JP7229009B2 - プーリユニット - Google Patents

Description

この発明は、プレス加工で形成されたプレスプーリと、このプレスプーリに取り付けられた転がり軸受とを備えるプーリユニットに関する。

エンジンで走行可能な自動車では、エンジンを駆動源とするオルタネータ、エアコンプレッサ、ウォータポンプ等の補機と、エンジンからの駆動力を補機に伝達するベルト伝動装置とが搭載されている。そのベルト伝動装置には、従来、プレスプーリと、プレスプーリに取り付けられた転がり軸受とを備えるプーリユニット（プーリ付軸受）が採用されている。そのプレスプーリは、外筒部と、外筒部の内方に位置する内筒部と、外筒部と内筒部とを繋ぐ繋ぎ部とを有する。その内筒部に転がり軸受が圧入されている。プーリユニットは、その転がり軸受を介して補機の軸に取り付けられる。その外筒部には、エンジンのクランクシャフトからの動力を摩擦力で伝達する摩擦伝動ベルト（補機駆動用のベルト）が接触する。摩擦伝動ベルトには、大別してＶベルトと平ベルトがある。

補機駆動用のベルトにＶベルトを用いた場合、通常、一つの補機の駆動に一本のＶベルトが使用される。このため、複数の補機を駆動するにあたっては、複数本のＶベルトが使用されることになる（多数本掛け方式）。

一方、近年の自動車分野では、自動車エンジンの軽量・コンパクト化への要求から、複数の補機の駆動に一本の平ベルトを使用するサーペンタイン方式が主流になっている。サーペンタイン方式で使用する平ベルトは、多数本掛け方式と比べて長く、かつ、多数の補機を駆動する。このため、当該平ベルトに加わる張力が大きくなる。

特許文献１のプーリユニットでは、図８に示すように、プレスプーリ７０の外筒部７１と内筒部７２とを繋ぐ繋ぎ部７３の内側面が、径方向に沿った平坦面７３ａと、平坦面７３ａと外筒部７１に連続する曲面７３ｂと、平坦面７３ａと内筒部７２に連続する曲面７３ｃとからなり、その内側の曲面７３ｃの曲率半径が外側の曲面７３ｂの曲率半径よりも大きい形状であるため、内筒部７２の角隅に発生する応力を軽減することができる。

ところが、近年では、自動車エンジンのダウンサイジング化に伴う気筒数減少により、クランクの回転変動が増加しているため、補機駆動用ベルトの張力変動の増加も大きくなっている。また、補機類の電動化に伴うバッテリの大容量化が進み、オルタネータの負荷が増加して、ベルトの張力が更に高まる傾向にある。そのため、サーペンタイン方式で使用されるプーリユニットには、更なる高剛性や高負荷対応への対応が強く求められている。

特許文献１のプレスプーリでは、繋ぎ部７３の径方向長さが大きいため、上述したベルトＢの高張力化が進むと、その繋ぎ部７３がモーメント荷重によって傾き易くなり、プレスプーリ７０の剛性が不足する。また、外筒部７１の外径を変更することなく内筒部７２の径寸を大きくすることが困難なため、転がり軸受８０の軸受サイズを大きくして高負荷に対応することが困難である。外筒部７１の外径を変更すると、コンパクト化が進むサーペンタイン方式の自動車エンジンにおいて、時代に逆行することになり、好ましくない。一方、外筒部と内筒部が接触する程に繋ぎ部を小さく曲げると、繋ぎ部にクラックが発生するようになるので、製造が困難である。

これに対し、特許文献２のプレスプーリでは、繋ぎ部が、外筒部の外筒内径面の軸方向一端と内筒部の内筒外径面の軸方向一端に連続する単一の曲面を有し、その曲面の径方向断面における曲率半径が、素材の板厚１．６～４．０ｍｍに比して０．２～０．５倍に設定されている。

特開２００７－１９８４０２号公報 特開２０１７－１６６７０４号公報

しかしながら、特許文献２では、専らプレスプーリの断面形状のみに着目されているに過ぎず、プーリユニットの総合的な耐荷重性を向上させる観点から、プレスプーリに対してどのような転がり軸受を採用することが好ましいかまでは着目されていない。

そこで、この発明が解決しようとする課題は、プーリユニットの総合的な耐荷重性を向上させることである。

上記の課題を達成するため、この発明は、プレスプーリと、前記プレスプーリに取り付けられた転がり軸受とを備え、前記プレスプーリが、外筒部と、前記外筒部の内方に位置する内筒部と、前記外筒部と前記内筒部とを繋ぐ繋ぎ部とを有し、前記外筒部が、ベルトに接触する外筒外径面を有し、前記内筒部が、前記転がり軸受に嵌合する内筒内径面を有するプーリユニットにおいて、前記外筒外径面の外径が、前記転がり軸受のピッチ円径の１．８倍以上２．２倍以下である構成を採用した。ここで、転がり軸受のピッチ円径は、転がり軸受における転動体のピッチ円の直径のことをいう。

転がり軸受のピッチ円径は、転がり軸受のサイズに大きく影響しかつ負荷容量に相関するパラメータである。すなわち、転がり軸受のピッチ円径が大きい程、軸受内外径が大きく、転動体数や転動体径が大きくなって負荷容量に優れた転がり軸受となり、ピッチ円径が小さい程、軸受内外径が小さく、転動体数や転動体径が小さくなって負荷容量に劣る転がり軸受となる。外筒外径面の外径が転がり軸受のピッチ円径の２．２倍を超えると、サイズが小さい転がり軸受となり、負荷容量を増大させることが期待できない。一方、外筒外径面の外径が転がり軸受のピッチ円径の１．８倍未満であると、転がり軸受のサイズを大きくして負荷容量を増大させることは可能だが、繋ぎ部の小さい剛性に優れたプレスプーリをプレス加工するのに大きなプレス圧が必要となり、製造が困難となる。上記構成のように、外筒外径面の外径が転がり軸受のピッチ円径の１．８倍以上２．２倍以下であれば、転がり軸受の負荷容量を増大させると共に剛性に優れたプレスプーリとし、プーリユニットの総合的な耐荷重性を向上させることができる。

好ましくは、前記内筒部の前記内筒内径面に嵌合されたリングをさらに備え、前記プレスプーリが、前記内筒部から内側に曲がった内鍔部を有し、前記リングが、前記内筒内径面に対する前記転がり軸受の嵌合位置を前記内鍔部から軸方向に規定距離だけ離れた位置に定めるように配置されており、前記外筒部の前記外筒外径面に巻回されたベルトの幅の中央位置と、前記転がり軸受の幅の中央位置とが、同一の仮想ラジアル平面上に配置されており、前記外筒外径面が、前記巻回されたベルトから前記内鍔部側に位置する予備域を有するとよい。このようにすると、プレスプーリの外筒外径面に巻き付けられたベルトの幅の中央位置と、転がり軸受の幅の中央位置とが同一の仮想ラジアル平面上に配置されているため、プレスプーリの内筒内径面に対する転がり軸受の嵌合位置は、ベルトの張力を適切に負荷できる位置に定められている。その外筒外径面は、ベルトから内鍔部側に予備域を有する。このため、プレスプーリの位置を移すことなくベルトの幅の中央位置を内鍔部側へ変える仕様変更がなされる場合には、その予備域を利用してベルトを外筒外径面に巻き付けることが可能である。さらに、転がり軸受と同じ内筒内径面に嵌合されたリングのスペースは、転がり軸受の嵌合位置を内鍔部側へ調整するために利用可能である。このため、前述の仕様変更に応じてリングの採否や規定距離を変更することにより、プレスプーリを変更することなく、仕様変更後におけるベルトの幅の中央位置と、転がり軸受の幅の中央位置とが同一の仮想ラジアル平面上になるように調整して、転がり軸受の嵌合位置を適切に定めることができる。

より具体的には、前記プレスプーリの前記予備域が、前記巻回されたベルトの位置を軸方向に前記内鍔部側へ前記規定距離の等倍長だけ寄せた仮想位置と、前記巻回されたベルトの位置を軸方向に前記内鍔部側へ前記規定距離の２倍長だけ寄せた仮想位置とのうち、少なくとも一方の仮想位置に前記ベルトを巻き付け可能に設けられているとよい。このように規定距離の等倍長だけ内鍔部側へ寄せた仮想位置にベルトを巻き付け可能である場合には、ベルトの位置を規定距離と同等に内鍔部側へ変える仕様変更がなされるとき、リングを採用せずに転がり軸受の嵌合位置をプレスプーリの内鍔部で直接に定め、その仕様変更後のベルトの幅の中央位置と転がり軸受の幅の中央位置とを同一の仮想ラジアル平面上に配置することができる。また、規定距離の２倍長だけ内鍔部側へ寄せた仮想位置にベルトを巻き付け可能である場合には、ベルトの幅を内鍔部側へ規定距離の２倍長だけ拡大する仕様変更がなされるとき、リングを採用せずに転がり軸受の嵌合位置をプレスプーリの内鍔部で直接に定め、その仕様変更後におけるベルトの幅の中央位置と転がり軸受の幅の中央位置とを同一の仮想ラジアル平面上に配置することができる。

前記繋ぎ部が、前記外筒部と前記内筒部の軸方向一端同士を繋ぐ環状部からなり、前記外筒部が、前記外筒外径面に沿って軸方向に延びる外筒内径面を有し、前記内筒部が、前記内筒内径面に沿って軸方向に延びる内筒外径面を有し、前記繋ぎ部が、前記外筒内径面と前記内筒外径面の軸方向一端同士を繋ぐ単一の曲面を有することが好ましい。このようにすると、小さな繋ぎ部で外筒部と内筒部を繋いでプレスプーリの剛性を向上させることができる。

前記プレスプーリを形成する素材の板厚が、１．６ｍｍ以上４．０ｍｍ以下であるとよい。このようにすると、剛性に優れたプレスプーリとしつつ、プレスプーリの製造困難化を避けることができる。

この発明は、自動車エンジンの補機駆動用の前記ベルトが前記外筒外径面に巻回される用途に好適である。

上述のように、この発明は、上記構成の採用により、プーリユニットの総合的な耐荷重性を向上させることができる。

この発明の第一実施形態に係るプーリユニットを示す断面図 図１のプレスプーリを示す断面図 第一実施形態におけるプレスプーリの外筒外径面の外径と転がり軸受のピッチ円径の比例関係が及ぼす影響を示す図 この発明の第二実施形態に係るプーリユニットを示す断面図 第二実施形態の変更例に係るベルト及び外筒外径面を示す部分拡大断面図 この発明の第三実施形態に係るリングを示す部分拡大断面図 各実施形態に係るプーリユニットを備える補機駆動用のベルト伝動装置を示す正面図 従来例を示す断面図

この発明の一例としての第一実施形態にかかるプーリユニットを図１に示す。同図のプーリユニットは、鋼板製のプレスプーリ１０と、プレスプーリ１０に取り付けられた転がり軸受２０とを備える。本実施形態では、ベルトＢは、平ベルトである。なお、平ベルトは、Ｖリブドベルトを含む概念である。

プレスプーリ１０と転がり軸受２０は、同一の軸線Ｏ回りに一体に回転する。以下、「軸方向」は、その軸線Ｏに沿った方向のことをいい、図１において紙面左右方向に相当する。また、その軸線Ｏに直角な方向は、「径方向」といい、図１において紙面上下方向に相当する。また、その軸線Ｏ回りの円周方向は、「周方向」という。また、その軸線Ｏに直交する仮想平面のことを「仮想ラジアル平面」という。

図１、図２に示すように、プレスプーリ１０は、外筒部１１と、外筒部１１の径方向内方に位置する内筒部１２と、外筒部１１と内筒部１２の軸方向一端（図中右端）同士を繋ぐ繋ぎ部１３と、内筒部１２の軸方向他端（図中左端）から内側に曲がった内鍔部１４とで構成されている。なお、プレスプーリ１０は、図示の断面形状をもって周方向全周に連続している。プレスプーリ１０は、例えば、ベルトＢを各補機プーリに向けて案内するベルト用アイドラプーリである。

外筒部１１は、ベルトＢに接触する（ベルトＢが巻回される）外筒外径面１１ａと、外筒外径面１１ａに対して径方向内側で当該外筒外径面１１ａに沿って軸方向に延びる外筒内径面１１ｂとを有する。

外筒外径面１１ａは、外筒部１１の軸方向他端（図中左端）まで軸方向に延びている。外筒外径面１１ａの幅は、ベルトＢよりも十分に大きく設定されている。すなわち、外筒外径面１１ａの軸方向寸法は、ベルトＢの幅よりも大きい。外筒外径面１１ａの外径Ｄは、プレスプーリ１０の最大外径に一致している。外筒内径面１１ｂも、外筒部１１の軸方向他端（図中左端）まで軸方向に延びている。

内筒部１２は、転がり軸受２０（の外輪２１）に嵌合する内筒内径面１２ａと、内筒内径面１２ａに沿って軸方向に延びる内筒外径面１２ｂを有する。内筒内径面１２ａに対して転がり軸受２０が図中右側から圧入されることによって、転がり軸受２０がプレスプーリ１０に取り付けられている。

繋ぎ部１３は、外筒部１１と内筒部１２の軸方向一端（図中右端）同士を繋ぐ環状部からなる。繋ぎ部１３は、外筒内径面１１ｂと内筒外径面１２ｂの軸方向一端（図中右端）同士を繋ぐ単一の曲面１３ａを有する。

曲面１３ａの径方向断面における曲率半径Ｒｉは、プレスプーリ１０を形成する素材の板厚ｔの０．２倍以上０．５倍以下である。

内鍔部１４は、外輪２１の軸方向端面２１ａに当接している。内鍔部１４は、外筒部１１の軸方向他端よりも軸方向内方に位置している。なお、内鍔部１４は、内筒部１２に嵌合される転がり軸受２０の軸方向位置を規制するためのものであり、省略してもよい。

図示断面形状のようなプレスプーリ１０は、軸方向に二分割の金型を用いるプレス加工により、プレスプーリ１０の全体を一体に形成することが可能である。その形成に用いる素材は、一般に、鋼板である。その鋼板素材の板厚ｔは、実質的に、外筒外径面１１ａの軸方向他端（図中左端）と外筒内径面１１ｂの軸方向他端（図中左端）間の径方向厚さ（板厚）に相当する。これは、そのプレス加工において、外筒部１１の軸方向他端部が実質的に変形しない板縁部となるためである。

素材の板厚ｔは、１．６ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である。なお、図示例では、板厚ｔは、２．８ｍｍを想定している。ここで、外筒内径面１１ｂと内筒外径面１２ｂとの間の径方向隙間は、プレスプーリ１０の板厚ｔよりも小さい。

図１に示すように、転がり軸受２０は、外輪２１と、内輪２２と、外輪２１と内輪２２との間に介在する複数の転動体２３と、各転動体２３を保持する保持器２４とを有する。

転がり軸受２０としては、基本的に、ベルトＢからの純ラジアル荷重を受けるだけであること、また、軸受トルクが小さく省エネルギー化に有利であること、また、プーリユニットに有利な非分離形軸受であることから、呼び接触角９０°の単列の深溝玉軸受が採用されている。

外輪２１、内輪２２は、それぞれ単列の軌道輪からなる。転動体２３は、玉からなる。すなわち、本実施形態の転がり軸受２０は、玉軸受である。また、外輪２１、内輪２２間は、外部からの異物侵入を防止するために一対のシール２５，２６によって密封されている。転がり軸受２０の内部は、グリースによって潤滑される。

転がり軸受２０のピッチ円径ＰＣＤは、外輪２１と内輪２２に正規に接触する各転動体２３の中心を通る仮想円周の直径に相当する。

プレスプーリ１０の外筒外径面１１ａの外径Ｄは、転がり軸受２０のピッチ円径ＰＣＤの１．８倍以上２．２倍以下である。ここで、転がり軸受２０のピッチ円径ＰＣＤに対する外筒外径面１１ａの外径Ｄの倍率をｎとしたとき、そのｎの値が転がり軸受２０の負荷容量とプレスプーリ１０の製造性に及ぼす影響について、図３に星取表で示す（以下、適宜、図１、図２参照）。同星取表において、項目：負荷容量の評価○は、外筒外径面の外径を拡大することなくプレスプーリの繋ぎ部を小さくして転がり軸受のサイズアップ（負荷容量の増大）が図れることを示し、評価×は、そのサイズアップが図れないことを示す。また、項目：製造の評価○は、プレスプーリの繋ぎ部のクラックや寸法管理に問題が生じないことを示し、評価×は、そのクラック等の問題が生じることを示す。同星取表の項目：負荷容量の評価結果に示されるように、外筒外径面１１ａの外径Ｄが転がり軸受２０のピッチ円径ＰＣＤの２．２倍を超えると、サイズが小さい転がり軸受２０となり、転がり軸受２０の負荷容量を増大させることが期待できない。一方、同星取表の項目：製造の評価結果に示されるように、外筒外径面１１ａの外径Ｄが転がり軸受２０のピッチ円径ＰＣＤの１．８倍未満であると、転がり軸受２０のサイズを大きくして転がり軸受２０の負荷容量を増大させることは可能だが、繋ぎ部１３の小さい剛性に優れたプレスプーリ１０をプレス加工するのに大きなプレス圧が必要となり、プレスプーリ１０の製造が困難となる。

すなわち、第一実施形態に係るプーリユニットは、外筒外径面１１ａの外径Ｄが転がり軸受２０のピッチ円径ＰＣＤの１．８倍以上２．２倍以下であるので、転がり軸受２０の負荷容量を増大させると共に、板厚ｔが１．６ｍｍ以上４．０ｍｍ以下で繋ぎ部１３の小さい剛性に優れたプレスプーリ１０として、プーリユニットの総合的な耐荷重性を向上させることができる。

また、第一実施形態に係るプーリユニットでは、外筒外径面１１ａの外径Ｄが転がり軸受２０のピッチ円径ＰＣＤの１．８倍以上２．２倍以下に設定されることにより、プーリユニット全体の断面高さに対してプレスプーリ１０の断面高さが占める割合を小さくすることができ、転がり軸受２０をサイズアップすることができる。また、プレスプーリ１０の板厚ｔを１．６ｍｍ以上４．０ｍｍ以下として当該板厚を厚くすることでプレスプーリ１０の負荷容量を増大させることができる。よって、同一の取付寸法のまま、プレスプーリ１０と転がり軸受２０双方の負荷容量を増大させることができる。

第一実施形態のようなプーリユニットは、自動車エンジンのクランクシャフトとカムシャフトの回転を同期させるベルト伝動装置や、クランクシャフトからの駆動力をオルタネータ、エアコンプレッサ等の補機の駆動軸に伝達するベルト伝動装置において、アイドラプーリやテンショナプーリとして採用することができる。ここで、アイドラプーリやテンショナプーリは、そのタイミングベルトの張力、補機駆動用ベルトの張力を適正に保つ他、カムプーリ、補機プーリ等の各プーリを駆動させるために必要な巻き角を確保するため、固定軸に取り付けられるものである。一般に、アイドラプーリやテンショナプーリとするプレスプーリは、転がり軸受を介して軸に支持される。その軸は、転がり軸受の内輪に嵌合する対向面部と、その内輪を軸方向に支持する軸肩部とを一体に有する。プレスプーリの内鍔部と軸肩部は、転がり軸受に対して同側に配置されている。外輪と、プレスプーリの内筒内径面とは圧入嵌合によって固定されている。その際の嵌合位置は、プレスプーリの内鍔部と接する位置に定められている。軸の対向面部に対する内輪の嵌合位置は、軸肩部と接する位置に定められている。

第一実施形態のプーリユニットでは、前提とするベルトの幅の中央位置が予め定められ、その前提の条件下で使用できるように設定されている。したがって、ベルトの幅の中央位置が前提の位置と異なる場合、プレスプーリ１０の内鍔部１４の位置や軸（図示省略）の軸肩部の位置を変更することにより、ベルトの張力を転がり軸受２０にバランスよく負荷することが可能である。

具体的には、ベルトの位置を内鍔部１４（軸肩部）側へ変更する、又はベルトの幅を内鍔部１４側へ拡大する場合、ベルトの幅の中央位置を前提の位置から内鍔部１４側へ移すことになる。このような仕様変更がなされる場合において、プレスプーリ１０及び軸の位置を同様に移すことが許されるときは、内鍔部１４及び軸肩部の各位置を変更することなく、その仕様変更に対応することが可能である。

一方、プレスプーリ１０と軸の一方の位置を移すことが許されないときは、その一方側である内鍔部１４又は軸肩部の位置を変更した新たなプレスプーリ又は軸を用意すれば、対応側の外輪２１又は内輪２２を適切に配置することが可能である。

さらに、プーリユニットに予め前述の仕様変更への対応性をもたせておけば、前述の新たなプレスプーリや軸が不要となり、コスト面で有利となる。その一例としての第二実施形態を図４に示す。なお、以下では、第一実施形態との相違点を述べるに留める。

第二実施形態に係るプーリユニットは、プレスプーリ３０の外筒部３１の外筒外径面３１ａに巻回されたベルトＢと、プレスプーリ３０の内筒部３２の内筒内径面３２ａに嵌合された転がり軸受２０との位置関係を調整するために採用されたリング４０をさらに備える。

第二実施形態に係るプーリユニットでは、コスト面を考慮し、転がり軸受２０として、日本工業規格で規定された主要寸法と寸法系列に準拠した標準的なものが採用されている。このため、外輪２１の幅と内輪２２の幅は、同幅に設定されており、転がり軸受２０の幅と実質的に同一である。ここで、幅は、その対象の軸方向の長さである。なお、このプーリ支持構造では、非分離形の転がり軸受２０として、両シール付の深溝玉軸受を例示したが、これに限定されず、転がり軸受をアンギュラ玉軸受、円筒ころ軸受等に変更することも可能である。

ベルトＢは、プレスプーリ３０の外筒部３１の外筒外径面３１ａに所定の巻き付け角で掛けられる伝動ベルトであり、例えば、補機駆動用ベルト、タイミングベルトである。補機駆動用ベルトとしては、軸方向に一定ピッチで並ぶＶ形のリブを有するＶリブドベルトが挙げられる。タイミングベルトとしては、歯付きベルトが挙げられる。

プレスプーリ３０の外筒外径面３１ａは、ベルトＢのベルト面に対応の形状を有し、そのベルト面を外筒外径面３１ａの任意の範囲に巻き付け可能な外周部位である。

プレスプーリ３０の外筒外径面３１ａに巻回されたベルトの幅Ｗ_１の中央位置と、転がり軸受２０の幅Ｗ_２の中央位置とは、同一の仮想ラジアル平面Ｖｐ上に配置されている。ここで、幅の中央位置は、その対象の幅を軸方向に二等分する位置のことをいう。

リング４０は、プレスプーリ３０の内筒内径面３２ａに対して繋ぎ部３３側から内鍔部３４側に向かって嵌合される。リング４０は、内筒内径面３２ａに対する外輪２１の嵌合位置を内鍔部３４から軸方向に規定距離Ｌだけ離れた位置に定める環状部品として構成されている。

その規定距離Ｌは、プレスプーリ３０の外筒外径面３１ａに巻回されたベルトＢの幅の中央位置と、内筒内径面３２ａに圧入された外輪２１の幅の中央位置とを同一の仮想ラジアル平面Ｖｐ上に配置可能な長さに設定されている。

リング４０と内筒内径面３２ａとの嵌め合いは、リング４０を内筒内径面３２ａの径方向支持により外輪２１と内鍔部３４間に維持できればよく、すきま嵌めでもよいし、圧入（しまり嵌め）でもよい。このプーリユニットの組み立てに際して、又はこのプーリユニットの組み立てに用いるプレスプーリ３０及び転がり軸受２０のユニット化に際して、リング４０の採否を選択することができる。

内筒内径面３２ａの幅は、外輪２１を径方向に受ける接触部の幅と、リング４０を径方向に受ける接触部の幅との合計幅よりも大きく設定されている。

転がり軸受２０の外輪２１が内鍔部３４に向かって内筒内径面３２ａに圧入され、その外輪２１がリング４０に接すると、外輪２１が内鍔部３４から規定距離Ｌのところで停止させられ、外輪２１の圧入が完了する。内筒内径面３２ａに対する外輪２１の嵌合位置（すなわち転がり軸受２０の嵌合位置）は、リング４０及び内鍔部３４によって定められる。リング４０を採用しない場合、外輪２１が内鍔部３４に接するまで圧入されると、外輪２１の圧入が完了し、外輪２１の嵌合位置が内鍔部３４によって定められる。

なお、この例では、規定距離Ｌを一個のリング４０の幅で規定したが、複数のリングの合計幅で規定することも可能である。

プレスプーリ３０の外筒外径面３１ａは、巻回されたベルトＢに対して内鍔部３４側（図において左側）に位置する予備域３１ｂを有する。その予備域３１ｂは、巻回されたベルトＢの位置を軸方向に内鍔部３４側へ規定距離Ｌの等倍長だけ寄せた仮想位置（図中に一点鎖線のベルトＢの位置で示す）と、巻回されたベルトの位置を軸方向に内鍔部３４側へ規定距離Ｌの２倍長だけ寄せた仮想位置（図中に二点鎖線のベルトＢの位置で示す）とのいずれの仮想位置においてもベルトＢを巻き付け可能であるように冗長に設けられている。

今、プレスプーリ３０の位置を図４において左側へ移すことなくベルトＢの幅の中央位置をプレスプーリ３０の左側へ移す仕様変更の一例として、図４のプレスプーリ３０に対するベルトＢの位置を規定距離Ｌの等倍長だけ左側へ移す仕様変更がなされる場合を考える。この場合、仕様変更後のベルトＢにおける幅の中央位置は、図４の仮想ラジアル平面Ｖｐ上の位置から軸方向に規定距離Ｌの等倍長だけ左側に寄った位置（一点鎖線の仮想位置）となる。そこで、リング４０を採用せず、内筒内径面３２ａに対する外輪２１の嵌合位置を内鍔部３４に接する位置（つまり図１の外輪２１の嵌合位置相当）に変更すれば、外輪２１の幅の中央位置を図４の位置から左側へ規定距離Ｌの等倍長だけ移す調整を行うことができる。これにより、一点鎖線の仮想位置に巻回された仕様変更後のベルトＢの幅の中央位置と、転がり軸受２０の幅の中央位置とが、同一の仮想ラジアル平面上に配置されることになる。

次に、プレスプーリ３０の位置を図４において左側へ移すことなくベルトＢの幅の中央位置をプレスプーリ３０の左側へ移す仕様変更の別例として、図４のプレスプーリ３０に巻回されるベルトを変更し、図４のベルトＢに比して規定距離Ｌの２倍長だけ左側へ幅を拡大した広幅ベルトに変更する仕様変更がなされる場合を考える。この場合、その広幅ベルトにおける幅の左端は、二点鎖線の仮想位置における左端に移り、その広幅ベルト幅の中央位置は、幅拡大分の半分（つまり規定距離Ｌの等倍長）だけ左側へ移ることになる。したがって、この場合も、リング４０を採用せず、内筒内径面３２ａに対する外輪２１の嵌合位置を内鍔部３４に接する位置に変更すれば、広幅ベルトの幅の中央位置と、転がり軸受２０の幅の中央位置とが、同一の仮想ラジアル平面上に配置されることになる。

なお、図４の転がり軸受２０の嵌合位置を図１の位置へ移すには、内輪２２の位置も外輪２１と同じく規定距離Ｌの等倍長だけ左側へ移す必要がある。内輪２２に嵌め合う嵌合部Ｓ１と軸肩部Ｓ２とを一体に有する軸Ｓの変更を行うことなく軸Ｓの位置を規定距離Ｌの等倍長だけ左側へ移すか、軸の位置を移さずに内輪２２の嵌合位置を規定距離Ｌの等倍長だけ変更する（例えば、軸肩部の位置を左側へ移した軸に変更する）ことにより、図４の内輪２２の位置を図１の位置へ変更することが可能である。

上述のように、第二実施形態に係るプーリユニットは、プレスプーリ３０の外筒外径面３１ａに巻回されたベルトＢの幅の中央位置と、転がり軸受２０の幅の中央位置とが同一の仮想ラジアル平面Ｖｐ上に配置されているため、内筒内径面３２ａに対する転がり軸受２０の嵌合位置がベルトＢの張力を適切に負荷できる位置に定められている。また、プレスプーリ３０の外筒外径面３１ａがベルトＢから内鍔部３４側に予備域３１ｂを有するため、プレスプーリ３０の位置を移すことなくベルトＢの幅の中央位置を内鍔部３４側へ変える仕様変更がなされる場合、その予備域３１ｂを利用してベルトＢをプーリ１０の外筒外径面３１ａ～３１ｂに巻き付けることが可能である。さらに、外輪２１と同じく内筒内径面３２ａに嵌合されたリング４０のスペースを外輪２１の嵌合位置を調整するために利用可能であるため、前述の仕様変更に応じてリング４０の採否や規定距離Ｌを変更することにより、プレスプーリ３０を変更することなく、仕様変更後におけるベルトの幅の中央位置と、外輪２１の幅の中央位置とが同一の仮想ラジアル平面上になるように調整して、外輪２１の嵌合位置を適切に定めることができる。

したがって、第二実施形態に係るプーリユニットは、プレスプーリ３０の位置を内鍔部３４側へ移すことなくベルトの幅の中央位置を規定距離Ｌに基づいて内鍔部３４側へ変える仕様変更に対応のプーリユニットとする際、プレスプーリ３０を変更することなく外輪２１の嵌合位置を適切に定めることができ、ひいては、その仕様変更の前後で同一仕様のプレスプーリ３０を採用することが可能になるから、プレスプーリ３０のコストを抑えてプーリユニットを安価にすることも可能になる。

また、第二実施形態に係るプーリユニットは、図４のベルトＢの位置を規定距離Ｌの等倍長だけ内鍔部３４側へ寄せた仮想位置（一点鎖線の仮想位置参照）にベルトＢを巻き付け可能であるから、ベルトＢの位置を規定距離Ｌと同等に内鍔部３４側へ変える仕様変更がなされるとき、リング４０を採用せずに外輪２１の嵌合位置を内鍔部３４で直接に定め、その仕様変更後におけるベルトＢの幅の中央位置と転がり軸受２０の幅の中央位置とを同一の仮想ラジアル平面上に配置することができる。

また、第二実施形態に係るプーリユニットは、図４のベルトＢの位置を規定距離Ｌの２倍長だけ内鍔部３４側（左側）へ寄せた仮想位置（二点鎖線の仮想位置参照）にベルトＢを巻き付け可能であるから、ベルトＢの幅を内鍔部３４側へ規定距離の２倍長だけ拡大する仕様変更がなされるときも、リング４０を採用せずに外輪２１の嵌合位置を内鍔部３４で直接に定め、その仕様変更後におけるベルトの幅の中央位置と転がり軸受２０の幅の中央位置とを同一の仮想ラジアル平面上に配置することができる。

第二実施形態では、平面プーリを想定したが、リブ付きプーリにする場合、前述の規定距離Ｌは、リブ及び溝のピッチとの関係に基づいて設定すればよいだけのことである。その変更例を図５に示す。

図５に示すベルトＢ´は、プレスプーリの外筒外径面５１に対面するベルト面において、軸方向に一定ピッチで並ぶＶ形のリブＢ１を有する。一方、外筒外径面５１は、軸方向に一定の溝ピッチＰで形成された複数の溝５１ａ、５２ｂ・・・を有する。溝５１ａ等は、リブＢ１に対応のＶ形である。外筒外径面５１が有する溝数は、ベルトＢ´のリブ数よりも多く設定されている。

溝５１ａ等は、図４の外筒外径面に対してプレス加工されている。

図５においてベルトＢ´から左側に位置する溝５１ａ，５１ｂは、外筒外径面５１の予備域を形成している。図５のベルトＢ´の位置を軸方向に左側へ溝ピッチＰの１倍だけ寄せた仮想位置は、図４の一点鎖線の仮想位置に相当する。また、ベルトＢの位置を左側へ溝ピッチＰの２倍分だけ寄せた仮想位置は、図４の二点鎖線の仮想位置に相当する。

前述の規定距離Ｌは、溝ピッチＰの整数ｎ倍又はｎ／２倍の長さに設定すればよい。また、外筒外径面５１の予備域には、ｎ本又は２ｎ本以上の溝５１ａ等が位置すればよい。

このように規定距離Ｌが溝ピッチＰのｎ倍の長さであって、ｎ本以上の溝５１ａ，５１ｂが予備域に位置する場合には、プレスプーリの位置を移すことなくベルトＢ´の位置を左側（内鍔部側相当）へｎピッチ分変える仕様変更への対応性をもたせたプーリユニットにすることができる。また、規定距離Ｌが溝ピッチＰのｎ倍の長さであって、２ｎ本以上の溝５１ａ，５１ｂが外筒外径面５１の予備域に位置する場合には、リブ数を左側へｎ本増やした比較的広幅のＶリブドベルトに変更する仕様変更への対応性をもたせたプーリユニットにすることができる。また、規定距離Ｌが溝ピッチのｎ／２倍の長さであって、ｎ本以上の溝が外筒外径面５１の予備域に位置する場合も、リブ数を左側へｎ本増やした比較的広幅のＶリブドベルトに変更する仕様変更への対応性をもたせたプーリユニットにすることができる。なお、図５例では、溝ピッチＰが規定距離Ｌの等倍長であるｎ＝１の場合を例示している。

図４に示すリング４０は、単純な円環体のものを例示したが、リング４０は、ダストカバーを兼ねるものであってもよい。その一例としての第三実施形態を図６に示す。

第三実施形態に係るリング６０は、外輪２１と内鍔部３４とで軸方向に挟まれた嵌合環部から内方へ延びる形状である。リング６０のうち、内鍔部３４よりも内方に位置するダストカバー部分は、軸肩部Ｓ２の外径面に向かって内鍔部３４側へ傾斜した形状である。これにより、軸肩部Ｓ２の外径面とリング６０との間の隙間を小さくしている。その隙間は、例えば、１．５ｍｍ以下に設定される。リング６０が内筒部３２及び外輪２１と一体に回転するため、リング６０のダストカバー部分に付着した泥水等の異物は、遠心力により、外部へ排出され易い。このように、第三実施形態に係るプーリユニットは、外部からの異物浸入を防止するダストカバーを兼ねたリング６０を採用しているので、内鍔部３４側（軸肩部Ｓ２）側の耐水性をリング６０で向上させることができる。

図１に示すプーリユニットを自動車エンジンのサーペンタイン方式のベルト伝動装置に採用した一例を図７に模式的に示す。

図７に示すベルト伝動装置は、クランク軸１０１に取り付けられた駆動プーリユニット１０２と、オルタネータ等の複数の補機の回転軸１０３，１０４にそれぞれ取り付けられた補機用プーリユニット１０５，１０６と、テンションプーリユニット１０７と、油圧式オートテンショナ１０８と、プーリアーム１０９とを備える。

駆動プーリユニット１０２、補機用プーリユニット１０５，１０６のそれぞれにベルトＢが巻回され、その１本のベルトＢによって複数の補機が同時に駆動される。

テンションプーリユニット１０７には、ベルトＢが接触する。プーリアーム１０９は、テンションプーリユニット１０７を回転自在にすると共に、揺動可能になっている。油圧式オートテンショナ１０８は、プーリアーム１０９に連結されている。

油圧式オートテンショナ１０８は、テンションプーリユニット１０７がベルトＢを押圧する方向にプーリアーム１０９を付勢すると共に、ベルトＢの張力変化を吸収してベルトＢの張力を一定に保つようになっている。補機用プーリユニット１０５，１０６、テンションプーリユニット１０７は、図１に示すプーリユニットに該当するものである。アイドラプーリユニット１１０は、図４に示すプーリユニットに該当するものである。これらプーリユニット１０５～１０７，１１０は、総合的な耐荷重性を向上させたものなので、ベルトＢの張力が高まることを許容することができ、サーペンタイン方式のベルト伝動装置を備える自動車エンジンのダウンサイジング化に伴う更なる気筒数減少や、補機類の電動化に伴うオルタネータの更なる負荷増大にも対応することができる。

また、アイドラプーリユニット１１０は、ベルトＢの走行位置を図中手前側（図４の左側相当）に移す仕様変更のとき、前述のリングの採否で転がり軸受とベルトＢの互いの幅の中央位置を一致させるように調整し、その調整範囲内では、共通仕様のプレスプーリを採用し、低コスト化を図ることができる。

今回開示された実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。したがって、本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

１０，３０ プレスプーリ
１１，３１ 外筒部
１１ａ，３１ａ，５１ 外筒外径面
１１ｂ 外筒内径面
１２，３２ 内筒部
１２ａ，３２ａ 内筒内径面
１２ｂ 内筒外径面
１３，３３ 繋ぎ部
１３ａ 曲面
１４，３４ 内鍔部
２０ 転がり軸受
３１ｂ 予備域
４０，６０ リング
５１ａ，５１ｂ 溝
１０５，１０６ 補機用プーリユニット
１０７ テンションプーリユニット
１１０ アイドラプーリユニット
Ｂ，Ｂ´ ベルト
Ｄ 外径
Ｌ 規定距離
ｔ 板厚
ＰＣＤ ピッチ円径

Claims (6)

1. プレスプーリ（１０）と、前記プレスプーリ（１０）に取り付けられた転がり軸受（２０）とを備え、
   前記プレスプーリ（１０）が、外筒部（１１）と、前記外筒部（１１）の内方に位置する内筒部（１２）と、前記外筒部（１１）と前記内筒部（１２）とを繋ぐ繋ぎ部（１３）とを有し、
   前記外筒部（１１）が、ベルト（Ｂ）に接触する外筒外径面（１１ａ）を有し、
   前記内筒部（１２）が、前記転がり軸受（２０）に嵌合する内筒内径面（１２ａ）を有し、
   前記繋ぎ部（１３）が、前記外筒部（１１）の内径面（１１ｂ）と前記内筒部（１２）の外径面（１２ｂ）の軸方向一端同士を繋ぐ単一の曲面（１３ａ）を有するプーリユニットにおいて、
   前記外筒外径面（１１ａ）の外径が、前記転がり軸受（２０）のピッチ円径（ＰＣＤ）の１．８倍以上２．２倍以下であることを特徴とするプーリユニット。
2. 前記内筒部（３２）の前記内筒内径面（３２ａ）に嵌合されたリング（４０，６０）をさらに備え、
   前記プレスプーリ（３０）が、前記内筒部（３２）から内側に曲がった内鍔部（３４）を有し、
   前記リング（４０，６０）が、前記内筒内径面（３２ａ）に対する前記転がり軸受（２０）の嵌合位置を前記内鍔部（３４）から軸方向に規定距離（Ｌ）だけ離れた位置に定めるように配置されており、
   前記外筒部（３１）の前記外筒外径面（３１ａ，５１）に巻回されたベルト（Ｂ，Ｂ´）の幅（Ｗ_１）の中央位置と、前記転がり軸受の幅（Ｗ_２）の中央位置とが、同一の仮想ラジアル平面（Ｖｐ）上に配置されており、
   前記外筒外径面（３１ａ，５１）が、前記巻回されたベルト（Ｂ，Ｂ´）から前記内鍔部（３４）側に位置する予備域（３１ｂ）を有する請求項１に記載のプーリユニット。
3. 前記プレスプーリ（３０）の前記予備域（３１ｂ）が、前記巻回されたベルト（Ｂ，Ｂ´）の位置を軸方向に前記内鍔部（３４）側へ前記規定距離（Ｌ）の等倍長だけ寄せた仮想位置と、前記巻回されたベルト（Ｂ，Ｂ´）の位置を軸方向に前記内鍔部（３４）側へ前記規定距離（Ｌ）の２倍長だけ寄せた仮想位置とのうち、少なくとも一方の仮想位置に前記ベルト（Ｂ，Ｂ´）を巻き付け可能に設けられている請求項２に記載のプーリユニット。
4. 前記繋ぎ部（１３）が、前記外筒部（１１）と前記内筒部（１２）の軸方向一端同士を繋ぐ環状部からなり、
   前記外筒部（１１）が、前記外筒外径面（１１ａ）に沿って軸方向に延びる外筒内径面（１１ｂ）を有し、
   前記内筒部（１２）が、前記内筒内径面（１２ａ）に沿って軸方向に延びる内筒外径面（１２ｂ）を有し、
   前記繋ぎ部（１３）が、前記外筒内径面（１１ｂ）と前記内筒外径面（１２ｂ）の軸方向一端同士を繋ぐ単一の曲面（１３ａ）を有する請求項１から３のいずれか１項に記載のプーリユニット。
5. 前記プレスプーリ（１０）を形成する素材の板厚（ｔ）が、１．６ｍｍ以上４．０ｍｍ以下である請求項１から４のいずれか１項に記載のプーリユニット。
6. 自動車エンジンの補機駆動用の前記ベルト（Ｂ）が前記外筒外径面（１１ａ）に巻回される請求項１から５のいずれか１項に記載のプーリユニット。

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