KR101684128B1

KR101684128B1 - 벨트 오토 텐셔너

Info

Publication number: KR101684128B1
Application number: KR1020150083957A
Authority: KR
Inventors: 윤제용
Original assignee: 현대자동차주식회사
Priority date: 2015-06-15
Filing date: 2015-06-15
Publication date: 2016-12-07
Also published as: US9863511B2; US20160363196A1

Abstract

본 발명은 엔진과 보기류 부품 사이의 회전력 전달을 위한 벨트의 장력을 자동으로 조절해주는 벨트 오토 텐셔너에 있어서, 상기 벨트에 접하는 풀리가 설치되고, 상기 풀리와 이격되어 마련된 수용 공간을 구비하는 상부 커버와 상기 수용 공간에 삽입되고, 상기 벨트의 장력에 의해 상기 상부 커버가 장력부여 맞물림의 방향과 반대 방향으로의 회전하는 경우 상기 상부 커버에 마찰 감쇄를 제공하는 텐셔너 몸체 및 상기 수용 공간의 내측면에 설치되고, 상기 상부 커버의 회전 시 상기 텐셔너 몸체의 외측면과 마찰되도록 형성되는 마찰유닛을 포함한다.

Description

벨트 오토 텐셔너{Belt auto-tensioner}

본 발명은 벨트 오토 텐셔너에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 일정한 댐핑이 유지되도록 하는 벨트 오토 텐셔너에 관한 것이다.

일반적으로, 벨트를 통해 엔진과 동력 전달 가능하게 연결되는 보기류 부품을 엔진에 적용함에 있어서 벨트, 즉 보기류 벨트의 장력을 자동으로 조절 및 유지해주는 오토 텐셔너(auto-tensioner)가 장착되고 있다.

특히, 승용 디젤 엔진에서는 시동발전기가 벨트를 통해 엔진으로부터 동력을 전달받거나 엔진으로 동력을 전달하므로 보기류 벨트의 긴장 상태와 이완 상태가 엔진의 운전조건 및 시동발전기의 작동조건에 따라 계속해서 바뀌게 된다.

따라서, 상기와 같은 조건에 의해 보기류 벨트의 하중이 변화하게 되는 경우에도 자동으로 보기류 벨트의 장력이 일정하게 유지될 수 있도록 오토 텐셔너의 장착이 필수적이다.

이러한 오토 텐셔너는 도 1에 도시된 바와 같이 텐셔너 몸체(1)에 마련된 스프링(2)에 마찰재(3)가 위치하고 있는 구조를 가지고 있으며, 하중이 전달될 경우 상부 커버가 회전하게 되고, 그에 따라 하중 작용 방향으로 스프링(2)의 단부에 하중이 인가되면, 스프링(2)이 압축되면서 발생된 힘에 의해 전달된 하중을 상쇄시키도록 작용한다.

여기서, 오토 텐셔너에 적용되는 스프링(2)의 경우, 도 2에 도시된 바와 같이 둥글게 말린 형태를 가지는 토션스프링으로 마련되며, 이러한 형태의 특성 상 하중이 가해지면 외경방향의 크기 변화가 일어나게 된다.

즉, 스프링(2)에 마찰재(3)가 연결된 오토 텐셔너 제품들은 스프링(2)에 작용되는 하중에 크기에 따라 스프링(2)의 외경 변화량이 다르게 되고, 이는 곧 마찰을 기본으로 하는 마찰재(3)의 댐핑 마찰력에 변화를 가져오게 된다.

예를 들어, 스프링(2)에 작용되는 하중이 큰 경우, 스프링(2)의 외경이 커지게 되고, 이러한 스프링(2)의 커지기 위한 힘이 텐셔너 몸체(1) 쪽으로 밀어붙이는 방향이다 보니 마찰력을 유발하는 마찰재(3)에 그만큼의 추가 힘이 작용한다.

따라서, 마찰에서 기인하는 마찰재(3)의 댐핑력은 작용하는 하중에 따라 일정치 않은 값을 가지게 되고, 이는 오토 텐셔너 개발 시 또는 생산(양산) 시 제조 측면에서 관리하기 쉽지 않은 변수로 작용하게 되는 문제점이 있다.

일본공개특허 2014-005870 일본공개특허 2003-207000

본 발명의 목적은, 오토 텐셔너에 설치되는 마찰재가 토션 스프링과 독립적으로 배치되도록 함으로써, 토션스프링에 작용되는 하중에 변화에 관계없이 항상 일정한 댐핑 유지가 가능하게 하는 벨트 오토 텐셔너를 제공함에 있다.

본 발명에 따른 벨트 오토 텐셔너는 엔진과 보기류 부품 사이의 회전력 전달을 위한 벨트의 장력을 자동으로 조절해주는 벨트 오토 텐셔너에 있어서, 상기 벨트에 접하는 풀리가 설치되고, 상기 풀리와 이격되어 마련된 수용 공간을 구비하는 상부 커버와 상기 수용 공간에 삽입되고, 상기 벨트의 장력에 의해 상기 상부 커버가 장력부여 맞물림의 방향과 반대 방향으로의 회전하는 경우 상기 상부 커버에 마찰 감쇄를 제공하는 텐셔너 몸체 및 상기 텐셔너 몸체와 독립되어 상기 수용 공간의 내측면에 설치되고, 상기 상부 커버의 회전 시 상기 텐셔너 몸체의 외측면과 마찰되도록 형성되는 마찰유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 마찰유닛은 복수의 절곡 영역이 형성되고, 상기 수용 공간의 내측면에 마련된 한 쌍의 제1체결 홈에 양단부가 삽입되어 설치되는 그루브 및 상기 제1체결 홈과 이격되어 마련된 한 쌍의 제2체결 홈에 양단부가 삽입되어 설치되고, 상기 텐셔너 몸체의 외경에 대응되는 곡률을 가지도록 형성되는 마찰재를 구비한다.

이러한 상기 마찰유닛은 상기 수용 공간의 내측면에 설치되고, 상기 그루브에 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 구비한다.

또한, 상기 그루브는 상기 탄성부재로부터 탄성력을 전달받아 상기 마찰재를 가압하여 상기 마찰재가 상기 텐셔너 몸체와 마찰된 상태를 유지하도록 한다.

한편, 상기 텐셔너 몸체는 상기 회전 축을 감싸도록 형성되고, 상기 상부 커버의 회전에 따른 하중 전달 시 하중 작용 방향으로 압축되며, 전달된 하중을 탄성력에 의해 상쇄시키는 토션스프링을 구비한다.

본 발명은 오토 텐셔너에 설치되는 마찰재가 토션 스프링과 독립적으로 배치되도록 함으로써, 하중 인가에 따른 토션스프링의 외경 변화에 관계없이 항상 일정한 댐핑력이 유지되도록 하는 효과를 갖는다.

그에 따라, 본 발명은 오토 텐셔너에 필요한 댐핑 토크 만큼 댐핑 마찰력의 설정을 가능하게 하는 효과를 갖는다.

또한, 본 발명은 생산(양산) 라인에서 측정되는 댐핑 마찰력이 오토 텐셔너의 구동중에도 동일한 성능으로 발휘될 수 있도록 함으로써, 생산 스펙에 따른 현실 주형조건과의 상관관계가 일정하게 유지되도록 하는 효과를 갖는다.

도 1 은 종래기술에 따른 텐셔너 몸체를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 2 는 종래기술에 따른 텐셔너 몸체의 내부에 설치된 토션스프링을 보여주는 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 오토 텐셔너를 개략적으로 보여주는 도면이다.
도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 오토 텐셔너의 텐셔너 몸체를 보여주는 도면이다.
도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 오토 텐셔너의 상부 커버를 보여주는 도면이다.
도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 오토 텐셔너의 수용 공간을 확대하여 보여주는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것을 달성하는 방법은 첨부된 도면과 함께 상세하게 후술 되어 있는 실시 예들을 참조하면 명확해질 것이다.

그러나, 본 발명은 이하에 개시되는 실시 예들에 의해 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또한, 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기술 등이 본 발명의 요지를 흐리게 할 수 있다고 판단되는 경우 그에 관한 자세한 설명은 생략하기로 한다.

이하, 도 3 은 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 오토 텐셔너를 개략적으로 보여주는 도면이고, 도 4 는 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 오토 텐셔너의 텐셔너 몸체를 보여주는 도면이다.

도 3에 도시된 바와 같이, 벨트 오토 텐셔너는 상부 커버(100), 텐셔너 몸체(200) 및 마찰유닛(300)을 포함한다.

먼저, 엔진과 보기류 부품 사이의 회전력 전달을 위한 벨트(10)의 장력을 자동으로 조절해주는 벨트 오토 텐셔너에 있어서, 상부 커버(100)는 벨트에 접하는 풀리(20)가 설치되고, 풀리(20)와 이격되어 마련된 수용 공간(A)을 구비한다.

이러한 상부 커버(100)는 벨트(10)의 장력 변화 시 풀리(20)가 이동함에 따라 회전 축(210)을 중심으로 회전되도록 형성된다.

즉, 벨트(10)의 장력 변화에 따라 풀리(20)가 밀리게 되면, 상부 커버(100)가 회전 축(210)을 따라 시계방향으로 회전하게 되고, 이러한 상부 커버(100)의 회전력에 의해 텐셔너 몸체(200)의 내부에 설치된 토션스프링(220)의 단부에 하중을 전달하게 된다.

이때, 토션스프링(220)은 탄성복원력에 의해 전달된 하중을 감쇄시켜 벨트(10)의 장력이 유지될 수 있도록 작용하는데, 이러한 경우 도 2를 통해 발명의 배경이 되는 기술에서 전술된 바와 같이 상부 커버(100)의 회전으로 인해 전달되는 하중의 크기에 따라 토션스프링(220)의 외경이 방사상으로 커지게 된다.

예를 들어, 토션스프링(220)에 작용되는 하중이 큰 경우 토션스프링(220)의 외경이 커지게 되는데, 이러한 경우 토션스프링(200)의 외경이 커짐에 따라 발생된 힘이 텐셔너 몸체(200)의 내측면을 밀어붙이는 방향이다 보니, 만일 마찰재(320)가 토션스프링(200)에 조립되는 구조가 되면 마찰력을 유발하는 마찰재(320)에 그 만큼의 추가 힘이 작용하게 된다.

따라서, 마찰재(320)가 텐셔너 몸체(200)의 내부에서 토션스프링(200)에 조립되어 위치하게 되면, 마찰재(320)에서 측정되는 댐핑력은 상기와 같은 추가적인 힘에 의해 일정하지 않을 수 밖에 없다.

이를 위해, 본 실시예에서는 마찰유닛(300)을 텐셔너 몸체(200)의 내부에서 토션스프링(220)에 조립되어 설치되는 것이 아니라, 도 4에 도시된 바와 같이 토션스프링(220)과 독립적으로 설치함으로써, 하중 전달에 따른 토션스프링(220)의 외경변화량에 상관없이 항상 일정한 댐핑 유지가 가능할 수 있다.

마찰 유닛(300)은 수용 공간(A)의 내측면에 설치되고, 상부 커버(200)의 회전 시 텐셔너 몸체(200)의 외측면과 접하도록 형성된다.

이러한 마찰 유닛(300)은 그루브(310) 및 마찰재(320)를 구비한다.

그루브(310)에는 복수의 절곡 영역이 형성되며, 수용 공간(A)의 내측면에서 후술 될 마찰재(320)를 가압하는 형상으로 형성된다.

마찰재(320)는 수용 공간(A)의 내측면에서 그루브(310)의 전방에 설치되며, 텐셔너 몸체(200)의 외경에 대응되는 곡률을 가지도록 형성되어 텐셔너 몸체(200)와 접하도록 마련된다.

또한, 마찰재(320)는 텐셔너 몸체(200)의 내부에 마련된 토션스프링(220)에 대하여 독립적으로 설치되고, 텐셔너 몸체(200)의 외주면에 접한 상태에서 텐셔너 몸체(200)의 회전에 의한 댐핑 마찰력을 측정하기 때문에, 토션스프링(220)의 외경이 변화함에도 항상 일정하게 댐핑력이 측정될 수 있다.

따라서, 본 실시예에 따른 벨트 오토 텐셔너는 독립적으로 오토 텐셔너에 필요한 댐핑 토크 만큼 댐핑 마찰력의 설정이 가능할 수 있다.

그리고, 벨트 오토 텐셔너는 토션스프링(220)과 독립적으로 설치된 마찰재(320)에 의해 토션스프링(220)의 외경 변화에 관계없이 일정한 댐핑력을 측정할 수 있기 때문에 생산(양산) 라인에서 측정되는 댐핑 마찰력이 오토 텐셔너의 구동중에도 동일한 성능으로 발휘될 수 있도록 한다.

그에 따라, 본 실시예에서는 생산(양산) 시와 동일하게 마찰재(320)에서 언제나 일정한 댐핑 마찰력을 측정할 수 있기 때문에, 생산(양산) 스펙에 따른 현실 주형조건과의 상관관계가 항상 일정하게 유지되도록 할 수 있다.

이하, 도 5 는 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 오토 텐셔너의 상부 커버를 보여주는 도면이고, 도 6 은 본 발명의 일실시예에 따른 벨트 오토 텐셔너의 수용 공간을 확대하여 보여주는 도면이다.

도 5와 도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 마찰유닛(300)은 그루브(310) 및 마찰재(320)를 구비한다.

그루브(310)는 수용 공간(A)의 내측면에 설치된 한 쌍의 제1체결 홈(310a)에 양단부가 삽입되어 설치된다.

제1체결 홈(310a)은 절곡 영역이 형성된 그루브(310)의 양단부 형상에 대응되도록 형성되며, 그루브(310)의 양단부가 삽입된 상태에서 고정이 이루어질 수 있도록 소정의 폭을 가지며 마련된다.

마찰재(320)는 플라스틱 재질로 형성되며, 수용 공간(A)에서 제1체결 홈(310a)과 이격되어 설치된 제2체결 홈(320a)에 양단부가 삽입되어 설치된다.

여기서, 제2체결 홈(320a)은 마찰재(320)가 가지는 곡률에 대응되도록 소정의 곡률을 가지며 수용 공간(A)에 한 쌍으로 형성되고, 마찰재(320)가 그루브(310)의 전방에 배치되도록 마찰재(320)의 설치위치를 가이드한다.

한편, 마찰유닛(300)은 탄성부재(미도시)를 더 구비할 수 있다.

탄성부재(미도시)는 절곡 영역이 형성된 그루브(310)의 일측과 수용 공간(A)의 내측면 사이에 구비되며, 탄성을 통해 상기 그루브(310)의 일측을 가압할 수 있도록 스프링 제품으로 형성되는 것이 바람직하나, 이와 동일한 목적을 가지며 탄성을 가진 다른 부재의 설치가 가능할 수도 있다.

결과적으로, 탄성부재(미도시)는 그루브(310)의 일측을 향해 탄성력을 제공하여 그루브(310)의 타측이 마찰재(320)를 가압하도록 함으로써, 효과적으로 마찰재(320)가 텐셔너 몸체(200)의 외주면에 마찰된 상태를 유지할 수 있도록 한다.

이상의 본 발명은 도면에 도시된 실시 예(들)를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형이 이루어질 수 있으며, 상기 설명된 실시예(들)의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적 사상에 의해 정해여야 할 것이다.

10 : 벨트 20 : 풀리
100 : 상부 커버 200 : 텐셔너 몸체
210 : 회전 축 220 : 토션스프링
300 : 마찰유닛 310 : 그루브
310a : 제1체결 홈 320 : 마찰재
320a : 제2체결 홈 A : 수용 공간

Claims

엔진과 보기류 부품 사이의 회전력 전달을 위한 벨트의 장력을 자동으로 조절해주는 벨트 오토 텐셔너에 있어서,
상기 벨트에 접하는 풀리가 설치되고, 상기 풀리와 이격되어 마련된 수용 공간을 구비하는 상부 커버;
상기 수용 공간에 삽입되고, 상기 벨트의 장력에 의해 상기 상부 커버가 장력부여 맞물림의 방향과 반대 방향으로의 회전하는 경우 상기 상부 커버에 마찰 감쇄를 제공하는 텐셔너 몸체; 및
상기 텐셔너 몸체와 독립되어 상기 수용 공간의 내측면에 설치되고, 상기 상부 커버의 회전 시 상기 텐셔너 몸체의 외측면과 마찰되도록 형성되는 마찰유닛;을 포함하고,
상기 마찰유닛은,
복수의 절곡 영역이 형성되고, 상기 수용 공간의 내측면에 마련된 한 쌍의 제1체결 홈에 양단부가 삽입되어 설치되는 그루브; 및
상기 제1체결 홈과 이격되어 마련된 한 쌍의 제2체결 홈에 양단부가 삽입되어 설치되고, 상기 텐셔너 몸체의 외경에 대응되는 곡률을 가지도록 형성되는 마찰재;를 구비하는 것을 특징으로 하는 벨트 오토 텐셔너.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 마찰유닛은,
상기 수용 공간의 내측면에 설치되고, 상기 그루브에 탄성력을 제공하는 탄성부재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 벨트 오토 텐셔너.
청구항 3에 있어서,
상기 그루브는,
상기 탄성부재로부터 탄성력을 전달받아 상기 마찰재를 가압하여 상기 마찰재가 상기 텐셔너 몸체와 마찰된 상태를 유지하도록 하는 것을 특징으로 하는 벨트 오토 텐셔너.
청구항 1에 있어서,
상기 텐셔너 몸체는,
상기 상부 커버가 축 회전 하도록 내부 중심에 형성되는 회전 축; 및
상기 회전 축을 감싸도록 형성되고, 상기 상부 커버의 회전에 따른 하중 전달 시 하중 작용 방향으로 압축되며, 전달된 하중을 탄성력을 통해 상쇄시키는 토션스프링;을 구비하는 것을 특징으로 하는 벨트 오토 텐셔너.