KR100857867B1 - 잠금식 중앙 아이들러용 인장 메카니즘 - Google Patents

Abstract

본 발명은 베어링(16)에 의해 지지되는 풀리(18)가 있는 유형의 개선된 잠금식 중앙 아이들러(10)이다. 상기 베어링은 인장 조절 부재(12) 상에 장착된다. 상기 인장 조절 부재가 이중 기능 파스너(24)와 연동되는 것에 의해 개선된다.

Description

잠금식 중앙 아이들러용 인장 메카니즘{TENSIONING MECHANISM FOR LOCKED-CENTER IDLER}

본 발명은 전체적으로 벨트 구동 시스템의 전동 벨트를 인장시키는 자동 잠금식 중앙 아이들러에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 벨트 구동 시스템에 초기 인장을 제공하는 자동 잠금식 중앙 아이들러에 관한 것이다. 구체적으로, 본 발명은 내연 기관 용도의 부속품을 구동하기 위한 전동 벨트 구동 시스템용의 그러한 자동 잠금식 중앙 아이들러에 관한 것이다.

내연 기관에 있어서, 초기 벨트 인장을 제공하여 벨트의 느슨함을 제거하는 잠금식 중앙 아이들러를 부속 벨트 구동 시스템과 함께 사용하는 것은 공지되어 있다. 잠금식 중앙 아이들러의 한가지 형태에 있어서, 그 설치에는 먼저 아이들러를 적소에 느슨하게 고정시키는 것이 수반된다. 이어서, 설치자는 풀리를 지지하는 그 인장 부재 및 풀리를 비롯하여 아이들러를 전동 벨트에 대해 가압함으로써 벨트에 실질적인 인장을 생성시킨다. 이 상태로 아이들러를 유지하면서, 설치자는 아이들러의 파스너를 조여 적소에 고정시킨다. 이 설치 절차는, 특히 시프트 전체에 걸쳐 반복적으로 수행될 때 상당한 노력을 요한다. 또한, 설치 절차는 실수하기 쉽다. 아이들러는 인장이 불충분하거나 벨트에 인장이 걸리지 않은 상태에서 쉽게 조여질 수 있다.

잠금식 중앙 아이들러의 다른 형태로는 예하중 스프링(pre-loaded spring)을 통합한 것이 있다. 이 형태의 설치에는 아이들러를 적소에 견고하게 고정시키는 것이 수반된다. 이어서, 예하중 스프링을 동작시키면 풀리가 벨트에 대한 인장 위치로 이동된다. 이 설치 절차는 노력을 덜 요하고 실수하는 경향이 덜 하다. 아이들러가 약간이지만 불충분한 벨트 인장을 제공할 기회가 적다. 그러나, 이 절차는 여전히 예하중 스프링의 동작을 무시한 설치를 가능하게 한다. 따라서, 초기 인장이 벨트에 걸리지 않는다. 이 형태의 잠금식 중앙 아이들러는 설계 및 구조가 더욱 복잡하고 부수적으로 제조 비용이 증대된다.

종래 기술의 잠금식 중앙 아이들러는 설치가 어렵고 실수하기 쉬운 것이나 설계가 보다 복잡하고 여전히 설치할 때 비교적 실수하기 쉬운 것으로 제한되었다. 따라서, 일단 설치에 노력을 덜 요하고, 부정확하게 설치되는 경향이 적지만, 설계와 구조가 간단한 잠금식 중앙 아이들러에 대한 요구가 계속되고 있다.

본 명세서에는 자동 잠금식 중앙 아이들러가 개시되어 있다. 본 발명은 베어링에 의해 지지되는 풀리를 갖는 유형의 개선된 잠금식 중앙 아이들러이다. 상기 베어링은 인장 조절 부재 위에 장착된다. 이중 기능 파스너와 연동하는 인장 조절 부재에 의해 개선된다.

명세서에 통합되어 그 일부를 구성하고 동일 도면 번호가 동일한 부품을 지시하는 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하며, 관련 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

도 1은 자동 잠금식 중앙 아이들러의 바람직한 실시예의 평면도.

도 2는 선 2-2를 따라 취한 도 1에 도시된 자동 잠금식 중앙 아이들러의 바람직한 실시예의 단면도.

도 3은 자동 잠금식 중앙 아이들러의 바람직한 실시예의 평면도.

도 4는 선 4-4를 따라 취한 도 3에 도시된 자동 잠금식 중앙 아이들러의 바람직한 실시예의 단면도.

도 5는 자동 잠금식 중앙 아이들러의 바람직한 실시예의 평면도.

도 6은 선 6-6을 따라 취한 도 5에 도시된 자동 잠금식 중앙 아이들러의 바람직한 실시예의 단면도.

도 1과 도 2는 자동 잠금식 중앙 아이들러(10)의 바람직한 실시예를 도시하고 있다. 상기 아이들러는 베어링(16)을 지지하는 메인 원통부(14)가 있는 인장 부재(12)를 포함한다. 도시된 베어링(16)은 그러한 용례에 가장 일반적으로 사용되는 유형인 볼 베어링이다. 그러나, 다른 베어링 종류도 적절할 수 있다. 풀리(18)는 일반적인 형태로 베어링(16) 위에 장착된다. 인장 부재(12)는 또한 메인 원통부(14)를 통해 축방향으로 연장되는 편심 보어(22)가 있는 제2 원통부(20)를 포함한다. 메인 원통부 위에는 반응 마찰면(25)이 있는 렛지(23;ledge)가 반경 방향으로 연장되어 있다. 제2 원통면(20) 아래에는 저항 마찰면(27)이 있다.

잠금식 중앙 아이들러(10)는 또한 이중 기능 파스너(24)를 포함한다. 이중 기능 파스너(24)는 샤프트(26)를 갖고, 그 샤프트에는 나사부(28)가 있다. 이중 기능 파스너는 또한 6각형으로 도시된 헤드(30)를 포함한다. 그러나, 임의의 적절한 헤드 형태가 예상된다. 샤프트(28)로부터 반경 방향으로 헤드(30)에 인접하게 플랜지(32)가 연장되어 있다. 플랜지(32)는 또한 반응 정합면(34)과 환형 오목부(36)를 포함한다. 반응 마찰면(25) 위에서 반응 정합면(34)의 평균 접촉 반경은 반응 반경 R1으로서 규정되어 있다. 마운트(38) 위에서 저항 마찰면(27)의 평균 접촉 반경은 R2로서 규정되어 있다.

실제로, 자동 잠금식 중앙 아이들러(10)는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 조립된다. 자동 잠금식 중앙 아이들러(10)는 마운트(38) 위에 위치된다. 마운트(38)는 내연 기관의 실린더 블록이거나 이 실린더 블록에 관하여 이동할 수 없는 별개의 구조체일 수 있다. 전동 벨트(40)는 풀리(18) 둘레에 걸려 있다. 이중 기능 파스너(24)는 마운트(38)의 정합 나사부(도시 생략)에 나사 결합된 후, 이중 기능 파스너(24)가 조여진다. 이중 기능 파스너(24)를 조임에 따라, 1)인장 부재(12)가 마운트(38)와 반응 정합면(34) 사이에 체결되고, 2)플랜지(32)와 반응 정합면(34)이 회전한다.

기본적으로, 반응 마찰면(25)과 반응 정합면(34) 사이의 반응 마찰에 의해 토크가 발생되고, 이 반응 토크는 저항 마찰면(27)과 마운트(38)의 장착면(42) 사이의 저항 마찰에 의해 발생된 토크, 즉 저항 토크보다 크다.

이들 상대적인 토크는 많은 방법으로 달성될 수 있다. 일군의 방법으로는 반응 마찰과 저항 마찰의 상대적인 마찰 계수를 제어하는 것이 있다. 예컨대, 이것은 유사하지 않은 재료를 선택함으로써 행해질 수 있다. 예컨대, 이중 기능 파스너(24)와 인장 조절 부재(12)가 보통의 강이고 마운트(38)가 알루미늄이면, 반응 마찰을 발생시키는 정적 마찰 계수는 비교적 커서 대략 0.7이 되고, 저항 마찰을 발생시키는 정적 마찰 계수는 비교적 작아서 대략 0.45가 된다. 그러나, 동적 마찰 계수는 서로 훨씬 유사하다. 또한, 이 용례에 어떠한 재료를 이용할 것인가를 제한할 수 있는 많은 우선적인 인자가 있을 수 있다. 따라서, 재료의 선택은 항상 효과적인 방안으로서 유효하지 않을 수 있다. 상대적인 마찰 계수를 제어하는 다른 예로는 윤활유를 개재하여 마찰 저항을 감소하는 것이 있다. 또한, 다양한 코팅을 표면(25, 27, 34 또는 42)에 도포하여 상대적인 마찰 계수를 변경시킬 수 있다. 또한, 표면(25, 27, 34 또는 42)을 직조하여 상대적인 마찰 계수를 변경시킬 수 있다.

상대적인 토크를 제어하는 다른 방안으로는 반응 마찰과 저항 마찰에 의해 작동되는 레버 아암을 제어하는 것이 있다. 명백한 바와 같이, 모든 표면(25, 27, 35, 42)에 전달되는 축방향 힘은 동일하다. 또한, 토크는 레버 아암을 통해 작용하는 힘의 합력이다. 반응 마찰 계수가 저항 마찰 계수와 동일하면, 반경(R1)은 반경(R2)과 동일하고, 반응 토크는 저항 토크와 동일하다. 토크가 레버 아암의 길이에 대해 선형 함수이면, 2개의 반경(R1과 R2)의 비율은 임의의 표면(25, 27, 34 또는 42)의 미끄러짐 전에 토크의 상대 수준을 결정한다. 따라서, 도시된 바와 같이 반경(R1)을 반경(R2)보다 크게 함으로써, 반응 토크가 저항 토크보다 크게 된다. 이에 따라, 먼저 마찰면(27)이 장착면(42)에 대해 미끄러지게 되어, 관련 마찰 계수가 정적에서 동적으로 가면서 급감함에 따라 저항 토크가 급감되게 한다.

반경(R1)이 반경(R2)보다 큰 도 1과 도 2에 도시된 실시예에 있어서, 이중 기능 파스너(24)를 조이면, 인장 부재(12)가 회전된다. 편심 보어(22)의 위치 때문에, 인장 부재(12)와 풀리(18)는 벨트(40)를 향해 이동한다. 이에 의해 벨트(40)의 경로가 길어져서 벨트(40)가 팽팽해진다. 벨트(40)가 특정한 인장 정도에 도달하면, 저항 토크를 뺀 반응 토크는 인장 부재(12)를 계속 회전시키기에 더 이상이 충분하지 않아, 반응 마찰면(25)과 반응 정합면(34) 사이에 미끄러짐이 발생하게 된다. 이 지점 후에, 이중 기능 파스너는 때때로 더 이상 조여지지 않게 된다. 벨트(40)는 원하는 세팅까지 팽팽해져 있을 것이다. 또한, 자동 잠금식 중앙 아이들러는 마운트(38)에 부착되어 있을 것이다. 반경(R1)과 반경(R2)의 비율은 단지 벨트의 느슨함을 제거하기에 충분한 인장을 벨트(40)에 발생시키도록 또는 임의의 다른 작동량으로 선택될 수 있다.

이 실시예에는 선택적인 환형 오목부(36)가 도시되어 있다. 환형 오목부(36)는 인장 부재(12)가 벨트의 인장에 응답하여 더 이상 회전하지 않는 지점에서 더 양호한 제어가 가능하게 한다. 이것은 이중 기능 파스너(24)를 조이는 동안에 반응 마찰면(25)과 반응 정합면(34)의 정합 영역이 더욱 일관되게 하고, 자동 잠금식 중앙 아이들러가 마운트(38)에 적절하게 고정되는 지점이 덜 중요하도록 플랜지(32)를 제공하게 한다.

도 3과 도 4의 실시예는 반응 토크 대 저항 토크의 차이에 의해 인장 부재(12)를 회전시키는 동일 원리를 이용한다. 그러나, 인장 부재(12)는 도 3과 도 4에 도시된 플레이트 형태로 수정된다. 구체적으로, 인장 부재(12)는 이중 기능 파스너 수용 보어(52)를 구비한 플레이트 형상의 아암과 아암의 중앙에 풀리가 장착되도록 형성된 풀리 장착부를 구비한다. 인장 부재(12)는 또한 베어링(16)과 풀리(18)를 지지하는 데에 필요한 모든 나머지 구조를 포함한다. 이전의 실시예와 같이, 반응 토크는 반응 마찰면(25)과 반응 정합면(34) 사이의 반응 마찰에 의해 발생된 토크를 이중 기능 파스너(24)를 이중 기능 파스너 수용 보어(52) 내에 위치시키고 조인 경우의 반경(R1)과 곱한 결과이다. 마찬가지로, 저항 토크는 저항 마찰면(27)과 마운트(38)의 장착면(42) 사이의 저항 마찰에 의해 발생된 토크를 반경(R2)과 곱한 결과이다.

이 구조는 이전의 실시예만큼 벨트(40) 상에 인장을 발생시키는 것을 기대할 수 없다. 아이들러가 벨트(40) 상에 위치할 수 있는 압력의 양은 인장 부재(12) 상의 토크를 이중 기능 파스너의 중심으로부터 풀리(18)의 중심까지의 거리로 규정된 레버 아암의 길이로 나눈 것이다. 알 수 있는 바와 같이, 이전의 실시예의 레버 아암은 현 실시예의 레버 아암보다 훨씬 짧다. 그러나, 이 실시예의 구성은 인장 부재(12)의 디자인이 더 평평하여 특정한 엔진 및 전동 구동 장치의 기하학적 형태에 적용될 수 있다는 이점이 있다.

고인장 하에 동작하는 이들 벨트 구동 전동 시스템의 경우, 고정용 슬롯(46) 내에서 동작하는 고정용 볼트(44)가 자동 잠금식 중앙 아이들러(10)에 의해 공급되는 인장을 안정화시키는 데 필요할 수 있다고 예상된다.

도 5와 도 6의 실시예는 도 1 및 도 2의 실시예와 유사하게 동작하고, 반응 토크 대 저항 토크의 차이에 의해 인장 부재(12)를 회전시키는 동일 원리를 이용한 다. 실질적인 차이는 인장 부재(12)가 피봇하는 지점에 있다. 제1 실시예에 있어서, 인장 부재(12)는 이중 기능 파스너(24)를 중심으로 피봇한다. 현 실시예에 있어서, 인장 부재(12)는 저항 마찰면(14)으로부터 축방향으로 연장되는 피봇(48)을 중심으로 피봇한다. 상이한 피봇 지점에 적합하도록, 편심 보어(22)가 인장 슬롯(50)으로 대체된다.

이전의 실시예에서처럼, 반응 토크는 반응 마찰면(25)과 반응 정합면(34) 사이의 반응 마찰에 의해 발생된 토크의 결과이다. 마찬가지로, 저항 토크는 저항 마찰면(27)과 마운트(38)의 장착면(42) 사이의 저항 마찰에 의해 발생된 토크의 결과이다.

요약하면, 본 명세서에 기술되고 도면에 도시된 바람직한 실시예는 과도한 노력을 기울이거나 실수하는 경향이 없이 장착할 수 있는 간단한 구조 및 구성의 자동 잠금식 중앙 아이들러가 가능하게 한다.

본 발명의 전술한 설명 및 바람직한 실시예는 도면에 도시되어 있고 다양한 변경예 및 변형예가 상세히 설명되어 있다. 그러나, 본 발명의 전술한 설명은 단지 모범적인 것으로, 본 발명의 범위는 종래 기술의 관점에서 해석되는 청구의 범위로만 제한된다는 것을 이해해야 한다. 더욱이, 본 명세서에 실례로 기술한 본 발명은 본 명세서에 구체적으로 개시하지 않은 임의의 요소가 없어도 적절하게 실시될 수 있다.

Claims (13)

1. 베어링에 의해 지지되는 풀리가 있는 유형의 개선된 잠금식 중앙 아이들러로서,

   상기 베어링은 인장 조절 부재 상에 장착되고,

   상기 인장 조절 부재는 이중 기능 파스너와 연동되며,

   상기 이중 기능 파스너는 아이들러를 마운트에 고정시키고, 또한 상기 이중 기능 파스너가 상기 아이들러를 상기 마운트에 고정시키도록 조여짐에 따라 상기 이중 기능 파스너는 상기 인장 조절 부재와 마찰 결합되어(frictionally engaged) 전동 벨트 상의 상기 풀리의 인장을 조절하는 것인 잠금식 중앙 아이들러.
2. 제1항에 있어서, 상기 인장 조절 부재는 베어링의 내부와 협동하도록 되어 있는 원통부와, 이 원통부를 통해 축방향으로 연장되는 편심 보어를 포함하는 것인 잠금식 중앙 아이들러.
3. 제1항에 있어서, 상기 인장 조절 부재는 반응 마찰면과 저항 마찰면을 포함하는 것인 잠금식 중앙 아이들러.
4. 제3항에 있어서, 상기 반응 마찰면은 상기 이중 기능 파스너의 반응 정합면과 협동하여, 저항 마찰면과 장착면의 협동에 의해 발생된 저항 토크보다 큰 반응 토크를 인장 조절 부재에 발생시키는 것인 잠금식 중앙 아이들러.
5. 제1항에 있어서, 상기 인장 조절 부재는 풀리 장착부와 이중 기능 파스너 수용 보어가 있는 아암을 구비하는 것인 잠금식 중앙 아이들러.
6. 제1항에 있어서, 상기 인장 조절 부재는 베어링의 내부와 협동하도록 되어 있는 원통부와, 상기 원통부의 중앙으로부터 옵셋되어 축방향으로 연장되는 피봇과, 상기 원통부의 길이에 걸쳐 개방되고 원호가 상기 피봇 둘레의 반경을 규정하는 평균 곡률을 갖는 만곡된 슬롯을 포함하는 것인 잠금식 중앙 아이들러.
7. 삭제
8. 삭제
9. 삭제
10. 삭제
11. 삭제
12. 삭제
13. 인장 조절 부재 및 이중 기능 파스너를 포함하는 잠금식 중앙 아이들러에 의하여 벨트 구동 전동 시스템에 인장을 가하는 방법으로서,

    풀리 조립체를 마련하는 단계와,

    상기 풀리 조립체를 인장 조절 부재 상에 장착하는 단계와,

    상기 인장 조절 부재에 마찰 결합되는(frictionally engaged) 이중 기능 파스너에 의해 상기 인장 조절 부재를 엔진 실린더 블록에 대해 실질적으로 이동될 수 없는 마운트 상에 부착하는 단계와,

    상기 풀리 조립체 둘레에 전동 벨트를 거는 단계와,

    상기 이중 기능 파스너에 체결 토크를 가함으로써 상기 전동 벨트에 인장을 가하고 그것에 의해 상기 인장 조절 부재를 마찰 결합하여 회전시키는 단계와,

    상기 체결 토크를 이중 기능 파스너에 가함으로써 상기 인장 조절 부재의 위치를 고정시키는 단계

    를 포함하는 것인 벨트 구동 전동 시스템에 인장을 가하는 방법.

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