KR20110119488A

KR20110119488A - 전기자동차용 전자식 2단 변속장치

Info

Publication number: KR20110119488A
Application number: KR1020100039234A
Authority: KR
Inventors: 김규하
Original assignee: 주식회사 탑알앤디
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2010-04-27
Publication date: 2011-11-02

Abstract

본 발명은 전기자동차용 전자식 2단 변속장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 클러치의 단속으로 2단의 변속이 가능하고 변속부와 함께 차동부가 함께 일체로 구비되어 컴팩트한 구조를 갖는 전기자동차용 전자식 2단 변속장치에 관한 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치는, 하우징과, 중심을 기준으로 양측 단부 각각에 제1저속기어와 고속용 제1고속기어가 구비되고, 일단 또는 양단이 구동모터의 회전축에 연결되어 상기 하우징에 회전가능하게 축지지된 입력축과, 중앙부에 전동기어가 구비되고, 상기 입력축과 나란하게 상기 하우징에 회전가능하게 축지지된 전동축과, 상기 전동축의 일측 단부에 회전가능하게 지지되어 상기 제1저속기어와 치합된 제2저속기어와, 상기 전동축과 제2저속기어의 연결을 단속하도록 상기 제2저속기어와 전동축 사이에 개재된 저속단속 마그네트클러치와, 상기 전동축의 타측 단부에 회전가능하게 지지되어 상기 제1고속기어와 치합된 제2고속기어와, 상기 전동축과 제2고속기어의 연결을 단속하도록 상기 제2고속기어와 전동축 사이에 개재된 고속단속 마그네트클러치와, 상기 전동축의 축선과 나란한 축선을 중심으로 상기 하우징에 대하여 상대적으로 회전가능하게 구비된 출력축과, 상기 전동기어와 치합되어 상기 출력축에 연결된 피동기어와, 상기 저속단속 마그네트클러치와 상기 고속단속 마그네트클러치의 단속을 제어하기 위한 제어수단이 구비되어 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

전기자동차용 전자식 2단 변속장치{TRANSMISSION APPARATUS FOR ELECTRIC VEHICLE ELECTRONIC CONTROLLED BY TOW STAGE SPEED}

본 발명은 전기자동차용 전자식 2단 변속장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 클러치의 단속으로 2단의 변속이 가능하고 변속부와 함께 차동부가 함께 일체로 구비되어 컴팩트한 구조를 갖는 전기자동차용 전자식 2단 변속장치에 관한 것이다.

최근 지구환경문제가 범세계적인 관심사가 되면서 선진국을 중심으로 환경규제가 강화되고 있으며, 특히 자동차와 관련 있는 배기가스 규제, 연비규제 등을 중심으로 더욱 확대되고 있다.

이에, 소음이 적고 배기 가스를 전혀 내지 않는 차세대 자동차로 관심이 이어지고 있는데, 전기 자동차는 연료로서 가솔린 엔진과는 달리 전기를 사용하고, 따라서 동력원으로는 축전지가 사용되는 차량으로서, 배기가스의 배출이 전혀 없기 때문에 무공해차량으로 최근에 각광을 받고 있다.

일반적으로 전기자동차는 모터의 특성이 우수하여 단일기어비를 갖는 감속기만으로 또는 1속과 2속의 2단변속만으로서 요구하는 차량의 성능을 얻을 수 있다. 그러나 감속기만을 사용할 경우 상대적으로 모터의 용량이 커져야만 하므로 모터를 최대한 효율적으로 운전하기 위하여 전기자동차에는 주로 2단 변속 장치가 이용되고 있다.

상기와 같은 전기자동차용 2단 변속장치는 속도 변속이 용이해야 되고, 취급 및 보수가 간편하고 위험성이 없어야되며, 소형이면서 가벼워야 된다.

본 발명은 상기와 같은 점을 인식하여 안출된 것으로 본 발명의 목적은 클러치의 단속으로 2단의 변속이 가능하고 변속부와 함께 차동부가 함께 일체로 구비되어 컴팩트한 구조를 갖는 전기자동차용 전자식 2단 변속장치를 제공하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치는, 하우징과, 중심을 기준으로 양측 단부 각각에 제1저속기어와 고속용 제1고속기어가 구비되고, 일단 또는 양단이 구동모터의 회전축에 연결되어 상기 하우징에 회전가능하게 축지지된 입력축과, 중앙부에 전동기어가 구비되고, 상기 입력축과 나란하게 상기 하우징에 회전가능하게 축지지된 전동축과, 상기 전동축의 일측 단부에 회전가능하게 지지되어 상기 제1저속기어와 치합된 제2저속기어와, 상기 전동축과 제2저속기어의 연결을 단속하도록 상기 제2저속기어와 전동축 사이에 개재된 저속단속 마그네트클러치와, 상기 전동축의 타측 단부에 회전가능하게 지지되어 상기 제1고속기어와 치합된 제2고속기어와, 상기 전동축과 제2고속기어의 연결을 단속하도록 상기 제2고속기어와 전동축 사이에 개재된 고속단속 마그네트클러치와, 상기 전동축의 축선과 나란한 축선을 중심으로 상기 하우징에 대하여 상대적으로 회전가능하게 구비된 출력축과, 상기 전동기어와 치합되어 상기 출력축에 연결된 피동기어와, 상기 저속단속 마그네트클러치와 상기 고속단속 마그네트클러치의 단속을 제어하기 위한 제어수단이 구비되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치는, 상기 출력축과 상기 피동기어는 그 사이에 차동수단이 개재되어 연결되되, 상기 차동수단은, 상기 전동축의 축선과 나란한 축선을 중심으로 회전가능하게 상기 하우징에 지지된 차동케이스가 구비되고, 상기 피동기어는 상기 차동케이스와 일체로 회전되게 그 차동케이스에 결합되며, 상기 출력축은 한 쌍이 구비되어 각각 상기 차동케이스의 양측으로 연장되게 상기 차동케이스에 대하여 상대적으로 회전이 가능하게 상기 차동케이스에 지지되고, 상기 한 쌍의 출력축 사이에서 그 출력축의 축선과 직교하는 축선방향으로 상기 차동케이스의 내부에 기어핀이 결합되며, 상기 차동케이스의 내부에서 상기 한 쌍의 출력축 각각의 말단에 출력베벨기어가 연결되고, 차동베벨기어가 상기 출력베벨기어와 치합되어 상기 기어핀에 회전가능하게 지지되어 구성된 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치는, 상기 제어수단은, 상기 피동기어 또는 출력축의 회전속도를 감지하기 위한 출력속도감지부가 구비되어, 제어부가 상기 출력속도감지부로부터 입력된 신호에 따라 변속여부를 판정하여 상기 저속단속 마그네트클러치와 상기 고속단속 마그네트클러치의 단속을 제어하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치는, 상기 제어수단은, 제어부가 상기 출력속도감지부로부터 입력된 신호에 따라 변속시 구동모터의 회전속도를 상기 피동기어 또는 출력축의 회전속도와 동기되도록 구동모터의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 한다.

상기와 같은 구성에 의하여 본 발명에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치는 클러치의 단속으로 2단의 변속이 가능하고 변속부와 함께 차동부가 함께 일체로 구비되어 컴팩트한 장점을 갖는다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치를 도시한 단면도
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치의 전동축 및 마그네트클러치 부분을 상세하게 도시한 도면
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치의 차동수단 부분을 상세하게 도시한 도면
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치의 마그네트클러치의 작동을 개념적으로 도시한 도면
도 5a 내지 도 5c은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치의 작동을 개념적으로 도시한 단면도

이하에서는 도면에 도시된 실시예를 참조하여 본 발명에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치를 보다 상세하게 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치의 전동축 및 마그네트클러치 부분을 상세하게 도시한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치의 차동수단 부분을 상세하게 도시한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치의 마그네트클러치의 작동을 개념적으로 도시한 도면이며, 도 5a 내지 도 5c은 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치의 작동을 개념적으로 도시한 단면도이다.

본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치는 구동모터(M,M')의 회전력을 입력축(20)으로 입력받아 출력축(53,53')으로 출력하는 과정에서 전기자동차의 속도와 토크를 고려하여 2단의 변속을 수행할 수 있도록 구성된다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치는 2단 변속을 위한 구성(10,20,30,40,40'), 차동수단(50) 및 제어수단(60)을 포함하여 구성된다. 특히, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치는 2단 변속을 위한 구성(10,20,30,40,40')과 차동수단(50)이 하나의 하우징(10)에 구비되어 구조가 간단하고 컴팩트하며, 2단변속이 제어수단(60)에 의해 마그네트클러치(40,40')의 전자적인 작동으로 간단하게 이루어지는 것을 특징으로 한다.

도면을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치에서 2단 변속을 위한 구성(10,20,30,40,40')은 하우징(10), 입력축(20), 전동축(30), 저속 및 고속단속 마그네트클러치(40,40')로 구성된다.

상기 하우징(10)은 상기 입력축(20), 전동축(30) 및 차동수단(50)의 차동케이스(51)이 회전가능하게 지지되고, 감속기어열 및 차동수단(50)이 보호되도록 내부에 수용되기 위한 구성이다. 상기 하우징(10)의 상단 양측 각각에는 상기 입력축(20)에 회전축(s,s')이 연결된 구동모터(M,M') 한 쌍이 장착된다. 상기 하우징(10)의 하단 양측 각각으로는 출력축(53,53') 각각이 양측방향으로 연장되어 바퀴(도면에 미도시)의 축으로 연결된다.

상기 입력축(20)은 상기 하우징(10)의 상부에서 양단부가 하우징(10)의 상단부 양측에 구비된 축지지부, 즉 베어링(23a,23b)에 지지되어 회전된다. 상기 입력축(20)은 구동모터(M,M')의 회전력을 입력받도록 상기 하우징(10)의 양측 각각에 구비된 구동모터(M,M')의 회전축(s,s')에 양단 각각이 연결된다. 본 발명은 구동모터(M,M')가 한 쌍이 구비되고 그 한 쌍의 회전력을 입력축(20)이 입력받도록 구성되어 구동모터를 소형화시키면서도 충분한 출력을 확보할 수 있는 장점을 갖는다.

상기 입력축(20)에는 입력받은 회전력을 소정의 감속비로 전동축(30)으로 전달하기 위한 한 쌍의 기어가 구비된다. 즉, 상기 입력축(20)의 우측 단부에는 직경이 작은 제1저속기어(21)가 구비되고, 좌측 단부에는 직경이 큰 제1고속기어(22)가 구비된다. 상기 제1저속기어(21)는 상기 입력축(20)의 외면에 기어치를 형성하여 입력축(20)과 일체가 되도록 형성된다. 그리고, 상기 제1고속기어(22)는 상기 입력축(20)과 별도로 가공되어 고정키(24)에 의해 입력축(20)에 결합되어 입력축(20)과 일체로 회전된다.

상기 전동축(30)은 상기 입력축(20)의 회전을 1차로 감속시켜 전달받아 다시 상기 출력축(53,53')으로 감속시켜 전달하기 위하여 상기 하우징(10)에 구비된 구성이다. 도면을 참조하면, 상기 전동축(30)은 상기 입력축(20)의 하부에서 상기 입력축(20)과 나란하게 상기 하우징의 양측 각각에 구비된 축지지부, 즉 베어링(34a,34b)에 회전가능하게 축지지된다. 상기 전동축(30)의 중앙 부분에는 전동기어(33)가 구비되며, 그 양측 각각으로 제2저속기어(31)와 제2고속기어(32)가 구비된다. 상기 전동기어(33)는 상기 입력축(20)으로부터 회전력을 전달받은 전동축(30)의 회전력을 상기 차동수단(50)으로 전달하기 위하여 상기 피동기어(52)와 치합된다. 상기 제2저속기어(31)와 제2고속기어(32)는 각각 상기 제1저속기어(21)와 제1고속기어(22)와 치합되어 상기 입력축(20)으로부터 회전력을 전달받아 그 회전을 감속시켜 상기 전동축(30)으로 전달하는 구성으로 상기 전동축(30)과의 연결이 클러치 수단에 의해 단속된다.

즉, 상기 제2저속기어(31)는 상기 전동축(30)의 우측 단부에 회전가능하게 지지되어 상기 제1저속기어(21)와 치합되어 회전을 감속시킨다. 상기 제2저속기어(31)와 전동축(30) 사이에는 저속단속 마그네트클러치(40)가 개재되어 그 저속단속 마그네트클러치(40)의 작동으로 상기 전동축(30)과 제2저속기어(31)의 연결이 단속된다. 마찬가지로, 상기 제2고속기어(32)는 상기 전동축(30)의 좌측 단부에 회전가능하게 지지되어 상기 제1고속기어(22)와 치합되어 회전을 감속시킨다. 상기 제2고속기어(32)와 전동축(30) 사이에는 고속단속 마그네트클러치(40')가 개재되어 그 고속단속 마그네트클러치(40')의 작동으로 상기 전동축(30)과 제2고속기어(32)의 연결이 단속된다.

도면을 참조하면, 상기 제2저속기어(31)와 제2고속기어(32)는 각각 기어베어링(31',32')에 지지되어 상기 전동축(30)에 대하여 상대적으로 회전이 가능하게 전동축(30)에 지지된다. 이에 따라 상기 제2저속기어(31)와 제2고속기어(32)는 각각 저속단속 마그네트클러치(40)와 고속단속 마그네트클러치(40')가 연결되는 경우에만 전동축(30)에 연결되어 입력축(20)의 회전을 그 전동축(30)으로 전달하게 된다.

상기 저속단속 마그네트클러치(40)와 고속단속 마그네트클러치(40')는 각각 상기 제2저속기어(31)와 전동축(30)의 연결과 제2고속기어(32)와 전동축(30)의 연결을 단속하기 위한 것으로 상기 제어수단(60)에 의해 작동이 제어된다.

도면을 참조하면, 상기 저속단속 마그네트클러치(40)는 마찰디스크부(41)와, 가압구(42) 및 전기마그네트(43)를 포함하여 구성된다.

상기 마찰디스크부(41)는 상기 가압구(42)의 가압에 의해 상기 제2저속기어(31)와 전동축(30) 사이의 결합을 마찰에 의해 단속하기 위한 구성이다. 상기 마찰디스크부(41)는 상기 제2저속기어(31)와 일체로 회전되게 그 제2저속기어(31)에 결합되어 상기 전동축(30)의 주위를 회전하는 복수의 제1마찰디스크(41a)와, 상기 전동축(30)과 일체로 회전되게 상기 전동축(30)에 구비된 칼라(30a)에 결합되어 회전되며 상기 제1마찰디스크(41a) 사이 마다에 개재되어 그 제1마찰디스크(41a)와 접촉되게 구비된 제2마찰디스크(41a)로 구성된다.

상기 가압구(42)는 상기 전동축(30)에 구비된 칼라(30a)에 축방향으로 슬라이딩 이동이 가능하게 결합되어, 상기 전기마그네트(43)의 자력 발생 여부에 따라 인력과 척력을 받아 상기 마찰디스크부(41)를 가압하여 누르는 방향(F)과 그 마찰디스크부(41)로부터 떨어져 멀어지는 방향(B)으로 슬라이딩 이동된다.

상기 전기마그네트(43)는 자력을 발생시키거나 자력을 상실하도록 상기 제어수단(60)의 제어부(41)에 의해 제어된다. 도면을 참조하면, 상기 전기마그네트(43)는 상기 전동축(30)에 구비된 마그네트 베어링(43a)에 의해 그 전동축(30)에 대하여 상대적인 회전이 가능하게 장착된다.

도 4는 상기 저속단속 마그네트클러치(40)의 작동을 개념적으로 도시한 것으로, 도 4를 참조하면, 상기 전기마그네트(43)로부터 발생되는 자력 여부에 따라 상기 가압구(42) 사이에는 척력이나 인력이 발생되는데, 상기 전기마그네트(43)과 상기 가압구(42) 사이에 척력이 발생되는 경우 상기 가압구(42)는 상기 마찰디스크부(41)를 눌러 가압하는 방향(F)으로 슬라이딩 이동되게 되고, 그에 따라 상기 가압구(42)가 상기 마찰디스크부(41) 쪽으로 이동되면서 마찰디스크부(41)을 가압하는 경우 상기 제2저속기어(31)에 연결된 제1마찰디스크(41a)와 상기 전동축(30)에 연결된 제2마찰디스크(41b) 사이에는 마찰력이 증가하게 되면서 상기 제2저속기어(31)의 회전이 상기 전동축(30)으로 전달되게 된다.

반대로, 상기 전기마그네트(43)과 상기 가압구(42) 사이에 인력이 발생되는 경우 상기 가압구(42)는 상기 마찰디스크부(41)로부터 멀어지는 방향(B)으로 슬라이딩 이동되게 되고, 그에 따라 상기 가압구(42)가 상기 마찰디스크부(41)로부터 떨어지는 경우 상기 제2저속기어(31)에 연결된 제1마찰디스크(41a)와 상기 전동축(30)에 연결된 제2마찰디스크(41b) 사이에는 마찰력이 감소하게 되면서 상기 제2저속기어(31)와 상기 전동축(30)의 연결이 끊어지게 된다.

한편, 상기 고속단속 마그네트클러치(40')는 상기 저속단속 마그네트클러치(40)과 비슷하게 마찰디스크부(41')와, 가압구(42') 및 전기마그네트(43)를 포함하여 구성되며, 상기 전기마그네트(43)는 마그네트 베어링(43a)에 의해 상기 전동축(30)에 대하여 상대적으로 회전이 가능하게 그 전동축(30)에 지지된다.

상기 차동수단(50)은 상기 입력축(20)과 전동축(30)을 거치면서 감속된 회전을 다시 감속시켜 전달받음과 동시에 양 출력축(53,53')로 차동분배하여 출력하기 위한 구성이다. 도면을 참조하면, 상기 차동수단(50)은 차동케이스(51), 피동기어(52), 출력축(53,53'), 기어핀(54), 출력베벨기어(64a,64b), 차동베벨기어(65a,65b)로 구성된다.

상기 차동케이스(51)는 상기 전동축(30)의 축선과 나란한 축선을 중심으로 회전가능하게 상기 하우징(10)에 케이스 베어링(61a)에 의해 지지된다.

상기 피동기어(52)는 상기 전동축(30)의 회전을 상기 차동케이스(51)에 감속시켜 전달하도록 상기 전동기어(33)와 치합되며, 차동케이스(51)에 결합되어 그 차동케이스(51)와 일체로 회전된다.

상기 출력축(53,53')는 상기 전동축(30)의 축선과 나란한 축선을 중심으로 상기 하우징(10) 및 상기 차동케이스(51)에 대하여 상대적으로 회전가능하게 구비된다. 도면을 참조하면, 상기 출력축(53,53')은 한 쌍이 구비되어 각각 상기 차동케이스(51)의 양측으로 연장되게 상기 차동케이스(51)에 대하여 상대적으로 회전이 가능하게 상기 차동케이스(51)에 지지되어 설치된다.

상기 기어핀(53)은 상기 한 쌍의 출력축(53,53') 사이에서 그 출력축(53,53')의 축선과 직교하는 축선방향, 즉 상하가 길이방향이 되는 방향으로 상기 차동케이스(51)의 내부에 양단이 결합되어 설치된다.

출력베벨기어(54a,54b)는 상기 차동케이스(51)의 내부에서 상기 한 쌍의 출력축(53,53') 각각의 말단에 연결되어 구비된다.

상기 차동베벨기어(55a,55b)는 상기 출력베벨기어(54a,54b)와 치합되어 상기 기어핀(53)에 회전가능하게 지지된다.

상기와 같이 구성된 차동수단(50)은 상기 피동기어(52)에 의해 상기 전동축(30)으로 부터 전달받은 회전력을 차동케이스(51) 및 상기 차동베벨기어(55a,55b)와 출력베벨기어(54a,54b)의 상대적인 운동에 의해 동력을 양측 출력축(53,53')으로 차동 분배하게 된다.

상기 제어수단(60)은 상기 저속단속 마그네트클러치(40)와 상기 고속단속 마그네트클러치(40')의 단속을 제어하기 위한 구성이다. 상기 제어수단(60)은 상기 피동기어(52) 또는 출력축(53,53')의 회전속도를 감지하기 위한 출력속도감지부(62)가 구비되어, 제어부(61)가 상기 출력속도감지부(62)로부터 입력된 신호에 따라 변속여부를 판정하여 상기 저속단속 마그네트클러치(40)와 상기 고속단속 마그네트클러치(40')의 단속을 제어한다. 즉, 상기 출력속도감지부(62)에 의해 감지된 전기자동차의 속도가 떨어지면서 큰 토크가 필요한 경우 상기 제어부(61)은 저속단으로 변속이 이루어지도록 하고, 반대로 전기자동차의 속도가 증가하면서 부하가 적어지는 경우 상기 제어부(61)는 고속단으로 변속이 이루어지도록 상기 저속단속 마그네트클러치(40)와 상기 고속단속 마그네트클러치(40')의 단속을 제어한다.

또한, 상기 제어수단(60)은 제어부(61)가 상기 출력속도감지부(62)로부터 입력된 신호에 따라 변속시 구동모터(M,M')의 회전속도를 상기 피동기어(52) 또는 출력축(53,53')의 회전속도와 동기되도록 구동모터(M,M')의 회전속도를 제어하여 변속시 구동모터(M,M')와 피동기어(52) 또는 출력축(53,53')의 회전속도와 차이에 따른 변속충격을 제거할 수 있게 된다.

한편, 도면에는 상기 출력속도감지부(62)가 상기 피동기어(52)의 가장자리에 형성된 구멍(52a)을 감지하여 피동기어(52)의 회전을 감지함으로써 출력측의 회전속도를 감지하도록 구성된 예가 도시되어 있다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 전기자동차용 전자식 2단 변속장치의 작동을 개념적으로 도시한 것이다.

도 5a는 동력이 구동모터(M,M')로부터 출력축(53,53')로 전달되지 않는 중립상태를 도시한 것으로, 중립상태에서는 구동모터(M,M')에 회전되는 입력축(20)의 회전이 제1저속기어(21)를 거쳐 제2저속기어(31)로 전달되더라도 상기 저속단속 마그네트클러치(40)의 연결이 끊어진 상태이므로 회전은 전동축(30)으로 전달되지 않게 되고, 또한 입력축(20)의 회전이 제1고속기어(22)를 거쳐 제2고속기어(32)로 전달되더라도 상기 고속단속 마그네트클러치(40')의 연결 또한 끊어진 상태이므로 회전은 전동축(30)으로 전달되지 않게 된다.

도 5b는 동력이 구동모터(M,M')의 회전이 저속단을 거쳐 출력축(53,53')으로 전달되는 저속1단 상태를 도시한 것으로, 저속1단 상태에서는 입력축(20)의 회전이 제1고속기어(22)를 거쳐 제2고속기어(32)로 전달되더라도 상기 고속단속 마그네트클러치(40')의 연결 또한 끊어진 상태이므로 회전은 전동축(30)으로 전달되지 않지만, 상기 저속단속 마그네트클러치(40)가 연결된 상태이므로 입력축(20)의 회전이 제1저속기어(21)를 거쳐 제2저속기어(31)로 전달되어 회전은 전동축(30)으로 전달되게 되고, 결과적으로 그 전동축(30)의 회전은 전동기어(33), 피동기어(52) 및 차동수단(50)을 거쳐 양 출력축(53,53')로 출력되게 된다.

도 5c는 동력이 구동모터(M,M')의 회전이 고속단을 거쳐 출력축(53,53')으로 전달되는 고속2단 상태를 도시한 것으로, 고속2단 상태에서는 입력축(20)의 회전이 제1저속기어(21)를 거쳐 제2저속기어(31)로 전달되더라도 상기 저속단속 마그네트클러치(40)의 연결 또한 끊어진 상태이므로 회전은 전동축(30)으로 전달되지 않지만, 상기 고속단속 마그네트클러치(40')가 연결된 상태이므로 입력축(20)의 회전이 제1고속기어(22)를 거쳐 제2고속기어(32)로 전달되어 회전은 전동축(30)으로 전달되게 되고, 결과적으로 그 전동축(30)의 회전은 전동기어(33), 피동기어(52) 및 차동수단(50)을 거쳐 양 출력축(53,53')로 출력되게 된다.

앞에서 설명되고, 도면에 도시된 전기자동차용 전자식 2단 변속장치는 본 발명을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과하며, 본 발명의 기술적 사상을 한정하는 것으로 해석되어서는 안된다. 본 발명의 보호범위는 이하의 특허청구범위에 기재된 사항에 의해서만 정하여지며, 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 개량 및 변경된 실시예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것인 한 본 발명의 보호범위에 속한다고 할 것이다.

10 하우징
20 입력축
21 제1저속기어
22 제1고속기어
30 전동축
31 제2저속기어
32 제2고속기어
33 전동기어
40,40' 저속 및 고속단속 마그네트클러치
50 차동수단
51 차동케이스
52 피동기어
53,53' 출력축
54 기어핀
55,55' 출력베벨기어
56,56' 차동베벨기어
60 제어수단
61 제어부
62 출력속도감지부

Claims

하우징과,
중심을 기준으로 양측 단부 각각에 제1저속기어와 고속용 제1고속기어가 구비되고, 일단 또는 양단이 구동모터의 회전축에 연결되어 상기 하우징에 회전가능하게 축지지된 입력축과,
중앙부에 전동기어가 구비되고, 상기 입력축과 나란하게 상기 하우징에 회전가능하게 축지지된 전동축과,
상기 전동축의 일측 단부에 회전가능하게 지지되어 상기 제1저속기어와 치합된 제2저속기어와,
상기 전동축과 제2저속기어의 연결을 단속하도록 상기 제2저속기어와 전동축 사이에 개재된 저속단속 마그네트클러치와,
상기 전동축의 타측 단부에 회전가능하게 지지되어 상기 제1고속기어와 치합된 제2고속기어와,
상기 전동축과 제2고속기어의 연결을 단속하도록 상기 제2고속기어와 전동축 사이에 개재된 고속단속 마그네트클러치와,
상기 전동축의 축선과 나란한 축선을 중심으로 상기 하우징에 대하여 상대적으로 회전가능하게 구비된 출력축과,
상기 전동기어와 치합되어 상기 출력축에 연결된 피동기어와,
상기 저속단속 마그네트클러치와 상기 고속단속 마그네트클러치의 단속을 제어하기 위한 제어수단이 구비되어 구성된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전자식 2단 변속장치.
제1항에 있어서,
상기 출력축과 상기 피동기어는 그 사이에 차동수단이 개재되어 연결되되,
상기 차동수단은, 상기 전동축의 축선과 나란한 축선을 중심으로 회전가능하게 상기 하우징에 지지된 차동케이스가 구비되고,
상기 피동기어는 상기 차동케이스와 일체로 회전되게 그 차동케이스에 결합되며, 상기 출력축은 한 쌍이 구비되어 각각 상기 차동케이스의 양측으로 연장되게 상기 차동케이스에 대하여 상대적으로 회전이 가능하게 상기 차동케이스에 지지되고, 상기 한 쌍의 출력축 사이에서 그 출력축의 축선과 직교하는 축선방향으로 상기 차동케이스의 내부에 기어핀이 결합되며, 상기 차동케이스의 내부에서 상기 한 쌍의 출력축 각각의 말단에 출력베벨기어가 연결되고, 차동베벨기어가 상기 출력베벨기어와 치합되어 상기 기어핀에 회전가능하게 지지되어 구성된 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전자식 2단 변속장치.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 제어수단은, 상기 피동기어 또는 출력축의 회전속도를 감지하기 위한 출력속도감지부가 구비되어, 제어부가 상기 출력속도감지부로부터 입력된 신호에 따라 변속여부를 판정하여 상기 저속단속 마그네트클러치와 상기 고속단속 마그네트클러치의 단속을 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전자식 2단 변속장치.
제3항에 있어서,
상기 제어수단은, 제어부가 상기 출력속도감지부로부터 입력된 신호에 따라 변속시 구동모터의 회전속도를 상기 피동기어 또는 출력축의 회전속도와 동기되도록 구동모터의 회전속도를 제어하는 것을 특징으로 하는 전기자동차용 전자식 2단 변속장치.