(57)【要約】【課題】板金製の有底円筒状プーリにおいて、スプリングバックがあっても回転板に緩みがない状態に強固に締結できる構造とする。【解決手段】プーリ１１の底板１７には複数のボルト挿通穴２３が空いている。底板１７には中心穴２２が空いている。プーリ１１を絞り加工で製造するにおいて、底板１７は僅かながら内向き凸の状態に製造する。底板１７のうちボルト挿通穴２３の外側には抜き穴２７を設け、隣り合ったボルト挿通穴２３の間には、中心穴２２に向けて開口した切り開き穴２８を設けている。底板１７はスプリングバックの方向に変形して回転板２０に締結されるため、外向き凸に製造した場合に比べてボルト２１の頭２５に対する抵抗は小さい。抜き穴２７と切り開き穴２８とにより、ボルト２６の頭２５に対する抵抗は更に小さくなる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルトが巻掛けられる筒部と、この筒部の一端に連続した円板状の底板とを有しており、前記底板の複数の箇所には、当該底板を前記筒部内に配置された回転板にボルトで締結するためのボルト挿通穴が空いている構成であって、
前記底板は、前記筒部の軸心と直交した基準姿勢よりも筒部の内部に向けて凸の状態に曲げられており、かつ、前記底板には、前記ボルトによる締結に際して前記回転板への密着性を高める変形容易化手段を設けている、
内燃機関用の板金製プーリ。                                                      
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は、内燃機関においてベルトによる動力伝達に使用される板金製（金属板製）プーリに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関では動力伝達手段としてベルトが使用されており、ベルトは回転軸に固定されたプーリに巻き掛けられている。ベルトの代表例としてクランクプーリに巻き掛けられた補機駆動ベルトがあり、この補機駆動ベルトにより、オルタネータやウォータポンプ、エアコン用コンプレッサ等が駆動されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
プーリは鋳物やダイキャスト品を使用することも行われているが、加工の容易性や軽量化、強度アップ等の面から板金製とすることも広く行われている。この場合、プーリはベルトが巻き掛けられる筒部とその一端に連続した底板とを有しており、底板が、回転軸に設けた回転板にボルトで（或いはボルトとナットで）締結されている。底板には中心穴が空いていることが多い。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２２１８７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
板金製のプーリは、プレス機を使用して平な素材板を絞り加工することで、筒部と底板を有する形態に製造されている。この場合、金属板は弾性を有することから、板金加工に際してスプリングバックが発生することは不可避であるため、スプリングバックを見越して設計しているが、バラツキが発生することは不可避であり、そこで従来は、スプリングバックによって底板が筒の外側に凸の状態になるように設計して、ボルトによる締結で回転板に密着させている。
【０００６】
しかし、底板が外側に向けて凸の状態になっていると、ボルトの締結に対して底板の弾性力が強い抵抗として作用するため、ボルトを設定されたトルクで締め付けても、実際の締結トルクは必要な値よりも小さくなっており、このため、ボルトが緩み易くなるという問題があった。
【０００７】
本願発明は、このような現状を改善すべく成されたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本願発明の板金製プーリは、ベルトが巻掛けられる筒部と、この筒部の一端に連続した円板状の底板とを有しており、前記底板の複数の箇所には、当該底板を前記筒部内に配置された回転板にボルトで締結するためのボルト挿通穴が空いている構成において、前記底板は、前記筒部の軸心と直交した基準姿勢よりも筒部の内部に向けて凸の状態に曲げられており、かつ、前記底板には、前記ボルトによる締結に際して前記回転板への密着性を高める変形容易化手段を設けている。
【０００９】
変形容易化手段としては、ボルト挿通穴よりも半径方向外側の部位に抜き穴スリット、切り込みを形成することや、周方向に隣り合ったボルト挿通穴の間に抜き穴やスリット、切り込みを形成すること、或いは、ボルト挿通穴よりも半径方向外側の部位に薄肉部を形成することなどを採用できる。これは一つの形態のみを採してもよいし、複数を採用してもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本願発明では、底板が筒部の内部側に凸の状態に曲げられているため、底板を回転板にボルトで締結するに際しては、底板はスプリングバックの方向に戻り変形する。このため、従来よりも軽い力で底板を変形させることができる。
【００１１】
また、本願発明では変形容易化手段を設けているため、ボルトの締めつけに対する底板の抵抗は著しく低下している。このことと、上記した戻り変形しやすいこととが相まって、本願発明ではプーリを回転板に対して緩みにくい状態に強く締結することができる。換言すると、ボルトの頭と底板との間の密着性と、底板と回転板との間の密着性を格段に向上して、締結強度を向上できるのである。
【００１２】
なお、回転板にスタッドボルトを固定して、これに底板の外側からナットをねじ込むという締結構造も採用できるのであり、この場合は、上記した「ボルトの頭」は「ナット」と読み替えたらよい。従って、本願発明のボルトにはスタッドボルトも含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】内燃機関の大まかな正面図である。
【図２】（Ａ）はウォータポンププーリの拡大正面図、（Ｂ）は（Ａ）のＢ−Ｂ視断面図である。
【図３】（Ａ）は内部構造を表示した状態での図２（Ａ）のIIIA-IIIA 視断面図、（Ｂ）は要部の拡大正面図、（Ｃ）は締結直前の状態での断面図、（Ｄ）は従来例の断面図である。
【図４】他の実施形態を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
(1).内燃機関の概要
次に、本願発明の実施形態を図面に基づいて説明する。まず、図１に基づいて内燃機関の概要を説明する。図１は内燃機関の概略正面図であり、内燃機関は、機関本体の主要部となるシリンダブロック１とその上面に固定されたシリンダヘッド２とを有しており、シリンダヘッド２の上面にはシリンダヘッドカバー３が固定されて、シリンダブロック１の下面にはオイルパン４が固定されている。シリンダブロック１とシリンダヘッド２との一側面はチェーンカバーで覆われているが、図では省略している。
【００１５】
クランク軸５の一端部はシリンダブロック１の一端面から突出しており、この突出端部にクランクプーリ６を固定し、クランクプーリ６に巻き掛けされた補機駆動ベルト７により、オルタネータ８とウォータポンプ９とエアコン用コンプレッサ１０とが駆動されている。従って、オルタネータ８はオルタネータプーリ１１を備えて、ウォータポンプ９はウォータポンププーリ１２を備えて、エアコン用コンプレッサ１０とはエアコンプーリ１１，１２，１３を備えている。
【００１６】
この場合、オルタネータ８とウォータポンプ９とエアコン用コンプレッサ１０は機関本体の一側部の側に寄せて配置しており、ウォータポンプ９はオルタネータ８とエアコン用コンプレッサ１０との間に配置されている。そこで、オルタネータプーリ１１とエアコンプーリ１３とには補機駆動ベルト７の内周面が巻き掛けられているが、ウォータポンププーリ１１には補機駆動ベルト７の外周面が巻き掛けらている。すなわち、ウォータポンププーリ１２には、補機駆動ベルト７が背面掛けされている。
【００１７】
そして、補機駆動ベルト７の内周面は横断面凹凸状になっており、これに伴って、オルタネータプーリ１１とエアコンプーリ１３との外周面も横断面凹凸形状になっているが、ウォータポンププーリ１２の外周面は平滑面になっている。そこで、ウォータポンプ１２は金属板の単なる絞り加工で製造されている。
【００１８】
(2).ウォータポンププーリ１１の詳細
次に、ウォータポンププーリ１１の詳細を図２に基づいて説明する。ウォータポンププーリ１１は補機駆動ベルト７が巻き掛けられる筒部１５と、筒部１５の外端に段部１６を介して一体に繋がった底板１７とから成っている。
【００１９】
図３（Ａ）に示すように、ウォータポンプ９はハウジング１８を有しており、ハウジング１８に回転自在に嵌まったロータ１９に回転板２０を固定し、回転板２０にウォータポンププーリ１１の底板１７を重ねて３本のボルト２１で締結している。ウォータポンププーリ１１の底板１７にはロータ１９が突出する中心穴２２が空いている。また、３本のボルト２１は周方向に等間隔で配置されており、底板１７にはボルト挿通穴２３が空いていて、回転板２０には雌ねじ穴２４が空いてる。
【００２０】
ボルト２１は六角の頭２５を有しており、頭２５には円形のフランジ２５ａを設けている。また、座金２６（平座金又はばね座金）も使用している。もとより、座金２６を使用しなかったり、フランジ２５ａを備えていないボルトを使用したりすることも可能である。六角穴付きボルトを使用することも可能である。
【００２１】
そして、底板１７に、請求項に記載した変形容易化手段の例として、ボルト挿通穴２３の半径外側に位置した抜き穴２７と、隣り合ったボルト挿通穴２３の間において中心穴２４に向けて開口した切り開き穴２８とを形成している。
【００２２】
抜き穴２７は、底板１７の中心を曲率半径の中心とした円弧線に沿って延びており、周方向の長さはボルト２１における頭２５のフランジ２５ａの外径よりやや大きい程度に設定しているが、フランジ２５ａの外径より小さい寸法であってもよい。本実施形態では、ボルト２１における頭２５のフランジ２５ａ（及び座金２６）の縁が抜き穴２７とラップするように設定しており、また、回転板２０の外周縁も抜き穴２７とラップしている。
【００２３】
他方、切り開き穴２８は中心側が巾狭の略台形状になっており、図３（Ｂ）から理解できるように、隣り合った切り開き穴２８で挟まれた部分（図３（Ｂ）において平行点線で示す内端部分２９）の内端部の巾寸法は、ボルト２１における頭２５のフランジ２６ａの外径と略同じ程度になっている。
【００２４】
上記のとおり、ウォータポンププーリ１１は金属板を絞り加工して製造されるが、この絞り加工時に、図２（Ｂ）に誇張して示すように、底板１７を、スプリングバックした後の状態で、中心線Ｏと直交した基準平面３０よりも内側に凸の状態となるように、過度に絞り加工しておく（図面では判りやすさのための誇張して表示しているが、実際には、内向き凸の寸法は僅かである。）。
【００２５】
さて、従来は、図３（Ｄ）に示すように、スプリングバックによって底板１７が外向きになっており、ボルト２１の締結によって回転板２０に密着するが、底板１７はスプリングバックの方向と反対側に曲げられるため、締結後において、ボルト２１の頭には底板１７の弾性力が強い抵抗として作用する。このため、締結強度が不十分になって緩みが発生しやすくなっている。
【００２６】
これに対して本実施形態では、図３（Ｃ）に示すように、底板１７はスプリングバックの方向に曲がることで回転板２０に密着するため、締結後におけるボルト２１の頭２５に対する底板１７の反力は従来よりも小さくなっており、その結果、締結強度は高くなっている。
【００２７】
さて、底板１７が回転板２０に密着するように変形すると、中心穴２２の内径は小さくなろうとする。このため、底板１７の内周部が抵抗として作用するが、ボルト２１の頭２５は中心穴２２に近い端部が底板１７に強く当たっており、中心穴２２からボルト２１の頭２５の当接部までのスパンＬ１は僅かしかないため、底板１７の内周部に強いモーメントをかけることができない。この点においても、従来はボルト２１の頭２５には底板１７の弾性力が強い抵抗として作用していて、締結力が不十分になっていると云える。
【００２８】
他方、本実施形態のように底板１７を内向き凸状に形成しておくと、図３（Ｃ）から理解できるように、ボルト２１の頭２５は底板１７の外周側の端部が底板１７に強く当接しており、中心穴２２の内周からボルト２１の頭２５が強く当たる部分までのスパンＬ２が大きいため、底板１７に対して強いモーメントを効かせることができて、底板１７を軽い力で変形させて、回転板２０との密着性を高めることができる（つまり、締結強度を向上できる。）。
【００２９】
そして、底板１７の変形に対しては、底板１７が段部１６に連接している付け根部が大きな抵抗として作用しているが、本実施形態のように変形容易化手段としてボルト挿通穴２３の外側に抜き穴２７を設けると、底板１７のうち座金２６が重なっている部分は容易に変形しやすい状態になるため、ボルト２１に掛けられたトルクの殆どを回転板２０に対する密着力として使用できる。これにより、高い締結強度を確保することができる。
【００３０】
更に、底板１７に切り開き穴２８を設けると、締結に際して中心穴２２が窄まろうとすることによる突っ張り作用がなくため、底板１７のうちボルト挿通穴２３の内側の抵抗は著しく減殺される。これにより、ボルト２１の頭２５に対する底板１７の抵抗を著しく減少して締結強度を向上できる。この場合、実施形態のように底板１７の内端部分２９の横幅をボルト２１における頭２５の外径と同じ程度に設定すると、中心穴２２がロータ１９に嵌まることによる位置決め機能は確保しつつ、内端部分２９の曲がり変形を容易化できる利点である。
【００３１】
(3).他の実施形態
図４では、他の実施形態を示している。このうち（Ａ）に示す実施形態では、筒部１５と底板１７とを直接に繋げて単純な有底円筒形と成している。これとは逆に、段部を複数設けること（複数段階に径を異ならせること）や、筒部１５と底板１７とをテーパ部にて繋ぐことも可能である。
【００３２】
（Ｂ）に示す実施形態では、底板１７の変形容易化手段として、ボルト挿通穴２３の外側には外周側切り込み３３を形成して、隣り合ったボルト挿通穴２３の間の箇所には中心穴２２に向けて開口した内周側切り込み３４を形成している。
【００３３】
（Ｂ）に一点鎖線で示すように、ボルト挿通穴２３よりも外周側の部位でかつ隣り合ったボルト挿通穴２３の間の部分に、円弧状スリット３５（或いは円弧状切り込み）を設けるといったとも可能である。図示による表示は省略するが、放射方向に長いスリット又は切り込みを、底板１７の内周の近くから外周の近くまで形成することも可能である。
【００３４】
（Ｃ）に示す実施形態では、ボルト挿通穴２３の外側に、当該ボルト挿通穴２３と同心のスリット３６を形成している。また、（Ｄ）に示す実施形態では、変形容易化手段として、底板１７の外周に外向き凸のカール部３７を形成している。この（Ｄ）の場合、カール部３７に、当該カール部３７を横断する切り込み又はスリットを周方向に沿って複数箇所形成すると、カール部３７の抵抗をより一層低減できる。
【００３５】
本願発明は、上記の実施形態の他にも様々に具体化できる。例えば、隣り合ったボルト挿通穴の間の箇所に、底板の外周方向に延びるスリット又は切り込みと放射方向に延びるスリット又は切り込みとが繋がったＴ形のスリット又は切り込みを設けることも可能である。
【００３６】
また、本願発明はウォータポンププーリのみでなく、他のプーリにも適用できる。更に、本願発明は、ベルトの内周が巻き掛けられる順掛けプーリにも適用できる。順掛けプーリに適用する場合、ベルトが断面凹凸形状である場合は、プーリの外周に凹凸部を設けたらよい。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本願発明は、ウォータポンププーリ等のプーリに具体化できる。従って、産業上利用できる。
【符号の説明】
【００３８】
６クランクプーリ
７  補機駆動ベルト
９  ウォータポンプ
１２  ウォータポンププーリ
１５  筒部
１６  段部
１７  底板
１９  ロータ
２０  回転板
２１  ボルト
２２  中心穴
２３  ボルト挿通穴
２７  変形容易化手段の一例としての抜き穴
２８  変形容易化手段の一例としての切り開き穴
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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