KR19990020973A - 타이밍 벨트의 장력 저감구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 타이밍 벨트의 장력 저감구조에 관한 것이다.

종래에는 크랭크 샤프트 기어가 캠 샤프트 기어보다 지름이 현저하게 작으므로 크랭크 샤프트 기어에 연결된 타이밍 벨트에 과다한 장력이 작용되어 타이밍 벨트의 수명을 단축시키는 문제점이 발생되었다.

본 발명에서는 타이밍 벨트의 장력을 줄일 수 있도록 캠 샤프트 기어(31)와 같은 회전비의 크랭크 동력전달 기어(40)를 크랭크 샤프트 기어(31)와 맞물리게 엔진블럭(10)에 설치하여 타이밍 벨트(20)의 장력을 줄일 수 있게 된다.

따라서, 캠 샤프트 기어와 같은 크기의 크랭크 동력전달 기어에 연결된 타이밍 벨트는 유효 장력외에 과다한 장력이 가해지지 않으므로 타이밍 벨트의 수명을 연장시키게 되는 등 매우 유용한 효과가 있는 것이다.

Description

타이밍 벨트의 장력 저감구조

본 발명은 차량 엔진의 타이밍 벨트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 크랭크 샤프트 기어에 연결된 타이밍 벨트의 장력을 감소시킬 수 있는 타이밍 벨트의 장력 저감구조에 관한 것이다.

일반적으로 차량의 엔진에는 타이밍 벨트(Timing belt)와 풀리(Pulley)가 가 설치되며, 먼저 타이밍 벨트는 크랭크 샤프트에 장착되어 있는 크랭크 샤프트 타이밍 기어(또는 풀리)와 캠 샤프트의 캠 샤프트 타이밍 기어 및 워터 펌프 풀리를 연결하게 된다.

이와 같은 타이밍 벨트는 기어와 맞물리는 이(Cog)가 설치되어 있다하여 코그 벨트(이붙임 벨트)라고도 불리우며, 벨트는 고무와 글라스 파이버 등 잘 신축되지 않는 섬유로 만들어지고, 또한 가볍고 조용하며 윤활도 불필요한 장점때문에 왕복형 엔진에 널리 사용되고 있다.

한편, 상술한 타이밍 벨트와 맞물리는 엔진용 풀리는 크랭크 샤프트 기어 및 캠 샤프트 타이밍 기어, 또한 워터 펌프 풀리와 텐셔너(Tensioner)가 있으며, 텐셔너를 제외한 다른 풀리는 타이밍 벨트와 맞물리도록 스퍼어 기어 형상으로 형성되어 동력의 전달이 용이하게 이루어지게 된다. 더욱이, 크랭크 샤프트 기어부분은 타이밍 벨트를 구동시키는 동력원으로 작용되므로 다른 어느 부분보다 장력이 집중된다.

이와 같은 종래의 타이밍 벨트가 연결된 크랭크 샤프트 기어는 도 1에서 나타낸 바와 같이 엔진블럭(10)의 윗부분 한 측면에는 캠 샤프트(60)에 고정된 캠 기어가 회전 가능하도록 설치되고, 또한 엔진블럭(10)의 아랫 부분 한 측면에는 크랭크 샤프트(30)에 고정된 크랭크 샤프트 기어(31)가 회전 가능하게 설치된다.

이때, 크랭크 샤프트 기어(31)와 캠 샤프트 기어(61)의 회전비는 크랭크 샤프트 기어(31)가 2회전 할 때, 캠 샤프트(60)가 1회전 하는 2:1의 회전비를 갖게 되므로 크랭크 샤프트 기어(31)의 지름이 작게 형성된다.

따라서, 상기한 크랭크 샤프트 기어(31)와 캠 샤프트 기어(61)는 타이밍 벨트(20)로 연결되어 크랭크 샤프트 기어(31)의 구동력을 전달받게 되며, 상술한 타이밍 벨트(20)는 워터 펌프 풀리(70)나 텐셔너(60) 등의 다른 장치에 크랭크 샤프트 기어(31)의 동력을 전달하게 된다.

그러나, 상기한 바와 같은 종래의 타이밍 벨트가 연결된 크랭크 샤프트 기어는 도 1에서 나타낸 바와 같이 크랭크 샤프트 기어(31)가 캠 샤프트 기어(61)보다 지름이 현저하게 적으므로 크랭크 샤프트 기어(31)에 연결된 타이밍 벨트(20)에 과다한 장력이 작용되어 타이밍 벨트(20)의 수명을 단축시키는 문제점이 발생되었다.

즉, 크랭크 샤프트 기어(31)는 캠 샤프트 기어(61)와 회전수가 2:1의 비율을 유지하기 위해 캠 샤프트 기어(61)보다 지름이 대략 절반정도 작도록 형성된다. 따라서, 타이밍 벨트(20)와 연결된 크랭크 샤프트 기어(31)의 지름이 작을수록 타이밍 벨트(20)에 걸리는 장력은 커지게 되므로 타이밍 벨트(20)의 수명이 단축되는 문제점이 발생되었던 것이다.

본 발명은 상기한 바와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 크랭크 샤프트 기어의 지름을 캠 샤프트 기어와 같은 크기로 형성하여 타이밍 벨트의 장력을 줄일 수 있는 타이밍 벨트의 장력 저감구조를 제공하는 데 있다.

도 1는 종래의 타이밍 벨트가 설치된 상태의 정면도,

도 2은 본 발명의 구조를 나타낸 일측단면도,

도 3는 본 발명의 설치 상태를 나타낸 도 3의 좌측면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10; 엔진블럭 20; 타이밍 벨트

30; 크랭크 샤프트 31; 크랭크 샤프트 기어

40; 크랭크 동력전달 기어 41; 차단턱

50; 브래킷 51; 축

52; 너트 53; 볼트

60; 캠 샤프트 61; 캠 샤프트 기어

70; 워터 펌프 풀리 80; 텐셔너

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 타이밍 벨트의 장력 저감구조는캠 샤프트 기어보다 절반의 회전비를 갖는 크랭크 샤프트 기어와; 이 크랭크 샤프트 기어 및 타이밍 벨트와 맞물리며, 상기한 캠 샤프트 기어와 동일한 회전비를 갖고, 외주면 중앙에 차단턱이 형성되는 크랭크 동력전달 기어와; 이 크랭크 동력전달 기어가 회전 가능하게 설치되어 지며, 엔진블럭에 고정 설치되는 브래킷으로 구성된 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명에 따른 타이밍 밸트의 장력 저감구조에 대한 하나의 바람직한 실시예를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2은 본 발명에 따른 풀리를 나타낸 일측면도이고, 도 3는 본 발명에 따른 풀리의 적용상태를 나타낸 엔진의 일측면도이다.

도 2 및 도 3에서 나타낸 바와 같이, 엔진블럭(10)의 한 측면에 조립되는 여러개의 풀리(또는 기어)는 캠 샤프트(60)를 구동시키는 캠 샤프트 기어(61)와 크랭크 샤프트(30)로부터 구동력을 전달받는 크랭크 샤프트 기어(31), 그리고 워터 펌프를 작동시키는 워터 펌프 풀리(70) 및 장력을 조절하는 텐셔너(80) 등으로 이루어진다.

더욱이, 여러개의 풀리에 동력을 전달하는 크랭크 샤프트 기어(31)는 그 지름이 캠 샤프트 기어(61)보다 대략 절반 정도 작게 형성되어 캠 샤프트 기어(61)보다 절반의 회전비를 가지게 된다. 그리고 크랭크 샤프트 기어(31)는 상기한 크랭크 샤프트(30)에 고정 설치되어 엔진블럭(10)의 한 측면에 외부로 돌출 설치된다.

한편, 상기한 크랭크 샤프트 기어(31)와 맞물리는 크랭크 동력전달 기어(40)는 그 크기가 대략 캠 샤프트 기어(61)와 같은 크기로 형성되고, 특히 기어의 잇수는 동일한 개수로 형성되어 캠 샤프트 기어(61)와 같은 회전비를 갖게 된다. 그리고 기어의 이가 형성된 외주면의 중앙에는 차단턱(41)이 형성되며, 이러한 차단턱(41)의 전방향에는 타이밍 벨트(20)가 연결되고, 차단턱(41)의 후방향에는 상술한 크랭크 샤프트 기어(31)가 맞물리게 된다.

또한, 상기한 크랭크 동력전달 기어(40)는 브래킷(50)에 의해 엔진블럭(10)에 회전 가능하도록 고정 설치되며, 이러한 브래킷(50)은 크랭크 동력전달 기어(40)의 배면방향에 위치한 엔진블럭(10)에 다수개의 볼트(53) 등으로 고정 설치된다. 그리고 브래킷(50)의 전면에는 크랭크 동력전달 기어(40)가 별도의 축(51)과 너트(52) 등에 의해 회전 가능하도록 고정 설치된다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용 및 효과를 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 3에서 나타낸 바와 같이 엔진블럭(10)의 내부에 설치된 크랭크 샤프트(30)가 엔진의 여러 행정에 의해 구동하게 되면, 크랭크 샤프트(30)에 설치된 크랭크 샤프트 기어(31)가 회전하게 되고, 따라서 이러한 크랭크 샤프트 기어(31)와 맞물린 크랭크 동력전달 기어(40)가 회전되므로 크랭크 동력전달 기어(40)에 연결된 타이밍 벨트(20)가 구동하게 된다.

이렇게, 구동되는 타이밍 벨트(20)는 크랭크 샤프트 기어(31)의 구동력을 캠 샤프트 기어(61)나 워터 펌프 풀리(70), 그리고 텐셔너(80) 등에 전달시키게 된다.

한편, 도 2에서 나타낸 바와 같이 타이밍 벨트(20)에 직접적으로 장력을 가하는 크랭크 동력전달 기어(40)는 그 크기가 캠 샤프트 기어(61)와 같게 형성되어 있으므로 크랭크 동력전달 기어(40)에 연결된 타이밍 벨트(20)에 유효 장력외에 다른 과도한 장력은 가해지지 않게 된다.

상술하면, 크랭크 동력전달 기어(40)는 외주면에 형성된 치차중 차단턱(41) 후방향으로 형성된 치차에 크랭크 샤프트 기어(31)가 맞물리게 된다. 이때, 크랭크 샤프트 기어(31)와 크랭크 동력전달 기어(40)의 회전비는 2:1을 갖게 되므로 결국, 크랭크 샤프트 기어(31)와 캠 샤프트 기어(61)와의 회전비는 2:1을 유지하게 되므로 기존의 엔진 행정 주기에는 아무런 영향을 주지 않게 된다.

따라서, 타이밍 벨트(20)는 크랭크 샤프트 기어(31)와 직접 연결되지 않고, 지름이 큰 크랭크 동력전달 기어(40)와 맞물리므로 타이밍 벨트(20)에 과다한 장력이 가해지는 것을 방지하게 된다. 즉, 크랭크 동력전달 기어(40)와 캠 샤프트 기어(61)의 지름이 같으므로 타이밍 벨트(20)에 걸려지는 장력이 크랭크 동력전달 기어(40)와 캠 샤프트 기어(61)에 각각 분산되어 타이밍 벨트(20)에 가해지는 과다한 장력을 근본적으로 방지하므로 타이밍 벨트(20)의 수명을 연장시키게 되는 것이다.

한편, 상기한 실시예는 본 발명의 바람직한 하나의 실시예를 설명한 것에 불과하고, 본 발명의 적용 범위는 이와 같은 것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들면 SOHC엔진이나 DOHC엔진 등 동일 사상의 범주내에서 적절하게 변경 가능한 것이다. 그리고 본 발명의 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소의 형상 및 구조는 변형하여 실시할 수 있는 것이다.

이상에서와 같이 본 발명은 캠 샤프트 기어와 같은 회전비의 크랭크 동력전달 기어를 크랭크 샤프트 기어와 맞물리도록 엔진블럭에 설치하여 타이밍 벨트의 장력을 줄일 수 있게 된다. 따라서, 캠 샤프트 기어와 같은 크기의 크랭크 동력전달 기어에 연결되는 타이밍 벨트는 유효 장력외에 과다한 장력이 가해지지 않으므로 타이밍 벨트의 수명을 연장시키게 되는 등 매우 유용한 효과가 있는 것이다.

Claims (1)

1. 엔진블럭의 한 측면에 설치되어 타이밍 벨트에 의해 캠 샤프트 기어 등에 구동력을 전달하는 동력 전달 구조에 있어서,

   상기 캠 샤프트 기어(61)보다 절반의 회전비를 가지며, 상기 엔진블럭(10)의 한 측면에 외부로 돌출 되도록 설치되는 크랭크 샤프트 기어(31)와;

   상기 크랭크 샤프트 기어(31) 및 상기 타이밍 벨트(20)와 맞물리며, 상기 캠 샤프트 기어(61)와 동일한 회전비를 갖고, 외주면 중앙에 차단턱(41)이 형성되는 크랭크 동력전달 기어(40)와;

   상기 크랭크 동력전달 기어(40)가 회전 가능하게 설치되어 지며, 상기 크랭크 동력전달 기어(40) 배면방향의 엔진블럭(10)에 고정 설치되는 브래킷(50);

   으로 이루어진 것을 특징으로 하는 타이밍 벨트의 장력 저감구조.