KR101330009B1 - 체인 구동을 위한 래칫 메커니즘 - Google Patents

Abstract

　　　내연기관의 폐루프 체인구동 동력전달 시스템을 위한 래칫팅 인장 장치는 다른 스트랜드들이나 체인과 각각 접촉하는 베이스 텐셔너 아암(12)과 조정 텐셔너 아암(14)으로 이루어진다. 선택적으로, 각각의 아암은 상기 체인과 접촉하기 위한 체인 가이드 요소를 가질 수 있다. 상기 두 텐셔너 아암들(12, 14)은 링크 플레이트(16)의 제1 가장자리(24)에 근접하여 상기 베이스 텐셔너 아암(12)에 피봇 가능하게 장착되는 상기 링크 플레이트(16)에 의해 연결된다. 상기 링크 플레이트(16)의 제2 가장자리(25)에 근접하여 위치된 채널(52)은 상기 조정 텐셔너 아암(14)에 확실하게 부착된 핀 또는 슬리브 볼트가 상기 동력 전달 시스템의 부품들의 시간경과에 의한 마모에 기인하여 체인에서 점진적으로 증가하고 있는 느슨해짐에 대응하여 상기 두 텐셔너 아암들(12, 14)이 서로를 향하도록 상기 채널(52)의 길이를 따라 횡단하는 것을 허용한다.

내연기관, 체인구동 동력전달시스템, 래칫팅 인장 장치, 텐셔너 아암

Description

체인 구동을 위한 래칫 메커니즘{RATCHET MECHANISM FOR A CHAIN DRIVE}

본 발명은 내연기관들에서의 체인 구동 동력전달시스템들을 위한 래칫 부착 인장 장치들(ratcheted tensioning devices)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 체인 구동시스템의 부품들의 장기간 마모의 영향을 보상하도록 설계된 래칫 메커니즘에 관한 것이다.

유압 텐셔너(hydraulic tensioner)와 같은 인장 장치는 체인이 내연 기관의 다양한 작동축들에 연결되는 다수의 스프로킷들 사이를 이동할 때에 폐루프 동력 전달 체인을 위한 제어 장치로 사용된다. 이 시스템에서, 상기 체인은 구동축으로부터 적어도 하나의 피구동축으로 동력을 전달하며, 어느 시점에서, 체인의 일부분은 느슨해지고 체인의 다른 일부분은 팽팽해진다. 상기 피구동축(들)은 하나 이상의 캠축(camshaft) 또는 밸런스축(balance shaft)일 수 있다. 톱니 체인의 경우 소음, 미끄러짐(slippage) 또는 톱니의 맞물리지 않음을 방지하기 위해 상기 체인에 대해 일정한 정도의 장력를 부여하고 유지하는 것이 중요하다. 이러한 미끄러짐의 방지는 톱니의 점핑(jumping)이 캠 타이밍(cam timing)을 놓치도록 하며, 상기 엔진에 대한 심각한 손상을 초래하거나 완전히 작동하지 않도록 할 수 있기 때문에 내연 기관의 체인 구동 캠축의 경우에 특히 중요하다.

　　　그러나, 내연 기관의 열악한 환경에서, 다수의 요소들이 상기 체인의 어느 일정 부분의 장력의 변동을 초래한다. 예를 들어, 상기 엔진의 다양한 부분들 사이의 극단적인 온도 변동과 열팽창계수의 차이는 체인 장력을 과도하게 높거나 매우 낮은 레벨로 변하도록 할 수 있다. 시간이 지나면, 체인 구동시스템의 부품들은 마모될 것이며, 이는 결국 체인 장력의 꾸준한 감소를 초래한다. 게다가, 캠축 및 크랭크축 유도 비틀림 진동은 다양한 부품들이 시간에 따라 마모됨에 따라 증폭되는 체인 장력에 상당한 변동을 초래한다. 또한, 마모가 증가함에 따라, 정지된 동안 또는 엔진 시동의 실패 시에 발생하는 엔진의 역회전이, 점점 더 심각한 체인 장력의 변동을 초래할 것이다. 이런 이유들로, 메커니즘이 동력 전달 시스템의 체인과 다른 부품들이 상기 체인의 지나친 느슨함이나 과도한 팽팽함을 겪지 않도록 구동시스템의 부품들의 점진적 마모를 관리하는 것이 요구된다.

　　　유압 텐셔너들은 체인 장력을 제어하기 위한 일반적인 방법이다. 일반적으로, 이러한 메커니즘들은 체인 구동 시스템의 이완 측의 체인을 미는 레버 아암을 사용한다. 상기 레버 아암은 상기 체인을 밀어서, 체인이 느슨할 때 상기 체인을 팽팽하게 한다. 그러나, 이는 아울러 상기 체인이 팽팽해짐에 따라 저항력을 제공해야 한다.

이러한 일들을 처리하기 위해, 유압 텐셔너들이 일반적으로 사용된다. 이들은 피스톤으로서 로드(rod) 또는 실린더를 일반적으로 포함하는데, 이는 텐셔너 스프링에 의해 상기 체인의 방향으로 편향된다. 상기 피스톤은 상기 체인과 마주보는 단부에서 열려있고 다른 단부에서 닫혀있는 내부 공간을 갖는 원통형 하우징 내에 포함된다. 상기 하우징의 내부 공간은 채널들 또는 덕트들(ducts)을 경유하여 가압된 유압유체의 저장조 또는 외부 공급원에 연결된 압력 챔버(pressure chamber)를 한정한다. 상기 압력 챔버는 일반적으로 하우징과 피스톤 사이에 형성되며, 이는 상기 하우징 내에서 축방향으로 이동함에 따라 확대되거나 수축된다.

　　　많은 텐셔너들은 또한 상기 챔버의 압력이 너무 높을 때는 유체가 상기 압력 챔버로부터 방출되도록 하는 압력완화 메커니즘을 사용하며, 상기 피스톤이 증가하는 체인 장력에 대응하여 제어된 속도로 수축하도록 한다. 몇몇 텐셔너들에서, 상기 압력 완화 메커니즘은 스프링 편향 체크 밸브다. 상기 체크 밸브는 압력이 일정한 압력점을 초과할 때 개방된다. 어떤 텐셔너들은 압력완화 기능은 물론 유입구 체크기능까지 수행하는 밸브를 사용할 수 있다.

　　　또한 스프링 블레이드 텐셔너들(spring blade tensioners)은 스프링 또는 스프링들을 과도하게 압박하여 부하 변동이 지나치게 심하지 않은 체인 또는 벨트 장력을 제어한다고 알려져 있다. 백래시(backlash) 메커니즘을 가진 래칫이 인장 장치의 후방 이동을 제한하기 위해 그와 같은 텐셔너들에 추가될 수 있다.

　　　종래의 블레이드 텐셔너는 구부러진 체인 슬라이딩면(chain sliding face)을 구비하는 블레이드 슈(blade shoe)와 적어도 하나의 블레이드 스프링(blade spring)을 포함한다. 스프링재는 바람직하게는 상기 블레이드 스프링에 스프링 같은 장력을 부여하도록 처리된 금속성 합금이다. 상기 블레이드 슈를 상기 체인에 대해 강제로 편향시키기 위해 다수의 블레이드 스프링들이 상기 체인 슬라이딩면 아래에 있는 층들에 배열될 수 있다. 체인 장력의 증가에 대응하여 상기 블레이드 슈의 무제한적인 수축을 저지하기 위해 각 블레이드 스프링의 단부들이 상기 블레이드 슈 내에 고정된다. 브라켓(bracket)은 상기 엔진에 상기 블레이드 텐셔너를 장착하기 위해 제공된다. 상기 브라켓은 체인 장력의 변화에 대응하여 상기 체인에 대하여 피봇할 수 있게 된다.

　　　도 1은 체인 구동 동력 전달 시스템에서 래칫 장치를 사용하는 텐셔너를 보여준다. 상기 동력 전달 시스템은 캠축(304)과 같은 피구동 축의 스프로켓(305)을 구동시키기 위해서 연속적인 루프 체인(306)을 사용하는 스프로켓(303)을 구비하는 구동 축(302)을 포함한다. 래칫 텐셔너(301)는 플런저(plunger, 308)를 수용하기 위한 구멍(312)을 구비하는 텐셔너 하우징(307), 및 핀(316)에 의해 상기 텐셔너 하우징(307)에 피봇 가능하게(pivotally) 장착되고 래칫 스프링(318)에 의해 편향되는 래칫 폴(ratchet pawl, 317)을 포함한다. 상기 플런저(308)는 상기 래칫 폴(317)에 맞물리게 하기 위해 그의 바깥 둘레의 일 측면에 톱니를 가진다. 상기 플런저(308)는 중공 챔버(313)로의 압축된 유체의 도입에 의하고 플런저 스프링(314)의 힘에 의해서 텐션 레버(tension lever, 310)를 향하여 상기 구멍(hole, 312)으로부터 밖으로 편향된다. 상기 텐셔너 레버(310)는 지지축(309)에서 피봇하고, 상기 타이밍 체인(306)의 이완 측에 접촉하고 장력을 가하는 슬라이딩면(311)을 가진다. 상기 구멍(312) 안으로의 상기 플런저(308)의 후방 이동은 상기 플런저의 톱니와 래칫 폴(317)의 일방향 결합에 의해 제한된다.

　　　부품 마모를 보상하기 위해 사용될 수 있는 텐셔너 어셈블리의 한 형태가 도 2에 도시된다. 구동 스프로켓(102)은 엔진의 크랭크 축(도시되지 않음) 으로부터 벨트 또는 체인(100)을 경유하여 적어도 하나의 피구동 스프로켓(104, 104')으로 에너지를 전달한다. 체인 구동이 가장 흔하다. 상기 피구동 스프로켓(104,104')들은 내연 기관의 캠축을 각각 구동하고, 둘 모두는 차례로 엔진 타이밍을 제어한다. 구동 스프로켓으로부터 적어도 하나의 피구동 스프로켓으로 또는 그 반대방향으로 이어지는 체인의 스트랜드들(strands)은 다른 엔진 조건들에 대응하여 장력이 변화한다. 엔진이 작동하는 동안, 하나의 스트랜드는 비교 시에 느슨하다고 여겨지는 다른 스트랜드보다 실질적으로 팽팽하다. 상기 체인이 톱니 스프로킷들과 맞물린 시스템에서, 인장 장치(100)는 체인 장력 변동들에 대응하여 상기 스프로킷 톱니로부터의 체인의 튐(skipping)을 방지하기 위해 사용된다.

　　　상기 인장 장치(100)는 두 개의 텐셔너 브래킷들(112,112')로 구성된다. 각각의 텐셔너 브래킷은 단일 피봇점(single pivot point, 106, 106', 106a, 또는106a')에서 상기 엔진에 피봇 가능하게 장착되고, 상기 특정 위치는 특정 엔진을 위한 다른 설계 파라미터들에 의해 결정된다. 예를 들면, 텐셔너 브래킷(112)은 제 1 단부(107)가 피봇점(106), 또는 그 길이를 따라 거의 중앙점(106a)에서 고정될 수 있는 반면, 텐셔너 브래킷(112’)은 그의 제 1 단부(107’)가 피봇점(106’), 또는 그 길이를 따라 거의 중앙점(106a’)에서 상기 엔진에 고정될 수도 있다. 도면 부호(109,109')로 표시된 텐셔너 브래킷들(112,112')의 제2 단부들은, 아암(arm, 130)에 의해 조정 가능하게 서로 연결된다. 아암(130)은 래칫 메커니즘(155)을 포함하는데, 이 경우에, 이는 체인의 과도한 이완 또는 시간 경과로 인한 상기 동력 전달 시스템의 부품들의 마모에 대응하여 팽팽해지도록 설계된 톱니 가 부착된 장치이다. 상기 래칫(155)의 톱니는 오직 한 방향으로만 인덱스(index)하며, 복귀 기능을 제공하지 않는다. 시간이 지남에 따라 상기 체인 구동 시스템 부품들이 마모함에 따라, 체인 장력에서의 갑작스럽고 심한 스파이크들(spikes) 또는 서지들(surges)은 적어도 하나의 톱니의 바람직하지 못한 인덱싱(indexing)을 초래할 수 있다. 상기 래칫이 종전의 위치로 돌아갈 수 없기 때문에, 이는 정상적인 동작 상태들이 회복될 때에 상기 체인의 바람직하지 못한 과도한 장력을 초래할 수 있다.

　　　본 발명의 목적은 낮은 장력 조건들 하에서 제한된 이동으로 기능을 하는 체인 텐셔너를 위한 래칫 메커니즘을 제공하는 것이다. 이와 같이, 상기 텐셔너는 정상적인 운전 상태들 하에서 체인 장력의 광범위한 변동에 대응하여 체인을 팽팽하게 당기지만 시간 경과에 따른 상기 체인 구동 시스템의 다양한 부품들의 마모를 보상한다. 상기 텐셔너는, 예를 들면, 구동축/캠축 시스템 또는 밸런스 축 시스템과 같은 내연 기관 내에 있는 다양한 체인 구동 시스템들에서 효과적으로 기능을 할 수 있어야 한다.

　　　본 발명의 다른 목적은 종래의 래칫 부착 유압 텐셔너들에 대해서 보다 더 싸고 더 조용한 대체물을 제공하는 것이다. 본 발명은 종래의 래칫 부착 유압 텐셔너보다 더 콤팩트한 장치를 제공함으로써 이 목적을 충족시키며, 이에 따라 대다수의 내연 기관들의 공간이 크게 제한된 체인 구동 격실에서 공간을 덜 차지하게 된다.

　　　본 발명은 내연기관용 폐루프 체인 구동 동력전달 시스템을 위한 래칫 텐셔너이다. 이는 구동 스프로켓과 적어도 하나의 피구동 스프로켓 사이를 횡단하는 상기 체인의 각각의 두 스트랜드들(strands)과 접촉하는 텐셔너 아암으로 구성된다. 각 텐셔너 아암은 엔진 하우징에 고정된다. 상기 텐셔너 아암들은 피봇 장착될 수 있거나, 다른 것이 피봇하는 동안에 하나는 고정 위치에 있을 수 있다. 각 텐셔너 아암은 긴 체인 슬라이딩면을 경유하여 상기 체인과 접촉하거나, 선택적으로, 상기 텐셔너 아암들의 하나 또는 둘 모두가, 이에 맞물리는 체인의 스트랜드와의 일차 접촉 표면으로서, 순응성 체인 가이드 요소(compliant chain guide element)를 포함할 수 있다. 상기 두 개의 텐셔너 아암은, 베이스 텐셔너 아암(base tensioner arm)이라 불리는, 텐셔너 아암들 중의 하나에 피봇 가능하게 장착되는 링크 플레이트에 의해 연결되어, 상기 링크 플레이트가 피봇 마운트에 대해 한 방향으로 피봇하도록 한다.

　　　상기 링크 플레이트의 제2 단부는, 상기 링크 플레이트의 제2 단부에 근접하여 위치한 채널로 구성되는 래칫팅 수단에 의해, 조정 텐셔너 아암(adjusting tensioner arm)이라 불리는, 다른 텐셔너 아암에 연결된다. 핀 또는 슬리브 볼트는 상기 조정 텐셔너 아암에 확실하게 부착되고, 상기 채널을 통하여 횡단한다. 상기 채널은 상기 피봇 마운트로부터 상기 채널의 중앙선으로 연장되는 가상선의 수직선으로부터 대략 5도 내지 15도의 각도에 있다. 채널의 외부 측, 또는 먼 측은 상기 조정 텐셔너 아암에 부착된 상기 핀을 조정 가능하게 맞물리게 하기 위해 그 길이의 전부 또는 일부분을 따라서 이루어지는 가리비 형태의(scalloped) 구성을 가질 수 있다.

　　　다른 실시예에 있어서, 래칫팅 핀(ratcheting pin)으로 불리는 핀은 상기 링크 플레이트의 제2 단부에 인접한 링크 플레이트에 확실하게 장착되고, 상기 조정 텐셔너 아암의 방향으로 연장된다. 상기 조정 텐셔너 아암의 외측 가장자리는 상기 래칫팅 핀을 오직 한 방향으로만 조정 가능하게 맞물리게 하기 위해 가리비 형상으로 된다.

　　　시간의 경과에 따라 상기 체인 구동 동력 전달 시스템의 다양한 부품들이 마모됨에 따라, 상기 피봇 플레이트는, 시간 경과에 따른 상기 시스템의 부품들의 마모로 인해 야기된 점진적으로 증가하고 있는 늘어짐을 조정하기 위해 상기 래칫팅 핀이 상기 채널로 조금씩 아래로 횡단하도록, 상기 베이스 텐셔너 아암에서 상기 피봇 핀에 대해 피봇한다.

　　　도 1은 피봇팅 텐셔닝 아암(pivoting tensioning arm)에 힘을 제공하는 유압 래칫팅 장치를 사용하는 종래 기술에 의한 단일 스트랜드 체인 텐셔너를 나타낸다.

　　　도 2는 래칫 장치를 가지는 아암에 의해 그들의 유동 단부들에서 서로 연결된 두 개의 피봇팅 텐셔닝 아암들을 구비한 종래 기술에 의한 텐셔너를 나타낸다.

　　　도 3은 폐루프 체인 구동 동력 전달 시스템에서 작동중인, 본 발명의 래칫팅 텐셔너(ratcheting tensioner)의 정면도를 나타낸다.

　　　도 4a는 본 발명에 의한 래칫팅 텐셔너의 작동을 위해 토크(torque)를 제공하는 코일 스프링을 가지는 베이스 텐셔너 아암을 나타낸다.

　　　도 4b는 요구되는 토크를 제공하기 위한 비틀림 스프링을 갖는 다른 베이스 텐셔너 아암을 나타낸다.

　　　도 5a는 본 발명의 제 1 및 제 2 실시예의 조정 텐셔너 아암을 나타낸다.

　　　도 5b는 본 발명의 제 3 실시예의 조정 텐셔너 아암을 나타낸다.

　　　도 6a는 본 발명의 제 1 실시예에 사용되는 피봇 플레이트의 정면도를 나타낸다.

　　　도 6b는 본 발명의 제 2 실시예에 사용되는 피봇 플레이트의 정면도를 나타낸다.

　　　도 6c는 본 발명의 제 3 실시예에 사용되는 피봇 플레이트의 정면도를 나타낸다.

　　　도 7은 도 6c의 라인 7-7을 따른 피봇 플레이트의 사시도를 나타낸다.

　　　도 8은 도 6c의 라인 8-8을 따른 피봇 플레이트의 단면도를 나타낸다.

　　　도 9a는 순응성 체인 가이드 요소를 구비한 코일 스프링을 가지고 있는 베이스 텐셔너 아암을 나타낸다.

　　　도 9b는 순응성 체인 가이드 요소를 구비한 비틀림 스프링을 가지고 있는 베이스 텐셔너 아암을 나타낸다.

　　　도 10a는 순응성 체인 가이드 요소를 갖는 제 1 및 제 2 실시예의 조정 텐셔너 아암을 나타낸다.

　　　도 10b는 순응성 체인 가이드 요소를 갖는 제 3 실시예의 조정 텐셔너 아암을 나타낸다.

　　　도 11은 순응성 체인 가이드 요소의 등각도를 나타낸다.

　　　도3을 참조하면, 본 발명은 내연 기관의 폐루프 체인 구동 동력 전달 시스템용 래칫팅 텐셔너(ratcheting tensioner, 10)로 이루어진다. 이는 베이스 텐셔너 아암의 내측 가장자리(edge)의 체인 슬라이딩면(34)(도 4a 및 4b)을 따라 체인(11)의 한 스트랜드와 작동할 수 있게 맞물린 상기 베이스 텐셔너 아암(12)을 포함한다. 상기 베이스 텐셔너 아암(12)은 유지 구멍(retention hole, 17)(도 4a 및 4b )을 통하여 제 1 장착 수단(13)에 의해 상기 엔진 하우징에 고정된다. 제 1 장착 수단(13)은 상기 베이스 텐셔너 아암이 상기 제 1 장착 수단의 주위를 피봇하는 것을 가능하게 하는 볼트, 리벳 또는 핀으로 구성될 수 있다. 조정 텐셔너 아암(14)은 상기 조정 텐셔너 아암의 내측 가장자리의 체인 슬라이딩면(35)(도 5a 및 5b)를 따라 체인(11)의 다른 스트랜드와 작동할 수 있게 맞물리고, 유지 구멍(22)(도 5a 및 5b)를 통하여 제 2 장착 수단(15)에 의해 엔진 하우징에 장착된다. 상기 제 2 장착 수단(15)은 특정 설계 파라미터들에 의해 요구된 것처럼, 상기 조정 텐셔너 아암(14)이 상기 엔진 하우징에 단단하게 장착되거나 또는 피봇 가능하게 장착될 수 있도록 하기 위해 볼트, 리벳, 핀 또는 슬리브 볼트(sleeved bolt)로 구성된다. 상기 두 개의 텐셔너 아암들은 제1 가장자리(24)와 제 2 가장자리(25)를 갖는 링크 플레이트(link plate, 16)에 의해 작동 가능하게 연결된다. 상기 피봇 플레이트(16)의 상기 제1 가장자리(24)는 유지 구멍(19)(도 6a, 6b 및 6c)들을 통하여 비틀림 피봇 마운트(torsional pivot mount, 28)에 의해 상기 베이스 텐셔너 아암(12)에 장착된다. 비틀림력은 상기 링크 플레이트(16)의 제 1 가장자리(24)와 일체인, 수직으로 뒤집힌 탭(40)(도 7)과 상기 베이스 텐셔너 아암(12)의 외측 가장자리(33)의 유지 포켓(retention pocket, 32) 사이에 위치한 코일 스프링(30)(도 4a)에 의해 상기 베이스 텐셔너 아암(12)의 상기 비틀림 피봇 마운트(28)에 가해진다. 선택적으로, 상기 비틀림 피봇 마운트(28)와 작동 가능하게 맞물린 비틀림 스프링(31)(도 4b)은 또한 코일 스프링(30) 대신에 요구된 토크를 제공할 수 있다. 이 비틀림력은 상기 링크 플레이트가 상기 비틀림 피봇 마운트(28)에 대해 한 방향으로 피봇하도록 강제한다.

　　　상기 링크 플레이트(16)의 제2 가장자리(25)는 래칫팅 수단(50)(도 3)에 의해 상기 조정 텐셔너 아암(14)에 연결된다. 상기 래칫팅 수단(50)의 제 1 실시예는 상기 링크 플레이트(16)(도 6a)의 상기 제2 가장자리(25)에 근접하여 위치한 채널(52)로 구성된다. 이하에서 래칫 핀(18)(도 3)으로 불리는 핀 또는 슬리브 볼트는 상기 조정 텐셔너 아암(14)에 확실하게 부착되고, 상기 래칫팅 텐셔너(10)의 작동중에 상기 채널(52)을 통하여 횡단한다. 도 6a 및 6b에 도시된 바와 같이, 상기 채널(52)은 상기 비틀림 피봇 마운트(28)로부터 상기 채널(52)의 양쪽 벽들과 양쪽 단부들로부터 등거리에 있는 지점으로 연장되는 가상선(53)의 수직선으로부터 대략 5도에서 대략 15 도 사이의 각도에 있다. 본 발명의 제 1 실시예에서, 도 6a에 부분적으로 나타난 것처럼, 상기 채널(52)의 내측 또는 가까운 측벽(54)은 매끈하고, 상기 채널의 외측 또는 먼 측벽(56)은 래칫 핀(18)을 조정 가능하게 맞물리게 하기 위해 그 길이의 전부 또는 일부분을 따라 이어지는 가리비 형상 또는 유사한 형상의 구성을 가진다.

　　　본 발명의 제 2 실시예는 도 6b에 도시되어 있다. 상기 채널(52)의 양 측벽들(54 및 58)은 매끈하고, 상기 링크 플레이트(16)가 상기 비틀림 피봇 마운트(28)의 주위를 피봇함에 따라 상기 래칫 핀(18)은 상기 래칫 핀과 매끈한, 먼 측벽(58)사이의 마찰력에 의해 래칫 핀(18)이 지탱되는 상기 채널(52)의 가까운 측벽(54)에 점차적으로 맞물린다.

　　　본 발명의 제 3 실시예는 도 6c에 나타내어진다. 핀(60)은 상기 링크 플레이트의 제2 단부(25)에 근접하여 있는 상기 링크 플레이트(16)에 확실하게 장착되고, 상기 조정 텐셔너 아암(14)의 방향으로 돌출된다. 도 8은 도 6c의 라인 8-8을 따른 단면도이고, 상기 링크 플레이트에 너트 또는 유사한 유지 수단에 의해 리벳되거나 고정된 핀(60)을 나타낸다. 도 5b를 참조하면, 상기 핀(60)이 링크 플레이트(16)의 피봇 동작에 대응하여 외측 가장자리(62)의 길이를 따라 조정 가능하게 인덱스하도록 하기 위하여 상기 조정 텐셔너 아암(14)의 외측 가장자리(62)를 가리비 형상으로 된다.

　　　선택적으로, 각 텐셔너 아암(12 및 14)은 각각의 개별 텐셔너 아암이 작동 가능하게 맞물리게 된 체인(11)의 한 스트랜드를 맞물리게 하기 위해 그의 내측 가장자리에 순응성 체인 가이드 요소(70)를 포함할 수 있다. 도 11을 참조하면, 각 체인 가이드 요소(70)는 상기 체인(11)이 미끄러지는 표면을 제공하는 체인 슬라이딩면(72)을 가진다. 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)의 상기 체인 슬라이딩면(72)의 반대편에는 내측면(74)이 있다. 가이드 레일들(76)은 상기 체인(11)이 상 기 체인 슬라이딩면(72)에 적절하게 배치되게 하기 위해 상기 체인 슬라이딩면(72)의 길이 방향 가장자리들로부터 거의 수직으로 뒤집혀 있다. 각각의 순응성 체인 가이드 요소(70)는 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)의 중앙부를 향하여 뒤로 구부러진 갈고리 형상의 제 1 단부(77) 및 갈고리 형상의 제2 단부(78)를 가진다.

　　　도 9a 및 9b를 참조하면, 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)의 제 1 단부(77)는 상기 베이스 텐셔너 아암(12) 위의 제 1 돌출부(80)의 주위에 비영구적으로 구부러지고, 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)의 제2 단부(78)는 상기 베이스 텐셔너 아암(12) 위의 제 2 돌출부(81)의 주위에 비영구적으로 구부러진다. 유사하게, 도 10a 및 10b를 참조하면, 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)의 제 1 단부(77)는 상기 조정 텐셔너 아암(14)의 제 1 돌출부(82)의 주위에 비영구적으로 구부러지고, 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)의 제2 단부(78)는 조정 텐셔너 아암(14)의 제 2 돌출부(83)의 주위에 비영구적으로 구부러진다.

　　　상기 순응성 체인 가이드 요소(70)는 구조에 대한 기억을 제공하는 반가요성의(semi-flexible) 순응성 재료로 만들어진다. 이는 피처리 금속 합금 또는 나일론, 아크릴 또는 레진 충전식 플라스틱 복합재로 구성될 수 있다. 이는, 그의 자유로운 상태에서, 제 1 단부(77) 및 제2 단부(78)가 서로를 향하여 감기도록 제조되고 선택적으로 처리된다. 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)는 장력 하에 있기 때문에, 슬라이딩 가능하게 맞물린 체인의 스트랜드에 대하여 편향력을 행사한다. 정상적인 엔진 작동 중에, 체인(11)의 장력은 느슨한 상태와 팽팽한 상태 사이에서 변동한다. 그의 각각의 베이스 텐셔너 아암(12) 및/또는 조정 텐셔너 아암(14) 위의 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)는 체인 장력의 이러한 변동들을 안정시키기 위한 노력의 일환으로 저항력이 있는 편향력으로 상기 체인(11)을 향하여 구부러질 것이다. 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)가 체인의 느슨함에 대응할 수 있게 해주는 각 순응성 체인 가이드 요소(70)로부터 이용 가능한 잠재적인 이동의 양은 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)의 내측면(74)이 그의 각각의 텐셔너 아암의 내측 가장자리에 완전히 접함에 따라, 부분적으로, 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)의 제 1 단부(77)와 상기 베이스 텐셔너 아암(12) 또는 상기 조정 텐셔너 아암(14) 위의 각각의 제 1 돌출부(80,82) 사이, 그리고 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)의 제 2 단부(78)와 상기 베이스 텐셔너 아암(12) 또는 상기 조정 텐셔너 아암(14) 위의 제 2 돌출부(81,83) 사이의 틈의 조합된 총합에 의해 결정된다.

　　　어떤 설계들에서는 체인 장력의 변동에 대처하기 위해 더 많은 힘이 요구될 수도 있다. 이러한 경우들에는, 적어도 하나의 블레이드 스프링(blade spring, 85)이 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)의 내측면(74)과 그의 각각의 텐셔너 아암의 내측 가장자리 사이에 삽입된다. 블레이드 스프링(85)은 긴 직사각형 형상을 가지며, 그의 자유로운 상태에서 그의 단부가 서로를 향하여 안으로 말리도록 제조되고 처리되는 스프링강과 같은 스프링소재들로 만들어질 수 있다. 상기 블레이드 스프링(85)은 상기 순응성 체인 가이드 요소들(70)의 편향력을 증가시키기 위하여 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)의 내측면(74)과 각각의 텐셔너 아암들의 내측 가장자리들 사이에 장력 하에서 설치된다. 각각의 순응성 체인 가이드 요소(70)와 그의 각각의 텐셔너 아암 사이에는 단지 하나의 블레이드 스프링만 설치될 수도 있으며, 혹은 하나 이상이 설치될 수 있다. 다중의 블레이드 스프링들(85)은 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)의 내측면(74)의 길이를 따라 “직렬로˝ 형성될 수 있거나, 단일 접촉점에서 층층이 상기 내측면(74)과 적층될 수 있다. 각 엔진 또는 동력 전달 시스템의 설계들 사이의 차이에 의해 요구될 때, 체인(11)의 서로 다른 스트랜드들에게 다른 장력을 주는 것이 필요할 수도 있다. 그러한 경우들에 있어서, 임의의 특정한 체인 구동 시스템에서 이용되는 개별 스프링의 힘 포텐셜(force potential)과 블레이드 스프링들의 개수는 변경될 수 있다. 예를 들면, 베이스 텐셔너 아암(12)은 하나 이상의 블레이드 스프링을 이용할 수 있는 반면에 조정 텐셔너 아암(14)은 어떤 블레이드 스프링도 사용하지 않을 수도 있다. 또는, 베이스 텐셔너 아암(12)은 단지 하나의 블레이드 스프링만을 사용할 수 있는 반면에 조정 텐셔너 아암(14)은 다수의 블레이드 스프링들을 포함할 수 있다. 본 발명에서 사용될 수 있는 블레이드 스프링의 개수들, 위치들 및 힘 포텐셜들은 상기 예들에 의해 제한되어서는 안 된다.

　　　체인(11) 또는 구동 스프로켓(20)의 톱니 및/또는 피구동 스프로켓(21)과 같은, 체인구동 동력전달 시스템의 다양한 부품들이 시간의 경과로 마모됨에 따라, 상기 링크 플레이트(16)상에서 상기 비틀림 피봇 마운트(28)에 유지되는 비틀림력은 상기 링크 플레이트(16)가 상기 베이스 텐셔너 아암(12)에 대하여 피봇하도록 하여 상기 체인 구동시스템에서 점차적으로 증대되는 느슨함을 보상하기 위하여 두 텐셔너 아암들(12,14) 모두가 함께 접근하도록 만들기 위해 상기 핀(60)은 최소의 증가분씩 채널(52)를 점진적으로 위로 횡단한다.

　　　임의의 순응성 체인 가이드 요소(70)가 상기 베이스 텐셔너 아암(12)과 상기 조정 텐셔너 아암(14)의 어느 한쪽 또는 양쪽 모두에 가해지면, 체인 장력에서의 정상적인 작동 변동들은, 임의의 블레이드 스프링들(85)의 추가적 편향력으로 혹은 추가적 편향력이 없이, 각각의 순응성 체인 가이드 요소(70)의 힘에 의해 제공된 저항에 의해 처리된다. 상기 순응성 체인 가이드 요소들(70)과 블레이드 스프링들(85)에 의해 제공된 총 편향력은, 각 텐셔너 아암의 상기 순응성 체인 가이드 요소(70)가 체인의 인접한 스트랜드와의 방해되지 않은 팽팽한 접촉을 유지하도록, 상기 링크 플레이트(16)에 작용하는 비틀림력보다 더 커야 한다. 이러한 힘 차동(force differential)때문에, 본 발명의 상기 래칫팅 텐셔너(10)는 시간 경과로 인한 부품들의 마모로 야기된 동력 전달 시스템에서의 느슨해짐만을 처리한다. 상기 링크 플레이트(16)에 인가된 비틀림력은 두 텐셔너 아암들의 상기 순응성 체인 가이드 요소들(70)과, 만일 존재한다면, 상기 블레이드 스프링들(85)의 조합된 힘들보다 작으므로, 본 발명의 래칫팅 텐셔너(10)는 단지 상기 체인 구동시스템의 부품들의 과도한 마모로 인하여 야기된 느슨함에 반응하여 인덱스할 것이며, 체인 장력에서의 정상적인 작동의 변동들에 대응하여 인데스하는 것은 아니다.

　　　따라서 여기에서 기술된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 원리들의 응용을 단지 설명하는 것으로 이해되어야 한다. 설명된 실시예들의 상세한 내용들에 대한 여기에서의 참조는 본 발명에 대한 필수사항으로서 간주되는 특징들을 보이는 청구항들의 범위를 제한하려고 하는 것은 아니다

Claims (22)

1. 내연기관의 폐루프 체인구동 동력전달 시스템을 위한 래칫팅 텐셔너에 있어서,

   a) 체인(11)의 한 스트랜드 및 외측 가장자리를 작동 가능하게 맞물리게 하기 위하여, 체인 슬라이딩면(34)을 갖는 내측 가장자리를 구비하는, 엔진에 피봇 가능하게 장착된 베이스 텐셔너 아암(12);

   b) 상기 체인의 제 2 스트랜드 및 외측 가장자리를 작동 가능하게 맞물리게 하기 위하여, 체인 슬라이딩면(35)을 갖는 내측 가장자리를 구비하는, 상기 엔진에 장착된 조정 텐셔너 아암(14);

   c) 제1 가장자리(24) 및 제2 가장자리(25)를 구비하고, 비틀림 피봇 마운트(28)에 의해 상기 제1 가장자리(24)에 근접하여 상기 베이스 텐셔너 아암(12)에 피봇 가능하게 고정되는 링크 플레이트(16); 및

   d) 중앙선, 내측 측벽(54) 및 외측 측벽(56,58)을 갖는 길다란 형태의 채널(52)을 포함하는 상기 링크 플레이트(16)의 상기 제2 가장자리(25)에 근접하여 위치한 래칫(50)을 포함하고, 상기 채널(52)의 중앙선은 상기 비틀림 피봇 마운트(28)의 축과 상기 채널(52)의 중앙선 사이의 가상선의 수직선으로부터 5도에서 15도에 위치되며;

   e) 상기 링크 플레이트(16)가 상기 비틀림 피봇 마운트(28)에 의해 공급된 비틀림력에 대응하여 피봇함에 따라, 상기 채널(52)의 길이를 따라 오직 한 방향으로만 횡단하는 상기 조정 텐셔너 아암(14)에 고정된 래칫 핀(18)을 포함하고,

   시간의 경과에 따른 상기 폐루프 동력전달 시스템의 부품들의 마모로 인하여 상기 체인에서의 느슨함이 점진적으로 증가할 때, 상기 체인에서 점진적으로 증대하는 느슨함을 보상하기 위하여 상기 래칫 핀(18)이 상기 채널(52)을 통하여 횡단하게 하여서 상기 채널(52)을 횡단하는 상기 래칫 핀(18)의 이동이 상기 베이스 텐셔너 아암(12)과 상기 조정 텐셔너 아암(14)을 서로를 향하여 접근하도록 만드는, 래칫팅 텐셔너.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 비틀림 피봇 마운트(28)에 인가된 상기 비틀림력은 코일 스프링(30)에 의해 제공되고, 상기 코일 스프링은 압축 상태하에 있으며 상기 링크 플레이트(16)의 제 1 단부(24)로부터 아래쪽으로 돌출되는 수직으로 뒤집힌 탭(40)과 상기 베이스 텐셔너 아암(12)의 상기 외측 가장자리(33) 사이에 위치되는, 래칫팅 텐셔너.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 비틀림 피봇 마운트(28)에 인가된 상기 비틀림력은 상기 비틀림 피봇 마운트(28)에 작동 가능하게 맞물리게 된 비틀림 스프링(31)에 의해 제공되는, 래칫팅 텐셔너.
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 채널(52)의 내측 측벽(54)은 매끈한, 래칫팅 텐셔너.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 외측 측벽(56)은 가리비 형태의 구조로 이루어지는, 래칫팅 텐셔너.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 조정 텐셔너 아암(14)은 그의 엔진 마운트에 대해 피봇하는, 래칫팅 텐셔너.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 조정 텐셔너 아암(14)은 피봇 가능하지 않게 상기 엔진에 고정되는, 래칫팅 텐셔너.
8. 제 1 항에 있어서,

   하나의 단부에서 제 1 돌출부(80)를 가지고 그의 다른 단부에서 제 2 돌출부(81)를 가지는 상기 베이스 텐셔너 아암(12)의 상기 내측 가장자리는 제 1 구부러진 형태 단부(77) 및 제 2 구부러진 형태 단부(78)를 가지는 순응성 체인 가이드 요소(70)를 더 포함하고, 상기 제 1 구부러진 형태 단부(77)는 상기 제 1 돌출부(80) 주위에서 비영구적으로 구부러지고, 상기 제 2 구부러진 형태 단부(78)는 제 2 돌출부(81) 주위에서 비영구적으로 구부러지는, 래칫팅 텐셔너.
9. 제 1 항에 있어서,

   하나의 단부에서 제 1 돌출부(82)를 가지고 그의 다른 단부에서 제 2 돌출부(83)를 가지는 상기 조정 텐셔너 아암(14)의 상기 내측 가장자리는 제 1 구부러진 형태 단부(77) 및 제 2 구부러진 형태 단부(78)를 가지는 순응성 체인 가이드 요소(70)를 더 포함하고, 상기 제 1 구부러진 형태 단부(77)는 상기 제 1 돌출부(82) 주위에서 비영구적으로 구부러지고, 상기 제 2 구부러진 형태 단부(78)는 제 2 돌출부(83) 주위에서 비영구적으로 구부러지는, 래칫팅 텐셔너.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 베이스 텐셔너 아암(12)은 그의 내측 가장자리상에 순응성 체인 가이드 요소(70)를 더 포함하고 상기 조정 텐셔너 아암(14)은 그의 내측 가장자리상에 순응성 체인 가이드 요소(70)를 더 포함하는, 래칫팅 텐셔너.
11. 내연기관의 폐루프 체인구동 동력전달 시스템을 위한 래칫팅 텐셔너에 있어서,

    a) 체인의 한 스트랜드와 외측 가장자리를 작동 가능하게 맞물리게 하기 위하여, 체인 슬라이딩면(34)을 갖는 내측 가장자리를 구비하는, 엔진에 피봇 가능하게 장착된 베이스 텐셔너 아암(12);

    b) 상기 체인의 제 2 스트랜드와 외측 가장자리를 작동 가능하게 맞물리게 하기 위하여, 체인 슬라이딩면(35)을 갖는 내측 가장자리를 구비하는, 상기 엔진에 장착된 조정 텐셔너 아암(14);

    c) 제1 가장자리(24) 및 제2 가장자리(25)를 구비하고, 비틀림 피봇 마운트(28)에 의해 상기 제1 가장자리(24)에 근접하여 상기 베이스 텐셔너 아암(12)에 피봇 가능하게 고정되고, 상기 비틀림 피봇 마운트(28)에 의해 공급된 비틀림력에 반응하여 피봇이동하는 링크 플레이트(16); 및

    d) 상기 조정 텐셔너 아암(14)의 상기 외측 가장자리를 슬라이딩 가능하게 맞물리게 하기 위해 상기 조정 텐셔너 아암(14)을 향하여 돌출되는 상기 링크 플레이트(16)의 제2 단부(25)에 근접하여 위치한 핀(60)을 포함하고,

    상기 체인에서 점진적으로 증대하는 느슨함을 보상하기 위하여 상기 핀(60)이 상기 조정 텐셔너 아암(14)의 상기 외측 가장자리를 따라 횡단하게 하여서 상기 링크 플레이트(16)가 피봇하도록 하고 상기 베이스 텐셔너 아암(12)과 상기 조정 텐셔너 아암(14)이 서로를 향하여 접근하도록 하는, 래칫팅 텐셔너.
12. 제 11 항에 있어서,

    상기 비틀림 피봇 마운트(28)에 인가된 상기 비틀림력은 코일 스프링(30)에 의해 제공되고, 상기 코일 스프링(30)은 압축 상태하에 있으며 상기 링크 플레이트(16)의 제 1 단부(24)로부터 아래쪽으로 돌출되는 수직으로 뒤집힌 탭(40)과 상기 베이스 텐셔너 아암(12)의 상기 외측 가장자리(33) 사이에 위치되는, 래칫팅 텐셔너.
13. 제 11 항에 있어서,

    상기 비틀림 피봇 마운트(28)에 인가된 상기 비틀림력은 상기 비틀림 피봇 마운트(28)와 작동 가능하게 맞물리게 된 비틀림 스프링(31)에 의해 제공되는, 래칫팅 텐셔너.
14. 제 11 항에 있어서,

    하나의 단부에서 제 1 돌출부(80)를 가지고 그의 다른 단부에서 제 2 돌출부(81)를 가지는 상기 베이스 텐셔너 아암(12)의 상기 내측 가장자리는 제 1 구부러진 형태 단부(77) 및 제 2 구부러진 형태 단부(78)를 가지는 순응성 체인 가이드 요소(70)를 더 포함하고, 상기 제 1 구부러진 형태 단부(77)는 상기 제 1 돌출부(80) 주위에서 비영구적으로 구부러지고, 상기 제 2 구부러진 형태 단부(78)는 제 2 돌출부(81) 주위에서 비영구적으로 구부러지는, 래칫팅 텐셔너.
15. 제 11 항에 있어서,

    하나의 단부에서 제 1 돌출부(82)를 가지고 그의 다른 단부에서 제 2 돌출부(83)를 가지는 상기 조정 텐셔너 아암(14)의 상기 내측 가장자리는 제 1 구부러진 형태 단부(77) 및 제 2 구부러진 형태 단부(78)를 가지는 순응성 체인 가이드 요소(70)를 더 포함하고, 상기 제 1 구부러진 형태 단부(77)는 상기 제 1 돌출부(82) 주위에서 비영구적으로 구부러지고, 상기 제 2 구부러진 형태 단부(78)는 제 2 돌출부(83) 주위에서 비영구적으로 구부러지는, 래칫팅 텐셔너.
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