JP6104582B2

JP6104582B2 - プーリにおける回転バランス調整構造

Info

Publication number: JP6104582B2
Application number: JP2012265248A
Authority: JP
Inventors: 三井　理志; 理志三井
Original assignee: Nok Corp
Current assignee: Nok Corp
Priority date: 2012-12-04
Filing date: 2012-12-04
Publication date: 2017-03-29
Anticipated expiration: 2032-12-04
Also published as: JP2014109356A

Description

本発明は、回転駆動力の伝達要素であるプーリに回転アンバランスが存在するときにこれを修正し解消するためのプーリにおける回転バランス調整構造に関する。本発明においてプーリには、金属などの単一材料部品よりなるプーリのほかに、一部材料としてゴム状弾性体を用いることにより吸振機能を発揮するダンパープーリやデカップラープーリなどが含まれる。

回転駆動力の伝達要素であるプーリに回転アンバランスが存在するときにこれを修正し解消する構造として従来から、アンバランス測定装置を用いて検出したプーリの円周上で重点となる位置（重点位置）に穴加工を施す（バランス調整穴を設ける）ものが知られている（特許文献１−３参照）。

しかしながら、近年の、自動車等車両の低燃費化要求における部品の軽量化に伴いプーリでは、バランス調整穴を設けることができる部品上のスペースが非常に狭くなっており、このため、十分な大きさのバランス調整穴を設けることが困難で、小さなバランス調整穴を多数（多い時で８〜１０箇所ほど）設けることで対応せざるを得ないケースが多く、生産効率の向上（サイクルタイムの短縮）が困難となっている。

また、バランス能力を確保すべくバランス調整穴を設けるスペースを確保するため、意図的にプーリに駄肉部を設定する必要があるなど、軽量化と相反する（軽量化を犠牲にした）設計仕様とせざるを得ないケースがある。

特開昭６２−２８８７４４号公報特開平８−２４７２１９号公報特開平１０−１６９７１７号公報

本発明は以上の点に鑑みて、回転バランス調整に係るサイクルタイムの短縮を図るとともに、部品の軽量化を図ることができるプーリにおける回転バランス調整構造を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の請求項１によるプーリにおける回転バランス調整構造は、環状を呈するプーリの円周上一部にバランス調整用マスを取り付けることにより前記プーリの回転バランスを調整する構造であって、前記プーリの軸方向端面の円周上一部にマス取付用小穴を設け、前記マス取付用小穴に前記マスを取り付けし、前記マスは、前記マス取付用小穴に挿入される比較的小径の取付部と、前記マス取付用小穴の外部に配置される比較的大径のマス本体とを一体に備え、さらに前記マス本体側に開口する凹部を備えたものであることを特徴とする。

また、本発明の請求項２によるプーリにおける回転バランス調整構造は、上記した請求項１記載の回転バランス調整構造において、前記マスを２個使いとし、回転アンバランスにおける重点位置を通るプーリ直径線を中心線として前記２個のマスを対称に配置することを特徴とする。

上記構成を備える本発明の回転バランス調整構造は、従来のように穴加工を施すのではなく、マス（錘）を取り付けることによりプーリに存在する回転アンバランスを修正する。穴加工を施す場合は、上記したように小さなバランス調整穴を多数設けることになるのに対し、マスを取り付ける場合は、マス自体（マス本体）はプーリの表面から突出するように取り付けても良い（マス取付溝の外部に配置しても良い）ので、マス１個分の重量を大きく設定することによりマスの取付個数を減じることができ、よって穴加工の場合は多数の穴を穿設するのに対しマスの場合は少数のマスを取り付けると云う関係になるため、回転バランス調整に係るサイクルタイムを短縮することが可能とされる。

また、穴加工を施す場合は、意図的に駄肉部を設定する必要があることがあるのに対し、マスを取り付ける場合は、駄肉部を設定する必要がないため、プーリを極限まで軽量化することが可能とされる。

尚、本発明において回転バランスの調整は例えば、以下のようになされる。

すなわち先ず、定法にしたがってプーリを製作する。

次いで、これも定法にしたがって既存（公知）のアンバランス測定装置を用いてプーリの円周上で重点となる位置（重点位置）を検出し、次いで、検出した重点位置におけるアンバランス量にもとづいて、マスを取り付けたときにアンバランス量を最も相殺できる位置をマス取付位置としてプーリの軸方向端面上で特定する。重点位置はプーリの円周上で過重量が最も大きな位置（方向）である。

例えば図１に示すように、プーリの軸方向端面を時計の文字盤に見立てて、その６時方向に重点位置ｗｐが検出され、この重点位置ｗｐにおけるアンバランス量がＭ・Ｌ（ただし、Ｍ：重点位置ｗｐにおける過重量（ｇ）、Ｌ：プーリ中心０から重点位置ｗｐまでの半径距離（ｍ））であるとすると、重量Ｍのマスをプーリの軸方向端面上１２時方向であってプーリ中心０からの半径距離Ｌの位置ｐ_１に取り付けることにより回転アンバランスを修正することができるので、この１２時方向であってプーリ中心０からの半径距離Ｌの位置ｐ_１をマス取付位置としてプーリの端面上で特定する。プーリの端面における１２時方向であってプーリ中心０からの半径距離Ｌの位置ｐ_１は、重点位置ｗｐを通るプーリ直径線上の位置であって、更に重点位置ｗｐに対する１８０度対称位置であるので、マスは重点位置ｗｐに対する１８０度対称位置に取り付けられる。

次いで、上記工程で特定したプーリ端面におけるマス取付位置にマス取付用小穴を加工し、上記の例で云えばプーリ端面おける１２時方向であってプーリ中心０からの半径距離Ｌの位置ｐ_１にマス取付用小穴を加工する。上記したようにマスはプーリの表面から突出するように取り付けることが可能であるため、マス取付用小穴の大きさは比較的小径のマス取付部を圧入または挿入することができる程度の小さなもので良い。

次いで、上記工程で加工したマス取付用小穴にマスを取り付け、上記の例で云えば重量Ｍのマスを取り付ける。

尚、マスの取付個数について、上記の例ではマス１個使いとしたが、マス２個使いとすることも考えられ、上記の例で云えば、重量Ｍの１個目のマスをプーリ端面における２時方向（α＝６０°、ただし、α：１２時方向の位置（重点位置ｗｐを通るプーリ直径線）に対する角度）であってプーリ中心０からの半径距離Ｌの位置ｐ_２に取り付けるとともに同じく重量Ｍの２個目のマスをプーリ端面における１０時方向（α＝６０°）であってプーリ中心０からの半径距離Ｌの位置ｐ_３に取り付けることにより回転アンバランスを修正することができる。したがってこの場合、２個のマスは重点位置ｗｐを通るプーリ直径線を中心線として対称の位置（線対称の位置）に取り付けられる。

また、図１から分かるように、プーリ中心０からの半径距離Ｌは一定として、プーリ端面における２時方向の位置ｐ_２（α＝６０°）および１０時方向の位置ｐ_３（α＝６０°）に取り付ける２個のマスの取付位置を２個対称のまま１２時方向の位置ｐ_１のほうへ近付けてゆくと（αを小さくすると）、マスが重点位置ｗｐから遠ざかる結果として、相殺可能となるアンバランス量（アンバランス調整量）が徐々に増大する。ここでアンバランス調整量が最大となるのは２個のマスを共に１２時方向の位置ｐ_１（α＝０°）に取り付けたとき（２個のマスを１２時方向の位置ｐ_１で円周上横並びに取り付けたとき）であって、このときのアンバランス調整量は約２Ｍ・Ｌとされる。

また反対に、プーリ端面における２時方向の位置ｐ_２（α＝６０°）および１０時方向の位置ｐ_３（α＝６０°）に取り付ける２個のマスの取付位置を２個対称のまま１２時方向の位置ｐ_１から遠ざけてゆくと（αを大きくすると）、マスが重点位置ｗｐに近付く結果として、アンバランス調整量が徐々に減少する。アンバランス調整量がゼロとなるのは、２個のマスをプーリ端面における３時方向の位置（α＝９０°）および９時方向の位置（α＝９０°）に取り付けたときである。

したがって本発明では、以下のことが云える。
（１）マス１個使いの場合・・・
アンバランスと同じ量のバランス調整マスを反対側（１８０度対称位置）に配置することで、バランス調整を行なうことができる。
（２）マス２個使いの場合・・・
本発明では、アンバランス調整量は２個の調整マスの配置で任意に変えることができる。上記の例（図１）の場合、プーリ中心０からの半径距離Ｌは一定として、最大のアンバランス調整量は２Ｍ・Ｌ（ｇｍ）となる。例えばＭ・Ｌ（ｇｍ）のアンバランス量を、Ｍ（ｇ）の調整マス２個で調整したい場合は、アンバランスの反対側の位置から、両側６０°の位置にそれぞれバランス調整マスを配置すれば良い。
α＝０°→バランス調整量：約２Ｍ・Ｌ（ｇｍ）
α＝６０°→バランス調整量：Ｍ・Ｌ（ｇｍ）
α＝９０°→バランス調整量：ゼロ（ｇｍ）

本発明は、以下の効果を奏する。

すなわち本発明は、プーリの軸方向端面の円周上一部にマス取付用小穴を設けるとともにこのマス取付用小穴にマスを取り付けするものであって、プーリに多数の穴を穿設するのではなく少数のマスを取り付ける構造であるため、回転バランス調整に係るサイクルタイムを短縮することができる。また、プーリにバランス調整穴を設けるための駄肉部を設定する必要がないため、プーリを極限まで軽量化することができる。また、マス２個使いとする場合は、一定の重量を備える２個のプーリの取付位置をプーリの軸方向端面上で変更することにより、異なる大きさのアンバランス調整量に対応することができる。また、マスをプーリの軸方向端面に取り付ける構造であるため、バランス調整を無段階的に行なうことができる。

本発明のプーリにおける回転バランス調整構造の説明図本発明の実施例に係る回転バランス調整構造を備えるダンパープーリの斜視図同ダンパープーリを円周上半裁した状態の要部斜視図マスを取り付ける以前の同ダンパープーリを円周上半裁した状態の要部斜視図（Ａ）はマスの斜視図、（Ｂ）は同マスを円周上半裁した状態の斜視図

本発明には、以下の実施形態が含まれる。
（１）本発明は、従来のように部品の肉を削除してバランス修正を行なうのではなく、肉を追加することで、バランス調整穴加工部の非常に少ない部品においても効率良くバランス修正を行なうことのできるバランス修正方法を提案する。
（２）あらかじめ用意しておいたバランス修正用付加マスを、最低限（最小限）の穴加工が施された部品に圧入しマスを付加することで、ダンパープーリのバランス修正を行なう。
（３）バランス修正用付加マスの圧入部は必ずしも穴加工部に対して圧入設定である必要はなく、付加マスを穴加工部にセット後、凹部を広げる（カシメる）ことで圧入保持させることも可能である。
（４）バランス修正用付加マスは、想定される最大アンバランス量を付加マス２個で相殺できる程度のサイズのものが作業効率上好ましく、２個の付加マスの圧入位置（配置角度）を変えることで、全てのアンバランス量に対応することができる。
（５）本発明によれば、バランス修正の効率アップが実現される。すなわちバランス調整穴加工部の非常に少ない部品においても、たった２箇所の小さな穴加工と付加マスの付与により、バランス修正が可能となる。
（６）また本発明によれば、軽量化への貢献が実現される。すなわちバランス調整穴用の駄肉の設定が必要なく、また必要な場合でも、通常のバランス調整穴仕様に対し非常に少ないため（穴加工部が非常に小さいため）、極限まで部品の軽量薄肉化が可能となる。

つぎに本発明の実施例を図面にしたがって説明する。

図２ないし図４は、本発明の実施例に係る回転バランス調整構造を備えるダンパープーリ１１を示し、当該ダンパープーリ１１は、回転軸（図示せず）に装着するハブ１２の外周側にゴム状弾性体１３を介してプーリ本体（振動リング）１４を接続した基本構成を備え、環状を呈するプーリ本体１４の外周面に、無端ベルト（図示せず）を巻架するためのプーリ溝１５が設けられている。プーリ本体１４はハブ１２とともに金属製であって切削加工等にて製作されることからその製作に際して回転アンバランスを生じることがあり、また組立後のダンパープーリ１１全体としても組立の都合上回転アンバランスを生じることがあり、このようにして生じる回転アンバランスを修正し解消するためにダンパープーリ１１の円周上一部にバランス調整用マス（バランス調整用付加マス）１７が取り付けられ、更に詳しくは、プーリ本体１４の軸方向一方の端面１４ａの円周上一部であってダンパープーリ１１に存在する回転アンバランスを最も相殺できる位置にマス取付用小穴１６（図５参照）が設けられ、このマス取付用小穴１６にバランス調整用マス１７が取り付けられている。尚、当該実施例は、マス２個使いによる構造である。

当該実施例に係る回転バランス調整構造による回転バランス調整の方法は、以下のとおりとされる。

すなわち先ず、定法にしたがってダンパープーリ１１を製作し、また別途、バランス調整用マス１７を製作する。このバランス調整用マス１７は図５に拡大して示すように、比較的大径の円盤状のマス本体１７ａに比較的小径の円盤状もしくはピン状の取付部１７ｂを一体に設けたものであって、取付部１７ｂを後述するマス取付用小穴１６に圧入することによりプーリ本体１４に取り付けられる。したがってマス本体１７ａは、マス取付溝１６の内部に組み込まれることなくマス取付溝１６の外部に配置された状態で取付完了とされる。マス１７はＳＰＣＣやＳＰＨＣなどの鋼材を用いて板金加工にて製作することが可能で、この場合マス１７は、マス本体１７ａ側に開口する凹部（中空部）１７ｃを備えたものとされる。マス１７は、所定の重量Ｍを備えている。また当該実施例ではマス２個使いとするので、同一形状同一重量のマス１７を少なくとも２個用意する。

次いで、定法にしたがって既存（公知）のアンバランス測定装置（図示せず）を用いてダンパープーリ１１の円周上で重点となる位置（重点位置ｗｐ）を検出し、次いで、この検出した重点位置ｗｐにおけるアンバランス量にもとづいて、２個のマス１７を取り付けたときにアンバランス量を最も相殺できる位置をマス取付位置としてプーリ本体１４の軸方向端面１４ａ上で特定する。

例えば上記図１を用いて説明したように、プーリ本体１４の軸方向一方の端面１４ａを時計の文字盤に見立てて、その６時方向に重点位置ｗｐが検出され、この重点位置ｗｐにおけるアンバランス量が２Ｍ・Ｌ（ただし、２Ｍ：重点位置ｗｐで測定される過重量（ｇ）、Ｌ：プーリ中心０から重点位置ｗｐまでの半径距離（ｍ））であるとすると、重量Ｍのマス１７を２個、プーリ本体１４の端面１４ａ上１２時方向（α＝０°）であってプーリ中心０からの半径距離Ｌの位置ｐ_１に円周上横並びで取り付けることにより回転アンバランスを修正することができるので、この１２時方向（α＝０°）であってプーリ中心０からの半径距離Ｌの位置ｐ_１をマス取付位置としてプーリ本体１４の端面１４ａ上で特定する。

次いで、上記工程で特定したプーリ本体１４の端面１４ａにおけるマス取付位置にマス取付用小穴１６を加工し、上記の例で云えばプーリ本体１４の端面１４ａにおける１２時方向であってプーリ中心０からの半径距離Ｌの位置ｐ_１にマス取付用小穴１６を２箇所円周上横並びで加工する。上記したようにマス１７は比較的小径の取付部１７ｂをもって圧入されるため、マス取付用小穴１６の大きさはマス１７の取付部１７ｂを圧入することができる程度の小さなもので良い。

次いで、上記工程で加工したマス取付用小穴１６にそれぞれマス１７を取り付け、上記の例で云えば重量Ｍのマス１７を取り付ける。図２および図３はこの取付完了状態を示しており、これにて取付および調整作業が完了する。

尚、上記実施例では、重点位置ｗｐにおけるアンバランス量を２Ｍ・Ｌとしたが、これが過重量５０％のＭ・Ｌである場合には上記したように、重量Ｍの１個目のマス１７をプーリ本体１４の端面１４ａにおける２時方向（α＝６０°）であってプーリ中心０からの半径距離Ｌの位置ｐ_２に取り付けるとともに同じく重量Ｍの２個目のマス１７をプーリ本体１４の端面１４ａにおける１０時方向（α＝６０°）であってプーリ中心０からの半径距離Ｌの位置ｐ_３に取り付けることにより回転アンバランスを修正することができる。

また例えば、過重量７５％の１．５Ｍ・Ｌの場合には、重量Ｍの１個目のマス１７をプーリ本体１４の端面１４ａにおける２時方向（α＝６０°）と１２時方向（α＝０°）の間であってプーリ中心０からの半径距離Ｌの位置に取り付けるとともに同じく重量Ｍの２個目のマス１７をプーリ本体１４の端面１４ａにおける１０時方向（α＝６０°）と１２時方向（α＝０°）の間であってプーリ中心０からの半径距離Ｌの位置に取り付けることにより回転アンバランスを修正することができ、過重量２５％の０．５Ｍ・Ｌの場合には、重量Ｍの１個目のマス１７をプーリ本体１４の端面１４ａにおける２時方向（α＝６０°）と３時方向（α＝９０°）の間であってプーリ中心０からの半径距離Ｌの位置に取り付けるとともに同じく重量Ｍの２個目のマス１７をプーリ本体１４の端面１４ａにおける１０時方向（α＝６０°）と９時方向（α＝９０°）の間であってプーリ中心０からの半径距離Ｌの位置に取り付けることにより回転アンバランスを修正することができ、具体的な取付位置は、経験識にて、または予め演算式を設定しこれにて特定する。したがって当該実施例による回転バランス調整構造によれば、重量Ｍのマス１７を２個用いることにより、アンバランス調整量０〜２Ｍ・Ｌの範囲で無段階的なバランス調整を行なうことができる。

尚、本発明において、バランス調整用マス１７の形状やマス取付用小穴１６に対する固定の構造は、特に限定されず、所定の重量を備えるマス１７をマス取付用小穴１６に固定的に取り付けることができるものであれば良い。マス取付用小穴１６に対する固定の構造としては例えば、マス１７は上記したように中空の凹部１７ｃを備えているので、圧入代を無くして取付部１７ｂを緩やかに挿入可能とし、挿入後に凹部１７ｃを広げて取付部１７ｂを拡径する（カシメる）ことで保持させても良い。マス１７の形状としては例えば、マス本体１７ａは円盤状でなく、半球状などであっても良い。マス１７は高比重の材質であっても良く、この場合にはマス１７が小型化される。マス１７はプーリ本体１４ではなくハブ１２のほうに取り付けても良く、この場合にはハブ１２の軸方向端面にマス取付用小穴１６が設けられる。

１１ダンパープーリ
１２ハブ
１３ゴム状弾性体
１４プーリ本体
１４ａ端面
１５プーリ溝
１６マス取付用小穴
１７バランス調整用マス
１７ａマス本体
１７ｂ取付部
１７ｃ凹部

Claims

環状を呈するプーリの円周上一部にバランス調整用マスを取り付けることにより前記プーリの回転バランスを調整する構造であって、
前記プーリの軸方向端面の円周上一部にマス取付用小穴を設け、前記マス取付用小穴に前記マスを取り付けし、
前記マスは、前記マス取付用小穴に挿入される比較的小径の取付部と、前記マス取付用小穴の外部に配置される比較的大径のマス本体とを一体に備え、さらに前記マス本体側に開口する凹部を備えたものであることを特徴とするプーリにおける回転バランス調整構造。
請求項１記載の回転バランス調整構造において、
前記マスを２個使いとし、回転アンバランスにおける重点位置を通るプーリ直径線を中心線として前記２個のマスを対称に配置することを特徴とするプーリにおける回転バランス調整構造。