JP2002181061A - 滑りキーおよびプーリユニット - Google Patents

滑りキーおよびプーリユニット

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JP2002181061A
JP2002181061A JP2000375509A JP2000375509A JP2002181061A JP 2002181061 A JP2002181061 A JP 2002181061A JP 2000375509 A JP2000375509 A JP 2000375509A JP 2000375509 A JP2000375509 A JP 2000375509A JP 2002181061 A JP2002181061 A JP 2002181061A
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sliding
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key
resin molded
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Hiroshi Niwa
洋 丹羽
Kozo Kakehi
幸三 筧
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D1/00Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements
    • F16D1/06Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end
    • F16D1/08Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key
    • F16D1/0876Couplings for rigidly connecting two coaxial shafts or other movable machine elements for attachment of a member on a shaft or on a shaft-end with clamping hub; with hub and longitudinal key with axial keys and no other radial clamping

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Transmissions By Endless Flexible Members (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高温、高負荷の使用環境でも安定して作動
し、かつ、安価に製造できて、資源を有効活用できる滑
りキーと、このような滑りキーを用いたプーリユニット
を提供することである。 【解決手段】 滑りキー1を、それぞれ別々に成形した
金属成形体2と樹脂成形体3とを一体に接合した複合体
とし、その少なくとも両側面の摺動部を樹脂成形体3で
形成することにより、高温、高負荷の使用環境でも安定
して作動し、かつ、安価に製造できて、資源を有効活用
できるものとした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、高温、高負荷で
の使用環境に好適な滑りキーと、滑りキーを用いたプー
リユニットに関するものである。
【0002】
【従来の技術】プーリや歯車等を回転中に軸方向へ移動
させるのに用いられる滑りキーは、回転軸側のキー溝に
嵌合され、可動するプーリや歯車等が設けられたスライ
ド筒側のキー溝と摺動される。
【0003】滑りキーには、金属製のものと、合成樹脂
に黒鉛やカーボンファイバ等を混入した樹脂製のものと
がある。前者は、負荷に対する優れた剛性を有するが、
スライド筒側のキー溝が金属の場合に金属同士の摺動と
なるので、特に、高温、高負荷の使用環境では、潤滑状
態の悪化による焼き付きや錆の発生によって摺動抵抗が
大きくなり、作動不良となったり、さらには作動不能と
なることもある。また、後者は、合成樹脂自身や黒鉛等
の混入材の選択により、摺動部での摩擦係数を小さなも
のとすることができるが、高温、高負荷の使用環境で樹
脂の溶融や変形が生じやすいので、耐久寿命が短くな
る。
【0004】特開2000−55067号公報には、上
記両者の欠点を補うものとして、金属成形体と樹脂体と
の複合一体成形品とした滑りキーが開示されている。す
なわち、この滑りキーは、金属成形体で剛性を確保し、
摺動部を樹脂体で形成して、高温、高負荷の使用環境で
も低い摺動抵抗を確保するものである。
【0005】この複合一体成形品の滑りキーは、予め成
形した金属成形体を配置した金型内に樹脂を射出成形す
ることにより製造され、金属成形体と樹脂体の結合性を
高めるために、金属成形体に溝や貫通孔を設け、ここに
射出される樹脂を流れ込ませる工夫をしている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の金属成
形体と樹脂体との複合一体成形品とした滑りキーは、射
出成形の金型内に金属成形体を配置する必要があるの
で、金型構造の制約が多く、かつ、製造設備も複雑とな
り、製造コストが高くなる問題がある。また、射出成形
の際には、金属成形体と樹脂体との合わせ面にばりが生
じやすく、このばり取りに手間がかかる問題もある。
【0007】さらに、過酷な負荷を直接受ける摺動部を
形成する樹脂体は、金属成形体よりも耐久寿命が短いの
で、メインテナンスで滑りキーを交換する際に、複合一
体成形品の滑りキーは、損傷していない金属成形体も一
緒に廃棄することになり、資源の無駄使いとなる問題も
ある。
【0008】そこで、この発明の課題は、高温、高負荷
の使用環境でも安定して作動し、かつ、安価に製造でき
て、資源を有効活用できる滑りキーと、このような滑り
キーを用いたプーリユニットを提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明の滑りキーは、回転軸に、その軸方向に
スライドされるスライド筒を追従回転可能に係合し、前
記回転軸またはスライド筒との摺動部が両側面に設けら
れた滑りキーにおいて、この滑りキーを、それぞれ別々
に成形した金属成形体と樹脂成形体とを一体に接合した
複合体とし、その少なくとも前記両側面の摺動部を前記
樹脂成形体で形成した構成を採用した。
【0010】すなわち、滑りキーを、それぞれ別々に成
形した金属成形体と樹脂成形体とを一体に接合した複合
体とし、その少なくとも両側面の摺動部を樹脂成形体で
形成することにより、高温、高負荷の使用環境でも安定
した作動を確保できるものとするとともに、手間がかか
らず安価に製造可能で、かつ、メインテナンス時に損傷
していない金属成形体を再使用可能とした。
【0011】前記金属成形体と樹脂成形体との接合部
に、接着剤を介在させるか、もしくは、相補的に嵌合す
る凹凸を設けること、または、前記樹脂成形体を、前記
両側面の摺動部が一体に形成され、前記金属成形体の側
面を両側から挟持するものとし、この樹脂成形体が金属
成形体を挟持する接合部にしめ代を付与することによ
り、金属成形体と樹脂成形体とを容易に一体に接合する
ことができる。これらの一体接合手段を、複数組み合わ
せることもできる。
【0012】前記接着剤としては、エポキシ系接着剤ま
たはフィルム状の溶融ふっ素樹脂を溶融させるものを採
用することができる。
【0013】また、この発明のプーリユニットは、回転
軸の外径面の周方向に適宜間隔をおいて複数のキー溝が
形成され、前記回転軸の軸方向にスライドされるスライ
ド筒の内径面の周方向に、前記回転軸のキー溝の間隔に
合わせて複数のキー溝が形成され、前記回転軸またはス
ライド筒の複数のキー溝に嵌合された滑りキーにより、
前記スライド筒が前記回転軸と追従回転可能に係合さ
れ、前記回転軸に固定プーリが設けられ、前記スライド
筒にこの固定プーリと対向させて可動プーリが設けられ
たプーリユニットにおいて、前記滑りキーに上述した滑
りキーのいずれかを用いる構成を採用した。
【0014】前記プーリユニットは、無段変速機用のも
のに好適である。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、図1乃至図9に基づき、こ
の発明の実施形態を説明する。図1(a)、(b)は、
第1の実施形態の滑りキー1を示す。この滑りキー1
は、ベース部材としての金属成形体2と、両側面の摺動
部を形成する2枚の樹脂成形体3とから成り、金属成形
体2の前後端部を除く両側面に設けられた凹状段差部4
に、板状の各樹脂成形体3が接着剤により一体に接合さ
れている。
【0016】前記各樹脂成形体3は、金属成形体2の各
側面よりも突出して摺動部を形成するように、各段差部
4の段差よりもわずかに厚く形成されている。また、そ
の摺動部に負荷される軸方向の力は、段差部4の両側の
段壁5で受けられ、段差部4の底での接着面に剪断力が
作用しないようになっている。
【0017】前記金属成形体2は、ロストワックス法で
鋳造した鋳鋼品であるが、他の鋳造法や、鍛造、機械加
工、焼結またはメタルインジェクションで成形したもの
も採用でき、アルミニウムやその合金等、非鉄金属を素
材としてもよい。
【0018】前記各樹脂成形体3は、熱可塑性ポリイミ
ド樹脂を射出成形したものであるが、圧縮成形やトラン
スファ成形したものも採用することができる。
【0019】また、樹脂成形体3の樹脂組成物は、摩
擦、摩耗特性が優れ、ある程度の機械強度を有するもの
であればよく、ポリエーテルエーテルケトン樹脂やポリ
エーテルケトン樹脂等のポリエーテルケトン系樹脂、ポ
リアセタール樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹
脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルニトリル樹
脂、芳香族ポリエステル樹脂、ポリフェニレンスルフォ
ド樹脂等も採用できる。
【0020】前記樹脂組成物は、単独でも、2種以上を
ポリマーアロイやポリマーブレンドとされたものとして
も使用できる。また、これらに、テトラフルオロエチレ
ン樹脂、黒鉛、二硫化モリブデン、二硫化タングステ
ン、ふっ化黒鉛、窒化ほう素、窒化けい素等の固体潤滑
材や、ガラス繊維、炭素繊維、各種ウィスカ類等の補強
材、さらには、炭酸カルシウム、クレー、マイカ等の充
填材を配合することもできる。
【0021】前記接着剤には、耐熱性に優れた架橋型接
着剤の代表的なものであるエポキシ系接着剤が使用され
ている。架橋型接着剤の替わりに、フィルム状の溶融ふ
っ素樹脂を接着面間に挟み込み、これを加熱溶融させて
樹脂成形体3を接合することもできる。溶融ふっ素樹脂
としては、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合
体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレ
ン共重合体、テトラフルオロエチレン−パーフルオロア
ルキルビニルエーテル共重合体等を用いることができ
る。
【0022】図2(a)、(b)は、第1の実施形態の
変形例を示す。図2(a)の滑りキー1は、互いに接着
される金属成形体2の段差部4の底と、各樹脂成形体3
の側面とに、相補的に嵌合する穴6aと柱状突起7aと
を設けたもの、図2(b)は、同様に、相補的に嵌合す
る長穴6bと壁状突起7bとを設けたものである。これ
らの互いに嵌合する穴6a、6bと突起7a、7bは、
上記接着剤による接合を補強することができる。
【0023】図3は、上記実施形態の滑りキー1を採用
した無段変速機用のプーリユニットを示す。このプーリ
ユニットは、エンジン(図示省略)で回転駆動される回
転軸10に固定プーリ11が設けられ、滑りキー1によ
り回転軸10と追従回転可能に係合され、その軸方向に
スライドされるスライド筒12に、可動プーリ13が固
定プーリ11と対向させて設けられており、スライド筒
12をスライドすることにより、固定プーリ11と可動
プーリ13との間に巻き掛けられたVベルト14の巻き
掛け径が変化し、変速比が無段階に変えられるようにな
っている。
【0024】前記回転軸10は軸受15により回転自在
に支持され、図4(a)に示すように、一端側に小径段
部16が形成されて、その外径面の周方向4箇所に設け
られたキー溝17に、それぞれ滑りキー1が嵌合されて
いる。
【0025】前記スライド筒12は、可動プーリ13と
反対側に小径内径部18を形成され、図4(b)に示す
ように、この小径内径部18の内径面の周方向4箇所
に、滑りキー1が嵌まり込むキー溝19が設けられてい
る。
【0026】また、図3に示したように、可動プーリ1
3側の内径面と、小径内径部18の端に圧入されたスペ
ーサリング20の内径面とには、それぞれブッシュ2
1、22が圧入されている。したがって、スライド筒1
2は、周方向位置を各キー溝19と滑りキー1とで規制
され、半径方向位置を各ブッシュ21、22で規制され
ながら、回転軸10の軸方向にスライドされる。
【0027】なお、この実施形態では、滑りキーを回転
軸側のキー溝に嵌合したが、これとは逆に、スライド筒
側のキー溝に滑りキーを嵌合することもできる。
【0028】図5(a)、(b)は、第2の実施形態の
滑りキー1を示す。この滑りキー1も、第1の実施形態
と同様に、ベース部材としての金属成形体2と、両側面
の摺動部を形成する2枚の樹脂成形体3とから成る。こ
の実施形態では、金属成形体2の前後端部と下部を除く
両側面に凹状段差部4が設けられ、各樹脂成形体3が各
段差部4に圧入嵌合されて、金属成形体2と一体に接合
されている。その他は、第1の実施形態と同じである。
【0029】図6および図7は、第2の実施形態の変形
例を示す。図6(a)、(b)の変形例は、図2
(a)、(b)に示した第1の実施形態の変形例と同様
に、それぞれ、金属成形体2の段差部4の底と各樹脂成
形体3の側面とに、相補的に嵌合する穴6aと柱状突起
7a、または長穴6bと壁状突起7bとを設けたもので
ある。
【0030】図7(a)、(b)、(c)、(d)に示
す変形例は、いずれも各樹脂成形体3に上下方向のテー
パを付与したものであり、(a)、(b)は、金属成形
体2の上下方向全長にわたって各樹脂成形体3を接合し
たもの、(c)、(d)は、金属成形体2の下部を残し
て各樹脂成形体3を接合したものである。
【0031】なお、図6および図7に示した各変形例
は、金属成形体2と各樹脂成形体3との接合に接着剤を
併用してもよく、図7に示した各変形例については、前
記相補的に嵌合する穴6aと柱状突起7a、または長穴
6bと壁状突起7bとを併用することもできる。
【0032】図8(a)、(b)は、第3の実施形態の
滑りキー1を示す。この滑りキー1も、上記各実施形態
と同様に、ベース部材としての金属成形体2と、摺動部
を形成する樹脂成形体3とから成る。この実施形態で
は、樹脂成形体3の摺動部を形成する両側部3aが天井
部3bで一体に結合され、金属成形体2の前後端部を除
く両側面に設けられた凹状段差部4aが、しめ代を付与
された両側部3aで挟持されて、金属成形体2と樹脂成
形体3とが一体に接合されるようになっている。金属成
形体2の上面には、樹脂成形体3の天井部3bが嵌まり
込む凹状段差部4bも設けられている。その他は、上記
各実施形態と同じである。
【0033】図9は、第3の実施形態の変形例を示す。
図9(a)、(d)、(e)は、金属成形体2の下部を
残して各樹脂成形体3を接合したもの、図9(b)、
(c)、(d)、(e)は、各樹脂成形体3に上下方向
のテーパを付与したものである。これらの変形例につい
ても、金属成形体2と各樹脂成形体3との接合に、接着
剤や相補的に嵌合する穴6aと柱状突起7a、または長
穴6bと壁状突起7bを併用することができ、さらに、
両側部3aや天井部3bを、それぞれ段差部4a、4b
に圧入嵌合してもよい。
【0034】上述した実施形態では、滑りキーを無段変
速機用のプーリユニットに採用したが、本発明に係る滑
りキーは、その他のプーリや歯車を回転中に軸方向に移
動させる駆動力伝達装置にも採用することができる。
【0035】
【発明の効果】以上のように、この発明の滑りキーは、
それぞれ別々に成形した金属成形体と樹脂成形体とを一
体に接合した複合体とし、その少なくとも両側面の摺動
部を樹脂成形体で形成したので、高温、高負荷の使用環
境でも安定した作動を確保できるとともに、手間がかか
らず安価に製造でき、かつ、メインテナンス時に損傷し
ていない金属成形体を再使用することもできる。
【0036】また、この発明のプーリユニットは、可動
プーリが設けられたスライド筒を、上記滑りキーを用い
て固定プーリが設けられた回転軸に係合するようにした
ので、高価なボールスプライン構造等を用いることな
く、高負荷の使用条件でも安定して作動させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】aは第1の実施形態の滑りキーを示す外観斜視
図、bはaの分解斜視図
【図2】a、bは、それぞれ図1の変形例を示す分解斜
視図
【図3】図1の滑りキーを採用したプーリユニットを示
す一部省略縦断面図
【図4】aは図3の滑りキーの装着状況を示す外観斜視
図、bは図3のIV−IV線に沿った断面図
【図5】aは第2の実施形態の滑りキーを示す外観斜視
図、bはaの分解斜視図
【図6】a、bは、それぞれ図5の変形例を示す分解斜
視図
【図7】a、b、c、dは、それぞれ図5の変形例を示
す外観斜視図
【図8】aは第3の実施形態の滑りキーを示す外観斜視
図、bはaの分解斜視図
【図9】a、b、c、d、eは、それぞれ図8の変形例
を示す外観斜視図
【符号の説明】
1 滑りキー 2 金属成形体 3 樹脂成形体 3a 側部 3b 天井部 4、4a、4b 段差部 5 段壁 6a、6b 穴 7a、7b 突起 10 回転軸 11 固定プーリ 12 スライド筒 13 可動プーリ 14 Vベルト 15 軸受 16 小径段部 17 キー溝 18 小径内径部 19 キー溝 20 スペサリング 21、22 ブッシュ

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 回転軸に、その軸方向にスライドされる
    スライド筒を追従回転可能に係合し、前記回転軸または
    スライド筒との摺動部が両側面に設けられた滑りキーに
    おいて、この滑りキーを、それぞれ別々に成形した金属
    成形体と樹脂成形体とを一体に接合した複合体とし、そ
    の少なくとも前記両側面の摺動部を前記樹脂成形体で形
    成したことを特徴とする滑りキー。
  2. 【請求項2】 前記金属成形体と樹脂成形体との接合部
    に接着剤を介在させた請求項1に記載の滑りキー。
  3. 【請求項3】 前記接着剤がエポキシ系接着剤である請
    求項2に記載の滑りキー。
  4. 【請求項4】 前記接着剤が、フィルム状の溶融ふっ素
    樹脂を溶融させるものである請求項2に記載の滑りキ
    ー。
  5. 【請求項5】 前記金属成形体と樹脂成形体との接合部
    に、相補的に嵌合する凹凸を設けた請求項1乃至4のい
    ずれかに記載の滑りキー。
  6. 【請求項6】 前記樹脂成形体を、前記両側面の摺動部
    が一体に形成され、前記金属成形体の側面を両側から挟
    持するものとし、この樹脂成形体が金属成形体を挟持す
    る接合部にしめ代を付与した請求項1乃至5のいずれか
    に記載の滑りキー。
  7. 【請求項7】 回転軸の外径面の周方向に適宜間隔をお
    いて複数のキー溝が形成され、前記回転軸の軸方向にス
    ライドされるスライド筒の内径面の周方向に、前記回転
    軸のキー溝の間隔に合わせて複数のキー溝が形成され、
    前記回転軸またはスライド筒の複数のキー溝に嵌合され
    た滑りキーにより、前記スライド筒が前記回転軸と追従
    回転可能に係合され、前記回転軸に固定プーリが設けら
    れ、前記スライド筒にこの固定プーリと対向させて可動
    プーリが設けられたプーリユニットにおいて、前記滑り
    キーを、請求項1乃至6のいずれかに記載のものとした
    プーリユニット。
  8. 【請求項8】 前記プーリユニットが無段変速機用のも
    のである請求項7に記載のプーリユニット。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024028023A1 (de) * 2022-08-03 2024-02-08 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Welle-nabe-verbindung, aufweisend eine welle mit passfedernut, eine hohlwelle und eine passfeder, und verfahren zum herstellen einer welle-nabe-verbindung

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024028023A1 (de) * 2022-08-03 2024-02-08 Sew-Eurodrive Gmbh & Co. Kg Welle-nabe-verbindung, aufweisend eine welle mit passfedernut, eine hohlwelle und eine passfeder, und verfahren zum herstellen einer welle-nabe-verbindung

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