KR20190009135A - 동력 전달 장치 - Google Patents

Abstract

풀리를 사용하여 동력을 전달하는 구조에서 풀리와 베어링의 접촉구조를 변경하여 풀리의 고정구조를 강건화시킴으로써, 슬립을 방지할 수 있는 동력 전달 장치가 소개된다.

Description

동력 전달 장치{POWER TRANSMISSION DEVICE}

본 발명은 동력 전달 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 풀리를 사용하여 동력을 전달하는 구조에서, 풀리와 베어링의 접촉구조를 변경하여 풀리의 고정구조를 강건화시킴으로써, 슬립을 방지할 수 있는 동력 전달 장치에 관한 것이다.

TMED(Transmission Mounted Electric Device)방식의 HEV 차량에서 엔진시동 및 주행 중 고전압 배터리 충전을 위해 구동모터 외에 별도의 하이브리드 시동 발전기(HSG:Hybrid Starter Generator)를 채택하고 있다. HSG의 경우 엔진과 벨트로 연결되어 동력을 전달하는 구조를 가지고 있다.

종래에는 HSG와 벨트 사이에 동력전달을 위해 풀리 구조를 사용하고 있는데, 이러한 풀리가 이상원인에 의해 동력전달이 불가능해지면 차량의 운전성(소음)에 영향을 주고 심각한 경우 주행불가로 이어질 수 있다.

풀리의 동력전달에 이상이 없도록 너트를 사용하여 풀리를 고정 및 설계 안전성을 확보하였으나, 풀리와 샤프트 사이에 이물에 의한 공간이 발생하는 등의 기타 품질요인에 의해서 풀리 너트가 회전하여 풀리 부분이 손상되는 문제점이 있었다.

따라서, HSG의 풀리의 고정구조를 강건화하여 품질이상이 있더라도 제품을 보호할 수 있는 솔루션이 필요하였던 것이다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2012-0079904 A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 풀리를 사용하여 동력을 전달하는 구조에서 풀리와 베어링의 접촉구조를 변경하여 풀리의 고정구조를 강건화시킴으로써, 슬립을 방지할 수 있는 동력 전달 장치를 제공하고자 함이다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 동력 전달 장치는, 모터의 회전축에 결합되어 일체로 회전하는 풀리; 상기 모터의 본체와 상기 풀리 사이에 배치되도록 회전축에 결합된 베어링; 및 상기 풀리와 상기 베어링이 서로 대면하는 면 중에서 어느 하나의 일면에 결합된 탄성부재;를 포함한다.

상기 풀리와 상기 베어링이 서로 대면하는 면 중에서 어느 하나의 일면에는 대면하는 상대면 쪽으로 개구된 개구홈이 형성되고, 상기 탄성부재는 일측이 상기 개구홈으로 삽입되고 타측이 상기 개구홈으로부터 돌출되어서 상대면에 압축상태로 접촉 설치된 것을 특징으로 한다.

상기 개구홈은 상기 풀리와 상기 베어링의 어느 한 일면에서 원주방향을 따라 연결된 원형의 홈으로 형성된 것을 특징으로 한다.

상기 개구홈은 상기 풀리와 상기 베어링의 어느 한 일면에서 원주방향을 따라 연결된 원형의 홈으로 형성되고, 상기 탄성부재는 원형 띠 모양으로 형성된 고무재질의 오링인 것을 특징으로 한다.

상기 개구홈은 상기 풀리에 대면하는 상기 베어링의 내륜면에 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 동력 전달 장치는, 모터의 회전축에 결합되어 일체로 회전하는 풀리; 상기 모터의 본체와 상기 풀리 사이에 배치되도록 회전축에 결합되고, 상기 풀리에 대면하는 면에 원주방향을 따라 연결된 원형의 홈이 형성된 베어링; 일측이 상기 홈으로 삽입되고 타측이 상기 홈으로부터 돌출되어서 풀리면에 압축상태로 접촉 설치된 탄성부재; 및 상기 모터의 회전력을 전달하도록 상기 풀리를 회전축에 고정시키는 너트; 를 포함한다.

상기 홈은 상기 풀리에 대면하는 상기 베어링의 내륜면에 형성된 것을 특징으로 한다.

본 발명의 동력 전달 장치에 따르면, 풀리를 사용하여 동력을 전달하는 구조에서 풀리와 베어링의 접촉구조를 변경하여 풀리의 고정구조를 강건화시킴으로써, 슬립을 방지할 수 있다.

또한, 샤프트, 베어링/풀리 간 열팽창 계수 상이에 따른 공차를 흡수할 수 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 전달 장치의 구조.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 전달 장치의 베어링의 구조.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시형태에 따른 동력 전달 장치에 대하여 살펴본다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 전달 장치의 구조이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 전달 장치의 베어링의 구조이다.

본 발명은 풀리 및 벨트를 사용하여 토크를 전달하는 동력 전달 장치에 적용될 수 있으며, 이하에서는 본 발명의 일 실시예로서 본 발명이 적용된 동력 전달 장치인 하이브리드 시동 발전기(HSG:Hybrid Starter Generator)를 예를 들어 도 1 내지 5를 설명하겠다.(하이브리드 시동 발전기(HSG:Hybrid Starter Generator)는 풀리 및 벨트를 통해 엔진과 연결되어 엔진을 시동시키거나 차량 내 전장품에 전력을 공급하는 역할과 발전을 통해 배터리를 충전하는 역할을 수행한다.)

먼저 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 동력 전달 장치는, 모터의 회전축(130)에 결합되어 일체로 회전하는 풀리(200); 상기 모터의 본체(100)와 상기 풀리(200) 사이에 배치되도록 회전축(130)에 결합된 베어링(300); 및 상기 풀리(200)와 상기 베어링(300)이 서로 대면하는 면 중에서 어느 하나의 일면에 결합된 탄성부재(400);를 포함할 수 있다.

여기서, 풀리(200)는 모터의 회전축(130)과 회전중심이 일치되게 결합되고, 모터의 동력을 벨트를 통해 엔진에 전달하게 된다.

베어링(300)은 본 발명의 일 실시예로서, 내륜과 외륜을 가지는 볼베어링일 수 있고, 베어링(300)의 내륜에 모터의 회전축(130)이 관통하여 모터의 본체(100)와 풀리(200) 사이에 배치될 수 있으며, 회전 마찰력을 감소시키는 역할을 수행한다. 배치와 관련하여 구체적으로, 베어링(300)은 회전축(130)에 형성된 스토퍼(600)와 풀리(200) 사이에 배치될 수 있다.

회전축(130)은 모터의 동력을 풀리(200)에 전달시키는 샤프트로써, 풀리(200) 및 베어링(300), 너트(500)와 결합되고, 풀리(200)를 회전축(130)에 고정시키는 반달키(700) 및 상술한 스토퍼(600)가 형성되어 있다.

너트(500)는 도 2를 참조하면, 풀리(200)가 회전축(130)에 결합되어 동력을 벨트를 통해 엔진에 전달하도록 고정력을 발생시키는 기계요소로써, 너트(500)에 의해 풀리(200)는 베어링(300)과 면대면 면압 고정력이 형성되고, 후술할 풀리(200)와 베어링(300)이 대면하는 면에 탄성부재(400)가 배치되어 탄성부재(400)에 의한 마찰력이 형성된다. 이 마찰력의 형성으로 풀리(200)와 베어링(300)의 고정력이 향상될 수 있다.

탄성부재(400)는 풀리(200)와 베어링(300)이 서로 대면하는 면 중에서 어느 하나의 일면에 압축상태로 결합될 수 있으며, 상술한 풀리(200)와 베어링(300) 사이의 면대면 면압 외에 압축상태의 탄성부재(400)에 의한 탄성력을 형성하게 되어 풀리(200)와 회전축(130) 간의 이물에 의한 공간 발생으로 고정력 저하 및 슬립을 방지하는 역할을 수행한다. 구체적으로, 이물 등의 풀리(200)의 고정력을 저하시키는 요인에 의해 풀리(200)의 고정력이 저하되더라도, 압축상태의 탄성부재(400)가 복원력인 탄성력에 의해 풀리(200)를 고정시키게 된다. 이를 통해, 풀리(200) 고정구조의 강건화가 가능하다.

탄성부재(400)가 배치되는 형태는 다양한 실시형태가 존재할 수 있으며, 다양한 실시형태 중 탄성부재(400)가 풀리(200)와 베어링(300)이 대면하는 면 사이에 배치되는 형태 이외에 탄성부재(400)의 이탈 방지를 위해 후술할 풀리(200)와 베어링(300)이 서로 대면하는 면 중에서 어느 하나의 일면에 대면하는 상대면 쪽으로 개구된 개구홈이 형성되고, 이 개구홈에 탄성부재(400)가 배치되는 형태가 있을 수 있다.(도 1에서는 베어링(300)의 내륜면과 풀리(200)면 사이에 탄성부재(400)가 배치된 형태를 도시하고 있으나, 베어링(300)에 대면되는 풀리(200)면의 형태에 따라 탄성부재(400)가 배치되는 위치는 다양하게 존재할 수 있다.)

탄성부재(400)가 배치되는 일 실시예로서, 풀리(200)와 베어링(300)이 서로 대면하는 면 중에서 어느 하나의 일면에는 대면하는 상대면 쪽으로 개구된 개구홈이 형성될 수 있다.

여기서, 풀리(200)와 베어링(300)이 서로 대면하는 면 중에서 풀리(200) 또는 베어링(300)의 일면에 개구홈이 형성될 수 있고, 탄성부재(400)는 일측이 개구홈으로 삽입되고 타측이 개구홈으로부터 돌출되어서 상대면에 압축상태로 접촉 설치될 수 있다. 이를 통해, 풀리(200)와 베어링(300)간에 면대면 면압뿐만 아니라 압축상태의 탄성부재(400)에 의한 마찰력으로 고정력을 향상시킬 수 있고, 풀리(200)의 고정력을 저하시키는 요인에 의한 공간 발생 등으로 고정력(내지 면압)이 저하되는 경우에도 압축상태 탄성부재(400)의 복원력인 탄성력으로 강건화가 가능하여 풀리(200)의 슬립을 방지할 수 있다.

개구홈 형성 및 탄성부재(400)의 배치는 다양한 실시형태가 존재할 수 있는 데, 다양한 실시형태 중 일 실시형태로서 개구홈은 풀리(200)와 베어링(300)이 대면하는 면의 일부에 형성되고, 탄성부재(400)는 상기 일부면에 삽입되어 배치되는 실시형태와 개구홈은 풀리(200)와 베어링(300)의 어느 한 일면에서 원주방향을 따라 연결된 원형의 홈으로 형성되고, 탄성부재(400)는 원형 띠 모양으로 형성된 고무재질의 오링으로써 홈에 배치되는 실시형태가 있을 수 있다. 원형 띠 모양의 탄성부재(400)를 사용하는 후자의 경우, 전자의 경우보다 풀리(200)와 베어링(300) 간의 균일한 고정력을 발생시킬 수 있다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예로서 개구홈은 풀리(200)에 대면하는 베어링(300)의 내륜(320)면에 형성될 수 있다. 구체적으로, 도 3의 절단면(1)을 나타내는 도 4 내지 도 5를 참조하면, 풀리(200)에 대면하는 면인 내륜(320)면에 개구홈(322)이 형성되고, 이 개구홈(322)에 탄성부재(400)의 일측이 삽입되고 타측이 개구홈으로부터 돌출되어서 풀리(200)면에 압축상태로 접촉 설치된다. 탄성부재(400)의 설치에 따라 발생되는 풀리(200)의 강건화 구조로 인해 회전축(130), 풀리(200), 베어링(300)의 열팽창 계수 상이에 따른 공차 흡수가 가능하다.

본 발명의 일 실시예에 따른 동력 전달 장치는, 모터의 회전축(130)에 결합되어 일체로 회전하는 풀리(200); 상기 모터의 본체(100)와 상기 풀리(200) 사이에 배치되도록 회전축(130)에 결합되고, 상기 풀리(200)에 대면하는 면에 원주방향을 따라 연결된 원형의 홈이 형성된 베어링(300); 일측이 상기 홈으로 삽입되고 타측이 상기 홈으로부터 돌출되어서 풀리(200)면에 압축상태로 접촉 설치된 탄성부재(400); 및 상기 모터의 회전력을 전달하도록 상기 풀리(200)를 회전축(130)에 고정시키는 너트(500); 를 포함할 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 여러 실시형태에 따른 동력 전달 장치는, 풀리를 사용하여 동력을 전달하는 구조에서 풀리와 베어링의 접촉구조를 변경함으로써, 풀리의 고정구조를 강건화하여 슬립을 방지할 수 있다.

또한, 샤프트, 베어링/풀리 간 열팽창 계수 상이에 따른 공차를 흡수할 수 있다.

본 발명의 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

100: 모터의 본체 130: 회전축
200: 풀리 300: 베어링
320: 내륜 322: 개구홈
340: 외륜 360: 볼
400: 탄성부재 500: 너트
600: 스토퍼 700: 반달키

Claims (7)

1. 모터의 회전축에 결합되어 일체로 회전하는 풀리;
   상기 모터의 본체와 상기 풀리 사이에 배치되도록 회전축에 결합된 베어링; 및
   상기 풀리와 상기 베어링이 서로 대면하는 면 중에서 어느 하나의 일면에 결합된 탄성부재;를 포함하는 동력 전달 장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 풀리와 상기 베어링이 서로 대면하는 면 중에서 어느 하나의 일면에는 대면하는 상대면 쪽으로 개구된 개구홈이 형성되고,
   상기 탄성부재는 일측이 상기 개구홈으로 삽입되고 타측이 상기 개구홈으로부터 돌출되어서 상대면에 압축상태로 접촉 설치된 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
3. 청구항 2에 있어서,
   상기 개구홈은 상기 풀리와 상기 베어링의 어느 한 일면에서 원주방향을 따라 연결된 원형의 홈으로 형성된 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
4. 청구항 2에 있어서,
   상기 개구홈은 상기 풀리와 상기 베어링의 어느 한 일면에서 원주방향을 따라 연결된 원형의 홈으로 형성되고,
   상기 탄성부재는 원형 띠 모양으로 형성된 고무재질의 오링인 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
5. 청구항 2에 있어서,
   상기 개구홈은 상기 풀리에 대면하는 상기 베어링의 내륜면에 형성된 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.
6. 모터의 회전축에 결합되어 일체로 회전하는 풀리;
   상기 모터의 본체와 상기 풀리 사이에 배치되도록 회전축에 결합되고, 상기 풀리에 대면하는 면에 원주방향을 따라 연결된 원형의 홈이 형성된 베어링;
   일측이 상기 홈으로 삽입되고 타측이 상기 홈으로부터 돌출되어서 풀리면에 압축상태로 접촉 설치된 탄성부재; 및
   상기 모터의 회전력을 전달하도록 상기 풀리를 회전축에 고정시키는 너트; 를 포함하는 동력 전달 장치.
7. 청구항 6에 있어서,
   상기 홈은 상기 풀리에 대면하는 상기 베어링의 내륜면에 형성된 것을 특징으로 하는 동력 전달 장치.

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