JP2007111724A - 金属リングの周長補正方法、及び周長補正装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動ローラ及び従動ローラに金属リングを掛け回し、駆動ローラ及び従動ローラを離間する方向に変位させて金属リングを緊張させた状態で金属リングの周長の実寸を測定する周長測定工程と、周長補正ローラを、金属リングを延引する方向に所定の変位量で変位させることにより、金属リングの周長を補正する周長補正工程とを有する金属リングの周長補正方法において、金属リングに適切な円弧形状を付与することができ、しかも周長を適正値内に収めることができる周長補正方法、及びその装置を提供する。
【解決手段】 周長補正工程より前に、外周面が円弧形状であり金属リングＷの内方に位置する円弧付与ローラ３を、金属リングＷを延引する方向に所定の変位量で変位させることにより、金属リングＷに円弧付与ローラ３の外周面形状に沿う円弧形状Ｗ１を付与する円弧付与工程を有する。
【選択図】 図２

Description

本発明は、無段変速機の金属ベルト等を形成する金属リングの周長を補正する方法及びその装置に関する。

従来、少しずつ周長の異なる複数の金属リングを積層して形成された、無段変速機に用いられる金属ベルトが知られている。この金属リングは、マルエージング鋼等の超強力鋼の薄板の端部同士を溶接して筒状に形成し、第１の溶体化処理を施した後、所定幅に裁断し、圧延することにより製造される。その後、金属リングに第２の溶体化処理が施されるが、この第２の溶体化処理により、金属リングの周長にバラツキが生じる。従って、金属リングを積層して金属ベルトを構成するには、金属リングの周長を補正する必要がある。

この周長補正を行う周長補正装置としては、従来、回転駆動する駆動ローラと、駆動ローラから離間する方向に変位自在な従動ローラと、従動ローラの変位量を制御する制御手段とを備え、さらに駆動ローラと従動ローラとの間に位置し、駆動ローラと従動ローラとに掛け回された金属リングの周長を補正する周長補正ローラを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

この周長補正装置で金属リングの周長を補正するには、まず、駆動ローラ、従動ローラ及び周長補正ローラに金属リングを掛け回し、制御手段が従動ローラを駆動ローラから離間する方向に変位させて、金属リングを緊張させる。次いで、駆動ローラを回転駆動させながら、金属リングが緊張した状態で、従動ローラの変位量を測定し、駆動ローラと従動ローラとの軸間距離から、制御手段が金属リングの周長の実寸を算出する。

次に、制御手段が、算出された周長の実寸と所望の周長との差から、金属リングを所望の周長に補正するために必要とされる周長補正ローラの変位量を算出する。

次に、制御手段により周長補正ローラが上方に付勢される。このとき、従動ローラは、周長補正ローラに加えられる上方への付勢力により駆動ローラ側に移動し、駆動ローラと従動ローラとが所定間隔に保持される。そして、この状態で周長補正ローラを上方に変位させることにより、金属リングが塑性変形し、周長補正ローラが該塑性変形に対応して次第に上方に変位する。

そして、制御手段は、周長補正ローラの変位量が、前記のように算出された変位量に一致するまで、周長補正ローラを上方に変位させて、金属リングの周長の補正を行う。

又、周長補正ローラの外周面には幅方向の断面視で中央部が外方に凸となる円弧形状が形成されている。このため、金属リングの周長を補正すると同時に、金属リングに周長補正ローラの外周面形状に沿う円弧形状が付与される。この金属リングによれば、積層して金属ベルトを形成する際に、付与された円弧形状が互いに係合して積層状態を容易に保持することができる。

しかしながら、金属リングの周長を補正すると同時に円弧形状を付与するときに、周長を適正値に合わせようとすると、円弧形状が適切に付与されない場合があり、円弧形状を適切に付与しようとすると、周長が適正値から外れてしまう場合があるという不都合が生じる。
国際公開第２００２／０３８３０２号パンフレット（第２３頁、第６図、第７図）

本発明は、以上の点に鑑み、金属リングに適切な円弧形状を付与することができ、しかも周長を適正値内に収めることができる周長補正方法、及び周長補正装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、相対的に離間する方向に変位可能な駆動ローラ及び従動ローラに金属リングを掛け回し、該駆動ローラ及び従動ローラを相対的に離間する方向に変位させ、該駆動ローラ及び従動ローラで該金属リングを緊張させた状態で該金属リングの周長の実寸を測定する周長測定工程と、該駆動ローラと従動ローラとの間を所定間隔に保持すると共に、該駆動ローラと従動ローラとの間に位置させた周長補正ローラを、該駆動ローラと従動ローラとの変位方向と交差し且つ該金属リングを延引する方向に、該周長測定工程により測定された該金属リングの周長の実寸を基に設定された所定の変位量で変位させることにより、該金属リングの周長を補正する周長補正工程とを有する金属リングの周長補正方法において、前記周長補正工程より前に、外周面が幅方向の断面視で中央部が外方に凸となる円弧形状であり、前記金属リングの内方に位置する円弧付与ローラを、該金属リングを延引する方向に所定の変位量で変位させることにより、該金属リングに該円弧付与ローラの外周面形状に沿う円弧形状を付与する円弧付与工程を有することを特徴とする。

この周長補正方法は、相対的に離間する方向に変位可能な駆動ローラ及び従動ローラと、該駆動ローラ及び従動ローラの中間位置で、該駆動ローラ及び従動ローラの変位方向と交差し且つ該駆動ローラ及び従動ローラに掛け回された金属リングを延引する方向に変位させることにより該金属リングの周長を補正する周長補正ローラと、外周面が幅方向の断面視で中央部が外方に凸となる円弧形状であり、前記金属リングの内方に位置して、該金属リングを延引する方向に変位することにより該金属リングに該外周面形状に沿う円弧形状を付与する円弧付与ローラと、各ローラの変位を制御する制御手段とを備え、前記駆動ローラ及び従動ローラに前記金属リングを掛け回し、該金属リングの周長を補正する周長補正装置により、実施することができる。

周長補正工程と円弧付与工程とを同時に行おうとすると、金属リングに円弧形状を適切に付与し、且つ周長を適正値内に収めることは困難である。又、周長補正工程の後に、円弧付与工程を行うと、周長補正工程により、適正値に収められた金属リングの周長が、円弧付与工程の円弧付与ローラによる金属リングを延引する方向への変位により、適正値から外れてしまうことがある。

本発明の周長補正方法又は周長補正装置によれば、円弧付与ローラを変位させて金属リングに円弧形状を付与した後、周長補正ローラを変位させて金属リングの周長を補正することにより、金属リングに適切な円弧形状を付与することができ、且つ周長を適正値内に収めることができる。

又、円弧付与ローラは、例えば、駆動ローラ、従動ローラ、周長補正ローラの何れか１つのローラで構成することができる。このように構成することにより、駆動ローラ、及び従動ローラ、周長補正ローラの他に、別個の円弧付与ローラを設ける必要がなく、装置の簡略化を図ることができる。

例えば、円弧付与ローラを周長補正ローラで構成した場合には、円弧付与ローラとしての周長補正ローラを変位させて金属リングに円弧形状を付与する円弧付与工程を行った後、周長測定工程を行い、そして、周長補正ローラを変位させて金属リングの周長を補正する周長補正工程を行うようにすればよい。

又、円弧付与工程を周長測定工程と同時に行うようにすれば、周長補正作業全体にかかる時間の短縮化を図ることができ、有利である。

本発明の実施の形態を図１から図４を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の周長補正装置により周長を補正する無段変速機用の金属リングの一部を示した説明図、図２から図４は第１乃至第３実施形態の周長補正装置による周長補正方法を模式的に示した説明図である。

第１乃至第３実施形態の周長補正装置は、図１に一部を示す無段変速機の金属ベルトＢを構成する金属リングＷの周長を補正する装置である。金属ベルトＢは、金属リングＷの周長を少しずつ異ならせ、これを積層することにより構成される。金属リングＷは、幅方向に断面視で中央部が外方に凸となる円弧形状Ｗ１を備えている。これにより、金属リングＷを積層して金属ベルトＢを構成する際に、金属リングＷに付与された円弧形状Ｗ１が互いに係合して積層状態を容易に保持することができる。又、金属ベルトＢは、一対の凹部Ｅ１を備える板状のエレメントＥを板厚方向に積層した積層体の凹部Ｅ１に挿入される。これにより金属リングＷが一体に結束される。

金属リングＷは、マルエージング鋼の薄板の端部同士を溶接して筒状にしたものを第１の溶体化処理を施して所定の幅に裁断したのち、所定の周長に圧延し、第２の溶体化処理を施したものである。しかしながら、第２の溶体化処理により金属リングＷの周長がバラついてしまうため、所定の周長に補正する必要がある。この周長の補正は周長補正装置により行われる。

図２に模式的に示すように、第１実施形態の周長補正装置１は、金属リングＷが掛け回される駆動ローラ２と従動ローラ３とを備え、さらに駆動ローラ２と従動ローラ３との中間位置に金属リングＷの周長を補正する際に用いられる周長補正ローラ４を備える。駆動ローラ２はモータ等の図示しない駆動手段により回転駆動自在に構成されている。又、従動ローラ３は、図示しない制御手段により、駆動ローラ２から離間する方向に変位自在となっている。

又、第１実施形態では、従動ローラ３は円弧付与ローラの役割を兼ね備えており、これにより、各ローラ２，３，４の他に別個の円弧付与ローラを設ける必要が無く、装置の簡略化を図ることができる。又、円弧付与ローラとしての従動ローラ３は、他のローラ２，４よりも小さい径となっている。これにより、金属リングＷに従動ローラ３の前記外周面形状に沿う円弧形状Ｗ１を付与し易くなる。各ローラ２，３，４の外周面は、幅方向の断面視で中央部が外方に向かって凸となる円弧形状に形成されている。尚、円弧付与ローラとしての従動ローラ３以外の駆動ローラ２及び周長補正ローラ４の外周面は、必ずしも前記円弧形状に形成する必要はない。

次に、第１実施形態の周長補正装置１の作動について説明する。まず、駆動ローラ２、従動ローラ３及び周長補正ローラ４に金属リングＷを掛け回す。金属リングＷが掛け回されると、従動ローラ３が駆動ローラ２から離間する方向に移動して、金属リングＷが緊張された状態となる。そして、図示しない駆動手段が作動され、駆動ローラ２が回転駆動されて、周長測定工程として前記制御手段が該金属リングＷの周長の実寸を駆動ローラ２と従動ローラ３との軸間距離に基づいて求める。このとき、円弧付与工程として、金属リングＷには従動ローラ３の前記外周面形状に沿う円弧形状Ｗ１が付与される。このように、周長測定工程と円弧付与工程とを同時に行うことにより周長補正作業全体にかかる時間を短縮することができる。

次に、前記制御手段は、金属リングＷの所望の周長と、前記のように算出された金属リングＷの周長の実寸との差を求め、この差に応じて周長補正ローラ４の変位量を補正する。次に、前記制御手段は周長補正ローラ４を上方に付勢させる。すると、従動ローラ３が駆動ローラ２に近接する方向に移動され、駆動ローラ２と従動ローラ３との間が所定間隔に保持される。この状態で、周長補正ローラ４を上方に付勢することにより、周長補正工程として、金属リングＷが延伸され、塑性変形される。

この結果、周長補正ローラ４は、図２に仮想線示する状態から、前記塑性変形に対応して次第に上方に変位する。前記制御手段は、周長補正ローラ４の変位量を検出し、検出された変位量が金属リングＷの周長の前記基準値に対して所定の変位量に達したら、付勢を解除する。そして、周長補正ローラ４が最初の位置に復帰したならば、駆動ローラ２の回転駆動を停止して金属リングＷを取出し、作動を完了する。

尚、周長補正工程時における駆動ローラ２と従動ローラ３との間の前記所定間隔は、図２に示すように、従動ローラ３の、金属リングＷが接触し始める２つの点における両接線がなす角度αが、周長補正ローラ４の、金属リングＷが接触し始める２つの点における両接線がなす角度βよりも大きくなるように、設定することが好ましい。第１実施形態では、円弧付与ローラとしての従動ローラ３は他のローラ２，４と比較して小径のものを用いることにより円弧付与工程時に金属リングＷに円弧形状Ｗ１を付与し易くしているが、従動ローラ３の径が小さいため金属リングＷの外周面が強く引っ張られるのに対し内周面は強く圧縮される。このため、円弧付与工程時に金属リングＷの残留応力が強くなり過ぎ、適正値から外れることが考えられる。従って、上記の如く、周長補正工程では角度αを角度βよりも大きくすることにより、従動ローラ３が金属リングＷに与える塑性変形の影響を少なくすると共に、周長補正ローラ４が金属リングＷに与える塑性変形の影響を大きくすることができ、円弧付与工程で増加した金属リングＷの残留応力を適正値内に戻すことができる。

第１実施形態の周長補正装置１によれば、円弧付与ローラとしての従動ローラ３を駆動ローラ２から離間する方向に変位させて、金属リングＷに従動ローラ３の前記外周面形状に沿う円弧形状Ｗ１を付与した後、周長補正ローラ４を従動ローラ３の変位方向に直交し且つ金属リングＷを延引する方向に変位させて金属リングＷの周長を補正することにより、金属リングＷに適切に円弧形状Ｗ１を付与することができ、且つ周長を適正値内に収めることができる。

尚、第１実施形態において、円弧付与工程は周長測定工程と同時に行われるものを説明したが、円弧付与工程は周長補正工程より前に行われればよく、例えば、周長測定工程より前に円弧付与工程を行うようにしてもよい。

又、第１実施形態では、金属リングＷの周長の実寸を求めるときに、従動ローラ３を駆動ローラ２から離間する方向に移動させているが、駆動ローラ２を従動ローラ３から離間する方向に移動させてもよく、駆動ローラ２と従動ローラ３とを相互に離間する方向に移動させてもよい。

又、第１実施形態においては、円弧付与ローラの役割を従動ローラ３が兼ね備えたものを説明したが、これに限られず、例えば、円弧付与ローラの役割を駆動ローラ２又は周長補正ローラ４が兼ね備えるように構成してもよい。周長補正ローラ４が円弧付与ローラの役割を兼ね備える場合には、円弧付与ローラとしての周長補正ローラ４を変位させて金属リングＷに円弧形状Ｗ１を付与する円弧付与工程を行った後、周長測定工程を行い、そして、周長補正ローラ４を変位させて金属リングＷの周長を補正する周長補正工程を行うようにすればよい。

又、例えば、図３及び図４に第２実施形態及び第３実施形態として示すように、各ローラ２，３，４とは別個に円弧付与ローラ５を周長補正装置１に設けてもよい。

図３に示す第２実施形態の周長補正装置１’には、周長補正ローラ４と同軸上に円弧付与ローラ５が設けられている。そして、円弧付与工程時には、図３（ａ）に示すように、円弧付与ローラ５が金属リングＷに内方から接触するように位置し、周長補正工程時には、図３（ｂ）に示すように、周長補正ローラ４が金属リングＷに内方から接触するように位置するように、ローラ４，５を紙面垂直方向に進退させる図示しない進退手段が設けられている。他の構成は第１実施形態と同様である。

この周長補正装置１’では、円弧付与工程時には、図３（ａ）に示すように、該進退手段により円弧付与ローラ５を金属リングＷに内方から接触する位置へ紙面垂直方向に移動させる。そして、金属リングＷを延引する方向に円弧付与ローラ５を変位させることにより、円弧付与ローラ５の外周面形状に沿った円弧形状Ｗ１を金属リングＷに付与する。次に、円弧付与ローラ５を金属リングＷに接触しない位置まで戻し、従動ローラ３を駆動ローラ２から離間する方向に変位させ、周長測定工程として、金属リングＷの周長の実寸を測定する。そして、図３（ｂ）に示すように、周長補正工程として、前記進退手段により周長補正ローラ４を金属リングＷの内方から接触する位置へ紙面垂直方向に移動させ、周長補正ローラ４を金属リングＷを延引する方向へ所定の変位量で変位させることにより周長補正を行う。

図４に示す第３実施形態の周長補正装置１”は、円弧付与ローラ５を周長補正ローラ４の周方向と同一平面上に位置させて、夫々を回転自在に軸支するテーブル６を備えている。テーブル６は、これを回転させることにより周長補正ローラ４と円弧付与ローラ５とを切り替えて金属リングＷに内方から当接させることができるように構成されている。他の構成は第１実施形態と同様である。

この周長補正装置１”では、まず、第１実施形態と同様の周長測定工程を行い、次いで、円弧付与工程を行う。円弧付与工程時には、図４（ａ）に示すように、テーブル６を回転させて円弧付与ローラ５が金属リングＷに内方から当接するようにし、テーブル６を介して円弧付与ローラ５を金属リングＷを延引する方向に変位させることにより、円弧付与ローラ５の外周面形状に沿った円弧形状Ｗ１を金属リングＷに付与する。そして、図４（ｂ）に示すように、テーブル６を回転させて周長補正ローラ４が金属リングＷに内方から当接するようにし、テーブル６を介して周長補正ローラ４を金属リングＷを延引する方向に所定の変位量で変位させ、金属リングＷの周長を補正する周長補正工程を行う。

第２実施形態の周長補正装置１’及び第３実施形態の周長補正装置１”によれば、円弧付与ローラ５を金属リングＷを延引する方向へ変位させる際に、周長補正ローラ４を変位させる手段（図示省略）と同一のものを使用するため、周長補正ローラ４を変位させる手段の他に、別個の円弧付与ローラ５を変位させる手段を設ける必要がなく、周長補正装置の構成の簡略化を図ることができる。又、円弧付与ローラ５を駆動ローラ２及び従動ローラ３、周長補正ローラ５とは別個に設けているため、周長補正工程時には、円弧付与ローラ５は金属リングＷと接触していない。このため、第１実施形態の図２に示したように角度αを角度βよりも大きくなるように構成する必要はなく、容易に残留応力を適正値内に戻すことができる。

又、第３実施形態の周長補正装置１”によれば、周長測定工程の後に円弧付与工程を行い、且つ円弧付与ローラ５と周長補正ローラ４との切り替えはテーブル６の回転により行われるため、第２実施形態の周長補正装置１’のように、円弧付与ローラ５を金属リングＷに接触しない位置に戻してから、周長補正ローラ４を前記進退手段により金属リングＷに接触する位置に移動させた後、周長補正ローラ４を金属リングＷを延引する方向に変位させる必要はない。このため、第３実施形態の周長補正装置１”は、第２実施形態の周長補正装置１’と比較して、周長補正作業全体にかかる時間の短縮化を図ることができる。

尚、第３実施形態の周長補正装置１”においては、周長測定工程、円弧付与工程、周長補正工程の順に行うものを説明したが、これに限られず、円弧付与工程、周長測定工程、周長補正工程の順に行うようにしてもよい。この場合、例えば、円弧付与ローラ５により金属リングＷに円弧形状Ｗ１を付与した後、円弧付与ローラ５をテーブル６と共に変位させる前の元の位置まで戻し、周長測定工程を行うようにすればよい。

本発明の実施形態の周長補正装置により周長を補正する無段変速機用の金属リングの一部を示した説明図。 第１実施形態の周長補正装置による周長補正方法を模式的に示した説明図。 第２実施形態の周長補正装置による周長補正方法を模式的に示した説明図。 第３実施形態の周長補正装置による周長補正方法を模式的に示した説明図。

符号の説明

１，１’，１”…周長補正装置、 ２…駆動ローラ、 ３…従動ローラ（第１実施形態の円弧付与ローラ）、 ４…周長補正ローラ、 ５…円弧付与ローラ（第２実施形態、第３実施形態）、 Ｗ…金属リング、 Ｗ１…円弧形状。

Claims (5)

1. 相対的に離間する方向に変位可能な駆動ローラ及び従動ローラに金属リングを掛け回し、該駆動ローラ及び従動ローラを相対的に離間する方向に変位させ、該金属リングを緊張させた状態で該金属リングの周長の実寸を測定する周長測定工程と、
   該駆動ローラと従動ローラとの間を所定間隔に保持すると共に、該駆動ローラと従動ローラとの間に位置させた周長補正ローラを、該駆動ローラと従動ローラとの変位方向と交差し且つ該金属リングを延引する方向に、該周長測定工程により測定された該金属リングの周長の実寸を基に設定された所定の変位量で変位させることにより、該金属リングの周長を補正する周長補正工程とを有する金属リングの周長補正方法において、
   前記周長補正工程より前に、外周面が幅方向の断面視で中央部が外方に凸となる円弧形状であり、前記金属リングの内方に位置する円弧付与ローラを、該金属リングを延引する方向に所定の変位量で変位させることにより、該金属リングに該円弧付与ローラの外周面形状に沿う円弧形状を付与する円弧付与工程を有することを特徴とする金属リングの周長補正方法。
2. 前記円弧付与ローラは、前記駆動ローラ、従動ローラ、周長補正ローラの何れか１つのローラであることを特徴とする請求項１記載の金属リングの周長補正方法。
3. 前記円弧付与ローラは、前記駆動ローラ又は従動ローラであり、
   前記円弧付与工程は、前記周長測定工程と同時に行われることを特徴とする請求項１記載の金属リングの周長補正方法。
4. 相対的に離間する方向に変位可能な駆動ローラ及び従動ローラと、
   該駆動ローラ及び従動ローラの中間位置で、該駆動ローラ及び従動ローラの変位方向と交差し且つ該駆動ローラ及び従動ローラに掛け回された金属リングを延引する方向に変位させることにより該金属リングの周長を補正する周長補正ローラと、
   外周面が幅方向の断面視で中央部が外方に凸となる円弧形状であり、前記金属リングの内方に位置して、該金属リングを延引する方向に変位することにより該金属リングに該外周面形状に沿う円弧形状を付与する円弧付与ローラと、
   各ローラの変位を制御する制御手段とを備え、
   前記駆動ローラ及び従動ローラに前記金属リングを掛け回し、該金属リングの周長を補正することを特徴とする金属リングの周長補正装置。
5. 前記円弧付与ローラは、前記駆動ローラ、従動ローラ、周長補正ローラの何れか１つのローラであることを特徴とする請求項４記載の周長補正装置。

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