JP2001021015A - ベルト駆動装置における変速機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】駆動軸に設けた二つの駆動プーリー２，３と従
動軸に設けた二つの従動プーリー５，６との間に遊動状
態に巻回したベルト７，８のいずれか一方を、側方に設
けたテンションローラー９，10で押圧して駆動状態とす
る変速装置において、駆動状態を切ることなく変速する
ことができる機構を提供することを目的とする。 【解決手段】二つのテンションローラー９，10は、同一
軸心上にあって独立して回動する二つの作動軸13，14に
固定したアームにそれぞれ固定する。二つの作動軸13，
14は、リンク機構によって、一方のテンションローラー
がベルトを押圧し、他方のテンションローラーがベルト
の押圧を解除するように連動させる。また別に設けたク
ラッチレバーのリンク機構を作動軸13，14に連動させ、
クラッチ切りの状態においては、いずれのテンションロ
ーラーもベルトの押圧を解除する位置に後退するように
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ベルト駆動装置に
おいて低速回転と高速回転を切り換えるための変速機構
に関する発明である。より詳しくは、駆動軸に装着した
二つの駆動プーリーと従動軸に装着した二つの従動プー
リにそれぞれ伝動ベルトを遊動状態に装着し、いずれか
一方の伝動ベルトをテンションローラーで押圧して駆動
状態とする変速機構に係る発明である。

【０００２】

【従来の技術】駆動軸と従動軸に伝動比率の異なる複数
組のプーリを設け、複数組のプーリにそれぞれ伝動ベル
トを遊動状態に掛けておき、選択したいずれか一つの伝
動ベルトをテンションローラーで押圧することによって
駆動状態とする変速機構は公知である。従来のこの種変
速機構は、一本のクラッチレバーを用いてテンションロ
ーラーによっていずれかのベルトを作動させていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来の一本のクラッチ
レバーを用いていずれかのベルトを作動させる従来の機
構では、作動させているテンションローラーの押圧を解
除した後に別のベルトを押圧する必要があった。したが
って、変速しようとする場合、必ず動力伝動が途切れ断
続的な変速操作とならざるを得ないという欠点があっ
た。このような従来技術の欠点に鑑み、本発明は一本の
レバー操作によって高速と低速の切り替えを、機械を停
止させることなく連続的な動力伝動で変速操作を行うこ
とができる機構を実現することを目的とするものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】駆動軸１に設けた二つの
駆動プーリー２，３と、従動軸４に設けた伝動比率が異
なる二つの従動プーリー５，６との間のそれぞれにベル
ト７，８を遊動状態に巻回し、この二つのベルト７，８
の側方に設けた二つのテンションローラー９，10のいず
れか一方がベルトを押圧することによってベルトを駆動
状態にする。二つのテンションローラー９，10は同一軸
心上にあって独立して回動する二つの作動軸13，14に固
定したアーム11，12にそれぞれ装着し、二つの作動軸1
3，14はテンションローラー９，10がベルト７，８を押
圧する位置と押圧を解除する位置の一定範囲を回動可能
とする。テンションローラー９，10が装着される二つの
アーム11，12は、リンク機構を使った変速レバー25によ
って二つのテンションローラーのいずれか一方がベルト
を押圧し、いずれか他方がベルトの押圧を解除するよう
に二つのアーム11，12を連動させる。さらに、クラッチ
レバー17を二つの作動軸13，14に連動させ、ベルトを押
圧しているテンションローラーの作動軸を押圧を解除す
る方向へ回動させて二つのテンションローラーのいずれ
もがベルトの押圧を解除することを可能とする。

【０００５】クラッチレバー17の具体的な構成として、
シーソー運動が可能なバランスアーム21を介して連結杆
23，24によって連動させて二つの作動軸13，14を回動可
能とする。クラッチ入りの状態でバランスアームの傾き
によって一方の作動軸を、該作動軸に固定したアームの
テンションローラーがベルトを押圧する位置に、他方の
作動軸を、該作動軸に固定したアームのテンションロー
ラーがベルトの押圧を解除する位置に固定することがで
きるようにする。また、クラッチ切りの状態ではバラン
スアーム21の傾きを変更してベルトを押圧しているアー
ムの作動軸のみを回動させて、二つのテンションローラ
ー９，10のいずれもがベルトの押圧を解除するようにす
る。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明ベルト駆動装置にお
ける変速機構の実施の形態を添付の図面に基づいて説明
する。図１は本発明に係るベルト駆動装置における変速
機構の実施の形態を示す斜視図である。例えばエンジン
Ａの出力軸のような駆動軸１に同径の二つの駆動プーリ
ー２，３を装着するとともに、減速機構に対する入力軸
のような従動軸４に径の異なる二つの従動プーリー５，
６を装着し、駆動プーリー２と従動プーリー５の間にベ
ルト７をそれぞれ遊動状態に巻回させ、ベルトの側方に
設けた二つのテンションローラー９，10のいずれか一方
をベルト７，８に押圧することによってベルトを駆動状
態に作動させる。すなわち、図１に示すように駆動プー
リー３と小径の従動プーリー６とに巻回しているベルト
８をテンションローラー10で押圧する場合従動軸４は高
速回転をし、駆動プーリー２と大径の従動プーリー５と
に巻回しているベルト７をテンションローラー９で押圧
する場合従動軸４は低速回転をする。駆動プーリー２，
３及び従動プーリー５，６はそれぞれ別体のプーリーを
装置してもよいが、一体に形成した二連のプーリーを装
着してもよい。

【０００７】ベルト７，８の側方に位置するテンション
ローラー９，10は、それぞれアーム11，12の先端に装着
し、このアーム11，12の基端部は同軸上にあって回動可
能とした作動軸13，14に固定している。図示例におい
て、アーム11の基端部を固定した作動軸13を筒軸とし、
筒軸とした作動軸13に貫通させた作動軸14にアーム12の
基端部を固定している。

【０００８】作動軸13と14の一部には、回動アーム15，
16をそれぞれ固定し、この回動アーム15，16がクラッチ
レバー17によって操作できるようにしている。すなわ
ち、クラッチレバーの回動軸18から突出させた操作杆19
によってリンク杆20を昇降させ、このリンク杆20の一端
と略三角形のバランスアーム21の頂点部分をバネ22を介
して連結し、略三角形のバランスアーム21の一端部と前
記回動アーム15を連結杆23で、バランスアーム21の他端
部と前記回動アーム16を連結杆24で連結している。連結
杆23，24はそれぞれ回動アーム15，16に装着したバネ4
6，47によって、下方に引っ張られている。すなわち、
バネ46，47は常時作動軸13，14に対してテンションロー
ラー９，10によるベルトの押圧を解除する方向に付勢
し、全体の動きが円滑に行われるようにしている。上記
構成とすることによって、作動軸13及び14はクラッチレ
バー17による連結杆20の昇降及びバランスアーム21の傾
きによる昇降で回動アーム15，16を操作する範囲におい
て回動が可能である。

【０００９】ベルト７，８を押圧するテンションローラ
ー９，10は、変速レバー25によっていずれか一方のテン
ションローラーをベルトに押圧することができるように
する。すなわち、変速レバー25の回動軸26に外方の二方
向に操作杆27，28を突出させ、操作杆27，28の先端部に
リンク杆29，30を連結し、リンク杆29，30の下端部に連
結杆31，32を連結している。変速レバー25の回動範囲
を、一方の操作杆27が上方を向く位置と他方の操作杆28
が上方を向く位置の範囲とすることによって、変速レバ
ー25の回動操作によって連結杆31と32とが連動して上昇
と下降を逆方向に動くようになる。

【００１０】テンションローラーの外側方には支点軸33
を配置し、この支点軸33に対し二つの筒管34，35を回動
自在に装着し、一方の筒管34から突出させた突出杆36に
連結杆31を、他方の筒管35から突出させた突出杆37に連
結杆32をそれぞれ連結し、連結杆31，32の昇降によって
筒管34，35が一定角度相互に逆方向に回動されるように
する。筒管34，35には、前記突出杆36，37とは別方向に
突出杆38，39を設け、この突出杆38，39にテンションロ
ーラー９，10の作動杆40，41を連結する。筒管34，35か
ら突出する突出杆38，39に一端が連結された作動杆40，
41の他端部は、テンションローラーのアーム11，12に連
結している。筒管34，35から突出させる突出杆38，39の
位置関係は、一方の作動杆40が前方に押し出されている
とき他方の作動杆41は後方に位置し、一方の作動杆40が
後方に位置するとき他方の作動杆41が前方に押し出され
る位置関係となるようにする。

【００１１】作動杆40，41とアーム11，12の連結は、ア
ーム11，12から突出させたピン42，43を作動杆40，41の
先端部に形成した長孔44，45に係合させている。長孔4
4，45の寸法は、図１に示すように作動杆41が前方に移
動しテンションローラー10が押し出されているときに、
長孔44の先端部にピン42が係合し、この作動杆41の位置
でアーム12が後方に回動すると仮定したとき、ピン42が
長孔44に沿って後方に移動し、長孔44の後端に達したと
きにベルトの押圧が解除される位置関係とする。このと
き、アーム11のピン42に係合している作動杆40は後方に
移動しており長孔44の先端部においてピン42に係合して
いる。アーム11と12の駆動機構は全く同じであって、そ
の動きが逆となるものである。

【００１２】図２及び図３は、変速操作を示す側面図で
あって図２は低速駆動状態を、図３は高速駆動状態をそ
れぞれ示している。図２及び図３のいずれの場合も、図
４に示すようにクラッチレバー17は入り状態にある。な
お、図１に示すように、回動アーム15，16に設けたバネ
46，47によって作動軸13，14は常にアームがテンション
ローラーによるベルトの押圧を解除する方向に付勢して
いる。この付勢力は、変速レバー25によって操作される
連結杆31，32及びクラッチレバー17によって操作される
連結杆23，24のいずれに対しても常に引っ張り力として
作用していることになる。図２において、変速レバー25
はリンク杆29が下がり、リンク杆30が上がった位置にあ
る。下がった位置にあるリンク杆29は、連結杆31を下方
に位置させ突出杆36に作用して筒管34を図面上右回転さ
せ、突出杆38に連結している作動杆40を前方に押し出
し、アーム11を前方に倒してテンションローラー９がベ
ルト７を押圧する。ベルト７が押圧されると、駆動プー
リー２と大径の従動プーリー５とが作動状態となり、駆
動プーリー２と従動プーリー５の減速比率で駆動軸１の
回転が従動軸４に伝えられる。

【００１３】図２の状態から、変速レバー25を図面上左
方向に回動させると、図３に示すようにリンク杆30が下
がりリンク杆29が上がった位置となる。リンク杆29が引
き下げられると、連結杆32を下方に位置させ、突出杆37
に作用して筒管35を図面上右回転させる。これにより、
突出杆39に連結している作動杆41を前方に押し出し、ア
ーム12を前方に倒してテンションローラー10がベルト８
を押圧する。ベルト８が押圧されると、駆動プーリー３
と小径の従動プーリー６とが作動状態となり、駆動プー
リー３と従動プーリー６の減速比率で駆動軸１の回転が
従動軸４に伝えられる。このとき、先に押圧していたテ
ンションローラー９は、前記工程とは全く逆の動きによ
ってベルト７の押圧を解除する。

【００１４】図２の低速駆動状態におけるクラッチとの
関係を図４に示している。図４のクラッチ入りの状態で
は、クラッチレバー17が図４の図面上左方向に回動した
位置にあり、回動軸18から突出させた操作杆19によって
連結杆20を上方に引き上げている。連結杆20は、バネ22
を介して略三角形としたバランスアーム21に連結してい
る。バランスアーム21の一端部には、連結杆24の基端部
を連結し、連結杆24の先端部は、作動軸14から突出させ
た回動アーム16に連結している。バランスアーム21の他
端部には連結杆23の基端部を連結しその先端部を作動軸
13から突出させた回動アーム15に連結している。そし
て、回動アーム15，16はいずれもバネ46，47によって下
方に引っ張られている。

【００１５】このときバランスアーム21は、連結杆24と
の連結部分が下方に傾いた状態となっている。また、前
方に押し出されているテンションローラー９のアーム11
と前記変速機構の作動杆40との係合は、アーム11に突出
させたピン42が作動杆40に形成した長孔44に係合し、か
つピン42は長孔44の前端部に位置している。したがっ
て、この構成のみを見るとアーム11に突出させたピン42
が、作動杆40の長孔44に沿って移動し、作動杆40の位置
にかかわらずアーム11が後方に移動する可能性がある。
しかしながら、アーム11が後方に移動しようとすると、
アーム11が固定されている作動軸13が回動しなければな
らない。この回動方向は連結杆23を下方に移動させ、バ
ランスアームを水平方向に回動させようとするが、この
動きはバランスアームの他端部に連結されている連結杆
24によって阻止される。

【００１６】上記、バランスアーム21の動きが阻止され
る理由は、変速レバー25によって後方に引き戻されてい
るアーム12との連結機構に関連する。すなわち、低速駆
動状態である図２及び図４において、変速レバー25によ
って上方に引き上げられている連結杆32は、突出杆37に
作用して筒管35を筒管34とは逆方向に回動させ、作動杆
41を介してアーム12を引き戻し、テンションローラー10
によるベルト８の押圧を解除するようにしている。この
とき、アーム12に突出させたピン43は、作動杆41の長孔
45の前端部に係合している。そして、アーム12の作動軸
14から突出させた回動アーム16に連結した連結杆24の一
端は、バランスアーム21の一端部に連結され、バランス
アームを下方に傾けるように作用している。

【００１７】ベルト７を押圧しているテンションローラ
ー９のアーム11が後方に移動するためには、アーム11が
固定されている作動軸13が回動して連結杆23を引き下
げ、バランスアーム21が水平にならなければならない。
ところが、バランスアーム21が水平になるためには、連
結杆24が引き上げられる必要がある。連結杆24が引き上
げられると、後方に移動しベルト８の押圧を解除してい
るアーム12を前方に倒す方向に移動しようとするが、こ
の動きは連結杆32を上方に押し上げる動きとなる。とこ
ろが、連結杆32はリンク杆30がすでに上方に移動した位
置にあり、それ以上上方に移動することができない。し
たがって、クラッチ入りの状態においてバランスアーム
21は水平になることができないため、ベルト７を押圧し
ているテンションローラー９のアーム11は後方に逃げる
ことができない。上記の作動状況は、テンションローラ
ー10がベルト８を押圧している高速駆動状態においても
同様で、その動きが対称的なものとなる。したがって、
クラッチ入りの状態においてベルト８を押圧しているテ
ンションローラー10のアーム12は後方に逃げることはで
きない。

【００１８】次に、クラッチ切りの状態を図５に基づい
て説明する。クラッチ17を切りの状態とするには、図４
に示すクラッチ入りの状態から図５に示すように、クラ
ッチレバー17を右方向に回動させる。クラッチレバー17
を右方向に回動させると、上方を向いていた操作杆19が
斜め方向を向き、連結杆20が下方に移動し、バランスア
ーム21を下方に移動させる。バランスアーム21が下方に
移動すると、連結杆23，24が下方に引き下げられること
になる。ところが、下方位置にある連結杆24がさらに下
方に移動するためには、連結杆24に連動する作動軸14を
回動させ、後方に移動しベルト８の押圧を解除している
アーム12をさらに後方へ移動させなければならない。こ
の動きは、連結杆32を介して上方に回動しているリンク
杆30をさらに上方に押し上げる方向に作用するため、現
実に上方へ移動することはできず、連結杆24を引き下げ
ることはできない。

【００１９】連結杆24を引き下げることができない状況
において、バランスアーム20が引き下げられると、バラ
ンスアーム20は図６において点線で示すように、連結杆
23が連結され上方に傾いている部分が引き下げられて水
平になる。上方に移動していた連結杆23が下方に引き下
げられると、連結杆23が連結されている作動杆13が、ア
ーム11を後方に移動させる方向に回動しようとする。前
方に移動し、ベルト７を押圧しているアーム11に対し後
方への回動力が働くと、作動杆40の位置はそのままであ
るが、アーム11のピン42が作動杆40の長孔44に沿って移
動する態様でアーム11が後方に移動し、アーム11の先端
に設けたテンションローラー９によるベルト７の押圧が
解除される。

【００２０】要するに、本発明はテンションローラー
９，10が装着される二つのアーム11，12が同一軸心上に
ある二つの作動軸13，14に固定されており、作動軸が回
動していずれかのアームが前方に押し出され、テンショ
ンローラーベルトを側方から押圧していずれか一方のベ
ルトを駆動状態とする。二つのアーム11，12は、ベルト
を押圧する位置とベルトの押圧を解除する位置との間を
回動可能とし、いずれか一方のアームがベルトを押圧す
る位置に、いずれか他方のアームがベルトの押圧を解除
する位置あるように変速レバー25のリンク機構によって
連動させる。

【００２１】さらに、二つの作動軸13，14は別のリンク
機構（クラッチ）によって回動範囲を規制し、クラッチ
入りの状態では二つの作動軸13，14の回動範囲を前記変
速レバー25のリンク機構によって連動する範囲の動きを
許容し、かつクラッチ切りの状態では二つのアーム11，
12のいずれもが、ベルトの押圧を解除する位置にくるよ
うにその動きを規制するものである。クラッチ入りの状
態において、二つの作動軸13，14の対称的な動きをする
回動範囲は、クラッチのリンク機構に設けたバランスア
ームによって許容する。また、変速レバー25のリンク機
構とテンションローラーのアームとを長孔係合とするこ
とによって、変速レバーのリンク機構によるアームの作
動杆の位置にかかわらずクラッチ切りの状態としたとき
に、ベルトを押圧しているテンションローラーのアーム
を後退させることができるようにしている。

【００２２】

【発明の効果】請求項１記載の本発明のベルト駆動装置
における変速機構によれば、クラッチ入りの状態で動力
伝達を一旦切ることなく、連続的な駆動状態の中で高速
と低速の切替えを行うことができ、いずれの駆動状態中
においてもクラッチを切ることによって動力伝達を切る
ことができる。そしてこの機能を、変速機構のリンク機
構とクラッチのリンク機構を組み合わせることによって
比較的簡単な構造で実現し、装置全体の変速機構を安価
に提供することができる。

【００２３】請求項２記載の発明によれば、上記変速機
構を効果的に実現する構造を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るベルト駆動装置における変速機構
の斜視図、

【図２】本発明に係る変速機構の変速のリンク機構を示
すものであって、低速駆動状態を示す側面図、

【図３】本発明に係る変速機構の変速のリンク機構を示
すものであって、高速駆動状態を示す側面図、

【図４】図２に示す低速駆動状態における変速のリンク
機構と、クラッチ入りの状態を示すクラッチのリンク機
構の側面図、

【図５】図２に示す低速駆動状態における変速のリンク
機構と、クラッチ切りの状態を示すクラッチのリンク機
構の側面図、

【図６】クラッチのリンク機構とテンションローラーを
作動する作動軸との関係を示す正面図。

【符号の説明】

１…駆動軸、 ２，３…駆動プーリー、 ４…従動軸、
５，６…従動プーリー、 ７，８…ベルト、 ９，10
…テンションローラー、 11，12…アーム、 13，14…
作動軸、 15，16…回動アーム、 17…クラッチレバ
ー、 18…回動軸、19…操作杆、 20…連結杆、 21…
バランスアーム、 22…バネ、 23，24…連結杆、 25
…変速レバー、 26…回動軸、 27，28…操作杆、 2
9，30…リンク杆、 31，32…連結杆、 33…支点軸、
34，35…筒管、 36〜39…突出杆、40，41…作動杆、
42，43…ピン、 44，45…長孔、 46，47…バネ。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１２年７月２１日（２０００．７．２
１）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動軸に設けた二つの駆動プーリーと、伝
   動比率が異なる従動軸に設けた二つの従動プーリーとの
   間のそれぞれにベルトを遊動状態に巻回し、該二つのベ
   ルトの側方に設けた二つのテンションローラーのいずれ
   か一方を押圧することによってベルトを駆動状態に作動
   させる変速機構において、二つのテンションローラーは
   同一軸心上にあって独立して回動する二つの作動軸に固
   定したアームにそれぞれ装着し、該二つの作動軸はテン
   ションローラーがベルトを押圧する位置と押圧を解除す
   る位置の一定範囲を回動可能とし、リンク機構を使った
   変速レバーによって二つのテンションローラーのいずれ
   か一方がベルトを押圧し、いずれか他方がベルトの押圧
   を解除するように二つのアームを連動させるとともに、
   クラッチレバーを二つの作動軸に連動させ、ベルトを押
   圧しているテンションローラーの作動軸を押圧を解除す
   る方向へ回動させて二つのテンションローラーのいずれ
   もがベルトの押圧を解除することを可能としたことを特
   徴とするベルト駆動装置における変速機構。
2. 【請求項２】二つの作動軸は、シーソー運動が可能なバ
   ランスアームの両端部に連結する連結杆に連動させて回
   動可能とし、クラッチ入りの状態でバランスアームの傾
   きによって一方の作動軸を該作動軸に固定したアームの
   テンションローラーがベルトを押圧する位置に、他方の
   作動軸を該作動軸に固定したアームのテンションローラ
   ーがベルトの押圧を解除する位置に固定し、クラッチ切
   りの状態でバランスアームの傾きを変更してベルトを押
   圧しているアームの作動軸のみを回動させて、テンショ
   ンローラーによるベルトの押圧を解除するようにしてな
   る請求項１記載のベルト駆動装置における変速機構。