KR100704501B1

KR100704501B1 - 차량 하이브리드 시스템의 토션 댐퍼 분진방지막 장착구조

Info

Publication number: KR100704501B1
Application number: KR1020050078592A
Authority: KR
Inventors: 송성재; 김연호; 황경원; 윤주웅; 김달철; 김경하; 이희라; 김완수
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2005-08-26
Filing date: 2005-08-26
Publication date: 2007-04-09
Also published as: KR20070024074A

Abstract

본 발명은 엔진과 전기모터의 동력에 의해서 구동되는 하이브리드 시스템에 구비된 토션 댐퍼의 회전시 발생되는 분진이 전기모터의 스테이터와 로터 사이에 침투됨으로 인해 전기모터에 고장이 발생되는 것이 방지되도록 하기 위한 차량 하이브리드 시스템의 토션 댐퍼 분진방지막 장착구조에 관한 것으로,

엔진의 일측에 장착되는 전기모터의 로터에 엔진의 크랭크 샤프트가 연결되고, 전기모터의 일측으로 트랜스 밋션이 장착되고, 엔진 및 전기모터의 구동력이 트랜스 밋션에 전달되는 과정에서 발생되는 비틀림 진동의 감쇄를 위한 토션 댐퍼가 상기한 전기모터의 하우징과 트랜스 밋션의 하우징 사이에 장착되는 차량 하이브리드 시스템에 있어서,

상기한 토션 댐퍼의 댐퍼 스프링이 스프링 가이드와 마찰되면서 발생되는 분진이 상기한 전기모터의 스테이터와 로터 사이의 간극으로 입력되는 것이 방지되도록 하기 위하여 상기한 토션 댐퍼의 디스크 플레이트 외측에는 댐퍼 스프링이 외부로 노출되지 않도록 하기 위한 분진방지막이 장착된 것을 특징으로 한다.

하이브리드 시스템, 토션 댐퍼, 분진방지막, 전기모터

Description

차량 하이브리드 시스템의 토션 댐퍼 분진방지막 장착구조{Dust covering apparatus of the torsion damper in the hybrid system}

도 1은 본 발명에 의해 형성된 분진방지막의 사시도.

도 2는 본 발명에 의한 분진방지막이 적용되기 위한 토션 댐퍼.

도 3은 본 발명에 의해 토션 댐퍼에 분진방지막이 씌워진 상태의 도면

도 4는 본 발명에 의한 분진방지막이 결합된 토션 댐퍼가 전기모터의 로터에 결합된 상태의 도면.

도 5 내지 도 6은 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10 : 엔진 11 : 크랭크 샤프트

12 : 트랜스 밋션 20 : 전기모터

22 : 스테이터 24 : 로터

40 : 분진방지막 41 : 돌출부

42 : 함몰부 43 : 핀공

44 : 축통과공 45 : 테두리

50 : 토션 댐퍼 51 : 인터페이스 링

52 : 디스크 플레이트 53 : 댐퍼 스프링

54 : 스프링 가이드 55 : 스톱퍼 핀

본 발명은 차량 하이브리드 시스템의 토션 댐퍼 분진방지막 장착구조에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 엔진과 전기모터의 동력에 의해서 구동되는 하이브리드 시스템에 구비된 토션 댐퍼의 회전시 발생되는 분진이 전기모터의 스테이터와 로터 사이에 침투됨으로 인해 전기모터에 고장이 발생되는 것이 방지되도록 하기 위한 차량 하이브리드 시스템의 토션 댐퍼 분진방지막 장착구조에 관한 것이다.

차량의 하이브리드 시스템(Hybrid system)은 서로 다른 두 종류 이상의 동력원을 효율적으로 조합하여 차량을 구동시키는 것으로, 통상적으로는 연료를 사용하여 동력을 얻는 엔진과 전기로 구동되는 전기모터로 구성된 시스템을 의미하게 된다.

이러한 차량 하이브리드 시스템에 관련해서는 대한민국 등록특허공보 10-440142호, 10-460859호, 10-494919호 등을 통해서 그 기본적인 메카니즘을 알 수 있다.

한편, 도 5는 하이브리드 시스템이 적용된 차량에서 엔진과 변속기 사이에서 발생되는 비틀림 진동이 감쇄되도록 하기 위한 토션 댐퍼가 장착된 상태를 도시한 도면이다.

하이브리드 차량의 경우, 상기한 토션 댐퍼(30)는 도면에서와 같이 전기모터(20)의 하우징(21)과, 트랜스 밋션(12) 사이의 공간에 장착된다. 전기모터(20)는 고정체인 스테이터(22)와 회전체인 로터(24)가 구분되는데, 상기 로터(24)의 중심에는 엔진(10)의 크랭크 샤프트(11)가 축결합된다.

그리고 토션 댐퍼(30)는 도 6에서와 같이, 인터페이스 링(31)의 내주연측에 댐퍼 스프링(33)을 수용하는 디스크 플레이트(32)가 스톱퍼 핀(35)에 의해서 허브 플레이트에 고정장착된다. 상기한 인터페이스 링(31)에는 토션 댐퍼(30)가 전기모터(20)에 부착되도록 하기 위한 체결공(36)이 다수 형성되고, 디스크 플레이트(32)의 도중에는 댐퍼 스프링(33)이 위치되기 위한 스프링 가이드(34)가 댐퍼 스프링을 수용하기 위한 크기로 형성되어 있다. 즉, 하이브리드 시스템에 적용되는 토션 댐퍼(30)의 경우에도 수동 변속기나 자동 변속기 엔진에서 적용되고 있는 일반적인 토션 댐퍼와 크게 다르지 않은 구조로 형성된다.

한편, 상기한 바와 같이 엔진(10)의 크랭크 샤프트(11)에 축결합된 로터(24)의 일측으로는 토션 댐퍼(30)의 인터페이스 링(31)이 결합되는데, 전장을 줄이기 위해 인터페이스 링(31)의 일측으로 돌출형성된 토션 댐퍼(30)의 일측부분(전기모터측)이 수용될 수 있도록 로터(24)에는 댐퍼장착공간(26)을 고려하여 홈형상으로 형성된다.

따라서, 하이브리드 시스템이 적용되는 차량에서 엔진(10)의 크랭크 샤프트(11)는 전기모터(20)의 로터(24)에 축결합되고, 전기모터(20)의 로터(24)의 일측면은 토션 댐퍼(30)의 인터페이스 링(31)과 조립되고, 토션 댐퍼(30)의 축공(37)에는 트랜스 밋션(12)의 입력축(13)이 축결합되는 것이다. 즉, 엔진(10)의 운전에 의해서 발생된 동력과 배터리의 전력을 이용하여 구동된 전기모터(20)에서 발생된 동력은 모두 토션 댐퍼(30)를 지나 트랜스 밋션(12)의 입력축(13)으로 입력되어지는 것이다.

그런데 토션 댐퍼(30)가 회전되는 중에 디스크 플레이트(32)의 내측에 마련된 다수의 댐퍼 스프링(33)이 스프링 가이드(34) 내에서 동작되는 과정에서의 마찰에 의해서 분진이 발생되는데, 이렇게 발생된 분진은 고온 상태에서 쉽게 산화되어 산화철 형태로 존재하게 된다. 이와 같이 토션 댐퍼에서 분진이 발생되고, 또 발생된 분진이 산화철 형태로 존재하게 되는 현상은 이미 수동변속기 차량에서도 흔히 목격되고 있는 것이지만, 수동변속기 차량의 경우에는 이와 같이 발생된 분진이 엔진이나 트랜스 밋션의 하우징 내부로 침투할 수 없는 구조이므로 커다란 문제점으로 지적되지는 않고 있었다.

하지만, 하이브리드 시스템이 적용된 차량에서는 토션 댐퍼가 전기모터의 로터 일측에 장착되므로서, 발생된 분진이 전기모터의 스테이터와 로터 사이의 간극에 적층될 가능성이 있게 된다. 이와 같이 전기모터의 스테이터와 로터 사이의 간 극에 산화철 형태의 분진이 적층되어지면, 스테이터와 로터의 간극이 일정하게 유지되어야 하는 전기모터의 특성상 치명적인 고장의 원인이 될 수 있는 문제점을 지니게 된다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 발명의 목적달성을 위한 수단으로서, 엔진과 전기모터의 동력에 의해서 구동되는 하이브리드 시스템에 구비된 토션 댐퍼의 회전시 발생되는 분진이 전기모터의 스테이터와 로터 사이에 침투됨으로 인해 전기모터에 고장이 발생되는 것이 방지되도록 하기 위한 차량 하이브리드 시스템의 토션 댐퍼 분진방지막 장착구조를 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 발명의 목적달성을 위한 수단으로서,

상기한 토션 댐퍼의 댐퍼 스프링이 스프링 가이드와 마찰되면서 발생되는 분진이 상기한 전기모터의 스테이터와 로터 사이의 간극으로 입력되는 것이 방지되도 록 하기 위하여 상기한 토션 댐퍼의 디스크 플레이트 외측에는 댐퍼 스프링이 외부로 노출되지 않도록 하기 위한 분진방지막이 장착된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 의한 토션 댐퍼 분진방지막의 구성 및 작용에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 분진방지막의 사시도이며, 도 2는 본 발명에 의한 분진방지막이 적용되기 위한 토션 댐퍼이고, 도 3은 본 발명에 의해 토션 댐퍼에 분진방지막이 씌워진 상태의 도면이고, 도 4는 본 발명에 의한 분진방지막이 결합된 토션 댐퍼가 전기모터의 로터에 결합된 상태의 도면이다.

도면 중에 표시되는 도면부호 40은 본 발명에 의해 형성된 분진방지막을 지시하는 것이고, 도면부호 50은 본 발명이 적용된 토션 댐퍼를 지시하는 것이며, 일부의 도면부호는 종래기술의 설명에서 사용된 도면부호가 그대로 인용된다.

상기한 분진방지막(40)은 인터페이스 링(51)이 전기모터(20)의 로터(24)에 조립된 채 회전동작되는 토션 댐퍼(50)의 댐퍼 스프링(53)이 스프링 가이드(54)에 마찰되면서 발생되는 산화철 형태의 분진이 전기모터(20)의 스테이터(22)와 로터(24) 사이의 간극(G)에 쌓이게 되는 것이 방지되도록 하기 위한 것이다.

이를 위한 분진방지막(40)은 토션 댐퍼(50)의 조립시 트랜스 밋션(12) 측을 향하는 면에서 토션 댐퍼(50)의 댐퍼 스프링(53) 및 스프링 가이드(54)가 노출되지 않도록 하기 위하여 토션 댐퍼(50)의 디스크 플레이트(52)를 가리는 크기의 원판형상으로 형성된다.

본 발명에 의한 분진방지막(40)이 부착되기 위한 토션 댐퍼(50)는 종래의 차량 하이브리드 시스템에 적용되었던 토션 댐퍼의 구조와 마찬가지로, 디스크 플레이트(52)의 도중에는 소정의 각도간격으로 다수의 스프링 가이드(54)가 관통형성되고, 상기 스프링 가이드(54)에는 댐퍼 스프링(53)이 수용된다. 또한, 스프링 가이드(54) 내에 댐퍼 스프링(53)이 끼워진 상태가 유지되도록 하기 위하여 디스크 플레이트(52)가 허브 플레이트에 고정장착되도록 하기 위한 스톱퍼 핀(55)이 상기한 스프링 가이드(54)의 틈 사이에 체결된다. 인터페이스 링(51)은 디스크 플레이트(52)의 지름보다도 큰 지름을 가진 채로 형성되는데, 이 인터페이스 링(51)의 도중에는 토션 댐퍼(50)를 전기모터(20)의 로터(24)에 결합시키기 위한 볼트 체결공(56)이 형성되어 있다.

본 발명에 의한 분진방지막(40)은 상기한 디스크 플레이트(52)의 외측면에 면접된 채로 장착될 수 있도록 댐퍼 스프링(53)이 위치되는 부분은 상대적으로 돌출된 돌출부(41)로 형성되고, 상기한 스톱퍼 핀(55)이 위치되는 부분은 상대적으로 함몰된 형태의 함몰부(42)로 형성된다. 즉, 상기한 분진방지막(40)이 디스크 플레이트(52)에 조립되어 댐퍼 스프링(53)을 감싸지만 댐퍼 스프링(53)의 작동에는 아무런 영향을 미치지 않도록 디스크 플레이트(52)의 표면과는 소정의 간격을 두고 장착되는 것이다.

그리고 상기한 함몰부(42)의 중간부에는 스톱퍼 핀(55)의 끼워지기 위한 핀공(43)이 형성되고, 상기한 분진방지막(40)의 중앙부분에는 트랜스 밋션(12)의 입력축(13)이 토션 댐퍼(50)의 축공(57)에 끼워지는 것이 허용되도록 하기 위한 축통과공(44)이 관통형성되며, 분진방지막(40)의 외주연 테두리(45)는 디스크 플레이트(52)의 외주연을 감싸도록 그 측단면형상이 내측을 향해 굽은 상태로 형성된다.

상기와 같이 구성된 분진방지막(40)은 토션 댐퍼(50)가 제작되는 과정에서 스톱퍼 핀(55)이 장착되기 전 토션 댐퍼(50)의 일측면에 그 함몰부(42)가 면접되도록 한 후에 스톱퍼 핀(55)이 체결되어진다.

따라서, 상기한 분진방지막(40)은 토션 댐퍼(50)에 일체가 되고, 토션 댐퍼(50)의 인터페이스 링(51)을 전기모터(20)의 로터(24)에 결합시킴과 동시에 전기모터(20)의 스테이터(22)와 로터(24) 사이에 형성된 간극(G)으로 토션 댐퍼(50)의 작동과정에서 발생되는 분진이 유입될 가능성이 없어지게 되는 것이다.

즉, 분진방지막(40)이 부착된 토션 댐퍼(50)가 로터(24)에 장착되어 전기모터의 로터부에 토션댐퍼의 일측이 인입된 댐퍼장착공간(26)은 로터(24)와 분진방지막(40)에 의해 밀폐공간을 이룬다. 따라서 분진의 발생이 이루어지는 토션댐퍼(50)의 댐퍼 스프링(53) 및 스프링 가이드(54)는 밀폐공간 내부에 놓이게 되며 토션댐퍼(50)에서 발생되는 분진은 변속기측 공간을 통한 간극(G)으로 유입없이 밀폐공간 내부에 존재하게 된다.
상기한 댐퍼장착공간(26)은 전기모터(20)의 로터(24) 내측에 토션 댐퍼(50)의 장착이 허용되는 크기의 공간으로 종래의 하이브리드 시스템의 전기모터에도 형성되어 있는 것이다.

이상과 같이 토션 댐퍼(50)에 일체로 형성된 분진방지막(40)이 로터(24)의 일측에 마련된 댐퍼장착공간(26)을 외부와 완전히 차단시키게 되므로서, 차량이 구동되는 과정에서 토션 댐퍼(50)의 댐퍼 스프링(53)이 스프링 가이드(54)에 마찰됨으로 인해 발생되는 분진이 댐퍼장착공간(26)의 외측으로 유도되는 현상이 차단된다.

차량이 구동되는 과정에서 토션 댐퍼에서 발생되는 산화철 분진은 분진방지막(40)으로 외부와의 연통이 차단된 댐퍼장착공간(26) 내에 쌓여있게 되더라도, 전기모터(20)이 내구성이나 제어성능에는 커다란 영향을 미치지 않게 된다.

그리고 차량 정비과정에서 댐퍼장착공간(26) 내에 분진이 많이 쌓여있는 것으로 판단되면, 토션 댐퍼(50)의 인터페이스 링(51)을 전기모터(20)의 로터(24)로부터 분리시킨 후 댐퍼장착공간(26) 내에 쌓인 분진을 깨끗하게 제거해주면 된다.

이상과 같은 구성된 본 발명은 전기모터가 트랜스 밋션의 전방에 장착되는 하이브리드 시스템에서 트랜스 밋션의 비틀림 진동을 방지하기 위한 토션 댐퍼가 작동되는 과정에서 발생되고 있는 분진이 전기모터의 스테이터와 로터 사이의 간극으로 유도되는 것이 원천적으로 방지되므로서, 종래의 하이브리드 시스템이 적용된 차량에서 토션 댐퍼의 분진으로 인한 전기모터의 고장이 발생되는 현상이 방지될 수 있는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims

엔진의 일측에 장착되는 전기모터의 로터에 엔진의 크랭크 샤프트가 연결되고, 전기모터의 일측으로 트랜스 밋션이 장착되고, 엔진 및 전기모터의 구동력이 트랜스 밋션에 전달되는 과정에서 발생되는 비틀림 진동의 감쇄를 위한 토션 댐퍼가 상기한 전기모터의 하우징과 트랜스 밋션의 하우징 사이에 장착되는 차량 하이브리드 시스템에 있어서,

상기한 토션 댐퍼(50)의 댐퍼 스프링(53)이 스프링 가이드(54)와 마찰되면서 발생되는 분진이 상기한 전기모터(20)의 스테이터(22)와 로터(24) 사이의 간극(G)으로 입력되는 것이 방지되도록 하기 위하여 상기한 토션 댐퍼(50)의 디스크 플레이트(52) 외측에는 댐퍼 스프링(53) 및 스프링 가이드(54)가 외부로 노출되지 않도록 하기 위한 분진방지막(40)이 부착된 것을 특징으로 하는 차량 하이브리드 시스템의 토션 댐퍼 분진방지막 장착구조.
제 1항에 있어서,

상기한 분진방지막(40)은 토션 댐퍼(50)의 디스크 플레이트(52)에 면접된 채로 토션 댐퍼(50)의 스톱퍼 핀(55)으로써 고정장착될 수 있도록 댐퍼 스프링(53)이 위치되는 부분은 돌출되고, 스톱퍼 핀(55)이 위치되는 부분은 함몰된 형태의 원형판으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 하이브리드 시스템의 토션 댐퍼의 분진방지막 장착구조.