JPS6311091B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は冷間加工による鈑金製のＶプーリーの
製造方法に係り、さらに詳しくはプレス加工によ
つて先ず円筒体を形成し、次に回転成形加工（通
称スピニング加工という）によつてＶプーリーを
製造する方法に関するものである。

一般に冷間加工による鈑金製Ｖプーリーの製造
方法ならびにその装置の一つは、プレス加工のみ
で成形する方式及びゴムないし液圧によるバルジ
加工の方式がある。例えば特公昭46−4886号公報
の製造方法や特公昭51−72号公報の製造装置等が
これに属する。これらの方式は、金型が高価で、
割り型の跡もつき、また製品の寸法精度も悪く、
コーナー部は肉薄、脆弱となる欠点がある。

もう一つの方式は、特開昭52−142658号の如く
先ず平板鋼板を円形に打ち抜いて円筒体の形状に
プレス加工した後に、特開昭52−142659号の如く
回転成形加工によつてＶ溝を形成する方式であ
る。この回転成形加工は、Ｖ溝成形用の“へら絞
りローラー”をあてる方法で、一般にスピニング
加工と称されている。本発明もこの方式に属する
ものではあるが、わが国で広く利用されている方
式の一つは、特公昭43−16239号公報関連の方法
である。即ちこの関連の方法は、逆絞りして環状
凹溝を形成させ、これを押し拡げてＶ溝を形成さ
せる製造方法であり、その製造装置は一軸一型か
らなり、駆動装置により歯車とカムを介して押圧
する機構になつている点に特徴がある。しかしこ
の方法による製品は、成形品の頂部が脆弱となり
（必要とあらば特公昭53−3354号公報の第１列第
33行から第２列第30行を参照）、然も同じく寸法
精度の悪いことが欠点である。この点特公昭44−
20864号公報も前者の欠点を有するものであり、
また被成形品を内側からもローラーで押圧する方
式の特開昭48−34071号公報ならびに特開昭50−
84456号公報の製造方法と装置も、多段Ｖプーリ
ーの製造には有効であるが、やはり後者の欠点を
有するものである。

叙上の事情に鑑み、本発明のＶプーリーの製造
方法は、回転成形法によりＶ溝頂部が堅牢で、然
も寸法精度の良好且つ安価なＶプーリーの提供を
主目的とするものである。

本発明でいう凸状と凹状は、回転成形加工に使
用される金型の素材に接する表面部の断面形状を
指している。従つて具体的には、凸状とは円筒体
金型の素材に接する表面部が凸状の突起段付き円
筒体となつており、また凹状とは円筒体金型の素
材に接する表面部が凹状のくぼみ段付き円筒体と
なつている形状をさすものであり、凸状型が上部
に、凹状型が下部に配置される。

また本発明でいう垂直ないし水平方向とは、好
ましくは上下即ち重力方向を垂直方向とすること
ではあるが、必要に応じては重力方向と水平にＶ
プーリーの軸芯および回転成形加工装置の軸芯を
設け、これを垂直方向と称してもよく、要は軸芯
方向となる側を垂直方向とするものである。

第６図は一般的なＶプーリーの縦断面図である
が、円板のデイスク部（取付面）は、イ，ロがハ
ブないしスポーク部で外周円板とＶ溝を支えてい
る部分で、ハがＶ溝、ニがＶ溝長径の端面であ
る。このＶプーリーで寸法精度が特にシビヤーに
要求される箇所は、デイスク部（取付面）から
Ｖ溝中心までの寸法(H)、回転時のＶ溝の振れ
（Rs）、Ｖ溝の角度（θ）、Ｖ溝面の平担性、
及びＶ溝の直径(D)の計５箇所であり、本発明の
Ｖプーリーの製造方法およびその装置によつて生
産されるＶプーリーは、上記５箇所の寸法精度が
良好、不良品が皆無に近いことと、さらにＶ溝底
の板厚が肉薄とならないことが特徴である。

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。第１図ａ〜ｆは、本発明の製造方法によるＶ
プーリー成形素材の製造工程を示し、ａ，ｂ，
ｃ，ｅ，ｆは縦断面図、ｄは同平面図である。第
１工程ではコイル状鋼板から円形素材を打抜き
C₁加工すると同時に、第１図ａの如く浅い広巾
径のカツプ状１に絞り加工する。ただしこの円形
素材の打抜きC₁加工は、絞り加工の前に予め行
うようにしてもよい。

この第一工程上りの浅い広巾径のカツプ状を第
二工程で再絞り加工して第１図ｂの如き細巾径の
カツプ状２に再絞り加工する。この第２工程上り
の細巾径のカツプ状２が特にＶプーリーのデイス
ク部イを予め形成させるようにすれば、デイスク
部からＶ溝中心までの寸法(H)の精度が出しやすく
なるので好ましい。なお、この工程上りのカツプ
状は、フランジ部Ｆがついている。

次に第２工程上りの細巾径カツプ状２を、第３
工程で第１図Ｃの如き段付きカツプ状の円筒体３
に絞り加工する。この際同時に円筒体のフランジ
部Ｆを真円に打抜きC₂加工すれば、打抜きC₂加
工の面がそのまま最終的なＶ溝長径の端面ニとな
るので好ましい。第１図ｉは段付きカツプ状の円
筒体３にプレス成形する直前に、真円に打抜き
C₂加工している状態を示している。なおこの端
面ニを一層平滑な面とするためには、凹凸状型の
外周縁に鍔部を設けるようにして実施すれば一層
望ましい。また４は、最終的なＶプーリーのデイ
スク部、５はハブないしスポーク部ロになる部分
であり、６は２重壁を構成しＶ溝の一方を形成す
る部分となるので、６の段部は直角より18゜内至
20゜程度凹ませておくのも好ましいが、逆絞りの
如き環状凹溝とする必要はない。ただ上記第１図
ａ，ｂ，ｃの工程は、図の如くカツプ状等の形状
を俯せの状態で実施している。

この第３工程上りの段付きカツプ状の円筒体３
のデイスク部４に、第１図ｄの平面図に示す如く
中央に軸孔７を、その周辺には４個の取付小孔８
を穿設加工する工程をさらに設ける。なお本工程
は後程述べる第５工程の次の、最終工程に挿入す
るようにしてもよい。

ここまでの工程が、本発明のＶプーリーを製造
するための予備的なプレス加工々程ないし必要に
応じて穿設加工々程を含むものであるが、これか
ら以後の工程がＶ溝を成形するための回転成形加
工々程の製造方法である。従つて、該製造方法の
実施に直接使用する装置も以下に併せて記載す
る。

第２図は本発明の製造方法による回転成形加
工々程の実施に使用される製造装置の正面図であ
る。２連式のシーマー機体１３の中央下部には２
本の下型支持軸１４，１５が、シーマー機体１３
の垂直方向に回転自在に枢着されている。この下
部支持軸１４，１５は両軸の下端部に取り付けら
れているスプロケツトホイール１６，１７に、チ
エーン１８，１９を介して、小スプロケツトホイ
ール２０，２１が第１駆動装置のモーターM₁及
び第1′駆動装置のモーターM₁′の軸に固定され、
夫々回転が伝達されている。また下型支持軸１
４，１５の上端部には、各々鍔部を有する断面凹
状の円筒体からなる下部型（以下鍔付凹状型２２
という）と、断面凹状の円筒体からなる下部型
（以下凹状型２３という）が着脱自在に固着され
る。

一方、２連式のシーマー機体１３の中央上部に
は、２本の上型支持軸２４，２５が、両下型支持
軸１４，１５の夫々軸芯方向の垂直上部に配設さ
れ、該上型支持軸２４，２５の上端部には垂直下
向きに押圧するための第１油圧装置P₁と、第1′油
圧装置P₁′のシリンダーが直結しているので、上
型支持軸２４，２５はシーマー機体１３に昇降自
在に枢着されている。また上型支持軸２４，２５
の下端部即ちシリンダーラムに相当する部の先端
には、夫々鍔部を有する断面凸状の円筒体からな
る上部型（以下鍔付凸状型２６という）と、断面
凸状の円筒体からなる上部型（以下凸状型２７と
いう）が着脱自在に固着されている。なお上型支
持軸２４，２５には、夫々ラジアルベヤリングと
スラストベアリング２８，２９が介装されている
ので、上型支持軸２４，２５はシーマー機体１３
に前記昇降自在とともに回転自在な枢着ともなつ
ている。

シーマー機体１３の中央左右端には案内板３
０，３１が基体１３に上下可動可能な状態で（目
盛付）設定されており、該案内板３０，３１には
夫々水平内方向に押圧するための第２油圧装置
P₂と、第2′油圧装置P₂′が連結されている。第２
油圧装置P₂と、第2′油圧装置P₂′のシリンダーラ
ム３２，３３の先端の型止着体３４，３５には水
平方向に回転自在にＵ溝成形用ローラ３６と、Ｖ
溝成形用ローラー３７が夫々枢着されている。

第３図のａ，ｂ，ｃは、Ｕ溝成形用ローラー３
６の先端形状を示す一部切欠断面図であるが、３
６ａは放物線状の形状を呈するもの、３６ｂは半
円状の形状を呈するもので、この２種は上下相似
形のものであるが、３６ｃは上半分が半円状１３
６ｃ、下半分が放物線状２３６ｃの如く上下に異
なつた半径からなる形状のものを組み合わせたも
ので、この何れかを使用することが好ましい。

第４図のａ，ｂ，ｃは、段付きカツプ状の円筒
体以降の素材を回転成形加工する際に、２種の凹
状型２２及び２３と、２種の凸状型２６及び２７
で装着する状態を示す要部拡大断面図である。先
の製造方法で記載した穿設加工々程上りの段付き
カツプ状の円筒体、あるいは第３工程上りの段付
きカツプ状の円筒体３を、仰向けにして鍔付凹状
型２２に装着すれば、４は最終的なＶプーリーの
デイスク部の形状に形成されているので、鍔付凹
状型２２の凹面にデイスク部４が安定した状態で
接触する。そしてこれは第４図ａの如く、鍔付凸
状型２６を第１油圧装置P₁にて下降させる際、
両型には鍔部３８，３９を有し、然も鍔部３８，
３９の内垂直面には夫々外向きのテーパー３８
ａ，３９ａが設けられている。

第４図ｂと第１図ｅは、第４工程を示してお
り、このように穿設加工々程上りの段付きカツプ
状の円筒体、あるいは第３工程上りの段付きカツ
プ状の円筒体３の素材を、鍔付凹状型２２に装着
して回転させ、第１油圧装置P₁の先端に連結さ
れた鍔付凸状型２６にて円筒体を垂直方向に押す
ると同時に、第２油圧装置P₂を作動させて水平
方向からその先端に回転自在に枢着されているＵ
溝成形用ローラー３６を水平方向に押し込みなが
ら回転成形加工を行い、Ｕ溝１０を有するＵ溝成
形体９が形成される。

次の第４図ｃと第１図ｆは、第５工程を示して
おり、第４工程上りのＵ溝成形体９を、もう一方
の軸に取り付けられている凹状型２３の方に移管
して装着回転させ、上部から第1′油圧装置P₁′の
先端に連結された凸状型２７にてＵ溝成形体を垂
直方向に押圧すると同時に、第2′油圧装置P₂′を
作動させて水平方向からその先端に回転自在に枢
着されているＶ溝成形用ローラー３７を水平方向
に押し込みながら回転成形を行い、Ｖ溝１２を有
するＶプーリー１１の最終製品が得られる。

この際上部の凸状型２７の長径は、下部の凹状
型２３の長型よりわずか短かくなつており、また
Ｖ溝成形用ローラー３７には、上下に段付き鍔３
７ａ，３７ｂが設けられている。

なお本装置には、Ｕ溝成形用ローラー３６とＶ
溝成形用ローラー３７の高さ調節機構（図示せ
ず）が設けられており、４０と４１はそのための
目盛りを示している。

本発明装置の操作方法の一例を示すと、鍔付凹
状型２２に段付きカツプ状の円筒体３をデイスク
部４を下にして仰向けに装着し、フイツトスイツ
チFSを踏むと、第１駆動装置のモーターM₁が始
動して下型回転軸１４が回転すると同時に、第１
油圧装置P₁が稼動し始め、上型支持軸２４が下
降して、信号用のリミツトスイツチLS₁に接触し
第２油圧装置P₂も前進する。なお上型支持軸２
４の先端には、鍔付凸状型２６が取着されてお
り、上型支持軸２４にはベアリング２８が介在す
るため、鍔付凸状型２６が段付きカツプ状の円筒
体３の接触する時点から下型支持軸２４の回転に
付随して回転し、下死点確認用のリミツトスイツ
チLS₂の位置まで前進する。この時、前進するシ
リンダーラム３２の先端には、へら絞り用のＵ溝
成形用ローラー３６が回転自在に枢着されてお
り、前死点確認用リミツトスイツチLS₃の位置に
てシリンダーラム３２に連結されているタイマー
（図示せず）が作動し、例えば３秒程度この位置
で静止した後、シリンダーラム３２は後退し、後
死点確認用のリミツトスイツチLS₄に接触して、
前記上型支持軸２４に上昇する信号を与える。上
型支持軸２４は上昇して上死点確認用のリミツト
スイツチLS₅に接触して、１サイクルを完了す
る。他の一軸の稼動も同様なので省略する。本装
置には上述の如く、リミツトスイツチによる制御
機構が設けられている。

第５図は、P₂とP₂′の油圧装置Ｐの油圧回路図
を示すが、４２は油圧シリンダー、DVがデセレ
ーシヨンバルブ、４３がソレノイド、Ｔはタイマ
ー、Ｍはモーター、PAは高圧ポンプ、PBは低圧
ポンプ、４４はリリーフ弁、４５はアンロード弁
である。モーターＭの両側には70Kg／cm²の高圧ポ
ンプPAと、40Kg／cm²の低圧ポンプPBの２個の親
子ポンプが直列に連結されており、油圧シリンダ
ー４２にはデセレーシヨンバルブDVが連結さ
れ、ソレノイド４３にはタイマーＴが連結されて
いる。P₂とP₂′の油圧装置は、へら絞り用ローラ
ーのＵ溝成形用ローラー３６と、Ｖ溝成形用ロー
ラー３７を前進・後退させるためのものである
が、先ず容量の大きい低圧ポンプPBを稼動させ
て接近させ、両ローラー３６，３７が成形品に接
触する時点で圧力の大きい高圧ポンプPAに切り
替えて稼動させるもので、ソレノイド４３にはタ
イマーＴが連結されている。即ち本装置は上述の
如く、速度制御弁を有し、それにはタイマーが連
結されている。

なお上記実施例では、凹状型を下部に取り付け
る例をあげたが、勿論凸状型を下部に取り付ける
ことも可能である。

本発明の主な構成は上述の通りであるが、その
作用効果は下記の通りである。

(1) 本発明の製造方法によつて得られるＶプーリ
ーは、Ｖ溝頂部が堅牢で、コーナー部も肉薄と
ならず、従つて耐久性が良好である。その理由
は本発明の製造方法には環状凹溝を形成し、
これを外側に押し拡げて、頂部や周縁部を反転
するというような無理な加工々程がないので、
Ｖ溝頂部等が脆弱になることがない。本発明
の製造方法は、必要に応じて浅い広巾等のカツ
プ状に絞り加工する第１工程と、該第１工程上
りの素材を細巾径のカツプ状に再絞り加工する
第２工程と二段絞りにしており、一段で無理な
深絞をしないようにしているので、コーナー部
が肉薄となることがない。本発明の製造方法
の装置は、二軸から構成されており、その一軸
にはＵ溝成型用ローラーを使用しているので、
最初から鋭利なＶ溝成型用ローラーで押圧する
という無利な加工々程がないため、Ｖ溝頂部が
脆弱になることがない。鈑金製Ｖプーリーの
製造に於けるスピニング成型加工は、円筒体を
回転させながら軸方向に押圧力を加えると同時
に、軸と直角方向から“ヘら絞り用ローラー”
にて押圧するものである。成型品のコーナー部
を肉薄としないためには、上記両押圧を十分に
きかせることであるが、本発明の製造方法に使
用される装置は、軸方向の押圧と“へら絞り用
ローラー”の押圧が個別の油圧装置によつて調
整可能になつている。また“へら絞り用ローラ
ー”の押圧が例えばＶ溝成形用のローラー頂点
のみによつてきかされるものでなく、鍔部を有
する型を使用し、然も鍔部の内垂直面を外向き
にテーパーを持たせたり、あるいはまたＶ溝成
形用ローラーに段付ローラー鍔を設けているこ
とは、何れも成型品のコーナー部を肉薄としな
いようにすることに効果がある。以上の如き理
由によつて、本発明の製造方法によつて得られ
る実際のＶプーリーは、Ｖ溝頂部をはじめとす
るコーナー部の肉厚が、板厚の80％以上を完全
に維持したものが生産できる。

(2) 本発明の製造方法によつて得られるＶプーリ
ーは、寸法精度が良好であり、不良率も皆無に
近い。その理由は、本発明の製造方法は、Ｖ
プーリーのデイスク部（取付面）を最初に形成
させることに特徴があり、そのためＶプーリー
として最も重要なデイスク部からＶ溝中心まで
の寸法(H)の寸法精度がでやすい。本発明の製
造方法の製造は、第４図の如く“へら絞り用ロ
ーラー”で垂直方向から押圧する際下部の凹状
型によつてデイスク部４、スポーク部５等を安
定した面接触状に保持されており、またそのた
め下部型の回転はスリツプせずに確実に成型品
へ伝達されるため、回転時のＶ溝の振れ（RS）
の寸法精度がでやすい。また本発明の製造方
法による段付きカツプ状円筒体を形成する際、
同時に円筒体のフランジ部を真円に打抜き加工
するようにすれば、Ｖプーリーの中心振れが少
なくなる。本発明の製造方法に使用される装
置にはＶ溝成形用ローラーの前にＵ溝成形用ロ
ーラーを使用するので、Ｖ溝の角度θにあつた
精度のよいものが得られる。本発明の製造方
法に使用される装置は成形用ローラー等の押圧
が油圧装置から構成されているので、圧力調整
にて高圧をきかせることができ、全搬的な寸法
精度を高め得るとともに、Ｖ溝面の平担性も期
待できる。本発明の製造装置は、Ｖ溝成形用
ローラーに段付きローラー鍔を設けるような配
慮がなされているので、Ｖ溝の直径(D)の寸法精
度がでやすい。本発明の製造方法に使用され
る装置に、Ｕ溝成形ローラーの断面先端形状が
上半分が半円状、下半分が放物線の如き形状の
ものを使用した場合、Ｖ溝長径の端面ニが飛び
出ることがない。このほか段付カツプの開放
長径が、最終製品のＶ溝外周の長径と同等寸法
からなつており、これを押込み加工によつてＶ
溝を形成するという本発明の製造方法は、Ｖ溝
の長径(D)をはじめとする寸法精度がだしやす
い。以上の如き理由等が相乗されて、本発明の
製造方法によつて得られる実際のＶプーリー
は、デイスク部（取付面）からＶ溝中心までの
寸法(H)が±0.3mm以内、回転時のＶ溝の振れ
（RS）が±0.4mm以内、Ｖ溝の角度（θ）が通
常±1゜以内、Ｖ溝の直径(D)は±0.8mm以内程度
に、またＶ溝面も平担なものを得ることがで
き、全て自動車規格を上回る良品で不良率も皆
無に近い効果がある。

(3) 本発明の製造方法の製造によれば、高速化と
自動化が可能である。その理由は、本発明の
製造方法に使用される装置は、下部に凹状型を
設け、該凹状型の断面形状が口拡がりのテーパ
ーを有しているため、製品の取り出しが容易
で、自動化に対処し得る。本発明の製造方法
に使用される装置は、押圧が油圧装置によつて
個別に調整することができるので、高速化して
も支障がない。実際に本発明の製造装置による
生産性は、回転数が350〜550回転／分の高速化
が維持でき、また生産スピードは14秒／個以内
という早さで行うことができ、型替えの場合も
夫々の油圧、速度、及び水平ローラーの位置と
標準仕様が記録され、簡単に設置、調整が可能
のため短時間に行え、安価である等の優れた効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ａ〜ｆは本発明の製造方法によるＶプー
リーの製造工程を示しａ，ｂ，ｃ，ｅ，ｆは縦断
面図、ｄは同平面図、また、第１図ｇ，ｈ，ｉ
は、本発明の製造方法のプレス成形加工の状態を
説明するための要部拡大断面図、第２図は本発明
の製造方法による回転成形加工の実施に使用され
る製造装置の正面図、第３図ａ，ｂ，ｃは本発明
の方法に使用される装置に使用されるＵ溝成形用
ローラーの先端形状を示す一部切欠断面図、第４
図ａ，ｂ，ｃは本発明の製造方法及びその方法に
使用される装置の回転成形加工の状態を説明する
ための要部拡大断面図、第５図は本発明の方法に
使用される装置の油圧回路図、第６図は一般的な
Ｖプーリーの縦断面図である。 １……浅い広巾径のカツプ状、２……細巾径の
カツプ状、３……段付カツプ状の円筒体、４……
デイスク部、５……スポーク部、７……軸穴、８
……小穴、９……Ｕ溝成形体、１１……Ｖ溝成形
体、１４，１５……下型支持軸、２２……鍔付凹
状型、２３……凹状型、２４，２５……上型支持
軸、２６……鍔付凸状型、２７……凸状型、３６
……Ｕ溝成形用ローラー、３６ａ……放物線状、
３６ｂ……半円状、３６ｃ……上半分と下半分が
異なつた半径、３７……Ｖ溝成形用ローラー、３
７ａ，３７ｂ……段付き鍔、３８，３９……鍔
部、３８ａ，３９ａ……鍔部のテーパー、４２…
…油圧シリンダー、４３……ソレノイド、C₁…
…切抜き加工面、C₂……真円打抜き加工面、DV
……デセレーシヨンバルブ、FS……フツトスイ
ツチ、LS₁，LS₂，LS₃，LS₄，LS₅……リミツト
スイツチ、Ｍ……モーター、M₁……第１駆動装
置、M₁′……第1′駆動装置、P₁……第１油圧装置、
P₁′……第1′油圧装置、P₂……第２油圧装置、
P₂′……第2′油圧装置、PA……高圧ポンプ、PB
……低圧ポンプ、Ｔ……タイマー。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 円形素材を浅い広巾径のフランジ部付きカツ
   プ状に絞り加工する第１工程と、該第１工程上り
   の素材を細巾径のフランジ部付きカツプ状にデイ
   スク部を形成するようにした再絞り加工する第２
   工程と、該第２工程上りの素材を段付きカツプ状
   の円筒体に絞り加工する第３工程と、該第３工程
   上りの円筒体素材を回転する上部の凸状型と下部
   の凹状型の鍔部を有する２つの型にて円筒体を垂
   直方向に押圧すると同時に円筒体を水平方向から
   回転自在なＵ溝成形用ローラーにて押し込み回転
   成形加工する第４工程と、該第４工程上りのＵ溝
   成形体を回転する上部の凸状型と下部の凹状型の
   ２つの型にて垂直方向に押圧すると同時にＵ溝成
   形体を水平方向から回転自在な両面に段付きロー
   ラー鍔を設けてなるＶ溝成形用ローラーにて押し
   込み回転成形加工する第５工程とからなるように
   したことを特徴とするＶプーリーの製造方法。 ２ 段付きカツプ状の円筒体に絞り加工する第３
   工程が、該円筒体のフランジ部を同時に真円に打
   抜き加工するようにしたことを特徴とする特許請
   求の範囲第１項記載のＶプーリーの製造方法。