JP2011185304A - Transmission belt - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、2つのプーリに巻き掛けられてそれら各プーリ間で動力伝達を行う伝動ベルトに関し、特に潤滑油を使用しない乾式の伝動ベルトに関するものである。 The present invention relates to a transmission belt that is wound around two pulleys and transmits power between the pulleys, and more particularly to a dry transmission belt that does not use lubricating oil.
2つのプーリの間に伝動ベルト(Vベルト)を巻き掛けて動力を伝達させるベルト伝動装置のうち、例えば車両用のベルト式無段変速機において用いられる伝動ベルトは、主に、エレメントもしくはブロックなどと称される多数の金属製の板片をスチールバンド等により環状に結束して構成した金属製ベルトと、例えばゴムや樹脂などの弾性材料を主体に構成した非金属製ベルトとに分類することができる。 Of belt transmission devices that transmit power by winding a transmission belt (V-belt) between two pulleys, for example, a transmission belt used in a belt type continuously variable transmission for a vehicle is mainly an element or a block It is classified into a metal belt that is formed by binding a large number of metal plate pieces called steel bands in a ring shape with a steel band, etc., and a non-metal belt that is mainly made of an elastic material such as rubber or resin. Can do.
上記の各種ベルトのうち金属製ベルトを用いる場合、通常、プーリは鋼や鋳鉄あるいはアルミ合金などの金属を材料として形成されるので、金属製ベルトとプーリとの間の金属同士の摩擦面における摩耗や焼き付き等を防止するために潤滑油が使用される。したがって、この場合の金属製ベルトは潤滑油の中で用いられるいわゆる湿式の伝動ベルトである。一方、非金属製、例えばゴム製ベルトを用いる場合は、上記の湿式の伝動ベルトのような潤滑油を使用しなくともよい。したがって、この場合のゴム製ベルトは、油による潤滑を行わずにベルトとプーリとの間の摩擦力を利用して動力伝達を行ういわゆる乾式の伝動ベルトである。 When using a metal belt among the above-mentioned various belts, since the pulley is usually made of a metal such as steel, cast iron or aluminum alloy, wear on the friction surface of the metal between the metal belt and the pulley. Lubricating oil is used to prevent burn-in and the like. Therefore, the metal belt in this case is a so-called wet transmission belt used in lubricating oil. On the other hand, in the case of using a non-metallic belt, for example, a rubber belt, it is not necessary to use a lubricating oil such as the above-described wet transmission belt. Therefore, the rubber belt in this case is a so-called dry type transmission belt that transmits power by utilizing frictional force between the belt and the pulley without lubrication with oil.
上記のような伝動ベルトを用いたベルト伝動装置の運転時には、伝動ベルトとプーリとの間の摩擦面やベルトの内部で発生する摩擦熱により、伝動ベルトやプーリの温度が上昇する。したがって、それら伝動ベルトやプーリの発熱部分の過熱を防ぐために冷却を行う必要がある。潤滑油を使用する湿式の伝動ベルトの場合は、ベルトとプーリとの間を潤滑油によって潤滑するとともに、その潤滑油によって発熱部分の冷却も同時に行うことができる。それに対して、潤滑油を使用しない乾式の伝動ベルトの場合は、例えば発熱部分の熱を空気中に放熱する部分の表面積を増大させたり、あるいは発熱部分の熱を効率良く放熱させる冷却構造を設ける必要がある。 During the operation of the belt transmission device using the transmission belt as described above, the temperature of the transmission belt and the pulley rises due to the friction surface between the transmission belt and the pulley and the frictional heat generated inside the belt. Therefore, it is necessary to perform cooling to prevent overheating of the heat generating portions of the transmission belt and the pulley. In the case of a wet transmission belt that uses lubricating oil, the belt and the pulley are lubricated with lubricating oil, and the heat generating portion can be simultaneously cooled with the lubricating oil. On the other hand, in the case of a dry type transmission belt that does not use lubricating oil, for example, the surface area of the part that radiates the heat of the heat generation part into the air is increased, or a cooling structure that efficiently radiates the heat of the heat generation part is provided. There is a need.
そのような冷却構造をベルト式無段変速機に対して設けた構成の一例が特許文献1に記載されている。この特許文献1に記載されたVベルト式無段変速機の冷却構造は、ケース内のエンジン側に位置する駆動軸に装着された駆動プーリと後輪側に位置する従動軸に装着された従動プーリとにVベルトを巻き掛けて、ケース内に導入した冷却空気を駆動プーリ側から従動プーリ側に流すようにした構造であって、従動プーリのベルト巻き掛け面と反対側の外面に複数の放熱フィンがほぼ同心円状に形成されている。
An example of a configuration in which such a cooling structure is provided for a belt-type continuously variable transmission is described in
また、特許文献2には、駆動プーリと従動プーリとの間に乾式ベルトを巻き掛け、両プーリのプーリ溝幅を互いに逆方向に変化させることにより変速比を無段階に変化させる無段変速機の冷却構造であって、駆動プーリの外側面と対向するハウジングの側壁に設けられた第1吸気口と、従動プーリの接線方向に対向するハウジングの壁面に設けられた排気口と、駆動プーリおよび従動プーリの外側面に設けられて第1吸気口から流入した空気を駆動プーリおよび従動プーリの回転によって排気口へと排出する気流を発生させるフィンと、駆動プーリと従動プーリとの中間部に対応するハウジングの側壁に設けられた第2吸気口とを備えている無段変速機の冷却構造に関する発明が記載されている。
また、特許文献3には、駆動プーリと従動プーリとの間に乾式ベルトを巻き掛け、両プーリのプーリ溝幅を互いに逆方向に可変にする変速比可変機構と、上記の乾式ベルトを押圧してベルト張力を得るテンショナ装置とが設けられた無段変速機であって、テンショナ装置の外側に対応する変速機ケースの部位に空気取入れ口が設けられ、テンショナアームに冷却風通過用の穴が設けられ、従動プーリの半径方向外側でかつ空気取入れ口と従動プーリを挟んで反対側の変速機ケースの部位に空気排出口が設けられ、さらに従動プーリの背面に空気取入れ口から空気排出口へ流れる気流を発生させるためのフィンが設けられた構成が記載されている。
In
上記の各特許文献に記載されているベルト式無段変速機およびその冷却構造では、プーリの背面(プーリ溝と反対側の外面)に放熱用もしくは気流発生用のフィンを設けることによりプーリやベルトの冷却を行っている。したがって、放熱用のフィンでプーリの放熱部分の表面積を増大させることにより、その放熱用のフィンから効率良くプーリを放熱冷却することができる。あるいは、気流発生用のフィンで変速機のケース内の空気を流動させることにより、プーリおよびベルトの放熱を促進させて、それらプーリおよびベルトを効果的に放熱冷却することができる。 In the belt-type continuously variable transmission and its cooling structure described in each of the above patent documents, a pulley or belt is provided by providing fins for heat dissipation or airflow generation on the rear surface of the pulley (the outer surface opposite to the pulley groove). The cooling is done. Therefore, by increasing the surface area of the heat radiation portion of the pulley with the heat radiation fin, the pulley can be efficiently radiated and cooled from the heat radiation fin. Alternatively, by causing the air in the transmission case to flow with the fins for generating airflow, the heat radiation of the pulleys and the belt can be promoted, and the pulleys and the belt can be effectively radiated and cooled.
上記のようにプーリおよびベルトを冷却する場合、ベルトと比較してプーリの方が表面積が大きいので、また特許文献1に記載された構成のようにプーリに直に放熱用のフィンを設けることなどにより、プーリは比較的容易に放熱による冷却を行うことができる。一方、ベルトはプーリと比較して表面積が小さいので、その分放熱による冷却効果が低くなっている。そのため、上記の各特許文献に記載されているようなベルト式無段変速機の冷却に関する従来の技術では、プーリに対する放熱による冷却効果は期待できるものの、ベルトに対しては十分な冷却効果を得られない場合がある。このように、ベルト伝動装置を構成するプーリおよび伝動ベルトに対して、特に潤滑油を使用しない乾式の伝動ベルトに対する冷却を効果的に行うためには、未だ改良の余地があった。
When the pulley and belt are cooled as described above, the surface area of the pulley is larger than that of the belt. Also, as in the configuration described in
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、潤滑油による冷却を行わない乾式のベルト伝動装置に適用する場合であっても、放熱による冷却性能に優れた伝動ベルトを提供することを目的とするものである。 The present invention has been made paying attention to the above technical problem, and provides a transmission belt having excellent cooling performance by heat dissipation even when applied to a dry belt transmission device that does not perform cooling by lubricating oil. It is intended to do.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明は、プーリに巻き掛かる際に該プーリのベルト巻き掛け溝に当接するとともに該ベルト巻き掛け溝の溝面から受ける圧力に対抗する多数のブロックと、前記多数のブロックを環状に配列した状態で保持するバンドとを備えた伝動ベルトにおいて、前記ブロックに、該ブロックの表面積を増大して放熱を促進させる放熱フィンが形成されていることを特徴とする伝動ベルトである。
In order to achieve the above object, the invention of
また、請求項2の発明は、請求項1の発明において、前記放熱フィンが、前記伝動ベルトの外周面を構成する前記ブロックの上面および/または前記伝動ベルトの内周面を構成する前記ブロックの下面に形成されていることを特徴とする伝動ベルトである。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the heat radiating fins may include an upper surface of the block constituting the outer peripheral surface of the transmission belt and / or an inner peripheral surface of the transmission belt. A power transmission belt formed on a lower surface.
請求項1の発明によれば、バンドと共に伝動ベルトを構成するブロックに放熱フィンが設けられることにより、ブロックの表面積が増大し、その分ブロックの熱が外部に放熱され易くなる。したがって、伝動ベルトの走行時に、ブロックとプーリとの接触面で発生する摩擦熱や、バンドが屈伸させられることによりバンド内部で発生する摩擦熱等を、ブロックの放熱フィンを通して外部に効果的に放熱させることができる。そのため、伝動ベルトの放熱による冷却性能を向上させることができ、その結果、走行時の伝動ベルトの温度上昇を防止もしくは抑制することができる。 According to the first aspect of the present invention, the heat dissipating fins are provided in the block that constitutes the transmission belt together with the band, so that the surface area of the block is increased, and the heat of the block is easily radiated to the outside. Therefore, the frictional heat generated at the contact surface between the block and pulley and the frictional heat generated inside the band when the band is bent and stretched during running of the transmission belt are effectively radiated to the outside through the heat dissipation fins of the block. Can be made. Therefore, the cooling performance by heat dissipation of the transmission belt can be improved, and as a result, the temperature increase of the transmission belt during traveling can be prevented or suppressed.
また、請求項2の発明によれば、ブロックの上面および/または下面に、すなわち伝動ベルトの外周面および/または内周面に、放熱フィンが形成される。そのため、伝動ベルトがプーリに巻き掛けられる際に、放熱フィンがプーリや他の部材に干渉してしまうことを回避し、伝動ベルトの放熱による冷却性能を向上させることができる。 According to the second aspect of the present invention, the radiating fin is formed on the upper surface and / or the lower surface of the block, that is, on the outer peripheral surface and / or the inner peripheral surface of the transmission belt. Therefore, when the transmission belt is wound around the pulley, it is possible to avoid the radiation fins from interfering with the pulley and other members, and to improve the cooling performance by the heat radiation of the transmission belt.
つぎに、この発明を図面を参照して具体的に説明する。この発明の伝動ベルトは、例えばベルト式無段変速機に使用されるものであり、プーリの外周部に形成された断面V字状の巻き掛け溝の内部に挟み込まれ、その結果、プーリとの間で生じる摩擦力でトルクを伝達するように構成されている。その一例を図1,図2,図3に模式的に示してある。先ず、図1,図2において、伝動ベルトBは、ベルト式無段変速機を構成しているプーリ(駆動プーリおよび従動プーリ)Pに巻き掛けられている。これらの各プーリPは、テーパ面をそれぞれ備えた固定シーブと可動シーブとを対向させて配置することにより、これらのシーブの間に断面V字状のベルト巻き掛け溝(V形溝)Pvが形成され、その可動シーブを油圧シリンダなどのアクチュエータ(図示せず)によって固定シーブに対して前後動させることにより、ベルト巻き掛け溝Pvの幅を変化させるように構成されている。 Next, the present invention will be specifically described with reference to the drawings. The power transmission belt of the present invention is used in, for example, a belt-type continuously variable transmission, and is sandwiched in a winding groove having a V-shaped cross section formed on the outer peripheral portion of the pulley. Torque is transmitted by friction force generated between the two. An example of this is schematically shown in FIGS. 1 and 2, the transmission belt B is wound around pulleys (a driving pulley and a driven pulley) constituting a belt type continuously variable transmission. These pulleys P are arranged so that a fixed sheave and a movable sheave each having a tapered surface face each other, so that a belt winding groove (V-shaped groove) Pv having a V-shaped cross section is formed between these sheaves. The movable sheave is formed and moved back and forth with respect to the fixed sheave by an actuator (not shown) such as a hydraulic cylinder, thereby changing the width of the belt winding groove Pv.
伝動ベルトBは、プーリPに巻き掛かる際にプーリPのベルト巻き掛け溝Pvに当接するとともに、ベルト巻き掛け溝Pvの溝表面から受ける圧力に対抗する多数のブロック1と、それら多数のブロック1を環状に保持するための2本のバンド2,3とから構成されている。
When the transmission belt B is wound around the pulley P, the transmission belt B abuts against the belt winding groove Pv of the pulley P, and a plurality of
ブロック1は、例えば鋼やアルミ合金などの金属製の板片状の部材に樹脂等をコーティングすることにより形成されている。あるいは、高強度の合成樹脂等を材料として一体に形成することもできる。そして、ブロック1のベルト幅方向(図1での左右方向)における左右の側面4,5が、テーパー状の傾斜した面として形成されていて、プーリPのベルト巻き掛け溝Pvに当接するようになっている。
The
上記のように、ブロック1は、金属もしくは樹脂等を材料にして所定の剛性を有する部材により形成されている。したがって、伝動ベルトBがプーリPに巻き掛かる際には、ブロック1の左右の両側面4,5がプーリPのベルト巻き掛け溝Pvに当接し、ブロック1がベルト巻き掛け溝Pvの溝表面から受ける圧力に対抗するようになっている。そしてブロック1の母材が金属製の場合は、その表面に上記のように樹脂コーティングが施されることにより、プーリPが例えば鋼や鋳物などの金属製であっても、プーリPに伝動ベルトBが巻き掛かかる際に金属同士の接触が回避される。そのため、プーリPと伝動ベルトBとの当接部分における摩耗や焼き付き等を防止もしくは抑制することができる。
As described above, the
ブロック1の高さ方向(図1での上下方向)における中央部分の左右両側には、両側面4,5でそれぞれ開口する開口溝6,7が形成されている。そして、その開口溝6,7に、バンド2,3がそれぞれ収容されるようになっている。したがって、ブロック1の開口溝6,7に、バンド2,3がベルト幅方向に挿入されることにより、多数のブロック1が姿勢を揃えて環状に配列した状態で保持されて、伝動ベルトBが構成されている。
On the left and right sides of the central portion in the height direction of the block 1 (vertical direction in FIG. 1), opening
各ブロック1は環状に配列されるので、各ブロック1が平行にならずに伝動ベルトBの曲率中心を中心としていわゆる扇状(放射状)に開いた状態に配列される箇所が必ず生じる。そこで、各ブロック1を互いに接触させた状態で扇状に開いた配列を可能にするために、各ブロック1は、図1,図2での下側の部分(環状に配列した状態での中心側の部分)が薄肉に形成されている。すなわち、ブロック1の前面(図2での左側の面)1fでの、ブロック1の高さ方向における中央付近から下側の部分が削り落とされた状態で薄肉化されている。
Since the
なお、図示していないが、ブロック1とバンド2,3との間に、例えばほぞとほぞ溝などのような位置決め構造を設けて、ベルト周方向(図2での左右方向)におけるブロック1とバンド2,3との相対移動を規制するように構成してもよい。そのような位置決め構造を設けることにより、多数のブロック1をベルト周方向で等間隔に配置して伝動ベルトBを構成することができ、伝動ベルトBの走行を安定させることができる。
Although not shown, a positioning structure such as a tenon and a tenon groove is provided between the
バンド2,3は、環状の帯状体であって、例えばゴムや樹脂などを材料とする弾性部材により、所定の柔軟性もしくは可撓性を有する環状部材として形成されている。なお、バンド2,3は、伝動ベルトBに要求される強度を達成するために必要な強度と、プーリPに滑らかに巻き掛かるために必要な柔軟性あるいは可撓性とを有する弾性材料により環状部材として構成されたものであれば、上記のようなゴムや樹脂以外の材料で構成されてもよい。例えば、繊維や金属ワイヤなどを芯材として、それをゴムや樹脂などと合成した複合材料により構成されたものであってもよい。
The
バンド2,3のベルト幅方向での外側、すなわちプーリPのベルト巻き掛け溝Pvに対向する側の側面2a,3aは、それぞれ、ブロック1の左右の側面4,5と同様にテーパー状の傾斜した面として形成されていて、プーリPのベルト巻き掛け溝Pvに当接するようになっている。図1では、便宜上、プーリPに対して伝動ベルトBが巻き掛かる直前の状態、すなわちプーリPのベルト巻き掛け溝Pvと、ブロック1の側面4,5およびバンド2,3の側面2a,3aとが当接する直前の状態を示している。その状態では、図1に示すように、バンド2,3の側面2a,3aがブロック1の側面4,5よりも外側に出ている。これは、プーリPのベルト巻き掛け溝Pvから受ける圧力に対向するために剛体として形成されているブロック1に対して、ゴムなどの弾性部材により構成されているバンド2,3の剛性が低いので、プーリPに対して伝動ベルトBが巻き掛かかる際には、ベルト巻き掛け溝Pvから受ける圧力によりバンド2,3が圧縮され、実質的にブロック1の側面4,5およびバンド2,3の側面2a,3aが面一となってプーリPのベルト巻き掛け溝Pvに接触するように構成するためである。
The outer sides of the
したがって、この伝動ベルトBは、プーリPに巻き掛かる際には、プーリPのベルト巻き掛け溝Pvから受ける圧力に対してはブロック1が対抗するとともに、バンド2,3の側面2a,3aがベルト巻き掛け溝Pvに圧着させられて、それら側面2a,3aとベルト巻き掛け溝Pvとの間で大きな摩擦力が発生させられる。そのため、例えば挟圧力のような伝動ベルトBがプーリPから受ける高い圧力に対抗しつつ、大きな摩擦力によりプーリPと伝動ベルトBとの間の動力伝達を確実に行うことができ、その結果、大きな伝達トルク容量を確保するとともに、動力伝達効率に優れた伝動ベルトBを構成することができる。
Therefore, when this transmission belt B is wound around the pulley P, the
そして、この発明の伝動ベルトBにおけるブロック1には、伝動ベルトBの外周面を形成するブロック1の上面1aおよび伝動ベルトBの内周面を形成するブロック1の下面1bに、それぞれ、ブロック1の表面積を増大して放熱を促進させる放熱フィン8,9が形成されている。
The
前述したように、伝動ベルトBは、プーリPに巻き掛けられて走行する際に、ブロック1の側面4,5とベルト巻き掛け溝Pvとの間の摩擦により、ブロック1とプーリPとの接触部分で熱が発生する。また、伝動ベルトBがプーリPに巻き掛かった状態とプーリPから解放されて直線状になった状態とを繰り返すことにより、バンド2,3が屈伸を繰り返し、その際のバンド2,3内部の摩擦により、バンド2,3内部で熱が発生する。
As described above, when the transmission belt B travels while being wound around the pulley P, the contact between the
したがって、伝動ベルトBがプーリPに巻き掛けられて走行する際には、上記のようなブロック1とプーリPとの接触部分やバンド2,3の内部で発生する熱によって伝動ベルトBの温度が上昇する。伝動ベルトBの温度が過度に上昇すると、ブロック1のコーティングやバンド2,3の材料として使用した樹脂やゴム等が熱により劣化する場合がある。そこで、この発明の伝動ベルトBでは、上記のようにブロック1に放熱フィン8,9を設けることにより、ブロック1の放熱性を向上させて、伝動ベルトBの運転時における温度上昇を抑制することができる。
Therefore, when the transmission belt B is wound around the pulley P and travels, the temperature of the transmission belt B is caused by the heat generated in the contact portion between the
放熱フィン8,9は、上記のようにブロック1の表面積を増大して放熱性を向上させるためのものであり、ブロック1の本体(母材)部分と同一の材料、あるいは熱伝導性が良好な材料により、ブロック1の本体(母材)に一体に設けられている。また、放熱フィン8,9の形状・寸法、あるいはその取り付け位置等は、プーリPや、この伝動ベルトBを用いるベルト式無段変速機の他の部材等と干渉しないように、適宜設定することができる。
The radiating
上記のように、ブロック1の上面1aおよび下面1bに放熱フィン8,9が設けられるとにより、図3に示すように、プーリPが回転し伝動ベルトBが走行する際に発生する気流が、冷却風として放熱フィン8,9に当たることになる。したがって、ブロック1の熱は、放熱フィン8,9を介して、効果的に外部に放熱される。また、バンド2,3の熱も、バンド2,3とブロック1との間を伝わり、ブロック1およびその放熱フィン8,9を介して、外部に放熱される。そのため、ブロック1およびバンド2,3の放熱性能が向上し、その結果、伝動ベルトBの温度上昇を抑制することができる。
As described above, when the
なお、図1,図3には、ブロック1の上面1aに4枚の放熱フィン8が設けられ、ブロック1の下面1bに3枚の放熱フィン9が設けられている例を示しているが、放熱フィン8,9の数量はこれに限定されるものではなく、上記のようにプーリPや他の部材との干渉や放熱性能を考慮して、適宜設定することができる。また、この発明における放熱フィンは、ブロック1の上面1a側だけに設けられた構成でもよく、反対に、ブロック1の下面1bだけに設けられた構成であってもよい。
1 and 3 show an example in which four radiating
以上のように、この発明における伝動ベルトBによれば、バンド2,3と共に伝動ベルトBを構成するブロック1に放熱フィン8,9が設けられることにより、ブロック1の表面積が増大し、その分ブロック1の熱が外部に放熱され易くなる。したがって、伝動ベルトBの走行時に、ブロック1とプーリPとの接触面で発生する摩擦熱や、バンド2,3が屈伸させられることによってそのバンド2,3内部で発生する摩擦熱等を、ブロック1の放熱フィン8,9を通して外部に効果的に放熱させることができる。そのため、伝動ベルトBの放熱による冷却性能を向上させることができる。その結果、走行時の伝動ベルトBの過熱を防止してブロック1やバンド2,3に使用したゴムや樹脂等の材料の劣化を防止もしくは抑制することができ、ひいては、伝動ベルトBの耐久性を向上させることができる。
As described above, according to the transmission belt B of the present invention, the
なお、この発明は上述した具体例に限定されない。例えば上述した具体例では、この発明に係る伝動ベルトがベルト式無段変速機に適用された構成を例に挙げて説明しているが、この発明に係る伝動ベルトは、ベルト式無段変速機に限らず、ベルトとプーリとによって構成される他の巻き掛け伝動装置(ベルト伝動装置)における動力伝達用の伝動ベルトとして適用することができる。 The present invention is not limited to the specific examples described above. For example, in the above-described specific examples, the configuration in which the transmission belt according to the present invention is applied to a belt type continuously variable transmission is described as an example. However, the transmission belt according to the present invention is a belt type continuously variable transmission. However, the present invention can be applied as a power transmission belt in other winding transmission devices (belt transmission devices) constituted by belts and pulleys.
1…ブロック、 1a…上面、 1b…下面、 2,3…バンド、 8,9…放熱フィン、 B…伝動ベルト、 P…プーリ、 Pv…ベルト巻き掛け溝。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記ブロックに、該ブロックの表面積を増大して放熱を促進させる放熱フィンが形成されていることを特徴とする伝動ベルト。 A number of blocks that abut against the belt winding groove of the pulley when wound on the pulley and resist pressure received from the groove surface of the belt winding groove, and a band that holds the plurality of blocks in an annular arrangement In the transmission belt with
A power transmission belt, wherein heat radiation fins that increase heat radiation by increasing the surface area of the block are formed on the block.
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