KR20130040559A - 전기자동차용 변속기의 베어링 윤활 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 전기자동차용 변속기의 베어링 윤활구조는, 샤프트에 구비된 기어가 베어링을 향해 소정각도로 경사진 경사부와, 상기 경사부에 형성된 오일 홀을 포함함으로써, 기어 주변의 오일이 상기 오일 홀을 통해 상기 베어링측으로 원활하게 유입될 수 있으므로, 베어링에 충분한 오일이 공급되어 소음이 저감되고 수명이 길어질 수 있는 효과가 있다.

Description

전기자동차용 변속기의 베어링 윤활 구조{Lubrication structure of bearing of transmission for electric vehicle}

본 발명은 전기자동차용 변속기의 베어링 윤활구조에 관한 것으로, 보다 상세하게는 변속기 내부의 윤활이 보다 잘 이루어질 수 있는 전기자동차용 변속기의 베어링 윤활구조에 관한 것이다.

최근 친환경 경향과 함께 전기자동차에 관한 관심과 연구가 두드러지고 있다. 전기자동차는 배터리로부터 전기를 공급받아 동력을 얻는 구동모터를 이용함으로써, 휘발유나 경유 등의 화석연료를 이용하여 동력을 얻는 엔진에 비해 이산화탄소의 배출이 없으므로 친환경 자동차로 각광받고 있다.

일반적인 엔진 탑재 자동차는 달리기 시작할 때에는 더 강한 토크와 낮은 회전을 필요로 하며, 속도가 빨라짐에 따라 토크보다도 회전속도가 필요하게 된다. 따라서, 엔진의 회전을 일정하게 유지하기 위해 변속레버를 사용하여 출발할 때에는 회전속도를 줄임과 동시에 토크를 늘려주고, 속도가 빨라짐에 따라 회전속도를 높이는 역할을 하는 것이 변속기이다. 이에 일반적인 엔진 탑재 자동차의 변속기는 1단에서 5단까지의 변속단계로 구성된다.

전기자동차의 구동모터는 회전속도를 저속에서 고속에 이르기까지 무단으로 부드럽게 변환할 수 있는 장점을 가지고 있다. 이러한 특성상 반드시 변속기를 필요로 하지 않는다. 하지만, 구동모터가 일정한 속력을 유지하도록 작동되는 도중, 높은 토크를 필요로 할 경우에는 변속기를 사용하는 것이 구동모터의 안정성에 유리한 것은 사실이다. 다만, 일반적으로 전기자동차는 높은 토크가 필요할 경우에만 주로 변속기를 사용함이 바람직하다. 따라서, 전기자동차용 변속기는 무단에서 1단까지의 변속단계로 구성될 수 있다.

전기자동차의 변속기는, 구동 모터와 연결된 입력축과, 상기 입력축으로부터 동력전달부에 의해 회전력을 전달받아 바퀴로 전달하는 출력축을 포함한다. 상기 입력축과 출력축, 상기 동력전달부에는 기어들이 구비된다. 상기 입력축과 출력축은 베어링에 의해 회전가능하게 지지된다.

그러나, 종래의 전기자동차용 변속기는, 변속기 케이스 내부의 오일이 베어링 측으로 적절히 공급되지 못해서, 소음이 증대되고 수명이 단축되는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은, 변속기 케이스 내부의 오일이 베어링측으로 원활하게 공급될 수 있는 전기자동차용 변속기의 베어링 윤활구조를 제공하는 데 있다.

본 발명에 따른 전기자동차용 변속기의 베어링 윤활구조는 변속기 케이스와, 상기 변속기 케이스 내부에 배치되고, 구동용 모터에 의해 회전되거나 회전력을 전달받는 복수의 샤프트들과, 상기 복수의 샤프트들에 각각 구비된 복수의 기어들과, 상기 변속기 케이스 내부에 설치되어, 상기 복수의 샤프트들을 회전가능하게 지지하는 복수의 베어링들과, 상기 복수의 기어들에는 상기 베어링을 향해 소정각도로 경사진 경사부가 형성되고, 상기 경사부에는 상기 변속기 케이스 내부의 오일이 통과하는 오일 홀이 형성된다.

본 발명에 있어서, 상기 복수의 기어들은 각각 상기 샤프트가 끼워지는 보스부와, 기어치가 형성된 림부를 더 포함하고, 상기 경사부는 상기 보스부에서 소정각도로 경사지게 돌출 형성되어 상기 림에 연결될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 림부는, 상기 경사부의 단부에서 상기 베어링을 향해 돌출되게 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 오일 홀은 복수개가 소정간격 이격되게 형성될 수 있다.

본 발명에 따른 전기자동차용 변속기의 베어링 윤활구조는, 샤프트에 구비된 기어가 베어링을 향해 소정각도로 경사진 경사부와, 상기 경사부에 형성된 오일 홀을 포함함으로써, 기어 주변의 오일이 상기 오일 홀을 통해 상기 베어링측으로 원활하게 유입될 수 있으므로, 베어링에 충분한 오일이 공급되어 소음이 저감되고 수명이 길어질 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 일부가 도시된 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 변속기에서 기어의 오일 홀이 도시된 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기어가 도시된 도면이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차용 변속기를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기자동차의 일부가 도시된 사시도이다. 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 기어의 오일 홀이 도시된 단면도이다. 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기어가 도시된 도면이다.

도 1을 참조하면, 전기자동차는 전원을 공급하는 배터리(미도시)와, 상기 배터리(미도시)에서 공급되는 전력에 의해 구동하는 구동 모터(4)와, 상기 구동 모터(4)의 회전력을 차축(2)으로 전달하는 변속기(10)와, 상기 구동 모터(4)를 제어하기 위한 컨트롤 유닛(22)을 포함한다.

상기 차축(2)은 상기 구동 모터(4)에 발생되어 상기 변속기(10)로 전달된 회전력을 차륜으로 전달한다.

상기 컨트롤 유닛(22)은 상기 구동 모터(4)와 케이블로 연결되어, 상기 구동 모터(4)를 제어한다. 상기 컨트롤 유닛(22)은 상기 배터리(미도시)로부터 전원을 공급받아 상기 구동 모터(4)에 3상 교류 전압 및 전류를 인가하여 상기 구동 모터(4)의 속도 및 토크를 제어할 수 있다.

도 2를 참조하면, 상기 변속기(10)는, 변속기 케이스(12)와, 상기 변속기 케이스(12) 내부에 배치된 복수의 샤프트들(20)과, 상기 복수의 샤프트들(20)에 각각 구비된 복수의 기어들(30)을 포함한다. 상기 변속기(10)는 상기 복수의 기어들(30)의 기어비에 따라 변속될 수 있다.

상기 복수의 샤프트들(20)은 상기 변속기 케이스(12)에서 베어링(40)에 의해 회전가능하게 지지된 모든 샤프트들을 포함한다.

상기 복수의 샤프트들(20)은 상기 구동용 모터(4)에 의해 직접 회전되는 샤프트와, 상기 구동용 모터(4)의 회전력을 전달받는 샤프트를 모두 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 복수의 샤프트들(20)은 상기 구동용 모터(4)에 연결되어 상기 구동용 모터(4)와 일체로 회전하는 구동 샤프트와, 상기 구동 샤프트의 회전력을 전달하기 위한 카운터 샤프트와, 상기 카운터 샤프트로부터 회전력을 전달받아 상기 차축(2)으로 전달하는 출력 샤프트를 포함할 수 있다. 상기 차축과 출력 샤프트는 일체로 구성될 수 있다. 이에 한정되지 않고, 상기 구동 샤프트와 출력 샤프트 사이에는 카운터 샤프트이 아닌 유성기어세트가 구비되는 것도 물론 가능하다.

상기 복수의 기어들(30)은 상기 각 샤프트들에 구비된 기어들을 모두 포함한다. 본 실시예에서는, 상기 구동 샤프트에 구비된 구동 기어와, 상기 카운터 샤프트에 구비되어 상기 구동 기어와 맞물리는 제 1변속 기어와, 상기 출력 샤프트에 구비된 종동 기어와, 상기 카운터 샤프트에 구비되어 상기 종동 기어와 맞물리는 제 2변속 기어를 포함할 수 있다.

상기 베어링들(40)은 상기 변속기 케이스(12)에 형성된 베어링 장착부(12a)에 장착되어, 상기 샤프트(20)를 회전가능하게 지지한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 복수의 기어들(30)은 각각 상기 샤프트(20)가 끼워지는 보스부(32)와, 상기 보스부(32)에서 상기 베어링(40)을 향해 소정각도로 경사진 경사부(34)와, 상기 경사부(34)에서 연장 형성되고 기어치(38a)가 형성된 림부(38)를 포함한다.

상기 경사부(34)는 상기 보스부(32)에서 연장 형성되되, 상기 보스부(32)에서 소정 각도로 경사지게 돌출 형성된다.

상기 경사부(34)에는 상기 변속기 케이스 내부의 오일이 통과하도록 오일 홀(36)이 형성된다.

상기 오일 홀(36)은 복수개가 원주방향을 따라 소정간격 이격되게 형성될 수 있다. 상기 오일 홀(36)은 타원 형상으로 이루어져, 보다 많은 오일이 통과할 수 있다.

상기 보스부(32)는 상기 샤프트(20)에 스플라인 결합된다. 상기 보스부(32)의 외경은 상기 베어링(40)측으로 향할수록 작아지게 형성되어, 상기 오일 홀(36)을 통과한 오일을 상기 베어링(40)측으로 안내하는 역할을 할 수 있다.

상기 림부(38)는 상기 오일 홀(36)을 가리지 않도록 상기 경사부(34)에서 상기 베어링(40)을 향해 돌출 형성될 수 있다. 즉, 상기 샤프트(20)에 수직한 방향으로 흐르는 오일이 상기 오일 홀(36)로 원활하게 유입될 수 있다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

먼저, 전기자동차의 작동으로 상기 변속기에 소정의 작동 신호가 인가되면, 상기 구동 모터(4)가 회전하게 된다.

상기 구동 모터(4)의 회전시 상기 구동 모터(4)에 연결된 구동 샤프트가 회전하게 된다. 상기 구동 샤프트에 연결된 구동 기어는 변속 기어를 회전시키고, 상기 변속 기어는 종동 기어를 회전시킨다. 상기 종동 기어는 상기 출력 샤프트를 회전시켜, 차륜이 회전하게 된다.

상기와 같이, 상기 기어들(30)의 회전하는 동안 상기 변속기 케이스(12) 내부 하측에 위치한 오일은 휘돌면서 상기 기어들(30) 주변으로 유동된다.

상기 기어들(30) 주변으로 유동된 오일은 상기 오일 홀(36)을 통해 상기 베어링(40)측으로 유입될 수 있다. 상기 오일은 여러가지 방향으로 유동되나, 상기 오일 홀(36)이 상기 경사부(34)에 형성됨으로써, 오일이 상기 베어링(40)측으로 쉽게 유입될 수 있다. 즉, 상기 샤프트(20)의 축방향으로 흐르는 오일 뿐만 아니라, 상기 샤프트(20)에 수직한 방향이나 소정 각도로 경사진 방향으로 흐르는 오일도 상기 오일 홀(36)을 통해 상기 베어링(40)측으로 유입되는 것이 가능하다.

상기 베어링(40)측으로 유입된 오일 중 일부는 상기 베어링(40)과 상기 변속기 케이스(12)사이로 유입되고, 나머지는 상기 베어링(40)의 외륜과 내륜 사이로 침투되어 윤활하게 된다.

이상, 본 발명에 따른 전기자동차용 변속기의 베어링 윤활구조의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하였다. 그러나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

10: 변속기 12: 변속기 케이스
20: 샤프트 30: 기어
32: 보스부 34: 경사부
36: 오일 홀 38: 림부
38a: 기어치 40: 베어링

Claims (4)

1. 변속기 케이스와;
   상기 변속기 케이스 내부에 배치되고, 구동용 모터에 의해 회전되거나 회전력을 전달받는 복수의 샤프트들과;
   상기 복수의 샤프트들에 각각 구비된 복수의 기어들과;
   상기 변속기 케이스 내부에 설치되어, 상기 복수의 샤프트들을 회전가능하게 지지하는 복수의 베어링들과;
   상기 복수의 기어들에는 상기 베어링을 향해 소정각도로 경사진 경사부가 형성되고, 상기 경사부에는 상기 변속기 케이스 내부의 오일이 통과하는 오일 홀이 형성된 전기자동차용 변속기의 베어링 윤활구조.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 복수의 기어들은 각각 상기 샤프트가 끼워지는 보스부와, 기어치가 형성된 림부를 더 포함하고,
   상기 경사부는 상기 보스부에서 소정각도로 경사지게 돌출 형성되어 상기 림에 연결되는 전기자동차용 변속기의 베어링 윤활구조.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 림부는, 상기 경사부의 단부에서 상기 베어링을 향해 돌출되게 형성된 전기자동차용 변속기의 베어링 윤활구조.
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 오일 홀은 복수개가 소정간격 이격되게 형성된 전기자동차용 변속기의 베어링 윤활구조.

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