JPH0681920A

JPH0681920A - リング式変速システム

Info

Publication number: JPH0681920A
Application number: JP4136291A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Takano; 担高野
Original assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Belting Ltd
Priority date: 1992-04-28
Filing date: 1992-04-28
Publication date: 1994-03-22

Abstract

(57)【要約】【目的】摩耗が少なく長寿命で、伝動効率が高く、変
速幅も広くとれるようなリング式変速システムを得るこ
とを目的とする。【構成】複数の変速プーリ間にリング体を掛架してな
るリング式変速システムにおいて、入力軸Ｓ₁、中間軸
Ｓ₂、出力軸Ｓ₃の三本の軸を三角状に配置し、入力軸
Ｓ₁には軸に垂直な第１平面Ｍ₁上の変速プーリ２と前
記第１平面Ｍ₁とは異なる第２平面Ｍ₂上のアイドラプ
ーリ７を有し、中間軸Ｓ₂には前記第１平面Ｍ₁上と前
記第２平面Ｍ₂上に夫々一つの変速プーリ４を有し、出
力軸Ｓ₃には前記第１平面Ｍ₁上のアイドラプーリ９と
前記第２平面Ｍ₂上の変速プーリ３を有し、前記第１平
面Ｍ₁上のプーリ群と前記第２平面Ｍ₂上のプーリ群に
夫々リング体５、６が掛架されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はリング体を変速プーリ間
に掛架して入力軸から出力軸に動力を伝達するリング式
変速システムに係わる。

【０００２】

【従来の技術】入力軸と出力軸に夫々変速プーリを設け
動力を変速して伝えるシステムでは、通常、プーリ間に
ゴムや樹脂などのベルトまたは金属からなるチェーンタ
イプの屈曲性を有するベルトが掛架され使用されてい
る。ゴムや樹脂などのベルトはない部に各種繊維からな
る心線を埋設しており、またゴム組成などの改善により
長寿命化を計っているが、それにも限界がある。金属製
のベルトの場合も屈曲性をもたせているために一定のピ
ッチの金属片を多数連結した構造としているので走行時
の騒音が大きく、また連結部の摩擦、摩耗の問題など、
長寿命化には限界があった。それらの問題を解決するた
めに、金属製の剛性体からなるリング体をプーリ間に掛
架して動力を伝達するシステムが提案されている。（特
開平３−１０３６４３号公報）

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、金属製の剛性
体からなるリング体をプーリ間に掛架した動力伝達にお
ける問題点として、リング体が剛性体であることから、
プーリとの接触面積が小さくなってしまい、伝達効率が
上げにくいということが挙げられる。上記特開平３−１
０３６４３号公報でもその問題点を解決する手段が開示
されており、リング体の形状を工夫することでリング体
とプーリとの接触面積を大きくしようとしている。本発
明者は、プーリとして有効径の変化する変速プーリを使
用した場合、リング体とプーリの接触面積は変速プーリ
の有効径が小さくなるほどより小さくなることを鑑み、
リング体とプーリの接触面積をできるだけ大きく取るた
めに本発明に到った。本発明は、以上のように、長寿命
であるとともに、伝動効率も高く、また、変速比も広く
取ることのできるリング式変速システムの提供を目的と
する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明において
は、軸に固定した固定プーリ片と軸に対して少なくとも
軸方向に移動可能な可動プーリ片からなる複数の変速プ
ーリ間にリング体を掛架してなるリング式変速システム
において、入力軸、中間軸、出力軸の三本の軸を三角状
に配置し、入力軸から中間軸を介して出力軸に動力を伝
達し、入力軸には軸に垂直な第１平面上の変速プーリと
前記第１平面とは異なる第２平面上のアイドラプーリを
有し、中間軸には前記第１平面上と前記第２平面上に夫
々一つの変速プーリを有し、出力軸には前記第１平面上
のアイドラプーリと前記第２平面上の変速プーリを有
し、前記第１平面上のプーリ群と前記第２平面上のプー
リ群に夫々リング体が掛架されていることを特徴とする
また、上記構成において中間軸の二つの変速プーリが両
サイドに夫々固定プーリ片を有し、両面に円錐面を有す
る可動プーリ片が両サイドの固定プーリ間を移動する連
結変速プーリからなるものも含むものとする。

【０００５】

【作用】本発明のリング式変速システムでは、変速プー
リ間に剛性体からなるリング体を掛架しているので伝動
システムとしては摩耗の少ない非常に長寿命のものを得
ることができると共に、走行時の騒音が少ない。更に、
二本のリング体による変速伝動を中間軸を介して連結し
ているので、従来リング式の伝動の欠点であった変速プ
ーリの最大径を固定して変速幅を大きく取ろうとすると
変速プーリの最小有効径を小さくすることが必要である
が変速プーリの有効径が小さくなるとリング体とプーリ
の接触面積が小さくなって伝動効率が落ちるのであまり
小さな有効径は使えず、変速比を広くとれないという問
題が解決され、伝動効率を落とさずに広い変速比を取る
ことができる。

【０００６】

【実施例】以下、更に本発明の実施例を添付図面に従っ
て説明する。図１は本発明に係るリング式変速システム
の斜視図である。本発明のリング式変速システム１は、
入力軸Ｓ₁、中間軸Ｓ₂と出力軸Ｓ₃を三角状に配置
し、入力軸Ｓ₁から中間軸Ｓ₂を介して出力軸Ｓ₃に動
力を伝達している。そして動力は入力軸Ｓ₁から中間軸
Ｓ₂への伝達で変速し、更に中間軸Ｓ₂から出力軸Ｓ₃
への伝達でも変速している。

【０００７】動力を伝達するために変速プーリを使用し
ているが、入力軸Ｓ₁と出力軸Ｓ₃に夫々一つの変速プ
ーリ２、３が設けられ、中間軸Ｓ₂には連結変速プーリ
４が設けられている。入力軸Ｓ₁に設けられた変速プー
リ２は図２に示すように、軸Ｓに設けられたスプライン
に固定プーリ片１０１が嵌入され固着されており、他方
これに対向するように可動プーリ片１０２が固定プーリ
片１０１のシーブ軸１０３上に設けられたスプライン１
０４に嵌入され、両プーリ片１０１、１０２によってリ
ング体５を掛架するＶ状溝が形成されている。

【０００８】そして前記可動プーリ片１０２は固定プー
リ片１０１のシーブ軸１０３の長手方向に対して移動可
能に装設されており、この可動プーリ片１０３の背部に
は突出した内外延設部１０５、１０６が設けられ、それ
とともに該背部後方の軸上には固定片１０７が設けられ
て前記内外延設部１０５、１０６と該固定された固定片
１０７によって空間部１０８が形成され、該空間部１０
８内に自由に移動可能な遠心力付与材１０９、たとえば
鋼球のような剛球が収設されている。この遠心力付与材
１０９は略φ２．５ｍｍ程度の鋼球であり、前記空間部
１０８の容積の略６０〜９０％を占めている。また、固
定プーリ片１０１と可動プーリ片１０２のＶ溝の底部に
コイルスプリング１１０が縮設され、Ｖ溝の幅が広がる
方向に可動プーリ片１０２に推力を与えている。

【０００９】なお、上記構成で用いられる遠心力付与材
１０９は、もっとも一般的には前記鋼球のようなボール
が使用されているが、その他、不定形状材、角体材、パ
ウダ類などもその１種または２種以上を混合して使用す
ることができる。出力軸Ｓ₃に設けられた変速プーリ３
は図３に示すように出力軸Ｓ₃に固定プーリ片１１１が
嵌入され、ボルトによって固着され、他方それに対向し
て可動プーリ片１１２が固定プーリ片１１１のシーブ軸
１１３に摺動可能に嵌め込まれている。そして、可動プ
ーリ片１１２のボス部１１４に設けられた筒状カム片１
１５と軸Ｓ₃に固定されたストッパー１１６に設けられ
た筒状カム片１１７とが噛み合って両カム片１１５、１
１７によりカム機構付のトルク伝達部１１８が形成され
ている。

【００１０】上記トルク伝達部１１８は各カム片１１
５、１１７の歯部がその傾斜面で互いに係合し、可動プ
ーリ片１１２が回転するとトルクが出力軸Ｓ₃へ伝達さ
れ、またこの噛み合いから生じる軸方向の分力が可動プ
ーリ片１１２に効率的な推力を与えるようになってい
る。更に、上記のほか、可動プーリ片１１２に推力を与
える補助手段として、可動プーリ片１１２の背部とスト
ッパー１１６間に両プーリ片１１５、１１７によって形
成するＶ溝が縮まる方向に作用するコイルスプリング１
１９が介設されている。

【００１１】中間軸Ｓ₂に取りつけられる連結変速プー
リは、図４に示すような公知のものであり、中間軸Ｓ₂
に固定プーリ片２０１をスプラインやキー及びボルトな
どの手段で固定し、固定プーリ片２０１のシーブ軸２０
６上に両面に傾斜面を有する可動プーリ片２０３を軸方
向に摺動可能に設け、さらにシーブ軸２０６上であって
可動プーリ片２０３に対して固定プーリ片２０１の反対
側に固定プーリ片２０２をシーブ軸２０６に固定するよ
うに設けている。固定プーリ片２０１、２０２間の可動
プーリ片２０３は左右両面がＶリング５と当接するため
の傾斜面２０４、２０５を有しており、固定プーリ片２
０１と可動プーリ片２０３の左斜面２０４とで形成され
たＶ溝にＶリング５を、また固定プーリ片２０２と可動
プーリ片２０３の右斜面２０５とで形成されたＶ溝にＶ
リング６を掛架し、可動プーリ片２０３はＶリングの動
きにしたがって左右方向に自在に移動する構造となって
いる。

【００１２】それらの変速プーリのうち、入力軸Ｓ₁の
変速プーリ２と中間軸Ｓ₂の連結変速プーリ４の片方の
プーリ４ａは夫々の軸Ｓ₁、Ｓ₂、Ｓ₃に垂直な同じ第
１平面Ｍ₁上にあり、連結変速プーリ４の他方のプーリ
４ｂと出力軸Ｓ₃の変速プーリ３は夫々の軸Ｓ₁、
Ｓ₂、Ｓ₃に垂直な同じ第２平面Ｍ₂上にある。そし
て、第１のリング体５が第１平面Ｍ₁上の変速プーリ２
と連結変速プーリ４のプーリ４ａとの間に掛架され、第
２のリング体６が連結変速プーリのプーリ４ｂと変速プ
ーリ３の間に掛架されている。また、出力軸Ｓ₃の第１
平面Ｍ₁上には第１のリング体５を支持するアイドラプ
ーリ７が出力軸Ｓ₃に対してベアリングを介して回転自
在に設けられ、これと同様に入力軸Ｓ₁の第２平面Ｍ₂
上にも第２のリング体６を支持するアイドラプーリ９が
入力軸Ｓ₁に対してベアリングを介し回転自在に設けら
れている。

【００１３】リング体５、６として使用するのは、図５
または図６に示すような、変速プーリと接触するテーパ
面Ｔを有し、また内周面２００はアイドラプーリ７、９
に接触する平面Ｈを有するものを用いる。以上のような
構成を取ることによって、入力軸の回転を第１のリング
体で変速した動力を更に第２のリング体で変速し出力軸
に到るので、第１のリング体５での変速比、第２のリン
グ体６での変速比は夫々あまり広く取る必要がなく、剛
性体からなるリング体での動力伝達における短所である
変速プーリの有効径が小さいところを、カットすること
ができ伝達効率のよいシステムが得られるとともに変速
比も二つのリング体のトータルで充分に幅の広いものが
得られる。

【００１４】また、本発明において夫々のリング体をア
イドラプーリで支持しているが、愛ら平プーリを設ける
ことによって設けない場合に比べてリング体に対する曲
げ応力を低減することもでき、同一荷重条件下で伝達能
力は向上する。また、以上の実施例では中間軸Ｓ₂には
連結変速プーリを設けていたが、二つの変速プーリを設
けた構成としてもよく、本システムを自動車などの車軸
駆動用に用いたとき中間軸Ｓ₂の第１平面Ｍ₁上には図
３で示すような回転の低いときにはプーリの溝幅は狭
く、回転が上がるに連れて入力軸の変速プーリの動きに
追従して溝幅が広くなり、またトルクの変動を関知して
溝幅を狭くするトルク伝達部を有する変速プーリを設
け、中間軸Ｓ₂の第２平面Ｍ₂上には図２で示したよう
な入力軸Ｓ₁にも受けた変速プーリと同じ、軸の回転数
が低いときにはプーリの溝幅が広く回転が上がるに連れ
て溝幅の縮まっていくものを設ける。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明のリング式変速シス
テムは、プーリ間に剛性体からなるリング体を掛架して
おり、摩耗が少なく寿命の長い変速システムを得ること
ができるとともに、入力軸から中間軸を介して出力軸に
動力を伝達する構成を取っており入力軸から中間軸への
間で一度変速し、更に中間軸から出力軸にかけての間に
もう一度変速する構成としており、一つ一つの変速での
変速比はあまり大きくする必要がなく、従来からのリン
グ式の動力伝達の欠点であった、プーリの有効径が小さ
い部分ではリング体とプーリとの接触面積が小さくなっ
て伝動効率が悪くなっていたところをカットすることが
できる。また、二度の変速のトータルで変速幅を大きく
することも可能である。更に本発明によると、入力軸、
中間軸、出力軸の三本の軸を三角状に配置し、リング式
動力伝達の伝動効率を向上させるためのアイドラプーリ
を設ける軸を入力軸と出力軸で兼用しているので、アイ
ドラプーリ用の軸を別に設けるよりもコンパクトな設計
が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るリング式変速システムの斜視図で
ある。

【図２】入力軸に設けられた変速プーリの断面図であ
る。

【図３】出力軸に設けられた変速プーリの断面図であ
る。

【図４】中間軸に設けられた連結変速プーリの断面図で
ある。

【図５】リング体の一例を示す要部断面斜視図である。

【図６】リング体の別の例を示す要部断面斜視図であ
る。

【符号の説明】

１リング式変速システム２変速プーリ３変速プーリ４連結変速プーリ５リング体６リング体７アイドラプーリ９アイドラプーリ１０１固定プーリ片１０２可動プーリ片１０４スプライン１０８遠心推力付与材１１０固定プーリ片１１２可動プーリ片１１８トルク伝達部１１９スプリング２００内周面２０１固定プーリ片２０２固定プーリ片２０３可動プーリ片２０４左傾斜面２０５右傾斜面２０６シーブ軸Ｓ₁ 入力軸Ｓ₂ 中間軸Ｓ₃ 出力軸Ｔテーパ面

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】軸に固定した固定プーリ片と軸に対して
少なくとも軸方向に移動可能な可動プーリ片からなる複
数の変速プーリ間にリング体を掛架してなるリング式変
速システムにおいて、入力軸、中間軸、出力軸の三本の
軸を三角状に配置し、入力軸には軸に垂直な第１平面上
の変速プーリと前記第１平面とは異なる第２平面上のア
イドラプーリを有し、中間軸には前記第１平面上と前記
第２平面上に夫々一つの変速プーリを有し、出力軸には
前記第１平面上のアイドラプーリと前記第２平面上の変
速プーリを有し、前記第１平面上のプーリ群と前記第２
平面上のプーリ群に夫々リング体が掛架されていること
を特徴とするリング式変速システム。
【請求項２】中間軸の二つの変速プーリが両サイドに
夫々固定プーリ片を有し、両面に円錐面を有する可動プ
ーリ片が両サイドの固定プーリ間を移動する連結変速プ
ーリからなる請求項１記載のリング式変速システム。