JPH0960695A - ベルト伝動装置、並びに、当該装置に用いられるベルト及びアイドラプーリ - Google Patents

ベルト伝動装置、並びに、当該装置に用いられるベルト及びアイドラプーリ

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JPH0960695A
JPH0960695A JP21836895A JP21836895A JPH0960695A JP H0960695 A JPH0960695 A JP H0960695A JP 21836895 A JP21836895 A JP 21836895A JP 21836895 A JP21836895 A JP 21836895A JP H0960695 A JPH0960695 A JP H0960695A
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pulley
belt
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JP21836895A
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English (en)
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Yoshiaki Suzuki
善明 鈴木
Akihiro Muranaka
章宏 村中
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NTN Corp
Original Assignee
NTN Corp
NTN Toyo Bearing Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16HGEARING
    • F16H7/00Gearings for conveying rotary motion by endless flexible members
    • F16H7/08Means for varying tension of belts, ropes, or chains
    • F16H2007/0863Finally actuated members, e.g. constructional details thereof
    • F16H2007/0865Pulleys

Landscapes

  • Pulleys (AREA)
  • Devices For Conveying Motion By Means Of Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プーリとしての機能を確保しつつ、耐久性、
コスト面をも考慮に入れ、冷時異音の発生を効果的に抑
制、または防止し得る手段を提供する。 【解決手段】 ベルト(4)の背面(4b)に接触させた
アイドラプーリのプーリ周面(1e)に複列の凹溝(6)
を設けると共に、ベルト(4)の背面(4b)に同じく複
列の凸条(5)を設け、この凹溝(6)と凸条(5)と
を係合させて外輪(2a)の軸方向振動を抑制する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ベルト伝動装置、
特に自動車のエンジンのタイミングベルトや補機駆動用
ベルト等を始めとする伝動装置、並びに、当該装置に用
いられるベルト及びアイドラプーリの改良に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】プーリは、自動車のエンジンのタイミン
グベルトや補機駆動用ベルト等において、ベルトの巻掛
け角を増大させ、ベルトに適当な張力を与えるために配
置される。図3は、タイミングベルトの構造例であり、
クランクシャフトに固定した原動プーリ(A)、カムシ
ャフトに固定した従動プーリ(B)(B)、固定軸に回
転可能に取り付けたテンショナプーリ(C)及びアイド
ラプーリ(D)に無端状のベルト(E)を張設して構成
される。これらのプーリのうち、固定軸に取り付けたプ
ーリ(C)(D)には、通常、内径部に玉軸受を嵌合し
た軸受付きプーリが使用される。
【0003】この種の軸受付きプーリとしては、ベルト
が接触するプーリ周面を玉軸受外輪の外径に直接設けた
もの(いわゆる笠型外輪)もあるが、図4に示すよう
に、プーリ周面(11c)を有するプーリ本体(11)と玉
軸受(12)とを嵌合一体化した構成のものが多く使用さ
れている。
【0004】プーリ本体(11)は鋼板プレス製で、ベル
トを掛けるための外径円筒部(11a)、玉軸受(12)の
外輪(12a)と嵌合する内径円筒部(11b)を有する。
プーリ周面(11c)は、外径円筒部(11a)の外径に設
けられる。玉軸受(12)としては、通常、深溝玉軸受が
使用され、プーリ本体(11)の内径円筒部(11b)に嵌
合された外輪(12a)、固定軸(図示省略)に嵌合され
る内輪(12b)、内輪・外輪(12b)(12a)の軌道面
間に組込まれた複数のボール(12c)を保持する保持器
(12d)、グリースを密封するシール(12e)をそれぞ
れ有する。
【0005】この種のプーリでは、プーリ本体(11)が
ベルトから回転駆動力を受けて回転すると、これに嵌合
された玉軸受(12)の外輪(12a)がプーリ本体(11)
と一体となって回転する。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記のよう
な軸受付きプーリを寒冷時に運転すると、プーリ仕様や
運転条件によっては、特異音(笛吹き音)が発生する場
合がある。この寒冷時の特異音、いわゆる冷時異音は市
場において必ずしも100%発生するわけではなく、気温等
に左右され、国内ではごく限られた地域(北海道等)で
のみ発生する。また、自動車のエンジンの始動からごく
短時間(長いものでも1分間)に発生し、その後は皆無
である。さらに、玉軸受として単列の深溝玉軸受を使用
する場合に多く発生し、複列アンギュラ玉軸受を使用す
る場合は、発生率が低くなる。
【0007】冷時異音はこのような複雑な性質を有し、
再現するのが困難であったため、その発生原因について
は未だ明確には解明されていない。しかも自動車に使用
されるプーリは、高温・高速で運転されるものであり、
その耐久性も重要な特性の一つであるから、耐久性低下
につながるような対策手段は採れない。
【0008】このような理由から、現在プーリの冷時異
音対策としてこれといって決め手となる有効な手段が提
供されていないのが実情である。
【0009】従来より冷時異音対策として、低温特性に
優れたグリース(寒冷時においても、転動体と内・外輪
の軌道面との接触部に油膜がむらなく形成されるもの)
を使用することが検討されている。この対策手段は、寒
冷時におけるグリースの潤滑性能を高めることによって
冷時異音の発生を抑制しようとするものであり、かなり
の効果が期待できる。しかし、グリースの粘度が低くな
るため、高温時の潤滑性能に懸念があり、耐久性低下に
つながる可能性がある。
【0010】そこで、本発明は、プーリとしての機能を
確保しつつ、耐久性、コスト面をも考慮に入れ、冷時異
音の発生を効果的に抑制、または防止し得る手段を提供
しようとするものである。
【0011】
【課題を解決するための手段】一般に寒冷時には、グリ
ースの基油粘度上昇による軌道面の油膜むら・不均一化
が生じやすい。油膜むら、不均一化があると、転動体と
軌道面との間の摩擦係数が微小な周期的変化を起こし、
これにより転動体に自励振動が生じる。
【0012】本出願人は、冷時異音再現試験において、
いくつかの発生メカニズムを確認した。
【0013】 冷時異音発生時のプーリ(外輪)は、
軸方向に高周波で振動している。また、この高周波成分
は、冷時異音(笛吹き音)の音響周波数と一致する。
【0014】 冷時異音が発生しない時は、この高周
波成分は認められない。
【0015】 冷時異音発生時の高周波成分は、プー
リ端面180゜測定位置2ヵ所で同位相である。
【0016】これらの検証から、冷時異音の発生メカニ
ズムは、未だ完全には解明されていないものの、転動体
の自励振動によって外輪が軸方向に振動する点が大きな
発生要因になっていると考えられる。
【0017】本発明は、上記のような検証に基づき、冷
時異音対策として、外輪の軸方向振動を効果的に抑制し
得る構成を提供するものである。
【0018】すなわち、原動プーリと従動プーリとの間
にベルトを張設してこのベルトの駆動面と背面のうちの
駆動面に原動プーリ及び従動プーリを接触させ、前記両
プーリの間に、ベルトと接触するプーリ周面を有するプ
ーリ本体を玉軸受の外輪外径に嵌合してなるアイドラプ
ーリ(プーリ本体と外輪とを一体形成してもよい)を配
置すると共に、このアイドラプーリをベルトの背面に接
触させたものにおいて、アイドラプーリとベルトの背面
との接触部分を、ベルトの幅方向の二箇所以上で凹凸嵌
合させることとした。
【0019】これにより、ベルトが制振効果を発揮して
外輪の挙動、特に軸方向への挙動を抑制するので、外輪
の軸方向振動が効果的に抑制され、プーリの軸方向の高
周波成分を抑制することが可能となる。なお、ここでい
う「アイドラプーリ」とは、固定軸に回転可能に支持さ
れたプーリをいい、図3中のアイドラプーリ(D)のみ
ならず、テンショナプーリ(C)も含む意である。
【0020】本発明にかかるベルトは、原動プーリと従
動プーリとの間に、プーリ周面を有するプーリ本体を玉
軸受の外輪外径に嵌合してなるアイドラプーリを配置し
たベルト伝動装置に用いられ、駆動面と背面とを具備
し、駆動面を原動プーリ及び従動プーリに接触させると
共に、背面をアイドラプーリに接触させて原動プーリと
従動プーリとの間に張設されるものであって、背面に、
凹溝又は凸条からなる環状の係合部を複列に設けたもの
である。
【0021】また、本発明にかかるアイドラプーリは、
原動プーリと従動プーリとの間にベルトを張設すると共
に、このベルトの駆動面と背面のうちの駆動面に原動プ
ーリ及び従動プーリを接触させたベルト伝動装置に用い
られ、ベルトと接触するプーリ周面を有するプーリ本体
を玉軸受の外輪外径に嵌合(又は一体形成)してなり、
ベルトの背面と接触させて前記両プーリの間に配置され
るものであって、プーリ周面に、凹溝又は凸条からなる
環状の被係合部を複列に設けたものである。
【0022】
【発明の実施の形態】以下、本発明にかかるベルト伝動
装置を図1乃至図3に基づいて説明する。
【0023】図1(a)に示すプーリは、自動車の補機
駆動ベルトに使用されるアイドラプーリで、鋼板プレス
製のプーリ本体(1)と、プーリ本体(1)の内径に嵌
合された単列の深溝玉軸受(2)とで構成される。プー
リ本体(1)は、内径円筒部(1a)、内径円筒部(1a)
の一端から外径側に延びたフランジ部(1b)、フランジ
部(1b)から軸方向に延びた外径円筒部(1c)、内径円
筒部(1a)の他端から内径側に延びた鍔部(1d)からな
る環体である。内径円筒部(1a)の内径には、玉軸受
(2)の外輪(2a)が嵌合され、外径円筒部(1c)の外
径にはベルト(4)の背面(4b)と接触するプーリ周面
(1e)が設けられている。このプーリ周面(1e)をベル
ト(4)に接触させることにより、プーリがアイドラと
しての役割を果たす。
【0024】玉軸受(2)は、プーリ本体(1)の内径
円筒部(1a)の内径に嵌合された外輪(2a)、図示され
ていない固定軸に嵌合される内輪(2b)、内・外輪(2
b)(2a)の軌道面(3b)(3a)間に組み込まれた複数
のボール(2c)、ボール(2c)を円周等間隔に保持する
保持器(2d)、グリースを密封する一対のシール(2e)
で構成され、外輪(2a)及び内輪(2b)はそれぞれ一体
に形成されている。
【0025】ベルト(4)の駆動面(4a)と背面(4b)
のうちの背面(4b)には、ベルト(4)の幅方向に離隔
させて一対の係合部(5)が形成される。この係合部
(5)は、断面略V字型の凸条状をなし、ベルト(4)
の背面の全周にわたって互いに平行に形成されている。
一方、プーリ本体(1)のプーリ周面(1e)には、同じ
くベルト(4)の幅方向に離隔させて一対の被係合部
(6)が形成されており、この被係合部(6)は係合部
(5)と係合可能な断面V字型の凹溝状に形成されてい
る。
【0026】なお、凸条を有するベルトとして公知のも
のにVベルトがあるが、このVベルトは原動プーリや従
動プーリと接触する駆動面(4a)側に凸条を設けたもの
であり、上記ベルト(4)のように背面(4b)側に凸条
を設けたものとは構成を異にするから、上記伝動装置に
使用することはできない。
【0027】上記のように、ベルト(4)の背面(4b)
とプーリ周面(1e)とをベルト(4)の幅方向の2箇所
で凹凸嵌合させると、ベルト(4)が外輪(2a)を軸方
向で拘束してその軸方向振動を抑制する。従って、冷時
異音の発生を抑えることができる。
【0028】図2は、プーリ本体(1)を厚肉円筒状に
形成して玉軸受(2)の外輪(2a)に嵌合したものであ
り、この場合も図1のプーリと同様の効果が得られる。
また、この場合において、プーリ本体(1)と外輪(2
a)とを一体に形成しても同様の効果が得られる。
【0029】以上の効果は、図1及び図2に示すよう
に、ベルト背面(4b)の係合部(5)を凸条とし、プー
リ周面(1e)の被係合部(6)を凹溝とした場合のみな
らず、その逆にベルト背面(4b)に凹溝を、プーリ周面
(1e)に凸条を設けた場合にも得られる。また、ベルト
背面(4b)に凸条と凹溝とを並設し、これに係合する凹
溝と凸条の双方をプーリ周面(1e)に設けた場合も同様
である。
【0030】なお、係合部(5)及び被係合部(6)の
数は任意であり、1列又は3列以上に設けても構わない
が、一列のみであると、外輪(2a)の軸方向拘束力が弱
くなり、十分な異音抑制効果が得られないために二列以
上とするのが望ましい。
【0031】本発明は、上述した自動車のタイミングベ
ルトに限らず、原動プーリ(図3中のA)と従動プーリ
(B)との間にアイドラプーリ(C、D)を配置した全
てのベルト伝動装置に適用可能である。
【0032】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるベ
ルト伝動装置は、アイドラプーリとベルトの背面との接
触部分を、ベルトの幅方向の二箇所以上で凹凸嵌合させ
ているので、ベルトが制振効果を発揮して外輪の挙動、
特に軸方向の振動を抑制する。従って、冷時異音の発生
を防止することが可能となる。また、上記効果は封入グ
リースの種類を問わず、低温特性に優れた低温グリース
を使用した従来のプーリのように、高温耐久性の低下に
つながる心配がない。さらに、軸受構造を複雑化させる
こともなく、量産に適し、コスト的にも有利である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明にかかるベルト伝動装置で使用されるア
イドラプーリの断面図及び要部拡大図である。
【図2】プーリ本体の形状を異ならせたアイドラプーリ
の断面図である。
【図3】自動車のタイミングベルトの構造例を示す正面
図である。
【図4】従来のアイドラプーリを示す断面図である。
【符号の説明】
1 プーリ本体 1e プーリ周面 2 玉軸受 2a 外輪 2b 内輪 2c ボール 3a 外輪軌道面 3b 内輪軌道面 4 ベルト 4a 駆動面 4b 背面 5 係合部 6 被係合部

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 原動プーリと従動プーリとの間にベルト
    を張設してこのベルトの駆動面と背面のうちの駆動面に
    原動プーリ及び従動プーリを接触させ、前記両プーリの
    間に、ベルトと接触するプーリ周面を有するプーリ本体
    を玉軸受の外輪外径に嵌合してなるアイドラプーリを配
    置すると共に、このアイドラプーリをベルトの背面に接
    触させたものにおいて、 アイドラプーリとベルトの背面との接触部分を、ベルト
    の幅方向の二箇所以上で凹凸嵌合させたことを特徴とす
    るベルト伝動装置。
  2. 【請求項2】 アイドラプーリが、プーリ本体と玉軸受
    の外輪とを一体形成したものであることを特徴とする請
    求項1記載のベルト伝動装置。
  3. 【請求項3】 原動プーリと従動プーリとの間に、プー
    リ周面を有するプーリ本体を玉軸受の外輪外径に嵌合し
    てなるアイドラプーリを配置したベルト伝動装置に用い
    られ、駆動面と背面とを具備し、駆動面を原動プーリ及
    び従動プーリに接触させると共に、背面をアイドラプー
    リに接触させて原動プーリと従動プーリとの間に張設さ
    れるものであって、 背面に、凹溝又は凸条からなる環状の係合部を複列に設
    けたことを特徴とするベルト。
  4. 【請求項4】 アイドラプーリが、プーリ本体と玉軸受
    の外輪とを一体形成したものであることを特徴とする請
    求項3記載のベルト。
  5. 【請求項5】 原動プーリと従動プーリとの間にベルト
    を張設すると共に、このベルトの駆動面と背面のうちの
    駆動面に原動プーリ及び従動プーリを接触させたベルト
    伝動装置に用いられ、ベルトと接触するプーリ周面を有
    するプーリ本体を玉軸受の外輪外径に嵌合してなり、ベ
    ルトの背面と接触させて前記両プーリの間に配置される
    ものであって、 プーリ周面に、凹溝又は凸条からなる環状の被係合部を
    複列に設けたことを特徴とするアイドラプーリ。
  6. 【請求項6】 プーリ本体と玉軸受の外輪とを一体形成
    したことを特徴とする請求項5記載のアイドラプーリ。
JP21836895A 1995-08-21 1995-08-28 ベルト伝動装置、並びに、当該装置に用いられるベルト及びアイドラプーリ Withdrawn JPH0960695A (ja)

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US08/699,654 US6010420A (en) 1995-08-21 1996-08-19 Pulley, ball bearing and fan for preventing the occurence of abnormal noise under cold ambient conditions
DE19633699A DE19633699B4 (de) 1995-08-21 1996-08-21 Kugelgelagerte Riemenscheibe
CA002184140A CA2184140C (en) 1995-08-28 1996-08-26 Pulley, ball bearing and belt transmitting device
US09/071,916 US6227994B1 (en) 1995-08-21 1998-05-05 Pulley, ball bearing and belt transmitting device

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2010023893A1 (ja) * 2008-08-29 2010-03-04 バンドー化学株式会社 ベルト伝動装置及びこれに用いる伝動用ベルト
JP2011252548A (ja) * 2010-06-02 2011-12-15 Ntn Corp 樹脂プーリ付き軸受、オートテンショナ、及び樹脂プーリ

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