JPH0716133Y2 - ベルト式変速装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、伝動ベルトが巻き掛け
られた可変プーリのプーリ径を変化させて変速するベル
ト式変速装置に関し、特に、回転軸との間のトルク差の
利用により可動シーブを軸方向に移動させるトルクカム
機構を備えたものの改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、この種のベルト式変速装置
は、例えば農業機械や軽車両における変速装置等、比較
的低負荷の動力伝達系に広く採用されている。この変速
装置は、例えば回転軸に回転一体にかつ軸方向に移動不
能に固定された固定シーブと、回転軸に回転可能にかつ
軸方向に移動可能に支持され、上記固定シーブとの間
に、ベルトが巻き掛けられる断面Ｖ字状のベルト溝を形
成する可動シーブとからなる変速プーリを備え、変速機
構により可動シーブを固定シーブに対し接離させてプー
リ径（ベルト溝の有効半径）を変化させることにより、
変速比を低速状態ないし高速状態に切り換えるようにし
たものである。

【０００３】このようなベルト式変速装置において、回
転軸とそれに対し相対回転可能な可動シーブとの間のト
ルク差を利用して、可動シーブを固定シーブに接近する
方向に付勢し、その分だけ、変速機構により外部から加
える推力を低減して、操作力を小さくできるようにした
トルクカム機構が知られている。

【０００４】このトルクカム機構は、例えばプーリにお
ける可動シーブのボス部内面（又は回転軸外面に、回転
軸心に対し螺旋状に傾斜するトルクカム溝を形成する一
方、該可動シーブのボス部内面に対応する回転軸外面
（又は可動シーブのボス部内面）には、トルクカム溝に
摺動可能に係合するトルクピンを突設し、回転軸と可動
シーブとがトルク差によって所定方向に相対回転するの
に伴い、トルクピンがトルクカム溝のカム面（溝側面）
を押圧して可動シーブを固定シーブに接近する方向に移
動させるようになっている。

【０００５】

【考案が解決しようとする課題】しかし、上記可動シー
ブが例えば硬度の低い鋳鉄材料であると、そのボス部に
形成されたトルクカム溝に摩耗が発生するのは避けられ
ず、強度上の問題がある。そこで、上記可動シーブのボ
ス部内側に鋳鉄材料よりも高硬度の例えば焼入鋼からな
るトルクカムカラーを配置して両者を一体接合し、この
トルクカムカラーにトルクカム溝を形成することが考え
られ、そうすることで耐摩耗性や強度上の問題を解消す
ることができる。

【０００６】ところが、その反面、可動シーブのボス部
とトルクカムとが異種材料であるので、溶接により接合
すると、溶接熱によりトルクカムカラーの歪みや焼入れ
の戻り等が生じる虞れがあり、実際には溶接による両者
の一体接合はできない。

【０００７】本考案は斯かる諸点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、上記可動シーブのボ
ス部とその内側のトルクカムカラーとの接合構造を改良
することで、両者を溶接による歪みの問題等を招くこと
なく簡単かつ容易に接合できるようにし、トルクカムカ
ラーによるトルクカム溝の耐摩耗効果を有効に得ること
にある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１の考案では、トルクカムカラー外面に有底
の孔を、また可動シーブのボス部には上記有底の孔より
も大径の貫通孔をそれぞれ形成して、ボス部外周から貫
通孔を通してトルクカムカラーの有底の孔に固定部材を
打込み嵌合し、その固定部材で両者を一体接合するよう
にした。

【０００９】すなわち、この考案では、回転軸に回転一
体にかつ軸方向に移動不能に固定された固定シーブと、
回転軸に回転可能にかつ軸方向に移動可能に支持され、
上記固定シーブとの間に、ベルトが巻き掛けられる断面
Ｖ字状のベルト溝を形成する可動シーブとからなる変速
プーリを備えたベルト式変速装置が前提である。

【００１０】上記可動シーブのボス部内側で回転軸との
間に、可動シーブとは異種材料のトルクカムカラーが配
設され、このトルクカムカラーの外面には有底の固定孔
が形成されている。一方、可動シーブのボス部には上記
固定孔よりも大径の貫通孔が固定孔に対応して形成され
ている。上記固定孔には貫通孔に亘って延びる固定部材
がボス部外周側から嵌合されていて、該固定部材により
可動シーブのボス部とトルクカムカラーとが円周方向及
び軸方向に移動一体に接合されている。

【００１１】また、上記トルクカムカラーの内面に、回
転軸心に対し螺旋状に配置されたトルクカム溝が形成さ
れている一方、回転軸外面には、トルクカム溝に摺動可
能に係合する係合部材が突設されていて、回転軸と可動
シーブとの所定方向の相対回転に伴い係合部材がトルク
カム溝のカム面を押圧して可動シーブが固定シーブに接
近する方向に移動するように構成されていることを特徴
とする。

【００１２】請求項２の考案では、上記固定部材と可動
シーブのボス部における貫通孔との間の間隙に、充填材
を充填する。

【００１３】

【作用】上記の構成により、請求項１の考案では、トル
クカムカラー外面の有底の固定孔に固定部材が可動シー
ブのボス部外周側からボス部の貫通孔を通って嵌合され
ていて、該固定部材はボス部の貫通孔に亘って延びてい
るので、その固定部材により可動シーブのボス部とトル
クカムカラーとを円周方向及び軸方向に移動一体に接合
することができる。こうしてボス部とトルクカムカラー
とを固定部材により接合することで、溶接による歪み等
の問題は生ぜず、両部材を確実に接合することができ
る。

【００１４】また、上記固定部材をボス部外側から貫通
孔を通して固定孔に打ち込む場合において、可動シーブ
のボス部の貫通孔はトルクカムカラー外面の固定孔より
も大径であるので、貫通孔と固定孔との位置合せをボス
部外側から容易に行うことができる。しかも、トルクカ
ムカラー外面の固定孔は有底であるので、固定部材をト
ルクカムカラーへの貫通を懸念することなく固定孔の底
部まで容易に嵌合することができ、貫通孔が固定孔より
も大径であることと相俟って、固定部材の打込みも容易
に行うことができる。また、可動シーブの貫通孔がトル
クカムカラーの固定孔よりも大径であるので、製作時の
公差を緩くすることができ、製作加工が容易となる。

【００１５】請求項２の考案では、固定部材と可動シー
ブの貫通孔との間の間隙に充填材が充填されているの
で、トルクの作用により可動シーブとトルクカムカラー
とがずれても、固定部材が貫通孔の周囲面に衝撃的に当
たることがなく、固定部材の折損等を確実に防止して、
効果を安定させることができる。

【００１６】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。図１及び図２は本考案の実施例の全体構成を示
し、１はベルト式変速装置における駆動側の回転軸で、
この回転軸１は回転軸本体２と、その先端に配置された
円筒状のローラ取付台支持部３と、回転軸本体２とロー
ラ取付台支持部３との間に同心状に外嵌合された円筒状
スリーブ４と、ローラ取付台支持部３を回転軸本体２に
回転一体に取り付けるボルト５とからなる。

【００１７】上記回転軸１の先端部には変速プーリ６が
支持されている。この変速プーリ６は回転軸１上で互い
に対向するように配置されたフランジ状の固定及び可動
シーブ７，９を有し、これらシーブ７，９は鋳鉄材料か
らなる。固定シーブ７は回転軸本体２の基端側にボス部
７ａにてキー８により回転一体にかつ摺動不能に固定さ
れている。一方、回転軸１の先端側に位置するスリーブ
４は上記キー８により回転不能に外嵌合され、このスリ
ーブ４外周に円筒状のトルクカムカラー１０を介して可
動シーブ９が結合支持されている。トルクカムカラー１
０は上記シーブ７，９よりも高硬度の焼入鋼からなって
いて、可動シーブ９のボス部９ａと一体的に接合されて
いる。図３及び図４にも示す如く、上記トルクカムカラ
ー１０の内周面には直径方向に対向した部位に１対のト
ルクカム溝１０ａ，１０ａが形成されている。一方、図
１に示すように、スリーブ４の外周には直径方向に対向
した部位に１対のトルクピン１１，１１が突設されてお
り、このトルクピン１１，１１をそれぞれ上記トルクカ
ムカラー１０のトルクカム溝１０ａ，１０ａに係合させ
ることで、トルクカムカラー１０及びそれと一体の可動
シーブ９を軸方向に摺動可能にかつ回転軸１と相対回転
可能に結合支持している。そして、上記トルクカムカラ
ー１０の各トルクカム溝１０ａは回転軸心に対し螺旋状
に配置され、その一側にカム面１０ｂを有しており、回
転軸１がトルクカムカラー１０（可動シーブ９）に対し
駆動方向に相対回転するのに伴い、トルクピン１１がト
ルクカム溝１０ａのカム面１０ｂを押圧して可動シーブ
９を固定シーブ７に接近する方向に移動させるように構
成されている。

【００１８】上記両シーブ７，９間には断面Ｖ字状のベ
ルト溝１２が形成され、このベルト溝１２にはＶベルト
Ｂが巻き掛けられており、プーリ６の可動シーブ９を固
定シーブ７に対して接離させてプーリ径を変更すること
で、変速比を変える。

【００１９】上記両シーブ７，９間のスリーブ４上には
ベアリング１４が取り付けられ、このベアリング１４の
アウタレースにより、ベルト溝１２底部に配置されてス
リーブ４（回転軸１）に対し回転自在な空転体１５が構
成されており、プーリ６が最大近くまで開いたときに、
この空転体１５にベルトＢを乗り移らせることで、ベル
トＢとプーリ６との伝動を遮断するニュートラル状態と
するようになっている。１３はプーリ６が閉じたときに
ベアリング１４と干渉しないように可動シーブ９のベル
ト溝１２内周側に形成された凹部である。

【００２０】上記プーリ６における可動シーブ９の背面
側には、該可動シーブ９を固定シーブ７に対して接離さ
せるためのカム機構１６が設けられている。このカム機
構１６は、可動シーブ９のボス部９ａ外周にベアリング
１７を介して相対回転可能にかつ軸方向に移動一体に外
嵌合支持された円筒カム１８を有する。このカム１８の
プーリ６と反対側の端面には１対のカム面１９，１９が
円周方向に等角度間隔（１８０°間隔）をあけて形成さ
れ、この各カム面１９は、回転軸１の回転方向に向かっ
てプーリ６から離れるように傾斜している。また、カム
１８の外周には回動レバー２０が回転一体に突設されて
おり、この回動レバー２０の操作によりカム１８が回転
軸１回りに回転するようなっている。

【００２１】また、上記回転軸１におけるローラ取付台
支持部３先端には円環状のローラ取付台２１がベアリン
グ２２を介して回転軸１に対し相対回転可能に支持され
ている。このローラ取付台２１の外周には半径方向に延
びる固定アーム２３が一体に固定され、この固定アーム
２３の先端は図外の固定体（例えば変速装置のケース
等）により締結されており、この構造によりローラ取付
台２１は回転軸１回りに回転不能にかつ軸方向に移動不
能に固定されている。ローラ取付台２１の外周にはその
半径方向に延びる１対のピン２４，２４がそれぞれ上記
円筒カム１８のカム面１９，１９に対応して一体的に取
り付けられている。該各ピン２４のヘッド側はローラ取
付台２１から突出していて、その突出部分に、カム１８
の各カム面１９に当接して転動するカム用ローラ２５が
回転自在に支持されている。そして、上記回動レバー２
０により円筒カム１８を回転軸１回りにその回転方向と
逆方向に回転させて、その各カム面１９上でカム用ロー
ラ２５を転動させることにより、可動シーブ９を軸方向
に移動させて固定シーブ７に対し接近させ、そのベルト
溝１２の有効半径つまりプーリ６のプーリ径を大きくす
るように構成されている。

【００２２】本考案の特徴は、上記可動シーブ９のボス
部９ａとその内側のトルクカムカラー１０との一体接合
構造にある。すなわち、図１に示すように、上記トルク
カムカラー１０の外面には直径方向に対向する部位に有
底の固定孔１０ｃが形成されている。一方、可動シーブ
９のボス部９ａには同様に直径方向に対向する部位に貫
通孔９ｂが上記固定孔１０ｃに軸方向に対応して形成さ
れ、図５に示すように、この貫通孔９ｂは固定孔１０ｃ
よりも大径とされている。そして、上記固定孔１０ｃに
は固定孔１０ｃよりも若干小径の固定ピン３０がボス部
９ａ外周側からその貫通孔９ｂを通して嵌合され、この
固定ピン３０はその外端部が貫通孔９ｂ内に臨むように
貫通孔９ｂに亘って延びていて、外端はボス部９ａ外面
よりも内側になるよう貫通孔９ｂ内に没入しており、こ
の固定ピン３０により可動シーブ９のボス部９ａとトル
クカムカラー１０とが円周方向及び軸方向に移動一体に
接合されている。

【００２３】さらに、図５にも示すように、上記可動シ
ーブ９のボス部９ａにおける貫通孔９ｂとトルクカムカ
ラー１０の固定孔１０ｃとの孔径の違いにより固定ピン
３０の外端部と貫通孔９ｂとの間に間隙が形成される
が、この間隙にはセメント等の硬化材からなる充填材３
１が充填されている。

【００２４】したがって、この実施例では、カム機構１
６における回動レバー２０を操作して円筒カム１８を回
転軸１回りに回転させることで、その端面のカム面１
９，１９上をそれぞれローラ２５，２５が転動し、この
カム面１９とローラ２５とのカム接触により可動シーブ
９が軸方向に移動して固定シーブ７に接離し、プーリ６
のプーリ径が変更されて変速比が切り換えられる。

【００２５】つまり、プーリ６を閉じてプーリ径を大き
くする高速状態にするには、回動レバー２０を図２に示
すＨｉ位置に向けて回転させる。このカム１８の回転に
伴い、各カム面１９がローラ２５により押されること
で、カム１８及びそれにベアリング１７を介して連結さ
れている可動シーブ９が軸方向に移動して固定シーブ７
に接近し、可動シーブ９が固定シーブ７に最大に接近し
てプーリ６が閉じ、高速状態となる。

【００２６】また、プーリ６を開いてプーリ径を小さく
する低速状態にするには、回動レバー２０を図２に示す
Ｌｏ位置に向けて回転させると、このカム１８の回転に
より、各カム面１９に対するローラ２５の押圧力がなく
なり、ベルトＢからの推力により可動シーブ９が軸方向
に移動して固定シーブ７から離れ、可動シーブ９が固定
シーブ７に最大近くまで離隔してプーリ６が開き、低速
状態となる。

【００２７】このような伝動負荷状態では、回転軸１と
可動シーブ９との間にトルク差が作用しており、このト
ルク差により回転軸１が可動シーブ９に対し駆動方向に
相対回転するのに伴い、トルクピン１１がトルクカムカ
ラー１０における各トルクカム溝１０ａのカム面１０ｂ
を押圧して、トルクカムカラー１０と一体の可動シーブ
９を固定シーブ７に接近する方向に移動させ、この付勢
力により、カム機構１６による外部からの推力が低減さ
れる。

【００２８】尚、プーリ６とベルトＢとの接続を遮断す
るためにクラッチをＯＦＦ状態にするときには、回動レ
バー２０を図２に示すＮ位置（ニュートラル位置）に位
置付ける。この回転操作に伴い、可動シーブ９がベルト
Ｂからの推力により固定シーブ７からさらに離れて、ベ
ルトＢが両シーブ７，９間の空転体１５に乗り上げ、ベ
ルトＢとプーリ６との接続が遮断されるニュートラル状
態となる。

【００２９】この実施例においては、トルクカムカラー
１０が鋳鉄材料からなる可動シーブ９とは異なる高硬度
の焼入鋼からなるので、上記トルクカム作用におけるト
ルクカムカラー１０の耐摩耗性及び強度を向上させるこ
とができる。

【００３０】また、こうしてトルクカムカラー１０が可
動シーブ９とは異なる焼入鋼であるので、両者を一体的
に接合する場合、まず、トルクカムカラー１０の外側に
可動シーブ９のボス部９ａを、トルクカムカラー１０の
固定孔１０ｃとボス部９ａの貫通孔９ｂとを合致させた
状態で嵌合する。次いで、ボス部９ａの外側から固定ピ
ン３０をその先端が固定孔１０ｃの底部に届くように打
ち込み、しかる後、固定ピン３０と可動シーブ９の貫通
孔９ｂとの間の間隙に充填材３１を充填する。こうする
ことで、固定孔１０ｃから貫通孔９ｂに亘って延びる固
定ピン３０により、可動シーブ９のボス部９ａとトルク
カムカラー１０とを円周方向及び軸方向に移動一体に接
合することができる。このような固定ピン３０によるボ
ス部９ａとトルクカムカラー１０との接合により、溶接
による接合の場合のような歪み等の問題は生ぜず、両部
材を確実に接合することができ、上記トルクカムカラー
１０によるトルクカム溝１０ａの耐摩耗効果を有効に得
ることができる。

【００３１】その際、上記可動シーブ９のボス部９ａの
貫通孔９ｂはトルクカムカラー１０外面の固定孔１０ｃ
よりも大径であるので、貫通孔９ｂと固定孔１０ｃとの
位置合せをボス部９ａ外側から容易に行うことができ
る。しかも、トルクカムカラー１０外面の固定孔１０ｃ
は有底であるので、固定ピン３０をトルクカムカラー１
０への貫通を懸念することなく固定孔１０ｃの底部まで
容易に嵌合することができ、上記貫通孔９ｂが固定孔１
０ｃよりも大径であることと相俟って、固定ピン３０の
打込みも容易に行うことができる。また、可動シーブ９
の貫通孔９ｂがトルクカムカラー１０の固定孔１０ｃよ
りも大径であるので、製作時の公差を緩くすることがで
き、製作加工が容易となる。

【００３２】また、上記貫通孔９ｂが固定孔１０ｃより
も大径であるので、固定ピン３０と可動シーブ９の貫通
孔９ｂとの間に間隙が形成され、この間隙により、トル
クの作用により可動シーブ９とトルクカムカラー１０と
がずれて、固定ピン３０が貫通孔９ｂの周囲面に衝突す
ると、その衝撃により固定ピン３０が折損する虞れがあ
る。しかし、この実施例では、上記間隙に充填材３１が
充填されているので、固定ピン３０が貫通孔９ｂの周囲
面に衝撃的に当たることはなく、その折損等を確実に防
止して、上記効果を安定して得ることができる。

【００３３】

【考案の効果】以上説明したように、請求項１の考案に
よると、変速プーリにおける可動シーブと回転軸との相
対回転により可動シーブを固定シーブに押圧してプーリ
が閉じる方向に推力を発生させるトルクカム機構を有す
るベルト式変速装置において、可動シーブのボス部内側
に可動シーブとは異種材料のトルクカムカラーを配設し
て、その内面にトルクカム溝を形成し、トルクカムカラ
ーに有底の固定孔を、また可動シーブのボス部には上記
固定孔よりも大径の貫通孔をそれぞれ形成して、ボス部
外周から貫通孔を通してトルクカムカラーの固定孔に固
定部材を打込み嵌合し、その固定部材で両者を一体接合
するようにしたので、ボス部とトルクカムカラーとを、
溶接による歪みの問題等を招くことなく簡単かつ容易に
接合することができ、トルクカムカラーによるトルクカ
ム溝の耐摩耗効果を有効に得ることができる。

【００３４】請求項２の考案によると、固定部材と可動
シーブの貫通孔との間の間隙に充填材を充填したことに
より、トルクの作用により可動シーブとトルクカムカラ
ーとがずれたときに、固定部材が貫通孔の周囲面に衝撃
的に当たるのを防いで固定部材の折損等を確実に防止で
き、上記効果を安定確保することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例におけるベルト式変速装置の一
部破断正面図である。

【図２】ベルト式変速装置の側面図である。

【図３】トルクカムカラーの側面図である。

【図４】図３のIV―IV線断面図である。

【図５】可動シーブのボス部とトルクカムカラーとの接
合部分を示す拡大平面図である。

【符号の説明】

１…回転軸 ６…変速プーリ ７…固定シーブ ９…可動シーブ ９ａ…ボス部 ９ｂ…貫通孔 １０…トルクカムカラー １０ａ…トルクカム溝 １０ｃ…固定孔 １１…トルクピン（係合部材） １６…カム機構（変速機構） ３０…固定ピン ３１…充填材

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に回転一体にかつ軸方向に移動不
   能に固定された固定シーブと、回転軸に回転可能にかつ
   軸方向に移動可能に支持され、上記固定シーブとの間
   に、ベルトが巻き掛けられる断面Ｖ字状のベルト溝を形
   成する可動シーブとからなる変速プーリを備えたベルト
   式変速装置において、 上記可動シーブのボス部内側で回転軸との間に、可動シ
   ーブとは異種材料のトルクカムカラーが配設され、この
   トルクカムカラーの外面には有底の固定孔が形成されて
   いる一方、可動シーブのボス部には上記固定孔よりも大
   径の貫通孔が固定孔に対応して形成され、上記固定孔に
   は貫通孔に亘って延びる固定部材がボス部外周側から嵌
   合されていて、該固定部材により可動シーブのボス部と
   トルクカムカラーとが円周方向及び軸方向に移動一体に
   接合されており、 上記トルクカムカラーの内面に、回転軸心に対し螺旋状
   に配置されたトルクカム溝が形成されている一方、回転
   軸外面には、トルクカム溝に摺動可能に係合する係合部
   材が突設されていて、回転軸と可動シーブとの所定方向
   の相対回転に伴い係合部材がトルクカム溝のカム面を押
   圧して可動シーブが固定シーブに接近する方向に移動す
   るように構成されているベルト式変速装置。
2. 【請求項２】 固定部材と可動シーブのボス部における
   貫通孔との間の間隙に、充填材が充填されている請求項
   １記載のベルト式変速装置。