KR102631217B1 - 하이브리드 구동 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 엔진으로부터 구동력을 입력 받는 입력부재(10); 모터(40)의 회전자(42)가 설치된 회전자 허브(43); 상기 입력부재(10)와 상기 회전자 허브(43)를 연결하는 엔진클러치(20); 상기 회전자 허브(43)를 수용하는 하우징(80); 상기 회전자 허브(43)의 회전력을 전달받아 출력하는 출력부재(70); 및 상기 출력부재(70)와 상기 회전자 허브(43)를 연결하는 동력전달부;를 포함하는 하이브리드 구동 모듈을 제공한다. 상기 하우징(80)에는 상기 제1피스톤 플레이트(21)를 작동시키기 위한 유압이 공급되는 제1유로(83)가 형성되고, 상기 하우징(80)은 실링부재(S2, S3)를 개재하며 상기 회전자 허브(43)와 맞물려 소정의 공간(A1)을 형성한다. 상기 제1유로(83)를 통해 공급된 유압은 상기 공간(A1)을 거쳐 상기 엔진클러치(20)의 작동 유체로 사용된다. 상기 하우징(80)은 상기 실링부재(S2, S3)와 접하는 부분(821, 823)을 포함하는 제1영역과 그 외의 영역인 제2영역으로 구분되고, 상기 제1영역은 각각 서로 다른 소재로 제작된 제1하우징(82)과 제2하우징(81)을 구성한다. 상기 동력전달부는 상기 회전자 허브(43)에 연결되는 백커버(52)를 포함하고, 상기 회전자 허브(43)와 상기 백커버(52)는 각각 반경방향으로 상호 접하며 중심이 정렬되는 제1센터링면(448) 및 제2센터링면(523)을 포함한다. 상기 회전자(42)의 위치를 감지하는 모터위치센서(48)는 상기 회전자 허브(43)와 상기 백커버(52)와 함께 고정된다.

Description

하이브리드 구동 모듈{HYBRID DRIVE MODULE}
본 발명은 하이브리드 구동 모듈에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하이브리드 구동 모듈의 고정단인 하우징에 대해 상대적으로 회전하는 회전자 허브와 상기 하우징 사이에 실링 구조가 마련되고, 모터와 출력부재 사이에 모터위치센서가 장착된 하이브리드 구동 모듈에 관한 것이다.
하이브리드 차량에 사용되는 구동 모듈은 모터와 엔진의 힘을 변속기로 전달하는 구조를 가진다. 하이브리드 구동 모듈은, 엔진의 힘을 전달받는 입력부재, 모터, 상기 입력부재와 모터 사이를 연결하는 엔진클러치, 모터 및/또는 엔진의 힘을 전달받아 변속기에 전달하는 출력부재, 상기 모터와 출력부재 사이를 연결하는 동력전달부를 포함한다. 상기 동력전달부는, 모터와 출력부재를 직결하는 구조이거나, 토크컨버터(유체클러치)와 락업클러치를 포함하는 구조일 수 있다.
상기 모터는 고정자와 회전자를 포함하며, 회전자는 회전자 허브에 설치될 수 있다. 상기 회전자 허브에 의해 형성되는 회전자의 반경방향 내측 공간에는 클러치 등이 설치되는 공간을 제공한다. 상기 공간에 클러치 등이 설치된 뒤에는 커버나 허브 리지가 설치되어 상기 공간을 덮는다. 상기 허브 리지는 회전자 허브와 일체로 회전하도록 설치된다.
고정자는 하우징에 설치된다. 그리고 상기 입력부재, 회전자 허브, 출력부재 등은 상기 하우징에 대해 회전 가능하게 설치된다.
상기 회전자 허브의 반경방향 내측 공간에 설치된 클러치는 유압에 의해 작동되거나 작동 해제된다. 그리고 이러한 유압은 하우징을 통해 상기 회전자 허브의 반경방향 내측 공간으로 공급될 수 있다. 이를 위해 하우징에 대해 상대적으로 회전하는 회전자 허브와 상기 하우징 사이에는, 실링 구조가 요구된다.
또한 회전자 허브에는 상기 회전자의 위치를 감지하는 모터위치센서의 설치가 요구된다. 그러나 상기 모터위치센서를 별도로 설치하는 구조는 부품 수와 조립 공수를 늘리게 된다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 하우징에 대해 상대적으로 회전하는 회전자 허브와 상기 하우징 사이에 실링 구조가 마련된 하이브리드 구동 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 상기 회전자 허브에 모터위치센서를 설치하기 용이한 구조를 가지는 하이브리드 구동 모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상술한 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 엔진으로부터 구동력을 입력 받는 입력부재(10); 모터(40)의 회전자(42)가 설치된 회전자 허브(43); 상기 입력부재(10)와 상기 회전자 허브(43)를 연결하는 엔진클러치(20); 상기 회전자 허브(43)의 회전력을 전달받아 출력하는 출력부재(70); 및 상기 출력부재(70)와 상기 회전자 허브(43)를 연결하는 동력전달부;를 포함하는 하이브리드 구동 모듈에 적용된다.
상기 하이브리드 구동 모듈은, 상기 엔진클러치(20)를 가압하거나 가압 해제하는 제1피스톤 플레이트(21); 및 상기 회전자 허브(43)를 수용하는 하우징(80);을 포함한다.
상기 하우징(80)에는 상기 제1피스톤 플레이트(21)를 작동시키기 위한 유압이 공급되는 제1유로(83)가 형성된다.
상기 하우징(80)은 실링부재(S2, S3)를 개재하며 상기 회전자 허브(43)와 맞물려 소정의 공간(A1)을 형성한다.
상기 제1유로(83)를 통해 공급된 유압은 상기 공간(A1)을 거쳐 상기 제1피스톤 플레이트(21)를 가압한다.
상기 하우징(80)은 상기 실링부재(S2, S3)와 접하는 부분(821, 823)을 포함하는 제1영역과 그 외의 영역인 제2영역으로 구분된다.
상기 제1영역은 제1소재로 제작된 제1하우징(82)으로 구성되고, 상기 제2영역은 제2소재로 제작된 제2하우징(81)으로 구성된다.
상기 제1소재는 제2소재보다 강도 또는 경도가 더 높다.
상기 제1하우징(82)과 제2하우징(81)은 반경방향으로 구분된다.
상기 제1하우징(82)과 상기 제2하우징(81)은 둘레 방향으로 상호 간섭되어 상호 회전 구속되도록 맞물리는 원주방향고정부(810, 820)을 구비한다.
상기 원주방향고정부(810, 820)는 키(820)와 키홈(810)을 포함한다.
상기 제1하우징(82)와 상기 제2하우징(81)은 축방향으로 체결된다.
상기 제2하우징(81)은 상기 제1하우징(82)과 축방향 일측으로 간섭되는 제1축방향고정부(811) 및 상기 제1하우징(82)과 축방향 타측으로 간섭되는 제2축방향고정부(812)를 구비한다.
상기 제1축방향고정부(811)는 상기 제2하우징(81)에 대한 상기 제1하우징(82)의 삽입 깊이를 규제한다.
상기 제2축방향고정부(812)는 상기 제2하우징(81)에 상기 제1하우징(82)이 삽입된 후 소성 변형되어 상기 제1하우징(82)과 축방향으로 간섭된다.
상기 제2축방향고정부(812)는 코킹 가공에 의해 소성 변형된다.
상기 제1하우징(82)은 서로 다른 반경방향 위치에서 축방향으로 연장되는 제1축방향돌출부(821) 및 제2축방향돌출부(823)를 구비한다.
상기 제1축방향돌출부(821)와 제2축방향돌출부(823)는 각각 반경방향으로 함몰된 제1실링홈(822)과 제2실링홈(824)을 구비한다.
상기 실링부재(S2, S3)는 상기 제1실링홈(822)에 수용되는 제2실링부재(S2) 및 상기 제2실링홈(824)에 수용되는 제3실링부재(S3)를 포함한다.
상기 회전자 허브(43)는 상기 회전자 허브(43)와 일체로 회전하도록 상기 회전자 허브(43)에 연결된 허브 리지(46)를 구비한다.
상기 허브 리지(46)는 반경방향으로 상기 제2실링부재(S2)와 접하는 제1실링면(4691) 및 반경방향으로 상기 제3실링부재(S3)와 접하는 제2실링면(4692)을 구비한다.
상기 제1실링면(4691)과 상기 제2실링면(4692)은 상기 공간(A1)의 경계의 적어도 일부를 규정한다.
상기 허브 리지(46)에서 상기 제1실링면(4691)과 제2실링면(4692) 사이에는 상기 공간(A1)과 연결되는 유동홀(467)이 마련된다.
상기 유동홀(467)은 상기 공간(A1)과 상기 제1피스톤 플레이트(21)의 작동 챔버를 연통한다.
상기 제1유로(83)는 상기 제1하우징(82)에서 상기 제1축방향돌출부(821)와 제2축방향돌출부(823) 사이에서 상기 공간(A1)과 연결된다.
상기 제1유로(83)는 상기 제1하우징(82)과 상기 제2하우징(81)에 걸쳐 형성된다.
상기 동력전달부는 상기 회전자 허브(43)에 연결되는 백커버(52)를 포함한다.
상기 회전자 허브(43)와 상기 백커버(52)는 각각 반경방향으로 상호 접하며 중심이 정렬되는 제1센터링면(448) 및 제2센터링면(523)을 포함한다.
상기 회전자 허브(43)와 상기 백커버(52)는 각각 축방향으로 서로 마주하며 접하여 상호 축방향 위치를 정렬하는 제1가압 표면(445)과 제2가압 표면(521)을 포함한다.
상기 제1센터링면(448)과 상기 제1가압 표면(445)은 상호 인접하여 배치되고, 상기 제2센터링면(523)과 상기 제2가압 표면(521)은 상호 인접하여 배치된다.
상기 회전자 허브(43)는 축방향으로 연장되는 축방향보스(447)를 포함하고, 상기 제1센터링면(448)은 상기 축방향보스(447)의 반경방향 표면에 마련된다.
상기 백커버(52)는 반경방향으로 연장되는 반경방향보스(524)를 포함하고, 상기 반경방향보스(524)는 상기 축방향보스(447)의 축방향을 커버한다.
상기 백커버(52)에서 상기 제2센터링면(523)과 대향하는 면은 모터위치센서(48)를 축방향으로 지지하는 센서지지면(527)을 구성한다.
상기 반경방향보스(524)의 축방향 표면은 상기 센서지지면(527)의 일부를 구성한다.
본 발명의 하이브리드 구동 모듈에 따르면, 하우징(80)을 상술한 바와 같이 제1하우징(82)과 제2하우징(81)으로 구분하여 제작하고 일체화함으로써, 내마모성이 요구되는 부위를 제외한 다른 부위를 경량화할 수 있다.
본 발명의 하이브리드 구동 모듈에 따르면. 회전자 허브와 동력전달부의 백커버를 조립하기 용이하고, 이와 더불어 모터위치센서의 설치가 용이하다.
상술한 효과와 더불어 본 발명의 구체적인 효과는 이하 발명을 실시하기 위한 구체적인 사항을 설명하면서 함께 기술한다.
도 1은 하이브리드 구동 모듈의 제1실시예의 개념적인 도면이다.
도 2는 회전자 허브에 하우징과 스프링 댐퍼가 설치되는 과정을 나타낸 측면단면도이다.
도 3은 도 1의 도면에 구동력의 전달 경로를 표시한 도면이다.
도 4는 도 1의 도면에 유체의 유동 제어 방향을 표시한 도면이다.
도 5는 하이브리드 구동 모듈의 제2실시예의 개념적인 도면이다.
도 6 내지 도 8은 제2실시예의 하이브리드 구동 모듈의 하우징의 조립 과정을 나타낸 도면이다.
도 9는 제2실시예의 하이브리드 구동 모듈의 백커버와 모터위치센서의 조립 전 상태를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 다양한 변경을 가할 수 있고 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시 예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉 명세서에서 ~포함하다, ~이루어진다 등의 용어는. 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에 있다"거나 "하부에 있다"고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 배치되어 있는 것뿐만 아니라 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
실시예의 하이브리드 구동 모듈은 축을 기준으로 대칭을 이루므로, 작도의 편의 상, 축을 기준으로 반만 도시한다. 또한 설명의 편의 상, 하이브리드 구동 모듈의 회전의 중심을 이루는 축의 길이방향을 따르는 방향을 축방향이라 한다. 즉 전후 방향 또는 축방향은 회전축과 나란한 방향으로서, 전방(앞쪽)은 동력원인 어느 일 방향, 가령 엔진 쪽으로 향하는 방향을 의미하고, 후방(뒤쪽)은 다른 일 방향, 가령 변속기 쪽으로 향하는 방향을 의미한다. 따라서 전면(앞면)이란 그 표면이 전방을 바라보는 면을 의미하고, 후면(뒷면)이란 그 표면이 후방을 바라보는 면을 의미한다.
반경방향 또는 방사 방향이라 함은 상기 회전축과 수직한 평면 상에서 상기 회전축의 중심을 지나는 직선을 따라 상기 중심에 가까워지는 방향 또는 상기 중심으로부터 멀어지는 방향을 의미한다. 상기 중심으로부터 반경방향으로 멀어지는 방향을 원심방향이라 하고, 상기 중심에 가까워지는 방향을 구심방향이라 한다.
둘레방향 또는 원주방향이라 함은 상기 회전축의 주위를 둘러싸는 방향을 의미한다. 외주라 함은 외측 둘레, 내주라 함은 내측 둘레를 의미한다. 따라서 외주면은 상기 회전축을 등지는 방향의 면이고, 내주면은 상기 회전축을 바라보는 방향의 면을 의미한다.
둘레방향 측면이라 함은 그 면의 법선이 둘레방향을 향하는 면을 의미한다.
[하이브리드 구동 모듈]
이하 도 1 내지 도 4를 참조하여 실시예의 하이브리드 구동 모듈의 구조를 설명한다.
실시예의 하이브리드 구동 모듈은, 엔진의 출력측과 연결되어 엔진의 출력이 입력되는 입력부재(10)와, 모터의 구동력 또는 모터와 엔진의 구동력을 변속기에 전달하는 출력부재(70)를 포함한다.
엔진의 출력은 스프링 댐퍼(9)를 거쳐 입력부재(10)에 입력된다. 상기 스프링 댐퍼(9)는 토셔널 댐퍼이다. 상기 스프링 댐퍼(9)는 입력부재(10)의 스플라인(102)에 맞물려 상호 회전 구속된다. 스프링 댐퍼(9)는 진동이 발생하지 않도록 엔진 출력의 출렁거림을 완화시킨다.
입력부재(10)의 축방향 전방 쪽 외주면에는, 상기 스플라인(102)이 마련된다. 그리고 입력부재(10)의 축방향 후방 쪽 외주면에는, 반경방향으로 외향 연장되는 입력플레이트(12)가 연결된다. 상기 입력플레이트(12)는 상기 입력부재(10)에 용접 등에 의해 일체로 고정되어 상기 입력부재(10)와 일체로 회전한다.
입력부재(10)의 반경방향 외측 단부에는 엔진클러치(20)가 연결된다. 상기 엔진클러치(20)는 회전자 허브(43)와 상기 입력부재(10) 사이에 마련되어, 상기 엔진의 출력을 상기 회전자 허브(43)에 전달하거나 전달하지 않는다.
상기 하이브리드 구동 모듈은 모터(40)를 구비한다. 상기 모터(40)는 환형의 고정자(41)와, 상기 고정자(41)의 반경방향 내측에 배치되는 환형의 회전자(42)를 포함한다. 상기 회전자(42)는 상기 고정자(41)와의 전자기적 상호작용에 의해 회전한다.
상기 고정자(41)는 하우징(80)에 고정된다. 상기 하우징(80)은 모터(40)보다 축방향 전방에 배치되고 반경방향으로 연장된다. 상기 입력부재(10)는 상기 하우징(80)의 반경방향 내측 단부에서 제1베어링(B1)을 통해 회전 가능하게 지지된다. 상기 제1베어링(B1)은, 상기 입력부재(10)의 외주면에 마련된 인서트홈(101)에 끼워지는 베어링 스냅링(13)에 의해 축방향으로 고정된다. 상기 제1베어링(B1)의 내륜의 축방향 후방은 입력부재(10)의 베어링 단턱(105)에 의해 지지되고, 상기 제1베어링(B1)의 내륜의 축방향 전방은 상기 베어링 스냅링(13)에 의해 지지된다. 상기 제1베어링(B1)의 외륜은 축방향으로, 그리고 반경방향으로 상기 하우징(80)에 의해 지지된다. 이에 따라, 상기 제1베어링(B1)에 의해, 상기 입력부재(10)는 상기 하우징(80)에 대해 반경방향으로 지지되고, 축방향으로 지지된다.
상기 입력부재(10)와 하우징(80) 사이에는, 상기 하우징(80) 내부의 유체가 외부로 세어 나가지 않도록 밀봉하는 제1실링부재(S1)가 마련된다.
상기 회전자(42)는 상기 회전자 허브(43)에 고정된다. 상기 회전자 허브(43)는 상기 회전자(42)를 고정하는 회전자 홀더(44)와, 상기 회전자 홀더(44)로부터 반경방향 내측으로 연장되는 허브 플레이트(45)를 구비한다.
상기 회전자 홀더(44)는, 상기 회전자(42)의 내주면을 지지하는 반경방향 지지부(441)와, 상기 회전자(42)의 축방향 후단부를 지지하는 축방향 지지부(442)를 포함한다. 상기 반경방향 지지부(441)는 축방향으로 연장되는 원통 형상일 수 있다. 상기 축방향 지지부(442)는 상기 반경방향 지지부(441)의 축방향 후단부에서 반경방향으로 외향 연장되는 플랜지 형태일 수 있다.
반경방향 지지부(441)는 회전자(42)의 내주면을 지지하고, 축방향 지지부(442)는 회전자(42)의 축방향 후방 단부를 지지한다. 반경방향 지지부(441)의 전방 단부에는 반경방향으로 연장되는 축방향 지지부가 형성되지 않는다. 이에 따라 축방향의 전방으로부터 후방으로 회전자(42)를 외삽하여, 회전자(42)의 내주면이 상기 반경방향 지지부(441)의 외주면과 마주하며 지지되고, 회전자(42)의 축방향 후방 단부가 상기 축방향 지지부(442)의 전면과 마주하며 지지된다.
상기 반경방향 지지부(441)의 전방 단부에는 허브 리지(46)가 결합된다. 상기 허브 리지(46)는 상기 반경방향 지지부(441)의 전방 단부에 치형 결합되어 상호 회전 구속된다. 상기 허브 리지(46)는 상기 반경방향 지지부(441)보다 더 반경방향 외측으로 연장되고, 이에 따라 상기 허브 리지(46)의 반경방향 외측 단부는 상기 회전자(42)의 전방 단부를 축방향으로 지지한다. 상기 허브 리지(46)를 반경방향 지지부(441)에 끼운 후, 상기 허브 리지(46)가 축방향 전방으로 이탈하지 않도록, 상기 허브 리지(46)의 전방에서 리지 고정부재인 리지 스냅링(49)을 상기 반경방향 지지부(441)의 내주면에 마련된 홈에 끼운다.
상기 허브 플레이트(45)는 상기 반경방향 지지부(441)의 축방향의 중앙부 부근에서 상기 회전자 홀더(44)와 연결된다. 상기 허브 플레이트(45)는 상기 반경방향 지지부(441)의 내주면으로부터 반경방향 내측으로 연장되는 형태로서, 접시와 유사한 형상을 가진다. 상기 허브 플레이트(45)의 반경의 중심부에는 전방으로 연장되는 중심축 연장부(450)가 구비되고, 상기 중심축 연장부(450)는 상기 입력부재(10)와 제3베어링(B3)을 통해 상호 상대적인 회전이 가능하게 지지된다. 상기 제3베어링(B3)은 상기 허브 플레이트(45)의 중심축 연장부(450)에 대해, 상기 입력부재(10)를 축방향으로, 그리고 반경방향으로 지지한다.
상기 엔진클러치(20)는 상기 반경방향 지지부(441)의 반경방향 내측이면서, 상기 허브 플레이트(45)의 축방향 전방에 해당하는 공간에 설치된다. 상기 엔진클러치(20)는 마찰판 또는 마찰재를 구비하는 제1클러치팩(22)과 제1캐리어(23)를 포함한다. 상기 회전자 허브(43)의 허브 플레이트(45)에 상기 제1캐리어(23)가 설치될 수 있다. 상기 제1캐리어(23)는 상기 회전자 허브(43)에 회전 구속되도록 연결되어 상기 회전자 허브(43)와 일체로 회전한다. 상기 제1클러치팩(22)의 반경방향 외측은 상기 제1캐리어(23)에 연결되고, 반경방향 내측은 상기 입력플레이트(12)를 통해 상기 입력부재(10)에 연결된다. 상기 제1캐리어(23)에 연결되는 클러치판들과, 상기 입력부재(10)에 연결되는 클러치판들은 서로 교호로 배치되고, 이 클러치판들 사이에는 마찰재가 개재된다.
상기 제1클러치팩(22)의 축방향 전방에는 제1피스톤 플레이트(21)가 배치된다. 상기 제1피스톤 플레이트(21)가 상기 제1클러치팩(22)을 축방향으로 가압하면, 상기 입력플레이트(12)와 제1캐리어(23)는 상호 회전 구속되도록 연결된다. 이에 따라 입력플레이트(12)까지 전달된 엔진의 출력은, 상기 엔진클러치(20)를 거쳐 상기 회전자 허브(43)에 전달될 수 있다. 상기 제1피스톤 플레이트(21)가 상기 제1클러치팩(22)을 가압하지 않으면, 상기 입력플레이트(12)와 제1캐리어(23)는 상호 회전 구속되지 않는다. 이에 따라 엔진의 출력은 상기 입력플레이트(12)까지만 전달되고, 상기 회전자 허브(43)에는 전달되지 않는다.
상기 제1피스톤 플레이트(21)의 축방향 전방에는 허브 리지(ridge)가 배치된다. 도 2를 참조하면, 상기 허브 리지(46)는 중앙부가 개방되고 반경방향으로 연장된 대략 접시형 또는 원반형 부재일 수 있다.
상기 엔진클러치(20)의 제1피스톤 플레이트(21)는 상기 허브 리지(46)의 축방향 후방에 설치된다. 상기 허브 리지(46)는, 반경방향 외측에서 축방향을 따라 후방으로 연장되는 반경방향 외측 내주면(465)과, 반경방향 내측에서 축방향을 따라 후방으로 연장되는 반경방향 내측 외주면(466)을 구비한다. 상기 제1피스톤 플레이트(21)는 반경방향으로 연장된다. 상기 제1피스톤 플레이트(21)의 반경방향 외측 단부의 외주면은, 상기 반경방향 외측 내주면(465)과 축방향으로 슬라이드 이동 가능하게 접하고, 상기 제1피스톤 플레이트(21)의 반경방향 내측 단부의 내주면은, 상기 반경방향 내측 외주면(466)과 축방향으로 슬라이드 이동 가능하게 접한다.
상기 허브 리지(46)의 반경방향 내측에는 축방향 후방으로 연장되는 슬라이드 돌기(468)가 마련된다. 상기 슬라이드 돌기(468)는 상기 반경방향 내측 외주면(466) 부근에 마련될 수 있다. 상기 제1피스톤 플레이트(21)에는 상기 슬라이드 돌기(468)와 상보적인 형상의 슬라이드 홈이 마련된다. 이에 따라 상기 제1피스톤 플레이트(21)는 상기 허브 리지(46)와 회전 구속되면서도, 축방향으로 슬라이드 이동이 가능하다.
상기 허브 리지(46)에는, 상기 제1피스톤 플레이트(21), 상기 허브 리지(46)의 후면, 상기 반경방향 외측 내주면(465) 및 상기 반경방향 내측 외주면(466)에 의해 규정되는 공간인 엔진클러치 작동 챔버에 유체가 유입될 수 있는 유동홀(467)이 마련된다.
상기 허브리지(46)에서 상기 유동홀(467)보다 반경방향 외측과 반경방향 내측에는, 각각 하우징(80)의 제1축방향돌출부(821) 및 제2축방향돌출부(823)와 반경방향으로 마주하는 제1실링면(4691)과 제2실링면(4692)이 마련된다.
그리고 상기 하우징(80)의 제1축방향돌출부(821)가 상기 제1실링면(4691)을 바라보는 외주면 부위에는 제1실링홈(822)이 마련되고, 거기에 제2실링부재(S2)가 끼워진다. 또한 상기 하우징(80)의 제2축방향돌출부(823)가 상기 제2실링면(4692)을 바라보는 외주면 부위에는 제2실링홈(824)이 마련되고, 거기에 제3실링부재(S3)가 끼워진다.
상기 제1실링면(4691)과 제2실링면(4692)이 각각 제2실링부재(S2)와 제3실링부재(S3)를 사이에 두고 각각 상기 제1축방향돌출부(821) 및 상기 제2축방향돌출부(823)와 접하면, 상기 하우징(80)과 허브 리지(46) 사이에는 실링이 이루어지는 소정의 공간(A1)이 제공된다.
상기 하우징(80)에는 상기 공간(A1)으로 오일을 공급하기 위한 제1유로(83)가 형성된다. 상기 제1유로(83)는 하우징(80)의 반경방향 외측 단부에서 상기 제1축방향돌출부(821) 및 상기 제2축방향돌출부(823) 사이의 소정의 위치까지 반경방향으로 연장되고, 상기 공간(A1)으로 연통한다.
도 4에 도시된 "clutch actuating" 경로와 같이 상기 하우징(80)을 통해 상기 제1피스톤 플레이트(21)의 전방 공간(A1)으로 유체가 유입되면, 제1피스톤 플레이트(21)는 허브 리지(46)에 대해 축방향 후방으로 이동하여 제1클러치팩(22)을 가압한다. 즉 상기 제1유로(83)로 유압이 공급되면, 압력이 가해진 오일은 상기 공간(A1)과 상기 유동홀(467)을 통해 상기 엔진클러치 작동 챔버에 공급되고, 제1피스톤 플레이트(21)가 후방으로 이동하며 제1클러치팩(22)을 가압하여 엔진클러치(20)가 입력플레이트(12)와 회전자 허브(43)를 상호 회전 구속되도록 연결한다. 그러면 도 3에 "Engine power" 경로로 도시된 바와 같이, 엔진의 회전력은 회전자 허브(43)에 전달된다.
한편 상기 하우징(80)에는 상기 제1피스톤 플레이트(21)의 후방 공간(A2)으로 유체를 공급하기 위한 제2유로(84)가 형성된다. 제2유로(84)는 하우징(80)의 반경방향 외측 단부에서 상기 제2축방향돌출부(823)에 대응하는 위치까지 반경방향으로 연장되고, 상기 제2축방향돌출부(823)를 따라 축방향으로 연장되어 상기 후방 공간(A2)으로 연통한다. 상기 제2유로(84)는, 상기 제1유로(83)와 하우징의 둘레방향을 따라 서로 다른 위치에 형성되어 있기 때문에, 하우징(80) 내에서 서로 통하지 않고 독립적인 유로를 형성한다.
도 4에 도시된 "clutch & Rotor cooling" 경로와 같이, 상기 하우징(80)의 제2유로(84)를 통해 상기 제1피스톤 플레이트(21)의 후방 공간(A2)으로 유체가 유입되면, 제1피스톤 플레이트(21)는 허브 리지(46)에 대해 축방향 전방으로 이동하여 제1클러치팩(22)을 가압하지 않는다. 제2유로(84)를 통해 후방 공간(A2)에 유입된 유체(오일)은 베어링들(B1, B2, B3)을 냉각 및/또는 윤활하고, 상기 엔진클러치(20)를 냉각 및/또는 윤활시키고 상기 회전자(42)를 냉각한다.
상기 허브 리지(46)의 반경방향 내측은 상기 하우징(80)에 대해 회전 가능하도록 연결된다. 이를 위해 상기 허브 리지(46)의 반경방향 내측의 내주면과, 상기 하우징(80)의 반경방향 내측의 외주면 사이에는 제2베어링(B2)이 개재된다. 제2베어링(B2)의 외륜은 상기 허브 리지(46)를 반경방향으로 지지하고 축방향으로 지지한다. 제2베어링(B2)의 내륜은 상기 하우징(80)을 반경방향으로 지지하고 축방향으로 지지한다. 이에 따라 상기 허브 리지(46)는 상기 하우징(80)에 대해 반경방향으로 지지되고, 축방향의 전방으로 지지된다.
한편, 상기 회전자(42)의 축방향 전방 및/또는 후방에는, 상기 회전자(42)를 보호하고 지지하기 위한 리테이너(420)가 설치될 수 있다. 상기 허브 리지(46)의 외측 단부는 상기 리테이너(420)와 접할 수 있다.
이와 같은 허브 리지(46) 구조에 따르면, 허브 리지(46)를 회전자 허브(43)에 설치하는 과정에서 제1피스톤 플레이트(21)가 함께 설치되고, 아울러 허브 리지(46)가 회전자(42)를 고정하게 된다. 다른 관점에서 설명하면 상기 회전자(42)는 상기 허브 리지(46)가 축방향 후방으로 이동하는 것을 제한한다고 할 수 있다.
즉 상기 허브 리지(46)는, 축방향 전방으로는 상기 리지 스냅링(49)에 의해 이탈이 제한되고, 축방향 후방으로는 상기 반경방향 지지부(441) 및/또는 상기 회전자(42)에 의해 이동이 제한될 수 있다.
상기 반경방향 지지부(441)와 허브 리지(46)의 제조 오차 등으로 인해, 상기 허브 리지(46)는 축방향으로 유격이 발생할 수 있다. 즉 허브 리지(46)가 축방향으로 이동하며 진동할 수 있고, 이는 소음의 원인이 될 수 있다.
이에 상기 하이브리드 구동 모듈은, 상기 허브 리지(46)를 축방향 전방으로 탄성 가압하여 리지 스냅링(49) 쪽으로 밀어붙이는 탄성체(90)를 더 포함할 수 있다.
상기 탄성체(90)는 상기 허브 리지(46)를 상기 리지 스냅링(49) 쪽으로 밀어붙이기에 적합한 위치라면 어디라도 설치될 수 있다. 도 1에는, 제1탄성체(91) 내지 제4탄성체(94)가 서로 다른 위치에 설치되어, 상기 허브 리지(46)를 상기 리지 스냅링(49) 쪽으로 가압하는 구조가 한꺼번에 도시되어 있다. 그러나 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 상기 탄성체(90)는 상기 제1탄성체(91) 내지 제4탄성체(94) 중 어느 하나만을 포함해도 족하다. 물론 상기 탄성체(90)는 상기 제1탄성체(91) 내지 제4탄성체(94) 중 2 이상의 탄성체(90)를 함께 포함할 수도 있을 것이다.
상기 제1탄성체(91) 및/또는 제2탄성체(92)는, 축방향으로 확장되는 방향으로 탄성력을 제공한다.
먼저 제1탄성체(91)는, 회전자(42)의 전방에서 상기 허브 리지(46)를 전방으로 탄성 가압하여, 상기 허브 리지(46)를 상기 리지 스냅링(49) 쪽으로 밀어붙이도록 구성될 수 있다. 제2탄성체(92)는, 회전자(42)의 후방에서 상기 회전자(42)와 허브 리지(46)를 전방으로 탄성 가압하여, 상기 허브 리지(46)를 상기 리지 스냅링(49) 쪽으로 밀어붙이도록 구성될 수 있다.
따라서 제1탄성체(91) 및/또는 제2탄성체(92)에 의해, 상기 허브 리지(46)는 리지 스냅링(49) 쪽으로 밀착되어 진동하거나 떨리지 않고, 또한 상기 회전자(42) 역시, 상기 축방향 지지부(442)와 상기 반경연장부(462) 사이에서 축방향으로 견고하게 지지될 수 있다.
다음으로 상기 탄성체(90)는, 엔진클러치(20) 쪽에서 상기 피스톤 설치부(464)를 전방으로 탄성 가압하여, 상기 허브 리지(46)를 리지 스냅링(49) 쪽으로 밀어붙이도록 구성될 수 있다. 도 1에 도시된 제3탄성체(93)와 제4탄성체(94)가 이에 해당한다.
제3탄성체(93)는 상기 제1캐리어(23)의 전방 단부와 상기 허브 리지(46) 사이에 끼워져 있을 수 있다. 그리고 상기 제3탄성체(93)는 축방향으로 팽창하는 방향으로 탄성 복원되려는 탄성력을 발휘한다. 따라서 상기 제1캐리어(23)와 상기 허브 리지(46)는 서로 멀어지는 방향으로 제3탄성체(93)에 의해 탄성 가압된다. 이에 따라 상기 허브 리지(46)는 리지 스냅링(49) 쪽으로 밀어붙여진다.
제4탄성체(94)는 상기 제1클러치팩(22)에 설치될 수 있다. 상기 제4탄성체(94)는 상기 제1피스톤 플레이트(21)의 리턴 스프링의 기능을 수행할 수 있다. 상기 제4탄성체(94)는, 복수 개의 클러치판들 사이에 개재되어, 상기 제1클러치팩(22)이 축방향으로 벌어지는 방향으로 상기 클러치판들을 벌리고, 이러한 제4탄성체(94)의 탄성력은 상기 제1피스톤 플레이트(21)를 상기 허브 리지(46) 쪽으로 밀어붙인다. 그러면 상기 허브 리지(46)는 상기 리지 스냅링(49) 쪽으로 탄성 가압된다.
상기 탄성체(90), 즉 상기 제1탄성체(91) 내지 제4탄성체(94)는 환형의 접시 스프링이거나 웨이브 와셔일 수 있다. 그러나 스프링의 종류가 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 회전자 홀더(44)의 축방향 지지부(442)에는 백커버(52)가 볼트(53)에 의해 고정된다. 백커버(52)는 상기 회전자 홀더(44)로부터 반경방향 내측으로 연장된다. 상기 백커버(52)의 반경방향 내측 단부는 변속기의 오일펌프에 연결된다. 상기 백커버(52)의 전면에는 임펠러(51)가 구비된다.
상기 허브 플레이트(45)와 백커버(52) 사이에는 출력부재(70)가 구비된다. 상기 출력부재(70)의 내주면에는 스플라인이 형성되고, 이는 미도시된 변속기의 입력축과 연결된다. 상기 출력부재(70)는 터빈 플레이트(55)와 일체로 연결된다. 상기 터빈 플레이트(55)는 반경방향으로 연장된다. 상기 터빈 플레이트(55)의 후면에는, 상기 임펠러(51)와 축방향으로 서로 마주하는 터빈(54)이 구비된다.
상기 백커버(52)와 상기 출력부재(70) 사이에는 고정단(75)이 배치된다. 상기 고정단(75)의 내주면에는 스플라인이 형성되고, 이는 미도시된 변속기의 고정축과 연결된다.
상기 임펠러(51)와 터빈(54) 사이에는 리액터(56)가 배치된다. 리액터(56)는 원웨이클러치(57)를 통해 상기 고정단(75)과 연결된다. 상기 임펠러(51)와 터빈(54)과 리액터(56)는, 모터(40)의 토크를 증배시켜 출력부재(70)에 전달하는 토크 컨버터를 구성한다.
상기 출력부재(70)는 제4베어링(B4)을 통해 상기 고정단(75)에 대해 회전 가능하게 지지된다. 상기 백커버(52)는 제5베어링(B5)을 통해 상기 고정단(75)에 대해 회전 가능하게 지지된다. 아울러 상기 허브 플레이트(45)와 출력부재(70)는, 제6베어링(B6)을 통해 상호 회전 가능하게 지지된다.
상기 허브 플레이트(45)의 후방에서, 상기 회전자 홀더(44)의 내주면에는 락업클러치(60)가 설치된다. 상기 출력부재(70)에는 출력플레이트(64)가 일체로 연결되어 일체로 회전한다. 상기 출력플레이트(64)는 상기 출력부재(70)로부터 상기 락업클러치(60)를 향해 반경방향으로 연장된다.
상기 락업클러치(60)는 마찰판 또는 마찰재를 구비하는 제2클러치팩(62)을 포함한다. 상기 제2클러치팩(62)은, 상기 회전자 허브(43)와 상기 출력플레이트(64) 사이에 배치된다.
상기 제2클러치팩(62)의 축방향 전방에는 제2피스톤 플레이트(61)가 배치된다. 상기 제2피스톤 플레이트(61)가 상기 제2클러치팩(62)을 축방향으로 가압하면, 상기 회전자 허브(43)와 출력플레이트(64)는 상호 회전 구속되도록 연결된다. 이에 따라 상기 회전자 허브(43)의 회전력은 상기 락업클러치(60)를 거쳐 상기 출력플레이트(64)와 출력부재(70)에 전달될 수 있다. 상기 제2피스톤 플레이트(61)가 상기 제2클러치팩(62)을 가압하지 않으면, 상기 회전자 허브(43)와 출력플레이트(64)는 상호 회전 구속되지 않는다. 이에 따라 회전자 허브(43)의 회전력은 상기 토크 컨버터를 통해 상기 출력부재(70)에 전달된다.
상기 제2피스톤 플레이트(61)는 반경방향으로 연장된다. 상기 제2피스톤 플레이트(61)의 반경방향 외측의 외주면은, 상기 회전자 홀더(44)의 내주면과 마주하고, 축방향으로 슬라이드 이동 가능하게 접한다. 상기 제2피스톤 플레이트(61)의 반경방향 내측의 내주면은, 상기 출력부재(70)의 외주면과 마주하고, 축방향으로 슬라이드 이동 가능하게 접한다.
도 4에 "Inlet" 경로로 도시된 바와 같이 상기 변속기를 통해 상기 제2피스톤 플레이트(61)의 후방 공간(A3)으로 유체가 유입되면, 제2피스톤 플레이트(61)는 회전자 홀더(44)에 대해 축방향 전방으로 이동하여 제2클러치팩(62)을 가압하지 않는다.
도 4에 "L/up clutch actuating" 경로로 도시된 바와 같이 상기 변속기를 통해 상기 제2피스톤 플레이트(61)의 전방 공간(A4)으로 유체가 유입되면, 제1피스톤 플레이트(21)는 회전자 홀더(44)에 대해 축방향 후방으로 이동하여 제2클러치팩(62)을 가압한다.
이하 도 3을 참조하여 하이브리드 구동 모듈의 구동 작동에 대해 설명한다.
먼저, 엔진은 구동력을 제공하지 않고 모터(40)가 구동력을 제공할 때에는, 엔진클러치(20)가 입력플레이트(12)와 제1캐리어(23) 사이에서 동력을 전달하지 않는다. 모터(40)의 토크가 증배되어 변속기에 전달될 필요가 있을 때, 즉 모터(40)의 회전속도가 출력부재(70)의 회전속도보다 클 때, 모터(40)의 토크는 토크 컨버터를 통해 증배되어 출력부재(70)에 전달된다. 이에 따라 출력부재(70)의 회전속도가 모터(40)의 회전속도에 가까워지면 락업클러치(60)가 작동하여 회전자 허브(43)와 출력부재(70)가 직결된다.
한편, 엔진, 또는 엔진과 모터(40)가 구동력을 제공할 때에는, 엔진클러치(20)가 입력플레이트(12)와 제1캐리어(23) 사이에서 동력을 전달한다. 그러면 엔진과 모터(40)의 토크는 합쳐져서 상기 토크 컨버터를 통해 출력부재(70)에 전달된다. 엔진과 모터(40)의 토크는 토크 컨버터를 통해 증배되어 출력부재(70)에 전달될 수 있고, 회전자 허브(43)와 출력부재(70)의 속도비(SR: speed ratio)가 1:1에 이루면 락업클러치(60)에 의해 회전자 허브(43)와 출력부재(70)가 직결된다. 즉 상기 토크 컨버터와 상기 락업클러치(60)는 상기 회전자 허브(43)와 상기 출력부재(70) 사이에서 이들 간의 동력을 전달하는 동력전달부를 구성한다.
실시예의 하이브리드 구동 모듈에 따르면, 엔진의 토크는 입력플레이트(12), 엔진클러치(20) 및 제1캐리어(23)를 통해 회전자 허브(43)에 전달되고, 허브 리지(46)는 이러한 토크 전달 경로에 있지 않다.
[하우징 구조]
하이브리드 구동 모듈의 제1실시예를 도시한 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 하우징(80)은 고정되어 있는 부품인 반면, 이와 상대적으로 회전하는 허브 리지(46)는 제2실링부재(S2) 및 제3실링부재(S3)를 사이에 두고 상기 하우징(80)와 접하여 소정의 공간(A1)을 실링한다. 상기 제1실시예의 하우징(80)은 단일 부품으로 이루어져, 부품 개수를 줄이고 제작 공정을 단순화할 수 있다.
상기 하우징(80)은 경량화를 위해 알루미늄 다이캐스킹으로 제작된다. 반면 제2실링부재(S2)와 제3실링부재(S3)는 내마모성 내열성이 높고 윤활특성이 높으며 기계적 성질이 좋은 피크(PEEK; Polyetherethereketone) 재질을 사용할 수 있다. 즉 상기 제2실링부재(S2)와 상기 제3실링부재(S3)는 상기 하우징(80)보다 더 단단한 재질일 수 있다. 이럴 경우, 실링부재(S2, S3)가 하우징(80)을 마모시켜 분진이 발생할 우려가 있다. 분진은 압력이 제대로 형성되는 것을 방해할 수 있다.
이에 본 발명에 따른 하이브리드 구동 모듈의 제2실시예에서는, 하우징(80)에서 상기 실링부재(S2, S3)와 접하는 부위의 강도를 높여 실링부재가 하우징(80)을 마모하는 것을 방지한다.
도 5 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 하이브리드 구동 모듈의 제2실시예의 하우징(80)의 구조를 설명한다.
상기 하우징(80)은, 상기 실링부재(S2, S3)와 접하는 부위만을 더 강도 높은 재질로 구성하고, 나머지 부분은 경량의 재질로 구성될 수 있다.
상기 하우징(80)의 반경방향 내측 단부에 마련된 제1축방향돌출부(821)와 제2축방향돌출부(823) 부위가 상기 실링부재(S2, S3)와 접하므로, 상기 하우징(80)의 반경방향 내측부에서 상기 제1축방향돌출부(821) 및 제2축방향돌출부(823)를 포함하는 부위를 강도가 높은 제1소재로 제작한다.
그리고 하우징(80)에서 상기 제1소재로 재작하는 부위를 제외한 나머지 부위는 제2소재로 제작한다. 제1소재의 강도(경도)는 제2소재보다 더 높다. 가령, 상기 제1소재는 스틸일 수 있고, 상기 제2소재는 알루미늄일 수 있다.
제2실시예에 따르면, 제1소재로 실링부재와 접하는 부위를 포함하는 센터하우징(82)을 제작하고, 제2소재로 센터하우징(82)으로 제작된 부위를 제외한 나머지 부위에 해당하는 메인하우징(81)을 제작하며, 상기 센터하우징(82)과 메인하우징(81)을 결합하여 일체화함으로써, 하우징(80)의 경량화와 실링부재 접촉부위의 내마모성을 모두 이룰 수 있다.
상기 메인하우징(81)과 센터하우징(82)은 메인터넌스 과정에서 다시 분리할 필요가 없으므로, 압입과 같은 결합 방식으로 조립될 수 있다.
상기 센터하우징(82)은 상기 메인하우징(81)의 반경방향 내측에 연결된다. 상기 센터하우징(82)과 상기 메인하우징(81)이 상호 회전 구속되도록 하기 위해, 상기 센터하우징(82)의 외주에는 원심 방향으로 연장되는 키(820) 또는 키홈이 마련될 수 있고, 상기 메인하우징(81)의 내주에는 키홈(810) 또는 구심 방향으로 연장되는 키(820)가 마련될 수 있다. 제2실시예에서는 센터하우징(82)에 키(820)가 마련되고, 메인하우징(81)에 키홈이 마련된 구조를 예시하고 있으나, 그 반대의 경우도 가능하다.
즉 상기 센터하우징(82)의 외주 및 이와 마주하는 상기 메인하우징(81)의 내주에는 각각 상호 맞물려 두 하우징(81, 82)을 둘레방향으로 고정하는 원주방향 고정부를 구비한다. 상기 원주방향 고정부는, 상기 센터하우징(82)과 메인하우징(81)의 축방향 일측(전방) 단부에 마련될 수 있다.
상기 센터하우징(82)과 상기 메인하우징(81)은 축방향으로 서로 고정된다. 이를 위해, 상기 메인하우징(81)의 내주의 축방향 타측(후방) 단부에는, 구심 방향으로 연장되는 스토퍼(811)가 마련될 수 있다. 상기 스토퍼(811)는 축방향으로 상기 센터하우징(82)과 간섭된다.
상기 센터하우징(82)은, 상기 메인하우징(81)보다 전방에서 상기 메인하우징(81)에 압입될 수 있다. 이때, 상기 센터하우징(82)의 압입 깊이는 상기 메인하우징(81)의 스토퍼(811)에 의해 규제될 수 있다.
상기 센터하우징(82)이 상기 스토퍼(811)에 간섭될 때까지 상기 센터하우징(82)을 압입하면, 상기 센터하우징(82)의 외주면은 상기 메인하우징(81)의 내주면과 반경방향으로 서로 마주하며 밀착된다.
상기 메인하우징(81)의 내주의 축방향 일측(전방) 단부에는, 코킹부(812)가 마련된다. 상기 센터하우징(82)을 상기 메인하우징(81)에 압입하기 전에는, 상기 코킹부(812)는 도 6에 도시된 바와 같이 센터하우징(82)과 간섭되지 않는다. 도 7에 도시된 바와 같이 상기 센터하우징(82)을 상기 메인하우징(81)의 내주에 압입하면, 센터하우징(82)과 메인하우징(81)의 키(820)와 키홈(810)이 맞물려 두 하우징이 둘레 방향으로 회전 구속된다.
이 상태에서, 도 8에 도시된 바와 같이 코킹부(812)를 코킹 가공하여 구심방향으로 소성 변형시키면, 상기 코킹부(812)가 상기 센터하우징(82)과 축방향으로 간섭되어 상기 센터하우징(82)이 전방으로 빠지지 못하도록 고정한다.
즉 상기 메인하우징(81)은 상기 센터하우징(82)의 축방향 양측을 모두 규제하는 제1축방향고정부(811)와 제2축방향고정부(812)를 구비한다. 그리고 상기 메인하우징(81)은 상기 센터하우징(82)을 둘레방향으로 규제하는 원주방향고정부(810)를 구비한다.
상기 하우징(80)의 제1유로(83)는 상기 메인하우징(81)과 상기 센터하우징(82)에 마련되고, 제2유로(84) 역시 상기 메인하우징(81)과 센터하우징(82)에 마련된다. 상기 제1유로(83)와 제2유로(84)는, 상기 메인하우징(81)과 상기 센터하우징(82)을 체결한 상태에서 가공되거나(도 8 참조), 상기 메인하우징(81)과 상기 센터하우징(82)을 체결하기 전에 가공될 수 있다(도 6 참조).
[백커버 및 모터위치센서]
하이브리드 구동 모듈의 제1실시예를 도시한 도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 토크컨버터의 임펠러(51)가 구비된 백커버(52)는, 상기 회전자 허브(43)의 축방향 지지부(442)에 볼트(53)로 결합된다. 그런데, 단순히 볼트(53) 만으로 축방향 지지부(442)에 백커버(52)를 고정하고, 백커버(52)와 축방향 지지부(442) 간에 반경방향으로 상호 위치 규제를 하는 맞물림 면이 없다면, 회전자 허브(43)와 백커버(52) 간의 중심 정렬 과정이 까다롭거나 번거로울 수 있다.
또한 회전자(42)의 위치를 감지하기 위한 모터위치센서(48; 도 5 참조)를 상기 볼트(53) 체결 시 함께 체결하면, 조립 공수를 줄일 수 있지만, 회전자 허브(43)와 백커버(52) 간의 중심 정렬 과정이 까다롭거나 번거로운 상태에서 모터위치센서(48)까지 볼트(53)로 일거에 고정하는 조립은 더욱 까다롭고 번거로울 수 있다.
이에, 제2실시예에서는, 회전자 허브(43)와 백커버(52)를 상기 볼트(53)로 체결 전에 이미 상기 회전자 허브(43)와 백커버(52)가 상호 반경방향으로 위치 규제할 수 있도록 하여, 백커버(52)와 회전자 허브(43)가 자체적으로 중심 정렬된 상태에서 볼트(53) 체결을 할 수 있도록 하는 센터링 형상(446, 526)을 백커버(52)와 회전자 허브(43)에 제공한다.
이하 도 5와 도 9를 참조하여 상술한 구조에 대해 살핀다.
상기 회전자 허브(43)의 축방향 지지부(442)의 후면은 상기 백커버(52)의 반경방향 외측의 전면과 마주한다. 서로 마주하는 상기 축방향 지지부(442)의 후면과 백커버(52)의 전면은 볼트(53)의 체결에 의해 상호 압착되는 면으로서, 각각 제1가압 표면(445)과 제2가압 표면(521)을 구성한다.
상기 제1가압 표면(445)과 제2가압 표면(521) 중 적어도 어느 한 면에는 실링(456)(seal ring)을 끼우기 위한 제3실링홈이 마련된다. 실시예에서는 제1가압 표면(445)에 제3실링홈(446)이 형성된 구조를 예시한다.
상기 축방향 지지부(442)의 원심 단부에는, 상기 제1가압 표면(445)보다 후방으로 돌출된 축방향보스(447)가 마련된다. 상기 축방향보스(447)의 내주면은, 상기 백커버(52)의 외주면과 간섭된다. 즉 상기 축방향보스(447)의 내주면과 상기 백커버(52)의 외주면은 상호 센터링을 해주는 제1센터링면(448)과 제2센터링면(523)이 된다.
상기 제2가압 표면(521)과 대향하는, 상기 백커버(52)의 후면은, 모터위치센서(48)를 지지하는 센서지지면(527)을 이룬다. 즉 상기 센서지지면(527)은, 볼트(53)로 상기 모터위치센서(48)를 함께 체결할 때, 상기 모터위치센서(48)와 접하며 상기 모터위치센서(48)를 지지해주는 면이다.
상기 백커버(52)의 외주면에서 후방에는, 상기 외주면으로부터 원심방향으로 더 돌출된 반경방향보스(524)가 마련된다. 상기 반경방향보스(524)의 후면 역시 상기 센서지지면(527)의 일부를 구성한다.
상기 반경방향보스(524)는 축방향으로 상기 축방향보스(447)의 후방에 배치된다. 이에 따라 상기 모터위치센서(48)를 체결할 때 상기 반경방향보스(524)가 상기 축방향보스(447)를 가리게 된다. 그러면, 가공 오차 등이 발생한다 하더라도, 볼트(53)로 모터위치센서(48)를 압착하는 과정에서 상기 축방향보스(447)가 상기 모터위치센서(48)를 가압하는 일 없이, 모터위치센서(48)는 센서지지면(527)에 의해 안정적으로 지지될 수 있다.
상기 볼트(53)의 헤드부는 접시형 헤드이고, 상기 모터위치센서(48)에 마련된 제1관통홀(481)은 이와 상보적인 형상을 구비하기 때문에, 상기 볼트(53)를 체결하는 과정에서 모터위치센서(48)의 위치는 저절로 정렬된다.
상기 제1관통홀(481)은, 상기 백커버(52)에 마련된 제2관통홀(522)과도 축방향으로 정렬되고, 아울러 상기 축방향 지지부(442)에 마련된 너트홀(449)과도 축방향으로 지지된다.
따라서, 회전자 허브(43)의 축방향 지지부(442)에 백커버(52)를 결합함에 있어서, 먼저 실링(456)을 제3실링홈(446)에 끼운 상태에서 제1센터링면(448)과 제2센터링면(523)을 맞물리도록 하여 회전자 허브(43)와 백커버(52)의 중심을 정렬하면서 제1가압 표면(445)과 제2가압 표면(521)이 서로 마주하도록 한다.
그리고 상기 백커버(52)의 센서지지면(527)에 모터위치센서(48)를 배치한 채 볼트(53)를 이용하여 상기 모터위치센서(48)와 상기 백커버(52)를 관통하여 상기 축방향 지지부(442)를 체결함으로써, 일거에 백커버(52)와 모터위치센서(48)의 조립이 완료된다.
참고로, 제2실시예에서 추가된 가이드실린더(24)는 상기 제1피스톤 플레이트(21)의 이동을 가이드하고, 제1피스톤 플레이트(21)의 보상챔버를 구성한다.
이상과 같이 본 발명에 대해서 예시한 도면을 참조로 하여 설명하였으나, 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술사상의 범위 내에서 통상의 기술자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음은 자명하다. 아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
9: 스프링 댐퍼
10: 입력부재
101: 인서트홈
102: 스플라인
105: 베어링 단턱
111: 입력 외축
12:　입력플레이트
13: 베어링 스냅링
20: 엔진클러치
21: 제1피스톤 플레이트
22: 제1클러치팩
23: 제1캐리어
24: 가이드실린더
40: 모터
41: 고정자(스테이터)
42: 회전자(로터)
420: 리테이너
43: 회전자 허브
44: 회전자 홀더
441: 반경방향 지지부
442: 축방향 지지부
445: 제1가압 표면
　　446: 제3실링홈
447: 축방향보스
448: 제1센터링면
449: 너트홀
45: 허브 플레이트
450: 중심축 연장부
451: 허브 내축
452: 외주지지면
453: 외향 단턱
46: 허브 리지(ridge)
465: 반경방향 외측 내주면
466: 반경방향 내측 외주면
467: 유동홀
4691: 제1실링면
4692: 제2실링면
456: 실링
48: 모터위치센서
481: 제1관통홀
49: 리지 스냅링(리지 고정부재)
50: 유체클러치
51: 임펠러
52: 백커버
521: 제2가압 표면
522: 제2관통홀
523: 제2센터링면
524: 반경방향보스
527: 센서지지면
53: 볼트
54: 터빈
55: 터빈 플레이트
56: 리액터
57: 원웨이클러치
60: 락업클러치
61: 제2피스톤 플레이트
62: 제2클러치팩
64: 출력플레이트
70: 출력부재
75: 고정단
80: 하우징
81: 메인하우징(제2하우징)
810: 키홈(원주방향고정부)
811: 제1축방향고정부(스토퍼)
812: 제2축방향고정부(코킹부)
82: 센터하우징(제1하우징)
820: 키(원주방향고정부)
821: 제1축방향돌출부
822: 제1실링홈
823: 제2축방향돌출부
824: 제2실링홈
83: 제1유로
84: 제2유로
90: 탄성체
91: 제1탄성체
92: 제2탄성체
93: 제3탄성체
94: 제4탄성체
S1: 제1실링부재
S2: 제2실링부재
S3: 제3실링부재
B1, B2, B3, B4, B5, B6: 베어링
A1, A2, A3, A4: 공간

Claims (17)

  1. 엔진으로부터 구동력을 입력 받는 입력부재(10);
    모터(40)의 회전자(42)가 설치된 회전자 허브(43);
    상기 입력부재(10)와 상기 회전자 허브(43)를 연결하는 엔진클러치(20);
    상기 엔진클러치(20)를 가압하거나 가압 해제하는 제1피스톤 플레이트(21);
    상기 회전자 허브(43)를 수용하는 하우징(80);을 포함하는 하이브리드 구동 모듈로서,
    상기 하우징(80)에는 상기 제1피스톤 플레이트(21)를 작동시키기 위한 유압이 공급되는 제1유로(83)가 형성되고,
    상기 하우징(80)은 실링부재(S2, S3)를 개재하며 상기 회전자 허브(43)와 맞물려 소정의 공간(A1)을 형성하고,
    상기 하우징(80)은 상기 실링부재(S2, S3)와 접하는 부분(821, 823)을 포함하는 제1영역과 그 외의 영역인 제2영역으로 구분되고,
    상기 제1영역은 제1소재로 제작된 제1하우징(82)으로 구성되고,
    상기 제2영역은 제2소재로 제작된 제2하우징(81)으로 구성되며,
    상기 제1소재는 제2소재보다 강도 또는 경도가 더 높고,
    상기 제1유로(83)를 통해 공급된 유압은 상기 공간(A1)을 거쳐 상기 제1피스톤 플레이트(21)를 가압하는, 하이브리드 구동 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1하우징(82)과 제2하우징(81)은 반경방향으로 구분되는, 하이브리드 구동 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1하우징(82)과 상기 제2하우징(81)은 둘레 방향으로 상호 간섭되어 상호 회전 구속되도록 맞물리는 원주방향고정부(810, 820)을 구비하는, 하이브리드 구동 모듈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 원주방향고정부(810, 820)는 키(820)와 키홈(810)을 포함하는, 하이브리드 구동 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1하우징(82)와 상기 제2하우징(81)은 축방향으로 체결되고,
    상기 제2하우징(81)은 상기 제1하우징(82)과 축방향 일측으로 간섭되는 제1축방향고정부(811)를 구비하고,
    상기 제2하우징(81)은 상기 제1하우징(82)과 축방향 타측으로 간섭되는 제2축방향고정부(812)를 구비하는, 하이브리드 구동 모듈.
  6. 청구항 5에 있어서.
    상기 제1축방향고정부(811)는 상기 제2하우징(81)에 대한 상기 제1하우징(82)의 삽입 깊이를 규제하는, 하이브리드 구동 모듈.
  7. 청구항 5에 있어서,
    상기 제2축방향고정부(812)는 상기 제2하우징(81)에 상기 제1하우징(82)이 삽입된 후 소성 변형되어 상기 제1하우징(82)과 축방향으로 간섭되는, 하이브리드 구동 모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제2축방향고정부(812)는 코킹 가공에 의해 소성 변형되는, 하이브리드 구동 모듈.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1하우징(82)은 서로 다른 반경방향 위치에서 축방향으로 연장되는 제1축방향돌출부(821) 및 제2축방향돌출부(823)를 구비하고,
    상기 제1축방향돌출부(821)와 제2축방향돌출부(823)에는 각각 반경방향으로 함몰된 제1실링홈(822)과 제2실링홈(824)을 구비하고,
    상기 실링부재(S2, S3)는 상기 제1실링홈(822)에 수용되는 제2실링부재(S2) 및 상기 제2실링홈(824)에 수용되는 제3실링부재(S3)를 포함하는, 하이브리드 구동 모듈.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 회전자 허브(43)는 상기 회전자 허브(43)와 일체로 회전하도록 상기 회전자 허브(43)에 연결된 허브 리지(46)를 구비하고,
    상기 허브 리지(46)는 반경방향으로 상기 제2실링부재(S2)와 접하는 제1실링면(4691) 및 반경방향으로 상기 제3실링부재(S3)와 접하는 제2실링면(4692)을 구비하는, 하이브리드 구동 모듈.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1실링면(4691)과 상기 제2실링면(4692)은 상기 공간(A1)의 경계의 적어도 일부를 규정하고,
    상기 허브 리지(46)에서 상기 제1실링면(4691)과 제2실링면(4692) 사이에는 상기 공간(A1)과 연결되는 유동홀(467)이 마련되고,
    상기 유동홀(467)은 상기 공간(A1)과 상기 제1피스톤 플레이트(21)의 작동 챔버를 연통하는, 하이브리드 구동 모듈.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 제1유로(83)는 상기 제1하우징(82)에서 상기 제1축방향돌출부(821)와 제2축방향돌출부(823) 사이에서 상기 공간(A1)과 연결되는, 하이브리드 구동 모듈.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1유로(83)는 상기 제1하우징(82)과 상기 제2하우징(81)에 걸쳐 형성되는, 하이브리드 구동 모듈.
  14. 엔진으로부터 구동력을 입력 받는 입력부재(10);
    모터(40)의 회전자(42)가 설치된 회전자 허브(43);
    상기 입력부재(10)와 상기 회전자 허브(43)를 연결하는 엔진클러치(20);
    상기 엔진클러치(20)를 가압하거나 가압 해제하는 제1피스톤 플레이트(21);
    상기 회전자 허브(43)를 수용하는 하우징(80);
    상기 회전자 허브(43)의 회전력을 전달받아 출력하는 출력부재(70); 및
    상기 출력부재(70)와 상기 회전자 허브(43)를 연결하는 동력전달부;를 포함하는 하이브리드 구동 모듈로서,
    상기 동력전달부는 상기 회전자 허브(43)에 연결되는 백커버(52)를 포함하고,
    상기 회전자 허브(43)와 상기 백커버(52)는 각각 반경방향으로 상호 접하며 중심이 정렬되는 제1센터링면(448) 및 제2센터링면(523)을 포함하고,
    상기 회전자 허브(43)와 상기 백커버(52)는 각각 축방향으로 서로 마주하며 접하여 상호 축방향 위치를 정렬하는 제1가압 표면(445)과 제2가압 표면(521)을 포함하며,
    상기 제1센터링면(448)과 상기 제1가압 표면(445)은 상호 인접하여 배치되고, 상기 제2센터링면(523)과 상기 제2가압 표면(521)은 상호 인접하여 배치되는, 하이브리드 구동 모듈.
  15. 삭제
  16. 엔진으로부터 구동력을 입력 받는 입력부재(10);
    모터(40)의 회전자(42)가 설치된 회전자 허브(43);
    상기 입력부재(10)와 상기 회전자 허브(43)를 연결하는 엔진클러치(20);
    상기 엔진클러치(20)를 가압하거나 가압 해제하는 제1피스톤 플레이트(21);
    상기 회전자 허브(43)를 수용하는 하우징(80);
    상기 회전자 허브(43)의 회전력을 전달받아 출력하는 출력부재(70); 및
    상기 출력부재(70)와 상기 회전자 허브(43)를 연결하는 동력전달부;를 포함하는 하이브리드 구동 모듈로서,
    상기 동력전달부는 상기 회전자 허브(43)에 연결되는 백커버(52)를 포함하고,
    상기 회전자 허브(43)와 상기 백커버(52)는 각각 반경방향으로 상호 접하며 중심이 정렬되는 제1센터링면(448) 및 제2센터링면(523)을 포함하고,
    상기 회전자 허브(43)와 상기 백커버(52)는 각각 축방향으로 서로 마주하며 접하여 상호 축방향 위치를 정렬하는 제1가압 표면(445)과 제2가압 표면(521)을 포함하며,
    상기 회전자 허브(43)는 축방향으로 연장되는 축방향보스(447)를 포함하고,
    상기 제1센터링면(448)은 상기 축방향보스(447)의 반경방향 표면에 마련되고,
    상기 백커버(52)는 반경방향으로 연장되는 반경방향보스(524)를 포함하고,
    상기 반경방향보스(524)는 상기 축방향보스(447)의 축방향을 커버하는, 하이브리드 구동 모듈.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 백커버(52)에서 상기 제2센터링면(523)과 대향하는 면은 모터위치센서(48)를 축방향으로 지지하는 센서지지면(527)을 구성하고,
    상기 반경방향보스(524)의 축방향 표면은 상기 센서지지면(527)의 일부를 구성하는, 하이브리드 구동 모듈.

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US20200040976A1 (en) * 2018-08-02 2020-02-06 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybrid module
US20200180422A1 (en) * 2018-12-05 2020-06-11 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Hybrid module including torque converter having a stator friction clutch
WO2020263057A1 (ko) * 2019-06-28 2020-12-30 주식회사 카펙발레오 토크 컨버터

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