JPH0830521B2 - 変速プ−リ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、長期間に沿り摺動部に給油しなくても潤
滑状態が良好で、かつプーリ円板車の揺動を生ずること
の無い高耐久性、高信頼性の変速プーリに関する。

〔従来技術〕

従来ベルト変速機に使われる可変径の変速プーリの構
造として第４図のような構造を持つのが一般的である。
ここでは駆動側の変速プーリで説明すると、同図に於い
て、１は回転軸、２はＯリング、３はキーである。５は
プーリの抜け止めネジで回転軸１のネジ溝４に螺合す
る。10は変速プーリで、固定スリーブ11にキー12を介し
て圧入された固定円錐板13からなる固定プーリ又は固定
車14と、摺動面16aを持つ円筒部16と摺動円錐板17とが
一体となった摺動プーリ又は摺動車18と、キー20とで基
本的には構成される。摺動プーリ18はさらに円筒部16の
外周にベアリング25を介して支承環26が取付けられ、介
在リング27を経て図示しない操作器７の作動に応じて、
同図の矢印で示す様に上下に摺動する。操作器７の構成
は公知であるので説明は省略する。

この種の変速プーリのキー構造は、固定スリーブ11の
外周面の一部にキー20の大きさに適合したキー溝11d
を、また摺動プーリ18の円筒部16では同じく軸方向にキ
ー溝16bをそれぞれ施した構造となっている。そこで摺
動プーリ18は軸方向に摺動するが、固定スリーブ11と共
に回転する。またこの種の変速プーリでは摺動プーリ18
の摺接面はスリーブ11の摺接面に対して常に摺動可能な
状態にしておく必要上、各摺動面11aおよび16aの間の嵌
め合いは、約0.1〜0.05m程度の緩い嵌め合いに加工され
る。しかも摺動プーリ18の円筒部16はスリーブ11より短
く、かつ貫通状態に組付けられている。従って、第４図
（Ｂ），（Ｃ）に示す様に回転動作中には摺動プーリ18
は固定プーリ14に対して常に振動状態にあることにな
る。

〔従来技術の問題点〕

この様な従来の変速プーリでは、構造上の問題点と、
製造上の問題点とが存在していた。第５図（Ａ），
（Ｂ）および（Ｃ）はいずれもこの問題点を説明する部
分構造図である。

この変速プーリにキー装置を加工する際には、固定ス
リーブ11に施したキー溝11dが軸芯ａと精度よく加工さ
れていれば良いが現実には多小のズレを生じ、破線で示
すような溝11d′となる。同様のことが摺動プーリ18側
の円筒部16に施したキー溝16bにも表われ、溝16b′の如
く乱れが生ずる。また、これ等の両溝11d、16bは、その
深さ方向についても同様にその加工寸法に誤差が発生し
やすい。

特にプーリ起動時にこのキー20に加わる衝撃を緩らげ
る目的で、米国特許第3,421,783号に示す様なバネキー
を使用する例が多い。この場合は第５図（Ｂ）に示す様
にバネキー20がタワムことにより衝撃を吸収する利点が
ある反面、エンドミル等の機械加工の精度を上げること
が難しいため第５図（Ｃ）の破線で示した如く溝11b″
および16b″はいずれも希望の寸法を加工することが困
難であった。このため溝11b、16bを予じめ大き目に切削
することが不可欠となり、これが摺動プーリ11bに振動
を招きやすい原因となっていた。

このため、その対策として第５図（Ａ）に示す様にキ
ー20の軸方向の長さｌを小さくし加工誤差の影響を少く
し、その代りに複数のキーを施す方法が採られて来た。

従って、従来の変速プーリ10では、上述した機械加工
の精度と乱れと相まって、第５図（Ａ）に示す円筒部16
の長さＬも、キー20の長さｌに伴って短かく選定される
ため、変速ベルト自体の接触面に僅かな水平度の乱れが
存在すると、第４図（Ｂ）および（Ｃ）に示す通り、摺
動プーリ18は大きな揺動を高速で繰り返えすことにな
る。特に変速ベルトが変速プーリと接触する位置が大き
いとき、すなわちプーリの外縁付近でベルトとプーリが
接触しているときには、この振動の振幅は著しく大きく
なる。

その結果、第一に潤滑油30の漏出を招きやすく摺接面
にカジリを生じ摺接プーリ18の摺動不能となることがあ
った。さらに摺動プーリの振動に起因してベアリング25
の劣化が早いという欠点があった。

〔問題点を解決するための技術的手段〕

この発明では、プーリ円板車と一体の円筒部と、軸受
と、この軸受に保持される支承部材と、スリーブとで包
囲される封止領域に、油と介在体とを導入し、プーリ円
板車の摺動に応じて体積が変化する上記介在体を、該封
止領域外の介在体と連通路を介して導出入させたもので
ある。

〔作 用〕

この構成によれば、プーリ円板車が回転中は常時その
遠心力によって潤滑油がスリーブと円筒部からなる摺動
部に散布されるため、良好な潤滑が維持でき、しかも摺
動に伴って封止領域の内部圧力が多少変化してもそれに
応じて室内の介在体が室外に導出ないし導入を繰り返し
て内圧が常時所定状態に維持されるので、オイルシール
等のシール部材を介して潤滑油が外部に流出することが
無くなる。

〔実施例〕

第１図（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、本発明の一実
施例の変速プーリの断面構造を示し、同図（Ａ）はその
変速プーリの縦断面図を、同図（Ｂ）は同図（Ａ）のＢ
−Ｂ′線に沿った横断面図を、また同図（Ｃ）は同図
（Ａ）のＣ−Ｃ′線に沿った横断面図である。なお、第
１図に付された参照符号のうち、第３図と同一番号は、
同一又は類似部品を示すので、その部分についての説明
を省略することとし、主として異なる構成の部分につい
て述べる。

固定プーリ14がキー12及びねじ35によって非回動的に
上端部に固定される回転軸としての固定スリーブ11に
は、隔壁36によって仕切られた上端開口部37と下端開口
部38が設けられ、この下端開口部38側には、それとほぼ
等しい長さの円筒部16を有する摺動プーリ18が嵌入され
ている。

前記固定スリーブ11と前記円筒部16との接触面に位置
させて、この両者間にまたがり、かつそれらの軸方向に
伸びる横断面が円形をしたキー溝39が第１図（Ｃ）に示
すように、固定スリーブ11ならびに円筒部16の自由端か
らドリル・リーマ等の穿孔機械加工を施すことによって
穿設されている。

前記各キー溝39内には、起動時の衝撃を吸収する性質
を有するシリンダ状キー20が挿入されており、これによ
って、摺動プーリ18は、固定スリーブ11と一体に回転
し、かつ、その軸方向に摺動するように取付けられるよ
うになっている。このためキー溝39の半分を構成する前
記円筒部16の内面に形成されたキー溝39aの長さは、第
１図（Ａ）に示すようにシリンダ状キー20よりも長くし
かも、スリーブ11と円筒部16の摺接面の軸方向の長さの
ほぼ1/2以上の長さに達している。なお、前記シリンダ
状キー20の一例としてバネキーがあり、このバネキーの
詳細は、米国特許第3,412,783号に於いて公知であるの
で説明を省略する。

前記固定スリーブ11の下端面には、リング状をした止
金具40がねじ41によって固着されており、この金具40に
よって、キー溝39内に挿入されたキー20がそれより脱落
しないように封止されている。また固定スリーブ11には
キー溝39と、下端開口部38とを連結する通路42が設けら
れ、この通孔42を通って開口部38内の潤滑油30がキー溝
39内に流入するようになっている。

前記円筒部16の内壁には、ラセン溝43及びその上端と
連結するリング溝44が設けられ、これらの溝43、43によ
って潤滑油30が固定スリーブ11と円筒部16との間の摺接
面にも流入するようになっている。

前記円筒部16は、底板45を有する円筒状をした非回動
的に支持される支承部材46内に軸受25によって回転可能
に取付けられている。しかしこの実施例に限られること
無く、周知の変速プーリのように支承部材46が円筒部16
の内部で軸受を介して配置しても良くこの場合には他の
形状でも良いことは明白である。そして、前記固定スリ
ーブ11の隔壁36に穿設された注入口47から潤滑油30が前
記下端開口部38内に注入され、封止蓋48、及びシールリ
ング50によって潤滑油30は支承部材46内に封入されるよ
うになっている。本実施例では、開口部38は封止領域を
形成し、この封止領域内には潤滑用の油30と介在体とし
ての空気とが封止されることになる。

ここで介在体とは、摺動プーリ18の摺動に伴って封止
領域内の容積または体積が変化する際にその封止領域内
外で導出入する媒体のことを意味し、本実施例では気体
の例として封止領域外の外気と連通することから空気を
介在体として使用した例を示したが、容積を可変にでき
れば良いので気体に制約されることは無いことは自明で
ある。49は封止蓋48に設けられた空気抜き孔である。こ
のときの支承部材46内の油質は、比較的粘度の低いもの
が選ばれ、また油量は、回転時に遠心作用により油膜が
開口部38の内壁の全域に拡散する程度の量が確保されて
いれば良い。従って、変速プーリ10が回動すると、第１
図（Ａ）に示した様に停止中に留っていた潤滑油30は、
開口部38の内壁に遠心力により付着し、これに伴ない通
路42を経てキー溝39内に給油される。なお、本発明の変
速プーリでは、スリーブ11の摺動部が完全に他の部材の
包囲域で包囲されているが、ここで包囲域を形成する部
材とは円筒筒部16と、軸受25と、この軸受25に保持され
る支承部材46とを示す。また、潤滑用の油に低粘性のオ
イルを使用する場合には、シール部材50を軸受25の封止
領域の内側又は封止領域の外側に設置しても良く、軸受
25自体にシール効果がある場合或は、高粘性油で飛散が
生じない場合等で不必要である。

更に、本発明で封止領域とは、スリーブ11と包囲域と
で囲まれる領域即ち、円筒部16と、軸受25と、この軸受
25に保持される支承部材46、とスリーブ11とで包囲され
る領域であり、潤滑用の油と介在体とが封入されかつい
ずれかの部材にこの封止領域の内外間を、介在体が連通
するための連通路を積極的に施された領域を言う。

第２図（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、本発明の一実
施例におけるキー溝39の製造工程を示す説明図である。
すなわち、第２図（Ａ）は第一次加工工程を示し、この
段階ではまず固定スリーブ11の外周の三ケ所に半円形キ
ー溝39bをその自由端にて開口されるまで軸方向にエン
ド・ミルによって切削加工が行われる。一方、摺動プー
リ18の円筒部16の内壁についても同様に三つの半円形キ
ー溝39aがエンド・ミルによって加工される。このと
き、既に第５図（Ｃ）で述べた通り、エンド・ミルに使
用されるビットの外周曲面の精度が正確な球面形状をし
て製作されていないため、スリーブ11側もまた円筒部16
側も、例えば第５図（Ｃ）の破線で示す様にイビツな断
面を有するキー溝形状となっている。従って、この第一
次加工工程ではシリンダ状キー20の外周面20aでの外径
より多少小さ目に切削加工が施され、次の工程で精度の
高い切削を行うための予備加工が行われる。

第２図（Ｂ）は、第二次加工工程および第三次加工工
程を示している。第二次加工工程では先の第一加工工程
で切削された溝の精度を出すため、固定スリーブ11とプ
ーリ円筒部16とを嵌合した状態で加工を施すものであ
る。すなわち、スリーブ側と円筒部側の三つの各々のキ
ー溝を対として組み合せ、アイ・マークをスリーブおよ
び円筒部間に施した後に、ドリルまたはリーマ51による
修正加工がこの工程で行われる。ドリルおよびリーマ51
は摺動方向すなわちプーリの回転軸方向に切削し、しか
も円筒状の切削加工なのでキー溝39で形成される円筒の
内径を極めて高い精度で加工することが可能である。し
かも、予じめ第一次加工において粗加工が施されている
ので、ドリルないしリーマ51への負担が少く、切削中に
軸芯が逃げるような事がないため、内径だけでなく、溝
の深さ、並びにプーリの回転軸芯との平行度も正確に加
工することが可能である。このことはキー20を従来のも
のに比しキー溝の軸方向の長さを遥かに長く切削しても
軸方向の寸法の公差を所定の範囲に押え得ることを示し
ている。

さらに第三次加工工程では、摺動プーリ18を固定スリ
ーブ11上で摺動させ、スペーサ装置60を固定プーリ14と
摺動プーリ18との間に介在させ、この状態で再び、第二
次加工と同様のドリルまたはリーマ加工を施すものであ
る。すなわち第一次加工工程においては、プーリ円筒部
16のキー溝16bのうち第２図（Ｂ）の符号Ｓで示す長さ
のキー溝はエンドミル加工のままであったが所定の精度
が確保されていないので、第三次加工工程ではこの部分
の切削がドリルまたはリーマにより行われる。

上述のように３本のキー溝39が各摺接面11a、16a間に
施された後は３本のキーが第２図（Ｂ）の如く自由端側
より挿入される。なお、この円筒キーはバネキーが使わ
れており、バネキー20の表面部20aは、精度の高い筒状
を維持させ、キー溝39との摺接動作をより滑かにするた
め円周面に研磨加工を施したものが使用される。

第２図（Ｃ）は、第２図（Ｂ）に示す第三次加工工程
の終了後のスリーブ11およびプーリ円筒部16の自由端を
示す。キー20の挿入後は第１図（Ａ）および（Ｃ）に示
す通り止金具40が取付けられる。

〔他の実施例〕

上述した実施例は、固定プーリと摺動プーリを持つ片
開き式変速プーリの例を述べて来たが、両方とも摺動す
る型式の両開き式変速プーリの場合にも本発明を適用で
きる。更に本出願人が提案した特開昭56−164270に示し
た様なベルトの多重巻掛け式の多重変速プーリに対して
も当業者ならば本発明の思想を適用できる。特に変速プ
ーリの一端を自由端にした片持支持構造の摺動プーリが
存在している場合だけで無く、底蓋45を延長したり又は
スリーブ11を底蓋45を貫通させたりしてその延長部を軸
受支持させ両軸支持にしても良く、型状が如何なる型状
であっても、当業者ならば本発明の潤滑機構の思想を適
用できることは明白である。

またキー構造の製造方法として上述の実施例では、先
端切削を行うドリルおよび側面切削を行うリーマを使用
する場合を説明したが他の類似工具であっても良いこと
は言うまでもない。

また、前記の実施例においては、支承部材46の隔壁36
に注入口47が設けられ、該注入口47から潤滑油30を下端
開口部38内に注入するものが説明されているが、これに
代えて第３図に示すように支承部材46の底板45に注入口
を設けてるようにしてもよい。この場合には、変速プー
リ全体を倒立させることによって潤滑油30を注入し、封
止蓋で封止するものである。53はパッキングである。こ
の実施例においても第１図示の実施例と同様の効果があ
る。

〔発明の効果〕

この発明では、支承部材、円筒部、軸受、スリーブと
で囲まれる封止領域内に油と介在体とが混在し、円板車
の摺動に伴ってこの介在体が室外に出し入れすると共
に、封止領域の内圧が上昇することが無いので、潤滑油
も室外に流出することが無く、長期間に沿って無給油状
態が維持できる利点がある。しかも回転中は摺動部が常
時油によって遠心散布状態になるため最適な摺動動作が
期待できる。自動制御による長時間の連続運転に際して
潤滑油が加熱しても内圧が上昇しないためシール部材か
らの油の流出も全く無いので、耐久性、信頼性が著しく
向上した変速プーリが実現するため、その工業的価値は
大きい。さらに支承部材の配置に伴い、スリーブと円筒
部からなる摺動部の一端を開放自由端に構成できるの
で、高精度キー装置を付設することが可能となるなど更
に耐久性を増す派生的効果を奏し得る。

【図面の簡単な説明】

第１図はいずれもこの発明の実施例を示し、同図（Ａ）
は、第１図（Ｂ）のＡ−Ａ線に沿った縦断面図、第１図
（Ｂ）は、第１図（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿った横断面図、
同図（Ｃ）は、第１図（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿った横断面
図、第２図は、いずれも同上の機械加工のそれぞれ説明
図、第３図はこの発明の他の実施例の縦断面図、第４図
は、従来の変速プーリの断面図を示し、第４図（Ａ）は
縦断面図、同図（Ｂ）は概略横断面図、同図（Ｃ）は概
略横断面、第５図は、同上の作用説明図である。 35……ねじ、36……隔壁 37……上端開口部、38……下端開口部 39……キー溝、39a、39b……キー溝 40……止金具、41……ねじ 42……通路、43……ラセン溝 44……リング溝、45……底蓋 46……支承部材、47……注入口 48……封止蓋、49……空気抜き孔 50……オイルシール、51……リーマ 53……パッキン、60……スペーサ装置

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の円板車の相互の対向距離を調節する
   ため、該円板車に結合し互に摺動自在に嵌合せられたス
   リーブおよび円筒部からなる摺動部を有する変速プーリ
   において、上記円筒部に取付けた軸受と、この軸受に保
   持される支承部材と、さらに上記円筒部とによって上記
   スリーブの摺動部を覆う包囲域を形成し、この包囲域と
   該スリーブとで囲まれる封止領域に、潤滑用の油と介在
   体とを導入し、上記円板車の摺動に応じて体積が変化す
   る該封止領域の介在体を該封止領域外の介在体と連通路
   を経て導出入させてなる変速プーリ。
2. 【請求項２】上記連通路は、上記スリーブまたは支承部
   材に施してなる特許請求の範囲第１項記載の変速プー
   リ。
3. 【請求項３】上記介在体は、空気であり上記連通路は外
   気と連通してなる特許請求の範囲第２項記載の変速プー
   リ。
4. 【請求項４】上記連通路は、先端部が上記封止領域内の
   空気域にまで達するパイプ状を形成してなる特許請求の
   範囲第３項記載の変速プーリ。
5. 【請求項５】上記支承部材は、上記円筒部を摺動させる
   ため操作器と連結してなる特許請求の範囲第１項記載の
   変速プーリ。
6. 【請求項６】上記支承部材と上記円筒部の間には上記油
   の流出を阻止するシール部材を施されてなる特許請求の
   範囲第１項記載の変速プーリ。
7. 【請求項７】上記シール部材は上記軸受の上記封止領域
   側に設置され、上記包囲域は上記円筒部と、上記支承部
   材および上記シール部材とで形成されてなる特許請求の
   範囲第６項記載の変速プーリ。
8. 【請求項８】上記スリーブの自由端部には開口部が施さ
   れ上記封止領域と連通してなる特許請求の範囲第１項記
   載の変速プーリ。
9. 【請求項９】上記摺動部にはキー溝が施され、上記封止
   領域は上記キー溝と連通してなる特許請求の範囲第１項
   記載の変速プーリ。
10. 【請求項１０】上記スリーブの開口部と上記摺動部は連
    結孔を貫通し、回転中に上記油が遠心力により上記摺動
    部に散布されてなる特許請求の範囲第９項記載の変速プ
    ーリ。
11. 【請求項１１】上記キーはほぼ円柱状をしてなる特許請
    求の範囲第10項記載の変速プーリ。