(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プーリの歯溝にベルトの歯が噛み込み、プーリの歯溝からベルトの歯が噛み離れる歯付きベルト伝動機構において、
プーリの歯溝の底面とベルトの歯先面との間から外部にまたは逆向きに空気が流通する空気流通路をプーリに形成し、
プーリの歯側面ではなく歯溝の底面に空気流通路を開口し、その開口を歯溝の進行方向向きの側面側に配置したことを特徴とする歯付きプーリ。
【請求項２】
空気流通路は、歯溝の底面に歯幅方向に挿通した溝を含むことを特徴とする請求項１に記載の歯付きプーリ。
【請求項３】
空気流通路は、歯溝の底面の中央部に開口した孔を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の歯付きプーリ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、歯付きベルト伝動機構に使用される歯付きプーリに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、歯付きベルト伝動機構は、ベルトがプーリに噛み込む際、ベルトと  プーリの間に空気が挟まれ、大部分の空気が外部に押し出され、一部の空気がベルトとプーリの間に圧縮された状態で残留する。また、ベルトがプーリから噛み離れる際、ベルトとプーリの間に圧縮されていた残留空気が外部に流出し、更  に、ベルトとプーリの間に負圧が生じて空気が流入する。
【０００３】
ベルトとプーリの間に挟まれた空気が外部に流出する抵抗が大きいと、また、ベルトとプーリの間に外部の空気が流入する抵抗が大きいと、大きな騒音が発生する。
【０００４】
歯付きベルト伝動機構において、特開平５−１０６７０８号公報に開示されているように、幅広のベルトが幅広のプーリに噛み込む際の騒音を低減するため、幅広のプーリの外周の中央部に、各歯を横断して各歯溝を連通する円環形状の連通路を歯たけより浅くまたは深く形成することが考えられた。
【０００５】
幅広のベルトが幅広のプーリに噛み込む際、ベルトの歯とプーリの歯溝の間に挟まれた空気は、プーリの歯溝の両開放端から流出すると共に、プーリの歯溝の中央部に連通した連通路からプーリの隣の歯溝に流出して外部に流出する。ベルトの歯とプーリの歯溝の間に圧縮された状態で残留する空気が減少する。
【０００６】
ベルトとプーリの間に挟まれた空気が外部に流出する抵抗と、ベルトとプーリの間に外部の空気が流入する抵抗が小さくなり、ベルトとプーリの間に残留する圧縮空気が減少するので、騒音が低減される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、プーリの外周に円環形状の連通路を形成した歯付きベルト伝動機構において、プーリの歯側面は、連通路が開口して面積が減少するので、ベルトの歯側面とプーリの歯側面の接触面積即ち動力の主伝達面積が減少して、伝動能力が低下する。
【０００８】
従って、騒音低減効果を高めるため、連通路の断面積を拡大すると、伝動能力の低下が大きくなる。逆に、伝動能力の低下を減らすため、連通路の断面積を縮小すると、騒音低減効果が少なくなる。
【０００９】
また、ベルトは、動力の主伝達面である歯側面がプーリの歯側面の連通路開口縁に大きな力で押し付けられてその開口縁で傷付けられるので、損傷し易く、寿命が低下する。
【００１０】
即ち、歯付きベルト伝動機構において、伝動能力やベルトの寿命を低下させずに、騒音を十分に低減することができない。
【００１１】
【課題を解決するための研究と着眼】
歯付きベルト伝動機構において、図１に示すように、プーリ１の歯溝２にベルト３の歯４が噛み込む際、プーリ１の歯溝２から観察すると、プーリの歯溝２の底面にベルトの歯４の進行方向向きの側面と歯先面の稜線部が接触し、ベルトの歯４の反対向きの側面と歯先面の稜線部がプーリの歯溝２の進行方向向きの側面に沿ってプーリの歯溝２の底側に移動し、ベルト３の歯先面がプーリの歯溝２の底面に重合する。その際、ベルト３の歯先面とプーリの歯溝２の底面の間に空気が挟まれ、大部分の空気が押し出されてプーリの歯溝２の両開放端から外部に流出し、一部の空気がベルト３の歯先面とプーリの歯溝２の底面の間に圧縮された状態で残留する。
【００１２】
また、図２に示すように、プーリ１の歯溝２からベルト３の歯４が噛み離れる際、プーリの歯溝２の底面に重合したベルト３の歯先面は、ベルトの歯４の進行方向側から離れる。その際、ベルト３の歯先面とプーリの歯溝２の底面の間に圧縮されていた残留空気が外部に流出し、更に、外部の空気がベルト３の歯先面とプーリの歯溝２の底面の間にプーリの歯溝２の両開放端から流入する。
【００１３】
従って、プーリは、図４に例示するように、歯溝２１の底面に溝２２が歯幅方向に挿通して歯溝の底面が外部と連通していると、ベルトの歯先面とプーリの歯溝の底面の間に挟まれた空気が外部に流出する抵抗と、ベルトの歯先面とプーリの歯溝の底面の間に外部の空気が流入する抵抗が小さくなり、また、ベルトの歯先面とプーリの歯溝の底面の間に残留する圧縮空気がほとんどなくなって、騒音が低減される。
【００１４】
また、プーリは、図９に例示するように、歯溝２１の底面の中央部とプーリ側面の間に孔３２，３１が貫通して歯溝の底面の中央部が外部と連通していても、同様に、騒音が低減される。
【００１５】
歯溝２１の底面に開口した空気流通用の溝２２や孔３２は、図４と図９に例示するように、その開口を歯溝２１の進行方向向きの側面側に配置した方がその反対側に配置した場合より、空気が流出する抵抗と流入する抵抗が小さくなって、騒音低減効果が高くなる。
【００１６】
更に、プーリは、図４と図９に例示するように、歯溝２１の底面に空気流通用の溝２２や孔３２，３１が形成されても、動力の主伝達面である歯側面の面積が減少しない。従って、プーリの歯側面とベルトの歯側面の動力伝達面積は減少しないので、伝動能力が低下しない。
【００１７】
また、ベルトは、動力の主伝達面である歯側面がプーリの歯溝底面の空気流通用の溝や孔で傷付けられないので、寿命が低下しない。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、プーリの歯溝にベルトの歯が噛み込み、プーリの歯溝からベルトの歯が噛み離れる歯付きベルト伝動機構において、
プーリの歯溝の底面とベルトの歯先面との間から外部にまたは逆向きに空気が流通する空気流通路をプーリに形成し、
プーリの歯側面ではなく歯溝の底面に空気流通路を開口し、その開口を歯溝の進行方向向きの側面側に配置したことを特徴とする歯付きプーリである。
【００１９】
【発明の効果】
プーリの歯溝の底面とベルトの歯先面との間から外部に、または、逆向きに空気が空気流通路を経て流通する。プーリの歯溝にベルトの歯が噛み込む際、ベルトの歯先面とプーリの歯溝の底面との間に挟まれた空気が外部に流出する抵抗と、プーリの歯溝からベルトの歯が噛み離れる際、ベルトの歯先面とプーリの歯溝の底面との間に外部の空気が流入する抵抗が小さくなる。ベルトの歯先面とプーリの歯溝の底面との間に残留する圧縮空気がほとんどなくなる。騒音が低減される。その上、空気流通路は、プーリの歯溝の底面に開口し、その開口を歯溝の進行方向向き側面側に配置したので、騒音低減効果が高くなる。
【００２０】
プーリの歯側面には、溝や孔のような空気流通路が開口しておらず、プーリの歯側面とベルトの歯側面の動力伝達面積が減少しないので、伝動能力やベルト寿命が低下しない。
【００２１】
結局、歯付きベルト伝動機構において、伝動能力やベルト寿命を低下させず  に、騒音を十分に低減することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
＜第１例（図３と図４参照）＞
本例は、自動車用直列４気筒エンジンにおいて吸排気弁を駆動するカム軸をクランク軸で回転駆動する歯付きベルト伝動機構である。
【００２３】
この歯付きベルト伝動機構は、図３に示すように、クランク軸１１に歯付きの駆動プーリ１２を固定し、歯車伝動機構１３で連結した２本のカム軸１４の一方に歯付きの従動プーリ１５を固定している。駆動プーリ１２と従動プーリ１５及び油ポンプのプーリ１６の間には、歯付きのベルト１７を掛け渡し、ベルト１７の内周面の歯を駆動プーリ１２の歯と従動プーリ１５の歯及び油ポンプのプーリ１６の歯にそれぞれ噛み合わせ、ベルト１７の外周面を移動可能なテンション  ローラ１８に当てて、ベルト１７に所望の張力を加えている。
【００２４】
駆動プーリ１２は、図４に示すように、歯溝２１の底面に溝の空気流通路２２を歯幅方向に挿通し、プーリ１２の両側面の間に挿通して歯溝２１の底面に開口した空気流通路２２を歯溝２１の進行方向向きの側面側に配置している。
【００２５】
空気流通路２２は、３本または２本の歯溝２１に１本の割合で設ける。また  は、各歯溝２１毎に設ける。
【００２６】
＜第２例（図５参照）＞
駆動プーリ１２は、図５に示すように、歯溝２１の底面に溝２３を第１例におけるのと同様に挿通し、プーリ１２の両側面の間に、溝２３の幅より大径の孔  ２４を貫通して、溝２３の底部と孔２４の上部を連通し、溝２３と孔２４で空気流通路を構成している。
【００２７】
その他の点は、第１例におけるのと同様である。
【００２８】
空気流通路は、溝２３の底部に大径の孔２４を連通したので、第１例における空気流通路２２より、空気の流通抵抗が小さくなって、騒音低減効果が高くな  る。
【００２９】
＜第３例（図６参照）＞
駆動プーリ１２は、図６に示すように、歯溝２１の底面に溝２５を第１例におけるのと同様に直線形状に挿通し、駆動プーリ１２の内周面即ち軸孔２６の周面の中央部に溝２７を円環形状に形成して、直線形状の各溝２５の底部の中央部と円環形状の溝２７の底部を連通し、直線形状の溝２５と円環形状の溝２７で空気流通路を構成している。
【００３０】
その他の点は、第１例におけるのと同様である。
【００３１】
空気流通路は、直線形状の各溝２５の底部の中央部にそれぞれ円環形状の溝  ２７を連通したので、第１例における空気流通路２２より、空気の流通抵抗が小さくなって、騒音低減効果が高くなる。
【００３２】
＜実験例（図７参照）＞
第１例，第２例，第３例の歯付きベルト伝動機構において、それぞれ、駆動  プーリ１２の各歯溝２１毎に空気流通路２２，２３，２４，２５，２７を設け、ベルト１７の張力を３７５Ｎに設定し、駆動プーリ１２の回転数を６００〜    ３０００ｒｐｍの各値に設定し、周波数が５〜１０ｋＨｚの騒音を測定した。その結果は、図７に第１例を三角付き鎖線で、第２例を四角付き破線で、第３例を丸付き細線で示すようになった。
【００３３】
また、第１例，第２例，第３例における駆動プーリ１２に代えて、外周の中央部に、各歯を横断して各歯溝を連通する円環形状の連通路を歯たけより深く形成した従来のプーリを使用して同様に騒音を測定した。その結果は、図７にばつ付き点線で示すようになった。
【００３４】
図７から明らかなように、第１例においては、従来より騒音が低くなった。第２例においては、従来よりプーリ回転数の６００〜３０００ｒｐｍの全範囲で騒音が低くなり、第１例より騒音が低くなった。第３例においては、従来よりプーリ回転数の６００〜３０００ｒｐｍの全範囲で騒音が低くなり、第２例より騒音が低くなった。
【００３５】
＜第４例（図８参照）＞
駆動プーリ１２は、図８に示すように、プーリ１２の片側の側面に軸孔２６より大径の円形凹部２８を同芯状に形成し、薄肉軽量にしている。歯溝２１の底面には、溝２９を第１例におけるのと同様に挿通し、溝２９の底面の中央部と円形凹部２８の周面の間に長方形断面の孔３０を貫通して、溝２９と孔３０で空気流通路を構成している。
【００３６】
その他の点は、第１例におけるのと同様である。
【００３７】
空気流通路は、各溝２９の底部の中央部に、それぞれ、プーリ側面の円形凹部２８に連通した長方形断面の孔３０を接続したので、第１例における空気流通路２２より、空気の流通抵抗が小さくなって、騒音低減効果が高くなる。
【００３８】
＜第５例（図９参照）＞
駆動プーリ１２は、図９に示すように、プーリ１２の両側面の間に円形断面の孔３１を、第２例における円形断面の孔２４と同様な位置に貫通し、歯溝２１の底面と円形断面の孔３１の周面の間に長方形断面の孔３２を、第２例における溝２３の中央部と同様な位置に貫通して、円形断面の孔３１と長方形断面の孔３２で空気流通路を構成している。
【００３９】
その他の点は、第１例におけるのと同様である。
【００４０】
＜第６例（図１０参照）＞
駆動プーリ１２は、図１０に示すように、軸孔２６の周面の中央部に溝３３を第３例におけるのと同様に円環形状に形成し、歯溝２１の底面と円環形状の溝  ３３の底面の間に長方形断面の孔３４を、第５例における長方形断面の孔３２と同様な位置に貫通して、円環形状の溝３３と長方形断面の孔３４で空気流通路を構成している。
【００４１】
その他の点は、第１例におけるのと同様である。
【００４２】
＜第７例（図１１参照）＞
駆動プーリ１２は、図１１に示すように、プーリ１２の片側の側面に軸孔２６より大径の円形凹部３５を同芯状に形成し、第４例におけるのと同様に薄肉軽量にしている。歯溝２１の底面と円形凹部３５の周面の間には、長方形断面の孔  ３６を、第５例における長方形断面の孔３２と同様な位置に貫通して、長方形断面の孔３６で空気流通路を構成している。
【００４３】
その他の点は、第１例におけるのと同様である。
【００４４】
＜第８例（図１２参照）＞
駆動プーリ１２は、図１２に示すように、複数本の円形断面の孔３７を、第５例における長方形断面の孔３２に代えて設けている。円形断面の孔３７は、長方形断面の孔３２より孔明け作業が容易である。
【００４５】
その他の点は、第５例におけるのと同様である。
【００４６】
第６例，第７例における長方形断面の孔３４，３６に代えて、同様に、複数本の円形断面の孔を設けることもできる。
【００４７】
＜その他＞
１）歯付きベルト伝動機構において、駆動プーリ１２のみならず、従動プーリ１５，１６にも、同様に、空気流通路を設けることができる。
【００４８】
２）エンジンのカム軸を駆動する歯付きベルト伝動機構のみならず、その他の歯付きベルト伝動機構においても、駆動プーリまたは従動プーリに、同様に、空気流通路を設けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】歯付きベルト伝動機構においてプーリの歯溝にベルトの歯が噛み込む状態を示す説明図。
【図２】歯付きベルト伝動機構においてプーリの歯溝からベルトの歯が噛み離れる状態を示す説明図。
【図３】本発明の実施形態の第１例の歯付きベルト伝動機構の正面図。
【図４】同例の歯付きプーリの部分斜視図。
【図５】第２例の歯付きプーリの部分斜視図。
【図６】第３例の歯付きプーリの一部破断部分斜視図。
【図７】第１例，第２例，第３例，従来のプーリを使用した歯付きベルト伝動機構の騒音とプーリ回転数の関係を示す線図。
【図８】第４例の歯付きプーリの一部破断部分斜視図。
【図９】第５例の歯付きプーリの部分斜視図。
【図１０】第６例の歯付きプーリの一部破断部分斜視図。
【図１１】第７例の歯付きプーリの一部破断部分斜視図。
【図１２】第８例の歯付きプーリの部分斜視図。
【符号の説明】
１  歯付きプーリ
２  プーリの歯溝
３  歯付きベルト
４  ベルトの歯
１２  歯付き駆動プーリ
１５，１６  歯付き従動プーリ
１７  歯付きベルト
２１  プーリの歯溝
２２  溝，空気流通路
２３，２４  溝と孔，空気流通路
２５，２７  直線形状の溝と円環形状の溝，空気流通路
２９，３０  溝と孔，空気流通路
３１，３２  円形断面の孔と長方形断面の孔，空気流通路
３３，３４  円環形状の溝と長方形断面の孔，空気流通路
３６  長方形断面の孔，空気流通路
３７，３１  円形断面の孔，空気流通路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0003577835.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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