JP2023042079A - Auxiliary machine belt, pulley and power transmission device - Google Patents
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Description
本発明は、補機ベルト、該補機ベルトが巻き掛けられるプーリ、及び、該補機ベルトと該プーリとを備える動力伝達装置に関する。 The present invention relates to an accessory belt, a pulley around which the accessory belt is wound, and a power transmission device including the accessory belt and the pulley.
従来から、例えば、エンジンのクランクシャフトに取り付けられた駆動プーリと、エンジンの周辺に配置されたウォータポンプ等の補機に取り付けられた補機プーリ(従動プーリ)とに巻き掛けられ、エンジンの駆動力を補機プーリに伝達し、ウォータポンプ等の補機を駆動する補機ベルトが広く用いられている。なお、補機には、上述したウォータポンプの他、例えば、オルタネータ、エアコンプレッサ、パワーステアリングのポンプ等が挙げられる。 Conventionally, for example, it is wound around a drive pulley attached to the crankshaft of an engine and an accessory pulley (driven pulley) attached to an accessory such as a water pump arranged around the engine, and the engine is driven. Accessory belts are widely used to transmit power to accessory pulleys to drive accessories such as water pumps. In addition to the water pump described above, the auxiliary equipment includes, for example, an alternator, an air compressor, a power steering pump, and the like.
このような補機ベルトとして、例えば、特許文献1には、各々がベルト長さ方向に延びるように形成された複数のV型のリブ(Vリブ)がベルト幅方向に並ぶようにベルト内側に配設され、それらの複数のVリブが接触するようにプーリに巻き掛けられて動力を伝達するVリブドベルトが開示されている。Vリブドベルトは、プーリとの摩擦係数を高めることを目的として、長さ方向にVリブが形成されている。Vリブドベルトは、ベルトの厚みを薄くできるため、耐屈曲疲労性に優れ、コード(心材)とゴムの剥離やゴムのクラック(亀裂)などが生じ難い。
As such an accessory belt, for example, in
しかしながら、例えば、補機ベルトの厚みをより薄くしようとすると、Vリブの高さが低くなり、Vリブとプーリとの接触面積が減少して伝達効率が悪化するおそれがある。一方、伝達効率をより上げようとした場合、Vリブの高さが高くなり、補機ベルトの厚みが増してしまう(厚くなる)おそれがある。 However, for example, if the thickness of the accessory belt is reduced, the height of the V-ribs is lowered, and the contact area between the V-ribs and the pulleys is reduced, which may deteriorate the transmission efficiency. On the other hand, if it is attempted to further increase the transmission efficiency, the height of the V-rib increases, and there is a risk that the accessory belt will increase (thicken).
本発明は、上記問題点を解消する為になされたものであり、ベルトの厚みを増すことなく(厚くすることなく)、伝達効率をより向上することが可能な補機ベルト、該補機ベルトが巻き掛けられるプーリ、及び、該補機ベルトと該プーリとを備える動力伝達装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. To provide a pulley around which a belt is wound, and a power transmission device including the accessory belt and the pulley.
本発明の一形態に係る補機ベルトは、プーリに巻き掛けられて動力を伝達する無端の補機ベルトであって、弾性を有し、プーリと接触していない状態では、幅方向に沿った断面において、内側に円弧状に湾曲して反りかえるように形成された本体部と、本体部の両端に長さ方向に延びるように形成され、かつ、プーリと接触していない状態では、幅方向に沿った断面において、基端部から先端部に行くにしたがって互いの間隔が拡がるように形成された一対の外側リブとを備えることを特徴とする。 An accessory belt according to one aspect of the present invention is an endless accessory belt that is wound around pulleys to transmit power, and has elasticity. In cross-section, the main body portion is formed so as to be curved and warped inward, and the main body portion is formed so as to extend in the length direction at both ends of the main body portion, and in the state in which it is not in contact with the pulley, in the width direction. and a pair of outer ribs formed so that the distance between them widens from the proximal end to the distal end in a cross section along the .
本発明によれば、ベルト(本体部)の厚みを増すことなく(厚くすることなく)、伝達効率をより向上することが可能となる。 According to the present invention, it is possible to further improve the transmission efficiency without increasing the thickness of the belt (main body).
以下、図面を参照して本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図中、同一又は相当部分には同一符号を用いることとする。また、各図において、同一要素には同一符号を付して重複する説明を省略する。 Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. In the drawings, the same reference numerals are used for the same or corresponding parts. Further, in each figure, the same elements are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.
まず、図1~図4を併せて用いて、実施形態に係る補機ベルト1、該補機ベルト1が巻き掛けられるクランクプーリ2A、補機プーリ2B~2E、及び、該補機ベルト1と該クランクプーリ2A、補機プーリ2B~2Eとを備える動力伝達装置3の構成について説明する。図1は、動力伝達装置3の全体構成を示す図である。図2は、補機ベルト1の幅方向に沿った模式断面図である。図3は、補機ベルト1とクランクプーリ2A、補機プーリ2B~2Eとの係合状態を示す模式断面図である。図4は、クランクプーリ2A、補機プーリ2B~2Eの模式断面図である。
First, referring to FIGS. 1 to 4 together, the
図1に示されるように、動力伝達装置3は、主として、エンジンのクランクシャフトに取り付けられたクランクプーリ(駆動プーリ)2A、エンジンの周辺に配置された補機の回転軸に取り付けられた補機プーリ(従動プーリ)2B~2E、オートテンショナーに取り付けられたテンショナープーリ2F、及び、アイドラプーリ2Gと、これらのクランクプーリ2A、補機プーリ2B~2E、テンショナープーリ2F、アイドラプーリ2Gそれぞれに巻き掛けられた補機ベルト1とを備えている。
As shown in FIG. 1, the
より具体的には、補機には、例えば、ウォータポンプ、オルタネータ、エアコンプレッサ、及び、パワーステアリングのポンプ等を含んでいる。また、補機プーリ2B~2Eには、ウォータポンププーリ2B、オルタネータプーリ2C、エアコンプレッサプーリ2D、及び、パワーステアリングポンププーリ2Eを含んでいる。すなわち、動力伝達装置3は、ウォータポンプ、オルタネータ、エアコンコンプレッサ、パワーステアリングポンプなどの補機を一本の補機ベルト1(サーペンタインベルト)で駆動するサーサーペンタイン式の動力伝達装置である。以下、クランクプーリ2Aと補機プーリ2B~2Eとを併せてプーリ2(特許請求の範囲に記載のプーリに相当)ということもある。
More specifically, the accessories include, for example, a water pump, an alternator, an air compressor, and a power steering pump. Further, the
エンジンが始動され、クランクシャフトが回転されると、駆動力がクランクプーリ2Aを介して補機ベルト1に伝達され、補機ベルト1が図1の矢印方向に駆動される。補機ベルト1は、クランクプーリ2Aの駆動力を、ウォータポンププーリ2B、オルタネータプーリ2C、エアコンプレッサプーリ2D、及び、パワーステアリングポンププーリ2Eに動力を伝達する。そして、ウォータポンププーリ2B、オルタネータプーリ2C、エアコンプレッサプーリ2D、及び、パワーステアリングポンププーリ2Eが回転されることにより、ウォータポンプ、オルタネータ、エアコンプレッサ、及び、パワーステアリングのポンプが駆動される。
When the engine is started and the crankshaft is rotated, the driving force is transmitted to the
なお、オートテンショナーのテンショナープーリ2Fは、摩擦力を確保するために、補機ベルト1の緩みに応じてバネ力等によりその位置を変位させ、ベルト張力を一定に保つ。より詳細には、テンショナープーリ2Fは、補機ベルト1の背面と当接する平プーリであり、背面側から補機ベルト1を押圧して、補機ベルト1に張力(テンション)を与える。
Incidentally, the
補機ベルト1は、クランクプーリ2A、補機プーリ2B~2E(ウォータポンププーリ2B、オルタネータプーリ2C、エアコンプレッサプーリ2D、パワーステアリングポンププーリ2E)、テンショナープーリ2F、アイドラプーリ2Gそれぞれに巻き掛けられて動力を伝達する無端のベルトである。すなわち、補機ベルト1は、一本のベルトで複数の補機(ウォータポンプ、オルタネータ、エアコンプレッサ、及び、パワーステアリングのポンプ等)を同時に駆動するサーペンタインベルトである。
The
補機ベルト1は、主として、複数の内側リブ1cが形成された本体部1aと、本体部1aの両端(両側面)に形成された一対の外側リブ1bとを備えている。本体部1aは、弾性を有し、図2に示されるように、プーリ2と接触していない状態(外部から力が加わらない定常状態)では、幅方向に沿った断面において、内側に円弧状に湾曲して反り返るように形成されている。
The
本体部1aの反り返りの程度は、例えば、補機ベルト1の張力とのバランスなどを考慮して任意に設定することができる。また、補機ベルト1の厚みや弾性(撓み性)は、例えば、張力や回転速度などの使用範囲において適切に曲がり得るように、任意に設定することができる。
The degree of warping of the
一対の外側リブ1bは、本体部1aの両端(両側面)に長さ方向に延びるように形成されている。一対の外側リブ1bは、プーリ2と接触していない状態(外部から力が加わらない定常状態)では、幅方向に沿った断面において、基端部から先端部に行くにしたがって互いの間隔が拡がるように(例えばハの字状に拡がるように)形成されている。
A pair of
補機ベルト1がプーリ2の外周面と接触した場合(プーリ2との接触面から径方向外方の力が加えられた場合)、図3に示されるように、本体部1aは、弾性変形して、幅方向に沿った断面において、略直線状となる。本体部1aの変形に伴い、一対の外側リブ1bは、幅方向に沿った断面において、基端部から先端部に行くにしたがって互いの間隔が狭まり、プーリ2の側面に当接する。すなわち、本体部1aと外側リブ1bとの成す角が鋭角(<90°)となり、一対の外側リブ1bがプーリ2を両側から挟む(抱え込む)ように変形する。
When the
外側リブ1bの高さ(長さ)や本体部1aとのなす角度等は、補機ベルト1がプーリ2の外周面と接触したときに、プーリ2を抱え込むことができる範囲で任意に設定することができる。
The height (length) of the
内側リブ(Vリブ)1cは、補機ベルト1(本体部1a)の内側に、長さ方向に延びるように形成されている。また、内側リブ1cは、幅方向に沿った断面において、略V字状又は略台形状に形成されている。そして、複数(図2、3の例では4本)の内側リブ1cが、幅方向に並べて設けられている。
The inner rib (V-rib) 1c is formed inside the accessory belt 1 (
ここで、補機ベルト1(本体部1a)は、主として、張力を発生させる複数の心線1dと、心線1dを覆う、例えばEPDM(エチレンプロピレンジエンゴム)等のゴム材とを含んで構成されている。なお、心線1dとしては、例えば、ハイテンションテトロンなどの有機材料やピアノ線などが用いられる。
Here, the accessory belt 1 (
ここで、ゴム材を成形する際に、本体部1aが反り返るように形成してもよいし、心線1dの形状や配置等によって本体部1aを反り返らせてもよい。また、例えば、端に行くほど心線1dの径を細くすることにより、外側リブ1bがより動きやすくなる。
Here, when molding the rubber material, the
プーリ2は、略円筒状に形成され、補機ベルト1が巻き掛けられる。プーリ2は、図4に示されるように、軸方向に沿った断面において、補機ベルト1と接触した場合に、一対の外側リブ1bに抱え込まれ(覆われ)、該一対の外側リブ1bそれぞれと面接触するように軸方向外方(外側)に突設された突設部2aを備えている。突設部2aは、例えば、断面が楔状(三角)や半円状に形成される。なお、図4では、楔状(三角)の例を示した。この場合、補機ベルト1の本体部1aと外側リブ1bとがなす角度(形状)とフィットするように突設部2aを形成することが好ましい。
The
また、図3、図4に示されるように、プーリ2の外周面には、補機ベルト1の内側リブ1cの形状に対応した(係合する)溝(山谷)が形成されている。なお、プーリ2の外側面(山谷の山どうし又は谷どうしをつないだ仮想線)の軸方向の形状は、フラット(本実施形態)でもよいし、若干径方向外側に円弧状に湾曲していてもよい。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, the outer peripheral surface of the
上述したように構成されることにより、プーリ2と接触していない状態では、補機ベルト1の本体部1aは、内側に円弧状に湾曲して反りかえり、一対の外側リブ1bは、基端部から先端部に行くにしたがって互いの間隔が例えばハの字状に拡がっている(図2参照)。
With the configuration as described above, when not in contact with the
そして、補機ベルト1がプーリ2の外周面と接触した場合に、本体部1aは、プーリ2の外周面に押されて、弾性変形し、幅方向に沿った断面において、略直線状となる。それに伴い、一対の外側リブ1bは、閉じるように、すなわち、基端部から先端部に行くにしたがって互いの間隔が狭まるように動き、プーリ2の側面に当接する。その結果、外側リブ1bによりプーリ2が両側から挟まれる(抱え込まれる)こととなる(図3参照)。
When the
以上、詳細に説明したように、本実施形態によれば、プーリ2と接触していない状態では、補機ベルト1の本体部1aは、内側に円弧状に湾曲して反りかえり、一対の外側リブ1bは、基端部から先端部に行くにしたがって互いの間隔が例えばハの字状に拡がっている。そして、補機ベルト1がプーリ2の外周面と接触した場合に、本体部1aが、プーリ2の外周面に押され、弾性変形して略直線状となり、それに伴い、一対の外側リブ1bが、閉じるように、すなわち、基端部から先端部に行くにしたがって互いの間隔が狭まるように動き、プーリ2の側面に当接する。よって、外側リブ1bによりプーリ2が両側から挟まれる(抱え込まれる)こととなり、補機ベルト1とプーリ2との接触面積が拡大して摩擦力が増大し、伝達効率をより向上することができる。その結果、補機ベルト1(本体部1a)の厚みを増すことなく(厚くすることなく)、伝達効率をより向上することが可能となる。
As described in detail above, according to the present embodiment, when not in contact with the
また、本実施形態によれば、本体部1aの反り返りによる剛性アップにより、回転駆動時における補機ベルト1の振れの抑制を図ることができる。さらに、本実施形態によれば、プーリ2の抱え込みにより、補機ベルト1の外れに対する耐性の向上を図ることができる。
Further, according to the present embodiment, it is possible to suppress deflection of the
本実施形態によれば、長さ方向に延び、かつ、幅方向に沿った断面において略V字状又は略台形状に形成された複数の内側リブ1cが、補機ベルト1の本体部1aの内側に、幅方向に並べて設けられている。そのため、補機ベルト1とプーリ2との接触面積(摩擦力)を高めることができる。
According to the present embodiment, the plurality of
本実施形態によれば、補機ベルト1と接触した場合に、一対の外側リブ1bに抱え込まれ、該一対の外側リブ1bそれぞれと面接触する突設部2aがプーリ2の軸方向外方に突設されている。そのため、補機ベルト1の外側リブ1bによってプーリ2が抱え込まれたときの接触面積(摩擦力)をより高めることができる。
According to this embodiment, when the
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく種々の変形が可能である。例えば、上記実施形態で示した補機ベルト1やプーリ2の形状、寸法、材料(素材)、その他具体的な数値等は、本発明の理解を容易にするための例示であり、特に断る場合を除き、本発明を限定するものではない。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above embodiments and various modifications are possible. For example, the shapes, dimensions, materials (raw materials), and other specific numerical values of the
また、上述した補機や補機プーリ2B~2Eの種類、数、配置等は例示であり、補機や補機プーリ2B~2Eの種類や数、配置等は上記実施形態には限られない。また、プーリ2が、突設部2aを有しない構成としてもよい。
In addition, the types, numbers, arrangements, etc. of the auxiliary machines and the auxiliary machine pulleys 2B to 2E described above are examples, and the types, numbers, arrangements, etc. of the auxiliary machines and the auxiliary machine pulleys 2B to 2E are not limited to those of the above embodiment. . Further, the
1 補機ベルト
1a 本体部
1b 外側リブ
1c 内側リブ(Vリブ)
1d 心線
2A クランクプーリ(駆動プーリ)
2B~2E 補機プーリ(従動プーリ)
2B ウォータポンププーリ
2C オルタネータプーリ
2D エアコンプレッサプーリ
2E パワーステアリングポンププーリ
2F テンショナープーリ
2G アイドラプーリ
2a 突設部
3 動力伝達装置
1
2B-2E Auxiliary pulley (driven pulley)
2B
Claims (5)
弾性を有し、前記プーリと接触していない状態では、幅方向に沿った断面において、内側に円弧状に湾曲して反りかえるように形成された本体部と、
前記本体部の両端に長さ方向に延びるように形成され、かつ、前記プーリと接触していない状態では、幅方向に沿った断面において、基端部から先端部に行くにしたがって互いの間隔が拡がるように形成された一対の外側リブと、を備えることを特徴とする補機ベルト。 An endless accessory belt that is wound around a pulley to transmit power,
a main body portion that has elasticity and is curved inwardly in an arcuate shape and warped in a cross section along the width direction when not in contact with the pulley;
When the main body is formed to extend in the length direction and is not in contact with the pulley, in a cross section along the width direction, the distance between them increases from the base end to the tip end. and a pair of flared outer ribs.
前記本体部は、弾性変形して、幅方向に沿った断面において、略直線状となり、
前記一対の外側リブは、幅方向に沿った断面において、基端部から先端部に行くにしたがって互いの間隔が狭まり、前記プーリの側面に当接することを特徴とする請求項1に記載の補機ベルト。 When contacting the outer peripheral surface of the pulley,
the main body part is elastically deformed and becomes substantially straight in a cross section along the width direction;
2. The supplement according to claim 1, wherein the pair of outer ribs contact the side surface of the pulley, with the distance between the pair of outer ribs narrowing from the base end to the tip in a cross section along the width direction. machine belt.
軸方向に沿った断面において、前記補機ベルトと接触した場合に、前記一対の外側リブに抱え込まれ、該一対の外側リブそれぞれと面接触するように軸方向外方に突設された突設部を備えることを特徴とするプーリ。 A pulley that is formed in a substantially cylindrical shape and around which the accessory belt according to any one of claims 1 to 3 is wound,
In a cross-section along the axial direction, when it comes into contact with the accessory belt, it is held by the pair of outer ribs and protrudes axially outward so as to come into surface contact with each of the pair of outer ribs. A pulley characterized by comprising a section.
請求項4に記載のプーリと、を備えることを特徴とする動力伝達装置。 an accessory belt according to any one of claims 1 to 3;
A power transmission device comprising: the pulley according to claim 4 .
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