KR101478853B1 - 마모 보정형 인장 장치 - Google Patents

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Abstract

가요성 구동부들을 인장시키는 본 발명의 인장 장치는 샤프트 상에 위치된 피봇 부싱의 회전을 억제하도록 회전 방지 형상부들을 제공하기 위해서 비교적 복잡한 단면 형상을 제공할 수 있는 압출 성형 샤프트를 채용한다. 피봇 부싱은 절두 원추형 외부 형상을 갖고, 이에 따라 인장 장치 아암의 허브의 피봇 표면이 피봇 부싱에 피봇한다. 완충 스프링은 마모 보정을 제공하기 위하여 그리고 완충을 제공하기 위하여 인장 장치 아암의 피봇 표면을 향하여 피봇 부싱을 가압한다. 피봇 부싱과 인장 장치 허브 사이에 발생되는 완충의 정도는, 스프링 힘을 변경하는 방식과; 피봇 표면과 피봇 부싱 사이의 유효 접촉 표면을 변화시키는 방식과; 및/또는 피봇 부싱과 피봇 표면 사이의 마찰의 계수를 변화시키는 방식을 포함하는 다양한 방식으로 선택될 수 있다.
가요성 구동부, 샤프트, 회전 방지 형상부, 피봇 부싱, 완충 스프링, 피봇 표면

Description

마모 보정형 인장 장치 {WEAR COMPENSATED TENSIONER}
본 발명은 벨트 또는 체인과 같은 가요성 구동부 내에 실질적으로 일정한 인장을 유지하도록 작동하는 인장 장치(tensioner)에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 사용 중에 발생되는 인장 장치의 부품의 마모를 보정하는 수단을 포함하는 효율적으로 제작될 수 있는 인장 장치에 관한 것이다.
자동차 엔진 상의 보조 사형 벨트(accessory serpentine belt)와 같은 가요성 구동부에 대한 인장 장치가 잘 알려져 있다. 이러한 인장 장치는 스프링 또는 다른 편의 수단에 의해 가요성 구동부에 대하여 편의되는 풀리, 롤러 또는 다른 부재를 포함하는 것이 전형적이다. 풀리는 인장 장치 하우징에 대하여 피봇하는 인장 장치 아암에 베어링을 통하여 장착된다. 하우징은 가요성 구동부 내에 실질적으로 일정한 인장을 유지하도록 가요성 구동부를 향하여 아암을 편의시키는 비틀림 스프링 또는 다른 편의 수단을 포함한다. 종래의 인장 장치는 인장 장치 아암이 인장 장치 아암의 이동을 완충하기 위해서 완충력을 제공하도록 이동할 때 다른 부재들 상에 얹혀지는 마찰 부재를 또한 포함할 수 있다.
이러한 종래 기술의 인장 장치들이 폭넓게 채용되지만, 그들은 몇몇 단점들을 갖고 있다. 특히, 인장 장치 아암에 의해 운반되어야만 하는 비교적 큰 힘들로 인하여, 인장 장치 하우징에 아암을 부착시키는 피봇부에서의 마모가 공통적이고, 이러한 마모는 풀리의 표면이 가요성 구동부의 맞물림 표면에 실질적으로 직각을 이루지 않는 축 이탈(off-axis) 위치로 풀리를 이동시키도록 초래할 수 있다. 풀리의 이러한 축 이탈 위치설정은 피봇부에서의 마모량을 증가시키도록 초래할 수 있고, 결과적으로 가요성 구동부가 인장 장치 풀리와 함께 손상되거나 및/또는 미끄러져 떨어지는 결과를 초래할 것이다.
마모 보정 수단을 갖는 인장 장치 아암은, 예를 들어, 본 발명의 양수인에게 양도된 국제출원공개공보 WO2006/099731호에서 본 발명자들에게 알려져 있지만, 이러한 알려진 인장 장치들은 제작하거나 및/또는 조립하는데 값비쌀 수 있다.
인장 장치의 부품들의 정상적인 마모에 대한 보정을 제공할 수 있고 합리적인 제작 비용으로 모든 부품들의 직각을 벗어난 이동을 방해하는 적합한 완충력을 제공하는 인장 장치를 갖는 것이 바람직하다.
본 발명의 목적은 종래 기술의 하나 이상의 단점을 제거하거나 완화하는 가요성 구동부를 위한 새로운 인장 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 제1 태양에 따르면, 기부 플레이트와; 기부 플레이트에 장착된 제1 단부를 갖고 하나 이상의 회전 방지 형상부를 포함하는 샤프트와; 샤프트 상에 활주 가능하게 수용되는 피봇 부싱으로서, 샤프트 상의 피봇 부싱의 회전을 방지하도록 하나 이상의 회전 방지 형상부와 맞물리고, 대체로 절두원추형 형상인 외부 표면을 갖는 피봇 부싱과; 기부 플레이트로부터 떨어져 샤프트를 따라 피봇 부싱을 편의시키는 완충 스프링과; 피봇 부싱과 맞물리고 피봇 부싱에 피봇하도록 절두원추형 형상을 갖는 피봇 표면을 포함하는 허브 부분과, 허브 부분 말단의 베어링 장착 표면을 포함하는 인장 장치 아암과; 기부 플레이트와 맞물리는 제1 단부와, 가요성 구동부를 향하여 인장 장치 아암을 편의시키도록 인장 장치 아암의 허브 부분과 맞물리는 제2 단부를 갖는 비틀림 스프링과; 샤프트의 제2 단부에 장착된 상부 플레이트와; 인장 장치 아암의 피봇을 허용하면서 인장 장치 아암의 축 이탈 이동을 방지하도록 상부 플레이트와 인장 장치 아암 사이에 위치된 스러스트 와셔(thrust washer)를 포함하는, 가요성 구동부를 인장시키는 인장 장치가 제공된다.
샤프트는 압출(extruding)에 의해 형성되는 것이 바람직하고, 상부 플레이트와 기부 플레이트는 스테이킹(staking)에 의해 샤프트에 장착되는 것이 또한 바람직하다.
본 발명은 구동 벨트들 또는 체인들과 같이 가요성 구동부들을 인장시키는 인장 장치를 제공한다. 인장 장치는 샤프트 상에 위치된 피봇 부싱의 회전을 억제하기 위해서 회전 방지 형상부들을 제공하도록 비교적 복잡한 단면 형상을 형성할 수 있는 압출 성형 샤프트를 채용하는 것이 바람직하다. 피봇 부싱은 절두원추형 외부 형상을 갖고, 이에 따라 인장 장치 아암의 허브의 피봇 표면이 피봇 부싱에 피봇한다. 완충 스프링은 마모 보정을 제공하기 위하여 그리고 완충을 제공하기 위하여 인장 장치 아암의 피봇 표면을 향하여 피봇 부싱을 가압한다. 피봇 부싱과 인장 장치 허브 사이에 발생되는 완충의 정도는, 완충 스프링의 스프링 힘을 변경하는 방식과; 인장 장치 아암의 피봇 표면과 피봇 부싱 사이의 유효 접촉 표면을 변화시키는 방식과; 및/또는 피봇 부싱을 제조하는 금속을 변화시키거나 인장 장치 아암 등의 피봇 표면을 표면 처리[즉, 샌드블라스팅(sandblasting), 코팅의 인가 등]하는 방식과 같이, 피봇 부싱과 피봇 표면 사이의 마찰의 계수를 변화시키는 방식을 포함하는 다양한 방식으로 선택될 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 단지 예시의 방식으로 이제 기술될 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 인장 장치의 상부 및 측면의 분해 사시도를 도시한다.
도 2는 도 1의 인장 장치의 하부 및 측면의 분해 사시도를 도시한다.
도 3은 도 1의 인장 장치에 대한 기부 플레이트 및 샤프트의 조립체의 상부 및 측면의 사시도를 도시한다.
도 4는 조립체 상의 적소에 완충 스프링과 피봇 부싱을 갖는 도 3의 조립체를 도시한다.
도 5는 도 4의 피봇 부싱의 평면도를 도시한다.
도 6은 도 9 및 도 10의 조립체에서 인장 장치 아암의 상부 및 측면의 사시도를 도시한다.
도 7은 도 6의 인장 장치 아암의 하부 및 측면의 사시도를 도시한다.
도 8은 조립체 상의 적소에 비틀림 스프링을 갖는 도 4의 조립체를 도시한 다.
도 9는 인장 장치 아암이 투명한 도 1의 조립된 인장 장치의 상부 및 측면의 사시도를 도시한다.
도 10은 도 1 및 도 9의 인장 장치의 허브와 조립된 아암을 관통하는 단면도를 도시한다.
도 11은 도 10의 인장 장치가 조립될 때 인장 장치 아암의 정상에 위치된 스러스트 와셔를 도시한다.
도 12는 인장 장치 아암이 투명한 본 발명에 따른 다른 인장 장치의 상부 및 측면의 사시도를 도시한다.
도 13은 도 12의 인장 장치의 하부 및 측면의 사시도를 도시한다.
본 발명에 따른 인장 장치는 도 1, 도 2, 도 9 및 도 10에서 전체로 참조부호 10으로 지칭된다. 인장 장치(20)는 샤프트(24), 도 3에 잘 도시된, 기부 플레이트(28) 및 피봇 부싱(32)을 포함한다. 피봇 부싱(32)은 샤프트(24) 상에 활주 가능하게 수용되고, 도 4를 참조하여 아래에 또한 기술되는 바와 같이, 완충 스프링(36)에 의해 기부 플레이트(28)로부터 떨어져 편의된다.
샤프트(24)는 임의의 적합한 기술을 통해 기부 플레이트(28)에 체결될 수 있고, 예시된 실시예에서, 샤프트(24)는 스테이킹을 통해 기부 플레이트(28)에 장착된다.
샤프트(24)는 샤프트(24)를 따라 피봇 부싱(32)의 이동을 허용하면서 샤프 트(24)에 대하여 피봇 부싱(32)의 회전을 방지하도록 하나 이상의 회전 방지 형상부를 포함한다. 예시된 실시예에서, 샤프트(24)는 압출에 의해 형성되고 샤프트(24)의 길이를 따라 슬롯(40)들의 형태로 3개의 회전 방지 형상부들을 포함하고, 피봇 부싱(32)은 샤프트(24)를 중심으로 한 피봇 부싱(32)의 회전을 방지하도록 슬롯(40)들과 맞물리는 (도 5에서 가장 잘 도시된) 상보적인 형상부(34)들을 포함한다. 도 3을 특히 참조하면, 샤프트(24)는 중공 중앙 스템(hollow central stem, 24a), 외부 스템 표면(24b), 및 중공 중앙 스템(24a)과 외부 스템 표면(24b) 사이에 배치되는 복수의 종방향 연장 개구(24c)들을 포함하기 위해서 적합한 방식(예를 들어, 압출, 캐스팅, 몰딩)으로 형성될 수 있다. 외부 스템 표면(24b)은 중공 중앙 스템(24a)에 결합될 수 있는 복수의 로브(lobe, 24d)들에 의해 한정될 수 있다. 각각의 회전 방지 형상부들[예를 들어, 슬롯(40)들]은 한 쌍의 로브(24d)들에 배치될 수 있다.
당업자에게 명백해질 수 있는 바와 같이, 본 발명은 피봇 부싱(32)의 회전을 방지하도록 3개의 종방향 연장 슬롯(40)들의 사용에 제한되지 않고, 임의의 적합한 회전 방지 형상부가 샤프트(24)의 단부에서 단부까지 연장하는 단지 하나의 슬롯(40) 또는 더욱 바람직하게 2개 이상의 대체로 종방향 연장 슬롯(40)들을 포함하여 채용될 수 있다. 또한, 샤프트(24) 상의 회전 방지 형상부는 하나 이상의 리지(ridge)(도시 생략)의 형태로 될 수 있고, 이 경우에 피봇 부싱(32) 내의 상보적인 형상부가 하나 이상의 대응 슬롯들일 수 있다.
도 3에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 슬롯(40)에 부가하여, 샤프트(24)는 인 장 장치(20)의 조립 동안 및/또는 인장 장치(20)의 설치 동안 샤프트(24)의 회전을 방지하도록 공구에 의해 맞물려질 수 있는, 예시된 실시예에서 육각형 통로인, 중앙 구동 프로파일(center drive profile, 44)을 포함할 수 있다. 샤프트(24) 내의 중앙 구동 프로파일(44)이 바람직하지만, 본 발명에 대하여 필수적이지 않고, 다른 적합한 형상으로 이루어질 수 있거나 샤프트(24)로부터 생략될 수 있고, 인장 장치(20)는 알려진 기술들을 이용하여 조립되거나 및/또는 설치될 수 있는 것이 고려된다.
또한 도 3에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 기부 플레이트(28)는 샤프트(24)가 기부 플레이트(28)에 대하여 회전하는 것을 방지하도록 보조하는 한 세트의 위치 형상부(48)를 포함한다. 예시된 실시예에서, 위치 형상부(48)는 슬롯(40)과 맞물리는 한 세트의 직립 탭(tab)을 포함한다. 당업자에게 명백해질 수 있는 바와 같이, 만약 샤프트(24)가 (용접에 의한 바와 같이) 기부 플레이트(28)에 대하여 샤프트(24)의 회전을 본질적으로 방지할 수 있는 방법을 통해 기부 플레이트(28)에 체결된다면, 위치 형상부(48)는 생략될 수 있다.
기부 플레이트(28)는 당업자라면 생각할 수 있는 바와 같은 다양한 방식으로 제조될 수 있지만, 본 발명의 예시된 실시예에서, 기부 플레이트(28)는 기부 플레이트(28)를 형성하는 비용에 효과적인 방식으로 알려진 스탬핑(stamping)에 의해 형성되었다. 아래에 또한 기술하는 바와 같이, 상부 플레이트(52)는 스탬핑에 의해 제작되는 것이 또한 바람직하고, 도 1 내지 도 11에서 예시된 실시예에서, 상부 플레이트(52)는 기부 플레이트(28)의 다른 하나의 예이고, 이에 따라 기부 플레이 트(28) 및 상부 플레이트(52) 양쪽 모두에 도움이 될 수 있는 플레이트를 제작하도록 단일 세트의 스탬핑 공구만을 필요로 한다.
본 실시예에서, 샤프트(24)는 필요하다면 비용을 감소시키도록 그리고 중앙 구동 프로파일(44)을 형성하도록 회전 방지 형상부들을 쉽게 얻기 위해서 압출에 의해 형성되는 것이 바람직하다. 그러나, 본 발명은, 샤프트(24)가 압출에 의해 형성되는 인장 장치와의 사용으로 제한되지 않으며, 기계가공 및/또는 캐스팅을 포함하는 다른 방법에 의해 제작된 샤프트(24)가 필요하다면 채용될 수 있다.
도 4 및 도 5에서 도시된 바와 같이, 그리고 상술한 바와 같이, 피봇 부싱(32)은 샤프트(24) 상에 활주 가능하게 수용되고, 완충 스프링(36)에 의해 기부 플레이트(28)로부터 떨어져 편의된다. 피봇 부싱(32)의 내부 표면은 피봇 부싱(32)으로 하여금 샤프트(24)를 따라 활주하게 하도록 샤프트(24)의 외부 표면에 상보적이고, 샤프트(24)가 슬롯(40)들과 같은 회전 방지 형상부들을 구비한다면, 피봇 부싱(32)의 내부 방사상 표면은 피봇 부싱(32)으로 하여금 샤프트(24)의 길이를 따라 활주하게 하면서 샤프트(24)를 중심으로 한 피봇 부싱(32)의 회전을 방지하도록 샤프트(24)의 회전 방지 형상부와 맞물리는, 융기된 리브(upraised rib, 34)들과 같은, 하나 이상의 상보적인 형상부를 포함한다.
예시된 실시예에서, 완충 스프링(36)이 코일 스프링으로서 도시되어 있지만, 완충 스프링(36)이 기부 플레이트(28)로부터 떨어져 피봇 부싱(32)을 편의시키는 임의의 적합한 기구일 수 있다는 것은 당업자에 의해 이해될 것이다.
샤프트(24)의 외부 표면 및/또는 형상은 당업자라면 생각할 수 있는 바와 같 은 다양한 다른 형상들일 수 있고, 피봇 부싱(32)의 내부 표면은 피봇 부싱(32)으로 하여금 샤프트(24)를 따라 활주하게 하는 상보적인 형상일 것이다. 예를 들어, 샤프트(24)는 단면이 6각형, 4각형 또는 3각형일 수 있고, 피봇 부싱(32)의 내부 표면은 피봇 부싱(32)으로 하여금 샤프트(24)를 따라 활주하도록 허용하고 필요하다면 샤프트(24) 상의 피봇 부싱(32)의 회전을 방지할 수 있는 적절한 형상일 것이다.
도 2, 도 6 및 도 7에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 인장 장치(20)는 인장 장치 아암(56)을 더 포함한다[도 6에서, 샤프트(24)의 예시된 실시예는 선택적인 구동 프로파일(44)을 포함하지 않는다]. 인장 장치 아암(56)은 허브(58)와, 허브(58)로부터 이격된 베어링 장착 표면(60)을 포함한다. 풀리(64)는 볼트(68)와 같은 임의의 적합한 방식을 통해 베어링 장착 표면(60)에 장착되고, 필요하다면 먼지 차폐부(dust shield, 72)를 포함할 수 있다. 풀리(64)는 인장 장치 아암(56)에 대하여 풀리(64)를 회전하게 하도록 허용하는 베어링(76)을 포함하고, 베어링(76)은 풀리(64)와 일체로 형성될 수 있거나 베어링(76)은 풀리(64)로부터 분리될 수 있고 내부에 적합하게 장착될 수 있다. 풀리(64)의 외부 표면은 인장 장치(20)가 인장하도록 정해진 가요성 구동부의 표면에 상보적인 것이 바람직하다.
인장 장치 아암(56)의 허브(58)는 대체로 원통형 외부 표면과 대체로 절두원추형 내부 표면을 갖는 환형의 피봇 표면(80)을 포함한다. 아래에서 더욱 상세하게 기술되는 바와 같이, 인장 장치 비틀림 스프링(84)의 하나의 단부는 피봇 표면(80)과 허브(58)의 내부 표면 사이에서 나선형 주로(helical raceway, 86) 내에 수용된다.
피봇 부싱(32)의 외부 표면은 또한 절두원추형 형상이고, 피봇 표면(80)의 내부 표면의 절두원추형 형상에 대해 상보적인 형상이 바람직하다. 인장 장치(20)가 조립될 때, 피봇 표면(80)의 내부 표면은 피봇 부싱(32)의 외부 표면과 맞물려서 외부 표면 상에 얹혀진다. 완충 스프링(36)은 피봇 부싱(32)이 피봇 부싱(32)의 외부 표면의 마모에 대하여 그리고 제작 공차들로 인한 치수 변형들에 대하여 보정하기 위해서 시간이 지남에 따라 샤프트(24)를 따라 위로 이동되는 것을 초래하고, 피봇 부싱(32)과 피봇 표면(80)의 내부 표면 사이의 마찰 맞물림에 대한 수직력을 또한 제공한다.
인장 장치(20)의 본 실시예에서, 피봇 부싱(32)은 [스탠닐 티더블유363(Stanyl TW363)과 같은] 엔지니어링형 나일론 4/6(engineered Nylon 4/6)으로 제작되고, 사출 성형 또는 임의의 다른 적합한 제작 공정에 의해 형성될 수 있다. 인장 장치 아암(56)은 캐스트 알루미늄 또는 다른 적합한 재료로 제작되고, 표면이 추가로 기계가공되거나 필요하다면 연마될 수 있을지라도, 피봇 표면(80)의 내부 표면은 캐스팅 공정의 결과로서 생성된 것이다.
필요하다면, 피봇 부싱(32)과 피봇 표면(80)의 내부 표면 사이에 생성된 마찰 계수가 내부 표면에 대해 및/또는 피봇 부싱(32)에 대해 표면 처리를 인가함으로써, 예를 들어, 양호한 마찰 계수를 달성하기 위해서 내부 표면에 대해 또는 피봇 부싱(32)에 대해 양호한 코팅을 인가하거나 폴리싱하거나 샌드 블라스팅함으로써, 변경될 수 있다는 것이 고려된다. 피봇 부싱(32)이 제작되는 재료가, 내부 표 면의 상술된 표면 처리에 관련하여 또는 또 하나의 대안으로서, 마찰 계수를 변경시키도록 변화될 수 있다는 것이 또한 고려된다.
마찰 계수를 변화시키는 것에 부가하여, 또는 대신에, 인장 장치(20)에 의해 발생된 완충은 피봇 부싱(32) 상의 완충 스프링(36)에 의해 가해진 힘을 변화시킴으로써 및/또는 피봇 부싱(32)과 피봇 표면(80)의 내부 표면 사이의 유효 접촉 표면을 변화시킴으로써 또한 변경될 수 있다.
도 4 및 도 5로 이제 돌아가면, 피봇 부싱(32)은, 피봇 부싱(32)의 접촉 표면들과 인장 장치(20)의 피봇 표면(80)의 내부 표면 사이로부터 파편, 먼지 및/또는 물의 제거를 보조하는, 홈(groove, 88)과 같은 하나 이상의 형상부를 포함하는 것이 바람직하다.
피봇 부싱(32)은, 피봇 부싱(32)이 종래의 스플릿 부싱 설계였다면 발생할 수 있고 인장 장치 아암(56)의 축 이탈 이동을 이끌 수 있는 피봇 부싱(32)의 축 이탈 변형을 억제하면서 샤프트(24) 및/또는 피봇 부싱(32)의 제작 공차들 및/또는 열팽창 및/또는 수축을 조절하도록, 필요하다면 피봇 부싱(32)으로 하여금 방사상으로 약간 변형되게 하는 하나 이상의 변형 가능한 부분(92)을 포함하는 것이 또한 바람직하다. 다른 방식을 진술하면, 피봇 부싱(32)은 하나 이상의 변형 가능한 부분(92)을 갖는 단일로 형성되고 환형이고 연속적인 벽(32a)을 포함한다. 각각의 변형 가능한 부분(92)은 벽(32a)의 협소부에 의해 형성될 수 있고, 피봇 부싱(32)의 절두원추형 외부 표면(32b)으로 하여금 방사상 외부로 팽창하도록 그리고/또는 방사상 내부로 수축하도록 구성될 수 있다. 제공된 특정한 예에서, 벽(32a)의 협소부는 한 쌍의 슬롯(32c, 32d)들에 의해 형성된다. 슬롯(32c, 32d)들은 여러 가지의 다른 방향들로 배치될 수 있지만, 서로 평행하고 선택적으로 샤프트(24)의 종방향 축에 평행하게 배치될 수 있다.
당업자에게 명백해질 수 있는 바와 같이, 변형 가능한 영역(92)은 예시된 구조에 제한되지 않고, 피봇 부싱(32)의 주연 방향의 변형을 허용하는 변형 가능한 영역을 초래하는 임의의 다른 구조가 채용될 수 있다.
도 8은 도 4의 조립체에 걸쳐서 적소에 위치된 비틀림 스프링(84)을 도시한다[도 8에서, 샤프트(24)의 예시된 실시예는 선택적인 구동 프로파일(44)을 포함하지 않는다]. 알 수 있는 바와 같이, 기부 플레이트(28)는 스프링 멈춤부(96)를 포함하고, 이 스프링 멈춤부에 대하여 비틀림 스프링(84)의 일단부가 접촉하고, 인장 장치 아암(56)의 나선형 주로(86)는 (도 7에 가장 잘 도시된) 스프링 멈춤부(98)를 포함하고, 이 스프링 멈춤부에 대하여 비틀림 스프링(84)의 타단부가 접촉한다. 스프링 멈춤부(96 및 98)를 형성함으로써, 비틀림 스프링(84) 상의 탱(tang)을 형성하도록 요구된 추가 제작 단계들이 회피되고, 이에 따라 제작 비용을 감소시킨다.
기부 플레이트(28)는 (도 4에서 가장 잘 도시된) 2개의 스프링 지지부(100 및 104)들을 더 포함하고, 그 스프링 지지부 상에 비틀림 스프링(84)이 위치되고, 나선형 주로(86)는 비틀림 스프링(84)의 상부를 수용한다. 스프링 지지부(100 및 104)들 및 나선형 주로(86)는 종방향 축이 샤프트(24)의 종방향 축과 실질적으로 정렬되도록 비틀림 스프링(84)과 같은 높이에 있도록 작동하고, 이에 따라 이러한 정렬을 달성하기 위해서 비틀림 스프링(84)의 단부들을 편평하게 하도록 요구된 추가 제작 단계들이 회피되고, 따라서 제작 비용을 감소시킨다. 추가로, 스프링 지지부(100)와 나선형 주로(86)의 측벽은 비틀림 스프링(84)으로 하여금 그에 가해진 토크 힘에 의해 비틀려지는 대신에 측면으로 이동하는 것을 억제하도록 각각의 제1 코일의 비틀림 스프링(84)의 외측 직경과 접촉한다.
그러나, 비틀림 스프링(84)의 각각의 단부가, 비틀림 스프링(84) 상의 필수적인 연삭(grinding) 작업들로부터 초래되는 일부에서의 증가된 제작 비용에도 불구하고, 필요하다면 나선형 주로(86) 및 스프링 지지부(100 및 104)들의 필요성을 제거하고 인장 장치(20)의 전체 높이를 감소시키도록, 편평하게 연삭될 수 있는 것이 또한 고려된다.
기부 플레이트(28)는 양호한 방향으로 인장 장치(20)를 위치시키도록 인장 장치(20)가 장착될 수 있는 표면 상에 위치된 상보적인 형상과 맞물릴 수 있는 인덱싱 형상부(indexing feature, 108)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
도면들에서, 비틀림 스프링(84)이 원형 단면을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 본 발명은 그렇게 제한되지 않고, 비틀림 스프링(84)은 정사각형 또는 직사각형 또는 필요하다면 다른 단면들로 제작될 수 있다.
도 9 및 도 10에서, 인장 장치 아암(56)은 도 6의 조립체에 걸쳐서 설치되었고, 스러스트 와셔(112) 및 상부 플레이트(52)가 설치되었다. 인장 장치(20)를 조립할 때, 스러스트 와셔(112)는 도 11에서 도시된 바와 같이 스러스트 와셔(112)와 정렬하도록 인장 장치 아암(56) 내의 (도 6에 가장 잘 도시된) 상보적인 형상 부(120)들과 맞물리는 하나 이상의 인덱스 형상부(116)를 포함한다[그리고 예시된 실시예에서, 도 2에서 가장 잘 도시된 바와 같이, 스러스트 와셔(112)는 3개의 인덱스 형상부(116)를 포함한다]. 스러스트 와셔(112)는 가요성 구동부에 의한 풀리(64) 상의 적하로 인하여 인장 장치 아암(56)의 축 이탈 이동을 억제하도록 상부 플레이트(52)와 인장 장치 아암(56) 사이에 작용한다.
상술한 바와 같이, 예시된 실시예에서, 상부 플레이트(52)는 기부 플레이트(28)의 다른 예이다. 상부 플레이트(52)가 스러스트 와셔(112)의 정상에서 조립될 때, 각각의 스프링 멈춤부(96) 및 스프링 지지부(100 및 104)는 인장 장치 아암(56) 내의 슬롯(124, 128 및 132)들 내에 각각 수용된다. 스러스트 와셔(112)의 인덱스 형상부(116)는 스러스트 와셔(112)가 임의의 슬롯(124, 128 또는 132)을 덮거나 가리지 않는 것을 보장하도록 인장 장치 아암(56) 내의 각각의 형상부(120)와 맞물린다.
그리고 나서, 상부 플레이트(52)는 임의의 적절한 수단을 통해 샤프트(24)에 체결되고, 예시된 실시예에서, 이것은 샤프트(24)를 상부 플레이트(52)에 스테이킹함으로써 달성된다.
상부 플레이트(52)가 기부 플레이트(28) 및 샤프트(24)와 함께 고정되어 유지됨으로써, 인장 장치 아암(56)이 회전할 때, 슬롯(124)의 단부들은 인장 장치 아암(56)을 중심으로 한 회전의 정해진 제한을 한정하도록 스프링 멈춤부(96)와 접촉한다.
인장 장치(20)의 조립을 완료하기 위해서, 풀리(64)는 볼트(68)와 (필요하다 면) 먼지 차폐부(72)에 의해 베어링 표면에 부착된다. 그리고 나서, 인장 장치(20)는 샤프트(24)의 중앙을 관통하여 엔진 또는 장치로 지나가는 장착 볼트로 엔진 또는 다른 장치 상에 설치될 수 있다. 존재한다면, 기부 플레이트(28)의 인덱스 형상부(108)는 인장 장치(20)가 양호한 방향으로 설치되는 것을 보장하도록 엔진 또는 다른 장치 상의 상보적인 인덱스 형상부 내에 위치설정된다.
상술한 바와 같이, 위에 기술한 인장 장치(20)의 실시예에서, 상부 플레이트(52)는 기부 플레이트(28)의 다른 예이다. 기부 플레이트(28)의 재사용이 공구 및/또는 제작 비용에서의 절감을 제공할 수 있지만, 상부 플레이트(52)가 필요하다면 별개의 부분일 수 있다는 것이 고려된다. 이러한 경우에, 상부 플레이트(52)는 인장 장치 아암(56)의 회전을 제한하는 형상부를 생략하도록 설계될 수 있다.
본 발명에 따른 인장 장치의 다른 실시예는 도 12 및 도 13에서 전체로 참조부호 200으로 지칭되고, 여기서 인장 장치(20)의 부품들과 같은 부품들은 같은 참조부호들로 지칭된다.
인장 장치(200)에 있어서, 기부 플레이트(28)는 기부 플레이트(28)에 대한 인장 장치 아암(56)의 회전 범위를 제한하도록 인장 장치 아암(56) 상의 한 쌍의 제한 멈춤부(208 및 212)들 사이에 연장하는 제한 멈춤부 탭(204)을 더 포함한다. 인장 장치(200)에 있어서, 상부 플레이트(216)가 인장 장치 아암(56)의 회전을 제한하는 역할을 하지 않기 때문에, 상부 플레이트(216)는 바람직하게 스테이킹에 의해 샤프트(24)에 고정되는 단순한 환형 플레이트이다. 유사하게, (도면들에 도시되지 않은) 스러스트 와셔는 인장 장치 아암(56)과 회전하도록 고정되지 않을 수 있는 단순한 환형 디스크일 수 있다. 인장 장치(20)와 달리, 인장 장치(200)에서, 인장 장치 아암(56)의 회전을 제한하지 않기 때문에, 상부 플레이트(216)에 인가된 토크가 존재하지 않고, 이에 따라 샤프트(24)와 기부 플레이트(28) 및 상부 플레이트(216) 사이의 연결부 및/또는 샤프트(24) 상에 가해진 토크는 감소된다.
본 발명은 고무 구동 벨트 또는 체인과 같은 가요성 구동부들을 인장시키는 인장 장치를 제공한다. 인장 장치는 샤프트 상에 위치된 피봇 부싱의 회전을 억제하기 위해서 회전 방지 형상부들을 형성하도록 비교적 복잡한 단면 형상을 형성할 수 있는 압출 성형 샤프트를 채용하는 것이 바람직하다. 피봇 부싱은 절두원추형 외부 형상을 갖고, 이에 따라 인장 장치 아암의 허브의 피봇 표면이 피봇 부싱에 피봇한다. 완충 스프링은 마모 보정을 제공하기 위하여 그리고 완충을 제공하기 위하여 인장 장치 아암의 피봇 표면을 향하여 피봇 부싱을 가압한다. 피봇 부싱과 인장 장치 허브 사이에 발생되는 완충의 정도는, 완충 스프링의 스프링 힘을 변경하는 방식과; 인장 장치 아암의 피봇 표면과 피봇 부싱 사이의 유효 접촉 표면을 변화시키는 방식과; 및/또는 피봇 부싱을 제작하는 금속을 변화시키거나 인장 장치 아암 등의 피봇 표면을 표면 처리[즉, 샌드블라스팅, 코팅의 인가 등]하는 방식과 같이, 피봇 부싱과 피봇 표면 사이의 마찰의 계수를 변화시키는 방식을 포함하는 다양한 방식으로 선택될 수 있다.
본 발명의 상술한 실시예들은 본 발명의 예들로서 정해지고, 수정들 및 변형들은 본 발명에 첨부된 청구범위들에 의해 단지 한정되는 본 발명의 범위로부터 벗어나지 않고 당업자에 의해 본 발명에 실시될 수 있다.

Claims (25)

  1. 가요성 구동부를 인장시키는 인장 장치이며,
    기부 플레이트와,
    상기 기부 플레이트에 장착된 제1 단부를 갖고 하나 이상의 회전 방지 형상부를 포함하는 샤프트와,
    상기 샤프트 상에 활주 가능하게 수용되는 피봇 부싱으로서, 상기 샤프트 상의 피봇 부싱의 회전을 방지하도록 하나 이상의 회전 방지 형상부와 맞물리고, 대체로 절두원추형인 외부 표면을 갖는 피봇 부싱과,
    상기 기부 플레이트로부터 떨어져 상기 샤프트를 따라 상기 피봇 부싱을 편의시키는 완충 스프링과,
    상기 피봇 부싱에 피봇하도록 상기 피봇 부싱과 맞물리고 상기 피봇 부싱에 상보적인 절두원추형 형상을 갖는 피봇 표면을 포함하는 제1 부분과, 상기 제1 부분에 대향하는 제2 부분을 포함하는 인장 장치 아암과,
    상기 기부 플레이트와 맞물리는 제1 단부와, 상기 기부 플레이트에 대한 미리 정해진 방향으로 상기 인장 장치 아암이 편의되도록 상기 인장 장치 아암을 편의시키는 제2 단부를 갖는 비틀림 스프링과,
    상기 인장 장치 아암의 상기 제2 부분에 결합된 풀리를 포함하며,
    상기 피봇 부싱은 하나 이상의 변형 가능한 부분을 갖는 단일로 형성되고 환형이고 연속적인 벽을 포함하고, 각각의 변형 가능한 부분은 상기 벽의 협소부에 의해 형성되고, 상기 하나 이상의 변형 가능한 부분은 상기 피봇 부싱의 절두원추형 외부 표면으로 하여금 방사상 외부로 팽창하거나, 방사상 내부로 수축하거나 또는 방사상 외부로 팽창하고 방사상 내부로 수축하도록 구성되는
    인장 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 벽의 협소부는 한 쌍의 슬롯들에 의해 형성되는
    인장 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 슬롯들은 서로 평행한
    인장 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 슬롯들은 샤프트의 종방향 축에 평행한
    인장 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 벽은 상기 절두원추형 외부 표면과 교차하는 복수의 홈들을 한정하는
    인장 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상부 플레이트와 스러스트 와셔를 더 포함하고, 상기 상부 플레이트는 상기 기부 플레이트에 대향하는 샤프트의 제2 단부에 결합되고, 상기 스러스트 와셔는 상기 상부 플레이트와 상기 인장 장치 아암 사이에 위치되고, 상기 스러스트 와셔는 상기 샤프트의 종방향 축을 중심으로 상기 인장 장치 아암의 피봇을 허용하면서 상기 인장 장치 아암의 축 이탈 이동을 억제하도록 구성되는
    인장 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 상부 플레이트와 상기 기부 플레이트는 교환될 수 있는
    인장 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 상부 플레이트와 상기 기부 플레이트 중 하나는 상기 인장 장치 아암이 상기 피봇 부싱에 대하여 피봇할 수 있는 범위를 제한하도록 상기 인장 장치 아암과 상호 작용하는
    인장 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 샤프트는 중공 중앙 스템, 외부 스템 표면, 및 상기 중공 중앙 스템과 상기 외부 스템 표면 사이에 배치된 복수의 종방향 연장 개구들을 포함하는
    인장 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 외부 스템 표면은 상기 중공 중앙 스템에 결합되는 복수의 로브들에 의해 한정되는
    인장 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 하나 이상의 회전 방지 형상부들 각각은 한 쌍의 로브들 사이에 배치되는
    인장 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 하나 이상의 회전 방지 형상부들 각각은 종방향 연장 슬롯인
    인장 장치.
  13. 가요성 구동부를 인장시키는 인장 장치이며,
    기부 플레이트와,
    상기 기부 플레이트에 장착된 제1 단부를 갖고 하나 이상의 회전 방지 형상부를 포함하는 샤프트와,
    상기 샤프트 상에 활주 가능하게 수용되는 피봇 부싱으로서, 상기 샤프트 상의 피봇 부싱의 회전을 방지하도록 하나 이상의 회전 방지 형상부와 맞물리고, 대체로 절두원추형인 외부 표면을 갖는 피봇 부싱과,
    상기 기부 플레이트로부터 떨어져 상기 샤프트를 따라 상기 피봇 부싱을 편의시키는 완충 스프링과,
    상기 피봇 부싱에 피봇하도록 상기 피봇 부싱과 맞물리고 상기 피봇 부싱에 상보적인 절두원추형 형상을 갖는 피봇 표면을 포함하는 제1 부분과, 상기 제1 부분에 대향하는 제2 부분을 포함하는 인장 장치 아암과,
    상기 기부 플레이트와 맞물리는 제1 단부와, 상기 기부 플레이트에 대한 미리 정해진 방향으로 상기 인장 장치 아암이 편의되도록 상기 인장 장치 아암을 편의시키는 제2 단부를 갖는 비틀림 스프링과,
    상기 인장 장치 아암의 상기 제2 부분에 결합된 풀리를 포함하며,
    상기 샤프트는 중공 중앙 스템, 외부 스템 표면, 및 상기 중공 중앙 스템과 상기 외부 스템 표면 사이에 배치된 복수의 종방향 연장 개구들을 포함하는
    인장 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 외부 스템 표면은 상기 중공 중앙 스템에 결합되는 복수의 로브들에 의 해 한정되는
    인장 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 하나 이상의 회전 방지 형상부들 각각은 한 쌍의 로브들 사이에 배치되는
    인장 장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 회전 방지 형상부들 각각은 종방향 연장 슬롯인
    인장 장치.
  17. 제13항에 있어서,
    상부 플레이트와 스러스트 와셔를 더 포함하고, 상기 상부 플레이트는 상기 기부 플레이트에 대향하는 샤프트의 제2 단부에 결합되고, 상기 스러스트 와셔는 상기 상부 플레이트와 상기 인장 장치 아암 사이에 위치되고, 상기 스러스트 와셔는 상기 샤프트의 종방향 축에 대한 상기 인장 장치 아암의 피봇을 허용하면서 상기 인장 장치 아암의 축 이탈 이동을 억제하도록 구성되는
    인장 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 상부 플레이트와 상기 기부 플레이트는 교환될 수 있는
    인장 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 상부 플레이트는 상기 인장 장치 아암이 상기 피봇 부싱에 대하여 피봇할 수 있는 범위를 제한하도록 상기 인장 장치 아암과 상호 작용하는
    인장 장치.
  20. 가요성 구동부를 인장시키는 인장 장치이며,
    기부 플레이트와,
    상기 기부 플레이트에 장착된 제1 단부를 갖고 하나 이상의 회전 방지 형상부를 포함하는 샤프트와,
    상기 샤프트 상에 활주 가능하게 수용되는 피봇 부싱으로서, 상기 샤프트 상의 피봇 부싱의 회전을 방지하도록 하나 이상의 회전 방지 형상부와 맞물리고, 대체로 절두원추형 형상인 외부 표면을 갖는 피봇 부싱과,
    상기 기부 플레이트로부터 떨어져 상기 샤프트를 따라 상기 피봇 부싱을 편의시키는 완충 스프링과,
    상기 피봇 부싱에 피봇하도록 상기 피봇 부싱과 맞물리고 상기 피봇 부싱에 상보적인 절두원추형 형상을 갖는 피봇 표면을 포함하는 허브 부분과, 상기 허브 부분 말단의 베어링 장착 표면을 포함하는 인장 장치 아암과,
    상기 기부 플레이트와 맞물리는 제1 단부와, 상기 가요성 구동부를 향하여 상기 인장 장치 아암을 편의시키도록 상기 인장 장치 아암의 허브 부분과 맞물리는 제2 단부를 갖는 비틀림 스프링과,
    상기 샤프트의 상기 제2 단부에 장착된 상부 플레이트와,
    상기 인장 장치 아암의 피봇을 허용하면서 상기 인장 장치 아암의 축 이탈 이동을 방지하도록 상기 상부 플레이트와 상기 인장 장치 아암 사이에 위치된 스러스트 와셔를 포함하는
    인장 장치.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 상부 플레이트와 상기 기부 플레이트는 교환 가능한 부분들인
    인장 장치.
  22. 제20항에 있어서,
    상기 인장 장치 아암의 완충력은 상기 피봇 부싱을 상기 기부 플레이트로부터 떨어져 편의시키는 힘을 변화시키도록 완충 스프링을 변화시킴으로써 변경될 수 있는
    인장 장치.
  23. 제20항에 있어서,
    상기 상부 플레이트는 상기 인장 장치 아암이 상기 피봇 부싱에 대하여 피봇할 수 있는 범위를 제한하도록 상기 인장 장치 아암과 상호 작용하는
    인장 장치.
  24. 제20항에 있어서,
    상기 기부 플레이트는 상기 인장 장치 아암이 상기 피봇 부싱에 대하여 피봇할 수 있는 범위를 제한하도록 상기 인장 장치 아암과 상호 작용하는
    인장 장치.
  25. 가요성 구동부를 인장시키는 인장 장치이며,
    기부 플레이트와,
    상기 기부 플레이트에 장착된 제1 단부를 갖고 하나 이상의 회전 방지 형상부를 포함하는 샤프트와,
    상기 샤프트 상에 활주 가능하게 수용되는 피봇 부싱으로서, 상기 샤프트 상의 피봇 부싱의 회전을 방지하도록 하나 이상의 회전 방지 형상부와 맞물리고, 대체로 절두원추형인 외부 표면을 갖는 피봇 부싱과,
    상기 기부 플레이트로부터 떨어져 상기 샤프트를 따라 상기 피봇 부싱을 편의시키는 완충 스프링과,
    상기 피봇 부싱에 피봇하도록 상기 피봇 부싱과 맞물리고 상기 피봇 부싱에 상보적인 절두원추형 형상을 갖는 피봇 표면을 포함하는 제1 부분과, 상기 제1 부분에 대향하는 제2 부분을 포함하는 인장 장치 아암과,
    상기 기부 플레이트와 맞물리는 제1 단부와, 상기 기부 플레이트에 대한 미리 정해진 방향으로 상기 인장 장치 아암이 편의되도록 상기 인장 장치 아암을 편의시키는 제2 단부를 갖는 비틀림 스프링과,
    상기 인장 장치 아암의 상기 제2 부분에 결합된 풀리와,
    상기 기부 플레이트에 대향하는 상기 샤프트의 제2 단부에 결합된 상부 플레이트와,
    상기 상부 플레이트와 상기 인장 장치 아암 사이에 위치되고, 상기 샤프트의 종방향 축을 중심으로 상기 인장 장치 아암의 피봇을 허용하면서 상기 인장 장치 아암의 축 이탈 이동을 억제하도록 구성된 스러스트 와셔를 포함하며,
    상기 피봇 부싱은 하나 이상의 변형 가능한 부분을 갖는 단일로 형성되고 환형이고 연속적인 벽을 포함하고, 각각의 변형 가능한 부분은 상기 벽의 협소부에 의해 형성되고, 상기 하나 이상의 변형 가능한 부분은 상기 피봇 부싱의 절두원추형 외부 표면으로 하여금 방사상 외부로 팽창하거나, 방사상 내부로 수축하거나 또는 방사상 외부로 팽창하고 방사상 내부로 수축하도록 구성되고,
    상기 벽의 협소부는, 서로 평행하고 상기 샤프트의 종방향 축에 평행한 한 쌍의 슬롯들에 의해 형성되고,
    상기 벽은 절두원추형 외부 표면과 교차하는 복수의 홈들을 한정하고,
    상기 상부 플레이트와 상기 기부 플레이트는 교환될 수 있고,
    상기 상부 플레이트와 상기 기부 플레이트 중 하나는 상기 인장 장치 아암이 상기 피봇 부싱에 대하여 피봇할 수 있는 범위를 제한하도록 상기 인장 장치 아암과 상호 작용하고,
    상기 샤프트는 중공 중앙 스템, 외부 스템 표면, 및 상기 중공 중앙 스템과 상기 외부 스템 표면 사이에 배치된 복수의 종방향 연장 개구들을 포함하고,
    상기 외부 스템 표면은 상기 중공 중앙 스템에 결합되는 복수의 로브들에 의해 한정되고,
    각각의 상기 하나 이상의 회전 방지 형상부는 한 쌍의 로브들 사이에 배치되고,
    각각의 상기 하나 이상의 회전 방지 형상부는 종방향 연장 슬롯인
    인장 장치.
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