JPS61294265A - 遠心推力式変速プ−リ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は変速プーリに関し、詳しくは、遠心力を利用し
た遠心推力式変速ブー１ノに関する。

（従来の技術） 従来より遠心力を利用した変速Ｖプーリは広く知られて
おり、特公昭５１−６８１５号公報、特開昭５０−４７
０６４号公報、特開昭５１−５４１５８号公報、実公昭
４７−２２０６５号公報。

実開昭５１−５８２６９号公報などにその幾つかの例が
示されている。

この構造は例えば、特公昭５１−６８１５号公報で代表
されるように固定Ｖプーリ片と、可動Ｖプーリ片からな
る変速プーリにおいて、可動Ｖプーリ片背面に囲い板を
有してその内部に回転時、遠心力により運動して可動Ｖ
プーリ片を固定Ｖプーリ片に対して相対的に軸線方向に
動かしプーリのを動径を変化させるおもりを収設せしめ
た構成からなっており、そのおもりとして一般に鋼球（
ボール）が用いられ、通常、放射状のガイドが付設され
ていて、このガイドにボールが１個宛挿入され、プーリ
の回転に伴ってボールがガイド溝に沿ってラジアル方向
に移動するようになっている。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、上記の如き従来の遠心力利用の変速プーリに
おいてはガイド部及びガイド部の間の部分が空隙部とな
り、大きな推力が得られず、従ってＶベルトと組み合わ
せて動力を伝達するに必要な遠心力を引き出すにはその
回転数を大きくすると共に、プーリ径を大きくしてＶベ
ルトに対する所要推力を小さくし、しかも遠心力を発生
させ得る遠心作用体の回転半径を大きくすることが必要
であった。

そのため、従来の上記変速装置では低回転領域での実用
化に難がある。と共に変速プーリ自身のスペースを大き
く必要とする欠点があった。

従って、本発明は、上述の如き事実に対処し、その難点
を排除することを課題とし、なかでも、従来の鋼球ガイ
ドの如きガイドをなくして空隙を大きくし、これに多数
の小ボール等を充填し、従来に比し空間内のボールの運
動を活発ならしめることによって遠心力作用の効率化を
図ることを目的とするものである。

（問題点を解決するための手段） しかして、上記目的に適合する本発明プーリの特徴を第
１図に示す実施例にもとづいて説明すると、固定Ｖプー
リ片（１）の軸（Ａ）の延長上に固定Ｖプーリ片（１１
に対向して可動Ｖプーリ片（２）を軸方向摺動可能に配
設し、該可動Ｖプーリ片（２）の外縁に後方に向かう延
設部（２ａ）を形成すると共に、可動Ｖプーリ片（２）
の背側で前記軸延長上に可動Ｖプーリ片（２）の前記延
設部（２ａ）内面°に内接せしめて可動Ｖプーリ片（２
）の摺動支持体（３）を軸と一体に設ける。

そして、この場合において、上記摺動支持体（３）及び
延設部（２ａ）の少なくとも何れか一方と、可動Ｖプー
リ片（２）との間を摺動部となし、かつ摺動支持体（３
）の背側と可動Ｖプーリ片の延設部（２ａ）内面に設け
たスプリング受（４）との間に固定Ｖプーリ片（１）と
可動Ｖプーリ片（２）との間のＶ溝巾が広がる方向に推
力を存する如く戻しばねαのを介設すると共に固定Ｖプ
ーリ片（１）の軸延長と、可動Ｖプーリ片（２）背面と
摺動支持体（３）の内側面により囲まれた空間内に遠心
力付与材（９）を該付与材（９）が空間内を自由に移動
可能なる如（収設せしめた点にあり、これによってプー
リ回転中における上記遠心力によらて可動Ｖプーリ片（
２）背側に圧力を生ぜしめ、固定Ｖプーリ片（１１に向
かう方向に推力を生ぜしめることができ、又、プーリの
回転数に応じて前記推力を自動調整することを可能とす
る。

なお、上記遠心力付与材（９）としては、上述の如く空
間内で自動に運動可能なものであることが肝要で、複数
のボール、不定形状材、角体材や、パウダー類、液体な
どがその１種又は２種以上混合して用いられる。

このような遠心力付与材は空間のロスを少なくする上に
も有効である。

（作　用） 上記の如き構成の変速プーリは回転数が少なく固定Ｖプ
ーリ片（１）と可動Ｖプーリ、片（２）との間の溝巾が
最大である場合には前記空間内の遠心力付与材が空間内
に略充足し、回転による遠心推力と戻しばねＱｌによる
戻し推力とが均衡を保っている。

そして、回転数が上昇し、戻しばね顛の推力に抗して遠
心力による推力がアップすると、可動Ｖプーリ片（２）
が固定Ｖプーリ片（１）側へ移動しベルト（５）有効径
は大きくなる。

このとき、前述の如く空間内におけるロスが減少し、従
来方式に比し、大きな推力が得られ、低回転数あるいは
より小プーリ径での使用が可能となる。

（実施例） 以下、更に添付図面にもとづき本発明の詳細な説明する
。

第１図（（）　（＋１）は本発明の第１実施例を示し、
図において、固定Ｖプーリ片（１）の軸（Ａ）の延長上
に可動Ｖプーリ片（２）が対向して設けられており、更
にその延長軸上に可動Ｖプーリ片の摺動支持体（３）が
キー又はスプライン（７）により回転方向に対し一体に
回転し、スラスト方向に対しストップリング（１２）及
び（１３）により止められて設けられている。

そして、上記可動Ｖプーリ片（２）の外縁には後方に延
びる延設部（２ａ）が形成されており、この延設部（２
ａ）の内周面に前記摺動支持体（３）の外周面が内接状
態となっていて、可動Ｖプーリ片（２）と摺動支持体（
３）とはスラスト方向には自由に移動し、回転方向には
スベリキー（６）により一体に回転する如（構成されて
いる。

又、前記可動Ｖプーリ片（２）の延設部（２ａ）内周面
に回転方向にはキー（８）により一体となり、スラスト
方向にはストップリング（１１）に１り固定されてスプ
リング受（４）が設けられ、このスプリング受（４）と
、対向する前記摺動支持体（３）の背側間に戻しばねα
〔が介設されている。この戻しばねαΦは固定Ｖプーリ
片（１）と可動Ｖプーリ片（２）間のＶ溝巾を常にに開
く方向に推力を生ぜしめる如く配設されるものである。

しかして、畝上の構成において更に図示例ではその固定
Ｖプーリ片（１）の軸（Ａ）延長部、可動Ｖプーリ片（
２）の背側面、摺動支持体（３）の内側面により囲まれ
た空間内に複数個、むしろ多数の小球、例えば、ボール
ベアリングの鋼球の如き小鋼球（４）が装填されている
。

この小鋼球（４）は通常、固定Ｖプーリ片（１）と、可
動Ｖプーリ片（２）の溝巾が最大となるとき、前記空間
にその容積の約８０％程度となる量が好ましく、かかる
目安をもって装填される。しかし、勿論、この量は必要
なる遠心力に応じて適宜法められる。

第１図（イ）は上記固定Ｖプーリ片（１）と可動Ｖプー
リ片（２）の溝巾が最大である場合を示し、゛回転によ
る遠心推力と、戻しばねａ〔による戻し推力とがバラン
ス状態にあるときである。

又、（ＩＩ）は回転数を多くし、戻しばねＱ［Ｉｌの推
力に抗して遠心力による推力が上昇して可動Ｖプーリ片
（２）が所要の距離（ｘ）だけ固定Ｖプーリ片（１）側
へ移動した場合である。

なお、可動Ｖプーリ片（２）の上記移動距離（ｘ）の量
は動力伝達時に生ずるＶベルトの張り側及びゆるみ側の
張力、■角度、ベルトの摩擦係数、相手側変速プーリの
推力などと、本発明プーリの回転数、戻しばねα呻の推
力、ボール挿入空間の形状。

広さ等によって定まるものである。

今、第１図における実施例について、その第１図におい
て可動Ｖプーリ片（２）の移動化（ｘ）は、ｘ　＝（２
（（Ｄ＋３−Ｄｚ’）／３−Ｄｚ”（Ｄ＋−Ｉｈ））　
　２／３（Ｄ＋’−ｙ３）　＋　２ｙ”（Ｄ＋−ｙ）し
くＤ＋　”−ｙ”）　ｔａｎθ／２・・・（Ｉ）遠心推
力ＦＸは Ｆｘ＝７．８　Ｋπ３・Ｎ”（Ｄ＋”−ｙ”）”／３６
／９．８／１０　”　・・　（ＩＩ）となる。

但し式中、Ｄ、は溝巾最大のときの回転中における遠心
力付与材（ボール）上限の半径、Ｄ２は同じく、その時
の下限の半径、ｙは溝巾最小時における遠心力付与材（
ボール）下限の半径、θは空間部頂角、Ｎはプーリ回転
数（ｒ、ｐ、ｍ）　、　Ｋはボール間に生ずる空間充填
比率（通常０．５８）である。又ボールの比重は７．８
とする。

又、次にベルトのピッチ半径（Ｒ，ｘ）はＲｘ＝Ｒｏ＋
　ｘ／２ｔａｎΦ／２・−−−（Ｉ［）但し、Ｒｏはベ
ルトの最小ピッチ半径、Φはベルト■角度 以上の式から回転数Ｎを固定したとき、遠心推力（Ｆｘ
）は（０％−ｙ２）の値によって変化する。又、Ｄｌと
ｙとの関係は（１）式において、ＤＩ　Ｄ＊を固定する
とき、可動Ｖプーリ片（２）の移動化（ｘ）とｙとの関
係は空間部類角（θ）の大きさによって変化するもので
あり、今、Ｘをある値ａまで移動させるときのｙの値は
、θを大きくすると、ｙは小となり、逆にθを小さくす
るとｙは大となる。

そこで、ＤＩ　＋　０２＋ベルトの最小ピッチ半径Ｒｏ
ならびにベルト■角度Φ、負荷Ｈ（（Ｐｓ）　、回転数
Ｎ（ｒ、ｐ、ｍ）を固定し、θのみを変量して可動Ｖプ
ーリ片の移動化Ｘ、遠心推力Ｆｘ、ベルトのピッチ半径
Ｒｘを算出すると次記第１表、第２表ならびに第６図の
如くとなる。

上表における各推力Ｆｘを従来の１個宛の鋼球入りの遠
心推力式のものと対比すると、同一プーリ径、同一回転
数、可動Ｖプーリ片の同−移動化において前者は本発明
の約１１５位の推力しか出す、その点、本発明のものは
２〜５倍の大きな推力を得ることが可能であり、その間
の調整が容易となる利点を有する。

なお、前記第１図に示す実施例は遠心力付与材が小鋼球
（ボール）の場合であるが、この場合、空間内部での各
ボール間の滑りをよくするため、潤滑剤を含むことが望
ましい。

又、可動Ｖプーリ片（２）の背側及び延設部（２ａ）内
面と、摺動支持体（３）の内側面には、ボールが直接接
触することから、その摺動部に耐摩耗性を有せしめるこ
とが望ましい。更に、上記ボールの硬度としては通常の
ベアリングのものより低い硬度のものでもよく、焼入れ
により、通常のボール硬度より稍、硬度を高めて使用す
ることもよい。

ところで、遠心力付与材であるが、上記小鋼球に限るも
のではなく、角体材、不定形材、パウダ−あるいは液体
等も使用でき、そして、これらはボールを含め適宜２種
以上組み合わせ使用することも可能である。

特に、パウダーは比重の大きい、例えば７．０以上のも
のが好適であり、具体的なものとしては、銅、鉄、ステ
ンレスのパウダーあるいは金属粉末と樹脂で固めた球体
、その他の形体のもの等が挙げられる。

そして、これらは空間内において自由に運動可能である
ことが肝要であり、これによって恰も液体による推力作
用を生起する。

又、上記遠心力付与材を収容する空間は第１図において
は、断面三角形状となっているが、変速時におけるプー
リ中のベルトに対する所要推力を理想的な状態に保ため
に必要に応じ他の形状とすることも好ましい。

第２図、第３図及び第４図は何れもかかる空間形状の変
形例を示しており、第２図においては可動Ｖプーリ片（
２）の背側及び摺動支持体（３）の内側面を共にアール
をもつ弧状となした例を、又、第３図においては摺動支
持体（３）の内側面を軸に直角な面とし、可動Ｖプーリ
片（２）の背側をインボリュート形となした例を、更に
第４図においては可動Ｖプーリ片（２）の背側及び摺動
支持体（３）の内側面を共に外周部を狭く、軸寄りを広
く形成すべく段状に形成した例を夫々示している。

勿論、上記の外、他の形状とすることも可能である。

その他、第１図〜第４図の実施例においては、戻しばね
ａΦの両端は特に係止部がなく、オープン状態で介設さ
れているが、これも亦、設計変更が可能であり、第５図
においては戻しばねα〔の両端部をロック部材（１４）
　（１５）により係止した、所謂、スプリングロック方
式が採用されている。

この場合には可動Ｖプーリ片（２）はばねの戻り力によ
ってねじれ乍らＸ個所で軸方向に回転すると共に左右に
移動するが、推力についてはさきに説明した場合と変わ
るところばない。

かくして、畝上の如き実施態様に従って本発明は実施さ
れ、大きな推力を得て低回転領域での実用化を促進する
。。

（発明の効果） 本発明は以上の如く遠心力を利用した変速プーリにおい
て、可動Ｖプーリ片にこれを支持する摺銅支持体を付設
し、軸及び両者によって形成される空間内に１個宛でな
く複数又は多数のボールを始め自由に移動可能で液体様
の遠心力を付与し得る遠心力付与材を装填したものであ
るから、従来の方式に比し、空隙空間のロスが少なく、
従って同一プーリ径、同一回転数、可動Ｖプーリ片の同
−移動化においてより大きな推力を得ることができ、低
回転数、小プーリ径にて使用できる利点を有し、遠心推
力式変速プーリとして従来の変速プーリを大幅に改善す
る顕著な効果が期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）（ロ）は本発明変速プーリの１例に係る要
部側断面図で、（イ）はＶ溝巾最大の場合、ＣＩりはＶ
溝巾最小の場合を示す。第２図ないし第４図は何れも本
発明変速プーリの各変形実施例を示す要部側断面図、第
５図は同じく変形実施例で、上半部はＶ溝巾最小の状態
、下半部は■溝巾最大の状態を示す。第６図はがどうＶ
プーリ片の移動化と推力との関係を示す図表である。 （１）・・・固定Ｖプーリ片、 （２）・・・可動Ｖプーリ片、 （３）・・・摺動支持体。 （４）・・・スプリング受。 （５）・・・Ｖベルト。 （９）・・・遠心力付与材、　　　′ （１０）・・・戻しばね。 （八）　　・　・　・　軸、 ′ｆ、ｃｗ Ｘ（餓町

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、固定Ｖプーリ片の軸延長上に該固定Ｖプーリ片に対
   向して軸方向摺動可能に可動Ｖプーリ片を配設し、該可
   動Ｖプーリ片の外縁に後方に向かう延設部を形成すると
   共に可動Ｖプーリ片の背側で前記軸延長上に前記可動Ｖ
   プーリ片の延設部内面に内接する如く摺動支持体を軸と
   一体に設け、上記摺動支持体及び延設部の少なくとも何
   れか一方と可動Ｖプーリ片との間を摺動部となし、かつ
   摺動支持体の背側と可動Ｖプーリ片の延設部内面に設け
   たスプリング受との間に前記固定Ｖプーリ片と可動Ｖプ
   ーリ片との間のＶ溝巾が広がる方向に推力を有する如く
   戻しばねを介設し、固定Ｖプーリ片の軸延長上と、可動
   Ｖプーリ片背面及び摺動支持体の内側面により囲まれた
   空間内に、該空間内を自由に移動可能なる如く遠心力付
   与材を収設し、プーリ回転中における上記遠心力付与材
   による遠心力によって可動Ｖプーリ片背側面に圧力を生
   起せしめ固定Ｖプーリ片方向に推力を生ぜしめると共に
   、プーリの回転数に応じて前記推力を自動調整自在とな
   したことを特徴とする遠心推力式変速プーリ。 ２、遠心力付与材が複数のボールである特許請求の範囲
   第１項記載の遠心推力式変速プーリ。 ３、遠心力付与材が複数の不定形材である特許請求の範
   囲第１項記載の遠心推力式変速プーリ。 ４、遠心力付与材が複数の角体材である特許請求の範囲
   第１項記載の遠心推力式変速プーリ。 ５、遠心力付与材がパウダー材である特許請求の範囲第
   １項記載の遠心推力式変速プーリ。 ６、パウダー材が比重７．０以上の銅、鉄、ステンレス
   のパウダー及び金属粉末と樹脂との固結体から選ばれた
   少なくとも１種である特許請求の範囲第５項記載の遠心
   推力式変速プーリ。 ７、遠心力付与材が液体である特許請求の範囲第１項記
   載の遠心推力式変速プーリ。 ８、遠心力付与材がボール、不定形材、角体材、パウダ
   ー材及び液体から選ばれた２種以上である特許請求の範
   囲第１項記載の遠心推力式変速プーリ。 ９、遠心力付与材が大きさの異なる複数の材料の混在で
   ある特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第４項、
   第５項、第６項又は第８項記載の遠心推力式変速プーリ
   。