JP2005282777A - 樹脂製プーリの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】動力伝達装置等に用いる樹脂製プーリ４にベアリング３をインサート成形する方法を提供する。
【解決手段】動力伝達装置は、被駆動体１０と、被駆動体１０を駆動する駆動体４とを連結して駆動力を伝達すると共に、被駆動体１０への負荷トルクが所定値を超えた場合に駆動力の伝達を遮断する。支持体１にベアリング３を介して回転可能に支持されるプーリ４を樹脂成形によって製造する。外面に抜け止め構造４５が形成されたインサート金具９の内面にベアリング３を組み付けた後、ベアリング３と共にインサート金具９を金型内にセットし、インサート金具９の外面に対して樹脂成形を行う。
【選択図】図４

Description

本発明は、車両用の動力伝達装置等に使用されるプーリの製造方法に関し、特に樹脂によってプーリを製造する方法に関する。

車両用空調装置の圧縮機には、被駆動体と、被駆動体を駆動する駆動体とを連結して駆動力を伝達すると共に、被駆動体への負荷トルクが所定値を超えた場合に駆動力の伝達を遮断する動力伝達装置が組み込まれている。

図５は、特開２００２−５４７１１号公報に記載された従来の動力伝達装置の断面図である。圧縮機のハウジング１０１には、ボス部１０２が形成されており、ボス部１０２にはベアリング１０３を介して駆動体としてのプーリ１０４が回転自在に支持されている。プーリ１０４は樹脂によって成形されており、その外面には、エンジンのクランク軸からのベルト（図示省略）が掛け渡され、エンジンの駆動によってプーリ１０４が回転駆動する。

ハウジング１０１には、ボス部１０２から外方に突出した回転軸１０５がボス部１０２と同軸状となって設けられている。回転軸１０５には、被駆動体としての出力ディスク１０６が固着されている。出力ディスク１０６は、外周側に配置されたアウターハブ１０７と、回転軸１０５に結合するインナーハブ１０８とによって構成される。

プーリ１０４には、複数の孔部１０４ａが周方向の複数箇所に形成されており、それぞれの孔部１０４ａ内にゴムダンパ１０９が嵌め込まれている。このゴムダンパ１０９には、ピン１１０が挿入されており、このピン１１０がアウターハブ１０７と係合することによりプーリ１０４の駆動力がアウターハブ１０７に伝達するようになっている。

インナーハブ１０８は、アウターハブ１０７の内部にインサートされたアウターリング１０８ａと、回転軸１０５に螺合するインナリング１０８ｂと、アウターリング１０８ａ及びインナリング１０８ｂとを連結するブリッジ１０８ｃとを備えている。ブリッジ１０８ｃには、過負荷の過負荷トルクが作用したときに優先的に破損する破損部１１１が形成されている。

このような構造において、エンジンを駆動すると、プーリ１０４が回転し、ゴムダンパ１０９、ピン１１０、アウターハブ１０７、インナーハブ１０８を介して回転軸１０５に動力が伝達される。この回転軸１０５の回転は、ベアリング１０３によって支持される。

圧縮機の内部に焼き付け等の異常が発生すると、回転軸１０５がロックし、出力ディスク１０６の回転が停止したままでプーリ１０４が回転を継続するため、負荷トルクが所定値を超える。この場合には、インナーハブ１０８の破損部１１１が優先的に折れて破断する。これにより、インナーハブ１０８とアウターハブ１０７とが分離されてプーリ１０４から回転軸１０５への動力の伝達が遮断されるため、プーリ１０４が空転する。
特開２００２−５４７１１号公報

上述した動力伝達装置では、回転軸１０５の回転を支持するベアリング１０３をプーリ１０４内面に配置しているため、プーリ１０４が樹脂の場合には、インサート成形が行われる。すなわち、プーリ１０４を成形するための射出成形用の金型の内部にベアリング１０３をセットし、このセット状態で金型内に樹脂を射出して成形するものである。

一方、ベアリング１０３としては抜け止め状態でプーリ１０４に取り付ける必要がある。このため、ベアリング１０３のアウタレースに溝や凸部等の抜け止め構造を形成し、この抜け止め構造側に対して樹脂を射出することにより樹脂とベアリングとを結合させることが行われている。

しかしながら、アウタレースに抜け止め構造を形成する場合には、ベアリング自体の剛性が低下して性能が劣化することから好ましくない。また、アウタレースに加工を施していない通常のベアリングを用いることができず、汎用性がないと共に、コストアップとなる問題を有している。

本発明は、このような従来の問題点を考慮してなされたものであり、アウタレースに抜け止め加工を行うことなく、インサート成形が可能な樹脂製プーリの製造方法を提供することを目的とする。

請求項１記載の発明は、支持体１にベアリング３を介して回転可能に支持されるプーリ４を樹脂成形によって製造する方法であって、外面に抜け止め構造４５が形成されたインサート金具９の内面にベアリング３を組み付けた後、ベアリング３と共にインサート金具９を金型内にセットし、インサート金具９の外面に対して樹脂成形を行うことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の樹脂製プーリの製造方法であって、インサート金具９へのベアリング３の組み付けは、アウタレース３ａをインサート金具９に圧入することによって行うことを特徴とする。

請求項１記載の発明によれば、インサート金具９にベアリング３に取り付けた状態で、金型内で樹脂のインサート成形を行うため、ベアリング３が組み込まれた樹脂製プーリ４を作製することができる。また、インサート金具９の外面に抜け止め構造４５が形成されるため、プーリ４との結合力が大きくなり、プーリ４から脱離することがなくなると共に、ベアリング３のアウタレース３ａに抜け止め構造を形成する必要がなく、ベアリング３の剛性を保持することができる。さらには、通常のベアリングを用いることができるため、汎用性のあるものとすることができ、コストダウンが可能となる。

請求項２記載の発明によれば、アウタレース３ａをインサート金具９に圧入するため、ベアリングをインサート金具に組み付けることができ、そのままで樹脂成形に用いることができる。

図１は本発明の一実施形態を適用した動力伝達装置の分解斜視図、図２は動力伝達装置の側面図、図３は図２のＡ−Ａ線断面図、図４はプーリの内部を示す断面図である。

図１〜図３において、符号１はクラッチレス圧縮機のハウジングであり、プーリ４の支持部材として機能する。プーリ４のボス部２にはベアリング３を介して駆動体としてのプーリ４が回転自在に支持されている。ハウジング１には、ボス部２に対して同軸的に配置されると共に、ボス部２から外方へ突出した回転軸７が収容されており、その端部にはボルト８を介して被駆動体としての円盤状のハブ１０が固着されている。

ハブ１０は、回転軸７とセレーション結合する軸部１０ａと、軸部１０ａから径方向に延びるフランジ部１０ｂとが一体的に形成されることにより構成されており、フランジ部１０ｂには、複数の締結孔１１が円周上に沿って形成されている。締結孔１１は、回転軸７を中心とする同一円周上に９０°の等間隔で４箇所に形成されており、それぞれの締結孔１１には締結ピン１３が貫通状態で固定され、それぞれの締結ピン１３の貫通端部がリーフスプリング１２の他端１２ｃに係合状態で接続されている。リーフスプリング１２への締結ピン１３の係合は、リーフスプリング１２を貫通した締結ピン１３の貫通端部を加締めることにより行われる。

リーフスプリング１２は、駆動体であるプーリ４と被駆動体であるハブ１０とを接続してプーリ４の回転駆動力をハブ１０に伝達するものであり、ハブ１０に伝達された回転駆動力により回転軸７が回転する。また、リーフスプリング１２は、ハブ１０への負荷トルクが所定値を超えた場合に、駆動力の伝達を遮断するように作用する。

リーフスプリング１２は、締結ピン１３に対応するように４個が配置されており、それぞれのリーフスプリング１２は同形同大となっている。このリーフスプリング１２としては、高炭素鋼や軸受鋼等の金属が使用され、この金属を薄板状に形成することによりバネ性が付与されている。

リーフスプリング１２は、間隔１６を有した一対の側片１２ａの一端同士を開閉可能に連結した二股状となっており、リーフスプリング１２の他端１２ｃである側片１２ａの連結端には、締結ピン１３の外周部に回転自在に係合する貫通状のピン孔１４が形成されている。締結ピン１３はピン孔１４を貫通し、その貫通端部を加締めることにより、リーフスプリング１２とハブ１０とを接続するように作用する。また、リーフスプリング１２の一端１２ｂである開放端には、後述する伝達軸２１のピン状の突起部２２が挿入されて保持されることにより、伝達軸２１の突起部２２に係脱自在に係合する保持面１５が形成されている。

伝達軸２１は、伝達部材２０の構成部材となっている。伝達部材２０は伝達板としての円形リング状のロケーションプレート２３を有し、このロケーションプレート２３に伝達軸２１が取り付けられている。ロケーションプレート２３には、回転軸７を中心とした円周上の４等分位置に挿入孔２４が厚さ方向に貫通しており、それぞれの挿入孔２４に伝達軸２１の突起部２２が貫通している。そして、突起部２２の貫通端がリーフスプリング１２の保持面１５に係脱自在に保持される。

伝達軸２１は、リーフスプリング１２側の突起部２２と、突起部２２と同軸となってプーリ４側に一体的に延びた軸板２５とを有しており、全体が回転軸７の軸方向と平行となるように延びている。軸板２５は、偏平な軸状となっており、この軸板２５がダンパ３０を介してプーリ４に接続される。

図３に示すように、伝達軸２１には、外面がセレーションとなっている固定部２７が形成されている。固定部２７は突起部２２と軸板２５との間に設けられており、ロケーションプレート２３に形成された挿入孔２４に挿入される。挿入孔２４の内周面には、固定部２７のセレーションと噛み合うセレーションが形成されており、これらのセレーションが噛み合うことにより、伝達軸２１は回転止め状態でロケーションプレート２３に連結される。

ダンパ３０は、図１に示すように、略四角柱状のブロック形状に形成された一対のダンパ本体３１、３２と、一対のダンパ本体３１、３２を連結する連結帯３３とによって構成されており、全体がゴム、軟質樹脂等の弾性体によって形成されている。連結帯３３は一対のダンパ本体３１、３２における高さ方向の一側でダンパ本体３１、３２を連結している。また、連結帯３３による連結状態では、一対のダンパ本体３１、３２の間に伝達軸２１の軸板２５が挿入される挿入空間３４が設けられている。

なお、ダンパ本体３１，３２には、図１に示すように、溝部３１ａ、３２ａが形成されており、プーリ４からの駆動力が作用した場合、溝部３１ａ、３２ａが弾性的に圧縮されるようになっている。

ダンパ３０はプーリ４の内部に挿入されて収納されることにより、プーリ４の駆動力を伝達軸２１に伝達する。プーリ４の内部には、その内壁から径方向内側に向かって放射状に延びた複数のリブ部３６が形成されると共に、リブ部３６の間で段状となって突出する段部３７が形成されており、これらのリブ部３６及び段部３７に囲まれた収納空間３８にダンパ３０が挿入されて収納される。収納に際しては、連結帯３３側から収納空間３８内に挿入されるものであり、これにより挿入空間３４が伝達部材２０側に位置した状態となる。

収納空間３８に挿入されたダンパ３０に対し、その挿入空間３４内に軸板２５を挿入することにより、ダンパ３０及び伝達軸２１を介してプーリ４と伝達部材２０とが連結される。そして、締結ピン１３によってハブ１０に取り付けられているリーフスプリング１２の保持面１５に対し、伝達軸２１の突起部２２を嵌め込んで係合させる。これにより、ダンパ３０、伝達部材２０及びリーフスプリング１２を介してプーリ４とハブ１０とが連結される。

図２に示すように、リーフスプリング１２は回転軸の中心とハブ１０のピン１３を結ぶ直線に対し、略直角となるように組み付けられる。このような組み付けでは、リーフスプリング１２の配置スペースを小さくすることができ、コンパクトとすることができると共に、伝達する負荷トルクの腕を長くすることが可能となる。

リーフスプリング１２の保持面１５は、伝達軸２１の突起部２２の外周部に合わせた曲率を有して形成されており、これにより保持面１５が突起部２２を確実に挟持することが可能となっている。一方、突起部２２が保持面１５に沿って開放端１２ｂに向かって移動した場合、突起部２２はリーフスプリング１２の開放端１２ｂから抜け出ることができる。これにより、リーフスプリング１２と伝達部材２０との連結が外れてリーフスプリング１２はプーリ４とハブ１０との接続状態から離脱する。

このような構造において、圧縮機側からの負荷トルクが所定値以下の場合には、図示しないベルトを介してプーリ４に与えられるエンジンの駆動力は、ダンパ３０、伝達部材２０及びピン１３を介してハブ１０に伝達され、回転軸７が回転する。このとき、回転軸７は、ベアリング３に支持された状態でボス部２周囲を回転する。

回転軸７への駆動力の伝達経路には、弾性部材からなるダンパ３０が配置されており、ダンパ３０が衝撃や不要な振動等を吸収或いは減衰させるため、プーリ４の駆動力だけをハブ１０及び回転軸７に伝達することができ、回転軸７が円滑に回転することができる。また、ダンパ３０はリブ部３６によって仕切られた収納空間３８内に挿入されており、駆動力が伝達した場合には、収納空間３８内で圧縮されるため、駆動力を伝達部材２０に確実に伝達することができる。

圧縮機の内部に焼き付き等が生じて負荷トルクが所定値を超えた場合には、リーフスプリング１２の保持面１５に保持されている突起部２２が開放端１２ｂから離脱する。これにより、プーリ４からの回転軸７への動力の伝達が遮断されるので、プーリ４が空転する。このようにリーフスプリング１２が接続状態から離脱する構造では、リーフスプリング１２が破断することがない。このため、リーフスプリング１２や伝達部材２０等の交換が不要となり、再組み立てを簡単に行うことができる。

図４は、プーリ４の内部を示し、インサート金具９が内部に設けられている。また、プーリ４は樹脂によって成形されるものであり、これにより、軽量化がなされている。インサート金具９は、プーリ４におけるボス部２の周囲に位置するように設けられており、ベアリング３を保持する。ベアリング３としては、アウタリース３ａ及びインナリース３ｂの間にボール４７が配置されたボールベアリングが使用される。ベアリング３は、そのアウタリース３ａがインサート金具９に保持されることにより、インサート金具９を介してプーリ４の内部に配置されるものである。

インサート金具９の外面には、凸部４６からなる抜け止め構造４５が形成されている。凸部４６は軸方向に沿って複数がインサート金具９の外面に形成されており、複数の凸部４６がプーリ４の内側に噛み込むことによりプーリ４との結合力が大きくなり、プーリ４からのインサート金具９、すなわちベアリング３の抜け止めを行うようになっている。

次に、以上のプーリ４の製造を説明する。

まず、インサート金具９の内面に対し、ベアリング３を組み付ける。インサート金具９へのベアリング９の組み付けは、ベアリング３のアウタレース３ａをインサート金具９に圧入することにより行う。

そして、ベアリング３組み付け状態のインサート金具９を成形用の金型内にセットする。この場合、外面の凸部４６が樹脂と接触するようにインサート金具９をセットする。このセット状態で、溶融樹脂を金型内に射出し、樹脂を冷却、硬化して樹脂製プーリを作製する。作製されたプーリ４では、ベアリング３が一体となって組み付けられているため、ベアリング３の組み付け工程が不要となり、動力伝達装置に製造工程を簡素化することができる。

このように製造されたプーリ４では、ベアリング３のアウタレース３ａに凸部４６等の抜け止め構造４５を形成する必要がなく、ベアリング３の剛性を保持することができる。また、通常のベアリングを用いることができるため、汎用性のあるものとすることができ、コストダウンも可能となる。

本発明の一実施形態を適用した動力伝達装置の分解斜視図である。 動力伝達装置の側面図である。 図２のＡ−Ａ線断面図である。 プーリの断面図である。 従来の動力伝達装置の断面図である。

符号の説明

１ ハウジング（支持体）
３ ベアリング
３ａ ベアリングのアウタレース
４ プーリ（駆動体）
７ 回転軸
９ インサート金具
１０ ハブ（被駆動体）
１２ リーフスプリング
１１ 締結孔
１３ 締結ピン
２０ 伝達部材
２１ 伝達軸
２２ 突起部
２３ ロケーションプレート
２５ 軸板
３０ ダンパ
３８ 収納空間
４１ カバー体
４５ 抜け止め構造
４６ 凸部

Claims (2)

1. 支持体（１）にベアリング（３）を介して回転可能に支持されるプーリ（４）を樹脂成形によって製造する方法であって、
   外面に抜け止め構造（４５）が形成されたインサート金具（９）の内面にベアリング（３）を組み付けた後、ベアリング（３）と共にインサート金具（９）を金型内にセットし、インサート金具（９）の外面に対して樹脂成形を行うことを特徴とする樹脂製プーリの製造方法。
2. インサート金具（９）へのベアリング（３）の組み付けは、アウタレース（３ａ）をインサート金具（９）に圧入することによって行うことを特徴とする請求項１記載の樹脂製プーリの製造方法。
   

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