KR20100090712A - 확장 가능한 풀리 - Google Patents

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KR20100090712A
KR20100090712A KR1020107014205A KR20107014205A KR20100090712A KR 20100090712 A KR20100090712 A KR 20100090712A KR 1020107014205 A KR1020107014205 A KR 1020107014205A KR 20107014205 A KR20107014205 A KR 20107014205A KR 20100090712 A KR20100090712 A KR 20100090712A
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KR1020107014205A
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알렉산더 서크
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더 게이츠 코포레이션
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    • F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
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Abstract

확장 가능한 풀리는, 복수 개의 인접한 세그멘트로서, 각 세그멘트는 반경 방향으로 이동될 수 있고 핀 부재와 슬라이딩 가능하게 맞물리며, 각 핀 부재는 각 세그멘트가 각 핀 부재를 따른 반경에 대해 실질적으로 각도(α)의 방향으로 이동할 수 있도록 각 세그멘트와 맞물리는 것인 세그멘트와, 각 세그멘트를 다른 세그멘트에 대해 간격을 두고 배치시키도록 각 세그멘트와 맞물리는 이동 가능한 가이드 부재와, 각 세그멘트에 협동하여 연결되고 각 핀 부재와 협동하여 맞물릴 수 있는 카운터웨이트로서, 각 카운터웨이트는 세그멘트의 구심력에 대항하는 힘을 가하는 것인 카운터웨이트와, 허브에 연결되는 각각의 핀 부재를 포함한다.

Description

확장 가능한 풀리{EXPANDABLE PULLEY}
본 발명은 확장 가능한 풀리, 보다 구체적으로는 외측에서 가해지는 토크에 따라 가변적으로 결정되는 유효 직경을 갖는 확장 가능한 세그멘티드 풀리(expandable segmented pulley)에 관한 것이다.
하이브리드 전기 자동차용의 부속품 벨트 구동 장치가 벨트 구동식 시동 장치/발전기를 포함할 수 있다는 것은 공지되어 있다. 그러한 시스템의 경우에, 시동과 발전의 양 작동 모드를 만족시키도록 특별한 벨트 텐셔닝이 제공된다. 종래 기술의 시스템에서는, 2개의 텐셔너를 사용할 수 있는데, 예컨대 유압식 텐셔너가 교류기의 벨트 이완측에 설치되고 기계적 비틀림 스프링 텐셔너가 교류기의 벨트 긴장측에 설치된다.
종래 기술의 대표적인 예는 무단계 변속 장치를 개시하고, 보다 구체적으로는 차량 등에 적절한 자동 변속 장치의 구조에 관한 미국 특허 제3,935,751호(1976)인데, 상기 변속 장치의 원심력은 회전 수단의 고속 회전에 의해 생성되고, 회전 수단은 회전 디스크에 피봇식으로 끼워진 복수 개의 클로 블록(claw block)이 그 외경을 증가시키도록 외측을 향해 확장될 수 있게 하고, 기동력의 출력 후에 상기 외경의 변화 때문에 다양한 크기의 차동 속도비를 자동적으로 생성할 수 있다.
외측에서 가해지는 토크에 따라 가변적으로 결정되는 유효 직경을 갖는 확장 가능한 세그멘티드 풀리가 요구된다. 본 발명은 이 요구를 충족시킨다.
본 발명의 주요 양태는 외측에서 가해지는 토크에 따라 가변적으로 결정되는 유효 직경을 갖는 확장 가능한 세그멘티드 풀리를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 양태는 본 발명의 이하의 설명과 첨부 도면에 의해 나타나거나 명백할 것이다.
본 발명은, 복수 개의 인접한 세그멘트로서, 각 세그멘트는 반경 방향으로 이동될 수 있고 핀 부재와 슬라이딩 가능하게 맞물리며, 각 핀 부재는 각 세그멘트가 각 핀 부재를 따른 반경에 대해 실질적으로 각도(α)의 방향으로 이동할 수 있도록 각 세그멘트와 맞물리는 것인 세그멘트와, 각 세그멘트를 다른 세그멘트에 대해 간격을 두고 배치시키도록 각 세그멘트와 맞물리는 이동 가능한 가이드 부재와, 각 세그멘트에 협동하여 연결되고 각 핀 부재와 협동하여 맞물릴 수 있는 카운터웨이트로서, 각 카운터웨이트는 세그멘트의 구심력에 대항하는 힘을 가하는 것인 카운터웨이트와, 허브에 연결되는 각각의 핀 부재를 포함하는 확장 가능한 풀리를 포함한다.
본 발명에 따르면, 외측에서 가해지는 토크에 따라 가변적으로 결정되는 유효 직경을 갖는 확장 가능한 풀리를 제공할 수 있다.
명세서의 일부에 통합되어 그 일부를 구성하는 첨부 도면은 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하며, 본 발명의 설명과 함께 본 발명의 원리를 설명하는 역할을 한다.
도 1은 확장 가능한 풀리의 분해도.
도 2는 허브의 상세도.
도 3은 세그멘트 핀 부재의 상세도.
도 4는 세그멘트 가이드의 상세도.
도 5는 세그멘트의 상세도.
도 6은 세그멘트 정지부의 상세도.
도 7은 카운터웨이트의 상세도.
도 8은 압축성 부재의 상세도.
도 9는 백 플레이트의 상세도.
도 10은 확장 가능한 풀리 허브의 부분 상세도.
도 11은 확장 가능한 풀리의 부분 상세도.
도 12는 확장 가능한 풀리 세그멘트의 상세도.
도 13은 확장 가능한 풀리 세그멘트와 카운터웨이트의 상세도.
도 14는 확장 가능한 풀리의 사시도.
도 15는 폐쇄된 위치에서 확장 가능한 풀리의 측면도.
도 16은 부분적으로 개방된 위치에서 확장 가능한 풀리의 측면도.
도 17은 완전히 개방된 위치에서 확장 가능한 풀리의 측면도.
도 18은 확장 가능한 풀리의 단면도.
도 19는 확장 가능한 풀리를 이용하는 벨트 구동 시스템의 개략도.
도 20은 세그멘트 시스템의 개략적인 자유체 다이어그램의 도면.
도 21은 슬롯 각도의 함수로서 힘의 그래프.
도 22는 도 17에 도시된 풀리의 상세도.
도 1은 확장 가능한 풀리의 분해도이다. 풀리(100)는 허브(10), 세그멘트 정지부(20), 세그멘트 핀 부재(30), 세그멘트 가이드(40), 세그멘트(50), 카운터웨이트(60), 압축성 부재(70) 및 백 플레이트(80)를 구비한다. 조립체는 나사 또는 볼트를 포함할 수 있는 파스너(90)를 이용하여 함께 유지된다. 파스너(90)는 백 플레이트(80)로부터 허브(10)로 연장된다.
도 2는 허브의 상세도이다. 허브(10)는 각각의 세그멘트 핀 부재(30)를 수용하기 위한 디텐트(11)를 포함한다. 디텐트(11)는 허브 둘레에 원형 방식으로 배치된다. 허브(11)는 또한 림(12)을 포함하고, 림(12)은 허브(10)로부터 축방향으로 돌출된다. 풀리를 부속품 또는 다른 장착면에 부착하기 위하여, 장착 샤프트가 보어(13)를 통해 연장된다(예컨대, 도 18 참조). 파스너(90)는 허브(12)의 홀과 맞물린다.
도 3은 세그멘트 핀 부재의 상세도이다. 각 세그멘트 핀 부재(30)는 허브(10)와 맞물린다. 각 세그멘트(50)는 세그멘트 핀 부재(30)와 슬라이딩 가능하게 맞물린다. 각 세그멘트 핀 부재(30)는 각 슬롯(53)과의 슬라이딩 맞물림에 의해 각 세그멘트(50)와 맞물리는 외면(31)을 포함한다. 각 세그멘트 핀 부재(30)는 본 명세서의 다른 곳에서 설명되는 바와 같이 세그멘트(50)의 이동을 용이하게 하는 반경(r2)을 갖는 약간의 아치형 형태(도 15 참조)를 갖는다. 각 세그멘트 핀 부재(30)는 각 세그멘트(50)와 카운터웨이트(60)가 풀리의 작동 중에 풀리(100) 내에 유지되게 하는 수단이다.
도 4는 세그멘트 가이드의 상세도이다. 세그멘트 가이드(40)는 정점이 반경 방향으로 내측을 향하면서 반경 방향으로 외측을 향해 연장되는 쐐기형 부재(41)를 포함한다. 각 쐐기형 부재(41) 사이에는 간극(42)이 배치된다. 세그멘트 부재(52)는 각 간극(42)에 배치된다. 세그멘트 가이드(40)는 링(43, 44)을 더 포함한다. 링(43, 44)의 목적은 각 세그멘트 가이드(41)를 적절한 간격을 두고 배치하는 것이다.
세그멘트 가이드(40)는 허브(10)나 백 플레이트(80) 또는 임의의 세그멘트(50)에 고정식으로 연결되지 않는다. 즉, 세그멘트 가이드(40)는 각 세그멘트(50)와 허브(10) 사이에서 "부동(浮動)"한다. 이는 각 세그멘트(50)의 자유도가 세그멘트 핀 부재(30) 및 각각의 인접한 세그멘트(50)와 적절한 정렬을 유지하면서 반경 방향 및 원주 방향으로 이동하게 하는 데에 필요한 만큼 세그멘트 가이드(40)가 풀리 내에서 부분적으로 회전하게 한다.
이 바람직한 실시예에서, 부재(30)는 세그멘트 핀 부재로서 설명되고 있다. 그러나, 이 세그멘트 핀 부재(30)의 기능은 세그멘트 핀 부재(30)의 표면(31)에 의해 달성된다. 표면(31)은 또한 외팔보 부분 또는 다른 축방향 돌기를 허브(10) 또는 백 플레이트(80)로부터 세그멘트(50)의 위치를 제어하는 방식으로 슬롯(53)과 접촉하는 위치로 연장시킴으로써 구현될 수 있다.
도 5는 세그멘트의 상세도이다. 풀리(100)는 외주 둘레에 배치되는 복수 개의 세그멘트(50)를 포함한다. 세그멘트(50)는 아치형 부분(51)을 포함한다. 아치형 부분(51)은 벨트(도시 생략)와 맞물리는 표면(54)을 포함한다. 표면(54)은 다수의 리브 프로파일을 갖는 것으로 도시되어 있지만, 평 벨트 및 단일의 V-리브 프로파일도 또한 적절하다.
부재(52)는 아치형 부분(51)으로부터 풀리의 중심을 향해 반경 방향 내측으로 연장된다. 부재(52)는 아치형 부분(51)에 대해 직각으로 배치되는 것이 일반적이다. 부재(52)는 슬롯(53)과 홀(55)을 포함한다. 카운터웨이트(60)는 홀(55)을 통해 각 세그멘트(50)와 맞물린다(도 7 참조). 예컨대, 각 세그멘트는 대략 8 gm 정도의 질량을 가질 수 있다.
도 6은 세그멘트 정지부의 상세도이다. 세그멘트 정지부(20)는 링 형상이고, 엘라스토머 재료, 또는 플라스틱, 천연 고무나 합성 고무 또는 그 등가물 또는 조합을 포함할 수 있는 다른 탄성 재료를 포함할 수 있다. 세그멘트 정지부(20)는 각 세그멘트(50)의 이동에 대하여 반경 방향으로 최내측 한계로서 작용한다.
도 7은 카운터웨이트의 상세도이다. 카운터웨이트(60)는 세그멘트(50)의 홀(55)과 피봇 가능하게 맞물리는 핀(61)을 포함한다. 카운터웨이트(60)는 사용 중에 풀리의 회전에 의해 각 세그멘트에 의해 가해지는 원심력에 대항하도록 작용하는 예정된 질량을 갖는다. 노치(62)는 세그멘트 핀 부재(30)와 협동하여 맞물린다. 카운터웨이트 질량의 벌크는 로브(63)에 배치된다. 예컨대, 각 카운터웨이트는 대략 8 gm 정도의 질량을 가질 수 있다.
도 8은 압축성 부재의 상세도이다. 압축성 부재(70)는 엘라스토머 재료, 또는 플라스틱, 천연 고무나 합성 고무 또는 그 등가물 또는 조합을 포함할 수 있는 다른 탄성 재료를 포함한다. 작동시에, 각 카운터웨이트(60)는 각 카운터웨이트가 압축성 부재(70)와 접촉되게 하는 방식으로 핀(61) 및 세그멘트 핀 부재(30)를 중심으로 피봇된다. 압축성 부재(70)는 각 카운터웨이트의 이동을 예정된 위치에서 정지시키는 탄성 수단으로서의 역할을 한다. 대부분의 경우에, 각 카운터웨이트(60)가 압축성 부재(70)와 맞물리는 위치는 각 세그멘트(50)의 최대 반경 방향 위치에 대응한다.
도 9는 백 플레이트의 상세도이다. 백 플레이트(80)는 통상적으로 형태가 평탄한 원형이다. 각 디텐트는 세그멘트 핀 부재(30)의 단부를 수용한다. 각 디텐트(81)는 허브(10) 상의 협동하는 디텐트(11)와 정렬된다.
파스너(90)는 백 플레이트(80)를 허브 림(12)의 홀에 연결시킨다. 파스너(90)는 나사 또는 당업계에 공지된 임의의 다른 적절한 파스너를 포함한다.
도 10은 확장 가능한 풀리 허브의 부분 상세도이다. 세그멘트 핀 부재(30)가 디텐트(11)에서 허브(10)와 맞물린 상태로 도시되어 있다. 세그멘트 정지부(20)는 림(12) 둘레에 맞물린 상태로 도시되어 있다.
도 11은 확장 가능한 풀리의 부분 상세도이다. 세그멘트 가이드(40)는 허브(10)에 인접하게 배치된다. 세그멘트 핀 부재(30)는 세그멘트 가이드(40)의 링(43, 44)을 통해 연장된다. 각 세그멘트 핀 부재(30)는 각 부재 사이에서 각 간극(42)을 통해 돌출된다. 각 세그멘트 핀 부재는 회전축 A-A과 실질적으로 평행한 축방향으로 연장된다. 세그멘트 가이드(40)는 허브(10) 또는 세그멘트 핀 부재(30)에 달리 고정되지 않고, 대신에 설명한 다양한 구성요소들의 관계에 의해 이 위치에서 느슨하게 유지된다. 이는 세그멘트 가이드(40)의 자유도가 세그멘트(50)의 이동에 반응하여 이동하게 한다.
도 12는 확장 가능한 풀리 세그멘트의 상세도이다. 부재(52)는 각 쐐기형 부재(41) 사이의 간극(42)에 슬라이딩 가능하게 맞물린다. 간극(42)은 부재(52)가 세그멘트 핀 부재(30)를 따라 슬롯(53)을 통해 슬라이딩 이동하게 할 정도로 충분히 넓다. 즉, 슬롯(53)은 세그멘트 핀 부재(30)를 따라 슬라이딩 이동한다. 슬롯(53)은 대략 30°내지 50°의 범위에서 반경에 대해 각도(α)로 배치된다(도 20 참조).
도 13은 확장 가능한 풀리 세그멘트와 카운터웨이트의 상세도이다. 카운터웨이트(60)는 홀(55) 내에 피봇 가능하게 삽입되는 핀(61)에 의해 세그멘트(50)와 피봇 가능하게 맞물린다. 세그멘트 핀 부재(30)는 노치(62)와 맞물린다. 카운터웨이트(60)와 세그멘트 가이드(40)는 세그멘트(50)의 폭 내에 완전히 수용된다. 이 폭은 도 13에서 세그멘트 핀 부재(30)에 평행한 수직축에 있다. 세그멘트 표면(54)은 다수의 리브 벨트(도시 생략)와 맞물리도록 다수의 리브 프로파일을 갖는다.
도 14는 확장 가능한 풀리의 사시도이다. 압축성 부재(70)가 림(12) 둘레에 배치된다. 백 플레이트(80)와 파스너(90)는 이 사시도에서 생략되어 있다. 세그멘트(50)는 부분적으로 개방된 위치에서 도시되어 있다. 핀(120)은 허브(10)를 백 플레이트(80)와 정렬시킨다.
도 15는 폐쇄된 위치에서 확장 가능한 풀리의 측면도이다. 복수 개의 세그멘트(50)는 풀리(100)의 원주 둘레에 인접하게 배치된다. 풀리(100)는 협동하는 세그멘트 조합을 포함하고, 각 조합은 세그멘트(50), 세그멘트 핀 부재(30) 및 카운터웨이트(60)를 포함한다. 각 세그멘트(50)는 인접한 세그멘트(50)에 의해 풀리 원주에 적절하게 배치된다. 도 15에서 풀리는 "폐쇄된" 위치에서 도시되어 있다. 즉, 각 세그멘트(50)는 각각의 인접한 세그멘트(50)와 접촉하고 있다. 각 카운터웨이트(60)는 압축성 부재(70)를 살짝 압박하고 있다.
세그멘트 핀 부재(30)에서 각 세그멘트는 반경(r2)을 갖고 있다. 반경(r2)은 각 세그멘트(50)가 도 16에서 설명되는 바와 같이 반경 방향으로 이동할 때에 각 슬롯(53)이 호형(弧形)으로 이동하게 한다.
도 16은 부분적으로 개방된 위치에서 확장 가능한 풀리의 측면도이다. 이 도 16은 풀리가 회전하고 있는 경우처럼 풀리가 부분적으로 확장된 상태를 도시하고 있다. 각 세그멘트(50)는 반경 방향으로 외측을 향해 예정된 거리를 이동하였고, 그 이동 중에 슬롯(53)은 세그멘트 핀(30)을 따라 부분적으로 이동하였다. 각 카운터웨이트(60)는 핀(61)을 중심으로 부분적으로 피봇하였다. 이는 각 카운터웨이트(60)가 또한 각 노치(62)에서 각 세그멘트 핀 부재(30)를 압박하고 있기 때문이다.
예컨대, 각 세그멘트(50)가 반경 방향으로 외측을 향해 이동할 때에, 세그멘트는 방향 "D"로 운동 성분을 갖는다. 세그멘트(50)가 방향 "D"로 이동함에 따라, 홀(55) 및 이에 의해 카운터웨이트(60)가 이동한다. 방향 "D"로 각 카운터웨이트(60)의 약간의 이동은 각 노치(62)가 세그멘트 핀 부재(30)를 압박하게 한다. 사실상, 노치(62)와 세그멘트 핀 부재(30) 간의 접촉은 각 카운터웨이트(60)가 노치(62)에서 세그멘트 핀 부재(30)를 중심으로 그리고 핀(61)을 중심으로 피봇하게 한다. 이어서, 세그멘트 핀 부재(30)와, 이에 의해 세그멘트 핀 부재의 표면(31)과의 맞물림은 각 세그멘트(50)와 카운터웨이트(60)를 풀리(100) 내의 적절한 위치에 유지한다. 이 이동의 추가 부분으로서, 가이드 부재(40)가 또한 부분적으로 회전하여 각 세그멘트의 다른 세그멘트들에 대한 적절한 정렬을 유지시킨다.
도 17은 완전히 개방된 위치에서 확장 가능한 풀리의 측면도이다. 각 세그멘트(50)가 구심력의 영향으로 반경 방향 외측을 향해 이동함에 따라, 풀리의 유효 직경이 증가하여 각 세그멘트 사이의 간극(57)이 확대된다. 각 세그멘트(50) 이동의 반경 방향 외향 제한은 각 카운터웨이트와 압축성 부재(70)의 맞물림에 의해 결정된다. 각 로브(63)는 반경 방향으로 내측을 향해 이동함으로써, 증가한 힘으로 압축성 부재(70)를 압박한다. 최종적으로, 압축성 부재(70)와의 접촉은 카운터웨이트(60)의 모든 추가적인 내향 이동을 정지시키고, 이는 각 세그멘트(50)의 모든 추가적인 외향 이동을 정지시킨다.
도 18은 확장 가능한 풀리의 단면도이다. 확장 가능한 풀리(100)는 통상적으로 회전 샤프트 "S" 상에 설치된다. 회전 샤프트 "S"는, 예컨대 모터 또는 엔진(도시 생략)에 사용될 수 있는 부속품으로 연장될 수 있다. 부속품은 교류기, 모터-발전기, 워터 펌프, 파워 스티어링 펌프 또는 다른 회전하는 부속품을 포함할 수 있다. 풀리(100)는 너트 "N"를 이용하여 샤프트(S)의 나사식 단부에 고정된다.
도 19에 도시된 시스템의 유효 구동비는 세그멘트(50)의 외향 이동에 의해 야기되는 확장 가능한 풀리의 유효 직경 변화에 의해 변경될 수 있다.
예컨대, 대략 60 mm의 "폐쇄된" 직경을 갖는 확장 가능한 풀리는 대략 4000 RPM의 작동 속도에서 대략 65 mm의 직경으로 확장될 수 있다. 풀리의 직경 증가는 풀리 및 이에 의해 부속품 샤프트(도 18의 "S" 참조)의 회전 속도를 소정 비율(속도1 × 직경1 = 속도2 × 직경2)만큼 감소시킬 것이다. 이를 풀어보면, 속도2 = [(4000 RPM)×60 mm]/65 mm, 속도2 = 3692 RPM이다.
이것은 직경의 증가에 비례하는 부속품 회전 속도의 속도 감소를 나타낸다. 시스템의 회전 속도가 증가함에 따라, 적절한 부속품의 속도 감소가 일어날 수 있다. 확장 가능한 풀리는 넓은 범위의 작동 속도에 대해, 예컨대 대략 14,000 RPM까지 적절하다.
이 예는 단지 예시의 목적을 위해 제공되며 본 발명의 풀리의 크기, 실시예 또는 용도를 제한하는 것으로 의도되지 않는다.
도 19는 확장 가능한 풀리를 이용하는 벨트 구동 시스템의 개략도이다. 이 예에서, 본 발명의 풀리(100)는 모터/발전기에 연결된다. 벨트 구동 시스템은 또한 벨트(B), 아이들러, 텐셔너 및 크랭크샤프트에 부착된 풀리를 포함한다. 이 예의 벨트 구동 시스템은 통상적인 하이브리드 내연 기관에 사용될 수 있다. 발전 모드에서, 크랭크샤프트는 벨트(B)를 구동시킨다. 시동 모드에서, 모터/발전기는 모터로서 사용되어 벨트(B)를 구동시킴으로써 크랭크샤프트를 회전시키고, 이에 의해 벨트 구동 시스템이 부착된 엔진을 시동한다.
도 20은 세그멘트 시스템의 개략적인 자유체 다이어그램이다. 제1 작동 모드에서, 확장 가능한 풀리 세그멘트(50)는 도 15에서처럼 가장 반경 방향 내측에 있는 위치에 있다. 이 모드에서, 풀리는 최소 직경을 갖는다. 각 세그멘트(50)의 슬롯(53)은 실질적으로 세그멘트 핀 부재(30)에 센터링된다. 풀리가 회전하더라도, 벨트에 의해 풀리에 토크가 가해지지 않기 때문에, 반경 방향에 직각인 방향으로 세그멘트(50)를 압박하도록 구심력(FC)에 직각으로 작용하는 "토크"의 힘(TB)이 존재하지 않는다. 다른 방식의 힘(TB)이 풀리의 원주를 기준으로 각 세그멘트 표면(54)에 실질적으로 접선 방향으로 작용한다. 각 카운터웨이트(60)는 실질적으로 구심력(FC)의 균형을 잡는 힘(FCW)을 가하여, 각 세그멘트(50)는 반경 방향으로 외측을 향해 이동되지 않는다. 또한, 카운터웨이트에 의해 가해진 힘(FCW)은 일단 벨트의 토크가 제거되면 각 세그멘트를 후퇴시키도록 작용한다.
벨트 토크가 각 세그멘트에 가해질 때에, 구심력(FC)에 실질적으로 직각인 힘(TB)이 가해진다. 측방향 힘(TB)은 각 세그멘트(50)의 슬롯(53)을 각 세그멘트 핀 부재(30)를 따라 이동시키도록 압박한다. 반경 방향 외측을 향한 구심력(FC)과 결부된 그러한 측방향 이동은 각 세그멘트(50)를 반경 방향 외측을 향해 이동하게 하는 카운터웨이트에 의해 가해진 힘(FCW)을 극복하고, 그 이동은 다시 풀리의 유효 직경을 증가시킨다. 벨트가 단지 세그멘트(50)의 일부와만 맞물리고 토크를 전달하더라도, 하나의 세그멘트의 임의의 운동은 가이드 부재(40)에 의해 다른 모든 세그멘트에 동일하게 전달된다. 따라서, 하나의 세그멘트의 운동은 모든 세그멘트에 의해 모방된다.
풀리는 토크 민감성인데, 이는 풀리의 유효 직경이 벨트에 의해 각 풀리 세그멘트에 가해지는 토크의 힘(TB)에 따라 변동된다는 것을 의미한다.
이 예에서, 대략 45도의 각도(α)는 시동 모드 중에 적절한 벨트 텐션을 제공하기에 충분하다. 발전 모드에서, 세그멘트들은 반경 방향으로 내측을 향해 내려앉고, 그 결과 풀리는 최소의 유효 직경을 갖는다. 매 경우에, 확장 가능한 풀리는 모터/발전기에 연결된다.
각 세그멘트(50)[이에 따라, 모든 세그멘트(50)]의 외향 이동을 유발하는 데에 필요한 힘(FC)의 크기는 각도(α), 뿐만 아니라 설명한 각각의 구성요소들의 슬라이딩 이동에 의해 가해지는 마찰력의 함수이다(도 21 참조). 도 21은 슬롯 각도로서 구심력의 그래프이다.
"시동 모드"는 벨트(B)를 구동하고 이에 따라 내연 기관 크랭크샤프트를 회전시킴으로써 내연 기관을 시동하기 위해 시동 장치로서 모터/발전기를 이용하는 것을 말한다. "발전 모드"는 차량의 배터리 시스템(도시 생략)을 재충전하기 위해 발전기로서 모터/발전기를 이용하는 것을 말한다. 발전 모드에서, 모터/발전기는 벨트(B)를 통해 내연 기관 크랭크샤프트에 의해 구동된다.
도 22는 도 17에 도시된 풀리의 상세도이다. 도 22는 세그멘트(50), 카운터웨이트(60), 세그멘트 핀 부재(30) 및 가이드 부재(41)의 조합을 전체적으로 도시하고 있다. 도 22는 세그멘트 핀 부재(30)가 슬롯(53)의 일단부에 도시되어 있기 때문에 개방된 위치에서 세그멘트(50)를 도시하고 있다. 세그멘트 핀 부재(30)는 또한 노치(62)와 맞물린 상태로 도시되어 있다. 쐐기형 부재(41) 사이의 간극(42)은 각 세그멘트가 반경 방향으로 외측을 향해 이동할 때에 각 세그멘트(50)를 반경 방향으로 정렬된 상태를 유지하는 역할을 한다. 이는 풀리가 "개방"됨에 따라, 각 세그멘트(50)가 그 이웃한 세그멘트 각각으로부터 멀어지게 이동하기 때문이다. 따라서, 세그멘트 가이드(40)는 각 세그멘트가 외측을 향해 이동하고, 이에 의해 인접한 세그멘트들과의 접촉이 해제될 때에 적절한 간격과 정렬을 보장한다.
본 발명의 소정 형태를 본 명세서에서 설명하였지만, 본 명세서에에서 설명한 본 발명의 사상 및 범위에서 벗어남이 없이 부품들의 구성 및 관계에서 변경이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.
10: 허브 20: 세그멘트 정지부
30: 세그멘트 핀 부재 40: 세그멘트 가이드
50: 세그멘트 60: 카운터웨이트
70: 압축성 부재 80: 백 플레이트
100: 풀리

Claims (10)

  1. 확장 가능한 풀리로서,
    복수 개의 인접한 세그멘트로서, 각 세그멘트는 반경 방향으로 이동될 수 있고 핀 부재와 슬라이딩 가능하게 맞물리며, 각 핀 부재는 각 세그멘트가 각 핀 부재를 따른 반경에 대해 실질적으로 각도(α)의 방향으로 이동할 수 있도록 각 세그멘트와 맞물리는 것인 세그멘트와,
    각 세그멘트를 다른 세그멘트에 대해 간격을 두고 배치시키도록 각 세그멘트와 맞물리는 이동 가능한 가이드 부재와,
    각 세그멘트에 협동하여 연결되고 각 핀 부재와 협동하여 맞물릴 수 있는 카운터웨이트로서, 각 카운터웨이트는 세그멘트의 구심력에 대항하는 힘을 가하는 것인 카운터웨이트와,
    허브에 연결되는 각각의 핀 부재
    를 포함하는 확장 가능한 풀리.
  2. 제1항에 있어서, 각 세그멘트는 핀 부재와 맞물리기 위한 슬롯을 포함하는 것인 확장 가능한 풀리.
  3. 제1항에 있어서, 각 카운터웨이트는 각 세그멘트에 피봇 가능하게 연결되는 것인 확장 가능한 풀리.
  4. 제1항에 있어서, 각 카운터웨이트와 맞물릴 수 있는 탄성의 정지 부재를 더 포함하는 확장 가능한 풀리.
  5. 제1항에 있어서, 각 세그멘트는 반경에 대해 각도(α)로 이동될 수 있는 것인 확장 가능한 풀리.
  6. 벨트 구동 시스템으로서,
    엔진 부속품에 연결되는 확장 가능한 풀리와,
    구동 풀리와,
    상기 구동 풀리와 확장 가능한 풀리 사이에 걸려 있는 벨트
    를 포함하고, 상기 확장 가능한 풀리는,
    복수 개의 인접한 세그멘트로서, 각 세그멘트는 반경 방향으로 이동될 수 있고 핀 부재와 슬라이딩 가능하게 맞물리며, 각 핀 부재는 각 세그멘트가 각 핀 부재를 따른 반경에 대해 실질적으로 각도(α)의 방향으로 이동할 수 있도록 각 세그멘트와 맞물리는 것인 세그멘트와,
    각 세그멘트를 다른 모든 세그멘트에 대해 간격을 두고 배치시키도록 각 세그멘트와 맞물리는 이동 가능한 가이드 부재와,
    각 세그멘트에 협동하여 연결되고 각 핀 부재와 협동하여 맞물릴 수 있는 카운터웨이트로서, 각 카운터웨이트는 세그멘트의 구심력에 대항하는 힘을 가하는 것인 카운터웨이트와,
    허브에 연결되는 각각의 핀 부재를 포함하는 것인 벨트 구동 시스템.
  7. 제6항에 있어서, 상기 엔진 부속품은 모터/발전기를 포함하는 것인 벨트 구동 시스템.
  8. 제6항에 있어서, 상기 구동 풀리는 엔진 크랭크샤프트에 연결되는 것인 벨트 구동 시스템.
  9. 제6항에 있어서, 상기 벨트에 맞물리는 텐셔너를 더 포함하는 벨트 구동 시스템.
  10. 제6항에 있어서, 상기 확장 가능한 풀리는 다수의 리브 프로파일을 갖는 것인 벨트 구동 시스템.
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