KR20140012182A - 텐셔너 - Google Patents

Abstract

텐셔너가, 풀리, 슬리브를 구비하는 베이스, 상기 베이스와 선회가능하게 맞물리며 자체에 상기 풀리가 고정되는 암, 상기 암과 상기 베이스 사이에 연결되는 토션 스프링, 슬리브 구멍 내부에 회전가능하게 맞물리게 되는 조절 부재, 상기 암에 단단하게 연결되며, 상기 암과 상기 베이스 사이에서 축 방향으로 압축되고, 암 진동을 감쇠하기 위해 상기 베이스와의 마찰 맞물림을 구비하는 댐핑 부재 및, 상기 조절 부재에 연결가능하고 슬리브 홈과 맞물리게 되는, 확장 부재를 구비하는 리테이너를 포함한다.

Description

텐셔너{TENSIONER}

본 발명은 텐셔너에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 암(arm)에 확고하게 연결되고, 암과 베이스 사이에서 축 방향으로 압축되며, 암 진동(arm oscillation)을 감쇠하기 위해 베이스와의 마찰 맞물림을 구비하는 댐핑 부재 및, 조절 부재(adjuster)에 연결되고, 슬리브 홈(sleeve groove)과 맞물리는 확장 부재(expandable member)를 구비하는 리테이너를 포함하는, 텐셔너에 관한 것이다.

캠축들 및 균형 축들(balance shafts)과 같은, 회전 부재들을 동기적으로 구동하기 위해 크랭크축으로부터 동력을 전달하는 2개의 가장 통상적인 수단은, 타이밍 체인들 및 타이밍 벨트들이다. 타이밍 체인들은 작동하기 위해 엔진 오일을 요구한다. 대조적으로, 대부분의 타이밍 벨트 적용들은, 오일의 존재가 벨트를 파손시킬 수 있고 벨트의 의도한 목적을 저해함에 따라, 벨트 구동기(belt drive)에 오일이 존재하지 않을 것을 요구한다. 벨트들에서의 최근의 개선들은 더 이상, 벨트가 엔진 오일 환경으로부터 밀봉되는 것을, 요구하지 않는다.

그러나, 오일 내에서 작동하기 위한 벨트들의 최근의 개선은 해결해야 될 필요가 있는 다른 문제점들을 제기한다. 하나의 구체적인 문제점은, 캠축을 크랭크축과 동기화되도록 유지하기 위해, 벨트 구동기를 적당히 당기는 것이다. 캠축 또는 다른 크랭크축에 의해 동기화되게 구동되는 구성요소가 더 이상 크랭크축과 적절히 동기화되지 않는다면, 파멸적인 엔진 손상이 생길 수 있다.

회전하는 크랭크축으로부터 벨트를 통해 동력을 전달하기 위해, 벨트의 일 측면은 크랭크축의 둘레에서 당겨지게 되고, 통상 당업자에 의해 벨트의 팽팽한 측면(belt tight side)으로 언급된다. 역으로 다른 측면은, 벨트가 크랭크축으로부터 멀어지게 밀리게 됨에 따라, 벨트의 느슨한 측면(belt slack side)으로 언급된다. 벨트가 과도하게 느슨해지고 그에 따라 크랭크축과 크랭크축에 의해 회전하게 되는 구성요소들 사이의 동기화의 손실을 야기하는 것을 방지하기 위해 벨트의 느슨한 측면에 장력을 제공하는 것이 중요하다. 이러한 동기화의 손실은 통상적으로 당업자에 의해 "톱니 점프(tooth jump)" 또는 "라쳇팅(ratcheting)"으로 언급된다.

"톱니 점프" 또는 "라쳇팅"을 방지하기 위해 벨트 느슨함을 제거하는 문제점을 더 심각하게 하는 것은, 과도한 텐셔너 암 이동 또는 엔진의 각 진동에 의해 유발되는 진동이다. 단지 과도한 암 이동이 "톱니 점프" 또는 "라쳇팅" 상태로 이끌 수는 없지만, 텐셔너 및 뿐만 아니라 벨트의 유효 수명을 감소시킬 수도 있다. 암 진동의 양을 최소화하기 위해, 마찰 댐핑이 통상적으로, 텐셔너가 벨트로부터 멀어지게 이동하는 것을 방지하기 위해 사용된다.

오일의 존재는 마찰 댐핑을 달성하는 것을 어렵게 만든다. 사람들은, 2개의 마찰 표면(rubbing surfaces)에의 윤활제의 적용이 2개의 표면 사이의 상대적인 이동이 더욱 쉽게 일어나도록 허용할 것이라는 것을, 인식할 수 있다.

마찰 댐핑의 중요한 양태는, 벨트로부터 멀어지는 암의 이동에 저항하기 위한, 마찰 댐핑에 의해 생성되는 저항 토크이다. 건조한 환경에서 작동하는 텐셔너들에 대한 종래 기술에서처럼, 벨트를 향해 이동할 때는 아니고 단지 텐셔너가 벨트로부터 멀어지게 이동할 때, 암 이동에 저항하게 되는, 단지 비대칭 댐핑을 구비하는 것이 요구된다.

당해 기술 분야의 대표적인 것은, 엔진 프레임을 위해 벨트 텐셔너 장착 표면에 대해 표면-대-표면 맞물림으로 직접적으로 장착되도록 구성되고 배열되는, 자체의 단부 표면을 구비하는 편심 조절 부재를 포함하는, 구동 벨트 또는 타이밍 벨트를 당기기 위한 벨트 텐셔너를 개시하는 미국 특허 제5,919,107호이다. 선회 구조물이 제1 위치와 제2 위치 사이에서의 선회 이동을 위해 편심 조절 부재 상에 장착되고, 벨트 긴장 풀리(belt tensioning pulley)가 선회 구조물 상에 회전 이동을 위해 장착된다. 코일 토션 스프링이, 제1 위치로부터 멀어지게 그리고 제2 위치를 향해 벨트를 팽팽하게 하는 방향으로, 선회 구조물을 탄성적으로 편향시키도록 구성되고 배열되며, 편심 조절 부재는, 벨트 긴장 풀리가 그 내부에 벨트와 사전결정되는 정적 긴장 관계에 배치되는, 위치 내부로의 코일 토션 스프링의 편향에 대항하여 선회 구조물을 이동시키기 위한 설치 절차 도중에 이동가능하며, 그 지점에서 편심 조절 부재가 수동으로 고정되어야 한다. 편심 조절 부재의 단부 표면은, 편심 조절 부재의 회전 도중에, 장착 표면과 표면-대-표면 슬라이딩 관계에 있다.

필요한 것은, 암에 단단하게 연결되며, 암과 베이스 사이에서 축 방향으로 압축되고, 암 진동을 감쇠하기 위해 베이스와의 마찰 맞물림을 구비하는, 댐핑 부재 및, 조절 부재에 연결되고 슬리브 홈과 맞물리는 확장 부재를 구비하는, 리테이너를 포함하는 텐셔너이다. 본 발명은 이러한 필요성을 만족시킨다.

본 발명의 주된 양태는, 암에 단단하게 연결되며, 암과 베이스 사이에서 축 방향으로 압축되고, 암 진동을 감쇠하기 위해 베이스와의 마찰 맞물림을 구비하는, 댐핑 부재 및, 조절 부재에 연결되고 슬리브 홈과 맞물리는, 확장 부재를 구비하는 리테이너를 포함하는 텐셔너를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 양태들이 뒤따르는 본 발명에 대한 설명 및 첨부되는 도면들에 의해 드러나고 명백해질 것이다.

본 발명은, 풀리, 슬리브를 구비하는 베이스, 베이스와 선회가능하게 맞물리며 자체에 풀리가 고정되는 암, 암과 베이스 사이에 연결되는 토션 스프링, 슬리브 구멍 내부에 회전가능하게 맞물리게 되는 조절 부재, 암에 단단하게 연결되며, 암과 베이스 사이에서 축 방향으로 압축되고, 암 진동을 감쇠하기 위해 베이스와의 마찰 맞물림을 구비하는, 댐핑 부재 및, 조절 부재에 연결되고 슬리브 홈과 맞물리는, 확장 부재를 구비하는 리테이너를 포함하는, 텐셔너를 포함한다.

본 명세서의 일부의 형태로 본 명세서에 통합되는 첨부되는 도면들은, 본 발명의 바람직한 실시예들을 예시하고, 설명과 함께 본 발명의 원리들을 설명하는 역할을 한다.
도 1은 텐셔너의 분해도.
도 2는 텐셔너의 단면도.
도 3은 리테이너를 보여주는 조절 부재 및 슬리브의 단부 사시도.
도 4는 도 3의 4-4 선을 따라 취한 단면도.
도 5는 리테이너의 사시도.

도 1은 텐셔너의 분해도이다. 풀리(2)가, 예를 들어 엔진 부속 구동기 상에서, 벨트(미도시)와 맞물린다. 풀리(2)는 암(4)에 결합된다. 베어링(21)이 풀리(2)와 암(4) 사이에 배치되며, 그로 인해 풀리(2)가 암(4)에 대해 회전하는 것을 허용한다. 베어링(21)은 도시된 바와 같은 볼 베어링을 포함하지만, 니들 베어링 또는 당해 기술 분야에 공지된 다른 적당한 베어링을 포함할 수도 있을 것이다.

부싱(3)은, 암(4)이 슬리브(9)에 대해 부드럽게 회전하거나 선회하는 것을, 허용한다. 슬리브(9)는 베이스(8)에 단단하게 연결된다. 부싱(3)은, 엔진 크랭크축 각 진동에 의해 달리 유도될 수도 있는, 암(4)의 과도한 이동을 방지하기 위한 일부 마찰 댐핑을 생성한다.

암(4)은 베어링(21)의 내측 레이스(inner race)와 맞물린다. 슬리브(9)에 대한 암(4)을 위한 회전 중심, 즉 A-A 축은 풀리(2)의 회전 중심, 즉 B-B 축으로부터 횡방향으로 치우치게 된다.

암(4)은 토션 스프링(6)에 의해 벨트에 대항하도록 힘을 받는다. 스프링(6)은 베이스(8)에 연결된다. 베이스(8)는 체결부재(미도시)를 사용하여 엔진과 같은 장착 표면에 정적으로 연결된다. 스프링(6)으로부터의 토크 및 암(4)의 유효 암 길이(effective arm length)는 벨트 부하를 생성하도록 사용된다. 암(4)의 유효 암 길이는 A-A 축 과 B-B 축 사이의 거리이다.

댐핑 링(7)이 암(4)과 베이스(8) 사이에 마찰 댐핑을 생성한다. 댐핑 링(7)은 암(4) 상에 압축 끼워맞춤되고, 따라서 강제적인 방식으로 암(4)과 함께 이동한다. 댐핑 링(7)은 암(4)과 베이스(8) 사이에서 축 방향으로 압축된다. 축 방향은 A-A 축에 평행하다. 이러한 방식으로 압축되는 상태에 놓임에 따라, 암은 조절 부재(1) 및 베이스(8) 사이에 적절히 위치하게 되고 구속된다.

정적으로 엔진에 고정되는 베이스(8)에 대항하여 마찰하는 댐핑 링(7)에 의해 생성되는 저항 마찰력 또는 항력(drag)은, 진동을 감쇠시키고 그로 인해 텐셔너 암 이동의 양을 최소화한다. 이는 차례로, 풀리와 맞물리는 벨트에 의한, "톱니 점프" 또는 "라쳇팅"을 최소화한다. 댐핑 링(7)은, 그렇지 않았다면 마찰 댐핑을 무효화할 수도 있는, 오일 환경에서 사용될 수 있을 것이다. 이는 축 방향 압축 및 댐핑 링 용도로 사용되는 재료 때문이다.

댐핑 링(7)은, 이에 국한되는 것은 아니지만, EVA(에틸렌 비닐 아세테이트), ACSM(악시움(acsium) 알킬레이티드 클로로설포네이티드 폴리에틸렌), EEA(바멕(Vamac), 에틸렌/아크릴), FKM(플루오로 중합체), CR(네오프렌 또는 폴리클로로프렌), ECO(에피클로로히드린 에틸렌 옥사이드), NBR(니트릴), MQ(실리콘 고무), FVMQ(플루오로실리콘 고무), CSM(클로로설포네이티드 폴리에틸렌), CPE(클로리네이티드 폴리에틸렌), FFKM(퍼플루오로 중합체), OT or EDT(폴리설파이드), AU(폴리에스테르), EV(폴리에테르), 우레탄, PZ(포스파젠), 을 포함하는 임의의 천연 또는 합성 고무, 또는 이들의 임의의 조합을 포함한다. 댐핑 링(7) 용도로 사용되는 재료는, 본 발명의 텐셔너가 오일 포화된 환경에서, 예를 들어 엔진 타이밍 커버 아래에서, 사용되는 것을, 허용한다.

리테이너(5)가 적재를 위한 조립체 내에 조절 부재(1)를 구속 또는 유지하기 위해 사용된다. 리테이너(5)는 조절 부재(1)를 슬리브(9)에 축 방향으로 고정한다.

조절 부재(1)는 슬리브(9) 속으로 돌출하고, 그로 인해 암(4)을 조절 부재(1)와 베이스(8) 사이에 포획한다. 조절 부재(1)는, 구멍(12)이 조절 부재(1)의 일 측면으로 치우치기 때문에, 편심형으로 형성된다. 조절 부재(1)는 텐셔너를, 장착 표면 상으로 그리고 그로 인해 벨트 구동기 내로, 설치하기 위해 사용된다. 렌치와 같은 공구가 공구 수용 부분(11)과 맞물린다. 볼트와 같은 체결 부재가 조절 부재(1) 내에서 구멍(12)과 맞물린다.

설치 도중에, 조절 부재(1)는, 벨트에 사전결정된 장력을 설정하도록 벨트에 대항하여 텐셔너를 로딩하는 효과를 구비하는, 벨트 구동기에서 텐셔너를 횡방향으로 이동시키도록 회전하게 된다. 조절 부재(1)는 이어서, 볼트, 너트, 또는 당해 기술 분야에 공지된 다른 적당한 체결 부재로 제자리에 고정된다.

도 2는 텐셔너의 단면도이다. 구멍(12)은 조절 부재(1)의 일 측면으로 치우치게 된다. 풀리(2)를 위한 회전 중심(2)은 B-B 축이다. 암(4)의 회전 중심은 A-A 축이다.

도 3은 리테이너를 보여주는 조절 부재 및 슬리브의 단부 사시도이다. 리테이너(5)는 조절 부재(1)의 단부에 연결된다. 탱들(53)이 구멍들(54, 55)의 둘레에 대해 약간 내측으로 굽혀진다. 탱들(53)은 조절 부재(1)의 베이스로부터 연장되는 각각의 탭(13)을 붙잡는다.

도 4는 도 3의 4-4 선을 따라 취한 단면도이다. 각각의 연장 부재(51, 52)가 스프링 장착되고, 조절 부재의 몸체로부터 방사방향 외측으로 배치된다. 설치 도중에, 각 연장 부재(51, 52)는, 조절 부재(1)가 슬리브(9)의 구멍(12) 속으로 삽입됨에 따라, 슬리브(9)에 의해 조절 부재(1)를 향해 내측으로 가압된다. 일단 조절 부재(1)가 완전히 삽입되면, 각 연장 부재(51, 52)가 방사 방향 외측으로 편향되기 때문에, 각 연장 부재는 홈(91)과 맞물리도록 외측으로 전개한다. 일단 외측으로 전개되면, 각 연장 부재(51, 52)는 조절 부재(1)가 슬리브(9)로부터 빠져 나오는 것을 방지하며, 그로 인해 조절 부재(1)와 슬리브(9) 사이의 기계적 연결을 유효하게 하며, 이것은 이어서 텐셔너 구성요소들을 함께 유지한다. 말하자면, 조절 부재(1)는 베어링과 암(4)을 베이스(8)와 압착 접촉 상태로 유지하고, 댐핑 링(7)이 암(4)에 의해 베이스(8)와 압착 접촉 상태로 유지된다.

그러나, 홈(91)은 슬리브의 내측 둘레에 대해 연속적이며, 따라서 조절 부재(1)는, 심지어 각 연장 부재(51, 52)가 홈(91)과 맞물리게 될 때에도, 여전히 슬리브(9) 내에서 회전할 수 있게 된다.

도 5는 리테이너의 사시도이다. 아치형 절단부(56)가, 볼트와 같은 체결 부재를 위한 틈새가 구멍(12)을 통해 삽입되도록 하는 것을, 허용한다.

비록 본 발명의 하나의 형태가 여기서 설명되었지만, 변형들이 여기서 설명되는 본 발명의 사상 및 범위로부터 벗어남 없이 부품들의 구성 및 관계에서 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.

Claims (6)

1. 풀리;
   슬리브를 구비하는 베이스;
   상기 베이스와 선회가능하게 맞물리며 자체에 상기 풀리가 고정되는 암;
   상기 암과 상기 베이스 사이에 연결되는 토션 스프링;
   슬리브 구멍 내부에 회전가능하게 맞물리게 되는 조절 부재;
   상기 암에 단단하게 연결되며, 상기 암과 상기 베이스 사이에서 축 방향으로 압축되고, 암 진동을 감쇠하기 위해 상기 베이스와의 마찰 맞물림을 구비하는, 댐핑 부재; 및
   상기 조절 부재에 연결가능하고 슬리브 홈과 맞물리게 되는, 확장 부재를 구비하는 리테이너를 포함하는 것인 텐셔너.
2. 제 1항에 있어서,
   상기 리테이너는, 상기 리테이너 몸체로부터 연장되는 정상 상태에 대해 방사 방향 외측 위치에 배치되는, 2개 이상의 확장 부재들을 포함하는 것인 텐셔너.
3. 제 1항에 있어서,
   상기 슬리브 홈은 둘레방향으로 연속되는 것인 텐셔너.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 댐핑 부재는, 상기 슬리브 홈과의 상기 리테이너의 맞물림에 의해 압축되는 것인 텐셔너.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 댐핑 부재는, EVA(에틸렌 비닐 아세테이트), ACSM(악시움(acsium) 알킬레이티드 클로로설포네이티드 폴리에틸렌), EEA(바멕(Vamac), 에틸렌/아크릴), FKM(플루오로 중합체), CR(네오프렌 또는 폴리클로로프렌), ECO(에피클로로히드린 에틸렌 옥사이드), NBR(니트릴), MQ(실리콘 고무), FVMQ(플루오로실리콘 고무), CSM(클로로설포네이티드 폴리에틸렌), CPE(클로리네이티드 폴리에틸렌), FFKM(퍼플루오로 중합체), OT or EDT(폴리설파이드), AU(폴리에스테르), EV(폴리에테르), 우레탄, PZ(포스파젠), 을 포함하는 천연 또는 합성 고무 중 어느 하나 또는 이들의 임의의 조합을 포함하는 것인 텐셔너.
6. 풀리;
   슬리브를 구비하는 베이스;
   상기 베이스와 이동가능하게 맞물리며 자체에 상기 풀리가 고정되는 암;
   상기 암과 상기 베이스 사이에 연결되는 토션 스프링;
   슬리브 구멍 내부에 회전가능하게 맞물리게 되는 조절 부재;
   상기 암에 단단하게 연결되며, 상기 암과 상기 베이스 사이에서 축 방향으로 압축되고, 암 진동을 감쇠하기 위해 상기 베이스와의 마찰 맞물림을 구비하는, 댐핑 부재; 및
   리테이너 몸체로부터 연장되는 정상 상태(N)에 대해 방사 방향 외측 위치로 편향되는, 2개 이상의 확장 부재들을 포함하는 리테이너를 포함하는 것인 텐셔너.

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