KR950002360B1 - 풀리가 내장된 인장기 및 동력 전달장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

풀리가 내장된 인장기 및 동력 전달장치
제 1 도는 풀리 둘레에 설치된 벨트 및 본 발명의 인장기를 포함하는 구동장치의 개략적인 정면도.
제 2 도는 제 1 도의 2-2선을 따라 취한 벨트를 제외한 인장기의 측면도.
제 3 도는 제 4 도의 3-3선을 따라 취한 확대 단면도.
제 4 도는 제 3 도의 4-4선을 따라 취한 단면도.
제 5 도는 제 3 도의 5-5선을 따라 취한 부분 단면도 및 구성 요소들의 상대위치를 도시하기 위해 중첩하여 도시된 풀리의 부분 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
10 : 벨트 구동장치 12 : 톱니형 벨트
14 : 캠 풀리 16 : 크랭크 풀리
18 : 인장 풀리 20 : 인장기
22 : 고정기구 24 : 엔진
28, 30 : 귀부 32, 70 : 피봇아암
34 : 스프링 36 : 피봇
42 : 볼 베어링 44 : 환상 공간
46 : 지주 48, 54 : 돌기
50, 56, 80 : 구멍 58 : 감쇄장치
60 : 다리부 62 : 감쇄 스프링
66, 68 : 패드 78 : 나사산 볼트
본 발명은 무단(endless)벨트, 체인 등의 무단 동력 전달부재용의 인장기 및 이러한 인장기 벨트와 같은 동력 전달부재를 포함하는 동력 전달 장치에 관한 것이며, 특히, 본 발명은 풀리가 회전 가능하게 장착되는 피봇아암의 위치를 편향시키는 스프링 형태의 인장기에 관한 것이다.
본 발명의 인장기는 무단 동력 전달부재를 인장하기 위한 다양한 용도로 사용될 수 있으나, 특히 자동차의 캠축 구동장치와 연결되는 톱니형 벨트의 장력을 조절하기 위해 제한된 공간에서 사용되는 밀집된 인장기로서 유용하다.
자동차의 캠축 구동 장치에서, 톱니형 또는 동기형 벨트는 적어도 두개의 톱니형 풀리를 포함하는 풀리들의 둘레에 설치된다. 이러한 풀리들중 하나는 크랭크 풀리이며, 다른 풀리들은 한개 이상의 캠축 풀리이다. 배면 공전풀리와 같은 공전풀리는 설치된 벨트를 인장하기 위해 벨트의 배면으로 밀어 붙여질 수 있다. 많은 자동차 구동 장치들은 편심형의 고정 공전풀리를 사용하며, 풀리용 편심 피봇은 예컨대, 볼형 베어링 내부홈의 반경방향의 내측과 같은 베어링의 반경 방향의 내측에 위치한다. 이처럼 피봇이 베어링 회전면의 반경방향으로 내항되기 때문에, 베어링들은 느슨한 벨트의 장력의 조임을 위하여 일정한 편심도를 유발할 정도로 상당히 커야만 한다. 고정된 편심형 풀리는 편심이 고정되므로 피봇아암의 경사설치에 기인하는 장력 변화를 일으키지는 않으나, 다른 유형의 인장문제를 초래한다. 고정된 편심형 풀리에 따른 문제점은 엔진 시동중에 통상 발생되는 바와 같은 냉각된 엔진 상태에서와 정상 엔진작동 온도동안 발생되는 바와 같은 가열된 또는 열팽창된 엔진 상태에서의 벨트 구동풀리 중심의 거리간에 변화가 존재한다는 점이다. 따라서, 이러한 열적 작용으로 엔진의 온도가 상승할수록 벨트의 장력도 증가되며, 반대로 엔진의 온도가 하락할 수록 벨트의 장력도 감소되어진다. 자동 조절 벨트 인장기는 가열된 엔진과 냉각된 엔진 사이에 열적 작용으로 발생되는 이러한 변화를 극복할 수 있다.
자동 조절 계시 벨트 인장기의 일례가 미합중국 특허 제4, 917, 655호에 공개되어 있다. 베어링면의 방사상의 내측에 위치된 피봇을 구비하는 이러한 편심형의 인장기는 고정된 편심형 풀리와 같이 동일한 단점을 가지며, 매우 큰 베어링을 필요로 한다. 전형적으로, 큰 베어링들은 더 작은 베어링들 보다 가격이 더 비싸다. 또한, 이러한 자동 조절 편심형 인장기들에서는 편심도에 영향을 주는 피봇아암의 길이가 매우 짧다. 이러한 짧은 피봇아암 길이는 유효한 "조임"의 크기를 제한할 수 있을 뿐 아니라 기하학적 힘의 영향들을 유발할 수도 있다. 짧은 피봇아암의 큰 각도변화들은 어쨌든 벨트인장을 조절함으로써 평행을 잡게 된다.
미합중국 특허 제4, 551, 120호 및 제4, 696, 663호는 보다 긴 아암 길이를 구비함으로써 편심형 인장기들의 짧은 피봇아암에 따른 문제점들의 해결책을 제시하고 있다. 이러한 긴 피봇아암 길이는 피봇을 폴리 베어링면의 방사상의 외측에 위치시킴으로써 달성된다. 이러한 인장기들은 밀집되어 있으나, 계시 벨트장치 대신에 전단부의 부속 구동장치로 제작되며, 상당히 깊은 피봇축을 따르는 축방향의 길이를 가지고 있다. 이러한 인장기들은 나선형으로 감겨진 비틀린 스프링을 사용하여 피봇아암을 편향되게 위치시킨다. 비틀린 스프링을 포함하기 위한 하우징은 긴 축방향의 길이를 수용한다. 이러한 축방향의 길이는 불충분한 공간 때문에 일부 자동차 벨트 인장에 사용하는데 부적합하게 된다.
또다른 유형의 벨트 인장기는 미합중국 특허원 제07/588, 633호 및 제07/588,245호에 공개되어 있다. 이들 특허원에서의 인장기들은 일부 자동차 캠축 구동장치들에 적절한 길이 또는 깊이를 구비하나, 이들은 다른 용도로 사용될 수 없는 기하상의 문제점을 초래하게 된다. 양 인장기들에서, 풀리는 적어도 인장기 구조물의 돌출부들에 의해 부분적으로 둘러싸일 정도로 인장기 구조물내에서 오목하게 된다. 이러한 돌출부들은 벨트가 인장기 풀리 및 벨트 구동장치의 다른 풀리들 둘레에 탑승될 때 벨트에 의해 무효화 되어야 한다. 이러한 돌출부들은 자동차 엔진의 공간 제한성 때문에 상기 인장기들의 용도를 상당히 제한할 수 있다.
본 발명에 따라, 벨트 구동장치들과 결합하여 사용하기 좋으며, 특히 자동차 캠축 구동장치와 같은 톱니형 또는 동기형 벨트 구동장치에 유용한 인장기를 제시한다.
본 발명의 벨트 인장기는 피봇으로 기저 구조물에 선회 가능하게 장착되는 피봇아암과, 벨트에 맞물리기 위해 피봇아암에 회전 가능하게 장착되는 풀리를 구비하는 피봇형으로 구성된다. 이 풀리는 통상 축방향의 측면상에서 환상 공간으로 개방되는 "튜브-팬" 형상을 가진다. 피봇부는 환상 공간내로 돌출된다. 압축 스프링은 기저 구조물과 피봇아암 사이에 피봇아암의 운동을 편향시키도록 개재된다. 본 발명에 따라, 기저 구조물 및 피봇아암의 일부는 환상 공간내로 돌출되며, 압축 스프링은 이들 부분들 사이에 개재된다. 적어도 압축 스프링의 일부는 종래 인장기들과 비교하여 낮고 얕은 축방향 단면을 풀리에 제공하도록 환상 공간내에 또한 설치된다.
본 발명의 장점은 풀리가 인장기의 다른 구성 부품들에 비해서 오목하게 되지 않는다는 점이다.
본 발명의 다른 장점은 풀리가 스프링 및 피봇부를 거의 내장하여 차폐를 제공하면서도 얕은 인장기 단면을 얻게 된다는 점이다.
종래의 편심형 인장기들 보다 우수한 본 발명의 또다른 장점은 상대적으로 더 작은 직경 및 이에 따른 경제적인 베어링을 사용하면서도(편심형 인장기들에 비해) 상당히 긴 피봇아암을 얻을 수 있다는 점이다.
본 발명의 목적은 적어도 스프링부를 풀리의 환상 공간내에 위치시켜서 스프링이 풀리에 대해 거의 활줄식으로 설치되도록 하는데 있다.
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적들 또는 장점들은 첨부도면들 및 도면에 대한 하기 설명을 통하여 명백해질 것이다.
인장기 및 벨트 구동장치의 다양한 특징들은 자동차 엔진용 동기형 벨트 구동장치(계시 벨트 구동장치)와 관련되어 설명되어지만, 본 발명의 특징들은 자동차 전단부의 부속 구동장치용과 같은 다른 벨트 인장기구에 또한 사용될 수 있다. 제 1 도에 있어서, 동기형 벨트 구동장치(10)이 톱니형 풀리들 둘레에 설치되고 인장되는 톱니형 벨트(12)와 같이 도시된다. 도시된 구동장치는 적어도 하나의 톱니형 캠 풀리(14), 크랭크 풀리(16) 및 본 발명의 인장기(20)의 인장 풀리(18)을 포함하는 유형의 자동차 캠축 구동장치이다. 이 인장기는 인장기를 엔진(24)(일부만 도시함)에 고정하는 캡 나사와 같은 고정기구(22)에 의해 일정한 위치에 지지된다.
제 2 도에 가장 잘 도시한대로, 인장기는 얕은 축방향의 깊이 또는 길이를 가지며, 풀리는 인장기의 다른 구성 부품들의 부분내부로 오목부를 형성할 필요가 없다. 이 인장기의 구성은 풀리에 거의 360˚의 방향에서 접근할 수 있으므로 동력 전달벨트의 작동을 방해함이 없이 인장기를 엔진에 고정시키는 다양한 수단을 제작하기 위한 다양한 기회를 제공할 수 있다.
제 3 도 내지 제 5 도를 참조하면, 본 발명의 벨트 인장기(20)은 스프링 편향형의 것으로 인장기를 부착하는 수단으로서의 고정부(28, 30), 피봇아암(32) 및 기부 구조물과 피봇아암 사이에 편향된 스프링(34)를 선택적으로 구비할 수 있는 기부 구조물을 포함한다. 피봇아암(32)는 피봇(36) 및 선택적으로 추진 캡 또는 베어링(40)을 포함할 수 있는 자동 주유되는 중합체의 슬리이브형 베어링 또는 베어링통(38)에 의해 기부 구조물에 선회 가능하게 장착된다.
풀리(18)은 예컨대, 볼 베어링(42) 등에 의해 피봇아암에 회전 가능하게 장착되며, 통상 축방향의 측면에서 환상 공간(44)로 개방되는 "튜브-팬"의 형상을 가진다. 기부 구조물은 환상 공간내로 돌출하는 지주(46)과 같은 부분을 구비하며, 직경 방향으로 정향된 탭을 포함하는 스프링 단부를 수용하기 위한 구멍(50)을 구비한 돌기(48)과 같은 수단을 형성한다.
피봇아암은 환상 공간(44)내로의 돌출부(52)를 구비한 레버아암(LV) 및 스프링의 단부를 수용하기 위한 구멍(56)이 형성된 돌기(54)와 같은 수단을 포함한다.
스프링은 적어도 부분적으로, 보다 바람직하게는 거의 전체가 환상 공간내에 고착되도록 크기가 정해지는 압축 스프링으로 되며, 기부 구조물의 지주(46)과 피봇아암부의 사이에 개재되어 풀리에 대해 거의 활줄식으로 정향되며, 스프링 장착수단(48, 54) 사이에 연결된다.
이 스프링은 기부 구조물 및 피봇아암에 장착되어 피봇아암의 움직임에 따라 이동되며, 모멘트 아암(LV)는 미합중국 특허출원 제07/588, 245호에 설명된 방식으로 스프링의 신축운동에 따라 길이가 변화된다. 모멘트 아암은 압축 스프링의 길이가 단축됨에 따라 단축되며, 피봇아암이 선회되면서 압축 스프링이 신장됨에 따라 신장된다.
피봇아암의 운동을 억제하고, 이에 따라 인장기를 사용할 때 벨트에 대한 풀리의 운동을 억제하기 위한 감쇄수단(58)이 구비된다. 이 감쇄수단은 피봇아암의 다리부 또는 레버 연장부(60), 기부 구조물의 표면(64) 및 마찰재의 패드(66)을 포함한다. 선택적으로, 제 2 의 마찰재의 패드(68)이 사용될 수도 있다.
피봇아암 및 기부 구조물은 풀리를 청소하기 위해 컵의 형상으로 이루어지며, 환상 공간(44)내에 서로 나란하게 함께 포개어진다. 피봇아암부(70)은 환상 공간내로 돌출하며, 바람직하게는 평탄면부(72)를 구비하는 것이 좋다. 유사하게, 기부 구조물은 환상 공간내로 돌출하는 감쇄부(74)를 구비하며, 바람직하게는 평탄면을 구비하는 것이 좋다.
와셔와 같은 형태의 마찰재 패드(64)는 평탄면들(72, 76) 사이에 끼워진다. 나사산 볼트와 같은 핀 유형의 부착기(78)은 기저부(76)의 긴홈(80)을 통해 연장되고 피봇아암부(70)에 부착된다. 이 볼트는 스프링의 일단부를 유지하면서, 피봇(36) 주위에 활형으로 이동할 때 피봇아암에 의해 이동된다.
부착기는 또한 피봇아암을 기부 구조물에 유지시키는 기능을 한다.
한층 이상의 마찰 패드재 층이 제 2 의 병렬 스프링 층 등으로 사용될 수도 있다. 마찰재 패드는 마찰면의 활주에 의해 일어나는 감쇄를 위해 충분히 넓은 표면을 제공할 수 있도록 선택적으로 장방형 또는 원형으로 되는 것이 좋다. 마찰재는 어떤 유형을 선택해도 좋으나, 선택적으로 활주중(동적)의 마찰이 시작시(정적)의 마찰보다 작은 특징을 보이고 상표명 델린(Delrin)으로 시판중인 나일론과 같은 중합체의 형태를 선택해도 무방하다.
편의를 위해 제 4 도 및 제 5 도의 기부 구조물은 압축 스프링(34), 베어링(42) 및 감쇄수단(58)의 상대적인 위치가 보다 바람직하게 거의 일정한 평면에서 상호 일렬로 정렬되어 보이도록 수직정렬로 도시되어 있다. 이러한 정렬을 구성품들의 치우침으로 인한 우력으로부터 발생될 수 있는 부하를 제거하므로 부품들이 받게 되는 힘들을 최소화시킨다.
본 발명의 인장기의 밀집성을 설명하기 위해, 104mm의 직경 및 36mm의 축방향 표면폭을 가지는 풀리로서 인장기를 제작하였다. 그럼에도 불구하고 인장기의 축방향 총 길이는 56mm에 불과했다. 이러한 짧은 축방향 길이는 19mm의 직경 및 32mm의 공칭 압축길이를 가지는 압축 스프링을 사용함으로써 가능하였다. 이 스프링은 대략 튜브-팬의 형상을 가진 풀리의 환상 공간내에 활줄식으로 고착되었다. 따라서, 풀리직경에 대한 인장기의 축방향 길이의 비는 0.54에 불과하다. 이 인장기는 벨트 구동장치에 설치될 때 ±10퍼센트의 설게 오차 허용범위내에서 80파운드의 인장력을 유지하도록 작동된다.
상기의 상세한 설명은 단지 예로서의 것이며 첨부된 특허청구의 범위의 기술범위를 한정하려는 것은 아니다.

Claims (8)

  1. 기부 구조물 ; 피봇으로 기부 구조물에 선회 가능하게 장착되는 피봇아암 ; 동력 전달부재에 맞물리기 위해 기부 구조물에 회전 가능하게 장착되고 축방향의 측면상에서 환상 공간으로 개방되는 대략 튜브-팬의 형상을 가지는 풀리수단 ; 환상 공간내로 돌출하는 피봇부 ; 피봇아암의 위치를 편향시키기 위한 기부 구조물과 피봇아암 사이의 스프링 수단 ; 및 피봇아암의 운동을 감쇄하기 위한 수단을 구비하는 가요성 동력 전달부재의 장력조정용 인장기에 있어서, 환상 공간내로 돌출하여 스프링을 연결하기 위한 제 1 수단을 형성하는 부분을 지닌 제 1 레버아암을 구비하는 피봇아암 ; 환상 공간내로 돌출하여 스프링을 연결하기 위한 제 2 수단을 형성하는 부분을 구비하는 기부 구조물 ; 및 풀리에 대해 거의 활줄식으로 정향되어 적어도 부분적으로 환상 공간내에 설치되고 제1 및 제 2 연결수단 사이를 연결하는 압축 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 동력 전달부재의 인장용 인장기.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 스프링이 환상 공간내에 설치되는 것을 특징으로 하는 인장기.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 감쇄수단이 환상 공간내로 돌출하는 감쇄부를 지닌 제 2 레버 아암을 구비하는 피봇아암 ; 피봇아암의 감쇄부와 병렬로 환상 공간내로 돌출하는 감쇄부를 구비하는 기부 구조물 ; 피봇아암의 감쇄부와 기부 구조물의 감쇄부 사이에 개재되는 마찰재 층 ; 및 피봇아암의 감쇄부, 기부 구조물의 감쇄부 및 마찰재들을 편향시켜 서로 접촉하게 함으로써, 감쇄를 실행하기 위한 스프링 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 인장기.
  4. 제 3 항에 있어서, 기부 구조물의 감쇄부는 길게 형성된 구멍을 지닌 평판면을 구비하며 ; 마찰재 층은 평탄면의 길게 형성된 구멍과 일렬로 정렬되는 구멍을 구비하며 ; 피봇아암의 감쇄부는 상기 기부 구조물의 길게 형성된 구멍 및 상기 마찰재 층의 구멍을 통해 연장되는 평탄면과 핀을 구비하며 ; 핀 주위에 위치하면서 핀에 의해 유지되는 압축 스프링은 피봇아암의 감쇄부, 마찰재 층 및 기부 구조물의 감쇄부를 서로에 대해 편향시키는 것을 특징으로 하는 인장기.
  5. 기부 구조물 ; 피봇으로 기부 구조물에 선회 가능하게 장착되는 피봇아암 ; 동력 전달부재에 맞물리기 위해 기부 구조물에 회전 가능하게 장착되고 축방향의 측면상에서 환상 공간으로 개방되는 대략 튜브-팬의 형상을 가지는 풀리수단 ; 환상 공간내로 돌출하는 피봇부 ; 피봇아암의 위치를 편향시키기 위한 기부 구조물과 피봇아암 사이의 스프링 수단 ; 및 피봇아암의 운동을 감쇄하기 위한 수단을 구비하는 인장기에 의해서 벨트의 두개 경간 사이에서 인장되며 풀리들 둘레에 설치되는 벨트를 구비하는 유형의 벨트 구동장치에 있어서, 환상 공간내로 돌출하면서 스프링을 연결하기 위한 제 1 수단을 형성하는 부분을 지닌 제 1 레버 아암을 구비하는 피봇아암 ; 환상 공간내로 돌출하면서 스프링을 연결하기 위한 제 2 수단을 형성하는 부분을 구비하는 기부 구조물 ; 및 풀리에 대해 거의 활줄식으로 정향되어 적어도 부분적으로 환상 공간내에 설치되고 제1 및 제 2 연결수단 사이를 연결하는 압축 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트 구동장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 스프링이 환상 공간내에 설치되는 것을 특징으로 하는 벨트 구동장치.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 감쇄수단이 환상 공간내로 돌출하는 감쇄부를 지닌 제 2 레버 아암을 구비하는피봇아암 ; 피봇아암의 감쇄부와 병렬로 환상 공간내로 돌출하는 감쇄부를 구비하는 기부 구조물 ; 피봇아암의 감쇄부와 기부 구조물의 감쇄부 사이에 개재되는 마찰재 층 ; 및 피봇아암의 감쇄부, 기부 구조물의 감쇄부 및 마찰재들을 편향시켜 서로 접촉하게 함으로써 감쇄를 실행하기 위한 스프링 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 벨트 구동장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 기부 구조물의 감쇄부는 길게 형성된 구멍을 지닌 평탄면을 구비하며 ; 마찰재 층은 평탄면의 길게 형성된 구멍과 일렬로 정렬되는 구멍을 구비하며 ; 피봇아암의 감쇄부는 상기 기부 구조물의 길게 형성된 구멍 및 상기 마찰재 층의 구멍을 통해 연장되는 평탄면과 핀을 구비하며 ; 핀 주위에 위치하면서 핀에 의해 유지되는 압축 스프링의 피봇아암의 감쇄부, 마찰재 층 및 기부 구조물의 감쇄부를 서로에 대해 편향시키는 것을 특징으로 하는 벨트 구동장치.
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