WO2013094802A1 - 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈 - Google Patents

전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈 Download PDF

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WO2013094802A1
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drive
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driving bevel
connection portion
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차현록
임대영
정태원
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한국생산기술연구원
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Definitions

  • the present invention relates to a differential gear direct drive type drive module for an electric vehicle, and more particularly, to a differential gear direct drive type drive module for an electric vehicle configured to be directly connected to a drive bevel gear without a drive shaft of the drive motor.
  • the axle of the vehicle is provided with a differential device that transmits the power of the engine to the wheel, and serves to adjust the rotational speed of both wheels differently according to the load of both wheels.
  • the prior art differentials include a differential gear receiving power from a transfer shaft installed in a transmission, a differential case assembled and rotated with the differential gear, a pinion gear rotatably installed in the differential case, and a pinion gear fixed to the differential case. And a side gear mounted to the pinion shaft and the output shaft, which rotates in engagement with the pinion gear.
  • the connecting part connected to the driving shaft of the driving unit is integrally formed with the driving shaft, and thus it is difficult to easily cope with the change of the driving shaft.
  • the drive pinion is connected in a direct drive method, there is a problem in that a compression or tensile load is applied to the rotor of the drive motor by an external force generated in the drive shaft, thereby shortening the life of the drive motor.
  • the present invention has been made to solve the above problems, by connecting the drive bevel gear meshed with the drive shaft of the drive motor and the differential gear through a coupler, the differential gear direct drive type drive for electric vehicles that can easily cope with the change of the drive shaft.
  • the purpose is to provide a module.
  • an electric vehicle differential gear direct drive driving module includes a driving bevel gear connected to the differential gear of the differential device to enable power transmission, and a first connection part connected to the driving shaft of the driving motor on one side.
  • a coupler having a second connection portion connected to the driving bevel gear on the other side, a first bearing installed on the coupler, an inner ring supported by the coupler, and an outer ring supported by a housing of the differential device; Is installed in the drive bevel gear and the inner ring is supported by the drive bevel gear, the outer ring is provided with a second bearing and a coupling part for connecting the coupler and the drive bevel gear supported on the housing of the differential device, the first,
  • Each of the second bearings is formed to be supported at one side and the other side of the housing and mounted at positions facing each other.
  • the coupler has a support having a diameter larger than that of the second connection portion so that the first bearing can be installed between the first connection portion and the second connection portion, and the first connection portion and the second connection portion are respectively formed in the driving shaft.
  • first and second fastening grooves having splines formed therein so as to couple the driving bevel gears to each other from each end, and the fastening portions are bolt fixing holes communicating with the first and second fastening grooves. It is preferable to include a fixing bolt screwed to the drive bevel gear inserted into the second fastening groove from the first fastening groove.
  • the coupler has a support having a diameter larger than that of the second connection portion so that the first bearing can be installed between the first connection portion and the second connection portion, and the first connection portion and the second connection portion are respectively formed in the driving shaft.
  • first and second fastening grooves to which the driving bevel gears can be coupled are formed to be drawn inward from each end, and the fastening portion is inserted into the inner circumferential surface of the second fastening groove and the second fastening groove. It may be formed to include first and second threads formed on the outer circumferential surface of the shaft coupling portion of the driving bevel gear.
  • the coupler may have a support having a diameter larger than that of the second connection part so that the first bearing may be installed between the first connection part and the second connection part, and the first connection part and the second connection part may respectively be provided.
  • First and second fastening grooves formed with splines are formed to be introduced into the inner side from each end portion so that the driving shaft and the driving bevel gear can be coupled, and the fastening portion is a bolt hole communicating with the first and second fastening grooves.
  • a fixing bolt extending from the shaft coupling portion of the driving bevel gear inserted into the second coupling groove through the nut, and a nut screwed to an end of the fixing bolt exposed through the bolt hole to the first coupling groove. It may be formed to.
  • the coupler is formed between the first connection portion and the second connection portion is formed with a support of a relatively larger diameter than the second connection portion so that the first bearing can be installed, the first connection portion and the second connection portion respectively
  • First and second fastening grooves having splines formed therein are formed to be introduced from each end to the inside thereof so that the driving shaft and the driving bevel gear can be coupled, and the fastening portion opens the first fastening groove from the end of the second fastening groove.
  • a protruding member which is inserted into an insertion hole inserted into the insertion hole and extends from the shaft coupling portion of the driving bevel gear inserted into the second fastening groove and has a pin insertion hole formed in a direction orthogonal to an extension direction of the insertion hole;
  • the coupler penetrates along the extension direction of the pin insertion hole so as to penetrate through the pin insertion hole of the protruding member inserted into the pin. It may be formed to include a fixing pin for fixing to the plug.
  • Tapered roller bearings are applied to the first bearing and the second bearing, respectively, and the first bearing and the second bearing have a distance from the center of rotation of the coupler or the driving bevel gear as the roller extends away from the housing. It is preferable to be inclined so as to move away.
  • the differential gear direct drive type drive module for an electric vehicle can be easily responded to the change of the drive shaft by connecting the drive module to the drive shaft through a coupler, even if the drive shaft is connected to the drive bevel gear by the direct drive method. Compression or tensile load is not applied to the rotor of the drive motor by the external force, which increases the durability.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a differential gear direct drive driving module for an electric vehicle according to the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing a first embodiment of a differential gear direct drive driving module for an electric vehicle of FIG. 1;
  • FIG. 3 is an exploded perspective view of the embodiment of FIG.
  • FIG. 4 is a sectional view of the embodiment of FIG. 2;
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing a second embodiment of a differential gear direct drive driving module for an electric vehicle
  • FIG. 6 is a sectional view of the embodiment of FIG. 5;
  • FIG. 7 is an exploded perspective view showing a third embodiment of a differential gear direct drive driving module for an electric vehicle
  • FIG. 8 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 7,
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing a fourth embodiment of a differential gear direct drive drive module for an electric vehicle
  • FIG. 10 is a sectional view of the embodiment of FIG. 9;
  • FIG. 11 is an exploded perspective view showing a fifth embodiment of a differential gear direct drive driving module for an electric vehicle
  • FIG. 12 is a cross-sectional view of the embodiment of FIG. 11.
  • drive module electric vehicle differential gear direct drive type drive module
  • FIG. 1 to 4 illustrate a preferred embodiment of the drive module 100 according to the present invention.
  • the driving module 100 of the present invention is applied to an electric vehicle, and is connected to the driving shaft 11 extending from the driving motor 10.
  • the drive module 100 may include a coupler 110 connected to the drive shaft 11 of the drive motor 10, a drive bevel gear 120 connected to the differential gear 21 of the differential device 20, and a differential.
  • the housing 140 of the device 20 includes first and second bearings 131 and 132 which rotatably connect the coupler 110 and the driving bevel gear 120.
  • the coupler 110 is for connecting the drive shaft 11 and the drive bevel gear 120 of the drive motor 10, the first connection portion connected to the drive shaft 11 at one end facing the drive shaft 11
  • the second connecting portion 113 is formed at the other end portion opposite to the first connecting portion 111 and connected to the driving bevel gear 120, and the first and second connecting portions 111 and 113 are formed.
  • the support part 115 is formed in between.
  • a first fastening groove 112 is formed in the first connection part 111, and the first fastening groove 112 is formed to be deeply inserted inwardly along the length direction from the end portion so that the driving shaft 11 can be inserted therein. .
  • the inner circumferential surface of the first fastening groove 112 is formed with a spline in which the inlet groove and the protrusion are alternately arranged along the circumferential direction, and the drive shaft 11 is also inserted into the first fastening groove 112 to transmit power.
  • Splines are formed on the outer circumferential surface to be connected easily.
  • the second connection portion 113 is formed at the other end and has a second fastening groove 114 drawn inward in the longitudinal direction. Splines are also formed on the inner circumferential surface of the second fastening groove 114 so that the coupling portion of the driving bevel gear 120 to be described later is inserted and splined to the driving bevel gear 120 through the coupler 110 from the drive shaft 11. Power transmission is possible.
  • the support part 115 is formed between the first connection part 111 and the second connection part 113, and has a larger diameter than the second connection part 113.
  • the support part 115 is for supporting the first bearing 131 which will be described later installed on the outer circumferential surface of the second connection part 113.
  • the first fastening groove 112 and the second fastening groove 114 are communicated with each other by the bolt fixing hole 116.
  • the driving bevel gear 120 is coupled to the coupler 110 to rotate the differential gear 21 while being rotated by the driving force of the driving shaft 11, and is geared to be engaged with the differential gear 21.
  • an extension part 122 extending from the end of the gear part 121 toward the coupler 110 and an axial coupling part 123 extending a predetermined length from the end of the extension part 122.
  • the gear part 121 is formed in a conventional bevel gear shape and meshes with the differential gear 21.
  • the differential gear 21 is connected to the pinion gear 23 installed on the axle shaft 24 of the wheel as in the conventional differential device 20, the side gear 22 between the pinion gear 23 Are combined.
  • extension part 122 extends rearward from the gear part 121 toward the coupler 110, and has a length corresponding to the length of the second bearing 132 so that the second bearing 132 may be installed. It is formed to have an outer diameter corresponding to the second connecting portion 113 of the coupler 110 so that the first and second bearings (131, 132) can apply the same size of the bearing.
  • the shaft coupling portion 123 extends from the extension portion 122, and the shaft coupling portion 123 is formed with a spline on the outer circumferential surface thereof so as to be inserted into the second coupling groove 114 to be connected to the second connection portion 113 and the spline.
  • the combination is made.
  • the end of the shaft coupling portion 123 is formed with a screw coupling groove 125 so that the fixing bolt 117 is screwed, when the shaft coupling portion 123 is inserted into the second fastening groove 114, 1 Coupler 110 and the driving bevel gear 120 by inserting the fixing bolt 117 into the bolt fixing hole 116 through the fastening groove 112 and screwed into the screw coupling groove 125 of the shaft coupling portion 123. ).
  • the first and second bearings 131 and 132 rotatably support the coupler 110 and the driving bevel gear 120 to the housing 140, respectively.
  • the first bearing 131 is installed to support the inner ring 133 on the outer circumferential surface of the second connecting portion 113 of the coupler 110, and the outer ring 134 is positioned between the coupler 110 and the driving bevel gear 120. It is supported on one side of the housing 140.
  • the second bearing 132 is installed to support the inner ring 133 on the outer circumferential surface of the extension part 122 of the driving bevel gear 120, and the outer ring 134 is supported on the other side of the housing 140. Therefore, the first bearing 131 and the second bearing 132 are respectively installed on both sides of the housing 140 positioned between the coupler 110 and the driving bevel gear 120 to couple the 110 and the driving bevel gear. 120 is rotatably supported relative to the housing 140.
  • Tapered roller bearings were applied to the first and second bearings 131 and 132. Both the first and second bearings 131 and 132 are provided with a roller extending inclined at a predetermined angle with respect to the center of rotation of the coupler 110 and the driving bevel gear 120 between the inner ring 133 and the outer ring 134.
  • the first bearing 131 and the second bearing 132 extend from the center of rotation of the coupler 110 and the driving bevel gear 120 as the outer ring 134 extends in a direction away from the housing 140 in which the outer ring 134 is supported. It is inclined away.
  • the driving bevel gear 120 is The driving bevel gear 120 may be stably supported to prevent the driving bevel gear 120 from being separated from the differential gear 21 due to the thrust generated during the rotation by being engaged with the differential gear 21. .
  • the coupler 110 is fixedly coupled to the driving bevel gear 120 by the fixing bolt 117, the external force generated during driving is not constrained with respect to the drive shaft 11 in the longitudinal direction of the drive shaft 11. Even if the drive shaft 11 is spaced apart from the coupler 110, the drive shaft 11 can slide in the longitudinal direction, thereby preventing the occurrence of tension or compression load on the rotor of the drive motor 10.
  • 5 and 6 illustrate a second embodiment of the drive module 200.
  • a spline is formed on the inner circumferential surface of the second fastening groove 214 formed in the second connecting portion 213 of the coupler 210, instead of a spline.
  • the bolt fixing hole of the first embodiment is omitted in the support part 211.
  • the outer circumferential surface of the shaft coupling portion 223 of the driving bevel gear 220 coupled to the second connecting portion 213 of the coupler 210 is formed with a thread corresponding to the thread formed in the second connecting portion 213.
  • the coupler 210 and the driving bevel gear 220 are connected to each other by screwing the shaft coupling part 223 to the second fastening groove 214, and the fixing bolt of the first embodiment may be omitted. .
  • the configuration of the first connection portion 211 of the coupler 210 or the configuration of the extension portion 222 of the driving bevel gear 220 is the same as that of the first embodiment.
  • the driving module 300 of the present embodiment four bolt holes 317 penetrating the second connecting portion 313 and the supporting portion 315 of the coupler 310 in the front-rear direction are formed, and the driving bevel gear 320 Four bolt fastening grooves 324 corresponding to the formation position of the bolt hole 317 are formed on the front surface of the extension part 322.
  • the coupler 310 and the driving bevel gear 320 may be interconnected by inserting the fixing bolt 330 through the bolt hole 317 from the front of the support part 315 and then engaging the bolt fastening groove 324.
  • the driving module 400 of the present embodiment is similar in shape to the first embodiment of the coupler 410 and the driving bevel gear 420 as a whole.
  • a bolt hole 416 penetrating the first connecting portion 411 and the second connecting portion 413 is formed in the support portion 415 of the coupler 410, and the shaft coupling portion of the driving bevel gear 420 is formed.
  • a fixing bolt 424 protruding a predetermined length through the bolt hole 416 through the bolt hole 416 is integrally formed at the end of the shaft coupling part 423.
  • splines are formed on the inner circumferential surface of the second fastening groove 414 and the outer circumferential surface of the shaft coupling portion 423 of the second connection portion 413 as in the first embodiment.
  • 11 and 12 illustrate a fifth embodiment of the drive module 500.
  • the driving module 500 of the present embodiment is formed such that the insertion hole 516 penetrating the first connecting portion 511 and the second connecting portion 513 in the support portion 515 of the coupler 510 extends along the axial direction.
  • a protruding member 524 having an outer diameter corresponding to the diameter of the insertion hole 516 is formed to be fitted into the insertion hole 516.
  • the protruding member 524 is formed with a pin insertion hole 525 penetrating the outer peripheral surface to pass through the center of rotation of the protruding member 524.
  • the coupler 510 has a through hole 517 formed to pass through the center of rotation of the coupler 510 from the outer circumferential surface of the support 515.
  • the protruding member 524 is inserted into the insertion hole 516, and the pin insertion hole 525 is aligned with the through hole 517.
  • the fixing pin 518 is inserted through the through hole 517 and the pin insertion hole 525 so as to couple the driving bevel gear 520 from the coupler 510.
  • the first and second bearing members 131 and 132 all enter the respective embodiments and are the same as the first embodiment. Detailed description will be omitted.
  • the differential gear direct drive type drive module of the present invention has high industrial applicability in related fields because the development of electric vehicles is rapidly progressing.

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Abstract

본 발명은 구동모터의 구동축이 감속기 없이 구동베벨기어와 직접 연결될 수 있도록 구성된 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈에 관한 것이다. 본 발명에 따른 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈은 차동장치의 차동기어와 동력 전달이 가능하도록 연결되는 구동베벨기어와, 일측에 구동모터의 구동축과 연결되는 제1 연결부가 형성되어 있고, 타측에는 상기 구동베벨기어와 연결되는 제2 연결부가 마련된 커플러와, 상기 커플러에 설치되어 내륜은 상기 커플러에 지지되고 외륜은 상기 차동장치의 하우징에 지지되는 제1 베어링과, 상기 구동베벨기어에 설치되며 내륜은 상기 구동베벨기어에 지지되고, 외륜은 상기 차동장치의 하우징에 지지되는 제2 베어링을 구비하되, 상기 제1, 제2 베어링은 각각 상기 하우징을 중심으로 일측면과 타측면에 지지되어 상호 마주보는 위치에 장착되도록 형성된 것이다. 본 발명에 따른 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈은 커플러를 통해 구동모듈이 구동축과 연결됨으로써 구동축의 변경에 용이하게 대응할 수 있으며, 구동축이 직동구동방식으로 구동베벨기어와 연결되어도 구동축에 인가되는 외력에 의해 구동모터의 회전자에 압축 또는 인장하중이 걸리지 않아 내구성이 높아지는 이점이 있다.

Description

전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈
본 발명은 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구동모터의 구동축이 감속기 없이 구동베벨기어와 직접 연결될 수 있도록 구성된 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈에 관한 것이다.
자동차가 직진할 경우에는 자동차의 양쪽 바퀴에 작용하는 회전 속도는 같다. 반면, 커브를 선회할 때에는 양쪽 바퀴가 미끄러지지 않고 원활히 회전하기 위해 선회 반경이 큰 바깥쪽 바퀴가 선회 반경이 작은 안쪽 바퀴보다 더 빠르고 많이 회전한다. 따라서, 자동차의 양쪽 바퀴의 회전 속도는 서로 다르게 작동한다.
이와 같이 자동차의 차축에는 엔진의 동력을 바퀴에 전달하고, 양쪽 바퀴의 부하에 따라 양쪽 바퀴의 회전 속도를 서로 다르게 조절하는 역할을 하는 차동장치가 설치되어 있다.
종래기술의 차동장치는 변속기에 설치된 트랜스퍼 샤프트의 동력을 전달받는 차동기어와, 차동기어와 조립되어 회전되는 디퍼렌셜 케이스와, 디퍼렌셜 케이스에 회전 가능하게 설치된 피니언 기어와, 디퍼렌셜 케이스에 피니언 기어를 고정하기 위해 설치된 피니언 축과 출력축에 설치되며 피니언 기어와 맞물려 회전하는 사이드 기어를 포함한다.
그런데 종래의 차동장치는 구동부의 구동샤프트와 연결되는 연결부분이 구동축과 일체로 형성되어 구동축의 변경에 용이하게 대응하기 어려웠으며, 특히 최근 활발하게 개발되고 있는 구동모터를 이용한 전기차의 경우 구동모터와 구동피니언을 직동구동방식으로 연결하면, 구동축에 발생하는 외력에 의해 구동모터의 회전자에 압축 또는 인장하중이 가해져 구동모터의 수명을 단축시키는 문제가 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 구동모터의 구동축과 차동기어와 치합되는 구동베벨기어를 커플러를 통해 상호 연결함으로써 구동축의 변경에 용이하게 대응할 수 있는 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적은 직동구동방식으로 설치되는 구동축에 가해지는 외력에 의해 구동모터의 회전자가 압축 또는 인장하중을 받지 않도록 하여 구동모터의 내구성을 높일 수 있는 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈을 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈은 차동장치의 차동기어와 동력 전달이 가능하도록 연결되는 구동베벨기어와, 일측에 구동모터의 구동축과 연결되는 제1 연결부가 형성되어 있고, 타측에는 상기 구동베벨기어와 연결되는 제2 연결부가 마련된 커플러와, 상기 커플러에 설치되어 내륜은 상기 커플러에 지지되고 외륜은 상기 차동장치의 하우징에 지지되는 제1 베어링과, 상기 구동베벨기어에 설치되며 내륜은 상기 구동베벨기어에 지지되고, 외륜은 상기 차동장치의 하우징에 지지되는 제2 베어링 및 상기 커플러와 상기 구동베벨기어를 상호 연결하는 체결부를 구비하되, 상기 제1, 제2 베어링은 각각 상기 하우징을 중심으로 일측면과 타측면에 지지되어 상호 마주보는 위치에 장착되도록 형성된다.
상기 커플러는 상기 제1 연결부와 제2 연결부의 사이에 상기 제1 베어링이 설치될 수 있도록 제2 연결부보다 상대적으로 큰 직경의 지지부가 형성되어 있고, 상기 제1 연결부와 제2 연결부는 각각 상기 구동축과 상기 구동베벨기어가 결합될 수 있도록 스플라인이 형성된 제1, 제2 체결홈이 각 단부로부터 내측으로 인입되게 형성되어 있으며, 상기 체결부는 상기 제1, 제2 체결홈을 상호 연통하는 볼트고정홀을 통해 상기 제1 체결홈으로부터 상기 제2 체결홈에 삽입된 구동베벨기어에 나사결합되는 고정볼트를 포함하는 것이 바람직하다.
상기 커플러는 상기 제1 연결부와 제2 연결부의 사이에 상기 제1 베어링이 설치될 수 있도록 제2 연결부보다 상대적으로 큰 직경의 지지부가 형성되어 있고, 상기 제1 연결부와 제2 연결부는 각각 상기 구동축과 상기 구동베벨기어가 결합될 수 있는 제1, 제2 체결홈이 각각의 단부로부터 내측으로 인입되게 형성되어 있으며, 상기 체결부는 상기 제2 체결홈의 내주면과 상기 제2 체결홈에 삽입되는 상기 구동베벨기어의 축결합부의 외주면에 형성되어 있는 제1, 제2 나사산을 포함하도록 형성될 수도 있다.
또는 상기 커플러는 상기 제1 연결부와 제2 연결부의 사이에 상기 제1 베어링이 설치될 수 있도록 제2 연결부보다 상대적으로 큰 직경의 지지부가 형성되어 있고, 상기 제1 연결부와 제2 연결부는 각각 상기 구동축과 상기 구동베벨기어가 결합될 수 있도록 스플라인이 형성된 제1, 제2 체결홈이 각 단부로부터 내측으로 인입되게 형성되어 있으며, 상기 체결부는 상기 제1, 제2 체결홈을 상호 연통하는 볼트홀을 통해 상기 제2 체결홈에 삽입되는 구동베벨기어의 축결합부로부터 연장되는 고정볼트와, 상기 볼트홀을 통과해 상기 제1 체결홈으로 노출된 상기 고정볼트의 단부에 나사결합되는 너트를 포함하도록 형성될 수도 있다.
아울러 상기 커플러는 상기 제1 연결부와 제2 연결부의 사이에 상기 제1 베어링이 설치될 수 있도록 제2 연결부보다 상대적으로 큰 직경의 지지부가 형성되어 있고, 상기 제1 연결부와 제2 연결부는 각각 상기 구동축과 상기 구동베벨기어가 결합될 수 있도록 스플라인이 형성된 제1, 제2 체결홈이 각 단부로부터 내측으로 인입되게 형성되어 있으며, 상기 체결부는 상기 제2 체결홈의 단부로부터 상기 제1 체결홈을 향해 인입되어 있는 삽입홀에 삽입되며 상기 제2 체결홈에 삽입되는 구동베벨기어의 축결합부로부터 연장되고, 상기 삽입홀의 연장방향과 직교하는 방향으로 핀삽입홀이 형성된 돌출부재와, 상기 삽입홀에 삽입되어 있는 돌출부재의 핀삽입홀을 관통하도록 상기 커플러를 상기 핀삽입홀의 연장방향을 따라 관통하여 상기 돌출부재를 상기 커플러에 고정시키는 고정핀을 포함하도록 형성될 수도 있다.
상기 제1 베어링과 제2 베어링은 각각 테이퍼롤러 베어링이 적용되며, 제1 베어링과 제2 베어링은 각각 롤러가 상기 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 연장될수록 상기 커플러 또는 상기 구동베벨기어의 회전중심으로부터 이격거리가 점점 멀어지도록 경사지게 형성되는 것이 바람직하다.
본 발명에 따른 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈은 커플러를 통해 구동모듈이 구동축과 연결됨으로써 구동축의 변경에 용이하게 대응할 수 있으며, 구동축이 직동구동방식으로 구동베벨기어와 연결되어도 구동축에 인가되는 외력에 의해 구동모터의 회전자에 압축 또는 인장하중이 걸리지 않아 내구성이 높아지는 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈의 단면도,
도 2는 도 1의 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈의 제1 실시예를 도시한 사시도,
도 3은 도 2의 실시예의 분리사시도,
도 4는 도 2의 실시예의 단면도,
도 5는 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈의 제2 실시예를 도시한 분리사시도,
도 6은 도 5의 실시예의 단면도,
도 7은 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈의 제3 실시예를 도시한 분리사시도,
도 8은 도 7의 실시예의 단면도,
도 9는 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈의 제4 실시예를 도시한 분리사시도,
도 10은 도 9의 실시예의 단면도,
도 11은 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈의 제5 실시예를 도시한 분리사시도,
도 12는 도 11의 실시예의 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈(이하 '구동모듈'이라 함)을 더욱 상세하게 설명한다.
도 1 내지 도 4에는 본 발명에 따른 구동모듈(100)의 바람직한 일 실시예가 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 발명의 구동모듈(100)은 전기차에 적용되는 것으로서, 구동모터(10)로부터 연장되는 구동축(11)과 연결되는 것이다.
상기 구동모듈(100)은 상기 구동모터(10)의 구동축(11)과 연결되는 커플러(110)와, 차동장치(20)의 차동기어(21)와 연결되는 구동베벨기어(120)와, 차동장치(20)의 하우징(140)에 상기 커플러(110) 및 구동베벨기어(120)가 회전 가능하도록 연결하는 제1, 제2 베어링(131,132)을 포함한다.
상기 커플러(110)는 구동모터(10)의 구동축(11)과 구동베벨기어(120)를 연결하기 위한 것인데, 구동축(11)과 마주보는 일측 단부에 상기 구동축(11)과 연결되는 제1 연결부(111)가 형성되어 있고, 제1 연결부(111)와 대향되는 타측 단부에는 상기 구동베벨기어(120)와 연결되는 제2 연결부(113)가 마련되어 있으며, 제1, 제2 연결부(111,113)의 사이에 지지부(115)가 형성되어 있다.
제1 연결부(111)에는 제1 체결홈(112)이 형성되어 있는데, 제1 체결홈(112)은 구동축(11)이 삽입될 수 있도록 단부로부터 길이방향을 따라 내측으로 소정깊이 인입되어 형성된다.
제1 체결홈(112)의 내주면에는 원주방향을 따라 인입홈과 돌출부가 교호적으로 배열된 스플라인이 형성되어 있으며, 구동축(11)도 상기 제1 체결홈(112)으로 삽입되어 동력 전달이 가능하게 연결될 수 있도록 외주면에 스플라인이 형성되어 있다.
상기 제2 연결부(113)는 타측단부에 형성된 것이며 길이방향을 따라 내측으로 인입된 제2 체결홈(114)이 형성되어 있다. 제2 체결홈(114)에도 내주면에 스플라인이 형성되어 있어서 후술하는 구동베벨기어(120)의 결합부가 삽입되어 스플라인 결합됨으로써 상기 구동축(11)으로부터 커플러(110)를 통해 구동베벨기어(120)로 동력전달이 가능하게 된다.
상기 지지부(115)는 제1 연결부(111)와 제2 연결부(113)의 사이에 형성되어 있는데, 상기 제2 연결부(113)보다 상대적으로 직경이 크게 형성되어 있다. 지지부(115)는 상기 제2 연결부(113)의 외주면에 설치되는 후술하는 제1 베어링(131)을 지지하기 위한 것이다. 상기 제1 체결홈(112)과 제2 체결홈(114)은 볼트고정홀(116)에 의해 상호 연통되어 있다.
상기 구동베벨기어(120)는 상술한 것처럼 커플러(110)에 결합되어 구동축(11)의 구동력에 의해 회전하면서 상기 차동기어(21)를 회전시키기 위한 것으로서, 차동기어(21)와 치합되는 기어부(121)와, 상기 기어부(121)의 단부로부터 커플러(110)를 향해 연장되는 연장부(122)와, 연장부(122)의 단부로부터 소정길이 연장되는 축결합부(123)를 포함한다.
기어부(121)는 통상적인 베벨기어 형태로 형성되어 상기 차동기어(21)와 치합되어 있다. 상기 차동기어(21)는 통상적인 차동장치(20)에서와 마찬가지로 바퀴의 액슬축(24)에 설치되는 피니언기어(23)와 연결되어 있고, 피니언기어(23)들의 사이로 사이드기어(22)가 결합되어 있다.
그리고 상기 연장부(122)는 기어부(121)로부터 커플러(110)를 향해 후방으로 연장되는데, 제2 베어링(132)이 설치될 수 있도록 상기 제2 베어링(132)의 길이에 대응하는 길이를 가지며 상기 커플러(110)의 제2 연결부(113)에 대응하는 외경을 갖도록 형성됨으로써 제1, 제2 베어링(131,132)이 같은 크기의 베어링을 적용할 수 있도록 한다.
아울러 상기 연장부(122)로부터 축결합부(123)가 연장되는데, 축결합부(123)에는 외주면에 스플라인이 형성되어 있어서 제2 체결홈(114)으로 삽입되어 제2 연결부(113)와 스플라인 결합이 이루어지게 된다. 그리고 축결합부(123)의 단부에는 고정볼트(117)가 나사결합될 수 있도록 나사결합홈(125)이 형성되어 있는데, 축결합부(123)가 제2 체결홈(114)으로 삽입되면 제1 체결홈(112)을 통해 고정볼트(117)를 볼트고정홀(116)에 삽입하여 축결합부(123)의 나사결합홈(125)에 나사결합시킴으로써 커플러(110)와 구동베벨기어(120)를 상호 고정한다.
상기 제1, 제2 베어링(131,132)은 커플러(110)와 구동베벨기어(120)를 각각 하우징(140)에 회전 가능하게 지지하기 위한 것이다.
제1 베어링(131)은 커플러(110)의 제2 연결부(113) 외주면에 내륜(133)이 지지되도록 설치되어 있으며, 외륜(134)은 커플러(110)와 구동베벨기어(120) 사이에 위치하는 하우징(140)의 일측면에 지지되어 있다.
제2 베어링(132)은 구동베벨기어(120)의 연장부(122) 외주면에 내륜(133)이 지지되도록 설치되며 외륜(134)은 상기 하우징(140)의 타측면에 지지되어 있다. 따라서 제1 베어링(131)과 제2 베어링(132)은 각각 커플러(110)와 구동베벨기어(120) 사이에 위치하는 하우징(140)을 중심으로 양측에 설치되어 커플러(110) 및 구동베벨기어(120)가 상기 하우징(140)에 대하여 회전 가능하도록 지지한다.
제1, 제2 베어링(131,132)은 테이퍼 롤러 베어링이 적용되었다. 제1, 제2 베어링(131,132) 모두 내륜(133)과 외륜(134) 사이에 상기 커플러(110)와 구동베벨기어(120)의 회전중심축에 대하여 소정각도 경사지게 연장되어 있는 롤러가 설치되어 있는데, 제1 베어링(131)과 제2 베어링(132) 모두 상기 외륜(134)이 지지되어 있는 하우징(140)으로부터 멀어지는 방향으로 연장될수록 커플러(110)와 구동베벨기어(120)의회전중심축으로부터 멀어지는 방향으로 경사져 있다.
이렇게 커플러(110)와 구동베벨기어(120)를 하우징(140)에 대하여 회전 가능하게 지지하는 제1, 제2 베어링(131,132)이 모두 테이퍼 롤러 베어링으로 이루어져 있기 때문에 상기 구동베벨기어(120)가 차동기어(21)와 치합되어 회전하는 과정에서 발생하는 추력에 의해 구동베벨기어(120)가 차동기어(21)와 분리되는 것을 방지할 수 있도록 구동베벨기어(120)를 안정적으로 지지할 수 있다.
아울러 상기 커플러(110)가 고정볼트(117)에 의해 구동베벨기어(120)와는 고정 결합되는 반면 구동축(11)에 대해서는 구동축(11)의 길이방향에 대하여 구속되어 있지 않기 때문에 구동중 발생하는 외력에 의해 구동축(11)이 커플러(110)로부터 이격되더라도 길이방향에 대하여 미끄러질 수 있어 구동모터(10)의 회전자에 대한 인장 또는 압축 하중의 발생을 방지할 수 있다.
도 5 및 도 6에는 구동모듈(200)의 제2 실시예가 도시되어 있다.
본 실시예의 구동모듈(200)은 커플러(210)의 제2 연결부(213)에 형성되어 있는 제2 체결홈(214)의 내주면에 스플라인이 형성되는 대신 나사산이 형성되어 있다. 그리고 지지부(211)에는 제1 실시예의 볼트고정홀이 생략되어 있는 형태이다.
아울러 커플러(210)의 제2 연결부(213)에 결합되는 구동베벨기어(220)의 축결합부(223)의 외주면에는 상기 제2 연결부(213)에 형성되어 있는 나사산과 대응하는 나사산이 형성되어 있다.
따라서 상기 축결합부(223)가 제2 체결홈(214)에 나사결합됨으로써 커플러(210)와 구동베벨기어(220)가 상호 연결되는 형태이며, 제1 실시에의 고정볼트가 생략될 수 있다.
본 실시예에서 커플러(210)의 제1 연결부(211)의 구성이나 구동베벨기어(220)의 연장부(222)의 구성은 제1 실시예와 동일하다.
도 7 및 도 8에는 구동모듈(300)의 제3 실시예가 도시되어 있다.
본 실시예의 구동모듈(300)은 커플러(310)의 제2 연결부(313)와 지지부(315)를 전후방향으로 관통하는 네 개의 볼트홀(317)이 형성되어 있고, 구동베벨기어(320)의 연장부(322)의 전면에 상기 볼트홀(317)의 형성위치에 대응하는 네 개의 볼트체결홈(324)들이 형성되어 있다.
그래서 고정볼트(330)를 지지부(315)의 전방으로부터 볼트홀(317)을 관통하도록 삽입한 뒤 볼트체결홈(324)에 결합시킴으로써 커플러(310)와 구동베벨기어(320)를 상호 연결할 수 있는 구조를 갖는다.
본 실시예의 경우 제2 연결부(313)의 내주면과 축결합부(323)의 외주면에 결합 또는 동력 전달을 위한 나사산이나 스플라인을 형성하지 않아도 된다.
도 9 및 도 10에는 구동모듈(400)의 제4 실시예가 도시되어 있다.
본 실시예의 구동모듈(400)은 커플러(410)와 구동베벨기어(420)의 형태가 전체적으로 제1 실시예와 유사하다.
다만 본 실시에는 커플러(410)의 지지부(415)에 제1 연결부(411)와 제2 연결부(413)를 관통하는 볼트홀(416)이 형성되어 있으며, 구동베벨기어(420)의 축결합부(423)에 상기 볼트홀(416)을 통과해 제1 연결부(411)로 소정길이 돌출되는 고정볼트(424)가 축결합부(423)의 단부에 일체로 형성되어 있다.
상기 고정볼트(424)가 제1 연결부(411)의 제1 체결홈(412)으로 돌출되면, 고정볼트(424)의 돌출된 단부에 너트(425)를 체결하여 구동베벨기어(420)와 커플러(410)를 상호 연결한다.
물론 상기 제2 연결부(413)의 제2 체결홈(414) 내주면과 축결합부(423)의 외주면에는 동력 전달을 위해 제1 실시예와 마찬가지로 스플라인이 형성되어 있다.
도 11 및 도 12에는 구동모듈(500)의 제5 실시예가 도시되어 있다.
본 실시예의 구동모듈(500)은 커플러(510)의 지지부(515)에 제1 연결부(511)와 제2 연결부(513)를 관통하는 삽입홀(516)이 축방향을 따라 연장되도록 형성되어 있고, 구동베벨기어(520)의 축결합부(523)의 단부에는 상기 삽입홀(516)에 끼워질 수 있도록 삽입홀(516)의 직경에 대응하는 외경의 돌출부재(524)가 형성되어 있다. 그리고 돌출부재(524)에는 돌출부재(524)의 회전중심을 지나도록 외주면을 관통하는 핀삽입홀(525)이 형성되어 있다.
아울러 커플러(510)에는 지지부(515)의 외주면으로부터 커플러(510)의 회전중심을 지나도록 관통홀(517)이 형성되어 있다.
본 실시예의 경우 상기 구동베벨기어(520)가 커플러(510)에 끼워지면 돌출부재(524)가 삽입홀(516)에 끼워지며, 상기 핀삽입홀(525)이 관통홀(517)과 일직선으로 연장될수 있도록 방향을 맞춘뒤 고정핀(518)을 관통홀(517)과 핀삽입홀(525)을 통과하도록 끼워 구동베벨기어(520)가 커플러(510)로부터 분리되지 못하도록 결합시킨다.
이상에서 설명한 제2 내지 제5 실시예의 구동모듈(200~500)에서 제1, 제2 베어링부재(131,132)는 각각의 실시예에 모두 공통적으로 들어가며 제1 실시예와 동일하므로 동일 번호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록 청구 범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
본 발명의 차동기어 직동구동방식 구동모듈은 전기차에 대한 개발이 급속히 진전되고 있기 때문에 관련 분야에서 산업상 이용가능성이 매우 높다.

Claims (6)

  1. 차동장치의 차동기어와 동력 전달이 가능하도록 연결되는 구동베벨기어와;
    일측에 구동모터의 구동축과 연결되는 제1 연결부가 형성되어 있고, 타측에는 상기 구동베벨기어와 연결되는 제2 연결부가 마련된 커플러와;
    상기 커플러에 설치되어 내륜은 상기 커플러에 지지되고 외륜은 상기 차동장치의 하우징에 지지되는 제1 베어링과;
    상기 구동베벨기어에 설치되며 내륜은 상기 구동베벨기어에 지지되고, 외륜은 상기 차동장치의 하우징에 지지되는 제2 베어링; 및
    상기 커플러와 상기 구동베벨기어를 상호 연결하는 체결부;를 구비하되,
    상기 제1, 제2 베어링은 각각 상기 하우징을 중심으로 일측면과 타측면에 지지되어 상호 마주보는 위치에 장착되도록 형성된 것을 특징으로 하는 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 커플러는 상기 제1 연결부와 제2 연결부의 사이에 상기 제1 베어링이 설치될 수 있도록 제2 연결부보다 상대적으로 큰 직경의 지지부가 형성되어 있고,
    상기 제1 연결부와 제2 연결부는 각각 상기 구동축과 상기 구동베벨기어가 결합될 수 있도록 스플라인이 형성된 제1, 제2 체결홈이 각 단부로부터 내측으로 인입되게 형성되어 있으며,
    상기 체결부는 상기 제1, 제2 체결홈을 상호 연통하는 볼트고정홀을 통해 상기 제1 체결홈으로부터 상기 제2 체결홈에 삽입된 구동베벨기어에 나사결합되는 고정볼트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 커플러는 상기 제1 연결부와 제2 연결부의 사이에 상기 제1 베어링이 설치될 수 있도록 제2 연결부보다 상대적으로 큰 직경의 지지부가 형성되어 있고,
    상기 제1 연결부와 제2 연결부는 각각 상기 구동축과 상기 구동베벨기어가 결합될 수 있는 제1, 제2 체결홈이 각각의 단부로부터 내측으로 인입되게 형성되어 있으며,
    상기 체결부는 상기 제2 체결홈의 내주면과 상기 제2 체결홈에 삽입되는 상기 구동베벨기어의 축결합부의 외주면에 형성되어 있는 제1, 제2 나사산을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 커플러는 상기 제1 연결부와 제2 연결부의 사이에 상기 제1 베어링이 설치될 수 있도록 제2 연결부보다 상대적으로 큰 직경의 지지부가 형성되어 있고,
    상기 제1 연결부와 제2 연결부는 각각 상기 구동축과 상기 구동베벨기어가 결합될 수 있도록 스플라인이 형성된 제1, 제2 체결홈이 각 단부로부터 내측으로 인입되게 형성되어 있으며,
    상기 체결부는 상기 제1, 제2 체결홈을 상호 연통하는 볼트홀을 통해 상기 제2 체결홈에 삽입되는 구동베벨기어의 축결합부로부터 연장되는 고정볼트와,
    상기 볼트홀을 통과해 상기 제1 체결홈으로 노출된 상기 고정볼트의 단부에 나사결합되는 너트를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 커플러는 상기 제1 연결부와 제2 연결부의 사이에 상기 제1 베어링이 설치될 수 있도록 제2 연결부보다 상대적으로 큰 직경의 지지부가 형성되어 있고,
    상기 제1 연결부와 제2 연결부는 각각 상기 구동축과 상기 구동베벨기어가 결합될 수 있도록 스플라인이 형성된 제1, 제2 체결홈이 각 단부로부터 내측으로 인입되게 형성되어 있으며,
    상기 체결부는 상기 제2 체결홈의 단부로부터 상기 제1 체결홈을 향해 인입되어 있는 삽입홀에 삽입되며 상기 제2 체결홈에 삽입되는 구동베벨기어의 축결합부로부터 연장되고, 상기 삽입홀의 연장방향과 직교하는 방향으로 핀삽입홀이 형성된 돌출부재와,
    상기 삽입홀에 삽입되어 있는 돌출부재의 핀삽입홀을 관통하도록 상기 커플러를 상기 핀삽입홀의 연장방향을 따라 관통하여 상기 돌출부재를 상기 커플러에 고정시키는 고정핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈.
  6. 제 2항 내지 제 5항 중 선택된 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 베어링과 제2 베어링은 각각 테이퍼롤러 베어링이 적용되며,
    제1 베어링과 제2 베어링은 각각 롤러가 상기 하우징으로부터 멀어지는 방향으로 연장될수록 상기 커플러 또는 상기 구동베벨기어의 회전중심으로부터 이격거리가 점점 멀어지도록 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 전기차용 차동기어 직동구동방식 구동모듈.
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