KR20040096568A - 피봇 부시를 구비하는 벨트 텐셔너 - Google Patents

Abstract

본 발명은 무한 경로를 따라 작동하고 비대칭 운동 제어를 제공하는 동력전달 벨트(12)용 벨트 텐셔너로서, 벨트 텐셔너(14)는 벨트 맞물림부(22)와 드럼부를 구비하는 아암(18), 아암(18)의 피봇중심이 되며 벨트(12)에 텐셔너(14)를 고정시키기 위한 지지부재(16) 및 제 1 방향에서 아암을 지지부재(16)에 대해 피봇시키고 벨트를 인장시키는 힘으로 벨트 맞물림부(22)를 벨트(12)에 대해 압박하는 인장 스프링(20)을 포함하고, 아암(18)과 지지부재(16) 사이의 공동부(26) 및 공동부(26) 내에 위치되는 만곡 플랜지(32)를 포함하는 부시(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

피봇 부시를 구비하는 벨트 텐셔너{BELT TENSIONER WITH PIVOT BUSHING}

기술분야

본 발명은 벨트 텐셔너용 장치 및 새로운 방법에 관한 것이다.

배경기술

현재 시장에 나와 있는 많은 자동차 엔진은 복수의 피동 액세서리를 구동하기 위해 무한 동력전달 벨트를 사용하고 있다. 상기 자동차 엔진은 무한 동력전달 벨트에 장력을 가하기 위해 텐션 시스템을 사용하고, 이 시스템은 종래에 이미 알려진 것이다. 본 발명의 텐셔너의 독특한 특성으로 텐셔너가 폴리에스테르 하중 -이송 코드(load-carrying cord)를 구비하는 벨트를 쉽게 인장시키기 때문에 벨트는 주로 중합체, 케블라 또는 아라미드로 만들어진다.

많은 자동차 액세서리 구동체에 있어서 벨트수명 전체에 걸쳐 인장비를 제어하는 정확한 인장력을 제공해야 한다. 단일 V 벨트 구동 시스템의 출현으로 상기와 같은 사항의 중요성이 증가하게 되었는데, 이는 벨트가 더 길어지고 평벨트 구동의 경우에는 액세서리들이 벨트의 뒤쪽으로 몰리기 때문이다. 입력 비틀림을 제거하고 공명을 방지 또는 감소시키도록 벨트 시스템을 조정하면서 요구되는 벨트 인장력의 변화에 텐셔너가 대응하도록 하는 특징을 갖는 다양한 특성을 갖는 자동텐셔너가 개발되어 왔다. 본 발명은 미국특허 제 4,596,538 호, 제 4,832,666 호 및 제 5,443,424 호(Henderson), 제 4,938,734 호, 제 5,030,172 호 및 제 5,035,679 호(Green 외.), 제 5,190,502 호(Gardner 외.) 또는 제 5,348,514호(Foley)를 참고로 한다.

도 7 ~ 8에 도시된 종래의 텐셔너에 대한 단면을 보면, 테이퍼진 외경(102), 일정한 내경(104) 및 평평한 플랜지(106)을 갖는 부시(100)를 포함하고 있다. 상기 부시(100)를 사용하면 지지부(112)의 허브(110)와 아암(114) 사이에 큰 틈(108)이 생긴다. 부시(100)가 축방향으로 움직이면 부시(100)와 아암(114) 사이의 틈(108)의 클리어런스를 증가 또는 감소시키는 문제가 있게 된다. 이상적으로는, 상기 틈(108)의 클리어런스를 최소화하는 것이 아암(114)의 정렬을 제어하는 하나의 방법이기 때문에 부시(100)와 아암(114) 사이의 틈(108)의 클리어런스를 '0'으로 해야 한다. 그러나 클리어런스가 '0'이 되면 아암(114)이 허브(110)에 얼어붙게되므로 약간의 클리어런스가 필요하다. 만약 정렬이 제어되지 않는다면 텐셔너는 불안정하게 되고 벨트는 텐셔너 풀리에서 미끄러질 수 있다. 이러한 경우, 벨트가 진동하여 엔진의 다른 풀리에서 분리되어 엔진이 작동하지 않게 된다. 이와 같은 종래의 부시는 윤활유를 분배 및 유지하기 위해 외측면(도시하지 않음)과 내측면(133B) 중 하나 또는 이들 모두에 홈(131)을 형성한다.

발명의 상세한 설명

무한 경로를 따라 작동하는 동력전달 벨트용 텐셔너의 다양한 실시예가 제공된다. 텐셔너는 벨트 맞물림부와 드럼부를 포함하는 아암, 텐셔너를 벨트에 고정하기 위한 지지부재, 상기 지지부재에 대해 피봇하는 아암 및 상기 아암을 지지부재에 대해 제 1 방향에서 피봇하게 하고 벨트를 인장시키는 힘으로 벨트에 대해 벨트 맞물림부를 압박하는 스프링을 포함한다. 또한, 텐셔너는 상기 아암과 지지부재 사이의 공동부 및 상기 공동부 내에 위치되는 만곡 플랜지를 포함하는 부시를 포함한다.

본 발명의 또 다른 관점은 일정한 내경과 테이퍼진 외경을 갖는 부시를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 관점은 일정한 직경의 내측면 및 테이퍼진 외측면을 갖는 부시를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 관점은 절단부를 포함하는 플랜지를 갖는 부시를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 관점은 아암에 대해 부시를 편향시키는 만곡 플랜지를 갖는 부시를 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 관점은 부시를 세로방향 축을 따라 편향시키는 만곡 플랜지를 갖는 부시를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 관점은 텐셔너 내에서 스프링을 수용하는 하우징을 제공하는 것이다. 본 발명의 또 다른 관점은 아암의 피봇중심이 되는 지지부재 상의 허브를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 관점은 이미 전술하거나 또는 후술되는 하나 또는 그 이상의 특징을 갖고, 벨트 텐셔너에 사용되는 새로운 방법을 제공하는 것이다.

무한 경로를 따라 작동하는 동력전달 벨트용 텐셔너를 이용하는 방법에 대한다양한 실시예가 제공된다. 상기 방법은 벨트 맞물림부와 드럼부를 포함하는 아암을 제공하는 단계, 벨트에 텐셔너를 고정시키는 지지부재 및 상기 지지부재에 대해 피봇하는 아암을 제공하는 단계, 제 1 방향에서 아암이 지지부재에 대해 피봇하도록 하고 벨트를 인장시키는 힘으로 벨트에 대해 벨트 맞물림부를 압박하는 스프링을 제공하는 단계를 포함한다. 또한 상기 방법은 상기 아암과 상기 지지부재 사이에 공동부를 제공하고 상기 공동부에 위치되는 만곡 플랜지를 포함하는 부시를 제공하는 단계를 더 포함한다.

도면의 간단한 설명

본 발명의 특징 및 기술적으로 진보된 내용은 첨부되는 도면 및 청구범위에 대한 바람직한 실시예를 통해 설명한다.

도 1은 새로운 텐셔너를 사용하는 자동차 엔진의 사시도,

도 2는 텐셔너의 평면도,

도 3은 도 2의 선 3-3을 따른 텐셔너의 단면도,

도 4는 도 3에 원형으로 나타낸 부분의 확대 단면도,

도 5는 텐셔너 내의 부시에 대한 측면도,

도 6은 텐셔너 내의 부시의 사시도,

도 7은 종래의 텐셔너에 대한 확대 단면도,

도 8은 종래의 부시에 대한 측면도이다.

바람직한 실시예의 상세한 설명

이제부터 특정 모터 자동차 엔진의 특정 동력전달 벨트용 벨트 텐셔너에 대해 다양한 특징들을 기술할 것이다. 그러나 소기의 다른 목적을 위한 벨트를 제공하기 위해서는 후술되는 다양한 특징들을 단독으로 또는 혼합하여 사용할 수 있다. 따라서, 첨부되는 도면은 단지 많은 사용예 중 하나를 설명하기 위함일 뿐이며, 본 발명의 실시예가 도면에 도시된 실시예에만 한정되는 것은 아니다.

도 1에서, 자동차 엔진은 도면부호 '10'으로 표시하고 있고, 종래에 이미 알려진 바와 같이 다수의 피동 액세서리를 구동하기 위한 무한 동력전달 벨트(12)를 사용한다. 새로운 벨트 텐셔너는 도면부호 '14'로 표시하고 있고, 상기 벨트 텐셔너는 후술하는 방식으로 벨트(12)에 소정의 인장력을 가하기 위해 사용된다. 무한 동력전달 벨트(12)는 종래에 알려진 어떠한 종류라도 관계 없다. 벨트(12)는 전술한 미국특허 제 4,596,538 호(Henderson)에 이미 자세히 개시된 바와 같이 하중 이송 코드를 갖는 벨트를 텐셔너(14)가 쉽게 인장시키도록 하는 텐셔너(14)의 독특한 특성 때문에 주로 중합체로 제조하고, 본 발명은 상기 미국특허를 참고로 한다.

도 2~3에서 가장 잘 볼 수 있는 바와 같이, 새로운 벨트 텐셔너(14)는 상기 미국특허 제 5,443,424 호(Henderson)에 자세히 개시된 바와 같이 지지부재의 개구부를 통해 연장되는 종래의 고정장치에 의해 엔진(10)의 지지구조체 또는 장착 브래킷에 고정되도록 중합체 등의 재료로 제조되는 지지부재(16)를 포함한다. 벨트 맞물림 아암(18)은 후술되는 방식으로 지지부재에 이동 가능하게 결합되고, 금속 또는 알루미늄과 같은 재료를 다이 캐스팅하여 제작한다.

또한 텐셔너(14)는 스프링(20)을 수용하는 하우징(19)을 포함하고, 스프링(20)은 지지부재(16)에 내부결합되는 외측 단부와 벨트 맞물림 아암(18)에 내부결합되는 내측 단부를 구비한다. 스프링(20)은 나선 또는 코일을 형성하도록 나선형으로 감긴 평평한 금속부재를 포함하고, 내측 나선은 내측 단부에 인접하고 외측 나선은 외측 단부에 인접한다. 스프링(20)은 텐셔너(14)에 배치될 때 벨트 맞물림 아암(18)의 벨트 맞물림 풀리(22)가 전술한 특허에 개시된 바와 같이 벨트(12)에 소정의 인장력을 가하도록 한다. 텐셔너 내에서 작은 공간을 차지하기 때문에 나선형의 평평한 횡단 스프링을 사용할 수 있지만, 헬리컬 코일형 횡단, 압박 또는 인장 선형 스프링과 같은 종래의 스프링은 가격이 저렴하고 하우징(19) 내에서 보다 큰 공간을 차지하지만 보다 긴 배럴을 갖기 때문에 상기 스프링을 사용할 수도 있다. 벨트 맞물림 풀리(22)는 종래에 알려진 방식대로 베어링(25)으로 아암(18)의 단부에 회전 가능하게 장착한다.

도 3에 계속해서 도 4~6을 보면, 벨트 맞물림 아암(18)은 아암(18)과 지지부재(16)의 허브(28) 사이에 공동부(26)를 형성하고, 허브(28)는 테이퍼진 외측면을 갖는다. 상기 공동부(26) 내에는 홈(31)을 갖는 부시(30)가 수용되고, 일련의 홈(31A)은 외측면(33A)에, 그리고 일련의 홈(31B)은 내측면(33B)에 형성된다. 홈(31)은 부시(30)에서 선택적이고, 필요한 경우에는 윤활유를 유지하고 분포시키는 데에 이용된다. 부시(30)는 만곡 플랜지(32)를 더 포함하고, 만곡 플랜지(32)는 절단부(34)를 포함한다. 만곡 플랜지(32)의 곡선형상은 스프링과 유사하게 부시(30)를 아암(18)에 대해 편향시키고, 또 부시를 세로축을 따라 축방향으로 편향시키는 탄성을 갖는다. 도 6에 도시한 바와 같이, 부시(30)는 직경이 일정한 즉, 곧은 내경(ID)을 갖는 내측면(33B) 및 테이퍼진 즉, 테이퍼진 외경(OD)을 갖는 외측면(33A)을 구비하고, 나일론 등과 같이 몰딩이 가능한 재료로 제조된다. 텐셔너(14)는 스프링(20)에 인접하게 위치되는 제 1 베어링(36) 및 아암(18)과 폐쇄장치(40) 사이에 위치되는 제 2 베어링(38)을 포함한다.

베어링(36,38)은 'DuPont and Dow'에서 제조한 것과 같이 압력과 전단력 및 윤활유를 유지하기 위한 미세한 다공(porosity)의 강화된 고급 나일론으로 제조한다.

작동시에, 만곡 플랜지(32)는 지지부재(16)에 대해 스프링과 같은 작용을 하여 부시(30)를 세로축을 따라 축방향으로 편향시키고 아암(18)에 대해 상향으로 편향시키기는 편향력을 제공하고, 이렇게 함으로써 아암(18)과 부시(30) 사이의 틈(42)의 클리어런스가 최소화 되며, 동시에 적절한 작동을 위해 틈(42)에 충분한 클리어런스를 유지하고, 상기 클리어런스는 '0'에 가깝다. 플랜지(32)의 절단부(34)는 특정 상황에서 아암(18)에 대한 부시(30)의 편향력을 줄이기 위해 필요하다. 다른 실시예에서는 만곡 플랜지(32)에 제거된 부분이나 절단부를 형성하지 않을 수도 있다.

다른 실시예는 무한 경로를 따라 작동하는 동력전달 벨트에 소정의 인장력을 유지하기 위해 텐셔너를 이용하는 방법을 포함한다. 상기 방법은 벨트 맞물림부와 드럼부를 포함하는 아암을 제공하는 제 1 단계를 포함한다. 상기 방법의 제 2 단계는 벨트에 고정되도록 형성되는 지지부재를 제공하고, 상기 지지부재는 세로방향축을 갖고 벨트 맞물림부에 대한 이동이 제한되며 아암을 이동 가능하게 유지하는 허브를 포함한다. 상기 방법의 제 3 단계는 상기 아암과 상기 지지부재에 내부결합되는 스프링을 제공하고, 상기 스프링은 벨트 맞물림부를 지지부재에 대해 압박하고 벨트에 소정의 인장을 발생시키는 힘으로 벨트에 대해 압박하도록 형성된다. 상기 방법의 제 4 단계는 상기 아암과 상기 지지부재 사이에 공동부를 제공하는 단계를 포함한다. 마지막으로 상기 방법의 제 5 단계는 공동부 내에 위치되는 만곡 플랜지를 포함하는 부시를 제공하는 단계를 포함한다.

전술한 바와 같이 본 발명의 실시예를 통해서 본 발명을 상세히 설명하였지만, 하기 청구범위에서 특정되는 본 발명의 기술사상에서 벗어 나지 않는 범위 내에서는 다양한 수정 및 변경이 가능하다.

Claims (10)

1. 무한 경로를 따라 작동하는 동력전달 벨트(12)용 텐셔너(14)에 있어서,

   벨트 맞물림부(22)와 드럼부를 포함하는 아암(18),

   벨트(12)에 텐셔너(14)를 고정시키고, 아암(18)의 피봇중심이 되는 지지부재(16),

   제 1 방향에서 아암(18)을 지지부재(16)에 대해 피봇시키고, 벨트를 인장시키는 힘으로 벨트(12)에 대해 벨트 맞물림부(22)를 압박하는 스프링(20),

   아암(18)과 지지부재(16) 사이의 공동부(26) 및

   공동부(26) 내에 위치되는 만곡 플랜지(32)를 포함하는 부시(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 텐셔너.
2. 제 1 항에 있어서,

   부시(30)는 만곡 플랜지(32) 내에 절단부(34)를 포함하는 것을 특징으로 하는 텐셔너.
3. 제 1 항에 있어서,

   부시(30)는 나일론 또는 몰딩 가능한 재료로 제조되는 것을 특징으로 하는 텐셔너.
4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

   플랜지(32)의 만곡 부분은 부시(30)를 세로방향 축을 따라, 특히 아암(18)에 대해 편향시키는 것을 특징으로 하는 텐셔너.
5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

   부시(30)는 일정한 직경을 갖는 내측면(33B)과 테이퍼진 외측면(33A)을 구비하는 것을 특징으로 하는 텐셔너.
6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,

   스프링(20)은 평평하고 나선형으로 감긴 스프링이고 자유단을 포함하며, 스프링의 한 단부는 자유단으로부터 축방향으로 변위되는 것을 특징으로 하는 텐셔너.
7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,

   지지부재(16)는 스프링을 수용하기 위한 하우징(19)을 포함 및/또는 아암(18)의 피봇 중심이 되는 허브(28)를 포함하는 것을 특징으로 하는 텐셔너.
8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,

   벨트 맞물림부(22)는 풀리를 포함하는 것을 특징으로 하는 텐셔너.
9. 무한 경로를 따라 작동하는 동력전달 벨트용 텐셔너(14)를 이용하는 방법에 있어서,

   벨트 맞물림부(22)와 드럼부를 포함하는 아암(18)을 제공하는 단계,

   벨트(12)에 텐셔너(14)를 고정하고, 아암(18)의 피봇중심이 되는 지지부재(16)를 제공하는 단계,

   제 1 방향에서 아암(18)을 지지부재(16)에 대해 피봇시키고, 벨트를 인장시키는 힘으로 벨트(12)에 대해 벨트 맞물림부(22)를 압박하는 스프링(20)을 제공하는 단계,

   아암(18)과 지지부재(16) 사이에 공동부(26)를 제공하는 단계 및

   공동부(26) 내에 위치되는 만곡 플랜지(32)를 포함하는 부시(30)를 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 동력전달 벨트용 텐셔너 이용방법.
10. 무한 경로를 따라 작동하는 동력전달 벨트(12)용 텐셔너(14)로서, 벨트 맞물림부(22)와 드럼부를 포함하는 아암(18), 벨트(12)에 텐셔너(14)를 고정하는 지지부재(16) 및 아암(18)과 지지부재(16)에 내부결합되는 스프링(20)을 포함하고, 상기 지지부재(16)는 세로방향 축을 구비하고 벨트 맞물림부(22)에 대한 이동이 제한되는 허브(28)를 포함하며, 상기 허브(28)는 아암(18)을 이동 가능하게 유지하고, 상기 스프링(20)은 벨트 맞물림부(22)를 지지부재(16)에 대해 압박하고 벨트를 인장시키는 힘으로 벨트(12)에 대해 압박하는 동력전달 벨트용 텐셔너에 있어서,

    아암(18)과 지지부재(16) 사이의 공동부(26) 및

    공동부(26) 내에 위치되는 만곡 플랜지(32)를 포함하는 부시(30)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 텐셔너.