JPS60121024A - 板金製多段ｖプ−リの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、所定の金属製の板状素材から、はぼ有底円筒
形状をなす多段■プーリを製造する方法に係り、特によ
り軽量でかつ■溝部の成形性を向上させ得る板金製多段
Ｖプーリの製造方法に関するものである。

今日、金属製の板状素材、例えば圧延鋼板を絞り加工し
て得た、はぼ有底円筒形状の中間成形品の周壁部の外周
面に、円環状の小さな■溝が多段に形成された板金製多
段■プーリが開発されている。このような多段Ｖプーリ
は、その底部が所定の回転軸に対する取付部とされると
ともに、その底部に連なる円筒状の周壁部の外周面に形
成された多段■溝部に、回転力を伝達する伝導ベルトを
巻き掛けて使用するものであり、伝導ベルトとプーリと
の間に滑りが生じにくく、また比較的軽量で安価に製造
し得る利点があるが、取付部となる底部に一定の強度を
もたせる必要がある。

従来より、そのような板金製多段■プーリを製造するに
は、上述のように金属製の板状累月を絞り加工して、は
ぼ有底円筒形状の中間成形品をｉＭでから、その中間成
形品の円筒状の外周面に対して多段■溝部を成形するよ
うにしているが、中間成形品の加工形態から言って、そ
の取付部となる底部と溝成形部（周壁部）となる円筒状
部とはほぼ同じ肉厚となっている。

したがって、取付部の強度を確保するために底部の肉厚
を厚くすれば、溝成形部となる円筒状部の肉厚もそれだ
け厚くなり、全体としての重量が増大するため、軽量化
の達成にもそこに限界が生ずるのである。また、溝成形
部となるべき円筒状部の肉厚が厚いことは、溝成形前に
予め溝成形部となるべき円筒状部に対して所定の形状を
与える場合に、その加工を行い難くするとともに、目的
とする形状を精度よく得ることが難しくなり、そのこと
が溝成形加工操作に悪影響をもたらし、例えば多段■溝
部の溝底に亀裂を惹起せしめたりすることが少なくなか
ったのである。

ここにおいて、本発明は上記のような事情に基づいて為
されたものであり、その目的とするとごろは、前述のよ
うな板金製多段■プーリの取付部には高い強度を与えつ
つ、全体として効果的に軽量化を達成することができる
とともに、溝成形加工操作などを良好に行い得る板金製
多段Ｖプーリの製造方法を提供することにある。

このような目的を達成するために、本発明にあっては、
所定の金属製の板状素材より前述の如き多段Ｖプーリを
製造するに際して、かかる板状素材を絞り加工すること
によりほぼ有底円筒形状の中間成形品を成形するととも
に、かかる中間成形品の前記周壁部となるべき円筒状部
を前記取付部となるべき底部より薄肉とする減肉加工を
行った後、その減肉された円筒状部の外周面に対して、
前記複数条の■溝を形成せしめるための成形加工操作を
施すようにしたのである。

一般に、はぼ有底円筒形状をなす多段■プーリにおいて
、円筒形状の溝成形部（周壁部）には、取付部とされる
底部に要求されるほどの強度は要求されず、その周壁部
を底部より相対的に薄くしても実用上十分な強度は得ら
れる。したがって、上記のよ・うな製造方法によれば、
取付部となるべき底部は厚くしてその強度を保証しつつ
、溝成形部となる円筒状部は許容される範囲内で可及的
に薄くして全体としての重量を軽くすることができるの
である。また、その円筒状部が薄くされることにより、
そこに目的とする形状を与えたり、その外周面に多段Ｖ
溝部を成形するための成形加工操作を施したりする際の
加工性を向上させ得ることにもつながるのである。

ところで、本発明は、例えば第１図に示されるような板
金製多段■プーリ２を製造するのに好適に適用すること
ができる。この多段■プーリ２は、全体として段付の有
底円筒形状をなし、比較的小径で浅い有底円筒形状に形
成されたハブ部４と、そのハブ部４に連続してそれより
大径に形成された円筒状の周壁部６と、その周壁部６の
外周面に複数条の小さな■溝８が多段に形成された多段
■溝部１０とを備え、」二記ハブ部４の底部が所定の回
転軸に取り付けられるべき取付部１２とされる。

そして、その取付部１２には、回転軸が挿入される軸穴
１４と、締付は用のボルトが通される複数のボルト穴１
６とが形成されている。かかる多段Ｖプーリ２には、そ
の取付部１２において所定の回転軸に固定された状態で
、上記多段Ｖｔｉ部１０に伝導ベルト１８が巻き掛けら
れて使用されることとなる。

以下では、このような多段Ｖプーリ２を製造する場合を
例に取って、本発明をさらに具体的に説明することとす
る。

第２図には、その製造工程図が示されている。

まず、（Ａ）に示されるような平坦で円形の金属製の板
状素材（ブランク）２０を、例えば圧延鋼板等から打ち
抜く。そして、そのブランク２０に対して一次絞り加工
を施すことにより、（Ｂ）に示されるような有底円筒形
状の一次成形品２２を得るようにする。次いで、その−
次成形品２２に対して更に二次絞り加工を施すことによ
り、（Ｃ）に示されるように段付の有底円筒形状を有す
る二次成形品２４を得る。続いて、その二次成形品２４
に対して、さらに三次絞り加工（リストライク工程）を
施すことにより、（Ｄ）に示されるように前記取付部１
２となるべき底部２６と、ハブ部４となるべき円筒状部
２８と、多段の■溝が成形される周壁部６となるべき円
筒状部３０とＧこ目的とする寸法を与えて、中間成形品
たる三次成形品３２を得るようにする。

このような三次成形品３２の円筒状部３０の肉厚および
底部２６の肉厚は、前記ブランク２０の板厚ｔ。に比べ
て、厳密に言えば多少の変化があるものの、実質的に目
立った弯化はなく、そのため、ブランク２０の肉厚と同
様のｔｏと見ることができる。言い換えれば、そのよう
な肉厚となるように、（Ｂ）〜（Ｄ）の絞り工程が施さ
れるのである。

次いで、かかる中間成形品たる三次成形品３２の円筒状
部３０を、底部２６より薄肉とする減肉加工を行うこと
となる。すなわち、その円筒状部３０の肉厚が、（Ｅ）
に示されるようにｔ。からＬｌとなるようにし、以てそ
の差ｔ。−ｔｌ−λだけ円筒状部３０の肉厚を薄くする
のである。

この減肉加工は、円筒状部３０の外周面をしごき加工す
ることによって容易に行うことができる。

例えば、第３図に示されるようなしごき加工装置を用い
ることが好適となる。図において、３４ばダイスホルダ
であって、円環状のしごきダイス３６を支持しており、
このしごきダイス３６内にポンチ３８が嵌入させられる
ようになっている。そのポンチ３８の先端部に前記三次
成形品３２が装着された状態でダイス３６内を通される
ことにより、その円筒状部３０が外周面からしごかれて
、そこの肉厚がｔ。からｔ！まで減肉され、そのしごき
加工操作により四次成形品４０を得るが、ポンチ３８の
上昇過程でスプリング４４によって付勢されたストリッ
パ４２に成形品４０の開口縁部が当接して、ポンチ３８
から切り離されることとなる。

第４図は、そのようなしごき加工操作を更にわかり易く
説明する図である。この図において、右側半分にしごき
加工前の状態が、また左側半分にしごき加工後の状態が
それぞれ示されている。しごき加工前には、円筒状部３
０の肉厚が前記ブランク２０の肉厚と実質的に等しいｔ
。、例えば３．２１１１１程度であったのが、しごき加
工後にはそれがｔｌ、例えば２．６鰭程度になり、この
場合には、約Ｑ　、　Ｑ　＋ｎ分に相当する減肉加工操
作が施されることとなる。なお、このようなしごき加工
操作は、円筒状部３０のしごき量（ｔｏ　ｔｚ＝λ）に
応じて、１回だけでなく、必要に応じて週数回繰り返す
場合もあり、要するに目的とする肉厚ｔ□が得られるよ
うにすればよい。

一方、このようなしごき加工にかかわらず、プーリ取付
部となるべき底部２６の肉厚は依然としてｔｏに保たれ
るため、第２図（Ｅ）に示されるように、そのしごき加
工終了後に得られる四次成形品４０の底部２６の肉厚ｔ
。は、例えば３．２韮位に保たれて、そこの十分な強度
が保証される。

しかし、溝成形部となるべき円筒状部３０？Ｄ肉厚ｔ１
は、上述のようにそれよりλだけ薄くなり、溝成形加工
に適切な肉厚、例えば２６６鰭程度にされるのである。

また、その円筒状部３０の中心線方向における幅寸法β
□ば、上記しごき加工によって前記三次成形品３２の幅
寸法ｊ２ｏよりやや長くなるが、長くなった状態で正規
の幅寸法が得られるように、三次成形品の円筒状部３０
の幅寸法β。、およびしごき量λを選定するようにすれ
はよい。なお、第２図（Ｅ）等においては肉）７の差を
明瞭にするために、肉厚そのものおよび肉厚差が実際よ
り誇張して描かれている。

ところで、上記のように円筒状部３０を底部２６より一
定量薄くするためには、その他、次のような方法を採用
することもできる。その点について第５図に基づいて説
明する。

すなわち前述のようにして、（Ｄ）に示されるような三
次成形品３２を成形した後、（Ｅ工）に示されるように
、円筒状部３０に対して半径方向外向きに拡径加工を施
し、その円筒状部３ｏの内径がｄｏからｄｉまで拡大す
るように均零に押し拡げるようにする。そして、その拡
径操作後の円筒状部３０の内径ｄｌが、プーリ製品の周
壁部６の内径と等しくなるようにするのである。図では
分り易くするために、その拡径量を誇張して示しである
。

このような拡径加工によって円筒状部３０の内径がｄｌ
になるであるが、それに伴い円筒状部３０が円周方向に
引き延ばされることによって、その肉厚がｔｏからｔ′
２まである程度薄くなる。その後、（Ｅ２）に示される
ように拡径された円筒状部３０の外周面に、前述と同様
のしごき加工を施して、その円筒状部３０の肉厚ｔ２を
更にｔｌまで薄くすることにより、前述と同様の四次成
形品４０を得るようにするのである。

このように、いったん拡径した後、しごき加工を行うよ
うにすれば、言わば二段階にわたって減肉化することが
でき、しごき工程における負担を軽くすることができる
。

ところで、上記円筒状部３０を減肉化するためには、更
に第６図に示されるように、いわゆるしごきスピニング
加工を採用することもできる。すなわち、成形品３２を
その中心線まわりに回転させた状態で、円筒状部３０の
外周面にしごきローラ４６を回転させつつ押し付け、そ
の状態でしごきローラ４６を軸方向に相対的に移動させ
ることにより、円筒状部３０の肉厚をｔｏからｔ、まで
減肉するのである。

いずれにしても、中間成形品たる三次成形品３２の円筒
状部３０の肉厚をｔｌまで薄くすることにより、第２図
（Ｅ）に示されるような四次成形品４０を得るわけであ
るが、続いてその四次成形品４０の薄くされた円筒状部
３０の軸方向の両端部に、（Ｆ−）に示されるようにそ
れぞれ環状突起４８および５０　（溝部フランジ）を形
成する。この環状突起４８．５０は、たとえば四次成形
品４０を回転させながらスピニング加工により回転成形
してもよいし、プレス型を用いてプレス加工により形成
するようにしてもよい。また、この環状突起形成工程の
前あるいは後の適宜の段階で、取付部となるべき底部２
６に前記軸穴１４およびボルト穴１６を形成することと
なる。

次いで、そのように環状突起４８および５ｏが形成され
、かつ円筒状部３０の肉厚がｔｌに減肉された三次成形
品５２に対して、（Ｇ）に示されるようにその円筒状部
３０の外周面に多段のＶ溝からなる多段Ｖ溝部１０を成
形する。この溝成形加工操作は、三次成形品５２をその
中心線まわりに回転させた状態で、円筒状部３０の外周
面に図示しない溝付はローラを押し付けて転造成形する
ことにより、容易に行うことができる。なお、そのよう
な溝成形加工操作は、公知の各種手法に従って行い得る
ものであるが、ここでは詳しい説明は割愛する。

そして、第７図の左半分には溝成形前の状態が、また右
半分には溝成形後の状態がそれぞれ示されている。そこ
で、目的とする多段Ｖプーリの円筒状部３０の直径が、
たとえば１２０＋ｍ前後で、その幅寸法が２５龍程度の
場合、多段Ｖ溝部１０を成形するために適切な円筒状部
３０の肉厚ｔ１は、前述のように２．５〜２．６鰭程度
であって、その場合の多段■溝部１０の底厚（円筒状部
３０の内周面から溝底までの肉厚）は、０．９〜１．１
鶴位であるが、それで溝成形部（周壁部）の強度は十分
に得られる。つまり、前記取付部となるべき底部２６の
肉厚ｔ。は、この例の場合、目的とする強度を保持する
上で約３．２鶴位必要なのであるが、溝成形部となるべ
き円筒状部３０の肉厚ｔ８は２．６順程度あれば十分で
あり、したがって仮にそれ以上厚い場合は、言ってみれ
ば重量を重くするだけで無駄な厚みと言える。そればか
りか、溝を成形すべき円筒状部３０の肉厚が、例えば３
鶴を越える程に厚いと、溝成形時に■溝の溝底に亀裂が
生し易いのである。そのように、円筒状部３０が厚い場
合に溝底に亀裂が生じ易い理由は、次の点にあると考え
られる。

第８図に示されるように、円筒状部３０の幅方向の両端
部には、前述のように環状突起４８および５０が、スピ
ニング加工やプレス型成形によって形成されるわけであ
るが、円筒状部３０の肉厚が厚いと、その環状突起４８
の加工に際してそこが折れ曲がりにくく、内側に隙間５
４が生し易い。

そして溝付はローラ５６を円筒状部３ｏの外周面に押し
付け、金属の塑性流動性を利用して多段Ｖ溝を転造成形
する際に、ａ部を押し付けて行くことにより、ａ部の金
属をｂ部へ移動させるのであるが、隙間５４が存在する
ため、その隙間５４の側にも金属が移行してしまう。そ
のため、ｂ部の山の高さが他の山、例えばＣ部の山に比
べて高くなりにくい傾向が生じ、ｂ部の山を予定された
高さまで高くするために、溝付はローラ５６を更に円筒
状部３０に対して押し付けねばならない。その結果、特
にａ部における塑性流動条件が厳しくなって、そこに、
いわば断層のようなものが生じるために、そのａ部に亀
裂が生じ易（なるものと考えられるのである。溝底に亀
裂が生ずれば、強度の低下は勿論のこと、商品価値を失
うことは避けられない。

それに対して、本発明のように円筒状部３０が予め薄く
されていれば、環状突起４８などを加工し易くなり、上
述のような隙油５４が生じなくなるため、溝成形時にお
いて溝底に亀裂が生ずるようなことが有効に回避される
のである。

また、溝成形部となるべき円筒状部３ｏが薄肉化される
ことにより、得られるプーリ製品がより軽量なものとな
り、一方、取付部となるべき底部２６は比較的厚い肉厚
とされるため、そこの強度が大きく、ヘルド張力の高い
使用条件でも十分耐えることができるのである。

以上、本発明の理解を容易にするために、できるだけ具
体的に説明してきたが、本発明がそのような具体的な記
載のために限定的に解釈されるべきでないことは言うま
でもない。

例えば、前記中間成形品たる三次成形品３２を絞り加工
することと、その中間成形品の円筒状部３０を減肉加工
することの双方を一つの工程で行うこともできる。つま
り、プレスにより絞り加工する時に、ダイスとポンチと
の隙間を調整して絞りに併せてしごきが加えられるよう
にするが、あるいはブランク２０をスピニング加工によ
り絞り込み、それに合わせてしごきスピニング加工を行
い、中間成形品の成形と同時に上記円筒状部３゜に減肉
加工操作を施すようにしてもよいのである。

また、本発明は第１図に示されるような多段■プーリ２
の製造に限らず、段付きの有底円筒形状でなく、単純な
コの字型断面を存する有底円筒形状の多段Ｖプーリを製
造する際にしても有効に適用することができる。

その他、具体的な説明は割愛するけれども、当業者の知
識に基づいて、種々なる変更、改良等を施した態様で本
発明を実施し得ることは、改めて言うまでもないところ
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に従って製造し得る板金製多段Ｖプー
リの一例を示す断面図である。第２図は、本発明の具体
的な加工工程の一例を示す工程図である。第３図は、本
発明の減肉加工を行う上で好適なしごき加工装置を簡略
に示す断面図であり、第４図は、そのしごき加工形態を
しごき前としごき後とに分けて示す断面図である。第５
図は、本発明の特に減肉加工工程の別の具体例を示す工
程図であり、第６図は、同じく減肉加工の更に別の具体
例を示す断面図である。第７図は、本発明において溝成
形加工操作の前後における成形品の具体例を示す断面図
であり、第８図は従来のプーリ製造方法においてＶ溝の
溝底に亀裂が生ずる理由を説明するための断面図である
。 ２：多段Ｖプーリ　６：周壁部 １０：多段■溝部　１２：取伺部 ２０ニブランク（金属製の板状素材） ２６：底部　３０：円筒状部 ３２：三次成形品（中間成形品） ３６：しごきダイス　４６：しごきローラ４ｓ、ｓｏ：
環状突起 出願人　小島プレス工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 はぼ有底円筒形状をなし、その底部が所定の回転軸に対
   する取イ」部とされるとともに、該底部に連なる円筒状
   の周壁部の外周面に複数条のＶ溝が形成された多段■プ
   ーリを所定の金属製の板状素材から製造するに際して、 該板状素材を絞り加工することによりほぼ有底円筒形状
   の中間成形品を成形するとともに、かかる中間成形品の
   前記周壁部となるべき円筒状部を前記取付部となるべき
   底部より薄肉とする減肉加工を行った後、その減肉され
   た円筒状部の外周面に対して前記複数条のＶ溝を成形せ
   しめるための成形加工操作を施すようにしたことを特徴
   とする板金製多段■プーリの製造方法。