KR20060058811A - 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치에 관한 것으로서, 타이밍 체인이 감기게 되는 스프로킷의 각 치홈에 탄성 압축되는 소음흡수체를 설치하여, 타이밍 체인이 스프로킷에 감기는 순간의 충격력을 상기 소음흡수체에서 완충 및 흡수할 수 있도록 함으로써, 타이밍 체인과 스프로킷간의 접촉 충격력으로 인한 소음을 저감시키는데 그 목적이 있는 것이다.

이러한 목적 달성을 위해, 본 발명은 타이밍 체인이 감기게 되는 체인 스프로킷의 각 치홈 바닥면에 승하강홀을 형성하고, 이 승하강홀에 체인 롤러의 접촉유무에 따라 탄성수단의 지지를 받으며 승하강하는 소음흡수체를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치를 제공한다.

타이밍 체인, 스프로킷, 소음흡수체, 소음 저감

Description

자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치{Device for reducing noise of timing chain}

도 1은 본 발명에 따른 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치에 적용되는 소음흡수체를 나타내는 육면도,

도 2는 도 1의 소음흡수체가 타이밍 체인용 스프로킷에 장착된 상태를 나타내는 요부 단면의 삼면도,

도 3은 본 발명에 따른 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치를 나타내는 측단면도,

도 4는 본 발명에 따른 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치의 소음 흡수 상태를 설명하는 정면도,

도 5는 기존의 자동차용 타이밍 체인의 장착 및 구동 상태를 나타내는 정면도,

도 6은 기존의 자동차용 타이밍 체인에서 발생되는 소음을 측정한 그래프.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 체인 스프로킷 12 : 타이밍 체인

14 : 체인의 롤러 16 : 치

18 : 치홈 20 : 소음흡수체

22 : 지지판 24 : 눌림판

26 : 스프링 28 : 안착면

30 : 풀리부 32 : 치형부

34 : 승하강홀 36 : 제1홀

38 : 제2홀 40 : 스토퍼면

본 발명은 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 타이밍 체인이 감기게 되는 스프로킷의 각 치홈에 탄성 압축되는 소음흡수체를 설치하여, 타이밍 체인이 스프로킷에 감기는 순간의 충격력을 상기 소음흡수체에서 완충 및 흡수할 수 있도록 함으로써, 타이밍 체인과 스프로킷간의 접촉으로 인한 소음을 저감시킬 수 있도록 한 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치에 관한 것이다.

통상적으로 타이밍 체인은 엔진의 캠축용 스프로킷과 크랭크축용 스프로킷간에 연결되는 일종의 동력 전달 수단이다.

상기 타이밍 체인은 타이밍 벨트처럼 고무 재질을 사용한 것이 아니라 금속 재질로 제작된 것이기 때문에 반영구적으로 사용할 수 있는 점에 큰 장점이 있다.

즉, 타이밍 벨트는 고무의 마모로 대략 7만 내지 8만km를 주행할 때마다 한 번씩 교체해야 하지만 타이밍 체인은 폐차할 때까지 거의 교체없이 사용할 수가 있기 때문에 정비비용이 적게 들고 사용도 편리해 최근 출시되는 차량에 적용되고 있다.

일반적으로 타이밍 체인을 위한 체인은 롤러 체인과 사일런트 체인이 적용될 수 있는데, 상기 롤러체인은 값이 저렴하고 내구성 및 강도가 강한 반면 체인 소음이 크게 발생하고, 상기 사일런트 체인은 값이 비싸고 내구 강도가 약한 반면 체인 소음 발생이 거의 없거나 아주 조용하다는 이점이 있다.

이에, 상기 롤러 체인의 소음 문제점을 해결하기 위하여 많은 엔진에서는 사일런트 체인을 적용하지만, 사일런트 체인은 단가가 높고, 내구성이 약하기 때문에 많은 동력을 전달하고자 하는 경우에서는 사용하지 못하거나, 두겹 또는 세겹으로 겹쳐서 사용해야 하는 난점이 있다.

또한, 롤러 체인을 사용하는 경우 충격력을 줄이기 위하여 체인 스프로켓에 합성수지나 고무 계열의 탄성재를 코팅하기도 하지만, 이는 재질의 취약성으로 인하여 내구성이 떨어지는 단점이 있으며, 또한 타이밍 체인 소음을 줄이기 위하여 체인 텐셔너, 가이드를 최적으로 설계하기도 하지만, 이 역시 근본적인 체인 소음 해결 방법은 되지 못한다.

상기 타이밍 체인에 사용되는 롤러 체인의 구성를 살펴보면, 양측 라인을 따라 배열되는 다수의 타원형 링크 플레이트와, 각 링크 플레이트의 안쪽에 회전 가능하게 위치되는 다수의 롤러와, 상기 각 링크 플레이트를 그 안쪽에 위치된 롤러 와 함께 연결시키는 핀으로 구성되어 있다.

이러한 구조의 타이밍 체인은 엔진의 캠축용 스프로킷과 크랭크축용 스프로킷의 외경면에 형성된 톱니형 치(齒)에 감겨져 장착되고, 엔진 구동에 따라 캠축용 스프로킷과 크랭크축용 스프로킷간을 왕복 회전하게 된다.

그러나, 상기 타이밍 체인과 스프로킷이 맞물리는 순간의 그 접촉 충격력에 의하여 상술한 바와 같이 소음이 발생되는 단점이 있다.

여기서, 타이밍 체인(12)과 스프로킷(10)이 맞물리면서 소음이 발생되는 메카니즘을 첨부한 도 5를 참조로 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 5의 (a) 및 도 5의 (b)에서 "A"로 지시된 부분은 스프로킷에 맞물리는 체인의 최초 인입부분(=체인의 롤러)으로서, 도 5의 (a)에서 보는 바와 같이 체인의 최초 인입부분(A)이 되는 체인의 롤러(14)가 체인 스프로킷(10)의 치(이빨)와 맞물리기 시작하는 시점에서 도 5의 (b)에서 보는 바와 같이 체인의 최초 인입부분(A)이 되는 체인의 롤러(14)가 체인 스프로킷(10)의 치(16) 및 치홈(18)에 완전히 맞물릴 때, 체인의 최초 인입부분인 체인의 롤러(14)가 스프로킷(10)의 치(16) 및 치홈(18)과 부딪히면서 충격력이 발생하게 되고, 이때의 접촉 충격력에 의하여 소음이 발생하게 된다.

즉, 스프로킷(10)이 회전을 할 때, 스프로킷(10)과 타이밍 체인(12)이 최초 만나는 위치에서 체인의 롤러(14)가 스프로킷(10)의 치(16) 및 치홈(18)에 맞물리게 되고, 스프로킷(10)이 좀 더 회전을 하여 체인의 롤러(14)가 스프로킷의 치(16)의 상단부에서 치홈(18) 바닥면으로 이동하면서 충격력을 발생하게 되고, 그로 인 하여 소음이 발생되는 것이다.

이로 인하여, 체인 스프로킷이 1회전 할 때, 스프로킷의 치 갯수와 동일한 회수의 충격력이 발생하게 되고, 결국 첨부한 도 6의 그래프에서 보는 바와 같이 체인과 스프로킷간의 접촉 충격력으로 인한 소음이 반복적으로 발생하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 연구 개발된 것으로서, 타이밍 체인이 감기게 되는 스프로킷의 각 치홈에 탄성 압축 및 복원되는 소음흡수체를 설치하여, 타이밍 체인이 스프로킷에 감기는 순간의 충격력을 상기 소음흡수체에서 완충 및 흡수할 수 있도록 함으로써, 타이밍 체인과 스프로킷간의 접촉 충격력으로 인한 소음 발생을 크게 저감시킬 수 있도록 한 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은 타이밍 체인이 감기게 되는 체인 스프로킷의 각 치홈 바닥면에 승하강홀을 형성하고, 이 승하강홀에 체인 롤러의 접촉유무에 따라 탄성수단의 지지를 받으며 승하강하는 소음흡수체를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치를 제공한다.

바람직한 구현예로서, 상기 소음흡수체는 평판형의 지지판과, 이 지지판에 중앙면에 길이 방향을 따라 수직으로 세워진 눌림판과, 상기 지지판의 저면에 부착 되는 스프링으로 구성된 것을 특징으로 한다.

더욱 바람직한 구현예로서, 상기 소음흡수체의 지지판의 상면은 상기 체인의 롤러가 갖는 반경과 동일하거나 큰 오목한 안착면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 승하강홀은 상기 소음흡수체의 지지판과 스프링이 내재되어 승하강하는 제1홀과, 상기 눌림판이 승하강하는 제2홀로 분할 형성되며, 제1홀의 저면은 상기 지지판의 상면이 승강시 걸리게 되는 스토퍼면으로 형성된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 소음흡수체의 스프링의 상단은 상기 지지판의 저면에 고정되고, 하단은 상기 체인 스프로킷의 풀리부 외경면에 고정되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조로 상세하게 설명한다.

첨부한 도 1은 본 발명에 따른 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치에 적용되는 소음흡수체를 나타내는 육면도이고, 도 2는 소음흡수체가 타이밍 체인용 스프로킷에 장착된 상태를 나타내는 요부 단면의 삼면도이다.

본 발명에 따른 소음흡수체(20)는 타이밍 체인(12)과 스프로킷(10)간의 접촉 충격력에 의한 소음을 흡수하기 위한 구성으로서, 평판형의 지지판(22)과, 이 지지판(22)에 중앙면에서 그 길이 방향을 따라 수직으로 세워진 눌림판(24)과, 상기 지지판(22)의 저면에 부착되는 스프링(26)으로 구성된다.

특히, 상기 소음흡수체(20)의 지지판(22)의 상면은 타이밍 체인(12)의 롤러(14)가 닿게 되는 부분으로서, 체인의 롤러(14)가 갖는 반경과 동일하거나 다소 크게 오목한 안착면(28)으로 형성된다.

이렇게 구비된 소음흡수체를 스프로킷의 치형부에 설치하기 위하여, 스프로킷의 치형부 구조가 다음과 같이 개선된다.

도 3에 도시된 바와 같이, 상기 스프로킷(10)은 풀리부(30)와 치형부(32)로 구분되는데, 상기 치형부(32)의 내경면이 풀리부(30)의 외경면에 강제 압입 또는 용접 등으로 접합된다.

상기 치형부(32)의 외경면에 등간격으로 형성된 치(16) 사이의 치홈(18) 바닥면과 그 저면 공간에 상기 소음흡수체(20)가 설치되는 승하강홀(34)이 관통 형성된다.

보다 상세하게는, 상기 승하강홀(34)은 치형부(32)의 치홈(18) 바닥면에 형성되는 제1홀(36)과, 치형부(32)의 내부공간(제1홀 아래쪽 공간)에 형성되는 제2홀(38)로 구성되며, 이때 제1홀(36)은 상기 소음흡수체(20)의 눌림판(24)이 승하강되는 홀로 형성된 것이고, 상기 제2홀(38)은 지지판(22)이 승하강되는 홀로 형성된 것이다.

또한, 상기 제1홀(36)의 저면은 상기 소음흡수체(20)의 지지판(22)의 상면이 승강시 걸리게 되는 스토퍼면(40)으로 형성된다.

한편, 상기 소음흡수체(10)의 스프링(26)의 상단은 상기 지지판(22)의 저면에 고정되고, 하단은 상기 체인 스프로킷(10)의 풀리부(30) 외경면에 고정된다.

이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 타이밍 체인의 소음 저감 장치에 대한 작동상태를 설명하면 다음과 같다.

첨부한 도 4는 본 발명에 따른 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치의 소 음 흡수 상태를 설명하는 정면도이다.

도 4의 (a) 및 (b)에서 "B"로 지시된 부분은 스프로킷에 맞물리는 체인의 최초 인입부분(= 체인의 롤러)으로서, 도 4의 (a)에서 보는 바와 같이 체인의 최초 인입부분(B)이 되는 체인의 롤러(14)가 체인 스프로킷(10)의 치(16)와 맞물리기 시작하는 시점에서 체인의 롤러(14)가 상기 소음흡수체(20)의 눌림판(24) 상면의 오목한 안착면(28)에 접촉하기 시작한다.

연이어, 도 4의 (b)에서 보는 바와 같이 체인의 최초 인입부분(B)이 되는 체인의 롤러(14)가 체인 스프로킷(10)의 치(16) 및 치홈(18)에 완전히 맞물리면서 체인의 롤러(14)가 상기 소음흡수체(20)의 눌림판(24) 상면의 오목한 안착면(28)을 완전히 눌러주게 된다.

이때, 상기 소음흡수체(20)의 눌림판(24)이 눌려지면서 지지판(22)이 하강하게 되고, 물론 스프링(26)은 압축되는 상태가 된다.

따라서, 상기 소음흡수체(20)가 스프링(26)을 압축하면서 하강하게 되어, 상기 체인의 롤러(14)와의 접촉 충격력을 흡수하는 역할을 하게 된다.

이와 같이, 체인의 최초 인입부분이 되는 체인의 롤러(14)가 스프로킷(10)의 치(16) 및 치홈(18)에 맞물리기 시작하여 완전히 맞물림 될 때까지 발생하던 접촉 충격력을 상기 소음흡수체(20)에서 완충 제거함으로써, 기존에 체인롤러와 스프로킷간의 접촉 충격력에 의한 소음을 크게 저감시킬 수 있게 된다.

이상에서 본 바와 같이, 본 발명에 따른 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치에 의하면, 타이밍 체인이 감기게 되는 스프로킷의 각 치홈에 탄성 압축 및 복원되는 소음흡수체를 설치하여, 타이밍 체인이 스프로킷에 감기는 순간의 충격력을 상기 소음흡수체에서 완충 및 흡수할 수 있도록 함으로써, 타이밍 체인과 스프로킷간의 접촉 충격력으로 인해 발생하던 소음을 크게 저감시킬 수 있는 효과를 제공한다.

Claims (5)

1. 타이밍 체인이 감기게 되는 체인 스프로킷의 각 치홈 바닥면에 승하강홀을 형성하고, 이 승하강홀에 체인 롤러의 접촉유무에 따라 탄성수단의 지지를 받으며 승하강하는 소음흡수체를 설치하여서 된 것을 특징으로 하는 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치.
2. 청구항 2에 있어서, 상기 소음흡수체는 평판형의 지지판과, 이 지지판에 중앙면에 길이 방향을 따라 수직으로 세워진 눌림판과, 상기 탄성수단으로서 지지판의 저면에 부착되는 스프링으로 구성된 것을 특징으로 하는 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 소음흡수체의 지지판의 상면은 상기 체인의 롤러가 갖는 반경과 동일하거나 큰 오목한 안착면으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치.
4. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 승하강홀은 상기 소음흡수체의 지지판과 스 프링이 내재되어 승하강하는 제1홀과, 상기 눌림판이 승하강하는 제2홀로 분할 형성되며, 제1홀의 저면은 상기 지지판의 상면이 승강시 걸리게 되는 스토퍼면으로 형성된 것을 특징으로 하는 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치.
5. 청구항 1 또는 2에 있어서, 상기 소음흡수체의 스프링의 상단은 상기 지지판의 저면에 고정되고, 하단은 상기 체인 스프로킷의 풀리부 외경면에 고정되는 것을 특징으로 하는 자동차용 타이밍 체인의 소음 저감 장치.

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