JP2007160439A - 歯付プーリの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】円筒体の外周面に切削加工を施して歯溝を形成する際の切削部分の表面粗さを良好にすることができる歯付プーリの製造方法を提供する。
【解決手段】クランパー８で薄肉の円筒体２をその中心軸方向に両側から挟持する。円筒体２の自由状態を保ったまま、クランパー８が円筒体２の両側部分を拘束し、円筒体２の径方向の変形を規制する。円筒体２の外周面に切削加工を施して歯溝３を形成する。切削加工の際の円筒体２の径方向のぶれ（たわみや振動）が阻止される。切削加工が完了した後の変形の戻りもない。
【選択図】 図１

Description

本発明は、円筒体の外周面に切削加工を施して歯溝を形成する歯付プーリの製造方法に関するものである。

一般に、歯付プーリは、鋳造による方法や、鋳鉄や丸棒にホブ切り加工などの切削加工を施す方法によって製造される。このような製造方法に対して、特許文献１は、歯付プーリの軽量化などを図るため、有底円筒体に歯形を形成するようにした歯付プーリ（タイミングプーリ）の製造方法を開示している。

図４（ａ）は特許文献１の歯付プーリの製造方法を示す断面図であり、図４（ｂ）はその製造方法によって製造された歯付プーリの斜視図である。

この歯付プーリの製造方法は、有底円筒体に歯形１０１を形成して歯付プーリ１０２を得るものであり、まず、プレス加工などにより金属板を有底円筒体に形成する。次いで、有底円筒体に嵌合した内側治具１０３と有底円筒体の外周面に押し当てた歯切りダイス１０４とを回転させる。その際、内側治具１０３の外周面の歯部１０５と歯切りダイス１０４の外周面の歯部１０６とを噛み合わせることにより、有底円筒体に歯形１０１を形成するようになっている。
特開昭６２−２８２７３５号公報（第２頁右上欄第２行〜第２頁左下欄第８行、第３図、第４図）

ところが、特許文献１の製造方法は、比較的に歯形の大きい歯付プーリを製造することはできるが、歯付プーリを構成する板の厚さよりも歯溝深さが浅い歯形の小さい歯付プーリを製造することはできない。

これに対して、円筒体に切削加工を施すことによって小さな歯溝を形成することが考えられるが、プレス加工で形成できるような例えば厚さ３ｍｍ程度の薄肉の円筒体は径方向に変形しやすく、切削加工する際にぶれ（たわみや振動）を生じやすい。この切削加工の際のぶれによって切削部分の表面粗さが悪くなりやすく、場合によっては、かじり傷による不良品を生じるおそれもある。

本発明は、円筒体の外周面に切削加工を施して歯溝を形成する際の切削部分の表面粗さを良好にすることができる歯付プーリの製造方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る歯付プーリの製造方法は、薄肉の円筒体の外周面に切削加工を施して歯溝を形成するものであり、歯溝を形成する際、クランパーで円筒体をその中心軸方向に両側から挟持するものである。

この構成によれば、クランパーによって円筒体の両側部分を拘束し、円筒体の径方向の変形を規制することができる。これにより、切削加工する際に、円筒体の径方向のぶれ（たわみや振動）を阻止して、切削部分の表面粗さを良好にすることができる。

さらに、円筒体の自由状態を保ったまま切削加工することができるので、円筒体の外周面を所望の形状に仕上げることができる。つまり、内側治具を嵌合して円筒体のぶれを阻止することも考えられるが、自由状態の円筒体が内側治具になじむように変形するおそれがある。この場合、円筒体に切削加工を施した後、内側治具を抜き出すことにより、円筒体が切削加工時の状態とは異なる元の自由状態に戻ることになる。これに対して、円筒体を自由状態のまま中心軸方向に挟持して切削加工することにより、切削加工が完了した後の変形の戻りをなくすことができる。

円筒体に歯溝を形成する前に、円筒体の外周面を円筒研削してその円筒度及び同軸度を良好にすれば、あらかじめ、円筒体の外径の振れも小さくなり、歯付プーリの製品精度をより高めることができる。

プレス加工によって形成される円筒体に本発明を採用するのが好ましい。つまり、プレス加工により形成する円筒体は、柔軟で径方向に変形しやすいので切削加工する際にぶれやすく、さらに、その円筒度も悪くなりやすいが、円筒体をその中心軸方向両側からクランパーによって挟持して外周面に歯溝を形成する本発明製造方法を採用すれば、切削部分の表面粗さ及び円筒度を良好にして歯付プーリの品質を高めることができる。

円筒体として、歯溝を形成する歯溝形成筒と、その中心側において軸方向一側に突出する小径の軸嵌合筒と、軸嵌合筒と歯溝形成筒とを繋ぐ連係部とからカップ状に形成したものを例示することができる。このカップ状の円筒体を挟持するクランパーとしては、軸嵌合筒に挿通して円筒体を支持する支持軸と、支持軸から半径方向外向きに突出するフランジと、支持軸に取り付けられる円板とからなるものを例示することができる。

この構造の円筒体及びクランパーを採用する場合、円筒体の軸嵌合筒にクランパーの支持軸を挿通するだけでも円筒体を支持することができるが、円筒体の歯溝形成筒に歯溝を形成する際、クランパーのフランジと円板とで、円筒体をその中心軸方向に両側から挟持することにより、切削加工する際の円筒体のぶれを阻止することができる。なお、円筒体は、カップ状のものに限らず、その全長に渡って同径のものであってもよい。

また、本発明は、プレス加工用の金属板から、歯付ベルトを掛巻するベルト掛巻筒と、その中心側において軸方向一側に突出してプーリ軸に外嵌される小径の軸嵌合筒と、これら軸嵌合筒と歯溝形成筒とを繋ぐ連係部とからなるカップ状に形成されてなり、そのベルト掛巻筒の外周面に、切削加工による歯溝が形成された歯付プーリを提供する。

以上のとおり、本発明によると、クランパーで円筒体をその中心軸方向に両側から挟持するので、円筒体の外周面に切削加工を施して歯溝を形成する際の円筒体のぶれを阻止して、切削部分の表面粗さを良好にすることができる。これにより、切削加工による小さな歯溝を薄肉の円筒体に形成することができ、歯付プーリの軽量化を図ることができる。

以下、本発明に係る歯付プーリの製造方法を実施するための最良の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明に係る歯付プーリの製造方法を説明する図である。

本発明に係る歯付プーリの製造方法は、例えば薄肉でカップ状の歯付プーリ１を製造するものであり、薄肉の円筒体２の外周面にホブ切り加工などの切削加工を施して小さな歯溝３を形成するものである。

歯付プーリ１は、外周面に歯溝３を有するベルト掛巻筒４と、その中心側において軸方向一側に突出する小径の軸嵌合筒５と、ベルト掛巻筒４と軸嵌合筒５とを繋ぐ連係部６とからなる薄肉のカップ状とされ、その軸嵌合筒５をプーリ軸に外嵌して装着し、ベルト掛巻筒４に歯付ベルトを掛巻するようになっている。

歯付プーリ１を製造する手順を具体的に説明すると、まず、プレス加工用の金属板にプレス加工を施し、歯溝形成筒７と軸嵌合筒５と連係部６とからなる薄肉でカップ状の円筒体２を形成し、その歯溝形成筒７の外周面を円筒研削して円筒度及び同軸度を良好にする。ここで、歯溝形成筒７は、その外周面に歯溝３を形成してベルト掛巻筒４とする部位である。また、円筒研削は、軸嵌合筒５の内周面（軸嵌合筒の筒中心、すなわち支持軸の軸中心）を基準にして、旋盤加工などによって歯溝形成筒７の外周面を軽く研削すればよい。

次いで、クランパー８で円筒体２をその中心軸方向に両側から挟持することにより、円筒体２の自由状態の形状を保ったまま、軸嵌合筒５の一側端面５ａと歯溝形成筒７の他側端面７ａとを拘束する。クランパー８は、断面円形の支持軸９と、支持軸９から半径方向外向きに突出するフランジ１０と、直径が歯溝形成筒７とほぼ等しい大きさの円板１１とからなり、支持軸９で円筒体２を支持すると共に、フランジ１０と円板１１とで円筒体２を挟持するようになっている。

支持軸９は、軸嵌合筒５の中央穴よりもわずかに小さく設定され、軸嵌合筒５に挿通されて円筒体２を支持する。フランジ１０は、その他側面で軸嵌合筒５の一側端面５ａを受け、さらに円筒体２を挟持する際の摩擦力によって軸嵌合筒５を軸直角方向にも拘束するようになっている。

円板１１は、周縁部１２が一側に突出するカップ状とされ、その中央に、支持軸９の他側端部の小径部分１３に嵌合して円板１１を軸直角方向に位置決めするための位置決め穴１４が形成されている。支持軸９の小径部分１３には、他側に突出するねじ部１５が形成され、このねじ部１５にナット１６を螺合することにより、円板１１を一側に押圧してフランジ１０との間に円筒体２を挟持する。

円板１１の周縁部１２の厚さは、歯溝形成筒７よりも厚く設定され、円筒体２を挟持する際、周縁部１２の先端面が歯溝形成筒７の他側端面７ａの全面を受け、さらに円筒体２を挟持する際の摩擦力によって歯溝形成筒７を軸直角方向にも拘束するようになっている。なお、支持軸９の直径及び長さ、円板１１の直径及び周縁部１２の中心軸方向長さは、加工する円筒体２の寸法に応じて設定すればよい。

クランパー８で円筒体２を中心軸方向に挟持したまま、歯溝形成筒７の外周面にホブ切り加工を施して歯溝３を形成し、歯溝形成筒７をベルト掛巻筒４に形成することにより、歯付プーリ１を得る。なお、ホブ切り加工する際、円板１１の周縁部１２は、その先端付近を歯溝形成筒７と共に切削される。

ホブ切り加工の際、円筒体２の両側部分を拘束するので、歯溝形成筒７の径方向のぶれ（たわみや振動）が阻止され、切削部分の表面粗さが良好になる。さらに、円筒体２を自由状態の形状のまま挟持するので、クランパー８による拘束を解除した後も円筒体２の変形の戻りはなく、所望の形状にホブ切り加工したままの形状である。

次に、歯付プーリの表面粗さにについて説明する。表１に製造方法の相違による表面粗さの違いを示す。

表１において、比較例は、クランパー８で挟持することなくホブ切り加工したときのベルト掛巻筒４の表面粗さを示し、実施例１は、クランパー８で挟持してホブ切り加工する本発明の製造方法を採用したときのベルト掛巻筒４の表面粗さを示す。表面粗さを示す項目のうち、Ｒａ｛３．２｝は中心線平均粗さ（ＪＩＳ Ｂ０６０１：‘７０）であり、Ｒｍａｘ｛１２．５｝は最大高さ（ＪＩＳ Ｂ０６０１：‘７０）である。

表１に示すように、Ｒａ（中心線平均粗さ）は、比較例１で１．０、実施例１で０．９であり、比較例及び実施例１が共に良好な値を示している。Ｒｍａｘ（最大高さ）は、比較例の１６．４（不良）に対して、実施例１では１０．４の良好な値を示している。これは、比較例では、ホブ切り加工する際のベルト掛巻筒４のぶれにより、いわゆるかじり傷を生じるのに対し、実施例１では、ベルト掛巻筒４のぶれを阻止しているためであると考えられる。

次に、歯付プーリの振れ精度について説明する。図２は製造方法の相違による外径振れの差を示す図、図３は外径振れの測定方法を示す図である。

図２において、縦軸は、歯付プーリ１の外径振れであり、ＪＩＳ Ｂ１８５６の「６．６歯先円周の振れ」に規定された測定方法による読みの最大値と最小値との差（ｍｍ）である。比較例は、クランパー８で挟持することなくホブ切り加工したときのベルト掛巻筒４の外径振れを示す。実施例１及び実施例２は、クランパー８で挟持してホブ切り加工する本発明の製造方法を採用したときのベルト掛巻筒４の外径振れを示し、そのうち、実施例１は、円筒研削することなくホブ切り加工したもので、実施例２は、円筒研削してからホブ切り加工したものである。

ここで、ＪＩＳ Ｂ１８５６の「６．６歯先円周の振れ」に基づく「外径振れ」の測定方法を説明する。図３に示すように、「外径振れ」は、歯付プーリ１の歯先面（又は円筒体２の外周面）にダイヤルゲージ１７を当て、軸嵌合筒５に嵌合した回転軸（図示せず）を回転させながらダイヤルゲージ１７の目盛の変化を読み取って測定する。

図２に示すように、「外径振れ」は、比較例の０．２１８（ｍｍ）がＪＩＳ Ｂ１８５６の「表４ 歯先円周の振れの公差」に規定された公差（０．１３ｍｍ）を超過しているのに対して、クランパー８で挟持してホブ切り加工することにより、実施例１で０．１０６（ｍｍ）に低減され、公差内に収まっている。さらに、実施例２では、０．０５５（ｍｍ）まで低減されている。なお、測定したプーリの外径は１１０ｍｍである。

このように、本発明の製造方法を採用することにより、「表面粗さ」を良好にし、かつ、「外径振れ」を低減して歯付プーリ１の加工精度を高めることができる。

なお、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内において、適宜変更を加えることができる。例えば、歯付プーリ１は、カップ状のものに限らず、その全長に渡って同径のものであってもよい。歯溝形成筒７の一側端にフランジ１０との間に台座を介装して、歯溝形成筒７の両端を中心軸方向に挟持するようにしてもよい。

本発明に係る歯付プーリの製造方法を説明する図 製造方法の相違による外径振れの差を示す図 外径振れの測定方法を示す図 従来の歯付プーリの製造方法を示す断面図及び歯付プーリの斜視図

符号の説明

１ 歯付プーリ
２ 円筒体
３ 歯溝
４ ベルト掛巻筒
５ 軸嵌合筒
６ 連係部
７ 歯溝形成筒
８ クランパー
９ 支持軸
１０ フランジ
１１ 円板

Claims (5)

1. 薄肉の円筒体の外周面に切削加工を施して歯溝を形成する歯付プーリの製造方法であって、前記歯溝を形成する際、クランパーで前記円筒体をその中心軸方向に両側から挟持することを特徴とする歯付プーリの製造方法。
2. 前記円筒体に歯溝を形成する前に、前記円筒体の外周面を円筒研削することを特徴とする請求項１に記載の歯付プーリの製造方法。
3. 前記円筒体は、プレス加工により形成することを特徴とする請求項１又は２に記載の歯付プーリの製造方法。
4. 前記円筒体は、歯溝を形成する歯溝形成筒と、その中心側において軸方向一側に突出する小径の軸嵌合筒と、該軸嵌合筒と前記歯溝形成筒とを繋ぐ連係部とからカップ状に形成されてなり、前記クランパーは、軸嵌合筒に挿通されて円筒体を支持する支持軸と、該支持軸から半径方向外向きに突出するフランジと、前記支持軸に取り付けられる円板とからなり、歯溝形成筒に歯溝を形成する際、クランパーのフランジと円板とで、前記円筒体をその中心軸方向に両側から挟持することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の歯付プーリの製造方法。
5. プレス加工用の金属板から、歯付ベルトを掛巻するベルト掛巻筒と、その中心側において軸方向一側に突出してプーリ軸に外嵌される小径の軸嵌合筒と、該軸嵌合筒と前記ベルト掛巻筒とを繋ぐ連係部とからなるカップ状に形成されてなり、前記ベルト掛巻筒の外周面に、切削加工による歯溝が形成されたことを特徴とする歯付プーリ。

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