JPS6011771A - 歯付ベルト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は歯付ベルト装置に関する。

（従来技術） 例えば自動車用内燃機関において、カムシャフトの駆動
は、クランクシャフトから回転力を得て行なうため、カ
ムシャフトとクランクシャフトを動力伝達する必要があ
シ、その動力伝導装置には様々あるが、静粛性同上のた
めに、歯付ベルト装置が採用されている。

このような装置を第１図に示す（例えば、特開昭５７−
７６３４３号公報参照）。

この例紘ディ〜ゼル機関に適用された例で、クランクシ
ャフト、カムシャフト、噴射ポンプの駆動軸の先端には
外周に一部ピッチの歯を有するプーリをそれぞれクラン
クグーリｌ、カムプーリ２、ポングプーリ３として取付
け、これらのプーリ１゜２．３には内局に同じピッチの
歯を有する歯付ベルト４が巻掛けされる。

したがって、クランクシャフトが回転すると、この回転
駆動力が歯付ベルト４にょシ伝達されることになるが、
このようなベルト駆動では歯付ベルト４が荷重にょシ伸
びるので、ベルトテンショナにより歯付ベルト４に所定
の張力が与えられる。

すなわち、２つのアイドラプーリ５，６のうちいずれか
一方が歯付ベルト４を外側より押しつけている。

また、クランクシャフトにょシヵムシャフト及び噴射デ
ングが同期回転されるように、各プーリ１〜３の側面と
歯付ベルト４の側面には合マーク７．８．９がそれぞれ
設けられる。

このため、これらの合マーク７〜９が一致している限シ
吸排気弁の開閉時期や燃料の噴射時期が最適に制御され
ることになる。

ところで、歯付ベルト４は通常ゴムにょシ形成されるた
め、伝導装置に使用される金属製のチェーンや機関自体
の寿命に比較するとどうしても短く、シたがって長時間
使用されると、歯列の中の一部の歯に歯こぼれが生じ、
この歯こぼれにょシ歯付ベルト４とグ〜す１〜３との間
にスリップをおこす。

このため合マーク７〜９がずれることになシ、吸排気弁
の開閉時期が狂ってピストンと吸排気弁が干渉し、ひど
いときには機関が破損されることも考えられる。

そこで、予防策としては目視によシ歯付ベルト４を定期
的に点検したシ、あるいは定期的に交換するという対策
がなされている。

しかし、目視による点検紘その交換時期を判断するのに
各人によシばらつきを生じ、早めに交換すれば費用が嵩
むことになる。一方、限界を越えて使用されると、前述
のように機関異常をきたし走行中であれば二次災害をも
起しかねない。

また、定期交換であれば、使用条件のばらつきから安全
率を大きくして早めに交換せざるを得す、コストアップ
になってしまうという問題があつ几。

（発明の目的） したがって、本発明は歯付ベルトが破損する前に、その
前兆として歯の歯底部が破損することに着目し、歯の破
損を検出することにより、歯付ベルトの許容限界を簡単
に早期検知し、例えば、自動車用タイミングベルトに適
用した場合に、定期点検や定期交換による車輌の維持費
用増大を防止するとともに、歯付ベルト破損による機関
異常を未然に防止する歯付ベルト装置を提供することを
目的とする。

（発明の構成及び作用） このため、第１発明は、外周に一部ピッチの歯を接線方
向と直角な方向に有するグーりに、同じピッチの歯を育
する歯付ベルトを巻掛けての動力の伝達を行なう歯付ベ
ルト装置において、歯付ベルトの歯の破損によシ歯付ベ
ルトの一部が浮いたときに接触して歯の浮き上シを検出
する手段を。

前記グーりの近傍でかつ歯付ベルトに近接して設ける。

すなわち、歯付ベルトは破損する前に、歯が破損して歯
付ベルトの一部が浮き上るため、この浮き上がりが検出
手段によシ検出されることになり、たとえば、この検出
手段からの信号によυ車室内の警報ランプが点灯するよ
うにしておけば、歯付ベルトに歯の破損があることが容
易に知れる。

また、第２発明は、上述の検出手段を設ける一方、歯付
ベルトの歯のう・ち少なくとも１つの歯を他の歯よシも
破損し易いおとＤｉとする。

こうすると、おとシ歯が他の歯に先立って破損するため
、このおとシ歯にょ９検出手段が確実に作動することに
なる。

（実施例） 以下図示実施例に基いて説明する。

第２図は第１発明の第１実施例の要部構成図。

第３図は第２図の要部拡大図、第４図は第２図の要部斜
視図、第５図は第４図のＡ−Ａ断面図である。

ただし、第３図、第４図は便宜上第２図を９０度回転さ
せている。

破損した歯の浮き上シを検出する手段としての検知器１
０はアイドラプーリ６と歯付ベルト４を間に置き、かつ
歯付ベルト４の近くに設けられる。

検出器１０の本体はコの字形に金属材にて形成され、同
じく金属材のブラケット１２を介しテ機関本体に固定さ
れる。なお１４は本体１１の変形を防ぐステーである。

本体１１のコの字形先端には、検知板１５が歯付ベルト
４の進行方向と直交する方向に軸１６を支点として回動
自在に支持される。

検知板１５はグラスチックなどの絶縁材で、歯付ベルト
４と同一の幅を有する先端面１７．その側面には係止部
１８、その中央には風圧を逃がす空気孔１９がそれぞれ
形成される。

−万、本体１１側面にはリードスイッチ２゜（後述する
）の可動接片２１が絶縁材２４．２５にて挾まれた状態
で固定される。

可動接片２１はシん青銅板などのばね材で、可動側先端
部は本体１１側に突出する突起２２（第５図参照）が折
り曲げて形成され、この状態では突起２２がばね弾性力
にょシ本体ＩＪ側面に当接するが、前記検知板１５の係
止部１８がばね弾性力に抗して突起２２を本体１１側面
から離間して位置させている。

このため、第５図で検知板１５が下側に回動して可動接
片２１から外れると、可動接片２１はばね弾性力によシ
左方に付勢されて突起２２が本体１１側面に当接する。

したがって、可動接片２１にリード線２６を介して電源
からの電圧を与えておくと、当接時には本体１１側をア
ースとして電流が可動接片２１から本体１１に流れるた
め、リードスイッチ２０が構成される。

なお、可動接片２１先端の突起２３は可動接片２１によ
るスイッチング作用を安定させるためのもので、検知板
１５はこの突起２３を押し開いて外れることになり、外
れた後は元の位置に復帰しない。

また、前記検知板１５の先端部１５Ａは第３図のように
歯付ベルト４の進行方向Ｆに逆らうように若干彎曲させ
て形成され、歯先５２との間には所定の間隔り、を設け
て取付される。取付間隔Ｌ１は歯付ベルト４の破損した
歯５３が浮き上るとこの浮き上シによシ破損した歯５３
が検知板１５の先端部１５Ａに衝突し図中左方に検知板
１５を撥ね飛ばすように設けられる必要があシ、ブラケ
ット１２に穿設した長孔２７（第６図）によシ、取付間
隔り、は精度良く調整される。

第６図は検知器１０の拡大正面図、第７図は第れリード
スイッチ２０が閉成する。

リードスイッチ２０．３０は第７図のように本体１１の
両側に設けられ、第８１凶は、これらのリードスイッチ
２０．３０を使用する１こ気回路図である。

リードスイッチ２０．３０は並列に接続された上で電源
４０と直列に警報ラング４１を介して接続され、ラング
４１は他の警報２ング類と同様に車室内の計器パネルに
取付けられる。

したがって、歯付ベルト４の破損したｍ５３の浮き上シ
によυいずれかのリードスイッチ２０゜３０が閉成する
と、ランフ’４１が点灯して運転者に歯付ベルト４の交
換時期を知らせることになる。

なお、４２は発電機用の電圧調整器で、ラング４１のア
ース側をＬ端子に接続しており、始動時にはランフ”４
１を点灯させ、ランプ４１に球切れのないことを確認さ
せるために設けられている。

以上のように構成されると、ａ付ベルト４の長期の使用
によシ、歯５３が歯底部から破損して、第３図のように
１点鎖線から実線の状態に浮き上ると、この浮き上りに
よシ破損した歯５３が検知板１５の先端部１５Ａに衝突
するが、先端面１７が破損した歯５３に喰い込むことに
よシ歯付ベルト４の沈み込みが抑えられ、検知板１５は
左方に衝撃力を受ける。

このため、検知板１５は可動接片２１を押し開いて突起
２３より外れ（第６図参照）、これによりリードスイッ
チ２０．３０が閉成し、ランプ４１が点灯するため、車
室内の運転者は歯付ベルト４の交換時期が米たことを知
る。

通常歯の破損は歯の両端のいずれから始まるか予測でき
ず、稀に中央から生ずることもあるが。

検知板１５の先端面１７は歯付ベルト４幅の全体にわた
っているので、いずれの位置から破損が生じても破損に
よシ歯が浮き上ると、検知板１５が可動接片２１よシ外
れてリードスイッチ２０．３０が閉成し、破損を確実に
検知する。

また、空気孔１９は歯付ベルト４によシひき起される風
圧を逃がすため、可動接片２１に余分な応力が生じない
という効果がある。

したがって、この実施例では歯付ベルト４の交換時期を
車室内で簡単に検知できることになる。

第９図は第１発明の第２実施例の作用説明図で、この実
施例では検知器１０がカムプーリ２の近傍でかつ歯付ベ
ルト４に近接して設けられる。

この場合には破損した歯５３がまくれて１点鎖線から実
線の状態にプーリ２の歯４５に噛み込まれ、歯付ベルト
４が浮き上ることがあるので、歯付ベルト４との取付間
隔り、を適切に設定すれば。

歯５３の破損を検知できる。特に歯付ベルト４の目跳び
（スリンｆ）検知には好都合である。

第１０図は第１発明の第３実施例で、リードスイッチ２
０を本体１１０片側のみに設けたものである。

基本的にはリードスイッチは１個でよく、第７図のよう
に２個設けていると、万一、長期間の使用によシ突起２
２と本体１１側面の当接部（第５図参照）にごみ等が堆
積してリードスイッチ２０゜３０の一方が閉成しなくと
も、他方が閉成するため安全性が高まる。また、第１０
図では検知板１５に可動接片２１のばね付勢力が横方向
（図中左方）に常時作用することになるが、第７図では
％２つの可動接片２１，３１による互いに反対方向のば
ね付勢力がバランスするため、検知板１５には余分な力
が加わらないという効果もある。

第１１図、第１２図は第１発明の第４実施例。

第５実施例で第１１図では可動接片２１の突起２２にゴ
ミ等が堆積してリードスイッチ２０の作動不良を生じさ
せないように、突起２２先端を鋭角に形成し、第１２図
では導体の針状片４６をはんだ４７によシ可動接片２１
にろう付したもので、いずれもリードスイッチ２０の作
動がよシ確実になる。

第１３図は第１発明の第５実施例で、電圧調整器４２（
第８図）の位置に常閉の油圧スイッチ４８が置き換わる
ものである。始動時には油圧ポンプがまだ油圧を発生し
ていないため、ラング４１が点灯し、始動後は油圧発生
により油圧スイッチ４８が開成してランプ４１を消灯す
る。

すなわち、油圧スイッチ４８は電圧調整器４２と同様に
ジンｆ４１の異常を点検するととになる。

なお、検知板１５は可動接片２１に当接する部分のみを
絶縁構造にしてもよく、可動接片２１の突起２２は折り
曲げるのではなく別体に取付けてもよい。

また、検知板１５は一度可動接片２１より外れると元の
位置に戻ることはないので、検知器１０の取付位置はい
ずれの角度でもよく、また、いずれのノーリ、アイドラ
プーリに対しても取付けられる。

ところで、以上のような検知器１０による破損検知の信
頼性を増すには、特定歯を他の歯よシも破損し易く形成
しておけば、特定歯が他の歯に先立って破損するので、
検知器１０は特定歯の破損を確実に検知することになる
。

そこで、前述の検出手段を設ける一方、歯付ベルトの歯
のうち少なくとも１つの歯を他の歯よシも破損し易いお
とシ歯として設ける第２発明を以下に述べる。

第１４図は第２発明の第１実施例の歯付ベルト４の斜視
図で、歯付ベルト４の上面にはクランクグーリ、カムプ
ーリ、噴射ポンゾデーリなどの外周に形成される歯と同
一のピッチを有する歯５゜が形成されておシ、そのうち
１個の歯はおとシ歯５４として他の歯５ｏよシも幅が狭
く形成される。

このように構成されると、作動時にブーツとの噛み合い
にょシおとυ歯５４に作用する応力は他の歯５０よシも
大きくなるので疲労が早く、おとシ歯５４は他の歯５ｏ
に先立って歯底部より破損する。

また、おとシ歯５４は破損してもブーツとの噛み合いは
他の歯５ｏにょシ賄ゎれるので、おとシ歯５４に作用し
ていた荷重は、おと少歯５４０局囲にある歯５ｏに分散
して加わることにはなるが、ブーツの歯との噛み合いが
ずれる（合マークがずれる）までには至らない。

したがって、おとシ歯５４０幅を変えることによシ歯付
ベルト４の交換時期を自由に設定できる。

また、検知器１０はおと夛歯５４の破損にょシ、歯付ベ
ルトの一部の浮き上シの検出が確実となる。

第１５図、第１６図、第１７図はそれぞれ第２発明の第
２実施例、第３実施例、第４実施例で、通される。

る。

第１７図では、おとシ歯５４０爾先５２近くに鉄芯５７
が埋設される。

このため、おとシ歯５４には他の歯５ｏより鉄する。

そして破損後には、このカにょシおとシ歯５４の飛び出
しが第１実施例〜第３実施例よシも大きり、シたがって
検知器１ｏの検出機能が高まる。

第１４図〜第１７図では１個のおとシ歯５４をそれぞれ
破損し易く形成しているが、１個のみに限られるもので
はなく、たとえば、第１４図において３個のおとシ歯の
幅を段階的に狭くしておけば、最も狭い幅のおとシ歯の
破損を交換時期として他の２個のおとり歯の段階的な破
損によシ残シ寿命の推定圧一層役立てることができる。

また、第１４図〜第１７図を組合せ、少くとも１個以上
の歯を他の歯よシ破損し易く形成してもよい。

さらには、おとシ歯のみ破損し易い材質で形成したル、
以上のものと組合せたシしてもよく、要はそれぞれの条
件に応じて交換時期が最適に設定されることになる。

したがって、おとシ歯のみが破損し易く形成されると、
歯付ベルトの交換時期が確定するので。

歯付ベルトを許容限界まで使用できる。

（発明の効果） 以上のように第１発明によれば、歯付ベルトの歯の破損
により歯付ベルトの一部が浮いたときに接触して歯の浮
き上シを検出する手段をブーツの近傍でかつ歯付ベルト
に近接して設けたので、この検出手段に連動して車室内
の警報ラングを点灯するようにしておけば、車室内から
でも歯付ベルトの交換時期が容易にわかシ、歯付ベルト
の定期点検や定期交換を行なうことによる車輌維持費用
の増大を防止できるとともに、歯付ベルトの許容限界ま
で有効に使用できるので、コストを低減できるという効
果が得られる。

また、第２発明によれば、上記検出手段を設ける一部、
歯付ベルトの歯のうち少なくとも１つの歯を他の歯よシ
も破損し易いおとシ歯として設けたので、使用によシお
とシ歯が他の歯に先立って破損するため、歯付ベルトの
交換時期を自由に設定できるとともに、検出手段の作動
が確実になるという効果が得られる。

また、おとシ歯を合いマークの代わシに使用すれば、従
来ペンキ等で示していたマークを省略できコスト低減に
なるばかシでなく、使用過程で薄れて消えてしまうこと
がないので、合マークとしての信頼性が増すという効果
も得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の歯付ベルト装置の概略構成図である。 第２図は第１発明の第１実施例の概略構成図、第３図は
第１図の要部拡大図、第４図は同じく斜視図、第５図は
第４図のＡ−Ａ断面図、第６図は検知器の拡大正面図、
第７図は第６図の右側面図。 第８図は電気回路図である。 第９図は第１発明の第２実施例の作用説明図、第１０図
は同じく第３実施例の検知器の左側面図、第１１図、第
１２図は同じく第４実施例、第５実施例の可動接片の要
部拡大図、第１３図は同じく第６実施例の油圧スイッチ
を表わす説明図である。 第１４図は第２発明の第１実施例の歯付ベルトの斜視図
、第１５図、第１６図、第１７図は同じく第２実施例、
第３実施例、第４実施例の歯付ベルトの要部側面図であ
る。 １．２，３，５．６・・・プーリ、４・・・歯付ベルト
。 １０・・・検知器、１５・・・検知板、１９・・・空気
孔、２０゜３０・・・リードスイッチ、２１．３１・・
・可動接片、４５・・・歯、５０・・・歯、５１・・・
歯底部、５３・・・破損した歯、５４・・・おとり歯、
５５・・・切欠、５６・・・小孔、５７・・・鉄芯。 特許出願人　日産自動車株式会社 第１４図 らｎ 第１６図 第１５図 第１７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　外周に一部ピッチの歯を有するグーりに、同じピ
   ッチの歯を有する歯付ベルトを巻掛けて動力の伝達を行
   なう歯付ベルト装置において、歯付ベルトの歯の破損に
   より歯付ベルトの一部が浮いたときに接触して歯の浮き
   上９を検出する手段を、歯付ベルトに近接して設けたこ
   とを特徴とする歯付ベルト装置。 ２、前記爾の浮き上シ検出手段が揺動自在に軸支された
   検知板と該検知板の移動により作動するスイッチとから
   構成される特許請求の範囲第１項記載の歯付ベルト装置
   。 ３、　前記検知板は中央部に空気孔を有していることを
   特徴とする特許請求の範囲第２項記載の歯付ベルト装置
   。 ４、外周に一部ピッチの歯を有するグーりに、同じピン
   チの歯を有する歯付ベルトを巻掛けて動力の伝達を行な
   う歯付ベルト装置において、歯付ヘルドの歯の破損によ
   り歯付ベルトの一部が浮いたときに接触して歯の浮き上
   りを検出する手段を、歯付ベルトに近接して設ける一方
   、歯付ベルトの歯のうち少なくとも１つの歯全他の歯よ
   シも破損し易いおとυ歯としたことを特徴とする歯付ベ
   ルト装置。 ５、前記おとり歯は、他の歯よりも歯幅が狭くしである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載の歯付ベル
   ト装置。 ６、前記おと９歯は、１底部に切欠または小孔が設けら
   れていること全特徴とする特許請求の範囲第４項記載の
   歯付ベルト装置。 ７、　前記おとり歯は、一部に鉄芯が埋設しであること
   を特徴とする特許請求の範囲第４項記載の歯付ベルト装
   置。