KR100413161B1 - 크랭크축결합해제기 - Google Patents

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KR100413161B1
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클라우스 비트젝
마츠 케이. 리포프스키
쟈세크 에스. 코모로프스키
헨리 더블류 토미
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730143 온타리오 인크.
730144 온타리오 인크.
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Abstract

크랭크축 결합 해제기(10)는 장착 허브(12), 장착 허브(12) 상에 회전 가능하게 장착된 풀리(14), 상기 풀리(14) 내에 장착된 환형 캐리어(26), 이들 사이에 장착된 편의 장치(38), 및 환형 캐리어(26)와 풀리(14) 사이에 장착된 일방 클러치(40)를 구비한다. 편의 장치(38)는 크랭크축 충격으로부터 벨트 구동 장치를 완충시키고, 벨트 시스템의 각방향 공진 주파수를 저하시킨다. 일방 클러치(40)는 엔진의 시동/정지 또는 엔진의 급격한 감속으로 인한 구동 시의 벨트 인장의 급격한 반전을 방지하고, 반전 모드에 대한 텐셔너의 불충분한 출력의 결과로서 발생한 순간적인 반전 미끄럼 벨트의 스퀼을 방지한다. 일방 클러치(40)는 전달될 수 있는 토오크의 최대량을 제한해서 순간적인 과부하 중의 벨트 미끄럼을 방지한다.

Description

크랭크축 결합 해제기
<발명의 분야>
본 발명은 크랭크축 결합 해제기 또는 토오크 조정기에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 일방 클러치와 엔진 및 종동 보조구들에 의해 발생된 각방향(angular) 진동을 감소시키기 위한 편의 조립체를 갖는 크랭크축 결합 해제기에 관한 것이다.
<발명의 배경>
자동차 보조 구동부들은 고무/섬유 코드 벨트를 수용 가능한 크랭크축 토오크의 일부를 종동 보조구에 전달한다. 이 벨트의 길이는 대부분의 보조구들이 대개는 단일 벨트에 의해 구동될 수 있도록 길게 되어 있다.
또한, 엔진은 일정한 토오크 출력을 생성하는 것이 아니며, 특히 저속(공회전) 운전 시 및 큰 보조구 부하 시 연속적인 가변 토오크(임펄스)를 생성한다. 이러한 가변 토오크는 출력 및 효율을 높이기 위하여 새로운 엔진을 설계할 때 부조화를 증가시키게 된다.
또한, 이중 질량체 플라이휠 등의 새로운 추가의 장치가 크랭크축 속도 면에서 부조화를 증가시키는 파워트레인에 추가되고 있다. 보조구(발전기, 냉각팬, 에어컨 압축기, 파워스티어링 펌프 등)의 조합된 관성이 증가하여 엔진이 가속 및 감속되는 비율을 증가시키게 된다.
새로운 엔진을 설계하는 데에는 세 가지의 큰 문제점이 있다. 첫째, 크랭크축의 펄스 토오크에 의해 구동되어 보조구들의 큰 관성부를 구동시키게 되는 긴 탄성 벨트가 각방향 공진을 일으키게 되며, 이러한 각방향 공진은 벨트의 장력 변동을 증폭시켜 소음, 진동, 텐셔너(tensioner) 마모를 일으키고 최고 지지 및 구조적 부하를 상승시키게 된다.
둘째, 엔진은 종래의 결합 해제기가 사용되더라도 시동 및 정지시에 순간적으로 공진 주파수를 통과해야 한다. 엔진 부조화는 저속 시동시와 정지시의 속도에서 매우 악화된다. 비교적 낮은 공진 주파수에서 작용하는 상기 부조화는 벨트 구동부의 장력을 긴 기간 동안 반전시키게 된다. 종래의 벨트 텐셔너는 반전 모드에서의 문제점을 해결하기에 충분한 장력을 갖고 있지 않다.
또한, 장력 반전 상태는 텐셔너를 격렬하게 이동시켜서 일시적으로 작동 불능 상태로 만들었다. 이로써 벨트가 삐걱거리고 때로는 텐셔너가 손상되게 된다.
셋째, 보조구들의 부하 및 이들의 관성부로부터의 조합된 부하가 때로는 최고 가속이 줄어들 때까지 가속 중에 벨트의 일시적인 슬립을 일으킨다. 이를 조정하기 위하여 벨트 장력 또는 구동부의 크기를 수정하는 것은 바람직하지 않거나 불가능하다.
크랭크축 결합 해제기는 공진 문제에 관한 산업 분야에서 공지되어 있다. 크랭크축 결합 해제기는 대부분 여유 내구성을 갖는 고무 스프링을 사용한다. 고무 성분은 고무의 품질을 약화시켜 내구성을 손상시키게 되는 가혹한 환경에 노출된다. 또한, 신뢰성을 얻기 위하여 고무 링을 사용하는 결합 해제기의 성능도 보장되어야 한다.
토오크 제한 클러치는 토오크 과부하 문제점을 해결하기 위해 이용된다. 이러한 클러치는 미국 특허 제3,618,730호에 기재되어 있으며, 상기 클러치는 구동 허브와 케이지(cage) 사이에서 유효한 연결을 제공하는 제1 토션 스프링과, 케이지와 종동 풀리 사이에 원주 방향 마찰 연결을 제공하는 제2 토션 스프링을 이용한다. 토오크가 증가함에 따라, 구동 허브는 제2 토션 스프링이 직경이 감소되게 하여 원주 방향 결합을 해제시키도록 제2 토션 스프링이 풀릴 때까지 케이지를 비스듬하게 변위시킨다. 최대 토오크가 초과된 후에, 제2 토션 스프링은 종동 풀리와 더 이상 결합되지 않아 종동 풀리가 미끄러지게 한다.
이전의 장치는 통상적으로는 토오크를 제한하는 랩 스프링(wrap spring)에 의존한다. 이러한 장치는 실제 사용하는데 있어서 신뢰성이 충분치 않은 것으로 알려졌다.
랩 스프링, 롤러/스프랙(roller/sprag) 클러치 및 단일 밴드 클러치는 일방 장치(one way device)로서 사용되어 왔다. 랩 스프링 또는 롤러 램프/스프랙 클러치 모두는 응력을 증가시키고 신뢰성을 감소시키는 거칠고 충격이 큰 방식으로 결합한다. 단일 밴드 클러치는 낮은 오버런닝 토오크에서 충분한 구동 능력을 제공하지 못한다.
<발명의 요약>
종래 기술의 결점은 구동력의 공진 주파수를 낮추고, 전달 토오크, 특히 역방향으로의 토오크를 제한하는 결합 해제기를 제공함으로써 극복될 수 있다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 장착 허브, 장착 허브 상에 회전 가능하게 장착된 내부 허브, 이들 사이에 결합된 편의 장치, 장착 허브 상에 회전 가능하게 장착된 풀리 림, 및 내부 허브와 풀리 림 사이에 장착된 일방 클러치를 구비하는 크랭크축 결합 해제기가 제공된다. 편의 장치는 크랭크축 충격으로부터 벨트 구동을 완충시키며, 벨트 시스템의 각방향 공진 주파수를 낮춘다. 일방 클러치는 엔진의 시동/정지 또는 급작스런 감속으로 인한 구동시의 벨트 장력의 급작스런 반전을 방지하고, 반전 모드로 인한 텐셔너의 부적당한 출력의 결과로서의 순간적인 반전 슬립 벨트 스퀼(squeal)을 방지한다. 또한, 일방 클러치는 전달될 수도 있는 최대 토오크량을 제한하여 순간적인 과부하 중에 벨트 미끄러짐을 방지한다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 크랭크축 상에 구동 가능하게 장착할 수 있는 장착 허브와, 상기 장착 허브 상에 함께 회전하도록 장착된 구동판과, 상기 허브상에 회전 가능하게 장착된 풀리와, 상기 구동판과 상기 풀리 사이에 장착되고 풀리의 내주 림에 결합하는 환형 캐리어와, 장착 허브와 풀리 사이에 전달된 회전력을 감쇄시키도록 구동판을 상기 환형 캐리어에 탄성 결합하는 제1 편의 수단을 포함하는 크랭크축 결합 해제기가 마련된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 크랭크축 상에 구동 가능하게 장착할 수 있는 장착 허브와, 장착 허브 상에 함께 회전하도록 장착된 구동판과, 허브 상에 회전 가능하게 장착된 풀리와, 구동판 상에 그리고 풀리의 내부 림 내에 장착된 환형 캐리어와, 환형 캐리어에 대해 둘러싸이고 환형 캐리어를 상기 내부 림에 선택적으로 상호 연결하여 상기 장착 허브와 상기 풀리 사이에 회전력을 선택적으로 전달하게 하는 일방 클러치를 포함하는 크랭크축 결합 해제기가 마련된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 토션 진동 감쇄기와 합체된 크랭크축 결합 해제기가 마련된다.
<도면의 간단한 설명>
본 발명의 실시예를 도시하는 도면에서,
도1은 본 발명의 제1 실시예의 사시도이다.
도2는 선2-2를 따라 취한 도1의 실시예의 단면도이다.
도3은 도1의 실시예의 토션 스프링 조립체의 단부 정면도이다.
도4는 도3의 토션 스프링 조립체의 상부 평면도이다.
도5는 도1의 실시예의 일방 클러치 밴드의 사시도이다.
도6은 전개된 상태에서의 도5의 일방 클러치 밴드의 사시도이다.
도7은 도5의 일방 클러치 밴드의 중첩 사시도이다.
도8은 도5의 조립체의 일방 클러치 밴드 연결부를 도시한 측면 정면도이다.
도9는 도8의 연결부의 정면도이다.
도10은 도1의 실시예에 상에 작용하는 반작용력을 도시한 개략 선도이다.
도11은 본 발명의 제2 실시예의 단부 정면도이다.
도12는 도11의 실시예의 단면도이다.
도13은 본 발명의 제3 실시예의 분해 사시도이다.
본 발명의 제1 실시예는 도1 및 도2에 도시되어 있다. 크랭크축 결합 해제기(10)는 대개 허브(12)와 V자 홈(16)을 갖는 종동 풀리(14)를 구비한다.풀리(14)는 허브(12) 상에서의 회전을 위해 저어널 장착된다. 볼 베어링 레이스(18)는 저어널 장착을 위해 이용된다.
풀리(14)는 공지된 압연 성형법을 이용하여 제작된 컵 형태의 풀리이다.
허브(12)는 구동 관계로 크랭크축 결합 해제기(10)를 크랭크축 상에 장착하기 위한 슬롯을 구비한다. 슬롯은 허브를 크랭크축 상에 로킹하기 위한 키이를 수납한다.
구동판(20)은 허브(12)에 강성 장착된다. 구동판(20)은 다수의 스프링 수납 개구(22)를 구비한다. 스프링 수납 개구의 일단부 근방에는 (도3에서와 같이) 스프링 장착 개구(24)가 시계 방향으로 형성되어 있다.
환형의 캐리어판(26)은 구동판(20)을 수납하기 위한 슬롯이 내장된 원주면에 의해 결합된 2 개의 환형 디스크(28, 30)를 구비한다. 각각의 판(28, 30)의 단부는 캐리어판(26)을 구동판(20)의 원주면(35) 주위로 회전 가능하게 장착하기 위한 저어널 베어링(34)을 구비한다. 양쪽의 판(28, 30) 모두는 스프링 수납 개구(22)를 구비한다. 판(28, 30) 중 하나의 판 상에 및 스프링 수납 개구(22)의 일단부 근방에는 스프링 장착 개구(36)가 반시계 방향으로 형성되어 있다. 제1 편의수단을 형성하는 토션 스프링(38)은 각각의 단부 코일을 스프링 장착 개구(24, 36) 안으로 삽입함으로서 스프링 수납 개구(22) 내에 장착된다.
스프링 장착 구멍(24, 36)들은 인장 스프링(38)들의 단부 코일들 사이의 완화 이격 거리를 초과하는 거리에 의하여 스프링 장착 구멍들로부터 이격된다. 단부 코일들을 분리시킴으로써, 인장 스프링은 압축 및 인장 두 개를 작용시킬 수 있다.
캐리어판(26)의 원주 표면(32)은 클러치 조립체(40) 일방에 이중 랩(wrap)을 갖는다. 도5, 도6 및 도7을 참조하면, 클러치 조립체는 두 개의 평행 밴드(44, 46)에 결합된 단일 밴드부(42)를 포함한다. 밴드(44,46)들은 밴드(44,46)들을 안정시키기 위한 브리지(48)에 의해서 서로 결합된다. 밴드(44, 46)들은 원주 표면(32) 상에 밴드를 중심 위치시키기 위하여 탭(50)을 갖는다.
도8에 예시된 바와 같이, 원주 표면(32)은 단부 탭(52)을 수용하기 위한 원주 슬롯을 갖는다. 밴드(42)는 브리지(48) 위에 다듬질되고 예비 하중 스프링(54)에 의해서 구동판(20)에 연결된다. 밴드(44, 46)들은 캐리어판(26)의 원주 표면(32)에 연결된다. 밴드(44, 46)들은 리벳(55)을 사용하여 원주 표면(32)에 연결된다. 너트 및 볼트와 같은 다른 적절한 패스너들이 또한 사용될 수 있다.
클러치 조립체(40)는 브레이크 재료로 제조된다. 클러치 조립체를 제2 편의 수단을 형성하는 예비 하중 스프링(54)으로 편의시킴으로써, 밴드(42, 44, 46)들은 결합 표면(풀리(14)의 내부 주연 표면)에 대하여 일방으로 이동할 때 활주하고 반대방향으로 활주할 때 마찰 결합할 것이다. 이 방식에서, 캐리어판은 일방으로 회전할 때만 토오크를 풀리(14)에 전송시키지만 반대 방향 또는 대응 방향으로 회전하도록 독촉될 때 활주할 것이다.
크랭크축 결합 해제기(10)는 탄성 벨트와 함께 연속하여 인장 스프링 요소를 삽입시킨다. 이것은 두 배의 효과를 갖는다. 벨트 구동은 크랭크축 충격으로부터 완충 상태로 되지만 더욱 중요하게 아이들 점화 주파수에 있거나 바로 위에 있는 벨트 구동의 각방향 공진 주파수가 아이들 점화 보다 낮은 값으로 낮추어진다. 이것은 엔진 아이들 동안 수반하는 구동의 공진 각방향 응답을 파하고 노이즈, 진동 마모 및 피크 부하를 극적으로 낮춘다.
벨트와 함께 연속으로 결합 해제기 인장 스프링 요소를 삽입시킴으로써 부가하는 자유도 및 제2 공진 주파수가 생성된다. 그러나, 두 개 중 가장 낮은 것은 하단에 위치되도록 상술된 바와 같이 배열될 수 있고 그러므로 엔진 점화 주파수에 비응답하게 된다. 더 높은 제2 응답 주파수는 낮은 크기로 이루어지고 보다 완만한 엔진 속도 범위에서 발생하며 그러므로 수용 가능하지 않게 된다.
둘째로, 일방 클러치 조립체(40)는 두 개의 이점 기능을 수행한다. 상술한 바와 같이, 결합 해제기는 구동 응답 주파수를 아이들 점화 이하 값으로 변환되지만 일방 클러치는 일방 클러치가 전방으로 크랭크보다 빠른 속도로 휠을 자유화시키도록 외부 풀리 림을 허용할 때 공진을 시작/종료하는 동안 달리는 크랭크축 위로부터 무거운 부수 관성을 방지시킴으로써 인장 반전을 방지시킨다.
이러한 동일 자유 휠 능력은 엔진이 갑자기 느려질 때 고속 엔진 작동 동안 인장 반전 및 벨트 스퀴크(squeak) 야기로부터 동일한 종동 관성을 방지시킨다. 이것은 고속 기어에 대한 변속기 축과 같이 강한 가속을 발생시키고 엔진 속도는 변속기에 의해 아래 힘을 받는다.
크랭크축 결합 해제기(10)가 비틀림 권취형 스프링을 이용함으로써 이러한 문제점들을 피할 수 있는데, 여기서 비틀림 권취형 스프링은 이들이 압축 상태에서 정상적으로 작동하는 동안에 소음 또는 손상이 없이도 순간적으로 신장 상태에 놓이도록 특이하게 유지된다. 기계적 스프링에 의해 있을 수 있는 비틀림률은 동일한안전 계수 하에서 고무보다 일반적으로 낮은데, 이것은 실제에 있어서 격리를 보다 양호하게 하고 시스템 주파수를 보다 낮게 한다. 보다 낮은 시스템 주파수는 사용자가 체감하는 소음 진동 및 귀에 거슬리는 소리(NVH: noise vibration and harshness)를 감소시킬 뿐 아니라 비틀림 진폭 및 이에 따른 장치에 대한 파괴적 효과를 감소시킨다.
일방 클러치 조립체(40)는 2개의 겹친 밴드와 구동 토오크와 오버런 항력 토오크 사이의 비를 크게 향상시키는 하나의 겹친 밴드를 구비한다. 클러치 조립체(40)는 랩 스프링과는 달리 짝결합 표면에 손상을 주지 않으면서도 원활한 결합과 미끄러짐이 이루어지게 하는 마찰 재료 표면을 사용한다. 그러나, 랩 스프링의 항력 토오크비와 토오크 제한 포텐셜에 고 구동력을 가할 수 있는 성능은 그대로 유지된다. 교류 발전기 대신에 크랭크축에 클러치를 결합시키게 되면 교류 발전기 클러치를 작동 불가능하게 하는 고 원심력을 피할 수 있다. 크랭크축 결합 해제기가 크랭크 풀리 상에 배치되는 경우, 보조 구동력은 기타 다른 모든 보조 관성으로부터 보호된다. 교류 발전기 결합 해제기는 구동력을 단지 교류 발전기로부터 보호한다.
클러치를 크랭크 풀리에 결합시키면 결합 해제기가 심하게 토오크 반전되는 것을 방지하며 그리고 벨트 스퀼(squeal)을 야기하는 구동 시스템의 신장 반전을 제거한다. 토오크 반전 방지는 관성 오버런을 방지할 뿐 아니라 크랭크 결합 해제기의 고유 특성인 시동/정지 시에 벨트의 스퀼을 방지한다. 이러한 것은 이미 알고 있는 바와 같이 시동 또는 정지시에 엔진 점화 주파수가 심하게 증폭된 신장 반전을 야기하는 보조 구동/결합 해제기 공진 주파수와 순간적이기는 하지만 격렬하게 일치하기 때문에 발생하는 것이다.
일방 클러치 조립체(40)를 크랭크축 감쇄기에 배치시키는 또 다른 이점은 볼 베어링의 수명을 향상시킨다는 것이다. 대부분의 크랭크축 결합 해제기는 풀리 림 부분을 지지하기 위하여 볼 베어링을 사용하지만 최근의 장치에 있어서의 볼 베어링은 회전에 대해서는 자유롭지 못하고 다만 진동만 자유롭게 할뿐이다. 진동은 볼과 레이스가 한 위치에만 배치되어 있게 하므로 베어링 수명이 짧아지게 한다. 클러치는 베어링 마멸을 분포시킬 수 있도록 하는 유리한 회전이 발생하게 한다.
또 다른 잠재적 이점은 엔진 공회전 속도보다 약간 높은 보조 속도이다. 시험에 의하면, 일방 클러치 조립체(40)는 약간의 연속적 오버런의 결과에 의해 보조 속도가 5% 가량 증가하게 한다는 것이 밝혀졌다. 이러한 것은 발전기 출력에 긍정적 영향을 미친다.
다른 종류의 클러치에 대한 밴드 타입 일방 클러치의 또 다른 이점은 클러치가 풀리 림의 아래쪽 즉, 통상적으로 사용하지 않는 영역을 사용하게 되어서 결합 해제기가 보다 소형이 되게 한다는 것이다. 이러한 표면은 가능한 한 큰 반경으로 위치되므로 큰 표면적을 마련하게 되어 마멸이 줄어들고 열이 소산되게 한다. 이 장치는 또한 단면이 얇게 되어서 용이하게 포장할 수 있게 된다. 큰 반경으로 위치되므로 소정의 토오크에 대한 접선 방향 부하가 최소화된다. 이러한 것은 구성 부품과 조인트의 신뢰성을 향상시키게 된다.
또한, 양의 클러치 토오크 용량은 가진 스프링(54)의 값을 조절함으로써 변경될 수 있다. 도8 및 도9에 도시된 바와 같이, 클러치 조립체(40)는 밴드의 자유단을 접촉시켜 드럼 표면으로부터 인장되어 그 토오크 용량을 부분적으로 감소시키는 구동판 상의 핑거(57)를 사용함으로써 토오크 제한 장치로 사용될 수 있다. 핑거(57)는 결합 해제기 스프링이 제한 토오크 값으로 압축되어 임의의 소정의 값에서 클러치 밴드를 해제시키도록 용이하게 설정될 때에만 상기 밴드와 접촉한다.
본 발명에 의한 크랭크축 결합 해제기(10)는 트리거 기구를 이용하는 것이지 미끄럼의 발생을 제어하기 위한 마찰 계수를 이용하지 않으며, 작동시 본질적으로 아주 정밀하다는 것을 알아야 한다.
최종적으로, 풀리, 구동판, 밴드 클러치, 스프링 및 부싱의 구성은 염가의 금속 성형 기술 및 일반적인 금속이 종래 기술에 의한 장치에 필요한 엄밀한 공차 및 고가의 재료 대신에 사용될 수 있다. 상기 구동판은 염가이지만 긴 내구성의 플라스틱 부싱을 갖는 허브 또는 풀리에 부싱될 수 있다.
도11 및 도12에는 제2 실시예가 도시된다. 크랭크축 결합 해제기는 비틀림 진동 감쇄기(111)와 군을 이룬다. 구동판(120)은 그 사이의 회전을 위해 허브(112)와 결합된다. 볼 베어링 조립체(118)는 풀리(114)가 베어링 조립체(118)의 외부 레이스 상에 장착되는 동안에 허브(112) 상에 장착된다. 풀리(114)는 구동판(120)에 대해 회전한다. 본 실시예에 있어서, 토션 스프링(138)은 호형으로 환형 캐리어(126) 내에 싸이게 된다. 토션 스프링(138)은 각각의 코일의 외부를 덮는 베어링 재료로 제조된 슈우(132)를 갖는다. 슬리브(134)는 슈우(132)를 수납하기 위한 디스크(128, 130) 내에 위치된다. 이중 랩 일방 클러치 밴드 조립체(140)는 디스크(128, 130)의 외부 원주 표면 상에 장착된다.
도11에 의하면, 디스크(130)는 상세히 설명된다. 디스크(128, 130)는 상호 대응되고 호형의 공동(150, 152)을 한정한다. 스프링 공동(150, 152)의 외부 원주 에지는 슬리브(134)를 수납하기 위해 기계 가공된다. 후크형 공동(154)은 공동(150, 152)의 한 단부에 위치된다. 후크형 공동(154)은 스프링(138)의 굴곡 단부를 수납한다. 스프링(138)의 상기 단부를 대응되는 후크 형상으로 굴곡함으로써, 상기 스프링(138)은 압축 및 인장될 수 있다. 대향 단부(156)가 굴곡되어 횡방향으로 연장하는 반면에 대응되는 후크 형상은 반경 방향으로 연장한다. 대향 단부(156)는 구동판(120)의 아암(158, 160)과 인접하게 된다.
양호한 실시예에 있어서, 슬리브(134)는 내부 표면 상에 테플론(TEFLON)제 코팅을 갖는 니켈로 기본적으로 제조된다. 슈우(132)는 DSM TW 363이라는 명칭하에 통용되는 충격식 변형 나일론(NYLON)으로 제조된다.
조립될 때, 슬리브(134)는 중앙의 슈우(132)로써 스프링(138)을 지지(cradle)한다. 슬리브(134)는 슈우(132)용 마찰 표면을 제공한다. 스프링(138)이 인장 및 압축됨에 따라, 슈우(132)는 슬리브(134)에 대해 마찰된다. 발생된 마찰력은 상기 스프링(138)의 편의력을 거슬러 작용한다.
디스크(128, 130)는 각각 내부 표면 내에 반원형 채널(162)을 구비한다. 상호 끼워질 때, 개구가 형성된다. 편의 스프링(54)은 풀리(114)의 내부 원주 표면과 일방 접촉하기 위한 클러치 조립체(40)를 초기에 편의시키기 위한 클러치 조립체(40)의 탭(tab; 52)과 결합된다. 디스크(128, 130)의 외부 표면의 각각은 밴드(44, 46)를 상기 디스크에 연결시키기 위한 클러치 조립체의 플랩(flap)을 수납하기 위한 리세스를 갖는다.
사용시, 회전 구동력은 구동 플레이트(120)에 전달되는 허브(112)에 적용된다. 이 구동력은 토션 스프링(138)을 통해서 디스크(128, 130)로 전달된다. 일방 클러치 조립체(40)는 구동력을 부속 벨트(설명 안됨)로 전달하는 풀리(114)로 구동력을 전달한다. 벨트를 통해서 풀리(114)에 작용되는 역 구동력들은 일방 클러치 조립체가 활주하도록 하며 여기에서 풀리(114)들은 구동 플레이트(120)에 대해서 회전하도록 한다. 토션 스프링(138)들은 호형이기 때문에, 노면은 스프링(138)이 외향으로 휘도록 한다. 외향 휨 작용은 슈우(shoe)(132)가 슬리브(134)들 각각에 대해서 마찰되도록 한다. 슈우(132) 및 슬리브(134)의 마모적 연마는 스프링의 탄성이 구동 시스템으로 도입되는 것에 의해 야기된 진동 효과를 어느 정도 방진시킨다.
도13에서는, 본 발명에 따르는 제3 실시예가 설명되어 있다. 제3 실시예는 도11 및 도12의 제2 실시예와 유사하다.
제3 실시예의 크랭크축 결합 해제기는 세 개의 호형 토션 스프링(238)을 갖는다. 환형 캐리어는 서로 대응하고 호형 스프링 공동(250, 251, 252)을 한정하는 원판(disc)(228, 230)들을 포함한다. 스프링 공동(250, 251, 252)들의 외주연 모서리는 슬리브(234)를 수납하도록 기계 가공된다. 후크 공동(254)은 공동들의 한 단부에 있다. 후크 공동(254)은 스프링(238)의 만곡 단부를 수납한다. 대응 고리 형상은 방사상으로 연장되는 반면, 대향 단부(256)는 가로질러서 연장되도록 만곡된다.
원판(228, 230)은 각각 내면에 반원형 채널(263)을 갖는다. 서로 결합될 때, 개구가 한정되며, 여기에서 편의 스프링(263)이 삽입된다. 편의 스프링(54)은 클러치 조립체(40)를 풀리(214)의 내주연 면과의 일방 결합을 위해서 초기에 편의시키도록 클러치 조립체(40)의 탭(52)과 결합한다. 디스크(228, 230)의 외주연 면은, 각각 너트 및 볼트 결합체 또는 리벳과 같은 커넥터를 수납하기 위해서 방사상 개구(272)와 연통하는 횡단 개구(272)를 가져서 클러치 밴드(44)들을 원판들과 연결한다.
구동 플레이트(220)는 각 채널(263, 228)들의 호형 슬롯(270)들을 통해서 스프링(238)들의 대향 단부(256)들을 결합하도록 횡단 연장되는 아암(258, 260)을 갖는다.
클러치 조립체(40)는 환형 캐리어 둘레에 장착된 환형 밴드(264) 내에 장착된다. 디스크(230)는 밴드(264)를 환형 캐리어 상에 보유하기 위해 리프(259)를 갖는다. 환형 밴드(264)는 클러치 밴드(44, 46)들이 원판(228, 230)에 연결된 곳에 위치된 두개의 개구(274)들을 갖는다. 환형 밴드(264)는 적합하게는 슈우(232)와 동일한 재료로 제작된다.
선택적으로는, 슈우(232)는 슈우를 조립 목적상 같이 보유하기 위하여 끈(tether)에 의해서 연결된다. 슈우(232)는 슬리브(234) 상의 주연 홈(268)과 대응 결합하는 돌기(266)를 갖는다. 대응 결합은 슈우가 스프링과 슬리브 사이에서의 위치에서 작업하도록 한다.
풀리(214)는 외주연에 내부 허브(212)와 V-홈을 갖는 컵(cup) 형상이다. 풀리(214)는 적합하게는 강의 단일판으로 냉간 형성된다.
조립된 후에, 제3 실시예의 크랭크축 결합 해제기는 상술한 것과 동일한 방식으로 작동한다. 구동판(220)에는 회전 구동력이 가해진다. 이 구동력은 토션 스프링(238)을 통해 디스크(228, 230)로 전달된다. 일방 클러치 조립체(40)는 상기 구동력을 풀리(114)에 전달하고, 상기 풀리는 그 구동력을 부속 벨트(도시하지 않음)에 전달한다.
호형 슬롯(270)의 길이와 스프링(238)의 편의 강도는 구동판(220) 및 아암(258, 260, 262)이 스프링력을 극복해서 클러치 조립체(40)에 대해 환형 캐리어를 회전시키는 힘으로 지배해서 크랭크축 결합 해제기에 의해 전달되는 토오크를 제한한다. 과도한 힘은 클러치 조립체(40)를 해제시켜 구동판(220)과 풀리(214) 간의 상대적 미끄럼을 허용한다.
이제, 본 기술 분야에 숙련된 자는 본 발명의 크랭크축 결합 해제기가 용이하게 변형될 수 있다는 사실을 명료하게 이해할 것이다. 본 발명의 정신을 벗어나지 않고 첨부된 특허 청구의 범위 내에서 형식, 크기 및 구성 요소의 소정 변경이 효과적일 수 있다는 사실을 이해할 것이다.
특히, 내부 허브와 장착 허브 사이에 장착된 편의 장치는 토션 스프링으로서 개시되어 있지만, 그러한 스프링은 종래의 고무 스프링으로 대체될 수 있다는 사실을 이해할 것이다.

Claims (13)

  1. 크랭크축 상에 구동 가능하게 장착할 수 있는 장착 허브와,
    상기 장착 허브 상에 함께 회전하도록 장착된 구동판과,
    상기 허브 상에 회전 가능하게 장착되고 내주 림을 갖는 풀리와,
    상기 구동판과 상기 풀리 사이에 장착되고 상기 내주 림에 결합하는 환형 캐리어와,
    상기 장착 허브와 상기 풀리 사이에 전달된 회전력을 감쇄시키도록 상기 구동판을 상기 환형 캐리어에 탄성 결합하는 제1 편의 수단을 포함하고,
    상기 제1 편의수단은 인장과 압축 모두에 대응하여 편의되는 복수개의 원주방향으로 연장된 코일 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 크랭크축 결합 해제기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 크랭크 축 결합 해제기는, 상기 장착 허브와 상기 풀리사이에 회전력을 선택적으로 전달하기 위해 상기 내부 림에 상기 환형 캐리어를 선택적으로 결합하는 상기 환형 캐리어 주위에 둘러싸인 일방 클러치도 포함하는 것을 특징으로 하는 크랭크축 결합 해제기.
  3. 제2항에 있어서, 상기 일방 클러치는 상기 환형 캐리어가 제1 방향으로 회전하여 풀리에 반회전력이 작용할 때 상기 결합을 해제하도록 배치된 것을 특징으로하는 크랭크축 결합 해제기.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 일방 클러치는 상기 구동판이 상기 환형 캐리어에 대해 각방향으로 소정량만큼 변위될 때 상기 결합을 해제하여 전달된 회전력을 제한하도록 배치된 것을 특징으로 하는 크랭크축 결합 해제기.
  5. 제2항 또는 제3항에 있어서, 상기 일방 클러치는 상기 환형 캐리어에 연결된 고정 단부와 상기 환형 캐리어에 연결된 제2 편의 수단에 연결된 편의 단부를 갖는 밴드인 것을 특징으로 하는 크랭크축 결합 해제기.
  6. 제5항에 있어서, 상기 밴드는 상기 환형 캐리어에 대해 둘러싸일 때 상기 두개의 겹쳐진 스트립 사이에 배치되는 두 개의 겹쳐진 스트립에 연결된 겹침 스트립을 포함하는 이중 랩 밴드인 것을 특징으로 하는 크랭크축 결합 해제기.
  7. 제6항에 있어서, 상기 고정 단부는 상기 두 개의 겹쳐진 스트립의 원격 단부이고 상기 편의 단부는 상기 겹침 스트립의 원격 단부인 것을 특징으로 하는 크랭크축 결합 해제기.
  8. 제7항에 있어서, 상기 겹침 스트립의 상기 원격 단부는 상기 구동판이 상기 환형 캐리어에 대해 각방향으로 소정량 만큼 변위될 때 상기 구동판에 작동 연결되는 탭을 갖는 것을 특징으로 하는 크랭크축 결합 해제기.
  9. 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 밴드는 상기 내부 림에 제공하기 위해 표면 상에 마찰 재료를 갖는 것을 특징으로 하는 크랭크축 결합 해제기.
  10. 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 환형 캐리어는 상기 코일 스프링 각각을 수납하는 공동을 갖는 하우징인 것을 특징으로 하는 크랭크축 결합 해제기.
  11. 제10항에 있어서, 상기 코일 스프링 각각은, 마찰 재료로 이루어지며 상기 하우징에 마찰 결합하여 감쇄력을 제공하는 슈우를 갖는 것을 특징으로 하는 크랭크축 결합 해제기.
  12. 제11항에 있어서, 상기 환형 캐리어는 상기 슈우를 위한 마찰면을 제공하도록 상기 공동 각각의 내부에 수납된 슬리브를 포함하는 것을 특징으로 하는 크랭크축 결합 해제기.
  13. 제1항 내지 제3항, 제6항 내지 제8항, 제11항 및 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 장착 허브는 상기 구동판과 일체로 되고, 상기 크랭크 축 결합 해제기에는 비틀림 진동 감쇄기가 장착된 것을 특징으로 하는 크랭크축 결합 해제기.
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