JPS6258424B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は自動車、二輪車、運搬機、農業機械等
の駆動装置に使用して好適なベルトクラツチ付き
正逆転ベルト変速装置に関するものである。

一般にエンジン駆動の場合、エンジンの回転方
向は一定であり、車の前進、後進のためのギヤー
ボツクスが必須とされ、運転する場合も前進、後
進のギヤの切替操作が必要で操作上、不便を有し
ていた。

そこで、かかるギヤの切替に代る他の方式につ
いて種々の研究が行なわれ、従来、各種変速プー
リの構成について検討がなされると共に、本出願
人らによつてその幾つかが提案されて来た。例え
がその基本的なものは一対のＶ形変速プーリ片で
Ｖベルトを挾み、ベルト側面をスプリングの押圧
力により一方又は両方のプーリ片が軸の回転方向
に対しては空転を阻止し、軸のスラスト方向には
一方又は両方のプーリ片が可動し得るようにスプ
ライン又はキー溝が形成されているものである。

本発明は、かかる変速プーリを利用し前記ギヤ
切替を行なう従来方式の欠点を改善せんとするも
のでギヤを用いることなしに車の前進、後進を連
続的に操作可能ならしめるベルトクラツチ方式を
提供することを目的とする。

しかしてかかる目的に対し本発明者は、さきに
駆動側プーリ及び従動側プーリともに上述の如き
変速プーリを基本として用い、駆動側プーリの可
動Ｖプーリ片のボス部回転中、外力によりＶ溝巾
を変化せしめることを前提とするもので、駆動側
プーリとして軸に固定された固定Ｖプーリ片の軸
方向に延びるボス部に対して軸方向に摺動可能に
可動Ｖプーリ片を設け、固定Ｖプーリ片と可動Ｖ
プーリ片とにより形成される変速プーリのＶ溝の
底部にラジアルベアリングを前記固定Ｖプーリ片
のボス部に取り付け、可動Ｖプーリ片側方に固定
したストツパーとの間にスプリングを介挿せしめ
ると共に前記可動Ｖプーリ片のボス部にクラツチ
板を設け、かつ、該クラツチ板に対向するクラツ
チ板を有するＶプーリをベアリングを介して前記
固定Ｖプーリ片の軸方向に延びたボス部に止着せ
しめたプーリを用い、一方、従動側プーリとして
軸に固定Ｖプーリ片及び前記駆動側プーリのＶプ
ーリに対応するＶプーリを設け、かつ前記固定Ｖ
プーリ片に対向して軸方向に移動可能な可動Ｖプ
ーリ片を設けて固定Ｖプーリ片と可動Ｖプーリ片
とにより変速プーリを形成すると共に、可動Ｖプ
ーリ片と該プーリ片側方に固定したストツパーと
の間にスプリングを介挿せしめたプーリを用いて
それら駆動側プーリと従動側プーリの各対応する
変速プーリ間及びＶプーリ間に、変速プーリ側は
平行掛け、Ｖプーリ側はたすき掛けで夫々Ｖベル
トを掛架せしめ、適宜外力等により駆動側プーリ
の変速プーリＶ溝巾を変化させることにより正逆
ベルト変速可能ならしめた構成のベルト正逆変速
装置を提案した。

本発明は更に上記提案の装置を一部改良し、従
動側プーリの変速プーリをＶプーリに代え、平行
掛けベルトに内張又は外張テンシヨンプーリを配
して常時ベルトに張力を負荷せしめ、駆動側の変
速プーリのベルト有効径の変化に対応せしめる張
力を常時ベルトに作用せしめる如くなしたことを
特徴とするものである。

以下、本発明装置の具体的な実施態様を添付図
面にもとづいて順次詳述する。

第１図乃至第４図は本発明装置の各状態時にお
ける概要図で、第１図は高速走行時、第２図は低
速走行時、第３図はクラツチオフ（OFF）時、
第４図はリバース走行時を夫々示す。

これら各図において、A₁は駆動側プーリ、A₂
は従動側プーリであり、駆動側プーリA₁は軸１
２に固定された固定Ｖプーリ片１と、固定Ｖプー
リ片１の軸方向に延びるボス部１ａに対して軸方
向に摺動可能に設けられた可動Ｖプーリ片２から
なる変速プーリと、該変速プーリの側方で前記固
定Ｖプーリ片１のボス部１ａにスラスト方向に止
着された少くとも１つのＶ溝を具えたＶプーリ９
とを具備することによつて形成されており、一
方、従動側プーリA₂は、軸１２′に固定されたＶ
プーリ１３と、該Ｖプーリの軸線上、側方にあつ
て同じく軸１２′に止着されたＶプーリ１４とを
具備することによつて形成されている。

そして前記駆動側プーリA₁における変速プー
リの固定Ｖプーリ片１と可動Ｖプーリ片２により
形成されるＶ溝の底部にはボールベアリング又は
フラツトベアリング等のラジアルベアリング３が
前記固定Ｖプーリ片１のボス部１ａに取り付けら
れており、可動Ｖプーリ片２のボス部２ａ端部に
設けられているスプリング押え２ｂと、固定Ｖプ
ーリ片１の側方で、ボス部１ａに設けられたスト
ツパー１０との間にわたりスプリング６が介挿さ
れている。

この場合、ストツパー１０側には、通常、爪が
設けられ、スプリング６を係止し得るような構造
が付与されるが他の手段をもつて係止せしめるこ
とも可能である。

又、可動Ｖプーリ片２と軸又は固定Ｖプーリ片
ボス部１ａとは軸方向に可動であるが、回転方向
には可動Ｖプーリ片２とそのボス部２ａ側面に設
けられたスプリング押え２ｂ間をスプリング６を
介してまわり止めし、あるいは、キー及びスプラ
インで回転止めされている。

なお、スプリング６の両端末は、前記スプリン
グ押え２ｂとストツパー１０の爪に限らず夫々の
接圧部間に摩擦力の大きい弾性体、例えばゴム、
ポリウレタン弾性体、樹脂、繊維補強のゴムマト
リツクス等を配し係止せしめることもできる。

更に前記可動Ｖプーリ片２に対しスラスト方向
及び回転方向に自在に可動する方式も採用可能で
ある。

また、前記可動Ｖプーリ片２のボス部２ａには
図示の如く、別途、ベアリング４が設けられ、こ
れを介してその外周に可動Ｖプーリ片２に対し外
力を付与するための溝付の筒体８が設けられてい
ると共にそのボス部２ａ延出端には後述するＶプ
ーリ９側のクラツチ板１１と係合するクラツチ板
５が設けられている。

次に上記駆動側のＶプーリ９であるが、該プー
リ９は少くとも１つのＶ溝を有するプーリからな
り、図では１つのＶ溝をもつＶプーリ９として示
されている。そして、このＶプーリ９はボールベ
アリング７を介して前記固定Ｖプーリ片１の延び
るボス部１ａにスラスト方向即ち軸方向に止着さ
れており、前記可動Ｖプーリ片２のボス部２ａに
設けた屈曲部のクラツチ板５に対向して対応する
クラツチ板１１を有しており、前記筒体８を外力
により移動させることによりリバース時、係合し
得るように構成されている。

なお、前記対向的に設けた両クラツチ板５，１
１は、通常のクラツチ構造でも差支えないが、何
れか一方又は両方に必要に応じて耐摩性、摩擦力
の大なる部材を配設することは設計上、可能であ
る。

一方、上記駆動側プーリA₁に対し従動側プー
リA₂は、前記駆動側プーリA₁の固定Ｖプーリ片
１及び可動Ｖプーリ片２からなる変速プーリと、
Ｖプーリ９との夫々に対応し、２つのＶプーリ、
即ちＶプーリ１３とＶプーリ１４とを具えて構成
されており、これら両Ｖプーリ１３，１４は従動
軸又は該軸と一体回転をする軸１２′に固定され
ている。

しかして、上記各構成からなる駆動側プーリ
A₁と従動側プーリA₂は互いに対向する如く配置
され、両プーリA₁，A₂の互いに対応する変速プ
ーリとＶプーリ及びＶプーリ間において夫々少く
とも１本のＶベルトB₁，B₂が掛張、懸架される
ことによつて本発明における一連の装置の基本構
造が構成される。

このとき両プーリA₁，A₂のうち変速プーリと
Ｖプーリ１３間に掛架されるベルトB₁は通常の
平行掛けであるが、Ｖプーリ９，１４間に掛架さ
れたベルトB₂はたすき掛け（十字掛け）であ
り、これは本発明装置における重要な特徴の１つ
である。

なお、両Ｖプーリ間に掛架されるベルトB₂と
しては多リブベルトを含む前記少くとも１本のＶ
ベルトの外、更に平ベルト、歯付ベルト、丸ベル
ト、六角ベルト等も適宜、使用することができ、
この場合には前記Ｖプーリ９，１４はそれら各ベ
ルトに適合したプーリが利用される。

又、上記本発明の一連の装置においてたすき掛
けの逆回転用ベルトB₂は対応する駆動側、従動
側のＶプーリ間で軸間距離固定の場合、ベルトの
経時寸法変化によつてベルトの初張力が変化する
のでこれを吸収するため駆動側又は従動側の少く
とも一方のＶプーリを、例えばねじ式プーリ巾可
変方式あるいは通常のスプリング式変速プーリ方
式として構成することも望ましく、前者は手動
で、又後者は自動によりベルト張力を調整してメ
インテナンスフリーにて走行を図ることができ
る。

更にたすき掛けベルトにあつては中間にテンシ
ヨンプーリをとりつけることは面倒であり、かつ
ベルト交叉部でベルトの腹部が互いに接触するこ
ともあることから必要に応じてアイドラープーリ
又はすべり板を設けてベルト間の直接の摩擦を避
けることも好ましい設計である。

一方、駆動側プーリA₁の変速プーリと従動側
プーリA₂のＶプーリ１３との間に懸架されるベ
ルトB₁は前述の如く通常の平行掛けであり、本
発明ではこの両プーリ間において本発明のもう１
つの特徴としてテンシヨンプーリ１５が設けられ
ている。このテンシヨンプーリ１５は駆動側変速
プーリの溝巾の変化に対応してＶベルトB₁の有
効ピツチ径が変化するのに応じこの変化による巻
掛け長さの変化に追随させるものであり、通常、
アーム等の支持材１６により移動可能に支持され
ており、該アーム等の支持材は常時テンシヨンプ
ーリをベルトB₁に張力を負荷する如くスプリン
グ１７によつて付勢されている。

本発明変速装置は叙上のような構成からなり、
次いで、その装置の作用について、第１図乃至第
４図にもとづいて更に説明すると、第１図は高速
時の状態を示し、駆動側プーリA₁と従動側プー
リA₂の変速プーリとＶプーリ１３間にベルトB₁
が、又、各Ｖプーリ９，１４間にベルトB₂が
夫々掛架された状態で、駆動側プーリA₁の可動
Ｖプーリ片２に設けたベアリング４上の溝付筒体
８を介して可動Ｖプーリ片２に左方向に外力を生
ぜしめてベルトB₁の有効径を最大としている。
このとき対向するクラツチ板５，１１の両者間は
空間が存し、動力の伝達は遮断されている。しか
し、ベルトB₁の有効径最大であるところからベ
ルトB₁を介して従動軸側の回転は最大となる。
と共に、駆動側と従動側の各Ｖプーリ９，１４に
掛架されているＶベルトB₂により従動側の回転
力が該ＶベルトB₂を介して駆動側プーリのＶプ
ーリ９にたすき掛け作用により駆動軸１２の回転
と逆方向に伝わり、Ｖプーリ９と軸１２間に設け
られているベアリング７により軸１２とＶプーリ
９は逆方向に回転することになる。

但し、このときベアリング７によりＶプーリ９
は空転していることとなる。

第２図は従動軸が低速で回転している状態を示
し、駆動側プーリA₁における変速プーリ上のベ
ルトB₁の有効径が最小である。

即ち、ベルトB₁の腹部とベルトクラツチ用ベ
アリング３との間に間隙を有する状態で、又クラ
ツチ板５とクラツチ板１１との間も隙間を有する
状態で、ベアリング４上の筒体８を介し外力によ
り第１図に示した可動Ｖプーリ片２の位置から図
において右方に移動させた状態である。

このとき従動側は第１図の場合より低速となる
が駆動側プーリにおけるＶプーリ９は駆動軸の回
転とは逆方向に空転していることは第１図で述べ
た通りである。

次に第３図はベルトクラツチがオフ（OFF）
の状態を示すもので、駆動側プーリA₁の可動Ｖ
プーリ片の位置を前記第２図の低速状態より更に
少し、前記同様の方式で外力により図の右側に寄
せ、駆動側の変速プーリのＶ溝巾を広げたとき、
ベルトB₁は溝中に沈み込み、ベルトクラツチ用
ベアリング３の上にベルトB₁の腹部が乗つた状
態で、しかもベルトB₁側面と固定Ｖプーリ片１
及び可動Ｖプーリ片２の側面に空隙を存せしめる
如くなし、しかも両クラツチ板５，１１の間にも
空間を有する状態であるとき、駆動側プーリA₁
からの回転力はベルトB₁に伝達されなくなり、
ベルトB₁の回転力は零となつて従動側に回転は
伝達されず、クラツチOFFの状態となる。

従つて、従動側プーリA₂の逆回転用ベルトB₂
も回転が停止となる。

第４図は従動軸の回転を駆動軸と逆方向に回転
させる状態について示すものであり、駆動側プー
リの可動プーリ片１を前記第３図のベルトクラツ
チOFFのときの位置より更に右側に移動させ両
クラツチ板５，１１が接圧したる状態である。こ
のとき、駆動側プーリA₁の変速プーリ上に於い
てベルトB₁の腹部がベルトクラツチ用ベアリン
グ３上にのり上がり、両プーリ片との間に空隙を
有するためベルトは停止する。この状態にて軸と
回転方向に対して一体となつた可動Ｖプーリ片側
のクラツチ板５より回転力がクラツチ板６を通じ
てＶプーリ９に伝わり、ベルトB₂を介してベル
トB₁による回転方向とは逆方向に従動側に回転
力を伝達することができる。

そして、上記作動において、駆動側変速プーリ
の溝巾の変化に対応してＶベルトB₁の有効ピツ
チ径が変化するがこの変化による巻掛け長さの変
化をアーム等１６に取り付けたテンシヨンプーリ
１５で常時、ベルトB₁に張力を負荷する如く、
反撥弾性スプリング１７を取り付け、変速プーリ
中のベルトの有効径の変化に対応して追随するよ
うにする。

かくして以上の作用から駆動側プーリの可動Ｖ
プーリ片１の位置を外力により変えることにより
例えば、変速プーリとベルトB₁による回転方向
を車の前進、ＶプーリとベルトB₂による回転方
向を車の後進とするとき、可動Ｖプーリ片が最も
左側にあるとき、高速、その位置より右方向に移
動すると次第にスピードが落ち、やがてベルトク
ラツチOFFとなり、その位置より右へ移動させ
ると後進となる。

従つて、駆動側プーリの可動Ｖプーリ片の位置
を例えばレバー等の作動により行う場合、レバー
の連続的な動きと対応して、車の前進のスピード
を変化させ又、ベルトクラツチOFF又、後進を
容易に行なうことができる。

以上のように本発明装置は駆動側プーリ及び従
動側プーリに変速プーリとＶプーリ及び２つのＶ
プーリを設け、駆動側プーリの変速プーリにおけ
る固定Ｖプーリ片と可動Ｖプーリ片によつて形成
されるＶ溝巾間隔を可変ならしめる如く構成する
と共に駆動側プーリにおける可動Ｖプーリ片のボ
ス部とＶプーリ屈曲部に対向してクラツチ板を設
け、後者のクラツチ板はベアリングにより軸回転
を遮断させ、更に駆動側プーリと従動側プーリを
対向配置し、それらの変速プーリとＶプーリ間に
は平行掛けにより、又、各Ｖプーリ間にはたすき
掛けによりベルトを掛架せしめ、かつ変速プーリ
とＶプーリ間の平行ベルトに内張又は外張りのテ
ンシヨンプーリを配設せしめ常時、ベルトに張力
を負荷せしめたものであるから単に駆動側プーリ
の可動Ｖプーリ片を外力により軸方向に移動させ
るだけで高速、低速、クラツチオフ、リバースの
各状態を容易に現出し得て車輌等の前進時におけ
る速度の変化ならびに後進を可能となし、従来の
如きギヤボツクスを全く不要として可逆変速装置
を安価に提供し得ると共に装置をコンパクトとな
し操作性をも良好ならしめ、しかもテンシヨンプ
ーリを配設せしめたことにより変速プーリ中のベ
ルトの有効径の変化に対応して自動的に追随せし
め、巻掛長さの変化を吸収し得る効果を有し可逆
変速装置として自動車、自動二輪車、農業機械等
への応用に頗る有用性を発揮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明正逆変速装置の各状
態における各半分を示す概要断面図であり、第１
図は高速時、第２図は低速時、第３図はクラツチ
オフ時、第４図はリバース時の各状態を示す。 A₁……駆動側プーリ、A₂……従動側プーリ、
１……固定Ｖプーリ片、２……可動Ｖプーリ片、
３，４，７……ベアリング、５，１１……クラツ
チ板、６，１７……スプリング、９，１３，１４
……Ｖプーリ、１２，１２′……軸、１５……テ
ンシヨンプーリ、１６……アーム等支持材、
B₁，B₂……ベルト。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 次記プーリ、即ち、 軸に固定された固定Ｖプーリ片の軸方向に延び
   るボス部に対して摺動可能に可動Ｖプーリ片を設
   け、これら両Ｖプーリ片により形成される変速プ
   ーリのＶ溝の底部にラジアルベアリングを前記固
   定Ｖプーリ片のボス部に取り付け、可動Ｖプーリ
   片と該プーリ片側方に固定したストツパーとの間
   にスプリングを介挿せしめると共に前記可動Ｖプ
   ーリ片のボス部にクラツチ板を設け、かつ、前記
   固定Ｖプーリ片の軸方向に延びたボス部にベアリ
   ングを介して別のＶプーリを止着し、該Ｖプーリ
   に前記クラツチ板に対向するクラツチ板を設けた
   プーリを駆動側プーリとし、 一方、軸に駆動側プーリの変速プーリに対応す
   るＶプーリと駆動側プーリのＶプーリに対応する
   Ｖプーリを設けて従動プーリとして、 上記駆動側プーリと従動側プーリの各対応する
   変速プーリとＶプーリ間及び相互のＶプーリ間に
   変速プーリとＶプーリ側は平行掛け、Ｖプーリ同
   志側はたすき掛けで夫々Ｖベルトを懸架せしめる
   と共に、 駆動側プーリの変速プーリと、従動側プーリの
   対応するＶプーリとの間に懸架したＶベルトに対
   し内張り又は外張用テンシヨンプーリをベルトに
   テンシヨンを与える如く付勢せしめたアーム等に
   より支持、配設せしめたことを特徴とするベルト
   正逆変速装置。 ２ 駆動側プーリの可動Ｖプーリ片が軸方向に可
   動で、回転方向に対してまわり止めされている特
   許請求の範囲第１項記載のベルト正逆変速装置。 ３ たすき掛けベルト用プーリが駆動側、従動側
   の少くとも一方において溝巾可変である特許請求
   の範囲第１項又は第２項記載のベルト正逆変速装
   置。