WO2013119047A1 - 모터 일체형 액슬 - Google Patents

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WO2013119047A1
WO2013119047A1 PCT/KR2013/000979 KR2013000979W WO2013119047A1 WO 2013119047 A1 WO2013119047 A1 WO 2013119047A1 KR 2013000979 W KR2013000979 W KR 2013000979W WO 2013119047 A1 WO2013119047 A1 WO 2013119047A1
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gear
motor
electric motor
hub
hub assembly
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PCT/KR2013/000979
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French (fr)
Inventor
김진완
김용기
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현대다이모스(주)
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    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Definitions

  • the present invention relates to a motor-integrated axle, and more particularly, motors driving the left and right wheels, respectively, are integrally provided at both sides of the axle, thereby reducing the weight and reducing the manufacturing cost, and improving the transmission efficiency of the motor driving force.
  • a motor integrated axle is integrally provided at both sides of the axle, thereby reducing the weight and reducing the manufacturing cost, and improving the transmission efficiency of the motor driving force.
  • the electric vehicle is a pure electric vehicle driving a motor using only electric energy stored in a rechargeable battery, a solar cell vehicle driving a motor using photovoltaic cells, and a fuel cell driving a motor using a fuel cell using hydrogen fuel.
  • Automobiles by driving the engine using fossil fuels and by using a motor to drive the motor can be divided into a hybrid car and the like using the engine and the motor.
  • low-floor buses have a low height of the interior floor of the bus, reducing the height difference between the sidewalk block and the interior floor of the bus, so that it is not necessary to provide a stairway installed at the hatch of the bus so As such, passengers with inconvenient behavior can get on and off without inconvenience.
  • the height of the power transmission unit located below the indoor floor of the bus should be lowered.
  • a relatively compact, instead of the engine driving system using conventional fossil fuel, may be manufactured.
  • the application of an electric motor drive system has been devised.
  • FIG. 1 illustrates an example of an electric motor driving system applied to a conventional low-floor bus, and the driving force generated by the electric motor 1 passes through the reduction shaft 2 and the axle 4 on both sides of the axle 4. It is transmitted to the wheel hub 5 provided in, the wheel (not shown) coupled to the wheel hub 5 is rotated to enable the driving of the vehicle.
  • the present invention has been made to solve the above problems, in particular, the electric motor for driving the wheels are integrally provided on both sides of the axle connecting the left and right wheels of the low-floor bus, respectively, and the transmission efficiency of the motor driving force is improved It is an object of the present invention to provide a motor-integrated axle.
  • the body frame is installed in the width direction of the vehicle;
  • An electric motor installed at one side of the body frame and having a rotation driving shaft;
  • a hub assembly installed outside the electric motor and rotating the wheel by a driving force transmitted from the rotation driving shaft;
  • a brake assembly installed between the electric motor and the hub assembly and configured to generate a braking force by an actuator, wherein a driving force of the electric motor is installed between the electric motor and the brake assembly.
  • a motor-integrated axle is provided to be transmitted to the hub assembly via a second reduction gear installed at one side of the hub assembly.
  • the electric motor is mounted in the motor housing provided on one side of the body frame.
  • the hub assembly may include a hub body coupled to one side of the wheel and receiving a driving force from the second reduction gear, and a space portion coupled to the outside of the hub body and accommodating the second reduction gear therein. It includes a hub cover.
  • the brake assembly includes a brake drum coupled to one side of the hub assembly, and a brake lining for pressing the brake drum by the actuator.
  • the first reduction gear may include an input gear provided at an end of the rotation drive shaft, an output gear disposed to be spaced apart from the input gear, and the input gear and the output gear to match the rotational force of the input gear. Includes an idle gear that delivers to the output gear.
  • a pump gear for supplying oil to the first reduction gear is installed at the lower end of the input gear so as to mesh with the input gear.
  • a filter for removing foreign substances of the oil is provided at the bottom of the pump gear.
  • the second reduction gear may include a sun gear provided at one end of a rotating driven shaft that is a rotation shaft of the output gear, a plurality of planetary gears disposed outside the sun gear and engaged with the sun gear, and one end of the rotation shaft of the planetary gear. And a plurality of driven gears, a ring gear in which the plurality of driven gears mesh with an inner circumferential surface thereof, and a carrier supporting a rotation shaft of the planetary gear and transmitting rotational force to the hub assembly.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing an example of an electric motor drive system applied to a conventional low-floor bus.
  • FIG. 2 is a perspective view of the motor-integrated axle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a front view of the motor-integrated axle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a partial cross-sectional view of the motor-integrated axle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line B-B in FIG. 4.
  • FIG. 2 is a perspective view of an integrated motor axle according to an embodiment of the present invention
  • Figure 3 is a front view of the integrated motor axle according to an embodiment of the present invention
  • Figure 4 is an integrated motor axle according to an embodiment of the present invention Some cross-sectional views of.
  • the motor-integrated axle 10 has a predetermined width in the direction of connecting the left and right wheels (not shown) of the vehicle, that is, the width direction of the vehicle
  • the plate-shaped body frame 20 is installed in a long, the electric motor 31 is installed on both sides of the body frame 20, and the electric motor 31 are respectively installed on the outside of the electric motor 31 to rotate the left and right wheels of the vehicle, respectively
  • the hub assembly 50 and the brake assembly 60 is installed between the electric motor 31 and the hub assembly 50 to perform an operation for braking.
  • the rotation driving shaft 32 of the electric motor 31 is rotated by the driving force generated in the electric motor 31, the rotation driving force of the electric motor 31 is the first reduction gear 70 from the rotation driving shaft (32). ) And the second reduction gear 80 are decelerated at a sufficient reduction ratio and transmitted to the hub assembly 50.
  • the power required for the operation of the electric motor 31 is supplied from a battery (not shown) provided on one side of the vehicle.
  • the motor housing 30 is coupled to both sides of the body frame 20, and the electric motor 31 is installed in the inner space of the motor housing 30.
  • one end of the suspension arm 21 is coupled to the motor housing 30 in the front-rear direction, respectively, and the other end of the suspension arm 21 is supported on one side of the vehicle body to absorb shock generated during driving.
  • the spindle housing 40 is coupled to the outer side of the motor housing 30, which is extended in a hollow cylindrical form on one side of the coupling portion 41 and the coupling portion 41. It is formed including an extension 42.
  • the coupling portion 41 of the spindle housing 40 is coupled to the outer surface of the motor housing 30, the extension portion 42 is extended in the outer direction of the motor housing 30, this extension portion 42 ) Extends into the hub cover 52 through the brake drum 61 and the hub body 51, which will be described later, and the spindle shaft 43, which will be described later, is provided in the extension 42 of the spindle housing 40. Are accepted.
  • the brake assembly 60 is installed outside the coupling portion 41 of the spindle housing 40.
  • the brake assembly 60 includes a brake drum 61 disposed outside the engaging portion 41 of the spindle housing 40 and a pair of brake liners 62 provided on both sides of the upper end of the brake drum 61.
  • the brake liner 62 is in close contact with both surfaces of the upper end of the brake drum 61 by an actuator 63 installed on the motor housing 30 to generate a braking force.
  • the outer side of the brake drum 61, the cylindrical receiving portion 611 is formed to extend outward.
  • the hub assembly 50 is installed outside the brake drum 61.
  • the hub assembly 50 includes a hub body 51 and a hub cover 52 coupled to the outside of the hub body 51 and having a space formed therein.
  • the hub body 51 is a cylindrical insertion portion 511 to be inserted into the receiving portion 611 of the brake drum 61, and the enlarged diameter portion 512 is formed to expand the width of the outer side of the insertion portion 511
  • the insert portion 511 is fitted to the outer peripheral surface of the extension portion 42 of the spindle housing 40, the extension portion 42 of the spindle housing 40 and the inner peripheral surface of the insertion portion 511 of the hub body 51.
  • a tapered bearing 44 is interposed therebetween, so that the hub body 51 is rotatably coupled to the spindle housing 40.
  • the hub cover 52 is coupled to the enlarged diameter portion 512 of the hub body 51 by a plurality of fastening bolts 521 penetrating apart from each other along the circumferential direction, the wheel by the fastening bolts 521
  • the hub body 51 is coupled to.
  • the end of the receiving portion 611 of the brake drum 61 is coupled to the enlarged portion 512 of the hub body 51 by a fastener such as a bolt 612.
  • the brake drum 61 rotates together with the wheel coupled to the hub body 51 when the hub body 51 rotates, and the brake liner 62 moves the brake drum 61 by the actuator 63.
  • the braking force is transmitted to the hub body 51 coupled to the brake drum 61, thereby reducing the rotation speed of the wheel.
  • the driving force of the rotary drive shaft 32 by the operation of the electric motor 31 is transmitted to the spindle shaft 43 via the first reduction gear 70, the second reduction gear 80 from the spindle shaft 43 again.
  • the driving force is transmitted to the hub body 51 via.
  • the first reduction gear 70 is installed between the electric motor 31 and the brake assembly 60
  • the second reduction gear 80 is installed in the inner space of the hub cover 52 described above
  • 4 to 6 will be described in detail the configuration of the first reduction device 70 and the second reduction device 80.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line A-A of FIG. 4
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line B-B of FIG. 4.
  • the first reduction gear 70 includes an input gear 71 provided at an end of the rotation drive shaft 32 and an output gear 72 spaced apart from the upper portion of the input gear 71. And a pair of idle gears 73 disposed on both upper portions of the input gear 71 at predetermined angles and engaged with the input gear 71 and the output gear 72 at the same time.
  • the lower portion of the input gear 71 is arranged so that the pump gear 74 is engaged, the pump gear 74 is the oil acting as lubricating oil to the first reduction gear 70 and the second reduction gear 80 In order to supply, the pump gear 74 rotates to supply oil when the input gear 71 rotates.
  • an oil storage space is formed in the lower portion of the pump gear 74, and an oil plug 33 for oil supply is provided at one side of the motor housing 30, and the oil supplied through the oil plug 33 is a filter. Via 75 is supplied to the oil storage space under the pump gear (74).
  • the second reduction gear 80 is disposed at the outer end of the sun gear 81 and the sun gear 81 provided at the end of the spindle shaft 43 and spaced apart from each other.
  • Four planetary gears 82 to be engaged with each other four driven gears 83 provided at one end of the rotary shaft of the planetary gears 82, ring gears 84 with which the driven gears 83 mesh with the inner circumferential surface, and planetary And a carrier 85 supporting the rotation axis of the gear 82 and transmitting rotational force to the hub assembly 50.
  • the rotation shaft of the output gear 72 becomes the spindle shaft 43, and the sun gear 81 is provided at the end of the spindle shaft 43 so as to face the output gear 72.
  • FIG. 1 The driven gears 83 are provided on the same rotation axis as the planetary gears 82, and the driven gears 83 engage the inner circumferential surfaces of the fixed ring gear 84 to support the planetary gears 82.
  • the carrier 85 rotates along the circumferential direction of the ring gear 84.
  • the hub body 51 rotates in conjunction with the rotation of the carrier 85.
  • the rotation speed of the spindle shaft 43 is appropriately decelerated by the sun gear 81, the planetary gear 82, and the ring gear 84, and is transmitted to the hub body 51.
  • the driving force generated by the operation of the electric motor 31 is transmitted to the hub body 51 to look at the process of rotating the wheel as follows.
  • the rotation drive shaft 32 of the electric motor 31 is rotated by the operation of the electric motor 31.
  • the input gear 71 provided at the end of the rotation drive shaft 32 is rotated, the output gear that is engaged with the idle gear 73 while the pair of idle gears 73 meshing with the input gear 71 rotates. 72 rotates in conjunction. Accordingly, the primary deceleration of the driving force of the electric motor 31 is made.
  • the spindle shaft 43 which is the rotation axis of the output gear 72, rotates together, and the output gear 72 and the output gear 72 on the spindle shaft 43 by the rotation of the spindle shaft 43.
  • the sun gear 81 which is provided to face and disposed in the hub cover 52 rotates.
  • the carrier 85 is fixed to the hub body 51 by fasteners such as bolts, so that the hub body 51 is rotated by the rotation of the carrier 85 and coupled to the hub body 51 at the same time.
  • the wheel is rotated, the vehicle is driven.
  • the brake drum 61 coupled to the hub body 51 rotates together, and when the brake liner 62 presses the brake drum 61 by the operation of the actuator 63, the braking force is the hub body ( The vehicle is transmitted to the wheel through 51 to reduce the speed of the vehicle.
  • the electric motor is installed in close proximity to the side of the vehicle, that is, the wheel, it is possible to secure a wider passenger boarding space than in the prior art.
  • the driving force transmission efficiency of the motor is improved by the first reduction gear and the second reduction gear, thereby improving the performance of the overall driving system.

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Abstract

본 발명은 좌우 휠을 각각 구동시키는 모터가 액슬의 양측에 일체로 구비되어, 무게 감소와 제작 비용 절감의 효과가 있고, 모터 구동력의 전달 효율이 향상되는 모터 일체형 액슬에 관한 것으로, 본 발명의 일실시예에 의하면 차량의 폭 방향으로 설치되는 바디프레임; 상기 바디프레임의 일측에 설치되며, 회전구동축을 가지는 전기모터; 상기 전기모터의 외측에 설치되며, 상기 회전구동축으로부터 전달받은 구동력에 의해 휠을 회전시키는 허브 어셈블리; 및 상기 전기모터와 상기 허브 어셈블리 사이에 설치되고, 액츄에이터에 의해 제동력이 발생되는 브레이크 어셈블리를 포함하며, 상기 전기모터의 구동력은 상기 전기모터와 상기 브레이크 어셈블리 사이에 설치되는 제1감속장치와, 상기 허브 어셈블리의 일측에 설치되는 제2감속장치를 거쳐 상기 허브 어셈블리에 전달되는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 액슬이 제공된다.

Description

모터 일체형 액슬
본 발명은 모터 일체형 액슬에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 좌우 휠을 각각 구동시키는 모터가 액슬의 양측에 일체로 구비되어, 무게 감소와 제작 비용 절감의 효과가 있고, 모터 구동력의 전달 효율이 향상되는 모터 일체형 액슬에 관한 것이다.
화석연료가 고갈되어 감에 따라 휘발유, 경유 등과 같은 화석연료를 사용하는 차량 대신에 배터리에 저장된 전기 에너지를 이용하여 모터를 구동하는 전기 자동차의 개발이 이루어지고 있다.
여기서 전기 자동차는, 충전 배터리에 저장된 전기 에너지만을 이용하여 모터를 구동하는 순수 전기 자동차, 광전지를 이용하여 모터를 구동하는 태양전지 자동차, 수소연료를 사용하는 연료전지를 이용하여 모터를 구동하는 연료전지 자동차, 화석연료를 이용하여 엔진을 구동하고 전기를 이용하여 모터를 구동함으로써 엔진과 모터를 병용하는 하이브리드 자동차 등으로 구분될 수 있다.
한편, 저상버스는 버스의 실내 바닥면의 높이를 낮게 형성하여 보도블록과 버스의 실내 바닥면과의 높이차를 줄임으로써, 버스의 승강구에 설치되는 계단을 구비하지 않아도 되도록 하여 지체부자유자 또는 노약자와 같이 거동이 불편한 승객들이 불편없이 승하차할 수 있도록 한 것이다.
이때, 저상버스의 실내 바닥면의 높이를 낮추기 위하여는 버스의 실내 바닥면 하부에 위치하는 동력전달부의 높이를 낮추어야 하며, 이를 위해 종래의 화석연료를 이용하는 엔진 구동 시스템 대신에 상대적으로 컴팩트하게 제작될 수 있는 전기모터 구동 시스템의 적용이 강구되었다.
도 1은 종래의 저상버스에 적용되는 전기모터 구동 시스템의 일 예를 도시한 것으로, 전기모터(1)에 의해 발생된 구동력은 감속기(2)를 거쳐 구동축(3)을 통해 액슬(4) 양측에 구비되는 휠 허브(5)에 전달되며, 휠 허브(5)에 결합된 휠(미도시)이 회전함으로써 자동차의 주행이 가능하게 된다.
그런데, 이와 같은 모터/액슬 분리형 구동 시스템의 경우, 모터(1), 감속기(2), 구동축(3), 액슬(4)이 각각 별도의 제품으로 이루어짐에 따라, 제작 및 조립을 위한 시간과 비용이 많이 소요되고, 무게도 무거울 뿐더러 실제 자동차에 적용시 인터페이스 등의 제약조건이 많은 단점이 있다.
또한, 각각의 구성품을 지지하는 별도의 지지장치가 필요하고, 개별 구성품을 통해 동력이 서로 전달되는 과정에서 동력 효율이 저하되는 단점이 있으며, 모터가 설치되는 위치에서 실내 바닥면의 높이가 상승하게 되어 승객 탑승 공간이 감소하게 되는 문제가 있다.
본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 특히 저상버스의 좌우 휠을 연결하는 액슬의 양측에 휠의 구동을 위한 전기모터가 각각 일체로 구비되고, 모터 구동력의 전달 효율이 향상되는 모터 일체형 액슬의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 바람직한 일실시예에 의하면, 차량의 폭 방향으로 설치되는 바디프레임; 상기 바디프레임의 일측에 설치되며, 회전구동축을 가지는 전기모터; 상기 전기모터의 외측에 설치되며, 상기 회전구동축으로부터 전달받은 구동력에 의해 휠을 회전시키는 허브 어셈블리; 및 상기 전기모터와 상기 허브 어셈블리 사이에 설치되고, 액츄에이터에 의해 제동력이 발생되는 브레이크 어셈블리를 포함하며, 상기 전기모터의 구동력은 상기 전기모터와 상기 브레이크 어셈블리 사이에 설치되는 제1감속장치와, 상기 허브 어셈블리의 일측에 설치되는 제2감속장치를 거쳐 상기 허브 어셈블리에 전달되는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 액슬이 제공된다.
여기서 상기 전기모터는, 상기 바디프레임의 일측에 구비되는 모터 하우징 내에 장착된다.
또한, 상기 허브 어셈블리는, 상기 휠의 일측에 결합되며 상기 제2감속장치로부터 구동력을 전달받는 허브바디와, 상기 허브바디의 외측에 결합되고 내부에 상기 제2감속장치를 수용하도록 공간부가 형성되는 허브커버를 포함한다.
또한, 상기 브레이크 어셈블리는, 상기 허브 어셈블리의 일측에 결합되는 브레이크 드럼과, 상기 액츄에이터에 의해 상기 브레이크 드럼을 가압하는 브레이크 라이닝을 포함한다.
이때, 상기 제1감속장치는, 상기 회전구동축의 단부에 구비되는 인풋기어와, 상기 인풋기어와 이격하여 배치되는 아웃풋기어와, 상기 인풋기어 및 상기 아웃풋기어와 치합하여 상기 인풋기어의 회전력을 상기 아웃풋기어에 전달하는 아이들기어를 포함한다.
그리고, 상기 인풋기어의 하단에는 상기 제1감속장치로 오일을 공급하기 위한 펌프기어가 상기 인풋기어와 치합하도록 설치된다.
아울러, 상기 펌프기어의 하부에 상기 오일의 이물질 제거를 위한 필터가 구비된다.
한편, 상기 제2감속장치는, 상기 아웃풋기어의 회전축인 회전종동축 일단에 구비되는 선기어와, 상기 선기어의 외측에 배치되어 상기 선기어와 치합하는 복수의 유성기어와, 상기 유성기어의 회전축 일단에 각각 구비되는 복수의 종동기어와, 상기 복수의 종동기어가 내주면에 치합하는 링기어와, 상기 유성기어의 회전축을 지지하며 상기 허브 어셈블리에 회전력을 전달하는 캐리어를 포함한다.
도 1은 종래의 저상버스에 적용되는 전기모터 구동 시스템의 일 예를 도시한 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모터 일체형 액슬의 사시도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모터 일체형 액슬의 정면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모터 일체형 액슬의 일부 단면도.
도 5는 도 4의 A-A 단면도.
도 6은 도 4의 B-B 단면도.
이하, 본 발명의 일실시예에 따른 모터 일체형 액슬의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다.
또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로, 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 하여 내려져야 할 것이다.
아울러, 아래의 실시예는 본 발명의 권리범위를 한정하는 것이 아니라 본 발명의 청구범위에 제시된 구성요소의 예시적인 사항에 불과하며, 본 발명의 명세서 전반에 걸친 기술사상에 포함되고 청구범위의 구성요소에서 균등물로서 치환 가능한 구성요소를 포함하는 실시예는 본 발명의 권리범위에 포함될 수 있다.
실시예
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 모터 일체형 액슬의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 모터 일체형 액슬의 정면도이며, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 모터 일체형 액슬의 일부 단면도이다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 모터 일체형 액슬(10)은, 소정의 폭을 가지고 차량의 좌우 휠(미도시)을 연결하는 방향 즉, 차량의 폭 방향으로 길게 설치되는 플레이트 형태의 바디프레임(20)과, 바디프레임(20)의 양측에 각각 설치되는 전기모터(31)와, 전기모터(31)의 외측에 각각 설치되어 차량의 좌우 휠을 각각 회전시키는 허브 어셈블리(50)와, 전기모터(31)와 허브 어셈블리(50) 사이에 설치되어 제동을 위한 동작을 수행하는 브레이크 어셈블리(60)를 포함한다.
여기서, 전기모터(31)에서 발생된 구동력에 의해 전기모터(31)의 회전구동축(32)이 회전하게 되는데, 전기모터(31)의 회전구동력은 회전구동축(32)으로부터 제1감속장치(70)와 제2감속장치(80)를 거치면서 충분한 감속비로 감속되어 허브 어셈블리(50)에 전달된다. 이때, 전기모터(31)의 작동에 필요한 전원은 차량의 일측에 구비되는 배터리(미도시)에서 공급된다.
바디프레임(20)의 양측에 각각 모터 하우징(30)이 결합되며, 이 모터 하우징(30)의 내부 공간부에 전기모터(31)가 설치된다.
이때, 모터 하우징(30)에는 전후 방향으로 각각 서스펜션 암(21)의 일단이 결합하는데, 이 서스펜션 암(21)의 타단은 차량 몸체의 일측에 지지되어 주행시 발생하는 충격을 흡수하는 역할을 한다.
모터 하우징(30)의 외측에 스핀들 하우징(40)이 결합되는데, 이 스핀들 하우징(40)은 원판 형태의 결합부(41)와, 결합부(41)의 일측에서 속이 빈 원통 형태로 길게 연장되는 연장부(42)를 포함하여 형성된다.
이때, 스핀들 하우징(40)의 결합부(41)는 모터 하우징(30)의 외측면에 결합하며, 연장부(42)는 모터 하우징(30)의 외측 방향으로 길게 연장되는데, 이 연장부(42)는 후술하는 브레이크 드럼(61)과 허브바디(51)를 관통하여 허브커버(52)의 내부로 연장되며, 스핀들 하우징(40)의 연장부(42) 내부에는 후술하는 스핀들 축(43)이 수용된다.
스핀들 하우징(40)의 결합부(41) 외측에 브레이크 어셈블리(60)가 설치된다. 이 브레이크 어셈블리(60)는 스핀들 하우징(40)의 결합부(41) 외측에 배치되는 브레이크 드럼(61)과, 브레이크 드럼(61)의 상단부 양측에 설치되는 한 쌍의 브레이크 라이너(62)를 포함하며, 모터 하우징(30) 상부에 설치되는 액츄에이터(63)에 의해 브레이크 라이너(62)가 브레이크 드럼(61)의 상단부 양쪽 면에 밀착됨으로써 제동력이 발생하게 된다. 이때, 브레이크 드럼(61)의 외측에는 원통형의 수용부(611)가 외측으로 연장 형성된다.
허브 어셈블리(50)는 브레이크 드럼(61)의 외측에 설치된다. 그리고, 허브 어셈블리(50)는 허브바디(51)와, 허브바디(51)의 외측에 결합되고 내부에 공간부가 형성되는 허브커버(52)를 포함한다.
이때, 허브바디(51)는 브레이크 드럼(61)의 수용부(611)에 삽입되는 원통 형태의 삽입부(511)와, 삽입부(511)의 외측에 폭이 확장 형성되는 확경부(512)를 포함하며, 삽입부(511)는 스핀들 하우징(40)의 연장부(42) 외주면에 끼워지는데, 스핀들 하우징(40)의 연장부(42)와 허브바디(51)의 삽입부(511) 내주면 사이에는 테이퍼 베어링(44)이 개재되어, 허브바디(51)는 스핀들 하우징(40)에 회전 가능하게 결합된다.
또한, 허브커버(52)는 허브바디(51)의 확경부(512)에 원주방향을 따라 서로 이격하여 관통하는 복수의 체결볼트(521)에 의해 결합되며, 이 체결볼트(521)에 의해 휠이 허브바디(51)에 결합하게 된다.
이때, 브레이크 드럼(61)의 수용부(611) 끝단은 볼트(612) 등의 체결구에 의해 허브바디(51)의 확경부(512)에 결합한다.
따라서, 허브바디(51)의 회전시 허브바디(51)에 결합된 휠과 함께 브레이크 드럼(61)이 함께 회전하며, 액츄에이터(63) 작동에 의해 브레이크 라이너(62)가 브레이크 드럼(61)을 구속하여 제동력을 가하면, 브레이크 드럼(61)과 결합된 허브바디(51)에 제동력이 전달되어 휠의 회전속도가 감소하게 되는 것이다.
한편, 전기모터(31)의 작동에 의한 회전구동축(32)의 구동력은 제1감속장치(70)를 거쳐 스핀들 축(43)으로 전달되고, 스핀들 축(43)에서 다시 제2감속장치(80)를 거쳐 허브바디(51)로 구동력이 전달된다.
여기서, 제1감속장치(70)는 전기모터(31)와 브레이크 어셈블리(60) 사이에 설치되고, 제2감속장치(80)는 전술한 허브커버(52)의 내부 공간부에 설치되는데, 이하 도 4 내지 도 6을 참고하여 제1감속장치(70)와 제2감속장치(80)의 구성에 대하여 상세히 설명하기로 한다.
여기서, 도 5는 도 4의 A-A 단면도이며, 도 6은 도 4의 B-B 단면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 전기모터(31)의 작동에 의해 회전구동축(32)이 회전하면, 회전구동축(32)의 구동력은 제1감속장치(70)를 거쳐 스핀들 축(43)으로 전달되고, 다시 제2감속장치(80)를 거쳐 허브바디(51)로 전달되어 휠을 회전시키게 된다.
여기서 제1감속장치(70)는 도 5에 도시된 바와 같이, 회전구동축(32)의 단부에 구비되는 인풋기어(71)와, 인풋기어(71)의 상부에 이격하여 배치되는 아웃풋기어(72)와, 인풋기어(71)의 양측 상부에 소정 각도 이격하여 배치되고 인풋기어(71) 및 아웃풋기어(72)와 동시에 치합하는 한 쌍의 아이들기어(73)를 포함하여 이루어진다.
즉, 전기모터(31)의 작동에 의해 회전구동축(32)이 회전하면, 회전구동축(32)의 단부에 구비되는 인풋기어(71)가 회전하고, 인풋기어(71)와 치합하는 한 쌍의 아이들기어(73)에 의해 그 회전력이 아웃풋기어(72)로 전달되는데, 이때 인풋기어(71)와 아이들기어(73) 및 아웃풋기어(72)의 기어비(gear ratio)에 의해 회전구동축(32)의 회전속도가 적절히 감속되어 전달되는 것이다.
한편, 인풋기어(71)의 하부에는 펌프기어(74)가 치합하도록 배치되는데, 이 펌프기어(74)는 윤활유 역할을 하는 오일을 제1감속장치(70)와 제2감속장치(80)에 공급하기 위한 것으로, 인풋기어(71)의 회전시 펌프기어(74)가 회전하면서 오일을 공급하게 된다. 이를 위해 펌프기어(74)의 하부에는 오일 저장 공간이 형성되며, 모터 하우징(30)의 일측에는 오일 공급을 위한 오일 플러그(33)가 구비되고, 오일 플러그(33)를 통해 공급되는 오일은 필터(75)를 거쳐 펌프기어(74) 하부의 오일 저장 공간으로 공급된다.
제2감속장치(80)는 도 6에 도시된 바와 같이, 스핀들 축(43)의 단부에 구비되는 선기어(81)와, 선기어(81)의 외측에 서로 이격하여 배치되고 선기어(81)와 각각 치합하는 4개의 유성기어(82)와, 유성기어(82)의 회전축 일단에 각각 구비되는 4개의 종동기어(83)와, 종동기어(83)들이 내주면에 치합하는 링기어(84)와, 유성기어(82)의 회전축을 지지하며 허브 어셈블리(50)에 회전력을 전달하는 캐리어(85)를 포함하여 이루어진다.
전술한 제1감속장치(70)에서 아웃풋기어(72)의 회전축이 스핀들 축(43)이 되며, 선기어(81)는 아웃풋기어(72)와 대향하도록 스핀들 축(43)의 단부에 구비된다.
따라서, 아웃풋기어(72)의 회전에 의해 스핀들 축(43)이 회전하면, 그 단부에 구비되는 선기어(81)가 회전하게 되고, 선기어(81)의 회전에 의해 유성기어(82)들이 회전하게 되는데, 유성기어(82)와 동일한 회전축 상에 종동기어(83)들이 구비되며, 고정된 링기어(84)의 내주면에 이 종동기어(83)들이 치합함에 따라, 유성기어(82)들을 지지하는 캐리어(85)가 링기어(84)의 원주방향을 따라 회전하게 된다.
이때, 캐리어(85)는 볼트 등의 체결구(미도시)에 의해 허브바디(51)에 고정되므로, 캐리어(85)의 회전에 연동하여 허브바디(51)가 회전하게 되는 것이다.
즉, 선기어(81)와 유성기어(82) 및 링기어(84)에 의해 스핀들 축(43)의 회전속도가 적절히 감속되어 허브바디(51)에 전달된다.
본 발명의 일실시예에 따른 모터 일체형 액슬(10)에서, 전기모터(31)의 작동에 의해 발생된 구동력이 허브바디(51)에 전달되어 휠을 회전시키는 과정을 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 전기모터(31)의 작동에 의해 전기모터(31)의 회전구동축(32)이 회전한다. 이때, 회전구동축(32)의 단부에 구비되는 인풋기어(71)가 회전하며, 인풋기어(71)와 치합하는 한 쌍의 아이들기어(73)가 회전하면서 아이들기어(73)와 치합하는 아웃풋기어(72)가 연동하여 회전한다. 이에 따라, 전기모터(31) 구동력의 1차 감속이 이루어진다.
아웃풋기어(72)의 회전에 의해, 아웃풋기어(72)의 회전축인 스핀들 축(43)이 함께 회전하며, 스핀들 축(43)의 회전에 의해 스핀들 축(43) 상에 아웃풋기어(72)와 대향도록 구비되어 허브커버(52) 내에 배치되는 선기어(81)가 회전한다.
이때, 선기어(81)와 치합하도록 그 둘레를 따라 배치되는 4개의 유성기어(82)가 회전하며, 각각의 유성기어(82) 회전축에 구비되는 종동기어(83)들이 고정된 링기어(84)의 내주면에 치합하여 회전함으로써, 유성기어(82)들을 지지하는 캐리어(85)가 링기어(84)의 원주방향을 따라 회전하게 되며, 이때 2차 감속이 이루어진다.
한편, 캐리어(85)는 허브바디(51)에 볼트 등의 체결구에 의해 고정되어 있으며, 따라서 캐리어(85)의 회전에 의해 허브바디(51)가 회전함과 동시에 허브바디(51)에 결합된 휠이 회전함으로써 차량의 주행이 이루어진다.
이때, 허브바디(51)에 결합된 브레이크 드럼(61)이 함께 회전하게 되며, 액츄에이터(63)의 작동에 의해 브레이크 라이너(62)가 브레이크 드럼(61)을 가압하면, 그 제동력이 허브바디(51)를 통해 휠에 전달되어 차량의 주행속도 감속이 이루어진다.
본 발명의 일실시예에 따른 모터 일체형 액슬에 의하면, 자동차의 측면, 즉 휠과 근접하여 전기모터가 각각 설치됨에 따라 종래에 비해 더욱 넓은 승객 탑승 공간을 확보할 수 있다.
또한, 종래의 모터, 감속기, 구동축 및 액슬이 일체화되어 하나의 유닛으로 제작되므로, 생산라인에서 조립에 소요되는 시간과 비용을 절감할 수 있고, 자동차 경량화에 일조하여 연비 향상의 효과를 볼 수 있다.
아울러, 제1감속장치와 제2감속장치에 의해 모터의 구동력 전달 효율이 향상되어, 전체적인 구동 시스템의 성능 향상 효과가 있다.

Claims (8)

  1. 차량의 폭 방향으로 설치되는 바디프레임(20);
    상기 바디프레임(20)의 일측에 설치되며, 회전구동축(32)을 가지는 전기모터(31);
    상기 전기모터(31)의 외측에 설치되며, 상기 회전구동축(32)으로부터 전달받은 구동력에 의해 휠을 회전시키는 허브 어셈블리(50); 및
    상기 전기모터(31)와 상기 허브 어셈블리(50) 사이에 설치되고, 액츄에이터(63)에 의해 제동력이 발생되는 브레이크 어셈블리(60)를 포함하며,
    상기 전기모터(31)의 구동력은 상기 전기모터(31)와 상기 브레이크 어셈블리(60) 사이에 설치되는 제1감속장치(70)와, 상기 허브 어셈블리(50)의 일측에 설치되는 제2감속장치(80)를 거쳐 상기 허브 어셈블리(50)에 전달되는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 액슬.
  2. 청구항 1에 있어서, 상기 전기모터(31)는,
    상기 바디프레임(20)의 일측에 구비되는 모터 하우징(30) 내에 장착되는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 액슬.
  3. 청구항 1에 있어서, 상기 허브 어셈블리(50)는,
    상기 휠의 일측에 결합되며 상기 제2감속장치(80)로부터 구동력을 전달받는 허브바디(51)와, 상기 허브바디(51)의 외측에 결합되고 내부에 상기 제2감속장치(80)를 수용하도록 공간부가 형성되는 허브커버(52)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 액슬.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 브레이크 어셈블리(60)는,
    상기 허브 어셈블리(50)의 일측에 결합되는 브레이크 드럼(61)과, 상기 액츄에이터(63)에 의해 상기 브레이크 드럼(61)을 가압하는 브레이크 라이너(62)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 액슬.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1감속장치(70)는,
    상기 회전구동축(32)의 단부에 구비되는 인풋기어(71)와, 상기 인풋기어(71)와 이격하여 배치되는 아웃풋기어(72)와, 상기 인풋기어(71) 및 상기 아웃풋기어(72)와 치합하여 상기 인풋기어(71)의 회전력을 상기 아웃풋기어(72)에 전달하는 아이들기어(73)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 액슬.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 인풋기어(71)의 하단에는 상기 제1감속장치(70)로 오일을 공급하기 위한 펌프기어(74)가 상기 인풋기어(71)와 치합하도록 설치되는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 액슬.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 펌프기어(74)의 하부에 상기 오일의 이물질 제거를 위한 필터(75)가 구비되는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 액슬.
  8. 청구항 5에 있어서, 상기 제2감속장치(80)는,
    상기 아웃풋기어(72)의 회전축인 스핀들 축(43)의 일단에 구비되는 선기어(81)와, 상기 선기어(81)의 외측에 배치되어 상기 선기어(81)와 치합하는 복수의 유성기어(82)와, 상기 유성기어(82)의 회전축 일단에 각각 구비되는 복수의 종동기어(83)와, 상기 복수의 종동기어(83)가 내주면에 치합하는 링기어(84)와, 상기 유성기어(82)의 회전축을 지지하며 상기 허브 어셈블리(50)에 회전력을 전달하는 캐리어(85)를 포함하는 것을 특징으로 하는 모터 일체형 액슬.
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