KR100280003B1

KR100280003B1 - Timing belt tensioning device

Info

Publication number: KR100280003B1
Application number: KR1019970080473A
Authority: KR
Inventors: 강규원
Original assignee: 정몽규; 현대자동차주식회사
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1997-12-31
Publication date: 2001-09-22
Also published as: KR19990060251A

Abstract

본 발명은 종래의 타이밍 벨트 기구가 차량의 속도에는 관계없이 텐셔너의 탄성력만으로 타이밍 벨트의 장력을 조절하게 되므로 고속 주행시에는 현진동 및 소음이 발생되고 타이밍 벨트에 과도한 장력이 가해질 경우 벨트의 수명이 줄어드는 문제점이 있기 때문에,According to the present invention, since the conventional timing belt mechanism adjusts the tension of the timing belt only by the elastic force of the tensioner regardless of the speed of the vehicle, vibration and noise are generated at high speed, and the belt life is reduced when excessive tension is applied to the timing belt. Because there is a problem,

타이밍 벨트의 측면에 설치되어 상기 타이밍 벨트를 밀어주는 롤러와, 상기 롤러와 링크로 연결되고 오일 펌프에서 공급된 유압을 이용하여 상기 롤러를 전후 이동시키는 유압 피스톤과, 상기 유압 피스톤이 내재되도록 형성된 유압 실린더와, 상기 유압 실린더의 내부에 위치되어 상기 유압 피스톤을 탄발시키는 리턴 스프링과, 상기 오일 펌프에서 상기 유압 실린더로 이동되는 오일의 양을 조절하는 유압 밸브와, 엔진의 회전 속도를 감지하여 상기 유압 밸브를 개폐시키는 제어부로 구성됨으로써,A hydraulic roller installed on a side of the timing belt to push the timing belt, a hydraulic piston connected to the roller and a link and moving the roller back and forth by using a hydraulic pressure supplied from an oil pump, and a hydraulic piston configured to have the hydraulic piston therein. A cylinder, a return spring positioned inside the hydraulic cylinder to repel the hydraulic piston, a hydraulic valve controlling an amount of oil transferred from the oil pump to the hydraulic cylinder, and a rotation speed of the engine to sense the hydraulic pressure. Being composed of a control unit for opening and closing the valve,

엔진의 회전 속도에 따라 타이밍 벨트의 장력이 가감되므로 타이밍 벨트의 현진동이나 소음의 발생이 방지되고 과도한 장력의 인가가 차단되어 타이밍 벨트의 수명이 증대되도록 하는 타이밍 벨트 장력 조절 장치에 관한 것이다.Since the tension of the timing belt is added or subtracted according to the rotational speed of the engine, the timing belt tension control device prevents the occurrence of vibration or noise of the timing belt and prevents excessive application of tension to increase the life of the timing belt.

Description

Timing belt tensioning device

본 발명은 밸브를 개폐시키는 캠이 설치된 캠축을 구동하는 타이밍 벨트 기구에 관한 것으로서, 특히 엔진의 회전수에 따라 타이밍 벨트의 장력이 변화될 수 있도록 함으로써 진동 및 소음이 방지되도록 하고 타이밍 벨트의 과장력을 방지하여 내구성이 향상되도록 하는 타이밍 벨트 장력 조절 장치에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a timing belt mechanism for driving a camshaft provided with a cam for opening and closing a valve. In particular, the tension of the timing belt can be changed according to the number of rotations of the engine to prevent vibration and noise, and to exaggerate the timing belt. The present invention relates to a timing belt tensioning device for preventing durability and improving durability.

일반적으로 밸브의 개폐는 캠(Cam)에 의하여 결정된다. 특히, 근래에는 엔진의 크기를 소형화하기 위하여 상기한 캠(Cam)과 그 축(Camshaft)을 실린더 헤드(Cylinder Head)의 상측에 배치하는 오버 헤드 캠샤프트(Over Head Camshaft) 방식이 사용되고 있다.In general, opening and closing of the valve is determined by the Cam. In particular, in order to reduce the size of the engine, an overhead camshaft system in which the cam and the shaft are disposed above the cylinder head has been used.

오버 헤드 캠샤프트 방식의 경우 캠축(Camshaft)과 크랭크축(Crankshaft)이 일정 정도 이격되어 있으므로, 벨트(Belt)를 이용하여 동력을 전달한다. 그러나, 일반적인 벨트는 일정 정도의 슬립(slip)을 허용할 수밖에 없으므로 정확한 회전수의 전달을 위해 슬립이 거의 일어나지 않는 타이밍 벨트(Timing Belt)나 타이밍 체인(Timing Chain)이 주로 사용된다. 여기서, 상기한 타이밍 벨트의 경우 장력이 적당하게 유지되어야 하는데, 장력이 너무 작으면 동력이 정확하게 전달되지 않고, 장력이 너무 크면 타이밍 벨트의 강도가 약해지므로 내구성이 저하된다. 따라서, 타이밍 벨트의 장력을 적당하게 조절하는 장력 조절 기구를 요구하게 된다.In the case of the overhead camshaft method, since the camshaft and the crankshaft are spaced apart by a certain degree, power is transmitted using the belt. However, since a general belt can only allow a certain amount of slip, a timing belt or a timing chain, which rarely slips, is mainly used to transmit accurate rotation speed. Here, in the case of the timing belt, the tension should be properly maintained. If the tension is too small, the power is not accurately transmitted. If the tension is too large, the strength of the timing belt is weakened, so durability is reduced. Therefore, there is a need for a tension adjusting mechanism for appropriately adjusting the tension of the timing belt.

도 1과 도 2는 종래의 SOHC(Single Over Head Camshaft)식 타이밍 벨트 기구 및 DOHC(Double Over Head Camshaft)식 타이밍 벨트 기구가 도시된 도면이다.1 and 2 illustrate a conventional single over head camshaft (SOHC) type timing belt mechanism and a double over head camshaft (DOHC) type timing belt mechanism.

종래의 SOHC식 타이밍 벨트 기구는 도 1에 도시된 바와 같이 크랭크축에 설치된 크랭크축 스프로켓(11)과, 상기 크랭크축에 의해 회전되는 캠축에 형성된 캠축 스프로켓(12)과, 상기 크랭크축 스프로켓(11)과 캠축 스프로켓(12)을 연결하여 크랭크축의 회전력을 캠축으로 전달하는 타이밍 벨트(13)와, 상기 타이밍 벨트(13)의 장력을 조절하는 텐셔너(14)로 구성되어 있다.The conventional SOHC type timing belt mechanism includes a crankshaft sprocket 11 provided on a crankshaft, a camshaft sprocket 12 formed on a camshaft rotated by the crankshaft, and the crankshaft sprocket 11 as shown in FIG. ) And a camshaft sprocket (12), the timing belt (13) for transmitting the rotational force of the crankshaft to the camshaft, and the tensioner (14) for adjusting the tension of the timing belt (13).

상기와 같이 구성된 종래의 SOHC식 타이밍 벨트 기구는 타이밍 벨트(13)가 크랭크축 스프로켓(11)과 캠축 스프로켓(12)을 연결하여 크랭크축의 회전력을 캠축으로 전달하게 된다. 이때, 상기 캠축은 크랭크축이 2회전 될 때 1회전하게 되는데, 이는 상기 캠축 스프로켓(12)의 직경은 상기 크랭크축 스프로켓(11)의 직경의 2배이기 때문이다.In the conventional SOHC type timing belt mechanism configured as described above, the timing belt 13 connects the crankshaft sprocket 11 and the camshaft sprocket 12 to transmit the rotational force of the crankshaft to the camshaft. At this time, the cam shaft is rotated one time when the crank shaft is rotated two, because the diameter of the cam shaft sprocket 12 is twice the diameter of the crank shaft sprocket (11).

또, 상기 타이밍 벨트(13)의 장력이 약화되면 동력 전달이 고르지 않게 되므로, 텐셔너(14)가 타이밍 벨트(13)의 장력을 조절한다. 텐셔너(14)는 일정한 탄성력이 주어진 토션 스프링(미 도시)에 의해 상기 타이밍 벨트(13)에 밀착되어 타이밍 벨트(13)의 장력이 약화되지 않게 한다.In addition, when the tension of the timing belt 13 is weakened, power transmission becomes uneven, so that the tensioner 14 adjusts the tension of the timing belt 13. The tensioner 14 is in close contact with the timing belt 13 by a torsion spring (not shown) given a constant elastic force so that the tension of the timing belt 13 is not weakened.

도 2에 도시된 DOHC식 타이밍 벨트 기구도 역시 크랭크축에 설치된 크랭크축 스프로켓(31)과, 상기 크랭크축에 의해 회전되는 캠축에 형성된 캠축 스프로켓(32)과, 상기 크랭크축 스프로켓(31)과 캠축 스프로켓(32)을 연결하여 크랭크축의 회전력을 캠축으로 전달하는 타이밍 벨트(33)와, 상기 타이밍 벨트(33)의 장력을 조절하는 텐셔너(34)로 구성되는데, 단지 상기 캠축 스프로켓(32)이 2개인 것을 제외하면 그 구성이나 작용이 대동소이하다고 할 수 있다.The DOHC type timing belt mechanism shown in Fig. 2 is also a crankshaft sprocket 31 provided on the crankshaft, a camshaft sprocket 32 formed on the camshaft rotated by the crankshaft, and the crankshaft sprocket 31 and the camshaft. It consists of a timing belt 33 for connecting the sprocket 32 to transmit the rotational force of the crankshaft to the cam shaft, and a tensioner 34 for adjusting the tension of the timing belt 33, wherein only the camshaft sprocket 32 has two. Except for the individual, the composition or operation can be said to be similar.

그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 타이밍 벨트 기구는 차량의 속도에는 관계없이 텐셔너의 탄성력만으로 타이밍 벨트의 장력을 조절하게 되므로 고속 주행시에는 현진동 및 소음이 발생되고 타이밍 벨트에 과도한 장력이 가해질 경우 벨트의 수명이 줄어드는 문제점이 있다.However, the conventional timing belt mechanism configured as described above adjusts the tension of the timing belt only by the elastic force of the tensioner, regardless of the speed of the vehicle. Thus, vibration and noise are generated during high speed driving and excessive tension is applied to the timing belt. There is a problem that the life is reduced.

본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 엔진의 회전수에 따라 타이밍 벨트에 걸리는 장력을 조절하여 현진동이나 소음을 차단함과 동시에 과장력을 방지하여 벨트의 수명을 늘릴 수 있도록 하는 타이밍 벨트의 장력 조절 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems of the prior art, by adjusting the tension applied to the timing belt according to the number of revolutions of the engine to block the vibration and noise at the same time to prevent the exaggeration to increase the life of the belt. It is an object of the present invention to provide a tensioning device of a timing belt.

도 1은 종래의 SOHC식 타이밍 벨트 기구가 개략적으로 도시된 구성도,1 is a configuration diagram schematically showing a conventional SOHC type timing belt mechanism;

도 2는 종래의 DOHC식 타이밍 벨트 기구가 개략적으로 도시된 구성도,2 is a configuration diagram schematically showing a conventional DOHC type timing belt mechanism;

도 3은 본 발명에 의한 타이밍 벨트 장력 조절 장치가 도시된 구성도이다.3 is a configuration diagram showing a timing belt tensioning device according to the present invention.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

41 : 유압 통로 42 : 귀환 유로41: hydraulic passage 42: return flow path

50 : 타이밍 벨트 51 : 롤러50: timing belt 51: roller

52 : 링크 53 : 유압 피스톤52: Link 53: Hydraulic Piston

54 : 유압 실린더 55 : 리턴 스프링54: hydraulic cylinder 55: return spring

56 : 유압 밸브 57 : 릴리프 밸브56: hydraulic valve 57: relief valve

58 : 오일 펌프58: oil pump

60 : ECU 61 : 주파수 측정기60: ECU 61: frequency meter

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 크랭크축에 설치된 크랭크축 스프로켓과, 상기 크랭크축에 의해 회전되는 캠축에 형성된 캠축 스프로켓과, 상기 크랭크축 스프로켓과 캠축 스프로켓을 연결하여 크랭크축의 회전력을 캠축으로 전달하는 타이밍 벨트를 포함하는 타이밍 벨트 기구에 있어서, 상기 타이밍 벨트의 측면에 설치되어 상기 타이밍 벨트를 밀어주는 롤러와, 상기 롤러와 링크로 연결되고 오일 펌프에서 공급된 유압을 이용하여 상기 롤러를 전후 이동시키는 유압 피스톤과, 상기 유압 피스톤이 내재되도록 형성된 유압 실린더와, 상기 유압 실린더의 내부에 위치되어 상기 유압 피스톤을 탄발시키는 리턴 스프링과, 상기 오일 펌프에서 상기 유압 실린더로 이동되는 오일의 양을 조절하는 유압 밸브와, 엔진의 회전 속도를 감지하여 상기 유압 밸브를 개폐시키는 제어부로 구성된 것을 특징으로 한다.The present invention for achieving the above object is connected to the crankshaft sprocket installed on the crankshaft, the camshaft sprocket formed on the camshaft rotated by the crankshaft, the crankshaft sprocket and the camshaft sprocket to transfer the rotational force of the crankshaft to the camshaft A timing belt mechanism including a timing belt, the timing belt mechanism comprising: a roller provided on a side of the timing belt to push the timing belt, and the roller being moved back and forth by using a hydraulic pressure connected to the roller and a link and supplied from an oil pump To adjust the hydraulic piston, a hydraulic cylinder configured to embed the hydraulic piston, a return spring positioned inside the hydraulic cylinder to repel the hydraulic piston, and an amount of oil moved from the oil pump to the hydraulic cylinder. By detecting the hydraulic valve and the rotational speed of the engine, It is characterized by consisting of a control unit for opening and closing the hydraulic valve.

이하, 본 발명의 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명에 의한 타이밍 벨트 장력 조절 장치는 도 3에 도시된 바와 같이 타이밍 벨트(50)의 측면에 설치되어 상기 타이밍 벨트(50)를 밀어주는 2개의 롤러(51)와, 상기 롤러(51)에 각각 링크(52)로 연결되고 오일 펌프(58)에서 공급된 유압을 이용하여 상기 롤러(51)를 전후 이동시키는 2개의 유압 피스톤(53)과, 상기 유압 피스톤(53)이 내재되도록 형성된 유압 실린더(54)와, 상기 유압 실린더(54)의 내부에 위치되고 상기 유압 피스톤(53)의 사이에 설치되어 그들을 탄발시키는 리턴 스프링(55)과, 상기 오일 펌프(58)에서 상기 유압 실린더(54)로 이동되는 오일의 양을 조절하는 유압 밸브(56)와, 상기 유압 실린더(54)와 유압 밸브(56) 사이에서 분기된 유압 통로(41)에 설치되어 상기 유압 실린더(54)의 오일 압력이 설정 압력을 상회할 경우 오일을 오일 팬(미 도시)으로 귀환시키는 릴리프 밸브(57)와, 엔진의 회전 속도를 감지하여 상기 유압 밸브(56)를 개폐시키는 제어부로 구성된다.The timing belt tension adjusting device according to the present invention is installed on the side of the timing belt 50, as shown in Figure 3, the two rollers 51 for pushing the timing belt 50, and the roller 51 Two hydraulic pistons 53 connected to the links 52 and configured to move the roller 51 back and forth using the hydraulic pressure supplied from the oil pump 58, and a hydraulic cylinder formed so that the hydraulic piston 53 is inherent. (54), a return spring (55) positioned inside the hydraulic cylinder (54) and installed between the hydraulic pistons (53) and elasticizing them, and the hydraulic cylinder (54) at the oil pump (58). The hydraulic valve 56 for controlling the amount of oil moved to the hydraulic cylinder 54 and the hydraulic passage 41 branched between the hydraulic cylinder 54 and the hydraulic valve 56 is installed in the oil pressure of the hydraulic cylinder 54 Return oil to oil pan (not shown) above set pressure Key is composed of a control unit for opening and closing a relief valve 57 and the detects a rotation speed of the engine oil pressure valve 56.

상기 제어부는 상기 타이밍 벨트(50)와 일정 정도 이격된 거리에 설치되어 상기 타이밍 벨트(50)가 흔들리는 회수를 감지함으로써 엔진의 회전 속도를 감지하는 주파수 측정기(61)와, 상기 주파수 측정기(61)의 신호에 따라 상기 유압 밸브(56)를 개폐시키는 ECU(60)로 구성된다. 또, 상기 릴리프 밸브(57)는 귀환 유로(42)를 차단시키는 철구(57a)와, 상기 철구(57a)를 탄발시켜 상기 귀환 유로(42)가 차단된 상태로 유지되도록 하는 리턴 스프링(57b)으로 구성된다.The control unit is installed at a distance spaced from the timing belt 50 by a predetermined distance to detect the number of times the timing belt 50 is shaken to measure the rotational speed of the engine, and the frequency measuring device 61 ECU 60 for opening and closing the hydraulic valve 56 in accordance with the signal of the. In addition, the relief valve 57 is a steel ball (57a) for blocking the return flow path 42, and the return spring (57b) to force the iron ball (57a) to be maintained in a blocked state It consists of.

상기와 같이 구성된 본 발명의 타이밍 벨트 장력 조절 장치는 타이밍 벨트의 흔들림을 통해 엔진의 회전수를 계산하여 타이밍 벨트에 걸리는 장력을 조절하게 된다.The timing belt tension adjusting device of the present invention configured as described above adjusts the tension applied to the timing belt by calculating the rotation speed of the engine through the shaking of the timing belt.

엔진이 구동되면 오일 펌프(58)에서 가압된 오일이 유압 통로(41)를 통해 유압 실린더(54)로 이동된다. 이때, 주파수 측정기(61)는 타이밍 벨트(50)의 흔들림을 감지하여 ECU(60)로 전달하고, ECU(60)는 상기 주파수 측정기(61)의 신호에 따라 유압 밸브(56)를 개폐시키게 된다.When the engine is driven, the oil pressurized by the oil pump 58 is moved to the hydraulic cylinder 54 through the hydraulic passage 41. At this time, the frequency measuring unit 61 detects the shaking of the timing belt 50 and transmits it to the ECU 60, and the ECU 60 opens and closes the hydraulic valve 56 according to the signal of the frequency measuring unit 61. .

엔진의 회전 속도가 빨라져 타이밍 벨트(50)의 흔들림이 강해지면 유압 밸브(56)를 크게 열게 되고, 그에 따라 유압 실린더(54)의 오일 압력이 상승되므로 유압 피스톤(53)은 리턴 스프링(55)을 압박하면서 롤러(51)를 안쪽으로 당기게 된다. 따라서, 상기 타이밍 벨트(50)의 장력이 강화된다.When the rotation speed of the engine increases and the shaking of the timing belt 50 becomes stronger, the hydraulic valve 56 is greatly opened, and thus the oil pressure of the hydraulic cylinder 54 is increased, so that the hydraulic piston 53 returns to the return spring 55. While pressing the roller 51 is pulled inward. Thus, the tension of the timing belt 50 is strengthened.

이때, 상기 유압 실린더(54) 내부의 압력이 설정 압력을 초과하게 되면 릴리프 밸브(57)가 열려 유압 실린더(54)측의 오일을 오일 팬으로 귀환시키게 된다. 즉, 오일의 압력이 리턴 스프링(57b)의 탄성력보다 커지면 철구(57a)가 리턴 스프링(57b)을 압착하면서 이동되어 유압 통로(41)와 귀환 유로(42)를 연통시키게 되므로, 유압 실린더(54)의 오일 중 일부가 귀환 유로(42)를 통해 오일 팬으로 귀환된다. 따라서, 상기 타이밍 벨트(50)에 과도한 장력이 가해지는 것이 방지된다.At this time, when the pressure inside the hydraulic cylinder 54 exceeds the set pressure, the relief valve 57 is opened to return the oil on the hydraulic cylinder 54 side to the oil pan. That is, when the pressure of the oil is greater than the elastic force of the return spring 57b, the steel ball 57a is moved while pressing the return spring 57b to communicate the hydraulic passage 41 and the return flow path 42, so that the hydraulic cylinder 54 Some of the oil of) is returned to the oil pan via the return flow path 42. Thus, excessive tension is prevented from being applied to the timing belt 50.

엔진이 정지되면 오일 펌프(58)의 작동이 중지되므로 상기 리턴 스프링(55)이 유압 피스톤(53)을 탄발시키게 되고, 그에 따라 유압 실린더(54)의 오일이 배출된다. 이와 동시에 상기 롤러(51)가 바깥쪽으로 이동되므로 상기 타이밍 벨트(50)의 장력이 감소하게 된다. 따라서, 장력으로 인해 상기 타이밍 벨트(50)가 늘어나는 것이 방지되고, 그 수명이 길어지게 된다.Since the operation of the oil pump 58 is stopped when the engine is stopped, the return spring 55 causes the hydraulic piston 53 to burst, and thus the oil of the hydraulic cylinder 54 is discharged. At the same time, since the roller 51 is moved outward, the tension of the timing belt 50 is reduced. Therefore, the timing belt 50 is prevented from stretching due to tension, and its life is long.

이와 같이, 본 발명의 타이밍 벨트 장력 조절 장치는 엔진의 회전 속도에 따라 타이밍 벨트의 장력이 가감되므로 타이밍 벨트의 현진동이나 소음의 발생이 방지되고 과도한 장력의 인가가 차단되어 타이밍 벨트의 수명이 증대되도록 하는 이점이 있다.As described above, in the timing belt tension adjusting device of the present invention, the tension of the timing belt is reduced according to the rotational speed of the engine, thereby preventing the occurrence of vibration or noise of the timing belt and preventing excessive tension from being applied, thereby increasing the life of the timing belt. There is an advantage to this.

Claims

A timing belt mechanism including a crankshaft sprocket provided on the crankshaft, a camshaft sprocket formed on the camshaft rotated by the crankshaft, and a timing belt connecting the crankshaft sprocket and the camshaft sprocket to transmit the rotational force of the crankshaft to the camshaft. In

A roller installed at a side of the timing belt to push the timing belt, a hydraulic piston connected to the roller and a link and moving the roller back and forth by using a hydraulic pressure supplied from an oil pump, and configured to have the hydraulic piston therein. A hydraulic cylinder, a return spring positioned inside the hydraulic cylinder to repel the hydraulic piston, a hydraulic valve controlling an amount of oil moved from the oil pump to the hydraulic cylinder, and detecting a rotational speed of the engine. Timing belt tensioning device, characterized in that consisting of a control unit for opening and closing the hydraulic valve.

The method of claim 1,

The roller and the hydraulic piston two are installed, the timing spring tension adjusting device, characterized in that the return spring is installed between the hydraulic piston.

The method of claim 1,

The control unit is a timing belt tension adjusting device, characterized in that composed of a speed sensing means for detecting the rotational speed of the engine, and the ECU for opening and closing the hydraulic valve in accordance with the signal of the speed sensing means.

The method of claim 3, wherein

The speed detecting means is a timing belt tension adjusting device, characterized in that the frequency measuring device is installed at a distance spaced from the timing belt to a predetermined distance to detect the number of times the timing belt shakes.

The method of claim 1,

And the hydraulic cylinder has a relief valve for returning the oil to the oil pan when the oil pressure exceeds the set pressure.

The method of claim 5,

The relief valve is installed in the hydraulic passage branched between the hydraulic cylinder and the hydraulic valve, characterized in that consisting of a steel ball for blocking the return flow path, and a return spring to keep the return flow path is blocked by the elastic ball Timing belt tensioning device.