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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Riemenscheibe, die beispielsweise in einem Kompressor für Fahrzeugklimaanlagen verwendet wird.
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Im Allgemeinen war als ein Kompressor, der in Fahrzeugklimaanlagen verwendet wird, ein Kompressor bekannt, der einen Kompressorhauptkörper aufweist, der hohl ausgebildet ist, einen Kompressionsabschnitt, der ein in den Kompressorhauptkörper eingesaugtes Fluid komprimiert, eine Antriebswelle, die mit dem Kompressionsabschnitt verbunden ist, und eine Riemenscheibe, die die Antriebswelle dreht, und der die Kraft eines Motors auf die Riemenscheibe überträgt, unter Verwendung eines Riemens, der um die Riemenscheibe gewickelt ist, wodurch die Antriebswelle gedreht wird, wobei der Kompressionsabschnitt angetrieben wird und das Ansaugen und das Ausstoßen eines Kühlmediums durchführt (siehe beispielsweise in der
Japanischen Patentveröffentlichung 2003-269489 ).
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Als eine Riemenscheibe, die in dem oben beschriebenen Kompressor verwendet wird, war eine Riemenscheibe bekannt, die einen ringförmigen Riemenscheibenhauptkörper aufweist, der aus Kunstharz hergestellt ist, und ein ringförmiges Einsatzbauteil, das aus Metall hergestellt ist, in das ein Lager eingesetzt ist, wobei der Riemenscheibenhauptkörper und das Einsatzbauteil durch sogenanntes Einsatzformen, das das Einspritzen von Kunstharz durch Anordnen des Einsatzbauteils in eine Form und Formen des Riemenscheibenhauptkörpers auf der Seite einer Außenumfangsoberfläche des Einsatzbauteils mit sich bringt (siehe beispielsweise
Japanische Patentveröffentlichung 2001-227620 ).
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Im Übrigen wird der Riemenscheibenhauptkörper in der oben beschriebenen Riemenscheibe zur Verhinderung, dass das Einsatzbauteil rostig wird, auf der Seite einer äußeren Umfangsoberfläche des Einsatzbauteils spritzgegossen, nachdem die Oberfläche des Einsatzbauteiles einem Beschichtungsverfahren als Rostverhinderungsbehandlung unterzogen wurde. Wenn das Spritzgießen unter Verwendung von Phenolharz durchgeführt wird, erreicht die Temperatur in der Form während beispielsweise des Formprozesses ungefähr 180°C und die Temperatur erreicht des weiteren auch eine hohe Temperatur von ungefähr 200°C bei der Größenstabilisationsbehandlung (Backvorgang) nach dem Formprozess. Aus diesem Grund wurde für das Beschichtungsverfahren des Einsatzbauteils bislang ein hochwärmewiderstandsfähiges Beschichten, wie beispielsweise ein Hartchromplattieren oder ein Nickelplattieren eingesetzt. Jedoch ist ein solcher wärmebeständiger Plattiervorgang im Vergleich zum allgemeinen Plattieren teuer und bringt das Problem mit sich, dass der Plattiervorgang die Herstellungskosten der Produkte erhöht.
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Da die Haftkraft zwischen dem Einsatzbauteil, dessen Oberfläche plattiert ist, und der Riemenscheibe, die aus Harz hergestellt wurde, nicht hoch ist, brachte dieses weiterhin das Problem mit sich, dass die Schnittstelle zwischen dem Einsatzbauteil und dem Riemenscheibenhauptkörper dazu neigt, ein Gleiten zu verursachen.
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Aus der
JP 2001-227620 A ist grundsätzlich eine Riemenscheibe bekannt, die einen ringförmigen Riemenscheibenhauptkörper aus Kunstharz sowie ein ringförmiges Einsatzbauteil aus Metall aufweist, wobei in das ringförmige Einsatzbauteil aus Metall ein Lager eingesetzt ist. Der Riemenscheibenhauptkörper und das Einsatzbauteil werden durch Spritzgießen des Riemenscheibenhauptkörpers auf der Seite der Außenumfangsoberfläche des Einsatzbauteils integral ausgebildet.
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In Anbetracht der oben beschriebenen Probleme ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Riemenscheibe bereitzustellen, die das Rosten eines Einsatzbauteiles ohne Verwendung eines teuren wärmewiderstandsfähigen Plattiervorgangs verhindern kann, und die das Gleiten einer Grenzoberfläche zwischen einem Riemenhauptkörper und dem Einsatzbauteil wirksam verhindern kann.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Um die oben beschriebene Aufgabe zu lösen, ist in der Erfindung eine Riemenscheibe vorgesehen, die einen ringförmigen Riemenscheibenhauptkörper aufweist, der aus Kunstharz hergestellt ist, und ein ringförmiges Einsatzbauteil aus Metall, in das ein Lager eingesetzt ist, wobei in dieser Riemenscheibe der Riemenscheibenhauptkörper und das Einsatzbauteil durch Spritzgießen des Riemenscheibenhauptkörpers auf der Seite einer äußeren Umfangsoberfläche des Einsatzbauteils einstückig gebildet sind. In dieser Riemenscheibe wird ein Anstrich mit Rost verhindernden Eigenschaften und Wärmewiderstandseigenschaften auf wenigstens einen Teil einer Oberfläche einschließlich einer äußeren Umfangsoberfläche des Einsatzbauteils aufgetragen und der Riemenscheibenhauptkörper wird auf der Seite der äußeren Umfangsoberfläche des Einsatzbauteils ausgebildet.
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Als ein Ergebnis daraus wird ein Rosten des Einsatzbauteils durch den auf die Oberfläche des Einsatzbauteils aufgebrachten Anstrich verhindert, und gleichzeitig wird der Anstrich, der auf die Oberfläche des Einsatzbauteils aufgebracht wurde, aufgrund der hohen Temperatur nicht verschlechtert, sogar wenn das Innere einer Form während dem Spritzgießen des Riemenscheibenhauptkörpers und dergleichen in einen Zustand hoher Temperaturen gelangt. Deshalb kann das Einsatzbauteil der rostverhindernden Behandlung durch einen relativ kostengünstigen Anstrich ohne Verwendung eines teuren wärmewiderstandsfähigen Plattierens unterzogen werden, und folglich kann eine Verringerung der Herstellungskosten erzielt werden.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 ist eine seitliche Schnittansicht einer Ausführungsform einer Kraftübertragungsvorrichtung, die eine Riemenscheibe der Erfindung verwendet.
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2 ist eine Schnittansicht entlang der Linie A-A aus 1.
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3 ist eine geschnittene Teilansicht einer Kraftübertragungsvorrichtung.
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4 ist eine seitliche Schnittansicht, die die Funktion während einer Kraftunterbrechung zeigt.
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5 ist eine Perspektivansicht eines Einsatzbauteils.
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6 ist eine geschnittene Teilansicht eines Einsatzbauteils.
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7 ist eine geschnittene Teilansicht, die einen Herstellungsprozess einer Riemenscheibe zeigt.
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8 ist eine geschnittene Teilansicht, die einen Herstellungsvorgang einer Riemenscheibe zeigt.
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9 ist eine geschnittene Teilansicht eines Riemenscheibenhauptkörpers und eines Einsatzbauteils.
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10 ist eine geschnittene Teilansicht, die eine Abwandlung dieser Ausführungsform zeigt.
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Es folgt die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen.
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Die Kraftübertragungsvorrichtung, die in den 1 bis 9 gezeigt ist, wird in Fahrzeugklimaanlagen verwendet und überträgt Kraft auf eine Antriebswelle 2, die aus einem Ende eines Kompressorhauptkörpers 1 herausragt.
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Das heißt, die Kraftübertragungsvorrichtung der Erfindung weist eine Riemenscheibe 10 auf, auf die Kraft von außerhalb übertragen wird, einen Übertragungsring 11, der durch die auf die Riemenscheibe 10 übertragene Kraft gedreht wird, viele Dämpfungsgummis 12, die ein Drehmoment der Riemenscheibe 10 auf den Übertragungsring 11 übertragen, eine Nabe 13, die die Antriebswelle 2 verbindet, mehrere Kugeln 14, die das Drehmoment des Übertragungsrings 11 auf die Nabe 13 übertragen, und einen Kugelherabdrückring 15, der axial jede der Kugeln 14 herabdrückt.
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Die Riemenscheibe weist einen ringförmigen Riemenscheibenhauptkörper 10a, der aus Kunstharz hergestellt ist, und ein ringförmiges Einsatzbauteil 10b, das auf der Seite einer inneren Umfangsoberfläche des Riemenscheibenhauptkörpers 10a vorgesehen ist, und in das ein Lager 16 eingesetzt ist auf, und wobei der Riemenscheibenhauptkörper 10a so konstruiert ist, dass ein in der Figur nicht gezeigter V-Riemen um eine äußere Umfangsoberfläche hiervon gewickelt werden kann. Eine Endseite des Riemenscheibenhauptkörpers 10a ist mit einem ringförmigen Rillenteil 10c versehen, der sich umfangsmäßig erstreckt, und wobei in dem Rillenteil 10c viele Vorsprünge 10d vorgesehen sind, die umfangsseitig voneinander beabstandet sind und axial hervorstehen. Das Einsatzbauteil 10b ist aus einem zylindrischen Metallbauteil hergestellt und ein Flansch 10e, der radial nach innen gebogen ist, ist auf einem axialen Ende des Einsatzbauteils 10b vorgesehen.
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Der Übertragungsring 11 ist so angeordnet, dass ein Ende davon einer Endseite der Riemenscheibe 10 gegenüberliegt und die der Riemenscheibe 10 gegenüberliegende Oberfläche ist mit mehreren Vorsprüngen 11a versehen, die umfangsseitig voneinander beabstandet sind und axial vorstehen. Jeder der Vorsprünge 11a ist in dem Rillenteil 10c der Riemenscheibe 10 eingesetzt und die Vorsprünge 11a und die Vorsprünge 10d der Riemenscheibe 10 sind in der Umfangsrichtung wechselseitig angeordnet. Die Vorsprünge 11a sind umfangsseitig von den Vorsprüngen 10d der Riemenscheibe 10 beabstandet und liegen ihnen gegenüber. Ein Verriegelungsring 11b, der mit jeder der Kugeln 14 von der radialen Außenseite in Eingriff gelangt und verblockt wird, ist an der inneren Umfangsoberfläche des Übertragungsrings 11 angebracht. Mehrere geneigte Oberflächen 11c, die einen vorbeschriebenen Winkel miteinander bilden, sind auf einer inneren Umfangsoberfläche des Verriegelungsrings 11b ausgebildet, und jede der Kugeln 14 stößt gegen eine der kegeligen Oberflächen 11c, die aneinander angrenzen, um radial außerhalb angeordnet zu sein.
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Jeder der Dämpfungsgummis 12 ist in einer Blockform ausgebildet und zwischen dem Vorsprung 10d und der Riemenscheibe 10 und dem Vorsprung 11a des Übertragungsrings 11 angeordnet. Jeder der Dämpfungsgummis 12 ist durch ein Paar Dämpfungstelle 12a aufgebaut, die jeweils auf beiden Seiten des Vorsprungs 10d der Riemenscheibe 10 in der Umfangsrichtung angeordnet sind, und jedes der Dämpfungsteile 12a ist in einer Breite ausgebildet, die im wesentlichen gleich dem Rillenteil 10c der Riemenscheibe 10 entspricht, um entlang des Rillenteils 10c gebogen zu sein.
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Die Nabe 13 ist in einer Scheibenform ausgebildet und auf der inneren Umfangsoberfläche des Übertragungsrings 11 angeordnet. Auf einer Endseite der Nabe 13 ist ein Verbindungsteil 13a vorgesehen, mit dem die Antriebswelle 2 verbunden ist, und die Antriebswelle 2 ist durch eine Mutter 13b, die von der anderen Endseite der Nabe 13 in die Antriebswelle 2 eingeschraubt ist, an der Nabe 13 befestigt. Mehrere Kugelrillen 13c, die mit jeder der Kugeln 14 in Eingriff gelangen, um diese jeweils radial zu bewegen, sind auf der anderen Endseite der Nabe 13 umfangsseitig voneinander beabstandet, und jede der Kugeln 14 ist umfangsseitig auf der inneren Oberfläche der Kugelrillen 13c verriegelt. In diesem Fall ist eine Konvexität 13d, die axial vorsteht, auf der radialen Außenseite einer jeden der Kugelrillen 13c vorgesehen, und die Konvexität 13d stößt axial gegen die Kugel 14, die auf der radialen Außenseite der Kugelrille 13c angeordnet ist. In der radialen Mitte der anderen Endseite der Nabe 13 ist ein verlängertes Teil 13e, das sich axial in zylindrischer Form erstreckt, so vorgesehen, dass es die Mutter 13b überdeckt.
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Die Kugeln 14 sind in der Umfangsrichtung der Nabe 13 voneinander beabstandet und jede der Kugeln 14 ist in jeder der Kugelrillen 13c der Nabe 13 angeordnet.
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Der Kugelherabdrückring 15 ist axial bewegbar und gelangt mit dem verlängerten Teil 13e der Nabe 13 in Eingriff und eine Endseite des Kugelherabdrückrings 15 stößt gegen jede Kugel 14. Eine geneigte Oberfläche 15a, die axial allmählich von außen nach innen vorsteht, ist auf einer Endseite des Kugelherabdrückrings 15 vorgesehen und die Kugel 14, die auf der radialen Außenseite einer jeden der Kugelrillen 13c angeordnet ist, stößt gegen die radiale Außenseite der geneigten Oberfläche 15a. Eine konische Scheibenfeder 15b, die mit dem verlängerten Teil 13e der Nabe 13 in Eingriff steht, ist auf der anderen Endseite des Kugelherabdrückrings 15 vorgesehen, und der Kugelherabdrückring 15 wird durch die konische Scheibenfeder 15b zu der Seite der Kugel 14 gedrängt. Die konische Scheibenfeder 15b ist in einem komprimierten Zustand zwischen einer ringförmigen Mutter 15c, die mit dem verlängerten Teil 13e verschraubt ist, angeordnet, und es ist möglich, eine Herabdrückkraft des Kugelherabdrückrings 15 durch die konische Scheibenfeder 15b willkürlich einzustellen, indem die Anziehkraft der Mutter 15c eingestellt wird.
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In der Kraftübertragungsvorrichtung, die einen Aufbau besitzt, wie er oben beschrieben wurde, dreht sich der Übertragungsring 11 zusammen mit der Riemenscheibe 10, wenn die Kraft von einem Motor an die Riemenscheibe 10 abgegeben wird. Bei dieser Gelegenheit wird das Drehmoment- der Riemenscheibe 10 über jeden der Dämpfungsgummis 12 auf den Übertragungsring 11 übertragen, und jeder der Dämpfungsgummis 12 wird zwischen der Konkavität 10d der Riemenscheibe 10 und der Konkavität 11a des Übertragungsrings 11 elastisch deformiert, mit dem Ergebnis, dass Stöße durch abrupte Drehmomentänderungen, etc., absorbiert werden. Das Drehmoment des Übertragungsrings 11 wird über den Verriegelungsring 11b auf die Nabe 13 übertragen, und jede der Kugeln 14 und die Antriebswelle 2 drehen sich zusammen mit der Nabe 13. Bei dieser Gelegenheit wird jede der Kugeln 14 durch die geneigte Oberfläche 15a des Kugelherabdrückrings 15 zur radialen Außenseite einer jeden der Kugelrillen 13c herabgedrückt und das Drehmoment des Übertragungsrings 11b wird durch den Umfangseingriff und das Verblocken einer jeden der Kugeln 14 mit der geneigten Oberfläche 11c des Verriegelungsrings 11b auf die Nabe 13 übertragen.
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Wenn eine übermäßige Drehlast auf die Seite der Riemenscheibe 10 aufgebracht wird, beispielsweise durch ein Durchbrennen und Fressen eines Kompressors, bewegt sich jede der Kugeln 14 aufgrund des Herabdrückens der kegeligen Oberfläche 11c des Verriegelungsrings 11b, wie in 3 gezeigt ist, zur radialen Innenseite der Kugelrille 13c entgegen der Herabdrückkraft des Kugelherabdrückrings 15. Als ein Ergebnis hiervon wird jede der Kugeln 14 auf der radialen Innenseite der Kugelrille 13c durch die Konvexität 13d der Kugelrille 13c gehalten und der Kugelherabdrückring 15 und jede der Kugeln 14 befindet sich in einer Zwangsposition, unfähig, mit dem Verriegelungsring 11b in Eingriff zu gelangen und damit verblockt zu werden. Deshalb gelangt der Übertragungsring 11 in einen Leerlauf in Bezug zur Nabe 13 und folglich wird die Übertragung einer Kraft von der Seite der Riemenscheibe 10 auf die Antriebswelle 2 unterbrochen.
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Beim Herstellen der oben beschriebenen Riemenscheibe 10 wird das Einsatzbauteil 10b nach dem Aufbringen eines Anstrichs mit rostverhindernden Eigenschaften und wärmewiderstandsfähigen Eigenschaften auf die gesamte Oberfläche des Einsatzbauteils 10b, in eine Form zum Spritzgießen (nicht gezeigt) gebracht und Kunstharz wie ein Phenolharz wird in die Form eingespritzt, wodurch, wie in 7 gezeigt ist, der Riemenscheibenhauptkörper 10a integral auf der äußeren Umfangsoberflächenseite des Einsatzbauteils 10b geformt wird. In diesem Fall ist ein Anstrichfilm 10f, der auf das Einsatzbauteil 10b aufgebracht wird, in einer solchen Art und Weise ausgebildet, dass die Bruchfestigkeit des Anstrichfilms 10f selbst kleiner als die Haftkraft zwischen dem Riemenscheibenhauptkörper 10a und dem Einsatzbauteil 10b ist. Wenn der oben beschriebene Anstrichfilm 10f gebildet wird, ist beispielsweise ein Epoxydharzanstrich, ein Acrylharzanstrich oder ein kationischer galvanischer Anstrich vorteilhaft.
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Die Lagerung 16 wird in die Riemenscheibe 10, die wie oben beschrieben ausgebildet ist, von der anderen Endseite des Einsatzbauteils 10b in der Axialrichtung eingesetzt, und, wie in 8 gezeigt ist, der andere Endabschnitt des Einsatzbauteils 10b in der axialen Richtung wird dazu gebracht, durch Verstemmen axial nach innen vorzustehen, wodurch die Lagerung 16 zwischen diesem verstemmten Teil 10g und dem Flansch 10e gehalten wird.
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Gemäß der Riemenscheibe dieser Ausführungsform wird der Riemenscheibenhauptkörper 10a somit durch Spritzgießen von Kunstharz auf der äußeren Umfangsoberfläche des Einsatzbauteils 10b, auf die ein Anstrich mit Rost verhindernden Eigenschaften und wärmewiderstandsfähigen Eigenschaften auf wenigstens einen Teil einer Oberfläche einschließlich der äußeren Umfangsoberfläche aufgebracht wurde, integral gebildet. Deshalb kann das Rosten des Einsatzbauteils 10b wirksam verhindert werden und daneben wird sogar dann, wenn das Innere einer Form während dem Spritzgießen einen Zustand hoher Temperatur erreicht, der Anstrich, der auf der Oberfläche des Einsatzbauteils 10b aufgebracht wurde, aufgrund der hohen Temperatur nicht verschlechtert und der Korrosionswiderstand des Einsatzbauteils 11b wird nicht verringert. Demgemäss kann das Einsatzbauteil 10b einer Rost verhindernden Behandlung durch einen relativ kostengünstigen Anstrich ohne Verwendung eines teuren wärmewiderstandsfähigen Plattierens unterzogen werden, und folglich kann eine Verringerung der Herstellungskosten erzielt werden.
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Der Anstrichfilm 10f, der auf das Einsatzbauteil 10b aufgebracht wird, ist in einer solchen Art und Weise ausgebildet, dass die Bruchfestigkeit des Anstrichfilms 10f selbst kleiner als die Haftkraft zwischen dem Riemenscheibenköper 10a und dem Einsatzbauteil 10b ist. Wie in 9 gezeigt ist, ist es deshalb möglich, Scherkräfte in den Schlupfrichtungen des Riemenscheibenhauptkörpers 10a und des Einsatzbauteils 10b zu absorbieren, wie durch die durchgehenden Pfeile in der Figur gezeigt ist, bevor eine Grenzschicht S1 zwischen dem Riemenscheibenhauptkörper 10a und dem Anstrichfilm 10f oder eine Grenzschicht S2 zwischen dem Einsatzbauteil 10b und dem Anstrichfilm 10f abblättert, aufgrund der Elastizität des anstrichfilms 10f, und der Schlupf zwischen dem Anstrichfilm 10f und dem Riemenscheibenhauptkörper 10a oder zwischen dem Anstrichfilm 10f und dem Einsatzbauteil 10b kann wirksam verhindert werden.
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In der oben beschriebenen Ausführungsform wird das Gleiten zwischen dem Riemenscheibenhauptkörper 10a und dem Einsatzbauteil 10b durch die Elastizität des Anstrichfilms 10f verhindert. Wie in 10 gezeigt ist, kann jedoch die Außenumfangsoberfläche des Einsatzbauteils 10b mit einer Konkavität 10h als Eingriffsteil versehen sein, der mit der inneren Umfangsoberfläche des Riemenscheibenhauptkörpers 10a in Eingriff steht, um sicherzustellen, dass das Gleiten zwischen dem Riemenscheibenhauptkörper 10a und dem Einsatzbauteil 10b verhindert wird, durch den Eingriff der Konkavität 10h mit dem Riemenscheibenhauptkörper 10a. Im Übrigen ist der Eingriff nicht auf die Konkavität 10h begrenzt. Beispielsweise kann das Einsatzbauteil 10b mit einer Konvexität versehen sein, oder es kann ein Eingriffsteil mit einer anderen Form vorgesehen werden.
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Im Übrigen kann die Erfindung auf eine Riemenscheibe angewandt werden, die in anderen Drehmomentvorrichtungen eingesetzt wird, obwohl in den oben beschriebenen Ausführungsformen eine Riemenscheibe beschrieben wurde, die in der Kraftübertragungsvorrichtung eines Kompressors eingesetzt wird.
