JPH11141658A - プーリ及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ボス部の強度を大きく保った上でプーリの軽
量化かつ低コスト化を図る。 【解決手段】 中心部に貫通孔１１を有する環状の板金
を中心軸回りに回転させた状態で、同板金の表面の径方
向所定位置から中心に向かってローラを押しつけながら
移動させることにより同表面部の肉を中央部に寄せて肉
盛りする。これにより、ボス部１３及びウェブ部１４か
らなるハブ１０を板金から成形するとともに、貫通孔１
１の外側にボス底部１３ａを残した状態で、ボス底部１
３ａの外側にハブ１０の側面に対して垂直に起立させた
円筒状突起部１３ｂが形成される。このようなプーリに
おいては、ボス底部１３ａをクランク軸の端面に当接さ
せるとともにボルトを貫通孔１１を介してクランク軸の
端面に進入させて、クランク軸の端面とボルトとの間に
ボス部１３ａを挟んでクランク軸の端部に固定される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸に組み付け
られて回転力を伝達するプーリ及びその製造方法に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、軽量化、コストダウンのために、
この種のプーリのハブを板金で構成するようにすること
が試みられてきている。この場合、ハブの中央部にてハ
ブ側面に対して垂直に起立されて回転軸にプーリを固定
するための円筒状のボス部は、プレス加工により形成さ
れるのが通常であった。（例えば特開平８−２６７１６
２号公報参照）。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、ボス部をプレ
ス加工によって形成すると、プレス加工による減肉のた
めにボス部の肉厚が薄くなり、ボス部の強度が低下する
という問題があった。

【０００４】

【発明の概要】本発明は上記問題に対処するためになさ
れたもので、その目的は、ボス部の強度を大きく保つこ
とができるとともに軽量かつ低コストのプーリ及びその
製造方法を提供することにある。

【０００５】本発明の特徴は、ハブを板金で構成したプ
ーリにおいて、ハブ一側面の肉を中央部に寄せて肉盛り
し、同肉盛りによって回転軸に固定されるボス部をハブ
中央部に形成してなることにある。そして、このような
プーリを製造するには、中心部に貫通孔を有する環状の
板金を中心軸回りに回転させた状態で、同板金の表面の
径方向所定位置から中心に向かってローラを押しつけな
がら移動させることにより同表面部の肉を中央部に寄せ
て肉盛りし、同肉盛りによって前記貫通孔の外側に回転
軸に固定されるボス部を形成するようにするとよい。

【０００６】これによれば、ボス部はハブ一側面（環状
の板金の表面部）の肉を寄せて成形されるために、ボス
部の減肉を避けることができるとともに、ハブの金属組
織に径方向に一連の流れをもたせることができ、ボス部
を含むハブの強度を大きくすることができる。また、ハ
ブの強度を増加させる前記肉寄せがプーリの軽量化をも
たらすハブの薄肉化を実現することになるとともに、前
記大きな強度のために必要に応じてハブに打ち抜き窓を
設けたりすることもできるので、必要な強度を保ったう
えでプーリを軽量に構成できる。

【０００７】また、前記のようなボス部は、具体的に
は、その中心に設けた貫通孔の外側に設けられてハブ側
面に平行な所定幅の環状面を有するボス底部と、前記ボ
ス底部の外側に前記肉盛りによってハブ側面に対して垂
直に起立させた円筒状突起部とで構成される。そして、
このようなボス部の形成においては、環状の板金の貫通
孔の内周から径方向外側に同板金表面と平行に保った所
定幅の環状面を残して、同環状面の外側に前記肉盛りに
よって前記板金表面に対して垂直に円筒状突起部を形成
し、前記環状面を前記ボス底部とするとよい。

【０００８】このようなプーリの製造方法によれば、貫
通孔の周囲に環状面を有するボス底部を容易に形成する
ことができるとともに、このボス底部の形成により、同
ボス底部を回転軸の端面に当接させてボルトなどによる
締め付けにより、プーリを回転軸に容易に固定すること
ができるようになる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を図面
を用いて説明する。図１は、同実施形態に係り、車両の
エンジンからクランク軸を介してエアコンディショナ用
コンプレッサ、パワーステアリング用ポンプ、ウォータ
ポンプなどに回転力を伝達するためのプーリの正面図で
ある。図２は、同プーリをＡ−Ａ線に沿って見た断面図
である。

【００１０】このプーリは、中心部に貫通孔１１を有し
板金で環状に形成されたハブ１０と、同ハブ１０に一体
的に板金で形成されて同ハブ１０の全円周端から垂直に
起立した環状のリム２０とを備えている。ハブ１０の径
方向中間位置には段差１２が設けられており、同段差１
２の内側の環状部分をボス部１３とし、同段差１２の外
側の環状部分をウェブ部１４としている。

【００１１】ボス部１３は、貫通孔１１の外側にウェブ
部１４の表面（ハブ１０の側面）に平行な所定幅の環状
面からなるボス底部１３ａと、ボス底部１３ａの外側に
同ボス底部１３ａに対して垂直にリム２０の延設方向側
に起立した円筒状突起部１３ｂとを有している。また、
ボス底部１３ａには、周方向の所定位置に小さな径の位
置決め孔１３ｃが貫通して形成されている。

【００１２】ウェブ部１４は、図３に拡大して示してあ
るように、リム２０の近傍位置から径方向内側に向かう
に従って肉厚が若干量ΔＴ（例えば、もとの板金の板厚
5.00mmの17％に相当する0.85mm程度）だけ徐々に薄くな
るように成形されるとともに、周方向に沿って複数の打
ち抜き窓１４ａが設けられている。また、ウェブ部１４
のリム２０近傍には周方向の適宜位置にてプーリ全体の
バランス調整のために一つもしくは複数の有底の小穴１
４ｂが適宜形成される。

【００１３】リム２０の外周面上には、緩衝材としての
ゴムなどの環状弾性体３０が組み付けられている。環状
弾性体３０の外周面上には、環状に形成したイナーシャ
マス４０が組み付けられている。イナーシャマス４０の
外周面上には、２本のベルトを掛けるための２系列のベ
ルト係合部４１，４２が設けられ、各係合部４１，４２
には複数のＶ溝がそれぞれ設けられている。また、イナ
ーシャマス４０の一側端の周方向所定位置には位置決め
用の切欠き４３が形成されている。

【００１４】上記のように構成したプーリを実際に組み
付けた例を説明すると、図４は同プーリを回転軸として
のクランク軸５１に組み付けた状態を部分破断図により
示している。クランク軸５１には、その端面から軸方向
に雌ねじ孔５１ａが形成されているとともに、同端面の
雌ねじ孔５１ａの外側には位置決め用のピン孔５１ｂが
設けられている。なお、クランク軸５１の外径は、ボス
部１３の円筒状突起部１３ｂの内径に等しい。まず、ピ
ン孔５１ｂにピン５２を刺した状態で、クランク軸５１
の軸心とプーリの中心位置が一致するとともにボス部１
３の位置決め孔１３ｃにピン５２が進入できる位置にプ
ーリを位置決めし、クランク軸５１の端面がボス部１３
のボス底部１３ａに当接するまで、同クランク軸５１の
端部をボス部１３の円筒状突起部１３ｂ内に押し込む。
そして、ワッシャ付きボルト５３を貫通孔１１を介して
クランク軸５１の雌ねじ孔５１ａに進入させるととも
に、同ボルト５３の雄ねじ部５３ａを同クランク軸５１
の雌ねじ孔５１ａに螺合させ、ワッシャ付きボルト５３
のワッシャ５３ｂとクランク軸５１の端面との間にボス
底部１３ａを挟み込んでプーリをクランク軸５１に固定
する。

【００１５】次に、上記のような構成のプーリの製造方
法について説明しておく。まず、プレス加工により、中
心に貫通孔１１を有する環状の板金１０Ａを成形する。

【００１６】この成形された板金１０Ａを、図５(Ａ)に
示すように、スピニング加工機６０に組み込まれて上部
を円柱状に形成されたメインスピンドル側金型６１上に
載せる。メインスピンドル側金型６１の中央部には前述
した貫通孔１１と同径の穴６１ａが設けられているとと
もに、同金型６１の径方向所定位置には環状の段部６１
ｂが設けられていて、同段部６１ｂを境に外側上面は内
側上面より若干低くなっている。この状態で、ラム側金
型６２を下降させて、板金１０Ａをメインスピンドル側
金型６１の上面に押えつける。ラム側金型６２の下部は
２段の段付き円柱状に形成されていて、１段目及び２段
目の平坦に形成された第１及び第２環状部６２ａ，６２
ｂの各径方向幅は前記プーリのボス部１３の円筒状突起
部１３ｂ及びボス底部１３ａの径方向幅にそれぞれ等し
く、先端部の円柱状突起部６２ｃの径は前記プーリの貫
通孔１１の径にほぼ等しい。前記ラム側金型６２による
押さえつけにおいては、円柱状突起部６２ｃを貫通孔１
１を貫通してメインスピンドル側金型６１の穴６１ａ内
に進入させ、第２環状部６２ｂを板金１０Ａに当接させ
る。この後、板金１０Ａの周縁部をワーク押さえ６３で
メインスピンドル側金型６１に固定する。

【００１７】この状態で、メインスピンドル側金型６１
を軸心Ｌ１回りに回転させると、同金型６１とともに板
金１０Ａ、ラム側金型６２及びワーク押さえ６３も一体
的に回転する。この状態で、ローラ６４の下部先端を板
金１０Ａの表面上の径方向所定位置（メインスピンドル
側金型６１の段部６１ｂより外側位置）に当接させた
後、ゆっくりと径方向内側に移動させる。ローラ６４
は、断面台形状の円盤型に形成されていて中心軸Ｌ２回
りに回転可能に組み付けられているもので、前記径方向
内側への移動中、その側面６４ａは常にメインスピンド
ル側金型６１の上面に対して垂直かつラム側金型６２の
外側面に平行に保たれる。前記板金１０Ａに対する当接
及び内側方向への移動により、ローラ６４は、回転しな
がら、板金１０Ａの表面部の肉を内側に徐々に寄せて板
金１０Ａの表面上の中央部に肉盛りしていく（図５(Ｂ)
参照）。

【００１８】このローラ６４の径方向の移動についてを
厳密に述べると、板金１０Ａの当接時点から段部６１ｂ
の若干外側位置までは前記内側への移動と同時にローラ
６４をわずかずつ下方へ移動させる。その後、ローラ６
４を段部６１ｂに沿って斜め上方に移動し、段部６１ｂ
を通過後水平に移動させる。このようなローラ６４の移
動により、前記肉盛りと同時に板金１０Ａはメインスピ
ンドル側金型６１の上面に押し付けられるので、プーリ
のウェブ部１４及び段差１２が形成され、特にウェブ部
１４が内側に向かうに従って若干薄肉に形成される。

【００１９】そして、ローラ６４の側面６４ａがラム側
金型６２の第１段部６２ａの上方の外側面に当接する位
置に達した時点で、同ローラ６４の径方向の移動を止め
て、上下に往復動させる（図５(Ｃ)参照）。これによ
り、前記ローラ６４の移動によって寄せられた肉によ
り、第１段部６２ａと第２段部６２ｂの間に位置するラ
ム側金型６２の外周面上に板金１０Ａの表面に対して垂
直に起立した円筒状突起が形成される。この円筒状突起
がプーリの円筒状突起部１３ｂに対応するもので、同突
起の内側には第２段目の環状部６２ｂとメインスピンド
ル側金型６１の上面との間に挟まれた板金１０Ａの環状
部分がそのまま残されてプーリのボス底部１３ａとな
り、これらによりプーリのボス部１３が形成される。

【００２０】次に、板金１０Ａの周縁部にリム２０を形
成する行程について説明する。前述のようにしてハブ１
０を形成した板金１０Ａをスピニング加工機６０から取
り外した後、図６に示すような前記とは異なるメインス
ピンドル側金型６５及びラム側金型６６を前記スピニン
グ加工機６０にセットして前記取り外した板金１０Ａを
同加工機６０に再度載置するか、前記金型６５，６６の
セットされた別のスピニング加工機６０に前記取り外し
た板金１０Ａを載置する。

【００２１】メインスピンドル側金型６５は、円筒状に
形成されてその上端面周縁にて水平な環状部６５ａを残
して円錐台状の窪み６５ｂを有し、同窪み６５ｂにはエ
ジェクタロッド６７が挿入されている。エジェクタロッ
ド６７は、下部にて円柱状に形成されているとともに上
部を円錐台状に形成されており、その上端面には板金１
０Ａ上に形成した円筒状突起部１３ｂ及びラム側金型６
６の中心位置にて下方に突出した円柱状突起６６ａが進
入する凹部６７ａ，６７ｂがそれぞれ形成されている。
前記板金１０Ａの載置においては、円筒状突起部１３ｂ
を凹部６７ａ内に進入させるとともに、板金１０Ａ上に
形成したウェブ部１４の周縁部を環状部６５ａ上に支持
させる。その後、ラム側金型６６を下降させて、その円
柱状突起６６ａを貫通孔１１を介して凹部６７ｂ内に進
入させて、ラム側金型６６により板金１０Ａをメインス
ピンドル側金型６５上に押しつける。ラム側金型６６の
下面は、前述の行程で作成されたハブ１０の裏面の形状
に成形されている。

【００２２】この状態でメインスピンドル側金型６５を
回転させることにより、ラム側金型６６，エジェクタロ
ッド６７及び板金１０Ａを軸線Ｌ３回りに回転させる。
そして、円筒状の曲げローラ６８Ａをメインスピンドル
側金型６５の外側に張り出している板金１０Ａの周縁部
に当接させ、ゆっくりと内側に移動させる。ローラ６８
Ａの外側面６８ａの軸線方向中央位置には円弧状の溝が
全周にわたって形成されており、軸線Ｌ４回りに回転し
ながら板金１０Ａの周縁部を押圧するので、同周縁部は
外側に凸な円弧状に下方に曲げられる（図６(Ａ)参
照）。

【００２３】次に、この曲げローラ６８Ａに代えて押し
ローラ６８Ｂを用いて、同ローラ６８Ｂを前記曲げ加工
を施した板金１０Ａの周縁部に外側から内側に向けて押
し当てる。この押しローラ６８Ｂの外側面６８ｂは、両
端から直線的になだらかな傾斜で中央を突出させてい
る。この行程により、前記曲げられた板金１０Ａの周縁
部は垂直下方に変形されるとともに増肉される（図６
(Ｂ)参照）。

【００２４】次に、この押しローラ６８Ｂに代えて成形
ローラ６８Ｃを用いて、同ローラ６８Ｃを前記曲げ加工
を施した板金１０Ａの周縁部に外側から内側に向けて押
し当てる。この成形ローラ６８Ｃの外側面６８ｃは、一
端部に段差が設けられており、同段差の下側部分はプー
リのリム２０の外周面の形状に成形されており、またメ
インスピンドル側金型６５の上端部外周面はプーリのリ
ム２０の内周面の形状に成形されている。したがって、
この行程により、板金１０Ａの周縁部がプーリのリム２
０に加工され、ハブ１０及びリム２０からなるプーリ本
体が成形される。

【００２５】そして、この成形されたプーリ本体のウェ
ブ部１４にプレス機を用いて周方向に沿って扇型の複数
の打ち抜き窓１４ａを形成するとともに、ボス底部１３
ａの所定位置に位置決め用のピン穴１３ｃを形成する。
その後、このプーリ本体と別途用意されたイナーシャマ
ス４０とを同軸的に配置して、リム２０とイナーシャマ
ス４０との環状の隙間に環状弾性体３０を圧入固定す
る。この環状弾性体３０の圧入後に、プーリのバランス
測定を行い、ウェブ部１４の周縁部の適宜箇所に一つ又
は複数の有底の小穴１４ｂを形成してプーリ全体のバラ
ンスを調整し、プーリが完成する。

【００２６】上記説明からも理解できるとおり、上記実
施形態によれば、ボス部１３はハブ１０の一側面（板金
１０Ａの表面部）の肉を寄せて成形されるために、ボス
部１３の減肉を避けることができるとともに、ハブ１０
の金属組織に径方向の一連の流れをもたせることがで
き、ボス部１３を含むハブ１０全体の強度を大きくする
ことができる。また、ハブ１０の強度を増加させる前記
肉寄せがプーリの軽量化をもたらすウェブ部１４の薄肉
化を実現することになるとともに、前記大きな強度のた
めにウェブ部１４に打ち抜き窓１４ａを設けることもで
きるので、必要な強度を保ったうえでプーリを軽量に構
成できる。また、ボス部１３はボス底部１３ａと円筒状
突起部１３ｂで構成され、クランク軸５１の端面をボス
底部１３ａに当接させるとともにワッシャ付きボルト５
３を貫通孔１１を介してクランク軸５１の端面から軸方
向に進入させて螺合させるとともに締め付け、クランク
軸５１の端面とワッシャ付きボルト５３との間にボス底
部１３ａを挟み込むようにしたので、プーリはクランク
軸５１の端部に簡単かつ堅固に組み付けられる。さら
に、このプーリの固定のために利用されるボス底部１３
ａは、前述した板金１０Ａからプーリ本体を製造する方
法において、前述したハブ１０（ウェブ部１４）の一側
面の肉を寄せて円筒状突起部１３ｂを形成するスピニン
グ加工により容易に実現されるものである。

【００２７】なお、上記実施形態においては、リム２０
の外周面上に環状弾性体３０及びイナーシャマス４０を
組み付けてプーリを構成するようにしたが、これらの環
状弾性体３０及びイナーシャマス４０が不要な場合に
は、リム３０の外周面上にベルト係合部を直接設けるよ
うにしてプーリを構成してもよい。

【００２８】また、上記実施形態においては、本発明を
車両のクランク軸５１に固定するためのプーリに適用し
た例について説明したが、本発明は、車両の他の部分に
用いるためのプーリに適用したり、車両以外の種々の機
械装置に用いるためのプーリにも適用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施形態に係るプーリの正面図で
ある。

【図２】 前記プーリをＡ−Ａ線に沿って見た断面図で
ある。

【図３】 図２のＢ部を拡大した断面図である。

【図４】 前記プーリのクランク軸に対する組み付け状
態を説明するための部分破断図である。

【図５】 (Ａ)〜(Ｃ)は前記プーリのボス部の製造工程
を説明するための概略図である。

【図６】 (Ａ)〜(Ｃ)は前記プーリのリムの製造工程を
説明するための概略図である。

【符号の説明】

１０Ａ…板金、１０…ハブ、１１…貫通孔、１２…段
差、１３…ボス部、１３ａ…ボス底部、１３ｂ…円筒状
突起部、１４…ウェブ部、１４ａ…打ち抜き窓、２０…
リム、３０…環状弾性体、４０…イナーシャマス、５１
…クランク軸、５３…ワッシャ付きボルト、６０…スピ
ニング加工機、６１，６５…メインスピンドル側金型、
６２，６６…ラム側金型、６３…ワーク押さえ、６４，
６８Ａ，６８Ｂ，６８Ｃ…ローラ。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ハブを板金で構成したプーリにおいて、ハ
   ブ一側面の肉を中央部に寄せて肉盛りし、同肉盛りによ
   って回転軸に固定されるボス部をハブ中央部に形成して
   なることを特徴とするプーリ。
2. 【請求項２】前記請求項１に記載のボス部を、その中心
   に設けた貫通孔の外側に設けられてハブ側面に平行な所
   定幅の環状面を有するボス底部と、前記ボス底部の外側
   に前記肉盛りによってハブ側面に対して垂直に起立させ
   た円筒状突起部とで構成したことを特徴とするプーリ。
3. 【請求項３】ハブを板金で構成したプーリの製造方法に
   おいて、中心部に貫通孔を有する環状の板金を中心軸回
   りに回転させた状態で、同板金の表面の径方向所定位置
   から中心に向かってローラを押しつけながら移動させる
   ことにより同表面部の肉を中央部に寄せて肉盛りし、同
   肉盛りによって前記貫通孔の外側に回転軸に固定される
   ボス部を形成するようにしたことを特徴とするプーリの
   製造方法。
4. 【請求項４】前記請求項３に記載のプーリの製造方法に
   おいて、前記貫通孔の内周から径方向外側に前記板金表
   面と平行に保った所定幅の環状面を残して、同環状面の
   外側に前記肉盛りによって前記板金表面に対して垂直に
   円筒状突起部を形成し、前記環状面をボス底部として同
   ボス底部と前記円筒状突起部とにより前記ボス部を形成
   するようにしたことを特徴とするプーリの製造方法。