JP6238535B2 - プレスプーリ - Google Patents

Description

この発明は、鋼板のプレス成形品からなるプレスプーリに関する。

自動車エンジンの補機駆動用ベルトやタイミングベルトのテンショナ用として、あるいは、ベルトの巻付き角を確保するアイドラ用として用いられるプレスプーリとして、特許文献１および２に記載されたものが従来から知られている。

特許文献１に記載されたプレスプーリにおいては、ベルトが巻回される外筒部としてのベルト巻回部と、その内側に設けられた内筒部としての圧入部と、上記ベルト巻回部と圧入部とを連結する側板部とを有し、鋼板のプレス加工により上記ベルト巻回部と圧入部とを同一軸方向に曲げ加工している。

また、圧入部と側板部の連設部間に設けられた圧入部角隅を複数の円弧からなる複合円弧とし、上記圧入部と円弧の間、複数の円弧の間および円弧と側板部の間のすべてを接線で継なぎ、圧入部角隅の曲率を大きくすることによって圧入部角隅に発生する応力を軽減し、破損を防止するようにしている。

一方、特許文献２に記載されたプレスプーリにおいては、上記特許文献１と同様に、外筒部としてのベルト巻掛け部と、その内側に設けられた内筒部と、その内筒部とベルト巻掛け部を連設する環状のフランジ部(特許文献１の側板に相当)とを有してなり、上記内筒部とフランジ部とによって形作られる隅部を増厚し、その増厚箇所を両側に離れるに従って基準肉厚になるまで肉厚を漸減させることによって、最大主応力が加わる箇所やその近傍箇所が疲労破壊するのを防止するようにしている。

特開２００２−２５０４２９号公報 特開２００７−１９８４０２号公報

ところで、特許文献１および特許文献２に記載されたいずれのプレスプーリも、内筒部と側板部の連設部に設けられた角隅部の形状を工夫することによって応力の集中を緩和し、耐荷重性の向上を図るようにしているが、外筒部と内筒部間に側板部が設けられているため、外筒部の外径に対して内筒部の内径が著しく小さくなり、サイズの大きな軸受を組み込むことができない。このため、サイズ大きな軸受の組込みよって耐荷重性を高め、負荷容量の増大を図かろうとすると、外筒部を大径化させる必要が生じ、プレスプーリが大型化するという問題が生じる。

この発明の課題は、外筒部の外径を変更することなく内筒部の内径の大径化を図ることができ、サイズの大きな軸受の組込みを可能として負荷容量の増大を図ることができるようにしたプレスプーリを提供することである。

上記の課題を解決するため、この発明においては、ベルトが巻回される外筒部と、その外筒部の内側に設けられた軸受嵌合用の内筒部と、その内筒部の端部および外筒部の端部に繋がる環状の繋ぎ部とを有してなるプレス加工されたプレスプーリにおいて、前記繋ぎ部を、前記外筒部の内径面および前記内筒部の外径面に接線で繋がる単一の円弧面を内側に有してなる断面円弧状の環状屈曲部とした構成を採用したのである。

上記のように、外筒部と内筒部を繋ぐ繋ぎ部を断面円弧状の環状屈曲部とし、その環状屈曲部の内側面を外筒部の内径面および内筒部の外径面に接線で繋がる単一の円弧面として特許文献１および２で示されるプレスプーリの側板部を不要としたことにより、外筒部の外径を変更することなく内筒部の内径の大径化を図ることができる。このため、サイズの大きな軸受の組込みを可能とすることができ、負荷容量を増大させることができる。

ここで、繋ぎ部の内側円弧面の曲率半径をＲｉ、プレス素材としての鋼板の板厚をｔとしたとき、曲率半径Ｒｉが０．２ｔ未満であると、プレスプーリの成形に大きなプレス圧が必要となって製造が困難となり、コストが上昇する。また、曲率半径Ｒｉが０．５ｔを超えると、内筒部の内径が小径化してサイズの大きな軸受を組込むことができず、負荷容量を増大させることができなくなる。このため、曲率半径Ｒｉは０．２〜０．５ｔの範囲とするのが好ましい。

この発明に係るプレスプーリにおいて、繋ぎ部の外側面を外筒部の外径面および内筒部の内径面に接線で繋がる単一の円弧面とすると、プレスプーリの寸法保障が容易となってプレス金型の構造を簡素化することができる。また、プレス金型の寿命の向上を期待することができる。

また、プレス加工後の板厚が、プレス素材としての鋼板の板厚ｔの７０〜９５％の範囲とすると、冷間加工でのしごき工程を付加することで寸法精度を向上させることができる。

さらに、プレス素材としての鋼板として、板厚ｔが１．６〜４．０ｍｍの範囲とされた鋼板を採用することにより、剛性の高いプレスプーリを得ることができ、負荷容量を大幅に高めることができる。

この発明においては、上記のように、外筒部と内筒部を繋ぐ繋ぎ部を断面Ｕ字形の環状屈曲部とし、その環状屈曲部の内側面に外筒部の内径面および前記内筒部の外径面に接線で繋がる単一の円弧面を設けたことにより、外筒部の外径の大径化を図ることなく内筒部の内径の大径化を図ることができ、サイズの大きな軸受の組込みを可能とすることができ、負荷容量を増大させることができる。

この発明に係るプレスプーリの実施の形態を示す断面図 図２は図１の一部を拡大して示す断面図 従来のプレスプーリを示す断面図

以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１および図２は、この発明に係るプレスプーリ１０の実施の形態を示す。このプレスプーリ１０は、鋼板のプレス成形品からなり、ベルトが巻回される外筒部１１と、その外筒部１１の内側に設けられた内筒部１２と、その内筒部１２の端部および外筒部１１の端部に繋がる環状の繋ぎ部１３と、その内筒部１２の端部から内向きに折れ曲がる内向きフランジ部１４とを有し、上記内筒部１２内への軸受２０の組込みのよってテンションプーリとして、あるいは、アイドラプーリとして使用される。

繋ぎ部１３は、断面円弧状の環状屈曲部とされて単一の円弧面１５を内側に有し、その内側円弧面１５は外筒部１１の内径面および内筒部１２の外径面に接線で繋がっている。

また、繋ぎ部１３の外側面１６は、単一の円弧面とされ、その外側円弧面１６は外筒部１１の外径面および内筒部１２の内径面に接線で繋がっている。

ここで、外筒部１１、内筒部１２および繋ぎ部１３を形づくるプレス素材としての鋼板の板厚をｔ、繋ぎ部１３の内側円弧面１５の曲率半径をＲｉとしたとき、曲率半径Ｒｉが必要以上に小さくなるとプレスプーリの成形に大きなプレス圧が必要となって製造が困難となり、コストが上昇する。また、曲率半径Ｒｉが必要以上に大きくなると、内筒部１２の内径が小径化してサイズの大きな軸受を組込むことができなくなる。そこで、実施の形態では、曲率半径Ｒｉを０．２〜０．５ｔの範囲としている。

また、プレス素材としての鋼板は、板厚ｔが必要以上に薄くなると、剛性が低くなって負荷容量の大きなプレスプーリを得ることができなくなる。また、板厚ｔが必要以上に厚くなると、プレス成形することができなくなる。そこで、鋼板については、板厚ｔが１．６〜４．０ｍｍの範囲とされたものを用いるようにしている。そのような鋼板を採用してプレスプーリ１０を成形することにより、剛性の高い負荷容量の大きなプレスプーリ１０を得ることができる。

図３は、特許文献１の従来の技術の項に記載された従来のプレスプーリを示し、外筒部３１、内筒部３２および内筒部３２と外筒部３１を繋ぐ繋ぎ部３３とからなり、上記繋ぎ部３３が側板部３３ａを有し、その側板部３３ａと内筒部３２とで形成される内筒側角隅部３４を単一の円弧として内筒部３２および側板部３３ａに接線で繋がっている。

特許文献１および特許文献２に記載されたいずれのプレスプーリも、内筒部３２と側板部３３ａ間に存する角隅部３４の形状を工夫することで応力の集中を緩和し、耐荷重性の向上を図るようにしたものであって、いずれのプレスプーリも図３に示す側板部３３ａを有しているため、前述のように、外筒部３１の外径に対して内筒部３２の内径が著しく小さくなり、サイズの大きな軸受３５を組込むことができなった。

図１に示すプレスプーリと図３に示すプレスプーリとを対比すると、図１に示すプレスプーリ１０においては、外筒部１１と内筒部１２を繋ぐ繋ぎ部１３を断面Ｕ字形の環状屈曲部とし、その環状屈曲部の内側面を単一の円弧面１５として外筒部１１の内径面および内筒部１２の外径面に接線で繋ぐようにして、図３に示すプレスプーリの側板部３３ａを省略している点で相違している。

このように、外筒部１１と内筒部１２を繋ぐ繋ぎ部１３を断面Ｕ字形の環状屈曲部とし、その環状屈曲部の内側面に外筒部１１の内径面および内筒部１２の外径面に接線で繋がる単一の円弧面１５を設けることにより、外筒部１１の外径φＤｏの大径化を図ることなく内筒部１２の内径φＤｉの大径化を図ることができる。その結果、サイズの大きな軸受２０の組込みを可能とすることができ、負荷容量の大きなプレスプーリを得ることができる。

実施の形態で示すように、繋ぎ部１３の外側面１６を外筒部１１の外径面および内筒部１２の内径面に接線で繋がる単一の円弧面とすると、プレスプーリの寸法保障が容易となってプレス金型の構造を簡素化することができる。また、プレス金型の寿命の向上を期待することができる。

なお、実施の形態では、冷間加工でのしごき工程の付加によってプレス加工後のプレスプーリ１０の外筒部１１や内筒部１２等の各部の板厚を、プレス素材としての鋼板の板厚ｔの７０〜９５％の範囲としている。上記しごき工程の付加により、プレスプーリ１０の寸法精度を向上させることができる。

１１ 外筒部
１２ 内筒部
１３ 繋ぎ部
１４ 内側円弧面
１５ 内側円弧面

Claims (5)

1. 自動車エンジンの補機駆動用ベルトが巻回される外筒部と、その外筒部の内側に設けられた軸受嵌合用の内筒部と、その内筒部の端部および外筒部の端部に繋がる環状の繋ぎ部とを有してなるプレス加工されたプレスプーリにおいて、
   前記繋ぎ部を、前記外筒部の内径面および前記内筒部の外径面に接線で繋がる単一の円弧面を内側に有してなる断面円弧状の環状屈曲部とし、
   前記繋ぎ部の内側円弧面の曲率半径をＲｉ、プレス素材としての鋼板の板厚をｔとしたとき、曲率半径Ｒｉを０．２〜０．５ｔの範囲とし、
   前記プレス素材としての鋼板の板厚ｔが、１．６〜４．０ｍｍの範囲とされたことを特徴とするプレスプーリ。
2. 前記繋ぎ部の外側面を前記外筒部の外径面および前記内筒部の内径面に接線で繋がる単一の円弧面とした請求項１に記載のプレスプーリ。
3. プレス加工後の板厚が、プレス素材としての鋼板の板厚ｔの７０〜９５％の範囲とした請求項１又は２に記載のプレスプーリ。
4. 前記外筒部の外径面を軸方向に沿わせた請求項１から３のいずれか１項に記載のプレスプーリ。
5. 前記外筒部の内径面及び前記内筒部の外径面をそれぞれ軸方向に沿わせた請求項１から４のいずれか１項に記載のプレスプーリ。

Images