JP2010137240A - 伝動ベルト用エレメントの成形方法および成形装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エレメントのサドル面とリングの内周面とのエッジ当たりを防止して耐久性を向上させることができる伝動ベルト用エレメントの成形方法および成形装置を提供すること。
【解決手段】板片状の複数の個体を姿勢を揃えた状態で互いに対向させて環状に配列するとともに、それらをリング９によって結束することにより伝動ベルトＢを構成するエレメント１の成形方法であって、リング９により結束される際にリング９の内周面９ａと当接するサドル面１０を有するエレメント１を、板状の素材２５を圧縮加工および打ち抜き加工するプレス加工により成形する伝動ベルト用エレメントの成形方法において、素材２５の板面２５ａがプレス加工の際のプレス方向と直交する平面Ｐに対して傾斜した状態に素材２５を配置し、その状態でプレス加工を実施してエレメント１を成形する。
【選択図】図４

Description

この発明は、板厚方向に姿勢を揃えて環状に配列された状態でリングによって結束されることにより伝動ベルトを構成するエレメントの成形方法およびその成形装置に関するものである。

巻き掛け伝動機構を利用したベルト式無段変速機は、駆動側プーリおよび従動側プーリの２組のプーリと、それらのプーリに巻き掛けられる伝動ベルトとを使用して変速比を無段階に変化させる変速機である。そのようなベルト式無段変速機に用いられる伝動ベルトとして、例えば、エレメントあるいはブロックなどと称される多数の板片をその板厚方向に互いに重ね合わせて環状に配列するとともに、それらの板片をリングあるいはバンドあるいはキャリアなどと称される環状の帯状体で環状に結束することにより、無端環状に形成されたベルトが知られている。

このような伝動ベルトが、駆動側および従動側の２組のプーリに巻き掛けられた状態で駆動側プーリが駆動されると、エレメントには、エレメントと駆動側プーリとの接触部分の摩擦力、および、駆動側プーリのトルクに応じて駆動側プーリからエレメントに対して加えられるエレメントの積層方向すなわちエレメントの厚さ方向の圧縮力が作用する。そして、駆動側プーリに接触しているエレメントに伝達された圧縮力は、プーリに巻き掛けられていないエレメントを経由して、従動側プーリに接触しているエレメントに伝達される。この従動側プーリに接触しているエレメントに圧縮力が伝達されると、そのエレメントと従動側プーリとの接触部分の摩擦力、および伝達された圧縮力に応じて従動側プーリを回転させようとするトルクが発生する。このようにして、駆動側プーリと従動側プーリとの間で、伝動ベルトを介して動力伝達が行われる。

上記のような伝動ベルトを構成するエレメントの成形方法の一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されているベルト用エレメントの成形方法は、プーリに巻き掛けられる無端状のベルトを構成するために厚さ方向に多数積層されるものであって、プーリ間で動力を伝達する場合に厚さ方向に圧縮力が加えられる胴部と、この胴部よりもベルトの外周側に設けられた頭部と、この頭部と胴部とを接続する首部と、頭部に設けられて厚さ方向に窪んだ係合凹部および厚さ方向に突出した係合凸部とを有するエレメントを、金属製の板状材料をプレス加工して成形する方法であって、板状材料を圧縮加工して係合凹部および係合凸部を形成し、かつ、その板状材料における係合凹部および係合凸部を含む領域を打ち抜き加工してエレメントの輪郭を形成するようになっている。

特開２００６−１９２４５９号公報

上記の特許文献１に記載されているようなエレメントの成形方法によれば、エレメントは、具体的には図８に示すように、金属製の板状の素材ａをダイスｂに設置し、そのダイスｂとプレス方向もしくは打ち抜き方向（図８での上下方向）で対向する板押さえｃにより素材ａを固定し、その状態でパンチｄおよびイジェクタｅならびに板押さえｃにそれぞれ載荷して素材ａを圧縮および打ち抜き加工することにより、係合凹部および係合凸部などの表面の形状が形成されるとともに、エレメントＥの外形の輪郭が形成される。

このような従来のプレス加工では、通常、ダイスｂおよび板押さえｃおよびパンチｄならびにイジェクタｅにおけるプレス面の方向（図８での左右方向）と、パンチｄおよびイジェクタｅのプレス方向とが直交している。すなわち、エレメントＥの素材ａは、その板面の方向（図８での左右方向）がプレス方向と直交するように配置されてプレス加工される。そのため、プレス加工後のエレメントＥの輪郭を形成する外形部は、その板厚方向に、図９の（ａ）に示すように、抜き勾配（図９の（ａ）のθ1で示す部分）と打ち抜きによるせん断時に発生するだれ（図９の（ａ）のθ2で示す部分）とによる勾配が形成される。なお、図１０に従来のプレス加工により成形したエレメントＥのサドル面ｆの板厚方向における輪郭形状測定データを参考に示してある。サドル面ｆの板厚方向には、プレス加工の抜き勾配部分と、その抜き勾配部分よりもさらに傾斜しているだれ部分とによる勾配が形成されることが分かる。

上記のような勾配が図９の（ａ）に示すようなエレメントＥのいわゆるサドル面ｆの板厚方向に形成されると、言い換えると、エレメントＥのサドル面ｆが、図９の（ａ）に示すような勾配の傾斜面として形成されると、図９の（ｂ）に示すように、エレメントＥとリングＲとを組み付けた状態で、エレメントＥのサドル面ｆが板厚方向に傾斜することにより形成されるエッジ部ｇとリングＲの内周面ｈとが当接し、すなわちエレメントＥのサドル面ｆとリングＲの内周面ｈとの間にエッジ当たりが生じ、リングＲの内周面ｈに発生する曲げ応力や接触応力が大きくなってしまう。その結果、リングＲすなわち伝動ベルトの耐久性が低下してしまう可能性があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、エレメントのサドル面とリングの内周面とのエッジ当たりを防止して耐久性を向上させることができる伝動ベルト用エレメントの成形方法および成形装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、板片状の複数の個体を姿勢を揃えた状態で互いに対向させて環状に配列するとともに、それらをリングによって結束することにより伝動ベルトを構成するエレメントの成形方法であって、前記リングにより結束される際に前記リングの内周面と当接するサドル面を有する前記エレメントを、板状の素材を圧縮加工および打ち抜き加工するプレス加工により成形する伝動ベルト用エレメントの成形方法において、前記素材の板面が前記プレス加工の際のプレス方向と直交する平面に対して傾斜した状態に前記素材を配置し、その状態で前記プレス加工を実施して前記エレメントを成形することを特徴とする伝動ベルト用エレメントの成形方法である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、いずれか一方の前記板面の前記エレメントに成形された際の内周側端部を含む前記平面に対して該一方の板面の前記エレメントに成形された際の外周側端部が前記プレス加工の際にだれが生じる面側へ遠ざかる方向に前記傾斜が設定されていることを特徴とする伝動ベルト用エレメントの成形方法である。

一方、請求項３の発明は、板片状の複数の個体を姿勢を揃えた状態で互いに対向させて環状に配列するとともに、それらをリングによって結束することにより伝動ベルトを構成するエレメントを成形するための装置であって、前記リングにより結束される際に前記リングの内周面と当接するサドル面を有する前記エレメントを、板状の素材を圧縮加工および打ち抜き加工するプレス加工により成形する伝動ベルト用エレメントの成形装置において、前記プレス加工の際に前記素材を載置するとともに前記素材の板面と当接して前記圧縮加工もしくは打ち抜き加工を行う成形型のプレス面および押さえ面に、前記プレス加工の際のプレス方向と直交する平面に対して傾斜した傾斜面が設けられていることを特徴とする伝動ベルト用エレメントの成形装置である。

また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、いずれか一方の前記板面の前記エレメントに成形された際の内周側端部を含む前記平面に対して該一方の板面の前記エレメントに成形された際の外周側端部が前記プレス加工の際にだれが生じる面側へ遠ざかる方向に前記傾斜が設定されていることを特徴とする伝動ベルト用エレメントの成形装置である。

請求項１の発明によれば、プレス方向と直交する平面に対して、素材の板面が傾斜した状態でプレス加工が実施される。その結果、素材の板面がプレス方向と直交するように素材を配置してエレメントを成形する従来の成形方法と比較して、プレス加工時の打ち抜きにより形成されるエレメントのサドル面の傾斜角度を変更することができる。すなわち、プレス方向に直交する平面に対して適切な傾斜を設けて素材を配置した状態でエレメントをプレス加工することにより、プレス加工の際にサドル面に形成される傾斜が調整されて、エレメントに、リングの内周面に対するエッジ当たりを回避もしくは抑制できる形状のサドル面が形成される。そのため、エッジ当たりによる応力集中や過大な応力の発生を防止し、伝動ベルトの耐久性を向上させる伝動ベルト用エレメントを成形することができる。

また、請求項２の発明によれば、プレス方向と直交する平面に対して、成形後のエレメントの外周側端部が成形時にかえりが生じる側からだれが生じる側へ傾く方向に素材の板面が傾斜した状態でプレス加工が実施される。その結果、プレス加工後のエレメントのサドル面に抜き勾配とだれとにより形成される傾斜面が、サドル面の板厚方向の中央部分に凸となるので、エレメントとリングとを組み付けた際にリングの内周面に対するエッジ当たりの発生が回避もしくは抑制される。そのため、エッジ当たりによる応力集中や過大な応力の発生を防止し、伝動ベルトの耐久性を向上させる伝動ベルト用エレメントを成形することができる。

一方、請求項３の発明によれば、プレス方向と直交する平面に対して素材の板面が傾斜した状態で素材がプレス加工の成形型に配置される。そしてその傾斜に対応した傾斜面が設けられている成形型のプレス面および押さえ面を介して素材に載荷されてプレス加工が実施される。その結果、素材の板面がプレス方向と直交するように素材を配置してエレメントを成形する従来の成形方法と比較して、プレス加工時の打ち抜きにより形成されるエレメントのサドル面の傾斜角度を変更することができる。すなわち、プレス方向に直交する平面に対して適切な傾斜を設けて素材を配置した状態でエレメントをプレス加工することにより、プレス加工の際にサドル面に形成される傾斜が調整されて、エレメントに、リングの内周面に対するエッジ当たりを回避もしくは抑制できる形状のサドル面が形成される。そのため、エッジ当たりによる応力集中や過大な応力の発生を防止し、伝動ベルトの耐久性を向上させる伝動ベルト用エレメントを成形することができる。

また、請求項４の発明によれば、プレス方向と直交する平面に対して、成形後のエレメントの外周側端部が成形時にかえりが生じる側からだれが生じる側へ傾く方向に素材の板面が傾斜した状態で素材が成形型に配置される。そしてその傾斜に対応した傾斜面が設けられている成形型のプレス面および押さえ面を介して素材に載荷されてプレス加工が実施される。その結果、プレス加工後のエレメントのサドル面に抜き勾配とだれとにより形成される傾斜面が、サドル面の板厚方向の中央部分に凸となるので、エレメントとリングとを組み付けた際にリングの内周面に対するエッジ当たりの発生が回避もしくは抑制される。そのため、エッジ当たりによる応力集中や過大な応力の発生を防止し、伝動ベルトの耐久性を向上させる伝動ベルト用エレメントを成形することができる。

つぎに、この発明を図面を参照して具体的に説明する。先ず、この発明で対象とする伝動ベルト用エレメントの構成について説明する。図１，図２に、この発明に係る伝動ベルトおよびその伝動ベルトを構成する伝動ベルト用エレメントの構成例を示してある。ここで示す伝動ベルトＢは、例えばベルト式無段変速機の駆動側（入力軸）プーリと従動側（出力軸）プーリとに巻き掛けられて、それらのプーリの間で動力を伝達するベルトの例である。図１において、エレメント１は、例えば金属製の板片状の部材からなり、その幅方向（図１のｘ軸方向）における左右の両端面２，３がテーパ状の傾斜した面として形成された基体部分である板部（本体部）４を有している。そして、そのテーパ状に傾斜した左右端面２，３が、ベルト式無段変速機の駆動側プーリあるいは従動側プーリであるプーリ５のベルト巻き掛け溝（Ｖ形溝）５ａに摩擦接触してトルクを伝達する摩擦面となっている。

板部４の幅方向（図１のｘ軸方向）における中央部に、図１での上方すなわち伝動ベルトＢとしての外周側に延びた首部６が形成されている。その首部６の上端部には、板部４の幅方向での両側に傘状に延びた頂部７が首部６と一体に形成されている。したがって板部４の図１，図２での上側のエッジ部分と頂部７の図１，図２での下側のエッジ部分との間に、図１での左右方向に開いたスリット部（溝部）８が形成されている。このスリット部８は、互いに密着して環状に配列されたエレメント１を環状に結束するための、例えば金属製の環状の帯状体であるリング９を挿入して巻き掛けるための部分であり、したがって板部４の図１，図２での上側のエッジ部分が、エレメント１にリング９が巻き掛けられる際にリング９の内周面９ａを接触させて載せる、言い換えると、環状に配列された複数のエレメント１がリング９により結束される際にリング９の内周面９ａと接触するサドル面１０となっている。

また、各エレメント１には、相対的な位置を決めるために互いに嵌合する凸部および凹部が形成されている。すなわち、前述した首部６の延長位置（あるいは頂部７の中心部）には、エレメント１の板厚方向（図２のｚ軸方向）における一方の側面１ａ（図２での左側の側面）に凸となる断面円形のディンプル１１が形成されている。そしてこのディンプル１１とは反対側の他方の側面１ｂ（図２での右側の側面）に凹となるとともに、隣接するエレメント１におけるディンプル１１を緩く嵌合（挿入）させる有底円筒状のホール１２が形成されている。したがってこれらのディンプル１１とホール１２とが嵌合することにより、環状に配列される際に互いに隣接するエレメント１同士の図１での左右方向および上下方向の相対位置を決めるようになっている。

このような構成のエレメント１では、ディンプル１１とホール１２とによって図１，図２での上下方向の位置が規制され、これに対してリング９の張力によってサドル面１０に図１，図２での下向きすなわち伝動ベルトＢとしての内周方向の荷重が作用する。そのため、例えばディンプル１１あるいはホール１２とサドル面１０との間の寸法のばらつきなどの影響によって、首部６を引っ張る方向、もしくは圧縮する方向の荷重が作用する場合がある。その場合、サドル面１０が首部６の基端部から直角方向（図１のｘ軸方向）に延びているから、首部６とサドル面１０との間に曲げモーメントが作用する。その曲げモーメントは、首部６とサドル面１０との境界部となっているコーナー部で最大となるから、この部分での応力集中を防止するために、そのコーナー部を円弧状に窪ませたいわゆる隅Ｒ部１３が形成されている。

このエレメント１は、環状に配列された状態でリング９によって結束され、その状態で駆動側および従動側のそれぞれのプーリ５に巻き掛けられる。したがってプーリ５に巻き掛けられた状態では、各エレメント１が、プーリ５の中心に対して扇状に拡がり、言い換えると、各エレメント１が円弧状に湾曲した配列状態になり、かつ、互いに密着する必要があるため、各エレメント１の図１，図２での下側の部分（環状に配列した状態での中心側の部分）が薄肉に形成されている。すなわち、板部４の板厚方向（図２のｚ軸方向）における一方の側面１ａが、エレメント１が円弧状に湾曲した配列状態のときに半径方向となるエレメント１の高さ方向（図１，図２のｙ軸方向）におけるサドル面１０より所定寸法下がった（オフセットされた）部分から下側の部分が、板部４の板厚よりも薄肉となるように形成されている。

そのため、各エレメント１が扇形に拡がって接触する場合、その板厚の変化する境界部分で接触する。すなわち、この境界部分のエッジが、各エレメント１が円弧状に湾曲した配列状態となった場合に隣接する他のエレメント１に接触するロッキングエッジ１４となっている。

そして、上記のように構成される多数のエレメント１と、２本のリング９とを組み付けることにより、伝動ベルトＢが構成される。すなわち、伝動ベルトＢは、図３に示すように、所定の枚数の多数のエレメント１をそれぞれの向きおよび姿勢を揃えて環状に配列し、それらエレメント１のスリット部８に、２本のリング９をそれぞれ挿入して巻き掛けて、エレメント１をリング９で環状に結束することにより構成されている。

ここで、上記のようなエレメント１は、板状の素材、主に金属の板材を材料として、通常、プレスにより圧縮加工および打ち抜き加工するプレス加工によって成形される。すなわち、金属製の板状の素材を圧縮加工することによりエレメント１の両側面１ａ，１ｂのディンプル１１およびホール１２の形状が成形されるとともに、打ち抜き加工することによりエレメント１の輪郭形状が成形される。特に、エレメント１の輪郭形状は、偏荷重や応力集中の発生を防ぐために高い精度が要求されるので、エレメント１は、精密打ち抜き加工もしくはファインブランキングなどと称される精密プレス加工によって成形される。

上記のようにしてエレメント１をプレス加工により成形する場合、従来一般的には、前述の図８に示すように、プレス加工の際のプレス方向すなわちプレス加工の際の載荷方向に対してエレメント１を成形するための素材の板面（板材の板厚方向で表裏に対向する平面）の方向が直交するように素材が配置されてプレス加工される。したがって、前述したように、プレス加工による成形後のエレメント１の外形面すなわちエレメント１の輪郭を形成する板厚方向の輪郭面には、プレス加工の際に不可避的に発生する抜き勾配とだれとによる勾配が形成される。すなわち、エレメント１の輪郭面には、前述の図９の（ａ）に示した例と同様の、抜き勾配とだれとからなるエレメント１の板厚方向に対する傾斜が不可避的に形成される。

このような傾斜が特にエレメント１のサドル面１０に形成されると、サドル面１０と、エレメント１の一方の側面１ａとのなす角が、エレメント１の外部に鋭角に凸となるエッジ部となる。すると、エレメント１とリング９とを組み付けた際に、すなわち環状に配列された状態の多数のエレメント１がリング９により結束される際に、エレメント１のサドル面１０とリング９の内周面９ａとが当接する部分が、前述の図９の（ｂ）に示した例と同様にエッジ当たりとなり、その結果、リング９の内周面９ａに発生する応力が大きくなってしまう。

そこで、この発明に係る伝動ベルト用エレメントの成形方法およびその成形装置では、エレメント１をプレス加工により成形する際に供される板状の素材を、その板面がプレス方向に直交する平面に対して傾斜した状態に配置して、その状態でプレス加工を実施することにより、エレメント１のサドル面１０に上記のような鋭角のエッジ部が形成されることを回避し、サドル面１０をその板厚方向の中央部分で外部に凸となる形状に形成できるようになっている。

具体的には、先ず、この発明に係る伝動ベルト用エレメントの成形装置について説明する。図４に、上述したこの発明で対象としているエレメント１をプレス加工により成形するためのプレス成形装置Ｍの構成を示してある。前述したように、この発明で対象としているエレメント１は、機能上、特にその輪郭形状を高精度に形成する必要があり、そのためこのプレス成形装置Ｍは、例えばエレメント１の輪郭形状を高精度で打ち抜き加工するいわゆる精密打ち抜き（ファインブランキング）が可能な構成であることが好ましい。

図４において、プレス成形装置Ｍは、プレス加工の際に互いに対となる上下の成形型として、この図４に示す例では上型となるパンチ２１および板押さえ２２と、この図４に示す例では下型となるダイ２３およびイジェクタ２４とから構成されている。

パンチ２１およびイジェクタ２４は、互いに鉛直方向（図４の上下方向）に対向する位置に配置されていて、この例では、それぞれ鉛直方向で上下に移動可能な構成となっている。このうち、パンチ２１は、鉛直方向下向きにプレス加工の際のプレス荷重が載荷されるように構成され、イジェクタ２４は、鉛直方向上向きにプレス荷重が載荷されるように構成されている。

これらパンチ２１およびイジェクタ２４の互いに対向する先端部には、それぞれ、プレス加工の際に素材２５の板面２５ａ，２５ｂに当接してプレス荷重を載荷する載荷面となるプレス面２１ａ，２４ａが形成されている。すなわち、この図４に示す例では、パンチ２１のプレス面２１ａには、素材２５の板面２５ｂと当接し、主にエレメント１のホール１２の形状を成形するための型が形成されていて、イジェクタ２４のプレス面２４ａには、素材２５の板面２５ａ（板面２５ｂの板厚方向で反対側の面）と当接し、主にエレメント１のディンプル１１やロッキングエッジ１４等の形状を成形するための型が形成されている。

また、パンチ２１のプレス面２１ａは、そのプレス面２１ａ方向における輪郭形状がエレメント１の輪郭形状とほぼ同一の形状になっていて、素材２５を打ち抜いてエレメント１の輪郭形状を形成する際の切刃となるように構成されている。また、イジェクタ２４のプレス面２４ａも、そのプレス面２４ａ方向における輪郭形状がエレメント１の輪郭形状とほぼ同一の形状となるように構成されている。

したがって、パンチ２１とイジェクタ２４とによって素材２５にプレス荷重を載荷することにより、素材２５の両板面２５ａ，２５ｂにエレメント１の両側面１ａ，１ｂの表面形状を成形することができる。すなわち、素材２５の板面２５ｂにパンチ２１のプレス面２１ａを介してプレス荷重を載荷することにより、板面２５ｂにホール１２などのエレメント１の側面１ｂの形状を成形することができる。また、素材２５の板面２５ａにイジェクタ２４のプレス面２４ａを介してプレス荷重を載荷することにより、板面２５ａにディンプル１１およびロッキングエッジ１４などのエレメント１の側面１ａの形状を成形することができる。

一方、ダイ２３は、パンチ２１と対向する側であって、イジェクタ２４のプレス面２４ａ方向の輪郭を取り囲む位置に配置されていて、この例では、鉛直方向下向きの荷重に対する反力受けとなるように、例えばプレス成形装置Ｍの本体（図示せず）等に固定されている。

このダイ２３のパンチ２１に対向する先端部には、プレス加工の際に素材２５を所定の位置に載置し、かつ素材２５の板面２５ａに当接してプレス荷重（反力）を載荷する載荷面となるとともに、素材２５を打ち抜き加工する際の切刃となるプレス面２３ａが形成されている。

すなわち、ダイ２３には、内部が鉛直方向にくり抜かれ、パンチ２１およびイジェクタ２４を挿入してそれらが鉛直方向で相対移動可能な中空部分が形成されていて、そのくり抜かれた中空部分の内周面のプレス面２３ａ方向における輪郭形状が、エレメント１の輪郭形状とほぼ同一の形状になっている。より具体的には、パンチ２１のプレス面２１ａの輪郭（すなわち切刃）形状に対して所定のクリアランス分だけ拡大された形状になっている。そして素材２５を打ち抜いてエレメント１の輪郭形状を成形する際に、前記のパンチ２１のプレス面２１ａによる一方の切刃に対向する他方の切刃となるように構成されている。

したがって、パンチ２１によって素材２５にプレス荷重を載荷することにより、素材２５を打ち抜いてエレメント１の輪郭形状を形成することができる。すなわち、パンチ２１のプレス面２１ａの外形に形成された切刃とダイ２３の中空部分の内周に形成された切刃とにより素材２５をせん断し、すなわち素材２５をエレメント１に輪郭形状に打ち抜いて、エレメント１の輪郭形状を成形することができる。

なお、前述したイジェクタ２４は、素材２５の板面２５ａの表面形状を形成するために載荷された状態でも鉛直方向下向きに移動可能になっている。したがって、パンチ２１およびイジェクタ２４にそれぞれ載荷して素材２５の両板面２５ａ，２５ｂにエレメント１の両側面１ａ，１ｂの表面形状を形成する状態、すなわち圧縮加工する状態で、パンチ２１に載荷した荷重により素材２５をパンチ２１の切刃およびダイ２３の切刃に応じて打ち抜き加工することができる。

また、上記のようにしてパンチ２１とダイ２３とにより素材２５を打ち抜き加工してエレメント１の輪郭形状を成形する場合、素材２５の両板面２５ａ，２５ｂすなわちエレメント１の両側面１ａ，１ｂには、それぞれ、打ち抜き加工のせん断によるだれもしくはかえりが不可避的に発生する。すなわち、この図４で示す例では、打ち抜き加工の際に最初にダイ２３の切刃が食い込んでせん断が開始されるエレメント１の一方の側面１ａの輪郭部分にだれが発生し、打ち抜き加工の際に最後にせん断されるエレメント１の他方の側面１ｂの輪郭部分にかえりが発生することになる。したがって、図４で示す例のようにエレメント１を成形する場合、エレメント１の側面１ａが“だれが生じる側”となり、エレメント１の側面１ｂが“かえりが生じる側”となる。

また一方、板押さえ２２は、ダイ２３と対向する側であって、パンチ２１のプレス面２１ａ方向の輪郭を取り囲む位置に配置されていて、この図４で示す例では、鉛直方向で上下に移動可能であるとともに、プレス加工の際に鉛直方向下向きの荷重が載荷されるように構成されている。

この板押さえ２２のダイ２３に対向する先端部には、プレス加工の際、すなわち板押さえ２２に鉛直方向下向きの荷重が載荷される際に、素材２５の板面２５ｂに当接して、上記のような素材２５を固定しかつ素材２５の打ち抜き部分周辺に圧縮応力を作用させるための荷重を載荷する載荷面となる押さえ面２２ａが形成されている。

すなわち、板押さえ２２には、内部が鉛直方向にくり抜かれ、パンチ２１を挿入してそれが鉛直方向で相対移動可能な中空部分が形成されていて、そのくり抜かれた中空部分の内周面の押さえ面２２ａ方向における輪郭形状が、エレメント１の輪郭形状とほぼ同一の形状になっている。より具体的には、パンチ２１のプレス面２１ａの輪郭形状に対して所定のクリアランス分だけ拡大された形状になっている。

そして、上記の各プレス面２１ａ，２３ａ，２４ａおよび押さえ面２２ａは、それぞれ、プレス加工の際のプレス（載荷）方向、すなわちこの図４で示す例では鉛直方向に直交する平面に対して角度αだけ傾斜した傾斜面２１ａ，２３ａ，２４ａ，２２ａとして形成されている。言い換えると、パンチ２１および板押さえ２２およびダイ２３ならびにイジェクタ２４、すなわちこのプレス成形装置Ｍの各成形型２１，２２，２３，２４の各プレス面２１ａ，２３ａ，２４ａおよび押さえ面２２ａには、それぞれ、プレス加工の際のプレス方向と直交する平面に対して角度αだけ傾斜した傾斜面２１ａ，２３ａ，２４ａ，２２ａが設けられている。

この角度αによる傾斜は、図４に示すように、素材２５の板面２５ｂのエレメント１に成形された際の内周側端部１ｃを含むプレス方向と直交する平面Ｐに対して、板面２５ａのエレメント１に成形された際の外周側端部１ｄがプレス加工の際に“だれが生じる側”すなわち側面１ａ側に遠ざかる方向に設定されている。

したがって、上記のように構成されたプレス成形装置Ｍによりエレメント１を成形する場合、板状の素材２５の板面２５ａ，２５ｂが、プレス加工の際のプレス方向と直交する平面、特に板面２５ｂのエレメント１に成形された際の内周側端部１ｃを含むプレス方向と直交する平面Ｐに対して、板面２５ｂのエレメント１に成形された際の外周側端部１ｄがプレス加工の際に“だれが生じる側”の側面１ａ側に遠ざかる方向に傾斜した状態に素材２５をプレス成形装置Ｍに配置し、そしてその状態で、素材２５を圧縮加工および打ち抜き加工するプレス加工を実施してエレメント１を成形することができる。

つぎに、この発明に係る伝動ベルト用エレメントの成形方法、すなわち、上記のように構成されたプレス成形装置Ｍを用いたエレメント１の成形方法について説明する。先ず、エレメント１を成形するための素材２５として、金属製の板材が供給される。図５に示すように、例えば、圧延加工などにより帯板状に成形され、かつエレメント１の側面１ａ側のロッキングエッジ１４よりも下方側の段差部分を形成するために、予め断面に段差を持つ板材として形成された素材２５であってもよい。

供給された素材２５は、プレス成形装置Ｍのダイ２３に載置される。具体的には、素材２５の板面２５ａとプレス面２３ａとが当接するように、素材２５が、ダイ２３のプレス面２３ａすなわち傾斜面２３ａの所定の位置に載置される。前述したように、ダイ２３のプレス面２３ａはプレス加工の際のプレス方向と直交する平面に対して角度αだけ傾斜した傾斜面２３ａとして形成されているので、素材２５は、プレス加工の際のプレス方向と直交する平面に対して角度αだけ傾斜した状態でダイ２３のプレス面２３ａに載置される。すなわち、素材２５の板面２５ａ，２５ｂが、板面２５ｂのエレメント１に成形された際の内周側端部１ｃを含むプレス方向と直交する平面Ｐに対して、板面２５ｂのエレメント１に成形された際の外周側端部１ｄがプレス加工の際に“だれが生じる側”の側面１ａ側に遠ざかる方向に傾斜した状態でダイ２３のプレス面２３ａに載置される。

素材２５をダイ２３のプレス面２３ａに載置した後に、板押さえ２２が降下させられ、すなわち板押さえ２２が鉛直方向下向きに移動させられて、板押さえ２２の押さえ面２２ａと素材２５の板面２５ｂとが当接させられる。そして板押さえ２２にプレス方向すなわち鉛直方向下向き（図４での下向き）の荷重が載荷される。したがって、素材２５がダイ２３のプレス面２３ａと板押さえ２２の押さえ面２２ａとによって狭持されて、素材２５がダイ２３に載置された状態で固定される。それとともに、素材２５のプレス面２３ａと押さえ面２２ａとによって狭持された部分が板押さえ２２に載荷された荷重により圧縮される。すなわち、素材２５のプレス面２３ａと押さえ面２２ａとによって狭持された部分に、板押さえ２２に載荷された荷重による圧縮応力が発生する。

そして、素材２５をプレス方向と直交する平面Ｐに対して角度αだけ傾斜させた状態でプレス面２３ａに載置させるとともに、素材２５をダイ２３のプレス面２３ａと板押さえ２２の押さえ面２２ａとによって固定しかつ圧縮応力を発生させた状態で、パンチ２１およびイジェクタ２４にプレス方向すなわち鉛直方向（図４の上下方向）の荷重がそれぞれ載荷される。すなわち、パンチ２１に鉛直方向下向き（図４での下向き）の荷重が載荷され、イジェクタ２４に鉛直方向上向き（図４での上向き）の荷重が載荷される。

このようにパンチ２１とイジェクタ２４とにそれぞれ載荷された荷重が、パンチ２１のプレス面２１ａとイジェクタ２４のプレス面２４ａとを介して素材２５にそれぞれ載荷される。したがって、素材２５が圧縮加工されて、素材２５の両板面２５ａ，２５ｂにエレメント１の両側面１ａ，１ｂの表面形状が成形される。すなわち、素材２５の板面２５ｂにパンチ２１のプレス面２１ａを介してプレス荷重が載荷されて板面２５ｂにエレメント１の側面１ｂの形状が成形され、素材２５の板面２５ａにイジェクタ２４のプレス面２４ａを介してプレス荷重が載荷されて板面２５ａにエレメント１の側面１ａの形状が成形される。

また、上記のようにエレメント１の両側面１ａ，１ｂが成形されるのとともに、パンチ２１に載荷された荷重によりパンチ２１のプレス面２１ａの切刃とダイ２３のプレス面２３ａの切刃との間で素材２５が打ち抜き加工されて、エレメント１の輪郭形状が成形される。

したがって、プレス方向と直交する平面Ｐに対して角度αだけ傾斜させた状態でダイ２３に載置された素材２５が、その傾斜した状態でダイ２３と板押さえ２２とにより固定されかつ圧縮され、その状態で、パンチ２１とイジェクタ２４とにより圧縮加工されて、素材２５の両板面２５ａ，２５ｂにそれぞれエレメント１の両側面１ａ，１ｂが形成される。それとともに、パンチ２１とダイ２３および板押さえ２２とによりエレメント１の輪郭形状に打ち抜き加工される。すなわち、素材２５からエレメント１が成形される。

上記のように、板状の素材２５をプレス方向と直交する平面Ｐに対して角度αだけ傾斜させた状態に配置し、その状態でプレス加工を実施してエレメント１を成形することにより、エレメント１のサドル面１０が、エレメント１の板厚方向の中央部分で凸になるように形成される。

すなわち、図６の（ａ）に示すように、板状の素材２５をその板面２５ｂのエレメント１に成形された際の内周側端部１ｃを含むプレス方向と直交する平面Ｐに対して板面２５ｂのエレメント１に成形された際の外周側端部１ｄがプレス加工の際に“だれが生じる側”すなわち側面１ａ側に遠ざかる方向に角度αだけ傾斜させた状態でプレス加工を行うことにより、プレス加工の際にエレメント１のサドル面１０に不可避的に形成されるだれ部１０ａおよび抜き勾配部１０ｂが、プレス加工の抜き方向（図６の（ａ）の左右方向）に対してそれぞれ角度β1およびそれよりも小さい角度β2だけ傾斜した平面もしくは曲面となる。したがって、エレメント１のサドル面１０は、図６の（ｂ）に示すように、エレメント１の板厚方向（図６の（ｂ）の左右方向）において、だれ部１０ａと抜き勾配部１０ｂとの接続部分が板厚方向の中央部分で外周側（図６の（ｂ）の上側）に凸となる山形状もしくは曲面状に形成される。

その結果、図６の（ｂ）に示すように、エレメント１にリング９が巻き掛けられた際にリング９の内周面９ａと当接するのは、サドル面１０のだれ部１０ａと抜き勾配部１０ｂとの接続部分により形成される鈍角の凸部分となり、リング９の内周面９ａに鋭角のエッジ部分が当接することがない。そのため、リング９の内周面９ａに鋭角のエッジ部分が当接して内周面９ａに応力集中が発生したりすることを回避でき、伝動ベルトＢの耐久性の低下を防止することができる。

なお、上記のように、板状の素材２５をプレス方向と直交する平面Ｐに対して角度αだけ傾斜させた状態に配置し、その状態でプレス加工を実施してエレメント１を成形することにより、エレメント１のスリット部８のサドル面１０と対向する側の面１５は、その面１５と側面１ｂとが接続するコーナ部が鋭角のエッジ部分として形成されることになる。しかしながら、この面１５がリング９の外周面やその他の部品などに対して荷重がかかった状態で当接することはないので問題はない。

以上のように、この発明の伝動ベルト用エレメントの成形方法および成形装置によれば、プレス方向と直交する平面Ｐに対して、素材２５の板面２５ａ，２５ｂが傾斜した状態で、より具体的には、成形後のエレメント１の外周側端部１ｄが成形時に“かえりが生じる側”（すなわち側面１ｂ側）から“だれが生じる側”（すなわち側面１ａ側）へ傾く方向に素材２５の板面２５ａ，２５ｂが傾斜した状態で、プレス加工が実施される。その結果、素材の板面がプレス方向と直交するように素材を配置してエレメントを成形する従来の成形方法と比較して、プレス加工時の打ち抜きにより形成されるエレメント１のサドル面１０の傾斜角度を変更することができる。すなわち、プレス加工後のエレメント１のサドル面１０にだれ部１０ａと抜き勾配部１０ｂとにより形成される傾斜面が、サドル面１０の板厚方向の中央部分に凸となるので、エレメント１とリング９とを組み付けた際にリング９の内周面９ａに対するエッジ当たりの発生が回避もしくは抑制される。そのため、エッジ当たりによる応力集中や過大な応力の発生を防止し、伝動ベルトＢの耐久性を向上させる伝動ベルト用エレメント１を成形することができる。

なお、この発明は上述した具体例に限定されない。上述した具体例では、この発明で対象とするエレメントとして、図１に示すような、幅方向（図１での左右方向）の左右２個所にサドル面１０が形成されるタイプのエレメント１を成形する例を示しているが、例えば、図７に示すような、幅方向（図７での左右方向）の中央部分の凹部の底面にサドル面１０’が形成されるタイプのエレメント１’をこの発明の対象とすることもできる。

また、上述した具体例では、説明の便宜上、板状の素材２５から１個のエレメント１をプレス加工により成形する成形方法および成形装置を説明しているが、プレス加工により、素材２５がら同時に２個以上の複数（多数）のエレメント１を成形することもできる。

また、上述した具体例では、プレス成形装置Ｍによるエレメント１の成形例として、板押さえ２２と固定部材であるダイ２３とにより素材２５を固定してかつ素材２５のせん断部周辺を圧縮し、パンチ２１とイジェクタ２４とにより素材２５を圧縮加工するとともに、それらパンチ２１およびイジェクタ２４を鉛直方向に動作させて素材２５を打ち抜き加工する例を示しているが、例えば、イジェクタ２４を固定部材としてパンチ２１とイジェクタ２４とにより素材２５を固定してかつ圧縮加工し、板押さえ２２とダイ２３とにより素材２５のせん断部周辺を圧縮するとともに、それら板押さえ２２およびダイ２３を鉛直方向に動作させて素材２５を打ち抜き加工することにより、エレメント１を成形することもできる。

そして、上述した具体例では、この発明で対象とする伝動ベルトＢが、例えばベルト式無段変速機に使用される例を示しているが、この発明で対象とする伝動ベルトＢは、ベルト式無段変速機に限らず、伝動ベルト（Ｖベルト）とＶプーリとによって構成される他の巻き掛け伝動装置の伝動ベルトにも適用することができる。

この発明で対象とする伝動ベルトおよび伝動ベルト用エレメントの構成を示す模式図であって、その正面図である。 この発明で対象とする伝動ベルトおよび伝動ベルト用エレメントの構成を示す模式図であって、その側面図である。 この発明で対象とする伝動ベルトの一部を示す斜視図である。 この発明に係る伝動ベルト用エレメントの成形方法および成形装置の構成を示す模式図である。 この発明に係る伝動ベルト用エレメントの成形方法においてエレメントを成形する際に供給する板状の素材を説明するための模式図である。 この発明に係る伝動ベルト用エレメントの成形方法および成形装置により成形したエレメントのサドル面の形状を説明するための模式図である。 この発明で対象とする他のタイプの伝動ベルト用エレメントおよびそのエレメントを成形する際に供給する板状の素材を説明するための模式図である。 従来の伝動ベルト用エレメントの成形方法および成形装置の構成を示す模式図である。 従来の伝動ベルト用エレメントの成形方法および成形装置により成形したエレメントのサドル面の形状を説明するための模式図である。 従来の伝動ベルト用エレメントの成形方法および成形装置により成形したエレメントのサドル面の形状測定データの参考例である。

符号の説明

１…エレメント、 １ａ，１ｂ…側面、 １ｃ…内周側端部、 １ｄ…外周側端部、 ９…リング、 ９ａ…内周面、 １０…サドル面、 ２１…パンチ（成形型）、 ２２…板押さえ（成形型）、 ２３…ダイ（成形型）、 ２４…イジェクタ（成形型）、 ２１ａ，２３ａ，２４ａ…プレス面（傾斜面）、 ２２ａ…押さえ面（傾斜面）、 ２５…素材、 ２５ａ，２５ｂ…板面、 Ｂ…伝動ベルト、 Ｍ…成形装置、 Ｐ…プレス方向と直交する平面。

Claims (4)

1. 板片状の複数の個体を姿勢を揃えた状態で互いに対向させて環状に配列するとともに、それらをリングによって結束することにより伝動ベルトを構成するエレメントの成形方法であって、前記リングにより結束される際に前記リングの内周面と当接するサドル面を有する前記エレメントを、板状の素材を圧縮加工および打ち抜き加工するプレス加工により成形する伝動ベルト用エレメントの成形方法において、
   前記素材の板面が前記プレス加工の際のプレス方向と直交する平面に対して傾斜した状態に前記素材を配置し、その状態で前記プレス加工を実施して前記エレメントを成形することを特徴とする伝動ベルト用エレメントの成形方法。
2. いずれか一方の前記板面の前記エレメントに成形された際の内周側端部を含む前記平面に対して該一方の板面の前記エレメントに成形された際の外周側端部が前記プレス加工の際にだれが生じる面側へ遠ざかる方向に前記傾斜が設定されていることを特徴とする請求項１に記載の伝動ベルト用エレメントの成形方法。
3. 板片状の複数の個体を姿勢を揃えた状態で互いに対向させて環状に配列するとともに、それらをリングによって結束することにより伝動ベルトを構成するエレメントを成形するための装置であって、前記リングにより結束される際に前記リングの内周面と当接するサドル面を有する前記エレメントを、板状の素材を圧縮加工および打ち抜き加工するプレス加工により成形する伝動ベルト用エレメントの成形装置において、
   前記プレス加工の際に前記素材を載置するとともに前記素材の板面と当接して前記圧縮加工もしくは打ち抜き加工を行う成形型のプレス面および押さえ面に、前記プレス加工の際のプレス方向と直交する平面に対して傾斜した傾斜面が設けられていることを特徴とする伝動ベルト用エレメントの成形装置。
4. いずれか一方の前記板面の前記エレメントに成形された際の内周側端部を含む前記平面に対して該一方の板面の前記エレメントに成形された際の外周側端部が前記プレス加工の際にだれが生じる面側へ遠ざかる方向に前記傾斜が設定されていることを特徴とする請求項３に記載の伝動ベルト用エレメントの成形装置。

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