JP2004100747A

JP2004100747A - Belt drive device

Info

Publication number: JP2004100747A
Application number: JP2002260474A
Authority: JP
Inventors: Takehiro Hayashi; 林　丈浩; Koji Fukuda; 福田　耕治
Original assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Current assignee: Bando Chemical Industries Ltd
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2004-04-02
Anticipated expiration: 2022-09-05
Also published as: JP4203286B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the generation of abnormal noise by preventing deviation of a V ribbed belt B in a belt drive device provided with an auto-tensioner applying a tensile force by pushing the V ribbed belt wound around first and second pulleys disposed on a mounting surface of an engine with some interval apart therefrom. <P>SOLUTION: A tapered surface 16c reducing its outside diameter from a belt drive line x0 connecting the width directional center in the belt retreat position of a clamp pulley 2 to the width directional center in the belt advancing position of a power steering pulley 6 toward a belt width directional center (x) in a position to be a half of a winding part of the V ribbed belt B wound around a tension pulley 1 is provided in the outer circumferential surface 16 of the tension pulley 1 contacting with the V ribbed belt B in the rear surface. The end part in the side of the large diameter part 16a of the tapered surface 16c is offset more than 0mm and less than 2.0mm from the belt drive line x0 in the direction separating from the belt width directional center (x). <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、相互に間隔を置いて配設された第１及び第２プーリ間に巻き掛けられたＶリブドベルトを押圧して張力を付与するオートテンショナを備えるベルト伝動装置に関し、特に、そのオートテンショナに設けられたテンションプーリのミスアラインメントによるベルト異音の発生を防止するための対策に関する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、この種のベルト伝動装置として、基部と、この基部に揺動可能に支持されたアーム部と、このアーム部に回転自在に支持されたテンションプーリと、このテンションプーリがＶリブドベルトを押圧するようにアーム部を回動付勢するばね等の付勢手段とを有するオートテンショナを備えたものが一般によく知られており、このオートテンショナに用いられるテンションプーリは通常フラットな外周面を有し、その外周面にＶリブドベルトが背面にて接触するようになっている。このようなオートテンショナの基部は、例えば自動車のエンジンの取付面に取付固定されており、アーム部の揺動により、テンションプーリに対するベルトの巻付角を増大させ、また適当な張力を与えるようになっている。
【０００３】
このようなテンションプーリでは、その外周面の幅方向中央（一般的にはそのテンションプーリを支持する軸受の中央）がテンションプーリに巻き付いたＶリブドベルトの巻付部分の半分となる位置におけるベルト幅方向中央（以下、単にベルト幅方向中央という）と一致すれば安定状態となって理想的であるが、通常、オートテンショナの基部が取り付けられるエンジンの取付面の傾き、アーム部の傾き、又はテンションプーリ自身の軸支部でのガタ等のために、テンションプーリの幅方向中央とベルト幅方向中央とがずれてミスアラインメントが生じてしまい、このベルトのずれが大きくなるとベルトの異音が発生するという問題がある。
【０００４】
そこで、従来、ベルトの異音が低減できる安定状態でのプーリの幅方向中央とベルト幅方向中央とのずれを調べ、予めその安定状態の位置にテンションプーリの幅方向中央をずらすことによってベルトの異音発生の低減を図ることが知られている。
【０００５】
しかし、上記従来のものでは、テンションプーリの幅方向中央位置が完全に上記安定状態での位置と一致し、かつテンションプーリに取付面に対する幅方向の傾きがない場合は有効であるが、この安定状態ではベルトがテンションプーリ外周面で微妙な力の釣り合い位置（以下、この位置を変曲点という）にあって安定しているため、製作誤差等が大きくてテンションプーリにミスアラインメントが生じると、上記釣り合い関係が崩れて依然としてベルトの走行位置が不安定となり、ベルト幅方向中央がテンションプーリの幅方向にずれ、ベルトの異音の発生が顕著に現れるという問題がある。
【０００６】
そこで、ベルト幅方向中心とテンションプーリのベアリング幅方向中央とをオフセットさせ、ベアリングにモーメント荷重を作用させてベアリングの異音の発生を防止するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００７】
【特許文献１】
特開平８−１７８０２２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記特許文献１のようにベルト幅方向中央とベアリング幅方向中央とをオフセットさせていても、第１プーリのベルト退出位置での幅方向中央と第２プーリのベルト進入位置での幅方向中央とを結ぶベルト駆動ラインから、ベルト幅方向中央が離れている場合には、第２プーリに対するベルト進入角のずれにより、依然としてベルトの異音が改善されないという問題がある。
【０００９】
本発明は斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ベルトが不安定となる変曲点の位置とベルト駆動ラインとの関係に着目することにより、ベルトのずれを防止して異音の発生を低減しようとすることにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、この発明では、予め上記変曲点の位置をベルトの通常の走行位置から移動させておくようにした。
【００１１】
具体的には、請求項１の発明では、相互に間隔を置いて配設されたＶリブドプーリからなる第１及び第２プーリと、第１及び第２プーリに順に巻き掛けられたＶリブドベルトと、第１及び第２プーリ間のＶリブドベルトを押圧してベルト張力を自動的に調整するオートテンショナとを備え、上記Ｖリブドベルトは上記第１プーリから第２プーリに向かって走行し、オートテンショナは、エンジンの取付面に取付固定された基部と、この基部に移動可能に支持されたアーム部と、このアーム部に回転自在に支持され、ベルトが巻き掛けられるテンションプーリと、このアーム部をテンションプーリがＶリブドベルトを押圧するように移動付勢する付勢手段とを備えるものを対象とする。
【００１２】
そして、上記テンションプーリの外周面に、上記第１プーリのベルト退出位置での幅方向中央と第２プーリのベルト進入位置での幅方向中央とを結ぶベルト駆動ラインから、上記テンションプーリに巻き付いたＶリブドベルトの巻付部分の半分となる位置におけるベルト幅方向中央に向かうに連れて外径が小さくなる小さくなるテーパ面が設けられており、このテーパ面の大径側端部が、上記ベルト駆動ラインから、Ｖリブドベルトのベルト幅方向中央より離れる方向に０ｍｍを越えて２．０ｍｍ未満だけオフセットされるように構成する。
【００１３】
上記の構成によると、ベルトが背面にて接触するテンションプーリの外周面にベルト駆動ラインから、ベルト幅方向中央に向かうに連れて外径が小さくなるテーパ面が設けられているため、製作誤差や取付誤差等によりテンションプーリの取付面に対する傾きが生じてＶリブドベルトのベルト幅方向中央がベルト駆動ラインから、テンションプーリの小径部側にずれようとしても、テーパ効果によりＶリブドベルトをその幅方向中央がテンションプーリの大径側の端部に強制的に近づくいて戻るように移動させてＶリブドベルトのずれを抑えることができる。
【００１４】
さらに、このテーパ面の大径側端部がベルト駆動ラインからＶリブドベルトのベルト幅方向中央と反対側に０ｍｍよりも大きくオフセットされているため、Ｖリブドベルトが不安定となる変曲点をＶリブドベルトのベルト幅方向中央と反対側に常にずらしておくことができ、テンションプーリのミスアラインメントの発生によりＶリブドベルトのずれが顕著に現れることはない。
【００１５】
一方、大径側端部のベルト駆動ラインからのオフセット量をＶリブドベルトのベルト幅方向中央と反対側に２．０ｍｍ未満に抑えているため、ベルトのずれを補正されたＶリブドベルトのベルト幅方向中央が逆にテンションプーリの幅方向中央（ベアリング幅方向中央）から離れすぎてしまうことでベアリングの寿命を短くしてしまうこともない。従って、ベルトの異音の低減を効果的に行うことができる。
【００１６】
請求項２の発明では、テンションプーリの外周面は非対称クラウニング形状とする。この構成によると、Ｖリブドベルトが通常ずれる方向とは逆の方向にずれた場合であっても、Ｖリブドベルトをベルト駆動ラインに近づけるようにすることができる。従って、上記請求項１発明の効果が顕著に発揮できる最適なベルト伝動装置が得られる。
【００１７】
請求項３の発明では、第２プーリはプーリ径８９ｍｍ以上の補機プーリであり、かつ第１プーリ及びテンションプーリ間又は第２プーリ及びテンションプーリ間の少なくとも一方のベルトスパン長さが８０ｍｍ以下とする。この構成によると、第２プーリのプーリ径が大きいときには、Ｖリブドベルトのベルト駆動ラインからのずれによるベルトの第２プーリに対する進入角のずれの影響を受けて異音を発生しやすいため、特に本発明の作用効果が顕著に発揮できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図３及び図４は本発明の実施形態に係るベルト伝動装置Ａの一部を示し、このベルト伝動装置Ａは、第１プーリとしてのクランクプーリ２及び第２プーリとしてのパワステプーリ６の間に巻き掛けられたＶリブドベルトＢを押圧して張力を付与するオートテンショナ１０に設けられるテンションプーリ１とを有し、その他にベルト伝動装置Ａは、空調機用コンプレッサの回転軸に回転一体に取付固定されたコンプレッサプーリ３と、ウォータポンプの回転軸に回転一体に取付固定されたウォータポンププーリ４と、オルタネータの回転軸に回転一体に取付固定されたオルタネータプーリ５とを有する。
【００１９】
上記クランクプーリ２、コンプレッサプーリ３、オルタネータプーリ５及びパワステプーリ６はいずれもＶリブドプーリからなる一方、上記テンションプーリ１及びウォータポンププーリ４は平プーリからなる。これらのプーリ１〜６間にＶリブドベルトＢが巻き掛けられており、自動車エンジンＥの運転に伴うクランクプーリ２の回転によりＶリブドベルトＢをクランクプーリ２→コンプレッサプーリ３→ウォータポンププーリ４→オルタネータプーリ５→パワステプーリ６→テンションプーリ１→クランクプーリ２の順に図２で時計回り方向に走行させて、各補機を駆動するようにしている。
【００２０】
尚、パワステプーリ６はプーリ径８９ｍｍ以上であり、かつクランクプーリ２及びテンションプーリ１間又はパワステプーリ６及びテンションプーリ１間の少なくとも一方のベルトスパン長さが８０ｍｍ以下となっている。
【００２１】
そして、図３に示すように、上記テンションプーリ１は、自動車エンジンＥの取付面Ｐに設置される上記オートテンショナ１０の基部１１に設けられたアーム部１２の先端に回転自在に保持されており、その位置を調整されることにより、ＶリブドベルトＢの巻付角を増大させ、また図示しない付勢手段としての捩りコイルばねにより適当な張力を与えるようになっている。そして、テンションプーリ１には中央に玉軸受１５が嵌合され、外周面１６に上記ＶリブドベルトＢの背面が接触するようになっている。
【００２２】
図１〜図４に示すように、本実施形態では玉軸受１５の幅方向中央とテンションプーリ１の幅方向中央ｚとは一致している。また、テンションプーリ１の幅方向中央ｚと、上記クランクプーリ２のベルト退出位置（ｐ１）での幅方向中央とパワステプーリ６のベルト進入位置（ｐ２）での幅方向中央とを結ぶベルト駆動ラインｘ０とは一致している。
【００２３】
そして、本発明の特徴として、図１に示すように、上記テンションプーリ１の外周面１６には、その幅方向の略中央部に他の部分よりも大径の大径部１６ａが形成され、この大径部１６ａから上記テンションプーリ１に巻き付いたＶリブドベルトＢの巻付部分の半分となる位置、すなわち巻付角αが半分α／２の位置（ｐ３）におけるベルト幅中央ｘに向かうに連れて外径が小さくなるテーパ面１６ｃが設けられ、このテーパ面１６ｃの取付面Ｐ側の端部は小径部１６ｂとされている。このテーパ面１６ｃの大径部１６ａ側の端部と、上記ベルト駆動ラインｘ０との幅方向のずれｗは、上記ベルト幅中央ｘ（取付面Ｐ）と反対側に０ｍｍを越えて２．０ｍｍ未満（０＜ｗ＜２．０）とされている。
【００２４】
上記テンションプーリ１の外周面１６に、上記大径部１６ａに対しテーパ面１６ｃと反対側に大径部１６ａから取付面Ｐと離れる方向に徐々に外径が小さくなるもう一つの逆側テーパ面１６ｄが設けられており、この逆側テーパ面１６ｄと上記テーパ面１６ｃとで外周面１６全体として非対称クラウニング形状とされている。そして、上記大径部１６ａの端部がクラウニングの頂点となっている。
【００２５】
次に、本発明の実施形態の作動を説明する。エンジンＥの運転によりクランクプーリ２が回転し、その駆動力がＶリブドベルトＢを介してパワステプーリ６等のプーリに伝達されてパワーステアリング装置（図示せず）等の補機が駆動される。
【００２６】
また、オートテンショナ１０おいては、アーム部１２が回動可能に支持され、このアーム部１２が捩りコイルばねの捩りトルクによりベルト押圧方向に回動付勢され、この回動付勢によりテンションプーリ１がＶリブドベルトＢを押圧してベルト張力が付与される。そして、このベルトの張力が低下すると、捩りコイルばねの回動付勢力により、テンションプーリ１がＶリブドベルトＢを押圧するようにアーム部１２がベルト押圧方向に回動する一方、ＶリブドベルトＢの張力が増大すると、テンションプーリ１がＶリブドベルトＢにより押されてアーム部１２が捩りコイルばねの回動付勢力に抗して反ベルト押圧方向に回動する。このようにアーム部１２のベルト押圧方向及び反ベルト押圧方向の各回動が図示しない３つの減衰手段により減衰される。
【００２７】
このとき、オートテンショナ１０における基部１１の取付面Ｐの傾き、アーム部１２の傾き、又はテンションプーリ１自身のガタがある場合、テンションプーリ１の幅方向中央ｚとベルト駆動ラインｘ０とがずれるというミスアラインメントが生じ、ＶリブドベルトＢの外周面１６上におけるベルト幅中央ｘがベルト駆動ラインｘ０からずれ、このベルト幅中央ｘのベルト駆動ラインｘ０からのずれｙが大きくなると、ＶリブドベルトＢの異音が発生しようとする。
【００２８】
しかし、本発明の実施形態に係るテンションプーリ１によると、上記ミスアラインメントがあっても、ＶリブドベルトＢが接触する外周面１６にベルト幅方向中央ｘ（取付面Ｐ）に向かうに連れて大径部１６ａから小径部１６ｂに向かって外径が小さくなるテーパ面１６ｃが設けられているため、ＶリブドベルトＢの外周面１６上におけるベルト幅中央ｘがテンションプーリ１の小径部１６ｂ側（取付面Ｐ側）にずれようとしても、テーパ効果によりベルト幅中央ｘを大径部１６ａ側の端部（クラウニングの頂点）に強制的に近付く方向に戻るような力を発生させてＶリブドベルトＢのずれｙを抑えることができる。
【００２９】
また、テーパ面１６の大径部１６ａ側端部がベルト駆動ラインｘ０から取付面Ｐと反対側に０ｍｍよりも大きくオフセットされているため、ＶリブドベルトＢが不安定となる変曲点ｉ（図７〜９に示す）を取付面Ｐと反対側に移動させることができ、テンションプーリ１のミスアラインメントの発生によりＶリブドベルトＢのずれｙが顕著に現れることはない。
【００３０】
一方、大径部１６ａ側端部のベルト駆動ラインｘ０からのオフセット量ｗが取付面Ｐと反対側に２．０ｍｍ未満に抑えられているため、ベルト幅中央ｘがテンションプーリ１の幅方向中央ｚ（ベアリングの幅方向中央）から離れすぎてしまってベアリングの寿命を短くしてしまうことはない。従って、ＶリブドベルトＢの異音の低減を効果的に行うことができる。
【００３１】
また、テンションプーリ１の外周面１６を非対称クラウニング形状とし、逆側テーパ面１６ｄを設けることにより、ＶリブドベルトＢが仮にエンジンＥの取付面Ｐ側から大径部１６ａを超えて取付面Ｐと反対側にずれるようなことがあっても、逆側テーパ面１６ｄによってＶリブドベルトＢに大径部１６ａ側に戻るような力を作用させることができる。
【００３２】
さらに、クランクプーリ２及びテンションプーリ１間又はパワステプーリ６及びテンションプーリ１間の少なくとも一方のベルトスパン長さが８０ｍｍ以下であって、パワステプーリ６のプーリ径が８９ｍｍ以上のときには、ＶリブドベルトＢのベルト駆動ラインｘ０からのずれによるＶリブドベルトＢのテンションプーリ６に対する進入角のずれの影響を受けて異音を発生しやすいため、特に本発明の作用効果が顕著に発揮できる。
【００３３】
尚、本実施形態では、玉軸受１５の幅方向中央とテンションプーリ１の幅方向中央ｚとが一致しているが、必ずしも一致させる必要はなく、玉軸受１５の幅方向中央をテンションプーリ１の幅方向中央ｚから取付面Ｐ側又はその反対側に移動させることでＶリブドベルトＢの異音の低減及び玉軸受１５の寿命の向上を図っても良い。
【００３４】
また、本実施形態では、オートテンショナ１０は、アーム部１２の先端部に玉軸受１５を介して支持されたテンションプーリ１を有するものとしているが、玉軸受の外輪自体をテンションプーリとしたものでもかまわない。
【００３５】
さらに、本実施形態では、テンションプーリ１の外周面１６に逆側テーパ面１６ｄが設けられているが、この逆側テーパ面１６ｄは必ずしも必要ではない。
【００３６】
また、本発明の実施形態では、ＶリブドベルトＢのベルト幅中央ｘが自動車エンジンＥの取付面Ｐ側にずれるものとしたが、ベルト幅中央がこの取付面Ｂと反対側にずれるような場合であっても本発明は適用できる。要は、テンションプーリ１の外周面１６に、ベルト駆動ラインｘ０からずれた位置にあるＶリブドベルトＢのベルト幅中央ｘに向かうに連れて外径が小さくなるテーパ面が設けられており、このテーパ面の大径側端部が、ベルト駆動ラインｘ０から、ベルト幅中央ｘより離れる方向に０ｍｍを越えて２．０ｍｍ未満だけオフセットされていればよい。
【００３７】
【実施例】
次に、具体的に実施した実施例について説明する。実施例のオートテンショナ１０として上記実施形態と同じ構造のものを使用し、テーパ面１６ｃの大径部１６ａ側の端部と、ベルト駆動ラインｘ０とのずれｗを取付面Ｐと反対側に１．０ｍｍ（大径部１６ａ側の端部がテンションプーリ１の幅方向中央ｚすなわち玉軸受１５の中央から取付面Ｐ側に１．０ｍｍ）とした。
【００３８】
また、比較例１として、図５に示すように、上記実施例とはテンションプーリ１の外周面１６の形状が異なり、その形状がクラウニング形状ではなくフラット形状のものを使用した。
【００３９】
さらに、比較例２として、図６に示すように、テンションプーリ１の外周面１６の形状はクラウニング形状であるが、クラウニングの頂点である大径部１６ａがテンションプーリ１の幅方向中央ｚ（玉軸受１５の幅方向中央）と一致するものを使用した。
【００４０】
図３に示すように、上記実施例、比較例１及び２のテンショナ１０をエンジンＥのクランクプーリ２及びパワステプーリ６間の取付面Ｐにそれぞれ取付固定し、これらのプーリ２，６とテンションプーリ１との間にＶリブドベルトＢを掛けた。このとき、テンションプーリ１のプーリ径に対し、クランクプーリ２のプーリ径は１．９倍であり、またパワステプーリ６のプーリ径は１．５倍（８９ｍｍ以上）であった。そして、テンションプーリ１とクランクプーリ２とのベルトスパン長さは１８６．２ｍｍとし、またテンションプーリ１とパワステプーリ６とのベルトスパン長さは５７．３ｍｍとした。
【００４１】
上記構成において、ベルト駆動ラインｘ０を基準にエンジンＥの取付面Ｐ側をマイナスとし、その反対側をプラスとし、テンションプーリ１の幅方向中央ｚを−２ｍｍから＋２ｍｍまで移動させ、それぞれの場合にエンジンＥによってＶリブドベルトＢを介して補機（パワステポンプ）等を駆動した。このときのＶリブドベルトＢの外周面１６上におけるベルト幅中央ｘのベルト駆動ラインｘ０からのずれｙを実施例、比較例１及び２のテンションプーリ１それぞれについて測定した。その結果を図７に示す。
【００４２】
図７に示すように、比較例１によると、ＶリブドベルトＢのずれｙが極端に大きくなる変曲点ｉの位置がテンションプーリ１の幅方向中央ｚの−０．５ｍｍのところにある。また、比較例２によると、変曲点ｉの位置がプーリの幅方向中央の０．２ｍｍのところにある。これに対し、実施例では、変曲点ｉの位置がプーリの幅方向中央の０．８ｍｍのところにある。
【００４３】
すなわち、比較例１及び２では、変曲点ｉの位置がプーリの幅方向中央が０の位置から若干ずれることで、ＶリブドベルトＢのずれｙが極端に大きくなってＶリブドベルトＢの鳴きが発生することが判った。一方、実施例では、０．８ｍｍまでの誤差が許容され、従来のように予めプーリの幅方向中央をベルト駆動ラインｘ０から離す（例えば比較例１では約１．２ｍｍ）ことなくベルトの異音の発生を防止できることが判った。
【００４４】
さらに、取付面Ｐの傾きによるＶリブドベルトＢのずれｙの変化を測定するために、比較例１及び実施例のテンションプーリ１をその全周にわたりベルト駆動ラインｘ０に対して取付面Ｐ側及びその反対側にそれぞれ０．２ｄｅｇ傾けた。このときに発生したＶリブドベルトＢのずれｙのエンジンＥ側及びその反対側の最大値を調べた。その結果を図８及び図９に示す。
【００４５】
これら図８及び図９に示すように、ＶリブドベルトＢのずれｙの範囲が比較例１に比べ、実施例の方が明らかに小さくなっていることが判った。つまり、テーパ面１６ｃを設けることで取付面Ｐの傾き等によりテンションプーリ１の傾きが発生したときにも異音の発生を抑えることができることが判った。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１の発明によると、ベルト伝動装置におけるオートテンショナのテンションプーリの外周面に、第１プーリのベルト退出位置での幅方向中央と第２プーリのベルト進入位置での幅方向中央とを結ぶベルト駆動ラインから、テンションプーリに巻き付いたＶリブドベルトの巻付部分の半分となる位置におけるベルト幅方向中央に向かうに連れて外径が小さくなるテーパ面を設け、このテーパ面の大径側端部をベルト駆動ラインからＶリブドベルトのベルト幅方向中央より離れる方向に０ｍｍを越えて２．０ｍｍ未満だけオフセットしたことにより、テンションプーリのミスアラインメントが発生していてもベルトのずれが顕著に現れることはなく、ベルトの異音の低減を効果的に行うことができる。
【００４７】
請求項２の発明によると、テンションプーリの外周面を非対称クラウニング形状としたことにより、請求項１発明の効果が顕著に発揮できる最適なベルト伝動装置が得られる。
【００４８】
請求項３の発明によると、第２プーリをプーリ径８９ｍｍ以上の補機プーリとし、かつ第１プーリ及びテンションプーリ間又は第２プーリ及びテンションプーリ間の少なくとも一方のベルトスパン長さを８０ｍｍ以下としたことにより、特に本発明の作用効果が顕著に発揮される。
【図面の簡単な説明】
【図１】オートテンショナの要部をテンションプーリが一部破断された状態で示す拡大断面図である。
【図２】オートテンションナの全体構造を示す側面図である。
【図３】本発明の実施形態に係るベルト伝動装置を示す正面図である。
【図４】ベルト伝動装置の要部を示す平面図である。
【図５】比較例１を示す図１相当図である。
【図６】比較例２を示す図１相当図である。
【図７】Ｖリブドベルトのずれを比較した結果を示す図である。
【図８】実施例に係るオートテンショナのテンションプーリに傾きを与えたときのベルトのずれの範囲を示す図である。
【図９】比較例１に係るテンションプーリに傾きを与えたときのベルトのずれの範囲を示す図８相当図である。
【符号の説明】
１　テンションプーリ
２　クランクプーリ（第１プーリ）
６　パワステプーリ（第２プーリ）
１０　オートテンショナ装置
１１　基部
１２　アーム部
１６　外周面
１６ｃ　テーパ面
Ａ　ベルト伝動装置
Ｅ　自動車エンジン
Ｂ　Ｖリブドベルト
Ｐ　取付面
ｘ０　ベルト駆動ライン[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a belt transmission provided with an auto tensioner for applying a tension by pressing a V-ribbed belt wound between first and second pulleys arranged at a distance from each other, and more particularly, to an auto tensioner for the belt transmission. In the technical field related to measures for preventing occurrence of abnormal belt noise due to misalignment of the tension pulley provided in the vehicle.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as this type of belt transmission device, a base, an arm portion swingably supported by the base, a tension pulley rotatably supported by the arm, and a tension pulley pressing a V-ribbed belt An auto-tensioner having an urging means such as a spring for urging the arm part to rotate is generally well known, and a tension pulley used for this auto-tensioner usually has a flat outer peripheral surface. The V-ribbed belt comes into contact with the outer peripheral surface on the back surface. The base of such an auto tensioner is attached and fixed to, for example, a mounting surface of an engine of an automobile. By swinging the arm, the winding angle of the belt around the tension pulley is increased, and an appropriate tension is applied. Has become.
[0003]
In such a tension pulley, the center in the width direction of the outer peripheral surface (generally, the center of the bearing supporting the tension pulley) is half of the winding portion of the V-ribbed belt wound around the tension pulley in the belt width direction. Ideally, a stable state is achieved if the position coincides with the center (hereinafter simply referred to as the center in the belt width direction). However, usually, the inclination of the mounting surface of the engine to which the base of the auto-tensioner is mounted, the inclination of the arm, or the tension pulley Due to the backlash or the like at its own shaft support part, the center in the width direction of the tension pulley and the center in the width direction of the belt are misaligned, causing misalignment. If the misalignment of the belt increases, abnormal noise of the belt occurs. There is.
[0004]
Therefore, conventionally, a deviation between the center in the width direction of the pulley and the center in the width direction of the belt in a stable state in which abnormal noise of the belt can be reduced is investigated, and the center of the tension pulley in the width direction is shifted to the position of the stable state in advance. It is known to reduce the occurrence of abnormal noise.
[0005]
However, the above-described conventional apparatus is effective when the center position in the width direction of the tension pulley completely matches the position in the stable state and the tension pulley has no inclination in the width direction with respect to the mounting surface. In this state, the belt is stable at a delicate force balance position on the outer surface of the tension pulley (hereinafter, this position is referred to as an inflection point). If a manufacturing error or the like is large and misalignment occurs in the tension pulley, There is a problem that the balance position is broken and the running position of the belt is still unstable, the center of the belt in the width direction shifts in the width direction of the tension pulley, and the generation of abnormal noise of the belt appears remarkably.
[0006]
In view of this, there has been proposed a device in which the center in the belt width direction and the center of the tension pulley in the bearing width direction are offset to apply a moment load to the bearing to prevent generation of abnormal noise of the bearing (for example, see Patent Document 1). .
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-8-178022
[Problems to be solved by the invention]
By the way, even if the center in the belt width direction and the center in the bearing width direction are offset as in Patent Document 1, the width direction center at the belt exit position of the first pulley and the width direction at the belt entry position of the second pulley. When the center in the belt width direction is away from the belt drive line connecting the center, there is a problem that the noise of the belt is still not improved due to the deviation of the belt entry angle with respect to the second pulley.
[0009]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to focus on the relationship between the position of the inflection point at which the belt becomes unstable and the belt drive line, thereby reducing the deviation of the belt. An object of the present invention is to prevent the occurrence of abnormal noise by preventing the noise.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, in the present invention, the position of the inflection point is moved in advance from the normal running position of the belt.
[0011]
Specifically, according to the first aspect of the present invention, the first and second pulleys including V-ribbed pulleys arranged at intervals from each other, the V-ribbed belt sequentially wound around the first and second pulleys, An auto-tensioner for automatically adjusting the belt tension by pressing a V-ribbed belt between the first and second pulleys, wherein the V-ribbed belt runs from the first pulley toward the second pulley, A base fixed to the mounting surface of the engine, an arm movably supported by the base, a tension pulley rotatably supported by the arm, and around which a belt is wound; And an urging means for moving and urging the V-ribbed belt so as to press the V-ribbed belt.
[0012]
The first pulley was wound around the tension pulley from a belt drive line connecting the center of the first pulley in the widthwise position at the belt exit position and the center of the second pulley in the widthwise direction at the belt entry position. A tapered surface is provided in which the outer diameter decreases toward the center in the belt width direction at a position where the winding portion of the V-ribbed belt is half, and the large-diameter end of the tapered surface is the belt drive. It is configured to be offset from the line by more than 0 mm and less than 2.0 mm in a direction away from the center of the V-ribbed belt in the belt width direction.
[0013]
According to the above configuration, since the outer peripheral surface of the tension pulley with which the belt contacts on the back surface is provided with a tapered surface whose outer diameter decreases from the belt drive line toward the center in the belt width direction, manufacturing errors and Even if the tension pulley is inclined with respect to the mounting surface due to a mounting error and the like, the center of the V-ribbed belt in the width direction of the belt is shifted from the belt drive line to the small diameter portion side of the tension pulley, the V-ribbed belt is moved in the widthwise center by the taper effect. The displacement of the V-ribbed belt can be suppressed by forcibly approaching and returning to the large diameter end of the tension pulley.
[0014]
Further, since the large-diameter end of the tapered surface is offset from the belt drive line by more than 0 mm to the opposite side of the center of the V-ribbed belt in the belt width direction, the inflection point at which the V-ribbed belt becomes unstable is determined by the V-ribbed belt. Can be always shifted to the side opposite to the center in the belt width direction, and the displacement of the V-ribbed belt does not appear remarkably due to the occurrence of misalignment of the tension pulley.
[0015]
On the other hand, since the offset amount of the large-diameter end from the belt drive line is suppressed to less than 2.0 mm on the side opposite to the center in the belt width direction of the V-ribbed belt, the deviation of the belt is corrected in the belt width direction of the V-ribbed belt. Conversely, the center is not too far from the center in the width direction of the tension pulley (the center in the bearing width direction), so that the life of the bearing is not shortened. Therefore, it is possible to effectively reduce abnormal noise of the belt.
[0016]
According to the second aspect of the present invention, the outer peripheral surface of the tension pulley has an asymmetric crowning shape. According to this configuration, the V-ribbed belt can be brought closer to the belt drive line even when the V-ribbed belt is shifted in a direction opposite to the direction in which the V-ribbed belt normally shifts. Therefore, an optimal belt transmission that can remarkably exert the effects of the first aspect of the present invention can be obtained.
[0017]
In the invention according to claim 3, the second pulley is an auxiliary pulley having a pulley diameter of 89 mm or more, and at least one belt span length between the first pulley and the tension pulley or between the second pulley and the tension pulley is 80 mm or less. I do. According to this configuration, when the pulley diameter of the second pulley is large, abnormal noise is likely to be generated due to the influence of the deviation of the approach angle of the V-ribbed belt from the belt drive line due to the deviation of the belt from the belt drive line. The effects of the invention can be remarkably exhibited.
[0018]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 3 and 4 show a part of a belt transmission A according to the embodiment of the present invention. The belt transmission A is provided between a crank pulley 2 as a first pulley and a power steering pulley 6 as a second pulley. A tension pulley 1 provided on an auto-tensioner 10 for applying tension by pressing the wound V-ribbed belt B, and a belt transmission device A, which is attached to and fixed to a rotating shaft of a compressor for an air conditioner. And a water pump pulley 4 attached to and fixed to the rotating shaft of the water pump, and an alternator pulley 5 attached to and fixed to the rotating shaft of the alternator.
[0019]
The crank pulley 2, the compressor pulley 3, the alternator pulley 5, and the power steering pulley 6 are all V-ribbed pulleys, while the tension pulley 1 and the water pump pulley 4 are flat pulleys. A V-ribbed belt B is wound around these pulleys 1 to 6, and the V-ribbed belt B is rotated by the rotation of the crank pulley 2 in association with the operation of the automobile engine E to move the V-ribbed belt B from the crank pulley 2, the compressor pulley 3, the water pump pulley 4, the alternator pulley. 5, the power steering pulley 6, the tension pulley 1, and the crank pulley 2 are driven in the clockwise direction in FIG.
[0020]
The power steering pulley 6 has a pulley diameter of 89 mm or more, and at least one belt span length between the crank pulley 2 and the tension pulley 1 or between the power steering pulley 6 and the tension pulley 1 is 80 mm or less.
[0021]
As shown in FIG. 3, the tension pulley 1 is rotatably held at the tip of an arm 12 provided on a base 11 of the auto tensioner 10 installed on the mounting surface P of the automobile engine E. By adjusting the position, the winding angle of the V-ribbed belt B is increased, and an appropriate tension is applied by a torsion coil spring as an urging means (not shown). A ball bearing 15 is fitted to the center of the tension pulley 1, and the rear surface of the V-ribbed belt B comes into contact with the outer peripheral surface 16.
[0022]
As shown in FIGS. 1 to 4, in the present embodiment, the center in the width direction of the ball bearing 15 and the center z in the width direction of the tension pulley 1 match. Further, a belt drive line connecting the widthwise center z of the tension pulley 1 with the widthwise center of the crank pulley 2 at the belt retreat position (p1) and the widthwise center of the power steering pulley 6 at the belt entry position (p2). x0 is consistent.
[0023]
As a feature of the present invention, as shown in FIG. 1, a large-diameter portion 16a having a larger diameter than other portions is formed on the outer peripheral surface 16 of the tension pulley 1 at a substantially central portion in the width direction thereof, As the V-ribbed belt B is wound around the tension pulley 1 at a position that is half of the winding portion from the large-diameter portion 16a, that is, as the winding angle α moves toward the center x of the belt width at a position αp of half α / 2 (p3). A tapered surface 16c having a smaller outer diameter is provided, and an end of the tapered surface 16c on the mounting surface P side is a small diameter portion 16b. The deviation w in the width direction between the end of the tapered surface 16c on the large diameter portion 16a side and the belt drive line x0 is more than 0 mm and 2.0 mm on the opposite side of the belt width center x (mounting surface P). (0 <w <2.0).
[0024]
Another opposite tapered surface on the outer peripheral surface 16 of the tension pulley 1 whose outer diameter gradually decreases in a direction away from the large-diameter portion 16a and the mounting surface P on the side opposite to the tapered surface 16c with respect to the large-diameter portion 16a. The outer peripheral surface 16 has an asymmetric crowning shape as a whole by the opposite tapered surface 16d and the tapered surface 16c. The end of the large diameter portion 16a is the peak of crowning.
[0025]
Next, the operation of the embodiment of the present invention will be described. The crank pulley 2 is rotated by the operation of the engine E, and the driving force is transmitted to pulleys such as the power steering pulley 6 via the V-ribbed belt B to drive auxiliary equipment such as a power steering device (not shown).
[0026]
In the auto tensioner 10, the arm 12 is rotatably supported, and the arm 12 is urged to rotate in the belt pressing direction by the torsion torque of the torsion coil spring. 1 presses the V-ribbed belt B to apply belt tension. Then, when the tension of the belt decreases, the arm portion 12 rotates in the belt pressing direction so that the tension pulley 1 presses the V-ribbed belt B by the rotation urging force of the torsion coil spring. Increases, the tension pulley 1 is pushed by the V-ribbed belt B, and the arm 12 rotates in the anti-belt pressing direction against the rotational urging force of the torsion coil spring. In this manner, each rotation of the arm portion 12 in the belt pressing direction and the anti-belt pressing direction is attenuated by three damping means (not shown).
[0027]
At this time, if the inclination of the mounting surface P of the base 11 of the auto tensioner 10, the inclination of the arm 12, or the backlash of the tension pulley 1 itself is present, the center z in the width direction of the tension pulley 1 is shifted from the belt drive line x <b> 0. If misalignment occurs and the center x of the belt width on the outer peripheral surface 16 of the V-ribbed belt B shifts from the belt drive line x0, and the shift y of the center x of the belt width from the belt drive line x0 increases, abnormal noise of the V-ribbed belt B will occur. Trying to occur.
[0028]
However, according to the tension pulley 1 according to the embodiment of the present invention, even if the misalignment is present, the diameter of the outer peripheral surface 16 with which the V-ribbed belt B comes into contact increases toward the center x (mounting surface P) in the belt width direction. Since the tapered surface 16c whose outer diameter decreases from the portion 16a toward the small-diameter portion 16b is provided, the center of the belt width x on the outer peripheral surface 16 of the V-ribbed belt B is closer to the small-diameter portion 16b of the tension pulley 1 (the mounting surface P). Side), a force is generated by the taper effect to force the belt width center x to return in a direction to forcibly approach the end (crowning vertex) on the side of the large-diameter portion 16a, and the shift y of the V-ribbed belt B. Can be suppressed.
[0029]
Further, since the large-diameter portion 16a-side end of the tapered surface 16 is offset more than 0 mm from the belt drive line x0 to the side opposite to the mounting surface P, the inflection point i where the V-ribbed belt B becomes unstable (FIG. 7 to 9) can be moved to the opposite side to the mounting surface P, and the displacement y of the V-ribbed belt B does not appear remarkably due to the occurrence of misalignment of the tension pulley 1.
[0030]
On the other hand, the offset w of the end of the large-diameter portion 16a from the belt drive line x0 is suppressed to less than 2.0 mm on the side opposite to the mounting surface P, so that the center x of the belt width is the center of the tension pulley 1 in the width direction. z (the center in the width direction of the bearing) is not too far away and the life of the bearing is not shortened. Therefore, abnormal noise of the V-ribbed belt B can be effectively reduced.
[0031]
In addition, by forming the outer peripheral surface 16 of the tension pulley 1 into an asymmetric crowning shape and providing the reverse tapered surface 16d, the V-ribbed belt B is temporarily opposed to the mounting surface P beyond the large diameter portion 16a from the mounting surface P side of the engine E. Even if the V-ribbed belt B shifts to the side, a force can be applied to the V-ribbed belt B to return to the large-diameter portion 16a by the reverse tapered surface 16d.
[0032]
Further, when at least one belt span length between the crank pulley 2 and the tension pulley 1 or between the power steering pulley 6 and the tension pulley 1 is 80 mm or less and the pulley diameter of the power steering pulley 6 is 89 mm or more, the V-ribbed belt B Since abnormal noise is likely to be generated due to the influence of the deviation of the approach angle of the V-ribbed belt B with respect to the tension pulley 6 due to the deviation from the belt drive line x0, the effect of the present invention can be particularly remarkably exhibited.
[0033]
In the present embodiment, the center of the ball bearing 15 in the width direction coincides with the center z of the tension pulley 1 in the width direction. However, it is not always necessary to make the width center of the ball bearing 15 coincide with the center of the tension pulley 1. The noise of the V-ribbed belt B may be reduced and the life of the ball bearing 15 may be improved by moving from the center z in the width direction to the mounting surface P side or the opposite side.
[0034]
Further, in the present embodiment, the auto tensioner 10 has the tension pulley 1 supported at the tip end of the arm portion 12 via the ball bearing 15. However, the auto tensioner 10 may use the outer ring itself of the ball bearing as a tension pulley. I don't care.
[0035]
Further, in the present embodiment, the opposite tapered surface 16d is provided on the outer peripheral surface 16 of the tension pulley 1, but the inverted tapered surface 16d is not necessarily required.
[0036]
Further, in the embodiment of the present invention, the belt width center x of the V-ribbed belt B is shifted to the mounting surface P side of the automobile engine E, but in the case where the belt width center is shifted to the opposite side to the mounting surface B. Even if there is, the present invention can be applied. The point is that the outer peripheral surface 16 of the tension pulley 1 is provided with a tapered surface whose outer diameter decreases toward the center x of the belt width of the V-ribbed belt B at a position shifted from the belt drive line x0. It is sufficient that the large-diameter end of the surface is offset from the belt drive line x0 by more than 0 mm and less than 2.0 mm in a direction away from the center x of the belt width.
[0037]
【Example】
Next, a specific embodiment will be described. An auto-tensioner 10 having the same structure as that of the above embodiment is used as the auto-tensioner 10 of the embodiment, and a shift w between the end of the tapered surface 16c on the side of the large-diameter portion 16a and the belt drive line x0 is set to 1 0.0 mm (the end on the large-diameter portion 16a side is the center z in the width direction of the tension pulley 1, that is, 1.0 mm from the center of the ball bearing 15 to the mounting surface P side).
[0038]
Further, as Comparative Example 1, as shown in FIG. 5, the shape of the outer peripheral surface 16 of the tension pulley 1 was different from that of the above-described example, and the shape thereof was not a crowning shape but a flat shape.
[0039]
Further, as Comparative Example 2, as shown in FIG. 6, the outer peripheral surface 16 of the tension pulley 1 has a crowning shape, and the large diameter portion 16a, which is the vertex of the crowning, has a center z (ball) in the width direction of the tension pulley 1. A bearing that matches the widthwise center of the bearing 15) was used.
[0040]
As shown in FIG. 3, the tensioners 10 of the above embodiment and comparative examples 1 and 2 are fixedly mounted on a mounting surface P between the crank pulley 2 and the power steering pulley 6 of the engine E, respectively. 1 and a V-ribbed belt B was hung. At this time, the pulley diameter of the crank pulley 2 was 1.9 times the pulley diameter of the tension pulley 1, and the pulley diameter of the power steering pulley 6 was 1.5 times (89 mm or more). The belt span length between the tension pulley 1 and the crank pulley 2 was 186.2 mm, and the belt span length between the tension pulley 1 and the power steering pulley 6 was 57.3 mm.
[0041]
In the above-described configuration, the mounting surface P side of the engine E is defined as minus with respect to the belt drive line x0, the opposite side is defined as plus, and the center z in the width direction of the tension pulley 1 is moved from −2 mm to +2 mm. An auxiliary machine (power steering pump) was driven by the engine E via a V-ribbed belt B. At this time, the deviation y of the center x of the belt width from the belt drive line x0 on the outer peripheral surface 16 of the V-ribbed belt B was measured for each of the tension pulleys 1 of the example and comparative examples 1 and 2. FIG. 7 shows the result.
[0042]
As shown in FIG. 7, according to Comparative Example 1, the position of the inflection point i where the deviation y of the V-ribbed belt B becomes extremely large is located at −0.5 mm at the center z in the width direction of the tension pulley 1. Further, according to Comparative Example 2, the position of the inflection point i is 0.2 mm at the center in the width direction of the pulley. In contrast, in the embodiment, the position of the inflection point i is 0.8 mm at the center in the width direction of the pulley.
[0043]
That is, in Comparative Examples 1 and 2, the position of the inflection point i is slightly shifted from the position where the center of the pulley in the width direction is 0, so that the shift y of the V-ribbed belt B becomes extremely large, and the squeal of the V-ribbed belt B occurs. I found out. On the other hand, in the embodiment, an error of up to 0.8 mm is allowed, and abnormal noise of the belt is obtained without separating the center of the pulley in the width direction from the belt drive line x0 in advance as in the related art (for example, about 1.2 mm in Comparative Example 1). It has been found that the occurrence of the problem can be prevented.
[0044]
Further, in order to measure the change in the displacement y of the V-ribbed belt B due to the inclination of the mounting surface P, the tension pulley 1 of the comparative example 1 and the example was mounted on the mounting surface P side with respect to the belt drive line x0 over the entire circumference thereof. Each was inclined by 0.2 deg to the opposite side. The maximum value of the displacement y of the V-ribbed belt B generated at this time on the engine E side and the opposite side thereof was examined. The results are shown in FIGS.
[0045]
As shown in FIGS. 8 and 9, it was found that the range of the deviation y of the V-ribbed belt B was clearly smaller in the example than in the comparative example 1. That is, it has been found that the provision of the tapered surface 16c can suppress the generation of abnormal noise even when the tension pulley 1 is tilted due to the tilt of the mounting surface P or the like.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, the outer peripheral surface of the tension pulley of the auto tensioner in the belt transmission device is provided at the center in the width direction at the belt retreat position of the first pulley and at the belt entry position of the second pulley. A tapered surface having an outer diameter decreasing toward the center in the width direction of the belt at a position which is a half of the winding portion of the V-ribbed belt wound around the tension pulley is provided from the belt drive line connecting the center in the width direction and the tapered surface. Is offset from the belt drive line by more than 0 mm and less than 2.0 mm in a direction away from the belt drive line from the center of the V-ribbed belt in the belt width direction, so that even if misalignment of the tension pulley occurs, the belt is displaced. Does not appear remarkably, and the abnormal noise of the belt can be effectively reduced.
[0047]
According to the second aspect of the present invention, since the outer peripheral surface of the tension pulley has an asymmetric crowning shape, an optimal belt transmission that can remarkably exhibit the effects of the first aspect of the invention is obtained.
[0048]
According to the invention of claim 3, the second pulley is an auxiliary pulley having a pulley diameter of 89 mm or more, and at least one belt span length between the first pulley and the tension pulley or between the second pulley and the tension pulley is 80 mm or less. By doing so, the effect of the present invention is particularly remarkably exhibited.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged sectional view showing a main part of an auto tensioner with a tension pulley partially broken.
FIG. 2 is a side view showing the entire structure of the auto tensioner.
FIG. 3 is a front view showing the belt transmission according to the embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a plan view showing a main part of the belt transmission.
FIG. 5 is a diagram corresponding to FIG.
6 is a diagram corresponding to FIG. 1 showing a comparative example 2. FIG.
FIG. 7 is a diagram showing a result of comparing displacements of a V-ribbed belt.
FIG. 8 is a diagram illustrating a range of a deviation of a belt when an inclination is given to a tension pulley of the auto tensioner according to the embodiment.
FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 8, showing a range of belt shift when the tension pulley according to Comparative Example 1 is inclined.
[Explanation of symbols]
1 tension pulley 2 crank pulley (first pulley)
6 Power steering pulley (second pulley)
Reference Signs List 10 auto tensioner device 11 base 12 arm 16 outer peripheral surface 16c tapered surface A belt transmission E automobile engine B V-ribbed belt P mounting surface x0 belt drive line

Claims

First and second pulleys comprising V-ribbed pulleys spaced apart from each other;
A V-ribbed belt sequentially wound around the first and second pulleys,
An auto-tensioner for automatically adjusting the belt tension by pressing the V-ribbed belt between the first and second pulleys;
The V-ribbed belt runs from the first pulley toward the second pulley,
The auto tensioner has a base fixed to the mounting surface of the engine, an arm movably supported by the base, a tension pulley rotatably supported by the arm, and a V-ribbed belt wound around the base. Biasing means for moving and biasing the arm so that the tension pulley presses the V-ribbed belt;
A V-ribbed belt wound around the tension pulley from a belt drive line connecting the widthwise center of the first pulley at the belt exit position and the widthwise center of the second pulley at the belt entry position on the outer peripheral surface of the tension pulley. Is provided with a tapered surface whose outer diameter decreases toward the center in the belt width direction at a position that is half the winding portion of
A belt transmission device, wherein a large-diameter end of the tapered surface is offset from the belt drive line by more than 0 mm and less than 2.0 mm in a direction away from a widthwise center of the V-ribbed belt.

The belt transmission according to claim 1,
An outer peripheral surface of a tension pulley has an asymmetric crowning shape.

The belt transmission according to claim 1 or 2,
The second pulley is an auxiliary pulley with a pulley diameter of 89 mm or more, and at least one belt span length between the first pulley and the tension pulley or between the second pulley and the tension pulley is 80 mm or less. Belt transmission.