KR20230075714A - Connection structure between drive motor and reducer for vehicles - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 구동모터의 동력 전달 시 발생하는 서지성토크를 해소할 수 있는 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조에 관한 것이다. The present invention relates to a connection structure between a drive motor and a reducer for an electric vehicle, and more particularly, to a connection structure between a drive motor and a reducer for an electric vehicle capable of resolving surge torque generated during power transmission of a drive motor. .
일반적으로, 전기차는 전기를 동력원으로 사용하는 자동차를 이르는 것으로, 기존의 가솔린 자동차가 엔진이나 트랜스미션을 사용하는데 반해, 모터에 의해 직접적으로 차륜을 회전 구동시키도록 되어있다. In general, an electric vehicle refers to a vehicle that uses electricity as a power source, and is designed to directly rotate and drive wheels by a motor, whereas conventional gasoline vehicles use an engine or transmission.
따라서, 구동모터에서 발생한 동력을 차륜에 전달하기까지 여러 종류의 부품과 요소들이 관여하게 된다. Therefore, various types of parts and elements are involved until the power generated by the driving motor is transmitted to the wheels.
그 중 하나로 구동모터와 감속기를 연결하는 구동 축이음을 들 수 있다. One of them is a drive shaft joint that connects a drive motor and a reducer.
종래에 따른 구동 축이음은 전기차용 모터 및 감속기의 결합장치에 동력 전달 수단으로 채용되는 바, 구동모터와 감속기가 별개의 구조로 스플라인이나 도그 등을 통해 기계적으로 직접 연결하거나, 하나의 축에 구동모터 코어부와 감속기의 기어부로 나누어 단일 강체 축계로 구성된다. The drive shaft joint according to the prior art is employed as a power transmission means in the coupling device of the motor and reducer for electric vehicles. The drive motor and the reducer are mechanically directly connected through splines or dogs in a separate structure, or driven on one axis. It is composed of a single rigid shaft system divided into the motor core part and the gear part of the reducer.
이러한 구동 축이음은 회전 구동력을 발생시키는 구동모터, 상기 구동모터에서 축선을 따라 연장된 구동축, 상기 구동축의 외주에 일단이 스플라인 결합되는 감속 입력축, 및 상기 감속 입력축에 연결되는 감속기를 포함한다. The driving shaft joint includes a driving motor generating rotational driving force, a driving shaft extending along an axis from the driving motor, a reduction input shaft having one end spline-coupled to an outer circumference of the driving shaft, and a reduction gear connected to the reduction input shaft.
따라서 상기 구동 축이음은 상기 구동축 및 감속 입력축이 스플라인 결합됨으로써, 상기 구동축과 감속 입력축을 동기 회전시켜 상기 구동축으로부터 감속 입력축으로 회전 구동력을 전달하는 동시에, 상기 구동축과 감속 입력축이 상호 간에 축방향으로 상대 이동할 수 있도록 한다. Therefore, the drive shaft joint is spline-coupled with the drive shaft and the speed reduction input shaft to synchronously rotate the drive shaft and the speed reduction input shaft to transfer rotational driving force from the drive shaft to the speed reduction input shaft, and at the same time, the drive shaft and the speed reduction input shaft are relative to each other in the axial direction. allow you to move
그러나 종래 기술에 따른 구동 축이음은 상기 구동모터가 고속 회전하거나 진동 등 외란이 발생함에 따라, 상기 감속 입력축이 구동모터 또는 감속 측면에 접촉 또는 충돌되어 마찰에 의한 열과 소음을 발생시키고, 더 나아가, 장시간 반복되면서 마모를 일으킴으로써 손상이나 고장을 야기하는 문제점이 있다. However, in the drive shaft joint according to the prior art, as the drive motor rotates at high speed or disturbances such as vibration occur, the reduction input shaft contacts or collides with the drive motor or the deceleration side surface to generate heat and noise due to friction. Further, There is a problem of causing damage or failure by causing wear while being repeated for a long time.
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. Matters described in this background art section are prepared to enhance understanding of the background of the invention, and may include matters that are not prior art already known to those skilled in the art to which this technique belongs.
본 발명의 실시 예는 구동모터와 감속기를 분리하여 구동모터의 진동이 감속기에 전달되는 것을 최소화할 수 있는 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조를 제공하고자 한다. An embodiment of the present invention is to provide a connection structure between a drive motor and a reducer for an electric vehicle capable of minimizing transmission of vibration of the drive motor to the reducer by separating the drive motor and the reducer.
본 발명의 하나 또는 다수의 실시 예에서는 전기자동차용 구동모터의 구동력을 감속기로 출력하기 위한 상기 구동모터와 감속기의 연결구조로서, 상기 구동모터에 연결되어 상기 구동모터의 구동력을 출력하는 구동모터 출력 샤프트, 상기 구동모터 출력 샤프트를 기준으로 상기 구동모터의 대향 측에 배치되어 상기 감속기와 연결되는 감속기 입력 샤프트, 및 상기 구동모터 출력 샤프트와 감속기 입력 샤프트의 내부에 삽입되고, 양단부가 상기 구동모터 출력 샤프트와 감속기 입력 사프트에 각각 스플라인 장착되어 상기 구동모터와 감속기를 연결하는 토션 샤프트를 포함하는 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조를 제공할 수 있다. In one or more embodiments of the present invention, as a connection structure between the driving motor and the reduction gear for outputting the driving force of the driving motor for an electric vehicle to the reduction gear, the driving motor output is connected to the driving motor and outputs the driving force of the driving motor. shaft, a reduction gear input shaft disposed on an opposite side of the driving motor relative to the driving motor output shaft and connected to the reduction gear, and inserted into the driving motor output shaft and the reduction gear input shaft, and both ends of the drive motor output shaft It is possible to provide a connection structure between a drive motor and a reducer for an electric vehicle including a torsion shaft that is spline-mounted on the shaft and the reducer input shaft and connects the drive motor and the reducer.
또한, 상기 구동모터 출력 샤프트와 감속기 입력 샤프트는 동축 상으로 배치될 수 있다. In addition, the drive motor output shaft and the reduction gear input shaft may be disposed coaxially.
또한, 상기 구동모터 출력 샤프트는 일단이 제1베어링에 의해 상기 구동모터와 연결되고, 타단이 제2베어링에 의해 상기 감속기와 연결될 수 있다. In addition, one end of the drive motor output shaft may be connected to the drive motor through a first bearing, and the other end may be connected to the reducer through a second bearing.
또한, 상기 감속기 입력 샤프트는 일단이 상기 구동모터 출력 샤프트와 접촉된 상태로, 제3베어링에 의해 상기 감속기와 연결되고, 타단이 제4베어링에 의해 상기 감속기와 연결될 수 있다. In addition, one end of the reducer input shaft may be connected to the reducer through a third bearing, and the other end may be connected to the reducer through a fourth bearing, while being in contact with the drive motor output shaft.
또한, 상기 토션 샤프트에는 외주면을 감싸는 댐퍼가 장착될 수 있다. In addition, a damper surrounding an outer circumferential surface may be mounted on the torsion shaft.
또한, 상기 댐퍼는 단일 나선으로 이루어진 스프링을 포함할 수 있다. In addition, the damper may include a spring made of a single helix.
또한, 상기 댐퍼는 복합 나선으로 이루어진 스프링을 포함할 수 있다. In addition, the damper may include a spring made of a complex spiral.
또한, 상기 구동모터 출력 샤프트에는 외주면을 감싸는 회전자가 장착될 수 있다. In addition, a rotor surrounding an outer circumferential surface may be mounted on the drive motor output shaft.
본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조는 구동모터와 감속기를 분리하여 구동모터의 진동이 감속기에 전달되는 것을 최소화할 수 있다. The connection structure between the drive motor and the reducer for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention separates the drive motor and the reducer to minimize transmission of vibration of the drive motor to the reducer.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조는 구동모터 출력 샤프트와 감속기 입력 샤프트 사이의 급격한 토크 변화를 상쇄 가능한 토션 샤프트를 적용함으로써, 동력 전달 시 발생하는 서지성 토크를 해소할 수 있다. In addition, the connection structure between the drive motor and the reducer for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention applies a torsion shaft capable of offsetting a rapid torque change between the drive motor output shaft and the reducer input shaft, thereby generating surge torque generated during power transmission. can solve
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.In addition, effects that can be obtained or predicted due to the embodiments of the present invention will be directly or implicitly disclosed in the detailed description of the embodiments of the present invention. That is, various effects expected according to an embodiment of the present invention will be disclosed within the detailed description to be described later.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조의 구성도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조의 구성도이다.
도 4는 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다. 1 is a block diagram of a connection structure between a driving motor and a reduction gear for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention.
2 is a block diagram of a connection structure between a driving motor and a reduction gear for an electric vehicle according to another embodiment of the present invention.
3 is a block diagram of a connection structure between a driving motor and a reduction gear for an electric vehicle according to another embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 2 .
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, embodiments of the present invention will be described in detail so that those skilled in the art can easily carry out the present invention. However, the present invention may be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein.
본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.In order to clearly describe the present invention, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are assigned to the same or similar components throughout the specification.
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.Since the size and thickness of each component shown in the drawings are arbitrarily shown for convenience of description, the present invention is not necessarily limited to what is shown in the drawings, and the thickness is enlarged to clearly express various parts and regions.
그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.And, in the following detailed description, the names of the components are divided into first, second, etc. to classify them based on the relationship in which the components are the same, and the order is not necessarily limited in the following description.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 포함한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. Throughout the specification, when a part includes a certain component, this means that it may further include other components without excluding other components unless otherwise stated.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조의 구성도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조의 구성도이며, 도 3은 본 발명의 또다른 실시 예에 따른 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조의 구성도이고, 도 4는 도 2의 A-A선에 따른 단면도이다. 1 is a block diagram of a connection structure between a drive motor and a speed reducer for an electric vehicle according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a block diagram of a connection structure between a drive motor and a speed reducer for an electric vehicle according to another embodiment of the present invention. 3 is a block diagram of a connection structure between a driving motor and a reduction gear for an electric vehicle according to another embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG. 2 .
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예들에 따른 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조는 전기자동차에 적용되는 구동모터(10)의 구동력을 감속기(20)로 출력 시, 상기 구동모터(10)의 진동 등이 감속기(20)로 전달되는 것을 방지하기 위한 것으로, 상기 구동모터(10)와 감속기(20) 사이에 적용될 수 있다. Referring to FIG. 1 , in the connection structure between the drive motor and the reducer for an electric vehicle according to embodiments of the present invention, when outputting the driving force of the
이를 위해, 본 발명의 실시 예들에 따른 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조는 구동모터 출력 샤프트(11), 감속기 입력 샤프트(21) 및 토션 샤프트(30)를 포함한다. To this end, a connection structure between a drive motor and a reducer for an electric vehicle according to embodiments of the present invention includes a drive
상기 구동모터 출력 샤프트(11)는 상기 구동모터(10)와 연결되어 상기 구동모터(10)의 구동력을 출력하기 위해 적용된다. The driving
상기 구동모터 출력 샤프트(11)는 강관으로 이루어진다. The drive
이러한 구동모터 출력 샤프트(11)는 일단이 제1베어링(B1)에 의해 상기 구동모터(10)와 연결되고, 타단이 제2베어링(B2)에 의해 상기 감속기(20)와 연결된다. One end of the drive
또한, 상기 구동모터 출력 샤프트(11)에는 외주면을 감싸는 회전자(13)가 장착될 수 있다. In addition, a
상기 감속기 입력 샤프트(21)는 상기 구동모터 출력 샤프트(11)를 기준으로 상기 구동모터(10)의 대향 측에 배치된다. The
상기 감속기 입력 샤프트(21)는 상기 감속기(20)와 연결된다. The
상기 감속기 입력 샤프트(21)는 강관으로 이루어진다. The
이러한 감속기 입력 샤프트(21)는 일단이 상기 구동모터 출력 샤프트(11)와 접촉된 상태로, 제3베어링(B3)에 의해 상기 감속기(20)의 일측과 연결된다. The reduction
또한, 상기 감속기 입력 샤프트(21)는 그 타단이 제4베어링(B4)에 의해 상기 감속기(20)의 타측과 연결된다. In addition, the other end of the
상기한 구동모터 출력 샤프트(11)와 감속기 입력 샤프트(21)는 동축 상으로 배치된다. The drive
상기 구동모터 출력 샤프트(11)와 감속기 입력 샤프트(21)의 내부에는 토션 샤프트(30)가 삽입된다. A
상기 토션 샤프트(30)는 상기 구동모터(10)와 감속기(20)를 연결한다. The
이를 위해, 상기 토션 샤프트(30)는 양단부가 상기 구동모터 출력 샤프트(11)와 감속기 입력 사프트(21)에 각각 스플라인(SL) 장착된다. To this end, both ends of the
이러한 토션 샤프트(30)는 상기 구동모터(10)와 감속기(20)를 구조적으로 분리하는 역할을 한다. The
또한, 상기 토션 샤프트(30)에는 외주면을 감싸는 댐퍼(40)가 장착될 수 있다. In addition, a
상기 댐퍼(40)는 단일 나선으로 이루어진 스프링을 포함할 수 있다(도 2 참조). The
상기 댐퍼(40)는 복합 나선으로 이루어진 스프링을 포함할 수 있다(도 3 참조). The
상기한 댐퍼(40)는 상기 토션 샤프트(30)의 외주면에 의해 수축한계가 제한되고, 상기 구동모터 출력 샤프트(11)의 내주면에 의해 확장한계가 제한될 수 있다(도 4 참조) . The
상기 댐퍼(40)는 상기 토션 샤프트(30)의 양단부에 형성된 스플라인(SL) 사이에 배치될 수 있다. The
따라서, 본 발명의 실시 예들에 따른 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조는 구동모터(10)와 감속기(20)를 기계적으로 분리하여 구동모터(10)의 진동이 감속기(20)에 전달되는 것을 최소화할 수 있다. Therefore, the connection structure between the drive motor and the reducer for an electric vehicle according to embodiments of the present invention mechanically separates the
즉, 상기 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조는 구동모터 출력 샤프트(11)와 감속기 입력 샤프트(21) 사이의 급격한 토크 변화를 상쇄 가능한 토션 샤프트(30)를 적용함으로써, 상기 감속기(20) 측으로 동력 전달 시 발생하는 서지성 토크를 해소할 수 있다. That is, the connection structure between the drive motor and the reducer for the electric vehicle is applied to the
더 나아가, 상기 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조는 상기 구동모터(10)의 기동 또는 정지 시 발생하는 서지토크 또는 토킹토크 및 급가동 고토크에 의한 감속기(20)의 소음과 진동을 최소화할 수 있다. Furthermore, the connection structure between the driving motor and the speed reducer for the electric vehicle minimizes noise and vibration of the speed reducer 20 due to surge torque or talking torque generated when the
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the above has been described with reference to preferred embodiments of the present invention, those skilled in the art can make various modifications to the present invention within the scope not departing from the spirit and scope of the present invention described in the claims below. It will be appreciated that modifications and changes may be made.
10: 구동모터
11: 구동모터 출력 샤프트
13: 회전자
B1: 제1베어링(구동모터연결)
B2: 제2베어링(감속기연결)
20: 감속기
21: 감속기 입력 샤프트
B3: 제3베어링(감속기연결)
B4: 제4베어링(감속기연결)
30: 토션 샤프트
40: 댐퍼
SL: 스플라인10: drive motor
11: drive motor output shaft
13: rotor
B1: 1st bearing (drive motor connection)
B2: 2nd bearing (connected to reducer)
20: reducer
21: reducer input shaft
B3: 3rd bearing (connected to reducer)
B4: 4th bearing (connected to reducer)
30: torsion shaft
40: damper
SL: spline
Claims (8)
상기 구동모터에 연결되어 상기 구동모터의 구동력을 출력하는 구동모터 출력 샤프트;
상기 구동모터 출력 샤프트를 기준으로 상기 구동모터의 대향 측에 배치되어 상기 감속기와 연결되는 감속기 입력 샤프트; 및
상기 구동모터 출력 샤프트와 감속기 입력 샤프트의 내부에 삽입되고, 양단부가 상기 구동모터 출력 샤프트와 감속기 입력 사프트에 각각 스플라인 장착되어 상기 구동모터와 감속기를 연결하는 토션 샤프트;
를 포함하는 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조. As a connection structure between the drive motor and the reducer for outputting the driving force of the drive motor for an electric vehicle to the reducer,
a drive motor output shaft connected to the drive motor and outputting a driving force of the drive motor;
a reduction gear input shaft disposed on an opposite side of the driving motor with respect to the driving motor output shaft and connected to the reduction gear; and
a torsion shaft that is inserted into the drive motor output shaft and the reducer input shaft, and has both ends spline-mounted on the drive motor output shaft and the reducer input shaft to connect the drive motor and the reducer;
A connection structure between a drive motor and a reducer for an electric vehicle comprising a.
상기 구동모터 출력 샤프트와 감속기 입력 샤프트는 동축 상으로 배치되는 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조. According to claim 1,
The drive motor output shaft and the reducer input shaft are coaxially arranged for a connection structure between a drive motor and a reducer for an electric vehicle.
상기 구동모터 출력 샤프트는
일단이 제1베어링에 의해 상기 구동모터와 연결되고, 타단이 제2베어링에 의해 상기 감속기와 연결되는 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조. According to claim 1,
The drive motor output shaft is
A connection structure between a drive motor and a reducer for an electric vehicle in which one end is connected to the drive motor by a first bearing and the other end is connected to the reducer by a second bearing.
상기 감속기 입력 샤프트는
일단이 상기 구동모터 출력 샤프트와 접촉된 상태로, 제3베어링에 의해 상기 감속기와 연결되고, 타단이 제4베어링에 의해 상기 감속기와 연결되는 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조. According to claim 1,
The reducer input shaft is
A connection structure between a drive motor and a reducer for an electric vehicle in which one end is connected to the reducer by a third bearing in a state of being in contact with the drive motor output shaft, and the other end is connected to the reducer by a fourth bearing.
상기 토션 샤프트에는
외주면을 감싸는 댐퍼가 장착되는 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조. According to claim 1,
The torsion shaft
A connection structure between a drive motor and reducer for an electric vehicle equipped with a damper covering the outer circumference.
상기 댐퍼는
단일 나선으로 이루어진 스프링을 포함하는 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조. According to claim 5,
the damper
A connection structure between a drive motor and reducer for an electric vehicle including a spring made of a single helix.
상기 댐퍼는
복합 나선으로 이루어진 스프링을 포함하는 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조. According to claim 5,
the damper
A connection structure between a drive motor and a reducer for an electric vehicle including a spring made of a complex helix.
상기 구동모터 출력 샤프트에는
외주면을 감싸는 회전자가 장착되는 전기자동차용 구동모터와 감속기의 연결구조. According to claim 1,
The drive motor output shaft
A connection structure between a drive motor and reducer for an electric vehicle equipped with a rotor surrounding the outer circumference.
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