KR101428411B1

KR101428411B1 - 캠 스프라켓

Info

Publication number: KR101428411B1
Application number: KR1020130097424A
Authority: KR
Inventors: 김진순; 양재춘; 최병영; 우수형; 공진국
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2013-08-16
Filing date: 2013-08-16
Publication date: 2014-08-08

Abstract

캠 샤프트의 일단과 중앙이 연결되고, 엔진의 크랭크축과 체인으로 연결되어 함께 회전하는 캠 스프라켓으로서, 원주방향의 테두리를 따라 체인과 치합되는 기어부가 마련되고, 내부에 설치공간이 형성되는 스프라켓 하우징; 설치공간에 마련되는 원형의 판상으로서, 중앙이 캠샤프트와 연결되고, 테두리 부분이 수직으로 절곡된 디스크패널; 및 디스크패널과 스프라켓 하우징 사이의 공간에 마련되어 디스크패널과 스프라켓 하우징 간의 유격을 제거하는 베어링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 캠 스프라켓이 소개된다.

Description

캠 스프라켓{CAM SPROCKET}

본 발명은 캠 스프라켓으로서, 더욱 상세하게는 내부에 베어링을 구비하여, 내부에 마련되고 캠 샤프트와 연결되는 디스크와 외부 하우징간의 유격을 없애는 캠 스프라켓에 관한 것이다.

가솔린 엔진에 적용되는 CVVT(Continuously Variable Valve Timing, 가변밸브타이밍기구)는 모터를 이용해 실린더 헤드에 위치한 캠의 위상각을 변화시킴으로 엔진의 밸브리프트타이밍을 상황에 따라 적절하게 변화시킴으로써 엔진의 출력과 연비는 높이고, 배기가스는 줄이는 밸브제어기구이다.

이러한 CVVT는 일반적으로 캠 스프라켓의 일단에 마련된 모터의 작동으로 캠 스프라켓 내부에 마련된 장치들이 움직여 캠 샤프트를 회전시킴으로 캠이 밸브를 리프트 시키는 시점을 조정할 수 있도록 구성되어 있다.

이와 관련하여 더욱 자세하게는 KR 10-2013-0020013A에서 제시되어 있듯이, 모터와 연결되는 리드스크류가 마련되고, 리드스크류의 캠 샤프트 축방향 이동이 캠 스프라켓과 캠 샤프트의 상대운동에 의해 캠 샤프트에 회전력을 가하므로 캠 샤프트가 진각 또는 지각되는 구조를 가지는 것이다.

캠 샤프트가 캠 스프라켓으로부터 상대적으로 회전하기 위해서는 캠 샤프트가 캠 스프라켓과 완전히 고착되거나 결합되어서는 안되므로, 일반적으로 캠 샤프트와 캠 스프라켓 사이에는 이들 둘을 연결하되 캠 샤프트만의 독립적인 회전이 가능하도록 하고, 리드스크류의 캠 샤프트 축방향 이동을 회전력으로 변환시키는 별도의 장치가 추가된다.

하지만, 캠 샤프트와 캠 스프라켓은 항상 함께 회전해야 하는 것이므로, 상기 장치에 의한 이들의 결합은 강한 마찰력으로 이루어지는데, 캠 샤프트가 캠 스프라켓으로부터 상대적으로 회전하는 경우, 이보다 강한 힘이 가해져서 상대 회전을 시켜야 하는 것이므로, 갑작스런 진각 또는 지각을 수행할때 이들 사이 존재하였던 유격에 의해 진동 또는 소음이 발생하게 되는 문제점이 있었다.

상기의 배경기술로서 설명된 사항들은 본 발명의 배경에 대한 이해 증진을 위한 것일 뿐, 이 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 이미 알려진 종래기술에 해당함을 인정하는 것으로 받아들여져서는 안 될 것이다.

KR 10-2013-0020013A

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 내부에 베어링을 구비하여 캠 샤프트측과 연결되는 장치와의 유격을 없애므로 진동 또는 소음을 제거하는 캠 스프라켓을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 캠 스프라켓은 캠 샤프트의 일단과 중앙이 연결되고, 엔진의 크랭크축과 체인으로 연결되어 함께 회전하는 캠 스프라켓으로서, 원주방향의 테두리를 따라 체인과 치합되는 기어부가 마련되고, 내부에 설치공간이 형성되는 스프라켓 하우징; 설치공간에 마련되는 원형의 판상으로서, 중앙이 캠샤프트와 연결되고, 테두리 부분이 수직으로 절곡된 디스크패널; 및

디스크패널과 스프라켓 하우징 사이의 공간에 마련되어 디스크패널과 스프라켓 하우징 간의 유격을 제거하는 베어링;을 포함한다.

상기 스프라켓 하우징은 전면부를 덮는 전면부 하우징과 후면부를 덮는 후면부 하우징으로 구성되며, 전면부 하우징과 후면부 하우징은 서로 각각의 테두리부에서 볼트에 의해 결합될 수 있다.

상기 전면부 하우징에는 중앙에 전면부 관통홀이 마련되고, 마련된 관통홀의 둘레를 따라 전면부 하우징의 내측면에 돌출부가 형성될 수 있다.

상기 디스크패널은 테두리 부분이 전면부 하우징쪽으로 절곡되고, 절곡된 테두리 부분의 내측면이 상기 돌출부의 내측면와 대면할 수 있다.

절곡된 테두리 부분의 내측면과 돌출부의 내측면 사이에 공간이 마련되고, 상기 공간에 볼베어링이 마련되어 디스크패널과 전면부 하우징 간의 반지름방향 유격을 제거할 수 있다.

상기 돌출부의 상단면과 디스크패널 사이에 제1스러스트베어링이 마련되어 디스크패널과 전면부 하우징 간의 축방향 유격을 제거할 수 있다.

후면부 하우징의 중앙에 후면부 관통홀이 마련되고, 후면부 하우징의 원주방향의 테두리를 따라 체인과 치합되는 기어부가 마련될 수 있다.

상기 후면부 하우징과 디스크패널 사이에, 후면부 하우징의 내부를 따라 제2스러스트베어링이 마련되어 디스크패널과 후면부 하우징 간의 축방향 유격을 제거할 수 있다.

상술한 바와 같은 구조로 이루어진 캠 스프라켓에 따르면, 내부에 마련된 베어링에 의해 축 방향 및 반지름방향의 유격이 모두 제거되므로 캠 샤프트측이 캠 스프라켓측에 대한 상대 회전을 한다 하더라도 진동 및 소음이 발생되지 않는 효과가 발생한다.

또한, 모터로부터 인가되는 회전력을 진동 및 소음으로 인한 에너지 손실로 소멸시키지 않으므로서 확실한 동력전달이 가능하게 된다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 스프라켓의 구성도.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 캠 스프라켓에 대하여 살펴본다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 캠 스프라켓의 구성도로서 캠 샤프트의 일단과 중앙이 연결되고, 엔진의 크랭크축과 체인으로 연결되어 함께 회전하는 캠 스프라켓으로서, 원주방향의 테두리를 따라 체인과 치합되는 기어부(800)가 마련되고, 내부에 설치공간이 형성되는 스프라켓 하우징(300); 설치공간에 마련되는 원형의 판상으로서, 중앙이 캠샤프트와 연결되고, 테두리 부분이 수직으로 절곡된 디스크패널(200); 및 디스크패널(200)과 스프라켓 하우징(300) 사이의 공간에 마련되어 디스크패널(200)과 스프라켓 하우징(300) 간의 유격을 제거하는 베어링부;를 포함한다.

더 구체적으로는, 상기 스프라켓 하우징(300)은 전면부를 덮는 전면부 하우징(340)과 후면부를 덮는 후면부 하우징(320)으로 구성되며, 전면부 하우징(340)과 후면부 하우징(320)은 서로 각각의 테두리부에서 볼트(700)에 의해 결합된다. 여기서 전면부 하우징(340)과 후면부 하우징(320)이 서로 체결되는 수단으로 볼트(700) 뿐만아니라, 리벳이나 용접등 다양한 방법이 사용될 수 있다.

이렇게 상기 스프라켓 하우징(300)을 일체로 하지 않고 전면부와 후면부로 나눔으로써 조립 및 분해가 용이해지고, 전면부 하우징(340)과 후면부 하우징(320)에 각각 이종재질을 사용할 수도 있는 장점이 있다.

상기 전면부 하우징(340)에는 중앙에 전면부 관통홀이 마련되고, 마련된 전면부 관통홀의 둘레를 따라 전면부 하우징(340)의 내측면에 돌출부(400)가 형성되는데, 상기 돌출부(400)의 외측면은 전면부 관통홀의 벽면을 형성하고, 내측면은 전면부 하우징(340)의 내부로 향하며, 상단면는 후면부 하우징(320)을 향하도록 형성된다.

한편, 상기 디스크패널(200)은 테두리 부분이 전면부 하우징(340)쪽으로 절곡되고, 절곡된 테두리 부분의 내측면이 상기 돌출부(400)의 내측면와 대면하도록 형성된다. 여기서 디스크패널(200)의 절곡된 테두리 부분은 상기 전면부 하우징(340)의 테두리 부분에 인접하게 위치하는 것이 바람직한데, 그렇게 할 때, 디스크패널(200)의 절곡된 테두리 부분의 내측면과 돌출부(400)의 내측면 사이에 공간이 형성될 수 있기 때문이다.

또한, 상기의 공간에는 볼베어링(560)이 마련될 수 있는데, 볼 베어링이 마련됨으로써 디스크패널(200)과 전면부 하우징(340) 간의 반지름방향, 즉 축 방향과 수직인 방향으로의 유격이 제거될 수 있다. 여기서 축방향은 캠 샤프트의 길이방향이다.

여기서 상기 공간은 전면부 하우징(340) 내부에 원주방향을 따라 링 형상으로 마련되는 것이므로, 상기 볼베어링(560) 또한 공간에 일치되도록 링 형상의 베어링 하우징을 포함한 볼베어링(560)인 것이 바람직하며, 그 크기는 상기 공간에 유격없이 삽입될 수 있는 정도의 크기인 것이 바람직하다.

이에 더하여, 상기 돌출부(400)의 상단면과 디스크패널(200) 사이에 제1스러스트베어링(540)이 마련되어 디스크패널(200)과 전면부 하우징(340) 간의 축방향 유격이 제거될 수 있다.

상기 돌출부(400)의 상단면과 디스크패널(200) 사이의 간격은, 상기 볼베어링(560)이 삽입되는 공간보다 작고, 간격의 상단이 상기 공간과 연결되어 있어 오로지 축방향의 하중만을 지지할 수 있으므로, 디스크패널(200)의 회전을 가능하게 함과 동시에 축방향의 유격을 제거하기 위해 링 형상의 제1스러스트베어링(540)이 사용됨이 바람직하다.

한편, 후면부 하우징(320)의 중앙에 후면부 관통홀이 마련되고, 후면부 하우징(320)의 원주방향의 테두리를 따라 체인과 치합되는 기어부(800)가 마련된다.

후면부 하우징(320)에 마련된 후면부 관통홀을 통해, 상기 디스크패널(200)의 중앙부가 캠 샤프트와 연결될 수 있고, 기어부(800)가 후면부 하우징(320)에 마련됨으로 인해, 기어부(800)가 별도로 마련되어 볼트(700)에 의해 스프라켓 하우징(300)에 고정되는 것보다 더 견고하고 안정적으로 마련될 수 있는 것이다.

한편, 상기 후면부 하우징(320)과 디스크패널(200) 사이에, 후면부 하우징(320)의 내부를 따라 제2스러스트베어링(520)이 마련되어 디스크패널(200)과 후면부 하우징(320) 간의 축방향 유격을 제거할 수 있다.

상기 제2스러스트베어링(520)은 제1스러스트베어링(540)과 같이 링 형상으로 마련됨이 바람직하고, 후면부 하우징(320)의 테두리부에 위치하는 것이 바람직한데, 제1스러스트베어링(540)이 전면부 관통홀의 둘레를 따라 마련되었으므로, 제1스러스트베어링(540) 및 제2스러스트베어링(520)에 의해 스프라켓 하우징(300) 내부의 전면에 걸쳐서 축방향 하중이 지지될 수 있기 때문이다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 제공되는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 한도 내에서, 본 발명이 다양하게 개량 및 변화될 수 있다는 것은 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 자명할 것이다.

200 : 디스크패널 300 : 스프라켓 하우징
320 : 후면부 하우징 340 : 전면부 하우징
400 : 돌출부 520 : 제2스러스트베어링
540 : 제1스러스트베어링 560 : 볼베어링
700 : 볼트 800 : 기어부

Claims

캠 샤프트의 일단과 중앙이 연결되고, 엔진의 크랭크축과 체인으로 연결되어 함께 회전하는 캠 스프라켓으로서,
원주방향의 테두리를 따라 체인과 치합되는 기어부가 마련되고, 내부에 설치공간이 형성되는 스프라켓 하우징;
설치공간에 마련되는 원형의 판상으로서, 중앙이 캠샤프트와 연결되고, 테두리 부분이 수직으로 절곡된 디스크패널; 및
디스크패널과 스프라켓 하우징 사이의 공간에 마련되어 디스크패널과 스프라켓 하우징 간의 유격을 제거하는 베어링부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 캠 스프라켓.
청구항 1항에 있어서,
상기 스프라켓 하우징은 전면부를 덮는 전면부 하우징과 후면부를 덮는 후면부 하우징으로 구성되며, 전면부 하우징과 후면부 하우징은 서로 각각의 테두리부에서 볼트에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 캠 스프라켓.
청구항 2항에 있어서,
상기 전면부 하우징에는 중앙에 전면부 관통홀이 마련되고, 마련된 관통홀의 둘레를 따라 전면부 하우징의 내측면에 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 캠 스프라켓.
청구항 3항에 있어서,
상기 디스크패널은 테두리 부분이 전면부 하우징쪽으로 절곡되고, 절곡된 테두리 부분의 내측면이 상기 돌출부의 내측면와 대면하는 것을 특징으로 하는 캠 스프라켓.
청구항 4항에 있어서,
절곡된 테두리 부분의 내측면과 돌출부의 내측면 사이에 공간이 마련되고, 상기 공간에 볼베어링이 마련되어 디스크패널과 전면부 하우징 간의 반지름방향 유격을 제거하는 것을 특징으로 하는 캠 스프라켓.
청구항 3항에 있어서,
상기 돌출부의 상단면과 디스크패널 사이에 제1스러스트베어링이 마련되어 디스크패널과 전면부 하우징 간의 축방향 유격을 제거하는 것을 특징으로 하는 캠 스프라켓.
청구항 2항에 있어서,
후면부 하우징의 중앙에 후면부 관통홀이 마련되고, 후면부 하우징의 원주방향의 테두리를 따라 체인과 치합되는 기어부가 마련되는 것을 특징으로 하는 캠 스프라켓.
청구항 2항에 있어서,
상기 후면부 하우징과 디스크패널 사이에, 후면부 하우징의 내부를 따라 제2스러스트베어링이 마련되어 디스크패널과 후면부 하우징 간의 축방향 유격을 제거하는 것을 특징으로 하는 캠 스프라켓.