KR20180066661A - 변속기 케이스의 윤활구조 - Google Patents

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Abstract

변속기 케이스의 윤활구조가 개시된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 변속기 케이스의 윤활구조는 프론트 커버, 기어 케이스, 모터 케이스, 리어 커버의 순으로 조립된 변속기 케이스의 내부에 구성되어 처닝 오일을 순환시키는 변속기 케이스의 윤활구조에 있어서, 상호 조립된 상기 기어 케이스와 상기 모터 케이스의 상부 측에 각 케이스의 내부를 통하여 연결되어 상기 처닝 오일이 공급되는 이웃한 복수의 오일통로; 상기 기어 케이스와 상기 모터 케이스 상의 복수의 오일통로로부터 각각 분기되어 상기 오일통로로 공급되는 오일을 자유 낙하시키도록 형성되는 복수의 오일 배출구; 상기 기어 케이스와 상기 모터 케이스 사이에서, 상기 기어 케이스의 케이스 내벽의 일측에 형성된 관통구를 통하여 상기 기어 케이스 상의 오일통로부터 분기된 일측 오일 배출구에서 자유 낙하되는 오일을 상기 케이스 내벽의 내측면 측에서 포집하여 외측면 측의 윤활부로 공급하는 포집 안내단를 포함한다.

Description

변속기 케이스의 윤활구조{OIL CIRCULATION SYSTEM OF TRANSMISSION CASE}
본 발명은 변속기 케이스의 윤활구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 모터/제너레이터가 내장되는 변속기 케이스 내부에서, 디프렌셜 구동기어의 처닝 오일에 의해 기어 트레인부와 모터부를 효율적으로 윤활하는 변속기 케이스의 윤활구조에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 전기자동차는 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 자동차를 말하는데, 대부분의 경우 연료를 사용하여 동력을 얻는 엔진과 전기로 구동되는 모터/제너레이터로 구성된 시스템을 말한다.
즉, 하이브리드 전기자동차는 차량이 가속을 할 때, 모터/제너레이터를 이용하여 동력을 보조하고, 자동 변속 제어를 통한 엔진의 최적 운전을 수행함으로써, 기존의 가솔린 엔진과 자동변속기를 탑재한 차량에 비하여 우수한 연비를 얻을 수 있다.
이러한 하이브리드 전기자동차는 엔진과 함께, 모터/제너레이터를 내장하는 변속기가 적용된다.
상기와 같은 하이브리드 전기자동차에 적용되는 변속기는 프론트 커버, 기어 케이스, 모터 케이스, 리어 커버의 순으로 조립된 변속기 케이스를 구성하며, 상기 프론트 커버와 기어 케이스 사이의 내부에는 변속에 필요한 기어 트레인이 내장되고, 상기 모터 케이스와 리어 커버 사이의 내부에는 동력원인 모터/제너레이터가 내장된다.
여기서, 상기 기어 트레인과 모터/제너레이터는 베어링과 함께 발열원으로 작용하며, 이를 냉각 및 윤활하기 위한 윤활 및 냉각구조가 요구된다.
그러나 상기한 발열원을 냉각 및 윤활하기 위한 종래의 윤활방식은 오일펌프로부터 밸브바디를 통하여 공급되는 강제순환방식으로, 변속기 케이스 상에 오일펌프의 구동 및 오일 순환을 위한 복잡한 윤활 메카니즘이 적용되어야 하고, 오일펌프와 밸브바디 등의 중력물이 변속기 케이스에 구성되어 변속기의 전체적인 중량이 늘어나는 단점이 있다.
본 발명의 실시 예는 변속기 케이스 상부 내측에, 폭방향을 따라 형성되는 복수의 오일통로를 통하여 발열원인 기어 트레인부와 모터부에 디프렌셜 구동기어에 의한 처닝 오일을 효율적으로 공급할 수 있도록 하는 변속기 케이스의 윤활구조를 제공하고자 한다.
또한, 상기 오일통로로부터 분기되는 복수의 오일 배출구를 통하여 발열원에 직접적으로 오일을 자유낙하시켜 공급함으로써 냉각 및 윤활 효율을 높이는 변속기 케이스의 윤활구조를 제공하고자 한다.
또한, 변속기 케이스 중, 기어 케이스의 케이스 내벽의 일측에 형성되는 관통구와 포집 안내단을 통하여 상부의 오일통로부터 자유 낙하하는 오일을 포집하여 기어 케이스 반대측의 윤활부로 안내할 수 있도록 하는 변속기 케이스의 윤활구조를 제공하고자 한다.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 프론트 커버, 기어 케이스, 모터 케이스, 리어 커버의 순으로 조립된 변속기 케이스의 내부에 구성되어 처닝 오일을 순환시키는 변속기 케이스의 윤활구조에 있어서, 상호 조립된 상기 기어 케이스와 상기 모터 케이스의 상부 측에 각 케이스의 내부를 통하여 연결되어 상기 처닝 오일이 공급되는 이웃한 복수의 오일통로; 상기 기어 케이스와 상기 모터 케이스 상의 복수의 오일통로로부터 각각 분기되어 상기 오일통로로 공급되는 오일을 자유 낙하시키도록 형성되는 복수의 오일 배출구; 상기 기어 케이스와 상기 모터 케이스 사이에서, 상기 기어 케이스의 케이스 내벽의 일측에 형성된 관통구를 통하여 상기 기어 케이스 상의 오일통로부터 분기된 일측 오일 배출구에서 자유 낙하되는 오일을 상기 케이스 내벽의 내측면 측에서 포집하여 외측면 측의 윤활부로 공급하는 포집 안내단를 포함하는 변속기 케이스의 윤활구조가 제공될 수 있다.
또한, 상기 복수의 오일통로는 상기 기어 케이스와 상기 모터 케이스의 최상부 중앙과, 이에 이웃하는 양측에 폭방향을 따라 형성될 수 있다.
또한, 상기 복수의 오일 배출구는 상기 기어 케이스와 상기 모터 케이스의 내부에 상기 오일통로부터 하향 경사지게 분기되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 관통구는 상기 기어 케이스의 케이스 내벽의 상부 일측에 상기 케이스 내벽을 관통하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 포집 안내단은 상기 관통구의 하부를 받치면서, 상기 관통구를 통하여 상기 케이스 내벽의 내측과 외측으로 돌출되도록 상기 케이스 내벽과 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 포집 안내단은 상기 케이스 내벽의 내측에서 외측으로 하향 경사지게 형성되어 포집되는 오일을 내측에서 외측으로 안내하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 기어 케이스에는 케이스 내벽의 외측에 구성되는 구동기어의 외경부를 따라 상기 처닝 오일을 상기 복수의 오일통로로 안내하도록 상기 케이스 내벽의 외측면에 안내 가이더가 일체로 형성될 수 있다.
또한, 상기 기어 케이스에는 상기 처닝 오일을 복수의 오일통로 각각에 분배하여 공급하도록 케이스 내벽의 외측면에 각 오일통로에 대응하여 분배 가이더가 설치될 수 있다.
본 발명의 실시 예는 변속기 케이스 상부 내측에, 폭방향을 따라 형성되는 복수의 오일통로와 오일 배출구를 통하여 발열원인 기어 트레인부와 모터부에 디프렌셜 구동기어의 구동에 의한 처닝 오일을 자유낙하에 의해 효율적으로 공급할 수 있다.
또한, 각 오일통로로부터 분기되는 복수의 오일 배출구를 통하여 발열원에 직접적으로 오일을 자유 낙하시켜 공급함으로써 냉각 및 윤활 효율을 높일 수 있다.
또한, 변속기 케이스 중, 기어 케이스의 내벽면 일측에 형성되는 관통구와 포집 안내단을 통하여 상부의 오일통로부터 자유 낙하하는 오일을 포집하여 기어 케이스 반대측의 윤활부로 안내하여 냉각함으로써 변속기 케이스 내부에 형성되는 복잡한 오일통로을 최소화할 수 있다.
또한, 디프렌셜 구동기어의 처닝 오일을 자유낙하로 공급함으로 변속기 케이스 상에 오일펌프나 밸브바디 등의 중량물을 구성할 필요가 없어 변속기의 전체적인 중량을 줄일 수 있으며, 더욱이 오일펌프의 구동과 오일 순환을 위한 복잡한 윤활 메카니즘을 피할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 케이스의 윤활구조가 적용된 기어 케이스의 외측면도이다.
도 2는 도 1의 D 부분의 확대도이다.
도 3은 도 1의 A-A 선에 따른 변속기 케이스의 내부 단면도이다.
도 4는 도 1의 B-B 선에 따른 변속기 케이스의 부분 내부 단면도이다.
도 5는 도 1의 C-C 선에 따른 변속기 케이스의 부분 내부 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 케이스 내부의 오일 처닝 개념도이다.
도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 케이스의 윤활구조에 의한 오일 공급 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
단, 본 발명의 실시 예를 명확하게 설명하기 위하여 설명과 관계없는 부분은 생략하였다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 케이스의 윤활구조가 적용된 기어 케이스의 외측면도이고, 도 2는 도 1의 D 부분의 확대도이고, 도 3은 도 1의 A-A 선에 따른 변속기 케이스의 내부 단면도이고, 도 4는 도 1의 B-B 선에 따른 변속기 케이스의 부분 내부 단면도이고, 도 5는 도 1의 C-C 선에 따른 변속기 케이스의 부분 내부 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 먼저, 본 발명의 실시 예에 따른 윤활구조가 적용되는 변속기 케이스(10)는 프론트 커버(11), 기어 케이스(13), 모터 케이스(15), 및 리어 커버(17)의 순으로 조립되어 구성된다.
상기 프론트 커버(11)와 기어 케이스(13) 사이의 내부에는 변속에 필요한 모터 구동기어(G1), 디프렌셜 구동기어(G2) 및 베어링(B) 들을 포함하는 기어 트레인(GT)이 내장되고, 상기 모터 케이스(15)와 리어 커버(17)의 내부에는 동력원인 2개의 모터/제너레이터(MG1)(MG2)가 내장된다.
여기서, 상기 기어 트레인(GT)과 2개의 모터/제너레이터(MG1)(MG2)는 베어링(B)과 함께 발열원으로 작용하며, 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 케이스의 윤활구조는 이를 냉각 및 윤활하기 위한 것이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 케이스의 윤활구조를 도 1 내지 도5를 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 윤활구조는 프론트 커버(11), 기어 케이스(13), 모터 케이스(15), 리어 커버(17)의 순으로 조립된 변속기 케이스(10)의 내부에 구성되어 처닝 오일을 순환시킨다.
즉, 이러한 윤활구조는 3개의 오일통로(L)와, 복수의 오일 배출구(H), 및 포집 안내단(20)의 형상으로 구성된다.
상기 3개의 오일통로(L)는 상호 조립된 상기 기어 케이스(13)와 상기 모터 케이스(15)의 상부 측에 각 케이스의 내부를 통하여 폭방향으로 연결되어 상기 처닝 오일이 각각의 오일통로(L)로 공급된다.
여기서, 상기 3개의 오일통로(L)는 상기 기어 케이스(13)와 상기 모터 케이스(15)의 최상부 중앙과, 이에 이웃하는 양측에 폭방향을 따라 형성된다.
그리고 상기 복수의 오일 배출구(H)는 상기 기어 케이스(13)와 상기 모터 케이스(15) 상의 각 오일통로(L)로부터 분기되어 상기 오일통로(L)로 공급되는 오일을 자유 낙하시키도록 형성된다.
이때, 각각의 오일 배출구(H)는 상기 기어 케이스(13)와 상기 모터 케이스(15)의 내부에 각 오일통로(L)부터 하향 경사지게 분기되어 형성된다.
즉, 상기 각각의 오일 배출구(H)는 이를 통하여 자유 낙하하는 오일이 2개의 모터/제너레이터(MG1)(MG2)와 베어링(B)으로 공급되도록 위치가 선정된다.
그리고 상기 포집 안내단(20)은 상기 기어 케이스(13)와 상기 모터 케이스(15) 사이에서, 상기 기어 케이스(13)의 케이스 내벽(13a)의 일측에 형성된 관통구(21)를 통하여 상기 기어 케이스(13) 상의 오일통로(L)부터 분기된 일측 오일 배출구(H)에서 자유 낙하되는 오일을 상기 케이스 내벽(13a)의 내측면 측에서 포집하여 외측면 측의 윤활부로 공급하도록 형성된다.
여기서, 상기 관통구(21)는 상기 기어 케이스(13)의 케이스 내벽(13a)을 관통하는 모터/제너레이터(MG1)(MG2)의 구동축(S)의 상부 일측에서 상기 케이스 내벽(13a)을 관통하여 형성된다.
또한, 상기 포집 안내단(20)은 상기 관통구(21)의 하부를 받치도록 형성되는데, 이러한 포집 안내단(20)은 상기 관통구(21)를 통하여 상기 케이스 내벽(13a)의 내측과 외측으로 돌출되도록 상기 케이스 내벽(13a)과 일체로 형성된다.
여기서, 상기 포집 안내단(20)은 상기 케이스 내벽(13a)의 내측에서 외측으로 하향 경사지게 형성되어 포집되는 오일을 상기 케이스 내벽(13a)의 내측에서 외측으로 안내하도록 구성된다.
그리고 기어 케이스(13)에는 상기 케이스 내벽(13a)의 외측에서, 상기 모터/제너레이터(MG1)(MG2)의 구동축(S)에 설치되는 모터 구동기어(G1)의 외경부를 따라 디프렌셜 구동기어(G2)의 구동에 의한 상기 처닝 오일을 상기 3개의 오일통로(L) 측으로 안내하도록 상기 케이스 내벽(13a)의 외측면에 안내 가이더(23)가 일체로 형성된다.
또한, 상기 기어 케이스(13)에는 상기 처닝 오일을 3개의 오일통로(L) 각각에 분배하여 공급하도록 케이스 내벽(13a)의 외측면에 각 오일통로(L)에 대응하여 분배 가이더(25)가 설치된다.
도 6은 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 케이스 내부의 오일 처닝 개념도이고, 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 케이스의 윤활구조에 의한 오일 공급 흐름도이다.
이하, 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 케이스의 윤활구조에 의해 디프렌셜 구동기어(G2)의 구동에 의한 처닝 오일을 기어 트레인(GT)과 모터/제너레이터(MG1)(MG2) 및 각 베어링(B)에 공급하기 위한 작동을 설명한다.
도 6을 참조하면, 상기 프론트 커버(11)와 기어 케이스(13) 사이의 내부에서, 디프렌셜 구동기어(G2)가 시계방향으로 회전 구동하면서 하부의 오일 챔버(OC)에 저장된 오일을 상기 기어 케이스(13)의 가장자리를 따라 상부로 처닝하게 된다.
그러면, 오일은 안내 가이더(23)에 의해 모터 구동기어(G1)의 회전과 상관없이 상부의 분배 가이더(25) 측으로 안내되며, 상기 분배 가이더(25)로 안내된 오일은 3개의 오일통로(L)로 분배되어 공급된다.
도 7을 참조하면, 상기 3개의 오일통로(L)로 분배되어 공급된 오일은 상기 기어 케이스(13)와 모터 케이스(15), 및 리어 커버(17) 사이의 내부에서 각 오일통로(L)에 형성된 복수의 오일 배출구(H)를 통하여 자유 낙하하여 상기 2개의 모터/제너레이터(MG1)(MG2)와 구동축(S) 상의 베어링(B)에 직접적으로 공급되어 냉각과 윤활 작용을 하게 된다.
또한, 상기 프론트 커버(11)와 기어 케이스(13) 사이의 내부에서는 상기 디프렌셜 구동기어(G2)에 의해 상부로 처닝된 오일의 일부가 그대로 자유 낙하하면서 기어 트레인(GT)과 베어링(B) 등을 냉각 및 윤활하게 된다.
이때, 상기 기어 케이스(13)와 모터 케이스(15) 사이의 내부에서, 상기 3개의 오일통로(L)로 공급된 오일 중, 일부가 자유 낙하하면서 상기 기어 케이스(13)의 케이스 내벽(13a) 일측에 형성되는 포집 안내단(20)에 포집되어 관통구(21)를 통하여 상기 프론트 커버(11)와 기어 케이스(13) 사이의 베어링(B)과 같은 윤활부로 안내되어 냉각 및 윤활 작용을 하게 된다.
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 변속기 케이스의 윤활구조는 변속기 케이스(10) 상부 내측에, 폭방향을 따라 형성된 3개의 오일통로(L)와 복수의 오일 배출구(H)를 통하여 발열원인 기어 트레인(GT)와 모터/제너레이터(MG1)(MG2)에 디프렌셜 구동기어(G2)의 구동에 의한 처닝 오일을 자유낙하로 공급하여 냉각 및 윤활을 효율적으로 이루게 된다.
또한, 각 오일통로(L)로부터 분기되는 복수의 오일 배출구(H)를 통하여 발열원에 직접적으로 오일을 자유 낙하시켜 공급함으로 냉각 및 윤활 효율을 높일 수 있다.
또한, 관통구(21)를 받치는 포집 안내단(20)을 통해 오일통로(L)부터 자유 낙하하는 일부 오일을 포집하여 기어 케이스(13) 반대측의 윤활부로 안내하여 냉각함으로 변속기 케이스(10) 내부에 형성되는 복잡한 오일통로(L)의 구성을 최소화할 수 있다.
또한, 디프렌셜 구동기어(G2)의 처닝 오일을 자유낙하로 공급함으로 변속기 케이스(10) 상에 오일펌프나 밸브바디 등의 중량물을 구성할 필요가 없으며, 이에 따라 변속기의 전체 중량을 줄이며, 오일펌프의 구동과 오일 순환을 위한 복잡한 윤활 메카니즘을 피할 수 있다.
이상으로 본 발명의 하나의 실시 예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시 예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
10: 변속기 케이스
11: 프론트 커버
13: 기어 케이스
13a: 케이스 내벽
15: 모터 케이스
17: 리어 커버
20: 포집 안내단
21: 관통구
23: 안내 가이더
25: 분배 가이더
MG1,MG2: 모터/제너레이터
L: 오일통로
H: 오일 배출구
B: 베어링
GT: 기어 트레인
OC: 오일 챔버

Claims (8)

  1. 프론트 커버, 기어 케이스, 모터 케이스, 리어 커버의 순으로 조립된 변속기 케이스의 내부에 구성되어 처닝 오일을 순환시키는 변속기 케이스의 윤활구조에 있어서,
    상호 조립된 상기 기어 케이스와 상기 모터 케이스의 상부 측에 각 케이스의 내부를 통하여 연결되어 상기 처닝 오일이 공급되는 이웃한 복수의 오일통로;
    상기 기어 케이스와 상기 모터 케이스 상의 복수의 오일통로로부터 각각 분기되어 상기 오일통로로 공급되는 오일을 자유 낙하시키도록 형성되는 복수의 오일 배출구;
    상기 기어 케이스와 상기 모터 케이스 사이에서, 상기 기어 케이스의 케이스 내벽의 일측에 형성된 관통구를 통하여 상기 기어 케이스 상의 오일통로부터 분기된 일측 오일 배출구에서 자유 낙하되는 오일을 상기 케이스 내벽의 내측면 측에서 포집하여 외측면 측의 윤활부로 공급하는 포집 안내단;
    를 포함하는 변속기 케이스의 윤활구조.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 오일통로는
    상기 기어 케이스와 상기 모터 케이스의 최상부 중앙과, 이에 이웃하는 양측에 폭방향을 따라 형성되는 변속기 케이스의 윤활구조.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 오일 배출구는
    상기 기어 케이스와 상기 모터 케이스의 내부에 상기 오일통로부터 하향 경사지게 분기되어 형성되는 변속기 케이스의 윤활구조.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 관통구는
    상기 기어 케이스의 케이스 내벽의 상부 일측에 상기 케이스 내벽을 관통하여 형성되는 변속기 케이스의 윤활구조.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 포집 안내단은
    상기 관통구의 하부를 받치면서, 상기 관통구를 통하여 상기 케이스 내벽의 내측과 외측으로 돌출되도록 상기 케이스 내벽과 일체로 형성되는 변속기 케이스의 윤활구조.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 포집 안내단은
    상기 케이스 내벽의 내측에서 외측으로 하향 경사지게 형성되어 포집되는 오일을 내측에서 외측으로 안내하도록 구성되는 변속기 케이스의 윤활구조.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기어 케이스에는
    케이스 내벽의 외측에 구성되는 구동기어의 외경부를 따라 상기 처닝 오일을 상기 복수의 오일통로로 안내하도록 상기 케이스 내벽의 외측면에 안내 가이더가 일체로 형성되는 변속기 케이스의 윤활구조.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기어 케이스에는
    상기 처닝 오일을 복수의 오일통로 각각에 분배하여 공급하도록 케이스 내벽의 외측면에 각 오일통로에 대응하여 분배 가이더가 설치되는 변속기 케이스의 윤활구조.
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