KR100534702B1 - Ｖ형 엔진의 체인 구동 시스템 - Google Patents

Ｖ형 엔진의 체인 구동 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명에 따른 V형 엔진의 체인 구동 시스템은 크랭크 샤프트에 구비된 복수의 구동 스프라켓과 캠 샤프트 및 오일 펌프 샤프트에 구비된 복수의 피동 스프라켓을 복수의 구동 체인으로 연결하여 구동하는 경우, 복수의 안내부를 통해 상기 복수의 체인의 인장부(taut strand)를 안내하는 동시에 복수의 텐셔너(tensioner)를 통해 처짐부(slack strand)에 텐션(tension)을 부가하되, 상기 크랭크 샤프트에 고정된 상기 복수의 구동 스프라켓에 결합된 복수의 구동 체인을 동시에 안내하는 가이드를 형성하여 상기 복수의 구동 스프라켓과 복수의 구동 체인 사이의 결합을 확실하게 할 수 있다.

Description

Ｖ형 엔진의 체인 구동 시스템{CHAIN DRIVE SYSTEM OF V-TYPE ENGINE}
본 발명은 V형 엔진의 체인 구동 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 V형 엔진(V-type engine)의 크랭크 샤프트에 구비된 다수의 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 결합하여 구동되는 체인에 의해 각 실린더 뱅크(cylinder bank)의 캠 샤프트 및 오일 펌프 샤프트가 구동되는 경우, 크랭크 샤프트에 구비된 상기 다수의 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 체인 사이에 확실한 결합(conjunction)을 보장하는 체인 구동 시스템에 관한 것이다.
일반적으로, V형 엔진 또는 수평 대향형 엔진(horizontally-opposed engine)은 각 실린더 뱅크에 대하여 개별적인 체인 구동 어셈블리(chain drive assembly)를 구비하여 캠 샤프트를 구동한다. 상기 체인 구동 어셈블리는 각 실린더 뱅크(cylinder bank)에 대하여 대칭적으로 동일한 기하학적 배치(geometry)를 갖는다.
한편, 엔진 하부에 구비되는 오일 펌프를 구동하기 위해, V형 엔진은 별개의 체인 구동 어셈블리를 구비하여 엔진 하부에 위치한 오일 펌프를 구동할 수 있다.
상기와 같이 체인 구동 시스템을 구성하기 위해서는, 세 개의 크랭크 샤프트 스프라켓이 크랭크 샤프트에 일렬로 장착되어 캠 샤프트 스프라켓 및 오일 펌프 샤프트 스프라켓과 체인으로 연결된다.
그러나, 체인을 사용하여 크랭크 샤프트 및 오일 펌프 샤프트에 동력을 전달하는 경우, 샤프트의 회전 방향에 따라 긴장부(taut strand)와 처짐부(slack strand)로 구분되고, 각 인장부와 처짐부에 가이드(guide) 또는 텐셔너(tensioner)를 구비하지 않으면, 크랭크 샤프트 스프라켓과 체인 사이에 정확한 결합이 이루어지지 않아, 밸브 기구(valve mechanism)의 개폐가 일정하게 이루어지지 않을 수 있으며, 이는 엔진 작동 불량의 원인이 될 수 있었다.
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 크랭크 샤프트가 자신과 체인으로 연결된 캠 샤프트 및 오일 펌프 샤프트를 동시에 구동하는 경우, 크랭크 샤프트 스프라켓과 체인 사이에 정확한 결합이 이루어지도록 하는 V형 엔진의 체인 구동 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명은 제1 흡기 캠 샤프트 스프라켓 및 제1 배기 캠 샤프트 스프라켓이 제1 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 제1 구동 체인으로 연결되어 구동되는 제1 체인 구동 어셈블리; 및 제2 흡기 캠 샤프트 스프라켓 및 제2 배기 캠 샤프트 스프라켓이 제2 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 제2 구동 체인으로 연결되어 구동되는 제2 체인 구동 어셈블리를 포함하는 V형 엔진의 체인 구동 시스템에서, 제3 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 오일 펌프 샤프트 스프라켓이 제3 구동 체인으로 연결되어 구동되는 제3 체인 구동 어셈블리를 더 포함하되, 상기 제3 구동 체인의 긴장부(taut strand)는 소정의 곡선 경로(arcuate path)를 따라 가이드에 의해 안내되고, 상기 제3 구동 체인의 이완부(slack strand)에는 텐셔너 암(tensioner arm)에 의해 소정이 텐션이 부가되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 제1 크랭크 샤프트 구동 스프라켓, 상기 제2 크랭크 샤프트 구동 스프라켓, 및 상기 제3 크랭크 샤프트 구동 스프라켓은 크랭크 샤프트에 동축으로(coaxially) 고정된다.
더욱 바람직하게는, 상기 제3 크랭크 샤프트 구동 스프라켓은 상기 제1 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 상기 제2 크랭크 샤프트 구동 스프라켓 사이에 개재된다.
바람직하게는, 상기 가이드는 상기 제3 구동 체인을 안내하되, 상기 가이드는 상기 크랭크 샤프트 측으로 연장되고, 상기 크랭크 샤프트 측으로 연장된 가이드 면은 그 폭이 확대되어, 상기 제1 구동 스프라켓으로 이동하는 상기 제1 구동 체인, 및 상기 제2 구동 스프라켓으로 이동하는 상기 제2 구동 체인을 동시에 안내한다.
더욱 바람직하게는, 상기 가이드의 확대된 상기 가이드 면은 상기 크랭크 샤프트의 외주(circumference) 중 상기 복수의 크랭크 샤프트 스프라켓과 상기 복수의 구동 체인이 동시에 결합되는 부분에 접하도록 배치된다.
바람직하게는, 상기 텐셔너 암(tensioner arm)은 소정의 선회축을 중심으로 회전 가능하게 V형 엔진의 본체와 연결되되, 상기 텐셔너 암과 상기 V형 엔진의 본체 사이에는 소정의 회전력을 상기 텐셔너 암에 제공하는 스프링이 개재된다.
더욱 바람직하게는, 상기 스프링은 W-토션 스프링으로 구비되되, 상기 스프링의 일 종단은 V형 엔진의 본체에 고정되고, 다른 일 종단은 상기 텐셔너 암에 고정된다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1에는 본 발명의 일 실시예에 따른 V형 엔진의 크랭크 샤프트 체인 구동 시스템이 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 상기 V형 엔진에서 우측 실린더 뱅크(100)의 체인 구동 어셈블리는 흡기 캠 샤프트 스프라켓(intake camshaft sprocket)(102); 배기 캠 샤프트 스프라켓(exhaust camshaft sprocket)(104); 크랭크 샤프트 구동 스프라켓(crank shaft drive sprocket)(106); 및 체인(108)을 구비한다.
마찬가지로, 좌측 실린더 뱅크(300)의 체인 구동 어셈블리는 흡기 샤프트 스프라켓(302); 배기 캠 샤프트 스프라켓(304); 크랭크 샤프트 구동 스프라켓(306); 및 체인(308)을 구비한다.
오일 펌프(200)의 체인 구동 어셈블리는 오일 펌프 샤프트 스프라켓(202); 크랭크 샤프트 구동 스프라켓(204); 및 체인(208)을 구비한다.
상기 V형 엔진의 크랭크 샤프트 구동 스프라켓(104,204,304)은 크랭크 샤프트(400)에 동축상 순차적으로(coaxially) 고정된다(secured to). 오일 펌프 샤프트 스프라켓(202)과 체인(20)으로 연결되는 크랭크 샤프트 구동 스프라켓(206)은 나머지 두 개의 크랭크 샤프트 구동 스프라켓(106,306) 사이에 개재된다.
크랭크 샤프트(400)는 도 1에 도시된 화살표 방향으로 회전하며, 결과적으로 크랭크 샤프트 구동 스프라켓(106,206,306)도 상기 크랭크 샤프트(400)와 함께 회전한다.
제1 체인 가이드(110)는 체인(108)의 긴장부(taut strand)(108a)를 흡기 캠 샤프트 스프라켓(102)으로부터 크랭크 샤프트 구동 스프라켓(106)사이의 곡선 경로(arcuate path)를 따라 안내하고, 마찬가지로 제2 체인 가이드(310)는 체인(308)의 긴장부(taut strand)(308a)를 배기 캠 샤프트 스프라켓(304)으로부터 크랭크 샤프트 구동 스프라켓(106)사이의 곡선 경로(arcuate path)를 따라 안내한다.
각 실린더 뱅크(100,300)에 대한 체인 경로는 실질적으로 동일하여 (substantially identical), 체인(108,308)의 긴장부(108a,308a)는 동일한 곡률 반경을 가진다.
또한, 우측 실린더 뱅크(100)는 전형적인(conventional) 제1 텐셔너 (tensioner)(114)와 제1 텐셔너 암(tensioner arm)(112)을 구비하며, 마찬가지로 좌측 실린더 뱅크(300)는 제2 텐셔너(314)와 제2 텐셔너 암(312)을 구비한다.
바람직하게는, 우측 실린더 뱅크(100)의 흡기 캠 샤프트 스프라켓(102)과 배기 캠 샤프트 스프라켓(104) 사이에 제3 체인 가이드(116)를 구비하여 체인(108)을 안내하며, 마찬가지로 좌측 실린더(300)의 흡기 캠 샤프트 스프라켓(302)과 배기 캠 샤프트 스프라켓(304) 사이에 제4 체인 가이드(316)를 구비하여 체인(308)을 안내한다.
또한, 제 3 텐셔너 암(212)은 크랭크 샤프트 스프라켓(206)으로부터 오일 펌프 샤프트 스프라켓(202)으로 이동하는 체인(208)에 소정의 텐션(tension)을 가한다.
상기 제3 텐셔너 암(212)은 선회축을 중심으로 회전 가능하게 V형 엔진의 본체에 결합하고, 상기 제3 텐셔너 암(212)의 선회축에는 스프링(214)이 결합된다.
상기 스프링(214)은 바람직하게는 W-토션 스프링으로 구비되어 선회축으로 삽입되되, 상기 스프링(214)의 일 종단은 본체에 고정되고, 다른 일 종단은 상기 제3 텐셔너 암(212)에 고정되어 상기 선회축을 중심으로 시계 방향의 회전력을 발생시켜 상기 체인(208)에 소정의 텐션(tension)을 부가한다.
또한, 제3 가이드(210)는 오일 펌프 샤프트 스프라켓(202)으로부터 크랭크 샤프트 구동 스프라켓(206)으로 이동하는 체인(208)을 안내하는 동시에, 크랭크 샤프트 구동 스프라켓(106,306)과 결합하는 체인(108,308)이 크랭크 샤프트 구동 스프라켓(106,306)으로부터 이탈하는 것을 방지한다.
상기 제3 가이드(210)의 사시도가 도 2에 도시되어 있다.
상기 제3 가이드(210)의 가이드 면 중 크랭크 샤프트(400) 측의 가이드면(A)의 폭이 확대되어 형성된다. 상기 가이드 면(A)의 폭은 상기 크랭크 샤프트(400)에 고정된 크랭크 샤프트 구동 스프라켓(106,206,306)의 전체 간격보다 크게 형성되는 것이 바람직하다. 상기 제3 가이드(210)의 가이드 면(A)은 상기 오일 펌프 구동을 위한 체인(208)을 안내하되, 동시에 크랭크 샤프트 구동 스프라켓(106,306)과 결합되는 체인(108,308)이 크랭크 샤프트 스프라켓(106,306)으로부터 이탈되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명에 따른 체인 처짐 방지 장치에 의하면, V형 엔진에서 크랭크 샤프트가 자신과 체인으로 연결된 캠 샤프트 및 오일 펌프 샤프트를 동시에 구동하는 경우, 체인의 인장부와 처짐부에 복수의 가이드 및 텐셔너(tensioner)를 이용하여 복수의 스프라켓과 체인 사이의 정확한 결합을 유지할 수 있다.
또한, 크랭크 샤프트에 고정되는 복수의 스프라켓과 복수의 체인 사이의 결합을 하나의 가이드에 의해 안내함으로써, 효율적으로 V형 엔진의 체인 구동 시스템을 구성할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 체인 구동 시스템을 도시하는 개략적인 단면도;
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 체인 구동 시스템의 제3 가이드의 사시도.

Claims (7)

  1. 삭제
  2. 제1 흡기 캠 샤프트 스프라켓 및 제1 배기 캠 샤프트 스프라켓이 제1 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 제1 구동 체인으로 연결되어 구동되는 제1 체인 구동 어셈블리; 및 제2 흡기 캠 샤프트 스프라켓 및 제2 배기 캠 샤프트 스프라켓이 제2 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 제2 구동 체인으로 연결되어 구동되는 제2 체인 구동 어셈블리를 포함하는 V형 엔진의 체인 구동 시스템에서,
    제3 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 오일 펌프 샤프트 스프라켓이 제3 구동 체인으로 연결되어 구동되는 제3 체인 구동 어셈블리를 더 포함하되,
    상기 제3 구동 체인의 긴장부(taut strand)는 소정의 곡선 경로(arcuate path)를 따라 가이드에 의해 안내되고, 상기 제3 구동 체인의 이완부(slack strand)에는 텐셔너 암(tensioner arm)에 의해 소정이 텐션이 부가되며,
    상기 제1 크랭크 샤프트 구동 스프라켓, 상기 제2 크랭크 샤프트 구동 스프라켓, 및 상기 제3 크랭크 샤프트 구동 스프라켓은 크랭크 샤프트에 동축으로(coaxially) 고정되는 것을 특징으로 하는 V형 엔진의 체인 구동 시스템.
  3. 제2항에서,
    상기 제3 크랭크 샤프트 구동 스프라켓은 상기 제1 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 상기 제2 크랭크 샤프트 구동 스프라켓 사이에 개재되는 것을 특징으로 하는 V형 엔진의 체인 구동 시스템.
  4. 제1 흡기 캠 샤프트 스프라켓 및 제1 배기 캠 샤프트 스프라켓이 제1 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 제1 구동 체인으로 연결되어 구동되는 제1 체인 구동 어셈블리; 및 제2 흡기 캠 샤프트 스프라켓 및 제2 배기 캠 샤프트 스프라켓이 제2 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 제2 구동 체인으로 연결되어 구동되는 제2 체인 구동 어셈블리를 포함하는 V형 엔진의 체인 구동 시스템에서,
    제3 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 오일 펌프 샤프트 스프라켓이 제3 구동 체인으로 연결되어 구동되는 제3 체인 구동 어셈블리를 더 포함하되,
    상기 제3 구동 체인의 긴장부(taut strand)는 소정의 곡선 경로(arcuate path)를 따라 가이드에 의해 안내되고, 상기 제3 구동 체인의 이완부(slack strand)에는 텐셔너 암(tensioner arm)에 의해 소정이 텐션이 부가되며,
    상기 가이드는 상기 제3 구동 체인을 안내하되,
    상기 가이드는 상기 크랭크 샤프트 측으로 연장되고, 상기 크랭크 샤프트 측으로 연장된 가이드 면은 그 폭이 확대되어, 상기 제1 구동 스프라켓으로 이동하는 상기 제1 구동 체인, 및 상기 제2 구동 스프라켓으로 이동하는 상기 제2 구동 체인을 동시에 안내하는 것을 특징으로 하는 V형 엔진의 체인 구동 시스템.
  5. 제4항에서,
    상기 가이드의 확대된 상기 가이드 면은 상기 크랭크 샤프트의 외주(circumference) 중 상기 복수의 크랭크 샤프트 스프라켓과 상기 복수의 구동 체인이 동시에 결합되는 부분에 접하도록 배치되는 것을 특징으로 하는 V형 엔진의 체인 구동 시스템.
  6. 제1 흡기 캠 샤프트 스프라켓 및 제1 배기 캠 샤프트 스프라켓이 제1 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 제1 구동 체인으로 연결되어 구동되는 제1 체인 구동 어셈블리; 및 제2 흡기 캠 샤프트 스프라켓 및 제2 배기 캠 샤프트 스프라켓이 제2 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 제2 구동 체인으로 연결되어 구동되는 제2 체인 구동 어셈블리를 포함하는 V형 엔진의 체인 구동 시스템에서,
    제3 크랭크 샤프트 구동 스프라켓과 오일 펌프 샤프트 스프라켓이 제3 구동 체인으로 연결되어 구동되는 제3 체인 구동 어셈블리를 더 포함하되,
    상기 제3 구동 체인의 긴장부(taut strand)는 소정의 곡선 경로(arcuate path)를 따라 가이드에 의해 안내되고, 상기 제3 구동 체인의 이완부(slack strand)에는 텐셔너 암(tensioner arm)에 의해 소정이 텐션이 부가되며,
    상기 텐셔너 암(tensioner arm)은 소정의 선회축을 중심으로 회전 가능하게 V형 엔진의 본체와 연결되되, 상기 텐셔너 암과 상기 V형 엔진의 본체 사이에는 소정의 회전력을 상기 텐셔너 암에 제공하는 스프링이 개재되는 것을 특징으로 하는 V형 엔진의 체인 구동 시스템.
  7. 제6항에서,
    상기 스프링은 W-토션 스프링으로 구비되되, 상기 스프링의 일 종단은 V형 엔진의 본체에 고정되고, 다른 일 종단은 상기 텐셔너 암에 고정되는 것을 특징으로 하는 V형 엔진의 체인 구동 시스템.
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