JP3918287B2 - 多段プーリの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動ベルトが掛けられる溝部を複数本有する多段プーリおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多段プーリの製造方法として、例えば特開昭６３−６３５４４号公報に記載の発明では、複数個の溝成形部が同軸状に並んで一体形成された溝成形ローラにより、ワーク（多段プーリ素材）を塑性変形させて溝部を成形している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各溝部は、多段プーリ素材を溝成形ローラによって塑性変形させることにより成形されるので、塑性変形に伴って溝成形ローラの先端にせん断応力が作用する。このため、上記公報に記載の発明では、溝成形時に溝成形ローラの損傷を招くおそれが高い。
【０００４】
さらに、上記公報に記載の発明では、複数個の溝成形部が一体形成されているので、１つの溝成形部が損傷した場合であっても、溝成形ローラ全体を交換する必要がある。したがって、上記公報に記載の発明では、溝成形ローラへの設備投資の増大に伴って、多段プーリの製造原価が上昇してしまうという問題がある。
本発明は、上記点に鑑み、溝成形ローラの損傷を防止して多段プーリの製造原価低減を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、駆動ベルトが掛けられる溝部（１０１）を複数本有し、複数本の溝部（１０１）が一体成形された多段プーリの製造方法であって、略カップ状に成形されたワーク（Ｗ２）の円周外壁部のうち溝部（１０１）に相当する部位の間に、ワーク（Ｗ２）内方側に向けて陥没する環状溝（１０４）を形成する環状溝形成工程と、環状溝形成工程の後に、ワーク（Ｗ２）の円周外壁部に溝部（１０１）を形成する溝成形工程とを有し、環状溝形成工程では、環状溝（１０４）を成形する環状溝成形ローラ（２０４）をワーク（Ｗ２）の円周外壁部に押圧して、溝部（１０１）に比べて剛性の小さい環状溝（１０４）を形成し、溝形成工程では、環状溝成形ローラ（２０４）を環状溝（１０４）に押圧した状態で、溝部（１０１）を形成する溝形成ローラ（２０６、２０７）をワーク（Ｗ２）の円周外壁部に押圧して、溝部（１０１）を形成することを特徴とする。
【０００７】
これにより、第１に、環状溝（１０４）が溝部（１０１）より剛性の小さい緩衝部として機能するので、溝部（１０１）の成形時の塑性変形に伴う応力を環状溝（１０４）に逃がすことができる。
したがって、溝成形工程において、溝成形ローラ（２０６、２０７）の先端に過大なせん断力が作用することを防止できるので、溝成形ローラ（２０６、２０７）の損傷を防止することができるとともに、溝部（１０１）の不必要な塑性変形を防止して多段プーリ（１００）の仕上がり寸法精度を向上させることができる。
【０００８】
第２に、本発明では、環状溝（１０４）を押圧しながら溝部（１０１）を成形するので、溝部（１０１）の不必要な塑性変形をより確実に防止することができる。
以上に述べたように、本発明によれば、溝成形ローラ（２０６、２０７）への設備投資を抑制しつつ、多段プーリの歩留まりを向上させることができるので、多段プーリ（１００）の製造原価低減を図ることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の多段プーリの製造方法において、溝形成工程では、環状溝成形ローラ（２０４）をワーク（Ｗ２）内方側に向けて押圧することを特徴とする。請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の多段プーリの製造方法において、溝形成工程では、複数本の溝部（１０１）のうち、１つの溝部（１０１）ずつ順次形成することを特徴とする。因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本実施形態に係る多段プーリの製造方法により製造される多段プーリ１００の断面図であり、この多段プーリ１００は、駆動ベルト（図示せず）が掛けられる２つの溝部１０１が一体形成されたものである。そして、溝部１０１は、略カップ状に形成されたプーリ本体１０２の円周外壁部（リム部）１０３に形成されているととともに、両溝部１０１間には、溝部１０１に比べて剛性を小さくすべく、プーリ本体１０２の内方側に向けて陥没させた環状溝（緩衝部）１０４が形成されている。
【００１１】
次に、多段プーリ１００の製造方法について、その工程順に述べる。
先ず、図２に示すように、円板状の多段プーリ素材Ｗ１の厚み方向両側から第１、２金型２０１、２０２を多段プーリ素材Ｗ１に押圧して、多段プーリ素材Ｗ１をチャッキングする（チャッキング工程）。
なお、第２金型２０２の外周部には、完成時における多段プーリ１００のリム部１０３の内周形状に沿う段付き形状部２０２ａが形成されている。
【００１２】
そして、図３に示すように、多段プーリ素材Ｗ１のうち両金型２０１、２０２により押圧された部位を底部として、両金型２０１、２０２および多段プーリ素材Ｗ１と共にスピニングローラ（へら絞りローラ）２０３を回転させながら、スピニングローラ２０３を第１金型２０１側から第２金型２０２側に向けて移動させて、多段プーリ素材Ｗ１を段付き形状部２０２ａに沿うように略カップ状にスピニング加工（へら絞り加工）する（スピニング工程）。
【００１３】
次に、スピニング工程で略カップ状に成形されたワークＷ２の円周外壁部のうち溝部１０１に相当する部位の間を環状溝形成ローラ２０４にてワークＷ２内方側に向けて押圧陥没させて環状溝１０４を形成する（環状溝形成工程）。
なお、環状溝形成工程では、以下の溝成形工程において、ワークＷ２が多段プーリ１００（両金型２０１、２０２）の軸方向に不必要に塑性変形（塑性変形）することを防止すべく、ワーク保持用リング２０５ａ、２０５ｂをワークＷ２に向けて移動させる。
【００１４】
そして、図５、６に示すように、環状溝形成ローラ２０４を環状溝１０４に挿入押圧した状態で、ワークＷ２の円周外壁部に予備溝成形ローラ２０６にて２つの溝部１０１を順次形成する（第１溝成形工程）。
次に、第１溝成形工程と同様に（図７、８参照）、環状溝形成ローラ２０４にて環状溝１０４を押圧した状態で、ワークＷ２の円周外壁部に仕上溝成形ローラ２０７にて２つの溝部１０１を順次仕上げ形成する（第２溝成形工程）。
【００１５】
次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施形態に係る多段プーリ１００の製造方法によれば、溝部１０１間に環状溝１０４を形成した後に溝部１０１を形成するので、溝部１０１の成形時の塑性変形に伴う応力を溝部１０１より剛性の小さい環状溝１０４に逃がすことができる。
【００１６】
したがって、第１、２溝成形工程において、両溝成形ローラ２０６、２０７の先端にせん断応力が作用することを防止できるので、両溝成形ローラ２０６、２０７の損傷を防止することができるとともに、溝部１０１の不必要な塑性変形を防止して多段プーリ１００の仕上がり寸法精度を向上させることができる（図９参照）。
【００１７】
さらに、本実施形態では、環状溝１０４を環状溝成形ローラ２０４にて押圧しながら溝部１０１を成形するので、溝部１０１の不必要な塑性変形をより確実に防止することができる。
以上に述べたように、本実施形態によれば、両溝成形ローラ２０６、２０７への設備投資を抑制しつつ、多段プーリ１００の歩留まりを向上させることができるので、多段プーリ１００の製造原価低減を図ることができる。
【００１８】
また、２つの溝部１０１を順次形成するので、「発明が解決しようとする課題」の欄で述べたように損傷していない溝成形ローラまで交換する必要がない。したがって、両溝成形ローラ２０６、２０７への設備投資をさらに抑制することができるので、多段プーリ１００の製造原価低減をさらに図ることができる。
また、図６、７に示すように、両ワーク保持用リング２０５ａ、２０５ｂに形成された係止部２０５ｃにより、ワークＷ２の円周外壁部（リム部１０３）が必要以上に塑性変形することが抑制されているので、多段プーリ１００の仕上がり寸法精度を向上させることができる。延いては、多段プーリ１００の歩留まりが向上するので、多段プーリ１００の製造原価低減を図ることができる。
【００１９】
また、本実施形態によれば、チャッキング工程で用いた第１、２金型２０１、２０２を第２溝成形工程に至るまでチャッキングに使用しているので、例えば特開昭６１−１３２２３８号公報に記載のごとく、チャッキングに用いる金型を工程ごとに変更する必要がない。したがって、金型への設備投資を削減することができるので、多段プーリ１００の製造原価低減を図ることができる。
【００２０】
ところで、緩衝部をなす環状溝１０４は、上述の実施形態に示されたように、谷部を１つ有する溝形状に限定されるものではなく、例えば図１０に示すように、谷部１０４ａを複数個有するなどその他形状であってもよい。また、上述の実施形態では、環状溝形成ローラ２０４にて環状溝１０４を押圧したが、本発明はこれに限定されるものではなく、環状溝１０４を押圧する押圧ローラを別途設けてもよい。
【００２１】
また、上述の実施形態では、両溝成形ローラ２０６、２０７をワークＷ２に対して同方向から、順次、ワークＷ２に押圧して溝部１０１を順次１本づつ成形したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１１示すように、両溝成形ローラ２０６、２０７が、一の溝部１０１ａ（図１参照）を成形する際にワークＷ２に押圧する部位と、他の溝部１０１ｂ（図１参照）を成形する際にワークＷ２を押圧する部位とが、ワークＷ２の円周方向に互いにずれるようにしてもよい。なお、この場合においては、２本の溝部１０１（１０１ａ、１０１ｂ）を同時に成形してもよい。
【００２２】
また、上述の実施形態では、スピニング加工により略カップ状のワークＷ２を成形したが、本発明はこれに限定されるものではなく、板材又はパイプ材からプレス加工にて略カップ状のワークＷ２を成形してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多段プーリの断面図である。
【図２】チャッキング工程を示す模式図である。
【図３】スピニング工程を示す模式図である。
【図４】環状溝成形工程を示す模式図である。
【図５】第１溝成形工程を示す模式図である。
【図６】第１溝成形工程を示す模式図である。
【図７】第２溝成形工程を示す模式図である。
【図８】第２溝成形工程を示す模式図である。
【図９】環状溝の有無による多段プーリの仕上がり状態の相違を示す模式図であって、（ａ）は環状溝無しを示す模式図であり、（ｂ）は環状溝有りを示す模式図である。
【図１０】環状溝の変形例を示す模式図である。
【図１１】本発明の変形例に係る多段プーリの製造方法を示す模式図である。
【符号の説明】
１００…多段プーリ、１０１…溝部、１０２…プーリ本体、１０３…リム部、
１０４…環状溝（緩衝部）、２０１…第１金型、２０２…第２金型、
２０３…スピニングローラ、２０４…環状溝成形ローラ、
２０５ａ、２０５ｂ…ワーク保持用リング、
２０６…予備溝成形ローラ、２０７…仕上溝成形ローラ。
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動ベルトが掛けられる溝部を複数本有する多段プーリおよびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
多段プーリの製造方法として、例えば特開昭６３−６３５４４号公報に記載の発明では、複数個の溝成形部が同軸状に並んで一体形成された溝成形ローラにより、ワーク（多段プーリ素材）を塑性変形させて溝部を成形している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、各溝部は、多段プーリ素材を溝成形ローラによって塑性変形させることにより成形されるので、塑性変形に伴って溝成形ローラの先端にせん断応力が作用する。このため、上記公報に記載の発明では、溝成形時に溝成形ローラの損傷を招くおそれが高い。
【０００４】
さらに、上記公報に記載の発明では、複数個の溝成形部が一体形成されているので、１つの溝成形部が損傷した場合であっても、溝成形ローラ全体を交換する必要がある。したがって、上記公報に記載の発明では、溝成形ローラへの設備投資の増大に伴って、多段プーリの製造原価が上昇してしまうという問題がある。
本発明は、上記点に鑑み、溝成形ローラの損傷を防止して多段プーリの製造原価低減を図ることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、以下の技術的手段を用いる。
【０００６】
請求項１に記載の発明では、駆動ベルトが掛けられる溝部（１０１）を複数本有し、複数本の溝部（１０１）が一体成形された多段プーリの製造方法であって、略カップ状に成形されたワーク（Ｗ２）の円周外壁部のうち溝部（１０１）に相当する部位の間に、ワーク（Ｗ２）内方側に向けて陥没する環状溝（１０４）を形成する環状溝形成工程と、環状溝形成工程の後に、ワーク（Ｗ２）の円周外壁部に溝部（１０１）を形成する溝成形工程とを有し、環状溝形成工程では、環状溝（１０４）を成形する環状溝成形ローラ（２０４）をワーク（Ｗ２）の円周外壁部に押圧して、溝部（１０１）に比べて剛性の小さい環状溝（１０４）を形成し、溝形成工程では、環状溝成形ローラ（２０４）を環状溝（１０４）に押圧した状態で、溝部（１０１）を形成する溝形成ローラ（２０６、２０７）をワーク（Ｗ２）の円周外壁部に押圧して、溝部（１０１）を形成することを特徴とする。
【０００７】
これにより、第１に、環状溝（１０４）が溝部（１０１）より剛性の小さい緩衝部として機能するので、溝部（１０１）の成形時の塑性変形に伴う応力を環状溝（１０４）に逃がすことができる。
したがって、溝成形工程において、溝成形ローラ（２０６、２０７）の先端に過大なせん断力が作用することを防止できるので、溝成形ローラ（２０６、２０７）の損傷を防止することができるとともに、溝部（１０１）の不必要な塑性変形を防止して多段プーリ（１００）の仕上がり寸法精度を向上させることができる。
【０００８】
第２に、本発明では、環状溝（１０４）を押圧しながら溝部（１０１）を成形するので、溝部（１０１）の不必要な塑性変形をより確実に防止することができる。
以上に述べたように、本発明によれば、溝成形ローラ（２０６、２０７）への設備投資を抑制しつつ、多段プーリの歩留まりを向上させることができるので、多段プーリ（１００）の製造原価低減を図ることができる。
【０００９】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の多段プーリの製造方法において、溝形成工程では、環状溝成形ローラ（２０４）をワーク（Ｗ２）内方側に向けて押圧することを特徴とする。請求項３に記載の発明では、請求項１または２に記載の多段プーリの製造方法において、溝形成工程では、複数本の溝部（１０１）のうち、１つの溝部（１０１）ずつ順次形成することを特徴とする。因みに、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態記載の具体的手段との対応関係を示すものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本実施形態に係る多段プーリの製造方法により製造される多段プーリ１００の断面図であり、この多段プーリ１００は、駆動ベルト（図示せず）が掛けられる２つの溝部１０１が一体形成されたものである。そして、溝部１０１は、略カップ状に形成されたプーリ本体１０２の円周外壁部（リム部）１０３に形成されているととともに、両溝部１０１間には、溝部１０１に比べて剛性を小さくすべく、プーリ本体１０２の内方側に向けて陥没させた環状溝（緩衝部）１０４が形成されている。
【００１１】
次に、多段プーリ１００の製造方法について、その工程順に述べる。
先ず、図２に示すように、円板状の多段プーリ素材Ｗ１の厚み方向両側から第１、２金型２０１、２０２を多段プーリ素材Ｗ１に押圧して、多段プーリ素材Ｗ１をチャッキングする（チャッキング工程）。
なお、第２金型２０２の外周部には、完成時における多段プーリ１００のリム部１０３の内周形状に沿う段付き形状部２０２ａが形成されている。
【００１２】
そして、図３に示すように、多段プーリ素材Ｗ１のうち両金型２０１、２０２により押圧された部位を底部として、両金型２０１、２０２および多段プーリ素材Ｗ１と共にスピニングローラ（へら絞りローラ）２０３を回転させながら、スピニングローラ２０３を第１金型２０１側から第２金型２０２側に向けて移動させて、多段プーリ素材Ｗ１を段付き形状部２０２ａに沿うように略カップ状にスピニング加工（へら絞り加工）する（スピニング工程）。
【００１３】
次に、スピニング工程で略カップ状に成形されたワークＷ２の円周外壁部のうち溝部１０１に相当する部位の間を環状溝形成ローラ２０４にてワークＷ２内方側に向けて押圧陥没させて環状溝１０４を形成する（環状溝形成工程）。
なお、環状溝形成工程では、以下の溝成形工程において、ワークＷ２が多段プーリ１００（両金型２０１、２０２）の軸方向に不必要に塑性変形（塑性変形）することを防止すべく、ワーク保持用リング２０５ａ、２０５ｂをワークＷ２に向けて移動させる。
【００１４】
そして、図５、６に示すように、環状溝形成ローラ２０４を環状溝１０４に挿入押圧した状態で、ワークＷ２の円周外壁部に予備溝成形ローラ２０６にて２つの溝部１０１を順次形成する（第１溝成形工程）。
次に、第１溝成形工程と同様に（図７、８参照）、環状溝形成ローラ２０４にて環状溝１０４を押圧した状態で、ワークＷ２の円周外壁部に仕上溝成形ローラ２０７にて２つの溝部１０１を順次仕上げ形成する（第２溝成形工程）。
【００１５】
次に、本実施形態の特徴を述べる。本実施形態に係る多段プーリ１００の製造方法によれば、溝部１０１間に環状溝１０４を形成した後に溝部１０１を形成するので、溝部１０１の成形時の塑性変形に伴う応力を溝部１０１より剛性の小さい環状溝１０４に逃がすことができる。
【００１６】
したがって、第１、２溝成形工程において、両溝成形ローラ２０６、２０７の先端にせん断応力が作用することを防止できるので、両溝成形ローラ２０６、２０７の損傷を防止することができるとともに、溝部１０１の不必要な塑性変形を防止して多段プーリ１００の仕上がり寸法精度を向上させることができる（図９参照）。
【００１７】
さらに、本実施形態では、環状溝１０４を環状溝成形ローラ２０４にて押圧しながら溝部１０１を成形するので、溝部１０１の不必要な塑性変形をより確実に防止することができる。
以上に述べたように、本実施形態によれば、両溝成形ローラ２０６、２０７への設備投資を抑制しつつ、多段プーリ１００の歩留まりを向上させることができるので、多段プーリ１００の製造原価低減を図ることができる。
【００１８】
また、２つの溝部１０１を順次形成するので、「発明が解決しようとする課題」の欄で述べたように損傷していない溝成形ローラまで交換する必要がない。したがって、両溝成形ローラ２０６、２０７への設備投資をさらに抑制することができるので、多段プーリ１００の製造原価低減をさらに図ることができる。
また、図６、７に示すように、両ワーク保持用リング２０５ａ、２０５ｂに形成された係止部２０５ｃにより、ワークＷ２の円周外壁部（リム部１０３）が必要以上に塑性変形することが抑制されているので、多段プーリ１００の仕上がり寸法精度を向上させることができる。延いては、多段プーリ１００の歩留まりが向上するので、多段プーリ１００の製造原価低減を図ることができる。
【００１９】
また、本実施形態によれば、チャッキング工程で用いた第１、２金型２０１、２０２を第２溝成形工程に至るまでチャッキングに使用しているので、例えば特開昭６１−１３２２３８号公報に記載のごとく、チャッキングに用いる金型を工程ごとに変更する必要がない。したがって、金型への設備投資を削減することができるので、多段プーリ１００の製造原価低減を図ることができる。
【００２０】
ところで、緩衝部をなす環状溝１０４は、上述の実施形態に示されたように、谷部を１つ有する溝形状に限定されるものではなく、例えば図１０に示すように、谷部１０４ａを複数個有するなどその他形状であってもよい。また、上述の実施形態では、環状溝形成ローラ２０４にて環状溝１０４を押圧したが、本発明はこれに限定されるものではなく、環状溝１０４を押圧する押圧ローラを別途設けてもよい。
【００２１】
また、上述の実施形態では、両溝成形ローラ２０６、２０７をワークＷ２に対して同方向から、順次、ワークＷ２に押圧して溝部１０１を順次１本づつ成形したが、本発明はこれに限定されるものではなく、図１１示すように、両溝成形ローラ２０６、２０７が、一の溝部１０１ａ（図１参照）を成形する際にワークＷ２に押圧する部位と、他の溝部１０１ｂ（図１参照）を成形する際にワークＷ２を押圧する部位とが、ワークＷ２の円周方向に互いにずれるようにしてもよい。なお、この場合においては、２本の溝部１０１（１０１ａ、１０１ｂ）を同時に成形してもよい。
【００２２】
また、上述の実施形態では、スピニング加工により略カップ状のワークＷ２を成形したが、本発明はこれに限定されるものではなく、板材又はパイプ材からプレス加工にて略カップ状のワークＷ２を成形してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る多段プーリの断面図である。
【図２】チャッキング工程を示す模式図である。
【図３】スピニング工程を示す模式図である。
【図４】環状溝成形工程を示す模式図である。
【図５】第１溝成形工程を示す模式図である。
【図６】第１溝成形工程を示す模式図である。
【図７】第２溝成形工程を示す模式図である。
【図８】第２溝成形工程を示す模式図である。
【図９】環状溝の有無による多段プーリの仕上がり状態の相違を示す模式図であって、（ａ）は環状溝無しを示す模式図であり、（ｂ）は環状溝有りを示す模式図である。
【図１０】環状溝の変形例を示す模式図である。
【図１１】本発明の変形例に係る多段プーリの製造方法を示す模式図である。
【符号の説明】
１００…多段プーリ、１０１…溝部、１０２…プーリ本体、１０３…リム部、
１０４…環状溝（緩衝部）、２０１…第１金型、２０２…第２金型、
２０３…スピニングローラ、２０４…環状溝成形ローラ、
２０５ａ、２０５ｂ…ワーク保持用リング、
２０６…予備溝成形ローラ、２０７…仕上溝成形ローラ。
Claims (3)
- 駆動ベルトが掛けられる溝部（１０１）を複数本有し、前記複数本の溝部（１０１）が一体成形された多段プーリの製造方法であって、
略カップ状に成形されたワーク（Ｗ２）の円周外壁部のうち前記溝部（１０１）に相当する部位の間に、前記ワーク（Ｗ２）内方側に向けて陥没する環状溝（１０４）を形成する環状溝形成工程と、
前記環状溝形成工程の後に、前記ワーク（Ｗ２）の円周外壁部に前記溝部（１０１）を形成する溝成形工程とを有し、
前記環状溝形成工程では、前記環状溝（１０４）を成形する環状溝成形ローラ（２０４）を前記ワーク（Ｗ２）の円周外壁部に押圧して、前記溝部（１０１）に比べて剛性の小さい前記環状溝（１０４）を形成し、
前記溝形成工程では、前記環状溝成形ローラ（２０４）を前記環状溝（１０４）に押圧した状態で、前記溝部（１０１）を形成する溝形成ローラ（２０６、２０７）を前記ワーク（Ｗ２）の円周外壁部に押圧して、前記溝部（１０１）を形成することを特徴とする多段プーリの製造方法。 - 前記溝形成工程では、前記環状溝成形ローラ（２０４）を前記ワーク（Ｗ２）内方側に向けて押圧することを特徴とする請求項１に記載の多段プーリの製造方法。
- 前記溝形成工程では、前記複数本の溝部（１０１）のうち、１つの溝部（１０１）ずつ順次形成することを特徴とする請求項１または２に記載の多段プーリの製造方法。
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