JPS63106453A - タイミングベルト機構 - Google Patents

タイミングベルト機構

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JPS63106453A
JPS63106453A JP24841186A JP24841186A JPS63106453A JP S63106453 A JPS63106453 A JP S63106453A JP 24841186 A JP24841186 A JP 24841186A JP 24841186 A JP24841186 A JP 24841186A JP S63106453 A JPS63106453 A JP S63106453A
Authority
JP
Japan
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pulley
belt
tension
toothed
timing belt
Prior art date
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Pending
Application number
JP24841186A
Other languages
English (en)
Inventor
Hirotomo Asa
弘知 麻
Masaatsu Ito
正篤 伊東
Hitoshi Kanayama
金山 斎
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Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
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Publication date
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Publication of JPS63106453A publication Critical patent/JPS63106453A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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
    • F16H35/00Gearings or mechanisms with other special functional features
    • F16H2035/003Gearings comprising pulleys or toothed members of non-circular shape, e.g. elliptical gears
    • 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
    • F16H35/00Gearings or mechanisms with other special functional features
    • F16H35/02Gearings or mechanisms with other special functional features for conveying rotary motion with cyclically varying velocity ratio
    • 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
    • F16H7/0829Means for varying tension of belts, ropes, or chains with vibration damping means

Landscapes

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

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はタイミングベルト機構、特にタイミングベルト
機構におけるタイミングベルトの共振抑制装置に関する
ものである。
〔従来の技術〕
自動車等において駆動側から被駆動側に動力を正確に伝
達するためタイミングベルト機構が用いられている。こ
のタイミングベルト機構はローラチェーン、歯車等と同
様に、歯付きプーリとこれに噛み合う歯付きベルトから
なるものである(実開昭57−172956号公報参照
)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のタイミングベルト機構を例えば自動車の動弁機構
においてクランクシャフトとカムシャフトとの間に用い
た場合は、被駆動側のカムシャフトの負荷の変動に伴い
、タイミングベルトの張力が変動しこの変動が大きい共
振点において同ベルトは激しく振動し、そのためベルト
とプーリとの噛み合いが悪くなる。この影響でクランク
シャフトの回転とバルブ作動のタイミングにずれが生じ
、回転変動をひき起す原因となる。またベルトとプーリ
との噛み合いが不十分となりベルトの歯にかかる荷重が
増加しベルトの歯の寿命に悪影響を及ぼすことになる。
したがって、このようなタイミングベルト機構は共振を
抑制する手段を講じる必要がある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明によれば上記の問題点は、歯付き駆動プーリと歯
付き被駆動プーリとの間に歯付きベルトを掛け渡したタ
イミングベルト機構において、前記駆動プーリと被駆動
プーリとの間にさらに前記歯付きベルトと噛み合う中間
歯付きプーリを介在させ、該中間歯付きプーリの歯先円
を非円形となして該プーリの中心から最小距離の歯先部
と最大距離の歯先部とを形成し、前記最小距離の歯先部
を前記歯付きベルトが最大張力となる時該ベルトとの噛
み合い部の中心位置に、前記最大距離の歯先部を前記歯
付きベルトが最小張力となる時該ベルトとの噛み合い部
の中心位置に、それぞれ位置させるよう配置したことを
特徴とするタイミングベルト機構によって解決される。
〔作 用〕
上記の構成からなる本発明によれば、ベルトの張力が最
大となる位置で中間歯付きプーリの最小距離の歯先部が
前記ベルトとの噛み合い部の中心位置にくるので、ベル
ト全体の長さが収縮し、そのため張力の増加は抑制され
張力変動の最大値は小さくなる。一方、ベルトの張力が
最小となる位置では中間歯付きプーリの最大距離の歯先
部がベルトとの噛み合い部の中心位置にくるので、ベル
ド全体の長さは伸長しそのためベルトの張力は増太し張
力変動の最小値は大きくなる。
したがってベルト全体の張力変動の振幅が小さくなり、
この張力変動の減少により共振の度合が抑制されるもの
となる。
〔実施例〕
本発明の実施例を図面を参照して以下に説明する。第1
図は本発明の第1の実施例を示し、本実施例は、本発明
のタイミングベルト機構を4気筒エンジンの動弁系−1
すなわちクランクシャフトとバルブ駆動用のカムシャフ
トとの間に適用したものである。
図中、1は歯の設けられたカムシャフトプーリ、2は歯
の設けられたクランクシャフトプーリ、3は歯の設けら
れたタイミングベルトであって、プーリ1,2の歯がタ
イミングベルト3の歯に噛み合い、クランクシャフトプ
ーリ2からタイミングベルト3を介してカムシャフトプ
ーリlに回転力が伝達されるようになっている。
両プーリ1,2の中間にさらに歯の設けられたオイルポ
ンププーリ4が設けられ、このプーリ4の歯がタイミン
グベルト3と噛み合いクランクシャフト(図示せず)か
らの回転力が伝達される。
このプーリ4はオイルポンプ(図示しない)を駆動する
ためのプーリである。オイルポンププーリ4は従来のプ
ーリと異なり、その外周が非円形であり、その中心0か
らの距離が最大となる長径部C−Dと最小となる短径部
F−Eとが形成されている。5はアイドラプーリで、テ
ンシシンプーリ6によりタイミングベルト3の張力を調
節する。
同図において矢印Gはクランクシャフトプーリ2の回転
方向を示す。またカムシャフトプーリ1上の点Aが点B
の位置にある時バルブの負荷が最大(クランク角度で上
死点から約70°のところ)となりベルト3の張力が最
大となるものとする。
本実施例では、第1図に示すように、ベルト3の張力が
最大となる位置において、オイルポンププーリ4は、そ
の短径部F−Eの一方の端部E又はFがベルト3との噛
み合い部の中心位置に(るように配置する。またバルブ
の負荷が最小となりベルト3の張力が最小となる位置(
カムシャフトプーリlが第1図の位置から90°回転し
た位置)では、オイルポンプブー+74はその長径部C
−Dの一方の端部C又はDがベルト3との噛み合い部の
中心位置にくるように配置する。
このようにオイルポンププーリ4を配置することにより
、ベルト3の張力の最大の時はオイルポンププーリ4の
短径部F−Eがベルト3と噛み合うのでベルト3全体の
長さは収縮し、そのためベルトの張力の増加は抑制され
張力変動の最大値は小さくなる。一方、ベルト3の張力
の最小の時はオイルポンププーリ4はその長径部C−D
がベルト3と噛み合うのでベルト3全体の長さは伸長し
、そのためベルトの張力は増大し張力の最小値を増加さ
せるものとなる。この結果ベルト3の張力の最大値と最
小値との差が少なくなり、張力変動の振幅は減少し共振
の度合は抑制されることとなる。
さらに本実施例におけるオイルポンププーリ4のような
非円形プーリを用いた場合の、同プーリ4の形状及び歯
数について説明する。
−iに、非円形プーリ4の歯数Za及び同プーリ4の中
心0から歯までの距離が最大となる箇所の数nはN気筒
およびクランクシャフトプーリの歯数が2であるエンジ
ンに適用した場合、Za=k・Z (k=1,2.3−
) n=(k−N)/2 となる。ただしNおよびkが奇数の場合nは整数でな(
なるので、気筒数が奇数個の時はkは偶数でなければな
らない。
なお、歯を有しないアイドラプーリを用いた場合はアイ
ドラプーリの回転数とクランクシャフトプーリの回転数
とが完全には一致しないためベルトの張力変動にタイミ
ングを合せることが不可能であるので効果はない。
本実施例のように4気筒エンジンではカムシャフトプー
リ1を回転させ吸排気パルプを開閉するためのベルト張
力変動のピークはカムシャフトプーリ1の1回転、ある
いはクランクシャフトプーリ2の2回転につき4回現れ
ることになる。そこで図に示すようにクランクシャフト
プーリ2と同歯数の非円形プーリ4を用いた場合、プー
リ4の中心Oから歯までの距離は、互いに対称となる2
箇所C及びDで最大となり、E及びFで最小となる。
第2図、第3図に、4気筒エンジンにおけるベルト3の
張力の測定結果を示す。第2図は円形オイルポンププー
リを用い(従来例)、第3図は本実施例の非円形オイル
ポンププーリ4を用いた結果をそれぞれ示すものである
。円形オイルポンププーリを用いた時に見られた共振に
よる張力増加Gが非円形オイルポンププーリ4を用いた
本実施例では見られず共振が抑制されているのがわかる
第4図は本発明の第2実施例における非円形プーリの形
状を示すものである。
第2実施例は本発明のタイミングベルト機構を6気筒エ
ンジンの動弁機構に適用したものである。
6気筒エンジンは前記の張力変動のピークが6回あるた
め、クランクシャフトプーリ2と同歯数のプーリ4を用
いた場合、プーリ4の中心Oから歯までの距MO−a 
p O−b 、 O−cの3箇所で最大となり、O−d
、O−e、O−fの3箇所で最小となる。また中心を通
る線分2−e、b−f。
c−dはそれぞれ60°で交わる。
また6気筒エンジンの場合、タイミングベルト3の張力
の最大となる位置、すなわちバルブの負荷が最大となる
クランク角度は上死点から約80゜ずれたところにある
ため、その点で非円形オイルポンププーリの点d、e、
fのいずれかがベルト3との噛み合いの中心位置にくる
よう配設する。
またタイミングベルト3の張力が最小となる点は前述の
最大張力の点からクランク角で60°のところにあり、
非円形オイルポンププーリ4上の、a、b、c点のいず
れかがベルト3との噛み合いの中心位置にくるようにす
る。
このようなオイルポンプブーI74の配置により、第1
実施例の場合と同様に、ベルト3の最大張力時にベルト
の全長は収縮し、そのため張力の最大値は減少し、ベル
ト3の最小張力時には逆にベルトの全長は伸長し、張力
の最小値は増大し、その結果ベルト張力の変動の振幅が
減少するものとなる。
第5図、第6図は本発明の第3実施例における非円形プ
ーリの形状を示すものである。
同図に示す実施例はプーリ4のピッチ径を増減するので
はなく、特定の歯の高さを増加させることによりタイミ
ングベルト3の共振を抑制するものである。4気筒エン
ジンの場合RとSの2ケ所、6気筒エンジンの場合はR
,T、Uの3ケ所の歯の高さを増加させる。ここで図中
αは120゛である。この高さを増加させた歯を張力変
動が最小となる点、すなわち上死点からの角度が4気筒
エンジンでは約160°、6気筒エンジンでは約170
゜の点でかみ合いの中心にくるよう配設すると前述と同
様の作用によりタイミングベルト3の振幅は減少し、共
振が抑制されるものとなる。
〔発明の効果〕
本発明は以上のように、タイミングベルト機構において
、ベルトの張力が最大となる時はベルトの全長を減少さ
せてその張力を減少させ、ベルトの張力が最小となる時
には逆にベルトの全長を伸長してその張力を増大するよ
うにしているので、ベルトの最大張力と最小張力との差
を少なくする、すなわちベルトの加振要因の1つである
張力変動の振幅を減少することができ、共振の度合を抑
制することができる。
またそのため、プーリとベルトとの噛み合いは確実とな
りベルトの歯にかかる荷重の増加は回避されベルトの寿
命を延長することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1実施例の概略図、第2図は従来の
タイミングベルト機構におけるベルト張力の変動を示す
グラフ、第3図は本発明のタイミングベルトa構におけ
るベルト張力の変動を示すグラフ、第4図は本発明の第
2実施例における非円形プーリの拡大正面図、第5図は
本発明の第3実施例における非円形プーリの拡大正面図
、第6図は第5図のH部の拡大図である。 1…カムシャフトプーリ、 2…クランクシャフトプーリ、 3…タイミングベルト、 4…オイルポンププーリ。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.歯付き駆動プーリと歯付き被駆動プーリとの間に歯
    付きベルトを掛け渡したタイミングベルト機構において
    、前記駆動プーリと被駆動プーリとの間にさらに前記歯
    付きベルトと噛み合う中間歯付きプーリを介在させ、該
    中間歯付きプーリの歯先円を非円形となして該プーリの
    中心から最小距離の歯先部と最大距離の歯先部とを形成
    し、前記最小距離の歯先部を前記歯付きベルトが最大張
    力となる時該ベルトとの噛み合い部の中心位置に、前記
    最大距離の歯先部を前記歯付きベルトが最小張力となる
    時該ベルトとの噛み合い部の中心位置に、それぞれ位置
    させるよう配置したことを特徴とするタイミングベルト
    機構。
  2. 2.前記駆動プーリ1回転当りの負荷変動数をN、前記
    駆動プーリの歯数をZとした場合、前記中間歯付きプー
    リが、Za=k・Z(k=1,2,3…)なる歯数Za
    を有し、かつn=k・Nを満足する個数nの前記最大距
    離及び最小距離の歯先部を有している特許請求の範囲第
    1項記載のタイミングベルト機構。
JP24841186A 1986-10-21 1986-10-21 タイミングベルト機構 Pending JPS63106453A (ja)

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