KR20090063785A - Auto tensioner using planet gear set - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 유성 기어 세트를 이용한 오토 텐셔너에 관한 것이고, 더욱 상세하게는, 벨트의 회전 속도에 따라 유성 기어 세트의 선 기어가 중심 이동하는 오토 텐셔너에 관한 것이다.The present invention relates to an auto tensioner using a planetary gear set, and more particularly, to an auto tensioner in which the sun gear of the planetary gear set is moved in accordance with the rotational speed of the belt.
일반적으로 자동차 엔진의 캠축은 크랭크축과 연동되도록 캠 구동장치를 구비하고 있고, 이러한 캠 구동장치의 구동방식에는 기어 구동식, 체인 구동식 및 벨트 구동식이 주로 이용되고 있다.In general, a cam shaft of an automobile engine includes a cam driving device to be interlocked with a crank shaft, and a gear driving type, a chain driving type, and a belt driving type are mainly used as a driving method of the cam driving device.
이들 중에서 벨트 구동식의 캠 구동장치는 캠축을 구동하기 위해 기어 모양의 돌기가 내주면에 가공되어 있는 타이밍 벨트가 사용된다. 이 타이밍 벨트를 사용하여 캠축을 구동시키면, 구동시 소음이 작아지고, 회전시 발생하는 관성력이 감소되는 장점이 있으나, 조립시 또는 정비시에 벨트의 장착이 정확하게 이루어지지 않으면(예를 들면, 적정 장력 조절), 벨트가 구동력을 제대로 전달하지 못하거나, 과부하가 걸리는 등의 문제점이 있었다.Among these, the belt drive type cam drive apparatus uses a timing belt in which gear-shaped protrusions are processed on the inner circumferential surface to drive the cam shaft. Driving the camshaft using this timing belt has the advantage of reducing noise during driving and reducing the inertial force generated during rotation. However, if the belt is not mounted correctly during assembly or maintenance (for example, Tension adjustment), the belt does not properly transfer the driving force, there was a problem such as overload.
이러한 단점을 보완하기 위해 오토 텐셔너가 사용되고 있다.In order to compensate for this disadvantage, an auto tensioner is used.
도 1에 종래 사용되고 있는 오토 텐셔너가 도시되어 있다. 종래의 오토 텐셔너(100)는, 크랭크축 풀리(200), 워터 펌프 풀리(300), 알터네이터 풀리(400), 아이들러 풀리(500) 및 에어 컨디셔너 풀리(600)를 벨트(700)를 통하여 동력 전달하는 벨트-풀리 동력 전달계에서, 벨트(700)의 장력을 일정 수준으로 유지시켜 동력 전달 손실율을 저감하기 위한 것이다. 그러나, 이와 같은 종래 오토 텐셔너(100)는 스프링(110)에 의해 벨트(700)의 장력이 엔진 회전수 전영역에 걸쳐 일정 슬립율 이하를 만족시킬 수 있는 장력으로 일정하게 유지되어 있으므로, 엔진의 회전수 변화에 따라 가변하는 벨트(700)의 회전 속도에 능동적으로 대응할 수 없다는 문제점이 있었다. 즉, 저속에서는 저속에 상응하는 장력을 취하지 못하고 과도한 장력으로 인하여 에너지 손실을 발생시킬 뿐만아니라, 베어링부 마모 등을 초래하는 문제점이 있었고, 또한, 고속에서 또한 고속에 상응한 장력을 취하지 못하고 느슨한 장력으로 인하여 슬립율이 높아지기 때문에 동력 전달 효율이 떨어진다는 문제점이 있었다.An auto tensioner conventionally used is shown in FIG. 1. Conventional auto-
본 발명은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 선 기어, 유성 기어 및 내접 기어로 이루어진 유성 기어 세트를 이용하여 엔진 회전수의 변화에 따른 벨트 회전 속도에 따라 유성 기어 세트의 중심이 이동하여 벨트 장력을 가변시키는 유성 기어 세트를 이용한 오토 텐셔너를 제공하는 것을 목적으로 한다.The present invention, in order to solve the above problems, by using the planetary gear set consisting of a sun gear, a planetary gear and an internal gear, the center of the planetary gear set is moved in accordance with the belt rotational speed according to the change of the engine speed belt An object of the present invention is to provide an auto tensioner using a planetary gear set for varying tension.
본 발명은, 크랭크축 풀리, 워터 펌프 풀리, 알터네이터 풀리, 아이들러 풀리 및 에어 컨디셔너 풀리를 벨트를 통하여 동력 전달하는 벨트-풀리 동력 전달계에서, 중앙에 선 기어(sun gear)가 구비되고, 상기 선 기어와 맞물리는 다수의 유성(遊星) 기어가 구비되며, 상기 다수의 유성 기어의 회전축이 등간격으로 배치된 유성 기어 캐리어가 구비되고, 내주면에 상기 다수의 유성 기어와 맞물리고 외주면에 벨트가 걸리는 내접 기어가 구비된 유성 기어 세트, 및, 상기 선 기어를 수용하는 프레임으로 형성되고, 상부에 상기 선 기어의 상부와 맞물리는 제1 렉(rack)이 고정되어 구비되며, 하부에 상기 선 기어의 하부와 맞물리는 제2 렉이 슬라이드 가능하게 구비되고, 상기 제2 렉의 일측에 제1 스프링이 구비되며, 상기 제2 렉의 타측에 제2 스프링이 구비되는 하우징을 포함하는 것을 특징으로 한다.The present invention provides a belt-pull power transmission system for power transmission of a crankshaft pulley, a water pump pulley, an alternator pulley, an idler pulley and an air conditioner pulley through a belt, wherein a sun gear is provided at the center of the sun gear. It is provided with a plurality of planetary gears for meshing with the planetary gear, the planetary gear carrier having a rotational axis of the plurality of planetary gears is provided at equal intervals, the inner circumference is engaged with the plurality of planetary gears and the belt is caught on the outer peripheral surface A planetary gear set provided with a gear, and a frame for accommodating the sun gear, and a first rack, which is engaged with an upper portion of the sun gear, is fixed to an upper portion, and a lower portion of the sun gear is disposed below. A second rack engaged with the slidably is provided, a first spring is provided on one side of the second rack, and a second spring is provided on the other side of the second leg. It characterized in that it includes a gong.
또한, 상기 하우징은 저속시의 장력을 가지는 위치에 고정되는 것을 특징으로 한다.In addition, the housing is characterized in that it is fixed at a position having a tension at low speed.
또한, 상기 하우징의 하부 프레임에는 레일이 구비되고, 상기 제2 렉의 하면 에는 상기 레일과 결합하여 슬라이드 가능하게 하는 홈이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the lower frame of the housing is provided with a rail, the lower surface of the second rack is characterized in that the groove is formed to be slidable in combination with the rail.
또한, 상기 프레임은 상기 선 기어의 슬라이드 공간이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.In addition, the frame is characterized in that the slide space of the sun gear is formed.
본 발명에 의하면, 유성 기어 세트를 이용함으로써, 엔진 회전수의 변화에 따른 벨트 회전 속도에 따라 유성 기어 세트의 중심이 이동하여 벨트 장력을 가변시킬 수 있는 오토 텐셔너를 얻을 수 있다.According to the present invention, by using the planetary gear set, it is possible to obtain an auto-tensioner capable of varying the belt tension by moving the center of the planetary gear set in accordance with the belt rotational speed according to the change of the engine speed.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유성 기어 세트를 이용한 오토 텐셔너의 바람직한 실시 형태에 대해 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described a preferred embodiment of the auto-tensioner using the planetary gear set according to the present invention.
도 2 내지 도 5에 본 발명에 따른 유성 기어 세트를 이용한 오토 텐셔너의 일실시예가 도시되어 있다. 먼저, 도 2 내지 도 5를 참조하여 본 발명에 따른 유성 기어 세트를 이용한 오토 텐셔너의 구성에 대해 설명한다.2 to 5 an embodiment of an auto tensioner using a planetary gear set according to the present invention is shown. First, the configuration of the auto tensioner using the planetary gear set according to the present invention will be described with reference to FIGS. 2 to 5.
본 발명에 따른 오토 텐셔너는 크게 유성 기어 세트(10)와 하우징(20)으로 구성된다.The auto tensioner according to the present invention is largely composed of a planetary gear set 10 and a
상기 유성 기어 세트(10)는 선 기어(11), 유성 기어(12), 유성 기어 캐리어(13) 및 내접 기어(14)로 구성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 선 기어(11)가 중심에 구비되고, 상기 선 기어(11)의 외주 톱니에 맞물리는 다수개의 유성 기어(12)가 구비된다. 본 실시 형태에서 도시한 예에서는 3개의 유성 기어가 구비된 것으로 하고 있다. 또한, 상기 선 기어(11)는 도 3에 도시된 바와 같이, 전후 방향으로 길게 형성되는 것이 바람직하고, 상기 다수개의 유성 기어(12)는 상기 선 기어(11)의 전방 부분에 맞물려 있다.The
상기 다수개의 유성 기어(12)는 상기 선 기어(11)의 외주에 등간격으로 구비되고, 상기 다수개의 유성 기어(12)의 회전축들은 유성 기어 캐리어(13)에 의해 이어져 있다. 또한, 상기 다수개의 유성 기어(12)는 외측에서 내접 기어(14)의 내주면과 맞물리게 구비된다. 한편, 상기 내접 기어(14)의 외주면은 벨트(30)가 걸리는 벨트 접촉부로 이루어진다.The plurality of
따라서, 상기 선 기어(11), 유성 기어 캐리어(13) 및 내접 기어(14)는 동심원 형상으로 구비된다.Therefore, the
상기와 같이 유성 기어 세트(10)는 하우징(20)에 장착된다.As described above, the
상기 하우징(20)은 상기 선 기어(11)를 내부에 수용하는 프레임 형상으로 형성되고(본 실시 형태에서는 사각 프레임), 상부 내면에는 상기 선 기어(11)의 상부와 맞물리는 제1 렉(21)이 구비되고, 하부 내면에는 상기 선 기어(11)의 하부와 맞물리는 제2 렉(22)이 구비된다. 상기 제1 렉(21)은 상기 하우징의 상부 내면에 고정되어 구비되고, 상기 제2 렉(22)은 상기 하우징의 하부 내면에서 좌우로 슬라이드 가능하게 구비된다. 따라서, 상기 제1 렉(21)은 상기 하우징과 일체로 형성되어 있어도 좋다. 상기 제2 렉(22)은, 도 3(b), 도 4 및 도 5에 상세하게 도시된 바와 같이, 상기 하우징의 하부 내면에 레일(25)을 형성하고, 이 레일과 결합하여 상기 제2 렉(22)이 좌우로 슬라이드 가능하도록 상기 제2 렉(22)의 하면에 레일 홈(26) 이 형성되어 있다. 또한, 도 4에 나타내는 바와 같이, 상기 제2 렉(22)의 일측(좌측)에는 제1 스프링(23)이 구비되고, 타측(우측)에는 제2 스프링(24)이 구비된다.The
또한, 상기와 같이 구성된 하우징(20)을 엔진 룸 내의 소정 위치, 즉 크랭크축 풀리, 워터 펌프 풀리, 알터네이터 풀리, 아이들러 풀리 및 에어 컨디셔너 풀리를 벨트(30)를 통하여 동력 전달하는 벨트-풀리 동력 전달계에서 벨트의 장력을 조정할 수 있는 위치에 고정시키기 위해 하우징 고정부(27)가 구비된다. 본 실시 형태에서 도시한 하우징 고정부(27)는 상기 하우징의 양측에 한 쌍 구비한 것으로 하고 있으나, 이와 같은 형태로 한정되는 것은 아니다. 상기 하우징 고정부(27)는 고정 구멍(28)을 형성하여 볼트(도시 생략)과 같은 체결 수단으로 고정시킬 수 있다. 통상적인 체결 방법에 의해서 고정할 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.In addition, a belt-pull power transmission system for transmitting the
또한, 상기와 같은 구성에 더하여, 감쇄(damping) 기능을 가지는 기구부가 더 구비될 수 있다. 상기 감쇄 기능을 가지는 기구부는 본 실시 형태에서는 도시하지는 않으나, 종래 기술을 설명한 도 1을 참조하면, 부호 110으로 나타낸 부분으로서, 본 발명에 있어서 상기한 구성에 더하여 감쇄 기능을 가지는 기구부를 더 구비할 수 있다. 이와 같은 감쇄 기능을 가지는 기구부는 통상적인 것을 적용할 수 있으므로 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.In addition to the above configuration, a mechanism having a damping function may be further provided. Although the mechanism portion having the attenuation function is not shown in this embodiment, referring to FIG. 1, which has been described in the prior art, a portion indicated by
다음으로, 본 발명에 따른 유성 기어 세트를 이용한 오토 텐셔너(1)의 작동에 대해 설명한다.Next, the operation of the
먼저 유성 기어 세트(10)의 운동 특성에 대해 설명한다.First, the motion characteristics of the
벨트(30)가 도 2에서 벨트(30)상에 나타낸 화살표 방향(시계 방향)으로 회전하면, 상기 벨트(30)가 걸려 있는 내접 기어(14)가 도 2에서 내접 기어(14)상에 나타낸 화살표 방향(시계 방향)으로 회전하고, 또, 상기 내접 기어(14)와 맞물려 있는 다수개의 유성 기어(12)도 도 2에서 유성 기어(12)상에 나타낸 화살표 방향(시계 방향)으로 회전하며, 또, 상기 다수개의 유성 기어(12)와 맞물려 있는 선 기어(11)는 도 2에서 선 기어(11)상에 나타낸 화살표 방향(반시계 방향)으로 회전하게 된다. 이와 동시에, 상기 다수개의 유성 기어(12)의 회전축들을 연결하고 있는 유성 기어 캐리어(13)는 도 2에서 유성 기어 캐리어(14)상에 나타낸 화살표 방향(반시계 방향)으로 회전한다.When the
한편, 상기 선 기어(11)의 후방 부분에 맞물려 있는 제1 렉(21)과 제2 렉(22)은, 상기 선 기어(11)가 반시계 방향으로 회전하면, 상기 제1 렉(21)이 고정되어 있고, 제2 렉(22)이 횡 방향으로 슬라이드 가능하므로, 제2 렉(22)이 도 2에서 우측으로 이동된다. 이와 동시에, 상기 선 기어(11)의 중심도 C에서 C'쪽으로 이동되어, 전체적으로 유성 기어 세트(10)가 오른쪽으로 이동하게 된다. On the other hand, when the
상기와 같은 운동 특성을 가진 유성 기어 세트를 이용한 오토 텐셔너(1)는, 하우징 고정부(27)에 의해 저속시의 장력에 맞추어 고정되어 있고, 벨트(30)의 회전 속도가 높아질수록, 상기와 같은 유성 기어 세트(10)의 운동 특성에 의해, 중심이 C -> C' -> C''로 이동하게 된다. 이와 같이 유성 기어 세트(10)의 중심이 도 2에서 오른쪽으로 이동하면, 벨트(30)의 장력을 높일 수 있어, 구동 속도에 따른 장력 조정이 가능하게 된다.The auto-
또한, 고속에서 저속으로 감속되는 경우에는, 상기 제2 렉(22)의 양측에 구비되어 있는 제1 스프링(23) 및 제2 스프링(24)의 복원력에 의해 상기 가속시의 중심 이동의 역순으로 C'' -> C' -> C로 상기 유성 기어 세트(10)의 중심이 이동되어, 벨트(30)의 회전 속도가 낮아질수록 벨트(30)의 장력을 낮출 수 있다.In addition, when decelerating from high speed to low speed, the restoring force of the
도 6은 본 발명에 따른 유성 기어 세트를 이용한 오토 텐셔너(1')의 다른 실시 형태를 나타내고 있다. 6 shows another embodiment of the auto tensioner 1 'using the planetary gear set according to the present invention.
도 6에 도시한 실시 형태는 상술한 바와 같은 하우징(20)을 유성 기어 세트(10)의 전후방에 각각 구비한 것을 특징으로 하는 것이다. 이와 같이 하우징(20)을 전후방 각각 구비하면, 상기 유성 기어 세트(10)의 운동 특성에 의해 중심 이동하는 힘을 더욱 강하게 할 수 있으므로, 보다 큰 벨트 장력을 구현할 수 있다. 6 is characterized in that the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 범위는 이와 같은 특정 실시예에 한정되지 않으며, 해당분야에서 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 특허청구범위 내에 기재된 범주 내에서 적절하게 변경이 가능할 것이다. Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the scope of the present invention is not limited to such specific embodiments, and those skilled in the art are appropriately within the scope described in the claims of the present invention. Changes will be possible.
도 1은 종래의 오토 텐셔너가 적용된 벨트-풀리 동력 전달계의 개략 평면도.1 is a schematic plan view of a belt-pull power transmission system to which a conventional auto tensioner is applied.
도 2는 본 발명에 따른 유성 기어 세트를 이용한 오토 텐셔너의 정면도.2 is a front view of the auto tensioner using the planetary gear set according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 유성 기어 세트를 이용한 오토 텐셔너의 사시도로서, (a)는 전방측에서 본 사시도, (b)는 후방 측에서 본 사시도.Figure 3 is a perspective view of the automatic tensioner using the planetary gear set according to the present invention, (a) is a perspective view from the front side, (b) is a perspective view from the rear side.
도 4는 본 발명에 따른 유성 기어 세트를 이용한 오토 텐셔너에서 선 기어와 하우징만을 나타낸 정면도.Figure 4 is a front view showing only the sun gear and the housing in the auto tensioner using the planetary gear set according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 유성 기어 세트를 이용한 오토 텐셔너에서 선 기어와 하우징만을 나타낸 일부 확대도.5 is a partially enlarged view showing only the sun gear and the housing in the auto tensioner using the planetary gear set according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 유성 기어 세트를 이용한 오토 텐셔너의 다른 실시 형태의 사시도.6 is a perspective view of another embodiment of an auto tensioner using the planetary gear set according to the present invention;
<부호의 설명><Description of the code>
1 : 유성 기어 세트를 이용한 오토 텐셔너1: auto tensioner with planetary gear set
10 : 유성 기어 세트 11 : 선 기어10: planetary gear set 11: sun gear
12 : 유성 기어 13 : 유성 기어 캐리어12: planetary gear 13: planetary gear carrier
14 : 내접 기어 20 : 하우징14: internal gear 20: housing
21 : 제1 렉 22 : 제2 렉21: the first rack 22: the second rack
23 : 제1 스프링 24 : 제2 스프링23: first spring 24: second spring
25 : 레일 26 : 레일 홈25: rail 26: rail groove
27 : 하우징 고정부 28 : 고정 구멍27: housing fixing part 28: fixing hole
30 : 벨트 30: belt
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