KR970006369B1 - 벨트 텐션 조정장치 - Google Patents

Abstract

내용없음.

Description

벨트 텐션 조정장치

제1도는 본 발명의 제1실시예의 부분단면정면도.

제2도는 제1도의 일부의 확대단면도.

제3도는 제1도의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취한 단면도.

제4도는 제1도의 선 Ⅳ-Ⅳ을 따라 취한 단면도.

제5도는 제2실시예의 부분단면정면도.

제6도는 제3실시예의 부분단면정면도.

제7도는 제6도의 선 Ⅲ-Ⅲ을 따라 취한 단면도.

제8a도는 보어에 형성된 나사부를 보여주는 단면도.

제8b도는 제8a도의 선 Ⅲ-Ⅲ에서 본 평면도.

제9a도는 나사부의 또다른 실시예의 단면도.

제9b도는 제9a도의 선 Ⅸ-Ⅸ를 따라 취한 평면도.

제10도는 종래기술의 장치의 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1 : 풀리아암 2 : 베어링

3 : 텐션풀리 4 : 보어

5 : 안내벽 8 : 지지축

9 : 스플라인 10 : 댐퍼볼트

11, 12 : 나사부 13 : 칼라

14, 14' : 탄성부재 21, 22, 26, 27 : 베어링

24 : 코일스프링

본 발명은 벨트 텐션 조정장치에 관한 것이다. 자동차엔진의 보조부품의 구동을 위한 벨트에 사용되는 벨트 텐션 조정장치는 풀리아암에 맞닿도록 유지된 댐퍼를 구비하여 벨트의 미소진동으로 인한 풀리의 공명(resonance)를 방지한다. 일본 실개소 63-28949는 나사기구가 댐퍼로 사용되어 기계적 댐핑작용을 제공하는 벨트 텐션 조정장치를 개시한다. 여기에 개시된 장치는 제10도에 도시된 바와 같이 풀리아암(30)의 일단에 구비되고 호울(32)이 형성된 원통형 보스(31)를 가진다. 지지축(34)은 고정부재(33)로부터 상향으로 뻗어서 호울(32)속으로 들어간다. 볼트(36)는 키이 및 홈기구(35)를 통해 지지축(34)상에 축방향으로 미끄럼가능하게 장착된다. 볼트(36)는 호울(32)에 형성된 나사부(37)와 나사결합하는 나사부를 그 외주에 가진다. 탄성부재(39)가 볼트(36)와 풀리아암(30)의 상부벽(38) 사이에 장착되어 볼트(36)를 하향으로 가압한다. 또한 코일스프링(40)이 보스(31)둘레에 장착되며 그 일단이 풀리아암(30)과 맞물리며, 그 타단은 고정부재(33)와 맞물린다. 풀리아암(30)에 장착된 텐션풀리(41)는 코일스프링(40)의 비틀림에 의해 발생되는 스프링력에 의해 벨트에 대해 가압된다. 그러므로, 벨트의 텐션은 일정하게 유지된다.

또한 풀리아암(30)의 댐핑효과는 탄성부재(39)의 스프링력에 의한 볼트(36)의 나사부 표면에 작용하는 마찰력에 의해 제공된다. 이러한 방식의 벨트 텐션 조정장치에서는 볼트(36) 및 엔진블록 등에 고정된 고정부재(33)가 대체로 철로 제조되며, 선회가능 풀리아암(30)은 알루미늄합금과 같은 경량합금으로 만들어진다. 볼트(36)와 풀리아암(30)의 서로 다른 재료로 만들어지므로 이들 사이에 작용하는 마찰력은 안정되지 못하게 되는 경향이 있다. 그러므로 이들 사이에 오일이나 그리이스와 같은 윤활유를 공급하는 것이 필요하다. 그러나 풀리아암(30)에 윤활유를 채우기 위해서는 실링장치가 또한 구비되어야 하며 이것은 장치의 구조를 복잡하게 할 것이다.

이러한 장치에서, 풀리아암(30)이 피봇선회될때, 풀리아암(30)에 형성된 호울(32)의 내주면은 지지축(34)의 양단과 직접 마찰접촉하게 되어 방사상의 부하가 지지축(34)에 실리게 된다. 이러한 구조에서, 베어링부의 마찰력이 불안정하므로 베어링부는 작동이 멈추게 된다. 이것은 이들의 부하지지능력을 저하시키게 될 것이다.

또한, 이러한 장치에서, 탄성부재(39)의 단부는 풀리아암(31)의 상부벽(38)과 직접 접촉한다. 그러므로 풀리아암(31)이 선회될때 탄성부재(39)가 비틀리게 된다. 그 결과 작동중에 텐션풀리(41)가 벨트에 의해 약수백헬쯔 정도의 고주파수로서 진동하게 된다. 이러한 미소진동은 풀리아암(31)에 전달되고, 탄성부재(39)의 단부면은 마모되기 쉽다. 벨트 텐션 조정장치에 고응답성 일방향 댐핑특성을 부여하기 위해 볼트(36) 및 호울(32)에 형성된 나사부(37)는 큰 나선각을 가져야 한다. 볼트의 전체둘레상을 뻗도록 큰 나선각을 가진 나사를 제공하기 위해서는 나사부(37)는 물론 볼트(36)도 다소 길어야 한다. 이점은 장치의 전체크기를 증대시킨다. 그러나 나사부가 볼트의 전둘레위로 뻗지 못한다면 마찰력은 볼트상에 불균일하게 작용하여 안정된 댐핑작용을 불가능하게 한다.

본 발명은 종래의 벨트 텐션 조정장치의 전술한 문제점을 해결하기 위해 제안되었다.

본 발명의 첫째목적은 풀리아암과 볼트 사이의 나사결합부에 윤활유가 필요없이도 나사결합부에서 안정된 마찰력을 유지할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제2의 목적은 풀리아암이 선회되는 동안 견고하게 방사상 부하를 안정적으로 지지할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 제3의 목적은 짧은 나사부 길이를 가진 볼트를 사용하여 고응답성의 댐핑효과를 달성할 수 있는 장치를 제공하는 것이다.

제1의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특성은 나사부가 형성된 보어를 가진 풀리아암, 고정부재, 고정부재로부터 상향으로 풀리아암의 보어속으로 뻗는 지지축, 합성수지로 제조되며 보어에 형성된 나사부와 나사결합하도록 지지축 상에 축방향 이동가능하게 장착된 볼트, 상기 볼트 및 상기 지지축 사이의 보어에 장착된 탄성부재 또는 볼트를 축방향으로 가압하도록 상기 지지축에 일체로 형성된 부재 및 풀리아암에 장착되며, 일단에서 상기 풀리아암에 결합되며 타단에서 고정부재와 결합된 코일스프링으로 구성되는 벨트텐션 조정장치가 제공된다. 합성수지는 사출성형이 가능한 수지이며 윤활제를 함유한다.

본 발명의 제2목적을 달성하기 위해, 본 발명은 베어링부재가 보어 및 지지축의 양단 사이에 장착되며, 볼트는 베어링부재 사이에 나사결합부를 가진다.

본 발명의 제3목적을 달성하기 위해, 본원 발명은 볼트의 나사부는 복수열의 나사로 형성된다. 나사부의 각각의 열은 이들이 축방향으로 서로 중복되지 않도록 배열된다. 전술한 제1수단에서 볼트와 풀리아암상에 형성된 나사부는 볼트를 형성하는 합성수지의 자기윤활성에 의해 윤활된다. 그러므로 이들 사이의 마찰력은 안정된다. 또한 윤활유의 필요없이 마찰로 인한 마모가 감소될 수 있다. 그러므로 시일을 위한 장치가 필요없게 된다. 그라파이트나 테플론과 같은 윤활재료를 합성수지에 첨가함으로써 마찰부의 마모저항이 감소하고 마모저항 특성이 개선된다.

또한, 글래스파이버와 같은 섬유보강재료가 합성수지에 첨가되어 선팽창계수를 변화시켜서 풀리아암을 형성하는 경량합금의 것과 대체로 같도록 한다. 이러한 장치로서 댐퍼볼트와 풀리아암 사이의 열적변형은 바람직하게 제어될 수 있다. 합성수지는 바람직하게는 자기윤활성이 있는 높은 열저항 재료로서 용이하게 댐퍼볼트로 성형될 수 있어야 한다.

예를 들면, 폴리에테르-에테르케톤(PEEK), 폴리페닐렌 설파이드(PPS), 폴리아미드-이미드, 사출성형가능 열경화성 폴리이미드, 또는 열가소성 폴리이미드가 사용될 수 있다.

제2수단에서, 베어링은 풀리아암과 지지축 사이의 마찰력을 안정화시키기 위해 작은 표면마찰저항을 가진 미끄럼재료로 제조된다. 미끄럼재료로서 자기윤활성 합성수지가 사용될 수 있다. 지지축과 풀리아암 사이의 결합부에 벤딩모멘트가 작용하면 결과적인 방사상 부하는 지지축의 양단에 지지된다. 그러므로 베어링을 결합부의 양단에 장착시키고, 볼트의 나사결합부를 베어링으로부터 오프셋시킴으로써 부하지지성능을 낮추지 않으면서도 장치의 외경을 감소시킬 수 있습니다.

제3의 수단에서, 탄성부재는 고정지지축과 스플라인을 통해 축방향으로만 이동가능한 볼트 사이에 장착된다. 그러므로 어떠한 회전토오크도 탄성부재에 작용하지 않으며 어떠한 왜곡이나 변형도 생기지 않는다. 더욱이, 풀리아암과 탄성부재는 직접 접촉하지 않으므로, 어떠한 미소진동의 전달도 없으며 이에 따라 마모가 일어나지 않는다.

제4수단에서, 복수개의 나사열을 제공함으로써 볼트는 복수개의 나사로서 맞물리게 된다. 그러므로 각각의 나사에 길이가 짧더라도 이들은 전체둘레상에서 볼트와 결합할 수 있다. 풀리아암 성형용 다이를 복수의 부품으로 축방향으로 분할함으로써 나사부는 다이케스팅과 동시에 형성될 수 있다. 그러한 나사는 축방향으로 서로 중복되지 않는다. 이경우 각각의 나사의 원호각은 360에 의해 주어진다(n은 나사부를 표시).

본 발명의 다른 특징과 목적은 첨부도면과 함께 설명하는 후술하는 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다.

제1도는 본 발명의 벨트 텐션 조정장치의 제1실시예를 도시한다. 벨트에 대해 가압되도록 된 텐션풀리(3)는 베어링(2)을 통해 풀리아암(1)의 일단에 회전가능하게 장착된다. 보어(4)를 가진 원통형 안내벽(5)은 풀리아암(1)의 선회운동의 중심인 타단에 구비된다.

제2도 및 제3도에 도시된 바와 같이, 지지축(8)의 기부에는 6각형 프리즘 형상의 스플라인(9)이 형성되어 있다. 댐퍼볼트(10)는 스플라인(9)에 끼워진다. 댐퍼볼트는 스플라인(9)의 형상에 상보적인 6각형 내주면을 가진다. 댐퍼볼트(10)는 지지축(8)을 따라 축방향으로 이동가능하지만 그 둘레로 회전할 수 없다. 댐퍼볼트(10)의 외주면상에는 10 내지 15도의 나선각을 가진 2열의 나사부(11)가 형성되어 있다. 나사부(11)는 풀리아암(1)에 형성된 보어(4)의 내주면에 형성된 나사부(12)와 나사결합하도록 되어 있다. 댐퍼볼트(10)는 윤활제로서 그라파이트나 테플론을 함유하는 PEEK 또는 PPS와 같은 합성수지의 사출성형에 의해 성형된다. 이것은 또한 알루미늄 합금과 동등한 선팽창계수를 갖도록 소정량의 글라스파이버와 같은 섬유보강재료를 함유한다. 이러한 구조로 해서 댐퍼볼트(10)상의 나사부(11)와 보어상의 나사부간의 온도변화에 따른 변형율의 차이는 최소로 유지될 수 있다.

한편, 칼라(13)가 지지축(8)의 상단에 가압끼움된다. 칼라(13)와 댐퍼볼트(10) 사이에는 코일스프링 형태의 탄성부재(14)가 압축상태로 장착되어 댐퍼볼트(10)가 이러한 스프링력에 의해 제1도의 하향으로 축방향 가압된다. 잠금볼트(15)가 지지축(8)의 단부에 나사고정되며 스페이서(16)가 볼트(15)와 칼라(13) 사이에 끼워진다.

제4도에 도시된 바와 같이, 스페이서(16)는 그 외주에 돌출부(17)가 구비된다. 이것은 보어(4)의 개구부(18)에 장착되고 그 돌출부(17)가 개구부(18)의 측벽에 형성된 오목부(19)에 느슨하게 삽입되어 풀리아암(1)의 선회운동각이 소정량으로 제한되도록 한다. 레이디알베어링 형태의 베어링(21,22)이 각각 지지축(8)의 상단 및 하단, 즉 칼라(13)와 보어(4)의 내주면 및 지지축(8)의 기부(20)와 보어(4)의 내주면 사이에 장착된다. 안내벽(5)의 하단 및 기부의 상면 사이에 스러스트베어링 형태의 베어링(23)이 장착된다. 베어링(21,22,23)들은 합성수지와 같은 슬라이드베어링재료로 제조된다.

상세히는, 고부하하에 작동되는 스러스트베어링은 특별히 그 내구성을 개선하기 위해 댐퍼볼트(10)와 함께 마모저항이 큰 합성수지로 제조된다. 풀리아암(1)은 안내벽(5)의 외부에 구비되고 코일스프링(24)의 일단이 풀리아암(1)과 맞물리고, 타단이 고정부재(6)의 기부(7)와 맞물리도록 된다. 다크로다이즈 처리나 크롬 함유 아연코팅과 같은 방청처리가 코일스프링(24)의 표면에 처리된다. 제1도에 도시된 바와 같이, 커버(25)는 안내벽(5)의 보어(4)의 개구부(18)에 가압끼움되어 레이디얼베어링 부품속에 먼지가 들어가지 않도록 한다.

본 실시예의 벨트 텐션 조정장치의 텐션풀리아암(1)이 소정각도로 선회되어 텐션풀리(3)가 벨트에 대해 가압하면 코일스프링(24)이 압축되어 변형된다. 그러므로 소정의 텐션이 코일스프링(24)의 복원력에 의해 벨트에 가해진다.

이러한 균형상태에서, 댐퍼볼트(10)가 탄성부재(14)에 의해 하향하여 가압되고 가압력은 풀리아암(1)의 안내벽(5)을 통해 베어링(23)에 전달되어 이것에 의해 지지된다. 이러한 상태에서 풀리아암(1)이 선회되면 댐퍼볼트(10)가 스플라인(9)에 의해 상하로 안내되지만 회전될 수 없다. 그러므로 볼트(10)와 보어(4)의 나사부(12) 사이 및 탄성부재(14)의 스프링력을 지지하는 베어링(23)에서 마찰이 발생한다.

이러한 균형상태에서 벨트 텐션이 증가되면, 풀리아암(1)이 선회되어 코일스프링(24)을 더욱 압축하며, 댐퍼볼트(10)는 위로 이동하여 탄성부재(14)를 압축한다. 이와 동시에 풀리아암(1)이 댐퍼볼트(10)에 작용하는 가압력 및 댐퍼볼트(10)와 나사부(12) 사이의 마찰저항에 대향해서 선회된다. 풀리아암(1)은 이러한 저항을 극복해야 하므로 이것은 벨트의 텐션이 증가할때만 서서히 선회된다. 한편, 균형상태에서 벨트 텐션이 감소되면 풀리아암(1)은 코일스프링(24)의 복원력에 의해 전술한 것과 반대방향으로 선회될 것이다.

댐퍼볼트(10)는 하향이동하고 탄성부재(14)는 이완된다. 댐퍼볼트(14)에 작용하는 가압력은 풀리아암(1)이 선회되도록 하는 방향으로 작용할 것이다. 이러한 선회운동에 대한 저항은 단지 댐퍼볼트(10)의 나사결합부에서의 마찰이다. 그러므로 벨트 텐션이 감소할때, 풀리아암(1)은 별다른 저항없이 선회될 수 있고 벨트 텐션이 감소될 것이다. 댐퍼볼트(10)상의 나사부(11) 및 보어(4)상의 나사부(12) 사이의 마찰력은 합성수지의 표면윤활작용으로 안정되게 유지된다. 가압력은 전둘레위에 균일하게 작용한다. 마찰력이 균일하게 분포되므로 나사명의 마모는 낮게 유지된다. 이들 인자들은 댐퍼특성을 안정화하는데 기여한다. 더욱이, 댐퍼볼트(10) 및 풀리아암(1)은 대체로 동일한 선팽창계수를 가지므로 이들의 상대위치는 이들이 열적변화를 받더라도 변형에 영향받지 않는다. 이것은 댐퍼볼트(10)와 나사부(12) 사이의 나사결합을 안정화시키는데 기여한다.

이러한 구조에서, 텐션풀리(3)는 레이디얼베어링을 형성하는 베어링(21,22)에 대해 서로 다른 높이에서 지지된다. 그러므로 벨트 텐션이 풀리(3)에 작용할때 벨딩모멘트가 베어링(21,22)에 작용한다. 그러나, 벤딩모멘트에 기인한 방사상 부하가 대부분 베어링(21,22)의 외측단부에 작용하므로 방사상 부하의 지지성능은 베어링이 지지축(8)의 전장에 걸쳐서 구비된 구조에 비해 높게 유지된다. 댐퍼볼트(10) 및 나사(12)를 지지축(8)의 중심부 및 보어(4)에 구비함으로써 베어링(21,22)간의 간섭을 피하고, 안내벽(5)의 직경, 나아가서 장치의 외경을 감소시킬 수 있다.

더욱이, 탄성부재(14)는 영속적으로 고정된 칼라(13) 및 댐퍼볼트(10) 사이에서 단순히 압축 또는 이완되므로 이것은 단지 상하운동가능하며 왜곡이나 위치변형이 발생하지 않는다.

또한, 탄성부재(14)와 풀리아암(1)이 접촉되지 않도록 유지되므로 풀리아암(7)의 어떠한 미소진동도 탄성부재(14)에 전달되지 않는다. 그러므로 마모가 생기지 않는다.

제5도는 제2실시예를 도시하며 여기서 탄성부재(14)는 사각형 단면을 가진 압축코일스프링이다. 사각형 단면을 가진 스프링은 높은 부하지지성능을 가진다. 이외에 이 실시예는 제1실시예와 구조적으로 동일하다. 그러므로 동일한 부품은 동일한 부재번호로 표시되며, 그 설명은 생략한다.

제6도 내지 제8도는 제3실시예를 도시하는데, 여기서 2열의 나사부(26,27)로 구성되는 나사(12)는 풀리아암(1)의 보어(4)의 내주면(1)에 형성된다. 나사부(12)의 각각의 나사(26,27)는 댐퍼볼트(10)의 외주면에 형성된 나사(11a,11b)와 나사결합된다.

제8a 및 8b도에 도시된 바와 같이, 나사부(26,27)가 보어(4)의 내주면에 서로 대향하도록 형성된다. 각각의 나사부는 약 180°원호각 또는 그보다 작게 연장되어 이들이 축방향으로 중복되지 않도록 한다. 볼트(10)의 나사부(26,27) 및 나사부(11a,11b)의 나선각은 10 내지 15°설정된다. 풀리아암(1)상의 나사부(26,27)가 축방향으로 중복되지 않도록 풀리아암(1)의 다이캐스트성형용 다이가 보어(4)의 축방향으로 분할되어 복수의 부품으로 구성되고, 다이는 축방향으로 해제되어 나사부(26,27)를 형성하며 동시에 다이캐스트에 의해 풀리아암을 형성한다.

제9a도 및 9b도는 제4실시예를 도시하는데 여기서 풀리아암(1)상의 나사부는 3열의 나사(28a,28b,28c)로 구성된다. 이경우 나사(28a,28b,28c)가 축방향으로 서로 중복되는 것을 막기 위해 이들은 각각의 나사의 원호가 120°를 초과하지 않도록 보어(4)의 내주면상에 대칭적으로 형성된다. 압축스프링 대신 탄성부재(14 또는 14')는 파형와셔 또는 접시스프링이 사용될 수 있으며 또는 고무재일 수 있다. 스플라인(9)은 도시된 형태와 다른 형태를 가질 수 있다. 즉, 이것은 복수개의 축방향으로 뻗는 스플라인으로 구성되거나 키홈과 키의 결합일 수 있다. 이것은 댐퍼볼트(10)의 축방향이동을 허용하면서 그 회전을 방지할 수 있는한 어떠한 구조도 취할 수 있다.

또한, 칼라(13) 대신에, 탄성부재는 지지축(8)에 끼워진 스냅링과 같은 것에 지지될 수 있다. 조립이 가능하다면, 지지축(8)은 탄성부재를 대경부에서 지지하도록 하는 대경부를 가질 수 있다. 댐퍼볼트(10)상의 나사부(11)는 4열 또는 그 이상의 나사로 구성될 수 있다. 그러한 다수열의 나사를 제공함으로써, 나사는 더 짧은 볼트 둘레의 전체외주상으로 뻗을 수 있다.

Claims (6)

1. 나사부가 형성된 보어를 가진 풀리아암, 고정부재, 상기 고정부재로부터 상기 풀리아암의 상기 보어속으로 뻗는 지지축, 합성수지로 제조되며 상기 보어에 형성된 나사와 나사결합하도록 상기 지지축상에 축방향으로 이동가능하게 장착된 볼트, 상기 볼트를 축방향으로 가압하도록 상기 볼트 및 상기 지지축 사이에 장착된 탄성부재 또는 상기 지지축에 일체로 장착된 부재, 상기 풀리아암에 장착되고 그 일단이 상기 풀리아암에 맞물리고 타단이 상기 고정부재와 맞물린 코일스프링으로 구성되는 것을 특징으로 하는 벨트 텐션 조정장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 합성수지는 사출성형가능한 합성수지이고 윤활제를 함유하는 것을 특징으로 하는 벨트 텐션 조정장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 지지축의 양단 사이에서 상기 보어에 장착된 베어링부재를 더 포함하고, 상기 볼트는 상기 베어링부재 사이에 나사결합부를 가지는 것을 특징으로 하는 벨트 텐션 조정장치.
4. 제2항에 있어서, 상기 지지축의 양단 사이에서 상기 보어에 장착된 베어링부재를 더 포함하고, 상기 볼트는 상기 베어링부재 사이에 나사결합부를 가지는 것을 특징으로 하는 벨트 텐션 조정장치.
5. 제1항 내지 제3항 또는 제4항중 어느 한 항에 있어서, 상기 보어의 내주면상에 형성된 나사부는 복수열의 나사로 구성되는 것을 특징으로 하는 벨트 텐션 조정장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 각각의 나사열은 이들이 축방향으로 서로 중복되지 않도록 배열되는 것을 특징으로 하는 벨트 텐션 조정장치.