KR20150139720A - 차량의 변속기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 간단한 구성으로 2단의 변속비를 제공함과 아울러 변속상태를 유지하기 위한 불필요한 동력의 소모를 최소화하여 차량의 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 한 차량의 변속기를 제공한다.

Description

차량의 변속기{TRANSMISSION FOR VEHICLE}

본 발명은 차량의 변속기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 전기차량 등에 사용할 수 있는 변속기의 구조에 관한 기술이다.

차량에는 탑재되는 동력원을 보다 효율적으로 구동하면서 차량의 주행이 가능하도록 하기 위해 변속기가 탑재된다.

전기차량은 동력원으로 전기로 구동되는 모터를 사용하며, 상기 모터의 동력을 보다 효율적으로 활용하여 차량의 최고속을 향상시킴과 아울러 모터의 효율을 향상시키도록 하기 위해 변속기를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 변속기는 가급적 간단한 구성을 가지고 용이하고 안정된 작동성을 제공해야 하며, 특히 변속단을 유지하는 상태에서 불필요한 동력의 소모를 최소화하여 차량 전체의 에너지 효율 향상에 기여할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

상기의 발명의 배경이 되는 기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 1020120033716 A

본 발명은 간단한 구성으로 2단의 변속비를 제공함과 아울러 변속상태를 유지하기 위한 불필요한 동력의 소모를 최소화하여 차량의 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 한 차량의 변속기를 제공함에 그 목적이 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명 차량의 변속기는

회전력을 발생시키는 동력원에 연결된 입력축과;

상기 입력축에 동심축을 이루어 설치되는 구동기어와;

상기 입력축에 평행하게 배치된 출력축과;

상기 출력축에 설치되고 상기 구동기어에 치합되는 피동기어와;

상기 입력축으로부터 상기 구동기어를 향하는 일방향으로만 동력을 전달하도록 설치된 원웨이클러치와;

상기 원웨이클러치 이외에 상기 입력축으로부터 상기 구동기어를 향해 선택적으로 동력을 전달할 수 있도록 구비된 우회전달수단;

을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 간단한 구성으로 2단의 변속비를 제공함과 아울러 변속상태를 유지하기 위한 불필요한 동력의 소모를 최소화하여 차량의 에너지 효율을 향상시킬 수 있도록 한 차량의 변속기를 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 차량의 변속기의 실시예를 도시한 구성도,
도 2는 도 1의 실시예가 1속을 구현하는 상태를 설명한 도면,
도 3은 도 1의 실시예가 1속 상태에서 2속으로 변속을 시작하여 브레이크를 체결하는 상태를 설명한 도면,
도 4는 도 1의 실시예가 도 3의 상태로부터 제1도그클러치를 체결하는 것을 설명한 도면,
도 5는 도 1의 실시예가 도 4의 상태로부터 브레이크를 해제하여 2속 주행이 유지되는 상태를 설명한 도면,
도 6은 도 1의 실시예가 후진을 구현하는 것을 설명한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명 차량의 변속기는 회전력을 발생시키는 동력원에 연결된 입력축(1)과; 상기 입력축에 동심축을 이루어 설치되는 구동기어(3)와; 상기 입력축(1)에 평행하게 배치된 출력축(5)과; 상기 출력축(5)에 설치되고 상기 구동기어(3)에 치합되는 피동기어(7)와; 상기 입력축(1)으로부터 상기 구동기어(3)를 향하는 일방향으로만 동력을 전달하도록 설치된 원웨이클러치(9)와; 상기 원웨이클러치(9) 이외에 상기 입력축(1)으로부터 상기 구동기어(3)를 향해 선택적으로 동력을 전달할 수 있도록 구비된 우회전달수단을 더 포함하여 구성된다.

본 실시예에서 상기 동력원은 전기에 의해 구동되는 모터(M)를 사용하고 있다.

즉, 본 실시예는 상기 모터(M)로부터 상기 입력축(1)으로 제공되는 동력을 상기 원웨이클러치(9)를 통하는 하나의 경로와 상기 우회전달수단을 통하는 다른 하나의 경로를 통하여 상기 구동기어(3)에 제공할 수 있도록 하고, 상기 동력전달 경로를 전환함에 따라 다른 변속비가 구현될 수 있도록 한 것이다.

상기 원웨이클러치(9)는 도시된 바와 같이 상기 구동기어(3)의 내경부와 상기 입력축(1) 사이에 설치되는 것이 공간 효율적인 측면에서 바람직하며, 상기 입력축(1)에 의해서 상기 구동기어(3)가 구동되는 경우에만 동력을 전달할 수 있도록 한다.

본 실시예에서 상기 우회전달수단은 상기 입력축(1)에 동심축을 이루어 설치되고, 상기 입력축(1)과 상기 구동기어(3)에 각각 하나씩의 회전요소가 연결된 유성기어장치(RG)와, 상기 유성기어장치(RG)의 나머지 한 회전요소인 구속용 회전요소의 회전을 구속할 수 있도록 설치된 회전구속수단으로 구성된다.

상기 회전구속수단은 상기 구속용 회전요소가 회전하고 있는 것을 정지시킬 수 있도록 구비된 브레이크(B)와, 상기 구속용 회전요소가 정지된 상태를 동력의 소모 없이 유지할 수 있도록 구비된 고정유지장치로 구성된다.

상기 브레이크(B)는 기구적 또는 유압식으로 회전하고 있는 상기 구속용 회전요소에 마찰력을 인가하여 정지시킬 수 있도록 구성되며, 따라서 브레이크(B)가 구동되는 동안에는 이를 구동하기 위한 동력이 소모된다.

상기 고정유지장치는 일측이 변속기케이스에 고정되어 있는 제1도그클러치(11)로 구성된다. 따라서, 상기 제1도그클러치(11)가 해제된 상태에서는 상기 구속용 회전요소는 자유로운 회전상태가 유지되지만, 상기 제1도그클러치(11)가 체결되면 상기 구속용 회전요소는 회전이 구속되며 이러한 상태는 별도의 동력이 지속적으로 공급되지 않아도 유지된다.

본 실시예에서 상기 유성기어장치(RG)는 캐리어(C)가 상기 입력축(1)에 연결되고, 링기어(R)가 상기 구동기어(3)에 연결되며, 선기어(S)가 상기 구속용 회전요소이다.

따라서, 상기 선기어(S)가 고정되면, 상기 캐리어(C)로 입력되는 상기 입력축(1)으로부터의 동력이 상기 링기어(R)로 증속되어 출력되고, 상기 링기어(R)는 상기 구동기어(3)에 연결되어 있어서, 결국 상기 구동기어(3)가 입력축(1)의 회전속도보다 빠르게 회전되게 되며, 이때 상기 원웨이클러치(9)는 이와 같이 구동기어(3)가 입력축(1)보다 빠른 속도로 회전하게 되는 것을 허용하는 역할을 한다.

한편, 상기 입력축(1)과 구동기어(3) 사이를 직결시키는 상태를 전환할 수 있도록 하는 클러치수단이 더 구비된바, 상기 클러치수단은 상기 입력축(1)과 상기 구동기어(3)가 정지한 상태에서 상기 입력축(1)과 구동기어(3)를 직결시킬 수 있고, 직결된 상태를 유지하기 위해 별도의 동력이 소요되지 않는 제2도그클러치(13)로 구성되어 있다.

즉, 상기 제2도그클러치(13)는 후진을 구현하기 위한 것으로서, 후진 동력을 형성하기 위해 상기 모터(M)를 역회전시킬 때, 상기 모터(M)로부터의 동력이 상기 원웨이클러치(9)에 의해 상기 구동기어(3)로 전달되지 못하는 상황에 대비하여, 상기 입력축(1)을 상기 구동기어(3)에 직결시킴으로써, 상기와 같이 역회전하는 모터(M)로부터의 구동력이 상기 구동기어(3)를 역회전시켜서 후진 출력이 상기 출력축(5)을 통해 인출될 수 있도록 하는 것이다.

이하에서, 본 발명 실시예의 구체적 작동상태를 도면과 함께 살펴본다.

도 2는 1속을 구현하고 있는 상태로서, 상기 제1도그클러치(11) 및 제2도그클러치(13)는 모두 해제되어 있고, 상기 브레이크(B)도 해제되어 있는 상태로서, 상기 모터(M)가 구동되면, 모터(M)의 동력은 상기 원웨이클러치(9)를 통해 상기 구동기어(3)로 전달되고, 상기 구동기어(3)에 치합된 피동기어(7)는 상기 구동기어(3)로부터 전달된 회전력으로 상기 출력축(5)을 회전시켜서 1속의 출력이 상기 출력축(5)으로 인출되게 된다.

도 3은 상기와 같은 1속 상태로부터 2속으로의 변속이 개시되는 상태를 설명하고 있는 바, 상기 브레이크(B)를 체결하여 상기 구속용 회전요소인 선기어(S)의 회전을 억제하여 정지시키면, 상기 유성기어장치(RG)는 상기 캐리어(C)로 입력된 상기 입력축(1)으로부터의 동력을 증속시켜서 상기 링기어(R)로 출력하게 되며, 상기 링기어(R)는 상기 구동기어(3)와 직결되어 있어서, 결과적으로 상기 구동기어(3)는 상기 입력축(1)보다 빠른 상태로 회전되면서 상기 피동기어(7)를 구동하여 상기 출력축(5)으로 2속의 출력이 인출되기 시작한다.

물론, 상기와 같이 구동기어(3)가 입력축(1)보다 빠르게 회전될 수 있는 것은 상기 원웨이클러치(9)의 작용 때문이다.

그러나, 상기와 같은 상태는 상기 브레이크(B)를 구동하기 위한 동력이 지속적으로 소모되고 있는 상황으로, 에너지 효율상 불리하므로, 도 4에 도시된 바와 같이 상기 제1도그클러치(11)를 체결하고, 이어 도 5에 도시된 바와 같이 상기 브레이크(B)를 해제해도, 상기 선기어(S)는 상기 제1도그클러치(11)에 의해 고정된 상태를 유지하므로, 2속의 주행상태는 별도로 상기 브레이크(B)를 구동하기 위한 동력의 소모가 더 이상 요구되지 않으면서도 지속적으로 유지되게 되는 것이다.

따라서, 상기와 같은 주행상태에서는 불필요하게 2속 변속단을 유지하기 위한 별도의 에너지 소모가 없어서, 차량의 에너지 효율성을 향상시키게 된다.

한편, 도 6은 본 실시예가 후진단을 구현하는 것을 설명한 것으로서, 상기 제2도그클러치(13)를 체결하여 상기 구동기어(3)와 입력축(1)을 직결시켜 상기 원웨이클러치(9)를 무력화시킴으로써, 상기 모터(M)의 역회전력이 상기 입력축(1)에서 상기 제2도그클러치(13)를 통해 직접 상기 구동기어(3)를 역회전시킬 수 있도록 하여, 상기 출력축(5)으로 후진의 출력이 인출되도록 하는 것이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

1; 입력축
3; 구동기어
5; 출력축
7; 피동기어
9; 원웨이클러치
11; 제1도그클러치
13; 제2도그클러치
M; 모터
RG; 유성기어장치
B; 브레이크
C; 캐리어
R; 링기어
S; 선기어

Claims (7)

1. 회전력을 발생시키는 동력원에 연결된 입력축(1)과;
   상기 입력축(1)에 동심축을 이루어 설치되는 구동기어(3)와;
   상기 입력축(1)에 평행하게 배치된 출력축(5)과;
   상기 출력축(5)에 설치되고 상기 구동기어(3)에 치합되는 피동기어(7)와;
   상기 입력축(1)으로부터 상기 구동기어(3)를 향하는 일방향으로만 동력을 전달하도록 설치된 원웨이클러치(9)와;
   상기 원웨이클러치(9) 이외에 상기 입력축(1)으로부터 상기 구동기어(3)를 향해 선택적으로 동력을 전달할 수 있도록 구비된 우회전달수단;
   을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 변속기.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 우회전달수단은
   상기 입력축(1)에 동심축을 이루어 설치되고, 상기 입력축(1)과 상기 구동기어(3)에 각각 하나씩의 회전요소가 연결된 유성기어장치(RG)와;
   상기 유성기어장치(RG)의 나머지 한 회전요소인 구속용 회전요소의 회전을 구속할 수 있도록 설치된 회전구속수단;
   을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 변속기.
3. 청구항 2에 있어서, 상기 회전구속수단은
   상기 구속용 회전요소가 회전하고 있는 것을 정지시킬 수 있도록 구비된 브레이크(B)와;
   상기 구속용 회전요소가 정지된 상태를 동력의 소모 없이 유지할 수 있도록 구비된 고정유지장치;
   로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 변속기.
4. 청구항 3에 있어서,
   상기 고정유지장치는
   일측이 변속기케이스에 고정되어 있는 제1도그클러치(11)로 구성된 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속기.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 유성기어장치(RG)는 캐리어(C)가 상기 입력축(1)에 연결되고,링기어(R)가 상기 구동기어(3)에 연결되며, 선기어(S)가 상기 구속용 회전요소인 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속기.
6. 청구항 2에 있어서,
   상기 입력축(1)과 구동기어(3) 사이를 직결시키는 상태를 전환할 수 있도록 하는 클러치수단이 더 구비된 것
   을 특징으로 하는 차량의 변속기.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 클러치수단은 상기 입력축(1)과 상기 구동기어(3)가 정지한 상태에서 상기 입력축(1)과 구동기어(3)를 직결시킬 수 있고, 직결된 상태를 유지하기 위해 별도의 동력이 소요되지 않는 제2도그클러치(13)로 구성된 것을 특징으로 하는 차량의 변속기.

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