JP2006046392A

JP2006046392A - Ｖリブドベルト、プーリおよびベルト式動力伝達装置

Info

Publication number: JP2006046392A
Application number: JP2004225387A
Authority: JP
Inventors: Kazuma Okuda; 一眞奥田; Hiroaki Imahari; 宏彰今治; Kenji Ito; 健司伊藤; Ikutoshi Ogami; 生稔大神; Yoshifumi Ono; 祥史小野; Takahiro Tsutsumi; 孝裕堤
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2004-08-02
Filing date: 2004-08-02
Publication date: 2006-02-16
Anticipated expiration: 2024-08-02
Also published as: JP4643944B2

Abstract

【課題】Ｖリブドベルトとプーリとの間に浸入した水を速やかに排出可能としたＶリブドベルト、プーリおよび動力伝達装置を提供する。
【解決手段】Ｖリブドベルト３には、隣接するＶリブ３１の谷間に略矩形断面の水収容凹部３４が全周にわたって形成され、水収容凹部３４の底面に背面３３に貫通する水抜き孔３５が穿設されている。また、オルタネータプーリ２には、隣接するＶ溝２３の溝底に水収容凹部２４が全周にわたって形成され、水収容凹部２４の底面に周壁２１の内周面に貫通する水抜き孔２５が穿設されている。Ｖリブ３１とＶ溝２３との接触部位に存在していた水は、接触圧によりＶリブドベルト３側の水収容凹部３４とオルタネータプーリ２側の水収容凹部２４とに押し出された後、水抜き孔３５，２５から排出される。
【選択図】図８

Description

本発明は、排水性を向上させたＶリブドベルト、プーリおよびベルト式動力伝達装置に関する。

４輪自動車では、オルタネータやウォータポンプ、クーラコンプレッサ等、種々の補機がエンジンに付設されており、これら補機がベルト式の動力伝達装置を介してクランクシャフトにより駆動される。補機駆動用の動力伝達装置では、動力伝達要素としてＶベルトを採用したものが古くから存在するが、Ｖリブドベルト（ポリドライブベルトとも呼ばれる）を採用したものも近年増加している。Ｖリブドベルトは、平ベルトの底面に複数のＶリブを形成したものであり、伝動能力が大きいというＶベルトの特長と、低騒音で耐久性も高い等の平ベルトの特長とを併せ持っている。

ところで、自動車が深い水溜り等を走行すると、水しぶきがエンジンルームに掛かり、Ｖリブドベルトの底面が濡れることがある。この場合、Ｖリブドベルトの走行に伴って底面の全周に水が行き渡たり、Ｖリブドベルトとプーリとの間に浸入した水により伝達トルクが低下することにより、断続的なスリップやスリップに伴う異音が発生することがある。そして、Ｖリブドベルトでは、Ｖリブが障壁となることで隣接するＶリブの谷間に入り込んだ水が排除され難いこと、プーリやＶリブドベルトからはね飛ばされた水の大部分が他のプーリの外周面やＶリブドベルトの底面に再び掛かりやすいこと等から、前記のスリップや異音が比較的長時間にわたって続くことが多かった。この問題を解消する技術として、例えば、各Ｖ溝の底部とプーリ本体の側面とを連通させる連通孔と、Ｖ溝の傾斜側面に底部まで延びる溝部とをプーリに設け、Ｖ溝内に浸入した水をプーリ外に排出するもの（特許文献１参照）が開示されている。
特開２００２−２０６６２４号公報（段落００１３、図３）

しかしながら、特許文献１のプーリでは、連通孔が一方の側面から他方の側面に貫通するため、連通孔の貫通部位における強度や剛性が低下することが避けられず、耐久性が低下したり、Ｖリブドベルトとの接触に伴う騒音が発生したりする虞があった。また、水の排出をプーリだけで行った場合、Ｖリブドベルトとプーリとの間の空隙に存在する水を排除することが難しく、Ｖリブドベルトの底面が濡れた状態を短時間で解消することができなかった。

本発明は、このような背景に鑑みてなされたもので、Ｖリブドベルトとプーリとの間に浸入した水を速やかに排出可能としたＶリブドベルト、プーリおよびベルト式動力伝達装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決すべく、請求項１に記載のＶリブドベルトは、複数のＶリブが底面に形成され、前記Ｖリブが嵌入する複数のＶ溝を外周面に備えたプーリに巻き掛けられるＶリブドベルトであって、前記Ｖリブの谷間から背面に貫通する複数の水抜き孔を有することを特徴とする。

また、請求項２に記載のＶリブドベルトは、請求項１に記載のＶリブドベルトにおいて、前記複数の水抜き孔が走行方向に対して互いに異なる位置に形成されたことを特徴とする。

また、請求項３に記載のＶリブドベルトは、請求項１または請求項２に記載のＶリブドベルトにおいて、前記Ｖリブの谷間に水収容凹部が形成されたことを特徴とする。

また、請求項４に記載のプーリは、複数のＶ溝が周壁の外周面に形成され、前記Ｖ溝に嵌入する複数のＶリブを底面に備えたＶリブドベルトが巻き掛けられるプーリであって、前記Ｖ溝の溝底から前記周壁の内周面側に貫通するとともに、周方向に対して互いに異なる位置に形成された複数の水抜き孔を有することを特徴とする。

また、請求項５に記載のプーリは、請求項４に記載のプーリにおいて、前記周壁の内周面が開放端側に向けて拡径するテーパ面であることを特徴とする。

また、請求項６に記載のプーリは、請求項４または請求項５に記載のプーリにおいて、水収容凹部が前記Ｖ溝の溝底に形成されたことを特徴とする。

また、請求項７に記載のベルト式動力伝達装置は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載されたＶリブドベルトを備えたことを特徴とする。

また、請求項８に記載のベルト式動力伝達装置は、請求項４から請求項６のいずれか一項に記載されたプーリを備えたことを特徴とする。

また、請求項９に記載のベルト式動力伝達装置は、請求項１から請求項３のいずれか一項に記載されたＶリブドベルトと、請求項４から請求項６のいずれか一項に記載されたプーリとを備えたことを特徴とする。

請求項１のＶリブドベルトによれば、Ｖリブの谷間に存在する水が水抜き孔を経由して背面側に速やかに排出され、プーリとの間のスリップに起因する伝達ロスや異音が起こり難くなる。また、請求項２のＶリブドベルトによれば、水抜き孔による部分的な強度低下が起こり難くなる。また、請求項３のＶリブドベルトによれば、底面の水が水収容凹部に収容され、プーリとの間に水膜が形成され難くなる。また、請求項４のプーリによれば、局部的な強度や剛性の低下を招くことなく、Ｖ溝の溝底に存在する水が水抜き孔を経由して内周面側に速やかに排出され、Ｖリブドベルトとの間のスリップに起因する伝達ロスや異音が起こり難くなる。また、請求項５のプーリによれば、水抜き孔から内周面に排出された水が開放端側に排出されやすくなる。また、請求項６のプーリによれば、Ｖリブドベルトの底面の水が水収容凹部に収容され、Ｖリブドベルトとの間に水膜が形成され難くなる。また、請求項７〜請求項９のベルト式動力伝達装置によれば、水しぶき等によりＶリブドベルトが濡れた場合にも、Ｖリブドベルトの底面の水が速やかに排出され、Ｖリブドベルトとプーリとの間の摩擦力の低下による断続的なスリップやスリップに伴う異音が抑制される。

以下、図面を参照して、本発明を自動車用エンジンにおける補機駆動用の動力伝達装置に適用した一実施形態を詳細に説明する。
≪実施形態≫
図１は実施形態の動力伝達装置が採用された自動車用エンジンの斜視図である。また、図２は実施形態のオルタネータプーリの正面図であり、図３は図２中のＡ−Ａ断面図であり、図４は図３中のＢ部拡大図である。また、図５は実施形態のＶリブドベルトの底面を示す図であり、図６は図５中のＣ−Ｃ断面図であり、図７は図６中のＤ部拡大図である。また、図８，図９は実施形態の作用を説明するための図である。

＜動力伝達装置＞
図１に示すエンジンＥは、自動車用の４サイクル直列４気筒ガソリンエンジンであり、その前端側に補機駆動用の動力伝達装置１００が設置されている。動力伝達装置１００は、複数の補機を１本のベルトで駆動するサーペンタイン式のものであり、ドライブプーリであるクランクシャフトプーリ１０１と、ドリブンプーリであるウォータポンププーリ１０２、オルタネータプーリ２およびコンプレッサプーリ１０３と、これらプーリ１０１、１０２，２，１０３に巻き掛けられたＶリブドベルト３と、Ｖリブドベルト３に張力を与えるテンションプーリ１０４とを構成要素としている。

クランクシャフトプーリ１０１はエンジンＥのクランクシャフトＥ１に締結され、ウォータポンププーリ１０２はエンジンＥのフロントカバーＥ２に装着されたウォータポンプ（図示せず）のシャフト１１１に圧入されている。また、オルタネータプーリ２はオルタネータ１１２の図示しないシャフトに締結され、コンプレッサプーリ１０３はクーラコンプレッサ１１３のマグネットクラッチ１１４に保持されている。

＜オルタネータプーリ＞
図２，図３に示すように、オルタネータプーリ２は、Ｖリブドベルト３（図１参照）がその外周面に巻き掛けられる周壁２１と、オルタネータ１１２（図１参照）のシャフトが嵌入するシャフト孔２２ａが中心部に穿設された端壁２２とからなる有底円筒形状を呈している。周壁２１は、その外周面に５条のＶ溝２３が形成される一方、内周面が開放端側（図３中の左方）に向けて拡径するテーパ面となっている。

図４に示すように、周壁２１の外周面では、隣接するＶ溝２３の溝底に略矩形断面の水収容凹部２４が全周にわたって形成されている。水収容凹部２４の大きさ（幅）は、図４中に一点鎖線で示す標準Ｖ溝に対し、標準Ｖリブドベルト（図４中に二点鎖線で示す）との接触面を減少させない範囲で設定されている。また、水収容凹部２４の底面には、周壁２１の内周面に貫通する水抜き孔２５が穿設されている。本実施形態の場合、図２，図３に示すように、隣接する水収容凹部２４の水抜き孔２５は、周壁２１の周方向に対して所定角度ずつずれた位置に穿設されている。なお、図示はしないが、Ｖ溝の溝底の水収容凹部については、クランクシャフトプーリ１０１とコンプレッサプーリ１０３とにも形成されている。

＜Ｖリブドベルト＞
図５，図６に示すように、Ｖリブドベルト３は、５本のＶリブ３１が形成された底面３２と、底面３２の裏側の背面３３とを有している。図７に示すように、底面３２では、隣接するＶリブ３１の谷間に略矩形断面の水収容凹部３４が全周にわたって形成されている。水収容凹部３４の大きさ（幅）は、標準Ｖ溝（図７中に二点鎖線で示す）との接触面３１ａの実効部分（傾斜部分）を減少させない範囲で設定されている。また、水収容凹部３４の底面には、背面３３に貫通する水抜き孔３５が穿設されている。本実施形態の場合、図５に示すように、隣接する水収容凹部３４の水抜き孔３５は、Ｖリブドベルト３の走行方向に対して所定間隔ずつずれた位置に穿設されている。

＜実施形態の作用＞
以下、図１および図８，図９を適宜参照して本実施形態の作用を述べる。
エンジンＥが始動すると、図１に示すように、動力伝達装置１００では、クランクシャフトＥ１と一体のクランクシャフトプーリ１０１が回転し、クランクシャフトプーリ１０１に巻き掛けられたＶリブドベルト３が走行を始める。すると、Ｖリブドベルト３が巻き掛けられたウォータポンププーリ１０２とオルタネータプーリ２とコンプレッサプーリ１０３とが回転を始め、ウォータポンプおよびオルタネータ１１２が回転駆動される。また、カーエアコンの使用時には、マグネットクラッチ１１４の作動により、クーラコンプレッサ１１３が適宜回転駆動される。

エンジンＥを搭載した自動車が深い水溜り等を走行すると、水しぶきがエンジンルームに掛かり、Ｖリブドベルト３が濡れることがある。そして、Ｖリブドベルト３の底面３２に掛かった水は、Ｖリブドベルト３の走行に伴って全周に行き渡り、クランクシャフトプーリ１０１、オルタネータプーリ２およびコンプレッサプーリ１０３の外周面との間に浸入する。

本実施形態の場合、濡れたＶリブドベルト３がオルタネータプーリ２に巻き掛かると、Ｖリブ３１とＶ溝２３との接触部位には少なからざる接触圧が生じる。すると、図８に示すように、接触部位に存在していた水がこの接触圧によりＶリブドベルト３側の水収容凹部３４とオルタネータプーリ２側の水収容凹部２４とに押し出され、Ｖ溝２３とＶリブ３１とが水を介在させずに接触するようになる。また、クランクシャフトプーリ１０１およびコンプレッサプーリ１０３においても、Ｖリブドベルト３との接触面の水は、Ｖリブドベルト３側の水収容凹部３４と両プーリ１０１，１０３側の水収容凹部（図示せず）とに押し出される。

Ｖリブドベルト３側の水収容凹部３４に流入した水は、その一部が水抜き孔３５を経由して背面３３側に流出し、図８，図９に示すように、Ｖリブドベルト３がオルタネータプーリ２に巻き掛かっている際に遠心力によって周囲にはね飛ばされる。また、オルタネータプーリ２側の水収容凹部２４に流入した水は、その一部が水抜き孔２５を経由して周壁２１の内周面側に押し出された後、内周面のテーパに沿ってオルタネータプーリ２の開放端側に流れ、図８，図９に示すように、オルタネータプーリ２の回転に伴う遠心力によって開放端から周囲にはね飛ばされる。

このように、本実施形態の動力伝達装置１００では、Ｖリブドベルト３が濡れた場合にも、各プーリ１０１，２，１０３とＶリブドベルト３との接触面から水が排除されるため、スリップに起因する伝達トルクの低下や異音が殆ど発生しなくなる。また、Ｖリブドベルト３の底面側の水は、水抜き孔３５から背面側に排出されるだけでなく、オルタネータプーリ２の水抜き孔２５からも排出されるため、Ｖリブドベルト３の濡れが速やかに解消される。また、オルタネータプーリ２の水収容凹部２４とＶリブドベルト３の水抜き孔３５とは、周方向あるいは走行方向で互いにずれた位置に穿設されているため、オルタネータプーリ２やＶリブドベルト３の強度や剛性を殆ど低下させることがない。

本発明は、前記実施形態に限定されることなく、幅広く変形実施することができる。例えば、前記実施形態は自動車用エンジンの補機を駆動するための動力伝達装置に本発明を適用したものであるが、他の機械装置に用いられる動力伝達装置に適用してもよい。また、前記実施形態では発明に係るプーリとして有底円筒形状のオルタネータプーリを採用したが、クランクシャフトプーリ等に水抜き孔を形成するようにしてもよいし、プーリの形状を有底円筒以外としてもよいし、周壁の内周面をテーパ面としなくともよい。また、前記実施形態ではＶリブドベルトとプーリとの双方に水収容凹部と水抜き孔との両方を設けるようにしたが、Ｖリブドベルトとプーリとのどちらか一方に水収容凹部と水抜き孔とを設けるようにしてもよいし、Ｖリブドベルトとプーリとの双方あるいは一方に水収容凹部と水抜き孔とのどちらか一方を設けるようにしてもよい。また、水収容凹部の形状や水抜き孔の数や配置等を始め、動力伝達装置の具体的構成等についても、本発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

実施形態の動力伝達装置が採用された自動車用エンジンの斜視図である。実施形態のオルタネータプーリの正面図である。図２中のＡ−Ａ断面図である。図３中のＢ部拡大図である。実施形態のＶリブドベルトの底面を示す図である。図５中のＣ−Ｃ断面図である。図６中のＤ部拡大図である。実施形態の作用を説明するための図である。実施形態の作用を説明するための図である。

符号の説明

２オルタネータプーリ（プーリ）
３Ｖリブドベルト
２１周壁
２３Ｖ溝
２４水収容凹部
２５水抜き孔
３１Ｖリブ
３２底面
３３背面
３４水収容凹部
３５水抜き孔
１００動力伝達装置

Claims

複数のＶリブが底面に形成され、前記Ｖリブが嵌入する複数のＶ溝を外周面に備えたプーリに巻き掛けられるＶリブドベルトであって、
前記Ｖリブの谷間から背面に貫通する複数の水抜き孔を有することを特徴とするＶリブドベルト。
前記複数の水抜き孔が走行方向に対して互いに異なる位置に形成されたことを特徴とする、請求項１に記載のＶリブドベルト。
前記Ｖリブの谷間に水収容凹部が形成されたことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載のＶリブドベルト。
複数のＶ溝が周壁の外周面に形成され、前記Ｖ溝に嵌入する複数のＶリブを底面に備えたＶリブドベルトが巻き掛けられるプーリであって、
前記Ｖ溝の溝底から前記周壁の内周面側に貫通するとともに、周方向に対して互いに異なる位置に形成された複数の水抜き孔を有することを特徴とするプーリ。
前記周壁の内周面が開放端側に向けて拡径するテーパ面であることを特徴とする、請求項４に記載のプーリ。
水収容凹部が前記Ｖ溝の溝底に形成されたことを特徴とする、請求項４または請求項５に記載のプーリ。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載されたＶリブドベルトを備えたことを特徴とするベルト式動力伝達装置。
請求項４から請求項６のいずれか一項に記載されたプーリを備えたことを特徴とするベルト式動力伝達装置。
請求項１から請求項３のいずれか一項に記載されたＶリブドベルトと、請求項４から請求項６のいずれか一項に記載されたプーリとを備えたことを特徴とするベルト式動力伝達装置。