JPH0547595U - 変速プーリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この考案は、トルク増加時の変速を簡単な構
造で適切に行なうことができることを目的とする。 【構成】 この考案はテーパ面内保持のボールに働く遠
心力の増減によりＶ溝幅が減増するプーリであって、前
記ボール保持のテーパ面をカム面に形成し、トルクの増
加時に該カム面による前記ボールの移動により変速制御
するものである。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は変速プーリに関し、より詳しくは、内燃機関の機械式過給機などに 用いる無段変速機の変速プーリに関する。

【０００２】

【従来の技術】

内燃機関の機械式過給機や自動車空調用冷媒圧縮機などの機械を駆動側の回転 変動と無関係にほぼ一定の回転速度で回転させる、いわゆる無段変速機（ＣＶＴ ）は一般に知られている（実開昭６３−３７８５６号公報参照）。この、ＣＶＴ は内燃機関により駆動される駆動側プーリと、これにＶベルトを掛け渡し、駆動 される被動側プーリとからなり、被動側プーリに、通常、テーパ状の溝を形成し 、このテーパ面内に保持されたボールに働く遠心力の増減により溝幅が減増する Ｖベルト用溝を形成するようにしたものである。これにより、内燃機関の回転が 上がると、駆動側及び被動側プーリの回転増加、遠心力増加、ボール押上げ、被 動側プーリのＶ溝幅減少（径大化）、駆動側プーリのＶ溝幅増加（径小化）、そ して被動側プーリの回転速度減少となり、被動機械の回転速度を定速とするもの である。

【０００３】 ところで、この従来のＣＶＴ機構は、回転速度のみに依存して変速制御する構 成であるため、駆動側のトルク増加時などに被動機械を適切に対応させることが できないという問題点がある。

【０００４】 例えば、内燃機関の高負荷時においてより多くの出力となす過給を必要とする とき、過給機駆動の被動側プーリの回転速度が一定に抑えられると、その必要性 を充せないことになる。そこで、本願出願人は、特願平３−２６３４６号として 、トルク増加時にプーリ径を制御する調節機構を備えたものを提案した。

【０００５】 この提案は、前記のボール保持機構の他に、駆動側及び被動側プーリの固定及 び可動軸にカムピンと傾斜したカム長溝からなるカム式調節機構を設けたもので ある。従来提案のものは、これにより機関高負荷時に過給機を高速回転し出力増 加を果すことができるものである。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、従来提案のものは、遠心力制御用としてのテーパ状の半円溝か らなるボール保持機構のほかにプーリ固定及び可動軸のカム式調節機構を備える ものであるため、構造が複雑になるという問題点がある。

【０００７】 そこで、この考案は、遠心力利用のボール保持機構に着目しこれに簡単な修正 を加えることにより、専用のカムを設ける必要がなく、構造が簡単になる変速プ ーリを提供することにより前記問題点を解決することを目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

この考案は、前記目的を達成するため、テーパ面内保持のボールに働く遠心力 の増減によりＶ溝幅が減増するプーリであって、前記ボール保持のテーパ面をカ ム面に形成し、トルクの増加時に該カム面による前記ボールの移動により変速制 御するようにしたものである。

【０００９】

【作用】

回転速度の増加による遠心力増加時にはボールを半径方向に押上げＶ溝幅を狭 めるが、トルク増加時にはカムに円周接線方向の力が働き、カムがボールをテー パ面に沿って押下げる。これによりＶ溝幅が広がり回転速度を増加する。このト ルク増加時の変速調整機構はボール保持テーパ面をカム面に形成することにより 容易に達成できるので、構造が簡単となる。

【００１０】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を過給機用ＣＶＴに適用したものについて、図１〜 ５を参照して説明する。

【００１１】 まず図１により全体構成を説明する。図１において１は内燃機関、２は内燃機 関１により駆動される駆動側プーリ、３はこの駆動側プーリによりＶベルト５に より駆動される被動側プーリ、４は被動側プーリ３により同軸上で駆動される機 械式過給機であり、駆動側プーリ２と被動側プーリ３とＶベルト５とにより、Ｃ ＶＴ（無段変速機）６を構成しているものである。

【００１２】 駆動側プーリ２は軸７の左端に固定された固定片８と軸７上を軸方向（図の左 右方向）に移動できる可動片９とからなり、この可動片９は背面と軸７の右端固 定のばね座１０との間に張設された内外コイル状のばね１１により弾発されるよ うに構成され、両片８と９とによりＶ溝１２を形成するようになっている。

【００１３】 被動側プーリ３は、軸１３の右端に固定された固定片１４と、軸１３上を軸（ 左右）方向に移動できる可動片１５とからなり、両片１４，１５によりＶ溝１６ を形成するようになっている。可動片１５の背面ボス１７と、軸１３の左端に固 定の円板状部材１８の円筒底壁との間にコイル状のばね１９が張設されており、 又、可動片１５の背面のテーパ面２０と部材１８のテーパ面２１との間にボール ２２が保持されている。テーパ面２１と２０とは半径方向（外方）に向って狭ま るように形成されているものである。

【００１４】 図２は、被動側プーリ３の上半分拡大図でありボール２２が遠心力により外方 に押上げられ移動した状態を示す。図２及びこの図の円周面III −III ，IV−IV 及びＶ−Ｖ線の断面図である図３，４及び５に示すように、テーパ面２０及び２ １には、円周面内において、ボール２２を両側から挟むように、辺の角度α（図 ５参照）が３０°、従って頂角βが１２０°であり図２の下方、即ち中心に向っ て漸次幅が大きくなる溝状のカム面（カム溝）２３が形成されている。このよう にカム面２３は可動片１５及び部材１８に形成されボール２２を挟みつけるよう に設けられているので、ボール２２を保持する機能を合わせ持つものである。

【００１５】 なお、以上の図３，４及び５のうち図４がボール２２とカム面２３とが接触し ている状態、つまり両カム面２３によりボール２２を保持している状態を示すも のである。

【００１６】 次に前記実施例の作用を説明する。図１において、内燃機関１により駆動側プ ーリ２が回転するとＶベルト５により被動側プーリ３が回転し、これにより過給 機４は高速回転し空気を矢印のように吸引し圧縮して内燃機関１の吸気系に送り 出力を向上させる。

【００１７】 ここで、過給機４の負荷低下等により被動側プーリ３が高速回転しようとする と、ボール２２の遠心力による押上げにより、図２に示すように、可動片１５を 右方、即ちＶ溝１６を狭めるように移動させる。このため、被動側プーリ３のベ ルト有効径が大きくなり、同時に駆動側プーリ２の有効径が小さくなる。このた め、被動側プーリ３、従って過給機４は回転速度を減ずる。このような無段変速 機６の機能により過給機４は一定速回転を維持することになる。

【００１８】 然るに内燃機関１の高負荷時のようにトルク増加を生ずると、このトルクはカ ム面２３とボール２２との円周面内における係合部に回転方向の力として働く。 この力のカム面直角な方向の分力は、カム面のテーパ面により下向き、即ち中心 側にボール２２を押下げる力として作用するため、Ｖ溝１６を広めることになる 。つまり、被動側プーリ３は径小化、駆動側プーリ２は径大化して、回転速度が 増加する。これにより過給機４が高速回転し、内燃機関１の高負荷時の出力向上 を図ることができる。

【００１９】 以下に図６及び図７に基づいて実際の計算例を示す。

【００２０】 ボール２２の遠心力Ｃ＝（0.0636/9.8）×0.04×（２π×7000/60)² ＝139.5K g ここで、ボール２２の重量は10.6ｇ×６個＝63.6ｇ、Ｇ（重力加速度）は9.8m ／ｓ² 、被動側プーリ３の回転数は７０００rpm である。

【００２１】 １）トルク３kgm が作用した場合、 Ｆａ＝ 3／Ｒ＝ 3／0.04＝75Kg ここで、ボール２２の位置半径Ｒは40mm（0.04m)である。

【００２２】 Ｆb ＝75／sin α＝75／sin 30°＝150 Kg Ｆc ＝150 ×tan γ＝150 ×tan 40°＝125.9Kg ここで、γはテーパ角度（圧力角）で４０°である。

【００２３】 この場合は、ボール２２への押し下げ力Ｆc は遠心力Ｃより小さいので、ボー ルは下方に移動しない。

【００２４】 ２）トルク3.5Kgmが作用した場合 Ｆa ＝3.5 ／0.04＝87.5Kg Ｆb ＝87.5／sin 30°＝175Kg Ｆc ＝175 ×tan 40°＝146.8Kg この場合は、ボール２２への押下げ力Ｆc は遠心力Ｃより大きいので、ボール が下に移動する。

【００２５】 以上の例をグラフにして示すと、図８に示すようになる。

【００２６】 更に、本実施例によると、トルク増加時に被動側プーリ３の径小化を図って増 速するので、Ｖベルト５による駆動接触面の面積を縮小でき、推力低下により伝 動効率を良好にすることができる。

【００２７】

【考案の効果】

以上に説明したように、この考案によれば、変速プーリのトルク増加時の対応 を行なう場合、専用のカムを設ける必要がなく構造が簡単になり、又、カム面（ カム溝）でボールを保持するので、ボール保持構造を簡略化することができ、更 に、伝動効率を良好にすることができるという効果を生ずる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例を示す一部断面を含む全体
図である。

【図２】図１の要部拡大図で異なる状態を示す断面図で
ある。

【図３】図２のIII −III 線による断面図である。

【図４】図２のIV−IV線による断面図で、ボール接触状
態を示す図である。

【図５】図２のＶ−Ｖ線による断面図である。

【図６】力の作用を示す説明用断面図である。

【図７】図６のVII −VII 線による断面図である。

【図８】図７に基づく計算結果の性能線図である。

【符号の説明】

１ 内燃機関 ２ 駆動側プーリ ３ 被動側プーリ ４ 機械式過給機 ５ Ｖベルト ６ ＣＴＶ（無段変速機） ７ 軸 ８ 固定片 ９ 可動片 １０ ばね座 １１ ばね １２ Ｖ溝 １３ 軸 １４ 固定片 １５ 可動片 １６ Ｖ溝 １７ 背面ボス １８ 円板状部材 １９ ばね ２０ テーパ面 ２１ テーパ面 ２２ ボール ２３ カム面（カム溝）

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 テーパ面内保持のボールに働く遠心力の
   増減によりＶ溝幅が減増するプーリであって、前記ボー
   ル保持のテーパ面をカム面に形成し、トルクの増加時に
   該カム面による前記ボールの移動により変速制御するよ
   うにした変速プーリ。