JP2010142835A - プーリの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基部外面の外周部での平面性に優れた溝なしプーリが、高い寸法精度をもって有利に製造可能な方法を提供する。
【解決手段】有底円筒状のプリフォームの筒部２６に対する転造加工を行って、軸方向に塑性流動する筒部２６の開口端側の素材を、第一の型３４における対向部４０の対向面４４と成形ローラ５６のローラ面５８のうちの少なくとも何れか一方に設けられた案内部５０の案内面５２，６２に沿って、径方向外方に流動させて、筒部２６の開口端に径方向外方に突出する突出部６６を一体形成した後、この突出部６６を切除して、かかる筒部２６から、凹凸のない平滑な円筒状の外周面を有するリム部を形成することにより、目的とするプーリを得るようにした。
【選択図】図７

Description

本発明は、プーリの製造方法に係り、特に、金属製の有底筒状のプリフォームを転造加工することにより、外周面が凹凸のない平滑な円筒面とされた円筒状のリム部を有するプーリを有利に製造する方法に関するものである。

一般に、ベルトによる伝動機構を構成するベルト車としてのプーリは、モータやエンジン等の所定の駆動源の回転軸（駆動軸）等に取り付けられる円板状の基部と、平ベルトやＶベルト、Ｖリブドベルト等が巻き掛けられる円筒状のリム部とを有して、構成されている。そして、そのようなプーリのうち、リム部にＶベルトやＶリブドベルトが巻き掛けられるプーリにおいては、リム部の外周面に、一つ又は複数のＶ溝が設けられ、また、リム部に平ベルトが巻き掛けられるプーリは、リム部の外周面が、凹凸のない平滑な円筒面とされている。

ところで、それらのプーリの製造方法には、従来から種々の方法があり、リム部にＶベルトやＶリブドベルトが巻き掛けられる、所謂溝付きプーリの製造方法としては、例えば、円板状の金属素材に対して絞り加工等を行って得られた有底筒状のプリフォームを用い、このプリフォームの筒部に対して、ローラ面にＶ字状の突条を有する成形ローラ（転造ローラ）を用いた転造加工を行うことにより、リム部の外周面にＶ溝を形成して、目的とするプーリを得る方法が、知られている（例えば、下記特許文献１参照）。

一方、外周面が凹凸のない平滑な円筒面とされた円筒状のリム部を有する、所謂溝なしプーリは、従来、円板状の金属素材に対する絞り加工等を行って得るのが、一般的であった。しかしながら、絞り加工によって成形される有底筒状のプレス成形品は、その絞り加工時に、筒部と底部との間の角部が引き延ばされるため、そのような角部の外面の曲率半径が大きくなってしまうことが避けられなかった。それ故、そのようなプレス成形品からなる従来の溝なしプーリにあっては、基部外面の外周部での平面部分が小さくなってしまい、そのため、例えば、基部の外周部に設けられたボルト孔に、ワッシャが外挿された取付ボルトを挿通させた際に、ワッシャの座面を十分に確保することが困難となり、その結果、所定の駆動源の回転軸等に対する取付強度が不十分なものとなってしまう恐れがあった。

かかる状況下、本発明者が種々研究を重ねた結果、溝なしプーリの製造に際して、溝付きプーリを製造する場合と同様に、絞り加工等によって得られたプリフォームに対する転造加工を行うことが、溝なしプーリの製造時に生ずる上記の懸念を解消するのに有効なことを突きとめた。即ち、例えば、目的とするプーリの基部に対応した円板状の底部と、かかる底部に対して、その外周縁部に沿って延びるように一体形成された円筒状又は開口端側に向かって次第に大径となるテーパ筒状の筒部とからなる有底筒状のプリフォームを用い、このプリフォームの底部を、同軸的に且つ中心軸回りに回転可能に位置せしめられた第一の型と第二の型との間で同軸的に挟持させて、プリフォームを第一及び第二の型とそれらの中心軸回りに一体回転せしめつつ、凹凸のない平滑な円筒状のローラ面を有する成形ローラを、プリフォームの筒部の外周面に押し付けて、かかる筒部を成形ローラと第一の型との間で挟圧する転造加工を行うことにより、プリフォームの筒部と底部とからなるリム部と基部とを有するプーリを製造するのである。

このような製造手法によれば、転造加工によるプリフォームの筒部の素材（メタル）の軸方向への塑性流動によって、プリフォームの筒部と底部との間の角部、つまり最終的に得られるプーリのリム部と基部との間の角部が増肉され、以て、かかる角部の外面の曲率半径が十分に小さくされる。これにより、転造加工を利用した製造手法では、プーリを、単に、絞り加工のみによって得る場合とは異なって、基部外面の外周部での平面部分が有利に大きくされ、その結果、そのような基部外面の外周部において、そこに挿通される取付ボルトのワッシャの座面が確実に確保され得ることとなるのである。

ところが、かくの如き転造加工を利用した溝なしプーリの製造手法について、本発明者が、更に検討を加えたところ、かかる手法により製造される溝なしプーリには、基部外面の外周部での平面性に係る問題とは別の新たな問題が生ずる恐れがあることが判明した。即ち、転造加工を利用して製造された溝なしプーリにあっては、その製造後に、基部に一体的に立設された円筒状のリム部の開口側端部（先端部）の内径が徐々に広がってしまう、所謂スプリングバックが生じ、そのため、製造時から所定の時間が経過した後に、リム部が、基部側から開口側に向かって次第に大径となるテーパ筒形状を呈するようになり、その結果、所望の寸法精度が確保され得なくなってしまう恐れがあることが、判ったのである。

なお、ローラ面に突条が設けられた成形ローラを用いた転造加工を実施する従来手法によって溝付きプーリを製造する場合には、かかる溝付きプーリの製造後に、スプリングバックが生ずることはない。これは、プリフォームの筒部に対する転造加工により、リム部に、成形ローラの突条に対応した溝部が形成されて、リム部の外周面が凹凸形状とされることによるものと考えられる。つまり、プーリの製造後にスプリングバックが発生する問題は、あくまでも、本発明者の発想に基づいて、プリフォームの筒部に対する転造加工を行うことにより、外周面が凹凸のない平滑な円筒面とされたリム部を形成して、プーリを製造するときに限って惹起されることとなったものであって、溝付きプーリを従来手法にて製造する際には、何等、認識されていなかったものなのである。

特開２００５−１０３６１８号公報

ここにおいて、本発明は、上述せる如き事情を背景にして為されたものであって、その解決課題とするところは、外周面が凹凸のない平滑な円筒面とされた円筒状のリム部を有するプーリが、基部外面の外周部での十分な平面性と、製造後のスプリングバックの発生防止によって得られる高度な寸法精度とを兼備した優れた品質をもって、有利に製造し得る方法を提供することにある。

このような課題を解決するために、本発明者が鋭意研究を重ねた結果、プリフォームの筒部に対する転造加工を行う際に、かかる転造加工により軸方向に塑性流動せしめられる筒部の開口端側の素材を径方向外方に向かって塑性流動させて、筒部の開口端に、径方向外方に突出する突出部を形成することによって、製造後のスプリングバックの発生が有利に防止され得ることを見出した。そして、本発明は、そのような知見に基づいて完成に至ったのである。

なお、本発明は、上記した課題、又は本明細書全体の記載や図面から把握される課題を解決するために、以下に列挙せる如き各種の態様において、好適に実施され得るものであり、以下に記載の各態様は、任意の組み合わせにおいても、採用可能である。また、本発明の態様乃至は技術的特徴は、以下に記載のものに何等限定されることなく、明細書全体の記載並びに図面に開示の発明思想に基づいて、認識され得るものであることが、理解されるべきである。

＜１＞ 所定の回転軸に取り付けられる円板状の基部と、該基部に対して、その外周縁部に沿って延びるように一体形成されて、凹凸のない平滑な円筒面からなる外周面にベルトが巻き掛けられる円筒状のリム部とを有してなるプーリを製造する方法であって、（ａ）前記基部に対応した円板状の底部と、該底部に対して、その外周縁部に沿って延びるように一体形成された円筒状又は開口側に向かって次第に大径化するテーパ筒状の筒部とからなる有底筒状のプリフォームを準備する工程と、（ｂ）該プリフォームの底部を、同軸的に且つ中心軸回りに回転可能に位置せしめられた第一の型と第二の型との間で同軸的に挟持させて、該プリフォームを該第一及び第二の型とそれらの中心軸回りに一体回転せしめつつ、凹凸のない平滑な円筒状のローラ面を有する成形ローラを、該プリフォームの前記筒部の外周面に押し付けて、該筒部を該成形ローラと該第一の型との間で挟圧することにより、該筒部の素材を軸方向に塑性流動させる転造加工を行う工程と、（ｃ）前記第一の型と前記第二の型との間で挟持された前記プリフォームの筒部の開口側端面と対向して、該開口側端面の周方向に延びる環状の対向面を有して、該第一の型に設けられた対向部の該対向面と、前記成形ローラのローラ面のうちの少なくとも何れか一方に、該筒部の径方向外方に延びる案内面を含んで形成された案内部にて、前記転造加工により軸方向に塑性流動せしめられる該プリフォームの筒部の開口端側の素材を、該案内面に沿って径方向外方に塑性流動させるように案内することにより、該径方向外方に塑性流動させられた素材からなる部分にて、該筒部の開口端に、径方向外方に突出する突出部を形成する工程と、（ｄ）前記筒部の開口端に形成された前記突出部を切除することにより、該筒部の外周面を、凹凸のない平滑な円筒面として、かかる筒部にて前記リム部を形成する工程とを含むことを特徴とするプーリの製造方法。

＜２＞ 前記第一の型の前記対向部の対向面に、周方向に延びる凹溝が設けられると共に、該凹溝が、該対向面の内周部側から外周部側に向かって深さを徐々に増大させるように傾斜乃至は湾曲する底面部分を有し、前記案内部が該凹溝にて構成される一方、前記案内面が該底面部分にて構成されている上記態様＜１＞に記載のプーリの製造方法。

＜３＞ 前記成形ローラが前記プリフォームの筒部の外周面に押し付けられたときに、該筒部の開口端部側に位置せしめられる軸方向一方側の端部のローラ面部分が、径方向外方に凸となる凸状湾曲面又は該成形ローラの該軸方向一方側に向かって次第に小径化するテーパ面とされて、前記案内部が、該成形ローラの該軸方向一方側の端部にて構成されると共に、該成形ローラの該軸方向一方側の端部のローラ面部分にて、前記案内面が構成されている上記態様＜１＞に記載のプーリの製造方法。

＜４＞ 前記第一の型の前記対向部の対向面に、周方向に延びる凹溝が、該対向面の内周部側から外周部側に向かって深さを徐々に増大させるように傾斜乃至は湾曲する底面部分を有して設けられる一方、前記成形ローラが前記プリフォームの筒部の外周面に押し付けられたときに、該筒部の開口端部側に位置せしめられる軸方向一方側の端部のローラ面部分が、径方向外方に凸となる凸状湾曲面又は該成形ローラの該軸方向一方側に向かって次第に小径化するテーパ面とされて、前記案内部が、該凹溝と該成形ローラの該軸方向一方側の端部とにて構成されると共に、前記案内面が、該凹溝の底面部分と該成形ローラの該軸方向一方側の端部のローラ面部分とにて構成されている上記態様＜１＞に記載のプーリの製造方法。

すなわち、本発明に従うプーリの製造方法にあっては、プリフォームの筒部が、転造加工により軸方向に塑性流動せしめられて、目的とするプーリのリム部が形成されるため、リム部と基部との間の角部が増肉されて、かかる角部の外面の曲率半径が十分に小さくされる。これにより、基部外面の外周部での平面性が高められ、その結果、そのような基部外面の外周部において、そこに挿通される取付ボルトのワッシャの座面が確実に確保され得ることとなる。

また、本発明に係るプーリの製造方法においては、プリフォームの筒部に対する転造加工時に、かかる転造加工により軸方向に塑性流動せしめられる円筒部の先端側の素材が、案内部の案内面により案内されつつ、径方向外方に向かって塑性流動することによって、筒部の開口端に、径方向外方に突出する突出部を形成される。そのため、製造後に、リム部においてスプリングバックが生ずることが、有利に防止され、以て、所望の寸法精度が、効果的に確保され得ることとなる。なお、リム部でのスプリングバックの発生が防止される理由は、明確ではないものの、転造加工により、リム部の開口端に、径方向外方に突出する突出部が形成されることで、かかるリム部の強度が高められことによるものと考えられる。

従って、かくの如き本発明に従うプーリの製造方法によれば、外周面が凹凸のない平滑な円筒面とされた円筒状のリム部を有するプーリが、所定の回転軸等に対する十分な取付強度と高度な寸法精度とが安定的に確保され得る優れた品質をもって、極めて有利に製造され得ることとなるのである。

以下、本発明を更に具体的に明らかにするために、本発明に係るプーリの製造方法の構成について、図面を参照しつつ、詳細に説明することとする。

先ず、図１には、本発明手法に従って製造されたプーリの一例として、自動車のウォーターポンププーリ（以下、単に、プーリと言う）が、概略的に示されている。かかる図１から明らかなように、このプーリ１０は、全体として、有底円筒形状を呈しており、円板状の基部１２と円筒状のリム部１４とを一体的に有している。

このプーリ１０の基部１２の中心部には、クランクシャフト等の回転軸（図示せず）が挿通される挿通孔１６が形成されている。また、基部１２の外周部には、複数（図１には、２個のみを示す）のボルト孔１８が、挿通孔１６の周りにおいて、周方向に互いに等間隔を隔てて設けられている。リム部１４は、外周面が、凹凸のない平滑な円筒面とされている。そして、図１に二点鎖線で示されるように、脚部にワッシャ１９が外挿された取付ボルト２０が、プーリ１０の基部１２の複数のボルト孔１８にそれぞれ挿通され、それらの取付ボルト２０にて、挿通孔１６に挿通された回転軸に取り付けられるようになっていると共に、リム部１４の外周面に、平ベルトが巻き掛けられるようになっている。

ところで、このようなプーリ１０は、例えば、以下の如き方法に従って、製造されることとなる。

すなわち、先ず、図２に示される如き形状のプリフォーム２２を準備する。このプリフォーム２２は、目的とするプーリ１０の基部１２に対応した大きさと厚さとを有する円板状の底部２４と、かかる底部２４の外周縁部に、周方向に延びる状態で、一体的に立設された、底部２４側とは反対側の先端（開口端）に向かうに従って次第に大径となるテーパ筒状の筒部２６とを有している。そして、このプリフォーム２２の底部２４の中心部には、プーリ１０の基部１２の挿通孔１６を与える中心孔２８が設けられ、また、その外周部には、基部１２のボルト孔１８を与える貫通孔３０が、かかるボルト孔１８の数と同じ数だけ、等間隔を隔てて設けられている。

なお、このようなプリフォーム２２には、例えば、底部２４と筒部２６との一体品からなる既製のものや、特別に成形されたものが、何れも使用される。プリフォーム２２を成形する場合には、例えば、円環状金属板素材に対する絞り加工を行ったり、或いはそのような絞り加工以外の公知のプレス曲げ加工を行ったりする手法が、一般に採用される。また、このプリフォーム２２を与える円環状金属板素材の材質は、目的とするプーリ１０の構成材料として従来から使用されるものの中から、適宜に選択されることとなる。更に、プリフォーム２２としては、底部２４と、この底部２４の外周縁部に、周方向に延びる状態で、一体的に立設された円筒状を呈する筒部２６とを有する有底筒形状を呈するものも、使用可能である。

次いで、準備されたプリフォーム２２を成形型にセットするのであるが、その際には、成形型として、例えば、図３に示される如き構造を有する成形金型３２が、用いられる。

すなわち、図３から明らかなように、成形金型３２は、上下方向において、互いに同軸的に対向配置された第一の型としての上型３４と第二の型としての下型３６とを備えている。下型３６は、図示しない基台上に、移動不能に且つ中心軸：Ｐ回りに回転可能に取り付けられており、例えば、基台に設置された電動モータ（図示せず）の駆動に伴って、中心軸：Ｐ回りに回転せしめられるようになっている。一方、上型３４は、図示しない油圧シリンダに取り付けられ、この油圧シリンダの作動に伴って下降乃至上昇させられて、下型３６に対して接近乃至離隔移動せしめられるようになっている。この上型３４も、中心軸：Ｐ回りに回転可能とされており、下型３６への接近移動にて下型３６と型合せされた状態下で、下型３６が取り付けられた基台に設置される電動モータが駆動することによって、下型３６共に、中心軸：Ｐ回りに一体回転し得るようになっている。

このような成形金型３２を用いて、上型３４と下型３６とを型合せした状態において、プリフォーム２２の底部２４を、上型３４と下型３６の間で、同軸的に位置するように挟持させることにより、プリフォーム２２を成形金型３２にセットするのである。なお、この成形金型３２においては、上記の如きプリフォーム２２のセット状態下で、下型３６が取り付けられた基台に設置される電動モータが駆動することにより、プリフォーム２２を、上型３４と下型３６と共に、それらの中心軸：Ｐ回りに一体回転させ得るようになっている。

また、成形金型３２の上型３４は、プリフォーム２２の底部２４に対する上側挟持面を備えた円筒状の上型側パッド３８を有している。この上型３４の上型側パッド３８と下型３６との間で挟持されたプリフォーム２２が、その筒部２６において、上型側パッド３８の下部外周面に外嵌されるようになっている。かかる上型側パッド３８の下部外周面は、プーリ１０のリム部１４の内周面に対応した形状とされている。

また、上型３４は、上型側パッド３８に外挿された状態で配置された、上型側パッド３８よりも厚肉円筒状のガイドブッシュ４０を有している。このガイドブッシュ４０は、図３及び図４に示されるように、上型３４と下型３６との間で挟持されたプリフォーム２２の筒部２６の底部２４側とは反対側の先端面４２に対して、下側端面において、上下方向（筒部２６の軸方向）に所定距離を隔てて対向位置せしめられるようになっている。ここでは、筒部２６がテーパ筒形状とされているため、ガイドブッシュ４０の下側端面が、筒部２６の先端面４２に対して傾斜して、対向配置されている。つまり、本実施形態では、ガイドブッシュ４０が、筒部２６の先端面４２と対向する対向部とされており、また、そのようなガイドブッシュ４０の円環面形状を呈する下側端面が、対向面４４とされている。なお、このガイドブッシュ４０の対向面４４は、その外周部において、下型３６の上面と対向位置せしめられている。

そして、対向部たるガイドブッシュ４０の対向面４４は、テーパ筒状の筒部２６が、後述する転造加工により、図４に二点鎖線で示される如く、円筒形状となるように加工されたときに（或いはプリフォーム２２の筒部２６が、円筒形状を有する場合には、プリフォーム２２が成形金型３２にセットしたときに）、かかる筒部２６の先端面４２よりも十分に大きな面積を有する円環面形状を有し、そのような円筒状とされた筒部２６の先端面４２と正対乃至は接触する対向面４４の内周側部分が、内周側対向面部４６とされている一方、そのような対向面４４の内周側対向面部４６を除く外周側部分が、外周側対向面部４８とされている。

また、図４から明らかなように、ガイドブッシュ４０の対向面４４には、内周側対向面部４６と外周側対向面部４８との境界部分を挟んで、それらに跨って開口して、周方向に連続して延びる円環状の凹溝５０が、形成されている。この凹溝５０は、縦断面略Ｖ字形状を有している。そして、凹溝５０の最深部（Ｖ字形状の頂点）を境にして、内周側対向面部４６の側に位置する底面部分が、外周側対向面部４８に向かって上傾する傾斜面からなる内周側底面部５２とされている一方、内周側対向面部４６の側に位置する底面部分が、内周側対向面部４６に向かって上傾する傾斜面からなる外周側底面部５４とされている。換言すれば、凹溝５０の内周側底面部５２が、凹溝５０の深さを内周側対向面部４６の側から外周側対向面部４８の側に向かって徐々に増大させるように傾斜する傾斜面からなっており、また、凹溝５０の外周側底面部５４が、凹溝５０の深さを外周側対向面部４８の側から内周側対向面部４６の側に向かって徐々に増大させるように傾斜する傾斜面からなっている。また、内周側対向面部４６の凹溝５０よりも内周側の部分が、狭幅の円環面からなる規制面部５５とされている。

そして、図３に示されるように、かくの如き構造を有する成形金型３２にプリフォーム２２をセットしたら、下型３６が取り付けられた基台に設置される電動モータ（共に図示せず）を駆動させて、プリフォーム２２を、上型３４と下型３６と共に、それらの中心軸：Ｐ回りに一体回転せしめる。その後、図５に示されるように、中心軸：Ｐ回りに回転するプリフォーム２２の筒部２６の外周面に、成形ローラ５６を押し付けて、かかる筒部２６に対する転造加工を実施する。

ここで用いられる成形ローラ５６は、図５及び図６から明らかなように、プリフォーム２２のテーパ筒状の筒部２６の母線に沿った長さ（図２にＬで示される寸法）より大きな軸方向長さ（厚さ）を有している。そして、この成形ローラ５６においては、その外周面からなるローラ面５８の上端部を除く部分が、一定の外径をもって軸方向に延びる、凹凸のない平滑な円筒面からなる押圧面部６０とされている。また、かかる成形ローラ５６の上側角部が面取りされてなる如き形状とされて、ローラ面５８の上端部が、上方に向かって次第に小径化するテーパ面形状を呈する案内面部６２とされている。

また、成形ローラ５６は、成形金型３２の中心軸：Ｐに直角な方向において突出乃至引込作動せしめられる、図示しない油圧シリンダの先端に固定された保持具６４に対して、成形金型３２の中心軸：Ｐに平行な回転軸回りに回転可能に取り付けられており、油圧シリンダの突出乃至引込作動に伴って、ローラ面成形金型３２の上型３４における前記上型側パッド３８の下部外周面に対して接近乃至離隔せしめられるようになっている。

そして、本工程では、プリフォーム２２が、成型金型３２の上型３４と下型３６との間で挟持されて、それらと一体回転せしめられている状態下で、成形ローラ５６を上型３４の上型側パッド３８に徐々に接近させて、図６に二点鎖線で示されるように、成形ローラ５６のローラ面５８をプリフォーム２２の筒部２６の外周面（開口端側の外側角部）に接触させた状態から、更に成形ローラ５６を上型側パッド３８に接近させて、成形ローラ５６のローラ面５８を筒部２６の外周面に押し付ける。これにより、プリフォーム２２の筒部２６と底部２４との間の角部の角度が徐々に小さくなるように、筒部２６の全体を内側に折り曲げつつ、筒部２６を円筒形状に近付くように変形させ、やがて、図６に実線で示されるように、筒部２６を円筒形状と為し、そして、その時点から、かかる筒部２６を、成形ローラ５６のローラ面５８の押圧面部６０と上型３４の上型側パッド３８の外周面との間で挟圧する。かくして、プリフォーム２２の筒部２６に対して、それを構成する素材（メタル）を軸方向の両側に向かって塑性流動させる転造加工を行うのである。

そして、図７に示されるように、かかる転造加工により、筒部２６の素材の一部（筒部２６の底部２４側の素材）が底部２４側に流動させられることによって、筒部２６と底部２４との間の角部２７の曲率半径：Ｒ₁ が、成形ローラ５６と上型３４の上型側パッド３８との間で挟圧される前の、単に円筒形状とされた筒部２６と底部２４との間の角部２７の曲率半径：Ｒ₂ （図６参照）よりも、十分に小さくされる。そうして、転造加工後の筒部２６と底部２４との間の角部２７が増肉され、また、それによって、底部２４の外面の外周部での平面部分が増大せしめられる。

また、筒部２６の素材の一部（筒部２６の開口端側の素材）が開口側（開口端側）に軸方向に流動することにより、筒部２６が開口側に向かって軸方向に展伸せしめられるが、その際に、筒部２６の先端面４２が、上型３４のガイドブッシュ４０における対向面４４の規制面部５５に当接した時点で、筒部２６が、成形ローラ６８の押圧により、開口端側に真っ直ぐに展伸することが阻止される。そして、その状態から、筒部２６の開口側に向かって流動する素材が、かかる対向面４４の規制面部５５の外周側に形成された凹溝５０の内周側底面部５２と、成形ローラ５６のローラ面５８の案内面部６２とに案内されつつ、それら両面部５２，６２に沿って、筒部２６の径方向外方に塑性流動させられる。そうして、塑性流動した筒部２６の素材が、成形ローラ５６の案内面部６２とガイドブッシュ４０の対向面４４に形成された凹溝５０の内周側底面部５２及び外周側底面部５４とにて囲まれてなる空間に充填される。以て、そのような空間内に充填された筒部２６の素材にて、筒部２６の開口端に、径方向外方に突出し、且つ周方向に連続して延びる突出部６６が一体形成される。この突出部６６は、成形ローラの案内面部６２とガイドブッシュ４０の対向面４４に形成された凹溝５０の内周側底面部５２及び外周側底面部５４とに対応した内外面と先端面とを有して、開口端側に向かって次第に大径となるテーパ筒形状をもって、形成される。このことから明らかなように、本実施形態では、ガイドブッシュ４０の対向面４４に形成された凹溝５０と、成形ローラ５６のローラ面５８の上端部とにて、案内部が構成されると共に、かかる凹溝５０の内周側底面部５２と成形ローラ５６の案内面部６２とにて、案内面が構成されている。

かくして、底部２４と、この底部２４の外周縁に、周方向に延びる状態で一体的に立設された円筒状の筒部２６とを備えた有底筒状の全体形状を有し、且つかかる筒部２６の開口端（先端）に、テーパ筒形状をもって径方向外方に突出する外フランジ状の突出部６６が一体形成されてなる中間成形体６８を得る。

その後、図８に示されるように、中間成形体６８を成形金型３２から離型するのであるが、この中間成形体６８は、その開口端に突出部６６が一体形成されているため、成形金型３２からの離型後にしばらく放置されても、筒部２６が転造加工前のテーパ筒形状となるスプリングバックの発生が、有利に回避され得る。

そして、かかる中間成形体６８に対して、筒部２６の開口端に一体形成された突出部６６を含む筒部２６の開口側端部（図８に一点鎖線で示される切断線：Ｃよりも開口側の端部）を、例えば公知の工作機械を用いた切断加工を行うことにより、筒部２６から、その全周に亘って切除する。それによって、筒部２６の外周面を、凹凸のない平滑な円筒面とし、以て、突出部６６が切除された筒部２６にて、リム部１４を形成する。また、そのようなリム部１４が一体形成される底部２４を基部１２とする。そうして、図１に示される如き構造を有する、目的とするプーリ１０を得るのである。

このように、本実施形態では、プリフォーム２２の筒部２６に対する転造加工により、転造加工後の筒部２６と底部２４との間の角部２７の曲率半径：Ｒ₂ が小さくなるように増肉されて、底部２４の外面の外周部での平面部分が増大せしめられるため、最終的に得られるプーリ１０における基部１２の外面の外周部での平面性が高められ、その結果、そのような基部１２外面の外周部において、ボルト孔１８に挿通される取付ボルト２０のワッシャ１９の座面が確実に確保され得ることとなる。

また、プリフォーム２２の筒部２６に対する転造加工により、筒部２６の開口側に向かって塑性流動せしめられた素材により、筒部２６の開口端に、径方向外方に突出し、且つ周方向に連続して延びる突出部６６が一体形成されているために、筒部２６においてスプリングバックが生ずることが防止されている。それ故、そのようなスプリングバックの発生に起因して、最終的に得られるプーリ１０のリム部１４、ひいてはプーリ１０全体の寸法精度が低下することが、効果的に解消され得る。

従って、かくの如き本実施形態によれば、外周面が凹凸のない平滑な円筒面とされた円筒状のリム部１４を有するプーリ１０が、所定の回転軸等に対する十分な取付強度と高度な寸法精度とが安定的に確保され得る優れた品質をもって、極めて有利に製造され得ることとなるのである。

また、本実施形態では、筒部２６に対する転造加工時に、筒部２６の開口側に向かって軸方向に塑性流動する筒部２６の開口端側の素材が、上型３４の対向面４４に形成された凹溝５０の内周側底面部５２と、成形ローラ５６のローラ面５８の案内面部６２の両方に案内されつつ、それら両面部５２，６２に沿って、筒部２６の径方向外方に塑性流動させられる。それ故、筒部２６の素材が、より一層スムーズに径方向外方へ塑性流動せしめられて、突出部６６が、更に一層確実に且つ安定的に形成され得る。その結果、転造加工後における筒部２６のスプリングバックの発生が、より効果的に防止され得ることとなる。

さらに、本実施形態においては、上型３４のガイドブッシュ４０の対向面４４の凹溝５０よりも内周側に、平滑な円環面からなる規制面部５５が設けられて、プリフォーム２２の筒部２６に対する転造加工時に、筒部２６の上方への展伸が規制面部５５に阻止されて、開口端側に塑性流動させられる筒部２６の素材が、凹溝５０の内周側底面部５２に沿って、径方向外方に向かって、より確実に案内されつつ流動せしめられる。それによって、筒部２６の開口端に対して、突出部６６が、更に一層確実に且つスムーズに形成され得る。その結果、中間成形体６８の筒部２６におけるスプリングバックの発生が、より安定的に防止され得ることとなる。

以上、本発明の実施形態について詳述してきたが、それらは、あくまでも例示であって、本発明は、そのような実施形態における具体的な記述によって何等限定的に解釈されるものでない。

前記実施形態では、第一の型の対向部たる上型３４のガイドブッシュ４０の対向面４４に設けられた凹溝５０と、成形ローラ５６のローラ面５８の上端部の両方が案内部とされると共に、かかる凹溝５０の内周側底面部５２と成形ローラ５６の上端部の案内面部６２の両方にて、案内面が構成されていた。然るに、例えば、図９及び図１０に示されるように、案内部や案内面を、ガイドブッシュ４０の対向面４４のみに、或いは成形ローラ５６のみに設けても良い。そうすることによって、ガイドブッシュ４０や成形ローラ５６のうち、案内部や案内面が形成されていないものの構造が、有利に簡略化され得る。

すなわち、図９に示されるように、成形ローラ５６のローラ面５８の全面を円筒面として、案内部を何等設けることなく、ガイドブッシュ４０の対向面４４のみに、案内部たる凹溝５０を設ける。ここでは、対向面４４の内周部側に位置する凹溝５０の側面を含む内周側底面部５２が、凹溝５０の深さを対向面４４の内周側対向面部４６の側から外周側対向面部４８の側に向かって徐々に増大させるように湾曲する凹状湾曲面からなっている。これによって、プリフォーム２２の筒部２６に対する転造加工時に、筒部２６の開口側に向かって塑性流動する素材が、内周側底面部５２に案内されて、筒部２６の径方向外方に流動し、そして、凹溝５０の内面と成形ローラ５６の上端面との間に形成される隙間内に充填され、以て、径方向外方に突出し、且つ周方向に連続して延びる突出部６６が、筒部２６の開口端に一体形成される。その結果、中間成形体６８の筒部２６におけるスプリングバックの発生が効果的に防止され得ることとなる。

また、図１０に示されるように、ガイドブッシュ４０の対向面４４を平滑な円環面として、案内部を何等設けることなく、成形ローラ５６のローラ面５８の上端部を案内部として、そこに、上方に向かって次第に小径化するテーパ面からなる案内面部６２を形成する。これによっても、プリフォーム２２の筒部２６に対する転造加工時に、筒部２６の開口側に向かって塑性流動する素材が、成形ローラ５６の案内面部６２に案内されて、筒部２６の径方向外方に流動し、そして、かかる案内面部６２とガイドブッシュ４０の対向面４４との間に形成される隙間内に充填され、以て、径方向外方に突出し、且つ周方向に連続して延びる突出部６６が、筒部２６の開口端に一体形成される。その結果、中間成形体６８の筒部２６におけるスプリングバックの発生が効果的に防止され得ることとなる。

第一の型の対向部の対向面に、案内部たる凹溝を設ける場合には、そのような凹溝が、必ずしも、対向面の全周に連続して延びるように形成されている必要はなく、対向面の周方向に延びる凹溝が、例えば、Ｃ字状を有して、対向面の周上の一箇所のみに設けられていても良く、或いは対向面の周上の複数箇所に、互いに周方向に間隔を隔てて位置するように設けられていても良い。

換言すれば、プリフォームの筒部に対する転造加工によって、かかる筒部の開口端に設けられる突出部は、筒部の開口端に対して、その周上の一箇所のみに一体形成されていても良く、或いは周上の複数箇所に、互いに周方向に間隔を隔てて一体形成されていても良いのである。

また、前記実施形態では、中間成形体６８の突出部６６を含む筒部６６の開口側端部の全体を切除することにより、凹凸のない平滑な円筒状外周面を有するリム部１４を形成していたが、例えば、中間成形体６８の筒部２６の外周面から径方向に突出する突出部６６のみを切除して、リム部１４を形成することも、可能である。

加えて、前記実施形態では、自動車のウォーターポンププーリの製造方法に対して、本発明を適用したものの具体例を示したが、本発明は、その他、凹凸のない平滑な円筒状外周面を有するリム部と円板状の基部とを一体的に備えたプーリを製造する方法の何れに対しても、有利に適用され得ることは、勿論である。

その他、一々列挙はしないが、本発明は、当業者の知識に基づいて、種々なる変更、修正、改良等を加えた態様において実施され得るものであり、そして、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、何れも、本発明の範疇に属するものであることは、言うまでもないところである。

本発明手法に従って製造されたプーリの一例を示す縦断面説明図である。 図１に示されたプーリを製造する際に用いられるプリフォームの縦断面説明図である。 図１に示されたプーリを製造する際に実施される工程の一例を示す説明図であって、プリフォームを成形金型にセットした状態を示している。 図３のIV部拡大説明図である。 図３に示される工程に引き続いて実施される工程例を示す説明図であって、成形金型にセットされたプリフォームの筒部に成形ローラを押し付けて、かかる筒部を円筒状に成形した状態を示している。 図５のVI部拡大説明図である。 図５に示される工程に引き続いて実施される工程例を示す、図６に対応する説明図であって、プリフォームの筒部に成形ローラを更に押し付けて、転造加工を実施することにより、筒部の開口端に突出部を形成して、中間成形体を成形した状態を示している。 図７に示される工程に引き続いて実施される工程例を示す説明図であって、成形された中間成形体の突出部を含む筒部の開口側端部を切除するために、中間成形体を成形金型から離型した状態を示している。 図３乃至図７に示される成形金型とは別の成形金型を用いつつ、本発明手法に従って、プーリの製造する工程を示す図７に対応する図である。 図３乃至図７及び図９に示される成形金型とは更に別の成形金型を用いつつ、本発明手法に従って、プーリの製造する工程を示す図７に対応する図である。

符号の説明

１０ プーリ １２ 基部
１４ リム部 ２２ プリフォーム
２４ 底部 ２６ 筒部
３２ 成形金型 ３８ 上型側パッド
４０ ガイドブッシュ ４４ 対向面
５０ 凹溝 ５２ 内周側底面部
５６ 成形ローラ ６２ 案内面部
６６ 突出部 ６８ 中間成形体

Claims (4)

1. 所定の回転軸に取り付けられる円板状の基部と、該基部に対して、その外周縁部に沿って延びるように一体形成されて、凹凸のない平滑な円筒面からなる外周面にベルトが巻き掛けられる円筒状のリム部とを有してなるプーリを製造する方法であって、
   前記基部に対応した円板状の底部と、該底部に対して、その外周縁部に沿って延びるように一体形成された円筒状又は開口側に向かって次第に大径化するテーパ筒状の筒部とからなる有底筒状のプリフォームを準備する工程と、
   該プリフォームの底部を、同軸的に且つ中心軸回りに回転可能に位置せしめられた第一の型と第二の型との間で同軸的に挟持させて、該プリフォームを該第一及び第二の型とそれらの中心軸回りに一体回転せしめつつ、凹凸のない平滑な円筒状のローラ面を有する成形ローラを、該プリフォームの前記筒部の外周面に押し付けて、該筒部を該成形ローラと該第一の型との間で挟圧することにより、該筒部の素材を軸方向に塑性流動させる転造加工を行う工程と、
   前記第一の型と前記第二の型との間で挟持された前記プリフォームの筒部の開口側端面と対向して、該開口側端面の周方向に延びる環状の対向面を有して、該第一の型に設けられた対向部の該対向面と、前記成形ローラのローラ面のうちの少なくとも何れか一方に、該筒部の径方向外方に延びる案内面を含んで形成された案内部にて、前記転造加工により軸方向に塑性流動せしめられる該プリフォームの筒部の開口端側の素材を、該案内面に沿って径方向外方に塑性流動させるように案内することにより、該径方向外方に塑性流動させられた素材からなる部分にて、該筒部の開口端に、径方向外方に突出する突出部を形成する工程と、
   前記筒部の開口端に形成された前記突出部を切除することにより、該筒部の外周面を、凹凸のない平滑な円筒面として、かかる筒部にて前記リム部を形成する工程と、
   を含むことを特徴とするプーリの製造方法。
2. 前記第一の型の前記対向部の対向面に、周方向に延びる凹溝が設けられると共に、該凹溝が、該対向面の内周部側から外周部側に向かって深さを徐々に増大させるように傾斜乃至は湾曲する底面部分を有し、前記案内部が該凹溝にて構成される一方、前記案内面が該底面部分にて構成されている請求項１に記載のプーリの製造方法。
3. 前記成形ローラが前記プリフォームの筒部の外周面に押し付けられたときに、該筒部の開口端部側に位置せしめられる軸方向一方側の端部のローラ面部分が、径方向外方に凸となる凸状湾曲面又は該成形ローラの該軸方向一方側に向かって次第に小径化するテーパ面とされて、前記案内部が、該成形ローラの該軸方向一方側の端部にて構成されると共に、該成形ローラの該軸方向一方側の端部のローラ面部分にて、前記案内面が構成されている請求項１に記載のプーリの製造方法。
4. 前記第一の型の前記対向部の対向面に、周方向に延びる凹溝が、該対向面の内周部側から外周部側に向かって深さを徐々に増大させるように傾斜乃至は湾曲する底面部分を有して設けられる一方、前記成形ローラが前記プリフォームの筒部の外周面に押し付けられたときに、該筒部の開口端部側に位置せしめられる軸方向一方側の端部のローラ面部分が、径方向外方に凸となる凸状湾曲面又は該成形ローラの該軸方向一方側に向かって次第に小径化するテーパ面とされて、前記案内部が、該凹溝と該成形ローラの該軸方向一方側の端部とにて構成されると共に、前記案内面が、該凹溝の底面部分と該成形ローラの該軸方向一方側の端部のローラ面部分とにて構成されている請求項１に記載のプーリの製造方法。
   

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