KR100387495B1 - 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치 - Google Patents

Abstract

엔진에 채용된 타이밍 벨트(timing belt) 장치가 개시된다. 개시된 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치는, 소정 엔진의 소정 위치에 고정 설치되어 구동되는 구동풀리와; 상기 구동풀리의 일측에 전후 및 좌우 이동이 가능토록 설치되어 상기 구동풀리의 구동에 따라 회동되는 적어도 하나의 피동풀리와; 상기 피동풀리의 일측에 모터가 이동 가능하게 장착되도록 설치된 팔레트와; 상기 팔레트에 설치된 모터와; 상기 모터의 회전축에 설치된 그라인딩 풀리와; 상기 구동풀리, 상기 피동풀리, 및 상기 그라인딩 풀리에 걸려 무한궤도로 회전하는 타이밍 벨트;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다. 본 발명에 따르면, 장치로부터 발생되는 소음을 방지할 수 있는 이점이 있다.

Description

엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치{TIMING BELT APPARATUS ADOPTING ENGINE}

본 발명은 엔진에 채용된 타이밍 벨트(timing belt) 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실재의 래핑 앵글(wrapping angle) 상태에서 발생되는 벨트의 요철을 제거하여 소음을 방지토록 개선된 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치에 관한 것이다.

타이밍 벨트는 크랭크 샤프트의 동력을 캠샤프트에 전달하여 밸브를 개폐시키는 역할 및 각종 보기류 예컨대, 워터펌프, 밸런스 샤프트 등을 구동시키는 벨트로서 고무재질의 벨트와 체인 두 가지가 있다.

일반적으로 고무재질의 벨트를 사용할 경우, 별다른 NVH 저감 기술이 적용되고 있지 않으며, 특별한 마찰음이 발생될 경우에 한하여 아이들러(idler) 풀리 표면의 그라인딩(grinding) 처리에 국한하고 있는 실정이다.

그리고 현재 사용되고 있는 예컨대 차량에서는 벨트 재질은 고무재질로서 엔진 구동시에 벨트배면과 아이들러 사이에서 와인 소음(whine noise)이 발생한다. 예를 들어 시리우스(sirius) 엔진의 경우, 1000∼3000rpm 대역에서 고주파의 이상 소음이 발생한다.

이러한 소음의 주요 원인은 벨트와 아이들러 사이에서 발생되는 폴리곤 노이즈(polygon noise)인데 아이들러의 직경이 작을 경우, 타이밍 벨트의 치형상의 매스(mass) 또는 스티프니스(stiffness) 불균형 때문에 발생되어지는 소음으로 도 1에서 이를 알 수 있다.

도시된 바와 같이, 타이밍 벨트(10)의 치형부(11)와, 이 치형부 사이 공간(S)의 매스 차이에 의한 스티프니스 차이가 발생하면서 풀리(20)면과 치형부(11)와 상기 공간(S)이 번갈아 접촉하게 되면서 벨트(10) 배면과 풀리(20) 표면에서 소음이 발생되는데 이때 풀리(20)면은 실재적으로 금형 가공상의 한계성으로 각 또는 소위 폴리곤 에지(polygon edge)를 갖게 된다. 이때의 풀리(20)의 모서리부와 벨트(10)면의 스티프니스 불균형으로 소음이 발생한다.

한편, 상기와 같은 타이밍 벨트 장치의 구조는 도 2에 도시된 바와 같이, 고무벨트에서 벨트(10) 배면과 풀리(20)면 에지(edge)의 충격에 의해 발생되는 폴리곤 노이즈를 다음과 같이 개선했다.

도시된 바와 같이, 벨트(10)의 내구 및 장력을 유지시키는 부분은 피엘디 코어(PLD core) 면이며, 바운더리 컨디션(boundary condition) 변화에 대한 영향력이 적은 부분으로 벨트(10) 수명과 직접적인 관련이 있다.

따라서 벨트(10)가 아이들러 배면을 랩 앵글을 갖고 회전을 할 때 A 및 B의 벤딩 스트레스(bending stress)에 의한 장력(tension force)과 피엘디 코어와 배면 재질의 변형량 차이로 인하여 풀리(10) 배면에 랩 앵글에 의한 벤딩 스트레스에 의하여 발생되는 변형량인 요철(C)이 발생되고, 풀리(20)와 충돌되면서 소음을 발생시킨다.

이와 같은 요철(C)에 의한 소음은 아이들러 풀리를 정교하게 그라인딩을 하여도 발생될 수밖에 없는 한계성을 갖는다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로서, 상기와 같은 요철을 제거하여 소음의 발생을 방지토록 한 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1 및 도 2는 종래의 기술에 따른 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치를 설명하기 위한 도면.

도 3은 본 발명에 따른 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치의 구성을 개략적으로 나타낸 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

30. 구동풀리 40. 피동풀리

50. 그라인딩 풀리 51. 팔레트

60. 타이밍 벨트

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치는, 소정 엔진의 소정 위치에 고정 설치되어 구동되는 구동풀리와; 상기 구동풀리의 일측에 전후 및 좌우 이동이 가능토록 설치되어 상기 구동풀리의 구동에 따라회동되는 적어도 하나의 피동풀리와; 상기 피동풀리의 일측에 모터가 이동 가능하게 장착되도록 설치된 팔레트와; 상기 팔레트에 설치된 모터와; 상기 모터의 회전축에 설치된 그라인딩 풀리와; 상기 구동풀리, 상기 피동풀리, 및 상기 그라인딩 풀리에 걸려 무한궤도로 회전하는 타이밍 벨트;를 포함하는 것을 그 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.

도 2에는 본 발명에 따른 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치를 개략적으로 나타낸 구성도가 도시되어 있다. 여기에서는 일반적인 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치의 구성 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 구성만을 설명하기로 한다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치는, 소정 엔진(미도시)에 장착되는 것으로서, 상기 엔진의 소정 위치에 고정 설치되어 구동되는 구동풀리(30)와, 상기 구동풀리(30)의 일측에 전후 및 좌우 이동이 가능토록 설치되어 상기 구동풀리(30)의 구동에 따라 회동되는 적어도 하나의 피동풀리(40)와, 상기 피동풀리(40)의 일측에 모터(미도시)가 이동 가능하게 장착되도록 설치된 팔레트(pallet)(52)와, 상기 팔레트(51)에 설치된 모터와, 상기 모터의 회전축에 설치된 그라인딩 풀리(50)와, 구동풀리(30), 피동풀리(40), 및 그라인딩 풀리(50)에 걸려 무한궤도로 회전하는 타이밍 벨트(60)를 포함하여 구성된다.

상기 타이밍 벨트(60)가 랩 앵글 확보가 되면서 회전되도록 모터가 상하 이동 가능하게 팔레트(51)에 설치된다.

그리고 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 피동풀리(40)는 2개가 장착되고, 2개의 상기 피동풀리(40) 사이에 상기 그라인딩 풀리(50)가 설치된다.

이와 같이 구성된 각 장치들은 소정의 테이블상에 설치될 수 있다. 그러나, 이들 장치는 상기 타이밍 벨트(60)가 설치된 어느 곳에도 응용 가능하다.

상술한 바와 같은 구성을 갖는 본 발명에 따른 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치의 작용을 설명하면 다음과 같다. 여기에서는 일반적인 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치의 작용 설명은 생략하고, 본 발명의 특징에 따른 작용만을 설명하기로 한다.

도면을 다시 참조하면, 상기 구동풀리(30) 하나가 고정되고, 두 개의 피동풀리(40)가 X 및 Y방향으로 자유로운 이동이 가능하여 폭 조절이 자유로우며, 팔레트(51)는 모터를 고정되게 설치하고, 특히 이 팔레트(51)는 랩 앵글 확보를 위해 상하 이동이 가능한 구조를 갖고 있으며, 상기 모터의 작동에 따라 그라인딩 풀리(50)가 회동된다.

그리고 본 발명에 따른 엔진에 채용된 타이밍 벨트(60) 장치는, 예컨대 특수 테이블(table)에 장착되어 질 수 있고, 이때 예컨대, 각 타이밍 벨트(60)의 레이아웃(lay-out)에 맞게 피동풀리(40)의 위치를 자유로이 변경하여 실재 엔진의 레이아웃에 맞게 문제 부위의 스팬(span)에 대한 동일한 구조로 조절할 수 있다.

또한, 상기 타이밍 벨트(60)를 장착한 후, 실재 엔진에 장착되는 랩 앵글이 되도록 팔레트(51)에 장착된 모터를 이동시켜 힘을 가한다. 상기 구동풀리(30)를 가동시켜 엔진 회전수와 동일하게 운전하면서 모터에 장착된 그라인딩 풀리(50)를처음에는 타이밍 벨트(60)의 치형에 맞게 제작된 아이들러로서 구동풀리(30)의 스피드에 따라 피동풀리(40)로서 구동되면서 표면에서의 그라인딩 풀리(50)로서 1차 황삭처리한다.

그런 후, 상기 구동풀리(30)의 속도와 다르게 즉, 빠르게 그리고 느리게 팔레트(51)에 장착된 모터를 구동시키면서 1차 황삭처리보다 미세한 표면 그라인딩으로 마무리 작업을 한다.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치는 다음과 같은 효과를 갖는다.

실재와 동일한 엔진 레이아웃(lay-out)을 얻을 수 있어 문제 부위에 대한 정확한 재현성 및 정확한 소음 저감이 이루어질 수 있다.

그리고 실재 풀리와 동일한 그라인딩 풀리를 사용하여 모터를 이용한 연마 처리이므로 실재 정학한 랩 앵글에 의하여 형성되는 굴곡을 정확하게 제거할 수 있으며, 소음 자체를 실재의 풀리 교체를 통하여 확인 점검까지 할 수 있다.

본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

Claims (3)

1. 소정 엔진의 소정 위치에 고정 설치되어 구동되는 구동풀리와;

   상기 구동풀리의 일측에 전후 및 좌우 이동이 가능토록 설치되어 상기 구동풀리의 구동에 따라 회동되는 적어도 하나의 피동풀리와;

   상기 피동풀리의 일측에 모터가 이동 가능하게 장착되도록 설치된 팔레트와;

   상기 팔레트에 설치된 모터와;

   상기 모터의 회전축에 설치된 그라인딩 풀리와;

   상기 구동풀리, 상기 피동풀리, 및 상기 그라인딩 풀리에 걸려 무한궤도로 회전하는 타이밍 벨트;를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 타이밍 벨트가 랩 앵글 확보가 되면서 회전되도록 상기 모터가 상하 이동 가능하게 상기 팔레트에 설치되는 것을 특징으로 하는 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 피동풀리는 2개가 장착되고, 2개의 상기 피동풀리 사이에 상기 그라인딩 풀리가 설치되는 것을 특징으로 하는 엔진에 채용된 타이밍 벨트 장치.