JP3703678B2 - 無段変速機用ベルトのエレメントの打抜き加工方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、無段変速機用ベルトのエレメントの打抜き加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無段変速機（ＣＶＴ）のベルトに用いられるエレメントは、図１に示すように、環状に複数積層されたときに内周側に位置するボデーと、このボデーにネックを介して連設され、環状に複数積層されたときに外周側に位置されるヘッドとを備えている。また、ネックの左右には、環状に結束する一対の無端リング（図示せず）を装着する一対の凹部が形成されている。また、ボデー下方の裏面には、下方に向けて板厚が薄くなる傾斜部と、この傾斜部からボデーの下端部にかけて肉薄部とが設けられている。
【０００３】
このエレメントは、通常、エレメント製造装置のダイの上に載置され、角部を介して肉薄部が設けられた長尺の金属製板材を成形パンチによって打ち抜くことにより成形される。このとき、板材の裏面に当接するカウンターパンチによって、前記板材の角部を加工することによりエレメントの裏面における前記傾斜部の形成も同時に行われる。そして、打ち抜かれたエレメントは数百枚環状に積層され、凹部に無端リングが装着されて自動変速機用のベルト組立体となる。このように、ベルト組立体は、多数のエレメントが積層されて形成されるものであるため、生産性の向上とエレメントの板厚の管理とが重要となる。
【０００４】
ここで、エレメントの成形は、エレメントを板材から打ち抜く際に前記板材の角部を加工して前記傾斜部を形成しているため、エレメントの板厚を許容範囲内にするためには、板材からエレメントを打ち抜く際の板材の位置決めの精度の向上が必要となる。しかしながら、このように板材の位置決めの精度を向上させると生産性が低下してしまうという不都合がある。
【０００５】
従って、従来より生産性を向上させると共に歩留まりのよいエレメントの打抜き加工方法が望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、無段変速機用ベルトのエレメントの打抜き加工方法の改良を目的とし、さらに詳しくは前記不都合を解消するために、エレメントの生産性を向上させると共に、歩留まりのよいエレメントの打抜き加工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】
本願発明者等は、長尺の金属製の板材からその幅方向に２列にエレメントを打ち抜いたときは、前記板材が幅方向にずれて個々のエレメントとしては板厚の変動が許容範囲内外となった場合であっても、各列のエレメント同士を略１対１の割合で混在させてベルト組立体としたときは、一方の列のエレメント板厚の変動と他方の列のエレメントの板厚の変動とが互いに吸収されることによりベルト組立体としては不都合が生じないことを知見した。
【０００８】
そこで、本発明の無段変速機用ベルトのエレメントの打抜き加工方法は、ボデーと、ネックを介して該ボデーに連設されるヘッドとを備え、前記ボデーの裏面に環状に複数積層された際に内周側となる側に向けて板厚が薄くなる傾斜部と、該傾斜部から前記内周側端部まで形成された肉薄部を有する無段変速機用ベルトのエレメントの打抜き加工方法であって以下の特徴を備える。
【０００９】
まず、エレメントの素材としては所定の板厚を備えた平面部を有し、その下面の両側部の長手方向に一対の角部を介して一対の肉薄部を有する長尺の金属製の板材を用いる。
【００１０】
また、エレメントを加工するときは、ダイに載置された前記板材の上面から該板材の幅方向に前記ヘッドが対向する状態で２列に並設されるように前記エレメントの形状に押し下げて打ち抜く成形パンチと、打ち抜かれた板材の前記角部に当接し上方に付勢するカウンター荷重により該角部を変形させて前記傾斜部を形成し該板材と共に下降するカウンターパンチとを用いる。また、前記ヘッドが対向して打ち抜かれた一組のエレメントについて、前記傾斜部近傍の前記ボデーにおける平面部の基準点と、前記ヘッドにおける平面部の比較測定点との板厚の差を平均し、その平均値が許容範囲となるように前記板材の一対の角部間の距離と前記カウンター荷重とを設定する。そして、設定された前記一対の角部間の距離を備えた板材を前記成形パンチ及び前記カウンター荷重が設定されたカウンターパンチにより前記板材からエレメントを打抜く。
【００１１】
このように、本発明のエレメントの打抜き加工方法によれば、個々のエレメントの加工時の隆起による平面部の所定箇所の板厚の差を管理するのではなく、前記ヘッドが対向して打ち抜かれた一組のエレメントの所定箇所の板厚の差、即ち共通の基準点と比較測定点との板厚の差の平均値を管理し、その平均値が許容範囲内に入るようにしている。また、前記板厚の差の平均値は、前記一対の角部間の距離と前記カウンター荷重によって調整する。
【００１２】
本発明のエレメントの打抜き加工方法によれば、仮に個々のエレメントの平面部の板厚の差が許容範囲外であっても、前記一組のエレメントの平面部の板厚の差の平均値が許容範囲内となるように調整しているので不良品とはならないため、ベルト組立体としては不都合を生じさせることなく不良品の数を減らすことができる。このように、本発明によれば、不良品の発生が少なく、歩留まりがよいエレメントの打抜き加工方法を提供することができる。
【００１３】
本発明のエレメントの打抜き加工方法においては、前記一対の角部間の距離と前記カウンター荷重との設定は、まず前記一対の角部間の距離を前記カウンター荷重による調整によって前記平均値を許容範囲とできる値に設定し、次に前記カウンター荷重を調整することにより前記平均値を許容範囲とすることが好ましい。
【００１４】
前記板材の角部間の距離を変更するには前記板材の形状の変更が必要となるため、例えば前記板材が金型により成形されるものであれば、当該金型を変更する必要がある。一方、前記カウンター荷重の設定は、前記カウンターパンチを付勢する力を変更すればよい。従って、まず前記角部間の距離を設定し、その後前記カウンター荷重を調整することにより、容易に前記エレメントの平面部の板厚の差の平均値が許容範囲内に入るようにすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の無段変速機用ベルトのエレメントの打抜き加工方法の実施形態の一例について、図１乃至図６を参照して説明する。図１は本発明の実施形態の一例である打抜き加工方法により形成されたエレメントを示す説明図、図２はエレメントの素材である板材の断面を示す説明図、図３は本実施形態の打抜き加工方法の説明図、図４はエレメントの打抜きの工程を示す図３のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５はヘッドが対向した状態で打ち抜かれた一対のエレメントの断面図、図６はエレメントの共通基準点と共通比較測定点との板厚の差を示すグラフである。
【００１６】
本発明の打抜き加工方法により形成されるエレメント１は、図１（ａ）に示すように、環状に複数積層されたときに内周側に位置するボデー２と、このボデー２にネック３を介して連設され、環状に複数積層されたときに外周側に位置されるヘッド４とを備えている。また、ネック３の左右には、環状に結束する一対の無端リング（図示せず）を装着する一対の凹部５が形成されている。
【００１７】
ボデー２下方の裏面には、図１（ｂ）に示すように、下方に向けて板厚が薄くなる傾斜部６と、この傾斜部６からボデー２の下端部にかけて傾斜する肉薄部７とが設けられている。また、ヘッド４の左右側部は一対のイヤー部８となっており、この一対のイヤー部８の中間部分には、エレメント１が複数積層されたときに各エレメント１が整列するようにお互いに嵌合するノーズ９とホール１０とが設けられている。さらに、ホール１０の周囲には、ホール１０にノーズ９が嵌合した際にノーズ９の周囲の隆起部分を逃がすための逃げ部１１が設けられている。このように、ヘッド４のイヤー部８とネック３とボデー２の上部とは平面状になっている。
【００１８】
このエレメント１は、図３に示すように、ヘッド４が対向するように並設された状態で、１枚の長尺の金属製板材１２から打ち抜かれることにより成形される。板材１２は、図２（ａ）に示すように、所定の板厚を備えた平面部１３を有する金属製の板材であり、その下面の両側部の長手方向に一対の角部１４が設けられている。また、板材１２には、この角部１４を介して一対の肉薄部７が設けられている。この角部１４の間の距離Ｄは、板材の材質、エレメント１の大きさや形状、あるいは板材１２の板厚によって定まる。また、角部１４は、板材１２からエレメント１が打ち抜かれたときに、後述する図４示のカウンターパンチ２１，２２の傾斜加工部２３，２４によりプレスされて傾斜部６となる。また、肉薄部７は、角部１４から板材１２の端縁に向かって次第に肉薄となるように傾斜して形成されている。
【００１９】
また、本実施形態の打抜き加工方法は、図３及び図４に示す加工装置１５により行われる。この加工装置１５は、図３に示すように、長尺の板材１２を搬送する搬送路１６を備え、この搬送路１６に沿って第１加工ステーション１７と第２加工ステーション１８とが設けられている。第１加工ステーション１７と第２加工ステーション１８とにおいては、板材１２から同時に一対のエレメント１を打ち抜く加工が行われる。また、搬送路１６に沿って搬送される板材１２の幅方向のずれを抑制して搬送方向に案内する複数のガイド部材１９が設けられている。
【００２０】
第１加工ステーション１７と第２加工ステーション１８とは、共に同一の構成を備えている。これらの加工ステーション１７，１８は、図４に示すように、ダイ２０と、このダイ２０に突没自在に設けられたカウンターパンチ２１，２２とを備えている。このカウンターパンチ２１，２２は、図示しない付勢手段により上方に付勢するカウンター荷重がかけられている。このカウンター荷重は、一対の角部１４の間の距離Ｄを基準として設定される。また、カウンターパンチ２１，２２の上面には、エレメント１の傾斜部６を加工するために傾斜部６と同じ角度の傾斜加工部２３，２４が設けられている。また、カウンターパンチ２１，２２には、ノーズ９を形成するためのノーズ成形孔２５，２６が設けられている。
【００２１】
搬送路１６を介してその上方には、ダイ２０に向かって下降することによりダイ２０上に板材１２を押しつけ保持するパッド２７，２８と、カウンターパンチ２１，２２に対向して板材１２からエレメント１を打ち抜く成形パンチ２９，３０とが設けられている。また、成形パンチ２９，３０には、それぞれホール１０及び逃げ部１１を形成するためのホール成形パンチ３１，３２が設けられており、このホール成形パンチ３１，３２は成形パンチ２９，３０に追従して昇降される。上記構成の第１加工ステーション１７と第２加工ステーション１８とは、図示しない昇降手段により一体に昇降され、パッド２７，２８は成形パンチ２９，３０に連動して昇降されるようになっている。ガイド部材１９は、図示しない付勢手段によって上方に付勢されており、パッド２７，２８に設けられたガイド部材押圧部３３，３４によってパッド２７，２８の下降に追従する。
【００２２】
次に、板材１２からエレメント１を打ち抜く工程について説明する。尚、以下の工程においては、図４において板材１２が若干右側に片寄った状態となっている場合を想定して説明する。図４（ａ）に示すように、板材１２が搬送路１６をガイド部材１９によって幅方向の移動が抑制されながら搬送方向に向けて搬送されてくると、図４（ｂ）に示すように、パッド２７，２８によって板材１２がダイ２０に押さえられる。このとき、板材１２の下面に設けられている角部１４は、図４（ｂ）に示すように、カウンターパンチ２１，２２の傾斜加工部２３，２４に当接する。
【００２３】
この状態から成形パンチ２９，３０がさらに下側に進行すると、図４（ｃ）に示すように、成形パンチ２９，３０によって板材１２がエレメント１の形状に打ち抜かれる。このとき、カウンターパンチ２１，２２がカウンター荷重によって上方に付勢されているため、図４（ｃ）に示すように、板材１２の角部１４がカウンターパンチ２１，２２の傾斜加工部２３，２４によってつぶされて傾斜部６が形成される。図４においては、板材１２が若干右側に片寄っているので、右側のエレメント１の角部１４のつぶれが大きく、左側のエレメント１の角部１４のつぶれが小さくなっている。また、同時にホール成形パンチ３１，３２及びノーズ成形孔２５，２６によって、ノーズ９、ホール１０及び逃げ部１１が形成される。
【００２４】
板材１２からエレメント１の形状への打抜きが終了すると、成形パンチ２９，３０が上方に移動され、続いてパッド２７，２８が上方に移動される。このとき、カウンターパンチ２１，２２はカウンター荷重により上方に付勢されているので、成形されたエレメント１を板材１２と共に上方へ押し上げる。尚、このとき、エレメント１と板材１２とは、一部に設けられた連結部１２ａにより連結されており、後工程においてこの連結部１２ａが切断され、エレメント１が板材１２から切り放される（図示せず）。
【００２５】
上記工程において打ち抜かれたエレメント１は、板材１２が図４において若干右側に片寄っていたので、図５に示すように、右側のエレメント１ａの傾斜部６は大きく、その長さはＬａとなっている。また、左側のエレメント１ｂの傾斜部６は小さく、その長さはＬｂなっている。即ち、Ｌａ＞Ｌｂとなる。
【００２６】
このような状態のエレメント１の板厚を、図１示のボデー２の左右方向の中央部で傾斜部６の上方に位置する箇所を基準点Ａとし、左右のイヤー部８の所定箇所を比較測定点Ｂ，Ｃとして測定し、それぞれの板厚の差を基準点の板厚から比較測定点の板厚を減じて算出した。その結果を図６のグラフに示す。図６において、四角形の点で表されているものが図５において右側のエレメント１ａの板厚の差であり、三角形の点で表されているものが図５において左側のエレメント１ｂの板厚の差である。また、図６のグラフ中の網掛け部は板厚の差の許容範囲を示す。
【００２７】
上記工程において打ち抜かれた右側のエレメント１ａは、傾斜部６が大きくなっており、基準点Ａが大きく隆起しているため、比較測定点Ｃとの板厚の差は許容範囲内になっているものの、比較測定点Ｂとの板厚の差は許容範囲外となっている。また、左側のエレメント１ｂは、傾斜部６が小さくなっており、基準点であるＡ点の隆起が少ないため、比較測定点Ｂ，Ｃとの板厚の差は許容範囲外となっている。従って、これらのエレメント１ａ，１ｂは、従来は不良品として廃棄されるものとなる。
【００２８】
しかしながら、図３に示すようにヘッド４が対向して打ち抜かれた一組のエレメント１ａ，１ｂの共通する比較測定点との板厚の差を平均すると、図６の黒丸の点で示される値となり、各比較測定点において許容範囲内となる。このように、板厚の差の平均値が各比較測定点において許容範囲内となっているときは、図３において左側の列及び右側の列のエレメントを略１対１の割合で混在させてベルト組立体とした場合に、ベルト組立体としては不都合が生じないことが確認されている。
【００２９】
本実施形態では、ヘッド４が対向して打ち抜かれた一組のエレメント１ａ，１ｂの共通する比較測定点との板厚の差の平均が許容範囲内になるように角部１４の距離Ｄとカウンターパンチ２２のカウンター荷重を調整している。また、微調整はカウンター荷重により行っている。これにより、本実施形態の打抜き加工方法により形成されたエレメント１は、仮に個々のエレメント１では各部の板厚の差が許容範囲外となるものであっても、これを積層させてベルト組立体とすることができる。このため、従来の打抜き加工方法に比べて不良品の数を減らすことができるため歩留まりが向上する。
【００３０】
尚、上記実施形態においては、ヘッド４が対向して打ち抜かれた一組のエレメント１ａ，１ｂの板厚の差の平均を求めたが、同一の板材１２から打ち抜かれたエレメントであれば、図３における左側の列又は右側の列の各列におけるエレメント同士ので板厚の差はわずかであるため、それぞれ各列から任意に抽出したエレメント同士で板厚の差の平均を求めてもよい。また、上記実施形態においては、板材１２の断面において肉薄部７が直線状に傾斜したものを用いているが、図２（ｂ）に示すように角部１４から段付き形状となっているものを用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の一例である打抜き加工方法により形成されたエレメントを示す説明図。
【図２】エレメントの素材である板材の断面を示す説明図。
【図３】本実施形態の打抜き加工方法に用いられる加工装置を示す説明図。
【図４】エレメントの打抜きの工程を示す図３のＩＶ−ＩＶ線断面図。
【図５】ヘッドが対向した状態で打ち抜かれた一対のエレメントの断面図。
【図６】エレメントの基準点と比較測定点との板厚の差を示すグラフ。
【符号の説明】
１…エレメント、２…ボデー、３…ネック、４…ヘッド、６…傾斜部、７…肉薄部、１２…板材、１３…平面部、１４…角部、２０…ダイ、２１，２２…カウンターパンチ、２９，３０…成形パンチ。

Claims (2)

1. ボデーと、ネックを介して該ボデーに連設されるヘッドとを備え、前記ボデーの裏面に環状に複数積層された際に内周側となる側に向けて板厚が薄くなる傾斜部と、該傾斜部から前記内周側端部まで形成された肉薄部を有する無段変速機用ベルトのエレメントの打抜き加工方法であって、
   所定の板厚を備えた平面部を有し、その下面の両側部の長手方向に一対の角部を介して一対の肉薄部を有する長尺の金属製の板材を素材とし、
   ダイに載置された前記板材の上面から該板材の幅方向に前記ヘッドが対向する状態で２列に並設されるように前記エレメントの形状に押し下げて打ち抜く成形パンチと、打ち抜かれた板材の前記角部に当接し上方に付勢するカウンター荷重により該角部を変形させて前記傾斜部を形成し該板材と共に下降するカウンターパンチとを用い、
   前記ヘッドが対向して打ち抜かれた一組のエレメントについて、前記傾斜部近傍の前記ボデーにおける平面部の基準点と、前記ヘッドにおける平面部の比較測定点との板厚の差を平均し、その平均値が許容範囲となるように前記板材の一対の角部間の距離と前記カウンター荷重とを設定し、
   設定された前記一対の角部間の距離を備えた板材を前記成形パンチ及び前記カウンター荷重が設定されたカウンターパンチにより前記板材からエレメントを打抜くことを特徴とする無段変速機用ベルトのエレメントの打抜き加工方法。
2. 前記一対の角部間の距離と前記カウンター荷重との設定は、まず前記一対の角部間の距離を前記カウンター荷重による調整によって前記平均値を許容範囲とできる値に設定し、次に前記カウンター荷重を調整することにより前記平均値を許容範囲とすることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機用ベルトのエレメントの打抜き加工方法。

Images