KR20060038403A - 조절 가능한 텐셔너 - Google Patents

Abstract

조절 가능한 텐셔너는 기부와, 이 기부에 고정된 피벗을 중심으로 진동하는 피벗-암과, 이 피벗-암에 부착된 풀리와, 압축 스프링을 구비하는데, 이 압축 스프링의 제1 단부가 상기 피벗-암에 작동 가능하도록 연결되고 그 제2 단부가 슈에 작동 가능하도록 연결되며, 상기 슈의 볼록한 표면은 상기 피벗-암의 오목한 원호형 표면에 압박되며, 상기 슈는 상기 기부에 고정된 돌기에 대해 적절히 유지되어 힘의 균형이 존재하게 된다. 조절 특징부는 지시되고 미리 결정된 벨트 스프링력에 대하여 기부 위치를 설정하도록 되어 있다.

Description

조절 가능한 텐셔너{ADJUSTABLE TENSIONER}

본 발명은 텐셔너에 관한 것이며, 더 자세하게는 조절 가능한 기부를 갖는 텐셔너에 관한 것이다.

동기 구동기(synchronous drive)용으로 설계된 벨트 텐셔너는 긴 길이의 벨트를 가진 벨트 구동기로부터 처짐(slack)을 적절히 제거하는데 필요한 움직임을 조절할 수 없다.

당해 기술의 대표적인 예가, 기부와, 이 기부에 고정된 피벗을 중심으로 진동하는 피벗-암과, 이 피벗-암에 부착된 풀리와, 압축 스프링을 구비한 텐셔너를 개시한 써크(Serkh ; 1999)의 미국 특허 제5,938,552호인데, 이 문헌에서는 압축 스프링의 제1 단부가 상기 피벗-암에 작동 가능하도록 연결되고 그 제2 단부가 슈에 작동 가능하도록 연결되며, 상기 슈의 볼록한 표면은 상기 피벗-암의 오목한 원호형 표면에 대해 압박되며, 상기 슈는 상기 기부에 고정된 돌기에 대해 적절히 유지되어 힘의 균형이 존재하게 된다.

당해 기술의 또 다른 대표적인 예가 삭크즈브크(Sajczvk ; 1992)의 미국 특허 제5,098,347호인데, 이 특허 문헌은 스프링과 편향된 피벗 암에 회전 가능하도록 장착된 풀리를 가진 텐셔너를 개시한다. 렌치 수단이 지지 구조체에 토크를 가 하는 것으로 설명되어 있다.

지시되고 미리 결정된 벨트 스프링력에 대해 기부 위치를 설정하기 위한 조절 특징부를 갖는 텐셔너가 필요하다. 본 발명은 이러한 요구를 만족한다.

본 발명의 주요 양태는 지시되고 미리 결정된 벨트 스프링력에 대해 기부 위치를 설정하기 위한 조절 특징부를 갖는 텐셔너를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 양태도 아래의 발명의 상세한 설명 및 첨부 도면에 의해 나타나거나 명백해질 것이다.

조절 가능한 텐셔너는 기부와, 이 기부에 고정된 피벗을 중심으로 진동하는 피벗-암과, 이 피벗-암에 부착된 풀리와, 압축 스프링을 구비하는데, 이 압축 스프링의 제1 단부는 상기 피벗-암에 작동 가능하도록 연결되고 그 제2 단부는 슈에 작동 가능하도록 연결되며, 상기 슈의 볼록한 표면은 상기 피벗-암의 오목한 원호형 표면에 대해 압박되며, 상기 슈는 상기 기부에 고정된 돌기에 대해 적절히 유지되어 힘의 균형이 존재하게 된다. 조절 특징부는 지시되고 미리 결정된 벨트 스프링력에 대하여 기부 위치를 설정하도록 되어 있다.

본 명세서에 포함되고 본 발명의 일부를 형성하는 첨부 도면은 상세한 설명과 함께 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하며, 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.

도 1은 본 발명의 텐셔너를 포함하는 자동형의 동기(타이밍) 벨트 구동 시스 템의 전방 개략도.

도 2는 도 3의 선 2-2를 따라 취한 단면도이며, 본 발명의 확대된 텐셔너를 도시한다.

도 3은 도 2의 선 3-3을 따라 취한 단면도.

도 4는 본 발명의 특정 특징부의 상호 관계를 도시한 사시도.

도 5는 조절 특징부를 도시한 텐셔너의 평면도.

도 6은 조절 특징부를 도시한 텐셔너의 평면도.

도 1을 참조하면, 특정 벨트 구동 시스템을 제한함이 없이 예시할 목적으로, 동기 또는 "타이밍" 벨트 구동 시스템(10)은 아이들러 풀리(16), 물 펌프 풀리(18), 캠 축 풀리(20,21), 및 본 발명의 텐셔너(24)의 텐셔닝 풀리(22) 둘레에 걸쳐져 팽팽해진 이붙이 벨트(12)를 포함한다.

텐셔닝 풀리(22)는 벨트(12)와 맞물려서, 인접한 벨트 경간(belt spans ; 26,28)의 벨트 장력의 형태로 벨트 하중을 수용한다. 경간의 벨트 장력은 "허브 하중"으로서 불리는 벨트력 성분(BF)을 형성한다. 벨트력 성분(BF)은 벨트 경간(26,28) 사이에 형성된 각의 이등분선을 따라 발생한다.

도 2 내지 도 4를 더욱 자세히 참조하면, 텐셔너는 기부(30)와, 피벗(34)을 중심으로 진동하는 피벗-암(32)을 포함한다. 피벗(34)은 텐셔너를 엔진(미도시)에 고정하는데 사용되는 패스너의 헝태일 수 있다. 풀리(22)는 피벗-암과 저널식으로 연결되며, 벨트(12)와 맞물려서 벨트력(BF)을 수용한다. 압축 스프링(36)은 피벗 에 대한 작동 반경(42)에 위치한 보스(40)에 의해 피벗-암(32)과 작동 가능하도록 결합된 제1 단부(38)를 갖는다. 감쇠 기구(43)가 또한 포함된다. 부싱(44,44')은 주지의 방식으로 피벗과 피벗-암 사이에 끼워진다. 풀리도 주지의 방식으로 볼 베어링(45)을 통해 피벗-암에 부착된다. 기부(30)는 도 5 및 도 6에 도시된 툴 수용부(92)를 더 포함한다.

피벗-암(32)은 확장부(46), 또는 피벗-암과 함께 이동하며 피벗(34)으로부터 반경 방향 거리(48)를 두고 있는 오목한 원호형 표면(47)의 형태인 부분을 포함한다. 오목한 원호형 표면(47)은 피벗(34) 및 압축 스프링(36)의 제2 단부(50)와 통상 마주하도록 배향된다.

피벗과 실질적으로 동심인 원호형 표면(47)은, 보다 큰 감쇠를 위해 작동 반경(42) 이상의 반경 방향 거리(48)를 선택적으로 갖는다. 바꾸어 말하자면, 반경 방향 거리(48)가 크면 클수록, 주어진 감쇠력에 대한 결과적인 감쇠 토크는 더욱 커지게 된다.

감쇠 기구(43)는, 피벗-암의 부분(46)의 오목한 원호형 표면과 맞물리고 이 표면과 상보적인 볼록한 원호형의 마찰 표면(54)을 갖는 이동 가능한 슈(shoe ; 52)를 포함한다. 상기 슈는, 표면(47)과 맞물리고 상기 슈에 의해 백업 되고 상기 슈에 부착된 마찰 물질로 이루어진 패드를 가진 2 부분의 형태(two-part form)일 수 있다. 슈(52)는 램프 표면(ramp surface ; 56) 및 보스(58)와 같은 스프링 수용부를 갖는다. 이 스프링 수용부는 압축 스프링의 제2 단부(50)와 마주하며 부착된다. 램프 표면(56)은, 기부의 일부이거나 또는 기부에 부착된 돌기(60)와 맞물 린다. 돌기(60)는 슈의 램프 표면(56)과 맞물리고 이 램프 표면과 상보적인 램프 표면(62)을 가진다. 이 돌기의 램프 표면은 스프링의 종방향 축(64)에 대하여 발산하는 각도(R)로 배향되어 있다.

피벗-암과 슈 사이에서 편향된 압축 스프링(36)은 감쇠 효과를 위해 슈의 볼록한 표면(54)을 피벗-암(32)의 오목한 표면(47)에 대해 압박하도록 작동한다. 감쇠 계수는 스프링(36)의 스프링율(spring rate)의 함수이다. 이 스프링율이 크면 클수록, 감쇠 계수는 더욱 커지게 된다.

도 4를 더욱 자세히 참조하면, 슈(52)에 가해진 힘은, 원호형 표면이 시계 방향 A와 반시계 방향 B 사이의 움직임으로 진동하게 될 때 슈가 램프 표면(62)에 계속 압박된 상태로 균형을 이루게 된다. 또한, 램프 표면은 보스(58)를 통해 스프링의 제2 단부를 기부에 대하여 실질적으로 고정된 위치에 유지하도록 작동한다.

압축 스프링(36)이 슈에 스프링력(SF)을 가하게 되면, 원호형 표면(54)이 오목한 원호형 표면(47)에 대해 압박되고, 슈의 램프 표면(56)이 돌기(60)의 램프 표면(62)에 밀리게(wedging) 된다. 오목한 표면(47)은 슈에 대해 반작용력(CF)을 가하게 되고, 램프 표면(62)은 슈에 대해 반작용력(RF)을 가하게 된다. 이 힘의 합력은, 돌기(60)를 통해 기부에 고정되거나 또는 기부로 형성되는 램프 표면(62)에 대해 슈를 배치하도록 작용한다.

사용을 위해, 텐셔너(24)는 자동차 엔진에 대한 그 설치 위치에 인접하여 위치한다. 피벗 볼트(34) 및 또 다른 핀 또는 볼트(66)와 같은 패스너는 엔진(미도시) 상의 고정 위치에 상기 텐셔너를 부착하고 배치한다. 그 후, 이붙이 벨트(12) 는 크랭크 풀리(14), 아이들러 풀리(16), 물 펌프 풀리(18) 및 캠 풀리(20,21)의 둘레에 걸치게 된다. 렌치 표면(68)은 벨트 설치를 용이하게 하기 위해 렌치를 가진 텐셔너를 벨트로부터 떨어진 위치로 회전시키는(이 경우에는 반시계 방향 B) 수단으로서 제공된다. 벨트가 정확한 위치에 있는 경우, 피벗-암은 (시계 방향 A으로) 회전하게 되고, 풀리는 도 1에 도시한 바와 같은 그 벨트 맞물림 위치로 벨트를 압박한다. 이붙이 벨트(12)는 풀리가 벨트에 대해 압박 맞물림 위치에 있게 됨에 따라 팽팽해지게 된다. 그 후, 피벗(34) 둘레에서 움직이는 제2의 피벗-암의 형태일 수 있는 기부(30)는 패스너(34,66)를 통해 엔진에 대해 고정된 위치에 있게 된다. 도 5 내지 도 6은 스프링력을 조절하는 조절 특징부를 설명한다.

풀리는, 작동 반경(42)에서 피벗-암을 밀고 있는 압축 스프링에 의해 벨트와 맞물리도록 압박되어, 이 피벗-암을 회전시키게 된다(이 경우에는 시계 방향 A). 또한, 압축 스프링은, 맞물린 램프 표면(56,62)을 통해 기부(30)에 대해 상대적인 위치에 있는 이동 가능한 슈(52)도 압박한다. 스프링(36)은 슈의 볼록한 원호형 표면(54)을 피벗-암의 오목한 원호형 표면(47)에 대해 압박한다. 오목한 원호형 표면(47)은 피벗-암(32)의 각 이동(angular movement)에 응답하여 A-B 방향으로 각을 이루면서 진동하게 된다. 슈(52)는, 피벗-암의 오목한 원호형 표면(47)과 슈의 볼록한 원호형 표면(54) 사이에서 미끄러지는 마찰 표면을 통해 피벗-암의 각 이동을 감쇠하도록 작동한다. 맞물린 램프 표면(56,62), 맞물린 원호형 표면 및 벨트로부터 발생한 힘들의 균형은 스프링의 제2 단부(50)를 기부(30)에 대하여 실질적으로 고정된 위치에 있도록 하여, 스프링은 피벗-암에 편향하도록 그리고 벨트에 대해 풀리를 압박하도록 작동할 수 있다.

벨트 경간(26,28)에서의 장력이 엔진 작동 조건으로부터 순간적으로 증가하게 되면, 벨트는 반시계 방향으로 피벗-암을 회전시키도록 작동하는 증가된 힘(BF)으로 풀리를 압박하게 되고, 또한 압축 스프링(36)을 압축시켜 결과적으로 스프링력(SF)을 증가시키게 된다. 이러한 스프링력의 증가는 슈에 대한 힘이 증가된 상태로 감쇠 슈를 압박하도록 작동하게 되고, 따라서 오목한 원호형 표면(47)과 볼록한 원호형 표면(54) 사이에서 미끄러지는 마찰 표면을 증가시키게 되어 피벗-암이 반시계 방향(B)으로 움직이는 것을 방지하도록 작동하게 된다. 경간에서의 장력이 감소하여 벨트력(BF)이 감소한다면, 압축 스프링(36)은 벨트 장력을 유지하도록 벨트 경간에 대해 풀리를 재빠르게 압박하게 된다.

도 5는 조절 특징부를 도시한 텐셔너의 평면도이다. 도 5 및 도 6에 도시한 조절 특징부는 텐셔너가 미리 결정된 스프링력(SF)으로 설치되도록 한다.

모든 도면을 참조하면, 툴 수용부(92)는 피벗(34)에 대해 기부(30)로부터 반경 방향으로 연장한다. 툴 수용부는 예를 들어 3/8″ 또는 1/2″래치와 같은 주지의 툴(T)을 수용하기 위한 구멍(93)을 포함한다. 툴 수용부(92)는 손쉽게 사용할 수 있도록 피벗 제공부(92)에 대하여 감쇠 기구(43)를 넘어 반경 방향으로 연장한다.

기부(30)는 지침부(91)를 포함한다. 피벗 암(32)은 스프링 하중의 상대적 상태를 지시하기 위하여 지침부(91)와 상호 작동하도록 배치된 지시부(90)를 갖는다. 도 5는 최대로 연장되거나 또는 감압된 위치에 있는 스프링(36 ; 미도시)을 갖는 텐셔너를 도시한다. 돌기(60)는 스프링(36)의 작용에 의해 피벗-암(32)과 맞물린다. 지침부(91) 및 지시부(90)는 이러한 미리 설치된 구성으로 정렬되지 않는다는 것을 알 수 있을 것이다.

도 6은 조절 특징부를 도시하는 텐셔너의 평면도이다. 설치를 위해, 텐셔너(24)는 자동차 엔진에 대한 그 설치 위치에 인접하여 위치하게 되고, 피벗 볼트(34) 및 또 다른 핀 또는 볼트(66)와 같은 패스너는 엔진(미도시) 상의 고정된 위치에 상기 텐셔너를 부착시키고 배치한다. 이붙이 벨트(12)는 도 1에 도시한 바와 같이 크랭크 풀리(14), 아이들러 풀리(16), 물 펌프 풀리(18) 및 캠 풀리(20,21)에 걸쳐진다. 피벗(34) 및 볼트(66)는 장착 표면과 느슨하게 맞물리지만, 완전한 토크는 가해지지 않는다.

툴(T)은 부분(92) 내로 삽입된다. 설명한 바와 같이 벨트가 정확한 위치에 있다면, 기부(30) 및 피벗 암은, 풀리가 도 1에 도시한 바와 같이 벨트를 그 벨트 맞물림 위치로 압박할 때까지 (시계 방향 A로) 회전하게 된다. 슬롯(96)은 피벗 암(32)이 볼트(66)를 중심으로 진동하게 한다. 툴(T)을 사용함으로써, 기부(30)는 그 후 지침(91)이 노치(90)와 정렬할 때까지 피벗(34)을 중심으로 더욱 회전하게 된다. 슬롯(95)은 기부(30)가 피벗(34)을 중심으로 회전하게 한다. 기부(30)가 피벗(34)을 중심으로 피벗 암(32)에 대해 회전하는 것은 스프링(36)을 압축시키게 된다. 지시부(90) 및 지침부(91)의 정렬은 적합한 스프링력(SF)을 나타내고, 따라서 벨트 장력은 달성된다. 스프링 하중 또는 스프링력(SF)은 스프링(36)에 대한 스프링율, 및 지시부(90) 및 지침부(91)를 정렬시키는데 필요한 스프링 압축량의 함수이다. 스프링(36)에 대한 스프링율은 원하는 작동 조건을 수용하는데 필요한 바와 같이 선택될 수 있다. 피벗(34) 및 볼트(66)는 토크가 가해져서 적절히 위치하게 된다. 피벗 암(32)은 작동 중에 피벗(34)을 중심으로 회전하게 된다. 피벗(34)과 함께 볼트(66)는 움직이지 않도록 기부(30)를 장착 표면에 부착한다. 툴(T)은 그 후 제거된다.

전술한 설명은 단지 예시의 목적이며, 첨부된 청구 범위에 의해 결정되는 본 발명의 범위를 제한하는 것으로 의도되진 않는다. 또한, 본 발명의 형태가 여기에서 설명되기는 했지만, 본 발명의 요지와 범위를 벗어남이 없이 구성 및 구성 요소 간의 관계에 있어 많은 변형이 있을 수 있다는 것은 당업자에게 자명할 것이다.

Claims (5)

1. 조절 가능한 텐셔너로서,

   기부;

   상기 기부에 고정된 피벗을 중심으로 진동하는 피벗-암;

   상기 피벗-암에 부착되고 벨트와 맞물리는 풀리;

   압축 스프링으로서, 그 제1 단부가 상기 피벗에 대한 작동 반경에서 상기 피벗-암에 작동 가능하도록 결합되는 것인 압축 스프링;

   상기 피벗-암의 진동 운동을 방지하는 감쇠 기구;

   툴 수용부를 포함하는 상기 기부로부터 연장되는 조절부;

   상기 피벗-암에 있는 지시부; 및

   미리 결정된 압축 스프링력을 지시하기 위하여 상기 피벗-암에 있는 상기 지시부와 상호 작동하도록 상기 기부에 배치되는 지침부를 포함하되,

   상기 피벗-암은, 상기 피벗-암과 함께 움직이고 상기 피벗으로부터 간격을 둔 오목한 원호형 표면을 포함하고,

   상기 오목한 원호형 표면은 상기 피벗 및 상기 압축 스프링의 제2 단부와 마주하도록 배향되며,

   상기 감쇠 기구는, 상기 피벗-암의 오목한 원호형 표면과 맞물리고 이 표면과 상보적인 볼록한 원호형 마찰 표면을 갖는 이동 가능한 슈와, 상기 압축 스프링의 제2 단부와 마주하며 부착되는 스프링 수용부와, 상기 기부에 고정된 돌기와 맞 물리는 표면부를 포함하고,

   상기 스프링은 스프링력을 상기 슈에 가하고, 상기 슈는 상기 볼록한 원호형 표면을 상기 오목한 원호형 표면에 대해 압박하며, 상기 오목한 원호형 표면은 상기 슈에 대해 반작용력을 형성하며,

   상기 스프링력 및 상기 반작용력은 결합하여 상기 슈를 상기 돌기에 대해 압박하는 것인 조절 가능한 텐셔너.
2. 제1항에 있어서, 상기 감쇠 슈의 표면부 및 상기 돌기는 상기 압축 스프링의 종방향 축에 대해 발산하는 각도로 배향되는 상보적인 램프 표면의 형태인 것인 조절 가능한 텐셔너.
3. 제1항에 있어서, 상기 피벗-암의 상기 오목한 원호형 표면은 상기 피벗과 실질적으로 동심인 것인 조절 가능한 텐셔너.
4. 제1항에 있어서, 상기 툴 수용부에는 구멍이 더 형성되어 있는 것인 조절 가능한 텐셔너.
5. 제1항에 있어서, 상기 툴 수용부는 상기 감쇠 기구를 넘어 상기 피벗에 대해 반경 방향으로 연장되는 것인 조절 가능한 텐셔너.

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