JPH01234645A - ベルト式無段変速装置及びこれに用いる変速プーリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はベルト式無段変速装置及び該装置に使用する変
速プーリに係り、例えば変速プーリを用いたエンジン補
機駆動用のベルト式無段変速システムにおいて、駆動側
の回転数が上昇しても従動側の回転数及びエンジン補機
の回転数を所定範囲に自己制御できるベルト式無段変速
装置及びこれに使用する変速プーリに関する。

（従来の技術） 従来のエンジン補機駆動装置としては、駆動軸と従動軸
に固定プーリと摺動シーブからなる変速プーリが取り付
けられ、この一対の変速プーリに動力伝動用ベルトが掛
架されている。

そして、上記変速プーリとしてはおもにプーリの回転数
に伴う遠心力を利用して両プーリ間の間隔を自動的に調
節可能にしたものが用いられ、例えば特公昭５１−６８
１５号公報、特開昭５０−４７０６４号公報、特開昭５
１．＝５４１５８号公報、実公昭４７−２２０６５号公
報、実開昭５１−５８２６９号公報などにその具体的な
例が開示されている。

この構造は例えば、特公昭５１−６８１５号公報で代表
されるように固定■ブーリ片と可動■ブーリ片からなる
変速プーリにおいて、可動Ｖブーリ片前面に囲い板を有
してその内部に回転時、遠心力により運動して可動■ブ
ーリ片を固定■ブーリ片に対して相対的に軸線方向に動
がしプーリの有効径を変化させるおもりを収設せしめた
構成がらなっており、そのおもりとして一般に鋼球（ボ
ール）が用いられ、通常、放射状のガイドが付設されて
いて、このガイドにボールが１個宛挿入され、プーリの
回転に伴ってボールがガイド溝に沿ってラジアル方向に
移動するようになっている。

また、一方、他の変速ブーりとして、可動プーリ片と固
定部材の間にコイルスプリングが介装され、可動プーリ
片を固定プーリ片へ移動させたものが知られている。

史に、その外、油圧によって可動プーリ片を移動させる
変速プーリもあり、このプーリは可動プーリ片側に油圧
シリンダ一部を設け、このシリンダ一部の油圧を変化さ
せて可動プーリ片を移動させている。

そして、このような変速プーリを駆動側と従動側に取り
付け、これらのブーり間に動カ伝動用ヘル１〜を掛架し
て走行させると、ベルトのピッチ円半径を変えつつ駆動
側と従動側との回転比を可変しながら駆動力を伝達する
ようになっており、この従りリＪ側の回転力によってパ
ワステアリング制御用のオイルポンプ、オールクーネー
タ等のエンジン補機を駆動するようになっている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記の如き従来の変速装置ではエンジン
に連結する駆動軸の回転数が上昇すれば、それにつれ従
動軸の回転数も増加するようになっているため、従動側
に他のベルトを介して連結しているパワステアリング制
御用のオイルポンプ等の補機の回転も必然的に」１界し
ていた。このため、エンジンが低速で回転する領域では
補機はｍ（影響を受けないが、高速で回転すると補機ば
過剰に回転するため、エネルギーの損失になるばがりで
な（、補機自身だけでな（、従動軸と補機とを連結して
いるベルトも疲労しやすくなるという問題を有している
。

本発明は上述のような問題に対処し、これを改善すべく
、駆動軸の回転数に対して従動軸の回転数を一体の範囲
に制御してなるエンジン補機駆動に通用出来るベルト式
無段変速装置及びこれに使用する変速プーリを提供する
ことを目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 即ち、上記目的に適合する本発明の特徴とするところは
、駆動軸と従動軸に固定した固定プーリ片と、このプー
リ片に対向して軸上をその長手方向に移動可能に取りイ
］けられた可動プーリ片を有する変速プーリを取り付り
、これら両変速プーリの■溝に動力伝動用ベルトを掛架
してなるベル１−式無段変速装置であって、上記従動軸
に取り付げられた変速プーリの可動プーリ片の背部に油
圧シリンダーを配設し、史に従動軸もしくは駆動軸に固
定した固定プーリ片の背部外周部に設けた流体溜め部に
ピトー管を位置固定し、該ピトー管と前記油圧シリンダ
ーとを連通させると共に、上記流体溜め部に液体を補給
する流体供給部を設けたことにある。

また、本発明は駆動軸に取り付けた変速プーリに可動プ
ーリ片と前記軸に固定されたスプリング押さえとの間に
はコイルスプリングを介装したものを使用するベルト式
無段変速装置にある。

ここで、流体供給部はベルト式無段変速装置のケース底
部に溜められた液体を回収し、ポンプにより流体溜め部
に補給するベルト式無段変速装置も含む。

又、流体供給部は従動側の固定プーリ片に備え−９＝ た流体溜め部の側部に少なくとも１つ以上の流体かき上
げ片を設け、カバー底部に溜められた液体を集めて前記
流体溜め部へ補給する装置も含む。

更に、本発明は上記ベルト式無段変速装置における変速
ブーりも包含され、この特徴とするところは、シーブ軸
に固着した固定プーリ片とこれに相対向して設けられた
軸方向移動可能な可動プーリ片を有し、該可動プーリ片
の背部に油圧シリンダーを配し、また一方、固定プーリ
片の背部外周部に設けた流体溜め部内に軸にロータリー
ジヨイントを介して取り付けたピトー管の先端を挿入し
、上記ピトー管と油圧シリンダーを連通させる流体通路
をシーブ軸内に設けた変速プーリにある。

又、本発明は固定プーリ片に設けた流体溜め部に少なく
とも１つ以上の流体かき上げ片を固着させてなる変速プ
ーリも包含する。

（作用） 本発明によると、前記ピトー管を具備せしめた変速プー
リの使用によりそのベルト式無段変速装置は、まず駆動
側の変速プーリの回転数が小さい領域では従動側の変速
プーリの回転数も小さくなり、ピトー管は小なる圧力を
感知する。そのため油圧シリンダーへ供給する流体量は
少なく、油圧シリンダー内の圧力も上昇しないため、ベ
ルトは駆動側の変速ブーりのスプリング推力によっての
みで走行して従動軸とエンジン補機を回転させる。

また一方、駆動軸の回転数が上昇すると、相対的に従動
側変速プーリの回転数も上昇し、それによってピトー管
の感知する圧力は回転数の２乗に比例して増加する。流
体溜め部内の液体はピトー管より液体通路を経て油圧シ
リンダー内へ供給され、可動プーリ片を固定プーリ片側
へ移動させる。

これに伴い、ベルトは従動側変速プーリのベルト巻き掛
はピッチ径を小さく、かつ駆動側変速プーリのピッチ径
を小さくする方向へ移動し、最終的には駆動側変速プー
リのスプリング推力による成分と従動側変速プーリの油
圧シリンダーの圧力成分とが均り合った位置に定まる。

即ち、駆動軸と従動軸の変速比は常時一定になり、従動
軸の回転数は所定範囲内に収まり、たとえ駆動軸の回転
数が増しても従動軸の回転数の変動は起こりにくい。

（実施例） 以下、更に添付図面にもとづき本発明の詳細な説明する
。

第１図は本発明に係るベルト式無段変速装置の縦断面図
、第２図は本発明の他の実施例であるベルト式無段変速
装置の縦断面図である。

本発明に係るベルト式無段変速装置（１）はエンジン補
機、例えばオルターネータ、エアーコンプレッサーポン
プ、パワーステアリングに使用するものであり、カバー
体（２）内に駆動軸（３）と従動軸（４）が平行に配置
され、駆動軸（３）はエンジンと間接的に連結され、他
方、従動軸（４）はエンジン補機に■ベルト、多リブベ
ルト等を介して連結されている。

しかして、前記駆動軸（３）に取り付けられた変速プー
リ（５）においては、これに設けられたスプラインに固
定プーリ片（６）が嵌入されポルＩ−（７）によって固
着されており、他方、これに対向するように可動プーリ
片（８）が固定プーリ片のシーブ軸（９）上に嵌−１２
＝ 人され、動力伝動用ベルト、即ち、■へルト００）が係
合する■状溝を形成する。

前記可動プーリ片（８）は図より明らかなようＧＥ固固
定プリ９片シーブ軸（９）上を摺動自在で、軸方向に対
して移動可能な如く装設されている。そしてこの可動プ
ーリ片（８）の右側方向のシーブ軸（９）の端部にはフ
ランジ状ストッパー（１１）が装着され、ボルト（図示
せず）によって前記シーブ軸（９）に固定されていると
共に、このストッパー（１１）と可動プーリ片（８）の
間には反撥弾性を有するコイルスプリング０２）が常に
可動プーリ片（８）を固定プーリ片（６）の方向へ押圧
する状態に取り付けられている。上記コイルスプリング
０２）の両端面は可動プーリ片のボス部及びストッパー
（１１）に挿入された夫々の突出ピン０３）。

０３）に接触係合している。

また、前記従動軸（４）に取り付けられた変速プーリθ
９においては、従動軸（４）に固定プーリ片０ωが嵌入
され、ボルトθ力によって固着され、他方、これに相対
向して可動プーリ片０８）が固定プーリ片のシーブ軸０
■に嵌め込まれている。

そして、上記固定プーリ片０ωの背部外周方向には受は
皿状の流体溜め部Ｑ［Ｉｌが設けられ、しかも、この溜
め部ＱΦ内にピトー管（２１）がその先端開口部を挿入
し流体溜め部Ｃ２１内の液体に挿入されている。

このピトー管（２１）は軸（４）と共に回転しないよう
に装着されたロータリージヨイント（２２）に取り付け
られており、流体溜め部ＱΦ内の流体の流速（即ち固定
プーリ片０６）の回転数に比例する）を感知する。

尚、ロータリージヨイント（２２）はロンド（２８）に
よって回転を制御されている。

また、一方、助動プーリ片０８）の背部には油圧シリン
ダー（２３）が設けられている。この油圧シリンダー（
２３）は固定プーリ片の軸０９）に固着された固定板（
２４）と可動プーリ片の筒部側壁（２５）からなる空間
部であり、流体を充填して内圧を変動させて可動プーリ
片θ８）を図中矢印方向へ移動可能にしている。勿論、
上記固定板（２４）の頂部にはパ□ッキング（２６）を
介在させてもよい。

そして、前記油圧シリンダー（２３）は軸（４）及びロ
ー１４＝ −クリージョイン１（２２）内に設けられた流体通路（
２７）を介してピトー管（２１）に連通している。

また、更に前記流体溜め部？！０）に流体を常時補給す
るだめの流体供給部（２９）としては、上記無段変速装
置のカバー体（２）底部に溜められた流体（３０）、例
えばオイルをパイプ（３１）を介してタンク（３２）内
に回収しポンプ（３３）によって流体供給口（３４）か
ら常時流体溜め部ＱＯに補給する機構からなる。従って
、流体は常にリサイクルされている。

なお、流体供給部（２９）としては上記の他に第３図及
び第４図に示すように従動軸（４）に固着された固定プ
ーリ片０ωに設けられた流体溜め部ＱＯの側壁に少なく
とも１つ以上の流体かき上げ片（３５）　（本実施例で
は４個）を円周方向に所定の間隔で取りイ」け、上記流
体かき上げ片（３５）の先端がカバー体（２）の底部に
溜められた流体をかき上げつつ、これを流体溜め部Ｃ２
（１）へ補給することも可能である。

この流体かき上げ片（３５）は筒状体を半割りにした樋
状の形状になっているが、必らずしもこの形状に限定さ
れるものではない。

図中、第１図と同符号は同一部分を表す。

更に、本発明のヘルＩ・式無段変速装置の変形例として
第２図に示しているが、第１図の変速装置と相違する点
としては駆動軸（３）に取り付けられた変速プーリ（５
）の固定プーリ片（６）の背部外周方向に流体溜め部Ｑ
Ｏ）があり、この溜め部１２（Ｉｌ内に位置固定された
ピトー管（２１）の先端部が挿入されていることが挙げ
られる。このピトー管（２１）は従動軸（４）に取り付
けられた固定シーブ片００側にあって、該軸（４）に嵌
入されたロータリージョインｌ−（２２）へ挿入された
パイプ（３６）に連結される。従って、流体溜め部Ｃ２
［Ｄの流体はピトー管（２１）からパイプ（３６）、そ
して、従動軸（４）内の流体通路（２７）を経て油圧シ
リンダー（２３）内に供給し内圧を変化させる。

本発明のベルト式無段変速装置（１）は以上の如くであ
るが、次にその作動にあたっては次のように作動する。

まず、駆動軸（３）の回転数が上昇する過程では、これ
につれて従動軸（４）の回転数も相対的に上昇し、固定
プーリ片０ω０６）に設けた流体溜め部１２０１の液体
の周速も大きくなり、ピトー管（２１）は徐々に大きな
圧力を感知して液体を油圧シリンダー（２３）へ供給す
る。そして、ベルト０５）は従動側変速プーリの所定の
ピッチ径に位置する。この場合、その定まる位置は変速
プーリ■プーリ（５）、　０５）のピンチ径、変速プー
リ（５）のスプリング推力１ハネ定数、負荷。

回転数、変速ブー！Ｊ　０５）のシリンダー受圧面積、
ピトー圧受圧部の有効半径その他によって定まる。

一方、第２図の如くピトー圧取り込み部を変速プーリ（
５）に設けた場合も駆動軸の回転数に応して変速プーリ
θつのシリンダー推力をコントロールすることは第１図
の場合と同様であるが、第１図と異なる点は第２図の場
合、駆動軸の回転数に直接（ロスを無視したとき）２乗
に比例してピトー圧を発生する如くなることである。

即ち、前記したる如く第１図の場合、ピトー圧と関係す
る従動軸側の回転数が、変速プーリ間の変速比によって
変化する点が異なる。

次に駆動軸（３）の回転数が上昇する場合、従動軸（４
）の回転数は上昇するが、ある一定の回転数に達すると
それ以上の回転数が所定範囲では、従動軸の回転数はピ
トー管（２１）が感知する圧力によって自動制御される
。

また一方、駆動軸（３）の回転数が減少する過程では、
油圧シリンダー（２３）内の圧力がピトー管（２１）で
感知される圧力より大きくなり、油圧シリンダー　（２
３）内の流体は主としてピトー管（２１）の開口部から
放出されるが、油圧シリンダー（２３）の隙間からも放
出させる。

放出された流体はカバー体（２）底部へ溜められ、再利
用される。この過程でも駆動軸の回転数が所定範囲では
従動軸（４）の回転数は所定範囲に自己制御されるが、
駆動軸の回転数が限界値より小さくなると、従動軸９回
転数も相対的に減少する。

第５図および第６図は本発明の要部をなすピトー管装置
（４０）の変形に係る本発明の更に他の実施例を示す。

特に第６図はその詳細を拡大図示しているが、油圧シリ
ンダー（２３）を貫通する流体通路（４１）より可動プ
ーリ片０８）外周面に向かう段状孔を設け、−方、可動
プーリ片０８）外周面よりピトー管（４３）を設けると
共に、ビＩ・−管（４３）に設けた油圧取り込め口（４
２）より油圧シリンダー（２３）に向かう貫通孔（４４
）を設ｉＪでおり、更に前記貫通ずる流体通路（４１）
と上記ピトー管（４３）の間に圧力調整弁が、図ではボ
ール（４６）と反撥弾性スプリング（４５）をそのスプ
リングの反撥力でピトー管（４３）の底部貫通段状孔を
ボール（４６）球面で閉止方向に作用する如く介装せし
めている。

なお、ピトー管は１個所に＋ｉｌらず、複数でもよく、
また上記ボール（４６）は球形に限らす、板状のもので
も、その作用は基本的に差はないが、球形ボールがより
好適である。また、上記実施例ではピトー管装置（４０
）を従動軸側の可動プーリ片０８）に設けているが、こ
れを固定プーリ片側に設けてもよいことは勿論である。

そして、上記実施例は流体通路（４１）に圧力調整弁と
して一方向弁（ピトー圧がある水準、実用」二は１　ｋ
ｇ　／　ｃ＋ｆ以上発生したとき、弁が開きピトー圧が
下がると弁が閉しる方式）が設置されていることになり
、オイルの流れる方向は一方向、即ち油圧シリンダー（
２３）内へ流入する場合のみである。

そのため油圧シリンダー（２３）内のオイルが放出され
る場合には可動プーリ片の筒部側壁（２５）と固定板（
２９）との間隙より流出される。

（発明の効果） 本発明は以上のような無段変速装置よりなり、従動軸あ
るいは駆動軸に固着した固定プーリ片に流体溜め部を設
け、この流体溜め部内の流体の周速をピトー管によって
感知し、ごれによって必要な流体を油圧シリンダーへ供
給もしくは放出するものであるから、たとえ駆動軸の回
転数が必要以上に大きくなっても従動軸の回転数を所定
範囲に自動制御するものであり、従動軸に連動してエン
ジン補機の過剰な回転を阻止して、これによってエネル
ギー損失をなくし、また補機のみならず、従動軸と補機
に掛架されたヘルＩ・の寿命も向上させることが可能と
なる顕著な効果を奏する。

特に流体供給をポンプによって循環補給し、あるいは流
体かき上げ部を設けて流体補給するようにすれば流体溜
め部への流体補給がより効果的である。

また、油圧シリンダーにより可動プーリ片を移動可能と
することによって、変速プーリとしての調整をより容易
ならしめると共に、潤滑の作用面からも頗る有用となる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るベルト式無段変速装置の１例を示
す縦断面図、第２図は本発明ベルト式無段変速装置の他
の実施例を示す縦断面図、第３図及び第４図は本発明ベ
ルト式無段変速装置における流体供給部の各概要を示す
縦断面図及び矢視側面図、第５回は本発明ベル１〜式無
段変速装置の更に他の実施例を示す縦断面図、第６図は
第５図の部分拡大図である。 （１）・・・ベル１−式無段変速装置。 （２）・・・カバー体、（３）　　　・・駆動軸。 （４）・・・従動軸、　　（５）　（１５）　　・・・
変速プーリ。 （６（（１６）・・・固定プーリ片 （８）（１８）・・・可動プーリ片。 ２ｌ− （９）（１，９）・・・シーブ軸。 （１０）・・・動力伝動用ベルト。 （１］）・・・ストッパー。 （１２）・・・コイルスプリング。 （２０）・・・流体溜め部。 （２１）　（４３）　　・・・ビｌ〜−管。 （２３）・・・油圧シリンダー。 （２４）・・・固定板、　　（２５）・・・筒部側壁。 （２７）・・・流体通路、　（２９）・・・流体供給部
。 （３０）・・・流体、　　　（３２）・・・タンク。 （３３）・・・ポンプ、　（３５）・・流体かき上げ片
。 （４０）・・・ピトー管装置。 （４１）・・・流体通路。 （４５）・・・反撥弾性スプリング。 （４６）・・・ボール。 特許出願人　　三ツ星ベルト株式会社、−手続主甫正書
（自発） １．事件の表示 昭和６３年特許願第６２６３４号 ２、発明の名称 ベルト式無段変速装置及びこれに用いる変速プーリ３、
補正をする者 事件との関係　　特許出願人 住所　神戸市長田区浜添通４丁目１番２１号名称　（６
０６）三ツ星ベルト株式会社代表者小田欽造 ４、代理人 ７、補正の内容 （１）明細書第８頁１３行目の「一体の」を「一定の」
と補正する。 （２）明細書第２０頁４〜５行目の「固定板（２９）Ｊ
を［固定板（２４）　Ｊと補正する。 （３）明細書第２１真下から２行目のｒ（６（（１６）
　Ｊをｒ（６）（１６）　Ｊと補正する。 （４）添付図面第１図において別紙添付図面に未配する
符号「７」を記入補正する。 （御記入の程、お願い致しまず） ８、添付書類の目録

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、駆動軸と従動軸に固着した固定プーリ片と、このプ
   ーリ片に対向して軸上をその長手方向に移動可能に取り
   付けた可動プーリ片とを備えた変速プーリを設け、これ
   らの両プーリのＶ溝に動力伝動用ベルトを掛架したベル
   ト式無段変速装置において、上記従動軸に取り付けた可
   動プーリ片の背部に油圧シリンダーを配置し、従動軸も
   しくは駆動軸に固着した固定プーリ片の背部外周部に流
   体溜め部を設け、かつ、さらにピトー管をこの管の先端
   開口部が前記流体留め部に挿入された状態で位置固定す
   ると共に、流体を常時補給する流体供給部を配設せしめ
   たことを特徴とするベルト式無段変速装置。 ２、流体供給部がベルト式無段変速装置のケース底部に
   溜まった流体を回収し、ポンプによって流体溜め部に補
   給する構成からなる請求項１記載のベルト式無段変速装
   置。 ３、流体供給部が従動軸に固着された固定プーリ片に備
   えた流体溜め部の側部に少なくとも１つ以上の流体かき
   上げ部を設け、カバー体底部に溜められた流体を集めて
   前記流体溜め部へ補給するように構成される請求項１記
   載のベルト式無段変速装置。 ４、駆動軸に取り付けた可動プーリ片がコイルスプリン
   グによって固定プーリ片側へ常時押圧され、一方、従動
   軸に取り付けられた可動プーリ片が油圧シリンダーによ
   り移動可能にされた請求項１記載のベルト式無段変速装
   置。 ５、軸に固着された固定プーリ片とこれに相対向して軸
   方向に移動可能な可動プーリ片を有し、この可動プーリ
   片の背部に油圧シリンダーを配し、かつ上記固定プーリ
   片の背部外周部に流体溜め部を設けると共に、ピトー管
   を該管の先端開口部が前記流体溜め部に挿入した状態で
   位置固定して、このピトー管と油圧シリンダーを連通さ
   せてなることを特徴とする変速プーリ。 ６、固定プーリ片に設けた流体溜め部の側面に少なくと
   も１つ以上の流体かき上げ片を設けてなる請求項５記載
   の変速プーリ。 ７、ピトー管と油圧シリンダー間を連通する流体通路が
   軸の内部に設けられている請求項５または６記載の変速
   プーリ。 ８、駆動軸と、それに対向する従動軸に夫々変速プーリ
   を設け、それら両プーリ間に動力伝動用ベルトを担架せ
   しめたベルト式無段変速装置において、駆動側変速プー
   リは固定プーリ片の延設軸延長上に該固定プーリ片に対
   向して軸方向摺動可能に可動プーリ片を配設し、その側
   部と前記延設軸延長上に一体に設けたストッパーとの間
   に反撥弾状コイルスプリングをＶ溝巾が縮まる方向に付
   勢配設してなり、一方、従動側変速プーリは固定プーリ
   片の延設軸延長上に該固定プーリ片に対向して可動プー
   リ片を摺動可能に設け、該可動プーリ片の背面延設部筒
   部側壁と前記固定プーリ片の延設軸とで形成する油圧シ
   リンダーを具備し、該油圧シリンダーに従動軸中に設け
   たオイル流路を通じ加圧オイルを流入せしめる構造とし
   てなると共に、前記従動側プーリの外周面の一部に少な
   くとも１個所、ピトー管を設け、該ピトー管のオイル取
   り込み口をそれに対向する下面オイル面にプーリ回転中
   接触する如くなし、かつ、一方向弁を介設して前記接触
   によって発生する断続ピトー圧を該弁により従動側プー
   リに設けたオイル流路を介して前記従動プーリに設けた
   油圧シリンダーに油圧を付与せしめる如く構成せしめた
   ことを特徴とするベルト式無段変速装置。 ９、ピトー管を従動側変速プーリの固定プーリ側に設け
   、そのピトー管より固定プーリ軸に設けたオイル流路を
   介してシリンダー内に油圧を与える請求項８記載のベル
   ト式無段変速装置。 １０、ピトー管よりシリンダーへのオイル径路の途中に
   圧力調整弁を設けた請求項８又は９記載のベルト式無段
   変速装置。 １１、軸に固着された固定プーリ片と、これに相対向し
   て軸方向に移動可能な可動プーリ片を有し、この可動プ
   ーリ片の背面に油圧シリンダーを形成すると共に、可動
   プーリ片背後外周の前記油圧シリンダー外周面の一部に
   少なくとも１個所ピトー管を設け、該ピトー管と前記油
   圧シリンダーを圧力調整弁を介して連通せしめてなるこ
   とを特徴とする変速プーリ。