KR20190028011A

KR20190028011A - 풀리 조립체

Info

Publication number: KR20190028011A
Application number: KR1020170114879A
Authority: KR
Inventors: 최금림; 이근석
Original assignee: 현대자동차주식회사; 기아자동차주식회사
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2019-03-18
Also published as: KR102429019B1; US20190078677A1; US10677339B2

Abstract

풀리 조립체가 개시된다. 개시된 본 발명의 예시적인 일 실시 예에 따른 풀리 조립체는, ISG의 ISG 구동축과 엔진을 벨트를 통해 연결하는 것으로서, ⅰ)벨트가 감기는 풀리부재와, ⅱ)풀리부재의 내주 면에 고정되는 스프링 허브와, ⅲ)스프링 허브의 내주 면과 설정된 간격을 두고 회전 가능하게 설치되며, ISG 구동축과 연결되는 ISG 허브와, ⅳ)스프링 허브 및 ISG 허브에 구비되며, ISG 허브의 회전을 설정된 회전 각으로 제한하는 리미트 유닛과, ⅴ)스프링 허브에 둘레 방향을 따라 방사 상으로 삽입되며, 한쪽 단부는 스프링 허브에 고정되고, 다른 한쪽 단부는 ISG 허브를 관통하는 다수 개의 판 스프링들을 포함할 수 있다.

Description

풀리 조립체 {PULY ASSEMBLY}

본 발명의 예시적인 실시 예는 ISG(Integrated Starter Generator; 통상적으로 "통합 시동 발전기"라고도 하며, 이하에서는 편의 상 "ISG" 라고 한다) 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 ISG 시스템의 ISG 구동축과 엔진을 벨트를 통해 연결하는 ISG 시스템용 풀리 조립체에 관한 것이다.

차량의 엔진에서 서펀타인 벨트(serpentine belt)를 이용하여 엔진의 출력축의 한 부분을 벨트 구동 액서세리 부품들로 전달하는 것은 널리 알려져 있다. 일반적으로, 각 부품들은 벨트와 체결되어 구동되는 풀리를 포함하고, 벨트는 엔진의 크랭크 샤프트에 직접 연결된 출력 풀리에 의해서 구동된다.

내연기관 엔진은 펄스 타입 구동력으로 작동되고, 가속과 감속을 반복하며, 진동과 소음을 유발한다. 이러한 변화하는 속도의 결과로써, 크랭크 샤프트에 의해서 작동되는 벨트 구동 액서세리 부품들은 가속과 감속을 반복하게 된다. 결과적으로, 속도의 급격한 변동과 진동 때문에 부품의 내구성을 저하시키면서, 높은 레벨의 소음과 진동을 야기시킬 수 있다.

부가적으로, 변속, 엔진시동, 및 시동오프와 같이, 급격한 엔진의 가속과 감속은 벨트와 풀리 사이에 슬립을 유발할 뿐만 아니라 벨트에 높은 부하를 유발할 수 있다.

부품의 풀리는 드라이브 샤프트에 회전 가능하게 장착되는데, 이와 같은 벨트 구동 액서세리 부품의 한 예는 알터네이터를 포함한다. 이와 같이 알터네이터와 엔진을 연결하는 벨트의 수명을 증대하고, 벨트 장력을 줄여 연비를 높이기 위해 기존에 OAP(Overruning Alternator Pully), OAD(Overruning Alternator Decoupler)가 사용되었다

OAP는 풀리 내부에 원웨이 클러치를 구성하고, OAD는 풀리 내부에 원웨이 클러치와 스프링을 구성하고 있다. 아울러, OAD는 스프링이 있어 OAP보다 진동을 흡수하는 성능이 우수하지만 하나의 스프링을 통해 하중이 전달되고 지속적으로 비틀림 진동을 받기 때문에 스프링과 스프링 허브가 파손될 수 있다.

한편, 벨트형 ISG(Integrated Starter Generator)는 시동과 발전 시 토크의 방향이 달라지기 때문에, 상기한 바와 같은 원웨이 클러치나 코일 스프링을 이용한 풀리를 적용하지 못하고 있다.

따라서, ISG는 아무런 기구가 내장되지 않는 솔리드 타입의 풀리를 사용하게 되는데, 이는 벨트의 진동을 흡수하지 못하여 벨트 슬립으로 인한 내구성능 악화 및 벨트의 장력 증대로 인한 연비 하락을 유발할 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 종래 기술이 아닌 사항을 포함할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시 예들은 ISG 시스템의 엔진 시동 및 발전 시 토크의 방향이 달라짐으로 인해 발생하는 벨트의 진동을 간단한 구성으로 흡수할 수 있도록 한 ISG 시스템용 풀리 조립체를 제공하고자 한다.

본 발명의 예시적인 실시 예에 따른 풀리 조립체는, ISG의 ISG 구동축과 엔진을 벨트를 통해 연결하는 것으로서, ⅰ)상기 벨트가 감기는 풀리부재와, ⅱ)상기 풀리부재의 내주 면에 고정되는 스프링 허브와, ⅲ)상기 스프링 허브의 내주 면과 설정된 간격을 두고 회전 가능하게 설치되며, 상기 ISG 구동축과 연결되는 ISG 허브와, ⅳ)상기 스프링 허브 및 ISG 허브에 구비되며, 상기 ISG 허브의 회전을 설정된 회전 각으로 제한하는 리미트 유닛과, ⅴ)상기 스프링 허브에 둘레 방향을 따라 방사 상으로 삽입되며, 한쪽 단부는 상기 스프링 허브에 고정되고, 다른 한쪽 단부는 상기 ISG 허브를 관통하는 다수 개의 판 스프링들을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체에 있어서, 상기 리미트 유닛은 상기 스프링 허브의 내주 면에 내부 중심 방향으로 돌출되게 형성되는 적어도 하나의 제1 리미터 돌기와, 상기 제1 리미터 돌기를 사이에 두고 상기 ISG 허브의 외주 면에 한 쌍으로 돌출되며, 상기 제1 리미터 돌기와의 사이에 상기 ISG 허브의 설정된 회전 각에 대응하는 유격을 형성하는 제2 리미터 돌기를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체에 있어서, 상기 스프링 허브는 둘레 방향을 따라 설정된 간격을 두고 제1 관통 홀들을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체에 있어서, 상기 스프링 허브는 상기 제1 관통 홀과 연결되는 고정 홈을 외주 면에 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체에 있어서, 상기 ISG 허브는 상기 제1 관통 홀들과 각각 대응하는 위치에 제2 관통 홀들을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체에 있어서, 상기 판 스프링은 상기 고정 홈에 결합되는 고정부와, 상기 고정부와 일체로 연결되며, 상기 제1 및 제2 관통 홀에 삽입되는 스프링부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체에 있어서, 상기 판 스프링은 "Т"형상으로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체에 있어서, 상기 제2 관통 홀들의 단면은 상기 ISG 허브의 둘레 방향을 기준으로 양측에 스플라인 곡선을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체는, 상기 스프링 허브의 양측 단부 내주 면과 상기 ISG 허브의 외주 면 사이에 각각 개재되는 베어링을 더 포함할 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체는, ISG의 ISG 구동축과 엔진을 벨트를 통해 연결하는 것으로서, ⅰ)상기 벨트가 감기는 풀리부재와, ⅱ)상기 풀리부재의 내주 면에 고정되며, 내부 중심 방향으로 돌출된 적어도 하나의 제1 리미터 돌기를 내주 면에 형성하고, 둘레 방향을 따라 설정된 간격으로 제1 관통 홀들을 형성하는 스프링 허브와, ⅲ)상기 ISG 구동축과 연결되고, 상기 스프링 허브의 내주 면과 설정된 간격을 두고 회전 가능하게 배치되며, 상기 제1 리미터 돌기를 사이에 두고 상기 제1 리미터 돌기와의 사이에 유격을 지니도록 돌출된 한 쌍의 제2 리미터 돌기를 외주 면에 형성하고, 상기 제1 관통 홀들과 각각 대응하는 위치에 제2 관통 홀들을 형성하는 ISG 허브와, ⅳ)상기 스프링 허브의 양측 단부 내주 면과 상기 ISG 허브의 외주 면 사이에 각각 개재되는 베어링과, ⅴ)한쪽 단부는 상기 제1 관통 홀들에 삽입되며 상기 스프링 허브의 외주 면에 고정되고, 다른 한쪽 단부는 상기 제2 관통 홀들을 통해 상기 ISG 허브를 관통하는 다수 개의 판 스프링들을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체에 있어서, 상기 제1 및 제2 리미터 돌기는 상기 ISG 허브의 회전을 상기 유격에 상응하는 설정된 회전 각으로 제한할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체에 있어서, 상기 한 쌍의 제2 리미터 돌기는 상기 ISG 허브의 둘레 방향을 따라 이격되게 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체에 있어서, 상기 판 스프링은 상기 스프링 허브의 외주 면에 결합되는 고정부와, 상기 고정부와 일체로 연결되며, 상기 제1 및 제2 관통 홀에 삽입되는 스프링부를 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체에 있어서, 상기 고정부는 상기 고정 홈에 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체에 있어서, 상기 ISG 허브는 둘레 방향을 따라 설정된 간격을 두고 상기 스프링 허브에 대한 상기 ISG 허브의 삽입 방향을 따라 배치된 원형 단면의 리브들을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체에 있어서, 상기 ISG 허브는 상기 리브들 사이에 상기 제2 관통 홀을 형성할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체에 있어서, 상기 제2 관통 홀들의 단면은 상기 리브들을 통해 상기 ISG 허브의 둘레 방향을 기준으로 양측에 스플라인 곡선을 형성할 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시 예는 ISG 시스템의 엔진 시동 및 발전 시, 풀리부재와 ISG 허브 사이의 양 방향 토크 차이에 의해 발생하는 벨트의 진동 및 소음을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 벨트의 진동을 판 스프링들을 통해 흡수함으로써, 벨트의 슬립을 방지하여 벨트의 슬립 소음 및 마모를 줄일 수 있고, 벨트의 내구 성능을 형상시킬 수 있으며, 벨트의 장력을 감소시켜 연비를 향상시킬 수 있다.

그 외에 본 발명의 실시 예로 인해 얻을 수 있거나 예측되는 효과에 대해서는 본 발명의 실시 예에 대한 상세한 설명에서 직접적 또는 암시적으로 개시하도록 한다. 즉 본 발명의 실시 예에 따라 예측되는 다양한 효과에 대해서는 후술될 상세한 설명 내에서 개시될 것이다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시 예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체를 도시한 결합 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체를 도시한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체를 도시한 배면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체에 적용되는 리미트 유닛을 도시한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체에 적용되는 판 스프링의 결합 구조를 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체에 적용되는 ISG 허브의 판 스프링 장착 구멍을 도시한 도면이다.
도 9는 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체에 적용되는 ISG 허브의 판 스프링 장착 구멍에 스플라인 곡선을 구성하는 예를 도시한 도면이다.
도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체의 작용을 설명하기 위한 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", "...부", " "...수단" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체를 도시한 결합 사시도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체(100)는 엔진 시동 시 크랭크 샤프트로 시동 토크를 인가하며, 엔진의 구동 시에는 발전을 하는 벨트형 ISG 시스템에 적용될 수 있다.

여기서, 상기 ISG 시스템은 기본적으로, 고정자와, 그 고정자의 내측에 일정 공극을 두고 배치되는 회전자와, 그 회전자와 동축으로 연결되는 ISG 구동축(1)을 포함하고 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체(100)는 벨트(도면에 도시되지 않음)를 통하여 ISG 구동축(1)과 엔진을 연결하기 위한 것이다. 여기서, 벨트는 풀리 조립체(100)의 회전력을 엔진으로 전달할 수 있고, 엔진의 회전력을 풀리 조립체(100)로 전달할 수도 있다.

본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체(100)는 ISG 시스템의 엔진 시동 및 발전 시 토크의 방향이 달라짐으로 인해 발생하는 벨트의 진동을 흡수하여 벨트의 내구 성능을 향상시킬 수 있고, 벨트의 장력을 감소시켜 연비를 향상시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체를 도시한 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체를 도시한 배면 구성도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 풀리 조립체(100)는 기본적으로, 풀리부재(10), 스프링 허브(30), ISG 허브(50), 리미트 유닛(70), 그리고 판 스프링(90)들을 포함한다.

상기에서 풀리부재(10)는 내주 면과 외주 면을 형성하고 있으며, 그 외주 면에는 벨트(도면에 도시되지 않음)가 감기는 벨트 홈을 형성하고 있다. 상기 벨트는 엔진에 의해서 회전하는 크랭크 샤프트의 샤프트 풀리와 상기 풀리부재(10)에 감긴다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 스프링 허브(30)는 내주 면과 외주 면을 가진 원통 형 구조로서, 풀리부재(10)의 안쪽에서 그 풀리부재(10)의 내주 면에 고정된다.

이러한 스프링 허브(30)는 둘레 방향을 따라 설정된 간격을 두고 제1 관통 홀(31)들을 형성하고 있다. 예를 들면, 상기 제1 관통 홀(31)은 장방형의 사각 홀들로, 스프링 허브(30)의 내부 중심을 향해 방사 상으로 형성된다.

그리고, 상기 스프링 허브(30)의 외주 면에는 각각의 제1 관통 홀(31)과 연결되는 고정 홈(33)이 형성된다. 예를 들면, 상기 고정 홈(33)은 제1 관통 홀(31)의 가장자리 외측에 사각 형상으로 형성된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 ISG 허브(50)는 파이프 구조로, ISG 시스템의 ISG 구동축(1)과 연결되며, 스프링 허브(30)의 안쪽에 배치된다. 상기 ISG 허브(50)는 스프링 허브(30)의 내주 면과 설정된 간격을 두고 그 스프링 허브(30)에 회전 가능하게 설치된다. 여기서 상기 ISG 구동축(1)은 ISG 허브(50)의 내측으로 삽입되어 고정될 수 있다.

상기에서 ISG 허브(50)를 스프링 허브(30)의 내주 면과 설정된 간격을 두고 그 스프링 허브(30)에 회전 가능하게 지지하기 위해, 스프링 허브(30)의 양측 단부 내주 면과 ISG 허브(50)의 외주 면 사이에는 베어링(60)이 각각 개재된다. 예를 들면, 상기 베어링(60)은 볼 베어링을 포함할 수 있다.

상기 ISG 허브(50)는 둘레 방향을 따라서 스프링 허브(30)의 제1 관통 홀(31)들과 각각 대응하는 위치에 제2 관통 홀(51)들을 형성하고 있다.

상기 제2 관통 홀(51)들을 형성하기 위해 ISG 허브(50)는 둘레 방향을 따라 설정된 간격을 두고 배열되는 원형 단면의 리브(53)들을 형성하고 있다. 상기 리브(53)들은 스프링 허브(30)에 대한 ISG 허브(50)의 삽입 방향을 따라 배치된다. 여기서, 상기 제2 관통 홀(51)들은 리브(53) 사이에 형성된다.

본 발명의 실시 예에서, 상기 리미트 유닛(70)은 ISG 허브(50)의 회전을 설정된 회전 각으로 제한하는 것으로서, 스프링 허브(30) 및 ISG 허브(50)에 구비된다.

이러한 리미트 유닛(70)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이, 스프링 허브(30)에 구비되는 제1 리미터 돌기(71)와, ISG 허브(50)에 구비되는 제2 리미터 돌기(72)를 포함한다.

도 2 및 도 4를 참조하면, 상기 제1 리미터 돌기(71)는 적어도 하나의 개수로 스프링 허브(30)의 내주 면에서 내부 중심 방향으로 돌출되게 형성된다. 예를 들면, 상기 제1 리미터 돌기(71)는 스프링 허브(30)의 일측 단부 및 다른 일측 단부 측에서 내부 반경 방향으로 서로 마주하며 돌출되게 형성될 수 있다.

그리고, 상기 제2 리미터 돌기(72)는 각각의 제1 리미터 돌기(71)에 대응하여 ISG 허브(50)의 외주 면에 한 쌍으로 돌출되게 형성된다. 상기 한 쌍의 제2 리미터 돌기(72)는 제1 리미터 돌기(71)를 사이에 두고 ISG 허브(50)의 둘레 방향을 따라 이격되게 형성된다.

상기 한 쌍의 제2 리미터 돌기(72)는 제1 리미터 돌기(71)와의 사이에 ISG 허브(50)의 설정된 회전 각에 대응하는 유격을 형성한다. 이에 상기 제1 및 제2 리미터 돌기(71, 72)는 스프링 허브(30)에 대한 ISG 허브(50)의 회전을 상기한 유격에 상응하는 설정된 회전 각으로 제한할 수 있다.

상기와 같이 스프링 허브(30) 및 ISG 허브(50)에 제1 및 제2 리미터 돌기(71, 72)를 적용한 이유는 다음과 같다. 일반적으로 ISG 시스템은 엔진 시동 시에 높은 토크로 구동되고, 발전 시에는 낮은 토크로 구동됨에 따라 양 방향 토크 차이가 많이 발생되므로, 벨트의 진동이 발생할 수 있다.

이에 벨트의 진동을 흡수하기 위해 스프링 허브(30)와 ISG 허브(50) 사이에 뒤에서 더욱 설명될 판 스프링(90)을 적용하는 경우, 판 스프링(90)의 탄성계수를 크게 설정하면, 판 스프링(90)은 진동을 흡수하지 못한다. 그리고, 판 스프링(90)의 탄성계수를 작게 설정하면, 판 스프링(90)은 진동을 흡수할 수 있지만 항복 강도를 넘어설 수 있다.

따라서, 판 스프링(90)의 탄성계수를 작게 설정하는 경우, 판 스프링(90)의 항복 강도를 넘어서지 않도록 하기 위해, 리미트 유닛(70)의 제1 및 제2 리미터 돌기(71, 72)는 ISG 허브(50)가 스프링 허브(30)에 대하여 일정 각도 이상 회전되지 않게 한다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 판 스프링(90)들은 ISG 시스템의 엔진 시동 및 발전 시 토크의 방향이 달라짐으로 인해 발생하는 벨트의 진동을 흡수하기 위한 것이다.

도 5 내지 도 7은 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체에 적용되는 판 스프링의 결합 구조를 도시한 도면이다.

도 2와 함께 도 5 내지 도 7을 참조하면, 본 발명의 실시 예에서 상기 판 스프링(90)들은 스프링 허브(30)에 둘레 방향을 따라 방사 상으로 삽입되는 바, 판 스프링(90)들의 한쪽 단부는 스프링 허브(30)에 고정되고, 판 스프링(90)들의 다른 한쪽 단부는 ISG 허브(50)를 관통한다.

즉, 상기 판 스프링(90)들의 한쪽 단부는 스프링 허브(30)의 제1 관통 홀(31)들에 삽입되며 그 스프링 허브(30)의 외주 면에 고정되고, 다른 한쪽 단부는 ISG 허브(50)의 제2 관통 홀(51)들을 통해 그 ISG 허브(50)를 관통한다.

상기 판 스프링(90)들은 설정된 탄성계수를 지니며, 예를 들면 "Т"형상으로 구비된다. 이러한 판 스프링(90)들은 고정부(91)와 스프링부(92)를 포함하고 있다.

상기 고정부(91)는 스프링 허브(30)의 외주 면에 결합되며 그 외주 면을 지지한다. 상기 고정부(91)는 위에서 언급한 바 있는 스프링 허브(30)의 고정 홈(33)에 결합되며, 스프링 허브(30)의 외주 면을 지지한다. 그리고 상기 고정부(91)는 스프링 허브(30)의 외주 면에 상응하는 곡률을 형성하고 있다.

상기 스프링부(92)는 고정부(91)와 일체로 연결되는 것으로, 스프링 허브(30)의 제1 관통 홀(31) 및 ISG 허브(50)의 제2 관통 홀(51)에 삽입된다. 본 발명의 실시 예에서 판 스프링(90)은"Т"형상으로 구비되는 것에 반드시 한정되지 않고, 스프링 허브(30) 및 ISG 허브(50)에 삽입되며 그 스프링 허브(30)에 고정될 수 있는 다양한 형상으로 구비될 수도 있다.

상기와 같이 스프링 허브(30) 및 ISG 허브(50)에 판 스프링(90)들을 적용한 이유는 다음과 같다. 통상의 코일 스프링은 이의 양 끝단이 비틀림에 대한 힘을 지지하기 때문에 한쪽 방향의 힘만을 지지할 수 있다. 그러나, 상기와 같은 판 스프링(90)은 양쪽 방향의 힘을 지지할 수 있기 때문에, 본 발명의 실시 예에서 ISG 시스템의 엔진 시동 및 발전 시 토크의 방향이 달라짐으로 인해 발생하는 벨트의 진동을 흡수할 수 있다.

한편, 본 발명의 실시 예에서 상기 ISG 허브(50)의 제2 관통 홀(51)들은 위에서 언급한 바와 같이, 리브(53)들 사이에 형성된다. 이러한 제2 관통 홀(51)들의 단면은 도 8에 도시된 바와 같이, ISG 허브(50)의 둘레 방향을 기준으로 양측에 스플라인 곡선(57)을 형성하고 있다.

이하에서는 상기 제2 관통 홀(51)들의 단면에 스플라인 곡선(57)을 구성하는 예를 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.

도 9를 참조하면, 도면에서 L=판 스프링이 받는 하중의 길이, R=스프링 허브의 반지름, ∂=판 스프링의 처짐 길이, θ₂=판 스프링 하중 단의 각도, θ₁=ISG 허브의 회전각, H=제2 관통 홀 구멍 단면의 중심부터의 거리, E=영률, I=단면적의 2차 모멘트라고 할 때, ISG 허브(50)가 θ₁만큼 회전하면 판 스프링(90)은

만큼 처지게 된다.

그리고, L이 일정하다고 가정하면,

의 캔틸레버 처짐 공식에 의해

가 된다. 이때 P는 하중을 나타낸다.

따라서, 상기 제2 관통 홀(51)들의 구명의 단면은 ISG 허브(50)의 R에서

만큼 떨어진 위치에 θ₂의 각도를 가지는 접선들의 교점을 연결하는 스플라인 곡선으로 구성할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체(100)의 작용을 앞서 개시한 도면들 및 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.

도 10은 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체의 작용을 설명하기 위한 도면이다.

우선, 도 10의 (a)를 참조하면, 풀리부재(10)에 고정된 스프링 허브(30)와, 그 스프링 허브(30)에 회전 가능하게 지지된 ISG 허브(50) 사이에 토크가 작용하지 않는 경우, 도 4의 (a)에서와 같이, 스프링 허브(30)의 제1 리미터 돌기(71)는 ISG 허브(50)의 제2 리미터 돌기(72) 사이에서 그 제2 리미터 돌기(72)와 떨어진 상태를 유지하고 있다.

이와 같은 상태에서, ISG 시스템의 엔진 시동 및 발전 시, 본 발명의 실시 예에서는 풀리부재(10)에 작용하는 토크의 방향이 달라지고, 토크 차이가 발생하게 된다.

그러면, 도 10의 (b)에서와 같이 ISG 허브(50)는 스프링 허브(30)에 대해 한쪽 방향으로 회전한다. 이에, 판 스프링(90)들은 ISG 허브(50)의 리브(53)들에 의해 스프링부(92)가 스플라인 곡선(57)을 따라 ISG 허브(50)의 회전 방향으로 휘어지면서 양 방향 토크 차이에 대한 벨트의 진동을 흡수한다.

상기한 과정에, 도 4의 (b)에서와 같이, 상기 ISG 허브(50)의 제2 리미터 돌기(72)는 스프링 허브(30)의 제1 리미터 돌기(71)에 걸리게 되고, 이에 따라 ISG 허브(50)는 스프링 허브(30)에 대하여 일정 각도 이상 회전되지 않게 된다.

따라서, 본 발명의 실시 예에서는 양 방향 토크 차이에 대한 벨트의 진동을 흡수하기 위해 판 스프링(90)의 탄성계수를 작게 설정하는 경우, 제1 및 제2 리미터 돌기(71, 72)를 통하여 ISG 허브(50)가 일정 각도 이상 회전되지 않게 함으로써, 판 스프링(90)이 항복 강도를 넘어서며 탄성 변형되는 것을 방지할 수 있다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시 예에 따른 풀리 조립체(100)에 의하면, ISG 시스템의 엔진 시동 및 발전 시, 풀리부재(10)와 ISG 허브(50) 사이의 양 방향 토크 차이에 의해 발생하는 벨트의 진동 및 소음을 줄일 수 있다.

또한, 본 발명의 실시 예에서는 벨트의 진동을 판 스프링(90)들을 통해 흡수함으로써, 벨트의 슬립을 방지하여 벨트의 슬립 소음 및 마모를 줄일 수 있고, 벨트의 내구 성능을 형상시킬 수 있으며, 벨트의 장력을 감소시켜 연비를 향상시킬 수 있다.

상술한 바와 같이 본 발명의 실시 예에서는 벨트를 통하여 ISG 구동축(1)과 엔진을 연결하는 풀리 조립체(100)를 설명하였으나, 이에 한정되지 않고, 엔진의 크랭크 축과 벨트를 통해 연결되어 소정의 구동 시스템으로 동력을 전달하는 풀리 조립체라면 본 발명의 기술적 사상이 적용될 수 있다.

이상을 통해 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 상세한 설명 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 본 발명의 범위에 속하는 것은 당연하다.

1: ISG 구동축
10: 풀리부재
30: 스프링 허브
31: 제1 관통 홀
33: 고정 홈
50: ISG 허브
51: 제2 관통 홀
53: 리브
57: 스플라인 곡선
60: 베어링
70: 리미트 유닛
71: 제1 리미터 돌기
72: 제2 리미터 돌기
90: 판 스프링
91: 고정부
92: 스프링부

Claims

ISG의 ISG 구동축과 엔진을 벨트를 통해 연결하는 풀리 조립체로서,
상기 벨트가 감기는 풀리부재;
상기 풀리부재의 내주 면에 고정되는 스프링 허브;
상기 스프링 허브의 내주 면과 설정된 간격을 두고 회전 가능하게 설치되며, 상기 ISG 구동축과 연결되는 ISG 허브;
상기 스프링 허브 및 ISG 허브에 구비되며, 상기 ISG 허브의 회전을 설정된 회전 각으로 제한하는 리미트 유닛; 및
상기 스프링 허브에 둘레 방향을 따라 방사 상으로 삽입되며, 한쪽 단부는 상기 스프링 허브에 고정되고, 다른 한쪽 단부는 상기 ISG 허브를 관통하는 다수 개의 판 스프링들;
을 포함하는 풀리 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 리미트 유닛은,
상기 스프링 허브의 내주 면에 내부 중심 방향으로 돌출되게 형성되는 적어도 하나의 제1 리미터 돌기와,
상기 제1 리미터 돌기를 사이에 두고 상기 ISG 허브의 외주 면에 한 쌍으로 돌출되며, 상기 제1 리미터 돌기와의 사이에 상기 ISG 허브의 설정된 회전 각에 대응하는 유격을 형성하는 제2 리미터 돌기
를 포함하는 풀리 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 스프링 허브는,
둘레 방향을 따라 설정된 간격을 두고 제1 관통 홀들을 형성하는 풀리 조립체.
제3 항에 있어서,
상기 스프링 허브는,
상기 제1 관통 홀과 연결되는 고정 홈을 외주 면에 형성하는 풀리 조립체.
제4 항에 있어서,
상기 ISG 허브는,
상기 제1 관통 홀들과 각각 대응하는 위치에 제2 관통 홀들을 형성하는 풀리 조립체.
제5 항에 있어서,
상기 판 스프링은,
상기 고정 홈에 결합되는 고정부와,
상기 고정부와 일체로 연결되며, 상기 제1 및 제2 관통 홀에 삽입되는 스프링부
를 포함하는 풀리 조립체.
제6 항에 있어서,
상기 판 스프링은 "Т"형상으로 구비되는 풀리 조립체.
제5 항에 있어서,
상기 제2 관통 홀들의 단면은,
상기 ISG 허브의 둘레 방향을 기준으로 양측에 스플라인 곡선을 형성하는 풀리 조립체.
제1 항에 있어서,
상기 스프링 허브의 양측 단부 내주 면과 상기 ISG 허브의 외주 면 사이에 각각 개재되는 베어링을 더 포함하는 풀리 조립체.
ISG의 ISG 구동축과 엔진을 벨트를 통해 연결하는 풀리 조립체로서,
상기 벨트가 감기는 풀리부재;
상기 풀리부재의 내주 면에 고정되며, 내부 중심 방향으로 돌출된 적어도 하나의 제1 리미터 돌기를 내주 면에 형성하고, 둘레 방향을 따라 설정된 간격으로 제1 관통 홀들을 형성하는 스프링 허브;
상기 ISG 구동축과 연결되고, 상기 스프링 허브의 내주 면과 설정된 간격을 두고 회전 가능하게 배치되며, 상기 제1 리미터 돌기를 사이에 두고 상기 제1 리미터 돌기와의 사이에 유격을 지니도록 돌출된 한 쌍의 제2 리미터 돌기를 외주 면에 형성하고, 상기 제1 관통 홀들과 각각 대응하는 위치에 제2 관통 홀들을 형성하는 ISG 허브;
상기 스프링 허브의 양측 단부 내주 면과 상기 ISG 허브의 외주 면 사이에 각각 개재되는 베어링; 및
한쪽 단부는 상기 제1 관통 홀들에 삽입되며 상기 스프링 허브의 외주 면에 고정되고, 다른 한쪽 단부는 상기 제2 관통 홀들을 통해 상기 ISG 허브를 관통하는 다수 개의 판 스프링들;
을 포함하는 풀리 조립체.
제10 항에 있어서,
상기 제1 및 제2 리미터 돌기는,
상기 ISG 허브의 회전을 상기 유격에 상응하는 설정된 회전 각으로 제한하는 풀리 조립체.
제10 항에 있어서,
상기 제2 리미터 돌기는,
상기 ISG 허브의 둘레 방향을 따라 이격되게 형성되는 풀리 조립체.
제10 항에 있어서,
상기 판 스프링은,
상기 스프링 허브의 외주 면에 결합되는 고정부와,
상기 고정부와 일체로 연결되며, 상기 제1 및 제2 관통 홀에 삽입되는 스프링부
를 포함하는 풀리 조립체.
제13 항에 있어서,
상기 스프링 허브는 상기 제1 관통 홀과 연결되는 고정 홈을 외주 면에 형성하고,
상기 고정부는 상기 고정 홈에 결합되는 풀리 조립체.
제10 항에 있어서,
상기 ISG 허브는,
둘레 방향을 따라 설정된 간격을 두고 상기 스프링 허브에 대한 상기 ISG 허브의 삽입 방향을 따라 배치된 원형 단면의 리브들을 형성하고,
상기 리브들 사이에 상기 제2 관통 홀을 형성하는 풀리 조립체.
제10 항에 있어서,
상기 제2 관통 홀들의 단면은,
상기 ISG 허브의 둘레 방향을 기준으로 양측에 스플라인 곡선을 형성하는 풀리 조립체.