JP2003148593A - ベルト伝動装置およびプーリ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ベルトおよびプーリ間のスティックスリップ
を防止して、異音発生を抑制する。 【解決手段】 Ｖリブドベルト１０をオルタネータ用プ
ーリ２０に巻き掛け、Ｖリブドベルト１０のＶ状突起１
０２をオルタネータ用プーリ２０のＶ溝２０２に係合さ
せる。オルタネータ用プーリ２０のＶリブドベルト１０
に当接する外周面にポリテトラフルオロエチレンを主成
分とするコート層を設け、注水時にＶリブドベルト１０
およびオルタネータ用プーリ２０間におけるスティック
スリップを防止して、異音発生を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、自動車用エンジン
のベルト伝動装置に関し、特にそのベルト伝動装置に適
用されるプーリに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、自動車用エンジン（内燃機関）に
は複数の補機を単一の無端ベルトで多軸駆動するベルト
伝動装置が採用され、特にその専有スペースをコンパク
ト化するために無端ベルトとしてＶリブドベルトが広く
利用されている。

【０００３】アンダーカバーがついていない車輌などで
は、雨天走行時にはエンジンの下部に位置するタイヤの
跳ね上げ等による水飛沫を浴び易く、エンジンルーム内
に水が飛散するあるいは浸水するとベルトとプーリとの
間でスティックスリップ現象と呼ばれる微小滑りが生
じ、特有の異音を生じることが知られている。この異音
は近年の自動車の静粛化にとって好ましいものではな
い。従来では、ベルト張力を高める、ベルトの表面に微
小短繊維を突出させて浸入した水を積極的に掃き出す、
あるいはベルトのリブを高くしてグリップを向上させる
こと等により、ベルト−プーリ間のスリップを防止して
いるが、これらの対策では異音発生を十分に抑制するこ
とができない。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記問題点
に鑑みてなされたものであり、回転変動の大きいベルト
伝動装置において注水時でも異音の発生を防止すること
を目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明によるベルト伝動
装置は、Ｖリブドベルトと、Ｖリブドベルトが巻きかけ
られる面にポリテトラフルオロエチレンを主成分とする
コート層が形成されるプーリとを備えることを最も主要
な特徴とする。これによりＶリブドベルトおよびプーリ
間で積極的な滑りを発生させスティックスリップを抑え
ることにより、注水時においても異音の発生を防止する
ことができる。

【０００６】上記ベルト伝動装置において、コート層が
形成されるプーリは異音の音源となるプーリであること
が好ましく、例えばベルト伝動装置に用いられるプーリ
の中で最も小径のプーリ、あるいはベルト伝動装置に用
いられるプーリの中で最も大きい負荷を受けるプーリで
あることが好ましい。一般的には相対的に小径で大きい
負荷が作用するオルタネータプーリである。

【０００７】また、本発明によるプーリは、Ｖリブドベ
ルトを用いたベルト伝動装置に設けられるプーリであっ
て、Ｖリブドベルトが巻きかけられる面にポリテトラフ
ルオロエチレンを主成分とするコート層が形成されるこ
とを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
添付図面を参照して説明する。

【０００９】図１は本発明の実施形態であるベルト伝動
装置を簡単に示すレイアウト図である。このベルト伝動
装置は図示しない自動車のエンジンルーム内に設けら
れ、無端のＶリブドベルト１０を複数のプーリ１２、１
４、１６、１８および２０の周囲に巻回して成る。駆動
源であるエンジンのクランク軸に連結されたクランクプ
ーリ１２が回転させられると、Ｖリブドベルト１０を介
してその回転駆動力がエアーコンディショナー用プーリ
１４、パワーステアリング用プーリ１６、ウォーターポ
ンプ用プーリ１８およびオルタネータ用プーリ２０の順
に伝達され、各補機が作動させられる。クランクプーリ
１２とウォーターポンプ用プーリ１８との間にはＶリブ
ドベルト１０を背面から弾性を持って押圧するオートテ
ンショナが配されており、このオートテンショナのテン
ショナプーリ２２が実線位置と破線位置との間で揺動す
ることにより、走行中のＶリブドベルト１０に適切な張
力を与えられると共に、回転数の変動等により生じるＶ
リブドベルト１０の振動が抑制される。

【００１０】オルタネータ用プーリ２０はこのベルト伝
動装置において相対的に最も小径のプーリであり、エン
ジン回転数の変動即ちクランクプーリ１２の角速度変動
の影響を受けやすい。なぜなら、オルタネータ用プーリ
２０はクランクプーリ１２より小径であるため、その回
転速度はクランクプーリ１２の回転速度より大きく、角
速度変動がさらに顕著となるからである。また、オルタ
ネータは発電のためにベルト伝動装置の中で相対的に大
きい負荷を発生し、またオルタネータ用プーリ２０自身
の回転慣性が大きいため、Ｖリブドベルト１０の速度変
動が大きいとＶリブドベルト１０との間で微小な位置ず
れ、即ち微小滑りが生じやすい。

【００１１】従ってオルタネータ用プーリ２０のように
角速度変動および負荷が大きいプーリでは、Ｖリブドベ
ルト１０との間にスティックスリップが生じ易く、特有
の異音が発生しやすい。本実施形態においてはこのステ
ィックスリップを防止するために、以下に説明するよう
にオルタネータ用プーリ２０の改良を行っている。

【００１２】図２は一部破断したオルタネータ用プーリ
２０をＶリブドベルト１０の一部と共に示す斜視図であ
る。Ｖリブドベルト１０の内周面にはベルト長手方向に
延びるＶ状突起１０２が複数個形成され、オルタネータ
用プーリ２０の外周面にはこれらＶ状突起１０２に対応
する寸法形状のＶ溝２０２が形成される。Ｖ状突起１０
２および対応するＶ溝２０２がそれぞれ係合することに
より、Ｖリブドベルト１０からオルタネータ用プーリ２
０へ駆動力が伝達される。

【００１３】Ｖリブドベルト１０は、いわゆるゴム材料
から形成されるベルト本体１０４と、このベルト本体１
０４に埋設された心線コード１０６とを備え、必要に応
じてベルト表面は帆布１０８により覆われる。ベルト本
体１０４は、耐熱性および耐オゾン性に優れた合成ゴ
ム、例えばクロロプレンゴムやエチレン−プロピレン−
ジエン三元共重合体（ＥＰＤＭ）を主成分とする配合ゴ
ムから形成され、配合ゴムには必要に応じて短繊維、例
えば綿やアラミド繊維等が混入される。心線コード１０
６は引張強度に優れたポリエステル繊維やアラミド繊維
等の素材からなる。

【００１４】オルタネータ用プーリ２０の外周面には、
ポリテトラフルオロエチレンを主成分とするコート層２
０４が形成される。このコート層２０４は図２のように
少なくともＶリブドベルト１０に当接する外周面に設け
られていればよく、コート層の設ける領域は本実施形態
に特に限定されない。

【００１５】コート層２０４は、ポリテトラフルオロエ
チレンを主成分とする配合材料から生成され、特に高硬
度で耐磨耗性、非粘着性に優れたデュポン社製のセラミ
ックフッ素塗料から形成されることが好ましい。コート
層２０４は、オルタネータ用プーリ２０の本体部２０６
を成形した後、その外周面にセラミックフッ素塗料の接
着性を向上させるための前処理を行った後、吹き付け等
によってセラミックフッ素塗料を付着させ、さらにセラ
ミックフッ素塗料が塗布された本体部２０６を焼成す
る。これにより、コート層２０４が形成される。なお、
コート層２０４が磨耗に十分耐え得るだけの厚みを有す
るように上記工程を複数回繰り返してもよい。本体部２
０６は、成形が容易で高強度、かつセラミックフッ素塗
料の焼成温度（約４２０℃）に耐え得る金属材料、例え
ば鉄系合金から形成されることが好ましい。

【００１６】従来、一般にはオルタネータ用プーリには
亜鉛メッキ処理あるいはカチオン塗装処理が施され、ポ
リテトラフルオロエチレンを主成分とするコート層は設
けられていなかった。このような従来のオルタネータ用
プーリを用いたベルト伝動装置においては、自動車の雨
天走行時などエンジンルームに水、あるいは氷結防止の
電解質成分（塩分）を含んだ水が浸入すると、ベルト−
プーリ間に水が付着して微小滑りを生じる、所謂スティ
ックスリップ現象を生じ、異音が発生することが知られ
ている。このスティックスリップ現象は、エンジン回転
数の変動即ちクランクプーリ１２の角速度変動が大きい
ことに起因し、クランクプーリ１２より小径であってか
つ電気負荷によって回転軸にかかる負荷が相対的に大き
いオルタネータ用プーリ２０で生じやすい。

【００１７】従来では、ベルト張力を高めたりＶリブド
ベルトのＶ状突起の高さ（以下、リブ高さと記載する）
を従来のベルトのリブ高さより大きく設定することによ
り、Ｖリブドベルトのオルタネータ用プーリ側への押圧
力を高めてスティックスリップを防止する、あるいはＶ
リブドベルトの構造または材質を改良したり一方向クラ
ッチを設けてＶリブドベルトに無理な応力が作用するの
を防止することにより騒音の低下を図る等、種々の改良
が試みられてきた。しかし、これらの試みは異音の発生
を抑制することについては効果的でない場合もあった。

【００１８】そこで、本出願人は、オルタネータ用プー
リ２０の外周面に、摩擦係数が小さくスティックスリッ
プを生じ難いという摩擦特性を有するポリテトラフルオ
ロエチレンを主成分とするコート層を設け、Ｖリブドベ
ルト１０およびオルタネータ用プーリ２０間をある程度
積極的に滑らせている。この構成により、Ｖリブドベル
ト１０の材質を従来と変えることなくまた構成の複雑な
一方向クラッチを設けることなく、注水時であってもス
ティックスリップを防止し、異音の発生を低減すること
ができる。なお、ベルト張力はＶリブドベルト１０から
オルタネータ用プーリ２０に確実に動力伝達できる値に
調整される。

【００１９】図１に示す本実施形態のベルト伝動装置を
用いて注水実験を行ったところ、異音発生現象がみられ
なかったことが確認された。この注水試験において、オ
ルタネータ用プーリ２０のコート層として、耐熱性２５
０℃、ビッカース硬度７７ｋｇｆ／ｍｍ²のセラミック
フッ素塗料（デュポン社）が用いられ、その膜厚は約５
０μmであった。注水はウォーターポンプ用プーリ１８
とオルタネータ用プーリ２０との間（図１の矢印Ａ〜Ｅ
が示す位置）で行われた。

【００２０】本実施形態においては、オルタネータ用プ
ーリ２０についてのみコート層を設けているが、特にオ
ルタネータ用プーリ２０に限定されることはなく、ベル
ト伝動装置において異音が生じ易いプーリに適用しても
よい。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように本発明のベルト伝動
装置は、相対的に小径で負荷の大きいオルタネータ用プ
ーリの外周面にポリテトラフルオロエチレンを主成分と
するコート層を設けているため、Ｖリブドベルト１０お
よびオルタネータ用プーリ２０間を積極的に滑らせてス
ティックスリップを防止することができるので、回転変
動の大きいベルト伝動装置において注水時でも異音の発
生を防止できるという利点がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるベルト伝動装置の実施形態を示す
レイアウト図である。

【図２】図１に示すオルタネータ用プーリを一部破断し
て示す図であって、Ｖリブドベルトの一部と共に示す斜
視図である。

【符号の説明】

１０ Ｖリブドベルト ２０ オルタネータ用プーリ ２０４ コート層

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 Ｖリブドベルトと、前記Ｖリブドベルト
   が巻きかけられる面にポリテトラフルオロエチレンを主
   成分とするコート層が形成されるプーリとを備えること
   を特徴とするベルト伝動装置。
2. 【請求項２】 前記プーリが前記ベルト伝動装置に用い
   られるプーリの中で最も小径のプーリであることを特徴
   とする請求項１に記載のベルト伝動装置。
3. 【請求項３】 前記プーリが前記ベルト伝動装置に用い
   られるプーリの中で最も大きい負荷を受けるプーリであ
   ることを特徴とする請求項１に記載のベルト伝動装置。
4. 【請求項４】 前記プーリがオルタネータプーリである
   ことを特徴とする請求項１に記載のベルト伝動装置。
5. 【請求項５】 Ｖリブドベルトを用いたベルト伝動装置
   に設けられるプーリであって、前記Ｖリブドベルトが巻
   きかけられる面にポリテトラフルオロエチレンを主成分
   とするコート層が形成されることを特徴とするプーリ。