(57)【要約】【課題】  フランジ板を両端部に備えたベルトプーリの低コスト化を達成する。【解決手段】  プーリ本体３５の一端部には径方向外方に突出する第１フランジ板４０が複数形成されており、プーリ本体３５の他端部には径方向外方に突出する第２フランジ板４１が複数形成されている。それぞれのフランジ板４０，４１は、周方向に間隔を空けて並ぶように形成されており、相互に対面することのないよう周方向にずらして配置されている。このように、径方向外方に突出するフランジ板４０，４１が、相互に対面することのないように形成されるため、加圧成形後に引き抜かれる金型の引き抜き方向にフランジ板４０，４１が配置されることはなく、両端部にフランジ板４０，４１を備えるカムプーリ１２を一体に成形することが可能となる。これにより、部品点数や加工工数を削減することができ、カムプーリ１２の低コスト化を達成することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
歯付ベルトが巻き掛けられるベルトプーリであって、
前記歯付ベルトに噛み合う複数の歯が外周面に形成されるプーリ本体と、
前記プーリ本体の一端部に径方向外方に突出して形成され、周方向に間隔を空けて並べられる複数の第１フランジ板と、
前記プーリ本体の他端部に径方向外方に突出して形成され、周方向に間隔を空けて並べられる複数の第２フランジ板とを有し、
前記第１フランジ板と前記第２フランジ板とは、相互に対面することなく周方向にずらして配置されることを特徴とするベルトプーリ。
【請求項２】
請求項１記載のベルトプーリにおいて、前記プーリ本体、前記第１フランジ板および前記第２フランジ板は一体成形されることを特徴とするベルトプーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、歯付きベルトが巻き掛けられるベルトプーリに関する。
【背景技術】
【０００２】
一方の回転軸から他方の回転軸に動力を伝達する伝動機構として、それぞれの回転軸に取り付けられたプーリ間にベルトを巻き掛けるようにしたベルト伝動機構がある。ベルト伝動機構の伝動方式としては、簡易な摩擦方式と高精度な噛合方式とがあり、摩擦方式にあっては平ベルトやＶベルトが用いられ、噛合方式にあっては歯付ベルトが用いられる。
【０００３】
歯付ベルトを用いた噛合方式のベルト伝動機構は、たとえば、４サイクルエンジンの動弁機構に採用されることが多い。エンジンの動弁機構は、吸気バルブや排気バルブを開閉させるカム軸を備えており、エンジン回転に伴いクランク角度に同期して所定のタイミングで吸排気バルブを開閉すべくクランク軸からカム軸に回転を伝達するため、クランク軸に固定されるクランクプーリとカム軸に固定されるカムプーリとに、歯付ベルトであるタイミングベルトが掛け渡されるようになっている。
【０００４】
クランク軸の回転はピストンの往復運動に連動する一方、カム軸の回転は吸気バルブや排気バルブの往復運動に連動しており、ピストンとバルブとの干渉を避けてエンジンの運転状態を正常に保つためには、タイミングベルトの噛み合いを良好に保ってカム軸とクランク軸とを正確に同期させることが必要となっている。このため、エンジンにはタイミングベルトのベルト張力を適切に保持するテンションプーリが組み付けられており、更には、タイミングベルトの歯飛びを確実に防止するため、クランクプーリやカムプーリの両端部にフランジ板が設けられている(たとえば、特許文献１参照)。
【０００５】
ところで、クランクプーリやカムプーリの製造過程においては、製造コストを削減するために金型を使用することが多い。このように、金型を用いた成形方法としては、加熱溶融させた樹脂材料を金型内に射出することにより樹脂製プーリを成形する射出成形(たとえば、特許文献１参照)や、金属材料を金型によって打ち抜くことにより金属製プーリを成形するプレス成形(たとえば、特許文献２参照)や、金属粉末を金型内に封入して加圧成形した後に、成形された金属を加熱して粉末粒子を拡散結合(焼結)させることによって焼結製プーリを製造する方法等がある。
【特許文献１】実開平６−７３５２２号公報
【特許文献２】特開２００４−１６０４７９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、金型を用いてクランクプーリやカムプーリを成形する際には、成形後に金型を引き抜く必要があることから製品形状が制約されることになり、クランクプーリやカムプーリの両端部にフランジ板を成形することは不可能であった。このため、特許文献１に示されるように、クランクプーリやカムプーリの両端部にフランジ板を設ける際には、一方のフランジ板を別個に成形するとともにフランジ板をプーリ本体に組み付ける必要があるが、このような製造方法では部品点数や加工工数の増加を招くことから製造コストの削減が困難となっていた。
【０００７】
本発明の目的は、フランジ板を両端部に備えたベルトプーリの低コスト化を達成することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のベルトプーリは、歯付ベルトが巻き掛けられるベルトプーリであって、前記歯付ベルトに噛み合う複数の歯が外周面に形成されるプーリ本体と、前記プーリ本体の一端部に径方向外方に突出して形成され、周方向に間隔を空けて並べられる複数の第１フランジ板と、前記プーリ本体の他端部に径方向外方に突出して形成され、周方向に間隔を空けて並べられる複数の第２フランジ板とを有し、前記第１フランジ板と前記第２フランジ板とは、相互に対面することなく周方向にずらして配置されることを特徴とする。
【０００９】
本発明のベルトプーリは、前記プーリ本体、前記第１フランジ板および前記第２フランジ板は一体成形されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、プーリ本体の一端部に形成される第１フランジ板と、プーリ本体の他端部に形成される第２フランジ板とを、相互に対面させることなく周方向にずらして形成するようにしたので、両端部にフランジ板を備えるベルトプーリを一体成形することが可能となる。これにより、部品点数や加工工数を削減することができ、ベルトプーリの低コスト化を達成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は動弁機構１０を備えた４サイクルエンジン１１(以下、エンジンという)を示す側面図であり、このエンジン１１には本発明の一実施の形態であるベルトプーリとしてのカムプーリ１２やクランクプーリ１３が装着されている。また、図示するエンジン１１は、発電機や圧縮機の動力源として用いられる汎用エンジンとなっている。
【００１２】
図１に示すように、エンジン１１は、クランク軸１４を回転自在に収容するクランクケース１５と、図示しないピストンを往復動自在に収容するシリンダ１６とを備えており、クランクケース１５とシリンダ１６とは一体になってシリンダブロック１７を形成している。また、シリンダ１６の上端面には動弁機構１０を収容するシリンダヘッド１８が組み付けられ、更にシリンダヘッド１８の上端面にはヘッドカバー１９が組み付けられている。
【００１３】
動弁機構１０は、クランク軸１４に平行となって組み込まれるカム軸２０と、シリンダヘッド１８に開閉自在に組み込まれる吸気バルブ２１を備えており、カム軸２０と吸気バルブ２１との間には、カム軸２０に設けられるカム２０ａの回転運動を往復運動に変換する吸気用のロッカーアーム２２が組み込まれている。同様に、シリンダヘッド１８には排気バルブ２３が開閉自在に組み込まれており、カム軸２０と排気バルブ２３との間にはカム２０ｂの回転運動を往復運動に変換する排気用のロッカーアーム２４が組み込まれている。つまり、カム軸２０を回転させてロッカーアーム２２，２４を揺動させることにより、吸気バルブ２１や排気バルブ２３は所定のタイミングで開閉されることになる。なお、吸気バルブ２１や排気バルブ２３はバルブスプリング２５，２６によって閉方向に付勢されている。
【００１４】
このようなカム軸２０はクランク軸１４から出力されるエンジン動力によって駆動される。このため、カム軸２０の端部にはカムプーリ１２が取り付けられ、クランク軸１４の端部にはクランクプーリ１３が取り付けられており、カムプーリ１２とクランクプーリ１３との間には歯付ベルトであるタイミングベルト３０が掛け渡されている。そして、タイミングベルト３０に形成される歯と、カムプーリ１２やクランクプーリ１３の外周面に形成される歯とを噛み合わせることにより、タイミングベルト３０に滑りを生じさせることなくクランク軸１４とカム軸２０とを正確に同期させることができ、エンジン１１の運転状態を正常に保つことが可能となっている。なお、図１に示すように、シリンダ１６にはテンションプーリ３１が取り付けられており、タイミングベルト３０に所定のベルト張力を付与することによって、タイミングベルト３０の歯飛びや弛みが防止されている。また、タイミングベルト３０は、繊維や鋼などのコードからなる芯材とこれを被覆するゴム材料とを用いて形成されている。
【００１５】
図２(Ａ)はカムプーリ１２を示す側面図であり、図２(Ｂ)はカムプーリ１２を矢印ａ方向から示す平面図である。また、図３(Ａ)はカムプーリ１２を単体で示す斜視図であり、図３(Ｂ)はタイミングベルト３０が巻き掛けられた状態のカムプーリ１２を示す斜視図である。続いて、図２および図３に基づいてカムプーリ１２の形状について説明する。
【００１６】
図２および図３に示すように、カムプーリ１２を構成するプーリ本体３５はハブ部３６とリム部３７とを備えており、ハブ部３６の中心部にはカム軸２０が挿入される挿入孔３８が形成され、リム部３７の外周面にはタイミングベルト３０の歯３２に噛み合う歯３９が複数形成されている。また、リム部３７の一端部には径方向外方に突出する第１フランジ板４０(以下、フランジ板という)が複数形成されており、リム部３７の他端部には径方向外方に突出する第２フランジ板４１(以下、フランジ板という)が複数形成されている。それぞれのフランジ板４０，４１は、周方向に間隔を空けて並ぶように形成されるとともに、相互に対面することなく周方向にずらして配置されている。なお、ハブ部３６の挿入孔３８にはキー溝４２が形成されており、このキー溝４２に図示しないキーを挿入することによって、カム軸２０に対してカムプーリ１２が周方向に固定されることになる。
【００１７】
このように、プーリ本体３５の一端部と他端部とにフランジ板４０，４１を形成することにより、図３(Ｂ)に示すように、フランジ板４０，４１によってタイミングベルト３０を幅方向に保持することができるため、タイミングベルト３０の脱落を防止することができる。また、フランジ板４０，４１はカムプーリ１２に形成される歯３９の歯先面よりも径方向外方に突出して形成されるため、フランジ板４０，４１をタイミングベルト３０の側面部に確実に接触させることができ、タイミングベルト３０のずれを確実に抑制することができる。
【００１８】
続いて、カムプーリ１２の製造方法について説明する。まず、図示するカムプーリ１２にあっては、金属粉末を金型内に封入して加圧成形した後に、成形された金属を加熱して粉末粒子を拡散結合(焼結)させることによって製造されている。ここで、図４(Ａ)はカムプーリ１２を加圧成形するプレス機４５を示す概略図であり、図４(Ｂ)はプレス機４５に組み込まれるパンチの一方によって成形される加工面をハッチングで示すカムプーリ１２の斜視図である。なお、図４(Ｂ)にはリム部３７に形成される加工面のみをハッチングで示している。
【００１９】
図４(Ａ)に示すように、カムプーリ１２を加圧成形するプレス機４５は、円形の摺動孔４６ａを備えたダイ４６と、このダイ４６の摺動孔４６ａに摺動自在に収容される上パンチ４７および下パンチ４８を備えている。加圧成形を行う際には、摺動孔４６ａ内に金属粉末を封入した状態のもとで上パンチ４７を下降移動させることにより、上パンチ４７と下パンチ４８との間に金属粉末を挟み込んでカムプーリ１２に加工することになる。そして、加圧成形後には上パンチ４７を上昇移動させた後に下パンチ４８を上昇移動させることにより、加工されたカムプーリ１２がダイ４６から取り出されるようになっている。
【００２０】
ここで、図３(Ａ)に示されるように、カムプーリ１２の両端部に形成されるフランジ板４０，４１は、相互に対面することなく周方向にずらして形成されるため、金型によってプーリ本体３５に各フランジ板４０，４１を備えたカムプーリ１２を一体成形することが可能となる。つまり、図４(Ａ)および(Ｂ)に示すように、軸方向にフランジ板４０，４１が重ならない形状であるため、成形後におけるパンチ４７，４８の引き抜き移動がフランジ板４０，４１によって阻害されることはなく、両端部にフランジ板４０，４１を備えるカムプーリ１２を一体成形することが可能となっている。これにより、部品点数や加工工数を削減することができ、カムプーリ１２の低コスト化を達成することができる。
【００２１】
なお、これまでカムプーリ１２を中心に説明してきたが、クランク軸１４に取り付けられるクランクプーリ１３にあっても、図１に示すように、相互に対面することなく周方向にずらされたフランジ板を両端部に備えており、金型を用いてクランクプーリ１３を一体に形成することが可能となっている。
【００２２】
以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、ベルトプーリとしては、エンジン１１に適用されるカムプーリ１２やクランクプーリ１３に限られることはなく、複写機やプリンタ等の事務機器に適用される歯付プーリに本発明を適用しても良い。
【００２３】
また、図示する場合には、フランジ板４０，４１が歯先面に対してほぼ直角に形成されているが、この形状に限られることはなく、フランジ板４０，４１を歯先面に対して傾斜させるようにしても良い。また、カムプーリ１２に形成されるフランジ板４０，４１の幅寸法は、３つの歯に重なるように設定されているが、この幅寸法に限られることはなく、カムプーリ１２の歯数やプーリ直径などに応じて変更しても良い。
【００２４】
さらに、カムプーリ１２やクランクプーリ１３を成形する際の材料としては、燒結金属に限られることはなく、負荷が小さい場合には樹脂材料を用いてカムプーリ１２やクランクプーリ１３を射出成形するようにしても良い。さらに、鍛造加工や鋳造加工によって金属材料をカムプーリ１２やクランクプーリ１３に成形しても良いことは言うまでもない。いずれの加工方法であっても、フランジ板４０，４１を相互に対面させることなく周方向にずらして設けることにより、両端部にフランジ板４０，４１を備えるカムプーリ１２やクランクプーリ１３を一体成形することが可能となる。これにより、部品点数や加工工数を削減することができ、カムプーリ１２やクランクプーリ１３の低コスト化を達成することができる。
【００２５】
なお、カムプーリ１２やクランクプーリ１３を加圧成形する際には、上パンチ４７だけを下降させて加圧する片押し法に限られることはなく、上パンチ４７と下パンチ４８とを移動させて加圧する両押し法や、ダイ４６を上下動自在に保持するようにしたフローティングダイ法や、上パンチ４７の下降移動に合わせてダイ４６を下降させるようにした引下げ法であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】動弁機構を備えたエンジンを示す側面図である。
【図２】(Ａ)はカムプーリを示す側面図であり、(Ｂ)はカムプーリを矢印ａ方向から示す平面図である。
【図３】(Ａ)はカムプーリを単体で示す斜視図であり、(Ｂ)はタイミングベルトが巻き掛けられた状態のカムプーリを示す斜視図である。
【図４】(Ａ)はカムプーリを加圧成形するプレス機を示す概略図であり、(Ｂ)はプレス機に組み込まれるパンチの一方によって成形される加工面をハッチングで示すカムプーリの斜視図である。
【符号の説明】
【００２７】
１２    カムプーリ(ベルトプーリ)
１３    クランクプーリ(ベルトプーリ)
３０    タイミングベルト(歯付ベルト)
３５    プーリ本体
４０    フランジ板(第１フランジ板)
４１    フランジ板(第２フランジ板)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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