KR930001575B1 - 토크 캠기구를 가진 원심 트러스트형 변속풀리 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

토크 캠기구를 가진 원심 트러스트형 변속풀리

제1도 및 제2도는 이 기구의 주요 부분의 측단면도이며 본 발명에 관한 변속풀리의 한 예를 도시하고 제1도는 V홈의 폭이 최소인 경우이고 제2도는 V홈의 폭이 최대인 경우를 도시한 도면.

제3도는 본 발명의 풀리에서 토크캠의 사시도.

제4a도 및 제4b도는 정면도 및 측면도.

제5도는 가동 V풀리부재의 연장부에 캠에 수용하는 부분을 포함하는 토크캠의 측면도.

제6도는 구동측에서 각각의 요소에 대한 트러스트를 도시한 다이어그램.

제7도는 종동측의 변속풀리에 대한 트러스트를 도시한 다이어그램.

제8도는 종동측의 변속 V풀리에 대한 트러스트와 구동측의 변속풀리를 도시한 다이어그램.

제9도는 각 시스템을 위한 구동축대 종동축사이의 회전수 관계를 도시한 다이어그램.

제10도 및 제11도는 본 발명의 다른 실시예의 도면.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1, 11 : 고정 V풀리부재 2, 12 : 가동 V풀리부재

2a, 12a : 연장부 3 : 스프링 홀더

3a, 4 : 원심 트러스트 부여용 지지체 5, 15 : 가압 스프링

6, 16 : 원심력 부여재 8 : 캠판

8a, 11c : 토크캠 M, 13a : 오목부

본 발명은 스프링 트러스트와 토크캠 트러스트와 원심 트러스트를 가장 잘 이용하기 위해서 원심 트러스트 기구와 토크캠 기구와 스프링 트러스트 기구를 가진 변속풀리에 관한 것이다.

종래의 원심력을 이용한 변속풀리는 널리 알려져 있고, 특공소 51-6815호 공보(1976), 특개소 50-47064호 공보(1975), 특개소 51-54158호 공보(1976), 실공소 47-22065호 공보(1972), 실개소 51-58269호 공보(1976)등에 그 몇개의 예가 나타나 있다.

이 구조는 예를들면, 특공소 50-6815호 공보(1975)로 대표되는 것과 같이 고정 V풀리부재와, 가동 V풀리부재로 이루어진 변속풀리에 있어서, 가동 V풀리부재 후면에 둘러싸인 판을 가지고, 그 내부에서 회전시, 원심력에 의하여 운동하여 가동 V풀리부재를 고정 V풀리부재에 대하여 상대적으로 축방향으로 움직이어 풀리의 유효직경을 변화시키는 추를 배치한 구성으로 되어있고, 그 추로서 일반적으로 강구(볼)가 사용되고, 통상, 방사상의 가이드가 설치되어 있고, 이 가이드에 볼이 1개씩 삽입되고, 풀리의 회전에 따라 볼이 가이드홈을 따라서 방사상 방향으로 이동하도록 되어 있다.

그리고, 이 방식은 본 발명의 방식과는 원심 트러스트의 작용 방향이 역방향이지만 원심력을 이용한 풀리의 예로서 가리킨 것이다.

그런데, 상기와 같이 종래의 원심력 이용의 변속풀리에 있어서는 가이드 및 가이드 사이의 부분에 공간이 있어서, 큰 트러스트를 얻지 못하고, 따라서 V벨트와 조합하여 동력을 전달하는데 필요한 원심력을 인출하는데는 그 회전수를 크게 함과 동시에, 풀리직경을 크게하여 V벨트에 대한 소요 트러스트를 작게하고, 더우기 원심력을 발생시킬 수 있는 원심 작용체의 회전 반경을 크게하는 것이 필요하였다.

이 때문에, 종래의 상기 변속 장치에서는 저회전 영역에서의 실용화에 어려움이 있음과 동시에 변속풀리 자신의 자리를 크게 필요로 하는 결점이 있었다.

그래서, 본 발명자들은, 상기와 같은 사실에 대처하여 이 난점을 배제하는 것을 과제로 하고, 그중에서도, 종래의 강구 가이드와 같은 가이드를 제거하여 공간을 크게하고 다수의 작은 볼등을 충전하여 종래에 비해 공간내의 볼의 운동을 활발하게 하므로서 원심력 이용의 효율화를 도모하는 변속풀리를 먼저 제안(특원소 60-129589호 (1985))함과 동시에, 다시 상기 제안의 변속풀리를 발전시켜서 보다 고밀도로 원심력 부여재의 충전을 가능케하고 원심력의 효율을 더욱 높이는 일본국 특원소 61-153666호(1986)를 제안하였다. 그러나, 상기 방식의 원심 트러스트형 변속풀리에 관해, 다시 그후, 연구를 거듭한 바 이 방식에는 벨트에 생기는 장력에 의하여 풀리중에 벨트가 가라앉은 경우가 있는 것이 판명하였다. 즉, 이 변속풀리를 자동차의 보조기구 구동에 사용하였을때, 엔진 회전이 2000r.p.m 이하에서는 상기 변속 시스템의 구동과 종동의 회전비가 1대 1 또는 조금 증속함이 바람직하다. 그러나, 일반적으로 구동풀리측에 생기는 토크는 아이들링때보다 2000r.p.m까지 높고, 그 이상의 회전수가 되면, 토크는 갑자기 저하한다. 예를들면 동력 조향 장치는 특히 그러한 경향이 크다.

따라서 엔진 회전이 2000r.p.m 이하의 저회전시의 구동풀리에 생기는 토크에 의한 벨트장력, 특히 유효장력 때문에 구동측 변속 V풀리의 홈내로 벨트가 가라앉고, 감속측에 향하는 필요한 종동측의 회전이 부족하게되는 경향이 있다.

물론, 이를 방지하기 위해, 스프링 트러스트를 증가시키는 등의 대책에 의하여 어느 정도의 커버는 가능하나, 스프링 트러스트를 높이면 원심 트러스트를 크게 발생케 하는 필요성이 생기는 등의 문제점이 일어나기 쉽게 된다.

본 발명은 상술한 바와 같은 실상에 대처하여 상술한 각 변속풀리의 개선을 계속 도모하는 것을 과제로하고, 특히 상기 일본국 특원소 61-153666호(1986) 제안에 관련하는 변속풀리에 다시 토크캠을 설치하고, 이 토크캠 작용을 최대로 이용함으로서 구동풀리와 종동풀리간의 벨트 변속비를 보다 이상적인 상태로 자동 조정시킴을 목적으로 하는 것이다.

지금, 상기한 목적에 적합한 본 발명의 풀리의 특징을 제1도 및 제2도에 도시한 실시예에 따라서 설명을 하기로 한다.

고정 V풀리부재(1)의 축(A)의 연장상에 고정 V풀리부재(1)에 마주하여 가동 V풀리부재(2)를 축방향으로 습동 가능하게 설치하여, 이 가동 V풀리부재(2)의 외주에서 후방으로 향하는 연장부(2a)를 형성함과 동시에, 가동 V풀리부재(2)의 뒷쪽에서 가동 V풀리부재의 연장부(2a) 내면에 축(A)과 일체로 설치한 스프링 홀더(3)에서 연장된 원심 트러스트 부여용 지지체(3a)를 근접시킨다. 이 지지체와 마주하여 상기한 가동 V풀리부재의 연장부(2a) 단부에 원심 트러스트 부여용 지지체(4)를 스프링 홀더(3)의 실린더부(B)에 내접하고, 또한 습동할 수 있도록 설치한다. 그리고 가동 V풀리부재의 외주 가장자리의 연장부(2a)와, 그 선단의 원심 트러스트 부여용 지지체(4)와, 스프링 홀더의 실린더부(B)와, 그 선단의 원심 트러스트 부여용 지지체(3a)에 의해 감싸여진 공간내에 원심력 부여재(6)를 충전한다.

또한, 가동 V풀리부재(2)의 후면(2b)과 스프링 홀더(3)의 내면(3b)과의 사이에 탄성스프링으로서 가압 스프링(5)을 장착하여 가동 V풀리부재가 고정 V풀리부재쪽으로 트러스트를 일으키도록 설치함과 동시에, 또다시 가동 V풀리부재(2)의 하부에 있는 연장부(2c)에 캠을 수용하는 오목부(M)를 설치하고 이 오목부에 대향하도록 캠판(8)을 위치시킨다. 상기 캠을 수용하는 오목부와 캠판(8)의 토크캠(8a)이 서로 결합 상태로 됨으로써 상기 토크캠의 작용에 의해 토크가 상승할때, 토크캠에 의한 트러스트가 가동 V풀리부재와 고정 V풀리부재간의 V홈폭을 좁히는 방향으로 발생하고, (스프링 트러스트)+(토크캠 트러스트)-(원심 트러스트)에 의한 합성 트러스트를 가동풀리에 주어지는 회전수와 토크에 따라서 자동적으로 조정자재하도록 구성한다.

그리고, 상기 구성으로 원심력 부여재(6)가 공간내에서 자유로이 운동가능하게 하는 것이 중요하므로 가장 일반적으로는 다수의 볼이 사용되지만, 기타, 부정형상재, 각형 요소 분말류, 액체등도 그 1종 또는 2종 이상 혼합하여 사용할 수가 있다.

상기와 같은 구성에서 이루는 변속풀리를 구동풀리로 할때, 그 회전수가 적으며 또 고정 V풀리부재(1)와 가동 V풀리부재(2)와의 사이의 홈폭이 최소인 경우에는 상기 공간내에서 원심력 부여재(예를들면 다수의 볼)가 거의 빽빽하게 밀집하면서 회전에 의한 원심 트러스트와 가압 스프링(5)에 의한 벨트 가압 트러스트와 토크캠에 의한 가압 트러스트와의 균형을 유지함에 따라 가동 V풀리부재의 위치가 결정되든가 또는 스프링과 토크캠에 의한 여분의 가압 트러스트 만큼 원심 트러스트에 대항하여 구동풀리가 저회전 함에 따라 가동 V풀리부재의 위치가 결정된다.

그리고, 회전수가 상승하고 이에따라 가압 스프링(5)과 토크캠에 의한 합성 추력에 대항하여 원심력에 의한 트러스트가 증가하면, 가동 V풀리부재(2)가 고정 V풀리부재(1)에서 멀어지는 방향으로 힘을 작용시킨다. 그러나, 그때 토크캠에 의한 트러스트가 토크에 따라 변화하기 때문에 가압 스프링 트러스트, 토크캠 트러스트 및 원심 트러스트의 3개의 트러스트가 만든 균형과 또 종동 V변속풀리에서 생기는 V벨트(7)에 대한 트러스트와의 균형에 의하여 가동 V풀리부재의 위치가 정해진다. 즉, 구동풀리와 종동풀리간의 벨트 변속비를 이상적인 상태로 자동적으로 조정할 수가 있다.

다음에, 첨부도면에 의거하여 본 발명의 구체적인 실시예를 설명하기로 한다.

제1도 및 제2도는 앞서 도시한 바와 같이, 본 발명의 한 실시예이다. 도면에서(A)는 축을 도시하고, 축(A)의 연장 보스부(Aa)와 고정 V풀리부재(1)의 측부(1a)는 볼트(D1)로 일체로 고정된다. 고정 V풀리부재(1)의 축(A)의 연장상에는 가동 V풀리부재(2)가 내경이 똑같이 되어 둘 사이에 금속(C)가 끼워져서 장착된다. 또 스프링 홀더(3) 및 캠판(8)이 축(A)에 볼트(D2)로 일체가 되도록 결합되어 있다.

상기 가동 V풀리부재(2)의 외주 가장자리에는 후방으로 연장되는 연장부(2a)가 형성되어 있으며, 이 연장부(2a)의 내면에서 스프링 홀더(3)의 연장상에 있는 원심 트러스트 부여용 지지체(3a)의 외면이 내접 또는 근접 상태로 되어있다. 또한 가동 V풀리부재(2)와 연장부(2a)의 끝에 다른 원심 트러스트 부여용 지지체(4)를 볼트(D3)에 의해 장착하고, 그 지지체(4)의 내면은 스프링 홀더(3)의 연장된 실린더부(B)의 외면과 내접 또는 근접 상태로 되어 있으며, 가동 V풀리부재(2)의 후면(2b)과 스프링 홀더(3)의 내면(3b)사이에 가압 스프링(5)이 설치되어 있다.

또한, 상기 연장부(2a), 원심 트러스트 부여용 지지체(4), 스프링 홀더(3)에서 연장된 실린더부(B) 및 원심 트러스트 부여용 지지체(3a)의 각부분에 의해 감싸이는 공간부(이 공간부의 형상은 필요한 원심력 특성에 따라 변화하지만 일반적으로는 거의 삼각형이다)에는 원심력 부여재(6)로서 도면에 있어서는 다수의 볼(필요한 원심력 특성에 의하여 그 량을 가감한다)이 장전되어 있지만, 이 장전량은 그 공간의 용적이 최소일때, 볼(소강구)의 겉보기의 용적이 거의 90% 정도로 하는 것이 양호하다.

그러나, 물론, 이 양은 필요한 원심력에 따라서 적당하게 결정할 수 있다.

따라서 상기의 구성에 있어서, 가동 V풀리부재(2)의 하부에 있는 연장부(2c)에 캠을 수용하는 오목부가 설치됨과 동시에 이에 대향하여 상기 캠판(8)에서 돌출한 토크캠(8a)이 설치되어 있고, 제1도에서 점선(T)으로 쌓인 부분에서 토크캠과의 결합이 형성된다.

이 토크캠(8a)의 세부와 토크캠판(8)은 각각 제8도, 제4도 및 제4b도에 도시한다. 또, 가동 V풀리부재(2)의 하부에 있는 연장부(2c)의 캠을 수용하는 오목부(M)를 제5도에 도시한다. 여기에서(θ)는 그 오목부(M)의 각도이다. 제4b도에서 (R)은 캠판의 유효반경이다.

여기서 토크캠(8a)과 오목부(M)와의 작용에 대해 간략히 설명하기로 한다. 제1도에서, 고정 V풀리부재(1)와 가동 V풀리부재(2)와의 V홈폭이 최소인 경우 즉, 저회전 영역에서는 원심 트러스트에 대하여 가압 스프링(5)의 반발력이 더 커지므로 토크캠(8a)이 연장부(2c)의 오목부(M)와 결합함으로써 가동 V풀리부재(2)에 트러스트를 부여하고, 이때 가동 V풀리부재(2)가 고정 V풀리부재(1)쪽으로(도면을 바라볼때 오른쪽으로) 접근하며 습동하게 된다. 다음에 제2도와 같이 고정 V풀리부재(1)와 가동 V풀리부재(2)와의 V홈폭이 최대인 경우, 즉 회전수가 높아지면 원심 트러스트가 상승하여 가압 스프링(5)의 반발력 보다 더 커지게 되면 토크캠(8a)이 오목부(M)와의 결합이 해제되면서 가동 V풀리부재(2)가 왼쪽(도면을 바라볼때)으로 습동하게 되어 고정 V풀리부재에서 멀어진다.

제10도 및 제11도는 본 발명의 다른 실시예를 도시한 것이다. 이 실시예에서는, 축(A)의 일단부에서 이축과 교차하는 방향으로 연장한 연장부(11a)의 선단부를 굴곡시켜 그 선단에 고정 V풀리부재(11)를 설치한다. 상기 축(A)의 타단부에는 적당한 공간을 가지고 축으로부터 연접하는 외부 실린더(11b)를 볼트(D2)로 고정시키고, 이 실린더 상에서 고정 V풀리부재(11)에 대향하도록 가공 V풀리부재(12)가 금속(C)을 통하여 축방향으로 습동 가능하게 설치된다. 또한, 가동 V풀리부재(12)의 연장부(12a)에는, 축의 연장부(11a)의 중간 위치에서 원심 트러스트 부여용 지지체와 스프링 홀더와 토크캠의 3가지 기능을 가지는 지지체(13)가 볼트(D3)에 의하여 고착되어 설치된다.

그리고, 외부 실린더(11)와 축(A)과의 사이의 공간은 스프링 수용 공간으로 되고, 축(A)에 연접하는 외부 실린더의 내면과 상기 지지체(3)의 대향하는 부분과의 사이에 가압 스프링(15)이 장전되고, 또, 상기 연장부(11a)와 지지체(13)에 의하여 형성되는 공간부(이 공간부의 형상은 필요한 원심력 특성에 따라 변화하지만 일반적으로는 거의 삼각형이다)에는 원심력 부여재(16)로서 도면에 있어서는 1 내지 3.5㎜ø의 다수의 볼(필요한 원심력 특성에 의하여 그 양은 가감한다)이 충전되어 있지만, 그 충전량은 그 공간의 용적이 최소일때, 볼(소강구)의 겉보기의 용적이 거의 90% 정도로 하는 것이 양호하다.

그러나, 물론, 이 양은 필요한 원심력에 따라서 적당하게 결정할 수 있다.

또, 상기 가압 스프링(15)의 하중의 허용응력이 견딜수 없는 경우를 고려하고, 그 경우에 대비하여 도시된 바와 같이 지지체(13)와 고정 V풀리부재(11)의 후면간에 보조 스프링(20)을 설치하여도 좋고, 또한 고정 V풀리부재(11)의 일부분에 도시된 바와 같은 멀티 리브형 풀리(multi-ribbed pulley)(p) 기타 V풀리, 평풀리, 타이밍 풀리등을 부착하여도 좋다.

그리하여, 상기 구성에 있어서, 고정 V풀리부재(11)의 축(A)의 타단측에 설치된 외부 실린더(11b)의 선단측에는 돌출한 토크캠(11c)이 형성되고 한편, 지지체(3)의 측부에는 상기 토크캠(11c)을 받는 오목부(13a)가 설치되어, 토크캠과 오목부가 서로 맞물리면서 토크캠 작용부를 형성하게 된다.

본 발명의 변속풀리는 상술한 바와 같이 구성되는데, 특히 예를들면 본 발명의 풀리를 구동측 풀리로 하고, 종동측의 변속풀리는 이미 아는 통상의 풀리로하여 구동 및 종동풀리간에 V벨트(17)를 걸어놓고 일련의 시스템을 형성하여 사용한다.

제1도 및 제2도에 도시한 실시예와, 제10도 및 제11도에 도시한 실시예는 구성이 조금 다르지만 작용 및 효과는 거의 동일하다. 그러므로 주로 제1도 및 제2도를 참조하여 본 발명의 작용을 설명하기로 한다.

상술한 바와 같은 구성을 가진 변속풀리에 있어서, 제1도에 및 제10도는 고정 V풀리부재(1, 11)와 가동 V풀리부재(2, 12)와의 V홈폭이 최소인 경우를 가리킨다. 이경우는 통상 원심 트러스트에 대하여 가압 스프링(5, 15)의 반발력이 더 큰 경우이고, 필요이상으로 홈폭이 좁게(홈폭이 필요이상으로 좁아지면 V벨트가 V홈에서 이탈할 수가 있다)되지 않도록 풀리의 이동 오차를 정하는 것이 필요하다.

한편, 제2도 및 제11도는 회전수가 높아졌을때, 가압 스프링(5, 15)의 트러스트에 대항하여 원심력에 의한 트러스트가 상승하여 가동 V풀리부재(2, 12)가 소요의 거리만큼 고정 V풀리부재(1, 11)에서 떨어지는 방향으로 이동한 경우이다. 그리고, 가동 V풀리부재(2)의 상기 이동거리(X)의 양은 동력 전달시에 생기는 V벨트의 인장측 및 이완측의 장력, V각도, 벨트의 마찰계수, 상대측 변속풀리의 트러스트등에 의존하고 또한, 본 발명 풀리의 회전수, 가압 스프링(5)의 트러스트, 볼 삽입 공간의 형상 및 넓이등에 의하여 정해지는 것이다.

지금, 제1도에서의 실시예에 대하여, 구동풀리에 생기는 트러스트(Q)는 아래 공식에서 얻을 수 있다.

단, 식중

Qp : 풀리 피치직경 최대시의 스프링 트러스트

K : 스프링 상수

Tq : 가동 V풀리부재의 토크캠에 생기는 토크

ρ : 원심력 부여재의 비중

ω : 풀리의 각 가속도

R0 : (원심실의 하단 직경)/2

R1 : (원심실의 상단 직경)/2

Kt : 토크캠비

이상에서 Qp, K, ρ, ω, R0, R1가 있는 조건하에 있어서는 Tq가 크게되면 Q는 크게되고, Tq가 작게되면 Q는 작게되는 특성을 가지고 있다.

그래서, 이 특성을 가장 잘 이용하는 경우로서 이하에, 자동차의 보조 기구 구동용에 이용하는 경우에 대하여 설명한다.

지금, 본 발명의 변속풀리를 엔진측 구동풀리로서 사용하고, 종동측에 공지의 스프링식 변속 V풀리를 사용하고, 양 풀리간에 V벨트를 걸어 동력을 전달하고, 종동축에서 보조기구, 예를들면 교류 발전기, 동력 조향 펌프, 공기 압축기 펌프, 물펌프, 과급기 등으로 단독 또는 다수의 장치를 구동하는 시스템을 형성할때, 각각의 보조기구에 의하여 소요의 작동을 유효하게 작용키 위해서는, 어떤 회전범위를 유지하는 것이 성능면과 경제면(연비특성면)에도 유리하므로, 그 바라는 회전범위를 보정하도록 하는 것이 본 발명의 상기 시스템이다.

여기서는 보조기구중에서도, 연비특성에 영향이 큰 동력조향 펌프와 공기 압축기 펌프의 2개를 상기 시스템에 의하여 구동하는 경우를 선택하고 있다. 그때 생기는 엔진 회전수와 엔진에서 생기는 보조 기구에 의한 최대 토크의 관계를 먼저 아래 표 1에 표시한다.

[표 1]

또, 보조기구에서 생기는 토크는 차의 주행조건과 외부조건에 항상 의존된다.

이경우, 일반적으로 본 발명의 변속풀리를 사용하는 시스템의 목적인 토크손실의 저감을 달성하기 위해서는 보조기구에 생기는 토크에 따라서 변속비를 다음과 같이 선택하는 것이 바람직하다.

즉, 토크가 클때는 보조기구의 작업량이 필요하므로 그 작업량에 맞는 회전수를 유지하도록 하고(필요이상으로 회전수를 증가시키지 않음), 역으로 보조기구에 생기는 토크가 작을 경우는 그 작업량에 맞는 낮은 회전수를 보전하도록 제어함으로서 토크손실을 저감할 수가 있다.

또, 보조기구의 회전범위, 특히 최대 회전수를 저감할 수 있으므로서 손실 토크의 저감과 동시에 내구성 향상을 충족시키는 구조로 함에 의하여 비용의 절감을 행하는 것이 가능케 된다.

이하, 상기의 비용 절감이 어떻게하여 가능하게 되는지에 대하여 설명한다.

우선, 상기 식(1)을 근거로하여 구동풀리에 생기는 트러스트(가동 V풀리부재에 의하여 벨트를 측면에서 가압하는 힘) Q는,

여기서, 구동축 스프링 트러스트=Qp+K·X

토크캠 트러스트=Kt·Tq

한편, 종동측 변속풀리의 트러스트를 Q'로 하면,

그래서, 제6도는 구동측에 있는 각 요소의 스프링 트러스트 및 합성 트러스트를 가리킨다. 단 합성 트러스트는 스프링 트러스트 및 토크캠 트러스트를 프러스(+)성분, 원심 트러스트를 마이너스(-)성분으로 한 합성 트러스트이다.

더구나, 상기 합성 트러스트를 보조기구 토크가 전부하시일때를 점선(a)으로 나타내고, 부하가 영일때를 파선(b)으로 표시한다.

또한 제6도에서, (c)는 스프링 트러스트, (d)는 원심 트러스트, 부(-)의 방향(e)은 전부하시 토크캠 트러스트, 정(+)의 방향(f)은 무부하시 토크캠 트러스트를 각각 가리킨다.

또, 제7도에서 (g)는 종동축 변속풀리의 트러스트를 가리킨다. 제8도에서 (h)는 구동측 변속 V풀리의 전부하시의 합성 트러스트를, (i)는 무부하시의 합성 트러스트를, (j)는 종동측 변속 V풀리의 트러스트를 가리킨다.

그런데, 제8도에 있어서 구동측 변속 V풀리의 트러스트는 Q=(스프링 트러스트)+(토크캠 트러스트)-(원심 트러스트)의 관계보다, 구동풀리에 생기는 부하가 작든가, 또는 영에 가까울때, 제9도에 (B)로서 가리키는 것과 같이 트러스트가 낮은 수준으로되고, 부하가 높든가 또는 전부하시는 제9도의 (A)에서 가리키는 바와 같이 트러스트 수준이 높아진다.

또, 종동측 변속풀리의 실시예는 통상의 스프링 트러스트 식의 변속 V풀리이기 때문에, 벨트 변속에 의한 종동측 변속풀리의 V홈폭의 변화에 따라서 스프링의 휨량이 변화하고, 그것에 의하여 트러스트 변화를 발생하고, 그에 대하여 구동축 변속풀리에 생기는 트러스트 중에서 변동 트러스트(원심 트러스트, 토크캠 트러스트)와 스프링 트러스트와의 관계 및 변동 트러스트와 벨트에 생기는 유효장력과의 관계가 벨트 변속비를 결정한다.

제9도는 그 변속비의 상태를 구동 및 종동에 대한 변속 V풀리의 회전수와의 관계로서 나타내고 있다.

또한 동시에 제9도에서 종래방식, 즉, 변속 기구를 가지지 않은 고정 풀리에 의한 전동방식에 관하여 구동축과 종동축(보조기구측)의 회전수의 관계를 점선(c)으로 표시했다. 또, 파선(D)는 일본국 특원소 61-153666호에 기재된 것으로서 무부하시의 상태를 나타내고, 파선(E)는 전부하시의 상태를 나타낸다.

이들의 도면에 있어서, 종동측(보조기구측)의 회전수에 관하여는, 일부의 보조기구(물펌프)를 제외하고, 구동측(엔진축측)의 회전수의 대소에 불구하고 어떤 일정한 회전수를 보장하도록 하는 것(제9도 일점쇄선(F)로 표시)이 보조기구의 설계상 모든점에 있어서 이상적이라고 생각된다.

이와는 반대로 종래 방식의 점선(C)는 구동측 회전수 2000r.p.m보다 크게 초과하기 때문에 보조기구의 설계상, 연비상, 큰폭의 손실을 발생하게 된다.

또, 본 발명자가 일본국 특원소 61-153666호로 제안한 방식은 제9도의 파선(D), (E)로 가리키는 특성을 갖는다. 종래의 점선(C)로 가리키는 경우에 비하여는 크게 손실 저감은 하지만, 그러나, 보조기구가 작업을 하지 않을때, 즉, 종동측이 저회전수에서도 잘 동작하거나 또는 회전하지 않아도 좋은데도 불구하고, 역으로 회전수가 증가하는 경향이 있다.

그것에 대하여, 본 발명의 풀리 메카니즘은 토크캠의 작용에 의하여 제9도 일점쇄선(F)의 이상적인 라인에 가까운 특성이 발휘된다.

본 발명은 이상과 같이 일본국 특원소 61-153666호 제안의 것을 개량하고, 토크캠기구를 부가하여 그 작용을 최대로 이용하는 것이다. 그 토크캠의 작용에 의하여 구동측에 생기는 토크가 작을때는 전술한 바와 같이 감속측을 향해 전체 트러스트가 감소한다. 역으로 토크가 클때 증속측으로 작용함으로서 부하시와 무부하시의 변속특성을 제9도에 가리키는 이상 라인(F)에 가까이 할 수 있다.

따라서 이것에 의하여 보조 기구에 최소한 필요한 회전수를 유지하면서 연비 손실을 줄이고 또 보조기구의 최고 회전수를 내리므로서 보조기구 자체의 설계를 하기 쉽게 하는등, 대단한 효과를 발휘한다.

특히, 본 발명은 일본국 특원소 61-153666호에 제안된 것에 비해 하기의 효과가 기대된다.

(1) 토크캠 작용에 의하여 보조기구에 생기는 토크가 클때 그 작업량에 적합한 회전수를 줄 수가 있다. 역으로 말하면 보조기구에 생기는 토크가 낮을때, 그것에 따라 보조기구의 회전수를 저하(소요 토크에 적응하여)시킬 수가 있으므로, 이로인하여 토크 손실이 낮은 시스템을 실현할 수가 있다.

(2) 풀리에 생기는 트러스트는 (스프링 트러스트)+(토크캠 트러스트)-(원심 트러스트)이다. 그중에서 스프링 트러스트를 얻기 위해서는 설계상 스프링의 용적이 일본국 특원소 61-153666호 방식으로서는 크게된다. 또, 콤팩트한 방법으로 하는데는 스프링에 생기는 하중이, 그 스프링의 허용응력을 만족하게끔 설계해야하기 때문에, 비교적 용적이 크게된다. 그런, 본 발명에서는 그러한 큰 용적을 토크캠 트러스트로 보충하기 때문에 스프링의 하중 부담이 경감되고, 스프링의 설계가 용이하게 된다.

Claims (9)

1. 고정 V풀리부재(1, 11)의 축(A)의 연장상에서 이 고정 V풀리부재(1, 11)에 대향하여 축방향으로 이동이 가능하게 가동 V풀리부재(2, 12)를 설치하여 원심 트러스트 부여재에 의한 원심력을 가동 V풀리부재(2, 12)의 트러스트 수단으로서 사용한 토크캠 기구를 가진 원심 트러스트형 변속풀리에 있어서, 가동 V풀리부재(2)의 외주에서 후방을 향하는 연장부(2a)를 형성함과 동시에 가동 V풀리부재(2, 12)의 후면에서 축(A)의 연장상에 가동 V풀리부재(2)의 연장부(2a)의 내면에 내접하듯이 축(A)과 일체로 설치된 스프링 홀더(3)에서 연장한 원심 트러스트 부여용 지지체(3a)를 근접시키고, 이 지지체에 대향하여 가동 V풀리부재(2, 12)의 연장부(2a)의 단부에 다른 원심 트러스트 부여용 지지체(4)를 스프링 홀더(3)의 연장 실린더부에 내접시켜 습동이 가능하도록 설치하고, 가동 V풀리부재(2)의 후면부 및 스프링 홀더(3)의 내측면에 스프링 설치공간을 만들어서 고정 V풀리부재(1)와 가동 V풀리부재(2)와의 사이의 V홈 폭을 축소하는 방향으로 트러스트를 발생시키는 가압 스프링(5)을 장착하고, 고정 V풀리부재(1)와 일체로 된 축(A)위에서 연장하는 실린더부(B)와, 원심 트러스트 부여용 지지체(3a)와, 가동 V풀리부재(2) 외주의 연장부(2a)와, 그 선단의 원심 트러스트 부여용 지지체(4)의 내측면에 의하여 감싸인 공간내에서 자유로이 이동가능하도록 원심력 부여재(6)를 충전시키고, 풀리 회전중에 원심력 부여재(6)에 의한 원심력에 따라 가동 V풀리부재(2)의 후측면에 압력을 발생시키게 하는 가압 스프링(5)에 의한 고정 V풀리부재(1)쪽으로 향한 트러스트에 대항하여 고정 V풀리부재(1)와 가동 V풀리부재(2)사이의 V홈의 폭을 넓히는 방향으로 풀리의 회전수에 따라 상기 트러스트를 변화시킬 수 있게하고, 또 가동 V풀리부재(2)의 연장부(2c)와 이에 대향하는 고정 V풀리부재(1)의 축(A)의 연장상에 설치한 캠판(8)과의 사이에 대향하는 오목부(M)와 토크캠(8a)으로 이루어지는 토크캠 결합부(T)를 형성하여 토크캠 결합부(T)에 의하여 트러스트를 상승시킬때 토크캠 결합부(T)에 의한 트러스트가 가동 V풀리부재(2)와 고정 V풀리부재(1)와의 사이의 V홈폭을 줄이는 방향으로 트러스트를 발생시키도록 되어 있는 것을 특징으로 하는 토크캠 기구를 가진 원심 트러스트형 변속풀리.
2. 제1항에 있어서, 원심력 부여재(6, 16)가 다수의 볼인 것을 특징으로 하는 토크캠 기구를 가진 원심 트러스트형 변속풀리.
3. 제1항에 있어서, 원심력 부여재가 형상이 일정치 않은 재료인 것을 특징으로 하는 토크캠 기구를 가진 원심 트러스트형 변속풀리
4. 제1항에 있어서, 원심력 부여재가 다수의 각이 있는 재료인 것을 특징으로 하는 토크캠 기구를 가진 원심 트러스트형 변속풀리.
5. 제1항에 있어서, 원심력 부여재가 분말물질의 재료인 것을 특징으로 하는 토크캠 기구를 가진 원심 트러스트형 변속풀리.
6. 제5항에 있어서, 상기 분말물질의 재료가 비중 7.0 이상의 구리, 철, 스테인레스의 분말 및 금속 분말과 고결체로부터 선택된 적어도 1종류인 것을 특징으로 하는 토크캠 기구를 가진 원심 트러스트형 변속풀리.
7. 제1항에 있어서, 원심력 부여재가 액체인 것을 특징으로 하는 토크캠 기구를 가진 원심 트러스트형 변속풀리.
8. 제1항에 있어서, 원심력 부여재가 볼, 부정형 재료, 각이 있는 재료, 분말물질과 액체로부터 선택된 2종류 이상인 것을 특징으로 하는 토크캠 기구를 가진 원심 트러스트형 변속풀리.
9. 제1항 내지 제6항 및 제8항중 한 항에 있어서, 원심력 부여재가 여러 크기의 다수의 물질의 혼합인 것을 특징으로 하는 토크캠 기구를 가진 원심 트러스트형 변속풀리.

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