KR101095117B1

KR101095117B1 - 텐셔너

Info

Publication number: KR101095117B1
Application number: KR1020097019588A
Authority: KR
Inventors: 캐스퍼 핸보이커스; 미카엘 캄
Original assignee: 더 게이츠 코포레이션
Priority date: 2007-03-23
Filing date: 2008-02-06
Publication date: 2011-12-16
Also published as: CN101641533A; RU2009139082A; BRPI0808411A2; RU2449189C2; WO2008118259A1; EP2140171A1; US20080234083A1; JP2010521629A; KR20090115806A

Abstract

본 발명에 따른 텐셔너는, 장착 표면과 맞물릴 수 있는 샤프트 부분(12)을 구비하는 샤프트(10), 축선(A-A)을 중심으로 샤프트와 피봇 가능하게 맞물리는 피봇 아암(50), 샤프트에 고정되게 부착되고 샤프트 부분의 반대쪽인 샤프트 단부 상에 배치되는 플레이트(70), 피봇 아암을 편향시키기 위해 피봇 아암과 플레이트 사이에 결합되고 샤프트 부분에 대향하여 플레이트에 바로 인접하게 배치되는 토션 스프링(60), 피봇 아암에 대해 저널링하는 풀리(40), 및 텐셔너를 설치하는 동안 플레이트를 회전식으로 조정하기 위한 플레이트 상의 도구 수용 부분(75)을 포함하며, 상기 피봇 아암의 회전 중심(A-A)은 플레이트의 회전 중심(B-B)으로부터 편심되게 배치되고, 상기 피봇 아암은 텐셔너를 설치하는 동안 플레이트에 대한 피봇 아암의 상대 위치를 지시하도록 플레이트 상의 소정 부분(74)과 협동하는 탭(55)을 구비한다.

Description

텐셔너{TENSIONER}

본 발명은, 편심되게 조정 가능한 상부 플레이트 및 고정되게 연결되는 샤프트를 구비하며, 장착 표면에 대향하는 피봇 아암과 상부 플레이트 사이에 배치되는 토션 스프링을 구비하는 것인 텐셔너에 관한 것이다.

텐셔너는 벨트 구동 시스템에 예비부하(preload)를 인가하기 위해 사용된다. 이는, 벨트가 구동 스프라켓 또는 구동 풀리로부터 피동 스프라켓 또는 피동 풀리로 동력을 전달할 때 벨트에 대한 적절한 작동 부하를 보장한다.

종래 기술의 이중 편심 텐셔너는, 엔진 상에 텐셔너를 적절히 정렬하기 위해 엔진 블록과 맞물리는 베이스 상의 배향 특징부를 필요로 하기 때문에 더 큰 엔벨로프(envelop)를 포함한다.

대표적인 종래 기술로는, 벨트 또는 체인과 같이 구동 요소에 의해 구동되는 엔진의 텐셔닝용 텐셔너를 개시하는 미국 특허 제6464604호가 있다. 종래 기술 문헌의 일 양태에 따르면, 텐셔너는 초기에 그 수직 각도 위치를 지나 소정 거리만큼 떨어진 피봇 구조를 이용하여 설치된다. 종래 기술 문헌의 다른 양태에 따르면, 피봇 구조를 그 각도 위치 범위의 한계까지 이동시키기 위해 요구되는 장력은 핫 엔진 각도 위치(hot engine angular position)에서보다 적어도 75 % 더 크다. 종 래 기술 문헌의 또 다른 양태에 따르면, 텐셔너는 그 최대 이동 위치에 정지부를 구비하며, 피봇 구조를 그 최대 이동 위치까지 이동시키기 위해 요구되는 장력은 핫 엔진 각도 위치에서보다 적어도 75 % 더 크다. 또한, 종래 기술 문헌의 추가적인 양태에 따르면, 피봇 구조를 가능한 치형 스킵 각도 위치까지 이동시키기 위해 요구되는 장력은 엔진이 발생시킬 수 있는 최대 장력보다 더 크다.

편심되게 조정 가능한 상부 플레이트 및 고정되게 연결되는 샤프트를 구비하고, 장착 표면에 대향하는 피봇 아암과 상부 플레이트 사이에 배치되는 토션 스프링을 구비하는 텐셔너가 요구된다. 본 발명은 이러한 요구를 충족시킨다.

본 발명의 제1 양태는, 편심되게 조정 가능한 상부 플레이트 및 고정되게 연결되는 샤프트를 구비하고 장착 표면에 대향하는 피봇 아암과 상부 플레이트 사이에 배치되는 토션 스프링을 구비하는 것인 텐셔너를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는, 본 발명에 대한 이후의 설명 및 첨부 도면에 의해 명시되거나 명확해질 것이다.

본 발명은, 장착 표면과 맞물릴 수 있는 샤프트 부분을 구비하는 샤프트, 소정 축선을 중심으로 샤프트와 피봇 가능하게 맞물리는 피봇 아암, 샤프트에 고정되게 부착되고 샤프트 부분의 반대쪽인 샤프트 단부 상에 배치되는 플레이트, 피봇 아암을 편향시키기 위해 피봇 아암과 플레이트 사이에 결합되고 샤프트 부분에 대향하여 플레이트에 바로 인접하게 배치되는 토션 스프링, 피봇 아암에 대해 저널링하는 풀리, 및 텐셔너를 설치하는 동안 플레이트를 회전식으로 조정하기 위한 플레이트 상의 도구 수용 부분을 포함하며, 상기 피봇 아암의 회전 중심은 플레이트의 회전 중심으로부터 편심되어 배치되고, 상기 피봇 아암은 텐셔너를 설치하는 동안 플레이트에 대한 피봇 아암의 상대 위치를 지시하도록 플레이트 상의 소정 부분과 서로 협동하는 탭을 구비한다.

본 명세서의 일부를 형성하고 본 명세서에 포함되는 첨부 도면은, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하며, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

도 1은 본 발명에 따른 텐셔너의 분해도이다.

도 2는 슬리브 및 상부 베이스 플레이트 조립체의 상부 사시도이다.

도 3은 텐셔너 피봇 아암의 하부 사시도이다.

도 4는 샤프트 상의 피봇 아암의 상부 사시도이다.

도 5는 상부 플레이트 및 피봇 아암의 상부 사시도이다.

도 6은 텐셔너의 상부 사시도이다.

도 7은 도 6의 상세도이다.

도 8은 도 7의 측면 상세도이다.

도 9는 텐셔너의 측면도이다.

도 10a는 설치 원리의 개략적인 도면이다.

도 10b는 설치 원리의 개략적인 도면이다.

도 10c는 설치 원리의 개략적인 도면이다.

도 10d는 설치 원리의 개략적인 도면이다.

도 10e는 설치 원리의 개략적인 도면이다.

도 1은 본 발명에 따른 텐셔너의 분해도이다. 텐셔너(100)는 베이스에 고정되게 연결되는 샤프트(10)를 포함한다. 샤프트(10)는 회전하지 않는다. 소정 부분(12)은, 장착 표면(도시 생략)과 맞물릴 뿐만 아니라 상기 부분(12)과 상부 플레이트(70) 사이에서 구성요소들을 결합시키도록 작용한다.

부싱(20)은 마찰 베어링으로서 작용하고, 샤프트(10)의 외측면(11)과 피봇 아암(50)의 보어 표면(51) 사이에 배치된다.

베어링(30)은 피봇 아암(50)과 맞물린다. 풀리(40)는 베어링(30)과 맞물린다. 베어링(30)은 볼 베어링, 니들 베어링 등을 비롯한 임의의 적절한 형태를 포함할 수 있다. 이러한 실시예에 있어서, 베어링(30)은 종래 기술에 공지된 내측 레이스 및 외측 레이스를 구비하는 볼 베어링이다. 풀리(40)는 베어링 외측 레이스 상에서 베어링(30)을 중심으로 회전한다.

풀리(40)는 강철 또는 성형 플라스틱으로 이루어질 수 있다. 풀리(40)는 평벨트 또는 치형 벨트 베어링 표면(41) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.

토션 스프링(60)은 샤프트(10)의 샤프트 부분(12)에 대향하여 피봇 아암(50)과 상부 플레이트(70) 사이에 배치된다. 즉, 토션 스프링(60)은 샤프트 부분에 대향하여 상부 플레이트(70)에 바로 인접하게 배치된다. 단부(61)는 피봇 아암(50)에 결합된다. 단부(62)는 상부 플레이트(70)에 결합된다. 토션 스프링(60)은 피 봇 아암(50)을 편향시켜 벨트(도시 생략)에 토크 부하를 인가한다. 벨트는 풀리(40)와 맞물린다.

텐셔너는 종래 기술에 공지된 인덱싱 베이스(indexing base)를 포함하지 않는데, 예컨대 미국 특허 제6,149,542호에 개시된 연장부(70)를 참고하라. 본 발명에 따른 텐셔너는, 인덱싱 베이스가 없기 때문에 엔진 상의 인덱싱을 필요로 하지 않으면서 엔진 상에 배치될 수 있으며, 즉 임의의 위치에 배치될 수 있다. 이는 또한, 예컨대 미국 특허 제6,149,542호에 개시된 슬롯(S)과 같이 인덱싱을 위해 엔진 상에 장치를 제작할 필요를 없애준다. 이러한 개량은 엔진 제작자에게 유리하다.

패스너(80)는 텐셔너를 차량 엔진과 같은 장착 표면에 고정시키기 위해 사용된다.

도 2는 슬리브 및 상부 플레이트 조립체의 상부 사시도이다. 상부 플레이트(70)는, 피봇 아암(50) 상의 돌출부(52, 53)와 맞물리도록 축방향으로 연장되는 정지부(71)를 포함한다. 정지부(71)는 피봇 아암(50)의 운동 범위를 제한한다. 단부(62)는 상부 플레이트(70)에 있는 슬롯(72) 내에 유지된다.

축선(B-B)에 정렬되며 텐셔너의 편심 특징부를 구성하는 구멍(73)은, 상부 플레이트(70)에서, 텐셔너를 장착 표면에 고정하기 위한 패스너(도시 생략)를 수용한다. 구멍(73)은 샤프트(10) 내의 보어(13)와 정렬되어 패스너가 보어를 통해 삽입될 수 있도록 한다. 피봇 아암(50)은 축선(A-A)을 중심으로 피봇한다. 축선(B-B)은 축선(A-A)으로부터 편심되게 배치되어 있다. 텐셔너를 설치하는 동안 상부 플레이트(70)는 축선(B-B) 상에서 패스너(80)를 중심으로 피봇하며, 이에 따라 텐셔너를 편심되게 조정한다.

도구 수용 부분(75)은, 텐셔너를 조정할 목적으로 도구(도시 생략)가 상부 플레이트(70)와 맞물리도록 하기 위해 사용된다.

도 3은 텐셔너 피봇 아암의 하부 사시도이다. 표면(54)은 베어링(30)과 맞물린다. 표면(51)은 표면(54)에 대해 편심되게 위치한다. 표면(51)은 표면(11)과 동심으로 정렬된다. 피봇 아암(50)은 작동 중에 축선(A-A)을 중심으로 피봇한다. 돌출부(53)는 피봇 아암(50)의 피봇 운동을 제한한다.

도 4는 샤프트 상의 피봇 아암의 상부 사시도이다. 부재(80)는 스프링(60)의 코일과 맞물린다. 탭(55)(아암 포인터)은 피봇 아암(50)의 위치 지시 및 적정 설치 수단이다. 탭(55)은 상부 플레이트(70)에 있는 부분(74)(베이스 지시자)과 협동하여 상부 플레이트(70)에 대해 상대적인 피봇 아암 위치를 지시한다.

본 실시예에 있어서, 샤프트(10)는 도 1에 도시된 바와 같은 보어(13)를 갖는 중공 샤프트가 아니다. 대신 구멍(14)이 중실 샤프트 내에 배치되며, 구멍(73)과 편심되게 정렬된다.

도 5는 상부 플레이트 및 피봇 아암의 상부 사시도이다. 돌출부(52)는 정지부(71)와 맞물리는 것으로 도시되어 있다. 돌출부(52)는 또한 "콜드 스탑(cold stop)"으로도 알려져 있다. 탭(55)은 이러한 피봇 아암 위치를 위한 소정 부분(74)과 정렬되지 않는다.

도 6은 텐셔너의 상부 사시도이다. 정지부(71)는 실질적으로 돌출부들(52, 53) 사이에 배치된다. 탭(55) 및 소정 부분(74)은, 텐셔너의 상부에 배치됨으로써 설치 및 조정 중에 쉽게 볼 수 있다.

도 7은 도 6의 상세도이다. 탭(55)은 소정 부분(74)과 정렬되는 것으로 도시되어 있다. 이러한 구조에 있어서, 정지부(71)는 공칭적으로 돌출부(52)와 돌출부(53) 사이에 배치된다. 각각 콜드 스탑 및 핫 스탑으로도 지칭되는 돌출부(52)와 돌출부(53) 사이의 범위는, 엔진 온도 범위에 걸쳐 비교적 일정한 벨트 장력을 유지하도록 하기 위해 텐셔너가 피봇할 수 있도록 할 뿐만 아니라 부하가 진동하는 동안 벨트 및 벨트 구동부의 동적 거동의 보정을 위한 수단을 제공할 수 있도록 한다.

도 8은 도 7의 측면 상세도이다. 탭(55)은 [축선(A-A)에 수직한 평면에 대해] 소정 부분(74)과 공면이 아니며(도 9 참조), 이에 따라 상기 탭은 피봇 아암(50)의 운동을 방해하지 않는다.

도 9는 텐셔너의 측면도이다. 도구 수용 부분(75)은 설치 중에 샤프트(10) 및 상부 플레이트(70)를 회전시키기 위해 사용된다. 도구(도시 생략)는 임의의 널리 공지된 렌치 또는 래칫 도구를 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 구조에 따라, 텐셔너의 프로파일 또는 높이(H)는 종래 기술의 텐셔너보다 낮거나 또는 얇게 된다.

도 10a는 설치 원리의 개략적인 도면이다. 패스너 설치 지점(IP)은, 텐셔너가 장착 표면에 대해 아래로 볼트 체결되는 위치이다. 상부 플레이트(70) 및 샤프트(10)는 설치 중에 또한 축선(B-B)이라 할 수도 있는 패스너 설치 지점(IP)을 중 심으로 회전한다. 큰 원은 풀리(40)를 나타낸다. 풀리(40)의 회전 중심인 PC는, 또한 축선(A-A)이라 할 수 있다. 피봇 아암(50)은 PA로 표시된다. 상부 플레이트는 TP로 표시된다. 탭(55)에 대한 상대 방향은 55로 표시된다. 소정 부분(74)에 대한 상대 방향은 74로 표시된다. PA는 설치 중에 55에 대해 고정된 각도로 위치한다. TP는 설치 중에 74에 대해 고정된 각도로 위치한다. 설치 및 조정 중에, 상부 플레이트(70)는 도구 수용 부분(75) 내에 삽입된 도구를 이용하여 소정 방향(D)으로 회전한다. 정지부(71)는 돌출부(52)(콜드 스탑)와 맞물린다. 도 10a는, 벨트 부하가 없고 돌출부(52)가 정지부(71)와 맞물려 있는 상태로 조정 이전의 텐셔너를 도시하고 있으며, 도 5를 참고하라. 벨트는 B로 표시된다. 풀리(40)와 벨트(B) 사이의 초기 간격은 S로 표시된다. 벨트 부하가 없고 정지부(71)는 돌출부(52)와 맞물려 있으므로, 탭(55) 및 소정 부분(74)은 각도(α)만큼 각도상 떨어져 있다.

도 10b는 설치 원리의 개략적인 도면이다. 이 도면에 있어서, 상부 플레이트(70)는 소정 방향(D)으로 IP[축선(B-B)]를 중심으로 회전하였으며, 벨트(B)에 대한 간격은 S'으로 감소되었다. 벨트(B)가 풀리(40)와 접촉하지 않기 때문에 각도(α)는 변하지 않는다.

도 10c는 설치 원리의 개략적인 도면이다. 풀리(40)는 이제 막 벨트(B)와 접촉하고(S→0), 따라서 각도(α)는 변하거나 감소되지 않았다.

도 10d는 설치 원리의 개략적인 도면이다. 상부 플레이트(70)는 축선(B-B)을 중심으로 부분적으로 회전하였으며, 각도(α)는 α'로 감소하였다. 각도(α)의 감소는, 상부 플레이트(70)가 축선(B-B)을 중심으로 회전함에 따라 탭(55) 및 소정 부분(74)이 정렬됨을 의미한다. 본 도면에 있어서, 정지부(71)는 돌출부(52)(콜드 스탑)로부터 맞물림 해제되어 있으며, 핫 스탑, 즉 돌출부(53)의 방향으로 이동되어 있다. 본 도면에 있어서, 상부 플레이트(70)가 회전함에 따라 벨트 부하는 증가한다.

도 10e는 설치 원리의 개략적인 도면이다. 상부 플레이트는 축선(B-B)을 중심으로 더 회전되어 있고, 각도(α)는 닫혔으므로(α→0°), 탭(55)과 소정 부분(74)은 각도상 실질적으로 거의 떨어져 있지 않거나 또는 전혀 떨어져 있지 않으며, 이에 따라 탭과 소정 부분은 정렬되는데, 도 7을 참고하라. 상부 플레이트가 설치 중에 회전함에 따라, 스프링 토크 및 이에 따른 벨트 부하는 토션 스프링 힘만큼 증가된다. 텐셔서는 이러한 구조에서 적절하게 설치된다. 스프링 힘은 벨트 부하와 동일하다. 패스너(80)는 장착 표면에 대한 텐셔너의 완전한 부착을 위해 아래로 토크를 받을 수 있다.

정지부(71)는 실질적으로 돌출부(52)와 돌출부(53) 사이에 배치된다. 돌출부(53)는 또한 "핫 스탑"이라 부른다.

본 발명의 소정 형태를 본 명세서에서 설명하였지만, 본 명세서에서 설명된 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고도 구조 및 부품의 관계에 있어서 변형이 가능하다는 점은 당업자에게 명확할 것이다.

Claims

텐셔너에 있어서,

장착 표면과 맞물릴 수 있는 샤프트 부분(12)을 구비하는 샤프트(10),

축선(A-A)을 중심으로 샤프트와 피봇 가능하게 맞물리는 피봇 아암(50),

샤프트에 고정되게 부착되고 상기 샤프트 부분의 반대쪽인 샤프트 단부 상에 배치되는 플레이트(70),

피봇 아암을 편향시키기 위해 피봇 아암과 플레이트 사이에 결합되고 상기 샤프트 부분에 대향하여 플레이트에 바로 인접하게 배치되는 토션 스프링(60),

피봇 아암에 대해 저널링하며 상기 피봇 아암의 회전 중심(A-A)은 플레이트의 회전 중심(B-B)으로부터 편심되도록 배치되는 풀리(40),

및

텐셔너를 설치하는 동안 플레이트를 회전식으로 조정하기 위한, 플레이트 상의 도구 수용 부분(75)

을 포함하는 텐셔너로서, 상기 피봇 아암은 텐셔너를 설치하는 동안 플레이트에 대한 피봇 아암의 상대 위치를 지시하도록 플레이트 상의 부분(74)과 서로 협동하는 탭(55)을 구비하는 것인 텐셔너.
제1항에 있어서, 상기 피봇 아암의 피봇 범위를 제한하기 위한 플레이트 상의 정지부(71)를 더 포함하는 것인 텐셔너.
제2항에 있어서, 상기 정지부와 서로 협동적으로 맞물리는, 피봇 아암 상의 돌출부(52, 53)를 더 포함하는 것인 텐셔너.
제1항에 있어서, 상기 샤프트와 피봇 아암 사이에 마찰 부싱(20)을 더 포함하는 것인 텐셔너.
제1항에 있어서, 상기 샤프트는 패스너(80)를 수용하기 위한 보어(13)를 포함하기 위한 것인 텐셔너.
제1항에 있어서, 상기 샤프트는 패스너를 수용하기 위한 구멍(14)을 포함하는 것인 텐셔너.