WO1996020362A1

WO1996020362A1 - Idler pulley

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Publication number: WO1996020362A1
Application number: PCT/JP1995/002717
Authority: WO
Inventors: Yoshio Kato; Motoharu Niki; Tsutomu Mizutani; Tadahisa Suzuki; Yoshiaki Suzuki; Masahiro Muranaka; Takahiro Koremoto; Masao Fukuwaka
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 1996-07-04
Anticipated expiration: 1997-06-28
Also published as: US5725448A; CA2184179A1; DE19581535T1

Description

明細香アイドラプーリ発明の背最

本発明はアイドラプーリに関し、特に自動車のエンジンのタイミングベルト、及び補機駆動用ベルトに係止されるァィドラプーリに関するものである。

アイドラブーリは、自動車のェ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增大させ、また、ベルトに適当な張力を与えるために配置される。アイドラプーリとしては、ベルトが接触するブーリ周面を玉軸受の外輪の外径に直接設けたもの（笠型外輪）もあるが、図 2 3に示すように、プーリ周面 1 1 a 1 を有するプーリ本体 1 1 と玉軸受 1 2とを嵌合一体化した構成のものが多く使用されている。

ブーリ本体 1 1 は辆板ブレス製のもので、ベルトを掛けるための外径円筒部 1 1 a、玉軸受 1 2の外輪 1 2 bを嵌合する内径円筒部 1 1 bを有する。プーリ周面 1 1 a 1 は、外径円筒部 1 1 aの外径に設けられる。玉軸受 1 2は深溝玉軸受で、プーリ本体 1 1 の内径円筒部 1 1 bに嵌合された外轅 1 2 b、固定軸（図示省略）に嵌合される内輪 1 2 a、内輪 1 2 bの軌道面と外輪 1 2 aの軌道面との間に組込まれた複数のボール 1 2 c、ボール 1 2 cを保持する保持器 1 2 d、グリースを密封するシール 1 2 eを有する。

この種のアイドラプーリでは、プーリ本体 1 1 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 1 2の外輪 1 2 bがプーリ本体 1 1 と一体となつて回転する。

上記のようなアイドラプーリにおいて、ベルト荷重の荷重中心は玉軸受 1 2の軸受中心線 Yと一致し、また、プーリ回転軸心 Zは固定軸心 Xと一致するように設計するのが通例である。これは、ベルト荷重が玉軸受 2に偏荷重として作用し、玉軸受 2に好ましくない影整が生じるのを回避するためにそうするもので、従来より踏襲されてきたいわば設計上の基本的事項ともいうべきものである。また、玉軸受 1 2は、通常、深溝玉軸受であり、予圧が負荷された軸受は用いないのが通例である。これは、予圧をかけて使用することによる好ましくない影饗を懸念したためと思われる。

ところで、上記のようなアイドラプーリを寒冷時に運転すると特異音（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 1 0 0 %発生するわけではなく、気温等に左右され、国内では北海道など限られた地域でのみ発生する。また、自動車のエンジン始動時からごく短時間（長いものでも 1分間程度）に発生し、その後は皆無である。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、自動車等に使用されるアイドラブーリは高温、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。このような理由から、現在、アイドラ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状である。

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、転動体と内輪の軌道面および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）を軸受に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涠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、高温時の涠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。

また、内輪の軌道面および外輪の軌道面の曲率半径を大きくしたり、軸受すきまを大きくすることで、冷時異音の発生が抑制されたとの報告もあるが、冷時異音の発生を完全には防止できておらず、また、軌道面の曲率半径ゃ軸受すきまの増大は、プーリ本体の角振れを增幅する結果となり、アイドラプーリとしての機能を害するおそれがある。

さらに、プーリ本体のボス部（玉軸受の外輪を嵌合する部分）の外径に吸音効果を有する部材（ゴム状弾性体）を装着した事例（実開平 3— 4 1 2 4 7号）、あるいは、ブーリ本体の内径と玉軸受を嵌合するベァリングケースの外径との間に弾性体を介在させた事例もある（実開昭 6 2— 9 1 0 5 6号）。これらの事例は、弾性体の内部減衰性を利用して、冷時異音の発生要因であると考えられる軸受の自励振動を吸収しょうとしたものであるが、冷時においては弾性体の内部減衰性が低下すると考えられるため、冷時異音対策として充分な効果が期待できるかは定かではない。発明の要約

本発明の目的は、アイドラプーリの耐久性、プーリとしての機能を確保しつつ、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又は防止し得る手段を提供することにある。

寒冷時には、グリースの基油粘度上昇 ·稠度低下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。特に、油膜切れ部分が存在すると、その部分で転動体がステイク滑りを起こし、転がり，滑りの状態変化を周期的に繰り返すために、ある一定の振動数で転動体の自励振動の振幅はより大きくなる。しかも、深溝玉軸受においては、ラジアル荷重によって転動体が負荷域から非負荷域に、あるいは、非負荷域から負荷域に移行する瞬間は、その挙動が特に不安定になり（転動体の遅れ進み等）、これが自励振動を一層助長させる。そして、このような自励振動をする転動体と内輪の軌道面および外輪の軌道面との接触部分において異音が発生すると思われる。さらに、転動体の自励振動が外輪を介してプーリ本体に伝わり、プーリ本体の固有振動と共振して增幅され、共鳴音となって拡大する場合もある。

冷時異音の発生メ力ュズムは未だ完全には解明されていないが、上記のように、転動体の自励振動が大きな要因になっていると考えられる。このような推論に基づき、いくつかの検証を試みたところ、以下の事象が判明した（図 3 2および図 3 3参照）。

( 1 ) 軸受 B (深溝玉軸受）を組込んだアイドラブーリに比べ、軸受 A (複列ァンギユラ玉軸受）を組込んだアイドラプーリは冷時異音の発生頻度が低い（図 3 2参照）。

( 2 ) 低温時の粘度が高いグリースを封入したアイドラプーリは、粘度の低いグリースを封入したアイドラプーリに比べ、冷時異音の発生頻度が高い（図 3 3参照）。

上記（ 1 ) ( 2 ) の事象から、転動体の挙動の自由度、冷時における軌道面の油胰形成状態が、冷時異音の発生に大きな影響を及ぼしていることが裏付けられる。

本発明は、上記のような推 sa及び検証結果に基づき、アイドラブーリにおける玉軸受の転動体が、相互間で所定の頓きを有する内輪の軌道面および外輪の軌道面と接触する構成、又は、玉軸受に軸方向の予圧が付与された構成を採用することにより、冷時異音の発生を効果的に抑制又は防止したものである。

玉軸受の転動体が、相互間で所定の傾きを有する内輪の軌道面および外輪の軌道面と接触する構成とすることにより、転動体は内輪の軌道面および外輪の軌道面と所定面圧以上で接触角をもって（溝底をはずれた位置で）接触する。そのため、転動体はその挙動、特に、軸方向への挙動が抑制され、仮に何らの起振要因が作用した場合でも、自励振動を生じにくい。しかも、内輪の軌道面と外輪の軌道面とが所定の傾きを持っているので、転動体と内輪の軌道面および外輪の軌道面との接触角は、転動体の周方向位相によって異なる。このことは、転動体の自転軸が、その公転移動に伴って刻々変化することを意味する。転動体の自転軸が刻々変化することにより、転動体に付着した新しい潤滑剤が軌道面との接触部分に常に供給され、油膜が形成され易くなるので、起振要因となる摩擦係数の周期的変化、転動体のスティック滑りが生じにくい。

本発明において、冷時異音の発生が効果的に抑制又は防止されるメ力二ズムは、このような転動体の挙動抑制機能、油胰形成促進機能の相互作用によるものと考えられる。そして、内輪の軌道面と外輪の軌道面との傾き角を管理することにより、周囲環境、連転条件等に応じた最適設定、変更等を極めて容易に行なうことができる。

上述した本発明の構成は、以下に示すような種々の態様を含む。

a ) ベルトの中心と玉軸受の軸受中心線とがオフセツトされた構成。

b ) ベルト荷重の荷重中心と玉軸受の軸受中心線とがオフセットされた構成。 c ) プーリ回転軸心と固定軸の軸心との間に傾斜角を有する構成。 f ) 回転側軌道面の軸心と固定側軌道面の軸心との間に傾斜角を有する構成。また、玉軸受に軸方向の予圧が付与された構成とすることによつても、転動体はその挙動、特に、軸方向への挙動が抑制されるため、冷時異音の発生が効果的に抑制又は防止される。

本発明の効果は、封入グリースの種類を問わず実現できるので、低温グリース等使用した従来構造のように、高温耐久性の低下につながる心配はない。また、プーリの構造を複雜化させる要因が少ないので、コスト的にも有利である。尚、上記傾き角または予圧量を限界値以下の値とすることにより、耐久性等の要求との均衡を図ることができると考えられる。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 2は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 3は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 4は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 5は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 6は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 7は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 8は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 9は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 1 0は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 1 1 は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 1 2は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 1 3は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 1 4は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 1 5は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 1 6は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 1 7は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 1 8は、本発明の実施例を示す断面図である。図 1 9は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 2 0は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 2 1 は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 2 2は、本発明の実施例を示す断面図である。

図 2 3は、従来のアイドラプーリを示す断面図である。

図 2 4は、オフセット量と接触角分布との関係を示す図である。

図 2 5は、オフセット量と外輪の接触面圧との関係を示す図である。

図 2 6は、オフセヅト量と内輪の接触面圧との関係を示す図である。

図 2 7は、オフセット量と音圧レベルとの関係を示す図である。

図 2 8は、オフセット量と音圧レベルとの関係を示す図である。

図 2 9は、オフセット量と音圧レベルとの関係を示す図である。

図 3 0は、オフセット量と冷時異音の発生率との関係を示す図である。

図 3 1 は、オフセット量と冷時異音の発生率との関係を示す図である。

図 3 2は、複列アンギュラ玉軸受と深溝玉軸受における冷時異音発生の検証結果を示す図である。

図 3 3は、封入グリースの異なる深溝玉軸受における冷時異音発生の検 IE結果を示す図である。

好ましい具体例の記述

以下、本発明の実施例を図面に従って説明する。

図 1〜図 7に示す実施例は、ベルト中心と玉軸受 2の軸受中心線 Yとをオフセットさせた構成に関するものである。ベルト中心と玉軸受 2の軸.受中心線 Yとをオフセットさせることにより、ベルトにより負荷されるラジアル荷重の荷重中心が軸受中心線 Yからずれる。この荷重中心のずれにより、玉軸受 2にモーメント荷重が作用し、外輪 2 aが観く。そして、外輪 2 aが軸受中心線 Yに対して所定量だけ傾くことにより、外輪 2 aの軌道面と内輪 2 bの軌道面との間に所定の傾きが生じ、転動体（ボール 2 c ) が内輪 2 bの軌道面および外輪 2 aの軌道面と所定面圧以上で接触角をもって（溝底をはずれた位置で）接触しながら転動する図 1 に示すアイドラプーリは、自動車の補機駆動ベルト等に使用されるものである。このアイドラプーリは、例えば銕板プレス製のブーリ本体 1 と、プーリ本体 1 の内径に嵌台された玉軸受 2とで構成される。プーリ本体 1 は、円简部 1 a 、円筒部 1 aの一端から外径側に延びたフランジ部 1 b、円筒部 1 aの他端から内径側に延びた锊部 1 cからなる環体である。円筒部 1 aの内径には、玉軸受 2 の外輪 2 aが嵌合され、円筒部 1 aの外径には、図示されていないベルトが接触するプーリ周面 1 a 1 が設けられている。フランジ部 1 bは、ブーリ周面 1 a 1 に接触するベルトを案内するために設けられている。プーリ周面 1 a 1 にベルトが接触することにより、アイドラとしての役割を果たす。

玉軸受 2は深溝玉軸受で、プーリ本体 1 の円筒部 1 aの内径に嵌合された外輪 2 a、図示されていない固定軸に嵌合される内輪 2 b、内輪 2 bの軌道面と外輪 2 aの軌道面との間に組込まれた複数のボール 2 c、および、ボール 2 cを円周等間隔に保持する保持器（図示省略）、グリースを密封する一対のシール（図示省略）で構成される。

ベルト中心が接触するブーリ周面 1 a 1 の接触位置 Zと、玉軸受 2の軸受中心線 Yとは、軸方向に寸法 Sだけオフセットされている。

図 2 4は、オフセット量（<5 ' ) (ベルト中心と軸受中心線とのずれ量（荷重負荷時） } と接触角分布との関係、図 2 5および図 2 6は、オフセット量（ S ' ) と外輪 2 a、内輪 2 bの接触面圧との関係を示す（解析結果）。尚、これらの解析結果は玉軸受 2として深溝玉軸受を用いた場合のものであり、オフセット量 = 0の構成が従来のアイドラプーリに該当する。また、これら図における周方向角度（位相角）は、ベルトの接 »中央位置（ブーリ周面との接触部分における円周方向中央位置）を基準（0^β ) とし、そこから固定軸回りにとった角度であるまず、図 24に示す結果から、オフセット置 =0の構成では、転動体（ボール 2 c ) の接触角が全ての周方向角度においてゼロであるのに対し、オフセット量を設けた構成では、転動体が殆ど全ての周方向角度において接触角をもって内輪の軌道面および外輪の軌道面と接触する。しかも、転勦体の接触角は周方向角度 (位相角）によって異なつており、このことは、転動体の自転軸が公転に伴って刻々変化することを示している。

つぎに、図 25および図 26に示す結果から、オフセット量 =0の構成では、ベルト荷重の非負荷領域（周方向角度 Ι Ο Ο' ~250^β 付近）において接触面圧がゼロになるのに対し、オフセットを設けた構成では、転動体が非負荷領域を含む全領域において所定値以上の接触面圧をもって内輪の軌道面および外輪の軌道面と接触する。特に、ベルトの接触中央位置からもっとも離れた周方向角度 1 80。の位置において、接触面圧の小ビーク状態が表れるのが特徴的である。この状態は、図 12の接触角分布に対応している。

以上の解析結果から明らかなように、本実施例のアイドラプーリにおいては、 ①全ての転動体が内輪の軌道面および外輪の軌道面と所定面圧以上で接触角をもつて接触し、 ②各転動体の自転軸（接触角）がその公転移動に伴って刻々変化する

尚、上記①②は、冷時異音発生防止のための最も好ましい状態を示すもので、必ずしも全ての転動体が上記①②の状態に該当する必然性はなく、少なくともべルト荷重の負荷域（周方向角度 0。 ~ 100° 付近、 250° ~360° 付近）にある転動体が上記①②の状態に該当すれば、かなりの抑制効果が期待できる。上記構成のアイドラプーリについて試験を行なった。その結果を図 27〜図 3 1に示す。まず、図 30、図 31は、オフセット量《5 ' (mm) と冷時異音の発生率（％ ) との関係を示している。図 30は玉軸受 2にグリース Aを封入した場合、図 3 1は玉軸受 2にグリース Bを封入した場合の試験結果である。運転条件は両者とも同じである。

図 30、図 3 1において、オフセット量 5， = 2. Ommで、冷時異音の発生率は激減し、 5， =3. Omm以上ではゼロになっている。

つぎに、図 27〜図 29は、オフセット量 5， (mm) と音響の音圧レベル（ d B ) との関係を示している。音圧が N d B以上の音響が冷時異音である。図 2 7は玉軸受 2にグリース Cを封入した場合、図 28は玉軸受 2にグリース Dを封入した場合、図 29は玉軸受 2にグリース Eを封入した場合の試験結果である。運転条件はすべて同じである。

図 27〜図 29において、オフセット量 5 ' = 2. Omm以下では冷時異音の発生が認められたが、 2mmく 5' の領域では、冷時異音の発生が完全に防止されている。

以上の試験結果から、オフセット量 5 (5 ' ) を所定以上の値に設定することにより、封入グリースの種類に関係なく、冷時異音の発生を完全に防止できることが明らかになつた。

図 2に示すアイドラブーリでは、ブーリ本体 1の形状が、図 1に示す構成とは異なっている。この実施例のプーリ本体 1は、玉軸受 2を嵌合する内径円筒部 1 d、ベルトを掛けるための外径円简部 1 e、内径円筒部 1 dと外径円简部 1 eとを連結する連結部 1 f 、内径円筒部 1 dの両端からそれぞれ内径側に延びた鍔部 1 gr、 1 hからなる環体である。玉軸受 2の外糁 2 aは内径円筒部 1 dの内径に嵌合され、鍔部 1 g、 1 hによって軸方向の両側に位置決めされる。外径円筒部 1 eの外径には、ベルトが接触するプーリ周面 1 e 1が設けられている。ベルト中心が接触するプーリ周面 1 e 1の接触位置 Zと、玉軸受 2の軸受中心線 Yとは、軸方向に寸法 δだけオフセットされている。

図 3に示すアイドラブーリでは、ブーリ本体 1のプーリ周面 1 j 1にクラウ二ングが設けられ、かつ、このクラウユングの凸中心 Uと、玉軸受 2の軸受中心線 Yとが、軸方向に寸法 5だけオフセットされている。ベルトの走行時、ベルト中心はクラウニングの凸中心 Uと一致し、軸方向中心線 Yに対して所定量だけオフセットされる。尚、この実施例のブーリ本体 1は、円简部 1 j からなる環体で、円筒部 1 j の内径に玉軸受 2の外輪 2 aが嵌合され、円筒部 1 j の外径にプーリ周面 1 j 1が設けられる。プーリ周面 1 j 1の軸方向中心は、玉軸受 2の軸受中心線 Yと一致する。

図 4に示すアイドラプーリでは、プーリ本体 1 の形状が、図 3に示す構成とは異なっている。この実施例のプーリ本体 1 は、例えば 2つの鋼板ブレス部材を突き合わせ結合したもので、玉軸受 2を嵌合する内径円筒部 1 k、ベルトを掛けるための外径円筒部 1 m、内径円简部 1 kと外径円简部 1 mとを連結する連結部 1 n、内径円简部 1 kの両端からそれぞれ内径側に延びた锊部 1 P、 1 qからなる環体である。玉軸受 2の外輪 2 aは内径円简部 1 kの内径に嵌合され、鍔部 1 P 、 1 qによって軸方向の両側に位置決めされる。外径円筒部 l mの外径に、ベルトが接触するプーリ周面 1 m 1が設けられている。そして、プーリ周面 l m l に設けられたクラウニングの凸中心 Uと、玉軸受 2の軸受中心線 Yとが、軸方向に寸法 Sだけオフセットされている。

図 5に示すアイドラプーリでは、玉軸受 2が左右非対称形状になっている。ブーリ本体 1 の形状は、図 1 に示す構成と同様である。玉軸受 2が左右非対称形状であることにより、ベルト中心が接触するプーリ周面 1 a 1の接触位置 Zと、玉軸受 2の軸受中心線 Yとが、軸方向に寸法 5だけオフセットされる。

図 6に示すアイドラブーリでは、ベルトの接触するプーリ周面 2 a 1 が玉軸受 2の外輪 2 a (笠型外輪）の外径に直接設けられ、かつ、ベルト中心が接触するプーリ周面 2 a 1 の接触位置 Vと、玉軸受 2の軸受中心線 Yとが、軸方向に寸法 <5だけオフセットされている。尚、この実施例のアイドラブーリは、以上の実施例におけるプーリ本体 1 は傲えていない。

図 7に示すアイドラプーリは、ベルト 3のベルト中心が接触するプーリ周面 1 r 1 の接触位置と、玉軸受 2の軸受中心線 Yとが、軸方向に寸法《5だけオフセットされるように、エンジンブロック 4に装着されている。尚、この実施例のプーリ本体 1 は、円简部 1 rからなる環体で、円筒部 1 rの内径に玉軸受 2の外輪 2 aが嵌合され、円筒部 1 rの外径にベルト 3が接触するブーリ周面 1 r 1 が設けられている。

図 8〜図 1 2に示す実施例は、玉軸受 2に作用するベルト荷重の荷重中心 Wと、玉軸受 2の軸受中心線 Yとをオフセットさせた構成に関するものである。荷重中心 Wと釉受中心線 Yとをオフセットさせることにより、玉軸受 2にモーメント荷重が作用し、外輪 2 aが傾く。そして、外輪 2 aが軸受中心線 Yに対して傾くことにより、外輪 2 aの軌道面と内輪 2 bの軌道面との間に傾きが生じ、転動体 (ボール 2 c ) が内輪 2 bの軌道面および外輪 2 aの軌道面と所定面圧以上で接触角をもって（溝底をはずれた位置で）接触しながら転動する。そのため、上述した実施例と同様の作用効果を奏する。

囫8に示すアイドラブーリにおいて、ブーリ本体 1 は、円筒部 1 a、円筒部 1 aの右端から外径側に延びたフランジ部 1 bからなる環体である。円筒部 1 aの内径には、玉軸受 2の外輪 2 aが嵌合され、円筒部 1 aの外径には、図示されていないベルトが接触するブーリ周面 1 a 1 が設けられている。ブーリ周面 1 a 1 は円錐テーバ面であり、左端側が大径、右端側が小径になっている。

ベルトが円錐テーパ状のプーリ周面 1 a 1 に接触すると、ベルト荷重の分布は、プーリ周面 1 a 1の大径側（左端側）において大となり、その荷重中心が、玉軸受 2の軸受中心線 Yに対して、大径側（左端側）に寸法 Sだけずれる。このようにして、荷重中心 Wと軸受中心線 Yとが軸方向に Sだけオフセットされる。図 9に示すアイドラブーリは、ブーリ本体 1の径方向の剛性を左右異ならせることにより、ベルト荷重の荷重中心 Wと玉軸受 2の軸受中心線 Yとを、軸方向に寸法 <5だけオフセットさせたものである。この実施例のプーリ本体 1 は、玉軸受 2を嵌合する内径円筒部 l c、ベルトを掛けるための外径円筒部 l d、内径円筒部 1 c と外径円筒部 1 dの右端同士を径方向に連結する連結部 1 e、内径円筒部 1 c の左端から内径側に延びた鍔部 1 f からなる環体である。連結部 1 f の肉厚は、他の部分よりも厚くなつている。内径円简部 1 cの内径には玉軸受 2の外輪 2 aが嵌合され、外径円筒部 1 dの外径には、ベルトが接触するプ一リ周面 1 d 1 が設けられている。

内径円筒部 1 c と外径円筒部 1 dの右端同士が厚肉の連結部 1 eで連結されているため、プーリ本体 1 の径方向の剛性は、右端部側が大となる。そのため、玉軸受 2に作用するベルト荷重の分布 W aは、ブーリ本体 1 の右端部側において大となり、その荷重中心 Wが、玉軸受 2の軸受中心線 Yに対して、右端側に寸法 δ だけずれる。このようにして、荷重中心 Wと軸受中心線 Υとが軸方向に 5だけォフセッ卜される。

図 1 0 ( a ) ( b ) に示すアイドラブーリは、それぞれ、ブーリ本体 1 と玉軸受 2の外輪 2 aとの締代を左右異ならせることにより、ベルト荷重の荷重中心 W と玉軸受 2の軸受中心線とを、繳方向に寸法 δだけオフセットさせたものである。これら実施例のブーリ本体 1 は、玉軸受 2を嵌合する内径円筒部 1 g、ベルトを掛けるための外径円筒部 1 h、内径円筒部 1 Sと外径円筒部 1 hとを径方向に連結する連結部 1 j 、内径円筒部 1 cの右端から内径側に延びた鍔部 1 kからなる環体である。内径円筒部 1 gの内径は円筒面である。プーリ周面 1 h 1 は、外径円筒部 1 hの外径に設けられる。

図 1 0 ( a ) における玉軸受 2の外輪 2 aの外径は、左端から所定領域が円筒面 2 a 1、右端から所定領域が円維テーパ面 2 a 2であり、かつ、円简面 2 a 1 と円錐テーパ面 2 a 2とが滑らかに連続している。また、図 1 0 ( b ) における玉軸受 2の外輪 2 aの外径は、左右両端から所定領域がそれぞれ円錐テーバ面 2 a 3 > 2 a 4であり、かつ、円錐テーパ面 2 a 3と円錐テーパ面 2 a 4とが円筒面 2 a 5を介して滑らかに連続している。円筒面 2 a 5の中心は、玉軸受 2の軸受中心線 Yから左端側にずれている。

上記のような形状の外輪 2の外径を、プーリ本体 1の内径円筒部 1 gの内径に嵌合すると、ブーリ本体 1 と外輪 2 a との締代は、左端部側において大となる。そのため、玉軸受 2に作用するベルト荷重の分布 W aは、左端部側において大となり、その荷重中心 Wが、玉軸受 2の軸受中心線 Yに対して、左端側に寸法 <5だけずれる。このようにして、荷重中心 Wと軸受中心線 Yとが軸方向に Sだけオフセットされる。

図 1 1 に示すアイドラブーリは、ブーリ本体 1 と玉軸受 2の外輪 2 aとの締代を左右いずれか一方の端部側のみとすることにより、ベルト荷重の荷重中心 Wと玉軸受 2の軸受中心線 Yとを、軸方向に寸法 δだけオフセットさせたものである。この実施例のプーリ本体 1 は、円筒部 l m、円筒部 1 mの左端から外径側に延びたフランジ部 1 n、円筒部 1 mの右端から内径側に延びた锷部 1 Pからなる環体である。円筒部 l mの内径には、玉軸受 2の外輪 2 aが嵌合され、円筒部 1 m の外径には、ベルトが接触するプーリ周面 1 m 1が設けられている。玉軸受 2の外輪 2 aの外径には、右端から所定領域にわたってぬすみ部 2 a 6が設けられている。

上妃のような形状の外輪 2 aの外径を、ブーリ本体 1 の円筒部 1 mの内径に嵌合すると、ブーリ本体 1 と外輪 2 aとの締代は、ぬすみ部 2 a 6の設けられていない左端部側領域のみとなる。そのため、玉軸受 2に作用するベルト荷重は、この締代のある領域に集中し、その荷重中心 Wが、玉軸受 2の軸受中心線 Yに対して、左端側に寸法 δだけずれる。このようにして、荷重中心 Wと軸受中心線 Yとが軸方向に 5だけオフセットされる。

図 1 2に示すアイドラブーリは、ベルト 3の張力を左右異ならせることにより、ベルト荷重の荷重中心 Wと玉軸受 2の軸受中心線 Yとを、軸方向に寸法 5だけオフセットさせたものである。ベルト 3の張力を左右異ならせる手段としては、例えば、図 1 2 ( b ) に示すように、ベルト 3の補強用ワイヤの線径を左右で異ならせる構成、図 1 2 ( c ) に示すように、ベルト 3の断面高さ Hを左右で異ならせる構成などが考えられる。尚、この実施例のプーリ本体 1 は、円筒部 1 qからなる環体で、円筒部 1 qの内径に玉軸受 2の外輪 2 aが嵌合され、円筒部 1 q の外径に、ベルト 3が接触するブーリ周面 1 q 1 が設けられている。

図 1 3〜図 2 1 に示す実施例は、プーリ回転軸心 X ' と固定軸の軸心 Xとの問に傾斜角を設けた構成に関するものである。プーリ回転軸心 X ' と固定軸の軸心 Xとの間に類斜角を設けることにより、外輪 2 aの軌道面と内輪 2 bの軌道面との間に傾きが生じ、転動体（ボール 2 c ) が内輪 2 bの軌道面および外輪 2 aの軌道面と所定面圧以上で接触角をもって（溝底をはずれた位置で）接触しながら転動する。そのため、上述した実施例と同様の作用効果を奏する。

図 1 3に示すァィドラブーリにおいて、ブーリ周面 1 a 1 には複数のベルト係止用溝 1 a 2が軸方向等間隔に設けられ、かつ、これらベルト係止用溝 1 a 2が、プーリ周面 1 a 1の軸心 X，（プーリ回転軸心になる）と直交する平面に対して所定の傾斜角 αをもっている。ベルト荷重が作用していない状態では、プーリ周面 1 a 1 の軸心 X ' は固定軸の軸心 Xと一致する。玉軸受 2の内輪 2 bの軌道面の溝底円を含む平面は、固定軸の軸心 Xと直交する。そのため、ベルト係止用溝 1 a 2の走行方向と、内輪 2 bの軌道面の走行方向とは傾斜角 αだけ傾斜するベルト（正面ベルト）がベルト係止用溝 1 a 2に接触し、固定軸の軸心 Xと直交する平面内を走行すると、プーリ本体 1 およびこれに嵌合された玉軸受 2の外輪 2 aは、ベルトに対するベルト係止溝 1 a 2の煩斜角 αを修正する方向に傾く。その結果、プーリ周面 1 a 1 の軸心 X ' (ブーリ回転軸心 X ' ) が固定軸の軸心 Xに対して镙斜角 αだけ額斜し、外輪 2 aが軸受中心線 Υに対して傾き、外輪 2 aの軌道面と内輪 2 bの軌道面との間に斜行状態が生じる。そのため、ボール 2 cは、内糝 2 bの軌道面および外輪 2 aの軌道面と所定面圧以上で接触角をもつて（溝底をはずれた位置で）接触しながら転動する。これにより、前述したメ力二ズムに基づき、冷時異音の発生が防止される。

図 1 4に示すアイドラプーリ（タイミングベルト用）では、ブーリ本体 1 のプ一リ周面 1 e 1 に複数のベルト係止用溝 1 e 2が円周等間隔に設けられ、かつ、これらベルト係止用溝 1 e 2がプーリ周面 1 e 1 の軸心 X ' (ブーリ回転軸心 X ， ) を含む平面に対して所定の傾斜角なをもっている。ベルト荷重が作用していない状態では、プーリ周面 1 e 1の軸心 X ' は固定軸の軸心 Xと一致している。内輪 2 bの軌道面の溝底円を含む平面は、固定軸の軸心 Xと直交する。そのため、ベルト係止用溝 1 e 2の走行方向と、内輪 2 bの軌道面の走行方向とは直角から傾斜角 αだけ傾斜する。尚、この実施例のブーリ本体 1 は、円筒部 1 eからなる環体で、円筒部 1 eの内径に玉軸受 2の外輪 2 aが嵌合され、円筒部 1 eの外径にベルト（タイミングベルト）が接触するブーリ周面 1 e 1 が設けられているベルト（タイミングベルト）がベルト係止用溝 1 e 2に接触し、固定軸の軸心 Xと直交する平面内を走行すると、プーリ本体 1 およびこれに嵌合された玉軸受 2の外輪 2 aは、ベルト（ベルトの歯）に対するベルト係止溝 1 e 2の傾斜角 α を修正する方向に傾く。その結果、プーリ回転軸心 X ' が固定軸の軸心 Xに対して傾斜角 αだけ頓斜し、外輪 2 aが軸受中心線 Υに対して傾き、外輪 2 aの軌道面と内輪 2 bの軌道面との間に斜行状態が生じる。そのため、ボール 2 cは、内輪 2 bの軌道面および外輪 2 aの軌道面と所定面圧以上で接触角をもって（溝底をはずれた位置で）接触しながら転動する。これにより、前述したメカニズムに基づき、冷時異音の発生が防止される。

図 1 5に示すアイドラブーリでは、ブーリ本体 1 のブーリ周面 1 f 1 の軸心 X ，（プーリ回転軸心 X， ) と固定軸の軸心 Xとの間に傾斜角 αが設けられている。尚、この実施例のブーリ本体 1 は、简部 1 f からなる環体で、筒部 1 f の内径 1 f 2の軸心は固定軸の軸心 Xと同心である。筒部 1 f の内径 1 f 2に玉軸受 2 の外輪 2 aが嵌合され、筒部 1 f の外径にベルトが接触するブーリ周面 1 f 1が設けられている。

ベルトカ i、固定軸の軸心 Xに対して傾斜角 αをもつた軸心 X，（ブーリ回転軸心）を有するプーリ周面 1 f 1 に接 ttし、固定軸の軸心 Xと直交する平面内を走行すると、プーリ本体 1 およびこれに嵌合された玉軸受 2の外輪 2 aは、傾斜角ひを修正する方向に餒く。その結果、外輪 2 aが軸受中心線 Yに対して傾き、外輪 2 aの軌道面と内輪 2 bの軌道面との間に斜行状態が生じる。そのため、ボール 2 cは、内輪 2 bの軌道面および外輪 2 aの軌道面と所定面圧以上で接触角をもって（溝底をはずれた位置で）接触しながら転動する。これにより、前述したメカニズムに基づき、冷時異音の発生が防止される。

図 1 6に示すアイドラプーリも、図 1 5に示す構成と同様に、プ一リ本体 1 のプーリ周面 1 gr 1 の軸心 X ' (プーリ回転軸心）と固定軸の軸心 Xとの間に傾斜角 αを設けたものであるが、傾斜角 αをもたせるための具体的構成が異なる。すなわち、この実施例では、玉軸受 2の外輪 2 aの外径の軸心（X ' ) を固定軸の軸心 Xに対して傾斜角 αだけ傾斜させ、これを、同じく固定軸の軸心 Xに対して傾斜角 αだけ頓斜した軸心 X ' (プーリ回転軸心）を有するプーリ本体 1 の円筒部 1 8Γの内径に嵌合してある。尚、この実施例のブーリ本体 1 は、固定軸心 Xに対して傾斜角 αだけ傾斜した軸心 Ζを有する円筒部 1 g、円筒部 1 gの一端から内径側に延びた鍔部 1 h、円筒部 1 gの他端から外径側に延びたフランジ部 1 j からなる環体である。円筒部 1 gの内径に玉軸受 2の外輪 2 aが嵌合され、円筒部 1 gの外径にベルトが接触するブーリ周面 1 gr 1 が設けられている。フランジ部 1 j はベルトを案内するために設けられている。

図 1 7に示すアイドラブーリも、図 1 5および図 1 6に示す構成と同様に、ブーリ本体 1 のプーリ周面 1 k 1 の軸心 X ' (ブーリ回転軸心）と固定軸の軸心 X との間に傾斜角 αを設けたものであるが、傾斜角 αをもたせるための具体的構成が異なる。すなわち、この実施例では、固定軸の軸心 Xとなる玉軸受 2の内輪 2 bの内径の軸心を、プーリ周面 1 k 1 の軸心 X ' に対して額斜角 αだけ傾斜させてある。尚、この実施例のプーリ本体 1は、軸受中心線 Υに対して垂直な軸心 X ' を有する円筒部 1 k、円筒部 1 kの一端から内径側に延びた鍔部 1 m、円筒部 1 kの他端から外径側に延びたフランジ部 1 nからなる環体である。円筒部 1 k の内径に玉軸受 2の外輪 2 aが嵌合され、円筒部 1 kの外径にベルトが接触するプーリ周面 1 k 1が設けられている。

内輪 2 bを固定軸に嵌合すると、プーリ本体 1 およびこれに嵌合された玉軸受 2の外輪 2 aが固定軸の軸心 Xに対して傾斜角 αだけ頓斜する。そして、ベルトが固定軸の釉心 Xと直交する平面内を走行すると、ブーリ本体 1 および外輪 2 a が傾斜角 αを修正する方向に観く。その結果、外輪 2 aが軸受中心線 Υに対して傾き、外輪 2 aの軌道面と内輪 2 bの軌道面との間に斜行状態が生じる。

図 1 8に示すアイドラプーリは、玉軸受 2の外輪 2 aの軌道面 2 a 1 (回転側軌道面）の溝底円を含む平面を、固定軸の軸心 Xに直交する平面に対して傾斜角なだけ傾斜させたものである。内輪 2 bの軌道面 2 b 1 (固定側軌道面）の溝底円を含む平面は固定軸の軸心 Xと直交する。そのため、軌道面 2 a 1 (回転側軌道面）の軸心と、軌道面 2 b 1 (固定側軌道面）の軸心とは傾斜角 αだけ傾斜する。

軌道面 2 a 1 と軌道面 2 b 1 とが傾斜角 αだけ傾斜するため、ボール 2 c は、軌道面 2 a 1 および軌道面 2 b 1 と所定面圧以上で接触角をもつて（溝底をはずれた位匱で）接触しながら転動する。これにより、前述したメカニズムに基づき、冷時異音の発生が防止される。尚、この実施例のブーリ本体 1 は、円筒部 1 P 、円筒部 1 pの一端から内径側に延びた鍔部 1 Q、円筒部 1 Pの他端から外径側に延びたフランジ部 1 rからなる環体である。円筒部 1 Pの内径に玉軸受 2の外輪 2 aが嵌台され、円筒部 1 Pの外径にベルトが接触するブーリ周面 1 P 1 が設けられている。

図 1 9に示すアイドラプーリでは、玉軸受 2の内輪 2 bの一方の端面 2 b 2が、固定軸の軸心 Xと直交する平面に対して傾斜角 αだけ傾斜している。内輪 2 b の内径に図示されていない固定軸の外径をルーズフィツトさせ、かつ、内輪 2 b の傾斜した端面 2 b 2を固定軸の軸肩に当接させると、内輪 2 bが固定軸に対して傾く。そのため、外輪 2 aの軌道面 2 a 1 と内輪 2 bの軌道面 2 b 1 との間に斜行状態が生じ、ポール 2 cは、軌道面 2 a 1および軌道面 2 b 1 と所定面圧以上で接触角をもって（溝底をはずれた位置で）接触しながら転動する。これにより、前述したメカニズムに基づき、冷時異音の発生が防止される。尚、この実施例のブーリ本体 1 は、円筒部 1 sからなる環体で、円筒部 1 sの内径に玉軸受 2 の外輪 2 aが嵌合され、円筒部 1 s の外径にベルトが接触するプーリ周面 1 s 1 が設けられている。

図 2 0に示すアイドラプーリは、玉軸受 2の内輪 2 bの内径に嵌合される固定軸 3の剛性を部分的に弱くし、ベルト荷重によって若干のベンディングを起こさせることにより、プーリ回転軸心 X ' (プーリ周面 1 t 1 の軸心）と固定軸の軸心 Xとの間に僳斜が生じるようにしたものである。

固定軸 3のベンディングにより、内輪 2 bが軸受中心線 Yに対して傾き、外輪 2 aの軌道面と内輪 2 bの軌道面との間に斜行状態が生じる。そのため、ボール 2 cは、内輪 2 bの軌道面および外輪 2 aの軌道面と所定面圧以上で接触角をもつて（溝底をはずれた位置で）接触しながら転動する。これにより、前述したメ力二ズムに基づき、冷時異音の発生が防止される。尚、この実施例のプーリ本体 1 は、円筒部 1 tからなる環体で、円筒部 1 tの内径に玉軸受 2の外輪 2 aが嵌合され、円筒部 1 tの外径にベルトが接触するブーリ周面 1 t 1 が設けられている。

図 2 1 に示す実施例は、アイドラプーリとベルトとの位置関係（レイァゥト）により、プーリ回転軸心 X ' と固定軸の軸心 Xとの間に傾斜が生じるようにしたものである。この点、アイドラブーリ自体（固定軸も含めて）力;、軸心間の傾斜を生じさせるような構造を有している図 1 3〜図 1 7、図 1 9〜図 2 0の実施例とは異なる。この実施例において、ベルト 4は、固定轅の軸心 Xと直交する平面に対して、傾斜角 αだけ傾斜した平面内を走行する。そのため、プーリ本体およびこれに嵌合された玉軸受の外輪が軸受中心線に対して傾斜し、その結果、プーリ回転軸心 X，と固定軸の軸心 Xとの間に額斜が生じる。上記のようなベルト 4の斜行は、例えば、アイドラプーリ 5の両側に位置するプーリ 6、 7相互間において、ブーリ周面のベルト係止用溝（V溝）の溝と山とを 1つずらせることに行なうと良い図 2 2に示す実施例は、玉軸受 2 ' に軸方向の予圧が付与された構成に関するものである。この実施例のアイドラプーリは、例えば朗板ブ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一対の玉軸受 2 ' とで構成される。ブーリ本体 1 は、円筒部 1 _a、円筒部 1 _aの一端から外径側に延びたフランジ部 1 b 、円筒部 1 aの他端から内径側に延びた鍔部 1 cからなる環体である。玉軸受 2 ' は深溝玉軸受で、プーリ本体 1の円筒部 l aの内径に嵌合された外輪 2 a、図示されていない固定軸に嵌合される内輪 2 b、内輪 2 bの軌道面と外輪 2 aの軌道面との間に組込まれた複数のポール 2 c、および、ボール 2 cを円周等間隔に保持する保持器（図示省略）、グリースを密封する一対のシール（図示省略）で構成される。一対の玉軸受 2 ' は、プーリ本体 1 の円筒部 1 aの内径に直列状態で嵌合配置される。外輪 2 aの相対向する端面同士は互いに接触し、内輪 2 b の相対向する端面間には所定の間隔 Sが設けられている。そして、内輪 2 bの内径に図示されていない固定軸を嵌合し、内輪 2 bを締め付けて間隔 Sを詰めると、玉軸受 2 ' に所定の接触角がつき、所定量の軸方向の予圧が付与される。上記のようにして玉軸受 2 ' に軸方向の予圧が付与されると、ボール 2 cは内輪 2 bの軌道面および外輪 2 aの軌道面と所定面圧以上で接触角をもつて接触する。そのため、ボール 2 cの挙動、特に、軸方向への挙動が抑制され、自励振動が効果的に抑制される。

尚、以上の実施例において、種々の形状のプーリ本体 1 を例示してあるが、本発明は、プーリ本体の形状は特に問わない。さらに、本発明は、ベルトが接触するブーリ周面を玉軸受の外輪の外径に直接設けたアイドラブーリ、固定軸の外径に固定側軌道面を直接設けたアイドラブーリにも同様に適用可能である。

Claims

3青求の範囲

1 . ベルトが接触するプーリ周面を有するブーリ本体を玉軸受の外輪の外径に嵌合し、又は、ベルトが接触するプーリ周面を玉軸受の外輪の外径に一体に有するアイドラプーリにおいて、

上記玉軸受の転動体が、相互間で所定の傾きを有する内輪の軌道面および外輪の軌道面と接触するアイドラプーリ。

2 . 上記ベルトの中心と上記玉軸受の軸受中心線とがオフセットされた請求項 1 のアイドラプーリ。

3 . 上記ベルトの中心が接触する上記ブーリ周面の接触位置と上記玉軸受の軸受中心線とが軸方向にオフセットされた請求項 1のアイドラプーリ。

4 . 上記玉軸受に作用する上記ベルトのベルト荷重の荷重中心と、上記玉軸受の軸受中心線とがオフセットされた請求項 1 のアイドラブーリ。

5 . ベルトが接触するプーリ周面を有するプーリ本体を回転側軌道面を有する玉軸受の外輪の外径に嵌合し、又は、ペルトが接触するプーリ周面を有するプーリ本体の内径に回転側軌道面を設け、固定側軌道面を有する玉軸受の内輪を固定軸に嵌合し、又は、固定側軌道面を固定軸の外径に設けた請求項 1のアイドラブーリであって、

このアイドラプーリのプーリ回転軸心と上記固定軸の軸心との間に傾斜角を有するアイドラプーリ。

6 . 上記プーリ周面に設けられたベルト係止用溝の走行方向と、上記固定側軌道面の走行方向との間に傾斜を設けた請求項 5のアイドラブーリ。

7 . 上記プーリ周面の軸心と上記固定軸の固定軸心との間に傾斜を設けた請求項 5のアイドラプーリ。

8 . ベルトが接 »するプーリ周面を有するプーリ本体を回転側軌道面を有する玉軸受の外輪の外径に嵌合し、又は、ベルトが接触するプーリ周面を有するプーリ本体の内径に回転側軌道面を設け、固定側軌道面を有する玉軸受の内輪を固定軸に嵌合し、又は、固定側軌道面を固定軸の外径に投けた猜求項 1のアイドラブ一リであって、

上記回転側軌道面の軸心と上 3B固定側軌道面の軸心との間に傾斜角を有するァィドラプーリ。

9 . ベル卜が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の外径に嵌合したアイドラプーリにおいて、

上記玉軸受に軸方向の予圧が付与されたアイドラプーリ。

1 0 . 請求項 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8又は 9のアイドラブーリに用いられる玉軸受。