KR101266602B1 - 토크 제한 디커플러 - Google Patents

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죤 알. 앤트책
마크 카이포넨
로버트 그라니에로
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Abstract

본 발명에서는, 교류발전기가 자동차의 엔진 내의 사행형 벨트에 의해 회전 가능하게 구동되는 것을 허용하기 위해, 그리고 벨트의 속도가 교류발전기에 대해 변동하는 것을 허용하기 위해 디커플러 조립체가 제공된다. 허브가 교류발전기와 함께 회전하도록 교류발전기로부터의 구동 샤프트에 의해 움직이지 않게 지지된다. 풀리가 볼 베어링 조립체에 의해 허브에 회전 가능하게 저널결합된다. 노출된 나선형 클러치 스프링은 허브와 풀리 사이에 작동 가능하게 연결되어, 사행형 벨트에 의해 풀리가 허브에 대해 상대적으로 가속되는 동안 풀리로부터 허브로 회전 이동을 전달하고, 풀리가 허브에 대해 상대적으로 감속되는 동안 허브가 풀리를 오버런하는 것을 허용한다. 바람직하게는 스프링 또는 슬리브인 토크 제한기가 비틀림 스프링 둘레를 감싸서, 비틀림 스프링의 외측 팽창을 제한하면서, 미리 정한 한계를 넘는 토크로부터 비틀림 스프링을 격리시킨다.
교류 발전기, 토크 제한기, 비틀림 스프링, 풀리, 허브, 디커플러 조립체

Description

토크 제한 디커플러 {TORQUE LIMITED DECOUPLER}
본 발명은 자동차의 엔진 내의 벨트 구동식 액세서리를 구동하기 위한 벨트 구동 조립체에 관한 것으로, 특히 벨트 구동식 액세서리들이 무한 구동 조립체와는 다른 속도로 일시적으로 작동하는 것을 허용하고, 과도한 토크로부터 비틀림 스프링을 격리하기 위한 연결해제 기구에 관한 것이다.
자동차 엔진은 무한 사행형 벨트를 사용하여 엔진 출력의 일부를 복수의 벨트 구동식 액세서리에 전달한다. 통상적으로, 각각의 구성요소는 입력 구동 샤프트와, 벨트와의 구동 결합을 위해 이 구동 샤프트의 말단부에 연결된 풀리를 포함한다. 그러한 벨트 구동식 액세서리의 예는 교류발전기이다.
풀리와 교류발전기 사이에는 디커플러가 작동 가능하게 연결되어, 교류발전기 구동 샤프트가 "오버런(overrun)" 하거나 또는 풀리보다 더 빠른 속도로 회전하는 것을 허용하고, 엔진 속도의 변동으로 인해 풀리의 속도가 교류발전기 구동 샤프트에 대해 변동하는 것을 허용한다. 디커플러의 예는 2000년 7월 4일자로 메비슨(Mevissen) 등에게 허여된 미국 특허 제6,083,130호와, 1992년 8월 18일자로 비트젝(Bytzek) 등에게 허여된 미국 특허 제5,139,463호와, 국제 특허 출원 제WO 2004/011818호에 개시되어 있다.
PCT 출원 제WO 2004/011818호에서는, 디커플러가 무한 구동 시스템 내에서의 비틀림 진동을 감소시킨다. 그러나, 엔진이 공격적인 시동 프로파일을 갖는 임의의 응용예에서 또는 전개 스로틀 시프트(wide open throttle shift)시의 빠른 가속의 상태 동안, 전달된 토크는 비틀림 스프링에 과도한 응력을 가하여, 디커플러의 장기적인 내구성을 감소시킬 것이다.
종래 기술의 단점은 미리 정한 토크 값을 넘는 토크가 비틀림 스프링에 과도한 응력을 가하는 것을 방지하는 디커플러를 제공함으로써 극복될 수 있다.
본 발명의 일 태양에 따르면, 샤프트와 구동 벨트 사이에서 토크를 전달하기 위해 디커플러 조립체가 제공된다. 디커플러 조립체는 샤프트에 움직이지 않게 고정되도록 구성된 허브를 포함한다. 허브 상에는 캐리어가 회전 가능하게 장착된다. 허브와 캐리어 사이에는 이들 사이에서 토크를 전달하기 위해 비틀림 스프링이 연장된다. 허브에는 풀리가 회전 가능하게 연결된다. 풀리에는 내측 표면이 형성된다. 클러치 스프링이 캐리어에 고정되며, 이것은 풀리의 내측 표면과 마찰 결합하는 복수의 나선형 코일을 구비하여, 선택적으로 허브와 풀리를 연결한다. 비틀림 스프링 및 클러치 스프링은 동축으로 장착되고 반대 방향으로 권취되어, 클러치 스프링이 허브에 대한 풀리의 가속시에 내측 표면과 파지 결합하도록 팽창하고, 허브에 대한 풀리의 감속시에 내측 표면과 파지 결합을 해제하도록 수축하는 것을 가능하게 하는 한편, 풀리를 허브로부터 연결해제하지 않고도 비틀림 스프링이 작은 비틀림 진동을 흡수할 수 있게 한다. 슬리브 형태의 토크 제한기가 비틀림 스프링 둘레에 끼워맞춤되고, 이것은 미리 정한 토크에서 또는 그보다 높은 토크에서 비틀림 스프링의 팽창을 제한하여 비틀림 스프링이 허브를 풀리와 완전히 연결시킬 수 있도록 크기가 결정된다.
본 발명의 다른 태양에 따르면, 토크 제한기는 비틀림 스프링 둘레에 끼워맞춤되는 와이어 코일의 형태이며, 이것은 미리 결정된 토크에서 또는 그보다 높은 토크에서 비틀림 스프링의 팽창을 제한하여 비틀림 스프링이 허브를 풀리와 완전히 연결시킬 수 있도록 크기가 결정된다.
본 발명의 이점은 다음의 상세한 설명을 첨부된 도면과 연계하여 고찰할 때 보다 잘 이해될 것이다.
도1은 본 발명의 일 태양에 따른 디커플러 조립체를 포함하는 자동차의 엔진의 정면도이다.
도2는 디커플러 조립체의 확대 부분 단면도이다.
도3은 도2의 디커플러 조립체 내의 클러치 스프링의 분해 사시도이다.
도4는 도2의 디커플러 조립체의 토크 제한기와 비틀림 스프링과 관련된 클러치 스프링과 캐리어 조립체의 분해 사시도이다.
도5는 도2의 디커플러 조립체의 클러치 스프링의 사시도이다.
도6은 도2의 디커플러 조립체의 캐리어의 사시도이다.
도7은 도2의 클러치 스프링 및 캐리어 조립체의 사시도이다.
도8은 도2의 디커플러 조립체의 토크 제한기의 제2 실시예의 사시도이다.
도9a는 도2의 디커플러 조립체의 토크 제한기의 제3 실시예의 사시도이다.
도9b는 도2의 디커플러 조립체의 토크 제한기의 대안적인 제3 실시예의 사시도이다.
도10은 본 발명의 디커플러 조립체의 제4 실시예의 분해 사시도이다.
도11은 도10의 디커플러 조립체의 토크 제한기와 비틀림 스프링과 관련된 클러치 스프링 및 캐리어 조립체의 확대 사시도이다.
도12는 도10의 디커플러 조립체의 클러치 스프링의 사시도이다.
도13은 도10의 디커플러 조립체의 캐리어의 사시도이다.
도14는 도10의 클러치 스프링과 캐리어 조립체의 사시도이다.
자동차용 엔진이 도1에 도면부호 "10"으로 포괄적으로 표시되어 있다. 엔진(10)은 당업자에게 일반적으로 공지된 바와 같이, 무한 사행형 벨트(14)를 구동하는 크랭크샤프트(12)를 포함한다. 엔진(10)은 또한 벨트(14)에 의해 구동되는 벨트 구동식 액세서리(16)를 포함한다. 이하에 보다 상세히 설명되는 바와 같이, 디커플러 조립체(20)는 벨트(14)와 벨트 구동식 액세서리(16) 사이에 작동 가능하게 조립되어, 벨트(14)가 벨트 구동식 액세서리(16)에 대해 상대적으로 감속될 때 벨트 구동식 액세서리(16)를 벨트(14)로부터 자동으로 연결해제하고, 벨트(14)의 속도가 벨트 구동식 액세서리(16)에 대해 상대적으로 변동하는 것을 허용한다. 또한, 디커플러 조립체의 구조 및 기능에 대한 상세한 설명은 2000년 7월 4일자로 허여된 본 출원인의 미국 특허 제6,083,130호와, 본 명세서에 참고로 인용된 PCT 출 원 제WO 2004/011818호에서 찾을 수 있다.
도2 및 도3을 참조하면, 디커플러 조립체(20)는 대체로 허브(22), 풀리(50), 클러치 조립체(70), 비틀림 스프링(90) 및 토크 제한기(110)를 포함한다. 제1 실시예에서, 토크 제한기(110)는 바람직하게는 슬리브이다.
허브(22)는 축방향으로 연장되는 보어(24)를 갖는 대체로 원통형의 본체(28)와, 그 일단부에 있는 플랜지(26)를 갖는다. 플랜지(26)는 그 내측면 상에 대체로 나선형의 제1 슬롯(46)을 갖는다. 슬롯(46)은 나선형이기 때문에, 슬롯(46)은 단차부를 가질 것이다. 보어(24)는 벨트 구동식 액세서리(16)로부터 연장되는 구동 샤프트에 허브(22)를 움직이지 않게 고정하도록 구성된다.
허브(22)에는 풀리(50)가 회전 가능하게 저널결합된다. 풀리(50)와 허브(22) 사이에는 말단부에 볼 베어링 조립체(57)가 연결되는 한편, 부싱 저널(102)이 플랜지(26)의 원주면 상에 풀리(50)를 장착시킨다. 베어링 조립체(57)는 내측 레이스, 외측 레이스 및 이들 사이에 롤링 결합된 복수의 볼 베어링을 포함하는 것이 통상적이다. 풀리(50)는 통상적으로 벨트(14)와 결합하여 이것을 안내하기 위해 외주연부 상에 형성된 복수의 V자형 홈(68)을 포함한다. 당업계에 공지된 다른 구동 구성을 용이하게 하기 위해 다른 벨트 또는 체인 프로파일이 사용될 수 있다.
허브(22)와 풀리(50) 사이에는 일방향 클러치 조립체(70)가 작동 가능하게 연결된다. 클러치 조립체(70)는 클러치 스프링(71)과 캐리어(75)를 포함한다. 클러치 스프링(71)은 복수의 나선형 코일(72)을 포함한다. 바람직하게는, 클러치 스프링(71)은 코팅되지 않은 스프링 강 재료로 형성되며, 마찰 접촉을 향상시키기 위 해 비원형의 단면을 갖는다. 보다 바람직하게는, 클러치 스프링(71)의 단면은 직사각형 또는 정사각형이다. 클러치 스프링(71)은 풀리(50)의 내측 표면(56)과 마찰 결합하도록 가압끼움된다. 바람직하게는, 볼 베어링 조립체(57)에 사용되는 그리스(grease)와 유사하거나 또는 융화성이 있는 윤활제가 인가되어 클러치 스프링(71)과 풀리(50)의 내측 표면(56) 사이의 마모를 최소화한다.
캐리어(75)는 허브(22) 상에 회전 가능하게 장착된다. 캐리어(75)는 대체로 링 형상이며, 내측면(78), 보어(80) 및 외측 원주 표면(82)을 갖는다. 슬롯(84)이 내측면(78) 상에 형성되며, 이것은 클러치 스프링(71)의 단부를 보유하도록 구성된다. 대체로 나선형의 제2 슬롯(86)이 또한 내측면(78) 상에 그리고 슬롯(84)의 내부에 형성되어, 제2 위치설정 표면(88) 및 단차부를 규정한다.
환형 스러스트 와셔(39)가 캐리어(75)의 단부에 대해 안착되고, 베어링 조립체(57)의 내측 베어링 레이스에 대해 맞닿는다. 스러스트 와셔(39)의 외주연부는 탭과 상보적으로 끼워맞춤되도록 단차부(41)를 갖는 원형이다. 스러스트 와셔(39)는 하나 이상의 반경방향 또는 원주방향 톱니(43)를 구비하여, 허브(22)와 결합하고 스러스트 와셔(39)를 허브(22)에 기계적으로 체결하여 이들 사이의 상대 운동을 방지한다.
허브(22)와 캐리어(75) 사이에는 나선형의 비틀림 스프링(90)이 축방향으로 압축되어 있다. 비틀림 스프링(90)과 클러치 스프링(71)은 동축상에 존재하며, 통상적으로 반대 방향으로 감겨있다. 임의의 응용예에서, 비틀림 스프링(90)과 클러치 스프링(71)은 원하는 연결해제 동작을 수행하도록 동일한 방향으로 권취될 수 있다. 비틀림 스프링(90)의 일단부는 허브(22)의 제1 슬롯(46) 내에 보유되고, 타단부는 캐리어(75)의 슬롯(86) 내에 보유된다. 비틀림 스프링(90)의 압축으로 인한 축방향 힘은 캐리어(75)를 스러스트 와셔(39)와 맞닿아 결합된 상태로 보유한다.
통상적으로, 허브(22)의 샤프트는 샤프트(28)와 비틀림 스프링(90) 사이의 계면에서 제어되지 않은 접촉 및 마찰 마모를 방지하기 위해, 비틀림 스프링(90)과 허브(22)의 샤프트(28) 사이에 간극을 제공하도록 감소된 직경(23)의 영역을 갖는다. 따라서, 비틀림 스프링(90)은 캐리어(75)와 허브(22) 사이의 상대 운동을 허용하여, 엔진의 작동 속도의 변동으로 인한 풀리(50)의 속도의 작은 변화를 수용한다. 변동은 클러치 조립체(70)를 작동시키기에 충분하지 않다.
토크 제한기(110)가 비틀림 스프링(90) 둘레를 포위하여 감싸고 있다. 바람직하게는, 토크 제한기(110)는 스플릿 또는 개구(112)와, 원주방향으로 연장되는 숄더 단차부(114)를 갖는다. 숄더 단차부(114)는 토크 제한기(110)가 허브(22)의 플랜지(26) 상에 장착된 부싱(102)과 상보적으로 끼워맞춤되도록 구성된다. 제1 바람직한 실시예에서, 토크 제한기(110)는 유리 섬유 등의 보강 재료를 갖거나 또는 갖지 않은, 바람직하게는 Nylon(상표)인, 유기 수지 재료이다. 토크 제한기(110)는 비틀림 스프링(90), 클러치 스프링(71) 및 풀리(50)의 내직경부 사이의 유격을 메우도록 선택된 두께를 갖는다. 토크가 증가함에 따라서, 비틀림 스프링(90)은 토크 제한기(110)에 의해 클러치 스프링(71)과 보어(56)의 내직경부에 대해 물리적으로 압박될 때까지 외측으로 팽창한다. 비틀림 스프링(90), 토크 제한 기(110), 클러치 스프링(71) 및 풀리(50)의 내측 보어(56) 사이의 반경방향 간극이 폐쇄되면, 스프링(90)은 더 팽창되는 것과 디커플러(10)를 체결하는 것과 허브(22)를 풀리(50)와 연결시키는 것이 방지된다. 즉, 토크 제한기(110)는 비틀림 스프링(90)의 외측 팽창의 크기를 제한하여, 비틀림 스프링(90)의 과부하를 방지한다. 비틀림 스프링(90)의 반경방향 팽창의 크기는 계산될 수 있으며, 토크 제한기(110)는 비틀림 스프링(90)을 통한 토크 전달이 미리 정한 토크 값 아래로 유지되는 것을 보장하도록 설계될 수 있다.
도8에는 슬리브의 제2 실시예가 도시되어 있다. 토크 제한기(110')는 폐쇄형 금속 링이다. 금속 링은 비교적 작은 정도로만 팽창하여, 비틀림 스프링(90)의 외측 팽창을 직접 제한한다.
도9a에는 슬리브의 제3 실시예가 도시되어 있다. 토크 제한기(110")는 토크 제한기(110")의 둘레에 원주방향으로 이격되고, 축방향으로 길게 연장된 복수의 개구(116)를 갖는다. 개구(116)는 그리스 윤활제가 클러치 스프링(71)을 향해 외측으로 진행하는 것을 가능하게 한다.
도9b에는 슬리브의 대안적인 제3 실시예가 도시되어 있다. 토크 제한기(110*)는 원주방향으로 이격된 일련의 개구(116* 및 117)를 갖는다. 바람직하게는, 개구(116*)는 길게 연장되어 있고, 개구(117)는 원형이며 골프 공의 딤플을 닮은 규칙적인 패턴으로 이격되어 있다. 또한, 토크 제한기(110*)는 스러스트 베어링으로 작용하는, 일체형으로 연장된 반경방향 플랜지(119)를 갖는다.
디커플러 조립체(20)에 오물이 유입되는 것을 방지하고 디커플러 조립체(20) 내의 윤활제를 보유하기 위해 캡(100)이 풀리(50)의 단부에 부착된다.
작동시에는, 엔진(10)이 시동되고, 풀리(50)가 엔진(10)에 의해 구동되는 벨트(14)에 의해 구동 방향으로 가속 및 회전된다. 허브(22)에 대한 구동 방향으로의 풀리(50)의 가속 및 회전은 풀리(50)의 내측 표면(56)과 바람직하게는 클러치 스프링(71)의 모든 코일(72) 사이에 마찰을 일으킨다. 클러치 스프링(71)은 시동시에 클러치 스프링(71)의 코일(72) 중 적어도 하나가 풀리(50)의 내측 표면(56)과 마찰 결합하는 경우에도 기능할 것이라는 점이 이해되어야 한다. 클러치 스프링(71)은 나선형으로 감겨서, 풀리(50)의 내측 표면(56)과 코일(72) 중 적어도 하나 사이의 마찰이 클러치 스프링(71)을 풀리(50)의 내측 표면(56)을 향해 반경방향 외측으로 팽창시키고 풀리(50)의 내측 표면(56)을 파지하게 한다. 허브(22)에 대한 구동 방향으로의 풀리(50)의 지속적인 회전은 대체로 클러치 스프링(71)의 모든 코일(72)이 풀리(50)와 완전히 제동 결합될 때까지 코일(72)에 의해 내측 표면(56)에 대해 인가되는 반경방향 외측 힘의 기하급수적인 증가를 야기할 것이다. 클러치 스프링(71)이 내측 표면(56)과 완전히 결합되면, 풀리(50)의 회전은 벨트 구동식 액세서리(16)의 구동 샤프트(15)의 회전으로 완전히 전환된다. 또한, 원심력은 클러치 스프링(71)을 풀리(50)의 내측 표면(56)과 제동 결합 상태로 보유하는 것에 일조한다.
구동 방향으로의 캐리어(75)의 회전 운동은 비틀림 스프링(90)에 의해 허브(22)에 전달되어, 캐리어(75), 스러스트 와셔(39), 허브(22) 및 벨트 구동식 액세서리(16)로부터의 구동 샤프트(15)가 풀리(50)와 함께 회전하게 한다. 또한, 비 틀림 스프링(90)은 캐리어(75)와 허브(22) 사이의 상대 운동을 탄성적으로 허용하여, 엔진(10)의 작동 속도의 대응하는 변동으로 인한 풀리(50)의 속도의 변동을 수용한다.
풀리(50)가 감속되면, 회전 구동 샤프트(15)와 벨트 구동식 액세서리(16) 내의 회전 질량체와 관련된 관성에 의해 구동되는 허브(22)가 초기에는 "오버런"하거나 또는 풀리(50)보다 높은 속도로 구동 방향으로 회전을 지속할 것이다. 보다 구체적으로, 풀리(50)에 비해 높은 허브(22)의 회전 속도는 클러치 스프링(71)을 풀리(50)의 내측 표면(56)에 대해 반경방향으로 수축시킨다. 클러치 스프링(71)과 풀리(50) 사이의 제동 결합은 해제되고, 그에 의해 허브(22)와 벨트 구동식 액세서리(16)로부터의 구동 샤프트(15)가 풀리(50)에 대해 오버런하는 것을 허용한다. 코일(72)은 내측 표면(56)과 마찰 결합된 채로 남을 수 있는 반면, 풀리(50)는 클러치 조립체(70) 및 허브(22)에 비해 감속된다. 풀리(50)가 허브(22)의 속도를 넘어 가속될 때, 클러치 스프링(71)의 코일(72)은 내측 표면(56)과 다시 제동 결합을 시작한다.
빠른 엔진 시동 프로파일 및/또는 전개 스로틀 시프트 동안의 급속한 가속과 같은 고부하의 상태에서, 비틀림 스프링(90)의 코일은 허브(22)와 풀리(50) 사이의 상대 회전으로 인해 강제로 외측으로 팽창될 것이다. 비틀림 스프링(90)은 팽창하여 토크 제한기(110)와 마찰 결합하고, 그 후 토크 제한기는 클러치 스프링(71)과 결합할 것이다. 완전한 마찰 결합은 토크 제한기(110)의 두께를 선택함으로써 미리 정한 토크 값에서 발생하도록 선택된다. 완전히 결합되고 나면, 허브(22)는 풀 리(50)와 체결될 것이고, 미리 정한 토크 값보다 높은 토크가 이들 사이에서 직접 전달될 것이다. 따라서, 높은 토크는 비틀림 스프링(90)에 과도한 응력을 가하지 않으며, 궁극적으로는 디커플러 조립체(10)의 내구성을 향상시킨다.
도10 내지 도14를 참조하면, 토크 제한기(110)의 제4 실시예가 도시되어 있다. 도2 및 도3의 실시예와 공통인 요소들은 동일한 도면 부호를 갖는다.
이 실시예에서, 토크 제한기(110''')는 와이어 코일 스프링의 형태이다. 토크 제한기(110''')는 비틀림 스프링(90) 둘레에 위치된다. 토크 제한기(110''')는 직사각형 또는 정사각형 단면을 갖고, 토크 스프링(90)에 비해 작은 규격의 와이어로 형성된다. 토크 제한기(110''')의 규격 및 치수는 비틀림 스프링(90), 클러치 스프링(71) 및 풀리(50)의 내측 표면(56) 사이에 존재하는 임의의 유격이 실질적으로 제거되는 반면, 비틀림 스프링(90)과 클러치 스프링(71) 사이의 상대 운동을 여전히 허용하도록 선택된다. 또한, 토크 제한기(110''')의 코일은 그리스 또는 임의의 다른 윤활제가 클러치 스프링(71)을 향해 외측으로 진행하는 것을 허용한다.
본 실시예에서는 토크 제한기(110''')의 코일이 클러치 스프링(71)의 코일과 동일한 방향으로 권취되어 있지만, 이것이 디커플러(20)의 올바른 작동에 필수적인 것은 아니다.
풀리(50)로의 토크가 증가함에 따라, 비틀림 스프링(90)은 토크 제한기(110''')에 의해 물리적으로 압박될 때까지 외측으로 팽창한다. 비틀림 스프링(90), 토크 제한기(110'''), 클러치 스프링(71) 및 풀리(50)의 내측 표면(56) 사이의 반경방향 간극이 폐쇄되면, 스프링(90)이 더 팽창되는 것과 디커플러(20)를 체결하는 것과 허브(22)를 풀리(50)와 연결시키는 것이 방지된다. 즉, 토크 제한기(110''')는 비틀림 스프링(90)의 외측 팽창의 크기를 제한하여, 비틀림 스프링(90)의 과부하는 방지한다.
비틀림 스프링(90)의 반경방향 팽창의 크기는 미리 결정될 수 있으며, 토크 제한기(110''')는 비틀림 스프링(90)을 통해 전달되는 토크가 미리 선택된 토크 값 아래로 유지되는 것을 보장하도록 설계될 수 있다.
도12 내지 도14를 참조하면, 클러치 조립체(70)의 제2 변형예가 도시되어 있다. 클러치 조립체(70)는 나선형 코일을 포함하는 클러치 스프링(71')과 캐리어(75')를 구비한다. 바람직하게는, 클러치 스프링(71')은 코팅되지 않은 스프링 강 재료로 형성되며, 나선형 권선(72)을 형성하는 재료는 마찰 접촉을 향상시키기 위해 비원형 단면을 갖는다. 가장 바람직하게는, 나선형 권선 재료의 단면은 직사각형 또는 정사각형이다. 클러치 스프링(71')은 풀리(50)의 내측 표면(56)과 마찰 결합하도록 가압 끼움된다. 바람직하게는, 볼 베어링 조립체(57)에 사용되는 그리스와 유사하거나 또는 융화성이 있는 윤활제가 인가되어, 클러치 스프링(71')과 풀리(50)의 내측 표면(56) 사이의 마모를 최소화한다.
캐리어(75')는 허브(22) 상에 회전 가능하게 장착되고, 캐리어(75')는 대체로 내측면(78), 보어(80) 및 외측 원주면(82)을 갖는 링 형상이다. 슬롯(84')이 내측면(78) 상에 형성되며, 이것은 클러치 스프링(71')의 단부를 보유하도록 구성된다. 대체로 나선형의 제2 슬롯(86)이 또한 내측면(78) 상에 그리고 슬롯(84)의 내부에 형성되어, 제2 위치 설정 표면(88) 및 단차부를 규정한다.
이 변형예에서, 클러치 스프링(71')의 단부는 도면 부호 "73" 및 "77"의 위치에서 절곡된다. 슬롯(84')은 클러치 스프링(71')의 단부를 수용하고 절곡부(73, 77)와 마찰 결합하도록 상보적으로 구성된다.
캐리어(75')의 보어(80)는 키웨이(81)와, 축방향으로 연장되는 일련의 딤플을 갖는다.
도10 내지 도14에 도시된 디커플러는 도1 내지 도9에 도시된 디커플러에 대해 설명된 것과 동일한 방식으로 작동한다.
빠른 엔진 시동 프로파일 및/또는 전개 스로틀 시프트 동안의 급속한 가속과 같은 고부하의 상태에서, 비틀림 스프링(90)의 코일은 허브(22)와 풀리(50) 사이의 상대 회전으로 인해 강제로 외측으로 팽창될 것이다. 비틀림 스프링(90)이 팽창하여 토크 제한기(110''')를 팽창시키고, 그 후 토크 제한기는 클러치 스프링(71)과 마찰 결합할 것이다. 완전한 마찰 결합은 토크 제한기(110)의 권선의 두께를 선택함으로써 미리 정한 토크 값에서 발생하도록 선택된다.
바람직하게는, 디커플러(20)는 베어링(57)의 내측 레이스 내로 가압 끼움되되는 어댑터(104)를 더 포함하고, 어댑터(104)는 디커플러(20)가 상이한 크기의 구동 샤프트를 가진 벨트 구동식 액세서리에 끼워맞춤되는 것을 허용하고, 그리고/또는 사행형 벨트와 홈(66)의 정확한 정렬을 보장하도록 구동 샤프트 상에 디커플러(20)를 위치시킨다. 그러나, 구동 샤프트의 직경이 베어링(57)의 내측 레이스 표면과 올바르게 결합하고, 그리고/또는 홈(66)이 사행형 벨트와 올바르게 정렬된다면, 어댑터(104)는 필요하지 않으며, 디커플러(20)는 벨트 구동식 액세서리의 구 동 샤프트 상에 직접 설치될 수 있다.
본 발명은 예시의 방식으로 설명되었으며, 사용된 용어는 한정이 아닌 설명을 위한 것이라는 점이 이해되어야 한다. 본 발명의 여러 수정 및 변형이 상술한 교시의 관점에서 가능하다. 따라서, 첨부된 청구항의 범위 내에서, 본 발명은 상세한 설명과 다르게 실시될 수 있다.

Claims (21)

  1. 샤프트와 구동 벨트 사이에서 토크를 전달하기 위한 디커플러 조립체이며,
    샤프트에 움직이지 않게 조립되도록 구성된 허브와,
    상기 허브 상에 회전 가능하게 장착된 캐리어와,
    상기 허브와 캐리어 사이에서 탄성적으로 토크를 전달하기 위해 허브 단부와 캐리어 단부 사이에서 연장되는 비틀림 스프링과,
    상기 허브에 회전 가능하게 연결되고, 구동 벨트와 마찰 결합하도록 구성된 외주연부를 가지며, 내측 표면이 형성되어 있는 풀리와,
    상기 캐리어에 고정되고, 상기 허브와 풀리를 선택적으로 연결하기 위해 상기 풀리의 상기 내측 표면과 마찰 결합하는 복수의 나선형 코일을 갖는 클러치 스프링과,
    상기 비틀림 스프링 둘레를 감싸고, 비틀림 스프링과 클러치 스프링과의 접촉을 통해 미리 정한 토크에서 상기 비틀림 스프링의 외측 팽창을 제한하도록 치수가 결정되는 토크 제한기를 포함하고,
    상기 비틀림 스프링과 상기 클러치 스프링은 반대 방향으로 권취되어, 상기 클러치 스프링을 상기 허브에 대한 상기 풀리의 가속시에 상기 내측 표면과 파지 결합하도록 팽창시킬 수 있고, 상기 허브에 대한 상기 풀리의 감속시에 상기 내측 표면과의 파지 결합을 해제하도록 수축시킬 수 있는 디커플러 조립체.
  2. 제1항에 있어서, 상기 토크 제한기는 상기 미리 정한 토크를 제공하도록 선 택된 두께를 갖는 디커플러 조립체.
  3. 제2항에 있어서, 상기 토크 제한기는 슬리브인 디커플러 조립체.
  4. 제3항에 있어서, 상기 슬리브는 갈라져 있는 디커플러 조립체.
  5. 제4항에 있어서, 상기 슬리브는 유기 수지 재료인 디커플러 조립체.
  6. 제4항에 있어서, 상기 슬리브는 보강된 유기 수지 재료인 디커플러 조립체.
  7. 제4항에 있어서, 상기 슬리브는 Nylon(상표) 재료인 디커플러 조립체.
  8. 제3항에 있어서, 상기 슬리브는 윤활제를 통과시킬 수 있는 일련의 개구를 갖는 디커플러 조립체.
  9. 제3항에 있어서, 상기 슬리브는 고형체인 디커플러 조립체.
  10. 제9항에 있어서, 상기 슬리브는 금속인 디커플러 조립체.
  11. 제1항에 있어서, 상기 토크 제한기는 와이어 코일인 디커플러 조립체.
  12. 제11항에 있어서, 상기 토크 제한기는 상기 미리 정한 토크를 제공하도록 선택된 두께를 갖는 디커플러 조립체.
  13. 제12항에 있어서, 상기 와이어 코일은 정사각형 단면을 가진 권선을 갖는 디커플러 조립체.
  14. 제12항에 있어서, 상기 와이어 코일은 직사각형 단면을 가진 권선을 갖는 디커플러 조립체.
  15. 제12항에 있어서, 상기 비틀림 스프링은 상기 클러치 스프링과 반대 방향으로 권취되는 디커플러 조립체.
  16. 제12항에 있어서, 상기 비틀림 스프링은 상기 클러치 스프링과 동일한 방향으로 권취되는 디커플러 조립체.
  17. 제12항에 있어서, 윤활제가 상기 와이어 코일을 통과하여 상기 클러치 스프링 또는 상기 비틀림 스프링을 윤활하는 디커플러 조립체.
  18. 제12항에 있어서, 상기 풀리는 롤러 베어링을 거쳐 상기 허브에 회전 가능하 게 연결되는 디커플러 조립체.
  19. 제18항에 있어서, 상기 롤러 베어링은 상기 풀리 내에 일체형으로 형성되는 디커플러 조립체.
  20. 제19항에 있어서, 상기 롤러 베어링은 상기 풀리 내에 가압 끼움되는 디커플러 조립체.
  21. 제18항에 있어서, 상기 롤러 베어링의 내측 레이스 표면 및 상기 디커플러 조립체가 설치될 벨트 구동식 액세서리의 외측 표면과 결합하도록 작동 가능한 어댑터를 더 포함하는 디커플러 조립체.
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