JP2010036235A - クラッチ用ロータプーリの製造方法およびその転造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】切削しないでかつ溶接しないで、プレスと転造だけで顧客の多種に亘るニーズに沿ったロータプーリを製造することのできるクラッチ用ロータプーリの製造方法を提供する。
【解決手段】円盤状をした基部と一方向に突き出しされたボスの立ち上げ部をプレス加工した部材を、円盤基部の端面を第一転造工程目の内側クランプ径よりも直径で十分大きい位置から外側に向けてＲ１２以上の内アールをつけて型で絞り、ボス立ち上げ部の端面とボス外側の付け根をプレスし、転造工程が加工された基盤部外側にＬ字形転造ローラを押し付けながら基盤部に近い曲がり始めの部分の型の空間材料を寄せ、ポリＶ成形部裏側と転造内型の隙間がある状態で段付フラットローラーを回転させながら押し付るようにした。
【選択図】図６

Description

本発明は、自動車カーエアコン用コンプレッサのクラッチ部のクラッチロータに用いるロータプーリの製造方法およびその転造装置に関するもので、特に、比較的厚いポリＶ溝部を必要としかつ鋼板のプレス加工と転造成形を併用したクラッチ用ロータプーリの製造方法に関するものである。

従来のクラッチ用プーリはコンプレッサー性能を決めるポリＶ径と共通化された電磁コイル外径の制約および電磁コイルの内径とボスの制約の中、従来は鍛造品を切削して作る方法と、クラッチのローター（コの字形状）に鋼板をプレス加工後Ｖ溝部を転造成形したプーリを溶接して作るのが一般的であった。
図１７はクラッチ用ロータプーリの従来製法を説明する図で、（ａ）は従来製法１により製造されたクラッチ用プーリ、（ｂ）は従来製法２により製造されたクラッチ用プーリのそれぞれの縦断面図である。

＜従来製法１＞
図１７（ａ）の従来製法１では、クラッチ用ロータプーリは冷間・熱間の鍛造品をすべて切削で製造していた。図において、１８’は従来製法１により製造されたクラッチ用ロータプーリ、１８’ａはポリＶ溝、１８’ｂはクラッチロータのボス、１８’ｃは接触部、１８’ｇは外周部である。
図から判るように、外側全体（外周部１８’ｇ＋ポリＶ溝１８’ａ）の厚みＬ１８’は６．５ｍｍ〜１０．０ｍｍとなっており、必要以上の肉厚となっていた。
したがって、従来製法１ではこれをすべて切削で製造していたので、時間がかかり、コスト高となり、また切削屑がたくさん出るので省資源に逆行するものとなっていた。

〈外周部１８’ｇの厚みが厚くなる理由〉
切削時間を短くするには、最初に鍛造で作るクラッチ用ロータプーリにおいて、そのポリＶ溝１８’ａの外径は保ちつつ外周部の厚みを薄いものにすればよいと考えられる。
しかしながらそのようにできない業界事情がある。クラッチ用プーリの外径（すなわち、ポリＶ溝１８’ａの外径）はこの業界では顧客の要求によってほヾ決まっており、メーカー側では外径を自由に決められないという制約がこの業界にある。かつ、クラッチ用プーリの外周部１８’ｇの内径寸法は標準化で決まっている。したがって、プーリの厚さＬ１８’は外部要因で決まってしまい、メーカ側ーが自由に肉厚を薄くすることができなかった。
したがって、外周部の厚みが必要以上の肉厚（６．５ｍｍ〜１０．０ｍｍ）となり、これをすべて切削加工で作り出していたのでコスト高・逆省資源となっていた。

＜従来製法２＞
図１７（ｂ）の従来製法２では、クラッチ用ロータプーリは冷間・熱間の鍛造品を切削で製造した切削ロータに薄板ポリＶ転造プーリを溶接していた。図において、１８”は従来製法２により製造されたクラッチ用ロータプーリ、１８”ｂはクラッチロータのボス、１８”ｃは接触部、１８”ｇは外周部である。１８０は２．９ｍｍ〜３．２ｍｍの薄板を別途成形した薄板ポリＶ転造プーリで、この薄板ポリＶ転造プーリ１８０をクラッチ用ロータプーリ１８”の外周に嵌め込み、端部Ｙを溶接して完成品としていた。外周部１８”ｇの厚みＬｌ８”は従来製法１の厚みＬ’１８と比べてポリＶ転造プーリ１８０の厚さ２．９ｍｍ〜３．２ｍｍの分だけ薄くできるので切削加工に要する時間・コスト・省資源で有利となった。ただし、溶接等の工程が別途必要となった。
このように、クラッチ用プーリの外径はこの業界では顧客の要求によってほヾ決まっており、メーカーが外径を自由に決められないという制約があるので、厚みを薄くした外周部に直に切削加工でプーリを形成するのでは顧客の要求する外径が得られないため、従来製法２では、別途製造したポリＶ転造プーリ１８０を外周部１８”ｇに溶接することで顧客の要求する外径を得るようにしていた。このように従来製法２では従来方法１と比べて肉厚Ｌ１８”を薄くできたが、逆に溶接という工数が増えることとなった。

＜従来製法１および２の欠点＞
上記のように従来製法１で製造されたものは、鍛造の素材が高価でしかもこれをすべて切削すると切削工数が増え切削時間がかかり、しかも切削クズが多量に発生し、省資源にとって好ましくなかった。
従来製法２で製造されたものは、従来製法１で製造されたものと比べれば有利であるが、しかし鍛造の素材が高価で、しかもこれをある程度であるが切削することは必要なので切削工数が増え切削時間がかかり、しかも切削クズが発生した。
また、溶接工程が増え、割高となった。

＜従来の転造加工法を採用した場合の考えられる欠点＞
そこで、従来製法１および２に代えて、従来の転造加工法をここに採用することも考えられる。しかしながら、従来の転造加工法をここにそのまま採用した場合はどうしてもポリＶ部の厚さに限界があることと、ベアリングの圧入部の切削代（しろ）確保や、ベアリング位置決め部の形状確保ができないことが予想される。
さらに、円盤基部端面を環状に壁を立ち上げた後に転造予備成形をするとＶ溝成形部の内側にへこみが生じて肉の薄い部分が発生してしまうと予想される。そうすると、ポリＶ溝の本数が多い機種ではＶ溝成形部に荷重が大きくかかり、肉の薄い部分が発生すると転造加工のタイプでは強度不足も懸念される。
したがって、従来の転造加工法をここに採用しても上記のような課題が山積しており、従来の転造加工法をここにそのまま採用することは考えられなかった。

本発明は、このような課題を解決するためになされたもので、切削加工および溶接をしなくて、しかも薄板の中でも比較的厚い５ｍｍ〜６ｍｍの金属板で顧客のニーズに叶うクラッチ用ロータプーリを製造できる製造方法を提供することを目的としている。

かかる目的を達成するために、請求項１記載の発明は、クラッチ用ロータプーリの製造方法に係り、平板状の板金素材をプレス加工したプレス加工工程と、ポリＶ溝を転造成型する転造工程とによってオーバーハングしたクラッチ用プーリを製造するクラッチ用ロータプーリの製造方法において、前記プレス加工工程が、（１）円盤状をした基部と一方向に突き出しされたボスの立ち上げ部をプレス加工した部材を、円盤基部の端面を第一転造工程目の内側クランプ径よりも直径で５ｍｍ〜３０ｍｍ大きい位置から外側に向けてＲ１２以上の内アールをつけて型で絞る工程と、（２）前記型の内側にセットされた押し型でボス立ち上げ部の端面とボス外側の付け根を同時にプレス押し加工する工程と、（３）ボス内径にしごき加工してベアリング挿入部と肉厚のスットパー（位置決め）部を形成するとともに、ボスの内側最下部のアール部分を小さくしてアマチュアとの接触面積を大きくとる工程と、（４）前記工程で形成されたＲ１２部が転造予備成形のフラット型に接触する部分をブランク時の切断面が接触しない部分まで基盤部外側で覆う加工をする工程と、を有することを特徴としている。
また、請求項２記載の発明は、クラッチ用ロータプーリの製造方法に係り、平板状の板金素材をプレス加工したプレス加工工程と、ポリＶ溝を転造成型する転造工程と、によってオーバーハングしたクラッチ用プーリを製造するクラッチ用ロータプーリの製造方法において、前記転造工程が、（１）クラッチロータ用のポリＶ成形において、プレス加工により成形されたＲ部より内側の直線部を転造内型１で押える工程と、（２）前記で加工された基盤部外側にＬ字形転造ローラを押し付けながら基盤部に近い曲がり始めの部分の型の空間材料を寄せる工程と、（３）前工程でできたポリＶ成形部裏側と前記転造内型１の隙間が２．５ｍｍ〜１５ｍｍある状態で、段付フラットローラーを回転させながら押し付け、ポリＶ溝成形前にポリＶのオーバーハング部分の肉と磁場確保のためのポリＶのない部分のストレート部分の成形する工程とを有することを特徴としている。
さらに、請求項３記載の発明は、請求項１記載のプレス加工工程と請求項２記載のポリＶ溝を転造成型する転造工程とにより、前記ポリＶ成形加工でＶ溝を含み６．５ｍｍ以上の板厚を確保することを可能としている。
また、請求項４記載の発明は、転造装置に係り、第１挟持部と第２挟持部とで構成される転造内型と、前記転造内型に回転しながら接近する転造ローラと、から成る転造装置において、前記転造ローラが複数の円板を重ねてボルト締め付け固定したローラであり、かつ、前記複数の円板のうち少なくとも１個が他の円板と比べて外径が異なるものであることを特徴としている。
そして、請求項５記載の発明は、請求項４記載の転造装置において、Ｖ溝の数やＶ溝の位置の設計変更を前記複数の円板を組み合わせることで多様な形状の加工に対応することを特徴としている。

上記構成は、円盤基部端面を環状に壁の内側のアールを徐々に大きくしていき、ある限界以上の内アールにするとＶ溝裏側の凹みが解消できることが判明した結果、得られたものである。
この円盤基部端面を環状壁成形の円盤端面のＲ１２の絞り加工と同じ工程の中で、ボスの端面とボスの外側付け根の部分を押し込み、更にベアリング圧入する部分にしごきを入れることで、肉厚なベアリング位置決め部を形成するとともにボス内側底部も充分な磁場を形成するに足る形状を確保することができるようになった。
その結果、切削加工および溶接をしなくて、しかも薄板の中でも比較的厚い５ｍｍ〜６ｍｍの金属板で顧客のニーズに叶う肉厚のクラッチ用ロータプーリを製造することができるようになった。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面に基づいて詳細に説明する。
＜本発明で用いる円板基盤１０の形状＞
図１は本発明で用いる円板基盤１０の縦断面図である。
図において、円板基盤１０は薄板の中でも比較的厚い（５ｍｍ〜６ｍｍ）平板状の板金素材を円板状に丸く切断し（１０ａ）、その円板中央部に一方向にプレス加工を施してボス１０ｂが形成されている。この円盤基盤１０は従来のプレス加工で簡単に作ることができる。

＜型２１と２２の構成＞
図２は図１の円板基盤１０を本発明に係る第一型にセットした縦断面図である。本発明に係る第一型は下型２１と上型２２とから成る。下型２１は円筒状をしており、中心に円筒状空間を有し、他の部分は平らな面をなしておりそこから周縁部に向けてアールを持って立ち上がる下型外側部２１ａと、この下型外側部２１ａの中心の円筒状空間内に収納される円筒状の下型内側部２１ｃとを有している。下型内側部２１ｃは下型外側部２１ａより突出しており、その突出量は形成しようとする円板基盤１０のボス１０ｂ（図１）の高さよりも若干高くなっている。
上型２２は、同じく中心に円筒状空間内を有して下型外側部２１ａに対応する上型外側部２２ａと、下型内側部２１ｃに対応して上型外側部２２ａの円筒状空間内を上下にスライドする上型内側部２２ｃとから成る。
下型外側部２１ａと上型外側部２２ａとで所定の半径Ｒ１２（図３）以上の曲げ２２１（図２）を周縁部に形成するための絞り型（半径Ｒ１２絞り型）を構成している。
一方、下型内側部２１ｃと上型内側部２２ｃとで円板基盤１０のボス１０ｂを押すため段付きボス押し型を構成している。上型内側部２２ｃは、先端に内径ｒ２１（図３）の円筒部２２２（図２）と、先端から距離をおいて円筒部２２２の内径ｒ２１よりも小さな内径ｒ２２（図３）の段部２２３（図２）とが形成されている。

＜型２１と２２の動作＞
図３はＲ１２部を絞り加工した縦断面図（ａ）およびボスの端面とボスの外側付け根の部分を押し込んだところの縦断面図である（ｂ）。
図１で作られた円板基盤１０を図２のように下型２１にセットする。
この状態で上型外側部２２ａのみを下型外側部２１ａに向けて押し下げると、図３（ａ）のように円板基盤１１は周縁１０ａにＲ１２以上の曲げ部が形成されることができる。
続いて、上型内側部２２ｃを押し下げると、図３（ｂ）のように上型内側部２２ｃの先端の円筒部２２２で円板基盤１０のボス１０ｂの立ち上がり外側面を押し込むとともに、段部２２３でボス１０ｂの立ち上がり部を押し込むことにより内側面の半径Ｒ２２を小さくすることができる。円筒部２２２の内径ｒ２１と段部２２３の内径ｒ２２の差は円板基盤１０の厚さよりも若干大きくなっている。また、円筒部２２２の先端から段部２２３まで距離はボス１０ｂよりも若干低くなっている。
以上の操作により、上型外側部２２ａの押し下げでＲ１２以上が周縁部に形成された円板基盤（図３（ａ）の１１）が得られ、さらに上型内側部２２ｃの押し下げでボス１０ｂの端面と付け根とを押すことにより、Ｒ２２の小さな円板基盤１２が得られることができる。円板基盤１２のＲ２２を小さくすることで、アーマチュアと接触する距離を長く取ることができるので電磁力が強くなる。また、周縁部をＲ１２以上に形成する理由は強度を強くするためである（後述）。

＜型２３と２４の構成＞
図４は図３（ｂ）で得られた円板基盤１２を本発明に係る第２型にセットした縦断面図で、（ａ）はベアリング挿入部の成形型に円板基盤をセットした縦断面図、（ｂ）はベアリング挿入部（厳密に言えば、後で切削加工で仕上げをする。）とストッパー部の成形をしたところの縦断面図である。
本発明に係る第二型は下型２３と上型２４とから成る。下型２３は円筒状をしており、中心に円筒状空間を有し、他の部分は平らな面をなしておりそこから周縁部に向けてアールを持って立ち上がる形状をしており、図２の２１ａと略同じ形状である。異なるのは円筒状空間の内径が図２の２１ａの内径よりも若干小さくしてある点である。
上型２４は、同じく中心に円筒状空間内を有して外側部２３に対応する外側部２４ａと、外側部２４ａの円筒状空間内を上下にスライドする内側部２４ｃとから成る。内側部２４ｃは長尺棒をしており、先端２３１から上に向けて外径が段差部位２３２と２３３（図４（ａ））とでそれぞれ外径が太くなっている。

＜型２３と２４の動作＞
図３（ｂ）で作られた円板基盤１２を図４（ａ）のように下型２３にセットする。この状態で先ず外側部２４ａを下げ、続いて三段差のある内側部２４ｃを押し下げると、図４（ｂ）の円板基盤１３のように内側部２４ｃがボス１０ｂ（図１）を押圧して、最終的にボス１０ａの内径が最小となってシャフトに接するＳ部（シャフト部）と、内径がこれより大きくなってベアリングに接するＢ部と、Ｓ部とＢ部との境となる段部（ベアリングの位置決め部位となるストッパ）Ｓｔ部とが形成される。
以上の操作により、内側部２４ｃの押し下げでボス１０ｂの内側に後述のベアリング（図１５の３）を正確に位置決めできるストッパ部の形成されたかつ半径Ｒ２２’（図３（ｂ））よりもさらに小さな半径Ｒ２４の円板基盤１３が得られることができる。

＜型２６と２７の構成＞
図５は図４（ｂ）で得られた円板基盤１３を本発明に係る第３型（外面成形型）にセットした縦断面図で、（ａ）はボスを下側にして上型にセットした縦断面図、（ｂ）は周縁部のＲ１２部の外面成形をした縦断面図である。
本発明に係る第三型は下型２６と上型２７とから成る。
下型２３は円板基盤１３を支持する部位の周縁部が円板基盤１３の周縁を覆う最終的な形状となる形状に作られている。
上型２７は、同じく円板基盤１３の周縁を覆う最終的な形状となる形状に端部２７ａが作られている。

＜型２６と２７の動作＞
図４（ｂ）で作られた円板基盤１３を図５（ａ）のように下型２６にセットする。この状態で上型２７を押し下げると、図５（ｂ）の円板基盤１４のように周端部１４ａが覆うように潰される。

＜円板基盤１４の周端部１４ａを潰して覆う理由＞
円板基盤１３の周縁部１３ａは切断された状態のままになっているので、顕微鏡レベルでその切断面を見ると切断面にはバリがあったり、たくさんの凹凸があったりして、ここに粉や粒が付き易くなっている。これらをこのままにしておくと凹凸部分が後に悪影響を及ぼす恐れがあることが判ったので、図５（ａ）のように、円板基盤１３を下型２６にセットして、図５（ｂ）のように上型２７を下型２６に押し付けることで円板基盤１３の周縁部１３ａを潰して、周縁部１４ａが平滑な面で覆われた円板基盤１４を得るようにしている。
これにより円板基盤１４の周縁部１４ａに凹凸部分がなくなり凹凸部分の影響を少なくすることができる。

〈プレス加工工程のまとめ〉
本発明は（ａ）平板状の板金素材をプレス加工するプレス加工工程と、次いで、（ｂ）ポリＶ溝を転造成型する工程とから成るものであるが、以上が本発明に係るプレス加工工程である。まとめると（１）〜（４）から成っている。
（１）円盤状をした基部と一方向に突き出しされたボスの立ち上げ部をプレス加工した部材（図１の１０）を、円盤基部の端面を第一転造工程目の内側クランプ径よりも半径で２．５ｍｍ〜１５ｍｍ大きい位置から外側に向けてＲ１２以上の内アール（図１６で後述）をつけて型で絞る工程（図３（ａ））と、
（２）前記型の内側にセットされた押し型でボス立ち上げ部の端面とボス外側の付け根を同時にプレス押し加工する工程（図３（ｂ））と、
（３）ボス内径にしごき加工してベアリング挿入部と肉厚のスットパー（位置決め）部を形成するとともに、ボスの内側最下部のアール部分を小さくしてアマチュアとの接触面積を大きくとる工程（図４（ｂ））と、
（４）前記工程で形成されたＲ１２部が転造予備成形のフラット型に接触する部分をブランク時の切断面が接触しない部分まで基盤部外側で覆う加工をする工程（図５（ｂ））とを備えている。

＜転造内型４０とＬ字形転造ローラ５０の構成＞
図６は図５（ｂ）でプレス加工した円板基盤１４を本発明に係る第一転造工程にセットした状態を示す図で、（ａ）はＬ字転造ローラ５０で押し込もうとしている縦断面図、（ｂ）は第一転造工程で予備成形を完了した状態を示す縦断面図で、いずれも回転中心から上半分だけ示している。
図において、転造内型４０は円板基盤１４を縦にして円板部分を第１挟持部４０ａと第２挟持部４０ｂとで図の左右から挟持して回転軸を中心として回転している。第１挟持部４０ａは円板基盤１４の周縁部１４ａ側に位置しており、第１挟持部４０ａと円板基盤１４の周縁部１４ａとの間には折り曲げ部よりもさらに直線部Ｌ１だけ長い距離を離れた部位を挟持している。
第２挟持部４０ｂは円板基盤１４の反周縁部１４ａ側に位置しており、第２挟持部４０ｂはその全面で円板基盤１４と接しているが、ただし一部だけ第２挟持部４０ｂの端面近傍において円板基盤１４と空隙を設ける切り欠き部４０５が形成されている。
Ｌ字転造ローラ５０は大径の円板５０１と円板５０１より径の小さな円板５０２と５０３とを横に重ねて複数箇所をボルトＢで締め付け固定したローラであり、縦断面で見て円板５０１が円板５０２と５０３の表面部位から突出した部位５０１ａを縦棒とし円板５０２と５０３の表面部位５０２ａ・５０３ａを横棒と見立てて縦断面で見てＬ字状を形成している。

＜転造内型４０とＬ字形転造ローラ５０の動作＞
このＬ字転造ローラ５０を回転軸中心に回転させながら、同じく回転している転造内型４０に向けて下げていくと、最初、Ｌ字形転造ローラ５０の円板５０２と５０３の表面部位５０２ａ・５０３ａが円板基盤１４の周縁部１４ａに接し、さらに押し下げていくと円板基盤１４の周縁部１４ａが押されて図６（ａ）で右側に伸びていく。さらに押し下げていくと円板基盤１４の周縁部１４ａがＬ字形転造ローラ５０の突出部位５０１ａに当接して、それ以上伸びることができなくなる。それでもさらに押し下げていくと円板基盤１４の周縁部１４ａがＬ字形転造ローラ５０の突出部位５０１ａに当接したまま厚み（半径方向の幅）が厚くなっていく。ある時点で図６（ｂ）のように第１挟持部４０ａは円板基盤１４の周縁部１４ａとの間に距離Ｌ３（Ｌ３≒直線部Ｌ１）をあけており、円板基盤１４の反周縁部１４ａである１４ｂ部位は切り欠き部４０５との空隙に伸びている。
通常考える転造工程は、さらにＬ字転造ローラ５０を回転させながら転造内型４０に向けて押し下げていって、最終的には距離Ｌ３がゼロとなるまで押し下げて終了するのであるが、本発明では図６（ｂ）のように第１挟持部４０ａが円板基盤１４の周縁部１４ａとの間に距離Ｌ３をあけた状態で第一転造工程を終了するのが特徴である。１５はこのように第一転造工程を終了して得られる円板基盤である。

〈距離Ｌ３をあけた状態で第一転造工程を終了させる理由〉
次の第２転造工程で円板基盤１４の周縁部がさらに転造加工されて周縁部の高さがボスの高さよりも高くなる状態にまで伸ばされることになるのであるが、距離Ｌ３＝０の状態で第２転造工程の延伸加工を周縁部に施すと、オーバーハング部分１６ｃに肉が寄らずに欠肉状態になる恐れがあることと周縁部まで十分にいきわたる肉量が確保できないことが生じる。
そこで、距離Ｌ３（２．５ｍｍ〜１５ｍｍ）をあけた状態で第２転造工程の延伸加工を周縁部に施すと周縁部に無理な力が加わることなく周縁部まで十分に肉が移動する（伸びる）ことが可能となる。

図７は図６の第二転造工程を終了して得られたロータプーリ１５のコイル挿入側から見た斜視図である。ロータプーリ１５は円板基盤１４のボスと周縁部との間に十分な距離があり、かつ周縁部の高さがボスの高さよりもまだ低い状態であることが判る。

＜転造内型４０と段付き転造ローラ６０の構成＞
図８は図６（ｂ）で転造加工した円板基盤１５を本発明に係る第二転造工程にセットした状態を示す図で、（ａ）は段付き転造ローラ６０で押し込もうとしている縦断面図、（ｂ）は第二転造工程で成形を完了した状態を示す縦断面図で、いずれも回転中心から上半分だけ示している。
図において、転造内型４０は図６の転造内型４０を引き続きそのまま使用している。
一方、段付き転造ローラ６０はやや大径の円板６０１と円板６０１より径の小さな円板６０２と６０３とを横に重ねて複数箇所をボルトＢで締め付け固定したローラである。

＜転造内型４０と段付き転造ローラ６０の動作＞
この段付き転造ローラ６０を回転軸中心に回転させながら、同じく回転している転造内型４０に向けて下げていくと、段付き転造ローラ６０により円板基盤１５の周縁部１５ａが押圧されながら図８（ａ）で右側に伸びていき、さらに押し下げていくと円板基盤１５の周縁部１５ａと転造内型４０との隙間Ｌ３が次第にゼロになっていき、最終的には図８（ｂ）のように周縁部１６ａは段付き転造ローラ６０の３つの円板６０１〜６０３の表面の形状に成形される。すなわち、円板基盤１６の周縁部１６ａの先端部は大径円板６０１の表面６０１ａによってその厚みが他よりも薄く形成され、円板基盤１６の周縁部１６ａの他の部位は大径円板６０１の外径よりも小さい外径の円板６０２、６０３の表面６０２ａ、６０３ａによってその厚みは先端部位よりも厚く形成される。円板基盤１６の周縁部１６ａの先端には電磁コイル（図１５の２）の磁束が漏れることなく通るようにするため厚みは薄くしてかつ長さは電磁コイルとほぼ同じ長さとしている（図１５の１８参照）。
本発明では図６（ｂ）のように第１挟持部４０ａが円板基盤１４の周縁部１４ａとの間に距離Ｌ３をあけた状態で第二転造工程を開始したので、オーバーハング部分１６ｃに充分肉を寄せた状態で周縁部１６ａの成形ができることになる。
１６はこのように第二転造工程を終了して得られる円板基盤である。

図９は図８の第二転造工程を終了して得られたロータプーリ１６のコイル挿入側から見た斜視図である。ロータプーリ１６は周縁部の高さが図７のロータプーリ１５の周縁部の高さよりも十分高くなっていることが判る。

＜転造内型４０とポリＶ成形ローラ７０の構成＞
図１０は図８（ｂ）で転造加工した円板基盤１６を本発明に係る第三転造工程にセットした状態を示す図で、（ａ）はポリＶ成形ローラ７０で押し込もうとしている縦断面図、（ｂ）は第三転造工程で成形を完了した状態を示す縦断面図で、いずれも回転中心から上半分だけ示している。
図において、転造内型４０は図６の転造内型４０を引き続きそのまま使用している。
一方、ポリＶ成形ローラ７０はロータプーリ１６のポリＶ成形をしたい部位に対応するポリＶ成形ローラ７０の対応する円板（図では５〜７本の山のついた円板７０２）と他の山のない円板７０１、７０３でこれを挟んで複数箇所をボルトＢで締め付け固定したローラである。

＜転造内型４０とポリＶ成形ローラ７０の動作＞
図１０（ａ）の状態から、ポリＶ成形ローラ７０を回転軸中心に回転させながら、同じく回転している転造内型４０に向けて下げていくと、ポリＶ成形ローラ７０の山つき円板７０２により円板基盤１６の周縁部１６ａの肉厚部が押圧されて、図１０（ｂ）のように円板基盤１７の周縁部１７ｂの肉厚部にポリＶ成形がなされる。また、周縁突出部位１７ｃが周縁部１７ｂとは逆方向に形成される。

＜ロータプーリ１７の２箇所の軽い切削＞
図１０の第三転造工程を終了して得られたロータプーリ１７の２箇所に軽く切削加工等を施して本発明の製造方法は完了する。
図１１は第三転造転造後の打ち抜きおよび切削加工の位置を示す縦断面図である。切削加工する２箇所はベアリングの置かれる位置決め（図１５の３）が正確にできるようにとベアリングの置かれる部位Ｓｂと、アーマチュア（図１５の４）との接触が均一にいくようにとアーマチュアと接触する部位（図１５の１８ｃ）Ｓｍである。打ち抜き加工を施す部位はＵ１とＵ２である。１８はこのようにして完成したロータプーリである。完成品としてのロータプーリ１８はポリＶ溝が反ボス側に若干オーバーハング１６ｃした形状のものとなっている。オーバーハング形状は顧客の要望によるものである。そこで、本発明のように予備成形を２度行うことで、一度目でオーバーハング部への肉を確保し、二度目で周縁部の長さを確保する。これを１度の予備成形で行なおうとするとオーバーハング部１６ｃに肉が寄らないうちに周縁部へ肉が逃げてしまい、オーバーハング部の欠肉（肉が充分に寄ってこない）現象が現れる。

図１２は図１１の切削等が施されたロータプーリ１８の接触面側から見た斜視図である。
図１３は図１１の切削等が施されたロータプーリ１８のコイル挿入側から見た斜視図である。
以上のように、本発明によれば、切削しないでかつ溶接しないで、プレスと転造だけで図１１のような顧客のニーズに沿ったロータプーリ１８が得られるようになり、後は、仕上げの軽い切削と打ち抜きで図１２・図１３のような完成品のロータプーリ１８が得られる。

〈転造工程のまとめ〉
本発明は（ａ）平板状の板金素材をプレス加工するプレス加工工程と、次いで、（ｂ）ポリＶ溝を転造成型する転造工程とから成るものであるが、以上が本発明に係る転造工程である。まとめると（１）〜（３）から成っている。
転造工程が、
（１）クラッチロータ用のポリＶ成形において、プレス加工により成形されたＲ部より内側の直線部を転造内型１で押える工程（図６（ａ））と、
（２）前記で加工された基盤部外側にＬ字形転造ローラを押し付けながら基盤部に近い曲がり始めの部分の型の空間材料を寄せる工程（図６（ｂ））と、
（３）前工程でできたポリＶ成形部裏側と前記転造内型１の隙間が２．５ｍｍ〜１５ｍｍある状態で、段付フラットローラーを回転させながら押し付け、ポリＶ溝成形前にポリＶのオーバーハング部分の肉と磁場確保のためのポリＶのない部分のストレート部分の成形する工程（図８（ｂ））と、
を有するものである。

＜６溝〜８溝のロータプーリの製造＞
以上では、５溝のロータプーリの製造について説明したが、顧客によっては６溝〜８溝のいずれかのロータプーリを要求することがある。従来製法だとそれぞれに応じて個別的に対応せざるを得なかったが、本発明によれば、図１０（ａ）の５山付き円板７０２を所望の数の山の付いた円板に代えることで、簡単に対処することができる。また、山の付いた部分の長さを長くしたければ、所望の長さの円板７０２に代えて、その前後の円板７０１・７０３の長さを狭いのものに代えればよい。このようにポリＶ成形ローラ７０の構成を変えるだけで顧客のいろいろな要求に対処することができる。

＜円板基盤端面の周縁の内側がアールＲ１２より小さいと良くない理由＞
図１４は円盤プレス加工の円板基盤１５’端面の環状壁の内側アールＲ１２が小さいとなぜ良くないかを説明する図である。アールＲ１２が（ａ）のように小さいと本発明に係る後の成形を行っていくと、最終的に（ｂ）に示すように円板基盤１７’のアールＲ１２の小さい部分がへこみとして残ってしまうからである。 そして、Ｖ溝成形部の内側にへこみが生じると肉の薄い部分ができることになり、ポリＶ溝の本数が多い機種ではＶ溝成形部に荷重が大きくかかるので転造加工のタイプでは薄肉部分に強度不足が懸念されるからである。
そこで本発明では、円盤プレス加工の基部端面の環状壁の内側アールＲ１２を大きくとることでＶ溝成形部の内側にへこみが生じなくすることができた。

＜クラッチロータ周りの説明＞
なお、本発明に係るクラッチロータを用いた周辺機器との動作について説明する。図１５はクラッチロータとその周辺部品との関係を示す縦断面図である。図において、２はエアコンのコンプレッサ側に固定された電磁コイルで、電磁コイル２の励磁によりアーマチュア４が吸引され、クラッチロータ１８の接触部に接触してシャフト（図示しないがシャフトは図の一点鎖線に長軸中心があり外径がベアリング３の内輪に嵌合して成る。）が回転する。
４はアーマチュアでシャフトの軸方向に移動可能にシャフトの先端に取り付けられている。電磁コイル２の非励磁時にはバネ等によりクラッチロータ１８から離れる方向に位置しており、電磁コイル２の励磁によってバネ力に抗してクラッチロータ１８の接触部１８ｃと接触する。これによってシャフトが回転することとなる。３はベアリングでクラッチロータ１８をシャフト上で回転可能に取り付けている。１８はクラッチロータでボス１８ｂ、接触部１８ｃ、外周部１８ｇを備え、外周部の一部は肉厚にしてプーリ１８ｐが形成されている。プーリ１８ｐはポリＶベルトを介してエンジンシャフトに連結されており、エンジンがかかっている間クラッチロータ１８は常時、回転している。プーリ１８ｐを除く外周部１８ｇは磁気損失の小さい磁気回路を得るために電磁コイル２を覆う長さが必要である。
また、外周部１８ｇの内側と電磁コイル２の外側との間の空隙Ｌ１７およびボス１８ｂの外側と電磁コイル２の内側との間の空隙Ｌ１５はできるだけ狭くする必要がある。

＜クラッチロータの動作＞
エアコンを動作させないときは、電磁コイル２を非励磁にしておく。
電磁コイル２が非励磁なのでアーマチュア４がクラッチロータ１８側に吸着されず、したがって、クラッチロータ１８の回転がシャフトに伝わらず、コンプレッサは回転しない。
エアコンを動作させるときは、電磁コイル２を励磁する。
電磁コイル２が励磁されると、アーマチュア４がクラッチロータ１８側に吸着され、したがって、クラッチロータ１８の回転がシャフトに伝わってシャフトが回転するため、コンプレッサが回転してエアコンが運転する。

〈第一転造工程の内型とＲ１２成形プレス型との関係〉
図１６は第一転造工程の内型４０とＲ１２成形プレス型２２ａとの関係を示す縦断面図である。図において、円盤基部の端面を第一転造工程の内側クランプ径Ｒｃよりも半径で２．５ｍｍ〜１５ｍｍ程度大きい位置Ｌ２から外側に向けて内アールが始まるようにＲ１２以上で絞るようにしている。
実験では、Ｒ６のものからスタートしたところ成形後に凹部が見られた。そこで、Ｒ８、Ｒ１０と徐々に大きくしていきＲ１０でほぼ凹部は消えた。素材のバラツキ（鉄鋼メーカーの製造ロットの伸び等）の安全を見て、Ｒ１２に決定した。 以上のように、本発明によれば、切削しないでかつ溶接しないで、プレスと転造だけで図１１のような顧客のニーズに沿ったロータプーリ１６が得られるようになり、後は、軽い切削と打ち抜きで図１２・図１３のような完成品のロータプーリ１８を得ることができる。

本発明で用いる円板基盤の中央部にボス出しした素材の縦断面図である。 図１の素材を型にセットした縦断面図である。 Ｒ１２部を絞り加工した縦断面図（ａ）および続いて、ボスの端面とボスの外側付け根の部分を押し込んだところの縦断面図（ｂ）である。 ベアリング挿入部の成形型に前記素材をセットした縦断面図（ａ）およびベアリング挿入部位のストッパー部の成形をしたところの縦断面図（ｂ）である。 Ｒ１２部を外面成形型に前記素材をセットした縦断面図（ａ）およびＲ１２部外面成形をしたところの縦断面図（ｂ）である。 転造１工程にプレス加工したものを転造型にセットし、Ｌ字転造ローラーで押し込もうとしている縦断面図（ａ）および転造第１予備成形を完了した状態の縦断面図（ｂ）で、いずれも回転中心から上半分だけ示している。 図６の転造第２工程を終えたロータプーリのコイル挿入側斜視図である。 転造第２予備成のポリＶ成形ローラーに切り替えした縦断面図（ａ）および転造第２予備成形が完了した状態の縦断面図（ｂ）で、いずれも回転中心から上半分だけ示している。 図８の転造第２工程を終えたロータプーリのコイル挿入側斜視図である。 転造ポリＶ成形のローラーに交換した縦断面図（ａ）および転造のポリＶ成形が完了した状態の縦断面図（ｂ）で、いずれも回転中心から上半分だけ示している。 転造後の打ち抜きおよび切削加工の位置を示す縦断面図である。 図１１の打ち抜き・切削加工を終えた完成品の接触面側斜視図である。 図１１の打ち抜き・切削加工を終えた完成品のコイル挿入側斜視図である。 円盤プレス加工の基部端面の環状壁の内側アールが小さい時（ａ）のへこみ発生（ｂ）を示す縦断面図である。 クラッチロータとその周辺部品との関係を示す縦断面図である。 転造１工程内型とＲ１２成形プレス型の関係を示す縦断面図である。 従来の製造方法１により製造されたクラッチ用プーリ（ａ）と従来の製造方法２により製造されたクラッチ用プーリ（ｂ）の断面図である。

符号の説明

２ 電磁コイル
３ ベアリング
４ アーマチュア
１０ 円板基盤
１０ｂ ボス
１３ 円板基盤
１３ａ 周縁部
１４ 円板基盤
１４ａ 周端部
１５ ロータプーリ
１８ クラッチロータ
１８ｃ 接触部
１８ｇ 外周部
１８ｐ プーリ
２１ 本発明に係る第一型の下型
２１ａ 外側部
２１ｃ 内側部
２２ 同じく第一型の上型
２２ａ 外側部
２２ｃ 内側部
２２１ 円筒部
２２２ 段部
２３ 本発明に係る第二型の下型
２３１ 先端
２３２、２３３ 段差部位
２４ 同じく第二型の上型
２４ａ 外側部
２４ｃ 内側部
２６ 本発明に係る第三型の下型
２７ 同じく第三型の上型
２７ａ 端部
４０ 同じく転造内型
４０ａ 第１挟持部
４０ｂ 第２挟持部
５０ 本発明に係るＬ字転造ローラ
４０５ 切り欠き部
５０１〜５０３ 円板
５０１ａ 突出部位
５０２ａ、５０３ａ 表面部位
６０ 段付き転造ローラ
６０１〜６０３ 転造ローラの円板
１６ ロータプーリ
７０ ポリＶ成形ローラ
７０２ 山付き円板
７０１、７０３ 山なし円板
Ｌ１ 直線部
Ｂ ボルト

Claims (5)

1. 平板状の板金素材をプレス加工したプレス加工工程と、ポリＶ溝を転造成型する転造工程と、によってオーバーハングしたクラッチ用プーリを製造するクラッチ用ロータプーリの製造方法において、
   前記プレス加工工程が、
   （１）円盤状をした基部と一方向に突き出しされたボスの立ち上げ部をプレス加工した部材を、円盤基部の端面を第一転造工程目の内側クランプ径よりも直径で５ｍｍ〜３０ｍｍ大きい位置から外側に向けてＲ１２以上の内アールをつけて型で絞る工程と、
   （２）前記型の内側にセットされた押し型でボス立ち上げ部の端面とボス外側の付け根を同時にプレス押し加工する工程と、
   （３）ボス内径にしごき加工してベアリング挿入部と肉厚のスットパー（位置決め）部を形成するとともに、ボスの内側最下部のアール部分を小さくしてアマチュアとの接触面積を大きくとる工程と、
   （４）前記工程で形成されたＲ１２部が転造予備成形のフラット型に接触する部分をブランク時の切断面が接触しない部分まで基盤部外側で覆う加工をする工程と
   を有することを特徴とするクラッチ用ロータプーリの製造方法。
2. 平板状の板金素材をプレス加工したプレス加工工程と、ポリＶ溝を転造成型する転造工程と、によってオーバーハングしたクラッチ用プーリを製造するクラッチ用ロータプーリの製造方法において、
   前記転造工程が、
   （１）クラッチロータ用のポリＶ成形において、プレス加工により成形されたＲ部より内側の直線部を転造内型１で押える工程と、
   （２）前記で加工された基盤部外側にＬ字形転造ローラを押し付けながら基盤部に近い曲がり始めの部分の型の空間材料を寄せる工程と、
   （３）前工程でできたポリＶ成形部裏側と前記転造内型１の隙間が２．５ｍｍ〜１５ｍｍある状態で、段付フラットローラーを回転させながら押し付け、ポリＶ溝成形前にポリＶのオーバーハング部分の肉と磁場確保のためのポリＶのない部分のストレート部分の成形する工程と
   を有することを特徴とするクラッチ用ロータプーリの製造方法。
3. 請求項１記載のプレス加工工程と請求項２記載のポリＶ溝を転造成型する転造工程とにより、前記ポリＶ成形加工でＶ溝を含み６．５ｍｍ以上の板厚を確保することを可能とするクラッチ用ロータプーリの製造方法。
4. 第１挟持部と第２挟持部とで構成される転造内型と、前記転造内型に回転しながら接近する転造ローラと、から成る転造装置において、
   前記転造ローラが複数の円板を重ねてボルト締め付け固定したローラであり、かつ、前記複数の円板のうち少なくとも１個が他の円板と比べて外径が異なるものであることを特徴とする転造装置。
5. Ｖ溝の数やＶ溝の位置の設計変更を前記複数の円板を組み合わせることで多様な形状の加工に対応することを特徴とする請求項４記載の転造装置。

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