의 각 부분일 수 있으나, 그에 제한되는 것은 아니다.

본체(141)는 선기어(110)가 수용되는 내부공간이 구비되고 유성기어(130)가 결합될 수 있다.

구체적으로 유성기어(130)는 선기어(110)의 원주 방향을 따라 복수 개가 배치될 수 있다. 그리고 본체(141)는 유성기어(130)가 결합되는 유성기어결합부(142)를 더 포함하고, 유성기어결합부(142)는 기어안착홈(143)을 포함할 수 있다.

기어안착홈(143)은 유성기어결합부(142)에는, 복수의 유성기어(130)가 결합되도록 내부공간의 둘레에 복수로 구비되고 유성기어(130)가 안착되게 구비될 수 있다. 즉 유성기어(130)는 적어도 일부 영역이 기어안착홈(143)에 삽입되어 선기어(110)와 맞물리도록 조립될 수 있다. 유성기어결합부(142)에는 유성기어샤프트홀이 형성될 수 있고, 유성기어(130)는 기어안착홈(143)에 안착된 상태에서 유성기어샤프트홀을 통해 유성기어샤프트가 유성기어결합부(142)와 유성기어(130)를 관통할 수 있다. 이에 의해 유성기어(130)가 캐리어(140)에 회전 가능하게 조립될 수 있다.

제1 기어 결합부(145)는 본체(141)의 축 방향의 타측에 형성되고 제1 기어(400)가 결합될 수 있다. 예를 들어 제1 기어 결합부(145)는 스플라인(spline)이 형성되어 제1 기어(400)와 스플라인 결합될 수 있다. 이에 의해 캐리어(140)의 회전 시에 제1 기어(400)가 함께 회전할 수 있다.

제1 베어링 장착부(146)는 본체(141)의 축 방향의 일측에 형성되고 제1 베어링(510)이 결합될 수 있다. 제2 베어링 장착부(147)는 제1 기어 결합부(145)의 축 방향의 타측에 형성되고 제2 베어링(520)이 결합될 수 있다.

이때 제1 베어링 장착부(146)의 외경은 제1 베어링(510)의 내경에 대응되게 형성되어 조립 시 서로 밀착되게 구비될 수 있고, 제2 베어링 장착부(147)의 외경은 제2 베어링(520)의 내경에 대응되게 형성되어 조립 시 서로 밀착되게 구비될 수 있다. 이에 의해 제1 베어링(510)과 제2 베어링(520)은 캐리어(140)를 안정적으로 지지할 수 있다.

한편 예를 들어 캐리어(140)는, 선기어(110)가 수용되는 공간을 기준으로 일측에 배치되는 제1 파트와, 타측에 배치되는 제2 파트가 각각 성형될 수 있다. 그리고 제1 파트와 제2 파트는 용접 등에 의해 서로 결합되어 내부공간과 유성기어결합부(142)와 모터샤프트 관통홀을 형성할 수 있다. 제1 파트에는 제1 베어링 장착부(146)와 오일 유로가 형성될 수 있고, 제2 파트에는 제1 기어 결합부(145)와 제2 베어링 장착부(147)가 형성될 수 있다. 다만, 캐리어(140)의 제작방식과 형상은 상기한 바에 한정하는 것은 아니고, 다양한 방식으로 변형실시될 수 있다.

한편 도 5 및 도 6을 참조하면 본 발명에 따른 선기어(110)는, 기어안착홈(143)을 통해 내부공간으로 삽입됨으로써, 캐리어(140)와 조립될 수 있다.

이를 위해 복수의 기어안착홈(143)들 중 적어도 하나의 크기는, 선기어(110)의 크기보다 크게 형성될 수 있다.

구체적으로 모터샤프트(210)의 축 방향을 축 방향이라 하고, 모터샤프트(210)에 수직하고 캐리어(140)의 둘레를 따르는 방향을 둘레 방향이라 할 때, 선기어(110)의 축 방향의 폭(AW1)은 기어안착홈(143)의 축 방향의 폭(AW2)보다 작게 형성될 수 있다. 그리고 선기어(110)의 둘레 방향의 폭(RW1)은 기어안착홈(143)의 둘레 방향의 폭(RW2)보다 작게 형성될 수 있다(도 6 참조).

또한 캐리어(140)의 축 방향의 폭은 선기어(110)의 축 방향의 폭(AW1)보다 크게 형성될 수 있다. 구체적으로 캐리어(140)에 구비된 본체(141)의 축 방향의 폭(AW3)이 선기어(110)의 축 방향의 폭(AW1)보다 크게 형성될 수 있다. 그리고 캐리어(140)의 둘레 방향의 폭(RW3)은 캐리어(140)의 축 방향의 폭(AW3)보다 크게 형성될 수 있다(도 6 참조). 이에 의해 선기어(110)가 기어안착홈(143)을 통해 내부공간으로 삽입될 수 있다.

본 발명은 이러한 구조에 의해 선기어(110)가 기어안착홈(143)을 통해 조립 가능하게 구비됨으로써, 제1 베어링(510)이 캐리어(140)의 일측 단부와 감속기하우징(300) 사이에 배치되는 구조를 구현할 수 있다. 구체적으로 종래에는 선기어(110)가 모터샤프트(210)에 결합된 상태로 캐리어(140)의 내부공간을 관통하여 조립되기 때문에, 기존의 베어링이 캐리어(140)의 일측 단부와 감속기하우징(300) 사이에 배치되기 어려운 구조였다. 반면 본 발명은 캐리어(140)의 기어안착홈(143)을 통해 선기어(110)를 삽입할 수 있도록 구비함으로써, 캐리어(140)의 일측 단부에 제1 베어링 장착부(146)를 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 캐리어(140)의 양단부를 감속기하우징(300)에 의해 지지하는 구조를 구현할 수 있다.

한편 감속기하우징(300)은 링기어장착부(310)와, 제1 베어링 안착부(320) 및, 제2 베어링 안착부(330)를 포함할 수 있다.

링기어장착부(310)는 감속기하우징(300)의 내면 즉, 감속기(100)가 수용되는 공간을 향하는 면에 형성될 수 있고, 링기어(120)가 장착될 수 있다.

제1 베어링 안착부(320) 는 링기어장착부(310)의 일측에 위치하고 제1 베어링(510)이 안착되도록 제1 베어링 장착부(146)에 대응되는 위치에 형성될 수 있다. 제1 베어링(510)이 조립된 상태에서, 제1 베어링 안착부(320) 는 제1 베어링(510)에 밀착되게 구비됨으로써, 캐리어(140)의 일측 단부를 안정적으로 지지할 수 있다.

제2 베어링 안착부(330)는 링기어장착부(310)의 타측에 위치하고 제2 베어링(520)이 안착되도록 제2 베어링 장착부(147)에 대응되는 위치에 구비될 수 있다. 제2 베어링(520)이 조립된 상태에서, 제2 베어링 안착부(330)는 제2 베어링(520)에 밀착되게 구비됨으로써, 캐리어(140)의 타측 단부를 안정적으로 지지할 수 있다.

한편 도 3을 참조하면 감속기하우징(300)은 상호 결합에 의해 감속기(100)가 수용되는 공간을 형성하는 제1 하우징파트(300a)와 제2 하우징파트(300b)를 포함할 수 있다. 예를 들어 제1 하우징파트(300a)와 제2 하우징파트(300b)는 볼트 결합에 의해 결합될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.

여기서 제1 하우징파트(300a)에는 링기어장착부(310)와 제1 베어링 안착부(320) 가 형성되고, 제2 하우징파트(300b)에는 제2 베어링 안착부(330)가 형성될 수 있다. 예를 들어 선기어(110)와 유성기어(130)와 캐리어(140)와 제1 기어(400)와 제1 베어링(510) 및 제2 베어링(520)이 조립된 부품을 감속기조립체라고 할 때, 감속기조립체가 제1 하우징파트(300a)에 수용된 상태에서, 캐리어(140)의 축 방향으로 제1 하우징파트(300a)와 제2 하우징파트(300b)가 결합됨으로써, 감속기하우징(300)의 내부에 감속기조립체가 조립될 수 있다.

다만 감속기하우징(300)의 구성은 상기한 바에 한정하는 것은 아니다.

한편 이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 인휠 구동장치(10)의 조립방법을 설명한다. 이하에서 설명하는 본 발명의 실시예에 따른 인휠 구동장치(10)의 조립방법은 상술한 인휠 구동장치(10)를 조립하기 위한 방법으로, 이하에서는 동일한 구성에 대한 중복된 설명은 생략한다.

본 발명의 실시예에 따른 인휠 구동장치(10)의 조립방법은 선기어 조립단계와, 유성기어 조립단계와, 제1 기어 조립단계와, 지지베어링부 조립단계 및, 하우징 조립단계를 포함한다.

선기어 조립단계는 선기어(110)가 캐리어(140)의 유성기어결합부(142)에 형성된 기어안착홈(143)을 통해 캐리어(140)의 내부공간으로 삽입되는 단계이다.

구체적으로 복수의 기어안착홈(143)들 중 적어도 하나의 크기는, 선기어(110)의 크기보다 크게 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 기어안착홈(143)은 모두 선기어(110)의 크기보다 클 수 있다. 그리고 캐리어(140)의 축 방향의 폭은 선기어(110)의 축 방향의 폭보다 크고, 캐리어(140)의 둘레 방향의 폭은 선기어(110)의 둘레 방향의 폭보다 크게 형성될 수 있다.

이와 같이 본 발명은 선기어(110)가 기어안착홈(143)을 통해 조립 가능하게 구비됨으로써, 제1 베어링(510)이 캐리어(140)의 일측 단부와 감속기하우징(300) 사이에 배치되는 구조를 구현할 수 있다. 구체적으로 종래에는 선기어(110)가 모터샤프트(210)에 결합된 상태로 캐리어(140)의 내부공간을 관통하여 조립되기 때문에, 베어링이 캐리어(140)의 일측 단부와 감속기하우징(300) 사이에 배치되기 어려운 구조였다. 반면 본 발명은 캐리어(140)의 기어안착홈(143)을 통해 선기어(110)를 삽입할 수 있도록 구비됨으로써, 캐리어(140)의 일측 단부에 제1 베어링 장착부(146)를 형성할 수 있다. 따라서, 본 발명은 캐리어(140)의 양단부를 감속기하우징(300)에 의해 지지하는 구조를 구현할 수 있다.

유성기어 조립단계에서는 유성기어(130)가 기어안착홈(143)에 안착되고 선기어(110)와 치합되게 배치되며 유성기어결합부(142)에 결합되게 구비될 수 있다. 구체적으로 유성기어(130)는 선기어(110)와 맞물리도록 기어안착홈(143)에 안착될 수 있고, 유성기어샤프트가 관통되어 유성기어결합부(142)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.

제1 기어 조립단계에서는 캐리어(140)의 회전 시에 제1 기어(400)가 함께 회전되도록 제1 기어(400)가 캐리어(140)에 조립될 수 있다. 예를 들어 제1 기어(400)는 캐리어(140)에 형성된 제1 기어 결합부(145)에 스플라인 결합되어, 캐리어(140)와 함께 회전되게 캐리어(140)에 결합될 수 있다.

지지베어링부 조립단계에서는 제1 베어링(510)이 유성기어(130)의 일측에 배치되고 제2 베어링(520)이 제1 기어(400)의 타측에 배치되도록 제1 베어링(510)과 제2 베어링(520)을 캐리어(140)에 조립할 수 있다. 즉 제1 베어링(510)과 제2 베어링(520)은 캐리어(140)의 축 방향의 양 단부에 장착될 수 있다.

하우징 조립단계에서는 선기어(110)와 유성기어(130)와 캐리어(140)와 제1 기어(400)와 제1 베어링(510) 및 제2 베어링(520)이 조립된 감속기조립체가, 감속기하우징(300)의 내부에 장착될 수 있다.

예를 들어 감속기하우징(300)은 제1 하우징파트(300a)와 제2 하우징파트(300b)가 결합됨으로써 형성될 수 있다. 그리고 하우징 조립단계에서는, 감속기조립체가 제1 하우징파트(300a)에 수용된 상태에서 제1 하우징파트(300a)와 제2 하우징파트(300b)가 결합됨으로써, 감속기하우징(300)의 내부에 감속기조립체가 조립될 수 있다.

하우징 조립단계 이후에, 감속기하우징(300)에 모터샤프트(210)가 관통될 수 있다.

하우징 조립단계에서, 제1 베어링(510)은 감속기하우징(300)과 캐리어(140)의 일측 단부 사이에 배치되고 제2 베어링(520)은 감속기하우징(300)과 캐리어(140)의 타측 단부 사이에 배치되게 조립될 수 있다.

한편 지지베어링부 조립단계에서, 캐리어(140)와 제1 베어링(510) 사이 및, 캐리어(140)와 제2 베어링(520) 사이가 서로 밀착되게 조립될 수 있다.

그리고 하우징 조립단계에서, 제1 베어링(510)과 감속기하우징(300) 사이 및, 제2 베어링(520)과 감속기하우징(300) 사이가 서로 밀착되게 조립될 수 있다. 이러한 구조에 의해 캐리어(140)의 일측 단부와 캐리어(140)의 타측 단부가 감속기하우징(300)에 의해 지지될 수 있다.

이와 같은 본 발명의 실시예에 따르면, 유성기어가 결합되는 캐리어의 축 방향의 양 단부가 감속기하우징에 의해 지지됨으로써, 제1 기어에 의해 전달되는 하중에 의해 캐리어가 변형되는 것을 최소화할 수 있다.

이상, 본 발명의 특정 실시예에 대하여 상술하였지만, 본 발명의 사상 및 범위는 이러한 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 특허청구범위에 기재된 본 발명의 요지를 변경하지 않는 범위 내에서 다양하게 수정 및 변형이 가능하다.

10: 인휠 구동장치 100: 감속기
110: 선기어 120: 링기어
130: 유성기어 140: 캐리어
141: 본체 142: 유성기어결합부
143: 기어안착홈 145: 제1 기어 결합부
146: 제1 베어링 장착부 147: 제2 베어링 장착부
200: 구동모터 210: 모터샤프트
300: 감속기하우징 300a: 제1 하우징파트
300b: 제2 하우징파트 310: 링기어 장착부
320: 제1 베어링 안착부 330: 제2 베어링 안착부
400: 제1 기어 500: 지지베어링부
510: 제1 베어링 520: 제2 베어링
600: 제2 기어

Claims

모터샤프트를 포함하는 구동모터;
상기 구동모터와 연동되고 상기 구동모터의 회전력을 감속시키도록 구비되는 감속기;
상기 감속기가 수용되는 감속기하우징;
상기 감속기에 연결되는 제1 기어; 및
상기 감속기의 외측에서 상기 감속기를 지지하도록 구비되는 지지베어링부를 포함하고,
상기 감속기는
상기 모터샤프트에 연결되는 선기어;
상기 감속기하우징에 구비되는 링기어;
상기 선기어와 상기 링기어의 사이에 맞물리게 구비되는 유성기어; 및
내부에 상기 선기어가 수용되는 내부공간이 구비되며 상기 유성기어가 결합되는 본체를 구비하고, 상기 유성기어의 회전에 연동되어 회전되게 구비되는 캐리어를 포함하고,
상기 제1 기어는 상기 캐리어의 외측에 연결되고,
상기 지지베어링부는 상기 감속기하우징과 상기 캐리어의 사이에 배치되고 상기 캐리어의 축 방향으로 상기 캐리어의 일측 단부와 타측 단부에 장착되고,
상기 유성기어는 상기 선기어의 원주 방향을 따라 복수 개가 배치되고,
상기 본체는 상기 유성기어가 구비되는 유성기어결합부를 더 포함하고,
상기 유성기어결합부에는, 복수의 상기 유성기어가 결합되도록 상기 내부공간의 둘레에 복수로 구비되고 상기 유성기어가 안착되는 기어안착홈이 형성되고,
복수의 상기 기어안착홈들 중 적어도 하나의 크기는, 상기 선기어의 크기보다 크게 형성되는 인휠 구동장치.
제1항에 있어서,
상기 캐리어의 일측 단부와 타측 단부가 상기 감속기하우징에 의해 지지되도록, 상기 감속기하우징은 상기 지지베어링부에 밀착되게 구비되고, 상기 지지베어링부는 상기 캐리어에 밀착되게 구비되는 인휠 구동장치.
제1항에 있어서,
상기 감속기하우징에 설치되고, 상기 제1 기어와 맞물려 회전되게 구비되는 제2 기어를 더 포함하는 인휠 구동장치.
제1항에 있어서,
상기 지지베어링부는
상기 캐리어의 축 방향 일측 단부에 장착되는 제1 베어링; 및
상기 캐리어의 축 방향 타측 단부에 장착되는 제2 베어링을 포함하는 인휠 구동장치.
제4항에 있어서,
상기 캐리어는
상기 본체의 상기 축 방향의 상기 타측에 형성되고 상기 제1 기어가 결합되는 제1 기어 결합부;
상기 본체의 상기 축 방향의 상기 일측에 형성되고 상기 제1 베어링이 결합되는 제1 베어링 장착부; 및
상기 제1 기어 결합부의 상기 축 방향의 상기 타측에 형성되고 상기 제2 베어링이 결합되는 제2 베어링 장착부를 더 포함하는 인휠 구동장치.
삭제
삭제
제1항에 있어서,
상기 캐리어의 축 방향의 폭은 상기 선기어의 축 방향의 폭보다 크고, 상기 캐리어의 둘레 방향의 폭은 상기 선기어의 둘레 방향의 폭보다 큰 인휠 구동장치.
제5항에 있어서,
상기 감속기하우징은
상기 링기어가 장착되는 링기어장착부;
상기 링기어장착부의 일측에 위치하고 상기 제1 베어링이 안착되도록 상기 제1 베어링 장착부에 대응되는 위치에 구비되는 제1 베어링 안착부; 및
상기 링기어장착부의 타측에 위치하고 상기 제2 베어링이 안착되도록 상기 제2 베어링 장착부에 대응되는 위치에 구비되는 제2 베어링 안착부를 포함하는 인휠 구동장치.
제9항에 있어서,
상기 감속기하우징은 상호 결합에 의해 상기 감속기가 수용되는 공간을 형성하는 제1 하우징파트와 제2 하우징파트를 포함하고,
상기 제1 하우징파트에는 상기 링기어장착부와 상기 제1 베어링 안착부가 형성되고,
상기 제2 하우징파트에는 상기 제2 베어링 안착부가 형성되는 인휠 구동장치.
선기어가 캐리어의 유성기어결합부에 형성된 기어안착홈을 통해 상기 캐리어의 내부공간으로 삽입되는 선기어 조립단계;
유성기어가 상기 기어안착홈에 안착되고 상기 선기어와 치합되게 배치되며 상기 유성기어결합부에 결합되는 유성기어 조립단계;
상기 캐리어의 회전 시에 제1 기어가 함께 회전되도록 상기 제1 기어가 상기 캐리어에 조립되는 제1 기어 조립단계;
제1 베어링이 상기 유성기어의 일측에 배치되고 제2 베어링이 상기 제1 기어의 타측에 배치되도록 상기 제1 베어링과 상기 제2 베어링을 상기 캐리어에 조립하는 지지베어링부 조립단계; 및
상기 선기어와 상기 유성기어와 상기 캐리어와 상기 제1 기어와 상기 제1 베어링 및 상기 제2 베어링이 조립된 감속기조립체가, 감속기하우징의 내부에 장착되는 하우징 조립단계를 포함하는 인휠 구동장치의 조립방법.
제11항에 있어서,
상기 하우징 조립단계에서,
상기 제1 베어링은 상기 감속기하우징과 상기 캐리어의 일측 단부 사이에 배치되고 상기 제2 베어링은 상기 감속기하우징과 상기 캐리어의 타측 단부 사이에 배치되게 조립되는 인휠 구동장치의 조립방법.
제11항에 있어서,
상기 지지베어링부 조립단계에서, 상기 캐리어와 상기 제1 베어링 사이 및, 상기 캐리어와 상기 제2 베어링 사이가 서로 밀착되게 조립되고,
상기 하우징 조립단계에서, 상기 제1 베어링과 상기 감속기하우징 사이 및, 상기 제2 베어링과 상기 감속기하우징 사이가 서로 밀착되게 조립되는 인휠 구동장치의 조립방법.