JP2011185438A - ベルトドライブ用自己張力プーリ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】固定速度式及び可変速度式の装置において回転機械力を伝達する自己張力式ベルトドライブ用プーリ装置を提供する。
【解決手段】ベルトドライブ用プーリ装置（１００）は第１プーリ手段及び第２プーリ手段（１１０、１２０）とベルト支持手段（１３０）を含む。第１プーリ手段（１１０）は、動力軸（１６０）に同軸的に固定されると共に、第１ピッチ設定手段（１４１）を有する。第２プーリ手段（１２０）は、第１プーリ手段（１１０）に対して同軸的に回転すると共に、第２ピッチ設定手段（１４２）を有する。ベルト支持手段（１３０）は、前記２つのピッチ設定手段（１４１、１４２）との協働によりベルト（１８０）をピッチ（１４０）で保持するよう支持面全体を維持する。力の伝達によりプーリ装置（１００）に負荷がかかることで、第２プーリ手段（１２０）が、負荷により第１プーリ手段（１１０）に対して反対方向に回転する。
【選択図】図１

Description

本発明は概してベルトドライブに関し、より詳細には回転機械力を伝達するためのベルトドライブ用プーリ装置に関する。より詳細には、本発明はベルトドライブ用可変ピッチ自己張力プーリ装置に関する。

固定速度式であるか可変速度式であるかにかかわらず、全てのベルトドライブは回転機械力の伝達における最適な動作のために適切なベルトの張力を必要とする。張力が十分でなければ、負荷が増大した際にベルトが滑る。張力が過大であれば、ベルト及び軸受等のドライブ要素が早期に磨耗することになる。

典型的に、固定速度式のドライブにおいて適切な張力を提供するには、駆動プーリと従動プーリとの間の距離を調整すること、又はベルトに圧力をかけるテンションアイドラを装備すること、のいずれかを行う必要がある。ベルトが老朽化して最終的に磨耗していくにつれて有効ベルト長が変われば、両方法とも、時間の経過と共に調整を行うことが必要である。可変ピッチ錐体に基づく一般的なドライブのような可変速度式に応用する場合には、種々の手段が能動サーボ機構、または単純ではあるが不正確な機構のいずれかを介して、必要なベルト張力を提供する。

本発明の目的は、固定速度式及び可変速度式の装置において回転機械力を伝達する自己張力式ベルトドライブ用プーリ装置を提供することである。

上記目的及びその他の目的を達成するために、本発明はベルトを用いて動力軸を介して回転力を伝達すると共に、第１プーリ手段及び第２プーリ手段とベルト支持手段を有するベルトドライブ用プーリ装置を提供する。動力軸に同軸的に固定した第１プーリ手段は、第１ピッチ設定手段を備える。第１プーリ手段に対して同軸的に回転可能な第２プーリ手段は、第２ピッチ設定手段を備える。ベルト支持手段は、第１ピッチ設定手段及び第２ピッチ設定手段との協働により、一定のピッチでベルトを保持するよう支持面全体を維持する。力の伝達によりプーリ装置に負荷がかかることで、第１及び第２プーリ手段とベルト支持手段の全てが共に同一速度で同一方向に共に回転するが、第２プーリ手段は負荷がかかると第１プーリ手段に対して反対方向に回転する。かかる負荷によって生じた相対回転は、ベルト支持手段と第１及び第２ピッチ設定手段との協働を調整することにより、ベルトの固定長が２つのプーリ手段の間の更なる相対移動を生じなくなるまで、ピッチを増大させる。伝達する力の増大によりベルトの張力が増すと、ベルト支持手段にかかるベルトの圧力が増大し、プーリ装置におけるベルトのスリップが防止されて力の伝達が維持される。

本発明に係る自己張力プーリ装置を有するベルトドライブの概略図である。 錐体ベースのプーリ手段を有する本発明の実施形態に係る自己張力プーリ装置を示す図である。 図２の錐体ベースのプーリ装置の断面図である。 別の錐体ベースのプーリ装置の断面図である。 交差した放射状スロットを備えるディスクプーリ手段に基づくプーリ装置を示す図である。 図５のプーリ装置の断面図である。 図５のプーリ装置のベルト締め付け機構を示す図である。 図５のプーリ装置のタイプのベルト支持ピンと、傾斜放射状スロットと、ピン配置放射状スロットとの協働を示す図である。 図８の協働の詳細を示す図である。 図５のプーリ装置とは別のタイプのプーリ装置のベルト支持ピンと、傾斜放射状スロットと、ピン配置放射状スロットとの協働を示す図である。 その場での回転を生じない図１０のプーリ装置に対するベルト支持ピンを示す図である。 図５のプーリ装置とはさらに別のタイプのプーリ装置のベルト支持ピンと、傾斜放射状スロットと、ピン配置放射状スロットとの協働を示す図である。 その場での回転を生じない図１２のプーリ装置のベルト支持ピンアセンブリを示す図である。 内側に揺動するベルト支持ピンを有するディスクプーリ手段に基づくプーリ装置を示す図である。 外側に揺動するベルト支持ピンを有するディスクプーリ手段に基づくプーリ装置を示す図である。 図１４のプーリ装置のタイプに対するベルト支持揺動ピンと、ピンアームと、ピン配置放射状スロットとの協働を示す図である。 図１４のプーリ装置のベルト締め付け機構を示す図である。 ディスクプーリ手段により作動する旋回ピンに基づくプーリ装置を示す図である。 図１８のプーリ装置の側面図である。 従動プーリとして使用する自己張力プーリ装置を有する可変速度式ベルトドライブの概略図である。

固定速度式及び可変速度式の両方のベルトドライブの用途における本発明に係る自己張力プーリ装置の構成を、図１で概略的に説明する。ベルト１８０を用いて動力軸（１６０及び１７０）を介して回転力を伝達するために、ベルトドライブの駆動プーリ部材１００または従動プーリ部材１９０のいずれかとして使用されるプーリ装置の自己張力プーリアセンブリは、第１プーリ手段１１０、第２プーリ手段１２０、及びベルト支持手段１３０を有する。

本発明によれば、第１プーリ手段１１０は動力軸１６０に同軸的に固定されており、第１ピッチ設定手段１４１を有する。第２プーリ手段１２０は、第１プーリ手段１１０に対して同軸的に回転し、第２ピッチ設定手段１４２を有する。ベルト支持手段１３０を使用することで、第１ピッチ設定手段１４１と第２ピッチ設定手段１４２との協働により、ベルトをピッチ１４０（図面では透視した円で概略的に示す）で保持するよう支持面全体を維持することができる。

動作上、力の伝達によりプーリ装置１００全体に負荷がかかることで、第１プーリ手段１１０、第２プーリ手段１２０、及びベルト支持手段１３０の全てが共に同一方向に同一速度で回転する。一方、第２プーリ手段１２０は、負荷により第１プーリ手段１１０に対して反対方向に回転する。この負荷により生じた第１プーリ手段１１０と第２プーリ手段１２０の相対回転は、ベルト支持手段１３０と第１ピッチ設定手段１４１及び第２ピッチ設定手段１４２との間の協働を調整することにより、ピッチ１４０を増大させる。このピッチを増大させる調整は、ベルト１８０の固定長が２つのプーリ手段１１０及び１２０の間の更なる相対移動を生じなくなるまで継続する。伝達力の増大によるベルト張力の増大は、ベルト支持手段１３０を加圧するベルト１８０の圧力を増大させるため、プーリ装置におけるベルトのスリップが防止される。

図２は、錐体ベースのプーリ手段を有する本発明の実施形態に係る自己張力プーリ装置２００を示す図である。図２の自己張力プーリアセンブリ２００は第１錐体２１０と第２錐体２２０を有する。第１錐体２１０は動力軸２６０に同軸的に固定されている。第２錐体２２０は第１錐体２１０に対して同軸的に回転し、その中心穴に作成したねじ山２４２を備えているが、このねじ山は動力軸２６０の対応するねじ山２４１とねじ係合する。２つの錐体２１０及び２２０のベルト支持面２３０は、動力軸のねじ山２４１と係合する第２錐体２２０のねじ山２４２との協働によりベルト２８０をピッチ２４０で保持するよう、支持面全体を提供して維持する。

動作上、力の伝達により錐体ベースのプーリ装置２００全体に負荷がかかることで、動力軸２６０に固定された第１錐体２１０、第２錐体２２０、及び２つの錐体の支持面２３０の全てが共に同一方向に同一速度で回転する。一方、第２錐体２２０は負荷によって第１錐体２１０に対して反対方向に回転する。この負荷によって生じた２つの錐体の間の相対回転は、錐体面２３０と、係合する動力軸２６０のねじ山２４１と第２錐体２２０のねじ山２４２との協働を調整することにより、ピッチ２４０を増大させる。ベルト２８０の固定長が２つの錐体の間の更なる相対移動を生じなくなるまで、ピッチの調整が継続される。伝達力の増大によってベルト張力が増大し、錐体面２３０を加圧するベルト２８０の圧力が増大するため、プーリ装置におけるベルトのスリップが防止される。

プーリ装置２００が負荷のかかる状況下で動作するにつれ、錐体ベースシステムの要素同士が協働してベルトを締め付ける。動作中にベルト２８０が第２錐体を引きずり、第１錐体に対して回転させると、第２錐体２２０と動力軸２６０のねじ山同士の係合により２つの錐体は互いに接近するよう移動する。これにより錐体面接触のピッチ２４０が増大し、ベルト２８０が締め付けられる。

図３は、プーリ装置の中心軸を通る面に沿った、図２の錐体ベースプーリ装置の断面図を示す図である。かかる断面図では、図２の装置がより詳細に示されている。

図４は別の錐体ベースのプーリ装置の断面図である。図４のプーリ装置４００は図２（及び図３）のプーリ装置とはわずかに異なるが、動作の原理は同じである。図４の自己張力プーリアセンブリ４００は、一対の２つの錐体４２０を有する。両錐体４２０は動力軸４６０に対して同軸的に回転し、その各々は中心穴に作成したねじ山４４２を有し、ねじ山４４２は動力軸４６０の対応するねじ山４４１とねじ係合する。なお、２つの錐体のねじ山はねじ山の向きが逆となっている。２つの錐体４２０のベルト支持面４３０は、動力軸のねじ山４４１と、係合はするが向きが逆である一対の錐体４２０のねじ山の各々との協働により、ベルト４８０をピッチ４４０で保持するよう支持面全体を提供して維持する。

動作上、力の伝達により錐体ベースのプーリ装置４００全体に負荷がかかることで、一対の２つの錐体４２０、動力軸４６０、及び２つの錐体の錐体面４３０の全てが共に同一方向に同一速度で回転する。一方、一対の錐体４２０は負荷により動力軸４６０に対して反対方向に回転する。この負荷により生じた一対の錐体と動力軸との相対回転は、ベルトと接する錐体面４３０と、係合する対の動力軸４６０のねじ山４４１及び２つの錐体４２０のねじ山４４２との協働を調整することにより、ピッチ４４０を増大させる。このピッチの調整は、ベルト４８０の固定長が２つの錐体４２０の間の更なる相対移動を生じなくなるまで継続する。伝達力の増大によるベルト張力の増大は、錐体面４３０を加圧するベルト４８０の圧力を増大させるため、プーリ装置におけるベルトのスリップが防止される。

プーリ装置４００が負荷のかかる状況下で動作するにつれて、図４の錐体ベースシステムの要素同士が協働してベルト４８０を締め付ける。動作中にベルト４８０が２つの錐体４２０を引きずり、動力軸４６０に対して回転させると、２つの錐体と動力軸の対向するねじ山同士が係合することにより、２つの錐体は互いに接近するように移動する。これにより錐体面接触のピッチ４４０が増大し、ベルト４８０が締め付けられる。

図４の錐体ベースプーリアセンブリ４００では錐体同期手段を使用することができる。例えば、１つ以上のピン４２５を使用することで、２つの錐体４２０は相対的な角度位相に関しては一定を保ちながら、動力軸４６０に沿った相対距離を変えることができる。

図５は、交差した放射状スロットを有するディスクプーリ手段に基づくプーリ装置５００を示す図である。プーリ装置５００は、第１の対のディスク５１０と、これとは別の第２の対のディスク５２０と、多数のベルト支持ピン５３０を有する。第１の対のディスク５１０は動力軸５６０に同軸的に固定され、多数の傾斜放射状スロット５４１を有する。第２の対のディスク５２０は第１の対のディスク５１０と同軸であると共にそれらに対して回転可能であり、同数のピン配置放射状スロット５４２を有し、このスロット５４２の各々は第１の対のディスク５１０の傾斜放射状スロット５４１と交わっている。ベルト支持ピン５３０を使用すれば、第１の対のディスク５１０の傾斜放射状スロットと第２の対のディスク５２０のピン配置放射状スロット５４２との協働により、ベルト５８０をピッチ５４０で保持するよう支持面全体を維持することができる。

動作上、力の伝達によりプーリ装置５００全体に負荷がかかることで、ディスク５１０と５２０の２つの対とベルト支持ピン５３０の全てが共に同一方向に同一速度で回転する。一方、第２の対のディスク５２０は、負荷により第１の対のディスク５１０に対して反対方向に回転する。この負荷により生じた２つのディスク対同士の間の相対回転は、ピン５３０と２つのディスク対それぞれの交差した放射状スロット５４１及び５４２との間の協働を調整することで、ベルト５８０の固定長により２つのディスク対同士の更なる相対移動が生じなくなるまで、ピッチ５４０を増大させる。伝達力の増大によるベルト張力の増大は、ベルト支持ピン５３０を加圧するベルト５８０の圧力を増大させるため、プーリ装置におけるベルトのスリップが防止される。

プーリ装置５００が負荷のかかる状況下で動作するにつれ、図５のディスクベースのシステムの要素同士が協働してベルト５８０を締め付ける。動作中にベルト５８０が第１の対のディスク５１０の傾斜放射状スロット５４１において各ベルト係合ピン５３０を引きずり、矢印５４５で示す外後方方向にスライドさせると、第２の対のディスク５２０が押されて動力軸５６０に対して回転する。これによりベルト支持ピン５３０のピッチ５４０が増大して、ベルト５８０を締め付ける。

なお、第１の対のディスク５１０のスロット５４１の各々は、放射状の線から力を駆動する方向に対して後方に傾斜している。ベルトドライブの従動プーリ装置として使用する場合には、スロットはシステムにおける負荷方向に対して前方に傾斜させるべきできある。

図６はプーリ装置の中心軸を通る面に沿った、図５のディスクベースプーリ装置５００の断面図である。かかる断面図では、図５の装置がより詳細に示されている。

図７は図５のプーリ装置５００のベルト締め付け機構を説明する図である。プーリ装置の要素同士の協働により、すなわち傾斜放射状スロット５４１を有する第１の対のディスク５１０と、ピン配置放射状スロット５４２を有する第２の対のディスク５２０と、ベルト支持ピン５３０が共に作用しあって、ベルト５８０を締め付ける力を生じる機構を確立する。反時計周り方向７０８に駆動されるベルトドライブの従動部材として使用される場合には、駆動力７０６によりプーリ装置に負荷がかかると、第１の対のディスク５１０の放射状スロット５４１の各々が傾斜していることで分配された負荷７０２の成分７０４が、ベルト５８０に対して外方向に作用する。駆動部材として使用される場合には、回転方向が逆となり、駆動方向と負荷力が入れ替わる。

図８は、図５のプーリ装置５００のタイプのベルト支持ピン、傾斜放射状スロット、ピン配置放射状スロットの協働を示す図である。図示したプーリ装置はベルトドライブの従動プーリとして使用するが、この場合、第１の対のディスクの放射状スロット５４１の各々は、その外端において負荷方向７０２の法線７０３から角度７０５だけ逸れるように傾斜する。一方、第２の対のディスクの各ピン配置放射状スロット５４２は、第１の対のスロット５４１と交差する。

図８のプーリ装置を駆動プーリとして使用する場合には回転方向は逆となり、駆動方向と負荷方向が入れ替わる。かかるプーリ装置は、ベルトドライブにおいて駆動部材若しくは従動部材のいずれかとして、又は駆動もしくは従動の両方として同様に使用することができる。

図９は、図８の協働を詳細に示す図である。図９は負荷のかかる状況下でのプーリ装置の要素同士の協働を示しているが、これはベルトドライブにおいて駆動部材若しくは従動部材として使用する場合のいずれの場合にも適用できる。３つの接点、即ちベルト支持ピン５３０とその傾斜放射状スロット５４１との接点９０２と、ピン配置放射状スロット５４２とピン５３０との接点９０４と、ベルト５８０とピン５３０との接点９０６における材料及び表面条件設計を選択することで、全ての３つの接点において十分な摩擦抵抗が提供され、反時計回りの矢印９１２で示すピンのその場での回転が防止される。このようなその場での回転が生じると、プーリ装置による動力伝達力が喪失する。

図１０は、図５のプーリ装置とは別のタイプのプーリ装置に対するベルト支持ピン１０３０と、傾斜放射状スロット１０４１と、ピン配置放射状スロット１０４２の協働を示す図である。図１０は負荷のかかる状況におけるプーリ装置の要素同士の協働を示しているが、これはベルトドライブにおいて駆動部材として使用する場合又は従動部材として使用する場合のいずれにも適用できる。ベルト支持ピン１０３０のその場での回転は、任意のピン回転を停止させるよう形成した断面を使用することにより防止される。ピン断面長を延長して、スロットの幅より大きくすることもできる。

図１１は、ピンのその場での回転を生じない図１０のプーリ装置のベルト支持ピン１０３０を示す図である。傾斜放射状スロット又はピン配置放射状スロットのいずれかと接触するベルト支持ピンの両端における部分１０３２を長尺状の断面となるよう作成することで、負荷のかかった状況下でのピンのその場での回転が防止される。

図１２は、図５のプーリ装置とはさらに別のタイプのものに対するベルト支持ピン１２３０と、傾斜放射状スロット１２４１と、ピン配置放射状スロット１２４２の協働を示す図である。図１２はプーリ装置の要素同士の協働を示しているが、これはベルトドライブにおいて駆動部材として使用する場合又は従動部材として使用する場合のいずれの場合にも適用できる。ピンのその場での回転による力の伝達の喪失は、ベルト支持ピンアセンブリ１２３０を使用することで防止される。摩擦部分の断面を長尺状にすることにより、ベルトが負荷により締め付けられるとベルトが引っぱられて回転が阻止される。

図１３は、ピンのその場での回転を生じない図１２のプーリ装置のベルト支持ピンアセンブリ１２３０を示す図である。ベルト支持ピンアセンブリ１２３０は、ベルトと直接接する摩擦部分１２３４を有し、その中空の空間１２３５内に緩めに挿入したピン１２３２が、傾斜放射状スロット及びピン配置放射状スロットと接触する。

図１４は、内方向揺動ベルト支持ピンを有するディスクプーリ手段に基づくプーリ装置を示す図である。自己張力プーリ装置は第１の対のディスク１４１０と、第２の対のディスクもしくは少なくとも１つのディスク１４２０と、多数の内方向揺動ピン１４３０を有する。第１の対のディスク１４１０は、動力軸１４６０に同軸的に固定されると共に、同数の揺動ピンアーム１４４１を有しており、これらアームの各々は内方向揺動ピン１４３０の中の対応するピンを支持する。第２の対のディスク又は少なくとも１つのディスク１４２０は第１の対のディスク１４１０と同軸であると共にディスク１４１０に対して回転可能であり、また同数のピン配置放射状スロット１４４２を有し、これら各々は内方向揺動ピン１４３０の中の対応するピンをスライド可能に受け入れる。内方向揺動ピン１４３０を使用すれば、第１の対のディスク１４１０と第２の対のディスク又は少なくとも１つのディスク１４２０との協働により、ベルト１４８０をピッチ１４４０で保持するように支持面全体を維持することができる。

動作上、力の伝達によりプーリ装置１４１０全体に負荷がかかることで、第１の対のディスク１４１０、第２の対又は少なくとも１つのディスク１４２０、及び内方向揺動ピン１４３０の全てが共に同一方向に同一速度で回転する。一方、第２の対又は少なくとも１つのディスク１４２０は、負荷により第１の対のディスク１４１０に対して反対方向に回転する。この負荷により生じた第１の対のディスクと第２の対のディスクの間の相対回転は、ベルト１４８０の固定長が２つの対のディスク同士の間の更なる相対移動を生じなくなるまで、内方向揺動ピン１４３０とピンアーム１４４１とピン配置放射状スロット１４４２との間の協働を調整することによりピッチ１４４０を増大させる。伝達力の増大によるベルト張力の増大は、ベルト支持内方向揺動ピン１４３０を加圧するベルト１４８０の圧力を増大させるため、プーリ装置におけるベルトのスリップが防止される。

プーリ装置が負荷のかかる状況下で動作するにつれ、図１４のディスクベースのシステムの要素同士が協働してベルトを締め付ける。動作中にベルト１４８０が第２の対のディスク（もしくは少なくとも１つのディスク）１４２０のピン配置放射状スロット１４４２においてベルトと係合した内方向揺動ピン１４３０の各々を引きずり、内側且つ後方に揺動すると、第２の対のディスク１４２０が押されて第１の対のディスク１４１０に対して回転する。これは内方向揺動ピン１４３０のピッチ１４４０を増大させ、これでベルト１４８０が締め付けられる。

図１５は、外方向揺動ベルト支持ピンを有するディスクプーリ手段に基づくプーリ装置１５００を図１４と比較して示す図である。自己張力プーリ装置１５００は第１の対のディスク１５１０、第２の対のディスクあるいは少なくとも１つのディスク１５２０、及び多数の外方向揺動ピン１５３０を有する。第１の対のディスク１５１０は動力軸１５６０に同軸的に固定され、同数の揺動ピンアーム１５４１を有しており、これらの各々は外方向揺動ピン１５３０の中の対応するピンを支持する。第２の対のディスク又は少なくとも１つのディスク１５２０は第１の対のディスク１５１０と同軸であると共にディスク１５１０に対して回転可能であり、また同数のピン配置放射状スロット１５４２を有するが、これらの各々は外方向揺動ピン１５３０の中の対応するピンを揺動可能に受け入れる。外方向揺動ピン１５３０を使用すれば、第１の対のディスク１５１０と第２の対若しくは少なくとも１つのディスク１５２０との協働により、ベルト１５８０をピッチ１５４０で保持するよう、支持面全体を維持することができる。

動作上、力の伝達によりプーリ装置１５００全体に負荷がかかることで、第１の対のディスク１５１０と第２の対又は少なくとも１つのディスク１５２０と外方向揺動ピン１５３０の全てが共に同一方向に同一速度で回転する。一方、第２の対又は少なくとも１つのディスク１５２０は、負荷により第１の対のディスク１５１０に対して反対方向に回転する。この負荷により生じた第１の対のディスクと第２の対のディスクとの間の相対回転は、外方向揺動ピン１５３０、ピンアーム１５４１、及びピン配置放射状スロット１５４２の間の協働を調整することにより、ベルト１５８０の固定長が２つディスク対同士の更なる相対移動を生じなくなるまで、ピッチ１５４０を増大させる。伝達力の増大によるベルト張力の増大は、ベルト支持外方向揺動ピン１５３０を加圧するベルト１５８０の圧力を増大させるため、プーリ装置におけるベルトのスリップが防止される。

プーリ装置が付加のかかる状況下で動作するにつれ、図１５のディスクベースシステム１５００の要素同士が協働してベルト１５８０を締め付ける。動作中にベルト１５８０が第２の対のディスク（もしくは少なくとも１つのディスク）１５２０のピン配置放射状スロット１５４２においてベルトと係合する外方向揺動ピン１５３０の各々を引きずり、外側且つ後方に揺動すると、第２の対のディスク１５２０が押されて第１の対のディスクに対して回転する。これにより外方向揺動ピン１５３０のピッチ１５４０が増大し、ベルト１５８０が締め付けられる。

図１６は、図１４のプーリ装置１５００のタイプのベルト支持揺動ピン１５３０、ピンアーム１５４１、及びピン配置放射状スロット１５４２の協働を示す図である。

図１７は、図１４のプーリ装置１４００のベルト締め付け機構を説明する図である。プーリ装置の要素同士の協働により、すなわち揺動ピンアーム１４４１を有する第１の対のディスク１４１０と、ピン配置放射状スロット１４４２を有する第２の対のディスク１４２０と、ベルト支持揺動ピン１４３０が共に作用し合って、ベルト１４８０を締め付ける力を生じる機構を確立する。プーリ装置をベルトドライブの駆動部材として使用する場合にプーリ装置に負荷がかかる状況では、第１の対のディスク１４１０のピンアーム１４４１の各々が後方に揺動して、負荷１４０６の成分１４０４が分配され、ベルト１４８０に対して外方向に作用する。従動部材として使用される場合には、回転方向が逆となり、駆動方向と負荷力方向が入れ替わる。

図１８は、ディスクプーリ手段によって始動される旋回ピンに基づく自己張力プーリ装置を示す図である。自己張力プーリ装置１８００は第１ディスク１８１０と、第２ディスク１８２０と、多数の旋回ピン１８３０を有する。第１ディスク１８１０は動力軸１８６０に同軸的に固定されると共に、同数のピン端支持体１８４１を有し、支持体１８４１の各々は旋回ピン１８３０の中の対応するピンの一端を受け入れる。第２ディスク１８２０は第１ディスク１８１０と同軸であると共にディスク１８１０に対して回転可能であり、また同数のピン端支持体１８４２を有するが、ピン端支持体１８４２の各々は、旋回ピン１８３０の中の対応するピンの他端を受け入れる。旋回ピン１８３０を使用することで、第１ディスクと第２ディスクとの協働によりベルト１８８０をピッチ１８４０で保持するよう、支持面全体を維持することができる。

動作上、力の伝達によりプーリ装置１８００全体に負荷がかかることで、第１ディスク１８１０と第２ディスク１８２０と旋回ピン１８３０の全てが共に、同一方向に同一速度で回転する。一方、第２ディスク１８２０は負荷によって第１ディスク１８１０に対して反対方向に回転する。この負荷によって生じた第１ディスクと第２ディスクの間の相対回転は、ベルト１８８０の固定長が２つのディスクの間の更なる相対移動を生じなくなるまで、旋回ピン１８３０とピン端支持体１８４１のセット及び１８４２のセットの２つのセットとの間の協働を調整することにより、ピッチ１８４０を増大させる。伝達力の増大によってベルト張力が増大し、ベルト支持旋回ピン１８３０を加圧するベルト１８８０の圧力を増大させるため、プーリ装置におけるベルトのスリップが防止される。

プーリ装置１８００が負荷のかかる状況下で動作するにつれ、図１８のディスクベースシステムの要素同士が協働してベルト１８８０を締め付ける。動作中にベルト１８８０が各ベルト係合旋回ピン１８３０を引きずり、第２ディスク１８２０を押し、第１ディスク１８１０に対して回転させると、旋回ピン１８３０の中心点が半径方向外側に押され、これによりピン−ベルト接点のピッチ１８４０が増大し、ベルトが締め付けられる。

図１９は図１８のプーリ装置１８８０の側面図である。なお、第１ディスク１８１０と第２ディスク１８２０が互いにベルト１８８０の長さにより決定する相対角度で安定すると、全ての旋回ピン１８３０により双曲面１８３３の近似面が作成される。

図２０は、従動プーリとして使用される自己張力プーリ装置２０００を有する可変速度式ベルトドライブを概略的に示す図である。負荷を駆動するようトルクがかかると、従動部材の有効ピッチが常にロックされる。ベルトを加圧する制御ローラの位置により、速度比が決定する。プーリ装置に負荷がかかる場合又は負荷がかからない場合で、ローラ２０５０の位置を変更できる。一方、固定速度式に応用する場合も同様である。固定速度システムでは、放射状スロットの長さを大きくする必要はないが、ベルト長の公差を見越して余裕を持たせることが必要である。

特定の実施形態について上記で十分に説明してきたが、種々の変更や代替的な構成等も使用可能である。従って、上記の記載及び説明は本発明の範囲を制限するものとして理解すべきではない。

１００ プーリ装置
１１０ 第１プーリ手段
１２０ 第２プーリ手段
１３０ ベルト支持手段
１４１ 第１ピッチ設定手段
１４２ 第２ピッチ設定手段
１６０ 動力軸
１８０ ベルト

Claims (6)

1. ベルト（１８０）を用いて動力軸（１６０）を介して回転力を伝達するベルトドライブ用プーリ装置（１００）であって、
   前記動力軸（１６０）に同軸的に固定されると共に、第１ピッチ設定手段（１４１）を有する第１プーリ手段（１１０）と、
   前記第１プーリ手段（１１０）に対して同軸的に回転すると共に、第２ピッチ設定手段（１４２）を有する第２プーリ手段（１２０）と、
   前記第１ピッチ設定手段及び前記第２ピッチ設定手段（１４１、１４２）との協働により、前記ベルト（１８０）をピッチ（１４０）で保持するよう支持面全体を維持するベルト支持手段（１３０）と、を含み、
   力の伝達により前記プーリ装置（１００）に負荷がかかることで、
   前記第１プーリ手段及び前記第２プーリ手段（１１０、１２０）と前記ベルト支持手段（１３０）の全てが共に同一方向に同一速度で回転する一方で、前記第２プーリ手段（１２０）が、前記負荷により前記第１プーリ手段（１１０）に対して反対方向に回転し、
   前記負荷により生じた相対回転が、前記ベルト支持手段（１３０）と前記第１ピッチ設定手段及び前記第２ピッチ設定手段（１４１、１４２）との前記協働を調整することにより、前記ベルト（１８０）の固定長が前記２つのプーリ手段（１１０、１２０）の間の更なる相対移動を生じなくなるまで、前記ピッチ（１４０）を増大させ、
   伝達する力の増大によりベルトの張力が増すと、前記ベルト支持手段（１３０）にかかる前記ベルト（１８０）の圧力が増大し、前記プーリ装置（１００）におけるベルトのスリップが防止されて力の伝達が維持される、
   プーリ装置。
2. 前記第１プーリ手段及び前記第２プーリ手段が錐体（２１０、２２０）であり、前記ベルト支持手段が前記錐体の面（２３０）である、請求項１に記載のプーリ装置。
3. 前記第１プーリ手段及び前記第２プーリ手段がディスク（５１０、５２０）の対であり、前記ベルト支持手段がピン（５３０）である、請求項１に記載のプーリ装置。
4. 前記第１プーリ手段及び前記第２プーリ手段がディスク（１４１０、１４２０）の対であり、前記ベルト支持手段が内方向揺動ピン（１４３０）である、請求項１に記載のプーリ装置。
5. 前記第１プーリ手段及び前記第２プーリ手段がディスク（１５１０、１５２０）の対であり、前記ベルト支持手段が外方向揺動ピン（１５３０）である、請求項１に記載のプーリ装置。
6. 前記第１プーリ手段及び前記第２プーリ手段が単一のディスク（１８１０、１８２０）であり、前記ベルト支持手段が旋回ピン（１８３０）である、請求項１に記載のプーリ装置。

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