JP3112228U - Cogudo V Belt - Google Patents
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Abstract
【課題】圧縮ゴム層のコグ谷のベルト幅方向への膨らみ及びプーリからの側圧に起因するコグ谷からの亀裂の発生を抑制したコグドVベルトを提供する。
【解決手段】心線9を埋設した接着ゴム層8、接着ゴム層の内周側に設けられ、複数のコグ山3とコグ谷4からなる圧縮ゴム層2、及び接着ゴム層の外周側に設けられ、複数のコグ山とコグ谷からなる伸張ゴム層5からなるコグドVベルト1において、プーリと接触するベルト側面の少なくとも一方にあって、前記圧縮ゴム層のコグ谷を含み、かつ前記接着ゴム層を含まない領域にベルト全周に渡って溝部11が設けられることを特徴とするコグドVベルトである。
【選択図】図1The present invention provides a cogged V-belt that suppresses the occurrence of cracks from the cogg valley caused by swelling of the cogg valley in the belt width direction of the compression rubber layer and the side pressure from the pulley.
An adhesive rubber layer having a core wire embedded therein, provided on an inner peripheral side of the adhesive rubber layer, a compressed rubber layer comprising a plurality of cog peaks and cog valleys, and an outer peripheral side of the adhesive rubber layer. A cogged V-belt 1 comprising a plurality of cog ridges and cog troughs and having a stretched rubber layer 5 on at least one side of the belt contacting the pulley, including the cog valleys of the compressed rubber layer, and the bonding The cogged V belt is characterized in that a groove portion 11 is provided over the entire circumference of the belt in a region not including the rubber layer.
[Selection] Figure 1
Description
本考案はコグドVベルトに関し、詳しくはコグ谷部からの亀裂発生を抑制したコグドVベルトに関する。 The present invention relates to a cogged V-belt, and more particularly to a cogged V-belt that suppresses the occurrence of cracks from the cog valley.
二輪車、雪上車等の変速装置に用いられるコグドVベルトは、図3にその断面斜視図を示すように、心線29を埋設した接着ゴム層28、接着ゴム層28の内周側に設けられる圧縮ゴム層22、及び接着ゴム層28の外周側に設けられる伸張ゴム層25からなり、圧縮ゴム層22及び伸張ゴム層25には、繰返しの曲げ応力に耐えられるように、それぞれコグ山23、26及びコグ谷24、27が設けられる。
A cogged V-belt used in a transmission such as a two-wheeled vehicle or a snow vehicle is provided on the inner peripheral side of the
このようなコグドVベルト21においては、圧縮ゴム層22のコグ谷24にベルト屈曲時の圧縮応力が集中しやすいことに加えて、ベルト屈曲時にコグ谷24がベルト幅方向に膨らみ、その状態でプーリからの側圧を受けるためコグ谷24に応力が集中し、亀裂が発生しやすいという問題がある。この現象は、高負荷・高張力の運転において顕著になり、コグドVベルトの主要な破損原因の一つとなっている。この問題への対策を施したコグドVベルトとして、特許文献1に、圧縮ゴム層を弾性率の異なる二層のゴム層から構成することによって、コグ谷からの亀裂発生を抑制したコグドVベルトが開示されている。
In such a cogged V-
しかし、特許文献1に開示されたコグドVベルトにおいては、圧縮ゴム層を弾性率の異なる二層のゴム層によって構成することにより製造コストが必然的に増大する問題がある上に、コグ谷のベルト幅方向への膨らみ及びプーリからの側圧によるコグ谷への応力集中については、その対策は何ら明記されていない。
However, in the cogged V-belt disclosed in
本考案は、このような問題点を解決するためになされたものであり、圧縮ゴム層のコグ谷のベルト幅方向への膨らみ及びプーリからの側圧に起因するコグ谷からの亀裂の発生を抑制したコグドVベルトを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such problems, and suppresses the occurrence of cracks from the cogg valley caused by the swelling of the cogg valley in the belt width direction of the compressed rubber layer and the side pressure from the pulley. An object of the present invention is to provide a cogged V-belt.
すなわち本願請求項1記載の考案は、心線を埋設した接着ゴム層、接着ゴム層の内周側に設けられ、複数のコグ山とコグ谷からなる圧縮ゴム層、及び接着ゴム層の外周側に設けられ、複数のコグ山とコグ谷からなる伸張ゴム層からなるコグドVベルトにおいて、プーリと接触するベルト側面の少なくとも一方にあって、前記圧縮ゴム層のコグ谷を含み、かつ前記接着ゴム層を含まない領域にベルト全周に渡って溝部が設けられることを特徴とするコグドVベルトである。
That is, the device according to
請求項2記載の考案は、前記溝部のベルト長手方向に垂直な断面が円弧状である請求項1記載のコグドVベルトである。
The invention according to
本願各請求項記載の考案によれば、圧縮ゴム層のコグ谷のベルト幅方向への膨らみ及びプーリからの側圧に起因するコグ谷からの亀裂の発生を抑制したコグドVベルトを提供することができる。 According to the invention described in the claims of the present application, it is possible to provide a cogged V-belt that suppresses the occurrence of cracks from the cogg valley caused by the swelling of the cogg valley of the compressed rubber layer in the belt width direction and the side pressure from the pulley. it can.
以下、本考案のコグドVベルトについて詳細に説明する。図1に本考案のコグドVベルトの断面斜視図を示す。コグドVベルト1は、内周側の圧縮ゴム層2と、外周側の伸張ゴム層5と、両ゴム層2、5間の接着ゴム層8を積層化した構造に形成されており、接着ゴム層8内部にはベルト長手方向に伸延した心線9が埋埋設されている。また、圧縮ゴム層2および伸張ゴム層5には、ベルト幅方向に伸延したコグ山3、6とコグ谷4、7とがベルト長手方向に沿って交互に形成されている。
The cogged V belt of the present invention will be described in detail below. FIG. 1 shows a cross-sectional perspective view of a cogged V-belt of the present invention. The cogged V-
ここで、圧縮ゴム層2、伸張ゴム層5および接着ゴム層8を形成するゴムとしては、天然ゴム、ブチルゴム、スチレン−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、エチレン−プロピレンゴム、アルキル化クロロスルフォン化ポリエチレン、水素化ニトリルゴム、水素化ニトリルゴムと不飽和カルボン酸金属塩との混合ポリマー等のゴム材の単独の組成物またはこれらの混合物の組成物を使用することができる。
Here, as rubbers forming the
また、圧縮ゴム層2および伸張ゴム層5には、繊維を配合することが好ましい。配合する繊維としては、アラミド繊維、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、綿等の繊維を使用することができる。繊維長は繊維の種類によって異なるが、1〜10mmの短繊維が使用され、例えばアラミド繊維であると3〜5mm、ポリアミド繊維、ポリエステル繊維または綿であると、5〜10mm程度のものが使用される。なお、接着ゴム層8には、繊維を含有してもよいが、含有しないほうが好ましい。
Further, it is preferable to mix fibers in the
また、心線9としては、アラミド繊維、ポリエステル繊維またはガラス繊維等をRFL液で処理したものを使用することができる。さらに、圧縮ゴム層2の表面や伸張ゴム層5の表面に補強布を積層してもよい。この補強布としては、綿、ポリエステル繊維またはナイロン繊維等を平織り、綾織り、朱子織り等に製織した帆布を使用することができ、RFL液で処理した後、ゴム組成物をフィリクション−コーティングしたゴム付き帆布として使用することができる。なお、RFL液は、レゾルシンとホルマリンとの初期縮合物を、クロロプレン、スチレン−ブタジエン−ビニルピリジン三元共重合体、水素化ニトリルゴム(H−NBR)、NBR等のラテックスに混合したものである。
Moreover, as the core wire 9, what processed the aramid fiber, the polyester fiber, the glass fiber, etc. with the RFL liquid can be used. Further, a reinforcing cloth may be laminated on the surface of the
コグドVベルト1において、プーリと接触するベルト側面の少なくとも一方にあって、圧縮ゴム層2のコグ谷4を含み、かつ接着ゴム層8を含まない領域にベルト全周に渡ってベルト幅方向の両側の側面に溝部11が設けられる。
In the cogged V-
溝部11のベルト長手方向に垂直な断面は、溝部そのものが亀裂発生源となることを防止するために、半円形等の円弧状であることが好ましい。また溝部11は、ベルト側面の磨耗によって消滅しない程度の深さ、具体的には少なくとも2mm以上の深さを有することが好ましい。この溝部11の存在によって、コグ谷4及びその周辺領域とプーリとの接触が回避されるため、溝部11がない場合に比較してコグ谷4の応力が低減され、結果としてコグ谷4からの亀裂の発生が抑制される。
The cross section perpendicular to the belt longitudinal direction of the groove portion 11 is preferably an arc shape such as a semicircular shape in order to prevent the groove portion itself from becoming a crack generation source. Further, it is preferable that the groove portion 11 has a depth that does not disappear due to wear on the side surface of the belt, specifically, a depth of at least 2 mm. Due to the presence of the groove 11, contact between the
溝部11は、通常の製造方法で製造された従来のコグドVベルト1をプーリに掛けて回転させながら、所定形状の砥石を有する研磨ホイールをコグドVベルト1の所定位置に当接させることによって形成される。
The groove 11 is formed by bringing a grinding wheel having a grindstone of a predetermined shape into contact with a predetermined position of the cogged V-
溝部11は、コグドVベルトの少なくとも一方の側面に設けられる。この場合、溝部11が設けられる側面は、ベルト伝動システムにおいて特に熱によって材料が劣化しやすく亀裂が発生しやすい、エンジンに近い側が選択される。なお、溝部11は、コグドVベルトの両側の側面に設けられてもよい。 The groove portion 11 is provided on at least one side surface of the cogged V belt. In this case, the side where the groove portion 11 is provided is selected as the side close to the engine where the material is likely to deteriorate due to heat and cracks are likely to occur in the belt transmission system. In addition, the groove part 11 may be provided in the side surface of the both sides of a cogged V belt.
以下、本考案のコグドVベルトを実施例を示しながらさらに詳細に説明する。
ここでは、実際にコグドVベルトを作製して亀裂の発生状況を調べる代わりに、有限要素解析法(FEM)を用いた解析結果を示す。コグドVベルトのFEM解析については、特開2002−107237号公報にその詳細が記載されている。本実施例においては、前記公報記載の方法の一部を抽出し、FEMプログラムを用いて特定寸法のコグドVベルトの特定の巻き掛け条件及びプーリ側圧条件下での応力、特に圧縮ゴム層のコグ谷に作用する最小主応力(最大圧縮応力)を計算する。以下、具体的なコグドVベルトを想定し、圧縮ゴム層のコグ谷の最小主応力を計算するための条件を具体的に示す。
Hereinafter, the cogged V belt of the present invention will be described in more detail with reference to examples.
Here, instead of actually producing a cogged V-belt and examining the occurrence of cracks, an analysis result using a finite element analysis method (FEM) is shown. Details of the FEM analysis of the cogged V-belt are described in JP-A-2002-107237. In this embodiment, a part of the method described in the above publication is extracted, and stress under a specific winding condition and pulley side pressure condition of a cogd V-belt having a specific size using the FEM program, particularly the cogging of the compressed rubber layer. Calculate the minimum principal stress (maximum compressive stress) acting on the valley. Hereinafter, a specific cogged V-belt is assumed, and the conditions for calculating the minimum principal stress of the cog valley of the compressed rubber layer are specifically shown.
(a)コグドVベルトの寸法を設定する。
ベルト厚みを14.7mm(内訳は、伸張ゴム層コグ山高さ3.6mm、伸張ゴム層コグ谷〜心線距離1.3mm、心線〜圧縮ゴム層コグ谷距離3.8mm、圧縮ゴム層コグ山高さ6.0mm)、ベルト角度を26度、ベルト上幅を30mmに設定した。溝部については、ベルト側面上での幅を3.3mm、曲率半径2mmの円弧状に設定した。
(A) The dimension of the cogged V-belt is set.
The belt thickness is 14.7 mm (breakdown is the stretch rubber layer cog mountain height 3.6 mm, stretch rubber layer cog valley to core wire distance 1.3 mm, core wire to compression rubber layer cog valley distance 3.8 mm, compression rubber layer cog (Height 6.0 mm), the belt angle was set to 26 degrees, and the width on the belt was set to 30 mm. About the groove part, the width | variety on a belt side surface was set to the circular arc shape of 3.3 mm and the curvature radius of 2 mm.
(b)コグドVベルトの有限要素モデルの幾何データ及び物性データを設定する。
心線(トラス要素)の弾性係数を12000MPa、そのポアソン比を0.3、心線層(心線径をその厚みとする仮想の層)の弾性係数を180MPa、そのポアソン比を0.49、接着層(圧縮ゴム層または伸張ゴム層と心線層とを接着させる仮想の層)の弾性係数を6MPa、そのポアソン比を0.49、圧縮ゴム層の弾性係数を75MPa、そのポアソン比を0.49と設定した。
(B) Set geometric data and physical property data of the finite element model of the cogged V-belt.
The elastic modulus of the core wire (truss element) is 12000 MPa, its Poisson ratio is 0.3, the elastic modulus of the core wire layer (virtual layer whose core wire diameter is its thickness) is 180 MPa, its Poisson ratio is 0.49, The elastic modulus of the adhesive layer (the virtual layer for bonding the compressed rubber layer or the stretched rubber layer and the core wire layer) is 6 MPa, its Poisson ratio is 0.49, the elastic modulus of the compressed rubber layer is 75 MPa, and its Poisson ratio is 0. .49.
(c)コグドVベルトの使用条件を設定する。
駆動プーリピッチ径を72mm、従動プーリのピッチ径を156.6mm、プーリ側圧を1801Nと設定した。
(C) Set the use conditions for the cogged V-belt.
The driving pulley pitch diameter was set to 72 mm, the driven pulley pitch diameter was set to 156.6 mm, and the pulley side pressure was set to 1801 N.
(d)コグドVベルトの有限要素モデルを設定する。
ベルト長手方向には圧縮ゴム層のコグ1ピッチ分をモデル化し、ベルト幅方向には、ベルトは対称形状を有するため、半分のみをモデル化した。また、心線を2節点トラス要素と設定し、心線層、接着層、圧縮ゴム層をそれぞれ8節点3次元ソリッド要素と設定した。
(D) Set a finite element model of the cogged V-belt.
In the longitudinal direction of the belt, one pitch of the cog of the compressed rubber layer was modeled, and in the belt width direction, since the belt has a symmetrical shape, only half was modeled. Further, the core wire was set as a two-node truss element, and the core layer, the adhesive layer, and the compression rubber layer were each set as an eight-node three-dimensional solid element.
(e)弾性解析プログラムを実行する。
弾性解析プログラムとして、汎用のパーソナルコンピュータ上で動作する米国MSC社汎用非線形FEM解析プログラムを使用して、圧縮ゴム層のコグ谷に作用する最小主応力を算出した。図2に、プーリ接触側を距離ゼロとし、ベルト中央の仮想面側に向かって節点ごとに算出して得られた最小主応力のグラフを示す。
(E) The elasticity analysis program is executed.
The minimum principal stress acting on the cog valley of the compressed rubber layer was calculated using a general-purpose non-linear FEM analysis program of MSC, Inc. operating on a general-purpose personal computer as an elastic analysis program. FIG. 2 shows a graph of the minimum principal stress obtained by calculating for each node toward the virtual plane side at the center of the belt with the distance on the pulley contact side being zero.
(比較例1)
実施例1において溝部を設けないこと以外は実施例1と同条件で、圧縮ゴム層のコグ谷における最小主応力を同様に算出した。結果を図2に併記する。
(Comparative Example 1)
The minimum principal stress in the cog valley of the compressed rubber layer was calculated in the same manner under the same conditions as in Example 1 except that no groove was provided in Example 1. The results are also shown in FIG.
プーリ接触部近傍の最小主応力を比較すると、実施例1は比較例1に絶対値で比較して小さい値が得られた。圧縮ゴム層のコグ谷に溝部を設けることによって、コグ谷における応力が低減されることが明らかになったため、実際のコグドVベルトにおいても亀裂発生抑制効果が期待される。 When the minimum principal stress in the vicinity of the pulley contact portion was compared, Example 1 showed a smaller value than Comparative Example 1 in absolute value. It has been clarified that the stress in the cog valley is reduced by providing the groove in the cog valley of the compressed rubber layer, so that an actual cogged V-belt is expected to have an effect of suppressing cracking.
圧縮ゴム層のコグ谷のベルト幅方向への膨らみ及びプーリからの側圧に起因するコグ谷からの亀裂の発生を抑制したコグドVベルトを提供することができる。 It is possible to provide a cogged V-belt that suppresses the occurrence of cracks from the cogg valley caused by the swelling of the cogg valley in the belt width direction of the compressed rubber layer and the side pressure from the pulley.
1 コグドVベルト
2 圧縮ゴム増
3 コグ山
4 コグ谷
5 伸張ゴム層
6 コグ山
7 コグ谷
8 接着ゴム層
9 心線
11 溝部
1 Cogged V-
Claims (2)
The cogged V belt according to claim 1, wherein a cross section of the groove portion perpendicular to the longitudinal direction of the belt has an arc shape.
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