TW541401B - Linear tensioner - Google Patents

Description

541401 五、發明說明（1) 發明之領域 本發明係關於張力裝置，更特別的是，本發明係關於具 有在線性移動的範圍内之固定張力的張力裝置。 發明之背景 大部分使用於汽車及其同類等等的引擎包含數個皮帶驅 動的附件系統，其對於引擎的適當操作而言係屬必要。附 件系統可包含交流發電機、冷氣壓縮機以及動力轉向系 統。 附件系統一般而言係安裝在引擎之前表面上。每個附件 具有滑輪，安裝於軸心上以自某些種類的皮帶傳動裝置接 收動力。在早期的系統中，每個附件係經由在附件與機軸 間運轉之專屬皮帶來驅動。隨著皮帶科技的改進，單一蛇 形皮帶現今係使用在大部分的應用中，其係在各種附件零 件中繞行。蛇形皮帶係由機軸所驅動。 因為蛇形皮帶必須要繞行至各個附件，一般而言其必須 要較其前身替代物弄的更長。為了要能夠適當地操作，皮 帶係以預定的張力來安裝。當它在操作時，其係輕微地伸 長開來。這會造成皮帶張力之減少，其可引起皮帶鬆脫而 導致過度的噪音與磨損。因此，皮帶張力裝置係為需要， 以於皮帶使用期間伸長時以維持適當的皮帶張力。 當皮帶張力裝置在操作時，皮帶通常會因為它與滑輪間 的交互作用而振盪。這些振盪係為不想要的，其是因為他 們會引起皮帶與張力裝置過早的磨損。因此，阻尼機構係 加入張力裝置中以降低皮帶振盪。

C:\2D-C0DE\91-ll\91119655.ptd 第5頁 541401 五 發明說明（2) " -- 習用技術的張力裝置係依靠某些種類 滑輪上操作。這些包含壓縮彈筈、、載凡件以便在 壓氣缸等，。在這種情況下，皮帶會拉；以；氣彈菁、液 的負載係為其位置的函婁文。-般而言，皮帶必然之滑輪 滑輪的位置而增加或減少。 勺張力係依據 此外’纟種習用技術的阻尼機構已經發展 含以黏性液體為基礎的阻尼器、以在磨擦表2來。他們包 彼此間的互動為基礎的機構，以及使用_ =上的滑動或 :尼!1。每種係依靠單-種類的阻尼機構以動彈簧的 ;滑；：：具r輪以及阻尼機構配置且:ί::功 置：…。為達成該目的，這將會產生一心=位 力=要：以=%1動範圍内具有固定張力之張 矩之範圍内提’具有凸輪本體以在彈簧力 有包含線性導弓;哭=二】。所需要的是張力裝置，具 丨之阻尼機構。本發明可符合這些需求。 崎112，主要態樣在於提供一種張力裝置，其在滑_ $ 線性1動範圍内具有一固定張力。 月輪之 彈ΐ ΐ r之另—態樣係提供張力裝置’具有凸輪本體以右 味頁力< 矩之範圍内提供一固定的力量。 奴以在 ，1明之另—態樣係提供張力裝置，具有包 益之一阻尼機構。 丨王岭引 本發明之其它態樣將由本發明底下的敘述與所附的圖式

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m 541401 五、發明說明（3) — 來指出或變的顯而易懂。 本發明包含張力裝置，具有徑向連接至外殼之一滑輪。 該外殼更包含導引器。該導引器係與一基座上的轨道滑動 式地接觸。導引器與軌道限制該外殼於預定的線性路徑上 移動。執道係自滑輪所定義的兩輛水平偏移。滑輪負載亦 自導引為的軸垂直偏移。導引器與轨道具有一預定的磨擦 係數’使得加成的結果為一不對稱的阻尼效應。進一步 的、，連桿係連接於外殼與凸輪本體間。凸輪本體係轉動式 地連接至基座。一偏向構件如扭力彈簧係經由連桿使凸輪 本體自皮帶負載偏移。凸輪本體的半徑係為可變者，以^ 於張力裝置滑輪因應負載改變而移動時，維持固定的皮帶 較佳實施例之詳細説明 圖1係為本發明之一側面截。 外殼3更=導 :限地與導引心， 例中該路徑係為線性。' 、 私動在本較佳實施 連桿8的一端係連接至外和 連接至凸輪本體9。凸輪本I亦連接： = 固件10 g係轉動式地連接至抠# j q ^ 土座6。凸輪本n 之力矩而在-主軸周園 得其因應來自彈菁： 操作時係為可f曲的。動。連纏繞凸輪本體9之端在 541401 五、發明說明（4) __ 凸輪本體9更句括—玎變半柝 位置上，連桿接觸切線點P的半徑r係張力曰^置沒有負載的 力裝置負載的位置上，p點的半禋r係兔=、值。在最大張 距可補償彈簧力矩在滑輪之不同位詈值。半徑的差 帶張力保持恆定。一般人可了解:改變，以便使皮 提供使用者之皮帶張力需求的K輪本體半徑的選擇可為 圖2係為本發明之一截面平面圖。 量ΠΑ”自滑輪中心"c”之第一軸偏移。軌干道7 ^係以位移 "Β”沿著第二軸互相偏移。軌道丨7 ，亦以位移量 係以位移夏丨丨D丨丨盘丨丨f，丨白 滑輪中心"C”偏移。軌道7, 17亦以位 11自 功曰” Λ丨丨1 ^ ^议矛夕里£互相偏移。位 移里A在軌道7，17處之導引器4上引起反作用 由位^量"B”， "D”， "E"， ”F'_所決定。匕決定導引器^軌 逗上h行所引起的磨擦力。A，B，C，D，Ε以及F的數值以及比 例決定了由軌道上的導引器的作用力所產生的阻尼特性。 當其在操作時’阻尼戰勝了皮帶的振盪。在某些情況下當 皮帶有負載或未負載時’具有不同的阻尼特性是相當有利 的。此稱為不對稱性，且在這個設計中可輕易地利用A，B， C，D，E以及F的比例來加以控制。這個關係說明如下： 虔帶I盤條件

Fr(17) - FR(7)二 〇

Fs-Damping ⑺- Damping( π)—Fb = 〇

Fs*A-FR(17)*D-Damping(17)*F + Damping(7)*(E-F)-FR(7) *(B-D)=0

DampingTotalfDampi ng⑺ +Damp i ng(17)

91119655.ptd 第8頁 541401 五、發明說明（5) 皮帶夫t裁條件

Fr(17)-FR(7)二 〇

Fs + Damp i ng(7) + Damp i n g(17) -FB = 0

Fs*A-FR(17)*D + Dampi ng(17)*F-Dampi ng⑺ *(E-F)-Fr(7) *(B-D)=0

OampingTotalH^Damping ⑺+ Damping(17) 里尼的不對稱性

Asymmetricity^CDampingTotalu/DampingTotal!) $在操作時，在一張力下之皮帶係纏繞於系統滑輪間（未 顯示），而造成施加於滑輪丨之皮帶負載1?彈箬 =以產生與皮帶負載Fb在數值上大致相等且方向相= 1 ,1 \ ^扭力彈百1 1係經由凸輪本體9與連桿8的作用來 抵抗負載fb。 桿i if佳D實施例中’連桿係連接至凸輪本體9使得在連 才干接觸切點P上之凸於太 ^ ^ 言俜A f I # &凸輪本體·+·徨R，對一給定的皮帶負載而 皮’例如當皮帶張力增加或卸下，且因

皮可長度相對於滑鈐9 & π + 人刊「 儿U 著執道7, 17移動。：力二長/，滑輪/外殼與導引器會沿 桿8部分纏繞於凸輪本力^早/在/輪本體上的操作會使得連 的連桿接觸切點P會自：偏:個例子中，凸輪本體上 大半徑的位置，萨以^ 4較半徑的位置移動至一個較 本體的轉動而引‘之桿上的力矩’以補償由凸輪 本體可變半徑的影塑心 f,對應的減少。目此，凸輪 外殼因應皮帶負载：；=於外殼之固定力量，即使 ]改义而移動。這會引起在外殼之移動

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五、發明說明（6) 範圍内維持在皮帶上之固定負載。 外殼3經由導引器4以及軌道7，1 7的合作運作而被即 著預定的路徑移動，其見於圖3中。外殼3移動的距離以1沿 其移動的特性，係為彈力常數與此間所說明之導引器以及 軌道的阻尼效應之函數。 及 圖3係為圖2之線段3-3上的導弓丨器以及執道之一示意 圖。導引器4包含傾斜側面41，42。軌這7, 1 7係滑動式地與 傾斜側邊4 1，4 2相接觸，並且藉此導引器4限制導引器4以 及外殼3在預定的路徑上移動。在本較佳實施例中較佳之 路徑者為線性，其係在與連結8之一軸大致平行之一軸 上。軌道7，1 7以及侧面4 1，4 2的磨擦係數可由一使用者從 已知用於阻尼技術中的多種材質來選出，其包含但不限定 於尼龍6/6以及具有潤滑油的尼龍4 / 6。 圖4係為作用在執道上的力量之一自由力體圖。反作用 力係為FR，如圖2所說明。來自軌道的抗力係為R7，。正 規的元件係為，N1?。由皮帶負載所引起之滑輪力係為h， 圖5係為作用在導引器上的力量之一透視圖。平衡力 TBal係等於：

TBai=T=(P17~p7)*B 一縱使本發明之單一形式已經說明於此間，為熟習該項技 蟄之人士兀件所顯而易知的是元件的構造與關係之變化可 以達到’而不脫離此間說明之本發明的精神與範圍。 元件編號說Μ

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541401 圖式簡單說明 包含於此中且形成說明書之一部分之所附圖示說明了本 發明之較佳實施例，並且連同一說明提供以解釋本發明的 原理。 圖1係為本發明之一側面截面圖。 圖2係為本發明之一截面平面圖。 圖3係為圖2之線段3 - 3上的導引器以及執道之一示意 圖。 圖4係為作用在執道上的力量之一自由力體圖。 圖5係為作用在導引器上的力量之一透視圖。

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Claims (1)

1. 541401 --丨— 六、申請專利範圍 1· 一種張力裝置，其包含： 一基座； 一外殼； 在該外殼與該基座間之一機械接觸’藉此該外$又係大致 上被限於—預定路徑上移動； 一連桿，連接至該外殼以及一凸輪本體，該凸輪本體係 轉動式地連接至該基座； 一偏向構件，其一端連接至該基座且另一端連接至該凸 輪本體； 該偏向構件係抵抗該凸輪本體之一旋轉移動；以及 一滑輪’徑向連接至該外殼。 2·如申請專利範圍第1項之張力裝置，其中，該凸輪本 體更包括一可變半徑。 —3 ·如=請專利範圍第2項之張力裝置，其中，一大致固 疋的力里係知加於該外殼上之該外殼行進範圍内的任意一 點。 4七：申請專利範圍第3項之張力裘置，#中，該機械接 磨擦係數且安裝至該基座 且安裝至該基座

   一弟一軸承構件，具有 一第二軸承構件， 传盥該第一舳ic姐具有一磨擦係數 係η哀弟軸承構件滑動式妯ϋ _ 5·如申請專利範圍二5接觸。 徑係大致為線性。 項之張力裝置’其中，該預定 6 ·如申請專利範 ㈤弟5項之張力裝置，其中，該偏向

   541401 六、申請專利範圍 件包含一扭力彈簧。 7. 如申請專利範圍第6項之張力裝置，更包括： 該凸輪本體具有一可變半徑；以及 該連桿，連接至該凸輪本體，使得一連桿接觸切點上之 一凸輪本體半徑R於一最大負載下係為一最小值。 8. 如申請專利範圍第7項之張力裝置，更包括： 一對第一軸承構件。 9. 如申請專利範圍第8項之張力裝置，其中： 每個第一軸承構件係相對於該滑輪之一第一軸互相偏 移。 1 0.如申請專利範圍第9項之張力裝置，其中.· 每個第一轴承構件係相對於該滑輪之一第二轴互相偏 移。 11. 一種張力裝置，其包含： 一基座； 一外殼； 在該外殼與該基座間之一機械接觸，藉此該外殼係大致 上被限制於一預定路徑上移動； 一偏向構件，其一端連接至該基座且另一端連接至該外 殼； 該偏向構件係在一軸向上驅動該外殼並抵抗該外殼之一 移動，使得一大致上為固定的力量施加於該外殼以對抗一 皮帶負載；以及 一滑輪，徑向連接至該外殼。

   C:\2D-CODE\91-ll\91119655.ptd 第14頁 541401 t、申請專利範圍 1 2.如申請專利範圍第1 1項之張力裝置，其中，該機械 接觸包括： 至少一第一軸承構件，安裝至該基座上； 一第二軸承構件，安裝至該外殼以與該第一軸承構件滑 動式地接觸。 1 3.如申請專利範圍第1 2項之張力裝置，其中，該預定 路徑係大致上為線性。 1 4.如申請專利範圍第1 3項之張力裝置，其中，該偏向 構件包括一彈簧。 1 5.如申請專利範圍第1 4項之張力裝置，更包括： 一對第一軸承構件，每個第一軸承構件係相對於一第一 轴以及一第二轴互相偏移。

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