JPS639762A - 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
た遠心推力式変速プーリに関するものである。

（従来の技術） 従来より遠心力を利用した変速■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
動がしプーリの有効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、このカイトにボールが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なお、この方式は本発明の
方式とは遠心推力の作用方向が逆であるが遠心力を利用
したプーリの例として示した。

（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、プーリ径を大きく巳て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
させ得る遠心作用対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。

そこで、本発明者らは、上述の如き事実に対処し、ゆの
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
化を図る変速プーリをさきに提案した。（特願昭６０−
１２９５８９号） 本発明は更に上記提案の変速プーリを発展させ、より高
密度に遠心力付与材の充填を可能ならしめ遠心力作用の
一層の効率化を達成せしめることを目的とするものでな
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（１）
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プーリ片の前記延設部（
２ａ）内面に前記軸（Ａ）と一体に設けたスプリング押
え（３）より延びた遠心推力付与用支持体（３ａ）を近
接せしめ、それに対間して前記可動Ｖプーリ片の延設部
（２ａ）端部に遠心推力付与用支持体（４）を前記スプ
リング押え（３）の延長筒部（Ｂ）に内接し、かつ摺動
し得る如く設け、それら可動Ｖプーリ片外縁の延設部（
２ａ）、その先端の遠心推力付与用支持体（４）、スプ
リング押えの延長部（Ｂ）、その先端の遠心推力付与用
支持体（３ａ）により囲まれた空間部に遠心力付与材（
６）を充填する。

そして、可動Ｖプーリ片（２）の背側面とスプリング押
え（３）との間に弾性スプリングとして押しばね（５）
を可動Ｖプーリ片が固定Ｖプーリ片側に推力を生ずる如
く設けると共に、可動Ｖプーリ片（２）の背側部及びス
プリング押え（３）の内側面に設けたピンを前記押しば
ね（５）の両端末に設けた係止穴に掛合、係止せしめ、
かつ軸と一体に設けたスプリング押え（３）と可動Ｖプ
ーリ片（２）間を前記押しばね（５）のねじり力を介し
て一体に回転する如く構成する。

なお、上記構成で遠心力付与材（６）は空間内で自由に
運動可能なものであることが肝要で、最も一般的には複
数のボールが用いられるが、その他、不定形状材、鉤体
材や、パウダ類、液体などもその１種又は２種以上混合
して用いることができる（作　用） 上記の如き構成よりなる変速プーリは回転数が少なく、
固定Ｖプーリ片（１）と可動ブーり片（２）との間の溝
巾が最小である場合には前記空間内の遠心力付与材、例
えば複数のボールが空間内に略充足し、回転による遠心
推力と押しばね（５）による戻し推力とが均衡を保って
いるか、又は余分のスプリング推力にて遠心推力に抗し
可動Ｖプーリ片の位置は通常、ストッパーで位置決めさ
れている。

そして、回転数が上昇し、押しばね（５）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）より離れる方向に移動し、
ベルト（７）の有効径は小さくなる。

このとき、前述の如くボール等の充足空間内における遠
心力付与材の容積を小スペースで大きくとれることによ
り従来方式に比し、大きな推力が得られ、低回転数ある
いはより小ブーり径での使用が可能となる。

以上のようにして本発明によれば回転中において、遠心
力付与材（６）に生ずる遠心力によって可動Ｖプーリ片
（２）と一体の支持体（４）に圧力を生じ、それによっ
て固定Ｖプーリ片（１）より離れる方向に推力を生ぜし
めることが可能となり、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図は本発明の実施例に示し、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）
が対向して設けれらており、更にその延長軸上にスプリ
ング押え（３）が軸（Ａ）にボルトで一体に係止されて
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（２ａ
）の内周面に前記スプリング押え（３）の延長上の遠心
推力付与支持体（３ａ）の外周面が内接又は近接状態と
なっていてる。又、可動Ｖプーリ片（２）の延設部（２
ａ）の端末に他の遠心推力付与支持体（４）をボールに
より係止し、その支持体（４）の内周面は前記スプリン
グ押え（３）の延設筒部（Ｂ）の外周面と内接又は近接
状態となっており、可動Ｖプーリ片（２）は軸（Ａ）及
び延設筒部（Ｂ）に対し、スラスト方向及びスプリング
のねじれ部による回転方向に対して自由に移動可能とな
っている。

又、前記延設部（２ａ）、遠心推力付与支持体（４）、
スプリング押え（３）の延長上の延設筒部（Ｂ）及び遠
心推力付与支持体（３ａ）の各部により囲まれる空間部
（この空間部の形状は必要な遠心力特性に応じて変化す
るが一般的には略二角形状である）には遠心力付与材と
して複数のボール（必要なる遠心力特性によりその量は
加減する）が装填されているが、この装填量はその空間
の容積が最小のとき、ボール（小鋼球）の見掛の容積が
略８０％程度とする事が好適である。

しかし、勿論、この量は必要な遠心推力に応じて適宜法
められる。

第１図は上記固定Ｖプーリ片（１）の可動Ｖプーリ片（
２）との溝巾が最小である場合を示し、こめ場合は通常
遠心力推力に対して押しばね（５）の反撥力が勝ってい
る場合で必要以上に溝巾が狭く　（溝巾が必要以上に狭
くなると■ベルトがＶ溝より外れる）ならないよう、間
座（８）が設けられている。

もとより、この間座の代わりに、この間座に相当するも
のが固定Ｖプーリ片（１）又は可動Ｖプーリ片（２）の
延設部として設けても良いし又、遠心推力付与部、その
他の付けても良く、いずれかの方法で最小溝巾が定める
。

第２図は、回転数が高くなったとき押しばね（５）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）
より離れる方向に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■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、相手側変速ブーりの
推力などと、本発明プーリの回転数、押しばね（５）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、遠心推力Ｆ
χは Ｆｘ　＝　７．８　Ｘｆｔ”　　・Ｎ”（Ｄｔ”−ｙ”
）”／３６／９．８／１０”・・・　（Ｉｆ） となる。

但し式中、Ｄ、は溝巾最小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、Ｄｉは同じく、その時
の下限の半径、ｙは溝巾最大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はブーり回転
数（ｒ、ｐ、ａ）　、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（Ｒｘ）はＲｘｍＲｏ　＋
　ｘ／２ｔａｍφ／２・・・（■）但し、Ｒｏはベルト
の最小ピッチ半径、φはベルトｖ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（Ｄｔ”−ｙ”）の値によ−って変化する。又、Ｄ
、とｙとの関係は（Ｉ）式において、Ｄ、Ｄｔを固定す
るとき、可動Ｖプーリ片（２）の移動化（Ｘ）とｙとの
関係は空間部頂角（θ）の大きさによって変化するもの
であり、θの大きさを適宜設定することによって移動化
（Ｘ）の変化に対するｙの変化率を変えることだできる
ため、ベルト変速に必要な遠心推力特性を設計すること
ができる。ちなみに公知の遠心推力方式は第６図Ｃ４）
　（ＩＩＩ）に示す如くであり、まずスタート時より回
転数が成る回転数まで上ったとき、ボール（１０１）に
生ずる遠心力だ可動Ｖプーリ片側遠心推力支持体（１０
２）が移動化（Ｓ）まで移動するとき、そのボール（１
０１）の回転半径が（Ｑｘ−Ｑｏ）大きくなることより
一般的に回転数の二乗以上の比で遠心推力が上昇する。

そのため一般的に動力を伝動するに必要な推力をはるか
に越えた推力となる。

それに対して本発明は上記の如く遠心推力がＮｚ（Ｄｔ
”−ｙりによって変化することから（Ｄｔ　”−ｙ”）
が回転数が上昇するに従って小さくする様に出来ること
より回転数がアンプしたとき過剰な推力を生ずないよう
に設計することができるとともに、空間内に、高密度に
、遠心力付与材を装填できることから特に低回転領域で
も高い推力が得られるかくして一般的に変速に必要なる
遠心推力は略回転数の次に比例して変化する事が理想で
あるが、通常の公知の方式では略回転数二乗に比例して
遠心推力が変化する。

これに対し本発明方式は式（ＩＩＩ）及び第６図より明
らかな如＜、Ｎが大となったとき、それにつれて移動化
（ｘ）が大となりそれによってｙが大となり第６図より
明らかな如く推力Ｆｘをおさえる働きを存することがら
、第１図における角θの設定又は、ボール装填空間部の
形状設定により理想的な遠心推力特性を得ることができ
る。

とりわけ推力Ｆｘを従来の１個宛の鋼球又はコロ入すの
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ブーり片と同−移動化において前者は本発
明の約１７５位の推力しか出ず、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
間の調整例えば（ボールの充填量を可変）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
面及びその端末に設けた遠心推力付与用支持体（４）と
、スプリング押え（３）の延長上の延設筒部（Ｂ）及び
遠心推力付与支持体（３ａ）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、パウダーあるいは液体
等の使用でき、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し得ることも云うまでもない。

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、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だある
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。

また、上記遠心力付与材を収容する空間は第１図及び第
２図においては、断面三角形状となっているが、変速時
おけるベルト中のベルトに対する所要堆力を理想的な状
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３図、第４図及び第５図は何れもかかる空間形状の変
形例を示しており、特に第４図及び第５図においては可
動Ｖプーリ片（２）の背側端末部に設けた支持体（４）
及びスプリング押え（３）の延長上の支持体（３ａ）の
内側面を共にアールをもつ弧状となし、た例を示してい
る。しかし、もとより空間部（ボール充填部）の形状は
上記の図以外のものでも当然なり立つものである。なお
、同一符号は夫々同一部分を示す。

その他、第１図〜第５図の実施例においては、押しばね
（５）の両端に係止部を設けている（所謂スプリングロ
ック方式）となっているが、これも亦、設計変更が可能
であり、第５図においては押しばね（５）の両端部には
係止部がなく、オープン状態で介設されている。

第１〜４図のようにスプリングロック方式を採用した場
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大きく変わるところ
はない。

かくして、叙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プーリ片及び軸と一体のスプリング押えに夫
々遠心推力付与支持体を設けこれらによって形成される
空間内に１個宛でなく複数のボールを始め自由に移動可
能で遠心力を付与し得る遠心力付与材を装填したもので
あり、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するとともに高
回転時従来方式に比し過度の遠心力を生じることがなく
、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図及び第２図は本発明変速プーリの１例に係る要部
側断面図で、第１図はＶ溝巾最小の場合、第２図は■溝
巾最大の場合を示す。第３図ないし第５図は何れも本発
明変速プーリの角変形実施例を示す要部側断面図、第６
図（（）　（ＩＩ＋）は遠心力付与材の最下限の半径ｙ
と遠心推力Ｆｘとの関係を示す説明図である。 （Ａ）・・・・・・軸、 （Ｂ）・・・・・・スプリング押え延長筒部、（１）・
・・・・・固定Ｖプーリ片、 （２）・・・・・・可動Ｖプーリ片、 （３）・・・・・・スプリング押え、 （３ａ）（４１・・・・・・遠心推力付与支持体、（５
）・・・・・・押しばね、 （６）・・・・・・遠心力付与材、 （７）・・・・・・■ベルト。 第１１２１ 姥２０ 第３０

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前記軸と一体に設
   けたスプリング押さえより延びた遠心推力付与支持体を
   近接せしめ、それに対向して前記可動Ｖプーリ片の延設
   部端部に別の遠心推力付与支持体を前記スプリング押さ
   えの延長筒部に内接し、かつ摺動し得る如く設ける一方
   、可動Ｖプーリ片の背側部及びスプリング押さえの内側
   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溝巾が縮まる方向に推力を有
   する如く押しばねを介設し、固定Ｖプーリ片と一体の軸
   延長上の延長筒部、遠心推力付与支持体と、可動Ｖプー
   リ片外縁の延設部、その先端の遠心推力支持体の内側面
   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前記押しばねによる固定Ｖプー
   リ片方向への推力に抗して固定プーリ片と可動プーリ片
   間のＶ溝巾が広がる方向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、遠心力付与力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
   。