KR20210072494A - 하이브리드 구동 모듈, 및 이에 구비되는 로터 조립방법 - Google Patents

하이브리드 구동 모듈, 및 이에 구비되는 로터 조립방법 Download PDF

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KR20210072494A
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Abstract

하이브리드 구동 모듈, 및 이에 구비되는 로터 조립방법이 개시된다. 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동 모듈은 엔진과 모터로부터 전달되는 회전동력을 변속기에 선택적으로 전달하기 위한 것으로, 상기 엔진과 상기 변속기의 사이에 배치되는 하우징; 축 방향을 기준으로 상기 엔진을 향하는 일단부가 상기 하우징으로부터 돌출된 상태로, 상기 하우징의 반경방향 내측에 회전 가능하게 장착되며, 상기 엔진의 회전동력이 입력되는 드라이브 샤프트; 상기 하우징의 내부에 구비되며, 반경방향 외측에는 상기 모터의 로터가 장착되고, 반경방향 내측에는 상기 드라이브 샤프트를 향하여 일체로 연장되며, 축 방향을 기준으로 상기 변속기를 향하는 상기 드라이브 샤프트의 타단부에 회전 가능하게 연결되는 허브 플레이트부가 형성되는 로터 허브; 반경방향을 기준으로 내주면이 상기 하우징에 회전 가능하게 지지되고, 외주면은 축 방향을 기준으로 상기 엔진 측에서 상기 로터 허브에 고정되는 로터 허브 릿지; 상기 허브 플레이트부를 사이에 두고, 축 방향으로 상기 엔진 측에 배치되며, 상기 드라이브 샤프트와 상기 로터 허브를 직접 연결하여 상기 엔진의 회전동력을 상기 로터 허브에 선택적으로 전달하는 엔진 클러치; 및 상기 허브 플레이트부를 사이에 두고, 축 방향으로 상기 변속기 측에 배치되어 상기 로터 허브에 연결되고, 차량의 초기 구동 시에는 상기 엔진, 또는 상기 모터, 또는, 상기 엔진과 상기 모터의 회전 동력을 증배, 또는 1:1로 상기 변속기에 전달하는 토크 컨버터; 를 포함한다.

Description

하이브리드 구동 모듈, 및 이에 구비되는 로터 조립방법{HYBRID DRIVE MODULE AND MANUFACTURING METHOD OF ROTOR PROVIDED IN THIS}
본 발명은 하이브리드 구동모듈 및 이에 구비되는 로터 조립방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 내연기관과 모터로부터 입력된 회전 동력을 변속기에 전달하도록 하는 하이브리드 구동모듈, 및 이에 구비되는 로터 조립방법에 관한 것이다.
차량에 있어서의 친환경 기술은 미래 자동차 산업의 핵심 기술로서, 자동차 메이커들은 환경 및 연비 규제를 달성하기 위한 친환경 자동차 개발에 총력을 기울이고 있다.
미래 자동차 기술은 전기 에너지를 이용하는 전기 자동차(EV : Electric Vehicle), 하이브리드 전기 자동차(HEV : Hybrid Electric Vehicle), 효율과 편의성을 향상시킨 더블 클러치 변속기(DCT : Double Clutch Transmission)를 예로 들 수 있다.
상기 하이브리드 전기자동차는 2개 이상의 동력원(Power Source)을 사용하는 자동차로서, 여러 가지 방식으로 조합될 수 있는데, 통상적으로 기존 화석 연료를 사용하는 가솔린엔진 또는 디젤엔진과, 전기 에너지에 의하여 구동되는 모터/제너레이터가 혼합(Hybrid)되어 구성된다.
이러한 하이브리드 전기 자동차(Hybrid Electric Vehicle)는 내연 엔진과 모터를 동시에 장착하므로 일반 차량에 비해 유해가스 배출량과 연비를 획기적으로 줄일 수 있다.
이와 같은 하이브리드 전기 자동차는 엔진과 모터의 회전동력을 변속기에 효과적으로 전달하여 효율을 높이고, 연비를 극대화시키도록 효과적인 동력전달과 사이즈 및 부품 축소 등을 가능하게 하는 엔진 클러치와 토크 컨버터가 구비된 구동모듈의 개발이 요구되어 왔다.
이에 따라, 하이브리드 전기 자동차(HEV)에서 엔진과 모터의 구동력을 효율적으로 조합, 및 전달하도록 엔진 클러치와 토크 컨버터의 기능을 포함하여 하이브리드 전기 자동차의 모터와 함께 모듈화 시킨 하이브리드 구동모듈의 연구개발이 지속적으로 이루어지고 있다.
이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 발명된 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 로터 허브를 통해 엔진 클러치와 토크 컨버터의 배치를 최적화하여 전체 외경 및 축 방향 전장을 축소할 수 있도록 하는 하이브리드 구동모듈, 및 이에 구비되는 로터 조립방법을 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 엔진과 모터의 회전 동력을 임펠러에 전달하는 로터 허브와 로터의 결합구조를 개선하여 하우징에 조립 시에 로터의 축 방향 이탈을 방지함으로써, 성능저하, 제품파손, 및 구동불량 발생을 방지할 수 있도록 하는 하이브리드 구동 모듈, 및 이에 구비되는 로터 조립방법을 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동모듈은 엔진과 모터로부터 전달되는 회전동력을 변속기에 선택적으로 전달하기 위한 것으로, 상기 엔진과 상기 변속기의 사이에 배치되는 하우징; 축 방향을 기준으로 상기 엔진을 향하는 일단부가 상기 하우징으로부터 돌출된 상태로, 상기 하우징의 반경방향 내측에 회전 가능하게 장착되며, 상기 엔진의 회전동력이 입력되는 드라이브 샤프트; 상기 하우징의 내부에 구비되며, 반경방향 외측에는 상기 모터의 로터가 장착되고, 반경방향 내측에는 상기 드라이브 샤프트를 향하여 일체로 연장되며, 축 방향을 기준으로 상기 변속기를 향하는 상기 드라이브 샤프트의 타단부에 회전 가능하게 연결되는 허브 플레이트부가 형성되는 로터 허브; 반경방향을 기준으로 내주면이 상기 하우징에 회전 가능하게 지지되고, 외주면은 축 방향을 기준으로 상기 엔진 측에서 상기 로터 허브에 고정되는 로터 허브 릿지; 상기 허브 플레이트부를 사이에 두고, 축 방향으로 상기 엔진 측에 배치되며, 상기 드라이브 샤프트와 상기 로터 허브를 직접 연결하여 상기 엔진의 회전동력을 상기 로터 허브에 선택적으로 전달하는 엔진 클러치; 및 상기 허브 플레이트부를 사이에 두고, 축 방향으로 상기 변속기 측에 배치되어 상기 로터 허브에 연결되고, 상기 엔진, 또는 상기 모터, 또는, 상기 엔진과 상기 모터의 회전 동력을 증배, 또는 1:1로 상기 변속기에 전달하는 토크 컨버터; 를 포함한다.
상기 로터 허브에는 축 방향을 기준으로 상기 엔진 측에 위치되는 일단에 상기 로터 허브 릿지가 장착되고, 상기 로터의 축 방향 일단을 지지하기 위한 로터 지지부가 반경방향 외측을 향하여 일체로 연장 형성될 수 있다.
상기 로터는 축 방향을 기준으로, 상기 엔진을 향하는 일단에 제1 리테이너가 개재되고, 상기 변속기를 향하는 타단에 스페이서와 제2 리테이너가 개재된 상태로, 상기 변속기 측에서 상기 엔진 측을 향하여 상기 로터 허브에 삽입될 수 있다.
상기 로터는 상기 엔진 측을 향하여 상기 로터의 타단에 개재된 상기 스페이서와 상기 제2 리테이너가 가압된 상태에서, 상기 로터 지지부의 반대방향에서 상기 로터 허브의 타단 외주면에 형성되는 코킹부를 통해 상기 로터 허브에 고정 장착될 수 있다.
상기 스페이서는 상기 코킹부의 형성을 위해 가압력이 가해질 경우, 축 방향을 기준으로 길이 가 가변되는 금속재질의 탄성체일 수 있다.
상기 로터는 상기 토크 컨버터를 상기 로터 허브에 장착한 후에, 상기 로터 허브의 반경방향 외측에 장착될 수 있다.
상기 엔진 클러치는 반경방향을 기준으로, 상기 로터 허브 릿지에 외주면과 내주면이 축 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 클러치 피스톤; 상기 드라이브 샤프트의 타단 외주면에 반경방향을 기준으로 내주단이 고정되는 드라이브 플레이트; 상기 드라이브 플레이트에 결합되며, 상기 클러치 피스톤에 의해 축 방향으로 이동하는 적어도 하나의 제1 마찰 플레이트; 축 방향을 기준으로, 상기 엔진 측에서 상기 허브 플레이트부에 고정되는 캐리어; 및 상기 캐리어에 결합되며, 상기 제1 마찰플레이트와 상기 캐리어 사이에 배치되어 축 방향으로 이동하는 적어도 하나의 제2 마찰 플레이트; 를 포함할 수 있다.
상기 로터 허브 릿지와 상기 클러치 피스톤의 사이에는, 상기 클러치 피스톤을 작동시키기 위한 클러치 작동챔버가 형성될 수 있다.
상기 토크 컨버터는 상기 변속기 측에서 상기 로터 허브에 고정되며, 상기 로터 허브와 함께 회전하는 임펠러 어셈블리; 상기 로터 허브와 상기 터빈을 직접 연결하도록 록업 피스톤을 구비한 록업 클러치; 및 상기 터빈과 상기 록업 클러치에 연결되어 회전동력을 전달받으며, 상기 변속기와 연결된 스플라인 허브에 연결되는 드리븐 플레이트; 를 포함할 수 있다.
상기 록업 클러치는 축 방향으로 상기 변속기 측에서, 반경방향을 기준으로 상기 로터 허브의 내측에 형성되는 제1 클러치 드럼부; 상기 제1 클러치 드럼에 결합되며, 상기 록업 피스톤에 의해 축 방향으로 이동하는 적어도 하나의 제3 마찰 플레이트; 상기 제1 클러치 드럼으로부터 회전 중심을 향하여 일정간격 이격된 위치에서 상기 드리븐 플레이트의 반경방향 외측에 형성되는 제2 클러치 드럼부; 및 상기 제2 클러치 드럼부에 결합되며, 상기 제3 마찰 플레이트와 상기 제2 클러치 드럼부 사이에 배치되어 축 방향으로 이동하는 적어도 하나의 제4 마찰 플레이트; 을 포함할 수 있다.
상기 허브 플레이트부와 상기 록업 피스톤의 사이에는 리프 스프링이 개재될 수 있다.
상기 허브 플레이트부와 상기 록업 피스톤의 사이에는 상기 록업 피스톤을 작동시키기 위한 록업 작동챔버가 형성될 수 있다.
상기 로터의 반경방향 외측에는 스테이터가 배치되고, 상기 스테이터는 상기 하우징의 내부에서 서포트 링을 통해 고정될 수 있다.
상기 드라이브 샤프트의 일단부는 상기 엔진과 댐퍼를 통해 연결될 수 있다.
상기 하우징과 상기 드라이브 샤프트의 사이에는 제1 베어링이 개재되고, 상기 하우징과 상기 로터 허브 릿지의 사이에는 제2 베어링이 개재되며, 상기 드라이브 샤프트의 타단 내주면과 상기 허브 플레이트부의 외주면 사이에는 제3 베어링이 개재될 수 있다.
축 방향을 기준으로, 상기 제1 베어링으로부터 상기 엔진 측을 향하여 일정간격 이격된 위치에는 상기 하우징과 상기 드라이브 샤프트 사이를 시일하기 위한 시일부재가 장착될 수 있다.
상기 제1 베어링은 상기 드라이브 샤프트의 외주면에 장착되는 스냅 링에 의해 축 방향으로 지지되도록 설치될 수 있다.
상기 제2 베어링은 반경방향 내측에서 상기 하우징의 외주면에 형성된 제1 단차홈에 축 방향을 기준으로 상기 엔진 측을 향하는 일단부가 지지되고, 반경방향 내측에서 상기 로터 허브 릿지의 내주면에서 형성된 제2 단차홈에 축 방향을 기준으로 상기 변속기 측을 향하는 타단이 지지될 수 있다.
상기 제3 베어링은 반경방향 내측에서 상기 드라이브 샤프트의 타단부 내주면에 형성된 제3 단차홈에 축 방향을 기준으로 상기 엔진 측을 향하는 일단부가 지지되고, 반경방향 내측에서 상기 허브 플레이트부의 외주면에 형성된 제4 단차홈에 축 방향을 기준으로 상기 변속기 측을 향하는 타단이 지지될 수 있다.
그리고 본 발명의 실시예에 따른 로터 조립방법은 축 방향을 기준으로 엔진 측을 향하는 일단에는 반경방향 외측을 향하여 연장되는 로터 지지부가 형성된 로터 허브의 타단에 토크 컨버터를 장착하는 단계; 축 방향을 기준으로, 변속기 측에서 상기 엔진 측을 향하여 상기 로터 허브에 적어도 하나의 리테이너, 및 로터를 삽입하는 단계; 축 방향을 기준으로, 상기 로터 허브의 타단에 상기 변속기 측으로부터 상기 엔진 측을 향하여 소정의 틈이 형성되도록 상기 로터 지지부의 반대측에서 상기 엔진 측을 향하여 상기 리테이너를 가압하는 단계; 및 축 방향을 기준으로, 상기 로터 지지부의 반대방향에서 상기 로터 허브의 타단 외주면을 펀칭하여 코킹부를 형성하는 단계; 를 포함한다.
상기 토크 컨버터를 장착하는 단계에서는 상기 임펠러 어셈블리, 터빈, 록업 클러치, 및 드리븐 플레이트의 조립이 완료된 상기 토크 컨버터에서 상기 임펠러 어셈블리의 임펠러 쉘을 상기 로터 허브의 타단에 용접할 수 있다.
상기 리테이너를 가압하는 단계에서는 가압 장치를 이용해 상기 리테이너를 가압할 수 있다.
상기 코킹부를 형성하는 단계에서는 펀칭 장치를 이용해 상기 코킹부를 형성하며, 상기 가압장치는 상기 코킹부의 형성이 완료될 때까지 상기 리테이너를 가압한 상태로 유지할 수 있다.
상기 로터의 양단부에는 상기 리테이너가 각각 구비되고, 상기 변속기 측에서 상기 로터와 상기 리테이너의 사이에는 스페이서가 개재되며, 상기 스페이서는 상기 코킹부의 형성을 위해 가압력이 가해질 경우, 압착되면서 축 방향을 기준으로 길이가 가변되는 금속재질의 탄성체일 수 있다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동모듈, 및 이에 구비되는 로터 조립방법에 의하면, 하우징의 내부에서 로터가 장착되는 로터 허브를 통해 엔진 클러치와 토크 컨버터를 장착하여 엔진과 모터의 회전동력을 선택적으로 원활하게 변속기에 전달하는 동시에, 엔진 클러치와 토크 컨버터의 배치를 최적화하여 전체 외경 및 축 방향 전장을 축소할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 엔진과 모터의 동력을 임펠러에 전달하는 로터 허브와 로터의 결합구조를 개선하여 하우징에 조립 시에 로터의 축 방향 이탈을 방지함으로써, 성능저하, 제품파손, 및 구동불량 발생을 방지하여 전체적인 상품성을 향상시키는 교화가 있다.
나아가, 본 발명은 로터 허브를 이용하여 하우징의 내부 공간을 효율적으로 구획함과 동시에, 엔진 클러치와 토크 컨버터의 최적으로 배치함으로써, 내부 유로 시스템의 레이아웃을 간소화할 수 있고, 협소한 엔진룸 내부에서 설치공간을 최소화할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동 모듈을 축 방향으로 잘라서 본 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분에 대한 확대도이다.
도 3은 도 1의 C 부분에 대한 확대도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로터 조립방법을 설명하기 위한 공정 블록도 이다.
도 5 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 로터 조립방법의 단계별 공정 상태도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 변경을 가할 수 있고 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다.
따라서 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라, 어느 하나의 실시예의 구성과 다른 실시예의 구성을 서로 치환하거나 부가하는 것은 물론 본 발명의 기술적 사상과 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.
도면에서 구성요소들은 이해의 편의 등을 고려하여 크기나 두께가 과장되게 크거나 작게 표현될 수 있으나, 이로 인해 본 발명의 보호범위가 제한적으로 해석되어서는 아니 될 것이다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 구현예나 실시예를 설명하기 위해 사용되는 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 그리고 단수의 표현은, 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
명세서에서 “포함하다”, “이루어진다” 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이다. 즉, 명세서에서 “포함하다”, “이루어진다” 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들이 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “연결되어” 있다거나 “접속되어” 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 “직접 연결되어” 있다거나 “직접 접속되어” 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소의 “상부에 있다”거나 “하부에 있다”고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소의 바로 위에 배치되어 있는 것뿐만 아니라 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다.
일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
편의상 이 명세서에서 방향은 다음과 같이 정의한다.
전후 방향 또는 축 방향은 회전축과 나란한 방향으로서, 전방(앞쪽)은 동력원인 어느 일 방향, 가령 엔진 쪽으로 향하는 방향을 의미하고, 후방(뒤쪽)은 다른 일 방향, 가령 변속기 쪽으로 향하는 방향을 의미한다. 따라서 전면(앞면)이란 그 표면이 전방을 바라보는 면을 의미하고, 후면(뒷면)이란 그 표면이 후방을 바라보는 면을 의미한다.
반경방향 또는 방사 방향이라 함은 상기 회전축과 수직한 평면 상에서 상기 회전축의 중심을 지나는 직선을 따라 상기 중심에 가까워지는 방향 또는 상기 중심으로부터 멀어지는 방향을 의미한다. 상기 중심으로부터 반경방향으로 멀어지는 방향을 원심방향이라 하고, 상기 중심에 가까워지는 방향을 구심방향이라 한다.
원주방향이라 함은 상기 회전축의 원주를 에워싸는 방향을 의미한다. 외주라 함은 외측 둘레, 내주라 함은 내측 둘레를 의미한다. 따라서 외주면은 상기 회전축을 등지는 방향의 면이고, 내주면은 상기 회전축을 바라보는 방향의 면을 의미한다.
원주방향 측면이라 함은 그 면의 법선이 대략적으로 원주방향을 향하는 면을 의미한다.
또한, 명세서에 기재된 “...유닛”, “...수단”, “...부”, “...부재” 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동 모듈을 축 방향으로 잘라서 본 단면도이고, 도 2는 도 1의 A 부분에 대한 확대도이며, 도 3은 도 1의 B 부부에 대한 확대도이다.
도 1은 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 반단면도로, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동 모듈(100)을 도시하고 있다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동모듈(100)은 엔진(2)과 모터(6)로부터 전달되는 회전동력을 변속기(4)에 선택적으로 전달하기 위한 것으로, 상기 엔진(2)과 상기 변속기(4)의 사이에 배치된다.
상기 모터(6)는 일반 전기 자동차에 적용되는 것과 같이, 로터(R)와 스테이터(S)로 구성되며, 모터 및 제너레이터 기능을 동시에 수행할 수 있다.
여기서, 본 발명의 실시예에 따른 하이브리드 구동 모듈(100)은, 하우징(110), 드라이브 샤프트(120), 로터 허브(130), 로터 허브 릿지(140), 엔진 클러치(150), 및 토크 컨버터(170)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 하우징(110)은 상기 엔진(2)과 상기 변속기(4)의 사이에 배치된다.
상기 드라이브 샤프트(120)는 축 방향을 기준으로 상기 엔진(2)을 향하는 일단부가 상기 하우징(110)으로부터 돌출된 상태로, 상기 하우징(110)의 반경방향 내측에 회전 가능하게 장착되며, 상기 엔진(2)의 회전동력이 입력된다.
여기서, 상기 하우징(110)으로부터 축 방향으로 상기 엔진(2)을 향하여 돌출된 상기 드라이브 샤프트(120)의 일단부는 상기 엔진(2)과 댐퍼(8)를 통해 연결될 수 있다.
상기 댐퍼(8)는 상기 드라이브 샤프트(120)에 안정적으로 상기 엔진(2)의 회전 동력이 전달되도록 상기 엔진(2)으로부터 전달되는 회전 동력에서 축의 회전 방향으로 작용하는 비틀림력을 흡수하고 진동을 감쇄시키는 기능을 한다.
본 실시예에서, 상기 로터 허브(130)는 상기 하우징(110)의 내부에 구비되며, 반경방향 외측에는 상기 모터(6)의 로터(R)가 장착된다.
이러한 로터 허브(130)에는 반경방향 내측에는 상기 드라이브 샤프트(120)를 향하여 일체로 연장되며, 축 방향을 기준으로 상기 변속기(4)를 향하는 상기 드라이브 샤프트(120)의 타단부에 회전 가능하게 연결되는 허브 플레이트부(132)가 형성된다.
여기서, 상기 로터(R)의 반경방향 외측에는 스테이터(S)가 배치되고, 상기 스테이터(S)는 상기 하우징(110)의 내부에서 서포트 링(7)을 통해 고정될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 로터 허브 릿지(140)는 반경방향을 기준으로 내주면이 상기 하우징(110)에 회전 가능하게 지지되고, 외주면은 축 방향을 기준으로 상기 엔진(2) 측에서 상기 로터 허브(130)에 고정될 수 있다.
여기서, 상기 로터 허브(130)에는 축 방향을 기준으로 일단에 상기 로터 허브 릿지(140)가 볼트 체결을 통해 장착되고, 상기 로터(R)의 축 방향 일단을 지지하기 위한 로터 지지부(134)가 반경방향 외측을 향하여 일체로 연장 형성될 수 있다.
상기 로터 지지부(134)에는 축 방향을 기준으로 상기 엔진(2) 측에 위치되는 상기 로터(R)의 일단이 지지될 수 있다.
본 실시예에서, 상기 로터(R)는 축 방향을 기준으로, 상기 엔진(2)을 향하는 일단에 제1 리테이너(102)가 개재되고, 상기 변속기(4)를 향하는 타단에 스페이서(104)와 제2 리테이너(106)가 개재된 상태로, 상기 변속기(4) 측에서 상기 엔진(2) 측을 향하여 상기 로터 허브(130)에 삽입될 수 있다.
이 때, 상기 제1 리테이너(102)는 상기 로터 지지부(134)와 상기 로터(R)의 사이에 개재될 수 있다.
여기서, 상기 로터(R)는, 도 1과 도 2에서 도시한 바와 같이, 상기 엔진(2) 측을 향하여 상기 로터(R)의 타단에 개재된 상기 스페이서(104)와 상기 제2 리테이너(106)가 가압된 상태에서, 상기 로터 지지부(134)의 반대방향에서 상기 로터 허브(130)의 타단 외주면에 형성되는 코킹부(136)를 통해 상기 로터 허브(130)에 고정 장착될 수 있다.
또한, 상기 스페이서(104)는 상기 코킹부(136)의 형성을 위해 가압력이 가해질 경우, 축 방향을 기준으로 길이 가 가변되는 금속재질의 탄성체일 수 있다.
한편, 상기 로터(R)는 상기 토크 컨버터(170)를 상기 로터 허브(130)에 장착한 후에, 상기 로터 허브(130)의 반경방향 외측에 장착될 수 있다.
이와 같은 상기 로터(R)의 조립과정은 후술할 로터 조립방법을 통해 하기에서 더욱 상세히 설명하기로 한다.
한편, 도 1과 도 3을 참조하면, 상기 하우징(110) 과 상기 드라이브 샤프트(120)의 사이에는 제1 베어링(B1)이 개재된다.
여기서, 상기 제1 베어링(B1)은 상기 드라이브 샤프트(120)의 외주면에 장착되는 스냅 링(122)에 의해 축 방향으로 지지되도록 설치될 수 있다.
이에 따라, 상기 제1 베어링(B1)은 상기 하우징(110)과 상기 드라이브 샤프트(120)의 사이에서 상기 스냅 링(122)에 의해 이탈이 방지될 수 있다.
또한, 축 방향을 기준으로, 상기 제1 베어링(B1)으로부터 상기 엔진(2) 측을 향하여 일정간격 이격된 위치에는 상기 하우징(110)과 상기 드라이브 샤프트(120) 사이를 시일하기 위한 시일부재(124)가 장착될 수 있다.
상기 시일부재(124)는 상기 하우징(110)과 상기 드라이브 샤프트(120)의 사이에서 내부의 작동유체가 외부로 누출되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 하우징(110)과 상기 로터 허브 릿지(140)의 사이에는 제2 베어링(B2)이 개재된다.
여기서, 상기 제2 베어링(B2)은 반경방향 내측에서 상기 하우징(110)의 외주면에 형성된 제1 단차홈(112)에 축 방향을 기준으로 상기 엔진 측을 향하는 일단부가 지지된다.
이러한 제2 베어링(B2)은 반경방향 내측에서 상기 로터 허브 릿지(140)의 내주면에서 형성된 제2 단차홈(142)에 축 방향을 기준으로 상기 변속기(2) 측을 향하는 타단이 지지될 수 있다.
이에 따라, 상기 제2 베어링(B2)은 상기 하우징(110)과 상기 로터 허브 릿지(140)의 사이에서 상기 제1, 및 제2 단차홈(112, 142)에 의해 축 방향으로 이탈이 방지되고, 상기 하우징(110)에 대하여 상기 로터 허브 릿지(140)를 안정적으로 회전 가능하게 지지할 수 있다.
그리고 상기 드라이브 샤프트(120)의 타단 내주면과 상기 허브 플레이트부(132)의 외주면 사이에는 제3 베어링(B3)이 개재된다.
여기서, 상기 제3 베어링(B3)은 반경방향 내측에서 상기 드라이브 샤프트(120)의 타단부 내주면에 형성된 제3 단차홈(126)에 축 방향을 기준으로 상기 엔진(2) 측을 향하는 일단부가 지지될 수 있다.
또한, 상기 제3 베어링(B3)은 반경방향 내측에서 상기 허브 플레이트부(132)의 외주면에 형성된 제4 단차홈(138)에 축 방향을 기준으로 상기 변속기(2) 측을 향하는 타단이 지지될 수 있다.
이에 따라, 상기 제3 베어링(B3)은 상기 드라이브 샤프트(120)의 타단 내주면과 상기 허브 플레이트부(132)의 외주면 사이에서 상기 제3, 및 제4 단차홈(126, 138)에 의해 축 방향으로 이탈이 방지되고, 상기 드라이브 샤프트(120)와 상기 로터 허브(130)의 회전을 안정적으로 지지할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 엔진 클러치(150)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 상기 허브 플레이트부(132)를 사이에 두고, 상기 하우징(110)의 내부에서 축 방향으로 상기 엔진(2) 측에 배치된다.
이러한 엔진 클러치(150)는 상기 드라이브 샤프트(120)와 상기 로터 허브(130)를 직접 연결하여 상기 엔진(2)의 회전동력을 상기 로터 허브(130)에 선택적으로 전달할 수 있다.
여기서, 상기 엔진 클러치(150)는, 클러치 피스톤(151), 드라이브 플레이트(152), 제1 마찰 플레이트(153), 캐리어(154), 및 제2 마찰 플레이트(155)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 클러치 피스톤(151)은 반경방향을 기준으로, 상기 로터 허브 릿지(140)에 외주면과 내주면이 축 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 장착된다.
상기 드라이브 플레이트(152)는 상기 드라이브 샤프트(120)의 타단 외주면에 반경방향을 기준으로 내주단이 고정된다.
상기 제1 마찰 플레이트(153)는 복수개로 구성되며, 상기 드라이브 플레이트(152)의 외주면에 내주면이 결합된다.
여기서, 상기 드라이브 플레이트(152)의 외주면에는 상기 제1 마찰 플레이트(153)를 끼울 수 있는 끼움홈이 제공될 수 있다. 상기 제1 마찰 플레이트(153)의 내주면에는 원주방향으로 끼움돌출부들이 제공된다. 이러한 끼움돌출부들은 끼움홈에 삽입되어 축 방향으로 이동할 수 있다.
즉, 상기 드라이브 플레이트(152)의 끼움홈은 축 방향으로 상기 엔진(2)을 향하는 일측이 개구부를 구비하고 축을 기준으로 방사상 방향으로는 관통된 형태를 이룰 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 마찰 플레이트(153)는 상기 클러치 피스톤(151)에 의해 축 방향으로 이동할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 캐리어(154)는 축 방향을 기준으로, 상기 엔진(2) 측에서 상기 허브 플레이트부(132)에 고정될 수 있다.
그리고 상기 제2 마찰 플레이트(155)는 복수개로 구성되어 상기 캐리어(154)에 결합된다.
여기서, 상기 캐리어(154)의 내주면에는 상기 제2 마찰 플레이트(19)를 끼울 수 있는 또 다른 끼움홈이 제공된다. 이에 따라, 상기 제2 마찰 플레이트(154)들은 상기 캐리어(154)에 결합되며, 상기 제1 마찰플레이트(153)와 상기 캐리어(154) 사이에 배치되어 축 방향으로 이동할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 캐리어(154)의 내주면에도 상기 드라이브 플레이트(152)와 마찬가지로 관통된 또 다른 끼움홈이 구비될 수 있고, 상기 제2 마찰 플레이트(155)의 외주면 측에는 또 다른 끼움돌출부가 축 방향으로 제공될 수 있다.
여기서, 상기 로터 허브 릿지(140)와 상기 클러치 피스톤(151)의 사이에는, 공급된 작동유체의 압력에 의해 상기 클러치 피스톤(151)을 작동시키기 위한 클러치 작동챔버(156)가 형성될 수 있다.
즉, 상기 하우징(110)의 내부에서 상기 클러치 작동챔버(156)에 작동유체가 공급되어 일정 압력이 형성되면, 상기 클러치 피스톤(151)은 축 방향으로 상기 제1, 및 제2 마찰 플레이트(153, 155)를 향하여 이동하면서, 상기 제1, 및 제2 마찰 플레이트(153, 155)들을 마찰 접촉시킴으로써, 상기 드라이브 샤프트(120)로 전달된 상기 엔진(2)의 회전 동력을 상기 로터 허브(130)를 통해 상기 토크 컨버터(170)로 전달할 수 있다.
그리고 상기 토크 컨버터(170)는 상기 허브 플레이트부(132)를 사이에 두고, 축 방향으로 상기 변속기(2) 측에 배치되어 상기 로터 허브(130)에 연결된다.
이러한 토크 컨버터(170)는 차량의 초기 구동 시에는 상기 엔진(2), 또는 상기 모터(6), 또는, 상기 엔진(2)과 상기 모터(6)의 회전 동력을 증배시켜 상기 변속기(4)에 전달하고, 차량이 일정속도 이상으로 주행되면 상기 엔진(2), 또는 상기 모터(6), 또는, 상기 엔진(2)과 상기 모터(6)의 회전 동력을 1:1로 상기 변속기(4)에 전달할 수 있다.
여기서, 상기 토크 컨버터(170)는 임펠러 어셈블리(172), 터빈(173), 리엑터(174), 록업 클러치(175), 및 드리븐 플레이트(177)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 임펠러 어셈블리(172)는 상기 변속기(4) 측에서 상기 로터 허브(130)에 고정되며, 상기 로터 허브(130)와 함께 회전할 수 있다.
여기서, 상기 임펠러 어셈블리(172)는 상기 로터 허브(130)에 용접을 통해 반경방향 외측단이 고정되는 임펠러 쉘(172a)과, 상기 임펠러 쉘(172a)에 장착되는 다수개의 임펠러 블레이드(172b)를 포함할 수 있다.
상기 터빈(173)은 상기 임펠러(172)와 마주하는 위치에 배치된다. 상기 리엑터(174)는 상기 임펠러(172)와 상기 터빈(173) 사이에 위치하여 상기 터빈(173)으로부터 나오는 작동유체의 흐름을 바꾸어 상기 임펠러 어셈블리(172) 측으로 전달할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 록업 클러치(175)는 상기 로터 허브(130)와 상기 터빈(173)을 직접 연결하도록 록업 피스톤(176)을 구비할 수 있다.
그리고 상기 드리븐 플레이트(177)는 상기 터빈(173)과 상기 록업 클러치(175)에 연결되어 회전동력을 전달받으며, 상기 변속기(4)와 연결된 스플라인 허브(178)에 연결된다.
여기서, 상기 록업 클러치(175)는 제1 클러치 드럼부(179), 제3 마찰 플레이트(181), 제2 클러치 드럼부(182), 및 제4 마찰 플레이트(183)를 포함할 수 있다.
먼저, 상기 제1 클러치 드럼부(179)는 상기 축 방향으로 상기 변속기(4) 측에서, 반경방향을 기준으로 상기 로터 허브(130)의 내측에 형성된다.
상기 제3 마찰 플레이트(181)는 복수개로 구성되어 상기 제1 클러치 드럼(179)의 내주면에 외주면이 결합된다.
여기서, 상기 제1 클러치 드럼부(179)의 내주면에는 상기 제3 마찰 플레이트(181)를 끼울 수 있는 끼움홈이 제공될 수 있다. 상기 제3 마찰 플레이트(181)의 외주면에는 원주방향으로 끼움돌출부들이 제공된다. 이러한 끼움돌출부들은 끼움홈에 삽입되어 축 방향으로 이동할 수 있다.
즉, 상기 제1 클러치 드럼부(179)의 끼움홈은 축 방향으로 상기 엔진(2)을 향하는 일측이 개구부를 구비하고 축을 기준으로 방사상 방향으로는 관통된 형태를 이룰 수 있다. 이에 따라, 상기 제3 마찰 플레이트(181)는 상기 록업 피스톤(176)에 의해 축 방향으로 선택적으로 이동할 수 있다.
본 실시예에서, 상기 제2 클러치 드럼부(182)는 상기 제1 클러치 드럼(179)으로부터 회전 중심을 향하여 일정간격 이격된 위치에서 상기 드리븐 플레이트(177)의 반경방향 외측에 형성될 수 있다.
그리고 상기 제4 마찰 플레이트(183)는 복수개로 구성되어 상기 제2 클러치 드럼부(182)의 외주면에 내주면이 결합된다.
여기서, 상기 제2 클러치 드럼부(182)의 외주면에는 상기 제4 마찰 플레이트(183)를 끼울 수 있는 또 다른 끼움홈이 제공된다. 이에 따라, 상기 제4 마찰 플레이트(183)들은 상기 캐리어(154)에 결합되며, 상기 제3 마찰플레이트(181)와 상기 제2 클러치 드럼부(182) 사이에 배치되어 축 방향으로 이동할 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에서는 상기 제2 클러치 드럼부(182)의 외주면에도 상기 제1 클러치 드럼부(179)와 마찬가지로 관통된 또 다른 끼움홈이 구비될 수 있고, 상기 제4 마찰 플레이트(183)의 외주면 측에는 또 다른 끼움돌출부가 축 방향으로 제공될 수 있다.
여기서, 상기 허브 플레이트부(132)와 상기 록업 피스톤(176)의 사이에는 리프 스프링(184)이 개재될 수 있다.
상기 리프 스프링(184)은 상기 허브 플레이트부(132)와 상기 록업 피스톤(176)의 사이에서 원주방향을 따라 등 간격으로 이격되어 복수개로 구비될 수 있다. 이러한 리프 스프링(184)의 일단은 상기 허브 플레이트부(132)에 리벳팅 되어 고정되고, 타단은 상기 록업 피스톤(176)에 리벳팅 되어 고정될 수 있다.
상기 리프 스프링(184)은 설정각도로 경사지게 형성되며, 록업 클러치(175)의 작동 시에, 상기 허브 플레이트부(132)로부터 축 방향을 향하여 상기 록업 피스톤(176)이 이동할 경우, 상기 록업 피스톤(176)에 의해 휘어진 상태를 유지할 수 있다.
이러한 상태에서, 상기 리프 스프링(184)은 상기 록업 클러치(175)의 작동이 해제되면, 초기 형상으로 복원되면서 상기 록업 피스톤(176)에 탄성력을 제공함으로써, 상기 록업 피스톤(176)을 신속하게 초기위치로 복귀시킬 수 있다.
또한, 상기 허브 플레이트부(132)와 상기 록업 피스톤(176)의 사이에는 상기 록업 피스톤(176)을 작동시키기 위한 록업 작동챔버(185)가 형성될 수 있다.
즉, 상기 하우징(110)의 내부에서 상기 록업 작동챔버(185)에 작동유체가 공급되어 일정 압력이 형성되면, 상기 록업 피스톤(176)은 축 방향으로 상기 제3, 및 제4 마찰 플레이트(181, 183)들을 향하여 이동하면서, 상기 제3, 및 제4 마찰 플레이트(181, 183)들을 마찰 접촉시킴으로써, 상기 엔진(2), 또는 상기 모터(6), 또는 상기 엔진(2)과 상기 모터(6)로부터 상기 로터 허브(130)로 전달된 상기 엔진(2)의 회전 동력을 상기 터빈(2)과 연결된 상기 드리븐 플레이트(177)와 스플라인 허브(178)를 통해 상기 변속기(4)로 전달할 수 있다.
이 때, 상기 리프 스프링(178)은 초기 형상에서 휘어진 상태를 유지할 수 있고, 상기 록업 클러치(176)의 작동 해제 시에, 초기 형상으로 복원되면서 상기 록업 피스톤(176)에 탄성 복원력을 제공하여 보다 신속하게 상기 록업 피스톤(176)을 초기 위치로 복원시킬 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성되는 하이브리드 구동 모듈(100)에서 상기 로터(R)의 조립방법을 첨부한 도 4 내지 도 10을 참조하여 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 로터 조립방법을 설명하기 위한 공정 블록도 이고, 도 5 내지 도 10은 본 발명의 실시예에 따른 로터 조립방법의 단계별 공정 상태도이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 로터 조립방법은 축 방향을 기준으로 상기 엔진(2) 측을 향하는 일단에는 반경방향 외측을 향하여 연장되는 상기 로터 지지부(134)가 형성된 로터 허브(130)의 타단에 상기 토크 컨버터(170)를 장착하는 단계(S1)를 수행한다.
여기서, 상기 토크 컨버터(170)를 장착하는 단계(S1)에서는, 도 5에서 도시한 바와 같이, 상기 임펠러 어셈블리(172), 상기 터빈(173), 상기 리엑터(174), 상기 록업 클러치(175), 및 상기 드리븐 플레이트(177)의 조립이 완료된 상기 토크 컨버터(170)에서 상기 임펠러 어셈블리(172)의 임펠러 쉘(172a)을 상기 로터 허브(130)의 타단에 용접할 수 있다.
그런 후, 도 4, 도 6, 및 도 7에서 도시한 바와 같이, 축 방향을 기준으로, 상기 변속기(4) 측에서 상기 엔진(2) 측을 향하여 상기 로터 허브(130)에 상기 제1 리테이너(102), 상기 로터(R), 상기 스페이서(104), 및 상기 제2 리테이너(106)를 순차적으로 삽입하는 단계(S2)를 수행한다.
상기 로터 허브(130)에 상기 제1 리테이너(102), 상기 로터(R), 상기 스페이서(104), 및 상기 제2 리테이너(106)를 순차적으로 삽입하여 조립이 완료되면, 도 4에서 도시한 바와 같이, 축 방향을 기준으로, 상기 로터 지지부(134)의 반대측에서 상기 스페이서(104)가 압착되면서 상기 로터 허브(130)의 타단에 상기 변속기(4) 측으로부터 상기 엔진(2) 측을 향하여 소정의 틈이 형성되도록 상기 엔진(2) 측을 향하여 상기 제2 리테이너(106)를 가압하는 단계(S3)를 수행한다.
여기서, 상기 제2 리테이너(106)를 가압하는 단계(S2)에서는, 도 8에서 도시한 바와 같이, 별도의 가압 장치(10)를 이용해 상기 제2 리테이너(106)를 축 방향으로 가압할 수 있다.
이러한 상태에서, 축 방향을 기준으로, 상기 로터 지지부(134)의 반대방향에서 상기 로터 허브(130)의 타단 외주면을 펀칭하여 코킹부(136)를 형성하는 단계(S4)를 수행한다.
상기 코킹부(136)를 형성하는 단계(S4)에서는, 도 9에서 도시한 바와 같이, 별도의 펀칭 장치(20)를 이용해 상기 코킹부(136)를 형성할 수 있다. 이 때, 상기 가압장치(10)는 상기 코킹부(136)의 형성이 완료될 때까지 상기 제2 리테이너(106)를 가압한 상태로 유지할 수 있다.
여기서, 상기 스페이서(104)는 상기 코킹부(136)의 형성을 위해 가압력이 가해질 경우, 압착되면서 축 방향을 기준으로 길이가 가변되는 금속재질의 탄성체일 수 있다.
이에 따라, 상기 가압 장치(10)가 축 방향으로 상기 제2 리테이너(106)를 가압하면, 상기 코킹부(136)를 형성하기 위한 소정의 틈이 보다 원활하게 형성될 수 있다.
상기 코킹부(136)의 형성이 완료되면, 도 10에서 도시한 바와 같이, 상기 로터(R)가 상기 로터 허브(130)에 안정적으로 고정 장착될 수 있다.
이러한 상태에서, 작업자, 또는 로봇은 상기 토크 컨버터(170)의 반대측(상기 엔진(2) 측)에서 상기 로터 허브(130)에 상기 엔진 클러치(150)를 조립한 후, 상기 스테이터(S)가 장착된 상기 하우징(110)에 조립을 완료하여 상기 하이브리드 구동 모듈(100)의 조립을 완료할 수 있다.
따라서, 상기한 바와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 하이브리드 구동모듈(100), 및 이에 구비되는 로터 조립방법을 적용하면, 상기 하우징(110)의 내부에서 상기 로터(R)가 장착되는 상기 로터 허브(130)를 통해 상기 엔진 클러치(150)와 상기 토크 컨버터(170)를 장착하여 상기 엔진(2)과 상기 모터(6)의 회전동력을 선택적으로 원활하게 상기 변속기(2)에 전달하는 동시에, 상기 엔진 클러치(150)와 상기 토크 컨버터(170)의 배치를 최적화하여 전체 외경 및 축 방향 전장을 축소할 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 엔진(2)과 상기 모터(6)의 회전 동력을 상기 임펠러 어셈블리(172)에 전달하는 상기 로터 허브(130)와 상기 로터(R)의 결합구조를 개선하여 상기 하우징(110)에 조립 시에 상기 로터(R)의 축 방향 이탈을 방지함으로써, 성능저하, 제품파손, 및 구동불량 발생을 방지하여 전체적인 상품성을 향상시킬 수 있다.
나아가, 본 발명은 상기 로터 허브(130)를 이용하여 상기 하우징(110)의 내부 공간을 효율적으로 구획함과 동시에, 상기 엔진 클러치(150)와 상기 토크 컨버터(170)의 최적으로 배치함으로써, 내부 유로 시스템의 레이아웃을 간소화할 수 있고, 협소한 엔진룸 내부에서 설치공간을 최소화할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
아울러 앞서 본 발명의 실시예를 설명하면서 본 발명의 구성에 따른 작용 효과를 명시적으로 기재하여 설명하지 않았을 지라도, 해당 구성에 의해 예측 가능한 효과 또한 인정되어야 함은 당연하다.
2 : 엔진
4 : 변속기
6 : 모터
8 : 댐퍼
100 : 하이브리드 구동 모듈
102, 106 : 제1, 및 제2 리테이너
104 : 스페이서
110 : 하우징
112, 142, 126, 138 : 제1, 제2, 제3, 및 제4 단차홈
120 : 드라이브 샤프트
122 : 스냅 링
124 : 시일부재
130 : 로터 허브
132 : 허브 플레이트부
134 : 로터 지지부
136 : 코킹부
140 : 로터 허브 릿지
150 : 엔진 클러치
151 : 클러치 피스톤
152 : 드라이브 플레이트
153, 155 : 제1, 및 제2 마찰 플레이트
154 : 캐리어
156 : 클러치 작동챔버
170 : 토크 컨버터
172 : 임펠러 어셈블리
173 : 터빈
174 : 리엑터
175 : 록업 클러치
176 : 록업 피스톤
177 : 드리븐 플레이트
178 : 스플라인 허브
179 : 제1 클러치 드럼부
181, 183 : 제3, 및 제4 마찰 플레이트
182 : 제2 클러치 드럼부
184 : 리프 스프링
185 : 록업 작동챔버
R : 로터
S : 스테이터

Claims (24)

  1. 엔진과 모터로부터 전달되는 회전동력을 변속기에 선택적으로 전달하기 위한 것으로,
    상기 엔진과 상기 변속기의 사이에 배치되는 하우징;
    축 방향을 기준으로 상기 엔진을 향하는 일단부가 상기 하우징으로부터 돌출된 상태로, 상기 하우징의 반경방향 내측에 회전 가능하게 장착되며, 상기 엔진의 회전동력이 입력되는 드라이브 샤프트;
    상기 하우징의 내부에 구비되며, 반경방향 외측에는 상기 모터의 로터가 장착되고, 반경방향 내측에는 상기 드라이브 샤프트를 향하여 일체로 연장되며, 축 방향을 기준으로 상기 변속기를 향하는 상기 드라이브 샤프트의 타단부에 회전 가능하게 연결되는 허브 플레이트부가 형성되는 로터 허브;
    반경방향을 기준으로 내주면이 상기 하우징에 회전 가능하게 지지되고, 외주면은 축 방향을 기준으로 상기 엔진 측에서 상기 로터 허브에 고정되는 로터 허브 릿지;
    상기 허브 플레이트부를 사이에 두고, 축 방향으로 상기 엔진 측에 배치되며, 상기 드라이브 샤프트와 상기 로터 허브를 직접 연결하여 상기 엔진의 회전동력을 상기 로터 허브에 선택적으로 전달하는 엔진 클러치; 및
    상기 허브 플레이트부를 사이에 두고, 축 방향으로 상기 변속기 측에 배치되어 상기 로터 허브에 연결되고, 차량의 초기 구동 시에는 상기 엔진, 또는 상기 모터, 또는, 상기 엔진과 상기 모터의 회전 동력을 증배, 또는 1:1로 상기 변속기에 전달하는 토크 컨버터;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 로터 허브에는
    축 방향을 기준으로 상기 엔진 측에 위치되는 일단에 상기 로터 허브 릿지가 장착되고, 상기 로터의 축 방향 일단을 지지하기 위한 로터 지지부가 반경방향 외측을 향하여 일체로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 로터는
    축 방향을 기준으로, 상기 엔진을 향하는 일단에 제1 리테이너가 개재되고, 상기 변속기를 향하는 타단에 스페이서와 제2 리테이너가 개재된 상태로, 상기 변속기 측에서 상기 엔진 측을 향하여 상기 로터 허브에 삽입되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 로터는
    상기 엔진 측을 향하여 상기 로터의 타단에 개재된 상기 스페이서와 상기 제2 리테이너가 가압된 상태에서, 상기 로터 지지부의 반대방향에서 상기 로터 허브의 타단 외주면에 형성되는 코킹부를 통해 상기 로터 허브에 고정 장착되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 스페이서는
    상기 코킹부의 형성을 위해 가압력이 가해질 경우, 축 방향을 기준으로 길이 가 가변되는 금속재질의 탄성체인 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 로터는
    상기 토크 컨버터를 상기 로터 허브에 장착한 후에, 상기 로터 허브의 반경방향 외측에 장착되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 엔진 클러치는
    반경방향을 기준으로, 상기 로터 허브 릿지에 외주면과 내주면이 축 방향으로 슬라이드 이동 가능하게 장착되는 클러치 피스톤;
    상기 드라이브 샤프트의 타단 외주면에 반경방향을 기준으로 내주단이 고정되는 드라이브 플레이트;
    상기 드라이브 플레이트에 결합되며, 상기 클러치 피스톤에 의해 축 방향으로 이동하는 적어도 하나의 제1 마찰 플레이트;
    축 방향을 기준으로, 상기 엔진 측에서 상기 허브 플레이트부에 고정되는 캐리어; 및
    상기 캐리어에 결합되며, 상기 제1 마찰플레이트와 상기 캐리어 사이에 배치되어 축 방향으로 이동하는 적어도 하나의 제2 마찰 플레이트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 로터 허브 릿지와 상기 클러치 피스톤의 사이에는,
    상기 클러치 피스톤을 작동시키기 위한 클러치 작동챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 토크 컨버터는
    상기 변속기 측에서 상기 로터 허브에 고정되며, 상기 로터 허브와 함께 회전하는 임펠러 어셈블리;
    상기 임펠러와 마주하는 위치에 배치되는 터빈;
    상기 로터 허브와 상기 터빈을 직접 연결하도록 록업 피스톤을 구비한 록업 클러치; 및
    상기 터빈과 상기 록업 클러치에 연결되어 회전동력을 전달받으며, 상기 변속기와 연결된 스플라인 허브에 연결되는 드리븐 플레이트;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 록업 클러치는
    축 방향으로 상기 변속기 측에서, 반경방향을 기준으로 상기 로터 허브의 내측에 형성되는 제1 클러치 드럼부;
    상기 제1 클러치 드럼에 결합되며, 상기 록업 피스톤에 의해 축 방향으로 이동하는 적어도 하나의 제3 마찰 플레이트;
    상기 제1 클러치 드럼으로부터 회전 중심을 향하여 일정간격 이격된 위치에서 상기 드리븐 플레이트의 반경방향 외측에 형성되는 제2 클러치 드럼부; 및
    상기 제2 클러치 드럼부에 결합되며, 상기 제3 마찰 플레이트와 상기 제2 클러치 드럼부 사이에 배치되어 축 방향으로 이동하는 적어도 하나의 제4 마찰 플레이트;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 허브 플레이트부와 상기 록업 피스톤의 사이에는
    리프 스프링이 개재되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 허브 플레이트부와 상기 록업 피스톤의 사이에는
    상기 록업 피스톤을 작동시키기 위한 록업 작동챔버가 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 로터의 반경방향 외측에는 스테이터가 배치되고,
    상기 스테이터는 상기 하우징의 내부에서 서포트 링을 통해 고정되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 드라이브 샤프트의 일단부는
    상기 엔진과 댐퍼를 통해 연결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 하우징과 상기 드라이브 샤프트의 사이에는 제1 베어링이 개재되고,
    상기 하우징과 상기 로터 허브 릿지의 사이에는 제2 베어링이 개재되며,
    상기 드라이브 샤프트의 타단 내주면과 상기 허브 플레이트부의 외주면 사이에는 제3 베어링이 개재되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    축 방향을 기준으로, 상기 제1 베어링으로부터 상기 엔진 측을 향하여 일정간격 이격된 위치에는 상기 하우징과 상기 드라이브 샤프트 사이를 시일하기 위한 시일부재가 장착되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 제1 베어링은
    상기 드라이브 샤프트의 외주면에 장착되는 스냅 링에 의해 축 방향으로 지지되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  18. 제15항에 있어서,
    상기 제2 베어링은
    반경방향 내측에서 상기 하우징의 외주면에 형성된 제1 단차홈에 축 방향을 기준으로 상기 엔진 측을 향하는 일단부가 지지되고,
    반경방향 내측에서 상기 로터 허브 릿지의 내주면에서 형성된 제2 단차홈에 축 방향을 기준으로 상기 변속기 측을 향하는 타단이 지지되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 제3 베어링은
    반경방향 내측에서 상기 드라이브 샤프트의 타단부 내주면에 형성된 제3 단차홈에 축 방향을 기준으로 상기 엔진 측을 향하는 일단부가 지지되고,
    반경방향 내측에서 상기 허브 플레이트부의 외주면에 형성된 제4 단차홈에 축 방향을 기준으로 상기 변속기 측을 향하는 타단이 지지되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 구동 모듈.
  20. 축 방향을 기준으로 엔진 측을 향하는 일단에는 반경방향 외측을 향하여 연장되는 로터 지지부가 형성된 로터 허브의 타단에 토크 컨버터를 장착하는 단계;
    축 방향을 기준으로, 변속기 측에서 상기 엔진 측을 향하여 상기 로터 허브에 적어도 하나의 리테이너, 및 로터를 삽입하는 단계;
    축 방향을 기준으로, 상기 로터 허브의 타단에 상기 변속기 측으로부터 상기 엔진 측을 향하여 소정의 틈이 형성되도록 상기 로터 지지부의 반대측에서 상기 엔진 측을 향하여 상기 리테이너를 가압하는 단계; 및
    축 방향을 기준으로, 상기 로터 지지부의 반대방향에서 상기 로터 허브의 타단 외주면을 펀칭하여 코킹부를 형성하는 단계;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 로터 조립방법.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 토크 컨버터를 장착하는 단계에서는
    상기 임펠러 어셈블리, 터빈, 록업 클러치, 및 드리븐 플레이트의 조립이 완료된 상기 토크 컨버터에서 상기 임펠러 어셈블리의 임펠러 쉘을 상기 로터 허브의 타단에 용접하는 것을 특징으로 하는 로터 조립방법.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 리테이너를 가압하는 단계에서는
    가압 장치를 이용해 상기 리테이너를 가압하는 것을 특징으로 하는 로터 조립방법.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 코킹부를 형성하는 단계에서는
    펀칭 장치를 이용해 상기 코킹부를 형성하며, 상기 가압장치는 상기 코킹부의 형성이 완료될 때까지 상기 리테이너를 가압한 상태로 유지하는 것을 특징으로 하는 로터 조립방법.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 로터의 양단부에는 상기 리테이너가 각각 구비되고, 상기 변속기 측에서 상기 로터와 상기 리테이너의 사이에는 스페이서가 개재되며,
    상기 스페이서는 상기 코킹부의 형성을 위해 가압력이 가해질 경우, 압착되면서 축 방향을 기준으로 길이가 가변되는 금속재질의 탄성체인 것을 특징으로 하는 로터 조립방법.
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