JP2007263294A - Pulley - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、プーリに関し、例えば、自動車のエンジンのタイミングベルトのテンショナーやアイドラー等に使用されれば好適なプーリに関する。 The present invention relates to a pulley, for example, a pulley suitable for use in a tension belt or idler of a timing belt of an automobile engine.
従来、例えば、自動車のエンジンのタイミングベルトのテンショナーやアイドラー等に用いるプーリ装置には、その重量の軽減や、コストの低減や、軽量化のために、軸受の金属製の外輪の外周面に、樹脂製のプーリを一体成形したものがある(特許公報:特開2001−200917号公報参照)。 Conventionally, for example, in a pulley device used in a tension belt or idler of a timing belt of an automobile engine, in order to reduce the weight, reduce the cost, and reduce the weight, the outer peripheral surface of the metal outer ring of the bearing is used. There is one in which a resin pulley is integrally formed (see Japanese Patent Laid-Open No. 2001-200197).
ここで、上記樹脂製のプーリは放熱性が悪いため、上記軸受で発生する熱や、上記樹脂製プーリとベルトとの間に発生する摩擦熱が十分に放熱されずに樹脂製プーリ内に蓄積され、上記軸受の温度が上昇し易いという問題がある。そして、この軸受の温度の上昇に起因して軸受内のグリースが劣化し易くなって、軸受の寿命が短くなるという問題がある。また、上記樹脂製プーリはリサイクル性が劣るため、資源の有効利用という観点や、環境の保全という観点から、樹脂製プーリの使用が好ましくないという問題がある。 Here, since the resin pulley has poor heat dissipation, heat generated in the bearing and frictional heat generated between the resin pulley and the belt are not sufficiently dissipated and accumulate in the resin pulley. There is a problem that the temperature of the bearing is likely to rise. Further, the grease in the bearing is easily deteriorated due to the rise in temperature of the bearing, and there is a problem that the life of the bearing is shortened. Further, since the resin pulley is inferior in recyclability, there is a problem that the use of the resin pulley is not preferable from the viewpoint of effective use of resources and the viewpoint of environmental preservation.
また、上記蓄熱の問題を解決すべく、上記樹脂製プーリから外部に放出させる熱量を増やすために、上記樹脂製プーリにフィンを取り付けると、プーリ装置の運転時に、上記樹脂製プーリが周方向に回転する際、上記フィン付近から風切り音が発生するという問題がある。また、上記樹脂製プーリの強度を増すために、そのウエブ部に補強リブを設けると、上記フィンを取り付けた場合と同様に、上記リブ付近から風切り音が発生するという問題がある。
そこで、この発明の課題は、放熱性が良く、堅牢かつ軽量で、リサイクルが可能であり、かつ、風切音が発生しにくいプーリを提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a pulley that has good heat dissipation, is robust and lightweight, can be recycled, and hardly generates wind noise.
上記課題を達成するため、この発明のプーリは、
軽金属製の環状のボス部と、
上記ボス部と同心円状に配した軽金属製の環状のリム部と、
上記ボス部から上記リム部に向かって放射状に延びると共に、上記ボス部とリム部を連結し、かつ、側面が軸と平行な面からなる板状の複数のスポーク部と
を備えることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the pulley of the present invention is:
An annular boss made of light metal,
An annular rim portion made of light metal concentrically with the boss portion;
A plurality of plate-like spoke portions that extend radially from the boss portion toward the rim portion, connect the boss portion and the rim portion, and have side surfaces that are parallel to the axis. Yes.
本発明者は、上記板状のスポーク部の側面が、軸方向に平行な面である場合、プーリの運転時に風切り音等の異音が発生しないことを確認した。また、板状のプーリの側面が軸方向に対して傾斜している場合、プーリの回転にともなって、送風音、風切り音が出易くなることを確認した。 The inventor has confirmed that when the side surface of the plate-like spoke portion is a surface parallel to the axial direction, no abnormal noise such as wind noise is generated during operation of the pulley. Moreover, when the side surface of the plate-like pulley was inclined with respect to the axial direction, it was confirmed that a blowing sound and a wind noise were easily generated with the rotation of the pulley.
本発明によれば、上記板状のスポーク部の側面が、軸方向に平行な面であるので、風切り音がでない。これは、上記板状のスポーク部の側面が、軸方向に平行な面であるから、プーリが回転してもポンプ作用がなくて、空気を抱いた状態で回転しているためだと推察される。 According to the present invention, since the side surface of the plate-like spoke portion is a surface parallel to the axial direction, there is no wind noise. This is presumably because the side surface of the plate-like spoke part is a plane parallel to the axial direction, so that even if the pulley rotates, there is no pump action and the air is held in air. The
また、本発明によれば、プーリが、軽金属材料からなるから、従来の樹脂製のプーリと比較して、プーリの強度を強くできる。また、上記スポーク部が軸方向に平行な面を有する板部材であるので、上記ボス部に対して上記リム部を強固に支えることができて、プーリが軸方向の外力に対して堅牢となる。また、プーリの強度を強くできるから、従来の樹脂製のプーリと比較して、上記プーリの各部の厚みを薄くでき、かつ、リム部と、ボス部と、周方向に隣接する二つのスポーク部との間に軸方向に貫通する空間が形成されているから、プーリを軽量化することができる。 Further, according to the present invention, since the pulley is made of a light metal material, the strength of the pulley can be increased as compared with a conventional resin pulley. Further, since the spoke part is a plate member having a surface parallel to the axial direction, the rim part can be firmly supported with respect to the boss part, and the pulley is robust against an external force in the axial direction. . In addition, since the strength of the pulley can be increased, the thickness of each part of the pulley can be reduced compared to a conventional resin pulley, and the rim part, the boss part, and two spoke parts adjacent in the circumferential direction. Since a space penetrating in the axial direction is formed between the two, the weight of the pulley can be reduced.
また、本発明によれば、上記プーリが軽金属製であると共に、リム部と、ボス部と、周方向に隣接する二つのスポーク部との間に軸方向に貫通する空間が形成されているから、従来の樹脂製のプーリと比較して放熱性を格段に向上させることができる。したがって、例えば、上記プーリを転がり軸受に取り付けた場合、上記転がり軸受で発生した熱や、プーリとベルトとの間に発生する摩擦熱を、外部空間に十分に放熱できる。したがって、上記転がり軸受の温度上昇を抑制できるので、軸受内のグリースの劣化を抑制できて、軸受の寿命を長くすることができる。また、グリースが劣化しにくくなるので、耐熱高性能グリース等の高価な潤滑油の使用を控えることができて、本発明のプーリと転がり軸受とを有するプーリ装置のコストを低減できる。 Further, according to the present invention, the pulley is made of light metal, and a space penetrating in the axial direction is formed between the rim portion, the boss portion, and two spoke portions adjacent in the circumferential direction. As compared with a conventional resin pulley, the heat dissipation can be remarkably improved. Therefore, for example, when the pulley is attached to a rolling bearing, heat generated by the rolling bearing and frictional heat generated between the pulley and the belt can be sufficiently radiated to the external space. Therefore, since the temperature rise of the rolling bearing can be suppressed, deterioration of the grease in the bearing can be suppressed and the life of the bearing can be extended. Further, since the grease is hardly deteriorated, it is possible to refrain from using an expensive lubricating oil such as a heat resistant high performance grease, and it is possible to reduce the cost of the pulley device having the pulley and the rolling bearing of the present invention.
また、上記プーリは、上記スポーク部の側面が、軸方向に平行な面からなるので、上記プーリを押出し成形で加工できて、安価に大量生産できる。 Moreover, since the side surface of the said spoke part consists of a surface parallel to an axial direction, the said pulley can be processed by extrusion molding and can be mass-produced cheaply.
また、本発明によれば、プーリが、再利用し易い軽金属材料からなるから、資源の無駄遣いを少なくできて、かつ、環境保全に寄与できる。 Further, according to the present invention, since the pulley is made of a light metal material that can be easily reused, waste of resources can be reduced and contribution to environmental conservation can be achieved.
また、一実施形態のプーリは、上記複数のスポーク部の前面は軸を中心とする同一の回転面上に位置し、かつ、上記複数のスポーク部の後面は軸を中心とする同一の回転面上に位置している。 Further, in the pulley according to an embodiment, the front surfaces of the plurality of spoke portions are located on the same rotation surface centered on the axis, and the rear surfaces of the plurality of spoke portions are the same rotation surface centered on the axis. Located on the top.
上記実施形態によれば、上記複数のスポーク部の前面および後面は、軸を中心とする同一の回転面上に位置しているから、スポーク部で遠心力によって径方向の外方に移動する風の流れを整流することができる。したがって、風切り音の発生を更に低減できる。 According to the above embodiment, the front and rear surfaces of the plurality of spoke portions are located on the same rotation surface centered on the axis, and therefore the wind that moves radially outward by centrifugal force at the spoke portions. Can be rectified. Therefore, the generation of wind noise can be further reduced.
本発明によれば、プーリの放熱性を向上できて、プーリを堅牢かつ軽量化できる。また、プーリから風切音が発生しにくくすることができる。また、プーリをリサイクルし易くできて、環境保全に貢献できる。 According to the present invention, the heat dissipation of the pulley can be improved, and the pulley can be robust and lightweight. Further, wind noise can be hardly generated from the pulley. In addition, the pulleys can be easily recycled, contributing to environmental conservation.
図1は、この発明の一実施形態のプーリ2を有するプーリ装置100の正面図である。また、図2は図1のX―X切断面での断面図である。
FIG. 1 is a front view of a
図2に示すように、このプーリ装置100は、軸受の一例としての玉軸受1と、この発明の一実施形態の軽金属製のプーリ2と、玉軸受1とプーリ2との間に配置されたジョイント部材3とを備える。
As shown in FIG. 2, the
上記玉軸受1は、外輪11と、内輪12と、上記外輪11と上記内輪12の間に配置された玉13とを有している。上記外輪11、内輪12および玉13は、高炭素クロム軸受鋼(SUJ2)等の鋼材料からなっている。上記玉13は、外輪11の軌道溝と内輪12の軌道溝との間に、図示しない保持器によって保持された状態で、周方向に所定間隔毎に複数配置されている。また、上記外輪11と内輪12とで形成する環状空間14の軸方向両端部は、シール部材16,16よって密閉され、その内部にグリースが封入されている。尚、ここで、シール部材16,16は、図示のスペースが狭いことから模式的に図示されている。シール部材16,16は、内輪12に対して摺動するようになっている。
The ball bearing 1 includes an
上記プーリ2は、例えば、アルミニューム、アルミニューム合金、マグネシューム、マグネシューム合金等の軽金属からなっている。これらの材料の熱膨張係数は、外輪11を構成する鋼材の熱膨張係数よりも大きく、ジョイント部材3を構成する高分子材料の熱膨張係数よりも小さくなっている。このように、この実施形態では、上記プーリ2が、軽金属であるので、従来の樹脂製のプーリと比較して、放熱性を向上させることができる。したがって、樹脂製のプーリと比して、玉軸受1のグリースやプーリ2の外周面に掛け渡されるベルトの温度を低温に保持できて、玉軸受1のグリースやベルトの寿命を長くすることができる。また、グリースが劣化しにくくなるので、耐熱高性能グリース等の高価な潤滑油の使用を控えることができて、プーリ装置100のコストを抑えることができる。
The
更には、上記プーリ2が、軽金属製であるので、プーリ2の強度を強くできる。したがって、従来の樹脂製のプーリに比べて、プーリ2の各部の厚みを薄くできて、プーリ2を軽量化することができる。
Furthermore, since the
図1に示すように、上記プーリ2は、環状のボス部21と、ボス部21の外周に、ボス部21の径方向に所定間隔を存し、かつ、ボス部21と同心円状に配置された環状のリム部22と、ボス部21の周方向に所定間隔毎にボス部21からリム部22に向かってボス部21の径方向に放射状に延びる板状の複数のスポーク部23とからなっている。上記ボス部21と、リム部22と、複数のスポーク部23とは、押出し成形により一体に成形されている。上記ボス部21の内周および外周、リム部22の内周および外周が軸に平行な平面であることに加えて、この板状のスポーク部23の側面がプーリ装置100の中心軸に平行な平面からなるため、このプーリ2は、押し出し成形で製造することができるのである。
As shown in FIG. 1, the
図1に示すように、上記ボス部21、リム部22および二つのスポーク部23,23に囲まれた空間24は、軸方向に貫通している。プーリ2に軸方向に貫通する空間24を形成することにより、プーリ2の軽量化を図ると共に、プーリ2の製造コストを低減している。また、上記リム部22の外周面22aにはベルトが掛け渡される。上記軸方向に貫通する空間24を形成しているので、プーリ2の材料を軽金属にしたことに起因する放熱性のよさに加え、軸方向に空気を通過させることができて、プーリ2を効率的に冷却できる。このことから、上記プーリ2の温度を低温に保つことができるから、プーリ2に接するベルトを劣化しにくくできて、ベルトの寿命を延命することができる。
As shown in FIG. 1, a
図2に示すように、上記ボス部21の軸方向の幅は、外輪11の軸方向の幅と略等しくなっている一方、リム部22の軸方向の幅は、リム部22の径方向の内方に位置するボス部21の軸方向の幅よりも広くなっている。また、図1および図2に示すように、各スポーク部23におけるそのスポーク部23に隣接するスポーク部23に面する側面25は軸方向に平行に形成されている。図2に示すように、上記側面25の両端縁30の形状は、プーリ2の中心軸の垂直二等分面に対して左右対称な放物線形状になっており、側面25は略銀杏の葉の形状をなしている。
As shown in FIG. 2, the axial width of the
一方、上記スポーク部23の前面27(スポーク部23の二つの側面25を接続している面のうちの一方の面)および後面28(スポーク部23の二つの側面25を接続している面のうちの他方の面)の形状は、リム部22からボス部21に繋がる狭い幅の縦長の平面となっている。つまり、上記スポーク部23は、銀杏の葉の形状の板状部材になっている。また、図2に示すように、複数の上記スポーク部23の前面27,27・・・は、プーリ装置の中心軸を中心とする同一の回転面上に位置し、かつ、スポーク23の後面28,28・・・は、中心軸を中心とする同一の回転面上に位置していて、それぞれ相互に凹凸がなく周方向に並んでいる。上記板状のスポーク部23は、ボス部21とリム部22とを強固に支えると共に軸方向の外力に対して堅牢となっている。
On the other hand, the front surface 27 (one surface of the surfaces connecting the two
尚、この実施形態では、上記スポーク23の側面25の両端縁の形状は、略放物線形状であった。しかしながら、この発明では、スポークの側面の両端縁の形状は、径方向の外方にいくに従って軸方向に末広がりになる楕円の一部からなる曲線形状、径方向の外方にいくに従って軸方向に末広がりになる直線形状、または、径方向の外方にいくに従って軸方向に末広がりになる双曲線形状等であっても良い。また、スポークの側面の両端縁の形状は、プーリ装置の中心軸に垂直な平面に平行な直線形状であっても良い。
In this embodiment, the shape of both end edges of the
上記プーリ2は、運転中に風切り音がでないことが確認された。この理由は定かではないが、板状のスポーク部23の側面25が、軸方向に平行な面からなるので、プーリが回転してもポンプ作用がなくて、空気を抱いた状態で回転しているためだと考えられる。また、複数の上記スポーク部23の前面27,27・・・が、プーリ装置の中心軸を中心とする同一の回転面上に位置し、かつ、スポーク部23の後面28,28・・・が、中心軸を中心とする同一の回転面上に位置していて、それぞれ相互に凹凸がなく周方向に並んでいるから、スポーク部23で遠心力によって径方向の外方に移動する風の流れを整流することができるのも一つの理由であると考えられる。逆説的に言えば、板状のプーリの側面が軸方向に対して傾斜していると、プーリの回転にともなって、送風音、風切り音がで易くなるものと考えられる。
It was confirmed that the
尚、上記プーリ3の製造は、軽金属材料を高温の状態で押出し成形する方法で行われる。まず、押出し成形によって、ボス部21、リム部22およびスポーク部23が一体になった図1の正面図を断面形状にしたような棒状体を成形し、これをプーリ3のリム部22の軸方向の幅に切断し、その後、前面および後面を適切に切削して、ボス部21、リム部22およびスポーク部23を形成し、ボス部21、リム部22およびスポーク部23が一体になったプーリを製造するようになっている。このように、上記プーリ2は、スポーク部23の側面25が、軸方向に平行な面からなるから、プーリ2を押出し成形で加工できる。したがって、プーリ2の量産化が可能で、プーリ2の製造コストを低減できる。
The
上記ジョイント部材3は、環状形状を有している。図2に示すように、上記ジョイント部材3は、外輪11とボス部21との間に介在している。上記ジョイント部材3は、外輪11の外周面11aおよびボス部21の内周面21aとの間に設けられている。上記ジョイント部材3の内周面は、外輪11の外周面11a全面を覆っており、ジョイント部材3の外周面は、ボス部21の内周面21a全面を受支している。上記ジョイント部材3は、例えば、ゴム、ナイロン等のプラスチック、エラストマ、ガラス繊維等の高分子材料からなっており、ジョイント部材3の材料の熱膨張係数は、外輪11の材料の熱膨張係数よりも大きく、プーリ2の材料すなわち軽金属の熱膨張係数よりも大きくなっている。
The
このように、プーリ2と外輪11との間に、熱膨張係数がプーリ2の熱膨張係数よりも大きいジョイント部材3を介在させているから、プーリ装置の温度が上昇して、プーリ2が玉軸受1に対して離間する方向に熱膨張したとしても、プーリ2よりも熱膨張が大きいジョイント部材3が玉軸受1を圧縮するように膨張して、外輪11をプーリ2に拘束できる。したがって、外輪11とボス部21が互いに外れることがなく、玉軸受1の外輪11とプーリ2との間でクリープが発生することがない。
Thus, since the
上記玉軸受1、プーリ2およびジョイント部材3を、例えば、次に述べる方法で一体成形する。先ず、上記玉軸受1およびプーリ2を同一平面上に並べ、つぎに、高分子材料からなる柔軟なジョイント部材3を圧縮しながら、玉軸受1の外輪11の外周面11aとプーリ2のボス部21の内周面21aの間に押し込んで、ジョイント部材3の軸方向の両端部が、外輪11およびボス部21の軸方向の両側面を係止するまで押し込んで、玉軸受1、プーリ2およびジョイント部材3を、一体成形する。ジョイント部材3の材料の柔軟性を利用するこの方法を用いれば、接着剤を使用することなく、接合を確実に行うことができる。尚、ここでは、成形したジョイント部材3を圧縮しながら押し込む方法について説明したが、プーリ2および外輪11の間に高分子材料を射出成形の方法で充填することによって、玉軸受1、プーリ2およびジョイント部材3の一体化を行っても良いことは、言うまでもないことである。
The
1 玉軸受
2 プーリ
3 ジョイント部材
11 外輪
12 内輪
21 ボス部
22 リム部
23 スポーク部
25 側面
27 前面
28 後面
100 プーリ装置
DESCRIPTION OF
Claims (2)
上記ボス部と同心円状に配した軽金属製の環状のリム部と、
上記ボス部から上記リム部に向かって放射状に延びると共に、上記ボス部とリム部を連結し、かつ、側面が軸と平行な面からなる板状の複数のスポーク部と
を備えることを特徴とするプーリ。 An annular boss made of light metal,
An annular rim portion made of light metal concentrically with the boss portion;
A plurality of plate-like spoke portions that extend radially from the boss portion toward the rim portion, connect the boss portion and the rim portion, and have side surfaces that are parallel to the axis. Pulley to do.
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