JP2020506058A - 無段変速機に用いられる駆動ベルトのための横断部材を製造する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、上側に位置する接触領域（１５）と下側に位置する凹設された面部分（１４）とを形成するピラー部分（１１）とベース部分（１０）とを有する横断部材（１）を製造する方法に関する。横断部材（１）は、駆動ベルトの一部となるように定められている。本発明によれば、基材（５０）から横断部材（１）を切り抜く前に、ピラー部分（１１）の側で、孔（５３）が、ピラー部分（１１）の、下側に位置する凹設された面部分（１４）の位置で、基材（５０）に穿孔される。その後で、下側に位置する凹設された面部分（１４）が、基材（５０）にプレスされ、そのときになって横断部材（１）が、完全に基材（５０）から切り抜かれる。

Description

本開示は、２つのプーリと駆動ベルトとを有する無段変速機に用いられる駆動ベルトの一部になるように定められた横断部材の製造方法に関する。そのような駆動ベルトは、一般的に知られていて、主に２つのトランスミッションプーリの周囲で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、可変幅のＶ溝を形成し、Ｖ溝の中に、駆動ベルトのそれぞれの周方向部分が保持されている。

公知のタイプの駆動ベルトは、実質的に連続する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、開口を画定し、開口は、駆動ベルトの半径方向外側を向いて開いていて、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一方、無端キャリアの周に沿った横断部材の運動を可能にする。無端キャリアは、半径方向で互いに重ね合わされた複数の平らで薄いリングにより形成されている。当業者には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２０１５／１７７３７２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設定されている。さらに、横断部材の厚さ寸法は、駆動ベルトの周方向に設定されており、横断部材の高さ寸法は、前述の半径方向に設定されており、横断部材の幅方向は、前述の軸方向に設定されている。

公知の横断部材は、１つのベース部分と、ベース部分のそれぞれの軸方向側でベース部分から半径方向外方へ延在する２つのピラー部分とを有する。無端キャリアを収容している前述の開口は、１つのベース部分と２つのピラー部分とによりこれらの間に画定されている。ベース部分は、ピラー部分の間に延在し、半径方向外側で無端キャリアを支持するために開口の底部を形成する支持面を形成している。

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、前述の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面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１つ、たとえば前面は、軸方向に延在する凸状に湾曲した面部分を含む。この湾曲した面部分は、前面を、互いに対して所定の角度に向けられた半径方向外側面部分と半径方向内側面部分とに分割する。駆動ベルトにおいて当接している横断部材は、互いに対して傾動することができる一方、そのような湾曲した面部分で、かつこれを介して、相互の接触が維持され、ゆえに、そのような湾曲した面部分は、以下、傾動縁と称される。傾動縁は、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た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。

たとえば国際公開第２０１３／０９７８８４号において、作動中の振動を低減するために、駆動ベルトの前述の軌道部分において横断部材の間の正確に定義された接触を提供することが当業者に知られている。特に、傾動縁と各ピラー部分の半径方向外側部分との間で、横断部材の前面の一部が、少なくとも傾動縁およびピラー部分の半径方向外側部分に対して相対的にわずかに凹設されている、つまりある程度凹んでいる。したがって、駆動ベルトの横断部材の列において、少なくとも傾動縁およびピラー部分の前述の半径方向外側部分は、隣接する横断部材の間の相互接触領域として機能する一方、そのような相互接触は、横断部材の前面の前述の凹設された部分の位置では回避されている。換言すると、横断部材の厚さは、前述の接触領域の位置では、前面の、前述の相対的に凹設された部分の位置よりも大きい。しかし実際には、そのような厚さの差は、絶対的に小さく、通常は、最小で５マイクロメートル〜１０マイクロメートル、最大で約１００マイクロメートルの大きさのオーダーにある。

通常は、横断部材は、打抜き装置による公知の打抜きプロセスで、基材のストリップまたはプレートから製造されている、つまり切り取られている。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。公知の打抜きプロセスでは、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持され、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通ってプレスされ、これにより、横断部材を基材から切り抜く。さらに、公知の打抜き装置およびプロセスにおいて、対応ポンチまたはエジェクタが、打抜きポンチに対して反対の基材の側に設けられている。打抜き装置のこの後者のアッセンブリは、横断部材を打ち抜く間に、打抜きポンチとエジェクタとのそれぞれの端面によりこれらの間で基材が塑性変形されることにより、横断部材の前面および／または後面が成形されて、寸法調整されることを可能にする。特に、前面の前述の凹設された部分は、これに対応する、エジェクタの端面の相対的に隆起した部分により作製される。その部分は、基材に押し込まれて基材のいくぶんかの量を変位させ、したがって基材の厚さが局所的に低減される。もちろん、前述の凹設された部分を形成するために変位させられた、基材の量は、最終的に基材の他の所に至る。特に、そのような基材のいくぶんかの量は、傾動縁の方へかつ／またはピラー部分の前述の半径方向外側部分に、つまり前述の接触領域の方へ変位させられる。

本開示によれば、公知の打抜きプロセスは、横断部材の，結果として生じる厚さに関して、特に接触領域と、前面の、相対的に凹設された部分との間の厚さの前述の差に関して、大量生産においてコントロールすることが困難である。たとえば、前述の相対的に凹設された部分から接触領域へ変位させられた量の基材は、横断部材の、（局所的に）予定された厚さを実現するために正確に設定されなければならない。したがって、エジェクタの端面の定期的な再加工が、製作された横断部材の寸法精度を維持するために必要とされている。基材の要求される変位を実現するためにエジェクタにより及ぼす必要がある力も相当大きいが、この力は、それでもなお各打抜きストローク内で、これらのストロークの間で正確にコントロールしなければならない。

本開示によれば、公知の打抜きプロセスは、少なくとも必要とされるエジェクタの力の低減に関して、しかし潜在的にはエジェクタ内で製作される横断部材の寸法精度に関しても改善する余地がある。特に、本開示によれば、各横断部材は、少なくとも３つのステップで、基材から切り取られている。
−まず、あとで前述の相対的に凹設された部分がピラー部分に設けられる位置において、両方のピラー部分の少なくとも１つの側で、穿孔ポンチにより孔を基材に穿孔することにより、横断部材のピラー部分を少なくとも部分的に切り取り、
−次いで、２つの成形工具の間で基材を局所的に圧縮することにより、ピラー部分に、相対的に凹設された部分を形成し、
−少なくとも打抜きポンチとエジェクタとを用いて、基材から横断部材の一部または全部の輪郭を切り取る。

本開示によれば、各ピラー部分の少なくとも１つの側に孔が予備成形されているので、各ピラー部分の凹設された部分を形成するために変位させられた前述の量の基材は、より容易に流れることが可能であり、特に孔により提供された自由空間内へ少なくとも部分的に流れることが可能である。したがって、前述の必要とされるエジェクタの力が低減されている、かつ／または横断部材の寸法精度が改善されている。

好ましくは、第２のステップと第３のステップとで同一の工具が使用される、つまり好ましくは、第２のステップの成形工具のうちの一方が、第３のステップで打抜きポンチとしても機能し、第２のステップの他方の成形工具が、第３のステップのエジェクタとしても機能する。その上特に、前述の第２のステップと第３のステップとは、短い連続でまたはさらに少なくとも部分的に同時に実行される。

好ましくは、第１のステップで、孔が、ピラー部分の両側で基材に穿孔される。この場合、４つの穿孔ポンチが使用され、４つの孔が形成され、好適には、基材の前述の量がピラー部分の両側へ変位させられることを可能にする。

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。

２つのプーリと１つの駆動ベルトとを有するトランスミッションの簡略化された概略側面図である。 ほぼＶ字形状の横断部材を有する公知の駆動ベルトを、駆動ベルトの周方向に面した駆動ベルトの横断面図で示していて、駆動ベルトの横断部材のみの別個の側面図も含まれる。 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す。 横断部材を打ち抜く基本プロセスを図３の打抜き装置とともに概略的に示す。 ３つのステップで横断部材を製造する新規な方法を概略的に示す。 ３つのステップで横断部材を製造する新規な方法を概略的に示す。

図１は、たとえば乗用車の動力伝達経路において使用するための無段変速機１００の主要部分を側面図で概略的に示している。このトランスミッション１００は、それ自体広く知られていて、少なくとも第１の可変径プーリ１０１と第２の可変径プーリ１０２とを有する。動力伝達経路において、第１のプーリ１０１は、原動機、つまりエンジンに接続されているとともにこれにより駆動され、第２のプーリ１０２は、通常は、複数の歯車を介して自動車の被動輪に接続されている。

両方のトランスミッションプーリ１０１，１０２は、それぞれのプーリ１０１，１０２のプーリ軸１０３，１０４に固定された第１の円錐形のプーリシーブと、それぞれのプーリ軸１０３，１０４に対して軸方向に変位可能であり、回転方向でのみプーリ軸１０３，１０４に固定された第２の円錐形のプーリシーブとを有する。トランスミッションの駆動ベルト９９は、プーリ１０１，１０２のプーリシーブの間に収容されているとともに、プーリ１０１，１０２の周囲に巻き掛けられている。図１から明らかなように、トランスミッション１００における駆動ベルト９９の軌道は、２つの直線的な部分ＳＴと２つの湾曲した部分ＣＴとを含み、湾曲した部分ＣＴにおいて、駆動ベルト９９は、２つのトランスミッションプーリ１０１，１０２のそれぞれ１つの周囲で湾曲している。

トランスミッションの作動中、駆動ベルト９９は、両方のプーリ１０１，１０２のプーリシーブにより、これらのプーリシーブの間に挟持されていて、したがって、摩擦によりこれらのプーリシーブの間の回転接続を提供する。この目的を達成するために、各プーリ１０１，１０２のそれぞれ可動のプーリシーブに作用している、電子制御可能であって通常は液圧式に作動する移動手段が、トランスミッション１００に設けられている（図示されていない）。駆動ベルト９９に締付力を及ぼすことに加えて、これらの移動手段は、プーリ１０１，１０２において駆動ベルト９９のそれぞれの半径方向位置Ｒ１，Ｒ２を、ひいてはプーリ１０１，１０２のプーリ軸１０３，１０４の間でトランスミッション１００により提供される速度比をも制御する。

公知の駆動ベルト９９は、無端キャリア８と、複数の横断部材１とから成る。横断部材１は、少なくとも実質的に連続的な列を成して無端キャリア８の周に沿って無端キャリア８に取り付けられている。駆動ベルト９９において、横断部材１は、無端キャリア８の周に沿って可動であり、この無端キャリア８は、通常は、複数の柔軟な金属帯体、つまり薄くて平らな金属リングから成り、これらの金属帯体は、１つが別の１つを囲むように積層されている、つまり互いに重ね合わされている。

図２には、公知の駆動ベルト９９がより詳細に示されている。図２の右側には、駆動ベルト９９が、ベルトの周方向に面する断面図で示されており、図２の左側には、横断部材１だけの断面が示されている。

公知の横断部材１は、ベース部分１０と２つのピラー部分１１とを有し、そのうちのベース部分１０は、駆動ベルト９９の主に軸方向に延在しており、そのうちのピラー部分１１は、駆動ベルト９９の主に半径方向に、各々がベース部分１０のそれぞれの軸方向側から延在している。その厚さ方向で、横断部材１は、横断部材１の後面２と前面３との間で延在していて、後面２と前面３との両方は、少なくともほぼ、駆動ベルト９９の周方向に向けられている。横断部材１のピラー部分１１とベース部分１０との間に、横断部材は、無端キャリア８の周方向の部分を収容するための開口５を画定している。

特に駆動ベルト９９の直線的な部分ＳＴにおいて、公知の駆動ベルト９９の横断部材１が駆動ベルト９９の無端キャリア８から分離し得ることを阻止するために、各々の横断部材１の少なくとも１つのピラー部分１１に、軸方向で開口５の一部にわたって延在しているフック部分１３が設けられている。したがって、駆動ベルト９９において、無端キャリア８は、半径方向で、横断部材１のフック部分１３により、横断部材１の中央の開口５に収容されている。

横断部材１の各々のピラー部分１１には、突出部またはスタッド６が設けられており、スタッド６は、前面３から、実質的に前述の周方向に突出している。駆動ベルト９９において、スタッド６は、反対側に、つまり隣接する横断部材１の後面２に設けられた窪み部またはポケット７に挿入されるようになっており、これにより少なくとも、ポケットの内周に対するスタッド６の外周の隙間により決定される範囲において、隣接する横断部材１の間の相対運動が制限される。

横断部材１の軸方向側で、横断部材１には、トランスミッションプーリ１０１，１０２（のプーリシーブ）に接触するための複数の接触面１２が設けられている。これらの接触面１２は、互いに、トランスミッションプーリ１０１，１０２の円錐形のプーリシーブの間に成される角度にぴったり一致する角度に方向付けられている。

横断部材１は、横断部材１の前面３にいわゆる傾動縁４が設けられている。この傾動縁４は、実質的に一定の厚さの横断部材１の半径方向外側部分と、半径方向内方へ傾斜した、横断部材１の半径方向内側部分との間の軸方向に延在する移行部を表している。通常は、傾動縁４は、滑らかに凸状に湾曲している。

横断部材１の各々のピラー部分１１における、横断部材１の前面３の一部１４が、図２に誇張して概略的に示されているように、傾動縁４および各々のピラー部分１１の半径方向外側部分１５に対して凹設されている。したがって、駆動ベルト９９の直線的な部分ＳＴにおける横断部材１の列において、少なくとも傾動縁４およびピラー部分１１の前述の半径方向外側部分１５は、隣接する横断部材１の間の相互接触領域として用いられる一方、そのような相互接触は、横断部材１の前面３の前述の凹設された部分１４の位置では回避されている。これらの隣接する横断部材１が、駆動ベルト９９の湾曲した部分ＣＴにおいて互いに対して傾動されているとき、これらの横断部材１は、傾動縁４で接触したままである（ことができる）。

横断部材１は、通常は、打抜き装置６０による打抜きプロセス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３および図４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が設けられている。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に収容するように機能する。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１となるように定められている。したがって、打抜きポンチ３０とエジェクタ４０とは、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。

打抜き中に、打抜きポンチ３０の底部端面、つまり作業面３１と、エジェクタ４０の頂部端面、つまり作業面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への通常の方向に、基材５０を完全に貫通するように同時に動かされる。その結果、横断部材１は、図４に示されているように、ダイス８０の縁に沿って基材５０から切り抜かれる。さらに打抜き中に、横断部材１の、横断部材１の傾動縁４とスタッド６とを含む前面３が、エジェクタ４０の作業面４１によりプレス成形され、横断部材１の、横断部材１内に設けられたポケット７を含む後面２が、打抜きポンチ３０の作業面３１によりプレス成形される。特にポケット７を形成するために、打抜きポンチ３０の作業面３１に、突起（図示されていない）が設けられている。

本開示によれば、図５および図６に示されたように、基材５０からの横断部材１の切断は、３つのステップで実行される。図５に示された、そのような新規な製造方法の第１のステップで、４つの孔５３が、４つの穿孔ポンチ９０により基材５０に穿孔される。穿孔ポンチ９０の周面の一部は、横断部材１の２つの各々のピラー部分１１の２つの側面のうちのそれぞれ１つの少なくとも一部を設定し、横断部材１は、やはりこの第１のステップで、基材５０から切り取られるべきである。図５には、穿孔ポンチ９０により基材５０から除去された材料５２と、これにより形成された孔５３とが、実線で示されている一方、まだなお切断されるべき横断部材１の輪郭の残部は、破線で示されている。孔５３は、横断部材１の、特に横断部材１のピラー部分１１の前面３の、まだなお形成されるべき凹設された部分１４に整合して位置している。

基材５０の同一の部分が、その後で、図６に示された新規な製造方法の第２のステップおよび第３のステップにさらされる。第２のステップでは、予備成形された孔５３の間に位置する基材５０の２つの部分５４が、２つの成形工具、つまりスタンプ１００（そのうちの１つだけが図５の描画において認められる）の間で圧縮され、塑性変形され、横断部材１の前述の凹設された部分１４が形成される。そのような圧縮の結果、２つのスタンプ１００の間で圧縮された基材５０は、いくぶんか、予備成形された孔５３の方へその中へ入り込む。最後に、第３のステップで、横断部材１の輪郭の残部が、上述の従来慣用の打抜きプロセスで、好適には、それぞれ打抜きプロセスのカッタ３０およびエジェクタ４０として、第２のプロセスステップの前述のスタンプ１００を、この第３のプロセスステップでも使用して、基材５０から切り抜かれる。

本開示は、前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、場合により、任意の製品または任意のプロセス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／または実施例に限定されるのではなく、特に当業者が至る範囲にあるその変更、変形および実用的な適用も含む。

Claims (3)

1. 無段変速機に用いられる駆動ベルト（９９）に使用するのに適した横断部材（１）を製造する方法であって、
   前記横断部材（１）は、ベース部分（１０）とピラー部分（１１）とを有し、前記横断部材（１）の前側面（３）における前記ピラー部分（１１）に、凹設された部分（１４）が設けられており、該凹設された部分（１４）は、前記前側面（３）の別の部分（１５）に対して相対的に凹設されており、前記方法では、前記横断部材（１）が、基材（５０）から切り取られる、横断部材（１）を製造する方法において、
   前記横断部材（１）を、少なくとも３つのプロセスステップで、前記基材（５０）から製造し、
   前記３つのプロセスステップのうちの第１のプロセスステップで、少なくとも１つの孔（５３）を、前記基材（５０）に穿孔し、前記孔（５３）の周方向面の一部が、前記前側面（３）の前記凹設された部分（１４）にすぐ隣接する前記ピラー部分（１１）の側面に該当し、前記３つのプロセスステップのうちの第２のプロセスステップで、前記凹設された部分（１４）を、前記基材（５０）のそれぞれ反対側に位置する２つのスタンプ（１００）により、特に前記スタンプ（１００）を互いの方へ向けて押し付けることにより、前記基材（５０）にプレスし、前記３つのプロセスステップのうちの第３のプロセスステップで、前記横断部材（１）の一部または全体の輪郭を、少なくとも、前記基材（５０）のそれぞれ反対側に配置された打抜きポンチ（３０）とエジェクタ（４０）とにより、前記基材（５０）から打ち抜く
   ことを特徴とする、横断部材（１）を製造する方法。
2. 前記横断部材（１）は、２つのピラー部分（１１）を有し、該ピラー部分（１１）は、前記ベース部分（１０）の両側から互いにほぼ平行に延在しており、両方の前記ピラー部分（１１）に、前記前側面（３）の前記凹設された部分（１４）が設けられており、前記第１のプロセスステップで、両方の前記ピラー部分（１１）の両側に、全部で４つの孔（５３）を、前記基材（５０）に穿孔することを特徴とする、請求項１記載の横断部材（１）を製造する方法。
3. 前記第２のプロセスステップにおける前記スタンプ（１００）は、前記第３のプロセスステップにおける前記打抜きポンチ（３０）および前記エジェクタ（４０）として機能し、前記第３のプロセスステップを、少なくとも部分的に前記第２のプロセスステップと同時に実行することを特徴とする、請求項１または２記載の横断部材（１）を製造する方法。

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