带轮结构体及带轮结构体的制造方法与流程

文档序号:18830391发布日期:2019-10-09 03:12阅读:269来源:国知局
带轮结构体及带轮结构体的制造方法与流程

本发明涉及在两个旋转体之间形成有弹簧收容空间的带轮结构体及该带轮结构体的制造方法。



背景技术:

在汽车等的由发动机的动力来驱动的交流发电机等具有大的惯性力矩的辅机的驱动轴上,以吸收发动机的曲轴的旋转速度的变动为目的,连接有例如专利文献1记载的带轮结构体。

专利文献1记载的带轮结构体具备:绕挂带的外旋转体;设置在外旋转体的径向内侧且能够相对于外旋转体相对旋转的内旋转体;及配置于在两个旋转体之间形成的弹簧收容空间的受扭螺旋弹簧等。该带轮结构体具有经由受扭螺旋弹簧而在外旋转体与内旋转体之间传递或切断扭矩的离合器机构。

上述两个旋转体为金属制,因此如果生锈而介于受扭螺旋弹簧与旋转体之间,则存在离合器机构等的功能下降而寿命变短的可能性。因此,对较多的部分实施防锈用的涂装。另一方面,例如在弹簧收容空间内的与受扭螺旋弹簧接触的部分等处,涂装可能会剥落,因此取代上述涂装而使用含有防锈剂的润滑脂。更详细而言,润滑脂在带轮结构体的组装时以膏剂状的块的状态被投入到弹簧收容空间。需要说明的是,润滑脂在常温下粘性高且难以流动,因此根据例如交流发电机的动作试验等,通过使带轮结构体旋转而提升弹簧收容空间内的温度,提升润滑脂的温度而使粘度下降。以该状态使带轮结构体旋转,由此,防锈剂由于离心力等而向两个旋转体的面向弹簧收容空间的部分扩散。这样,与使防锈剂逐一附着于面向弹簧收容空间的整个区域的情况相比,劳力和时间大幅削减,并将防锈剂的使用量抑制成必要最小限度。

在先技术文献

专利文献

专利文献1:日本国特开2016-156500号公报



技术实现要素:

发明要解决的课题

在将润滑脂单纯地以块的状态向弹簧收容空间内投入的情况下,润滑脂成为仅与弹簧收容空间内的不特定的一部分接触的状态。这种情况下,由于传热面积小等的理由,润滑脂难以传递热量,粘度难以下降。因此,在使带轮结构体旋转时,可能难以使润滑脂扩散至两个旋转体的面向弹簧收容空间的区域的各个角落。

本发明的目的在于容易使防锈剂扩散到面向弹簧收容空间的整个区域。

用于解决课题的方案

本发明的第一形态的带轮结构体连接于发动机的辅机,经由带被传递所述发动机的动力,所述带轮结构体具备:筒状的外旋转体,绕挂所述带;内旋转体,设置在所述外旋转体的径向内侧,能够相对于所述外旋转体相对旋转;及受扭螺旋弹簧,配置于在所述外旋转体与所述内旋转体之间形成的弹簧收容空间,至少在带轮结构体一次也未动作的状态下,向所述内旋转体的与所述受扭螺旋弹簧的内周面相对的相对面涂布含有防锈剂的润滑脂。

根据本发明的带轮结构体,在带轮结构体一次也未动作的状态下,含有防锈剂的润滑脂成为涂布于与受扭螺旋弹簧的内周面相对的内旋转体的相对面的状态。由此,与润滑脂单纯以块的状态向弹簧收容空间投入的情况相比,与内旋转体的接触面积增大,因此在辅机的动作试验时等,内旋转体的热量容易向润滑脂传递,润滑脂的温度容易上升,粘度容易下降。而且,形成弹簧收容空间的面中的配置于径向内侧的相对面被涂布润滑脂,因此润滑脂容易遍布内旋转体,并且内旋转体的旋转产生的离心力作用于润滑脂,因此润滑脂向径向外侧也容易扩散。因此,能够容易使防锈剂扩散到面向弹簧收容空间的整个区域。

本发明的第二形态的带轮结构体以所述第一形态为基础,其中,所述相对面上的所述润滑脂的厚度为2mm以下。

为了将内旋转体的热量容易向润滑脂整体传递,相对面处的润滑脂的厚度优选为2mm以下。

本发明的第三形态的带轮结构体以所述第一或第二形态为基础,其中,附着于所述相对面的所述润滑脂的面积为所述相对面的面积的4%以上。

在本形态中,附着于相对面的润滑脂的面积为相对面的面积的4%以上。即,润滑脂的传热面积大,因此内旋转体的热量容易向润滑脂传递。

本发明的第四形态的带轮结构体以所述第一~第三形态中任一形态为基础,其中,在所述相对面上,所述润滑脂沿所述内旋转体的旋转轴方向被涂布。

在径向上,在辅机的动作试验时等,内旋转体的旋转产生的离心力作用于润滑脂,因此润滑脂容易向外侧扩散,但是在旋转轴方向上,并不是特别大的力作用于润滑脂,因此润滑脂比较难以扩散。在本形态中,在相对面上,润滑脂沿内旋转体的旋转轴方向被涂布,因此能够容易使润滑脂沿旋转轴方向扩散。

本发明的第五形态的带轮结构体以所述第一~第四形态中任一形态为基础,其中,所述润滑脂仅涂布于形成所述弹簧收容空间的面中的所述内旋转体的所述相对面。

在本形态中,润滑脂仅被涂布于形成所述弹簧收容空间的面中的内旋转体的相对面。因此,与在其他的部位也涂布润滑脂的情况相比能够节省劳力和时间,并通过内旋转体的旋转能够高效地使润滑脂向弹簧收容空间内扩散。

本发明的第六形态的带轮结构体以所述第一~第五形态中任一形态为基础,其中,在所述外旋转体的旋转轴方向的端部具备夹设于该端部与所述内旋转体之间的滑动轴承。

当外旋转体腐蚀而在外旋转体与滑动轴承之间的间隙生锈时,轴承功能可能会显著恶化,因此需要使防锈剂也向外旋转体的与滑动轴承相对的面扩散。然而,如果仅向外旋转体涂布润滑脂,则即便使带轮结构体进行旋转动作,向径向内侧的力也未作用于润滑脂,润滑脂也难以向内旋转体扩散。这样的话,如果向内旋转体和外旋转体这两方涂布润滑脂,则花费劳力和时间,生产效率下降。在本形态中,润滑脂被涂布于内旋转体的相对面,润滑脂容易向内旋转体和外旋转体这两方扩散。因此,即使不向外旋转体涂布润滑脂,防锈剂也能遍布至外旋转体的旋转轴方向的端部,能抑制该部分的锈的产生。因此,能够抑制生产效率的下降,并长期维持轴承功能。

本发明的第七形态的带轮结构体以所述第六形态为基础,其中,所述滑动轴承由以聚己二酰丁二胺作为基体树脂的树脂组成物形成,所述树脂组成物包括含有芳香族聚酰胺纤维的加强材料。

根据本形态,在比较高的温度域中,能够提高滑动轴承的耐磨损性及强度,因此能够更长期地维持轴承功能。

本发明的第八形态的带轮结构体以所述第一~第七形态中任一形态为基础,其中,所述辅机是通过该辅机的驱动轴旋转而生成电力的交流发电机。

当带轮结构体连接于交流发电机而旋转时,伴随着交流发电机被驱动引起的发电而产生大的热量,向带轮结构体传递。因此,能够充分提高润滑脂的温度。

本发明的第九形态的带轮结构体的制造方法是连接于发动机的辅机并经由带被传递所述发动机的动力的带轮结构体的制造方法,其中,所述带轮结构体具备:筒状的外旋转体,绕挂所述带;内旋转体,设置在所述外旋转体的径向内侧,能够相对于所述外旋转体相对旋转;及受扭螺旋弹簧,配置于在所述外旋转体与所述内旋转体之间形成的弹簧收容空间内,在所述内旋转体的与所述受扭螺旋弹簧的内周面相对的相对面上涂布含有防锈剂的润滑脂。

在本发明的制造方法中,将润滑脂向内旋转体的相对面涂布,由此与将润滑脂单纯地以块的状态向弹簧收容空间投入的情况相比,润滑脂与内旋转体的接触面积增大。由此,在辅机的动作试验时等,内旋转体的热量难以向润滑脂传递。而且,在形成弹簧收容空间的面中的配置于径向内侧的内旋转体的相对面上涂布润滑脂,由此润滑脂容易向内旋转体遍布,并且内旋转体的旋转产生的离心力作用于润滑脂,因此润滑脂向径向外侧也容易扩散。

本发明的第十形态的带轮结构体的制造方法以所述第九形态为基础,其中,在涂布了所述润滑脂之后,将所述带轮结构体连接于所述辅机,经由所述带将驱动源的动力向所述带轮结构体传递而使所述带轮结构体动作。

在本形态中,在涂布了润滑脂之后将带轮结构体实际上连接于辅机,经由带将驱动源的动力向带轮结构体传递而使带轮结构体动作。由此,由于与带轮结构体的旋转动作相伴的弹簧收容空间的温度上升和因内旋转体的旋转而作用于润滑脂的离心力等,能够使润滑脂向形成弹簧收容空间的面扩散。

本发明的第十一形态的带轮结构体的制造方法以所述第九或第十形态为基础,其中,在向所述内旋转体装配了所述受扭螺旋弹簧之后,从所述内旋转体的旋转轴方向的一侧将排出所述润滑脂的喷嘴插入于所述受扭螺旋弹簧与所述内旋转体之间的所述径向上的间隙,向所述相对面涂布所述润滑脂。

如果在将受扭螺旋弹簧向内旋转体装配之前向内旋转体涂布润滑脂,则在受扭螺旋弹簧的装配时,润滑脂的一部分附着于受扭螺旋弹簧,内旋转体的热量可能难以传递。在本形态中,在将受扭螺旋弹簧装配于内旋转体之后,向受扭螺旋弹簧与内旋转体之间的间隙插入喷嘴,将润滑脂涂布于相对面。由此,能够抑制润滑脂附着于受扭螺旋弹簧。

本发明的第十二形态的带轮结构体的制造方法以所述第十一形态为基础,其中,一边使所述喷嘴从所述旋转轴方向的另一侧向所述一侧移动,一边从所述喷嘴排出所述润滑脂。

在本形态中,一边将喷嘴从旋转轴方向的另一侧向一侧拉出,即,向插入有喷嘴的一侧简单地拉出喷嘴,一边将润滑脂向相对面涂布,因此能够容易地涂布润滑脂。

本发明的第十三形态的带轮结构体的制造方法以所述第九~第十二形态中任一形态为基础,其中,将所述润滑脂仅涂布于形成所述弹簧收容空间的面中的所述内旋转体的所述相对面。

在本形态中,将润滑脂仅涂布于形成弹簧收容空间的面中的内旋转体的相对面,因此与向其他的部位也涂布润滑脂的情况相比能够节省劳力和时间,并通过内旋转体的旋转能够高效地使润滑脂扩散。

附图说明

图1的(a)及(b)是包含带轮结构体的带式传动机构的主视图及侧视图。

图2是表示带轮结构体的完成品的剖视图。

图3是图2的iii-iii剖视图。

图4是图2的iv-iv剖视图。

图5的(a)~(g)是表示带轮结构体的制造工序的图。

图6是内旋转体的侧视图。

图7是表示还一次也未动作的状态的带轮结构体的剖视图。

图8的(a)及(b)是试验机的主视图及侧视图。

图9的(a)~(d)是表示实施例及比较例的供试体中的、发动机起动试验前的润滑脂的滞留位置的说明图。

图10是表示发动机起动试验后的防锈剂的附着有无的确认部位的图。

具体实施方式

接下来,关于本发明的实施方式,参照图1~图10进行说明。

(带式传动机构的概略结构)

首先,关于装入有后述的带轮结构体1的带式传动机构的一例,使用图1进行说明。图1的(a)是带式传动机构100的主视图,图1的(b)是侧视图。带式传动机构100具备:与例如汽车等的发动机110的曲轴111连结的曲轴带轮101;与交流发电机120(本发明的“辅机”)的驱动轴121连结的带轮结构体1;与未图示的空调压缩机连结的ac带轮102;与未图示的水泵连结的wp带轮103;及绕挂在这些带轮间的带b(多楔带)。各带轮分别被支承为能够旋转。而且,在曲轴带轮101与带轮结构体1的带跨距间设有自动张紧器104。发动机110的输出经由带b从曲轴带轮101顺时针地向带轮结构体1、wp带轮103、ac带轮102分别传递,驱动各辅机。

(带轮结构体的结构)

接下来,说明作为完成品的带轮结构体1、即出厂时的状态的带轮结构体1的结构。图2是作为完成品的带轮结构体1的剖视图。图3是图2的iii-iii剖视图。图4是图2的iv-iv剖视图。需要说明的是,为了便于说明,将图2中的纸面左右方向设为前后方向(本发明的“旋转轴方向”),将带轮结构体1的前端侧即纸面左方设为前方(本发明的“另一方”),将带轮结构体1的基端侧即纸面右方设为后方(本发明的“一方”)。将带轮结构体1旋转的方向设为周向。而且,将后述的外旋转体2的径向设为径向。

带轮结构体1主要连接于通过驱动轴121的旋转而生成交流的电力的交流发电机120。如图2所示,带轮结构体1具备绕挂带b的外旋转体2、设置在外旋转体2的内侧并连接于交流发电机的驱动轴121的内旋转体3、配置在外旋转体2与内旋转体3之间的受扭螺旋弹簧4(以下,简称为“弹簧4”)等。

外旋转体2是形成有沿前后方向贯通的贯通孔的大致圆筒状的构件,例如是由s45c等碳钢材料构成的金属制的构件。如图2所示,在外旋转体2的外周面绕挂有带b。外旋转体2成为经由带b被施加扭矩由此以旋转轴r为中心旋转的结构。在外旋转体2的后端部的内周形成有与后述的弹簧4的后端部的外周面41接触的压接面21。在压接面21的前方形成有弹簧4扩径变形时抵接的抵接面22。抵接面22形成于比压接面21靠径向外侧处。压接面21与抵接面22之间的部分被倒角。在抵接面22的前方形成有夹设后述的滑动轴承7的轴承夹设面23。轴承夹设面23形成在比抵接面22靠径向外侧处。抵接面22与轴承夹设面23之间的部分被倒角。而且,在外旋转体2的前端部安装有用于将外旋转体2的前方的开口部覆盖的端帽5。

对外旋转体2的外周面、轴向两端面及被倒角后的部分实施防锈用的涂装(例如阳离子电沉积涂装)。另一方面,为了最大限度地发挥带轮结构体1的各功能,对外旋转体2的贯通孔的内周面中的倒角部以外的部分(压接面21、抵接面22及轴承夹设面23等)未实施涂装。

需要说明的是,在涂装时,根据涂料、涂装方法,为了使外旋转体2的外周面的、涂料的沉积性差的角部24等的尺寸(倒角的大小)最佳化,需要考虑提高涂膜向角部24的附着性。如果涂膜向角部24的附着性不充分而角部24生锈的情况下,以角部24为起点而涂膜可能会剥落。或者,由于锈在涂膜与基底(外旋转体2)的界面上进展而从该腐蚀部分游离的锈会进入到后述的弹簧收容空间8的内部(特别是配置有滑动轴承7的部位)。因此,角部24优选设为例如曲率半径0.8mm左右以上的圆角或棱角。

内旋转体3是大致圆筒状的金属制的构件,例如是由s45c等碳钢材料构成的金属制的构件。如图2所示,内旋转体3设置于外旋转体2的径向内侧,成为以与外旋转体2相同的旋转轴r为中心能够相对于外旋转体2进行相对旋转的结构。对内旋转体3未实施前述的涂装。

内旋转体3具有筒主体31、在筒主体31的前端部的径向外侧配置的外筒部32、将筒主体31与外筒部32连接的连接部33等。筒主体31连接于交流发电机的驱动轴121。在筒主体31的后端部形成有将后述的滚动轴承6压入的压入面38。在压入面38的前方形成有与后述的弹簧4的内周面42相对的相对面34。相对面34形成于比压入面38靠径向外侧处。在相对面34的前方形成有与弹簧4的内周面接触的接触面35。接触面35形成在比相对面34靠径向外侧处。

外筒部32是在筒主体31的前端部的径向外侧配置的筒状的部分。外筒部32以与外旋转体2不干涉的程度朝向后方延伸。外筒部32的内径比外旋转体2的压接面21的直径大。连接部33是形成于筒主体31的前端部的径向外侧并将筒主体31与外筒部32连接的环状的部分。

在内旋转体3的前端部,在筒主体31与外筒部32之间形成有端面36(参照图3)。端面36在周向上,与后述的弹簧4的前端面49相对。而且,在外筒部32的内周面形成有向外筒部32的径向内侧突出的突起37(参照图3)。突起37相对于端面36形成于在周向上分离约90°的位置附近。

在外旋转体2的后端部的内周面与内旋转体3的筒主体31的后端部的外周面之间夹设有滚动轴承6。在外旋转体2的前端部的内周面与内旋转体3的外筒部32的外周面之间夹设有滑动轴承7。通过滚动轴承6及滑动轴承7,外旋转体2及内旋转体3能够相对旋转。

滚动轴承6是例如接触密封式的密闭型球轴承。滑动轴承7是例如由以聚己二酰丁二胺(尼龙46)这样的树脂作为基体树脂(主成分)的树脂组成物形成的具有弹性的c字状的构件。而且,该树脂组成物可以包含具有芳香族聚酰胺纤维的纤维状的加强材料。由此,在比较高的温度域(例如90℃~130℃)中,滑动轴承7的耐磨损性及强度升高,能更长期地维持轴承功能。滑动轴承7以稍扩径的状态装配于内旋转体3的外筒部32,通过自身弹性复原力而紧贴于外筒部32。在滑动轴承7与外旋转体2的轴承夹设面23之间,在径向上空出0.1mm左右的间隙。该间隙能够使空气通过。

在外旋转体2与内旋转体3之间形成有收容弹簧4的弹簧收容空间8。详细而言,弹簧收容空间8是通过外旋转体2的内周面及内旋转体3的外筒部32的内周面、筒主体31的外周面、连接部33的后表面、滚动轴承6的前表面划分的空间。

从外旋转体2与滑动轴承7的间隙能够流入空气,因此保持原样的话,在外旋转体2及内旋转体3中的未实施涂装的部分可能会生锈。由于该锈,外旋转体2及内旋转体3的与弹簧4频繁接触的部分(例如压接面21、抵接面22等)、滑动轴承7等磨损,带轮结构体1的寿命可能会缩短。因此,在带轮结构体1的弹簧收容空间8封入含有防锈剂的润滑脂。

润滑脂在常温下为膏剂状,含有作为防锈剂的基油和增大基油的稠度(硬度)的增稠剂。基油是例如酯油(合成油)。增稠剂使用例如耐热性优异的尿素化合物。为了维持润滑脂的状态并充分地发挥润滑状态,润滑脂的稠度在25℃下与jis分类2~3号相当(试验方法依据jisk2220:2103)。增稠剂的含有率相对于润滑脂全量而优选为5~40质量%。润滑脂的动粘度在40℃下优选为100mm2/s(试验方法依据astmd7042-14:2014)左右。润滑脂的比重优选为约0.97左右。在图2中虽然省略图示,但是润滑脂向形成弹簧收容空间8的整个面扩散。需要说明的是,该润滑脂也被封入到滚动轴承6的内部。

在此,润滑脂为了容易向外旋转体2及内旋转体3的形成弹簧收容空间8的整个面扩散,在带轮结构体1一次也未动作的状态下,涂布于内旋转体3的相对面34。关于详情在后文叙述。

弹簧4是将弹簧线卷绕成螺旋状而形成的受扭螺旋弹簧。弹簧4的线材使用例如弹簧用油回火线(依据jisg3560:1994)。弹簧4是左卷(从前端朝向后端而逆时针旋转)。弹簧4在外旋转体2及内旋转体3未旋转的状态下,遍及全长而直径大致恒定。弹簧4夹在内旋转体3的连接部33的后表面与滚动轴承6的前表面之间,由此以沿轴向稍压缩的状态收容于弹簧收容空间8。弹簧4的弹簧线的截面形状为例如矩形形状。弹簧4的外周面41及内周面42与外旋转体2的旋转轴r大致平行。而且,弹簧4在外旋转体2及内旋转体3未旋转的状态下,在后端部具有外周面41与外旋转体2的压接面21接触的后端侧区域43,在前端部具有内周面42与内旋转体3的接触面35接触的前端侧区域44。

后端侧区域43是从弹簧4的后端旋转1周以上(绕旋转轴旋转360°以上)的区域。在外旋转体2及内旋转体3未旋转的状态下,后端侧区域43以稍缩径的状态收容于弹簧收容空间8。后端侧区域43的外周面41通过弹簧4的扩径方向的自身弹性复原力而被压紧于压接面21(参照图2及图4)。

前端侧区域44是从弹簧4的前端旋转1周以上(绕旋转轴旋转360°以上)的区域。前端侧区域44在外旋转体2及内旋转体3未旋转的状态下,以稍扩径的状态收容于弹簧收容空间8。前端侧区域44的内周面42被压紧于接触面35(参照图2及图3)。而且,前端侧区域44由三个部分构成。即,如图3所示,前端侧区域44具有在周向上比内旋转体3的突起37靠弹簧4的前端侧(与图3的箭头相同的方向)的第一部分46、在径向上与突起37相对的第二部分47、比第二部分47靠后端侧(与图3的箭头相反的方向)的第三部分48。在图3中,弹簧4中的由双点划线夹着的部分是第二部分47。而且,在第一部分46的前端部形成有与内旋转体3的端面36在周向上相对的前端面49。

(带轮结构体的动作)

接下来,说明带轮结构体1的动作。首先,说明外旋转体2的旋转速度比内旋转体3的旋转速度大的情况(即,外旋转体2加速的情况)。图3及图4的箭头方向为正方向。

首先,外旋转体2相对于内旋转体3向正方向开始相对旋转。在此,弹簧4的后端侧区域43的外周面41被压接于外旋转体2的压接面21(参照图4),因此伴随着外旋转体2的相对旋转而弹簧4的后端侧区域43与压接面21一起向正方向移动,相对于内旋转体3向正方向进行相对旋转。由此,弹簧4向扩径方向进行扭转变形(以下,简称为扩径变形)。需要说明的是,弹簧4的后端侧区域43对于压接面21的压接力随着弹簧4的扩径方向的扭转角度的增大而增大。

在弹簧4的扩径方向的扭转角度小于预定的角度(例如3°)的情况下,弹簧4中的前端侧区域44的第二部分47产生最大的扭转应力,第二部分47最容易扩径变形。因此,当弹簧4的扩径方向的扭转角度增大时,第二部分47的内周面42由于扩径变形而首先从接触面35分离。在第二部分47从接触面35分离的大致同时,或者,在弹簧4的扩径方向的扭转角度进一步增大时,第二部分47的外周面与突起37抵接,限制第二部分47的扩径变形。

在第二部分47与突起37抵接的同时,或者在弹簧4的扩径方向的扭转角度进一步增大时,第三部分48的对于接触面35的压接力大致成为0。当扭转角度进一步增大时,第三部分48由于扩径变形而从接触面35分离。此时,弹簧4的前端侧区域44的扩径变形被突起37限制,前端侧区域44维持为圆弧状、即相对于突起37容易滑动的形状。因此,当扭转角度进一步增大而作用于弹簧4的扭转扭矩增加时,前端侧区域44克服第二部分47对于突起37的压接力及第一部分46对于接触面35的压接力而相对于突起37及接触面35沿周向滑动。并且,弹簧4的前端面49与端面36抵接而按压端面36,由此在外旋转体2与内旋转体3之间可靠地传递扭矩。

当弹簧4的扩径方向的扭转角度进一步增大时,弹簧4的前端侧区域44与后端侧区域43之间的部分扩径。扭转角度当成为例如约45°时,扩径的弹簧4的外周面41的一部分与外旋转体2的抵接面22抵接,弹簧4的扩径被完全限制,外旋转体2与内旋转体3一体旋转。

接下来,说明外旋转体2的旋转速度比内旋转体3的旋转速度小的情况(即,外旋转体2减速的情况)。这种情况下,外旋转体2相对于内旋转体3向反方向(与图3及图4的箭头方向相反的方向)相对旋转。伴随着外旋转体2的相对旋转而弹簧4的后端侧区域43与压接面21一起移动,相对于内旋转体3进行相对旋转。由此,弹簧4向缩径方向进行扭转变形(以下,简称为缩径变形)。

在弹簧4的缩径方向的扭转角度小于预定的角度(例如10°)的情况下,后端侧区域43对于压接面21的压接力与扭转角度为0的情况相比稍下降,但后端侧区域43与压接面21压接。而且,前端侧区域44对于接触面35的压接力比扭转角度为0时稍增大。当弹簧4的缩径方向的扭转角度进一步增大时,后端侧区域43对于压接面21的压接力大致成为0,后端侧区域43相对于压接面21沿外旋转体2的周向滑动。因此,在外旋转体2与内旋转体3之间不传递扭矩。这样,弹簧4在外旋转体2与内旋转体3之间传递或切断扭矩。

(带轮结构体的制造方法)

接下来,关于带轮结构体1的制造方法,使用图5进行说明。

首先,将弹簧4从后方向内旋转体3(参照图5的(a))压入并装配(参照图5的(b))。接下来,向内旋转体3的前端部装配滑动轴承7(参照图5的(c)),进而,将外旋转体2从后方向内旋转体3装配(参照图5的(d))。

在该状态下,向内旋转体3的相对面34涂布润滑脂。润滑脂的涂布使用例如点胶头201。如图5的(e)所示,点胶头201具备主体部202和从主体部202延伸的喷嘴203,通过对润滑脂进行计量并使计量后的润滑脂从喷嘴203排出,能够将润滑脂向对象物涂布。喷嘴203具有能够插入到内旋转体3的相对面34与弹簧4的内周面42之间的直径,在其前端部形成有排出润滑脂的排出口204。排出口204相对于喷嘴203延伸的方向而倾斜。

首先,使用点胶头201,对润滑脂进行计量。所需的润滑脂的量是为了在外旋转体2及内旋转体3的形成弹簧收容空间8的面中的未被实施涂装的整个面形成油膜所需的最小限度的量。例如在本实施方式中,润滑脂的量为约0.2g(体积为约0.2cm3)。

接下来,如图5的(e)所示,将点胶头201的喷嘴203从内旋转体3的后方插入到内旋转体的相对面34与弹簧4的内周面42之间。在此,在相对面34的后方存在压入面38,但是压入面38的直径比相对面34的直径小,因此能够容易地插入喷嘴203。接下来,为了防止弄伤内旋转体3而使喷嘴203的前端停止在比相对面34与接触面35之间的倾斜面靠后方(例如5mm近前)处。接下来,以该停止位置为起点,使排出口204在径向上与内旋转体3的相对面34相对。并且,使喷嘴203从前侧向后侧移动,使其后退至压入面38的近前并将润滑脂200大致均匀地压出,向相对面34涂布。由此,润滑脂200成为沿前后方向较长地延伸的状态(参照图6)。需要说明的是,在压入面38等相对面34以外的部分未涂布润滑脂200。接下来,使内旋转体稍旋转,再次插入喷嘴203,一边使喷嘴203后退一边排出润滑脂200。将上述的作业反复进行多次而将润滑脂200涂布于相对面34。

接下来,向外旋转体2的后端部与内旋转体3的后端部之间压入滚动轴承6(参照图5的(f))。在该时刻,除了端帽5的装配等之外,带轮结构体的组装暂时结束。该组装暂时结束的时刻下的带轮结构体10(参照图5的(f)及图7)相当于本发明的一次也未动作的状态下的带轮结构体。出厂时的完成品即带轮结构体1与一次也未动作的带轮结构体10的差异在于端帽5是否被装配,是润滑脂向形成弹簧收容空间8的面扩散的状态还是润滑脂被涂布于内旋转体3的相对面34的状态。

在刚组装之后的带轮结构体10一次也未动作的状态,即,一次也未与交流发电机120的驱动轴121连接的状态下,如图7所示,润滑脂200为涂布于内旋转体3的相对面34的状态。换言之,润滑脂200与仅投入到弹簧收容空间8内的情况相比,较强地与相对面34接触。润滑脂200如前所述一边使喷嘴203沿前后方向移动一边涂布,因此沿前后方向较长地延伸并在周向上不连续地配置。润滑脂200的量是为了在外旋转体2及内旋转体3的形成弹簧收容空间8的面中的未实施涂装的整个面形成油膜所需的最小限度的量,例如为约0.2g(体积为约0.2cm3)。相对面34上的润滑脂200的厚度优选为2mm以下。相对面34上的润滑脂200的厚度更优选为0.8mm~1.3mm左右。而且,附着于相对面34的润滑脂200的面积优选为相对面34的面积的4%以上。附着于相对面34的润滑脂200的面积更优选为相对面34的面积的6%~10%左右。需要说明的是,润滑脂200仅涂布于形成弹簧收容空间8的面中的相对面34,而未涂布于其他的面。

接下来,在交流发电机120的制造源等处,在交流发电机120的驱动轴121上连接带轮结构体10。接下来,实施交流发电机120的完成检查,伴随于此,进行润滑脂200向外旋转体2及内旋转体3的形成弹簧收容空间8的面的扩散。具体而言,例如如图8所示,使用具有与带式传动机构100(参照图1)同等的结构的试验机100a,向带轮结构体10和与发动机110a(本发明的驱动源)的曲轴111a连接的带轮101a等其他的带轮绕挂带b,在与后述的发动机起动试验同等的工作条件下反复进行发动机起动和停止,使带轮结构体10动作。发动机起动次数为例如5次。由此,由于伴随着带轮结构体10的旋转所产生的热量、伴随着交流发电机120的发电所产生的热量等而弹簧收容空间8的温度上升。例如,相对面34的表面温度在其完成检查中上升至约40℃。并且,由于弹簧收容空间8的温度上升、因润滑脂200彼此或润滑脂200与相对面34的摩擦而产生的剪切发热而涂布于相对面34的润滑脂200的温度上升,润滑脂200的粘度下降而容易流动。而且,由于内旋转体3的旋转而离心力作用于润滑脂200,由此润滑脂200向径向外侧飞散而向外旋转体2的压接面21等扩散。需要说明的是,润滑脂200的一部分也与弹簧4接触,顺着弹簧线等也沿前后方向扩散。这样,润滑脂200向外旋转体2及内旋转体3的形成弹簧收容空间8的整个面扩散。需要说明的是,润滑脂也向滑动轴承7与外旋转体2的间隙扩散,但是几乎不会从该间隙向前方漏出。

最后,在外旋转体2的前端部装配端帽5。由此,带轮结构体1完成(参照图5的(g))。

实施例

接下来,说明本发明的具体的实施例。本发明的发明者使用表1所示的实施例1、比较例1~3的带轮结构体的供试体,进行了用于验证本发明的效果的试验。

[表1]

实施例1

实施例1的带轮结构体的供试体是图9的(d)所示的带轮结构体10d,包括润滑脂的滞留位置及方式在内,与带轮结构体10相同。在内旋转体3的相对面34上,润滑脂200d涂布成扁平状。润滑脂200d的量为约0.2g(体积约0.2cm3)。将供试体向交流发电机组装之前的润滑脂200d的滞留位置是内旋转体3的相对面34的前后方向上的从大致中央至后端部的部分。上述关于后述的实施例2也同样。需要说明的是,相对面34上的润滑脂200d的厚度为约1mm,且附着于相对面34的润滑脂200d的面积为相对面34的面积的约8%。

实施例2

实施例2的带轮结构体的供试体是图9的(d)所示的带轮结构体10e,润滑脂200e被涂布于内旋转体3的相对面34。相对面34上的润滑脂200e的厚度为1.8mm~2.0mm,且附着于相对面34的润滑脂200e的面积为相对面34的面积的约4%。

比较例1

比较例1的带轮结构体的供试体是图9的(a)所示的带轮结构体10a,除了润滑脂的滞留位置及方式以外具有与带轮结构体10相同的结构。在弹簧收容空间8内,润滑脂200a是以块的状态投入了约0.2g的状态。关于后述的比较例2、3也同样。而且,润滑脂200a的滞留位置为内旋转体3的相对面34的前后方向大致中央。

比较例2

比较例2的带轮结构体的供试体是图9的(b)所示的带轮结构体10b,润滑脂200b以块的状态投入到弹簧收容空间8内。润滑脂200b的滞留位置是内旋转体3的相对面34的后端部。

比较例3

比较例3的带轮结构体的供试体是图9的(c)所示的带轮结构体10c,润滑脂200c以块的状态投入到弹簧收容空间8内。润滑脂200c的滞留位置是弹簧4的外周面41的前后方向大致中央。

(发动机起动试验)

接下来,说明用于验证本发明的效果的发动机起动试验。本发明的发明者进行发动机起动试验,确认了防锈剂对于形成弹簧收容空间8的外旋转体2及内旋转体3的对象部位(未实施涂装的需要防锈剂的部位)的附着状况。

首先,说明发动机起动试验的概要。评价对象的带轮结构体的供试体为前述的带轮结构体10a~10e这5个种类。以预定的发动机起动次数(从起动至停止的次数)进行各供试体的发动机起动试验,然后,将各供试体分解,按照各对象部位而目视确认了防锈剂的附着的有无,通过后述的评价基准评价了防锈剂的附着的有无。具体的对象部位是表1及图10所示的部位、即外旋转体2的轴承夹设面23、压接面21、抵接面22、内旋转体3的相对面34及其他的部位。需要说明的是,其他的部位是指外旋转体2及内旋转体3的形成弹簧收容空间8的面中的除了轴承夹设面23、压接面21、抵接面22及相对面34以外的部位,且是指未实施涂装的部位。

接下来,说明发动机起动试验的详情。关于各供试体,使用具有与带式传动机构100(参照图1)同等的结构的发动机台架试验机,进行了发动机起动试验。以相当于5次发动机起动的为了与在交流发电机的完成检查中到达的内旋转体3的相对面34的表面温度(约40℃)一致而发动机起动次数为5次时,以使相对面34的表面温度成为约40℃的方式调整了气氛温度。发动机的起动次数设为3个种类(5次、20次、50次),对应于各发动机起动次数而准备了各供试体。交替地反复进行发动机的起动和停止,在发动机的起动次数达到预定的次数的时刻,结束了该供试体的试验。需要说明的是,带的张力设为1500n。发动机的每1次的运转时间(从起动至停止的时间)设为10秒。气氛温度设想与真车同等的温度而进行了调整。而且,每次的发动机起动时的曲轴的转速在0~1800rpm之间变动。此时的交流发电机的驱动轴及内旋转体3的最大转速达到约4000rpm。通过上述的试验,弹簧收容空间8的温度上升,润滑脂的温度上升而粘度下降。此外,由于带轮结构体10a~10e的旋转而离心力作用于润滑脂,由此润滑脂向外旋转体2及内旋转体3的形成弹簧收容空间8的面扩散。

在试验结束后,将带轮结构体分解,按照各对象部位而目视确认防锈剂的附着状况,在防锈剂附着于整个对象部位的情况下作为○(合格),在对象部位的至少一部分未附着防锈剂的情况下作为×(不合格)。需要说明的是,关于轴承夹设面23、压接面21、抵接面22及相对面34以外的部位的评价仅限于这4个部位的评价全部为○的情况下进行。而且,关于各实施例或比较例,在全部的部位的评价为○的情况下,试验停止。

试验结果如上述表1那样。在将润滑脂200涂布于内旋转体3的相对面34的实施例1及2中,在发动机起动次数5次结束的时刻,在全部的对象部位确认到了防锈剂的附着。另一方面,关于将润滑脂以块的状态投入的比较例1~3,确认到了在对象部位的一部分未附着防锈剂的部位。作为特别显著的倾向,在将润滑脂的块投入到相对面34的比较例1及2中,处于难以使防锈剂遍布距相对面34远的外旋转体2的前端部的轴承夹设面23的倾向。而且,在将润滑脂的块投入到弹簧4的外周面41的比较例3中,即使反复进行50次发动机的起动和停止,防锈剂也未遍布比弹簧4靠径向内侧的相对面34。根据以上的结果可知,如果将带轮结构体设为实施例1或2的结构,则能够以少的发动机起动次数使防锈剂附着于全部的对象部位。

(其他的试验)

对于实施例1、2及比较例1的带轮结构体进行了反复进行盐水喷雾(依据jisk5600-7-1)和干燥的复合环境循环试验(1循环24小时)。首先,在具有与实施例1及2的带轮结构体10(带轮结构体10d、10e)同样的结构的带轮结构体的新品中,将发动机起动次数设为5次而实施发动机起动试验,然后进行了复合环境循环试验。其结果是,上述带轮结构体即使进行90循环(2160小时)的试验,在外旋转体2及内旋转体3的形成弹簧收容空间8的面中也未生锈。另一方面,关于比较例1的具有与带轮结构体10a同样的结构的带轮结构体也进行了同样的发动机起动试验及复合环境循环试验。其结果是,在上述表1中未附着防锈剂的部分(轴承夹设面23及压接面21),在60循环(1440小时)中,确认到了锈的产生征兆。需要说明的是,在弹簧收容空间8未封入润滑脂的情况下,在60循环中,在面向弹簧收容空间8的外旋转体2及内旋转体3的整个非涂装区域确认到了锈的产生征兆。

如以上所述,在带轮结构体10连接于交流发电机的驱动轴121之前的状态,即,一次也未动作的状态下,是润滑脂200被涂布于内旋转体3的相对面34的状态。由此,与润滑脂200单纯以块的状态向弹簧收容空间8投入的情况相比,与内旋转体3的接触面积增大,因此在发动机起动试验时,内旋转体3的热量容易向润滑脂200传递,润滑脂200的温度容易上升,粘度容易下降。而且,形成弹簧收容空间8的面中的配置于径向内侧的内旋转体3的相对面34未被涂布润滑脂,因此润滑脂容易遍及内旋转体3,并且内旋转体3的旋转产生的离心力作用于润滑脂200,因此润滑脂200也容易向径向外侧扩散。因此,能够容易使防锈剂扩散到面向弹簧收容空间8的整个区域。

另外,相对面34上的润滑脂200的厚度为2mm以下。因此,内旋转体3的热量容易向润滑脂200整体传递,能够容易使润滑脂200的粘度下降。

另外,附着于相对面34的润滑脂200的面积为相对面34的面积的4%以上。即,润滑脂200的传热面积大,因此内旋转体3的热量容易向润滑脂200传递。

另外,润滑脂200沿前后方向延伸,因此在带轮结构体10旋转时,能够容易使润滑脂200沿前后方向扩散。

另外,润滑脂200仅涂布于内旋转体3的相对面34。因此,与在其他的部位也涂布润滑脂200的情况相比能够节省劳力和时间,并通过内旋转体3的旋转能够高效地使润滑脂200扩散到弹簧收容空间8内。

另外,润滑脂200被涂布于内旋转体3的相对面34,润滑脂200容易向形成弹簧收容空间8的整个面扩散。因此,即使在带轮结构体10的外旋转体2未涂布润滑脂,润滑脂200也能遍布至配置有滑动轴承7的外旋转体2的前端部,能抑制该部分的锈的产生,能长期维持轴承功能。因此,能够抑制生产效率的下降,并实现带轮结构体的长寿命化。

另外,滑动轴承7由以聚己二酰丁二胺作为基体树脂的树脂组成物形成,树脂组成物包括含有芳香族聚酰胺纤维的加强材料。由此,即使在比较高的温度域也能够提高滑动轴承7的耐磨损性及强度,因此能够更长期地维持轴承功能。

另外,当带轮结构体10连接于交流发电机120而旋转时,伴随着交流发电机120被驱动引起的发电而产生大的热量,向带轮结构体10传递。因此,能够充分提高润滑脂200的温度。

另外,在涂布了润滑脂200之后,将带轮结构体10连接于交流发电机120,经由带b将发动机110a的动力向带轮结构体10传递,使带轮结构体10动作。由此,通过与带轮结构体10的旋转动作相伴的弹簧收容空间8的温度上升和因内旋转体3的旋转而作用于润滑脂200的离心力等,能够使润滑脂向形成弹簧收容空间8的面扩散。

另外,在将弹簧4装配于内旋转体3之后,向受扭螺旋弹簧4与内旋转体3之间的间隙插入喷嘴203,将润滑脂200向相对面涂布。由此,能够抑制润滑脂200附着于弹簧4。

另外,一边将喷嘴203从前侧向后侧拉出,即,一边向插入有喷嘴203的一侧简单地拉出喷嘴203,一边将润滑脂200向相对面34涂布,因此能够容易地涂布润滑脂200。

接下来,说明对于到前述为止的实施方式施加了变更的变形例。但是,关于具有与到前述为止的实施方式同样的结构的部件,标注相同附图标记而适当省略其说明。

(1)在所述实施方式中,一边将喷嘴203向后方拉拽一边排出润滑脂200,但是并不局限于此。例如,可以一边使喷嘴203与内旋转体3相对旋转一边排出润滑脂200,由此沿周向涂布润滑脂200。即,在所述实施方式中,润滑脂200沿前后方向呈线状地延伸并在周向上不连续地配置,但是例如,润滑脂200在周向上也可以连续涂布。而且,润滑脂200可以涂布于整个相对面34。

(2)在所述为止的实施方式中,通过点胶头201涂布润滑脂200,但是并不局限于此。例如,可以在向内旋转体3装配弹簧4之前,使用刷子将润滑脂向相对面34进行涂布等。

(3)相对面34上的润滑脂200的厚度可以不必为2mm以下。而且,附着于相对面34的润滑脂200的面积可以不必为相对面34的面积的4%以上。而且,润滑脂200可以不必仅涂布于相对面34,也可以涂布于例如轴承夹设面23等的、润滑脂200难以扩散的部位。

(4)滑动轴承7可以不必由包含聚己二酰丁二胺的树脂形成。例如,可以由聚缩醛树脂等合成树脂形成。

(5)在相对面34涂布了润滑脂200之后的带轮结构体10的旋转动作可以不必在连接于交流发电机120等辅机的状态下进行。例如,可以在连接于专用的检查装置等的状态下使带轮结构体10动作,由此使润滑脂200扩散。

(6)试验机100a可以不必具备发动机110a作为驱动源,可以将例如电动机等作为驱动源。

虽然详细地,而且参照特定的实施形态地说明了本发明,但是不脱离本发明的主旨和范围而能够施加各种变更、修正的情况对于本领域技术人员来说不言自明。

本申请基于在2017年3月30日提出申请的日本专利申请2017-066808及在2018年2月28日提出申请的日本专利申请2018-034232,其内容作为参照而援引于此。

附图标记说明

1带轮结构体

2外旋转体

3内旋转体

4受扭螺旋弹簧

7滑动轴承

8弹簧收容空间

10带轮结构体

34相对面

42内周面

110发动机

110a发动机(驱动源)

120交流发电机(辅机)

121驱动轴

200润滑脂

203喷嘴

b带

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