JP2018111133A - 無段変速機に用いられる駆動ベルト用の横方向部材の製造方法およびこれにより製造される横断部材 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の側面を有し、側面の間で傾動縁部が横断部材の前側本体面に延在する、駆動ベルトに用いられる横断部材の製造方法を提供する。【解決手段】２つの工程ステップで、基材５０から横断部材１０を切断し、第１の工程ステップにおいて、少なくとも１つの孔９１の周囲を穿孔ポンチ９０を用いて基材に穿孔し、第２の工程ステップにおいて、横断部材の一部または全体の輪郭を、打抜きポンチ３０を用いて切断する。基材から横断部材を切り抜く前に、複数の孔が、基材に穿孔され、横断部材の傾動縁部と整合して横断部材の側面と交差している。【選択図】図７

Description

本開示は、２つのプーリと駆動ベルトとを備える無段変速機に用いられる駆動ベルトの部分になるように定められている横断部材の製造方法に関する。そのような駆動ベルトは、一般に知られていて、主に２つのトランスミッションプーリの周囲とその間を走行するように用いられており、これらのプーリの各々は、可変幅を有するＶ溝を形成し、Ｖ溝の中に、駆動ベルトのそれぞれの周部分が保持されている。

公知のタイプの駆動ベルトは、実質的に連続的な横断部材の列を有し、横断部材は、無端キャリアの周に接してその周囲に取り付けられている。各々のそのような横断部材は、無端キャリアのそれぞれの周部分を収容しかつ制限するための開口を形成する一方、無端キャリアの周に沿って動くことが許容されている。無端キャリアは、半径方向で相互に重ね合わされている複数の平らで薄いリングにより形成される。当該分野においてプッシュベルトとも称されるこの典型的なタイプの駆動ベルトは、たとえば国際特許出願である国際公開第２０１５／０６３１３２号および国際公開第２０１５／１７７３７２号において公知である。

前述および後述の記載において、軸方向、半径方向および周方向は、円形姿勢に配置されたときの駆動ベルトに対して規定されている。さらに、横断部材の厚さ寸法は、駆動ベルトの周方向に規定されており、横断部材の高さ寸法は、前記半径方向に規定されており、横断部材の幅方向は、前記軸方向に規定されている。

駆動ベルトの横断部材の列において、横断部材の前側本体面の少なくとも一部は、前記列におけるそれぞれ先行の横断部材の後側本体面の少なくとも一部に当接するのに対して、横断部材の後側本体の少なくとも一部は、それぞれ後続の横断部材の前側本体面の少なくとも一部に当接する。横断部材のこれらの前面および後面の少なくとも一方、たとえば前面は、軸方向に延在する凸状に湾曲した表面部分を含む。この湾曲した表面部分は、前面を、互いに対して所定の角度に配向された半径方向外側表面部分と半径方向内側表面部分とに分けている。駆動ベルトにおいて当接している横断部材は、相互に傾動することができる一方、そのような湾曲した表面部分でこれを介して相互の接触が維持され、ゆえに、そのような湾曲した表面部分は、以下、傾動縁部と称される。傾動縁部は、駆動ベルトの横断部材の列が、トランスミッションプーリによりもたらされるリングスタックの局所的な湾曲に追従することを可能にする。

通常は、横断部材は、打抜き装置による公知の打抜き工程で、基材のストリップから製造される、つまり切断される。公知の打抜き装置は、ダイスとガイドプレートと打抜きポンチとを有し、そのうちの打抜きポンチは、成形されるべき横断部材の外側輪郭に実質的に対応する輪郭を有する一方、ダイスおよびガイドプレートは、打抜きポンチが収容される対応する輪郭を有する内側のキャビティを有する。公知の打抜き工程では、基材は、ガイドプレートとダイスとによりこれらの間に挟み付けられ、打抜きポンチは、ガイドプレートの側からダイスの側へ基材を貫通して押し付けられ、したがって、横断部材を基材から切り抜く。通常は、公知の打抜き装置および工程においても、対応ポンチまたはエジェクタが、打抜きポンチに対して基材の反対側に用いられる。エジェクタは、基材に対して押し付けられ、打抜きポンチの方向へ反力を及ぼす。打抜き装置のこの後者のアッセンブリは、打抜きポンチの端面とエジェクタの端面とによりよりこれらの間で及ぼされる圧縮力により、横断部材の前記本体面が塑性変形されることを可能にする。特に、前記傾動縁部は、エジェクタの端面により、横断部材の前面に形成される。

少なくとも打抜き工程の上述の準備段階において、いわゆるダレが、横断部材の切断縁に沿って横断部材の前面に、つまりエジェクタ側に生じることが公知の打抜き工程のよく知られた特徴である。実際には、横断部材の前面と新たに切断された周面とは、鋭い縁を成して接触するのではなく、むしろこれらの間の凸状に湾曲した移行面を介して接する。当技術分野において、そのようなダレは、収縮または「Einzug」として知られている。前記当接している横断部材は、ダレの領域では、横断部材の両方の軸方向側で、相互に接触することができない。したがって実際には、傾動縁部は、横断部材の局所的な幅全体にわたって延在せず、横断部材の周面からいくらかの距離を置いて両側で終端している。その距離は、ダレの幅に相当する。当接している横断部材の間のそのような接触幅の減少により、接触応力および関連する摩擦が不都合に増加する。少なくともこの後者の理由で、ダレは、好適には最小限に抑えられている。

本開示によれば、少なくとも２つのステップで基材から横断部材を切断することにより、ダレを好適な形で低減し、傾動縁部が横断部材の周面へ向けてさらに延在することができる：
−まず、横断部材の周面を、傾動縁部と整合して後で成形されるべき横断部材の側方で基材に孔を穿孔することにより部分的に成形し、
−その後で、横断部材の輪郭の残部を、打ち抜く、つまり基材から切断し、同時に、特に他の点では従来慣用の方法で、傾動縁部を成形する。

実際には、前記第１のステップで、小さな外径を有する穿孔ポンチを使用することにより、穿孔工程中に基材に高い圧力が実現されるという事象が利用される。この高い圧力の結果、特に公知の打抜き工程のダレと比べて限られたダレが生じる。したがって、傾動縁部と整合して孔を穿孔することにより、局所的に、第２のステップで横断部材の輪郭の残部を切断するときに形成されるダレと比べて小さなダレしか形成されない。好適には、２つの穿孔ポンチが、第１のステップで使用され、これにより、孔が、傾動縁部と整合して後で成形されるべき横断部材の両側で基材に穿孔される。

結果として生じる（減少した）ダレに関する限り、どの側から穿孔ポンチが基材を貫通するかは重要ではない。しかし、穿孔ポンチを、前記第１のステップで、第２のステップにおいて横断部材を成形する打抜きポンチと同じ側から基材に係合させることにより、第２のステップにおいて幾分か好適には少ないかつ／またはより少ないバリが横断部材の輪郭に形成されることが分かった。

次に、前述の横断部材の製造方法を、図面を参照した以下の記載に基づいて例を用いて詳しく説明する。

駆動ベルトを有する無段変速機の概略側面図である。 無段変速機に用いられる駆動ベルト用の横断部材の正面図である。 図２に示された横断部材の側面図である。 打抜き装置の打抜き領域と、打抜き領域に配置された基材との縦断面図を概略的に示している。 打抜き工程の概略的に示す図である。 公知の横断部材の一部の概略断面図であって、横断部材の傾動縁部に関する公知の打抜き工程の一部を示している。 ２つのステップで基材から横断部材を切断する新規な製造方法を示す。 横断部材の一部の概略断面図であって、横断部材の傾動縁部に関する図７の新規な製造方法の利点を示している。 図７の新規な製造方法に使用するための穿孔ポンチの例示的な態様を示す。

図１は、たとえば自動車に利用するための無段変速機を概略的に示す。無段変速機は、概して参照符号１を用いて示されている。

無段変速機１は、別々のプーリ軸２，３に配置された２つのプーリ４，５を有する。駆動ベルト６は、プーリ４，５の周囲に閉ループで設けられていて、プーリ軸２，３の間でトルクを伝達するために機能する。プーリ４，５の各々には、２つのプーリシーブが設けられており、駆動ベルト６は、前記２つのプーリシーブの間に位置決めされていてこれらの間で締め付けられているので、摩擦を用いて、力がプーリ４，５と駆動ベルト６との間で伝達されてもよい。

駆動ベルト６は、２つの無端キャリア７を有し、無端キャリア７は、互いに重ね合わされた連続的な複数のバンドまたはリングの束から成る。横断部材１０は、キャリア７に配置されていて、キャリア７の全周に沿ってほぼ連続的な列を形成している。横断部材１０は、少なくとも無端キャリア７の周方向において、無端キャリア７に対して可動に設けられている。簡略化のために、これらの横断部材１０のいくつかだけが図１に示されている。

図２および図３は、公知の駆動ベルト６の横断部材１０をより詳細に示している。横断部材１０の前面は、概して参照符号１１によって示されているのに対して、横断部材１０の背面は、概して参照符号１２によって示されている。

横断部材１０は、鉛直方向で順に、ほぼ台形のベース部分１３と、比較的狭い中央部分１４と、ほぼ三角形の上側部分１５とを有する。駆動ベルト６において、ベース部分１３は、キャリア７の半径方向内側に配置されているのに対して、上側部分１５は、キャリア７の半径方向外側に配置されている。さらに、駆動ベルト６において、横断部材１０の前面１１の少なくとも一部は、後続の横断部材１０の後面１２の少なくとも一部と当接するのに対して、横断部材１０の後面１２の少なくとも一部は、先行の横断部材１０の前面１１の少なくとも一部と当接する。

横断部材１０の中央部分１４の左側および右側の両方で、横断部材１０は、それぞれ１つの、無端キャリア７を収容するために用いられる開口２３を形成する。これらの開口２３は、半径方向内側でそれぞれ支持面１６により画定されており、支持面１６は、半径方向外方へ無端キャリア７を支持する。さらに、ベース部分１３は、２つのプーリシーブ接触面１７を有する。横断部材１０がプーリ４，５上を動くとき、横断部材１０とプーリシーブの接触面との接触が、前記プーリシーブ接触面１７により成される。

横断部材１０の前面１１に、突出部２１が設けられている。図示の例では、突出部２１は、上側部分１５に配置されていて、所定の位置で背面１２に設けられた僅かに大きい穴に対応している。図３では、その穴が破線で示されていて、参照符号２２が付されている。駆動ベルト６において、横断部材１０の突出部２１は、少なくとも部分的に、隣接する横断部材１０の穴２２の内側に配置されている。突出部２１および対応する穴２２は、駆動ベルト６の周方向に対して垂直な平面内で、隣接する横断部材１０の相互の変位を阻止するかまたは少なくとも制限するように機能する。

また、横断部材１０のベース部分１３における前面１１に、傾動縁部１８が形成されている。傾動縁部１８は、前面１１の凸状に湾曲した領域により成されていて、この領域は、高さ方向で、前記前面１１を、互いに対して所定の角度に配向された２つの部分に分けている。傾動縁部１８は、支持面１６の近くに配置されているが、支持面１６の下側に、つまり半径方向内側に依然としていくらかの距離を置いて配置されている。傾動縁部１８の重要な機能は、プーリ４，５において、前記横断部材１０が相互に僅かに回転させられたかまたは傾動された位置にあるとき、隣接する横断部材１０間に相互のプッシュ接触を提供することである。前記横断部材１０間の前記プッシュ接触における最小限の接触応力を好適な形で実現するために、ならびにそのような接触の安定のために、傾動縁部１８は、好適には、一方のプーリシーブ接触面１７から他方のプーリシーブ接触面１７へ、つまり横断部材１０の局所的な全幅に沿って延在している。

横断部材１０は、通常は、打抜き装置６０による打抜き工程でプレート状のまたはストリップ状の基材５０から切り抜かれる。図４および図５において、打抜き装置６０および基材５０が、断面図で概略的に示されている。打抜き装置６０には、打抜きポンチ３０、エジェクタ４０、ガイドプレート７０およびダイス８０が用いられる。ガイドプレート７０およびダイス８０の両方は、基材５０をこれらの間に挟み込んで、打抜きポンチ３０とエジェクタ４０とを、ガイドプレート７０およびダイス８０のそれぞれのガイドスペース７１，８１に収容するように用いられる。

基材５０の、打抜きポンチ３０とエジェクタ４０との間に位置する部分５１は、横断部材１０となるように定められている。打抜き中に、打抜きポンチ３０の下面または作業面３１と、エジェクタ４０の上面または作業面４１とは、基材５０の互いに反対側で、基材５０に対して押し付けられ、打抜きポンチ３０とエジェクタ４０とは、打抜きポンチ３０からエジェクタ４０への通常の方向で基材５０が完全に貫通されるように同時に動かされる。その結果、横断部材１０は、図５に示されているように、ダイス８０の縁部に沿って基材５０から切り抜かれる。したがって、前記作業面３１，４１は、実質的に横断部材１の外側輪郭に対応する輪郭を有する。

切断を容易にするために、ダイス８０の前記縁部は、面取りされている。しかし実際には、面取り量は、分かり易くするために図５に示しているよりもずっと少ない。たとえば通常は、面取りの深さは、基材５０の厚さのほぼ１／１０である。

打抜き中に、横断部材１０の、傾動縁部１８を含む前面１１は、エジェクタ４０の作業面４１により形付けられ、横断部材１０の後面１２は、打抜きポンチ３０の作業面３１により形付けられる。しかし、原則的に、打抜きポンチ３０とエジェクタ４０との特殊な配置は、その逆であってもよい。

少なくとも打抜き工程の上述の準備段階において、凸状に湾曲した移行面２０を、横断部材１０の前面１１と切断周面との間に形成することは、上述した打抜き工程のよく知られた特徴である。打抜き工程のこの特徴は、当該技術においてダレまたは「Einzug」としても知られている。したがって図６に概略的に示されたように、横断部材１０において、移行面２０は、前面１１とプーリシーブ接触面１７との間にも存在する。図６は、横断部材１０の傾動縁部１８と交差する、図２に描画された横断部材１０のベース部分１３の部分断面図Ａ−Ａである。傾動縁部１８が横断部材１０の軸方向側で完全に延在するのではなく、その代わりにダレ２０ａの存在により、プーリシーブ接触面１７から離れていくらかの距離Ｄを置いて終端していることが、図６から明らかである。

本開示によれば、横断部材１０の輪郭全体の打抜き前にプレカットステップを導入することにより、ダレを好適には部分的に低減させ、傾動縁部１８をプーリシーブ接触面１７へ向けてさらに延在させることができる。この新規な製造方法は、両方が基材５０およびその断面Ｂ−Ｂを見下ろした図７に概略的に示されている。

本開示によれば、横断部材１０は、少なくとも２つのステップＩ，ＩＩで基材５０から切断される。第１のステップＩで、孔９１が、穿孔ポンチ９０を用いて基材５０に穿孔される。これらの孔９１は、後で成形されるべき横断部材１０（図７において破線で示されている）の両側で横断部材１０の傾動縁部１８と整合して配置される。これに対して、穿孔ポンチ９０は、好適には成形されるべき横断部材１０の後面１２に対応する、基材５０の第１の主面５３から、その反対側の主面５２へ、基材５０を貫通して移動する。前記孔９１がプレカットされた後で、つまり第２のステップＩＩにおいて、横断部材１０は、打抜きポンチ３０を用いて基材５０の残りの輪郭を切断することにより、基材５０から完全に分離される。

図８には、上記の新規の製造方法から生じる横断部材１０の形状が、図２に示された横断部材１０のベース部分１３の部分断面Ａ−Ａで概略的に示されている。図８において、プーリシーブ接触面１７と特に前記第１のプレカットステップＩで形成された後面１２との間のダレ２０ｂが好適には小さいことが明らかである。その結果、傾動縁部１８は、横断部材１０の大部分の軸方向側で延在しており、少なくとも従来慣用の製造方法（図６）により実現されたよりもさらに長くその方向で延在している。

図９には、上記の新規な製造方法の第１のステップがより詳細に示されていて、穿孔ポンチ９０の実現可能な輪郭および相対的な配置が示されている。穿孔ポンチ９０は、後で第２のステップＩＩで成形されるべき横断部材１０のプーリシーブ接触面１７と僅かに重畳Ｏするように、つまり横断部材１０の所期の位置に対して配置されている。この特徴は、第２のステップＩＩにおける打抜きポンチ３０の位置に対する、第１のステップＩにおいて基材５０に成形される孔９１の位置決めの不精度などの工程変動を考慮している。本開示によれば、そのような重畳Ｏは、好ましくは０．０２５ｍｍ〜０．１ｍｍであり、特にプーリシーブ接触面１７の波形の成形部の深さを少なくとも２倍上回る。最終製品の横断部材１０では、そのような重畳Ｏの結果、傾動縁部１８と整合して各々のプーリシーブ接触面１７が中断され、それぞれのプーリシーブ接触面１７により形成される平面に対してベース部分１３への凹部が形成される。

さらに、図９にも示されているように、後で成形されるべき横断部材１０と重畳する、穿孔ポンチ９０の部分は、好適には凹状に湾曲している。穿孔ポンチ９０のこの部分の半径または曲率半径Ｒは、望ましくは傾動縁部１８の延伸長さを最大にするために小さいことが好ましいが、同時に、実質的な傾動縁部１８の高さ部分を覆うために、穿孔ポンチ９０、つまり穿孔された孔９１にとって十分な大きさでなければならない。本開示によれば、そのような１つまたは複数の半径は、好適には０．１ｍｍ〜０．５ｍｍである。

本開示は、上述の説明の全体および添付図面の全ての詳細に加えて、添付の特許請求の範囲の全ての特徴にも関し、これらの特徴を含む。請求項における括弧書きの符号は、請求項の範囲を限定するのではなく、単に、それぞれの特徴の拘束力のない例として提供されている。請求項に記載された特徴は、場合によって、任意の製品または任意の方法において別々に適用することができるが、同時にこれらの特徴の２つ以上のあらゆる組合せを適用することもできる。

本開示によって表された発明は、明細書に明示的に言及された実施の形態および／または例に限定されるのではなく、その補正、変更、変形および実用的な適用、特に当業者が至る範囲にあるものも含んでいる。

Claims (7)

1. 特に無段変速機（１）に用いられる駆動ベルト（６）に使用することを目的とする横断部材（１０）の製造方法であって、
   前記横断部材（１０）は、該横断部材（１０）の前面（１１）の凸状に湾曲した領域の形態の傾動縁部（１８）を有し、該傾動縁部（１８）は、前記横断部材（１０）の幅方向で前記横断部材（１０）の周面（１６；１７）にまで延在し、ほぼ一定の厚さを有する前記横断部材（１０）の上部（１４；１５）と、傾斜付けられた下部（１３）との間の移行縁部を形成し、前記横断部材（１０）を、基材（５０）から切断する、製造方法において、
   ２つの工程ステップで、前記基材（５０）から前記横断部材（１０）を切断し、
   第１の工程ステップにおいて、少なくとも１つの孔（９１）を、穿孔ポンチ（９０）を用いて前記基材（５０）に穿孔し、前記孔（９１）の周の部分は、前記傾動縁部（１８）と整合して配置された前記横断部材（１０）の前記周面（１６；１７）の部分を成し、
   第２の工程ステップにおいて、前記横断部材（１０）の一部または全体の輪郭を、打抜きポンチ（３０）を用いて、前記基材（５０）から切断する
   ことを特徴とする、横断部材（１０）の製造方法。
2. 第１の工程ステップにおいて、２つの孔（９１）を、複数の穿孔ポンチ（９０）を用いて前記基材（５０）に穿孔し、前記孔（９１）の周の部分は、前記傾動縁部（１８）の両側で前記傾動縁部（１８）に整合して配置された、前記横断部材（１０）の前記周面（１６；１７）の部分を成すことを特徴とする、請求項１記載の横断部材（１０）の製造方法。
3. 第１の工程ステップにおいて１つまたは複数の前記穿孔ポンチ（９０）が前記基材（５０）に対して相対的に前記基材（５０）を貫通して移動させられる方向は、第２の工程ステップにおいて前記打抜きポンチ（３０）が前記基材（５０）に対して相対的に前記基材（５０）を貫通して移動させられる方向と同一であることを特徴とする、請求項１または２記載の横断部材（１０）の製造方法。
4. １つまたは複数の前記穿孔ポンチ（９０）を、前記傾動縁部（１８）を有する前記横断部材（１０）の前側主面（１１）を成す、前記基材（５０）の面とは反対側に位置する、前記基材（５０）の後面（５３）から前記基材（５０）を貫通して移動させることを特徴とする、請求項１または２記載の横断部材（１０）の製造方法。
5. 請求項１から４までのいずれか１項記載の方法により製造される、無段変速機（１）に用いられる駆動ベルト（６）用のまたは駆動ベルト（６）における横断部材（１０）であって、
   前記横断部材（１０）は、前記横断部材の両側で、前記変速機（１）のプーリシーブと摩擦接触するように定められた接触面（１７）を有し、該接触面（１７）は、前記傾動縁部（１８）と整合して、それぞれの接触面（１７）から見て０．０２５ｍｍ〜０．１ｍｍにわたって前記横断部材内へ延在するそれぞれの凹部により中断されている
   ことを特徴とする、横断部材（１０）。
6. 請求項１から４までのいずれか１項記載の方法により製造される、無段変速機（１）に用いられる駆動ベルト（６）用のまたは駆動ベルト（６）における横断部材（１０）であって、
   前記横断部材（１０）は、前記横断部材の両側で、前記変速機（１）のプーリシーブと摩擦接触するように定められた接触面（１７）を有し、前記横断部材（１０）には、所定の成形深さを有する波形の成形部が設けられており、前記接触面（１７）は、前記傾動縁部（１８）と整合して、前記波形の成形部の前記成形深さ、つまり山から谷への幅の少なくとも２倍の距離にわたって延在するそれぞれの凹部により中断されている
   ことを特徴とする、横断部材（１０）。
7. 請求項１から４までのいずれか１項記載の方法により製造される、無段変速機（１）に用いられる駆動ベルト（６）用のまたは駆動ベルト（６）における横断部材（１０）であって、
   前記横断部材（１０）は、前記横断部材の両側で、前記変速機（１）のプーリシーブと摩擦接触するように定められた接触面（１７）を有し、該接触面（１７）は、前記傾動縁部（１８）と整合して、それぞれ０．１ｍｍ〜０．５ｍｍの曲率半径を有する、それぞれ凹状に成形された凹部により中断されている
   ことを特徴とする、横断部材（１０）。

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