JP2519423B2

JP2519423B2 - 変速プ−リ

Info

Publication number: JP2519423B2
Application number: JP61158511A
Authority: JP
Inventors: 謙吉小野木
Original assignee: TOKYO JIDO KIKO KK
Current assignee: TOKYO JIDO KIKO KK
Priority date: 1986-07-05
Filing date: 1986-07-05
Publication date: 1996-07-31
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: JPS6313962A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、スリーブ上を摺動する摺動プーリの振動
を抑制することが出来るようにした変速プーリの改良に
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３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0.1〜0.05mm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３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に対して符号18′、18″の如く常に振動
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４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に加わす衝撃を緩らげ
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い。この場合は第４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４図（Ｃ）の破線で示した如く溝11
b″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４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４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３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。特に変速ベルトと変速プーリとの接触半径が大きい
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が漏出しやすく摺接面にカ
ジリを生じ摺動プーリ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手段〕

この発明では、固定スリーブと摺動プーリの円筒部と
の間に介在しているキー溝の一端が、固定スリーブおよ
び該円筒部の自由端側に向って開口するように設置し、
さらに固定スリーブの自由端ではそのキー溝の開口にキ
ーの脱落阻止用の止金具を施したものである。

一方、摺動プーリの円筒部の自由端でもキー溝の開口
を封止するための蓋を施し、しかもこの蓋は固定スリー
ブの自由端に施した止金具をも封止するように構成した
ものである。

〔作用〕

上述の構成により、固定スリーブと摺動プーリの円筒
部との間の摺動面の嵌合い公差だけでなく、キーと固定
スリーブとの間、並びにキーとプーリ円筒部との間につ
いても製造上常に所定の公差を維持できる構造を得るこ
とができた。すなわちこの構造のキー溝では、固定スリ
ーブとプーリ円筒部とを嵌合した状態でしかもそれ等の
自由端部にて軸方向にドリル、リーマ等により高精度の
機械加工が可能となる。

しかも、上述したキー構造においては、固定スリーブ
とプーリ円筒部との摺接面の軸方向の長さの半分以上の
長さに、キーの長さを選定できる利点があるので、先に
述べた加工精度に加えて摺接面の軸方向長さを長くで
き、しかも長いキーと円筒部との相乗作用により回転動
作等に於ける摺動プーリの振動を抑制することが可能に
なる。その結果、潤滑油の漏出は皆無となるだけでな
く、ベアリングの劣化も減少し、安定した動力伝達動作
と変速制御動作とを同時に達成することが可能になる。

〔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）は図（Ａ）のB-
B′線での横断面図を、また同図（Ｃ）は図（Ａ）のC-
C′線での横断面図である。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、ここでは詳述するのを省く。

第１図に於いては、第３図の従来例と異なる構成につ
いて述べることにする。まず固定プーリ14にあっては、
第一開口８以外に固定スリーブ11の自由端側には先端面
から軸方向に第二開口22が設置されている。しかもこの
開口22の軸方向の長さが摺接面11a,16aの長さとほぼ同
じ程度に切削され、しかもさらにその奥では回転軸の軸
芯と同軸の位置に封止ネジ35に切削した連通路36が施さ
れ、続いてこの連通路37および38を経て、第二開口22が
外気と連通状態にされる。

次に摺動プーリ18に於いて、第３図の従来例と異なる
点は、円筒部16がスリーブ11の先端より長くなるように
延長部16fを施し、さらに封止蓋45が付加されているこ
と、円筒部16の内壁に設けたキー溝16bも三つ施され、
各溝はほぼ封止蓋45の底面の近くにまでに達しているこ
と、さらに潤滑油30が摺動面11a,16aの全域に散布する
ために円筒部16の内壁にはキー溝16b以外にラセン溝16c
およびリング溝16dが施されていること、また第３図の
シール・リング21がなくなったこと等が挙げられる。

更に、スリーブ11と摺動プーリ18との摺接面間に施し
た三つのキー20の長さは従来のものより長く構成され、
これ等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。しかも、この実施例では、三つのキー20
は、起動時の衝撃を吸収する性質のあるシリンダ状キー
が使用される。シリンダ状キーの一例としてバネキーが
あるが、バネキーの詳細は米国特許第3,421,783号に於
いて公知である。

また、第二開口22は、封止蓋45で封止されているため
摺動チャンバ23と共に潤滑油チャンバを形成しており、
ここに潤滑油30が予じめ注入口34を介して貯められる。
このときのチャンバ22,23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
膜がチャンバ壁24の全域に拡散する程度の量が確保され
ていれば良い。

第１図（Ｂ）は、第１図（Ａ）のB-B′線の断面図で
あるが、三つのシリンダ状キー16cは互に中心から120℃
の角度を経て配置され、固定スリーブ11に施した各キー
溝11dは、開口22と油貫通路11cを介して連通されてい
る。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油は、開口22の内壁に
遠心力により付着し、これに伴い油貫通路11cを経てキ
ー溝に給油される。

第１図（Ｃ）は、固定スリーブ11およびプーリ円筒部
16の自由端部分の構造を示している。固定スリーブ11の
先端は開口22以外に外周に三つの半円形キー溝11dが開
口されている。そこでシリンダ状キー20は脱落を阻止す
るため円筒部16の内径より小さい径を有する環状の止金
具41がネジ42によって取付けられている。この様に構成
することにより、シリンダ状キーは、図上で上方および
下方の双方への移動は阻止される。

第２図（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、本発明の一実
施例変速プーリに於したキー装置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の外周の三ヶ所
に半円形キー溝11d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16dがエンド・ミルによって加工され
る。このとき、既に第４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４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次加工工
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一対のキー溝11d,11hで形成
される円筒空間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50を固定プーリ14と
摺動プーリ18との間に介在せ、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本の円筒空間が各摺接面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16b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41が取付けられる。その後に潤滑油30を封
入後に封止蓋45が座金43およびゴムシール44を介して取
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
存在しているならば、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。またキー20はバネキーで示してきた
が、他の円筒状キーならば良い。その際にキー20の外周
面20a自体に潤滑油を供給しやすい様に細溝を新たに施
しても良い。また第１図実施例では封止蓋45で封止した
場合を述べたが、スリーブ11の外周径を小さくしてこの
蓋45から突出させ、その小径摺動部と蓋との間にゴムシ
ール部材を施しても良い。

さらに、本発明の要旨ではないがチャンバ22との空気
連通路36をスリーブ11側ではなく封止蓋の中心部に取付
けても良い。

〔発明の効果〕

本発明によれば、固定スリーブと摺動プーリの円筒部
との間には、自由端側の一端が開口状態に形成されたシ
リンダ状キー溝を施しているので、キー構造を製作加工
する際に自由端側より軸方向に向つてドリル，リーマ類
の高い加工精度の得やすい工具を使用できる。その結
果、キー溝の加工精度が向上することにより、キー自体
の軸方向長さを充分に長く確保できる。しかもこれに伴
つてスリーブおよび円筒部の各摺接面の軸方向の長さも
充分に長くでき、更に嵌合加工精度を従来より小さく維
持管理することができる利点があるため、量産時でも摺
動部の高精度加工が可能である。またこのことは、摺動
プーリの円筒部の長さを固定スリーブ摺接面の長さより
長くするような形状とすることが可能であることを意味
する。そこでこの円筒部の自由端に蓋を施して封止でき
るため、構造的に他の多くの利点を生むことが可能であ
る。特に第３図（Ｂ），（Ｃ）の如く摺動プーリに対し
て大きな偏奇力が加わつても円筒部内径が膨張変形を抑
制できる。しかも、潤滑油の漏出の恐れが在り得ない構
造を採用できることと併せて、予め緩かに加工された摺
接面の相互間は軸方向の長さを長目にすることにより固
定スリーブに対する摺動プーリの振動は所定の範囲内に
常に抑制できる。そのため安定した動力伝達動作が可能
である。また、固定スリーブと摺動プーリ円筒部間の公
差だけでなく、キーと摺動プーリ円筒部間の公差も高精
度を保持できるため変速頻度が増加しても安定した滑ら
かな変速制御動作を永年に沿つて維持することが可能で
ある。

一般に従来の変速プーリは大径の大型変速プーリの市
販は行われてはいるものの実用的な意味との動力伝達は
安定性，信頼性に欠けるため、もっぱら小型の変速プー
リの市場分野のみに使用されているに過ぎなかったが、
本発明の完成により、大型の変速プーリ市場に対しても
安定した動力伝達動作と安定した変速制御動作が同時に
達成できたので、その実用的価値は著しく大きい。

また、従来の変速プーリ分野は手動による変速制御が
大部分を占めるが、これに対し全自動制御とする場合に
は変動制御動作の頻度は著しく増加する。その場合にも
安定した変速制御動作を確保できるので、自動制御機器
分野での操作端機器として節電，節水など優れた経済的
効果を発揮する。

さらに、本発明によれば一端が開口状態にされている
キー溝を介して潤滑油の供給が可能であり、遠心潤滑方
式が適用できるため、完全無給油型の変速プーリが実現
でき、固定スリーブおよび摺動プーリ間のカジリなども
皆無となるため保守上も有利である。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、本発明の一実施
例変速プーリの断面図で同図（Ａ）は縦断面図を、同図
面（Ｂ）はB-B′線での横断面図を、また同図（Ｃ）はC
-C′線での横断面図を示し、第２図（Ａ），（Ｂ）および（Ｃ）は、同変速プーリの
加工工程を説明するための説明図で、同図（Ａ）は第一
次加工工程を、同図（Ｂ）は第二次および第三次加工工
程を、また同図（Ｃ）は自由端開口部をそれぞれ示す説
明図であり、第３図（Ａ）は従来の変速プーリの断面図を示し、同図
（Ｂ）および（Ｃ）はそれぞれその動作説明図である。
さらに第４図（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は同じく従来の変速プー
リの構成図であって、同図（Ａ）はキー溝寸法説明をす
るための構成図、同図（Ｂ）は円筒キーの構成図、また
同図（Ｃ）はキー溝断面を示す構成図である。図中、11……固定スリーブ、14……固定プーリ又は固定
車、16……円筒部、18……摺動プーリ又は摺動車、20…
…キー、22……開口、30……潤滑油、41……止金具、45
……封止蓋、50……スペーサ装置、51……リーマまたは
ドリル。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一端を回転軸に他端を自由端とした固定ス
リーブに摺動プーリの円筒部を嵌入し、上記固定スリー
ブおよび円筒部間にシリンダ状キーを介在させるため、
上記固定スリーブおよび円筒部の各摺接面に断面が半円
形状のキー溝を軸方向に施した変速プーリにおいて、上
記固定スリーブおよび円筒部の各キー溝で形成される上
記円筒空間は、上記自由端側に向って開口され、さらに
上記固定スリーブのキー溝の上記自由端側開口には上記
キーの脱落を阻止する止金具を、また上記円筒部には上
記固定スリーブの止金具を施した端部を閉止するための
蓋を取付けたことを特徴とする変速プーリ。
【請求項２】上記シリンダ状キーは、コイル状のバネキ
ーであることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
変速プーリ。
【請求項３】上記バネキーの外周面は、ほぼ円筒状を形
成するように研磨されていることを特徴とする特許請求
の範囲第２項記載の変速プーリ。
【請求項４】上記シリンダ状キーは、上記回転軸の軸芯
を中心とした周囲に２本以上を均等の角度に配置された
ことを特徴とする特許請求の範囲第１ないし３項記載の
変速プーリ。
【請求項５】上記固定シリンダの外周摺接面または上記
円筒部の内壁摺接面にはラセン溝が施され、このラセン
溝は軸方向に加工された上記キー溝と交差することによ
り連通していることを特徴とする特許請求の範囲第１な
いし４項記載の変速プーリ。
【請求項６】上記固定スリーブには、潤滑油を貯める油
留を施すと共に、さらに上記油留が上記円筒状空間と連
通するように油貫通路を施したことを特徴とする特許請
求の範囲第５項記載の変速プーリ。
【請求項７】上記自由端側を開口された上記円筒空間
は、上記自由端側から軸方向に向って機械加工により開
口されたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
変速プーリ。