KR101336514B1

KR101336514B1 - 통합 모터 시스템

Info

Publication number: KR101336514B1
Application number: KR1020120064972A
Authority: KR
Inventors: 김성원
Original assignee: 현대위아 주식회사
Priority date: 2012-06-18
Filing date: 2012-06-18
Publication date: 2013-12-03

Abstract

본 발명에 따르면, 내부공간이 형성된 하우징; 상기 하우징의 내부공간에 설치되어 외부 동력에 의해 회전가능하며 내부에 중공부가 형성된 모터샤프트; 상기 모터샤프트의 내부에 회전가능하게 결합되되 양측이 상기 하우징의 외부로 돌출되며 양 단부에 플라이 휠 연결부와 컴프레서 연결부가 각각 구비되는 동력전달샤프트; 및 상기 동력전달샤프트의 일측과 대응하여 시동 전,후 상기 동력전달샤프트를 축 방향 양측으로 슬라이딩시키는 동력전달유닛;을 포함하는 통합 모터 시스템이 제공된다.
이에 의하면, 단일의 모터를 통하여 시동 및 공조 시스템의 가동이 가능하므로 연비 개선효과가 있으며, 중복 구성으로 인한 차량 중량의 증가 및 레이아웃이 불리해지는 것을 방지할 수 있다.

Description

통합 모터 시스템 {INTEGRATED MOTOR SYSTEM}

본 발명은 통합 모터 시스템에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진은 자력으로 시동할 수 없으므로 배터리 전원에 의해 구동되는 시동모터가 작동하여 시동이 이루어진다.

즉, 운전자가 시동키를 'START' 위치로 조작하게 되면 배터리 전원을 인가받은 시동모터가 구동되면서 엔진 크랭킹을 위한 토크를 발생시키고, 이때 시동모터의 회전력이 플라이 휠의 링기어에 전달되면서 크랭크 축이 회전하여 엔진 시동이 걸리는 것이다.

시동 후에 시동키가 'ACC'로 리턴되면 모터와 플라이 휠 사이의 연결은 해제되고, 시동모터에 대한 전원 공급이 차단되면서 시동모터는 초기와 동일하게 유휴상태로 돌아가게 된다.

이와 같이 시동모터는 엔진 시동만을 위한 기능을 수행하게 된다.

한편, 차량의 공조장치는 냉매를 압축시키기 위한 컴프레서가 구비되는바, 이 컴프레서에 의해 압축된 냉매의 기화열을 이용하여 차실 등을 냉각시키게 된다.

이와 같은 공조장치의 컴프레서는 엔진의 동력을 사용하는 방식의 경우 작동시 엔진의 동력을 끌어다 사용하게 되므로 연비 등에 악영향을 끼치게 되며, 모터의 동력을 이용하는 방식의 경우에는 시동모터와는 별도의 모터 시스템이 추가되어야 하므로 중복 구성으로 인한 차량 중량을 증가시키며, 레이아웃이 불리한 단점이 있다.

이처럼 종래의 시동 및 공조 시스템은 각각 별도로 구비된 모터 장치를 통해 독립적으로 구동 및 제어되고 있다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 단일의 모터로 엔진 시동과 컴프레서 동력을 모두 제공할 수 있는 통합 모터 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따른 통합 모터 시스템은,

내부공간(110a)이 형성된 하우징(110);

상기 하우징(110)의 내부공간(110a)에 설치되어 외부 동력에 의해 회전가능하며 내부에 중공부(120a)가 형성된 모터샤프트(120);

상기 모터샤프트(120)의 내부에 회전가능하게 결합되되 양측이 상기 하우징(110)의 외부로 돌출되며 양 단부에 플라이 휠 연결부(131)와 컴프레서 연결부(132)가 각각 구비되는 동력전달샤프트(130); 및

상기 동력전달샤프트(130)의 일측과 대응하여 시동 전,후 상기 동력전달샤프트(130)를 축 방향 양측으로 슬라이딩시키는 동력전달유닛(140);

을 포함하여 구성된다.

상기 모터샤프트(120)에는, 양단 중 적어도 한 곳에 중공부(120a)의 반경이 확대된 복수의 단차부(120b)가 형성되는 것을 특징으로 한다.

상기 동력전달샤프트(130)의 외주면에는, 상기 복수의 단차부(120b)에 일대일 결합되는 돌출부(133)가 각각 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기 동력전달유닛(140)은, 상기 동력전달샤프트(130)의 일측이 관통되는 통구(140a)가 형성되며 상기 하우징(110)에 축방향으로 이동가능하게 설치되는 플랜지(141)와, 상기 동력전달샤프트(130)의 일측에 일체로 결합되는 내륜(142)과, 상기 통구(140a)에 고정결합되어 상기 내륜(142)과 대응하는 외륜(143)과, 상기 내륜(142)과 상기 외륜(143) 사이에 개재되는 볼(144)과, 상기 플랜지(141)의 일측에 설치되어 상기 플랜지(141)를 축방향으로 이동시키는 마그네틱스위치(145)를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 플랜지(141)는, 링 플레이트 형상으로 양측으로 한 쌍의 연장부(141-1)(141-2)가 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 플랜지(141)의 타측 연장부(141-2)에는, 상기 하우징(110) 상에서 상기 플랜지(141)의 슬라이딩을 지지하도록 결합핀(P)이 관통 설치되는 것을 특징으로 한다.

상기 마그네틱스위치(145)는, 일단이 상기 플랜지(141)의 일측 연장부(141-1)에 고정결합되어 축방향 이동가능한 이동핀(145-1)을 포함하는 것을 특징으로 한다.

전술한 바와 같이 본 발명에 따른 통합 모터 시스템에 의하면, 단일의 모터를 통하여 시동 및 공조 시스템의 가동이 가능하므로 연비 개선효과가 있으며, 중복 구성으로 인한 차량 중량의 증가 및 레이아웃이 불리해지는 것을 방지할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 모터 시스템을 보인 단면도,
도 2는 도 1의 시동 시 작동상태를 보인 도면,
도 3은 도 2의 'A'부분을 확대 도시한 도면,
도 4는 도 3의 'B'부분을 확대 도시한 도면,
도 5는 도 1의 시동 후 작동상태를 보인 도면,
도 6은 도 2의 'C'부분을 확대 도시한 도면 및
도 7은 도 3의 'D'부분을 확대 도시한 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 모터 시스템에 대해 상세하게 살펴본다.

이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들은 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 통합 모터 시스템은 하우징(110)과, 모터샤프트(120)와, 동력전달샤프트(130) 및 동력전달유닛(140)을 포함하여 이루어진다.

여기서, 상기 하우징(110)은 내부공간(110a)이 형성되며, 그 내부공간(110a)의 중심에 상기 모터샤프트(120)와 대응하는 로터(R)와 스테이터(S)가 개재된다.

이러한 상기 하우징(110)은 일측(도면의 좌측)으로 시동 시스템과 대응하며, 타측(도면의 우측)은 공조 시스템과 대응하도록 배치된다.

또한, 상기 모터샤프트(120)는 상기 하우징(110)의 내부공간(110a)에 설치되어 상기 로터(R)의 회전에 의해 연동회전 가능하며, 그 외주면과 상기 하우징(110) 사이에는 한 쌍의 베어링(BR)이 일정 간격으로 설치되어 축 회전이 지지될 수 있다.

아울러, 상기 모터샤프트(120)의 내부에는 중공부(120a)가 형성되되 양단 중 적어도 한 곳에 중공부(120a)의 반경이 확대된 복수의 단차부(120b)가 형성됨이 바람직하다. 바람직하게는 상기 모터샤프트(120)의 양단 모두에 설치되어 상기 동력전달샤프트(130)의 회전을 지지함이 바람직하다.

상기 동력전달샤프트(130)는 양측이 상기 하우징(110)의 외부로 돌출되며, 양 단부에 플라이 휠 연결부(131)와 컴프레서 연결부(132)가 각각 구비된다.

또한, 상기 동력전달샤프트(130)는 상기 모터샤프트(120)의 내부 중공부(120a)에 회전가능하게 결합되도록 그 외주면에는 상기 복수의 단차부(120b)에 일대일 결합되는 돌출부(133)가 복수로 구비될 수 있다.

한편, 상기 동력전달유닛(140)은 상기 동력전달샤프트(130)의 일측(도면의 좌측)과 대응하여 시동 전,후 상기 동력전달샤프트(130)를 축 방향 양측으로 슬라이딩시킬 수 있다.

이와 같은 상기 동력전달유닛(140)은 상기 동력전달샤프트(130)의 일측이 관통되는 통구(140a)가 형성되며 상기 하우징(110)에 대해 축방향으로 이동가능하게 설치되는 플랜지(141)와, 상기 동력전달샤프트(130)의 일측에 일체로 결합되는 내륜(142)과, 상기 통구(140a)에 고정결합되어 상기 내륜(142)과 대응하는 외륜(143)과, 상기 내륜(142)과 상기 외륜(143) 사이에 개재되는 볼(144)과, 상기 플랜지(141)의 일측 연장부(141-1)에 설치되어 상기 플랜지(141)를 상기 하우징(110)에 축방향으로 이동시키는 마그네틱스위치(145)를 포함하여 구성된다.

상기 플랜지(141)는 링 플레이트 형상으로 양측으로 한 쌍의 연장부(141-1)(141-2)가 각각 설치된다.

상기 플랜지(141)의 타측 연장부(141-2)에는 결합핀(P)이 관통 설치되어 상기 하우징(110) 상에서 상기 플랜지(141)의 슬라이딩을 지지할 수 있다.

상기 볼(144)은 상기 동력전달샤프트(130)의 회전은 지지할 수 있으며, 상기 플랜지(141)에 대해서는 하우징(110) 내부에 고정된 상태를 지지하게 된다.

상기 마그네틱스위치(145)는 일단(도면의 좌측)이 상기 플랜지(141)의 일측 연장부(141-1)에 고정결합되며, 타단(도면의 우측)이 스위치몸체(141-2) 내부에 설치되어 축방향 동력이 전달되는 이동핀(145-1)을 포함하여 구성된다.

미설명된 도면부호인 'W'는 플라이 휠이고, 'CP'는 컴프레서이며, 'G'는 구동제어부이다.

이하, 도면을 참조하여 상술한 본 발명 통합 모터 시스템의 작용에 대해 살펴본다.

구동제어부(G)에 시동신호가 입력되거나 시동이 꺼진 상태일 경우, 도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 마그네틱스위치(145)의 이동핀(145-1)이 좌측(도 3의 화살표 방향 참조)으로 이동되어 플랜지(141)를 하우징(110) 내에서 슬라이딩시키게 된다.

이때, 플랜지(141)와 볼(144)로 연결된 동력전달샤프트(130)가 함께 이동하여 플라이 휠 연결부(131)가 플라이 휠(W)과 연결되며, 동력전달샤프트(130)의 컴프레서 연결부(132) 역시 좌측(도 4의 화살표 방향 참조)으로 이동되어 컴프레서(CP)와의 연결이 차단된다.

이후, 동력전달샤프트(130)의 회전력이 플라이 휠(W)에 전달되어 플라이 휠(W)을 회전시킴으로써 차량의 시동이 이루어진다.

한편, 차량의 시동이 이루어진 후에는 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 구동제어부(G)의 제어로 마그네틱스위치(145)의 이동핀(145-1)이 우측(도 6의 화살표 방향 참조)으로 이동되어 플랜지(141)를 하우징(110) 내에서 슬라이딩시키게 된다.

따라서, 플랜지(141)와 볼(144)로 연결된 동력전달샤프트(130)가 함께 이동하여 플라이 휠 연결부(131)와 플라이 휠(W)의 연결상태가 해제되며, 동력전달샤프트(130)의 컴프레서 연결부(132) 역시 우측(도 7의 화살표 방향 참조)으로 이동되어 컴프레서(CP)와의 연결이 이루어진다.

이후, 동력전달샤프트(130)의 회전력이 컴프레서(CP)에 전달되어 냉매를 압축을 위한 작동이 이루어짐으로써 차량의 거동 중 불연속적으로 발생하는 컴프레서(CP) 동작 요구에 대하여 지연현상 없이 수행할 수 있게 한다.

상술한 바와 같은 본 발명의 통합 모터 시스템에 의하면, 단일의 모터를 통하여 시동 및 공조 시스템의 가동이 가능하므로 연비 개선효과가 있으며, 중복 구성으로 인한 차량 중량의 증가 및 레이아웃이 불리해지는 것을 방지할 수 있다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나 이에 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.

Claims

내부공간(110a)이 형성된 하우징(110);
상기 하우징(110)의 내부공간(110a)에 설치되어 외부 동력에 의해 회전가능하며 내부에 중공부(120a)가 형성되며, 양단 중 적어도 한 곳에 중공부(120a)의 반경이 확대된 복수의 단차부(120b)가 형성되는 모터샤프트(120);
상기 모터샤프트(120)의 내부에 회전가능하게 결합되되 양측이 상기 하우징(110)의 외부로 돌출되며 양 단부에 플라이 휠 연결부(131)와 컴프레서 연결부(132)가 각각 구비되는 동력전달샤프트(130); 및
상기 동력전달샤프트(130)의 일측과 대응하여 시동 전,후 상기 동력전달샤프트(130)를 축 방향 양측으로 슬라이딩시키는 동력전달유닛(140);을 포함하며,
상기 동력전달샤프트(130)의 외주면에는, 상기 복수의 단차부(120b)에 일대일 결합되는 돌출부(133)가 각각 구비되며,
상기 동력전달유닛(140)은, 상기 동력전달샤프트(130)의 일측이 관통되는 통구(140a)가 형성되며 상기 하우징(110)에 축방향으로 이동가능하게 설치되는 플랜지(141)와, 상기 동력전달샤프트(130)의 일측에 일체로 결합되는 내륜(142)과, 상기 통구(140a)에 고정결합되어 상기 내륜(142)과 대응하는 외륜(143)과, 상기 내륜(142)과 상기 외륜(143) 사이에 개재되는 볼(144)과, 상기 플랜지(141)의 일측에 설치되어 상기 플랜지(141)를 축방향으로 이동시키는 마그네틱스위치(145)를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 모터 시스템.
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제 1항에 있어서, 상기 플랜지(141)는,
링 플레이트 형상으로 양측으로 한 쌍의 연장부(141-1)(141-2)가 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 통합 모터 시스템.
제 5항에 있어서, 상기 플랜지(141)의 타측 연장부(141-2)에는,
상기 하우징(110) 상에서 상기 플랜지(141)의 슬라이딩을 지지하도록 결합핀(P)이 관통 설치되는 것을 특징으로 하는 통합 모터 시스템.
제 5항에 있어서, 상기 마그네틱스위치(145)는,
일단이 상기 플랜지(141)의 일측 연장부(141-1)에 고정결합되어 축방향 이동가능한 이동핀(145-1)을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합 모터 시스템.