KR20230129806A - 텐셔너 - Google Patents

Abstract

텐셔너가 개시된다. 본 발명의 일 측면에 따르면, 구동기어와 종동기어를 연결하는 벨트기어에 장력을 부여하는 텐셔너에 있어서, 고정축; 상기 고정축을 기준으로 회전가능하도록 중심이 상기 고정축에 결합되고, 상기 중심을 기준으로 양측으로 일정간격 이격되게 배치되는 연결축을 구비하는 플레이트; 상기 각 연결축에 설치되어 상기 벨트기어의 외측면 일부를 지지하는 가압부재; 및 일단이 고정축에 고정되고 타단이 상기 플레이트에 고정되어 상기 플레이트의 회전 시 상기 플레이트에 탄성력을 제공하는 토션 스프링;을 포함하는 텐셔너가 제공될 수 있다.

Description

텐셔너{Tensioner}

본 발명은 텐셔너에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 구동기어와 종동기어를 연결하는 벨트기어에 장력을 부여하는 텐셔너에 관한 것이다.

일반적으로, 벨트구동장치는 동력을 전달하기 위한 수단으로서 다양한 분야에서 널리 사용되고 있다. 예컨대, 벨트구동장치는 모터의 동력을 감속기로 전달하도록 마련되어 사용되고 있다. 이러한 벨트구동장치는 통상적으로 모터의 회전력을 전달받아 회전하는 구동풀리(이하 '구동기어'라 함)와, 구동기어로부터 동력을 전달받아 회전하는 종동풀리(이하 '종동기어'라 함) 및 구동기어와 종동기어를 연결하는 벨트(이하 '벨트기어'라 함)로 구성된다.

최근에는, 벨트기어의 미끄러짐 없이 동력을 전달하도록 벨트구동장치에 텐셔너를 적용하여 사용되고 있다. 텐셔너는 벨트기어에 장력을 부여함으로써 구동기어와 종동기어 사이에서 치물림 이탈 형상이 발생되지 않도록 하여 안정적인 동력 전달이 이루어지도록 한다.

이러한 텐셔너는 벨트구동장치의 외측에 마련되어 벨트기어의 외측면에 외력을 가하거나, 편심회전구조를 통해 구동기어와 종동기어의 축간 거리를 조절함으로써 장력을 조절하고 있다.

그러나, 텐셔너가 벨트구동장치의 외측에 마련되어 사용됨에 따라 별도의 설치공간이 필요함은 물론, 벨트구동장치와의 패키지화가 어려워 설치가 어렵다는 문제가 있다.

또한, 편심회전시켜 장력을 조절하는 텐셔너의 경우 기어의 회전이나 벨트기어의 장력을 측정하기 위한 센서를 통해 편심 회전시키는 공정이 요구되고, 내구(耐久) 후 벨트 텐션 저감에 따른 성능 리스크가 있다는 문제가 있다.

본 실시 예에 따른 텐셔너는 벨트구동장치의 벨트기어 내측에 위치되어 벨트구동장치와 패키지화시키는데 용이함은 물론, 설치공간을 위한 확보가 불필요하여 적용이 용이하도록 한다.

본 실시 예에 따른 텐셔너는 스프링의 탄성계수를 통해 벨트기어에 가해지는 하중을 조절함으로써 텐션 세팅이 용이하도록 한다.

본 실시 예에 따른 텐셔너는 하나의 조립체로 마련되어 벨트기어의 양쪽의 텐션 조정이 가능하도록 벨트기어를 지지함으로써 효과적으로 치물림 이탈을 방지할 수 있도록 한다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 구동기어와 종동기어를 연결하는 벨트기어에 장력을 부여하는 텐셔너에 있어서, 고정축; 상기 고정축을 기준으로 회전가능하도록 중심이 상기 고정축에 결합되고, 상기 중심을 기준으로 양측으로 일정간격 이격되게 배치되는 연결축을 구비하는 플레이트; 상기 각 연결축에 설치되어 상기 벨트기어의 외측면 일부를 지지하는 가압부재; 및 일단이 고정축에 고정되고 타단이 상기 플레이트에 고정되어 상기 플레이트의 회전 시 상기 플레이트에 탄성력을 제공하는 토션 스프링;을 포함하는 텐셔너가 제공될 수 있다.

또한, 어느 하나의 연결축은 상기 고정축을 기준으로 다른 하나의 연결축과 일렬로 배치될 수 있다.

상기 플레이트의 중심에는 상기 고정축이 관통하는 관통공이 형성되고, 상기 관통공과 상기 고정축 사이에 설치되어 상기 플레이트가 회전 가능하도록 지지하는 베어링을 더 구비할 수 있다.

상기 고정축에는 상기 토션 스프링의 일단이 고정되도록 결합되는 슬롯(slot)이 마련될 수 있다.

상기 슬롯은 상기 고정축의 상단면에 마련될 수 있다.

상기 슬롯은 상기 고정축의 외측면을 관통하도록 마련될 수 있다.

상기 플레이트에는 상기 토션 스프링의 타단이 고정되도록 결합되는 홀(hole)이 마련될 수 있다.

상기 토션 스프링은 코일 형상을 갖는 몸체부; 상기 몸체부의 일단으로부터 절곡되어 형성된 제1 결합부; 및 상기 몸체부의 타단으로부터 절곡되어 형성된 제2 결합부;를 포함할 수 있다.

상기 고정축 및 토션 스프링은 폐루프 형태의 상기 벨트기어 내측 공간에 배치될 수 있다.

상기 가압부재는 한 쌍으로 마련되어 상기 벨트기어의 회전 시 발생하는 이완측 구간과 긴장측 구간에 배치될 수 있다.

상기 한 쌍의 가압부재는 원기둥 형상을 갖춘 아이들러, 롤러 또는 베어링 중 어느 하나로 마련될 수 있다.

상기 연결축에 결합되어 상기 가압부재가 상기 연결축으로부터 이탈되는 것을 방지하는 지지부재를 더 구비할 수 있다.

본 실시 예에 따른 텐셔너는 벨트구동장치의 벨트기어 내측에 위치되어 벨트구동장치와 패키지화시키는데 용이하다.

또한, 텐셔너를 설치하기 위한 별도의 공간 확보가 불필요하여 다양한 구조를 갖는 벨트구동장치에 적용이 용이하다.

본 실시 예에 따른 텐셔너는 스프링의 탄성계수를 통해 벨트기어에 가해지는 하중을 조절함으로써 텐션 세팅이 용이하는 효과를 갖는다.

본 실시 예에 따른 텐셔너는 하나의 조립체로 마련되어 벨트기어의 양쪽의 텐션 조정이 가능하도록 벨트기어를 지지함으로써 효과적으로 치물림 이탈을 방지할 수 있다.

본 발명은 아래 도면들에 의해 구체적으로 설명될 것이지만, 이러한 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 것이므로 본 발명의 기술사상이 그 도면에만 한정되어 해석되어서는 아니된다.
도 1은 본 실시 예에 따른 텐셔너를 나타내는 분해 사시도이다.
도 2는 도 1의 조립 사시도이다.
도 3은 본 실시 예에 따른 텐셔너의 평면도 및 정면도를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 실시 예에 따른 텐셔너에 구비된 플레이트에 일정 토크를 부여하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 실시 예에 따른 텐셔너를 조립하여 벨트기어에 장력을 부여하는 과정을 순차적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 본 실시 예에 따른 텐셔너에 구비된 고정축의 다른 실시 예를 나타내는 도면이다.

이하에서는 본 발명의 실시 예를 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하의 실시 예는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 사상을 충분히 전달하기 위해 제시하는 것이다. 본 발명은 여기서 제시한 실시 예만으로 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 도면은 본 발명을 명확히 하기 위해 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하고, 이해를 돕기 위해 구성요소의 크기를 다소 과장하여 표현할 수 있다.

도 1은 본 실시 예에 따른 텐셔너를 나타내는 분해 사시도이고, 도 2는 도 1의 조립 사시도이고, 도 3은 본 실시 예에 따른 텐셔너의 평면도 및 정면도를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 실시 예에 따른 텐셔너에 구비된 플레이트에 일정 토크를 부여하는 상태를 나타내는 도면이다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 실시 예에 따른 텐셔너(100)는 모터(미도시)의 동력을 감속기(미도시)로 전달하기 위한 하나의 수단인 벨트구동장치(도 7의 '10' 참조)에 적용되어 벨트에 장력을 부여하는 기능을 수행한다. 예컨대, 벨트구동장치(10)는 전자식 주차 브레이크에 적용되어 동력을 전달하도록 마련될 수 있다. 이러한 벨트구동장치(10)는 도 7에 도시된 바와 같이 구동기어(11)와, 종동기어(12) 및 구동기어(11)로부터 종동기어(12)로 토크를 전달하는 벨트기어(13)를 구비할 수 있다.

구동기어(11)는 모터(미도시)의 회전축에 설치될 수 있다. 이 구동기어(11)는 회전축과 함께 회전하며 토크를 제공하는 역할을 수행한다. 또한, 구동기어(11)의 외주면에는 기어 이가 형성되어 벨트기어(13)의 기어 이와 맞물릴 수 있다.

종동기어(12)는 구동기어(11)와 일정간격 이격되며 감속기(미도시)와 결합될 수 있다. 이 종동기어(12)는 벨트기어(13)를 통해 회전력을 전달받아 회전하며 감속기로 토크를 전달하는 역할을 수행한다. 또한, 종동기어(12)의 외주면에는 기어 이가 형성되어 벨트기어(13)의 기어 이와 맞물릴 수 있다.

벨트기어(13)는 내주면에 기어 이가 마련된 폐루프 구조를 갖추어, 구동기어(11) 및 종동기어(12)를 함께 감싸며 치합된다. 따라서, 구동기어(11)의 회전에 따라 벨트기어(13)가 당겨지며 종동기어(12)로 회전력을 전달하게 된다.

한편, 벨트기어(13)를 통하여 동력을 전달 시 벨트기어(13)의 미끄러짐이나 치물림 이탈 등으로 인한 동력 전달 기능을 상실하지 않도록 벨트기어(13)의 장력을 유지하는 것이 중요하다. 이 벨트기어(13)는 온도와 같은 환경적인 요인 뿐만 아니라, 구동기어(11)를 통해 토크가 인가됨에 따라 장력에 변화가 발생하게 된다. 예컨대, 벨트기어(13)의 장력 변화에 따라 이완측 구간(slack side span)과 긴장측 구간(tight side span)으로 나뉘어져 구별되게 된다. 이완측 구간과 긴장측 구간은 토크가 구동기어(11)에 제공된 직후에 위치하게 되는 구간이다. 구체적으로, 이완측 구간은 벨트기어(13)가 구동기어(11)를 막 지나간 구간이며, 긴장측 구간은 구동기어(11)에 접근하는 구간이 된다. 따라서, 이완측 구간과 긴장측 구간은 모터의 회전축의 회전 방향에 따라 상호 변화된다. 이와 같은 벨트기어(13)의 장력 변화에 따라 이완측 구간에서 벨트기어(13)와 종동기어(12)의 치물림이 느슨해져 치물림 이탈 현상이 발생하게 된다.

본 발명의 일 측면에 따르면, 상기와 같은 벨트기어(13)의 치물림 이탈을 방지하도록 텐셔너(100)가 마련된다.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 텐셔너(100)는 고정축(110)과, 고정축(110)에 결합되는 플레이트(120)와, 플레이트(120)의 중심으로 양측으로 일정간격 이격되게 마련되어 벨트기어(도 7의 '13' 참조)의 외측면 일부를 지지하는 가압부재(130) 및 플레이트(120)에 탄성력을 제공하는 토션 스프링(140)을 포함할 수 있다.

고정축(110)은 소정 길이를 가지며, 일단이 벨트구동장치(도 7의 '10' 참조)가 설치되는 하우징(미도시)에 고정될 수 있다. 고정축(110)에는 후술할 토션 스프링(140)과의 결합을 위해 슬롯(111)이 형성될 수 있다. 슬롯(111)은 토션 스프링(140)의 제1 결합부(141)가 끼워져 고정되도록 고정축(110)의 상단면에 마련될 수 있다. 이때, 슬롯(111)이 고정축(110)의 상단면에 형성된 것으로 도시되고 설명되었으나, 이에 한정되지 않으며, 도 8에 도시된 바와 같이 고정축(110)의 외측면을 관통하도록 마련될 수 있다. 즉, 고정축(110)에 토션 스프링(140)의 제1 결합부(141)가 결합되어 고정될 수 있다면, 슬롯(111)의 형상 및 위치는 선택적으로 변경될 수 있다.

플레이트(120)는 중심이 고정축(110)을 기준으로 회전가능하도록 고정축(110)에 설치될 수 있다. 예컨대, 플레이는(120) 중심에 고정축(110)이 관통하는 관통공(121)이 형성되고, 관통공(121)에는 플레이트(120)가 회전 가능하도록 지지하는 베어링(125)이 설치될 수 있다. 즉, 베어링(125)이 관통공(121)과 고정축(110) 사이에 설치되어 플레이트(120)가 고정축(110)으로부터 용이하게 회전될 수 있게 된다.

이러한 플레이트(120)는 소정 길이를 갖도록 마련될 수 있다. 또한, 플레이트(120)에는 관통공(121)이 형성된 중심을 기준으로 양측으로 일정간격 이격되게 배치되는 연결축(123)을 구비할 수 있다. 즉, 연결축(123)은 플레이트(120)의 길이방향으로 일정간격 이격되게 배치될 수 있다. 이때 어느 하나의 연결축(123)은 고정축(110)을 기준으로 다른 하나의 연결축(123)과 일렬로 배치될 수 있다.

한편, 플레이트(120)에는 후술할 토션 스프링(140)과의 결합을 위해 홀(122)이 형성될 수 있다. 홀(122)은 토션 스프링(140)의 제2 결합부(142)가 끼워져 고정되도록 플레이트(120)를 관통하도록 마련될 수 있다. 도시된 바에 따르면, 홀(122)은 관통공(121)이 형성된 근방에 형성될 수 있다. 이러한 홀(122)의 위치는 토션 스프링(140)이 고정축(110)과 플레이트(120)에 결합 시 토션 스프링(140)에 비틀림 하중이 발생되지 않는 위치에 형성될 수 있다.

가압부재(130)는 각 연결축(123)에 설치될 수 있다. 이에, 가압부재(130)는 한 쌍으로 마련될 수 있다. 한 쌍의 가압부재(130)는 벨트기어(13)의 회전 시 발생하는 이완측 구간과 긴장측 구간에 각각 배치될 수 있다. 이러한 한 쌍의 가압부재(130)는 벨트기어(13)와 외주면을 지지하도록 마련됨에 따라 벨트기어(13)와의 마찰을 최소화하도록 원기둥 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 예컨대, 가압부재(130)는 원기둥 형상을 갖춘 아이들러, 롤러 또는 베어링 중 어느 하나로 마련될 수 있다. 또한, 가압부재(130)의 외측면을 테프론 코팅 처리하여 벨트기어(13)와의 마찰력을 감소시킬 수도 있다.

상기와 같은 가압부재(130)가 연결축(123)에 회전 가능하도록 설치됨에 따라 가압부재(130)의 이탈을 방지하기 위한 지지부재(135)를 더 구비할 수 있다. 지지부재(135)는 연결축(123)의 상단에 압입 결합되어 가압부재(130)의 이탈을 방지하게 된다. 이러한 지지부재(135)는 가압부재(130)의 이탈을 방지할 수 있다면 어떠한 형상을 갖더라도 무방하다.

토션 스프링(140)은 일단이 고정축(110)에 고정되고 타단이 플레이트(120)에 고정되어 플레이트(120)의 회전 시 플레이트(120)에 일정 토크를 부여하는 역할을 수행한다. 보다 구체적으로, 토션 스프링(140)은 코일 형상을 갖는 몸체부(143)와, 몸체부(143)의 일단으로부터 절곡되어 형성된 제1 결합부(141) 및 몸체부(143)의 타단으로부터 절곡되어 형성된 제2 결합부(142)를 포함할 수 있다.

제1 결합부(141)는 몸체부(143)의 일단 즉, 상부 끝단으로부터 절곡되어 슬릿(111)에 결합되어 고정된다.

제2 결합부(142)는 몸체부(143)의 타단 즉, 하부 끝단으로부터 절곡되어 홀(122)에 결합되어 고정된다.

이러한 제1 결합부(141)는 고정축(110)에 고정된 상태로 마련되고, 제2 결합부(142)는 플레이트(120)가 고정축(110)으로부터 회전시 함께 회전하게 된다. 이에, 제2 결합부(142)의 이동에 따라 몸체부(143)가 탄성 변형되며 비틀림 토크(탄성복원력)가 발생된다. 따라서, 제2 결합부(142)와 결합된 플레이트(120)에 토크가 전달됨에 따라 플레이트(120)는 원상태로 복귀하려는 하중을 갖게 된다.

본 실시 예에 따른 텐셔너(100)는 이와 같은 토션 스프링(140)의 탄성복원력을 이용하여 벨트기어(13)에 장력을 부여하게 된다.

구체적으로, 도 5 내지 도 7에는 본 실시 예에 따른 텐셔너(100)를 조립하여 벨트기어(13)에 장력을 부여하는 과정이 순차적으로 도시되어 있다.

도면을 참조하면, 먼저 도 5에 도시된 바와 같이 구동기어(11)와 종동기어(12) 사이에 텐셔너(100)를 고정한다. 즉, 고정축(110)을 벨트구동장치(10)가 설치되는 하우징(미도시)에 고정하게 된다. 이때, 텐셔너(100)는 토션 스프링(140)을 통한 탄성력이 발생되지 않는 상태로 고정된다.

다음으로 도 6을 참조하면, 텐셔너(100)의 플레이트(120)를 고정축(110)을 중심축으로 하여 소정 각도로 회전시킨다. 이어서 텐셔너(100)가 회전된 상태에서 구동기어(11) 및 종동기어(12)가 연결되도록 벨트기어(13)를 설치한다. 이때, 텐셔너(100)에 구비된 한 쌍의 가압부재(130)는 벨트기어(13)의 외측에 위치하게 된다.

마지막으로, 도 7에 도시된 바와 같이 플레이트(120)에 가해진 하중을 제거 시 플레이트(120)는 토션 스프링(140)의 탄성복원력(비틀림 하중)에 의해 원위치로 복귀하려는 성질에 따라 회전된다. 이에, 가압부재(130)가 벨트기어(13)의 외측 일부분을 가압하며 벨트기어(13)에 장력을 부여하게 된다.

이러한 텐셔너(100)를 통해 벨트기어(13)에 장력을 부여 시 이완측 구간에 더 많은 하중이 부여되도록 텐셔너(100)를 작동시키는 것이 바람직하다.

한편, 텐셔너(100)의 고정축(110) 및 토션 스프링(140)과 플레이트(120)가 폐루프 형태의 벨트기어(13) 내측 공간에 배치됨에 따라 텐셔너(100)를 설치하기 위한 별도의 공간이 불필요하게 된다. 이에 설계의 자유도를 확보할 수 있음은 물론, 간단한 구조를 통해 벨트기어(13)가 구동기어(11) 및 종동기어(12)로부터 이탈되지 않도록 하며 동력전달이 원활히 이루어지도록 할 수 있게 된다.

아울러, 토션 스프링(140)의 탄성계수를 조정함으로써 용이하게 텐션 세팅이 이루어질 수 있게 된다.

이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.

100 : 텐셔너
110 : 고정축
120 : 플레이트
130 : 가압부재
140 : 토션 스프링

Claims (12)

1. 구동기어와 종동기어를 연결하는 벨트기어에 장력을 부여하는 텐셔너에 있어서,
   고정축;
   상기 고정축을 기준으로 회전가능하도록 중심이 상기 고정축에 결합되고, 상기 중심을 기준으로 양측으로 일정간격 이격되게 배치되는 연결축을 구비하는 플레이트;
   상기 각 연결축에 설치되어 상기 벨트기어의 외측면 일부를 지지하는 가압부재; 및
   일단이 고정축에 고정되고 타단이 상기 플레이트에 고정되어 상기 플레이트의 회전 시 상기 플레이트에 탄성력을 제공하는 토션 스프링;을 포함하는 텐셔너.
2. 제1항에 있어서,
   어느 하나의 연결축은 상기 고정축을 기준으로 다른 하나의 연결축과 일렬로 배치되는 텐셔너.
3. 제1항에 있어서,
   상기 플레이트의 중심에는 상기 고정축이 관통하는 관통공이 형성되고,
   상기 관통공과 상기 고정축 사이에 설치되어 상기 플레이트가 회전 가능하도록 지지하는 베어링을 더 구비하는 텐셔너.
4. 제1항에 있어서,
   상기 고정축에는 상기 토션 스프링의 일단이 고정되도록 결합되는 슬롯(slot)이 마련되는 텐셔너.
5. 제4항에 있어서,
   상기 슬롯은 상기 고정축의 상단면에 마련되는 텐셔너.
6. 제4항에 있어서,
   상기 슬롯은 상기 고정축의 외측면을 관통하도록 마련되는 텐셔너.
7. 제1항에 있어서,
   상기 플레이트에는 상기 토션 스프링의 타단이 고정되도록 결합되는 홀(hole)이 마련되는 텐셔너.
8. 제1항에 있어서,
   상기 토션 스프링은
   코일 형상을 갖는 몸체부;
   상기 몸체부의 일단으로부터 절곡되어 형성된 제1 결합부; 및
   상기 몸체부의 타단으로부터 절곡되어 형성된 제2 결합부;를 포함하는 텐셔너.
9. 제1항에 있어서,
   상기 고정축 및 토션 스프링은 폐루프 형태의 상기 벨트기어 내측 공간에 배치되는 텐셔너.
10. 제1항에 있어서,
    상기 가압부재는 한 쌍으로 마련되어 상기 벨트기어의 회전 시 발생하는 이완측 구간과 긴장측 구간에 배치되는 텐셔너.
11. 제1항에 있어서,
    상기 한 쌍의 가압부재는 원기둥 형상을 갖춘 아이들러, 롤러 또는 베어링 중 어느 하나로 마련되는 텐셔너.
12. 제1항에 있어서,
    상기 연결축에 결합되어 상기 가압부재가 상기 연결축으로부터 이탈되는 것을 방지하는 지지부재를 더 구비하는 텐셔너.

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