JPS6035215B2 - シ−ト状金属製プ−リ−の製作方法及びプ−リ−製作装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシート状金属または型打 （ｓねｍｐｉｎｇ）された金属材からプーリーを作る方
法及びその方法において使用される装置に関する。

シート状金属製プーリーを作るには、所望の形状の外周
を有するローラの如き回転工具を予めほぼ当該プーリー
の形状につくられたワークピース（工作物）又はプーリ
ー素材に押し付ける旋圧（ｓｐｉｎｎｉｎｇ）工程によ
って作るのが一般的である。

米国特許第３６３３４３１号には、一対の金属素材に幾
つかの型打（スタソピング）操作を施して組合わせ体を
作る工程を含むシート状金属製プーリーの製作方法が示
されている。最終的操作として組み合された素材は旋圧
操作にかけられてＶ形溝が形成される。この旋圧操作は
Ｖ形の外形を有するローラを一対のフランジ間に押し付
けて該フランジをＶ形に拡げることにより行われる。米
国特許第１６８００６１号及び第２９５５７４８号はプ
ーリ−を旋圧操作によって完成させるスパンプーリ−製
作方法が示されている。最終操作において、所望のＶ形
状を有する旋圧輪によってプーリー内にＶ形簿を形成す
る。しかし、斯様なシート状金属プーリ−を作る従来方
法には、プーリーのＶ形溝成形工程において、Ｖ形溝を
画定するシート状金属の面に摩擦による大きな損傷が生
じるという欠点がある。

すなわち、Ｖ形溝の形成する工具は、上述の通り、回転
自在の輪やローラの外周面に断面がＶ形の環状突起を設
けてなり、これを回転しているプーリ−素材、すなわち
重ね合されたシート状金属の外周緑部間に徐々に庄入し
、当該素材の回転に伴い回転しながら、Ｖ形溝を形成す
るものであるが、圧入の深さが大きくなる程、相互に係
合するＶ形突起の表面とシート状金属の表面との間の相
対速度が大きくなり、従って相互の摩擦による損傷が大
きくなるのである。すなわち、シート状金属とＶ形突起
とがＶ形の接触線に沿って回転接触する場合、そのＶ形
の頂点から相互に拡がる各接触線の中間の一点、すなわ
ち形成されつつあるＶ形溝の底から半径方向外方へ一定
間隔離れた点てシート状金属とＶ形突起との相対速度が
零になるいわゆるピッチ点が生じると考えられ、Ｖ形突
起ではそのピッチ点よりも外方先端に近づく程、ピッチ
点におけるより周速度が大きくなり、一方、シート状金
属ではピッチ点よりも内方になる程（すなわち、Ｖ形突
起の先端が係合するＶ形溝の底に近づく程）ピッチ点に
おけるより周速度が小さくなり、従ってそれらの間に相
対速度、従って摩擦が生じる。また、ピッチ点から、上
記とは逆の方向に離れた点でも同様に相対速度が生じる
。この相対速度は、シ−ト状金属が駆動される速度（回
転数）が一定でも、Ｖ形突起の圧入深さが大きくなるに
従って、急激に著しくなり、それだけ摩擦による損傷は
大きくなるのである。同様に、工具をプーリ−素材と同
じ周緑速度で駆動する場合にも、工具がプーリー素材間
に圧入されるに従い、両者の係合面間の相対速度が急激
に大きくなる。

本発明は、以上の点に鑑み、Ｖ形溝成形工程における工
具とプーリー素材との間の相対的速度をできるだけ少〈
し、摩擦によるプーリー素材への損傷を低減できるよう
にしたシート状金属製プーリ−製造方法およびその方法
で使用される装置を提供することを目的としている。

すなわち、本発明においては、工具を環（リング）状の
部材とし、Ｖ形溝を成形するＶ形突起を当該環状部材の
内周に沿って設け、予め重ね合されたシート状金属をこ
の工具の内側に設定し、上記Ｖ形突起をシート状金属の
外周緑の間に圧入することにより、Ｖ形溝を形成する。

このようにすることにより、工具のＶ形突起では上述の
ピッチ点より内方先端（半径方向内方）に近づく程、周
速が小さくなり、シート状金属においても同様に半径方
向内方になる程、周速度が小さくなるので両者の相対速
度は、前述の従来のものに比べてはるかに小さくなる。
同様に、ピッチ点から半径方向外方においては、Ｖ形突
起でもシート状金属でも周速度が大きくなるので、それ
らの相対速度は余り大きくならない。従って、工具のＶ
形突起とシート状金属における摩擦は著しく小さくなり
、それによる損傷も大幅に低減できる。以下、本発明を
添付図面に示した実施例に基づき詳記する。

図面、特に第１乃至第３図には、汎用の旋圧（ｓｐｉｎ
ｎｉｎｇ）旋盤が示されており、該旋盤はベース１０、
ヘッドストック１２、間隔のおかれた一対のレール１４
を含むペットを有している。

サドル１６はしール１４に摺動自在に取り付けられてお
り、固定具１８によって所望の位置に固定できる。スピ
ンドル２川ま、ヘッドストック１２内に回転自在に取り
付けられエンドレスベルト又はチェーン２４を介してモ
ータ２２によって駆動される。チェーン２４は夫々、モ
ータ２２の軸及びスピンドル２０‘こ取に付けられたプ
−１」−２６及び２８のまわりにかけられている。スピ
ンドル２０は中空であり、クランプバー３０が該スピン
ドルを貫通している。クランプバ−３０は旋圧旋盤のペ
ットから離れた一端における、スピンドルから突出する
螺子付端部を有している。該螺子付端部は調整ハンドル
輪３２に螺入されている。図示された旋圧旋盤は一般に
知られている旋圧旋盤を代表して表わされているもので
あり、また該旋盤が本発明に関連して用いられるという
点を除いては本発明を構成するものではない。本発明の
成形工具の支持装置は、サドル１６内に設けられたＴ形
溝内に位置決めされた拡大Ｔ形ヘッドを有するボルト３
６によってサドル１６に取り付けられて案内される基板
３４を含んでいる。

成形工具支持装置はまた、垂直の前方及び後方支持板３
８及び４０、該支持板間でのび且つ取り付けられた右方
支持板４２、夫々前方及び後方支持板３８及び４０に取
り付けられた前後方向に向い垂直方向にのびる左方支持
板４４及び４６を有している。第１図に見られる如く、
後方支持板４０は内側が除去されて中空のフレームを形
成しているが、これは使用される材料を少なくするため
だけの目的のためである。環状の成形工具ハウジング４
８がキャップネジ５０によって左方支持板４４及び４６
に固定されている。ボールベアリング５２がハウジング
４８によって支持され、該ハウジングに挿入されベアリ
ング装置の外側レースに重ねられたキャップネジワツシ
ャアセンブＩＪ５４によって該ハウジング内り取り付け
られている。環状成形工具５６が上記ベアリングの内側
レース上に支持され、また一対のベアリングシールド５
８が固定具６０‘こよって成形工具に取り付けられて外
方にのびベアリングの内側レース及び外側レースの少な
くとも１部をおおつている。環状成形工具５６の内面に
は作成されるプーリー内に形成される溝の形状のほぼＶ
形突起６２が設けられている。

Ｖ形突起６２の最も幅広の部分は当該工具の内面の幅よ
り狭く、該内面はＶ形突起の幅広部分よりも左右に延び
ている。小さな分割論（ｓｐｌｉｔｔｅｒｗｈｅｅｌ）
が後方左方支持板４６上に成形工具ハウジングと同じ側
に取り付けられる。

分割論６４は中心ピン６６のまわりに回転可能に取り付
けられており、該ピンは支持板４６に取り付けられた脚
を有するＵ型ブラケット６８のかみ合部と支持板４６の
間に伸びている。比較的小径の分割論６４の両側は外方
にテーパ付けられており尖端に到る。該輪はそのとがっ
た外周と成形工具のＶ形突起の最内端部とが共通の面内
にあるように成形工具と整合して該工具の内側に取り付
けられる。サドル上の成形工具及びその支持ハウジング
の往復摺動はフレーム７２上の両端の中間に枢動可能り
取り付けられた手動可能なしバー７０の制御の下に行わ
れる。

フレーム７２の下方脚はボルト７４によってレール１４
の一方に締着され該フレームを旋盤上の調節された位置
に保持する。レバー７０はその両端間においてフレーム
７２に取り付けられたＵ型ブラケット７８のかみ合部と
フレーム７２との間にのびるピン７６のまわりに枢着さ
れる。成形工具に最も近いレバーＴＯの端部はピン８２
によって取り付けられたカムローラ８０を支持している
。カムローラ８川ま、一対の側部フロック７５及び７７
、上方ブロック７９、並びに下方ブロック８１によって
形成されるスロット８３内に入る。ブロック７５，７７
，７９及び８１は相互に連結されてスロット８３を形成
し、フロック７５はキャップネジ等の適宜の手段により
成形工具ハウジング４８に取り付けられる。スロット８
３の前方側及び後方側はカムローラ８０と協働して成形
工具及びそのハウジングをレバー７０の枢動によりサド
ル１６上を前後に摺動するためのカム面を形成する。ワ
ークピース（工作物）若しくは一部形成されたプーリー
素材をサドル上に取り付けるため、プーリー保持ヘッド
８４がスピンドル上のハンドル論とは反滞側の端部に取
り付けられる。

保持ヘッド８４はピン８６上に枢着されキャップネジ８
８によって所定の位置に固定される。ヘッドの目的はプ
ーリー保持の互換性を与えるためである。プーリー保持
装置は内側及び外側の部分９０及び９２からなる。内側
部分９川まキャップネジ９４によってヘッド８４上の所
定の位置に取り付けられる。内側部分９０１こは円形中
心部分９６が設けられ、該中心部分はワークピース又は
プーリー素材１２６のキャップ型ハブ部分内に伸張する
様にされる。プーリー保持装置に取り付けられるプーリ
ー素材は第５図に示されたプーリ−保持装置内に取り付
けられる。該保持装置の内側部分のフランジ９８は円形
中央部分の外側端より内方に配置されて外方に延出して
いる。スピンドルに対し反対方向を向くフランジ９８の
面は平面部分１００、丸みを付けられた角を介して平面
部分１００の外方部に連結される第１の轡曲部分１０２
、面とりされた角を介して部分１０２に連結される第２
の轡曲部分１０６及び面とりされた角を介して部分１０
６に連結されるテーパ部分とを有している。７ーパ部分
１０８はプーリー素材内に形成されるＶ形溝の２分の１
に対応するテーパで外方にのびてる。

フランジ９８の形状は第５図に最もよく示されている。
即ち、フランジ９８の一部がプーリー素材と適切な関係
で示されている。一個以上のピン１１０が保持装置の内
方部分の円形部分の面からのびており、プーリー素材が
保持装置上に取り付けられたとき取付孔を通して該素材
内にのびて素材が保持装置に関して回転するのを防止す
る。プーリー保持装置の外方部分は大体、第１の部分に
補完的形状であり、プーリー素材の外方部分にわたって
きつく鞍められて、該素材のハブから外方にのびる一対
の隣あったフランジを保持装置の内方部分のフランジに
対して締めつける。

保持装置の外方部分の中空内面は半径方向の平面１１２
を有しており、該面はプーリー素材のハブの平面と係合
して保持装置の内方部分の中央部分の面に対して締めつ
けるようになし、環状部分１１４はプーリー素材のカッ
プ型ハブ部分の側部と係合し、円錐形部分１１６はプー
リー素材のカップ型ハブの円錐形部分と当援する。球状
にされた角部１１８はプーリー素材のフランジの基部と
係合してフランジ９８の面の轡曲部１０２に対して締め
つけ、テーパ部１２０さまフランジ９８上のテーパ部分
１０８に対し対称的な位置となる。保持装置の２個の部
分を相互に締めつけるため、クランプバ−８０が保持ヘ
ッド６４及び内方部分９０内に設けられた孔を通して伸
張され平坦な部分で終っており、該バーの主要部にはそ
の小窪部分１０３を介して球状端部１０１が取り付けら
れる。

保持装置の外方部分には球状端部１０１を受け入れるた
めのスロット閉口が設けられ、外方部分とクランプバー
間の相対的動きが外方部分をクランプバ−に締め付ける
ようになす。上述した成形工具の操作は本発明に係る方
法の記載の中で説示するものとし、また、本発明に係る
方法は特に第４乃至第６図を参照して説明することとす
る。

本発明の方法においては、２個のシート状金属１２２，
１２４が一緒にされて打抜加工にかけられ一対のほぼ円
形の部品とされる。それから、この円形の部品は型打加
工にかけられて番号１２６で棺閑居的に示される、一対
の当綾ごれたカップ状部材を有する大体プーリーハブの
形状にされる。このカップ状部材は、平坦な半径方向端
部又は底部壁１２８、該壁に連結された環状壁部１３０
、該壁部に連接する円錐形壁部１３２及び該円錐形壁部
から半径方向外方に伸びるフランジー３４とを有してい
る。このカップ状部材には次に、その２個の部村を一時
的に当援された関係に保持するための鎖錠夕ブ１３６を
形成される。以上の各加工は同時にすることができるが
、必要に応じ別々に行うことができる。以上の加工にか
けられたカップ状部村は第４図に示されている。このよ
うにして形成されたカップ状部材は次にスポット熔接に
よりその２個の部材が番号１３８で示された如き種々の
位置で一体に連結されるようにする。第４図において参
照されるように、カップ状部材は、その各部材が特に曲
げ部分または角部分において完全には一致していない。

これを解消するため、スポット溶接された一体のカップ
状部材１２６は絞り操作にかけられ、第５図に示す如く
２個の部材が完全に一致するようにされる。また、一体
のカップ状部材は打ち抜き加工にかけられて、第５図に
示す如く平坦な端面内に中心軸用関口１４０と複数のボ
ルト孔１４２が形成される。第４及び第５図に参照され
る如く、この打ち抜き加工は鎖錠タブー３６を除去する
。フランジ１３４の外方緑は必要な場合に、トリムされ
る。絞り、打ち抜き及びトリミング操作は同時に行うこ
とができるが必要に応じて別々に行うことができる。以
上各操作の後のカップ状部材即ち、プーリ−素材は、次
に第１図及び特に第５図に示す如くプーリー保持装置の
内方及び外方部分間に取り付けられる。

プーリー素材１２６はクランプバー３０をまわすことに
より保持装置の内方及び外方部分９０及び９２間にきつ
く締めつけられる。ここで、プーリー素材１２６がプー
リ−保持装置上に取り付けられるとき、２個の隣接する
フランジー３４が分割輪６４及び成形工具５６のＶ形突
起６２と完全に整合される様に、キャリッジ１６をベッ
ド１４に沿って調節しなければならない。

成形工具はそれから、レバー７０を手動操作して動かさ
れ分割論６４がフランジー３４の外縁と係合する様にす
る。それから旋圧旋盤が始動され、レバー７０の外端を
上げることにより分割論を２個のフランジ間に押圧して
それらを少し分離する。旋盤はそれから停止され、また
レバー７０が下げられて成形工具５６上のＶ形突起６２
をフランジ１３４と係合させる。Ｖ形突起の比較的鋭く
ない先端は分割論によって形成されたフランジー３４間
の少し離した部分内に部分的にのびる。旋盤が再び始動
され、レバー７０が下げられてＶ形突起をフランジー３
４間に押圧する。Ｖ形突起６２がフランジー３４間を内
方に進むに従い、フランジー３４は突起６２の形状及び
プーリー保持装置の内方及び外方部分の夫々の傾斜面１
０８及び１２０の形状にならうよう外方に押圧される。

Ｖ形突起はフランジー３４の外方端部がＶ形突起の基部
（すなわち、最も幅広の部分）に続いて横方向に伸びて
いる成形工具の内周面と係合して第６図において番号１
４４で示す如く外方に曲げられるまで充分に内方に押圧
される。それから、レバー７０を上げてＶ形突起を、形
成されたＶ形溝から上げ、第６図に示される最終的に形
成されたプーリーをプーリー保持装置から取り外す。以
上、本発明の第１の実施例につき説明した。

この実施例ではプーリー素材が回転駆動され、工具がそ
れに伴い回転されるようになっているが、これとは逆に
、工具が回転駆動され、プーリー素材が工具の回転に伴
い回転されるようにすることもできることは明らかであ
ろう。第７図には成形工具の起動機構の変形例が示され
ている。

この第７には本発明を理解するための旋圧旋盤の一部及
び成形工具のみが示されている。第７図において、円１
４８は成形工具ハウジングの外径を示し、円１５川ま成
形工具のＶ形突起の内径を示し、円１５２は旋盤のスピ
ンドルの外径を示し、円１５４は成形工具に固定された
スプロケツトの外形を示し、円１５６はスピンドルに固
定されたスプロケットの外形を示している。これらスプ
ロケットの目的は後述する。支持フレーム１５８はしー
ル１４の一つに係合するクランプ１６０及び１６２につ
て旋圧旋盤のベッド上に取り付けられる。

液圧シリンダ１６６のアンカーエンド１６４は支持フレ
ーム１５８の上方部分に取り付けられたブラケット１７
０上にピン１６８によって枢着されている。ロッド１７
２は液圧シリングから伸張して一対の剛性リンク１７６
及び１７８の夫々の一端にピン１７４によって枢着され
ている。リンク１７６の他端はピン１８０によって取付
ブロック１８４上の耳部１８２に枢着されており、取付
ブロック１８４はキャップネジ等の適宜の手段により成
形工具のハウジング１４８に取り付けられている。リン
グ１７８の他端は、支持板１５８１こ取り付けられたブ
ラケット１９０上の耳部１８８にピン１８６によって枢
着される。リンク１７６及び１７８はトグルリンク機構
を形成しており、液圧シリンダ１６６からロッド１７２
が伸張することにより、成形工具を第７図において右方
へ押圧し、またロッド１７２がシリンダ１７６内に引き
込まれると成形工具を第７図において左方へ動かす。成
形工具の右方への動きはリンク１７６及び１７８と支持
板１５８上に取り付けられた停止ブロック１９２との間
の係合によって制限される。剛性アーム１９４が支持板
１５８に取り付けられ旋盤を越えて外方に伸びる。

番号１９６によって棺斑眉的に示されたオーバーラニン
グクラッチ機構がアーム１９４上に萩層され入力スブロ
ケット１９８と出力スプロケツト２００を含んでおり、
駆動チェーン２０２はスピンドル１５２上のスプロケツ
ト１５６とオーバーランニングクラツチの入力スプロケ
ツト１９８のまわりにかけられている。別の駆動チェー
ン２０４がクラッチ１９６の出力スプロケット２００と
成形工具に取り付けられたスプロケツト１５４のまわり
にかけられる。スプリング負荷ァィドラー論２０６が駆
動アーム２０８を介してアーム１９４上に取り付けられ
駆動チェーン２０４と係合して、成形工具が機動機構に
よって前後に情動するとき、当該チェーンを適切に緊張
する。第７図に示された起動機構の機能は前述の第１の
実施例における起動機構と同じであるが、手動で操作さ
れるのではなく自動機械とともに用いられるようにして
ある。

オーバーランニングクラツチを介して成形工具を駆動す
ることにより、成形工程中、旋盤の操作を始動したり停
止したりする必要がない。すなわち、第１の実施例では
工具が、回転するプーリー素材と係合することにより回
転されるようになっている為、係合する時点でプーリー
素材が回転していると両者間に摩擦が生じ、その為の損
傷が生じる。従って、プーリー素材に工具を係合する毎
に、フ。−リー素材、従って、それを回転駆動する旋盤
を停止しておかねばならず、従って、旋盤を始動したり
停止したりする必要がある。しかし、第７図に示す実施
例では、成形工具がプーリー素材と実質的に同一の速さ
で回転され、従って第１の実施例におけるように旋盤を
始動したり停止したりする必要はない。一方、分割論は
小型であり慣性が小さいので、非回転の分割論が回転す
るプーリー素材と係合すると、同素材により直ちに回転
され、問題となる程の損傷を生じない。従って、成形工
具をプーリー素材の回転速度と等速で駆動することによ
り成形工具の使用を自動操作に適用できる。オーハーフ
ンニングクラッチはプーリー素材と成形工具間の速度の
わずかな変化を処理する。第７図に示した実施例の操作
は当業者にとって自明であるが、基本的には、第１の実
施例において必要とされる如きレバー７０を上昇したり
下降したりするということよりもむしろ旋盤を始動した
り停止したりする必要がないという点を除いては第１の
実施例の操作と同じである。

【図面の簡単な説明】

第１図は汎用の旋圧旋盤上に取り付けた本発明に係るプ
ーリ一成形装置の断面図であり、要部を明瞭にするため
一部を省略して示してある。 第２図は第１図の２−２線図である。第３図は第１図の
２−２線図であり、説明のため一部省略して示してある
。第４図乃至第６図は製作途中にあるシート状金属プー
リーの断面図である。第７図は本発明に係るプーリー製
形装置の他の実施例を示す。１２……へツドストツク、
２０……スピンドル、４８・・・・・・ハウジング、５
６・・・・・・成形工具、６４・・・・・・分割輪、１
２６・・・・・・プーリー素材、１３４”””フランジ
。 ＦＩＧ．２ ＦＩＧ．４ ○ 山 ＦＩＧ．３ ＦＩＧ．５ ＦＩＧ．６」 ＦＩＧ．７

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の相接した半径方向に伸びる円環状のフランジ
   を外周縁部に有するプーリー素材を、その中心軸線を中
   心に回転可能に支持するとともに、上記中心軸線と平行
   な回転軸線のまわりに回転可能に支持された環状成形工
   具の円形内周面に設けられた成形面を当該プーリー素材
   のフランジ間に押圧しながら、プーリー素材及び環状成
   形工具の一方を回転駆動し、その回転に伴いプーリー素
   材及び環状成形工具の他方をも回転してフランジを相互
   に分離してその間に溝を作ることを特徴とするシート状
   金属プーリーを製作する方法。 ２ 一対の相接した半径方向に伸びる円環状のフランジ
   を外周縁部に有するプーリー素材を、その中心軸線を中
   心に回転駆動するとともに、環状成形工具を上記中心軸
   線と平行な回転軸線のまわりに回転駆動し、当該工具の
   円形内周面上に設けられた成形面をフランジの外周縁速
   度とほぼ同じ速度としながら当該フランジ間に押圧して
   該フランジを相互に分離し、その間に溝を作ることを特
   徴とするシート状金属製プーリーを製作する方法。 ３ 一対の相接した半径方向にのびる円環状のフランジ
   を有するプーリー素材を保持し回転するため、旋盤のス
   ピンドル上に取り付けられたプーリー保持装置と； ス
   ピンドルに直角な方向で移動可能なるようにされた成形
   工具支持装置と； 上記プーリー素材のフランジの直径
   よりも大きい内径を有する環状部材で、その円形内周面
   に上記フランジ間に入る如くされた内側尖端に到るＶ形
   突起が設けられている環状部材を有する成形工具と；
   上記Ｖ形突起の内側尖端が上記スピンドルの軸線に直角
   な平面内にあるようにして、上記成形工具を上記成形工
   具支持装置に回転自在に取り付けるベアリング手段と；
   を有するシート状金属製プーリーを成作する装置。 ４ 特許請求の範囲第３項記載のプーリー成作装置にあ
   つて、上記環状部材の円形内周面の幅が前記Ｖ形突起の
   最大の幅広部分における幅よりも大きく、該内周面がＶ
   形突起の最大幅広部分に続いてその両側に伸びているこ
   とを特徴とするプーリー成作装置。