KR0128212B1 - 안정기를 부착한 비틀림 스프링 신장기 - Google Patents

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Description

안정기를 부착한 비틀림 스프링 신장기

제1도는 분리된 부품을 가지고 본 발명의 원리를 구체화하는 자동신장기의 평면도.

제2도는 제1도의 2-2선을 따라 취해진 단면도.

제3도는 제2도의 3-3선을 따라 취해진 단면도.

제4도는 제1도의 4-4선을 따라 취해진 부분단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

26 : 벨트 신장기, 36 : 고정구조,

38 : 브라킷, 40 : 선회구조,

42 : 플리, 44 : 금속비틀림스프링,

46 : 감쇄기구, 48 : 강체코어부재,

64 : 태브, 54 : 중심개구,

66 : 개구, 76 : 각개구,

80 : 스터브축, 90 : 원통형장착부.

본 발명은 밸트신장기에 관한 것으로, 특히 자동차의 나선형 밸트시스템에 구체화된 형태의 밸트신장기에 관한 것이다.

지난 몇년내에 나선형 밸트시스템을 이용한 더욱더 많은 자동차가 제작되었다.

이 시스템은 자동밸트신장기를 이용한다.

여기서 이용된 대부분의 자동밸트신장기는 보통엔진에 장착된 고정구조와 고정축에 선회운동을 위한 고정구조에 장착된 선회구조와 선회구조의 피봇축에 평행한 축에 대하여 회전을 위한 선회구조에 회전 가능하게 장착된 밸트결합풀리로 반드시 구성된다.

선회구조는 풀리를 밸트와 연동하도록 한방향으로 편이되어 언제나 자동적으로 밸트를 신장한다. 널리사용되는 편이기구는 금속비틀림 코일스프링을 단순히 이용하는 것이다. 보통은 그들은 일단은 고정구조에 연결되고 타단은 선회구조에 연결된 헬리컬 코일형이다.

선회구조가 가동됨에 따라 헬리컬 코일형의 코일은 선회가동에 따라 직경이 신축한다. 그결과 코일형의 주요부는 코일의 이러한 신축을 허용하기 위하여 구조와 결합에 의하여 한정되지 않는다. 코일은 구조적으로 접촉을 하지 않으므로 그들은 독립하여 진동하고 선회구조가 가동할때 그자산의 관성에 의해 가동한다.

이 독립진운동은 전동작에 존재하는 불리한점 때문에 코일의 고유진동수에 대해 공정에 달할 수 있다.

따라서 본 발명의 목적을 이들 불리한점을 극복하는 자동신장기를 제공하는 것이다.

본 발명의 원리에 따라서 이 목적은 설치위치와 최대연장 위치사이에 피봇축에 관해 선회가동을 위한 고정구조에 장착되기에 적합한 고정구조를 포함하는 자동차 나선형 밸트시스템에 사용하기에 적당한 밸트신장기를 제공함으로써 달성된다.

비틀림 금속스프링은 최대연장위치를 향하여 고정구조를 탄성적으로 편이시키기 위하여 고정구조와 선회구조 사이에 연결동작된다. 밸트결합풀리는 피봇축으로 부터 이격된 회전축에 대해 회전가동을 위한 회전구조에 회전가능하게 장착된다. 비틀림 금속스프링은 고정구조와 회전구조의 이격관계를 가지고 배치된 대향단부 사이에 헬리컬코일형의 주요부와 고정 및 회전구조 각각에 연결된 대향단부를 가진 헬리컬 코일형이다. 스프링안정기는 선회구조의 선회가동에 의해 스프링에 가세된 비틀림관성의 효과를 감쇄하고 비틀림스프링의 고유진동수를 바꾸기 위하여 코일형의 주요부 내부와 결합하여 장착된다.

바람직하게는 스프링 안정기는 일반적으로 U형상으로 굽혀지고 그 굽힘에 의해 코일형의 내부에 결합된

스프링을 포함한다.

바람직하게는 이러한 자기결합은 U형

스프링의 중심부가 그 중심위치에 코일형의 내부와 접촉하고 U형

스프링의 대향단이 중심위치로 부터 반대방향으로 90°이상쯤 이동된 위치에 코일형의 내부와 접촉함으로써 달성된다.

본 발명의 다른 목적은 구조가 간단하고 동작이 효과적이고 제조 및 조립이 경제적인 개량된 스프링 안정기를 가진 신장기를 제공하는 것이다.

본 발명의 기타 목적은 다음 상세한 설명과 청구범위의 과정중에 더명백히 나타날 것이다.

특히 도면을 참조하여 설명하면 본 발명의 원리를 구체화하고 26으로 표시된 밸트신장기가 도시된다.

도시된 바와 같이 신장기(26)는 그와 관련된 나성형밸트시스템을 가진 자동차엔진의 엔진블록에 관하여 정지위치에서 브라킷플레이트와 같은 곳에 고정하기에 적합한 고정구조(36)를 포함한다. 또한 밸트신장기(26)는 제1혹은 설치한계위치와 제2혹은 최대연장한계 위치사이에 고정축에 대해 선회가동을 위하여 고정구조(36)에 대하여 장착된 선회구조(40)를 포함한다.

선회구조(40)는 제1축에 평행한 세2축에 대하여 회전운동을 하기 위한 밸트결합풀리(42)를 수반한다.

금속비틀림코일스프링(44)은 고정구조(36)와 선회구조(40)사이에 장착되어 선회구조가 제1위치로부터 제2위치를 향하여 떨어진 방향으로 가동될때 감소하는 스프링힘을 가지고 제1한계위치에서 제2한계위치를 향하여 떨어진 방향으로 가동시키기 위해 선회구조는 탄성적으로 편이된다.

본 발명은 특히 선회구조(40)의 선회운동을 감쇄하기 위하여 제공될 수 있는 어떤 주감쇄수단과 분명히 다르고 그것으로 부터 분리된 코일스프링(44)의 코일동작을 안정화하거나 감쇄하기 위한 안정화수단이나 감쇄수단의 제공에 관한 것이다. 본 발명은 어떤 기지의 주감쇄수단을 연구한 것이지만 선회구조(40)가 그 제1위치로 부터 그의 제2위치를 향하여 떨어진 방향으로 가동될때 감소하는 감쇄력에 의해 동작중 감쇄를 하는 비례형으로 46으로 표시된 감쇄기구를 이용하는 것이 바람직하다.

바람직한 비례감쇄형은 출원인의 미국특허번호4,473,362호에 기재된다.

고정구조(36)는 다양한 형상을 가질 수 있다.

그렇지만 도시한 바와 같이 강체코어부재(48)와 한쌍의 하우징 쉘부품(50 및 52)으로 구성된다. 코어부재(48)는 형상이 원통형이고 고정구조(36)를 브라킷(38)에 착탈가능하게 고정되는 볼트어셈(56)을 받기 위하여 종방향으로 관통하여 연장한 중심개구(54)를 가진다.

제4도에서 가장 잘 나타내듯이 코어부재(48)의 각단부는 원주의 평행평면에 형성된 감소부(58)를 포함한다.

하우징쉘부(50)는 코어부재(48)의 결합단부(58)를 받는 형상을 가진 중심개구(62)를 가진 원형단벽(60)을 포함한다.

단벽(60)은 거기서 뻗어나오고 볼트어셈(56)의 축과 코어부재(48)에 관하해 브라킷에 대하여 고정구조(36)가 가동되는 것을 방지하도록 브라킷(38)내에 형성된 개구(66)내에 결합을 위하여 외부로 굽어진 대브(64)를 가진다.

또한 쉘부(50)는 코어부재(48)의 축방향폭보다 상당히 적은 정도로 단벽(60)의 원주로 부터 축방향으로 연장한 원통형 원주벽(68)을 포함한다.

다른 하우징쉘부(52)는 다른 코어부재단부(58)를 결합하는 형상을 가진 개구(62)에 유사한 중심개구(72)를 가진 일반적으로 원형단벽(70)을 포함한다. 하우징쉘부(52)는 하우징쉘부(50)의 원주벽(68)의 일부분과 인접한 단벽(70)의 원주로 부터 연장한 부분 원주벽(74)을 포함한다. 그래서 부품(50 및 52)은 선회구조(40)의 암부(78)가 그를 통하여 연장하는 각 개구(76)를 제외하고 원주방향으로 폐쇄된 하우징을 제공하는 것이다.

제1도에 가장 잘 나타내듯이 선회구조(40)의 암부(78)의 자유단은 볼베어링(80)등과 같은 것에 의해서 풀리(42)가 저어널되어 형성된 일체스터브축(80)을 가진다.

개구(76)를 통하여 하우징으로 연장하는 암의 대향단부는 확대된 원형형상이고 그 일측에 코일스프링(44)의 내부에 연장하기에 충분한 외경으로 축방향으로 연장한 환형보스(84)를 가진다. 제1-3도에 가장 잘 나타내듯이 코일스프링(44)의 일단볼류트는 환형보스(84) 주위로 연장하고 암부(78)의 인접원 주내에 일체로 형성된 상부돌출정지부(88)를 결합하기 위하여 86으로 표시한 바와 같이 일반적으로 반경외부 방향으로 굽은 그 극단을 가진다. 또한 선회구조(40)는 환형보스부(84)와 일체이고 그로부터 축방향 외부로 연장한 원통형장착슬리브부(90)를 포함한다. 원통형장착부(90)의 외경은 환형보스(84)의 외경과 원통형코어부재(48)의 내경보다 적다 원통형장착부(90)의 축크기는 하우징부(50)의 원형단벽에 거의 연장하도록 된다.

일반적으로 92로 표시된 스프링베어링부재가 원통형장착부(90)의 외부원주와 미끄럼 접촉되어 장착된다.

바람직하게는 베어링부재는 탄성물질, 바람직하게는 Zytel

이라는 플라스틱으로 제작된다.

베어링부재(92)는 원통형장착부(90)의 외부원주면과 결합하기 위하여 일정크기의 원통형내부 원주면(94)으로 형성된다. 베어링부재(92)의 내부단부는 스프링(44)의 내부보다 실질적으로 적은 크기의 외부원주면(96)으로 형성된다. 대향외부단부는 약간 큰 외부원주면(98)로 형성된다. 환형플랜지(100)는 베어링부재(92)의 외구극단으로 부터 반경방향 외부로 연장하고 하우징(50)의 원형단벽(60)의 내면과 결합하여 배치된다. 플랜지(100)는 리브(102)을 축방향내부로 연장한 그 외부원주에 형성된다·

스프링(44)은 반경방향외부로 굽은 단부(86)에 유사한 방법으로 104로 표시된 바와 같이 반경방향외부로 굽은 그 대향단을 가진다. 스프링의 외부로 굽은단(l04)은 하우징부(50)의 원주벽(68)에 형성된 슬로트(106)내로 결합되기에 적합하다.

제1도에 가장 잘 나타내듯이 슬로트(106)는 바람직하게는 반경방향평면에 대해 약 45°각도로 연장한다. 그래서 슬로트는 스프링(104)의 단부를 축방향 내부단내에 초기에 장착되게해서 제2도에 나타낸 바와 같이 단부(104)를 우측으로 동작하게 하는 경향이 있는 어셈중의 스프링의 응력은 동부를 리브(102)와 연동하게 하는 경향이 있다. 제 1도에는 나타낸 바와 같이 스프링단부(104)와 리브와의 결합은 리브를 눌러내리거나 변형시키고 이 방법으로 고정구조에 관하여 회전에 대향하여 베어링부재(92)를 적극적으로 로크한다.

그러나 장치는 회전축에 횡단하는 방향으로 베어링부재(92)의 미끄럼가동을 적극적으로 방지하지 못한다.

감쇄기구(46)는 밸트신장기(26)가 사용되는 시스템의 진동특성에 적합하게 선택된 물질의 슬리브몸체(108)의 형태이다. 감쇄슬리브몸체(108)에 대한 바람직한 재료는 Zytel 103HSL(듀퐁이 제조한 나일론)Zytel이 감쇄슬리브몸체(108)에 대한 재료로 이용될 경우에 제공된 감쇄작용은 반드시 전미끄럼마찰감쇄이다.

제2도에 가장 잘 나타내듯이 선회구조(40)는 축방향으로 관통하여 연장한 원통형 내부원주면(110)을 포함하고 원통형장착부(90)의 내부를 한정한다.감쇄슬리브몸체(108)는 선회구조면(110)내에 슬리이브몸체를 느슨하게 맞출 수 있는 크기의 외부원주면(1/2)을 가진다.

감쇄슬리브몸체는 코어부재(48)의 외부원주면을 단단히 결합하는 내부원주면(114)를 포함한다. 감쇄슬리브 몸체(108)의 일단이 하우징부(50)의 단벽(60)의 내면과 결합하고 동시에 그 대향단은 선회구조(40)의 인접면과 하우징부(52)의 단벽(70)의 내면에 대향하여 놓여있는 와셔(116)와 결합한다. 바람직하게는 와셔는 예를들면 Zytel 101^k과 같은 베어링부재(92)에 유사한 재료이다.

감쇄기구(46)는 감쇄몸체(108)의 외부원주(112)와 장착부(90)의 내부원주의 2상대운동마찰면 사이에 상대적인 표면마찰에 의해 감쇄를 행한다.

마찰면미끄럼은 토오크저항을 선회가동에 적용함으로서 선회구조(40)의 가동을 감쇄한다. 이 토오크저항은 슬라이딩면이 선회구조의 선회축으로 부터 거리에 의해 배가된 2미끄럼면의 마찰면 미끄럼저항을 극복하는데 요구되는 힘과 같다.

차례로 마찰면 미끄럼저항은 미끄럼면을 형성하는데 사용된 재료의 마찰 계수역할 즉, 미끄럼면 사이에 표면접촉면적과 압력이다. 재료가 일단 일정하게 선택되고 접촉면적은 크게 변화하지 않기 때문에 미끄럼면 사이의 압력변동에 의해 변동이 얻어진다.

이 변동을 알기 위하여 코일스프링(44)의 변동감쇄력은 표면들 사이에서 압력을 변화시키기 위하여 반경방향으로 적용된다.

스프링반경성분은 스프링(44)에 의해 스프링베어링부재(92)의 비교적 짧은 축방향 원주면(98)의 제공으로 코어부재의 대향단부로 전달되고 스프링부재는 선회구조(40)와 감쇄몸체(108)의 장착부(90)를 통하여 스프링력 반경성분을 코어부재에 전달하기 위한 유일한 수단으로 기능한다. 또한 스프링반경 감쇄력은 선회구조에 대한 피봇베어링에 작용한 힘의 균형을 이루도록하는 방향이다. 즉 감쇄력은 풀리부하력과 같은 방향에서 작용하고 풀리부하력을 효과적으로 균형을 이루기 위한 축방향위치에 적용된다.

비틀림코일스프링의 이러한 특별한 장착에 따라 헬리컬코일형의 거의 전범위는 다른구조와 접촉하지 않고 고유진동수와 그 자신 관성의 독립효과로 독립진동을 받는다. 또한 헬리컬코일형의 개개코일은 신축을 허용하므로 최소한 코일범위의 대다수가 직접접촉을 받지 않는 신장기의 편이수단으로 사용될때 비틀림 코일스프링의 고유특성이고 그렇게해서 독립공진의 가능성을 보여준다.

본 발명의 원리에 따라 스프링(44)의 고유진동수를 변경하고 스프링(44)의 코일에 부과된 비틀림 관성효과를 감쇄시키기 위하여 일반적으로 118로 표시된 스프링 안정기 혹은 감쇄기를 스프링(44)의 코일형의 주자유부내부와 결합하여 장착된다.

바람직하게는 안정기(118)는 일반적으로 U형상으로 굽혀지고 그 굽힘에 의해 코일형의 내부와 연동되는 비교적 가벼운

스프링의 형태이다.

도시한 바와 같이

스프링의 U형상은 중심부(12)와 2자유단부(122)를 포함한다. U형

스프링의 중심부(120)는 그 중심위치에 코일형의 내부와 접촉하고 U형

스프링의 대향자유단(122)은 중심위치로 부터 반대방향으로 90°이상쯤으로 이동된 위치에 코일형의 내부와 접촉한다. 이 관계는 제3도에 가장 잘 나타난다.

U형

스프링안정기(118)는 약 0.16인티의 두께를 가진 각진 연철판을 구성한다.

나타낸 실시예는

스프링이 U형상으로 굽혀지기에 앞서 평면에 직각을 이루도록 균일한 폭을 가진다.

안정기는 코일의 내부와 결합하고 그의 가벼운 스프링효과에 의해 코일스프링코일형의 신축에 응하여 굽혀질 수 있다. 단부(122)는 코일과 마찰접촉하고 그들의 상대적인 신축가동을 감쇄한다. 안정기와스프링의 재료적인 접촉은 스프링의 고유진동수를 바꾸고 고유진동수에서 공진발생뿐 아니라 스프링의 코일형태에 독립비틀림 관성효과를 제어한다.

Claims (6)

1. 자동차엔진에 장착되기에 적합한 고정군조와 설치위치와 최대연장위치 사이에 선회축에 관하여 선회가동을 위하여 상기 선회구조에 장착된 선회구조와 상기 최대연장위치를 향하여 상기 선회구조를 탄성적으로 편이 시키기 위하여 상기 고정구조와 상기 선회구조 사이에 연결동작되는 비틀림 금속스프링과 상기 피봇축으로 부터 이격된 회전축에 관하여 회전가동을 위하여 상기 선회구조에 회전가능하게 장착된 밸트결합풀리와 상기 고정구조와 선회구조의 이격관계로 배치된 상대 대향단부 사이에 헬리컬코일형의 주요부를 가지고 상기 고정구조 및 상기 선회구조 각각과 연결된 대향단부를 가진 헬리컬코일형으로된 상기 비틀림 금속스프링과 상기 비틀림 스프링의 고유진동수를 바꾸고 상기 선회구조의 선회가동에 의해 상기스프링에 부과된 비틀림관성의 효과를 감쇄시키기 위하여 상기 고정구조 및 선회구조와 접촉하지 않고 코일형의 주요부 내부에 장착된 스프링 안정화수단을 포함하는 자동차 나선형밸트시스템에 사용하기 적합한 밸트신장기.
2. 제1항에 있어서, 상기 안정화수단은 일반적으로 U형으로 굽혀지고 그 굽힘에 의해 코일형의 내부에 결합된 맆스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 밸트 신장기.
3. 제2항에 있어서, 상기 U형 맆스프링의 중심부는 그 중심위치에 코일형의 내부와 접하고 상기 U형 맆스프링의 대향단부는 상기 중심위치로 부터 반대방향으로 90°이상쯤 이동된 위치에 코일형의 내부와 접하는 것을 특징으로 하는 밸트신장기.
4. 제3항에 있어서, 상기 선회구조와 상기 고정구조는 상기 고정구조에 관하여 선회구조의 선회가동을 감쇄하기 위하여 감쇄수단과 연동되는 것을 특징으로 하는 밸트신장기.
5. 제4항에 있어서, 상기 감쇄수단은 상기 선회구조가 상기 설치로 부터 떨어진 방향으로 상기 최대연장위치를 향하여 가동될때 감소하는 감쇄력을 가지고 선회구조의 거의 모든 가동을 미끄럼 마찰면에 의해 감쇄하도록 동작하는 것을 특징으로 하는 밸트신장기.
6. 제5항에 있어서, 상기 고정구조와 선회구조의 사이에 작용하는 힘의 균형을 유지하려는 위치에 상기 감쇄력을 적용하는 것을 특징으로 하는 밸트 신장기.

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