JPH10314877A - 多段プーリおよびその製造方法 - Google Patents
多段プーリおよびその製造方法Info
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- JPH10314877A JPH10314877A JP9124488A JP12448897A JPH10314877A JP H10314877 A JPH10314877 A JP H10314877A JP 9124488 A JP9124488 A JP 9124488A JP 12448897 A JP12448897 A JP 12448897A JP H10314877 A JPH10314877 A JP H10314877A
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- F16H55/00—Elements with teeth or friction surfaces for conveying motion; Worms, pulleys or sheaves for gearing mechanisms
- F16H55/32—Friction members
- F16H55/36—Pulleys
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- Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
- Y10T29/49453—Pulley making
- Y10T29/4946—Groove forming in sheet metal pulley rim
Abstract
しつつ、機械的強度の向上を図った多段プーリおよびそ
の製造方法を提供する。 【解決手段】 多段プーリの連結部に対応するパイプ材
10の部位を、第2押圧ローラ14にて押圧しながら、
パイプ材10を軸方向に押し潰して、多段プーリの第
1、2リム、第1、2ウェブおよび連結部を一体成形す
る。これにより、スリ割り加工をすることなく、多段プ
ーリを成形することができる。
Description
掛けられる多段プーリに関するものであり、車両エンジ
ンの駆動力を車両用冷凍サイクルの圧縮機に伝達すプー
リに用いて有効である。
動する際に用いられる多段プーリの形状は、例えば図1
1に示すものが良く知られている。具体的には、ベルト
が掛けられる第1、2リム111、121を同軸状に連
結するとともに、いずれか一方のリムの端部側(図11
では第2リム121の右側端部)にウェブ123を設け
ている。そして、この多段プーリは、ウェブ123の径
内方側を電磁クラッチのロータ140等の回転体に溶接
されることにより保持固定される。
段プーリでは、ウェブ123およびウェブ123と第2
リム121との連結部位には、第2リム121に作用す
る張力(テンション)に伴う第2曲げ応力に加えて、第
1リム111に作用する張力に伴う第1曲げ力が発生す
る。このため、上記した多段プーリでは、ウェブ123
およびウェブと第2リム121との連結部位に応力が集
中し易いので、この部位の機械的強度を向上させる必要
がある。
ェブ123およびウェブ123と第2リム121との連
結部位の肉厚を単純に厚くするといった手段では、多段
プーリの質量増加、および材料の増加に伴う製造原価を
招いてしまう。本発明は、上記点に鑑み、多段プーリの
質量増加および製造原価を抑制しつつ、多段プーリの機
械的強度の向上を図ることを目的とする。
成するために、以下の技術的手段を用いる。請求項1に
記載の発明では、第1リム(111)の側面のうち第2
リム(121)側に面する部位に連結された第1ウェブ
(113)と、第2リム(121)の側面のうち第1リ
ム(111)側に面する部位に連結された第2ウェブ
(123)と、両ウェブ(113、123)の径内方側
端部を連結する、円筒状の連結部(130)とを備えて
おり、両リム(111、121)、両ウェブ(113、
123)および連結部(130)は、円筒状のパイプ材
(10)を塑性変形させることにより一体成形されてい
ることを特徴とする。
る張力による第1曲げモーメントは、第1ウェブ(11
3)を介して連結部(130)が受けることとなる。同
様に、第2リム(121)に作用する張力による第2曲
げモーメントは、第2ウェブ(123)を介しておよび
連結部(130)が受けることとなる。このため、第1
曲げモーメントが、第2ウェブ(123)および第2リ
ム(121)と第2ウェブ(123)との連結部位に直
接作用しないので、第2ウェブ(123)および第2リ
ム(121)と第2ウェブ(123)との連結部位にお
ける、第1曲げモーメントによる第1曲げ応力を緩和す
ることができる。同様に、第1ウェブ(113)および
第1リム(111)と第1ウェブ(113)との連結部
位における、第2曲げモーメントによる第2曲げ応力を
緩和することができる。
3)、および各ウェブ(113、123)と各リム(1
11、121)との連結部位の肉厚を厚くする必要がな
いので、多段プーリの質量増加および製造原価を抑制し
つつ、多段プーリの機械的強度の向上を図ることができ
る。請求項2〜4に記載の発明では、連結部(130)
に対応するパイプ材(10)の部位を押圧ローラ(1
3、14)にて押圧しながら、パイプ材(10)をパイ
プ材(10)の軸方向に押し潰して、両リム(111、
121)、両ウェブ(113、123)および連結部
(130)を成形することを特徴とする。
ず、一般的な多段プーリの製造方法としては、特開昭6
1−132238号公報に記載のごとく、略円板状の金
属製多段プーリ素材にスリ割り加工を施すことにより複
数のリムを成形する方法が知られている。しかし、スリ
割り加工にて複数のリムを成形する方法では、多段プー
リ素材をスリ割るスリ割りローラの先端の磨耗が大きい
ため、スリ割りローラの寿命が短いという問題がある。
を行うのではなく、押圧ローラ(13、14)にて押圧
しながら、パイプ材(10)の軸方向にパイプ材(1
0)を押し潰すことにより、複数のリムを同時に成形す
るのみならず、両ウェブ(113、123)および連結
部(130)を成形するので、スリ割りローラを必要と
しない。したがって、スリ割りローラの先端が磨耗する
といった問題は発生しないばかりか、多段プーリの成形
に使用するローラの長寿命化を図ることができる。
先端で多段プーリ素材の結晶をすべり変形(流動)させ
て塑性変形させるので、すべり変形量(加工度)が必然
的に大きくなってしまう。このため、リムにおける加工
硬化が大きくなり、リムに溝を成形する溝成形ローラの
寿命が短くなるという問題が発生する。これに対して、
本発明では、多段プーリ素材であるパイプ材(10)の
うち、結晶がすべり変形(塑性変形)するのは、主に、
各リム(111、121)と各ウェブ(113、12
3)との連結部位、および各ウェブ(113、123)
と連結部(130)との連結部位である。
1、121)における結晶のすべり変形量(加工度)が
小さいので、各リム(111、121)における加工硬
化が小さくなり、溝成形ローラの長寿命化を図ることが
できる。また、スリ割り加工では、略円板状の多段プー
リ素材から多段プーリを成形するので、後述するよう
に、ロータ等の回転体を多段プーリの中心に挿入した状
態で多段プーリを使用する場合には、略円板状の多段プ
ーリ素材の中心部を打ち抜く等して多段プーリ素材の一
部を除去する必要がある。
0)を塑性変形させることによって多段プーリを成形し
ているので、パイプ材(10)の一部を除去する必要が
ない。したがって、多段プーリの成形にあたって、除去
する無駄な材料が発生しないので、多段プーリの製造原
価低減を図ることができる。ところで、両リム(11
1、121)の各溝(112、122)は、溝成形ロー
ラにより両リム(111、121)を構成する材料の結
晶をすべり変形(塑性変形)させて成形されるので、両
リム(111、121)の一部が、両ウェブ(113、
123)間の隙間(131)を縮小させるようにすべり
変形(流動)しようとする。
って、溝成形ローラの先端にすべり変形(流動)方向の
応力(せん断応力)が作用してしまうので、溝成形ロー
ラの寿命低下を招いてしまうおそれがある。そこで、請
求項3に記載の発明では、プーリ成形工程が終了した
後、保持ローラ(15)の側面を両ウェブ(113、1
23)に接触させた状態で、溝成形ローラ(16)によ
り各溝(112、122)を各リム(111、121)
に成形することを特徴とする。
一部が、隙間(131)を縮小させるようにすべり変形
(流動)することを保持ローラ(15)により規制する
ことができるので、溝成形ローラ(16)の先端に、す
べり変形(流動)方向の応力(せん断応力)が作用する
ことを防止することができる。したがって、溝成形ロー
ラの長寿命化を図ることできる。
(15)を両ウェブ(113、123)に接触させた後
に、溝成形ローラ(16)により前記各溝(112、1
22)成形することを特徴とする。これにより、両リム
(111、121)の一部が隙間(131)を縮小させ
るようにすべり変形(流動)することを確実に規制する
ことができるので、より一層、溝成形ローラの長寿命化
を図ることできる。
する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すもの
である。
動力を車両用冷凍サイクルの圧縮機に伝達する際に用い
られる多段プーリに本発明を適用したものであって、図
1は本実施形態に係る多段(2段)プーリ100の断面
を示している。図1中、111は第1ベルト(図示せ
ず)が掛けられる第1溝112を有する第1リムであ
り、121は第2ベルト(図示せず)が掛けられる第2
溝122を有する第2リムである。そして、両リム11
1、121は、互いに所定の隙間を有して同軸状に並ん
で形成されており、第1リム111および第1溝112
により第1プーリ110を構成し、第2リム121およ
び第2溝122により第2プーリ120を構成してい
る。
ム121側に面する部位には、第1リム111の径内方
側に向かって突出して延びる円板状の第1ウェブ113
が連結され、一方、第2リム121の側面のうち第1リ
ム111側に面する部位には、第2リム121の径内方
側に向かって突出して延びる略円板状の第2ウェブ12
3が連結されている。
側端部は、両ウェブ113、123を保持する略円筒状
の連結部130に連結されており、この連結部130、
両リム111、121および両ウェブ113、123
は、後述するように、円筒状の金属製(本実施形態で
は、SPCC材)パイプ材10を塑性変形させることに
より一体成形されている。
ーリ100を電磁クラッチ(図示せず)のロータ(回転
体)140に組付けた状態を示しており、この二重円筒
状のロータ140の外筒に141は、連結部130に溶
接固定され、内筒142には軸受143が圧入固定され
ている。次に、本実施形態に係る多段プーリ100の製
造方法について、その工程順に述べる。
に、パイプ材10の軸方向両端側から第1、2心金1
1、12により押圧してチャキングする(チャキング工
程)。なお、第1、2心金11、12のうちパイプ材1
0の軸方向両端(以下、パイプ端と呼ぶ。)10aに対
応する部位には、パイプ端10aの第1、2心金11、
12に対する変位を規制する係止部(変位規制部)11
a、12aが形成されている。
で、第1、2心金11、12を回転させてパイプ材10
を回転させ、パイプ材10の外壁のうち連結部130に
対応する部位を、図4に示すように、第1押圧ローラ1
3によりパイプ材10の外壁側から径内方側に向けて押
圧しながら、第1、2心金11、12によりパイプ材1
0をパイプ材10の軸方向に押し潰すようして塑性変形
させていく(第1プーリ成形工程)。
態まで進行したときに、図5、6に示すように、第1押
圧ローラ13に代えて第2押圧ローラ14によりパイプ
材10の外壁側を押圧し、両リム111、121、両ウ
ェブ113、123および連結部130を成形する(第
2プーリ成形工程)。そしてさらに、パイプ材10の塑
性変形が進み、第2プーリ成形工程が完了したときに、
図7に示すように、第2押圧ローラ14に代えて保持ロ
ーラ15をウェブ113、123および連結部130に
より形成される溝部131(図1、2参照)に挿入し、
保持ローラ15の側面を両ウェブ113、123に接触
させる(保持ローラ接触工程)。
13、123に接触させた状態で、図8に示すように、
保持ローラ15と反対側から溝成形ローラ16を各リム
111、121に押圧してゆき、各溝112、122を
成形する(溝成形工程)。次に、本実施形態の特徴を述
べる。本実施形態に係る多段プーリ100では、第1、
2リム111、121、第1、2ウェブ113、123
および連結部130は、円筒状のパイプ材10を塑性変
形させることにより一体成形されているので、第1リム
111に作用する張力による第1曲げモーメントは、第
1ウェブ113を介して連結部(130)が受けること
となる。同様に、第2リム121に作用する張力による
第2曲げモーメントは、第2ウェブ123を介しておよ
び連結部130が受けることとなる。
ェブ123および第2リム121と第2ウェブ123と
の連結部位に直接作用しないので、第2ウェブ123お
よび第2リム121と第2ウェブ123との連結部位に
おける、第1曲げモーメントによる第1曲げ応力を緩和
することができる。同様に、第1ウェブ113および第
1リム111と第1ウェブ113との連結部位におけ
る、第2曲げモーメントによる第2曲げ応力を緩和する
ことができる。
び各ウェブ113、123と各リム111、121との
連結部位の肉厚を厚くする必要がないので、多段プーリ
の質量増加および製造原価を抑制しつつ、多段プーリの
機械的強度の向上を図ることができる。また、本実施形
態のごとく、多段プーリ100の使用状態において、連
結部130がロータ140に溶接固定された場合には、
連結部130にて第1曲げモーメントが第2ウェブ12
3および第2リム121と第2ウェブ123との連結部
位に伝達することを遮断することができるので、これら
の部位において第1曲げモーメントによる応力が発生す
ることを略完全に防止することができる。同様に、第1
ウェブ113および第1リム111と第1ウェブ113
との連結部位に、第2曲げモーメントによる応力が発生
することも略完全に防止することができる。
応するパイプ材10の部位を、押圧ローラ13、14に
て押圧しながらパイプ材10を軸方向に押し潰して、第
1、2リム111、121、第1、2ウェブ113、1
23および連結部130を成形するので、前述のごと
く、スル割り加工にて多段プーリを成形する方法に比べ
て、多段プーリの成形に使用するローラの長寿命化を図
ることができる。
略円板状の多段プーリ素材の中心部を打ち抜く等して多
段プーリ素材の一部を除去する必要があるのに対して、
本実施形態では、パイプ材10を塑性変形させることに
よって多段プーリを成形しているので、パイプ材10の
一部を除去する必要がない。したがって、多段プーリの
成形にあたって、除去する無駄な材料が発生しないの
で、多段プーリの製造原価低減を図ることができる。
程が終了した後、保持ローラ15の側面を第1、2ウェ
ブ113、123に接触させた状態で、溝成形ローラ1
6により各溝112、122を各リム111、121に
成形するので、保持ローラ15により第1、2リム11
1、121の一部が隙間131を縮小させるようにすべ
り変形(流動)することを規制することができる。
べり変形(流動)方向の応力(せん断応力)が作用しな
いので、溝成形ローラ16の長寿命化を図ることでき
る。また、溝成形工程時に隙間131を縮小させるよう
に塑性変形することを防止することができるので、隙間
131(多段プーリ)の仕上がり寸法精度を向上させる
ことできる。
40に溶接する際に、溶接用ノズルを隙間131に確実
に挿入することができるので、溶接作業性の低下を未然
に防止することができる。また、保持ローラ15を第
1、2ウェブ113、123に接触させた後に、溝成形
ローラ16により各溝112、122成形するので、第
1、2リム111、121の一部が隙間131を縮小さ
せるようにすべり変形(流動)することを確実に規制す
ることができる。延いては、より一層、溝成形ローラ1
6の長寿命化を図ることできる。
ローラ13による第1プーリ成形工程を経た後に、第2
押圧ローラ14による第2プーリ成形工程を行ったが、
第1プーリ成形工程を廃止し、チャキング工程の次に第
2プーリ成形工程を行ってもよい。また、第2押圧ロー
ラ14のうち、第1、2リム111、121に相当する
部位に、図9に示すように、溝112、122を仮成形
する溝成形部16aを形成してもよい。
触工程後に溝成形工程を行ったが、両工程を同時に行っ
てもよい。また、上述の実施形態に係る多段プーリ10
0のごとく、第1プーリ110と第2プーリ120との
径寸法が異なる場合には、図10に示すように、円錐円
筒状のパイプ材10から多段プーリを成形してもよい。
図である。
ある。
ある。
溝、113…第1ウェブ、121…第2リム、122…
第2溝、123…第2ウェブ、130…連結部。
Claims (5)
- 【請求項1】 複数本のベルトが掛けられる多段プーリ
であって、 第1ベルトが掛けられる第1溝(112)を有する第1
リム(111)と、 前記第1リム(111)と所定の隙間(131)を有し
て同軸状に並んで形成され、第2ベルトが掛けられる第
2溝(122)を有する第2リム(121)と、 前記第1リム(111)の側面のうち前記第2リム(1
21)側に面する部位に連結され、前記第1リム(11
1)の径内方側に向かって突出して延びる円板状の第1
ウェブ(113)と、 前記第2リム(121)の側面のうち前記第1リム(1
11)側に面する部位に連結され、前記第2リム(12
1)の径内方側に向かって突出して延びる円板状の第2
ウェブ(123)と、 前記両ウェブ(113、123)の径内方側端部を連結
するとともに、前記両ウェブ(113、123)を保持
する円筒状の連結部(130)とを備え、 前記両リム(11、121)、前記両ウェブ(113、
123)および前記連結部(130)は、円筒状の金属
製パイプ材(10)を塑性変形させることにより一体成
形されていることを特徴とする多段プーリ。 - 【請求項2】 請求項1に記載の多段プーリの製造方法
であって、 前記パイプ材(10)を前記パイプ材(10)の軸方向
両端側から押圧してチャキングするチャッキング工程
と、 前記パイプ材(10)をチャキングした状態で前記パイ
プ材(10)を回転させ、前記パイプ材(10)の外壁
のうち前記連結部(130)に対応する部位を、前記パ
イプ材(10)の径内方側に向けて押圧ローラ(13、
14)にて押圧しながら、前記パイプ材(10)を前記
パイプ材(10)の軸方向に押し潰し、前記両リム(1
11、121)、前記両ウェブ(113、123)およ
び前記連結部(130)を成形するプーリ成形工程とを
有することを特徴とする多段プーリの製造方法。 - 【請求項3】 前記プーリ成形工程が終了した後、保持
ローラ(15)の側面を前記両ウェブ(113、12
3)に接触させた状態で、溝成形ローラ(16)により
前記各溝(112、122)を前記各リム(111、1
21)に成形する溝成形工程を有することを特徴とする
請求項2に記載の多段プーリの製造方法。 - 【請求項4】 前記溝成形工程において、前記保持ロー
ラ(15)を前記両ウェブ(113、123)に接触さ
せた後に、前記溝成形ローラ(16)により前記各溝
(112、122)成形することを特徴とする請求項3
に記載の多段プーリの製造方法。 - 【請求項5】 請求項1に記載の多段プーリの製造装置
であって、 前記パイプ材(10)を前記パイプ材(10)の軸方向
両端側から押圧し、前記パイプ材(10)をチャキング
する第1、2心金(11、12)と、 前記両心金(11、12)のうち前記パイプ材(10)
の軸方向両端である、パイプ端(10a)に対応する部
位に形成され、前記パイプ端(10a)の前記両心金
(11、12)に対する変位を規制する変位規制部(1
1a、12a)と、 前記パイプ材(10)の外壁のうち前記連結部(13
0)に対応する部位を、前記パイプ材(10)の径内方
側に向けて押圧する押圧ローラ(13、14)とを有
し、 前記パイプ材(10)をチャキングした状態で前記パイ
プ材(10)を回転させ、前記パイプ材(10)を前記
押圧ローラ(13、14)により押圧しながら、前記パ
イプ材(10)を前記両心金(11、12)により前記
パイプ材(10)の軸方向に押し潰し、前記両リム(1
11、121)、前記両ウェブ(113、123)およ
び前記連結部(130)を成形すること特徴とする多段
プーリの製造装置。
Priority Applications (2)
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ID=14886760
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