KR20100025388A - 자동차의 타이밍 벨트용 장력조절장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차의 타이밍 벨트용 장력조절장치에 관한 것으로, 타이밍벨트의 제조시 발생하는 길이 편차 및 장력조절장치의 토크 편차가 발생하더라도 아이들러풀리의 조절위치를 공칭위치(Nominal Position)로 다시 보정할 수 있는 기능을 가진 자동차의 타이밍 벨트용 장력조절장치에 관한 것이다. 이를 해결하기 위한 방안으로서 본 발명은, 가이드부재(51); 가이드부재(51)를 따라서 길이방향으로 움직이는 슬라이딩부재(52); 슬라이딩부재(52)에 장착되어 타이밍벨트(100)와 함께 공회전하는 아이들러풀리(53); 및 슬라이딩부재(52)의 이송량을 조절해 주는 조절부재(54);를 포함하여 이루어진 자동차의 타이밍 벨트용 장력조절장치를 제공한다.

장력, 타이밍벨트, 나사기구

Description

자동차의 타이밍 벨트용 장력조절장치{Tension Adjuster for Timing Belt of Automobile}

본 발명은 자동차의 타이밍 벨트용 장력조절장치에 관한 것으로, 특히 풀리를 공칭 위치(nominal position)로 보정할 수 있는 기능을 갖는 자동차의 타이밍 벨트용 장력조절장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차용 타이밍 벨트는 크랭크축의 회전력을 이용하여 캠축을 회전시키는 엔진의 주요 구성 요소중 하나이다.

이러한 타이밍 벨트(100)는, 도 1에서 도시한 바와 같이, 크랭크축 스프라켓(10)을 중심으로 통상 그 상부에 위치하는 캠축 스프라켓(20)과, 냉각수펌프 스프라켓(30) 등을 연결하여 이들을 동시에 구동시켜 주는 기능을 한다.

특히, 이러한 타이밍벨트(100)는 첨부도면에서는 도시하지 않았지만 오일펌프용 스프라켓을 더 구비할 수도 있다.　　 또한, 다른 구성 요소들을 장착시 타이밍 벨트(100)가 스프로켓과의 접촉되는 각도를 증대시키고자 회전경로에 다른 구성요소들과의 연결을 용이하게 하기 위한 아이들러 풀리(40)를 더 구성하기도 한다.

타이밍벨트(100)는 보통 체인이나 고무재질의 리브벨트를 많이 이용하고 있으 나, 사용 기간이 길어지게 되면, 열변형이나 노화 등에 의해 타이밍벨트(100)가 느슨해지면서 벨트장력이 떨어지게 된다.　　 이로 인해 타이밍벨트(100)의 적절한 장력부족으로 인해 정확한 타이밍을 유지하기 어려워지고 벨트의 점핑등을 유발하여 다른 구성요소로의 동력 전달이 제대로 이루어지지 않는 문제를 유발한다.

이러한 문제를 해결하기 위한 방안으로, 타이밍벨트(100)의 사용기간중 벨트 길이증대에 따른 벨트 장력저하를 서비스 기간중 정비시 벨트교환없이 보정 할 수 있도록 장력조절장치(50)를 구비하여, 타이밍벨트(100)가 원활한 동력 전달이 이루어질 수 있도록 하고 있다.

종래의 장력조절장치(50)는 타이밍벨트(100)를 바깥쪽에서 안쪽으로 밀어주는 텐셔너풀리와, 이 텐셔너풀리를 스프링 방식으로 가압해주는 장력조절기(55)로 구성되어 있다.

그러나, 종래의 장력조절장치(50)는 다음과 같은 문제점을 갖고 있다.

1) 타이밍벨트 초기 장력 설정후 사용기간중 타이밍벨트(100)의 길이가 느슨해진 경우 다시 장력 조절을 위해 자동으로 보정하는 장력조절기를 필요로 한다.

2) 텐셔너 풀리가 공칭위치에 있어야만 벨트에 적절한 장력 적용으로 최대 효과를 얻을 수 있으나, 실질적으로 타이밍벨트의 길이 편차라든가 장력조절장치의 토크 편차로 인하여 공칭위치에서 벗어나 있게 된다.

3) 스프링을 이용한 장력조절기인 경우 스프링의 노화로 인하여 타이밍벨트에서 요구되는 장력을 조절해 주기가 어렵다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 타이밍벨트의 제조시 발생하는 길이 편차 및 장력조절장치의 토크 편차가 발생하더라도 아이들러풀리의 조절위치를 공칭위치(Nominal Position)로 추가 보정 가능토록 하는 기능을 가진 자동차의 타이밍 벨트용 장력조절장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

이를 해결하기 위한 방안으로서 본 발명은,

가이드부재(51);

가이드부재(51)를 따라서 길이방향으로 움직이는 슬라이딩부재(52);

슬라이딩부재(52)에 장착되어 타이밍벨트(100)와 함께 공회전하는 아이들러풀리(53); 및

슬라이딩부재(52)의 이송량을 조절해 주는 조절부재(54);를 포함하여 이루어진 자동차의 타이밍 벨트용 장력조절장치를 제공한다.

또한, 가이드부재(51)는 아이들러풀리(53)가 타이밍벨트(100)에 대하여 일직선 상에서 움직일 수 있도록 엔진블럭에 장착된 것을 특징으로 한다.

또한, 조절부재(54)는 나사기구 방식으로 슬라이딩부재(52)를 이송시켜 주는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 타이밍벨트의 장력을 조절하는데 이용하는 아이들러풀리 를 공칭 위치(nominal position)로 설정할 수 있는 기능이 있기 때문에, 타이밍 벨트의 장력 조절이 용이할 뿐만 아니라 타이밍벨트의 수명을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명에 대하여 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 장력조절장치의 구성을 나타내는 사시도이다.

본 발명은 가이드부재(51)와, 가이드부재(51)를 따라서 길이방향으로 움직이는 슬라이딩부재(52)와, 슬라이딩부재(52)에 장착되어 타이밍벨트(100)와 함께 공회전하는 아이들러풀리(53) 및 슬라이딩부재(52)의 이송량을 조절해 주는 조절부재(54)를 포함하여 이루어진다.

가이드부재(51)는 내부에 길이방향으로 가이드부(51a)가 형성되고 일측면에는 길이방향을 따라 이 가이드부(51a)와 연통되는 장공(51b)이 절개되어 있다. 또한, 가이드부(51a)의 일단은 마감되어 있으며, 타단에는 후술하게 될 조절부재(54)가 장착된다. 이와 같이 이루어진 가이드부재(51)는 타이밍벨트(100)에 대하여 직각인 위치가 되도록 도 3a와 3b에서와 같이 엔진블럭(200)에 장착된다.

슬라이딩부재(52)는 가이드부(51a)에서 길이방향으로 슬라이딩되는 부재로, 전면에는 장공(51b)을 통해 바깥쪽으로 돌출되는 장착부(52a)가 형성되고, 그 측면에는 조절구멍(52b)이 관통되어 있다. 특히, 조절구멍(52b)에는 내부에 암나사가 형성되어 있다.

이와 같이 이루어진 슬라이딩부재(52)는 장착부(52a)가 장공(51b)의 바깥쪽으로 돌출되도록 삽입되며, 이 장착부(52a)에 통상적으로 타이밍벨트(100)의 풀리에 걸치는 랩앵글(Wrap angle)을 크게 하기 위해 아이들러풀리(53)가 장착된다. 또한, 조절구멍(52b)에는 슬라이딩부재(52)의 좌우 이동을 조절하기 위한 조절부재(54)가 장착된다.

조절부재(54)는 가이드부재(51)의 개구된 일단에 볼트 등으로 체결고정되는 마감판(54a)과 이 마감판(54a)에 회전가능하도록 장착되는 조절나사(54b)로 이루어진다. 특히, 조절나사(54b)는 조절구멍(52b)과 나사기구 방식으로 치합되며 그 단부는 가이드부(51a)의 안쪽끝까지 연장되며, 단부는 미도시된 스냅링에 의해 회전가능한 상태로 빠지지 않도록 장착된다.

본 발명의 바람직한 실시예에서, 조절부재(54)는 미도시된 스텝모터를 구비하여 좌우회전이 가능하도록 구성하는 것도 가능하며, 수동으로 조절할 수 있도록 조절나사(54b)의 앞쪽에 조절너트(미도시됨)를 구비하여 가이드부(51a)의 위치를 조절한 뒤에 조절나사(54b)를 통해 위치를 고정시키는 것도 가능하다. 특히, 스텝모터를 이용하는 경우, 이를 제어하는 제어수단, 예를 들어, 엔진제어유닛(ECU)에 타이밍벨트(100)의 유지 장력과, 타이밍벨트(100)의 길이편차에 따른 슬라이딩부재(52)의 이송거리를 미리 계산하여 입력하여 타이밍벨트(100)가 느슨해짐에 따라 이에 상응하는 거리만큼 슬라이딩부재(52)를 자동으로 이송시킬 수 있도록 조절나 사(54b)를 제어할 수 있게 하는 것이 바람직하다. 자동 조절인 경우, 타이밍벨트(100)의 장력을 검출하는 미도시된 장력검출센서를 더 구비하는 것이 바람직하다.

이하, 도 3a와 도 3b를 참조하여 본 발명에 따른 장력조절장치의 작동 상태를 설명하면 다음과 같다.

도 3a는 공장에서 출하시와 같이 초기 설정 상태를 보여준다. 초기 설정 상태에서는 슬라이딩부재(52)가 도면에서와 같이 좌측에 위치해 있게 된다. 이러한 초기 설정상태에서 열변형이라든가 노화에 의해 타이밍벨트(100)가 늘어나게 되면, 조절부재(54)를 통해 타이밍벨트(100)가 늘어난 만큼 슬라이딩부재(52)의 위치를 조절해 주게 된다.

만일, 조절부재(54)가 수동인 경우 경정비시나 차량을 운행하지 않을 때에 조절하게 되며, 스텝모터가 구비되어 자동으로 조절해 주는 경우 타이밍벨트(100)의 장력을 제어수단을 통해 검출하여 바로 조절수단(54)을 제어하여 조절할 수 있다.

수동으로 조절하는 경우, 조절너트를 이완시킨 다음에 조절나사(54b)를 돌려 슬라이딩부재(52)를 도 3b와 같이 오른쪽으로 움직이도록 조절한다. 이때, 타이밍벨트(100)의 길이가 늘어나서 편차가 생기기 때문에 그만큼 장력이 약해지게 되는데, 타이밍벨트(100)에서 요구되는 장력을 얻을 때까지 조절나사(54b)를 이용하여 장력을 조절한다.

자동으로 조절하는 경우에는 타이밍벨트(100)의 장력과 조절나사(54b)의 이송거리에 따른 장력간의 관계를 미리 저장해 둔 제어수단을 통해 스텝모터의 구동시켜 조절나사(54b)의 제어량을 조절한다.

이와 같은 조절을 통해 아이들러풀리(53)가 가장 이상적인 공칭 위치에서 공회전이 이루어질 수 있도록 함으로써, 타이밍벨트(100)는 항상 적절한 장력 상태를 유지할 수 있게 된다.

따라서, 타이밍벨트(100)의 노화에 의해 늘어나게 되는 길이 편차에 상관없이 아이들러풀리(53)의 위치 이동을 통해 타이밍벨트(100)에서 요구되는 장력에 맞게 적절한 조정이 가능하게 된다.

비록 본 발명이 상기 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되어졌으나, 이러한 실시예는 본 발명을 더욱 명확히 개시하기 위한 것이며, 본 명세서 및 도면에 기재된 사항의 범위에서 신규사항을 추가함이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다 할 것이다. 따라서, 첨부된 특허청구범위는 본 명세서 및 도면에 기재된 사항 및 그 기재에 의하여 당업자가 일의적으로 추론할 수 있는 범위내에서 이러한 수정이나 변형을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 1은 종래의 타이밍벨트의 장착 상태를 개략적으로 보여주는 정면도.

도 2는 본 발명에 따른 장력조절장치의 구성을 나타내는 사시도.

도 3a와 도 3b는 본 발명에 따른 장력조절장치의 작동 전후 상태를 보여주는 평면도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 크랭크축 샤프트

20 : 캠축샤프트

30 : 냉각수펌프 스프라켓

40 : 아이들러풀리

50 : 장력조절기

51 : 가이드부재

51a : 가이드부

51b : 장공

52 : 슬라이드부재

52a : 장착부

52b : 조절구멍

53 : 아이들러 풀리

54 : 조절부재

54a : 마감판

54b : 조절나사

100 : 타이밍벨트

200 : 엔진블럭

Claims (3)

1. 가이드부재(51);

   상기 가이드부재(51)를 따라서 길이방향으로 움직이는 슬라이딩부재(52);

   상기 슬라이딩부재(52)에 장착되어 타이밍벨트(100)와 함께 공회전하는 아이들러풀리(53); 및

   상기 슬라이딩부재(52)의 이송량을 조절해 주는 조절부재(54);를 포함하여 이루어지는 자동차의 타이밍 벨트용 장력조절장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 가이드부재(51)는 상기 아이들러풀리(53)가 상기 타이밍벨트(100)에 대하여 일직선 상에서 움직일 수 있도록 엔진블럭에 장착된 것을 특징으로 하는 자동차의 타이밍 벨트용 장력조절장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 조절부재(54)는 나사기구 방식으로 상기 슬라이딩부재(52)를 이송시켜 주는 것을 특징으로 하는 자동차의 타이밍 벨트용 장력조절장치.

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