KR20220044178A - 용량가변형 전기상용차용 병렬구동시스템의 동력전달을 위한 감속기 - Google Patents

Abstract

본 개시내용은 감속기에 대한 것으로, 보다 상세하게는 용량가변형 전기상용차용 병렬구동시스템의 동력전달을 위한 감속기에 관한 것이다.
본 개시내용의 일 실시예에 의한 용량가변형 전기상용차용 병렬구동시스템의 동력전달을 위한 감속기는, 하우징 내측에 배치되며, 회전력을 전달하기 위한 제1로터축을 포함하는 제1모터와, 상기 하우징 내측에 배치되는 제1모터와 병렬 배치되며, 회전력을 전달하기 위한 제2로터축을 포함하는 제2모터와, 상기 제1로터축에 결합되는 제1기어와, 상기 제2로터축에 결합되는 제2기어와, 상기 제1모터 및 제2모터의 회전에 의하여 제1, 2기어와 맞물려 회전하는 제3기어 및 상기 제3기어의 회전에 의하여 동력을 전달하는 샤프트축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

용량가변형 전기상용차용 병렬구동시스템의 동력전달을 위한 감속기{Reducer for power transmission of parallel drive system for variable capacity electric commercial vehicles}

본 개시내용은 감속기에 대한 것으로, 보다 상세하게는 용량가변형 전기상용차용 병렬구동시스템의 동력전달을 위한 감속기에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로, 차량에 구비되는 감속기는 엔진의 동력을 인가받아 그 구동력을 기어비가 다르게 치합된 기어 조합의 전환으로써 속도를 제어하여 타이어에 전달한다.

도 1은 종래에 따른 감속기의 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 감속기를 반대편에서 바라본 제2 하우징의 절단면도이다.

구체적으로, 일반적인 감속기(10)는 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이, 엔진의 동력을 인가받는 인풋축(11), 상기 인풋축(11)과 기어 치합되는 아웃풋축(12) 및 상기 아웃풋축(12)과 기어 치합이 연결 또는 해제되는 디퍼런셜축(13)을 포함하며, 일부가 오일에 침지되어 있다. 여기서, 상기 디퍼런셜축(13)은 별도의 액추에이터(15)에 의해 이동되는 포크로써 상기 아웃풋축(12)과 연결되거나 해제될 수 있다.

이러한 종래의 감속기(10)는 상기 인풋축(11), 아웃풋축(12) 및 디퍼런셜축(13)이 수용되는 제1 하우징(10a)과, 상기 포크를 수용하는 제2 하우징(10b)을 포함할 수 있다.

여기서, 상기 포크는 상기 제2 하우징(10b)에 고정되는 액추에이터(15)로써 구동력을 제공받을 수 있다.

일반적인 전동기의 경우 그 구동력은 모터에 의하는데, 최근 하나의 모터가 아닌 2개의 모터를 병렬로 연결하여 구동력을 확보하는 병렬구동시스템이 개발되고 있다. 이와 같은 병렬구동시스템상에 적용되는 모터와 연동하는 감속기를 통해 운전 사항에 따라 병렬 구동 효율을 극대화하고 출력을 높이며 고용량 토크를 전달 할 수 있는 감속기를 제공하고자 한다.

감속기로서, 용량가변형 병렬구동시스템의 2개의 모터를 감속기에 장착하여 운전사항에 따라 병렬 구동 효율을 극대화하고자 한다.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

본 개시내용의 일 실시예에 의한 용량가변형 전기상용차용 병렬구동시스템의 동력전달을 위한 감속기는, 하우징 내측에 배치되며, 회전력을 전달하기 위한 제1로터축을 포함하는 제1모터와, 상기 하우징 내측에 배치되는 제1모터와 병렬 배치되며, 회전력을 전달하기 위한 제2로터축을 포함하는 제2모터와, 상기 제1로터축에 결합되는 제1기어와, 상기 제2로터축에 결합되는 제2기어와, 상기 제1모터 및 제2모터의 회전에 의하여 제1, 2기어와 맞물려 회전하는 제3기어 및 상기 제3기어의 회전에 의하여 동력을 전달하는 샤프트축을 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 개시내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제3기어와 제1기어 또는 제2기어의 기어비는 3.2:1인 것을 특징으로 한다.

본 개시내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제1기어 및 제2기어의 잇수는 15개로 이루어지고, 상기 제3기어의 잇수는 48개로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 개시내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제1기어 또는 제2기어의 기어경화 깊이는 0.7mm 이상인 것을 특징으로 한다.

본 개시내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제1기어 또는 제2기어의 표면경도는 650hv 이상인 것을 특징으로 한다.

본 개시내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제1모터 또는 제2모터중의 어느 하나만 작동하여 상기 샤프트축을 통해 동력을 전달하는 것을 특징으로 한다.

본 개시내용의 실시예에 의하면, 2개의 모터를 감속기에 장착하여 운전사항에 따라 병렬 구동 효율을 극대화할 수 있다.

또한, 본 개시내용의 실시예에 의하면, NVH 성능을 향상시켜 토크절감의 효과를 얻을 수 있다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 종래에 따른 감속기의 사시도.
도 2는 도 1에 도시된 감속기를 반대편에서 바라본 제2하우징의 절단면도.
도 3은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 감속기의 작동도.
도 4는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 감속기의 단면도.
도 5는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 감속기의 또 다른 단면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 감속기의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다. 또한, 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

도 3은 본 개시내용의 일 실시예에 따른 감속기의 작동도를 도시하고, 도 4, 도 5는 본 개시내용의 일 실시예에 따른 감속기의 단면도를 도시한다.

본 개시내용의 일 실시예에 의한 용량가변형 전기상용차용 병렬구동시스템의 동력전달을 위한 감속기는, 하우징(100) 내측에 배치되며, 회전력을 전달하기 위한 제1로터축(111)을 포함하는 제1모터(110)와, 상기 하우징(100) 내측에 배치되는 제1모터(110)와 병렬 배치되며, 회전력을 전달하기 위한 제2로터축(121)을 포함하는 제2모터(120)와, 상기 제1로터축(111)에 결합되는 제1기어(130)와, 상기 제2로터축(121)에 결합되는 제2기어(140)와, 상기 제1모터(110) 및 제2모터(120)의 회전에 의하여 제1, 2기어(130, 140)와 맞물려 회전하는 제3기어(150) 및 상기 제3기어의 회전에 의하여 동력을 전달하는 샤프트축(160)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 제1기어(130)와 제2기어(140)의 회전에 의하여 맞물려 회전하는 제3기어(150)와 제3기어(150)의 회전에 의하여 구동력을 샤프트축(160)을 통해 전달할 수 있다. 이와 같은 제1,2,3기어(130, 140, 150)가 감속기로 작동하게 되며, 본 개시내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제3기어(150)와 제1기어(130) 또는 제2기어(140)의 기어비는 3.2:1인 것을 특징으로 한다.

상기 기어비에 대한 일 실시예로, 상기 제1기어 및 제2기어의 잇수는 15개로 이루어지고, 상기 제3기어의 잇수는 48개로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

그에 따라, 상기 제1기어(130) 또는 제2기어(140)의 회전으로부터 감속된 회전력을 샤프트축(160)으로 전달할 수 있다.

그에 따라, 샤프트축(160)은 제1, 2모터(110, 120)의 회전속도를 줄이고 토크를 증대시킬 수 있어, 병렬구동형 모터시스템이 소형 모터를 사용할 수 있도록, 즉, 상기와 같은 감속기를 통해 병렬구동형 모터시스템을 소형화 시킬 수 있다.

또한, 이러한 두 개의 모터에 의한 기어와 구동력을 전달하기 위한 기어의 작동방식을 통하여, 최대 적재 및 최대 가속 구간에서는 2개의 모터를 상시 운전하고 공차나 평지시, 즉 경부하시에는 1개의 모터를 사용하여 효율성을 극대화할 수 있다.

본 개시내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제1기어 또는 제2기어의 기어경화 깊이는 0.7mm 이상인 것을 특징으로 한다.

본 개시내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제1기어 또는 제2기어의 표면경도는 650hv 이상인 것을 특징으로 한다.

상기와 같이, 기어의 기어경화 깊이 및 표면경도를 특정하게 됨으로써, 동력 전달 시, 기어 하중에 의한 수명 축소를 예방할 수 있게 된다.

본 개시내용의 바람직한 특징에 따르면, 상기 제1모터 또는 제2모터중의 어느 하나만 작동하여 상기 샤프트축을 통해 동력을 전달하는 것을 특징으로 한다.

상기 하우징은 병렬 구동을 위한 두 개의 모터가 병렬 배치된다. 제1모터(110)는 제1로터축(111)을 통해 회전력을 제1기어(130)로 전달하며, 제2모터(120)는 제2로터축(121)을 통해 제2기어(140)로 회전력을 전달한다. 이와 같이 이루어지는 두 개의 모터는 병렬 배치되어 운전상황이나 차량의 요구 출력에 따라 유동적으로 선택 적용이 가능하다. 예를 들어, 두 개의 모터 중에서 하나의 모터에 결함이 발생한 경우에 정상적으로 작동하는 나머지 모터로 절반의 최대출력을 발휘하여 샤프트축을 통해 구동력을 전달할 수 있다. 또한, 차량의 요구출력에 따라, 예를 들어 1t 차량에는 150kw급을 단독으로 사용할 수 있으며, 5t 이상급의 차량에는 300kw를 병렬로 구동하여 사용할 수도 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100 : 하우징
110 : 제1모터
111 : 제1로터축
120 : 제2모터
121 : 제2로터축
130 : 제1기어
140 : 제2기어
150 : 제3기어
160 : 샤프트축

Claims (1)

1. 하우징 내측에 배치되며, 회전력을 전달하기 위한 제1로터축을 포함하는 제1모터;
   상기 하우징 내측에 배치되는 제1모터와 병렬 배치되며, 회전력을 전달하기 위한 제2로터축을 포함하는 제2모터;
   상기 제1로터축에 결합되는 제1기어;
   상기 제2로터축에 결합되는 제2기어;
   상기 제1모터 및 제2모터의 회전에 의하여 제1, 2기어와 맞물려 회전하는 제3기어; 및
   상기 제3기어의 회전에 의하여 동력을 전달하는 샤프트축;을 포함하고,
   상기 제3 기어와 상기 제1 기어의 기어비는, 3.2:1로 설정되며,
   상기 제3 기어와 상기 제2 기어의 기어비는, 3.2:1로 설정되고,
   상기 제1기어 및 제2기어의 잇수는 15개이고, 상기 제3기어의 잇수는 48개이며,
   상기 제1기어 또는 제2기어의 기어경화 깊이는 0.7mm 이상이고, 상기 제1기어 또는 제2기어의 표면경도는 650hv 이상으로 구성되고,
   상기 제1 기어 및 제2 기어는 상기 제3 기어를 중심으로 좌우에 각각 기준선에 따라 배치되어 상기 제3 기어와 맞물리게 되며,
   상기 제1 모터 및 제2 모터는 최대적재 및 최대가속 시 동시 운전되고, 공차 및 평지 시 상기 제1 모터 및 제2 모터 중 적어도 하나의 모터가 구동되며, 상기 제1 모터 및 제2 모터 중 어느 하나의 모터에 결함이 발생하면 나머지 하나의 모터가 최대출력을 발휘하도록 하는 것을 특징으로 하는 용량가변형 전기상용차용 병렬구동시스템의 동력전달을 위한 감속기.

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