KR100309830B1 - 자동차용타이밍벨트의장력조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치에 관한 것으로서, 회전 가능하게 지지되는 장력 풀리아; 상기 장력풀리가 고정되는 반대측 단부에 압축스프링이 탄설된 피스톤부가 형성된 피스톤로드와; 상기 피스톤부가 슬라이딩 가능하게 홈부내에 삽설되어 피스톤로드의 수평이동을 안내하는 케이싱 부재와; 상기 케이싱 부재 내부에 설치되어 오일의 압력을 감지하는 압력센서와; 압송라인을 통해 상기 케이싱부재로 오일을 공급하거나 흡입하여 피스톤로드를 수평으로 밀어주거나 당겨주어 이동시키는 구동펌프와; 공급라인을 통해 상기 구동펌프에 오일을 공급하도록 오일을 저장하는 오일서지탱크와; 상기 오일서지탱크와 상기 케이싱부재에 연결되어 케이싱부재내의 과다한 오일을 상기 오일 서지탱크로 복귀시키는 복귀라인과; 상기 복귀라인상에 설치되어 오일의 역류를 차단하는 체크밸브와; 상기 구동펌프의 정/역회전을 조절하는 제어부를 포함하여 구성된 자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치를 제공하고자 한다.

Description

자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치(Tension-adjuster of timing belt for automobile)

본 발명은 자동차용 타이밍벨트의 장력조절 장치에 관한 것으로서, 회전 가능하게 지지되는 장력풀리와; 상기 장력풀리가 고정되는 반대측 단부에 압축스프링이 탄설된 피스톤부가 형성된 피스톤로드와; 상기 피스톤부가 슬라이딩 가능하게 홈부내에 삽설되어 피스톤로드의 수평이동을 안내하는 케이싱 부재와; 상기 케이싱 부재 내부에 설치되어 오일의 압력을 감지하는 압력센서와; 압송라인을 통해 상기 케이싱부재로 오일을 공급하거나 흡입하여 피스톤로드를 수평으로 밀어주거나 당겨 주어 이동시키는 구동펌프와; 공급라인을 통해 상기 구동펌프에 오일을 공급하도록 오일을 저장하는 오일 서지 탱크와; 상기 오일서지탱크와 상기 케이싱부재에 연결되어 케이싱부재내의 과다한 오일을 상기 오일서지탱크로 복귀시키는 복귀라인과; 상기 복귀라인상에 설치되어 오일의 역류를 차단하는 체크밸브와; 상기 구동펌프의정/역회전을 조절하는 제어부를 포함하여 구성된 자동차용 타이밍 벨트의 장력 조절 장치인바, 상기 타이밍벨트의 장력을 단단하게 하거나 혹은 장력을 완화시키는 경우에 고동펌프를 정/역방향으로 구동하여 케이싱부재 내의 압력을 조절하여 피스톤 로드를 작동시켜 타이밍벨트의 장력을 조절하므로 일정한 장력의 유지가 가능하도록 하는 매우 유용하고 효과적인 발명이다.

일반적으로, 자동차엔진의 동력은 크랭크축에 고정되어 있는 크랭크풀리로 전달되고, 이 크랭크풀리의 외주면에는 타이밍벨트가 고정되어 캠을 구동시키는 캠풀리, 오일을 펌핑하는 오일풀리 및 아이들풀리 등이 타이밍을 맞추면서 동시에 회전시키도록 구성되는 것이다.

이와 같이, 타이밍벨트는 주요 구동부를 크랭크축풀리의 회전수에 비례하여 일정하게 회전시켜야 하므로 브이벨트와 톱니벨트의 잇점을 살린 복합벨트로서, 이 타이밍벨트의 회전력을 정확하고 균일하게 전달하기 위하여 타이밍벨트의 적소에는 타이밍벨트의 외주면을 가압하여 눌러주는 장력풀리가 설치되어 타이밍벨트의 외주면을 가압하거나 가압력을 해제하여 장력을 조절하도록 구성된다.

도 4는 종래의 일반적인 자동차용 타이밍벨트에 의한 구동계를 나타내기 위해 도시한 구성도로서, 미도시된 크랭크축에 연결되어 엔진의 동력을 받아 직접 회전하고, 타이밍벨트(4)를 회전시키는 크랭크축풀리(1)와; 상기 크랭크축풀리(1)의 회전력을 받아서 회전하고 오일을 펌핑하는 오일 펌프 풀리(2)와; 상기 타이밍벨트(4)에 의해 회전하고, 캠을 회전시키는 캠풀리(5)와; 타이밍벨트(4)의 회전 진동을 방지하는 아이들풀리(3)와; 상기 타이밍벨트(4)의 장력을 조절하는 장력풀리(6)로 구성된다.

그리고, 상기 장력풀리(6)는 타이밍벨트(4)의 장력을 조절하기 위해 가이드를 따라 수평으로 이동하게 된다.

이와같이, 구성된 상태에서 크랭크축풀리(1)를 중심으로 하여 타이밍 벨트가(4)가 회전하면서 오일펌프풀리(2), 아이들풀리(3) 및 캠풀리(5)등이 회전하게 되고, 이러한 상태에서 장기간에 걸쳐 엔진을 사용하다 보면, 타이밍 벨트(4)가 약화되어 회전력을 제대로 전달하지 못하게 된다.

이러한 때에는 가이드(7)를 따라서 장력풀리(6)를 우측으로 이동하여 타이밍벨트(4)를 눌러주므로 상기 타이밍벨트(4)의 장력을 증가시키도록 하고, 만약 이와 반대로 타이밍벨트(4)의 장력이 너무 단단한 경우에는 가이드를 따라 장력풀리(6)를 좌측으로 이동시켜 상기 타이밍벨트(4)의 장력을 완화하도록 한다.

그런데, 종래의 타이밍벨트(4)의 장력을 조절하도록 하였으며, 이러한 상태에서 자동차를 장시간에 걸쳐 운행하는 경우에 장력풀리(6)를 고정하는 볼트가 풀어지거나 약화되어 새롭게 후드를 열고서 장력을 조절하여야 하는 번거로움이 있을 뿐만 아니라 수시로 변화하는 타이밍벨트(4)의 장력을 능동적으로 조절하지 못하는 문제점을 지니고 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출한 것으로서, 타이밍 벨트에 접촉되는 원형의 장력풀리를 케이싱부재의 홈부내에서 슬라이딩 가능하게 설치하고, 이 피스톤로드의 배면에 오일서지탱크로부터 공급되는 오일을 구동펌프로 압송하여 상기 피스톤로드를 밀어서 타이밍벨트의 장력을 단단하게 하거나 혹은 장력이 과다한 경우에는 상기 구동펌프를 역으로 구동하여 케이싱부재 내의 오일의 압력을 감소시키고 압축스프링의 복원력에 의해 피스톤로드를 복귀시켜 타이밍벨트의 장력을 완화시킴으로써, 항상 일정한 장력을 유지하도록 하는 자동차용 타이밍 벨트의 장력 조절 장치를 제공하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치를 나타내기 위해 도시한 구성도

도 2a는 본 발명에 따른 자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치의 원상태를 나타내기 위해 도시한 작동도

도 2b는 본 발명에 따른 자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치의 과다한 작동 상태를 나타내기 위해 도시한 작동도

도 2c는 본 발명에 따른 자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치의 적절한 작동 상태를 나타내기 위해 도시한 작동도

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치의 작동흐름을 나타내기 위해 도시한 블럭도

도 4는 종래의 일반적인 자동차용 타이밍벨트에 의한 구동계를 나타내기 위해 도시한 구성도

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : 장력풀리 11 : 피스톤부

12 : 피스톤로드 13 : 케이싱부재

14 : 압력센서 15 : 압송라인

16 : 구동펌프 17 : 제어부

18 : 공급라인 19 : 오일서지탱크

20 : 복귀라인 21 : 체크밸브

22 : 압축스프링 30 : 크랭크축풀리

35 : 오일펌프풀리 40 : 아이들풀리

45 : 타이밍벨트 50 : 캠풀리

이하, 본발명의 특징에 대해 설명하면 다음과 같다.

본 발명에 따른 자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치는 타이밍벨트(4)를 회전시키는 크랭크축풀리(1)의 회전력을 받아서 회전하고 오일을 펌핑하는 오일펌프풀리(2)와; 상기 타이밍벨트(4)에 의해 회전하고, 캠을 회전시키는 캠풀리(5)와, 타이밍벨트(4)의 장력을 조절하는 장력풀리(6)로 구성된 타이밍벨트 구동 장치에 있어서,

장력풀리(10)를 회전가능하게 지지하고, 상기 장력풀리(10)가 고정되는 반대측 단부에 피스톤부(11)가 형성된 피스톤로드(12)와;

상기 피스톤로드(12)의 피스톤부(11)가 슬라이딩 가능하게 홈부내에 삽설되어 피스톤로드(12)의 수평이동을 안내하는 케이싱부재(13)와;

상기 케이싱부재(13)의 내측면과 피스톤부(11)사이에 탄성력에 의해 좌/우 이동이 가능하도록 개재되어 탄설된 압축스프링(22)과;

상기 케이싱부재(13)의 내부에 설치되어 오일의 압력을 감지하는 압력센서(14)와;

압송라인(15)을 통해 상기 케이싱부재(13)로 오일을 공급하거나 흡입하여 피스톤로드(12)를 수평으로 밀어주거나 당겨주어 이동시키는 구동펌프(16)와;

상기 압력 센서(14)와 연계되어 상기 구동펌프(16)를 조절하는 제어부(17)와;

공급라인(18)을 통해 상기 구동펌프(16)에 오일을 공급하도록 오일을 저장하는 오일서지탱크(19)와;

상기 케이싱부재(13)와 오일서지탱크(19)에 연결되어 케이싱부재(13) 내의 과다한 오일을 상기 오일서지탱크(19)로 복귀시키는 복귀라인(20)과;

상기 복귀라인(20)상에 설치되어 오일의 역류를 방지하는 체크밸브(21)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.

특히, 오일에 의해 상기 피스톤부(11)가 가압/감압될 시, 탄성력에 의해 좌/우 이동이 가능하도록 압축스프링(22)이 상기 케이싱부재(13)의 내측면과 피스톤부(11)사이에 개재되어 탄설된 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성에 대해 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치를 나타내기 위해 도시한 구성도이고, 도 2a는 본발명에 따른 자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치의 원상태를 나타내기 위해 도시한 작동도이며, 도 2b는 본 발명에 따른 자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치의 과다한 작동 상태를 나타내기 위해 도시한 작동도이다.

또한, 도2c는 본 발명에 따른 자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치의 적절한 작동 상태를 나타내기 위해 도시한 작동도이고, 도 3은 본 발명에 따른 자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치의 작동흐름 나타내기 위해 도시한 블럭도를 나타낸다.

여기서 도면부호 10은 장력 풀리를 나타낸다.

상기 장력 풀리(10)는 회전가능하게 지지되고, 이 장력 풀리(10)가 고정되는 반대측 단부에는 피스톤부(11)가 형성된 피스톤로드가 설치된다.

또한, 상기 피스톤로드(12)의 피스톤부(11)가 슬라이딩 가능하도록 홈부내에 삽설되어 피스톤로드(12)의 수평이동을 안내하는 케이싱부재(13)가 설치된다.

이때, 상기 피스톤로드(12)가 오일에 의해 가압/감압될시에 이 피스톤로드(12)가 좌우로 이동가능하도록 압축스프링(22)이 설치되어 있는데, 상기 압축스프링(22)은 케이싱부재(13)의 내측면과 피스톤부(11)사이에 개재되어 탄설된다.

그리고, 상기 케이싱부재(13)내에는 오일의 압력을 감지할 수 있도록 압력 센서(14)가 설치된다.

상기 케이싱부재(13)의 후방의 압송라인(15)을 통해 오일을 공급하거나 흡입하여 피스톤로드(12)를 수평으로 밀어주거나 당겨주어 적절한 장력을 유지시키는 구동펌프(16)가 라인상에 설치된다.

특히, 상기 구동펌프(16)에 오일이 공급되도록 공급라인(18)으로 연결되어 오일을 저장하는 오일서지탱크(19)가 라인과 연결된다.

그리고, 상기 오일서지탱크(19)와 케이싱부재(13)에 연결되어 상기 케이싱부재(13)내에 오일이 과다하게 가압될 시에 피스톤부(11)의 반대편에 저장되어 있는 오일을 오일서지탱크(19)로 공급하는 복귀라인(20)이 설치된다.

또한, 상기 복귀라인(20)에는 체크밸브(21)가 설치되어 오일의 역방향 흐름을 방지하도록 구성되어 케이싱부재(13) 내의 오일이 오일서지탱크(19)로 이동되는 경우에는 오일의 이동이 가능하지만 상기 오일서지탱크(19)에서 케이싱부재(13)로 이동되는 경우에는 상기 체크밸브(21)가 오일의 역류를 방지하여 이동을 차단한다.

한편, 상기 구동펌프(16)의 정/역회전을 조절하는 제어부(17)가 설치되어 항상 일정한 장력을 유지할 수 있도록 함으로써, 정확한 엔진의 구동이 가능하다.

다음에는 이러한 구성을 갖는 본 발명의 작동원리에 대해 설명하기로 한다.

본 발명에 따른 자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치에서 자동차의 엔진을 구동시키게 되면, 미도시된 크랭크축을 통해 크랭크축풀리(30)가 회전하게 되면서 타이밍벨트(45)를 회전시키면서 오일펌프풀리(35)를 회전시켜 오일을 공급하게 되고, 아이들풀리(40)를 거쳐 캠을 구동시키는 캠풀리(50)를 회전시키면서 장력풀리(10)에 의해 장력이 조절되어지게 된다.

한편, 상기 장력풀리(10)의 동작은 케이싱부재(13)내의 오일의 압력을 압력센서(14)가 감지하여 제어부(17)로 전달하여 압력을 점검하고, 이 압력으로 타이밍벨트(45)의 장력이 적절한 지 그렇지 않은 지를 판별하도록 한다.

이때, 장력이 부족한 경우에는 구동펌프(16)를 구동시켜 오일서지탱크(19)내에 저장된 오일을 공급라인(18)을 통해 공급하는 한편, 압송라인(15)을 거치게 하여 케이싱부재(13)의 내부에 유입되도록 하고, 강제적으로 피스톤부(11)를 밀게하는 동시에 압축스프링(22)이 늘어나도록 하여 피스톤로드(12)를 우측으로 이동시킴으로써, 장력풀리(10)가 타이밍벨트(45)의 외측면을 가압하여 장력이 강하게 유지되도록 한다.

그런데, 상기 제어부(17)에서 장력이 과다하다고 판단한 경우에는 구동펌프(16)를 역으로 구동시키고 상기 케이싱부재(13) 내부의 오일을 흡입하여 오일의 압력을 줄어들게 함으로써, 압축스프링(22)이 복원력에 의해 줄어드는 동시에 피스톤로드(12)가 좌측으로 이동되어 타이밍벨트(45)의 장력이 완화되도록 한다.

한편, 상기 구동펌프(16)의 구동으로 피스톤로드(12)가 과다하게 우측으로 이동할 경우에는 상기 복귀라인(20)에 내장되어 있는 오일이 가압되어 체크밸브(21)를 통해 오일서지탱크(19)로 유입되어 저장되게 된다.

그리고, 상기 제어부(17)에서 현 상태의 타이밍벨트(45)의 장력이 적절하다고 판단되는 경우에는 구동펌프(16)를 작동시키지 않고 그대로 두어서 장력을 그대로 유지하도록 한다.

한편, 상기 타이밍 벨트(45)를 교환할 시에 장력 조절 장치도 또한, 교환할 수 있도록 하거나 혹은 오일서지탱크의 오일을 복귀라인으로 순환되도록 하여 상기 복귀라인에 오일이 원상태로 충전되도록 한다.

이상에서와 같이 본 발명에 따른 자동차용 타이밍벨트의 장력조절장치는 상기 타이밍벨트에 접촉되는 원형의 장력풀리를 케이싱부재의 홈부내에서 슬라이딩 가능하게 설치하고, 이 피스톤로드의 배면에 오일서지탱크로 부터 공급되는 오일을 구동펌프로 압송하여 피스톤로드를 밀어서 타이밍벨트의 장력을 단당하게 하거나 혹으 장력이 과다한 경우에는 구동펌프를 역으로 구동하여 상기 케이싱부재 내의 오일의 압력을 저감시켜 피스톤로드를 복귀시킴으로써, 타이밍벨트의 장력을 완화시키므로 항상 일정한 장력을 유지하여 정확한 엔진의 구동이 가능한 효과가 있다.

Claims (1)

1. 타이밍벨트(4)를 회전시키는 크랭크축풀리(10)의 회전력을 받아서 회전하고 오일을 펌핑하는 오일펌프풀리(2)와; 상기 타이밍벨트(4)에 의해 회전하고, 캠을 회전시키는 캠풀리(5)와; 상기 타이밍벨트(4)의 장력을 조절하는 장력풀리(6)로 구성된 타이밍벨트 구동장치에 있어서,

   장력풀리(10)를 회전가능하게 지지하고, 장력풀리(10)가 고정되는 반대측 단부에 피스톤부(11)가 형성된 피스톤로드(12)와;

   상기 피스톤로드(12)의 피스톤부(11)가 슬라이딩 가능하게 홈부내에 삽설되어 피스톤로드(12)의 수평이동을 안내하는 케이싱부재(13)와;

   상기 케이싱부재(13)의 내측면과 피스톤부(11)사이에 탄성력에 의해 좌/우 이동이 가능하도록 개재되어 탄설된 압축스프링(22)과;

   상기 케이싱부재(13)의 내부에 설치되어 오일의 압력을 감지하는 압력센서(14)와;

   압송라인(15)을 통해 상기 케이싱부재(13)로 오일을 공급하거나 흡입하여 피스톤로드(12)를 수평으로 밀어주거나 당겨주어 이동시키는 구동펌프(16)와;

   상기 압력 센서(14)와 연계되어 상기 구동펌프(16)를 조절하는 제어부(17)와;

   공급라인(18)을 통해 상기 구동펌프(16)에 오일을 공급하도록 오일을 저장하는 오일서지탱크(19)와;

   상기 케이싱부재(13)와 오일서지탱크(19)에 연결되어 케이싱부재(13) 내의 과다한 오일을 상기 오일서지탱크(19)로 복귀시키는 복귀라인(20)과;

   상기 복귀라인(20)상에 설치되어 오일의 역류를 방지하는 체크밸브(21)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 타이밍벨트의 장력 조절 장치.

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