JPH03204476A - ベルト変速制御装置 - 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〕 この発明は、例えば大型の送風ファンのような負荷機器
類を変速で駆動する場合にはオペレータによる変速操作
の危険性と遠隔地による不便さを伴うが、この危険を回
送するようにベルト変速機を改造して自動制御させるた
めのものに関する。

〔従来技術） 第５図は従来のベルト変速機の概要構成図を示す。図中
、Ａは電動機、Ｂはベルト変速機、Ｃはハウジング、Ｄ
は操作ハンドル、Ｅは出力軸、Ｆは入力軸である。さら
にハウジングＣは枠体Ｇと複数の蓋に、Ｊ、Ｉから構成
され、内部には駆動側および従動側の可変プーリＬ、　
Ｎ間に変速ベルｈＭが巻掛けされている。またＯおよび
Ｐは軸受である。

変速動作は、操作ハンドルＤを回動し、これによってプ
ーリ装置の摺動ブーりを摺動させ、ベルト・プーリ間の
摺動周円の半径を変化させて変化制御させるものである
。

この場合、入力軸Ｆは電動機回転軸であり、可変プーリ
Ｌはその自由橋に装備した状態で、枠体ＧＯａ側平面か
ら挿填しフランジで固着される。

これに対し、出力軸Ｅは可変プーリＮの両側に軸受０．
Ｐを配し、両軸支持の構造を有し、しかも左右のＩＥＩ
３．ｒｚでこの軸受０．Ｐを支持している。

車減速機を一体組付けし、この一体組付した組立体の状
態で歯車減速機の出力軸（開示せず）に負荷機器を組付
けたり、或いは回転数は増大するもののこのベルト変速
機の出力軸Ｅに直接送風ファンを組付けること自体は、
思想的には可能であるが、負荷、機器が大型化した場合
には斯かるベルト変速機にオペレータが接近して操作す
る二止が極めて危険である。

しかも、遠隔自動制価方式ムこすればこの問題は解決し
得ても、現実に如何なる技術的手段で自動制御化するか
はそれ自体が大きな課題であり、仮にそれが解決し得た
としても更に新たな問題が生ずる。すなわち、自動制御
方式でベルト変速機を運転すると、運転時間も必然的に
連続かつ長期化し、しかも不用意にも増速・減速の繰返
動作をξ７たり或いは摩擦伝達部のベルト・プーリ接触
面が発熱したりするため、オペレータが気付がないうち
に、ベルトが短期に摩耗する事態が自動運転に伴って生
ずる。

しかるに、第５図に示す構造では、出力プーリ装置Ｎを
組付けた出力軸りは両軸受構造となっているため、頻繁
に発生するベルト交換を行う際は、その都度ベルト変速
機自体を一旦遊星歯車減速機等から取外したり、或いは
負荷機器から取外してから、斯かる保守作業を行わなけ
ればならず著しく煩雑性、不経済が避けられなかった。

［目　的］ 本発明では、上述した問題を解決するため、まずブーり
装置と連動するパイロット電動制御機と、サーボ調節装
置とを組合せることによって遠隔自動制御を現実化し、
かつこの自動運転に伴って生ずるベルト摩耗などの問題
に対応させる構造を増減速型ベルト変速機に施して実用
化に供するベルト変速制御装置を提供することを目的と
している。

〔問題点を解決するための技術的手段〕この発明のベル
ト変速制御装置では、可変ベルトを固定および摺動プー
リ間で挾持したプーリ装置を入力軸および中間軸に夫々
設け該入力動力に対し増速機ないし減速機として作動す
る増減速型ベルト変速機と、入力軸側の上記ブーり装置
と連結して上記ベルト増減速型ベルト変速機の枠体に取
付けたパイロット電動制御機と、上記中間軸と結合し出
力軸に負荷を取付けた減速機と、上記パイロット電動制
御機に直接電気的に結線して上記プーリ装置の変速比を
帰還制御するサーボ調節回路とを設け、上記出力軸側プ
ーリ装置は一端側にて軸支し他端側を自由端とする片持
支持構造を形成したものである。

［作　用］ この構造によれば、帰還制御系を有するサーボ調節回路
と入力軸側プーリ装置と連動するパイロット電動制御機
との働きにより危険な負荷機器に対しても遠隔地からの
自動制御が理想的な型式で達成される。しかも、出力軸
側ブーり装置の一端が自由端として形成したので遊星歯
車減速機などの負荷から、あえて変速機および電動機を
取外してからベルト交換等の保守作業を行う必要性が全
くなくなり、重量機器を組付けた状態のままで作業がで
きる。

［実施例〕 第１図は本発明の一実施例変速機の断面構成図である。

この変速機２６は、枠体４５と蓋体４６とでハウジング
２８を形成し、雨滴、湿り空気の侵入を防ぐため密閉室
が形成される。内部には、電動機回転軸すなわち入力軸
５１と、中間回転軸５２とに、それぞれ変速ベルト５３
を挟持するための固定プーリ５４ａ、５５ａおよび摺動
プーリ５４ｂ、５５ｂとからなる一対のプーリ装置５４
５５が装着されている。駆動側ブーり装置５４には、摺
動プーリ５４ｂに取り付けた羽根車５６ｂと、渦巻型ケ
ーシング５６ａとからなる渦巻遠心ブロワ装置５６が取
り付けられ、ケーシング５６ａの一部は配管３６′と連
通し、後述する第３図の応用例に示す様に導入配管３６
と連通している。

これによって室外から室内に放熱空気を強制的に導入し
、蓋体４６に設けた排出口３７から吐出させている。バ
イロフト電動制？１ｌ１２９は、変化調節ネジ５７と連
結し、この調節ネジ５７の回動に伴って、案内環５８が
上下し、これによって固定プーリ５４ａと摺動ブー’Ｊ
　５４　ａの間隔を調節し、変速比を制御している。４
９は周知のカンブリングで、パイロット制御機２９を支
持フレーム４８と共にハウジング２８から取り外したと
きに着脱可能に構成される。なお、パイロット制御機２
９は他の公知の構造のものでも良く、例えば第５図に示
した曲りレバーＫをレバーシブルミ動機等で制御するも
のでも良く、この場合に可変プーリからパイロット制御
機２９ごとハウジング４５の外壁から着脱自在に構成さ
れていれば良い。

さて、パイロット制御機２９が作動し、これに伴い摺動
円板車５４ｂが摺動し始めると、プーリ装置５４と可変
ベルト５３との接触周円半径が変化する。単にハネ力で
挟持されている従動側でもベルト５３は駆動側ブーＩＪ
５４の変化に伴いその接触周円半径が変化し、この協動
自動調節によって変速比が制御される。なお、建物の頂
上などのように一段危険場所に設置される場合には、こ
の種の機器構造は出来る限り保守作業を優先する必要が
あり、本発明ではベルト交換保守のため、中間回転軸５
２を二つのヘアリング５９ａ、５９ｂによって片持ち支
承させである。しかも更にハウジング２８の構造として
蓋体４６が枠体４５から分離可能な構造と為し、これに
伴って軸支承体６０は枠体４５に対してスライド調整が
可能なように、ボルト６２による調節機構および長穴６
１を有している。これによりボルト６３を緩め巻上ボル
ト６２の操作により、支承体６０とブーりを共に入力軸
の方向に移動させることができ、ベルト交換が簡略化さ
れる。なお、ベルト交換の方法は他の方法でも良く、例
えば出力軸５２を移動不可能な固着状態として、固定円
板束５５のみを取り外しても良い。いよこのハウジング
２８の蓋体４６は、上面形状がＤ字状または馬蹄形状を
為ししかも相当の高さに開口されているので、Ｄ字状の
直線部分の側面形状はカップ状を形成されている。従っ
てプーリ５５の移動ないし取外し作業は迅速化される。

次に、このベルト変速機２６を、例えば冷却塔などの送
風機の回転制御に適用した場合の、完全自動制御用の調
節回路装置について説明する。

第２図は、冷却塔１０の冷却水温の自動制御用調節回路
装置のブロック回路接続図である。冷却塔１０の冷却水
人口６６に温度検出器６８が設けられ、サーボ調節器７
０に接続される。サーボ調節器７０は、ブリッジ回路７
１、演算増幅器７２、フィルタ７３、演算増幅器７４、
正帰還回路７５、不感帯回路７６、増速および減速側出
力回路７７および７８から構成されている。また、この
出力回路７７および７８は、その接点７７ａおよび７８
ａを介してパイロット制御機２９に接続されている。こ
のレバーシブルミ動機７９を有するパイロット制御機２
９への電力供給端Ｓ′およびＴ′は、主誘導電動機２７
への三相供給電力線８３のＳおよびＴ端子から供給され
ている。一方、この電力線８３には起動停止制御回路８
０と低温部制御回路８１が接続されている。

この調節器の動作は、次の通りである。起動スイッチＳ
Ｗを押圧すると常閉接点２Ｒ２を介してリレー３Ｒが動
作し、接点３Ｒ１で自己保持すると共に調節器７０の電
＃（図示を省略）が投入され、調整器７０は作動するが
、パイロット制御器２９は接点４Ｒ２が開放されている
ので動作しない。次に、冷却水の温度が調節器７０の比
例動作領域内の温水に維持している間は、低温領域制御
用の機械式温度検出器６８が閉成しているので、低温部
制御回路８１が接点３Ｒ１の閉成で作動し、このとき接
点３Ｒ２が閉成しておりリレー４Ｒが付勢される。従っ
て主送風電動機２７が三接点４Ｒ１を経て作動する。こ
れと同時にインクロック接点４Ｒ２の閉成によってパイ
ロット部２９が動作し正常な比例制御動作を行う。

このとき、外気湿球温度が一定していれば冷却水温が上
昇すると送風ファンの回転数は上昇するがパイロット制
御機２９のハイ・リミットスイッチＨ，Ｌ、が開成して
も、送風ファンは最増速状態で連続運転する。このとき
は、冷却塔の所要冷却容量で冷却状態が決まるが、冷却
水温が低下し過ぎたときには、送風ファンの回転数を高
速状態に維持すると冷却水が過冷却状態となり、圧縮機
大型電動機の損傷を招来していた。そこで、冷却水温が
低下したときには、ロー・リミット・スイッチＬ、　　
Ｌ、が開成してリレーＩＲが開成しでも、リレー３Ｒは
まだ接点２Ｒ２によって励磁されているので、主送風電
動機２７は回転を持続し送風ファン２１は最低速で回動
する。

このとき、冷却水温が冬期の如く、さらに降下すると、
液封入式の入口水もしくは出口水温度検出器６８もしく
は６９が作動し、リレー４Ｒが消勢して、主電動機２７
を停止させることができるようになっている。すなわち
、冷却水温度が調節器７０の比例帯領域内の温度レンジ
では送風ファン回転数をその温度に応じて比例制御し、
比例帯領域以下の温度になると主電動機２７の自動発停
制御に切り換え得るように構成している。

次に、送風装置を全停させるときは、停止スイッチＳＷ
を押圧し、リレー２Ｒを付勢し、接点２Ｒ１，２Ｒ２が
反転し、これと同時に調節器７０のブリッジ回路７１の
接点（図示せず）を作動し、減速出力回路７８のみが動
作する信号を送出する。すると、パイロット制御機２９
は、この減速指令を受け、いずれロー・リミット・スイ
ッチＬ、　　Ｌが開成し、リレーＩＲが消勢し、接点Ｉ
Ｒ１が開路してリレー３Ｒが消勢して調節器７０は動作
を停止し、さらにその接点３Ｒ２を経てリレー４Ｒが停
止する。すなわち、起動停止制御回路８０はこのように
緩起動制御を行っており、停止時にベルト５３が最減速
状態で停止させており、保守の容易性を達成し、同時に
、次の再起動時には常時送風ファンが最低速、最軽負荷
状態から起動させている。このため、特に起動の際には
、単にリアクトル起動機などの補助機器設備が不要にな
るだけでなく、変速機のベルトも保護されベルトおよび
変速機の寿命を長期化している。

上述の通り、本発明の変速機は自動制御用調節回路装置
を含み、これとの組み合わせによって始めて成立するも
のであるが、次にこの変速機の具体的な通用例を冷却塔
の送風機に適用した場合の配置図を、次に説明する。

第１図に於いて、両吸込式直交流冷却塔１０を一実施例
としてその部分断面図を示しである。同図中、１１は水
槽、１２は空気吸込ロルーハ、１３は充填材、１４はエ
リミネータ、１５は隔壁でありさらにこれ等の上部には
冷却水が入口配管１７から散水路１６に供給されている
。さらに中央部には円筒状ファンスタック２４が組み付
けてあり、その上部に空気吹出口２０が設けられ、その
間に送風ファン２１、歯車減速機２２が放射状に組込ま
れたパイプステー２３の中心部に設置される。ここまで
に記載した冷却塔の構成は、既に公知のものである。

さらにファンスタック２４に隣接した上面板２５には、
誘４電動機２７と、パイロット制御機２９と、これ等の
電動機２７および制御機２９を一体組み付けした増減速
型伝達機２８とで構成する可変動力変速機２６が設置さ
れている。またこの変速機の回転出力は、カップリング
３０および伝達体３１によって歯車減速機２２に連結さ
れる。

また、変速機２６は、ベルト・プーリ間の摩擦熱を防熱
するため、冷却用空気導入口３５から配管３６を介して
変速機２６の密閉室を循環した後、排気口３７から防出
される機構を有し、ベルト寿命率の向上を図っている。

さらにこの増減速型変速機２６は、ボルト３８によって
前後方向にまた複数のボルト３９によって上下方向に位
置決め調節が可能であり、カップリング３０の軸合せを
容易にしている。４０および４１は、供給電力および制
御信号用の配線である。

〔他の実施例〕

上述の実施例では、パイロット制御機として電動式のも
ので説明したが、自動制御方式に限らず従来より公知の
操作ハンドルを回動させる手動制御式のようにハウジン
グから簡単に着脱できるものなら如何なる型式のもので
も良い。

またベルト交換に際しては、本実施例のように出力軸が
入力軸の方向に移動できるような型式に限るものではな
く、従来周知で行われているように、出力軸に取付けら
れる二枚の円板車のうち、より自由端側に位置する円板
車のみを出力軸がら取り外す方法によっても良い。

〔発明の効果〕

この発明によれば、従来ハンドルによる手動変速操作が
通用されなかったベルト変速機もパイロット電動制御機
と、サーボ調節器との協動作用により、遠隔地でも任意
の自動制御化が可能となった。例えば斯かるベルト変速
機に危険な負荷機器が連結される場合にあっ°ζも、長
時間の連続自動制御が確実に実現される。特にベルト変
換機は、他の金属摩擦式の無段変速機に点接触伝達と異
なり面接触による摩擦伝達するので安定伝達が達成され
る結果、大容量の負荷機器に対しても充分な耐久性、信
頼性か維持されベルト変速機の応用分野が拡大する利へ
かある。

また一方この自動制御化に起因する新たな問題として連
続責務に伴うベルト交換頻度の増大にないしては、出力
プーリ装置の一端部を自由端の構成にしたので保守用蓋
体とパイロット制御機とを取り外すでけで容易に応用で
きる利点がある。その際にベルト変速機自体を、送風フ
ァンなどの負荷装置から分離し、取外す必要がなく、負
荷装置に取付けたままの状態で蓋体を開放後に、本技術
実施例で示すように中間軸を人力軸の方向に移動させる
か、或いは従来から行われている様に中間軸に取付けら
れた可変ブーりのうち一方の円板車のみを取り外すこと
によって行う公知の方法によってベルトを簡易、迅速に
交換することができる。

更に、出力プーリ装置を一端自由端とすることによって
、中間軸はカップリングを介して離れた減速機とシャフ
ト駆動させたり、或いはベルト駆動させることも可能で
あり、更には遊量などの歯車減速機などを入力軸と反対
側に変速機の枠体と一体に組付けすることも可能で、そ
の際にもベルト交換が容易なので、利用価値は極めて大
きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例変速機の部分断面図を、 第２図は同変速機を送風機に適用した場合の自動制御用
調節回路装置の結線図を、 第３図および第４図は、いずれも同変速機を冷却塔送風
機に適用した場合の外観構成図を示す。 さらに 第５図は、従来のベルト変速機の概要構成図を示してい
る。 図中、 １０・・・冷却塔、２１・・・送風ファン、２２・・定
速比減速機、２７・・・圧送風電動機、２８・・・変速
機、２９・・・パイロット制御機、５１・・・人力軸、
５２・・中間軸、７０・・・調節回路装置、８０・・・
起動停止制御回路、８１・・・低温部制御回路。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）可変ベルトを固定および摺動プーリ間で挾持した
   プーリ装置を入力軸および中間軸に夫々設け該入力動力
   に対し増速機ないし減速機として作動する増減速型ベル
   ト変速機と、入力軸側の上記プーリ装置と連結して上記
   増減速型ベルト変速機の枠体に取付けたパイロット電動
   制御機と、上記中間軸と結合し出力軸に負荷を取付けた
   減速機と、上記パイロット電動制御機に直接電気的に結
   線して上記プーリ装置の変速比を帰還制御するサーボ調
   節回路とを設け、上記出力軸側プーリ装置は一端側にて
   軸支し他端側を自由端とする片持支持構造を形成してな
   るベルト変速制御装置。
2. （２）上記サーボ調節回路は、上記入力軸の停止時に上
   記増減速型ベルト変速機に減速指令を与える強制指令回
   路を有し、最減速状態のとき上記入力軸の回動を停止さ
   せた起動停止制御回路を有してなる特許請求の範囲第１
   項記載のベルト変速制御装置。
3. （３）上記枠体は、該室内を放熱する通気装置を上記出
   力軸の自由端側に有してなる特許請求の範囲第１項記載
   のベルト変速制御装置。
4. （４）上記枠体は、上記パイロット電動制御機の取外時
   に、該枠体の一平面側から導入される入力軸および他平
   面側から導入される出力軸の各プーリ装置の自由端側前
   方の位置に着脱可能な蓋体で閉止した開孔部がそれぞれ
   形成されてなる特許請求の範囲第１項記載のベルト変速
   制御装置。