KR20210155573A - 하이브리드 변속기 구조 - Google Patents

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KR20210155573A
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Abstract

본 발명은 하우징; 상기 하우징 내부에 장착되는 것으로서, 로터 및 스테이터를 포함하고 상기 로터의 중심에 제1 보스가 구비되는 모터; 중심에 제2 보스가 구비되고 상기 제2 보스가 동력축에 축설되면서 상기 제1 보스 내부에 삽입되는 커버; 내륜은 상기 제2 보스에 고정 결합되고, 외륜은 로터 내부의 수용부에 삽입되어 상기 로터를 회전 가능하도록 지지하는 지지부재; 및 상기 지지부재의 내륜에 위치하면서 상기 동력축과 제2 보스 사이에 구비되는 밀폐부재; 를 포함하는 하이브리드 변속기 구조를 제공한다.

Description

하이브리드 변속기 구조{TRANSMISSION STRUCTURE OF HYBRID}
본 발명은 하이브리드 변속기 구조에 관한 것이다.
일반적으로 하이브리드 차량은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것을 의미한다. 하이브리드 차량은 연료(가솔린 등 화석연료)를 연소시켜 회전력을 얻는 엔진과 배터리 전력으로 회전력을 얻는 모터에 의해 구동하는 차량을 의미한다.
이러한 하이브리드 차량은 엔진뿐만 아니라 모터를 보조동력원으로 채택하여 배기가스 저감 및 연비 향상을 도모할 수 있는 미래형 차량으로 연구가 활발히 진행되고 있다.
하이브리드 차량은 통상적으로 엔진과 모터를 사용하는데, 저속에서는 상대적으로 저속토크 특성이 좋은 모터를 주 동력원으로 사용하고, 고속에서는 상대적으로 고속토크 특성이 좋은 엔진을 주 동력원으로 사용한다. 이에 따라, 하이브리드 차량은 저속구간에서 화석 연료를 사용하는 엔진의 작동이 정지되고 모터를 사용하기 때문에 연비 개선과 배기가스의 저감에 우수한 효과가 있다.
하이브리드 차량용 구동장치는 구동을 위해 모터의 회전력만을 이용하는 순수 전기자동차 모드인 EV(Electric Vehicle) 모드와, 엔진의 회전력을 주동력으로 하면서 모터의 회전력을 보조동력으로 이용하는 HEV(Hybrid Electric Vehicle) 모드 등의 운전모드로 주행하며, 엔진의 시동을 통해 EV 모드에서 HEV 모드로의 모드 변환이 이루어진다.
종래의 하이브리드 시스템은 고전압 시스템 대비 저렴한 부품으로 구성할 수 있으며 2개 이상의 모터 조합을 통해 단시간 동안 풀 하이브리드에 준하는 수준의 출력을 구현할 수 있다. 이러한 종래의 하이브리드 시스템은 일반적으로 모터의 위치에 따라 P0, P1, P2, P3, P4로 구분하며, 각각은 EV 모드의 구현 여부, 회생 제동 성능 등에 차이를 나타낸다.
기존의 P1 타입 하이브리드 구조는, P1 모터의 스테이터가 하우징에 지지되고, P1 모터의 로터는 토션 댐퍼와 일체화되어 엔진과 볼팅 연결되며, P1 모터가 변속기와 분할되는 구조이고, P2 모터의 스테이터는 하우징에 지지되며 P2 모터의 로터는 내측의 엔진 클러치를 통해 토션 댐퍼와 연결된다.
도 1은 종래의 하이브리드 변속기 구조를 나타내는 도면이다. 도 1을 참조하면 종래의 하이브리드 변속기 구조는, 모터(1)의 로터(2) 중심에 구비되는 보스(boss)가 베어링(3)의 내륜에 회전 가능하도록 결합되고, 베어링(3)이 하우징(4)의 커버(5) 중심에 구비되는 보스 내부에 삽입 결합되며, 커버(5)의 보스 내부에 오일씰(6)이 구비된다.
그런데 종래의 하이브리드 변속기 구조는, 커버의 보스 내부에 오일씰과 베어링이 일렬로 배치됨에 따라 차량 전장이 길어질 수밖에 없었다.
이에 대하여, 본 발명은 오일씰의 조립 위치 변경을 통해 차량 전장을 축소할 수 있는 메커니즘을 제시하고자 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2010-0015063호(2010.02.12. 공개)
전술한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은 밀폐부재를 지지부재 내경에 위치시켜 차량 전장을 축소할 수 있도록 한 하이브리드 변속기 구조를 제공하고자 한다.
전술한 목적을 이루기 위해 본 발명은, 하우징; 상기 하우징 내부에 장착되는 것으로서, 로터 및 스테이터를 포함하고 상기 로터의 중심에 제1 보스가 구비되는 모터; 중심에 제2 보스가 구비되고 상기 제2 보스가 동력축에 축설되면서 상기 제1 보스 내부에 삽입되는 커버; 내륜은 상기 제2 보스에 고정 결합되고, 외륜은 로터 내부의 수용부에 삽입되어 상기 로터를 회전 가능하도록 지지하는 지지부재; 및 상기 지지부재의 내륜에 위치하면서 상기 동력축과 제2 보스 사이에 구비되는 밀폐부재; 를 포함하는 하이브리드 변속기 구조를 제공한다.
또한, 상기 지지부재는 베어링이다.
또한, 상기 밀폐부재는 오일씰이다.
또한, 상기 지지부재의 내륜을 통과하여 노출되는 상기 제2 보스의 선단에 결합되는 결합부재; 를 더 포함한다.
또한, 상기 결합부재는 상기 제2 보스의 선단에 나사 결합되는 너트이다.
또한, 상기 동력축 내부에 변속기입력축이 삽입되며, 상기 변속기입력축과 동력축 사이에 지지베어링이 구비된다.
본 발명은 밀폐부재를 지지부재의 내륜에 장착할 수 있는 구조로 설계함으로써 차량 전장을 축소할 수 있다.
또한, 본 발명은 결합부재가 커버의 제2 보스 선단에 나사 결합되어 지지부재를 견고하게 고정함에 따라 로터의 회전 작동 시 흔들림을 최소화하여 모터 성능을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명은 기존의 지지부재와 밀폐부재를 일렬로 배치할 때에 비해 커버에서 엔진까지 거리를 최소화할 수 있어 하이브리드 변속기에 장착되는 부품의 탑재성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 종래의 하이브리드 변속기 구조를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 측단면도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 요부 확대도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성 요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성 요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 이하에서 본 발명의 바람직한 실시예를 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정하거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
종래의 하이브리드 변속기 구조는, 커버의 보스 내부에 오일씰과 베어링이 일렬로 배치됨에 따라 차량 전장이 길어질 수밖에 없었다. 이에 대하여, 본 발명은 오일씰의 조립 위치 변경을 통해 차량 전장을 축소할 수 있는 메커니즘을 제시하고자 한다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 측단면도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 요부 확대도이다.
본 발명은, 하우징(10), 하우징(10)에 장착되고 로터(21)와 스테이터(22)를 포함하는 모터(20), 하우징(10)에 결합되는 커버(30) 및 로터(21)를 회전 가능하도록 지지하는 지지부재(50)를 포함한다.
구체적으로 하우징(10) 내부에는 모터(20)가 장착된다. 내부에 모터(20)가 장착된 하우징(10)에 커버(30)가 결합된다. 하우징(10)에 커버(30)를 결합함으로써 모터(20)는 외부와 격리된다. 일예로서 커버(30)와 모터(20)의 로터(21)는 용접, 압입, 볼팅 등 다양한 방식으로 조립할 수 있다.
모터(20)는 로터(21) 및 스테이터(22)를 포함한다. 로터(21)는 스테이터(22) 내측에서 회전 가능하다. 스테이터(22)는 하우징(10) 내부에 고정된다. 로터(21)의 중심에 제1 보스(21a)가 구비된다. 제1 보스(21a)의 내부에 지지부재(50)가 결합된다. 일예로서 지지부재(50)는 베어링(bearing)일 수 있다.
구체적으로 지지부재(50)의 내륜(51)은 커버(30)의 중심에 구비되는 제2 보스(31)에 고정 결합된다. 지지부재(50)의 외륜(52)은 제1 보스(21a) 내부에 마련된 수용부(21b)에 대응 결합된다. 로터(21)는 제1 보스(21a)가 지지부재(50)의 외륜에 결합된 상태에서 회전 가능하다.
동력축(40)에 축설되는 커버(30)의 제2 보스(31)는 지지부재(50) 내륜(51)에 결합된다.
동력축(40)과 제2 보스(31) 사이에 구비되는 밀폐부재(60)가 구비된다. 일예로서 밀폐부재(60)는 오일씰(oil seal)일 수 있다. 밀폐부재(60)는 윤활유가 새는 것을 막는 역할을 한다.
기존의 하이브리드 변속기 구조에서 지지부재와 밀폐부재는 일렬로 배치되었으나, 본 발명은 지지부재(50)의 내륜(51)에 밀폐부재(60)가 위치한다.
이와 같이 지지부재(50)의 내륜(51)에 밀폐부재(60)가 위치할 경우 기존에 지지부재와 밀폐부재를 일렬로 배치할 때에 비하여 제1 보스(21a)의 가로폭을 축소할 수 있다.
예컨대, 기존과 같이 지지부재와 밀폐부재를 일렬로 조립할 경우, 제1 보스(21a)의 가로폭이 밀폐부재(60)의 결합을 위해 더 길어져야 한다. 하지만, 본 발명은 지지부재(50)의 내륜(51)에 밀폐부재(60)가 조립되므로 밀폐부재(60)를 장착하기 위해 제1 보스(21a)의 가로폭을 길게 할 필요가 없다.
따라서 본 발명은 제1 보스(21a)에 밀폐부재(60)의 설치를 위한 영역이 필요하지 않기 때문에 제1 보스(21a)의 가로폭이 축소될 수밖에 없다. 이로 인해 자연스럽게 차량 전장을 축소할 수 있다.
본 발명은 결합부재(70)를 더 포함한다. 일예로서 결합부재(70)는 너트(Nut)일 수 있다. 결합부재(70)는 제2 보스(31)의 선단(31a)에 나사 결합된다. 선단(31a)은 지지부재(50)의 내륜(51)을 통과하여 노출된다.
결합부재(70)에 의해 지지부재(50)를 제2 보스(31)에 견고하게 고정할 수 있다. 결합부재(70)를 통해 지지부재(50)를 견고하게 고정함에 따라 로터(21)의 회전 작동 시 진동 발생을 최소화할 수 있다.
결합부재(70)를 통해 지지부재(50)를 견고하게 고정함으로써 변속기입력축(80)과 동심을 이루도록 조립된 로터(21)의 회전 작동이 원활히 이루어질 수 있다.
한편, 동력축(40)은 중공축 구조로 구성된다. 동력축(40) 내부에 변속기입력축(80)이 삽입된다. 일예로서 변속기입력축(80)과 동력축(40) 사이에 지지베어링(90)이 구비될 수 있다. 댐퍼 클러치(130)는 변속기입력축(80)에 축설된다.
동력축(40)의 선단에 토션 댐퍼(120)가 장착된다. 토션 댐퍼(120)은 엔진(110)과 연결된다. 토션 댐퍼(120)와 엔진(110)은 볼팅 등과 같은 방식으로 연결할 수 있다.
도 3과 같이 지지부재(50)의 내륜(51)에 오일씰 등과 같은 밀폐부재(60)가 위치하기 때문에 토션 댐퍼(120)를 커버(30)에 최대한 가깝게 조립할 수 있다.
따라서, 기존에 비해 커버에서 엔진까지 거리(L)를 최소화할 수 있고, 이로 인해 차량 전장을 대폭 축소할 수 있다.
살펴본 바와 같이 본 발명은 밀폐부재를 지지부재의 내륜에 장착할 수 있는 구조로 설계함으로써 차량 전장을 축소할 수 있다. 또한, 본 발명은 결합부재가 커버의 제2 보스 선단에 나사 결합되어 지지부재를 견고하게 고정함에 따라 로터의 회전 작동 시 흔들림을 최소화하여 모터 성능을 향상시킬 수 있다. 또한, 본 발명은 기존의 지지부재와 밀폐부재를 일렬로 배치할 때에 비해 커버에서 엔진까지 거리를 최소화할 수 있어 하이브리드 변속기에 장착되는 부품의 탑재성을 향상시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 : 하우징
20 : 모터
21 : 로터
21a : 제1 보스
21b : 수용부
22 : 스테이터
30 : 커버
31 : 제2 보스
31a : 선단
40 : 동력축
50 : 지지부재
51 : 내륜
52 : 외륜
60 : 밀폐부재
70 : 결합부재
80 : 변속기입력축
90 : 지지베어링
110 : 엔진
120 : 토션 댐퍼
130 : 댐퍼 클러치
L : 커버에서 엔진까지 거리

Claims (6)

  1. 하우징;
    상기 하우징 내부에 장착되는 것으로서, 로터 및 스테이터를 포함하고 상기 로터의 중심에 제1 보스가 구비되는 모터;
    중심에 제2 보스가 구비되고 상기 제2 보스가 동력축에 축설되면서 상기 제1 보스 내부에 삽입되는 커버;
    내륜은 상기 제2 보스에 고정 결합되고, 외륜은 로터 내부의 수용부에 삽입되어 상기 로터를 회전 가능하도록 지지하는 지지부재; 및
    상기 지지부재의 내륜에 위치하면서 상기 동력축과 제2 보스 사이에 구비되는 밀폐부재;
    를 포함하는 하이브리드 변속기 구조.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부재는,
    베어링인 것을 특징으로 하는 하이브리드 변속기 구조.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 밀폐부재는,
    오일씰인 것을 특징으로 하는 하이브리드 변속기 구조.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 지지부재의 내륜을 통과하여 노출되는 상기 제2 보스의 선단에 결합되는 결합부재;
    를 더 포함하는 하이브리드 변속기 구조.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 결합부재는,
    상기 제2 보스의 선단에 나사 결합되는 너트인 것을 특징으로 하는 하이브리드 변속기 구조.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 동력축 내부에 변속기입력축이 삽입되며, 상기 변속기입력축과 동력축 사이에 지지베어링이 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 변속기 구조.
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