KR20200091703A

KR20200091703A - 전기자동차 구동장치

Info

Publication number: KR20200091703A
Application number: KR1020190008834A
Authority: KR
Inventors: 안영찬; 강주항; 이정구
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2019-01-23
Filing date: 2019-01-23
Publication date: 2020-07-31
Also published as: KR102159796B1

Abstract

본 발명은 전기자동차 구동장치에 관한 것이다. 본 발명의 사상에 따른 전기자동차 구동장치에는, 구동모터, 유성기어유닛 및 차동기어유닛이 포함된다. 또한, 상기 차동기어유닛에는, 차동기어 케이스 및 동력 입력축이 포함된다. 이때, 상기 동력 입력축은, 상기 차동기어케이스와 결합되는 자유단 및 상기 유성기어유닛과 결합되어 고정되는 고정단이 포함된 외팔보(cantilever)의 형태로 마련된다.

Description

전기자동차 구동장치 {Driving apparatus for electric vehicle}

본 발명은 전기자동차 구동장치에 관한 것이다.

최근 공해를 유발하는 석유를 동력원으로 하는 자동차를 대체하여, 전력을 동력원으로 하는 전기자동차에 대한 개발이 활성화되고 있다. 또한, 석유 및 전력을 동력원으로 하는 하이브리드 자동차도 개발되고 있다.

이때, 상기 하이브리드 자동차는 전력을 동력원 중 하나로 이용하기 때문에 전기자동차의 일 종으로 분류할 수 있다. 즉, 이하에서 설명할 전기자동차에는 상기 하이브리드 자동차도 포함되는 것으로 이해될 수 있다.

상기 전기자동차에는, 전력을 공급하는 배터리 및 상기 배터리에 의해 작동되어 차축을 회전시키는 전기자동차 구동장치(이하, 구동장치)가 포함된다. 또한, 상기 구동장치에는, 상기 배터리에서 공급된 전력을 통해 동력을 발생시키는 구동모터 및 상기 구동모터와 상기 차축을 연결하는 기어박스가 포함된다.

상기 기어박스는 상기 구동모터에서 전달되는 동력을 감속 또는 변속하여 상기 차축으로 전달하기 위한 장치로 이해될 수 있다. 자세하게는, 상기 구동모터에서 발생되는 동력은 기어박스로 전달되고, 상기 기어박스에서 전달된 동력을 감속 또는 변속하여 차축으로 전달한다.

이러한 전기자동차 구동장치와 관련하여, 아래와 같은 선행문헌이 공개된 바 있다.

1. 독일 공개특허 : DE10-2013-016441A1 (공개일자 : 2015년 4월 2일)

2. 발명의 명칭 : 자동차를 구동하기 위한 장치 (A device for driving a vehicle)

상기 선행문헌은 자동차를 구동하기 위한 장치, 즉, 자동차 구동장치에 관한 것이다. 더하여, 상기 자동차 구동장치에는, 구동모터 및 기어박스가 포함되어 전기자동차 구동장치로 이해될 수 있다.

또한, 상기 선행문헌의 구비된 기어박스에는, 상기 구동모터의 내측에 배치되는 차동기어 및 상기 구동모터의 일 측에 배치되고 상기 차동기어에 동력을 전달하는 유성기어가 포함된다.

즉, 상기 선행문헌에는 상기 기어박스의 일 구성인 차동기어가 상기 구동모터의 내측에 배치되는 특징이 개시되어 있다. 그리고, 상기 차동기어에 동력을 전달하는 상기 유성기어는 상기 구동모터의 외측에 배치된다. 그에 따라, 상기 유성기어에서 상기 차동기어로 동력을 전달하기 위한 구조를 필요로 한다. 그러나, 상기 선행문헌에는 이와 같은 구성이 자세하게 개시되지 않아 동력의 전달을 파악할 수 없다는 문제점이 있다.

또한, 동력의 전달경로상 상기 차동기어는 상기 구동모터와 서로 다르게 회전된다. 따라서, 상기 차동기어를 상기 구동모터와 이격시켜 지지하는 구조를 필요로 하나, 상기 선행문헌에는 이와 관련된 구조가 존재하지 않는 문제점이 있다.

일반적으로, 상기 차동기어를 상기 구동모터와 이격시켜 지지하기 위해 상기 차동기어의 양 측을 지지하는 한 쌍의 축을 구비할 수 있다. 이때, 상기 한 쌍의 축 중 어느 하나는 상기 유성기어에서 상기 차동기어로 동력을 전달하기 위한 축(이하, 동력 입력축)으로 기능할 수 있다. 그리고, 상기 한 쌍의 축 중 다른 하나는 상기 차동기어를 지지하는 축(이하, 지지축)으로 기능한다. 이때, 상기 지지축은 일 단이 상기 차동기어에 결합되고, 타 단은 베어링에 의해 회전가능하게 고정된다. 즉, 상기 지지축은 상기 차동기어를 단순 고정하는 구조로, 동력전달 측면에서는 불필요한 구성에 해당된다는 문제점이 있다.

즉, 동력전달 측면에서 불필요한 구조인 상기 지지축 및 상기 지지축을 고정하는 베어링이 구비됨에 따라, 상기 구동장치의 구조가 복잡해진다는 문제점이 있다. 더하여, 상기 구동장치의 부피가 보다 크게 구비되며, 많은 설치공간을 필요로 한다는 문제점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 유성기어의 동력을 전달하며 차동기어를 지지하는 외팔보의 형태로 마련된 동력 입력축의 진동을 저감시킨 전기자동차 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

특히, 상기 동력 입력축이 상기 차동기어의 일 측에만 마련됨에 따라, 불필요한 구성인 지지축을 생략하고 부피를 저감시킨 전기자동차 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 유성기어에서 1차 감속되어 상기 차동기어로 전달되고, 상기 차동기어에서 감속기어로 전달되어 2차 감속되는 동력전달구조를 갖는 전기자동차 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

그에 따라, 상기 차동기어의 부피가 비교적 작아지고 상기 차동기어의 부피가 작아짐에 따라, 상기 차동기어가 내측에 배치되는 구동모터의 부피를 최소화할 수 있는 전기자동차 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 상기 구동모터의 부피가 최소화됨에 따라 같은 설치공간에서 배터리의 부피가 최대화될 수 있는 전기자동차 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다. 결과적으로, 상기 배터리의 부피가 최대화됨에 따라 전기자동차가 보다 효율적으로 운전될 수 있는 전기자동차 구동장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 사상에 따른 전기자동차 구동장치는 구동모터에 차동기어 케이스가 내장되어 구비된다.

특히, 상기 차동기어 케이스는 상기 구동모터의 내측에 일 측이 지지되어 배치된다. 자세하게는, 동력 입력축이 상기 차동기어 케이스를 일 측에서 지지하여, 상기 차동기어 케이스는 비대칭 지지구조를 갖는다. 이때, 상기 동력 입력축은 진동개념으로 자유단 및 고정단을 갖는 외팔보에 해당된다.

그에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치에는 구동모터, 상기 구동모터로부터 동력을 전달받는 유성기어유닛 및 상기 유성기어유닛로부터 동력을 전달받는 차동기어유닛이 포함된다.

또한, 상기 차동기어유닛에는, 상기 구동모터의 내측에 이격되어 배치되는 차동기어 케이스 및 상기 유성기어유닛과 상기 차동기어 케이스를 연결하는 동력 입력축이 포함된다.

이때, 상기 동력 입력축은, 상기 차동기어케이스와 결합되는 자유단 및 상기 유성기어유닛과 결합되어 고정되는 고정단이 포함된 외팔보(cantilever)의 형태로 마련된다.

한편, 상기 차동기어 케이스가 비대칭 지지구조를 갖도록, 상기 차동기어 케이스의 타 측을 지지하던 지지축이 생략된다.

그에 따라, 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치에는 로터, 상기 로터에서 축방향 양 측으로 연장되는 로터축, 상기 로터의 반경방향 내측에 배치되는 차동기어 케이스가 포함된다. 이때, 상기 로터 및 로터축은 상기 구동모터에 포함되는 구성에 해당된다.

또한, 상기 로터축의 반경방향 내측을 따라, 상기 차동기어 케이스에서 축방향 일 측으로 연장되는 제 1 차동축, 상기 로터축의 반경방향 내측을 따라, 상기 차동기어 케이스에서 축방향 타 측으로 연장되는 제 2 차동축 및 상기 차동기어 케이스가 상기 로터와 이격되도록, 상기 차동기어 케이스를 지지하는 동력 입력축이 포함된다.

이때, 상기 로터축과 상기 제 1 차동축 사이에는 상기 동력 입력축이 배치되고, 상기 로터축과 상기 제 2 차동축 사이에는 빈(empty) 공간이 형성된다.

상기한 해결수단에 따른 본 발명에 의하면, 구동모터의 내측에 배치된 차동기어 케이스가 일 측에서 지지됨에 따라, 불필요한 지지구조를 생략할 수 있다는 장점이 있다.

자세하게는, 상기 구동모터의 로터축과 상기 차동기어 케이스가 이격되도록, 외팔보의 형태로 마련된 동력 입력축이 상기 차동기어 케이스의 축방향 일 측을 지지한다. 그에 따라, 상기 차동기어 케이스의 축방향 타 측에는 지지구조를 필요로 하지 않으며, 그 지지구조를 생략할 수 있는 장점이 있다.

또한, 양 측을 지지하는 구성을 생략함에 따라 구동장치의 부피를 저감시킬 수 있다는 장점이 있다.

그리고, 상기 구동모터의 부피를 줄임에 따라, 동일한 설치공간에 배터리의 설치공간을 보다 넓게 확보할 수 있다는 장점이 있다. 결과적으로, 전기자동차의 효율을 상승시킬 수 있다는 장점이 있다.

또한, 진동저감베어링을 설치하여 외팔보의 형태로 마련된 상기 동력 입력축의 진동을 저감시킬 수 있는 장점이 있다.

더하여, 상기 동력 입력축의 진동을 저감시킴에 따라 차동축 및 상기 로터축 등 다른 구성과의 간섭을 방지할 수 있다는 장점이 있다. 그에 따라, 부품의 마모 및 파손 등을 방지하여 구동장치의 고장을 방지할 수 있다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치의 외관을 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 III-III'를 따라 절개한 단면을 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치의 일부 구성을 도시한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 구성을 분해하여 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치의 일부 단면을 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치의 차동기어유닛의 단면을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치의 단면을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치의 차동기어유닛의 단면을 도시한 도면이다.
도 10은 도 8 및 도 9에 도시된 진동저감베어링의 다양한 예를 도시한 도면이다.

이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시 예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시 예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1, 제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다. 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성 요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사상에 따른 전기자동차 구동장치(1, 이하, 구동장치)에는, 구동모터(10) 및 기어박스가 포함된다. 상기 기어박스는 상기 구동모터(10)의 구동력을 차축으로 전달하는 구성으로 이해될 수 있다.

상기 기어박스에는 유성기어유닛(20), 차동기어유닛(30) 및 감속기어유닛(40)이 포함될 수 있다. 이때, 상기 구동모터(10)에서 발생된 동력은 상기 유성기어유닛(20), 상기 차동기어유닛(30) 및 상기 감속기어유닛(40)을 따라 차축으로 전달될 수 있다.

이때, 본 발명의 사상에 따른 구동장치(1)에서, 상기 차동기어유닛(30)은 상기 구동모터(10)의 내측에 배치된다. 그리고, 상기 유성기어유닛(20)은 상기 구동모터(10)의 일 측에 배치되고, 상기 감속기어유닛(40)은 상기 구동모터(10)의 양 측에 배치되어 차축과 각각 연결될 수 있다.

자세하게는, 상기 구동모터(10)에는, 스테이터(110) 및 상기 스테이터(110)의 내측에서 배치되는 로터(120)가 포함된다. 상기 스테이터(110)는 하우징(100)에 고정되어 배치되고, 상기 로터(120)는 회전가능하게 배치된다. 그리고, 상기 스테이터(110)에 전력이 인가되면, 상기 로터(120)가 전자기력에 의해 회전될 수 있다.

상기 스테이터(110) 및 상기 로터(120)는 내측에 중공을 갖는 원통형상으로 마련된다. 자세하게는, 상기 스테이터(110) 및 상기 로터(120)는 축방향(도 1의 가로방향)으로 내측이 개구된다. 그리고, 상기 스테이터(110)의 반경방향 내측에 상기 로터(120)가 배치되고, 상기 로터(120)의 반경방향 내측에 상기 차동기어유닛(30)이 배치된다.

또한, 상기 구동모터(10)에는, 상기 로터(120)에서 연장되는 로터축(130)이 포함된다. 상기 로터축(130)은 상기 로터(120)와 상기 유성기어유닛(20)을 연결하는 구성으로 이해될 수 있다. 특히, 상기 로터축(130)은 중공 축으로 구성되며, 상기 로터(120)과 함께 회전될 수 있다.

상기 유성기어유닛(20)에는, 선기어(210), 유성기어(200), 링기어(220) 및 캐리어(230)가 포함된다. 상기 선기어(210)는 상기 로터축(130)과 연결되는 구성이고, 상기 캐리어(230)는 상기 차동기어유닛(30)과 연결되는 구성으로 이해된다.

그리고, 상기 유성기어(200)는 상기 선기어(210)와 상기 캐리어(230)를 연결하는 구성에 해당된다. 자세하게는, 상기 유성기어(200)는 상기 선기어(210)의 외주면에 배치되어 상기 선기어(210)에 연동될 수 있다.

특히, 상기 유성기어(200)는 복수개로 마련되고, 복수의 유성기어(200)는 원주방형으로 동일한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 유성기어(200)는 3개로 마련되어 상기 선기어(210)의 외주면에서 원주방향으로 120도씩 이격되어 배치될 수 있다.

그리고, 상기 링기어(220)는 상기 하우징(100)에 고정되어 마련된다. 상기 링기어(220)는, 상기 유성기어(200)가 소정의 범위 내에서 회전될 수 있도록, 상기 유성기어(200)를 고정하는 구성으로 이해될 수 있다.

따라서, 상기 선기어(210), 상기 유성기어(200) 및 상기 캐리어(230)로 동력이 전달된다. 특히, 상기 로터축(130)이 회전되면, 상기 선기어(210)가 회전된다. 그리고, 상기 유성기어(200)는 상기 선기어(210)에 연동하여 자전하고, 동시에 상기 링기어(220)의 내주면을 따라 공전할 수 있다. 그리고, 상기 캐리어(230)는 상기 복수의 유성기어(200)의 공전에 의하여 회전될 수 있다.

상기 차동기어유닛(30)에는, 동력 입력축(310), 차동기어 케이스(320), 차동기어(300) 및 차동축(330)이 포함된다. 상기 동력 입력축(310)은 상기 캐리어(230)와 연결되는 구성이고, 상기 차동축(330)은 상기 감속기어유닛(40)과 연결되는 구성으로 이해된다. 그리고, 상기 차동기어 케이스(320) 및 차동기어(300)는 상기 동력 입력축(310)과 상기 차동축(330)을 연결하는 구성에 해당된다.

따라서, 상기 동력 입력축(310), 상기 차동기어 케이스(320), 상기 차동기어(300) 및 상기 차동축(330)으로 동력이 전달된다. 이때, 상기 차동축(330)은 축방향 양측으로 각각 연장되어 상기 감속기어유닛(40)과 각각 연결된다. 그리고, 상기 감속기어유닛(40)이 차축과 연결될 수 있다.

이하, 구체적인 구동장치의 도면을 참고하여, 각 구성을 상세하게 설명한다.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치의 외관을 도시한 도면이고, 도 3은 도 2의 III-III'를 따라 절개한 단면을 도시한 도면이다.

[하우징]

도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 구동장치(1)에는, 외관을 형성하는 하우징(100)이 포함된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 하우징(100)의 내부에는 각종 구성이 배치된다. 그리고, 상기 스테이터(110) 및 상기 링기어(220) 등의 구성이 상기 하우징(100)의 내측에 고정될 수 있다.

상기 하우징(100)에는, 서로 결합되는 다수의 커버(102, 104, 106, 107, 108)가 포함된다. 상기 다수의 커버(102, 104, 106, 107, 108)는 축방향으로 정렬되며, 다수의 체결부재(101)를 통하여 서로 결합될 수 있다.

상기 다수의 커버에는, 상기 구동모터(10)를 수용하는 모터 케이스(102), 상기 모터 케이스(102)의 양측에 결합되는 중간커버(104, 106) 및 상기 중간커버(104, 106)의 측방에 각각 결합되는 케이스 커버(108, 107)가 포함된다.

상기 모터 케이스(102)는 축방향으로 연장된 중공의 원통 형상으로 구비될 수 있다. 상기 모터 케이스(102)의 내주면에는 상기 구동모터(10)가 안착될 수 있다. 자세하게는, 상기 모터 케이스(102)의 내주면과 상기 스테이터(110)의 외주면이 밀착되어 배치될 수 있다. 즉, 상기 모터 케이스(102)의 내주면은 상기 스테이터(110)의 외주면과 대응되는 크기로 형성된다.

또한, 상기 모터 케이스(102)의 축방향 양 측에 상기 중간커버(104, 106)가 각각 결합될 수 있다. 상기 중간커버는 상기 모터 케이스(102)의 축방향 일측에 결합되는 제 1 중간커버(104)와 상기 모터 케이스(102)의 축방향 타측에 결합되는 제 2 중간커버(106)로 구분될 수 있다.

상기 축방향은 도 3의 가로방향을 의미한다. 또한, 상기 축방향 일측은 우측방향을 의미하여 상기 축방향 타측은 좌측방향을 의미한다. 따라서, 상기 제 1 중간커버(104)는 상기 모터 케이스(102)의 우측에 위치되고, 상기 제 2 중간커버(106)는 상기 모터 케이스(102)의 좌측에 위치되는 것으로 이해될 수 있다.

이때, 이는 예시적인 것으로 상기 축방향은 어느 일 방향에 해당되고, 상기 축방향 일 측 및 상기 축방향 타 측은 서로 반대방향인 것으로 충분하다.

또한, 상기 모터 케이스(102)의 축방향 양 측은 개구되어 형성된다. 그에 따라, 각종 구성들이 상기 모터 케이스(102) 및 상기 제 1, 2 중간커버(104, 106)에 함께 설치될 수 있다. 예를 들어, 상기 차동축(330)은 상기 모터 케이스(102)에서 상기 제 1, 2 중간커버(104, 106)를 관통하여 연장될 수 있다.

이때, 상기 모터 케이스(102)의 축방향 일측은 축방향 타측보다 더 좁은 면적으로 개구되어 형성될 수 있다. 다시 말하면, 상기 모터 케이스(102)는 상기 제 2 중간커버(106)와 결합되는 부분이 상기 제 1 중간커버(104)와 결합되는 부분보다 더 큰 면적으로 개구되어 형성된다.

도 3을 참고하면, 상기 모터 케이스(102)의 좌측 단부는 축방향으로 연장된 상태로 형성된다. 즉, 상기 모터 케이스(102)의 내경 또는 상기 스테이터(110)의 외경에 해당되는 면적이 개구되는 것으로 이해될 수 있다. 이때, 상기 제 2 중간커버(106)는 상기 모터 케이스(102)의 개구된 좌측 단부를 커버하도록 결합되는 것으로 이해될 수 있다.

따라서, 상기 제 2 중간커버(106)는 반경방향으로 연장된 형상으로 구비된다. 또한, 상기 제 2 중간커버(106)는 상기 감속기어유닛(40)의 설치를 위해 상기 모터 케이스(102)에서 반경방향으로 더 연장된 형상으로 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 3에서 상기 제 2 중간커버(106)는 상기 모터 케이스(102)에서 하부로 더 연장되어 형성된다.

그리고, 상기 모터 케이스(102)의 우측 단부는 반경방향 내측으로 연장된 상태로 형성된다. 이때, 상기 우측 단부를 형성하도록 반경방향 내측으로 연장된 상기 모터 케이스(102)의 일 부분을 케이스 연장부(103)라 한다. 상기 케이스 연장부(103)에는 후술할 로터축 베어링(303)이 안착될 수 있다.

이때, 상기 제 1 중간커버(104)는 상기 모터 케이스(102)의 우측 단부와 소정의 설치공간을 형성하도록 결합되는 것으로 이해될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 중간커버(104)는 축방향 일측으로 연장되고, 반경방향으로 연장된 형상으로 구비된다.

그에 따라, 상기 제 1 중간커버(104)는 상기 제 2 중간커버(106)보다 축방향으로 더 연장된 형상으로 이해될 수 있다. 또한, 상기 제 1 중간커버(104)의 반경방향 형상은 상기 제 2 중간커버(106)와 대응되는 형상 및 크기로 구비될 수 있다.

정리하면, 상기 제 1 중간커버(104)는 상기 모터 케이스(102)가 형성하는 설치공간과 별도의 설치공간을 형성하는 것으로 이해될 수 있다. 또한, 상기 제 2 중간커버(106)은 별도의 설치공간을 형성하지 않는 것으로 이해될 수 있다.

또한, 상기 제 1 중간커버(104)는 상기 유성기어유닛(20)이 배치되는 측에 배치되고, 상기 제 2 중간커버(106)는 상기 유성기어유닛(20)이 배치되지 않는 측에 배치되는 구성으로 이해될 수 있다. 즉, 상기 제 1 중간커버(104)와 상기 모터 케이스(102)의 우측 단부로 인해 형성된 소정의 설치공간에는 상기 유성기어유닛(20)이 배치될 수 있다.

상기 케이스 커버(107, 108)에는, 상기 제 1 중간커버(104)에 결합되는 제 1 케이스 커버(109) 및 상기 제 2 중간커버(106)에 결합되는 제 2 케이스 커버(107)가 포함된다. 자세하게는, 상기 제 1 케이스 커버(108)는 상기 제 1 중간커버(104)의 축방향 일측에 결합되고, 상기 제 2 케이스 커버(107)는 상기 제 2 중간커버(106)의 축방향 타측에 결합된다.

그에 따라, 상기 제 2 케이스 커버(107), 상기 제 2 중간커버(106), 상기 모터케이스(102), 상기 제 1 중간커버(104) 및 상기 제 1 케이스 커버(108)가 축방향 일 측으로 차례로 정렬됨을 알 수 있다. 또한, 각 커버는 인접하는 커버와 다수의 체결부재(101)를 통하여 서로 결합되어 하나의 하우징(100)을 형성할 수 있다.

이때, 상기 제 1, 2 케이스 커버(108, 107)는 동일한 형상 및 크기로 마련될 수 있다. 또한, 상기 제 1, 2 케이스 커버(108, 107)에는, 차축이 결합되는 케이스 커버 관통공(107a, 108a)이 각각 형성된다. 이때, 상기 차축은 상기 케이스 커버 관통공(107a, 108a)을 통하여 상기 구동장치(1)의 내부로 연장되어, 상기 감속기어(40)와 결합될 수 있다.

또한, 상기 제 1, 2 케이스 커버(108, 107) 중 적어도 하나에는, 상기 구동장치(1)의 내부로 오일을 주입할 수 있는 오일 주입포트(109)가 구비될 수 있다. 예를 들어, 도 2 및 도 3에서는 상기 제 2 케이스 커버(107)에 상기 오일 주입포트(109)가 형성된 것으로 도시하였다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 하우징(100)의 내부에는, 상기 구동모터(10), 상기 유성기어유닛(20), 상기 차동기어유닛(30) 및 감속기어유닛(40)이 배치된다.

도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치의 일부 구성을 도시한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 구성을 분해하여 도시한 도면이다.

[구동모터]

상기 구동모터(10)에는, 상기 스테이터(110), 상기 로터(120) 및 상기 로터축(130)이 포함된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 스테이터(110)는 상기 모터 케이스(102)의 내측에 고정된다. 자세하게는 상기 스테이터(100)의 외주면이 상기 모터 케이스(102)의 내주면에 밀착되도록, 상기 스테이터(100)는 상기 모터 케이스(102)의 반경방향 내측에 배치된다.

상기 로터(120)는 상기 스테이터(110)의 반경방향 내측에 회전가능하게 배치된다. 상기 스테이터(110) 및 상기 로터(120)는 축방향 양 측이 개구된 중공의 원통형상으로 구비될 수 있다. 또한, 도 3에서는 상기 로터(120)와 상기 스테이터(110)가 서로 접한 상태로 도시되었으나, 회전간섭을 방지하기 위해 상기 로터(120)와 상기 스테이터(110)의 사이에는 소정의 갭(gap)이 존재할 수 있다.

상기 로터축(130)은 상기 로터(120)에 결합되어, 상기 로터(120) 및 상기 로터축(130)은 함께 회전될 수 있다. 이때, 상기 로터축(130)은 상기 로터(120)의 회전력을 기어박스에 전달하기 위한 구성으로 이해될 수 있다. 그에 따라, 상기 로터축(130)은 상기 로터(120)에서 축방향으로 연장되어 형성된다.

특히, 상기 로터축(130)은 상기 로터(120)의 축방향 양 측으로 연장된다. 또한, 상기 로터축(130)의 적어도 일부는 상기 로터(120)의 반경방향 내측에 배치된다. 정리하면, 상기 로터축(130)은 상기 로터(120)의 내측에서 상기 제 1, 2 중간커버(104, 106)를 향하여 축방향으로 연장된다.

그리고, 상기 제 1 중간커버(104) 측으로 연장된 상기 로터축(130)의 적어도 일부분은, 상기 유성기어유닛(20)과 연동될 수 있다. 그에 따라, 상기 로터축(130)을 통해 상기 구동모터(10)의 동력이 상기 유성기어유닛(20)으로 전달될 수 있다.

또한, 상기 로터축(130)의 적어도 일부는 상기 로터(120)의 반경방향 내측에 배치된다. 따라서, 상기 로터축(130)은 상기 로터(120)의 내측에 배치되는 부분(이하, 로터축 본체)과 상기 로터(120)의 외측에 배치되는 부분(이하, 로터축 연장부)로 구분될 수 있다.

이때, 상기 로터축 연장부는 상기 로터(120)에서 축방향으로 연장된 부분으로 이해될 수 있다. 또한, 상기 로터축(130)은 상기 로터(120)의 축방향 양 측으로 연장되기 때문에, 상기 로터축 연장부에는, 상기 로터(120)에서 축방향 일 측으로 연장된 제 1 로터축 연장부 및 상기 로터(120)에서 축방향 타 측으로 연장된 제 2 로터축 연장부로 구분될 수 있다.

이하, 도 3 내지 도 5에 도시된 로터축(130)을 참고하여 상기 로터축(130)의 형상을 자세하게 설명한다.

상기 로터축(130)은 복수의 구성이 결합되어 형성될 수 있다. 도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 로터축(130)는 두 개의 구성이 결합되어 형성될 수 있다. 이하, 제 1 로터축(132) 및 상기 제 1 로터축(132)의 축방향 타측에 결합되는 제 2 로터축(140)으로 구분한다.

상기 제 1 로터축(132)은 로터축 본체(134), 로터축 안착부(138) 및 로터축 연결부(136)로 구분될 수 있다. 상기 로터축 본체(134), 상기 로터축 안착부(138) 및 상기 로터축 연결부(136)는 설명의 편의상 구분된 것으로 서로 일체로 형성될 수 있다.

상기 로터축 본체(134)는 상기 로터(120)의 내측에 삽입되는 부분에 해당된다. 상기 로터축 본체(134)는 축방향 양측이 관통되어 개구되고 내측에 중공을 갖는 원통형상으로 마련된다. 이때, 상기 로터축 본체(134)의 외주면은 상기 로터(120)의 내주면과 접하도록 형성될 수 있다.

도 3을 참고하면, 상기 로터(120)의 반경방향 내측에 상기 로터축 본체(134)가 수용된다. 이때, 상기 로터축 본체(134)는 상기 로터(120)의 내주면을 모두 커버하도록 구비된다. 즉, 상기 로터축 본체(134)의 외주면은 상기 로터(120)의 내주면과 대응되는 형상 및 크기로 구비된다.

다만, 이는 예시적인 것으로 상기 로터축 본체(134)는 상기 로터(120)의 내주면 일부를 커버하도록 마련될 수 있다. 예를 들면, 상기 로터축 본체(134)는 축방향으로 이격된 복수 개로 구비될 수 있다. 그에 따라, 상기 로터(120)의 내부공간을 보다 넓게 형성하거나, 상기 로터(120)의 크기를 보다 작게 형성할 수 있다.

상기 로터축 연결부(136)는 상기 로터축 본체(134)에서 축방향 일 측으로 연장된 부분에 해당된다. 다시 말하면, 상기 로터축 연결부(136)는 상기 로터(120)의 외측에 배치되는 부분이며, 상기 로터(120)에서 축방향 일 측으로 연장된 부분에 해당된다. 즉, 상기 로터축 연결부(136)는 앞서 설명한 제 1 로터축 연장부라 할 수 있다.

상기 로터축 연결부(136)는 상기 로터축 본체(134)와 같이 축방향 양측이 관통되어 개구되고 내측에 중공을 갖는 원통형상으로 마련된다. 또한, 상기 로터축 연결부(136)의 외경은 상기 로터축 본체(134)의 외경보다 작게 마련될 수 있다. 이는, 상기 로터축 본체(134)의 내측에는 비교적 부피가 큰 상기 차동기어 케이스(320)가 배치되기 때문에 보다 큰 내측공간을 형성할 필요가 있기 때문이다.

또한, 상기 로터축 연결부(136)는 상기 유성기어유닛(20)과 결합되는 부분으로 이해될 수 있다. 상기 로터축 연결부(136)는 상기 로터축 본체(134)에서 상기 유성기어유닛(20)을 향해 축방향으로 연장된다. 상기 로터축 연결부(136)의 연장된 단부에는 상기 선기어(210)가 연결되어, 서로 연동되어 회전될 수 있다. 특히, 상기 선기어(210)는 상기 로터축 연결부(136)의 반경방향 외측에 결합된다.

또한, 상기 로터축 연결부(136)의 반경방향 외측에는 상기 로터축(130)을 회전가능하게 지지하는 로터축 베어링(303)이 배치된다. 상기 로터축 베어링(303)은 상기 로터축(130)이 회전중심축에서 벗어나는 것을 방지하는 구성으로 이해될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 로터축 베어링(303)은 상기 케이스 연장부(103)에 안착되는 구성에 해당된다. 도 3을 참조하면, 상기 로터축 베어링(303)은 상기 케이스 연장부(103)의 축방향 일측에 안착되는 것을 알 수 있다. 즉, 상기 로터축 베어링(303)은 상기 모터 케이스(101)의 축방향 일 측에 배치되는 것으로 이해될 수 있다.

그에 따라, 상기 로터축 베어링(303)은 상기 모터 케이스(102)와 상기 제 1 중간커버(104)의 사이에 배치되는 것으로 이해될 수 있다. 또한, 상기 로터축 베어링(303)의 축방향 일측에는 베어링 고정부재(301)가 배치된다. 상기 베어링 고정부재(301)는 상기 케이스 연장부(103)에 결합되어 상기 로터축 베어링(303)을 축방향으로 고정시키는 구성에 해당된다.

또한, 상기 로터축 연결부(136)의 외주면은 상기 로터축 베어링(303) 및 상기 선기어(210) 등 서로 다른 구성과 결합되기 위해 단차지게 형성될 수 있다. 특히, 상기 로터축 연결부(136)의 외주면은 상기 로터축 본체(134)에서 멀어질 수록 반경방향 길이가 작아지도록 단차질 수 있다.

상기 로터축 안착부(138)는 상기 로터축 본체(134)에서 축방향 타 측으로 연장된 부분에 해당된다. 다시 말하면, 상기 로터축 안착부(138)는 상기 로터(120)의 외측에 배치되는 부분이며, 상기 로터(120)에서 축방향 타 측으로 연장된 부분에 해당된다. 즉, 상기 로터축 안착부(138)는 앞서 설명한 제 2 로터축 연장부에 포함된다고 할 수 있다.

상기 로터축 안착부(138)는 상기 로터축 본체(134)에서 반경방향 외측으로 연장되어 형성된다. 자세하게는, 상기 로터축 안착부(138)는 링 형상의 원판형태로 마련될 수 있다. 그에 따라, 상기 로터축 안착부(138)의 외경은 상기 로터축 본체(134)의 외경보다 크게 마련될 수 있다.

그에 따라, 상기 제 1 로터축(132)은 상기 로터축 안착부(138), 상기 로터축 본체(134) 및 상기 로터축 연결부(136)가 축방향 일 측으로 차례로 배열된 형상으로 이해될 수 있다. 또한, 상기 제 1 로터축(132)은 축방향 일 측으로 갈수록 외경이 단차지게 작아지는 형상으로 이해될 수 있다.

또한, 상기 로터축 안착부(138)는 상기 로터(120)를 축방향으로 고정시키는 부분으로 이해될 수 있다. 상기 로터(120)는 복수의 코어(core)가 적층된 구조로 마련되고, 상기 복수의 코어가 회전 중 분리되는 것을 방지하도록 고정시키는 구성을 필요로 한다. 자세하게는, 상기 로터(120)의 축방향 양 측을 고정시키는 구성을 필요로 한다.

이때, 상기 로터축 안착부(138)는 상기 로터(120)의 축방향 타 측을 고정시키도록 배치된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 로터축 안착부(138)의 외경은 상기 로터(120)의 외경보다는 작게 마련될 수 있다. 그에 따라, 상기 로터축 안착부(138)는 상기 로터(120)의 적어도 일부분을 지지할 수 있다.

또한, 도 3을 참조하면, 상기 로터(120)의 축방향 일측에는 엔드링(160)이 배치된다. 즉, 상기 로터(120)는 상기 로터축 안착부(138) 및 상기 엔드링(160)에 의해 축방향으로 고정될 수 있다.

상기 엔드링(160)은 상기 로터축 안착부(138)보다 상기 유성기어유닛(20)에 인접하게 배치된다. 다르게 말하면, 상기 엔드링(160)은 상기 제 1 중간커버(104)에 인접하게 배치되고, 상기 로터축 안착부(138)는 상기 제 2 중간커버(106)에 인접하게 배치된다.

또한, 상기 엔드링(160)은 링 형상의 원판형태로 마련되며, 외주면 및 내주면은 상기 로터(120)의 외주면 및 내주면과 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 로터축 안착부(138)의 외경은 상기 로터(120) 및 상기 엔드링(160)의 외경보다 작게 마련된다.

또한, 상기 로터축 안착부(138)는 상기 제 2 로터축(140)과 결합되는 부분으로 이해될 수 있다. 상기 로터축 안착부(138)와 상기 제 2 로터축(140)은 소정의 체결구조 또는 체결부재 등에 의해 결합될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 제 2 로터축(140)은 상기 제 1 로터축(132)의 축방향 타측에 배치된다. 다시 말하면, 상기 제 2 로터축(140)는 상기 로터(120)의 외측에 배치되는 부분이며, 상기 로터(120)에서 축방향 타 측으로 연장된 부분에 해당된다. 즉, 상기 제 2 로터축(140) 및 상기 로터축안착부(138)가 상기 제 2 로터축 연장부에 해당된다고 할 수 있다.

상기 제 2 로터축(140)은 로터축 안착부(142) 및 커버 연결부(144)로 구분될 수 있다. 상기 로터축 안착부(142) 및 상기 커버 연결부(144)는 설명의 편의상 구분된 것으로 서로 일체로 형성될 수 있다.

상기 로터축 안착부(142)는 상기 로터축 안착부(138)에 안착되는 구성으로 이해될 수 있다. 앞서 설명한 로터축 안착부와의 구분을 위해, 상기 로터축 안착부(138)는 제 1 로터축 안착부라 하고, 상기 로터축 안착부(142)는 제 2 로터축 안착부라 한다.

상기 제 2 로터축 안착부(142)는 반경방향으로 연장된 링 형상의 원판형태로 마련될 수 있다. 이때, 상기 제 2 로터축 안착부(142)의 외주면은 상기 제 1 로터축 안착부(138)의 외주면과 동일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 2 로터축 안착부(142)와 상기 제 1 로터축 안착부(138)는 동일한 외경으로 형성될 수 있다.

또한, 상기 제 2 로터축 안착부(142)의 내주면은 상기 제 1로터축 안착부(138)의 내주면보다 작게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제 2 로터축 안착부(142)의 내경은 상기 제 1 로터축 안착부(138)의 내경보다 작게 형성될 수 있다.

이때, 상기 제 2 로터축 안착부(142)와 상기 제 1 로터축 안착부(138)는 소정의 체결부재를 통해 서로 결합될 수 있다. 또한, 상기 제 1 로터축 안착부(138) 또는 상기 제 2 로터축 안착부(142)에 결합돌기 등이 형성되어 압입되는 형식으로 결합될 수 있다.

예를 들어, 도 3을 참고하면, 상기 제 2 로터축 안착부(142)에는, 상기 제 1 로터축 안착부(138)로 삽입되는 안착돌기(146)가 형성된다. 상기 안착돌기(146)는 상기 제 1 로터축 안착부(138)를 향하여 돌출되어 형성되고, 상기 제 1 로터축 안착부(138)의 내주면에 삽입된다. 그에 따라, 상기 제 1 로터축 안착부(138)와 상기 제 2 로터축 안착부(142)가 결합될 수 있다.

상기 커버 연결부(144)는 상기 제 2 로터축 안착부(142)에서 상기 제 2 중간커버(106)를 향해 축방향 타측으로 연장된다. 또한, 상기 커버 연결부(144)는 축방향 양측이 관통되어 개구되고 내측에 중공을 갖는 원통형상으로 마련될 수 있다. 또한, 상기 커버 연결부(144)의 외견은 상기 제 2 로터축 안착부(142)의 외경보다 작게 마련될 수 있다.

상기 커버 연결부(144)의 반경방향 외측에는 상기 로터축(130)을 회전가능하게 지지하는 로터축 베어링(403)이 배치된다. 앞서 설명한 로터축 베어링(303)과의 구분을 위해, 상기 로터축 베어링(303)을 제 1 로터축 베어링이라 하고, 상기 로터축 베어링(403)을 제 2 로터축 베어링이라 한다.

상기 제 2 로터축 베어링(403)은 상기 제 2 중간커버(106)에 안착되는 구성에 해당된다. 이때, 상기 제 2 로터축 베어링(403)은 상기 제 1 로터축 베어링(303)보다 작게 마련될 수 있다. 다시 말하면, 상기 제 2 로터축 베어링(403)은 상기 제 1 로터축 베어링(303)에 비하여 작은 외력을 지지하도록 마련될 수 있다.

이는 상기 제 1 로터축 베어링(303)에 의해 지지되는 부분이 실제로 동력이 전달되는 부분에 해당되기 때문이다. 즉, 상기 제 2 로터축 베어링(403)에 의해 지지되는 부분은 동력이 전달되지 않으며, 단순 지지되는 부분에 해당된다.

그에 따라, 상기 로터축(130)은 상기 제 1 로터축 베어링(303) 및 상기 제 2 로터축 베어링(403)에 의해 회전가능하게 지지될 수 있다. 자세하게는, 상기 제 1 로터축 베어링(303) 및 상기 제 2 로터축 베어링(403)은 상기 로터(120)의 축방향 양 측에 배치된다. 결과적으로, 상기 로터축(130)은 축방향 양 측이 모두 지지되어 안정적으로 회전될 수 있다.

또한, 상기 커버 연결부(144)의 외주면은 상기 제 2 로터축 베어링(403) 등 과 결합되기 위해 단차지게 형성될 수 있다. 특히, 상기 커버 연결부(144)의 외주면은 상기 제 2 로터축 안착부(142)에서 멀어질 수록 외경이 작아지도록 단차질 수 있다.

[유성기어유닛]

상기 유성기어유닛(20)은 상기 구동모터(10)로부터 동력을 전달받는 구성에 해당된다. 도 3 에 도시된 바와 같이, 상기 유성기어유닛(20)에는, 상기 선기어(210), 상기 유성기어(200), 상기 링기어(220) 및 상기 캐리어(230)가 포함된다.

또한, 상기 유성기어유닛(20)은 상기 제 1 중간커버(104) 및 상기 모터 케이스(102)의 사이에 배치된다. 다시 말하면, 상기 유성기어유닛(20)은 상기 제 1 중간커버(104)에 의해 형성된 설치공간에 배치된다. 도 3을 참고하면, 상기 유성기어유닛(20)은 상기 케이스 연장부(103)에 의해 상기 구동모터(10)와 구분되어 배치된다.

상기 링기어(220)는 상기 모터 케이스(102)의 축방향 일 측에 결합되어 고정될 수 있다. 자세하게는, 상기 링기어(220)는 상기 케이스 연장부(103)에 결합된다. 또한, 상기 링기어(220)는 상기 제 1 로터축 베어링(303)보다 반경방향 외측에 결합될 수 있다.

상기 유성기어(200), 상기 선기어(210) 및 상기 캐리어(230)는 상기 링기어(220)의 반경방향 내측에 위치된다. 즉, 상기 링기어(220)는 상기 유성기어유닛(20)의 반경방향 최외측에 위치되는 구성으로 이해될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 선기어(210)는 상기 로터축(130)의 외측에 배치된다. 따라서, 상기 선기어(210)는 상기 로터축(130)의 동력을 전달받는 구성으로 이해될 수 있다. 그에 따라, 상기 로터축(130)의 회전에 의해 상기 선기어(210)가 함께 회전될 수 있다.

특히, 상기 선기어(210)는 상기 제 1 로터축 연장부(136, 로터축 연결부)의 반경방향 외측에 결합된다. 도 3을 참고하면, 상기 선기어(210)는 상기 제 1 로터축 연장부(136)의 축방향 일 단부에 결합된다. 다시 말하면, 상기 제 1 로터축 연장부(136)은 상기 선기어(210)까지 축방향 일 측으로 연장되어 형성된다.

그리고, 상기 유성기어(200)는 상기 선기어(210)와 상기 링기어(220)의 사이에 배치된다. 자세하게는, 상기 선기어(210)는 반경방향 외측에 기어이가 형성되고, 상기 링기어(220)는 반경방향 내측에 기어이가 형성된다. 그에 따라, 상기 유성기어(200)는 상기 선기어(210) 및 상기 링기어(220)와 맞물려 회전될 수 있다.

도 3은 상기 구동장치(1)의 일 단면을 도시한 것으로 하나의 유성기어(200)만 도시되었으나, 상기 유성기어(200)는 복수 개로 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 유성기어(200)는 등간격으로 배열된 3개의 기어로 구비될 수 있다.

상기 캐리어(230)는 상기 유성기어(200)와 결합되어 함께 회전되는 구성에 해당된다. 즉, 상기 선기어(210), 상기 유성기어(200) 및 상기 캐리어(230)로 동력이 전달되는 것으로 이해될 수 있다. 상기 링기어(220)은 동력이 전달되는 구성에는 해당되지 않으며, 상기 유성기어(200)를 회전가능하게 지지하기 위한 구성으로 이해된다.

도 3을 참고하면, 상기 캐리어(230)는 상기 선기어(210), 상기 유성기어(200) 및 상기 링기어(220)보다 축방향 일 측으로 연장되어 형성된다. 이때, 상기 선기어(210), 상기 유성기어(200) 및 상기 링기어(220)보다 축방향으로 연장된 상기 캐리어(230)의 일 부분을 캐리어 연장부(232)라 한다.

즉, 상기 캐리어 연장부(232)는 상기 유성기어유닛(20)의 축방향 일 측으로 최외측에 배치되는 구성으로 이해될 수 있다. 또한, 상기 캐리어 연장부(232)는 상기 제 1 로터축 연장부(136)의 축방향 일 측에 위치된다. 도 3을 참조하면, 상기 제 1 로터축 연장부(136) 및 상기 캐리어 연장부(232)가 축방향으로 나란하게 배치된 것을 알 수 있다.

이때, 상기 제 1 로터축 연장부(136) 및 상기 캐리어 연장부(232)가 서로 접한 상태로 도시되었다. 그러나, 상기 제 1 로터축 연장부(136) 및 상기 캐리어 연장부(232)은 서로 다른 동력이 전달되는 구성들로, 동력이 전달되지 않도록 이격되어 배치된다.

상기 캐리어 연장부(232)의 반경방향 외측에는 상기 캐리어(230)를 회전가능하게 지지하는 캐리어 베어링(203)이 배치된다. 상기 캐리어 베어링(203)은 상기 캐리어(230)가 회전중심축에서 벗어나는 것을 방지하는 구성으로 이해될 수 있다.

상기 캐리어 베어링(203)은 상기 제 1 중간커버(104)에 안착되는 구성에 해당된다. 특히, 상기 캐리어 베어링(203)은 상기 제 1 케이스 커버(108)에 인접하게 배치된다. 도 3을 참고하면, 상기 유성기어유닛(20)은 상기 제 1 로터축 베어링(303)과 상기 캐리어 베어링(203)의 사이에 배치되는 것으로 이해될 수 있다.

그리고, 상기 캐리어(230)는 상기 차동기어유닛(30)과 결합되어 서로 연동될 수 있다. 자세하게는, 상기 캐리어(230)는 후술할 동력 입력축(310)의 고정단과 결합되어, 상기 동력 입력축(310)을 회전가능하게 지지하며 동력을 전달한다.

[차동기어유닛]

상기 차동기어유닛(30)은 상기 유성기어유닛(20)으로부터 동력을 전달받는 구성에 해당된다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 차동기어유닛(30)에는, 상기 동력 입력축(310), 상기 차동기어 케이스(320), 상기 차동기어(300) 및 상기 차동축(330)이 포함된다.

도 5에 도시된 바와 같이, 상기 차동기어 케이스(320)는 축방향으로 연장된 원통형으로 형성된다. 그에 따라, 도 3에서 도시된 상기 차동기어 케이스(320)의 단면은 사각형으로 도시될 수 있다.

그리고, 도 3을 참고하면, 상기 차동기어 케이스(320)의 내측에 상기 차동기어(300)가 배치된다. 특히, 상기 차동기어(300)는 상기 차동기어 케이스(320)에서 전달받을 수 있도록 서로 연동된 상태로 배치된다.

이때, 상기 연동된 상태는 서로 동력을 전달받을 수 있도록 접하거나 맞물린 상태를 의미한다. 즉, 상기 연동된 상태는 서로 고정되거나 서로 지지되는 상태를 의미하지는 않는다. 따라서, 어느 하나가 고정된 경우 다른 하나가 고정된 상태에 해당되지는 않는다.

상기 차동축(330)은 상기 차동기어(300)와 결합되어 연장되는 축에 해당된다. 특히, 상기 차동축(330)은 상기 차동기어(300)에 결합되어 상기 차동기어 케이스(320)의 내측에서 외측으로 연장되는 축에 해당된다. 이때, 상기 차동축(330)은 상기 차동기어 케이스(320)를 관통하여 연장되며, 상기 차동기어 케이스(320)와 서로 다르게 회전된다.

자세하게는, 상기 차동기어 케이스(320)의 축방향 양 측에는 상기 차동축(330)이 관통되는 개구가 형성된다. 상기 차동기어 케이스(320)와 상기 차동축(330)간의 간섭을 방지하도록, 상기 개구는 상기 차동축(330)의 외주면보다 크게 형성될 수 있다.

또한, 상기 차동축(330)은 한 쌍으로 구비되고, 제 1 차동축(332) 및 제 2 차동축(334)으로 구분될 수 있다. 상기 제 1 차동축(332)은 상기 차동기어(300)의 일 측에 결합되어 축방향 일 측으로 연장된다. 또한, 상기 제 2 차동축(334)은 축방향 타 측에 결합되어 축방향 타 측으로 연장된다. 즉, 상기 제 1 차동축(332)과 상기 제 2 차동축(334)은 상기 차동기어(300)를 기준으로 서로 반대되는 방향으로 연장된다.

또한, 상기 제 1 차동축(332)은 상기 차동기어(300)에서 상기 제 1 케이스 커버(108)까지 연장된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 차동축(332)은 상기 모터 케이스(101)에서 상기 제 1 중간커버(104)를 통과하여 상기 제 1 케이스 커버(108)까지 연장된다.

또한, 상기 제 2 차동축(334)은 상기 차동기어(300)에서 상기 제 2 케이스 커버(107)까지 연장된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 2 차동축(334)은 상기 모터 케이스(101)에서 상기 제 2 중간커버(106)를 통과하여 상기 제 2 케이스 커버(107)까지 연장된다.

상기 제 1 케이스 커버(108)에는, 상기 제 1 차동축(332)을 회전가능하게 지지하는 제 1 차동축 베어링(333)이 설치된다. 상기 제 2 케이스 커버(107)에는, 상기 제 2 차동축(334)을 회전가능하게 지지하는 제 2 차동축 베어링(335)이 설치된다.

그에 따라, 상기 차동기어(300)는 상기 제 1 차동축(332) 및 상기 제 2 차동축(334)에 의해 축방향 양 측이 지지된다. 다시 말하면, 상기 차동기어(300)는 축방향으로 대칭적으로 지지되며, 비교적 안정적으로 지지되는 것으로 이해될 수 있다.

이때, 상기 한 쌍의 차동축(330) 중 어느 하나는 중공축(hollow shaft)로 형성되고, 다른 하나는 중실축(solid shaft)으로 형성될 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제 1 차동축(332)은 중실축으로 형성되고, 상기 제 2 차동축(334)은 중공축으로 형성될 수 있다.

그에 따라, 상기 제 1 차동축(332)이 상기 제 2 차동축(334)보다 안정적으로 설치될 수 있다. 이는 상기 제 1 차동축(332)이 위치되는 상기 차동기어 케이스(320)의 축방향 일 측에 보다 안정적인 구조를 가질 필요성이 있기 때문이다. 자세하게는, 상기 차동기어 케이스(300)는 상기 축방향 일 측이 지지되는 비대칭 구조를 갖기 때문이다. 이에 관하여는 자세하게 후술한다.

상기 동력 입력축(310)은 상기 차동기어 케이스(320)와 결합되어 연장되는 축에 해당된다. 특히, 상기 동력 입력축(310)은 상기 유성기어유닛(20)의 동력을 상기 차동기어 케이스(320)로 전달하는 구성에 해당된다. 즉, 상기 동력 입력축(310)은 상기 유성기어유닛(20)과 상기 차동기어 케이스(320)를 연결하는 구성으로 이해된다.

이때, 상기 동력 입력축(310)의 양 단을 제 1 단(312) 및 제 2 단(314)이라 한다. 상기 제 1 단(312)은 상기 차동기어 케이스(320)에 결합되고, 상기 제 2 단(314)은 상기 유성기어유닛(20)에 결합된다. 따라서, 상기 제 2 단(314)은 상기 제 1 단(312)보다 축방향 일 측에 위치된 것으로 이해될 수 있다.

상기 제 1 단(312)은 상기 차동기어 케이스(320)의 외측에 결합될 수 있다. 자세하게는, 상기 제 1 단(312)은 상기 차동기어 케이스(320)의 축방향 일 단부에 결합된다.

또한, 상기 제 2 단(314)은 상기 캐리어(230)에 결합될 수 있다. 자게하게는, 상기 제 2 단(314)은 상기 캐리어 연장부(232)의 반경방향 내측에 결합된다. 그에 따라, 상기 제 2 단(314)은 상기 캐리어 연장부(232)의 내경과 대응되는 외경으로 마련될 수 있다.

이때, 상기 제 1 단(312)은 상기 제 2 단(314)보다 더 큰 단면적을 갖도록 마련된다. 자세하게는, 상기 제 1 단(312)은 상기 제 2 단(314)보다 반경방향 외측으로 연장되어, 상기 제 1 단(312)의 외경이 상기 제 2 단(314)의 외경보다 크게 형성된다.

또한, 상기 동력 입력축(330)은 중공축으로 구비되고, 그 내부공간은 축방향으로 동일한 면적을 가질 수 있다. 즉, 상기 제 1 단(312)의 내경과 상기 제 2 단(314)의 내경은 동일하게 형성될 수 있다.

[감속기어유닛]

상기 감속기어유닛(40)은 상기 차동기어유닛(30)으로부터 동력을 전달받는 구성에 해당된다. 또한, 상기 감속기어유닛(40)은 차축으로 동력을 전달하는 구성에 해당된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 감속기어유닛(40)에는, 상기 차동축(332, 334)과 결합되는 감속기어(402, 404)가 포함된다. 자세하게는, 상기 감속기어유닛(40)에는, 상기 제 1 차동축(332)과 결합되는 제 1 감속기어(402) 및 상기 제 2 차동축(334)과 결합되는 제 2 감속기어(404)가 포함된다.

상기 제 1 감속기어(402) 및 상기 제 2 감속기어(404)는 상기 제 1 차동축(332) 및 상기 제 2 차동축(334)의 외주면에 각각 결합된다. 상기 제 1 감속기어(402) 및 상기 제 2 감속기어(404)는 서로 동일한 형태로 마련될 수 있다.

상기 제 1 감속기어(402)는 상기 제 1 케이스 커버(108)의 내측에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 2 감속기어(404)는 상기 제 2 케이스 커버(107) 및 상기 제 2 중간커버(106)의 내측에 배치될 수 있다. 이와 같은 배치는 상기 제 1 감속기어(402)가 배치되는 측이 보다 복잡한 구조를 갖기 때문이다. 이에 대해서는 자세하게 후술한다.

또한, 상기 감속기어유닛(40)에는, 상기 제 1 감속기어(402) 및 상기 제 2 감속기어(404)에 연동되는 연결감속기어(406, 408)가 포함된다. 상기 연결감속기어(406, 408)는 상기 감속기어(402, 404)의 동력을 전달받아 차축으로 전달하는 구성으로 이해된다.

상기 연결감속기어에는, 상기 제 1 감속기어(402)에 연동되는 제 1 연결감속기어(406) 및 상기 제 2 감속기어(404)에 연동되는 제 2 연결감속기어(408)가 포함된다. 상기 제 1 연결감속기어(406) 및 상기 제 2 연결감속기어(408)는 서로 동일한 형태로 마련될 수 있다.

이때, 상기 연결감속기어(406, 408)의 기어 이의 수는 상기 감속기어(402, 404)의 기어 이의 수보다 많을 수 있다. 따라서, 동력이 상기 감속기어(402, 404)로부터 상기 연결감속기어(406, 408)로 전달되는 과정에서 감속될 수 있다.

상기 연결감속기어(406, 408)는 상기 감속기어(402, 404)의 반경방향 외측에 배치된다. 도 3을 참고하면, 상기 연결감속기어(406, 408)는 상기 감속기어(402, 404)의 하측에 배치될 수 있다. 또한, 각 연결감속기어(406, 408)에는 상기 케이스 커버 관통공(107a, 108a)과 연통되는 개구가 형성된다.

또한, 상기 하우징(100)의 내부에는, 각종 볼 베어링, 고정구조 및 오일유로 등이 더 구비될 수 있다. 이와 같은 구조는 일반적으로 사용되는 것으로 그 설명을 생략한다.

이하, 상기 차동기어유닛(30), 상기 차동축(130) 및 상기 유성기어유닛(40)의 결합관계 및 배치에 대하여 자세하게 설명한다.

도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치의 일부 단면을 도시한 도면이다. 도 6에서는 도 3에 도시된 구동장치의 단면 중 상기 로터축(130), 상기 차동기어유닛(30), 상기 유성기어유닛(20) 및 각종 베어링을 도시한 도면이다.

도 6에 도시된 바와 같이, 상기 로터축(130)은 상기 제 1 로터축 베어링(303) 및 상기 제 2 로터축 베어링(403)에 의해 지지된다. 즉, 상기 로터축(130)은 축방향 양측이 지지된다. 또한, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 유성기어(300)은 상기 제 1 차동축(332) 및 상기 제 2 차동축(334)에 의해 축방향 양 측이 지지된다.

상기 차동기어 케이스(330)는 상기 구동모터(10)의 내측에 배치된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 차동기어 케이스(330)와 상기 구동모터(10)는 동력전달면에서 직접적으로 연결되는 구성에 해당되지 않는다. 즉, 상기 차동기어 케이스(330)는 상기 구동모터(10)의 내측에 이격되어 배치된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 차동기어 케이스(330)는 상기 로터축(130)의 반경방향 내측에 이격되어 배치된다. 더하여 도 3을 참고하면, 상기 차동기어 케이스(330)의 반경방향 외측으로 상기 로터축(130), 상기 로터(120), 상기 스테이터(110) 및 상기 모터케이스(101)가 차례로 배열된다.

이때, 상기 동력 입력축(310)은, 상기 로터축(130) 또는 상기 로터(120)와 상기 차동기어 케이스(330)가 이격되도록, 상기 차동기어 케이스(330)를 지지하는 구성에 해당된다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 차동기어(300)는 상기 차동기어 케이스(330)와 연동되는 구성으로 해당된다.

즉, 상기 차동기어 케이스(330)는 상기 동력 입력축(310)에 의해서만 지지된다. 또한, 상기 동력 입력축(310)은 상기 차동기어 케이스(330)의 축방향 일 측에 배치된다. 따라서, 상기 차동기어 케이스(330)는 축방향 일 측에서만 지지되는 비대칭 지지구조로 배치된다.

그에 따라, 상기 동력 입력축(310)은 진동개념으로 외팔보(cantilever)에 해당된다. 자세하게는, 상기 차동기어 케이스(330)와 결합되는 상기 제 1 단(312)은 자유단에 해당되며, 상기 유성기어유닛(20)과 결합되는 상기 제 2 단(314)은 고정단에 해당된다.

이하, 설명의 편의상 상기 제 1 단(312)을 자유단으로, 상기 제 2 단(314)을 고정단으로 명칭한다. 정리하면, 상기 동력 입력축(310)은 상기 차동기어 케이스(320)와 결합되는 자유단(312) 및 상기 유성기어유닛(20)과 결합되어 고정된 고정단(314)이 포함된 외팔보의 형태로 마련된다.

또한, 상기 동력 입력축(310)은 상기 자유단(312)에서 상기 고정단(314)까지 축방향으로 연장되어 형성된다. 그리고, 상기 자유단(312)은 상기 차동기어케이스(320)의 축방향 일 측에 결합되고, 상기 고정단(314)은 상기 캐리어(230)의 반경방향 내측에 결합된다.

특히, 상기 고정단(314)은 상기 캐리어 연장부(232)과 밀착되고, 상기 캐리어 베어링(203)에 의해 고정된다. 즉, 상기 동력 입력축(310)은 상기 캐리어 베어링(203)에 의해 회전가능하게 지지되는 것으로 이해될 수 있다.

또한, 상기 동력 입력축(310)은 상기 로터축(130)의 내측을 따라 연장된다. 자세하게는, 상기 동력 입력축(310)은 상기 차동기어 케이스(320)로부터 상기 로터축(130)의 반경방향 내측을 따라 축방향 일 측으로 연장된다.

이때, 상기 한 쌍의 차동축(332, 334) 중 어느 하나는 상기 동력 전달축(310)의 내측을 따라 연장된다. 이는 상기 한 쌍의 차동축(332, 334)은 상기 차동기어 케이스(320)의 축방향 양 측으로 연장되나, 상기 동력전달축(310)은 상기 차동기어 케이스(320)의 축방향 일 측으로 연장되기 때문이다.

더하여, 상기 한 쌍의 차동축(332, 334)은 상기 차동기어 케이스(320)를 관통하여 연장되어, 상기 차동기어 케이스(320)와 서로 다르게 회전된다. 한편, 상기 동력 전달축(310)은 상기 차동기어 케이스(320)의 외측에 결합되어 상기 차동기어 케이스(320)와 함께 회전된다.

특히, 상기 차동기어(300)의 일 측으로부터 축방향 일 측으로 연장되는 상기 제 1 차동축(332)이 상기 동력 전달축(310)의 내측을 따라 연장된다. 이때, 상기 제 1 차동축(332) 및 상기 제 2 차동축(334)은 모두 상기 로터축(130)의 반경방향 내측을 따라 축방향으로 연장된다.

그에 따라, 상기 제 1 차동축(332)의 반경방향 외측에는 상기 동력 입력축(310) 및 상기 로터축(130)이 배치된다. 한편, 상기 제 2 차동축(334)의 반경방향 외측에는 상기 로터축(130)이 배치된다. 즉, 상기 로터축(130)과 상기 제 1 차동축(332) 사이에는 상기 동력 입력축(310)이 배치되고, 상기 로터축(130)과 상기 제 2 차동축(334) 사이에는 빈(empty) 공간이 형성되는 것으로 이해될 수 있다.

이때, 상기 빈(empty) 공간은 상기 로터축(130)과 상기 제 2 차동축(334)의 사이에 아무런 구성이 존재하지 않음을 의미한다. 또한, 실제로 각 축들 사이에는 서로 간의 간섭을 방지하기 위한 갭(gap)이 존재한다. 따라서, 본 발명에서 상기 빈 공간과 상기 갭은 서로 구별되어야 한다.

상기 동력 입력축(310)은 상기 로터축(130)보다 축방향 일 측으로 더 연장되어 상기 캐리어 연장부(232)와 결합된다. 즉, 상기 캐리어 연장부(232)는 상기 로터축(130)보다 축방향 일 측에 배치된다.

또한, 상기 제 1 차동축(332)은 상기 로터축(130) 및 상기 동력 입력축(310)보다 축방향 일 측으로 더 연장되어 상기 제 1 감속기어(402)와 결합된다. 즉, 상기 제 1 감속기어(402)는 상기 로터축(130) 및 상기 동력 입력축(310)보다 축방향 일 측에 배치된다.

또한, 상기 제 1 감속기어(402)는 상기 캐리어 연장부(232)의 축방향 일 측에 배치되는 것으로 이해될 수 있다. 그에 따라, 상기 제 1 감속기어(402)와 상기 로터축(130)의 사이에는 상기 캐리어 연장부(232)가 배치된다. 다시 말하면, 상기 캐리어 베어링(203)은 상기 제 1 감속기어(402)와 상기 로터축(130)의 사이에 배치된다.

또한, 상기 제 2 차동축(334)은 상기 로터축(130)보다 축방향 타 측으로 더 연장되어 상기 제 2 감속기어(404)와 결합된다. 즉, 상기 제 2 감속기어(404)는 상기 로터축(130)보다 축방향 타 측에 배치된다.

이때, 상기 제 1 감속기어(402)와 상기 로터축(130)의 축방향 이격거리는, 상기 제 2 감속기어(404)와 상기 로터축(130)의 축방향 이격거리보다 크다. 다시 말하면, 상기 제 2 감속기어(404)와 상기 로터축(130)의 사이에는 아무런 구성이 존재하지 않는 빈(empty) 공간에 해당된다. 다만, 상기 제 2 감속기어(404)와 상기 로터축(130)의 사이에는 갭이 존재할 수 있다.

또한, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 로터축(130)에는 상기 로터(120)에서 축방향 일 측으로 연장된 제 1 로터축 연장부(136) 및 상기 로터(120)에서 축방향 타 측으로 연장된 제 2 로터축 연장부(138, 142, 144)가 포함된다.

상기 제 1 로터축 연장부(136)의 반경방향 내측에는 상기 동력 입력축(310) 및 상기 제 1 차동축(332)이 배치된다. 또한, 상기 제 2 로터축 연장부(138, 142, 144)의 반경방향 내측에는 상기 제 2 차동축(334)이 배치된다.

이때, 상기 제 1 로터축 연장부(136)의 내경은 상기 제 2 로터축 연장부(138, 142, 144)의 내경보다 크게 형성된다. 이는 상기 제 1 로터축 연장부(136)의 내측에 더 많은 구성이 배치됨으로 당연하다.

도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치의 차동기어유닛의 단면을 도시한 도면이다. 도 7에 도시된 차동기어유닛(30)에는, 지지구조를 명확히 하기 위하여 상기 차동축(332, 334)을 생략하여 도시하였다.

도 7에 도시된 바와 같이, 상기 차동기어 케이스(320)는 상기 동력 입력축(310)에 의해 지지된다. 정확하게는, 상기 차동기어 케이스(320)는 상기 동력 입력축(310)에 의해서만 지지된다. 그에 따라, 상기 차동기어 케이스(320)는 일종의 하중에 해당될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 동력 입력축(310)에는 상기 자유단(312)과 상기 고정단(314)이 포함된다. 이때, 상기 자유단(312)과 상기 고정단(314)은 상기 동력 입력축(310)의 양 단에 해당되며 축방향으로 대향된다.

그리고, 상기 자유단(312)은 상기 차동기어 케이스(320)와 결합된다. 즉, 상기 자유단(312)은 소정의 위치에 고정되지 않은 상태에 해당된다. 그리고, 상기 자유단(312)에는 상기 차동기어 케이스(320)에 해당되는 하중이 가해진다.

그리고, 상기 고정단(314)은 상기 캐리어(230) 및 상기 캐리어 베어링(203)과 결합된다. 즉, 상기 고정단(314)은 소정의 위치에 고정된 상태에 해당된다. 정리하면, 상기 동력 입력축(310)은 한 쪽 단(고정단, 314)만 고정되어 있는 보(beam)에 해당된다.

이때, 상기 구동모터(10)가 동작됨에 따라 상기 로터(120) 및 상기 로터축(130)이 회전된다. 그리고, 상기 로터축(130)을 통해 상기 유성기어유닛(20)으로 동력이 전달된다. 그리고, 상기 동력 입력축(310)을 통해 상기 유성기어유닛(20)에서 상기 차동기어 케이스(320)로 동력이 전달된다.

상기 동력 입력축(310)과 상기 차동기어 케이스(320)는 서로 결합되어 함께 회전될 수 있다. 이와 같은 동작에서 상기 동력 입력축(310) 및 상기 차동기어 케이스(320)는 진동될 수 있다. 다르게 말하면, 상기 동력 입력축(310) 및 상기 차동기어 케이스(320)은 반경방향으로 이동될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 동력 입력축(310)과 상기 차동기어 케이스(320)는 상기 로터축(130)의 반경방향 내측에 위치된다. 따라서, 상기 동력 입력축(310)과 상기 차동기어 케이스(320)이 반경방향으로 이동되는 경우, 상기 로터축(130)과의 간섭이 발생될 수 있다.

즉, 상기 동력 입력축(310)과 상기 차동기어 케이스(320)의 진동에 의해 문제가 발생될 수 있다. 예를 들어, 상기 차동기어 케이스(320)가 상기 로터축(130)에 접하며 파손이 발생될 수 있다. 또한, 상기 동력 입력축(310)이 필요로 하는 동력을 전달하지 못하여 상기 구동장치(10)의 효율이 저감될 수 있다.

이하, 이와 같은 진동을 저감시키기 위한 다른 일 실시 예에 따른 구동장치를 설명한다.

도 8은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치의 단면을 도시한 도면이고, 도 9는 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 전기자동차 구동장치의 차동기어유닛의 단면을 도시한 도면이다. 또한, 도 10은 도 8 및 도 9에 도시된 진동저감베어링의 다양한 예를 도시한 도면이다.

도 8 및 도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사상에 따른 구동장치(1)에는 진동저감베어링(350)이 더 포함된다. 상기 진동저감베어링(350)을 제외한 도 8 및 도 9에 도시된 구성은 앞서 설명한 구성에 해당되고, 동일한 도면부호를 사용하며 그 설명을 인용한다.

상기 진동저감베어링(350)은 상기 동력 입력축(310)과 상기 로터축(130)의 사이에 배치된다. 자세하게는, 상기 진동저감베어링(350)은 상기 동력 입력축(310)의 외주면에 끼워지는 링 형상으로 구비된다. 또한, 상기 진동저감베어링(350)은 상기 로터축(130)의 내주면에 안착되는 링 형상으로 구비된다.

도 10에는 상기 진동저감베어링(350)의 구체적인 예에 대하여 도시하였다. 설명의 편의상 도 10의 (a)에 도시된 진동저감베어링(350)을 제 1 실시베어링(350a)이라 한다. 또한, 도 10의 (b)에 도시된 진동저감베어링(350)을 제 2 실시베어링(350b)이라 한다.

도 10의 (a)를 참고하면, 상기 제 1 실시베어링(350a)은 제 1 내주면(354a) 및 제 1 외주면(352a)을 갖는 링형상으로 구비된다. 이때, 상기 제 1 내주면(354a)은 상기 동력 입력축(310)의 외주면에 접하는 면에 해당되고, 상기 제 1 외주면(352a)은 상기 로터축(130)의 내주면에 접하는 면에 해당된다.

이때, 상기 제 1 내주면(354a)은 소정의 마찰면으로 구비된다. 상기 마찰면은 마찰계수가 작은 물질로 코팅 등이 처리된 면으로 이해될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 내주면(354a)은 마찰계수가 작은 경지 탄소막이 코팅되어 형성될 수 있다.

또한, 상기 제 1 외주면(352a)이 상기 로터축(130)의 내주면에 밀착될 수 있다. 따라서, 상기 제 1 실시베어링(350a)은 상기 로터축(130)과 함께 회전될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 내주면(354a)을 통해 상기 동력 입력축(310)에 접함에 따라, 상기 동력 입력축(310)과 상기 제 1 실시베어링(350a)은 상대회전될 수 있다.

즉, 마찰면을 통해 상기 동력 입력축(310)과 상기 제 1 실시베어링(350a)이 상대회전됨에 따라 마찰을 줄이고 간섭을 방지할 수 있다. 그에 따라, 상기 제 1 실시베어링(350a)은 상기 동력 입력축(310)을 회전가능하게 지지할 수 있다.

정리하면, 상기 제 1 실시베어링(350a)은 마찰면을 갖는 부쉬(bush)로 구비될 수 있다. 즉, 상기 진동저감베어링(350)에는, 부쉬가 포함될 수 있다.

도 10의 (b)를 참고하면, 상기 제 2 실시베어링(350b)은 제 2 내주면(354b) 및 제 2 외주면(352b)을 갖는 링형상으로 구비된다. 이때, 상기 제 2 내주면(354b)은 상기 동력 입력축(310)의 외주면에 접하는 면에 해당되고, 상기 제 2 외주면(352b)은 상기 로터축(130)의 내주면에 접하는 면에 해당된다.

이때, 상기 제 2 내주면(354b)에는 소정의 롤러가 구비된다. 자세하게는, 길게 연장된 바늘 형상의 롤러가 상기 제 2 내주면(354b)을 따라 복수 개가 배치될 수 있다. 이와 같은 롤러는 접촉면과의 접촉면적을 줄여주며 회전되며 마찰을 저감시킬 수 있다.

또한, 상기 제 1 외주면(352b)이 상기 로터축(130)의 내주면에 밀착될 수 있다. 따라서, 상기 제 2 실시베어링(350b)은 상기 로터축(130)과 함께 회전될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 내주면(354b)을 통해 상기 동력 입력축(310)에 접함에 따라, 상기 동력 입력축(310)과 상기 제 2 실시베어링(350b)은 상대회전될 수 있다.

즉, 복수의 롤러를 통해 상기 동력 입력축(310)과 상기 제 2 실시베어링(350b)이 상대회전됨에 따라 마찰을 줄이고 간섭을 방지할 수 있다. 그에 따라, 상기 제 2 실시베어링(350b)은 상기 동력 입력축(310)을 회전가능하게 지지할 수 있다.

정리하면, 상기 제 2 실시베어링(350b)은 복수의 롤러가 구비된 롤러 베어링으로 구비될 수 있다. 특히, 상기 제 2 실시베어링(350b)은 좁고 긴 롤러를 갖는 니들 베어링(needle bearing)으로 마련될 수 있다. 즉, 상기 진동저감베어링(350)에는, 니들 베어링이 포함될 수 있다.

이와 같이, 상기 진동저감베어링(350)은 상기 동력 입력축(310)과 상기 로터축(130)의 사이에 배치되어 상기 동력 입력축(310)을 회전가능하게 지지한다. 특히, 상기 진동저감베어링(350)은 반경방향으로 상기 동력 입력축(310)과 상기 로터축(130)의 사이에 배치된다.

또한, 상기 진동저감베어링(350)은 축방향으로 상기 차동기어 케이스(310)와 상기 캐리어(230)의 사이에 배치된다. 이는 상기 진동저감베어링(350)이 상기 동력 입력축(310)과 상기 로터축(130)의 사이에 배치되기 위한 당연한 위치에 해당된다.

이때, 상기 진동저감베어링(350)은 상기 캐리어(230)보다 상기 차동기어 케이스(310)이 더 인접하게 배치될 수 있다. 다시 말하면, 상기 진동저감베어링(350)은 상기 고정단(314)보다 상기 자유단(312)에 인접하게 배치될 수 있다.

앞서 설명한 바와 같이, 상기 동력 입력축(310)은 외팔보의 형태에 해당된다. 따라서, 진동이 발생되는 경우 상기 자유단(312)에서의 변형이 더 크게 발생되는 것은 당연하다. 따라서, 상기 진동저감베어링(350)을 상기 자유단(312)에 보다 가깝게 배치하여 상기 동력 입력축(310)을 지지함에 따라, 변형을 보다 효과적으로 방지할 수 있다.

자세하게는, 도 9를 참조하면, 상기 동력 입력축(310)의 축방향 연장길이를 L이라 한다. 다시 말하면, 상기 자유단(312)에서 상기 고정단(314)까지의 축방향 길이가 L에 해당된다. 이때, 상기 진동저감베어링(350)은 상기 동력 입력축(310)의 축방향 중심(L/2지점)보다 상기 차동기어 케이스(310)에 인접하게 위치되는 것을 알 수 있다.

또한, 도 8을 참조하면, 상기 진동저감베어링(350)은 상기 로터(120)와 상기 로터축 베어링(303)의 사이에 배치된다. 다시 말하면, 상기 진동저감베어링(350)은 상기 로터(120)의 축방향 일 측에 배치되고, 상기 로터축 베어링(303)의 축방향 타 측에 배치된다.

이와 같은 진동저감베어링(350)의 배치를 통해 상기 동력 입력축(310) 및 상기 차동기어 케이스(310)의 진동을 보다 방지할 수 있다. 즉, 상기 차동기어 케이스(310)의 비대칭 지지구조를 보완할 수 있다. 또한, 외팔보로 마련된 상기 동력 입력축(310)의 변형을 보다 방지할 수 있다.

1 : 구동장치 10 : 구동모터
20 : 유성기어유닛 30 : 차동기어유닛
40 : 감속기어유닛 120 : 로터
130 : 로터축 310 : 동력 입력축
312 : 제 1 단(고정단) 314 : 제 2 단(자유단)
320 : 차동기어 케이스 330 : 차동축
350 : 진동저감베어링

Claims

구동모터;
상기 구동모터로부터 동력을 전달받는 유성기어유닛; 및
상기 유성기어유닛로부터 동력을 전달받는 차동기어유닛이 포함되고,
상기 차동기어유닛에는,
상기 구동모터의 내측에 이격되어 배치되는 차동기어 케이스; 및
상기 유성기어유닛과 상기 차동기어 케이스를 연결하는 동력 입력축이 포함되고,
상기 동력 입력축은, 상기 차동기어케이스와 결합되는 자유단 및 상기 유성기어유닛과 결합되어 고정되는 고정단이 포함된 외팔보(cantilever)의 형태로 마련되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동모터에는 로터 및 로터축이 포함되고,
상기 동력 입력축은 상기 로터축의 내측을 따라 연장되고,
상기 차동기어유닛에는,
상기 로터축과 상기 동력 입력축의 사이에 배치되는 진동저감베어링이 더 포함되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 2 항에 있어서,
상기 진동저감베어링은 상기 고정단보다 상기 자유단에 인접하게 배치되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 2 항에 있어서,
상기 진동저감베어링은 상기 동력 입력축의 외주면에 끼워지고 상기 로터축의 내주면에 안착되는 링 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 4 항에 있어서,
상기 진동저감베어링에는, 부쉬 및 니들베어링 중 어느 하나가 포함되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 2 항에 있어서,
상기 로터축을 회전가능하게 지지하는 로터축 베어링이 더 포함되고,
상기 진동저감베어링은 상기 로터와 상기 로터축 베어링의 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 1 항에 있어서,
상기 차동기어유닛에는,
상기 차동기어 케이스의 내측에 배치되는 차동기어; 및
상기 차동기어에 결합되어 상기 차동기어 케이스의 내측에서 외측으로 연장되는 한 쌍의 차동축이 더 포함되고,
상기 한 쌍의 차동축 중 어느 하나는 상기 동력 전달축의 내측을 따라 연장되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 7 항에 있어서,
상기 한 쌍의 차동축에는,
상기 차동기어의 일 측으로부터 상기 동력 전달축의 내측을 따라 연장되는 제 1 차동축; 및
상기 차동기어의 타 측으로부터 상기 제 1 차동축과 반대방향으로 연장되는 제 2 차동축이 포함되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 7 항에 있어서,
상기 한 쌍의 차동축 중 어느 하나는 중공축(hollow shaft)로 형성되고, 다른 하나는 중실축(solid shaft)으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 7 항에 있어서,
상기 한 쌍의 차동축은 상기 차동기어 케이스를 관통하여 연장되어, 상기 차동기어 케이스와 서로 다르게 회전되고,
상기 동력 전달축은 상기 차동기어 케이스의 외측에 결합되어 상기 차동기어 케이스와 함께 회전되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 1 항에 있어서,
상기 유성기어유닛에는,
상기 구동모터의 동력을 전달받는 선기어;
상기 동력 입력축의 고정단과 결합되는 캐리어; 및
상기 선기어와 맞물리고 상기 캐리어와 연결되는 유성기어가 포함되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 11 항에 있어서,
상기 동력 입력축은 상기 자유단에서 상기 고정단까지 축방향으로 연장되어 형성되고,
상기 자유단은 상기 차동기어케이스의 축방향 일 측에 결합되고,
상기 고정단은 상기 캐리어의 반경방향 내측에 결합되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 1 항에 있어서,
상기 구동모터에는, 로터 및 상기 로터의 축방향 양 측으로 연장되는 로터축이 포함되고,
상기 차동기어 케이스는 상기 로터의 반경방향 내측에 위치되고,
상기 동력 입력축은 상기 차동기어 케이스로부터 상기 로터축의 반경방향 내측을 따라 축방향 일 측으로 연장되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 13 항에 있어서,
상기 로터와 상기 로터축은 함께 회전되도록 서로 결합되고,
상기 로터와 상기 차동기어 케이스는 서로 이격되어 서로 다르게 회전되도록, 상기 동력 입력축은 상기 차동기어케이스를 지지하는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 1 항에 있어서,
상기 자유단은 상기 고정단보다 더 큰 단면적을 갖는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
로터;
상기 로터에서 축방향 양 측으로 연장되는 로터축;
상기 로터의 반경방향 내측에 배치되는 차동기어 케이스;
상기 로터축의 반경방향 내측을 따라, 상기 차동기어 케이스에서 축방향 일 측으로 연장되는 제 1 차동축;
상기 로터축의 반경방향 내측을 따라, 상기 차동기어 케이스에서 축방향 타 측으로 연장되는 제 2 차동축; 및
상기 차동기어 케이스가 상기 로터와 이격되도록, 상기 차동기어 케이스를 지지하는 동력 입력축이 포함되고,
상기 로터축과 상기 제 1 차동축 사이에는 상기 동력 입력축이 배치되고,
상기 로터축과 상기 제 2 차동축 사이에는 빈(empty) 공간이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 16 항에 있어서,
상기 차동기어 케이스의 내측에 위치되는 차동기어;
상기 로터축의 축방향 일 측에 배치되고, 상기 제 1 차동축과 결합되는 제 1 감속기어; 및
상기 로터축의 축방향 타 측에 배치되고, 상기 제 2 차동축과 결합되는 제 2 감속기어가 더 포함되고,
상기 제 1 차동축 및 상기 제 2 차동축은, 상기 차동기어와 결합되어 상기 차동기어 케이스를 관통하여 상기 제 1 감속기어 및 상기 제 2 감속기어를 항하여 각각 연장되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 17 항에 있어서,
상기 제 1 감속기어와 상기 로터축의 축방향 이격거리는, 상기 제 2 감속기어와 상기 로터축의 축방향 이격거리보다 큰 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 17 항에 있어서,
상기 동력 입력축을 회전가능하게 지지하는 캐리어 베어링이 더 포함되고,
상기 제 1 감속기어와 상기 로터축은 상기 캐리어 베어링이 사이에 배치되도록, 축방향으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.
제 16 항에 있어서,
상기 로터축에는,
상기 로터에서 축방향 일 측으로 연장되고, 상기 동력 입력축 및 상기 제 1 차동축의 반경방향 외측에 배치되는 제 1 로터축 연장부; 및
상기 로터에서 축방향 타 측으로 연장되고, 상기 제 2 차동축의 반경방향 외측에 배치되는 제 2 로터축 연장부가 포함되고,
상기 제 1 로터축 연장부의 내경은 상기 제 2 로터축 연장부의 내경보다 크게 형성되는 것을 특징으로 하는 전기자동차 구동장치.