JPH0587202A - 変速プーリ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 可変プーリからなる変速プーリ６の可動シー
ブ９と回転軸１との相対回転により可動シーブ９を固定
シーブ７に押圧してプーリ６が閉じる方向に推力を発生
させるトルクカム機構を有する変速プーリ装置におい
て、変速機構１６によるベルトＢへの推力がなくなるプ
ーリ６の開き時やエンジンブレーキ等のトルク伝達方向
の逆転時に、トルクピン１１がトルクカム溝１０のカム
面１０ａの背面側に接触しないようにし、操作力の低減
を図る。 【構成】 トルクカム溝１０のカム面１０ａ背面側に、
トルクピン１１と接触しないように切欠部２６を設け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、伝動ベルトが巻き掛け
られた可変プーリのプーリ径を変化させて変速する変速
プーリ装置に関し、特に、回転軸との間のトルク差の利
用により可動シーブを軸方向に移動させるトルクカム機
構を備えたものの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種の変速プーリ装置は、
例えば農業機械や軽車両における変速装置等、比較的低
負荷の動力伝達系に広く採用されている。この変速装置
は、例えば回転軸に回転一体にかつ軸方向に移動不能に
固定された固定シーブと、回転軸に回転可能にかつ軸方
向に移動可能に支持され、上記固定シーブとの間に、ベ
ルトが巻き掛けられる断面Ｖ字状のベルト溝を形成する
可動シーブとからなる変速プーリを備え、変速機構によ
り可動シーブを固定シーブに対し接離させてプーリ径
（ベルト溝の有効半径）を変化させることにより、変速
比を低速状態ないし高速状態に切り換えるようにしたも
のである。

【０００３】このような変速プーリ装置において、回転
軸とそれに対し相対回転可能な可動シーブとの間のトル
ク差を利用して、可動シーブを固定シーブに接近する方
向に付勢し、その分だけ、変速機構により外部から加え
る推力を低減できるようにしたトルクカム機構が知られ
ている。

【０００４】このトルクカム機構は、例えば図５に示す
ように、プーリにおける可動シーブ１０９のボス部１０
９ａ内面（又は回転軸外面）に、回転軸心に対し螺旋状
に傾斜しかつカム面１１０ａを有するトルクカム溝１１
０を形成する一方、該可動シーブ１０９のボス部１０９
ａ内面に対応する回転軸外面（又は可動シーブ１０９の
ボス部１０９ａ内面）には、トルクカム溝１１０に摺動
可能に係合するトルクピン１１１を突設して、回転軸と
可動シーブ１０９とがトルク差によって所定方向に相対
回転するのに伴い、トルクピン１１１がトルクカム溝１
１０のカム面１１０ａを押圧して可動シーブ１０９を固
定シーブに接近する方向（図５で左方）に移動させるよ
うになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
ものでは、変速機構による推力がなくなり、可動シーブ
１０９が固定シーブから離れてプーリが開く場合、それ
までトルクカム溝１１０のカム面１１０ａに圧接してい
たトルクピン１１１が該カム面１１０ａから離れた後、
その背面側に当たりながら溝１１１内を摺動するように
なり、そのときの摺動抵抗が大きく、その分、操作力が
重くなるという問題がある。すなわち、今、仮に、図６
で実線にて示す如く、負荷伝動時に、変速プーリ１０６
の固定及び可動シーブ１０７，１０９間でベルトＢが側
圧Ｐにより一定量Ａだけ歪んだ状態で伝動している場合
において、変速機構による可動シーブ１０９からのベル
ト推力がなくなったとすると、ベルトＢは同図で仮想線
にて示す如く復元し、その歪分の復元力により推力Ｐに
て可動シーブ１０９を押し戻す。そして、図７は可動シ
ーブ１０９がベルトＢより推力Ｐを受けたときのトルク
カム溝１１０とトルクピン１１１との間に作用する力の
関係を示し、上記推力Ｐはトルクカム溝１１０の捩れ角
θ1 によりＰ1 ，Ｐ2 に分力される。ところが、可動シ
ーブ１０９は、その位置固定をする変速機構が外された
状態であるので、上記分力Ｐ1 の反力Ｐ1rと分力Ｐ2と
の合力によって移動し、相対的にトルクピン１１１がト
ルクカム溝１１０内でθ2 方向に移動する。このこと
で、トルクピン１１１がトルクカム溝１１０のカム面１
１０ａ背面側を押圧しながら摺動することとなる。

【０００６】また、トルクカム機構が作用している状態
で、例えばエンジンブレーキ等により回転軸と可動シー
ブ１０９との間のトルク伝達方向が逆になった場合、ト
ルクカム機構はプーリを開く方向に推力を発生させるよ
うになるので、操作力が急に重くなり、その操作力が不
足するとプーリが自然に開いてしまうという問題もあっ
た。

【０００７】本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、上記トルクカム機構におけるトル
クカム溝の構造を改良することで、プーリの開き時やト
ルク伝達方向の逆転時に、係合部材がカム面の背面側に
接触しないようにし、操作力の低減を図ることにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１の発明では、トルクカム溝においてカム面
の背面側を切り欠く構成とした。

【０００９】すなわち、この発明では、回転軸に回転一
体にかつ軸方向に移動不能に固定された固定シーブと、
回転軸に回転可能にかつ軸方向に移動可能に支持され、
上記固定シーブとの間に、ベルトが巻き掛けられる断面
Ｖ字状のベルト溝を形成する可動シーブとからなる変速
プーリを備えた変速プーリ装置において、上記可動シー
ブのボス部内面又は回転軸外面の一方に、回転軸心に対
し螺旋状に配置されかつカム面を有するトルクカム溝を
形成する一方、他方には、トルクカム溝に摺動可能に係
合する係合部材を突設し、回転軸と可動シーブとの所定
方向の相対回転に伴い係合部材がトルクカム溝のカム面
を押圧して可動シーブが固定シーブに接近する方向に移
動するように構成する。

【００１０】さらに、上記トルクカム溝におけるカム面
の背面側に、円周方向に切り欠いた切欠部を形成する。

【００１１】請求項２の発明では、具体的に、上記切欠
部を、回転軸心と平行に延びる側面を有するように切り
欠かれている構成とする。

【００１２】また、請求項３の発明では、切欠部は、回
転軸心を通る平面に対しカム面と対称になるように切り
欠かれている構成とする。

【００１３】

【作用】上記の構成により、請求項１又は２の発明で
は、トルクカム溝のカム面背面側が切り欠かれているの
で、推力低下によりプーリが開く場合、係合部材はカム
面背面側の切欠部を通ってトルクカム溝内を摺動するよ
うになり、係合部材がカム面背面側に接触しながら移動
することはなく、係合部材の移動がスムーズに行われ、
よって操作力を軽減することができる。

【００１４】また、エンジンブレーキ等により回転軸と
可動シーブとの間のトルク伝達方向が逆になった場合に
おいても、係合部材がカム面背面側に接触しないので、
軽い操作力を維持でき、プーリの開きも生じない。

【００１５】請求項３の発明では、切欠部は、回転軸心
を通る平面に対しカム面と対称になるように切り欠かれ
ているので、トルクカム溝に２つのカム面が形成された
形となり、その両カム面の一方を本来のカム面として使
用することで、可動シーブの回転方向がどの方向であっ
てもトルクカム機構の機能を得ることができ、汎用性が
高まる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１７】（実施例１）図２及び図３は本発明の実施
例１の全体構成を示し、１は変速プーリ装置における駆
動側の回転軸で、この回転軸１は回転軸本体２と、その
先端に配置された円筒状のローラ取付台支持部３と、回
転軸本体２とローラ取付台支持部３との間に同心状に外
嵌合された円筒状スリーブ４と、ローラ取付台支持部３
を回転軸本体２に回転一体に取り付けるボルト５とから
なる。

【００１８】上記回転軸１の先端部には変速プーリ６が
支持されている。この変速プーリ６は回転軸１上で互い
に対向するように配置されたフランジ状の固定及び可動
シーブ７，９を有し、固定シーブ７は回転軸本体２の基
端側にボス部７ａにてキー８により回転一体にかつ摺動
不能に固定されている。一方、回転軸１の先端側に位置
するスリーブ４は上記キー８により回転不能に外嵌合さ
れ、このスリーブ４外周に可動シーブ９が、そのボス部
９ａ内周面に形成したトルクカム溝１０，１０にそれぞ
れスリーブ４外周に突設したトルクピン１１，１１を係
合させることで、軸方向に摺動可能にかつ回転軸１と相
対回転可能に結合支持されている。図１に示す如く、上
記各トルクカム溝１０は可動シーブ９のボス部９ａ内面
に、基本的に回転軸心に対し螺旋状に配置され、その一
側にカム面１０ａを有しており、回転軸１が可動シーブ
９に対し駆動方向に相対回転するのに伴い、トルクピン
１１がトルクカム溝１０のカム面１０ａを押圧して可動
シーブ９を固定シーブ７に接近する方向に移動させるよ
うに構成されている。

【００１９】上記両シーブ７，９間には断面Ｖ字状のベ
ルト溝１２が形成され、このベルト溝１２にはＶベルト
Ｂが巻き掛けられており、プーリ６の可動シーブ９を固
定シーブ７に対して接離させてプーリ径を変更すること
で、変速比を変える。

【００２０】上記両シーブ７，９間のスリーブ４上には
ベアリング１４が取り付けられ、このベアリング１４の
アウタレースにより、ベルト溝１２底部に配置されてス
リーブ４（回転軸１）に対し回転自在な空転体１５が構
成されており、プーリ６が最大近くまで開いたときに、
この空転体１５にベルトＢを乗り移らせることで、ベル
トＢとプーリ６との伝動を遮断するニュートラル状態と
するようになっている。１３はプーリ６が閉じたときに
ベアリング１４と干渉しないように可動シーブ９のベル
ト溝１２内周側に形成された凹部である。

【００２１】上記プーリ６における可動シーブ９の背面
側には、該可動シーブ９を固定シーブ７に対して接離さ
せるためのカム機構１６が設けられている。このカム機
構１６は、可動シーブ９のボス部９ａ外周にベアリング
１７を介して相対回転可能にかつ軸方向に移動一体に外
嵌合支持された円筒カム１８を有する。このカム１８の
プーリ６と反対側の端面には１対のカム面１９，１９が
円周方向に等角度間隔（１８０°間隔）をあけて形成さ
れ、この各カム面１９は、回転軸１の回転方向に向かっ
てプーリ６から離れるように傾斜している。また、カム
１８の外周には回動レバー２０が回転一体に突設されて
おり、この回動レバー２０の操作によりカム１８が回転
軸１回りに回転するようなっている。

【００２２】また、上記回転軸１におけるローラ取付台
支持部３先端には円環状のローラ取付台２１がベアリン
グ２２を介して回転軸１に対し相対回転可能に支持され
ている。このローラ取付台２１の外周には半径方向に延
びる固定アーム２３が一体に固定され、この固定アーム
２３の先端は図外の固定体（例えば変速装置のケース
等）により締結されており、この構造によりローラ取付
台２１は回転軸１回りに回転不能にかつ軸方向に移動不
能に固定されている。ローラ取付台２１の外周にはその
半径方向に延びる１対のピン２４，２４がそれぞれ上記
円筒カム１８のカム面１９，１９に対応して一体的に取
り付けられている。該各ピン２４のヘッド側はローラ取
付台２１から突出していて、その突出部分に、カム１８
の各カム面１９に当接して転動するカム用ローラ２５が
回転自在に支持されている。そして、上記回動レバー２
０により円筒カム１８を回転軸１回りにその回転方向と
逆方向に回転させて、その各カム面１９上でカム用ロー
ラ２５を転動させることにより、可動シーブ９を軸方向
に移動させて固定シーブ７に対し接近させ、そのベルト
溝１２の有効半径つまりプーリ６のプーリ径を大きくす
るように構成されている。

【００２３】さらに、本発明の特徴として、図１に示す
ように、上記可動シーブ９のボス部９ａにおけるトルク
カム溝１０のカム面１０ａの背面側には、その背面側を
円周方向に切り欠いてなる切欠部２６が形成され、該切
欠部２６は、回転軸心と平行に延びる側面２６ａを有す
るように切り欠かれている。

【００２４】したがって、この実施例では、カム機構１
６における回動レバー２０を操作して円筒カム１８を回
転軸１回りに回転させることで、その端面のカム面１
９，１９上をそれぞれローラ２５，２５が転動し、この
カム面１９とローラ２５とのカム接触により可動シーブ
９が軸方向に移動して固定シーブ７に接離し、プーリ６
のプーリ径が変更されて変速比が切り換えられる。

【００２５】つまり、プーリ６を閉じてプーリ径を大き
くする高速状態にするには、回動レバー２０を図３に示
すＨｉ位置に向けて回転させる。このカム１８の回転に
伴い、各カム面１９がローラ２５により押されること
で、カム１８及びそれにベアリング１７を介して連結さ
れている可動シーブ９が軸方向に移動して固定シーブ７
に接近し、可動シーブ９が固定シーブ７に最大に接近し
てプーリ６が閉じ、高速状態となる。

【００２６】また、プーリ６を開いてプーリ径を小さく
する低速状態にするには、回動レバー２０を図３に示す
Ｌｏ位置に向けて回転させると、このカム１８の回転に
より、各カム面１９に対するローラ２５の押圧力がなく
なり、ベルトＢからの推力により可動シーブ９が軸方向
に移動して固定シーブ７から離れ、可動シーブ９が固定
シーブ７に最大近くまで離隔してプーリ６が開き、低速
状態となる。

【００２７】このような伝動負荷状態では、回転軸１と
可動シーブ９との間にトルク差が作用しており、このト
ルク差により回転軸１が可動シーブ９に対し駆動方向に
相対回転するのに伴い、トルクピン１１がトルクカム溝
１０のカム面１０ａを押圧して可動シーブ９を固定シー
ブ７に接近する方向に移動させ、この付勢力により、カ
ム機構１６による外部からの推力が低減される。

【００２８】このとき、トルクカム溝１０のカム面１０
ａ背面側に切欠部２６が形成されているので、上記カム
機構１６からの推力低下によりプーリ６が開く際、図６
及び図７で説明した原理によりトルクピン１１がカム面
１０ａ背面側に向かって進んでも、このトルクピン１１
は、カム面１０ａ背面側に直接接触することなく、切欠
部２６を通ってトルクカム溝１０内を移動するようにな
り、トルクピン１１の移動がスムーズに行われ、よって
操作力を軽減することができる。

【００２９】また、エンジンブレーキ等により回転軸１
と可動シーブ９との間のトルク伝達方向が逆になった場
合でも、トルクピン１１がトルクカム溝１０のカム面１
０ａ背面側と接触しないので、トルクカム機構によりプ
ーリ６を開く方向に推力が発生することはなく、操作力
が急に重くなるのを防いで、所定の変速比を維持するこ
とができる。

【００３０】尚、プーリ６とベルトＢとの接続を遮断す
るためにクラッチをＯＦＦ状態にするときには、回動レ
バー２０を図３に示すＮ位置（ニュートラル位置）に位
置付ける。この回転操作に伴い、可動シーブ９がベルト
Ｂからの推力により固定シーブ７からさらに離れて、ベ
ルトＢが両シーブ７，９間の空転体１５に乗り上げ、ベ
ルトＢとプーリ６との接続が遮断されるニュートラル状
態となる。

【００３１】（実施例２）図４は本発明の実施例２を示
し（尚、図１と同じ部分については同じ符号を付してそ
の詳細な説明は省略する）、上記実施例１では切欠部２
６を回転軸心と平行に延びる側面２６ａを有するように
切り欠いたのに対し、切欠部２６′を回転軸心を通る平
面に対しカム面１０ａと対称になるように切り欠くこと
で、上記平面に対しカム面１０ａと対称なカム面２６
ｂ′を形成したものである。

【００３２】この実施例では、切欠部２６′が回転軸心
を通る平面に対しカム面１０ａと対称になるように切り
欠かれているので、トルクカム溝１０に、カム面１０ａ
と切欠部２６′におけるカム面２６ｂ′との２つのカム
面が形成された形となる。その結果、回転軸１の回転方
向がどの方向であっても、上記両カム面１０ａ，２６
ｂ′の一方を本来のカム面として使用することで、トル
クカム機構の機能を得ることができ、汎用性が高まる。

【００３３】尚、上記各実施例では、可動シーブ９のボ
ス部９ａ内面にトルクカム溝１０を形成し、回転軸１外
面にトルクピン１１を突設しているが、逆に、回転軸１
外面にトルクカム溝を形成し、可動シーブ９のボス部９
ａ内面にトルクピンを突設してもよく、上記各実施例と
同様の作用効果が得られる。

【００３４】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１又は２の
発明によると、変速プーリにおける可動シーブと回転軸
との相対回転により可動シーブを固定シーブに押圧して
プーリが閉じる方向に推力を発生させるトルクカム機構
を有する変速プーリ装置において、トルクカム溝のカム
面背面側を切り欠いたことにより、外部からの推力低下
によりプーリが開く場合、トルクカムに係合している係
合部材がカム面背面側に直接接触するのを抑えて、操作
力の軽減を図ることができるとともに、エンジンブレー
キ等により回転軸と可動シーブとの間のトルク伝達方向
が逆になった場合においても、操作力の軽減維持を図る
ことができる。

【００３５】請求項３の発明によると、カム面背面側の
切欠部を、回転軸心を通る平面に対しカム面と対称にな
るように切り欠いたので、トルクカム溝に２つのカム面
が形成された形として、可動シーブの回転方向がどの方
向であってもトルクカム機構の機能を得ることができ、
汎用性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例１におけるトルクカム溝を示す
可動シーブの断面図である。

【図２】変速プーリ装置の断面図である。

【図３】変速プーリ装置の側面図である。

【図４】実施例２を示す図１相当図である。

【図５】従来例を示す図１相当図である。

【図６】プーリから側圧を受けたときのベルトの歪み状
態を示す断面図である。

【図７】可動シーブがベルトより推力を受けたときのト
ルクカム溝とトルクピンとの間に作用する力の関係を示
す図である。

【符号の説明】

１…回転軸 ６…変速プーリ ７…固定シーブ ９…可動シーブ ９ａ…ボス部 １０…トルクカム溝 １０ａ…カム面 １１…トルクピン（係合部材） １６…カム機構（変速機構） ２６，２６′…切欠部 ２６ａ…側面 ２６ｂ′…カム面

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に回転一体にかつ軸方向に移動不
   能に固定された固定シーブと、回転軸に回転可能にかつ
   軸方向に移動可能に支持され、上記固定シーブとの間
   に、ベルトが巻き掛けられる断面Ｖ字状のベルト溝を形
   成する可動シーブとからなる変速プーリを備えた変速プ
   ーリ装置において、 上記可動シーブのボス部内面又は回転軸外面の一方に、
   回転軸心に対し螺旋状に配置されかつカム面を有するト
   ルクカム溝が形成されている一方、他方には、トルクカ
   ム溝に摺動可能に係合する係合部材が突設されていて、
   回転軸と可動シーブとの所定方向の相対回転に伴い係合
   部材がトルクカム溝のカム面を押圧して可動シーブが固
   定シーブに接近する方向に移動するように構成され、 上記トルクカム溝におけるカム面の背面側には、円周方
   向に切り欠いた切欠部が形成されている変速プーリ装
   置。
2. 【請求項２】 切欠部は、回転軸心と平行に延びる側面
   を有するように切り欠かれている請求項１記載の変速プ
   ーリ装置。
3. 【請求項３】 切欠部は、回転軸心を通る平面に対しカ
   ム面と対称になるように切り欠かれている請求項１記載
   の変速プーリ装置。