KR20190045337A

KR20190045337A - 텐셔너

Info

Publication number: KR20190045337A
Application number: KR1020197010204A
Authority: KR
Inventors: 아르노 마르티네즈; 엔리코 윅; 볼케르 레흐트
Original assignee: 게이츠 코포레이션
Priority date: 2016-09-15
Filing date: 2017-09-14
Publication date: 2019-05-02
Also published as: CN109715981B; WO2018053150A1; CN109715981A; CA3036700A1; MX2019002920A; KR102284637B1; US9890837B1; AU2017326349A1; JP6690059B2; CA3036700C; EP3513096B1; BR112019004895B1; AU2017326349B2; BR112019004895A2; JP2019529828A; EP3513096A1

Abstract

텐셔너는, 제1 풀리가 저널링된 제1 피벗 아암; 제2 풀리가 저널링된 제2 피벗 아암; 베이스 정점(base vertex)(702)을 갖는 절두 원추형 베이스(700); 피벗 샤프트 정점을 갖는 절두 원추형 피벗 샤프트로서, 베이스 정점은 공통 축선 상에서 피벗 샤프트 정점과는 반대로 배향되며, 제1 피벗 아암은 절두 원추형 피벗 샤프트를 중심으로 피벗 운동하도록 배치되며, 제2 피벗 아암은 절두 원추형 베이스를 중심으로 피벗 운동하도록 배치되는 것인, 절두 원추형 피벗 샤프트; 절두 원추형 피벗 샤프트 상에서의 제1 피벗 아암의 운동을 댐핑하는 제1 부싱; 절두 원추형 베이스 상에서의 제2 피벗 아암의 운동을 댐핑하는 제2 부싱; 및 상기 제1 피벗 아암과 상기 절두 원추형 피벗 샤프트의 맞물림과 상기 제2 피벗 아암과 상기 절두 원추형 베이스의 맞물림을 강제하는 압축 상태의 스프링을 포함한다.

Description

텐셔너

본 발명은 텐셔너에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 공통 축선 상에 배치된 2개의 대향한 절두 원추부를 갖는 피벗 샤프트를 구비하고 제1 피벗 아암 및 제2 피벗 아암 각각이 해당 대향 절두 원추부와 맞물려 있는 텐셔너에 관한 것이다.

자동차 등에 이용되는 대부분의 엔진은 차량의 적절한 작동에 필요한 다수의 벨트 구동식 보기 시스템(accessory system)을 포함하고 있다. 그 보기 시스템들은 얼터네이터, 공조기용 압축기 및 파워 스티어링 펌프를 포함할 수 있다.

보기 시스템들은 일반적으로 엔진의 전면에 장착된다. 각 보기 장치는 몇몇 형태의 벨트 구동 장치로부터 동력을 받아들이기 위해 샤프트 상에 장착된 풀리를 구비한다. 초기 시스템에서, 각 보기 장치는 보기 장치와 크랭크샤프트 사이에서 주행하는 별개의 벨트에 의해 구동되었다. 벨트 기술의 개선으로 인해, 단일의 사행식 벨트가 이제는 대부분의 용례에서 일반적으로 이용되고 있다. 다양한 보기 구성 요소들 사이에서 안내되는 단일 사행식 벨트가 보기 장치를 구동한다. 엔진 크랭크샤프트가 그 사행식 벨트를 구동한다.

그 사행식 벨트는 모든 보기 장치들로 안내되어야 하기 때문에, 그 사행식 벨트는 그 이전의 것들보다 더 길어졌다. 적절히 작동하기 위해, 그 벨트는 미리 정해진 텐션을 가진 채 설치된다. 그 벨트가 작동함에 따라, 벨트는 그 길이에 걸쳐 약간 신장된다. 이는 벨트 텐션의 감소를 초래하여, 벨트의 슬립을 야기할 수도 있다. 결과적으로, 벨트 텐셔너는 벨트가 사용 중에 신장될 때에 적절한 벨트 텐션을 유지하도록 이용된다.

자동차 제조업자들의 현재의 경향은 전통적 시동 모터 및 제너레이터를 구동 벨트에 의해 크랭크샤프트에 연결된 단일의 가역적 스타터-제너레이터로 교체하는 것이다. 시동 단계 중에, 스타터-제너레이터는 모터로서 기능하여 내연 기관의 크랭크샤프트를 구동하는 한편, 차량이 이동 중에 있는 경우에는 스타터-제너레이터는 내연 기관에 의해 구동되어 배터리를 충전하고 보기 시스템을 작동시킬 전류를 생성한다.

스타터-제너레이터가 이용되는 경우, 벨트 스팬은 작동 모드에 따라 달라지는 텐션을 가질 것이다. 스타터-제너레이터가 구동 부재이고 내연기관이 피동 부재인 시동 단계 동안에는 팽팽한 상태에 있는 스팬은, 내연기관이 구동 부재이고 스타터-제너레이터가 피동 부재인 정삭 주행 단계에서는 이완된다.

이러한 문제를 극복하기 위해, 풀리가 마련된 2개의 아암을 포함하고 각각이 벨트의 해당 벨트 스팬에 작용하는 양방향 벨트 텐셔너 또는 2-아암 벨트 텐셔너가 공지되어 있다. 2개의 아암은 공통 축선을 중심으로 피벗하도록 동일 피벗 포인트 상에 장착될 수 있다. 이들 아암은, 해당 풀리가 벨트의 해당 스팬과 협동하도록 스프링에 의해 서로의 방향으로 하중을 받게 되며, 이에 의해 그 스팬들의 적절한 텐션을 보장한다.

대표적인 선행 기술로는 벨트 텐셔너, 크랭크샤프트 풀리, 보기 장치 풀리, 및 모터/제너레이터 풀리를 구비하는 벨트 구동 시스템을 위한 개선된 벨트 텐셔너를 개시하는 US 2002/0039944가 있다. 벨트 구동 시스템은 또한 크랭크샤프트 풀리, 보기 장치 풀리 및 모터/제너레이터 풀리 둘레에서 견인되는 동력 전달 벨트를 포함한다. 그 벨트 텐셔너는, 엔진의 실린더 블록에 대한 정지 포인트에 고정되도록 된 부착 포인트와, 제1 벨트 텐셔너 풀리, 압박 부재, 및 이 압박 부재로부터의 힘을 제1 벨트 텐셔너 풀리를 통해 동력 전달 벨트에 전달하도록 된 연결부를 포함하는 형태이다. 이는 벨트 텐셔너가 제2 텐셔너 풀리를 포함하고, 연결부가 압박 부재로부터의 힘을 제1 텐셔너 풀리 및 제2 텐셔너 풀리에 전달하도록 구성되고, 이에 의해 동력 전달 벨트에 대한 텐션을 증가시키는 경향을 갖는 운동을 향해 제1 텐셔너 풀리 및 제2 텐셔너 풀리를 비대칭적으로 압박하도록 함으로써 개선된다.

필요로 한 것은, 공통 축선 상에 배치된 2개의 대향한 절두 원추부를 갖는 피벗 샤프트를 구비하고 제1 피벗 아암 및 제2 피벗 아암 각각이 해당 대향 절두 원추부와 맞물려 있는 텐셔너이다. 본 발명은 이러한 필요성을 충족시킨다.

본 발명의 주된 양태는, 공통 축선 상에 배치된 2개의 대향한 절두 원추부를 갖는 피벗 샤프트를 구비하고 제1 피벗 아암 및 제2 피벗 아암 각각이 해당 대향 절두 원추부와 맞물려 있는 텐셔너를 제공하는 데에 있다.

본 발명의 다른 양태는 후속한 발명의 상세한 설명 및 첨부 도면에 의해 언급되고 명백해질 것이다.

본 발명은, 텐셔너를 포함하며, 이 텐셔너는, 제1 풀리가 저널링된(journalled) 제1 피벗 아암; 제2 풀리가 저널링된 제2 피벗 아암; 베이스 정점(base vertex)을 갖는 절두 원추형 베이스; 피벗 샤프트 정점을 갖는 절두 원추형 피벗 샤프트로서, 베이스 정점은 공통 축선 상에서 피벗 샤프트 정점과는 반대로 배향되며, 제1 피벗 아암은 절두 원추형 피벗 샤프트를 중심으로 피벗 운동하도록 배치되며, 제2 피벗 아암은 절두 원추형 베이스를 중심으로 피벗 운동하도록 배치되는 것인, 절두 원추형 피벗 샤프트; 절두 원추형 피벗 샤프트 상에서의 제1 피벗 아암의 운동을 댐핑하는 제1 부싱; 절두 원추형 베이스 상에서의 제2 피벗 아암의 운동을 댐핑하는 제2 부싱; 및 제1 피벗 아암과 절두 원추형 피벗 샤프트의 맞물림과 제2 피벗 아암과 절두 원추형 베이스의 맞물림을 강제하는 압축 상태의 스프링을 포함한다.

본 명세서에 포함되어 그 일부를 형성하는 첨부 도면은 본 발명의 실시예들을 예시하는 것으로, 개괄적인 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 기능을 한다.
도 1은 사시도이다.
도 2는 분해도이다.
도 3은 단면도이다.

도 1은 사시도이다. 텐셔너(1000)는 제1 피벗 아암(100) 및 제2 피벗 아암(200)을 포함한다. 풀리(101)가 피벗 아암(100)에 저널링된다. 풀리(201)가 피벗 아암(200)에 저널링된다. 피벗 아암(100)과 피벗 아암(200)은 공통 축선(A-A)을 중심으로 독립적으로 피벗한다. 작동 시에, 피벗 아암들은 비틀림 스프링에 의해 가위와 같은 방식으로 서로를 향해 압박된다.

도 2는 분해도이다. 텐셔너를 장착면에 부착하도록 체결구(800)가 피벗 샤프트(400) 및 베이스(700)를 통과해 연장한다. 부싱(500)이 피벗 샤프트(400)와 피벗 아암(100) 사이에 배치된다. 부싱(600)이 베이스(700)와 피벗 아암(200) 사이에 배치된다. 피벗 아암(100)과 피벗 아암(200)은 축선(A-A)과 정렬된 피벗 샤프트(400)를 중심으로 피벗한다. 스프링(300)이 피벗 아암(100) 및 피벗 아암(200)을 비틀림에 의해 압박하여, 하중이 각 풀리(101, 201)와 맞물린 벨트(B)에 가해지게 한다.

부싱(500)과 부싱(600)은 절두 원추형 형상을 한다. 피벗 아암(400)의 절두 원추부(401)가 부싱(500)과 협동한다. 베이스(700)는 부싱(600)과 협동적으로 맞물리는 절두 원추 형상을 갖는다. 절두 원추부(401)는 정점각 α를 획정한다. 베이스(700)는 정점각 β를 획정한다. 정점각 α와 정점각 β는 사용자에 의해 조절될 수 있다. 이들 각도는 설계 요건에 따라 동일하거나 그렇지 않을 수도 있다. 이들 각도는 통상 각각 약 30도 내지 약 120도 범위이다. 이러한 수치는 예로서 제공된 것으로, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다.

부싱(500)의 정점은 부싱(600)의 정점과는 반대로 향한다. 절두 원추부(401)의 정점(402)은 베이스(700)의 정점과는 반대로 향한다. 이러한 배향은, 절두 원추부(401)와 베이스(700) 사이에 피벗 아암(100)과 피벗 아암(200)을 포획한다.

체결구(102)가 피벗 아암(100) 상에 풀리(101)를 유지한다. 체결구(202)가 피벗 아암(200) 상에 풀리(201)를 유지한다. 먼지 실드(103)가 부스러기가 풀리 베어링(104)을 오염시키는 것을 방지한다. 먼지 실드(203)가 부스러기가 풀리 베어링(204)을 오염시키는 것을 방지한다.

도 3은 단면도이다. 피벗 샤프트(400)는 베이스(700)와 협동적으로 맞물린다. 베이스 정점(702)은 피벗 샤프트 정점(402)과는 반대로 향한다.

피벗 아암(100)과 피벗 아암(200)은 피벗 샤프트의 절두 원추부(401)와 절두 원추형 베이스(700) 사이에 핀칭된다. 비틀림 스프링(300)은 제1 피벗 아암과 제2 피벗 아암에 축방향 스프링 힘을 가하며, 이에 의해 피벗 아암(100)을 피벗 샤프트 절두 원추부(401)로 그리고 피벗 아암(200)을 베이스(700)로 압박한다.

부싱(500) 및 부싱(600)은 각각 해당 피벗 아암(100, 200)의 운동을 댐핑시키도록 작용한다. 각 피벗 아암에 스프링(300)에 의해 가해지는 축방향 힘에 의해 마찰력이 생성된다. 스프링(300)은 피벗 아암(100)과 피벗 아암(200) 사이에서 축방향 압축된다. 마찰력은 스프링의 압축에 의해 생성된 스프링 힘의 함수이다.

베이스(700)의 표면(701)이 엔진(도시 생략) 등의 장착면과 맞물린다. 체결구(800)가 장착면에 텐셔너를 고정시킨다.

작동 시에, 피벗 아암(100)은 피벗 아암(200)과는 독립적으로 운동한다. 피벗 아암들 사이의 작은 "갭(G)"이 피벗 아암들의 독립적인 운동을 허용한다. 또한, 절두 원추부(401)와 절두 원추형 베이스(700)는 함께 공통 축선(A-A) 상에 대향한 절두 원추형 섹션들을 갖는 피벗 샤프트를 포함할 수 있고, 그 사이에 피벗 아암(100, 200)들이 포획된다. 절두 원추부(401)와 절두 원추형 베이스(700)의 대향한 절두 원추형 섹션들은 독립적인 피벗 아암 운동이 콤팩트한 텐셔너 패키지에서 가능하도록 용이한 배향을 허용한다. 피벗 샤프트와 베이스 각각의 절두 원추형 형상은 작동 중에 피벗 아암을 정렬시키는 자동 수단을 제공한다. 그 정렬은 부싱들이 마모됨에 따라 유지된다.

텐셔너는, 제1 풀리가 저널링된 제1 피벗 아암; 제2 풀리가 저널링된 제2 피벗 아암; 베이스 정점을 갖는 절두 원추형 베이스; 피벗 샤프트 정점을 갖는 절두 원추형 피벗 샤프트로서, 베이스 정점은 공통 축선 상에서 피벗 샤프트 정점과는 반대로 배향되며, 제1 피벗 아암은 절두 원추형 피벗 샤프트를 중심으로 피벗 운동하도록 배치되며, 제2 피벗 아암은 절두 원추형 베이스를 중심으로 피벗 운동하도록 배치되는 것인, 절두 원추형 피벗 샤프트; 절두 원추형 피벗 샤프트 상에서의 제1 피벗 아암의 운동을 댐핑하는 제1 부싱; 절두 원추형 베이스 상에서의 제2 피벗 아암의 운동을 댐핑하는 제2 부싱; 및 제1 피벗 아암과 절두 원추형 피벗 샤프트의 맞물림과 제2 피벗 아암과 절두 원추형 베이스의 맞물림을 강제하는 압축 상태의 스프링을 포함한다.

텐셔너는, 제1 풀리가 저널링된 제1 피벗 아암; 제2 풀리가 저널링된 제2 피벗 아암으로서, 제1 피벗 아암과 제2 피벗 아암은 서로 대향한 절두 원추형 표면들 사이에 포획되는 것인 제2 피벗 아암; 및 제1 피벗 아암과 제2 피벗 아암 사이에 압축 상태의 비틀림 스프링을 포함한다.

텐셔너는, 제1 풀리가 저널링된 제1 피벗 아암; 제2 풀리가 저널링된 제2 피벗 아암; 공통 축선 상에 배치된 2개의 대향한 절두 원추부를 갖는 피벗 샤프트로서, 제1 피벗 아암 및 제2 피벗 아암 각각이 해당 대향 절두 원추부와 맞물리는 것인 피벗 샤프트; 및 제1 피벗 아암과 제2 피벗 아암 사이에 축방향 압축 상태의 비틀림 스프링으로서, 제1 피벗 아암과 제2 피벗 아암을 서로를 향해 압박하는 비틀림 스프링을 포함한다.

본 명세서에서는 본 발명의 실시 형태에 대해 설명하였지만, 당업자에게 있어서는 본 명세서에서 기술한 발명의 사상 및 범위로부터 벗어나지 않고 구성 및 부품들의 관계와 방법에서 변형이 이루어질 수 있다는 점은 자명할 것이다.

Claims

텐셔너로서:
제1 풀리(101)가 저널링된(journalled) 제1 피벗 아암(100);
제2 풀리(201)가 저널링된 제2 피벗 아암(200);
베이스 정점(base vertex)(702)을 갖는 절두 원추형 베이스(700);
피벗 샤프트 정점(402)을 갖는 절두 원추형 피벗 샤프트(400)로서, 상기 베이스 정점은 공통 축선(A-A) 상에서 상기 피벗 샤프트 정점과는 반대로 배향되며, 상기 제1 피벗 아암은 상기 절두 원추형 피벗 샤프트를 중심으로 피벗 운동하게 배치되고 상기 제2 피벗 아암은 상기 절두 원추형 베이스를 중심으로 피벗 운동하게 배치되는 것인 절두 원추형 피벗 샤프트(400);
상기 절두 원추형 피벗 샤프트 상에서의 상기 제1 피벗 아암의 운동을 댐핑하나는 제1 부싱(500);
상기 절두 원추형 베이스 상에서의 상기 제2 피벗 아암의 운동을 댐핑하는 제2 부싱(600); 및
상기 제1 피벗 아암과 상기 절두 원추형 피벗 샤프트의 맞물림과 상기 제2 피벗 아암과 상기 절두 원추형 베이스의 맞물림을 강제하는 압축 상태의 스프링(300)
을 포함하는 텐셔너.
텐셔너로서:
제1 풀리가 저널링된 제1 피벗 아암;
제2 풀리가 저널링된 제2 피벗 아암으로서, 상기 제1 피벗 아암과 제2 피벗 아암은 서로 대향한 절두 원추형 표면들 사이에 포획되는 것인 제2 피벗 아암; 및
상기 제1 피벗 아암과 상기 제2 피벗 아암 사이에 압축 상태의 비틀림 스프링
을 포함하는 텐셔너.
텐셔너로서:
제1 풀리가 저널링된 제1 피벗 아암;
제2 풀리가 저널링된 제2 피벗 아암;
공통 축선 상에 배치된 2개의 대향한 절두 원추부를 갖는 피벗 샤프트로서, 상기 제1 피벗 아암 및 제2 피벗 아암 각각이 해당 대향 절두 원추부와 맞물리는 것인 피벗 샤프트; 및
상기 제1 피벗 아암과 상기 제2 피벗 아암 사이에 축방향 압축 상태의 비틀림 스프링으로서, 상기 제1 피벗 아암과 상기 제2 피벗 아암을 서로를 향해 압박하는 비틀림 스프링
을 포함하는 텐셔너.
제3항에 있어서,
상기 제1 피벗 아암과 상기 대향 절두 원추부들 중 하나와의 사이에 마찰 부싱을 더 포함하는 것인 텐셔너.
제4항에 있어서,
상기 제2 피벗 아암과 상기 대향 절두 원추부들 중 다른 하나와의 사이에 마찰 부싱을 더 포함하는 것인 텐셔너.