JPH0989059A - 可変速プーリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】構造が簡単で変速がスムーズでありトルク変動
に対して鈍感な可変速プーリを提供すること。 【解決手段】ベルト２が巻き掛けられる断面台形形状の
偏心リング２０を第１及び第２のＶ溝形成体１８，１９
間に挟持する。各Ｖ溝形成体１８，１９は、回転軸１５
に形成された、互いに逆ねじで同一ピッチの第１及び第
２の雄ねじ部１６，１７に、それぞれねじ結合してい
る。このねじ結合部分がトルクカム機構を構成する。負
荷トルクが変動して、偏心リングが可変速プーリの径方
向内方へ入り込もうとしても、これに抗する力をトルク
カム機構によって発生させて阻止する。伝達トルクの摩
擦ロスが少ない。構造を簡素で小型にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、巻き掛けられたベ
ルトに対する接触径を変化させることができる可変速プ
ーリに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、ベルト伝動装置は、例えば、
自動車のカーコンプレッサやオイルポンプ等の補機を駆
動するために用いられている。このベルト伝動装置で
は、エンジンのクランク軸からプーリ及びベルトを介し
て一定の変速比で駆動力が伝達されており、クランク軸
の回転数の増加と共に各種補機の回転数が増加する。そ
の回転数の増加と共に各種補機の効率も増加するが、あ
る回転数以上では逆に効率が低下する。

【０００３】したがって、補機を必要以上に回転させる
ことは、エネルギを無駄に消費し、補機の耐久性にも影
響を与える。そこで、補機の回転数を調整し得るように
したベルト伝動装置が提案されている。例えば、公表特
許公報平２−５００２６１号に示すベルト伝動装置があ
る。この公報のベルト伝動装置では、巻き掛けられたベ
ルトの接触径を変化させる可変速プーリが用いられてい
る。

【０００４】この可変速プーリは、回転軸の回りに円形
パターンに配列され且つ付勢手段によって径方向外方へ
弾性的に付勢された多数のベルト係合棒を備えており、
これら円形パターンの直径が可変速プーリの有効直径に
なっている。そして、上記多数のベルト係合棒を、付勢
手段の付勢力に抗して径方向内方へ一括して移動させる
ことにより、可変速プーリの有効直径（すなわちベルト
の接触径）が変化されるようになっている。

【０００５】具体的には、互いに対向した一対の回転板
に、互いに逆向きの渦巻き状に延びる多数の放射状溝を
それぞれ形成し、両回転板の対応する放射溝によって、
上記ベルト係合棒の両端部をそれぞれ支持するようにし
ている。これにより、各ベルト係合棒は、両回転板の相
対回転に伴って、円形パターンの配列のまま、有効直径
を変化させることができる。一方、上記付勢手段として
は、両回転板同士の間に介在し、且つ有効直径を増加さ
せる方向へ両回転板同士を回転付勢するねじりコイルば
ねが用いられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、上記公報
の可変速プーリでは、上記多数のベルト係合棒を採用し
ていて部品点数が多いうえに、これらベルト係合棒を円
形パターンに配列した状態で円形パターンの直径を変化
させねばならず、構造が複雑になるという欠点があっ
た。

【０００７】また、円形パターンの直径を変化させるべ
く上記多数のベルト係合棒が移動するときに、各ベルト
係合棒の両端部と対応する放射溝との間にそれぞれ摩擦
抵抗を生じるが、１本のベルト係合棒に関して摩擦箇所
が２箇所あって且つベルト係合棒が多数あるので、摩擦
箇所が非常に多い。その結果、摩擦抵抗が大きくなり、
変速がスムーズに行なえないという欠点もあった。

【０００８】さらに、上記の円形パターンの直径は、ベ
ルトがベルト係合棒を径方向内方へ押す力と、付勢手段
としてのねじりコイルばねの付勢力とがバランスする、
ベルト係合棒の径方向位置に依存しており、付勢力が弱
い場合には、トルク変動等に敏感に反応して、可変速プ
ーリの有効直径が変動するおそれがあった。これを防止
するため、上記付勢力を強くすることも考えられるが、
これでは、摩擦トルクが増大し変速のスムーズさを損な
うと共に伝達トルクのロスが大きくなってしまう。

【０００９】本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、構造が簡単で変速がスムーズでありトルク変動に
対して鈍感な可変速プーリを提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、 (1) 請求項１記載の発明の可変速プーリは、巻き掛けら
れたＶベルトに対する接触径を変化させることができる
可変速プーリにおいて、所定の回転方向に回転される回
転軸と、この回転軸の周囲を取り囲んで一対が設けら
れ、互いに対向するテーパ状のトルク伝達面を有し且つ
これらトルク伝達面同士の間にＶベルトを保持するため
のＶ溝を区画した環状のＶ溝形成体と、両Ｖ溝形成体同
士を回転軸の軸方向に進退自在な状態で一体回転可能に
連結する連結手段と、両Ｖ溝形成体を互いに近接させて
上記接触径が最大径となる方向へ弾性的に付勢する付勢
手段と、回転軸と各Ｖ溝形成体とをそれぞれトルク伝達
可能に連結すると共に、伝達トルクの負荷による回転軸
と各Ｖ溝形成体との位相ずれを、各Ｖ溝形成体の軸方向
移動に変換することにより、各Ｖ溝形成体を相等しいス
トローク量で互いに近接させることのできる一対のトル
クカム機構とが備えられたことを特徴とするものであ
る。

【００１１】上記構成によれば、トルク変動等によって
Ｖベルトの張り側部分の張力が増大すると、この張り側
部分をＶ溝形成体の径方向内方へ移動させようとして、
両Ｖ溝形成体を互いに遠ざけようとする力が働く。一
方、伝達トルクが、トルクカム機構によって、両Ｖ溝形
成体を近接させようとする力に変換され、付勢手段によ
る付勢力に付加されて、上記遠ざけようとする力と均衡
する。したがって、トルク変動があっても、可変速プー
リの接触径が変化することがない。特に、上記Ｖ溝形成
体を近接させる力を付勢手段のみで得ていた従来の場合
には摩擦損失が大きくなるという欠点があったが、本発
明では、負荷トルクに応じて両Ｖ溝形成体を互いに近接
させる適切な力を得ることができ、付勢手段による付勢
力を小さくできるので、摩擦損失を少なくすることがで
きる。

【００１２】また、従来は、複数のベルト係合棒を用い
てベルトを支持していたため、構造が複雑であり且つベ
ルトを支持する部分に関して摩擦箇所が多くなるという
問題があったが、本発明では、Ｖベルトを支持する手段
として、一対の環状のＶ溝形成体を用いたので、部品点
数が少なくて構造が簡単であり、摩擦箇所も多くない。

【００１３】さらに、トルクカム機構が、両Ｖ溝形成体
を相等しいストローク量で互いに近接させるので、可変
速プーリの接触径が変化しても、Ｖベルトの幅方向の中
心位置は変化しない。テーパ状のトルク伝達面とは、直
線的な傾斜面だけでなく、湾曲を呈する傾斜面をも含む
概念である。 (2) また、請求項２記載の発明の可変速プーリは、請求
項１記載の可変速プーリにおいて、上記トルクカム機構
は、各Ｖ溝形成体の内周面と回転軸の外周面とをそれぞ
れねじ結合させる、互いに逆ねじで且つ同一ピッチの一
対のねじ結合機構からなることを特徴とするものであ
る。

【００１４】上記構成によれば、トルクカム機構とし
て、互いに逆ねじの一対のねじ結合機構を用いたので、
構造が簡単である。また、このような簡単な構造にて、
接触径を変化させても、Ｖベルトの幅方向の中心位置を
変化させないようにすることができる。さらに、ねじ山
のリード角等の設定により、力の変換効率を容易に設定
することができる。 (3) また、請求項３記載の発明の可変速プーリは、請求
項１又は２記載の可変速プーリにおいて、上記連結手段
は、各Ｖ溝形成体にそれぞれ形成され、互いに嵌め合わ
される嵌合突起と嵌合孔とからなることを特徴とするも
のである。

【００１５】上記構成によれば、両Ｖ溝形成体が連結手
段を兼用することになるので、これを別途に構成する場
合と比較して、部品点数を削減でき、構造を簡単にする
ことができる。 (4) また、請求項４記載の発明の可変速プーリは、請求
項３記載の可変速プーリにおいて、上記嵌合突起と嵌合
孔との嵌め合いは、両Ｖ溝形成体が互いに他を支持でき
るようにルーズフィットとされていることを特徴とする
ものである。

【００１６】上記構成によれば、両Ｖ溝形成体が互いに
他を介して回転軸に支持されるので、各Ｖ溝形成体を支
持するための軸受等を別途に設ける場合と比較して、部
品点数を削減でき、構造を簡単にすることができる。 (5) また、請求項５記載の発明の可変速プーリは、請求
項１ないし４の何れかに記載の可変速プーリおいて、上
記Ｖベルトに代えて平ベルトが用いられ、上記Ｖ溝に遊
嵌され且つ外周面に上記平ベルトへの伝動面を形成した
断面台形形状の偏心リングがさらに備えられたことを特
徴とするものである。

【００１７】上記構成によれば、平ベルトを用いること
が可能となる。また、偏心リングは、ベルトとは別の材
料を選択することができる。例えば、ベルトとしてゴム
を用いた場合に、偏心リングとして樹脂を用いることが
でき、この場合、樹脂からなる偏心リングによって、Ｖ
溝形成体に対して焼き付き難くし、且つＶ溝形成体に対
する摩擦係数を高くすることができる。 (6) また、請求項６記載の発明の可変速プーリは、請求
項１ないし５の何れか一つに記載の可変速プーリにおい
て、両Ｖ溝形成体のトルク伝達面同士間の距離が増大す
ると接触径が累進的に減少するように、各Ｖ溝形成体の
トルク伝達面は凹面状に設定されると共に各Ｖ溝形成体
のトルク伝達面と摩擦係合される面は凸面状に設定され
ることを特徴とするものである。

【００１８】上記構成では、Ｖ溝形成体が遠近する距離
を変えることなく、接触径の変化を大きくして変速比を
大きく確保することができる。なお、Ｖ溝形成体のトル
ク伝達面と摩擦係合される面は、Ｖベルトを用いる場合
はＶベルトに形成され、また、偏心リングを用いる場合
は、偏心リングに形成されることになる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下に提示する本発明の実施の形
態の説明においては、ベルトで駆動されるエンジン補機
システムの中の、駆動プーリだけを可変速プーリとして
ある構成に即して説明していく。ただし、１のシステム
において、１ないし２つ以上の従動プーリを可変速プー
リとすることも可能であり、また、そうした場合には、
駆動プーリを可変速プーリとしてもしなくても良いこと
になる。

【００２０】まず、図１から図５までを参照しつつ本発
明の第１の実施の形態について説明する。図２は、ベル
ト２で駆動される一連の補機類（それら補機類とは、そ
れらにそれぞれ備えられているプーリによって代表して
表されている）を備えたエンジンの全体概略図である。
それら補機類は、ここではあくまで具体例として提示し
たものであるが、例えば、エアーポンプ３、オルタネー
タ４、エアコンディショナ用コンプレッサ５、パワース
テアリング用ポンプ６及びウォータポンプ７等を含むも
のであり、それら全てが、エンジンのクランクシャフト
に連結してある可変速プーリ８によって駆動されてい
る。ベルト２、可変速プーリ８、各補機３〜７のプー
リ、オートテンショナ１０、並びに、後述する油圧アク
チュエータ１１、コントローラ１２及び速度センサ１
３，１４によって、補機を駆動するためのベルト伝動装
置１が構成されている。

【００２１】また、オルタネータ４のプーリ及びエアー
コンディショナ用コンプレッサ５のプーリの両者の間に
は、アイドラプーリ９が介在しており、このアイドラプ
ーリ９を用いて、上記両者のプーリ２へのベルト２の巻
き掛け角度（接触角度）を適当な大きさに調整すること
が行なわれることもある。また、エアポンプ３のプーリ
とオルタネータ４のプーリとの間には、ベルト２への張
力を調整することのできるオートテンショナ１０が介在
している。このオートテンショナ１０は、ベルト２への
張力を増す方向と減らす方向へ変位可能に設けられてお
り、油圧アクチュエータ１１によって、図２において、
実線で示す第１の位置と破線で示す第２の位置との間に
変位される。上記の第１の位置に対応して可変速プーリ
８はベルト２に対して最大接触径となると共に、第２の
位置に対応して可変速プーリ８は最小接触径となり（具
体的には、偏心リング２０が破線で示すように可変速プ
ーリ８の中心に対して偏心する）、図３を参照して、最
大と最小の間の接触径を所望に設定することにより、無
段変速が達成されている。なお、オートテンショナ１０
の変位位置を予め複数段階に設定しておき、これら複数
段階の変位に応じて複数段階の変速を行なっても良い。

【００２２】一方、オートテンショナ１０の動作は、コ
ントローラ１２によって制御されている。このコントロ
ーラ１２は、可変速プーリ８の回転速度を検出する第１
の速度センサ１３の出力信号、及びアイドラプーリ９の
回転速度を検出する第２の速度センサ１４の出力信号を
入力している。可変速プーリ８の回転速度はエンジン回
転数に等しく、アイドラプーリ９の回転速度はベルト２
の走行速度に相当している。

【００２３】コントローラ１２による制御としては、第
１の速度センサ１３からの出力信号を入力してエンジン
の回転速度を検出し、例えば、エンジン回転数が所定レ
ベルよりも低い状態で上記第１の位置に変位させておく
ことにより、エンジン回転数に対して補機の回転数を相
対的に高くし、また、エンジン回転数が所定レベル以上
の状態で上記第２の位置に変位させておくことにより、
エンジン回転数に対して補機の回転数を相対的に低くす
ることができる。さらに、コントローラ１２は、第２の
速度センサ１４からの出力信号の入力により、ベルト２
の走行速度を検出し、この走行速度がエンジンの回転数
に対して所定の割合になるように、油圧アクチュエータ
１１によるオートテンショナ１０の変位量を調整する。
これは、長期の使用によるベルト２の伸びに起因して、
変速比が当初に設定したものからずれるおそれがあるの
で、これを防止し、変速比を当初設定したものに維持す
るためである。

【００２４】次いで、図１を参照して、可変速プーリ８
は、エンジンのクランク軸の同軸上に一体回転可能に
連結された筒状の回転軸１５と、この回転軸１５の周
面に形成された、互いに逆ねじで且つ同一ピッチの第１
及び第２のねじ部１６，１７に、それぞれねじ嵌めされ
ると共に一体回転可能に連結された第１及び第２のＶ溝
形成体１８，１９と、両Ｖ溝形成体１８，１９間に区
画されるＶ溝２１に嵌められ、回転軸１５の軸線１５ａ
に対して偏心可能な（図４参照）偏心リング２０と、
両Ｖ溝形成体１８，１９が互いに近接する方向に第１の
Ｖ溝形成体１８を付勢する付勢手段としての環状の皿ば
ね２２とを主要部として有している。

【００２５】皿ばね２２の内周縁は、回転軸１５に外嵌
された支持リング２５によって支持され、軸方向への移
動を規制されている。ベルト２は内側面に接触面積を確
保するための凹凸を設けた平ベルトからなる。また、偏
心リング２０は、断面台形形状の円環状をしており、外
周面にベルト２への伝動面２０ａを形成している。伝動
面２０ａ及びベルト２には、互いに噛み合う凹凸が形成
されている。

【００２６】上記筒状の回転軸１５は、クランク軸２３
にボルト２４を介して締結している。２６は、上記取付
２３と回転軸１５とを一体回転可能に連結するキーであ
る。第１の雄ねじ部１６が、第２の雄ねじ部１７よりも
エンジン側に配置されている。回転軸１５がその軸線１
５ａの回りに、図において矢符Ｘ方向に回転していると
して、回転軸線１５ａに平行Ｙ方向に沿って見た場合
に、第１の雄ねじ部１６は、右ねじ（反Ｘ方向に回転さ
せることにより、第１のＶ溝形成体１８にねじ込まれる
もの）であり、第２の雄ねじ部１７は左ねじ（Ｘ方向に
回転させることにより、第２のＶ溝形成体１９にねじ込
まれるもの）である。

【００２７】第１及び第２の雄ねじ部１６，１７のねじ
形成方向を、上記のように設定したので、第１のＶ溝形
成体１８をＹ方向に沿って押す皿ばね２２の付勢力は、
両Ｖ溝形成体１８，１９を回転軸１５に対して反Ｘ方向
に回転させて、両Ｖ溝形成体１８，１９を互いに等しい
距離だけ近接させるように働く。一方、回転軸１５に対
して両Ｖ溝形成体１８，１９を、回転軸１５に対してＸ
方向に回転させた場合には、両Ｖ溝形成体１８，１９が
互いに等しい距離だけ遠ざかることになる（図１及び図
４参照）。

【００２８】両Ｖ溝形成体１８，１９は、略同一の形状
に形成されているが、第１のＶ溝形成体１８が、皿ばね
２２の外縁部を係合することのできる環状凸部１８１を
有していることのみが異なる。図１及びＶ溝形成体１８
（１９）の正面図である図５を参照して、第１のＶ溝形
成体１８は、Ｖ溝２１を区画するためのトルク伝達面
としてのテーパ面１８ａを有する円形環状板からなる主
体部１８ｂと、この主体部１８ｂから軸方向に延び、
円周等配に配置された複数の円弧状の嵌合突起１８ｃ
と、隣接する嵌合突起１８ｃ同士の間に形成され、環
状の内方へ開放する円弧状の嵌合溝１８ｄと、主体部
１８ｂの内周側であって嵌合突起１８ｃの基端側の部分
に形成され、上記第１の雄ねじ部１６に噛み合う第１の
雌ねじ部１８ｅを備えている。

【００２９】同様に、第２のＶ溝形成体１９は、トルク
伝達面としてのテーパ面１９ａを有する主体部１９ｂ
と、複数の嵌合突起１９ｃと、嵌合溝１９ｄと、第２の
雄ねじ部１７と噛み合う第２の雌ねじ部１９ｅとを備え
ている。そして、第１のＶ溝形成体１８の嵌合突起１８
ｃが、第２のＶ溝形成体１９の嵌合溝１９ｄに嵌め合わ
される一方、第２のＶ溝形成体１９の嵌合突起１９ｃ
が、第１のＶ溝形成体１８の嵌合溝１８ｄに嵌め合わさ
れている。

【００３０】また、各Ｖ溝形成体１８，１９の嵌合突起
１８ｃ，１９ｃの外周面は、互いに他のＶ溝形成体１
９，１８の嵌合溝１９ｄ，１８ｄの内面に対してルーズ
フィットに嵌め合わされており、これにより、両Ｖ溝形
成体１８，１９は互いに他を、回転自在で且つ軸方向に
移動自在に支持している。すなわち、これら嵌合突起１
８ｃ，１９ｃと嵌合溝１８ｄ，１９ｄとにより、両Ｖ溝
形成体１８，１９を一体回転可能で且つ軸方向に相対移
動自在に連結する連結手段が構成されている。

【００３１】上記の第１の雄ねじ部１６及び第１の雌ね
じ部１８ｅからなるねじ締結機構により、また、第２の
雄ねじ部１７及び第２の雌ねじ部１９ｅからなるねじ結
合機構により、それぞれトルクカム機構Ｔが構成されて
いる。両ねじ結合機構は、互いに逆ねじであるので、一
体回転する両Ｖ溝形成体１８，１９を回転軸１５に対し
て相対回転させると、両Ｖ溝形成体１８，１９を互いに
等しい距離だけ近接させるように又は離反させるように
働く。

【００３２】上記のトルクカム機構Ｔの意義は下記であ
る。すなわち、本発明の実施の形態のように、駆動プー
リに可変速プーリを採用した場合、負荷トルクは、回転
軸１５に対してＶ溝形成体１８，１９を反回転方向（反
Ｘ方向）に位相ずれさせようとする力となる。この位相
ずれさせようとする力は、上記のねじ結合機構からなる
トルクカム機構Ｔによって変換されて、両Ｖ溝形成体１
８，１９を互いに近接させようとする力となり、この力
は、さらにテーパ面１８ａ，１９ａを介して、例えば図
４に示す状態の偏心リング２０の被挟持部分を、可変速
プーリ８の径方向外方へ変位させようとする力に変換さ
れる。

【００３３】そして、例えば、何れかの補機の駆動が開
始された等により、トルク変動があった場合に、これに
伴ってベルト２の張り側の部分に対応する偏心リング２
０が、両Ｖ溝形成体１８，１９間の間隔を拡げて可変速
プーリ８の径方向内方へ入り込もうとするが、これを、
上記皿ばね２２による付勢力と、上記の偏心リング２０
を径方向外方へ変位させようとする力とによって抗して
防止することができる。したがって、トルク変動があっ
ても、可変速プーリ８の接触径が変化することがない。

【００３４】なお、負荷トルクを、偏心リング２０を可
変速プーリ８の径方向外方へ変位させようとする方向の
力に変換する場合の効率は、テーパ面１８ａ，１９ａの
傾斜角度、偏心リング２０とテーパ面１８ａ，１９ａと
の摩擦係数、及びトルクカム機構Ｔを構成するねじ結合
機構のねじ効率等を適宜に設定することにより、ベルト
２のどの程度の張力までであれば、偏心リング２０の、
径方向内方への変位に抗することができるかという限界
値を予め調整することができる。そして、この限界値を
超えて、上記オートテンショナ１０がベルト張力を増大
させることにより、可変速プーリ８の接触径が変更され
るようになっている。

【００３５】上記のねじ効率の設定については、ねじの
リード角（例えば、４５°とする等）の設定により容易
に調整することができる。また、負荷トルクが大きいほ
ど、両Ｖ溝形成体１８，１９を互いに近接させようとす
る力を大きくして、偏心リング２０を強く挟持すること
ができるので、偏心リング２０と両Ｖ溝形成体１８，１
９との間に滑りが発生することを防止でき、滑りに起因
した伝達ロスを無くすことができる。

【００３６】本発明の第１の実施の形態によれば、負荷
トルクの変動によって接触径を小さくしようとする力が
作用しても、これに抗する力をトルクカム機構Ｔによっ
て生起できるので、負荷トルクの変動に起因した可変速
プーリ８の接触径の変化を防止できる。また、上記のよ
うに抗する力を負荷トルクに応じて生起できるので、皿
ばね２２による付勢力としては小さくしておくことがで
きる結果、伝達トルクの摩擦ロスを少なくすることがで
きる。

【００３７】さらに、一対の環状のＶ溝形成体１８，１
９を用いてベルト２を支持するようにしたので、従来の
多数のベルト係合棒を用いる場合と比較して構造を簡素
化でき、小型化を達成できる。しかも、従来の多数のベ
ルト係合棒を用いる場合と比較して摩擦箇所を少なくで
きる結果、摩擦抵抗を少なくでき、上記の皿ばね２２の
付勢力による摩擦ロスを少なくできることと合まって、
よりスムーズな変速が可能となる。

【００３８】図６及び図７は本発明の第２の実施の形態
を示している。これらの図を参照して、本実施の形態が
第１の実施の形態と主に異なる点は、 第１及び第２のＶ溝形成体２７，２８を連結する連結
手段として、両Ｖ溝形成体２７，２８を貫通する複数の
ボルト２９、及び各ボルト２９の先端部にそれぞれ締結
されるナット３０を用いたこと、 各Ｖ溝形成体２７，２８を、それぞれブッシュ３１，
３２を介して回転軸１５に支持したこと、及び 両Ｖ溝形成体２７，２８をそれぞれ互いに近接する方
向に付勢する一対の皿ばね３３，３４を設けたことであ
る。

【００３９】各Ｖ溝形成体２７，２８は、同一の形状を
しており、配置される向きが異なっているのみである。
第１のＶ溝形成体２７は、Ｖ溝２１を区画するための
トルク伝達面としてのテーパ面２７ａを有する円形環状
板からなる主体部２７ｂと、主体部２７ｂの内周に連
続して主体部２７ｂと同心に形成された筒状部２７ｃ
と、筒状部２７ｃの内周に設けられ、上記ブッシュ３
１を圧入させた嵌合凹部２７ｄと、筒状部２７ｃの内
周に形成された第１の雌ねじ部２７ｅと、筒状部２７
ｃの円周等配に複数が配置され、上記各ボルト２９を貫
通させるべく筒状部２７ｃを軸方向に貫通したボルト挿
通孔２７ｆとを有している。

【００４０】同様にして、第２のＶ溝形成体２８は、ト
ルク伝達面としてのテーパ面２８ａを有する主体部２８
ｂと、筒状部２８ｃと、嵌合凹部２８ｄと、第２の雌ね
じ部２８ｅと、ボルト挿通孔２８ｆとを有している。回
転軸１５は、第１及び第２の雄ねじ部１６，１７の間
に、上記ブッシュ３１とすべり接触するための円周面か
らなる摺動面１５ｂを形成している。

【００４１】ボルト２９は、頭部２９ａと、ねじが形成
されていない長尺円柱状の胴部２９ｂと、ねじ部２９ｃ
とを有しており、ねじ部２９ｃには、上記ナット３０と
ロックナット３５がねじ込まれている。また、胴部２９
ｂには、各皿ばね３３，３４の内周縁を支持するための
支持リング３６，３７が回転自在に嵌められている。し
たがって、第１の実施の形態で採用した支持リング２５
は廃止されている。一方の支持リング３６はボルト２９
の頭部２９ａにより軸方向移動を止められ、他方の支持
リング３７はナット３０によって軸方向移動を止められ
ている。

【００４２】なお、胴部２９ｃを軸方向にスライド自在
に支持するためのブッシュ３８が、各Ｖ溝形成体２７，
２８のボルト挿通孔２７ｆ，２８ｆにそれぞれ圧入され
ている。また、１５ｃは、回転軸１５と取付部材２４と
をキー結合させるキー２６を挿入するためのキー溝であ
る。また、図６において３９は皿ばね３３，３４にそれ
ぞれ放射状に形成されたスリットであり、皿ばね３３，
３４の柔軟性を増している。他の構成については、図１
の実施の形態と同様であるので、図に同一符合を付して
その説明を省略する。

【００４３】本第２の実施の形態によれば、第１の実施
の形態と同様に、負荷トルクの変動に起因した可変速プ
ーリ８の接触径の変化を防止でき、また、一対の環状の
Ｖ溝形成体２７，２８を用いることで構造の簡素化及び
小型化を達成でき、さらに、摩擦ロスを少なくしてより
スムーズな変速が可能となるという種々の作用効果を奏
する。

【００４４】図８（ａ）及び（ｂ）は本発明の第３の実
施の形態に係る可変速プーリの要部を示している。図８
（ａ），（ｂ）を参照して、本実施の形態が図１の実施
の形態と主に異なる点は、Ｖ溝５０を形成するためのＶ
溝形成体４０，４１のトルク伝達面４０ａ，４１ａが凹
面状湾曲面とされると共に、偏心リング４２の両側面４
２ｂ（トルク伝達面４０ａ，４１ａと摩擦係合される面
である）が凸面状湾曲面とされていることである。４２
ａは平ベルト２への伝動面である。

【００４５】偏心リング４２が図８（ａ）に示すように
最大接触径（Ｄ＝Ｄ１）を呈する状態では、相対的に外
径側の接触部位Ｐ１にてＶ溝形成体４０，４１に接し、
また、偏心リング４２が図８（ｂ）に示すように最小接
触径（Ｄ＝Ｄ２）を呈する状態では、相対的に内径側の
接触部位Ｐ２にてＶ溝形成体４０，４１で接触する。図
１や図６の実施の形態のようにＶ溝形成体と偏心リング
の接触面がリニアである場合では、図９に一点鎖線で示
すように接触径Ｄの変化をあまり大きくできないのに対
して、本実施の形態では、図９に実線で示すように、両
Ｖ溝形成体４０，４１間の距離ｄの増大に対して、接触
径Ｄ（Ｖ溝形成体４０，４１の回転中心からの接触部位
Ｐ１，Ｐ２までの距離）を累進的に変化させることがで
きるようになっており、その結果、Ｖ溝形成体４０，４
１を大型化することなく、変速比を大きく確保すること
ができる。例えば、トルク伝達面が直線的な傾斜面であ
る場合に１．７５である変速比を、２にすることが可能
である。

【００４６】上記のように接触径の変化を大きくできる
のは、本実施の形態では、最大接触径の状態での偏心リ
ング４２の接触部位Ｐ１（図８（ａ）参照）に対して、
最小接触径の状態の偏心リング４２の接触部位Ｐ２（図
８（ｂ）参照）を、径方向の内方へ所定距離離れた位置
に変位させることができることによる。即ち、偏心リン
グをＶ溝形成体４０，４１の径方向のより内方へ変位さ
せることが可能となることによる。なお、Ｖ溝形成体と
偏心リングとの接触面が直線的な傾斜面である場合に
は、偏心リングの接触部位は、接触径の変化にかかわら
ず一定である。

【００４７】上記のトルク伝達面４０ａ，４１ａを構成
する凹面状湾曲面の曲率と、偏心リング４２の各側面４
２ｂを構成する凸面状湾曲面の曲率とは同じであっても
良いし、そうでなくても良く、何れにしても、偏心リン
グ４２の接触部位を変化させることができれば良い。上
記の凹面状湾曲面や凸面状湾曲面の曲率は、２段階に変
化するものであっても良いが、２つの曲率のつなぎの部
分を接触部位が移動する際に不連続感（いわゆるショッ
ク）を生じないように円滑につなぐ必要がある。不連続
感を生ずるおそれがない点では、単一の曲率を採用する
ことが好ましい。

【００４８】なお、図１０に示すように、図８の実施の
形態の偏心リング４２に対して、内径部の形状のみが異
なる偏心リング４３に、ダイナミックダンパ４４が装着
されていれば、偏心リング４３の振動を防止できる点で
好ましい。偏心リング４３の内径部は、小径部４３ｃと
これを挟んだ一対の大径部４３ｄとを有し、これら小径
部４３ｃと一対の大径部４３ｄとをそれぞれ接続する段
付き端面４３ｅに、ダイナミックダンパ４４が連結され
ている。

【００４９】このダイナミックダンパ４４は、偏心リ
ング４３の小径部４３ｃの内方に配置される所定の質量
を持つ重り部材としての環状部材４５と、この環状部
材４５の各端面４５ａと対応する段付き端面４３ｅとを
それぞれ連結することにより、環状部材４５を弾性支持
した弾性部材としての一対の環状のゴム板４６とを備え
ている。一対のゴム板４６によって弾性支持された環状
部材４５は、ゴム板４６を変形させつつ偏心リング４３
の軸方向に平行な方向に振動変位することにより、偏心
リング４３の振動エネルギを消散させ、振幅を大幅に軽
減することができる。偏心リング４３が偏心変位した際
に、偏心リング４３の径方向の片側のみがＶ溝形成体４
０，４１によって支持されて径方向の反対側がフリーと
なっており、このため、偏心リング４３は横触れ振動を
生じ易い傾向にあるが、上記のようなダイナミックダン
パ４４を採用することにより、振動を大幅に軽減するこ
とができる。

【００５０】上記のダイナミックダンパとしては、上記
の構成のものに限定されるものではなく、重り部材と弾
性部材を備えたものであれば、種々公知のものを採用で
きる。例えば、偏心リングに形成した凹所に重り部材と
しての玉を収容し、この凹所に弾性部材としての所定の
粘弾性を有する油やグリスを充填して密封した構造の、
いわゆる粘性ダンパを用いることも可能である。また、
ダイナミックダンパは、図１や図６の実施の形態の偏心
リングにも適用することができる。

【００５１】なお、本発明は上記各実施の形態に限定さ
れるものではなく、例えば可変速プーリ８を従動側のプ
ーリに適用する場合において、トルクカム機構を構成す
るねじ結合機構のねじ形成方向は、Ｖ溝形成体を回転軸
１５に対して回転方向に位相ずれを、両Ｖ溝形成体同士
を互いに近接させる移動に変換できる方向となる。すな
わち、駆動側のプーリに用いる場合と、回転方向に関し
て逆向きとなる。

【００５２】さらに、偏心リング２０を廃止し、Ｖベル
トを直接Ｖ溝２１に嵌めるようにしても良い。この場合
においても、図８の実施の形態のようにＶ溝のトルク伝
達面を凹面状湾曲面にすると共に、Ｖベルトの両側面を
凸面状湾曲面とし、これにより、小型で変速比の大きな
可変速プーリを得ることが可能である。その他、本発明
の範囲で種々の設計変更を施すことができる。

【００５３】

【発明の効果】請求項１に係る発明によれば、負荷トル
クの変動によって接触径を小さくしようとする力が作用
しても、これに抗する力をトルクカム機構によって生起
できるので、負荷トルクの変動に起因した可変速プーリ
の接触径の変化を防止できる。また、上記のように抗す
る力を生起できるので、付勢手段による付勢力を小さく
できる結果、伝達トルクの摩擦ロスを少なくできる。

【００５４】さらに、Ｖベルトを支持する手段として、
一対の環状のＶ溝形成体を用いたので、構造を簡素化で
き、小型化を達成できる。また、従来の多数のベルト係
合棒を用いる場合と比較して摩擦箇所を少なくできる結
果、摩擦抵抗を少なくでき、上記の付勢力による摩擦ロ
スを少なくできることと合まって、よりスムーズな変速
が可能となる。

【００５５】請求項２に係る発明によれば、トルクカム
機構として、互いに逆ねじの一対のねじ結合機構を用い
たので、構造の簡素化、小型化が図れる。また、接触径
が変化しても、Ｖベルトの幅方向の中心位置を変化させ
ないようにすることを、上記のような簡単な構造にて達
成できる。さらに、ねじ山のリード角等の設定により、
トルクカムによる力の変換効率を容易に設定できる。

【００５６】請求項３に係る発明によれば、両Ｖ溝形成
体が連結手段を兼用することになるので、これを別途に
構成する場合と比較して、構造の簡素化、小型化を達成
できる。請求項４に係る発明によれば、両Ｖ溝形成体が
互いに他を介して回転軸に支持されるので、各Ｖ溝形成
体を支持するための軸受等を別途に設ける場合と比較し
て、構造の簡素化、小型化を達成できる。

【００５７】請求項５に係る発明によれば、平ベルトを
用いることが可能となる。また、偏心リングは、ベルト
とは別の材料を選択することができる。例えば、ベルト
としてゴムを用いた場合に、偏心リングとして樹脂を用
いることができ、この場合、樹脂からなる偏心リングに
よって、Ｖ溝形成体に対して焼き付き難くし、且つＶ溝
形成体に対する摩擦係数を高くすることができる。

【００５８】請求項６に係る発明によれば、小型で変速
比の大きな可変速プーリを得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態としての可変速プー
リの縦断面図であり、最大接触径となる状態を示してい
る。

【図２】図１の可変速プーリを用いた、エンジン補機駆
動用のベルト伝動装置の概略図である。

【図３】エンジン回転数と補機の回転数との関係を示す
図である。

【図４】最小接触径となった可変速プーリの縦断面図で
ある。

【図５】Ｖ溝形成体の正面図である。

【図６】本発明の第２の実施の形態としての可変速プー
リの縦断面図である。

【図７】可変速プーリの側面図である。

【図８】本発明の第３の実施の形態としての可変速プー
リの要部の概略断面図であり、（ａ）は最大接触径とな
った状態を示し、（ｂ）は最小接触径となった状態を示
している。

【図９】図９の実施の形態におけるＶ溝形成体間の距離
と接触径との関係を示す図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態としての可変速度
プーリの偏心リングの断面図である。

【符号の説明】

１ ベルト伝動装置 ２ ベルト ８ 可変速プーリ １０ オートテンショナ １１ 油圧アクチュエータ １２ コントローラ １５ 回転軸 １６ 第１の雄ねじ部 １７ 第２の雄ねじ部 Ｔ トルクカム機構 １８，２７，４０ 第１のＶ溝形成体 １９，２８，４１ 第２のＶ溝形成体 １８ａ，１９ａ，２７ａ，２８ａ テーパ面（トルク伝
達面） １８ｃ，１９ｃ 嵌合突起（連結手段） １８ｄ，１９ｄ 嵌合溝（連結手段） ２０，４２ 偏心リング ２２ 皿ばね（付勢手段） ２９ ボルト（連結手段） ３０ ナット（連結手段） ３３，３４ 皿ばね（付勢手段） ４０ａ，４０ｂ トルク伝達面 ４２ｂ 側面（摩擦係合される面）

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】巻き掛けられたＶベルトに対する接触径を
   変化させることができる可変速プーリにおいて、 所定の回転方向に回転される回転軸と、 この回転軸の周囲を取り囲んで一対が設けられ、互いに
   対向するテーパ状のトルク伝達面を有し且つこれらトル
   ク伝達面同士の間にＶベルトを保持するためのＶ溝を区
   画した環状のＶ溝形成体と、 両Ｖ溝形成体同士を回転軸の軸方向に進退自在な状態で
   一体回転可能に連結する連結手段と、 両Ｖ溝形成体を互いに近接させて上記接触径が最大径と
   なる方向へ弾性的に付勢する付勢手段と、 回転軸と各Ｖ溝形成体とをそれぞれトルク伝達可能に連
   結すると共に、伝達トルクの負荷による回転軸と各Ｖ溝
   形成体との位相ずれを、各Ｖ溝形成体の軸方向移動に変
   換することにより、各Ｖ溝形成体を相等しいストローク
   量で互いに近接させることのできる一対のトルクカム機
   構とが備えられたことを特徴とする可変速プーリ。
2. 【請求項２】請求項１記載の可変速プーリにおいて、 上記トルクカム機構は、各Ｖ溝形成体の内周面と回転軸
   の外周面とをそれぞれねじ結合させる、互いに逆ねじで
   且つ同一ピッチの一対のねじ結合機構からなることを特
   徴とする可変速プーリ。
3. 【請求項３】請求項１又は２記載の可変速プーリにおい
   て、上記連結手段は、各Ｖ溝形成体にそれぞれ形成さ
   れ、互いに嵌め合わされる嵌合突起と嵌合孔とからなる
   ことを特徴とする可変速プーリ。
4. 【請求項４】請求項３記載の可変速プーリにおいて、上
   記嵌合突起と嵌合孔との嵌め合いは、両Ｖ溝形成体が互
   いに他を支持できるようにルーズフィットとされている
   ことを特徴とする可変速プーリ。
5. 【請求項５】請求項１ないし４の何れかに記載の可変速
   プーリにおいて、 上記Ｖベルトに代えて平ベルトが用いられ、上記Ｖ溝に
   遊嵌され且つ外周面に上記平ベルトへの伝動面を形成し
   た断面台形形状の偏心リングがさらに備えられたことを
   特徴とする可変速プーリ。
6. 【請求項６】請求項１ないし５の何れか一つに記載の可
   変速プーリにおいて、両Ｖ溝形成体のトルク伝達面同士
   間の距離が増大すると接触径が累進的に減少するよう
   に、各Ｖ溝形成体のトルク伝達面は凹面状に設定される
   と共に各Ｖ溝形成体のトルク伝達面と摩擦係合される面
   は凸面状に設定されることを特徴とする可変速プーリ。