KR20130061137A - 스프링 댐퍼를 구비하는 텐션장치 - Google Patents

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Abstract

텐션장치는 피봇 샤프트 주위에서 피봇 아암을 편향시키기 위해서 채용된 폐쇄-타입 토션 스프링을 가진다. 텐션장치는 토션 스프링의 내부 표면과 계속적으로 접촉하여 토션 스프링을 통해서 전달되는 토션 진동을 감쇠시키는 댐퍼를 포함한다.

Description

스프링 댐퍼를 구비하는 텐션장치{TENSIONER WITH SPRING DAMPER}
본원 발명은 개략적으로 스프링 댐퍼를 구비하는 텐션장치에 관한 것이다.
미국 특허 제 7,507,172 호에는 마찰 브레이크를 채용한 텐션장치가 개시되어 있다. 그러한 텐션장치들이 의도된 용도들을 충족시키고 있지만, 그럼에도 불구하고 그러한 텐션장치들을 개선할 필요가 있다는 점에 대해서 본 발명자들이 인식하고 있다.
본 명세서의 항목은 개시 내용에 대한 개략적인 요약을 제공하고, 본원 발명의 전체 범위 또는 모든 특징들을 개시하는 것으로 이해되지 않아야 할 것이다.
하나의 형태에서, 본원 발명의 교시 내용은 피봇(pivot) 샤프트, 피봇 아암, 토션(torsion) 스프링 및 댐퍼를 포함하는 텐션장치를 제공한다. 피봇 아암은 피봇 샤프트 상에 피봇식으로 장착된다. 토션 스프링은 피봇 샤프트를 중심으로 제1 회전 방향을 따라 피봇 아암을 편향시킨다(bias). 토션 스프링은 피봇 샤프트 주위로 수용된 복수의 코일들을 가지는 폐쇄-타입(closing-type) 토션 스프링이다. 댐퍼는 토션 스프링의 코일들의 내부 표면과 계속적으로(continuous) 접촉하게 배치된다. 댐퍼는 토션 스프링의 코일들과의 접촉에 응답하여 방사상 내측으로 변형되는 탄성 부재를 포함한다.
다른 형태에서, 본원 발명의 교시 내용은 피봇 샤프트, 피봇 아암, 토션 스프링, 스탑 슬리브(stop sleeve), 제1 클램프 슬리브, 랩(wrap) 스프링, 제2 클램프 슬리브, 하나 이상의 댐퍼 및 마찰 클램프를 구비하는 텐션장치를 제공한다. 피봇 아암은 피봇 샤프트 상에 피봇식으로 장착되고 그리고 홈을 형성한다. 토션 스프링은 피봇 샤프트를 중심으로 제1 회전 방향을 따라 피봇 아암을 편향시킨다. 토션 스프링은 피봇 샤프트 주위로 수용된 복수의 코일들을 가지는 폐쇄-타입 토션 스프링이다. 스탑 슬리브는 피봇 샤프트 위에 그리고 토션 스프링 내에 수용된다. 스탑 슬리브는 피봇 아암 내의 홈 내로 수용되는 설부(tongue)를 가진다. 스탑 슬리브에 대한 피봇 아암의 미리 정해진 운동량을 허용하기 위해서, 상기 설부는 상기 홈 보다 더 작다. 제1 클램프 슬리브가 피봇 샤프트 위에 장착되고 그리고 스탑 슬리브에 대해서 회전식으로 커플링된다. 랩 스프링은 제1 클램프 슬리브에 고정적으로 커플링되는 제1 단부, 및 상기 스탑 슬리브 주위로 배치된 복수의 나선형 코일들을 가진다. 제2 클램프 슬리브는 피봇 샤프트 위에 장착되고 그리고 스탑 슬리브에 대향하는 측면 상에서 제1 클램프 슬리브와 접한다(abut). 제2 클램프 슬리브는 제1 클램프 슬리브에 비-회전식으로 커플링된다. 하나 이상의 댐퍼가 제2 클램프 슬리브에 커플링되고 그리고 토션 스프링의 코일들의 내부 표면과 계속적으로 접촉하도록 구성된다. 하나 이상의 댐퍼가 탄성 재료로 형성되고 그리고 토션 스프링을 통해서 전달되는 토크가 증가함에 따라 내측으로 변형된다. 마찰 클램프가 제1 및 제2 클램프 슬리브들 사이에 수용되고 그리고 피봇 샤프트와 마찰식으로 결합된다.
본원에서 제공되는 설명들로부터 추가적인 적용 영역들을 명확하게 인식할 수 있을 것이다. 이러한 요약 부분의 설명 및 특정 예들은 단지 설명을 위한 것이고 그리고 본원의 발명의 범위를 제한하기 위한 것은 아니다.
본원에 기재된 도면들은 단지 설명을 위한 것이고 그리고 어떠한 방식으로든 본원 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 여러 도면들을 통해서, 유사한 또는 동일한 구성요소들에 대해서는 동일한 식별 번호들을 부여하였다.
도 1은 엔진의 타이밍 드라이브와 작동적으로 관련하여 도시한 것으로서, 본원 발명의 교시 내용에 따라 구성된 예시적인 텐션장치의 개략적인 도면이다.
도 2는 도 1의 텐션장치의 전개 사시도이다.
도 3은 피봇 샤프트를 통해서 길이방향으로 취한 도 1의 텐션장치의 단면도이다.
도 4는, 백스탑(backstop) 장치를 보다 상세하게 도시한, 도 1의 텐션장치의 일부의 상단 사시도이다.
도 5는 제1 클램프 슬리브를 보다 상세하게 도시한, 백스탑 장치의 일부를 도시한 저면 사시도이다.
도 6은 제2 클램프 슬리브를 보다 상세하게 도시한, 백스탑 장치의 일부를 도시한 상단 평면도이다.
도 7은 제2 클램프 슬리브의 사시도이다.
도 8은 백스탑 장치의 저면 사시도이다.
도 9는 댐핑 부재들과 접촉하는 메인 스프링을 도시한, 도 1의 텐션장치의 부분 단면도이다.
도 10은 본원 발명의 교시 내용에 따라 구축된 다른 제2 클램프 슬리브의 저면도이다.
도 11 내지 13은 본원 발명의 교시 내용에 따라서 구축된 다른 제2 클램프 슬리브들의 사시도들이다.
도면들 중의 몇몇 도면들을 통해서, 대응하는 참조 번호들은 대응하는 부분들을 나타낸다.
도 1을 참조하면, 본원 발명의 교시 내용에 따라서 구축된 텐션장치가 엔진(12)의 작동과 관련하여 그리고 전체적으로 도면 번호 '10'으로 표시되어 있다. 엔진(12)은 타이밍 드라이브(14)를 포함할 수 있고, 그러한 타이밍 드라이브에서는 치형(toothed) 벨트와 같은 무한 동력 전달 요소(16)가 크랭크샤프트(20)와 같은 회전 동력 공급원에 커플링될 수 있는 드라이빙 스프로킷(18)을 캠샤프트(24)와 같은 피동(driven) 장치에 커플링될 수 있는 피동 스프로켓(22)에 구동적으로(drivingly) 커플링하며, 그리고 상기 텐션장치(10)는 상기 무한 동력 전달 요소(16) 상에서 텐셔닝 힘(tensioning force)을 적용하고 그리고 유지하기 위해서 채용된다. 본원에서 구체적으로 기재된 것을 제외하고, 텐션장치(10)는 미국 특허 제 7,507,172 호에 기술된 텐션장치와 유사할 수 있을 것이고, 상기 미국 특허의 개시 내용은 그 전체가 본원에 구체적으로 기재된 것과 같이 본원에서 참조에 의해서 포함된다.
도 2를 추가로 참조하면, 텐션장치(10)는 풀리 조립체(40), 피봇 아암(42), 피봇 샤프트(44), 트러스트 와셔(thrust washer)(46), 베이스 플레이트(48), 메인 스프링(50), 및 백스탑 장치(52)를 포함할 수 있다.
도 2 및 3을 참조하면, 풀리 조립체(40)는 풀리(60) 및 베어링(62)을 포함할 수 있다. 제시된 특별한 예에서, 풀리(60)는 무한 동력 전달 요소(16)(도 1)의 후방의 비-치형(untoothed) 측면과 결합하도록 구성되나, 타이밍 드라이브(14)(도 1)에서 채용되는 무한 동력 전달 요소의 특별한 타입에 따라서, 그리고 풀리(60)가 타이밍 드라이브(14)(도 1)에서 채용된 무한 동력 전달 요소와 결합되는 특별한 측면 및/또는 위치에 따라서, 풀리(60)가 필요에 따라 치형부 또는 다른 특징들을 가지도록 구성될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 베어링(62)은 풀리(60)에 고정적으로 커플링될 수 있고 그리고 제1 축(66)을 중심으로 피봇 아암(42) 상에서 회전하도록 풀리(60)를 지지하기 위해서 채용될 수 있다. 제시된 특별한 예에서, 베어링(62)의 외부 베어링 레이스(race)가 풀리(60)와 일체로 형성된다.
제1 축(66)과 평행할 수 있으나 그러한 제1 축으로부터 오프셋될 수 있는 제2 축(68)을 중심으로 회전되도록, 피봇 아암(42)을 엔진(12)의 구조물에, 예를 들어, 엔진 블록 또는 커버에 피봇식으로 장착하기 위해서 피봇 샤프트(44)가 채용될 수 있다. 이와 관련하여, 피봇 샤프트(44)를 엔진(12)에 고정적으로 커플링할 수 있는 나사형 체결구(fastener)(T)를 수용하도록, 피봇 샤프트(44)가 전체적으로 중공형일 수 있다. 제시된 특별한 예에서, 피봇 샤프트(44)는 헤드(70), 바디 부분(72) 및 넥-다운(necked-down; 좁아지는) 부분(74)을 포함하고, 상기 넥-다운 부분은 헤드(70)의 반대쪽에서 상기 바디 부분(72)의 단부에 커플링된다.
트러스트 와셔(46)가 헤드(70)와 피봇 아암(42) 사이에서 피봇 샤프트(44) 상에 장착될 수 있고 그리고, 피봇 아암(42)이 피봇 샤프트(44)에 대해서 회전될 때, 피봇 샤프트(44)와 피봇 아암(42) 사이의 마찰을 제어하도록 구성될 수 있다. 제시된 특별한 예에서, 트러스트 와셔(46)는 아라미드 섬유로 보강된 나일론 4/6으로 형성된다. 베어링(62)을 분진, 오염물질 및 수분으로부터 차폐하기 위해서, 트러스트 와셔(46)가 베어링(62)에 중첩될 수 있다.
베이스 플레이트(48)는, 피봇 샤프트(44)에 고정적으로 커플링될 수 있는 후방 벽(92) 및 환형 측벽(90)을 가지는 컨테이너-형 구조를 포함할 수 있다. 제시된 특별한 예에서, 베이스 플레이트(48)는, 억지끼워맞춤(interference fit)과 같은 적절한 방식으로 피봇 샤프트(44)의 넥-다운 부분(74)에 고정적으로 커플링되는 내부 칼라(collar)(96)를 포함한다. 후방으로 연장하는 탱(tang)과 같은 위치결정(locating) 부재(98)가 베이스 플레이트(48)에 커플링되거나 베이스 플레이트(48) 상에 형성될 수 있고 그리고 엔진(12)에 대한 미리 결정된 배향 상태로 텐션장치(10)를 배향하도록 채용될 수 있다.
메인 스프링(50)은 피봇 아암(42)과 베이스 플레이트(48) 사이에 배치될 수 있고 그리고 피봇 아암(42)을 베이스 플레이트(48)에 대한 미리 결정된 제1 회전 방향으로 편향시킬 수 있다. 메인 스프링(50)은 어떠한 타입의 토션 스프링도 될 수 있으나, 제시된 특별한 예에서, 메인 스프링(50)은 둥근 와이어로 형성된 폐쇄-타입 스프링(즉, 토크가 증가하면 보다 더 타이트하게(tightly) 코일링하는(coil) 나선형 코일 스프링)이다. 메인 스프링(50)은 피봇 아암(42) 내에 형성된 개구부(102) 내로 수용되는 제1 탱(100), 그리고 베이스 플레이트(48) 내에 형성된 개구부(106) 내로 수용되는 제2 탱(104)을 포함할 수 있다(제1 및 제2 탱들(100 및 104)과 개구부들(102 및 106)은 명료한 도시를 위해서 도 3에서 제 위치에서 벗어나게 도시하였다는 것을 주지하여야 할 것이다). 그러나, 메인 스프링(50)이 개방-타입 스프링이 될 수 있을 것이고 및/또는, 필요한 경우에, 메인 스프링(50)이 정사각형 또는 직사각형 와이어로 형성될 수 있다는 것을 이해하여야 할 것이다.
백스탑 장치(52)는 마찰 클램프(120), 제1 클램프 슬리브(122), 스탑 슬리브(124), 클러치 스프링(126), 및 제2 클램프 슬리브(128)를 포함할 수 있다.
도 3 및 5를 참조하면, 마찰 클램프(120)가 외부 스냅(snap) 링과 유사하게 구성될 수 있고 그리고 피봇 샤프트(44)와 마찰식으로 결합하도록 구성될 수 있다. 제시된 특별한 예에서, 마찰 클램프(120)는 피봇 샤프트(44)의 넥-다운 부분(74)의 원주의 일부와 접촉을 이루도록 구성된다. 마찰 클램프(120)는, 정사각형의 3 mm x 3 mm 단면을 가지는 코팅되지 않은 스테인리스 스틸 스프링 와이어와 같은 임의의 적합한 재료로 제조될 수 있으나, 텐션장치(10)의 특별한 용도에 맞춰서 다른 여러 가지 재료들(코팅 포함) 및 재료 크기를 채용할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
도 3 내지 5를 참조하면, 제1 클램프 슬리브(122)는 환형 바디(140), 환형 둘레 벽(142), 복수의 굴곡형 핑거들(flexural fingers)(144), 그리고 복수의 테논들(tenons)(146a, 146b 및 146c)을 포함할 수 있다. 환형 바디(140)는 받침(abutting) 표면(150), 피봇 샤프트 개구부(152) 및 내부 연장 립(lip) 부재(154)를 형성할 수 있다. 받침 표면(150)은 마찰 클램프(120)의 상부 측면과 접하도록 구성될 수 있다. 피봇 샤프트 개구부(152)는 피봇 샤프트(44)의 바디 부분(72)을 수용하도록 구성될 수 있는 한편, 립 부재(154)는 바디 부분(72)과 넥-다운 부분(74) 사이의 전이부(transition)에서 피봇 샤프트(44) 상의 쇼율더(160)와 접하도록 구성될 수 있다. 둘레 벽(142)이 마찰 클램프(120)의 외부 둘레를 둘러싸도록 윤곽이 형성될 수 있다. 제시된 특별한 예에서, 둘레 벽(142)은 마찰 클램프(120)의 제1 단부(172)를 홀딩하도록 구성된 제1 단부 홈(170), 그리고 마찰 클램프(120)의 제2 단부(176)를 유지하도록 구성된 제2 단부 홈(174)을 형성한다. 제1 단부 홈(170)은, 마찰 클램프(120)의 제1 단부(172)와 제1 클램프 슬리브(122) 사이의 상대적인 회전을 방지하는 협소한 방식으로 구축될 수 있는 반면, 제2 단부 홈(174)은, 마찰 클램프(120)를 확장시키는(spread) 방식으로 마찰 클램프(120)의 제2 단부(176)의 상대적인 회전을 허용하도록, 다소 넓게 구축될 수 있다. 또한, 피봇 샤프트(44)의 넥-다운 부분(74)의 직경에서의 그리고 마찰 클램프(120)에서의 제조 편차(마찰 클램프(120)의 제1 및 제2 단부들(172 및 176)의 배치를 포함)를 보상하도록 제2 단부 홈(174)의 크기가 선택될 수 있다. 이러한 방식의 구성은, 마찰 클램프(120)의 제1 및 제2 단부들(172 및 176)이 서로에 대해서 미리 결정된 위치에서 유지될 수 있도록 허용하고, 또는, 마찰 클램프(120)를 피봇 샤프트(44) 주위에서 추가적으로 폐쇄(close)하여 마찰 클램프(120)의 형상을 유지하거나 폐쇄하도록 허용하며, 그에 따라, 제1 클램프 슬리브(122)가 제1 회전 방향으로 회전될 때, 마찰 클램프(120)와 피봇 샤프트(44) 사이의 마찰력을 유지 또는 증가시킨다. 일반적으로, 마찰 클램프(120)에 의해서 인가되는 마찰력은 제1 클램프 슬리브(122)가 제1 방향을 따라서 피봇 샤프트 주위에서 운동하는 것을 방지할 정도로 충분히 크다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이러한 방식의 구성은 또한, 미리 결정된 토크를 초과하는 토크가 제2 회전 방향(제1 회전 방향에 반대)을 따라 제1 클램프 슬리브(122)로 인가될 때, 마찰 클램프(120)의 제1 및 제2 단부들(172 및 176)이 서로로부터 멀리 확장될 수 있게 허용한다(그에 따라, 마찰 클램프(120)와 피봇 샤프트(44) 사이의 마찰력을 감소시키기 위해서 마찰 클램프(120)의 형상을 개방한다). 제1 클램프 슬리브(122)로 인가되는 토크가 미리 결정된 토크와 같거나 그보다 작을 때, 마찰 클램프(120)에 의해서 인가되는 마찰력은 제1 클램프 슬리브(122)가 피봇 샤프트(44)에 대해서 회전되는 것을 방지할 수 있고, 그리고 무한 동력 전달 요소를 교체하기 위해서 피봇 아암(42)을 수동을 이동시키는 경우들에서 미리 결정된 토크를 초과하는 토크의 인가가 적절하게 이용될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 굴곡형 핑거들(144)이 둘레 벽(142)에 대향하는 측면 상에서 환형 바디(140)에 커플링될 수 있고 그리고 환형 바디 주위로 원주방향으로 이격될 수 있다. 굴곡형 핑거들(144)은 환형 바디(140)로부터 축방향으로 연장되어 그로부터 캔틸레버될(cantilevered) 수 있고 그리고 이하에서 보다 구체적으로 설명하는 바와 같이 스탑 슬리브(124)와 결합하도록 구성된 유지 탭(180)을 포함할 수 있다. 테논들(146a, 146b 및 146c)이 둘레 벽(142)으로부터 축방향으로 연장될 수 있다. 축방향 연장 홀(184)이 테논들 중의 첫 번째 테논(146a)을 통해서 형성될 수 있다.
도 3 및 4를 참조하면, 스탑 슬리브(124)가 환형 슬리브 바디(200), 원주방향으로 연장하는 외부 림(rim) 부재(202), 설부(204) 및 원주방향으로 연장하는 내부 림 부재(206)를 포함할 수 있다. 슬리브 바디(200)는 제1 클램프 슬리브(122)의 굴곡형 핑거들(144) 뿐만 아니라, 피봇 아암(42)에 형성된 환형 쇼울더(212)를 수용하도록 크기가 결정될 수 있는 내부 개구부(210)를 형성할 수 있다. 외부 림 부재(202)는 슬리브 바디(200)의 상단부에 커플링될 수 있고 그리고 그로부터 방사상 외측으로 연장할 수 있다. 설부(204)는 외부 림 부재(202)로부터 축방향을 따라 위쪽으로 연장될 수 있고 그리고 피봇 아암(42) 내에 형성된 설부 공동(216)과 결합되도록 구성될 수 있다. 설부(204)가 제1 협각(included angle)에 의해서 형성되는 원형 링 섹터로서 성형될 수 있는 단면[피봇 샤프트(44)의 종축에 수직으로 취한 단면]을 가질 수 있다는 것, 그리고 (마찰 클램프(120), 제1 클램프 슬리브(122), 스탑 슬리브(124) 및 클러치 스프링(126)에 의해서 형성된 클러치의 작업에 영향을 미치지 않도록) 설부 공동(216)이 피봇 아암(42)이 스탑 슬리브(124)와 접촉하지 않고 피봇 샤프트(44) 주위로 제한된 범위로 피봇될 수 있도록 제1 협각보다 더 큰 제2 협각에 의해서 형성되는 유사한 단면 형상을 가질 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 스탑 슬리브(124)가 축방향을 따라 제1 클램프 슬리브(122)로부터 분리되는 것을 방지하기 위해서, 내부 림 부재(206)는 굴곡형 핑거들(144)의 유지 탭(180)에 의해서 결합되도록 구성된다.
도 3 내지 5를 참조하면, 클러치 스프링(126)은 복수의 나선형 코일(230), 상기 나선형 코일(230)의 제1 측면으로부터 연장하는 탱(232), 및 상기 나선형 코일(230)의 제2의 대향하는 단부와 연관된 자유 단부(234)를 포함할 수 있는 랩-타입 스프링일 수 있다. 클러치 스프링(126)은 임의의 희망 재료로 형성될 수 있으나, 제시된 특별한 예에서, 약 1 mm 폭과 1.5 mm 높이의 크기를 가지는 직사각형 단면을 가지는 스테인리스 스프링 스틸로 형성된다. 탱(232)은 나선형 코일들(230)로부터 90°의 각도로 선회될(turned) 수 있다. 자유 단부(234)가 외부 림 부재(202)와 접하도록, 클러치 스프링(126)이 스탑 슬리브(124)의 슬리브 바디(200) 위로 수용될 수 있다. 나선형 코일들(230)은 메인 스프링(50)이 권선된(wound) 방향 또는 변화방향(sense)에 반대되는 방향 또는 변화방향으로 권선될 수 있다. 탱(232)은 제1 클램프 슬리브(122)의 테논(146a) 내의 축방향 연장 홀(184) 내에 수용될 수 있다. 제1 클램프 슬리브(122)가 스탑 슬리브(124)에 설치될 때, 탱(232)이 축방향 연장 홀(184) 내로 삽입될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
제1 클램프 슬리브(122) 및 클러치 스프링(126)에 조립됨에 따라, 스탑 슬리브(124)는 제1 회전 방향을 따라 굴곡형 핑거들(144)(및 피봇 샤프트(44)) 주위로 회전될 수 있으나, 클러치 스프링(126)의 형태로 인해서 제2 회전 방향으로는 회전되지 않는다. 보다 구체적으로, 클러치 스프링(126)은, 스탑 슬리브(124)가 제1 회전 방향으로 스탑 슬리브(124)를 회전시키는 경향을 가질 수 있는 힘을 받을 때, 슬리브 바디(200)로부터 언코일링(uncoil)되는 경향이 있고 그에 따라 스탑 슬리브(124)와 분리(disengage)되나, 스탑 슬리브(124)가 제2 회전 방향으로 스탑 슬리브(124)를 회전시키는 경향을 가질 수 있는 힘을 받을 때, 슬리브 바디(200) 주위로 보다 더 타이트하게 코일링되는 경향이 있고 그에 따라 스탑 슬리브(124)와 파지방식으로(grippingly) 결합한다. 따라서, 마찰 클램프(120), 스탑 슬리브(124), 제1 클램프 슬리브(122) 및 클러치 스프링(126)이 협력하여, 스탑 슬리브(124)가 제1 회전 방향을 따라서 제1 클램프 슬리브(122)에 대해서 회전될 수 있게 허용하나, 스탑 슬리브(124)가 제2 회전 방향을 따라서 제1 클램프 슬리브(122)에 대해서 회전되는 것을 방지하는, 일방향 클러치를 형성할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러나, 일방향 클러치를 이용하여 특별한 텐션장치(10)가 설명되고 그리고 묘사되었지만, 본원 발명의 교시 내용은 보다 더 넓게 적용될 수 있고 그에 따라 본원 발명에 따라서 구성된 텐션장치(10) 내의 일방향 클러치의 존재는 완전히 선택적이라는 것을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 일방향 클러치가 요구되지 않는다면, 마찰 클램프(120), 제1 클램프 슬리브(122), 제2 클램프 슬리브(124) 및 클러치 스프링(126) 전체가 텐션장치(10)로부터 배제될 수 있을 것이다.
도 3, 6 내지 8을 참조하면, 제2 클램프 슬리브(128)가 환형 단부 벽(250), 복수의 스프링 제한부들(limiters)(252) 및 측벽(254)을 포함할 수 있다. 제2 클램프 슬리브(128)는, 나일론 4/6 또는 아라미드 섬유가 보강된 나일론 4/6과 같은 적합한 재료로부터 일체로 형성될 수 있다(예를 들어, 사출성형될 수 있다). 제2 클램프 슬리브(128)는 제1 클램프 슬리브(122)에 비-회전식으로 커플링될 수 있고, 그리고 마찰 클램프(120)는 제2 클램프 슬리브(128)의 내부로 수용될 수 있다.
단부 벽(250)이 베이스 플레이트(48)의 후방 벽(92)의 내부 표면에 대해서 접할 수 있고 그리고 피봇 샤프트(44)의 넥-다운 부분(74) 위에 배치될 수 있다. 단부 벽(250)의 대향하는 축방향 측면이 받침 표면(150)에 대향하는 측면 상에서 마찰 클램프(120)와 접할 수 있다. 복수의 개구부들(260)이 단부 벽(250) 내로 형성되어 테논들(146a, 146b 및 146c)을 수용할 수 있고 그에 따라 제1 클램프 슬리브(122)를 제2 클램프 슬리브(128)에 커플링시킬 수 있다.
스프링 제한부들(252)은 단부 벽(250)에 커플링될 수 있고 그리고 클러치 스프링(126)으로부터 미리 결정된 거리에서 단부 벽(250) 주위로 원주방향으로 이격될 수 있으며, 그리고 클러치 스프링(126)의 방사상 외측 팽창을 미리 결정된 치수로 제한하도록 구성될 수 있다. 제시된 특별한 예에서, 2개의 스프링 제한부들(252)이 채용되고, 각각의 스프링 제한부는 테논들(146b 및 146c) 중에서 관련된 하나와 방사상으로 정렬된다. 그러나, 그보다 많거나 적은 스프링 제한부들(252)이 채용될 수 있고 그리고 그들의 단부 벽(250) 주위의 위치는 본원에서 설명되고 묘사된 것과 다를 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
측벽(254)은 환형 단부 벽(250)에 커플링될 수 있고 그리고 복수의 유지 부재들(270) 및 복수의 댐핑 부재들(272)을 형성할 수 있다. 유지 부재들(270)은 단부 벽(250)에 커플링될 수 있고 그리고 단부 벽(250)으로부터 연장될 수 있으며, 그리고 제1 클램프 슬리브(122)를 제2 클램프 슬리브(128)에 대해서 유지하는 스냅-핏(snap-fit) 방식으로 제1 클램프 슬리브(122)의 환형 바디(140)와 결합할 수 있는 돌출부들(276)의 세트를 형성할 수 있다.
도 3, 4 및 9를 참조하면, 댐핑 부재들(272)이 유지 부재들(270)에 커플링될 수 있고, 그리고 댐핑 부재들(272) 중 하나 이상이 메인 스프링(50)의 내부 표면(280)과 항상 접촉하여 메인 스프링(50)을 통해서 전달되는 진동을 감쇠시키도록 구성될 수 있다. 댐핑 부재들(272)과 메인 스프링(50) 사이의 접촉 정도는, 감쇠되어야 하는 메인 스프링(50) 내의 진동 정도에 의해서 결정될 수 있다. 제시된 특별한 예에서, 원주방향으로 연장하는 공간(294)이 단부 벽(250)과 환형 섹터(290) 사이에 배치되도록, 각각의 댐핑 부재(272)는, 단부 부재들(292)의 쌍을 통해서 인접한 유지 부재들(270)의 쌍에 대향 단부들이 결합되는 환형 섹터(290)를 포함한다. 환형 섹터(290)는 원형 대신에 로브형(lobed)일 수 있고, 그에 따라 환형 섹터가 중간-지점에서 제2 클램프 슬리브(128)의 길이방향 축으로부터 가장 멀리 위치될 수 있다.
도 3 및 9를 다시 참조하면, 무한 동력 전달 요소(16)(도 1)에서 원하는 텐션 레벨을 유지하기 위해서, 피봇 아암(42)이 텐션장치(10)의 작동 중에 피봇 샤프트(44) 주위로 회전될 수 있다. 피봇 아암(42)의 운동은 메인 스프링(50)의 대응하는 코일링 또는 언코일링을 유발할 수 있다. 일부 경우들에서, 피봇 아암(42)의 운동은 메인 스프링(50)이 공진 주파수로 진동하게 하는 경향을 가질 수 있다. 환형 섹터들(290)이 메인 스프링(50)과의 접촉에 응답하여 변형될 수 있고; 이러한 접촉과 관련된 마찰뿐만 아니라, 환형 섹터들(290)의 변형에 필요한 에너지가 진동을 감쇠시키는데 도움이 될 수 있고 그리고 메인 스프링(50)이 공진에 진입하는 것을 방지하는데 도움이 될 수 있다.
도 10 내지 13을 참조하면, 본원 발명의 교시 내용에 따라서 다른 제2 클램프 슬리브들이 구성된다. 도 10에서, 제2 클램프 슬리브(128a)는 환형 측벽(254a), 그리고 중간 부재(300) 및 단부 부재들(292a)의 쌍에 의해서 측벽(254a)에 커플링된 환형 섹터(290a)를 가지는 단일 댐핑 부재(272a)를 포함한다.
도 11 내지 13에서, 제2 클램프 슬리브들(128b, 128c 및 128d)의 각각이 환형 측벽(254b) 그리고 상기 측벽(254b)에 커플링되고 그로부터 방사상 외측으로 연장하는 복수의 댐핑 부재들(272b)을 포함한다. 제시된 특별한 예들에서, 댐핑 부재들(272b)은 단일 단부 부재(292b)를 통해서 측벽(254b)에 커플링된 단일의 원호형 섹터(290b)를 포함한다.
따라서, 댐핑 부재들이 임의의 적합한 방식으로 성형될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 댐핑 부재들은 반드시 원호형일 필요가 없고 또는 제2 클램프 슬리브의 나머지와 일체로 형성될 필요가 없으나, 제2 클램프 슬리브의 나머지 상에 조립 또는 몰딩될 수 있는 하나 또는 둘 이상의 부품들을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도면의 환형 섹터(290a), 측벽(254a), 단부 부재(292a) 및 중간 벽(300)에 의해서 형성된 공간들(294a)은, 예를 들어, 오버몰딩(overmolding)을 통해서 탄성 재료로 충진될 수 있으며, 그러한 탄성 재료는 상대적으로 더 높은 정도의 감쇠가 요구되는 경우에 댐핑 부재들(272a)을 추가적으로 강화(stiffen)시킬 수 있다. 또한, 댐핑 부재(또는 댐핑 부재를 강화시키기 위해서 채용되는 재료)가 부가적인 감쇠 레벨을 제공하기 위해서 복수의 탄성율(spring rate)로 구성될 수 있을 것이다. 예를 들어, 댐핑 부재들(272b)의 제1 부분이 제1 단면적(그에 따른 제1 탄성율)을 가질 수 있도록 하는 한편 댐핑 부재들(272b)의 제2 부분이 제2의 보다 큰 단면적(그에 따른 제2 탄성율)을 가질 수 있도록, 제2 클램프 슬리브들(128b, 128c 및 128d)이 구성될 수 있다. 만약 복수의 탄성율이 채용된다면, 메인 스프링(50)이 미리 결정된 양과 동일한 양으로 또는 그 미만의 양만큼 댐핑 부재를 변형시킬 때 제1 탄성율을 제공하도록 그리고 댐핑 부재가 미리 결정된 양 보다 큰 양만큼 변형될 때 제2 탄성율을 제공하도록, 댐핑 부재가 구성될 수 있다.
전술한 설명이 단지 본질적으로 예시적인 것이고 그리고 본원 발명, 그 적용 또는 용도를 제한하기 위한 것이 아님을 이해할 수 있을 것이다. 본원 명세서에서 특정 예들을 기술하고 도면에서 묘사하였지만, 청구항들에 규정된 바와 같은 본원 발명의 범위로부터 이탈하지 않고도, 여러 가지 변화들이 이루어질 수 있고 그리고 본원 발명의 구성요소들이 균등물들로 대체될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다. 또한, 여러 가지 예들 사이에서 특징들, 구성요소들 및/또는 기능들을 혼합하고 매칭시키는 것은 본원에서 명백하게 고려된 것이며, 그에 따라, 다른 기재가 없는 한, 이러한 개시 내용으로부터, 하나의 예의 특징들, 구성요소들 및/또는 기능들이 다른 예로 적절하게 통합될 수 있다는 것을 당업자는 이해할 수 있을 것이다. 또한, 본원 발명의 본질적인 범위로부터 이탈하지 않고도, 특별한 상황 또는 재료를 본원 발명의 교시 내용에 맞추기 위한 많은 변경이 이루어질 수 있을 것이다. 따라서, 본원 발명의 교시 내용을 실시하기 위해서 현재 고려될 수 있는 최적의 모드로서 명세서에 기술되고 첨부 도면들에 도시된 특별한 예들로 본원 발명이 제한되지 않는다는 것을 이해할 수 있을 것이며, 본원 발명의 범위는 전술한 설명들 및 첨부된 청구항들에 속하는 모든 실시예들도 포함한다는 것을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (22)

  1. 텐션장치이며,
    피봇 샤프트,
    상기 피봇 샤프트 상에 피봇식으로 장착되는 피봇 아암,
    상기 피봇 샤프트를 중심으로 제1 회전 방향을 따라 상기 피봇 아암을 편향시키는 토션 스프링으로서, 상기 토션 스프링은 상기 피봇 샤프트 주위로 수용된 복수의 코일들을 가지는 폐쇄-타입 토션 스프링인, 토션 스프링, 그리고
    상기 토션 스프링의 코일들의 내부 표면과 계속적으로 접촉하게 배치되는 댐퍼로서, 상기 댐퍼는 상기 토션 스프링의 코일들과의 접촉에 응답하여 방사상 내측으로 변형되는 탄성 부재를 포함하고, 상기 댐퍼는 상기 피봇 샤프트에 대한 축방향 정지 위치에 배치되는, 댐퍼를 포함하는
    텐션장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 피봇 샤프트와 상기 토션 스프링 사이에 배치된 일방향 클러치를 더 포함하고, 상기 일방향 클러치는 제1 클러치 부분 및 제2 클러치 부분을 포함하고, 상기 제1 클러치 부분은 상기 피봇 샤프트 상에 장착되고, 상기 제2 클러치 부분은 상기 피봇 샤프트 주위로 회전가능하며, 상기 일방향 클러치는 상기 제2 클러치 부분이 상기 제1 클러치 부분에 대해서 상대적으로 제1 회전 방향을 따라서 회전하는 것을 허용하도록 그러나 상기 제1 회전 방향에 반대되는 제2 회전 방향을 따라서 상기 제2 클러치 부분이 상기 제1 클러치 부분에 대해서 상대적으로 회전하는 것을 저지하도록 구성되며, 상기 제2 클러치 부분은, 상기 피봇 샤프트에 대한 제2 클러치 부분의 위치에 영향을 미치지 않고 상기 제2 클러치 부분의 주어진 위치에 대한 최대 텐션 위치와 최소 텐션 위치 사이에서 상기 피봇 아암이 이동될 수 있게 허용하는 미리 결정된 양의 회전 여유(play)를 두고 상기 피봇 아암에 결합되는
    텐션장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 댐퍼가 상기 제1 및 제2 클러치 부분들 중 하나 이상에 커플링되는
    텐션장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 일방향 클러치는, 상기 피봇 아암이 미리 결정된 문턱값(threshold)의 토크를 받을 때, 상기 제2 클러치 부분이 제2 회전 방향을 따라서 상기 피봇 샤프트 주위로 회전하는 것을 방지하는
    텐션장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 일방향 클러치는 랩 스프링을 포함하고, 상기 랩 스프링은 피봇 아암에 의한 상기 제2 클러치 부분으로의 운동 입력 방향을 기초로 제1 및 제2 클러치 부분들을 비-회전식으로 커플링하도록 구성되는
    텐션장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 일방향 클러치는 랩 스프링의 방사상 팽창을 제한하기 위한 제한부를 포함하는
    텐션장치.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 일방향 클러치는 상기 피봇 샤프트에 마찰식으로 결합되는 마찰 클램프를 포함하는
    텐션장치.
  8. 제7항에 있어서,
    미리 결정된 토크를 초과하는 토크가 제2 회전 방향으로 상기 제2 클러치 부분에 인가될 때 상기 마찰 클램프가 변형가능하며, 그에 따라 마찰 링과 피봇 샤프트 사이의 마찰을 감소시키는
    텐션장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 클러치 부분들이 함께 스냅-피팅되는
    텐션장치.
  10. 제3항에 있어서,
    상기 피봇 아암 및 제2 클러치 부분 중 하나가 설부를 포함하고, 상기 피봇 아암 및 제2 클러치 부분 중 다른 하나는 상기 설부가 수용되는 슬롯을 포함하며, 상기 슬롯이 상기 설부 보다 더 커서 상기 피봇 아암과 상기 제2 클러치 부분 사이의 미리 결정된 양의 상대적인 운동을 허용하는
    텐션장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 댐퍼가 복수의 로브들을 포함하는
    텐션장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 댐퍼가 둘 이상의 탄성율을 가지며, 상기 탄성율들 중 제1 탄성율은 미리 결정된 제1 양과 같거나 그보다 적은 양에 의해서 댐퍼의 압축과 연관되고, 상기 탄성율들 중 제2 탄성율은 상기 제1 양을 초과하는 양에 의해서 댐퍼의 압축과 연관되는
    텐션장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 댐퍼는 환형 벽 및 상기 환형 벽으로부터 방사상 외측으로 연장하는 복수의 댐퍼 부재들을 포함하는
    텐션장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 댐퍼 부재들의 각각이 단일 단부 부재에 의해서 상기 환형 벽에 커플링되는
    텐션장치.
  15. 텐션장치이며,
    피봇 샤프트,
    상기 피봇 샤프트 상에 피봇식으로 장착되고 홈을 형성하는 피봇 아암,
    상기 피봇 샤프트를 중심으로 제1 회전 방향을 따라 상기 피봇 아암을 편향시키는 토션 스프링으로서, 상기 토션 스프링은 상기 피봇 샤프트 주위로 수용된 복수의 코일들을 가지는 폐쇄-타입 토션 스프링인, 토션 스프링,
    상기 토션 스프링 내에 그리고 상기 피봇 샤프트 위에 수용되는 스탑 슬리브로서, 상기 스탑 슬리브는 상기 피봇 아암 내의 홈으로 수용되는 설부를 구비하고, 상기 설부는 상기 스탑 슬리브에 대한 상기 피봇 아암의 미리 결정된 양의 운동을 허용하기 위해서 상기 홈 보다 더 작은, 스탑 슬리브,
    상기 피봇 샤프트 위에 장착되고 그리고 상기 스탑 슬리브에 회전식으로 커플링되는 제1 클램프 슬리브,
    상기 제1 클램프 슬리브에 고정적으로 커플링되는 제1 단부, 그리고 상기 스탑 슬리브 주위로 배치되는 복수의 나선형 코일들을 가지는 랩 스프링,
    상기 피봇 샤프트 위에 장착되고 그리고 상기 스탑 슬리브에 대향하는 측면 상에서 상기 제1 클램프 슬리브에 접하는 제2 클램프 슬리브로서, 상기 제2 클램프 슬리브가 상기 제1 클램프 슬리브에 비-회전식으로 커플링되는, 제2 클램프 슬리브,
    상기 제2 클램프 슬리브에 커플링되고 그리고 상기 토션 스프링의 코일들의 내부 표면과 계속적으로 접촉하도록 구성되는 하나 이상의 댐퍼로서, 상기 하나 이상의 댐퍼가 탄성 재료로 형성되고 그리고 상기 토션 스프링을 통해서 전달되는 토크가 증가함에 따라 내측으로 변형되는, 하나 이상의 댐퍼, 그리고
    상기 제1 클램프 슬리브와 상기 제2 클램프 슬리브 사이에 수용되고, 상기 피봇 샤프트와 마찰식으로 결합되는 마찰 클램프를 포함하는
    텐션장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 제1 클램프 슬리브는, 상기 피봇 아암이 제1 회전 방향으로 이동될 때, 상기 마찰 클램프를 상기 피봇 샤프트 주위의 폐쇄 위치에서 유지하도록 구성되고, 그리고 상기 제1 클램프 슬리브는, 상기 제1 회전 방향에 반대되는 제2 회전 방향으로 미리 결정된 토크를 초과하는 토크가 피봇 아암에 인가될 때, 상기 마찰 클램프가 펼쳐져 개방될 수 있게 허용하도록 구성되는
    텐션장치.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 댐퍼는 상기 제2 클램프 슬리브 주위로 배치된 복수의 로브들을 포함하는
    텐션장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 로브들의 각각은 벽 부재에 의해서 상기 로브들의 대향 측면들 상에서 지지되는
    텐션장치.
  19. 제15항에 있어서,
    상기 하나 이상의 댐퍼가 환형 벽 및 상기 환형 벽으로부터 방사상 외측으로 연장하는 복수의 댐퍼 부재들을 포함하는
    텐션장치.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 각각의 댐퍼 부재가 단일 벽 부재에 의해서 상기 환형 벽에 커플링되는
    텐션장치.
  21. 제15항에 있어서,
    상기 스탑 슬리브 및 상기 제2 클램프 슬리브가 상기 제1 클램프 슬리브에 스냅-피팅되는
    텐션장치.
  22. 텐션장치이며,
    피봇 샤프트,
    상기 피봇 샤프트 상에 피봇식으로 장착되고 홈을 형성하는 피봇 아암,
    상기 피봇 샤프트를 중심으로 제1 회전 방향을 따라 상기 피봇 아암을 편향시키는 토션 스프링으로서, 상기 토션 스프링은 상기 피봇 샤프트 주위로 수용된 복수의 코일들을 가지는 폐쇄-타입 토션 스프링인, 토션 스프링,
    상기 피봇 샤프트로부터 오프셋된 위치에서 상기 피봇 아암 상에 장착되는 풀리,
    상기 토션 스프링 내에 그리고 상기 피봇 샤프트 위에 수용되는 스탑 슬리브로서, 상기 스탑 슬리브는 상기 피봇 아암 내의 홈으로 수용되는 설부를 구비하고, 상기 설부는 상기 스탑 슬리브에 대한 상기 피봇 아암의 미리 결정된 양의 운동을 허용하기 위해서 상기 홈 보다 더 작은, 스탑 슬리브,
    상기 피봇 샤프트 위에 장착되고 그리고 상기 스탑 슬리브에 회전식으로 커플링되는 제1 클램프 슬리브,
    상기 제1 클램프 슬리브에 고정적으로 커플링되는 제1 단부, 그리고 상기 스탑 슬리브 주위로 배치되는 복수의 나선형 코일들을 가지는 랩 스프링,
    상기 피봇 샤프트 위에 장착되고 그리고 상기 스탑 슬리브에 대향하는 측면 상에서 상기 제1 클램프 슬리브에 접하는 제2 클램프 슬리브로서, 상기 제2 클램프 슬리브가 상기 제1 클램프 슬리브에 비-회전식으로 커플링되는, 제2 클램프 슬리브,
    상기 제2 클램프 슬리브에 커플링되고 그리고 상기 토션 스프링의 코일들의 내부 표면과 계속적으로 접촉하도록 구성되는 하나 이상의 댐퍼로서, 상기 하나 이상의 댐퍼가 탄성 재료로 형성되고 그리고 상기 토션 스프링을 통해서 전달되는 토크가 증가함에 따라 내측으로 변형되는, 하나 이상의 댐퍼, 그리고
    상기 제1 클램프 슬리브와 상기 제2 클램프 슬리브 사이에 수용되고, 상기 피봇 샤프트와 마찰식으로 결합되는 마찰 클램프를 포함하며,
    상기 제1 클램프 슬리브는, 상기 피봇 아암이 제1 회전 방향으로 이동될 때, 상기 마찰 클램프를 상기 피봇 샤프트 주위의 폐쇄 위치에서 유지하도록 구성되고, 그리고 상기 제1 클램프 슬리브는, 상기 제1 회전 방향에 반대되는 제2 회전 방향으로 미리 결정된 토크를 초과하는 토크가 피봇 아암에 인가될 때, 상기 마찰 클램프가 펼쳐져 개방될 수 있게 허용하도록 구성되며,
    상기 하나 이상의 댐퍼는 상기 제2 클램프 슬리브 주위로 배치된 복수의 로브들을 포함하고,
    상기 로브들의 각각은 측벽에 의해서 상기 로브들의 대향 측면들 상에서 지지되며,
    상기 스탑 슬리브 및 제2 클램프 슬리브가 상기 제1 클램프 슬리브에 스냅-피팅되는
    텐션장치.
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