(57)【要約】【課題】表面処理による真円度崩れが無く、かつコスト安価な自動車エンジン補機ベルト支持用プーリ軸受ユニットを提供する。【解決手段】自動車エンジン補機ベルト支持用プーリ軸受ユニットにおいて、プーリは、圧延成形された平板状鋼板をメッキ処理後に、中心にシャフト孔を有する円環状に打ち抜き加工した成形素材に、シャフト孔を中心にして凹設された、軸受外輪を嵌合収容する円筒状の嵌合部と、円環外周を略水平方向に折り曲げ加工して周方向に連続したベルト受け部とを形成してなり、プーリの円筒状の嵌合部には、前記軸受の外輪が圧入嵌合されており、メッキ処理層は、プーリ軸受ユニットとして完成したときに５〜２０μｍの厚さでプーリ全体に形成され、軸受の真円度は、プーリに圧入嵌合された状態で０．００７ｍｍよりも小さいことを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えた転がり軸受と、
前記外輪に外嵌固定されたプーリと、を備え、前記外輪と前記内輪との相対回転に基づき前記プーリの回転を自在とする、自動車エンジン補機ベルト支持用プーリ軸受ユニットにおいて、
前記プーリは、
圧延成形された平板状鋼板をメッキ処理後に、中心にシャフト孔を有する円環状に打ち抜き加工した成形素材に、
前記シャフト孔を中心にして凹設された、軸受外輪を嵌合収容する円筒状の嵌合部と、円環外周を略水平方向に折り曲げ加工して周方向に連続したベルト受け部とを形成してなり、
該プーリの円筒状の嵌合部には、前記軸受の外輪が圧入嵌合されており、
メッキ処理層は、プーリ軸受ユニットとして完成したときに５〜２０μｍの厚さでプーリ全体に形成され、
前記軸受の真円度は、プーリに圧入嵌合された状態で０．００７ｍｍよりも小さいことを特徴とする自動車エンジン補機ベルト支持用プーリ軸受ユニット。
【請求項２】
外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えた転がり軸受と、
前記外輪に外嵌固定されたプーリと、を備え、前記外輪と前記内輪との相対回転に基づき前記プーリの回転を自在とする、自動車エンジン補機ベルト支持用プーリ軸受ユニットにおいて、
前記プーリは、
圧延成形された平板状鋼板を、中心にシャフト孔を有する円環状に打ち抜き加工した後にメッキ処理した成形素材に、
前記シャフト孔を中心にして凹設された、軸受外輪を嵌合収容する円筒状の嵌合部と、円環外周を略水平方向に折り曲げ加工して周方向に連続したベルト受け部とを形成してなり、
該プーリの円筒状の嵌合部には、前記軸受の外輪が圧入嵌合されており、
メッキ処理層は、プーリ軸受ユニットとして完成したときに５〜２０μｍの厚さでプーリ全体に形成され、
前記軸受の真円度は、プーリに圧入嵌合された状態で０．００７ｍｍよりも小さいことを特徴とする自動車エンジン補機ベルト支持用プーリ軸受ユニット。
【請求項３】
周方向に連続して形成したベルト受け部の外周面に、型を押し当てながら、型とプーリをともに回転させて、ベルト受け部にＶ溝を成形したことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の自動車エンジン補機ベルト支持用プーリ軸受ユニット。
【請求項４】
成形素材は、Ｚｎ，Ａｌ，Ｚｎ２Ｈｇを含有する表面処理剤で、メッキ処理されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の自動車エンジン補機ベルト支持用プーリ軸受ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、主に自動車エンジン補機ベルト支持に使用されるプレスプーリアイドラ軸受ユニット、若しくはベルト張力を与えるプレスプーリテンショナ軸受ユニットの改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば自動車エンジン補機（発電機・クーラ用コンプレッサ等）ベルト支持に使用されるこの種のプーリには、鋳造品や切削機械加工品が多く用いられてきた。
近年、自動車は燃費向上のため、部品の小型化・エンジンルームの小型化が益々進行する傾向にあり、重量や生産性の面において鋳造品や切削機械加工品よりも有利なプレス成形により製造されるプレスプーリ（プレス成形プーリ）の需要が高まっている（例えば特許文献１参照）。
【０００３】
従来このようなプレスプーリは、その殆どが防錆目的として表面処理（めっき処理）が施されている。
ここで、プレスプーリの従来の製造工程について説明する。図１（ｂ）は、従来のプーリ製造方法の工程図の概略を示す。
従来、プレスプーリは、まず、鋼板を平板状にして成形素材とし（Ｓ−１ａ）、該成形素材を打ち抜き加工して中心にシャフト孔を有する環状に成形する（Ｓ−１ｂ）（前処理工程Ｓ−１）。
そして、前処理工程後、前記環状に加工された成形素材の前記シャフト孔を中心にして軸受外輪を嵌合収容する円筒状の嵌合部を凹設する（Ｓ−２ａ）とともに、外周を略水平方向に折り曲げ加工して周方向に連続したベルト受け部を形成する（Ｓ−２ｂ）（プレス工程Ｓ−２）。
そして、このようにプレス成形した後、該成形品１００に表面処理加工（めっき処理
Ｓ−３）を施していた。そして、その後、前記嵌合部に軸受外輪を圧入嵌合してプレスプーリ軸受ユニットとしていたものである（Ｓ−４）。
この表面処理加工は、プーリ外観へのキズの発生を極力小さくする為、及びプーリ同士の衝突による変形を避ける為に、変形や傷の生じる可能性のあるバレルめっき法ではなく、図７に示すような形態でプレス成形された成形品１００を処理剤中に浸漬させるワンラック方式によりプレス成形品１００を処理剤に浸漬させて表面処理している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許公開２００２−２５０４２９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、ラック方式の場合は、プーリ形状の関係から、図７に示すように、処理剤への浸漬時にエアポケットと呼ばれる空気溜まりが発生し、その部分には処理剤が付着しない事から、未処理部分（以下エアポケット）２００が発生するという欠点がある。
このようなエアポケット２００の発生は次のような問題点につながる要因となる。
すなわち、現在の表面処理工程では、エアポケット２００がある事により、めっき厚の分だけ真円度形状の崩れが発生し、その後圧入嵌合する軸受外輪の真円度崩れに影響することが多いという問題点がある。軸受外輪の真円度は、異音発生の原因や短寿命等に繋がる事から出来るだけ真円度崩れを起こさない様にする必要がある。
更に、ラック方式の場合、工数がかかる事からコストＵＰにつながっているというデメリットがある。
本発明は、従来技術の有するこのような問題点に鑑みなされたもので、その目的とするところは、表面処理による真円度崩れが無く、かつコスト安価なプレスプーリ軸受ユニットに用いられるプーリを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的を達成するために本発明がなした技術的手段は、次の通りである。
第１の発明は、外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えた転がり軸受と、前記外輪に外嵌固定されたプーリと、を備え、前記外輪と前記内輪との相対回転に基づき前記プーリの回転を自在とする、自動車エンジン補機ベルト支持用プーリ軸受ユニットにおいて、前記プーリは、圧延成形された平板状鋼板をメッキ処理後に、中心にシャフト孔を有する円環状に打ち抜き加工した成形素材に、前記シャフト孔を中心にして凹設された、軸受外輪を嵌合収容する円筒状の嵌合部と、円環外周を略水平方向に折り曲げ加工して周方向に連続したベルト受け部とを形成してなり、該プーリの円筒状の嵌合部には、前記軸受の外輪が圧入嵌合しており、前記メッキ処理層の厚さは、プーリ軸受ユニットとして完成したときに５〜２０μｍの厚さでプーリ全体に形成され、前記軸受の真円度は、プーリに圧入嵌合された状態で０．００７ｍｍよりも小さいことを特徴とする自動車エンジン補機ベルト支持用プーリ軸受ユニットとしたことである。
第２の発明は、外周面に内輪軌道を有する内輪と、内周面に外輪軌道を有する外輪と、これら内輪軌道と外輪軌道との間に転動自在に設けられた複数個の転動体とを備えた転がり軸受と、前記外輪に外嵌固定されたプーリと、を備え、前記外輪と前記内輪との相対回転に基づき前記プーリの回転を自在とする、自動車エンジン補機ベルト支持用プーリ軸受ユニットにおいて、前記プーリは、圧延成形された平板状鋼板を、中心にシャフト孔を有する円環状に打ち抜き加工した後にメッキ処理した成形素材に、前記シャフト孔を中心にして凹設された、軸受外輪を嵌合収容する円筒状の嵌合部と、円環外周を略水平方向に折り曲げ加工して周方向に連続したベルト受け部とを形成してなり、該プーリの円筒状の嵌合部に、前記軸受の外輪が圧入嵌合されており、前記メッキ処理層の厚さは、プーリ軸受ユニットとして完成したときに５〜２０μｍの厚さでプーリ全体に形成され、前記軸受の真円度は、プーリに圧入嵌合された状態で０．００７ｍｍよりも小さいことを特徴とする自動車エンジン補機ベルト支持用プーリ軸受ユニットとしたことである。
第３の発明は、周方向に連続して形成したベルと受け部の外周面に、型を押し当てながら、型とプーリをともに回転させて、ベルト受け部にＶ溝を成形したことを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載の自動車エンジン補機ベルト支持用プーリ軸受ユニットとしたことである。
第４の発明は、成形素材は、Ｚｎ，Ａｌ，Ｚｎ２Ｈｇを含有する表面処理剤で、メッキ処理されていることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の自動車エンジン補機ベルト支持用プーリ軸受ユニットとしたことである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、プレス成形される以前の素材に表面処理を行う為、エアポケットの発生はなく、表面処理による真円度崩れは発生しない。
又、プレス成形される以前の素材の表面処理は鋼板圧延工程後にインラインで行われることが多く、ラック方式に比較してコストを抑える事が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】（ａ）は本願発明のプレスプーリ軸受の製造工程の概略を示す工程図、（ｂ）は先行技術のプレスプーリ軸受の製造工程の概略を示す工程図。
【図２】本願発明のプレスプーリの製造過程を示す概略図。
【図３】本願発明の実施例１に示すプレスプーリ軸受の概略縦断面図。
【図４】図３を部分的に拡大して示す概略断面図。
【図５】実施例２に示すプレスプーリ軸受の概略縦断面図。
【図６】実施例２のプレスプーリの外周にＶ溝を加工する工程を示す概略断面図。
【図７】先行技術のプレスプーリの表面処理加工状態を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明の一実施形態を図に基づいて説明する。なお、本実施形態は、本発明の一実施形態にすぎず何等これに限定解釈されるものではなく本発明の範囲内で設計変更可能である。図１（ａ）は本願発明のプレスプーリ軸受の製造工程の概略を示す工程図、図２は本願発明のプレスプーリの製造過程を示す概略図、図３は本願発明の実施例１に示すプレスプーリ軸受の概略縦断面図、図４は、図３を部分的に拡大して示す概略断面図、図５は実施例２に示すプレスプーリ軸受の概略縦断面図、図６は実施例２のプレスプーリの外周にＶ溝を加工する工程を示す概略断面図を示す。
【００１０】
「実施例１」
図３は、プレス成形されたプーリ１の軸受嵌合部２に、外輪９を嵌合させて転がり軸受８が組み込まれてなるプレスプーリ軸受ユニットの実施例１を示す概略断面図である。
【００１１】
本発明のプレスプーリ軸受ユニットに用いられるプーリ１は、一側面５を開放すると共に、他側面６を軸方向に凹設した円筒状の軸受嵌合部２を備えた全体円筒状に形成し、その外周面を周方向に連続した断面視平板状のベルト受け部４としているもので、前記軸受嵌合部２の底部２ａ中心には、軸方向に開口するシャフト孔３が形成されている。
【００１２】
転がり軸受８は、相対回転可能な一対の軌道輪（外輪９と内輪１０）と、該外輪９と内輪１０との間に組み込まれる複数個の転動体１１と、該夫々の転動体１１を保持する図示しない保持器と、該一対の軌道輪９，１０間に架け渡される図示しない密封板とで構成されている、深溝玉軸受を一例として図示した。なお、本実施例のプーリ１に組み込まれる転がり軸受８は、図示例に何等限定されるものではなく、本発明の範囲内で設計変更可能である。
【００１３】
図１（ａ）は、本発明プレスプーリの製造方法の工程図を示す概略図、図２は、プレスプーリの製造過程を示す概略図であって、前処理工程Ｓ−１とプレス工程Ｓ−２とからなり、本発明は表面処理をこの前処理工程Ｓ−１にて行うことを特徴とする。以下、本発明の製造工程の一実施例について説明する。
【００１４】
「前処理工程Ｓ−１」
本工程は、プレス成形する成形素材Ｍ−１を形成する工程であって、成形素材Ｍ−１は、まず、鋼板を圧延成形して平板状に形成する（Ｓ−１ａ）。
【００１５】
次に、前記のように圧延成形された平板状鋼板Ｍに表面処理加工を施す（Ｓ−１ｂ）。
この表面処理加工は、前述のように平板状鋼板Ｍの全体に、Ｚｎ，Ａｌ，Ｚｎ２Ｈｇなどを含有する表面処理剤でめっき処理する工程で、本実施例では、プレス工程において、めっきが剥がれることを考慮して、成形品として備える必要のあるめっき処理層Ｐの厚さ（例えば本実施例では５〜２０μｍ）よりも厚く構成している。また、本実施例では、鋼板を平板状に圧延成形する工程後にそのままインラインで表面処理加工（めっき処理）されるものとしているためコスト安価である。
成形品のめっき処理層Ｐの厚さを例えば５〜２０μｍとしたのは、５μｍよりも薄く均一にするのは困難で、２０μｍよりも厚くするとコストが高くなるからである。
従って、このめっき処理層Ｐは、当初上述のように厚く構成されているが、プレス工程Ｓ２を経ていく過程で均一に薄くなり、５〜２０μｍ程度の厚さとなる。
なお、表面処理剤の材料は特に限定されるものではないが、防錆効果の高い材質とするのが好ましい。
【００１６】
次に、前記表面処理加工後の平板状鋼板Ｍを打ち抜き加工して、中心にシャフト孔３を有する円環状（ドーナツ形の円板状）に成形素材Ｍ−１を成形する（Ｓ−１ｃ）。
なお、本工程により形成される成形素材Ｍ−１は、プレス成形されるプレスプーリの大きさを考慮してその打ち抜き形状が形成される。また、このドーナツ形の成形素材Ｍ−１は、前記平板状鋼板Ｍから一個乃至複数個打ち抜き加工される。なお、打ち抜き加工の際には歩留まりが少ないように配慮する。
【００１７】
「プレス工程Ｓ−２」
本工程は、前記前処理工程において成形されたドーナツ形の成形素材Ｍ−１をプレス成形して成形品を得る工程であって、まず、前処理工程Ｓ−１後、前記ドーナツ形に加工された成形素材Ｍ−１に、前記シャフト孔３を中心にして軸受外輪９を嵌合収容する円筒状の嵌合部２を凹設する（Ｓ−２ａ）。
嵌合部２の深さ・内径などの諸条件は、転がり軸受８の外輪９が嵌合可能であればよく、実施の条件に応じて適宜設計変更可能である。
【００１８】
次に、円環外周を略水平方向に折り曲げ加工して周方向に連続したベルト受け部４を形成する（Ｓ−２ｂ）。
なお、ベルト受け部４の奥行き方向幅などの諸条件は実施の条件に応じて適宜設計変更可能である。
【００１９】
そして、その後、前記嵌合部２に軸受外輪９を圧入嵌合してプレスプーリ軸受ユニットとする（Ｓ−３）。
【００２０】
なお、本実施例では特に図示説明を省略するが、上記前処理工程及びプレス工程には、周知の圧延装置・プレス金型などが本発明の範囲内で適宜選択使用されるものである。
また、本実施例によれば、前記した表面処理工程後、円環状打ち抜き工程（成形素材Ｍ−１成形工程）とプレス加工工程が同一ライン上で作業可能なため、作業効率が向上する。
【００２１】
また、本実施例のプレスプーリ１は、次のような構成を有していることにも特徴を有している（図４参照）。
すなわち、本実施例では、嵌合部２の上端縁Ｒ２を大きくとり、応力集中を防いで真円度を保つように構成している。
なお、嵌合部２の上端縁Ｒ２を大きくしすぎると軸受外輪９との嵌合面（平坦面Ｂ）が小さくなり、耐荷重性が小さくなるため好ましくない。
また、嵌合面である平坦部Ａとベルト受け面である平坦面Ｂの関係は、ベルトの動力伝達にも影響するため、ベルト受け部４の上端縁Ｒ１とベルト受け部４の板厚ｔの比はプレス時に必要な力に影響する。すなわち、ベルト受け部４の上端縁Ｒ１を大きくした方がプレス成形上で有利であるが、大きすぎると、ベルト受け部４の平坦面Ａが小さくなってしまう。
【００２２】
よって、具体的には下記の値とすることが望ましい。なお、以下、Ａは平坦面Ａの長さ、Ｂは平坦面Ｂの長さ、ｔはベルト受け部の厚さ、Ｒ１はベルト受け部上端縁Ｒ１の大きさを示す。
Ｂ／Ａ＝０．３〜１．０
ｔ＝１．７〜３．２ｍｍ
Ｒ１／ｔ＝０．４〜１．５
【００２３】
なお、本実施例によれば、平板状鋼板Ｍを表面処理加工した後に、シャフト孔３と全体円環状の打ち抜き加工をして成形素材Ｍ−１を成形しているため、シャフト孔３の孔縁部（端面３ａ）及びベルト受け部４の端縁（端面４ａ）が表面処理加工されていないが、表面処理層（めっき処理層Ｐ）から溶け出したＺｎ，Ａｌ，Ｚｎ２Ｈｇにより被膜が形成されるため特に問題は生じない。また、プーリ１は回転するため、遠心力により水滴などを飛ばすことができるため、それら端面３ａが未処理であることによる弊害は少ない。
さらに、別途シャフト孔３の端面３ａ及びベルト受け部４の端面４ａを表面処理加工することも本発明の範囲内で可能である。
【００２４】
なお、本実施例では、上述の通り、平板状鋼板Ｍの段階で表面処理加工を施しているが、本発明は、プレス成形に移行される以前の素材、例えばドーナツ形に打ち抜き加工した状態の成形素材Ｍ−１を表面処理加工するものであってもよく任意である。
このように構成することにより、ドーナツ形に打ち抜き加工した後に表面処理加工するため、上述のようにシャフト孔３の端面３ａ及びベルト受け部４の端面４ａが同時に表面処理加工される。
また、打ち抜き加工後のドーナツ形の円板状には、鋼板から完全に打ち抜き加工されて一つずつ分離されたものに限定されず、少なくとも一部が繋がっていて完全に分離されていないものも含まれ、このような状態の素材に表面処理加工を施すものとしてもよい。
【００２５】
このように構成された本実施例によれば、プーリ１の嵌合部２に圧入された後の軸受真円度は、０．００７ｍｍよりも小さくすることができるため、軸受真円度を大幅に向上させることができる。
「実施例２」
【００２６】
図５及び６は本発明プレスプーリの他の実施例を示す。
本実施例は、複数のＶ溝を有するＶベルトを架け渡して動力伝動を行うＶベルト車で、ベルト受け部４の表面に周方向に連続した複数のＶ溝７を設けた、いわゆるポリＶプーリと呼ばれるプレスプーリの一例である。
Ｖ溝７を製造する工程以外の製造工程、その他の構成および作用効果は実施例１と同様であるためその詳細は省略する。
すなわち、実施例１と同様の製造工程（Ｓ１及びＳ２）を経た後、図６に示す型Ｆをプーリ１のベルト受け部４の外周面に押し当てながら、型Ｆ、プーリ１ともに回転させ、Ｖ溝７を成形する。
本実施例によれば、このＶ溝製造工程が、切削ではないので、めっき処理層Ｐが極端に剥がれることはなく所望の真円度を得ることができる。
【符号の説明】
【００２７】
１  プーリ
２  軸受嵌合部
３  シャフト孔
４  ベルト受け部
８  転がり軸受
Ｍ  板状鋼板
Ｍ−１  成形素材
Ｐ  表面処理層（めっき層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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