KR101557205B1 - 평벨트 구동 사행방지 자동 텐셔너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전동장치의 프레임에 고정되는 고정브라켓(10)과, 평벨트에 텐션을 가하도록 접촉되는 텐션롤러(15) 및 상기 평벨트의 사행을 방지하기 위한 사행방지구를 구비한 평벨트 구동 사행방지 자동 텐셔너에 관한 것으로, 상기 사행방지구(20)는 상기 고정브라켓(10)의 선단에서 평벨트의 사행방향에 따라 회동가능하게 배치되고, 사행방지구의 선단에 텐션롤러(15)가 회전가능하게 장착되어 구성됨으로써, 종래와 같이 평벨트의 사행 방지를 위한 풀리구조 변경이나 별도의 고가의 사행방지수단을 구비하기 위한 비용증가 없이도 상대적으로 가격이 저렴하면서도 전동 효율이 우수한 평벨트를 전동장치에 사용할 수 있는 효과가 있다.

Description

평벨트 구동 사행방지 자동 텐셔너 {Flat Belt Drive misalignment Prevention Auto Tensioner}

본 발명은 전동장치에 사용되는 평벨트 구동 사행방지 자동 텐셔너에 관한 것으로, 특히 평벨트의 고전동 효율 및 낮은 진동과 소음 특성을 유지하면서도 평벨트의 사행을 방지하고 전동효율을 향상시키도록 사행방지수단을 구비한 평벨트 구동 사행방지 자동 텐셔너에 관한 것이다.

일반적으로 벨트를 이용한 전동수단은 여러 산업분야에서 널리 사용되고 있으며, 이러한 전동수단으로서 V벨트나 V리브드 벨트가 널리 이용되고 있다.

V벨트는 쐐기효과를 얻을 수 있으면서 비교적 유연하여 절곡으로 인한 손상이 적으므로, 예를 들어 자동차의 구동장치와 같이 회전속도가 높고 회전변동이 큼에도 불구하고 전동면이 작고 전동효율이 높은 것이 요구되는 벨트 전동장치에 적합하지만, 구동 풀리는 물론, 종동 풀리의 대부분도 리브드풀리로 구성되며, 각각 높은 가공 정밀도가 요구될 뿐만 아니라 가공 공정수도 많아지므로 원가가 높아지는 문제와, 평벨트에 비해 절곡에 의한 손상이 클 뿐만 아니라, 리브드 풀리와의 출입시에 리브끼리의 마찰로 인한 마찰손상이 커지며, 또한 두꺼운 리브 고무층을 개재하고 풀리에 감기므로, 이 리브 고무층의 전단변형에 의한 손상도 커져 버리고, 평벨트에 비하면 전동효율이 낮아짐과 더불어 발열로 인한 고무의 열화 문제와 함께, 리브 고무층이 변형되어 쐐기효과를 일으킬 경우, 심선(心線)이 매설되어 있는 고무층에는 벨트 폭방향으로 주름지는 변형이 일어나 버리고, 심선의 박리 등 여러 가지 문제를 초래할 우려가 있다. 쐐기효과에 의해 충격적인 하중에 대해서도 미끄럼이 생기기 어려운 것도 오히려 파손으로 이어지는 것이 우려되는 문제가 있었다.

이에 대하여 평벨트에는 미스얼라이먼트 등에 기인하여 벨트가 주행 중에 사행하거나, 풀리 한쪽으로 치우치거나 하는 큰 문제가 있으며, 이러한 사행이나 치우침 문제에 대해서는, 종래 평풀리 외주면에 크라운을 형성하는 대책이 잘 알려져 있고(예를 들어 일본 실용신안공개 소화 59-45351호 공보 참조), 풀리 양측에 플랜지를 형성하는 것도 실행되고 있으나, 모두 사행이나 치우침이 충분히 방지되지 않고, 벨트 일부분에 부담이 집중되는 경향이 있어 실용성이 없다. 이 때문에 평벨트 전동 장치는, V벨트 등의 다른 벨트에 비해 벨트 굴곡에 의한 손실이 적으며 전동 효율이 매우 높음에도 불구하고, 충분히 활용되고 있지 못하는 실정이다. 이는 평벨트가, 다른 전동 벨트에 비해 풀리 축이 정규 위치에서 어긋나거나, 축 하중 변화에 의해 풀리 축의 처짐, 풀리의 요동과 같은 전동 장치 구성요소의 변화에 민감하기 때문이다.

일본국 특허공개공보 제2011-236943호(2011.11.24. 공개)에는 풀리본체상에 마찰벨트에 사행벨트를 폭방향에 대한 편기가 발생할 때, 풀리본체가 요동축 중심 주위로 사행 및 편기를 수정하는 방향으로 허용하도록 자동중심조정풀리에 있어서, 풀리본체를 요동중심 주위로 요동가능하게 지지하는 지지부재와 풀리본체 사이에 설치된 풀리본체의 요동에 대해 저항하여 슬라이드마찰을 발생하는 수지부품을 제공함으로써, 마찰벨트의 사행, 편기를 안정되게 방지하기 위해 최적의 요동저항을 갖는 자동중심조정 풀리가 소개되어 있다.

또한, 일본국 특허공개공보 제2013-79684호(2013.05.02 공개)에는, 아암부재의 선단측부분에 장착된 치구본체부와, 그 치구본체에 자유롭게 탈착가능하게 취부되는 조작레버를 구비함으로써 치구본체에 대한 조작레버의 가이드풀리의 회전축중심 둘레의 취부각도를 조정가능하게 하는 벨트교환치구가 소개되어 있다.

그러나, 이들 종래 기술은 구조적으로 복잡하고 제조비용이 증가되어 평벨트 전동장치에 적용하기 어렵기 때문에, V벨트 등의 다른 벨트에 비해 벨트 굴곡에 의한 손실이 적으며 전동 효율이 매우 높은 평벨트를 전동수단으로서 사용할 수 있도록 보다 간편한 대책이 요망되었다.

일본 실용신안공개 소화 59-45351호 공보 일본국 특허공개공보 제2011-236943호 공보 일본국 특허공개공보 제2013-79684호 공보

본 발명의 목적은 상기한 종래 평벨트의 문제점을 해결하여 텐셔너를 사용할 때의 요동을 최소화하고 벨트의 장력에 의해 풀리의 축에 걸리는 하중의 위치가 변화됨에 따른 벨트의 사행 방향에 순응하여 회동하여 사행벨트가 반대방향으로 사행되도록 하여 결과적으로 벨트의 사행을 방지하는 방지수단을 구비한 개선된 구조의 평벨트 구동 사행방지 자동 텐셔너를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 의한 평벨트 구동 사행방지 자동 텐셔너는, 전동장치의 프레임에 고정된 두개의 이격된 측판부재들과, 그 측판들 사이에서 양단이 고정되고 상하로 이격되어 평행하게 설치된 한쌍의 연결판을 구비한 고정브라켓과,

두개의 이격된 측판들과, 상기 측판들 사이에서 양단이 고정되고 상하로 이격되어 평행하게 설치된 연결판들, 및 측판의 선단에서 회동가능하게 장착되고 전동장치의 평벨트와 접촉하도록 된 텐션롤러를 구비하여, 평벨트의 사행을 방지하도록 평벨트의 사행방향에 따라 고정브라켓에 대하여 회동가능하게 배치된 사행방지구를 포함하여 구성된다.

상기 고정브라켓의 상측과 하측에 각각 제공된 연결판에 일단이 고정되고 타단은 사행방지구의 상측과 하측에 각각 제공된 연결판에 회동축을 통하여 회동가능하게 장착된 지지편으로 상기 사행방지구는 고정브라켓의 선단에서 회동가능하게 장착된다.

상기 고정브라켓은 두개의 측판부재들 사이에 배치된 장력제어수단을 구비한 힌지축으로 전동장치의 프레임에 설치되며, 상기 장력제어수단은 단면이 장방형의 하우징과, 하우징의 내부에 배치되는 힌지축 및 상기 하우징 내측의 4곳의 모서리부분에서 힌지축과의 사이에 배치되는 러버스프링용 탄성부재를 포함하여 구성된다.

상기 고정브라켓의 상하측의 한쌍의 이격된 연결판과 그에 인접배치된 사행방지구의 상하측의 한쌍의 이격된 연결판들 사이에 스프링부재가 제공되어 벨트사행에 의해 회동되는 사행방지구가 자체 무게에 의해 좌측 또는 우측으로 스스로 치우쳐지게 되어 중심위치로 복귀되지 못하는 것을 방지하기 위해 스프링부재가 설치 된다.

텐션롤러와 접촉하여 이동하는 평벨트의 표면에서 이물질을 제거하기 위하여 텐션롤러와 접촉되게 브러시가 사행방지구의 양 측판들에 각각 고정된 지지판들에 의해 지지된다.

본 발명에 따라 평벨트 전동장치에서 사용되는 텐셔너에 사행방지구를 설치하여 간편하게 평벨트의 사행을 방지할 수 있게 되므로, 종래와 같이 평벨트의 사행 방지를 위한 풀리구조 변경이나 별도의 고가의 사행방지수단을 구비하기 위한 비용증가 없이도 상대적으로 가격이 저렴하면서도 전동 효율이 우수한 평벨트를 전동장치에 사용할 수 있는 효과가 있으며, 상기 사행방지구의 선단에 브러시를 장착하여 텐션롤러와 접촉하여 이동하는 평벨트의 표면에서 이물질을 제거하여 벨트의 손상을 방지하여 수명이 연장되는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 의한 평벨트 구동 사행방지 자동 텐셔너의 사시도.
도 2는 도 1의 텐셔너의 진동감쇠 고무스프링의 분해사시도.
도 3은 도 1의 텐셔너 측면도.
도 4는 도 3의 텐셔너의 평면도.
도 5는 도 1의 텐셔너를 평벨트 전동장치에 사용한 사용상태도.
도 6 내지 10은 도 1의 텐셔너에서 발생되는 평벨트의 사행 현상 방지를 보여주는 개략적인 평면도.

이하에서는 본 발명의 실시예를 도시한 첨부 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1 내지 4에 있어서, 본 발명에 의한 평벨트 구동 사행방지 자동 텐셔너(1)는 전동장치의 프레임(5)에 고정되는 고정브라켓(10)과, 평벨트에 텐션을 가하도록 접촉되는 텐션롤러(15)를 구비하고 평벨트의 사행방지를 위하여 상기 고정브라켓에 대하여 회동가능하게 배치된 사행방지구(20)를 포함한다. 상기 텐션롤러는 그 양측단부에 벨트의 이탈을 방지하도록 플랜지 또는 돌출턱(16)이 형성되는 것이 바람직하다.

상기 고정브라켓(10)은 두개의 측판부재(11)들 사이에 배치된 힌지축(12)으로 전동장치의 프레임(5)에 설치되며, 장력제어수단이 상기 힌지축에 제공되고, 상기 장력제어수단은 단면이 장방형의 하우징(13)과, 하우징의 내부에 배치되는 힌지축(12) 및 상기 하우징 내측의 4곳의 모서리부분에서 힌지축(12)과의 사이에 배치되는 진동감쇠용 탄성부재(14)를 포함하여 구성된다. 상기 탄성부재는 고무재로서 길다란 원기둥형태로 이루어져 하우징의 내측 모서리부분에 배치됨으로써, 스프링 기능, 댐핑(Damping)기능, 베어링 기능 및 텐션(Tensioning)기능을 하게 된다. 상기 고정브라켓의 선단의 상하측에는 측판부재(11)들에 양단이 고정되는 한쌍의 이격된 연결판(25)들이 상하로 이격되어 평행하게 설치되어 있다.

상기 사행방지구(20)는 두개의 이격된 측판(11')들과, 상기 측판들에 양단이 고정된 상하측의 한쌍의 연결판(26)들 및 측판의 선단에서 베어링부재(41)에 의해 회전가능하게 축이 지지되어 장착된 텐션롤러(15)를 포함한다.

상기 고정브라켓의 상하측에 각각 이격되어 제공된 한쌍의 연결판(25)들과, 이에 각각 인접 배치된 사행방지구의 상하측에 각각 이격되어 제공된 한쌍의 연결판(26)들은 각각 상측과 하측에 제공된 지지편(22)에 의해 연결되며, 상기 지지편(22)의 일단부는 고정브라켓의 한쌍의 연결판(25)의 상측에 고정된 한편, 지지편(22)의 타단부는 사행방지구(20)의 한쌍의 연결판(26)의 하측에서 회동축(21)에 의해 회동가능하게 장착됨으로써, 사행방지구(20)는 고정브라켓(10)에 대하여 회동할 수 있게 된다. 상기 회동축에는 원활한 회전을 위하여 예를들어 캠플로어베어링이 사용된다.

또한, 상기 고정브라켓의 상하측의 한쌍의 이격된 연결판(25)과 그에 인접배치된 사행방지구(20)의 상하측의 한쌍의 이격된 연결판(26)들 사이에는 상기 회동축(21)을 중심으로 양측에 각각 스프링부재(36)들이 각 쌍의 연결판들 사이에 배치되고 양단이 각각 고정브라켓의 연결판(25)쌍과 사행방지구의 연결판(26)쌍에 연결되어 제공된다. 이로써, 사행방지구(20)는 벨트의 사행 발생 시 스프링부재(36)는 사행방지구(20)의 자체 무게에 의해 좌측 또는 우측으로 스스로 치우쳐지게 되어 중심위치로 복귀되지 못하는 것을 방지하기 위해 설치된다.

또한, 도면에 도시된 실시예에서는 사행방지구(20)의 양측판(11')들에 고정된 지지판(42)에 의해 지지되는 브러시(40)가 제공되어 텐션롤러(15)와 접촉되어 이동하는 벨트의 표면에 묻은 이물질을 제거함으로써 벨트가 마모되거나 손상되는 것을 방지하여 벨트 수명이 연장된다.

상기 사행방지구(20)는 도 5에 도시된 바와같이 텐션롤러(15)가 전동장치의 풀리(28)들 사이에서 동력을 전달하는 평벨트(29)의 저면측에 접촉되어 평벨트에 텐션을 조정하여 효율적인 전동이 이루어지도록 한다. 이때, 텐션롤러(15)를 통해 전달되는 진동은 고정브라켓(10)의 하우징에 제공된 러브스프링용 탄성부재(14)에 의해 감쇠된다.

전동장치의 작동중에 하중의 불균형이나 미스얼라이먼트 등에 기인하여 벨트가 주행 중에 도 6과 7에 도시된 바와같이 좌측으로 사행되는 경우에, 사행방지구(20)가 텐션롤러(15)와 함께 고정브라켓의 선단에서 좌측방향으로 회동하게 되며, 이로써 평벨트는 우측부분이 상대적으로 텐션롤러(15)와의 마찰력이 좌측부분 보다 커져 우측으로 회동되어 텐션롤러가 도 8과 같이 수평을 유지하게 됨으로써 결국 벨트의 사행이 지속되지 않고 조정된다.

또한, 도 9에 도시된 바와같이, 평벨트가 우측으로 사행되는 경우에는 앞서 설명한 것과 반대로, 텐션롤러(15)는 사행방지구와 함께 우측으로 도 10에 도시된 바와 같이 회동한 다음에 평벨트의 좌측부분이 텐션롤러의 마찰력이 우측부분보다 상대적으로 증가되면서 평벨트는 다시 좌측으로, 즉 중앙쪽으로 사행하고 도 8에 도시된 바와 같이 중앙쪽에서 평형을 이루게 된다.

상기한 바와 같이, 전동장치의 작동중에 평벨트가 사행하는 경우 텐션롤러와 평벨트와의 마찰력이 증가되면서 고정브라켓(10)의 선단에서 회동가능하게 장착된 사행방지구(20)가 평벨트가 사행하는 쪽으로 회동하게 되며, 이때 평벨트가 사행되는 반대방향의 평벨트 부분과 텐션롤러와의 마찰이 증가됨에 따라 다시 평벨트가 반대쪽으로 사행됨과 함께 평벨트는 자동적으로 평형을 이루게 됨으로써 평벨트의 사행이 방지된다. 이때 도면에는 도시되지 않았지만 고정브라켓과 사행방지구의 연결판들 사이에 제공되는 사행 발생 시 스프링부재(36)는 사행방지구(20)의 자체 무게에 의해 좌측 또는 우측으로 스스로 쓰러지는 것을 방지하기 위해 조력한다.

본 발명의 사행방지구는 벨트 텐셔너에 설치함으로써 풀리의 구조 변경 없이도 평벨트의 사행을 방지할 수 있고, 점유 공간을 최소화하고, 설치 비용 또한 크게 절감할 수 있다.

본 발명은 평벨트를 이용한 전동장치에서 평벨트의 사행 현상을 자동적으로 방지할 수 있도록 이용할 수 있다.

10 : 고정브라켓 11,11' : 측판부재
12 : 힌지축 13 : 하우징
14 : 탄성부재 15 : 텐션롤러
20 : 사행방지구 21 : 축
22 : 지지편 25, 26 : 연결판
28 : 풀리 29 : 평벨트
36 : 스프링부재 40 : 브러시
41 : 베어링부재

Claims (5)

1. 전동장치의 프레임에 고정된 두개의 이격된 측판부재(11)들과, 그 측판(11)들 사이에서 양단이 고정되고 상하로 이격되어 평행하게 설치된 한쌍의 연결판(25)을 구비한 고정브라켓(10)과
   두개의 이격된 측판(11')들과, 상기 측판(11')들 사이에서 양단이 고정되고 상하로 이격되어 평행하게 설치된 연결판(26)들, 및 측판(11')의 선단에서 회동가능하게 장착되고 전동장치의 평벨트(29)와 접촉하도록 된 텐션롤러(15)를 구비하여, 평벨트(29)의 사행을 방지하도록 평벨트(29)의 사행방향에 따라 고정브라켓(10)에 대하여 회동가능하게 배치된 사행방지구(20)와,
   상기 고정브라켓(10)은 두개의 측판부재(11)들 사이에 배치된 장력제어수단을 구비한 힌지축(12)으로 전동장치의 프레임(5)에 설치되며, 상기 장력제어수단은 단면이 장방형의 하우징(13)과, 하우징의 내부에 배치되는 힌지축(12) 및 상기 하우징 내측의 4곳의 모서리부분에서 힌지축(12)과의 사이에 배치되는 러버스프링용 탄성부재(14)를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 평벨트 구동 사행방지 자동 텐셔너.
2. 제 1항에 있어서, 상기 고정브라켓(10)의 상측과 하측에 각각 제공된 연결판(25)에 일단이 고정되고 타단은 사행방지구(20)의 상측과 하측에 각각 제공된 연결판(26)에 회동축(21)을 통하여 회동가능하게 장착된 지지편(22)으로 상기 사행방지구(20)는 고정브라켓(10)의 선단에서 회동가능하게 장착된 것을 특징으로 하는 평벨트 구동 사행방지 자동 텐셔너.
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 고정브라켓(10)의 상하측의 한쌍의 이격된 연결판(25)과 그에 인접배치된 사행방지구(20)의 상하측의 한쌍의 이격된 연결판(26)들 사이에 스프링부재(36)가 제공되어 사행 발생 시 스프링부재(36)는 사행방지구(20)의 자체 무게에 의해 좌측 또는 우측으로 스스로 치우쳐 경사지는 것을 방지하도록 된 것을 특징으로 하는 평벨트 구동 사행방지 자동 텐셔너.
5. 제 1항, 제2항 및 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 텐션롤러(15)와 접촉하여 이동하는 평벨트의 표면에서 이물질을 제거하기 위하여 텐션롤러(15)와 접촉되게 브러시(40)가 사행방지구(20)의 양 측판(11')들에 각각 고정된 지지판(42)들에 의해 지지되는 것을 특징으로 하는 평벨트 구동 사행방지 자동 텐셔너.

Images