KR950002367B1 - 감쇄장치를 구비하는 인장기 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

감쇄장치를 구비하는 인장기
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 : 고정부 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 인장기에 관한 것이며, 특히, 풀리가 회전 가능하게 장착되는 피봇아암의 위치를 편향시키는 스프링 형의 인장기에 관한 것이다. 본 발명의 인장기는 무단 동력 전달부재의 장력을 조정하기 위한 다양한 용도에 사용될 수 있으나, 특히 자동차의 캠축 구동장치와 연결되는 톱니형 벨트의 장력을 조절하는데 유용하다.
자동차의 캠축 구동 장치에서, 톱니형 또는 동기형 벨트는 적어도 두개의 톱니형 풀리를 포함하는 풀리들 둘레에 설치된다. 이러한 풀리들중 하나는 크랭크 풀리이며, 다른 풀리들은 한개이상의 캠축 풀리이다. 배면 공전 풀리와 같은 공정풀리는 설치된 벨트를 인장하기 위해 벨트의 배면으로 밀어 붙여질 수 있다. 많은 자동차 구동 장치들은 편심형의 공전풀리를 사용하며, 풀리용 편심 피봇은 예컨대, 볼형 베어링의 내부홈의 반경방향의 내측과 같은 베어링의 반경 방향의 내측에 위치한다. 고정된 편심형 풀리는 편심이 고정되므로 피봇아암의 경사 설치에 기인하는 장력의 변화를 일으키지는 않으나, 다른 유형의 장력의 문제를 초래한다.
고정된 편심현 풀리에 따른 문제점은 엔진 시동중에 통상 발생되는 바와 같은 냉각된 엔진 상태에서와 정상 엔진 작동 온도동안 발생되는 바와같은 가열된 또는 열팽창된 엔진 상태에서의 벨트 구동 풀리 중심의 거리간에 변화가 있다는 점이다. 이러한 열적 작용으로 엔진의 온도가 상승할수록 벨트의 장력도 증가되며, 반대로 엔진의 온도가 하락할수록 벨트의 장력도 감소되어진다. 자동 조절 벨트 인장기는 가열된 엔진과 냉각된 엔진 사이에 열적 작용으로 발생되는 이러한 변화를 극복할 수 있다. 자동 조절 벨트 인장기들은 피봇아암의 진동 운동을 억제하는 몇가지 유형의 감쇄장치를 필요로 한다.
자동 조절 타이밍 벨트 인장기의 일례가 미합중국 특허 제4, 917, 655호에 기재되어 있다. 이러한 인장기는 편심형의 것으로, 포위 스프링에 의해 피봇 주위의 비교적 짧은 모멘트 아암에 근접하여 위치된 다수의 중합체 요소들을 포함하는 감쇄장치를 구비한다. 달성될 수 있는 감쇄량은 짧은 모멘트 아암으로 인해 상당히 제한되나, 상당한 경성의 포위 스프링을 설치함으로써 다소 증가될 수 있다.
미합중국 특허 제4, 551, 120호 및 제4, 696, 663호는 피봇축 주위의 비교적 짧은 모멘트 아암에서 작동되는 다른 유형의 감쇄장치를 제시하고 있다. 이러한 유형의 감쇄장치들은 감쇄력이 이들 장치들의 비틀림 인장 탄성률에 의존하거나 비례하기 때문에 또다른 문제점을 초래한다. 이러한 이유로, 감쇄력 및 인장력은 인장기 제작을 쉽게 해주는 독립된 변수들로 처리될 수 없다.
상기 감쇄장치의 문제점을 부분적으로 해소해주는 다른 유형의 벨트 인장기는 미합중국 특허출원 제07/588, 633호 및 제07/588, 245호에 기재되어 있다. 이 인장기들에서는, 판 스프링이 부동의 기부 구조물에 부착되며, 또한 이 판 스프링들은 피봇아암의 감쇄면의 모든 병렬 활형운동을 수용하기에 충분한 스프링 다리부의 길이를 구비해야만 한다. 이러한 긴 다리부 길이에 따른 문제점은 다리부 길이를 초과하여 탄성률의 변동이 최소인 필요한 탄성률을 구비하는 판 스프링들을 반복하여 제작하기가 어렵다는 점이다. 이는 판 스프링을 제작하는 방식에 연유한다. 이들 판 스프링들은 구부려지고 열처리 되어야 하는데, 열처리에 의해 조정되지 않은 탄성률의 변동이 발생할 수 있다.
본 발명에 따라, 벨트 구동장치들과 결합하여 사용하기 좋으며, 특히 자동차 캠축 구동장치와 같은 톱니형 또는 동기형 벨트 구동장치에 유용한 인장기를 제시한다. 이러한 벨트 구동장치들은 종종 타이밍 벨트 구동 장치로 일컬어진다.
본 발명의 벨트 인장기는 피봇으로 기부 구조물에 선회 가능하게 장착되는 피봇아암과, 벨트에 맞물리기 위해 피봇아암에 회전 가능하게 장착되는 풀리를 구비하는 피봇형의 것이다. 압축 스프링은 기부 구조물과 피봇아암 사이에 피봇아암의 운동을 편향시키도록 개재된다. 본 발명에 따라, 인장기는 피봇아암의 운동들을 억제하도록 작동하는 감쇄장치를 포함한다. 유지핀의 주위를 둘러싸는 압축 스프링은 작동중인 모멘트 아암으로 피봇에 의해 이동된다. 마찰재의 패드는 핀에 의해 이동되며, 압축 스프링에 의해 기부 구조물의 평탄면을 향해 편향된다.
본 발명의 장점은 감쇄장치의 압축 스프링이 동일한 설계의 다수 인장기들을 제작할 때 반복 가능한 감쇄기구를 확실히 구비할 수 있게하는 저렴한 수단을 제공한다는 점이다.
본 발명의 목적은 다수의 인장기를 제작함에 있어 기계적으로 반복 가능한 감쇄장치를 제공하는 것이며, 또다른 목적은 피봇아암의 편향에 대해 쉽고도 독립적으로 변화되는 감쇄장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 이러한 목적 및 다른 목적들 또는 장점들은 첨부도면들 및 첨부도면에 대한 하기 설명으로부터 명백해질 것이다.
인장기 및 벨트 구동장치의 다양한 특징들은 자동차 엔진용 동기형 벨트 구동장치(타이밍 벨트 구동장치)와 연관되어 설명되고 있으나, 본 발명의 특징들은 자동차 전단부의 부속 구동장치용과 같은 다른 벨트 인장에 적용할 때도 또한 사용될 수 있다. 제 1 도에 있어서, 동기형 벨트 구동장치(10)은 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 캡 나사와 같은 고정기구(22)에 의해 인장기가 엔진(24)(일부만 도시함)에 부착되는 위치에 지지된다.
제 2 도 내지 제 5 도에 있어서, 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 회전 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 환상공간(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, 기구 구조물의 지주(46)과 피봇 아암부의 사이에 개재되어 풀리에 대해 거의 활줄식으로 정향되며, 스프링 장착수단(48, 54) 사이에 연결된다.
이 스프링은 기부 구조물 및 피봇아암에 장착되어 피봇아암의 움직임에 따라 신툭되며, 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, 이에따라 인장기를 사용할 때 벨트에 대한 풀리의 운동을 억제하기 위한 감쇄수단(58)이 구비된다. 이 감쇄수단은 피봇아암의 다리부 또는 레버 연장부(60), 기구 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, 환상공간(44)내에 서로 나란하게 함께 포개어진다. 피봇 아암부(70)은 환상 공간내에 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 피봇 아암부(70)에 부착된다. 이 핀은 스프링의 일단부를 유지하면서, 피봇(36) 주위에 활형으로 이동할 때 피봇아암에 의해 이동된다. 이 핀은 와셔형 마찰재 패드를 통해 연장되며, 자체의 아치형 운동으로 마찰재를 이동시킨다. 마찰재는 핀에 부착되는 것이 바람직하다. 예컨대, 피봇아암의 모든 운동이 감쇄될 수 있도록 핀과 마찰재 사이에 미세한 간섭맞춤과 같은 강한 맞춤을 해도 좋다. 핀과 마찰재 사이에 틈새가 있다면, 핀과 이에 부수하는 피봇아암은 피봇아암을 감쇄시키지 못한 채 틈새내에서 왕복운동을 할 수 있다. 와셔와 핀 사이의 미세한 압착으로 와셔가 핀의 종방향으로 미세하게 이동될 수 있으며, 핀에 대해 측방향 운동이 방지된다.
한층 이상의 마찰재 패드 층이 제 2 층 또는 평탄면 기저부에 나란한 와셔 등으로 사용되어 와셔가 기부 구조물의 평탄한 측면부들에 반대 방향으로 나란히 대면되도록 위치시킬 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 정렬은 구성품들의 치우침으로 인한 우력으로부터 발생될 수 있는 부하를 제거하므로 부품들이 받게되는 힘들을 최소화 시킨다.
본 발명의 인장기를 예시하기 위해, 104mm의 직경 및 36mm의 측방향 표면폭을 가지는 풀리로서 인장기를 제작하였다. 인장기의 축방향 총 길이는 56mm였다. 19mm의 직경 및 32mm의 공칭 압축길이를 가지는 압축 스프링은 대략 튜브-팬의 형상을 가진 풀리의 환상 공간내에 활줄식으로 고착되었다. 감쇄 스프링은 14.7mm의 직경 및 18.5mm의 압축길이를 가졌다. 24mm의 직경 및 1.25mm의 폭을 가지는 두개의 중합체 와셔들을 핀에 단단히 고착시켜 감쇄기구를 완성했다. 이 인장기는 벨트 구동장치에 설치될 때 ±10퍼센트의 설계 오차 허용 범위내에서 80파운드의 장력을 유지하도록 작동된다.
상기의 상세한 설명은 단지 예로서의 것이며 첨부된 특허청구의 범위의 범주를 한정하려는 것은 아니다.

Claims (6)

  1. 기부 구조물 ; 피봇으로 기부 구조물에 선회 가능하게 장착되는 피봇 아암 ; 동력 전달부재에 맞물리기 위해 기부 구조물에 회전 가능하게 장착되는 풀리수단 ; 피봇아암의 위치를 편향시키기 위한 기부 구조물과 피봇아암 사이의 스프링 수단 ; 및 피봇아암의 운동을 감쇄하기 위한 수단을 구비하는 가요성 동력 전달부재의 장력조정용 인장기에 있어서, 평탄면을 지닌 감쇄부를 구비한 레버아암을 포함하는 피봇아암 ; 피봇아암의 감쇄부와 나란한 길게 형성된 구멍을 지닌 평탄면을 구비하는 감쇄부를 포함하는 기부 구조물 ; 피봇에 부착되고 상기 길게 형성된 구멍을 통해 연장되는 피봇 ; 피봇아암의 감쇄부와 기부 구조물의 감쇄부 사이에 개재되는 마찰재 층 ; 핀 주위에 위치하면서 핀에 의해 유지되고, 피봇아암의 감쇄부, 마찰재 층 및 기부 구조물의 감쇄부를 서로에 대해 편향시키는 압축 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 가요성 동력 전달 부재의 장력 조정용 인장기.
  2. 제 1 항에 있어서, 마찰재 층이 플랫 와셔의 형태로 되며, 핀은 이 와셔를 통해 연장되는 것을 특징으로 하는 인장기.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 와셔와 상기 핀 사이에 간섭 맞춤이 있는 것을 특징으로 하는 인장기.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 마찰재가 핀에 부착되고, 이 핀에 의해 아치형으로 이동되는 것을 특징으로 하는 인장기.
  5. 제 2 항에 있어서, 제 2 의 플랫와셔를 포함하며, 마찰재의 와셔들은 기부 구조물의 평탄한 측면부들과 반대 방향으로 나란히 대면되며, 두개의 와셔들은 핀에 부착되고, 이 핀에 의해 아치형으로 이동되는 것을 특징으로 하는 인장기.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 마찰재는 핀의 종방향으로 미세하게 이동될 수 있도록 핀에 부착되며, 핀에 대한 측방향의 운동이 한정되는 것을 특징으로 하는 인장기.
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