(57)【要約】【課題】表面保護膜が容易に剥離するおそれを回避でき、また、その防食性を確保すること。【解決手段】プーリ１とロータ軸２との間の環状空間に一方向クラッチ３を介装し一方向クラッチの両側に輪軌道をプーリの内周面で兼用する玉軸受４、ころ軸受５を備えたプーリユニットにおいてプーリを製造する方法であって、プーリの表面全体に少なくとも１５μｍ以上２５μｍ以下の防食性を有する表面保護膜７０を形成する工程と、プーリの内周面から表面保護膜を除去する工程とを含む。【選択図】  図１
2004205009.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プーリと軸体との間の環状空間に一方向クラッチを介装するとともに、該一方向クラッチの一方側に少なくとも外輪軌道を前記プーリの内周面で兼用する転がり軸受を備えたプーリユニットにおいて前記プーリを製造する方法であって、
前記プーリの表面全体に１５μｍ以上２５μｍ以下の防食性を有する表面保護膜を形成する工程と、
前記プーリの内周面から前記表面保護膜を除去する工程と、
を含むことを特徴とするプーリの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載のプーリの製造方法において、
前記表面保護膜が、カチオン型電着塗装により形成されている、ことを特徴とするプーリの製造方法。
【請求項３】
プーリと軸体との間の環状空間に一方向クラッチを介装するとともに、該一方向クラッチの一方側に少なくとも外輪軌道を前記プーリの内周面で兼用する転がり軸受を備えたプーリユニットにおいて前記プーリを製造する方法であって、
炭素鋼からなるプーリにおける前記転がり軸受の外輪軌道となる軌道面に熱処理をする第１の工程と、
前記プーリの表面全体に防食性の表面保護膜を形成する第２の工程と、
前記プーリの内周面における前記軌道面に形成された表面保護膜の除去処理をする第３の工程と、
を含むことを特徴とするプーリの製造方法。
【請求項４】
請求項３に記載のプーリの製造方法において、
前記第３の工程が、プーリの軌道面における前記熱処理に伴う歪み部分と共に前記表面保護膜を除去するものである、ことを特徴とするプーリの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プーリの製造方法に係り、より詳しくは、プーリと軸体との間の環状空間に一方向クラッチを介装するとともに、該一方向クラッチの一方側に少なくとも外輪軌道を前記プーリの内周面で兼用する転がり軸受を備えたプーリユニットにおいて前記プーリを製造する方法に関する。このプーリユニットは、一方向クラッチを内蔵したものであり、例えば自動車などのエンジンのクランクシャフトからベルトを介して駆動される補機に装備することができる。補機としては、例えば自動車のエアコンディショナ用コンプレッサ、ウォーターポンプ、オルターネータ、冷却ファンなどが挙げられる。
【０００２】
【従来の技術】
自動車エンジンに装着される各種の補機は、エンジンのクランクシャフトによりベルトを介して駆動されるようになっている。ここで、補機のうち、例えばオルタネータの場合、エンジンのクランクシャフトと同期回転するように連結していると、クランクシャフトの回転数が低下するとき、オルタネータの発電能力が低下する。そこで、オルタネータのプーリ部分に上記一方向クラッチを内蔵し、クランクシャフトの回転数が低下するときに、オルタネータのロータの回転をその慣性力により継続させるようにして、発電効率を高められるようにしたものがある(例えば特許文献１参照。)。また、自動車エンジンに装着される各種補機は、泥水等による腐食が問題となるため、オルタネータのプーリ部分に表面保護膜を設けることが多い。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１４１０３７号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のように表面保護膜をプーリの外周面に設けた場合の課題は、プーリの外周面に設けられた表面保護膜が容易に剥離されたりしないことである。他の課題は、防食性が充分に確保されることである。さらに他の課題は、研磨用砥石に目詰まりを生じさせないことである。本発明は、これらの課題を少なくとも１つあるいは複数を解決しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明第１は、プーリと軸体との間の環状空間に一方向クラッチを介装するとともに、該一方向クラッチの一方側に少なくとも外輪軌道を前記プーリの内周面で兼用する転がり軸受を備えたプーリユニットにおいて前記プーリを製造する方法であって、前記プーリの表面全体に１５μｍ以上２５μｍ以下の防食性を有する表面保護膜を形成する工程と、前記プーリの内周面から前記表面保護膜を除去する工程とを含むことを特徴とする。
【０００６】
本発明第１によると、表面保護膜の膜厚が１５μｍ以上であるから、プーリをチャックなどで保持するときにそのチャックにより表面保護膜が剥離するおそれを回避できるとともに、その防食性が充分に確保される。同時に、表面保護膜の膜厚が２５μｍ以下であるから、研磨用砥石により研磨して表面保護膜を除去するときに、研磨用砥石に目詰まりを起こすようなことがない。この場合、表面保護膜を、カチオン型電着塗装により形成する場合には、その塗装の材料が有機化合物であって柔らかいので、研磨用砥石に目詰まりが生じやすいから、その目詰まり防止の効果が特に顕著にあらわれる。
【０００７】
本発明第２は、プーリと軸体との間の環状空間に一方向クラッチを介装するとともに、該一方向クラッチの一方側に少なくとも外輪軌道を前記プーリの内周面で兼用する転がり軸受を備えたプーリユニットにおいて前記プーリを製造する方法であって、炭素鋼からなるプーリにおける前記転がり軸受の外輪軌道となる軌道面に熱処理をする第１の工程と、前記プーリの表面全体に防食性の表面保護膜を形成する第２の工程と、前記プーリの内周面における前記軌道面に形成された表面保護膜の除去処理をする第３の工程とを含むことを特徴とする。
【０００８】
なお、前記熱処理は、少なくとも転がり軸受の外輪軌道部を硬化させる高周波焼入れ、あるいはプーリ内周面全体を硬化させる浸炭焼入れでもよい。
【０００９】
プーリからのラジアル荷重を支えるために一方向クラッチの一方側に転がり軸受を設け、プーリの内周面と兼用される転がり軸受の外輪軌道を熱処理により硬化処理した場合、前記軌道面は歪まされた状態となる。したがって、前記状態のときに形成されたプーリの内周面の前記表面保護膜と、前記熱処理工程で歪んでいるプーリの軌道面を前記除去工程に際して同時に除去することができるようになって好ましい。すなわち、例えば本発明のようにプーリの内周面が転がり軸受の外輪軌道を兼用している場合、前記第３の工程で表面保護膜を除去するに際して、プーリの内周面の特に転がり軸受の外輪軌道となる軌道面の歪みを除去することで、転がり軸受の正確な外輪軌道状態を確保することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の詳細を図面に示す実施形態に基づいて説明する。
【００１１】
図１および図２を参照して本実施形態に係るプーリが組み込まれるプーリユニットを説明する。図１は、プーリユニットの縦断面図、図２は、図１の（２）−（２）線断面の矢視図である。
【００１２】
プーリユニットＡは、プーリ１、軸体としてのロータ軸２、一方向クラッチ３、玉軸受４、ころ軸受５、環状シール６１，６２、環状シールド板７、および環状リップ８を有している。プーリユニットＡは、部品点数ならびに製造コストを削減するために、一方向クラッチ３の内・外輪、玉軸受４およびころ軸受５の各内・外輪を省略し、これらの内輪についてプーリユニットＡのロータ軸2で兼用させて、外輪についてプーリ１で兼用させた構成としている。プーリ１は、例えば自動車エンジンのクランクシャフトによりＶリブドベルトＢを介して回転駆動されるもので、その外周にはＶリブドベルトＢが巻き掛けられる波状溝が形成されている。
【００１３】
プーリ１の内周面において軸方向固定側の領域には、深溝玉軸受からなる玉軸受４の玉４１が介装される軌道溝(軌道面)が形成されている。ロータ軸２は、中空の軸体として、プーリ１内部に挿通されて、図示しないが自動車エンジンの補機の入力軸（例えばオルタネータのロータ）に固定される。ロータ軸２の外周面において軸方向中間領域２ａの円周数カ所には、一方向クラッチ３の平坦なカム面３１が形成され、その軸方向両側領域２ｂ，２ｃには、玉軸受４およびころ軸受５の内輪軌道が確保されている。ロータ軸２の中間領域２ａは八角形に、両側領域２ｂ，２ｃは円形に形成されている。ロータ軸２において玉軸受４の内輪軌道となる領域２ｂの外径寸法が、ころ軸受５の内輪軌道とする領域２ｃの外径寸法よりも大きく設定されているが、これは、プーリ１とロータ軸２との間に、一方向クラッチ３や玉軸受４およびころ軸受５を軸方向固定側から順番に簡単に組み込めるようにするためである。このロータ軸２の領域２ｂには、深溝玉軸受からなる玉軸受４の玉４１が介装される軌道溝が形成されている。
【００１４】
ロータ軸２の外周面において小径に設定した軸方向自由端側の領域２ｃには、周溝２ｄが設けられており、この周溝２ｄに対してころ軸受５の保持器５１の内周面に設けられてある径方向内向きの輪状突起５２が係入されることにより、当該保持器５１が軸方向に位置決めされるようになっている。一方向クラッチ３は、プーリ１とロータ軸２との対向環状空間Ｓの軸方向中央に介装されており、その内輪軌道はロータ軸２の外周面で、その外輪軌道はプーリ１の内周面で構成されている。一方向クラッチ３は、合成樹脂製の円環状の保持器３２、転動体としての複数のころ３３、弾性部材として楕円形のコイルバネ３４を備えている。この場合、一方向クラッチ３の保持器３２は、プーリ１とロータ軸２の対向環状空間Ｓに配設されて周方向ならびに軸方向に位置決めされた状態で外装されており、ロータ軸２の外周面においてその円周方向数カ所のカム面３ａに対応する領域に径方向内外に貫通するポケット３５が設けられている。このポケット３５それぞれの周方向間には軸方向の柱部３６が存在している。一方向クラッチ３のころ３３は、保持器１２の各ポケット３５に１つずつ周方向転動範囲が規制された状態で収納される。一方向クラッチ３のコイルバネ３４は、保持器３２の各柱部３６の内壁面に突設される突起３７に対して装着されて、ころ３３をカム面３１とプーリ１の内周面とで形成するくさび状空間の狭い側（ロック側）へと押圧するものである。
【００１５】
一方向クラッチ３の保持器３２の内周面は、ロータ軸２の軸方向中間領域２ａの八角形の外周面形状に合致嵌合する形状に形成することにより、保持器３２をロータ軸２に対して周方向に回り止めさせている。また、一方向クラッチ３の保持器３２は、ロータ軸２における中間領域２ａのカム面３１と大径の領域２ｂとを連接するテーパ状段差部２ｅによって、玉軸受４側への動きが封じられ、ロータ軸２に対して軸方向位置決めされたころ軸受５の保持器５１によってころ軸受５側への動きが封じられるようになっている。玉軸受４ところ軸受５は、転がり軸受として、プーリ１とロータ軸２との対向環状空間Ｓにおいて、一方向クラッチ３の軸方向両側に１つずつ介装される。玉軸受４は、その内輪軌道がロータ軸２の軸方向一方領域２ｂにおける外周面で、その外輪軌道がプーリ１の内周面で構成されていて、転動体としての複数の玉４１およびそれを保持する冠形保持器４２からなる一般的な深溝型玉軸受とされている。ころ軸受５は、その内輪軌道がロータ軸２の軸方向他方領域２ｃにおける外周面で、その外輪軌道がプーリ１の内周面で構成されていて、転動体としての複数のころ５３およびそれを保持する保持器５１からなるケージアンドローラとされている。前記環状空間Ｓにおいて、玉軸受４およびころ軸受５の軸方向外端側に環状シール６１，６２が装着されている。各環状シール６１，６２は、環状芯金の外周に被着した弾性体の一端側をプーリ１の内周面に固着し、その他端側をシールリップ６１ａ、６２ａとしてロータ軸２の外周面に当接した接触形態のものである。プーリ１とロータ軸２との間の環状空間Ｓにおける自由端側のころ軸受５の外面側に設けられて該ころ軸受５を外部に対して密封する一方の環状シール６１と、前記プーリ１とロータ軸２との間の環状空間Ｓにおける環状シール６１の外面側においてロータ軸２の外周に嵌着した環状シールド板７とを有し、環状シール６１の外面に周方向に延設され、先端を環状シールド板７の内面に対して接触する環状リップ８が一体成形されている
上記プーリユニットＡの動作としては、要するに、プーリ１とロータ軸２との回転速度差に応じて、一方向クラッチ３がロック状態またはフリー状態となり、プーリ１からロータ軸２へ動力を伝達したり、動力伝達を遮断したりする。なお、一方向クラッチ３がフリー状態となったときは、ロータ軸２が自身の回転慣性力により回転継続する。
【００１６】
このようなプーリユニットＡにおいては、プーリ１の外周面および軸方向両側面に塗装好ましくはカチオン型電着塗装により高錆性等の防食性、耐剥離性等の表面保護膜７０が形成されており、その内周面には研磨加工等の除去加工によりその表面保護膜７０が除去されている結果、形成されていない状態となっている。なお、図１および図２に示される表面保護膜７０は、その形成箇所の明示と理解のため実際の膜厚に比べて誇張して示されている。
【００１７】
図３ないし図５を参照して本実施形態のプーリ１の製造方法を説明する。図３は、プーリ１の製造工程を簡略に示し、図４は、図３の塗装工程によりプーリ１の表面全体に表面保護膜７０が塗装された状態を示すプーリ１の要部断面図、図５は、図３の研磨工程によりプーリ１の内周面から表面保護膜７０が除去された状態を示すプーリの要部断面図である。
【００１８】
図３の旋削工程により、プーリ１は、炭素鋼からなる。プーリ１に対して旋削工程で所要の形状に旋削加工する。この旋削加工した後、熱処理する。この場合、プーリ１の素材である炭素鋼に対して、温間、亜温間の温度域で塑性加工を施してから熱処理する。この熱処理は、プーリ１の内周面が前記したように玉軸受４、一方向クラッチ３、ころ軸受５それぞれの外輪軌道を兼用しているから、それぞれの軌道部を高周波焼入れにより硬化処理する。この硬化処理層の図示はしていない。
【００１９】
プーリ１の表面全体(外周面、内周面、軸方向両側面)に対して、前記熱処理工程後に、防食性の表面保護膜７０の形成処理を行う。この処理は、カチオン型電着塗装による塗装工程である。この表面保護膜７０の膜厚は、１５μｍ以上２５μｍ以下である。カチオン型電着塗装は、塗装物であるプーリ１に負電圧を加え、正に分極した塗料をプーリ１の表面上に析出させて塗装膜を形成する塗装技術であり、それ自体は周知であり、この塗装による膜厚制御についての詳しい説明は省略する。
【００２０】
表面保護膜７０の膜厚が１５μｍ以上であると、表面保護膜７０がプーリ１の外周面側をチャック７１で保持するときに剥離してしまうおそれを回避できるとともに、その防食性を確保できる。表面保護膜７０の膜厚が２５μｍ以下であると、プーリ１の内周面から研磨用砥石７２を用いて表面保護膜７０を除去するときに、研磨用砥石７２が目詰まりを起こすことがない。
【００２１】
このようなカチオン型電着塗装は、有機化合物を塗装材料の成分としており、具体的な塗装材料としてエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ナイロン６６などを主成分とした防食性材料がある。このカチオン塗装は、重金属を含まないため環境対応に優れており、超低温硬化が可能であり、高耐食性、高防錆性を有する。
【００２２】
カチオン型電着塗装に代えて、亜鉛メッキにより表面保護膜７０を形成してもよい。表面保護膜７０を構成する亜鉛は、プーリ１の本体部分を構成する鉄よりも電位が卑であるため、犠牲防食によりこの本体部分の防食を防止する。亜鉛メッキそれ自体は周知であるからそのメッキ法の詳しい説明は省略する。
【００２３】
このような塗装工程の後にプーリ１の内周面に形成されている表面保護膜７０を除去するための研磨を行う。この研磨の工程では、プーリ１の内周面を研磨用砥石７２により研磨することにより図５で示すようにその内周面から表面保護膜７０を除去する。
【００２４】
この表面保護膜７０の除去に際しては、プーリ１の内周面のうち、玉軸受４の外輪軌道を兼用する軌道面で前記熱処理で歪んでいる部分も同時に除去するとよい。
【００２５】
以上のように塗装と研磨後のプーリ１は、その外周面と軸方向両側面に防食性の高いかつ剥離しにくい表面保護膜７０を備えたものとなる。また、研磨工程に際して、プーリ１の内周面のうち、玉軸受４、一方向クラッチ３、ころ軸受５それぞれの外輪軌道で、熱処理で硬化して歪んでいる部分も同時に除去するようにすればその外輪軌道の歪みを除去できることになって好ましい。
【００２６】
なお、本発明は、少なくとも、一方向クラッチ３の軸方向一方側にある玉軸受４の外輪軌道がプーリ１の内周面で兼用されているプーリユニットのすべてに適用することができる。すなわち、本発明は、例えば、一方向クラッチ３の外輪軌道と該一方向クラッチ３の軸方向一方側にある玉軸受４の外輪軌道とが共にプーリ１の内周面で兼用されている一方、一方向クラッチ３の軸方向他方側にあるころ軸受５それ自体が外輪を有しており、プーリ１の内周面を外輪軌道に兼用していないプーリユニットに適用することができる。また、本発明は、上記実施の形態のように一方向クラッチ３の軸方向他方側にころ軸受５が無く、一方向クラッチ３が軸体１の軸方向一方の自由端側に詰めて配置され、軸方向他方の基部側に玉軸受４が配置されたプーリユニットにも同様に適用することができる。そして、このようなプーリユニットの場合も、プーリ１の外周面に上述の実施形態と同様にして表面保護膜７０が形成される一方、プーリ１の内周面から表面保護膜７０が除去されている。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、表面保護膜が容易に剥離するおそれを回避でき、また、その防食性を確保できると同時に、プーリの内周面から研磨用砥石などの加工具を用いて表面保護膜を除去するときに、加工具に目詰まりを起こすおそれが少ない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るプーリユニットの縦断面図
【図２】図１の（２）−（２）線断面の矢視図
【図３】プーリの製造工程を簡略に示す図
【図４】図３の塗装工程によりプーリの表面全体に表面保護膜が塗装された状態を示すプーリの要部断面図
【図５】図３の研磨工程によりプーリ１の内周面から表面保護膜が除去された状態を示すプーリの要部断面図
【符号の説明】
Ａ  プーリユニット
Ｂ  ベルト
Ｓ  環状空間
１  プーリ
２  ロータ軸
３  一方向クラッチ
４  玉軸受
５  ころ軸受
６  環状シール
７  環状シールド板
８  環状リップ
７０  表面保護膜
【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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