JP2012202536A - プーリ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】耐摩耗性を有すると共に、軽量化を図ったプーリを得る。
【解決手段】断面形状が略Ｕ字または略Ｖ字状に形成されて径方向外側に開いたプーリ溝８を有する外輪部材２を備える。また、外輪部材２の内周を装着可能な外筒部１０と、外筒部１０の一端側と接続し径方向内側に延出した周壁部１２と、外筒部１０の他端側から径方向外側に拡径した傾斜鍔部１４とを有する内輪部材４を備える。外輪部材２と内輪部材４とをプレス成形する。外筒部１０に装着した外輪部材２を傾斜鍔部１４に接触させ周壁部１２の一部から径方向外側に折り曲げ形成したかしめ部１６を外輪部材２に接触させ、かしめ部１６と傾斜鍔部１４とにより外輪部材２を挟んで外輪部材２と内輪部材４とをかしめ固定した。内輪部材４は、外筒部１０と同芯上に間隔をあけて内周に軸受部材６が装着される内筒部２０を有し、内筒部２０の一端側に周壁部１２を接続した。
【選択図】 図２

Description

本発明は、ワイヤ・ロープ等を巻き掛けるプーリ溝を有するプーリ及びその製造方法に関する。

従来より、特許文献１や特許文献２にあるように、ワイヤ・ロープ等が巻き掛けられるプーリは、構造用鋼材等から切削加工により形成したり、あるいは、鋳物からプーリ溝等を切削加工により形成したりしている。

また、プーリの使用に際しては、プーリをフレームに回転可能に支持して滑車を構成し、滑車に所定の軸の廻りに揺動可能とした首振り機能を付与し、プーリ溝にワイヤ・ロープを巻き掛けて、ワイヤ・ロープを必要な方向に引き出すようにしている。

特開２００２−１３８７５０号公報 特開２００９−２９９３９９号公報

しかしながら、こうした従来のものでは、切削加工により形成しており、ワイヤ・ロープ等を巻き掛けて使用した場合、ワイヤ・ロープの移動量に対してプーリ溝の周長が小さかったり、ワイヤ・ロープの硬度に対してプーリの硬度が小さかったりすると、プーリ自体が摩耗しやすく、ワイヤ・ロープ等の破損の一因となるという問題があった。

また、切削加工によりプーリの幅を一定の厚さに形成すると、切削加工はしやすいが、プーリが厚くなり、重量が重くなるので、このプーリを用いた滑車の首振り機能や回転効率が落ちる要因の一因となるという問題があった。

本発明の課題は、耐摩耗性を有すると共に、軽量化を図ったプーリ及びその製造方法を提供することにある。

かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
断面形状が略Ｕ字または略Ｖ字状に形成されて径方向外側に開いたプーリ溝を有する外輪部材を備え、
また、前記外輪部材の内周を装着可能な外筒部と、前記外筒部の一端側と接続し径方向内側に延出した周壁部と、前記外筒部の他端側から径方向外側に拡径した傾斜鍔部とを有する内輪部材を備え、
前記外筒部に装着した前記外輪部材を前記傾斜鍔部に接触させ前記周壁部の一部から径方向外側に折り曲げ形成したかしめ部を前記外輪部材に接触させ、前記かしめ部と前記傾斜鍔部とにより前記外輪部材を挟んで前記外輪部材と前記内輪部材とをかしめ固定したことを特徴とするプーリがそれである。

前記内輪部材は、前記外筒部と同芯上に間隔をあけて内周に軸受部材が装着される内筒部を有し、前記内筒部の一端側に前記周壁部を接続した構成としてもよい。その際、前記外輪部材と前記内輪部材とをプレス成形した構成としてもよい。

断面形状が略Ｕ字または略Ｖ字状に形成されて径方向外側に開いたプーリ溝を有する外輪部材をプレス成形し、
また、前記外輪部材の内周を装着可能な外筒部と、前記外筒部の一端側と接続し径方向内側に延出した周壁部と、前記外筒部の他端側から径方向外側に拡径した傾斜鍔部とを有する内輪部材をプレス成形すると共に、前記内輪部材には前記周壁部の一部から前記外筒部の軸方向に延出したかしめ部をプレス成形し、
前記外筒部に前記外輪部材を装着して仮組みし、
かしめ治具により前記かしめ部を前記外輪部材の外側に折り曲げて前記かしめ部と前記傾斜鍔部とにより前記外輪部材を挟んで前記外輪部材と前記内輪部材とをかしめ固定したことを特徴とするプーリの製造方法がそれである。

前記かしめ治具は前記外輪部材を前記傾斜鍔部に押し付け、前記かしめ部を傾斜面で押圧して前記外輪部材の外側に折り曲げてかしめ固定してもよい。

本発明のプーリ及びその製造方法によると、外輪部材をプレス成形するので、圧延材料から成形でき、プーリ溝の表面粗さを滑らかにできると共に、プレス加工表面の加工硬化により、耐摩耗性を向上させることができ、また、プレス成形により板材より形成するので肉厚を薄くでき、軽量化を図ることができるという効果を奏する。

本発明の一実施形態としてのプーリの正面図である。 図１のＡＡ断面図である。 本実施形態の外輪部材の正面図である。 図３のＢＢ断面図である。 本実施形態のかしめ固定前の内輪部材の正面図である。 本実施形態のかしめ固定前の内輪部材の右側面図である。 図５のＣＣ断面図である。 本実施形態のプーリを用いた滑車の正面図である。 本実施形態のかしめ固定開始状態のかしめ治具の断面図である。 本実施形態のかしめ固定終了状態のかしめ治具の断面図である。

以下本発明を実施するための形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１、図２に示すように、１はプーリで、プーリ１は、外輪部材２と、内輪部材４と、ボールベアリングを用いた軸受部材６とを備えている。図３、図４に示すように、外輪部材２はリング状に、かつ、断面形状が略Ｕ字または略Ｖ字状に形成されて、外輪部材２の外周に径方向外側に開いたプーリ溝８が形成されている。

外輪部材２は圧延鋼板からプレス成形されており、例えば、圧延鋼板を絞り成形して円筒部を形成して、円筒部を断面形状が略Ｕ字または略Ｖ字状になるようにプレス成形している。プーリ溝８は底壁８ａが円弧状で、底壁８ａの両側から径方向外側に、傾斜した側壁８ｂ，８ｃが形成されている。

外輪部材２の素材に圧延鋼板を用いることができるので、プーリ溝８の表面粗さは滑らかで、しかも、プレス成形しているので、プーリ溝８の表面が加工硬化し、プーリ溝８の表面の硬度が硬く成形されてので、耐摩耗性が向上する。

内輪部材４は、図５〜図７に示すように、外輪部材２の底壁８ａの内周を装着可能な外筒部１０を備え、外輪部材２の底壁８ａの内周と外筒部１０の外周との嵌め合いは、緩み嵌めでも、締まり嵌めでもよいが、径方向のガタは少ないほうがよい。

また、内輪部材４は、外筒部１０の一端側に接続し、径方向内側に向かって延出した周壁部１２を備えると共に、外筒部１０の他端側から径方向外側に拡径した傾斜鍔部１４を備えている。傾斜鍔部１４は、外筒部１０に装着した外輪部材２の一方の側壁８ｃが接触するような傾斜角度に形成されている。必ずしも傾斜鍔部１４と一方の側壁８ｃとが全面で密着する傾斜角度に形成する必要はない。

外筒部１０の他端側には、外筒部１０から軸方向に延出したかしめ部１６が形成されている。本実施形態では、かしめ部１６は４箇所に設けられており、内輪部材４をプレス成形する際に、周壁部１２の一部をコ字状に切り欠いて切欠１８を形成している。切欠１８は、外筒部１０の外周にまで達するように形成されており、内輪部材４をプレス成形する際に、かしめ部１６も形成される。

内輪部材４には、外筒部１０と同芯上に外筒部１０の内側に間隔をあけて内筒部２０が設けられている。内筒部２０の内径は軸受部材６を圧入できるように形成されており、内筒部２０の一端側には周壁部１２が接続されている。内筒部２０の軸方向長さは、軸受部材６の圧入により、軸受部材６と内筒部２０とを固定できる程度に形成すればよい。

尚、内筒部２０と軸受部材６とをかしめ等により固定してもよく、軸受部材６はボールベアリングに限らず、滑り軸受でもよい。また、軸受部材６を設ける場合に限らす、内筒部２０を図示しない軸に取り付けてもよく、あるいは、内筒部２０を設けることなく、周壁部１２を図示しない軸等に直接取り付けるようにしてもよい。

外輪部材２と、内輪部材４と、軸受部材６とを一体に組み立てる際には、内輪部材４の内筒部２０の内周に軸受部材６を圧入する。そして、内輪部材４の外筒部１０に外輪部材２の内周を装着して、外輪部材２の一方の側壁８ｃを傾斜鍔部１４に接触させて仮組する。

この仮組した外輪部材２と、内輪部材４と、軸受部材６とを、図９に示すように、かしめ治具３０に装着する。かしめ治具３０は、固定側治具３２と移動側治具３４とを備え、固定側治具３２は平坦なプレート３６とプレート３６に立設された円柱台３８とを備えている。

円柱台３８の上端面３８ａには軸方向中心に逃げ孔４０が形成されており、逃げ孔４０は上端面３８ａに仮組した外輪部材２と、内輪部材４と、軸受部材６とを水平にして載せた際に、軸受部材６の内輪が接触しないように形成されている。逃げ孔４０と同芯上に軸受部材６の内径にほぼ等しいガイド孔４２が穿設されている。

円柱台３８の外径は内輪部材４の傾斜鍔部１４の外径よりも大きく、外輪部材２の外径よりも小さく形成されている。上端面３８ａに仮組した外輪部材２と、内輪部材４と、軸受部材６とを傾斜鍔部１４側を下にして水平に載せると、内輪部材４の傾斜鍔部１４の外周下側が上端面３８ａに接触し、外輪部材２の外周下側は上端面３８ａに接触することなく円柱台３８の外側に配置される。

移動側治具３４は、円柱状の第１移動側部材４４と、第１移動側部材４４が摺動可能に挿入された円筒状の第２移動側部材４６とを備えている。第２移動側部材４６の下端面４６ａは平坦に形成されると共に、下端面４６ａには軸方向に収納孔４８が形成されている。収納孔４８の直径は外輪部材２の外径よりも少し小さく形成されて、下端面４６ａが外輪部材２の外周端に接触できるように形成されている。

また、第２移動側部材４６には、収納孔４８と同芯上に摺動孔５０が形成され、摺動孔５０に連接して大径孔５２が形成されている。摺動孔５０には第１移動側部材４４が摺動可能に挿入され、大径孔５２にはコイルばね５４が挿入されると共に、コイルばね５４は第１移動側部材４４の後端に取り付けられた台板５６と第２移動側部材４６との間に介装され、第２移動側部材４６を下方に付勢している。

第１移動側部材４４の下端側には、収納孔４８に収納可能な大径部５８が形成されており、大径部５８の下端側には４つの爪部６０が形成されている。また、第１移動側部材４４の下端側から軸方向に逃げ孔６２、連通孔６４、挿入孔６６が順に連接して形成されている。

挿入孔６６にはガイドピン６８が挿入され、ガイドピン６８の先端は軸受部材６の内輪とガイド孔４２とに挿入できる直径に形成されており、ガイドピン６８は第１移動側部材４４から下方に突出されている。

４つの爪部６０は４つのかしめ部１６にそれぞれ対応して形成されており、各爪部６０は下側外向きの傾斜面６０ａが形成されており、図９、図１０に示すように、上端面３８ａに仮組した外輪部材２と、内輪部材４と、軸受部材６とを水平にして載せて、移動側治具３４を下降させた際に、傾斜面６０ａがかしめ部１６の上端に接触するように形成されている。また、爪部６０は、移動側治具３４を下降させた際、切欠１８に挿入できる大きさに形成されている。

プーリ１を組み立てる際には、固定側治具３２の上端面３８ａに仮組した外輪部材２と、内輪部材４と、軸受部材６とを水平にして載せる。そして、移動側治具３４を下降させると、ガイドピン６８の先端が軸受部材６の内輪内に挿入され、更に下降させるとガイド孔４２に挿入される。

これにより、仮組した外輪部材２、内輪部材４、軸受部材６とかしめ治具３０との径方向の位置決めが行われる。そして、更に、移動側治具３４を下降させると、爪部６０の傾斜面６０ａがかしめ部１６の上端に接触し、かしめ部１６を径方向外側に折り曲げる。

また、第２移動側部材４６の下端面４６ａが外輪部材２に接触して、外輪部材２を押圧し、外輪部材２を傾斜鍔部１４に押し付ける。外輪部材２が傾斜鍔部１４に接触して押し付けられると、第２移動側部材４６の下降は停止し、第１移動側部材４４がコイルばね５４の付勢力に抗して下降される。外輪部材２が傾斜鍔部１４に接触して押し付けられた際に、傾斜鍔部１４が円錐状に傾斜しているので、外輪部材２の軸方向中心と軸受部材６の軸方向中心との自動調整が行われると共に、外輪部材２の傾きも水平に調整される。

第１移動側部材４４が更に下降すると、傾斜面６０ａがかしめ部１６を径方向外側に折り曲げて、かしめ部１６を外輪部材２に接触させ、かしめ部１６と傾斜鍔部１４とにより外輪部材２を挟んで、外輪部材２を内輪部材４にかしめ固定する。かしめ固定により、プーリ１の組立が終了する。

図８に示すように、この組み立てたプーリ１をフレーム７１に支持軸７２を介して組み込んで、滑車７４を形成し、プーリ１に図示しないワイヤ・ロープを巻き掛ける。ワイヤ・ロープが移動すると、プーリ１が回転して、ワイヤ・ロープを滑らかに移動させる。

プーリ１は板材からプレス成形されているので、重量が軽く、ワイヤ・ロープの移動に伴ってプーリ１が回転されると、プーリ１はワイヤ・ロープの移動に速やかに追従して回転する。また、本実施形態では、ワイヤ・ロープが移動方向に対して直交方向に振れると、フレーム７１が揺動軸７６の廻りに揺動する。この場合でも、プーリ１の重量が軽いので、ワイヤ・ロープの直交方向の振れに対しても、速やかにフレーム７１が揺動してワイヤ・ロープを適切にガイドすることができる。

組立に際しては、かしめ治具３０を用いることにより、外輪部材２と内輪部材４とのかしめ固定を容易に行うことができる。しかも、外輪部材２と内輪部材４との特別の位置決め等に注意を払うことなく、容易に位置決めが行われ、かしめ固定作業が容易である。

以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。

１…プーリ ２…外輪部材
４…内輪部材 ６…軸受部材
８…プーリ溝 １０…外筒部
１２…周壁部 １４…傾斜鍔部
１６…かしめ部 １８…切欠
２０…内筒部 ３０…かしめ治具
３２…固定側治具 ３４…移動側治具
３８…円柱台 ４４…第１移動側部材
４６…第２移動側部材 ６０…爪部
６０ａ…傾斜面 ６８…ガイドピン
７４…滑車

Claims (5)

1. 断面形状が略Ｕ字または略Ｖ字状に形成されて径方向外側に開いたプーリ溝を有する外輪部材を備え、
   また、前記外輪部材の内周を装着可能な外筒部と、前記外筒部の一端側と接続し径方向内側に延出した周壁部と、前記外筒部の他端側から径方向外側に拡径した傾斜鍔部とを有する内輪部材を備え、
   前記外筒部に装着した前記外輪部材を前記傾斜鍔部に接触させ前記周壁部の一部から径方向外側に折り曲げ形成したかしめ部を前記外輪部材に接触させ、前記かしめ部と前記傾斜鍔部とにより前記外輪部材を挟んで前記外輪部材と前記内輪部材とをかしめ固定したことを特徴とするプーリ。
2. 前記内輪部材は、前記外筒部と同芯上に間隔をあけて内周に軸受部材が装着される内筒部を有し、前記内筒部の一端側に前記周壁部を接続したことを特徴とする請求項１に記載のプーリ。
3. 前記外輪部材と前記内輪部材とをプレス成形したことを特徴とする請求項１または請求項２に記載のプーリ。
4. 断面形状が略Ｕ字または略Ｖ字状に形成されて径方向外側に開いたプーリ溝を有する外輪部材をプレス成形し、
   また、前記外輪部材の内周を装着可能な外筒部と、前記外筒部の一端側と接続し径方向内側に延出した周壁部と、前記外筒部の他端側から径方向外側に拡径した傾斜鍔部とを有する内輪部材をプレス成形すると共に、前記内輪部材には前記周壁部の一部から前記外筒部の軸方向に延出したかしめ部をプレス成形し、
   前記外筒部に前記外輪部材を装着して仮組みし、
   かしめ治具により前記かしめ部を前記外輪部材の外側に折り曲げて前記かしめ部と前記傾斜鍔部とにより前記外輪部材を挟んで前記外輪部材と前記内輪部材とをかしめ固定したことを特徴とするプーリの製造方法。
5. 前記かしめ治具は前記外輪部材を前記傾斜鍔部に押し付け、前記かしめ部を傾斜面で押圧して前記外輪部材の外側に折り曲げてかしめ固定することを特徴とする請求項４に記載のプーリの製造方法。

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