TWI223037B - Automatic locked-center idler - Google Patents

Description

1223037 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明主要係關於一種用於拉伸一皮帶驅動系統之動 力傳送帶的自動中心定位惰輪。特別地，本發明係關於一 種可提供一皮帶驅動系統之初始張力設定的自動中心定位 惰輪。更具體言之，本發明係關於一種用於驅動内燃機配 件之動力傳送帶驅動系統之自動中心定位惰輪。 【先前技術】 習知係將一中心定位惰輪配合一配件皮帶驅動系統使 用於一内燃機，提供一初始皮帶張力，以除去皮帶之鬆弛。 對於一種中心定位惰輪之型式來說，其安裝首先需要將惰 輪寬鬆地扣接於定位。然後，安裝者將惰輪（包括其用於 支承滑輪之拉伸元件）及滑輪推向動力傳送帶，以便在皮 帶上產生實質張力。當惰輪維持在此狀態時，安裝者接著 必須鎖緊惰輪之扣件，以將其固定於定位。此種安裝程序 十分費力，特別是在搬移中重複地執行時。再者，.其易於 發生錯誤。惰輪在鎖緊時很可能會使皮帶上的張力不足或 無張力。 另一種中心定位惰輪之型式包含有一預載彈簧。此種型 式之安裝需要將惰輪牢固地扣接於定位。然後，啟動預載 彈簧，將滑輪朝皮帶移動至拉伸位置。此種安裝程序較不 費力，亦較不易發生錯誤。惰輪提供皮帶張力不足的機會 也較小。然而，此種程序仍然可能發生安裝時忘記將預載 彈簧啟動。因此，使得皮帶上不具有初始張力。再者，此 312/發明說明書(補件)/92-09/92118980 1223037 此種型式之中心定位惰輪在設計及結構上較為複雜，並伴 隨著設置成本之增加。 習知之中心定位惰輪受限於安裝困難及易生錯誤，或設 計複雜且仍相對地易於發生安裝錯誤。 因此，對於一中心定位惰輪存在有持續需求，期待可立 即較不費力地安裝、較不易於發生安裝錯誤，同時維持簡 单之設計及結構。 【發明内容】 此處揭示一種自動中心定位惰輪。本發明係為一種改良 之中心定位惰輪，其係為具有藉由一軸承所支承之滑輪之 型式。軸承係安裝於一拉伸調整元件上。其改良在於，拉 伸調整元件係與一雙功能扣件連通。 【實施方式】 圖1與2顯示自動中心定位惰輪1 0之一較佳具體例的 平面圖。其包括拉伸元件12，其有著用於支承軸承16之 主圓筒部1 4。圖示之軸承1 6係為此種應用中最常用的型 式，即滾珠軸承。然而，亦可使用其他適合之軸承型式。 滑輪1 8係以一般方式安裝於軸承1 6上。拉伸元件1 2又包 括次圓筒部20，其具有一偏心孔22軸向地穿透其中、並 穿透主圓筒部14。徑向伸展於主圓筒部上方者係為突出部 2 3，其具有作用摩擦表面2 5。次圓筒部2 0下方者係為阻 力摩擦表面2 7。 中心定位惰輪1 0亦包括雙功能扣件2 4。雙功能扣件2 4 具有軸部 2 6，其上設有螺紋 2 8。雙功能扣件亦包括頭部 312/發明說明書(補件)/92-09/92118980 6 1223037 3 0，其如圖所示為六角形。然而，亦可考慮其他適合之 部形狀。從軸部2 8徑向展開且相鄰於頭部3 0者係為凸 3 2。凸緣3 2又包括作用貼合表面3 4與環狀凹槽3 6。作 貼合表面3 4在作用摩擦表面2 5上之平均接觸半徑係定 為作用半徑R1。阻力摩擦表面27在底座38上的平均接 半徑係定義為R2。 實務上，自動中心定位惰輪1 0係組裝成如圖1與2 示。自動中心定位惰輪1 0係放置於底座 3 8上。底座 可為一内燃機引擎之汽缸體或不可相對於汽缸體移動的 離結構。動力傳送帶4 0係順著滑輪1 8彎曲。雙功能扣 2 4係鎖合至底座 3 8之對應螺紋（圖未示）中。雙功能 件2 4被鎖緊。當雙功能扣件2 4被鎖緊時：1 )拉伸元 1 2係箝制於底座3 8與作用貼合表面3 4之間；及2)凸 32與作用貼合表面34旋轉。 基本上，作用摩擦表面2 5與作用貼合表面3 4之間之 用摩擦所產生的力矩，即作用力矩，係大於阻力摩擦表 27與底座 38之安裝表面42之間之阻力摩擦所產生的 矩，即阻力力矩。 此等相對力矩可以各種方式達成。一種方式係為控制 用摩擦與阻力摩擦之相對摩擦係數。舉例而言，可藉由 擇不同的材料而達成。例如，若雙功能扣件2 4及拉伸調 元件1 2係為普通鋼製品，而底座3 8係為鋁製品，則作 摩擦之靜摩擦係數將相對較大，約為 0 . 7 ;阻力摩擦之 摩擦係數將相對較小，約為0 . 4 5。然而，二者之動摩擦 312/發明說明書(補件)/92-09/92118980 頭 緣 用 義 觸 所 38 分 件 扣 件 緣 作 面 力 作 選 整 用 靜 係 7 1223037 數非常接近。再者，可能有許多主要因素會限制此種應用 可使用的材料。因此，材料的選擇不一定為有效的方法。 另一種控制相對摩擦係數之範例係為注入潤滑劑以減少阻 力摩擦。再者，亦可在表面25、27、34、或42上塗布各 種塗層，以改變相對摩擦係數。此外，亦可在表面2 5、2 7、 3 4、或4 2上設置紋理，以改變相對摩擦係數。 另一種控制相對力矩的方法係為控制作用摩擦與阻力 摩擦作用的力臂。顯而易見地，傳送至所有表面2 5、2 7、 3 4、與4 2之軸向力係為相同。再者，力矩係為力作用通過 於一力臂之結果。若作用摩擦係數相等於阻力摩擦係數， 且半徑R1相等於半徑R 2，則作用力矩相等於阻力力矩。 由於力矩係為力臂長度的線性函數，因此半徑R1與R 2的 比值可決定相對力矩，在任何表面 2 5、2 7、3 4、或4 2滑 動之前。因此，使半徑R1大於半徑R2可導致作用力矩大 於阻力力矩之結果。因此可預期阻力摩擦表面2 7將會先滑 向安裝表面4 2，當從靜態至動態時，相關摩擦係數突然下 降，使得阻力力矩突然下降。 在圖1與2所示之具體例中，半徑R1係大於半徑R 2， 當雙功能扣件2 4被鎖緊時，拉伸元件1 2被旋轉。由於偏 心孔2 2之配置的緣故，緊固元件1 2與滑輪1 8朝向皮帶 4 0移動。這使得皮帶4 0有較長的路徑，且皮帶4 0被拉緊。 當皮帶達到一特定程度之張力時，作用力矩減掉阻力力矩 將不再足以繼續旋轉緊固元件1 2，而作用摩擦表面2 5與 作用貼合表面3 4之間將產生滑動。此一時點之後，雙功能 8 312/發明說明書(補件)/92-09/92118980 1223037 扣件不再被鎖緊。皮帶 4 0將已被拉緊至期望之設定。 且，自動中心定位惰輪將已被固定至底座3 8。半徑R1 半徑R2之比值的選擇，可為僅使皮帶40上產生之張力 以除去鬆弛、或其他任何操作值。 此具體例中圖示有一選擇性環狀凹槽 3 6。環狀凹槽 可使得拉伸元件 1 2不再相應於皮帶張力旋轉的點具有 佳之控制。其可使得在雙功能扣件2 4鎖緊時作用摩擦表 2 5與作用貼合表面3 4之貼合區域較為一致，並可將凸 3 2退後以使得自動中心定位惰輪充分固定至底座3 8的 較不具關鍵性。 圖3與4之具體例係利用相同之藉由作用力矩與阻力 矩之差的旋轉拉伸元件1 2原理。然而，拉伸元件1 2係 新形成如圖3與4所示之板狀。拉伸元件1 2亦包括其餘 有用於支承軸承1 6與滑輪1 8之必要結構。如同先前之 體例，當雙功能扣件2 4被放置於雙功能扣件容納孔5 2 並鎖緊時，作用力矩係為作用摩擦表面2 5與作用貼合表 3 4之間之作用摩擦所產生的力矩乘以半徑R 1的結果。 樣地，阻力力矩係為阻力摩擦表面2 7與底座3 8之安裝 面4 2之間之阻力摩擦所產生之力矩乘以半徑R 2的結果 此種結構無法預期會在皮帶 4 0上產生與先前具體例 樣大之張力。惰輪在皮帶4 0上所能夠施加的壓力量係為 伸元件12上之力矩除以力臂長度，而力臂長度係由雙功 扣件中心至滑輪1 8中心之距離所定義。如圖所示，先前 體例之力臂較目前具體例之力臂短很多。然而，本具體 312/發明說明書(補件)/92-09/92118980 而 與 足 36 較 面 緣 點 力 重 所 具 中 面 同 表 〇 拉 能 具 例 9 1223037 之結構的優點在於，拉伸元件1 2係為一較扁平之設計，可 應用於特定引擎及動力傳送驅動幾何形狀。 慮及操作於高張力下之皮帶驅動動力傳送系統，可能需 要鎖固螺栓4 4操作於鎖固槽4 6中，以便穩定自動中心定 位惰輪所施加之張力。 圖5與6之具體例之操作係類似於圖1與2之具體例， 其利用相同之藉由作用力矩與阻力力矩之差的旋轉拉伸元 件1 2原理。一實質差異係為拉伸元件1 2之樞轉點。在第 一具體例中，拉伸元件1 2相對於雙功能扣件2 4而樞轉。 在目前具體例中，拉伸元件1 2相對於樞軸4 8而樞轉，樞 軸4 8係從阻力摩擦表面1 4軸向地延伸。為配合此不同之 樞轉點，偏心孔2 2係由拉伸槽5 0所替換。 如同先前之具體例，作用力矩係為作用摩擦表面 2 5與 作用貼合表面3 4之間之作用摩擦所產生力矩之結果。同樣 地，阻力力矩係為阻力摩擦表面27與底座38之安裝表面 4 2之間之阻力摩擦所產生力矩之結果。 綜上所述，此處所描述及圖中所例示之較佳具體例可允 許一種具有簡單設計與結構之自動中心定位惰輪，其安裝 可較不費力或不易產生錯誤。 本發明之上述說明及例示具體例已圖示於圖式中，並以 各種變化例及替代具體例詳加說明。然而應暸解的是，前 述本發明之說明僅為舉例性質，本發明之範圍僅由申請專 利範圍所限制。再者，此處舉例之本發明可應用於不具有 此處未特定揭示之任何元件的情況。 10 312/發明說明書(補件)/92-09/92118980 1223037 [ 圖 式 簡 單 說 明 ] 隨 附 之 圖 式 係 包 含 於 且 形 成 說 明 書 之 一 部 分 5 其 中 相 同 編 號 代 表 相 同 元 件 其 例 示 本 發 明 之 較 佳 具 體 例 並 可 配 合 發 明 說 明 以 解 釋 本 發 明 之 原 理 〇 其 中 ; 圖 1 係 為 白 動 中 心 定 位 惰 輪 之 一 較 佳 具 體 例 的 平 面 圖 圖 2 係 為 動 中 心 定 位 惰 輪 之 一 較 佳 具 體 例 之 沿 圖 1 中 線 2- -2 所 繪 製 的 截 面 圖 ; 圖 3 係 為 白 動 中 心 定 位 惰 輪 之 一 較 佳 具 體 例 的 平 面 圖 5 圖 4 係 為 白 動 中 心 定 位 惰 輪 之 一 較 佳 具 體 例 之 沿 圖 3 中 線 4- -4 所 繪 製 的 截 面 圖 ， 圖 5 係 為 白 動 中 心 定 位 惰 輪 之 一 較 佳 具 體 例 的 平 面 圖 J 及 圖 6 係 為 動 中 心 定 位 惰 輪 之 一 較 佳 具 體 例 之 沿 圖 5 中 線 6- -6 所 繪 製 的 截 面 圖 〇 ( 元 件 符 號 說 明 ) 10 白 動 中 心 定 位 惰 輪 12 拉 伸 元 件 ( 緊 固 元 件 ) 14 主 圓 筒 部 16 軸 承 18 滑 輪 20 次 圓 筒 部 22 偏 心 孔 23 突 出 部 24 雙 功 能 扣 件 312/發明說明書(補件)/92-09/92118980 11 1223037 25 作 用 摩 擦 表 面 26 軸 部 27 阻 力 摩 擦 表 面 28 螺 紋 30 頭 部 32 凸 緣 34 作 用 貼 合 表 面 36 環 狀 凹 槽 38 底 座 40 動 力 傳 送 帶 42 安 裝 表 面 44 鎖 固 螺 栓 46 鎖 固 槽 48 極 軸 50 拉 伸 槽 312/發明說明書(補件)/92-09/92118980 12

Claims (1)

1223037 c/ 拾、申請專利範圍： 1 . 一種改良之中心定位惰輪，其係為具有一藉由軸 支承之滑輪之型式，該軸承係安裝於一拉伸調整元件 其改良包含： 該拉伸調整元件係與一雙功能扣件連通。 2. 如申請專利範圍第 1項之改良之中心定位惰輪 中，該張力調整元件包含一用於與軸承之内部配合之 部，及一軸向穿透該圓筒部之偏心孔。 3. 如申請專利範圍第 1項之改良之中心定位惰輪 中，該拉伸調整元件包含一作用摩擦表面及一阻力摩 面〇 4. 如申請專利範圍第 3項之改良之中心定位惰輪 中，該作用摩擦表面係配合該雙功能扣件之一作用貼 面而在該拉伸調整元件上產生一作用力矩，而其係大 阻力摩擦表面與一安裝表面配合所產生之一阻力力矩 5 .如申請專利範圍第 1項之改良之中心定位惰輪 中，該拉伸調整元件包含一具有滑輪安裝部之臂部， 雙功能扣件容納孔。 6. 如申請專利範圍第 1項之改良之中心定位惰輪 中，該張力調整元件包含一用於與軸承之内部配合之 部，一軸向延伸並從該圓筒部中心偏移之樞軸，一曲升 該曲形槽開口通過於該圓筒部之長度、並具有一平均 之弧用以定義一相對於該枢軸之半徑。 7. —種中心定位惰輪，包含： 312/發明說明書(補件)/92-09/92118980 承所 上， ，其 圓筒 ，其 擦表 ，其 合表 於該 〇 ，其 及一 ，其 圓筒 槽， 曲率 13 1223037 藉由一軸承支承之滑輪 該軸承係安裝於一拉伸調整元件上，且 該拉伸調整元件係與一雙功能扣件連通。 8. 如申請專利範圍第7項之中心定位惰輪，其中，該拉 伸調整元件包含一用於與軸承之内部配合之圓筒部，及一 軸向穿透該圓筒部之偏心孔。 9. 如申請專利範圍第7項之中心定位惰輪，其中，該拉 伸調整元件包含一作用摩擦表面及一阻力摩擦表面。 1 0.如申請專利範圍第 9項之中心定位惰輪，其中，該 作用摩擦表面係配合該雙功能扣件之一作用貼合表面而在 該拉伸調整元件上產生一作用力矩，而其係大於該阻力摩 擦表面與一安裝表面配合所產生之一阻力力矩。 1 1 .如申請專利範圍第 7項之中心定位惰輪，其中，該 拉伸調整元件包含一具有一滑輪安裝部之臂部，及一雙功 能扣件容納？L。 1 2.如申請專利範圍第 7項之中心定位惰輪，其中，該 張力調整元件包含一用於與軸承之内部配合之圓筒部，一 軸向延伸並從該圓筒部中心偏移之樞軸，一曲形槽，該曲 形槽開口通過於該圓筒部之長度、並具有一平均曲率之弧 用以定義一相對於該樞軸之半徑。 1 3 . —種皮帶驅動動力傳送系統之張力施加方法，包含 下列步驟： 提供一滑輪總成， 將該滑輪總成安裝於一拉伸調整元件上， 14 312/發明說明書(補件)/92-09/92118980 1223037 件附接至一底座上，該 擎汽缸體移動者， 帶， 扣件，而將張力施加至 扣件，而將該拉伸調整 以一雙功能扣件將該拉伸調整元 底座係為實質上不可相對於一引 順著該滑輪總成彎曲一動力傳送 藉由施加一緊固力矩至該雙功能 該動力傳送帶，及 藉由施加該緊固力矩至該雙功能 元件之位置固定。 15 312/發明說明書(補件)/92-09/92118980