KR20130131318A - 방사상 마찰 비대칭 감쇠를 위한 확장 스프링을 구비하는 텐셔너 - Google Patents

Abstract

동력 시스템의 일부인 텐셔너는 무단 동력전달 요소에 장력을 제공하는 텐셔너이며, 상기 텐셔너는 제1 축선에 대하여 회전가능하고, 그의 일부를 통하여 슬롯을 갖는 암 축을 포함하는 암, 절개부와 돌출부를 구비하는 제거식 슬리브-세그먼트를 갖는 슬리브를 포함하는 부싱으로서, 상기 제거식 슬리브-세그먼트는 돌출부를 구비하고, 상기 제거식 슬리브-세그먼트는 슬롯 내의 돌출부와 함께 상기 절개부 내에 수용가능한 부싱, 및 상기 암에 결합되고 무단 동력전달 요소와의 장력부여 맞물림을 위해 상기 암이 제1 축선에 대하여 회전하도록 하는 스프링을 포함한다. 상기 스프링은 상기 부싱의 돌출부, 즉 슬리브-세그먼트 상의 적어도 돌출부와 접촉하여 방사상으로 확장되도록 위치되어 있고, 상기 암이 장력부여 맞물림의 방향과 반대 방향으로 회전될 때, 마찰 감쇠를 제공하도록 상기 부싱은 상기 암 축에 대해 방사상으로 외측으로 압박된다.

Description

방사상 마찰 비대칭 감쇠를 위한 확장 스프링을 구비하는 텐셔너{TENSIONER WITH EXPANDING SPRING FOR RADIAL FRICTIONAL ASYMMETRIC DAMPING}

이 출원은 2010년 9월 2일에 출원되고, 그의 전체 내용이 본 명세서에 참조로 편입된 미국 특허 출원 제12/874,797호의 부분계속출원이다.

본 발명은 일반적으로 텐셔너에 관한 것으로, 특히 방사상 마찰 감쇠를 제공하기 위해 확장 스프링을 사용하는 비대칭 감쇠 텐셔너에 관한 것이다.

일반적으로, 벨트 텐셔너와 같은 텐셔너(tensioner)는 벨트 장력 변동에 의해 야기된 텐셔너 암의 운동을 감쇠시키기 위한 수단을 구비한다. 이 감쇠에 요구되는 크기는 기하학적 구조, 액세서리 부하, 액세서리 관성, 엔진 듀티 사이클 등을 포함하는 다수의 구동 인자들에 따라 다르다. 예를 들면, 높은 비틀림 입력 또는 어떤 과도적인 동적 조건들을 갖는 구동 시스템들은 텐셔너 운동을 충분히 제어하기 위해 높은 감쇠를 요구할 것이다. 비록, 높은 감쇠가 암 운동의 제어에 매우 효과적이기는 하지만, 이는 또한 텐셔너의 다른 임계적 기능들에 해로울 수 있다(예를 들어, 느슨한 벨트 조건들에 대한 느린 반응 또는 무반응). 부가적으로, 제조공정의 변화, 작동 온도 및 구성요소의 방해 또는 마모에 의해 발생하는 감쇠의 변화 또는 변경도 또한 텐셔너가 반응하지 않도록 할 수 있다.

이러한 문제점에 접근하기 위해 비대칭 감쇠를 사용하는 타이밍 벨트 시스템들이 유용하다. 비대칭 감쇠 텐셔너는 추가적인 벨트 장력이 요구될 때 감쇠를 제공하지만, 느슨한 벨트 조건들에는 반응하지 않는다. 비록 비대칭 기능성이 모든 다른 프런트 단부 액세서리 구동 텐셔너들에 요구되는 것은 아니지만, 내용 연한의 증대, 벨트 슬립을 포함하는 다른 과도적인 동적 시스템 문제점들의 해소, 또는 감쇠 변화에 덜 민감한 텐셔너를 간단하게 제조하기 위한 가능성은 소망 설계 옵션을 성취해야 한다.

다수의 벨트 텐셔너 감쇠 메커니즘은 감쇠를 갖는 마찰력을 생성하도록 텐셔너의 구성요소들을 이동시키기 위한 축방향력을 사용하는 마찰 감쇠를 이용한다. 축방향력과 텐셔너의 일부 구성요소들을 수용하기 위한 수단을 요구하는 이들 설계들은 텐셔너의 수명을 단축시키는 축방향력을 견딜 수 있도록 강건해야 한다.

본 발명의 목적은 전술한 종래 기술의 문제점을 해소할 수 있는 텐셔너를 제공하는 것이다.

본 명세서에 개시된 텐셔너의 일 관점에 있어서, 방사상 감쇠력이 조인트들에 기반하는 것보다는 지지 벽 내에 수용될 수 있는 텐셔너이다. 바람직하게는, 방사상 감쇠는 비대칭이다.

일 실시예에 있어서, 동력 시스템의 일부인 텐셔너에 있어서, 상기 텐셔너는 벨트, 체인, 또는 다른 연속 루프와 같은 무단 동력전달 요소에 장력을 제공한다. 텐셔너는 제1 축선(first axis)에 대하여 회전가능하고, 그의 일부를 통하여 슬롯을 갖는 암 축(arm arbor)을 포함하는 암, 절개부와 이 절개부 내에 수용가능한 제거식(removable) 슬리브-세그먼트를 갖는 슬리브를 포함하는 부싱으로서, 상기 슬리브-세그먼트 상에 적어도 돌출부를 구비하며 상기 돌출부는 상기 암 축에 인접하여 위치되고 상기 암 축의 슬롯 내에 수용되는 부싱, 및 상기 암에 결합되고 무단 동력전달 요소와의 장력부여 맞물림을 위해 상기 암이 제1 축선에 대하여 회전하도록 상기 암을 압박하는 스프링을 구비한다. 상기 스프링은 상기 부싱의 돌출부와 접촉하여 방사상으로 확장되도록 위치되어 있고, 상기 암이 장력부여 맞물림의 방향과 반대 방향으로 회전될 때, 마찰 감쇠를 제공하도록 상기 부싱은 상기 암 축에 대해 방사상으로 외측으로 압박된다.

다른 실시예에 있어서, 상기 텐셔너는 상기 스프링, 암 축 및 부싱을 수용하는 지지 부재를 포함하고, 상기 부싱은 지지 부재에 인접하고, 상기 암 축은 스프링과 부싱 사이에 위치한다. 따라서, 스프링이 방사상으로 확장될 때, 스프링은 마찰 감쇠를 제공하도록 상기 부싱이 지지 부재와 마찰 맞물림되도록 상기 부싱을 압박한다.

상기 부싱은 스프링의 방사상 확장에 응답하여 부싱의 방사상 확장을 허용하는 종방향 관통 슬릿을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 상기 부싱은 그 안에 종방향 슬릿을 갖고 그의 내부 면 상에 적어도 하나의 돌출부를 갖는, 실질적으로 원통형인 슬리브를 포함한다. 또한, 상기 부싱은 그의 슬리브의 일 단부로부터 외측으로 연장하는 플랜지를 구비한다.

바람직하게는, 상기 암의 암 축은 고정 직경을 가지며, 이에 따라 상기 암 축은 스프링의 방사상 확장에 반응하지 않는다. 그 대신에, 부싱이 확장되는 스프링에 의해 방사상으로 확장된다. 또한, 텐셔너는 상기 텐셔너 내의 스프링을 둘러싸는 캡을 포함한다.

일 실시예에 있어서, 상기 암은 제2 축선(second axis)에 대하여 회전 가능하게 장착된 풀리를 포함하고, 상기 제2 축선은 상기 제1 축선으로부터 이격되고 그리고 제1 축선에 평행하다.

하기의 상세한 설명은 본 발명의 일반적인 원리를 나타내는 것이며, 본 발명의 실시예들은 첨부한 도면들에 부가적으로 도시되어 있다. 도면들에 있어서, 동일하거나 또는 기능적으로 유사한 요소들은 유사한 참조부호로 표시한다.
도 1은 텐셔너의 일 실시예를 이용하는 엔진을 도시하는 정면도이다.
도 2는 텐셔너의 일 실시예의 분해 사시도이다.
도 3은 도 1의 선 3-3을 따라 취한 텐셔너의 측단면도이다.
도 4는 도 3의 선 4-4를 따라 취한 텐셔너의 단면도이다.
도 5는 암, 피봇 샤프트 및 스프링에 연결된 캡의 하부를 도시하는 텐셔너의 일 실시예의 단면도이다.
도 6은 도 5의 캡의 저면 사시도이다.
도 7은 텐셔너의 다른 실시예의 분해 사시도이다.
도 8은 도 7의 조립된 텐셔너의 측면도이다.
도 9는 지지 부재가 없는 도 8의 텐셔너의 분해 저면 사시도이다.
도 10은 도 8의 선 10-10을 따라 취한 조립된 텐셔너의 단면도이다.

본 명세서에 기재된 감쇠 메커니즘과 텐셔너는 비대칭 마찰 감쇠를 제공한다. 전형적으로, 텐셔너는 동력 시스템의 일부이며, 동력 시스템에서의 텐셔너는 적어도 하나의 공급원에 의해 구동되는 시스템 내에 존재하고 또한 액세서리(accessory)를 구동시킬 수 있는 벨트, 체인, 또는 다른 연속 루프와 같은 무단 동력전달 요소에 장력을 제공한다. 동력전달 요소와 텐셔너는 필요에 따라 그리고 그의 동적 조건들에 응답하여 무단 동력전달 요소에 장력을 제공하는 텐셔너와 협력하여 작동된다.

도 1을 참조하면, 참조부호 "20"으로 표시한 엔진은 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 바와 같은 복수의 피구동 액세서리들을 구동시키기 위해 무단 동력전달 요소(21)를 이용한다. 참조부호 "100"으로 표시한 본 발명의 벨트 텐셔너는 무단 동력전달 요소(21)에 장력을 제공하는 데 이용된다. 무단 동력전달 요소(21)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 임의의 적절한 형태일 수 있다. 텐셔너(100)는 복수의 패스너(25)에 의해 엔진(20)의 장착 브래킷 또는 지지 구조체(24)에 고정되도록 구성되어 있다. 엔진의 작동 동안 텐셔너를 제위치에 유지하는 패스너는 본 발명이 속하는 기술분야에서 공지된 볼트, 스크류, 용접 또는 임의의 다른 적절한 패스너일 수 있다. 장착 브래킷 또는 지지 구조체(24)는 임의의 구조로 구성될 수 있으며 패스너(25)를 수용하기 위한 임의 개수의 개구부들을 포함할 수 있다.

본 명세서에 기재된 텐셔너로 느슨한 무단 동력전달 요소에 장력을 부여하는 것은, 장력을 제공하기 위해 텐셔너의 암을 회전시키도록 작동하는 언와인딩 스프링의 와인딩이라는 점에서 특이하며, 본 명세서에서 장력부여 방향(T)으로 언급될 것이다. 본 명세서에서 와인딩 방향(winding direction)(W)으로 언급되는 반대 방향에 있어서는, 텐셔너가 존재하는 스팬(span) 내에서 조여지는 무단 동력전달 요소의 지배적인 힘에 응답하여 텐셔너의 암이 와인딩되는 것이라 할 수 있다. 그러나 텐셔너에 대해, 평상시와는 달리, 텐셔너 암의 와인딩은 공지의 텐셔너 내의 스프링의 언와인딩(unwinding)에 대응한다.

텐셔너의 와인딩은 구동 시스템의 원래의 기능에 어떤 잠재적인 바람직하지 않은 영향들을 미칠 수 있다. 이들 바람직하지 않는 영향들을 완화시키기 위해 댐퍼 또는 감쇠 메커니즘, 예를 들어 텐셔너의 회전, 특히, 동력전달 요소에 장력을 부여하기 위한 그의 암의 회전에 악영향 없이, 동력전달 요소의 운동에 저항하도록 텐셔너에 통합된 마찰 댐퍼를 구비하는 것이 유용할 수 있다. 이 종류의 마찰 감쇠는 일반적으로 비대칭 감쇠로 알려져 있으며, 본 명세서에 기재된 텐셔너에 있어서는, 스프링의 언와인딩이 이러한 감쇠를 제공한다. 스프링의 언와인딩은 그의 코일들을 외측으로 확장시키고, 그의 코일 직경을 확대하는 것이며, 스프링을 다른 표면과의 마찰 맞물림을 위해 압박하는 점에서 텐셔너의 다른 구성요소에 작용하는 스프링을 갖는 것에 의해 비대칭 마찰 감쇠를 제공하는 데 유용하다.

도 2와 도 3 및 도 7과 도 8을 참조하면, 텐셔너(100, 100')는 텐셔너가 존재하는 스팬 내에서 조여지는 무단 동력전달 요소의 벨트 부하 또는 다른 지배적인 힘에 응답하여 스프링이 언와인딩될 때, 스프링(106)의 확장을 통한 암(102)의 운동에 대해 비대칭 마찰 감쇠를 제공한다. 스프링(106)은 스프링(106)과 부싱(108, 108')의 적어도 일부를 수용하는 지지 부재(114)의 내부 면(146)과의 마찰 맞물림을 위해 부싱(108)(도 2와 도 3 참조)과 부싱(108')(도 7 참조)을 압박하도록 그의 확장 코일들로부터 부싱(108)으로 외측으로 향하는 힘, 즉 방사상 힘을 전달하며, 이에 따라 실질적인 마찰 감쇠가 와인딩 방향(W)으로 벨트 텐셔너에 적용된다. 전술한 바와 같이, 와인딩 방향은 장력이 증가하여 무단 동력전달 요소가 텐셔너 암을 무단 동력전달 요소로부터 떨어지는 방향으로 들어올릴 때 발생한다. 텐셔너는 와인딩 방향(W)으로 회전하는 것에 대해 마찰 감쇠력으로 저항하지만, 동일한 마찰 감쇠력으로 벨트 쪽으로의 텐셔너 암의 운동에 대해서는 실질직으로 저항하지 않는다.

본 명세서에 기재된 텐셔너의 구조에서 독특한 것은 방사상으로 확장하는 스프링의 사용이며, 이 스프링의 방사상 확장은 감쇠를 제공하기 위해 부품들을 마찰 맞물림시키도록 압박하는 힘을 제공하고, 방사상으로 확장된, 예를 들어 언와인딩된 스프링은 장력부여 방향(T)으로, 예를 들어 동력전달 요소 쪽으로, 텐셔너 암을 회전시키도록 텐셔너 암에 토크(torque)를 공급하기 위한 비틀림력(torsional force)을 적용한다.

텐셔너의 축방향력보다 방사상 힘의 적용은, 구성요소 및 조인트와 같은 저가로 제조될 수 있는 일부 구성요소들이 축방향력을 견딜 수 있도록 강건할 필요는 없도록 한다. 축방향력이 없는 것은 일부 구성요소들이 얇은 두께로 제조될 수 있도록 하여, 텐셔너의 중량과 가격을 낮출 수 있다. 텐셔너에 존재하는 임의의 방사상 힘은 벨트 텐셔너의 지지 부재내에 쉽게 수용될 수 있다.

도 2 내지 도 6 및 도 7 내지 도 10의 텐셔너(100, 100')는 동일하거나 또는 유사한 다수의 구성요소를 각각 포함한다. 이들 구성요소들은 도 2 내지 도 6의 텐셔너(100)와 관련하여 상세히 기술될 것이며, 이 상세한 기술에서 동일한 참조부호들에 대해서는 도 7 내지 도 10의 텐셔너(100')에 동일하게 적용할 수 있다. 텐셔너(100)와 텐셔너(100') 사이의 한가지 차이점은 부싱(108)(도 2 참조)과 부싱(108')(도 7 참조)의 구성이다.

도 2 내지 도 6을 참조하면, 도 3에 도시된 바와 같이, 텐셔너(100)는 장력부여 방향(T)과 이 장력부여 방향과 반대인 와인딩 방향(W)으로 제1 축선(A)에 대하여 회전 가능한 텐셔너 암(102), 스프링(106), 부싱(108), 지지 부재(114) 및 캡(118)을 포함한다. 암(102)은 제1 축선(A)으로부터 이격되어 있고 그리고 제1 축선에 평행한 제2 축선(B)에 대하여 회전하기 위해 그의 제1 단부(130)에 회전 가능하게 장착된 풀리(120)를 포함한다. 풀리(120)는 풀리 볼트(122) 또는 다른 패스너로 암(102)에 결합될 수 있고 그리고 더스트 커버(124)를 포함할 수 있다.

암(102)은 그의 제2 단부(132)에, 제1 축선(A)에 대하여 암으로부터 연장하는 암 축(104)을 포함한다. 암 축(104)은 제1 개구 단부(154)를 갖는 슬리브(152)와 상기 제1 개구 단부(154)와 비교하여 더 작은 개구부를 갖는 제2 개구 단부(156)를 형성하는 부분적 저부(partial bottom)(117)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 슬리브(152)는 일반적으로 원통형이며 스프링(106)을 수용할 수 있는 하우징(150)을 형성한다. 슬리브(152) 내에는, 슬리브를 통해 연장하는 하나 또는 그 이상의 슬롯(116)이 존재하며, 이들 슬롯들은 암 축(104)의 외부 면으로부터 그의 내부로 개구되어 있다. 조립시에, 슬리브(152)의 제1 단부(154)는 캡(118)에 의해 폐쇄될 수 있으며, 제2 단부(156)는 지지 부재(114)에 의해 폐쇄될 수 있다. 캡(118)과 지지 부재(114)는 텐셔너의 다른 구성요소, 예를 들어 스프링(106), 암 축(104) 및 부싱(108)을 둘러쌀 수 있으며, 오염으로부터 이들을 보호한다.

일 실시예에 있어서, 암 축(104)은 두 개의 슬롯(116), 더 바람직하게는 도 2에 도시된 바와 같이, 세 개의 슬롯(116)을 포함할 수 있으며, 임의의 특정 개수의 슬롯으로 한정되는 것은 아니다. 슬롯(116)은 암 축(114)에 대해 등간격으로 위치될 수 있으며, 이는 확장 스프링(106)에 의해 부여된 힘을 부싱(108) 상에 더욱 균일하게 분배하는 이점을 갖는다. 일 실시예에 있어서, 슬롯(116)은 슬리브(152)를 통해 연장될 수 있다. 슬롯(116)은 임의의 형상일 수 있거나 또는/그리고 스프링이 확장될 때 부싱의 돌출부(110)들이 스프링(106)과 접촉하기 위해 슬리브(152)에 의해 형성된 공동(143) 내로 연장되도록 하는 구성일 수 있다.

도 3에 도시된 바와 같이, 슬롯(116)은 슬리브(152)를 통해 부분적 저부(117) 내로 연장될 수 있다. 부분적 저부(117) 내의 슬롯(116)의 일부는 부분적으로 방사상으로 부분적 저부(117) 내측으로만 연장하며, 이에 따라 부분적 저부(117)는 그의 외주부는 원주방향으로 불연속이며, 그의 내주부는 원주방향으로 연속적이다. 내주부는 제1 축선(A)에 가장 가까운 가장자리이다. 원주방향으로 연속적인 내주부는 안정화를 지원하거나 또는 슬리브(152)의 제2 개구 단부(156)에 강성을 제공하며, 고정된 크기를 갖는 암 축(114)을 제공한다. 일 실시예에 있어서, 슬리브(152)는 실질적으로 원통형이며 고정된 직경을 갖는다.

도 4에 도시된 바와 같이, 부분적 저부(117)는 슬리브(152)의 내부 내에 위치된 맞댐부(abutment feature)(180)를 포함한다. 맞댐부(180)는 스프링(106)의 제1 단부(107)를 수용한다. 따라서, 암 축(104)이 암(102)과 함께 회전할 때, 맞댐부(180)는 스프링이 언와인딩되고 그의 직경이 방사상으로 확장되도록 스프링(106)을 압박한다. 일 실시예에 있어서, 맞댐부(180)는 직접 접촉과는 반대로 접촉하도록 스프링(106)의 일반적인 평탄 절단 단부에 대해 일반적인 평면을 제공하는 분할부 또는 돌출부이다. 다른 실시예에 있어서, 맞댐부(180)는 슬리브, 브래킷, 오목부일 수 있거나, 또는 스프링 단부(107)가 암 축와 함께 운동하도록 스프링을 암 축(104)에 연결시키도록 끼워맞춤되는 다른 소켓(receptacle)일 수 있다.

일 실시예에 있어서, 맞댐부(180)는 경사부(ramping feature)일 수 있으며, 이는 경사 방향(ramp direction)에 따라, 스프링의 외측으로의 확장을 증가시키거나 또는 감소시킬 수 있다. 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는, 맞댐부(180)의 형상 및/또는 외형은 텐셔너가 비대칭 또는 점진적인 감쇠를 가질 수 있는 형상 및/또는 외형을 가진다는 것을 인식할 것이다.

암(102)의 제2 단부(132)는 암 축(104)을 암(102)에 연결하는 주변부에 대한 플랜지(158)를 또한 포함한다. 텐셔너(100)의 조립시에, 플랜지(158)는 지지 부재(114)의 플랜지(115) 상에 놓여질 수 있다. 플랜지(158)의 연장부에는 외측으로 돌출하는 탭(140)이 존재하며, 이 탭(140)이 정지부(stop), 예를 들어 지지 부재(114) 상의 정지부(142) 및/또는 캡(118)의 탭(136)을 접촉할 때, 제1 축선(A)에 대한 암(102)의 회전 운동을 제한하는 정지부로서 작용할 수 있다.

암 축(104)은 지지 부재(114)의 공동(143) 내에 수용된다. 지지 부재(114)는 폐쇄 단부(160)와 개방 단부(162)를 구비하며, 폐쇄 단부(160)로부터 공동(143) 내로 연장하고 암 축(104)이 회전하는 피봇 샤프트(144)를 포함한다. 지지 부재(114)는 텐셔너(100)가 무단 동력전달 요소에 대해 제위치에 장착되는 것을 용이하게 한다. 일 실시예에 있어서, 피봇 샤프트(144)는 일반적으로 공동(143) 내의 중앙부에 위치되어 있으며, 조립된 벨트 텐셔너를 함께 유지시키고 그리고/또는 텐셔너를 무단 동력전달 요소에 대한 표면에 장착시키기 위해 볼트, 스크류, 핀 또는 다른 패스너(25')(도 1에 도시됨)를 수용할 수 있는 축방향으로 연장하는 개구부(145) 또는 보어를 구비한다. 또한, 지지 부재(114)는 부싱(108)과 스프링(106)의 적어도 일부를 수용하고 그리고/또는 내장할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 지지 부재(114)는 공동(143)의 개방 단부(162)의 주변부에 대해 외측으로 연장하는 상부 림(115) 또는 플랜지를 포함하고 또한 개방 단부(162)에 근접한 그의 외부 벽으로부터 외측으로 돌출하거나 또는 플랜지(115)의 연장부로서 돌출하는 정지부(142)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 지지 부재(114)는 공동(143)의 폐쇄 단부(160)의 외부 면 상에 위치지정 핀(147)을 또한 포함할 수 있으며, 이 위치지정 핀은 엔진(20)의 장착 브래킷 또는 지지 구조체(24)에 제공될 수 있는 소켓 내에 수용될 수 있다.

도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 부싱(108)은 암 축(104)과 지지 부재(114)의 내부 면(146) 사이에 위치되거나 또는 위치 가능하며, 그리고 암 축(104)의 외부 면에 인접하여 위치되어 있다. 부싱(108)은 제1 개방 단부(170)와 제2 개방 단부(172)를 구비하는 슬리브(119) 및 슬리브의 내부 면(168)으로부터 제1 축선(A) 쪽으로 연장하는 하나 또는 그 이상의 돌출부(110)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 슬리브(119)는 일반적으로 원통형이다. 돌출부(110)의 개수는 부싱(108)이 슬롯(116) 내에 수용된 그의 돌출부(110)로 암 축(104)과 정합되도록 하는 점에서 암 축(104) 내의 슬롯(116) 개수와 일치하는 것이 바람직하다. 따라서, 돌출부(110)는 암 축(104)의 슬롯(116)과 정합되는 형상이다. 또한, 돌출부(110)들은 암 축(104)을 통해 내부 공동(143) 내로 연장될 수 있는 크기이며, 스프링이 언와인딩되면서 확장될 때, 스프링(106)에 접근 가능하거나 또는 스프링에 의해 접근 가능하다.

또한, 부싱(108)은 슬리브(119)의 일 단부로부터, 예를 들어 제1 개방 단부(170)로부터 외측으로 연장하는 플랜지(113)를 포함할 수 있다. 도 2와 도 3의 실시예에 있어서, 부싱(108)은 부싱을 통해 제1 개방 단부(170)로부터 제2 개방 단부(172)로 연장하는 슬릿(112)을 포함한다. 슬릿(112)은 스프링이 언와인딩될 때 부싱(108)이 스프링(106)의 확장에 응답하여 방사상으로 확장되는 것을 가능하게 한다. 대안적인 실시예에 있어서, 부싱(108)은 일반적으로 탄성체일 수 있다.

스프링(106)은 지지 부재(114)의 공동(143) 내에 놓여져 그의 코일들이 부싱(108)의 돌출부(110)들에 병렬배치된다. 따라서, 암(102)이 텐셔너가 존재하는 스팬 내에서 조여지는 무단 동력전달 요소의 벨트 부하 또는 다른 지배적인 힘에 응답하여 회전할 때, 스프링(106)은 언와인딩되고, 코일 직경은 증가하고, 그리고 고정 상태에 있는 암 축(104)에 대해 부싱(108)을 방사상으로 외측으로 향하게 하는 것에 의해 그의 코일들은 부싱(108)의 돌출부 내로 방사상으로 확장되고, 지지 부재(114)의 내부 면과 마찰 맞물림될 것이다. 무단 동력전달 요소의 벨트 부하 또는 다른 지배적인 힘이 소멸될 때, 스프링의 언와인딩 상태에 의해 스프링(106) 내에 생성된 토크는, 스프링이 그의 와인딩 상태로 복귀할 때까지 텐셔너 암(102)을 장력부여 방향(T)으로 회전하도록 압박한다. 따라서, 스프링(106)이 텐셔너 암(102)에 결합되고, 이에 따라 스프링은 장력부여 방향(T)으로 텐셔너 암을 압박하기 위한 토크를 제공한다.

스프링(106)은 임의의 형상 및/또는 구성의 토션 스프링이다. 일 실시예에 있어서, 토션 스프링은 원형-와이어(round-wire) 스프링이다. 다른 실시예에 있어서, 토션 스프링은 정사각형 또는 직사각형 스프링, 또는 정사각형 또는 직사각형 코일 스프링이다. 다른 실시예에 있어서, 토션 스프링은 평각 와이어(flatwire) 스프링이다. 본 발명의 속하는 기술분야의 당업자는 암을 편향시키도록 스프링이 적절하게 와인딩되고 언와인딩되도록 확실한 부착을 제공하기 위해, 이들 다양한 토션 스프링들은 텐셔너 내에 교번 스프링 단부 맞물림 지점들이 필요하다는 것을 인식할 것이다.

바람직하게는, 스프링(106)은 스프링(106)을 텐셔너 암(102), 특히 암 축(104)에 결합시키는 제1 단부(107) 및 스프링(106)을 캡(118)에 결합시키는 제2 단부(109)를 구비한다. 전술한 바와 같이, 텐셔너 암(102)을 스프링(106)에 결합시키도록 스프링(106)의 제1 단부(107)는 텐셔너 암(102)의 제1 맞댐부(180)에 대해 접촉하거나 또는 제1 맞댐부 내에 수용되어 있으며(도 4에 도시됨), 와인딩 방향(W)에서의 텐셔너 암(102)의 회전은 스프링을 언와인딩시키고 이에 의해 스프링의 코일들을 방사상으로 확장시킨다. 그 후, 와인딩 방향(W)에서의 텐셔너 암을 들어올리는 힘이 감소될 때, 언와인딩된 확장된 스프링(106)의 토크는 동력전달 요소에 장력을 부여하도록 장력부여 방향(T)으로 텐셔너 암(102)을 회전시킬 수 있다. 스프링(106)이 암(102)을 회전시키기 위해 그의 토크를 사용할 때, 스프링(106)은 그의 원래 위치 쪽으로 뒤로 와인딩되고 이에 의해 부싱(108)의 돌출부(110)로부터의 방사상 힘이 감소되고 그리고/또는 제거되며, 이에 따라 벨트 쪽으로의 텐셔너 암의 회전에 저항하도록 마찰 감쇠가 감소되거나 또는 실질적으로 발생하지 않는다. 텐셔너(100)의 감쇠는 비대칭이다.

유사하게, 스프링(106)의 제2 단부(109)는 캡(118) 내에 위치된 제2 맞댐부(도 5의 참조부호 "182")에 대해 접촉되거나 또는 제2 맞댐부 내에 수용되어 있다. 캡(118) 내의 제2 맞댐부는 제1 맞댐부(180)와 동일하거나 또는 이와 다를 수 있다. 스프링의 제2 단부(109)는 고정식, 예를 들어 암(102)에 대해 고정식인 캡(118)에 의해 고정적으로 유지되는 것이 바람직하다. 따라서, 캡(118) 내의 제2 맞댐부는 스프링(106)의 제2 단부(109)를 고정식으로 유지하도록 구성되어야 한다.

도 1 내지 도 3의 캡(118)은 캡을 텐셔너에 고정시키기 위한 볼트, 스크류, 리벳 또는 다른 패스너와 같은 패너스(25')를 수용하기 위해 일반적으로 중앙에 위치된 보어(134)를 포함한다. 보어(134)는 패스너의 헤드를 수용하도록 캡의 상부면(135) 내로의 접시형 구멍일 수 있다. 또한, 캡(118)은 캡으로부터 외측으로 연장하는 탭(136)을 포함한다. 탭(136)은 L자형일 수 있으며, 캡(118)의 외주부로부터 일반적으로 수평으로 외측으로 연장하는 암(138)과 이 암(138)의 단부로부터 캡의 주변부의 반대 방향으로 일반적으로 수직으로 연장하는 플랜지(139)를 포함한다. 캡의 하면(137)에는, 스프링(106)의 일 단부를 수용하기 위한 제2 맞댐부가 캡의 하면 내에 형성되거나 또는 캡의 하면 상에 형성될 수 있다. 트랙(192)은 스프링(106)을 수용하기 위해 캡의 하면(137) 내로 함몰될 수 있으며, 맞댐부의 적어도 일부를 형성하고 맞댐부로부터 연장될 수 있다. 바람직하게는, 트랙(192)은 스프링(106)의 만곡부 또는 형상과 일치한다. 일 실시예에 있어서, 캡(118)은 하나 이상의 탭(136)을 포함할 수 있으며, 이들 탭들은 캡(118)을 암(102) 및/또는 지지 부재(114)에 고정시킬 수 있다.

도 5와 도 6에 도시된 다른 실시예에 있어서, 캡(118')은 피봇 샤프트(144)로의 스플라인 부착부(splined attachment)를 구비한다. 피봇 샤프트(144)는 공동(143)과 보어(145)의 폐쇄 단부(160)로의 피봇 샤프트의 결합부의 반대 방향에 스플라인 단부(splined end)(186)를 구비한다. 스플라인 단부(186)는 지지 부재(114)와 캡(118') 사이에 정합 연결을 제공한다. 스플라인 단부(186)와 정합시키기 위해, 캡(118')은 내부에 교대로 구성된 릿지(ridge)(194)와 오목부(recess)(196)를 포함하는 노브(knob)(188)를 구비한다. 캡(118')은 노브(188)가 피봇 샤프트(144)의 스플라인 단부(186)에 연결되는 것에 의해 고정적으로 유지된다.

캡(118')은 일반적으로 중앙에 위치된, 즉 노브(188)의 중앙을 통해 위치된 보어(134')를 포함할 수 있다. 또한, 캡(118')은 그의 하면(137') 내로 함몰된 트랙(192')을 포함할 수 있다. 트랙(192')은 토션 스프링(106)의 형상, 특히 스프링(106)의 제2 단부(109)를 포함하는 스프링 부분과 스프링으로부터 연장하는 제1 코일의 적어도 일부의 형상과 일치되는 형상을 갖는다. 또한, 트랙(192')은 스프링의 제2 단부(109)의 절개 단부가 접촉하는 방향에 대한 맞댐부(182)의 일부를 형성할 수 있다. 또한, 트랙(192')은 제2 단부(109)가 캡 내의 제위치에 유지되는 것을 보조하도록 스프링(106)의 제2 단부(109)의 근위부(proximal)로 연장하는 돌출부(190)를 구비할 수 있다.

제2 맞댐부(182)는 전술한 맞댐부와 유사할 수 있다.

도 7과 도 8을 참조하면, 전술한 바와 같이, 텐셔너(100')는 도 7에 도시된 바와 같은 장력부여 방향(T)과 이 장력부여 방향과 반대인 와인딩 방향(W)으로 제1 축선(A)에 대하여 회전 가능한 텐셔너 암(102), 스프링(106), 지지 부재(114) 및 캡(118)을 포함한다. 또한, 암(102)은 제1 축선(A)으로부터 이격되어 있고 그리고 제1 축선에 평행한 제2 축선(B)에 대하여 회전하기 위해 그의 제1 단부(130)에 회전 가능하게 장착된 풀리(120)를 포함한다. 풀리(120)는 풀리 볼트(122) 또는 다른 패스너로 암(102)에 결합될 수 있고 그리고 더스트 커버(124)를 포함할 수 있다. 텐셔너(100')는 작동 중에, 스프링(106)의 코일들의 방사상 확장에 응답하여 마찰 비대칭 감쇠를 제공하는 부싱(108')을 포함한다.

부싱(108')은 부싱(108)(도 2 참조)과 유사하며, 이 부싱(108')은 제1 개방 단부(170)와 제2 개방 단부(172)를 구비하는 슬리브(119) 및 슬리브의 내부 면(168)으로부터 제1 축선(A) 쪽으로 연장하는 하나 또는 그 이상의 돌출부(110)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 슬리브(119)는 일반적으로 원통형이며, 돌출부(110)의 개수는 부싱(108')이 슬롯(116) 내에 수용된 그의 돌출부(110)로 암 축(104)과 정합되도록 하는 점에서 암 축(104) 내의 슬롯(116) 개수와 일치하는 것이 바람직하다.

도 7과 도 9에 도시된 바와 같이, 부싱(108')은 슬리브(119) 내의 절개부(204)와 이 절개부(204) 내에 수용 가능한 제거식 슬리브-세그먼트(202)를 포함하는 것에 의해, 부싱(108)(도 2 참조)과는 다르다. 절개부(204)는 슬리브(119) 내의 개구부이다. 일 실시예에 있어서, 절개부(204)는 슬리브의 제2 단부(172)로부터 제1 단부(170) 쪽으로 형성되어, 저면에서 보았을 때 일반적으로 C자형을 나타내는 불연속적인 제2 단부(172)를 형성하고, 상면에서 보았을 때 일반적으로 원형 형상을 나타내는 일반적으로 연속적인 제1 단부(170)를 형성한다. 절개부(204)는 임의의 소망 크기 및 형상일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 절개부(204)는 일반적으로 U자형이다. 다른 실시예에 있어서, 절개부(204)는 슬리브(119) 내에 세 개의 측면, 즉 두 개의 수직 측면(212, 214)과 이 두 개의 수직 측면들을 연결하는 헤드(216)를 형성할 수 있다.

제거식 슬리브-세그먼트(202)는 절개부(204)를 만들 때 제거된 슬리브 조각으로부터 형성되거나 또는 독립적으로 형성될 수 있다. 제거식 슬리브-세그먼트(202)는 절개부(204) 내에 끼워맞춤되는 형상을 가져야 한다. 이 끼워맞춤은 실질적으로 서로 정합된 끼워맞춤되는 두 개의 유닛들이 비교적 친화적이어야 한다. 이것은 평이한 것이지만, 다른 변형들도 실현 가능하다. 돌출부(110)들 중 적어도 하나, 즉 돌출부(210)는 제거식 슬리브-세그먼트(202)의 내부 면 상에 위치되고 그리고 제1 축(A) 쪽으로 내측으로 돌출된다.

도 9와 도 10에 도시된 바와 같이, 돌출부(110, 210)는 암 축(104)의 슬롯(116)과 정합되는 형상이고, 돌출부들이 암 축(104)을 통해 내부 공동(143) 내로 연장될 수 있는 크기이며, 스프링이 언와인딩되면서 확장될 때 스프링(106)에 접근 가능하거나 또는 스프링에 의해 접근 가능하다. 돌출부(110, 210)들을 슬롯(116)들과 정합시키기 위해, 부싱(108')은 암 축(104)의 외부 면에 인접하여 위치되거나 또는 위치 가능하며, 도 10에 도시된 바와 같이, 암 축(104)과 지지 부재(114)의 내부 면(146) 사이에 위치될 수 있다. 또한, 도 10에 도시된 바와 같이, 스프링(106)은 돌출부(110, 210)들 중의 하나 또는 그 이상과 직접 첩촉될 수 있다.

스프링(106)과 접촉하는 돌출부(210)와 함께 제거식 슬리브-세그먼트(202)는 마찰 감쇠를 위해 방사상으로 외측으로 이동될 수 있으며, 스프링의 코일들이 와인딩 방향(W)으로의 텐셔너 암(102)의 이동을 위해 확장될 때, 스프링을 언와인시키고, 이에 의해 스프링의 코일들의 직경을 방사상으로 확장시킨다. 부싱(108')은, 확장 스프링 코일들의 돌출부(110, 210)들에 대한 작용에 의해 부싱의 전체가 방사상으로 외측으로 확장될 수 있다.

슬리브-세그먼트(202)는 정렬 제어와 감쇠 제어의 기능적 분리를 정합시키기 위한 물리적 분리를 허용한다. 도 2 내지 도 6의 단일-유닛 설계는, 단일체로서, 비용 효과, 회전 정렬 피봇 및 고유의 매끄러움을 갖는 굽힘 방사상 감쇠 요소로서 작용시키기 위해, 단일 구성요소 부싱(108), 바람직하게는 플라스틱인 부싱의 상대적 유연성의 이점을 취한다. 두 개의 구성요소 부싱(108')을 갖는 도 7 내지 도 10의 설계는, 제거식 슬리브-세그먼트(202)와 슬리브(119)에 상이한 재료가 사용되는 것을 허용한다. 이는 부싱 댐퍼(bushing damper)의 두 개의 기능, 즉 감쇠와 피봇 정렬의 기능을 특화할 수 있으며, 하나를 다른 하나의 비용에 영향을 주지 않고 하나를 "프리미엄(premium)"으로 할 수 있다. 두 개의 구성요소 부싱(108')의 다른 잠재적인 이득은, 감쇠에 부정적인 영향을 끼치지 않고, 감쇠를 약화시키거나 또는 피봇을 약하게 할 수 있다는 것이다. 또한, 이 설계는, 피봇 외관에 영향을 주지 않고 압력 또는 마찰 변경 계수를 통해 감쇠 제어를 상승 또는 하강시킬 수 있다.

또한, 부싱(108')은 슬리브(119)의 일 단부로부터, 예를 들어 제1 개방 단부(170)로부터 외측으로 연장하는 플랜지(113)를 포함할 수 있다. 도 7과 도 9에 도시된 바와 같이, 부싱(108')은 부싱을 통해 제1 개방 단부(170)로부터 제2 개방 단부(172)로 연장하는 슬릿(112)을 포함한다. 슬릿(112)은 스프링이 언와인딩될 때 부싱(108')이 스프링(106)의 확장에 응답하여 방사상으로 확장되는 것을 가능하게 한다. 대안적인 실시예에 있어서, 부싱(108')은 일반적으로 탄성체일 수 있다.

도 9에 도시된 바와 같이, 암(102)은 플랜지(158)의 하면으로부터 지지 부재(114) 쪽으로 하방으로 연장하는 탭(240)을 포함할 수 있다. 탭(240)은 제1 축(A)에 대한 암(102)의 회전 운동을 제한하는 정지부로서 작용할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 탭(240)은 암의 회전을 제한하도록 지지 부재(104) 상의 정지부(142)와 접촉할 수 있다. 탭(240)은 플랜지(158) 상에 위치될 수 있으며, 이에 따라 탭(240)은 암 축(104)과 풀리(120)가 장착되는 암의 제1 단부(130) 사이에 위치될 수 있다.

도면들에 도시되고 상기에서 기술된 본 발명의 실시예들은 첨부한 청구범위의 기술사상 내의 다양한 실시예들의 예시이다. 다양한 다른 구성들의 텐셔너가 본 발명의 이점을 가질 수 있다는 것을 고려하여야 한다. 요컨대, 본 출원인의 의도는, 본 발명의 기술사상이 첨부한 청구범위에 의해서만 제한되는 것은 아니라는 것이다.

Claims (17)

1. 제1 축선에 대하여 회전가능하고, 그의 일부를 통하여 슬롯을 갖는 암 축을 포함하는 암;
   절개부와 상기 절개부 내에 수용가능한 제거식 슬리브-세그먼트를 갖는 슬리브를 포함하는 부싱으로서, 상기 부싱은 상기 슬리브-세그먼트 상에 적어도 돌출부를 구비하며, 상기 돌출부는 상기 암 축에 인접하여 위치되고 상기 암 축의 슬롯 내에 수용되는 부싱, 및
   상기 암에 결합되고 무단 동력전달 요소와의 장력부여 맞물림을 위해 상기 암이 제1 축선에 대하여 회전하도록 상기 암을 압박하는 스프링으로서, 상기 스프링은 상기 부싱의 돌출부와 접촉하여 방사상으로 확장되도록 위치되어 있고, 상기 암이 장력부여 맞물림의 방향과 반대 방향으로 회전될 때, 마찰 감쇠를 제공하도록 상기 부싱을 상기 암 축에 대해 방사상으로 외측으로 압박하는 스프링을 포함하는 텐셔너.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 부싱은 그의 방사상 확장을 허용하는 종방향 관통 슬릿을 포함하는 텐셔너.
3. 제 2 항에 있어서,
   상기 부싱의 슬리브는 상기 암 축의 제2 슬롯 내에 수용되는 적어도 하나의 돌출부를 더 포함하는 텐셔너.
4. 제 3 항에 있어서,
   상기 부싱의 슬리브는 실질적으로 원통형인 텐셔너.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 암 축은 고정 직경을 갖는 텐셔너.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 암은 제2 축선에 대하여 회전 가능하게 장착된 풀리를 포함하고,
   상기 제2 축선은 상기 제1 축선으로부터 이격되고 그리고 제1 축선에 평행한 텐셔너.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 스프링, 암 축 및 부싱을 수용하는 지지 부재를 더 포함하고, 상기 부싱은 상기 지지 부재에 인접하고, 상기 암 축은 상기 스프링과 부싱 사이에 있는 텐셔너.
8. 제 7 항에 있어서,
   상기 스프링의 방사상 확장은, 마찰 감쇠를 제공하도록 지지 부재와의 마찰 맞물림을 위해 부싱을 압박하는 텐셔너.
9. 제 7 항에 있어서,
   상기 지지 부재는 정지식이고, 상기 제1 축선을 형성하는 샤프트를 포함하며.
   상기 암은 상기 샤프트에 회전 가능하게 장착되는 텐셔너.
10. 제 1 항에 있어서,
    상기 텐셔너 내의 스프링을 둘러싸는 캡을 더 포함하는 텐셔너.
11. 제 10 항에 있어서,
    상기 스프링은 상기 암에 결합된 제1 단부 및 상기 캡에 결합된 제2 단부를 구비하는 텐셔너.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 텐셔너는 비대칭 감쇠를 제공하는 텐셔너.
13. 제 1 항에 있어서,
    상기 돌출부는 상기 암 축의 공동 내로 연장되는 크기인 텐셔너.
14. 제 1 항에 있어서,
    상기 암 축은 제1 개방 단부를 갖는 일반적인 원통형 슬리브 및 상기 제1 개방 단부와 비교하여 더 작은 개구부를 갖는 제2 개방 단부를 형성하는 부분적 저부를 포함하는 텐셔너.
15. 제 14 항에 있어서,
    상기 부싱이 상기 암 축 내로 슬라이딩되도록 상기 슬롯은 상기 슬리브를 통해 상기 부분적 저부 내로 연장하는 텐셔너.
16. 제 15 항에 있어서,
    상기 스프링은 상기 암 축의 일반적인 원통형 슬리브 내에 수용되는 텐셔너.
17. 제 16 항에 있어서,
    상기 암 축 내의 스프링을 둘러싸는 캡을 더 포함하며,
    상기 스프링은 상기 암에 결합된 제1 단부와 상기 캡에 결합된 제2 단부를 구비하는 텐셔너.
    

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