JPS5914653B2 - ベルト伝動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、変速プーリの溝巾を外部より直接押圧力で変
化させ、運転中のショックロード等に起因するベルトの
変速プーリへの喰い込みに際しても自由にその解離を図
り得るベルト伝動装置に関するものである。

農業用機械、自動車用その他、一般産業用機械等で用い
られるベルト伝動では、ベルトによる変速機構の外に、
駆動側の回動力をクラッチオフ時従動側に伝えないベル
トクラッチ機構を付加することが必要であり、第１図イ
ル二に図示するような種々のベルト伝動機構が採り入れ
られている。

これら図示各側のベルト伝動機構は固定プーリＲ１，Ｒ
２とスプリングＳにより調整されるテンションプーリＲ
３を組み合わせ、あるいは駆動プーリをスプリング式変
速プーリＲ４として固定従動プーリＲ５、テンションプ
ーリＲ３と組み合わせたり、又、駆動、従動プーリ共に
スプリング式変速プーリＲ６＊ Ｒ７としたり、更には
駆動プーリを遠心力を利用した変速プーリＲ８、従動プ
ーリをスプリング式変速プーリＲ９として構成したもの
で、何れの方式でも夫々上記の目的に対してはある程度
の効果が達成されている。

即ち、駆動、従動及びテンションプーリ間に巻き掛けら
れたベルトにゆるみを生ぜしめ、プーリよりベルトを浮
かせた状態になるようにベルトの張りを調整することに
よってプーリとベルト間の接触が解かれ、互いに空転し
て従動軸の回転をストップさせることができる。

しかしながら、このような各ベルト伝動機構は一方にお
いて次のような欠点が存在する。

即ち、運転中においてショックロードが生じたとき、ベ
ルトが変速プーリの溝巾に喰い込み、エンジンが停止後
、再び始動を開始しようとするとき、駆動、従動プーリ
間の張り側ではベルトテンションが解離できない場合が
生じ、エンジンの再始動を不可能とすることである。

そして、かかる欠点は、ベルト変速伝動機構を前記の如
き各用途に適用する場合、一般の設計に反して高速時に
不必要な過大なスプリング力で走行させることとなり、
装置全体に不利益をもたらす結果を惹起している。

本発明は上述の如き実状に即応し、上記欠点を解消すべ
〈発明されたもので、変速プーリの溝巾を外部より直接
的押圧力で作用させて変化させ、前記の如き場合でもベ
ルトとグーリ間のテンションの解離が自由に、かつ、手
軽に作動できるベルト伝動機構を提供することをその特
徴とするものである。

又、本発明は前記変速プーリの少くとも一方を遊軍７”
−ＩＪ 片と味該遊軍プーリ片を移動させるために必要
な外力の一部を補助スプリングを設けることにより軽減
していることも重要な他の特徴とするところである。

以下、本発明ベルト伝動装置の実施例について添付図面
を参照しつつ更に詳述する。

第２図は本発明ベルト伝動装置の構成概要を示す図、第
３図はその部分図である。

これら第２図、第３図において、１は従動プーリ、２は
テンションプーリ、３は従動プーリで、駆動プーリは第
４図及び第５図に詳細に図示する如く、シャフト１１と
一体になった固定プーリ片１ｊｌと１前記固定グーり片
１１に対向してシャフト１１に対しスプリング１４によ
りスラスト方向に移動可能に配設された遊軍プーリ片１
ｂとからなり、両プーリ片１ａ＊１ｂの形成するＶ溝の
底部にはベヤリング１２が設げられることによって構成
されており、後述するようにスラストボールベアリング
１３を介してレバー５により押圧されるようになってい
る。

なお、遊軍プーリ片１ｂは回転方向には自由であっても
、又、スプラインあるいはキー等で回り止めを施したも
のであっても差支えない。

一方、従動プーリ９は従来公知の通常のＶプーリ片より
なるプーリであり、又、テンションプーリ２は前記駆動
プーリ１と、従動プーリ３との間に巻き掛けられたベル
ト１００走行時、ゆるみ側に位置して配置され、アーム
４の一端に取り付けられて適宜位置における正着部と該
アーム４との間に主スプリング７が介装されることによ
ってアーム４を常にベルト１０に初張力を有する如く、
そのスプリング力によりアーム４にテンションを担持さ
せている。

そして、上記の如き駆動プーリ１、従動プーリ３、テン
ションプーリ２を備えたベルト伝動機構において、本発
明ではその重要な特徴の１つとして補助スプリング８を
、その一端を前記アーム４に止着し＼他端を後述する引
張用レバー６に止着することによって介装している。

前記引張用レバー６は、前記駆動プーリ１の遊軍プーリ
片１ｂを押圧する遊軍移動用レバー５と関連して設けら
れたもので、第２図、第４図、第５図に図示している如
く、前記遊軍移動用レバー５が駆動プーリ１の遊軍プー
リ片１ｂの側面をスラストボールベアリング１３を介し
て距離りの範囲において押圧しＶ溝巾を変化せしめ得る
ように遊軍ブーり片１ｂの側部に配設されており、この
遊軍移動用レバー５上の一点ｅに一端を正着したワイヤ
ーの如き牽引部材Ｗがガイドプーリ９を介して延び、そ
の他端側が該引張用レバー６に止着されることによって
両レバー５，６は連繋され、かつ引張用レバー６は図の
実線位置と２点鎖線位置との間で回動可能で、この回動
によって牽引部材Ｗをゆるめ又は緊張させ遊軍移動用レ
バー５を第３図における実線位置と２点鎖線位置との間
で転移可能とするようになしている。

なお、上記の場合、第２図では牽引部材Ｗが側方へ引き
出されて延びているが、これは作図上の都合で実際は図
面の紙面に対して直角な平面又は角度をもつ平面内で手
前方向へ延び、従って、引張用レバー６も亦同じく実際
は図面の紙面に対し直角な平面又は角度をもつ平面内に
位置し、その平面内において回動する。

従って第３図に図示する遊軍移動用レバー５は同図に示
す如く両位置間で移動する。

そして、上記引張用レバー６とテンションプーリのアー
ム４との間に介装された前記補助スプリング８は、レバ
ー６０反時計方向への作動で牽引部材Ｗにゆるみを生ぜ
しめ、それに追従して駆動プーリ１の■溝巾を広げろと
き、レバー６の移動により補助スプリング８を引張るこ
とにテンションプーリのアーム４にかかるスプリング荷
重が大きくなる方向に、又、逆にプーリ溝巾が狭くなる
とき、即ち、レバー６を右方向（時計方向）へ移動させ
、牽引部材Ｗに力を加え、第３図に２いてレバー４を右
方向に移動させるとき、前記スプリング荷重が小さくな
るように作動する如く、伸張、圧縮が加えられる。

これは、前記駆動プーリ１の遊軍プーリ片１ｂを固定プ
ーリ片１ａ側に向けて移動させるとき、換言すればプー
リ溝巾を狭くする方向に移動させるとき、必要な押圧力
、この押圧力は通常、走行中に生ずる張り側及びゆるみ
張力ならびにスプリング７．８による引張力の関係でテ
ンションプーリによりベルトに生ずる初張力等に抗して
レバー５の作動によりプーリ溝巾を狭くするときブーリ
ドヘルドとの間に大きな側圧を生じるのであるが、これ
が非常に大きくなり、通常のレバー等でその押圧力を生
ぜしめようとすれば、殊に手動でその目的を達成するに
は極めて大きな力が必要となってくるのを軽減する。

勿論、レバーの比を大きくすることによって作用力を小
さくする方法もないではないが、レバーの移動範囲が限
られる場合には大きな比率となることは実質上、困難な
ところから、上記引張用レバー６に補助スプリング８を
設けることによってその軽減を図ることは有利な手段で
ある。

これを更に詳しく述べると、第２図において駆動７”−
ＩＪｌ、従動プーリ３間のめるみ側にテンションプーリ
２を設け、駆動プーリ１が変速プーリである場合、駆動
プーリ１上におけるベルト１００巻き掛は径に応じてテ
ンションプーリ２が追従して、ベルト１０に、一定の張
力を与える如くアーム４に、主スプリング７により引張
力を与え、これによりベルトに対して背面よりテンショ
ンプーリ２による押圧力を与えている。

又一方、補助スプリング８によって、アーム４と引張用
レバー６間の連繋で、テンションプーリ。

２によりベルト１０に対する引張力を補助的に与え、テ
ンションプーリ２によりベルト１０に与える動力を伝動
するに必要な押圧力を、スプリング７及び８の合成力で
担持する如くなしている。

そこで今、変速プーリ１のＶ溝巾が最小のとき即ち第２
図に於いてレバー６の位置が実線、ベルト１０の位置が
実線、又第３図に於いてアーム５及び遊軍プーリ片１ｂ
が実線の位置にあるとき・テンションプーリ２の取付ア
ーム４は実線の位置にあり、スプリング７０両端末、Ｂ
と８１間の距離が最大であり、スプリング７によるアー
ム４に対する作用力が最大である。

それに対して補助スプリング８により生ずるアーム４に
対しての作用力はスブリイーメ８０両端末間ｂｌと０１
間が最小であり、アーム４に対する作用力は最小である
。

即ちスプリング７と８によりアーム４に、変速プーリ１
のＶ溝巾が最小なるときに動力を伝達するに必要な力を
担持する如く構成する。

次に、レバー６を第２図において２点鎖線の位置まで移
動させ、牽引部材Ｗにゆるみを生ぜしめて行き、それに
応じて第４，５図に示し戻しバネ１４によるスプリング
力により遊軍プーリ片１ｂをＶ溝巾が広がる方向に移動
せしめそれに応じてベルト１０の変速プーリ１中におけ
る位置を２点鎖線の位置へ移動せしめるとき、ベルト１
０に生ずる初張力は、主スプリングＩだけについてみる
と、スプリングの両端の一方、Ｂ点は一定であるが他の
一点はａｌより８２に移動する。

そのときの各点間の長さは ａｌＢ＞ａ２Ｂ であり、 従って変速プーリ１のＶ溝巾が狭くなったとき、主スプ
リング７によるアーム４、テンションプーリ２を介して
のベルト１０に対するテンションは小さくなる。

一方、補助スプリング８によるスプリング力はｂｌＣｌ
くｂ２Ｃ２ であり、主スプリング７とは逆に変速プーリ１の■溝巾
が狭くなったときスプリング力が大きくなり、アーム４
、テンションプーリ２を介してベルトに与えるティジョ
ンを大きくする動きを有する。

なお、第２図上においては上記ｂ１ｃ１とｂ２ｅ２を対
比すると、ｂｌＣｌ＞ｂ２Ｃ２となり）上記本文の記載
と相違する如くであるが、前述した如（作図上の便宜に
て図を見易くするためし／（−６の実線位置と２点鎖線
位置間の移動量に比しテンションプーリ２の中心Ａ１及
びＡ２の移動量を大きくしたためで、実際はｂｌ Ｃ１
くｂ２Ｃ２である。

以上の如く主スプリング７に生ずる力が大きくなる方向
のとき補助スプリング８に生ずる力が小； さくなり、
又その逆は相通の働きをする如く、スプリング７とスプ
リング８によりアーム４、テンションプーリ２を介して
、レバー６の移動と連動して、ベルト１０に生ずる張力
のバランスを取る如くする。

なお、もしも補助スプリング８がない場合についてみる
と、 変速プーリ１の溝巾の狭いとき、即ち、ベルトの巻掛は
径が大きいとき、一般にベルトに必要な初張力が小さく
て伝達できるにもわわからず、実際ニはベルト１０とテ
ンションプーリ２との接触角度も最小で、テンションプ
ーリ２による押圧力が接触角度が小さい分だけ初張力と
しては大きく生ム又、スプリング７の端末間が長くなり
スプリング力が最大となる事によって、ベルト初張力が
大きくなる。

又一方、変速プーリ１の溝巾が広いときは上記とは逆に
、変速プーリ１上のベルト１００巻掛は径が小さくなり
、一般にベルトに必要な初張力が大きいにもかかわらず
ベルト１０とテンションプーリ２間の接触角度も大きり
、シかも、スプリング７の端末間も短かくなり、従って
ヘルドに生ずる初張力が低くなる。

従って最小限ベルトの伝達能力を有するため、変速プー
リ１の溝巾が広いときに伝達能力を有するに必要なベル
トに対する初張力をスプリング７によりアーム４、テン
ションプーリ２を介してベルト１０に与える事が必要と
なる。

従って、この条件下では変速プーリ１のＶ溝巾が狭いと
き、即ちベルトの巻掛は径が犬なるとき、ベルトに生ず
る初張力が過大となりベルトに対しては耐久性に問題を
生じ又レバー６を低速状態より高速状態へ操作する操作
荷重を大きく必要とし、負荷や変速比が大きいとき変速
時の手動によるレバー操作が困難となる欠点を有するも
のである。

そこで本発明の如く、補助スプリング８をレバー６とア
ーム４間に連繋することによって補助スプリング８の働
きは、レバー６を時計方向に移動させるとき、それによ
ってスプリング８をゆるめ１アーム４に対する引張り力
を減ム又逆にし・（−６を反時計方向に移動させるとき
、スプリング８を引張りアーム４に対する引張力を増加
させる如くなすのでおる。

以上のようにして、本発明ではバランスのとれたベルト
張力を常に保つことができると同様に、特に増速時即ち
レバー６を時計方向に回転移動させるとき、補助スプリ
ング８を用いる事により主スプリング７のスプリング力
を小さくできているためレバー６を手動で移動させる場
合、より軽い力で作動させる事ができる。

又一方、第４．５図に２いて、スプリング１４の役割は
固定プーリ片１８ と遊軍プーリ片１．との間にベアリ
ング１２を介して反撥弾状に該スズ）−７ｆ１４が設け
られており、このスプリング１４により常に遊軍プーリ
片１ｂを固定プーリ片１ａより離れる如く言いかえれば
、Ｖ溝巾が広がる方向に作用している。

これは、第２図に於けるレバー６の作動で牽引部材Ｗに
ゆるみを与れたるとき、そのゆるみによりレバー５が第
３図に於いて反時計方向に移動するのがそれに追従して
、スプリング１４の反撥力により遊軍プーリ片１．が移
動し、Ｖ溝巾が広がる如く作用する。

かくして、以上のことを総合すれば、前記する如く、変
速プーリ１中のベルト巻掛は径が犬なるとき、主スプリ
ング７のみでベルト初張力を担持する場合、プーリ１中
に於ける巻掛は径が小さい場合、即ち主スプリング７に
生ずる反撥力が最小で、しかもテンションプーリ２とベ
ルト１０との接触角が太きいときに必要なベルト初張力
を有する如く条件を定める必要があるため必然的にプー
リ１中に於けるベルトの巻掛は径が大きい場合、余分に
過大なるスプリング反撥力を主スプリング７にて担持す
る必要があった。

即ちプーリ１中に於けるベルトの巻掛径が犬なる場合と
小なる場合に必要なる主スプリングによる実際のスプリ
ング力作用方向が相反する方向にあった。

そこで、補助スプリングはそれを解消しプーリ１中のベ
ルトの巻掛は径が犬なる場合はスプリング力が小さく、
逆に巻掛は径が小なるとき大きくなる如（働き、主スプ
リング７の働きと逆方向の働きを有するため、前記する
如（、主スプリング７と補助スプリング８との合成力に
よりアーム４を介してテンションプーリ２によりベルト
１０に初張力を与える事ができるので、その両方のスプ
リングのバネ定数、スプリング力の比率等を適切にする
事により均衡を与え、外力を容易に軽減できる。

本発明装置は叙上のような構成によって形成され、次に
その作動状態を第４図、第５図と関連させながら説明す
ると、まず、駆動プーリ１上におけるベルトの有効径が
プーリ径の最大の場合と一致させた、所謂、高速走行時
（第４図うにおいてゆるみ側におけるベルトの位置は第
２図実線の位置であり、テンションプーリの中心がＡｌ
であるとき、主スプリング７に生ずる荷重は最大となり
１一方１補強スプリング８に生じる荷重は最低となる。

そして、ベルトクラッチオフのときは、第５図の如く、
ベルト底面がベヤリング１２と接触した状態で、Ｖ溝巾
とベルト側面との間に空間が存在し、両者の接触圧力は
極小となり、ベルトに回転力を生ぜず、ベルトは回転し
ないことになる。

（なおしかしベルトが固定プーリ片又は遊軍プーリ片の
何れか一方へ偏倚し接触する場合には若干の回転を続け
ることがあるが、）このとき、第２図において引張用レ
バー６を図の２点鎖線位置まで回動させ、牽引部材Ｗを
ゆるめると、遊軍移動用レバー５が牽引部材である、例
えばワイヤーＷのゆるみと、走行中におけるベルトによ
って生じる側圧力との対応によって図の点線位置まで移
動し、第５図に示す如く、遊軍移動用レバー５の回転動
によってスラストボールベアリング１３に対応する押し
代が距離りだげ少くなり、それによってＶ溝巾が広がり
、ベルト１０が下に落ち込み、ベルトの底部と、ベアリ
ング１２とが接触し、空転することとなり、クラッチオ
フ機能を発揮する。

次に、前述の如く、引張用レバー６を反時計方向に実線
位置より２点鎖線位置へ移動したとき、駆動プーリ１の
■溝巾は広くなり、ベルトの張りがゆるむ方向に向かう
が、それをテンションプーリ２の中心がＡ１よりＡ２ま
で追従して張力を保つ如く働く。

そして、このとき、主スプリングＩの荷重点が８１より
８２へ移動、また補助スプリング８においてはｂｌ よ
りｂ２へ移動シ、レバー６は実線位置より２点鎖線位置
方向へと移動することとなり、主スプリング７はゆるむ
方向へ、一方、逆に補助スプリング８は荷重が増加する
方向へと進行する。

以下、実施例として、高速走行時におけるデータを示す
。

（実施例） 駆動プーリピッチ径 ： １００７７１７７１Φ駆動
プーリ回転数 ； １８００ｒ、ｐ、ｍ従動プーリ
ピッチ径 ： １９０ｍｍ＠駆動プーリ接触角度 ：
１７５゜ テストベルト ： ＬＢ形Ｖベルト上記高速走行
条件下、即ち駆動側変速プーリ中のベルトの巻掛径が最
大のときに対して、わずかにプーリ中のベルトの巻掛径
が小さい位置より第２図に於けるレバー６を時計方向に
操作し、プーリ中のベルトの巻掛径が高速走行条件下の
最大径に達するときのレバー６の上端部に必要な操作荷
重について、上表の４．１ （補助スプリング８を用い
ず主スプリングＴのみのとき）滝２（補助スプリング８
と主スプリング７を用いたとき）の両者に関し実験的に
求めたデータを第６図に示す。

農業機械等では変速（本発明の例ではレバー６の操作）
を手動で行う場合も多り、シばしばその操作荷重が問題
となる場合があり、一般的実用的荷重は７に９以下が望
ましい。

本発明の方式によると、第６図により明らかな如く／、
ｌの補助スプリング８を用いず主スプリングＴのみの場
合に比し、最も前記例の如く一般的に最もレバー操作荷
重を大きく必要とする高速条件下に於いて／ｇ、、２の
補助スプリング８と主スプリング７とを併用する事によ
り前記で説明した如く必然的に第６図のデータに現れて
いる如くレバー６上端に必要な操作荷重を大巾に軽減す
ることができる。

この事によって、より大きな負荷馬力の所まで適用する
ことができる。

又、第６図の例示よりみても、レバー６上端に必要な引
張レバーの操作荷重の上限を７ｋＱとするとき、主スプ
リング７のみのときの負荷馬力の上限約１．５ｐＳに対
して、補助スプリング８と主スプリング７の併用の場合
の負荷馬力の上限は約２．２ｐＳと約２．２倍大きくな
っている。

かくして、上記第６図に示した結果よりみて、４１０条
件、即ち補助スプリング８を使用しない場合に比し、／
、、２の如く補助スプリング８を用いることにより引張
用レバー６の操作荷重を大巾に下げ・該レバー６を手動
で操作する必要のある、例えば農機具等で人の力による
実用的最大操作荷重に対して、より大きな負荷馬力の水
準まで適用できる大きな利点を有すると同時に、補助ス
プリング８を用いない場合・低速走行時と、高速走行時
におけるスプリング７により初張力水準が、高速走行時
に高く１低速走行時に低くなり、必要なスフ”リング力
、これは一般には低速走行時に高いスプリング力を必要
と１高速走行時は低いスプリング力で良いが、これに対
して逆方向のスプリング力となり、一般的には低速走行
時に必要なスプリング力に合わせて設計するため、高速
時に不必要な過大なスプリング力で走行させることとな
り、ベルト及び伝動機構全体に不利益となるものである
。

なお、前記スプリング７．８の関係についてみるとき、
スプリング８のスプリング力の割合を大きくすればする
私高速時における前記レバー６の操作荷重が低くなるか
、しかし、スプリング８の荷重の割合を大きくし過ぎる
と、負荷のない走行時において、レバー６を高速走行側
へ進める力が駆動プーリでの側圧により遊軍移動用レバ
ー５を介して引張用レバー６を低速側へ進めようとする
力より大きくなり、レバーをフリーにすると高速に進む
ので危険性があることから、レバー８のスプリング力は
無負荷走行、実際の使用条件では無負荷の状態はなく、
少くとも従動側の軸受ロス、ベルトのペンディンロス等
に相当する負荷、言いかえれば最低負荷時にスプリング
８のスプリング力にすることが望ましいといえる。

以上の如く本発明ベルト伝動装置によれば、引張用レバ
ーの設置により、外部より直接的押圧により変速プーリ
の溝巾な容易に変化す乞ことができるばかりでなく、補
助スプリングを設けることにより外部より加える力を軽
減して、人力による実用的な操作荷重で極めて大きな負
荷荷重まで適用させることを可能とし、従来の方式を改
善し、すぐれた伝動ベルトによる変速機構を提供する顕
著な効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

第１図イル二は公知の変速機構の各側を示す略示図、第
２図は本発明ベルト伝動装置の１例を示す概要図、第３
図は遊軍移動用レバーの作用説明図、第４図及び第５図
は本発明装置の適用される駆動プーリの側断面概要図で
、第４図は高速走行時、第５図はベルトクラッチオフ時
である。 又、第６図は引張用レバーの操作荷重と負荷馬力との関
係を示す図表である。 １・・・・・・駆動プーリ、１．ｌ・・・・・・固定プ
ーリ片、１ｂ・・・・・・遊軍プーリ片、２・・・・・
・テンションプーリ、３・・・・・・従動プーリ、４・
・・・・・テンションプーリの取付アーム、５・・・・
・前車移動用レバー、６・・・・・・引張用レバー、１
・・・・・・主スプリング、８・・・・・・補助スプリ
ング、１０・・・・・・ベルト、１１・・・・・・シャ
フト、１２・・・・・・ベヤリング、１３・・・・・・
スラストボールベアリング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少なくとも一方がスラスト方向に移動可能な遊軍プ
   ーリ片からなる駆動プーリと１通常の■ブーリ片からな
   る従動プーリとの間に巻き掛けられたベルトとゆるみ側
   に位置して、テンションプーリをアーム一端に取り付け
   て配設し、常にベルトに初張力を有する如く、一端を適
   宜止着せしめた主スプリングにより前記テンションプー
   リのアームに張力を担持せしめてなるベルト伝動装置に
   おいて、前記遊軍プーリ片の側部に位置―該プーリ片側
   面をスラストボールベアリングを介して押圧し、駆動プ
   ーリのＶ溝巾を変化せしめる遊軍移動用レバーを設け、
   かつ該移動用レバーを牽引部材を介して引張用レバーに
   連繋すると共に、引張用レバーと、前記テンションプー
   リのアームとの間に補助スプリングな介装ぜしめたこと
   を特徴とするベルト伝動装置。 ２ 駆動プーリの遊軍プーリ片が、スラスト方向に移動
   可能であり、回転方向に自由である特許請求の範囲第１
   項記載のベルト伝動装置。 ３ 駆動プーリの遊軍プーリ片がスラスト方向には移動
   可能であるが、回転方向には回り止めが施されている特
   許請求の範囲第１項記載のベルト伝動装置。