KR20180003554A - 체인 구동 장치용 록킹 부재를 포함한 인장 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 원통형 수용부를 형성하는 하우징과; 원통형 수용부에 의해 적어도 부분적으로 에워싸인 피스톤으로서, 하우징 내로의 인입 동안, 그리고 하우징 외로의 인출 동안 원통형 수용부의 내주면에 의해 축 방향으로 안내되는 것인 피스톤과; 하우징 측 정지부와, 피스톤 측 대향 정지부와, 록킹 부재를 포함하여 피스톤의 인입 이동 거리를 제한하는 록킹 유닛으로서, 록킹 부재는 하우징 측 정지부와 피스톤 측 대향 정지부 간의 힘 전달 연결부를 형성하기 위해 적합한 것인, 록킹 유닛을; 포함하는 체인 텐셔너에 관한 것이다. 하우징은, 하우징 측 정지부의 위치에서, 축 방향으로 록킹 섹션으로 전환되며, 록킹 섹션은 록킹 부재와 피스톤 사이에 배치되고, 이 록킹 섹션은 하나 이상의 리세스를 포함하며, 그럼으로써 록킹 부재에 의해 하우징 측 정지부와 피스톤 측 대향 정지부 간의 힘 전달 연결부가 형성될 수 있게 된다.

Description

체인 구동 장치용 록킹 부재를 포함한 인장 장치

본 발명은 내연기관의 체인 구동 장치(chain drive)를 위한 유압식 인장 장치(hydraulic tensioning device)에 관한 것이다. 체인 구동 장치들은 일반적으로 크랭크 샤프트와 연결된 구동 체인 스프로킷과, 캠 샤프트와 연결되는 피동 체인 스프로킷과, 피동 체인 스프로킷과 구동 체인 스프로킷을 연결하는 제어 체인을 포함한다. 구동 제어 체인의 긴장 측(tight side)을 통해, 크랭크 샤프트의 구동 토크는 캠 샤프트 상으로 전달된다. 제어 체인은, 작동 기간에 걸쳐서 자신의 기능성을 보장할 수 있도록 하기 위해, 자신의 이완 측(slack side)에서 인장된다. 이를 목적으로, 인장 장치에 의해 제어 체인에 힘이 가해진다.

US 7189174 B2호는 체인 텐셔너를 개시하고 있는데, 체인 텐셔너는, 개방 단부 상의 노치와 바닥부를 구비한 관형 하우징과; 외주면 상에 복수의 래칭 노치(latching notch)를 구비하여 하우징의 내주면 내에 설치되는 피스톤과; 바깥쪽으로 미는 힘을 피스톤에 가하는 리턴 스프링과; 하우징의 내주면과 피스톤의 외주면 사이에 설치되는 정지 링(stop ring)과; 가이드 그루브 내에서 축 방향으로 활주할 수 있는 링 부재와; 링 부재의 반경 방향 확대를 위한 작동 부재와; 가이드 그루브 내에서 정지 링의 고정을 통해 하우징에 상대적인 정지 링의 후방 이동을 제한하는 제1 정지부(stopper)와; 하우징에 상대적인 정지 링의 전방 이동의 제한을 위해 정지 링의 외경보다 더 작은 내경을 보유한 제2 정지부를; 포함하고, 이때 정지 링은 가이드 그루브 내에 고정되어 있다.

본 발명의 과제는, 자신의 구조적 구성이 간소화되는, 내연기관의 체인 구동 장치용 잠금 고정형 체인 텐셔너(lockable chain tensioner)를 제안하는 것에 있다.

상기 과제의 해결은 독립 청구항 제1항 및 대등의 청구항 제10항의 특징부의 특징들로 달성되며, 본 발명의 바람직한 개선예들 및 구현예들은 종속 청구항들에서 확인될 수 있다. 그에 따라서, 상기 과제는, 원통형 수용부를 형성하는 하우징과; 원통형 수용부에 의해 적어도 부분적으로 에워싸인 피스톤이면서, 하우징 내로의 인입(pulling-in) 동안, 그리고 하우징 외로의 인출(pulling-out) 동안 원통형 수용부의 내주면에 의해 축 방향으로 안내되는 피스톤과; 하우징 측 정지부와, 피스톤 측 대향 정지부(couter stop)와, 록킹 부재를 포함하여 피스톤의 인입 이동 거리(pulling-in travel)를 제한하는 록킹 유닛으로서, 록킹 부재는 하우징 측 정지부와 피스톤 측 대향 정지부 간의 힘 전달 연결부를 형성하기 위해 적합한 것인, 록킹 유닛을; 포함하는 체인 텐셔너를 통해 해결된다. 하우징은, 하우징 측 정지부의 위치에서, 축 방향으로 록킹 섹션으로 전환되며, 록킹 섹션은 록킹 부재와 피스톤 사이에 배치되고, 이 록킹 섹션은 하나 이상의 리세스를 포함하며, 그럼으로써 록킹 부재에 의해 하우징 측 정지부와 피스톤 측 대향 정지부 간의 힘 전달 연결부가 형성될 수 있게 된다.

본 발명의 지식에 따라서, 잠금 고정형 체인 텐셔너의 조립성은, 록킹 링이 바깥쪽에 위치하는 구조 부재를 형성함으로써, 실질적으로 간소화될 수 있다: 록킹 부재는 외주를 따라서 하우징의 축 방향으로 연장되는 록킹 섹션과 피스톤 사이의 어느 원주방향 섹션에도 배치되지 않는다. 그에 따라, 예컨대 록킹 링으로서 형성되는 록킹 부재는 하우징 내에 피스톤의 조립 후에 조립될 수 있다. 더 나아가, 하우징의 내주면 상에서 연장되면서 그 내에 종래 기술로부터 공지된 록킹 링이 배치되는 그루브가 필요하지 않기 때문에, 구조적인 구성은 간소화될 수 있다. 그러나 특히 장점은 체인 텐셔너의 유지보수와 관련하여서도 존재하는데, 그 이유는 작동 방식이 체인 텐셔너의 분해 없이도 그대로 이해될 수 있기 때문이다.

록킹 부재는 환형 섹션을 포함할 수 있다. 록킹 부재는 특히 외주를 따라 연장되고 축 방향으로 서로 상대적으로 오프셋 된 방식으로 피스톤의 외주면 상에 배치되는 그루브들 안쪽을 파지할 수 있다. 그루브들은 특히 원추형 프로파일을 보유할 수 있으며, 비교적 가파르게 상승하는 그루브 벽부는 피스톤 측 대향 정지부를 형성한다.

일 바람직한 개선예에서, 록킹 섹션의 하나 이상의 리세스는 축 방향에서 한편으로 하우징 측 정지부를 통해, 그리고 다른 한편으로는 단부 정지부를 통해 범위 한정된다.

추가의 바람직한 실시형태에서, 록킹 부재는, 피스톤이 하우징 외로 인출될 때, 단부 정지부와 접촉할 수 있으며, 그럼으로써 단부 정지부는 록킹 부재의 인출을 제한한다. 그에 따라, 록킹 부재는 상대 이동 가능하게 피스톤 상에 안착되며, 단부 정지부는 단지 록킹 부재의 인출만을 제한하지만; 단부 정지부는 하우징에 대한 피스톤의 상대 이동에 영향을 미치지 않는다.

추가의 바람직한 실시형태에서, 단부 정지부는 록킹 부재의 인출을 제한하며, 그럼으로써 록킹 부재와 피스톤 간의 상대 이동이 가능해진다. 구조적으로 복잡하지 않은 방식으로, 록킹 부재는 피스톤에 상대적으로 변위된다. 특히 록킹 부재는 인접한 그루브 내로 밀려 넣어질 수 있다.

추가의 바람직한 실시형태에서, 단부 정지부는, 록킹 섹션의 안쪽에 위치하는 그루브 또는 바깥쪽에 위치하는 그루브 내에 배치되는 링을 통해 형성된다. 그에 따라 단부 정지부는 구조적으로 복잡하지 않게 실현될 수 있다.

추가의 바람직한 실시형태에서, 록킹 섹션은 2개 이상의 리세스를 포함한다. 그에 따라, 한편으로 하우징 측 정지부와 록킹 부재 간, 그리고 다른 한편으로는 록킹 부재와 피스톤 측 대향 정지부 간의 힘 전달 연결부는 개선될 수 있다. 추가 개선은, 록킹 섹션이 3개 이상의 리세스를 포함함으로써 달성된다.

추가의 바람직한 실시형태에서, 록킹 부재는, 하나의 반경 방향 형상부를 포함한 2개 이상의 원호형 섹션을 포함하는 록킹 와이어(locking wire)이며, 원호형 섹션들은 록킹 섹션의 리세스들의 영역 내에 배치되어 피스톤과 접촉될 수 있다. 그에 따라, 경제적으로 제조될 수 있으면서 요구되는 기능을 구현하는 록킹 부재가 제공될 수 있다. 추가 개선은, 록킹 부재가 2개의 반경 방향 형상부를 포함한 3개 이상의 원호형 섹션을 포함하는 록킹 와이어이며, 원호형 섹션들은 록킹 섹션의 리세스들의 영역 내에 배치되어 피스톤과 접촉될 수 있음으로써 달성된다.

또한, 본원의 과제는, 수용부 내에서 안내되고 자신의 외주면 상에는 록킹 그루브들을 포함하는 피스톤과; 2개 이상의 환형 섹션 및 2개 이상의 반경 방향 확장부를 포함하는 록킹 부재로서, 2개 이상의 환형 섹션에 의해 록킹 그루브들 중 하나와 맞물릴 수 있는 것인 록킹 부재와; 축 방향으로 서로 이격되어 있는 클램핑 정지부 및 슬라이딩 정지부를; 포함하는 체인 텐셔너에 있어서, 수용부는 클램핑 정지부 평면과 슬라이딩 정지부 평면 사이에서 축 방향으로 연장되는 2개 이상의 축 방향 연장부를 포함하며, 2개 이상의 축 방향 연장부 및 피스톤은 2개 이상의 반경 방향 확장부를 둘러싸지 않는 것을 특징으로 하는, 체인 텐셔너를 통해 해결된다. 바람직한 방식으로, 잠금 고정형 체인 텐셔너의 구조적인 구성 및 조립성은, 록킹 링이 반경 방향에서 바깥쪽에 위치하는 구조 부재를 형성함으로써 실질적으로 간소화될 수 있다. 본 실시형태는 앞서 기재한 개선예들과 조합될 수 있다.

클램핑 정지부는, 수용부의 종축을 포함하는 평면에 대해 직각으로 연장되는 평면에 비해 경사져 배치될 수 있다. 그에 따라, 클램핑 정지부 평면은, 실질적으로 클램핑 정지부와 록킹 부재 간의 선접촉 영역을 포함하는 평면이다. 그에 따라, 클램핑 정지부 평면은 마찬가지로 수용부의 종축을 포함하는 평면에 대해 직각으로 연장될 수 있다. 클램핑 정지부는 수용부의 개구부의 외주의 일부분을 따라서 연장되는 챔퍼부(chamfer)일 수 있다.

바람직하게는, 유압식 인장 장치는, 구동 체인 스프로킷과, 피동 체인 스프로킷과, 제어 체인을 포함하는 내연기관용 체인 구동 장치에서 이용되고, 제어 체인은 구동 체인 스프로킷과 피동 체인 스프로킷을 연결하며, 제어 체인은 본원의 청구범위 중 어느 한 청구항에 따르는 인장 장치에 의해 인장된다.

이제 본 발명은 실시예들에 따라서 더 상세하게 설명되며, 이때 도면들이 참조된다. 설명한 실시형태들에서 기능이 동일한 요소들은 동일한 도면부호로 식별 표시된다.

도 1은 체인 텐셔너의 일 실시형태를 도시한 횡단면도이다.
도 2는 하우징을 도시한 사시도이다.
도 3은 종래 기술의 유형에 따른 체인 텐셔너를 도시한 도면이다.

도 1에는, 내연기관의 체인 구동 장치를 위한 유압식 인장 장치(1)가 종단면도로 도시되어 있다. 체인 구동 장치는, 크랭크 샤프트와 연결된 구동 체인 스프로킷과, 캠 샤프트와 연결된 피동 체인 스프로킷과, 피동 체인 스프로킷과 구동 체인 스프로킷을 연결하는 제어 체인(미도시)을 포함한다. 구동 제어 체인의 긴장 측을 통해, 크랭크 샤프트의 구동 토크는 캠 샤프트 상으로 전달된다. 제어 체인은, 작동 기간에 걸쳐서 자신의 기능성을 보장할 수 있도록 하기 위해, 자신의 이완 측에서 인장된다. 이를 목적으로, 제어 체인에는 인장 장치에 의해 인장력이 가해진다.

유압식 인장 장치(1)는 하우징(2)과, 이 하우징(2)의 수용 보어(4) 내에서 축 방향으로 변위 가능하게 안내되는 인장 피스톤(미도시)으로 구성된다. 피스톤(3)은, 하우징의 수용 보어와 함께 압력 챔버를 형성하는 피스톤 공동부(piston cavity)를 구비하여 형성된다. 피스톤(3)의 수용부의 개구부에 대향하여 위치하는 하우징(2)의 단부 상에는 리세스가 배치된다. 리세스를 통해, 압력 챔버 내로의 유압 매체의 공급이 수행되며, 배출은 누출 갭(leakage gap)을 통해 수행된다. 하우징(2)으로부터 이격되어 위치하는 인장 피스톤의 단부 상에는 추가 리세스가 배치되고; 이 리세스는 배기 개구부의 기능을 충족한다. 단부들은 인장 장치의 공급 측 단부 및 배기 측 단부를 형성한다.

인장 장치(1)의 공급 측 단부에서 압력 챔버의 내부에는, 공급 방향으로 유압 매체 흐름을 허용하고 압력 챔버 외로의 배출은 방지하는 체크 밸브가 배치된다. 인장 장치의 배기 측 단부에서 피스톤 공동부의 내부에는 사전 조립 가능한 배기 유닛이 배치된다. 배기 유닛은 인장 피스톤의 경화된 내주면과 함께 압입 끼워 맞춤부(press fit)를 형성하며, 인장 피스톤은 압출 성형 부품으로서 형성된다.

내연기관의 체인 구동 장치를 위한 상기 유형의 인장 장치들(1)은, 제어 체인(미도시)을 인장하고 체인 구동 장치 내에서 발생하는 진동을 감쇠할 목적으로 이용된다. 유압 매체는 일반적으로 엔진 오일로서 일반적인 유압 매체 회로로부터 공급된다.

도 1에는, 원통형 수용부(4)를 형성하는 하우징(2)과, 원통형 수용부(4)에 의해 적어도 부분적으로 에워싸이는 피스톤(3)을 포함하는 체인 텐셔너가 도시되어 있다. 원통형 수용부(4)의 내주면은 하우징 내로의 인입 동안, 그리고 하우징 외로의 인출 동안 피스톤을 축 방향으로 안내된다. 그 밖에, 피스톤(3)의 인입 이동 거리를 제한하는 록킹 유닛도 도시되어 있고, 록킹 유닛은 하우징 측 정지부(5)와, 피스톤 측 대향 정지부(6)와, 록킹 와이어로서 형성된 록킹 부재(7)를 포함하며, 록킹 부재(7)는, 하우징 측 정지부(5)와 피스톤 측 대향 정지부(6) 간의 힘 전달 연결부를 형성하기 위해 적합하다. 하우징은, 하우징 측 정지부(5)의 위치에서, 축 방향으로 록킹 섹션을 형성하며, 이 록킹 섹션은 외주를 따라서 분포된 3개의 웨브(10)(web)의 형태로 형성된다. 웨브들은 반경 방향으로 록킹 부재(7)와 피스톤(3) 사이에 배치되고, 록킹 섹션은 3개의 리세스(11)를 포함하며, 그럼으로써 록킹 부재(7)에 의해 하우징 측 정지부(5)와 피스톤 측 대향 정지부(6) 간의 힘 전달 연결부가 형성될 수 있게 된다.

록킹 와이어(7a)는, 2개의 반경 방향 형상부(13)를 포함한 3개의 원호형 섹션(12)을 포함하며, 원호형 섹션들(12)은 록킹 섹션의 리세스들(11)의 영역 내에 배치되어 피스톤(3)과 접촉될 수 있다.

그에 따라, 체인 텐셔너(1)는, 수용부(4) 내에서 안내되고 자신의 외주면 상에 록킹 그루브들(미도시)을 구비한 피스톤(3)과, 3개의 환형 섹션(12) 및 3개의 반경 방향 확장부(13)를 구비한 록킹 부재(7)를 포함한다. 록킹 부재(7)는 3개의 환형 섹션(12)에 의해 록킹 그루브들(미도시) 중 하나와 맞물린다. 또한, 체인 텐셔너(1)는 축 방향으로 서로 이격되어 있는 클램핑 정지부(17) 및 슬라이딩 정지부(14)를 추가로 포함한다. 수용부는, 클램핑 정지부 평면(15)과 슬라이딩 정지부 평면(16) 사이에서 축 방향으로 연장되는 3개의 축 방향 연장부(10)를 포함한다. 3개의 축 방향 연장부(10) 및 피스톤(3)은 3개의 반경 방향 확장부(13)를 둘러싸지 않는다. 이런 방식으로, 록킹 부재(7)가 바깥쪽에 위치하는 구조 부재인 점이 보장되고, 그럼으로써 조립이 수월해진다.

도 2에는, 스냅 링(8)의 수용을 위한 안쪽에 위치하는 그루브(9)를 각각 구비한 웨브들(10)을 포함하는 하우징이 도시되어 있다. 하우징의 내부에서 인장 피스톤이 안내된다. 또한, 하우징 측 정지부(5)도 도시되어 있다.

도 3에는, 종래 기술로부터 공지된 잠금 고정형 체인 텐셔너(101)가 도시되어 있다. 체인 텐셔너(101)는, 원통형 수용부(103)를 형성하는 하우징(102)과, 원통형 수용부(103)에 의해 적어도 부분적으로 에워싸이는 피스톤(104)을 포함한다. 원통형 수용부(104)의 내주면(105)은 하우징(102) 내로의 인입 동안, 그리고 하우징(102) 외로의 인출 동안 피스톤(103)을 축 방향으로 안내한다. 록킹 유닛은 피스톤(104)의 인입 이동 거리를 제한하며, 록킹 유닛은 하우징 측 정지부(106)와, 피스톤 측 대향 정지부(107)와, 록킹 부재로서 하우징(102)의 내주면 상에서 외주를 따라 연장되는 그루브(108) 내에 배치되는 록킹 링(109)을 포함한다. 그루브들(110)은 외주를 따라서 연장되고 축 방향으로 서로 상대적으로 오프셋 된 방식으로 피스톤(104)의 외주면 상에 배치되며, 록킹 링(109)은 그루브들(110) 각각과 접촉될 수 있다. 그루브들(110)의 기하구조는, 록킹 링(109)이 하우징 측 정지부(106)와 피스톤 측 대향 정지부(107) 간의 힘 전달 연결부를 형성할 수 있음으로써 피스톤(103)이 인입되지 않게 저지되는 방식으로 형성된다.

1: 체인 텐셔너
2: 하우징
3: 피스톤
4: 수용부
5: 하우징 측 정지부
6: 대향 정지부
7: 록킹 부재
8: 스냅 링
9: 안쪽에 위치하는 그루브
10: 웨브
11: 리세스
12: 원호형 섹션, 환형 섹션
13: 반경 방향 확장부, 반경 방향 형상부
14: 슬라이딩 정지부
15: 클램핑 정지부 평면
16: 슬라이딩 정지부 평면
17: 클램핑 정지부
101: 체인 텐셔너
102: 하우징
103: 피스톤
104: 수용부
105: 내주면
106: 하우징 측 정지부
107: 피스톤 측 대향 정지부
108: 그루브
109: 록킹 링
110: 그루브

Claims (10)

1. 체인 텐셔너(1)로서,
   원통형 수용부(4)를 형성하는 하우징(2)과;
   원통형 수용부(4)에 의해 적어도 부분적으로 에워싸인 피스톤(3)으로서, 하우징(2) 내로의 인입 동안, 그리고 하우징(2) 외로의 인출 동안 원통형 수용부(4)의 내주면에 의해 축 방향으로 안내되는 것인 피스톤(3)과;
   하우징 측 정지부(5)와, 피스톤 측 대향 정지부(6)와, 록킹 부재(7)를 포함하여 피스톤(3)의 인입 이동 거리를 제한하는 록킹 유닛으로서, 록킹 부재(7)는 하우징 측 정지부(5)와 피스톤 측 대향 정지부(6) 간의 힘 전달 연결부를 형성하기 위해 적합한 것인, 록킹 유닛을;
   포함하는 체인 텐셔너(1)에 있어서,
   하우징(2)은, 하우징 측 정지부(5)의 위치에서, 축 방향으로 록킹 섹션(10)으로 전환되며, 록킹 섹션(10)은 록킹 부재(7)와 피스톤(3) 사이에 배치되고, 록킹 섹션은 하나 이상의 리세스를 포함하며, 그럼으로써 록킹 부재(7)에 의해 하우징 측 정지부(5)와 피스톤 측 대향 정지부(6) 간의 힘 전달 연결부가 형성될 수 있게 되는 것을 특징으로 하는, 체인 텐셔너.
2. 제1항에 있어서, 록킹 섹션의 하나 이상의 리세스는 축 방향에서 한편으로 하우징 측 정지부(5)를 통해, 그리고 다른 한편으로는 단부 정지부(8)를 통해 범위 한정되는 것을 특징으로 하는, 체인 텐셔너.
3. 제2항에 있어서, 록킹 부재(7)는, 피스톤(3)이 하우징(2) 외로 인출될 때 단부 정지부(8)와 접촉할 수 있으며, 그럼으로써 단부 정지부(8)는 록킹 부재(7)의 인출을 제한하는 것을 특징으로 하는, 체인 텐셔너.
4. 제3항에 있어서, 단부 정지부(8)는 록킹 부재(7)의 인출을 제한하며, 그럼으로써 록킹 부재(7)와 피스톤(3) 간의 상대 이동이 가능해지는 것을 특징으로 하는, 체인 텐셔너.
5. 제4항에 있어서, 단부 정지부(8)는, 록킹 섹션의 안쪽에 위치하거나 바깥쪽에 위치하는 그루브(9) 내에 배치되는 링(8)을 통해 형성되는 것을 특징으로 하는, 체인 텐셔너.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 록킹 섹션은 2개 이상의 리세스(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 체인 텐셔너.
7. 제6항에 있어서, 록킹 섹션은 3개 이상의 리세스(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 체인 텐셔너.
8. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 록킹 부재(7)는, 하나의 반경 방향 형상부(13)를 포함한 2개 이상의 원호형 섹션(12)을 포함하는 록킹 와이어이며, 원호형 섹션들(12)은 록킹 섹션의 리세스들(11)의 영역 내에 배치되어 피스톤(3)과 접촉될 수 있는 것을 특징으로 하는, 체인 텐셔너.
9. 제7항에 있어서, 록킹 부재(7)는, 2개의 반경 방향 형상부(13)를 포함한 3개 이상의 원호형 섹션(12)을 포함하는 록킹 와이어이며, 원호형 섹션들은 록킹 섹션의 리세스들(11)의 영역 내에 배치되어 피스톤(3)과 접촉될 수 있는 것을 특징으로 하는, 체인 텐셔너.
10. 체인 텐셔너로서,
    수용부(4) 내에서 안내되고 자신의 외주면 상에는 록킹 그루브들(110)을 포함하는 피스톤(3)과;
    2개 이상의 환형 섹션(12) 및 2개 이상의 반경 방향 확장부(13)를 포함하는 록킹 부재(7)로서, 2개 이상의 환형 섹션(12)에 의해 록킹 그루브들(110) 중 하나와 맞물릴 수 있는 것인 록킹 부재(7)와;
    축 방향으로 서로 이격되어 있는 클램핑 정지부(17) 및 슬라이딩 정지부(14)를;
    포함하는 체인 텐셔너에 있어서,
    수용부(4)는 클램핑 정지부 평면(15)과 슬라이딩 정지부 평면(16) 사이에서 축 방향으로 연장되는 2개 이상의 축 방향 연장부(10)를 포함하며, 2개 이상의 축 방향 연장부(10) 및 피스톤(3)은 2개 이상의 반경 방향 확장부(13)를 둘러싸지 않는 것을 특징으로 하는, 체인 텐셔너.

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