JPH1113846A - 可変径プーリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ベルトの有効径を変化させることのできる可変
径プーリにおいて、小型でトルク伝達容量が高くしかも
耐久性に優れていること。 【解決手段】回転軸としての入力軸７の周囲に一対のプ
ーリ主体40,41 を回転自在に配置し、これら一対のプー
リ主体40,41 の互いに対向する動力伝達面42,43 間に、
ベルト45を係合する動力伝達リング44を挟持する。各プ
ーリ主体40,41 を対応する皿ばね47,48 によってそれぞ
れ互いに近づく方向に付勢する。ベルト45から、動力伝
達リング44、プーリ主体40,41 、皿ばね47,48 および連
結部材30を介して入力軸７にトルクを伝達する。単一の
皿ばねで両プーリ主体を一括して付勢する場合と比較し
て、皿ばねの撓みを半分にできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術の分野】ベルトに対する有効径を変
化させることのできる可変径プーリに関する。

【０００２】

【従来の技術と発明が解決しようとする課題】従来、可
変径プーリでは、回転軸の周囲に一対のプーリ主体を軸
方向に移動自在に設けており、両プーリ主体を互いに近
づける方向に付勢するばね部材を設けていた。一方、外
周面にベルトを係合した動力伝達リングを、両プーリ主
体間に偏心可能に挟持し、この動力伝達リングを介して
ベルトから両プーリ主体にトルク伝達することが試みら
れている。

【０００３】このような可変径プーリでは、できるだけ
トルク伝達容量を高くしたいという要請があり、そのた
めには、ばね部材による付勢力を高くして動力伝達リン
グと両プーリ主体との間のトルク伝達ロスを少なくする
ことが必要である。これに対して、ばね部材による付勢
力が弱いと、動力伝達リングを両プーリ主体によって挟
持する力が弱まり、その結果、動力伝達リングとプーリ
主体との間の滑りによるトルク伝達ロスが大きくなっ
て、可変径プーリのトルク伝達容量が低下する。

【０００４】逆に、ばね部材による付勢力を強くしよう
としてばね部材のサイズアップを図る（皿ばねであれば
外径を大径化する）と、可変径プーリ全体が大型となる
うえに、ばね部材に負荷される応力が高くなって耐久性
が低下する。本発明は上記課題に鑑みてなされたもので
あり、小型でトルク伝達容量が高くしかも耐久性に優れ
た可変径プーリを提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の課題解決手段として、請求項１記載の発明の可変径プ
ーリは、ベルトに対する有効径を変化させることのでき
る可変径プーリにおいて、回転軸の回りに回転自在で且
つ互いに軸方向に相対移動自在に設けられた一対のプー
リ主体と、これら一対のプーリ主体の互いの対向面にそ
れぞれ形成された一対のテーパ状の動力伝達面と、これ
ら一対の動力伝達面によって一対のプーリ主体の軸心に
対して偏心可能に挟持され、且つ外周面にベルトが巻き
掛けられた動力伝達リングと、上記一対のプーリ主体の
それぞれと回転軸とをトルク伝達可能に連結し、且つそ
れぞれ対応するプーリ主体を互いに他側のプーリ主体に
近づく方向に付勢する一対の付勢部材とを備えたことを
特徴とするものである。

【０００６】まず、可変径プーリでは、所望の最大変速
比を得るために動力伝達リングの偏心量を確保すること
が必要であり、そのために両プーリ主体の軸方向移動量
を確保することが必要となる。仮に単一の付勢部材を用
いる場合を想定すると、単一の付勢部材が両プーリ主体
の軸方向移動量の和に等しいストローク量で変位して、
両プーリ主体による一定の挟持力を達成することにな
る。

【０００７】これに対して、一対の付勢部材のそれぞれ
によって対応するプーリ主体を付勢する本発明では、１
つの付勢部材に関しては対応する１つのプーリ主体の軸
方向移動量分だけストロークすれば良いので、１つの付
勢部材にかかる応力を低減することができる。また、付
勢部材の応力を許容範囲内に抑えつつしかも付勢部材の
サイズを大きくすることなく、挟持力を高めることも可
能となる。例えば、付勢部材として円輪板状の皿ばねを
用いる場合、外径を小さくすることによりばね荷重を増
大させても、応力値としては単一の皿ばねを用いる場合
よりも小さくすることが可能である。

【０００８】また、各付勢部材が対応するプーリ主体を
互いに他側のプーリ主体に近づく方向に付勢するので、
ベルトの幅中心を略一定に維持することができる。請求
項２記載の発明の可変径プーリは、請求項１において、
各上記付勢部材はそれぞれ環状の皿ばねを複数枚重ねた
ものからなることを特徴とするものである。

【０００９】この場合、各皿ばねに負荷される応力が小
さいままで全体の挟持力を大きくすることが可能とな
る。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
を添付図面を参照しつつ説明する。図１は本発明の一実
施形態に係る可変径プーリが組み込まれた過給機の断面
図である。図１を参照して、過給機１は、図示しない内
燃機関によって駆動される無段変速機としての可変径プ
ーリ２と、この可変径プーリ２によって駆動される遊星
増速機構３とを有しており、これら可変径プーリ２と遊
星増速機構３を介して圧縮機ハウジング４内のランナ５
を高速で回転駆動し、空気をスクロール６を介して圧送
する。

【００１１】遊星増速機構３は、可変径プーリ２に連結
される回転軸としての入力軸７と、ランナ５の回転軸で
あるランナ軸８を構成する出力軸９とを備えている。遊
星増速機構３は、入力軸７の一端に形成されたリングギ
ア１０と、出力軸９の一端に形成されたサンギア１１
と、キャリア１２によって転がり軸受１３を介して回動
自在に支持され且つサンギア１１およびリングギア１０
と噛み合う複数の遊星ギア１４とを備えている。

【００１２】上記キャリア１２は、遊星ギア１４の支軸
１５を両持ち支持する環状の第１部材１６と第２部材１
７からなる。第１部材１６は、遊星増速機構３のギアハ
ウジング１８と圧縮機ハウジング４との間の隔壁環板１
９に固定された円環状のものからなる。第１部材１６の
内周面は、動圧スパイラルグルーブ軸受（ＳＧＢ）から
なる流体潤滑軸受２０を介して出力軸９をラジアル方向
に支持している。

【００１３】また、上記第２部材１７は、その内周面に
配置した動圧スパイラルグルーブ軸受（ＳＧＢ）からな
る流体潤滑軸受２１を介して出力軸９の軸端部によって
支持されている。ＳＧＢは固定側（キャリア１２側）お
よび静止側（出力軸９側）の何れか一方の面にらせん状
の浅い溝が設けられて構成されており、この溝のポンプ
作用で流体圧を発生し、出力軸９を非接触で支持するこ
とができる。

【００１４】また、出力軸９の中間部に円板状のロータ
２２が一体回転可能に形成されており、このロータ２２
の一の面とこれに対向する隔壁環板１９との間、および
ロータ２２の他の面と第１部材１６との間にも、それぞ
れ出力軸９をアキシャル方向に支持するＳＧＢからなる
流体潤滑軸受２３，２４が形成されている。なお、ギア
ハウジング１８内には潤滑油が充填されており、ギアに
よって上方へかきあげられた潤滑油が隔壁環板１９やキ
ャリア１２の表面を伝わって各流体潤滑軸受２０，２
１，２３，２４に供給され、発生する動圧によって軸受
機能と油膜ダンパ機能を果たすことになる。

【００１５】一方、入力軸７はギアハウジング１８の端
面部２５に突出形成されたボス部２６の内周面に、一対
の転がり軸受２７を介して回転可能に支持されている。
上記ボス部２６の周囲に、入力軸７に駆動トルクを伝達
する上記可変径プーリ２が配置されている。この可変径
プーリ２は、ボス部２６の周囲を取り囲む有底円筒から
なるハブ部２８とこのハブ部２８の一端に形成された円
板部２９とを有する連結部材３０を備えている。この連
結部材３０は、そのハブ部２８がボス部２６の周面に一
対の転がり軸受３１を介して回転可能に支持される一
方、その円板部２９がギアハウジング１８の端面部２５
に形成された環状の受け溝３２に転がり軸受３３を介し
て回転可能に支持されている。

【００１６】また、連結部材３０のハブ部２８の端部３
４は、入力軸７の軸端と一体回転可能に結合されてい
る。具体的には、入力軸７の軸端に形成されたスプライ
ン部３５を、ハブ部２８の端部３４に形成された同形状
のスプライン孔に嵌め合わせることにより、両者７，２
８を一体回転可能に結合してある。３６は入力軸７の軸
端に突出形成されたねじ部に結合されて、上記両者７，
１９を締結するナットである。３７はハブ部２８の端部
３４にねじ３８により締結された環状の端面板であり、
中央部に入力軸７の軸端のねじ部を貫通させると共に、
ナット３６の座面を提供している。

【００１７】また、可変径プーリ２は、ハブ部２８の周
面にそれぞれ滑り軸受３９を介して軸方向に移動自在で
且つ回転可能に支持された第１プーリ主体４０と第２プ
ーリ主体４１とを備えている。これら一対のプーリ主体
４０，４１の互いの対向面はテーパ状の動力伝達面４
２，４３を形成している。そして、これら一対の動力伝
達面４２，４３によって、断面略台形形状の動力伝達リ
ング４４が、一対のプーリ主体４０，４１の軸心Ｋに対
して偏心可能（図３参照）に挟持されている。この動力
伝達リング４４の外周面にはベルト４５への伝動面４６
が形成され、この伝動面４６にベルト４５が巻き掛けら
れている。伝動面４６にはベルト４５のリブと噛み合う
周溝が形成されている。

【００１８】また、可変径プーリ２は、上記一対のプー
リ主体４０，４１のそれぞれを互いに近づく方向に付勢
する一対の付勢手段としての皿ばね４７，４８を備えて
いる。これらの皿ばね４７，４８同士は相等しい特性の
ものである。各皿ばね４７，４８は、外径部を対応する
プーリ主体４０，４１にトルク伝達可能に係合している
と共に、内径部を連結部材３０にトルク伝達可能に係合
している。

【００１９】図１および図２を参照して、右側の皿ばね
４７の内縁部４９および外縁部５０には、それぞれ円周
等配に連結溝５１および５２が形成されている。皿ばね
４７の内縁部４９の各連結溝５１には、連結部材３０に
固定された端面板３７に放射状に形成された板状の連結
突起５３が嵌め入れられている一方、皿ばね４７の外縁
部５０の連結溝５２には、プーリ主体４０の外周縁部に
円周等配に突出形成された複数の連結突起５４がそれぞ
れ嵌め入れられている。

【００２０】左側の皿ばね４８は、右側の皿ばね４７と
同様の形状をしているが、皿ばね４７とは逆向きに撓ま
されている。そして、皿ばね４８の内縁部５５の各連結
溝（図示せず）には、連結部材３０の円板部２９に放射
状に形成された板状の連結突起５７が嵌め入れられてい
る一方、皿ばね４８の外縁部５６の連結溝（図示せず）
には、プーリ主体４１の外周縁部に円周等配に突出形成
された複数の連結突起５８がそれぞれ嵌め入れられてい
る。

【００２１】これにより、各皿ばね４７，４８、連結部
材３０および両プーリ主体４０，４１が一体に回転す
る。すなわち、ベルト４５を介して動力伝達リング４４
に伝達されたトルクは、両プーリ主体４０，４１、皿ば
ね４７，４８および連結部材３０を介して、遊星増速機
構３の入力軸７に伝達されるようになっている。また、
図外の張力調整機構がベルト４５の張力を調整すること
により、動力伝達リング４４を図３に示すように偏心さ
せて、ベルト４５の有効径Ｄを変化させることができ
る。

【００２２】皿ばね４７，４８は、互いに等しいばね定
数に設定されているので、内縁部４９，５５と外縁部５
０，５６を互いに逆向きで相等しい量だけ変位させる
（軸方向に撓ませる）ことができる。したがって、図３
に示すように動力伝達リング４４が偏心するときに両プ
ーリ主体４０，４１間の軸方向中央位置を常に一定に維
持することができる結果、ベルト４５の幅中心Ｌの位置
を略一定に維持することができる。

【００２３】上述したように各プーリ主体４０，４１を
それぞれ対応する皿ばね４７，４８によって付勢する本
実施形態では、単一の皿ばねで両プーリ主体を一括して
付勢する場合と比較すると、半分の撓み量で各皿ばね４
７，４８を撓ませれば良いことになる。したがって、各
皿ばね４７，４８に負荷される応力（曲げ応力）を低減
することができ、耐久性を向上することができる。

【００２４】また、皿ばね４７，４８の応力を許容範囲
内に抑えつつしかも皿ばね４７，４８の外径サイズを大
きくすることなく、挟持力を高めることも可能となる。
例えば、皿ばね４７，４８の外径を小さくすることによ
りばね荷重を増大させても、応力値としては単一の皿ば
ねを用いる場合よりも小さくすることが可能であるから
である。

【００２５】特に本実施形態のように皿ばね４７，４８
自身がトルクを伝達している場合において、耐久性向上
について顕著な効果を発揮することができる。というの
は、皿ばね４７，４８には、トルクによるねじり応力と
上記付勢力を負担するための曲げ応力との組合応力が働
き、耐久的に厳しくなる傾向にあるが、これを曲げ応力
低減によって緩和することができるからである。

【００２６】また、両プーリ主体４０，４１を相等しい
特性の皿ばね４７，４８によって左右から付勢するの
で、例えばトルクカム機構等の複雑な機構を用いること
なくベルト４５の幅中心Ｌを略一定に維持することがで
きる。特に過給機に適用された本実施形態では、変速の
ためのプーリを２つを用いることがないので、大幅な小
型化を図ることができ、その結果、本過給機を車両に装
備する場合のスペース上の問題点が解消される。

【００２７】また、内燃機関側からの駆動トルクの変動
に伴って張力変動があった場合に、これに応じて動力伝
達リング４４が偏心側および同心側に微小変位し、さら
に動力伝達リング４４とプーリ主体４０，４１の接触点
が円周方向に変動することにより張力変動を吸収するこ
とができる。したがって、遊星増速機構３への悪影響を
防止することができる。すなわち、無段変速機が遊星増
速機構３へ及ぼす張力変動の悪影響を低減することがで
きる。また、遊星増速機構３の各軸受の寿命を長くし、
各ギア１０，１１，１４の歯の摩耗を抑制して実質的な
寿命を長くすることができる。また、歯打ち音等による
振動や騒音を抑制することができる。

【００２８】図４は本発明の他の実施形態を示してい
る。同図を参照して、本実施形態が図１の実施形態と異
なるのは、各プーリ主体４０，４１を、それぞれ複数枚
ずつ重ねられた皿ばね４７，４８によって付勢している
点である。図では２枚重ねのものを示してあるが、３枚
以上を重ねて使用しても良い。一般に皿ばねは厚みが薄
いので、積み重ねても殆どスペースをとらない。

【００２９】本実施形態では、皿ばね４７，４８の１枚
当たりが負担する荷重が小さくなるので、皿ばね４７，
４８の負荷応力が小さいままでも全体の付勢力を大きく
することが可能となる。すなわち、前記実施形態の１枚
使いのものよりも小さいサイズ（小径）の皿ばねを用い
ても許容応力範囲内で等しい付勢力を得ることができ
る。したがって、小型でトルク伝達ロスの少なくしかも
耐久性に優れた可変径プーリを実現することができる。

【００３０】また、前記実施形態の１枚使いのものと同
サイズのものを複数枚重ねて用いる場合には、１枚使い
のものと比較して複数倍（２倍、３倍、…）の付勢力を
得ることが可能となる。その結果、小型でトルク伝達容
量のより高い可変径プーリを実現することができる。な
お、本発明は上記各実施形態に限定されるものではな
く、本発明の範囲で種々の変更を施すことができる。

【００３１】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、一対の付勢部
材のそれぞれを各プーリ主体に対応させて用いるので、
相対的に小さいサイズの付勢部材でも応力を高くするこ
となく高い付勢力を得ることができる。その結果、小型
でトルク伝達容量が高くしかも耐久性に優れた可変径プ
ーリを実現することができる。また、特に複雑な機構を
用いることなくベルトの幅中心を略一定に維持すること
ができる。

【００３２】請求項２記載の発明では、各皿ばねの応力
が小さいままで全体の付勢力を大きくすることが可能と
なる結果、トルク伝達容量をより高くすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の可変径プーリを含む過給
機の断面図である。

【図２】可変径プーリの側面図である。

【図３】動力伝達リングが偏心した際の可変径プーリの
断面図である。

【図４】本発明の他の実施形態の可変径プーリの断面図
である。

【符号の説明】

２ 可変径プーリ ７ 入力軸（回転軸） ３０ 連結部材 ４０ 第１プーリ主体 ４１ 第２プーリ主体 ４２，４３ 動力伝達面 ４４ 動力伝達リング ４５ ベルト Ｌ ベルトの幅中心 ４７，４８ 皿ばね ４９，５５ 内縁部 ５０，５６ 外縁部 ５１，５２ 連結溝 ５３，５４，５７，５８ 連結突起

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ベルトに対する有効径を変化させることの
   できる可変径プーリにおいて、 回転軸の回りに回転自在で且つ互いに軸方向に相対移動
   自在に設けられた一対のプーリ主体と、 これら一対のプーリ主体の互いの対向面にそれぞれ形成
   された一対のテーパ状の動力伝達面と、 これら一対の動力伝達面によって一対のプーリ主体の軸
   心に対して偏心可能に挟持され、且つ外周面にベルトが
   巻き掛けられた動力伝達リングと、 上記一対のプーリ主体のそれぞれと回転軸とをトルク伝
   達可能に連結し、且つそれぞれ対応するプーリ主体を互
   いに他側のプーリ主体に近づく方向に付勢する一対の付
   勢部材とを備えることを特徴とする可変径プーリ。
2. 【請求項２】各上記付勢部材はそれぞれ環状の皿ばねを
   複数枚重ねたものからなることを特徴とする請求項１記
   載の可変径プーリ。