KR100412611B1 - 다이아프램을 이용한 체인 오토 텐셔너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 엔진 내부에서 공급되는 엔진 오일의 압력을 이용하여 타이밍 벨트의 장력을 조절하는 다이어프램을 이용한 체인의 오토 텐셔너에 관한 것으로,

몸체의 내측에 저압실 및 고압실이 형성되고, 고압실의 일측에 유압에 의해 작동되는 플런저의 일단이 수용되며, 플런저의 내측단을 탄력지지하는 스프링이 상기 고압실에 형성되며, 스프링의 다른 일단에는 저압실과 고압실의 통로를 개폐하기 위한 체크 볼이 형성되며, 저압실에서 고압실로 유압이 강하게 가해질 경우에 압력이 완충되도록 유체가 빠져나가기 위한 간극이 플런저의 외주연에 형성되는 오토 텐셔너에 있어서,

상기한 저압실과 고압실을 연결하는 통로로 고압이 전달되거나, 상기한 플러저에 체인의 과다한 장력변화가 전달될 경우에 고압실의 압력을 떨어뜨리기 위한 다이어프램이 상기한 통로의 전방에 형성되며, 상기 다이어프램이 변형될 수 있도록 일정 크기의 작동공간이 홈 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

Description

다이아프램을 이용한 체인 오토 텐셔너{Chain auto tensioner using diaphragm}

본 발명은 다이어프램을 이용한 체인 오토 텐셔너에 관한 것으로, 보다 상세하게는 엔진 내부에서 공급되는 엔진 오일의 압력을 이용하여 타이밍 벨트의 장력을 조절하는 다이어프램을 이용한 체인 오토 텐셔너에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진부에 사용되는 체인은 엔진을 구동할 때 크랭크 축 스프로켓의 동력으로 워터펌프 및 캠축 스프라켓 등을 구동시키기 위하여 사용되는 동력 전달 수단이다. 예를 들어 엔진의 시동 후 주행 중 또는 정차나 출발시 엔진 회전수 변동에 따른 가감속에 의하여 체인이 순간적으로 느슨해지면 동력 전달의 효율이 떨어진다. 따라서, 이를 방지하기 위하여 여러 스프로켓 사이에는 가장 긴 구간에 위치한 체인 쪽에는 별도의 오토 텐셔너(Auto tensioner), 즉 체인의 장력조절장치가 필요하다. 이러한 체인의 장력조절장치는 체인을 항상 긴장된 상태(팽팽한 상태)로 유지해주기 때문에 동력의 손실을 막아 최상의 구동 조건을 얻도록 하고 있다.

도 3 및 도 4는 종래의 차량에 적용되는 체인의 장력조절장치를 나타낸 도면이다. 즉, 크랭크 축 스프로켓(10)의 구동력을 캠 축 스프로켓(11)에 전달되도록 하기 위해 체인(12)이 장착되는데, 상기한 체인(12)이 주변 장치에 간섭되지 않고 회전되도록 하기 위해 가이드(13) 및 아이들 풀리(14) 등이 형성된다.

그리고 상기한 크랭크 축 스프로켓(10)의 구동력이 워터 펌프 스프로켓(15) 및 밸런스 축 스프로켓(16)에 전달되도록 하기 위한 체인(17)이 장착된다. 그리고 상기한 장력조절장치, 즉 오토 텐셔너(20)는 상기 크랭크 축 스프로켓(10)과 캠 축 스프로켓(11)을 연결하는 체인(12)의 도중과, 상기한 크랭크 축 스프로켓(10)과 워터 펌프 스프로켓(15)을 연결하는 체인(17)의 도중에 형성된다.

특히, 상기한 체인(17)의 장력을 조절하기 위한 오토 텐셔너(20)의 내부 구성 및 작동을 설명하면 다음과 같다. 먼저 엔진의 작동에 따라 크랭크 축 스프로켓(10)이 구동되면, 이 구동력은 체인(12,17)에 의하여 캠 축 스프로켓(11) 및 워터 펌프 풀리(15) 쪽으로 전달되어 밸브(도시 생략)를 개폐시키거나 냉각수를 순환시키게 된다. 상기한 장력조절장치의 몸체(21) 내에는 유압이 작동되는 저압실(22)과 고압실(23)이 형성되고, 상기 고압실(23)의 일측에는 스프링(24)에 의해 탄력지지되는 플런저(25)가 형성된다. 그리고 상기 저압실(22)과 고압실(23)을 연결하는 통로(26)의 일측에는 유체의 흐름을 제어하기 위한 체크 볼(27)이 형성된다. 그리고 상기한 플런저(25)에 체인(17)의 장력이 가해지면 유체의 압력이 가해지는 고압실(23) 내의 압력이 완충되도록 유체가 빠져나가기 위한 간극(28)이 상기한 플런저(25)의 외주연에 형성된다.

따라서 저압실(22)을 통해서 유체가 공급되면 유체의 압력에 의해 체크 볼(27)이 밀리고, 유체는 고압실(23) 내로 충진되게 된다. 체인(17)의 장력이 플런저(25)에 가해지면 플런저(25)가 뒤로 밀리면서 고압실의 압력을 형성하게 되고, 이 때 미소한 양의 유체가 간극(28)을 통해 빠져나가면서 플런저(25)가 미세하게 움직여 체인(17)의 과다한 장력증가를 제어하는 댐핑 역할을 하게 된다. 상기 스프링(24)은 플런저(25)가 전방으로 이동되도록 하는 힘을 제공한다.

그러나 상기와 같이 구성되는 오토 텐셔너의 경우에 엔진회전수의 두배로 회전하면서 순간적인 관성력의 변화가 큰 밸런스 샤프트를 구동하는 경우에는 체인의 과다장력변화를 흡수해주기 어렵게 된다. 이는 밸런스 샤프트는 자체 댐핑 기능이전혀 없이 순수한 고속의 관성력변화가 체인에 직접 전달되기 때문에 체인이 순간적인 충격을 연속적으로 받게 되는데, 유체의 리크(Leak)를 통해 댐핑 역할을 하기가 힘드므로서 체인에 과다 장력 변동이 계속 발생되어 체인 피팅(Pitting) 등이 발생되는 문제점이 있었다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 안출된 것으로서, 엔진 내부에서 공급되는 엔진 오일의 압력을 이용하여 타이밍 벨트의 장력을 조절하는 다이어프램을 이용한 체인의 오토 텐셔너을 제공하는 데 목적이 있다.

본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로서,

몸체의 내측에 저압실 및 고압실이 형성되고, 고압실의 일측에 유압에 의해 작동되는 플런저의 일단이 수용되며, 플런저의 내측단을 탄력지지하는 스프링이 상기 고압실에 형성되며, 스프링의 다른 일단에는 저압실과 고압실의 통로를 개폐하기 위한 체크 볼이 형성되며, 저압실에서 고압실로 유압이 강하게 가해질 경우에 압력이 완충되도록 유체가 빠져나가기 위한 간극이 플런저의 외주연에 형성되는 오토 텐셔너에 있어서,

상기한 저압실과 고압실을 연결하는 통로로 고압이 전달되거나, 상기한 플러저에 체인의 과다한 장력변화가 전달될 경우에 고압실의 압력을 떨어뜨리기 위한 다이어프램이 상기한 통로의 전방에 형성되며, 상기 다이어프램이 변형될 수 있도록 일정 크기의 작동공간이 홈 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 오토 텐셔너의 구성도.

도 2는 본 발명에 의한 오토 텐셔너의 작동상태도.

도 3 및 도 4는 종래의 기술을 설명하기 위한 도면.

※ 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

30 : 오토 텐셔너 31 : 몸체

32 : 저압실 33 : 고압실

34 : 플런저 35 : 홈

36 : 스프링 37 : 체크 볼

38 : 통로 39 : 간극

40 : 볼 시트 41 : 오일 홀

50 : 다이어프램 52 : 작동공간

이하, 본 발명의 구성 및 작동에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면과 함께 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 의해 형성된 오토 텐셔너의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 의한 오토 텐셔너의 작동상태도이다.

도면 중에 표시되는 도면 부호 30은 본 발명에 의한 오토 텐셔너를 지시하는 것이고, 도면 부호 50은 본 발명에 의한 다이어프램을 지시하는 것이며, 일부의 도면 부호는 종래의 기술에서 사용된 도면부호가 그대로 인용된다.

상기한 오토 텐셔너(30)는 종래와 같이 몸체(31)의 내측에 저압실(32) 및 고압실(33)이 형성되고, 상기 고압실(33)의 일측에는 체인의 장력을 조절하기 위한 플런저(34)가 형성된다. 상기 플런저(34)의 일단은 길게 홈(35)이 형성되고, 상기 홈(35)에 스프링(36)의 일단이 수용된다. 상기 스프링(36)의 다른 일단에는 체크 볼(37)이 탄력지지된 채로 상기한 저압실(32)과 고압실(33)을 연결하는 통로(38)를 개폐하게 되는 구성은 종래와 같다.

그리고 종래와 같이 고압실(33)에 과도한 압력이 걸릴 경우에 고압실(33)의 외부로 유체를 배출하기 위한 간극(39)이 종래와 같이 형성된다.

그런데 본 발명에 의한 오토 텐셔너(30)는 상기한 저압실(32)과 고압실(33)을 연결하는 통로(38)가 형성되는 볼 시트(40)의 외주연 측에 오일 홀(41)이 다수 형성된다. 그리고 상기한 볼 시트(40)와 상기 저압실(32)의 내측벽 사이에 유체의 압력에 연동되는 다이어프램(50)이 개재된다. 상기 다이어프램(50)의 중간에는 상기 통로(38)로 유체가 통과될 수 있도록 하기 위한 통공(51)이 형성된다. 또한, 상기한 저압실(32)의 내측벽의 일측에는 다이어프램(50)이 작동될 수 있도록 일정 크기의 작동공간(52)이 형성된다.

상기와 같이 구성되는 오토 텐셔너의 작동을 설명하면 다음과 같다.

엔진이 시동되어 크랭크 축이 회전되면, 체인에 의해서 캠 축 및 워터 펌프 축, 밸런스 축 등이 회전되어 밸브를 작동하게 하거나, 워너펌프를 회전시켜 냉각수를 펌핑하게 된다. 상기와 같이 체인에 의해 크랭크 축의 구동력을 타 회전수단에 전달하는 과정에서 상기한 체인의 장력을 조절하게 된다.

특히, 상기한 밸런스 샤프트와 워터펌프를 구동하도록 장착되는 체인의 장력을 조절하는 오토 텐셔너(30)는 종래와는 달리 저압실(32)과 고압실(33)이 연결되는 통로의 일측에 다이어프램(50)이 형성되므로서 체인에 과다 장력이 발생되더라도 순간적으로 상기 다이어프램(50)이 변형하기 때문에 압력의 과다증대를 방지하게 된다. 즉, 댐핑 성능이 향상되어 체인의 과다 장력이 저감되므로서 체인, 스프로켓, 오토 텐셔너 등의 내구성도 크게 향상된다.

따라서 상기와 같이 구성되는 본 발명은 체인에 과다 장력 변화에 의해 고압실에 압력이 증대될 때, 다이어프램이 압력증대를 대응하여 순간적으로 변형하기 때문에 압력의 과다 증대를 방지하게 되고 따라서 체인의 순간적인 과다 장력 증대도 방지하게 되므로서, 댐핑 성능 향상에 의해 체인의 과다 장력이 저감될 뿐만 아니라 체인, 스프로켓, 오토 텐셔너 등의 내구성이 크게 향상되는 커다란 장점이 있는 것이다.

Claims (3)

1. 몸체의 내측에 저압실 및 고압실이 형성되고, 고압실의 일측에 유압에 의해 작동되는 플런저의 일단이 수용되며, 플런저의 내측단을 탄력지지하는 스프링이 상기 고압실에 형성되며, 스프링의 다른 일단에는 저압실과 고압실의 통로를 개폐하기 위한 체크 볼이 형성되며, 저압실에서 고압실로 유압이 강하게 가해질 경우에 압력이 완충되도록 유체가 빠져나가기 위한 간극이 플런저의 외주연에 형성되는 오토 텐셔너에 있어서,

   상기한 저압실(32)과 고압실(33)을 연결하는 통로(38)로 고압이 전달되거나, 상기한 플러저(34)에 체인의 과다한 장력변화가 전달될 경우에 고압실(33)의 압력을 떨어뜨리기 위한 다이어프램(50)이 상기한 통로(38)의 전방에 형성되며, 상기 다이어프램(50)이 변형될 수 있도록 몸체(31)의 내측으로 일정 크기의 작동공간(52)이 홈 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 다이어프램을 이용한 체인의 오토 텐셔너.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기한 다이어프램(50)의 중간부에는 상기한 통로(38)로 유체가 통과될 수 있도록 통공(51)이 형성되는 것을 특징으로 하는 다이어프램을 이용한 체인의 오토 텐셔너.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기한 통로(38)가 형성되는 볼 시트(40)의 외주연 측에는 다수의 오일 홀(41)이 형성되는 것을 특징으로 하는 다이어프램을 이용한 체인의 오토 텐셔너.