JPH1122796A - 可変径プーリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】ベルトの有効径を変化可能な可変径プーリにお
いて、構造が簡単でスムーズな変速が可能でありしかも
耐久性に優れること。 【解決手段】回転軸１の周囲に一対のプーリ主体2,3 を
回転自在に配置し、プーリ主体2,3 の互いに対向する動
力伝達面4,5 間にベルト７を係合する動力伝達リング６
を挟持する。各プーリ主体2,3 を対応するダイヤフラム
スプリング11,12 によってそれぞれ互いに近づく方向に
付勢する。各ダイヤフラムスプリング11,12 を対応する
プーリ主体2,3 と連結部材13とにそれぞれ一体回転可能
に係合する。ベルト７から、動力伝達リング６、プーリ
主体2,3 、ダイヤフラムスプリング11,12 及び連結部材
13を介して回転軸１にトルクを伝達する。ダイヤフラム
スプリング11,12 の応力を軽減できる。トルクカム機構
を用いずともベルト中心を一定に維持できる。

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、回転軸の周囲に軸方向に移動自在に設
けられた一対のプーリ主体間に、ベルト又はベルトと係
合する動力伝達リングを挟持しており、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る。
このような可変径プーリにおいて、一方のプーリ主体の
みを軸方向に移動させて有効径を変更するものがある
が、この場合、有効径の変更に伴ってベルトセンタの位
置が変化し、これにより本可変径プーリと他の固定プー
リ等との間でベルトが変形するので、耐久上好ましくな
い。

【０００３】そこで、回転軸と各プーリ主体との間にト
ルクカム機構をそれぞれ設けて、回転軸と各プーリ主体
との間に生じた位相ずれを各プーリ主体の軸方向変位に
それぞれ変換し、これにより、両プーリ主体を互いに他
側へ等しいストローク量で接近させることが考えられ
る。この場合、変速とは無関係にベルトセンタの位置を
一定に維持することができるが、構造が複雑になる。

【０００４】また、上記のばね部材によって一方のプー
リ主体のみを直接付勢する場合、他方のプーリ主体は一
方のプーリ主体および一対のトルクカム機構を介して付
勢されることになり、スムーズな作動ができないおそれ
がある。そこで、両プーリ主体を回転軸の周囲に回転自
在で且つ軸方向に移動自在とし、両者間に介在する皿ば
ねの内周縁と外周縁をそれぞれ対応するプーリ主体に一
体回転可能に係合させ、この皿ばねと回転軸とを連結部
材で一体回転可能に連結することが考えられる。両プー
リ主体、皿ばねおよび連結部材は一体回転することにな
り、ベルトから両プーリ主体、皿ばねおよび連結部材を
順次に介して回転軸にトルクが伝達されることになる。

【０００５】この場合、トルクカム機構を廃止し、両プ
ーリ主体を皿ばねによって直接付勢できるので、プーリ
主体をスムーズに動作させスムーズな変速が可能とな
る。また、上記の連結部材と皿ばねとの連結を下記のよ
うにすることにより、皿ばねの圧縮時に外周縁と内周縁
を互いに逆向きで等しい変位量を与えることができる。
すなわち、皿ばねの径方向中間部に円周等配に複数の貫
通孔を設け、これらの貫通孔にそれぞれ貫通させた複数
の軸状部を上記連結部材に設け、各軸状部を支点として
皿ばねの内外周縁を変形させる。そして、上記支点の位
置を所定に設定することにより、皿ばねの外周縁と内周
縁を互いに逆向きで等しい変位量で変位させることがで
きる。

【０００６】しかし、皿ばね全体にトルク伝達によるね
じり応力が負荷されており、特に曲げの支点位置となる
径方向中間部に形成した貫通孔の周辺にて応力が集中
し、耐久上の問題が懸念される。本発明はダイヤフラム
スプリングを介してトルクを伝達する場合に予想される
新たな課題に鑑みてなされたものであり、構造が簡単で
スムーズな変速が可能であり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。

【０００７】

【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環状の第１
および第２のプーリ主体と、これら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両プーリ主体の
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、両プーリ主体を互
いに近づく方向に付勢する付勢手段と、この付勢手段と
回転軸とを一体回転可能に連結する連結手段とを備え、
上記付勢手段は、上記連結手段と第１のプーリ主体とに
一体回転可能に係合される第１のダイヤフラムスプリン
グと、上記連結手段と第２のプーリ主体とに一体回転可
能に係合される第２のダイヤフラムスプリングとを含む
ことを特徴とするものである。

【０００８】この構成では、ベルトから動力伝達リン
グ、各プーリ主体、各ダイヤフラムスプリングおよび連
結手段を介して回転軸にトルクが伝達される。このと
き、両プーリ主体、両ダイヤフラムスプリングおよび連
結手段は一体回転する。また、仮に１枚のダイヤフラム
スプリングを用い、このダイヤフラムスプリングに、連
結手段に形成した軸状部を貫通させる貫通孔を形成する
場合には、この貫通孔周辺の応力集中による耐久上の問
題が予想され、これを解決するためにダイヤフラムスプ
リングの肉厚や寸法等を大きくすると全体が大型にな
る。これに対して、本発明では、付勢手段を第１および
第２のダイヤフラムスプリングにて構成してあり貫通孔
を不要としたので、応力集中のおそれがない。また、伝
達トルクを両ダイヤフラムスプリングによって分担して
伝達することになり、各ダイヤフラムスプリングが伝達
するトルクも軽減できる。これにより、付勢手段全体の
付勢力に比してダイヤフラムスプリングの応力を格段に
小さくすることができるので、ダイヤフラムスプリング
の小型化を図りつつ耐久性を向上できる。

【０００９】さらに、両ダイヤフラムスプリングの付勢
力を等しくしておくことにより、両プーリ主体の軸方向
変位を略等しくすることができる。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、上記第１のプー
リ主体は、第２のプーリ主体を軸方向に貫通して第２の
プーリ主体の背面側に延びる部分を含み、第２のプーリ
主体の内周部が上記背面側に延びる部分によって滑り軸
受を介して受けられていると共に、第２のプーリ主体の
径方向の中間部が滑り軸受を介して連結手段によって受
けられていることを特徴とするものである。

【００１０】第２のプーリ主体の軸方向移動量をこの背
面側に延びる部分上に確保することになり、必然的に第
２のプーリ主体の内周部の軸方向長さが短くなる傾向に
ある。仮に、この軸方向に短い内周部のみで第２のプー
リ主体が支持される場合には、支持が不安定になるおそ
れがある。そこで、安定して支持できるだけの長さを確
保すると、全体が大型化してしまう。

【００１１】これに対して、本発明では、第２のプーリ
主体の内周部と径方向の中間部とが、それぞれ上記背面
側に延びる部分と連結手段とによって滑り軸受を介して
支持されるので、全体を大型化することなく、第２のプ
ーリ主体を安定して支持することができる。

【００１２】

【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の断面図である。図１を参照
して、本可変径プーリは、巻きかけられたベルトの有効
径を変化させることのできるものであり、駆動プーリお
よび従動プーリの少なくとも一方に適用される。

【００１３】本可変径プーリは、回転軸１の周囲に第１
および第２の環状のプーリ主体２，３を備えており、こ
れらプーリ主体２，３の互いの対向面にそれぞれ動力伝
達面４，５を形成している。これら一対の動力伝達面
４，５は互いに逆向きに傾斜したテーパ状にされてお
り、両動力伝達面４，５によって、断面略台形形状の動
力伝達リング６が、両プーリ主体２，３の軸心Ｋに対し
て偏心可能（図３参照）に挟持されている。

【００１４】この動力伝達リング６の外周面にはベルト
７への伝動面８が形成され、この伝動面８にベルト７が
巻き掛けられている。伝動面８にはベルト７のリブと噛
み合う周溝が形成されている。動力伝達リング６の両側
面はそれぞれ対応する動力伝達面４，５と接触してトル
クを伝達する動力伝達面９，１０を構成している。ま
た、可変径プーリは、第１および第２のプーリ主体２，
３を互いに近づく方向に付勢する付勢手段としての第１
および第２のダイヤフラムスプリング１１，１２と、両
ダイヤフラムスプリング１１，１２を回転軸１に一体回
転可能に一括して連結する連結部材１３とを備えてい
る。

【００１５】第１のダイヤフラムスプリング１１の内径
部１４および外径部１５は、第１のプーリ主体２および
連結部材１３にそれぞれ一体回転可能に係合されてお
り、第２のダイヤフラムスプリング１２の内径部１６お
よび外径部１７は、連結部材１３および第２のプーリ主
体３にそれぞれ一体回転可能に係合されている。これに
より、両プーリ主体２，３、両ダイヤフラムスプリング
１１，１２および連結部材１３が一体に回転するように
なっている。例えば本可変径プーリを従動プーリに適用
した場合には、走行するベルト７から、動力伝達リング
６、各プーリ主体２，３、各ダイヤフラムスプリング１
１，１２、連結部材１３を介して回転軸１にトルクが伝
達される。

【００１６】図１および図２を参照して、第１のダイヤ
フラムスプリング１１の内径部１４および外径部１５に
は、それぞれ円周等配に配置された放射状の連結溝１
８，１９が形成されている。同様に、第２のダイヤフラ
ムスプリング１２の内径部１６および外径部１７には、
それぞれ円周等配に配置された放射状の連結溝２０，２
１が形成されている。

【００１７】連結部材１３は、スプライン結合等により
回転軸１と一体回転可能に連結され且つスナップリング
２２によって軸方向の移動を止められている。２３は回
転軸１の端部にねじ止めされ、第１のプーリ主体２の回
転軸１からの抜脱を防止する環状のストッパ板である。
第１のプーリ主体２は、円錐状の円板部２４とこの円板
部２４の内周に形成された円筒状のボス部２５とを備え
ている。円板部２４は上記の動力伝達面４を形成してい
る。また、ボス部２５は回転軸１の周面に滑り軸受とし
てのブッシュ２６を介して軸方向にスライド自在に支持
されている。

【００１８】第２のプーリ主体３は、円錐状の円板部２
７とこの円板部２７の内周に形成された円筒状のボス部
２８とを備えている。円板部２７は上記の動力伝達面５
を形成している。第２のプーリ主体３のボス部２８は、
第１のプーリ主体２のボス部２５を取り囲み、この第１
のプーリ主体２のボス部２５によって滑り軸受としての
ブッシュ２９を介して軸方向にスライド自在に支持され
ている。

【００１９】第２のプーリ主体３の動力伝達面５の背面
３０の外周縁部には、第２のダイヤフラムスプリング１
２の外径部１７の複数の連結溝２１にそれぞれ嵌め入れ
られる複数の板状の連結突起４４が円周等配で放射状に
形成されている。第２のプーリ主体３の背面３０が第２
のダイヤフラムスプリング１２の外径部１７によって押
圧されて、第２のプーリ主体３が第１のプーリ主体２へ
近づく方向に付勢されている。

【００２０】第１のプーリ主体２のボス部２５は、第２
のプーリ主体３のボス部２８を貫通して第２のプーリ主
体３の動力伝達面５の背面３０側へ延びており、ボス部
２５が第２のプーリ主体３の背面側へ延びる部分を構成
している。この背面側へ延びる部分としてのボス部２５
の端部には、当該端部とダイヤフラムスプリング１１の
内径部１４とを一体回転可能に連結するための環状の連
結部材３１が設けられている。

【００２１】この連結部材３１の内周部はボス部２５の
端部にスプライン結合されている。また、連結部材３１
は、第１のプーリ主体２から遠ざかる方向（図において
軸方向右方）への移動をスナップリング３２によって止
められている。連結部材３１は第１のダイヤフラムスプ
リング１１の内径部１４を軸方向に押すための円板状の
押圧板部３３と、この押圧板部３３に円周等配で放射状
に形成された複数の連結突起３４とを形成している。上
記の押圧板部３３が第１のダイヤフラムスプリング１１
の内径部１４によって押圧され、連結部材３１を介して
第１のプーリ主体２が第２のプーリ主体３へ近づく方向
に付勢されている。また、複数の連結突起３４は、第１
のダイヤフラムスプリング１１の内径部１４の複数の連
結溝１８にそれぞれ嵌め入れられている。

【００２２】他方、上記の連結部材１３は、径方向内方
に配置された環状の第１の部材３５と、径方向外方に配
置された環状の第２の部材３６とを含んでいる。また、
第１の部材３５と第２の部材３６の間には、両者３５，
３６に接合されたゴム等の環状の弾性部材３７が介在し
ている。これにより、第１および第２の部材３５，３６
が弾性的に支持された状態でトルク伝達を行うことにな
る。その結果、ベルト張力の微小変動を吸収するため
に、動力伝達リング６、両プーリ主体２，３、両ダイヤ
フラムスプリング１１，１２および第２の部材３６、並
びに第１の部材３５を慣性部材とするダイナミックダン
パが構成されている。

【００２３】第２の部材３６には連結部材１３の軸心と
同心の筒状突起３８が形成されている。この筒状突起３
８の内周面および外周面には、複数の板状の連結突起３
９，４０がそれぞれ円周等配で放射状に形成されてい
る。複数の連結突起３９は、第１のダイヤフラムスプリ
ング１１の外径部１５の複数の連結溝１９にそれぞれ嵌
め入れられ、複数の連結突起４０は、第２のダイヤフラ
ムスプリング１２の内径部１６の複数の連結溝２０にそ
れぞれ嵌め入れられている。

【００２４】４５は第１のダイヤフラムスプリング１１
の外径部１５と当接して該外径部１５の軸方向移動を規
制する当接面であり、４６は第２のダイヤフラムスプリ
ング１２の内径部１６と当接して該内径部１６の軸方向
移動を規制する当接面である。第２の部材３６は、筒状
突起３８、連結突起４０および当接面４６を含む第３の
部分４７と、連結突起３９および当接面４５を含む第４
の部分４８とを別体で構成し、これらを組み合わせて第
２の部分３６として一体化してあるが、第２の部分３６
全体を一体に構成することもできる。

【００２５】第１のダイヤフラムスプリング１１は、第
１のプーリ主体２を図においての右方（第２のプーリ主
体３に近づく方向）に付勢し、第２のダイヤフラムスプ
リング１２は、第２のプーリ主体３を図においての左方
（第１のプーリ主体２に近づける方向）に弾性付勢し、
これにより、両プーリ主体２，３の動力伝達面４，５間
で動力伝達リング６に対する挟持力を得ている。

【００２６】本実施形態では、図外の張力調整機構がベ
ルト７の張力を調整することにより、ダイヤフラムスプ
リング１１，１２の付勢力に抗して動力伝達リング６
を、両プーリ主体２，３を互いに離反させつつ図３に示
すように偏心させて、巻きかけられたベルト７に対する
有効径Ｄを変化させることができる。各プーリ主体２，
３と連結部材１３との間にそれぞれダイヤフラムスプリ
ング１１，１２を介在させてあるので、トルクを両ダイ
ヤフラムスプリング１１，１２によって分担して伝達で
きる結果、各ダイヤフラムスプリング１１，１２の応力
を軽減できる。しかも、単一のダイヤフラムスプリング
を孔明け支持する場合のような応力集中のおそれがない
ので、ダイヤフラムスプリング１１，１２の実質的な強
度を向上することができる。したがって、ダイヤフラム
スプリング１１，１２が小型でも高い耐久性を実現で
き、ひいては小型で耐久性に優れた可変径プーリが得ら
れる。

【００２７】また、両ダイヤフラムスプリング１１，１
２の付勢力を等しくしておくことにより、両プーリ主体
２，３の軸方向変位を略等しくすることができるので、
両プーリ主体２，３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７の幅中心Ｌの位置を
略一定に維持することができる。したがって例えばトル
クカム機構等の複雑な機構を用いずに済み、簡単な構造
でスムーズな変速が可能となる。

【００２８】また、例えば本実施形態を自動車の補機の
入力プーリに適用したと仮定して、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６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６とプーリ主体２，３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。しかも、弾性部材３７を用いたダイ
ナミックダンパを構成してあるので、張力変動をより確
実に吸収することができる。

【００２９】なお、上記の本実施形態では、第２のプー
リ主体３を第１のプーリ主体２により支持しているた
め、第２のプーリ主体３の軸方向移動量を、第１のプー
リ主体２のボス部２５（背面側に延びる部分）上に確保
することになり、必然的に第２のプーリ主体３の内周の
ボス部２８の軸方向長さが短くなる傾向にある。この軸
方向に短いボス部２８のみで第２のプーリ主体３を支持
した場合、支持が多少不安定になることも考えられる。

【００３０】そこで、図４はこの点をさらに改良した本
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、第２のプーリ
主体３の径方向中間部において、背面３０から突出する
ハブ部４２を形成し、このハブ部４２の内周面を、滑り
軸受としてのブッシュ４３を介して連結部材１３の筒状
突起３８によって支持していることである。他の構成に
ついては図１の実施形態と同様であるので、図に同一符
号を付してその説明を省略する。

【００３１】本実施形態では、第２のプーリ主体３を、
内周のボス部２８と径方向中間部のハブ部４２とで支持
することになり、第２のプーリ主体３を安定して支持す
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。

【００３２】

【発明の効果】請求項１記載の発明では、各プーリ主体
と連結手段との間にそれぞれダイヤフラムスプリングを
介在させてあるので、伝達トルクを両ダイヤフラムスプ
リングによって分担できる結果、各ダイヤフラムスプリ
ングの応力を軽減できる。しかも、単一のダイヤフラム
スプリングを孔明け支持する場合のような応力集中のお
それがないので、ダイヤフラムスプリングが小型でも高
い耐久性を実現できる結果、小型で耐久性に優れた可変
径プーリが得られる。

【００３３】また、両ダイヤフラムスプリングの付勢力
を等しくしておくことにより、両プーリ主体の軸方向変
位を略等しくすることができる。したがってベルトの幅
中心を一定に維持するためにトルクカム機構を用いずに
済み、簡単な構造でスムーズな変速が可能となる。請求
項２記載の発明では、第２のプーリ主体の内周部と径方
向中間部とを支持するので、第２のプーリ主体を安定し
て支持することができる。

【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の断面図で
ある。

【図２】ダイヤフラムスプリングの側面図である。

【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】

１ 回転軸 ２ 第１のプーリ主体 ３ 第２のプーリ主体 ４，５ 動力伝達面 ６ 動力伝達リング ７ ベルト １１ 第１のダイヤフラムスプリング １２ 第２のダイヤフラムスプリング １３ 連結部材 ２５ ボス部（背面側へ延びる部分） ４３ ブッシュ（滑り軸受）

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
   自在に設けられた環状の第１および第２のプーリ主体
   と、 これら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両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、 両プーリ主体を互いに近づく方向に付勢する付勢手段
   と、 この付勢手段と回転軸とを一体回転可能に連結する連結
   手段とを備え、 上記付勢手段は、上記連結手段と第１のプーリ主体とに
   一体回転可能に係合される第１のダイヤフラムスプリン
   グと、上記連結手段と第２のプーリ主体とに一体回転可
   能に係合される第２のダイヤフラムスプリングとを含む
   ことを特徴とする可変径プーリ。
2. 【請求項２】上記第１のプーリ主体は、第２のプーリ主
   体を軸方向に貫通して第２のプーリ主体の背面側に延び
   る部分を含み、 第２のプーリ主体の内周部が上記背面側に延びる部分に
   よって滑り軸受を介して受けられていると共に、第２の
   プーリ主体の径方向の中間部が滑り軸受を介して連結手
   段によって受けられていることを特徴とする請求項１記
   載の可変径プーリ。