JP5679807B2

JP5679807B2 - プーリ

Info

Publication number: JP5679807B2
Application number: JP2010293243A
Authority: JP
Inventors: 欣幸猪瀬; 実小谷; 洋之石濱
Original assignee: Showa Corp
Current assignee: Showa Corp
Priority date: 2010-12-28
Filing date: 2010-12-28
Publication date: 2015-03-04
Anticipated expiration: 2030-12-28
Also published as: JP2012141002A

Description

本発明は、プーリに関する。

従来、ベーンポンプ等のポンプの回転軸に回転力を伝達するために回転軸に取付けられるプーリとして、特許文献１〜３に記載の如く、回転軸に嵌着される取付孔を中心に備える円板部と、円板部の周囲に設けられてベルト掛部を外周面に備える円筒部とを有してなるものが用いられている。

これらのプーリは、特許文献１に記載の如く、鉄板等の金属板をプレス加工（例えば絞り加工）して有底円筒体を形成し、その底部を円板部とし、その筒部を円筒部としている。このとき、円板部の中心まわりの周方向に等間隔をなす複数位置のそれぞれに三角形、円形等の同形同サイズの開孔を設けている。開孔は、プーリの軽量を図るととともに、プーリの回転制止手段が係脱してその空転を制止する等のために用いられる。

他方、プーリにあっては、プーリの回転数が該プーリの固有振動数（共振周波数）に一致すると、プーリが共振して大きな振動や異音を生ずる。

そこで、特許文献１に記載のプーリは、円筒部の外周面のベルト掛部に円周方向に沿う複数のＶ溝を形成する複数条のＶ山部を設けるとともに、円筒部の内周面に該円筒部の軸心と平行な突条部を設けた。これによって、直交するＶ山部と突条部により、円筒部の振動を抑え、プーリの共振を回避しようとするものである。

特開平9-303536 特開平8-270755 実公平7-40760

従来技術（特許文献１）では、プーリの共振を回避するために、円筒部の内周面に突条部を設ける加工工数が余分になる。

尚、プーリの共振を回避するために、円板部で周方向に相隣る開孔と開孔の間隔（リブ幅）を小さくし、円板部の剛性（ｋ）を低下することにより、プーリの固有振動数を下げることも考えられる。ところが、この場合には、円板部の強度が低下するという不都合を生じて妥当でない。

本発明の課題は、プーリの強度を低下せずに、簡易に、プーリの固有振動数を調整可能にし、プーリの共振を回避することにある。

請求項１に係る発明は、回転軸に嵌着される取付孔を中心に備える円板部と、円板部の周囲に設けられてベルト掛部を外周面に備える円筒部とを有してなるプーリにおいて、円板部の中心まわりの複数位置のそれぞれに開孔を設け、各開孔の内面に凹凸状の質量調整部を形成してなり、前記各開孔が円板部の中心を通る直径線に関して線対称状をなし、該直径線上の内径側に頂部を配置し、該直径線の両側に該頂部から外方に向かって拡開する両側縁部を配置し、該直径線上の外径側に位置する外縁部の中央に質量調整部を配置してなるようにしたものである。

請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記各開孔の内面に突き出る凸状の質量調整部を形成することにより、固有振動数を下げるようにしたものである。

請求項３に係る発明は、請求項１に係る発明において更に、前記各開孔の内面をへこませた凹状の質量調整部を形成することにより、固有振動数を上げるようにしたものである。

（請求項１、２、３）
(a)プーリにおいて、円板部の中心まわりの複数位置のそれぞれに開孔を設け、各開孔の内面に凹凸状の質量調整部を形成した。

プーリにおいて、各開孔の内面に突き出る凸状の質量調整部を形成することにより、円板部の質量（ｍ）を大きくし、結果としてプーリの固有振動数を下げることができる。

プーリにおいて、各開孔の内面をへこませた凹状の質量調整部を形成することにより、円板部の質量（ｍ）を小さくし、結果としてプーリの固有振動数を上げることができる。

これらにより、プーリの固有振動数をプーリの回転数に一致しない値に設定することにより、プーリの共振を回避し、その回転に伴なう振動や異音を低減できる。

このとき、プーリの円板部に設ける開孔に凹凸状の質量調整部を形成することは、プーリの例えばプレス成形時における打抜き加工により簡易に設けることができるし、相隣る開孔のリブ幅を小さくして剛性（ｋ）を低下することによる強度の低下も招かない。

（請求項１）
(b)プーリにおいて、各開孔が円板部の中心を通る直径線に関して線対称状をなし、該直径線上の内径側に頂部を配置し、該直径線の両側に該頂部から外方に向かって拡開する両側縁部を配置し、該直径線上の外径側に位置する外縁部の中央に質量調整部を配置する。従って、質量調整部による質量（ｍ）の変化がプーリの固有振動数に及ぼす影響を大きくし、プーリの固有振動数を効果的に調整できる。

図１は実施例１のプーリを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（Ｃ）は開孔の形状を示す模式図である。図２は実施例２のプーリを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（Ｃ）は開孔の形状を示す模式図である。図３は実施例３のプーリを示し、（Ａ）は正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図、（Ｃ）は開孔の形状を示す模式図である。図４は従来例に係るプーリの固有振動数を示す模式図である。図５は本発明例に係るプーリの固有振動数を示す模式図である。図６は本発明例に係るプーリの固有振動数を示す模式図である。図７は比較例に係るプーリの固有振動数を示す模式図である。

（実施例１）（図１）
図１に示すプーリ１０は、ベーンポンプ等のポンプの回転軸に回転力を伝達するために回転軸に取付けられて用いられる。

プーリ１０は、鉄板等の金属板をプレス加工（例えば絞り加工）して有底円筒体を形成し、その底部を円板部１１とし、円板部１１の周囲の筒部を円筒部１２とするものである。即ち、プーリ１０は、回転軸に嵌着される取付孔１１Ａを中心に備える円板部１１と、円板部１１の周囲に設けられてベルト掛部１２Ａを外周面に備える円筒部１２とを有する。

プーリ１０は、円板部１１の中心まわりの周方向に等間隔をなす複数位置（本実施例では６位置）のそれぞれに概ね三角形状をなす同形同サイズの開孔１３を設ける。開孔１３は、プーリ１０の軽量化を図るとともに、プーリ１０の回転制止手段が係脱してその空転を制止する等のために用いられる。

しかるに、プーリ１０にあっては、円板部１１に設けた各開孔１３の内面に突き出る丸形凸状の質量調整部１４（ウエイト）を形成することにより、プーリ１０の固有振動数を下げる。即ち、プーリ１０の固有振動数が

で表わされるとき、凸状の質量調整部１４は円板部１１の質量ｍを大きくし、結果としてプーリ１０の固有振動数を下げるものになる。

各開孔１３は、図１（Ｃ）に示す如く、円板部１１の中心ｃを通る直径線ｄに関して線対称状をなす。そして、各開孔１３は、直径線ｄ上の内径側に頂部１３Ａを配置し、直径線ｄの両側に頂部１３Ａから外方に向かって拡開する両側縁部１３Ｂ、１３Ｂを配置し、直径線ｄ上の外径側に位置する外縁部１３Ｃの一部である中央にだけ丸形凸状の質量調整部１４を配置している。

本実施例のプーリ１０によれば以下の作用効果を奏する。
(a)プーリ１０において、各開孔１３の内面に突き出る凸状の質量調整部１４を形成することにより、円板部１１の質量（ｍ）を大きくし、結果としてプーリ１０の固有振動数を下げることができる。

これにより、プーリ１０の固有振動数をプーリ１０の回転数に一致しない値に設定することにより、プーリ１０の共振を回避し、その回転に伴なう振動や異音を低減できる。

このとき、プーリ１０の円板部１１に設ける開孔１３に凹凸状の質量調整部１４を形成することは、プーリ１０の例えばプレス成形時における打抜き加工により簡易に設けることができるし、相隣る開孔１３のリブ幅を小さくして剛性（ｋ）を低下することによる強度の低下も招かない。

(b)プーリ１０において、各開孔１３が円板部１１の中心ｃを通る直径線ｄに関して線対称状をなし、該直径線ｄ上の内径側に頂部１３Ａを配置し、該直径線ｄの両側に該頂部１３Ａから外方に向かって拡開する両側縁部１３Ｂ、１３Ｂを配置し、該直径線ｄ上の外径側に位置する外縁部１３Ｃの中央に質量調整部１４を配置する。従って、質量調整部１４による質量（ｍ）の変化がプーリ１０の固有振動数に及ぼす影響を大きくし、プーリ１０の固有振動数を効果的に調整できる。

尚、各開孔１３の内面に突き出る凸状の質量調整部１４は、丸形凸状に限らず、三角形凸状（図５（Ｂ））、四角形凸状（図５（Ｃ））等であっても良い。

（実施例２）（図２）
図２に示す実施例２のプーリ１０が実施例１におけると異なる点は、円板部１１に設けた各開孔１３の内面に形成される質量調整部１４を、各開孔１３の内面に突き出る皿形凸状の質量調整部１４としたことにある。即ち、各開孔１３において、直径線ｄ上の外径側に位置する外縁部１３Ｃの一部である中央にだけ皿形凸状の質量調整部１４を配置した。

実施例２のプーリ１０においても、実施例１のプーリ１０におけると同様の作用効果を奏する。

（実施例３）（図３）
図３に示す実施例３のプーリ１０が実施例１におけると異なる点は、円板部１１に設けた各開孔１３の内面に形成される質量調整部１４を、各開孔１３の内面をへこませた四角形凹状の質量調整部１４としたことにある。即ち、各開孔１３において、直径線ｄ上の外径側に位置する外縁部１３Ｃの一部である中央にだけ四角形凹状の質量調整部１４を形成した。

本実施例のプーリ１０によれば、以下の作用効果を奏する。
(a)プーリ１０において、各開孔１３の内面をへこませた凹状の質量調整部１４を形成することにより、円板部１１の質量（ｍ）を小さくし、結果としてプーリ１０の固有振動数を上げることができる。

尚、各開孔１３の内面にへこませた凹状の質量調整部１４は、四角形凹状に限らず、丸形凹状、三角形凹状、皿形凹状等であっても良い。

以下、本発明の具体的効果について説明する。
図４は、従来例のプーリ１０を示し、三角形状の各開孔１３の内面に質量調整部１４を形成していない。このプーリ１０の固有振動数はｆ_０＝600Hz（以下、基準固有振動数と言う）、質量ｍ_０＝519ｇ（以下、基準質量という）であった。

図５は、本発明例のプーリ１０を示し、三角形状の各開孔１３の内面で、直径線ｄ上の外径側に位置する外縁部１３Ｃの一部である中央にだけ、丸形凸状の質量調整部１４（図５（Ａ））、三角形凸状の質量調整部１４（図５（Ｂ））、四角形凸状の質量調整部１４（図５（Ｃ））を形成したものである。

丸形凸状の質量調整部１４（図５（Ａ））を形成したプーリ１０の固有振動数ｆ＝593.8Hzで、基準固有振動数ｆ_０に比して−6.2Hz、質量ｍ＝536ｇで、基準質量ｍ_０に比して＋17ｇになる。

三角形凸状の質量調整部１４（図５（Ｂ））を形成したプーリ１０の固有振動数ｆ＝593.5Hzで、基準固有振動数ｆ_０に比して−6.5Hz、質量ｍ＝538ｇで、基準質量ｍ_０に比して＋19ｇになる。

四角形凸状の質量調整部１４（図５（Ｃ））を形成したプーリ１０の固有振動数ｆ＝593.1Hzで、基準固有振動数ｆ_０に比して−6.9Hz、質量ｍ＝539ｇで、基準質量ｍ_０に比して＋20ｇになる。

これらによれば、プーリ１０において、各開孔１３の内面に凸状の質量調整部１４を形成することにより、円板部１１の質量（ｍ）は大きく、プーリ１０の固有振動数ｆは下がることが認められる。

図６は、本発明例のプーリ１０を示し、三角形状の各開孔１３の内面で、直径線ｄ上の外径側に位置する外縁部１３Ｃの一部である中央にだけ、四角形凹状の質量調整部１４を形成したものである。

四角形凹状の質量調整部１４を形成したプーリ１０の固有振動数ｆ＝607.0Hzで、基準固有振動数ｆ_０に比して＋7.0Hz、質量ｍ＝501ｇで、基準質量ｍ_０に比して−18ｇになる。

これによれば、プーリ１０において、各開孔１３の内面に凹状の質量調整部１４を形成することにより、円板部１１の質量（ｍ）は小さく、プーリ１０の固有振動数ｆは上がることが認められる。

図７は、比較例のプーリ１０を示し、三角形状の各開孔１３の内面で、直径線ｄ上の外径側に位置する外縁部１３Ｃの全域に、質量調整部１４を形成したものである。このとき、プーリ１０の固有振動数はｆ＝615.2Hzで、基準固有振動数ｆ_０に比して＋15.2Hz、質量ｍ＝576ｇで、基準質量ｍ_０に比して＋57ｇになる。

これによれば、プーリ１０において、各開孔１３の外縁部１３Ｃの全域に質量調整部１４を形成してしまうと、円板部１１の質量（ｍ）を大きくしたことによる固有振動数ｆの低減効果がなくなる。円板部１１の剛性（ｋ）が上がり、固有振動数ｆが上がる。これに対し、図５に示した本発明例では、円板部１１の質量（ｍ）を大きくしたことにより、円板部１１の剛性（ｋ）を変えずに、固有振動数ｆを低減できる。

以上、本発明の実施例を図面により詳述したが、本発明の具体的な構成はこの実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても本発明に含まれる。

本発明は、回転軸に嵌着される取付孔を中心に備える円板部と、円板部の周囲に設けられてベルト掛部を外周面に備える円筒部とを有してなるプーリにおいて、円板部の中心まわりの複数位置のそれぞれに開孔を設け、各開孔の内面に凹凸状の質量調整部を形成した。これにより、プーリの強度を低下せずに、簡易に、プーリの固有振動数を調整可能にし、プーリの共振を回避することができる。

１０プーリ
１１円板部
１１Ａ取付孔
１２円筒部
１２Ａベルト掛部
１３開孔
１３Ａ頂部
１３Ｂ側縁部
１３Ｃ外縁部
１４質量調整部
ｃ中心
ｄ直径線

Claims

回転軸に嵌着される取付孔を中心に備える円板部と、円板部の周囲に設けられてベルト掛部を外周面に備える円筒部とを有してなるプーリにおいて、
円板部の中心まわりの複数位置のそれぞれに開孔を設け、各開孔の内面に凹凸状の質量調整部を形成してなり、
前記各開孔が円板部の中心を通る直径線に関して線対称状をなし、該直径線上の内径側に頂部を配置し、該直径線の両側に該頂部から外方に向かって拡開する両側縁部を配置し、該直径線上の外径側に位置する外縁部の中央に質量調整部を配置してなることを特徴とするプーリ。
前記各開孔の内面に突き出る凸状の質量調整部を形成することにより、固有振動数を下げる請求項１に記載のプーリ。
前記各開孔の内面をへこませた凹状の質量調整部を形成することにより、固有振動数を上げる請求項１に記載のプーリ。