KR100394591B1 - 압축스프링을 이용한 벨트용 가변 장력 조절기 구조 - Google Patents

Abstract

본 발명은 압축스프링을 이용한 벨트용 가변 장력 조절기 구조에 관한 것으로, 측면과 하부가 각각 인장스프링과 힌지로 실린더 블럭상에 힌지 고정되고, 상부에는 슬롯이 형성되어 여기에 장착된 고정볼트에 대하여 상대적으로 이동가능하도록 장착된 장력 조절기를 포함하는 압축스프링을 이용한 벨트용 가변 장력 조절기 구조에 있어서, 상기 장력조절기의 슬롯의 외주부에 인장스프링쪽으로 갈수록 깊어지는 가이드 슬롯을 형성하고, 상기 고정볼트에는 가이드 슬롯에 구름 마찰되는 캐리어를 고정 장착하되, 상기 캐리어의 하단 내부에는 압축 가능하게 압축스프링이 위치되는 동시에 스프링을 압축시킬 수 있는 피스톤이 부착되고, 이 피스톤의 하단에는 상기 장력 조절기의 가이드슬롯 바닥면과 접촉하는 볼이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 압축스프링을 이용한 벨트용 가변 장력 조절기 구조를 제공함으로써, 엔진의 상태 및 기후 변화 등으로 벨트의 장력이 변하더라도 자동으로 벨트의 장력을 조절해 줄 수 있게 된다.

Description

압축스프링을 이용한 벨트용 가변 장력 조절기 구조{ Structure of variable tensioner for belt using compressing spring}

본 발명은 압축스프링을 이용한 벨트의 가변 장력 조절기 구조에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 장력 조절기가 엔진 구동이나 주위 환경에 따라 벨트의 장력을 자동으로 조절해 주는 압축스프링을 이용한 벨트의 가변 장력 조절기 구조에 관한 것이다.

일반적으로 벨트를 사용하여 동력을 전달시켜 주는 장치에는 벨트의 처짐 등으로 동력 전달이 제대로 이루어지지 않거나 벨트가 벗겨지는 것을 방지하기 위해 장력 조절기가 장착되어 있다.

첨부도면 도 1은 자동차용 엔진에서 크랭크 샤프트와 발전기 그리고 압축기 등을 연결시켜 주는 벨트의 장력 조절기(10)를 나타내는 것으로, 상기 장력 조절기(10)는 측부에서 인장 스프링(12)의 탄성지지를 받으며 일측이 실린더 블럭(100) 상에 힌지 고정되어 있다.

또한, 상기 장력 조절기(10)의 타측에는 이 힌지 고정점을 중심으로 일정한 원호를 따라서 슬롯(11)이 형성되어 있으며, 이 슬롯(11)에는 고정볼트(13)가 끼워져서 실린더 블럭(100)에 체결고정되게 된다.

이와 같이 이루어진 장력 조절기(10)를 이용한 장력 조절은 상기 고정볼트(13)를 이완시킨 상태에서 상기 장력 조절기(10)를 힌지점을 중심으로 좌측이나 우측으로 벨트(20)에 적당한 장력이 생길때까지 회전시키고, 이어 장력 조절이 끝나게 되면 다시 상기 고정볼트(13)를 죄어 벨트(20)의 장력 조절을 마치게 된다.

이때, 상기 인장스프링(12)은 첨부도면 도 1에서와 같이 장력 조절기(10)를 우측으로 당겨주게 되며, 장력 조절시에는 작업자가 강제로 장력 조절기(10)를 왼쪽으로 회전시켜 장력 조절 작업을 하게 된다.

그러나, 종래의 장력 조절기 구조는 고정볼트를 이완시켜 벨트의 장력을 조정해 놓고 그대로 두기 때문에 엔진의 구동 전과 구동 후, 그리고 겨울철과 여름철과 같이 주변 온도의 변화가 심하게 일어나는 경우 벨트에 가해지는 장력이 달라지게 되는데, 즉 여름에서 겨울인 경우 벨트는 수축을 하여 장력이 커지게 되고 반대인 경우 벨트의 장력이 떨어지게 되어 이에 대한 개선이 필요하게 되었다.

본 발명은 이러한 점을 감안하여 안출한 것으로, 측면과 하부가 각각 인장스프링과 힌지로 실린더 블럭상에 힌지 고정되고, 상부에는 슬롯이 형성되어 여기에 장착된 고정볼트에 대하여 상대적으로 이동가능하도록 장착된 장력 조절기를 포함하는 압축스프링을 이용한 벨트용 가변 장력 조절기 구조에 있어서, 상기 장력조절기의 슬롯의 외주부에 인장스프링쪽으로 갈수록 깊어지는 가이드 슬롯을 형성하고, 상기 고정볼트에는 가이드 슬롯에 구름 마찰되는 캐리어를 고정 장착하되, 상기 캐리어의 하단 내부에는 압축 가능하게 압축스프링이 위치되는 동시에 스프링을 압축시킬 수 있는 피스톤이 부착되고, 이 피스톤의 하단에는 상기 장력 조절기의 가이드슬롯 바닥면과 접촉하는 볼이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 압축스프링을 이용한 벨트용 가변 장력 조절기 구조를 제공하는데 그 목적이 있다.이에, 엔진이나 기후등의 상태에 따라 가변되는 벨트의 미세한 장력 변화에 따라 장력조절기의 위치 이동이 가능하고, 그에따라 자동으로 벨트의 장력을 조절해 줄 수 있게 된다.

도 1은 종래의 장력 조절기를 나타내는 개략도,

도 2a,2b,2c는 본 발명에 따르는 장력 조절기가 설치된 상태를 나타내는 개략도로서, 장력조절기의 정상위치 상태, 벨트가 늘어나 인장스프링쪽으로 이동한 상태, 벨트가 수축되어 반대방향으로 이동한 상태를 나타내는 개략도,

도 3은 본 발명에 따른 장력 조절기의 반단면도,

도 4a,4b,4c는 본 발명에 따른 장력 조절기의 요부 단면도로서, 장력조절기의 정상위치 상태, 벨트가 늘어나 인장스프링쪽으로 이동한 상태, 벨트가 수축되어 반대방향으로 이동한 상태에서 볼과 장력조절기간의 위치를 나타낸 단면도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 장력 조절기 11 : 슬롯

12 : 인장스프링 13 : 고정볼트

14 : 가이드 슬롯 20 : 벨트

30 : 이동 캐리어 31 : 압축스프링

32 : 피스톤 33 : 볼

100 : 실린더 블럭

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 구성 및 작용 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.

첨부도면 도 2 내지 도 4는 본 발명에 따르는 장력 조절기가 설치된 상태를 나타내는 개략도로, 도면부호 10은 장력조절기를, 11은 슬롯을, 12는 인장스프링을, 13은 고정볼트를, 14는 가이드슬롯을, 100은 실린더 블럭을 각각 나타낸다.

본 발명은 하단부가 상기 실린더 블럭(100)에 힌지 고정되고, 일측단은 인장스프링(12)에 탄성 당김력을 받도록 연결되며, 상부에 형성된 슬롯(11)을 통해 실린더블럭(100)에 고정볼트(13)로 고정되는 장력 조절기(10)에 있어서, 이 장력 조절기(10)가 벨트(20)의 장력 변화에 따라 자동으로 위치 조절이 가능하도록 한 것이다. 즉, 엔진의 상태 그리고 기후 상태(온도변화)에 따라 벨트에 가해지는 텐션력이 최초상태에서 달라지는 바, 이를 보상해줄 수 있도록 한 것이다.

이를 실현하기 위해, 상기 고정볼트(13)에는 마찰력을 이용하여 장력 조절기(10)를 가압할 수 있도록 이동 캐리어(30)가 장착되어 있고, 이 이동 캐리어(30)는 고정볼트(13)와 함께 고정된 상태가 되어, 장력조절기(10)만이 좌우로 이동될 수 있도록 한다. 이때 상기 가이드 슬롯(14)은 슬롯(11)의 외주부를 따라 형성되고, 인장스프링(12)쪽으로 갈수록 가이드 슬롯(14)의 깊이는 점차 깊어지게 형성된다.

특히, 상기 이동 캐리어(30)는, 첨부도면 도 3에 도시한 바와 같이, 마찰력을 조절할 수 있도록 그 하단 내부에 위치되는 압축스프링(31)의 탄성 지지를 받는 피스톤(32)이 장착되어 있으며, 이 피스톤(32)의 하단부에는 볼(33)이 장착되어 있다. 따라서, 상기 볼(33)이 상기 가이드 슬롯(14)의 바닥면에 밀착되어 구름 마찰이 이루어지고, 후술하는 바와 같이 장력조절기(10)의 이동을 제한하는 일종의 스토퍼 역할을 하게 된다.

이와 같이 이루어진 이동 캐리어(30)는 압축스프링(33)의 탄성지지를 받는 볼(33)이 장력 조절기(10)의 가이드 슬롯(14)의 바닥면을 가압하도록 고정볼트(13)에 삽입 장착되며, 상기 볼(33)이 벨트(20)의 장력 변화에 따라 장력 조절기(10)의 가이드 슬롯(14)의 바닥면을 따라 제자리 구름 운동하여, 적당한 위치로 장력 조절기(10)를 이동시킴과 함께 고정시켜 주게 된다.보다 상세하게는, 상기 고정볼트(13)는 이동캐리어(30)와 치합되며 관통하는 동시에 슬롯(11)을 지나서 실린더블럭(100)에 체결 고정된 상태인 바, 이때 고정볼트(13)는 슬롯(11)에 치합된 상태는 아니고 그대로 관통된 상태가 된다.

이러한 상황에서 벨트(20)의 장력이 커지거나 작아지게 되면 변화된 만큼 장력 조절기(10)가 위치를 이동해야 하는데, 이때 상기 이동 캐리어(30)가 장력 조절기(10)를 이동시켜 주게 되는데, 적정 위치까지 이동하게 되면 상기 이동캐리어(30)의 볼(33)과 장력 조절기(10)의 가이드 슬롯(14)의 바닥면 사이에서 마찰력이 발생하여 장력조절기를 더이상 움직이지 않게 해준다.첨부한 도 2a,2b,2c는 본 발명에 따르는 장력 조절기가 설치된 상태를 나타내는 개략도로서, 도 2a는 장력조절기의 정상위치 상태, 도 2b는 벨트가 늘어나 장력조절기가 인장스프링쪽으로 이동한 상태, 도 2c는 벨트가 수축되어 반대방향으로 장력조절기가 이동한 상태를 나타내는 개략도이다.도 4a,4b,4c는 장력 조절기의 요부 단면도로서, 장력조절기의 정상위치 상태, 벨트가 늘어나 인장스프링쪽으로 이동한 상태, 벨트가 수축되어 반대방향으로 이동한 상태에서 볼과 장력 조절기의 가이드 슬롯간의 위치를 나타낸 단면도이다.첫째, 벨트(30)의 장력이 작아져 늘어난 상태(인장스프링의 힘이 더 큰 상태)를 설명하면 다음과 같다.벨트(30)의 장력이 늘어나면, 장력조절기는 인장스프링에 의하여 당겨져 인장스프링(12)쪽으로 이동하려는 힘을 받게 되는 바, 이동 캐리어(30)는 고정볼트(13)와 함께 고정된 상태이므로, 장력조절기(10)만이 인장스프링(12)쪽으로 이동을 하게 된다.즉, 장력조절기가 인장스프링쪽으로 이동할 때, 고정볼트(13)는 슬롯(11)을 통하여 제자리 슬라이드되어, 결국 장력 조절기(10)만이 인장스프링(12)쪽으로 이동하되, 벨트의 늘어난 거리만큼만 이동을 하게 된다.그 이유는 상기 이동캐리어(30)의 볼(30)과 상기 장력조절기(10)의 가이드 슬롯(14)의 바닥면이 서로 접촉되어 마찰이 발생하게 되는 바, 가이드 슬롯(14)의 깊이가 인장스프링(12)쪽으로 더 깊어지게 형성되어 있으므로, 장력조절기(10)가 인장스프링(12)쪽으로 이동하면 할수록 상기 볼(30)이 가이드 슬롯(14)의 높은쪽에 걸리게 되어, 일종의 스토핑(제동)현상이 발생하게 된다.그에따라, 장력조절기(10)는 벨트의 늘어난 거리만큼만 이동을 한 후, 더 이상 이동하지 않게 되는 것이다.둘째, 벨트(30)의 장력이 커져서 수축된 상태(인장스프링의 당기는 힘보다 벨트의 장력이 더 큰 상태)를 설명하면 다음과 같다.벨트(30)의 장력이 커지게 되면, 벨트(30)의 장력에 의하여 장력조절기는 인장스프링 반대방향으로 이동하려는 힘을 받게 되는 바, 마찬가지로 이동 캐리어(30)는 고정볼트(13)와 함께 고정된 상태이므로, 장력조절기(10)만이 이동을 하게 된다.즉, 장력조절기가 인장스프링(12)의 반대방향으로 이동할 때, 고정볼트(13)는 슬롯(11)을 통하여 제자리 슬라이드되어, 결국 장력 조절기(10)만이 인장스프링(12)의 반대방향으로 이동하되, 커진 장력에 따라 벨트(30)의 수축된 거리 만큼만 이동을 하게 된다.이때, 상기 이동캐리어(30)의 볼(30)과 상기 장력조절기(10)의 가이드 슬롯(14)의 바닥면이 서로 접촉되어 마찰이 발생하게 되지만, 가이드 슬롯(14)의 깊이가 인장스프링(12)쪽으로 더 깊어지게 형성되어 있으므로, 장력조절기(10)가 인장스프링(12) 반대방향으로 이동하면 할수록 상기 볼(30)은 가이드 슬롯(14)의 낮은쪽에 위치하게 되어, 결국 장력조절기(10)는 스토핑(제동)현상을 받지 않으면서 커진 장력에 따른 벨트(30)의 수축된 거리 만큼만 이동을 하게 된다.

결과적으로, 상기 이동 캐리어(30)는 인장스프링(12)의 인장력과 벨트(20)의 장력이 같아지는 위치까지 장력 조절기(10)를 위치 이동시켜 주게 된다.

본 발명의 바람직한 구현예에서, 상기 볼(33)은 장력 조절기(10)의 상면에 슬롯(11)과 나란하게 형성된 가이드 슬롯(14)의 바닥면을 따라 구름되게 하는 것이 바람직하며, 특히 상기 가이드 슬롯(14)은 인장스프링(12)이 장착된 방향으로 갈수록, 첨부도면 도 4a,4b,4c에 도시한 바와 같이 그 깊이를 더 깊게 형성하여야 한다.

이는 상기 볼(33)과 가이드 슬롯(14) 사이에서 발생되는 마찰력을 조절해 주기 위한 것으로, 벨트(20)의 장력이 강한 경우 마찰력(제동력)을 작게 해서 장력과 인장력에 의해 자동으로 조절이 이루어지게 하고, 벨트(20)의 장력이 약한 경우 마찰력(제동력)을 크게 해서 인장 스프링(12)의 인장력에 대한 영향을 줄일 수 있도록 구성되어 있는 것이다.

따라서, 상기 장력 조절기(10)는 힌지점을 중심으로 좌우 요동이 가능하도록 실린더 블럭(100) 상에 장착되어 있으며, 상기 인장 스프링(12)의 인장력과 벨트(20)의 장력에 의해 좌우로 자동 조절이 이루어지게 되는 것이다.

이상에서 본 바와 같이 본 발명은 종래의 고정볼트에는 압축스프링으로 장력 조절기를 가압하도록 이동 캐리어가 구비되어 벨트의 장력 변화에 따라 위치 이동이 가능하도록 구성되어 있는 것을 특징으로 함으로써 다음과 같은 효과를 얻을 수 있게 된다.

1) 별도의 작업을 거치지 않고 엔진의 가열 상태나 주위 환경의 온도 변화에따라 변하는 벨트의 장력에 대응하여 자동으로 장력 조절이 이루어지게 된다.

2) 벨트의 장력이 자동으로 조절되기 때문에 장력이 너무 강해서 생기는 벨트의 마모를 막아 수명을 연장시킬 수 있을 뿐만 아니라 이로 인해 생기는 소음을 현저하게 저감시켜 주게 된다.

3) 벨트의 장력 조절을 별도로 해 주지 않아도 되기 때문에 엔진의 정비 및 보수 작업을 용이하게 할 수 있게 된다.

Claims (3)

1. 측면과 하부가 각각 인장스프링과 힌지로 실린더 블럭상에 힌지 고정되고, 상부에는 슬롯이 형성되어 여기에 장착된 고정볼트에 대하여 상대적으로 이동가능하도록 장착된 장력 조절기를 포함하는 압축스프링을 이용한 벨트용 가변 장력 조절기 구조에 있어서,

   상기 장력조절기(10)의 슬롯(11)의 외주부에 인장스프링(12)쪽으로 갈수록 깊어지는 가이드 슬롯(14)을 형성하고,

   상기 고정볼트(13)에는 가이드 슬롯(14)에 구름 마찰되는 캐리어(30)를 고정 장착하되,

   상기 캐리어(30)의 하단 내부에는 압축 가능하게 압축스프링(31)이 위치되는 동시에 압축스프링(31)을 압축시킬 수 있는 피스톤(32)이 부착되고, 이 피스톤(32)의 하단에는 상기 장력 조절기(10)의 가이드 슬롯(14) 바닥면과 접촉하는 볼(33)이 부착되어 있는 것을 특징으로 하는 압축스프링을 이용한 벨트용 가변 장력 조절기 구조.
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