TWI245859B - Adjustable tensioner - Google Patents

Description

1245859 玖、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一張力裝置，明確言之，係關於一 調整基座之張力裝置。 【先前技術】 專為同步驅動裝置設計之環帶張力裝置並無法調 切移除具有長環帶之驅動裝置上鬆弛部分之必要動 此技術之代表案為美國專利第5，9 3 8，5 5 2號核予 ( 1 9 9 9 )，其所揭示之張力裝置係具備一基座、一對 於基座之樞軸進行擺動之樞軸臂、一附著於樞軸臂 輪、一壓縮彈簧，其第一端活動地與樞軸臂連結， 則活動地與一軸瓦（s h 〇 e )連結，施壓於軸瓦之凸表 與樞軸臂之拱形凹面相抵，該軸瓦係與固定於基座 突起相抵，以保持作用力之平衡。 此技術之另一代表案為美國專利第5，0 9 8，3 4 7號 Sajczvk (1992)，其所揭示之張力裝置具備一滑輪 安裝於一受彈簧偏壓之樞軸臂。描述一扭轉手段供 矩至支撐結構。 根據於前述，現行技術所需要者為一具備調節特 力裝置，以對於一指定之預設環帶彈力設定基座位 發明符合此需求。 【發明内容】 本發明之主要樣態係提供一具備調節特性之張力 置，以對於一指定之預設環帶彈力設定基座位置。 312/發明說明書(補件)/93-09/93118934 具備可 和適 作。 S e r k h 於固定 之滑 第二端 面使其 上之一 核予 ，其係 施力口力 性之張 置。本 裝 5 1245859 本發明之其他樣態則將藉由隨後之說明與附圖加以指 示或闡明。 一可調整式張力裝置係具備一基座、一環繞固定於基座 之樞軸進行擺動之極軸臂、一附著於枢軸臂之滑輪、一壓 縮彈簧，其第一端活動地與樞軸臂連結，第二端則活動地 與一軸瓦連結，施壓於軸瓦之凸表面使其與樞軸臂之拱形 凹面相抵，該軸瓦係與固定於基座上之一突起相抵，以保 持作用力之平衡。一調節特性可對於一指定之預設環帶彈 力設定基座位置。 【實施方式】 參照圖1，及為了對一特定環帶驅動系統進行例示而不 限定的說明之目的。一同步或「同步（t i m i n g )」環帶驅動 系統1 0包含一齒狀環帶1 2受予張力並環繞於一曲軸滑輪 1 4、一惰輪1 6、一水泵滑輪1 8、凸輪軸滑輪2 0、2 1以及 本發明張力裝置2 4之張力滑輪2 2。 張力滑輪2 2與環帶1 2相互嚙合並承受以相鄰兩段環帶 2 6、2 8之環帶張力所施予之環帶作用力，此兩段環帶之環 帶壓力產生一指稱為「輪轂負荷」之環帶作用力分量BF。 此環帶作用力分量B F係沿2 6、2 8兩段環帶所夾角度之平 分線方向產生。 更詳細部分參照圖2至圖4。張力裝置包含一基座3 0以 及一對於樞軸3 4進行擺動之樞軸臂3 2，枢軸3 4可為一緊 固物之形式，用以將張力裝置固定於一引擎（圖中未顯 示）。滑輪2 2裝置於樞軸臂上與環帶1 2相互嚙合並承受環 312/發明說明書(補件)/93-09/93118934 6 1245859 帶作用力BF。藉由位於相對於樞軸距離一操作半徑42之 圓形突起物4 0，致使壓縮彈簧3 6之第一端3 8活動地與樞 軸臂3 2連結。裝置中並包含一阻尼機構4 3。軸襯4 4和4 4 ’ 以已知的方式插置於樞軸和枢轴臂之間，滑輪同樣以已知 技術藉由一球軸承4 5附著於極軸臂。基座3 0更包含一工 具收容部位9 2，其係於圖5、圖6中予以說明。 樞軸臂32包含一延伸部分46或是一梹形凹表面47形 式之部位，其係隨樞軸臂運動並且與樞軸3 4之間間隔一半 徑距離4 8。拱形凹表面4 7 —般被導向正對樞軸3 4以及壓 縮彈簧3 6之第二端5 0。 拱形表面4 7大致與樞軸同中心，並且選擇地可具備一 軸輻半徑距離4 8，其係大於或等於操作半徑4 2以達到較 大之阻尼。換言之，對於既定之阻尼作用力，較大的半徑 4 8即產生較大的阻尼力矩。 阻尼機構4 3包含一可移動軸瓦5 2，其係具備一拱形凸 摩擦表面5 4，與樞軸臂部位4 6之拱形凹表面4 7互補並相 互嚙合。該軸瓦可為兩部分之形式，其係具備一摩擦材質 之護襯與表面4 7嚙合，並且藉由軸瓦加以附著、支撐。軸 瓦5 2具備一斜面5 6以及一彈簧收容部位譬如圓形突起物 5 8，該彈簧正對並附著於壓縮彈簧之第二端5 0，斜面5 6 則與固定於基座或是形為基座一部份之突起6 0嚙合。突起 6〇具備一互補之斜面62與軸瓦之斜面56相互嚙合，該突 起之斜面被導向相對於彈簧縱軸64夾一角度R。 壓縮彈簧3 6受到樞軸臂和軸瓦間之偏壓，其施壓於軸 312/發明說明書(補件)/93-09/93〗18934 1245859 瓦之凸表面54使其與樞軸臂32之凹表面47相抵以產生阻 尼。阻尼係數係為彈簧3 6彈性率之函數，較大之彈性率將 導致較大之阻尼係數。 更詳細部分參照圖4。當拱形表面於順時針方向A與逆 時針方面B之間擺動，藉由保持施壓於軸瓦使其與斜面6 2 相抵，可達到軸瓦5 2上之作用力平衡。藉由圓形突起物 5 8，該斜面並運作以支承彈簧之第二端於相對基座之一實 質固定位置。 壓縮彈簧3 6施加一彈力S F於軸瓦，使其施壓於拱形凸 表面5 4使其與梹形凹表面4 7相抵，致使軸瓦之斜面5 6 楔入與突起60之斜面62相抵。凹表面47與斜面62則分 別施作一反作用力C F、R F與軸瓦相抵。前述作用力之合力 之運作使軸瓦於一適當位置與斜面6 2相抵，該斜面係藉由 突起60固定於基座或是由基座本身形成。 使用上，張力裝置2 4安置位置鄰接於一汽車引擎，藉 由緊固物，譬如樞軸螺栓3 4和另一扣釘或是螺栓6 6，使 張力裝置附著並設置於引擎上一固定位置（圖中未顯 示）。而後，齒狀環帶1 2環繞於一曲軸滑輪1 4、一導輪1 6、 一水泵滑輪1 8、凸輪軸滑輪2 0、2 1。一扭轉表面6 8係設 置作為使用一扳手轉動張力裝置（此情況下為逆時針方向 B )至一遠離環帶之位置的手段，至以達到簡單之環帶安 裝。如圖1中所示，當環帶安置於正確的位置，樞軸臂被 轉動（順時針方向A )致使滑輪施壓於環帶，使其位於嚙合 位置。當滑輪安置於適當位置與環帶嚙合，齒狀環帶1 2 8 312/發明說明書(補件)/93-09/93118934 1245859 係受到張力之作用。基座3 Ο，其可為繞樞軸臂3 4運 第二樞軸臂，則藉由緊固物3 4、6 6被固定於相對引擎 定位置。用以調節彈力之調節特性則於圖5至圖6中 說明。 藉由壓縮彈簧於其操作半徑4 2處推動樞軸臂，使4 此情況下沿順時針方向Α轉動，滑輪即受施壓與環帶 合。壓縮彈簧並且對於可移動軸瓦52施壓，該軸瓦係 σ齒合之斜面56、62固定於一相對於基座30之位置。 3 6施壓於軸瓦之拱形凸表面5 4，使其與樞軸臂之拱形 面4 7相抵。相應於樞軸臂3 2之成角的運動，梹形凹 4 7於A、Β方向間成角地擺動。藉由摩擦表面於樞軸 拱形凹表面4 7與軸瓦之拱形凸表面5 4間之滑動，軸 之運作抑制了樞軸臂之成角的運動。來自p齒合之斜面 6 2、嚙合拱形表面和彈簧之作用力平衡，保持彈簧之 端5 0於相對基座3 0之一大致固定位置，致使該彈簧 用可施偏壓於樞軸臂，並施壓於滑輪，使其與環帶嚙 若是兩段環帶2 6、2 8上之張力在引擎運作狀況下灰 地增力口，環帶將會對滑輪施加一增加的作用力 B F，進 逆時針方向B轉動樞軸臂，並且進一步壓縮壓縮彈簧 而產生一增加之彈力S F。彈簧力之增加將作用施壓於 軸瓦，並且因而增加摩擦表面於拱形凹表面4 7和凸g 5 4之滑動，此係抑制樞軸臂沿逆時針方向B之運動。 環帶上之張力與環帶作用力BF減弱，將立即藉由壓縮 3 6施壓於滑輪，使其與環帶相抵以維持環帶上之張力 312/發明說明書(補件)/93-09/93〗18934 動之 之固 力口以 t於 嚙 藉由 彈簧 凹表 表面 臂之 瓦52 56 ^ 第二 之作 合。 a暫 而沿 36 阻尼 ^面 一旦 彈簧 9 1245859 圖5為顯示調節裝置特性之張力裝置俯視圖。圖5 中所示之調節特性允許一預定彈力S F下之張力裝置」 參照所有圖式中，工具收容部位9 2相對於樞軸3 4 基座3 0放射狀地延伸而出。工具收容部位包含一凹： 以收容一已知工具（T )，譬如一 3 / 8 ”或是1 / 2 ” 之制 相對於使部位9 2易於使用之枢軸，工具收容部位9 2 狀地延伸超出阻尼機構4 3。 基座3 0包含一指示計部位9 1，樞軸臂3 2具備一指 位9 0以配合指示計部位9 1指出彈簧受力之相對狀態 5顯示張力裝置具備彈簧36(圖中未顯示）處於一完全 或是壓縮的位置，突起6 0則藉由彈簧3 6之作用與樞 3 2嚙合。其中可視知指示計部位9 1與指示部位9 0並 準於此一預安置之組態結構。 圖6為顯示調節特性之張力裝置俯視圖。張力裝置 安置位置鄰接於一汽車引擎，並且藉由緊固物，譬如 螺栓3 4和另一扣釘或是螺栓6 6，使張力裝置附著並 於引擎上一固定位置（圖中未顯示）。如圖1所示，齒 帶1 2環繞於一曲軸滑輪1 4、一惰輪1 6、一水泵滑輪 凸輪軸滑輪2 0、2 1。樞軸3 4與螺栓6 6係鬆弛地與一 表面嚙合，然而並未充分地受到力矩的作用。 將一工具（T )嵌入部位9 2中，當環帶位於前述之正 置，基座3 0和樞軸臂將（沿順時針方向A )轉動，直至 施壓於環帶，使其達到圖1所示之嚙合位置。槽縫9 6 樞軸臂3 2對於螺栓6 6之擺動。利用工具（T )，基座 312/發明說明書(補件)/93-09/93118934 至6 安裝。 ，自 FL 9 3 輪。 放射 示部 。圖 伸張 軸臂 未校 24 樞轴 設置 狀環 1 8 > 底座 確位 滑輪 容許 30將 10 1245859 進一步對於枢軸3 4轉動，直至指示計9 1與凹槽9 0位於一 直線上。槽縫9 5容許基座3 0對於樞軸3 4轉動，而基座 3 0相對於樞軸臂3 2之於樞軸3 4之轉動將壓縮彈簧3 6。部 位9 0、9 1之校準將指示一適當之彈簧力S F，因而藉以判 定環帶張力是否達到需求。彈簧負荷或是作用力S F係為一 彈簧3 6彈性率與校準部位9 0和9 1所需彈簧壓縮量之函 數。彈簧3 6之彈性率可依所要求考慮之期望運作狀況加以 選定，樞軸3 4與螺栓6 6將受到力矩作用而至一適當位置。 運作期間，樞軸臂3 2繞著樞軸3 4轉動，在具備樞軸3 4 之組態結構中，螺栓6 6穩固地將基座3 0附著於底座表面， 而後將工具（Τ )移除。 前述内容僅為說明之用，並非意圖限定附加的申請專利 範圍中所定之發明範圍。進一步言之，儘管本發明之形式 已於文中描述，對於熟知此一技術領域者，將可不悖離文 中所述之發明原理和範圍，而對於結構和相關部分進行變 動調整。 【圖示簡單說明】 附圖併入並成為說明書之一部份，其係對於本發明之較 佳具體例進行例示說明，並結合文字描述，對於發明之原 理加以解釋。 圖1為汽車用型式同步（同步（t i m i n g ))環帶驅動系統之 前視示意圖，其係包含一本發明之張力裝置。 圖2為沿圖3中戴線2 - 2所得之斷面圖，其係顯示本發 明張力裝置之放大圖。 11 312/發明說明書(補件)/93-09/93118934 1245859 圖3為沿圖2中截線3 - 3所得之斷面圖。 圖4為一斜視圖，係顯示本發明特定特性間之相互關係。 圖5為張力裝置之俯視圖，顯示調節特性。 圖6為張力裝置之俯視圖，顯示調節特性。 (元件符號說明） 10 環 帶 驅 動 系 統 12 齒 狀 環 帶 14 曲 轴 滑 輪 16 惰 輪 18 水 泵 滑 輪 20 凸 軸 滑 輪 2 1 凸 軸 滑 輪 22 張 力 滑 輪 24 張 力 裝 置 26 環 帶 28 環 帶 30 基 座 32 才區 轴 臂 34 枢 軸 36 壓 縮 彈 簧 38 壓 縮 彈 簧 之 第一端 40 圓 形 突 起 物 42 操 作 半 徑 43 阻 尼 機 構 3 ] 2/發明說明書(補件)/93-09/93 U 8934 12 1245859 44 44, 45 46 47 48 50 52 54 56 58 60 62 64 66 68 90 9 1 92 93 95 96 軸襯 轴概 球軸承 延伸部分 拱形凹表面 半徑距離 壓縮彈簧之第二端 軸瓦 拱形凸摩擦表面 斜面 圓形突起物 突起 斜面 彈簧縱軸 螺栓 扭轉表面 校準部位 校準部位 工具收容部位 凹孔 槽縫 槽縫 3 ] 2/發明說明書(補件)/93-09/93118幻4

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Claims (1)

1245859 拾、申請專利範圍： 1. 一種可調整式張力裝置，包含： 一基座； 一樞軸臂，係對於固定於基座之極軸進行擺動； 一滑輪，係附著於枢軸臂並與環帶响合； 一壓縮彈簧，其第一端於一相對於樞軸之操作半徑活動 地與樞軸臂連結； 和一阻尼機構，以抑制樞軸臂之擺動運動； 該枢軸臂包含一隨其運動之拱形凹表面，並且與樞軸之 間間隔一距離，該拱形凹表面一般被導向正對樞軸以及壓 縮彈簧之第二端； 阻尼機構包含一可移動軸瓦，其係具備一拱形凸摩擦表 面，與樞軸臂部位之拱形凹表面互補並相互嚙合、一彈簧 收容部位，其係正對並附著於彈簧之第二端，以及一與固 定於基座之突起嚙合之表面部位，該彈簧施一彈力與軸瓦 相抵，以施壓於拱形凸表面使其與凹表面相抵，以對於軸 瓦產生一反作用力，而彈力與反作用力之合力則施壓於軸 瓦，使其與突起相抵；其改良部分包含， 一調節部位，自包含工具收容部位之基座延伸而出； 一指示計部位，S己置於樞軸臂上； 一指示計部位，其係配置於基座上，並協力樞軸臂上之 指示部位指出預設之壓縮彈簀力。 2 .如申請專利範圍第1項之張力裝置，其中，阻尼軸瓦 之表面部分與突起係為互補斜面之形式，斜面並被導向相 14 312/發明說明書(補件)/93-09/931〗8934 1245859 對於壓縮彈簧之縱軸夾一角度。 3. 如申請專利範圍第1項之張力裝置，其中，枢軸臂之 拱形凹表面大致與樞軸同中心。 4. 如申請專利範圍第1項之張力裝置，其中，工具收容 部位進一步描述一凹孔。 5 .如申請專利範圍第1項之張力裝置，其中，工具收容 部位係相對於樞軸放射狀地延伸超出阻尼機構。

15 3 ] 2/發明說明書(補件)/93-09/93118934