JPH0587201A - 変速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エンジン回転数に対応して連続的かつ無段変
速を可能とする変速装置を提供すること。 【構成】 出力軸４に設けられた主動プーリ１６と、推
進軸６，７に設けられた従動プーリ１７との間にＶベル
ト１７が掛け回されている。主動プーリ１６を構成する
可動プーリ部材２１はボール３０が遠心力で外側に移動
しようとする力で固定プーリ部材２０に向って接近して
ベルト巻回直径を大径化するようになっている。主動プ
ーリ１６のベルト巻回直径の大径化に伴ない従動プーリ
１７は、可動プーリ部材３７が固定プーリ部材３６より
離間してベルト巻回直径を小さくし推進軸６，７側を増
速する。エンジン出力の低下ないし停止時には、各可動
プーリ部材２１，３７はそれぞれ付勢するコイルばね２
７，４３の付勢力で初期位置に複帰する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、変速装置に係り、特に
ジェット推進艇などの小型船舶における出力軸と推進軸
との間に装備される変速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ジェット推進艇のような小型船舶
にあっては、小型，軽量化を図る観点から、インペラを
備えた推進軸はエンジンの出力軸に直結されているもの
が殊んどであった。

【０００３】しかし、このように推進軸を直結した場
合、インペラによるポンプ吸引出力に自ずと限界がある
ことに起因して高出力化を図ることは困難であり、これ
を解消するには、大型の高出力エンジンを搭載しなけれ
ばならず、小型化という要請に逆行せざるを得ないとい
う問題があった。

【０００４】そこで、エンジンの出力軸と推進軸との間
に変速装置を設けることにより、小型エンジンであって
も所望のポンプ吸引出力を確保することが提案されてい
る。（特開昭６１−６７６９５号公報）

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記既
提案の変速装置は、エンジンの出力軸および推進軸（イ
ンペラ軸）に歯車をそれぞれ設ける構成であるため、変
速比を多段階に変化させることができないという欠点が
あった。

【０００６】このような欠点を解消するために、径の異
なる複数の歯車を設けると同時に、所定のクラッチを設
けることが考えられるが、かかる場合には変速装置自体
の大型化を余儀なくされるばかりでなく、これに伴って
高重量化を惹起せしめるという別の問題を生じ、さらに
構造の複雑化も回避し得ないという欠点がある。その
上、歯車による変速比の切換は、当該切換時に出力落ち
込みをも伴なう欠点がある。

【０００７】そこで、本発明の目的は、軽量，小型化と
いう要請を満たすための小型エンジンを採用しても、推
進力の高出力化が図れるとともに、出力軸の回転速度に
伴なう変速比の無段階かつ連続的な変化を自動的に行な
うことができる変速装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明は、エンジンの出力軸に設けられた主動プー
リと、推進軸に設けられた従動プーリと、これらプーリ
間に掛け回されたＶベルトとを備えた無段変速装置にお
いて、前記主動プーリおよび従動プーリは、それぞれの
軸に固定された固定プーリ部材と、この固定プーリ部材
に対して進退可能に軸支されてベルト巻回直径が可変に
設けられた可動プーリ部材とにより構成され、前記主動
プーリにおける可動プーリ部材には、当該可動プーリ部
材を所定の遠心力で固定プーリ部材側に移動させるボー
ルが当接されるよう出力軸の周方向に収容されていると
ともに、各可動プーリ部材は付勢手段を介して初期位置
に複帰するよう付勢されている。

【０００９】さらに本発明は、前記推進軸を複数設け、
これら推進軸に従動プーリをそれぞれ設けるとともに、
これら従動プーリに個々に対応したＶベルトを主動プー
リとの間に巻回させて各推進軸に対する変速比を個別的
に変化可能に設け、これにより前記目的をより良く達成
せんとする構成が採られている。

【００１０】

【作用】エンジンの駆動により出力軸が回転すると、推
進軸は前記主動プーリおよび従動プーリ間に掛け回され
たＶベルトを介して回転駆動され、推進軸に固定された
インペラもしくはプロペラの回転で所定の推進力が与え
られる。出力軸の回転に伴ない、前記ボールは遠心力に
より外方へ移動しようとする力が働き、これにより主動
プーリを構成する可動プーリ部材はボールに押圧されて
固定プーリ部材に向って出力軸上を移動し、これによっ
て主動プーリのベルト巻回直径を大とする。この一方、
従動プーリの可動プーリ部材は、前記主動プーリのベル
ト巻回直径の大径化に対応して固定プーリ部材より離れ
る方向に推進軸上を移動して当該従動プーリにおけるベ
ルト巻回直径を小さくし、これにより無段かつ連続した
変速が行なわれることとなる。

【００１１】前記出力軸の回転速度の低下ないしエンジ
ン駆動を停止したときは、各可動プーリ部材に作用する
付勢手段の付勢力により、可動プーリ部材はそれぞれに
対応した固定プーリ部材に対して離間，接近移動ないし
初期位置へ複帰することとなる。

【００１２】

【発明の実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づい
て詳細に説明する。

【００１３】図１および図２には、本発明に係る変速装
置がジェット推進艇に適用された第１実施例が示されて
いる。これらの図において、ジェット推進艇１の船体ボ
デー２内にはエンジン３が収容されている。エンジン３
より突出された出力軸４の先端側には変速装置５を介し
て２本の推進軸６，７が連結されている。推進軸６，７
の先端側にはインペラ１０，１０が設けられ、これらイ
ンペラ１０，１０を含む推進軸６，７の所定領域は船体
ボデー２の底部に画成されたハウジング１２内に位置さ
れ、インペラ１０，１０の回転によって底部より吸引さ
れた水を後部より噴出させることにより所定の推進力が
得られるようになっている。

【００１４】図３には前記エンジン３の非駆動時におけ
る変速装置の内部構造が示されている。この図におい
て、変速装置５は軸受ケース１５内における出力軸４の
外周に設けられた主動プーリ１６と、推進軸６，７の外
周に設けられた、従動プーリ１７，１７と、これら主動
プーリ１６および従動プーリ１７，１７間にそれぞれ掛
け回されたＶベルト１８，１８とを含み構成されてい
る。

【００１５】前記主動プーリ１６は、軸受ケース１５内
における出力軸４の軸方向中央部に固定された一個の固
定プーリ部材２０と、この固定プーリ部材２０と所定間
隔をおいて出力軸４外周に設けられた一対の可動プーリ
部材２１とにより構成されている。本実施例では、可動
プーリ部材は固定プーリ部材２０の左右に設けられ、計
２個の主動プーリ１６，１６が設けられている。固定プ
ーリ部材２０は、出力軸４に対する固定部すなわち中央
部が肉厚で、外周部が次第に肉薄となるように傾斜面２
０Ａが両側に形成され、断面形状が略二等辺三角形とな
る形状を備えている。

【００１６】前記各可動プーリ部材２１は、出力軸４の
軸方向に沿って設けられたガイド部材２２に案内され固
定プーリ部材２１に対して進退可能に設けられた内筒２
３と、この内筒２３と同心上に設けられた外筒２４と、
これら内筒２３および外筒２４を連結する連結部２５と
を備え、この連結部２５は前記固定プーリ部材２０の傾
斜面２０Ａと対応するように外側が次第に拡開する傾斜
面２５Ａが形成されている。また、内筒２３と固定プー
リ部材２０との間には付勢手段としてのコイルばね２７
が介装され、可動プーリ部材２１が常時は固定プーリ部
材２０から離間する方向である初期位置（図３参照）に
付勢され、この付勢力に抗して可動プーリ部材２１が固
定プーリ部材２０側に移動することによって主動プーリ
１６におけるＶベルト１７の巻回直径が無断かつ連続的
に大径化するように変化する構成になっている。（図４
参照）

【００１７】前記内筒２３と外筒２４とにより画成され
る空間内にはボール３０が収容されている。このボール
３０は内筒２３と外筒２４とによる空間を閉塞するよう
出力軸４に挿通固定された略皿状のストッパ部材３１に
より脱落防止されている。なお、ボール３０は本実施例
では出力軸４の円周方向に６個収容されているが、かか
る収容数は限定されるものではない。このボール３０は
出力軸４の回転により主動プーリ１６が回転したときの
遠心力で、可動プーリ部材２１を図３に示される初期位
置から前記コイルばね２７の付勢力に抗して固定プーリ
部材２０側に移動させ、可動プーリ部材２１の外筒２４
の端部に固定されたストッパリング３３と前記ストッパ
部材３１とが当接する位置まで移動可能に設けられてい
る。

【００１８】前記各従動プーリ１７は、推進軸６，７の
外周方向側に設けられた固定筒３５の一端に固定された
固定プーリ部材３６と、この固定プーリ部材３６に対し
て推進可能に設けられた可動プーリ部材３７とにより構
成されている。これら固定プーリ部材３６および可動プ
ーリ部材３７は、中央部相互間の離間幅が狭く、外周縁
側が広くなるようにそれぞれ設けられ、前記主動プーリ
１６と同様に傾斜面３６Ａ，３７Ａをそれぞれ有する構
成となっている。

【００１９】可動プーリ部材３７は、その内周縁側で前
記固定筒３５の外周面上に遊嵌された筒状のスライダ３
９に固定されている。このスライダ３９の軸方向所定領
域には、ガイド溝４０が穿設されており、このガイド溝
４０内には前記固定筒３５より突設された係合ピン４１
の頭部が係合され、この係合ピン４１およびガイド溝４
０によりスライダ３９は固定筒３５と共に回転可能に設
けられているとともに、軸方向移動可能に設けられ、ひ
いては可動プーリ部材３７が固定プーリ部材３６に対し
て進退可能となっている。

【００２０】前記可動プーリ部材３７の反固定プーリ部
材側の面には、常時は図３の状態で示す初期位置に可動
プーリ部材３７を位置させるための付勢手段としてのコ
イルばね４３の一端が当接されている。このコイルばね
４３の他端は、前記固定筒３５の端部外周面にナット部
材４４を介してねじ止め固定されたばね受け筒４５に当
接されている。

【００２１】前記従動プーリ１７は、図３で示される状
態で当該従動プーリ１７におけるベルト巻回直径を最大
とし、図４に示されるように、主動プーリ１６のベルト
巻回径が大となるにつれて従動プーリ１７における可動
プーリ部材３７がコイルばね４３の付勢力に抗して固定
プーリ部材３６から離間してベルト巻回径を小さくする
ようになっている。この際、主動プーリ１６および従動
プーリ１７をそれぞれ構成する各プーリ部材２０，２１
および３６，３７の相対向する面は傾斜面とされている
ため、Ｖベルト１８の両側面を図示の如く傾斜する形状
とすることによって前記ベルト巻回直径の変位がよりス
ムースに行なわれるようになっている。

【００２２】次に前記実施例の作用につき、図５をも参
照しながら説明する。

【００２３】今、エンジン３が非駆動状態にあると仮定
すると、主動プーリ１６を構成する各可動プーリ部材２
１，２１はコイルばね２７の付勢力によって固定プーリ
部材２０から離間した状態である初期位置に維持されて
ベルト巻回直径を最小にする一方、各従動プーリ１７を
構成する可動プーリ部材３７，３７はコイルばね４３の
付勢力によって固定プーリ部材３６に最も接近した状態
である初期位置に維持されてベルト巻回直径を最大とさ
れている。

【００２４】次いで、エンジン３を始動により出力軸４
を回転駆動させて次第に増速すると、図５に示されるよ
うに、推進軸６，７はＡ点より次第に回転数を上昇す
る。そして、Ｂ点にてボール３０に加わる遠心力がコイ
ルばね２７の付勢力に打ち勝つと、ストッパ部材３１の
外周縁側形状に沿ってボール３０は外方へ振られるよう
に移動を開始する。この時、可動プーリ部材２１，２１
は固定プーリ部材２０に向って次第に接近するように出
力軸４上を移動し、これに伴なって主動プーリ１６にお
けるベルト巻回直径を次第に大径化させる。この一方、
従動プーリ１７は、主動プーリ１６のベルト巻回径の大
径化に対応して各可動プーリ部材３７はコイルばね４３
の付勢力に抗して固定プーリ部材３６より離間する方向
に推進軸６，７上を移動し、当該従動プーリ１７におけ
るベルト巻回径を次第に小径化させる。

【００２５】そして、可動プーリ部材２１のストッパリ
ンク３３がストッパ部材３１に係合すると、固定プーリ
部材２０側への移動が規制され、ボール３０が最も外側
に位置するＣ点に至ると（図４参照）、これ以後はエン
ジン３の回転数と一定の関係で増速されることとなる。

【００２６】エンジン３の回転数を小さくした場合に
は、前述とは逆の態様で主動プーリ１６および各従動プ
ーリ１７はそれぞれにおけるベルト巻回径を変化させる
こととなり、エンジン３を停止すれば、図３に示される
ように、可動プーリ部材２１，３７はそれぞれに付与さ
れているコイルばね２７，４３の付勢力によって初期位
置へと複帰することとなる。

【００２７】従って、前記第１実施例によれば、主動プ
ーリ１６には単一の出力軸４上に共用される固定プーリ
部材２０に対して進退可能となった２つの可動プーリ部
材２１を設けてそれぞれにＶベルト１８を巻回するとと
もに、これらＶベルト１８を２本の推進軸６，７上に設
けられた従動プーリ１７，１７に別個に巻回する構成と
したから、より大きな推進力を得ることが実現できる。
また、変速はボール３０に与えられる遠心力を利用して
主動プーリ１６のベルト巻回径を次第に変化させて行な
う構成であるから、エンジン３の回転数に対応して連続
的かつ無段階に行なうことができ、歯車を用いた変速装
置に顕出するギア切換時の出力落ち込みも有効に回避で
きるという効果が得られ、同時に変速比切換のためのク
ラッチ機構等も不要とするものであるから、装置大型化
ないしは重量化をよりよく抑制することができる。その
上、歯車を用いた変速装置に比して安価に製造すること
ができる。

【００２８】また、前記ベルト巻回径の変化に際して
は、主動プーリ１６および従動プーリ１７を構成する各
プーリ部材２０，２１，３６，３７に傾斜面２０Ａ，２
５Ａ，３６Ａ，３７Ａを形成し、これに対応してＶベル
ト１８の両側面を傾斜させる形状に設けたから、スムー
スなベルト巻回径の変化を許容でき、Ｖベルト１８等に
無理な負荷が加えられることもない。

【００２９】さらに、前記Ｖ１ベルト１８は２つ設けて
各推進軸６，７の動力伝達を別個としたから、ジェット
推進艇１が左右いずれかの方向に旋回しつつ推進したと
きに、各推進軸６，７に与えられる異なる抵抗に応じて
個々のベルト巻回直径が変化し得るから、旋回時の操舵
も用意に行なえるという効果がある。

【００３０】次に本発明の第２実施例につき、図６およ
び図７に基づいて説明する。

【００３１】第２実施例は出力軸４に対応して単一の推
進軸６とした点が前記第１実施例と異なっている。すな
わち、出力軸４には各１つの固定プーリ部材２０と可動
プーリ部材２１とにより構成された主動プーリ１６を設
け、この主動プーリ１６と推進軸６の従動プーリ１７と
の間にＶベルト１８を掛け回す構成とされている。その
他の点は前記第１実施例と同様の構成となっている。

【００３２】このような第２実施例においても前記第１
実施例と同様の作用，効果を奏する他、より小型のジェ
ット推進艇における小型エンジンを採用した場合におい
ても高出力確保が期待できるという利点がある。

【００３３】なお、前記実施例においては本発明の変速
装置５がジェット推進艇１に適用された場合について図
示，説明したが、スクリューで駆動される船外機等の変
速装置にも適用可能である。

【００３４】また、前記各可動プーリ部材２１，３７を
初期位置へ複帰させるための付勢手段は、コイルばね２
７，４３に限らず、その他板ばねを用いたり、油圧等を
利用するものでもよい。但し、前記実施例のような構成
にすれば、軽量化ならびに構成の簡易化を図る上で有利
である。さらにコイルばね２７，４３の設置位置は前記
構成以外であっても、所定の位置複帰が可能である限り
種々設計変更が可能である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
エンジン回転数に対応して連続的かつ無段階に推進軸を
変速することができ、変速時の一時的出力低下を回避で
きるとともに、自動的切換を可能としたことで変速比切
換動作を一掃でき、クラッチ等の設置を要求されること
なく装置全体の大型化を極力抑制できるという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る変速装置がジェット推進艇に適用
された第１実施例を示す平面図である。

【図２】図１の側面図である。

【図３】前記実施例における変速装置のエンジン非駆動
時の初期状態を示す拡大断面図である。

【図４】前記実施例における変速装置の最大増速時を示
す図３と同様の図である。

【図５】前記実施例の作用を説明するための線図であ
る。

【図６】第２実施例を示す図１と同様の平面図である。

【図７】前記第２実施例の変速装置を示す図４と同様の
図である。

【符号の説明】

４・・・・・・・出力軸 ５・・・・・・・変速装置 ６，７・・・・・推進軸 １６・・・・・・主動プーリ １７・・・・・・従動プーリ １８・・・・・・Ｖベルト ２０，３６・・・固定プーリ部材 ２１，３７・・・可動プーリ部材 ２７，４３・・・付勢手段としてのコイルばね ３０・・・・・・ボール

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 エンジンの出力軸に設けられた主動プー
   リと、推進軸に設けられた従動プーリと、これらプーリ
   間に掛け回されたＶベルトとを備えた変速装置におい
   て、前記主動プーリおよび従動プーリは、それぞれの軸
   に固定された固定プーリ部材と、この固定プーリ部材に
   対して進退可能に軸支されてベルト巻回直径が可変に設
   けられた可動プーリ部材とにより構成され、前記主動プ
   ーリにおける可動プーリ部材には、当該可動プーリ部材
   を所定の遠心力で固定プーリ部材側に移動させるボール
   が当接されるよう出力軸の周方向に収容されているとと
   もに、各可動プーリ部材は付勢手段を介して初期位置に
   複帰するよう付勢されていることを特徴とする変速装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記推進軸は複数本
   設けられているとともに、各推進軸に前記従動プーリが
   それぞれ設けられ、これら従動プーリは前記出力軸に固
   定された固定プーリ部材と当該固定プーリ部材に対して
   推進可能に設けられた複数の可動プーリ部材とにより構
   成される主動プーリにそれぞれ個別にベルト連結されて
   いることを特徴とする変速装置。