KR100532892B1 - 개선된 오버러닝 교류 발전기 디커플러를 구비한 굴곡형구동 시스템 - Google Patents

개선된 오버러닝 교류 발전기 디커플러를 구비한 굴곡형구동 시스템 Download PDF

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토메이헨리더블유.
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Abstract

차량용 굴곡형 벨트 구동 시스템(18)은 구동 풀리 축을 중심으로 회전 가능한 구동 풀리(16)가 구비된 출력 샤프트(14)를 갖는 내연 기관을 포함하는 구동 조립체를 포함한다. 일련의 피동 조립체는 구동 풀리 축에 평행한 축을 중심으로 회전 가능한 피동 풀리를 각각 갖고, 굴곡형 구동 벨트(20)는 구동 풀리의 회전에 반응하여 피동 풀리를 회전시키도록 벨트의 이동 방향과 관련되었을 때 일련의 피동 조립체에 대응하는 일련의 피동 풀리 및 구동 풀리(16)와 협동 관계로 장착된다. 일련의 피동 조립체는 샤프트 축을 중심으로 회전하도록 장착되는 교류 발전기 샤프트(36)를 포함하는 교류 발전기 조립체를 포함한다. 허브 구조물(52)은 샤프트 축을 중심으로 교류 발전기 축과 함께 회전하도록 교류 발전기 샤프트(36)에 확고하게 지지된다. 스프링 및 일방향 클러치 기구는 허브 구조물(52)과 교류 발전기 풀리(26)를 연결시킨다. 스프링 및 일방향 클러치 기구(72)는 일방향 클러치 부재(76)와는 별개로 형성되어 직렬로 연결되는 탄성 스프링 부재(74)를 포함한다. 탄성 스프링 부재(74)는 굴곡형 구동 벨트(20)에 의한 교류 발전기 풀리(26)의 피동 회전 이동을 허브 구조물(52)에 전달하여 교류 발전기 샤프트(36)가 교류 발전기 풀리(26)와 동일한 방향으로 회전하면서 피동 회전 이동 중에 교류 발전기 풀리에 대하여 반대 방향으로 순간 상대 탄성 이동할 수 있도록 구성 및 설치된다. 일방향 클러치 부재(76)는 교류 발전기 풀리(26)와 허브 구조물(52) 사이의 토크가 소정의 음의 수준을 형성하기에 충분할 정도로 엔진 출력 샤프트의 속도가 감속되었을 때 상기 허브 구조물(52)과 교류 발전기 샤프트를 교류 발전기 풀리의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전시키도록 구성 및 설치된다.

Description

개선된 오버러닝 교류 발전기 디커플러를 구비한 굴곡형 구동 시스템 {SERPENTINE DRIVE SYSTEM WITH IMPROVED OVER-RUNNING ALTERNATOR DECOUPLER}
본 발명은 구동 시스템, 특히 자동차용 굴곡형 부속 구동 시스템에 관한 것이다.
이들 시스템은 내연 기관 크랭크 샤프트로부터 통상적으로 교류 발전기(제너레이터), 물 펌프, 오일 펌프(동력 조향장치) 및 (전기 기계 클러치를 거쳐) 공기 조화 압축기를 포함하는 부속 구성 요소에 동력을 전달하는 데 공통적으로 사용된다. 이들 구성 요소는 대체로 고정 위치에 장착되고 자동 벨트 인장 장치를 사용해서 일정한 벨트 인장을 제공하고 벨트의 느슨함을 바로 잡는다.
내연 기관은 연소 작업이 발생할 때에만 크랭크 샤프트에서 회전 동력을 발생시킨다. 이것은 연소 작업 간의 간격이 가까울수록 엔진의 회전 일관성이 보다 매끄러운 사실상의 펄스형 시스템이다. 각각의 연소 행정에서, 크랭크 샤프트는 다음 행정까지 가속과 감속을 수행하게 된다. 일반적으로, 엔진의 회전이 느릴수록, 더 적은 실린더 수(크랭크 샤프트의 회전당 연소 작업)는 펄스 효과의 크기를 증가시키는 경향이 있다. 연료 연소 특성도 실질적인 영향을 미치는데, 예컨대 디젤 엔진에서의 크랭크 샤프트의 순간 가속은 연소 공정 자체 때문에 유사한 가솔린 연료 엔진보다 훨씬 크다.
굴곡형 벨트 시스템의 경우, 크랭크 샤프트 펄스는 속도의 변동으로서 벨트에 전달된다. 따라서 엔진의 속도 변동은 시스템의 모든 피동 구성 요소로 전달된다. 동적 벨트 인장 변동은 속도 변동에 의해 발생한다. 부속 구성 요소의 동적 부하 및 최종 인장 효과를 고려하지 않으면, 벨트가 이런 구성 요소를 연속적으로 가속 및 감속시키고자 할 때 피동 관성이 동적 인장을 발생시킨다는 것은 분명하다. 요구되는 힘의 크기는 관성 및 피동비에 비례한다. 그 함수는 2차식이다.
엔진이 보다 작은 네 개 또는 다섯 개의 실린더이고, 최소 속도 범위(공회전 영역)에 있는 경우, 동적 인장 변동은 최대 크기이다. 그 크기는 엔진 회전 관성(이중 물질 플라이 휘일)을 낮추거나 순간 가속(디이젤, 고 압축 등)을 증가시키는 역할을 하는 기술적 차만큼 보다 증가될 수 있다. 작동 조건은 예컨대, 엔진이 그 이상적 최소 속도(공회전) 아래에서 속도를 공회전 속도로 증가시키도록 하는 높은 동력 수준으로 주행하는 "러깅(luggging)"과 같은 중요한 효과도 가질 수 있다.
이런 환경 하에서, 동적 벨트 부하는 벨트 인장 장치가 모든 동적 변동을 수용할 수 없을 정도로 클 수 있다. 그 결과는 벨트, 인장 장치 및 부속 구성 요소의 강제된 진동과, 벨트 소음과, 벨트 미끄럼을 포함할 수 있다. 결국, 내구성이 손상된다.
이런 문제는 강성이 낮다고 가정할 때 크랭크 샤프트에서의 비틀림 아이솔레이트(torsional isolator)를 사용해서 해결될 수 있다. 이런 종래의 비틀림 아이솔레이트는 수년 동안 사용되어 왔지만, 부피가 크고 고가이고 무거우며 제한된 효과를 갖는다. 이런 제한된 효과는 동일한 것을 거의 요구하지 않으면서 대체로 시스템의 전체 동력능을 설계하여야 하는 구동 결과이다. 따라서, 비틀림 아이솔레이트는 전형적으로 너무 어렵다.
본 명세서에서 인용되고 있는 것으로 공동 양도된 미국 특허 제5,156,573호('573 특허)는 교류 발전기 풀리 및 장착 허브 구조물 사이에 일방향 클러치 부재와 탄성 스프링 부재를 제공한 자동차용 굴곡형 구동 시스템을 개시하고 있다. 여기에 개시된 기구의 양호한 실시예는 스프링강으로 된 대체로 나선형 코일을 형성하며, 이것은 1) 교류 발전기 샤프트가 풀리와 동일한 방향으로 회전하면서 풀리의 피동 회전 이동중에 풀리에 대한 대향 방향으로 동시에 상대적 탄성 회전 이동을 할 수 있도록 교류 발전기 풀리의 피동 회전 이동을 허브에 탄성적으로 전달하는 기능과. 2) 엔진 출력 샤프트의 속도가 교류 발전기 풀리와 허브 구조물 사이의 토크를 소정의 음의 값(negative) 수준으로 설정하기에 충분한 정도로 감속될 때 허브 구조물 따라서 교류 발전기 샤프트가 교류 발전기 풀리의 회전 속도를 넘는 속도로 회전할 수 있도록 허브로부터 교류 발전기를 디커플링(de-coupling)하는 기능인 이중 기능을 수행한다.
상기한 두 가지 기능 각각은 시스템을 최적화시키는데 서로 다른 공학적 필요 조건을 갖는다. 예컨대, 탄성 커플링(coupling) 기능은 커플링/디커플링 기능을 수행하는 데 사용되는 스프링비보다 큰 스프링비(강성 스프링)를 최적으로 가질 수 있다. 최적으로는, 높은 스프링비는 비교적 높은 비틀림 힘을 수용하기 위해 교류 발전기 풀리의 피동 회전 이동을 허브 구조물로 전달하는 데 있어 바람직한 반면, 낮은 스프링비는 힘이 덜 작용해서 디커플링 또는 오버러닝(over-running) 조건중에 마찰 마모 및 열이 기구에 의해 덜 발생되도록 하는 디커플링 기능에 바람직하다. 비틀림 전달 기능을 얻기 위해 기구의 스프링비를 증가시키게 되면 커플링/디커플링 기능을 손상시킬 수 있는 반면, 커플링 디커플링 기능을 얻기 위해 스프링비를 낮추게 되면 비틀림 전달 기능을 손상시킬 수 있다. 다른 예로서, 커플링/디커플링 기능은 이상적으로 비틀림 전달 기능에 요구되는 것보다 높은 마찰 계수를 갖는 재료를 요구한다.
도1은 본 발명의 원리를 구체화하는 굴곡형 구동 시스템을 갖는 자동차 내연 기관의 전방 단면도이다.
도2는 도1의 선 2-2를 따라 취한 부분 확대 단면도이다.
도3a는 도2의 선 3A-3A를 따라 취한 단면도이다.
도3b는 본 발명의 디커플러 탄성 스프링 부재와 일방향 클러치 부재 사이의 연결을 도시한 섹션의 부분 확대 단면도이다.
도4는 본 발명의 탄성 디커플러 스프링과 일방향 클러치 기구의 사시도이다.
도5는 본 발명의 일 방향 랩 스프링 클러치 기구용 교호식 구성을 도시한 사시도이다.
도6은 본 발명의 부싱과 일련의 일방향 랩 스프링 클러치 요소/인장 장치 코일 스프링 사이에서 달성되는 평행한 댐핑 효과를 나타내는 사시도이다.
도7은 본 발명에 따른 교류 발전기 디커플러의 다른 실시예의 단면도이다.
도8a는 본 발명의 원리에 따른 오버러닝 교류 발전기 디커플러의 제3 실시예의 단면도이다.
도8b는 도8a에서 도시된 교류 발전기 디커플러로써, 다른 것들이 더욱 잘 나타나도록 일부가 제거된 전방 평면도이다.
도9a는 본 발명의 원리에 따른 오버러닝 교류 발전기 디커플러의 제4 실시예의 단면도이다.
도9b는 도9a에서 도시된 교류 발전기 디커플러로써, 다른 것들이 더욱 잘 나타나도록 일부가 제거된 전방 평면도이다.
도10a는 본 발명의 원리에 따른 오버러닝 교류 발전기 디커플러의 제5 실시예의 단면도이다.
도10b는 도10a에서 도시된 교류 발전기 디커플러로써, 다른 것들이 더욱 잘 나타나도록 일부가 제거된 전방 평면도이다.
도11a는 본 발명의 원리에 따른 오버러닝 교류 발전기 디커플러의 제6 실시예의 단면도이다.
도11b는 도11a에서 도시된 교류 발전기 디커플러로써, 다른 것들이 더욱 잘 나타나도록 일부가 제거된 전방 평면도이다.
도12a는 본 발명의 원리에 따른 오버러닝 교류 발전기 디커플러의 제7 실시예의 단면도이다.
도12b는 도12a에서 도시된 교류 발전기 디커플러로써, 다른 것들이 더욱 잘 나타나도록 일부가 제거된 전방 평면도이다.
도13a는 본 발명의 원리에 따른 오버러닝 교류 발전기 디커플러의 제8 실시예의 단면도이다.
도13b는 도13a에서 도시된 교류 발전기 디커플러로써, 다른 것들이 더욱 잘 나타나도록 일부가 제거된 전방 평면도이다.
도14는 본 발명의 원리에 따른 오버러닝 교류 발전기 디커플러의 제9 실시예의 단면도이다.
도15는 본 발명의 원리에 따른 오버러닝 교류 발전기 디커플러의 제10 실시예의 단면도이다.
도16는 본 발명의 원리에 따른 오버러닝 교류 발전기 디커플러의 제11 실시예의 단면도이다.
도17은 본 발명의 원리에 따른 오버러닝 교류 발전기 디커플러의 제12 실시예의 단면도이다.
도18a는 본 발명의 원리에 따른 오버러닝 교류 발전기 디커플러의 제13 실시예의 단면도이다.
도18b는 도18a에 도시된 교류 발전기 디커플러의 볼 베어링 조립체 및 슬리브 부재의 확대 단면도이다.
도19는 본 발명의 원리에 따라 사용된 클러치 조립체의 사시도이다.
도20은 도19에서 도시된 풀리거나 해체된 구성의 클러치 부재를 갖춘 클러치 조립체의 사시도이다.
도21은 도19의 조립시에 상호 작용 부분을 도시한 클러치 조립체의 부분 확대 단면도이다.
도22는 본 발명의 원리에 따른 오버러닝 교류 발전기 디커플러의 제14 실시예의 단면도이다.
도23은 본 발명의 제14 실시예에 따라 도22에 도시된 교류 발전기 디커플러의 부분 확대도이다.
도24는 도22 및 도23에서 도시된 제14 실시예에서 사용된 캐리어 연결 부재의 후방 단부 평면도이다.
도25는 본 발명의 원리에 따른 오버러닝 교류 발전기 디커플러의 제 15실시예의 단면도이다.
도26은 도25에 도시된 제 15 실시예에서 사용된 캐리어 연결 부재의 후방 단부 평면도이다.
본 발명의 목적은 상술한 두 가지 기능을 개별적으로 최적화하는 개선된 굴곡형 벨트 구동 시스템을 제공하는 것이다. 이 목적에 따라서, 본 발명은 차량용 굴곡형 벨트 구동 시스템을 제공하며, 이 시스템은, 구동 풀리 축을 중심으로 회전 가능한 구동 풀리가 구비된 출력 샤프트를 갖는 내연 기관을 포함하는 구동 조립체를 포함한다. 일련의 피동 조립체는 구동 풀리 축에 평행한 축을 중심으로 회전 가능한 피동 풀리를 각각 갖고, 굴곡형 벨트는 구동 풀리의 회전에 반응하여 피동 풀리를 회전시키도록 벨트의 이동 방향과 관련되었을 때 일련의 피동 조립체에 대응하는 일련의 피동 풀리 및 구동 풀리와 협동 관계로 장착된다. 일련의 피동 조립체는 샤프트 축을 중심으로 회전하도록 장착되는 교류 발전기 샤프트를 포함하는 교류 발전기 조립체를 포함한다. 허브 구조물은 샤프트 축을 중심으로 교류 발전기 축과 함께 회전하도록 교류 발전기 축에 확고하게 지지된다. 스프링 및 일방향 클러치 기구는 허브 구조물과 교류 발전기 풀리를 연결시킨다. 스프링 및 일방향 클러치 기구는 일방향 클러치 부재와는 별개로 형성되어 직렬로 연결되는 탄성 스프링 부재를 포함한다. 탄성 스프링 부재는 굴곡형 벨트에 의한 교류 발전기 풀리의 피동 회전 이동을 허브 구조물에 전달하여 교류 발전기 샤프트가 교류 발전기 풀리와 동일한 방향으로 회전하면서 피동 회전 이동 중에 교류 발전기 풀리에 대하여 반대 방향으로 순간 상대 탄성 이동할 수 있도록 구성 및 배열된다. 일방향 클러치 부재는 엔진 출력 샤프트의 속도가 교류 발전기 풀리와 허브 구조물 사이의 토크가 소정의 음의 수준을 형성하기에 충분할 정도로 감속되었을 때 허브 구조물과 교류 발전기 샤프트를 교류 발전기 풀리의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전시키도록 구성 및 배열된다.
본 발명의 다른 목적은 구동될 부속 구성 요소의 샤프트에 엔진의 출력 샤프트에 의해 피동되는 벨트로부터의 이동을 전달하는 데 사용될 수 있고 상술한 문제를 해결할 수 있는 장치를 제공하는 것이다. 이 장치는 허브 구조물과, 풀리 부재와, 스프링 및 일방향 클러치 기구를 포함한다. 허브 구조물은 샤프트 축을 중심으로 축과 함께 회전하도록 샤프트에 의해 고정적으로 운반되도록 구성 및 배열된다. 풀리 부재는 허브 구조물 상에 장착되며 벨트와 결합하도록 구성 및 배열되어 이에 의해 구동된다. 스프링 및 일방향 클러치 기구는 일방향 클러치 부재와는 별개로 형성되어 직렬로 연결되는 탄성 스프링 부재를 포함한다. 탄성 스프링 부재는 굴곡형 벨트에 의한 풀리의 피동 회전 이동을 허브 구조물에 전달하여 교류 발전기 샤프트가 풀리와 동일한 방향으로 회전하면서 피동 회전 이동 중에 풀리에 대하여 반대 방향으로 순간 상대 탄성 이동할 수 있도록 구성 및 배열된다. 일방향 클러치 부재는 피동 풀리의 속도가 소정 범위 만큼 감속될 때 허브 구조물과 샤프트를 풀리의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전시키도록 구성 및 배열된다.
본 발명의 다른 목적은 상술한 스프링비를 최적화하는 굴곡형 벨트 구동 시스템을 제공하는 것이다. 이 목적에 따르면, 본 발명은 차량용 굴곡형 벨트 구동 시스템을 제공하며, 이 시스템은, 구동 풀리 축을 중심으로 회전 가능한 구동 풀리가 구비된 출력 샤프트를 갖는 내연 기관을 포함하는 구동 조립체와, 구동 풀리 축에 평행한 축을 중심으로 회전 가능한 피동 풀리를 각각 갖는 일련의 피동 조립체와, 구동 풀리의 회전에 반응하여 상기 피동 풀리를 회전시키도록 벨트의 이동 방향과 관련되었을 때 상기 일련의 피동 조립체에 대응하는 일련의 피동 풀리 및 구동 풀리와 협동 관계로 장착되는 굴곡형 벨트를 포함한다. 일련의 피동 조립체는 샤프트 축을 중심으로 회전하도록 장착되는 교류 발전기 샤프트를 포함하는 교류 발전기 조립체를 포함한다. 허브 구조물은 샤프트 축을 중심으로 교류 발전기 축과 함께 회전하도록 교류 발전기 축에 확고하게 지지된다. 스프링 및 일방향 클러치 기구는 허브 구조물과 교류 발전기 풀리를 연결시킨다. 스프링 및 일방향 클러치 기구는 일방향 클러치 부재와 직렬로 배치되는 탄성 스프링 부재를 포함하며, 탄성 스프링 부재는 일방향 클러치 부재의 비틀림 스프링 비율보다 적어도 10배 더 큰 비틀림 스프링 비율을 갖는다.
탄성 스프링 부재는 상기 굴곡형 벨트에 의한 교류 발전기 풀리의 피동 회전 이동을 상기 허브 구조물에 전달하여 상기 교류 발전기 샤프트가 교류 발전기 풀리와 동일한 방향으로 회전하면서 피동 회전 이동 중에 교류 발전기 풀리에 대하여 반대 방향으로 순간 상대 탄성 이동할 수 있도록 구성 및 설치된다.
일방향 클러치 부재는 엔진 출력 샤프트의 속도가 교류 발전기 풀리와 허브 구조물 사이의 토크가 소정의 음의 수준을 형성하기에 충분할 정도로 감속되었을 때 상기 허브 구조물과 교류 발전기 샤프트를 교류 발전기 풀리의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전시키도록 구성 및 설치된다.
본 발명의 다른 목적은 일방향 클러치 부재의 마찰 계수가 탄성 스프링 부재의 마찰 상수보다 큰 일방향 클러치 부재 및 탄성 스프링 부재를 제공한다.
본 발명의 다른 목적은 클러치부가 반경방향 외향으로 확장됨으로써 연결될 교류 발전기와 연결할 때 원심력에 의해 보조되는 스프링 및 일방향 클러치 기구를 제공하는 것이다.
본 발명은 교류 발전기의 유효 관성이 통상의 부속 구동 시스템에서 훨씬 최대이지만, 단지 시스템의 동력 조건부만을 사용한다는 사실에 기초한다. 명백한 관성이 저감될 수 있다면, 동적 인장 변동도 크게 저감될 수 있다. 교류 발전기 펄스와 교류 회전자(전기자) 사이에 유효 디커플링 기능을 제공함으로써, 명백한 관성이 크게 저감될 수 있다.
디커플러 탄성 또는 탄성도는 최대 엔진 동적 인장 제어가 요구되는 엔진의 정상 작동 속도 범위에서 풀리의 속도 변동이 증폭되는 것이 회전자에 전달될 수 없도록 충분한 연성을 가져야 한다는 것은 중요하다.
본 발명은 개별적인 디커플링 탄성 스프링 부재와 직렬로 연결된 토크 민감성 일방향 클러치 부재를 제공공한다. 이하에서는 일방향 클러치 부재가 다른 문제를 해결함에 있어 부가적인 값을 가지면서도, 탄력 또는 탄성 커플러의 내구성을 최대화시키는 중요 기능을 수행한다는 것을 보이기로 한다.
공회전 작동 속도보다 높은 속도에서, 갑작스런 벨트 감속은 벨트가 회전자 물체를 감속시키고자 할 때 벨트에 큰 토크 역전 현상을 가할 수 있다. 이와 같은 감속은 공통적으로 변속 기어 시프트 또는 "스로틀 버스트(throttle burst)" 에서 발생한다(즉, 차를 워밍시키는 동안 엔진을 소생시킨다). 특히 인장 장치가 인장 역전으로 인해 그 고정된 정지부에 대해 가압되는 경우, 축적된 벨트의 피로로 인한 손상과 함께 종종 소음이 후속해서 발생한다. 본 발명에 따르면 클러치의 특성에 민감한 토크로 인해, 토크 부하가 0으로부터 변경되기 시작하면, 클러치는 풀리와 회전자 사이의 연결을 해제한다. 교류 발전기 회전자는 드래그 및 제동 토크가 인가된 상태에서 상기 벨트에 독립적으로 자유롭게 감속할 수 있다. 상기 벨트는 상기 제동 토크에 동등한 극소의 인장 역전만 보일 수 있다. 이러한 특징은 이러한 시스템에서 감속 감도를 제거한다. 본 발명의 다른 목적 및 이점은 다음의 상세한 설명, 도면 및 청구 범위로부터 이해될 수 있다.
도1에 도시된 것처럼, 개략적으로 표시된 엔진 프레임(12) 및 출력 샤프트(14)를 포함하는 자동차 내연 기관은 참조 부호 10으로 표시된다. 굴곡형 구동 시스템의 일부를 형성하는 구동 풀리(16)은 상기 출력 샤프트(14)에 고정되고 참조 부호 18로 표시된다. 상기 구동 시스템(18)은 무단 굴곡형 구동 벨트(20)를 포함한다. 상기 굴곡형 구동 벨트(20)는 예로써, 폴리 V 벨트와 같은 얇은 가요적인 형태이다. 상기 굴곡형 구동 벨트(20)는 구동 풀리(16) 둘레에 이어져 있고 일련의 피동 교류 발전기 풀리(22, 24, 26, 28, 30)들은 각자의 샤프트(32, 34, 36, 38, 40)에 각각 고정된다. 단순한 아이들러 풀리인 풀리 조립체(22)를 제외하고 상기 샤프트들은 다양한 엔진 및 차량 부속물을 작동하도록 연결된다. 예로써, 샤프트(34)는 엔진 냉각수 펌프를 구동하고, 샤프트(36)는 전기 교류 발전기를 구동하고, 샤프트(38)는 자동차용 공기 조절 시스템을 위한 압축기의 전자 밸브를 구동하고, 샤프트(40)는 파워 조정 시스템의 오일 펌프를 구동한다.
내연 기관(10)은 종래에 공지된 구조임을 알 수 있다. 종래의 실시에 따르면, 상기 엔진의 작동은 상기 엔진 프레임(12)에 진동을 가하게 된다. 상기 샤프트가 엔진 프레임(12)에 대해 고정되고 출력 샤프트(14)에 평행한 평행 축을 중심으로 회전되도록 모든 부가물들은 엔진 프레임(12) 상에 장착된다. 상기 굴곡형 구동 벨트(20)는 참조 부호 42로 표시되고 소정의 구조를 갖는 벨트 인장 장치에 의해 인장된다. 그러나, 양호한 실시예는 미국 특허 제4,473,362호에 개시된 상기 인장 장치이고, 상기의 개시는 본 명세서에 관련된다.
도시된 것처럼, 벨트 인장 장치(42)는 굴곡형 구동 벨트(20)의 평평한 배면에 회전식 결합으로 배치된 아이들러 풀리(44)를 포함하고, 상기 인장 장치 풀리는 굴곡형 구동 벨트(20) 내에 통상적으로 일정한 인장력을 유지하도록 스프링 편향되어 있다.
본 발명은 특히 참조 부호 26으로 표시되고 교류 발전기 디커플러 조립체를 구성하는 교류 발전기 풀리에 관련되며, 이는 교류 발전기의 상기 샤프트(36)에 장착된다. 도2에 잘 도시된 것처럼, 통상 참조 부호 48로 표시되고 볼 베어링 부재(50)에 의해 축받이된 전기자 조립체 내에서 상기 교류 발전기는 하우징(46)을 포함한다. 도시된 것처럼, 교류 발전기 샤프트(36)는 전기자 조립체(48)의 일부를 형성하고 교류 발전기 하우징(46)의 외향 연장 단부를 포함한다.
전기 교류 발전기 샤프트(36)의 외향 연장 단부에 고정된 허브 구조물은 참조 부호 52로 표시된다. 도시된 것처럼, 상기 허브 구조물(52)은 전기 교류 샤프트(36) 단부 중 상기 단부를 거쳐 연장되는 내부 슬리브(54)를 포함한다. 도시된 것처럼, 샤프트(36)의 말단은 참조 부호 56으로 표시된 것과 같은 나사식이고, 슬리브(54)는 상기 샤프트의 단부 상의 나사에 맛물린 관계로 배치된 일련의 내부 나사(58)로 형성된다. 상기 내부 슬리브(54)는 슬리브(54)와 샤프트(36) 사이에의 상대적 회전에 의해 샤프트(36) 위로 슬리브(54)를 고정시키기 위한 도구의 수납을 목적으로 육각형의 소켓(62)을 제공하도록 형성된 환형 단부면(60)을 포함한다.
저널 부재(63)는 상기 표면(60)의 대향인 허브 구조물(52)의 단부에서 환형 플랜지 상에 고정된다. 저널 부재(63)는 축방향으로 연장된 원통형 외부 슬리브부(64)와 교류 발전기에 적합한 외부 슬리브부(84)로부터 반경방향 내향 연장되는 반경방향 내향 연장 플랜지부(66)를 포함한다. 도2에 도시된 것처럼, 반경방향으로 내향 연장 플랜지부(66)는 전기 교류 발전기 샤프트(36) 상에 볼 베어링 부재(50)의 내부 레이스(race)에 결합된다. 내부 슬리브(54)가 샤프트(36)의 단부 상에 조여질 때, 상기 조임은 볼 베어링(50)의 내부 레이스를 샤프트(36) 상에서 플랜지(70)에 대해 고정식으로 장착시키고, 내부 슬리브(54)와 원통형 외부 슬리브부(64) 모두를 포함하는 허브 구조물(52)에 견고하게 고정시키는 기능을 한다.
본 발명의 원리에 따라서, 교류 발전기 디커플러 또는 교류 발전기 풀리(26)는 서로 연결된 참조번호 72로 표시된 스프링 및 일방향 클러치 기구에 의해 허브 구조물(52)에 작동식으로 연결된 (나중에 상세히 설명될) 벨트 결합 풀리 부재(106)를 갖는다. 이러한 스프링 및 일방향 클러치 기구(72)는 스프링 강철로 구성된 나선형 코일 또는 탄성 스프링 부재(74)와 공통 단부 연결부(78)에서 탄성 스프링 부재(74)에 연결된 일방향 클러치 부재(76)의 조합의 형태가 바람직하다.
탄성 스프링 부재(74)의 나선형 코일은 이의 일단부 방향의 제1 다수의 벌류트(80)와, 이의 대향단 방향의 평평한 벌류트부(82)와, 이들 사이에서 연장되는 일련의 중간 벌류트(86)를 포함한다. 제1 다수의 벌류트(80)는 상기 내부 슬리브(54)의 외부면(104)에 비슬립 결합을 파지함으로써 고정되도록 가압된다. 교류 발전기 방향으로 향하는 제1 다수의 벌류트(80)의 아치형 단부면은 플랜지부(66)의 환형 내부 표면(87)에 결합된다. 도시된 것처럼, 제1 다수의 벌류트(80)의 아치형 단부면은 제1 벌류트와 플랜지부(66)의 표면(87) 사이의 표면 결합보다 큰 면적을 제공하도록 제1 벌류트 내로 절단된다.
중간 벌류트(86)는 제1 다수의 벌류트(80)보다 큰 지름을 갖고, 보다 자세히 설명될 탄성 디커플링 기능을 제공하기 위한 다른 구조물에 자유롭게 결합된다.
일방향 클러치 부재(76)는 반경방향 외부 표면에 접착될 수 있는 고무 마찰 강화 재료(90), 바람직하게는 서모셋 인크.(Thermoset Inc.)에서 제조된 T-701 고무계 재료로 만들어진 나선형 형태의 스프링 코일식 강철 밴드(88)를 포함한다. 도3a, 도3b 및 도4로부터 완전히 이해할 수 있는 바와 같이, 상기 일방향 클러치 부재(76)와 탄성 스프링 부재(74) 사이의 연결부(78)에서, 코일식 강철 밴드(88)는 마찰 강화 재료(90) 뒤로 연장되고, 주위가 굴곡진 연장 폭 부분(96)을 갖고, 도시된 것처럼, 탄성 스프링 부재(74)의 단부에 대해 잠금 관계를 형성한다. 상기 굴곡진 연장 폭 부분(96)은 점점 가늘어지는 지름을 갖거나 또는 테이퍼 록을 형성하기 위한 탄성 스프링 부재(74)의 수납 단부처럼, 고무 마찰 강화 재료(90)에 덜 근접한다.
도4에서 이해될 수 있듯이, 일방향 클러치 부재(76) 및 탄성 스프링 부재(74) 사이의 연결부(78)에서, 상기 일방향 클러치 부재 및 탄성 스프링 부재가 샤프트(36)의 축에 대해 축방향으로 중첩하도록 클러치 코일의 방향은 스프링 코일로부터 방향이 바뀐다. 도3a 및 도3b로부터 이해할 수 있듯이, 플라스틱 스페이서 부재(100)는 굴곡진 연장 폭 부분(96) 내의 각자의 개구를 통해 간섭을 형성하는 한 쌍의 프롱(101)에 의해 코일식 강철 밴드(88)의 굴곡진 연장 폭 부분(96)의 반경방향 외부면에 스냅-고정 연결된다. 상기 플라스틱 스페이서 부재(100)는 상기 코일식 강철 밴드(88) 및 탄성 스프링 부재(74)가 종결되는 연결 단부(78)을 향해 코일식 강철 밴드(88)의 굴곡진 연장 폭 부분(96)에 중첩 관계로 연장되는 확대된 두께부(102)를 갖는다. 확대 두께부(102)는 굴곡진 연장 폭 부분(96)의 외면과 교류 발전기 디커플러의 풀리 부재(106) 또는 교류 발전기 풀리(26)의 원통형 주연면(110) 사이에서 면접촉 상태로 개재된다. 플라스틱 스페이서 부재(100)는 확대 두께부(102)와 일체로 형성되고 고무 마찰 강화 재료(90)의 인접 단부로 연장되는 단계식 감소 두께부(103)를 갖는다. 감소 두께부(103)는 반경방향 외부면과 풀리 부재(106)의 원통형 주연면(110) 사이의 간격(G)을 갖는다. 간격(G)은 고무 마찰 강화 재료(90)의 단부와 플라스틱 스페이서 부재(100)의 확대 두께부(102) 사이에서 원주 상에서 연장된다.
탄성 스프링 부재(74)와 일방향 클러치 부재(76)는 모두 양호하게는 고장력 스프링강 부재이고 양방향으로 필요한 부하의 전달을 허용할 때 이들 2개 부재의 연결부(78)는 특히 성능면에서 이롭다. 비용과 중량의 추가가 있을 수 있지만 디커플링 특성을 추가로 이루도록 탄성 스프링 부재(74)와 일방향 클러치 부재(76) 사이의 중간 연결 부재도 본 발명에 의해 고려될 수 있다. 고가의 가공으로 용접이 가능하지만 경제적으로 실용적이지 못하므로 양호하지 않다.
굴곡진 연장 폭 부분(96)은 로킹 테이퍼와 대체로 유사한 상대 회전에 의해 강제적으로 가압 끼워맞춤된다. 연결부(78)의 강도는 탄성 스프링 부재(74)의 편평부(82)의 후방부(89)에서의 강화된 파형 형성에 의해 추가로 강화된다(도4 참조). 탄성 스프링 부재(74)의 편평부(82)는 스프링의 대향측 상에서 편평해지고 반경방향에서의 감소 직경 및 (샤프트 축에 대해) 축방향으로의 확대 직경을 갖는 스프링부를 제공한다. 부분(82)에서의 확대 직경 단면은 테이퍼진 연결부의 강도를 강화하고 결과적인 연결부는 강하고 프레팅 부식에 의한 파손에 내성을 갖는다. 연결부(78)는 2개의 요소(탄성 스프링 부재와 일방향 클러치 부재)를 부착하는 간단하고 경제적인 방법을 제공한다.
탄성 부재, 예컨대 탄성 스프링 부재(74)가 공학적이고 비용 효율적인 연결에 의해 일방향 클러치 부재(76)로부터 별도로 형성되어 일방향 클러치 부재에 연결되기 때문에, 탄성 스프링 부재와 일방향 클러치 부재용 구조 및 재료의 선택에 있어서의 융통성이 이루어질 수 있다(예컨대, 다른 재료가 일방향 클러치 부재 및 탄성 스프링 부재용으로 사용될 수 있다).
도5를 참조하면, 스테이지-인 효과를 제공하기 위해 도2의 실시예에 도시된 클러치 코일 구성과 비교하여 클러치 코일 직경이 약간 변경될 수 있음으로써, 결합의 각 거리가 거의 0도에서 45도까지 변할 수 있다는 것을 알 것이다. 이러한 특성은 낮은 토크 부하에서의 바람직하지 못한 연결 해제를 방지하는 데 매우 유용하다.
이제 도2를 다시 참조하면, 환형 나이론 드러스트 와셔(98)가 저널(63)의 원통형 외부 슬리브부(64)의 환형 에지와 일방향 클러치 부재(76)의 제1 자유 단부 코일부(92)의 에지면(93) 사이에 배치된다는 것을 알 수 있다. 일방향 클러치 부재(76)의 제1 자유 단부 코일부(92)는 풀리 부재(106)의 원통형 주연면(110)과의 표면 결합 상태로 약간 미리 부하을 가하기 위해 다른 클러치 코일보다 약간 큰 반경을 갖는다는 것을 알 것이다.
도2에 도시된 바와 같이, 디커플러의 환형 풀리 부재(106) 또는 교류 발전기 풀리(26)는 굴곡형 구동 벨트(20)의 작동 폴리-V측과 회전식으로 결합하기 위해 외부 폴리-V면(108)을 갖는다. 원통형 주연면(110)은 환형 슬리브 부싱(112)과 결합 상태로 배치되고 환형 슬리브 부싱의 내부는 원통형 외부 슬리브부(64)의 외부면(114)과 결합한다. 특히, 부싱(112)의 내부 환형면이 원통형 외부 슬리브부(64)의 외부 환형면과 미끄럼 마찰 관계로 배치되는 반면에 부싱(112)은 풀리 부재(106)의 원통형 주연면(110)과 고정 관계로 가압 끼워맞춤된다.
스냅 링 및 리테이너와 같은 다른 보유 수단이 조립체를 함께 유지하기 위해 사용될 수 있지만 볼 베어링 조립체(118)의 외부 레이스는 풀리 부재(106)의 원통형 주연면(110)에 가압 끼워맞춤된다. 볼 베어링 조립체(118)는 내부 레이스에서 허브 구조물(52) 상으로 가압 끼워맞춤된다. 이러한 끼워맞춤 구성은 조립체를 축방향 정렬 상태로 유지한다.
대체로, 풀리 부재(106)의 원통형 주연면(110)은 도시된 바와 같이 단일 직경일 것이다. 그러나, 특정 설계 요구 사항을 수용하기 위해 직경에 단이 형성될 필요가 있을 수 있다.
도3a 및 도3b를 참조하면, 풀리 부재(106)의 원통형 주연면(110)은 일방향 클러치 시스템에 대한 결합면으로서 역할하며, 특히 코일식 강철 밴드(88)에 부착된 브레이크 고무 마찰 강화 재료(90)에 의해 결합된다.
<작동>
도2를 참조하면, 일방향 클러치 부재(76)는 본질적으로 브레이크 슈우(shoe)로서 역할하는 형성 단부를 갖는 제1 자유 단부 코일부(92)로 제조된다. "구동" 방향으로, 제1 자유 단부 코일부(92) 또는 슈우는 마찰에 의해 결합된 원통형 주연면(110)에 작용하고, 따라서 연속하여 모든 나머지 클러치 코일에 전력을 전달한다.
"오버-런" 방향으로, [전기자(48)에 부착된] 클러치의 회전 속도가 풀리의 속도를 초과할 때(토크는 음에 대해 0이다), 브레이킹 효과는 더 이상 작용하지 않고 클러치는 해제된다. 나머지 힘은 일방향 클러치 부재(76), 풀리 부재(106), 볼 베어링 조립체(118) 및 부싱(112)에 대한 드래그 토크의 합이다.
굴곡형 구동 벨트(20)의 이동에 의해 풀리 부재(106) 상에 양의 토크가 작용하는 한은 스프링 및 일방향 클러치 기구(72)는 굴곡형 구동 벨트(20)에 의해 풀리 부재(106)에 전달된 이동을 허브 구조물(52)에 전달하는 역할을 한다는 것을 알 것이다. 이러한 구동 이동 동안에(도3b에서의 구동 방향 화살표 참조), 일방향 클러치 부재(76)의 예하중 제1 자유 단부 코일부(92)는 풀리 부재(106)의 원통형 주연면(110)과 실제로 즉각 마찰에 의해 결합하여 파지할 것이다. 따라서, 적어도 일방향 클러치 부재(76)의 제1 자유 단부 코일부(92)가 원통형 주연면(110)의 내경보다 다소 큰 자연스러운 외경(이완된 상태)을 갖는다는 사실로 인해 부분적으로 초기 파지 작동이 야기된다. 따라서, 제1 자유 단부 코일부(92)는 고무 마찰 강화 재료(90)의 초기부에 의해 제공된 파지 작동으로 원통형 주연면(110)과의 결합 상태로 편향된다. 파지 작동은 구동 이동의 초기 단계 동안에 원통형 주연면(110)과의 결합 상태로 반경방향 외향으로 이동되는 일방향 클러치 부재(76)의 증가부에 의해 추가로 강화된다. 파지력은 마찰 계수를 곱한 코일의 권선수의 함수이기 때문에 클러치의 파지력은 많은 코일이 원통형 주연면(110)에 결합함에 따라 증가한다. 따라서, 일방향 클러치 부재(76)는 "자체 전력 공급식"이라는 것을 알 것이다. 일방향 클러치 부재(76)에 인가된 증가하는 원심력은 일방향 클러치 부재(76)의 반경방향 확장이 강화된 원통형 주연면(110)과의 파지 결합 상태가 되게 한다는 것을 알 것이다. 고무 마찰 강화 재료(90)와 원통형 주연면(110) 사이의 마찰 계수가 양호하게는 0.25 이상이라는 것을 알 것이다. 또한, 일방향 클러치 부재(76)와 고무 마찰 강화 재료(90)에는 2 내지 3의 권선수와 도4에 도시된 바와 같이 특히 양호하게는 2 내지 1/2의 권선수가 제공되는 것이 양호하다.
이러한 구동 이동 동안에, 허브 구조물(52)의 내부 슬리브(54)와 원통형 외부 슬리브부(64) 사이에서 이격된 복수개의 중간 벌류트(86)는 허브 구조물(52) 및 허브 구조물에 고정된 교류 발전기 샤프트(36)가 피동 회전 이동 동안에 교류 발전기 풀리(26)에 대해 반대 방향으로의 즉각적인 상대 탄성 회전 이동을 할 수 있도록 한다. 또한, 엔진 출력 샤프트(14)의 회전 속도가 소정의 음의 수준, 예컨대 -5.65 N·m(-50 lbf·in) 이하에서 풀리 부재(106)와 허브 구조물(52) 사이의 토크가 설정되기에 충분한 정도로 감속될 때, 일방향 클러치 부재(76)의 코일은 원통형 주연면(110)으로부터 연결 해제되고, 허브 구조물(52)과 허브 구조물에 고정된 샤프트(36) 또는 전기자 조립체(48)가 풀리 부재(106)의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전하게 하는 슬립 작동으로 제1 자유 단부 코일부(92)의 고무 마찰 강화 재료(90)는 원통형 주연면(110)과 결합한다. 특히, 나선형 탄성 스프링 부재(74)을 통해 작용하는 토크가 0을 향해 떨어질 때, 일방향 클러치 부재 상에 작용하는 힘은 유사하게 이완된다.
토크가 0에 가까워질 때, 일방향 클러치 부재(76)와 원통형 주연면(110) 사이의 슬립을 야기하는 클러치 조립체에 전력을 공급하는 데에 있어서 초기에 클러치[제1 자유 단부 코일부(92, 브레이크 슈우)]와 결합된 상태가 불량해진다. 이러한 상태에서, 교류 발전기 전기자 또는 회전자(48)의 속도는 풀리 부재(106)의 속도보다 커지게 된다. 일방향 클러치 부재(76)와 풀리 부재(106)의 회전은 회전자(48)에 동기화될 것이다.
잔류 토크는 풀리 부재(106)가 겪게되고 굴곡형 구동 벨트(20)에 전달하는 드래그 토크 또는 최대 음의 토크이다.
드래그 토크는 원통형 주연면(110)과 클러치 고무 마찰 강화 재료(90) 사이의 마찰 계수와, 볼 베어링의 드래그, 부싱(112)과 원통형 외부 슬리브부(64) 사이의 드래그의 합이다.
이러한 인자는 다양한 범위로 설계에 의해 제어될 수 있다. 특히, 이러한 잔류 토크는 소음과 과도한 열을 생성할 수 있는 풀리 부재(106)와 전기자(48) 사이의 과도한 오버-런 속도차를 제한하기 위해 사용될 수 있다. 또한, 잔류 토크는 진동 제어 성능을 변경하는, 즉 공명 등에서의 힘을 변경하는 댐핑을 제공한다. 도6은 스프링 및 일방향 클러치 기구(72)와 병행하여 댐핑(D)이 어떻게 작동하는 가를 도시하는 개략도이다.
전술한 바와 같이, 댐핑(D)은 초기에 부싱(112)의 내부면과 원통형 외부 슬리브부(64)의 외부면 사이의 미끄럼 마찰 드래그로부터 야기된다. 그러나, 부싱(112)이 고정식으로 원통형 외부 슬리브부(64)에 가압 끼워맞춤될 수 있고 부싱(112)의 외부 원통면이 댐핑을 제공하기 위해 풀리 부재(106)의 내부면과 미끄럼 마찰 결합 상태에 있을 수 있는 다른 구성이 고려될 수 있다는 것을 알 것이다. 볼 베어링 조립체(118)도 약간의 댐핑을 제공할 수 있지만, 볼 베어링 조립체는 부싱(112)에 의해 제공된 댐핑의 일부만을 제공한다는 것을 알아야 한다.
기능과 내구성에 대해서, 클러치 및 마찰 드래그 인자는 통상적으로 기능하는 장전된 굴곡형 벨트 시스템으로 2개의 상태 하에서 오버-런만 발생하도록 변경되어야 한다는 것을 알아야 한다. 먼저, 엔진이 작동하기 시작하고 시스템이 공명 상태에 있을 때 과도한 반전 응력으로부터 탄성 스프링 부재(74)를 보호하기 위해 일방향 클러치 부재가 오버-런을 허용한다. 둘째로, 엔진이 기어 변속 또는 회전자와 풀리 사이에서 음의 토크를 발생시키는 강한 감속에 의해 강제적으로 감속될 때 클러치는 또한 오버-런을 허용한다.
도5에 도시된 일방향 클러치 부재(76)의 단계적인 설계는 크랭크 샤프트(14)가 높은 회전 속도를 갖는 정상-상태(아이들 상태) 엔진 작동 하에서, 예컨대 불완전한 디젤 엔진에서, 그리고 교류 발전기 토크 부하가 매우 낮을 때 오버-런을 방지하기 위해 사용될 수 있다는 것을 알아야 한다. 이러한 상태 하에서, 탄성 스프링 부재(74)는 거의 완전히 이완될 수 있다. 이후에, 일방향 클러치 부재(76)는 오버-런을 방지하거나 토크가 완전히 0에 도달하게 하는 낮은 비율 천이 스프링으로서 이용된다. 이러한 설계 특성은 특히 그러한 상태 하에서 내구성을 향상시킨다.
따라서, 클러치는 소정 범위 내에서 양방향에 대해 "토크-감지"하도록 구성될 수 있다.
일방향 클러치 부재(76)의 유지력 및 해제력은 원심력에 의해 영향을 받는다. 즉, 풀리 부재(106)가 벨트 부하 토크를 굴곡형 구동 벨트(20)로부터 허브 구조물(52)로 전달하기 위해 사용될 때 토크 구동 상태 동안에 원심력의 결과로서 고무 마찰 강화 재료(90)가 반경방향 외향으로 원통형 주연면(110)과의 결합 상태로 가압되기 때문에, 일방향 클러치 부재(76)의 파지 작동이 강화된다. 이러한 설계의 이점은 결합면의 구성에 의해 원심력이 가속과 고속에 대해 동력 용량을 높이고 고속으로부터의 오버-런에 대해 증가된 제동력을 제공한다는 것이다.
전술한 -5.65 N·m(-50 lbf·in)의 토크 수준은 단지 예시적인 것이고 클러치 슬립이 발생하는 음의 토크 수준은 특정 시스템의 특성에 맞추기 위해 가장 잘 선택된다는 것을 알아야 한다. 시스템은 (1) 엔진, 즉 "스포티(sporty)" 엔진인지 또는 컴퓨터 제어되는 에너지 절약형 엔진인지의 여부 및 (2) 시스템의 벨트 인장 장치(42)에 의해 유지되는 벨트 인장력의 특성에 따라 변화된다. -5.65 N·m(-50 lbf·in) 및 5.08 ㎝ 내지 1.27 ㎝(2 내지 1/2 inch) 외경의 180도 랩을 구비한 교류 발전기 풀리 부재(106)에 대한 예시적인 벨트 인장력은 311 N(70 lbf)이다.
본 발명의 구성이 양호한 드래그/구동 비율을 제공한다는 것을 알아야 한다. 즉, (오버-런 동안에 마찰 토크 저항의 양인) 드래그는 마모량이 감소되도록 비교적 낮다. 한편, 구동되는 실제로 임의의 크기의 토크에 대해 구동 방향으로 슬립이 실제로 발생하지 않는다. 양호하게는 일방향 클러치 부재(76)의 2 이상의 코일 권선수에 대해, 8:1 이상의 드래그/구동 비율이 제공된다. 가장 양호하게는, 고무 마찰 강화 재료(90)와 원통형 주연면(110) 사이에서 0.3 이상의 마찰 계수와, 적어도 2번의 일방향 클러치 부재(76)에 대한 코일 권선수와, 40:1 이상의 드래그/구동 비율이 양호하다.
도1에 도시된 바와 같이, 벨트 인장 장치(42)는 교류 발전기 디커플러 또는 교류 발전기 풀리(26)로 유도하는 벨트 경로 내에서 굴곡형 구동 벨트(20) 상에서 작동하는 것이 바람직하다. 이는 인장 장치 아이들러 풀리(44)의 능력이 구동 풀리(16)의 음으로의 토크 변화에 기인해서, 벨트 런이 인장됨에 따라 어느 정도 범위까지는 굴곡형 구동 벨트(20)와 높은 관성의 교류 발전기 디커플러 또는 교류 발전기 풀리(26) 사이의 토크의 변화를 수용하기 위해 이동하는 것을 가능하게 한다. 또한, 탄성 스프링 부재(74)의 중간 벌류트(86)의 탄성은 추가 수용을 제공하고 있다. 스프링 및 일방향 클러치 기구(72)의 탄성 성질은 특별한 구동 시스템에 이용되고 보다 특별하게는 구동 시스템의 엔진의 특별한 성질에 이용된다는 사실을 이해할 수 있을 것이다. 탄성 스프링 부재(74)의 강도는 코일을 형성하도록 사용된 강 와이어의 직경 치수에 의해 결정된다. 적절한 튜닝(tuning)은 내부에 포함된 중간 벌류트(86)의 범위 또는 권수 또는 벌류트의 함수인 스프링 비율에 의해 결정된다. 바람직하게는, 클러치 미끄러짐이 발생하는 소정의 음의 토크 수준은 교류 발전기 디커플러 또는 교류 발전기 풀리(26)에 대해서 수반되는 바람직하지 못한 소음을 갖는 벨트 미끄러짐을 방지하는 음으로의 토크 변화를 위한 최종 백업 수용부이다.
클러치 미끄러짐이 발생하는 소정의 음의 토크 수준은 이완된 다수의 제1 클러치 코일의 외경[제1 자유 단부 코일부(92)에서 시작함]과 원통형 주연면(110)의 내경 사이의 차이점을 선택함으로써 정해진다는 사실을 이해해야만 한다. 이러한 관계에 의해서 원통형 주연면(110)의 직경은 단부 클러치 코일의 외경보다 작아서 그 결과 단부 클러치 코일[특히 제1 자유 단부 코일부(92)]은 조립하는 동안 응력을 받게 된다. 직경의 차이가 증가됨에 따라, 소정의 음의 토크 수준은 음의 센스로 증가된다. 양호하게는, 소정의 음의 수준이 선택되어서, 벨트-풀리 미끄러짐을 방지하는 동안 클러치 미끄러짐은 최소화된다.
도7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 교류 발전기 풀리(226)가 도시되고 있다. 교류 발전기 디커플러 또는 교류 발전기 풀리(226)는 도1의 엔진(10) 및 구동 시스템(18)과 결합하여 작동하고 도1의 교류 발전기 풀리(26)를 간단하게 대체한다. 도7에 도시된 실시예는 전술한 실시예와 대체로 동일한 방식으로 작동하고 유사한 부분들을 구비하고 있다. 예를 들어, 교류 발전기 풀리(226)는 풀리 부재(206), 허브 구조물(252), 슬리브부(264)를 구비한 저널(263), 벨트 베어링 조립체(218), 탄성 스프링 부재(274) 형태의 탄성 부재, 강 코일(288)과 고무 마찰 강화 재료(290)를 구비한 일방향 클러치 부재(276)를 포함하고 있다. 일방향 클러치 부재(276)는 크림핑된 연결부(278)에 있는 탄성 스프링 부재(274)에 연결되어 있다. 또한 클러치의 제1 자유 단부 코일부(292)를 지지하고 제1 자유 단부 코일부(292)에 축방향 외향으로 힘을 가하려고 하는 축방향 측면 부하의 힘에 대항하여 정위치에 클러치 단부 부분을 유지시키는 역할을 하는 환형 트러스트 워셔(291)가 포함된다. 도2에 도시된 실시예와 도7의 실시예 사이의 중요한 차이는 디커플러 볼 베어링 조립체(도2의 참조 부호 118과 도7의 참조 부호 218)와 부싱/원통형 외부 슬리브부(도2의 112, 64, 그리고 도7의 212, 264)의 위치이다. 특히, 도2의 실시예에 있어서, 볼 베어링 조립체(118)는 교류 발전기 전기자(48)로부터 이격된 상태로, 교류 발전기 풀리(26)의 전방 단부를 향하여 위치되는 반면, 부싱(112)과 원통형 외부 슬리브부(64)는 교류 발전기 전기자(48)에 인접해 있는 교류 발전기 풀리(26)의 후방 단부를 향하여 위치되고 있다. 도2의 실시예에 있어서, 부싱(112)과 원통형 외부 슬리브부(64)는 굴곡형 구동 벨트(20)에 의해 교류 발전기 샤프트(36)에 가해지는 대부분의 휨 모멘트를 수용하고 있다. 이러한 형상에 있어서, 볼 베어링 조립체(118)에 의해 전달되는 부하의 양과 비교하여 보면 보다 많은 벨트 부하는 부싱(112)과 원통형 외부 슬리브부(64)에 의해 전달되고 있다. 이러한 형상은 보다 높은 댐핑이 요구되는 경우에 가장 적합하다.
도7의 실시예에 있어서, 볼 베어링 조립체(218)는 풀리의 전방 단부에 배치된 부싱(212)과 슬리브부(264)보다는 교류 전기자에 더욱 인접해 있는 교류 발전기 풀리(226)의 후방 단부를 향하여 위치되고 있다. 이러한 배치에 있어서, 볼 베어링 조립체(218)는 대부분의 교류 발전기 샤프트(36)의 휨 모멘트를 전달하고, 특히 비틀리고 보다 거친 적용예에 유용하고 보다 적은 댐핑이 요구되고 있다.
본 발명에 따르면, 탄성 스프링 부재(74 또는 274)와 일방향 클러치 부재(76 또는 276)의 통상 나선형 코일의 형상은 모두 합쳐서 탄성 스프링 부재(74, 274) 뿐만 아니라 일방향 클러치 부재(76, 276) 모두를 위한 상호 보호를 제공하는 스프링 및 일방향 클러치 기구가 된다. 특히, 이전의 설계들과 비교해 보면 일방향 클러치 부재(76, 276)는 파지 작동을 향상시켜왔기 때문에, 코일 스프링 및 일방향 클러치 기구가 굴곡형 구동 벨트(20)에 의해 풀리 부재(106, 206)에 전달된 이동을 허브 구조물(52, 252)에 전달하는 역할을 하는 구동 상태 동안 랩 스프링 클러치는 효율적이고 신속하게 내부 슬리브를 파지한다. 일방향 클러치 부재(76, 276)의 향상된 파지 작동은 구동 상태에서 미끄러지지 않도록 해주기 때문에, 미국 특허 제5,156,573호에 개시된 바와 같이, 스프링강이 클러치를 위해 사용되는 배치에 있어 존재할 수 있는 마모를 경감시킨다. 게다가, 탄성 스프링 부재(74, 274)와 일방향 클러치 부재(76, 276)의 형상은 역 인장으로부터 탄성 스프링 부재(74, 274)를 보호함으로써 오버-런 상황 동안 탄성 스프링 부재(74, 274)를 위한 보호를 제공하는 일방향 클러치 부재(76, 276)가 또한 된다. 한편, 탄성 스프링 부재(74, 274)는 랩 스프링 클러치 상의 응력을 경감시키도록 구동 상황 또는 반전 동안 자체-진동을 받음으로써 일방향 클러치 부재(76, 276)를 보호하게 된다.
양호하게는, 탄성 스프링 부재(74, 274)는 상대적으로 "연성의" 스프링이고, 이는 일방향 클러치 부재(76, 276)가 시스템을 정지하는 동안 스프링을 보호하도록 해제하기 때문에 사용되어질 수 있다. 보다 소프트한 스프링이 사용되기 때문에, 구동 주파수는 양호하게는 아이들 주파수의 75% 미만으로 감소될 수 있다. 예를 들어, 아이들 주파수는 30 Hz로 발진하는 경우, 구동 주파수는 15Hz 정도로 발진할 수 있고, 이는 아이들 주파수의 50%이다. 구동 주파수는 양호하게는 아이들 주파수의 50% 내지 75% 사이이다. 이러한 배치에 있어서, 스프링 공명은 낮은 속도이고, 단지 정지 그리고/및 정지 동안만 발생한다. 클러치는 공명 동안 스프링을 보호하도록 작동한다.
스프링 및 일방향 클러치 기구(72, 272)와 관련되고, 휴지기 동안의 작동, 가속 동안의 작동, 일정 속도 동안의 작동, 감속 동안의 작동을 포함하는 4가지 주요 작동들이 있다. 이는 도2에 도시된 제1 실시예를 참조하여 설명될 것이다. 그러나, 작동의 다른 원리들은 도7의 실시예에서와 같은 다른 실시예에 똑같이 적용된다는 사실을 이해해야 할 것이다.
<휴지기 동안의 작동>
휴지기에, 탄성 스프링 부재(74)는 응력과 토크가 0인 상태에 있다. 엔진이 휴지기에 있는 경우 또한 휴지기에 있는 교류 발전기 풀리(26)를 통해 주어지는 어떠한 응력도 존재하지 않는다. 일방향 클러치 부재(76)는 재료의 성질과 구조에 기인해서 약간은 반경방향 외향으로 예비 부하가 걸려서 원통형 주연면(110)과 결합한 상태로 남게 되지만, 이 때 어떠한 운동 마찰 표면도 존재하지 않는다.
<가속 동안의 작동>
교류 발전기 풀리(26)가 구동 벨트 힘의 적용에 의해 회전되는 경우, 일방향 클러치 부재(76)는 제1 자유 단부 코일부(92)에서 고무 마찰 강화 재료(90)의 표면 접촉을 통해 생성된 마찰에 의해 제1 자유 단부 코일부(92)에 신속히 결합한다. 스파이럴의 기하학적 형상은 양호하게는 탄성 스프링 부재(74)의 형태의 탄력 또는 탄성 부재로 또는 이를 통해 토크 전달을 촉진하는 유지력을 배가시킨다. 가해진 부하가 증가함에 따라, 탄성 스프링 부재(74)는 평형에 도달할 때까지 대응하는 양에 의해 편향된다. 파지 능력이 원통형 주연면(110)과 접촉하는 클러치의 권수 및 고무 마찰 강화 재료(90)와 원통형 주연면(110) 사이의 마찰 계수의 함수이기 때문에 원심력은 일방향 클러치 부재(76)의 유지 능력을 향상시킨다. 허브 구조물(52)의 내부를 향한 탄성 스프링 부재(74)의 팽창은 가속이 계속해서 발생함에 따라 파지 작동을 강화시키는 힘을 생성한다.
구동 풀리(16)가 계속해서 가속하게 된다면, 비틀림 변동이 최소가 되는 동안 토크 부하는 대체로 증가하게 된다. 일방향 클러치 부재(76)는 동적 편형을 유지하도록 작동하는 동안 탄성 스프링 부재(74)를 추가로 한 방향으로 편향하도록 만드는 부하를 탄성 스프링 부재(74)에 전달하게 된다.
플라스틱 스페이서 부재(100)의 합체는 탄성 스프링 부재(74)의 정렬을 제어하고 가능한 최종 편향량을 제한하게 된다. 보다 중요하게는, 플라스틱 스페이서 부재(100)는 구동 상황에 있는 고무 마찰 강화 재료(90)에 의해 가해진 접선 방향의 힘에 의해 영향을 받는 스프링에 의해 가해진 팁핑 력에 대항함으로써 축방향으로 탄성 스프링 부재(74)의 균형을 맞추게 된다. 구동 상황에 있는 플라스틱 스페이서 부재(100)와 풀리 부재(106) 사이에 어떠한 상대 운동도 존재하지 않기 때문에, 예를 들어 플라스틱 부품이 스프링의 내부 상에 위치되는 다른 배치와 비교해 보면 상대적으로 표면상의 마모가 거의 없게 된다.
플라스틱 스페이서 부재(100)의 두꺼운 부분(102)과 고무 마찰 강화 재료(90) 사이에 갭(G; 도3에 도시됨)을 제공함으로써, 플라스틱 스페이서 부재(100)는 고무 마찰 강화 재료[90; 자유 단부(90)에 대향함]의 마지막 클러치 코일(117)이 구동 방향으로 풀리 부재(106)의 원통형 주연면(110)과 결합한 상태로 반경방향 외향으로 구동되는 것을 허용한다. 갭(G)을 형성하지 않는다면, 탄성 스프링 부재(74)를 구동시키는 경우 플라스틱 스페이서 부재(100)는 다른 방법으로 대부분의 마지막 클러치 코일(117)이 원통형 주연면(110)과 결합이 해제된 상태로 남아있게 만들고 클러치의 이 부분(174)은 상당한 휨과 취약성에 영향을 받는다.
<일정 속도 동안의 작동>
비틀림 진동에 기인한 변동을 갖는 정상 상태의 공칭 속력하에서, 탄성 스프링 부재(74)는 토크가 변동함에 따라 편향될 것이다. 이는 스프링의 작동 범위의 양의 응력 구역에서 항상 발생한다. 이러한 망 효과는 장치의 입력과 출력 요소 사이의 대부분의 토크 전달을 분리시키려는 것이다. 흡수된 에너지는 열의 형태로 사라지게 된다. 일정 속도로 작동하는 동안, 일방향 클러치 부재(76)는 풀리 부재(106)에 고정된 상태로 남게 된다. 이러한 모드 동안, 일방향 클러치 부재(76)는 피동 교류 발전기 축 풀리 부재(106)과 동일한 속도로 회전하게 된다.
<감속 중의 작동>
감속 또는 엔진 정지와 같은 굴곡형 구동 벨트(20)의 감속이 발생하는 경우, 교류 발전기의 관성은 속도를 변화시키는 것에 저항하게 된다. 이 교류 발전기 전기자의 질량은 속도 변화에 저항하고 벨트 시스템에 큰 응력을 가하게 된다. 교류 발전기 풀리(26)의 회전 속도가 피동 회전자 또는 전기자의 질량(상대적인 음의 토크)의 회전 속력 이하로 감소함에 따라, 탄성 스프링 부재(74)는 무부하 상태로 복귀하게 되고 계속해서 음의 방향으로 구동된다. 이 때, 클러치 작동을 위한 상황은 바람직하지 못하게 되고 토크 전달 능력은 최소화된다. 전기자는 지금 입력과 출력 축 사이의 상대 속도가 양이 될 때까지 제1 자유 단부 코일부(92)에서 약간의 마찰적 견인 상태에서 오버-런 하도록 자유롭다. 일방향 클러치 부재(76)가 토크를 전달할 수 없게 됨에 따라, 탄성 스프링 부재(74)는 대체로 응력이 없는 상태로 남게 된다.
본 발명은 구동 밸트가 감속하는 상황하에서 시스템으로부터 관성을 일시적으로 제거하기 때문에, 시스템 내구성은 향상되고 전체 연료 효율에 있어서의 작은 향상이 달성될 수도 있다. 속력 변화와 엔진 정지 동안 관성의 오버-런을 허용하고 과도한 비틀림 진동을 제어함으로써, 본 발명에서 실시되는 스프링 및 일방향 클러치 기구는 향상된 시스템 내구성과 연료 절감을 제공하게 된다.
후속의 실시예의 각각은 교류 발전기 풀리 부재와 장착 허브 사이에 회전을 전달하도록 연속적으로 연결된 분리된 탄성 스프링 부재와 일방향 클러치 부재를 제공하는 다른 교류 발전기 디커플러를 도시하고 있다. 각각의 예들에 있어서, 이들 교류 발전기 디커플러들 또는 풀리 조립체들은 도1에 도시된 교류 발전기 풀리(26) 대신에 도1의 교류 발전기 샤프트(36) 상에 위치될 수 있다.
도8a는 본 발명의 원리에 따른 교류 발전기 디커플러 풀리 조립체의 제3 실시예의 횡단면도이다. 도8a에서, 교류 발전기 디커플러 조립체는 통상 참조 부호 300으로 표시되어 있다. 디커플러 조립체(300)는 슬리브 부재(302)와 전체 디커플러 조립체(300)가 교류 발전기 구동 축의 단부 상에 체결되는 것을 가능하게 하는 내부 나사(304)를 구비한 슬리브 부재(302)를 구비하고 있다. 이 슬리브 부재(302)는 교류 발전기 축과 함께 회전하기 위해 고정되어 있다.
폴리-V 벨트 풀리 부재(306)는 슬리브 부재(302) 위에 장착된다. 이 풀리 부재(306)는 홈과 폴리-V 벨트의 리브와 결합하도록 배치되고 구성된 다수의 다른 리브와 홈(308)을 구비하고 있다. 양호한 실시예에 있어서, 6개의 홈은 벨트의 6개의 리브와 결합하기 위해 제공되고 있다. 6개의 리브와 홈의 경우에, 양호한 벨트 폭은 약 25mm이다. 다른 양호한 실시예에 있어서, 벨트는 5, 7 또는 8개의 리브를 구비하므로 풀리 부재(306)는 이에 대응하는 개수의 홈을 구비하고 있다.
리브 및 홈(308)은 풀리 부재(306)의 상대적으로 좁아진 직경부(310) 상에 제공된다. 풀리 부재(306)의 말단부 또는 전방 단부(즉, 교류 발전기 또는 엔진 블록으로부터 가장 먼 풀리 부재의 단부)는 원통형 벽을 형성하는 확대 직경부(312)를 갖는다. 반경방향 외부로 연장되는 벽 부분(314)은 확대 직경부(312)를 좁아진 직경부(310)와 연결시킨다.
베어링 부재(316)는 슬리브 부재(302)의 외부 원통형면(318)과 풀리 부재(306)의 좁아진 직경부(310)의 원통형 내부면(320) 사이에 배치된다. 적절한 오버러닝 상태 중에, 베어링 부재(316)는 풀리 부재(306)와 슬리브 부재(302) 사이의 상대적인 회전을 허용한다.
베어링 부재(316)는 제1 실시예에 도시된 부싱(112)과 유사하게, 단순히 부싱일 수 있다. 베어링 부재(316)이 부싱의 형상일 때, 분말 금속 또는 대부분의 적용예에 대해 양호한 중합체 물질이 이용될 수 있는 것이 고려된다. 더 높은 정도 또는 주파수의 오버러닝이 기대되는 적용예에서, 분말 금속은 풀리의 고속 스피닝에 대해 더 양호한 특질 및 특성을 나타내며 동시에 풀리의 작은 진동에 대해 적절한 적응성을 나타내기 때문에 양호할 수 있다. 분말은 그의 성분 내에 자연적으로 윤활되는 베어링 부재를 제공하는 오일 또는 윤활 요소를 포함하므로, 고속 스피닝에 대해 우수한 특질을 나타낸다.
중합체 부싱은 긴 기간의 진동에 대해 내마모성이므로, 보편적으로 양호하다.
베어링 부재(316)가 니들 베어링의 형상일 수 있는 것도 고려된다. 내부 및 외부 레이스를 갖는 종래의 니들 베어링이 이용될 수 있다. 슬리브 부재(302)는 외부 원통형면(318) 상에 가공되거나 형성된 내부 레이스를 가질 수 있어서, 니들 베어링은 단지 니들 부재 및 슬리브 부재(302) 위로 끼워 맞춰진 외부 레이스만을 포함할 수도 있다.
도8a에 도시된 실시예에서, 확대 직경부(312)는 디스크 부재의 외부 외주부에서 확대 직경부(312)의 에지에 고정된 환형 디스크 부재(321)에 의해 확대 직경부의 전방 단부에서 종료된다. 디스크 부재(321)는 스프링 및 일방향 클러치 기구(322)를 위한 하우징을 형성하도록 확대 직경부(312)와 협동한다.
이러한 실시예에서, 스프링 및 일방향 클러치 기구(322)는 압축형 고무 스프링 구조물(324)의 형상인 탄성 부재를 포함한다. 도8b에서 알 수 있는 바와 같이, 고무 스프링 구조물(324)은 다수의 반경방향으로 연장된 스포크형 스프링 부재(326)를 포함한다. 스포크형 스프링 부재(326)는 허브 구조물(328) 상에 고정 장착된다. 강철과 같은 금속 재료로 만들어지고 내부면을 갖는 허브 구조물(328)은 금속 슬리브 부재(302)의 외부에 확실하게 고정된다. 허브 구조물(328)은 끼워 맞춰지거나 용접되는 것과 같은 종래의 방식으로 슬리브 부재(302)에 연결될 수 있다.
허브 구조물(328)은 원통형 단면부(330)와, 정사각형 외주부 단면 형상을 제공하도록 결합된 다수의 일체로 형성된 장착부(332)를 갖는다. 정사각형 단면 형상을 형성하는 평탄 외주면(333)은 스포크형 스프링 부재(326)의 반경방향 내부를 위한 장착면으로 사용된다. 스포크형 스프링 부재(326)는 가황처리되는(vulcanized) 것과 같은 종래의 방식으로 장착부(332)의 평탄 외주면(333)에 고정될 수 있다. 풀리 부재가 연결된 벨트에 의해 (도8b에 도시된 화살표의) 구동 방향으로 회전되면, 탄성 스프링 부재는 허브 구조물(328)의 평탄 외주면(333) 상으로 내부로 압축되어 허브 구조물을 회전시키고, 이는 결국 슬리브 부재(302) 및 교류 발전기 샤프트를 이동시킨다.
스포크형 스프링 부재(326)의 반경방향 외부면 또는 외주면은 강철 또는 알루미늄과 같은 금속 재료로 만들어진 환형 캐리어 판(334)에 가황처리되거나 고정된다. 일방향 클러치 부재(336)는 캐리어 판(334)과 확대 직경부(312)의 원통형 내부면 사이에 장착된다. 양호하게는, 일방향 클러치 부재(336)는 본원에서 전체적으로 참조된 미국 특허 출원 제08/817,799호에 개시된 유형이다. 또한, 본 발명에 따른 캐리어 판(334)은 양호하게는 상기 특허 출원 제08/817,799호에 개시된 캐리어 판의 주연면을 포함하는 밴드와 유사한 환형 밴드를 포함한다.
도19 내지 도21을 참조하면, 일방향 클러치 부재(336)는 두 개의 평행 밴드 영역(344, 346)들에 결합된 단일 밴드부(342)를 포함한다. 밴드 영역(344, 346)들은 밴드 영역(344, 346)들을 안정화하기 위해 브리지(348)에 의해 상호 결합된다. 밴드 영역(344, 346)들은 또한 캐리어 판(334)의 주연부 외부면 상에서 밴드를 중심 조정하기 위해 탭(350)을 갖는다.
상기 특허 출원 제08/817,799호에서 알 수 있는 바와 같이, 캐리어 판(334)의 주연부 외부면은 단일 밴드부(342)의 단부에 배치되며 반경방향 내부로 연장되는 단부 탭(352)을 수납하기 위한 주연 슬롯을 갖는다. 밴드(342)는 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 브리지(348)를 중첩한다.
본 발명에서, 일방향 클러치 부재(336)가 처음 두 실시예에서와 같이, 스프링강으로부터 만들어지고, 마찰 재료로부터의 외부 마찰 재료면(357)을 갖는 것이 양호하다. 이러한 방식으로, 단일 밴드부(342)의 자유 단부(360)는 확대 직경부(312)의 내부 원통형면과의 마찰 결합을 위해 반경방향 외부로 편향된 방향으로 예비 장착된다. 풀리 부재(306)가 벨트에 의해 회전될 때, 풀리 부재(306)는 도19의 화살표에 의해 지시된 구동 방향으로 회전된다. 이러한 방향으로의 풀리 부재(306)의 회전은 확대 직경부(312)의 원통형 내부면을 일방향 클러치 부재(336)의 자유 단부(360)와 즉시 마찰 결합시킨다. 그 다음 일방향 클러치 부재(336)는 평행 밴드 영역(344, 346)을 포함한 전체 외부 마찰 재료면(357)이 마찰 결합될 때까지 클러치 조립체의 증가부가 확대 직경부(312)의 원통형 내부면과 마찰 결합하면서, "자체 확대된다". 밴드 영역(344, 346)들은 리벳(355)을 이용함으로써 캐리어 판(334)의 주연부 외부면에 연결된다. 너트 및 볼트와 같은 다른 적합한 패스너 또한 이용될 수 있다.
다른 실시예에서 그리고 상기 특허 출원 제08/817,799호에 개시된 바와 같이, 일방향 클러치 부재(336)는 자유 단부(360)가 마찰 결합으로 예비 장착되기 위해 반경방향 외부로 편향된 스프링 재료를 포함할 필요가 없다. 더욱이, (코일 스프링과 같은) 스프링은 확대 직경부(312)의 내부면에 대해 예비 장착된 상태로 자유 단부를 편향하기 위해 (예를 들어, 자유 단부와 캐리어 판 사이의 자유 단부(360)와 연결될 수 있다. 클러치 조립체를 예비 장착된 스프링과 편향함으로써, 이전의 실시예와 같이, 밴드 영역(342, 344, 346)들은 확대 직경부(312)의 내부면에 대해 하나의 방향으로 이동될 때는 미끄러질 것이고, 반대 방향으로 미끄러질 때는 이 면과 마찰 결합할 것이다. 이러한 방식으로, 일방향 클러치 부재는 벨트 구동 상태 중에 풀리 부재(306)로부터 교류 발전기까지 토크를 전달할 것이지만, 오버런 방향 중에는 풀리에 대해 미끄러질 것이다.
본 발명에 따른 교류 발전기 디커플러의 제4 실시예가 도9a에 도시되어 있다. 도8a 및 도8b에서와 동일한 부품은 동일한 참조 부호로 표시되어 있다. 도8a와 비교했을 때 도9a에 도시된 배열의 주된 차이점은 압축형 고무 스프링 구조물(324) 대신에 전단형(shear type) 고무 스프링 부재(370)를 이용하는 것이다. 전단형 고무 스프링 부재(370)는 환형 슬리브 부재(372)의 외부 외주부에 가황처리되거나 고정된 반경방향 내부 환형면(374)을 가지며, 이는 결국 슬리브 부재(302)의 외부 원통형면에 고정된다.
전단형 고무 스프링 부재(370)의 외주면(376)은 도8a 및 도8b와 관련된 실시예에서 설명된 캐리어 판과 동일한 캐리어 판(334)에 가황처리되거나 고정된다.
정지 상태에서, 전단형 고무 스프링 부재(370)는 내부 슬리브 부재(372)와 외부 캐리어 판(334) 사이에서 압축된다.
전술된 일방향 클러치 부재(336)는 캐리어 판(334)에 고정되고 확대 직경부(312)의 내부 원통형면과의 마찰 결합을 확립하도록 구성되고 배열된다. 풀리 부재(306)의 구동 회전은 일방향 클러치 부재(336) 및 전단형 고무 스프링 부재(370)를 통해서 슬리브 부재(302)를 거쳐 교류 발전기 샤프트로 전달된다.
본 발명의 원리에 따른 제5 실시예가 도10a 및 도10b에 도시되어 있다. 도10a 및 도10b에서, 다수의 압축 블록형 고무 스프링(386, 388)은 일방향 클러치 부재(336)를 내부 슬리브 부재(302)와 그리고 교류 발전기 샤프트와 연결시킨다. 이러한 실시예에서, 캐리어 판(378)은 도8a, 도8b, 도9a 및 도9b에 도시된 캐리어 판 실시예와 비교해서 변경되었다. 특히, 캐리어 판(378)은 캐리어 판 외주부의 반경방향 내부면으로부터 일정하게 이격된 주연부 위치로부터 다수의 반경방향 내부로 연장되는 돌출부(380)를 포함하거나 일체화시킨다. 캐리어 판(378) 및 이의 돌출부(380)는 양호하게는 일체형 구조물로서 강철로 만들어진다.
환형 허브 부재(382)는 슬리브 부재(302) 상에 고정 장착된다. 다수의 반경방향 외부로 연장되는 돌출부(384)는 허브 부재(382)의 외부면 상에 일정하게 이격된 주연부 위치로부터 연장된다. 양호하게는, 돌출부(384)는 강철로부터 만들어지고 분리되어 제공되더라도 허브 부재(382)와 일체로 형성되고 허브 부재(382)에 고정된다.
캐리어 판(378)으로부터 연장되는 돌출부(380)와 허브 부재(382)로부터 연장되는 돌출부(384)는 주연 방향으로 교대로 배열된다. 다수의 압축 블록형 커플링 구동 스프링(386)은 돌출부(380)와 돌출부(384) 사이에 제공되고, 도10b에서 보았을 때 돌출부(380)로부터 돌출부(384)까지 시계 방향으로 이동한다. 도10b에서, 풀리 부재(306) 및 이의 확대 직경부(312)는 벨트에 의해 시계 방향으로 구동된다. 일방향 클러치 부재(336)는 확대 직경부(312)로부터 캐리어 판 및 이의 돌출부(380)까지 회전을 전달한다. 시계방향 회전 이동은 구동 스프링(386)을 통해 허브 부재(382)로부터 연장되는 돌출부(384)로 전달된다. 따라서, 풀리 부재(306)의 시계방향 회전이 슬리브 부재(302) 및 이에 고정된 교류 발전기 샤프트로 전달되는 것을 알 수 있다. 도시된 상태에서, 구동 스프링(386)은 돌출부(380, 384)들 사이에서 압축 상태로 있다.
돌출부(384)로부터 돌출부(384)까지 시계 방향으로 연장될 때, 다수의 오버런 압축 스프링 부재(388)가 도시되어 있다. 이러한 스프링 부재(388)는 도10b에 이완된 상태로 도시되어 있지만, 교류 발전기 샤프트가 풀리 부재(306)보다 더 빠르게 회전하고 클러치가 확대 직경부(312)에 대해 미끄러질 때의 오버런 상태 중에는 주연 방향으로 압축된다.
스프링 부재(386, 388)들은 이들의 대향 측부 상의 돌출부(380, 384)들에 고정될 필요는 없다.
본 발명의 원리에 따른 제6 실시예가 도11a 및 도11b에 도시되어 있다.
도11a 및 도11b에 도시된 실시예는 비틀림 평탄 와이어 스프링(390)이 고무 스프링 대신에 이용되었다는 점에서 도8a, 도8b, 도9a 및 도9b에 도시된 실시예와 다르다. 비틀림 평탄 와이어 스프링(390)은 환형 허브(392) 주위에 나선형으로 권취되어 있다. 비틀림 평탄 와이어 스프링(390)의 반경방향 내부 단부(394)는 종래의 방식으로 허브(392)에 고정된다. 허브(392)는 슬리브 부재(302)에 고정되는 반경방향 내부 원통형면을 갖는다.
비틀림 평탄 와이어 스프링(390)의 반경방향 외부 단부(396)는 도8a 내지 도9b와 관련해서 전술된 캐리어 판(334)에 고정된다. 단부(396)는 리벳 또는 용접 등에 의해 캐리어 판(334)에 고정될 수 있다. 캐리어 판(334) 및 일방향 클러치 부재(336)는 전술한 바와 같은 기능을 한다.
본 발명의 원리에 따른 제7 실시예가 도12a 및 도12b에 도시되어 있다. 이 실시예는 단일 비틀림 평탄 와이어 스프링(390) 대신에 이중 비틀림 평탄 와이어 스프링 조립체(400)가 이용된 것을 제외하고는 도11a 및 도11b와 대체로 유사하다. 중심 허브(402)는 도11a 및 도11b와 관련해서 전술된 바와 같이 슬리브 부재(302) 주위에 고정된다. 그러나, 이러한 실시예에서, 스프링 조립체(400)는 나선형으로 권취된 제1 평탄 와이어 스프링 부재(404)와 나선형으로 권취된 제2 평탄 와이어 스프링 부재(406)를 포함한다. 나선형으로 권취된 제1 평탄 와이어 스프링 부재(404)는 허브 부재(402)에 고정되는 반경방향 내부 단부(408)를 가지고, 제2 스프링 부재(406)는 허브 부재(402)에 고정되는 반경방향 내부 단부(410)를 가진다. 고정된 단부(408, 410)는 도시된 바와 같이 주연 방향으로 대략 180˚ 상호 이격된 위치에서 연결된다.
나선형으로 권취된 제1 평탄 와이어 스프링 부재(404)의 반경방향 외부 단부(412)는 (예컨대, 리벳 작업에 의해) 캐리어 판(334)의 반경방향 내부면에 고정된다. 유사하게는, 나선형으로 권취된 제2 평탄 와이어 스프링 부재(406)의 반경방향 외부 단부(414)는 임의의 종래 방식으로 캐리어 판(304)의 반경방향 내부면에 고정된다. 각각의 나선형으로 권취된 평탄 와이어 스프링 부재(404, 406)에 연결된 단부(412, 414)들은 주연 방향으로 대략 180˚ 상호 이격된 위치에서 캐리어 판(334)의 반경방향 내부면과 연결된다.
도12a 및 도12b의 실시예에 대한 장점은 2개의 대향된 나선형으로 권취된 평탄 와이어 스프링 부재(404, 406)가 모든 단일 금속 스프링 설계의 고유의 불균형을 제거하도록 하는 자체 평형 효과(self-balancing effect)를 제공한다는 것이다.
도13a 및 도13b에는 본 발명에 원리에 의한 제8 실시예가 도시된다. 이러한 실시예는 비틀림 평탄 와이어 스프링(390) 대신 원형의 단면 형상을 갖는 비틀림 와이어 스프링이 사용된다는 것을 제외하고 도11a 및 도11b에 도시된 실시예와 거의 유사하다. 와이어 스프링(418)은 중심 허브(422)에 고정되는 반경방향 내부 단부(420)를 가진다. 또한, 중심 허브(422)는 중심 슬리브 부재(302)에 대해 고정된다.
도13a 및 도13b에 도시되는 실시예는 탄성 스프링(418)의 반경방향 외부 단부(423)가 제1 실시예에서 기술된 연결부(78)와 유사한 클림핑된 연결부(424)에 의해 캐리어 판(334)에 고정된다는 점에서 또한 차이가 난다. 이러한 외부 단부(423)를 캐리어 판(334)에 용접하는 것이 가능하지만, 연결부(78)로 발생하는 유사한 효용을 가지는 크림핑된 연결부(424)를 이용하는 것이 바람직하다. 또한, 도4로부터 알 수 있는 바와 같이 외부 단부(423)는 평탄부(82)가 제공되고 캐리어 판은 개량된 클림핑부(89)를 가지는 것이 바람직하다.
도8 내지 도13에서 도시된 실시예는 확대 직경부(312)가 벨트 결합부의 직경 또는 풀리 부재(306)의 협소 직경부(310)에 대해 일방향 클러치 부재(336)를 위한 보다 큰 직경을 사용할 수 있게 하므로 유리하다. 일방향 클러치 부재(336)는 보다 큰 직경이 제공되므로, 보다 작은 반경의 클러치에 필요한 코일량 또는 코일 회전수에 비해 동일한 교류 발전기 샤프트 토크를 구동시키기 위해 확대 직경부(312)의 내부 표면에 마찰 결합 및 파지하는 데에 클러치의 보다 적은 코일 및 랩이 필요하다. 클러치에 보다 적은 코일량 또는 코일 회전수가 요구될 때 조립체의 제조가 보다 용이해진다.
도14에는 본 발명의 원리에 의한 제9 실시예가 도시된다. 도14에 있어서, 교류 발전기 디커플러(430)는 폴리 V-벨트의 리브를 수용하기 위한 복수의 홈(434)을 가지는 풀리 부재(432)를 구비한다.
디커플러(430)는 저널 부재(436)와, 교류 발전기 샤프트 단부의 디커플러를 장착하기 위한 장착 슬리브 부재(438)를 더 구비한다. 저널 부재(436)는 장착 슬리브 부재(438)에 대해 동심으로 배치되는 원통형 슬리브부(440)를 가진다. 슬리브부(440)는 원통형의 내부면(442)을 가지고, 장착 슬리브 부재(438)는 원통형의 외부면(444)을 가진다. 니들 베어링 조립체(446)는 저널 부재(436)의 내부면(442)과 장착 슬리브 부재(438)의 외부면(444) 사이에 배치된다. 니들 베어링 조립체(446)는 장착 슬리브 부재(438)에 대한 회전을 위한 저널 부재(436)를 장착한다.
또한, 저널 부재(436)는 슬리브부(440)의 (엔진 블록 및 교류 발전기로부터 이격된) 전방 단부로부터 반경방향 외측으로 연장하는 반경방향 연장 벽부(448)를 구비한다. 저널 부재(436)는 교류 발전기 샤프트가 연장하는 엔진 블록을 향해 벽부(448)로부터 축방향으로 연장하는 원통형의 플랜지부(450)를 더 구비한다. 플랜지부(450)는 원통형 슬리브부(440)에 대해 통상 동심으로 배치된다.
플랜지부(452)는 도시된 바와 같이 전방 단부에 플랜지부(452)를 가진다. 플랜지부(452)의 외부 원통형 표면은 견고한 연결부를 형성하도록 저널의 플랜지부(450)의 원통형 내부면과 마찰 결합한다. 간단한 마찰식 또는 압력 끼워 맞춤 연결의 대안으로서, 풀리 부재(432)의 플랜지부(452)는 용접과 같은 다른 방법으로 저널 부재(436)의 플랜지부(450)에 고정될 수 있다.
나일론 링 밀봉과 같은 적절한 밀봉 부재(454)는 니들 베어링(446)으로부터 디커플러(430)의 전방 단부를 향해 다소 이격된 위치에서 저널 부재(436)의 슬리브부(440)와 장착 슬리브 부재(438)의 외부면(444) 사이에 제공된다. 밀봉 부재(454)는 표면(442, 444)들 사이에 저마찰 밀봉을 제공하고 니들 베어링(446)에 영향을 주는 이물질을 방지한다. 유사 밀봉부(456)는 풀리 부재(432)의 반경방향 내부 돌출 벽(458)과 장착 슬리브 부재(438)의 반경방향 외부 돌출 벽(460) 사이에 배치된다.
스프링 및 일방향 클러치 기구는 참조 부호 462로 통상 표시한다. 스프링 및 일방향 클러치 기구(462)는 탄성 스프링 부재(464)의 형태의 탄성 부재를 구비하고, 벌류트는 원형의 단면 형상을 가진다. 스프링 및 일방향 클러치 기구(462)는 제1 실시예의 일방향 클러치 부재(76)와 유사한 재료 구성의 일방향 클러치 부재(466)를 더 구비한다. 특히, 일방향 클러치 부재(466)가 스프링 재료 및 반경방향 외부 표면에 부착된 마찰 재료로 형성된 강철 밴드를 구비하는 것이 바람직하다. 일방향 클러치 부재(466)의 마찰 재료는 풀리 부재(432)의 원통형의 내부 표면(468)을 마찰 결합시키도록 구성 및 정렬된다.
탄성 스프링 부재(464)는 환형의 연결부(470)에서 일방향 클러치 부재(466)와 연결된다. 특히, 일방향 클러치 부재(466)는 일방향 클러치 부재(466)의 축방향 최전방부에 확장된 폭의 벌류트(472)를 갖는다. 탄성 스프링 부재(464)의 최전방 벌류트(474)는 다른 스프링 벌류트에 비해 확장된 직경을 가지고, 반경방향 외부 주연면이 일방향 클러치 부재의 확장된 너비 벌류트(472)의 내부 표면과 환형 마찰 결합부에 배치되도록 구성 및 정렬된다. 스프링의 벌류트(474)는 클러치의 벌류트(472)와 결합하기 위한 반경방향 외측 확장 방식으로 편향된다. 바람직하게는, 일방향 클러치 부재의 확장된 너비 벌류트는 탄성 스프링 부재(464)과 일방향 클러치 부재(466) 사이에 고정되고 미끄럼없는 연결부를 이루는 전술한 마찰 결합을 이루기 위해 스프링 벌류트(474)의 주연면을 수용하기 위해 내부에 형성되는 채널(476)을 가진다. 이러한 연결부는 용접 또는 다른 기계적인 잠금 또는 클림핑 형상으로 달성될 수도 있다. 그러나, 벌류트(474)와 채널(476) 사이의 마찰 결합부가 벌류트(474)의 거의 전체 주연부를 따라 연장하고 벌류트(474)가 확장된 폭을 가지므로 탄성 스프링 부재와 일방향 클러치 부재 사이의 마찰 연결부는 견고한 연결을 유지하기에 충분하다.
탄성 스프링 부재(464)의 대향 단부는 탄성 스프링 부재(464)과 장착 슬리브 부재(438) 사이의 고정된 연결부를 이루는 환형 및 최후방 벌류트(478)에서 종결된다. 특히, 장착 슬리브 부재(438)는 외부면에 형성되는 환형 채널(480)을 가진다. 채널(480)은 벌류트(478)의 내부 환형 면을 마찰 결합시키도록 구성 및 정렬된다. 벌류트(478)는 채널(480)을 견고하게 결합시키도록 그리고 장착 슬리브 부재(438)와 탄성 스프링 부재(464) 사이의 마찰 및 파지 잠금 상태를 생성하도록 반경방향 내향으로 편향된다.
도시되는 장착 슬리브 부재(438)가 교류 발전기 샤프트의 단부를 수용하기 위한 내부 나사를 가지는 축방향 최전방부(439)와, 샤프트의 환형 플랜지를 결합시키기 위한 축방향 최후방부(441)를 구비하는 2개 부품 구성이다. 샤프트 플랜지와 축방향 최전방부(439)의 인접 환형 단부면 사이에 슬리브부(441)가 끼워지도록, 샤프트 단부에서 교류 발전기 디커플러(430)를 조임으로써 축방향 최전방부(439)가 축 방향힘을 축방향 최후방부(441) 상에 가하도록 한다. 교류 발전기 구성에 있어서 장착 슬리브 부재(438)가 도시된 2개 부품 구성보다는 일체로 형성된 단일 부재를 포함할 수 있다는 것을 알 수 있다.
도14에 도시된 구성에서 니들 베어링(446)이 사용되므로, 부가적인 축방향 공간이 도2 및 도7에 도시된 실시예에 비해 탄성 스프링 부재(464)에 이용가능하다. 특히, 니들 베어링(446)은 보다 작은 단면 형상 및 보다 작은 외경을 갖도록 형성될 수 있으므로, 탄성 스프링 부재(464)은 디커플러의 전체 직경이 현저히 증가하지 않은 베어링(446)에 대해 둘러싸여 배치될 수 있다. 니들 베어링은 탄성 스프링 부재(464)의 축방향 연장 벌류트를 간섭하지 않으므로 탄성 스프링 부재는 도2 및 도7에 도시된 벌류트에 비해 동일한 축방향으로 치수가 정해진 디커플러 내에서 보다 많은 벌류트가 제공된다. 보다 많은 벌류트가 제공될 수 있으므로, 전체 전방 단부 벌류트(474)는 클러치 조인트에 대해 보다 강한 스프링을 허용하도록 일방향 클러치 부재(466)와 연결되도록 기능할 수 있다. 또한, 스프링이 보다 크게(보다 많은 코일들로) 제조되므로 스프링 자체가 더욱 강해진다.
도15는 본 발명의 원리에 의한 교류 발전기 디커플러의 제10 실시예를 도시한다. 도15에 도시된 실시예는 원형 단면 벌류트를 갖는 탄성 스프링 부재(74) 대신 사각형 단면의 벌류트를 갖는 와이어 스프링 부재(490)를 사용한다는 것을 제외하고 도2에 도시된 실시예와 동일하다.
간단하게는, 도16은 탄성 스프링 부재(274) 대신 사각형 와이어 스프링(492)이라는 것을 제외하고 도7에 도시된 디커플러 조립체와 구조상 동일하다.
도17은 본 발명의 원리에 의한 디커플러의 제 12실시예이다. 이러한 실시예에 있어서, 한 쌍의 니들 베어링(494, 496)들은 장착 슬리브(498)의 외부면과 풀리 부재(502)의 내부면(500) 사이에 사용된다. 니들 베어링(494)은 디커플러 조립체의 축방향 전방 단부에 있으며, 니들 베어링(496)은 베어링 조립체의 축방향 후방 단부에 배치된다.
도18a 및 도18b에 의하면, 본 발명의 원리에 의한 교류 발전기 디커플러의 제13실시예가 도시된다. 도18a에 도시된 형상은 도9a에 도시된 형상과 거의 동일하다. 도18a는 볼 베어링 조립체(494)가 베어링 부재(316) 대신 사용된다는 점에서 도9a와 본질상 차이가 난다. 협소한 직경부(310)를 결합시키는 벨트가 볼 베어링 조립체(494) 상에서 축방향으로 균형을 이루도록 볼 베어링 조립체는 풀리 조립체(306)의 협소한 직경부(310) 하부에 통상 중심을 맞춘다.
도시된 바와 같이, 교류 발전기 샤프트 상의 디커플러를 장착하기 위한 장착 슬리브(496)는 바람직하게는 전방 슬리브 부재(498)와 후방 슬리브 부재(500)를 구비하는 2개 부품 구성으로, 부재들 사이에 배치된 볼 베어링을 갖는다. 볼 베어링 조립체(494)는 장착 슬리브(496)에 의해 수용되는 교류 발전기 샤프트 상에서 견고하고, 미끄럼없는 결합을 하도록 구성 및 정렬되는 내부 레이스(502)를 가진다. 도18b로부터 알 수 있는 바와 같이, 장착 슬리브(496)는 볼 베어링 조립체(494)에 인접한 경사부(504)가 제공된다. 경사부는 샤프트 회전축에 대해 거의 수직으로 배치된 제1 표면부(506)를 가진다. 또한, 경사부(504)는 표면(506)에 대해 각을 형성하는 각진 표면(508)을 구비한다. 표면(506, 508)들 사이의 각은 바람직하게는 145°내지 155°사이이다. 표면(506, 508)들은 슬리브(496)를 관련 교류 발전기 샤프트 상에 정확하게 장착하도록 기능한다. 특히, 장착 슬리브(498)가 교류 발전기 샤프트 상에 조여질 때, 각진 표면(508)은 샤프트 축에 대해 슬리브(498)를 중심에 둔다. 슬리브(498)를 샤프트 상에 계속 조이므로 표면(506)이 내부 공간(502)의 측면에 대향하여 접하게 된다.
도22는 단면도이고 도23은 본 발명의 원리에 의한 오버러닝 교류 발전기 디커플러의 제14 실시예의 분해도이다. 교류 발전기 디커플러(600)는 폴리 V-홈(607)을 가지는 원통형의 강철 풀리 부재(606)를 통상 구비한다. 풀리 부재(606)는 구동력을 수용하고 교류 발전기 디커플러(600)가 장착되는 교류 발전기 샤프트(36)에 이러한 힘을 전달하는 디커플러(600)의 부품으로서 작동하기 위해 도1에 도시된 굴곡형 구동 시스템(18)의 굴곡형 구동 벨트(20)를 결합시키도록 구성 및 정렬된다.
교류 발전기 디커플러(600)는 허브 구조물(608)을 거쳐 교류 발전기 샤프트(36) 상에 장착된다. 허브 구조물(608)은 교류 발전기 샤프트(36)의 단부 상의 나사와 협동하기 위해 나사부가 형성될 수 있도록, 내부면에 나사부(610)가 제공된 대체로 원통형 벽 부분(609)으로서 제공된다. 허브 구조물(608)의 전방 단부를 향해, 내부면에는 회전축에 대해 허브 구조물(608)을 회전시키도록 공구가 사용될 수 있고 이에 따른 교류 발전기 샤프트(36)의 단부 상에 허브 구조물(608)을 나사식으로 고정하는 소켓을 제공하는 공구 수용 소켓(612)을 형성하도록 원주 주위로 연장하는 다중 편평부가 제공된다.
허브 구조물(608)의 대체로 원통형인 벽 부분(609)은 반경방향 외측으로 연장하고 일체로 형성된 환형 플랜지부(612)를 갖는다. 플랜지부(612)는 내부에 형성된 홈(616)을 구비하고 전방으로 향한 환형면(614)을 갖는다. 홈(616)은 환형 단면 형상이고, 환형면(614)의 원주부 주위로 단지 부분적으로 연장한다. 도23에 도시된 바와 같이, 홈(616)은 단부 정지부 또는 수직벽(618)에서 급격히 종단한다. 홈(616)은 수직벽(618)에서 급격히 종료하는, 단부 정지부 또는 수직벽(618)을 향해 연장함에 따라 점차 깊어진다. 단부 정지부 또는 수직벽(618)은 스프링강으로 만들어진 탄성 스프링 부재(622)의 일 단부(620)를 위한 정지 또는 지지면으로서 역할한다. 탄성 스프링 부재(622)의 벌류트는 허브 구조물(608)의 원통형 벽 부분(609)의 외부면에 대해 이격되어 둘러싸는 상태로 배치된다. 탄성 스프링 부재(622)의 대향 단부(624)는 플라스틱(바람직하게는 나일론계) 캐리어 연결 구조물(630) 내에 형성된 단부 정지부 또는 수직벽(628)과 결합한다.
특히, 캐리어 연결 구조물((630)은 대체로 원통형 주 본체부(632)와, 원통형 주 본체부(632)의 전방 단부에 형성된 환형 링 구조물(634)을 포함한다. 바람직하게는, 캐리어 연결 구조물(630)은 원통형 주 본체부(632)와 링 구조물(634)을 포함하는 일편 구조물로 사출 성형 플라스틱에 의해 일체형으로 형성된다.
도24는 캐리어 연결 구조물(630)의 근접 단부도이다(즉 엔진 블록을 향하는 경우). 링 구조물(634)의 환형면(636)은 엔진 블록을 향해 축방향으로 향한다. 원통형 주 본체부(632)에 의해 한정된 원주 내의 환형면(636)의 반경방향 내부에는 상기 설명된 홈(616)과 유사한 형상인 환형 홈(638)이 제공된다. 상기 언급된 단부 정지부 또는 수직벽(628)은 홈(638)의 가장 깊은 부분에서 홈(638)의 단부를 형성한다. 단부 정지부 또는 수직벽(628, 618)들은, 캐리어 연결 구조물(630)이 디커플러(600)의 회전축에 대해 탄성 스프링 부재(622)의 단부(624)를 회전식으로 가압하는 것을 허용하도록, 탄성 스프링 부재(622)의 대향 단부(620, 624)들을 위해 그리고 회전축에 대해 허브 구조물(608)을 회전식으로 가압하도록 탄성 스프링 부재(622)의 단부(620)를 위한 적절한 결합을 위해 충분한 표면적을 제공한다.
링 구조물(634)은 링 구조물(634)의 두께 전체에 걸쳐 축방향으로 연장하는 슬롯(640)을 갖는다. 슬롯(640)은 원주 방향과 반경방향 내측 연장 방향으로 링 구조물(634)의 외부 원주로부터 연장하는 대체로 나선형 부분(642)을 갖는다. 슬롯(640)은 나선형 부분(642)의 반경방향 가장 내측 부분으로부터 반경방향 외측으로 연장하고 링 구조물(634)의 반경부의 대략 1/3의 길이를 갖는 반경부(644)를 추가로 포함한다. 대체로, 홈 부분(644, 642)들의 교차부는 직각을 형성한다. 링 구조물(634)의 외부 외주연으로부터 원주 방향과 반경방향 내측으로 연장하는 것으로 취해진 홈(640)의 방향은, 홈(638)이 단부 정지부 또는 수직벽(628)에 접근함에 따라 더욱 깊어지는 방향에 대향하는 원주 방향으로 연장하는 것을 첨부 도면들을 통해 알 수 있다.
디커플러(600)가 휴지 상태에 있을 때, 탄성 스프링 부재(622)는 캐리어 연결 구조물(630)의 원통형 주 본체부(632)의 내부 원통형 면(633)과 원통형 벽 부분(609)의 외부 원통형 면(611) 사이에서 이격된 관계로 배치된다.
링 구조물(634) 내의 슬롯(640)은 일방향 클러치 부재(652)의 일 단부, 특히 일방향 클러치 부재(652)의 절곡된 또는 탭이 형성된 단부(650)와 연결을 형성하도록 배열되어 구성된다. 일방향 클러치 부재(652)의 단부(650)는 경사진 또는 탭 형성부(654)가 홈(640)의 반경방향 연장부(644) 내에 수용될 수 있도록 직각 형상으로 절곡된다. 그리고 나서, 일방향 클러치 부재(652)의 중앙 인접부(656)는 홈(640)의 나선형 부분(642)을 통해 연장한다. 일방향 클러치 부재(652)의 연결 단부(650)는 캐리어 연결 구조물(630)의 원통형 주 본체부(632)에 대해 반경방향 내측으로 배치되는 동안, 일방향 클러치 부재(652)가 홈(640)을 벗어난 후, 원통형 주 본체부(632)와 관련하여 대체로 둘러싸는 관계로 배치된다.
풀리 부재(606)는 전방으로 배치된 부분이 링 구조물(634)의 반경방향 외측으로 향하는 원통형 면(662)과 면 결합하는 내부 원통형 면(660)을 갖는다. 도22의 단면도에 도시된 바와 같이, 일방향 클러치 부재(652)의 주요부는 풀리 부재(606)의 내부 원통형 면(660)과 캐리어 연결 구조물(630)의 원통형 주 본체부(632)의 외부면 사이의 공간(666) 내에 배치된다.
일방향 클러치 부재(652)는 반경방향 내부에서 탄성 스프링강 재료(668)와, 도2 내지 도7의 제1 및 제2 실시예에서 상세히 설명된 바와 같이, 스프링강(668)의 반경방향 외부면에 접합된 마찰 재료(670)를 포함한다.
또한, 처음의 두 실시예와 같이, 일방향 클러치 부재(652)는 풀리 부재(606)의 내부 원통형 면(660)에 의해 한정된 직경보다 큰 직경을 갖는 자유 상태(예를 들면, 도23의 분해도에 도시된 바와 같음)에서의 직경을 갖는다. 그러므로, 디커플러(600)가 조립된 때, 일방향 클러치 부재(652)의 코일의 마찰 재료(670)는 풀리 부재(606)의 내부 원통형 면(660)과 연속적으로 편향된 결합 상태에 있다.
볼 베어링 조립체(672)는 허브 구조물(608)과 관련하여 회전을 위한 풀리 부재(606)를 장착된다. 특히, 볼 베어링 조립체(672)는 상기 디커플러(600)가 장착되는 엔진 또는 교류 발전기에 가장 근접한 원통형 벽 부분(609)의 위치에서 풀리 부재(606)의 내부 원통형 면(660)에 가압 끼움되는 외부 레이스(race, 674)와, 허브 구조물(608)의 외부 면 부분(678)에 가압 끼움되는 내부 레이스(676)를 갖는다.
환형 부싱(680)은 폴리-V형 홈(607)의 전방으로 배치된 풀리 부재(606)의 소정 부분을 둘러싸는 상태로 배치된다. 상기 부분(682)은 실질적으로 매끄러운 원통형 외부면을 갖는다. 부싱(680)의 반경방향 내측으로 향하는 면은 상기 부분(682)의 매끄러운 원통형 외부면과 면 결합 상태로 배치된다. 부싱(608)의 반경방향 외측으로 향하는 면은 환형 단부 캡(690)의 반경방향 외측 원통형 벽(689)의 내부 원통형 면과 면 결합 상태로 배치된다. 단부 캡(690)은 대체로 U자형 단면 형상이고 축방향 후방으로 향하는 환형 채널(692)을 형성한다. 단부 캡(690)의 채널(692)은 풀리 부재(606)의 말단부(682), 캐리어 연결 구조물(630)의 링 부분(634), 일방향 클러치 부재(652)의 연결 단부(650), 탄성 스프링 부재(622)의 단부(624) 및 부싱(680)을 수용한다. 반경방향 내측으로 배치된 부싱(680)의 벽 부분(696)은 원통형 벽 부분(609)의 말단부의 외부 원통형 면과 결합하는 반경방향 내측으로 향하는 면을 갖는 대체로 원통 형상을 갖는다. 특히, 원통형 벽 부분(609)은 억지 끼워맞춤 관계로 단부 캡(690)의 반경방향 내부 원통형 벽 부분(696)의 두께를 수용하도록 배열되어 구성되고 단차되어 하방으로 또는 반경방향으로 감소된 외부 직경부(698)를 갖는다.
풀리 부재(606)의 단부(682)에는 부싱(680)과 폴리-V형 홈(607) 사이의 위치에서 고무 O-링(699)을 수용하도록 배열되어 구성된 O-링 홈(697)이 추가로 제공된다.
작동시, 도23에 화살표 A의 방향으로 풀리 부재(606)의 회전 이동은 일방향 클러치 부재(652)의 자유 단부(657)가 결합되어 구동되도록 한다. 제1 실시예와 같이, 일방향 클러치 부재(652)의 증가된 부분들은 풀리 부재(606)로부터의 연속된 입력으로부터 회전력을 전달하는 기능을 한다.
화살표 A로 나타낸 회전 방향으로의 풀리 부재(606)의 구동 이동은 일방향 클러치 부재(652)를 화살표 B로 나타낸 바와 같이 유사한 방향으로 회전하도록 한다. 일방향 클러치 부재(652)의 단부(650)가 홈(640)에서 캐리어 연결 구조물(630)에 고정되기 때문에, 캐리어는 화살표 B로 나타낸 바와 같이 동일한 방향으로 구동된다. 결과적으로, 링 구조물(634) 내에 제공된 노치의 단부벽은 탄성 스프링 부재(622)의 단부(624)와 결합하고, 또한 화살표 B의 방향으로 스프링을 가압한다. 탄성 스프링 부재(622)의 대향 단부(620)는 이어서 허브 구조물(608)의 플랜지(612) 내의 홈(616)의 단부에서 형성된 단부 정지부 또는 수직벽(618)과 결합한다. 결과적으로, 허브 구조물(608)은 또한 화살표 C에 의해 나타낸 바와 같이 화살표 B의 방향으로 구동된다. 이는, 이어서 화살표 C 방향으로 교류 발전기 샤프트(36)를 구동시킨다.
이러한 구동 작동 중, 탄성 스프링 부재(622)는 풀리 부재(606)와 교류 발전기 샤프트(610) 사이의 차단을 위한 탄성을 제공하도록 소정 부하 하에서 확장된다. 게다가, 탄성 스프링 부재(622)는 주파수 감소를 제공한다. 탄성 스프링 부재(622)의 확장은 바람직하지 않은 탄성 스프링 부재(622)의 과대 확장을 방지하도록 연결 캐리어 구조물(630)의 원통형 주 본체부(632)의 내부 원통형 면(633)에 의해 제한된다.
본 명세서에 개시된 각각의 실시예와 같이, 탄성 스프링 부재(622)는 교류 발전기 샤프트(610)가 상기 교류 발전기 풀리 부재(606)와 동일 방향으로 회전되고 구동 회전 이동 중 교류 발전기 풀리 부재(606)와 관련하여 대향 방향으로 순간적으로 상대적인 탄성 이동이 가능하도록, 상기 굴곡형 벨트에 의한 상기 교류 발전기 풀리 부재(606)의 구동 회전 이동을 허브 구조물(608)에 전달한다. 일방향 클러치 부재(652)는, 엔진 출력 샤프트(14)의 속도가 소정의 음의 수준에서 상기 교류 발전기 풀리 부재(606)와 상기 허브 구조물(608) 사이의 토크를 달성하도록 충분한 크기로 감속된 때, 허브 구조물(608)과 이에 따른 교류 발전기 샤프트(610)가 교류 발전기 풀리 부재(606)의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전하는 것을 허용하도록 배열되어 구성된다.
도25는 본 발명의 원리에 따라, 오버러닝 교류 발전기 디커플러(700)의 제15 실시예의 분해도이다. 이 실시예는 이하의 일부 사항을 제외하고는, 도23에 도시된 제14 실시예와 실질적으로 유사하다. 유사한 부분들은 동일한 참조 부호로 표기된다.
도25에 도시된 실시예와 상기 실시예의 주요한 차이점은 상기 실시예의 코일 스프링과 비교하여 탄성 스프링 부재(722)가 감겨 있는 방향이다. 탄성 스프링 부재(722)는 상기 실시예의 스프링과 비교하여 대향 방향으로 감겨 있어, 탄성 스프링 부재(722)는 교류 발전기 샤프트(36)가 풀리 부재(606)에 의해 구동될 때 수축할 것이다.
탄성 스프링 부재(722)는 엔진 블록으로부터 멀리 축방향으로 연장하는 절곡된 돌출부를 포함하는 일 단부(724)를 갖는다. 탄성 스프링 부재(722)는 제1 단부(724)의 방향에 대향 방향으로 그리고 엔진 블록을 향한 방향으로 코일 스프링으로부터 연장하는 대향 단부 돌출부(726)를 추가로 갖는다.
축방향 연장 구멍(718)이 제공되고 상기 실시예의 홈 및 단부벽 또는 단부 정지부를 대신하도록 사용되는 플랜지부를 갖는 것을 제외하고는, 상기 실시예의 허브 구조물과 실질적으로 동일한 허브 구조물(708)을 갖는다. 구멍(718)은 탄성 스프링 부재(722)의 단부(726)를 수용하도록 배열되어 구성된다.
교류 발전기 디커플러(700)는, 축방향 연장 구멍(728)이 상기 실시예의 링 구조물(634) 내에 제공된 홈 및 단부벽 또는 단부 정지부를 대신하여 링 구조물(734) 내에 제공되는 것을 제외하고는, 전술된 캐리어 구조물과 실질적으로 동일한 캐리어 연결 구조물(730)을 갖는다. 링 구조물(734) 내의 구멍(728)은 탄성 스프링 부재(722)의 단부 돌출부(724)를 수용하도록 배열되어 구성된다.
도26은 캐리어 연결 구조물(730)의 후방 단부도이다. 도시된 바와 같이, 캐리어(730)는 상기 실시예와 관련하여 설명된 동일한 클러치 수용 슬롯(640)을 갖는다. 또한, 상기 실시예는 동일한 일방향 클러치 부재(652), 풀리 부재(606), 소정 부분(680) 및 단부 캡(690)을 포함한다.
도25 및 도26에 도시된 실시예에 따라, 화살표 A로 나타낸 방향으로 풀리 부재(606)의 구동 회전 이동은, 상기 실시예와 같이 화살표 B의 방향으로 일방향 클러치 부재(652)의 구동 이동을 달성한다. 또한, 일방향 클러치 부재(652)의 피동 이동은 화살표(B)의 회전 방향으로 캐리어 연결 요소(730)의 피동 이동을 일으킨다. 이와 같은 캐리어 연결 부재(730)의 회전 운동은 탄성 스프링 부재(722)의 단부(724)에 전달되어 탄성 스프링 부재(722)가 수축하게 하는데, 코일의 수축은 허브 구조물(708)의 외부 원통면(709)에 의해 제한된다. 따라서, 탄성 스프링 부재(722)의 다른 단부(726)는 허브 구조(708)를 구동하고, 이는 이어서 교류 발전기 샤프트(36)를 구동한다.
외부 원통면(709)이 탄성 스프링 부재(722)의 수축량을 제한하기 때문에, 탄성 스프링 부재(722)는 오버와인딩(overwinding)되지 않는다.
각각의 상술한 실시예에 있어서, 교류 발전기 디커플러의 일방향 클러치 부재와 탄성 스프링 부재는 풀리 부재와 장착 허브 사이에서 서로 직결로 연결된 2개의 독립된 요소이다. 그 결과, 일방향 클러치 부재와 별도의 탄성 스프링 부재 내에 제공되는 스프링 또는 탄성 인장력은 독립적으로 제어될 수 있다. 따라서, 클러치에 사용되는 스프링강의 가요성을 높여서 (예를 들어, 클러치 내의 강을 보다 얇게 하거나, 코일의 밀착 정도를 변경함으로써) 스프링에 비해 스프링 비율을 보다 작게 하여, 일방향 클러치 부재의 가요성이 탄성 스프링 부재에 필요한 만큼으로 정해지는 구조에 비해 클러치 재료가 오버런 상태에서 풀리 요소의 마찰 작용 면과 보다 적은 힘으로 결합될 수 있게 된다. 그 결과, 클러치는 수명이 비교적 연장된다. 본 설명을 통해서도 알 수 있는 바와 같이 다른 장점들도 발생된다.
양호하게는, 탄성 스프링 부재는 일방향 클러치 부재의 비틀림 스프링 비율의 10배 이상의 비틀림 스프링 비율을 갖는다. 가장 적합하게는, 본 명세서에 개시된 각각의 실시예에 있어서, 비틀림 회전을 전달하는 탄성 스프링 부재는 비틀림 편향도 당 0.23 내지 0.28 N·m(2.0 내지 2.5 lbf·in)의 스프링 비율을 갖는 반면에, 클러치에 사용되는 스프링강의 스프링 비율은 비틀림 편향도당 0.0023 내지 0.0034 N·m(0.02 내지 0.03 lbf·in)의 스프링 비율을 갖는다. 따라서, 탄성 스프링 부재는 클러치 부재의 비틀림 스프링 비율의 100 배 이상 큰 비틀림 스프링 비율을 갖게 된다. 양호하게는, 탄성 스프링 부재는 비틀림 편향도당 0.115 N·m(1.0 lbf·in) 이상의 스프링 비율을 갖는 반면에, 클러치 부재는 비틀림 편향도당 0.1 미만의 스프링 비율을 갖는 것이다.
각각의 개시된 실시예에 있어서, 마찰 재료에 의해 제공되는 마찰 증진면의 마찰 계수는 강(steel)보다 큰 마찰 계수를 갖는다. 클러치의 마찰 재료는 풀리의 강철면은 0.25 이상의 마찰 계수를 갖는 것이 양호하며, 가장 양호하게는 0.3 내지 0.4의 마찰 계수를 갖는 것이다.
반복할만한 다른 추가의 장점은 직렬로 연결된 분리된 일방향 클러치 부재와 탄성 스프링 부재를 제공함으로써, 일방향 클러치 부재와 탄성 스프링 부재는 적어도 부분적으로 축방향으로 서로 중첩하는 관계로 구비되어 각각의 기능을 비교적 작은 축방향 공간 내에서 달성할 수 있다는 것이다. 부가적으로, 보다 넓은 축방향 공간이 각각의 일방향 클러치 부재와 탄성 스프링 부재에 제공되기 때문에, 각각은 그 기능을 보다 효율적으로 달성할 수 있다. 예를 들어, 보다 많은 클러치 코일이 수용될 수 있기 때문에, 클러치 마찰의 마모가 보다 적게 일어나고 파지 기능은 향상된다.
별개로 형성되지만 연결되는 구조인 스프링 및 일방향 클러치 기구를 제공하는 것보다 상당한 제조 비용의 상승 때문에 선호되지는 않지만, 단일의 코일 금속 구조물을 상당 부분은 스프링 기구로서 작동하고 다른 상당 부분은 클러치 기구로서 작동하도록 특별히 구성함으로써 스프링 및 일방향 클러치 기구로서 작용하도록 된 단일 일체 성형된 요소를 사용할 수도 있다. 단일 코일의 클러치 부분은 스프링 기구의 비틀림 스프링 비율보다 적어도 10배 작은 비틀림 스프링 비율을 갖도록 변형될 수 있다. 이는 예를 들어 코일 금속 재료의 일부를 기계 가공하여 스프링 부분보다 작은 반경방향 두께를 갖도록 클러치 부분을 변형시킴으로써 달성될 수 있다.
따라서 본 발명의 목적은 충분히 효과적으로 달성되었음을 알 수 있다. 그러나, 본 발명의 전술한 양호한 실시예는 본 발명의 구조적 및 기능적 원리를 설명할 목적으로 도시되고 설명되었으며 이같은 원리로부터 벗어나지 않는 범위 내에서의 변경이 가능함을 알 수 있을 것이다. 그러므로, 본 발명은 다음의 청구 범위 및 그 균등한 기술 사상 및 범위 내에 속하는 모든 변형을 포함한다.

Claims (57)

  1. 구동 풀리 축을 중심으로 회전 가능한 구동 풀리가 구비된 출력 샤프트를 갖는 내연 기관을 포함하는 구동 조립체와,
    상기 구동 풀리 축에 평행한 축을 중심으로 회전 가능한 피동 풀리를 각각 갖는 일련의 피동 조립체와,
    상기 구동 풀리의 회전에 반응하여 상기 피동 풀리를 회전시키도록 벨트의 이동 방향과 관련되었을 때 상기 일련의 피동 조립체에 대응하는 일련의 피동 풀리 및 구동 풀리와 협동 관계로 장착되는 굴곡형 벨트를 포함하며,
    상기 일련의 피동 조립체는 샤프트 축을 중심으로 회전하도록 장착되는 교류 발전기 샤프트, 샤프트 축을 중심으로 교류 발전기 축과 함께 회전하도록 교류 발전기 축에 확고하게 지지되는 허브 구조물, 이 허브 구조물과 상기 교류 발전기 풀리를 연결시키는 스프링 및 일방향 클러치 기구를 포함하는 교류 발전기 조립체를 포함하고, 상기 스프링 및 일방향 클러치 기구는 일방향 클러치 부재와는 별개로 형성되었으나 직렬로 연결되는 탄성 스프링 부재를 포함하고, 상기 탄성 스프링 요소는 상기 굴곡형 벨트에 의한 교류 발전기 풀리의 피동 회전 이동을 상기 허브 구조물에 전달하여 상기 교류 발전기 샤프트가 교류 발전기 풀리와 동일한 방향으로 회전하면서 피동 회전 이동 중에 교류 발전기 풀리에 대하여 반대 방향으로 순간 상대 탄성 이동할 수 있도록 구성 및 설치되고, 상기 일방향 클러치 부재는 엔진 출력 샤프트의 속도가 교류 발전기 풀리와 허브 구조물 사이의 토크가 소정의 음의 수준을 형성하기에 충분할 정도로 감속되었을 때 상기 허브 구조물과 교류 발전기 샤프트를 교류 발전기 풀리의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전시키도록 구성 및 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  2. 제1항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재는 상기 일방향 클러치 부재의 비틀림 스프링 비율보다 큰 비틀림 스프링 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  3. 제2항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재의 비틀림 스프링 비율은 클러치 부재의 비틀림 스프링 비율의 10배 이상인 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  4. 제1항에 있어서, 상기 일방향 클러치 부재는 상기 탄성 스프링 부재의 재료보다 마찰 계수가 큰 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  5. 제4항에 있어서, 상기 클러치 부재의 재료는 교류 발전기 풀리의 강 재료에 대하여 0.25 이상의 마찰 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  6. 제5항에 있어서, 클러치 부재의 재료는 교류 발전기의 강 재료에 대하여 0.30 내지 0.40의 마찰 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  7. 제1항에 있어서, 탄성 스프링 부재와 일방향 클러치 부재는 각각 코일 강재로 구성되고, 상기 일방향 클러치 부재의 코일은 탄성 스프링 부재의 코일의 반경방향 두께보다 작은 반경방향 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  8. 제1항에 있어서, 일방향 클러치 부재는 코일강 구조물과 이 코일강 구조물에 지지되는 마찰 재료로 구성되고, 마찰 재료는 코일강 구조물보다 큰 마찰 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  9. 제8항에 있어서, 상기 마찰 재료는 고무계 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  10. 제8항에 있어서, 탄성 스프링 부재는 일단부에서 허브 구조물에 고정되고 다른 단부에서 일방향 클러치 부재에 연결되고, 일방향 클러치 부재의 마찰 재료는 탄성 스프링 요소가 교류 발전기의 피동 회전 이동을 허브 구조물에 전달하도록 교류 발전기 풀리와 마찰식으로 결합하도록 구성 및 설치되고, 교류 발전기 풀리와 허브 구조물 사이의 토크가 소정의 음의 수준을 형성하기에 충분할 정도로 엔진 출력 샤프트의 속도가 감속되었을 때 교류 발전기 샤프트를 교류 발전기 풀리의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전시키기 위해 상기 마찰 재료는 상기 교류 발전기 풀리와 미끄럼 관계에 있도록 구성 및 설치되는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  11. 제1항에 있어서, 탄성 스프링 부재는 고무 재료를 포함하는 것을 특징으로 하눈 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  12. 제1항에 있어서, 탄성 스프링 부재와 일방향 클러치 부재는 서로 축방향으로 중첩하는 관계로 배치되는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  13. 제12항에 있어서, 탄성 스프링 부재와 일방향 클러치 부재는 이 탄성 스프링 부재와 일방향 클러치 부재에 대하여 축방향으로 중첩하는 관계로 연장되는 중간의 관형 요소에 의해 상호 직렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  14. 제13항에 있어서, 탄성 스프링 부재는 관형 부재의 반경방향 내측에 배치되고, 일방향 클러치 부재는 관형 부재의 반경방향 외측에 배치되고, 탄성 스프링 부재는 일 단부에서 허브 구조물에 연결되고 반대 단부에서 관형 부재에 연결되고, 일방향 클러치 부재는 일 단부에서 관형 부재에 연결되고 반대 단부는 탄성 스프링 부재가 허브 구조물을 교류 발전기 풀리와 탄성 결합시키도록 상기 교류 발전기 풀리와 마찰 파지 결합되게 구성 및 설치되고, 교류 발전기 풀리와 허브 구조물 사이의 토크가 소정의 음의 수준을 달성하기에 충분할 정도로 엔진 출력 샤프트가 감속되었을 때 상기 허브 구조물과 교류 발전기 샤프트가 교류 발전기 풀리의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전시키도록 일방향 클러치 부재는 상기 교류 발전기 풀리와 표면 미끄럼 관계에 있는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  15. 제1항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재는 그 일단부에서 상기 허브 구조물에 고정되고 그 대향 단부에서 상기 일방향 클러치 부재에 연결되며, 상기 일방향 클러치 부재는 상기 교류 발전기 풀리가 정적 상태로 있을 때 그 일부가 상기 교류 발전기 풀리와의 마찰 결합으로 배치시키기 위해 스프링에 의해 반경방향으로 외향 편향되고, 상기 일방향 클러치는 상기 교류 발전기 샤프트를 구동시키기 위해 상기 벨트에 의해 회전 가능하게 구동될 때 상기 교류 발전기의 풀리와 마찰 로킹 결합되도록 반경방향으로 외향 이동되는 증가 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  16. 제15항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재 및 상기 일방향 클러치 부재는 각각 코일형 강철 재료를 포함하며, 상기 탄성 스프링 부재의 코일 및 상기 일방향 클러치 부재의 코일은 서로 동일한 방향으로 형성되고, 상기 탄성 스프링 부재는 상기 교류 발전기 풀리에 의해 회전되도록 상기 허브 구조물을 탄성 결합시킬 때 반경방향으로 수축하는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  17. 제15항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재 및 상기 일방향 클러치 부재는 코일형 강철 재료를 포함하며, 상기 탄성 스프링 부재의 코일 및 상기 일방향 클러치 부재의 코일은 서로 반대 방향으로 형성되며, 상기 탄성 스프링 부재는 상기 교류 발전기 풀리에 의해 회전 구동되도록 상기 허브 구조물을 탄성 결합시킬 때 반대 방향으로 팽창하는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  18. 제1항에 있어서, 상기 교류 발전기 풀리는 볼 베어링 조립체 및 부싱에 의해 상기 허브 구조물에 대해 상대적으로 회전되도록 장착되며, 상기 볼 베어링 조립체 및 상기 부싱은 서로 상기 샤프트 축을 따라 축방향으로 이격되는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  19. 제18항에 있어서, 상기 볼 베어링 조립체는 상기 부싱보다 상기 교류 발전기에 보다 근접한 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  20. 제18항에 있어서, 상기 부싱은 상기 볼 베어링 조립체보다 상기 교류 발전기 조립체에 보다 근접한 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  21. 제1항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재는 강철 코일 스프링을 포함하고, 상기 일방향 클러치 부재는 코일형 강재 구조물과 상기 코일형 강재 구조물에 의해 보유되는 마찰 재료를 포함하며, 상기 마찰 재료는 상기 코일형 강재 구조물의 마찰 계수보다 크고 상기 강철 코일 스프링의 마찰 계수보다 큰 마찰 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  22. 제1항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재는 그 일단부에서 상기 허브 구조물에 고정되고 그 대향 단부에서 상기 일방향 클러치 부재에 연결되며, 상기 일방향 클러치 부재는 상기 탄성 스프링 부재가 상기 교류 발전기 풀리에 의해 구동되는 회전 운동을 상기 허브 구조물로 전달시키기 위해 상기 교류 발전기 풀리와 마찰 결합되도록 구성 및 배열되고, 상기 마찰 재료는 상기 교류 발전기 풀리와 상기 허브 구조물 사이의 토크를 소정의 음의 수준으로 이루기 충분할 정도로 엔진 출력 샤프트의 속도가 감속될 때 교류 발전기 샤프트가 교류 발전기 풀리의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전되도록 상기 교류 발전기 풀리와 미끄럼 관계로 구성 및 배열되는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  23. 제1항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재는 둥근 와이어 스프링을 포함하고, 상기 일방향 클러치 부재는 코일형 강재 구조물과 상기 코일형 강재 구조물에 의해 보유되는 마찰 재료를 포함하며, 상기 마찰 재료는 상기 코일형 강재 구조물보다 마찰 계수가 크며, 상기 탄성 스프링 부재와 상기 일방향 클러치 부재 사이의 상기 연결은 상기 둥근 와이어 스프링의 일부와 로킹 결합된 상기 코일형 강재 구조물의 크림핑된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  24. 제1항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재는 그 일단부에서 상기 허브 구조물에 고정되고 그 대향 단부에서 상기 일방향 클러치 부재에 연결되는 코일 스프링을 포함하며, 상기 일방향 클러치 부재는 코일형 강재 구조물과 상기 코일형 강재 구조물에 의해 보유되는 마찰 재료를 포함하며, 상기 마찰 재료는 상기 코일형 강재 구조물의 마찰 계수보다 큰 마찰 계수를 갖고, 상기 일방향 클러치 부재는 상기 교류 발전기 풀리의 내부면과 결합되도록 편향되는 자유 단부 부분을 가지며, 상기 일방향 클러치 부재의 상기 자유 단부 부분의 상기 마찰 재료는 상기 교류 발전기 풀리가 상기 벨트에 의해 초기에 구동될 때 상기 교류 발전기 풀리와 마찰 결합되도록 배열 및 구성되며, 상기 자유 단부로부터 멀리 연장되는 상기 일방향 클러치 부재의 증가 부분은 상기 일방향 클러치 부재의 거의 모두가 상기 풀리와 결합되어 상기 교류 발전기로부터의 회전이 상기 연결부를 통해 상기 탄성 스프링 부재로 제공됨으로써 상기 탄성 스프링 부재가 상기 교류 발전기 풀리를 상기 허브 구조물에 탄성 결합시킬 때까지 계속 구동됨에 따라 상기 교류 발전기 풀리와 결합되는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  25. 제3항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재의 스프링 비율은 비틀림 편향도마다 0.115 N·m(1.0 lbf·in)보다 크고, 상기 클러치 부재의 탄성 비율은 비틀림 편향도마다 0.0115 N·m(0.1 lbf·in)보다 작은 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  26. 제25항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재의 스프링 비율은 상기 일방향 클러치 부재의 스프링 비율보다 100배 큰 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  27. 제1항에 있어서, 상기 탄성 부재는 교류 발전기 풀리를 허브 구조물에 결합시키는 동안에 압축되는 고무 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  28. 제1항에 있어서, 상기 탄성 부재는 교류 발전기 풀리를 허브 구조물에 탄성 결합시키는 동안에 비틀림 상태에 있는 고무 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  29. 제1항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재는 서로 병렬로 배치되는 한 쌍의 평탄형 와이어 비틀림 스프링을 포함하며, 상기 평탄형 와이어 비틀림 스프링은 비틀림력들이 균형을 이루는 방식으로 상기 교류 발전기 풀리를 상기 허브 구조물과 탄성 결합시키는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  30. 제1항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재는 둥근 와이어에 의해 나선형으로 형성된 코일 비틀림 스프링, 둥근 와이어에 의해 축방향으로 중첩된 나선형 비틀림 스프링, 평탄형 와이어에 의해 나선형으로 형성된 코일 비틀림 스프링, 또는 평탄형 와이어에 의해 축방향으로 중첩된 나선형 비틀림 스프링을 포함하는 일군의 스프링으로부터 선택된 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  31. 제1항에 있어서, 상기 교류 발전기 풀리는 니들 베어링에 의해 상기 허브 구조물 상에 장착되는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  32. 제1항에 있어서, 상기 일방향 클러치 기구는 2개의 축방향으로 이격된 포크 부분들과 원주 방향으로 중첩되는 관계로 둘러싸인 중앙 밴드 부분을 갖는 포크형 밴드를 포함하는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 시스템.
  33. 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치이며,
    샤프트 축을 중심으로 함께 회전되게 상기 보조 샤프트에 의해 고정 보유되도록 구성 및 배열되는 허브 구조물과, 상기 허브 구조물 상에 장착되고 상기 벨트와 결합됨으로써 회전 가능하게 구동되도록 구성 및 배열되는 풀리 부재와, 상기 풀리 부재를 상기 허브 구조물과 결합시키는 스프링 및 일방향 클러치 기구를 포함하며,
    상기 스프링 및 일방향 클러치 기구는 일방향 클러치 부재에 대해 별도로 형성되고 직렬로 연결되는 탄성 스프링 부재를 포함하며, 상기 탄성 스프링 부재는 상기 풀리 부재에 의해 구동되는 회전 운동을 상기 허브 구조물로 전달함으로써 그 구동되는 회전 운동 동안에 상기 풀리에 대해 반대 방향으로의 동시적이고 상대적인 탄성 운동이 가능하면서 상기 풀리와 동일한 방향으로 상기 샤프트가 회전되도록 구성 및 배열되고, 상기 일방향 클러치 부재는 구동되는 풀리의 속도가 소정 정도로 감속될 때 상기 허브 구조물 및 샤프트가 풀리의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전되도록 구성 및 배열되는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  34. 제33항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재는 상기 일방향 클러치 부재의 비틀림 스프링 비율보다 큰 비틀림 스프링 비율을 갖는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  35. 제34항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재의 비틀림 스프링 비율은 상기 클러치 부재의 비틀림 스프링 비율보다 10배를 초과하는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  36. 제33항에 있어서, 상기 일방향 클러치 부재는 상기 탄성 스프링 부재의 재료보다 큰 마찰 계수를 갖는 재료를 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  37. 제36항에 있어서, 상기 클러치 부재의 상기 재료는 상기 풀리 부재의 강철 재료에 대해 0.25보다 큰 마찰 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  38. 제37항에 있어서, 상기 일방향 클러치 부재의 상기 재료는 풀리 부재의 강철 재료에 대해 0.30 내지 0.40의 마찰 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  39. 제33항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재 및 상기 일방향 클러치 부재는 각각 코일형 강철 재료를 포함하며, 상기 일방향 클러치 부재의 코일은 탄성 스프링 부재의 코일의 반경방향 두께보다 작은 반경방향 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  40. 제33항에 있어서, 상기 일방향 클러치 부재는 코일형 강재 구조물과 상기 코일형 강재 구조물에 의해 보유되는 마찰 재료를 포함하며, 상기 마찰 재료는 상기 코일형 강재 구조물의 마찰 계수보다 큰 마찰 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  41. 제40항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재는 그 일단부에서 상기 허브 구조물에 고정되고 그 대향 단부에서 상기 일방향 클러치 부재에 연결되며, 상기 일방향 클러치 부재의 상기 마찰 재료는 상기 탄성 스프링 부재가 상기 풀리에 의해 구동되는 회전 운동을 상기 허브 구조물로 전달시킬 수 있게 상기 풀리와 마찰 결합되도록 구성 및 배열되고, 상기 마찰 재료는 구동되는 풀리의 속도가 상기 소정 정도로 감속될 때 허브 구조물 및 상기 샤프트가 풀리의 회전 속도를 초과하는 상기 속도로 회전되도록 상기 풀리와 미끄럼 관계로 구성 및 배열되는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  42. 제33항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재 및 상기 일방향 클러치 부재는 서로에 대해 축방향으로 중첩되는 관계로 배치되는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  43. 제42항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재 및 상기 일방향 클러치 부재는 상기 탄성 스프링 부재 및 상기 일방향 클러치 부재에 대해 축방향으로 중첩되는 관계로 연장되는 중간의 대체로 관형인 부재에 의해 서로 직렬로 연결되며, 상기 일방향 클러치 부재는 상기 관형 부재의 대체로 반경방향으로 외향 배치되고, 상기 탄성 스프링 부재는 그 일단부에서 상기 허브 구조물에 그리고 그 대향 단부에서 상기 관형 부재에 연결되며, 상기 일방향 클러치 부재는 그 일단부에서 상기 관형 부재에 연결되고, 상기 탄성 스프링 부재가 상기 허브 구조물을 상기 풀리와 탄성 결합시킬 수 있게 상기 풀리와 마찰 파지 결합되도록 구성 및 배열되는 대향 단부 부분을 갖고, 풀리의 속도가 상기 소정 정도로 감속될 때 상기 허브 구조물 및 상기 샤프트가 풀리의 회전 속도를 초과하는 상기 속도로 회전되도록 상기 풀리와 표면 미끄럼 관계에 있는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  44. 제33항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재는 그 일단부에서 상기 허브 구조물에 고정되고 그 대향 단부에서 상기 일방향 클러치 부재에 연결되며, 상기 일방향 클러치 부재는 풀리가 정적 상태로 있을 때 상기 풀리와 마찰 결합되게 배치되도록 그 일부가 스프링에 의해 반경방향으로 외향 편향되고, 상기 일방향 클러치는 상기 보조 샤프트가 회전 가능하게 구동됨으로써 상기 풀리를 상기 탄성 스프링 부재에 회전 결합시켜 상기 탄성 스프링 부재가 상기 풀리에 의해 구동되는 회전 운동을 상기 허브 구조물로 탄성적으로 전달시킬 수 있을 때 상기 풀리와 마찰 로킹 결합되도록 반경방향으로 외향 이동되는 증가 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  45. 제33항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재는 강철 코일 스프링을 포함하고, 상기 일방향 클러치 부재는 코일형 강재 구조물과 상기 코일형 강재 구조물에 의해 보유되는 마찰 재료를 포함하며, 상기 마찰 재료는 상기 코일형 강재 구조물의 마찰 계수보다 크고 상기 강철 코일 스프링의 마찰 계수보다 큰 마찰 계수를 갖는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  46. 제33항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재는 그 일단부에서 상기 허브 구조물에 고정되고 그 대향 단부에서 상기 일방향 클러치 부재에 연결되며, 상기 일방향 클러치 부재는 상기 탄성 스프링 부재가 상기 풀리에 의해 구동되는 회전 운동을 상기 허브 구조물로 전달시킬 수 있게 상기 풀리와 마찰 결합되도록 구성 및 배열되며, 상기 마찰 재료는 풀리의 속도가 상기 소정 정도로 감속될 때 허브가 풀리의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전되도록 상기 풀리와 미끄럼 관계로 구성 및 배열되는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  47. 제33항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재는 코일 스프링을 포함하고, 상기 코일 스프링은 그 단부가 상기 허브 구조물에 고정되고 그의 대향 단부가 상기 일방향 클러치에 연결되며, 상기 일방향 클러치 부재는 코일형 강재 구조물과 코일형 강재 구조물이 담지하는 마찰 재료를 포함하고, 상기 마찰 재료는 코일형 강재 구조물보다 더 큰 마찰 계수를 갖고, 상기 일방향 클러치 부재는 풀리의 내부 표면과 결합되게 편향된 그의 자유 단부를 갖고, 상기 일방향 클러치 부재의 자유 단부에서의 마찰 재료는 상기 풀리가 벨트에 의해 초기에 구동될 때 상기 풀리를 마찰 결합하도록 구성 및 배치되고, 상기 자유 단부로부터 떨어져 연장된 일방향 클러치 부재의 증가 부분은 일방향 클러치 부재의 사실상 모두가 풀리와 결합될 때까지 상기 풀리가 계속 구동될 때 풀리와 결합되고, 풀리로부터의 회전은 상기 탄성 스프링 부재가 풀리를 허브 구조물에 탄성 결합시키도록 상기 탄성 스프링 부재에 상기 연결을 통하여 전달되는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  48. 제33항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재는 둥근 와이어의 나선형 비틀림 스프링, 둥근 와이어의 축방향으로 겹쳐진 나선형 비틀림 스프링, 평평한 와이어의 나선형 코일 비틀림 스프링, 평평한 와이어의 축방향으로 겹쳐진 나선형 비틀림 스프링, 또는 고무 재료로 만들어진 스프링을 포함하는 그룹으로부터 선택된 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 엔진의 출력 샤프트에 의해 구동되는 벨트로부터의 운동을 구동되어야 하는 보조 구성 요소의 샤프트로 전달하는 장치.
  49. 구동 풀리 축을 중심으로 회전 가능한 구동 풀리가 구비된 출력 샤프트를 갖는 내연 기관을 포함하는 구동 조립체와,
    상기 구동 풀리 축에 평행한 축을 중심으로 회전 가능한 피동 풀리를 각각 갖는 일련의 피동 조립체와,
    상기 구동 풀리의 회전에 반응하여 상기 피동 풀리를 회전시키도록 벨트의 이동 방향과 관련되었을 때 상기 일련의 피동 조립체에 대응하는 일련의 피동 풀리 및 구동 풀리와 협동 관계로 장착되는 굴곡형 벨트를 포함하며,
    상기 일련의 피동 조립체는 샤프트 축을 중심으로 회전하도록 장착되는 교류 발전기 샤프트, 샤프트 축을 중심으로 교류 발전기 축과 함께 회전하도록 교류 발전기 축에 확고하게 지지되는 허브 구조물, 이 허브 구조물과 교류 발전기 풀리를 연결시키는 스프링 및 일방향 클러치 기구를 포함하는 교류 발전기 조립체를 포함하고, 상기 스프링 및 일방향 클러치 기구는 일방향 클러치 부재와 연속하여 배치된 탄성 스프링 부재를 포함하고, 상기 탄성 스프링 부재는 일방향 클러치 부재의 비틀림 스프링 비율보다 적어도 10배 더 큰 비틀림 스프링 비율을 갖고, 상기 탄성 스프링 부재는 상기 굴곡형 벨트에 의한 교류 발전기 풀리의 피동 회전 이동을 상기 허브 구조물에 전달하여 상기 교류 발전기 샤프트가 교류 발전기 풀리와 동일한 방향으로 회전하면서 피동 회전 이동 중에 교류 발전기 풀리에 대하여 반대 방향으로 순간 상대 탄성 이동할 수 있도록 구성 및 설치되고, 상기 일방향 클러치 부재는 엔진 출력 샤프트의 속도가 교류 발전기 풀리와 허브 구조물 사이의 토크가 소정의 음의 수준을 형성하기에 충분할 정도로 감속되었을 때 상기 허브 구조물과 교류 발전기 샤프트를 교류 발전기 풀리의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전시키도록 구성 및 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  50. 제49항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재 및 일방향 클러치 부재는 별도로 성형되어 서로 연결된 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  51. 제49항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재 및 일방향 클러치 부재는 각각 코일 강을 포함하고, 일방향 클러치 부재는 그 위에 위치된 마찰 향상 표면을 포함하는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  52. 제51항에 있어서, 상기 마찰 향상 표면은 고무계 재료인 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  53. 제52항에 있어서, 상기 마찰 향상 표면의 고무계 재료는 상기 탄성 스프링 부재가 교류 발전기 풀리와 상기 허브 구조물 사이에 탄성 결합되는 것이 가능하도록 교류 발전기 풀리를 마찰 결합하도록 구성 및 배치되고, 상기 마찰 향상 표면의 고무계 재료는 교류 발전기 풀리와 허브 구조물 사이의 토크가 소정의 음의 수준을 형성하기에 충분할 정도로 엔진 출력 샤프트의 속도가 감속되었을 때 상기 허브 구조물과 교류 발전기 샤프트를 교류 발전기 풀리의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전시키는 것을 허용하도록 교류 발전기 풀리와의 미끄럼 관계에 있게 구성 및 배치되는 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  54. 구동 풀리 축을 중심으로 회전 가능한 구동 풀리가 구비된 출력 샤프트를 갖는 내연 기관을 포함하는 구동 조립체와,
    상기 구동 풀리 축에 평행한 축을 중심으로 회전 가능한 피동 풀리를 각각 갖는 일련의 피동 조립체와,
    상기 구동 풀리의 회전에 반응하여 상기 피동 풀리를 회전시키도록 벨트의 이동 방향과 관련되었을 때 상기 일련의 피동 조립체에 대응하는 일련의 피동 풀리 및 구동 풀리와 협동 관계로 장착되는 굴곡형 벨트를 포함하며,
    상기 일련의 피동 조립체는 샤프트 축을 중심으로 회전하도록 장착되는 교류 발전기 샤프트, 샤프트 축을 중심으로 교류 발전기 축과 함께 회전하도록 교류 발전기 축에 확고하게 지지되는 허브 구조물, 이 허브 구조물과 교류 발전기 풀리를 연결시키는 스프링 및 일방향 클러치 기구를 포함하는 교류 발전기 조립체를 포함하고, 상기 스프링 및 일방향 클러치 기구는 일방향 클러치 부재와 연속하여 배치된 탄성 스프링 부재를 포함하고, 상기 일방향 클러치 부재는 상기 스프링부의 재료의 마찰 계수보다 더 큰 마찰 계수를 갖는 재료를 포함하고, 상기 탄성 스프링 부재는 상기 굴곡형 벨트에 의한 교류 발전기 풀리의 피동 회전 이동을 상기 허브 구조물에 전달하여 상기 교류 발전기 샤프트가 교류 발전기 풀리와 동일한 방향으로 회전하면서 피동 회전 이동 중에 교류 발전기 풀리에 대하여 반 대 방향으로 순간 상대 탄성 이동할 수 있도록 구성 및 설치되고, 상기 일방향 클러치 부재는 엔진 출력 샤프트의 속도가 교류 발전기 풀리와 허브 구조물 사이의 토크가 소정의 음의 수준을 형성하기에 충분할 정도로 감속되었을 때 상기 허브 구조물과 교류 발전기 샤프트를 교류 발전기 풀리의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전시키도록 구성 및 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  55. 제54항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재 및 일방향 클러치 부재는 별도로 성형되어 서로 연결된 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  56. 구동 풀리 축을 중심으로 회전 가능한 구동 풀리가 구비된 출력 샤프트를 갖는 내연 기관을 포함하는 구동 조립체와,
    상기 구동 풀리 축에 평행한 축을 중심으로 회전 가능한 피동 풀리를 각각 갖는 일련의 피동 조립체와,
    상기 구동 풀리의 회전에 반응하여 상기 피동 풀리를 회전시키도록 벨트의 이동 방향과 관련되었을 때 상기 일련의 피동 조립체에 대응하는 일련의 피동 풀리 및 구동 풀리와 협동 관계로 장착되는 굴곡형 벨트를 포함하며,
    상기 일련의 피동 조립체는 샤프트 축을 중심으로 회전하도록 장착되는 교류 발전기 샤프트, 샤프트 축을 중심으로 교류 발전기 축과 함께 회전하도록 교류 발전기 축에 확고하게 지지되는 허브 구조물, 이 허브 구조물과 교류 발전기 풀리를 연결시키는 스프링 및 일방향 클러치 기구를 포함하는 교류 발전기 조립체를 포함하고, 상기 스프링 및 일방향 클러치 기구는 일방향 클러치 부재와 연속하여 배치된 탄성 스프링 부재를 포함하고, 상기 일방향 클러치 부재는 교류 발전기 풀리가 정지 상태에 있을 때 교류 발전기 풀리와 마찰 결합으로 배치된 클러치부의 일부를 갖기 위하여 반경방향 외향으로 편향된 스프링이고, 상기 일방향 클러치는 교류 발전기 풀리가 교류 발전기 샤프트를 구동하기 위하여 상기 벨트에 의해 회전 구동될 때 교류 발전기 풀리와 마찰 잠금 결합되게 반경방향 외향으로 이동되어 클러치부의 증가하는 부분들을 갖고, 상기 탄성 스프링 부재는 상기 굴곡형 벨트에 의한 교류 발전기 풀리의 피동 회전 이동을 상기 허브 구조물에 전달하여 상기 교류 발전기 샤프트가 교류 발전기 풀리와 동일한 방향으로 회전하면서 피동 회전 이동 중에 교류 발전기 풀리에 대하여 반대 방향으로 순간 상대 탄성 이동할 수 있도록 구성 및 설치되고, 상기 일방향 클러치 부재는 엔진 출력 샤프트의 속도가 교류 발전기 풀리와 허브 구조물 사이의 토크가 소정의 음의 수준을 형성하기에 충분할 정도로 감속되었을 때 상기 허브 구조물과 교류 발전기 샤프트를 교류 발전기 풀리의 회전 속도를 초과하는 속도로 회전시키도록 구성 및 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 굴곡형 벨트 구동 시스템.
  57. 제49항에 있어서, 상기 탄성 스프링 부재 및 일방향 클러치 부재는 별도로 성형되어 서로 연결된 것을 특징으로 하는 굴곡형 벨트 구동 시스템.
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