KR100409577B1

KR100409577B1 - Auto tensioner of cam shaft chain using ratchet

Info

Publication number: KR100409577B1
Application number: KR10-2001-0059626A
Authority: KR
Inventors: 오정한
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2001-09-26
Filing date: 2001-09-26
Publication date: 2003-12-18
Also published as: KR20030026577A

Abstract

본 발명은 크랭크 샤프트의 동력을 흡기 및 배기 캠샤프트에 전달하는 체인의 장력을 조절하는 조절하는 오토 텐셔너의 효율을 향상시키기 위한 래칫을 이용한 캠 샤프트 체인의 오토 텐셔너에 관한 것으로,The present invention relates to an auto tensioner of a cam shaft chain using a ratchet to improve the efficiency of the auto tensioner for adjusting the tension of the chain for transmitting the power of the crankshaft to the intake and exhaust camshaft.

크랭크 샤프트의 동력을 타이밍 벨트로써 전달받도록 흡기 캠 샤프트가 형성되고, 상기 흡기 캠 샤프트와 배기 캠 샤프트가 체인으로써 연결되며, 상기 체인이 처지지 않도록 하기 위한 체인 가이드가 형성되는 것에 있어서,In the intake cam shaft is formed so that the power of the crankshaft is transmitted to the timing belt, the intake cam shaft and the exhaust cam shaft is connected by a chain, the chain guide for preventing the chain from sagging is formed,

상기한 흡기 및 배기 캠 샤프트를 감싸며 지지하기 위한 캠 캡의 내측으로 각각 톱니모양으로 대칭되게 형성되는 래칫과;A ratchet formed symmetrically in the shape of a tooth into an inner side of a cam cap for supporting and supporting the intake and exhaust cam shafts;

원호의 중심방향으로 오므러들려는 탄성력을 가진 판스프링과;A leaf spring having an elastic force to retract in the center direction of the arc;

상기한 판스프링의 양측 끝단에 끼워지는 내륜봉과;An inner ring rod fitted to both ends of the leaf spring;

상기한 양측의 내륜봉 양끝단에 끼워져 상기 래칫의 홈부에 장착되는 외륜 베어링과;An outer ring bearing fitted to both ends of the inner ring rods on both sides thereof and mounted to the groove of the ratchet;

일측은 상기한 체인의 저면을 떠받치고, 상기 판스프링의 중앙부 상면에 고정되는 체인 가이드; 로 구성되는 것을 특징으로 한다.One side supports the bottom surface of the chain, the chain guide is fixed to the upper surface of the central portion of the leaf spring; Characterized in that consists of.

Description

Auto tensioner of cam shaft chain using ratchet}

본 발명은 래칫을 이용한 캠 샤프트 체인의 오토 텐셔너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 크랭크 샤프트의 동력을 흡기 및 배기 캠샤프트에 전달하는 체인의 장력을 조절하는 조절하는 오토 텐셔너의 효율을 향상시키기 위한 래칫을 이용한 캠 샤프트 체인의 오토 텐셔너에 관한 것이다.The present invention relates to an autotensioner of a camshaft chain using a ratchet, and more particularly, to a ratchet for improving the efficiency of an autotensioner for adjusting a tension of a chain that transmits power of a crankshaft to an intake and exhaust camshaft. It relates to an auto tensioner of the camshaft chain using.

일반적으로 엔진의 실린더에서는 흡입, 압축, 폭발, 배기의 행정을 거치면서 연료가 연소되고 피스톤의 상하왕복운동에 의해서 동력이 발생되는데, 이와 같이 발생된 동력은 크랭크 샤프트에 전달되어 엔진을 구동하게 된다. 이 때 엔진의 행정을 위해서는 밸브타이밍에 맞춰서 흡기밸브와 배기밸브가 작동되어야 하는데, 상기 흡기밸브 및 배기밸브의 밸브타이밍은 캠 샤프트의 회전에 의해서 결정된다. 상기한 캠 샤프트의 회전은 상기 크랭크 샤프트의 동력을 전달받아 이루어지는데 상기 크랭크 샤프트와 캠 샤프트의 동력전달은 벨트, 타이밍 벨트, 체인 등에 의해 이루어진다.In general, in the cylinder of the engine, fuel is combusted during the intake, compression, explosion, and exhaust stroke, and power is generated by the up and down movement of the piston. The generated power is transmitted to the crankshaft to drive the engine. . At this time, the intake valve and the exhaust valve should be operated in accordance with the valve timing for the stroke of the engine. The valve timing of the intake valve and the exhaust valve is determined by the rotation of the cam shaft. Rotation of the cam shaft is made by receiving the power of the crank shaft, power transmission of the crank shaft and the cam shaft is made by a belt, a timing belt, a chain or the like.

그런데 최근에 개발되는 엔진은 점점 소형화(콤펙트)화 되어 가고 있는 추세로서, 같은 배기량에서도 엔진의 크기를 작게 할 뿐만 아니라 엔진의 탑재성 및 중량을 감소시키고 있다. 특히, 엔진을 콤펙트화 하기 위해서는 흡기밸브 및 배기밸브의 각도를 줄여야 하므로서 흡기 캠 샤프트와 배기 캠 샤프트의 간격이 좁아져야만 한다.However, recently developed engines are becoming more and more compact (compact), and not only reduce the size of the engine at the same displacement, but also reduce the loadability and weight of the engine. In particular, in order to make the engine compact, the angle of the intake valve and the exhaust valve must be reduced, and the distance between the intake cam shaft and the exhaust cam shaft must be narrowed.

이를 위하여 최근 개발되는 엔진에서는 크랭크 샤프트와 흡기 캠 샤프트는타이밍 벨트로써 동력이 연결되고, 흡기 캠 샤프트와 배기 캠 샤프트는 체인으로써 동력이 연결된다.To this end, in a recently developed engine, the crankshaft and the intake camshaft are powered by a timing belt, and the intake camshaft and the exhaust camshaft are powered by a chain.

도 5는 상기와 같이 흡기 캠 샤프트와 배기 캠 샤프트의 동력전달을 위한 체인(10)이 장착된 도면이다. 도면에서와 같이 흡기 캠 샤프트(21)와 배기 캠 샤프트(22)는 서로 근접하게 형성되고, 각각의 캠 샤프트(21,22)에는 흡기 및 배기 캠 스프로켓(23,24)이 축지되어 체인(10)으로써 연결된다.5 is a view in which the chain 10 for power transmission of the intake camshaft and the exhaust camshaft is mounted as described above. As shown in the drawing, the intake cam shaft 21 and the exhaust cam shaft 22 are formed in close proximity to each other, and the intake and exhaust cam sprockets 23 and 24 are condensed on the respective cam shafts 21 and 22 so that the chain 10 Is connected.

그런데 체인(10)이 처지지 않도록 안내하기 위한 체인 가이드(15)는 캠 캡(25)의 일측에 장착되지만, 각각의 스프로켓(23,24) 간의 간격이 너무 좁아서 체인(10)의 장력을 조절하기 위한 별도의 텐셔너는 장착할 수 없는 실정이었다.By the way, the chain guide 15 for guiding the chain 10 does not sag is mounted on one side of the cam cap 25, but the spacing between the respective sprockets 23 and 24 is too narrow to adjust the tension of the chain 10. Separate tensioner for the situation was not able to be mounted.

따라서 엔진시동 혹은 구동중에 흡기 및 배기 캠 샤프트의 토오크 변화에 의하여 흡기와 배기를 연결하는 체인의 장력이 계속변화되므로서, 체인의 장력을 일정하게 유지하기 어려워 내구성이 저하될 뿐만 아니라 소음 및 진동에도 불리하게 작용되는 문제점이 있었다.Therefore, as the tension of the chain connecting the intake and exhaust changes continuously due to the torque change of the intake and exhaust camshafts during engine start-up or operation, it is difficult to keep the tension of the chain constant and the durability is lowered. There were disadvantageous problems.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 크랭크 샤프트의 동력을 흡기 및 배기 캠샤프트에 전달하는 체인의 장력을 조절하는 조절하는 오토 텐셔너의 효율을 향상시키기 위한 래칫을 이용한 캠 샤프트 체인의 오토 텐셔너를 제공하는 데 목적이 있다.Therefore, the present invention has been made to solve the above problems, camshaft using a ratchet for improving the efficiency of the auto-tensioner for adjusting the tension of the chain for transmitting the power of the crankshaft to the intake and exhaust camshaft The purpose is to provide an auto tensioner for the chain.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,The present invention as a means for achieving the above object,

크랭크 샤프트의 동력을 타이밍 벨트로써 전달받도록 흡기 캠 샤프트가 형성되고, 상기 흡기 캠 샤프트와 배기 캠 샤프트가 체인으로써 연결되며, 상기 체인이 처지지 않도록 하기 위한 체인 가이드가 형성되는 것에 있어서,In the intake cam shaft is formed so that the power of the crankshaft is transmitted to the timing belt, the intake cam shaft and the exhaust cam shaft is connected by a chain, the chain guide for preventing the chain from sagging,

도 1은 본 발명의 의해 오토 텐셔너의 구성도.1 is a configuration diagram of an auto tensioner according to the present invention.

도 2는 발명의 요부인 판스프링과 외륜 베어링의 사시도.Figure 2 is a perspective view of the leaf spring and the outer ring bearing the main portion of the invention.

도 3은 본 발명에 의해 래칫이 형성된 캠 캡의 사시도.3 is a perspective view of a cam cap having a ratchet formed by the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예로서 플레이트가 씌워진 상태의 도면.Figure 4 is a view of the plate covered with an embodiment of the present invention.

도 5는 종래기술을 설명하기 위한 도면.5 is a view for explaining the prior art.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명※ Explanation of code for main part of drawing

10 : 체인 15 : 체인 가이드10: chain 15: chain guide

21 : 흡기 캠 샤프트 22 : 배기 캠 샤프트21: intake cam shaft 22: exhaust cam shaft

23 : 흡기 캠 스프로켓 24 : 배기 캠 샤프트23: intake cam sprocket 24: exhaust cam shaft

30 : 캠 캡 31 : 래칫30: cam cap 31: ratchet

32 : 내경사면 33 : 외경사면32: internal slope 33: external slope

34 : 벽 35 : 플레이트34: wall 35: plate

40 : 오토 텐셔너 41 : 판스프링40: auto tensioner 41: leaf spring

42 : 내륜봉 44 : 외륜 베어링42: inner ring rod 44: outer ring bearing

이하, 본 발명의 구성 및 작용에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments according to the configuration and operation of the present invention will be described in detail.

도 1은 본 발명의 의해 오토 텐셔너의 구성도이고, 도 2는 발명의 요부인 판스프링과 외륜 베어링의 사시도이고, 도 3은 본 발명에 의해 래칫이 형성된 캠 캡의 사시도이며, 도 4는 본 발명의 실시예로서 플레이트가 씌워진 상태의 도면이다.1 is a configuration diagram of an auto tensioner according to the present invention, Figure 2 is a perspective view of the leaf spring and the outer ring bearing which is the main part of the invention, Figure 3 is a perspective view of a cam cap formed with a ratchet according to the present invention, Figure 4 As an embodiment of the invention is a view of the plate is covered.

도면 중에 표시되는 도면부호 10은 본 발명에 의해 흡기 캠 스프로켓과 배기 캠 스프로켓을 연결하는 체인을 지시하는 것이고, 도면부호 40은 본 발명에 의해 체인의 장력을 조절하기 위한 오토 텐셔너를 지시하는 것이다.Reference numeral 10 shown in the drawings indicates a chain connecting the intake cam sprocket and the exhaust cam sprocket according to the present invention, and reference numeral 40 designates an auto tensioner for adjusting the tension of the chain according to the present invention.

종래와 같이 흡기 캠 샤프트(21)의 일단에는 흡기 캠 스프로켓(23)이 축지되고, 배기 캠 샤프트(22)의 일단에는 배기 캠 스프로켓(24)이 축지된다. 상기한 흡기 및 배기 캠 스프로켓(23,24)은 상기한 체인(10)으로써 연결된다.As in the prior art, the intake cam sprocket 23 is held at one end of the intake cam shaft 21, and the exhaust cam sprocket 24 is held at one end of the exhaust cam shaft 22. The intake and exhaust cam sprockets 23 and 24 are connected by the chain 10 described above.

그리고 상기한 체인(10)이 처지는 것을 방지하는 체인 가이드(15)가 종래와 같이 절곡된 상태로 형성되며, 상기 체인 가이드(15)의 하측에는 오토 텐셔너(40)가 형성된다.In addition, the chain guide 15 which prevents the chain 10 from sagging is formed in a bent state as in the prior art, and an auto tensioner 40 is formed below the chain guide 15.

상기한 오토 텐셔너(40)는 호의 중심방향으로 오므러들려는 탄성력을 가진 판스프링(41)과, 상기 판스프링(41)이 양측 끝단이 지지되도록 하기 위한 래칫(31)과, 상기 판스프링(41)의 양측 끝단이 래칫(31)에 슬라이딩되도록 하기 위한 외륜 베어링(44)으로 구성된다.The auto tensioner 40 includes a leaf spring 41 having an elastic force to retract in the center direction of the arc, a ratchet 31 for supporting both ends of the leaf spring 41, and the leaf spring ( Both ends of 41 are configured as outer ring bearings 44 for sliding on the ratchet 31.

또한, 상기한 판스프링(41)의 양측 끝단에는 상기 외륜 베어링(44)이 양측 끝단으로 끼워지도록 하기 위한 내륜봉(42)이 형성된다. 즉, 상기 내륜봉(42)의 일측에 판스프링(41)의 두께 넓이의 홈(43)이 형성되고, 상기 홈(43)에 판스프링(41)의 양측 끝단이 끼워지는 것이다. 상기와 같이 형성된 양측의 내륜봉(42)의 양끝단에는 상기 외륜 베어링(44)이 끼워진다.In addition, at both ends of the leaf spring 41, an inner ring rod 42 is formed to allow the outer ring bearing 44 to be fitted at both ends. That is, a groove 43 having a thickness width of the leaf spring 41 is formed at one side of the inner ring bar 42, and both ends of the leaf spring 41 are fitted into the groove 43. The outer ring bearing 44 is fitted to both ends of the inner ring bar 42 formed on both sides as described above.

그리고 상기한 래칫(31)은 흡기 및 배기 캠 샤프트(21,22)의 양측 끝은 감싸며 지지하는 캠 캡(30)에 형성되는 것으로, 한 쌍의 캠 캡(30) 내측으로 각각 연속되는 톱니모양으로 형성되는 것이다. 즉, 상기 캠 캡(30)의 일측에 박스형상의 홈이 형성되어지되, 그 홈의 내부면이 래칫(31)으로 형성되는 것이다. 따라서 상기 래칫(31)의 양측면은 벽(34)으로 막혀진 상태가 된다.In addition, the ratchet 31 is formed in the cam cap 30 that surrounds and supports both ends of the intake and exhaust cam shafts 21 and 22, and each of which has a serrated shape that is continuous inside the pair of cam caps 30. It is formed as. That is, the box-shaped groove is formed on one side of the cam cap 30, the inner surface of the groove is formed of a ratchet (31). Accordingly, both sides of the ratchet 31 are blocked by the wall 34.

상기와 같이 래칫(31)이 형성된 캠 캡(30)은 엔진조립과정에서 흡기 및 배기캠 샤프트(21,22) 양끝단에 장착되는데, 래칫(31)이 형성된 측이 중앙에 위치되도록 조립된다.The cam cap 30 having the ratchet 31 formed as described above is mounted at both ends of the intake and exhaust cam shafts 21 and 22 during the engine assembly process, and the ratchet 31 is assembled to be positioned at the center.

그리고 상기와 같이 내륜봉(42)이 끼워진 판스프링(41)의 양단을 각각의 래칫(31)에 위치시키는데, 이 과정에서 상기 내륜봉(42)의 양측 끝단에는 외륜 베어링(44)이 끼워진다.In addition, both ends of the leaf spring 41 into which the inner ring bar 42 is fitted are positioned at each ratchet 31. In this process, the outer ring bearing 44 is fitted to both ends of the inner ring bar 42. .

상기 외륜 베어링(44)은 상기 래칫(31)의 경사면에 슬라이딩되면서 체인(10)의 장력을 조절하기 위한 것이다.The outer ring bearing 44 is for adjusting the tension of the chain 10 while sliding on the inclined surface of the ratchet (31).

특히, 상기한 래칫(31)의 내경사면(32)은 외경사면(33)에 비해 급격한 경사면이 되도록 형성되는 것이 바람직하다. 이는 판스프링(41)이 외측으로 벌어질 때는 서서히 넘어가도록 하고, 내측으로 오므러질때는 신속하게 하기 위한 것이다.In particular, the inner inclined surface 32 of the ratchet 31 is preferably formed to be a steep inclined surface compared to the outer inclined surface 33. This is to allow the leaf spring 41 to fall slowly when it is opened outwards and to be quick when it is retracted inwardly.

또한, 상기한 래칫(31)의 상측은 판스프링(41), 외륜봉(42), 내륜베어링(44) 등의 이탈을 방지하기 위해 별도의 플레이트(35)로써 쒸워진다.In addition, the upper side of the ratchet 31 is closed with a separate plate 35 to prevent the separation of the leaf spring 41, the outer ring rod 42, the inner ring bearing 44, and the like.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the present invention configured as described above are as follows.

엔진이 가동되면 크랭크 샤프트의 동력이 흡기 및 배기 캠 샤프트(21,22)에 전달된다. 즉, 크랭크 샤프트와 타이밍 벨트로써 연결된 흡기 캠 샤프트(21)가 회전하게 되고, 흡기 캠 스프로켓(23)과 체인(10)으로써 연결된 배기 캠 스프로켓(24)이 회전하게 된다.When the engine is running, the power of the crankshaft is transmitted to the intake and exhaust camshafts 21 and 22. That is, the intake cam shaft 21 connected by the crankshaft and the timing belt rotates, and the intake cam sprocket 23 and the exhaust cam sprocket 24 connected by the chain 10 rotate.

이 과정에서 상기한 체인(10)은 회전력에 의해서 장력이 변하게 되는데, 이렇게 발생되는 장력의 차이는 상기 오토 텐셔너(40)에서 조절되어진다.In this process, the tension of the chain 10 is changed by the rotational force, and the difference in tension generated in this way is adjusted by the auto tensioner 40.

즉, 상기한 판스프링(41)의 양끝단이 아래로 오므러들려는 성질이 있기 때문에 판스프링(41)의 중앙 상부는 활처럼 휘게 되어 탄력을 갖게 된다. 그런데 판스프링(41)의 중앙 상부면에는 상술한 바와 같이 체인 가이드(15)가 용접되어 있으므로 체인(10)의 장력이 그대로 상기 판스프링(41)에 전달된다.That is, since both ends of the leaf spring 41 is intended to be retracted downward, the upper portion of the center of the leaf spring 41 is bent like a bow to have elasticity. However, since the chain guide 15 is welded to the central upper surface of the leaf spring 41 as described above, the tension of the chain 10 is transmitted to the leaf spring 41 as it is.

이렇게 전달되는 장력은 판스프링(41)에서 흡수되어지고, 그 장력이 일정수준 이상이 되면 양측의 내륜봉(42)의 양측에 끼워진 외륜 베어링(44)이 래칫(31)의 내경사면(32)을 타고 넘어가게 된다. 이 과정에서 내경사면(32)은 경사각이 크기 때문에 내륜 베어링(44)이 서서히 넘어가게 된다. 그러면 판스프링(41)의 휨각도가 완만해지게 된 상태로 체인(10)의 장력을 조절하게 된다.The tension transmitted in this way is absorbed by the leaf spring 41, and when the tension is above a certain level, the outer ring bearing 44 fitted to both sides of the inner ring bar 42 on both sides is the inner inclined surface 32 of the ratchet 31. Will ride over. In this process, the inner inclined surface 32 has a large inclination angle, so that the inner ring bearing 44 gradually passes over. Then, the tension of the chain 10 is adjusted in a state where the bending angle of the leaf spring 41 becomes smooth.

반대로 체인(10)의 장력이 약하게 작용되면, 판스프링(41)의 휘려는 성질로 인하여 판스프링(41)의 양측단에 끼워진 내륜 베어링(44)이 래칫(31)의 외경사면(33)을 타고 내측으로 넘어오게 된다. 이 과정에서 외경사면(33)의 경사각은 완만하게 형성되어 있으므로서 보다 쉽게 넘게 된다. 그러면 판스프링(41)의 휨각도가 커지게 된 상태로 체인(10)의 장력을 조절하게 된다.On the contrary, when the tension of the chain 10 is weakly applied, the inner ring bearing 44 fitted to both ends of the leaf spring 41 causes the outer inclined surface 33 of the ratchet 31 due to the bending property of the leaf spring 41. Ride inside. In this process, the inclination angle of the outer inclined surface 33 is more easily formed so that it is more easily crossed. Then, the tension of the chain 10 is adjusted in a state in which the bending angle of the leaf spring 41 is increased.

이상과 같이 판스프링(41)으로써 흡기 캠 스프로켓(23)과 배기 캠 스프로켓(24)을 연결하는 체인(10)의 장력이 자동으로 조절되어진다.As described above, the tension of the chain 10 connecting the intake cam sprocket 23 and the exhaust cam sprocket 24 is automatically adjusted by the leaf spring 41.

따라서 상기와 같이 흡기 및 배기 캠 샤프트의 양끝단을 감싸는 캠 캡의 일측에 래칫이 형성되고, 양측의 래칫 사이에 판스프링이 개재되어 체인 가이드가 상기 판스프링의 탄력에 의해 지지되도록 구성되는 본 발명은 엔진의 운전상태에 맞춰 체인의 장력이 조절되므로서 캠기구의 내구성이 향상될 뿐만 아니라 소음 및 진동 측면에서도 유리하게 작용되는 커다란 장점이 있는 것이다.Therefore, a ratchet is formed at one side of the cam cap surrounding both ends of the intake and exhaust cam shafts as described above, and a leaf spring is interposed between the ratchets at both sides so that the chain guide is supported by the elasticity of the leaf spring. Since the tension of the chain is adjusted according to the operating state of the engine, not only the durability of the cam mechanism is improved, but also a great advantage in that it is advantageous in terms of noise and vibration.

Claims

In the intake cam shaft is formed so that the power of the crankshaft is transmitted to the timing belt, the intake cam shaft and the exhaust cam shaft is connected by a chain, the chain guide for preventing the chain from sagging,

A ratchet (31) formed symmetrically in the shape of a tooth inwardly of the cam cap (30) for wrapping and supporting the intake and exhaust cam shafts (21, 22);

A leaf spring 41 having an elastic force to retract in the direction of the center of the arc;

An inner ring rod 42 fitted to both ends of the leaf spring 41;

An outer ring bearing 44 fitted to both ends of the inner ring rods 42 on both sides and mounted to a groove of the ratchet 31;

One side supports the bottom surface of the chain 10, the chain guide 15 is fixed to the upper surface of the central portion of the leaf spring (41); Auto tensioner of the camshaft chain using a ratchet, characterized in that consisting of.

The method of claim 1,

The outer inclined surface 33 formed on the outside of the ratchet 31 is gently formed, the inner inclined surface 32 formed on the inside of the cam shaft chain using a ratchet, characterized in that the inclination is sharper than the outer inclined surface. Auto tensioner.

The method of claim 1,

Above

Both sides of the ratchet (31) is an auto-tensioner of the camshaft chain using a ratchet, characterized in that the wall 34 is formed to prevent the outer ring bearing (44) detached.

The method of claim 1,

The upper portion of the ratchet 31 is an auto tensioner of the camshaft chain using a ratchet, characterized in that the cover is covered with a separate plate (35).