JP2770778B2 - Vプーリの製造方法 - Google Patents
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Description
ためのVベルトに使用されるVプーリの製造方法に関す
るもので、特に外周側にポリVベルトの両側を規制する
一対のベルトガイド、およびこれらのベルトガイド間に
多段のV溝を備えたポリVプーリのプレス成形方法に係
わる。
においては、円盤形状の金属素材をプレス加工すること
により二重円筒形状のプーリ素材を成形した後に、その
プーリ素材の外周側にVベルトの両側を規制する一対の
ベルトガイドを成形するVベルト用プーリ、所謂Vプー
リの製造方法が提案されている。
金属素材の板厚の精度がばらついていると、二重円筒形
状のプーリ素材の内円筒部および外円筒部に余分なボリ
ュームが生じたり、内円筒部および外円筒部のボリュー
ムが足りなかったりする。すなわち、内円筒部および外
円筒部を成形する際に、内円筒部および外円筒部が所望
の円筒形状に形成されないと、その後に外円筒部の端面
からすり割り加工を行ってベルトガイドを成形した時、
ベルトガイドの径方向寸法が乱れ、ベルトガイドの外形
形状が真円とならない。この結果、偏肉等のアンバラン
スによりVプーリが軸心より偏心してしまい、Vプーリ
を含む回転体が回転変動を生起し、回転体の軸受の寿命
が低下したり、回転体が異常摩耗したりするという問題
が生じる。
精度がばらついていても、プレス工程の途中で金属素材
の板厚の精度のばらつきを吸収することにより、ポリV
プーリ等のVプーリの回転変動を防止することが可能な
Vプーリの製造方法、ポリVプーリのプレス成形方法、
およびプレス成形型を提供することにある。さらに、こ
の発明の目的は、回転変動の小さいVプーリおよびポリ
Vプーリを提供することにある。
ベルトの両側を規制する一対のベルトガイドを備えたV
プーリの製造方法において、帯板状の金属素材を円盤形
状に打抜くことにより、前記金属素材から円盤形状のプ
ーリ素材を切り取る第1プレス工程と、この第1プレス
工程で製造されたプーリ素材に丸穴をあけると共に、そ
のプーリ素材の一端側を絞り加工して、そのプーリ素材
の一端側に前記金属素材よりも板厚の薄い円環形状のフ
ランジ部を成形する第2プレス工程と、この第2プレス
工程で製造されたプーリ素材の他端側をしごき加工し
て、前記フランジ部の内周より軸心方向に、前記金属素
材よりも板厚の薄い円筒形状の基体部、およびこの基体
部よりも先端側に、最も外径の小さい円筒形状の最小径
部を成形する第3プレス工程と、この第3プレス工程で
製造されたプーリ素材から余分なボリュームを取り除い
て、そのプーリ素材を前記一対のベルトガイドを成形す
る基礎となる一対のガイド被成形部を有する所定の円筒
形状に成形する第4プレス工程とを備え、前記一対のガ
イド被成形部のうちの一方のガイド被成形部は、前記第
3プレス工程で製造されたプーリ素材のフランジ部を縁
取りして前記基体部の一端部に成形され、前記一対のガ
イド被成形部のうちの他方のガイド被成形部は、前記第
3プレス工程で製造されたプーリ素材の基体部の前記最
小径部側の外周面をすり割り加工して前記基体部の他端
部に成形される技術手段を採用した。
法の第4プレス工程を行うためのプレス成形型として、
前記基体部の他端部に食い込んで前記基体部の他端部を
すり割りする円筒形状のパンチを利用しても良い。
材を、第1プレス工程、第2プレス工程、第3プレス工
程および第4プレス工程の順にプレス加工して、一対の
ベルトガイドを成形する基礎となる円筒形状のプーリ素
材を成形するVプーリの製造方法である。すなわち、第
1プレス工程では、帯板状の金属素材を円盤形状に打抜
くことによって、金属素材から円盤形状のプーリ素材が
切り取られる。
プーリ素材に丸穴をあけると共に、円盤形状のプーリ素
材の一端側を絞り加工することによって、プーリ素材の
一端側に円環形状のフランジ部が成形される。このと
き、金属素材の板厚が所定の板厚よりも薄い時でも、フ
ランジ部は板厚が金属素材の板厚よりも薄くなるように
成形されるため、フランジ部の外周側に一方のベルトガ
イドの成形に必要なボリュームに対して余分なボリュー
ムが径方向に向かって形成される。
を有するプーリ素材の他端側をしごき加工することによ
って、フランジ部の内周より軸心方向に円筒形状の基体
部が成形され、さらに基体部よりも先端側に円筒形状の
最小径部が成形される。このとき、金属素材の板厚が所
定の板厚よりも薄い時でも、基体部および最小径部は板
厚が金属素材の板厚よりも薄くなるように成形されるた
め、最小径部の先端側に他方のベルトガイドの成形に必
要なボリュームに対して余分なボリュームが軸心方向に
向かって形成される。なお、基体部および最小径部は板
厚が金属素材よりも薄くなるように成形されるため、基
体部自体および最小径部の径方向には余分なボリューム
は形成されない。
部、基体部および最小径部を有するプーリ素材のフラン
ジ部を縁取りすることによって、基体部の一端部に一方
のガイド被成形部が成形される。さらに、そのプーリ素
材の基体部の最小径部側の外周面をすり割り加工するこ
とによって、基体部の他端部に他方のガイド被成形部が
成形される。これにより、一対のベルトガイドを成形す
る基礎となるプーリ素材から余分なボリュームが取り除
かれて、プーリ素材が所定の円筒形状に成形されること
になる。
ばらついていても、第4プレス工程でその金属素材の板
厚の精度のばらつきを吸収することができるため、一対
のベルトガイドの径方向寸法が乱れることはなく、一対
のベルトガイドの外形形状が真円となる。この結果、偏
肉等のアンバランスによりVプーリが軸心より偏心する
ことを抑えることができるので、Vプーリが回転変動を
生起することはなく、Vプーリと共に回転する回転体へ
の悪影響を抑えることもできる。
を、ポリVプーリの製造方法に適用した実施例に基づい
て説明する。図1はこの発明の実施例により製造された
ポリVプーリを示した図である。
のことで、内燃機関(エンジン)の回転動力を車両用空
気調和装置の冷媒圧縮機に伝達する伝達装置の一構成部
品である。このポリVプーリ1は、内燃機関と冷媒圧縮
機とを係脱する電磁クラッチのロータ外周にろう付け等
の接合手段により取り付けられている。そして、ポリV
プーリ1は、ローラ外周に接合される円筒形状の被接合
部2、この被接合部2と同一の内径を有する円筒形状の
基体部3、この基体部3の外周側に形成された一対のベ
ルトガイド4、5、およびこれらのベルトガイド4、5
間の基体部3の外周側に形成された多段のV溝6を備え
ている。なお、一対のベルトガイド4、5は、ポリVベ
ルトの両側を規制してポリVベルトがポリVプーリ1よ
り外れることを防止する規制壁である。
1の製造方法を図に基づいて説明する。図2および図3
は円盤抜き工程(第1プレス工程)を行うことにより円
盤形状に成形されたワーク7を示した図である。この円
盤抜き工程では、図示しない巻取機で巻き取った帯状の
熱間圧延鋼板(所謂圧延コイル)8を図示しないプレス
成形型のパンチとダイスとで剪断加工による打抜き作業
(ブランキング、外形抜き加工)を行う。このような円
盤形状の打抜き作業により、帯状の熱間圧延鋼板8から
円盤形状のワーク(プーリ素材)7が多数成形される。
なお、熱間圧延鋼板8は最終形状であるポリVプーリ1
の基体部3の板厚(例えばt6.2mm)よりも厚い金属
素材で、その板厚は例えばt1 =8±0.4mmである。
また、ワーク7の板厚は例えばt1 =8mm±0.4mm
で、外径は例えばφ150mmである。
底カップ形状に成形されたワーク10を示した図であ
る。このカップ絞り工程では、円盤形状のワーク7を図
示しないプレス成形型のパンチとダイスとで第1絞り加
工(カップ絞り加工)を行うことにより、円盤形状のワ
ーク7から有底カップ形状のワーク10が成形される。
なお、ワーク10には、円盤形状の底壁部21およびこ
の底壁部21の外周部より所定の傾斜角度を持って外周
側へ延長された側壁部22が形成される。また、ワーク
10の板厚は例えばt1 =8mm±0.4mmである。
ップ形状に成形されたワーク11を示した図である。こ
の穴抜き工程では、有底カップ形状のワーク10の底壁
部21を図示しないプレス成形型のパンチとダイスとで
剪断加工による穴抜き作業(パンチング)を行うことに
より、有底カップ形状のワーク10から無底カップ形状
のワーク11が成形される。このワーク11は、円盤形
状の底壁部21に丸穴(例えばφ80mm)23が打ち抜
かれた形状をしている。
プレス工程)を行うプレス成形型40を示した図で、図
8はそのプレス成形型40により無底カップ形状に成形
されたワーク12を示した図である。ここで、このプレ
ス成形型40は、ワーク11の外周面を所定の形状に変
形させることが可能な形状を有するダイス41、ワーク
11の内周面を所定の形状に変形させることが可能な形
状を有するパンチ42等から構成されている。
てダイス41とパンチ42との間にワーク11を挟み込
むプッシュブロックで、44、45は油圧による力P2
により上昇運動してパンチ42からワーク12を取り出
すプッシュプレートとプッシュバーである。そして、ダ
イス41は、円筒形状に形成されており、内周面および
下端面にワーク12のフランジ部24の上端面および側
壁部22の外周面を成形する成形部を有している。ま
た、パンチ42は、丸棒形状に形成されており、上端面
および外周面にワーク12の底壁部21の内側面を成形
する成形部を有している。
状のワーク11をプレス成形型40のダイス41とパン
チ42とで第2絞り加工(フランジ成形加工)を行う。
ここで、第2絞り加工を図6および図7に基づいて簡単
に説明する。先ず、図6(a)に示したように、無底カ
ップ形状のワーク11をプレス成形型40内に挿入し
(加工開始)、図6(b)に示したように、プッシュブ
ロック43が駆動力P1により下降運動してワーク11
を下降させる(加工途中)。このとき、プッシュプレー
ト44は油圧による力P2 によりワーク11を持ち上げ
ている。なお、油圧による力P2 は駆動力P1 より小さ
い。
たように、ダイス41とパンチ42およびプッシュプレ
ート44との間に挟み込まれて無底カップ形状のワーク
12となる。このワーク12には、側壁部22の外周側
に円環形状のフランジ部24が成形される(加工完
了)。その後に、図7(b)に示したように、ダイス4
1とパンチ42およびプッシュプレート44が初期位置
に戻ることによりワーク12がプレス成形型40より取
り出される。
ンジ部24は、熱間圧延鋼板8の板厚(例えばt1 =8
mm±0.4mm)よりも板厚が薄くなるように例えばt2
=4mmに成形される。このため、フランジ部24の外周
側には、図12(a)に白抜きで示したように、最終形
状のポリVプーリ1の成形に必要なボリュームに対して
余分なボリュームとなる略円環形状の肉溜り部V1 が径
方向に向かって形成される。
レス工程)を行うプレス成形型50を示した図で、図1
1および図12はそのプレス成形型50により円筒形状
に成形されたワーク13を示した図である。ここで、こ
のプレス成形型50は、ワーク12の外周面を所定の形
状に変形させることが可能な形状を有するダイス51、
ワーク12の内周面を所定の形状に変形させることが可
能な形状を有するパンチ52等から構成されている。
り上昇運動してパンチ52からワーク13を取り出すプ
ッシュプレートとプッシュバーである。そして、ダイス
51は、円筒形状に形成されており、内周面にワーク1
3の基体部25、連結部26および最小径部27の外周
面を成形する成形部を有している。また、パンチ52
は、丸棒形状に形成されており、外周面にワーク13の
基体部25、連結部26および最小径部27の内周面を
成形する成形部を有している。
ワーク12をプレス成形型50のダイス51とパンチ5
2とでしごき加工を行う。ここで、しごき加工を図9お
よび図10に基づいて簡単に説明する。先ず、図9
(a)に示したように、無底カップ形状のワーク12を
プレス成形型50内に挿入し(加工開始)、図9(b)
に示したように、ダイス51が駆動力P1 により下降運
動してワーク12を下降させる(加工途中)。このと
き、プッシュプレート54は油圧による力P2 によりワ
ーク12を持ち上げている。なお、油圧による力P2 は
駆動力P1 より小さい。
したように、ダイス51とパンチ52およびプッシュプ
レート54との間に挟み込まれて円筒形状のワーク13
となる。このワーク13には、円環形状のフランジ部2
4、このフランジ部24の内周より軸心方向に延長され
た円筒形状の基体部25、この基体部25よりも軸心方
向に延長された円錐台形状の連結部26、およびこの連
結部26よりも軸心方向に延長された最小径部27が成
形される(加工完了)。その後に、図10(b)に示し
たように、ダイス51とパンチ52およびプッシュプレ
ート54が初期位置に戻ることによりワーク13がプレ
ス成形型50より取り出される。なお、ワーク13の軸
心方向の寸法は例えば30mmで、最大外径は例えばφ1
35mmである。
部25は熱間圧延鋼板8の板厚(例えばt1 =8mm±
0.4mm)よりも板厚が薄くなるように例えばt3 =
6.2mmに成形され、最小径部27はその基体部25の
板厚よりも板厚が薄くなるように例えばt4 =3.5mm
に成形される。このため、最小径部27の先端側には、
図12(a)に示したように、最終形状のポリVプーリ
1の成形に必要なボリュームに対して余分なボリューム
となる円環形状の肉溜り部V2 が軸心方向に向かって形
成される。
径部27は熱間圧延鋼板8よりも板厚が薄くなるように
成形されるため、基体部25自体、連結部26自体およ
び最小径部27の径方向には肉溜り部は形成されない。
したがって、図12にハッチングで示した本来のワーク
13のボリュームは常に一定となる。すなわち、端面整
形工程で成形されるA部、端面整形工程で成形されるB
部、およびフランジ整形工程で成形されたC部のボリュ
ームは常に一定となる。
プレス工程)を行うプレス成形型60を示した図で、図
15はそのプレス成形型60により円筒形状に成形され
たワーク14を示した図である。ここで、このプレス成
形型60は、ワーク13を位置決めするガイド61、ワ
ーク13の外周側を所定の形状に変形させることが可能
な形状を有するすり割りパンチ62等から構成されてい
る。
運動してガイド61からワーク14を取り出すプッシュ
プレートとプッシュバーで、66はプッシュプレート6
4の下降方向の動きを規制してすり割りパンチ62をワ
ーク13に食い込ませるストッパーである。すり割りパ
ンチ62は、円筒形状に形成されており、内周面に内周
側部28の外周面を成形する成形部を有し、傾斜面に他
方のガイド被成形部30の内側面を成形する成形部を有
している。
13の連結部26の外周面にプレス成形型60のすり割
りパンチ62ですり割り加工を行う。ここで、すり割り
加工を図13および図14に基づいて簡単に説明する。
先ず、図13(a)に示したように、円筒形状のワーク
13をプレス成形型60内に挿入し(加工開始)、図1
3(b)に示したように、すり割りパンチ62が駆動力
P1 により下降運動してワーク13の連結部26の外周
面(傾斜面)に当接する(加工途中)。
したように、すり割りパンチ62およびプッシュプレー
ト64との間に挟み込まれて所定の円筒形状のワーク1
4となる。このワーク14には、円筒形状の基体部25
の上端部に他方のガイド被成形部30が成形される(加
工完了)。その後に、図14(b)に示したように、す
り割りパンチ62およびプッシュプレート64が初期位
置に戻ることによりワーク14がプレス成形型60より
取り出される。ここで、図12(b)に示したように、
すり割りパンチ62の打ち込み量Hを固定した場合に、
A部の体積(ボリューム)がばらついていると他方のガ
イド被成形部30のボリュームが矢印方向にばらつく。
ところが、この実施例では、前工程である端面整形工程
でA部のボリュームが一定となるようにワーク13が成
形されているので、このすり割り工程ですり割りパンチ
62の打ち込み量Hを固定することにより、すり割り工
程後の他方のガイド被成形部30のボリュームが一定値
となる。これにより、他方のガイド被成形部30の径方
向寸法は必ず所定の寸法となる。なお、他方のガイド被
成形部30は、ベルトガイド5を成形する基礎となる部
分で、最小径部27を含む円筒形状の内周側部28より
例えば50°程度傾斜するように外方へ分離した形状を
有している。
を行うことにより所定の円筒形状に成形されたワーク1
5を示した図である。この外径抜き工程では、円筒形状
のワーク14のフランジ部24を図示しないプレス成形
型のパンチとダイスとで剪断加工による縁取り作業(ト
リミング)を行うことにより、基体部25の一端部の外
周側に一方のガイド被成形部29が成形される。なお、
一方のガイド被成形部29は、ベルトガイド4を成形す
る基礎となる部分である。
び外径抜き工程)によって、図12に示した肉溜り部V
2 がフランジ部24と共にワーク15より取り除かれ
る。なお、肉溜り部V1 は切断してもしなくても他方の
ガイド被成形部30のボリュームに何ら影響を与えない
ので、この実施例では取り除かなかった。
成形工程)を行うことにより所定の円筒形状に成形され
たワーク16を示した図である。このベルトガイド整形
工程では、所定の円筒形状のワーク15に回転成形を行
うことにより、基体部25、一方のガイド被成形部29
および他方のガイド被成形部30の内径と外径を所定の
径に成形すると共に、一方のガイド被成形部29の形状
を変形させて、円筒形状の被接合部2、円筒形状の基体
部15および一対のベルトガイド4、5が成形される。
程)を行うV溝ロール成形機70を示した図で、図19
はV溝ロール成形機70により所定の円筒形状に成形さ
れたポリVプーリ1を示した図である。ここで、V溝ロ
ール成形機70は、図18(a)に示したように、転造
を行うV溝成形ローラ71、およびワーク16の位置決
めを行うガイド72〜75等から構成されている。な
お、t5 、t6 はV溝成形ローラ71とガイド74、7
5との隙間であり、本例では0.1mmとされている。
ワーク16にVロール成形を行うことにより、基体部2
5の外周側に転造加工を施して一対のベルトガイド4、
5の間に多段のV溝6が成形される。すなわち、以上の
製造工程を行うことによって、被接合部2、円筒形状の
基体部3、一対のベルトガイド4、5および多段のV溝
6を有する円筒形状のポリVプーリ1が製造される。な
お、このポリVプーリ1は、軸心方向の寸法が例えば3
0mm、外径が例えば例えばφ125mmである。
より製造されたポリVプーリ1は、仮に帯状の熱間圧延
鋼板8の板厚がばらついていても、途中の第4プレス工
程(すり割り工程および外径抜き工程)でその熱間圧延
鋼板8の板厚の精度のばらつきを吸収することができ
る。このため、図18(b)に示したように、V溝整形
工程の工程前にボリュームがオーバーしていると隙間か
らはみ出してバリ9となったり、ボリュームがショート
だと所定の径方向寸法(例えばφ125mm)φDが得ら
れず径方向寸法φD1 となったりすることを防止できる
ので、ポリVプーリ1の外形形状が真円となり、特に一
対のベルトガイド4、5の外形形状が真円となる。
リVプーリ1が軸心より偏心することを抑えることがで
きるので、ポリVプーリ1が回転変動を生起することは
なく、冷媒圧縮機への悪影響を抑えることもできる。す
なわち、冷媒圧縮機のシャフトの異常摩耗や異常振動を
防止できるので、シャフトのベアリングの寿命の低下を
防止することができる。
クラッチのポリVプーリの製造方法に適用したが、本発
明をオルタネータやスーパーチャージャーのポリVプー
リの製造方法またはVプーリの製造方法に適用しても良
い。また、クランクシャフトプーリやVベルトのテンシ
ョン用のアイドルプーリの製造方法に適用しても良い。
この実施例では、端面整形工程で基体部25、連結部2
6および最小径部27を設けたが、端面整形工程で基体
部25および最小径部27のみを設けても良い。すなわ
ち、基体部25の上端部と最小径部27の下端部との間
が階段形状とされていても良い。また、すり割り工程の
時、他方のガイド被成形部30の形状に応じて、すり割
りパンチ62を最小径部27より外径の大きい場所の適
所に打ち込んでも良い。
断面図である(実施例)。
例)。
例)。
(実施例)。
(実施例)。
ス成形型を示した断面図である(実施例)。
ス成形型を示した断面図である(実施例)。
(実施例)。
形型を示した断面図である(実施例)。
成形型を示した断面図である(実施例)。
施例)。
断面図である(比較例)。
成形型を示した断面図である(実施例)。
成形型を示した断面図である(実施例)。
施例)。
る(実施例)。
る(実施例)。
示した断面図で、(b)は所定の円筒形状のワークを示
した断面図である(実施例)。
た断面図である(実施例)。
Claims (3)
- 【請求項1】外周側にVベルトの両側を規制する一対の
ベルトガイドを備えたVプーリの製造方法において、 (a)帯板状の金属素材を円盤形状に打抜くことによ
り、前記金属素材から円盤形状のプーリ素材を切り取る
第1プレス工程と、 (b)この第1プレス工程で製造されたプーリ素材に丸
穴をあけると共に、そのプーリ素材の一端側を絞り加工
して、そのプーリ素材の一端側に前記金属素材よりも板
厚の薄い円環形状のフランジ部を成形する第2プレス工
程と、 (c)この第2プレス工程で製造されたプーリ素材の他
端側をしごき加工して、前記フランジ部の内周より軸心
方向に、前記金属素材よりも板厚の薄い円筒形状の基体
部、およびこの基体部よりも先端側に、最も外径の小さ
い円筒形状の最小径部を成形する第3プレス工程と、 (d)この第3プレス工程で製造されたプーリ素材から
余分なボリュームを取り除いて、そのプーリ素材を前記
一対のベルトガイドを成形する基礎となる一対のガイド
被成形部を有する所定の円筒形状に成形する第4プレス
工程とを備え、 前記一対のガイド被成形部のうちの一方のガイド被成形
部は、前記第3プレス工程で製造されたプーリ素材のフ
ランジ部を縁取りして前記基体部の一端部に成形され、 前記一対のガイド被成形部のうちの他方のガイド被成形
部は、前記第3プレス工程で製造されたプーリ素材の基
体部の前記最小径部側の外周面をすり割り加工して前記
基体部の他端部に成形されることを特徴とするVプーリ
の製造方法。 - 【請求項2】請求項1に記載のVプーリの製造方法によ
り製造されたVプーリ。 - 【請求項3】請求項1に記載のVプーリの製造方法の第
4プレス工程を行うためのプレス成形型において、 前記プレス成形型は、前記基体部の他端部に食い込んで
前記基体部の他端部をすり割りする円筒形状のパンチを
備えたことを特徴とするプレス成形型。
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