KR20190122850A - 유압 텐셔너용 배출 방지 장치 - Google Patents

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Abstract

유압 텐셔너는, 길이를 연장하는 보어를 갖고, 상기 보어의 길이를 따라 슬롯을 갖는 텐셔너 하우징을 포함한다. 중공형 피스톤은 보어 내에 슬라이딩 가능하게 수용되고, 형성된 에지에 인접한 챔퍼가 있는 외주를 갖는다. 팽창 가능한 서클립이 피스톤의 외주에 의해 수용된다. 서클립은, 접속부를 통해 제1 각부 및 제2 각부에 접속된 복수의 로브가 있는 실질적으로 클로버 형상의 본체를 갖는다. 팽창 가능한 서클립은, 서클립의 로브가 피스톤의 적어도 챔퍼와 계합하는 자유 상태, 및 제1 각부 및 제2 각부가 서로로부터 멀어지게 이동되어 챔퍼로부터 분리되는 팽창 상태를 갖는다. 팽창 가능한 서클립이 자유 상태에 있을 때, 피스톤은 하우징의 보어로부터 배출되는 것이 방지된다.

Description

유압 텐셔너용 배출 방지 장치
본 발명은 유압 텐셔너의 분야에 관한 것이다. 보다 구체적으로는, 본 발명은 유압 텐셔너용 배출 방지 장치에 관한 것이다.
관련 기술의 설명
체인 및 벨트 텐셔너에서, 피스톤은 스프링 또는 스프링과 유압(hydraulic pressure)에 의해 그의 하우징으로부터 압박된다. 하우징과 피스톤 사이의 보어 내에 형성된 유체 챔버와 가압 유체원 사이의 텐셔너에 체크 밸브가 추가되어, 유체 챔버로부터의 유압 유체의 역류를 방지한다. 피스톤과 보어 사이의 클리어런스를 통한 누설률은 보충 유체가 빠지거나 정지함에 따라 피스톤의 후퇴를 가능하게 한다. 누설률이 증가함에 따라, 피스톤의 후퇴에 대한 저항이 감소하고, 누설률이 감소함에 따라, 피스톤의 후퇴에 대한 저항이 증가한다. 체인 하중이 급증하거나 또는 유체 압력의 손실이 존재할 때, 플런저의 후퇴가 발생하고, 플런저의 후퇴가 과도한 경우, 체인 제어의 손실, 엔진 시간의 손실 또는 다른 바람직하지 않은 영향이 발생한다. 따라서, 피스톤 후퇴의 양을 제한하는 것이 바람직하다.
유체의 누설량을 변경함으로써 텐셔너를 시스템에 동조시키는 일반적인 방법은 때때로 원하는 정상 상태 피스톤 후퇴를 초래하여, 시동 또는 엔진 작동 및 셧다운 시에 원하는 바를 초과한다. 시스템 다이내믹스를 적절하게 제어하기 위해 텐셔너를 동조시키는 것은 또한 과도한 피스톤 신장 또는 펌프업(pump-up)을 초래하여 높은 체인 하중 또는 피스톤 결합을 야기할 수 있다. 이것은 종종 피스톤이 허용 한계를 넘어서 연장되는 것을 방지하기 위해 최적보다 적은 텐셔너 동조를 초래한다.
유압 텐셔너는, 길이를 연장하는 보어를 갖고, 상기 보어의 길이를 따라 슬롯을 갖는 텐셔너 하우징을 포함한다. 중공 피스톤은 보어 내에 슬라이딩 가능하게 수용되고, 형성된 에지에 인접한 챔퍼(chamfer)가 있는 외주를 갖는다. 팽창 가능한 서클립(circlip)이 피스톤의 외주에 의해 수용된다. 서클립은, 접속부를 통해 제1 각부 및 제2 각부에 접속된 복수의 로브(lobe)가 있는 실질적으로 클로버 형상의 본체를 갖는다. 팽창 가능한 서클립은, 서클립의 로브가 피스톤의 적어도 챔퍼와 계합하는 자유 상태, 및 제1 각부 및 제2 각부가 서로로부터 멀어지게 이동되어 챔퍼로부터 분리되는 팽창 상태를 갖는다. 팽창 가능한 서클립이 자유 상태에 있고 피스톤의 챔퍼 및 에지와 계합된 경우, 피스톤은 하우징의 보어로부터 배출되는 것이 방지된다.
팽창 가능한 서클립은 바람직하게는 접속부를 통해 제1 각부 및 제2 각부에 접속된 적어도 3개의 로브를 갖는다.
도 1은 본 발명의 유압 텐셔너의 측면도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 유압 텐셔너의 평면도를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 유압 텐셔너의 사시도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 유압 텐셔너의 하우징의 단면도를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 유압 텐셔너의 하우징 및 서클립의 평면도를 나타낸다.
도 6은 피스톤이 장착 위치에 있는 상태의 유압 텐셔너의 하우징 내의 피스톤 및 서클립의 단면도를 나타낸다.
도 7은 피스톤이 장착 위치에 있는 하우징 내의 피스톤 및 서클립의 평면도를 나타낸다.
도 8은 피스톤이 배출 방지 위치에 있는 하우징 내의 피스톤 및 서클립의 단면도를 나타낸다.
도 9는 피스톤이 배출 방지 위치에 있는 하우징 내의 피스톤 및 서클립의 평면도를 나타낸다.
도 10은 피스톤이 작업 위치에 있는 하우징 내의 피스톤 및 서클립의 단면도를 나타낸다.
도 11은 피스톤이 작업 위치에 있는 하우징 내의 피스톤 및 서클립의 평면도를 나타낸다.
도 12는 본 발명의 유압 텐셔너의 피스톤 및 서클립의 사시도를 나타낸다.
도 13은 휴지 위치에 있는 본 발명의 일 실시형태에서의 배출 방지 서클립의 평면도를 나타낸다.
도 14는 도 13의 배출 방지 서클립의 사시도를 나타낸다.
도 15는 변형 위치에 있는 본 발명의 다른 실시형태에서의 배출 방지 서클립의 평면도를 나타낸다.
도 16은 변형 위치에 있는 도 15의 거절 방지 서클립의 사시도를 나타낸다.
도 17은 변형 위치에 있는 대체 실시형태에서의 거절 방지 서클립의 평면도를 나타낸다.
도 18은 변형 위치에 있는 도 17의 배출 방지 서클립의 사시도를 나타낸다.
본 발명의 텐셔너 시스템은 내연 기관에 사용되는 폐 루프 체인 구동 시스템용 텐셔너(101)(이하에서 더욱 상세하게 설명됨)를 포함한다. 이것은 구동 샤프트와 적어도 하나의 캠샤프트 사이에 폐 루프 동력 전달 시스템에 이용하거나, 또는 구동 샤프트와 균형 샤프트 사이의 균형 샤프트 시스템에 이용할 수 있다. 텐셔너 시스템은 또한 오일 펌프를 포함할 수 있고 연료 펌프 구동장치와 함께 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 텐셔너 시스템은 벨트 구동장치와 함께 사용될 수 있다.
유압 텐셔너는 배출 방지 서클립, 피스톤 및 텐셔너 하우징을 포함한다. 배출 방지 서클립은 텐셔너 하우징으로부터의 피스톤 배출을 방지한다. 서클립은 하우징의 슬롯 내에 장착된다. 서클립의 변형은 텐셔너 하우징 내에 피스톤을 장착하는 것을 가능하게 한다. 서클립이 피스톤 상의 챔퍼 내에 수용될 때, 서클립은 피스톤이 텐셔너 하우징으로부터 배출되는 것을 방지할 수 있다.
하우징 대신에 피스톤 상에 서클립을 장착함으로써, 서클립과 하우징 사이의 마찰이 현저하게 감소되어, 하우징의 마모를 감소시킨다는 것에 유의해야 한다. 하우징의 마모 감소는 하우징이 알루미늄과 같은 보다 연성의 금속으로 이루어지는 경우에 특히 유용하다.
배출 방지 서클립은 강철제인 것이 바람직하지만, 플라스틱 등의 다른 재료가 사용될 수 있다. 배출 방지 서클립은, 클로버 또는 로브형 기하학적 구조를 달성하기 위한 형상으로 이루어지는 평탄한 금속 스트립 또는 둥근 금속일 수 있다. 서클립은 바람직하게는 약간의 변형을 허용하고, 서클립이 변형되어 자유 상태로 복귀할 수 있도록 스프링 상의 특성을 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 12는 본 발명의 일 실시형태에서의 유압 텐셔너(101)를 나타낸다. 유압 텐셔너(101)는 제1 개방 단부(118a) 및 제2 단부(118b)를 갖는 보어(118)가 있는 하우징(102)을 갖는다. 보어(118)의 제2 단부(118b)는 소스(미도시)에 접속된 유입구(109)와 유체 연통한다. 체크 밸브(미도시)는 보어(118)와 입구(109) 사이에 존재하여, 보어(118)로부터 유입구(109)로의 유체의 흐름을 방지할 수 있다.
보어(118)의 제1 개방 단부(118a)는 배출 방지 서클립(110)을 수용할 수 있는 슬롯(107)을 갖는다. 제1 개방 단부(118a)는 또한 중공 피스톤(103)을 슬라이딩 가능하게 수용한다. 중공 피스톤(103)은 폐 루프 체인 또는 벨트와 접촉하기 위한 폐쇄 단부(103a) 및 외면(119) 상에 장착 챔퍼(120)가 있는 개방 단부(103b)를 갖는다. 중공형 피스톤(103)의 개방 단부(103b)는 내주(104)를 갖는다. 폐쇄 단부(103a)는 또한 중공형 피스톤(103)의 내주(104)와 하우징(102)의 보어(118) 사이에 형성된 압력 챔버 내에 존재하는 유체의 용적 및 압력을 감소시키기 위한 벤트(117)를 가질 수 있다. 도시하는 않았지만, 스프링, 벤트 디스크, 및/또는 다른 종래의 아이템과 같은 다른 아이템이 압력 챔버 내에 존재할 수 있다.
도 12를 참조하면, 피스톤(103)은 배출 방지 서클립(110)을 슬라이딩 가능하게 수용하기 위해 외주(119) 둘레에 챔퍼(105)를 갖는다. 챔퍼(105)에 인접한 각진 코너 또는 에지(106) 및 배출 방지 서클립(110)의 형상은 피스톤(103)이 텐셔너(101)의 하우징(102)로부터 배출되는 것을 방지한다. 에지는 바람직하게는 피스톤(103)의 중심선(122)에 대하여 수직이다(도 10 참조). 코너 또는 에지의 각도는 도면에 나타낸 각도 및 용도에 따라 변할 수 있다. 또한, 챔퍼(105)는 피스톤(103)의 외주를 따라 어느 곳에나 배치될 수 있고, 도면에 나타낸 배치에 한정되지 않는다는 것에 유의해야 한다.
배출 방지 서클립(110, 116, 121)은 접속부를 통해 각부에 접속된 복수의 로브(111)가 있는 팽창 가능한 클로버 형상의 본체를 갖는다. 배출 방지 서클립(110)이 도 4 내지 도 12에 나타나 있지만, 배출 방출 서클립(116, 121)이 배출 방지 서클립(110)을 대체할 수 있다는 것에 유의해야 한다.
일 실시형태에서, 배출 방지 서클립(110)은 도 13 및 도 14에 나타낸 바와 같이 스틸 와이어(steel wire)로 이루어진다. 이 실시형태에서, 서클립(110)은, 제1 각부(112)가 내측으로 연장되는 제1 로브(111a)에 접속되고, 제1 로브(111a)가 외측으로 연장되는 접속부(114a)에 접속되며, 접속부(114a)가 내측으로 연장되는 제2 로브(111b)에 접속되고, 제2 로브(111b)가 외측으로 연장되는 다른 접속부(114b)에 접속되며, 접속부(114b)가 내측으로 연장되는 제3 로브(111c)에 접속되고, 제3 로브(111c)가 외측으로 연장되는 다른 접속부(114c)에 접속되며, 접속부(114c)가 내측으로 연장되는 제4 로브(111d)에 접속되어, 제2 각부(113)에 접속되도록 형성되는 것이 바람직하다. 제1 각부(112)는 로브(111a 내지 111d) 및 접속부(114a 내지 114c)를 통해 제2 각부(113)에 접속된다. 로브(111a 내지 111d)는, 피스톤(103)의 외주(119)에 의해 로브(111a 내지 111d)가 접속부(114a 내지 114c)와 일직선을 이루는 위치까지 변형(팽창 상태) 및 압입되어, 제1 각부(112)를 제2 각부(113)로부터 멀어지게 이동시킬 수 있다.
다른 실시형태에서는, 도 15 및 도 16에 나타낸 바와 같이, 배출 방지 서클립(121)이 스틸 와이어로 이루어지고, 전술한 4개의 로브 및 3개의 접속부 대신에, 3개의 로브(111a 내지 111c) 및 2개의 접속부(114a 내지 114b)만을 갖는다. 배출 방지 서클립(121)은, 제1 각부(112)가 내측으로 연장되는 제1 로브(111a)에 접속되고, 제1 로브(111a)가 외측으로 연장되는 접속부(114a)에 접속되며, 접속부(114a)가 내측으로 연장되는 제2 로브(111b)에 접속되고, 제2 로브(111b)가 외측으로 연장되는 다른 접속부(114b)에 접속되며, 접속부(114b)가 내측으로 연장되는 제3 로브(111c)에 접속되고, 제3 로브(111c)가 제2 각부(113)에 접속되도록 형성되는 것이 바람직하다. 제1 각부(112)는 로브(111a 내지 111c) 및 접속부(114a 내지 114b)를 통해 제2 각부(113)에 접속된다. 로브(111a 내지 111c)는, 피스톤(103)의 외주(119)에 의해 로브(111a 내지 111c)가 접속부(114a 내지 114b)와 일직선을 이루는 위치까지 변형(팽창 상태) 및 가압되어, 제1 각부(112)를 제2 각부(113)로부터 멀어지게 이동시킬 수 있다.
대체 실시형태에서, 배출 방지 서클립(116)은 도 17 및 도 18에 나타낸 바와 같이 스틸 밴드(steel band)로 이루어진다. 배출 방지 서클립(116)은 바람직하게는 접속부(114a 내지 114b)에 의해 함께 접속된 적어도 3개의 로브(111a 내지 111c)를 갖는다. 서클립(116)은, 제1 각부(112)가 내측으로 연장되는 제1 로브(111a)에 접속되고, 제1 로브(111a)가 외측으로 연장되는 접속부(114a)에 접속되며, 접속부(114a)가 내측으로 연장되는 제2 로브(111b)에 접속되고, 제2 로브(111b)가 외측으로 연장되는 다른 접속부(114b)에 접속되며, 접속부(114b)가 내측으로 연장되는 제3 로브(111c)에 접속되고, 제3 로브(111c)가 제2 각부(113)에 접속되도록 형성되는 것이 바람직하다. 제1 각부(112)는 로브(111a 내지 111c) 및 접속부(114a 내지 114b)를 통해 제2 각부(113)에 접속된다. 로브(111a 내지 111c)는, 피스톤(103)의 외주(119)에 의해 로브(111a 내지 111c)가 접속부(114a 내지 114b)와 일직선을 이루는 위치까지 변형(팽창 상태) 및 가압되어, 제1 각부(112)를 제2 각부(113)로부터 멀어지게 이동시킬 수 있다.
배출 방지 서클립(110, 116, 121)은, 본체의 로브(111)가 도 5에 나타낸 바와 같이 내측으로 연장되는 자유 상태를 갖는다. 피스톤(103)이 하우징(102)의 보어(118) 내에 존재할 때, 배출 방지 서클립(110, 116, 121)의 로브(111)는 피스톤(103)의 외주(119)와 계합한다. 배출 방지 서클립(110, 116, 121)이 챔퍼(105)와 계합되거나, 또는 챔퍼(105)와 에지(106) 사이에 계합되는 경우, 상기 배출 방지 서클립(110, 116, 121)의 로브(111)는 도 9에 나타낸 바와 같이 자유 상태에 있고 내측으로 연장된다. 로브(111)와 챔퍼(105) 및 에지(106)의 계합은 피스톤(103)이 하우징(102)으로부터 외측으로 더 이동하는 것을 방지하고, 따라서 하우징(102)의 보어(118)로부터의 피스톤(103)의 배출을 방지한다.
배출 방지 서클립(110, 116, 121)이 챔퍼(105) 또는 에지(106) 이외의 피스톤(103)의 외주(119)와 계합될 때, 피스톤의 외주(119)는, 로브가 도 11에 나타낸 바와 같이 접속부(114)와 대략 동일한 형상 또는 곡선을 갖고 서클립이 팽창 상태에 있도록 로브(111)를 변형시킨다.
배출 방지 서클립이 특정 수의 로브 및 접속부를 갖는 것으로 설명되지만, 로브의 수는 변할 수 있다는 것에 유의해야 한다. 배출 방지 서클립은 제1 각부와 제2 각부 사이에 접속부가 있는 2개의 로브를 가질 수 있다. 배출 방지 서클립은 또한 제1 각부와 제2 각부 사이에 관련된 접속부가 있는 4개 초과의 로브를 가질 수 있다.
도 6 및 도 7은 피스톤(103)이 텐셔너 하우징(102)에 장착되어 있는 것을 나타낸다. 이 위치에서, 배출 방지 서클립(110)은 피스톤(103)의 삽입 전에, 휴지 상태에서 하우징(102)의 보어(118)의 슬롯(107) 내에 존재한다. 그 다음, 피스톤(103)이 하우징(102)의 보어(118) 내에 삽입되어, 배출 방지 서클립(110)의 로브(111a 내지 111d)가 피스톤(103)의 개방 단부(103b) 상의 장착 챔퍼(120)와 계합한다. 배출 방지 서클립(110)이 피스톤(103)의 외주(119)를 둘러싸도록 팽창된 후, 피스톤(103)은 배출 방지 서클립(110)이 도 8 및 도 9에 나타낸 바와 같이 피스톤(103)의 외주(119) 상의 챔퍼(105)에 수용될 때까지 유입구(109)를 향하여 내측으로 이동한다.
도 8 및 도 9는 하우징(102)으로부터의 피스톤(103)의 배출을 방지하는 배출 방지 서클립(110)을 나타낸다. 피스톤(103)은 배출 방지 서클립(110)의 로브(114a 내지 114d)와 에지(106) 및 챔퍼(105)의 접촉에 의해 유입구(109)로부터 더 외측으로 또는 멀어지게 이동하는 것이 방지된다.
도 10 및 도 11은, 로브(114a 내지 114d)가 서클립(110)의 로브(114a 내지 114d) 사이의 접속부(111a 내지 111c)와 대략 동일하도록, 변형 상태로 배출 방지 서클립(110)의 로브(114a 내지 114d)와 함께 하우징(102)의 내주(118)의 슬롯(107) 내에 존재하는 배출 방지 서클립(110)을 나타낸다. 이 상태에서, 피스톤(103)의 챔퍼(105)가 하우징(102)의 내주(118)의 슬롯(107)과 정렬하고 배출 방지 서클립(110)이 챔퍼(105)에 인접한 에지(106)와 계합할 때까지, 피스톤(103)은 하우징(102)으로부터 내측으로 하우징(102)의 보어(118) 내에서 슬라이딩하여 체인(미도시)을 인장시킬 수 있다.
배출 방지 서클립(110)이 피스톤(103)의 챔퍼(105)와 계합하고 챔퍼(105)에 인접한 에지(106)와 배출 방지 서클립(110) 사이에 접촉이 있을 때, 피스톤(103)은 하우징(102)으로부터 외측으로 하우징(102)의 보어(118) 내에서 슬라이딩할 수 없지만, 피스톤(103)의 챔퍼(105) 및 외주(119)와 계합하기 위한 배출 방지 서크립(110)의 변형으로 인해 반대 방향으로 슬라이딩할 수 있다.
배출 방지 서클립(110)은 항상 하우징(102)의 내주(118) 상의 슬롯(107)에 계합되고, 배출 방지 서클립(110)은 모든 피스톤(103) 위치에서 축방향으로 긴 중심선(122)을 이동시키지 않는다는 것에 유의해야 한다.
따라서, 본 명세서에 기술된 본 발명의 실시형태는 단지 본 발명의 원리의 적용을 단지 예시하는 것임을 이해해야 한다. 예시된 실시형태의 세부 사항에 대한 언급은 특허청구범위를 제한하려는 것이 아니라, 그 자체가 본 발명에 필수적인 것으로 간주되는 특징을 열거한다.

Claims (10)

  1. 유압 텐셔너로서:
    길이를 연장하는 보어를 갖고, 상기 보어의 상기 길이를 따라 슬롯을 갖는 텐셔너 하우징;
    상기 보어 내에 슬라이딩 가능하게 수용되고, 형성된 에지에 인접한 챔퍼(chamfer)를 포함하는 외주를 갖는 중공형 피스톤; 및
    상기 피스톤의 상기 외주에 의해 수용된 팽창 가능한 서클립(expandable circlip);을 포함하고, 상기 서클립은 접속부를 통해 제1 각부 및 제2 각부에 접속된 적어도 2개의 로브(lobe)를 갖는 실질적으로 클로버 형상의 본체를 포함하며, 상기 팽창 가능한 서클립은 상기 서클립의 상기 적어도 2개의 로브가 상기 피스톤의 적어도 상기 챔퍼와 계합되는 자유 상태, 및 상기 제1 각부 및 상기 제2 각부가 서로로부터 멀어지게 이동되어 상기 챔퍼로부터 분리되는 팽창 상태를 갖고;
    상기 팽창 가능한 서클립이 자유 상태에 있을 때, 상기 피스톤은 상기 하우징의 상기 보어로부터 배출되는 것이 방지되는, 텐셔너.
  2. 제1항에 있어서, 상기 보어는 유입구를 통해 가압 유체원과 유체 연통하는, 텐셔너.
  3. 제1항에 있어서, 상기 형성된 에지는 상기 피스톤의 중심선에 수직인, 텐셔너.
  4. 제1항에 있어서, 상기 중공형 피스톤은 제1 폐쇄 단부, 및 장착 챔퍼를 포함하는 제2 개방 단부를 갖는, 텐셔너.
  5. 제1항에 있어서, 상기 팽창 가능한 서클립은 스틸 와이어(steel wire)로 이루어지는, 텐셔너.
  6. 제1항에 있어서, 상기 팽창 가능한 서클립은 평탄한 금속 밴드인, 텐셔너.
  7. 제1항에 있어서, 상기 팽창 가능한 서클립은 상기 제1 각부와 상기 제2 각부 사이에 적어도 3개의 로브 및 2개의 접속부를 갖는, 텐셔너.
  8. 제1항에 있어서, 상기 팽창 가능한 서클립은 상기 제1 각부와 상기 제2 각부 사이에 적어도 4개의 로브 및 3개의 접속부를 갖는, 텐셔너.
  9. 제1항에 있어서, 상기 팽창 가능한 서클립은 상기 제1 각부와 상기 제2 각부 사이에 적어도 5개의 로브 및 복수의 접속부를 갖는, 텐셔너.
  10. 제1항에 있어서, 상기 팽창 가능한 서클립은 상기 제1 각부와 상기 제2 각부 사이에 2개의 로브 및 하나의 접속부를 갖는, 텐셔너.
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