JP2007292161A - Rotor supporting structure and idler pulley supporting structure as well as rotor supporting unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば自動車用エンジンの補機類を駆動するためのベルト駆動システム等に適用される各種プーリ等の回転体の支持構造に係る。また、この各種プーリのうちのアイドラプーリの支持構造や、更には、この回転体を支持するための支持ユニットにも係る。特に、本発明は、上記回転体を支持している部分の曲げ剛性を向上するための対策に関する。 The present invention relates to a support structure for a rotating body such as various pulleys applied to, for example, a belt drive system for driving auxiliary machinery of an automobile engine. The present invention also relates to a support structure for an idler pulley of the various pulleys and a support unit for supporting the rotating body. In particular, the present invention relates to a measure for improving the bending rigidity of a portion supporting the rotating body.
一般に、自動車用エンジンには、オルタネータ、ウォータポンプ、エアコンディショナといった種々の補機が備えられている。これら補機は、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シャフトプーリと各補機に取り付けられた補機プーリとに亘って伝動ベルトが掛け渡されて成るベルト駆動システムによりエンジン出力が伝達されて駆動するようになっている。また、この種のベルト駆動システムには、伝動ベルトの張力を安定的に維持するためのオートテンショナや、伝動ベルトを各補機プーリに向けて案内するためのアイドラプーリが備えられている(例えば下記の特許文献1を参照)。 In general, an automobile engine is provided with various auxiliary machines such as an alternator, a water pump, and an air conditioner. These auxiliary machines are driven by the engine output being transmitted by a belt drive system in which a transmission belt is stretched over a crankshaft pulley attached to the crankshaft of the engine and an auxiliary pulley attached to each auxiliary machine. It is supposed to be. In addition, this type of belt drive system includes an auto tensioner for stably maintaining the tension of the transmission belt, and an idler pulley for guiding the transmission belt toward each auxiliary pulley (for example, (See Patent Document 1 below).
また、この種のベルト駆動システムに採用されるプーリ及び伝動ベルトとしては各種のものがあるが、伝動ベルトがプーリから滑落してしまうことを防止すべく、VプーリとVリブドベルトとが組み合わされたものが一般的である。 There are various types of pulleys and transmission belts used in this type of belt drive system, but a V pulley and a V-ribbed belt are combined to prevent the transmission belt from sliding off the pulley. Things are common.
図10は、この種のベルト駆動システムにおけるアイドラプーリaの一般的な支持構造を示す断面図である。この図に示すように、アイドラプーリaはベアリング部a1を備えており、このベアリング部a1を介してチェーンカバー等の支持体bに回転自在に支持されている。 FIG. 10 is a sectional view showing a general support structure of the idler pulley a in this type of belt drive system. As shown in the figure, the idler pulley a includes a bearing portion a1, and is rotatably supported by a support body b such as a chain cover via the bearing portion a1.
詳しくは、上記支持体bには略円筒形状のプーリ取り付けボスcが設けられており、このプーリ取り付けボスcの中心部に形成された取付孔c1の内面にはその全体に亘って雌ネジc2が形成されている。そして、アイドラプーリaのベアリング部a1の端面をプーリ取り付けボスcの先端面に当接させた状態で、このベアリング部a1のインナレースa2の中心孔a3からプーリ取り付けボスcの取付孔c1に亘ってボルトdを挿通する。このボルトdには、軸部のうちプーリ取り付けボスcの取付孔c1に挿入される部分の全体に亘って雄ネジd1が形成されており、この雄ネジd1が上記プーリ取り付けボスcの雌ネジc2にねじ込まれる。これにより、ベアリング部a1がプーリ取り付けボスcの先端面とボルトdの頭部d2との間で挟持されて、アイドラプーリaがベアリング部a1を介してプーリ取り付けボスcに支持されている。尚、図中のeはアイドラプーリaに巻き掛けられた伝動ベルトとしてのVリブドベルトである。 More specifically, the support body b is provided with a substantially cylindrical pulley mounting boss c, and the inner surface of the mounting hole c1 formed at the center of the pulley mounting boss c has a female screw c2 over the entire surface. Is formed. Then, in a state where the end surface of the bearing portion a1 of the idler pulley a is in contact with the tip end surface of the pulley mounting boss c, it extends from the center hole a3 of the inner race a2 of the bearing portion a1 to the mounting hole c1 of the pulley mounting boss c. Then insert the bolt d. The bolt d is formed with a male screw d1 over the entire portion of the shaft portion that is inserted into the mounting hole c1 of the pulley mounting boss c. The male screw d1 is a female screw of the pulley mounting boss c. Screwed into c2. Thereby, the bearing part a1 is clamped between the front end surface of the pulley mounting boss c and the head part d2 of the bolt d, and the idler pulley a is supported by the pulley mounting boss c via the bearing part a1. In the figure, e is a V-ribbed belt as a transmission belt wound around an idler pulley a.
また、下記の特許文献2にはオートテンショナに備えられるアイドラプーリの支持構造が開示されている。具体的には、オートテンショナのアーム部に形成されたプーリ取り付けボスの外周面に段部を形成しておき、この段部にアイドラプーリのベアリング部端面を当接させた状態で、プーリ取り付けボスの取付孔にボルトを挿通し、ボス部の段部とボルトの頭部との間でベアリング部を挟持することでアイドラプーリをアーム部に回転自在に支持した構成が開示されている。
尚、上記ベルト駆動システムに備えられている各補機プーリの支持構造も上述したアイドラプーリの支持構造と略同様であって、補機の駆動軸の先端面とボルトの頭部との間で補機プーリが挟持された構成となっている。
ところで、このようなアイドラプーリa等の回転体にあっては、伝動ベルトeに所定の張力が付与されているために、その張力がアイドラプーリaの回転軸心に対して略直交する方向の力、つまり、回転軸に対する曲げモーメントとして作用することになる(図10における矢印A参照)。特に、エンジンの負荷変動時や、回転数変動時には一時的または局部的にベルト張力が高くなる状況となり、それに伴って上記曲げモーメントも大きくなる。この曲げモーメントによってアイドラプーリaの軸心(特に上記プーリ取り付けボスc)に曲がりが生じると、アイドラプーリaの外周面と伝動ベルトeの表面との間の接触力が伝動ベルトeの幅方向で不均一になり、その結果、アイドラプーリaに対して伝動ベルトeが偏向(伝動ベルトeの走行位置がベルト幅方向に移動)することになる。これにより、伝動ベルトeと各プーリとの間での摺動摩擦(例えばVリブドベルトで成る伝動ベルトeのリブの片側の側面がVプーリで成る補機プーリのV溝に接触した片面接触状態となってこの接触面間で滑りが生じる所謂スティックスリップ)に伴う異音(所謂ベルトの鳴き)が発生したり、それに伴って伝動ベルトeの寿命が短くなってしまう可能性がある。 By the way, in such a rotating body such as the idler pulley a, since a predetermined tension is applied to the transmission belt e, the tension is in a direction substantially orthogonal to the rotational axis of the idler pulley a. It acts as a force, that is, a bending moment with respect to the rotation axis (see arrow A in FIG. 10). In particular, when the engine load fluctuates or when the rotation speed fluctuates, the belt tension temporarily or locally increases, and the bending moment increases accordingly. When the bending moment causes bending of the axis of the idler pulley a (particularly the pulley mounting boss c), the contact force between the outer peripheral surface of the idler pulley a and the surface of the transmission belt e is increased in the width direction of the transmission belt e. As a result, the transmission belt e is deflected with respect to the idler pulley a (the traveling position of the transmission belt e moves in the belt width direction). As a result, sliding friction between the transmission belt e and each pulley (for example, the one side surface of the rib of the transmission belt e formed of a V-ribbed belt is in a single-sided contact state where the side surface of the auxiliary pulley formed of a V pulley contacts the V groove. There is a possibility that abnormal noise (so-called squealing of the belt) accompanying the so-called stick-slip where the sliding occurs between the contact surfaces may occur, or the life of the transmission belt e may be shortened accordingly.
このため、アイドラプーリaの支持構造としては上記曲げモーメントによる曲がりが生じないような高い剛性が必要になる。この曲げ剛性を高く得るための手段として、アイドラプーリaを支持している上記プーリ取り付けボスcの外径寸法を大きく設計し、アイドラプーリaに大きな曲げモーメントが作用した場合であっても、その曲げ荷重をプーリ取り付けボスcによって十分に受け止めることを可能にする構成が挙げられる。 For this reason, the support structure of the idler pulley a needs to have high rigidity so as not to bend due to the bending moment. Even if a large bending moment acts on the idler pulley a, the outer diameter of the pulley mounting boss c supporting the idler pulley a is designed as a means for obtaining high bending rigidity. The structure which makes it possible to fully receive a bending load with the pulley mounting boss | hub c is mentioned.
しかしながら、この構成ではプーリ取り付けボスcの外径寸法を大きくしたことに伴い、プーリ支持構造部分の重量の増大及び製造コストの高騰を招いてしまうことになる。 However, in this configuration, as the outer diameter of the pulley mounting boss c is increased, the weight of the pulley support structure is increased and the manufacturing cost is increased.
このような課題は、アイドラプーリaの支持構造に限らず、ベルト駆動システムを構成している各補機プーリの支持構造においても同様に生じている。また、自動車用エンジンの補機を駆動するためのベルト駆動システムに限らず、その他の用途に適用されるベルト駆動システムにおいても同様の課題が生じている。 Such a problem occurs not only in the support structure of the idler pulley a but also in the support structure of each auxiliary pulley constituting the belt drive system. Moreover, the same problem arises not only in the belt drive system for driving the auxiliary machine of the automobile engine but also in the belt drive system applied to other uses.
また、特に、上記アイドラプーリaの場合には以下の課題もある。アイドラプーリaのようにベアリング部a1を介してプーリ取り付けボスcに支持されるものにあっては、このベアリング部a1が上記ベルト張力に対して十分な剛性を有するように副列式の(軸心方向に複数(例えば2個)ボールを備えた)ものが採用されることが多いが、この場合、プーリ支持構造の軸心方向の長さが長くなってしまう。つまり、ベアリング部a1の軸心方向の長さが長くなる分だけベルト駆動システムがエンジン本体から離れる方向に張り出した位置に配設されることになってしまって、ベルト駆動システムを設置するために必要となるスペース(縦置きエンジンの場合にはエンジン前側のスペース)を大きく確保しておかねばならなくなる。 In particular, the idler pulley a has the following problems. For an idler pulley a that is supported by a pulley mounting boss c via a bearing portion a1, a sub-row type (shaft) is provided so that the bearing portion a1 has sufficient rigidity against the belt tension. In many cases, a plurality of (for example, two) balls are provided in the center direction. However, in this case, the length of the pulley support structure in the axial direction is increased. That is, in order to install the belt drive system, the belt drive system is disposed at a position protruding in a direction away from the engine body by the length of the axial direction of the bearing portion a1. A large amount of necessary space (in the case of a vertically installed engine, the space on the front side of the engine) must be secured.
また、このベルト駆動システムの設置スペースを縮小化するために、図11に示すようにベアリング部a1のインナレースa2の中央部を凹陥させ、この凹陥部a4内部にプーリ取り付けボスcの先端部を挿入させ、これによってプーリ支持構造の軸心方向の長さを短くすることが考えられる。 Further, in order to reduce the installation space of the belt drive system, as shown in FIG. 11, the center portion of the inner race a2 of the bearing portion a1 is recessed, and the tip end portion of the pulley mounting boss c is placed inside the recessed portion a4. It can be considered that the length in the axial direction of the pulley support structure is shortened by inserting the pulley support structure.
ところが、この場合、上述した如く上記曲げ剛性を高く得るためにプーリ取り付けボスcの外径寸法が大きく設計されていると、上記凹陥部a4の内径寸法も大きくせねばならなくなり、その結果、ベアリング部a1の径寸法の大型化、ひいてはアイドラプーリaの外径寸法の大型化に繋がってしまって、このアイドラプーリaの配設スペースを大きく確保しておかねばならいといったレイアウト上の新たな課題を招いてしまうことになる。 However, in this case, if the outer diameter dimension of the pulley mounting boss c is designed to be large in order to obtain high bending rigidity as described above, the inner diameter dimension of the recessed portion a4 must also be increased. As a result, the bearing This leads to an increase in the diameter of the part a1 and, in turn, an increase in the outer diameter of the idler pulley a, and a new layout problem such as a large space for disposing the idler pulley a must be secured. Will be invited.
本発明は、か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、ベルト駆動システムを構成するアイドラプーリや各補機プーリ等といった回転体の支持構造に対し、回転体を支持している部分(上記プーリ取り付けボス)の外径寸法の縮小化を可能にしながらもその曲げ剛性を十分に向上できる構成を提供することにある。 The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to support a rotating body with respect to a supporting structure of the rotating body such as an idler pulley and auxiliary pulleys constituting a belt drive system. An object of the present invention is to provide a configuration capable of sufficiently improving the bending rigidity while enabling reduction of the outer diameter of the portion (the pulley mounting boss).
−課題の解決原理−
上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、回転体(例えばベルト駆動システム上のアイドラプーリ)を支持する回転体支持部(ボス部)に対して、外力の作用時に応力が集中する位置及びその周辺部に対して予め軸心方向の圧縮力を付与しておくことにより曲げ剛性を高めておき、この応力集中位置に作用する荷重の緩和を図るようにしている。
-Principle of solving the problem-
The solution principle of the present invention devised to achieve the above object is that a stress is applied to a rotating body support (boss) supporting a rotating body (for example, an idler pulley on a belt drive system) when an external force is applied. The bending rigidity is increased by preliminarily applying a compressive force in the axial direction to the position where the stress is concentrated and its peripheral portion, so that the load acting on the stress concentration position is reduced.
−解決手段−
具体的に、本発明は、雌ネジが形成された取付孔を有する回転体支持部の端面に、中心部に締結具挿通孔が形成された回転体を当接させた状態で、この回転体の締結具挿通孔から上記回転体支持部の取付孔に亘って締結具を挿通し、この締結具の外周面に形成されている雄ネジを上記雌ネジにねじ込んで締結具の頭部と回転体支持部の端面との間で回転体を挟持することにより、上記回転体を回転体支持部に支持させる回転体支持構造を前提とする。この回転体支持構造に対し、上記回転体に作用する外力が回転体支持部に対する曲げ荷重として作用する場合のこの曲げ荷重の回転体支持部上における応力集中位置よりも上記取付孔の深さ方向の奥側の領域のみにおいて、上記回転体支持部の取付孔の雌ネジに対して締結具の雄ネジをねじ込んだ構成としている。
-Solution-
Specifically, the present invention provides a rotating body in which a rotating body having a fastener insertion hole formed in the center is brought into contact with an end surface of the rotating body support portion having a mounting hole in which an internal thread is formed. The fastener is inserted from the fastener insertion hole to the mounting hole of the rotating body support portion, and the male screw formed on the outer peripheral surface of the fastener is screwed into the female screw to rotate with the head of the fastener. A rotating body support structure in which the rotating body is supported by the rotating body support section by sandwiching the rotating body with the end surface of the body support section is assumed. When the external force acting on the rotating body acts as a bending load on the rotating body support portion with respect to the rotating body support structure, the depth direction of the mounting hole is greater than the stress concentration position on the rotating body support portion of the bending load. The male screw of the fastener is screwed into the female screw of the mounting hole of the rotating body support portion only in the region on the back side.
この特定事項により、回転体支持部に対して回転体を支持させる際、先ず、回転体を回転体支持部の端面に当接させる。そして、この回転体の締結具挿通孔から回転体支持部の取付孔に亘って締結具を挿通し、この締結具の外周面に形成されている雄ネジを上記取付孔の雌ネジにねじ込んで締結具の頭部と回転体支持部の端面との間で回転体を挟持する。このようにして上記回転体を回転体支持部に支持させた状態において、本解決手段にあっては、上記応力集中位置よりも取付孔の深さ方向の奥側の領域のみにおいて、上記回転体支持部の取付孔の雌ネジと締結具の雄ネジとの間で締結構造が成立している。このため、上記回転体支持部における応力集中位置の周辺部には軸心方向の圧縮力が付与された状態となって、この応力集中位置及びその周辺部の曲げ剛性が高く確保されることになり、上記外力が応力集中位置に作用する荷重は緩和される。このため、回転体支持部や締結具を比較的小径に設計可能としながら上記荷重による曲がりを抑制することができる。 Due to this specific matter, when the rotating body is supported on the rotating body support portion, first, the rotating body is brought into contact with the end surface of the rotating body support portion. Then, the fastener is inserted from the fastener insertion hole of the rotating body to the mounting hole of the rotating body support portion, and the male screw formed on the outer peripheral surface of the fastener is screwed into the female screw of the mounting hole. The rotating body is sandwiched between the head of the fastener and the end surface of the rotating body support. In the state where the rotating body is supported by the rotating body support portion in this way, in the present solving means, the rotating body is provided only in the region on the back side in the depth direction of the mounting hole from the stress concentration position. A fastening structure is established between the female screw of the mounting hole of the support portion and the male screw of the fastener. For this reason, a compressive force in the axial direction is applied to the peripheral part of the stress concentration position in the rotating body support part, and the bending rigidity of the stress concentration position and its peripheral part is ensured to be high. Thus, the load applied by the external force to the stress concentration position is relaxed. For this reason, the bending by the said load can be suppressed, making it possible to design a rotary body support part and a fastener with a comparatively small diameter.
この回転体支持構造のより具体的な構成としては以下のものが挙げられる。つまり、締結具の頭部と回転体支持部の端面との間で回転体を挟持した状態では、回転体に作用する外力が回転体支持部に対する曲げ荷重として作用する場合のこの曲げ荷重の回転体支持部上における応力集中位置及びその位置よりも上記取付孔の深さ方向の開口側の領域にあっては、回転体支持部の取付孔に雌ネジが形成されていない構成及び締結具の外周面に雄ネジが形成されていない構成のうち少なくとも何れか一方を適用したものとしている。つまり、この応力集中位置を含みそれよりも取付孔の深さ方向の開口側の領域にあっては、回転体支持部の取付孔に雌ネジを形成せず且つ締結具の外周面に雄ネジを形成しない構成や、回転体支持部の取付孔には雌ネジを形成するものの締結具の外周面には雄ネジを形成しない構成や、締結具の外周面には雄ネジを形成するものの回転体支持部の取付孔には雌ネジを形成しない構成などが適用される。 The following is mentioned as a more concrete structure of this rotary body support structure. In other words, in a state where the rotating body is sandwiched between the head of the fastener and the end surface of the rotating body support portion, the rotation of the bending load when an external force acting on the rotating body acts as a bending load on the rotating body support portion. In the stress concentration position on the body support portion and the region closer to the opening side in the depth direction of the mounting hole than the position, the structure in which the female screw is not formed in the mounting hole of the rotating body support portion and the fastener At least one of the configurations in which the external thread is not formed on the outer peripheral surface is applied. That is, in the region on the opening side in the depth direction of the mounting hole that includes this stress concentration position, no female screw is formed in the mounting hole of the rotating body support portion, and the male screw is formed on the outer peripheral surface of the fastener. Rotation of a structure that does not form a screw, a structure that does not form a male screw on the outer peripheral surface of the fastener, or a structure that forms a male screw on the outer peripheral surface of the fastener A configuration in which a female screw is not formed is applied to the attachment hole of the body support portion.
このようにネジの形成領域を適切に設計するといった比較的簡易な設計変更によって回転体支持部における応力集中位置の周辺部に圧縮力を付与することができ、この応力集中位置及びその周辺部の曲げ剛性の向上を図ることができる構成が容易に実現できる。 In this way, a compressive force can be applied to the periphery of the stress concentration position in the rotating body support portion by a relatively simple design change such as appropriately designing the screw formation region. A configuration capable of improving the bending rigidity can be easily realized.
本発明をベルト駆動システムのアイドラプーリの支持構造に適用する場合の構成としては以下のものが挙げられる。雌ネジが形成された取付孔を有するボス部の端面に、中心部にボルト挿通孔が形成され且つ伝動ベルトが掛けられるアイドラプーリを当接させた状態で、このアイドラプーリのボルト挿通孔から上記ボス部の取付孔に亘ってボルトを挿通し、このボルトの雄ネジを上記雌ネジにねじ込んでボルトの頭部とボス部の端面との間でアイドラプーリのベアリング部を挟持することにより、上記アイドラプーリをボス部に対して回転自在に支持するアイドラプーリ支持構造を前提とする。このアイドラプーリ支持構造に対し、上記アイドラプーリに作用するベルト張力がボス部に対する曲げ荷重として作用する場合のこの曲げ荷重のボス部上における応力集中位置よりも上記取付孔の深さ方向の奥側の領域のみにおいて、上記ボス部の取付孔の雌ネジに対してボルトの雄ネジをねじ込んだ構成としている。 Examples of the configuration when the present invention is applied to the idler pulley support structure of the belt drive system include the following. A bolt insertion hole is formed at the center and an idler pulley on which a transmission belt is hung is brought into contact with the end face of the boss portion having a mounting hole in which an internal thread is formed, from the bolt insertion hole of the idler pulley. By inserting a bolt over the mounting hole of the boss part, screwing the male screw of this bolt into the female screw and clamping the bearing part of the idler pulley between the head of the bolt and the end face of the boss part, the above-mentioned An idler pulley support structure that supports the idler pulley rotatably with respect to the boss portion is assumed. When the belt tension acting on the idler pulley acts as a bending load on the boss portion with respect to the idler pulley support structure, the back side in the depth direction of the mounting hole from the stress concentration position on the boss portion of the bending load Only in this region, the male screw of the bolt is screwed into the female screw of the mounting hole of the boss portion.
この特定事項によっても上述した解決手段の場合と同様の作用によって、上記ボス部における応力集中位置の周辺部に軸心方向の圧縮力を付与させることができ、この応力集中位置及びその周辺部の曲げ剛性を高く確保することができる。このため、本解決手段のようなベルト駆動システムの場合には、アイドラプーリの外周面と伝動ベルトの表面との間の接触力が伝動ベルトの幅方向で不均一になってしまうことを回避でき、その結果、アイドラプーリに対して伝動ベルトが偏向(伝動ベルトの走行位置がベルト幅方向に移動)することが防止できる。これにより、伝動ベルトとベルト駆動システムの各プーリとの間での摺動摩擦に伴う異音(所謂ベルトの鳴き)が発生したり、それに伴って伝動ベルトの寿命が短くなってしまうといったことが回避できる。 Also by this specific matter, the compressive force in the axial direction can be applied to the peripheral portion of the stress concentration position in the boss portion by the same action as in the above-described solution means, and the stress concentration position and the peripheral portion thereof can be applied. High bending rigidity can be secured. For this reason, in the case of a belt drive system such as this solution, it is possible to avoid uneven contact force between the outer peripheral surface of the idler pulley and the surface of the transmission belt in the width direction of the transmission belt. As a result, it is possible to prevent the transmission belt from being deflected with respect to the idler pulley (the traveling position of the transmission belt moves in the belt width direction). This avoids the generation of abnormal noise (so-called belt squeal) due to sliding friction between the transmission belt and each pulley of the belt drive system, and accompanying this, shortening the life of the transmission belt. it can.
このアイドラプーリ支持構造のより具体的な構成としては以下のものが挙げられる。つまり、ボルトの頭部とボス部の端面との間でアイドラプーリのベアリング部を挟持した状態では、アイドラプーリに作用するベルト張力がボス部に対する曲げ荷重として作用する場合のこの曲げ荷重のボス部上における応力集中位置及びその位置よりも上記取付孔の深さ方向の開口側の領域にあっては、ボス部の取付孔に雌ネジが形成されていない構成及びボルトの外周面に雄ネジが形成されていない構成のうち少なくとも何れか一方を適用したものとしている。つまり、この応力集中位置を含みそれよりも取付孔の深さ方向の開口側の領域にあっては、ボス部の取付孔に雌ネジを形成せず且つボルトの外周面に雄ネジを形成しない構成や、ボス部の取付孔には雌ネジを形成するもののボルトの外周面には雄ネジを形成しない構成や、ボルトの外周面には雄ネジを形成するもののボス部の取付孔には雌ネジを形成しない構成などが適用される。本解決手段によっても、ネジの形成領域を適切に設計するといった比較的簡易な設計変更によってボス部における応力集中位置の周辺部に圧縮力を付与することができ、この応力集中位置及びその周辺部の曲げ剛性の向上を図ることができる。 The following is mentioned as a more concrete structure of this idler pulley support structure. In other words, when the bearing part of the idler pulley is sandwiched between the head of the bolt and the end surface of the boss part, the boss part of this bending load when the belt tension acting on the idler pulley acts as a bending load on the boss part. In the stress concentration position on the upper side and the region closer to the opening side in the depth direction of the mounting hole than the position, a structure in which a female screw is not formed in the mounting hole of the boss part and a male screw on the outer peripheral surface of the bolt It is assumed that at least one of the configurations not formed is applied. In other words, in the region including the stress concentration position on the opening side in the depth direction of the mounting hole, no female screw is formed in the mounting hole of the boss portion, and no male screw is formed on the outer peripheral surface of the bolt. Although the internal thread is formed on the outer peripheral surface of the bolt, although the female screw is formed on the mounting hole of the boss part, the female screw is not formed on the mounting hole of the boss part. A configuration in which no screw is formed is applied. According to this solution, a compressive force can be applied to the peripheral portion of the stress concentration position in the boss portion by a relatively simple design change such as appropriately designing the screw formation region. The bending rigidity can be improved.
また、アイドラプーリの具体的な形状及びそれに伴うボス部の端面との当接状態の構成として具体的には以下のものが挙げられる。先ず、アイドラプーリのベアリング部に軸方向に凹陥する凹陥部を形成する一方、ボス部の先端部分の外径寸法をこの凹陥部の内径寸法よりも小さく設定する。これにより、上記凹陥部の底面をボス部の端面に当接させた状態で、アイドラプーリのボルト挿通孔からボス部の取付孔に亘ってボルトを挿通して、ボルトの頭部とボス部の端面との間でアイドラプーリのベアリング部を挟持した構成としている。 Specific examples of the configuration of the idler pulley and the state of contact with the end face of the boss portion associated therewith include the following. First, a recessed portion that is recessed in the axial direction is formed in the bearing portion of the idler pulley, while the outer diameter size of the tip portion of the boss portion is set smaller than the inner diameter size of the recessed portion. Thus, with the bottom surface of the recessed portion in contact with the end surface of the boss portion, the bolt is inserted from the bolt insertion hole of the idler pulley to the mounting hole of the boss portion, and the head portion of the bolt and the boss portion are The bearing portion of the idler pulley is sandwiched between the end surface.
この特定事項によれば、アイドラプーリのベアリング部に形成された凹陥部の底面をボス部の端面を当接させた状態でアイドラプーリとボス部とが一体的に締結されることになる。つまり、上記凹陥部にボス部の先端部分が入り込んだ状態となるため、このアイドラプーリ支持構造部分の軸心方向の長さを短くすることでき、このアイドラプーリ支持構造をコンパクトなスペースで実現できる。そして、上述した如く、ボス部における応力集中位置及びその周辺部の曲げ剛性が高く得られる構成となっているため、ボス部の外径を小さく設定することが可能になり、その結果、凹陥部の内径寸法も小さく設計できるため、アイドラプーリの外径寸法の大型化を招くことなしに曲げ剛性の高いアイドラプーリ支持構造を得ることができる。 According to this specific matter, the idler pulley and the boss portion are integrally fastened in a state where the bottom surface of the recessed portion formed in the bearing portion of the idler pulley is in contact with the end surface of the boss portion. That is, since the tip portion of the boss portion enters the recessed portion, the length of the idler pulley support structure portion in the axial direction can be shortened, and the idler pulley support structure can be realized in a compact space. . As described above, since the stress concentration position in the boss part and the bending rigidity of the peripheral part thereof are high, the outer diameter of the boss part can be set small, and as a result, the recessed part Therefore, the idler pulley support structure with high bending rigidity can be obtained without increasing the outer diameter of the idler pulley.
また、上述した回転体支持構造において回転体を挟持することにより、この回転体を支持する回転体支持部及び締結具より成る回転体支持ユニットも本発明の技術的思想の範疇である。つまり、上記締結具の頭部と回転体支持部の端面との間で回転体を挟持した状態では、上記回転体支持部は、回転体に作用する外力が回転体支持部に対する曲げ荷重として作用する場合のこの曲げ荷重の回転体支持部上における応力集中位置及びその位置よりも上記取付孔の深さ方向の開口側の領域にあっては取付孔に雌ネジが形成されていない構成とされたものである。 In addition, a rotating body support unit including a rotating body support portion and a fastener that supports the rotating body by sandwiching the rotating body in the rotating body support structure described above is also within the scope of the technical idea of the present invention. In other words, in a state where the rotating body is sandwiched between the head of the fastener and the end surface of the rotating body support portion, the rotating body support portion acts as a bending load on the rotating body support portion due to the external force acting on the rotating body. In this case, in the stress concentration position of the bending load on the rotating body support portion and the region on the opening side in the depth direction of the mounting hole from the position, the mounting hole is not formed with a female screw. It is a thing.
また、この回転体支持ユニットとして、上記締結具の頭部と回転体支持部の端面との間で回転体を挟持した状態では、上記締結具は、回転体に作用する外力が回転体支持部に対する曲げ荷重として作用する場合のこの曲げ荷重の回転体支持部上における応力集中位置及びその位置よりも上記取付孔の深さ方向の開口側の領域にあっては外周面に雄ネジが形成されていない構成とされたものも挙げられる。 Further, in the state in which the rotating body is sandwiched between the head of the fastener and the end surface of the rotating body support portion as the rotating body support unit, the fastener has an external force acting on the rotating body. When acting as a bending load on the rotating body support portion of this bending load, a male screw is formed on the outer peripheral surface in a region closer to the opening in the depth direction of the mounting hole than the position. Some of them are not configured.
本発明では、回転体(アイドラプーリ)を支持する回転体支持部(ボス部)に対して、外力の作用時に応力が集中する位置に対して予め軸心方向の圧縮力を付与しておくことにより、この応力集中位置及びその周辺における曲げ剛性を高く得るようにしている。このため、支持構造の小径化を図りながらも回転体の軸心に曲がりが生じることを抑制できる。特に、ベルト駆動システムのアイドラプーリの支持構造に適用した場合には、アイドラプーリの外周面と伝動ベルトの表面との間の接触力が伝動ベルトの幅方向で不均一になってしまうことを回避でき、その結果、アイドラプーリに対する伝動ベルトの偏向が防止できる。これにより、伝動ベルトとベルト駆動システムの各プーリとの間での摺動摩擦に伴う異音が発生したり、それに伴って伝動ベルトの寿命が短くなってしまうといったことが回避できる。 In the present invention, a compressive force in the axial direction is applied in advance to a position where stress is concentrated when an external force is applied to a rotating body support portion (boss portion) that supports the rotating body (idler pulley). Thus, the bending rigidity at the stress concentration position and its periphery can be increased. For this reason, it is possible to suppress the bending of the axis of the rotating body while reducing the diameter of the support structure. In particular, when applied to the idler pulley support structure of the belt drive system, the contact force between the outer peripheral surface of the idler pulley and the surface of the transmission belt is prevented from becoming uneven in the width direction of the transmission belt. As a result, deflection of the transmission belt with respect to the idler pulley can be prevented. As a result, it is possible to avoid the occurrence of abnormal noise due to sliding friction between the transmission belt and each pulley of the belt drive system, and the accompanying decrease in the life of the transmission belt.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。本実施形態は、自動車用エンジンの補機類を駆動するためのベルト駆動システムにおける一つのアイドラプーリの支持構造に本発明を適用した場合について説明する。この支持構造の各実施形態について説明する前に、ベルト駆動システムの構成について説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the present embodiment, a case where the present invention is applied to a support structure for one idler pulley in a belt drive system for driving auxiliary machinery of an automobile engine will be described. Before describing each embodiment of the support structure, the configuration of the belt drive system will be described.
−ベルト駆動システムの説明−
図1は、本実施形態に係る自動車用エンジンの補機類を駆動させるためのベルト駆動システム1の概略構成を示す図である。この図1に示すように、このベルト駆動システム1は、エンジン本体の前面側(縦置き型エンジンにおける前面側)に取り付けられたチェーンカバー2の前側に配設されており、本実施形態において特徴とする支持構造によって支持されるアイドラプーリ(回転体)61は、このチェーンカバー2に支持されている。
-Explanation of belt drive system-
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a belt drive system 1 for driving auxiliary components of an automobile engine according to the present embodiment. As shown in FIG. 1, the belt drive system 1 is disposed on the front side of a
このベルト駆動システム1は、エンジンに備えられた複数の補機を駆動するためのシステムとして構成されており、エンジン全体の小型化及び軽量化を図るべくサーペンタインベルトドライブシステムとして構成されている。 The belt drive system 1 is configured as a system for driving a plurality of auxiliary machines provided in the engine, and is configured as a serpentine belt drive system in order to reduce the size and weight of the entire engine.
また、このベルト駆動システム1は、クランクシャフトの一端に回転一体に取り付けられたクランクシャフトプーリ3を備えていると共に、このクランクシャフトプーリ3から駆動力を受けるオルタネータプーリ41、ウォータポンププーリ42、エアコンプーリ43を備えており、これら各プーリ3,41〜43に亘って1本のVリブドベルト(伝動ベルト)5が掛け渡された構成となっている。即ち、エンジン(駆動源)の駆動に伴うクランクシャフトの回転駆動力が、クランクシャフトプーリ3からVリブドベルト5を介して、オルタネータプーリ41、ウォータポンププーリ42、エアコンプーリ43にそれぞれ伝達されて各補機を駆動する構成となっている。
The belt drive system 1 is provided with a
また、上記Vリブドベルト5におけるエアコンプーリ43とクランクシャフトプーリ3との間のスパン、ウォータポンププーリ42とエアコンプーリ43との間のスパンにはそれぞれアイドラプーリ61,62が配設されていると共に、クランクシャフトプーリ3とオルタネータプーリ41との間のスパンにはオートテンショナ用アイドラプーリ63が配設されている。このオートテンショナ用アイドラプーリ63は、Vリブドベルト5に張力を付与するためのオートテンショナを構成するものである。これにより、このベルト駆動システム1の駆動時にはVリブドベルト5に所定の張力が付与され、Vリブドベルト5及び各補機の高寿命化が図られると共に、Vリブドベルト5の交換時にはその張力が開放可能とされて保守性が高められている。
In addition, idler pulleys 61 and 62 are disposed on the span between the
そして、本実施形態では、クランクシャフトプーリ3が図1に矢印Bで示すようにエンジンの駆動に伴って図中の時計回り方向に回転する。つまり、クランクシャフトプーリ3の回転に伴ってVリブドベルト5が図中の矢印Cで示す方向に走行しながら、オルタネータプーリ41、ウォータポンププーリ42、エアコンプーリ43に駆動力をそれぞれ伝達するようになっている。
In the present embodiment, the
上記クランクシャフトプーリ3及び各補機プーリとしてのオルタネータプーリ41、ウォータポンププーリ42、エアコンプーリ43は、Vプーリにより構成されている。これらプーリ3,41,42,43は例えば鋳鉄製である。図2は、クランクシャフトプーリ3の外周囲部分を回転軸心に沿う方向で切断した断面図である。この図2に示すようにクランクシャフトプーリ3の外周面には、断面が凹凸状を成すように複数のV型溝部31,31,…及びV型山部32,32,…が回転軸心に沿う方向に交互に形成されている。本実施形態のものではV型溝部31が6箇所にV型山部32が5箇所にそれぞれ形成されている。
The
また、オルタネータプーリ41、ウォータポンププーリ42、エアコンプーリ43も、上記クランクシャフトプーリ3と同様に、その外周面に複数のV型溝部及びV型山部が回転軸心に沿う方向に交互に形成されている。更に、各アイドラプーリ61,62,63のうちウォータポンププーリ42とエアコンプーリ43との間のスパンに配設されているアイドラプーリ62の外周面にも同様のV型溝部及びV型山部が形成されている。
Further, the
図3はVリブドベルト5を切断した斜視図である。この図3に示すように、Vリブドベルト5は、帯状を成しており、クランクシャフトプーリ3、オルタネータプーリ41、ウォータポンププーリ42、エアコンプーリ43に接触する内側面には、ベルト長手方向に延びる断面略台形状のリブ51,51,…及びV型溝52,52,…がベルト幅方向に交互に形成されている。本実施形態のものではリブ51が6箇所にV型溝52が5箇所にそれぞれ形成されている。
FIG. 3 is a perspective view of the V-ribbed
そして、各リブ51が各プーリ3,41〜43のV型溝部31に、各V型溝52が各プーリ3,41〜43のV型山部32にそれぞれ嵌合するように、Vリブドベルト5はプーリ3,41〜43に掛け渡されて、クランクシャフトの回転駆動力が、クランクシャフトプーリ3から各補機プーリ41〜43に伝達されるようになっている。
Then, the V-ribbed
また、Vリブドベルト5において各アイドラプーリ61,63に接触する背面55は平坦面で形成されている。これらアイドラプーリ61,63においてVリブドベルト5の背面55が接触する外周面は、このVリブドベルト5の背面55の略前面が均一に接触するように平坦面(円弧面)で形成されている。
In addition, the
尚、上記Vリブドベルト5の構成は特に限定されるものではなく、自動車用エンジンに一般的に用いられるものが使用されている。その構成の一例としては、図3にも示すように、ゴム層53の内部に心線54,54,…を埋設した構成となっている。また、必要に応じて、ゴム層53の上面(背面55)にはカバー帆布が積層され、また、ゴム層53の内部には短繊維が埋設される。
The configuration of the V-ribbed
−アイドラプーリの支持構造−
次に、本発明の特徴であるアイドラプーリ61の支持構造について複数の実施形態について説明する。
-Support structure of idler pulley-
Next, a plurality of embodiments of the support structure for the
(第1実施形態)
先ず、第1実施形態について説明する。図4は、本実施形態に係るアイドラプーリ61の支持構造を示す断面図(図1におけるIV−IV線に沿った断面図)である。この図に示すように、アイドラプーリ61はベアリング部64を備えており、このベアリング部64を介してチェーンカバー2に回転自在に支持されている。
(First embodiment)
First, the first embodiment will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view (a cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG. 1) showing the support structure of the
詳しくは、上記チェーンカバー2には略円錐台形状のプーリ取り付けボス(回転体支持部)21が設けられており、このプーリ取り付けボス21の中心部に形成された取付孔22の内面の所定領域には雌ネジ23が形成されている。そして、アイドラプーリ61のベアリング部64の端面をプーリ取り付けボス21の先端面に当接させた状態で、このベアリング部64のインナレース64aのボルト挿通孔(締結具挿通孔)64bからプーリ取り付けボス21の取付孔22に亘ってボルト(締結具)7を挿通することにより、ベアリング部64がプーリ取り付けボス21の先端面とボルト7の頭部71との間で挟持されて、アイドラプーリ61がベアリング部64を介してプーリ取り付けボス21に支持された構成となっている。このような支持構造であるため、上記プーリ取り付けボス21とボルト7とにより本発明でいう回転体支持ユニットが構成されていることになる。尚、上記ベアリング部64のインナレース64aの中心部分は、軸方向に凹陥する凹陥部64cが形成されており、この凹陥部64cの内径寸法は上記プーリ取り付けボス21の先端部分の外径寸法よりも大径に形成されている。これにより、アイドラプーリ61の支持状態では、この凹陥部64cにプーリ取り付けボス21の先端部分が入り込んだ状態で、このプーリ取り付けボス21の先端面に凹陥部64cの底面が当接した状態となっている。
Specifically, the
本実施形態の特徴の一つは、上記プーリ取り付けボス21の取付孔22の内面における雌ネジ23が形成されている領域にある。図4に示すように、プーリ取り付けボス21の中心部に形成された取付孔22には、内周面に雌ネジ23が形成された雌ネジ形成領域Dと、内周面に雌ネジが形成されず且つこの雌ネジ形成領域Dの内径寸法よりも大径に形成されたカウンタボア領域Eとを備えている。また、上記雌ネジ形成領域Dは取付孔22の深さ方向(軸心方向)の奥側に、カウンタボア領域Eは取付孔22の深さ方向(軸心方向)の手前側(取付孔22の開口側)にそれぞれ形成されている。
One of the features of this embodiment is in the area where the
そして、この雌ネジ形成領域Dとカウンタボア領域Eとの境界点は、アイドラプーリ61に作用するVリブドベルト5の張力(実際には、アイドラプーリ61の軸心に直交する方向でのベルト張力の分力)Aがプーリ取り付けボス21に対する曲げ荷重として作用する場合のこの曲げ荷重のプーリ取り付けボス21外周面上における応力集中位置Fよりも取付孔22の深さ方向の奥側の位置に設定されている。言い換えると、カウンタボア領域Eの長さ寸法(取付孔22の深さ方向の長さ寸法)は、上記ボルト7の外径寸法よりも十分に長い距離としながらも、取付孔22の雌ネジ23とボルト7の雄ネジ72との噛み合い長さが十分なボルト締結力が得られるように確保し、且つ上記雌ネジ形成領域Dとカウンタボア領域Eとの境界点が上記応力集中位置Fよりも取付孔22の深さ方向の奥側に位置されるような長さに設定されている。
The boundary point between the female thread formation region D and the counter bore region E is the tension of the V-ribbed
ここで、上記プーリ取り付けボス21の外周面上における応力集中位置Fについて説明する。プーリ取り付けボス21の外周面の形状としては、チェーンカバー2からエンジン前方側に張り出し且つエンジン前方側に向かい水平方向に対して比較的大きな傾斜角度を存して傾斜するテーパ部24と、このテーパ部24に連続して更にエンジン前方側に向かって略水平方向に延びる水平部25とを備えている。アイドラプーリ61に作用するVリブドベルト5の張力Aがプーリ取り付けボス21に対する曲げ荷重として作用した場合、その応力は、このテーパ部24と水平部25との境界部分Fに集中することになる。
Here, the stress concentration position F on the outer peripheral surface of the
そして、上述した如く、雌ネジ形成領域Dとカウンタボア領域Eとの境界点が、この応力集中位置Fよりも取付孔22の深さ方向の奥側の位置に設定されている。つまり、この取付孔22の内周面のうち雌ネジ23が形成されている領域は、上記応力集中位置Fよりも取付孔22の深さ方向の奥側の位置であって、この応力集中位置Fを含む取付孔22の開口側は雌ネジが形成されていないカウンタボアとして構成されている。
As described above, the boundary point between the female screw forming region D and the counterbore region E is set to a position on the far side in the depth direction of the mounting
次に、アイドラプーリ61をプーリ取り付けボス21に取り付けるためのボルト7について説明する。図4に示すように、このボルト7は、プーリ取り付けボス21の先端面との間でアイドラプーリ61を挟持した状態において上記プーリ取り付けボス21の雌ネジ23の大部分と噛み合う(ねじ込みにより噛み合う)雄ネジ72が形成されている。この雄ネジ72の形成領域としては、ボルト7の軸部73の全体に亘って形成されていてもよいが、上記カウンタボア領域Eやベアリング部64のボルト挿通孔64bには雌ネジが形成されていないため、これらに対向する位置に雄ネジ72を形成しておく必要はない。従って、本実施形態のものでは、プーリ取り付けボス21の雌ネジ23に略対応する部分のみに雄ネジ72が形成されている。
Next, the
以上の如く構成されたプーリ取り付けボス21及びボルト7を使用したアイドラプーリ61の取り付け作業について説明する。先ず、アイドラプーリ61のインナレース64aの中心部分に形成されている凹陥部64cの底面をプーリ取り付けボス21の先端面に当接させる。つまり、インナレース64aの凹陥部64cの内部にプーリ取り付けボス21の先端部分が入り込んだ状態で、これら両者を当接させる。そして、このインナレース64aのボルト挿通孔64bからプーリ取り付けボス21の取付孔22に亘ってボルト7の軸部73を挿通し、このボルト7の雄ネジ72をプーリ取り付けボス21の取付孔22に形成されている雌ネジ23にねじ込む。これにより、ベアリング部64のインナレース64aがプーリ取り付けボス21の先端面とボルト7の頭部71との間で挟持されて、アイドラプーリ61がベアリング部64を介してプーリ取り付けボス21に支持されることになる。
The operation of attaching the
このようにしてアイドラプーリ61がプーリ取り付けボス21に支持された状態にあっては、図5(プーリ取り付けボス21の先端部分及びその周辺部分を拡大して示す断面図)に矢印で示すように、上記プーリ取り付けボス21の水平部25から応力集中位置Fに亘る領域更にはテーパ部24に僅かに入り込む領域(図5に破線のハッチングを付した領域)に軸心方向の圧縮力が付与された状態となる。このため、上記プーリ取り付けボス21における応力集中位置F及びその周辺部の曲げ剛性を高く確保することができる。この曲げ剛性を十分に高く得るためには、プーリ取り付けボス21の応力集中位置Fの周辺に付与される軸心方向の圧縮力を十分に高く得ておく必要があるため、上記アイドラプーリ61の取り付け作業においてボルト7をねじ込む際の締め付けトルクも十分に高く設定しておく必要がある。
When the
以上のように、プーリ取り付けボス21における応力集中位置F及びその周辺部の曲げ剛性を高く確保することができるため、Vリブドベルト5の張力Aがプーリ取り付けボス21に対する曲げ荷重として作用した場合の変形(アイドラプーリ61の軸心の曲がり)が防止できて、アイドラプーリ61の外周面とVリブドベルト5の表面との間の接触力がVリブドベルト5の幅方向で不均一になってしまうことを回避できる。その結果、アイドラプーリ61に対してVリブドベルト5が偏向(Vリブドベルト5の走行位置がベルト幅方向に移動)することが防止できる。これにより、ベルト駆動システムを構成する各プーリ3,41,42,43とVリブドベルト5との間での摺動摩擦に伴う異音(所謂ベルトの鳴き)が発生したり、それに伴ってVリブドベルト5の寿命が短くなってしまうといったことが回避できる。
As described above, since the bending rigidity of the stress concentration position F and its peripheral portion in the
また、本実施形態では、インナレース64aの凹陥部64cの内部にプーリ取り付けボス21の先端部分が入り込んだ状態で、アイドラプーリ61がプーリ取り付けボス21に支持されているため、ベアリング部64が副列式のものであっても、アイドラプーリ支持構造部分の軸心方向の長さを十分に短くでき、このアイドラプーリ支持構造をコンパクトなスペースで実現できる。
In the present embodiment, the
−実験例−
次に、本発明の効果を確認するために行った実験及びその結果について説明する。本実験は、図6に示す従来のアイドラプーリ支持構造によるものと、図4に示した上記実施形態に係るアイドラプーリ支持構造によるものとを比較する実験であり、各支持構造によって支持されたアイドラプーリ61,aを備えたベルト駆動システムを駆動させた場合に、アイドラプーリ61,aに掛かる荷重(ベルト張力によって曲げモーメントとして作用する荷重)を増大させていった場合のアイドラプーリ軸心の傾き角度の変化を計測したものである。尚、図6に示す従来のアイドラプーリ支持構造として、図6(a)のものは比較的小径のボルト(本実施形態で採用しているボルトと略同径のボルト)を使用した支持構造のものであり、図6(b)のものは比較的大径のボルト(例えば図6(a)のものに対して1.3倍程度の外径を有するボルト)を使用した支持構造のものである。また、この図6では図10で示したものと同一の部材には同一の符号を付している。
-Experimental example-
Next, an experiment conducted to confirm the effect of the present invention and the result thereof will be described. This experiment is an experiment comparing the conventional idler pulley support structure shown in FIG. 6 with the idler pulley support structure according to the embodiment shown in FIG. 4, and the idlers supported by the respective support structures. The inclination of the idler pulley shaft center when the load applied to the
これら支持構造による実験結果を図7に示す。この図7では、図6(a)に示した支持構造における実験結果を破線で、図6(b)に示した支持構造における実験結果を一点鎖線で、上記実施形態に係る支持構造における実験結果を実線でそれぞれ示している。 The experimental results with these support structures are shown in FIG. In FIG. 7, the experimental result in the support structure shown in FIG. 6A is indicated by a broken line, the experimental result in the support structure shown in FIG. 6B is indicated by a one-dot chain line, and the experimental result in the support structure according to the above embodiment. Are indicated by solid lines.
この図7から明らかなように、何れの支持構造においても、アイドラプーリに掛かる荷重が大きい程、アイドラプーリ軸心の傾き角度も大きくなっていくが、従来の支持構造において小径のボルトを採用したもの(図6(a)のもの)では、アイドラプーリに係る荷重が大きくなっていく際のアイドラプーリ軸心の傾き角度の増加割合が非常に大きくなっている。また、従来の支持構造において大径のボルトを採用したもの(図6(b)のもの)においても、アイドラプーリに係る荷重が大きくなっていく際のアイドラプーリ軸心の傾き角度の増加割合は比較的大きいものである。これに対し、本実施形態に係るアイドラプーリ支持構造によるものでは、従来のものに比べて、アイドラプーリに掛かる荷重が大きくなっていく際のアイドラプーリ軸心の傾き角度の増加割合は非常に小さい。つまり、図6(b)に示すものよりも小径のボルトを採用しながらもアイドラプーリ軸心の傾き角度を小さく抑えることができる。 As is apparent from FIG. 7, in any support structure, the greater the load applied to the idler pulley, the greater the tilt angle of the idler pulley shaft center. However, in the conventional support structure, a small-diameter bolt was adopted. In the case of FIG. 6A (in FIG. 6A), the increase rate of the inclination angle of the idler pulley shaft center when the load on the idler pulley increases becomes very large. In addition, even in the case where a large-diameter bolt is used in the conventional support structure (the one shown in FIG. 6B), the increase rate of the inclination angle of the idler pulley shaft center when the load on the idler pulley increases is as follows: It is relatively large. On the other hand, with the idler pulley support structure according to the present embodiment, the rate of increase in the inclination angle of the idler pulley shaft center when the load applied to the idler pulley increases is very small compared to the conventional one. . That is, the inclination angle of the idler pulley shaft center can be kept small while adopting a bolt having a smaller diameter than that shown in FIG.
以上の実験結果により、本発明に係るアイドラプーリ支持構造によれば、支持構造の構成部材の大型化を招くことなしに、アイドラプーリ61の外周面とVリブドベルト5の表面との間の接触力がVリブドベルト5の幅方向で不均一になってしまうことを回避でき、アイドラプーリ61に対してVリブドベルト5が偏向することが防止できて、ベルトの鳴きの抑制及びベルト寿命の延長化が図れることが確認されたことになる。
From the above experimental results, according to the idler pulley support structure according to the present invention, the contact force between the outer peripheral surface of the
(第2実施形態)
次に、第2実施形態について説明する。本実施形態は、プーリ取り付けボス21の中心部に形成されている取付孔22の内面の形状が上述した第1実施形態のものと異なっている。その他の構成は第1実施形態のものと同様であるので、ここでは取付孔22の内面の形状について主に説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described. In the present embodiment, the shape of the inner surface of the mounting
図8は、本実施形態に係るアイドラプーリ61の支持構造を示す断面図であって、上記図4との同一部材については同一の符号を付している。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the support structure of the
この図に示すように、本実施形態におけるプーリ取り付けボス21の中心部に形成された取付孔22は、内周面に雌ネジ23が形成された雌ネジ形成領域Dと、内周面に雌ネジが形成されていない雌ネジ非形成領域Gとを備えている。上述した第1実施形態では、雌ネジが形成されていない領域は雌ネジ形成領域Dの内径寸法よりも大径に形成されたカウンタボア領域Eであったが、本実施形態における雌ネジ非形成領域Gの内径寸法はボルト7の軸部73の外径寸法に略一致したものとなっている。
As shown in this figure, the mounting
このような構成においても雌ネジ非形成領域Gにあっては、ボルト7の雄ネジ72はプーリ取り付けボス21の取付孔22の内周面にねじ込まれていない(雄ネジ72の山部が単に取付孔22の内周面に接触しているだけである)ので、上記プーリ取り付けボス21の水平部25から応力集中位置Fに亘る領域、更にはテーパ部24に僅かに入り込む領域(図5に破線のハッチングを付した領域と同一の領域)に軸心方向の圧縮力が付与された状態となり、プーリ取り付けボス21における応力集中位置F及びその周辺部の曲げ剛性を高く確保することができる。その結果、上述した第1実施形態の場合と同様に、アイドラプーリ61の外周面とVリブドベルト5の表面との間の接触力がVリブドベルト5の幅方向で不均一になってしまうことを回避でき、アイドラプーリ61に対してVリブドベルト5が偏向することが防止できる。これにより、ベルト駆動システムを構成する各プーリ3,41,42,43とVリブドベルト5との間での摺動摩擦に伴う異音が発生したり、それに伴ってVリブドベルト5の寿命が短くなってしまうといったことが回避できる。
Even in such a configuration, in the female screw non-formation region G, the
(第3実施形態)
次に、第3実施形態について説明する。本実施形態は、プーリ取り付けボス21の中心部に形成されている取付孔22の内面の形状及びボルト7の軸部73に形成されている雄ネジ72の形成領域が上述した第1実施形態のものと異なっている。その他の構成は第1実施形態のものと同様であるので、ここでは第1実施形態との相違点について主に説明する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described. In the present embodiment, the shape of the inner surface of the mounting
図9は、本実施形態に係るアイドラプーリ61の支持構造を示す断面図であって、上記図4との同一部材については同一の符号を付している。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the support structure of the
この図に示すように、本実施形態におけるプーリ取り付けボス21の中心部に形成された取付孔22には、その内周面の略全体に亘って雌ネジ23が形成されている。つまり、本実施形態におけるプーリ取り付けボス21の取付孔22は、上述したカウンタボア領域Eや雌ネジ非形成領域Gを備えておらず、その全体が雌ネジ形成領域として形成されている。
As shown in this figure, a
一方、ボルト7では、軸部73の先端側において雄ネジ72が形成された雄ネジ形成領域(有効ネジ部としての領域)Hと、軸部73の頭部側において雄ネジが形成されていない雄ネジ非形成領域Iとを備えており、この雄ネジ形成領域Hと雄ネジ非形成領域Iとの境界点は、アイドラプーリ61に作用するVリブドベルト5の張力Aがプーリ取り付けボス21に対する曲げ荷重として作用する場合のこの曲げ荷重のプーリ取り付けボス21外周面上における上記応力集中位置Fよりも軸部73の軸方向先端側の位置に設定されている。
On the other hand, in the
このような構成においても雄ネジ非形成領域Iにあっては、ボルト7はプーリ取り付けボス21の取付孔22の内周面に形成されている雌ネジ23にはねじ込まれていない(雌ネジ23の山部が単にボルト7の軸部73外周面に接触しているだけである)ので、上記プーリ取り付けボス21の水平部25から応力集中位置Fに亘る領域、更にはテーパ部24に僅かに入り込む領域(図5に破線のハッチングを付した領域と同一の領域)に軸心方向の圧縮力が付与された状態となり、プーリ取り付けボス21における応力集中位置F及びその周辺部の曲げ剛性を高く確保することができる。その結果、上述した第1実施形態や第2実施形態の場合と同様に、アイドラプーリ61の外周面とVリブドベルト5の表面との間の接触力がVリブドベルト5の幅方向で不均一になってしまうことを回避でき、アイドラプーリ61に対してVリブドベルト5が偏向することが防止できる。これにより、ベルト駆動システムを構成する各プーリ3,41,42,43とVリブドベルト5との間での摺動摩擦に伴う異音が発生したり、それに伴ってVリブドベルト5の寿命が短くなってしまうといったことが回避できる。
Even in such a configuration, in the male screw non-forming region I, the
−その他の実施形態−
以上説明した各実施形態は自動車用エンジンの補機類を駆動させるためのベルト駆動システム1における一つのアイドラプーリ61の支持構造として本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、このベルト駆動システムに備えられた複数(本実施形態では2つ)のアイドラプーリ61,62の支持構造に適用してもよい。また、オートテンショナ用アイドラプーリ63の支持構造に適用することも可能である。更には、上記オルタネータプーリ41、ウォータポンププーリ42、エアコンプーリ43等の支持構造に適用することも可能である。
-Other embodiments-
In each of the embodiments described above, the case where the present invention is applied as a support structure for one
また、自動車用エンジンのベルト駆動システムに限らず、その他のベルト駆動システムにおけるプーリ支持構造としても本発明は適用可能である。 In addition, the present invention can be applied not only to a belt drive system of an automobile engine but also to a pulley support structure in other belt drive systems.
更には、上述した各実施形態におけるベルト駆動システムはVリブドベルト5を使用したものであったが、本発明はこれに限らず、平ベルトを使用したシステムにも適用可能である。また、ベルトが巻き掛けられるプーリに限らず、チェーンが巻き掛けられるスプロケットの支持構造としても本発明は適用可能である。例えば自動車用エンジンにおけるクランクシャフトの駆動力をカムシャフトに対してチェーン(タイミングチェーン)により動力伝達するためのスプロケット(クランクシャフトスプロケットやカムスプロケット)の支持構造として適用するものである。
Furthermore, the belt drive system in each embodiment described above uses the V-ribbed
21 プーリ取り付けボス(回転体支持部、ボス部)
22 取付孔
23 雌ネジ
5 Vリブドベルト(伝動ベルト)
61 アイドラプーリ(回転体)
64 ベアリング部
64b ボルト挿通孔(締結具挿通孔)
7 ボルト(締結具)
71 頭部
72 雄ネジ
A 外力
D 雌ネジ形成領域
E カウンタボア領域
F 応力集中位置
21 Pulley mounting boss (rotary support, boss)
22 Mounting
61 idler pulley (rotary body)
64
7 Bolt (fastener)
71
Claims (7)
上記回転体に作用する外力が回転体支持部に対する曲げ荷重として作用する場合のこの曲げ荷重の回転体支持部上における応力集中位置よりも上記取付孔の深さ方向の奥側の領域のみにおいて、上記回転体支持部の取付孔の雌ネジに対して締結具の雄ネジがねじ込まれていることを特徴とする回転体支持構造。 In the state where the rotating body having the fastener insertion hole formed at the center is in contact with the end surface of the rotating body support portion having the mounting hole in which the female screw is formed, the rotation is performed from the fastener insertion hole of the rotating body. A fastener is inserted through the mounting hole of the body support portion, and a male screw formed on the outer peripheral surface of the fastener is screwed into the female screw so that the space between the head of the fastener and the end surface of the rotating body support portion is In the rotating body support structure in which the rotating body is supported by the rotating body support portion by sandwiching the rotating body with
When the external force acting on the rotating body acts as a bending load on the rotating body support portion, only in the region on the back side in the depth direction of the mounting hole from the stress concentration position on the rotating body support portion of this bending load, A rotating body support structure, wherein a male screw of a fastener is screwed into a female screw of a mounting hole of the rotating body support portion.
締結具の頭部と回転体支持部の端面との間で回転体を挟持した状態では、回転体に作用する外力が回転体支持部に対する曲げ荷重として作用する場合のこの曲げ荷重の回転体支持部上における応力集中位置及びその位置よりも上記取付孔の深さ方向の開口側の領域にあっては、回転体支持部の取付孔に雌ネジが形成されていない構成及び締結具の外周面に雄ネジが形成されていない構成のうち少なくとも何れか一方が適用されていることを特徴とする回転体支持構造。 In the rotating body support structure according to claim 1,
In a state where the rotating body is sandwiched between the head of the fastener and the end face of the rotating body support portion, the rotating body support of this bending load is applied when an external force acting on the rotating body acts as a bending load on the rotating body support portion. In the stress concentration position on the part and in the region on the opening side in the depth direction of the mounting hole from the position, the structure in which the female screw is not formed in the mounting hole of the rotating body support part and the outer peripheral surface of the fastener A rotating body support structure characterized in that at least one of the configurations in which a male screw is not formed is applied.
上記アイドラプーリに作用するベルト張力がボス部に対する曲げ荷重として作用する場合のこの曲げ荷重のボス部上における応力集中位置よりも上記取付孔の深さ方向の奥側の領域のみにおいて、上記ボス部の取付孔の雌ネジに対してボルトの雄ネジがねじ込まれていることを特徴とするアイドラプーリ支持構造。 A bolt insertion hole is formed at the center and an idler pulley on which a transmission belt is hung is brought into contact with the end surface of the boss portion having a mounting hole in which a female screw is formed, from the bolt insertion hole of the idler pulley. By inserting a bolt through the mounting hole of the boss part, screwing the male screw of the bolt into the female screw, and sandwiching the bearing part of the idler pulley between the head of the bolt and the end surface of the boss part, the above-mentioned In the idler pulley support structure that supports the idler pulley rotatably with respect to the boss part,
When the belt tension acting on the idler pulley acts as a bending load on the boss portion, the boss portion only in the region on the back side in the depth direction of the mounting hole from the stress concentration position on the boss portion of the bending load. An idler pulley support structure, wherein a male screw of a bolt is screwed into a female screw of the mounting hole.
ボルトの頭部とボス部の端面との間でアイドラプーリのベアリング部を挟持した状態では、アイドラプーリに作用するベルト張力がボス部に対する曲げ荷重として作用する場合のこの曲げ荷重のボス部上における応力集中位置及びその位置よりも上記取付孔の深さ方向の開口側の領域にあっては、ボス部の取付孔に雌ネジが形成されていない構成及びボルトの外周面に雄ネジが形成されていない構成のうち少なくとも何れか一方が適用されていることを特徴とするアイドラプーリ支持構造。 In the idler pulley support structure according to claim 3,
When the idler pulley bearing is sandwiched between the head of the bolt and the end face of the boss, the belt load acting on the idler pulley acts as a bending load on the boss. In the stress concentration position and the region closer to the opening in the depth direction of the mounting hole than the position, a structure in which a female screw is not formed in the mounting hole of the boss part and a male screw is formed on the outer peripheral surface of the bolt. An idler pulley support structure, wherein at least one of the configurations not applied is applied.
アイドラプーリのベアリング部には軸方向に凹陥する凹陥部が形成されている一方、ボス部の先端部分の外径寸法は上記凹陥部の内径寸法よりも小さく設定されていて、この凹陥部の底面をボス部の端面に当接させた状態で、アイドラプーリのボルト挿通孔からボス部の取付孔に亘ってボルトを挿通して、ボルトの頭部とボス部の端面との間でアイドラプーリのベアリング部を挟持した構成とされていることを特徴とするアイドラプーリ支持構造。 In the idler pulley support structure according to claim 3 or 4,
While the bearing portion of the idler pulley is formed with a recessed portion that is recessed in the axial direction, the outer diameter size of the tip portion of the boss portion is set smaller than the inner diameter size of the recessed portion, and the bottom surface of the recessed portion With the bolt in contact with the end face of the boss part, the bolt is inserted from the bolt insertion hole of the idler pulley to the mounting hole of the boss part, and the idler pulley An idler pulley support structure characterized in that the bearing portion is sandwiched.
上記締結具の頭部と回転体支持部の端面との間で回転体を挟持した状態では、上記回転体支持部は、回転体に作用する外力が回転体支持部に対する曲げ荷重として作用する場合のこの曲げ荷重の回転体支持部上における応力集中位置及びその位置よりも上記取付孔の深さ方向の開口側の領域にあっては取付孔に雌ネジが形成されていないことを特徴とする回転体支持ユニット。 In the rotating body support structure according to claim 1 or 2, a rotating body support unit comprising a rotating body support portion and a fastener for supporting the rotating body by sandwiching the rotating body,
In a state where the rotating body is sandwiched between the head of the fastener and the end surface of the rotating body support portion, the rotating body support portion is configured such that an external force acting on the rotating body acts as a bending load on the rotating body support portion. The mounting hole is not formed with a female screw in the stress concentration position of the bending load on the rotating body support portion and in the region on the opening side in the depth direction of the mounting hole from that position. Rotating body support unit.
上記締結具の頭部と回転体支持部の端面との間で回転体を挟持した状態では、上記締結具は、回転体に作用する外力が回転体支持部に対する曲げ荷重として作用する場合のこの曲げ荷重の回転体支持部上における応力集中位置及びその位置よりも上記取付孔の深さ方向の開口側の領域にあっては外周面に雄ネジが形成されていないことを特徴とする回転体支持ユニット。 In the rotating body support structure according to claim 1 or 2, a rotating body support unit comprising a rotating body support portion and a fastener for supporting the rotating body by sandwiching the rotating body,
In a state in which the rotating body is sandwiched between the head of the fastener and the end surface of the rotating body support portion, the fastening tool is used when an external force acting on the rotating body acts as a bending load on the rotating body support portion. A rotating body characterized in that a male thread is not formed on the outer peripheral surface in the stress concentration position on the rotating body support portion of the bending load and in the region on the opening side in the depth direction of the mounting hole from the position. Support unit.
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