JP4319501B2

JP4319501B2 - プーリの製造方法

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Publication number: JP4319501B2
Application number: JP2003342845A
Authority: JP
Inventors: 秀明田中; 忠幸浅野
Original assignee: Kojima Industries Corp
Current assignee: Kojima Industries Corp
Priority date: 2003-10-01
Filing date: 2003-10-01
Publication date: 2009-08-26
Anticipated expiration: 2023-10-01
Also published as: JP2005103618A

Description

本発明は、プーリの製造方法に係り、特に、所定の金属板素材から得られた有底テーパ筒状のプリフォームを転造加工することにより、ベルトが巻き掛けられる円筒状のリム部の軸方向両端部位にフランジ部が一体形成されてな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、成っている。そして、かかるリム部の軸方向の両端部位には、径方向外方に向かって延びるフランジ部がそれぞれ設けられており、この二つのフランジ部によって、リム部に巻き掛けられるベルトの幅方向への位置ズレが防止され得るようになっているのである。

また、このようなプーリの製造方法としては、従来から種々の方法が提案されており、その中の一種として、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上部開口側が大径となるテーパ筒部とを有する有底テーパ筒状のプリフォームを用い、このプリフォームを、その底部において、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、それら第一及び第二の型とその中心軸回りに一体回転せしめた状態で、プリフォームのテーパ筒部の外周面に、所定の成形ローラを押し付けて、テーパ筒部を、円筒形状となるように屈曲せしめつつ、長さ方向に圧縮して、増肉された円筒部を成形する一方、この増肉された円筒部の両端部に、径方向外方に突出する突出部をそれぞれ一つずつ成形する転造加工を行うことにより、それら円筒部と二つの突出部とにて、リム部と二つのフランジ部とをそれぞれ形成し、以て、目的とするプーリを製造するようにした方法が、知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。なお、かかる手法では、通常、リム部の成形後に、そのリム部に対して、溝形成ローラを用いた転造加工による溝切加工が行われて、リム部に巻き掛けられるベルトに対応した形状の溝が、複数形成されることとなる。

かくの如きプーリの製造方法においては、リム部とフランジ部が、転造加工により、プリフォームのテーパ筒部から増肉成形された厚肉の円筒部に形成されるようになっているところから、例えば、円形の金属板素材を絞り加工して得られた有底筒形のプリフォームに対して所定の転造加工を施すことにより、リム部を得ると共に、そのリム部における基部側の端部部位を二つ折りにして、ベルトの張力に基づいて大きな負荷がかかるプーリの基部とリム部との連結部位（境界部位）にフランジ部を突出形成するようにした公知のプーリの製造方法を採用する場合に比して、フランジ部の強度を効果的に高め得るのであり、また、プリフォームのテーパ筒部を折り曲げる必要がないために、かかるテーパ筒部の長さが必要以上に長くなるようなことを防ぐことが出来、それによって、プリフォーム、ひいてはプーリ全体の重量を有利に軽量化することも可能となるのである。

ところで、プーリにおいては、リム部に形成される溝の条数が多くなればなる程、それに応じた分だけ、リム部の高さ（軸方向長さ）が大きくされる。そのため、上述の如く、プリフォームのテーパ筒部に対する転造加工による増肉加工と成形加工とを行って、増肉されたリム部とその両端に一体に突出せしめられた二つのフランジ部とを形成するようにした従来のプーリの製造方法では、リム部における溝の条数が多い、所謂、多溝のプーリの製造に際して、リム部を与えるテーパ筒部が必要な分だけ長くされて、その開口径が大きくされたプリフォームが用いられることとなるのであるが、その際には、以下の如き問題が生ずる恐れがあった。

すなわち、開口径の大きなテーパ筒部を有するプリフォームを用いて、従来のプーリの製造手法を実施する場合、プリフォームのテーパ筒部の外周面に成形ローラを押し付けて、テーパ筒部を円筒形状となるように屈曲せしめつつ、長さ方向に圧縮することにより、増肉円筒部からなるリム部を形成する際に、テーパ筒部の屈曲変形過程で、テーパ筒部を構成する材料（メタル）が、テーパ筒部の先端側（開口側）に向かって、より流れ易くなり、それによって、材料が先端側部位に過剰に流動せしめられて、基部側部位が材料不足となった状態で、リム部が形成される懸念があった。そして、そのようなリム部が形成されたプーリにおいては、リム部先端側のフランジ部にバリが生ずるばかりでなく、その基部側のフランジ部に欠肉が発生して、製品品質が著しく低下する恐れが極めて高かったのである。
特許第２９９９４４９号公報特開２００１−２６３４５４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、軽量で且つフランジ部の強度に優れ、しかもリム部の両端にそれぞれ設けられるフランジ部でのバリや欠肉等の成形不良のない、高品質な多溝プーリを安定的に且つ確実に製造することが出来るプーリの製造方法を提供することにある。

そして、本発明者等が、かかる課題の解決のために、鋭意研究を重ねた結果、開口側に向かって次第に大径化するテーパ筒部を有するプリフォームを用い、このプリフォームのテーパ筒部に対して、成形ローラを用いた転造加工による増肉加工と成形加工とを行って、増肉された円筒部と、かかる円筒部の両端のそれぞれに、径方向外方に向かって一体に突出する突出部を成形することにより、それら円筒部と二つの突出部とにてリム部と二つのフランジ部とを形成して、目的とするプーリを製造する際に、先ず、プリフォームのテーパ筒部における高さ方向の中間部に、その先端側部位を内側に屈曲せしめて、先端に向かうに従って次第に小径となる逆テーパ筒形状と為す屈曲部を設け、そして、そのような屈曲部が設けられたプリフォームのテーパ筒部における屈曲部の外周面に対して成形ローラを押し付けることにより、テーパ筒部に対する転造加工を行って、リム部とフランジ部とを形成することが、リム部先端側のフランジ部でのバリやリム部基部側のフランジ部での欠肉等の発生防止において極めて有効であることを、見出したのである。

これは、テーパ筒部に対する転造加工時に、成形ローラが、先ず、屈曲部の外周面に接触し、その後、テーパ筒部の屈曲部よりも先端側部位と基部側部位のそれぞれの外周面に接触して、それらの外周面を押圧しつつ、テーパ筒部の全体が、円筒形状となるように屈曲せしめられるようになるため、そのようなテーパ筒部の屈曲変形過程で、テーパ筒部の屈曲部よりも先端側部位を構成する材料が、先端側に向かって流動せしめられる一方、基部側部位を構成する材料が基部側に向かって流動せしめられるようになり、それによって、テーパ筒部の両端側への材料の流動バランスが効果的に高められることによるものと、考えられる。

すなわち、本発明にあっては、かくの如き知見に基づいて完成されたものであって、その第一の態様とするところは、所定の回転軸に取り付けられる円板状の基部と、該基部の外周縁部に一体形成された、ベルトが巻き掛けられる円筒状のリム部と、該リム部の軸方向の両端部位から径方向外方に向かってそれぞれ一体的に突出する二つのフランジ部とを有してなるプーリを製造するに際して、該プーリの基部に対応した円板状の底部と、該底部の外周縁部から一体的に延出せしめられた、開口側に向かって次第に大径化するテーパ筒部とからなる有底テーパ筒状のプリフォームを用い、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た状態で、該プリフォームの前記テーパ筒部の外周面に、円柱面形状とされた外周面を有する成形ローラを押し付けて、該テーパ筒部を、円筒形状となるように屈曲せしめつつ、長さ方向に圧縮して、増肉された円筒部を成形する一方、該増肉された円筒部の両端部に、径方向外方に突出する突出部をそれぞれ一つずつ成形する転造加工を行うことにより、それら円筒部と二つの突出部とにて、前記リム部と前記二つのフランジ部を形成して、目的とするプーリを製造するようにした方法において、前記プリフォームのテーパ筒部との対向配置下で、該テーパ筒部の基部側から先端側に向かうに従って次第に大径となるテーパ形状の外周面を有するテーパローラを用い、該プリフォームのテーパ筒部に対する前記転造加工の実施に先立って、該プリフォームを、前記底部において、前記第一の型と前記第二の型との間で同軸的に位置するように挟持させて、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た状態で、該テーパローラを該プリフォームのテーパ筒部における先端側部位の外周面に押し付けて、該先端側部位を内側に屈曲せしめることにより、かかるテーパ筒部の先端側部位を先端側に向かうに従って次第に小径となる逆テーパ筒形状と為す屈曲部を、該テーパ筒部の屈曲加工前の長さに対して該テーパ筒部の先端から基部側に２０〜５０％の範囲で偏奇して位置するように、該テーパ筒部の高さ方向中間部位に形成した後、該屈曲部の外周面に対して前記成形ローラを押し付けることにより、該テーパ筒部に対する前記転造加工を行うようにしたことを特徴とするプーリの製造方法にある。

また、本発明に従うプーリの製造方法の第二の態様においては、前記テーパローラが、前記プリフォームのテーパ筒部における先端側部位の外周面に押し付けられることにより、該テーパ筒部の先端側部位が、テーパ筒部の中心軸に平行な直線に対して１５〜４５°の範囲内の傾斜角度をもって内側に屈曲せしめられて、前記屈曲部が形成されることとなる。

さらに、本発明に従うプーリの製造方法の第三の態様においては、前記プリフォームのテーパ筒部に対する転造加工が行われて、前記リム部と前記二つのフランジ部とが該プリフォームに形成された後、断面Ｖ字形状を呈する環状の突条からなるＶ溝形成リブが外周面に設けられた溝形成ローラが用いられ、該リム部と二つのフランジ部とが形成されたプリフォームが、前記底部において、前記第一の型と前記第二の型との間で同軸的に位置するように挟持させられて、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られた状態で、該溝形成ローラが該プリフォームのリム部の外周面に押し付けられることにより、該リム部の外周面に、該Ｖ溝形成リブに対応した環状のＶ溝が形成されることとなる。

なお、本発明に従うプーリの製造方法の有利な態様の一つにおいては、プリフォームのテーパ筒部の外周面に一つの成形ローラが押し付けられて、かかるテーパ筒部に対する転造加工が実施されることにより、該テーパ筒部を増肉された円筒部に成形して、リム部を形成するリム部形成工程と、該増肉された円筒部の両端部のそれぞれに突出部を一体成形して、二つのフランジ部を形成するフランジ部形成工程とが、一挙に行われることとなる。

そして、かかる本発明に従うプーリの製造方法の第一の態様にあっては、プリフォームのテーパ筒部に対する転造加工による増肉加工と成形加工とを行うことにより、増肉された円筒部が成形されて、この厚肉円筒部にてリムが形成される一方、そのような厚肉円筒部からなるリム部の両端のそれぞれに、径方向外方に向かって一体に突出する突出部が成形されて、それらの突出部にて、リム部が形成されるようになっているところから、例えば、プリフォームのテーパ筒部における基部側の端部部位を二つ折りにして、かかる基部側端部に折曲部分を成形し、この折曲部分にてフランジ部を形成する場合に比して、リム部の両端、特に基部側のフランジ部の強度が有利に高められ得るのであり、また、そのようなフランジ部を与える折曲部分を成形する必要がない分だけ、テーパ筒部の長さが必要以上に長くなるようなことを防ぐことが出来、それによって、プリフォーム、ひいてはプーリ全体の重量を有利に軽量化することも可能となる。

その上、本発明に係る製造手法では、プリフォームのテーパ筒部に対する転造加工の実施に先立って、テーパローラを用いた転造加工により、テーパ筒部の高さ方向中間部位に、その先端側部位を内側に屈曲せしめて、先端に向かうに従って次第に小径となる逆テーパ筒形状と為す屈曲部が設けられ、そして、この屈曲部の外周面に対して成形ローラが押し付けられることにより、テーパ筒部に対する転造加工による増肉加工と成形加工とが行われて、リム部と二つのフランジ部とが形成されるようになっているため、前述せる如く、かかる転造加工時におけるテーパ筒部の屈曲変形過程で、、テーパ筒部を構成する材料が、その先端側と基部側とに、それぞれバランス良く流動せしめられ、それによって、リム部先端側のフランジ部でのバリの発生や、リム部基部側のフランジ部での欠肉の発生等が、何れも効果的に且つ確実に回避され得る。

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、軽量で且つフランジ部の強度に優れ、しかも、リム部の両端にそれぞれ設けられるフランジ部でのバリや欠肉等の成形不良のない、高品質な多溝プーリを安定的に且つ確実に製造することが可能となるのである。

また、本発明に従うプーリの製造方法における第二の態様によれば、プリフォームのテーパ筒部の転造加工時における屈曲変形過程で、テーパ筒部の両端側への材料の流動バランスが、より確実に且つより安定的に高められ得、それによって、リム部先端側のフランジ部でのバリの発生や、リム部基部側のフランジ部での欠肉の発生等が、更に一層効果的に防止され得ることとなる。

さらに、本発明に従うプーリの製造方法における第三の態様によれば、リム部の外周面に、Ｖベルトが巻き掛けられるＶ溝、或いはＶリブドベルトのＶリブが接触するＶ溝が確実に且つ容易に成形されて、リム部の先端側部位でのバリや基部側部位での欠肉等の成形不良のない、高品質な多溝Ｖプーリ乃至は多溝Ｖリブドプーリが、安定的に且つ確実に製造され得る。

以下、本発明をより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るプーリの一例として、自動車のエンジンの回転駆動力がＶリブドベルトを介して伝達されるＶリブドプーリ（多溝Ｖプーリ）が、概略的に示されている。かかる図からも明らかなように、このＶリブドプーリ１０は、全体として、略有底の円筒形状を呈しており、略円板状の基部１２と略円筒状のリム部１４とを有して成っている。

そして、かかるＶリブドプーリ１０の基部１２の中心部には、回転軸としての冷却ファンカップリング等が取り付けられる取付孔１６が形成されている。一方、リム部１４の軸方向における上下の両端部位には、径方向外方に突出し、且つ周方向に連続して延びるフランジ部１８，１９が、それぞれ、一体的に形成されている。また、それら二つのフランジ部１８，１９のうち、リム部１４の開口側の端部（上側端部）に形成された開口側フランジ部１８は、上方に向かって次第に大径となるテーパ筒形状を有している一方、リム部１４における基部１２側の端部（下側端部）に形成された基部側フランジ部１９は、下方に向かって次第に大径となる逆テーパ筒形状を有している。更に、かかるリム部１４の外周面には、その周方向に連続する環状のＶ溝２０が、上下方向に並んで、複数（ここでは７条）設けられている。これによって、かかるＶリブドプーリ１０にあっては、図示しない冷却ファンカップリング等が基部１２の取付孔に挿通固定されて、それと一体回転せしめられ得るようになっていると共に、リム部１４に、各Ｖ溝２０に対応した複数（ここでは７条）のＶリブを有するＶリブドベルト（図示せず）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Ｖリブドプーリ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、全体として、略有底のテーパ筒形状を呈しており、目的とするＶリブドプーリ１０の基部１２に対応した形状と大きさとを有する略円板形状を呈し、その中心部に、Ｖリブドプーリ１０の前記取付孔１６を与える中心孔２６が設けられてなる底部２４と、該底部２４の外周縁部に対して一体的に形成された、上方に向かって次第に大径化するテーパ筒部２８とを有して成っている。

なお、このようなプリフォーム２２には、例えば、円環状金属板素材から得られた一体品からなるものであれば、既製のものや、特別に成形されたものが、何れも使用されることとなるが、かかるプリフォーム２２を成形する場合には、例えば、プリフォーム２２の内面形状に対応した外周面を有するパンチと、プリフォーム２２の外面形状に対応した内周面を有するダイ孔を備えたダイとを用いて、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や、所定の転造ローラを用いた転造加工を行ったりする手法が、適宜に採用される。なお、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Ｖリブドプーリ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。

そして、このプリフォーム２２のテーパ筒部２８を転造加工して、リム部１４と開口側及び基部側フランジ部１８，１９を形成することにより、目的とするＶリブドプーリ１０が得られるのであるが、本発明手法にあっては、特に、先ず、プリフォーム２２のテーパ筒部２８に対する転造加工による予備成形加工が行われ、その後に、この予備成形加工されたテーパ筒部２８に対して、リム部１４と各フランジ部１８，１９とを形成する、テーパ筒部２８に対する転造加工による成形加工が、実施されることとなる。

なお、ここでは、かくの如きプリフォーム２２のテーパ筒部２８に対する予備成形加工と、リム部１４及び各フランジ部１８，１９を形成する成形加工とが、例えば、図３に示される如き転造装置３２を用いて行われる。

この転造装置３２は、図３から明らかなように、基台３４上に設置された成形金型３６を有して、構成されている。また、この成形金型３６は、特開２００１−２６３４５４号公報に開示されたプーリの製造装置に装備される成形金型と同一の構造を有し、且つ同一の取付構造をもって、基台３４上に設置されている。

すなわち、かかる成形金型３６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３８と第二の型としての下型４０とを備えており、下型４０が、転造装置３２の基台３４上に、移動不能に且つ中心軸４１回りに回転可能に取り付けられており、基台３４に設置されたモータ４８の駆動に伴って、中心軸４１回りに回転せしめられるようになっている。一方、上型３８は、基台３４に立設された複数のガイドポスト４２に案内されつつ、シリンダ４４の作動に伴って上下動せしめられる移動板４６に対して中心軸４１回りに回転可能に支持されており、移動板４６の下方／上方への移動に応じて、下型４０に対して接近／離隔移動せしめられ、下型４０への接近移動により下型４０と型合せされた状態下で、モータ４８が駆動せしめられた際に、下型４０共に、中心軸４１回りに一体回転せしめられるようになっている。

かくして、このような成形金型３６にあっては、上型３８と下型４０との型合せ下において、それらの間で、プリフォーム２２を、底部２４において同軸的に位置するように挟持し、且つそのような挟持状態下におけるモータ４８の駆動によって、プリフォーム２２を、それら上型３８と下型４０と共に、それらの中心軸回りに一体回転せしめ得るように構成されているのである。

なお、図４に示される如く、かかる成形金型３６の下型４０においては、プリフォーム２２の底部２４に対する下側挟持面を構成する下型側パッド５０の上面の外周部に、断面Ｖ字形状を呈し、両側面が、目的とするＶリブドプーリ１０の基部側フランジ部１９の外面と先端面とに対応した形状とされた下型側環状溝５２が、形成されている。一方、上型３８にあっては、プリフォーム２２の底部２４に対する上側挟持面を構成する上型側パッド５４の下部外周面が、Ｖリブドプーリ１０のリム部１４の内周面に対応した形状とされると共に、かかる上型側パッド５４の外側に、上型側パッド５４を取り囲むように位置するガイドブッシュ５６の下面内周部に、断面Ｖ字形状を呈し、両側面が、Ｖリブドプーリ１０の開口側フランジ部１８の外面と先端面とに対応した形状とされた上型側環状溝５８が、形成されている。

また、図３から明らかなように、成形金型３６が設置される転造装置３２にあっては、基台３４上の外周部における成形金型３６を間に挟んで対向する位置に、ローラ加圧シリンダ６０ａ，６０ｂが、ピストンロッド６２ａ，６２ｂを、成型金型３６の上型３８における上型側パッド５４に向かって水平方向に突出／引込み作動可能な状態で、それぞれ位置固定に配設されている。更に、それら各ローラ加圧シリンダ６０ａ，６０ｂのピストンロッド６２ａ，６２ｂの先端部には、断面コ字状のクランプ６４ａ，６４ｂが、それぞれ固定されている。そして、それら各ローラ加圧シリンダ６０ａ，６０ｂのクランプ６４ａ，６４ｂに対して、テーパローラ６６と成形ローラ６８の二種類の転造ローラが、それぞれ、成形金型３６の中心軸４１に平行な回転軸回りに回転可能に取り付けられている。

なお、テーパローラ６６や成形ローラ６８が取り付けられるクランプ６４ａ，６４ｂは、各ローラ６６，６８が着脱可能な構造とされており、それらテーパローラ６６と成形ローラ６８のうちの何れか一方に代えて、溝形成ローラ７０が、成形金型３６の中心軸４１に平行な回転軸回りに回転可能な状態で、容易に取り付けられ得るようになっている（図９参照）。

また、それら三種類の転造ローラ６６，６８，７０のうち、テーパローラ６６は、上方に向かうに従って次第に大径となるテーパ筒状の外周面、換言すれば、成形金型３６の上型３８と下型４０との間に挟持されたプリフォーム２２との対向配置下で、かかるプリフォーム２２のテーパ筒部２８における底部２４側から先端開口部側に向かって、徐々に大径となるテーパ筒状の外周面を有して構成されている（図６参照）。一方、成形ローラ６８は、外周面の高さ方向中間部位が、目的とするＶリブドプーリ１０のリム部１４の外周面に対応した円柱面形状とされると共に、その上端及び下端部位が、リム部１４の両端に設けられる開口側及び基部側フランジ部１８，１９のそれぞれの内面形状に対応したとされている（図７及び図８参照）。更に、溝形成ローラ７０は、外周面に、周方向に連続して延びる、Ｖ溝形成リブ７２が、Ｖリブドプーリ１０のＶ溝２０に対応した断面Ｖ字形状をもって、上下方向に並んで、複数（ここでは７条）設けられている（図９参照）。

そして、このようなテーパローラ６６と成形ローラ６８と溝形成ローラ７０とにあっては、クランプ６４ａ，６４ｂに取り付けられた状態下で、各ローラ加圧シリンダ６０ａ，６０ｂにおけるピストンロッド６２ａ，６２ｂが突出作動せしめられることにより、成形金型３６の上型３８と下型４０との間で挟持されたプリフォーム２２のテーパ筒部２８の外周面に押し付けられ得るようになっている。なお、それら三種類の転造ローラ６６，６８，７０は、プリフォーム２２の上型３８及び下型４０との一体回転下でのテーパ筒部２８との接触により、プリフォーム２２とは逆方向に回転せしめられることとなる。

従って、かくの如き構造とされた転造装置３２を用いて、目的とするＶリブドプーリ１０を製造する際には、例えば、先ず、図５に示されるように、プリフォーム２２が、底部２４において、下型４０の下型側パッド５０と上型３８の上型側パッド５４とにそれぞれ接触し、下型４０及び上型３８と同軸的に位置せしめられた状態下において、それら下型４０と上型３８との間で、中心軸４１回りに一体回転可能に挟持される。そして、このようなプリフォーム２２の配置下で、基台３４に取り付けられたモータ４８が回転駆動せしめられることにより、プリフォーム２２が、上型３８と下型４０と共に、それらの中心軸４１回りに一体回転せしめられる。

なお、ここでは、後述の如く、プリフォーム２２のテーパ筒部２８が圧縮、増肉されて形成されるリム部１４に、多数のＶ溝２０が形成されるため、プリフォーム２２を上型３８と下型４０との間に挟持した状態下におけるガイドブッシュ５６の下面と下型側パッド５０の上面との間の距離よりも充分に大きな長さ寸法を有するテーパ筒部２８を備えたプリフォーム２２が、特に選択されて、用いられることとなるが、そのようなプリフォーム２２のテーパ筒部２８は、プリフォーム２２の成形金型３６への上述の如きセット状態下で、ガイドブッシュ５６の下面と下型側パッド５０の上面外周部との間において、それらに接触することなく、内周面を上型側パッド５４の下部外周面に対向させて、上方に向かって次第に大径化する状態で、位置せしめられることとなる。

次に、基台３４に取り付けられたローラ加圧シリンダ６０ａのピストンロッド６２ａが突出作動せしめられて、ピストンロッド６２ａの先端に回転可能に取り付けられたテーパローラ６６が上型３８の上型側パッド５４に向かって移動させられることにより、図６に二点鎖線で示されるように、テーパローラ６６の外周面が、中心軸４１回りに一体回転せしめられるプリフォーム２２のテーパ筒部２８における先端側（開口側）部位の外周面に接触させられる。このとき、テーパローラ６６も、その回転軸回りに、プリフォーム２２とは逆方向に回転せしめられる。

その後、図６に実線で示される如く、テーパローラ６６が上型側パッド５２に向かって更に接近移動せしめられることにより、プリフォーム２２のテーパ筒部２８の先端側部位が、テーパローラ６６の外周面にて、径方向内方に押圧される。これによって、テーパ筒部２８の高さ方向中間部位に、それよりも先端側の部位を内側に屈曲せしめる屈曲部７４が形成されて、かかるテーパ筒部２８の先端側部位が、先端側に向かうに従って次第に小径となる逆テーパ筒形状をもって内側に傾斜する内テーパ部７６とされる一方、テーパ筒部２８の屈曲部７４よりも基部側の部位が、先端側に向かうに従って次第に大径となるテーパ筒形状をもって外側に傾斜する外テーパ部７８とされる。

なお、本工程で形成されるテーパ筒部２８の逆テーパ筒形状とされた内テーパ部７６は、その内側傾斜形態が特に限定されるものではないものの、テーパ筒部２８の中心軸（４１）に平行な直線ｍに対して１５〜４５°の範囲内の傾斜角度θをもって、内側に傾斜する如き逆テーパ筒形状とされていることが、望ましい。何故なら、本実施形態手法では、後述する如く、テーパ筒部２８の高さ方向中間部に、それよりも先端側部位を逆テーパ形状の内テーパ部７６と為す屈曲部７４が形成されてなるプリフォーム２２を用いることで、テーパ筒部２８に対する転造加工によるリム部１４と二つのフランジ部１８，１９の形成に、テーパ筒部２８の構成材料（メタル）の両端側への流動バランスが高められるようになっているのであるが、内テーパ部７６の傾斜角度θが１５°未満の大きさや、４５°を越える大きさとされている場合には、リム部１４と各フランジ部１８，１９の形成時におけるテーパ筒部２８の構成材料の両端側への流動バランスの向上作用が、充分には得られなくなってしまうからである。

また、テーパ筒部２８に対する屈曲部７４の形成位置としては、例えば、開口側及び基部側フランジ部１８，１９の大きさ等によって適宜に決定されるところではあるものの、上述せる如く、リム部１４と各フランジ部１８，１９の形成時におけるテーパ筒部２８の構成材料の両端側への流動バランスを確実に高める上において、有利には、屈曲部７４が、テーパ筒部２８全体の長さｎ（図５参照）に対して、テーパ筒部２８の先端面から基部側に２０〜５０％の範囲内の値だけ偏奇した位置に形成されることとなる。

次いで、プリフォーム２２の中心軸４１回りの一体回転状態下で、テーパローラ６６が取り付けられたピストンロッド６２ａが引込み作動せしめられて、テーパローラ６６がプリフォーム２２のテーパ筒部２８から離隔させられる一方、成形ローラ６８が先端に取り付けられたピストンロッド６２ｂが突出作動せしめられて、成形ローラ６８が上型側パッド５４に接近させられることにより、図７に実線で示される如く、成形ローラ６８の外周面の軸方向中間部位が、中心軸４１回りに一体回転せしめられるプリフォーム２２のテーパ筒部２８における屈曲部７４の外周面に接触せしめられる。このとき、成形ローラ６８も、その回転軸回りに、プリフォーム２２とは逆方向に回転せしめられる。

引き続き、図７に二点鎖線で示されるように、成形ローラ６８が上型側パッド５２に向かって更に接近移動せしめられるのに伴って、プリフォーム２２におけるテーパ筒部２８の屈曲部７４が、成形ローラ６８の中間部外周面にて径方向内方に押圧されることにより、テーパ筒部２８の内周面が上型３８の上型側パッド５０の下端部内周面に接近するように、テーパ筒部２８の全体が屈曲せしめられ、更に、テーパ筒部２８の内テーパ部７６の先端部と外テーパ部７８の基部側端部とが、上型３８のガイドブッシュ５６の下面に設けられた上型側環状溝５８内と、下型４０の下型側パッド５０の上面に設けられた下型側環状溝５２内とに、それぞれ突入して、それら上型側及び下型側環状溝５８，５２の側面に係合せしめられた状態で、屈曲部７４の開き角度が徐々に大きくされて、テーパ筒部２８が円筒形状に近づくように変形せしめられる。

このとき、成形ローラ６８が、先ず、テーパ筒部２８の屈曲部７４の外周面に接触せしめられ、その後、テーパ筒部２８の屈曲部７４よりも上方及び下方に位置する内テーパ部７６と外テーパ部７８のそれぞれの外周面に接触せしめられて、それらの外周面に対して押圧されて、テーパ筒部２８の全体が円筒形状となるように屈曲変形せしめられるため、かかるテーパ筒部２８の屈曲変形に伴って、内テーパ部７６を構成する材料（メタル）が、テーパ筒部２８の先端側に向かって流動せしめられる一方、外テーパ部７８を構成する材料が、テーパ筒部２８の基部側に向かって流動せしめられて、それらテーパ筒部２８の構成材料が、テーパ筒部２８の両端側に向かってバランス良く流動せしめられることとなる。

そして、図８に示されるように、成形ローラ６８が上型側パッド５２に向かって更に接近移動せしめられることにより、プリフォーム２２のテーパ筒部２８における屈曲部７４を含む高さ方向中間部位が、上型側パッド５２の外周面と成形ローラ６８の中間部外周面との間で挟圧されると共に、テーパ筒部２８の先端部（内テーパ部７６の上端部）と基部側端部（外テーパ部７８の下端部）とが、ガイドブッシュ５６の上型側環状溝５８と成形ローラ６８の上端部外周面との間、及び下型側パッド５０の下型側環状溝５２と成形ローラ６８の下端部外周面との間で、それぞれ挟圧される。このとき、テーパ筒部２８の先端側端面と基部側端面とが、上型側環状溝５８と下型側環状溝５２のそれぞれの側面に当接せしめられて、テーパ筒部２８に対する成形ローラ６８の押圧に伴うテーパ筒部２８の軸方向への展伸が阻止せしめられる。

これによって、テーパ筒部２８が高さ方向（長さ方向）に圧縮されて、テーパ筒部２８の高さ方向中間部位が、それに対する圧縮量に応じた分だけ増肉せしめられると共に、上型側パッド５４の外周面と成形ローラ６８の中間部外周面に対応した内外周面を有する円筒形状に成形され、以てこの増肉された円筒部にて、リム部１４が形成される。また、それと同時に、テーパ筒部２８の先端部が、成形ローラ６８の上端部外周面とガイドブッシュ５６の上型側環状溝５８の両側面に対応した内外面と端面とをもって、テーパ筒部２８の径方向外方に一体的に突出する突出部として成形されて、かかる突出部にて、開口側フランジ部１８が形成される一方、テーパ筒部２８の基部側端部が、成形ローラ６８の下端部外周面と下型側パッド５０の下型側環状溝５２の両側面に対応した内外面と端面とをもって、テーパ筒部２８の径方向外方に一体的に突出する突出部として成形されて、かかる突出部にて、基部側フランジ部１９が形成される。

そして、このような本工程では、前述せる如く、リム部１４と開口側及び基部側フランジ部１８，１９の形成時に、テーパ筒部２８における内テーパ部７６と外テーパ部７８のそれぞれの構成材料が、テーパ筒部２８の両端側に向かってバランス良く流動せしめられるため、開口側及び基部側フランジ部１８，１９の形成に際して、ガイドブッシュ５６の上型側環状溝５８と成形ローラ６８の上端部外周面との間や、下型側パッド５０の下型側環状溝５２と成形ローラ６８の下端部外周面との間に、内テーパ部７６と外テーパ部７８のそれぞれの構成材料が、過不足なく、充分に充填され、それによって、形成される開口側及び基部側フランジ部１８，１９において、バリや欠肉等が生ずるようなことが有利に阻止され得るのである。

次に、成形ローラ６８が取り付けられたピストンロッド６２ｂが引込み作動せしめられて、成形ローラ６８がプリフォーム２２から離隔させられる一方、テーパローラ６６に代えて、溝形成ローラ７０が取り付けられたピストンロッド６２ａが突出作動せしめられて、溝形成ローラ７０が、上型側パッド５４に接近させられる。これにより、図９に示される如く、溝形成ローラ７０が、中心軸４１回りに一体回転せしめられるプリフォーム２２のリム部１４に接触せしめられて、プリフォーム２２とは逆方向に回転せしめられつつ、外周面において、リム部１４の外周面に押圧される。

そして、溝形成ローラ７０の上型側パッド５４への更なる接近移動に伴って、溝形成ローラ７４の外周面にて、プリフォーム２２のリム部１４の外周面が徐々に強く押圧されていくことにより、リム部１４の外周面に、溝形成ローラ７０の外周面に設けられた複数のＶ溝形成リブ７２に対応した複数の環状のＶ溝２０が形成される。かくして、中心部に、冷却ファンカップリング等が取り付けられる取付孔１６が設けられた円板状の基部１２と、ＶリブドベルトのＶリブが接触せしめられる複数のＶ溝２０が外周面に形成された円筒状のリム部１４と、該リム部１４の軸方向の両端部位から径方向外方に向かってそれぞれ突出する開口部側及び基部側フランジ部１８，１９とを有してなる、目的とするＶリブドプーリ１０が得られるのである。

そして、その後、基台３４上に設けられるシリンダ４４が引込み作動せしめられることにより、図１０に示されるように、上型３８が上方に移動せしめられて、成形金型３６が型開きされた状態下で、上述の如くして得られたＶリブドプーリ１０が、上型３８から払い出されて、成形金型３６から離型されることとなる。

このように、本実施形態に係るＶリブドプーリ１０の製造方法によれば、リム部１４と開口側及び基部側フランジ部１８，１９を形成するための、プリフォーム２２のテーパ筒部２８に対する成形ローラ６８を用いた転造加工時に、テーパ筒部２８の構成材料の両端側への流動バランスが高められることで、リム部１４の両端部に形成される開口側及び基部側フランジ部１８，１９において、バリや欠肉等が生ずるようなことが有利に阻止され得るようになっているところから、開口側及び基部側フランジ部１８，１９での成形不良のない、高品質な多溝プーリが安定的に且つ確実に製造され得ることとなるのである。

しかも、本実施形態手法にあっては、開口部側及び基部側フランジ部１８，１９が、テーパ筒部２８の中間部位からなる増肉円筒部の両端部にそれぞれ一体形成された突出部にて形成されるようになっているところから、例えば、テーパ筒部２８の長さを必要以上に長くして、その一部を二つ折りにすることにより、フランジ部１９を形成する場合に比して、開口部側及び基部側フランジ部１８，１９の強度が効果的に高められ得るばかりでなく、テーパ筒部２８の長さを必要以上に長くする必要がない分だけ、Ｖリブドプーリ１０全体の軽量化が有利に図られ得ることとなる。

また、かかる本実施形態手法においては、プリフォーム２２のテーパ筒部２８に対して、唯一つの成形ローラ６８を用いた１回の転造加工を行うだけで、テーパ筒部２８の高さ方向中間部位が増肉円筒部とされると共に、そのような増肉円筒部の両端部に突出部がそれぞれ一体成形され、それら増肉円筒部と二つの突出部とにて、リム部１４と開口側及び基部側フランジ部１８，１９とが一挙に形成されるようになっているところから、例えば、テーパ筒部２８を増肉せしめるための増肉ローラを用いて、テーパ筒部２８に対して転造加工を行うことにより、テーパ筒部２８を増肉した後、この増肉されたテーパ筒部２８に対して、所定の成形ローラによる転造加工を更に行って、リム部１４と開口側及び基部側フランジ部１８，１９とを形成するようにした手法に比べて、目的とするＶリブドプーリ１０が、少ない工程数で、有利に製造することが出来、以て、Ｖリブドプーリ１０の製造時における作業効率と生産性の向上が、極めて効果的に図られ得る。

さらに、本実施形態のＶリブドプーリ１０の製造方法では、プリフォーム２２のテーパ筒部２８の高さ方向中間部位にて形成されたリム部１４の外周面に対して、溝形成ローラ７０による転造加工を行うことにより、リム部１４の外周面に、複数のＶ溝２０が一挙に形成されるようになっているため、リム部１４の外周面に対する複数のＶ溝２０の形成加工が、比較的に小さな加工力にて、迅速に実施され得るといった利点がある。

以上、本発明の具体的な構成について詳述してきたが、これはあくまでも例示に過ぎないのであって、本発明は、上記の記載によって、何等の制約をも受けるものではない。

例えば、前記実施形態に示される如き転造装置３２を何等用いることなく、プリフォーム２２のテーパ筒部２８の高さ方向中間部位に屈曲部７４を形成する装置と、かかる屈曲部７４が形成されたテーパ筒部２８からリム部１４と開口側及び基部側フランジ部１８，１９とを形成する装置と、リム部１４の外周面に複数のＶ溝２０を形成する装置とを別々に用いて、プリフォーム２２から、目的とするＶリブドプーリ１０を段階的に製造するように為すことも、可能である。

また、前記実施形態では、唯一つの成形ローラ６８を用いて、プリフォーム２２のテーパ筒部２８に対する１回の転造加工を行うだけで、テーパ筒部２８の高さ方向中間部位が増肉円筒部とされると共に、そのような増肉円筒部の両端部に突出部がそれぞれ一体成形され、それら増肉円筒部と二つの突出部とにて、リム部１４と開口側及び基部側フランジ部１８，１９とが一挙に形成されるようになっていたが、例えば、特許第２９９９４４９号公報に記載される如く、テーパ筒部２８を増肉せしめるための第一の成形ローラ（増肉ローラ）を用いて、テーパ筒部２８に対する転造加工による増肉加工を行うことにより、テーパ筒部２８を増肉円筒部と為した後、この増肉円筒部とされたテーパ筒部２８に対して、第一の成形ローラ（増肉ローラ）とは別個の第二の成形ローラによる転造加工を更に行って、増肉円筒部の両端部に、径方向外方に突出する突出部をそれぞれ一つずつ成形し、それら増肉円筒部と二つの突出部にて、リム部１４と開口側及び基部側フランジ部１８，１９とを形成するようにしても良い。

さらに、第一の型としての上型３８や第二の型としての下型４０の形状、更には成形ローラ６８の形状も、前記実施形態に示されるものに、何等限定されるものではなく、リム部１４や開口側及び基部側フランジ部１８，１９の形状等に応じて、適宜に変更され得るところである。

加えて、前記実施形態では、自動車のエンジンの回転駆動力がＶリブドベルトを介して伝達されるＶリブド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、そのようなＶリブドプーリ以外のもので、所定の回転軸に取り付けられる円板状の基部と、ベルトが巻き掛けられる円筒状のリム部と、該リム部の両端から径方向外方に向かってそれぞれ突出する二つのフランジ部とを有してなる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ものであることは、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、また、そのような実施態様が、本発明の趣旨を逸脱しない限り、何れも、本発明の範囲内に含まれ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る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ために用いられる金属板素材から成形されたプリフォームの縦断面説明図である。本発明に従うプーリの製造方法における一工程例を示す説明図であって、かかる製造方法において用いられる転造装置に、プリフォームをセットした状態を示している。本発明に従うプーリの製造方法において用いられる成形金型の一例を示す縦断面説明図である。本発明に従うプーリの製造方法における別の工程例を示す説明図であって、上型と下型との間で、プリフォームを挟持して、中心軸回りに一体回転せしめた状態を示している。本発明に従うプーリの製造方法における更に別の工程例を示す説明図であって、プリフォームのテーパ筒部をテーパローラにて押圧して、かかるテーパ筒部の高さ方向中間部に、屈曲部を形成した状態を示している。本発明に従うプーリの製造方法における他の工程例を示す説明図であって、プリフォームのテーパ筒部に形成された屈曲部の外周面に、成形ローラを接触させた状態を示している。本発明に従うプーリの製造方法における更に他の工程例を示す説明図であって、テーパ筒部の屈曲部を成形ローラにて押圧して、リム部と開口側及び基部側フランジ部とを形成した状態を示している。本発明に従うプーリの製造方法における別の工程例を示す説明図であって、リム部を溝形成ローラにて押圧して、リム部の外周面に複数のＶ溝を形成した状態を示している。本発明に従うプーリの製造方法における更に別の工程例を示す説明図であって、製造されたプーリを離型せしめた状態を示している。

符号の説明

１０Ｖリブドプーリ１２基部
１４リム部１８開口側フランジ部
１９基部側フランジ部２０Ｖ溝
２２プリフォーム２４底部
２８テーパ筒部３２転造装置
３６成形金型３８上型
４０下型５２下型側環状溝
５８上型側環状溝６６テーパローラ
６８成形ローラ７０溝形成ローラ
７４屈曲部７６内テーパ部
７８外テーパ部

Claims

所定の回転軸に取り付けられる円板状の基部と、該基部の外周縁部に一体形成された、ベルトが巻き掛けられる円筒状のリム部と、該リム部の軸方向の両端部位から径方向外方に向かってそれぞれ一体的に突出する二つのフランジ部とを有してなるプーリを製造するに際して、該プーリの基部に対応した円板状の底部と、該底部の外周縁部から一体的に延出せしめられた、開口側に向かって次第に大径化するテーパ筒部とからなる有底テーパ筒状のプリフォームを用い、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た状態で、該プリフォームの前記テーパ筒部の外周面に、円柱面形状とされた外周面を有する成形ローラを押し付けて、該テーパ筒部を、円筒形状となるように屈曲せしめつつ、長さ方向に圧縮して、増肉された円筒部を成形する一方、該増肉された円筒部の両端部に、径方向外方に突出する突出部をそれぞれ一つずつ成形する転造加工を行うことにより、それら円筒部と二つの突出部とにて、前記リム部と前記二つのフランジ部を形成して、目的とするプーリを製造するようにした方法において、
前記プリフォームのテーパ筒部との対向配置下で、該テーパ筒部の基部側から先端側に向かうに従って次第に大径となるテーパ形状の外周面を有するテーパローラを用い、該プリフォームのテーパ筒部に対する前記転造加工の実施に先立って、該プリフォームを、前記底部において、前記第一の型と前記第二の型との間で同軸的に位置するように挟持させて、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た状態で、該テーパローラを該プリフォームのテーパ筒部における先端側部位の外周面に押し付けて、該先端側部位を内側に屈曲せしめることにより、かかるテーパ筒部の先端側部位を先端側に向かうに従って次第に小径となる逆テーパ筒形状と為す屈曲部を、該テーパ筒部の屈曲加工前の長さに対して該テーパ筒部の先端から基部側に２０〜５０％の範囲で偏奇して位置するように、該テーパ筒部の高さ方向中間部位に形成した後、該屈曲部の外周面に対して前記成形ローラを押し付けることにより、該テーパ筒部に対する前記転造加工を行うようにしたことを特徴とするプーリの製造方法。
前記テーパローラを、前記プリフォームのテーパ筒部における先端側部位の外周面に押し付けることにより、該テーパ筒部の先端側部位を、テーパ筒部の中心軸に平行な直線に対して１５〜４５°の範囲内の傾斜角度をもって内側に屈曲せしめて、前記屈曲部を形成するようにした請求項１に記載のプーリの製造方法。
前記プリフォームのテーパ筒部に対する転造加工を行って、前記リム部と前記二つのフランジ部とを該プリフォームに形成した後、断面Ｖ字形状を呈する環状の突条からなるＶ溝形成リブが外周面に設けられた溝形成ローラを用い、該リム部と二つのフランジ部とが形成されたプリフォームを、前記底部において、前記第一の型と前記第二の型との間で同軸的に位置するように挟持させて、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た状態で、該溝形成ローラを該プリフォームのリム部の外周面に押し付けることにより、該リム部の外周面に、該Ｖ溝形成リブに対応した環状のＶ溝を形成するようにした請求項１又は請求項２に記載のプーリの製造方法。