KR20140045336A - 고속 플라이휘일 - Google Patents

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KR20140045336A
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플라이브리드 오토모티브 리미티드
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Abstract

본 발명은 차량용 고속 플라이휘일 시스템, 즉 20,000rpm 이상의 속도로 운전할 수 있는 고속 플라이휘일 시스템에 관한 것으로, 상기 고속 플라이휘일 시스템은, 샤프트(6)에 장착되고 하우징 내에 포함되는 플라이휘일(4)과 적어도 하나의 베어링 장치를 포함하며, 상기 베어링 장치는 링(16), (18) 및/또는 metalastic 부시(42), (44), (46) 등의 탄성중합체의 구성요소를 개재해서 플라이휘일 또는 하우징에 장착되어서, NVH를 감소시키고, 플라이휘일의 공명모드와 하우징의 공명모드가 서로 간섭하는 것을 방지하는 것을 특징으로 한다.

Description

고속 플라이휘일{HIGH SPEED FLYWHEEL}
본 발명은 플라이휘일에 관한 것으로, 특히 차량에 사용되는 고속 플라이휘일 시스템의 베어링 시스템에 관한 것이다.
하이브리드 차량의 에너지 저장장치로서 사용되는 고속 플라이휘일(예를 들면, 20,000rpm 이상의 속도로 운전하는 플라이휘일)이 공지되어 있다. 이 기술에 의해 야기되는 문제점 중의 하나는 소음(Noise), 진동(Vibration) 및 귀에 거슬리는 소리(Harshness)(NVH)이다. 플라이휘일은, 차량이 저속상태에 있거나, 엔진이 꺼진 상태에서 정지한 상태에 있을 때에도 고속 상태에 있는 경우가 자주 있다(따라서, 가장 큰 소음을 발생한다.).
또, 각각 플라이휘일의 동작속도 범위 내에서 공명모드를 가지지 않는 플라이휘일과 플라이휘일 하우징을 별도로 설계할 수 있더라도, 2개의 구성요소가 함께 결합되면, 플라이휘일과 하우징의 상호작용에 의해 플라이휘일의 동작속도 범위내에서 나타나는 다중체 공명(multy-body resonance)을 발생시킬 수 있다.
본 발명의 목적은 하이브리드 시스템에 대한 NVH의 영향을 감소시키는 것이며, 이에 의해 플라이휘일의 고유모드가 하우징의 고유모드와 간섭하지 않아서 (또, 그 반대도 마찬가지임), 공명을 손상시키지 않고 플라이휘일의 전속력의 운전을 가능하게 하는 것을 확실히 하는 것이다.
따라서,본 발명은 유첨된 청구범위의 청구항 제 1항에 기재된 플라이휘일을 포함한다.
본 발명의 이점은, 진동의 근원(고속 플라이휘일)이, 진동에 의해 야기되어 소음을 야기할 수 있는 하이브리드 시스템의 다른 부품으로부터 분리되어 있는 것이다. 또, 플라이휘일과 하우징의 공명모드의 상호작용을 방지한다.
본 발명의 실시예를 예에 의해서, 그리고 유첨도면을 참조해서 이하 설명한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 시스템의 상면도,
도 2는 도 1의 시스템의 부분 단면도,
도 3은 도 1의 시스템의 제 1 베어링 장치를 나타내는 부분단면도,
도 4는 도 1의 시스템의 제 2 베어링 장치를 나타내는 부분단면도,
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 베어링 장치를 나타내는 부분단면도,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 베어링 장치를 나타내는 부분단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예를 따른 시스템(2)은 플라이휘일(4), 샤프트(6) 및 베어링 장치(bearing arrangement)(8), (10)를 포함하며, 베어링장치(8), (10)는 플라이휘일(4)의 어느 한쪽에서 샤프트 둘레에 위치한다. 즉, 샤프트의 축선에 대하여, 제 1 베어링 장치(8)는 플라이휘일의 축선의 한 쪽에 위치하고, 제 2 베어링 장치(10)는 플라이휘일(4)의 다른 쪽에 위치한다. 베어링장치(8), (10)의 각각은 샤프트(6)에 강고하게 고정된 레이스(36) 내에 장착된 베어링(12)을 포함한다. 베어링 레이스(34)의 외경은 베어링 콜러(14) 내에서 유지된다. 베어링 콜러(14)는 탄화플루오르재로 이루어진 제 1의 강고한 탄성중합체링(16), (18)의 쌍을 포함하는 탄성중합체의 구성요소에 의해 플라이휘일의 하우징(30)으로부터 분리된다. 링(16), (18)은 베어링 콜러(14) 내에 형성된 환형상의 채널(32), (34)내에 포함된다. 이와 같이, 링(16), (18)은 샤프트(6)에 대하여 베어링(12)의 밖에서 방사상으로 위치한다.
링(16), (18)의 강도는, 시스템(2)의 통상적인 사용시에, 링이 플라이휘일 샤프트(6)의 반경방향의 움직임을 제동하도록 작용해서, 플라이휘일(4)의 축선('A')이 수 마이크론(micron)을 넘어서 움직이지 않도록 하는 것을 확실히 하도록 충분히 높다. 이것은, 플라이휘일의 샤프트(6)의 단부에 연결된 기계적인 기어 구동장치(도시하지 않음)가 그 정확한 중심선에 충분히 가깝게 유지되어서, 기어구동장치의 정확한 운전과, 플라이휘일(4)의 주위와 그 하우징(30) 사이의 비접촉을 확실히 하는 것을 보증한다.
플라이휘일(4)의 어느 한 쪽에 있는 탄성중합체링(16), (18)과 베어링(12)의 위치는 플라이 휠(4)과 하우징(30)의 공명모드의 상호작용을 방지하는 것을 확실하게 한다.
베어링 장치 중의 하나인, (8)은 샤프트(6)에 대하여 반경방향과 축방향으로 모두 구속된다. 축방향의 구속은 (도 2의 오른쪽 베어링장치(8)에, 그리고 도 4에 상세하게 도시된) 한쌍의 탄성중합체링(20), (22)으로 이루어진 제 2조(組)의 탄성중합체를 포함하는 다른 탄성중합체의 구성요소에 의해 이루어진다.
플라이휘일(2)이 동작 중일 때에는, 탄성중합체의 구성요소에 의해 제동이 이루어져서, NVH를 방지하고, 또한 플라이휘일과 하우징의 공명모드의 상호작용을 방지한다.
베어링의 윤활을 위해서 오일(도시하지 않음)의 제어된 공급이 가능하도록, 오일전달통로가 하우징 내의 채널(24) 및 베어링 콜러(14) 내의 채널(26), (26)에 의해 형성되어 있다. 오일전달통로의 사이즈(즉, 채널(24), (26) 및 (28)의 사이즈)는 조립체의 필요한 감쇠계수를 제공하도록 선택된다.
상기 실시예에서는, 탄성중합체링(16), (18)이 탄화플루오르재로 형성되어 있지만, 천연고무를 포함하는 적합한 탄성중합체로 형성해도 된다.
탄성중합체링(16), (18)은, 선택적으로, 샤프트(6)에 대하여 베어링(12)의 안쪽에, 즉, 베어링(12)과 샤프트(6) 사이에 방사상으로 위치해도 된다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 시스템에 있어서는, 도 5에 도시된 바와 같이, 그 중의 하나가 도 5에서 (8')로 표시된 베어링 장치는, 성형된 고무 콜러(46)로 이루어진 탄성중합체의 구성요소에 의해 분리되어 있는 2개의 동심원의 강철 콜러(42), (44)를 포함하는 metalastic 부시를 개재해서 샤프트(6)에 장착되어 있다. 도 5의 실시예에서는, metalastic 부시(40)는 베어링장치(8'), (10')와 샤프트(6')의 사이에 위치한다. 그러나, 부시(40)는, 선택적으로, 베어링(12)과 플라이휘일의 하우징(30)의 사이에 위치해도 된다.
또 다른 실시예는, 도 6에 도시된 바와 같이, 제 1조의 탄성중합체 링(16), (18) 및/또는 제2조의 탄성중합체링(20), (22)과 결합한 metalastic 부시(40)를 포함해서, 보다 큰 정도의 반경방향 및/또는 축 방향의 제동을 하게 하는 베어링 장치(8'')를 포함해도 된다. 도 6의 실시예에서는, 탄성중합체링(16), (18)은 베어링(12)과 하우징(30) 사이에 위치하고, 부시(40)는 베어링(12)과 샤프트(6) 사이에 위치하고 있다. 그러나, 부시(40)의 위치와 탄성중합체링(16), (18)의 위치는 역으로 해도 된다.
본 실시예에 있어서는, 베어링 콜러(14)의 구속은 2번째 쌍의 탄성중합체링(20), (22)에 의해 이루어지고 있다. 그러나, 다른 실시예에서는, 베어링 콜러(14)는 하나의 완성된 부품으로서 탄성중합체의 구성요소와 금속의 내외 링을 성형해서 제조할 수 있다. 이 다른 실시예는 양산에 더욱 적합하다.
또 다른 실시예에서는, 제 1 및/또는 제 2조의 탄성중합체링은 다른 수의 링을 포함할 수 있다. 더우기, 제 2조의 탄성중합체링(20), (22)은 두개의 베어링 장치(8), (10)에 설치해서, 플라이휘일(4)의 양쪽에서 축방향의 구속을 하게 할 수 있다.

Claims (15)

  1. 샤프트에 장착된 플라이휘일과 하우징을 포함한 고속 플라이휘일 시스템으로서,
    베어링 장치가 탄성중합체의 구성요소를 개재해서 플라이휘일 시스템에 장착되고, 또한, 오일전달통로를 개재해서 베어링에 오일을 공급할 수 있는, 하우징 내의 채널로 이루어진 오일전달통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 플라이휘일 시스템.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 베어링장치는 레이스에 장착된 베어링을 포함하고, 상기 시스템은 베어링 콜러를 또 포함하며, 상기 탄성중합체의 구성요소는 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 플라이휘일 시스템.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 레이스는 샤프트에 고정되고, 상기 링은, 베어링과 하우징의 사이에서, 샤프트에 대하여 베어링의 바깥쪽에 방사상으로 위치하는 것을 특징으로 하는 고속 플라이휘일 시스템.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 링은, 베어링과 샤프트의 사이에서, 샤프트에 대하여 베어링의 안쪽에 방사상으로 위치하는 것을 특징으로 하는 고속 플라이휘일 시스템.
  5. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 탄성중합체 링은 베어링 콜러 내에 형성된 환형상의 채널 내에 포함되는 것을 특징으로 하는 고속 플라이휘일 시스템
  6. 제 1항에 있어서,
    2개의 동심원의 금속 콜러로 이루어진 부시를 또 포함하고, 상기 탄성중합체의 구성요소는 금속 콜러 사이에 위치한 고무 콜러를 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 플라이휘일 시스템.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 부시는, 베어링과 하우징의 사이에서, 샤프트에 대하여 베어링의 바깥쪽에 방사상으로 위치하는 것을 특징으로 하는 고속 플라이휘일 시스템.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 부시는 베어링과 샤프트의 사이에서, 샤프트에 대하여 베어링의 안쪽에 방사상으로 위치하는 것을 특징으로 하는 고속 플라이휘일 시스템.
  9. 제 3항 및 제 8항에서 청구한 고속 플라이휘일 시스템.
  10. 제 4항 및 제 7항에서 청구한 고속 플라이휘일 시스템.
  11. 이전의 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 베어링 장치는 상기 베어링 장치에 대하여 축방향으로 위치한 다른 탄성중합체의 구성요소를 또 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 플라이휘일 시스템
  12. 제 7항에 있어서,
    또, 상기 다른 탄성중합체의 구성요소는 탄성중합체 링을 포함하는 것을 특징으로 하는 고속 플라이휘일 시스템
  13. 이전의 청구항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 또는 각 탄성중합체의 구성 요소는 탄화플루오르재 또는 천연고무로 형성되는 것을 특징으로 하는 고속 플라이휘일 시스템
  14. 이전의 청구항 중 어느 한 항에 기재된 고속 플라이휘일 시스템에 사용되는 베어링 장치
  15. 대략 이전에 기재되고 유첨도면을 참조한 고속 플라이휘일 시스템.
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