KR20240070427A

KR20240070427A - 동력 전달 장치

Info

Publication number: KR20240070427A
Application number: KR1020230155332A
Authority: KR
Inventors: 박동훈
Original assignee: 박동훈
Priority date: 2022-11-14
Filing date: 2023-11-10
Publication date: 2024-05-21
Also published as: US20240198785A1

Abstract

동력 전달 장치가 개시된다. 상기 동력 전달 장치는 모터 하우징과, 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 연장되는 모터 축과, 상기 모터 하우징 외로 돌출된 상기 모터 축의 일단에 구비된 제1피니언 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 제1피니언 기어에 치합되는 링기어가 그 외경부에 구비된 드럼 커버; 타이어가 장착되고, 상기 드럼에 결합하여 드럼과 함께 회전하는 휠 허브; 그리고 상기 링기어에 치합되는 제2피니언 기어를 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, 종래 기술에 따르면, 감속 장치에 포함된 하나의 피니언 기어가 링기어를 회전시키므로, 하나의 피니언 기어에 응력이 집중되었고, 이에 따라 감속 장치의 내구성이 저하될 수 있었다. 또한, 차량 주행 시 발생하는 노면의 충격도 링기어를 통해 하나의 피니언 기어에 직접 전달되므로 감속 장치의 내구성이 더욱 저하될 수 있었다.

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 구동 모터의 구동력을 두 개의 피니언 기어를 통해 링기어에 전달함으로써 피니언 기어 각각에 작용하는 응력을 감소하고 감속 장치의 내구성이 향상되는 동력 전달 장치를 제공하고자 한다.

또한, 노면의 충격도 링기어를 통해 두 개의 피니언 기어에 분산되어 전달되는 동력 전달 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 하나의 양상에 따른 동력 전달 장치는 모터 하우징과, 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 연장되는 모터 축과, 상기 모터 하우징 외로 돌출된 상기 모터 축의 일단에 구비된 제1피니언 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 제1피니언 기어에 치합되는 링기어가 그 외경부에 구비된 드럼 커버; 타이어가 장착되고, 상기 드럼에 결합하여 드럼과 함께 회전하는 휠 허브; 그리고 상기 링기어에 치합되는 제2피니언 기어를 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 동력 전달 장치는 상기 모터 하우징 외로 돌출된 상기 모터 축의 타단부에 구비된 구동 기어; 상기 모터 축과 평행하게 배치되는 피동축; 그리고 상기 피동축의 일단부에 구비되며 상기 구동 기어에 치합하는 피동 기어를 더 포함하며, 상기 피동축의 타단에는 제2피니언 기어가 구비될 수 있다.

제1피니언 기어의 기어비와 제2피니언 기어의 기어비는 1:1일 수 있다.

상기 모터 축과 상기 피동축은 수평선으로부터 서로 반대 방향으로 이격되어 배치될 수 있다.

상기 모터 축의 중심선은 수평선으로부터 제1이격 거리만큼 이격되고, 상기 피동축의 중심선은 상기 모터 축의 중심선으로부터 제2이격 거리만큼 이격될 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 구동 모터는 모터 축의 타단부에 배치되어 모터 축에 작동적으로 연결되며, 드럼 커버의 링기어에 제2피니언 기어를 통하여 작동적으로 연결되어 모터 축의 동력을 드럼 커버에 전달하도록 구성된 유성 기어 세트를 더 포함할 수 있다.

상기 유성기어세트는 더블 플래닛 유성 기어 세트이며, 상기 모터 축의 타단부에 고정적으로 장착되어 모터 축과 함께 회전하는 선기어; 상기 선기어의 주위를 회전하도록 상기 선기어에 작동적으로 연결된 제1, 2플래닛 기어; 상기 제1, 2플래닛 기어를 회전 가능하게 지지하며, 제1, 2플래닛 기어의 회전에 의하여 회전하고, 링기어에 치합된 제2피니언 기어가 고정적으로 장착되는 플래닛 캐리어; 그리고 모터 하우징에 고정되고 내주면이 제2플래닛 기어에 치합하는 플래닛 링기어를 포함할 수 있다.

상기 모터 축의 타단부에는 모터 축 홀이 길이 방향으로 형성되고, 상기 플래닛 캐리어는 길이 방향으로 연장되어 상기 플래닛 캐리어의 일단부는 모터 축 홀에 상대 회전 가능하게 삽입될 수 있다.

플래닛 캐리어의 일단부와 모터 축 홀 사이에는 베어링이 배치될 수 있다.

제1피니언 기어와 제2피니언 기어의 기어비는 1:1이고, 플래닛 링기어의 잇수는 선기어의 잇수의 두 배일 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 동력 전달 장치 제2모터 하우징과, 상기 제2모터 하우징 내에 고정되며 자기장을 생성하는 제2스테이터와, 상기 제2스테이터와 설정된 갭을 두고 제2스테이터의 경방향 내측에 배치되며 제2스테이터가 생성하는 자기장에 의하여 회전하는 제2로터와, 상기 제2로터에 결합되어 제2로터와 함께 회전하며 길이 방향으로 연장되는 제2모터 축과, 상기 제2모터 하우징 외로 돌출된 상기 제2모터 축의 타단에 구비된 제2피니언 기어를 포함하는 제2구동 모터를 더 포함할 수 있다.

제1피니언 기어와 제2피니언 기어의 기어비는 1:1이고, 제1모터 축의 회전 속력과 제2모터 축의 회전 속력은 동일할 수 있다.

다른 실시예에서, 상기 동력 전달 장치는 제1피니언 기어에 의해 회전하는 링기어에 치합된 제2피니언 기어에 의해 회전하는 아이들 기어 장치를 더 포함할 수 있다.

상기 아이들 기어 장치는 길이 방향으로 연장되고, 일단과 타단을 포함하며, 상기 타단에 링기어에 치합된 제2피니언 기어가 고정적으로 장착된 아이들 축; 그리고 상기 모터 하우징의 타단에 고정 장착되는 베어링 지지 커버를 포함하며, 상기 아이들 축의 타단은 베어링 지지 커버를 관통하고, 상기 베어링 지지 커버는 상기 아이들 축을 회전 가능하게 지지할 수 있다.

상기 모터 축의 타단부에는 모터 축 홀이 길이 방향으로 형성되고, 상기 아이들 축의 일단부는 상기 모터 축 홀에 상대 회전 가능하게 삽입될 수 있다.

상기 모터 축 홀과 상기 아이들 축의 일단부 사이 및 상기 아이들 축과 베어링 지지 커버 사이에는 각각 베어링이 배치될 수 있다.

상기 구동 모터와 아이들 기어 장치는 수평선에 배치되거나 수평선으로부터 이격되어 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 구동 모터의 구동력을 두 개의 피니언 기어를 통해 링기어에 전달하므로 피니언 기어 각각에 작용하는 응력이 감소할 수 있다. 이에 의하여, 감속 장치의 내구성이 향상될 수 있다.

또한, 노면의 충격도 링기어를 통해 두 개의 피니언 기어에 분산되어 전달될 수 있다. 노면으로부터의 충격 하중이 분산되어 전달되므로 감속 장치의 내구성이 더욱 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 측면도이다.
도 3은 도 1의 A-A 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 4는 도 2의 B-B 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 동력 전달 장치에 대하여 도 2의 B-B 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 동력 전달 장치에 대하여 도 2의 B-B 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 동력 전달 장치에 대하여 도 2의 B-B 선을 따라 절개한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 동력 전달 장치에 대하여 도 2의 B-B 선을 따라 절개한 단면도이다.
위에서 참조된 도면들은 반드시 축척에 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 제어기에 의해 실행될 수 있음이 이해된다. "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. 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 제어기를 포함하는 장치에 의해 실행될 수 있음이 이해된다.

이하, 첨부된 도면을 참고로 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치의 정면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치의 측면도이며, 도 3은 도 1의 A-A 선을 따라 절개한 단면도이며, 도 4는 도 2의 B-B 선을 따라 절개한 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 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 드럼(10), 드럼 커버(30), 휠 허브(20), 그리고 구동 모터(40)를 포함한다.

드럼(10)은 구동 모터(40)가 장착되기 위한 공간을 형성하는 것으로, 상기 구동 모터(40)를 둘러싸는 대체로 원통 형상으로 형성된다. 상기 드럼(10)은 드럼 원판부(12)와 드럼 원통부(18)를 포함한다.

드럼 원판부(12)는 휠 축 방향(X2)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 축으로부터 경방향 외측으로 연장되고, 제1단차부(14)에서 휠 축 방향(X2) 타측으로 연장되며, 다시 경방향 외측으로 연장되고, 제2단차부(16)에서 휠 축 방향(X2) 타측으로 다시 연장되며, 경방향 외측으로 또 다시 연장된다. 상기 제1단차부(14)는 베어링 지지부(46)를 경방향으로 마주한다. 상기 제1단차부(14)와 베어링 지지부(46) 사이에는 베어링(47)이 배치되어 드럼(10)은 구동 모터(40)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 1에 도시된 바와 같이, 제1단차부(14)와 제2단차부(16) 사이의 드럼 원판부(12)에는 적어도 하나의 드럼 리브(17)가 경방향으로 연장된다. 상기 드럼 리브(17)는 드럼(10)의 강성을 보강할 뿐만 아니라 드럼(10) 내부의 열을 드럼(10) 외부로 발산하기 위한 핀(fin)의 역할을 수행한다.

드럼 원통부(18)는 상기 드럼 원판부(12)의 외경단으로부터 휠 축 방향(X2) 타측으로 연장된다. 이에 따라, 드럼(10) 내에 구동 모터(40)가 장착되는 공간이 형성된다. 드럼 원통부(18)의 외주면에는 휠 허브(20)가 배치되어 드럼 원통부(18)는 휠 허브(20)를 지지할 수 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 원주 방향으로 상기 드럼 원통부(18)의 외주면의 미리 설정된 위치들은 휠 허브(20)의 내주면으로부터 이격되어 그들 사이에 휠 축 방향(X2)으로 연장된 공기 통로가 형성된다. 상기 공기 통로는 휠 허브(20)의 공기 유입구(6)에 연통되어 휠 허브(20)의 공기 유입구(6)를 통해 휠 허브(20)와 드럼(10) 사이로 유입된 공기는 상기 공기 통로를 지나가며 드럼(10) 내의 오일을 냉각할 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 드럼(10)의 휠 축 방향(X2) 타면은 개구되어 있으며, 상기 드럼(10)의 타면에는 드럼 커버(30)가 결합된다. 상기 드럼 커버(30)는 대체로 원판 형상으로 형성되며 그 중앙부에는 드럼 커버 홀(34)이 형성된다. 상기 드럼 커버(30)의 외경단은 상기 드럼(10)의 드럼 원통부(18)의 타단부에 맞닿아 볼트 등의 결합 수단을 통하여 결합된다. 상기 드럼 커버(30)의 외경단과 드럼(10)의 드럼 원통부(18)의 타단부 사이에는 씰링 부재가 배치되어 드럼(10) 내의 오일이 드럼(10) 외부로 유출되는 것을 방지한다.

상기 드럼 커버(30)는 드럼 커버 시트(32)를 포함한다. 드럼 커버 시트(32)는 상기 드럼 커버(30)의 경방향 내측단으로부터 휠 축 방향(X2) 타측으로 연장되어 드럼 커버 홀(34)을 형성한다. 상기 드럼 커버 홀(34)은 구동 모터(40)를 차체(샤시)나 현가 장치에 연결하기 위한 것이다. 보다 구체적으로, 구동 모터(40)의 모터 암(44)은 드럼 커버 홀(34)을 통하여 휠 허브(20)의 외부로 돌출되어 차체(샤시)나 현가 장치에 고정된다. 상기 드럼 커버 홀(34)의 내주면과 모터 암(44) 사이에는 베어링(45)이 배치되어 드럼 커버(30)는 구동 모터(40)에 대하여 회전 가능하다.

상기 드럼 커버(30)의 외경부 일측면에는 링기어(36)가 구비되어 있다. 상기 링기어(36)는 드럼 커버(30)와 별개로 제작되어 볼트 및/또는 스플라인과 같은 결합 수단을 통하여 드럼 커버(30)에 결합되거나, 드럼 커버(30)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 링기어(36)가 드럼 커버(30)와 별개로 제작되어 결합 수단을 통해 드럼 커버(30)에 결합되면, 드럼 커버(30)와 링기어(36) 사이에는 스페이서(38)가 배치될 수 있다. 상기 스페이서(38)는 제1, 2피니언 기어(62, 70)와 링기어(36) 사이의 백래쉬 등을 조정하도록 되어 있다. 하나의 예에서, 상기 링기어(36)는 스파이럴 베벨 기어의 링기어로 형성될 수 있다.

상기 링기어(36)는 제1, 2피니언 기어(62, 70)에 휠 축 방향(X2)으로 치합된다. 이에 따라, 드럼 커버(30)는 구동 모터(40)로부터 동력을 받아 휠 축을 중심으로 회전하고, 드럼 커버(30)에 결합된 드럼(10) 또한 상기 동력에 의하여 휠 축을 중심으로 회전한다. 또한, 드럼(10)의 제1단차부(14)와 모터 하우징(42)의 베어링 지지부(46) 사이에는 베어링(47)이 배치되고, 드럼 커버 홀(34)의 내주면과 모터 하우징(42)의 모터 암(44) 사이에는 베어링(45)이 배치되므로, 모터 하우징(42)은 샤시, 차체 또는 현가 장치에 고정되는 반면 드럼(10)과 드럼 커버(30)는 원활하게 회전 가능하다.

링기어(36)의 기어치의 개수는 제1, 2피니언 기어(62, 70) 각각의 기어치의 개수보다 많으므로 구동 모터(40)로부터 드럼 커버(30)로 동력이 전달되는 과정에서 그 회전속도가 줄어든다. 즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 서로 치합되는 제1, 2피니언 기어(62, 70)와 링기어(36)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 제1, 2피니언 기어(62, 70)와 링기어(36)는 베벨기어, 스파이럴 베벨기어 등일 수 있다. 이와 같이 본 발명의 실시예에 의한 동력 전달 장치(1)는 두 개의 피니언 기어(62, 70)와 하나의 링기어(36)만으로 필요한 감속비를 얻을 수 있어, 유성기어 및 다단의 감속기를 사용하는 휠 구동 시스템에 비해 높은 동력 전달 효율을 얻을 수 있다. 또한, 구동 모터(40)의 동력을 두 개의 피니언 기어(62, 70)를 통해 링기어(36)에 전달하므로 두 개의 피니언 기어(62, 70) 각각에 작용하는 응력이 감소할 수 있다. 더 나아가, 노면의 충격도 링기어(36)를 통해 두 개의 피니언 기어(62, 70)에 분산되어 전달될 수 있다. 이에 따라 두 개의 피니언 기어(62, 70)와 링기어(36)의 내구성이 향상될 수 있다.

휠 허브(20)는 상기 드럼(10)에 작동적으로 연결되어 드럼(10)으로부터 동력을 전달받는다. 휠 허브(20)는 상기 동력에 의하여 휠 축을 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(X2)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(40), 드럼(10), 그리고 드럼 커버(30)는 어깨부(22)에 의하여 정의되는 축방향 폭 내에 대부분 배치될 수 있다. 이에 따라, 휠 허브(20)의 축방향 폭의 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. 원주 방향으로 상기 어깨부(22)의 미리 설정된 위치는 드럼 원통부(18)로부터 이격되는 반면 상기 어깨부(22)의 다른 위치는 드럼(10)의 드럼 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 및 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 결합부(24)에는 원주 방향을 따라 복수의 공기 유입구(6)가 형성되며, 상기 공기 유입구(6)는 공기 통로에 연통된다. 따라서, 공기 유입구(6)를 통해 휠 허브(20)와 드럼(10) 사이로 유입된 공기는 상기 공기 통로를 지나가면서 드럼(10) 내의 오일을 냉각한다.

타이어 장착부(26)는 어깨부(22)의 휠 축 방향(X2) 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.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 구동 모터(40)는 배터리 등의 전원(도시하지 않음)에 연결되어 차량의 구동을 위한 동력을 발생시키는 것으로, 모터 하우징(42), 스테이터(48), 로터(50), 그리고 모터 축(52)을 포함하는 전기 모터일 수 있다.

모터 하우징(42)은 개방된 전면과, 옆면과, 개방된 후면을 포함하는 중공의 원통 형상이며, 상기 개방된 전면에는 전면 커버(54)가 볼트 등의 결합 수단을 통하여 결합하고 개방된 후면에는 후면 커버(56)가 볼트 등의 결합 수단을 통하여 결합함으로써 스테이터(48)와 로터(50)가 장착되기 위한 장착 공간을 형성한다. 하나의 예에서, 상기 구동 모터(40)는 수평으로 배치될 수 있다. 즉, 모터 축(52)의 길이 방향 중심선(X3)이 휠의 중심을 지나가는 지면에 수평인 수평선(X1)과 일치하거나 평행으로 배치된다.

상기 전면 커버(54)에는 전면 커버 홀(55)이 형성되고, 후면 커버(56)에는 후면 커버 홀(57)이 형성된다. 상기 모터 축(52)은 길이 방향으로 연장되어 전면 커버 홀(55)과 후면 커버 홀(57)을 관통하고, 모터 축(52)의 전단에는 제1피니언 기어(62)가 고정적으로 구비되며, 모터 축(52)의 후단에는 구동 기어(64)가 고정적으로 구비된다. 상기 전면 커버 홀(55)과 모터 축(52) 사이 및 상기 후면 커버 홀(57)과 모터 축(52) 사이에는 각각 베어링과 씰링 부재가 배치된다. 상기 베어링은 모터 축(52)의 원활한 회전을 보조하고 씰링 부재는 모터 하우징(42) 내의 오일이 모터 하우징(42) 외부로 유출되는 것을 방지한다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 모터 하우징(42)은 상기 모터 하우징(42)의 옆면으로부터 휠 축 방향(X2)으로 연장된 모터 암(44)과, 베어링 지지부(46)를 포함한다. 베어링 지지부(46)는 상기 옆면으로부터 휠 축 방향(X2) 일측으로 연장되고, 모터 암(44)은 상기 베어링 지지부(46)의 반대측 옆면으로부터 휠 축 방향(X2) 타측으로 연장된다.

상기 모터 암(44)의 일단은 모터 하우징(42)에 일체로 형성될 수 있고, 그 타단이 휠 축 방향(X2) 타측으로 연장되어 드럼 커버 홀(34)을 통해 휠 허브(20) 밖으로 연장될 수 있다. 상기 모터 암(44)의 타단은 플랜지 등을 통하여 차체(샤시)나 현가 장치, 예를 들어 너클에 고정될 수 있다.

구동 모터(40)를 모터 암(44)을 통해 너클과 같은 현가 장치 또는 차체에 고정하면, 차량 주행 시 노면으로부터의 충격이나 급발진, 급제동 시 휠의 충격이 직접 모터 하우징(42) 내의 부품들, 예를 들어 스테이터(48)와 로터(50) 등에 전달되지 않으므로 구동 모터(40) 및 관련 부품들의 내구성이 향상될 수 있다. 또한, 상기 드럼 커버 홀(34)의 내주면과 모터 암(44) 사이에는 베어링(45)이 배치되어 모터 암(44)에 대하여 드럼 커버(30)가 원활히 회전하도록 한다.

베어링 지지부(46)의 타단은 모터 하우징(42)에 일체로 형성될 수 있고, 그 일단이 휠 축 방향(X2) 타측으로 드럼 원판부(12)까지 연장된다. 상기 제1단차부(14)와 베어링 지지부(46) 사이에는 베어링(47)이 배치되어 베어링 지지부(46)에 대하여 드럼(10)이 원활히 회전하도록 한다.

또한, 베어링 지지부(46)와 모터 암(44)을 모터 하우징(42)의 휠 축 방향(X2) 양 측에 형성하면, 베어링 지지부(46)와 모터 암(44)은 노면으로부터의 충격 등이 구동 모터(40)로 직접 전달되지 않도록 구동 모터(40)의 양측을 지지함으로써 구동 모터(40)의 내구성을 더욱 향상시킬 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스테이터(48)는 모터 하우징(42)의 내에서 모터 하우징(42)에 고정된다. 상기 스테이터(48)는 전원에 연결되어 자기장을 형성하는 것으로, 스테이터 코어와, 스테이터 코어를 감싸는 스테이터 코일을 포함한다. 이러한 스테이터(48)의 구조에 대하여는 당업자에게 잘 알려져 있으므로 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다.

로터(50)는 스테이터(48)와 설정된 갭을 두고 상기 스테이터(48)의 경방향 내측에 배치된다. 상기 로터(50)는 스테이터(48)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(40)는 영구자석형 동기모터(PMSM)로 불린다. 그러나, 본 명세서에서는 구동 모터(40)의 하나의 종류를 예시하였을 뿐, 본 발명은 본 명세서에서 예시한 구동 모터(40)의 종류에 한정되지 않음을 이해할 것이다.

모터 축(52)은 상기 로터(50)의 중심부를 관통하여 모터 축(52)의 길이 방향 중심선(X3)을 따라 연장된다. 상기 모터 축(52)은 상기 로터(50)에 결합되어 로터(50)와 함께 회전하도록 되어 있다. 하나의 예에서, 상기 로터(50)는 상기 모터 축(52)에 스플라인 또는 키에 의하여 결합될 수 있다.

상기 구동 모터(40)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(40)의 회전 속도를 측정하는 리졸버(60)가 구비된다. 상기 리졸버(60)는 모터 축(52)에 부착되는 리졸버 로터와 전면 커버(54)에 장착되는 리졸버 스테이터로 구성될 수 있다.

상기 리졸버 스테이터를 보호하기 위하여 상기 전면 커버(54)의 전면에는 리졸버 커버(58)가 더 장착된다. 상기 리졸버 커버(58)는 상기 리졸버 스테이터를 둘러싸며 볼트 등의 결합 수단을 통하여 전면 커버(54)에 고정될 수 있다.

상기 리졸버 커버(58)의 상면 중앙부에는 리졸버 커버 홀(59)이 형성되며, 상기 모터 축(52)의 전단은 상기 리졸버 커버 홀(59)을 통과하여 리졸버 커버 홀(59)의 전측으로 연장된다. 상기 리졸버 커버 홀(59)의 내주면과 상기 모터 축(52)의 외주면은 서로 이격되어 있으며, 그들 사이에는 씰링 부재가 배치되어 리졸버 커버(58)와 모터 축(52)이 형성하는 공간 내로 오일이 침투하는 것을 방지한다.

앞에서 설명한 바와 같이, 상기 모터 축(52)의 전단부는 전면 커버(54)의 전면 커버 홀(55)을 통과하여 전면 커버(54)의 외부로 돌출되며, 전면 커버(54)의 외부로 돌출된 상기 모터 축(52)의 전단부에는 링기어(36)에 치합되는 제1피니언 기어(62)가 구비되어 있다. 상기 제1피니언 기어(62)는 모터 축(52)과 별개로 제작되어 고정 볼트 및/또는 스플라인과 같은 결합 수단을 통하여 모터 축의 전단부에 결합되거나, 모터 축(52)과 일체로 형성될 수 있다. 하나의 예에서, 상기 제1피니언 기어(62)는 스파이럴 베벨 기어의 피니언 기어로 형성될 수 있다. 상기 모터 축(52)의 후단부는 후면 커버(56)의 후면 커버 홀(57)을 통과하여 후면 커버(56)의 외부로 돌출되며, 후면 커버(56)의 외부로 돌출된 상기 모터 축(52)의 후단부에는 구동 기어(64)가 구비되어 있다. 상기 구동 기어(64)는 모터 축(52)과 별개로 제작되어 고정 볼트 및/또는 스플라인과 같은 결합 수단을 통하여 모터 축의 후단부에 결합되거나, 모터 축(52)과 일체로 형성될 수 있다.

상기 동력 전달 장치(1)는 드럼(10) 내의 공간에 배치된 피동축(68)을 더 포함한다. 상기 피동축(68)은 모터 축(52)과 평행하게 배치된다. 상기 피동축(68)의 전단부에는 상기 구동 기어(64)에 치합하는 피동 기어(66)가 구비된다. 상기 상기 피동 기어(66)는 피동축(68)과 별개로 제작되어 용접 및/또는 스플라인과 같은 결합 수단을 통하여 피동축(68)의 전단부에 결합되거나, 피동축(68)과 일체로 형성될 수 있다. 상기 피동축(68)의 후단부에는 링기어(36)에 치합되는 제2피니언 기어(70)가 구비되어 있다. 상기 제2피니언 기어(70)는 피동축(68)과 별개로 제작되어 고정 볼트 및/또는 스플라인과 같은 결합 수단을 통하여 피동축(68)의 후단부에 결합되거나, 피동축(68)과 일체로 형성될 수 있다. 하나의 예에서, 상기 제2피니언 기어(70)는 스파이럴 베벨 기어의 피니언 기어로 형성될 수 있다. 이와 같이, 구동 모터(40)의 동력을 두 개의 피니언 기어(62, 70)를 통해 링기어(36)에 전달하므로 두 개의 피니언 기어(62, 70) 각각에 작용하는 응력이 감소할 수 있다. 더 나아가, 노면의 충격도 링기어(36)를 통해 두 개의 피니언 기어(62, 70)에 분산되어 전달될 수 있다. 이에 따라 두 개의 피니언 기어(62, 70)와 링기어(36)의 내구성이 향상될 수 있다.

구동 모터(40)의 동력을 두 개의 피니언 기어(62, 70)를 통해 링기어(36)에 전달하기 위하여, 구동 기어(64)와 피동 기어(66)의 기어비는 1:1일 수 있으며, 제1피니언 기어(62)와 제2피니언 기어(70)의 기어비도 1:1일 수 있다.

한편, 상기 모터 축(52)과 상기 피동축(68)은 수평선(X1)으로부터 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 모터 축(52)의 중심선(X3)은 수평선(X1)으로부터 제1이격 거리(D1)만큼 이격될 수 있고, 상기 피동축(68)의 중심선(X4)은 상기 모터 축(52)의 중심선(X3)과 수평선(X1)을 기준으로 반대 위치에서 피동축(68)의 중심선(X4)은 수평선(X1)으로부터 제2이격 거리(D2)만큼 이격될 수 있다.

본 발명의 실시예에서 링기어(36)가 회전하면 제1피니언 기어(62)와 제2피니언 기어(70)의 회전 방향은 서로 반대가 되어야 하는데, 상기 구동 기어(64)와 피동 기어(66)를 통해 제2피니온 기어(70)의 회전 방향이 제1피니온 기어(62)의 회전 방향에 반대 방향이 된다.

이하, 다음의 실시예들에서도 다양한 방법을 통해 제1피니언 기어(62)와 제2피니언 기어(70)의 회전 방향이 서로 반대가 되도록 한다.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치(1)는 구동 모터(40)를 냉각하기 위한 냉각 장치를 더 포함한다. 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(40)의 모터 암(44)에는 공급 통로(72)와 배출 통로(74)가 구비된다. 오일은 상기 공급 통로(72)를 통하여 구동 모터(40) 내로 공급되고, 배출 통로(74)를 통해 동력 전달 장치(1)로부터 배출된다. 상기 배출 통로(74)는 석션 모터(도시하지 않음)에 연결되며, 석션 모터는 드럼(10) 내의 오일을 배출 통로(74)를 통하여 흡입한다.

상기 모터 암(44)에는 상기 공급 통로(72)에 연결되는 제1, 2오일 공급 홀(76, 78)이 형성된다. 상기 제1오일 공급 홀(76)은 공급 통로(72)를 통해 구동 모터(40) 내로 공급된 오일을 원주 방향으로 공급한다. 제1오일 공급 홀(76)을 통해 공급된 오일은 스테이터(48)를 냉각한다.

상기 제2오일 공급 홀(78)은 공급 통로(72)를 통해 구동 모터(40) 내로 공급된 오일을 구동 모터(40)의 전단부로 공급한다. 구동 모터(40)의 전단부로 공급된 오일은 모터 축(52)을 따라 전측에서 후측으로 이동할 수 있다.

상기 모터 하우징(42)의 측면에는 흡입관(80)이 더 구비된다. 흡입관(80)의 자유단은 드럼(10) 내 오일 레벨(OL)보다 더 낮게 위치하여 드럼(10) 내의 오일을 흡입하도록 구성된다. 상기 흡입관(80)에는 오일 필터가 장착되어 흡입한 오일 내의 이물질을 거를 수 있다. 또한, 상기 흡입관(80)은 배출 통로(74)를 통해 석션 모터에 연결된다. 따라서, 석션 모터가 작동하면, 드럼(10) 내 오일이 흡입관(80)을 통해 흡입되고, 상기 오일은 배출 통로(74)를 통해 동력 전달 장치(1)의 외부로 배출된다. 상기 오일은 외부의 냉각 시스템을 통과하며 냉각된 후, 공급 통로(72)를 통해 동력 전달 장치(1) 내로 다시 공급된다. 한편, 흡입관(80)에는 오일 내의 철분을 흡착시키기 위한 자석이 부착될 수도 있다.

한편, 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 통로를 지나가는 공기에 의하여 냉각될 수 있다.

도 5는 본 발명의 제2실시예에 따른 동력 전달 장치에 대하여 도 2의 B-B 선을 따라 절개한 단면도이다. 본 발명의 제2실시예에 따른 동력 전달 장치(1)는 구동 모터(40)를 제외하고는 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치(1)와 유사하다. 따라서, 구동 모터(40)에 대하여만 상세히 설명하기로 한다.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 동력 전달 장치(1)의 구동 모터(40)는 모터 축(52)의 타단부에 배치되어 모터 축(52)에 작동적으로 연결되며, 드럼 커버(30)의 링기어(36)에 작동적으로 연결되어 모터 축(52)의 동력을 드럼 커버(30)에 전달하도록 구성된 유성 기어 세트(82)를 더 포함한다.

상기 유성기어세트(82)는 더블 플래닛 유성 기어 세트이며, 선기어(84), 제1, 2플래닛 기어(86, 88), 플래닛 캐리어(92), 그리고 플래닛 링기어(90)를 포함한다. 상기 선기어(84)는 모터 축(52)의 타단부에 고정적으로 장착되어 모터 축(52)과 함께 회전한다. 상기 제1플래닛 기어(86)는 상기 선기어(84)의 외주면에 치합하여 선기어(84)의 주위를 회전한다. 상기 제2플래닛 기어(88)는 상기 제1플래닛 기어(86)의 외주면에 치합하고 상기 플래닛 링기어(90)의 내주면에 치합하여 제1플래닛 기어(86)와 함께 선기어(84)의 주위를 회전한다. 상기 플래닛 링기어(90)는 모터 하우징(42) 또는 후면 커버(56)에 고정적으로 장착된다. 플래닛 캐리어(92)는 제1, 2플래닛 기어(86, 88)를 회전 가능하게 지지한다. 상기 모터 축(52)의 타단부의 중심부에는 길이 방향(즉, 수평선(X1))을 따라 모터 축 홀(100)이 형성되고, 상기 플래닛 캐리어(92)는 길이 방향(즉, 수평선(X1))을 따라 전측 및 후측으로 연장되어 플래닛 캐리어(92)의 전측부는 모터 축 홀(100)에 삽입된다. 상기 플래닛 캐리어(92)의 전측부와 모터 축 홀(100) 사이에는 베어링(106)이 배치되어 플래닛 캐리어(92)의 원활한 회전을 보조한다. 상기 플래닛 캐리어(92)의 후단부에는 링기어(36)에 치합되는 제2피니언 기어(70)가 구비되어 있다. 상기 제2피니언 기어(70)는 플래닛 캐리어(92)와 별개로 제작되어 고정 볼트 및/또는 스플라인과 같은 결합 수단을 통하여 플래닛 캐리어(92)의 후단부에 결합되거나, 플래닛 캐리어(92)와 일체로 형성될 수 있다.

제1피니언 기어(62)와 제2피니언 기어(70)의 기어비가 1:1인 상태에서 링기어(36)의 회전을 원활하게 하기 위해서는 플래닛 링기어(90)의 잇수(Zr)는 선기어(84)의 잇수(Zs)의 두 배일 수 있다.

도 6은 본 발명의 제3실시예에 따른 동력 전달 장치에 대하여 도 2의 B-B 선을 따라 절개한 단면도이다. 본 발명의 제3실시예에 따른 동력 전달 장치(1)는 구동 모터(40)를 제외하고는 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치(1)와 유사하다. 따라서, 구동 모터(40)에 대하여만 상세히 설명하기로 한다.

도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 동력 전달 장치(1)는 제2피니언 기어(70)를 통해 링기어(36)에 치합되어 드럼 커버(30)에 동력을 전달하도록 구성된 제2구동 모터(140)를 더 포함한다. 상기 제2구동 모터(140)는 제2모터 하우징(142), 제2스테이터(148), 제2로터(150), 제2모터 축(152), 제2전면 커버(154), 제2후면 커버(156), 제2리졸버 커버(158), 그리고 제2리졸버(160)를 포함한다. 상기 제2구동 모터(140)의 구조는 상기 구동 모터(40)의 구조와 매우 유사하거나 동일하므로, 더 이상의 상세한 설명은 생략하기로 한다. 상기 제2구동 모터(140)는 구동 모터(40)에 붙어 있거나 이격될 수 있으며, 제2구동 모터(140)는 제2모터 축(152)에 고정 장착된 제2피니언 기어(7)를 통해 링기어(36)를 회전시킬 수 있다.

여기서, 제1피니언 기어(62)와 제2피니언 기어(70)의 기어비가 1:1인 상태에서 링기어(36)의 회전을 원활하게 하기 위해서는 제1모터 축(52)의 회전 속력과 제2모터 축(152)의 회전 속력은 동일할 수 있다.

도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 동력 전달 장치에 대하여 도 2의 B-B 선을 따라 절개한 단면도이다. 본 발명의 제4실시예에 따른 동력 전달 장치(1)는 구동 모터(40)를 제외하고는 본 발명의 실시예에 따른 동력 전달 장치(1)와 유사하다. 따라서, 구동 모터(40)에 대하여만 상세히 설명하기로 한다.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 동력 전달 장치(1)는 제1피니언 기어(62)에 의해 회전하는 링기어(36)에 의해 회전하며 반력을 받는 아이들 기어 장치를 더 포함한다. 상기 아이들 기어 장치는 아이들 축(102), 베어링 지지 커버(104), 그리고 제2피니언 기어(70)를 포함한다. 또한, 상기 모터 축(52)의 타단부의 중심부에는 길이 방향(즉, 수평선(X1))을 따라 모터 축 홀(100)이 형성되고, 상기 아이들 축(102)은 길이 방향(즉, 수평선(X1))을 따라 연장되어 아이들 축(102)의 전측부는 모터 축 홀(100)에 삽입된다. 상기 아이들 축(102)의 전측부와 모터 축 홀(100) 사이에는 베어링(106)이 배치되어 아이들 축(102)의 원활한 회전을 보조한다. 상기 베어링 지지 커버(104)는 후면 커버(56)의 후면에 장착된다. 상기 베어링 지지 커버(104)는 후면 커버(56)에 일체로 형성되거나, 후면 커버(56)와는 별개로 제작되어 후면 커버(56)에 부착될 수 있다. 상기 아이들 축(102)의 후단부는 베어링 지지 커버(104)를 관통하여 후측으로 연장되고, 상기 베어링 지지 커버(104)의 후측의 아이들 축(102)에는 제2피니언 기어(70)가 고정적으로 장착된다. 상기 제2피니언 기어(70)는 링기어(36)에 치합되어 회전하는 링기어(36)를 지지한다. 한편, 상기 베어링 지지 커버(104)와 아이들 축(102) 사이에는 베어링이 장착되어 아이들 축(102)의 회전을 원활하게 보조한다.

도 8은 본 발명의 제5실시예에 따른 동력 전달 장치에 대하여 도 2의 B-B 선을 따라 절개한 단면도이다. 본 발명의 제5실시예에 따른 동력 전달 장치(1)는 드럼(10) 내의 구동 모터(40)의 위치를 제외하고는 본 발명의 제4실시예에 따른 동력 전달 장치(1)와 유사하다. 따라서, 구동 모터(40)의 위치에 대하여만 상세히 설명하기로 한다.

도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 구동 모터(40)와 아이들 기어 장치는 수평선(X1)에 배치된 반면, 본 발명의 제5실시예에 따른 구동 모터(40)와 아이들 기어 장치는 수평선(X1)으로부터 제3이격 거리(D3)만큼 이격될 수 있다. 즉, 상기 모터 축(52)의 중심선(X3)은 수평선(X1)으로부터 제3이격 거리(D3)만큼 이격될 수 있다.

이와 같이 제1피니언 기어(62)와 제2피니언 기어(70)를 링기어(36)의 중심축인 수평선(X1)으로부터 이격시키면, 기어의 물림율이 증가하며 응력도 감소하여 기어들(62, 70, 36)의 수명을 증가시킬 수 있다.

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.

1: 동력 전달 장치 2: 타이어
4: 공기 주입 장치 6: 공기 유입구
8: 볼트 10: 드럼
12: 드럼 원판부 14: 제1단차부
16: 제2단차부 17: 드럼 리브
18: 드럼 원통부 20: 휠 허브
22: 어깨부 24: 결합부
26: 타이어 장착부 30: 드럼 커버
32: 드럼 커버 시트 34: 드럼 커버 홀
36: 링기어 38: 스페이서
40: 구동 모터 42: 모터 하우징
44: 모터 암 45, 47: 베어링
46: 베어링 지지부 48: 스테이터
50: 로터 52: 모터 축
54: 전면 커버 55: 전면 커버 홀
56: 후면 커버 57: 후면 커버 홀
58: 리졸버 커버 59: 리졸버 커버 홀
60: 리졸버 62: 제1피니언 기어
64: 구동 기어 66: 피동 기어
68: 피동축 70: 제2피니언 기어
72: 공급 통로 74: 배출 통로
76, 78: 제1, 2오일 공급 홀 80: 흡입관
82: 유성 기어 세트 84: 선기어
86, 88: 제1, 2플래닛 기어 90: 플래닛 링기어
92: 플래닛 캐리어 100: 모터 축 홀
102: 아이들 축 104: 베어링 지지 커버
106, 108: 베어링 140: 제2구동 모터
142: 제2모터 하우징 148: 제2스테이터
150: 제2로터 152: 제2모터 축
154: 제2전면 커버 156: 제2후면 커버
158: 제2리졸버 커버 160: 제2리졸버
X1: 수평선 X2: 휠 축
X3: 모터 축 중심선 X4: 피동축 중심선
D1: 제1이격 거리 D2: 제2이격 거리
D3: 제3이격 거리

Claims

모터 하우징과, 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 연장되는 모터 축과, 상기 모터 하우징 외로 돌출된 상기 모터 축의 일단에 구비된 제1피니언 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 제1피니언 기어에 치합되는 링기어가 그 외경부에 구비된 드럼 커버;
타이어가 장착되고, 상기 드럼에 결합하여 드럼과 함께 회전하는 휠 허브; 그리고
상기 링기어에 치합되는 제2피니언 기어;
를 포함하는 동력 전달 장치.
제1항에 있어서,
상기 모터 하우징 외로 돌출된 상기 모터 축의 타단부에 구비된 구동 기어;
상기 모터 축과 평행하게 배치되는 피동축; 그리고
상기 피동축의 일단부에 구비되며 상기 구동 기어에 치합하는 피동 기어;
를 더 포함하며,
상기 피동축의 타단에는 제2피니언 기어가 구비되는 동력 전달 장치.
제2항에 있어서,
구동 기어와 피동 기어의 기어비는 1:1이고,
제1피니언 기어의 기어비와 제2피니언 기어의 기어비도 1:1인 동력 전달 장치.
제2항에 있어서,
상기 모터 축과 상기 피동축은 수평선으로부터 서로 반대 방향으로 이격되어 배치되며,
상기 모터 축의 중심선은 수평선으로부터 제1이격 거리만큼 이격되고,
상기 피동축의 중심선은 상기 모터 축의 중심선으로부터 제2이격 거리만큼 이격된 동력 전달 장치.
제1항에 있어서,
상기 구동 모터는 모터 축의 타단부에 배치되어 모터 축에 작동적으로 연결되며, 드럼 커버의 링기어에 제2피니언 기어를 통하여 작동적으로 연결되어 모터 축의 동력을 드럼 커버에 전달하도록 구성된 유성 기어 세트를 더 포함하는 동력 전달 장치.
제5항에 있어서,
상기 유성기어세트는 더블 플래닛 유성 기어 세트이며,
상기 모터 축의 타단부에 고정적으로 장착되어 모터 축과 함께 회전하는 선기어;
상기 선기어의 주위를 회전하도록 상기 선기어에 작동적으로 연결된 제1, 2플래닛 기어;
상기 제1, 2플래닛 기어를 회전 가능하게 지지하며, 제1, 2플래닛 기어의 회전에 의하여 회전하고, 링기어에 치합된 제2피니언 기어가 고정적으로 장착되는 플래닛 캐리어; 그리고
모터 하우징에 고정되고 내주면이 제2플래닛 기어에 치합하는 플래닛 링기어;
를 포함하는 동력 전달 장치.
제6항에 있어서,
상기 모터 축의 타단부에는 모터 축 홀이 길이 방향으로 형성되고, 상기 플래닛 캐리어는 길이 방향으로 연장되어 상기 플래닛 캐리어의 일단부는 모터 축 홀에 상대 회전 가능하게 삽입되고,
플래닛 링기어의 잇수는 선기어의 잇수의 두 배인 동력 전달 장치.
제1항에 있어서,
제2모터 하우징과, 상기 제2모터 하우징 내에 고정되며 자기장을 생성하는 제2스테이터와, 상기 제2스테이터와 설정된 갭을 두고 제2스테이터의 경방향 내측에 배치되며 제2스테이터가 생성하는 자기장에 의하여 회전하는 제2로터와, 상기 제2로터에 결합되어 제2로터와 함께 회전하며 길이 방향으로 연장되는 제2모터 축과, 상기 제2모터 하우징 외로 돌출된 상기 제2모터 축의 타단에 구비된 제2피니언 기어를 포함하는 제2구동 모터를 더 포함하는 동력 전달 장치.
제1항에 있어서,
제1피니언 기어에 의해 회전하는 링기어에 치합된 제2피니언 기어에 의해 회전하는 아이들 기어 장치를 더 포함하는 동력 전달 장치.
제9항에 있어서,
상기 아이들 기어 장치는
길이 방향으로 연장되고, 일단과 타단을 포함하며, 상기 타단에 링기어에 치합된 제2피니언 기어가 고정적으로 장착된 아이들 축; 그리고
상기 모터 하우징의 타단에 고정 장착되는 베어링 지지 커버;
를 포함하며,
상기 아이들 축의 타단은 베어링 지지 커버를 관통하고, 상기 베어링 지지 커버는 상기 아이들 축을 회전 가능하게 지지하는 동력 전달 장치.
제10항에 있어서,
상기 모터 축의 타단부에는 모터 축 홀이 길이 방향으로 형성되고, 상기 아이들 축의 일단부는 상기 모터 축 홀에 상대 회전 가능하게 삽입되는 동력 전달 장치.
제9항에 있어서,
상기 구동 모터와 아이들 기어 장치는 수평선에 배치되거나 수평선으로부터 이격되어 배치되는 동력 전달 장치.