(57)【要約】【課題】プレスプーリの強度と疲労強度を安価な手段で向上させて、さらなる薄肉化を可能とすることである。【解決手段】立壁部４と外筒部２および内筒部３とを繋ぐ各屈曲部５ａ、５ｂの近傍に、ショットピーニング処理（ＷＰＣ処理）を施すことにより、これらの各屈曲部５ａ、５ｂの表面部を硬化させるとともに、表面部に圧縮残留応力を生じさせ、プレスプーリ１の強度と疲労強度を安価な手段で向上させて、さらなる薄肉化を可能とした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼板をプレス加工して、ベルトが巻き掛けられる外筒部と、軸側に取り付けられる内筒部と、これらの外筒部と内筒部の一端側をそれぞれ屈曲部を介して繋ぐ立壁部とを形成したプレスプーリにおいて、少なくとも前記立壁部と外筒部および内筒部とを繋ぐ各屈曲部の近傍に、ショットピーニング処理を施したことを特徴とするプレスプーリ。
【請求項２】
前記ショットピーニング処理が、前記鋼板と同等以上の硬度を有する粒径４０〜２００μｍのショットを噴射速度１００ｍ／秒以上で噴射するものである請求項１に記載のプレスプーリ。
【請求項３】
前記プレスプーリが、自動車エンジンのタイミングベルトまたは補機駆動ベルト用のものである請求項１または２に記載のプレスプーリ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋼板をプレス加工して形成されたプレスプーリに関する。
【背景技術】
【０００２】
鋼板をプレス加工して形成されるプレスプーリは、鋼板から打ち抜かれた素材ブランクを絞り加工して、ベルトが巻き掛けられる外筒部を形成し、さらに絞り加工後のカップ底の一部を逆再絞り加工して、軸受等の軸側に取り付けられる内筒部を形成して、残りのカップ底で外筒部と内筒部の一端側を繋ぐ立壁部を形成したものが多い。したがって、外筒部と立壁部との繋ぎ部には、絞り加工時のポンチ肩部で屈曲部が形成され、立壁部と内筒部との繋ぎ部には、逆再絞り加工時のダイス肩部で屈曲部が形成される。このような絞り加工と逆再絞り加工で形成したプレスプーリには、１枚の素材ブランクから形成した一体型のものと、２枚の素材ブランクをプレス加工したものを、それぞれの外筒部と内筒部を反対側へ向けて立壁部同士を背面合わせした２枚合わせ型のものとがある。
【０００３】
これらのプレスプーリ用の鋼板には、プレス加工性に優れたＳＰＣＣ（ＪＩＳ規格）等の軟鋼板が用いられており、その強度を確保するために厚肉の軟鋼板が用いられている。このため、プレスプーリの重量増加とコストアップの要因となっている。このような問題に対して、ベルトが巻き掛けられる外筒部のベルト案内面の表面部分に窒化層を形成することにより、外筒部の強度を向上させて薄肉化を図ったものがある（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載されたものでは、ベルト案内面の耐摩耗性も向上できるとしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−６３１７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
自動車エンジンのタイミングベルトや補機駆動ベルト用のプレスプーリは、自動車の軽量化のためにさらなる薄肉化が求められている。このような薄肉化を追求すると、プレスプーリが繰り返しの曲げ応力によって疲労破壊することがある。この疲労破壊の起点は、立壁部と外筒部や内筒部との間の屈曲部近傍に生じることが多い。
【０００６】
特許文献１に記載されたプレスプーリは、外筒部の強度は向上させることができるが、このような屈曲部近傍を起点とする疲労破壊に対する疲労強度は向上させることができず、さらなる薄肉化の要求には応えることができない。また、ベルト案内面の表面部分に窒化層を形成するための熱処理に多大の時間とコストを必要とする。
【０００７】
そこで、本発明の課題は、プレスプーリの強度と疲労強度を安価な手段で向上させて、さらなる薄肉化を可能とすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するために、本発明は、鋼板をプレス加工して、ベルトが巻き掛けられる外筒部と、軸側に取り付けられる内筒部と、これらの外筒部と内筒部の一端側をそれぞれ屈曲部を介して繋ぐ立壁部とを形成したプレスプーリにおいて、少なくとも前記立壁部と外筒部および内筒部とを繋ぐ各屈曲部の近傍に、ショットピーニング処理を施した構成を採用した。
【０００９】
すなわち、少なくとも立壁部と外筒部および内筒部とを繋ぐ各屈曲部の近傍に、ショットピーニング処理を施すことにより、これらの部位の表面部を硬化させるとともに、表面部に圧縮残留応力を生じさせ、プレスプーリの強度と疲労強度を安価な手段で向上させて、さらなる薄肉化を可能とした。
【００１０】
前記ショットピーニング処理を、前記鋼板と同等以上の硬度を有する粒径４０〜２００μｍのショットを噴射速度１００ｍ／秒以上で噴射するもの（ＷＰＣ処理と呼ばれる）とすることにより、ショットピーニング処理される鋼板の表面部を、Ａ３変態点以上の温度領域まで瞬時に繰り返し急熱、急冷して、この熱処理効果によって再結晶と結晶粒の微細化が行なわれるようにし、表面部をより高硬度で靭性に富む組織として、強度と疲労強度をさらに向上させることができる。
【００１１】
上述した各プレスプーリは、自動車エンジンのタイミングベルトまたは補機駆動ベルト用のものに好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明のプレスプーリは、少なくとも立壁部と外筒部および内筒部とを繋ぐ各屈曲部の近傍に、ショットピーニング処理を施したので、これらの部位の表面部を硬化させるとともに、表面部に圧縮残留応力を生じさせ、プレスプーリの強度と疲労強度を安価な手段で向上させて、さらなる薄肉化を可能とすることができる。
【００１３】
前記ショットピーニング処理を、前記鋼板と同等以上の硬度を有する粒径４０〜２００μｍのショットを噴射速度１００ｍ／秒以上で噴射するものとすることにより、強度と疲労強度をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、図面に基づき、本発明の実施形態を説明する。このプレスプーリ１は、図１に示すように、鋼板ＳＰＣＣから打ち抜かれた素材ブランクを絞り加工して、ベルトＡが巻き掛けられる外筒部２を形成し、さらに絞り加工後のカップ底の一部を逆再絞り加工して、軸受Ｂが取り付けられる内筒部３を形成して、残りのカップ底で外筒部２と内筒部３の一端側を繋ぐ立壁部４を形成した一体型のものであり、外筒部２と立壁部４との繋ぎ部には、絞り加工時のポンチ肩部で屈曲部５ａが形成され、立壁部４と内筒部３との繋ぎ部には、逆再絞り加工時のダイス肩部で屈曲部５ｂが形成されている。また、内筒部３の他端には、逆再絞り加工後の筒底の一部で、軸受Ｂを係止するフランジ６が形成されている。
【００１５】
図示は省略するが、前記各屈曲部５ａ、５ｂの近傍には、前記鋼板ＳＰＣＣと同等以上の硬度を有する粒径４０〜２００μｍのショットを噴射速度１００ｍ／秒以上で噴射したショットピーニング処理（ＷＰＣ処理）が施されている。
【００１６】
図２（ａ）、（ｂ）は、前記プレスプーリ１を使用した自動車エンジンの補機であるオルタネータのベルト機構を示す。このベルト機構は、エンジンブロック２１に固定された支点軸２２を中心にしてプーリアーム２３を揺動可能に設け、プーリアーム２３の揺動先端側側面に形成した支持軸２３ａに、転がり軸受２４を介してプレスプーリ１を回転自在に支持したものである。プーリアーム２３には油圧式オートテンショナ２５が接続され、その張力調整ばね２５ａの弾性力が、プーリアーム２３とプレスプーリ１を介して、プレスプーリ１に巻き掛けられたベルト２６に付与され、ベルト２６の張力が一定に保たれるようになっている。
【００１７】
前記ベルト２６はプレスプーリ１の外筒部２に巻き掛けられている。また、プレスプーリ１の内筒部３に内嵌されてフランジ６に係止された転がり軸受２４は、支持軸２３ａのボルト孔に挿入された頭付きのボルト２７とナット２８の締め付けで支持軸２３ａに固定されている。
【００１８】
上述した実施形態では、プレスプーリを一体型のものとし、その屈曲部の近傍のみにショットピーニング処理（ＷＰＣ処理）を施したが、プレスプーリは２枚合わせ型のものとすることもでき、ショットピーニング処理はプレスプーリ全体に施してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】プレスプーリの実施形態を示す縦断面図
【図２】図１のプレスプーリを使用したオルタネータのベルト機構を示す正面図、ｂはａのIIb−IIb線に沿った断面図
【符号の説明】
【００２０】
１  プレスプーリ
２  外筒部
３  内筒部
４  立壁部
５ａ、５ｂ  屈曲部
６  フランジ
２１  エンジンブロック
２２  支点軸
２３  プーリアーム
２３ａ  支持軸
２４  転がり軸受
２５  オートテンショナ
２５ａ  張力調整ばね
２６  ベルト
２７  ボルト
２８  ナット
【図１】
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【図２】
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