JPH08326851A - 歯付ベルト伝動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は自動車用バルブタイミング機構等の
伝動装置として好適な歯付ベルト伝動装置に関し、ベル
トの磨耗を抑制し、ベルトの寿命を向上することを目的
とする。 【構成】 ベルト１４の歯２０を、半径Ｒ１の半円弧の
凸形状となるように形成する。非駆動プーリ１２の歯１
８を、伝動面１８ａは半径Ｒ１の１／４円弧形状、非伝
動面１８ｂは半径Ｒ２の１／４円弧形状となる凹形状に
形成する（ただしＲ２＞Ｒ１とする）。これにより、ベ
ルト１４の歯２０が非駆動プーリの歯１８からの離脱す
る部位において、ベルト１４の歯２０の後方面２０ｂ
が、非駆動プーリ１２の歯１８の非伝動面１８ａと干渉
することが防止される。この結果、干渉に伴う磨耗が防
止され、ベルト１４の寿命が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、歯付ベルト伝動装置に
係わり、特に、自動車用バルブタイミング機構等の伝動
装置として好適なベルト伝動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、自動車用バルブタイミング機
構等における伝動装置として、歯付ベルト伝動装置が用
いられている。歯付ベルト伝動装置は、駆動プーリの回
転運動を、ベルトを介して非駆動プーリに伝達するもの
である。プーリとベルトには互いに噛み合う歯が形成さ
れ、伝動時のプーリとベルトとの滑りが防止される。

【０００３】かかる機能を実現する歯付ベルト伝動装置
としては、例えば、実開昭５５−６８７３９に開示され
ている構成が従来より公知である。上記公報に開示され
る歯付ベルト伝動装置においては、上記プーリの外周面
及びベルト内周面に、互いに完全に噛合する歯が形成さ
れている。これらの歯の形状は、左右対称なおおむね半
円弧形状とされている。かかる構成によれば、プーリと
ベルトの間の滑りが防止され、効率のよい運動伝達が可
能となる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述の如き
歯付ベルト伝動装置においては、ベルトの歯がプーリの
歯から離脱する前後で、ベルトの歯の運動方向が、プー
リの歯と噛合した状態での回転運動から、プーリの接線
方向へ向かう直線運動に移行する。これに対して、プー
リの歯の運動方向は常に回転運動を続ける。従って、ベ
ルトの歯がプーリの歯と噛合した状態から、両者が離脱
した状態に変化する部位の前後においては、ベルトの歯
とプーリの歯が異なる方向に運動することになる。

【０００５】一方、上記従来の装置において、ベルトの
歯とプーリの歯は噛合部において歯面全面で噛合し、両
者の間には間隙は形成されていない。この結果、噛合状
態から離脱状態に変化する部位において、ベルトの歯と
非駆動プーリの歯の運動方向後方側とには干渉が生じる
場合がある。この意味で、上記従来のベルト伝動装置
は、ベルトの歯の運動方向後方側の磨耗を促進するとい
う問題を有するものであった。

【０００６】本発明は、上述の点に鑑みてなされたもの
であり、ベルトの歯の後方とプーリの歯との間に間隙を
形成することによりベルトの歯の磨耗を抑制し得る歯付
ベルト伝達装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１
に記載する如く、駆動プーリ、非駆動プーリ及びベルト
からなり、、各プーリとベルトは互いに噛合する歯を有
するベルト伝動装置において、前記非駆動プーリの歯と
前記ベルトの歯の運動方向後方側との間、及び、前記駆
動プーリの歯と前記ベルトの歯の運動方向前方側との間
に、間隙を設けることにより達成される。

【０００８】更に、請求項２に記載する如く、駆動プー
リ、非駆動プーリ及びベルトからなり、各プーリとベル
トは互いに噛合する歯を有するベルト伝動装置におい
て、前記ベルトの歯の、運動方向後方面の耐磨耗性を前
記ベルトの他部位に比して高めることによっても達成さ
れる。

【０００９】

【作用】請求項１記載の発明において、駆動プーリの回
転運動は、駆動プーリの歯の運動方向前方面からベルト
の歯の運動方向後方面を介してベルトに伝達される。ベ
ルトの運動は、ベルトの歯の運動方向前方面から非駆動
プーリの歯の運動方向後方面を介して非駆動プーリに伝
達される。ここで、非駆動プーリの歯とベルトの歯の運
動方向後方側との間に間隙が設けられているため、ベル
トが非駆動プーリから離脱する際の両者の干渉は防止さ
れる。

【００１０】請求項２記載の発明において、ベルトの歯
の運動方向後方面には他部位に比して高い耐磨耗性が付
与されている。このため、ベルトが非駆動プーリから離
脱する際に非駆動プーリとの干渉に起因して生じる磨耗
が抑制される。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の一実施例である歯付ベルト伝
動装置の構成図を示す。図１に示す如く、歯付ベルト伝
動装置は駆動プーリ１０、非駆動プーリ１２及びベルト
１４で構成されている。

【００１２】駆動プーリ１０、非駆動プーリ１２は、そ
れぞれ外周面上に歯１６、１８が形成された円盤状剛性
部材である。歯１６と歯１８とは等ピッチで形成されて
いる。駆動プーリ１０は駆動軸１１に固定されている。
駆動軸１１は駆動プーリ１０の回転軸であり、駆動プー
リ１０に所定の駆動トルクを付与する。非駆動プーリ１
２は非駆動軸１３に固定されている。非駆動軸１３は非
駆動プーリ１２の回転軸であり、非駆動プーリ１２に伝
達される駆動トルクを受けて回転する。また、これらの
駆動プーリ１０、非駆動プーリ１２は同一平面上に配設
されている。

【００１３】ベルト１４は、内周面上に駆動プーリ１０
の歯１６及び非駆動プーリ１２の歯１８と噛合する歯２
０が形成された環状のゴム製部材である。ベルト１４
は、ベルト１４の歯２０が、駆動プーリ１０の歯１６及
び非駆動プーリ１２の歯１８と噛合するように配設され
ている。

【００１４】かかる構成によれば、駆動プーリ１０の回
転運動は、駆動プーリの歯１６からべルトの歯２０を介
してベルト１４に伝達され、更に、ベルト１４の運動
は、ベルト１４の歯２０から非駆動プーリ１２の歯１８
を介して非駆動プーリ１２に伝達される。このように、
駆動プーリ１０の回転運動は、運動伝達部分で滑りを生
じることなく非駆動プーリ１２へ伝達される。

【００１５】図２は、本実施例に係わる歯付ベルト伝動
装置が使用される、自動車用エンジンの斜視透視図を示
す。図２において、歯付ベルト伝動装置は駆動プーリ１
０、２つの非駆動プーリ１２及びベルト１４で構成され
る。歯付ベルト伝動装置がクランクシャフト２２の回転
をカムシャフト２４に伝達することによって、ピストン
２６の運動とバルブ２８の開閉動作との適正なタイミン
グが得られる。

【００１６】本実施例は特にこれらの駆動プーリ１０、
非駆動プーリ１２の歯の形状を非対称に形成した点に特
徴を有している。以下、図３〜図６を参照して、本実施
例について説明する。図３はベルト１４と非駆動プーリ
１２との歯の噛合部からベルト１４が離脱する部位の拡
大断面図を示す。また、図４はベルト１４の歯２０と非
駆動プーリ１２の歯１８との噛合部の拡大断面図を示
す。

【００１７】図４に示す如く、ベルト１４の歯２０は、
半径Ｒ１の半円弧状の凸形状に形成されている。一方、
非駆動プーリ１２の歯１８は、運動方向前方側の面（以
下、駆動面と称す）１８ａにおいて半径Ｒ１の１／４円
弧形状、運動方向後方側の面（以下、非駆動面と称す）
１８ｂにおいて半径Ｒ２の１／４円弧形状となる凹形状
に形成されている。ただし、Ｒ２とＲ１とはＲ２＞Ｒ１
なる関係を有している。

【００１８】かかる構成によれば、ベルト１０が図３中
の実線矢印方向へ運動すると、ベルトの歯２０の運動方
向前方側の面（以下、前方面と称す）２０ａによって非
駆動プーリ１２の歯１８の伝動面１８ａが、ベルト１４
の運動と同方向に押圧される。その結果、非駆動プーリ
１２は図３中の破線矢印方向に回転することになる。上
述の如く非駆動プーリ１２の歯１８の駆動面１８ａの半
径は、ベルト１４の歯２０の前方面２０ａの半径と等し
くＲ１に設けられている。このため、歯２０の前方面２
０ａと歯１８の駆動面１８ａとは密接した状態となる。
従って、伝達可能な最大トルクは減少しない。

【００１９】ところで、ベルト１４の歯２０が非駆動プ
ーリ１２の歯１８から離脱する前後では、ベルト１４の
歯２０の運動方向が、非駆動プーリ１２の歯１８と噛合
した状態での回転運動から、非駆動プーリ１２の接線方
向へ向かう直線運動に移行する。これに対して、非駆動
プーリ１２の歯１８の運動方向は常に回転運動を続け
る。従って、ベルト１４の歯２０が非駆動プーリ１２の
歯１８と噛合した状態から、両者が離脱した状態に変化
する部位の前後においては、ベルト１４の歯２０と非駆
動プーリ１２の歯１８が異なる方向に運動することにな
る。このため、非駆動プーリ１２の歯１８の非伝動面１
８ｂとベルト１４の歯２０の運動方向後方側の面（以
下、後方面と称す）２０ｂとが密接した状態にあれば、
両者の間に干渉が生じる。

【００２０】このような干渉を防止するために、上述の
如く歯１８の非伝動面１８ｂの半径Ｒ２は、歯２０の半
径Ｒ１より大きく設けられている。これにより、歯１８
の非伝動面１８ｂと歯２０の後方面２０ｂとの間には間
隙３０が生じる。この結果、図３中のＡ部に示すよう
に、ベルト１４の歯２０が非駆動プーリ１２の歯１８か
ら離脱する部位において、非駆動プーリ１２の歯１８の
非伝動面１８ｂとベルト１４の歯２０の後方面２０ｂと
の干渉が防止される。この結果、両者が干渉することに
よって生じる、ベルト１４の歯２０の後方面２０ｂの磨
耗やベルト１４の振動を防止することができる。

【００２１】図５はベルト１４の歯２０と駆動プーリ１
０の歯１６との噛合部の拡大断面図を示す。図５に示す
如く、駆動プーリ１０の歯１６は、半径Ｒ１の半円弧状
の凹形状に形成されている。かかる構成によれば、ベル
ト１４の歯２０は駆動プーリ１０の歯１６と噛合し、駆
動プーリ１０の運動がベルト１４に伝達される。

【００２２】なお、本実施例においては、図５に示すよ
うに、駆動プーリ１０との噛合部では、ベルト１４の歯
２０の後方面２０ｂは伝動面として働くため、後方面２
０ｂには伝動に伴う摩擦による磨耗が生ずる。一方、非
駆動プーリ１２との噛合部でのベルト１４の歯２０の後
方面２０ｂの磨耗を防止できるため、本ベルト伝動装置
全体としてのベルト１４の磨耗が減少する。

【００２３】次に、図６及び図７を参照して本発明の第
２の実施例について説明する。図６はベルト４４の歯５
０と非駆動プーリ４２の歯４８との噛合部の拡大断面図
を、図７はベルト４４の歯５０と駆動プーリ４２の歯４
６との噛合部の拡大断面図を示す。本実施例は、ベルト
４４の歯５０の形状を非対称に形成した点に特徴を有し
ている。

【００２４】図６に示す如く、ベルト４４の歯５０は、
進行方向前方側の面（以下、前方面と称す）５０ａにお
いて半径Ｒ５の１／４円弧形状、進行方向後方側の面
（以下、後方面と称す）５０ｂにおいて半径Ｒ６の１／
４円弧形状となる凸形状に形成されている。一方、非駆
動プーリ４２の歯４８は、半径Ｒ５の半円弧状の凹形状
に形成されている。ただし、Ｒ６とＲ５とはＲ６＜Ｒ５
なる関係を有している。

【００２５】かかる構成によれば、ベルト４４が図６中
の実線矢印方向へ運動すると、ベルトの歯５０の前方面
５０ａによって、非駆動プーリ４２の歯４８の運動方向
前方側の面（以下、伝動面と称す）４８ａがベルト４４
の運動方向と同方向へ押圧される。その結果、非駆動プ
ーリ４２は図６中の点線矢印方向に回転することにな
る。上述の如く、歯４８の伝動面４８ａの半径は、歯５
０の前方面５０ａの半径と等しくＲ５に設けられてい
る。このため、歯５０の前方面５０ａは歯４８の伝動面
４８ａと密着した状態となる。従って、伝達可能な最大
トルクは減少しない。

【００２６】ところで、上述の如く歯５０の後方面５０
ｂの半径Ｒ６は歯４８の運動方向後方側の面（以下、非
伝動面と称す）４８ｂの半径Ｒ５に比して小さく設けら
れている。これにより、歯４８の非伝動面４８ｂと歯５
０の後方面５０ｂとの間には間隙６０が生じる。このた
め、第１実施例の非駆動プーリにおける場合と同様に、
ベルト４４の歯５０が非駆動プーリ４２の歯４８から離
脱する部位において、非駆動プーリ４２の歯４８の非伝
動面４８ｂとベルト４４の歯５０の後方面５０ｂとには
干渉が生じない。この結果、両者が干渉することによっ
て生じる、ベルト４４の歯５０の後方面５０ｂの磨耗や
ベルト４４の振動を防止することができる。

【００２７】次に、駆動プーリ４０の歯４６の形状を、
図７を参照して説明する。図７はベルト４４の歯５０と
駆動プーリ４０の歯４６との噛合部の拡大断面図を示
す。図７に示す如く、駆動プーリ４０の歯４６は、運動
方向後方側の面４６ｂにおいて半径Ｒ６の１／４円弧形
状、運動方向前方側の面４６ａにおいて半径Ｒ５の１／
４円弧形状となる凹形状に形成されている。かかる構成
によれば、駆動プーリ４０の歯４６はベルト４４の歯５
０と噛合し、駆動プーリ４０の運動はベルト４４に伝達
される。

【００２８】なお、本実施例においては、図７に示すよ
うに、駆動プーリ４０との噛合部では、ベルト４４の歯
５０の後方面５０ｂは伝動面として働くため、後方面５
０ｂには伝動に伴う摩擦による磨耗が生ずる。一方、非
駆動プーリ４２との噛合部でのベルト４４の歯５０の後
方面５０ｂの磨耗を防止できるため、本ベルト伝動装置
全体としてのベルト４４の磨耗が減少する。

【００２９】次に、本発明の第３の実施例を図８を参照
して説明する。図８はベルト７４の歯８０と非駆動プー
リ７２の歯７８との噛合部の拡大断面図を示す。本実施
例の歯付ベルト伝動装置は、ベルト７４の歯８０の後方
面８０ｂに、硬質材料をコーティングすることにより、
他部位に比して高い耐磨耗性を付与した点に特徴を有し
ている。

【００３０】ベルト７４は、半径Ｒ１の半円弧状の凸形
状を有する歯８０を備えている。また、非駆動プーリ７
２の歯７８は、半径Ｒ１の半円弧状の凹形状に形成され
ており、ベルト７４の歯８０と歯面全面で噛合する。上
記の構成によれば、ベルト７４の歯８０が非駆動プーリ
７２の歯７８から離脱する部位において、ベルト７４の
歯８０の運動方向後方側の面（以下、後方面と称す）８
０ｂと非駆動プーリ７２の歯７８の運動方向後方側の面
（以下、非伝動面と称す）７８ｂとには干渉が生じる。
しかし、ベルト７４は歯８０の後方面８０ｂにおいて、
他部位に比して高い耐磨耗性を有している。このため、
歯８０の後方面８０ｂに干渉が生じるにもかかわらず、
歯８０の後方面８０ｂの磨耗を抑制することができる。

【００３１】駆動プーリの歯の形状については図示しな
いが、非駆動プーリ７２の歯７８と同一の形状に形成さ
れている。ベルト７４の歯８０の後方面８０ｂは、図示
しない駆動プーリとの噛合部においては、伝動面とな
る。このため、駆動プーリとの噛合部においては、動力
伝達に伴う摩擦により磨耗が生じ易い。これに対して、
本実施例のベルト７４は、歯８０の後方面８０ｂに高い
耐磨耗性を有しているため、かかる磨耗が生じ難い。従
って、ベルト７４の歯８０の後方面８０ｂの耐磨耗性を
高めることは、ベルト７４の寿命を向上する上で、極め
て有効である。

【００３２】また、本実施例の如く、ベルト、プーリを
対称形状とすると、高い汎用性を確保することができ
る。この点、本実施例の歯付ベルト伝動装置は、上述し
た第１、第２の実施例に比して、利益を有していること
になる。

【００３３】

【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれ
ば、非駆動プーリからベルトが離脱する際に、ベルトの
歯とプーリの歯とが干渉するのを防止することができ
る。このため、本発明に係わる歯付ベルト伝動装置によ
れば、装置全体としての磨耗を減少させることができ、
ベルトの寿命を向上することができる。さらに、非駆動
プーリの歯とベルトの歯の干渉によって生ずるベルトの
振動を防止することができる。

【００３４】また、請求項２記載の発明によれば、ベル
トの歯の運動方向後方面の耐磨耗性が他部位に比して高
められていることにより、ベルトが非駆動プーリから離
脱する際に、ベルトの運動方向後方面に干渉が生じる状
況においても、ベルトの磨耗を抑制することができる。
このため、本発明に係わる歯付ベルト伝動装置によれ
ば、ベルトの寿命を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるベルト伝動装置の断面
図である。

【図２】本実施例のベルト伝動装置が用いられる自動車
用エンジンの斜視透視図である。

【図３】本実施例のベルトが非駆動プーリから離脱する
部位の拡大断面図である。

【図４】本実施例のベルトと非駆動プーリとの噛合部の
拡大断面図である。

【図５】本実施例のベルトと駆動プーリとの噛合部の拡
大断面図である。

【図６】本発明の第２実施例のベルトと非駆動プーリと
の噛合部の拡大断面図である。

【図７】本実施例のベルトと駆動プーリとの噛合部の拡
大断面図である。

【図８】本実施例のベルトと非駆動プーリとの噛合部の
拡大断面図である。

【符号の説明】

１２、４２、７２ 非駆動プーリ １４、４４、７４ ベルト １８、４８、７８ 非駆動プーリの歯 １８ａ、４８ａ、７８ａ 非駆動プーリの歯の伝動面 １８ｂ、４８ｂ、７８ｂ 非駆動プーリの歯の非伝動面 ２０、５０、８０ ベルトの歯 ２０ａ、５０ａ、８０ａ ベルトの歯の前方面 ２０ｂ、５０ｂ、８０ｂ ベルトの歯の後方面 ３０、６０ 間隙

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動プーリ、非駆動プーリ及びベルトから
   なり、各プーリとベルトは互いに噛合する歯を有するベ
   ルト伝動装置において、 前記非駆動プーリの歯と前記ベルトの歯の運動方向後方
   側との間に間隙を設けたことを特徴とするベルト伝動装
   置。
2. 【請求項２】駆動プーリ、非駆動プーリ及びベルトから
   なり、各プーリとベルトは互いに噛合する歯を有するベ
   ルト伝動装置において、前記ベルトの歯の、運動方向後
   方面の耐磨耗性を、前記ベルトの他部位に比して高めた
   ことを特徴とするベルト伝動装置。