KR102655262B1 - 하이브리드 구동 모듈 - Google Patents

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Abstract

하이브리드 구동 모듈이 개시된다.
본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동 모듈은 엔진과 모터로부터 전달되는 회전동력을 변속기에 선택적으로 전달하기 위한 하이브리드 구동 모듈로서, 작동 유체의 유입구와 배출구를 구비하는 내부 챔버; 상기 엔진에 회전적으로 고정된 토크 입력부, 및 토크 출력부를 구비하는 토션 댐퍼; 및 상기 토크 출력부에 연결되는 원웨이 클러치; 를 포함하고, 상기 토션 댐퍼 및 상기 원웨이 클러치가 상기 내부 챔버 내에 배치될 수 있다.

Description

하이브리드 구동 모듈{HYBRID DRIVE MODULE}
본 발명은 하이브리드 구동 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내연기관과 모터로부터 입력된 회전 동력을 변속기에 전달하도록 하는 하이브리드 구동 모듈에 관한 것이다.
차량에 있어서의 친환경 기술은 미래 자동차 산업의 핵심 기술로서, 자동차 메이커들은 환경 및 연비 규제를 달성하기 위한 친환경 자동차 개발에 총력을 기울이고 있다.
미래 자동차 기술은 전기 에너지를 이용하는 전기 자동차(EV : Electric Vehicle), 하이브리드 전기 자동차(HEV : Hybrid Electric Vehicle), 효율과 편의성을 향상시킨 더블 클러치 변속기(DCT : Double Clutch Transmission)를 예로 들 수 있다.
상기 하이브리드 전기자동차는 2개 이상의 동력원(Power Source)을 사용하는 자동차로서, 여러 가지 방식으로 조합될 수 있는데, 통상적으로 기존 화석 연료를 사용하는 가솔린엔진 또는 디젤엔진과, 전기 에너지에 의하여 구동되는 모터/제너레이터가 혼합(Hybrid)되어 구성된다.
이러한 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle)는 내연 엔진과 모터를 동시에 장착하므로 일반 차량에 비해 유해가스 배출량과 연비를 획기적으로 줄일 수 있다.
이와 같은 하이브리드 전기 자동차는 엔진과 모터의 회전동력을 변속기에 효과적으로 전달하여 효율을 높이고, 연비를 극대화시키도록 효과적인 동력전달과 사이즈 및 부품 축소 등을 가능하게 하는 엔진 클러치와 토크 컨버터가 구비된 구동 모듈의 개발이 요구되어 왔다.
이에 따라, 하이브리드 전기 자동차(HEV)에서 엔진과 모터의 구동력을 효율적으로 조합, 및 전달하도록 엔진 클러치와 토크 컨버터의 기능을 포함하여 하이브리드 전기 자동차의 모터와 함께 모듈화 시킨 하이브리드 구동 모듈의 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 엔진 클러치의 구조를 변경해 전체 구성요소 및 결합구조를 간소화하여 제작원가를 절감하고, 엔진의 회전속도에 따라 작동함으로써, 별도의 유압라인과 액추에이터를 제거할 수 있도록 하는 하이브리드 구동 모듈을 제공하고자 한다.
본 발명의 다른 목적은 작동유체가 유입되는 내부에 엔진 클러치와 토션 댐퍼를 같이 탑재하여 엔진 클러치와 연결되는 토션 댐퍼의 배치를 최적화하고, 전체 외경 및 축 방향 전장을 축소할 수 있도록 하는 하이브리드 구동 모듈을 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동 모듈은 엔진과 모터로부터 전달되는 회전동력을 변속기에 선택적으로 전달하기 위한 하이브리드 구동 모듈로서, 작동 유체의 유입구와 배출구를 구비하는 내부 챔버; 상기 엔진에 회전적으로 고정된 토크 입력부, 및 토크 출력부를 구비하는 토션 댐퍼; 및 상기 토크 출력부에 연결되는 원웨이 클러치; 를 포함하고, 상기 토션 댐퍼, 및 상기 원웨이 클러치가 상기 내부 챔버 내에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 엔진에 회전적으로 고정된 파일롯 허브; 상기 변속기에 회전적으로 고정된 변속기 허브; 및 상기 변속기 허브에 회전적으로 고정된 커버부; 를 포함하고, 상기 토크 입력부가 상기 파일롯 허브에 회전적으로 고정되며, 상기 파일롯 허브, 상기 변속기 허브 및 상기 커버부가 상기 내부 챔버를 형성할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 상기 원웨이 클러치가 상기 토션 댐퍼의 토크 출력부에 회전적으로 고정되는 드라이브 캐리어; 상기 드라이브 캐리어에 결합되는 인너 레이스; 상기 커버부의 내주면에 결합되는 아웃터 레이스; 및 상기 인너 레이스와 상기 아웃터 레이스 사이에 구비되며, 상기 인너 레이스에 대하여 상기 아웃터 레이스를 일방향으로 회전 가능하게 지지하는 클러치 요소; 를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 아웃터 레이스와 상기 클러치 요소가 상기 커버부에 결합되는 리테이너에 의해 상기 커버부에 고정될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 토크 입력부는, 반경 방향 내측이 상기 파일롯 허브에 회전적으로 고정되는 댐퍼 드라이브 플레이트를 포함하고, 상기 토크 출력부는 상기 드라이브 캐리어에 회전적으로 고정되는 커버 플레이트를 포함하며, 상기 토션 댐퍼는 상기 댐퍼 드라이브 플레이트의 반경 방향 외측에서 배치되며, 상기 댐퍼 드라이브 플레이트에 의해 원주 방향으로 탄성적으로 지지되는 복수의 스프링 부재를 포함하고, 상기 커버 플레이트는 상기 스프링 부재에 의해 원주 방향으로 탄성적으로 지지될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 커버부의 일단부가 상기 변속기 허브에 회전적으로 고정되며, 상기 커버부의 타단부는 상기 파일롯 허브에 회전 가능하게 연결될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 커버부의 타단부와 상기 파일롯 허브 사이에 시일부재가 장착될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 클러치 허브와 상기 변속기 허브 사이에 베어링이 게재되며, 상기 베어링을 경유하여 상기 내부 챔버가 상기 변속기와 유체 가능하게 연통할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서는, 상기 커버부의 반경방향 외측에 상기 모터의 로터가 장착될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에서, 상기 원웨이 클러치는 상기 엔진이 작동될 경우, 상기 엔진의 회전 속도가 상기 모터의 회전 속도보다 빠르게 회전되기 시작하는 시점부터 상기 엔진의 회전동력을 상기 변속기에 전달할 수 있다.
본 발명에 따른 실시예에서는, 엔진과 모터로부터 전달되는 회전동력을 변속기에 선택적으로 전달하기 위한 하이브리드 구동 모듈로서, 상기 엔진의 회전에 의해 야기되는 진동을 감쇄시키기 위한 토션 댐퍼; 및 상기 토션 댐퍼의 출력을 변속기로 선택적으로 전달하기 위한 원웨이 클러치;를 포함하고, 변속기로부터 공급된 작동유체가 상기 토션 댐퍼의 윤할에 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 원웨이 클러치는 상기 모터만 작동될 경우에는 자유 회전되면서 상기 모터의 회전동력을 상기 변속기로 전달하고, 상기 엔진이 작동될 경우에는 상기 엔진의 회전 속도가 상기 모터의 회전 속도보다 빠르게 회전되기 시작하는 시점부터 상기 엔진의 회전동력을 상기 변속기에 전달할 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동 모듈에 의하면, 엔진 클러치의 구조를 변경해 전체 구성요소 및 결합구조를 간소화하고, 제작공수 및 제작원가를 절감하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 차량의 운행조건에 따라 엔진 클러치가 자유회전(free-wheeling)되면서 엔진에 부하 없이 모터의 동력을 전달하여 차량주행 및 회생제동을 수행하는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 엔진의 회전속도에 따라 엔진 클러치가 작동함으로써, 별도의 유압라인과 액추에이터를 제거가 가능하여 설계 자유도를 향상시킬 수 있고, 발열을 최소화하여 내구성 및 작동 제어성을 향상시키는 효과도 있다.
또한, 본 발명은 작동유체가 유입되는 내부에 엔진 클러치와 토션 댐퍼를 같이 탑재하여 엔진 클러치와 연결되는 토션 댐퍼의 배치를 최적화하고, 전체 외경 및 축 방향 전장을 축소할 수 있는 효과도 있다.
나아가, 본 발명은 토션 댐퍼에 작동유체를 공급함으로써, 토션 댐퍼의 윤활을 도모하여 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있고, 전체적인 상품성을 향상시킬 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동 모듈을 축 방향으로 잘라서 본 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분에 대한 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 변경을 가할 수 있고 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예는 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 실시예를 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.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
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 목적으로 만 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.
편의상 이 명세서에서 방향은 다음과 같이 정의한다.
전후 방향 또는 축 방향은 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.
원주방향이라 함은 상기 회전축의 원주를 에워싸는 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.
원주방향 측면이라 함은 그 면의 법선이 대략적으로 원주방향을 향하는 면을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동 모듈을 축 방향으로 잘라서 본 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분에 대한 확대도이다.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 반단면도로, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동 모듈(100)을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동 모듈(100)은 엔진(2)과 모터(6)로부터 전달되는 회전동력을 변속기(4)에 선택적으로 전달하기 위한 것으로, 상기 엔진(2)과 상기 변속기(4)의 사이에 배치된다.
상기 모터(6)는 일반 전기 자동차에 적용되는 것과 같이, 로터(R)와 스테이터(S)로 구성되며, 모터 및 제너레이터 기능을 동시에 수행할 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동 모듈(100)은, 드라이브 플레이트(110), 파일롯 허브(120), 커버부(125), 토션 댐퍼(140), 변속기 허브(152), 및 원웨이 클러치(160)를 포함할 수 있다.
이때 상기 파일롯 허브(120), 상기 커버부(125), 및 상기 변속기 허브(152)는 상호 결합되어 내부 챔버를 형성할 수 있으며, 상기 토션 댐퍼(140) 및 상기 원웨이 클러치(160)는 이렇게 형성된 내부 챔버 내에 배치될 수 있다.
상기 내부 챔버는 작동유체가 유입되는 유입구와 배출구가 구비될 수 있으며, 본 실시예에서는 상기 변속기 허브(152)에 배출구가 형성되고, 상기 파일롯 허브(120)와 상기 변속기 허브의 사이에 유입구가 형성될 수 있다. 이하 구체적으로 설명한다.
먼저, 상기 드라이브 플레이트(110)는 상기 엔진(2)과 연결되며, 상기 엔진(2)의 회전동력이 입력된다.
상기 파일롯 허브(120)는 상기 드라이브 플레이트(110)의 반경방향 내측에서 회전 중심에 배치되며, 상기 드라이브 플레이트(110)에 볼트 체결을 통해 장착된다.
본 실시예에서, 상기 커버부(125)의 일단부는 상기 변속기 허브(152)에 회전적으로 고정될 수 있고, 상기 커버부(125)의 타단부는 상기 파일롯 허브(120)에 회전 가능하게 연결될 수 있다.
도시된 실시예에서와 같이, 커버부(125)는 상기 토션 댐퍼(140) 측에 위치하는 댐퍼 커버(130), 및 상기 원웨이 클러치(160) 측에 위치하는 클러치 커버(150)를 포함할 수 있다.
이러한 경우, 상기 클러치 커버(150)의 일단부는 상기 변속기 허브(152)에 회전적으로 고정될 수 있다.
또한, 상기 댐퍼 커버(130)의 일단부는 상기 클러치 커버(150)의 타단부에 회전적으로 고정될 수 있다. 그리고 상기 댐퍼 커버(130)의 타단부는 상기 엔진(2) 측에서 상기 파일롯 허브(120)에 회전 가능하게 장착될 수 있다.
여기서, 상기 댐퍼 커버(130)의 내주면에는 상기 댐퍼 커버(130)와 상기 파일롯 허브(120) 사이를 시일하기 위한 시일부재(132)가 장착될 수 있다.
상기 시일부재(132)는 상기 파일롯 허브(120)와 상기 댐퍼 커버(130)의 사이에서 내부의 작동유체가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
한편, 상기 토션 댐퍼(140)는 상호 결합된 상기 댐퍼 커버(130)와 상기 클러치 커버(150)의 내부에서 상기 엔진(2) 측에 배치되며, 상기 파일롯 허브(120)와 함께 회전되도록 상기 파일롯 허브(120)에 고정된다.
여기서, 상기 토션 댐퍼(140)는 상기 엔진(2)에 회전적으로 고정되는 토크 입력부와 회전 동력을 출력하는 토크 출력부가 구비될 수 있다.
이러한 토션 댐퍼(140)는 상기 드라이브 플레이트(110)를 통해 토크 입력부로 전달된 상기 엔진(2)의 회전 동력에서 축의 회전 방향으로 작용하는 비틀림력을 흡수하고 진동을 감쇄시키는 기능을 한다.
여기서, 상기 토션 댐퍼(140)는 댐퍼 드라이브 플레이트(141), 스프링 부재(142), 제1 커버 플레이트(143), 및 제2 커버 플레이트(144)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 댐퍼 드라이브 플레이트(141)는 상기 파일롯 허브(120)에 결합된다. 상기 토크 입력부는 상기 파일롯 허브(120)에 회전적으로 고정될 수 있다. 즉, 상기 토션 댐퍼(140)의 토크 입력부는 상기 댐퍼 드라이브 플레이트(141)가 될 수 있다.
이에 따라, 상기 댐퍼 드라이브 플레이트(141)는 상기 엔진(2)의 회전 동력에서 축의 회전 방향을 작용하는 비틀림력과 진동을 전달받을 수 있다.
상기 스프링 부재(142)는 회전 중심을 기준으로 원주 방향으로 다수가 배치되며 상기 댐퍼 드라이브 플레이트(141)에 의해 탄성적으로 지지된다. 이러한 스프링(32)은 압축 코일 스프링으로 형성될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제1 커버 플레이트(143)와 상기 제2 커버 플레이트(144)는 상기 스프링 부재(142)를 감싸면서 배치되고, 상기 스프링 부재(142)를 탄성적으로 지지할 수 있다.
여기서, 상기 제1 커버 플레이트(143)와 상기 제2 커버 플레이트(144)는 서로 마주하여 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 커버 플레이트(143)는 상기 토션 댐퍼(140)의 토크 출력부가 될 수 있다.
즉, 상기 댐퍼 드라이브 플레이트(141)로 전달된 구동력은 상기 스프링(24)을 통해 상기 제1, 및 제2 커버 플레이트(143, 144)로 전달될 수 있다. 이 과정에서 상기 스프링 부재(142)는 회전 방향의 진동 및 충격을 흡수할 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 토션 댐퍼(140)는 상기 댐퍼 커버(130)의 내부에서 축 방향을 기준으로 상기 엔진(2) 측에 배치되며, 상기 파일롯 허브(120)에 결합되어 상기 엔진(2)의 회전 동력에서 축의 회전 방향을 작용하는 비틀림력과 진동을 효율적으로 흡수할 수 있다.
이러한 토션 댐퍼(140)는 상호 결합된 상기 댐퍼 커버(130)와 상기 클러치 커버(150)의 내부에 유입되는 작동유체에 의해 윤활 됨으로써, 각 구성요소들의 접촉에 의한 마찰을 줄이고, 상기 스프링 부재(142)의 피로도를 줄여 전체 내구성이 향상될 수 있다.
한편, 상기 로터(R)는 상기 댐퍼 커버(130), 또는 상기 클러치 커버(150)의 반경방향 외측에 장착되는 고정 수단에 의해 상기 댐퍼 커버(130), 또는 상기 클러치 커버(150)에 고정될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 고정 수단은 상기 클러치 커버(150)에 장착되는 고정 링(151)으로 구성된다.
이에 따라, 상기 로터(R)는 상호 조립된 상기 댐퍼 커버(130)와 상기 클러치 커버(150)의 반경방향 외측에서 외주면에 내주면이 안착된 상태로, 상기 고정 링(151)에 의해 고정된다.
여기서, 상기 로터(R)의 반경방향 외측에는 상기 스테이터(S)가 배치된다.
한편, 본 실시예에서는 상기 고정 링(151)이 상기 클러치 커버(150)에 장착된 것을 일 실시예로 하여 설명하고 있으나, 이에 한정된 것은 아니며, 상기 고정 링(151)은 상기 댐퍼 커버(130)의 외주면에 장착될 수도 있다.
본 실시예에서, 상기 변속기 허브(152)는 상기 파일롯 허브(120)에 회전 가능하게 연결된다. 이러한 변속기 허브(152)에는 상기 클러치 커버(150)의 내주면이 용접 등을 통해 고정될 수 있다.
한편, 도 1을 참조하면, 상기 파일롯 허브(120)와 상기 변속기 허브(152)의 사이에는 베어링(8)이 개재된다.
여기서, 상기 베어링(8)은 반경방향 내측에서 상기 파일롯 허브(120)의 내주면에 형성된 제1 단차홈(122)에 축 방향을 기준으로 상기 엔진(2) 측을 향하는 일단부가 지지된다.
이러한 베어링(8)은 반경방향 내측에서 상기 변속기 허브(152)의 외주면에 형성된 제2 단차홈(154)에 축 방향을 기준으로 상기 변속기(2) 측을 향하는 타단이 지지될 수 있다.
이에 따라, 상기 베어링(8)은 상기 파일롯 허브(120)와 상기 변속기 허브(152)의 사이에서 상기 제1, 및 제2 단차홈(122, 154)에 의해 축 방향으로 이탈이 방지되고, 상기 파일롯 허브(120)에 대하여 상기 변속기 허브(152)를 안정적으로 회전 가능하게 지지할 수 있다.
또한, 상기 내부 챔버는 상기 베어링(8)을 경유하여 상기 변속기(4)와 유체 연통 가능하게 연결될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 원웨이 클러치(160)는, 도 1 내지 도 2에서 도시한 바와 같이, 상호 결합된 상기 댐퍼 커버(130)와 상기 클러치 커버(150)의 내부에서 상기 변속기(4) 측에 배치되고, 상기 토션 댐퍼(140)의 토크 출력부에 연결된다.
이러한 원웨이 클러치(160)는 상기 드라이브 플레이트(110)를 상기 클러치 커버(150)를 직접 연결하여 상기 엔진(2)의 회전동력을 상기 클러치 커버(150)를 통해 상기 변속기 허브(152)에 선택적으로 전달할 수 있다.
상기 원웨이 클러치(160)는 상기 엔진(2)이 작동될 경우에 상기 엔진(2)의 회전동력을 상기 변속기(4)에 전달할 수 있다.
여기서, 상기 원웨이 클러치(160)는 상기 엔진(2)이 작동될 경우, 상기 엔진(2)의 회전 속도가 상기 모터(6)의 회전 속도보다 빠르게 회전되기 시작하는 시점부터 상기 엔진(2)의 회전동력을 상기 변속기(4)에 전달할 수 있다.
또한, 상기 원웨이 클러치(160)는 상기 모터(6)만 작동될 경우에는 자유 회전되면서 상기 모터(6)의 회전동력을 상기 변속기(4)에 전달할 수 있다. 이와 같이 구성되는 상기 원웨이 클러치(160)는 원웨이 클러치로 구성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 원웨이 클러치(160)는, 드라이브 캐리어(162), 인너 레이스(163), 아웃터 레이스(164), 및 클러치 요소(165)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 드라이브 캐리어(162)는 상기 토션 댐퍼(140)의 토크 출력부인 상기 제1 커버 플레이트(143)에 회전적으로 고정될 수 있다. 여기서, 상기 드라이브 캐리어(162)는 상기 토션 댐퍼(140)에 리벳팅 되어 고정 결합될 수 있다.
상기 인너 레이스(163)는 상기 드라이브 캐리어(162)의 외주면에 결합될 수 있다.
여기서, 상기 인너 레이스(163)는 상기 드라이브 캐리어(162)의 외주면에 장착되는 스냅 링(167)에 의해 상기 드라이브 캐리어(162)에 고정 결합될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 아웃터 레이스(164)는 상기 인너 레이스(163)로부터 반경방향 외측으로 이격된 위치에 배치될 수 있으며, 상기 클러치 커버(150)의 내주면에 결합될 수 있다.
즉, 상기 아웃터 레이스(164)는 축 방향을 기준으로 상기 변속기(4) 측에서 상기 클러치 커버(150)의 내주면에 고정될 수 있다.
그리고 상기 클러치 요소(165)는 상기 인너 레이스(163)와 상기 아웃터 레이스(164) 사이에 구비될 수 있다. 이러한 클러치 요소(165)는 상기 인너 레이스(160)에 대하여 상기 아웃터 레이스(164)를 일방향으로 회전 가능하게 지지할 수 있다.
여기서, 상기 아웃터 레이스(164)와 상기 클러치 요소(165)는 상기 클러치 커버(150)에 결합되는 리테이너(166)에 의해 상기 클러치 커버(150)의 내주면에 고정될 수 있다.
즉, 상기 리테이너(166)는 상기 아웃터 레이스(164)와 상기 클러치 요소(165)의 축 방향 양측을 상기 클러치 커버(150)와 함께 지지하여 고정시킬 수 있다. 이러한 리테이너(166)는 상기 클러치 커버(150)의 내주면에 장착되는 스냅 링(167)에 의해 상기 클러치 커버(150)에 고정될 수 있다.
이와 같이 구성되는 상기 원웨이 클러치(160)에서 상기 인너 레이스(163)는 상기 드라이브 캐리어(162)에 의해 상기 엔진(2)의 회전동력이 전달되면, 상기 아웃터 레이스(164)와 동일한 방향으로 함께 회전되면서 상기 엔진(2)의 회전동력을 상기 변속기 허브(152)를 통해 상기 변속기(4)로 전달할 수 있다.
즉, 상기 원웨이 클러치(160)는 상기 모터만 작동될 경우, 상기 인너 레이스(163)에 대하여 상기 아웃터 레이스(164)가 상기 클러치 요소(165)에 의해 자유 회전되면서 상기 모터(6)의 회전동력을 상기 변속기(4)로 전달할 수 있다.
반면, 상기 원웨이 클러치(160)는 상기 엔진(2)이 작동될 경우, 상기 인너 레이스(163)와 상기 아웃터 레이스(164)가 상기 클러치 요소(165)에 의해 동일한 방향으로 함께 회전되다가 상기 엔진(2)의 회전 속도가 상기 모터의 회전 속도보다 빠르게 회전되기 시작하는 시점부터 상기 엔진(2)의 회전동력을 상기 변속기(4)에 직접 전달할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동 모듈(100)에서 작동유체는 상기 파일롯 허브(120)와 상기 변속기 허브(152) 사이에서 상기 베어링(8)을 통과하여, 상호 결합된 상기 댐퍼 커버(130)와 상기 클러치 커버(150)가 형성하는 내부 챔버를 유동한 후, 상기 변속기 허브(152)에 형성된 배출구(152a)를 통해 상기 변속기(4)로 순환하게 된다.
또한, 상기 내부 챔버 내부의 작동유체는 내부 압력 조절에 따라 내부 챔버로부터 상기 베어링(8) 측으로 유출될 수도 있다.
즉, 상기 댐퍼 커버(130)와 상기 클러치 커버(150)에 의해 형성된 내부 챔버로 유입된 작동유체는 상기 토션 댐퍼(140)와 상기 원웨이 클러치(160)에 공급됨에 따라, 상기 토션 댐퍼(140)의 윤활과 상기 원웨이 클러치(160)의 냉각을 도모하는 동시에, 상기 베어링(8)을 통과하여 유동함으로써, 상기 베어링(8)의 윤활에 기여할 수 있다.
한편, 도면에는 도시되지 않았으나, 상기 변속기 허브(152)는 토크 컨버터나 유체 커플러를 통해 상기 변속기(4)와 연결될 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 구동 모듈(100)을 적용하면, 상기 원웨이 클러치(160)의 구조를 변경해 전체 구성요소 및 결합구조를 간소화하고, 제작공수 및 제작원가를 절감할 수 있다.
또한, 상기 하이브리드 구동 모듈(100)은 차량의 운행조건에 따라 상기 원웨이 클러치(160)가 자유회전(free-wheeling)되면서 상기 엔진(2)에 부하 없이 상기 모터(6)의 동력을 전달하여 차량주행 및 회생제동을 수행할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 엔진(2)의 회전속도에 따라 상기 원웨이 클러치(160)가 작동함으로써, 별도의 유압라인과 액추에이터를 제거가 가능하여 설계 자유도를 향상시킬 수 있고, 발열을 최소화하여 내구성 및 작동 제어성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 상호 조립된 상기 댐퍼 커버(130)와 상기 클러치 커버(150)가 형성하는 내부 챔버에 상기 원웨이 클러치(160)와 상기 토션 댐퍼(140)를 같이 탑재하여 상기 원웨이 클러치(160)와 연결되는 상기 토션 댐퍼(140)의 배치를 최적화하고, 전체 외경 및 축 방향 전장을 축소할 수 있다.
또한, 본 발명은 내부 챔버에 구비된 상기 토션 댐퍼(140)에 작동유체를 공급함으로써, 상기 토션 댐퍼(140)의 윤활을 도모하여 성능 및 내구성을 향상시킬 수 있고, 전체적인 상품성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
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.
2 : 엔진
4 : 변속기
6 : 모터
8 : 베어링
100 : 하이브리드 구동 모듈
110 : 드라이브 플레이트
120 : 파일롯 허브
122, 154 : 제1, 및 제2 단차홈
130 : 댐퍼 커버
132 : 시일부재
140 : 토션 댐퍼
150 : 클러치 커버
152 : 변속기 허브
160 : 엔진 클러치
162 : 드라이브 캐리어
163 : 인너 레이스
164 : 아웃터 레이스
165 : 클러치 요소
166 : 드리븐 캐리어
R : 로터
S : 스테이터

Claims (12)

  1. 엔진과 모터로부터 전달되는 회전동력을 변속기에 선택적으로 전달하기 위한 하이브리드 구동 모듈로서,
    작동 유체의 유입구와 배출구를 구비하는 내부 챔버;
    상기 엔진에 회전적으로 고정된 토크 입력부, 및 토크 출력부를 구비하는 토션 댐퍼; 및
    상기 토크 출력부에 연결되는 원웨이 클러치; 를 포함하고,
    상기 토션 댐퍼, 및 상기 원웨이 클러치가 상기 내부 챔버 내에 배치되며,
    상기 엔진에 회전적으로 고정된 파일롯 허브;
    상기 변속기에 회전적으로 고정된 변속기 허브; 및
    상기 변속기 허브에 회전적으로 고정된 커버부; 를 포함하고,
    상기 토크 입력부가 상기 파일롯 허브에 회전적으로 고정되며,
    상기 파일롯 허브, 상기 변속기 허브 및 상기 커버부가 상기 내부 챔버를 형성하고,
    상기 원웨이 클러치는
    상기 토션 댐퍼의 토크 출력부에 회전적으로 고정되는 드라이브 캐리어;
    상기 드라이브 캐리어에 결합되는 인너 레이스;
    상기 커버부의 내주면에 결합되는 아웃터 레이스; 및
    상기 인너 레이스와 상기 아웃터 레이스 사이에 구비되며, 상기 인너 레이스에 대하여 상기 아웃터 레이스를 일방향으로 회전 가능하게 지지하는 클러치 요소; 를 포함하며,
    상기 아웃터 레이스와 상기 클러치 요소는 상기 커버부에 결합되는 리테이너에 의해 상기 커버부에 고정되는 하이브리드 구동 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 토크 입력부는, 반경 방향 내측이 파일롯 허브에 회전적으로 고정되는 댐퍼 드라이브 플레이트를 포함하고,
    상기 토크 출력부는 상기 드라이브 캐리어에 회전적으로 고정되는 커버 플레이트를 포함하며,
    상기 토션 댐퍼는 상기 댐퍼 드라이브 플레이트의 반경 방향 외측에서 배치되며, 상기 댐퍼 드라이브 플레이트에 의해 원주 방향으로 탄성적으로 지지되는 복수의 스프링 부재를 포함하고,
    상기 커버 플레이트는 상기 스프링 부재에 의해 원주 방향으로 탄성적으로 지지되는 하이브리드 구동 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 커버부의 일단부가 상기 변속기 허브에 회전적으로 고정되며,
    상기 커버부의 타단부는 상기 파일롯 허브에 회전 가능하게 연결되는 하이브리드 구동 모듈.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 커버부의 타단부와 상기 파일롯 허브 사이에 시일부재가 장착되는 하이브리드 구동 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 파일롯 허브와 상기 변속기 허브 사이에 베어링이 게재되며,
    상기 베어링을 경유하여 상기 내부 챔버가 상기 변속기와 유체 가능하게 연통하는 하이브리드 구동 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 커버부의 반경방향 외측에 상기 모터의 로터가 장착되는, 하이브리드 구동 모듈.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 원웨이 클러치는
    상기 엔진이 작동될 경우, 상기 엔진의 회전 속도가 상기 모터의 회전 속도보다 빠르게 회전되기 시작하는 시점부터 상기 엔진의 회전동력을 상기 변속기에 전달하는 하이브리드 구동 모듈.
  11. 삭제
  12. 삭제
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