專利名稱：皮帶輪的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及可驅(qū)動引擎的凸輪軸及泵軸等并安裝在這些軸上的皮帶輪。
背景技術(shù)：
在引擎的凸輪軸和泵軸等各種輔機(jī)的旋轉(zhuǎn)軸上，安裝有其上卷繞有用于傳遞曲柄軸旋轉(zhuǎn)力的皮帶的皮帶輪。如圖4(a)所示，這種皮帶輪P1由卷繞皮帶用的圓筒狀輪緣部a以及安裝在位于輪緣部a的徑向內(nèi)側(cè)的旋轉(zhuǎn)軸b上的輪輻部c構(gòu)成，它一般是用燒結(jié)等方法制成的。
在上述輪緣部a的軸向的兩端部上，設(shè)有用于防止卷繞在輪緣部a上的皮帶脫落的凸緣構(gòu)件d,e。凸緣構(gòu)件d,e，其一端側(cè)d與輪緣部a整體構(gòu)成、另一端側(cè)e是以安裝另一部件的凸緣板f的形式而形成的。這是由于要想將兩個凸緣構(gòu)件d,e與輪緣部a整體構(gòu)成時，很難使成型模脫模的緣故。
更詳細(xì)地說，與輪緣部a整體構(gòu)成的凸緣構(gòu)件d，最好在將皮帶輪P1安裝到引擎的凸輪軸及各種輔機(jī)旋轉(zhuǎn)軸b上時的安裝面一側(cè)的端部形成。如果與安裝面一側(cè)對向側(cè)端部的凸緣構(gòu)件e是整體構(gòu)成的，則在卷繞和取下皮帶時，皮帶必須跨越凸緣構(gòu)件e，所以引擎的裝配性能和維護(hù)性能變差。
另一方面，對引擎的小型化和輕量化的要求逐年提高。為滿足這種要求，本發(fā)明的發(fā)明人開發(fā)過一種如圖4(b)所示的將皮帶輪的材料改用樹脂材料的同時，將輪輻部c相對于輪緣部a的軸向的中心點偏置的皮帶輪P2。這種皮帶輪P2，由于采用樹脂材料，其自身重量減輕，同時由于輪輻部c是偏置的，所以在安裝到引擎上之后的外伸尺寸L也被縮短。
但是，在研究和試制上述皮帶輪P2時，產(chǎn)生了以下所述的(1)、(2)兩個問題。
(1)對于圖4(a),(b)的兩個皮帶輪P1,P2，在向輪緣部a的皮帶卷繞面上施加如圖6(a),(b)所示的負(fù)荷、測定輪緣部的端部A的撓曲量時，對于如圖3所示相同的負(fù)荷所測得的皮帶輪P2的撓曲量遠(yuǎn)大于皮帶輪P1的撓曲量。這是由于輪輻部c的偏置結(jié)果、由于加在輪緣部的端部A上的力矩變大、同時材料為剛性低的樹脂，從而造成輪緣部a不能承受上述的力矩。
因此，當(dāng)把上述皮帶輪p2安裝到引擎上使用時，因卷繞在輪緣部a上的皮帶張力使輪緣部a傾斜，造成皮帶與皮帶輪p2之間的不全面接觸，從而有可能造成皮帶的損傷(最壞的情況可使之破裂)或皮帶輪p2的偏摩損(最壞的情況可使之損壞)等不利情況的發(fā)生。
(2)如圖5所示，皮帶輪p2是由位于皮帶輪旋轉(zhuǎn)中心位置處的樹脂注入部g，向沿皮帶輪軸向分割開來的組合成型模x,y中注入樹脂制成的。
這里，對于如圖4所示的皮帶輪p2，當(dāng)將上述用于防止皮帶脫落的凸緣構(gòu)件d整體成型時(圖5的上側(cè))，由樹脂注入部g注入的樹脂經(jīng)過輪輻部c及輪緣部a到達(dá)凸緣構(gòu)件d之前的期間里會被冷卻，最終會制成許多未形成凸緣構(gòu)件d的次品。這是因為由于將輪輻部c偏置，使得從樹脂注入部g到達(dá)凸緣部d的距離比圖4(a)所示的皮帶輪p1的距離長造成的。
為此，在批量生產(chǎn)上述皮帶輪p2時，在實用上就有必要在向引擎的安裝面一側(cè)也要后裝如圖4(a)所示的凸緣板f，由于增加了零件的數(shù)目，從而不能降低成2本。此外，如果是向引擎的安裝面的對向一側(cè)，雖然可實現(xiàn)凸緣構(gòu)件 的整體成型，但這時會出現(xiàn)前面所說的使引擎的安裝性能和維修性能變差。
考慮到上述情況，所提出的本發(fā)明的目的在于提供一種皮帶輪，即使該皮帶輪是用材料本身剛性較低的樹脂制造的，也可抑制由于向輪緣部所加的皮帶的負(fù)荷而產(chǎn)生的變形。
發(fā)明詳述為達(dá)到上述目的，本發(fā)明是一種將卷繞皮帶用的輪緣部與安裝在位于該輪緣部的徑向內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)軸上的輪輻部整體成形的樹脂制皮帶輪，上述輪輻部向旋轉(zhuǎn)軸上的安裝點相對于上述輪緣部軸向的中心點偏置，同時，上述輪輻部還具有從上述安裝點沿旋轉(zhuǎn)軸的徑向向外伸出的垂直輪輻構(gòu)件、以及可將該垂直輪輻構(gòu)件與上述軸向的中心點連接起來的傾斜的傾斜輪輻構(gòu)件。
根據(jù)本發(fā)明，加在輪緣部的皮帶負(fù)荷，經(jīng)過連接到輪緣部軸向的中心點上的傾斜輪輻構(gòu)件傳遞到垂直輪輻部后，傳遞到旋轉(zhuǎn)軸。這樣，由于加在輪緣部的皮帶負(fù)荷可由輪緣部軸向的中心點來承受，所以，即使是材料本身剛性較低的樹脂制成的皮帶輪，也可抑制因皮帶負(fù)荷造成的輪緣部的變形，使該變形很小。因而，可抑制皮帶與皮帶輪的不全面接觸、皮帶的損傷及皮帶輪的偏磨損。此外，在安裝到旋轉(zhuǎn)軸上之后向軸向的外伸尺寸也不會變大。
此外，在上述輪緣部的軸向的兩個端部中，也可以在上述安裝點的反偏置一側(cè)的端部上整體地設(shè)置防止皮帶脫落用的凸緣構(gòu)件。這樣，由于在向這種樹脂制的皮帶輪的成型模中注入樹脂噴射成型時，上述傾斜輪輻構(gòu)件成為向上述凸緣構(gòu)件通入樹脂的通路，從而縮短樹脂流經(jīng)的路徑，所以可預(yù)先防止現(xiàn)有的凸緣部的樹脂填充不足的問題于未然。以期提高成品率并降低成本。
此外，也可在上述垂直輪輻構(gòu)件的圓周方向以一定的間距設(shè)置多個上述傾斜輪輻構(gòu)件。這樣做，在提高皮帶輪的輪輻的表面剛性的同時，當(dāng)將凸緣板安裝到垂直輪輻構(gòu)件上時，可使該安裝位置成為傾斜輪輻構(gòu)件相互夾持的徑向外側(cè)部分，從而也可提高凸緣板的安裝剛性。
另外，也可在上述圓周方向以一定間距間隔開來的傾斜輪輻構(gòu)件彼此之間，設(shè)置垂直輪輻構(gòu)件。由于這樣做可使傾斜輪輻構(gòu)件起到加強(qiáng)筋的作用，從而提高輪輻部的表面剛性。
進(jìn)而，在上述垂直輪輻構(gòu)件上，于夾持在傾斜構(gòu)件彼此之間的部分的位置，可設(shè)置用于防止皮帶脫落的凸緣板安裝孔。這樣，可以提高凸緣板的安裝強(qiáng)度。
此外，在上述輪緣的徑向的內(nèi)部，可將由傾斜輪輻構(gòu)件和垂直輪輻構(gòu)件隔離出來的反偏置一側(cè)的空間用作收容空間。這樣，可將引擎一側(cè)的凸出部收容在該收容空間，從而可減少皮帶輪的外伸尺寸。
附圖簡述

圖1是表示本發(fā)明的一個實施例的皮帶輪的側(cè)視剖面圖；圖2是上述皮帶輪的說明圖，(a)是(b)的沿a-a線的剖面圖，(b)是正視圖，(c)是后視圖；圖3是表示皮帶輪的撓曲量與負(fù)荷之間關(guān)系的圖；圖4表示現(xiàn)有例的側(cè)視剖面圖，(a)是表示一種現(xiàn)有例的皮帶輪的側(cè)視剖面圖，(b)是表示另一種現(xiàn)有例的皮帶輪的側(cè)視剖面圖；
圖5是表示皮帶輪成型模的側(cè)視剖面圖；圖6是表示加到皮帶輪上的皮帶負(fù)荷與變形的輪緣部情況的側(cè)視剖面圖，(a)是有關(guān)一種現(xiàn)有例的皮帶輪的側(cè)視剖面圖，(b)是有關(guān)另一種現(xiàn)有例的皮帶輪的側(cè)視剖面圖，(c)是有關(guān)本實施例的皮帶輪的側(cè)視剖面圖。
發(fā)明的優(yōu)選實施方案下面，參照附圖對本發(fā)明的一個實施例加以說明。
如圖1所示，在柴油發(fā)動機(jī)的凸輪軸1上安裝有用于驅(qū)動該凸輪軸1旋轉(zhuǎn)的皮帶輪p。如圖2所示，皮帶輪p是由卷繞皮帶的圓筒形輪緣部2及安裝于位于該輪緣部2的徑向內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)軸1上的輪輻部3由樹脂整體構(gòu)成。如圖2(b)所示，輪緣部2上具有齒4，在與安裝于引擎曲柄軸上的曲柄皮帶輪之間，卷繞有帶齒的皮帶(牙輪皮帶)。
上述輪輻部3具有位于其內(nèi)緣的筒狀固定部5，該固定部5經(jīng)止轉(zhuǎn)用軸襯6固定于凸輪軸1上。更詳細(xì)地說，輪輻部3具有從上述固定部5沿徑向向外伸出的垂直輪輻構(gòu)件7、和可將該垂直輪輻構(gòu)件7與輪緣部2的軸向中心點8連接起來的傾斜的傾斜輪輻構(gòu)件9。即，輪輻部3向凸輪軸1上的安裝點30的延長線10，相對于上述輪緣部2的軸向中心點8的延長線11偏離12。
上述輪緣部2的軸向兩端部中，在上述垂直輪輻構(gòu)件7的反偏置一側(cè)的端部上，整體地構(gòu)成防止皮帶脫落的凸緣構(gòu)件13。此外，如圖2所示，在垂直輪輻構(gòu)件7的圓周方向以120度的間隔，間隔地設(shè)置三個上述傾斜輪輻構(gòu)件9。從而，傾斜輪輻構(gòu)件9的圓周方向長度被設(shè)定為垂直輪輻構(gòu)件7的圓周方向長度的三倍。
在垂直輪輻構(gòu)件7上，于靠近輪緣部2附近的位置，分別形成螺栓孔14。如圖1所示，通過螺栓16將用于防止皮帶輪從與上述凸緣構(gòu)件13對向一側(cè)脫落的凸緣板15安裝在各螺栓孔14中。此外，在圖1中，17為內(nèi)皮帶罩，18為外皮帶罩，19為內(nèi)皮帶罩固定用螺栓，20為油封。
對具有上述結(jié)構(gòu)的本實施例的作用進(jìn)行說明。
在上述皮帶輪P的輪緣部2上，由于卷繞在曲柄軸皮帶輪之間的皮帶張力，加有皮帶負(fù)荷。如圖6(c)所示，加在輪緣部2上的皮帶負(fù)荷，通過連接到輪緣部2的軸向中心點8上的傾斜輪輻構(gòu)件9傳遞到垂直輪輻構(gòu)件7上之后，傳遞給旋轉(zhuǎn)軸1。這樣，由于加在輪緣部2上的皮帶負(fù)荷可由輪緣部2的軸向中心點8承受，所以即使對由材料本身剛性低的樹脂制成的皮帶輪，也可以將因皮帶負(fù)荷所造成的輪緣部2的變形(輪緣部端部a的位移A)抑制變小。
實驗結(jié)果示于圖3。在圖3中，實線表示圖6(c)所示的本實施例的皮帶輪P的測量結(jié)果，虛線表示圖6(a)所示的現(xiàn)有類型皮帶輪P1的測量結(jié)果，點劃線表示圖6(b)所示的現(xiàn)有類型皮帶輪P2的測量結(jié)果。如圖所示，本實施例的皮帶輪P，比圖6(a)的現(xiàn)有類型皮帶輪P1的撓曲量大，而遠(yuǎn)比圖6(b)所示的現(xiàn)有類型皮帶輪P2的撓曲量小。但是由于如圖4(a)所示的那樣，圖6(a)的現(xiàn)有類型的皮帶輪P1向引擎軸向的伸出尺寸L大，所以對車身的小型化輕量化是不利的。
與此相反，圖6(c)的本實施例的皮帶輪P，由于垂直輪輻構(gòu)件7是偏置設(shè)置的，其內(nèi)側(cè)的空間成為容納圖1所示的內(nèi)皮帶罩17及其安裝螺栓19的容納空間21，從而與圖6(b)的現(xiàn)有類型皮帶輪P2同樣，使其沿引擎軸向伸出的尺寸L變小(參見圖4(b))。就是說，本實施例的皮帶輪P可兼顧縮小向引擎軸向伸出的尺寸L并抑制因皮帶負(fù)荷引起的輪緣部2的撓曲量。從而，可抑制皮帶與皮帶輪P之間的不完全接觸、皮帶損傷及皮帶輪P的偏磨損。
此外，由于上述輪緣部2的軸向的兩個端部中，在上述垂直輪輻構(gòu)件7的反偏置一側(cè)的端部上，防止皮帶脫落用的凸緣構(gòu)件13是整體構(gòu)成的，所以，如圖5的下側(cè)所示，當(dāng)向成型模X、Y注入噴射樹脂成型該皮帶輪P時，上述傾斜輪輻構(gòu)件9成為由樹脂注入部g通向凸緣構(gòu)件13的樹脂通路，從而縮短樹脂所流經(jīng)的路徑，可防止如圖5上側(cè)所示的那種現(xiàn)有類型的皮帶輪P2中所存在的凸緣構(gòu)件d(13)的樹脂填充不足的問題于未然。從而可提高成品率并降低成本。
另外，由于在上述垂直輪輻構(gòu)件7的圓周方向間隔地設(shè)置多個上述傾斜輪輻構(gòu)件9，這些傾斜輪輻構(gòu)件9成為加強(qiáng)筋，從而提高了皮帶輪P的輪輻部3的表面剛性。進(jìn)而，如圖1所示，由于在垂直輪輻7上安裝有凸緣板15，如圖2(b),(c)所示的那樣，可使安裝螺栓16的螺栓孔14的位置設(shè)在傾斜輪輻構(gòu)件9,9相互之間夾持的垂直輪輻構(gòu)件7的徑向外側(cè)部(靠近輪緣2的附近)，從而可提高凸緣板15的安裝強(qiáng)度。
反言之，當(dāng)然也可在垂直輪輻構(gòu)件7的圓周方向連續(xù)地形成上述傾斜輪輻構(gòu)件9，但這樣一來，上述安裝螺栓16的螺栓孔14就不得不避開傾斜輪輻構(gòu)件9而設(shè)置在徑向的內(nèi)側(cè)部分上，這就有可能降低凸緣板15的安裝強(qiáng)度。與此相反，采用本實施例，由于可提高凸緣板15的安裝強(qiáng)度，從而能夠可靠地防止皮帶脫落。
生產(chǎn)上的可利用性如上所述，本發(fā)明適宜于利用樹脂制造的皮帶輪，該皮帶輪可驅(qū)動引擎凸輪軸及泵軸等，并安裝在這些軸上。
權(quán)利要求
1．一種將卷繞皮帶的輪緣部及安裝在位于該輪緣部徑向內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)軸上的輪輻部用樹脂整體成型制成的皮帶輪，其特征在于所述輪輻部向旋轉(zhuǎn)軸上的安裝點相對于所述輪緣部的軸向中心點是偏置的，與此同時，所述輪輻部具有從所述安裝點向旋轉(zhuǎn)軸的徑向向外伸出的垂直輪輻構(gòu)件、及可將該垂直輪輻構(gòu)件與所述軸向中心點連接的傾斜的傾斜輪輻構(gòu)件。
2．如權(quán)利要求1所述的皮帶輪，其特征在于在所述輪緣部的軸向兩端部中，在上述安裝點的反偏置一側(cè)的端部上，設(shè)有整體構(gòu)成的防止皮帶脫落用的凸緣構(gòu)件。
3．如權(quán)利要求1所述的皮帶輪，其特征在于沿所述垂直輪輻構(gòu)件的圓周方向以一定的間隔分隔設(shè)置多個所述傾斜輪輻構(gòu)件。
4．如權(quán)利要求3所述的皮帶輪，其特征在于垂直輪輻構(gòu)件設(shè)置在所述沿圓周方向以一定間隔分隔開來的傾斜輪輻構(gòu)件的彼此之間。
5．如權(quán)利要求4所述的皮帶輪，其特征在于在所述垂直輪輻構(gòu)件上，在位于夾持在傾斜輪輻構(gòu)件相互之間的部分上，設(shè)置用于安裝防止皮帶脫落的凸緣板安裝孔。
6．如權(quán)利要求1所述的皮帶輪，其特征在于在所述輪緣部徑向的內(nèi)部，將由傾斜輪輻構(gòu)件與垂直構(gòu)件間隔出來的反偏置一側(cè)的空間用作收容空間。
全文摘要
一種樹脂制造的皮帶輪(P),卷繞皮帶的輪緣部(2)及安裝在位于該輪緣部(2)徑向內(nèi)部的旋轉(zhuǎn)軸(1)上的輪輻部(3)是整體構(gòu)成的,上述輪輻部(2)向旋轉(zhuǎn)軸(1)上的安裝點(30)相對于上述輪緣部(2)的軸向中心點(8)是偏置(12)的,同時,上述輪輻部(3)具有從上述安裝點(30)向旋轉(zhuǎn)軸(1)的徑向向外伸出的垂直輪輻構(gòu)件(7)及可將該垂直輪輻構(gòu)件(7)與上述軸向中心點(8)連接起來的傾斜的傾斜輪輻構(gòu)件(9)。由于加在輪緣部(2)上的皮帶負(fù)荷可由輪緣部(2)的軸向中心點(8)承受,所以,即使用材料本身剛性低的樹脂制造的皮帶輪(P),也可以抑制由皮帶負(fù)荷引起的輪緣部(2)的變形,使該變形減小。
文檔編號F16H55/36GK1226955SQ9880062
公開日1999年8月25日 申請日期1998年3月19日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月19日
發(fā)明者中込章, 西忍 申請人:五十鈴汽車公司