JP6623278B2 - 成形プラスチック用の保持クランプ - Google Patents

Description

本開示は、オーバーモールドプラスチックに関し、特に、オーバーモールドプラスチック部品と基材との間の相対移動を実質的に防止するクランプに関する。

ベアリングは、多くの場合、車両エンジンのフロントエンドアクセサリを駆動するサーペンタイン駆動ベルトシステムなどの駆動ベルト用途に一般的に使用される成形プラスチックプーリーに組み込まれる。典型的には、プラスチックプーリー本体は、ベアリングにオーバーモールドされている。速度、負荷、温度の変化により、ベアリングの外側レースがプラスチックプーリーシェルに対して回転（スリップ）することがある。ベアリング、グリースの粘度、ローラーの接触（ボール、ケージ、レース設計の影響を受ける）からのシール抗力は、プーリーに戻されるトルクの量に影響を与える可能性がある。

加えて、プーリーシステムの温度変化は、ベアリングの外側レースに対するプーリーの滑りまたは回転に影響を与える可能性がある。ベアリングは通常、オーバーモールドプーリーのプラスチックとは異なる熱膨張係数を持つ金属から作られている。ベアリングおよびプーリーシェルの間の熱膨張係数の違いは、モールドプーリーがベアリング外側レースに戻すクランプ荷重を低減することがある。クランプ荷重の低減は、ベアリングとプーリーシェルの間で作用する摩擦力を低減する。システム負荷が増加すると、プラスチックプーリーシェルがベアリング外側レースから引き離される傾向があり、これがベアリング外側レースに対するプーリーシェルの滑りまたは回転につながる。一部のベアリングには、すべりを防止するためのキー溝やローレットパターンが含まれているが、これらのベアリングは、通常非常に高価である。したがって、オーバーモールドプラスチックプーリーシェルとベアリング外側レースとの間のスリップを実質的に防止することができる費用対効果の高い解決策に対する必要性が当該技術分野において存在する。

一態様によれば、オーバーモールドプラスチック部品を基材に保持するためのクランプが開示され、このクランプは、中心軸の周りで回転可能な基材を受け入れるための内部空洞を画定する内面と、オーバーモールドプラスチック部品を受け入れる対向する外面とを有する略環状バンドを含む。略環状バンドは、略環状バンドに形成された複数の保持機構を含む。複数の保持機構は、軸方向に延び、複数の保持機構のそれぞれは、内面にくぼみと、外面に第１の山部を画定するか、または外面に第２の山部を形成する結合部分を画定する。保持クランプは、回転バランスが取れている。

別の態様では、略環状バンドは、略Ｃ字形である。別の態様では、略環状バンドは、第１端部および第２端部を有し、第２端部は、第１端部と係合して結合部分を形成する。別の態様では、略環状バンドは、結合部分によって互いに連結された複数のセグメントを含む。

別の態様では、複数の保持機構は、内面のくぼみと外面の第１の山部を画定する２つ以上の保持機構を含む。別の態様では、複数の保持機構は、外面の第２の山部を画定する２つ以上の結合部分を含む。別の態様では、複数の保持機構は、外面に第２の山部を画定する結合部分の１つと、内面にくぼみと外面に第１の山部を画定する保持機構の少なくとも１つを含む。

別の態様では、略環状バンドは、複数の開口部を画定する。複数の開口部の各々は、複数の保持機構の各々の間の略環状バンドに沿って、複数の開口部のうちのすぐ隣に位置する開口部から間隔をあけて配置される。

別の態様によれば、中心軸の周りを回転可能であり、径方向外面を有する外輪を有するベアリングと、ベアリングの径方向外面に対して同心で着座した保持クランプと、ベアリングの外輪と共に回転するように保持クランプにモールドされたプーリー本体とを含むプーリー本体アセンブリが開示されている。保持クランプは、ベアリングを受容する内部空洞を画定する内面と、モールドされたプーリー本体を受け入れる対向する外面とを有する略環状バンドを含む。保持クランプはまた、略環状バンドに形成された複数の保持機構を含む。複数の保持機構は、軸方向に延び、複数の保持機構のそれぞれは、内面にくぼみと、外面に第１の山部を画定するか、または外面に第２の山部を形成する結合部分を画定する。プーリー本体アセンブリは、回転バランスが取れている。

別の態様では、プーリー本体アセンブリの保持機構は、内面のくぼみと外面の第１の山部を画定する１または複数の保持機構を含む。前の実施形態の別の態様では、１または複数の保持機構によって画定される各くぼみは、ベアリングの外輪に対して細長いチャネルを形成し、各くぼみは、プーリー本体を形成する材料で充填され、ベアリングの外輪と１または複数の保持機構のそれぞれとの間のプーリー本体の一部を形成する。

プーリー本体アセンブリの別の態様では、略環状バンドは、ベアリングの径方向外面の一部の周りのみに延在する。プーリー本体アセンブリの別の態様では、略環状バンドは、半径方向外側に延びる２つの端部を含み、２つの端部は、補足的な保持機構を形成する。プーリー本体アセンブリの別の態様では、複数の保持機構は、外面に第２の山部を画定する１または複数の結合部分を含む。結合部分は、略環状バンドの第１の端部および第２の端部を共に結合する。

別の態様では、略環状バンドは、複数のセグメントを含み、結合部分は、複数のセグメントの隣接するセグメントの端部を共に結合する。別の態様では、複数の保持機構は、外面に第２の山部を画定する結合部分と、内面にくぼみと外面に第１の山部とを画定する少なくとも１つの保持機構との１つを含む。

別の態様では、略環状バンドは、複数の開口部を画定し、複数の開口部の各々は、複数の保持機構の各々の間の略環状バンドに沿って、複数の開口部のうちのすぐ隣に位置する開口部から間隔をあけて配置される。別の態様では、保持クランプは、温度の変化に応じて保持クランプがベアリングの外輪から分離しないように、ベアリングの外輪の熱膨張率と実質的に同じ熱膨張率を有する。

別の態様によれば、プーリー本体アセンブリを製造する方法が開示され、この方法は、中心軸の周りを回転可能であり、径方向外面を有する外輪を有するベアリングを提供するステップと、内部空洞を画定する内面と、対向する外面と、略環状バンドに形成された複数の保持機構とを有する略環状バンドである保持クランプを提供するステップとを含む。複数の保持機構は、軸方向に延び、複数の保持機構の各々は、内面にくぼみと外面に第１の山部を画定するか、または外面に第２の山を形成する結合部分を画定する。この方法はさらに、各くぼみが、環状バンドとベアリングの外輪との間に細長いチャネルを形成するように、保持クランプをベアリングの外輪の径方向外面に対して同心に配置するステップと、保持クランプをベアリングの外輪に固定するステップと、ベアリングの外輪の径方向の面および保持クランプにプーリー本体をオーバーモールドするステップとを含む。各くぼみには、プーリー本体を形成する材料が充填されているため、ベアリングの外輪と保持クランプの間のプーリー本体の一部が形成される。

本開示の多くの態様は、以下の図面を参照することにより、よりよく理解することができる。図面の構成要素は、必ずしも一定の縮尺ではなく、代わりに、本開示の原理を明確に示すことに重点が置かれている。さらに、図面では、同じ参照番号は、いくつかの図を通して対応する部分を示す。

本明細書で開示されるクランプを有するプーリー本体アセンブリの断面上面図である。 図１Ａのプーリー本体アセンブリの部分断面側面図である。 図１Ａのプーリー本体アセンブリのクランプの一実施形態の斜視図である。 図２Ａのクランプの上面図である。 図２Ａのクランプの側面図である。 図１Ａのプーリー本体アセンブリのクランプの別の実施形態の斜視図である。 図３Ａのクランプの上面図である。 図３Ａのクランプの側面図である。 図１Ａのプーリー本体アセンブリのクランプの別の実施形態の斜視図である。 図１Ａのプーリー本体アセンブリのクランプの別の実施形態の斜視図である。 図１Ａのプーリー本体アセンブリのクランプの別の実施形態の斜視図である。 図１Ａのプーリー本体アセンブリのクランプの別の実施形態の斜視図である。 図１Ａのプーリー本体アセンブリのクランプの別の実施形態の斜視図である。 図１Ａのプーリー本体アセンブリの製造方法を示す流れ図である。

ここで、図面に示された実施形態の説明を詳細に参照する。これらの図面に関連していくつかの実施形態が記載されているが、本開示を本明細書に開示された実施形態に限定する意図はない。反対に、すべての代替、変更、等価物をカバーすることを意図している。

プーリーは、一般に、プーリー本体と、被駆動シャフトまたは駆動シャフト（クランクシャフト）とすることができるシャフトに連結されたハブとを含む。エンジン、特に車両エンジンに使用されるプーリーアセンブリには、ハブに対しプーリー本体を円滑に回転させるために、ハブとプーリー本体の間に配置された１または複数のベアリングと組み合わせて使用される、デカップリング機構、アイソレータ、振動ダンパー、またはその他のメカニズムも含まれる。これらのベアリングは、プラスチック製のプーリー本体にインサート成形されて一体化されたプーリー本体アセンブリを形成し、ハブや他の機構に結合して完成したプーリーを形成することができる。

図１Ａ〜図１Ｂを参照すると、本明細書に開示されるプーリー本体アセンブリ１０は、ベアリング１２、プーリー本体１４、およびプーリー本体１４とベアリング１２との間に配置されるクランプ１６を含む。ベアリング１２は、内輪２０と、外輪２２と、複数のベアリング部材２４とを有する。内輪２０（本明細書では内側レースとも呼ばれる）は、プーリーのハブ（図示せず）と係合するように構成された内径面２６と、半径方向外側に面するともに複数のベアリング部材２４を受容するように構成された内輪軌道２７（図１Ａ）を有する。内輪２０は、プーリー本体アセンブリ１０がその周りで回転する回転軸１８を画定する。外輪２２（本明細書では外側レースとも呼ばれる）は、内輪２０の周りに同心に配置され、外径面２８と、概して内側に面するとともに、複数のベアリング部材２４を受容するよう構成された外輪軌道２９（図１Ａ）とを有する。ベアリング部材２４は、ボールベアリングまたは他のタイプのベアリングであってもよい。ベアリング部材２４は、内輪２０と外輪２２との間に配置され、外輪２２が内輪２０に対して回転できるように、それらの間で移動可能である。ベアリング１２の外輪２２は、鋼、アルミニウム、または複合金属などの金属とすることができる。ベアリングは、ローラーベアリング、ボールベアリング、スラストベアリングとすることができる。さらに、本明細書に開示された主題は、代替のベアリング部材２４を用いて、またはベアリング部材２４無しの磁気ベアリングまたは他のタイプのベアリングの使用に適用することができる。

プーリー本体１４は、内径面３０（図１Ｂ）およびベルト係合面３２（図１Ｂ）を有し、プーリー本体１４は、ベアリング１２の外輪２２の周りに同心に配置され、プーリー本体１４の内径面３０は、ベアリング１２の外輪２２の外径面２８に隣接してこれに面している。ベルト係合面３２は、半径方向外側に向けられ、ベルト、チェーン、ロープ、ウェブ、またはプラスチックがシャフト上にオーバーモールドされた他の被駆動／駆動プーリーなどの連続ループと係合するように構成される。ベルト係合面３２は、丸みを帯びたベルトを受け入れるように平らであるか、またはＶリブドベルトのＶリブとかみ合うためのＶ溝を有することができるか、または無限ベルトとかみ合うための他の任意の必要な形状とすることができる。

プーリー本体１４は、車両エンジン用途の使用に適した高分子材料で構成され、それは例えば、限定するものではないが、ポリアミド、フェノール樹脂、ナイロン、充填ナイロン、またはポリエチレンのような熱可塑性樹脂を含むことができる。高分子材料は、例えば潤滑剤や補強材などの１または複数の添加剤を含むことができる。保持クランプ１６が固定されたベアリング１２は、ポリマー製プーリー本体１４にインサート成形されてプーリー本体アセンブリ１０を形成する。

さらに図１Ａおよび図１Ｂを参照すると、保持クランプ１６は、ベアリング１２の外輪２２と同心に配置される。具体的には、保持クランプ１６は、ベアリング１２の外輪２２とプーリー本体１４との間に配置される。プーリー本体１４は、ベアリング１２と保持クランプ１６にそれぞれオーバーモールドされている。保持クランプ１６は、例えば圧入、熱収縮嵌合、締まり嵌め、ヘミング加工、クリンピング、溶接、ろう付け、ボンディング、接着剤を使用した接着、他の固定方法、またはそれらの組み合わせなどの固定手段によって、ベアリング１２と共に回転するように、ベアリング１２の外輪２２の外径面２８に固定することができる。保持クランプ１６とベアリング１２の外輪２２は、ベアリング１２の外輪２２に対して保持クランプ１６が回転することなく共に回転するように共に固定される。いくつかの実施形態では、保持クランプ１６を外輪２２に固定することを補助するために、保持クランプ１６は、ベアリング１２の外輪２２に対してばね力を加えるように構成されてもよい。保持クランプ１６は、鋼、アルミニウム、青銅、または他の金属または金属合金、などの金属または複合材料を含むことができる剛性材料で構成することができる。保持クランプ１６およびベアリング１２の外輪２２の熱膨張は、類似しており、温度変化によってベアリング１２の外輪２２に対して保持クランプ１６を移動させないように、クランプ１６がベアリング１２の外輪２２の外径面２８から分離させないようになっている。いくつかの実施形態では、保持クランプ１６は、ベアリング１２の外輪２２と同じ材料で構成することができる。

ここで図１Ａ〜図２Ｃを参照すると、保持クランプ１６は、そこから半径方向外側に突出する１または複数の保持機構３６を有する略環状バンド３４（本明細書では本体部分３４とも呼ぶことができる）である。一実施形態では、環状バンド３４は、（図１Ａおよび図２Ａに示すように）環状リングを形成するためにベアリング１２の周りを一巡することができる。別の実施形態では、環状バンド３４は、（図４に示すように）ベアリング１２の外輪２２の一部の周りに延びる円弧状のクリップまたは略Ｃ字形のバンドであってもよい。保持クランプ１６の環状バンド３４は、ベアリング１２の外輪２２を受容する内部空洞３５（図２Ａ）を画定することができる。図１Ｂに示すように、環状バンド３４の軸方向幅Ｗ１は、ベアリング１２の外輪２２の軸方向幅Ｗ２と実質的に同じか又はそれよりも小さくすることができる。環状バンド３４は、ベアリング１２の外輪２２の外径面２８（図１Ａ〜図１Ｂ）と係合するように構成された内径面３８（図１Ａおよび図２Ａ）を含む。保持クランプ１６は、ベアリング１２の外輪２２にしっかりと結合されている。いくつかの実施形態では、保持クランプ１６は、環状バンド３４および／または保持機構３６の一方または両方をベアリング１２の外輪２２に圧着することによって、外輪２２にしっかりと接続することができる。

環状バンド３４の内径面３８（図１Ａおよび図２Ａ）の摩擦係数は、内径面３８を荒削りし、ダイヤモンドローレットパターンなどのローレットパターンを内径面に付加することによって、または高い摩擦係数を有する摩擦材料を内径面３８に結合することによって増加させることができる。いくつかの実施形態では、保持クランプ１６の１または複数の開口部７２（図６に示す）を外側から内向きに打ち抜き、打ち抜きプロセスによるバリが内側に突き出でることによって保持クランプ１６の内径面３８の摩擦係数を増加させることができる。内径面３８の摩擦係数を大きくすると、保持クランプ１６の内径面３８とベアリング１２の外輪２２の外径面２８との間の摩擦が増加する。保持クランプ１６とベアリング１２の外輪２２との間の摩擦を増加させると、ベアリング１２の外輪２２に対する保持クランプ１６の動きを実質的に防止するのに必要な保持力を軽減することができる。

保持機構３６は、環状バンド３４から半径方向外側に延び、プーリー本体１４の内径面３０と係合するか、またはそれと干渉して、プーリー本体１４をベアリング１２の外輪２２に対して回転しないように固定する。保持機構３６は、環状バンド３４を外向きに変形させることによって形成され、保持機構３６は、外面４０に山部７６を、環状バンド３４の内面３８に対応するくぼみ７８を形成する。保持機構３６の１つまたは複数は、半径方向外側に延びる山部７６と、山部７６を形成するために環状バンド３４を外向きに変形させることによって空いた空間から形成されたくぼみ７８とを画定することができる。組み立てられると、各保持機構３６の山部７６は、プーリー本体１４の内径面３０と係合する１または複数の当接部７４（図１Ａ）または突出面を提供し、プーリー本体１４がベアリング１２の外輪２２に対して回転することを実質的に防止する。保持機構３６の山部７６は、丸みを帯びていてもよいし、角を落とした四角形であってもよい。保持機構３６の山部７６は、プーリー本体１４の内面３０のキー溝に係合するキーとして機能する。

保持クランプ１６がベアリング１２の外輪２２に固定されると、保持機構３６の各くぼみ７８の内径面３８は、ベアリング１２の外輪２２の外径面２８から離間して、その間に隙間Ｄ（図１Ｂ）を画定する。クランプ１６がベアリング１２の外輪２２に固定されると、間隙Ｄが、環状バンド３４の全幅Ｗ１（図１Ｂ）軸方向に延びることによって、くぼみ７８が、ベアリング１２の外輪２２および環状バンド３４間の細長いチャネルを形成する（図２Ａに示されている）。オーバーモールドプロセスの間、プーリー本体１４のプラスチック材料は、くぼみ７８の各々によって形成された細長いチャネルに流入し、それを充填する。図１Ｂの実施形態は、プラスチック材料がくぼみ７８によって画定された細長いチャネルを充填した後のプーリー本体１４のプラスチックを示す。保持機構３６のくぼみ７８を充填するプラスチック材料によって、保持クランプ１６の環状バンド３４とベアリング１２の外輪２２との間に位置するプーリー本体１４の一部が形成される。

保持機構３６はまた、１または複数の結合部分６６（図６および８に示す）を画定するために環状バンド３４の１または複数の部分を一緒に結合することによって形成することができ、結合部分は、環状バンド３４の外径面４０から外側に突出して、プーリー本体１４の内面３０と係合する。結合部分６６はまた、環状バンド３４とプーリー本体１４との係合を容易にするための山部７６およびくぼみ７８を画定することができる。

図１Ａ〜図８に示す実施形態では、保持機構は、環状バンド３４の一部であるが、別の実施形態（図示せず）では、保持機構は、環状バンド３４の外径面４０（図２Ａおよび図２Ｂ）に固定された別個の構造であってもよいことが理解されるべきである。保持機構３６は、保持クランプ１６が回転軸１８の周りで釣り合うように、クランプ１６の円周の周りに均等に（すなわち、一定間隔で）分配されてもよい。環状バンド３４は、１または複数の開口部（図６では参照番号７２として図示されている）を画定することができ、ベアリング１２の外輪２２に直接モールドされる、プーリー本体１４を形成するプラスチック材料のための付加的な接触点を提供する。複数の開口部のそれぞれを画定する縁部は、ベアリング１２の外輪２２に対するプーリー本体１４の移動に対する付加的な当接部を提供することができる。保持クランプ１６の環状バンド３４は、単一部品であってもよく、または環状リングを形成するように互いに結合された２つ以上のセグメントを含んでもよい。

保持クランプ１６は、複数の保持機構３６のそれぞれのサイズ、形状、数、および位置のうちの１つまたは複数を変更することによって、開口部７２（図６）のサイズ、形状、数、および位置のうちの１つまたは複数を変化させることによって、または環状バンド３４の様々な部分の形状、幅、および厚さの１つまたは複数を変化させることによって回転バランスをとることができる。

図２Ａ〜図２Ｃを参照すると、保持クランプ１６は、回転軸１８（図２Ｂ〜図２Ｃ）を中心とした略同心の環状リングであってもよく、環状バンド３４から外側に突出する少なくとも１つ以上の保持機構３６を有してもよい。図２Ｂは、環状バンド３４の両側に配置された２つの保持機構３６を示しているが、他の実施形態では、１または複数の保持機構３６を使用できることが理解される。環状バンド３４は、保持機構３６を形成するために、外向きに突出するか、および／または外向きに変形してしてもよく、それぞれが山部７６およびくぼみ７８を画定する。外向きに突出する保持機構３６は、鋳造、焼結、溶接成形、ヘミング加工、冷間成形（例えば、薄肉の配管の冷間成形またはスタンピング）、他の成形プロセス、またはそれらの組み合わせによって形成することができる。別の実施形態（図示せず）では、保持機構３６は、例えば溶接または接着剤による接着などによって、環状バンド３４の外径面４０に結合または固定された別個の保持部材を含むことができる。図３を参照すると、保持クランプ１６は、環状バンド３４の一方の軸方向側４４から内側に延びるリップまたは薄いフランジ４２を含むことができ、リップまたはフランジ４２は、スタンピングプロセスによる保持機構３６の形成を容易にする。

図４を参照すると、クランプ１６は、環状のバンド３４がベアリング１２（図１Ａ〜１Ｂ）の外径面２８の一部の周りに延在するほぼ円形または弧状であってもよい。換言すれば、クランプ１６のバンド３４は、ベアリング１２の外径面２８の周りに３６０度未満延びて環状リングを形成する。図４に示す実施形態では、環状バンド３４は、第１端部４６と第２端部４８との２つの端部を有する。保持クランプ１６は、環状バンド３４の外向き突出部または外向き変形部である１または複数の保持機構３６を有することができる。保持クランプ１６の第１および第２端部４６，４８は、半径方向外側に広がって（すなわち、半径方向外側に曲げられている）おり、保持クランプ１６の反対側の保持機構３６、または保持クランプ１６の円周の周りに分布した保持機構３６とのバランスを取るための補助保持機構５０を提供する。補助保持機構５０のサイズおよび形状は、保持クランプ１６の回転バランスをとるように構成することができる。図４において、保持クランプ１６は、溶接、ろう付け、ボンディング、接着剤を用いた接着、またはその他の方法でクランプ１６を外径面２８に固定することによって、ベアリング１２（図１Ａ〜図１Ｂ）の外輪２２に固定することができ、ベアリング１２の外輪２２に対して保持クランプ１６が滑って回転しないようにする。

次に図５を参照すると、保持クランプ１６は、保持クランプ１６の環状形状を形成するように互いに係合可能な第１端部４６’および第２端部４８’を有する環状バンド３４を有することができる。第１端部４６’は、曲がって半径方向外側に延びるフレア部５２を有してもよく、第２端部４８’は、第１端部４６’と係合するように構成されてもよい。いくつかの実施形態では、第２端部４８’は、外側延在部分５４、保持機構部分５６、および係合部分５８を有することができる。第２端部４８’は、環状バンド３４から外側に曲がって外側延在部分５４を形成し、環状バンド３４から外側に位置する円形経路に沿って再び曲がって保持機構部分５６を形成し、保持機構部分は、保持クランプ１６の反対側に配置された保持機構３６に似た形である。次に、第２端部４８’は、内側に曲がって係合部分５８を形成し、係合部分は、第１端部４６’のフレア部分５２と重なり、係合して環状リングを形成するように構成されている。いくつかの実施形態では、第２端部４８’は、スナップ嵌めによって第１端部４６’と相互接続するように構成される。いくつかの実施形態では、第２端部４８’および第１端部４６’は、（図５には示されていない）溝付きの平らなロックシームを形成するように共にヘミング加工される。第２端部４８’の保持機構部分５６は、補助保持機構５０を形成して、保持クランプ１６の反対側の保持機構３６、またはクランプ１６の円周の周りに均等に離間した保持機構３６とのバランスをとっている。保持クランプ１６は、溶接、ろう付け、ボンディング、ヘミング加工、接着剤を用いた接着、またはその他の方法で保持クランプ１６をベアリング１２の外径面２８に固定することによって、ベアリング１２（図１Ａ〜図１Ｂ）の外輪２２に固定することができる。

次に図６を参照すると、保持クランプ１６は、保持クランプ１６の環状形状を形成するために互いに係合する２つ以上のセグメント６０，６０’を含むことができる。図６には２つのセグメント６０，６０’しか示されていないが、保持クランプ１６は、相互に連結された２つ以上のセグメント６０を含むことができることを理解されたい。各セグメント６０の第１および第２端部６２，６４は、１または複数の隣接するセグメント６０’の相補的な第２および第１端部６４，６２と噛み合うことができ、環状バンド３４を形成するためにヘミング加工などによってセグメント６０，６０’を共に結合する。隣接するセグメント６０，６０’の端部を合わせると、環状バンド３４の１または複数の結合部分６６が画定される。結合部分６６は、セグメント６０から外側に突出して、プーリー本体１４の内径面３０と係合する保持機構３６を提供し、プーリー本体１４（図１Ａ〜図１Ｂ）が保持クランプ１６およびベアリング１２の外輪２２に対して動くことを実質的に防ぐ。一実施形態では、結合部分６６は、セグメントの第１端部６２を隣接するセグメント６０’の第２端部６４と共にヘミング加工することによって形成することができる。別の実施形態では、結合部分６６は、第１連結チャネル６８および第２連結チャネル７０を含むことができる。第１連結チャネル６８は、セグメント６０の第１端部６２を外側に曲げ、それ自体の上に戻すことによって形成することができる。第２連結チャネル７０は、セグメント６０の第２端部６４を外側に変形させ、次いで、第２端部６４の一部を内側に曲げ、それ自体の上に戻すことによって形成することができる。したがって、１つのセグメント６０の第１連結チャネル６８は、隣接するセグメント６０’の第２連結チャネル７０と連結する。セグメント６０の結合部分６６は、圧着、ヘミング加工、溶接、ろう付け、ボンディング、接着剤を用いて接着されるか、あるいは共に固定されて環状リングを形成してもよい。一実施形態では、セグメント６０は、保持クランプ１６を形成するために、溝付きの平らなロックシーム７１を使用して共にヘミング加工される。さらに、保持クランプ１６は、ベアリング１２の外輪２２に圧入、熱収縮嵌め、締まり嵌め、圧着、ヘミング加工、溶接、ろう付け、ボンディング、接着剤を用いて接着することができ、あるいは固定することができる。一実施形態では、結合部分６６は、環状バンド３４の外面４０に山部７６を、環状バンド３４の内径面３８とベアリング１２の外輪２２の外径面２８との間にくぼみ７８を画定することができる。プーリー本体１４がクランプ１６およびベアリング１２にオーバーモールドされると、プーリー本体１４からのプラスチック材料が結合部分６６のくぼみ７８内に流入してこれを充填することができる。

図６は、環状バンド３４を通って延びる複数の開口部７２を有する保持クランプ１６を示す。ベアリング１２（図１Ａ〜図１Ｂ）の外輪２２に取り付けられた場合、開口部７２は浅い空洞を提供し、成形プロセス中そこにプーリー本体１４のプラスチック材料が流れ込み、充填される。開口部７２によって形成された空洞にプラスチック材料を充填することにより、ベアリング１２の外輪２２に対するプーリー本体１４（図１Ａ〜図１Ｂ）の動きに抵抗する追加の長手方向面７５または当接部が形成される。複数の開口部７２は、プーリー本体１４（図１Ａ〜図１Ｂ）に当接する肩部として作用する長手方向当接部または面７５を提供する任意の都合のよい形状を有することができ、それによってベアリング１２の外輪２２に対するプーリー本体１４の移動を実質的に防ぐことができる。保持クランプ１６とプーリー本体アセンブリ１０のバランスをとるために、１または複数の開口部７２のサイズ、形状、および位置を変えることができる。いくつかの実施形態では、開口部７２は、外側から半径方向内向きに保持クランプ１６を通って打ち抜かれ、打ち抜きプロセスによるバリが保持クランプ１６の内径面３８の摩擦係数を増加させる。

次に図７を参照すると、保持クランプ１６は、上面から見た場合に概ねＣ字形を有する保持機構３６を有する環状リングとすることができる。保持機構３６のＣ字形により、保持クランプ１６を曲げやすくすることができ、保持クランプ１６がベアリング１２の外輪２２（図１Ａおよび図１Ｂ）に嵌合するのに十分広く開くことができる。保持クランプ１６を広げると、Ｃ字形保持機構３６は、Ｃばねとして機能し、保持クランプ１６をベアリング１２の外輪２２に固定するのを助けるばね力を生成する。

次に図８を参照すると、保持クランプ１６は、環状バンド３４の第１端部４６と第２端部４８を連結する結合部分６６である保持機構３６を有することができる。結合部分６６は、環状バンド３４の外面４０に山部７６を画定する。保持クランプ１６は、内面３８にくぼみ７８、外面４０に山部７６’を画定する保持機構３６’をさらに有することができる。保持機構３６’は、上面から見た場合に概ねＣ字形とすることができる。保持機構３６’のＣ字形により、保持クランプ１６を曲げやすくすることができ、保持クランプ１６がベアリング１２の外輪２２（図１Ａおよび図１Ｂ）に嵌合するのに十分広く開くことができる。保持クランプ１６を広げると、Ｃ字形保持機構３６’は、Ｃばねとして機能し、保持クランプ１６をベアリング１２の外輪２２に固定するのを助けるばね力を生成する。図８に示すように、環状バンド３４は、保持機構３６，３６’の間の環状バンド３４に沿って互いに間隔をあけて配置された複数の開口部７２を有することができる。開口部７２は、回転軸１８（図１Ａ〜図１Ｂ）に対して長手方向とすることができる。環状バンド３４は、環状バンド３４の幅Ｗ１と比較して狭い幅Ｗ３を有する狭い部分８０を含むことができる。開口部７２のサイズ、形状、数および／または位置、ならびに環状バンド３４の狭い部分８０の形状は、保持クランプ１６の回転バランスをとるように構成することができる。

図１Ａ〜図１Ｂに戻ると、本明細書で説明するプーリー本体アセンブリ１０は、内輪２０（内側レース）、外輪２２（外側レース）、および複数のベアリング部材２４を有するベアリング１２を提供、または利用することによって作られる。外輪２２は、外径面２８を有する。保持クランプ１６は、ベアリング１２の外輪２２の周りに同心に配置され、圧入、熱収縮嵌合、締まり嵌め、クリンピング、ヘミング加工、溶接、ろう付け、接着、接着剤を用いた接着、他の固定手段、またはそれらの組み合わせによってベアリング１２の外径面２８に固定または結合される。次に、プーリー本体１４は、クランプ１６の保持機構３６が半径方向外向きにプーリー本体１４内に延びるように、ベアリング１２の外径面２８および保持クランプ１６の外径面４０にそれぞれオーバーモールド成形される。いくつかの実施形態では、プーリー本体１４のプラスチックは、半径方向内側に流れ、保持クランプ１６の環状バンド３４によって画定される任意の開口部および／または保持クランプ１６の保持機構３６およびベアリング１２の外輪２２の間に画定された各くぼみ７８によって形成される任意の細長いチャネルを充填する。保持機構３６および／または開口部は、クランプ１６の環状バンド３４の外径面４０に凹凸を形成する。オーバーモールドプロセスによって、プーリー本体１４の内径面３０は、保持クランプ１６の外径面４０と、保持機構３６および／または開口部７２によって形成された凹凸と一致する。これらの表面凹凸は、保持クランプ１６とプーリー本体１４との境界の一部となる。凹凸は、プーリー本体１４のプラスチックと係合する様々な長手方向当接部７４または長手方向肩部を含むことができ、プーリー本体１４がベアリング１２の外輪２２に対して動くことを実質的に防止する。オーバーモールドプロセスは、保持クランプ１６をその周囲に固定した状態のベアリング１２を金型に配置するステップ、金型を閉じるステップ、ポリマー材料を金型に注入するステップ、ポリマー材料を硬化させるステップ、金型を解放するステップ、完成したプーリー本体アセンブリ１０を排出または取り外すステップ、およびプーリーに組み込むためにプーリー本体アセンブリ１０を保持するステップをさらに含むことができる。いくつかの実施形態では、オーバーモールドプロセスは、ポリマー材料が保持クランプ１６の保持機構３６を変形させるのに十分高い圧力で、ポリマー材料を金型に注入するステップをさらに含む。

保持クランプは、プーリー本体アセンブリに関して本明細書に開示された実施形態に限定されない。一般に、保持クランプ（例えば、保持クランプ１６）は、保持クランプが成形される基材に対して、他のオーバーモールドされたプラスチック部品（例えば、プーリ本体１４）を回転させないように固定するのに有用であり得る。基材は、例えばベアリング１２の外輪２２であってもよい。プーリー本体アセンブリと同様に、保持クランプは、実質的に丸くてもよく、基材を受け入れるための内部空洞を画定してもよい。保持クランプは、基材の外面の周りに配置され、開示された固定手段のいずれかによって基材に固定されてもよい。保持クランプ／基材アセンブリを金型に挿入し、プラスチック部品をその外面にオーバーモールドする。保持クランプの保持機構が外側に突出し、クランプと成形プラスチック部品との間の境界面に凹凸を形成し、これらの凹凸は、成形プラスチック部品が基材に対して相対移動することを実質的に防止するように作用する。

図９を参照すると、本明細書に開示されるプーリー本体アセンブリ１０を製造する方法１００は、中心軸１８の回りを回転可能であり、外径面２８を有する外輪２２を有するベアリング１２を設けるステップ１０２と、内面３８と、対向する外面４０と、環状バンド３４に形成された複数の保持機構３６とを有する略環状バンド３４である保持クランプ１６を設けるステップ１０４であって、保持機構３６は、軸方向に延び、１または複数の保持機構３６は、内面にくぼみを、外面に山部を画定する、ステップと、各くぼみがベアリング１２の外輪２２に対して細長いチャネルを形成するように、ベアリング１２の外輪２２の周りに同心に保持クランプ１６を配置、または着座させるステップ１０６と、保持クランプ３６をベアリング１２の外輪２２に固定するステップ１０８と、ベアリング１２の外輪２２と共に回転させるために、ベアリング１２の外径面２８およびそれに固定された保持クランプ１６の周方向にプーリー本体１４をオーバーモールドするステップ１１０とを含む。各くぼみ７８は、プーリー本体１４を形成する材料で満たされ、それによって、プーリー本体１４の一部がベアリング１２の外輪２２と１または複数の保持機構３６との間に形成される。

本明細書で開示されるプーリー本体アセンブリは、少なくともベアリングの内輪内にハブを固定し、ハブの内孔にシャフトを固定することによって、様々な車両エンジン用途に使用することができる。プーリーの他の機構および部品も、完成したプーリーアセンブリに組み込むことができる。いくつかの実施形態では、シャフトは、本明細書に開示するプーリー本体アセンブリを有する駆動プーリーに力を与えるクランクシャフトであってもよい。いくつかの実施形態では、シャフトは、プーリー本体のベルト係合面と係合する連続ベルトによってプーリーに動力が供給されるように、被駆動シャフトであってもよい。ベルトから受け取った動力は、他の補助システム（例えば、冷却液ポンプ、エアコンコンプレッサー、オルタネーターなど）に動力を供給するために使用される被駆動シャフトであるシャフトに伝達される。プーリー本体アセンブリは、例えばベルト張力プーリーやアイドラープーリーのような駆動プーリーでもなく被駆動プーリーでもないプーリーにも使用できる。

本明細書に開示された保持クランプおよびプーリー本体アセンブリは、ベアリングの金属外輪にオーバーモールドされたプラスチックプーリー本体の滑りを実質的に防止する比較的単純で安価な方法を提供する。保持クランプを使用して滑りを防止すると、ローレット、ノッチ、くぼみ、または突起などの連結機構をベアリングの外側レースの外径面に特別に設計する必要がなくなる。これにより、コストを削減するという圧力に対応してベアリングサプライヤを切り替えることが、より簡単で安価になる。さらに、保持機構が外側に突出する度合いとクランプ負荷圧力を変更して、保持クランプのトルク容量を増やすことができる。保持クランプとベアリングの外側レースとの間の材料の類似性により、クランプと外側レースの熱膨張率が同じになり、温度サイクルの変化を通してベアリングに加えられる力がより一定の割合で維持される。保持クランプは、高価な修理や改造を必要とせずに、既存のインサート成形機器にも使用することができる。

本発明は、特定の実施形態に関して図示および説明されているが、本明細書を読み理解することにより当業者にとって改変が可能となることは明らかであり、本発明はそのような改変をすべて含むものである。

１０ プーリー本体アセンブリ
１２ ベアリング
１４ プーリー本体
１６ 保持クランプ
１８ 回転軸
２０ 内輪
２２ 外輪
２４ ベアリング部材
２６ 内径面
２７ 内輪軌道
２８ 外径面
２９ 外輪軌道
３０ 内径面
３２ ベルト係合面
３４ 環状バンド
３５ 内部空洞
３６ 保持機構
３８ 内径面
４０ 外径面
７４ 当接部
７６ 山部
７８ くぼみ

Claims (11)

1. オーバーモールドプラスチック部品を基材に保持するためのクランプであって、前記クランプは、
   中心軸回りに回転可能な基材を受け入れるための内部空洞を画定する内面と、オーバーモールドプラスチック部品を受け入れる対向する外面と、第１端部および第２端部であって、結合部分を形成するために前記第２端部が前記第１端部と係合可能である第１端部および第２端部とを有する略環状バンドと、
   前記略環状バンドに形成された複数の保持機構と、
   を備え、
   前記複数の保持機構は、軸方向に延在し、各前記複数の保持機構は、前記内面にくぼみ、および前記外面に山部を画定し、
   前記複数の保持機構の少なくとも１つは、前記結合部分によって画定され、
   前記クランプは、回転バランスが取れている、
   クランプ。
2. 前記第２端部が前記第１端部と係合していない状態において前記略環状バンドが略Ｃ字形である、請求項１に記載のクランプ。
3. 前記略環状バンドが前記結合部分によって共に連結された複数のセグメントを備える、請求項１に記載のクランプ。
4. 前記複数の保持機構が、２つ以上の前記保持機構を備える、請求項１に記載のクランプ。
5. 前記複数の保持機構が、２つ以上の前記結合部分を備える、請求項１に記載のクランプ。
6. オーバーモールドプラスチック部品を基材に保持するためのクランプであって、前記クランプは、
   中心軸回りに回転可能な基材を受け入れるための内部空洞を画定する内面と、オーバーモールドプラスチック部品を受け入れる対向する外面とを有する略環状バンドと、
   前記略環状バンドに形成された複数の保持機構と、
   を備え、
   前記複数の保持機構は、軸方向に延在し、各前記複数の保持機構は、前記内面にくぼみ、および前記外面に第１山部を画定するか、または前記外面に第２山部を形成する結合部分を画定し、
   前記クランプは、回転バランスが取れており、
   前記略環状バンドが複数の開口部を画定し、各前記複数の開口部は、各前記複数の保持機構の間で前記略環状バンドに沿って前記複数の開口部のうちのすぐ隣に位置する開口部から離間している、クランプ。
7. 中心軸回りに回転可能であり、かつ径方向外面を有する外輪を有するベアリングと、
   前記ベアリングの前記径方向外面に対して同心で着座した保持クランプと、
   前記ベアリングの前記外輪と共に回転するよう前記保持クランプにモールドされたプーリー本体と、
   を備えるプーリー本体アセンブリであって、
   前記保持クランプは、
   前記ベアリングを受け入れる内部空洞を画定する内面と、オーバーモールドプラスチック部品を受け入れる対向する外面と、第１端部および第２端部であって、結合部分を形成するために前記第２端部が前記第１端部と係合可能である第１端部および第２端部とを有する略環状バンドと、
   前記略環状バンドに形成された複数の保持機構と、
   を備え、
   前記複数の保持機構は、軸方向に延在し、および各前記複数の保持機構は、前記内面にくぼみ、および前記外面に山部を画定し、
   前記複数の保持機構の少なくとも１つは、前記結合部分によって画定され、
   前記プーリー本体アセンブリは、回転バランスが取れている、
   プーリー本体アセンブリ。
8. 前記複数の保持機構によって画定された各くぼみが前記ベアリングの前記外輪に対して細長いチャネルを形成し、各くぼみは、前記プーリー本体を形成する材料によって充填され、それにより前記ベアリングの前記外輪および各前記複数の保持機構の間に前記プーリー本体の一部を形成する、請求項７に記載のプーリー本体アセンブリ。
9. 前記略環状バンドが複数のセグメントを備え、かつ前記結合部分が前記複数のセグメントの隣接するセグメントの端部を共に結合する、請求項７に記載のプーリー本体アセンブリ。
10. 中心軸回りに回転可能であり、かつ径方向外面を有する外輪を有するベアリングと、
    前記ベアリングの前記径方向外面に対して同心で着座した保持クランプと、
    前記ベアリングの前記外輪と共に回転するよう前記保持クランプにモールドされたプーリー本体と、
    を備えるプーリー本体アセンブリであって、
    前記保持クランプは、
    前記ベアリングを受け入れる内部空洞を画定する内面と、モールドされた前記プーリー本体を受け入れる対向する外面とを有する略環状バンドと、
    前記略環状バンドに形成された複数の保持機構と、
    を備え、
    前記複数の保持機構は、軸方向に延在し、および各前記複数の保持機構は、前記内面にくぼみ、および前記外面に第１山部を画定するか、または前記外面に第２山部を形成する結合部分を画定し、
    前記プーリー本体アセンブリは、回転バランスが取れており、
    前記略環状バンドが、複数の開口部を画定し、前記複数の開口部の各々は、前記複数の保持機構の間で前記略環状バンドに沿って前記複数の開口部のすぐ隣の開口部から離間している、プーリー本体アセンブリ。
11. 前記保持クランプが、前記ベアリングの前記外輪の熱膨張率と略類似した熱膨張率を有するため、前記保持クランプが温度変化に応じて前記ベアリングの前記外輪から分離しない、請求項７に記載のプーリー本体アセンブリ。

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