KR20180033832A - 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조 - Google Patents

Abstract

하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조가 개시된다. 개시된 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조는 하이브리드 스타터 제너레이터(HSG)의 샤프트와 HSG 풀리를 결합하기 위한 것으로서, HSG 샤프트는 HSG 풀리에 끼워지며 그 HSG 풀리와 나사 결합되고, HSG 풀리를 관통한 HSG 샤프트의 결합 단부에 너트가 체결될 수 있다.

Description

하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조 {FASTENING STRUCTURE OF PULLEY AND SHAFT FOR HYBRID STARTER ＆ GENERATOR}

본 발명의 실시 예는 친환경 차량의 하이브리드 스타터 제너레이터(HYBRID STARTER & GENERATOR: 이하 "HSG" 라고 함)에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 HSG의 풀리 및 샤프트 체결 구조에 관한 것이다.

일반적으로, 친환경 차량인 하이브리드 차량에는 HSG가 적용되고 있으며, HSG는 시동과 발전을 동시에 수행하는 모터 발전기로 하이브리드 엔진에 적용되고 있다. 이러한 HSG는 엔진시동 및 엔진출력의 일부를 고전압 배터리에 충전시키는 역할을 담당하며, 일반차량의 스타터와 달리 엔진회전 방향과 동일(엔진 시동)/반대(배터리 충전) 양 방향으로 토크가 인가된다.

한편, 하이브리드 차량의 벨트 시스템은 엔진에 의해서 회전하는 크랭크샤프트 풀리, HSG에 의해서 회전하는 HSG 풀리, 크랭크샤프트 풀리와 HSG 풀리를 잇는 선에서 이격되어 고정된 상태로 회전하는 아이들 풀리, 크랭크샤프트 풀리, 그리고 HSG 풀리, 및 아이들 풀리에 감기는 드라이브 벨트를 포함하고 있다.

이와 같은 HSG의 조립 공정에서는 HSG 샤프트와 HSG 풀리를 결합하는데, HSG 샤프트와 HSG 풀리의 공정 관리 미흡 시, HSG 풀리의 장착 토크가 풀려 드라이브 벨트가 손상되고 그로 인해 엔진 토탈 손상에 이르는 문제가 필드에서 발생하고 있다.

종래 기술에서 HSG 샤프트와 HSG 풀리의 결합은 도 1에서와 같이, HSG 샤프트(1)와 HSG 풀리(2)를 풀리 키(3)로 연결하고, HSG 풀리(2)를 HSG 샤프트(1)에 루즈 피팅 후, 너트(4)를 이용하여 HSG 풀리(2)를 모터부(5)의 베어링(6)까지 HSG 풀리(2)를 밀어 넣은 상태에서 너트(4)를 조인다. 이때 HSG 풀리(2)와 맞닿는 베어링(6) 내륜은 루즈 피팅이며, 스토퍼(7)로 HSG 풀리(2)의 면압을 지지한다.

그러나, 이와 같은 종래 기술에서는 풀리 키(3)와 키 장착홈의 치수 불량 시에도 순간적인 토크인가 방향 변동에 의해 그 부위에 손상이 발생할 수 있다. 그리고 너트(4)의 나사 축력과 함께 풀림 저항을 형성하는 HSG 풀리(2)와 베어링(6) 사이 면압은 너트(4), HSG 풀리(2), 풀리 키(3), HSG 샤프트(1), 베어링(6), 스토퍼(7) 등 많은 부품의 치수에 영향을 받고 있기 때문에 공정 관리가 까다롭다. 즉, HSG 샤프트(1) 길이 방향 치수 공차 관리 불량 시, 루즈 피팅된 베어링(6)과 풀리 면이 상대 회전하여 풀리 마모 및 변형을 유발시킬 수 있다.

이 배경기술 부분에 기재된 사항은 발명의 배경에 대한 이해를 증진하기 위하여 작성된 것으로서, 이 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 이미 알려진 종래기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 간단한 구성으로 HSG에 걸리는 토크의 방향에 무관하게 동일한 풀림 저항을 갖도록 한 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조는, 하이브리드 스타터 제너레이터(HSG)의 샤프트와 HSG 풀리를 결합하기 위한 것으로서, 상기 HSG 샤프트는 상기 HSG 풀리에 끼워지며 그 HSG 풀리와 나사 결합되고, 상기 HSG 풀리를 관통한 상기 HSG 샤프트의 결합 단부에 너트가 체결될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조에 있어서, 상기 HSG의 샤프트 외주 면에는 수 나사산이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조에 있어서, 상기 HSG 풀리의 내주 면에는 암 나사산이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조에 있어서, 상기 HSG 샤프트와 HSG 풀리의 나사 체결력은 상기 HSG 풀리의 풀리 면과 HSG 베어링의 면압으로 작용할 수 있다.

본 발명의 실시 예들은 HSG 조립 공정 관리 미흡에 의한 치수 공차 과다로 발생하는 HSG 풀리의 손상을 방지할 수 있고, HSG 조립 공정 관리의 자유도 증대로 원가를 절감할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 종래 기술의 일 예에 따른 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조를 도시한 도면이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 2는 본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조를 도시한 도면이다.

도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조(100)는 친환경 차량인 HEV 또는 PHEV의 하이브리드 스타터 제너레이터(HYBRID STARTER & GENERATOR: 이하 "HSG" 라고 함)에 적용될 수 있다.

여기서, 상기 HSG는 엔진시동 및 엔진출력의 일부를 고전압 배터리에 충전시키는 역할을 하는 것으로서, 엔진회전 방향과 동일(엔진 시동)/반대(배터리 충전) 양 방향으로 토크를 인가할 수 있다.

상기 HSG는 고정자 및 회전자를 가지며 그 회전자에 HSG 샤프트(10)가 구비된 HSG 모터부(11)를 포함하며, 그 HSG 모터부(11)의 HSG 샤프트(10)에 HSG 풀리(20)가 결합된 것이다. 이와 같은 HSG의 모터부(11) 및 HSG 풀리(20)의 구성은 당 업계에 널리 알려진 공지 기술이므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예는 HSG의 샤프트(10)와 HSG 풀리(20)의 결합 구조에 관한 것으로, 본 발명의 보호범위가 반드시 이에 한정되는 것으로 이해되어서는 아니되며, 벨트를 통하여 양 방향으로 토크를 인가하는 다양한 종류 및 용도의 모터 발전기라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서는 간단한 구성으로 HSG에 걸리는 토크의 방향에 무관하게 동일한 풀림 저항을 갖도록 하는 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조(100)를 제공한다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 HSG 조립 공정 관리 미흡에 의한 치수 공차 과다로 발생하는 HSG 풀리(20)의 손상을 방지할 수 있으며, HSG 조립 공정 관리의 자유도 증대로 원가를 절감할 수 있는 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조(100)를 제공한다.

이를 위해 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조(100)는 HSG 샤프트(10)는 HSG 풀리(20)에 끼워지며 그 HSG 풀리(20)와 나사 결합되고, 그 HSG 풀리(20)를 관통한 HSG 샤프트(10)의 결합 단부에 너트(N)가 체결된다.

여기서, 상기 HSG 풀리(20)는 HSG 모터부(11)의 HSG 베어링(13)에 밀착되게 결합되며, HSG 샤프트(10)의 결합 단부에 나사 식으로 결합될 수 있다. 그리고 상기 HSG 풀리(20)에는 HSG 샤프트(10)가 끼워지는 결합홀(21)을 형성하고 있다.

또한, 상기 HSG 샤프트(10)의 HSG 풀리(20) 및 너트(N)가 체결되는 결합 부위의 외주 면에는 수 나사산(31)이 형성되고, HSG 풀리(20)의 결합홀(21) 내주 면에는 HSG 샤프트(10)의 수 나사산(31)과 나사 결합하는 암 나사산(41)이 형성된다. 이 경우 상기 HSG 샤프트(10)의 수 나사산(31)과 HSG 풀리(20)의 암 나사산(41)은 각각 오른 나사산과 왼 나사산으로 구비될 수 있다.

본 발명의 실시 예에서, 상기와 같은 HSG 샤프트(10)와 HSG 풀리(20)의 수 나사산(31)과 암 나사산(41)에 의한 나사 체결력은 HSG 풀리(20)의 풀리 면과 HSG 베어링(13)의 면압으로 작용하게 된다.

따라서, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조(100)에 의하면, 우선 HSG 모터부(11)의 HSG 샤프트(10) 결합 단부에 HSG 풀리(20)를 나사 체결한다.

여기서, 상기 HSG 샤프트(10)의 결합 단부를 HSG 풀리(20)의 결합홀(21)에 끼우며 HSG 풀리(20)를 회전시키게 되면, HSG 샤프트(10)의 수 나사산(31)과 HSG 풀리(20)의 암 나사산(41)이 나사 결합되며, 그 HSG 샤프트(10)의 HSG 풀리(20)는 상호 체결된다. 이때, 상기 HSG 풀리(20)의 풀리면은 HSG 모터부(11)의 HSG 베어링(13)에 밀착되는 바, HSG 샤프트(10)와 HSG 풀리(20)의 나사 체결력에 의해 HSG 풀리(20)의 풀리 면과 HSG 베어링(13)의 면압을 지지할 수 있게 된다.

이와 같은 상태에서 HSG 풀리(20)의 결합홀(21)을 관통한 HSG 샤프트(10)의 단부에 너트(N)를 체결하게 되면, 본 발명의 실시 예에 의한 HSG 샤프트(10)와 HSG 풀리(20)의 결합이 완료된다.

이로써, 본 발명의 실시 예에서는 HSG 샤프트(10)와 HSG 풀리(20)를 나사 식으로 체결함에 따라, HSG에 걸리는 토크의 방향에 무관하게 동일한 풀림 저항을 발휘할 수 있으므로, HSG 풀리(20)의 장착 토크가 풀려 드라이브 벨트가 손상되고, 이로 인해 엔진 토탈 손상 문제가 필드에서 발생하는 것을 미연에 방지할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 종래 기술과 달리 풀리 키를 이용하여 HSG 샤프트(10)와 HSG 풀리(20)를 체결하지 않고 나사 식으로 체결함에 따라, 종래 기술과 같이 풀리 키와 키 장착홈 치수 불량 시 순간적인 토크인가 변동에 의해 풀리 키와 키 장착 부위에 손상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에서는 HSG 샤프트(10)와 HSG 풀리(20)의 나사 체결력에 의해 HSG 풀리(20)의 풀리 면과 HSG 베어링(13)의 면압을 지지할 수 있으므로, HSG 풀리(20)의 풀리 면과 HSG 베어링(13)의 상대 회전에 따른 HSG 풀리(20)의 마모 및 변형 유발을 방지할 수 있다.

더 나아가, 본 발명의 실시 예에서는 풀림 저항을 형성하는 HSG 풀리(20)와 HSG 베어링(13) 사이의 면압이 너트, HSG 풀리, 풀리 키, HSG 샤프트, 베어링 및 스토퍼 등의 많은 부품의 치수에 영향을 받는 종래 기술과 달리, HSG 샤프트(10)와 HSG 풀리(20)의 나사 체결력에 영향을 받기 때문에, HSG 조립 공정 관리의 자유도 증대로 인한 원가 절감을 도모할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

10... HSG 샤프트
11... HSG 모터부
13... HSG 베어링
20... HSG 풀리
21... 결합홀
31... 수 나사산
41... 암 나사산
N... 너트

Claims (3)

1. 하이브리드 스타터 제너레이터(HSG)의 샤프트와 HSG 풀리를 결합하기 위한 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조에 있어서,
   상기 HSG 샤프트는 상기 HSG 풀리에 끼워지며 그 HSG 풀리와 나사 결합되고, 상기 HSG 풀리를 관통한 상기 HSG 샤프트의 결합 단부에 너트가 체결되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 HSG의 샤프트 외주 면에 수 나사산이 형성되고, 상기 HSG 풀리의 내주 면에 암 나사산이 형성되는 것을 특징으로 하는 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 HSG 샤프트와 HSG 풀리의 나사 체결력은 상기 HSG 풀리의 풀리 면과 HSG 베어링의 면압으로 작용하는 것을 특징으로 하는 하이브리드 스타터 제너레이터의 풀리 및 샤프트 체결 구조.

Images