KR102540875B1

KR102540875B1 - 키리스 방식 회전체 동력전달 유닛 및 하이브리드 시동발전기

Info

Publication number: KR102540875B1
Application number: KR1020160168665A
Authority: KR
Inventors: 장용성; 하재원; 설우형; 김지연; 이희라; 김명규
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2016-12-12
Filing date: 2016-12-12
Publication date: 2023-06-07
Also published as: CN108223724B; KR20180067190A; US20180163840A1; US10920868B2; CN108223724A

Abstract

본 발명의 하이브리드 시동발전기에는 풀리 스플라인(10-1)이 가공된 풀리(10), 샤프트 스플라인(20-1)이 가공된 샤프트(20), 풀리 스플라인(10-1)과 샤프트 스플라인(20-1)의 결합으로 풀리(10)의 풀리 결합력이 형성된 상태에서 키리스 축 엔드와 나사 체결에 의한 나사 체결력과 함께 풀리(10)의 뒤쪽에 위치된 베어링(40)의 반력에 의한 샤프트 체결력으로 풀리(10)의 풀리 고정력을 형성시켜 주는 플랜지 너트(30)로 이루어진 키리스 회전체 동력전달 유닛(1)이 포함됨으로써 풀리(10)의 전달토크 중대와 함께 슬립(slip)차단 기능이 강화하고, 특히 고토크와 고속회전되는 풀리(10)에 가해지는 벨트장력과 열팽창에 대해서도 풀리(10)의 축 방향 고정력 강건성이 유지됨으로써 이물질 차단에 기능을 설계 내구 기간 도래 후에도 유지시켜 주는 특징을 갖는다.

Description

키리스 방식 회전체 동력전달 유닛 및 하이브리드 시동발전기{Keyless type Rotation Transfer Unit and Hybrid Starter and Generator}

본 발명은 하이브리드 시동발전기에 관한 것으로, 특히 회전되는 사프트와 풀리의 결합에 키를 적용하지 않고서도 풀리 강건성을 유지할 수 있는 회전체 동력전달 유닛이 적용된 하이브리드 시동발전기에 관한 것이다.

일반적으로 변속기에 모터를 장착하는 TMED(Transmission Mounted Electric Device)방식 하이브리드 차량(Hybrid Electronic Vehicle)(이하, TMED HEV)은 엔진과 연결되어 회전되는 HSG(Hybrid Starter & Generator)를 구동 모터와 별도로 적용한 차량이다.

이를 위해 HSG에는 엔진과 연결된 벨트에 묶여진 풀리를 이용한 동력전달구조가 적용되고, 상기 동력전달구조에 HSG 샤프트와 키에 의한 키 고정력 및 HSG 샤프트와 플랜지 너트에 의한 너트 고정력으로 풀리 강건성 구조가 적용됨으로써 TMED HEV의 주행 시 안정적인 동력전달을 수행한다.

그러므로 TMED HEV는 HSG가 제공하는 엔진시동 및 주행중 고전압 배터리 충전에 더해 스타터와 발전기 분리형 대비 엔진 룸 자유도 상승, 발전 효율 증가, 부하량에 따른 발전량조절구현 등과 같은 장점을 구현할 수 있다.

국내등록특허 10-1091672(2011년12월02일)

하지만 TMED HEV에서 43.2Nm의 최대 토크와 15,000RPM(Revolution Per Minute)의 고속회전수에 달하는 엔진 운전조건은 풀리를 통해 HSG로 전달되고, 풀리는 엔진 동력 전달에 따른 벨트 하중과 열팽창을 받는 상태에서 회전됨으로써 시간 경과가 가져오는 풀리 강건성 저하에 대한 대응이 어려울 수 없을 수밖에 없다.

일례로, 풀리 강건성 구조의 설계 내구 기간에 도래된 시점에서 풀리에 가해진 벨트 하중과 열팽창은 풀리 떨림을 가져올 수 있고, 풀리 떨림 발생은 키 고정력 형성 부위에 대한 내구성 약화로 진행되며, 내구성 약화 진행은 키 고정력 약화에 따른 HSG 샤프트와 풀리의 키 틈새 형성으로 진행된다. 그러면 키 틈새는 엔진 룸의 환경 하에서 먼지나 이물질이 HSG 샤프트를 따라 플랜지 너트쪽으로 유입되는 통로로 작용함으로써 축적된 이물질에 의한 플랜지 너트와 풀리의 너트 틈새 형성으로 진행되고, 너트 틈새는 HSG 샤프트와 플랜지 너트 고정력 약화를 가져옴으로써 플랜지 너트의 회전을 가져온다.

특히 HSG의 동력전달구조에 HSG 샤프트에 결합되는 베어링과 베어링 위치 제한용 스토퍼 사이에 열에 약한 본드 경화층이 적용된 경우 열팽창에 의한 악 영향이 더욱 심화될 수밖에 없다.

그 결과 HSG 동작은 플랜지 너트에 의한 소음 발생과 풀리 손상을 가져오고 나아가 플랜지 너트의 분리로 인한 동력전달 불능으로 진행 될 수 있다.

이에 상기와 같은 점을 감안한 본 발명은 회전력을 전달받는 샤프트와 회전력을 전달하는 풀리의 결합에 의한 복수 위치로 고정력이 강화됨으로써 풀리의 전달토크 중대와 함께 슬립(slip)차단 기능이 강화되고, 특히 고토크와 고속 회전되는 풀리에 가해지는 벨트장력과 열팽창에 대해 풀리의 축 방향 고정력 강건성이 유지됨으로써 이물질 차단에 효과가 설계 내구 기간 도래 후에도 유지되는 키리스 방식 회전체 동력전달 유닛 및 하이브리드 시동발전기의 제공에 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 회전체 동력전달 유닛은 샤프트의 한쪽끝부위를 이루는 키리스 축 엔드가 풀리의 샤프트 홀로 삽입된 상태에서 상기 샤프트 홀의 내경과 상기 키리스 축 엔드의 외경 간 풀리 결합력을 형성시켜 주는 스플라인; 상기 샤프트 홀을 빠져 나온 상기 키리스 축 엔드에 나사 체결되어 상기 풀리의 한쪽면이 가압되는 나사 체결력을 형성하고, 상기 나사 체결력이 상기 키리스 축 엔드에 결합되어 상기 풀리의 뒤쪽으로 위치된 베어링이 상기 풀리의 다른쪽면을 가압해주는 샤프트 체결력을 형성시켜주며, 상기 나사 체결력을 형성하고, 상기 나사 체결력과 상기 샤프트 체결력으로 풀리 고정력을 형성시켜 주는 플랜지 너트;가 포함된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 키리스 축 엔드는 상기 베어링과 상기 풀리가 결합되는 결합 구간, 상기 결합 구간에서 연장되어 상기 플랜지 너트가 나사 체결되는 고정 구간으로 구분된다.

바람직한 실시예로서, 상기 키리스 축 엔드의 상기 결합 구간의 외경에는 샤프트 스플라인이 돌출되며, 상기 샤프트 홀의 내경에는 풀리 스플라인이 파여지고, 상기 풀리 스플라인과 상기 샤프트 스플라인은 상기 스플라인을 형성하여 상기 풀리 결합력이 형성된다. 상기 풀리 결합력은 상기 풀리 스플라인과 상기 샤프트 스플라인의 형성 길이와 형성 간격으로 조절된다. 상기 형성 길이는 상기 샤프트 홀의 축 길이에 대해 1/2 이상의 축 길이로 형성되고, 상기 형성 간격은 90도 이하의 간격으로 형성된다.

바람직한 실시예로서, 상기 키리스 축 엔드의 상기 고정 구간의 외경에는 수나사가 형성되고, 상기 수나사가 상기 플랜지 너트의 암나사와 나사 체결되어 상기 풀리 고정력이 형성된다.

바람직한 실시예로서, 상기 풀리는 상기 샤프트 홀을 형성한 풀리 보스가 한쪽 측면부위로 형성되고, 상기 플랜지 너트를 수용한 너트 공간이 반대쪽 측면부위로 형성된다.

그리고 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 하이브리드 시동발전기는 샤프트 홀의 내경으로 풀리 스플라인이 가공된 풀리, 키리스 축 엔드의 외경으로 샤프트 스플라인이 가공된 샤프트, 상기 풀리 스플라인과 상기 샤프트 스플라인의 결합으로 상기 풀리의 풀리 결합력이 형성된 상태에서 상기 키리스 축 엔드와 나사 체결에 의한 나사 체결력과 함께 상기 풀리의 뒤쪽에 위치된 베어링의 반력에 의한 샤프트 체결력으로 상기 풀리의 풀리 고정력을 형성시켜 주는 플랜지 너트로 이루어진 키리스 회전체 동력전달 유닛; 상기 샤프트를 회전시키거나 상기 샤프트에 의해 회전되는 코어; 가 포함된 것을 특징으로 한다.

바람직한 실시예로서, 상기 샤프트에는 결합된 상기 베어링의 앞쪽으로 위치된 상기 풀리와 스프라인 결합되는 결합 구간, 상기 플랜지 너트와 나사 체결되는 고정 구간이 형성된다.

바람직한 실시예로서, 상기 베어링과 상기 코어의 사이에는 스토퍼가 더 구비되고, 상기 스토퍼는 상기 키리스 축 엔드의 직경보다 큰 직경으로 상기 샤프트에 결합되거나 상기 샤프트와 일체로 이루어진다.

바람직한 실시예로서, 상기 스토퍼와 상기 베어링의 접촉면에는 본드 경화층이 구비된다.

이러한 본 발명의 HSG는 키리스 방식 회전체 동력전달 유닛이 HSG 샤프트에 적용됨으로써 다음과 같은 장점 및 효과를 구현한다.

첫째, 43.2Nm의 최대 토크와 15,000RPM의 고속회전수에 달하는 TMED HEV의 엔진 운전조건에서 풀리의 슬립 없이 안정적으로 토크를 전달한다. 둘째, 엔진의 회전력을 전달하는 벨트로 인한 벨트 장력을 받고 열팽창이 일어나는 환경 하에서 샤프트 고정력과 플랜지 너트 고정력의 강건성이 유지된다. 셋째, 샤프트 고정력과 플랜지 너트 고정력에 대한 강건성 유지로 설계 내구 기간 도래 시점이후에서도 HSG 동작 성능이 보장될 수 있다. 넷째, 샤프트와 풀리의 스플라인(spline)구조로 복수 위치로 형성되는 샤프트 고정력을 형성해줌으로써 풀리가 브로칭 가공대신 이물관리에 용이한 호빙 가공될 수 있다. 다섯째, 이물관리 용이성으로 HSG의 사전 품질 문제 예방 및 품질보증 비용문제를 해소할 수 있다. 여섯째, 차량의 풀리 구조에 적용함으로써 차량의 내구성 및 상품성이 동시에 향상될 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 키리스 회전체 동력전달 유닛의 구성도이며, 도 2는 본 발명에 따른 풀리의 스플라인 구조도이고, 도 3은 본 발명에 따른 회전체의 스플라인 구조도 이며, 도 4는 본 발명에 따른 키리스 회전체 동력전달 유닛이 적용된 하이브리드 시동발전기의 구성도이고, 도 5는 본 발명에 따른 키리스 회전체 동력전달 유닛과 하이브리드 시동발전기의 샤프트 간 체결 상태이다.

이하 본 발명의 실시 예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시 예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

도 1을 참조하면, 키리스 회전체 동력전달 유닛(1)은 풀리 스플라인(10-1)이 가공된 풀리(10), 샤프트 스플라인(20-1)이 가공된 샤프트(20), 플랜지 너트(30) 및 베어링(40)을 포함한다.

구체적으로 상기 샤프트(20)에는 풀리(10)와 베어링(40)이 결합되고, 플랜지 너트(30)가 체결된다. 일례로 상기 베어링(40)은 샤프트 스플라인(20-1)을 벗어난 위치로 샤프트(20)에 결합되어 풀리(10)와 함께 회전하는 샤프트(20)를 지지하며, 상기 풀리(10)는 풀리 스플라인(10-1)과 샤프트 스플라인(20-1)의 결합을 이용해 샤프트(20)에 스플라인 결합되어 회전력을 샤프트(20)로 전달하고, 상기 플랜지 너트(30)는 풀리(10)와 스플라인 결합된 샤프트(20)의 끝단부위로 나사 체결됨으로써 풀리(10)와 베어링(40)이 샤프트(20)에 조립된 상태를 유지시켜 준다.

따라서 상기 키리스 회전체 동력전달 유닛(1)은 스플라인 결합으로 풀리(10)가 샤프트(20)에 결합되고 나사 결합으로 풀리(10)가 샤프트(20)에 고정됨으로써 풀리(10)와 샤프트(20)의 결합에 키가 적용되던 기존 키 구조에 비해 풀리(10)와 샤프트(20)의 조립공정이 단순화된다.

도 2를 참조하면, 상기 풀리(10)는 풀리 바디(11), 너트 공간(13), 풀리 보스(15), 샤프트 홀(17)을 형성하고, 상기 샤프트 홀(17)에 풀리 스플라인(10-1)이 가공된다. 그러므로 상기 풀리(10)는 브로칭 가공에 의한 키홈으로 이물질 관리가 어려운 기존 키 구조와 달리 호빙으로 풀리 스플라인(10-1)을 가공함으로써 풀리 가공공정에서 이물질관리가 용이하다.

일례로, 상기 풀리 바디(11)는 좌우양쪽의 돌출된 플랜지로 외경에 결합된 벨트의 이탈을 방지하고, 한쪽(좌측)으로 플랜지 너트(30)가 수용되는 너트 공간(13)을 형성하며, 다른쪽(우측)으로 너트 공간(13)에 연통되는 샤프트 홀(17)이 형성된 풀리 보스(15)를 형성한다.

상기 풀리 스플라인(10-1)은 샤프트 홀(17)의 내주면을 이용해 호빙으로 가공되고, 샤프트 홀(17)의 안쪽부위위치(즉, 샤프트(20)의 끝단이 너트 공간(13)으로 빠져나가는 방향)에서 샤프트 홀(17)의 축 길이 중 약 1/2구간에 형성된다. 그러므로 상기 풀리 스플라인(10-1)은 홈으로 형성된다.

특히 상기 풀리 스플라인(10-1)은 그 형성 길이를 조절함으로써 풀리(10)와 샤프트(20)의 결합력을 조절한다. 일례로, 상기 풀리 스플라인(10-1)은 샤프트 홀(17)의 축 길이의 2/3 구간이나 전체구간에 형성될 수 있다. 또한 상기 풀리 스플라인(10-1)은 그 형성개수를 조절함으로써 풀리(10)와 샤프트(20)의 결합력을 조절한다. 일례로, 상기 풀리 스플라인(10-1)은 샤프트 홀(17)의 원형단면에 대해 90도 간격을 갖고 소정 크기로 형성되거나 또는 45도 간격을 갖고 소정 크기로 형성되거나 또는 서로에 대한 간격이 없는 무 간격을 갖고 소정 크기로 연속되어 형성될 수 있다.

도 3을 참조하면, 상기 샤프트(20)는 회전체와 결합되는 축 바디로 소정의 축 길이를 갖는 직선으로 이루어지고, 축 바디의 한쪽 끝부위로 베어링(40)과 풀리(10) 및 플랜지 너트(30)가 순차적으로 배열되는 키리스 축 엔드를 형성한다. 특히 상기 키리스 축 엔드의 직경은 축 바디의 직경보다 작은 직경으로 형성됨으로써 샤프트(20)를 이중동심원 구조로 형성시켜 준다. 그 결과 키리스 축 엔드에 끼워진 베어링(40)의 위치는 키리스 축 엔드가 시작되는 축 바디의 끝에서 키리스 축 엔드와 축 바디의 직경차에 의한 단차로 구속된다.

일례로, 상기 키리스 축 엔드는 축 바디가 회전체로 감싸이는 구간을 벗어난 위치에서 이어진 결합 구간(21)과 결합 구간(21)에서 연장되어 축 바디의 한쪽끝단을 형성하는 고정 구간(23)으로 구분되고, 베어링(40)과 풀리(10) 및 플랜지 너트(30)가 결합되는 길이로 이루어진다.

상기 결합 구간(21)은 베어링(40)의 폭을 제외한 구간에서 외주면에 돌출된 돌기로 샤프트 스플라인(20-1)을 형성함으로써 홈으로 형성된 풀리 스플라인(10-1)에 끼워짐으로써 결합된다. 또한 상기 샤프트 스플라인(20-1)의 길이는 풀리(10)에 형성된 풀리 스플라인(10-1)의 길이와 동일하고, 그 형성 개수는 풀리 스플라인(10-1)의 개수에 맞춰 샤프트(20)의 원형단면에 대해 90도 간격 또는 45도 간격 또는 무 간격으로 형성된다. 그러므로 상기 결합 구간(21)의 길이는 풀리 스플라인(10-1)의 길이와 베어링(40)의 폭을 합친 길이와 동일하다.

상기 고정 구간(23)은 외주면으로 수나사를 형성하고, 플랜지 너트(30)의 암나사와 나사 결합된다. 그러므로 상기 고정 구간(23)의 길이는 플랜지 너트(30)의 폭과 동일하다.

한편, 도 4 및 도 5는 하이브리드 시동발전기(Hybrid Starter & Generator, 이하 HSG)에 키리스 회전체 동력전달 유닛(1)이 적용된 예를 나타낸다.

도 4의 구성요소를 참조하면, 상기 HSG(100)는 코어(100-1)를 빠져나온 샤프트(20)를 구비하고, 상기 샤프트(20)는 키리스 회전체 동력전달 유닛(1)을 구성한다.

상기 키리스 회전체 동력전달 유닛(1)은 풀리 스플라인(10-1)이 가공된 풀리(10), 샤프트 스플라인(20-1)이 가공된 샤프트(20), 플랜지 너트(30) 및 베어링(40)으로 구성됨으로써 도 1 내지 도 3을 통해 기술된 키리스 회전체 동력전달 유닛(1)과 동일하다. 하지만 상기 플랜지 너트(30)는 통상적인 플랜지 너트일 수 있으나 HSG(100)의 사양 및 구조에 맞춰 변형된 플랜지 너트가 적용될 수 있고, 상기 베어링(40)은 롤러 베어링일 수 있으나 HSG(100)의 사양 및 구조에 맞춰 다양한 종류의 베어링이 적용될 수 있다.

상기 HSG(100)는 코어(100-1)에 의한 회전력을 출력하거나 회전력을 코어(100-1)로 전달하는 되거나 HSG 샤프트를 구비한다. 여기서 상기 코어(100-1)는 전기 강판으로 이루어진 고정자 코어와 이에 권선되어 있는 코일로 이루어진 고정자가 포함된 모터 본체를 의미한다. 다만 상기 HSG 샤프트는 축 바디 외주면에 샤프트 스플라인을 형성함으로써 샤프트 스플라인(20-1)이 형성되어 키리스 회전체 동력전달 유닛(1)을 구성하는 샤프트(20)와 동일하다. 그러므로 상기 HSG 샤프트는 샤프트(20)로 칭한다. 또한 상기 HSG(100)는 HSG 하우징(도시되지 않음)이 제거된 상태로서 실제적인 HSG(100)는 HSG 하우징으로 코어(100-1)를 수용하고 키리스 회전체 동력전달 유닛(1)의 베어링(40)을 외부와 차단시켜준다.

그러므로 상기 HSG(100)는 엔진시동을 수행하고, 주행중 고전압 배터리 충전을 수행하며, 엔진 부하량에 따른 발전량조절구현을 수행하며, 변속기에 모터를 장착하는 TMED(Transmission Mounted Electric Device)방식 하이브리드 차량(Hybrid Electronic Vehicle)에 적용된다. 하지만 TMED HEV은 하나의 예일 뿐 HSG(100)가 적용될 수 있는 모든 종류의 HEV에 적용된다.

도 5의 결합구조를 참조하면, 상기 HSG(100)는 샤프트(20)의 코어 노출구간을 키리스 축 엔드로 하여 베어링(40)과 풀리(10) 및 플랜지 너트(30)가 결합된다. 이 경우 상기 HSG(100)는 코어(100-1)와 베어링(40)을 외부와 차단시켜주는 HSG 하우징의 제거한 상태로 설명되나 실제적으로 HSG 하우징이 코어(100-1)와 베어링(40)을 가려 외부와 차단함으로써 HSG(100)는 HSG 하우징과 플랜지 너트(30)가 너트 공간(13)에 수용된 풀리(10)로 구분된다.

상기 HSG(100)의 샤프트(20)에 키리스 회전체 동력전달 유닛(1)이 조립되면, 베어링(40)은 샤프트(20)에 결합되어 코어(100-1)쪽으로 위치되고, 풀리(10)는 샤프트(20)에 결합되어 베어링(40)의 앞쪽으로 위치되며, 플랜지 너트(30)는 풀리(10)의 너트 공간(13)으로 완전히 수용된 상태에서 샤프트(20)와 결합된다. 그 결과, 상기 풀리(10)와 상기 샤프트(20)는 풀리(10)의 풀리 스플라인(10-1)과 샤프트(20)의 샤프트 스플라인(20-1)의 스플라인 결합으로 채결되고, 상기 플랜지 너트(30)와 상기 샤프트(20)는 나사 체결된다.

이에 더해 상기 베어링(40)과 상기 코어(100-1)의 사이에는 스토퍼(50)가 위치되고, 상기 스토퍼(50)는 코어(100-1)의 노출면에 베어링(40)의 측면이 직접 접촉되지 않도록 간격을 유지시키면서 베어링(40)의 위치를 구속하여 준다. 상기 스토퍼(50)는 샤프트(20)와 동심원을 이루도록 샤프트(20)와 일체로 형성되거나 또는 별물의 환형 링 형상으로 제조되어 코어(100-1)와 베어링(40)사이에 위치되도록 샤프트(20)와 결합될 수 있다. 하지만 상기 스토퍼(50)는 HSG(100)의 사양과 구조에 따라 적용하지 않을 수 있다. 더불어 상기 스토퍼(50)와 상기 베어링(40)의 접촉면에는 본드 경화층이 적용될 수 있다.

따라서 풀리(10)가 벨트를 매개로 엔진의 회전력을 HSG(100)로 전달할 경우, 플랜지 너트(30)의 나사 체결력(F_nut)은 샤프트(20)와 스플라인 결합된 풀리(10)를 강하게 밀어주고, 풀리(10)의 강한 밀림은 풀리(10)의 뒤쪽에서 샤프트(20)에 결합되어 구속된 베어링(40)의 반력에 의한 샤프트(20)의 샤프트 체결력(F_shaft)을 형성하고, 상기 나사 체결력(F_nut)과 상기 샤프트 체결력(F_shaft)의 상호 작용은 풀리(10)의 좌우측면을 강하게 압박하는 풀리고정력을 형성함으로써 풀리(10)의 풀리 강건성을 유지시켜 준다, 즉, 상기 샤프트(10)에 대한 상기 플랜지 너트(30)의 나사 체결은 나사 체결력과 샤프트 체결력으로 풀리 고정력을 형성시켜준다.

그 결과 키리스 회전체 동력전달 유닛(1)은 HSG(100)에 대한 스플라인 결합으로 풀리(10)와 샤프트(20)의 결합에 키가 적용되던 기존 키 구조에 비해 풀리(10)와 샤프트(20)의 조립공정이 단순하고, 특히 43.2Nm의 토크와 15,000RPM의 회전수를 엔진 운전조건으로 하는 TMED HEV에서 엔진의 회전력을 전달하는 벨트의 벨트 하중이 풀리(10)에 가해지면서 고온에 의한 열팽창이 발생하더라도 풀리 강건성 구조가 유지되고, 더 나아가 설계 내구 기간 초과 후에도 떨림등에 의한 이물질 침투 차단과 플랜지 너트(30)의 풀림 방지가 구현된다.

전술된 바와 같이, 본 실시예에 따른 하이브리드 시동발전기에는 풀리 스플라인(10-1)이 가공된 풀리(10), 샤프트 스플라인(20-1)이 가공된 샤프트(20), 풀리 스플라인(10-1)과 샤프트 스플라인(20-1)의 결합으로 풀리(10)의 풀리 결합력이 형성된 상태에서 키리스 축 엔드와 나사 체결에 의한 나사 체결력과 함께 풀리(10)의 뒤쪽에 위치된 베어링(40)의 반력에 의한 샤프트 체결력으로 풀리(10)의 풀리 고정력을 형성시켜 주는 플랜지 너트(30)로 이루어진 키리스 회전체 동력전달 유닛(1);이 포함된다. 그 결과 풀리(10)의 전달토크 중대와 함께 슬립(slip)차단 기능이 강화하고, 특히 고토크와 고속회전되는 풀리(10)에 가해지는 벨트장력과 열팽창에 대해서도 풀리(10)의 축 방향 고정력 강건성이 유지됨으로써 이물질 차단에 기능을 설계 내구 기간 도래 후에도 유지시켜 줄 수 있다.

1 : 키리스 회전체 동력전달 유닛
10 : 풀리 10-1 : 풀리 스플라인
11 : 풀리 바디 13 : 너트 공간
15 : 풀리 보스 17 : 샤프트 홀
20 : 샤프트 20-1 : 샤프트 스플라인
21 : 결합 구간 23 : 고정 구간
30 : 플랜지 너트 40 : 베어링
50 : 스토퍼
100 : HSG(Hybrid Starter & Generator)
100-1 : 코어

Claims

축 바디의 끝부로 키리스 축 엔드가 연장된 샤프트;
상기 키리스 축 엔드를 통해 상기 샤프트와 결합되는 풀리;
상기 샤프트의 한쪽끝부위를 이루는 상기 키리스 축 엔드가 상기 풀리의 샤프트 홀로 삽입된 상태에서 상기 샤프트 홀의 내경과 상기 키리스 축 엔드의 외경 간 풀리 결합력을 형성시켜 주는 스플라인;
상기 샤프트 홀을 빠져 나온 상기 키리스 축 엔드에 나사 체결되어 상기 풀리의 한쪽면이 가압되는 나사 체결력을 형성하고, 상기 나사 체결력이 상기 키리스 축 엔드에 결합되어 상기 풀리의 뒤쪽으로 위치된 베어링이 상기 풀리의 다른쪽면을 가압해주는 샤프트 체결력을 형성시켜주며, 상기 나사 체결력을 형성하고, 상기 나사 체결력과 상기 샤프트 체결력으로 풀리 고정력을 형성시켜 주는 플랜지 너트;가 포함되며;
상기 키리스 축 엔드의 상기 베어링과 상기 풀리가 결합되는 결합 구간의 외경에는 샤프트 스플라인이 돌출되며, 상기 샤프트 홀의 내경에는 풀리 스플라인이 파여지고, 상기 풀리 스플라인과 상기 샤프트 스플라인은 상기 스플라인을 형성하여 상기 풀리 결합력이 형성되고;
상기 풀리 결합력은 상기 풀리 스플라인과 상기 샤프트 스플라인의 형성 길이와 형성 간격으로 조절되며, 상기 형성 간격은 상기 샤프트 홀의 원형단면에 대해 90°또는 45° 간격이나 무 간격을 갖고 소정 크기로 연속 형성되고;
상기 베어링은 상기 키리스 축 엔드가 시작되는 상기 축 바디의 끝에서 상기 키리스 축 엔드와 상기 축 바디의 직경차에 의한 단차로 구속되는 것을 특징으로 하는 키리스 회전체 동력전달 유닛.
청구항 1에 있어서, 상기 키리스 축 엔드는 상기 결합 구간에서 연장되어 상기 플랜지 너트가 나사 체결되는 고정 구간으로 구분되는 것을 특징으로 하는 키리스 회전체 동력전달 유닛.
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청구항 1에 있어서, 상기 형성 길이는 상기 샤프트 홀의 축 길이에 대해 1/2 이상의 축 길이로 형성되는 것을 특징으로 하는 키리스 회전체 동력전달 유닛.
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청구항 2에 있어서, 상기 키리스 축 엔드의 상기 고정 구간의 외경에는 수나사가 형성되고, 상기 수나사가 상기 플랜지 너트의 암나사와 나사 체결되어 상기 풀리 고정력이 형성되는 것을 특징으로 하는 키리스 회전체 동력전달 유닛.
청구항 1에 있어서, 상기 풀리는 상기 샤프트 홀을 형성한 풀리 보스가 한쪽 측면부위로 형성되고, 상기 플랜지 너트를 수용한 너트 공간이 반대쪽 측면부위로 형성되는 것을 특징으로 하는 키리스 회전체 동력전달 유닛.
청구항 1,2와 청구항 5 및 청구항 7,8 중 어느 한 항에 의한 키리스 회전체 동력전달 유닛;
상기 키리스 회전체 동력전달 유닛을 회전시키거나 상기 키리스 회전체 동력전달 유닛에 의해 회전되는 코어;
가 포함되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시동발전기.
청구항 9에 있어서, 상기 키리스 회전체 동력전달 유닛은 풀리, 플랜지 너트 및 베어링을 구비하고, 상기 코어는 HSG 샤프트를 구비하며;
상기 HSG 샤프트에는 결합된 상기 베어링의 앞쪽으로 위치된 상기 풀리와 스프라인 결합되는 결합 구간, 상기 플랜지 너트와 나사 체결되는 고정 구간이 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시동발전기.
청구항 10에 있어서, 상기 결합 구간에는 스토퍼가 더 구비되고, 상기 스토퍼는 상기 베어링과 상기 코어의 사이로 위치되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시동발전기.
청구항 11에 있어서, 상기 스토퍼는 상기 결합 구간의 직경보다 큰 직경으로 상기 HSG 샤프트에 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시동발전기.
청구항 12에 있어서, 상기 스토퍼는 상기 HSG 샤프트와 일체로 이루어지는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시동발전기.
청구항 11에 있어서, 상기 스토퍼와 상기 베어링의 접촉면에는 본드 경화층이 구비되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 시동발전기.