JP5767566B2 - 樹脂プーリ - Google Patents

Description

本発明は、動作時において、静粛且つ寸法精度の高い樹脂プーリに関する。

車両用のプーリは、強度を維持しつつ軽量化を実現するために、内周部分に金属製のブッシュを配置し、外周部分に樹脂を配置した樹脂製の樹脂プーリが存在する。この種の樹脂プーリについて、特許文献１及び特許文献２に開示されている。まず、特許文献１について概略する。なお、以下の説明において、部材に付された符号は、特許文献１に記載されたものをそのまま使用する。エジェクタピン６１ａ、６１ｂは、突出し、プレート６２ａの上下動に従って上下動するものであって、上方向に移動する際、隣接配置されている転がり軸受５の樹脂プーリ部分を突き上げることによって固定側金型２側に押し上げる。

また、特許文献１の図２、図３に図示されているように、エジェクタピン６１ａ、６１ｂと転がり軸受５との間には上下方向に隙間が形成され、該隙間には樹脂が配置される構成となっている。つまりエジェクタピン６１ａ、６１ｂは転がり軸受５を直接は突き上げず、エジェクタピン６１ａ、６１ｂが直接突き上げるのは樹脂部分である。

特許文献２についても同様に樹脂プーリであり、樹脂が完全に硬化したところで両金型１、２を分離し、エジェクターピン６を前進させて樹脂プーリを取り出すものである。特許文献２においても図１、図２に記載されているように、エジェクターピン６と外輪２０との間には、隙間が形成され、該隙間には樹脂が配置される構成となっている。つまり、エジェクターピン６は外輪２０を直接は突き上げず、エジェクターピン６が直接突き上げるのは樹脂部分となっている。よって、特許文献１及び特許文献２共にエジェクターピンは環状金属部材を直接は突き上げず、直接突き上げるのは樹脂部分である。

特開２００８−２６５０１６号公報 特開平５−３１８５４０号公報

特許文献１のエジェクタピン６１ａ及び特許文献２のエジェクターピン６では、樹脂プーリを固定型から離型する際に、それぞれのピンの押し出し動作の移動方向と樹脂プーリとの当接箇所は、直交しており、したがって、金型から樹脂プーリをピンで押出すときには、ピンの先端と樹脂プーリとの当接箇所で滑りや、位置ずれ等は生じ難いものである。

しかし、樹脂プーリの中には、扁平円錐形状のものも存在し、多く使用されている。このような樹脂プーリが金型により成形され金型から離型するときに、押出力を樹脂プーリに対して全体的に均等にするために、前述した円錐状の樹脂部分についてもエジェクタピンによって押出す必要がある。

ここで、特許文献１及び２に開示されているような構成を前述した扁平円錐形状の樹脂プーリに適用すると、該樹脂プーリが円錐形状のため、この部分に先端が当接するエジェクタピンは、樹脂部表面とは相互に傾斜状態で当接することになる。したがって、エジェクタピンが樹脂部の表面に直角に当接する場合と比較して、エジェクタピンの先端は、傾斜状に当接する場合の方が当然滑り易くなって位置ずれするおそれが十分にある。

つまり、エジェクタピンによる金型からの樹脂プーリの押出し時では不安定な状態であり、エジェクタピンの先端の滑り及び位置ずれにより、樹脂プーリの離型時に樹脂プーリを傷めてしまうおそれも十分にある。本発明の目的（解決しようとする技術的課題）は、微小クラックの発生を抑制しつつ、良好な樹脂プーリを製造することができ、しかも静音性及び寸法精度に優れた樹脂プーリを提供することにある。

そこで、発明者は上記課題を解決すべく鋭意，研究を重ねた結果、請求項１の発明を、金属製のブッシュと、該ブッシュがインサートされるプーリボス部と該プーリボス部の外周より略円錐状に延在する椀状部と、該椀状部の外周に形成されるベルト掛を行う外筒部を有する樹脂プーリ本体とからなり、前記プーリボス部の軸方向端面と前記金属製のブッシュの軸方向端面に跨るスポット状の円の半円状浅凹部が等間隔に形成され、且つ前記椀状部の直径方向中間箇所で且つ周方向に沿ってスポット状の凹凸面部が等間隔に形成され、前記半円状浅凹部は、放射方向において前記隣接する凹凸面部間の中間位置に位置するように構成されてなる樹脂プーリとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項２の発明を、請求項１において、前記外筒部の側面には円形状浅凹部が等間隔に形成されると共に、該円形状浅凹部は、放射方向において前記隣接する凹凸面部の中間位置に位置するように構成されてなる樹脂プーリとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項３の発明を、請求項１又は２において、前記凹凸面部は、直径方向に沿って断面波形状に形成されてなる樹脂プーリとしたことにより、上記課題を解決した。請求項４の発明を、請求項３において、前記凹凸面部の波形状断面は三角山形状が連続する形状としてなる樹脂プーリとしたことにより、上記課題を解決した。

請求項１の発明では、椀状部は、略円錐状に延在する形状としたものであり、プーリボス部とブッシュの軸方向端面に跨るスポット状の円の半円状浅凹部が等間隔に形成され、且つ前記椀状部の直径方向中間箇所で且つ周方向に沿ってスポット状の凹凸面部が等間隔に形成され、前記半円状浅凹部は、放射方向において前記隣接する凹凸面部間の中間位置に位置するように構成されたものである。

前記半円状浅凹部がプーリボス部に形成されたことにより、プーリボス部とブッシュとの軸方向端面同士の固着がより一層強固にできる。特に、半円状浅凹部は、本発明の樹脂プーリを金型により製造するときに、ブッシュと樹脂プーリ本体を跨ぐようにしてエジェクターピンで押出すことで形成されるものであり、ブッシュとプーリボス部とを同時に押すこととなる。したがって、ブッシュとプーリボス部との境界部に発生する応力を低減することができ、微小クラックの発生を抑制することができ、ブッシュとプーリボス部との軸方向位置がずれること無く離型することができる。

凹凸面部によって、本発明の樹脂プーリが動作時に回動すると、風切り音を減少させる。さらに凹凸面部は、表面積が広くなるので、放熱機能を有することになり、冷却性が良好になる。さらに、凹凸面部は、椀状部の直径方向中間で且つ周方向に沿って複数形成されたものであり、部分的に力学的強度を向上させることができる。

また、凹凸面部が形成される箇所と、金型のエジェクタピンの先端位置とが一致する金型構造を備えることで、椀状部を金型から押出すエジェクタピンは、椀状部の傾斜面と当接しても、その当接位置から滑りや位置ずれを防止でき、椀状部に対して均等な押出力で、樹脂プーリに何ら損傷を与えることなく金型から離型することができる。

しかも、本発明の樹脂プーリでは、凹凸面部を有する椀状部を形成するには、予めエジェクタピンの先端に、凹凸面部の形成を行うための成形型を設けたものを使用することになる。従って、エジェクタピンは、プーリ樹脂部の椀状部に凹凸面部を形成すると共に、エジェクタピンによる押出時には椀状部とエジェクタピンの先端部分の滑りや位置ずれを防止し、樹脂プーリを極めて良好な状態で離型することができる。

また、前記半円状浅凹部は、放射方向において前記隣接する凹凸面部間の中間位置に位置するように構成されており、略互い違いとなる配置であり、エジェクターピンに押される部分と押されない部分とのゆがみを極力抑えることができ、寸法精度の高い製品にすることができる。これによって、特に角度方向(周方向)のゆがみを抑制できる。

請求項２の発明では、外筒部の側面には円形状浅凹部が等間隔に形成されると共に、該円形状浅凹部は、放射方向において前記隣接する凹凸面部の中間位置に位置するように構成されているので、外筒部の寸法精度を向上させることができる。請求項３の発明では、凹凸面部は、断面波形状に形成されたことにより、椀状部とエジェクタピンの先端部分の滑りや位置ずれをより一層防止することができる。請求項４の発明では、凹凸面部の波形状断面は、三角山形状が連続する構成としたことによりエジェクタピンと凹凸面部とが噛み合う構成となり、より一層確実に椀状部とエジェクターピンとが強固に当接する状態にできる。

（Ａ）は本発明の正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＹ1−Ｙ１矢視断面図、（Ｃ）は（Ａ）の（ア）部拡大図、（Ｄ）は（Ｂ）の（イ）部拡大図、（Ｅ）は凹凸面部箇所の拡大斜視図である。 （Ａ）は本発明の樹脂プーリを成形する金型の縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）の（ウ）部拡大図である。 （Ａ）は金型にて樹脂プーリが成形されている状態の縦断側面図、（Ｂ）は（Ａ）の（エ）部拡大図、（Ｃ）は金型から樹脂プーリが離型される状態の縦断側面図、（Ｄ）は（Ｃ）の（オ）部拡大図である。 （Ａ）はブッシュがインサートされた樹脂プーリ本体の一部切除した正面図、（Ｂ）は（Ａ）の（カ）部拡大図、（Ｃ）はブッシュの斜視図、（Ｄ）は（Ｃ）の（キ）部拡大図である。

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。本発明は、図１（Ａ），（Ｂ）、図４（Ａ）に示すように、金属製のブッシュＡと、樹脂プーリ本体Ｂとから構成され、ブッシュＡが前記樹脂プーリ本体Ｂにインサートされつつモールド成形されて、プーリが形成されるものである。

ブッシュＡは、環（リング）形状の環状部１と、環状部１の外周側面に形成される突出部２から構成される〔図１（Ｂ），図４参照〕。本発明では、ブッシュＡ及び樹脂プーリ本体Ｂにおいて共通する軸方向が設定され、共に直径方向に対して直交する方向を軸方向とし、本発明に係る部材について軸方向は共通する。図１（Ｂ）には、軸方向を示す軸方向線Ｌが示されている。

環状部１は、内周側に軸孔１１が貫通孔として形成され，プーリを駆動するシャフト１００が挿通される〔図１（Ｂ）参照〕。また、シャフト１００の長手方向は、前記軸方向と一致する。該シャフト１００は、圧入、リング止め、接着等の方法により固着される。前記ブッシュＡの環状部１の外周側には、周方向に沿って突出部２が形成されている。また、突出部２は、環状部１の軸方向において、中間（略中間も含む）箇所に形成される。

突出部２は、略ギア（歯車）形状をなしており、複数の歯形２１，２１、…から構成され、前記環状部１の外周側面に等間隔に形成されたものである（図４参照）。歯形の形状としては、セレーション歯等である。突出部２の軸方向寸法（厚さ寸法）は、環状部１の軸方向寸法（厚さ寸法）よりも薄く形成されている。したがって、突出部２の軸方向両側には環状部１の外周側面の突出する部位が存在し、この外周部位を周側面１２，１２と称する。

該周側面１２は、環状部１の外周側面であり、軸方向に平行な面である〔図４（Ｃ），（Ｄ）参照〕。ブッシュＡは、たとえば、金属粉を焼き固めた焼結体にて形成されている。したがって、切削加工では無く金型によって形成することができる。また、ブッシュＡは金属粉を焼き固めた焼結体には限定されるものではなく、通常の金属製であればよい。

また、前記ブッシュＡの環状部１の外周側と、突出部２との間には円周状膨出部１３が形成されることもある。該円周状膨出部１３は、突出部２と軸方向寸法が同一であり、円周状膨出部１３の軸方向両側に前記両周側面１２，１２が位置することになる。

そして、円周状膨出部１３の外周面にギア形状とした突出の歯が歯形２１，２１，…が周方向に沿って複数形成される。円周状膨出部１３は、環状部１において周方向に沿って形成された円筒状の部位であり、樹脂プーリ本体Ｂへのインサートモールド成形では、突出部２と共に、樹脂プーリ本体Ｂの内部に食い込み、軸方向における強度を向上させることができる。

次に、樹脂プーリ本体Ｂは、プーリボス部３と、椀状部４と、ベルト掛用の外筒部５とから構成されている〔図１（Ａ）、（Ｂ）参照〕。樹脂プーリ本体Ｂは、グラスファイバー等の繊維が含有されたフェノール樹脂等の樹脂製であり、前記ブッシュＡの外周面部分を包み込むように形成されている。

具体的には、プーリボス部３にブッシュＡがインサートモールド成形にて装着される。プーリボス部３は、椀状部４の直径中心位置において軸方向及び直径方向に厚肉の膨出部位として形成されたものであり、ブッシュＡの突出部２及び円周状膨出部１３が食い込めるように構成されている〔図１（Ｂ）参照〕。ブッシュＡが樹脂プーリ本体Ｂへインサートされた状態は、ブッシュＡの軸方向両端側面がプーリボス部３の軸方向端面に対して同一面（略同一面も含む）としている。

椀状部４は、前記プーリボス部３の外周から直径方向に拡がるようにして略扁平円錐形の椀形状に形成された部位である。椀状部４は、プーリボス部３と外筒部５と連続する付根箇所を除いて、その肉厚は、均一であり、いずれの位置でも略同一厚さを有している。椀状部４は、扁平円錐形状としたものであり、内側面４１と外側面４２を有している〔図１（Ｂ）参照〕。

前記内側面４１は、椀状部４における扁平円錐形状の凹状側の側壁面であり、また、外側面４２は凸状側の側壁面である。内側面４１と外側面４２は、直径方向断面が直線状に形成されている。内側面４１と外側面４２との間隔は、椀状部４の肉厚となる。また、扁平円錐形状の椀状部４の直径方向における面の傾斜角度は、全周面で一定に形成され、具体的には約３０度程度である。つまり、椀状部４の内側面４１及び外側面４２の軸方向に直交する垂直面に対して約３０度程度傾いている。

椀状部４には、前記プーリボス部３の軸方向端面と前記ブッシュＡの環状部１の軸方向端面に跨るスポット状の円において半円状浅凹部３１が等間隔に形成されている。該半円状浅凹部３１は、略半円形状の浅い窪みであり、樹脂プーリの成形時に形成される。該半円状浅凹部３１は、後述する金型Ｃに設けられたボス部エジェクターピン６１によって形成される。半円状浅凹部３１は、プーリボス部３とブッシュＡの円形状の境界に沿って等間隔に形成され、具体的には４個形成されている〔図１（Ａ），（Ｃ）参照〕。

次に、椀状部４において、内側面４１の直径方向における中間箇所で且つ周方向に沿って複数の凹凸面部４３が形成されている〔図１（Ａ），（Ｂ）、（Ｄ），（Ｅ）参照〕。該凹凸面部４３は、スポット状に形成され、断面形状は、凹凸が繰り返される波形状に形成されている。具体的には凹凸面部４３の波形状断面は、内側面４１の表面に直径方向に沿って、等間隔に凹凸が繰り返されたものである。

凹凸面部４３は、実際には内側面４１の表面に複数の凸条が等間隔に形成されたものであり、隣接する凸条４３ａの間を凹条４３ｂとしたものである〔図１（Ｄ），（Ｅ）参照〕。凸条４３ａは、内側面４１から突起した部位であるが、凹条４３ｂは内側面４１の表面である。また前記凹条４３ｂが内側面４１の表面から内部に食い込むこともある。また、凹凸面部４３における凸条４３ａの本数は、２本乃至十数本程度である。また、凹凸面部４３の凸条４３ａ及び凹条４３ｂによる波形の断面形状は三角山形状、或いは円弧山形状等である。

また、凹凸面部４３の構成として、２本の凸条４３ａ，４３ａ同士が「＋」字形状，「×」字形状に形成されても構わない。その他、凸条４３ａを環形状としたり三角，方形等の形状としても構わない。この凹凸面部４３が形成されたことにより、本発明の樹脂プーリが回転したときに、風切り音を低減することができる。

また、凹凸面部４３が形成されることにより、その部分の強度が向上し、多数の凹凸面部４３が形成されることにより、樹脂プーリ本体Ｂは全体的に強度が増加する。また凹凸面部４３と、前記半円状浅凹部３１との配列は、半円状浅凹部３１は、椀状部４の放射方向において、隣接する凹凸面部４３，４３の中間位置に位置するように構成されている。

椀状部４の直径方向外端にはベルト掛用の外筒部５が形成されている。該外筒部５には、ベルト掛部５１が形成され、該ベルト掛部５１は、複数のベルト溝５１ａ，５１ａ，…が形成されている〔図１（Ｂ）参照〕。外筒部５は、椀状部４の内側面４１側に偏って形成されている。つまり、外筒部５は、椀状部４の外周端部から内側面４１側にずれる（オフセットされる）位置関係を有するものである〔図１（Ｂ）参照〕。

外筒部５の側面には円形状浅凹部５２が等間隔に形成されている〔図１（Ａ）参照〕。該円形状浅凹部５２は、放射方向において前記隣接する前記凹凸面部４３，４３の中間位置に位置するように構成されている。また、本発明に使用されるベルトは、無端のＶベルトである。

次に、本発明の樹脂プーリを成形する金型Ｃについて説明する。金型Ｃは、図２に示すように、固定金型６と、可動金型７を組み合わせた時に出来る隙間(キャビティ)の所定位置に前記ブッシュＡを設置固定し、樹脂を射出すると樹脂プーリ本体Ｂが形成されるようになっている。固定金型６のキャビティには、ボス成形キャビティ８ａ，椀状部成形キャビティ８ｂ及び外筒部成形キャビティ８ｃが設けられている。

そして、それぞれのキャビティにエジェクターピンが具備されており、具体的にはボス成形キャビティ８ａには、ボス部エジェクターピン６１が装着され、椀状部成形キャビティ８ｂには椀状部エジェクターピン６２が装着され、外筒部成形キャビティ８ｃには、外筒部エジェクターピン６３が装着されている〔図２（Ａ）、図３（Ａ），（Ｂ）参照〕。

前記ボス部エジェクターピン６１，椀状部エジェクターピン６２及び外筒部エジェクターピン６３は、複数本具備され、それぞれのエジェクターピンのグループの配列は、他のエジェクターピンのグループの配列とは互い違いとなるように配置されている。前記ボス部エジェクターピン６１，椀状部エジェクターピン６２及び外筒部エジェクターピン６３は、全て同時に出入し、押し出し動作を行い、完成した樹脂プーリの固定金型６からの離型を行うものである〔図３（Ｃ）参照〕。

前記ボス部エジェクターピン６１の先端は、前記プーリボス部３の軸方向端面と、前記ブッシュＡの軸方向端面に跨るように当接する。また、椀状部エジェクターピン６２の先端には、凹凸成形型６２ａが形成されている〔図２（Ｂ）参照〕。該凹凸成形型６２ａは、前記椀状部４に凹凸面部４３を形成する〔図３（Ａ），（Ｂ）参照〕。

そして、樹脂プーリ本体Ｂ側のプーリボス部３の軸方向の一方の端面には、ボス部エジェクターピン６１の押出しによって、前述した半円状浅凹部３１，３１，…が等間隔に複数形成されることになる。同様に、前記外筒部５の軸方向の一方の側面には、外筒部エジェクターピン６３の複数の押出しによって、円形浅凹部５２，５２，…が複数等間隔に形成されることになる。

前述したように、ボス部エジェクターピン６１の先端が前記プーリボス部３の軸方向端面と、前記ブッシュＡの軸方向端面に跨るように当接することで、樹脂プーリを固定金型６から離型する際に、ブッシュＡと樹脂プーリ本体Ｂとを同時に押し出すことができ、ブッシュＡと樹脂プーリ本体Ｂとの境界部に発生する応力を低減することができ、微小クラックの発生を抑制することが出来る。したがって、ブッシュＡと樹脂プーリ本体Ｂとの軸方向位置がずれること無く離型することができる。

また、ボス部エジェクターピン６１のグループ，椀状部エジェクターピン６２のグループ及び外筒部エジェクターピン６３のグループの配列が互い違いに配置することで、完成した樹脂プーリが固定金型６から離型するときに、押される部分と押されない部分とのゆがみを極力抑えることができ、寸法精度の高い製品にすることができる。

Ａ…ブッシュ、３…プーリボス部、４…椀状部、５…外筒部、Ｂ…樹脂プーリ本体、
３１…半円状浅凹部、４３…凹凸面部、５２…円形状浅凹部。

Claims (4)

1. 金属製のブッシュと、該ブッシュがインサートされるプーリボス部と該プーリボス部の外周より略円錐状に延在する椀状部と、該椀状部の外周に形成されるベルト掛を行う外筒部を有する樹脂プーリ本体とからなり、前記プーリボス部の軸方向端面と前記金属製のブッシュの軸方向端面に跨るスポット状の円の半円状浅凹部が等間隔に形成され、且つ前記椀状部の直径方向中間箇所で且つ周方向に沿ってスポット状の凹凸面部が等間隔に形成され、前記半円状浅凹部は、放射方向において前記隣接する凹凸面部間の中間位置に位置するように構成されてなることを特徴とする樹脂プーリ。
2. 請求項１において、前記外筒部の側面には円形状浅凹部が等間隔に形成されると共に、該円形状浅凹部は、放射方向において前記隣接する凹凸面部の中間位置に位置するように構成されてなることを特徴とする樹脂プーリ。
3. 請求項１又は２において、前記凹凸面部は、直径方向に沿って断面波形状に形成されてなることを特徴とする樹脂プーリ。
4. 請求項３において、前記凹凸面部の波形状断面は三角山形状が連続する形状としてなることを特徴とする樹脂プーリ。

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