JP2008275027A - 動力伝達装置の製造方法およびその方法で製造された動力伝達装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、ベアリング外輪に対するプーリのずれを防止できるとともにベアリング軌道面の真円度を良好に維持することができる動力伝達装置の製造方法およびその方法で製造された動力伝達装置を提供する。
【解決手段】この動力伝達装置４１は、ハウジング４３に設けられた軸受支持体４４の外周にボールベアリング４５を介して軸支されたプーリ４７を有し、プーリ４７の内周側にリング９７が嵌装されている動力伝達装置において、このリング９７内周にボールベアリング４５の外輪９３が圧入され、リング９７のフロント側端面９７ａに、パンチ１０３を押し込むことによって、リア側からフロント側に向かうにしたがい拡径するパンチ穴１０１を形成し、リング９７のパンチ穴１０１よりも内周側の部分を径方向内方に押し出してかしめ部１０５を形成し外輪９３をかしめ固定している。
【選択図】図２

Description

本発明は、駆動源からの動力が伝達されるホイールがころがり軸受で軸支されている動力伝達装置の製造方法およびその方法で製造された動力伝達装置に関する。

一般に、カーエアコン用の圧縮機は、エンジン等の外部動力源からベルト、プーリ等を介して動力伝達されるが、このベルトと圧縮機の入力軸との間には、過大トルク発生時に動力を遮断しうる動力伝達装置が設けられている。

この種の動力伝達装置１０は、図９に示すようなものであって、圧縮機のハウジング１１から突出して設けられた筒状の軸受支持部１３と、この軸受支持部の内側に軸支された入力軸１５と、この軸受支持部１３の外周にボールベアリング１７を介して軸支され駆動源によって回転駆動される樹脂製のプーリ１９と、このプーリ１９と入力軸１５との間に設けられ、プーリ１９と入力軸１５とを連結する動力伝達手段２１とを有しており、プーリ１９の内周側には筒状の金属製のリング２３が嵌装されている。そして、このリング2２３内周には、ボールベアリング１７の外輪２５が圧入され、リング２３のフロント側端面２３ａに、周方向に等間隔に６箇所、パンチかしめ２７が施されている。

このパンチかしめ２７には、図１０および図１１示すようなパンチ３１を使用する。このパンチ３１は、周方向に所定の幅を有する楔状の工具で、その先端をリング２３のフロント側端面２３ａに食い込ませ、フロント側端面の内周側の部分を径方向内方に押出して突出部３３を形成する。そして、この突出部３３によって外輪２５のフロント側外周部２５ａを係止し、ボールベアリング１７がフロント側に抜けることを防止している。

しかしながら、このような従来のボールベアリングのかしめ方法にあっては、突出部３３が積極的に外輪２５のフロント側外周部２５ａを押圧していないため、外輪２５のリング２３に対する圧入が緩んでくると、外輪２５がリア側にずれてしまい、プーリ１９がハウジング１１と干渉してしまうおそれがあった。また、圧入が緩んでいなくても、プーリ１９に軸方向に大きな力が加わるとプーリ１９がずれるおそれがあった。

これに対して突出部３３が積極的に外輪２５のフロント側外周部２５ａを押圧するように、パンチ３１を軸方向にさらに深く押し込む方法も考えられる。

しかしながら、このようにすると、突出部３３の根元部が外輪２５を強く押圧するため、図１２に示すように、外輪２５のフロント側外周部２５ａに径方向内方への力が加わり、外輪２５に曲げ応力Ｆが加わる。このため、外輪２５のボール軌道面２５ｂに圧縮応力が加わり軌道面の真円度が悪化する。また、リング２３のフロント側端部２３ｂが径方向外方にも張り出すため、樹脂製のプーリ１９が変形し割れが入るおそれがあった。

なお、駆動源からの動力が伝達されるホイールがボールベアリングで軸支され、このホイールと圧縮機の入力軸との間に過大トルク発生時に動力を遮断しうる動力伝達手段が設けられた動力伝達装置としては、特許文献１が知られている。

特開２００６−１５３２５８

本発明は、上記問題点を解決することをその課題とし、プーリのずれを防止できるとともにベアリング軌道面の真円度を良好に維持することができる動力伝達装置の製造方法およびその方法で製造された動力伝達装置を提供する。

上記課題を解決するため、被駆動装置（４３）に設けられた軸受支持部（４４）と、この軸受支持部（４４）に設けられた入力軸（４９）と、この軸受支持部（４４）の外周に転がり軸受（４５）を介して軸支され、駆動源によって回転駆動されるホイール（４７）と、ホイール（４７）と入力軸（４９）との間に設けられ、ホイール（４７）と入力軸（４９）とを連結する動力伝達手段（８５）とを備え、ホイール（４７）の内周側には筒状の金属製のリング（９７）が嵌装されている動力伝達装置において、このリング（９７）内周に転がり軸受（４５）の外輪（９３）を圧入し、リア側からフロント側に向かうにしたがい拡径するパンチ（１０３）を、リア側に向かって、リング（９７）のフロント側端面（９７ａ）に押し込んでパンチ穴（１０１）を形成し、リング（９７）のパンチ（１０３）よりも内周側の部分を径方向内方に押し出してかしめ部（１０５）を形成し外輪（９３）をかしめ固定する手段を採用することができる。

この手段によれば、径が小さいパンチ（１０３）の先端部分、すなわちパンチ穴（１０１）の底部付近では、リング（９７）の径方向内方への塑性変形量が小さい。したがって、外輪（９３）を過度に押圧することがなく、外輪に加わる曲げ応力によりボール軌道面（９３ｂ）の真円度が悪化するのを防止することができる。また、径の大きいパンチ（１０３）の後端部分、すなわちパンチ穴（１０１）の開口縁付近では、リング（９７）の径方向内方への塑性変形量が大きい。したがって、外輪（９３）のフロント側外周部（９３ａ）に深く係合してかしめることができ、外輪（９３）の軸方向ずれを防止することができる。

上記課題を解決するため、ホイール（４７）は樹脂からなり、パンチ（１０３）は、その軸線（Ｑ）に対して転がり軸受（４５）側は、リア側からフロント側に向かうにしたがい、軸線（Ｑ）からの半径が拡大する錐面（１０３ｂ）を有し、軸線（Ｑ）に対して前記ホイール（４７）側は、前記軸線（Ｑ）に沿う側面（１０３ａ）を有する手段を採用することができる。したがって、ホイール（４７）が樹脂の場合、パンチ（１０３）は、その軸線（Ｑ）に対してホイール（４７）側には軸線（Ｑ）に沿う直平面が形成されているから、リング（９７）のパンチ（１０３）よりホイール（４７）側の部分は、ほとんど変形せず、したがって樹脂製のホイール（４７）に亀裂、割れ等が発生することを防止しすることができる。また、外輪（９３）側には、リア側からフロント側に向かうにしたがい軸線（Ｑ）からの半径が拡大する錐面が形成されているから、リング（９７）のパンチ（１０３）より外輪（９３）側の部分は、周方向両側に変形することが可能である。このため、パンチ（１０３）の押し込みが若干深すぎたような場合でも、金属部分を周方向に逃がすことができ、外輪を過度に押圧することによるボール軌道面の真円度の悪化を防止することができる。

上記課題を解決するため、パンチ（１０３）によるかしめは、リング（９７）のフロント側端面（９７ａ）に周方向に３０°に１個設けることができる。したがって、外輪（９３）のフロント側外周部（９３ａ）を周方向に均等にかしめることができ、したがって、ボール軌道面の真円度の悪化を防止することができる。

上記課題を解決するため、パンチ（１０３）の錘面（１０３ｂ）は円錐面の一部とすることもできるし、角錐面の一部とすることもでき、多様な仕様が可能となるとともに、製造も容易となる。

上記課題を解決するため、パンチ（１０３）の錘面（１０３ｂ）の軸線（Ｑ）を、リング（９７）の内周面から径方向外方に向かって０．３ｍｍから０．５ｍｍの範囲内に位置することができる。また、パンチ（１０３）による前記パンチ穴（１０１）の周方向の長さを１．２ｍｍから１．６ｍｍの範囲内とすることもできる。

なお、上記各手段に付した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。

以下、本発明の実施の形態について、図１ないし図８を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施の形態である動力伝達装置４１を示す。

この動力伝達装置４１は、圧縮機のハウジング４３を有している。このハウジング４３には、フロント側に突出する筒状の軸受支持体４４が設けられている。この軸受支持体４４の外周には、ボールベアリング４５を介して樹脂製のプーリ４７が回転自在に設けられている。また、軸受支持体４４の内側には、フロント側に突出した入力軸４９が軸支されている。この入力軸４９は、フロント側の雄ねじ部５１が形成された小径部５３と、リア側の大径部５５と、これら小径部５３と大径部５５の間に形成された段差部５７とを有している。この入力軸４９の段差部５７には、環状のワッシャ５９が嵌合されており、このワッシャ５９には、環状のハブ６１が嵌合されている。

このハブ６１は、ワッシャ５９に当接嵌合するインナハブ６３と、このインナハブ６３の外周に円環状に形成されゴム等の弾性体からなる円筒部６５と、この円筒部６５の外周に設けられた筒状のアウタリング６７と、このアウタリング６７の外周に形成されプーリー４７側の係合部４７ａと係合するハブ側係合部６９とを有している。

一方、入力軸４９の雄ねじ部５１には、動力遮断部材７１が螺合している。この動力遮断部材７１は、内周に雄ねじ部５１と螺合する雌ねじ部７３を有する筒状部７５と、この筒状部７５のフロント側から外方に拡径するフランジ部７７と、これら筒状部７５とフランジ部７７との間に形成された破断部７９とを有している。この動力遮断部材７１は、雄ねじ部５１に螺合された状態で締め付けられ、そのフランジ部７７でインナハブ６３をワッシャ５９に向かって押圧して、ハブ６１をワッシャ５９を介して段差部５７に押圧固定している。また、動力遮断部材７１のフロント側中央部には、筒状部７５の内周側に連通する穴部８１が形成され、この穴部８１には、筒状部７５内周に形成された雌ねじ部７３への異物、ほこり、水等の浸入を防止する樹脂製のキャップ８３が圧入されている。

ここで、ハブ６１と動力遮断部材７１とは動力伝達手段８５を構成する。

このような構成において、通常運転時は、プーリ４７から入力された回転トルクは、プーリ側係合部４７ａとハブ側係合部６９との係合によってハブ６１に伝達され、このハブ６１に伝達されたトルクは、ワッシャ５９を介して入力軸４９に伝達されて圧縮機を駆動する。

これに対して、圧縮機が焼き付きを起こし入力軸４９がロックしたような場合には、入力軸４９とハブ６１間に過大トルクが発生する。この過大トルクによって、ワッシャ５９と段差部５７との間にすべりが生じ、これによって動力遮断部材７１の雌ねじ部７３と入力軸４９の雄ねじ部５１との間に相対回転が生ずる。この相対回転によって動力遮断部材７１の筒状部７５にフランジ部７７から離間する方向に大きな力が加わり、この力によって破断部７９が破断する。この破断によって動力遮断部材７１がインナハブ６３をワッシャ５９に向かって押圧する力が消滅し、ハブ６１から入力軸４９へのトルク伝達が遮断される。

このような動力伝達装置４１において、プーリ４７を軸支するボールベアリング４５は、軸受支持体４４の外周に嵌合固定された内輪９１とその外周側に配設された外輪９３と、この外輪９３と内輪９１との間に介装された複数のボール９５とを有している。一方、樹脂製のプーリ４７の内周面には、金属製のリング９７が嵌装固定されている。そして、この金属製のリング９７には、ボールベアリング４５の外輪９３が圧入されている。

このようなボールベアリング４５の外輪９３が圧入されているリング９７のフロント側端面９７ａには、図４に示すように、周方向に等間隔に１８箇所、パンチ穴１０１が形成されている。このパンチ穴１０１を形成するには、図２及び図３に示すようなパンチ１０３を使用する。このパンチ１０３は、リア側からフロント側に向かうにしたがい拡径する先端角９０°の半円錐状になされており、プーリ４７側の外側面１０３ａは半円錐の軸線Ｑに沿う直平面状に形成され、外輪９３側の内側面１０３ｂは軸線Ｑを中心とする円錐面に形成されている。

このようなパンチ１０３をその軸線Ｑを、リング９７のフロント側端面９７ａの内径ｄより大きく外径Ｄより小さいかしめピッチ径Ｐ上に位置せしめ、フロント側端面９７ａに向かって押圧する。すると、図６に示すように、パンチ１０３の円錐状に形成された内側面１０３ｂによってパンチ穴１０１の円錐状の内側面１０１ｂが形成され、パンチ１０３の直平面状の外側面１０３ａによってパンチ穴１０１の直平面状の外側面１０１ａが形成される。そして、パンチ１０３の円錐状に形成された内側面１０３ｂによって、この内側面１０３ｂより内周側のリング９７の先端部９７ｂが内周側に突出してかしめ部１０５を形成する。そして、このかしめ部１０５が外輪９３のフロント側外周部９３ａをかしめ固定する。具体的には、パンチ１０３の軸線Ｑおよびパンチ穴１０１の軸線Ｒは、図８に示すように、リング９７のフロント側先端面９７ａの内周面からＳ＝０．３ｍｍ〜０．５ｍｍだけ径方向外方に位置するのが望ましく、また、パンチ穴の開口部の周方向の内径ＬはＬ＝１．２ｍｍ〜１．６ｍｍにするのが望ましい。

なお、実際のパンチ穴１０１はパンチ１０３によりリア側に押圧されるため、図６に示すように、かしめ部１０５がリア側に後退した形状になる。図７は、図６に示す状態を径方向内側から見た図であり、図８は、図６に示す状態を軸方向フロント側から見た図である。

このように、この動力伝達装置４１にあっては、リング９７内周にボールベアリングの外輪９３を圧入し、リア側からフロント側に向かうにしたがい拡径するパンチ１０３を、リア側に向かって、リング９７のフロント側端面９７ａに押し込んでパンチ穴１０１を形成し、リング９７のパンチ１０３よりも内周側の部分を径方向内方に押し出してかしめ部１０５を形成し、前記外輪９３をかしめ固定するようにしているから、径が小さいパンチ１０３の先端部分、すなわちパンチ穴１０１の底部付近では、リング９７の径方向内方への塑性変形量が小さい。したがって、外輪９３を過度に押圧することがなく、外輪に加わる曲げ応力によりボール軌道面９３ｂの真円度が悪化するのを防止することができる。また、径の大きいパンチの後端部分、すなわちパンチ穴１０１の開口縁付近では、リング９７の径方向内方への塑性変形量が大きい。したがって、外輪９３のフロント側外周部９３ａに深く係合してかしめることができ、外輪９３の軸方向ずれを防止することができる。

また、プーリ４７が樹脂の場合、パンチ１０３は、その軸線Ｑに対してプーリ４７側には軸線Ｑに沿う直平面状の外側面１０３ａが形成されているから、リング９７のパンチ１０３よりプーリ４７側の部分は、ほとんど変形せず、したがって樹脂製のプーリ４７に亀裂、割れ等が発生することを防止しすることができる。また、外輪９３側には、リア側からフロント側に向かうにしたがい軸線Ｑからの半径が拡大する円錐面状の内側面１０３ｂが形成されているから、リング９７のパンチ１０３より外輪９３側の部分は、リングの周方向両側に変形することが可能である。このため、パンチ１０３の押し込みが若干深すぎたような場合でも、金属部分を周方向に逃がすことができ、外輪９３を過度に押圧することによるボール軌道面の真円度の悪化を防止することができる。

パンチ１０３によるかしめは、リング９７のフロント側端面９７ａに周方向に等間隔に離間して１８箇所設けるようにしているから、外輪９３のフロント側外周部９３ａを周方向に均等にかしめることができ、したがって、ボール軌道面の真円度を良好に維持することができる。

なお、上記実施の形態においては、パンチの錐面として円錐面を例に説明しているが、これに限る必要はなく角錐面を採用することも可能である。

また、上記実施の形態においては、ホイールとしてプーリ４７を例に説明しているが、これに限る必要はなく、ベルト車、スプロケット等にも採用できることは勿論である。

また、転がり軸受としてボールベアリングを例に説明しているが、ローラベアリング等も適用可能である。

さらに、被駆動装置として、圧縮機を例に説明しているが、これに限る必要はなく、発電機等にも適用可能である。

本発明の一実施の形態である動力伝達装置を示す縦断面図。 図１に示す動力伝達装置において、プーリに嵌合されているリングの端面にパンチかしめを実施している状態を示す斜視図。 図２中Ｘ−Ｘ線に沿う断面図。 図１に示す動力伝達装置のプーリとボールベアリングの組立て状態を示す軸方向側面図。 図４中パンチかしめが施されている部分の拡大図。 プーリのリング端面にパンチかしめが施された実際の状態を示す斜視図。 図６中矢印Ｙ方向からの矢視図。 図６中矢印Ｚ方向からの矢視図。 従来のパンチかしめが施された動力伝達装置を示す縦断面図。 従来のパンチかしめを示す断面図。 従来のパンチかしめを示す斜視図。 従来のパンチかしめでパンチの打ち込み深さを深くした時にボールベアリングの外輪に生ずる問題を示す断面図。

符号の説明

４１ 動力伝達装置
４３ ハウジング
４４ 軸受支持体
４５ ボールベアリング
４７ プーリ
４９ 入力軸
８５ 動力伝達手段
９３ 外輪
９７ リング
９７ａ フロント側端面
１０１ パンチ穴
１０３ パンチ
１０３ａ 外側面
１０３ｂ 内側面

Claims (12)

1. 被駆動装置（４３）に設けられた軸受支持部（４４）と、
   この軸受支持部（４４）に設けられた入力軸（４９）と、
   この軸受支持部（４４）の外周に転がり軸受（４５）を介して軸支され、駆動源によって回転駆動されるホイール（４７）と、
   前記ホイール（４７）と前記入力軸（４９）との間に設けられ、前記ホイール（４７）と前記入力軸（４９）とを連結する動力伝達手段（８５）と、
   を備え、前記ホイール（４７）の内周側には筒状の金属製のリング（９７）が嵌装されている動力伝達装置において、
   このリング（９７）内周に転がり軸受（４５）の外輪（９３）を圧入し、
   リア側からフロント側に向かうにしたがい拡径するパンチ（１０３）を、リア側に向かって、前記リング（９７）のフロント側端面（９７ａ）に押し込んでパンチ穴（１０１）を形成し、前記リング（９７）の前記パンチ（１０３）よりも内周側の部分を径方向内方に押し出してかしめ部（１０５）を形成し、前記外輪（９３）をかしめ固定することを特徴とする動力伝達装置の製造方法。
2. 前記ホイール（４７）は樹脂からなり、前記パンチ（１０３）は、その軸線（Ｑ）に対して前記転がり軸受（４５）側は、リア側からフロント側に向かうにしたがい、軸線（Ｑ）からの半径が拡大する錐面（１０３ｂ）を有し、前記軸線（Ｑ）に対して前記ホイール（４７）側は、前記軸線（Ｑ）に沿う側面（１０３ａ）を有することを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置の製造方法。
3. 前記パンチ（１０３）の錘面（１０３ｂ）は、円錐面の一部であることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置の製造方法。
4. 前記パンチ（１０３）の錘面（１０３ｂ）は、角錐面の一部であることを特徴とする請求項２に記載の動力伝達装置の製造方法。
5. 前記パンチ（１０３）によるかしめは、前記リング（９７）のフロント側端面（９７ａ）に周方向に３０°に１個設けることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置の製造方法。
6. 被駆動装置（４３）に設けられた軸受支持部（４４）と、
   この軸受支持部（４４）に設けられた入力軸（４９）と、
   この軸受支持部（４４）の外周に転がり軸受（４５）を介して軸支され、駆動源によって回転駆動されるホイール（４７）と、
   前記ホイール（４７）と前記入力軸（４９）との間に設けられ、前記ホイール（４７）と前記入力軸（４９）とを連結する動力伝達手段（８５）と、
   を備え、前記ホイール（４７）の内周側には筒状の金属製のリング（９７）嵌装されている動力伝達装置（４１）において、
   このリング（９７）内周に前記転がり軸受（４５）の外輪（９３）が圧入され、
   前記リング（９７）のフロント側端面（９７ａ）に、パンチ（１０３）を押し込むことによって、リア側からフロント側に向かうにしたがい拡径するパンチ穴（１０１）を形成し、前記リング（９７）の前記パンチ穴（１０１）よりも内周側の部分を径方向内方に押し出してかしめ部（１０５）を形成し、前記外輪（９３）をかしめ固定してなることを特徴とする動力伝達装置。
7. 前記ホイール（４７）は樹脂からなり、前記パンチ穴（１０１）は、その軸線（Ｒ）に対して前記転がり軸受（４５）側は、リア側からフロント側に向かうにしたがい、軸線（Ｑ）からの半径が拡大する錐面（１０１ｂ）を有し、前記軸線（Ｒ）に対して前記ホイール側は、前記軸線に沿う側面（１０３ａ）を有することを特徴とする請求項６に記載の動力伝達装置。
8. 前記パンチ穴（１０１）の錘面（１０１ｂ）は、円錐面の一部であることを特徴とする請求項７に記載の動力伝達装置。
9. 前記パンチ穴（１０１）の錘面（１０１ｂ）は、角錐面の一部であることを特徴とする請求項７に記載の動力伝達装置。
10. 前記パンチ穴（１０１）は、前記リング（９７）のフロント側端面（９７ａ）に周方向に３０°に１個設けることを特徴とする請求項６に記載の動力伝達装置。
11. 前記パンチ穴（１０１）の錘面（１０１ｂ）の軸線（Ｒ）は、前記リング（９７）の内周面から径方向外方に向かって０．３ｍｍから０．５ｍｍの範囲内に位置していることを特徴とする請求項７に記載の動力伝達装置。
12. 前記パンチ穴（１０１）の周方向の長さは、１．２ｍｍから１．６ｍｍの範囲内であることを特徴とする請求項７に記載の動力伝達装置。

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