JPH081242B2 - プーリの製造方法 - Google Patents

プーリの製造方法

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JPH081242B2
JPH081242B2 JP62183760A JP18376087A JPH081242B2 JP H081242 B2 JPH081242 B2 JP H081242B2 JP 62183760 A JP62183760 A JP 62183760A JP 18376087 A JP18376087 A JP 18376087A JP H081242 B2 JPH081242 B2 JP H081242B2
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rim
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] この発明は、プーリの製造方法に関し、さらに詳しく
は、円板状の金属素材を転造して得られるプーリの製造
方法に関するものである。
[従来の技術] 例えば自動車のエンジン部からクランク軸を介してエ
アーコンディショナ用コンプレッサやパワーステアリン
グポンプなどへ回転動力を伝達するために用いるプーリ
としては、従来から鋳物製のものが知られているが、重
量が嵩む他に、重量バランスが悪くて回転むらを生じ易
い問題があった。このため、最近では鋳物製プーリに変
わるものとして、金属素材を塑性加工したプーリが使用
されるようになっている。
この種のプーリとして、例えば金属素材の中央部分
(ウェブを構成する部分)を治具にクランプした状態で
金属素材を回転させる一方、この金属素材の外周端面に
すり割りローラを押し付けつつ同期回転させて、金属素
材の外周部分を板厚方向にすり割りしてリムを形成した
ものが知られている。
しかし、このプーリでは、リムの機械的強度を確保す
るためにはある程度厚い金属素材を使用する必要があ
り、この場合ウェブの方は板厚が必要以上に厚くなって
いまい、小型、軽量化を図ることが難しい問題があっ
た。
そこで、金属素材の外周部分をすり割りしないでリム
を形成するプーリの製造方法が、例えば、特開昭57−72
738号公報や特開昭60−188657号公報において提案され
ている。
この製造方法によれば、まず円板状の金属素材を絞り
加工して有底円筒状に形成し、次いで円筒部分を軸方向
に圧縮して断面波形状にし、次いで該断面波形部分を平
坦な状態に圧潰して増肉し、この後V溝を転造加工する
か(特開昭57−72738号公報参照)、あるいは円筒部分
の外周面を適当な圧力で押し付けつつ該円筒部分を軸方
向に圧縮して増肉し、この後円筒部分の直径を縮小しつ
つV溝を転造加工する(特開昭60−188657号公報参
照)。
これによれば、最小許容板厚の金属素材を使用して
も、リムの板厚を増肉して必要な機械的強度を確保する
ことができる。
[発明が解決しようとする問題点] ところが上記方法で製造されたプーリは、第10図に示
すように、リムAの両側にフランジ部B、Cが形成され
るが、いずれの場合もウェブD側のフランジBは板片を
二枚重ね合わせて二つ折りにした状態となっている(第
10図中符号Eは二つ折り部を示している)。すなわち、
特開昭57−72738号公報で提案された方法では円筒部分
を軸方向に圧縮する前か、あるいは軸方向に圧縮する際
にウェブDとリムAとの間の余った板片を二つ折りして
フランジBを形成し、また特開昭60−188657号公報で提
案された方法では円筒部分の直径を縮小しつつV溝を転
造加工する際に同様にウェブDとリムAとの間の余った
板片を二つ折りしてフランジBを形成している。
しかし、上記フランジBが位置する部分は、ウェブD
とリムAとの間の接合部分、すなわちリムAにかかる荷
重により大きな負担(曲げモーメント)が生じる部分で
あり、二つ折りしただけの構成では機械的強度の点で問
題があった。換言すれば、ウェブDとリムAとの接合部
分は板片を二つ折りした状態となって見掛け上肉厚が大
きそうであるが、実質的には二つ折りになった部分は強
固に接合されているわけではなく、大きな曲げモーメン
トが繰り返し作用すると、破損するおそれがあった。
[発明の目的] この発明は、上述したような従来技術の問題点を解決
するためになされたもので、小型、軽量化を図ることが
できる上に、機械的強度の点でも十分に信頼性を有する
プーリの製造方法を提供することを目的としている。
[発明の構成] 上記の目的を達成するために、この発明のプーリの製
造方法は、円板状の金属素材のウェブを構成する中央部
分を治具にクランプし、リムを構成する外周部分を前記
治具から突出させた状態で、前記金属素材を回転させる
と共に、前記外周部分に、アール状またはテーパ状のさ
そい込み部、このさそい込み部に連続してほぼ直角に彫
り込まれたバックアップ部およびこのバックアップ部に
連続して湾曲状に彫り込まれた増肉曲げ部とからなる窪
み部を有する増肉折り曲げ用ローラを押付けて、前記ウ
ェブと前記リムとの間の接合部分に二つ折り部が生じな
いように前記外周部分を前記中央部分に対しほぼ直角に
折り曲げると同時に、この折り曲げた外周部分の板厚
を、前記中央部分の板厚よりも1.25〜2.00倍厚くなるよ
うに増肉する増肉折り曲げ工程と、 増肉して折り曲げられた前記金属素材の外周部分に予
備成形用ローラを押し付けて、前記外周部分を平坦状ま
たは浅い波状に成形すると同時に、前記外周部分の両端
にフランジを成形する成形加工工程と、 前記成形加工工程と同時、あるいは前記成形加工後
に、前記外周部分の外周面に溝付ローラを押し付けてポ
リV溝を転造加工するV溝加工工程からなることを特徴
とする。
[作用] この発明の製造方法で得られるプーリは、リムとウェ
ブとの間の接合部分に二つ折り部が生じないようにし
て、リムの板厚がウェブの板厚よりも1.25〜2.00倍厚く
なるよう増肉していることから、前記接合部分の板厚は
リムの増肉分に応じて厚くなっており、リムにかかる荷
重によって生じる負担に十分に耐えうる。
また、この発明のプーリの製造方法は、容易にリムと
ウェブとの間の接合部分に二つ折り部が生じないように
してリムを増肉することができる。
[実施例] 以下、この発明の実施例を図に基づいて詳説する。
第1図は、この発明のプーリをポリVプーリに適用し
た一実施例を示している。この実施例のプーリ1は、ポ
リV溝2aを有するリム2をウェブ3の外周に直角に設け
て構成されている。
ここで、ウェブ3の板厚は、プーリ1の素材となる円
板状の金属素材10(第3図参照)の板厚と同じであり、
ウェブ3の機械的強度を確保するのに必要な最小限の厚
さに設定されている。一方、リム2の板厚は、金属素材
10の板厚よりも1.25〜2.00倍、好ましくは1.3〜1.90倍
厚く増肉されており、ポリV溝2aを転造加工しかつ機械
的強度を確保するのに必要な厚さに設定されている。
その理由は、リム2の板厚を金属素材10の板厚の1.25
倍よりも小さくすると、ポリV溝2aを加工しかつ必要な
機械的強度を確保することが難しくなるからであり、ま
た2.00倍よりも大きくするまでリム2を増肉加工するこ
とは実質的に困難となるからである。このようにする
と、すり割りしてリムを形成したプーリよりも軽量化し
て必要な機械的強度を確保することが可能となる。
リム2を増肉する際、リム2とウェブ3との接合部分
4には二つ折り部E(第10図参照)が生じないようにし
ており、そして該接合部分4にはリム2の増肉の一部が
寄せられていて金属素材10の板厚よりも厚く形成されて
いる。
従って、リム2にかかる荷重によって大きな曲げモー
メントが作用しても十分に耐え、特開昭57−72738号公
報等で提案されたプーリよりも機械的強度を向上させる
ことが可能となる。
また、リム2の両側には周方向に延びるフランジ5、
6が一体に設けられている。接合部分4側に位置する一
方のフランジ5は、リム2を平坦な状態に成形加工する
際(第6図参照)、リム2部分の余った肉を接合部分4
側に寄せて形成したものであり、従来のように板片を二
つ折り状態にして形成したもの(第10図符号B、E参
照)ではない。また、他方のフランジ6は、同じくリム
2を平坦な状態に成形加工する際、リム2の端縁を外方
に折り曲げることにより形成したものである。
なお、ウェブ3には、第2図の例ではボール軸受等を
収納するためのハウジング7が形成されている。
第2図(a)乃至(c)は、ウェブ3の形状やポリV
溝2aの数を変えた変形例を示している。
同図(a)では、ウェブ3のハウジング7を内側に形
成した場合を示し、また同図(b)ではウェブ3のハウ
ジング7を内側に形成し、かつポリV溝2aの数を5個に
した場合を示し、また同図(c)ではウェブ3のハウジ
ング7を内側に形成し、かつポリV溝2aの数を4個にし
た場合を示している。
この発明のプーリ1は、第1図、第2図(a)乃至
(c)に示すものに限定されるものではなく、リム2と
ウェブ3との接合部分4に二つ折り部Eが生じないよう
にリム2を増肉加工していることが最大の特徴であり、
これ以外の構成については種々の変形が可能である。
次に、第3図乃至第8図を参照しつつ上述したプーリ
1の製造方法の一実施例を説明する。
まず、第3図に示すように、円板状の金属素材10の中
央部を絞り加工してハウジング7を形成する。そして、
第4図に示すように、この金属素材10の中央部分10aに
連続し、リム2より内径の部分10c(ウェブ3を構成す
る部分)を治具11にクランプし、外周部分10b(リム2
を構成する部分)を該治具11から突出させた状態にし
て、治具11と共に金属素材10を回転させる。
この回転する金属素材10の外周部分10bに対して増肉
曲げ用ローラ12を押し付けて同期回転させ、増肉折り曲
げ加工を行う(第5図参照)。増肉曲げ用ローラ12に
は、第4図及び第5図に示すように、アール状あるいは
テーパ状のさそい込み部13aと、該さそい込み部13aに連
続してほぼ直角に彫り込まれたバックアップ13bと、該
バックアップ13bに連続して湾曲状に彫り込まれた増肉
曲げ部13cとからなる窪み部13が設けられており、特に
増肉曲げ部13cでは二つ折り部Eを生じさせないような
曲面に形成されている。
増肉曲げ用ローラ12が押し付けられると、外周部分10
bがさそい込み部13aからバックアップ部13b、増肉曲げ
部13c内に順次入り込んでこれらの形状に沿って二つ折
り部Eが生じないように折り曲げられる。
増肉折曲げ部13c内では、ほぼ湾曲状でかつ軸方向に
圧縮された状態で折り曲げられることから、外周部分10
bは増肉される。このとき、外周部分10bは、位置によっ
て異なるが大体中央部分10aの板厚の1.57〜1.85倍程度
増肉され、特に部分10c寄りの部分(接合部分4)は増
肉の割合が大きくなる。この外周部分10bの増肉量は窪
み部13の形状により種々変化できる。なお、窪み部13
は、第9図(a)乃至(c)に示すように形成してもよ
い。
このようにして増肉折り曲げ加工したら、第6図に示
すように、成形加工を行う。これには、まず治具11の一
部材11a(第5図参照)を傾斜面11bを有する他の部材11
cと交換し、そして該傾斜面11cと、治具本体11dの傾斜
面11eと合致する傾斜面14a、14bを有した予備成形ロー
ラ14を外周部分10bに押し付けて同期回転させ、外周部
分10bを平坦な状態に成形加工する。このとき、傾斜面1
1bと14aでフランジ5を形成し、また傾斜面11eと14bで
フランジ6を形成する。
成形加工後は、第7図に示すように、外周面にポリV
溝2aと合致するV溝15aを有した仕上げ成形ローラ(V
溝付ローラ)15を外周部分10bに押し付けて同期回転さ
せると、該外周部分10bの外面にポリV溝2aが順次転造
加工される。
このようにして、第1図に示すプーリ1が製造され
る。このプーリ1は前述した如く、リム2とウェブ3と
の間の接合部分4に二つ折り部Eが生じることなく、リ
ム2が増肉されている。
なお、第8図に示すように、成形加工と同時に浅い波
状のポリV溝2aの予備転造加工を行い、この後第7図に
示すように転造加工してもよい。
また、成形加工後に、まず第8図に示すように浅い波
状の予備転造加工を行い、その後第7図に示すように転
造加工してもよい。
上述した製造方法では、外周部分10bの折り曲げと増
肉を同時に行うことから絞り加工(本発明の折り曲げ加
工に相当する)した後、増肉加工する従来の製造方法
(特開昭57−72738号公報や特開昭60−188657号公報参
照)に比して製造工程を削減することができる。
[発明の効果] 以上のようにこの発明によれば、さそい込み部、バッ
クアップ部および増肉曲げ部を有する増肉折り曲げ用ロ
ーラを用いてウェブの板厚を元の金属素材の板厚より1.
25〜2.00倍厚くなるように増肉するので、リムとウェブ
との間の接合部に二つ折り部が生じることがない。
また、リムはポリV溝を転造加工するに十分な厚みに
増肉されるのであるから、元の金属素材はウェブに必要
な機械的強度を確保する最小許容板厚のものを使用する
ことができる。そして、その増肉割合は金属素材の外周
部分の長さで制御可能であり、金属素材に板厚の薄いも
のを使用することができ、このため軽量化の他に材料コ
ストを低廉化することも可能である。
また、リムとウェブとの接合部分に二つ折り部が生じ
ないようにリムを増肉することから、接合部分の強度的
な不安もなく、従来のプーリに比して機械的強度の信頼
性を向上させることができる。
また、この発明のプーリの製造方法によれば、上述の
ような機械的強度の信頼性のあるプーリを板厚の薄い素
材から一貫した転造成形により効率的に製造することが
でき、また従来の製造方法に比して工程数を削減でき
て、製造コストを低廉化することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の製造方法で得られるプーリの一実施
例を示す部分断面図であり、また第2図(a)乃至
(c)は他の変形例を示す部分断面図であり、また第3
図乃至第7図はこの発明のプーリの製造方法の一実施例
を示す工程説明図で、第3図は金属素材の部分断面図、
第4図はクランプ状態を示す説明図、第5図は増肉折り
曲げ工程を示す説明図、第6図は成形加工を示す説明
図、第7図は転造工程を示す説明図であり、また第8図
は他の変形例を示す工程説明図であり、また第9図
(a)(b)(c)は窪み部13の他の変形例を示す部分
断面図であり、また第10図は従来の製造方法で製造され
たプーリの部分断面図である。 1……プーリ、2……リム 2a……ポリV溝、3……ウェブ 4……接合部分、10……金属素材 10a……中央部分、10b……外周部分 10c……リム形成部より内径の部分 11……治具、12……増肉曲げ用ローラ 14……予備成形ローラ 15……V溝付きローラ(仕上げ成形ローラ) E……二つ折り部

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】円板状の金属素材のウェブを構成する中央
    部分を治具にクランプし、リムを構成する外周部分を前
    記治具から突出させた状態で、前記金属素材を回転させ
    ると共に、前記外周部分に、アール状またはテーパ状の
    さそい込み部、このさそい込み部に連続してほぼ直角に
    彫り込まれたバックアップ部およびこのバックアップ部
    に連続して湾曲状に彫り込まれた増肉曲げ部とからなる
    窪み部を有する増肉折り曲げ用ローラを押付けて、前記
    ウェブと前記リムとの間の接合部分に二つ折り部が生じ
    ないように前記外周部分を前記中央部分に対しほぼ直角
    に折り曲げると同時に、この折り曲げた外周部分の板厚
    を、前記中央部分の板厚よりも1.25〜2.00倍厚くなるよ
    うに増肉する増肉折り曲げ工程と、 増肉して折り曲げられた前記金属素材の外周部分に予備
    成形用ローラを押し付けて、前記外周部分を平坦状また
    は浅い波状に成形すると同時に、前記外周部分の両端に
    フランジを成形する成形加工工程と、 前記成形加工工程と同時、あるいは前記成形加工後に、
    前記外周部分の外周面に溝付ローラを押し付けてポリV
    溝を転造加工するV溝加工工程からなることを特徴とす
    るプーリの製造方法。
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