KR20080014755A

KR20080014755A - 윤활용 유체를 공급하는 수단을 포함하며 캠샤프트에 진공펌프를 결합하기 위한 커플링 장치

Info

Publication number: KR20080014755A
Application number: KR1020077024832A
Authority: KR
Inventors: 구이 에버아르트; 장 끌로드 쿤
Original assignee: 르노 에스.아.에스.
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2006-05-24
Publication date: 2008-02-14
Also published as: JP2008542615A; RU2007149000A; CN101184908A; WO2007003819A2; EP1891305A2; FR2886696B1; US20080196522A1; WO2007003819A3; FR2886696A1

Abstract

본 발명은 자동차용 내연기관의 캠샤프트(1)에 진공 펌프(3)를 결합하기 위한 커플링 장치에 관한 것으로, 이 커플링 장치는 단부 부품(6)을 포함하고, 이 단부 부품에는 캠샤프트의 일단부가 내부에 장착되는 환형 공간을 형성하는 동축의 제1 부분(7) 및 제2 부분(9)과, 토크를 펌프에 전달하는 수단이 마련되며, 상기 제1 부분과 제2 부분 중 적어도 하나는 토크를 캠샤프트에 전달하도록 되어 있다. 축방향의 상기 제2 부분(9)에는 하우징이 마련되는데, 이 하우징은 상기 축을 따라 연장되며 캠샤프트의 내부로 향하는 윤활유를 취하도록 되어 있는 펌프로부터의 픽업 수단을 수용하도록 되어 있어서 캠샤프트와 펌프 사이에 유체 연통을 제공한다.

Description

윤활용 유체를 공급하는 수단을 포함하며 캠샤프트에 진공 펌프를 결합하기 위한 커플링 장치{DEVICE FOR COUPLING A VACUUM PUMP WITH A CAMSHAFT COMPRISING MEANS SUPPLYING LUBRICATING FLUID}

본 발명은 진공 펌프의 회전 구동을 고려하면서 자동차용 내연기관의 캠샤프트에 진공 펌프를 결합하기 위한 커플링 장치에 관한 것이다.

엔진이 구동 중일 때, 내연기관 캠샤프트에는 크든 작든 소정 크기의 저항 토크가 작용할 수 있다. 커플링은 일반적으로 엔진의 크랭크샤프트에 의해 공급되는 엔진 토크를 캠샤프트까지 전달하기 위해 필요하다. 이러한 커플링 장치 또는 다른 커플링 장치는 또한 펌프, 특히 진공 펌프를 작동하는 데에 사용될 수 있다.

이는, 디젤 타입의 내연기관을 구비하는 자동차에 있어서 브레이크 배력(brake boosting)은, 예컨대 엔진 캠샤프트의 일단부에 고정된 커플링 장치를 매개로 하여, 진공 펌프에 연결되어 엔진을 정지시키는 서보브레이크에 의해 행해지기 때문이다.

이러한 관점에서, 엔진의 캠샤프트로부터 진공 펌프까지 상기 커플링 장치를 매개로 하여 토크를 전달하는 것을 기술한 WO 2004/057163을 참조하라. 상기 커플링 장치는 계단식 보어가 내부에 있는 본체를 포함하며, 계단식 보어는 캠샤프트의 단부를 수용하고 상기 본체의 일부에 대해 지탱할 수 있는 나사를 수납하여 상기 커플링 장치를 캠샤프트에 고정하도록 한다. 또한 본체는, 진공 펌프의 일부를 이루는 테논(tenon)과 함께 작용하는 반경방향 슬롯을 포함하여 상기 펌프에 토크를 전달하도록 한다.

또한, 본체의 보어는 캠샤프트와 진공 펌프 사이에 유체 연통을 허용하는 형상이므로 엔진에 사용되는 윤활유를 이용하여 펌프를 윤활하도록 한다.

이러한 커플링 장치는 조립하기가 어렵다는 점과는 별도로, 상기 장치는 비교적 복잡하고 비용이 많이 소요되는 형상의 본체를 포함하므로 대량 생산에는 적합하지 않을 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은, 내연기관의 캠샤프트에 진공 펌프를 결합하기 위한 커플링 장치, 특히 조립하기가 용이하고 경제적이며 신뢰성 있는 커플링 장치를 제안함으로써 이들 단점을 해소하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 일단 캠샤프트의 타이밍이 결정된 후 상기 캠샤프트에 결합될 수 있는 것으로서, 캠샤프트에 진공 펌프를 결합하기 위한 커플링 장치를 제공하는 것이다.

이를 위해, 본 발명은 자동차용 내연기관의 관형 캠샤프트에 진공 펌프를 결합하기 위한 커플링 장치로서, 단부 부품을 포함하고, 이 단부 부품에는 캠샤프트의 일단부가 내부에 장착되는 환형 공간을 형성하는 동축의 제1 및 제2 부분과, 토크를 펌프에 전달하는 수단이 마련되며, 상기 제1 부분과 제2 부분 중 적어도 하나는 토크를 캠샤프트에 전달할 수 있는 것인 커플링 장치를 대상으로 한다.

전술한 축방향의 제2 부분에는 하우징이 갖춰져 있고, 이 하우징은 상기 축을 따라 연장되며 캠샤프트의 내부를 따라 이동되는 윤활유를 취할 수 있는 펌프의 픽업 수단(pick-up means)을 수용하도록 되어 있어서 캠샤프트와 펌프 사이에 유체 연통을 제공한다.

상기 커플링 장치는, 토크를 캠샤프트 및 진공 펌프에 전달할 뿐만 아니라 캠샤프트를 매개로 하여 상기 펌프에 유체를 공급하는 데 사용되는 단 하나의 단부 부품을 구비한다는 점과, 동시에 비용이 많이 소요되고 복잡한 조립 제한조건이 없으면서도 특히 간단하고 경제적인 방식으로 전술한 기능을 수행할 수 있다는 점이 장점이다.

바람직하게는, 제1 부분은 내부에 캠샤프트의 단부가 밀어넣어지는 보어를 포함한다.

제1 및 제2 부분은 반경방향 단부 벽에 의해 함께 연결되는 것이 바람직하다.

이러한 구성에 의하면, 캠샤프트 내부에 존재하는 윤활유가 외부로 누출될 임의의 가능성을 상당히 억제하는 누출방지 단부 부품을 얻을 수 있다.

특히 이로운 한 가지 실시예에 있어서, 제1 부분, 제2 부분 및 단부 벽은 일체로 제작되므로, 경제적이고 조립하기 쉬우며 운반이 용이한 장치를 얻을 수 있도록 한다.

환형 공간의 반경방향 치수는 캠샤프트의 두께를 상당히 초과할 수 있다.

바람직하게는, 단부 부품은 제1 부분으로부터 외측으로 연장되며 캠샤프트 구동 토크를 전달받을 수 있는 하나 이상의 플랜지를 형성하는 반경방향 부분을 더 포함한다.

토크를 펌프에 전달하는 수단은 단부 부품에 형성된 반경방향 슬롯을 포함하는 것이 이롭다.

상기 커플링 장치는 캠샤프트에 고정된 고정 플랜지와, 상기 고정 플랜지에 연결되는 결합 피니언과, 상기 결합 피니언에 고정되는 스프라켓 휠을 더 포함하고, 상기 단부 부품은 스프라켓 휠 상에 직접적으로 또는 간접적으로 장착된다.

바람직하게는, 축방향의 제2 부분의 하우징은 보어를 포함하는 것이 이롭다.

본 발명은 비한정적인 실시예로 선택되고 첨부 도면에 의해 도시되는 일실시예의 상세한 설명을 읽음으로써 더 잘 이해될 것이다.

도 1은 캠샤프트에 장착되어 진공 펌프를 구동하는, 본 발명에 따른 커플링 장치의 개략적인 단면도이다.

도 2는 도 1의 커플링 장치의 사시도이다.

도 3 및 도 4는 도 1의 커플링 장치의 단부 부품의 사시도이다.

도 1 및 도 2는, 대체로 도면 부호 2로 표시되며 진공 펌프(3)를 캠샤프트(1)에 연결하도록 해주는 본 발명에 따른 장치가 마련된 캠샤프트(1)를 도시한다.

캠샤프트(1)는 부분적으로 도시되었다. 그러나, 그 자체로 공지된 바와 같이, 캠샤프트는 외면상에서 일군의 캠들(5)을 지탱하는 튜브(4)를 필수 구성으로 한다는 점을 주의해야 한다.

커플링 장치(2)는 하나의 부품으로 제작된 단부 부품(6)을 포함하며, 이 단부 부품에는 샤프트(1)와 동축인 슬리브를 형성하며 튜브(4)의 단부 중 하나에 고정되는 환형인 제1 부분(7)이 마련된다. 제1 부분(7)은 축방향으로 진공 펌프(3)와 일치하는 측에서 반경방향 단부 벽(8)에 의해 내측으로 연장되고, 이 반경방향 단부 벽은 진공 펌프(3)에 대향하는 측에서 실질적으로 원통형인 축방향 제2 부분(9)에 의해 축방향으로 자체 연장된다. 본 명세서에서 제2 부분(9)은 반경방향 단부 벽(8)을 향하는 방향으로, 제1 부분(7)의 반경방향 횡단면(7a)에 대해 축방향으로 실질적으로 오프셋되어 있는 반경방향 횡단면(9a)을 포함한다.

제1 부분(7) 및 제2 부분(9)은 동축이며, 내부에 튜브(4)의 단부가 장착되는 환형 공간(8a)을 형성한다. 본 명세서에서 환형 공간(8a)의 반경방향 치수는 캠샤프트(1)의 두께보다 상당히 크기 때문에, 상기 샤프트의 보어와 제2 부분(9) 사이에 반경방향의 작은 공간이 남게 하여 단부 부품(6)을 조립할 때 제1 부분(7)을 샤프트(1)에 밀어넣기 쉽도록 한다.

도 3 및 도 4에 더 명확하게 도시된 바와 같이, 단부 부품(6)은 또한 플랜지를 형성하는 반경방향 부분을 포함하는데, 본 명세서에서 이러한 반경방향 부분의 개수는 3개이며 도면부호 10 내지 12로 표시되고 제1 부분(7)으로부터 반경방향으로 외측을 향해 연장되며 엔진 토크를 전달받을 수 있다. 본 명세서에서 플랜 지(10 내지 12)는 제1 부분(7)의 원주 둘레에 균일하게 분포되어 있으며, 엔진 토크의 전달을 위한 고정 나사(도시 생략)가 통과할 수 있는 각각의 보어(10a 내지 12a)를 포함한다.

제1 부분(7)과 관련하여, 이 제1 부분은 플랜지(10 내지 12)를 매개로 하여 전달받은 상기 엔진 토크를 진공 펌프(3)에 전달하고자 하는 것이다. 전달 가능한 토크는 제1 부분(7)의 길이, 즉 제1 부분의 두께 및 파괴 강도에 따라 결정된다. 이러한 토크를 진공 펌프(3)에 전달하기 위해, 단부 부품(6)은, 반경방향 단부 벽(8)에 형성되어 펌프(3)의 일부를 이루는 테논(15 및 16)과 함께 작용하고, 상보적인 형상이며 펌프의 축방향 일단부에 위치하는 것인 반경방향 슬롯(13)을 포함한다.

또한, 엔진 토크를 펌프(3)에 전달하는 다른 수단을 마련하는 것도 고려할 수 있음은 물론이다. 그러나, 상기 테논(15, 16)과 슬롯(13)을 사용하는 것은 특히 간단하고 효율적이다.

단부 부품(6)은 또한, 본 명세서에서 제2 부분(9)을 곧게 통과하는 보어의 형태로 형성되는 하우징(17), 및 반경방향 벽(8)의 횡단면상의 개구를 포함한다. 하우징(17)은 캠샤프트(1)와 동축이다.

윤활이 이루어지는 캠샤프트(1) 내측과 진공 펌프(3) 사이에 유체 연통을 허용하기 위해, 상기 펌프의 픽업 수단(18)이 상기 하우징(17) 내측에 장착된다.

픽업 수단(18)은, 샤프트(1)와 동축이며 진공 펌프(3)의 보어(19a) 내측에 부분적으로 장착되는 관형 피펫(19)을 포함한다. 피펫(19)은 축방향 단부 근처에 서 상기 펌프(3)의 단부 표면에 대해 돌출되며, 외부로 윤활유가 누출될 위험을 상당히 억제할 수 있도록 하우징(17)과 접촉하는 환형 립(20)을 구비하여 단부 부품(6)과 상기 피펫(19) 사이에 양호한 밀봉을 제공한다. 피펫(19)은 이에 따라 펌프(3)의 주입 통로(21)에 윤활유를 공급하여 상기 펌프를 윤활하도록 한다.

단부 부품(6)은 이에 따라 엔진 토크를 전달받아 이를 캠샤프트(1) 및 펌프(3)에 전달할 뿐만 아니라 캠샤프트(1)를 통과하는 유체 유동으로부터 상기 펌프(3)에 윤활유가 공급될 수 있도록 한다.

엔진 토크를 전달받기 위해, 커플링 장치(2)는 또한 구동 부재(22)를 포함하는데, 본 명세서에서는 축방향 단부 근처에서 캠샤프트(1)에 고정되는 고정 플랜지(23)와, 이 고정 플랜지(23) 상에 위치하는 결합 피니언(24)과, 축방향으로 고정 플랜지(23)의 대향측에 위치하며 상기 결합 피니언에 부착되는 스프라켓 휠(25)과, 이 스프라켓 휠(25)과 단부 부품(6)의 반경방향 횡단면(9a) 사이에 축방향으로 장착되는 고정용 스페이서 부품(26)이 마련된다.

대안으로, 스프라켓 휠(25)과 스페이서 부품(26)을 조합하여 단일 요소로 제공하는 것도 또한 고려할 수 있다. 그러나, 스페이서 부품(26)을 이용하면 기존의 피니언(24) 및 스프라켓(25)을 사용할 수 있다.

커플링 장치(2)를 조립할 때, 제1 단계는, 예컨대 용접, 수축 끼워맞춤(shrink fitting), 혹은 대안으로 접합에 의해 캠샤프트(1)에 고정 플랜지(23)를 부착하는 것이다. 다음으로, 고정 나사(도시 생략)를 사용하되 상기 나사를 꽉 조이지 않은 채로 결합 피니언(24), 스프라켓 휠(25) 및 스페이서 부품(26)을 고정 플랜지(23) 상에 끼워 맞춘다. 이후에 엔진 크랭크샤프트 및 캠샤프트(1)는 돌아가지 않게 되며, 스프라켓 휠(25) 상에 장착된 타이밍 체인이 팽팽하게 된다. 상기 체인에서의 장력에 따라, 피니언(24)과 스프라켓(25)은 상기 피니언 및 스프라켓에 형성된 긴 구멍(도시 생략)을 이용하여 캠샤프트(1)에 대해 약간 피벗될 수 있다. 이후 피니언(24), 스프라켓(25) 및 스페이서 부품(26)은 고정 나사를 이용하여 고정 플랜지(23) 상에 고정되며, 이에 따라 특히 크랭크샤프트와 캠샤프트(1) 사이의 타이밍은 정확해진다.

따라서, 일단 구동 부재(22)가 캠샤프트(1) 상에 장착되면, 단부 부품(6)은 샤프트(1)의 단부에서 스페이서 부품(26)에 고정되므로, 엔진 토크가 캠샤프트(1) 및 펌프(3)에 전달되도록 할 수 있고, 상기 캠샤프트에 사용된 것과 동일한 유체를 이용하여 상기 펌프가 윤활되도록 할 수 있으며, 특히 경제적인 방식으로 이를 구현할 수 있다.

Claims

자동차용 내연기관의 캠샤프트에 진공 펌프를 결합하기 위한 커플링 장치로서,

단부 부품(6)을 포함하고, 이 단부 부품에는 캠샤프트의 일단부가 내부에 장착되는 환형 공간(8a)을 형성하는 동축의 제1 부분(7) 및 제2 부분(9)과, 토크를 펌프에 전달하는 수단이 마련되며, 상기 제1 부분과 제2 부분 중 적어도 하나는 토크를 캠샤프트에 전달할 수 있고, 축방향의 상기 제2 부분에는 하우징(17)이 갖춰져 있으며, 이 하우징은 상기 축을 따라 연장되고 캠샤프트의 내부를 따라 이동되는 윤활유를 취할 수 있는 펌프의 픽업 수단(pick-up means)을 수용하도록 되어 있어서 캠샤프트와 펌프 사이에 유체 연통을 제공하는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 부분은 캠샤프트의 단부가 내부에 밀어넣어지는 보어를 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
제1항 또는 제2항에 있어서, 제1 부분 및 제2 부분은 반경방향 단부 벽(8)에 의해 함께 연결되는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
제3항에 있어서, 제1 부분, 제2 부분 및 단부 벽은 일체로 제작되는 것을 특 징으로 하는 커플링 장치.
제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 있어서, 환형 공간의 반경방향 치수는 캠샤프트의 두께를 상당히 초과하는 것을 특징으로 하는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 항에 있어서, 단부 부품은 제1 부분으로부터 외측으로 연장되며 캠샤프트 구동 토크를 전달받을 수 있는 하나 이상의 플랜지를 형성하는 반경방향 부분(10 내지 12)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
제1항 내지 제6항 중 어느 하나의 항에 있어서, 토크를 펌프에 전달하는 수단은 단부 부품에 형성된 반경방향 슬롯(13)을 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
제1항 내지 제7항 중 어느 하나의 항에 있어서, 캠샤프트에 고정된 고정 플랜지(23)와, 상기 고정 플랜지에 연결되는 결합 피니언(24)과, 상기 결합 피니언에 고정되는 스프라켓 휠(25)을 더 포함하고, 상기 단부 부품은 스프라켓 휠 상에 직접적으로 또는 간접적으로 장착되는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.
제1항 내지 제8항 중 어느 하나의 항에 있어서, 하우징은 보어를 포함하는 것을 특징으로 하는 커플링 장치.