JP2004176853A - 無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】プレス加工によって効率的に製造し、しかも、バレル研磨や面取り加工等のバリ取りを行う必要がなくて比較的安価に製造可能な無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法を提供する。
【解決手段】Ｖ溝プーリの内側壁に対応する傾斜面１２、１３を両側に備えたサドル部１４を有し、サドル部１４の上位置には無端ベルト２６、２７が装着可能なベルト保持部１６、１７を備えた無段変速機用ベルトのエレメント１０をプレス加工によって打ち抜き形成する製造方法であって、エレメント１０の外形に対してシェービング代と同じ又はシェービング代より大きいクリアランスで半抜き加工を行う第１工程と、半抜き加工を行ったエレメント１０を半抜き方向とは逆方向からシェービング代を残して打ち抜き加工を行う第２工程と、エレメント１０のシェービングを行う第３工程とを有する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車やその他の産業機械で使用されている無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無段変速機は、変速機の変速比を連続的に変えることができるものであり、自動車等に用いた場合には、エンジンの特性を十分に発揮させて更に排気ガスや燃費を改善できるという利点がある。
このような無段変速機として、例えば、特許文献１や図４（Ａ）、（Ｂ）に概略構成を示すようなベルト式の無段変速機１００が知られている。この無段変速機１００は図示しない油圧機構によってそれぞれベルト部材１０１の掛かり直径を可変とし、更にベルト部材１０１の両側の傾斜面１０２、１０３と同一勾配の内側壁を備える入力側のＶ溝プーリ１０４及び出力側のＶ溝プーリ１０５を有し、Ｖ溝プーリ１０４の回転力をベルト部材１０１を介してＶ溝プーリ１０５に伝達している。ベルト部材１０１は、所定形状の板材からなって荷重の伝達方向に多数枚並べて配置されたエレメント１０６と、このエレメント１０６の両側に対称に設けられた平行溝部１０７、１０８に嵌入する湾曲可能な無端ベルト（スチールリング）１０９、１１０とを有している。
【０００３】
従って、Ｖ溝プーリ１０４からＶ溝プーリ１０５への荷重の伝達は、各エレメント１０６及びこれに装着された金属製の無端ベルト１０９、１１０を介して伝達され、出力側のＶ溝プーリ１０５の回転速度を変える場合には、Ｖ溝プーリ１０４及びＶ溝プーリ１０５の内側壁の間隔を変えることによって行う。
そして、以上の無段変速機１００に使用されるエレメント１０６は、耐摩耗性等の高い強度が要求されることから、例えば、特許文献２に示すように、通常は硬化熱処理が施される。また、従来のエレメントの製造にあっては、まず所定の材料からエレメントを打ち抜き形成して個片化した後、各エレメントをロットで焼入れ及び焼き戻しを行っている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５５−１０７１４７号公報（第２頁左下欄２０行目〜第３頁左上欄３行目、第２図）
【特許文献２】
特開昭６０−２３２８３２号公報（第１頁右下欄１〜７行目）
【特許文献３】
特開２００２−５２４０号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のエレメントの製造方法は、通常プレス装置による打抜き加工によって製造されるが、打抜き時にバリが生じるため、従来は打抜き後にバレル研磨や面取り加工などのバリ取りを行う必要があり、これが工数の増大、コスト高の要因となっていた（特許文献３）。
本発明はかかる事情に鑑みてなされたもので、プレス加工によって効率的に製造し、しかも、バレル研磨や面取り加工等のバリ取りを行う必要がなくて比較的安価に製造可能な無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的に沿う本発明に係る無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法は、使用にあって装着されるＶ溝プーリの内側壁に対応する傾斜面を両側に備えたサドル部を有し、該サドル部の上位置には金属製の無端ベルトが装着可能なベルト保持部を備えた無段変速機用ベルトのエレメントをプレス加工によって打ち抜き形成する製造方法であって、前記エレメントの外形に対してシェービング代と同じ又は該シェービング代より大きいクリアランスで半抜き加工を行う第１工程と、前記半抜き加工を行った前記エレメントを前記半抜き方向とは逆方向から前記シェービング代で打ち抜き加工を行う第２工程と、前記エレメントのシェービングを行う第３工程とを有している。
これによって、エレメントの端面がシェービング加工によって滑らかになると共に、板厚方向に突出するバリがなくなる。
本発明に係る無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法において、前記第１工程における前記半抜き加工のクリアランスを前記エレメントの板厚の１０〜２０％（更に、好ましくは１３〜１７％）とするのが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
続いて、添付した図面を参照しつつ、本発明を具体化した実施の形態につき説明し、本発明の理解に供する。
ここに、図１（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の一実施の形態に係る無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法のプレス加工の工程を示す説明図、図２（Ａ）〜（Ｆ）は同方法の概略説明図、図３（Ａ）、（Ｂ）は同方法によって製造されたエレメントの説明図である。なお、図１（Ａ）〜（Ｄ）は理解を容易にするため、板厚を強調して厚く書かれている。
【０００８】
図３（Ａ）、（Ｂ）を参照しながら、まず、本発明の一実施の形態に係る無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法によって製造されたエレメント１０について説明する。エレメント１０の材質は、炭素鋼や鉄系合金鋼（例えば、ＳＫＳ−５）、その他の焼入れ焼き戻し可能な炭素工具鋼や合金工具鋼等である。
このエレメント１０は角部が丸くなった２等辺三角形の上板部１１と、両側にそれぞれ直線状の傾斜面１２、１３を備えるサドル部１４とが中央の連結首部１５によって一体的に連結されている。そして、連結首部１５の左右であって、上板部１１とサドル部１４との間にはベルト保持部を形成する平行溝部１６、１７が形成されている。なお、傾斜面１２、１３の傾斜角度は、組み立てられた状態の無段変速機用ベルトＡを使用するＶ溝プーリの内側壁の傾斜角度に一致している（図４参照）。
【０００９】
上板部１１の斜辺１８、１９は内側に緩やかに湾曲し、図３（Ｂ）に示すように、中央部分の一方に凹部２０を他方に凸部２１を備えている。凹部２０は断面円形の丸穴からなり、凸部２１はこの凹部２０に僅少の隙間を有して入り込む断面円形の円柱状突起からなっている。また、凸部２１の高さは凹部２０の深さより小さくなって、積層状態にある各エレメント１０の傾斜角度が多少変わっても、凸部２１が凹部２０に常時嵌入するようになって、複数の積み重ねられたエレメント１０の姿勢を常時一定に保つ機能を有している。
図３（Ａ）に示すように、サドル部１４は連結首部１５から下方に下がって途中位置２２まではその厚みが一定であるが、途中位置２２から徐々にその厚みが薄くなる薄肉部２３が設けられている。この薄肉部２３は、図３（Ｂ）に示すように、無段変速機用ベルトＡがＶ溝プーリに沿って湾曲する場合に、各エレメント１０の凹部２０と凸部２１を係合させた状態で、各エレメント１０を円滑に接触させる役目を果たしている。
【００１０】
なお、本実施の形態においては、エレメント１０の薄肉部２３は片側面のみに傾斜面が設けられ、他方は上板部１１に連続する平面となっているが、場合によっては、サドル部１４の途中位置２２から一方側（例えば、Ｐ方向）に曲げて、折り曲げ部分の表裏に丸みを付けてもよいし、板厚差（段）によって構成してもよい。なお、サドル部１４の下端には、全体の重量を軽減するための切り込み２４、２５が設けられている。
上板部１１、サドル部１４及び連結首部１５によって形成される左右の平行溝部１６、１７は、この部分に金属からなって十分な強度を有し繰り返し曲げに強い材質からなる断面長方形の無端ベルト２６、２７がそれぞれ嵌入している（図４参照）。従って、このエレメント１０において、Ｖ溝プーリの接する傾斜面１２、１３と無端ベルト２６、２７に接する平行溝部１６、１７の形状（端部を含む）が一定の品質を保持する必要がある。
【００１１】
続いて、図１、図２を参照しながら、エレメント１０を２列同時に製造する場合のプレス加工による本発明の一実施の形態に係る無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法について説明する。
先に説明したように、鉄系合金鋼、例えばＳＫＳ−５等の工具鋼からなる帯状の薄板材料２８を、リール搬送方式で金型装置に搬送する。まず、図２（Ａ）に示すように、薄板材料２８の中央に所定間隔で大径のパイロット孔２９を形成し、次に半抜き加工により、裏面側に凸部２１を形成すると共に、表面側に凹部２０を形成する。次に、図２（Ｂ）に示すように、エレメント１０のサドル部１４の形成個所の両側にそれぞれ切り欠き３０、３１を形成し、サドル部１４に対して３方を開放してプレス加工によって発生する応力の逃げ場を作る。この後、図２（Ｃ）に示すように、コイニング加工によりサドル部１４の薄肉部２３の形成予定個所を薄肉に形成する（仕様によって傾斜面であってもよいし、段状であってもよい）。
【００１２】
次に、図２（Ｄ）に示すように、エレメント１０の連結首部１５及びサドル部１４をプレス装置によって打ち抜き形成する。この打ち抜き工程は、図１（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、第１工程〜第３工程からなり、まず、クリアランスＣ１を大きめに設定したパンチ３２とダイ３３により、逆方向から材料の半抜き加工を行う（第１工程）。このときのクリアランスＣ１は、材料の板厚の１５％程度（１０〜２０％であってもよい）に設定する。例えば材料の板厚が２ｍｍであるときは、クリアランスは０．３ｍｍに設定する。このように通常よりも大きなクリアランスＣ１で半抜きを行うことにより、エレメント１０の外周となる片側の端部３４は大きなダレ面からなる曲面となる。なお、クリアランスＣ１は以下に説明するシェービング代Ｃ２より少し大きい（１．５倍程度）が、シェービング代Ｃ２と同じ又は近づけてもよい。
【００１３】
次に、図１（Ｂ）に示すように、図１（Ａ）で示す半抜き方向の反対側から、別のパンチ３５とダイ３６を用いて打ち抜きを行う（第２工程）。このとき、シェービング代Ｃ２を残して打ち抜きを行う。本実施の形態では、シェービング代Ｃ２は０．２ｍｍ程度とした。この後、図１（Ｃ）に示すように、打ち抜き個所に更に別のパンチ３７とダイ３８を用いてシェービング加工を行って、図１（Ｄ）のようにエレメント１０の所定の外形を形成する（第３工程）。このシェービング加工により、前工程で生じたバリを除去し、図２（Ｄ）に示すように所定の外形寸法を形成する。なお、図１（Ａ）〜（Ｄ）では、平行溝部１６、１７の部分のみを示している。また、図２（Ｃ）において４０はコイニング部を、図２（Ｄ）及び（Ｅ）において、４１、４２は打ち抜き部を示す。
【００１４】
それから、図２（Ｅ）に示すように、以上の同一の工程（即ち、第１工程〜第３工程）を経て同様に上板部１１を打ち抜き形成する。このとき、上板部１１の頂部に連結部４３を形成し、エレメント１０と材料とはこの連結部４３にて連結されるようにする。その後、材料の硬化熱処理などの所定の工程を経た後、連結部４３を切断して滓枠部４４からエレメント１０を分離して個別化する。
【００１５】
本発明は以上に述べた実施の形態の変形例を個々に組み合わせて実施する場合も、本発明の権利範囲に含まれる。
前記実施の形態では、エレメント１０の製造にあっては、上板部１１とサドル部１４とに別けてプレス加工を行ったが、上板部１１とサドル部１４とを同時にプレス加工する場合であっても本発明は適用される。
また、エレメント１０で重要な部分は、傾斜面１２、１３と平行溝部１６、１７であるので、その部分にだけ又は平行溝部１６、１７を含むサドル部１４のみに本発明を適用し、その他の部分は通常のプレス加工によって行う場合も本発明は適用される。
【００１６】
【発明の効果】
請求項１、２記載の無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法は、以下の効果を有する。
最初に大きなクリアランスで半抜きすることにより、エレメントの外形部分となる端部に大きなダレ面を形成し、次いで打ち抜きを行った後シェービング加工を行って所定の外形を形成するので、無端ベルトに当接する個所は大きなダレ面からなる曲面となるため、無端ベルトに応力集中を与えることがなく、無端ベルトの損傷が防止でき、製品の信頼性を向上することができる。
また、金型内で曲面の形成を含む全ての加工が行われるので、製品の打ち抜き後にバリ取りやエレメントの外形を曲面に形成する加工やそのための設備が不要となり、安価に製造できる。
更に、シェービング加工により寸法精度良くエレメントの外形を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｄ）は本発明の一実施の形態に係る無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法のプレス加工の工程を示す説明図である。
【図２】（Ａ）〜（Ｆ）は同方法の概略説明図である。
【図３】（Ａ）、（Ｂ）は同方法によって製造されたエレメントの説明図である。
【図４】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来例に係る無段変速機用ベルトの説明図である。
【符号の説明】
１０：エレメント、１１：上板部、１２、１３：傾斜面、１４：サドル部、１５：連結首部、１６、１７：平行溝部、１８、１９：斜辺、２０：凹部、２１：凸部、２２：途中位置、２３：薄肉部、２４、２５：切り込み、２６、２７：無端ベルト、２８：薄板材料、２９：パイロット孔、３０、３１：切り欠き、３２：パンチ、３３：ダイ、３４：端部、３５：パンチ、３６：ダイ、３７：パンチ、３：ダイ、４０：コイニング部、４１、４２：打ち抜き部、４３：連結部、４４：滓枠部

Claims (2)

1. 使用にあって装着されるＶ溝プーリの内側壁に対応する傾斜面を両側に備えたサドル部を有し、該サドル部の上位置には金属製の無端ベルトが装着可能なベルト保持部を備えた無段変速機用ベルトのエレメントをプレス加工によって打ち抜き形成する製造方法であって、
   前記エレメントの外形に対してシェービング代と同じ又は該シェービング代より大きいクリアランスで半抜き加工を行う第１工程と、
   前記半抜き加工を行った前記エレメントを前記半抜き方向とは逆方向から前記シェービング代を残して打ち抜き加工を行う第２工程と、
   前記エレメントのシェービングを行う第３工程とを有することを特徴とする無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法。
2. 請求項１記載の無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法において、前記第１工程における前記半抜き加工のクリアランスを前記エレメントの板厚の１０〜２０％とすることを特徴とする無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法。

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