JP2004183840A - 無段変速機用ベルトのエレメント及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】Ｖ溝プーリに摺接して回る際の回動がスムーズで騒音を発せず、段差の設定を詳細に変えることができ、ベルトの組立てが容易となる無段変速機用ベルトのエレメント及びそ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２３、２４を両側に備えたサドル部２５の上位置には無端ベルト４５が装着可能なベルト保持部２８、２９と上板部２７を備え、上板部２７の表面には係合突起３４が裏面には係合穴３５がそれぞれ設けられ、サドル部２５の下側は他の部分より薄くなっている無段変速機用ベルトのエレメント１０を、帯状の薄板材３９を打ち抜き形成したエレメント片１１〜２０を積層して作った。
【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及びそ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や特許文献２に記載の無段変速機が知られ、図５（Ａ）、（Ｂ）にこのような無段変速機の一例を示す。この無段変速機１００は、入力側のＶ溝プーリ１０１及び出力側のＶ溝プーリ１０２と、これらに掛けられているベルト１０３とを有している。ベルト１０３は、Ｖ溝プーリ１０１、１０２の内側傾斜に沿った傾斜面１０４、１０５を有する多数枚のエレメント１０６と、ベルト保持部の一例であって各エレメント１０６の両側に形成された平行溝１０７、１０８にそれぞれ嵌入する金属板製の無端ベルト１０９、１１０とを有している。従って、Ｖ溝プーリ１０１からＶ溝プーリ１０２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板製の無端ベルト１０９、１１０を介して伝達され、出力側のＶ溝プーリ１０２の回転速度を変える場合には、Ｖ溝プーリ１０１及びＶ溝プーリ１０２の内側壁の間隔を変えることによって行う。
【０００３】
このようなエレメント１０６は、図６（Ａ）に示すように、Ｖ溝プーリ１０１、１０２の内側壁に対応する傾斜面１０４、１０５を両側に備えたサドル部１１１を有し、サドル部１１１の上位置には連結部１１２を介して上板部１１３が設けられている。図６（Ｂ）に示すように、上板部１１３の表面には係合突起１１４が裏面には係合突起１１４が嵌入可能な大きさの係合穴１１５がそれぞれ設けられている。そして、サドル部１１１の下側は他の部分より薄くなった段差加工部（又は薄肉部）１１６が設けられ、このベルト１０３が湾曲してＶ溝プーリ１０１、１０２を円滑に接することができるようになっている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５５−１０７１４７号公報（第２図、第５図、第７図）
【特許文献２】
特開平１１−１１７９９９号公報（図３、図２、図８）
【特許文献３】
特開２００２−５４６９１公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記した段差加工部１１６の加工は、プレス加工によって行われていたので、段差加工を行う分だけ加工工程が増加し、更には、段差加工に伴う内部応力も生じ、このための対策を講じる必要があり、結果としてリードタイムも増加して製造原価が高くなるという問題があった。
そこで、図６（Ｃ）に示すように、エレメント１２２を上下方向に長短２枚の薄板材１１７、１１８によって構成し、この薄板材１１７、１１８をかしめ結合し、前記した薄肉部を構成するものが、特許文献３に提案されている。なお、１１９は片側の平行溝を、１２０は片側の傾斜面を示す。このようなエレメントの製造方法においては、薄肉部を形成する段差加工をしなくてもよいという利点があるが、以下に記載するような解決すべき問題がある。
【０００６】
（１）板厚分の段差しか段差の設定ができず、大きさが多様な無段変速機用ベルトに、適切に対応できないことがある。
（２）溝幅可変のＶ溝プーリに摺接してエレメントが回り、放射状に上部が開く際、接触位置は常に同じ部位１２１となり、エレメントの局部的な損耗が大きく、また、騒音の原因となる。
（３）薄板材からなるエレメント片同士の位置決めが１箇所でなされ、エレメント片が回転しやすく、ベルトの組立てに熟練を要する。
（４）ファインブランキングで製作されるため、後工程で２枚のエレメント片の結合組立てが必要で、生産性が低い。
本発明は、Ｖ溝プーリに摺接して回る際の回動がスムーズで騒音を発せず、また、段差の設定を詳細に変えることができ、エレメント片同士が回動せずベルトの組立てが容易となる無段変速機用ベルトのエレメント及びその製造方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【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板製の無端ベルトが装着可能なベルト保持部と上板部を備え、該上板部の表面には係合突起が裏面には該係合突起が嵌入可能な大きさの係合穴がそれぞれ設けられ、前記サドル部の下側は他の部分より薄く構成された無段変速機用ベルトのエレメントであって、薄板材から前記サドル部の下側部分の長さを順次変えて形成した３以上のエレメント片を主体として積層した積層体からなり、しかも、前記係合突起は表面側の前記エレメント片に形成され、前記係合穴は裏面側の前記エレメント片に形成されている。これによって、サドル部の下側部分の厚みを変えることができ、例えば、薄肉部の勾配を自由に設定できる。
【０００８】
また、第２の発明に係る無段変速機用ベルトのエレメントは、第１の発明に係る無段変速機用ベルトのエレメントにおいて、前記積層されたエレメント片は、各エレメント片に複数設けられたかしめ部によって連結されている。これによって、多数枚のエレメント片によってそれぞれのエレメント片が分離しない一つのエレメントを構成できる。
第３の発明に係る無段変速機用ベルトのエレメントは、第２の発明に係る無段変速機用ベルトのエレメントにおいて、積層第１層を除く前記エレメント片のかしめ部は、非円形かしめ突起が使用され、しかも少なくともそのうちの２個は、前記非円形かしめ突起の向きが異なっている。これによって、各エレメント片の位置を固定できると共に、使用中に各エレメント片が回転等によって分離しようとするのを極力防止できる。
【０００９】
そして、第４の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板製の無端ベルトが装着可能なベルト保持部と上板部を備え、該上板部の表面には係合突起が裏面には該係合突起が嵌入可能な大きさの係合穴がそれぞれ設けられ、前記サドル部の下側は他の部分より薄くなった薄肉部を有する無段変速機用ベルトのエレメントを、帯状の薄板材を打ち抜き形成したエレメント片を順次積層して製造する無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法であって、前記薄肉部は、前記サドル部の下側部分の長さを順次変えて形成した前記エレメント片を積層することによって形成されている。
【００１０】
第５の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、第４の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、前記係合突起は表面側に配置される前記エレメント片にプレス加工によって突起を設けることによって形成され、前記係合穴は裏面側に配置される前記エレメント片にプレス加工によって貫通孔を設けることによって形成されている。
また、第６の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、第４及び第５の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、前記各エレメント片はそれぞれ２以上のかしめ部によって連結されている。
【００１１】
【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）、（Ｂ）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正面図及びその側断面図、図２、図３は同無段変速機用ベルトのエレメントの製造工程を示す概略説明図、図４は同無段変速機用ベルトのエレメントの使用状態の説明図である。なお、図１（Ｂ）及び図４においては各エレメント片の厚みが拡大されて記載されている。
【００１２】
図１（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１０について説明する。エレメント１０はこの実施の形態において１０枚のエレメント片１１〜２０がかしめ部２１、２２によって相互に連結された状態で一体化されて積層されて（積層体となって）いる。このエレメント１０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２３、２４を両側に備えたサドル部２５と、サドル部２５の上に連結部２６を介して接続される上板部２７を備え、上板部２７の下側面、連結部２６の両側面及びサドル部２５の上側面によって、ベルト保持部の一例である左右対となる平行溝２８、２９が形成されている。平行溝２８、２９の上下隅には切欠き部３０〜３３が形成され、金属板製の無端ベルト４５（図４参照）が奥まで確実に嵌入可能となっている。
左右対称となった上板部２７の表面側の中央位置には係合突起３４が設けられ、その裏面側には、この係合突起３４が嵌入可能な係合穴３５が設けられている。この係合突起３４は最表面のエレメント片２０にのみ突起を設けて形成されているが、その下部のエレメント片１９、１８にも、係合突起３４の内側に嵌入する突起部を設けて、係合突起３４の全体的補強を図ることもできる。また、係合穴３５も２枚のエレメント片１１、１２に設けられた貫通孔４３によって構成されているが、更に多くのエレメント片の同一位置に形成された貫通孔によって構成することもできる。
【００１３】
一方、サドル部２５の下側には他の部分より徐々に薄くなって疑似傾斜面３６を形成している。この薄肉部の表面を形成する疑似傾斜面３６はこの実施の形態において、エレメント片１４〜２０を、上下方向に最長のエレメント片１１〜１３よりサドル部２５の下側を段階的に徐々に短くして構成されている。左右対称となったサドル部２５の下側には左右対称な切欠き３７、３８が設けられて、従来構造のエレメントと同様、全体的な重量の軽減を図っている。
前記したかしめ部２１は、図１（Ａ）に示すように、エレメント１０の左右対称軸に対して直角に、かしめ部２２は同軸上に設けられ、それぞれ非円形かしめ部の一例である断面Ｖ字状のかしめ部２１、２２が直交配置されている。これによって、積層結合された各エレメント片１１〜２０の回転を効率的に防止することができる。なお、この実施の形態においては、かしめ部２１、２２として、図１（Ｂ）にその断面を示すように、Ｖ字かしめを使用したが、平面視して円形又は非円形の半抜きかしめ又は切り起こし突起かしめ等を用いることもできる。
【００１４】
続いて、図２、図３を参照しながら、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。
図２に示すように、エレメント１０の製造にあっては、ステーションＡ〜Ｈを有するプレス装置（金型装置）を用い、所定の材質の帯状の薄板材３９を図示しない搬送手段によって各ステーションに間欠搬送している。各ステーションＡ〜Ｈには対向するパンチとダイがあり、間欠搬送された薄板材３９をプレス加工して、各エレメント片１１〜２０を順次形成し、最終的にはステーションＨでパンチで打ち抜き、フレーム部４０から分離してダイ内で、各エレメント片１１〜２０をかしめ積層する。以下、各ステーションＡ〜Ｈのプレス動作について説明する。
【００１５】
（ステーションＡ）
ステーションＡは、間欠送りされた薄板材３９の両側にパイロット孔４１、４２を形成する。このパイロット孔４１、４２は後のステーションＢ〜Ｈにおいて、所定寸法のエレメント片１１〜２０を形成する基準となるものである。
（ステーションＢ）
ステーションＢは、エレメント片１１、１２に係合穴３５となる貫通孔４３を形成する工程と、エレメント片２０に係合突起３４を形成する工程とを行う。この実施の形態では、エレメント片１１〜２０の順番に作成してステーションＨで積層するので、エレメント片１１、１２を形成する場合には、上金型に設けたパンチを、下金型にこれに対応して設けたダイに深く進退させて貫通孔４３を打ち抜き形成する。エレメント片２０を形成する場合には、上金型のパンチが下金型のダイへ進退する深さを浅くして係合突起３４を形成する。前記パンチのダイへの進退深さの変更は、公知のカム・スライド手段によって、パンチがダイ内に入り込む深さを変更することによってなされる。なお、エレメント片１３〜１９を製造する場合には、ステーションＢはアイドルステーションとなる。
【００１６】
（ステーションＣ）
ステーションＣは、斜線部で示すように、全てのエレメント片１１〜２０に対して平行溝２８、２９の打ち抜き加工を行う。
（ステーションＤ）
ステーションＤは、斜線部で示すように、全てのエレメント片１１〜２０に対して上板部２７の下端辺を除く外形加工を行う。なお、上板部２７の頂部はフレーム部４０に一部接合された結合部４４を備えている。
（ステーションＥ）
ステーションＥは、各エレメント片１１〜２０に対して、かしめ部２１、２２の形成を行うが、最下部（積層第１層）のエレメント片１１に対して、その上の断面Ｖ字状のかしめ凸部（非円形のかしめ突起）が嵌入する矩形貫通孔を形成する。積層２枚目以降のエレメント片１２〜２０には、Ｖ字かしめ突起を形成する。前記矩形貫通孔とＶ字かしめ突起の形成変えは、上金型に設けたパンチが下金型のダイ内に入り込む深さを公知のカム・スライド手段によって変えることでなされる。
【００１７】
（ステーションＦ）
ステーションＦでは、斜線部で示すように、各エレメント片１１〜２０に対して、サドル部２５の上端辺を除く外形加工を行う。この場合、エレメント片１４〜２０は、エレメント片１１〜１３と同一形状に形成しておく。これによって、サドル部２５を同一形状としたエレメント片１１〜２０（以下、エレメント片ｅと称する場合もある）が形成できる。
【００１８】
（ステーションＧ）
ステーションＧでは、サドル部２５の下側の長さを調整した実際のエレメント片１４〜２０の成形を行う。この様子を、図３に詳細に記載するが、（Ｇ−１）から（Ｇ−８）に示すように、サドル部２５の下側の長さを変えた８種類のエレメント片を製造する。（Ｇ−１）はエレメント片１１〜１３に該当するが、実際には、ステーションＦで加工されたエレメント片ｅに対してプレス加工を行うことなく、３枚通過させることによって、エレメント片１１〜１３を製造する。
（Ｇ−２）から（Ｇ−８）は、ステーションＦで加工されたエレメント片ｅに対して、サドル部２５の下端を段階的に切断することによって形成する。この場合の切断は、切断パンチとこれに対応するダイを予め決められた距離だけ順次移動することによって形成できる。図３で斜線で示す部分は、サドル部２５から除去される部分を示す。従って、ステーションＧでは、図３に示すエレメント片１１〜２０が順次製造されることになる。
【００１９】
（ステーションＨ）
ステーションＨでは、結合部４４の部分で切断されて、各エレメント片１１〜２０が周囲のフレーム部４０から抜き落とされ、下部のダイ内でかしめ積層される。これによって、図１（Ａ）、（Ｂ）に示すような、エレメント１０が製造される。このエレメント１０の使用状態を、図４に示すが、多数のエレメント１０が平行溝２８、２９内に装着された金属板製の無端ベルト（リング）４５を嵌入し、相互に支持している。
【００２０】
前記実施の形態において、ステーションＦの他にステーションＧを設け、予め同一形状のエレメント片ｅをステーションＦで製造し、ステーションＧで各エレメント片１４〜２０の形状に応じてサドル部２５の下部を切断したが、ステーションＦで、エレメント片１１〜２０に応じた金型を用意し、エレメント片１４〜２０を製造する場合には、順次金型を変えて又は順次ステーションを変えて、製造することもできる。
また、前記実施の形態においては、エレメント片の数を１０枚としたが、仕様に応じて３枚以上の他の枚数とすることもできる。ここで、３枚以上とするのはサドル部の板厚段差を小まめに変えて、大きさが多様な無段変速機用ベルトに適応させること等からである。
更には、前記実施の形態においては、プレス加工によって先に上板部を製造し、次にサドル部を製造したが、各部分の製造順序は任意である。
そして、本発明は前記実施の形態に係るエレメントの形状、又は係合突起や係合穴の形状に限定されるものでもない。
本実施の形態において、結合部４４とフレーム部４０との分離はパンチを用いたが、レーザー加工によってエレメント片１１〜２０をフレーム部４０から分離することもできる。
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。
【００２１】
【発明の効果】
請求項１〜３記載の無段変速機用ベルトのエレメント、及び請求項４〜６記載の方法によって製造された無段変速機用ベルトのエレメントは、薄板材からサドル部の下側部分の長さを順次変えて形成した３以上のエレメント片を主体として積層した積層体からなり、無段変速機用ベルトが曲がる際に必要なサドル部下部の薄肉部分を、大きさや形状も含めて自由に形成することができる。
そして、サドル部の下部の段差や薄肉部が、複数のエレメント片により順次円滑に形成できるので、各エレメントがＶ溝プーリの周囲を移動する際にも、エレメントがサドル部下部の同一部分で当接せず、局部的な損耗の発生が少なく、更には騒音も少ない。
【００２２】
特に、請求項１〜３の無段変速機用ベルトのエレメント、及び請求項５記載の方法によって製造されたエレメントは、係合突起を表面側のエレメント片に、係合穴を裏面側のエレメント片に形成しているので、プレス加工の負担が減少し、しかもより精密な加工を行うことができる。
請求項２、３記載の無段変速機用ベルトのエレメント、及び請求項６記載の方法によって製造されたエレメントは、複数のかしめ部によって連結されているので、エレメント片同士が個々に回転するようなことがなく、ベルトの組立てが容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）、（Ｂ）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正面図及びその側断面図である。
【図２】同無段変速機用ベルトのエレメントの製造工程を示す概略説明図である。
【図３】同無段変速機用ベルトのエレメントの製造工程を示す概略説明図である。
【図４】同無段変速機用ベルトのエレメントの使用状態の説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来例に係る無段変速機用ベルトのエレメントの説明図である。
【図６】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）はそれぞれ従来例に係る無段変速機用ベルトのエレメントの説明図である。
【符号の説明】
１０：エレメント、１１〜２０：エレメント片、２１、２２：かしめ部、２３、２４：傾斜面、２５：サドル部、２６：連結部、２７：上板部、２８、２９：平行溝、３０〜３３：切欠き部、３４：係合突起、３５：係合穴、３６：疑似傾斜面、３７、３８：切欠き、３９：薄板材、４０：フレーム部、４１、４２：パイロット孔、４３：貫通孔、４４：結合部、４５：無端ベルト

Claims (6)

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板製の無端ベルトが装着可能なベルト保持部と上板部を備え、該上板部の表面には係合突起が裏面には該係合突起が嵌入可能な大きさの係合穴がそれぞれ設けられ、前記サドル部の下側は他の部分より薄く構成された無段変速機用ベルトのエレメントであって、薄板材から前記サドル部の下側部分の長さを順次変えて形成した３以上のエレメント片を主体として積層した積層体からなり、
   しかも、前記係合突起は表面側の前記エレメント片に形成され、前記係合穴は裏面側の前記エレメント片に形成されていることを特徴とする無段変速機用ベルトのエレメント。
2. 請求項１記載の無段変速機用ベルトのエレメントにおいて、前記積層されたエレメント片は、各エレメント片に複数設けられたかしめ部によって連結されていることを特徴とする無段変速機用ベルトのエレメント。
3. 請求項２記載の無段変速機用ベルトのエレメントにおいて、積層第１層を除く前記エレメント片のかしめ部は、非円形かしめ突起が使用され、しかも少なくともそのうちの２個は、前記非円形かしめ突起の向きが異なっていることを特徴とする無段変速機用ベルトのエレメント。
4. 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板製の無端ベルトが装着可能なベルト保持部と上板部を備え、該上板部の表面には係合突起が裏面には該係合突起が嵌入可能な大きさの係合穴がそれぞれ設けられ、前記サドル部の下側は他の部分より薄くなった薄肉部を有する無段変速機用ベルトのエレメントを、帯状の薄板材を打ち抜き形成したエレメント片を順次積層して製造する無段変速機用ベルトのエレメントの製造方法であって、
   前記薄肉部は、前記サドル部の下側部分の長さを順次変えて形成した前記エレメント片を積層することによって形成されてい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。
5. 請求項４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、前記係合突起は表面側に配置される前記エレメント片にプレス加工によって形成され、前記係合穴は裏面側に配置される前記エレメント片にプレス加工によって貫通孔を設けることによって形成されてい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。
6. 請求項４及び５のいずれか１項に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、前記各エレメント片はそれぞれ２以上のかしめ部によって連結されてい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。

Images