KR20230017961A - 동력 전달 장치 - Google Patents

Abstract

동력 전달 장치가 개시된다. 상기 동력 전달 장치는 전면을 포함하는 모터 하우징과, 상기 모터 하우징의 후면에 결합되는 리어 커버와, 상기 모터 하우징 내에 고정되며 자기장을 생성하는 스테이터와, 상기 스테이터와 설정된 갭을 두고 스테이터의 경방향 내측에 배치되며 스테이터가 생성하는 자기장에 의하여 회전하는 로터와, 상기 로터에 결합되어 로터와 함께 회전하며 길이 방향으로 연장되어 전면과 리어 커버를 관통하는 모터 축과, 상기 전면을 관통하여 모터 하우징 외로 돌출된 상기 모터 축의 일단에 구비된 구동 기어를 포함하는 구동 모터; 휠 축 방향으로 일면의 드럼 원판부와, 상기 드럼 원판부의 외경단에서 휠 축 방향으로 연장되는 원통부를 포함하여 상기 구동 모터를 둘러싸는 드럼; 휠 축 방향으로 상기 드럼의 타면에 결합되고, 상기 구동 기어에 치합되는 피동 기어가 그 외경부에 구비된 드럼 커버; 그리고 그 상에 타이어가 장착되고, 상기 드럼에 결합하여 드럼과 함께 회전하는 휠 허브를 포함할 수 있다.

Description

동력 전달 장치{POWER TRANSMISSION DEVICE}

본 발명은 동력 전달 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 휠 구동 장치(Wheel Drive Unit) 등에 사용될 수 있는 동력 전달 장치에 관한 것이다.

최근 강화된 환경 규제 및 연비 규제로 인하여, 하이브리드 차량과 전기 차량과 같은 친환경 차량의 사용이 늘어나고 있다. 친환경 차량은 동력원으로 전기 모터를 포함하며, 전기 모터와 감속기의 배치에 따라 다양한 형태의 친환경 차량이 구현될 수 있다.

친환경 차량의 다양한 동력원 배치 방법 중 하나는 동력원을 휠 허브(wheel hub) 내 또는 휠 허브 근처에 배치하는 휠 구동 장치이다. 종래의 휠 구동 장치는 그 크기가 커서 휠 구동 장치의 일부가 휠 허브의 외부로 돌출되었고, 휠 허브의 외부로 돌출된 휠 구동 장치의 일부는 현가 장치나 제동 장치와 같은 차량의 부품들과 간섭을 일으킬 수 있었다. 이에 따라, 종래의 휠 구동 장치를 차량에 장착하기 위해서는 차체나 샤시의 설계변경이 필요하였다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 인휠 모터(In-wheel motor) 시스템이 개발되었다. 인휠 모터 시스템은 동력원인 전기 모터와 감속기를 휠 허브 내에 배치하는 시스템이다. 종래의 인휠 모터 시스템에 따르면, 감속기로 주로 유성기어세트가 사용되었는데, 휠 허브 내에 전기 모터, 유성기어세트 및 휠 베어링을 배치하기가 어려웠다. 이에 따라, 감속기를 포함하지 않는 인휠 모터 시스템이 개발되었다.

그러나, 감속기를 포함하지 않는 인휠 모터 시스템은 전기 모터 자체의 동력으로 차량을 발진하고 고속주행도 해야 하므로 용량이 큰 전기 모터를 필요로 하며, 이에 따라, 전력의 소모가 커서 한 번 충전으로 주행할 수 있는 거리에 한계가 있었다. 이를 보완하기 위해서는 용량이 큰 배터리를 사용하여야 한다.

한편, 전기 모터가 직접 휠 허브를 구동하는 인휠 모터 시스템은 차량 주행 시 발생하는 노면의 충격이 전기 모터에 직접 전달되므로 전기 모터의 내구성이 문제가 된다.

또한, 전기 모터의 크기 및 중량이 증가하여 현가 장치의 스프링 하중량(Unsprung mass)이 증가하여 승차감이 저하되는 단점도 가지고 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예는 감속 장치와 구동 모터의 크기를 줄여 휠 허브 내의 공간에 설치 가능한 컴팩트한 동력 전달 장치를 제공함과 동시에, 단순한 구성의 감속 장치를 사용함으로써 작은 용량의 구동 모터로도 발진 성능과 고속주행 성능을 만족시킬 수 있는 고효율 동력 전달 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예는 구동 모터에 작용하는 노면의 충격을 최소화하여 내구성을 증대시키고, 휠 구동 장치의 중량을 감소시켜 차량의 승차감도 향상시킬 수 있는 동력 전달 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예는 구동 모터에서 발생하는 열을 배출할 수 있는 향상된 냉각 시스템이 구비된 동력 전달 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치는 전면을 포함하는 모터 하우징과, 상기 모터 하우징의 후면에 결합되는 리어 커버와, 상기 모터 하우징 내에 고정되며 자기장을 생성하는 스테이터와, 상기 스테이터와 설정된 갭을 두고 스테이터의 경방향 내측에 배치되며 스테이터가 생성하는 자기장에 의하여 회전하는 로터와, 상기 로터에 결합되어 로터와 함께 회전하며 길이 방향으로 연장되어 전면과 리어 커버를 관통하는 모터 축과, 상기 전면을 관통하여 모터 하우징 외로 돌출된 상기 모터 축의 일단에 구비된 구동 기어를 포함하는 구동 모터; 휠 축 방향으로 일면의 드럼 원판부와, 상기 드럼 원판부의 외경단에서 휠 축 방향으로 연장되는 원통부를 포함하여 상기 구동 모터를 둘러싸는 드럼; 휠 축 방향으로 상기 드럼의 타면에 결합되고, 상기 구동 기어에 치합되는 피동 기어가 그 외경부에 구비된 드럼 커버; 그리고 그 상에 타이어가 장착되고, 상기 드럼에 결합하여 드럼과 함께 회전하는 휠 허브를 포함할 수 있다.

상기 구동 모터는 연직 방향에 대하여 전면이 후면보다 지면에 가깝도록 하향으로 배치되고, 모터 하우징으로부터 휠 축 방향 타측으로 연장된 모터 암을 더 포함할 수 있다.

상기 모터 암에는 구동 모터 내로 오일을 공급하는 공급 통로와, 드럼 내의 오일을 외부로 배출하는 배출 통로가 구비될 수 있다.

상기 모터 하우징의 상단부에는 오일 갤러리가 배치되고, 상기 모터 하우징 내에는 상기 공급 통로와 오일 갤러리를 연통하는 오일 공급 홀이 형성되어 공급 통로를 통해 공급된 오일은 오일 갤러리를 통해 구동 모터로 공급될 수 있다.

상기 오일 갤러리에는 적어도 하나의 제1, 2갤러리 홀이 형성되어 있으며, 제1갤러리 홀은 제2갤러리 홀보다 반경 외측에 배치되고, 제1, 2갤러리 홀은 서로 교번하여 배치될 수 있다.

상기 모터 하우징의 내면에는 상기 제1갤러리 홀을 통과한 오일을 모터 하우징의 전면으로 흘려보내는 슬롯이 형성되고, 상기 스테이터에는 상기 제2갤리러 홀을 통과한 오일을 모터 하우징의 전면으로 흘려보내는 스테이터 코어 냉각 홀이 형성될 수 있다.

상기 오일 갤러리에는 적어도 하나의 제3갤러리 홀이 더 형성될 수 있다.

상기 전면에는 모터 하우징 내의 오일을 모터 하우징 외부의 드럼으로 배출하기 위한 전면 배출홀이 형성될 수 있다.

상기 리어 커버를 관통하여 모터 하우징 외부로 돌출된 상기 모터 축의 타단부에는 모터 축의 회전속도에 대응하는 물리값의 변화를 생성하는 리졸버 로터가 형성되고, 상기 리어 커버의 상면에는 리졸버 로터가 생성하는 물리값의 변화를 측정하는 리졸버 스테이터가 장착되며, 상기 리어 커버의 상면에는 리어 커버와 모터 축 사이에 장착되어 유체적으로 밀폐시킴으로써 상기 리졸버 로터와 리졸버 스테이터를 보호하는 리졸버 커버가 장착될 수 있다.

상기 모터 축은 길이 방향으로 관통홀이 형성되고, 리졸버 커버의 옆면에는 길이 방향으로 리졸버 커버 오일 홈이 형성되며, 리졸버 커버의 상면에는 피동 기어에 의하여 처닝되는 드럼 내의 오일을 리졸버 커버 오일 홈과 관통홀로 유도하는 오일 월이 돌출될 수 있다.

상기 모터 축에는 상기 관통홀로부터 모터 축의 외주면으로 연장된 적어도 하나의 분기홀이 형성될 수 있다.

상기 리어 커버에는 리졸버 커버 오일 홈으로 유도된 오일을 모터 하우징 내로 유도하기 위한 리어 공급 홀과 리어 커버 오일 홀이 형성될 수 있다.

상기 동력 전달 장치는 상기 드럼 내의 오일을 배출 통로를 통하여 외부로 배출하기 위한 석션 모터를 더 포함할 수 있다.

동력 전달 장치는 그 자유단이 드럼 내의 오일 레벨보다 더 낮게 위치하며, 배출 통로를 통해 석션 모터에 연결되는 흡입관을 더 포함할 수 있다.

동력 전달 장치는 상기 흡입관에 연결되어 흡입관을 통해 흡입한 오일 내의 이물질을 거르는 오일 필터를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 구동 모터의 모터축을 휠 축에 대해 수직 또는 수직에 대해 임의의 각도로 배치하고, 서로 맞물리는 피니언 기어인 구동기어와 링기어인 피동기어를 감속기로 사용함으로써 동력 전달 장치의 크기를 줄일 수 있다. 따라서, 동력 전달 장치는 충분한 구동력을 발휘하면서도 휠 허브 내의 공간에 설치 가능하다.

또한, 단순한 구성의 감속 장치를 사용하므로 동력 전달 효율이 높아지며, 휠 구동 장치의 중량이 가벼워져 승차감이 향상될 수 있다.

또한, 모터 하우징으로부터 축방향으로 일체로 연장된 모터 암을 통해 구동 모터를 차체나 현가 장치에 고정하므로, 구동 모터에 가해지는 노면의 충격이 최소화되어 구동 모터의 내구성이 향상될 수 있다.

또한, 구동 모터를 구동/제어/냉각하기 위한 부품들을 모터 하우징에 설치함으로써 동력 전달 장치를 차량에 장착하는 것이 용이하다.

냉각 시스템을 순환하는 오일을 통해 구동 모터의 다양한 부품들을 냉각하고, 상기 오일은 드럼 내에서 공기에 의하여 추가로 냉각되므로 동력 전달 장치의 냉각 효율이 향상될 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

본 명세서의 실시예들은 유사한 참조 부호들이 동일하거나 또는 기능적으로 유사한 요소를 지칭하는 첨부한 도면들과 연계한 이하의 설명을 참조하여 더 잘 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치의 정면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치의 단면도이다.
도 3은 구동 모터가 제거된 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치의 일부 절개도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치에 사용되는 구동 모터의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치와 너클의 결합을 도시한 단면도의 일부이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 동력 전달 장치와 너클의 결합을 도시한 단면도의 일부이다.
도 7은 구동 모터가 제거된 도 1의 동력 전달 장치를 Ⅰ-Ⅰ의 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 8은 구동 모터가 제거된 도 1의 동력 전달 장치를 Ⅱ-Ⅱ의 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치의 드럼의 사시도이다.
도 10은 리어 커버가 제거된 구동 모터의 평면도이다.
도 11은 오일 갤러리의 사시도이다.
도 12는 도 10의 오일 갤러리를 의 Ⅲ-Ⅲ의 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 13은 오일 갤러리가 제거된 도 10의 구동 모터의 평면도이다.
도 14는 리어 커버가 제거된 모터 하우징의 평면도이다.
도 15는 일부분이 절개된 모터 하우징의 사시도이다.
도 16은 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치의 구동 모터의 사시도이다.
도 17은 구동 모터와 드럼의 결합을 도시한 개략도이다.
도 18은 도 17의 Ⅳ의 확대도이다.
위에서 참조된 도면들은 반드시 축적에 맞추어 도시된 것은 아니고, 본 발명의 기본 원리를 예시하는 다양한 선호되는 특징들의 다소 간략한 표현을 제시하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 특정 치수, 방향, 위치, 및 형상을 포함하는 본 발명의 특정 설계 특징들이 특정 의도된 응용과 사용 환경에 의해 일부 결정될 것이다.

본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예들을 기술하기 위한 목적뿐이고 본 발명을 한정하는 것을 의도하는 것은 아니다. 본 명세서에서 사용되는 바와 같이, 단수 형태는 문맥상 분명하게 달리 나타내지 않는 한, 또한 복수 형태들을 포함하는 것으로 의도된다. 본 명세서에서 사용되는 "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는 명시된 특징들, 정수, 단계들, 작동, 엘리먼트들 및/또는 컴포넌트들의 존재를 나타내지만, 하나 이상의 다른 특징, 정수, 단계들, 작동, 컴포넌트들, 및/또는 이들의 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것은 아니라는 것이 또한 이해되어야 할 것이다. 본 명세서에 사용되는 바와 같이, "및/또는" 이라는 용어는 연관되어 나열된 하나 이상의 항목들 중 임의의 하나 또는 모든 조합들을 포함한다. "결합된"이라는 용어는 컴포넌트들이 상호 간에 직접 연결되거나 또는 하나 이상의 매개 컴포넌트들을 통해 간접적으로 연결되는 두 개의 컴포넌트들 간의 물리적 관계를 표시한다.

"결합 수단" 또는 이와 유사한 용어는 적어도 두 개의 부재를 함께 회전하도록 결합하는 수단을 의미한다. 결합 수단의 예로는, 이에 한정되지 않지만, 볼트, 너트, 용접, 압입, 접착, 스플라인 등일 수 있다.

"작동적으로 연결(operably connected)" 또는 이와 유사한 용어는 적어도 두 개의 부재가 직접적 또는 간접적으로 서로 연결되어 동력을 전달할 수 있는 것을 의미한다. 그러나, 작동적으로 연결된 두 개의 부재는 항상 동일한 속도와 동일한 방향으로 회전하는 것은 아니다.

여기에서 사용되는 바와 같은 "차량" 또는 "차량의"와 같은 용어 또는 다른 유사한 용어는 일반적으로 스포츠 유틸리티 차량(sports utility vehicles; SUVs)를 포함하는 승용차들, 버스들, 트럭들, 다양한 상업용 차량들, 다양한 보트들 및 배를 포함하는 선박, 기차, 항공기 등을 포함하며, 하이브리드 전기 자동차들, 전기 자동차들, 플러그 인 하이브리드 전기 자동차들, 수소 전력 자동차들 및 다른 대안적인 연료(예를 들어, 석유 이외의 자원들로부터 얻어지는 연료)의 차량들을 포함하는 것으로 이해된다. 여기에서 참조되는 바와 같이, 전기 차량(electric vehicle; EV)은, 그것의 구동력의 일부로서, 충전 가능한 에너지 저장 장치(예를 들어, 하나 이상의 충전 가능한 전기 화학 셀들 또는 다른 타입의 배터리)로부터 얻어진 전기 동력을 가지는 차량이다. EV는 자동차에 한정되는 것이 아니며, 모터사이클, 카트, 스쿠터, 등을 포함할 수 있다. 또한, 하이브리드 차량은 둘 이상의 동력원들, 예를 들어 가솔린 기반 동력 및 전기 기반 동력을 갖는 차량(예를 들어, 하이브리드 전기 차량(hybrid electric vehicle; HEV)이다.

추가적으로, 아래의 방법들 또는 이들의 양상들 중 하나 이상은 적어도 하나 이상의 제어 유닛(예를 들어, 전자 제어 유닛(electronic control unit; ECU) 등) 또는 제어기에 의해 실행될 수 있음이 이해된다. "제어 유닛" 또는 "제어기" 라는 용어는 메모리 및 프로세서를 포함하는 하드웨어 장치를 지칭할 수 있다. 메모리는 프로그램 명령들을 저장하도록 구성되고, 프로세서는 아래에서 더욱 자세히 설명되는 하나 이상의 프로세스들을 수행하기 위해 프로그램 명령들을 실행하도록 특별히 프로그래밍된다. 제어 유닛 또는 제어기는, 여기에서 기재된 바와 같이, 유닛들, 모듈들, 부품들, 장치들, 또는 이와 유사한 것의 작동을 제어할 수 있다. 또한, 아래의 방법들은, 당업자에 의해 인식되는 바와 같이, 하나 이상의 다른 컴포넌트들과 함께 제어 유닛 또는 제어기를 포함하는 장치에 의해 실행될 수 있음이 이해된다.

또한, 본 개시의 제어 유닛 또는 제어기는 프로세서에 의해 실행되는 실행 가능한 프로그램 명령들을 포함하는 비일시적인 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체로서 구현될 수 있다. 컴퓨터로 판독 가능한 기록 매체들의 예들은 롬(ROM), 램(RAM), 컴팩트 디스크(CD) 롬, 자기 테이프들, 플로피 디스크들, 플래시 드라이브들, 스마트 카드들 및 광학 데이터 저장 장치들을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 컴퓨터 판독가능 기록 매체는 또한 컴퓨터 네트워크 전반에 걸쳐 분산되어 프로그램 명령들이, 예를 들어, 텔레매틱스 서버(telematics server) 또는 제어기 영역 네트워크(Controller Area Network; CAN)와 같은 분산 방식으로 저장 및 실행될 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치는 구동 모터의 모터축을 휠 축에 대해 수직 또는 수직에 대해 임의의 각도로 배치하고, 서로 맞물리는 피니언 기어인 구동기어와 링기어인 피동기어를 감속기로 사용함으로써 휠 허브 내의 공간에 설치될 수 있다. 또한, 냉각 시스템을 순환하는 오일을 통해 구동 모터의 다양한 부품들을 냉각하고, 상기 오일은 드럼 내에서 공기에 의해 추가로 냉각된다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치를 첨부된 도면을 참고로 상세히 설명하기로 한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치(1)는 휠 내에 장착되어 휠 구동 장치로 기능한다. 상기 동력 전달 장치(1)는 구동 모터(30), 드럼(10), 드럼 커버(96), 그리고 휠 허브(20)를 포함한다.

도 1, 2, 4, 14 및 15에 도시된 바와 같이, 구동 모터(30)는 배터리 등의 전원(도시하지 않음)에 연결되어 차량의 구동을 위한 동력을 발생시키는 것으로, 모터 하우징(32), 스테이터(38), 로터(50), 그리고 모터 축(52)을 포함하는 전기 모터일 수 있다.

도 2, 4, 14 및 15에 도시된 바와 같이, 모터 하우징(32)은 전면(44)과, 옆면과, 개방된 후면을 포함하는 중공의 원통 형상이며, 상기 개방된 후면에는 리어 커버(72)가 볼트 등의 결합 수단을 통하여 결합함으로써 스테이터(38)와 로터(50)가 장착되기 위한 장착 공간을 형성한다. 하나의 예에서, 상기 구동 모터(30)는 하향으로 배치될 수 있다. 즉, 전면(44)이 후면에 비하여 지면에 가깝게 배치된다. 상기 전면(44)에는 전면 배출홀(70)과 전면 홀(186)이 형성되고, 리어 커버(72)에는 리어 공급 홀(74)이 형성된다. 또한, 상기 옆면의 내주면에는 적어도 하나의 슬롯(172)이 구동 모터(30)의 길이 방향(즉, 모터 축(52)이 연장된 방향(Y1))으로 형성될 수 있다. 상기 슬롯(172)은 모터 하우징(32) 내로 공급된 오일이 흘러가는 냉각 통로들 중 일부를 정의할 수 있다.

상기 모터 하우징(32)은 상기 옆면으로부터 휠 축 방향(X)으로 연장된 모터 암(34)과, 베어링 지지부(36)를 더 포함한다. 베어링 지지부(36)는 상기 옆면으로부터 휠 축 방향(X) 일측으로 연장되고, 모터 암(34)은 상기 베어링 지지부(36)의 반대측 옆면으로부터 휠 축 방향(X) 타측으로 연장된다.

상기 모터 암(34)의 일단은 모터 하우징(32)에 일체로 형성될 수 있고, 그 타단이 휠 축 방향(X) 타측으로 연장되어 휠 허브(20) 밖으로 돌출될 수 있다. 상기 모터 암(34)의 타단은 플랜지(114)를 통하여 차체(샤시)나 현가 장치, 예를 들어 너클(190)에 고정될 수 있다. 하나의 예에서, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 너클(190)은 플랜지(114)와 일체로 형성되며, 상기 플랜지 일체형 너클(190)은 모터 암(34)의 타단에 볼트 등의 결합 수단(116)을 통하여 결합된다. 다른 하나의 예에서, 도 6에 도시된 바와 같이, 플랜지(114)와 너클(190)이 별개로 제작되며, 플랜지(114)가 모터 암(34)의 타단에 볼트 등의 결합 수단(116)을 통하여 결합되고, 너클(190)이 상기 플랜지(114)에 볼트 등의 결합 수단(192)을 통하여 결합된다.

구동 모터(30)를 모터 암(34)을 통해 너클(190)과 같은 현가 장치 또는 차체에 고정하면, 차량 주행 시 노면으로부터의 충격이나 급발진, 급제동 시 휠의 충격이 직접 모터 하우징(32) 내의 부품들, 예를 들어 스테이터(38)와 로터(50) 등에 전달되지 않으므로 구동 모터(30) 및 관련 부품들의 내구성이 향상될 수 있다.

또한, 베어링 지지부(36)와 모터 암(34)을 모터 하우징(32)의 휠 축 방향(X) 양 측에 형성하면, 베어링 지지부(36)와 모터 암(34)은 노면으로부터의 충격 등이 구동 모터(30)로 직접 전달되지 않도록 구동 모터(30)의 양측을 지지함으로써 구동 모터(30)의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 2 및 4에 도시된 바와 같이, 스테이터(38)는 모터 하우징(32)의 내에서 모터 하우징(32)에 고정된다. 상기 스테이터(38)는 전원에 연결되어 자기장을 형성하는 것으로, 스테이터 코어(40)와, 스테이터 코어(40)를 감싸는 스테이터 코일(46)을 포함한다.

상기 스테이터 코어(40)에는 원주 방향을 따라 적어도 하나의 스테이터 코어 냉각 홀(42)이 형성되며, 상기 스테이터 코어 냉각 홀(42)은 구동 모터(30)의 길이 방향(즉, 모터 축(52)이 연장된 방향(Y1))으로 연장되어 모터 하우징(32) 내로 공급된 오일이 흘러가는 냉각 통로들 중 다른 일부를 정의할 수 있다. 하나의 예에서, 상기 모터 하우징(32)의 슬롯(172)과 상기 스테이터 코어 냉각 홀(42) 중 하나만 형성되거나 사용될 수 있다. 즉, 모터 하우징(32)의 슬롯(172)만이 형성되어 모터 하우징(32) 내로 공급되는 오일은 슬롯(172)을 통해서만 흐르거나, 스테이터 코어 냉각 홀(42)만이 형성되어 모터 하우징(32) 내로 공급되는 오일은 스테이터 코어 냉각 홀(42)을 통해서만 흐르거나, 모터 하우징(32)의 슬롯(172)과 상기 스테이터 코어 냉각 홀(42) 모두가 형성되지만 모터 하우징(32) 내로 공급되는 오일은 모터 하우징(32)의 슬롯(172)과 상기 스테이터 코어 냉각 홀(42) 중 하나를 통해서만 흐를 수 있다.

스테이터 코일(46)은 동력선(100)을 통해 전원에 연결되며, 스테이터 코어(40) 또는 스테이터 코일(46)에는 온도 센서(도시하지 않음)가 장착되어 스테이터 코어(40) 또는 스테이터 코일(46)의 온도를 측정한다. 상기 온도 센서는 온도 센서 선(140)을 통해 제어 유닛(도시하지 않음)에 연결되어 측정된 스테이터 코어(40) 또는 스테이터 코일(46)의 온도에 대응하는 신호를 제어 유닛에 전송한다. 제어 유닛은 상기 신호를 기초로 동력 전달 장치(1)의 냉각을 수행할 수 있다. 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 동력선(100)과 온도 센서 선(140)은 상기 모터 암(34)에 매설되어 모터 암(34)을 통하여 동력 전달 장치(1) 외부의 전원 또는 제어 유닛에 연결된다. 따라서, 동력선(100)과 온도 센서 선(140) 등이 동력 전달 장치(1) 내의 회전 부품과 간섭되는 것을 방지할 수 있고, 고온의 부품이나 윤활제에 노출/접촉되지 않게 함으로써 내구성과 제어의 신뢰성을 높일 수 있다.

도 2 및 4에 도시된 바와 같이, 로터(50)는 스테이터(38)와 설정된 갭을 두고 상기 스테이터(38)의 경방향 내측에 배치된다. 상기 로터(50)는 스테이터(38)가 생성하는 자기장에 의하여 회전하도록 되어 있다. 하나의 예에서, 상기 로터(50)의 외경부에는 영구자석이 부착되거나 매립될 수 있다. 이러한 로터(50)를 포함하는 구동 모터(30)는 영구자석형 동기모터(PMSM)로 불린다.

도 2 및 4에 도시된 바와 같이, 모터 축(52)은 상기 로터(50)의 중심부를 관통하여 구동 모터(30)의 길이 방향(Y1)으로 연장되고, 그 내부에 관통홀(54)이 형성된다. 상기 모터 축(52)은 상기 로터(50)에 결합되어 로터(50)와 함께 회전하도록 되어 있다.

상기 모터 축(52)의 하단부는 모터 하우징(32)의 전면(44)의 전면 홀(186)을 통과하여 모터 하우징(32)의 외부로 돌출되며, 모터 하우징(32)의 외부로 돌출된 상기 모터 축(52)의 하단부에는 구동 기어(60)가 구비되어 있다. 상기 구동 기어(60)는 모터 축(52)과 별개로 제작되어 고정 볼트(62) 및/또는 스플라인과 같은 결합 수단을 통하여 모터 축(52)의 하단부에 결합되거나, 모터 축(52)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 구동 기어(60)가 모터 축(52)과 별개로 제작되어 고정 볼트(62)로 모터 축(52)의 하단부에 결합되면, 모터 축(52)과 구동 기어(60) 사이에는 제1스페이서(66)가 배치될 수 있다. 상기 제1스페이서(66)는 구동 기어(60)와 피동 기어(64) 사이의 백래쉬 등을 조정하도록 되어 있다. 하나의 예에서, 상기 구동 기어(60)는 스파이럴 베벨 기어의 피니언 기어로 형성될 수 있다. 상기 고정 볼트(62)에는 관통홀(54)에 연결되는 고정 볼트 오일 통로(63)가 형성된다.

상기 모터 축(52)과 전면 홀(186) 사이에는 모터 축(52)의 원활한 회전을 위한 베어링(124)과, 상기 베어링(124)에서 발생할 수 있는 스파크 또는 전기적 부식을 방지하기 위한 전식 방지 수단(Anti-Electric Erosion Device)(122)가 장착될 수 있다.

상기 구동 모터(30)에는 모터 축(52)의 회전 속도에 대응하는 물리값의 변화(예를 들어, 자극 또는 자기장의 변화)를 생성함으로써 모터 축(52)의 회전 속도, 즉 구동 모터(30)의 회전 속도를 측정하는 리졸버(85)가 배치된다. 상기 리졸버(85)는 모터 축(52)에 부착되는 리졸버 로터(81)와 리어 커버(72)에 장착되는 리졸버 스테이터(80)로 구성된다.

상기 모터 축(52)의 상단부는 리어 커버(72)의 중앙부를 통과하여 모터 하우징(32)의 외부로 돌출된다. 모터 하우징(32)의 외부로 돌출된 상단부에는 리졸버 로터(81)가 장착되어 모터 축(52)과 함께 회전한다. 상기 리졸버 로터(81)가 생성하는 물리값의 변화를 측정하여 구동 모터(30)의 회전 속도를 측정하도록 상기 리졸버 로터(81)를 경방향으로 마주하는 리졸버 스테이터(80)가 리어 커버(72)의 상면에 장착된다. 상기 리졸버 스테이터(80)는 리졸버 신호선(176)(도 16 참고)을 통하여 구동 모터(30)의 회전 속도에 대응하는 신호를 제어 유닛에 전송한다.

상기 리졸버 스테이터(80)를 보호하기 위하여 상기 리어 커버(72)의 상면에는 리졸버 커버(82)가 더 장착된다. 상기 리졸버 커버(82)는 상기 리졸버 스테이터(80)를 둘러싸며 볼트 등의 결합 수단을 통하여 리어 커버(72)에 고정된다. 또한, 도 17 및 18에 도시된 바와 같이, 리졸버 커버(82)의 상면에는 오일 월(182)이 설정된 형상으로 상측으로 돌출되며 리졸버 커버(82)의 옆면에는 구동 모터(30)의 길이 방향(Y1)으로 리졸버 커버 오일 홈(194)이 형성된다. 오일 월(182)은 드럼(10) 내에서 처닝되어 회전하는 오일의 흐름을 막아 상기 오일을 관통홀(54)과 리졸버 커버 오일 홈(194)으로 유도한다.

상기 리졸버 커버(82)의 상면 중앙부에는 리졸버 커버 홀(87)이 형성되며, 상기 모터 축(52)의 상단은 상기 리졸버 커버 홀(87)에 삽입된다. 상기 리졸버 커버 홀(87)의 내주면과 상기 모터 축(52)의 상단의 외주면은 서로 이격되어 있으며, 그들 사이에는 씰링 부재(84)가 배치되어 리졸버 커버(82)와 모터 축(52)이 형성하는 공간 내로 오일 월(182)에 의하여 포집된 오일 등이 침투하는 것을 방지한다.

상기 리어 커버(72)의 내주면과 상기 모터 축(52)의 외주면 사이에는 모터 축(52)의 원활한 회전을 위한 베어링(76)과, 오일 등이 리졸버(85)가 배치된 공간 내로 침투하는 것을 방지하기 위한 씰링 부재(86)가 배치된다. 상기 씰링 부재(86)는 상기 베어링(76)의 위에 배치된다. 도 2 및 4에 도시된 바와 같이, 리어 커버(72)의 상면과 리어 커버(72)의 내주면을 연결하는 리어 커버 오일 홀(184)이 리어 커버(72)에 형성된다. 상기 리어 커버 오일 홀(184)은 리졸버 커버 오일 홈(194)을 따라 흘러내린 오일의 일부를 상기 베어링(76)과 씰링 부재(86) 사이로 흘려 베어링(76)을 윤활 및 냉각한다. 또한, 씰링 부재(86)가 베어링(76)의 위에 배치되므로 베어링(76)과 씰링 부재(86) 사이로 흘러간 오일은 씰링 부재(86)에 의하여 리졸버(85)가 배치된 공간 내로 침투하지 못한다.

상기 리어 커버(72)와 리졸버 커버(82) 상에는 드럼(10) 내의 처닝에 의한 오일에 섞인 불순물이 관통홀(54), 리어 공급 홀(74), 리어 커버 오일 홀(184)을 통해 구동 모터(30)의 내부로 유입하는 것을 방지하기 위한 필터(도시하지 않음)가 장착될 수 있다. 또한, 상기 전면 배출홀(70)과 고정 볼트 오일 통로(63)에는 드럼(10) 내의 오일에 섞인 불순물이 구동 모터(30) 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 필터(도시하지 않음)가 설치될 수 있다.

한편, 도 16에 도시된 바와 같이, 동력선(100)과 리졸버 신호선(176)은 모두 리졸버 커버(82)를 통과한 후, 모터 암(34)에 매설된다. 그러나, 동력선(100)이 리졸버 커버(82)를 통과하는 위치와 모터 암(34)에 매설되는 위치는 리졸버 신호선(176)이 리졸버 커버(82)를 통과하는 위치와 모터 암(34)에 매설되는 위치와는 동떨어져 있다. 동력선(100)과 리졸버 신호선(176)을 이격시켜 설치함으로써 동력선(100)을 통해 구동 모터(30)에 공급되는 전원이 리졸버 신호선(176)을 통해 전송되는 신호의 노이즈로 작용하는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 제어의 신뢰성이 향상될 수 있다.

또한, 상기 동력선(100), 온도 센서 선(140), 그리고 리졸버 신호선(176)은 모두 모터 암(34)에 매설되어 모터 암(34)을 통하여 동력 전달 장치(1) 외부의 전원 또는 제어 유닛에 연결된다. 따라서, 동력선(100), 온도 센서 선(140), 그리고 리졸버 신호선(176)이 동력 전달 장치(1) 내의 회전 부품과 간섭되는 것을 방지할 수 있고, 고온의 부품이나 윤활제에 노출/접촉되지 않게 함으로써 내구성과 제어의 신뢰성을 높일 수 있다.

깔끔한 배선을 위해, 상기 동력선(100)은 동력선 홀더(174)를 통해 모터 하우징(32)에 밀착되고, 리졸버 신호선(176)은 리졸버 신호선 홀더(178)를 통해 모터 하우징(32)에 밀착되며, 온도 센서 선(140)은 온도 센서 선 홀더(142)를 통해 모터 하우징(32)에 밀착될 수 있다.

상기 모터 축(52)의 내부에는 구동 모터(30)의 길이 방향(Y1)으로 관통홀(54)이 형성되고, 상기 관통홀(54)의 설정 위치에는 상기 관통홀(54)로부터 모터 축(52)의 외주면으로 연장된 적어도 하나의 분기홀(92)이 형성된다. 냉각을 위한 오일은 모터 축(52)의 상단을 통해 관통홀(54)로 유입되고, 관통홀(54)을 따라 위에서 아래로 이동하며 구동 모터(30), 특히 로터(50)를 냉각한다. 또한, 상기 오일의 일부는 관통홀(54)의 설정 위치에 형성된 적어도 하나의 분기홀(92)을 통해 모터 축(52)의 외부로 나가 베어링(124)을 윤활 및 냉각한다. 또한, 상기 오일의 나머지 일부는 관통홀(54)을 따라 모터 축(52)의 하단으로 이동하여 모터 축(52)의 외부로 배출된다. 이를 위하여, 피동 기어(64)를 모터 축(52)에 결합시키는 고정 볼트(62)에는 상기 관통홀(54)에 연통되고 오일을 모터 축(52)의 외부로 배출할 수 있는 고정 볼트 오일 통로(63)가 형성될 수 있다.

도 2 및 17에 도시된 바와 같이, 상기 구동 모터(30)는 하향으로 배치될 수 있다. 즉, 지면에 대해 수직 방향(Y2)에 대하여 구동 모터(30)의 전면(44)이 후면보다 아래에 위치한다. 또한, 모터 축(52)은 지면에 대해 수직 방향(Y2)으로 배치되거나, 지면에 대해 수직 방향(Y2)에 대해 임의의 각도(θ1)로 배치될 수 있다. 하나의 예에서, 모터 축(52)의 방향(Y1)과 지면에 대해 수직 방향(Y2) 사이의 각도(θ1)는 ± 45°일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 여기서, '+' 부호는 모터 축(52)의 방향(Y1)이 지면에 대해 수직 방향(Y2)에 비해 반시계 방향으로 전진한 것을 의미하고, '-' 부호는 모터 축(52)의 방향(Y1)이 지면에 대해 수직 방향(Y2)에 비해 시계 방향으로 뒤쳐진 것을 의미한다. 더 나아가, 상기 구동 모터(30)는 휠 축 방향(X)에 대해 직각 또는 직각에 가깝게 설치될 수 있다. 하나의 예에서, 구동 모터(30)의 길이 방향(Y1)과 휠 축 방향(X) 사이의 각도는 90°± 20°일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 통상적으로, 휠 허브(20)의 축방향 폭에 비하여 휠 허브(20)의 직경이 크므로, 상기한 바와 같이 구동 모터(30)를 배치하면 휠 허브(20) 내의 공간에 구동 모터(30)를 배치할 수 있다. 또한, 구동 모터(30)를 하향으로 배치하면, 드럼(10) 내에서 처닝되는 오일을 관통홀(54)로 유도하는 수단(예를 들어, 오일 월(182) 등)을 구동 모터(30)의 상부에 배치할 수 있다. 따라서, 냉각 및 윤활을 위한 오일의 흐름을 원활하게 할 수 있다.

도 1 내지 3 및 7 내지 9에 도시된 바와 같이, 드럼(10)은 구동 모터(30)가 장착되기 위한 공간을 형성하는 것으로, 상기 구동 모터(30)를 둘러싸는 대체로 원통 형상으로 형성된다. 상기 드럼(10)은 드럼 원판부(12)와 원통부(18)를 포함한다.

드럼 원판부(12)는 휠 축 방향(X1)의 일면에서 대체로 원판 형상으로 형성되며, 제1, 2단차부(14, 16)를 포함한다. 제1단차부(14)는 제2단차부(16)보다 반경 내측에 위치한다. 즉, 드럼 원판부(12)는 휠 축(X1)으로부터 경방향 외측으로 연장되고, 제1단차부(14)에서 휠 축 방향(X1) 타측으로 돌출되며, 다시 경방향 외측으로 연장되고, 제2단차부(16)에서 휠 축 방향(X1) 타측으로 다시 돌출되며, 경방향 외측으로 또 다시 연장된다. 상기 제1단차부(14)는 베어링 지지부(36)를 경방향으로 마주한다. 상기 제1단차부(14)와 베어링 지지부(36) 사이에는 베어링(37)이 배치되어 드럼(10)은 구동 모터(30)에 대하여 회전 가능하게 배치된다. 드럼 원판부(12)에는 휠 허브(20)와의 결합을 위한 볼트(8) 등의 결합 수단이 일체로 형성되거나 별도로 구비될 수 있다. 도 3 및 9에 도시된 바와 같이, 제1단차부(14)와 제2단차부(16) 사이의 드럼 원판부(12)에는 적어도 하나 이상의 드럼 리브(162)가 경방향으로 연장된다. 상기 드럼 리브(162)는 드럼(10)의 강성을 보강할 뿐만 아니라 드럼(10) 내부의 열을 드럼(10) 외부로 발산하기 위한 핀(fin)의 역할을 수행한다.

원통부(18)는 상기 드럼 원판부(12)의 외경단으로부터 휠 축 방향(X1) 타측으로 연장된다. 이에 따라, 드럼(10) 내에 구동 모터(30)가 장착되는 공간이 형성된다. 도 7 내지 9에 도시된 바와 같이, 상기 원통부(18)에는 원주 방향으로 설정된 간격마다 드럼 지지부(156)가 경방향 외측으로 돌출되어 있다. 상기 드럼 지지부(156)는 휠 축 방향(X1)으로 연장되며 휠 허브(20)의 내주면에 접촉하여 휠 허브(20)를 지지한다. 상기 이웃하는 드럼 지지부(156) 사이에는 적어도 하나의 드럼 핀(152)이 경방향 외측으로 돌출되어 있다. 상기 드럼 핀(152)은 휠 축 방향(X1)으로 연장되며 이웃하는 드럼 핀(152) 사이 또는 이웃하는 드럼 핀(152)과 드럼 지지부(156) 사이에는 휠 축 방향(X1)으로 연장된 공기 통로(150)가 형성된다. 휠 허브(20)의 공기 유입구(6)를 통해 휠 허브(20)와 드럼(10) 사이로 유입된 공기는 상기 공기 통로(150)를 지나가며 드럼(10) 내의 오일을 냉각한다. 즉, 드럼(10) 내의 오일은 공기 통로(150)를 지나가는 공기에 의하여 냉각된다.

도 2, 3, 7 및 8에 도시된 바와 같이, 드럼(10)의 휠 축 방향(X1) 타면은 개구되어 있으며, 상기 드럼(10)의 타면에는 드럼 커버(96)가 결합된다. 상기 드럼 커버(98)는 대체로 원판 형상으로 형성되며 드럼 커버 지지면(98)을 포함한다. 상기 드럼 커버(96)의 외경단은 상기 드럼(10)의 원통부(18)의 타단부에 맞닿아 볼트(94) 등의 결합 수단을 통하여 결합된다. 상기 드럼 커버(96)의 외경단과 드럼(10)의 원통부(18)의 타단부 사이에는 씰링 부재(160)가 배치되어 드럼(10) 내의 오일이 드럼 외부로 유출되는 것을 방지한다.

상기 드럼 커버(96)의 설정된 위치에는 주유/배출 홀(88)이 형성되고, 상기 주유/배출 홀(88)에는 마개(90)가 탈착 가능하게 결합된다. 사용자는 주유/배출 홀(88)로부터 마개(90)를 분리하고 주유/배출 홀(88)을 통해 오일을 드럼(10) 내에 주유할 수 있다. 사용자는 오일을 주유한 후 주유/배출 홀(88)을 마개(90)로 막는다. 이와 같이, 주유/배출 홀(88)을 통해 드럼(10) 내에 적정한 양의 오일을 미리 채워둠으로써 시동 초기 오일의 순환을 용이하게 할 수 있다. 상기 주유/배출 홀(88)은 동력 전달 장치(1)의 정비 시 드럼(10) 내의 오일을 외부로 배출시킬 때에도 사용될 수 있다.

상기 드럼 커버 지지면(98)은 드럼 커버(96)의 내주면으로부터 휠 축 방향(X) 타측으로 연장되어 형성된다. 상기 드럼 커버 지지면(98)은 모터 암(34)의 경방향 외측에서 모터 암(34)의 적어도 일부를 둘러싸고 있다. 드럼 커버 지지면(98)의 직경은 모터 암(34)의 직경보다 크므로, 상기 드럼 커버 지지면(98)은 모터 암(34)으로부터 이격되어 모터 암(34)을 경방향으로 마주한다.

상기 드럼 커버 지지면(98)과 모터 암(34) 사이에는 베어링(110)이 배치되어 드럼 커버(96)는 구동 모터(30)에 대하여 회전 가능하게 배치된다. 베어링(110)의 위치를 고정하기 위하여 드럼 커버 지지면(98)의 타단에는 반경 내측으로 절곡된 단차부가 형성될 수 있다. 또한, 필요한 경우, 드럼 커버 지지면(98) 및/또는 모터 암(34)에 설치되는 스냅링을 설치하여 베어링(110)의 위치를 고정할 수 있다.

상기 베어링(110)의 휠 축 방향(X) 타측에는 수분이나 외부의 이물질이 베어링(110)으로 유입되는 것을 방지하기 위한 씰링 부재(112)가 배치된다. 예를 들어, 상기 씰링 부재(112)는 드럼 커버 지지면(98)과, 모터 암(32)의 타단에 결합된 플랜지(114) 사이에 설치될 수 있다.

상기 드럼 커버(96)에는 제동을 위한 브레이크 디스크(102)가 장착될 수 있다. 예를 들어, 상기 브레이크 디스크(102)는 볼트(104) 등의 결합 수단을 통하여 드럼 커버(96)의 타측면에 장착될 수 있다. 브레이크 디스크(102)는 결합 수단(104)을 통해 드럼 커버(96)에 장착되므로, 드럼 커버(96)와 함께 회전한다. 차량을 제동할 때, 제동 수단(도시하지 않음)을 통해 브레이크 디스크(102)의 회전을 방해함으로써 제동을 구현한다.

상기 드럼 커버(96)의 외경부 일측면에는 피동 기어(64)가 구비되어 있다. 상기 피동 기어(64)는 드럼 커버(96)와 별개로 제작되어 볼트(158) 및/또는 스플라인과 같은 결합 수단을 통하여 드럼 커버(96)에 결합되거나, 드럼 커버(96)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 피동 기어(64)가 드럼 커버(96)와 별개로 제작되어 볼트(158)로 드럼 커버(96)에 결합되면, 드럼 커버(96)와 피동 기어(64)의 외주면 사이에는 제2스페이서(68)가 배치될 수 있다. 상기 제2스페이서(66)는 구동 기어(60)와 피동 기어(64) 사이의 백래쉬 등을 조정하도록 되어 있다. 하나의 예에서, 상기 피동 기어(64)는 스파이럴 베벨 기어의 링 기어로 형성될 수 있다.

상기 피동 기어(64)는 구동 기어(60)에 휠 축 방향(X)으로 치합된다. 이에 따라, 드럼 커버(96)는 구동 모터(30)로부터 동력을 받아 휠 축(X)을 중심으로 회전하고, 드럼 커버(96)에 결합된 드럼(10) 또한 상기 동력에 의하여 휠 축(X)을 중심으로 회전한다. 또한, 드럼(10)의 제1단차부(14)와 모터 하우징(32)의 베어링 지지부(36) 사이에는 베어링(37)이 배치되고, 드럼 커버(96)의 드럼 커버 지지면(98)과 모터 하우징(32)의 모터 암(34) 사이에는 베어링(110)이 배치되므로, 모터 하우징(32)은 샤시, 차체 또는 현가 장치에 고정되는 반면 드럼(10)과 드럼 커버(96)는 원활하게 회전 가능하다.

피동 기어(64)의 기어치의 개수는 구동 기어(60)의 기어치의 개수보다 많으므로 구동 모터(30)로부터 드럼 커버(96)로 동력이 전달되는 과정에서 그 회전속도가 줄어든다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 서로 치합되는 구동 기어(60)와 피동 기어(64)를 통하여 차량의 발진 또는 고속주행에 필요한 감속비를 얻을 수 있다. 따라서, 간단한 구조의 감속 장치로 인해 소형, 경량의 동력 전달 장치(1)를 구현할 수 있다.

상기 구동 기어(60)와 피동 기어(364는 한 쌍의 베벨기어, 스파이럴 베벨기어 등일 수 있다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 의한 동력 전달 장치(1)는 한 쌍의 기어만으로 필요한 감속비를 얻을 수 있어, 유성기어 및 다단의 감속기를 사용하는 휠 구동 시스템에 비해 높은 동력 전달 효율을 얻을 수 있다.

도 1 내지 3, 7 및 8에 도시된 바와 같이, 휠 허브(20)는 상기 드럼(10)에 작동적으로 연결되어 드럼(10)으로부터 동력을 전달받는다. 휠 허브(20)는 상기 동력에 의하여 휠 축(X)을 중심으로 회전하며, 최종적으로 동력을 출력한다. 상기 휠 허브(20)는 대체로 원통 형상으로 되어 있으며, 어깨부(22), 결합부(24), 그리고 타이어 장착부(26)를 포함한다. 상기 어깨부(22), 결합부(24), 그리고 타이어 장착부(26)는 일체로 형성될 수 있다.

어깨부(22)는 휠 축 방향(X)으로 연장되어 동력 전달 장치(1)가 배치될 수 있는 공간을 형성한다. 어깨부(22)는 휠 허브(20)의 축방향 폭을 정의하며, 적어도 구동 모터(30), 드럼(10), 그리고 드럼 커버(96)는 어깨부(22)에 의하여 정의되는 축방향 폭 내에 대부분 배치될 수 있다. 이에 따라, 휠 허브(20)의 축방향 폭 외부에 배치되는 부품들을 최소화할 수 있고, 그것에 의하여 동력 전달 장치(1)와 차량의 부품 사이의 간섭을 최소화할 수 있다. 따라서, 동력 전달 장치(1)는 차량의 샤시나 차체에 장착하기가 매우 용이해진다. 상기 어깨부(22)는 드럼(10)의 원통부(18)에 압입될 수 있다.

결합부(24)는 어깨부(22)의 일단부에서 반경 내측으로 연장되며, 드럼(10)의 드럼 원판부(12)에 압입 또는 볼트(8)와 같은 결합 수단을 통해 결합된다. 도 1, 3 및 7에 도시된 바와 같이, 상기 결합부(24)에는 원주 방향을 따라 복수의 공기 유입구(6)가 형성되며, 상기 공기 유입구(6)는 공기 통로(150)에 연통된다. 따라서, 공기 유입구(6)를 통해 휠 허브(20)와 드럼(10) 사이로 유입된 공기는 상기 공기 통로(150)를 지나가면서 드럼(10) 내의 오일을 냉각한다.

타이어 장착부(26)는 어깨부(22)의 휠 축 방향(X) 양단에서 경방향 외측으로 돌출된다. 상기 타이어 장착부(26)에는 타이어(2)가 장착된다. 상기 타이어(2)는 고무 타이어, 우레탄 바퀴 등일 수 있다.

상기 휠 허브(10)에는 상기 타이어(2)에 공기를 주입하기 위한 공기 주입 장치(4)가 장착될 수 있다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 휠 허브(20)가 삭제되고 타이어(2)가 드럼(10)에 직접 장착될 수도 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치(1)의 냉각 장치를 보다 상세히 설명한다.

도 2, 4 및 16에 도시된 바와 같이, 동력 전달 장치(1)의 냉각 장치는 동력 전달 장치(1) 외부의 냉각 시스템(도시하지 않음)에 연결되어 냉각 시스템으로부터 오일을 공급받고, 동력 전달 장치(1) 내의 부품들을 냉각하며 데워진 오일은 냉각 시스템으로 배출된다. 따라서, 오일은 외부의 냉각 시스템과 동력 전달 장치(1)의 냉각 장치를 순환한다.

구동 모터(30)의 모터 암(34)에는 공급 통로(118)와 배출 통로(120)가 구비된다. 오일은 상기 공급 통로(118)를 통하여 구동 모터(30) 내로 공급되고, 배출 통로(120)를 통해 동력 전달 장치(1)로부터 배출된다. 상기 배출 통로(120)는 석션 모터(130)에 연결되며, 석션 모터(130)는 드럼(10) 내의 오일을 배출 통로(120)를 통하여 흡입한다.

상기 모터 하우징(32)의 옆면에는 상기 공급 통로(118)에 연결되는 오일 공급 홀(108)이 형성된다. 모터 하우징(32)의 상단부에는 오일 갤러리(106)가 배치되고 상기 오일 공급 홀(108)은 모터 하우징(32)의 상단부까지 연장되어 오일 갤러리(106)에 연통된다. 따라서, 공급 통로(118)를 통하여 구동 모터(30) 내로 공급된 오일은 오일 공급 홀(108)을 통해 오일 갤러리(106)에 공급된다. 모터 하우징(32) 내측 상단부에는 오일 갤러리 장착부(173)가 형성되어 오일 갤러리(106)를 지지한다.

도 10 내지 12에 도시된 바와 같이, 오일 갤러리(106)는 환형으로 형성되며, 그 단면은 상면이 개구된 'U'자 형으로 형성된다. 오일 갤러리(106)의 상면 개구부는 리어 커버(72)에 의해 덮여진다. 상기 오일 갤러리(106)의 설정된 위치에는 연통홀(166)이 형성되어 상기 오일 공급 홀(108)에 연통된다. 따라서 오일 공급 홀(108)을 통해 모터 하우징(32)의 상단부까지 공급된 오일은 연통홀(166)을 통해 오일 갤러리(106)로 공급된다. 상기 오일은 오일 갤러리(106)를 따라 원형으로 흘러가며 오일 갤러리(106)를 채운다.

상기 오일 갤러리(106)의 하면에는 원주 방향을 따라 적어도 하나의 제1, 2갤러리 홀(164a, 164b)이 형성되어 있다. 제1갤러리 홀(164a)은 제2갤러리 홀(164b)보다 반경 외측에 배치될 수 있으며, 제1갤러리 홀(164a)과 제2갤러리 홀(164b)은 교번하여 배치될 수 있다. 즉, 이웃하는 두 개의 제1갤러리 홀(164a) 사이에는 제2갤러리 홀(164b)이 배치되고, 이웃하는 두 개의 제2갤러리 홀(164b) 사이에는 제1갤러리 홀(164a)이 배치된다. 또한, 오일 갤러리(106)의 내경부 측면에도 적어도 하나의 제3갤러리 홀(164c)이 형성될 수 있다.

오일 갤러리(106)에 공급된 오일은 제1, 2, 3갤러리 홀(164a, 164b, 164c)을 통해 구동 모터(30)의 내부로 공급된다. 보다 구체적으로, 상대적으로 반경 외측에 배치된 제1갤러리 홀(164a)은 모터 하우징(32)의 옆면에 형성된 슬롯(172)에 대응되게 형성되어 제1갤러리 홀(164a)을 통과한 오일은 모터 하우징(32) 내에서 슬롯(172)을 통해 하측으로 흘러갈 수 있다. 이와는 달리, 상대적으로 반경 내측에 배치된 제2갤러리 홀(164b)은 스테이터 코어 냉각 홀(42)에 대응되게 형성되어 제2갤러리 홀(164b)을 통과한 오일은 스테이터 코어 냉각 홀(42)을 통해 하측으로 흘러갈 수 있다. 제3갤러리 홀(164c)을 통과한 오일은 스테이터 코어 냉각 홀(42) 및/또는 스테이터(38)와 로터(50) 사이의 갭을 통해 하측으로 흘러갈 수 있다. 다시 말하면, 상기 오일은 세 종류의 냉각 통로(즉, 슬롯(172), 스테이터 코어 냉각 홀(42) 및 스테이터(38)와 로터(50) 사이의 갭)를 흘러가며 스테이터(38) 및/또는 로터(50)를 냉각한다.

다시 도 2, 4 및 14를 참고하면, 슬롯(172), 스테이터 코어 냉각 홀(42) 및 스테이터(38)와 로터(50) 사이의 갭을 통해 모터 하우징(32) 내의 하부로 흘러간 오일은 모터 하우징(32)의 전면(44)에 형성된 전면 배출홀(70)을 통해 모터 하우징(32)의 외부로 배출되고, 드럼(10) 내의 하부에 일시적으로 저장된다.

도 16 내지 18에 도시된 바와 같이, 상기 모터 하우징(32)의 외면에는 오일 필터 홀더(196)와 흡입관 홀더(197)가 더 구비된다. 상기 오일 필터 홀더(196)를 통하여 오일 필터(170)가 모터 하우징(32)에 장착되고, 흡입관 홀더(197)를 통하여 흡입관(126)이 모터 하우징(32)에 장착된다.

흡입관(126)의 자유단은 드럼(10) 내 오일 레벨(OL)보다 더 낮게 위치하여 드럼(10) 내의 오일을 흡입하도록 구성된다. 상기 흡입관(126)은 오일 필터(170)에 연결되어 흡입한 오일 내의 이물질을 거른다. 또한, 상기 흡입관(126)은 배출 통로(120)를 통해 석션 모터(130)에 연결된다. 따라서, 석션 모터(130)가 작동하면, 드럼(10) 내 오일이 흡입관(126)을 통해 흡입되고, 상기 오일은 오일 필터(170)를 통과하며 그 내부의 이물질이 걸러진 후, 배출 통로(120)를 통해 동력 전달 장치(1)의 외부로 배출된다. 상기 오일은 외부의 냉각 시스템을 통과하며 냉각된 후, 공급 통로(118)를 통해 동력 전달 장치(1) 내로 다시 공급된다. 한편, 흡입관(126)에는 오일 내의 철분을 흡착시키기 위한 자석이 부착될 수도 있다.

한편, 드럼(10) 내의 하부에 일시적으로 저장된 오일은 회전하는 드럼(10), 특히 피동 기어(64)에 의하여 처닝되어 드럼(10)과 함께 회전하며 드럼(10)의 상부로 이동한다. 상기 드럼(10)의 상부로 이동한 오일은 리졸버 커버(82)의 상면에 구비된 오일 월(182)에 의하여 그 회전 흐름이 막히고, 관통홀(54)과 리졸버 오일 홈(194)으로 유도된다.

관통홀(54)로 유도된 오일은 관통홀(54)을 따라 아래로 흐르며 로터(50) 등을 냉각한다. 그 후, 상기 오일의 일부는 적어도 하나의 분기홀(92)을 통해 모터 축(52)의 외부로 나가 베어링(124)을 윤활 및 냉각하고 드럼(10)의 하부로 배출되며, 상기 오일의 나머지 일부는 관통홀(54)을 따라 모터 축(52)의 하단으로 이동하고 드럼(10)의 하부로 배출된다.

리졸버 오일 홈(194)으로 유도된 오일의 일부는 리어 커버 오일 홀(184)을 통해 베어링(76)에 공급되어 베어링(76)을 윤활 및 냉각하고 모터 하우징(32) 내로 유입된다. 상기 오일은 스테이터(38)와 로터(50) 사이의 갭을 통과하며 스테이터(38)와 로터(50)를 냉각하고, 모터 하우징(32) 내의 하부로 이동한다. 그 후, 상기 오일은 모터 하우징(32)의 전면(44)의 전면 배출홀(70)을 통해 드럼(10)의 하부로 배출된다.

리졸버 오일 홈(194)으로 유도된 오일의 나머지 일부는 리어 커버(72)의 리어 공급 홀(74)을 통해 모터 하우징(32) 내로 유입된다. 상기 오일은 스테이터(38)와 로터(50) 사이의 갭 및/또는 스테이터 코어 냉각 홀(42)을 통과하며 스테이터(38)와 로터(50)를 냉각하고, 모터 하우징(32) 내의 하부로 이동한다. 그 후, 상기 오일은 모터 하우징(32)의 전면(44)의 전면 배출홀(70)을 통해 드럼(10)의 하부로 배출된다.

드럼(10) 내의 하부에 일시적으로 저장된 오일은 드럼(10)과 함께 회전하며 휠 허브(20)의 공기 유입구(6)를 통해 휠 허브(20)와 드럼(10) 사이로 유입되어 공기 통로(150)를 지나가는 공기에 의하여 냉각될 수 있다.

한편, 도 16에 도시된 바와 같이, 상기 모터 암(34)에는 에어브리더(180)가 구비될 수 있다. 상기 에어브리더(180)는 모터 암(34) 내의 통로(도시하지 않음)를 통해 모터 하우징(32)의 내부에 연결되어 드럼(10) 내부의 오일의 온도 상승에 의해 팽창된 공기를 동력 전달 장치(1) 외부로 배출한다. 한편, 모터 하우징(32) 내의 오일은 상기 에어브리더(180)를 통하여 모터 하우징(32) 외부로 배출되지 않도록 설계된다.

이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.

Claims (12)

1. 전면을 포함하는 모터 하우징과, 상기 모터 하우징의 후면에 결합되는 리어 커버와, 상기 모터 하우징 내에 고정되며 자기장을 생성하는 스테이터와, 상기 스테이터와 설정된 갭을 두고 스테이터의 경방향 내측에 배치되며 스테이터가 생성하는 자기장에 의하여 회전하는 로터와, 상기 로터에 결합되어 로터와 함께 회전하며 길이 방향으로 연장되어 전면과 리어 커버를 관통하는 모터 축과, 상기 전면을 관통하여 모터 하우징 외로 돌출된 상기 모터 축의 일단에 구비된 구동 기어를 포함하는 구동 모터;
   휠 축 방향으로 일면의 드럼 원판부와, 상기 드럼 원판부의 외경단에서 휠 축 방향으로 연장되는 원통부를 포함하여 상기 구동 모터를 둘러싸는 드럼;
   휠 축 방향으로 상기 드럼의 타면에 결합되고, 상기 구동 기어에 치합되는 피동 기어가 그 외경부에 구비된 드럼 커버; 그리고
   그 상에 타이어가 장착되고, 상기 드럼에 결합하여 드럼과 함께 회전하는 휠 허브;
   를 포함하며,
   상기 구동 모터는 전면이 후면보다 지면에 가깝도록 하향으로 배치되고, 모터 하우징으로부터 휠 축 방향 타측으로 연장된 모터 암을 더 포함하며,
   상기 모터 암에는 구동 모터 내로 오일을 공급하는 공급 통로와, 드럼 내의 오일을 외부로 배출하는 배출 통로가 구비되고,
   상기 모터 하우징의 상단부에는 오일 갤러리가 배치되고, 상기 모터 하우징 내에는 상기 공급 통로와 오일 갤러리를 연통하는 오일 공급 홀이 형성되어 공급 통로를 통해 공급된 오일은 오일 갤러리를 통해 구동 모터로 공급되는 동력 전달 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 오일 갤러리에는 적어도 하나의 제1, 2갤러리 홀이 형성되어 있으며,
   제1갤러리 홀은 제2갤러리 홀보다 반경 외측에 배치되고,
   제1, 2갤러리 홀은 서로 교번하여 배치되는 동력 전달 장치.
3. 제2항에 있어서,
   상기 모터 하우징의 내면에는 상기 제1갤러리 홀을 통과한 오일을 모터 하우징의 전면으로 흘려보내는 슬롯이 형성되고,
   상기 스테이터에는 상기 제2갤리러 홀을 통과한 오일을 모터 하우징의 전면으로 흘려보내는 스테이터 코어 냉각 홀이 형성된 동력 전달 장치.
4. 제1항에 있어서,
   상기 오일 갤러리에는 적어도 하나의 제3갤러리 홀이 더 형성되는 동력 전달 장치.
5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서,
   상기 전면에는 모터 하우징 내의 오일을 모터 하우징 외부의 드럼으로 배출하기 위한 전면 배출홀이 형성된 동력 전달 장치.
6. 제1항에 있어서,
   상기 리어 커버를 관통하여 모터 하우징 외부로 돌출된 상기 모터 축의 타단부에는 모터 축의 회전속도에 대응하는 물리값의 변화를 생성하는 리졸버 로터가 형성되고, 상기 리어 커버의 상면에는 리졸버 로터가 생성하는 물리값의 변화를 측정하는 리졸버 스테이터가 장착되며,
   상기 리어 커버의 상면에는 리어 커버와 모터 축 사이에 장착되어 유체적으로 밀폐시킴으로써 상기 리졸버 로터와 리졸버 스테이터를 보호하는 리졸버 커버가 장착되는 동력 전달 장치.
7. 제6항에 있어서,
   상기 모터 축은 길이 방향으로 관통홀이 형성되고,
   리졸버 커버의 옆면에는 길이 방향으로 리졸버 커버 오일 홈이 형성되며,
   리졸버 커버의 상면에는 피동 기어에 의하여 처닝되는 드럼 내의 오일을 리졸버 커버 오일 홈과 관통홀로 유도하는 오일 월이 돌출된 동력 전달 장치.
8. 제7항에 있어서,
   상기 모터 축에는 상기 관통홀로부터 모터 축의 외주면으로 연장된 적어도 하나의 분기홀이 형성된 동력 전달 장치.
9. 제7항에 있어서,
   상기 리어 커버에는 리졸버 커버 오일 홈으로 유도된 오일을 모터 하우징 내로 유도하기 위한 리어 공급 홀과 리어 커버 오일 홀이 형성된 동력 전달 장치.
10. 제1항에 있어서,
    상기 드럼 내의 오일을 배출 통로를 통하여 외부로 배출하기 위한 석션 모터를 더 포함하는 동력 전달 장치.
11. 제10항에 있어서,
    그 자유단이 드럼 내의 오일 레벨보다 더 낮게 위치하며, 배출 통로를 통해 석션 모터에 연결되는 흡입관을 더 포함하는 동력 전달 장치.
12. 제11항에 있어서,
    상기 흡입관에 연결되어 흡입관을 통해 흡입한 오일 내의 이물질을 거르는 오일 필터를 더 포함하는 동력 전달 장치.

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