KR101144404B1

KR101144404B1 - 텐셔너

Info

Publication number: KR101144404B1
Application number: KR1020087030009A
Authority: KR
Inventors: 위르겐 할렌
Original assignee: 더 게이츠 코포레이션
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2007-05-30
Publication date: 2012-05-16
Also published as: WO2007145816A1; EP2029914B1; JP2009540235A; EP2029914A1; US7320262B2; CN101460768A; JP4809476B2; CA2653372A1; CA2653372C; AU2007259297A1; AU2007259297B2; BRPI0712227A2; RU2390671C1; DE602007003721D1; CN101460768B; KR20090012266A; US20070099737A1; ATE451572T1

Abstract

텐셔너는 치형부를 가지는 저면부와, 이 저면부에 선회식으로 맞물리는 피벗 아암과, 피벗 아암에 저널링(journalling)되는 풀리와, 제1 위치로 피벗 아암을 편향시키기 위해 저면부와 피벗 아암 사이에 배치되는 스프링과, 피벗 아암 상에 배치되어 저면부와 맞물리는 기구를 포함하고, 이 기구는 회전 가능한 기어형 부재와, 기어형 부재와 피벗 아암 사이에 맞물리는 제2 스프링을 포함하고, 제2 스프링은 제1 방향으로 피벗 아암을 편향시키며, 기어형 부재는 비치형부를 가지고, 이 비치형부가 치형부와 맞물릴 때 비치형부는 제1 방향으로부터 역방향으로 피벗 아암이 실질적으로 회전하는 것을 방지한다.

Description

텐셔너{TENSIONER}

본원은 2005년 11월 2일자로 출원되어 동시 계류중인 미국 정규 출원 시리얼 번호 제11/265868호의 일부 계속 출원이며, 이 출원의 우선권을 주장한다.

본 발명은 텐셔너에 관한 것이며, 보다 구체적으로는, 해제시 설치 위치로부터 최적의 작동 위치로 피벗 아암을 이동시키는 재잠금 정지 기구를 가지는 텐셔너에 관한 것으로서, 이 정지 기구는 또한 벨트 구동 시스템에서 하중 역전 과정에서 피벗 아암이 소정 범위 너머로 역방향으로 이동하는 것을 방지하며, 재잠금 정지 기구는 벨트 교체를 위해 설치 위치로 재잠금될 수 있다.

편심 텐셔너는 동기 벨트 또는 치형 벨트를 포함하는 동력 전달 벨트에 하중을 가하는 데 이용된다. 예컨대, 치형 벨트는 동력 전달 및 타이밍 목적으로 엔진 캠 구동기 상에서 이용된다. 텐셔너는 적절한 벨트 하중을 가하는 데 이용되고, 이후 텐셔너 및 벨트가 부품인 벨트 구동 시스템의 적절한 작동을 보장한다.

이러한 텐셔너는 일반적으로 토션 스프링과, 스프링 하중을 벨트에 가하기 위한 레버 아암을 형성하는 편심 피벗 아암을 포함한다.

엔진의 작동 기간 중에, 치형 벨트 길이는 마모 및 다른 요인으로 인해 약간 변화한다. 이러한 조건은 텐셔너에 의해 수용되어야 한다.

또한, 하중 역전, 예컨대 엔진 감속 과정에서, 텐셔너는 벨트가 시스템에서 스프로켓의 치(tooth)를 건너 "점핑"할 수 있는 "래치팅(ratcheting)"이라 불리는 조건을 유도할 수 있는 벨트의 부적절한 느슨해짐을 방지할 수 있어야 한다. 이것은 엔진 타이밍의 급격한 변화와 벨트의 때이른 결함을 유도할 수 있다.

래치트 및 폴(pawl) 시스템은 텐셔너 피벗 아암이 하중 역전 과정에서 과도하게 되감기는 것을 방지하는 데 이용된다. 일단 해제되면 래치트 및 폴 시스템은 재잠금될 수 없다.

해당 기술의 예는 홀츠의 미국 특허 제4,808,148호(1989)로서, 이 특허는 아이들러 풀리 허브와 고정 장착 부재를 상호 연결하는 탄성 커플링을 포함하는 벨트 인장 장치를 개시한다. 래치트 및 폴 기구는 허브와 고정 장착 부재를 상호 연결하여 벨트가 벨트 고하중 과정에서 인장 장치의 편향력을 극복하는 것을 방지한다. 엘라스토머 요소와 같은 탄성 편향 요소는 래치트 및 폴 기구와 고정 장착 부재 사이에 위치하여 엔진 블록의 열팽창 과정에서 야기되는 것과 같은 벨트 텐션의 해제를 위해 벨트로부터 멀어지는 아이들러 풀리 허브의 제한된 이동을 허용한다.

요구되는 것은 해제시 설치 위치로부터 최적 작동 위치로 피벗 아암이 이동하는 것을 허용하는 재잠금 정지 기구를 가지는 텐셔너이고, 여기서 정지 기구는 또한 피벗 아암이 벨트 구동 시스템에서 하중 역전 과정에서 소정 범위를 넘어 역방향으로 피벗 아암이 이동하는 것을 방지하고, 재잠금 정지 기구는 벨트 교체를 위해 설치 위치로 다시 잠길 수 있다. 본 발명은 이러한 요구를 만족시킨다.

본 발명의 주 양태는 해제시 피벗 아암이 설치 위치로부터 최적 작동 위치로 이동하는 것을 허용하는 정지 기구를 가지는 텐셔너로서, 정지 기구는 또한 피벗 아암이 벨트 구동 시스템에서 하중 역전 과정에서 소정 범위를 넘어 역방향으로 이동하는 것을 방지하고, 재잠금 정지 기구가 벨트 교체를 위해 설치 위치로 재잠금될 수 있는 것인 텐셔너를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태는 이하의 본 발명의 상세한 설명 및 첨부된 도면에 의해 나타나거나 명확해질 것이다.

본 발명은 텐셔너를 포함하고, 이 텐셔너는 치형부를 가지는 저면부와, 이 저면부에 선회식으로 맞물리는 피벗 아암과, 피벗 아암에 저널링(journalling)되는 풀리와, 제1 방향으로 피벗 아암을 편향시키기 위해 저면부와 피벗 아암 사이에 배치되는 스프링과, 피벗 아암 상에 배치되어 저면부와 맞물리는 기구를 포함하고, 이 기구는 회전 가능한 기어형 부재와, 기어형 부재와 피벗 아암 사이에 맞물리는 제2 스프링을 포함하고, 제2 스프링은 제1 방향으로 피벗 아암을 편향시키며, 기어형 부재는 비치형부를 가지고, 이 비치형부가 치형부와 맞물릴 때 비치형부는 제1 방향으로부터 역방향으로 피벗 아암이 실질적으로 회전하는 것을 방지한다.

본 명세서에 통합되어 일부를 형성하는 첨부된 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 도시하고, 상세한 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

도 1은 텐셔너의 횡단면도.

도 2는 텐셔너의 분해도.

도 3은 정지 기구의 상세한 평면도.

도 4는 정지 기구의 상부 사시도.

도 5는 텐셔너의 상부 사시도.

도 6은 토션 스프링(31)의 효과를 포함하지 않는 토크와 피벗 아암 각도 사이의 이력 관계를 도시하는 차트.

도 7은 스프링(30)의 효과 없이 토션 스프링(31)에 대해서만 토크와 피벗 아암 각도 사이의 이력 관계를 도시하는 차트.

도 8은 스프링(30) 및 스프링(31)의 조합의 경우 토크와 피벗 아암 각도 사이의 이력 관계를 도시하는 차트.

도 9는 대안적 실시예의 분해도.

도 10은 도 9의 대안적 실시예의 횡단면도.

도 11a, 도 11b 및 도 11c는 각각 피벗 아암(200)의 사시도.

도 12는 구성요소를 구비하는 저면부의 사시도.

도 13a는 피벗 아암의 오른쪽 사시도.

도 13b는 피벗 아암의 왼쪽 사시도.

도 14는 스프링의 사시도.

도 15는 대안적 실시예의 횡단면도.

도 16은 대안적 실시예의 횡단면도.

도 17은 대안적 실시예의 횡단면도.

도 1은 텐셔너의 횡단면도이다. 텐셔너는 슬리브(60)에 연결되는 저면부(10)를 포함한다. 패스너가 슬리브(60) 내의 구멍(65) 내에 배치되어 돌출될 수 있다. 패스너는 텐셔너(100)를 장착면, 예컨대 엔진 블록면에 연결하는데 이용된다. 본 실시예에서 패스너(70)는 볼트를 포함한다.

피벗 아암(20)은 베어링(63)의 외면(61) 주변에 피벗식으로 맞물린다. 베어링(63)은 슬리브(60)와 피벗 아암(20) 사이에 배치된다. 베어링(63)은 PTFE의 나일론과 같은 저마찰 재료를 포함한다. 슬리브(60)의 상단부(64) 상에 안착하는 밀봉 디스크(62)는 파편이 슬리브(60), 베어링(63) 및 피벗 아암(20) 사이로 진입하는 것을 방지한다. 플랜지(21)는 피벗 아암(20)의 저면부 둘레로 연장되어 저면부(10)와 겹쳐지며, 이로써 파편이 텐셔너로 진입하는 것을 방지한다.

토션 스프링(30)은 저면부(10)와 피벗 아암(20) 사이에 맞물린다. 토션 스프링(30)은 벨트 구동 시스템에 이용될 수 있는 것과 같은 벨트(도시되지 않음)에 스프링 하중을 적절하게 가하기 위해 소정 방향으로 피벗 아암(20)을 편향시킨다.

풀리(50)는 베어링(40)을 통해 피벗 아암(20)에 회전식으로 맞물린다. 베어링(40)은 본 실시예에서 볼 베어링을 포함한다. 베어링(40)은 내륜(41)과 외륜(42)을 포함한다. 내륜(41)은 피벗 아암(20)의 표면(21)과 맞물린다. 외륜(42)은 풀리(50)와 맞물린다.

벨트 지지면(51)은 벨트(도시되지 않음)와 맞물리도록 평탄하다. 풀리(50)의 회전 축선(C2)은 피벗 아암(20)의 회전 축선(C1)으로부터 소정 거리(D)만큼 이심적으로 이격된다.

포스트(80)는 피벗 아암(20)을 통해 삽입된다. 포스트(80)는 피벗 아암의 회전 축선(C2)과 평행하게 정렬된다. 포스트(80)가 회전하는 것이 허용될 수 있다. 또한, 포스트는 피벗 아암(20)이 슬리브(60)를 중심으로 선회함에 따라 원호형으로 이동한다. 기어형 부재(90)는 포스트(80)의 단부에 연결되므로, 포스트(80)가 회전할 때, 기어형 부재(90)도 회전한다. 포스트(80)는 수용부(22)에 삽입되는 육각 소켓을 이용함으로써 회전할 수 있다.

기어형 부재(90)는 치형부(91)를 포함한다. 치형부(91)는 기어형 부재(90)의 외부 에지를 따라 기어 패턴을 가지는 치를 포함한다.

저면부(10)는 부분(13)의 내면을 따라 배치되는 치형부(11)를 포함한다. 치형부(11)는 부분(13) 상에서 소정 거리만큼 연장된다.

토션 스프링(31)은 피벗 아암(20)과 기어형 부재(90) 사이에 맞물린다. 토션 스프링(31)은 기어형 부재(90)를 소정 방향으로 편향시켜 치형부(91)와 치형부(11)의 맞물림을 용이하게 한다. 또한, 스프링(31)은 텐셔너 스프링 하중이 텐셔너에 의해 벨트로 분배되는 데 기여한다.

도 2는 텐셔너의 분해도이다. 포스트(80)는 피벗 아암(20)과 맞물린다. 기어형 부재(90)는 포스트(80)의 단부에 회전식으로 맞물린다. 부분(13)은 저면부(10)에 연결된다.

핀(14)은 피벗 아암(20)과 맞물린다. 핀(14)은 피벗 아암(20)을 통해 돌출되어 기어형 부재(90)와 맞물린다. 핀(14)은 탈착 가능한 부재로 구성되고, 이 부재는 저면부에 대해 피벗 아암의 설치 위치를 일시적으로 고정하는 데 이용된다. 텐셔너가 설치된 후, 핀(14)은 단부(15)에서 당김으로써 피벗 아암으로부터 제거된다. 핀(14)의 제거는 피벗 아암이 작동 위치로 이동하게 한다. 또한, 피벗 아암(20)의 이동은 기어형 부재(90)가 피벗 아암(20)과 함께 원호형으로 이동하게 한다.

도 3은 정지 기구의 상세 평면도이다. 부분(13)은 치형부(11)를 포함한다. 치형부(11)는 아치 형상을 가지고, 부분(13)의 내면을 따라 배치된다.

기어형 부재(90)는 치형부(91)와 비치형부(92)를 포함한다. 치형부(91)는 아치 형상을 가지고, 기어형 부재(90)의 외주 부분을 따라 연장된다. 기어형 부재(90)의 나머지 부분은 어떠한 치(tooth)도 가지지 않는다. 치형부(91)는 약 90°의 원호로 연장된다.

위치 "A"는 설치 위치에 있는 기어형 부재(90)를 도시한다. "A" 위치에서, 핀(14)은 도 2에 대해 기술한 바와 같이 피벗 아암(20) 및 기어형 부재(90)와 맞물린다. 비치형부(92)는 치형부(11)를 향해 배향된다. 즉, 핀(14)은 일시적으로 치형부(11)에 대한 기어형 부재(90)의 위치를 고정한다.

핀(14)이 제거될 때, 두 가지 일이 발생한다. 첫째로, 이것은 기어형 부재(90)가 토션 스프링(31)의 작동에 의해 방향 "R"로 회전하게 한다. 그러나, 기어형 부재(90)는 치형부(91)가 치형부(11)와 접촉하게 되기까지만 회전한다. 둘째로, 피벗 아암(20)은 자유롭게 방향 R2로 회전함으로써, 포스트(80)가 원호형으로 이동하게 한다. 피벗 아암의 이동은 텐셔너가 벨트(도시되지 않음)에 하중을 가하게 한다. 따라서, 핀(14)은 각각 소정 위치에 있는 저면부에 대한 피벗 아암의 위 치를 일시적으로 고정하고, 치형부(11)에 대한 기어형 부재(90)의 위치를 일시적으로 고정한다.

피벗 아암(20)의 이동은 계속되어, 기어형 부재(90)는 활성 작동 위치(hot operation position)로 이동한다. 활성 작동 위치는 "D"와 "B" 사이에 거의 "C"에 배치된다. 이러한 방식으로 이동하기 위해 기어형 부재(90)의 치형부(91)는 치형부(11) 위에 래치트(ratchet)되고, 이로써 구동에 있어서 기하 공차의 자동 조절이 가능하다.

엔진 시동시, 텐셔너는 벨트 구동기 내의 벨트에 일정한 텐션(하중)을 가하는 기능을 수행한다.

이 위치에서 기어형 부재(90)는 치형부(11)와 활성 접촉 상태에 있다. 이것은 스프링(31)의 스프링 레이트가 스프링(30)에 의해 마련된 텐셔너의 작동 특성과 전체 스프링 레이트에 기여한다는 것을 의미한다.

벨트 구동 시스템에서 하중 역전 시에, 예컨대 차량 감속시에, 벨트는 일시적으로 느슨하게 되어, 피벗 아암(20)이 토션 스프링(30)에 의해 압박되어 설치 위치 "A"를 향해 역으로 이동하는 짧은 시간 간격을 발생시킨다. 그러나, 역방향으로의 피벗 아암의 실질적인 이동은 치가 없는 부분(92), 특히 돌출부(93)와 치형부(11)의 위치 "B"에서의 맞물림에 의해 방해받으므로, 기어형 부재(90)와 저면부(10) 사이에 간섭을 생성하고, 그후 피벗 아암(20)의 회전이 멈춘다. 이것은 피벗 아암(20)의 선회 이동이 위치 "a"를 향해 추가 진행하는 것을 막는다. 위치 "B"에서 피벗 아암(20)의 선회 이동을 정지시킴으로써, 벨트는 불필요하게 느슨해 지는 것이 방지되고, 이를 방지하지 못할 경우 벨트가 크랭크샤프트 스프로켓(도시되지 않음)에서 래치트될 수 있다.

벨트가 작동중 마모됨에 따라, 텐셔너는 기어형 부재의 치형부(91)와 치형부(11) 사이에서의 "점핑 기능"에 의해 벨트를 자동적으로 따라갈 수 있고, 이로써 연속적으로 새로운 정상 작동 위치와 위치 "D" 및 "B" 사이의 범위를 형성한다.

피벗 아암(20)은 작동 위치 "C"로부터 해제될 수 있으므로, 예컨대 벨트는 포스트(80)의 부분(22)과 맞물리는 육각 소켓을 이용함으로써 변경될 수 있다. 기어형 부재(90)는 치형부(11)와의 간섭으로부터 위치 "D"에 도시된 배향으로 육각 소켓을 이용한 포스트(80)의 회전에 의해 풀려나오게 된다. 이후 피벗 아암(20)은 설치 위치 "A"로 다시 회전하는 것이 허용될 수 있고, 여기서 포스트와 기어형 부재(90)는 다시 위치 "A"로 회전하는 것이 허용된다. 그후 텐셔너는 핀(14)이 피벗 아암(20), 기어형 부재(90) 및 저면부(10) 사이에 삽입됨에 따라 설치 구성으로 잠금된다.

도 4는 정지 기구의 상부 사시도이다. 정지 기구(200)는 기어형 부재(90), 포스트(80), 부분(13) 및 치형부(11)를 포함한다. 정지 기구(200)는 토션 스프링(31)도 포함한다. 정지 기구는 토션 스프링(30)의 외주(외경) 내로 수용되므로, 컴팩트한 크기의 텐셔너를 형성한다.

핀(14)은 치형부에 대한 기어형 부재(90)의 위치를 일시적으로 고정하는 데 이용된다.

도 5는 텐셔너의 상부 사시도이다. 핀(14)은 설치 위치에서 피벗 아암(20) 으로부터 돌출되는 것으로 도시되어 있다. 밀봉 디스크(62)는 파편이 베어링(63) 과 피벗 아암(20) 사이, 그리고 베어링(63)과 슬리브(60) 사이로 진입하는 것을 방지한다.

도 6은 토션 스프링(31)의 효과를 포함함이 없이 토크와 피벗 아암 각도 사이의 이력 관계를 도시하는 차트이다. 이 차트는 단독 스프링(30)에 대해서만 피벗 아암의 각도에 대한 토크를 나타낸다. 이용중인 스프링이 스프링(30)만인 경우, 곡선은 비교적 넓은 범위의 피벗 아암의 작동(각도)을 나타낸다. 수식과 변수는 도 8에 기재되어 있다.

도 7은 스프링(30)의 효과 없이 토션 스프링(31)에 대해서만 토크와 피벗 아암 각도 사이의 이력 관계를 나타내는 차트이다.

도 8은 스프링(30)과 스프링(31)의 조합에 있어서 토크와 피벗 아암 각도 사이의 이력 관계를 도시하는 차트이다. 이 차트는 곡선 C를 나타내고, 이 곡선은 텐셔너 스프링(30)(곡선 A)과 조합된 토션 스프링(31)(곡선 B)를 이용하는 텐셔너에 있어서 피벗 아암 각도에 대한 토크를 나타낸다. 기어형 부재(90)는 텐셔너의 정상 작동 중에 치형부(11)와 작동 접촉 상태에 있으므로, 스프링(31)은 스프링(30)에 의해 가해지는 벨트 하중에 스프링 힘을 부여한다.

곡선 A는 이용중인 스프링이 스프링(30)만인 경우 비교적 넓은 범위의 피벗 아암의 동작(각도)을 나타낸다. 곡선 B는 스프링(30)과 스프링(31)이 조합된 작동의 경우보다 비교적 좁은 범위의 피벗 아암의 이동을 도시한다. 텐셔너 피벗 아암의 작동 범위는 약 30° 내지 약 150°이며, 이것은 피벗 아암이 최소 스프링 하중 에 있는 경우, 즉, 정지부에 대해 맞물리는 위치와 비교되는, 피벗 아암 이동의 전체 범위이다. 텐셔너가 작동되고 풀리(50)가 벨트 구동 시스템의 벨트에 맞물리면, 상술한 더 큰 범주(30° 내지 150°) 내에서 피벗 아암 이동의 작동 범위는 약 20° 내지 약 40°이다. 스프링(30)과 스프링(31)의 합력에 의해 생성되는 토크는 약 20°미만의 좁은 각도 범위에 걸쳐서만 스프링(30)만을 이용하는 텐셔너와 실질적으로 동일한 토크를 제공한다.

다음은 본 발명의 영역을 제한할 목적이 아니라 설명을 목적으로 하는 예시적인 경우이다.

색인 부호 "1"은 스프링(30)을 지시한다.

색인 부호 "2"는 스프링(31)을 지시한다.

색인 부호 "t"는 스프링(30)과 스프링(31)의 조합을 지시한다.

"C"는 스프링 레이트이다.

"M"은 정상 토크이다.

"i"는 각각 피벗 아암(20)의 전체 360°회전에 대한 치형부(91)의 이론적인 회전수인 전달률이다.

스프링 레이트 범위[스프링(30)] = 약 0.02 Nm/도 내지 약 0.1 Nm/도.

스프링 레이트 범위[스프링(31)] = 약 0.001 Nm/도 내지 약 0.06 Nm/도.

전달률 "i" = 약 3:1 내지 약 5:1.

예시적 계산:

스프링(30, 31) 각각에 대한 피벗 아암의 정상 토크 "M"

M₁ = 1.7 Nm (도 6)

도 6에서 M₁의 범위는 약 ±0.5*M₁이다.

M₂ = 0.15 Nm (도 7)

도 7에서 M₂의 범위는 약 ±0.5*M₂이다.

i = 4:1

M_t = M₁+i*M₂ (도 8)

M_t = 2.3 Nm (도 8)

도 8에서 M_t의 범위는 약 ±0.5*M_t이다.

도 8의 상부 곡선

C_1u = 스프링 레이트[스프링(30)] = C₁ = 0.054 Nm/도

C_2u = 스프링 레이트[스프링(31)] = C₂ = 0.0058 Nm/도

C_1u = 1.5*C₁

C_1u = 0.081 Nm/도

C_2u = 1.5*C₂

C_2u = 0.0087 Nm/도

C_tu = 1.5*C_1u + i*1.5*C_2u (상부 곡선)

C_tu = 0.081 Nm/도 + 4*0.0087 Nm/도

C_tu = 0.1158 Nm/도

도 8의 하부 곡선

C_1d = 스프링 레이트[스프링(30)]; C₁ = 0.054 Nm/도

C_2d = 스프링 레이트[스프링(31)]; C₂ = 0.0058 Nm/도

C_1d = 0.5*C₁

C_1d = 0.027 Nm/도

C_2d = 0.5*C₂

C_2d = 0.0029 Nm/도

C_td = 0.5*C_1u + i*0.5*C_2u (하부 곡선)

C_td = 0.027 Nm/도 + 4*0.0029 Nm/도

C_td = 0.0386 Nm/도

상술한 두 개의 스프링의 이용은 텐셔너의 특성이 특정 용도에 미세하게 조율되게 한다. 예컨대, 스프링 각각의 스프링 레이트는 텐셔너의 댐핑력을 개선시키도록 선택될 수 있고, 이로써 텐셔너의 전체 이동 범위에서 "급변화" 이동의 크기를 감소시킨다.

도 9는 대안적 실시예의 분해도이다. 이 대안적 실시예는 도 1 내지 도 8에 있어서 기술한 바와 같으며, 다음의 예외 사항을 가진다.

부분(130)은 치형부(110)를 포함한다. 치형부(110)는 아치 형상을 가지고, 부분(130)의 내면을 따라 배치된다(도 12 참조).

기어형 부재(900)는 치형부(910)와 비치형부(920)를 포함한다(도 11 참조). 치형부(910)는 아치 형상을 가지고, 기어형 부재(900)의 외주부를 따라 연장된다. 기어형 부재(900)의 나머지 부분은 어떠한 치도 가지지 않는다. 치형부(910)는 약 90°의 아치로 연장된다.

기어형 부재(900)는 포스트(80)의 단부에 연결된다. 기어 스프링(300)이 피벗 아암(200)과 맞물린다.

피벗 아암(200)은 슬리브(600), 따라서 저면부(10)에 회전 가능하게 맞물린다. 스프링(30)은 피벗 아암(200)과 저면부(10) 사이에 맞물린다.

도 10은 도 9의 대안적 실시예의 횡단면도이다. 스프링(300)은 기어형 부재(900)와 맞물린다. 기어형 부재(900)는 부분(130)과 맞물린다.

도 11a, 도 11b 및 도(11c)는 각각 피벗 아암(200)의 사시도이다. 도 11a에 있어서, 기어형 부재(900)는 포스트(80)의 단부에 연결된다. 스프링(300)의 부분(303)은 적절한 위치에 스프링(300)을 유지하기 위해 슬리브(60)를 둘러싼다. 탱(tang; 305 및 304)(도 14 참조)은 피벗 아암(200)과 맞물려 스프링(300)을 적절한 위치에 유지시킨다. 탱(305)은 스프링(300)으로부터 연장되어 기어형 부재(900)와 맞물린다. 탱(301)이 맞물림으로써 축방향 힘을 기어형 부재(90), 따라서 포스트(80) 상에 가한다. 탱(302 및 306) 각각은 실질적으로 대향하는 측부들 상에서 연장되어 기어형 부재(900)와 맞물린다. 도 11b에 있어서, 기어형 부재(900)는 도 11a로부터 반시계방향으로 회전하는 것으로 도시되어 있고, 이로써 돌출부(911)가 탱(302)과 맞물리게 한다. 탱(302)은 돌출부(911) 상에 스프링 힘을 가하여 기어형 부재(900)를 압박함으로써 시계 방향으로 회전시킨다. 도 11c에 있어서, 기어형 부재(900)는 도 11a로부터 시계방향으로 회전하는 것으로 도시되고, 이로써 돌출부(912)(도시되지 않음)가 탱(306)과 맞물리게 한다. 탱(306)은 돌출부(912) 상에 스프링 힘을 가하여 기어형 부재(900)를 압박함으로써 반시계 방향으로 회전시킨다.

기어형 부재(900)의 회전은 치형부(110)에 대한 치형부(910)의 관계에 따라 치형부(910)를 치형부(110)에 맞물림 또는 맞물림 해제시킨다. 기어형 부분(900)은 수용부(22)와 맞물리는 공구를 이용함으로써 회전시킬 수도 있다.

도 12는 구성요소들을 구비하는 저면부의 사시도이다. 치형부(910)는 치형부(110)에 맞물릴 수 있다. 피벗 아암(200)이 슬리브(60)를 중심으로 선회함에 따라 치형부(910)는 포스트(80)와 함께 회전하고, 치형부(110)를 따라간다. 포스트(80), 따라서 기어형 부재(90)는 수용부(22) 내로 삽입되는 육각 소켓의 이용에 의해 조율될 수 있다.

도 13a는 피벗 아암의 오른쪽 사시도이다. 스프링(300)은 피벗 아암(200)과 맞물린다.

피벗 아암(200)은 정지부(201 및 202)도 포함하고, 이 정지부는 포스트(80) 및 기어형 부재(90)의 위치의 어느 하나의 측부 상에 배치된다. 탱(302)은 정지 부(201)에 인접하는 위치로 연장된다.

도 13b는 피벗 아암의 왼쪽 사시도이다.

도 14는 스프링의 사시도이다. 부분(303)은 실질적으로 원형이다. 또한, 피벗 아암(200)과 저면부(10) 사이에서 슬리브(60) 주변에서 점유하는 공간을 최소화하기 위해 실질적으로 평탄하다. 탱(301)은 부분(303)의 평면 위로 돌출되어 기어형 부재(900)와 맞물린다. 탱(304 및 305)은 부분(303)의 평면으로부터 수직하게 연장된다.

탱(306) 및 탱(302)은 각각 기어형 부재(900)의 대향 측부 상에 배치된다. 탱(302 및 306)은 탱(301)과 연동하도록 연장되어 기어형 부재(900)와 맞물린다. 탱(302 및 306) 각각은 기어형 부재(900)와 맞물릴 때 스프링 힘을 가한다.

스프링(300)은 임의의 적절한 탄성 재료를 포함하고, 이 탄성 재료는 플라스틱 또는 스프링 스틸을 포함하나 이에 제한되지 않는다.

도 15는 대안적 실시예의 횡단면도이다. 기어형 부재(900)의 치형부(910)는 부분(130)의 치형부(110)와 맞물린다. 돌출부(911)는 정지부(202)와 맞물릴 수 있다. 돌출부(911)가 배치되는 평면은 돌출부(911)가 기어형 부재(900)의 회전 방향에 따라 정지부(202) 또는 정지부(201)와 맞물릴 수 있게 한다.

돌출부(912)는 기어형 부재(900)의 반대편으로부터 연장된다. 돌출부(912)는 탱(302)과 맞물릴 수 있다. 돌출부(912)가 배치되는 평면은 돌출부(911)의 평면 아래에 있으므로, 돌출부(912)는 정지부(201 또는 202)와 접촉하게 되지 않는다. 도 15는 피벗 아암(200)의 최대 회전 위치, 따라서 최대 토크 위치에 있는 정 지부(202)와 맞물리는 돌출부(911)를 도시한다.

도 16은 대안적 실시예의 횡단면도이다. 이 도면에서, 돌출부(911)는 정지부(201) 및 탱(302)과 맞물린다. 치형부(910)는 치형부(110)로부터 완전히 해제된다. 피벗 아암(200)의 위치는 이 위치에서 기어형 부재(900)와 리셋될 수 있다. 도 16에 도시된 위치는 완전히 부하 해제된 피벗 아암(200), 즉, 피벗 아암(200)이 작동 조건에서 벨트와 맞물리지 않는 것을 나타낸다.

도 17은 대안적 실시예의 횡단면도이다. 치형부(910)는 치형부(110)와 완전히 맞물린다. 돌출부(911)는 정지부들(201 및 202) 사이에 배치되나 어느 하나와도 맞물리지 않는다. 이 위치는 본 발명의 텐셔너의 "평균 작동 위치"로 특징될 수 있다.

작동시 구성요소들은 도 16에 도시된 바와 같이 구성되고, 즉, 수용부(22)와 맞물리는 공구를 이용하여 포스트(80)를 회전시킴으로써 기어형 부재(900)가 회전하여 돌출부(911)를 정지부(201)에 맞물린다. 이후 벨트(도시되지 않음)를 맞물려 부하를 가하기 위해 공구는 수용부(22)로부터 제거되고, 이로써 탱(302)이 부분적으로 기어형 부재(900)를 회전시키게 하므로 치형부(910)는 치형부(110)와 맞물린다(도 17 참조). 공구의 제거 및 기어형 부재(900)의 회전은 풀리(50)가 벨트와 맞물린 후에 발생하고, 이로써 평균 작동 위치를 설정한다. 탱(301)은 기어형 부재(900)를 가압하여 기어형 부재(900)의 회전에 저항할 뿐만 아니라 기어형 부재(900)와 부분(130)의 맞물림을 유지한다.

정상 작동에 있어서, 돌출부(911)는 정지부(201 또는 202)와 맞물리지 않고, 대신에 도 17에 도시된 바와 같이 정지부들 사이에 배치된다. 그러나, 피벗 아암의 정상 이동 범위를 일시적으로 초과하는 벨트의 고하중 전이 과정에서 돌출부(911)는 도 15에 도시된 바와 같이 정지부(202)와 접촉할 수 있고, 이로써 피벗 아암(200)의 회전을 제한하고, 요구되는 추가 토크를 제공하여 피벗 아암을 제어한다. 벨트 하중 전이는 엔진 속도의 갑작스런 변화에 의해, 예컨대 빠른 감속 과정에서 발생될 수 있다. 하중 전이를 통과하면 피벗 아암(200) 및 기어형 부재(900)는 도 17에서의 평균 작동 위치로 복귀한다.

기어형 부재(900)는 포스트(80)의 회전에 의해 치형부(110)와 선택적으로 맞물릴 수 있으므로, 본 발명의 텐셔너의 작동 범위는 전체적으로 조절 가능하며, 이러한 조절은 돌출부(911)와 정지부(201 또는 202)의 맞물림에 의해 결정되는 피벗 아암의 회전 정지 위치의 조절을 포함한다.

본 발명의 형태가 여기에 기재되어 있으나, 당업자는 여기에 기재된 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어남이 없이 부품들의 구성 및 관계에 변형을 가할 수 있다는 것을 이해할 것이다.

Claims

치형부를 가지는 저면부;

상기 저면부와 선회식으로 맞물리는 피벗 아암;

상기 피벗 아암에 저널링(journalling)되는 풀리;

제1 방향으로 상기 피벗 아암을 편향시키기 위해 상기 저면부와 상기 피벗 아암 사이에 배치되는 스프링;

상기 피벗 아암 상에 배치되어 상기 저면부와 맞물리는 기구로서, 이 기구는 회전 가능한 기어형 부재와, 상기 회전 가능한 기어형 부재 및 상기 피벗 아암 사이에 맞물리는 제2 스프링을 포함하고, 상기 제2 스프링은 상기 피벗 아암으로부터 상기 회전 가능한 기어형 부재를 편향시키고, 상기 회전 가능한 기어형 부재는 상기 치형부와 맞물릴 수 있는 제2 치형부를 가지는 것인 기구; 및

피벗 아암 상에 배치되어 상기 회전 가능한 기어형 부재와 맞물릴 수 있고, 소정 위치 너머로 상기 피벗 아암이 회전하는 것을 방지하는 정지부

를 포함하는 텐셔너.
청구항 1에 있어서, 상기 회전 가능한 기어형 부재와 맞물리도록 배치되는 제2 정지부를 더 포함하는 것인 텐셔너.
청구항 1에 있어서, 상기 피벗 아암 및 상기 회전 가능한 기어형 부재와 맞물려 상기 회전 가능한 기어형 부재를 회전시키도록 힘을 가하는 스프링을 더 포함하는 것인 텐셔너.