(57)【要約】【課題】プーリ両端にフランジ部を有しつつ、アンダーカット部が存在しない構成を実現し、効率よく安価に製造可能な両フランジ付きプーリを提供する。【解決手段】両フランジ付きプーリ１０は、ベルトが巻き掛けられる筒状の本体部１１と、本体部１１の回転軸方向の一端部および他端部にそれぞれ一体に形成され、本体部１１より径方向外側へ突出するフランジ部１８と、を備えている。一端部のフランジ部１８は、本体部１１の周方向の一部分にのみ配置された第１フランジ片１２を有し、他端部のフランジ部１８も、本体部１１の周方向の一部分にのみ配置された第２フランジ片１３を有する。第１フランジ片１２と、第２フランジ片１３とは、本体部１１の回転軸方向において重ならないように周方向にずれて配置される。【選択図】図２
2020091035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトが巻き掛けられる筒状の本体部と、
前記本体部の回転軸方向の一端部および他端部にそれぞれ一体に形成され、前記本体部より径方向外側へ突出するフランジ部と、を備えた両フランジ付きプーリであって、
前記一端部の前記フランジ部は、前記本体部の周方向の一部分にのみ配置された第１フランジ片を有し、
前記他端部の前記フランジ部も、前記本体部の周方向の一部分にのみ配置された第２フランジ片を有し、
前記第１フランジ片と、前記第２フランジ片とは、前記本体部の回転軸方向において重ならないように周方向にずれて配置されることを特徴とする両フランジ付きプーリ。
【請求項２】
前記本体部の前記一端部において、複数の前記第１フランジ片が前記周方向に互いに間隔を空けて配置され、
前記本体部の前記他端部においても、複数の前記第２フランジ片が前記周方向に互いに間隔を空けて配置されていることを特徴とする請求項１に記載の両フランジ付きプーリ。
【請求項３】
前記第１フランジ片と前記第２フランジ片の数は同じであることを特徴とする請求項２に記載の両フランジ付きプーリ。
【請求項４】
前記第１フランジ片と前記第２フランジ片の、前記周方向の角度範囲が同じであることを特徴とする請求項３に記載の両フランジ付きプーリ。
【請求項５】
前記複数の第１フランジ片と前記複数の第２フランジ片は、それぞれ、前記周方向に等ピッチに配置されていることを特徴とする請求項２〜４のいずれかに記載の両フランジ付きプーリ。
【請求項６】
前記第１フランジ片と前記第２フランジ片の数が、それぞれ３つであることを特徴とする請求項５に記載の両フランジ付きプーリ。
【請求項７】
前記周方向において、前記第１フランジ片の各々が隣接する２つの前記第２フランジ片の間に配置され、且つ、前記第１フランジ片と前記第２フランジ片は、前記周方向において隙間なく配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の両フランジ付きプーリ。
【請求項８】
前記本体部および前記フランジ部は、焼結体からなることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の両フランジ付きプーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、両フランジ付きプーリに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車等のエンジンの動力によってオルタネータ等の補機を駆動する補機駆動システムでは、補機の駆動軸に連結されたプーリとベルトとの間でスリップが生じたり、ベルトの張力が大きく変動したりする。このようなベルトのスリップや張力の過大な変動は、ベルトの異音の発生や寿命低下等の原因となる。特に、オルタネータは、発電軸の慣性モーメントが大きいため、ベルトのスリップや張力変動が生じやすい。そのため、通常、オルタネータの駆動軸に連結されるプーリは、ベルトの脱落を防止する環状のフランジがプーリ本体の両側（回転軸方向両側）に形成されている。このようなプーリは、両フランジ付きプーリとも呼ばれる。
【０００３】
ところで、一般に、自動車エンジン部品においては、コストダウンの観点から、機械加工をしなくても材料の歩留まりが良く寸法精度の良い部品を効率よく安価に生産できる製造方法が求められている。
【０００４】
そのような方法の１つが粉末冶金法である。粉末冶金法では、金属粉末を金型内に充填し、圧縮成形（圧粉成形ともいう）により圧粉体を作製し、これを焼結して焼結部品を得る。他の製造方法（例えば、機械加工、ダイカスト、冷間および熱間鍛造など）に比べ、材料の歩留まりが良く、寸法精度の良い製品を大量に製造できる利点を持っている。
【０００５】
フランジを有さないプーリ、あるいは片側にのみ環状のフランジが形成されているプーリであれば、粉末冶金法の基礎的なプロセス（金属粉末を圧縮成形した圧粉体を１パスで得て焼結するプロセス）を用いるだけで所望の製品形状が付与された圧粉体を得ることができる。
【０００６】
しかし、両フランジ付きプーリを、粉末冶金法によって製造する場合、圧粉成形１回のみでは所望の製品形状が付与された圧粉体を得ることができず、製造工程を簡素化できない。そのままの状態では金型からの脱型ができない凹部や凸部はアンダーカット部と称されるが、両フランジ付きプーリにおいては、両端に形成された環状のフランジの間の凹部が、粉末圧縮方向と垂直なアンダーカット部となり、圧粉成形後の脱型が行えないからである。つまり、粉末冶金法の基礎的なプロセスを用いるだけで所望の両フランジ付きプーリとすることは、上記圧粉成形上の制約を抱えるため困難であった。
【０００７】
したがって、従来、両フランジ付きプーリの製造には、例えば、素形材の側面を切削加工することでアンダーカット部を有した製品形状を得る機械加工法が採用されてきた。
【０００８】
また、次のような方法も提案されている。特許文献１には、一端側にのみ環状フランジを含む一次成形品を圧粉成形により得た後、金型にスペーサを装着し、２回目の圧粉成形を行うスペーサ利用焼結法が開示されている。また、特許文献２には、片フランジ付きプーリに対して、環状のフランジ部材をかしめ加工により固定するかしめ式焼結法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開昭６３−１８００４号公報
【特許文献２】特開２００１−２７６９３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、機械加工法は、切削に時間を要する上、加工前処理として通常、熱間鍛造を行う必要がある。また、特許文献１のスペーサ利用焼結法は、２段階の圧粉成形とスペーサ装着工程とを要する。特許文献２のかしめ式焼結法は、片フランジ付きプーリと環状フランジとをそれぞれ別途製作しなければならず、かしめ加工の工程も必要となる。
【００１１】
このように、従来の方法によって両フランジ付きプーリを製造する場合、側面にアンダーカット部を含む構成に起因して製造効率が悪化し、コストが嵩んでしまう問題があった。
【００１２】
そこで、本発明は、上記従来の製造上の問題点を解消し、プーリ両端にフランジ部を有しつつ、アンダーカット部が存在しない構成を実現し、効率よく安価に製造可能な両フランジ付きプーリを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明に係る両フランジ付きプーリは、ベルトが巻き掛けられる筒状の本体部と、前記本体部の回転軸方向の一端部および他端部にそれぞれ一体に形成され、前記本体部より径方向外側へ突出するフランジ部と、を備えた両フランジ付きプーリであって、前記一端部の前記フランジ部は、前記本体部の周方向の一部分にのみ配置された第１フランジ片を有し、前記他端部の前記フランジ部も、前記本体部の周方向の一部分にのみ配置された第２フランジ片を有し、前記第１フランジ片と、前記第２フランジ片とは、前記本体部の回転軸方向において重ならないように周方向にずれて配置されることを特徴とする。
【００１４】
本発明に係る両フランジ付きプーリでは、本体部の一端部に第１フランジ片、他端部に第２フランジ片が形成されている。また、第１フランジ片と第２フランジ片は、ともに、本体部の周方向の一部分にのみ形成されている。その上で、第１フランジ片と第２フランジ片は、本体部の回転軸方向において互いに重ならない配置関係となっている。
【００１５】
つまり、本体部の回転軸方向に沿って見たとき、一端部および他端部の両方にフランジ片が配置されている箇所は存在しない。これは、成形段階において、本体部の回転軸方向を粉末圧縮方向としたときに、粉末圧縮方向と垂直なアンダーカット部を有しない構成となる。このため、粉末冶金法の基礎的なプロセス（金属粉末を圧縮成形した圧粉体を１パスで得て焼結するプロセス）を経るだけで所望の製品形状を得られる。その結果、プーリ両端にフランジ部を有しつつも、アンダーカット部が存在しない構成を実現し、効率よく安価に製造可能な両フランジ付きプーリを提供することができる。
【００１６】
また、この構成によれば、フランジ片は、本体部の周方向の一部分にのみ配設されているため、フランジ部を環状に配設した従来の両フランジ付きプーリと比べて、製品の軽量化に寄与することができる。
【００１７】
本発明において、前記本体部の前記一端部において、複数の前記第１フランジ片が前記周方向に互いに間隔を空けて配置され、前記本体部の前記他端部においても、複数の前記第２フランジ片が前記周方向に互いに間隔を空けて配置されていることが好ましい。
【００１８】
この構成によれば、複数の第１フランジ片および複数の第２フランジ片が、周方向に分散して配置される。その結果、フランジ部によるベルト脱落防止機能に対する信頼性を高めることができる。
【００１９】
本発明において、前記第１フランジ片と前記第２フランジ片の数は同じであることが好ましい。
【００２０】
この構成によれば、プーリの回転軸方向の一端側と他端側とで、フランジ片をバランスよく配置できる。その結果、フランジ部によるベルト脱落防止機能に対する信頼性をさらに高めることができる。
【００２１】
本発明において、前記第１フランジ片と前記第２フランジ片の、前記周方向の角度範囲が同じであることが好ましい。
【００２２】
この構成によれば、プーリの回転軸方向の一端側と他端側とで、フランジ片をさらにバランスよく配置できる。その結果、フランジ部によるベルト脱落防止機能に対する信頼性をさらに高めることができる。
【００２３】
本発明において、前記複数の第１フランジ片と前記複数の第２フランジ片は、それぞれ、前記周方向に等ピッチに配置されていることが好ましい。
【００２４】
この構成によれば、複数の第１フランジ片および複数の第２フランジ片が、周方向にバランスよく分散して配置される。その結果、フランジ部によるベルト脱落防止機能に対する信頼性をさらに高めることができる。
【００２５】
本発明において、前記第１フランジ片と前記第２フランジ片の数が、それぞれ３つであることが好ましい。
【００２６】
この構成によれば、本発明に係る両フランジ付きプーリを粉末冶金法で製造する場合、フランジ片がそれぞれの側で４つ以上である場合と比べて、パンチ（圧粉成形における金型要素の一つ）の構成を簡素化（周方向の分割数を抑制）できるため、金型の製作費を低く抑えられる。また、フランジ片がそれぞれの側で２つ以下である場合と比べて、フランジ部によるベルト脱落防止機能に対する信頼性をさらに高めることができる。したがって、品質（ベルトの脱落防止機能に対する信頼性）の確保と製造コストの抑制を両立し得る。
【００２７】
本発明において、前記周方向において、前記第１フランジ片の各々が隣接する２つの前記第２フランジ片の間に配置され、且つ、前記第１フランジ片と前記第２フランジ片は、前記周方向において隙間なく配置されていることが好ましい。
【００２８】
この構成によれば、粉末圧縮方向にアンダーカット部が存在しないように、回転軸方向においてフランジ片が重ならないという配置上の制約の中で、フランジ片によってベルトの脱落を防止できる範囲を最大にできる。その結果、それぞれの側において、フランジ部によるベルト脱落防止機能に対する信頼性をさらに高めることができる。
【００２９】
本発明において、前記本体部および前記フランジ部は、焼結体からなることが好ましい。
【００３０】
この構成によれば、成形段階で、プーリ両端にフランジ部を有しているにもかかわらず、粉末圧縮方向にアンダーカット部が存在しない構成の焼結部品となり、効率よく安価に製造可能となる。
【発明の効果】
【００３１】
上記従来の製造上の問題点を解消し、プーリ両端にフランジ部を有しつつ、アンダーカット部が存在しない構成を実現し、効率よく安価に製造可能な両フランジ付きプーリを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本実施形態の、両フランジ付きプーリ（オルタネータプーリ）を用いた補機駆動システムを説明する図である。
【図２】両フランジ付きプーリの斜視図である。
【図３】両フランジ付きプーリを示す図であり、（ａ）は上側のフランジ部輪郭形状、（ｂ）は上面図、（ｃ）は側面図、（ｄ）は下面図、（ｅ）は下側のフランジ部輪郭形状をそれぞれ示す。
【図４】両フランジ付きプーリの製造方法において、原料粉末の充填工程を示す図である。
【図５】成形工程において、上第２パンチおよび下第２パンチを下方に移動させた状態を示す図である。
【図６】圧粉成形直後の状態を示す図である。
【図７】変形例に係る両フランジ付きプーリの、上面および下面の輪郭形状を示す図である。
【図８】比較例１および２に係る両フランジ付きプーリを示す図であって、（ａ）上面図、（ｂ）側面図である。
【図９】比較例３に係る両フランジ付きプーリを示す図であって、（ａ）上面図、（ｂ）側面図およびＡ−Ａ線断面図である。
【図１０】参考例に係る片フランジ付きプーリを示す図であって、（ａ）上面図、（ｂ）側面図である。
【図１１】実施例、変形例、比較例および参考例に係るプーリの製造工程のフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、本発明に係るプーリを適用する補機駆動装置１について説明する。
【００３４】
例えば、図１に示すように、補機駆動装置１によって、自動車等のエンジンの動力が、１本の補機駆動用ベルト８を介して、駆動プーリ６から、オルタネータ２に接続されたオルタネータプーリ３、ウォーターポンプに接続されたウォーターポンププーリ４、エアコン・コンプレッサに接続されたエアコン・コンプレッサプーリ５に対してそれぞれ伝達されることで、各補機（オルタネータ、ウォーターポンプ、エアコン・コンプレッサ）は駆動する。また、駆動プーリ６とオルタネータプーリ３とのベルトスパン間に、オートテンショナ７が設けられている。本発明の実施形態において、両フランジ付きプーリは、オルタネータプーリ３として用いられる。
【００３５】
続いて、以下に、本発明の実施形態に係る両フランジ付きプーリについて説明する。
【００３６】
図２および図３を参照して、本発明の実施形態に係る両フランジ付きプーリ１０を説明する。なお、以下の説明において、図２における上下方向をプーリの上下方向と定義して説明する。
【００３７】
図２に示すように、両フランジ付きプーリ１０は、筒状の本体部１１と、フランジ部１８と、で構成される。後の製造方法の説明でも詳述するが、本体部１１およびフランジ部１８は、金属粉末を融点より低い温度で加熱して得る焼結体からなる。
【００３８】
本体部１１は、ベルトが巻き掛けられる溝部１４と、孔部１７と、を有する。溝部１４の外周面は、巻き掛けられるＶリブドベルトの内周に形成されたリブ部と係合可能な複数のプーリ溝形状を有する。孔部１７は、本体部１１の中心部において、補機等の駆動軸と連結するためのキー溝１５および軸穴１６から構成されている。なお、溝部１４は、巻き掛けられるベルトによって形状を変更でき、平坦状のベルトなどを巻き掛ける場合はなくてもよい。
【００３９】
フランジ部１８は、ベルトの脱落防止のためにプーリの両端にそれぞれ設けられている。ただし、２つのフランジ部がそれぞれ全周に形成される場合、後述する粉末冶金成形においてフランジ部がアンダーカット部となる。そこで、本実施形態では、２つのフランジ部１８の構造に工夫がなされている。
【００４０】
図２、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、本体部の回転軸方向の一端部（上端部）には、複数の第１フランジ片１２が一体形成されている。その数は３つであり、それぞれ本体部より径方向外側に突出している。また、各第１フランジ片１２の平面形状は扇形状であり、その角度範囲θ１は６０°である。さらに、３つの第１フランジ片１２は、周方向に間隔を空けて配置される。つまり、第１フランジ片１２は周方向全周にわたって配置されるわけではなく、周方向の一部にのみ配置された構成である。また、３つの第１フランジ片１２の配置間隔は、等ピッチ（６０°間隔）である。
【００４１】
また、図２、図３（ｄ）、（ｅ）に示すように、本体部の回転軸方向の他端部（下端部）には、複数の第２フランジ片１３が一体形成されている。第２フランジ片１３の形状、配置は、第１フランジ片と同じである。即ち、第２フランジ片１３の数は３つであり、それぞれ径方向外側に突出している。また、各第２フランジ片１３は扇形状であり、周方向に間隔を空けて等ピッチで配置され、その角度範囲θ２がそれぞれ全て６０°である。
また、図３（ａ）、（ｂ）、（ｄ）、（ｅ）などからも分かるように、周方向において、第１フランジ片１２は、隣接する２つの第２フランジ片１３の間に配置されている。即ち、第１フランジ片１２と第２フランジ片１３が、回転軸方向から見て互いに重ならない配置関係になっている。
【００４２】
次に、上述した両フランジ付きプーリ１０の製造方法について、図４〜図６を参照して説明する。製造工程は、準備工程Ｓ１、成形工程Ｓ２、焼結工程Ｓ３、加工工程Ｓ４、仕上げ工程Ｓ５を含む（図１１の実施例に係る工程説明図を参照）。
【００４３】
準備工程Ｓ１では、金属粉末を含む原料粉末２３を用意する。金属粉末は、例えば、純鉄、鉄合金、アルミニウム合金、チタン合金、銅合金など、粉末冶金用の原料粉末ならば、どの粉末でもよく、その用途に応じて適宜選択される。また、通常は、金属粉末とともに、金型との焼きつきを防ぐ潤滑剤や、材料強度を高めるための炭素や他の金属元素の粉末を一緒に混合した原料粉末を用意する（特開２０１７−１８６６２５号公報等を参照）。例えば、比較的安価で汎用性の高い粉末冶金用の原料粉末は、鉄系であるが、自動車に対する軽量化の要求に対応させるべく、粉末冶金用の原料粉末をアルミニウム系とした場合は、耐摩耗性の硬質粒子（例えば、アルミナ等のセラミック粒子）を数重量％程度さらに一緒に混合した原料粉末を用意する。
【００４４】
図４〜図６に示すように、成形工程Ｓ２では、圧縮方向（プーリ本体部の回転軸方向）に分割された上パンチ２１および下パンチ２２と、円筒状のダイ２４と、円柱状のコアロッド２５と、で構成された圧粉成形金型５０を用いる。
【００４５】
上パンチ２１は、第１フランジ片１２を含むプーリ１０の一端部成形に用いられる円筒状の上第１パンチ２１ａと、第２フランジ片１３の成形に用いられる上第２パンチ２１ｂと、から構成される。下パンチ２２は、プーリ１０の他端部成形に用いられる円筒状の下第１パンチ２２ａと、第２フランジ片１３の成形に用いられる下第２パンチ２２ｂと、から構成される。それぞれのパンチは独立して動作可能である。
【００４６】
上第１パンチ２１ａの少なくとも押圧部分は、外周部の３か所が径方向外側に突出しており、その下面の形状は扇形状である。また、外側に突出した部分の角度範囲は６０°であり、その配置間隔は等ピッチ（６０°間隔）である。即ち、上第１パンチ２１ａの下面の形状は、図３（ａ）に示す、第１フランジ片１２の輪郭形状と同一である。
【００４７】
上第２パンチ２１ｂの少なくとも押圧部分は、周方向に３つに分かれている。それぞれの角度範囲は６０°であり、その配置間隔は等ピッチ（６０°間隔）であり、上第１パンチ２１ａと金型側面との間に嵌まりこむ形状をとる。即ち、上第１パンチ２１ａの外側に突出した部分と、上第２パンチ２１ｂの押圧部分は、回転軸方向から見て互いに重ならない配置関係になっている。また、下第２パンチ２２ｂの形状は、上第１パンチ２１ｂの形状と同一である。
【００４８】
ダイ２４は、金型５０における側型となる。また、ダイ２４の上端部内周部には、上側に内径が拡がる段付き部２７が３か所に形成されている。コアロッド２５は、本体部１１の中心部に形成される孔部１７の成形に用いられる。
【００４９】
まず、図４に示すように、上第１パンチ２１ａ、上第２パンチ２１ｂおよび下第２パンチ２２ｂをそれぞれ上方に移動させた状態で、原料粉末２３を金型５０に充填する。この時の、段付き部２７からダイ２４上端までの距離をＴとする。次に、図５に示すように、下第２パンチ２２ｂを、その上端が、下第１パンチ２２ａの上端と同じ位置になるまで下降させる。また、上第２パンチ２１ｂを、その下端と下第２パンチ２２ｂ上端との距離がＴとなる位置まで下降させる。以上のように、パンチを上方に移動させた状態で原料を充填した後、上下第２パンチを下方に移動させるまでの一連の金型動作機構は、粉末トランスファ機構と称される。
【００５０】
上第１パンチ２１ａ下端と段付き部２７との間の粉末は、第１フランジ片１２となる部分であり、上第２パンチ２１ｂと下第２パンチ２２ｂとの間の粉末は、第２フランジ片１３となる部分である。両者間の厚みＴを同じにすることで、第１フランジ片と第２フランジ片の圧縮率を等しくでき、最終的に得られる圧粉体２６における、第１フランジ片と第２フランジ片の密度も等しくなる。
【００５１】
続いて、図６に示すように、上第１パンチ２１ａと上第２パンチ２１ｂを下降させることで圧粉成形を完了し、圧粉体２６を得る。上第１パンチ２１ａ下端と段付き部２７との間の部分は、第１フランジ片１２となり、上第２パンチ２１ｂと下第２パンチ２２ｂとの間の部分は第２フランジ片１３となる。また、上第１パンチ２１ａ、下第１パンチ２２ａ、ダイ２４、およびコアロッド２５で囲まれた部分が、本体部１１となる。
【００５２】
得られた圧粉体２６は、プーリ上端面の第１フランジ片１２と下端面の第２フランジ片１３が、回転軸方向（図の上下方向）から見たときに、重ならないように周方向にずれて配置されることとなり、アンダーカット部を有さない形状となる。したがって、アンダーカット部に起因して脱型が阻害されることがなく、圧粉成形１回のみで所望の製品形状が付与された圧粉体２６を得ることができる。なお、成形圧力は必要とされる密度に応じて選択される。
【００５３】
焼結工程Ｓ３では、圧粉体を焼結することで焼結体を得る。焼結は、高温下で粉末間の接触点に生じる物質の拡散現象により、多数の粉末を結合させて、その強度を発現させる。例えば、鉄系の焼結部品では、融点よりも低い温度で焼結させることで、圧粉体の形状を維持することが可能となり、一般的に、鍛造によって得られる鍛造粗形材よりも高い寸法精度を有する製品が得られる。
【００５４】
加工工程Ｓ４では、焼結体の本体部１１の側面に機械加工を施すことで、所望のプーリ溝形状を有する溝部１４が形成された加工成形体を得る。焼結体は、通常の鍛造粗形材よりも最終製品に近い形状まで造形できるため、加工箇所の削減が可能となる。
【００５５】
仕上げ工程Ｓ５では、製品の用途に応じて、表面の研磨や、メッキ、黒染（防錆処理）、塗装などの各種表面処理を行う。
【００５６】
上記実施形態の構成によれば、本実施形態に係る両フランジ付きプーリ１０は、ベルトが巻き掛けられる筒状の本体部１１と、本体部１１の回転軸方向の一端部および他端部にそれぞれ一体に形成され、本体部１１より径方向外側へ突出するフランジ部１８と、を備えた両フランジ付きプーリ１０であって、一端部のフランジ部１８は、本体部１１の周方向の一部分にのみ配置された第１フランジ片１２を有し、他端部のフランジ部１８も、本体部１１の周方向の一部分にのみ配置された第２フランジ片１３を有し、第１フランジ片１２と、第２フランジ片１３とは、本体部１１の回転軸方向において重ならないように周方向にずれて配置されることを特徴とする。
【００５７】
本実施形態に係る両フランジ付きプーリ１０では、本体部１１の一端部に第１フランジ片１２、他端部に第２フランジ片１３が形成されている。また、第１フランジ片１２と第２フランジ片１３は、ともに、本体部の周方向の一部分にのみ形成されている。その上で、第１フランジ片１２と第２フランジ片１３は、本体部の回転軸方向において互いに重ならない配置関係となっている。
【００５８】
つまり、本体部１１の回転軸方向に沿って見たとき、一端部および他端部の両方にフランジ片が配置されている箇所は存在しない。これは、成形段階において、本体部１１の回転軸方向を粉末圧縮方向としたときにアンダーカット部を有しない構成となる。このため、粉末冶金法の基礎的なプロセス（金属粉末を圧縮成形した圧粉体を１パスで得て焼結するプロセス）を経るだけで所望の製品形状を得られる。その結果、プーリ両端にフランジ部を有しつつ、アンダーカット部が存在しない構成を実現し、効率よく安価に製造可能な両フランジ付きプーリを提供することができる。
【００５９】
また、この構成によれば、フランジ片は、本体部１１の周方向の一部分にのみ配設されているため、フランジ部１８を環状に配設した従来の両フランジ付きプーリと比べて、製品の軽量化に寄与することができる。
【００６０】
また、本実施形態に係る両フランジ付きプーリ１０は、本体部１１の一端部において、複数の第１フランジ片１２が周方向に互いに間隔を空けて配置され、本体部１１の他端部においても、複数の第２フランジ片１３が周方向に互いに間隔を空けて配置されている。
【００６１】
この構成によれば、複数の第１フランジ片１２および複数の第２フランジ片１３が、周方向に分散して配置される。その結果、フランジ部１８によるベルト脱落防止機能に対する信頼性を高めることができる。
【００６２】
また、本実施形態に係る両フランジ付きプーリ１０の、第１フランジ片１２と第２フランジ片１３の数は同じである。
【００６３】
この構成によれば、プーリの回転軸方向の一端側と他端側とで、フランジ片をバランスよく配置できる。その結果、フランジ部１８によるベルト脱落防止機能に対する信頼性をさらに高めることができる。
【００６４】
さらに、本実施形態に係る両フランジ付きプーリ１０は、第１フランジ片１２と第２フランジ片１３の、周方向の角度範囲が同じである。
【００６５】
この構成によれば、プーリの回転軸方向の一端側と他端側とで、フランジ片をさらにバランスよく配置できる。その結果、フランジ部１８によるベルト脱落防止機能に対する信頼性をさらに高めることができる。
【００６６】
また、本実施形態に係る両フランジ付きプーリ１０の、複数の第１フランジ片１２と複数の第２フランジ片１３は、それぞれ、周方向に等ピッチに配置されている。
【００６７】
この構成によれば、複数の第１フランジ片１２および複数の第２フランジ片１３が、周方向にバランスよく分散して配置される。その結果、フランジ部１８によるベルト脱落防止機能に対する信頼性をさらに高めることができる。
【００６８】
さらに、本実施形態に係る両フランジ付きプーリ１０は、第１フランジ片１２と第２フランジ片１３の数が、それぞれ３つである。
【００６９】
この構成によれば、本発明に係る両フランジ付きプーリ１０を粉末冶金法で製造する場合、フランジ片がそれぞれの側で４つ以上である場合と比べて、パンチ（圧粉成形における金型要素の一つ）の構成を簡素化（周方向の分割数を抑制）できるため、金型の製作費を低く抑えられる。また、フランジ片がそれぞれの側で２つ以下である場合と比べて、フランジ部１８によるベルト脱落防止機能に対する信頼性をさらに高めることができる。したがって、品質（ベルトの脱落防止機能に対する信頼性）の確保と製造コストの抑制を最大限に両立し得る。
【００７０】
また、本実施形態に係る両フランジ付きプーリ１０は、前記周方向において、第１フランジ片１２の各々が隣接する２つの第２フランジ片１３の間に配置され、且つ、第１フランジ片１２と第２フランジ片１３は、周方向において隙間なく配置されている。
【００７１】
この構成によれば、粉末圧縮方向にアンダーカット部が存在しないように、回転軸方向においてフランジ片が重ならないという配置上の制約の中で、フランジ片によってベルトの脱落を防止できる範囲を最大にできる。その結果、それぞれの側において、フランジ部１８によるベルト脱落防止機能に対する信頼性をさらに高めることができる。
【００７２】
また、本実施形態に係る両フランジ付きプーリ１０の、本体部１１およびフランジ部１８は、焼結体からなる。
【００７３】
この構成によれば、成形段階で、プーリ両端にフランジ部１８を有しているにもかかわらず、粉末圧縮方向にアンダーカット部が存在しない構成の焼結部品となり、効率よく安価に製造可能となる。
【００７４】
以上に、本発明の好適な実施形態に係る両フランジプーリについて説明したが、次のような変形を加えてもよい。
【００７５】
第１フランジ片、第２フランジ片の数はそれぞれ変更可能である、例えば、図７（ａ）に示すように、第１フランジ片１２ａおよび第２フランジ片１３ａは、その数がそれぞれ２つであってもよい。あるいは、図７（ｂ）に示すように、第１フランジ片１２ｂおよび第２フランジ片１３ｂがそれぞれ１つであってもよい。
【００７６】
前記実施形態では、第１フランジ片１２と第２フランジ片１３が、回転軸方向から見て、周方向に隙間なく配置されていたが、多少の隙間があってもよい。例えば、図７（ｃ）に示すように、第１フランジ片１２ｃと第２フランジ片１３ｃは、それぞれの周方向の角度範囲は同じで、等ピッチに配置されているが、回転軸方向から見たとき、周方向において隣接するフランジ片との間に隙間が生じていてもよい。図７（ｄ）に示すように、第１フランジ片１２ｄおよび第３フランジ片１３ｄの周方向ピッチが異なっていてもよい。図７（ｅ）に示すように、第１フランジ片１２ｅおよび第３フランジ片１３ｅは、それぞれの周方向の角度範囲が異なっていてもよい。また、図７（ｆ）に示すように、第１フランジ片１２ｆと第２フランジ片１３ｆの数が異なっていてもよい。
【００７７】
以上、本発明の好適な実施の形態および変形例について説明したが、本発明はこれらの例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。
また、本発明に係る両フランジ付きプーリ１０は、オルタネータプーリ以外の補機等に用いられてよい。
また、上記実施形態に係る両フランジ付きプーリの製造に用いられる上パンチ２１、下パンチ２２およびダイ２４は、それぞれの変形例、もしくは特許請求の範囲に記載した限りにおいて考えられる変更に対応した形状であってよい。
【００７８】
次に、本発明の具体的な実施例を説明する。
以下に示す実施例、変形例および比較例である両フランジ付きプーリ、並びに参考例である片フランジ付きプーリの製造を行い、（１）材料歩留まりおよび材料費、（２）加工費、（３）製造コストの評価を行った。
【００７９】
実施例として、図３に示したように、第１フランジ片１２と第２フランジ片１３の数がそれぞれ３つであり、周方向の角度範囲が６０°であり、周方向に等ピッチに配置された、両フランジ付きプーリを用いた。
【００８０】
変形例１として、図７（ａ）に示したように、第１フランジ片１２ａと第２フランジ片１３ａの数がそれぞれ２つであり、周方向の角度範囲が９０°であり、等ピッチに配置された、両フランジ付きプーリを用いた。また、変形例２として、図７（ｂ）に示したように、第１フランジ片１２ｂおよび第２フランジ片１３ｂの数がそれぞれ１つであり、周方向の角度範囲が１８０°であり、等ピッチに配置された両フランジ付きプーリを採用した。
【００８１】
比較例１として、前述した機械加工法により製造する両フランジ付きプーリを採用した。また、比較例２として、前述したスペーサ利用焼結法により製造する両フランジ付きプーリを採用した。比較例１および比較例２に係る両フランジ付きプーリは、図８に示すように、それぞれ環状フランジ部３１を有する。比較例３として、前述したかしめ式焼結法により製造する両フランジ付きプーリを用いた。比較例３に係る両フランジ付きプーリは、図９に示すように、環状フランジ部３１と、別途作製した環状フランジ部材がかしめ加工によりプーリに固定されているかしめ加工部３２と、を有する。
【００８２】
また、参考例として、図１０に示すように、片側にのみ環状フランジ部３１を有する、片フランジ付きプーリを用いた。
【００８３】
実施例、変形例１および変形例２は、前述した本実施形態に係る両フランジプーリの製造方法によって製造する。具体的な製造工程は以下に示す。
【００８４】
（準備工程Ｓ１）
２重量％の電解銅（Ｃｕ）粉末および０．８％グラファイト（Ｃ）粉末を含む純鉄（Ｆｅ）粉末に、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛粉末を１重量％混合した原料粉末２３を用意した。
【００８５】
（成形工程Ｓ２）
上記原料粉末２３を、金型５０内に充填し、５００ＭＰａの圧力にて、原料を圧粉成形し、圧粉体２６を１パスで作製した。第２フランジ部１３は、粉末トランスファ機構による金型動作を経て成形した。また、圧粉体２６は、金型５０の上パンチ２１方向に脱型する。
【００８６】
得られた圧粉体２６の、回転軸方向の一端部および他端部におけるフランジ片を有する部分の外径は約５６ｍｍ、フランジ片を有さない部分の外径は約５０ｍｍ、回転軸方向の幅は約２６ｍｍである。また、フランジ片（第１フランジ片１２および第２フランジ片１３）の回転軸方向の厚みは、径方向内側の根元部分で約２ｍｍであり、径方向外側に向かうにつれて先細りの断面形状となっている。圧粉体２６の、フランジ部１８の一端部および他端部の端面は、本体部１１の一端部および他端部の端面と同じ平坦面上にある。
【００８７】
（焼結工程Ｓ３）
Ｓ２工程を経て得られた圧粉体２６を、窒素雰囲気下、１１００℃で１時間焼結することで焼結体を得た。得られた焼結体の密度は、６．８Ｍｇ／ｍ３である。また、焼結体の形状、寸法は、上記圧粉体２６と略同じである。
【００８８】
（加工工程Ｓ４）
市販のマシニングセンタを用いて、焼結体の本体部１１側面に機械加工を施すことで、プーリ溝形状がＰＫ、呼び径（有効外径）が５０ｍｍ、溝数が６、である溝部１４が形成された加工成形体を得た。
【００８９】
（仕上げ工程Ｓ５）
Ｓ４工程を経て得られた加工成形体に対しメッキによる表面処理を施すことで、実施例、変形例１および変形例２に係る両フランジプーリ１０を得た。
【００９０】
次に、以下に、図１１を参照にして、比較例１、比較例２および比較例３の製造工程について説明する。
【００９１】
比較例１は、前述の従来技術である機械加工法に準じて製造した。図１１に示すように、比較例１の加工工程では、前加工として鍛造を経た後、溝部を含むアンダーカット部全面の機械加工を行っている。比較例２は、前述の従来技術であるスペーサ利用焼結法に準じて製造した（特許文献１参照）。図１１に示すように、比較例２の成形工程は、スペーサ装着前後で２回行われている。比較例３は、前述の従来技術であるかしめ式焼結法に準じて製造した（特許文献２参照）。図１１に示すように、比較例３の加工工程は、一体成形した片フランジ付き焼結プーリに、別工程により作製した環状フランジ部材をかしめ加工する工程が含まれる。
なお、比較例１、２および３は、それぞれ環状の両フランジ付きプーリであり、いずれも、実施例等と同様、溝部加工およびメッキ処理を行っている。
【００９２】
また、参考例は、かしめ式焼結法の製造過程において、圧粉および焼結にて一体成形される片フランジ付き焼結プーリを、かしめ加工せず、溝部加工およびメッキ処理を行って得られたものである。
【００９３】
続いて、上述した実施例、変形例１、２、比較例１〜３および参考例に係るプーリの製造における、（１）材料歩留まりおよび材料費、（２）加工費、（３）製造コスト、の評価を行った。以下に、それぞれの評価方法について説明する。
【００９４】
（（１）材料歩留まりおよび材料費）
製造過程において、使用原料に対する製品の出来高の割合（百分率）を算出し、これを材料歩留まりとした。さらに、材料歩留まりを基に、材料費を概算した。材料費に係る評価結果は、参考例に係る片フランジ付きプーリの場合の評価結果を１００とした指数で表した。
【００９５】
（（２）加工費）
各工程別の加工費を合算し、製造に要した全工程分の加工費を概算した。評価結果は、参考例に係る片フランジ付きプーリの場合の評価結果を１００とした指数で表した。
【００９６】
（（３）製造コスト）
最終的に製造に要した全コスト（材料費、加工費、経費、金型減価償却費等の合計）を概算した。評価結果は、参考例に係る片フランジ付きプーリの場合の評価結果を１００とした指数で表した。
【００９７】
（１）〜（３）の評価結果は、下記表１に示す。なお、総合評価は、製造コストの指数が１１０未満である場合、アンダーカット部を有しない片フランジ付きプーリの焼結部品（参考例）を製造する場合と同程度に効率よく安価に製造可能とみなせるとして○とし、１１０以上である場合、製造可能とみなせないとして×とした。また、備考欄に、ベルト脱落機能に対する信頼性の評価を示す。
【００９８】
【表１】
2020091035.tif 000003
【００９９】
表１に示すように、実施例、変形例１、２の製造コストはいずれも１００であった。従来の両フランジ付きプーリのように、環状フランジ部を両側に配置する場合、片側にのみフランジ部を配置する参考例と比べ、原料粉末等の材料費が嵩むと予測される。しかし、本発明に係る両フランジ付きプーリ（実施例、変形例１、２）の場合、フランジ部（フランジ片）が周方向に間欠的に配置されているために、材料費を参考例と同等の水準に保つことができた。
【０１００】
表１に示すように、比較例１〜３では、製造コストがいずれも１１０以上であった。比較例１は、機械加工という製法上、材料歩留まりが６０％と悪くなったことが影響し、製造コストの指数が１２６であった。比較例２は、スペーサを装着した２回目の圧粉成形等に依存して、加工費の比率が高くなったために、製造コストの指数が１２０であった。比較例３は、かしめ加工にて片フランジ付き焼結プーリに固定する、環状フランジ部材を別材料で製作した際の材料歩留まり（約７０％）が余分に反映された結果、材料歩留まりが悪化（８５％）したことが影響し、製造コストの指数が１１４であった。
【０１０１】
また、実施例および変形例１に係る両フランジ付きプーリのベルト脱落機能に対する信頼性は、比較例１〜３に係る環状の両フランジ付きプーリと同等であった。変形例２に係る両フランジ付きプーリのベルト脱落機能に対する信頼性は若干低下しており、参考例に係る片フランジ付きプーリは低かった。
【０１０２】
以上、実施例１、変形例１、２のような本発明に係る両フランジ付きプーリを粉末冶金法により製造する場合、成形段階で、プーリ両端にフランジ部を有しているにもかかわらず、粉末圧縮方向にアンダーカット部が存在しない構成の焼結部品となり、参考例と同程度に効率よく安価に製造可能となる。そして、フランジ部が環状であり、アンダーカット部を含む構成に起因して製造コストが嵩む問題が生じる、従来の両フランジ付きプーリ（比較例１〜３）と比べ、製造コストを抑制できることがわかった。
【０１０３】
特に、図３に示したように、第１フランジ片１２と第２フランジ片１３の数がそれぞれ３つであり、周方向の角度範囲が６０°であり、周方向に等ピッチに配置された両フランジ付きプーリ（実施例）は、品質（ベルト脱落機能に対する信頼性）と製造コストを最大限に両立できることが推察された。
【符号の説明】
【０１０４】
１０、両フランジ付きプーリ
１１、本体部
１２、第１フランジ片
１３、第２フランジ片
１４、溝部
１８、フランジ部
２１、上パンチ
２１ａ、上第１パンチ
２１ｂ、上第２パンチ
２２、下パンチ
２２ａ、下第１パンチ
２２ｂ、下第２パンチ
【図１】
2020091035.tif 000004
【図２】
2020091035.tif 000005
【図３】
2020091035.tif 000006
【図４】
2020091035.tif 000007
【図５】
2020091035.tif 000008
【図６】
2020091035.tif 000009
【図７】
2020091035.tif 000010
【図８】
2020091035.tif 000011
【図９】
2020091035.tif 000012
【図１０】
2020091035.tif 000013
【図１１】
2020091035.tif 000014