JP3830894B2 - 金属リングの周長補正装置 - Google Patents
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Description
技術分野
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装置に関するものである。
背景技術
無段変速機に用いられる金属ベルトは、少しずつ周長の異なる複数の金属リングを相互に積層することにより形成されており、従来、次のようにして製造されている。
まず、マルエージング鋼等の超強力鋼の薄板をベンディングしてループ化した後、端部同士を溶接してリング状のドラムを形成し、前記ドラムを所定幅に裁断することにより、金属リングとする。次に、前記金属リングを前記金属ベルトの各層に適した標準周長に圧延することにより、該金属ベルトの層の数に対応する複数種の金属リングを得る。
次に、前記複数種の金属リングに溶体化処理を施すと、処理条件等の相違により、前記金属ベルトの各層に適した所定の標準周長に圧延されている前記金属リングの周長にバラツキが生じる。そこで、前記溶体化処理が施された金属リングに、周長補正処理を施すことにより、前記金属ベルトの各層の標準周長に補正する。
次に、前記周長補正が施された金属リングに、さらに時効処理、窒化処理が施すことにより、硬度を向上させる。そして、前記周長補正により前記金属ベルトの各層の標準周長に補正された、少しずつ周長の異なる複数種の金属リングを相互に積層することにより、無段変速機用金属ベルトが形成される。
前述のようにして前記金属ベルトを製造するときに、前記溶体化処理により生じた周長のバラツキをそのまま放置すると、複数種の金属リングを相互に積層する際に、他種の金属リングと組み合わせることのできない金属リングが多数発生することになる。前記マルエージング鋼等の超強力鋼は高価であり、できるだけ歩留りを良くする必要があるので、前記周長補正処理は、前記無段変速機用金属ベルトを形成するために、極めて重要である。
本出願人は、前記周長補正処理のための装置として、特開平１１−２９０９７１号公報記載の装置を既に提案している。図１５に示すように、前記公報記載の周長補正装置１０１は、金属リングＷが掛け回される駆動ローラ１０２と従動ローラ１０３とを備え、さらに駆動ローラ１０２と従動ローラ１０３との中間位置に矯正ローラ１０４を備える。
周長補正装置１０１の基台１０５上には、駆動ローラ１０２を回転自在に軸支する駆動ローラ支持部材１０６が固定されている。駆動ローラ１０２は、基台１０５の後方に設けられた回転駆動源である駆動モータ１０７に図示しない連結機構を介して連結される。また、基台１０５上に固着されたガイドレール１０８にはガイドブロック１０９が水平方向に摺動自在に係合されている。ガイドブロック１０９には、従動ローラ１０３を回転自在に軸支する従動ローラ支持部材１１０が取着されている。
駆動ローラ支持部材１０６と従動ローラ支持部材１１０とには、互いに当接して駆動ローラ１０２と従動ローラ１０３との軸間距離を所定間隔に保持する１対の間隔保持部材１１１，１１２が備えられている。また、従動ローラ支持部材１１０には水平に延設されたワイヤ１１３が接続されており、ワイヤ１１３の他端部には、錘１１４ａ，１１４ｂが連結されている。錘１１４ａ，１１４ｂは、ワイヤ１１３の途中に設けられた滑車により鉛直方向に垂下されている。そこで、従動ローラ１０３は金属リングＷが掛け回された後、錘１１４ａ，１１４ｂの荷重により駆動ローラ１０２から離間する方向に移動される。
基台１０５の駆動ローラ１０２側の端部にはフレーム１１５が立設されており、フレーム１１５の上部には油圧シリンダ１１６が備えられている。そして、矯正ローラ１０４は、油圧シリンダ１１６のシリンダロッド１１７の端部に取着された矯正ローラ支持部材１１８に回転自在に軸支され、油圧シリンダ１１６により、従動ローラ１０３の変位方向と直交する方向（垂直方向）に変位可能とされている。
また、基台１０５のガイドレール１０８側の端部に立設された支柱１１９には、従動ローラ１０３の変位を検知する第１の変位センサ１２０が設けられている。一方、油圧シリンダ１１６のフレーム１１５には矯正ローラ４の変位を検知する第２の変位センサ１２１が設けられている。
図１５示の従来の周長補正装置１０１によれば、まず、駆動ローラ１０２に従動ローラ１０３を近接させた状態で、駆動ローラ１０２、従動ローラ１０３及び矯正ローラ１０４に金属リングＷを掛け回して装着する。次に、駆動モータ１０７により駆動ローラ１０２を回転駆動しつつ、従動ローラ１０３を錘１１４ａ，１１４ｂの荷重により駆動ローラ１０２から離間する方向に変位させて、金属リングＷを緊張させる。この状態で、変位センサ１２０により従動ローラ１０３の変位量を検出し、該変位量から駆動ローラ１０２と従動ローラ１０３との軸間距離を求め、該軸間距離の関数として金属リングＷの周長の実寸を算出する。そして、周長補正装置１０１は、前記のようにして求められた周長の実寸と、所望の周長との差から、金属リングＷを所望の周長に補正するために必要とされる矯正ローラ１０４の変位量を算出する。
次に、周長補正装置１０１は、駆動ローラ１０２を回転駆動しつつ、油圧シリンダ１１６により矯正ローラ１０４を上方に付勢して変位せしめ、金属リングＷを塑性変形させる。
このとき、周長補正装置１０１は、変位センサ１２１により検出される矯正ローラ１０４の変位量が、前記のようにして算出された変位量に一致するまで、矯正ローラ１０４を上方に付勢し、その後、付勢を解除する。
次に、周長補正装置１０１は、再び従動ローラ１０３を駆動ローラ１０２から離間する方向に変位させて、前記と同一にして金属リングＷの周長の実寸を算出する。そして、該補正処理後の周長の実寸と、所望の周長の差を求め、該実寸が所望の周長に一致していれば操作を終了する。一方、前記補正処理後の周長の実寸が所望の周長に一致していなければ、前記周長の実寸と、所望の周長の差に基づいて前記操作を繰り返す。これにより、金属リングＷの周長が確実に所望の周長となるように補正することができる。
また、前記周長補正装置１０１では、圧延、溶体化処理後の金属リングＷの周長を略一定と仮定して、該周長に対して矯正ローラ１０４を所定の変位量で変位させるようにしてもよい。この場合、最初に駆動ローラ１０２、従動ローラ１０３及び矯正ローラ１０４に金属リングＷを掛け回した後に実測された金属リングＷの周長を、圧延及び溶体化処理後の金属リングＷの周長として設計上または工程管理上定められる標準周長と比較する。そして、両者の差から矯正ローラ１０４の変位量を補正する。
前述のようにして、矯正ローラ１０４の変位量を補正することにより、矯正ローラ１０４を変位させる操作を１回のみとして、金属リングＷの周長の実寸が容易かつ確実に所望の周長となるように補正することができる。また、歩留りを向上させることができる。
しかしながら、前記周長補正装置１０１では、最初に駆動ローラ１０２、従動ローラ１０３及び矯正ローラ１０４に金属リングＷを掛け回して装着するときには、従動ローラ１０３を駆動ローラ１０２側に近接させる操作を手動で行わなければならない。あるいは、周長補正処理後の金属リングＷを駆動ローラ１０２、従動ローラ１０３及び矯正ローラ１０４から取り外すときにも、従動ローラ１０３を駆動ローラ１０２側に近接させる操作を手動で行わなければならない。そこで、前記周長補正装置１０１では、全工程を自動化することが望まれる。
発明の開示
本発明は、前記事情に鑑み、金属リングの周長補正の全工程を自動化することができる周長補正装置を提供することを目的とする。
かかる目的を達成するために、本発明の金属リングの周長補正装置は、近接した状態で金属リングを装着して掛け回すことが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に備えられた矯正ローラと、該駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラに金属リングが掛け回されたときに該駆動ローラ及び従動ローラを相対的に互いに離間する方向に変位せしめる第１の変位付与手段と、第１の変位付与手段による変位が解除されたときに、該駆動ローラと従動ローラとの間隔を所定間隔に保持する間隔保持手段と、該矯正ローラを該駆動ローラ及び従動ローラの変位方向と直交し且つ該金属リングを延引する方向に変位せしめて、該間隔保持手段により該駆動ローラと従動ローラとの間隔を所定間隔に保持せしめると共に、該金属リングの周長を補正する第２の変位付与手段とを備える周長補正装置において、第１及び第２の変位付与手段による変位が解除されたときに、該駆動ローラと該従動ローラとを互いに近接する方向に変位せしめる第３の変位付与手段を備えることを特徴とする。
また、本発明の周長補正装置において、前記第１の変位付与手段は、前記駆動ローラまたは従動ローラに接続されて他方のローラから離反する方向に水平に延設されたワイヤと、該ワイヤの他端部に連結され、該ワイヤの途中に設けられた滑車により鉛直方向に垂下されることにより該ワイヤを介して前記駆動ローラまたは従動ローラに変位を付与する第１の錘と、該錘を垂下方向から上方に支持して該錘による変位を解除するテーブルとからなることを特徴とする。
本発明の周長補正装置によれば、まず、第１及び第２の変位付与手段による変位が解除された状態で、第３の変位付与手段により回転を停止した状態の前記駆動ローラと従動ローラとを互いに近接せしめる。そして、金属リングを該駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラに掛け回して装着する。
次に、第３の変位付与手段による変位を解除し、第１の変位付与手段により該駆動ローラ及び従動ローラを相対的に互いに離間する方向に変位せしめ、該駆動ローラを回転駆動して、前記のように装着された金属リングを緊張状態とする。そして、このときの駆動ローラと従動ローラとの軸間距離から前記金属リングの周長の実寸を算出し、該周長の実寸に基づいて所要の補正量を算出する。
次に、第１の変位付与手段による変位を解除すると共に、前記駆動ローラを回転駆動しつつ、前記金属リングの周長の実寸に基づいて算出された補正量に従って、第２の変位付与手段により前記矯正ローラを変位させる。第２の変位付与手段によれば、前記矯正ローラは前記駆動ローラ及び従動ローラの変位方向と直交し且つ該金属リングを延引する方向に変位せしめられる。この結果、前記金属リングが塑性変形せしめられ、周長補正処理が行われる。
前記周長補正処理が終了したならば、第２の変位付与手段による変位が解除され、前記矯正ローラが元の位置に復帰せしめられる。同時に、再び第１の変位付与手段により前記駆動ローラ及び従動ローラが相対的に互いに離間する方向に変位せしめられる。
このとき、第１の変位手段は、前記のように、前記駆動ローラまたは従動ローラに接続されたワイヤと、該ワイヤの他端部に連結されて鉛直下方に垂下される第１の錘とからなる。従って、第１の変位手段は、前記第１の錘の自重により前記駆動ローラまたは従動ローラを相対的に互いに離間する方向に変位させることにより、第２の変位付与手段による前記矯正ローラを元の位置に復帰させる作動に、自動的に追従することができる。
これにより、第２の変位付与手段により前記矯正ローラが元の位置に復帰せしめられる際に、前記のように周長補正された金属リングが前記駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラから脱落することを防止することができる。
次に、前記駆動ローラの回転を停止すると共に、第２の変位付与手段による変位を解除し、再び第３の変位付与手段により回転を停止した状態の該駆動ローラと従動ローラとを互いに近接する方向に変位せしめる。そして、周長補正処理された金属リングを前記駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラから取り外すと共に、新しい金属リングを該駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラに掛け回して装着し、前述の操作を繰り返す。
本発明の周長補正装置によれば、前述のようにすることにより、前記金属リングの周長補正処理の全工程を自動化することができる。
本発明の周長補正装置では、前記金属リングの周長補正処理の際に、上述のように、第１の変位付与手段により前記駆動ローラと従動ローラとを互いに離間するように変位せしめた後、第１の変位付与手段による変位を解除する。そして、第２の変位付与手段により前記矯正ローラを変位せしめる。ところが、このようにすると、前記矯正ローラの変位に対応して前記駆動ローラと従動ローラとが急激に近接し、互いに衝突する虞がある。
そこで、本発明の周長補正装置は、前記第２の変位付与手段により前記金属リングを延引する際に、該駆動ローラと該従動ローラとの急激な接近を妨げる制動手段を備えることを特徴とする。本発明の周長補正装置は、前記制動手段を備えることにより、前記駆動ローラと従動ローラとの衝突を防止することができる。
また、本発明の周長補正装置は、前記第２の変位付与手段が、前記間隔保持手段により所定間隔に保持されている前記駆動ローラと従動ローラとの軸心の間隔を垂直に二等分する線上に沿って、前記矯正ローラを変位せしめることを特徴とする。
本発明の周長補正装置によれば、前記矯正ローラが、前記駆動ローラ及び従動ローラの軸心の間隔を垂直に二等分する線上に沿って変位するので、前記矯正ローラと駆動ローラとの軸間距離と、前記矯正ローラと従動ローラとの軸間距離とが常に等しくなる。この結果、前記金属リングは、前記矯正ローラと駆動ローラとの間の部分と、前記矯正ローラと従動ローラとの間の部分とに等しい荷重がかかるので、周長補正後に幅、板厚等について、優れた精度を得ることができる。
ところで、前記金属リングが無段変速機用の金属ベルトを構成する材料である場合、前記金属リングは、前記金属ベルトの各層毎に設計上または工程管理上の標準周長が定められている。前記金属リングは、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形成されたドラムが所定幅に裁断された後、前記金属ベルトの各層の標準周長に圧延されている。この結果、前記金属リングは、前記金属ベルトの層の数に対応する複数の種類を備え、それぞれの種類毎に少しずつ異なる標準周長に圧延されている。前記金属リングの周長の実寸は、前記圧延処理に続く前記溶体化処理の条件の相違等によりバラツキが生じるが、それぞれの種類毎に、前記圧延処理により付与された標準周長とはある程度の対応関係が保たれている。
そこで、本発明の周長補正装置では、前記補正前の金属リングをそれぞれの種類毎に供給するときに、最初に供給された金属リングの周長がわかれば、第２の変位付与手段による前記矯正ローラの変位量を一律としても、ほぼ前記標準周長に補正することができ、処理が容易になる。ところが、前記溶体化処理では、複数の種類の金属リングが混合されてしまうことがある。
前記補正前の複数種の金属リングが混合されて、そのまま周長補正装置に供給された場合、該金属リングを一律に周長補正したのでは、補正前の金属リングの種類によっては所定の標準周長に対する補正量が該金属リングの塑性変形の限界を超えることがある。また、補正前の金属リングの種類によっては、補正前の周長が所定の標準周長を超えていることがある。そして、このような場合には、補正前の金属リングをそれぞれの種類の標準周長に補正することができなくなる。
そこで、本発明の周長補正装置は、前記金属リングの周長補正前の周長の実寸を算出する第１の算出装置と、第１の算出装置により測定された周長の実寸に対応する補正後の標準周長を選択する選択装置と、該金属リングの周長の実寸と該標準周長とを比較して、該金属リングの周長を該標準周長に補正するために必要とされる補正量を算出する第２の算出装置とを備え、前記第２の変位付与手段は第２の算出装置により算出された補正量に従って前記矯正ローラを変位せしめることを特徴とする。
本発明の周長補正装置によれば、まず、前記第１の算出装置により、補正前の金属リングの周長の実寸が算出される。前記補正前の金属リングの周長の実寸は、前述のように、前記圧延処理に続く前記溶体化処理の条件の相違等によりバラツキを生じているとしても、前記圧延処理により付与されたそれぞれの種類の標準周長と、一定の対応関係がある。
そこで、次に、前記選択装置により、前記第１の算出装置により算出された補正前の金属リングの周長の実寸に対応する補正後の標準周長が選択される。補正後の標準周長が選択されたならば、次に、前記第２の算出装置により、前記補正前の金属リングの周長の実寸と、補正後の標準周長とが比較され、該補正前の金属リングの周長を該標準周長に補正するために必要とされる補正量が算出される。そして、前記第２の変位付与手段が、前記第２の算出装置により算出された補正量に従って前記矯正ローラを変位せしめることにより、前記補正前の金属リングが前記選択された標準周長に補正される。
従って、本発明の周長補正装置によれば、複数種の金属リングが混在して供給された場合にも、補正前の金属リングの周長をそれぞれ種類の標準周長に適切に補正することができる。
一方、前記補正前の複数種の金属リングが所定の種類毎に周長補正装置に供給される場合でも、前記溶体化処理等において、所定の種類の金属リングに他種の金属リングが混合され、そのまま周長補正工程に供給されてしまうことがある。この場合、補正前の金属リングの種類によっては所定の標準周長に対する補正量が該金属リングの塑性変形の限界を超えることがある。また、補正前の金属リングの種類によっては、補正前の周長が所定の標準周長を超えていることがある。そして、このような場合には、補正後に所定の標準周長を備える金属リングが得られない。
そこで、本発明の周長補正装置は、前記金属リングの周長補正前の周長の実寸を算出する算出装置と、該算出装置により測定された周長の実寸に対応する補正後の標準周長を選択する選択装置とを備え、該算出装置により算出された該周長の実寸が該選択装置により選択される補正後の標準周長の範囲外であったときに、前記第１の変位付与手段は前記変位を解除することを特徴とする。
前記算出装置により算出された補正前の金属リングの周長の実寸が、前記選択装置により選択される補正後の標準周長の範囲外であったときには、このような金属リングを周長補正しても、所定の標準周長を備える金属リングを得ることができない。そこで、この場合、本発明の周長補正装置は、前記第１の変位付与手段による前記変位を解除する。この結果、本発明の周長補正装置によれば、補正前の周長の実寸が前記選択装置により選択される補正後の標準周長の範囲外である金属リングが供給された場合には、該金属リングを確実に払出すことができる。
また、前記金属ベルトは、前述のように少しずつ周長の異なる複数種の金属リングを相互に積層することにより形成される。このとき、前記金属リングは、相互に積層されたときに積層状態の保持を容易にするために、断面が幅方向に沿って中央部で凸の円弧状形状を備えていることが望ましい。
そこで本発明の周長補正装置において、前記矯正ローラは、外周面が厚さ方向に沿って中央部で凸の断面視円弧状の形状を備えることを特徴とする。
前記構成を備える本発明の周長補正装置では、前記矯正ローラを前記第２の変位付与手段により変位せしめて前記金属リングの周長補正を行うことにより、該金属リングに該矯正ローラの外周面の形状が転写される。従って、前記金属リングの断面を、幅方向に沿って中央部で凸の円弧状形状を備えるものとすることができる。断面が前記形状を備える前記金属リングによれば、前述のように積層されたときに、前記中央部で互いに係合して、その積層状態の保持を容易にすることができる。
ところで、前記金属リングは、前記溶体化処理が完了するまでの工程で変形して周縁長が左右で異なっていることがある。このような金属リングを前記駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラに掛け回して周長補正を行うと、幅方向の左右で加工量に差が生じ、後工程の時効処理または窒化処理により、前記周縁長の差がさらに拡大することがある。また、前記矯正ローラの外周面厚さ方向に中央部で凸の断面視円弧状の形状が付与されていると、前記周縁長が左右で異なっている金属リングは、該ローラの回転駆動時に前記円弧状の形状に沿って次第にローラ中央部から端部側に移動し、所望の形状が付与されないことがある。或いは、甚だしいときには、前記金属リングが前記矯正ローラから脱落することがある。
そこで、前記矯正ローラが外周面厚さ方向に沿って中央部で凸の断面視円弧状の形状を備える本発明の周長補正装置では、前記矯正ローラを前記第２の変位付与手段により変位せしめて前記金属リングの周長補正を行う前に、回転を停止した状態の駆動ローラ及び従動ローラを相対的に互いに離間する方向に変位させる。このとき、前記駆動ローラ及び従動ローラの相対的変位により、前記金属リングに塑性変形可能な荷重を付与することにより、前記金属リングの周縁長が左右で等しくなるように矯正することができる。
また、前記金属リングの周縁長が左右で等しくなるように矯正するために、本発明の周長補正装置では、前記矯正ローラが、前記金属リングの両周縁の周長差に応じて軸線を傾動させる矯正ローラ傾動手段を備えるようにしてもよい。
前記構成を備える本発明の周長補正装置では、まず、前記金属リングを、例えば、該金属リングの周長の長い一方の周縁側から前記駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラに掛け回して装着する。次に、前記矯正ローラ傾動手段により、前記矯正ローラの軸線を金属リングの幅方向の傾斜に相反する方向に傾動させる。
この状態で、前記矯正ローラを前記第２の変位付与手段により変位せしめて前記金属リングの周長補正を行うと、前記矯正ローラは、前記金属リングの幅方向の傾斜に相反する方向に傾動されているので、前記金属リングは周長の長い一方の周縁よりも周長の短い他方の周縁の伸張量が大きくなる。この結果、前記金属リングは前記左右の周縁長の差が解消され、両周縁の周長差が等しくなるように容易に矯正することができる。
発明を実施するための最良の形態
本実施形態の金属リングの周長補正装置（以下、単に周長補正装置と略記する）は、無段変速機用金属ベルトの材料となる金属リングの周長補正を行うものである。前記金属リングは、マルエージング鋼等の超強力鋼の薄板をベンディングしてループ化した後、端部同士を溶接して形成されたドラムを所定幅に裁断して形成され、圧延処理、溶体化処理が施されたものである。前記金属リングは、前記金属ベルトの層の数に対応する複数の種類を備え、前記圧延処理によりそれぞれの種類毎に少しずつ異なる標準周長が付与されている。しかし、前記金属リングは、前記圧延処理に続く前記溶体化処理により、それぞれの種類の周長にバラツキが生じており、前記無段変速機用金属ベルトを形成するためには周長を補正する必要がある。
本実施形態の周長補正装置１は、前記金属リングＷの周長補正を行うものであって、図１示のように、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との中間位置に矯正ローラ４を備える。
周長補正装置１は基台５を備え、基台５上に固定された駆動ローラ支持部材６には駆動ローラ２が回転自在に軸支されている。駆動ローラ２は、駆動ローラ支持部材６の後方に設けられた図示しない駆動モータにより回転駆動される。基台５上に固着されたガイドレール７には、従動ローラ支持部材８が水平方向に摺動自在に係合されており、従動ローラ３は従動ローラ支持部材８に回転自在に軸支される。
従動ローラ支持部材８には、水平に延設されたワイヤ９が接続されており、ワイヤ９の他端部には第１錘１０が連結されている。第１錘１０は、ワイヤ９の途中、基台５に立設された架台１１の従動ローラ３側の基部に取着されたブラケット１２に軸支された滑車１３を介して、鉛直下方に垂下されている。従動ローラ３は、従動ローラ支持部材８が第１錘１０の荷重によりガイドレール７に沿って摺動することにより、駆動ローラ２から離間するように変位可能とされている。第１錘１０は、基台５の脚部５ａに備えられたシリンダ１４のシリンダロッド１５の先端に取着されたテーブル１６により垂下方向から上方に支持されて、従動ローラ支持部材８の変位を解除する。
また、従動ローラ支持部材８には、基台５上に立設された支柱１８に取着されたシリンダ１９のシリンダロッド２０が接続されている。そして、シリンダ１９は、第１錘１０がテーブル１６により上方に支持されて第１錘１０による従動ローラ支持部材８の変位が解除されたときに、シリンダロッド２０を介して従動ローラ支持部材８を押圧する。これにより、従動ローラ３は駆動ローラ２に近接する方向に変位可能とされている。駆動ローラ支持部材６と従動ローラ支持部材８とには、互いに当接して駆動ローラ２と従動ローラ３との軸間距離を所定間隔に保持する１対の間隔保持部材２１，２２が相対向して備えられている。
また、基台５上に立設された支柱２３には、従動ローラ３の変位方向と平行な方向に変位可能なプローブ２４を備える変位センサ２５が設けられている。変位センサ２５は、プローブ２４の先端が図示しないばね部材等により従動ローラ３方向に付勢されて従動ローラ支持部材８に当接し、従動ローラ支持部材８と共に変位することにより、従動ローラ３の変位量を検出する。
矯正ローラ４は矯正ローラ支持部材２６に回転自在に軸支されている。また、矯正ローラ支持部材２６は、架台１１上に備えられたサーボモータ２７の回転軸に連結されたボールねじ２８に、連結部材２９を介して接続されている。この結果、矯正ローラ４は、サーボモータ２７及びボールねじ２８により制御される変位量に従って、従動ローラ３の変位方向と直交する方向に変位可能とされている。
また、周長補正装置１は、図２に示すように、制御装置３１を備えている。制御装置３１は、駆動ローラ２の駆動モータと、テーブル１６により第１錘１０を上方に支持するためのシリンダ１４と、従動ローラ支持部材８を駆動ローラ２に近接する方向に変位させるためのシリンダ１９と、矯正ローラ４を変位させるためのサーボモータ２７と、従動ローラ支持部材８の変位を検出する変位センサ２５とに接続されている。また、制御装置３１は、供給された金属リングＷの周長の実寸を算出する第１算出装置３２と、金属リングＷの周長の実寸に対応する補正後の標準周長を選択する選択装置３３と、補正後の標準周長に対する補正量を算出する第２算出装置３４とを備えている。
次に、図１、図２を参照して、周長補正装置１の作動について説明する。周長補正装置１では、まず、駆動ローラ２と従動ローラ３との回転が停止された状態で、図２示の制御装置３１が、シリンダ１４を作動させて、テーブル１６を上方に移動させる。これにより、テーブル１６が第１錘１０を支持し、第１錘１０による従動ローラ支持部材８の変位が解除される。
次に、制御装置３１は、シリンダ１９を作動させて従動ローラ支持部材８を押圧し、従動ローラ３を駆動ローラ２に近接する方向に移動せしめる。そして、駆動ローラ支持部材６に備えられている間隔保持部材２１と、従動ローラ支持部材８に備えられている間隔保持部材２２とが、互いに当接された状態とする。
この状態で、前工程で圧延処理と、それに続く溶体化処理が施されたマルエージング鋼製の金属リングＷが、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回して装着される。前記金属リングＷの装着は、例えば前工程から搬送されてきた金属リングＷを、一定距離を存して相対向する１対以上のつめ部材（図示せず）等で把持することにより行うことができる。
金属リングＷが駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回わされたならば、次に制御装置３１は、駆動ローラ２の回転駆動を開始し、シリンダ１９による従動ローラ支持部材８の変位を解除すると共に、シリンダ１４による第１錘１０の支持を解除する。すると、従動ローラ支持部材８に第１錘１０の荷重が作用し、従動ローラ支持部材８がガイドローラ７に沿って摺動されるので、従動ローラ３が駆動ローラ２から離間する方向に変位せしめられる。
この結果、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回わされた金属リングＷが第１錘１０の負荷（例えば２０ｋｇ）により緊張状態となる。このとき、変位センサ２５は、プローブ２４を介して従動ローラ３の変位量を検出し、該変位量を制御装置３１に入力する。制御装置３１は、変位センサ２５により検出された従動ローラ３の変位量から、第１算出装置３２により駆動ローラ２と従動ローラ３との軸間距離を求め、該軸間距離の関数として金属リングＷの周長の実寸を算出する。
ここで、周長補正装置１では、前記圧延処理に続く前記溶体化処理で前記補正前の複数種の金属リングＷが混合されて、そのまま供給される場合がある。そこで、周長補正装置１では、次に、第１算出装置３２により算出された金属リングＷの周長の実寸を選択装置３３に入力する。
金属リングＷの周長の実寸は、前記溶体化処理において、処理条件の相違等によりバラツキを生じている。しかし、金属リングＷは、前記圧延処理により、前記金属ベルトの各層に対応するそれぞれの種類毎に所定の標準周長が付与されているので、前記溶体化処理により周長の実寸にバラツキが生じたとしても、該実寸と標準周長との間には一定の対応関係がある。
そこで、次に、第１算出装置３２により算出された金属リングＷの周長の実寸に対応する標準周長が、選択装置３３により選択される。前記標準周長が選択されたならば、次に、第２算出装置３４により、金属リングＷの周長の実寸と前記標準周長とが比較され、金属リングＷの周長を該標準周長に補正するために必要とされる矯正ローラ４の変位量が算出される。尚、前記変位量は金属リングＷのスプリングバックを考慮して設定される。
次に、制御装置３１は、再びシリンダ１４を作動させてテーブル１６により第１錘１０を支持し、第１錘１０による従動ローラ支持部材８の変位を解除する。これと同時に、制御装置３１は、サーボモータ２７を作動させ、ボールねじ２８を介して矯正ローラ支持部材２６に軸支された矯正ローラ４を前記金属リングＷに当接させる。そして、ボールねじ２８の回転により、矯正ローラ４を前記のようにして算出された変位量に従って、上方に変位させる。このとき、矯正ローラ４の変位量は、サーボモータ２７及びボールねじ２８の回転数により制御される。
次に、制御装置３１は、矯正ローラ４の変位が金属リングＷのスプリングバックを考慮して設定された所定の変位量に達したならば、金属リングＷのスプリングバックを低減するために、該変位量を数秒間維持したのち、サーボモータ２７を逆転させて、矯正ローラ４を元の位置に復帰させる。そして、制御装置３１は、矯正ローラ４が元の位置に復帰したならば、サーボモータ２７を停止させる。
また、制御装置３１は、矯正ローラ４を元の位置に復帰させるときに、シリンダ１９を作動させ、従動ローラ３を駆動ローラ２から離間する方向に変位せしめる。このとき、従動ローラ３は、第１錘１０の自重により変位せしめられるので、矯正ローラ４が元の位置に復帰する作動に自動的に追従して、変位せしめられる。これにより、矯正ローラ４が元の位置に復帰する際に、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回わされた金属リングＷが緊張した状態を維持し、装置から脱落することを防止することができる。
図１示の周長補正装置１では、矯正ローラ４を変位させる操作を１回のみとしてもよいが、矯正ローラ４が元の位置に復帰したのち、前述と同一の操作により金属リングＷの周長の実寸を算出し、さらに周長補正処理を繰り返してもよい。前記のように周長補正処理を繰り返すことにより、補正された周長の精度を向上することができる。
前記いずれかの方法により周長補正処理が終了したならば、制御装置３１は、駆動ローラ２の回転を停止すると共に、シリンダ１４を作動させてテーブル１６により第１錘１０を支持し、第１錘１０による従動ローラ支持部材８の変位を解除する。次いで、制御装置３１は、再びシリンダ１９を作動させて、従動ローラ支持部材８を押圧し、従動ローラ３を駆動ローラ２に近接する方向に移動せしめる。
そして、周長補正処理が終了した金属リングＷを、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４から取り外す。前記金属リングＷの取り外しは、前記つめ部材等により金属リングＷを把持することにより行うことができる。
また、周長補正装置１では、前記複数の種類の金属リングＷのうち、所定の種類の金属リングＷを選択的に供給するようにしてもよい。この場合には、選択装置３３により選択される標準周長は、前記所定の種類の金属リングＷに対応するものに予め設定しておくことができる。しかし、この場合においても、前記溶体化処理等で、前記所定の種類の金属リングＷに他の種類の金属リングＷが混入し、そのまま周長補正装置１に供給されることがある。
そこで、制御装置３１は、第１算出装置３２により金属リングＷの周長の実寸が算出されたならば、該周長の実寸を選択装置３３に入力し、供給された金属リングＷの周長の実寸と、予め設定された標準周長とが対応していることを確認する。そして、供給された金属リングＷの周長の実寸と、予め設定された標準周長とが対応していることが確認されたならば、第２算出装置３４により、該周長の実寸と標準周長とを比較して矯正ローラ４の変位量を算出し、前述と同一の操作により周長補正を行う。
一方、供給された金属リングＷの周長の実寸が、予め設定された標準周長に対応する周長の実寸の範囲外であった場合には、制御装置３１は、再びシリンダ１４を作動させてテーブル１６により第１錘１０を支持し、第１錘１０による従動ローラ支持部材８の変位を解除する。次いで、制御装置３１は、駆動ローラ２の回転を停止すると共に、再びシリンダ１９を作動させて従動ローラ支持部材８を押圧し、従動ローラ３を駆動ローラ２に近接する方向に移動せしめる。そして、金属リングＷを、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４から払出す。前記払出しは、周長補正後の金属リングＷを取り外すときと同一にして、前記つめ部材等により金属リングＷを把持することにより行うことができる。
また、周長補正装置１で、前述のようにして周長補正を行うときに、第１錘１０をテーブル１６により支持して従動ローラ支持部材８の変位が解除された状態で、矯正ローラ４を上方に変位させると、従動ローラ支持部材８が急激に駆動ローラ２に近接する方向に変位し、駆動ローラ支持部材６，従動ローラ支持部材８が衝突することが懸念される。しかし、本実施形態の周長補正装置１では、従動ローラ支持部材８にシリンダロッド２０を介して接続されているシリンダ１９が抵抗となり制動手段として作用する。この結果、従動ローラ支持部材８の駆動ローラ２に近接する方向への急激な変位が妨げられ、駆動ローラ支持部材６と、従動ローラ支持部材８との衝突を防止することができる。
図１示の周長補正装置１では、従動ローラ３を駆動ローラ２に近接する方向に移動せしめる手段として、シリンダロッド２０を介して従動ローラ支持部材８に接続されたシリンダ１９を用いている。しかし、図３示の周長補正装置４１のように、従動ローラ支持部材８にワイヤ４２を介して接続された第２錘４３を用いてもよい。
周長補正装置４１において、従動ローラ支持部材８には、駆動ローラ支持部材６方向に水平に延設されたワイヤ４２が接続されており、ワイヤ４２の他端部には第２錘４３が連結されている。第２錘４３は、ワイヤ９の途中、架台１１の駆動ローラ２側の基部に取着されたブラケット４４に軸支された滑車４５を介して、鉛直下方に垂下されている。
この結果、従動ローラ３は、第１錘１０による従動ローラ支持部材８の変位が解除されたときには、第２錘４３の荷重（例えば５ｋｇ）によりガイドレール７に沿って摺動して、駆動ローラ２に近接するように変位せしめられる。第２錘４３は、基台５の脚部５ｂに備えられたシリンダ４６のシリンダロッド４７の先端に取着されたテーブル４８により垂下方向から上方に支持されて、従動ローラ支持部材８の変位を解除する。
また、図３示の周長補正装置４１は、矯正ローラ４が上方に変位した後、元の位置に復帰する際には、第１錘１０に代えて、従動ローラ支持部材８にワイヤ４９を介して接続された第３錘５０を用いる。
周長補正装置４１において、従動ローラ支持部材８には、駆動ローラ支持部材６から離間する方向に水平に延設されたワイヤ４９が接続されており、ワイヤ４９の他端部には第３錘５０が連結されている。第３錘５０は、ワイヤ９の途中、架台１１の従動ローラ３側の基部に取着されたブラケット５１に軸支された滑車５２を介して、鉛直下方に垂下されている。
この結果、矯正ローラ４が上方から元の位置に復帰する際には、従動ローラ支持部材８に第３錘５０の荷重（例えば３０ｋｇ）が作用することにより、従動ローラ３が駆動ローラ２から離間する方向に変位せしめられる。従って、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回わされた金属リングＷが緊張した状態を維持することができる。
第３錘５０は、基台５の脚部５ａに備えられたシリンダ５３のシリンダロッド５４の先端に取着されたテーブル５５により垂下方向から上方に支持されることにより、従動ローラ支持部材８の変位を解除する。
周長補正装置１，４１の矯正ローラ支持部材２６は、図４に拡大して示すように、駆動ローラ支持部材６と従動ローラ支持部材８とが、両者の間隔保持部材２１，２２を介して当接したときに、間隔保持部材２１，２２に係合するように備えられている。そして、矯正ローラ４は、駆動ローラ支持部材６、従動ローラ支持部材８が間隔保持部材２１，２２を介して当接したときの駆動ローラ２と従動ローラ３との軸間の垂直二等分線Ｈ上に軸支されている。従って、矯正ローラ４が次第に上方に変位するときには、図５示のように、駆動ローラ２の軸心Ａと、従動ローラ３の軸心Ｂと、矯正ローラ４の軸心Ｃとは、常にＡＣ＝ＢＣの関係を維持している。
この結果、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回された金属リングＷにおいて、矯正ローラ４と駆動ローラ２との間の部分ＷＡＣと、矯正ローラ４と従動ローラ２との間の部分ＷＢＣとに等しい荷重がかかる。従って、周長補正後に幅、板厚等の精度に優れた金属リングＷを得ることができる。
また、周長補正装置１，４１において、矯正ローラ４は、図６に示すように、外周面６１の幅方向の断面形状が円弧状となっている。そこで、かかる矯正ローラ４をサーボモータ２７及びボールねじ２８で付勢して金属リングＷを組成変形せしめることにより、金属リングＷに矯正ローラ４の外周面６１の形状が転写され、図７に示すように、幅方向の断面形状が円弧状となっている金属リングＷを得ることができる。
前記断面形状が付与された金属リングＷは、無段変速機用ベルトを形成するために、複数の金属リングＷ，Ｗ，・・・を、図７に矢示するように相互に積層したときに、各金属リングＷが前記円弧状部６２により相互に係合するので、容易に積層状態を保持することができる。
ところで、金属リングＷは、前記溶体化処理が完了するまでの工程で、図８（ａ）示のように左右の周縁６３ａ，６３ｂの周長が異なるような変形を生じていることがある。前記周縁６３ａ，６３ｂの周長差は、マルエージング鋼等の薄板をドラム状に溶接する際に、ドラム状体がテーパ状に変形したり、ドラム状体を所定の幅に裁断する際に金属リングＷがテーパ状に変形することによるものである。前記周長差は、或いは、前記溶体化時に加熱された金属組織が変態を起こすために、このときの金属リングＷの保持状態や、溶体化後の冷却速度等の相違により生じるものである。尚、図８では、説明のために周縁６３ａ，６３ｂの周長差を誇張して示している。
金属リングＷは、前記周縁６３ａ，６３ｂの周長差をそのまま放置して周長補正を行うと、後工程の時効処理及び窒化処理で、前記周長差がさらに拡大する虞がある。また、前記周長補正時に駆動ローラ２を回転駆動すると、金属リングＷが矯正ローラ４の外周面６１の円弧状形状に沿って、矯正ローラ４の中央から短い方の周縁（図では６３ａ）側に移動する。この結果、周長補正後の金属リングＷの幅方向に所望の円弧状形状が付与できなかったり、甚だしい場合は、金属リングＷが矯正ローラ４から脱落して周長補正自体が困難になることがある。
そこで、本実施形態では、次に駆動ローラ２が回転を停止している状態で従動ローラ３を駆動ローラ２から離間する方向に変位せしめて金属リングＷに塑性変形により変形可能な荷重を付与する。前記荷重は、金属リングＷに張力を付与するための荷重より大であるが、金属リングＷの周長補正を可能にするほど大きくする必要はない。
この結果、図８（ｂ）に示すように、金属リングＷが駆動ローラ２の外周面６４と、従動ローラ３の外周面６５とに沿う形状に矯正され、左右の周縁６３ａ，６３ｂの周長が等しくなる。
前述のようにして、左右の周縁６３ａ，６３ｂの周長が等しくなったならば、先に説明したように、駆動ローラ２を回転駆動しつつ、金属リングＷの周長の実寸を測定し、次いで、矯正ローラ４を変位せしめて金属リングＷに塑性変形により周長補正可能な荷重を付与することにより、金属リングＷを所定の周長に周長補正する。前記周長補正可能な荷重は、前記塑性変形により周長差を矯正する荷重よりも大である。
金属リングＷの左右の周縁６３ａ，６３ｂの周長が異なるときには、図９乃至図１３に示す矯正ローラ傾動手段を備える装置により周長差を矯正するようにしてもよい。
図９示の装置は周長補正装置１，４１の変形例であり、矯正ローラ傾動手段７１は、図１，３示のボールねじ２８に連結された移動部材７２と、矯正ローラ４を軸支して移動部材７２に傾動自在に取着された矯正ローラ支持部材２６と、矯正ローラ支持部材２６を傾動させる１対の傾斜部材７３ａ，７３ｂとを備えている。移動部材７２は上下方向に延設されたガイドレール７４に沿って摺動自在とされ、矯正ローラ支持部材２６は、ボールねじ２８により移動部材７２を介して変位が付与される。
傾斜部材７３ａ，７３ｂは、共に縦断面視くさび状に形成されており、一側面に傾斜面７５が形成されている。両傾斜部材７３ａ，７３ｂは、それぞれ移動部材７２に支持された押圧ねじ７６，７７により移動部材７２と矯正ローラ支持部材２６との間へ押圧挿入することができ、傾斜面７５により移動部材７２に対して矯正ローラ支持部材２６を傾斜させる。
この結果、傾斜部材７３ａ，７３ｂは、それぞれ押圧ねじ７６，７７により挿入量を調節することによって、矯正ローラ支持部材２６を所望の角度に傾動させることができる。そして、矯正ローラ支持部材２６が傾動することによって、矯正ローラ支持部材２６に軸支されている矯正ローラ４の軸線Ｚを上下方向に傾斜させることができる。
前記構成を備える周長補正装置１，４１では、まず、金属リングＷの両周縁６３ａ，６３ｂの周長差を測定し、図１０（ａ）に示すような傾斜（一方の周縁６３ｂから他方の周縁６３ａにかけての縮径方向の傾斜）を把握する。
次いで、図９に示すように、移動部材７２と矯正ローラ支持部材２６との間への傾斜部材７３ａ，７３ｂの挿入量を調節して、金属リングＷの傾斜に対応するように矯正ローラ４の軸線Ｚを傾斜させる。
続いて、前述のように、金属リングＷを、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回して装着する。このとき、図１０（ａ）に側面示するように、矯正ローラ４の軸線Ｚの傾斜方向に対して金属リングＷの傾斜方向が相反するように、金属リングＷを駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回す。そして、図１０（ｂ）に平面示するように、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回された金属リングＷを緊張状態として、駆動ローラ２を回転駆動しつつ、金属リングＷの周長の実寸を測定した後、矯正ローラ４を変位せしめて金属リングＷに塑性変形により周長補正可能な荷重を付与することにより、金属リングＷを所定の周長に周長補正する。
このとき、矯正ローラ４の軸線Ｚが金属リングＷの傾斜に相反して傾斜していることにより、図１０（ｃ）に平面示するように、金属リングＷは両周縁６３ａ，６３ｂの周長差による傾斜が解消され、高精度な周長補正が施される。
また、図９の装置に替えて、図１１に示すように、移動部材７２と矯正ローラ支持部材２６との間に単一の傾斜部材７３を介在させる矯正ローラ傾動手段７８を採用してもよい。傾斜部材７３は、縦断面視くさび状に形成されており、一側面に形成された傾斜面７５により移動部材７２に対して矯正ローラ支持部材２６を傾斜させることができる。
また、図９，１１の装置に替えて、図１２に示す矯正ローラ傾動手段８１を備える装置を採用することもできる。
矯正ローラ傾動手段８１は、図１，３示のボールねじ２８に連結された移動部材８２と、矯正ローラ４を軸支して移動部材８２に揺動自在に支持された矯正ローラ支持部材２６と、該矯正ローラ支持部材２６を揺動させる揺動手段８３とを備えている。
移動部材８２は、上下方向に延設された一対のガイドレール８４（図１２において一方のみを示す）に沿って摺動自在とされている第１基体部８５と、該第１基体部８５の一端部（図中下端部）から水平方向に延出する支承部８６とを備えている。
矯正ローラ支持部材２６は、移動部材８２の第１基体部８５に沿って延びる第２基体部８７と、矯正ローラ４を軸支する矯正ローラ支持部８８とを備えている。また、矯正ローラ支持部８８の下方端部には断面視半円状の当接部８９が形成されている。当接部８９は支承部８６に支承され、支承部８６には当接部８９に対応する凹部９０が形成されている。これにより、矯正ローラ支持部材２６は当接部８９を支点として第２基体部８７が移動部材８２の第１基体部８５に対して接近・離反する方向に揺動自在とされる。
揺動手段８３は、移動部材８２の第１基体部８５に備えられたサーボモータ９１と、サーボモータ９１の回転軸に同軸に連結されたボールねじ９２とを備えている。ボールねじ９２は、移動部材８２の第１基体部８５に回転自在に支持されて水平方向に延び、螺合部材９３を介して矯正ローラ支持部材２６の第２基体部８７に連結されている。螺合部材９３は、図１３に示すように、矯正ローラ支持部材２６の第２基体部８７にボールブッシュ等の介挿部材９４を介して一対の枢軸９５により回転自在に支持されている。螺合部材９３は、これによって、矯正ローラ支持部材２６の第２基体部８７の揺動に円滑に追従できるようになっている。
また、揺動手段８３は、図１４に示す揺動制御装置９６を備えている。揺動制御装置９６は、サーボモータ９１と、金属リングＷの両周縁６３ａ，６３ｂの周長差を測定する測定装置９７とに接続されている。そして、揺動制御装置９６は、測定装置９７により測定される前記周長差に基づいて、サーボモータ９１の作動を制御する。
前記矯正ローラ傾動手段８１を備える周長補正装置１，４１では、まず、測定装置９７により金属リングＷの両周縁６３ａ，６３ｂの周長差を測定し、図１０（ａ）に示すような傾斜（一方の周縁６３ｂから他方の周縁６３ａにかけての縮径方向の傾斜）を把握する。測定装置９７により測定された金属リングＷの傾斜方向及び傾斜量は制御装置９６に入力され、制御装置９６はサーボモータ９１を駆動して矯正ローラ４の軸線Ｚを金属リングＷの傾斜に相反して傾斜させる。即ち、サーボモータ９１が制御装置９６により所定の回転回数だけ回転され、ボールねじ９２の回転に伴って螺合部材９３を介して矯正ローラ支持部材２６の第２基体部８７が傾斜される。この結果、図１２に示すように、矯正ローラ４の軸線Ｚが傾斜した状態となる。
続いて、前述のように、金属リングＷを、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回し、矯正ローラ４の軸線Ｚの傾斜方向に対して金属リングＷの傾斜方向が相反するように装着する。そして、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回された金属リングＷを緊張状態として、駆動ローラ２を回転駆動しつつ、金属リングＷの周長の実寸を測定した後、矯正ローラ４を変位せしめて金属リングＷに塑性変形により周長補正可能な荷重を付与することにより、金属リングＷを所定の周長に周長補正する。
このとき、矯正ローラ４の軸線Ｚが金属リングＷの傾斜に相反して傾斜していることにより、金属リングＷは両周縁６３ａ，６３ｂの周長差による傾斜が解消され、高精度な周長補正が施される。
尚、金属リングＷを駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回して装着する操作と、矯正ローラ４の軸線Ｚを傾斜させる操作とは、どちらが先に行なわれてもよく、また、同時に行なわれてもよい。
産業上の利用可能性
本発明の金属リングの周長補正装置は、例えば、無段変速機用金属ベルトの材料となる金属リングの周長補正を自動的に行う用途に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の周長補正装置の一実施形態を示す構成図である。
図２は、図１の装置の構成を示すブロック図である。
図３は、本発明の周長補正装置の他の実施形態を示す構成図である。
図４は、図１の装置の要部拡大図である。
図５は、図１の装置の模式的作動説明図である。
図６は、図１の装置の要部断面図である。
図７は、複数の金属リングを積層した状態を示す説明的断面図である。
図８は、図１の装置の要部を示す説明的断面図である。
図９は、矯正ローラ傾動手段の一構成例を模式的に示す説明図である。
図１０は、矯正ローラ傾動手段を備える本発明の周長補正装置の作動説明図である。
図１１は、矯正ローラ傾動手段の他の構成例を模式的に示す説明図である。
図１２は、矯正ローラ傾動手段のさらに他の構成例を模式的に示す説明図である。
図１３は、図１２の矯正ローラ傾動手段の要部断面図である。
図１４は、図１２の矯正ローラ傾動手段の構成を示すブロック図である。
図１５は、従来の周長補正装置の一形態を示す構成図である。
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装置に関するものである。
背景技術
無段変速機に用いられる金属ベルトは、少しずつ周長の異なる複数の金属リングを相互に積層することにより形成されており、従来、次のようにして製造されている。
まず、マルエージング鋼等の超強力鋼の薄板をベンディングしてループ化した後、端部同士を溶接してリング状のドラムを形成し、前記ドラムを所定幅に裁断することにより、金属リングとする。次に、前記金属リングを前記金属ベルトの各層に適した標準周長に圧延することにより、該金属ベルトの層の数に対応する複数種の金属リングを得る。
次に、前記複数種の金属リングに溶体化処理を施すと、処理条件等の相違により、前記金属ベルトの各層に適した所定の標準周長に圧延されている前記金属リングの周長にバラツキが生じる。そこで、前記溶体化処理が施された金属リングに、周長補正処理を施すことにより、前記金属ベルトの各層の標準周長に補正する。
次に、前記周長補正が施された金属リングに、さらに時効処理、窒化処理が施すことにより、硬度を向上させる。そして、前記周長補正により前記金属ベルトの各層の標準周長に補正された、少しずつ周長の異なる複数種の金属リングを相互に積層することにより、無段変速機用金属ベルトが形成される。
前述のようにして前記金属ベルトを製造するときに、前記溶体化処理により生じた周長のバラツキをそのまま放置すると、複数種の金属リングを相互に積層する際に、他種の金属リングと組み合わせることのできない金属リングが多数発生することになる。前記マルエージング鋼等の超強力鋼は高価であり、できるだけ歩留りを良くする必要があるので、前記周長補正処理は、前記無段変速機用金属ベルトを形成するために、極めて重要である。
本出願人は、前記周長補正処理のための装置として、特開平１１−２９０９７１号公報記載の装置を既に提案している。図１５に示すように、前記公報記載の周長補正装置１０１は、金属リングＷが掛け回される駆動ローラ１０２と従動ローラ１０３とを備え、さらに駆動ローラ１０２と従動ローラ１０３との中間位置に矯正ローラ１０４を備える。
周長補正装置１０１の基台１０５上には、駆動ローラ１０２を回転自在に軸支する駆動ローラ支持部材１０６が固定されている。駆動ローラ１０２は、基台１０５の後方に設けられた回転駆動源である駆動モータ１０７に図示しない連結機構を介して連結される。また、基台１０５上に固着されたガイドレール１０８にはガイドブロック１０９が水平方向に摺動自在に係合されている。ガイドブロック１０９には、従動ローラ１０３を回転自在に軸支する従動ローラ支持部材１１０が取着されている。
駆動ローラ支持部材１０６と従動ローラ支持部材１１０とには、互いに当接して駆動ローラ１０２と従動ローラ１０３との軸間距離を所定間隔に保持する１対の間隔保持部材１１１，１１２が備えられている。また、従動ローラ支持部材１１０には水平に延設されたワイヤ１１３が接続されており、ワイヤ１１３の他端部には、錘１１４ａ，１１４ｂが連結されている。錘１１４ａ，１１４ｂは、ワイヤ１１３の途中に設けられた滑車により鉛直方向に垂下されている。そこで、従動ローラ１０３は金属リングＷが掛け回された後、錘１１４ａ，１１４ｂの荷重により駆動ローラ１０２から離間する方向に移動される。
基台１０５の駆動ローラ１０２側の端部にはフレーム１１５が立設されており、フレーム１１５の上部には油圧シリンダ１１６が備えられている。そして、矯正ローラ１０４は、油圧シリンダ１１６のシリンダロッド１１７の端部に取着された矯正ローラ支持部材１１８に回転自在に軸支され、油圧シリンダ１１６により、従動ローラ１０３の変位方向と直交する方向（垂直方向）に変位可能とされている。
また、基台１０５のガイドレール１０８側の端部に立設された支柱１１９には、従動ローラ１０３の変位を検知する第１の変位センサ１２０が設けられている。一方、油圧シリンダ１１６のフレーム１１５には矯正ローラ４の変位を検知する第２の変位センサ１２１が設けられている。
図１５示の従来の周長補正装置１０１によれば、まず、駆動ローラ１０２に従動ローラ１０３を近接させた状態で、駆動ローラ１０２、従動ローラ１０３及び矯正ローラ１０４に金属リングＷを掛け回して装着する。次に、駆動モータ１０７により駆動ローラ１０２を回転駆動しつつ、従動ローラ１０３を錘１１４ａ，１１４ｂの荷重により駆動ローラ１０２から離間する方向に変位させて、金属リングＷを緊張させる。この状態で、変位センサ１２０により従動ローラ１０３の変位量を検出し、該変位量から駆動ローラ１０２と従動ローラ１０３との軸間距離を求め、該軸間距離の関数として金属リングＷの周長の実寸を算出する。そして、周長補正装置１０１は、前記のようにして求められた周長の実寸と、所望の周長との差から、金属リングＷを所望の周長に補正するために必要とされる矯正ローラ１０４の変位量を算出する。
次に、周長補正装置１０１は、駆動ローラ１０２を回転駆動しつつ、油圧シリンダ１１６により矯正ローラ１０４を上方に付勢して変位せしめ、金属リングＷを塑性変形させる。
このとき、周長補正装置１０１は、変位センサ１２１により検出される矯正ローラ１０４の変位量が、前記のようにして算出された変位量に一致するまで、矯正ローラ１０４を上方に付勢し、その後、付勢を解除する。
次に、周長補正装置１０１は、再び従動ローラ１０３を駆動ローラ１０２から離間する方向に変位させて、前記と同一にして金属リングＷの周長の実寸を算出する。そして、該補正処理後の周長の実寸と、所望の周長の差を求め、該実寸が所望の周長に一致していれば操作を終了する。一方、前記補正処理後の周長の実寸が所望の周長に一致していなければ、前記周長の実寸と、所望の周長の差に基づいて前記操作を繰り返す。これにより、金属リングＷの周長が確実に所望の周長となるように補正することができる。
また、前記周長補正装置１０１では、圧延、溶体化処理後の金属リングＷの周長を略一定と仮定して、該周長に対して矯正ローラ１０４を所定の変位量で変位させるようにしてもよい。この場合、最初に駆動ローラ１０２、従動ローラ１０３及び矯正ローラ１０４に金属リングＷを掛け回した後に実測された金属リングＷの周長を、圧延及び溶体化処理後の金属リングＷの周長として設計上または工程管理上定められる標準周長と比較する。そして、両者の差から矯正ローラ１０４の変位量を補正する。
前述のようにして、矯正ローラ１０４の変位量を補正することにより、矯正ローラ１０４を変位させる操作を１回のみとして、金属リングＷの周長の実寸が容易かつ確実に所望の周長となるように補正することができる。また、歩留りを向上させることができる。
しかしながら、前記周長補正装置１０１では、最初に駆動ローラ１０２、従動ローラ１０３及び矯正ローラ１０４に金属リングＷを掛け回して装着するときには、従動ローラ１０３を駆動ローラ１０２側に近接させる操作を手動で行わなければならない。あるいは、周長補正処理後の金属リングＷを駆動ローラ１０２、従動ローラ１０３及び矯正ローラ１０４から取り外すときにも、従動ローラ１０３を駆動ローラ１０２側に近接させる操作を手動で行わなければならない。そこで、前記周長補正装置１０１では、全工程を自動化することが望まれる。
発明の開示
本発明は、前記事情に鑑み、金属リングの周長補正の全工程を自動化することができる周長補正装置を提供することを目的とする。
かかる目的を達成するために、本発明の金属リングの周長補正装置は、近接した状態で金属リングを装着して掛け回すことが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に備えられた矯正ローラと、該駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラに金属リングが掛け回されたときに該駆動ローラ及び従動ローラを相対的に互いに離間する方向に変位せしめる第１の変位付与手段と、第１の変位付与手段による変位が解除されたときに、該駆動ローラと従動ローラとの間隔を所定間隔に保持する間隔保持手段と、該矯正ローラを該駆動ローラ及び従動ローラの変位方向と直交し且つ該金属リングを延引する方向に変位せしめて、該間隔保持手段により該駆動ローラと従動ローラとの間隔を所定間隔に保持せしめると共に、該金属リングの周長を補正する第２の変位付与手段とを備える周長補正装置において、第１及び第２の変位付与手段による変位が解除されたときに、該駆動ローラと該従動ローラとを互いに近接する方向に変位せしめる第３の変位付与手段を備えることを特徴とする。
また、本発明の周長補正装置において、前記第１の変位付与手段は、前記駆動ローラまたは従動ローラに接続されて他方のローラから離反する方向に水平に延設されたワイヤと、該ワイヤの他端部に連結され、該ワイヤの途中に設けられた滑車により鉛直方向に垂下されることにより該ワイヤを介して前記駆動ローラまたは従動ローラに変位を付与する第１の錘と、該錘を垂下方向から上方に支持して該錘による変位を解除するテーブルとからなることを特徴とする。
本発明の周長補正装置によれば、まず、第１及び第２の変位付与手段による変位が解除された状態で、第３の変位付与手段により回転を停止した状態の前記駆動ローラと従動ローラとを互いに近接せしめる。そして、金属リングを該駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラに掛け回して装着する。
次に、第３の変位付与手段による変位を解除し、第１の変位付与手段により該駆動ローラ及び従動ローラを相対的に互いに離間する方向に変位せしめ、該駆動ローラを回転駆動して、前記のように装着された金属リングを緊張状態とする。そして、このときの駆動ローラと従動ローラとの軸間距離から前記金属リングの周長の実寸を算出し、該周長の実寸に基づいて所要の補正量を算出する。
次に、第１の変位付与手段による変位を解除すると共に、前記駆動ローラを回転駆動しつつ、前記金属リングの周長の実寸に基づいて算出された補正量に従って、第２の変位付与手段により前記矯正ローラを変位させる。第２の変位付与手段によれば、前記矯正ローラは前記駆動ローラ及び従動ローラの変位方向と直交し且つ該金属リングを延引する方向に変位せしめられる。この結果、前記金属リングが塑性変形せしめられ、周長補正処理が行われる。
前記周長補正処理が終了したならば、第２の変位付与手段による変位が解除され、前記矯正ローラが元の位置に復帰せしめられる。同時に、再び第１の変位付与手段により前記駆動ローラ及び従動ローラが相対的に互いに離間する方向に変位せしめられる。
このとき、第１の変位手段は、前記のように、前記駆動ローラまたは従動ローラに接続されたワイヤと、該ワイヤの他端部に連結されて鉛直下方に垂下される第１の錘とからなる。従って、第１の変位手段は、前記第１の錘の自重により前記駆動ローラまたは従動ローラを相対的に互いに離間する方向に変位させることにより、第２の変位付与手段による前記矯正ローラを元の位置に復帰させる作動に、自動的に追従することができる。
これにより、第２の変位付与手段により前記矯正ローラが元の位置に復帰せしめられる際に、前記のように周長補正された金属リングが前記駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラから脱落することを防止することができる。
次に、前記駆動ローラの回転を停止すると共に、第２の変位付与手段による変位を解除し、再び第３の変位付与手段により回転を停止した状態の該駆動ローラと従動ローラとを互いに近接する方向に変位せしめる。そして、周長補正処理された金属リングを前記駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラから取り外すと共に、新しい金属リングを該駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラに掛け回して装着し、前述の操作を繰り返す。
本発明の周長補正装置によれば、前述のようにすることにより、前記金属リングの周長補正処理の全工程を自動化することができる。
本発明の周長補正装置では、前記金属リングの周長補正処理の際に、上述のように、第１の変位付与手段により前記駆動ローラと従動ローラとを互いに離間するように変位せしめた後、第１の変位付与手段による変位を解除する。そして、第２の変位付与手段により前記矯正ローラを変位せしめる。ところが、このようにすると、前記矯正ローラの変位に対応して前記駆動ローラと従動ローラとが急激に近接し、互いに衝突する虞がある。
そこで、本発明の周長補正装置は、前記第２の変位付与手段により前記金属リングを延引する際に、該駆動ローラと該従動ローラとの急激な接近を妨げる制動手段を備えることを特徴とする。本発明の周長補正装置は、前記制動手段を備えることにより、前記駆動ローラと従動ローラとの衝突を防止することができる。
また、本発明の周長補正装置は、前記第２の変位付与手段が、前記間隔保持手段により所定間隔に保持されている前記駆動ローラと従動ローラとの軸心の間隔を垂直に二等分する線上に沿って、前記矯正ローラを変位せしめることを特徴とする。
本発明の周長補正装置によれば、前記矯正ローラが、前記駆動ローラ及び従動ローラの軸心の間隔を垂直に二等分する線上に沿って変位するので、前記矯正ローラと駆動ローラとの軸間距離と、前記矯正ローラと従動ローラとの軸間距離とが常に等しくなる。この結果、前記金属リングは、前記矯正ローラと駆動ローラとの間の部分と、前記矯正ローラと従動ローラとの間の部分とに等しい荷重がかかるので、周長補正後に幅、板厚等について、優れた精度を得ることができる。
ところで、前記金属リングが無段変速機用の金属ベルトを構成する材料である場合、前記金属リングは、前記金属ベルトの各層毎に設計上または工程管理上の標準周長が定められている。前記金属リングは、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形成されたドラムが所定幅に裁断された後、前記金属ベルトの各層の標準周長に圧延されている。この結果、前記金属リングは、前記金属ベルトの層の数に対応する複数の種類を備え、それぞれの種類毎に少しずつ異なる標準周長に圧延されている。前記金属リングの周長の実寸は、前記圧延処理に続く前記溶体化処理の条件の相違等によりバラツキが生じるが、それぞれの種類毎に、前記圧延処理により付与された標準周長とはある程度の対応関係が保たれている。
そこで、本発明の周長補正装置では、前記補正前の金属リングをそれぞれの種類毎に供給するときに、最初に供給された金属リングの周長がわかれば、第２の変位付与手段による前記矯正ローラの変位量を一律としても、ほぼ前記標準周長に補正することができ、処理が容易になる。ところが、前記溶体化処理では、複数の種類の金属リングが混合されてしまうことがある。
前記補正前の複数種の金属リングが混合されて、そのまま周長補正装置に供給された場合、該金属リングを一律に周長補正したのでは、補正前の金属リングの種類によっては所定の標準周長に対する補正量が該金属リングの塑性変形の限界を超えることがある。また、補正前の金属リングの種類によっては、補正前の周長が所定の標準周長を超えていることがある。そして、このような場合には、補正前の金属リングをそれぞれの種類の標準周長に補正することができなくなる。
そこで、本発明の周長補正装置は、前記金属リングの周長補正前の周長の実寸を算出する第１の算出装置と、第１の算出装置により測定された周長の実寸に対応する補正後の標準周長を選択する選択装置と、該金属リングの周長の実寸と該標準周長とを比較して、該金属リングの周長を該標準周長に補正するために必要とされる補正量を算出する第２の算出装置とを備え、前記第２の変位付与手段は第２の算出装置により算出された補正量に従って前記矯正ローラを変位せしめることを特徴とする。
本発明の周長補正装置によれば、まず、前記第１の算出装置により、補正前の金属リングの周長の実寸が算出される。前記補正前の金属リングの周長の実寸は、前述のように、前記圧延処理に続く前記溶体化処理の条件の相違等によりバラツキを生じているとしても、前記圧延処理により付与されたそれぞれの種類の標準周長と、一定の対応関係がある。
そこで、次に、前記選択装置により、前記第１の算出装置により算出された補正前の金属リングの周長の実寸に対応する補正後の標準周長が選択される。補正後の標準周長が選択されたならば、次に、前記第２の算出装置により、前記補正前の金属リングの周長の実寸と、補正後の標準周長とが比較され、該補正前の金属リングの周長を該標準周長に補正するために必要とされる補正量が算出される。そして、前記第２の変位付与手段が、前記第２の算出装置により算出された補正量に従って前記矯正ローラを変位せしめることにより、前記補正前の金属リングが前記選択された標準周長に補正される。
従って、本発明の周長補正装置によれば、複数種の金属リングが混在して供給された場合にも、補正前の金属リングの周長をそれぞれ種類の標準周長に適切に補正することができる。
一方、前記補正前の複数種の金属リングが所定の種類毎に周長補正装置に供給される場合でも、前記溶体化処理等において、所定の種類の金属リングに他種の金属リングが混合され、そのまま周長補正工程に供給されてしまうことがある。この場合、補正前の金属リングの種類によっては所定の標準周長に対する補正量が該金属リングの塑性変形の限界を超えることがある。また、補正前の金属リングの種類によっては、補正前の周長が所定の標準周長を超えていることがある。そして、このような場合には、補正後に所定の標準周長を備える金属リングが得られない。
そこで、本発明の周長補正装置は、前記金属リングの周長補正前の周長の実寸を算出する算出装置と、該算出装置により測定された周長の実寸に対応する補正後の標準周長を選択する選択装置とを備え、該算出装置により算出された該周長の実寸が該選択装置により選択される補正後の標準周長の範囲外であったときに、前記第１の変位付与手段は前記変位を解除することを特徴とする。
前記算出装置により算出された補正前の金属リングの周長の実寸が、前記選択装置により選択される補正後の標準周長の範囲外であったときには、このような金属リングを周長補正しても、所定の標準周長を備える金属リングを得ることができない。そこで、この場合、本発明の周長補正装置は、前記第１の変位付与手段による前記変位を解除する。この結果、本発明の周長補正装置によれば、補正前の周長の実寸が前記選択装置により選択される補正後の標準周長の範囲外である金属リングが供給された場合には、該金属リングを確実に払出すことができる。
また、前記金属ベルトは、前述のように少しずつ周長の異なる複数種の金属リングを相互に積層することにより形成される。このとき、前記金属リングは、相互に積層されたときに積層状態の保持を容易にするために、断面が幅方向に沿って中央部で凸の円弧状形状を備えていることが望ましい。
そこで本発明の周長補正装置において、前記矯正ローラは、外周面が厚さ方向に沿って中央部で凸の断面視円弧状の形状を備えることを特徴とする。
前記構成を備える本発明の周長補正装置では、前記矯正ローラを前記第２の変位付与手段により変位せしめて前記金属リングの周長補正を行うことにより、該金属リングに該矯正ローラの外周面の形状が転写される。従って、前記金属リングの断面を、幅方向に沿って中央部で凸の円弧状形状を備えるものとすることができる。断面が前記形状を備える前記金属リングによれば、前述のように積層されたときに、前記中央部で互いに係合して、その積層状態の保持を容易にすることができる。
ところで、前記金属リングは、前記溶体化処理が完了するまでの工程で変形して周縁長が左右で異なっていることがある。このような金属リングを前記駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラに掛け回して周長補正を行うと、幅方向の左右で加工量に差が生じ、後工程の時効処理または窒化処理により、前記周縁長の差がさらに拡大することがある。また、前記矯正ローラの外周面厚さ方向に中央部で凸の断面視円弧状の形状が付与されていると、前記周縁長が左右で異なっている金属リングは、該ローラの回転駆動時に前記円弧状の形状に沿って次第にローラ中央部から端部側に移動し、所望の形状が付与されないことがある。或いは、甚だしいときには、前記金属リングが前記矯正ローラから脱落することがある。
そこで、前記矯正ローラが外周面厚さ方向に沿って中央部で凸の断面視円弧状の形状を備える本発明の周長補正装置では、前記矯正ローラを前記第２の変位付与手段により変位せしめて前記金属リングの周長補正を行う前に、回転を停止した状態の駆動ローラ及び従動ローラを相対的に互いに離間する方向に変位させる。このとき、前記駆動ローラ及び従動ローラの相対的変位により、前記金属リングに塑性変形可能な荷重を付与することにより、前記金属リングの周縁長が左右で等しくなるように矯正することができる。
また、前記金属リングの周縁長が左右で等しくなるように矯正するために、本発明の周長補正装置では、前記矯正ローラが、前記金属リングの両周縁の周長差に応じて軸線を傾動させる矯正ローラ傾動手段を備えるようにしてもよい。
前記構成を備える本発明の周長補正装置では、まず、前記金属リングを、例えば、該金属リングの周長の長い一方の周縁側から前記駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラに掛け回して装着する。次に、前記矯正ローラ傾動手段により、前記矯正ローラの軸線を金属リングの幅方向の傾斜に相反する方向に傾動させる。
この状態で、前記矯正ローラを前記第２の変位付与手段により変位せしめて前記金属リングの周長補正を行うと、前記矯正ローラは、前記金属リングの幅方向の傾斜に相反する方向に傾動されているので、前記金属リングは周長の長い一方の周縁よりも周長の短い他方の周縁の伸張量が大きくなる。この結果、前記金属リングは前記左右の周縁長の差が解消され、両周縁の周長差が等しくなるように容易に矯正することができる。
発明を実施するための最良の形態
本実施形態の金属リングの周長補正装置（以下、単に周長補正装置と略記する）は、無段変速機用金属ベルトの材料となる金属リングの周長補正を行うものである。前記金属リングは、マルエージング鋼等の超強力鋼の薄板をベンディングしてループ化した後、端部同士を溶接して形成されたドラムを所定幅に裁断して形成され、圧延処理、溶体化処理が施されたものである。前記金属リングは、前記金属ベルトの層の数に対応する複数の種類を備え、前記圧延処理によりそれぞれの種類毎に少しずつ異なる標準周長が付与されている。しかし、前記金属リングは、前記圧延処理に続く前記溶体化処理により、それぞれの種類の周長にバラツキが生じており、前記無段変速機用金属ベルトを形成するためには周長を補正する必要がある。
本実施形態の周長補正装置１は、前記金属リングＷの周長補正を行うものであって、図１示のように、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との中間位置に矯正ローラ４を備える。
周長補正装置１は基台５を備え、基台５上に固定された駆動ローラ支持部材６には駆動ローラ２が回転自在に軸支されている。駆動ローラ２は、駆動ローラ支持部材６の後方に設けられた図示しない駆動モータにより回転駆動される。基台５上に固着されたガイドレール７には、従動ローラ支持部材８が水平方向に摺動自在に係合されており、従動ローラ３は従動ローラ支持部材８に回転自在に軸支される。
従動ローラ支持部材８には、水平に延設されたワイヤ９が接続されており、ワイヤ９の他端部には第１錘１０が連結されている。第１錘１０は、ワイヤ９の途中、基台５に立設された架台１１の従動ローラ３側の基部に取着されたブラケット１２に軸支された滑車１３を介して、鉛直下方に垂下されている。従動ローラ３は、従動ローラ支持部材８が第１錘１０の荷重によりガイドレール７に沿って摺動することにより、駆動ローラ２から離間するように変位可能とされている。第１錘１０は、基台５の脚部５ａに備えられたシリンダ１４のシリンダロッド１５の先端に取着されたテーブル１６により垂下方向から上方に支持されて、従動ローラ支持部材８の変位を解除する。
また、従動ローラ支持部材８には、基台５上に立設された支柱１８に取着されたシリンダ１９のシリンダロッド２０が接続されている。そして、シリンダ１９は、第１錘１０がテーブル１６により上方に支持されて第１錘１０による従動ローラ支持部材８の変位が解除されたときに、シリンダロッド２０を介して従動ローラ支持部材８を押圧する。これにより、従動ローラ３は駆動ローラ２に近接する方向に変位可能とされている。駆動ローラ支持部材６と従動ローラ支持部材８とには、互いに当接して駆動ローラ２と従動ローラ３との軸間距離を所定間隔に保持する１対の間隔保持部材２１，２２が相対向して備えられている。
また、基台５上に立設された支柱２３には、従動ローラ３の変位方向と平行な方向に変位可能なプローブ２４を備える変位センサ２５が設けられている。変位センサ２５は、プローブ２４の先端が図示しないばね部材等により従動ローラ３方向に付勢されて従動ローラ支持部材８に当接し、従動ローラ支持部材８と共に変位することにより、従動ローラ３の変位量を検出する。
矯正ローラ４は矯正ローラ支持部材２６に回転自在に軸支されている。また、矯正ローラ支持部材２６は、架台１１上に備えられたサーボモータ２７の回転軸に連結されたボールねじ２８に、連結部材２９を介して接続されている。この結果、矯正ローラ４は、サーボモータ２７及びボールねじ２８により制御される変位量に従って、従動ローラ３の変位方向と直交する方向に変位可能とされている。
また、周長補正装置１は、図２に示すように、制御装置３１を備えている。制御装置３１は、駆動ローラ２の駆動モータと、テーブル１６により第１錘１０を上方に支持するためのシリンダ１４と、従動ローラ支持部材８を駆動ローラ２に近接する方向に変位させるためのシリンダ１９と、矯正ローラ４を変位させるためのサーボモータ２７と、従動ローラ支持部材８の変位を検出する変位センサ２５とに接続されている。また、制御装置３１は、供給された金属リングＷの周長の実寸を算出する第１算出装置３２と、金属リングＷの周長の実寸に対応する補正後の標準周長を選択する選択装置３３と、補正後の標準周長に対する補正量を算出する第２算出装置３４とを備えている。
次に、図１、図２を参照して、周長補正装置１の作動について説明する。周長補正装置１では、まず、駆動ローラ２と従動ローラ３との回転が停止された状態で、図２示の制御装置３１が、シリンダ１４を作動させて、テーブル１６を上方に移動させる。これにより、テーブル１６が第１錘１０を支持し、第１錘１０による従動ローラ支持部材８の変位が解除される。
次に、制御装置３１は、シリンダ１９を作動させて従動ローラ支持部材８を押圧し、従動ローラ３を駆動ローラ２に近接する方向に移動せしめる。そして、駆動ローラ支持部材６に備えられている間隔保持部材２１と、従動ローラ支持部材８に備えられている間隔保持部材２２とが、互いに当接された状態とする。
この状態で、前工程で圧延処理と、それに続く溶体化処理が施されたマルエージング鋼製の金属リングＷが、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回して装着される。前記金属リングＷの装着は、例えば前工程から搬送されてきた金属リングＷを、一定距離を存して相対向する１対以上のつめ部材（図示せず）等で把持することにより行うことができる。
金属リングＷが駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回わされたならば、次に制御装置３１は、駆動ローラ２の回転駆動を開始し、シリンダ１９による従動ローラ支持部材８の変位を解除すると共に、シリンダ１４による第１錘１０の支持を解除する。すると、従動ローラ支持部材８に第１錘１０の荷重が作用し、従動ローラ支持部材８がガイドローラ７に沿って摺動されるので、従動ローラ３が駆動ローラ２から離間する方向に変位せしめられる。
この結果、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回わされた金属リングＷが第１錘１０の負荷（例えば２０ｋｇ）により緊張状態となる。このとき、変位センサ２５は、プローブ２４を介して従動ローラ３の変位量を検出し、該変位量を制御装置３１に入力する。制御装置３１は、変位センサ２５により検出された従動ローラ３の変位量から、第１算出装置３２により駆動ローラ２と従動ローラ３との軸間距離を求め、該軸間距離の関数として金属リングＷの周長の実寸を算出する。
ここで、周長補正装置１では、前記圧延処理に続く前記溶体化処理で前記補正前の複数種の金属リングＷが混合されて、そのまま供給される場合がある。そこで、周長補正装置１では、次に、第１算出装置３２により算出された金属リングＷの周長の実寸を選択装置３３に入力する。
金属リングＷの周長の実寸は、前記溶体化処理において、処理条件の相違等によりバラツキを生じている。しかし、金属リングＷは、前記圧延処理により、前記金属ベルトの各層に対応するそれぞれの種類毎に所定の標準周長が付与されているので、前記溶体化処理により周長の実寸にバラツキが生じたとしても、該実寸と標準周長との間には一定の対応関係がある。
そこで、次に、第１算出装置３２により算出された金属リングＷの周長の実寸に対応する標準周長が、選択装置３３により選択される。前記標準周長が選択されたならば、次に、第２算出装置３４により、金属リングＷの周長の実寸と前記標準周長とが比較され、金属リングＷの周長を該標準周長に補正するために必要とされる矯正ローラ４の変位量が算出される。尚、前記変位量は金属リングＷのスプリングバックを考慮して設定される。
次に、制御装置３１は、再びシリンダ１４を作動させてテーブル１６により第１錘１０を支持し、第１錘１０による従動ローラ支持部材８の変位を解除する。これと同時に、制御装置３１は、サーボモータ２７を作動させ、ボールねじ２８を介して矯正ローラ支持部材２６に軸支された矯正ローラ４を前記金属リングＷに当接させる。そして、ボールねじ２８の回転により、矯正ローラ４を前記のようにして算出された変位量に従って、上方に変位させる。このとき、矯正ローラ４の変位量は、サーボモータ２７及びボールねじ２８の回転数により制御される。
次に、制御装置３１は、矯正ローラ４の変位が金属リングＷのスプリングバックを考慮して設定された所定の変位量に達したならば、金属リングＷのスプリングバックを低減するために、該変位量を数秒間維持したのち、サーボモータ２７を逆転させて、矯正ローラ４を元の位置に復帰させる。そして、制御装置３１は、矯正ローラ４が元の位置に復帰したならば、サーボモータ２７を停止させる。
また、制御装置３１は、矯正ローラ４を元の位置に復帰させるときに、シリンダ１９を作動させ、従動ローラ３を駆動ローラ２から離間する方向に変位せしめる。このとき、従動ローラ３は、第１錘１０の自重により変位せしめられるので、矯正ローラ４が元の位置に復帰する作動に自動的に追従して、変位せしめられる。これにより、矯正ローラ４が元の位置に復帰する際に、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回わされた金属リングＷが緊張した状態を維持し、装置から脱落することを防止することができる。
図１示の周長補正装置１では、矯正ローラ４を変位させる操作を１回のみとしてもよいが、矯正ローラ４が元の位置に復帰したのち、前述と同一の操作により金属リングＷの周長の実寸を算出し、さらに周長補正処理を繰り返してもよい。前記のように周長補正処理を繰り返すことにより、補正された周長の精度を向上することができる。
前記いずれかの方法により周長補正処理が終了したならば、制御装置３１は、駆動ローラ２の回転を停止すると共に、シリンダ１４を作動させてテーブル１６により第１錘１０を支持し、第１錘１０による従動ローラ支持部材８の変位を解除する。次いで、制御装置３１は、再びシリンダ１９を作動させて、従動ローラ支持部材８を押圧し、従動ローラ３を駆動ローラ２に近接する方向に移動せしめる。
そして、周長補正処理が終了した金属リングＷを、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４から取り外す。前記金属リングＷの取り外しは、前記つめ部材等により金属リングＷを把持することにより行うことができる。
また、周長補正装置１では、前記複数の種類の金属リングＷのうち、所定の種類の金属リングＷを選択的に供給するようにしてもよい。この場合には、選択装置３３により選択される標準周長は、前記所定の種類の金属リングＷに対応するものに予め設定しておくことができる。しかし、この場合においても、前記溶体化処理等で、前記所定の種類の金属リングＷに他の種類の金属リングＷが混入し、そのまま周長補正装置１に供給されることがある。
そこで、制御装置３１は、第１算出装置３２により金属リングＷの周長の実寸が算出されたならば、該周長の実寸を選択装置３３に入力し、供給された金属リングＷの周長の実寸と、予め設定された標準周長とが対応していることを確認する。そして、供給された金属リングＷの周長の実寸と、予め設定された標準周長とが対応していることが確認されたならば、第２算出装置３４により、該周長の実寸と標準周長とを比較して矯正ローラ４の変位量を算出し、前述と同一の操作により周長補正を行う。
一方、供給された金属リングＷの周長の実寸が、予め設定された標準周長に対応する周長の実寸の範囲外であった場合には、制御装置３１は、再びシリンダ１４を作動させてテーブル１６により第１錘１０を支持し、第１錘１０による従動ローラ支持部材８の変位を解除する。次いで、制御装置３１は、駆動ローラ２の回転を停止すると共に、再びシリンダ１９を作動させて従動ローラ支持部材８を押圧し、従動ローラ３を駆動ローラ２に近接する方向に移動せしめる。そして、金属リングＷを、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４から払出す。前記払出しは、周長補正後の金属リングＷを取り外すときと同一にして、前記つめ部材等により金属リングＷを把持することにより行うことができる。
また、周長補正装置１で、前述のようにして周長補正を行うときに、第１錘１０をテーブル１６により支持して従動ローラ支持部材８の変位が解除された状態で、矯正ローラ４を上方に変位させると、従動ローラ支持部材８が急激に駆動ローラ２に近接する方向に変位し、駆動ローラ支持部材６，従動ローラ支持部材８が衝突することが懸念される。しかし、本実施形態の周長補正装置１では、従動ローラ支持部材８にシリンダロッド２０を介して接続されているシリンダ１９が抵抗となり制動手段として作用する。この結果、従動ローラ支持部材８の駆動ローラ２に近接する方向への急激な変位が妨げられ、駆動ローラ支持部材６と、従動ローラ支持部材８との衝突を防止することができる。
図１示の周長補正装置１では、従動ローラ３を駆動ローラ２に近接する方向に移動せしめる手段として、シリンダロッド２０を介して従動ローラ支持部材８に接続されたシリンダ１９を用いている。しかし、図３示の周長補正装置４１のように、従動ローラ支持部材８にワイヤ４２を介して接続された第２錘４３を用いてもよい。
周長補正装置４１において、従動ローラ支持部材８には、駆動ローラ支持部材６方向に水平に延設されたワイヤ４２が接続されており、ワイヤ４２の他端部には第２錘４３が連結されている。第２錘４３は、ワイヤ９の途中、架台１１の駆動ローラ２側の基部に取着されたブラケット４４に軸支された滑車４５を介して、鉛直下方に垂下されている。
この結果、従動ローラ３は、第１錘１０による従動ローラ支持部材８の変位が解除されたときには、第２錘４３の荷重（例えば５ｋｇ）によりガイドレール７に沿って摺動して、駆動ローラ２に近接するように変位せしめられる。第２錘４３は、基台５の脚部５ｂに備えられたシリンダ４６のシリンダロッド４７の先端に取着されたテーブル４８により垂下方向から上方に支持されて、従動ローラ支持部材８の変位を解除する。
また、図３示の周長補正装置４１は、矯正ローラ４が上方に変位した後、元の位置に復帰する際には、第１錘１０に代えて、従動ローラ支持部材８にワイヤ４９を介して接続された第３錘５０を用いる。
周長補正装置４１において、従動ローラ支持部材８には、駆動ローラ支持部材６から離間する方向に水平に延設されたワイヤ４９が接続されており、ワイヤ４９の他端部には第３錘５０が連結されている。第３錘５０は、ワイヤ９の途中、架台１１の従動ローラ３側の基部に取着されたブラケット５１に軸支された滑車５２を介して、鉛直下方に垂下されている。
この結果、矯正ローラ４が上方から元の位置に復帰する際には、従動ローラ支持部材８に第３錘５０の荷重（例えば３０ｋｇ）が作用することにより、従動ローラ３が駆動ローラ２から離間する方向に変位せしめられる。従って、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回わされた金属リングＷが緊張した状態を維持することができる。
第３錘５０は、基台５の脚部５ａに備えられたシリンダ５３のシリンダロッド５４の先端に取着されたテーブル５５により垂下方向から上方に支持されることにより、従動ローラ支持部材８の変位を解除する。
周長補正装置１，４１の矯正ローラ支持部材２６は、図４に拡大して示すように、駆動ローラ支持部材６と従動ローラ支持部材８とが、両者の間隔保持部材２１，２２を介して当接したときに、間隔保持部材２１，２２に係合するように備えられている。そして、矯正ローラ４は、駆動ローラ支持部材６、従動ローラ支持部材８が間隔保持部材２１，２２を介して当接したときの駆動ローラ２と従動ローラ３との軸間の垂直二等分線Ｈ上に軸支されている。従って、矯正ローラ４が次第に上方に変位するときには、図５示のように、駆動ローラ２の軸心Ａと、従動ローラ３の軸心Ｂと、矯正ローラ４の軸心Ｃとは、常にＡＣ＝ＢＣの関係を維持している。
この結果、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回された金属リングＷにおいて、矯正ローラ４と駆動ローラ２との間の部分ＷＡＣと、矯正ローラ４と従動ローラ２との間の部分ＷＢＣとに等しい荷重がかかる。従って、周長補正後に幅、板厚等の精度に優れた金属リングＷを得ることができる。
また、周長補正装置１，４１において、矯正ローラ４は、図６に示すように、外周面６１の幅方向の断面形状が円弧状となっている。そこで、かかる矯正ローラ４をサーボモータ２７及びボールねじ２８で付勢して金属リングＷを組成変形せしめることにより、金属リングＷに矯正ローラ４の外周面６１の形状が転写され、図７に示すように、幅方向の断面形状が円弧状となっている金属リングＷを得ることができる。
前記断面形状が付与された金属リングＷは、無段変速機用ベルトを形成するために、複数の金属リングＷ，Ｗ，・・・を、図７に矢示するように相互に積層したときに、各金属リングＷが前記円弧状部６２により相互に係合するので、容易に積層状態を保持することができる。
ところで、金属リングＷは、前記溶体化処理が完了するまでの工程で、図８（ａ）示のように左右の周縁６３ａ，６３ｂの周長が異なるような変形を生じていることがある。前記周縁６３ａ，６３ｂの周長差は、マルエージング鋼等の薄板をドラム状に溶接する際に、ドラム状体がテーパ状に変形したり、ドラム状体を所定の幅に裁断する際に金属リングＷがテーパ状に変形することによるものである。前記周長差は、或いは、前記溶体化時に加熱された金属組織が変態を起こすために、このときの金属リングＷの保持状態や、溶体化後の冷却速度等の相違により生じるものである。尚、図８では、説明のために周縁６３ａ，６３ｂの周長差を誇張して示している。
金属リングＷは、前記周縁６３ａ，６３ｂの周長差をそのまま放置して周長補正を行うと、後工程の時効処理及び窒化処理で、前記周長差がさらに拡大する虞がある。また、前記周長補正時に駆動ローラ２を回転駆動すると、金属リングＷが矯正ローラ４の外周面６１の円弧状形状に沿って、矯正ローラ４の中央から短い方の周縁（図では６３ａ）側に移動する。この結果、周長補正後の金属リングＷの幅方向に所望の円弧状形状が付与できなかったり、甚だしい場合は、金属リングＷが矯正ローラ４から脱落して周長補正自体が困難になることがある。
そこで、本実施形態では、次に駆動ローラ２が回転を停止している状態で従動ローラ３を駆動ローラ２から離間する方向に変位せしめて金属リングＷに塑性変形により変形可能な荷重を付与する。前記荷重は、金属リングＷに張力を付与するための荷重より大であるが、金属リングＷの周長補正を可能にするほど大きくする必要はない。
この結果、図８（ｂ）に示すように、金属リングＷが駆動ローラ２の外周面６４と、従動ローラ３の外周面６５とに沿う形状に矯正され、左右の周縁６３ａ，６３ｂの周長が等しくなる。
前述のようにして、左右の周縁６３ａ，６３ｂの周長が等しくなったならば、先に説明したように、駆動ローラ２を回転駆動しつつ、金属リングＷの周長の実寸を測定し、次いで、矯正ローラ４を変位せしめて金属リングＷに塑性変形により周長補正可能な荷重を付与することにより、金属リングＷを所定の周長に周長補正する。前記周長補正可能な荷重は、前記塑性変形により周長差を矯正する荷重よりも大である。
金属リングＷの左右の周縁６３ａ，６３ｂの周長が異なるときには、図９乃至図１３に示す矯正ローラ傾動手段を備える装置により周長差を矯正するようにしてもよい。
図９示の装置は周長補正装置１，４１の変形例であり、矯正ローラ傾動手段７１は、図１，３示のボールねじ２８に連結された移動部材７２と、矯正ローラ４を軸支して移動部材７２に傾動自在に取着された矯正ローラ支持部材２６と、矯正ローラ支持部材２６を傾動させる１対の傾斜部材７３ａ，７３ｂとを備えている。移動部材７２は上下方向に延設されたガイドレール７４に沿って摺動自在とされ、矯正ローラ支持部材２６は、ボールねじ２８により移動部材７２を介して変位が付与される。
傾斜部材７３ａ，７３ｂは、共に縦断面視くさび状に形成されており、一側面に傾斜面７５が形成されている。両傾斜部材７３ａ，７３ｂは、それぞれ移動部材７２に支持された押圧ねじ７６，７７により移動部材７２と矯正ローラ支持部材２６との間へ押圧挿入することができ、傾斜面７５により移動部材７２に対して矯正ローラ支持部材２６を傾斜させる。
この結果、傾斜部材７３ａ，７３ｂは、それぞれ押圧ねじ７６，７７により挿入量を調節することによって、矯正ローラ支持部材２６を所望の角度に傾動させることができる。そして、矯正ローラ支持部材２６が傾動することによって、矯正ローラ支持部材２６に軸支されている矯正ローラ４の軸線Ｚを上下方向に傾斜させることができる。
前記構成を備える周長補正装置１，４１では、まず、金属リングＷの両周縁６３ａ，６３ｂの周長差を測定し、図１０（ａ）に示すような傾斜（一方の周縁６３ｂから他方の周縁６３ａにかけての縮径方向の傾斜）を把握する。
次いで、図９に示すように、移動部材７２と矯正ローラ支持部材２６との間への傾斜部材７３ａ，７３ｂの挿入量を調節して、金属リングＷの傾斜に対応するように矯正ローラ４の軸線Ｚを傾斜させる。
続いて、前述のように、金属リングＷを、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回して装着する。このとき、図１０（ａ）に側面示するように、矯正ローラ４の軸線Ｚの傾斜方向に対して金属リングＷの傾斜方向が相反するように、金属リングＷを駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回す。そして、図１０（ｂ）に平面示するように、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回された金属リングＷを緊張状態として、駆動ローラ２を回転駆動しつつ、金属リングＷの周長の実寸を測定した後、矯正ローラ４を変位せしめて金属リングＷに塑性変形により周長補正可能な荷重を付与することにより、金属リングＷを所定の周長に周長補正する。
このとき、矯正ローラ４の軸線Ｚが金属リングＷの傾斜に相反して傾斜していることにより、図１０（ｃ）に平面示するように、金属リングＷは両周縁６３ａ，６３ｂの周長差による傾斜が解消され、高精度な周長補正が施される。
また、図９の装置に替えて、図１１に示すように、移動部材７２と矯正ローラ支持部材２６との間に単一の傾斜部材７３を介在させる矯正ローラ傾動手段７８を採用してもよい。傾斜部材７３は、縦断面視くさび状に形成されており、一側面に形成された傾斜面７５により移動部材７２に対して矯正ローラ支持部材２６を傾斜させることができる。
また、図９，１１の装置に替えて、図１２に示す矯正ローラ傾動手段８１を備える装置を採用することもできる。
矯正ローラ傾動手段８１は、図１，３示のボールねじ２８に連結された移動部材８２と、矯正ローラ４を軸支して移動部材８２に揺動自在に支持された矯正ローラ支持部材２６と、該矯正ローラ支持部材２６を揺動させる揺動手段８３とを備えている。
移動部材８２は、上下方向に延設された一対のガイドレール８４（図１２において一方のみを示す）に沿って摺動自在とされている第１基体部８５と、該第１基体部８５の一端部（図中下端部）から水平方向に延出する支承部８６とを備えている。
矯正ローラ支持部材２６は、移動部材８２の第１基体部８５に沿って延びる第２基体部８７と、矯正ローラ４を軸支する矯正ローラ支持部８８とを備えている。また、矯正ローラ支持部８８の下方端部には断面視半円状の当接部８９が形成されている。当接部８９は支承部８６に支承され、支承部８６には当接部８９に対応する凹部９０が形成されている。これにより、矯正ローラ支持部材２６は当接部８９を支点として第２基体部８７が移動部材８２の第１基体部８５に対して接近・離反する方向に揺動自在とされる。
揺動手段８３は、移動部材８２の第１基体部８５に備えられたサーボモータ９１と、サーボモータ９１の回転軸に同軸に連結されたボールねじ９２とを備えている。ボールねじ９２は、移動部材８２の第１基体部８５に回転自在に支持されて水平方向に延び、螺合部材９３を介して矯正ローラ支持部材２６の第２基体部８７に連結されている。螺合部材９３は、図１３に示すように、矯正ローラ支持部材２６の第２基体部８７にボールブッシュ等の介挿部材９４を介して一対の枢軸９５により回転自在に支持されている。螺合部材９３は、これによって、矯正ローラ支持部材２６の第２基体部８７の揺動に円滑に追従できるようになっている。
また、揺動手段８３は、図１４に示す揺動制御装置９６を備えている。揺動制御装置９６は、サーボモータ９１と、金属リングＷの両周縁６３ａ，６３ｂの周長差を測定する測定装置９７とに接続されている。そして、揺動制御装置９６は、測定装置９７により測定される前記周長差に基づいて、サーボモータ９１の作動を制御する。
前記矯正ローラ傾動手段８１を備える周長補正装置１，４１では、まず、測定装置９７により金属リングＷの両周縁６３ａ，６３ｂの周長差を測定し、図１０（ａ）に示すような傾斜（一方の周縁６３ｂから他方の周縁６３ａにかけての縮径方向の傾斜）を把握する。測定装置９７により測定された金属リングＷの傾斜方向及び傾斜量は制御装置９６に入力され、制御装置９６はサーボモータ９１を駆動して矯正ローラ４の軸線Ｚを金属リングＷの傾斜に相反して傾斜させる。即ち、サーボモータ９１が制御装置９６により所定の回転回数だけ回転され、ボールねじ９２の回転に伴って螺合部材９３を介して矯正ローラ支持部材２６の第２基体部８７が傾斜される。この結果、図１２に示すように、矯正ローラ４の軸線Ｚが傾斜した状態となる。
続いて、前述のように、金属リングＷを、駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回し、矯正ローラ４の軸線Ｚの傾斜方向に対して金属リングＷの傾斜方向が相反するように装着する。そして、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回された金属リングＷを緊張状態として、駆動ローラ２を回転駆動しつつ、金属リングＷの周長の実寸を測定した後、矯正ローラ４を変位せしめて金属リングＷに塑性変形により周長補正可能な荷重を付与することにより、金属リングＷを所定の周長に周長補正する。
このとき、矯正ローラ４の軸線Ｚが金属リングＷの傾斜に相反して傾斜していることにより、金属リングＷは両周縁６３ａ，６３ｂの周長差による傾斜が解消され、高精度な周長補正が施される。
尚、金属リングＷを駆動ローラ２、従動ローラ３及び矯正ローラ４に掛け回して装着する操作と、矯正ローラ４の軸線Ｚを傾斜させる操作とは、どちらが先に行なわれてもよく、また、同時に行なわれてもよい。
産業上の利用可能性
本発明の金属リングの周長補正装置は、例えば、無段変速機用金属ベルトの材料となる金属リングの周長補正を自動的に行う用途に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の周長補正装置の一実施形態を示す構成図である。
図２は、図１の装置の構成を示すブロック図である。
図３は、本発明の周長補正装置の他の実施形態を示す構成図である。
図４は、図１の装置の要部拡大図である。
図５は、図１の装置の模式的作動説明図である。
図６は、図１の装置の要部断面図である。
図７は、複数の金属リングを積層した状態を示す説明的断面図である。
図８は、図１の装置の要部を示す説明的断面図である。
図９は、矯正ローラ傾動手段の一構成例を模式的に示す説明図である。
図１０は、矯正ローラ傾動手段を備える本発明の周長補正装置の作動説明図である。
図１１は、矯正ローラ傾動手段の他の構成例を模式的に示す説明図である。
図１２は、矯正ローラ傾動手段のさらに他の構成例を模式的に示す説明図である。
図１３は、図１２の矯正ローラ傾動手段の要部断面図である。
図１４は、図１２の矯正ローラ傾動手段の構成を示すブロック図である。
図１５は、従来の周長補正装置の一形態を示す構成図である。
Claims (19)
- 近接した状態で金属リングを装着して掛け回すことが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に備えられた矯正ローラと、
該駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラに金属リングが掛け回されたときに該駆動ローラ及び従動ローラを相対的に互いに離間する方向に変位せしめる第１の変位付与手段と、
第１の変位付与手段による変位が解除されたときに、該駆動ローラと従動ローラとの間隔を所定間隔に保持する間隔保持手段と、
該矯正ローラを該駆動ローラ及び従動ローラの変位方向と直交し且つ該金属リングを延引する方向に変位せしめて、該間隔保持手段により該駆動ローラと従動ローラとの間隔を所定間隔に保持せしめると共に、該金属リングの周長を補正する第２の変位付与手段とを備える周長補正装置において、
第１及び第２の変位付与手段による変位が解除されたときに、該駆動ローラと該従動ローラとを互いに近接する方向に変位せしめる第３の変位付与手段を備えることを特徴とする金属リングの周長補正装置。 - 前記第２の変位付与手段は、前記矯正ローラを前記駆動ローラ及び従動ローラの変位方向と直交し且つ前記金属リングを延引する方向に変位せしめて前記金属リングの周長を補正した後、該矯正ローラの変位を解除して元の位置に復帰せしめ、
前記第１の変位付与手段は、第２の変位付与手段が該矯正ローラの変位を解除して元の位置に復帰せしめる際に、該駆動ローラ及び従動ローラを相対的に互いに離間する方向に変位せしめて、該金属リングが該駆動ローラ、従動ローラ及び矯正ローラに掛け回された状態を維持すると共に、該矯正ローラが元の位置に復帰した後、該駆動ローラ及び従動ローラの相対的に互いに離間する方向への変位を解除し、
前記第３の変位付与手段は、第２の変位付与手段による変位が解除された後、該駆動ローラと該従動ローラとを互いに近接する方向に変位せしめ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装置。 - 前記第１の変位付与手段は、前記駆動ローラまたは従動ローラに接続されて他方のローラから離反する方向に水平に延設されたワイヤと、該ワイヤの他端部に連結され、該ワイヤの途中に設けられた滑車により鉛直方向に垂下されることにより該ワイヤを介して前記駆動ローラまたは従動ローラに変位を付与する第１の錘と、該錘を垂下方向から上方に支持して該錘による変位を解除するテーブルとからなることを特徴とする請求項１または請求項２記載の金属リングの周長補正装置。
- 前記間隔保持手段は、前記駆動ローラを軸支する駆動ローラ支持部材と、前記従動ローラを軸支する従動ローラ支持部材とから、相対向して突出して形成され、互いに当接する１対の当接部材からなることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の金属リングの周長補正装置。
- 前記第２の変位付与手段は、前記矯正ローラに接続され、該矯正ローラを前記駆動ローラ及び従動ローラの変位方向と直交し且つ前記金属リングを延引する方向に変位せしめるボールねじと、該ボールねじを回転駆動するサーボモータとからなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載の金属リングの周長補正装置。
- 前記第３の変位付与手段は、前記駆動ローラまたは従動ローラにシリンダロッドを介して接続され該駆動ローラまたは従動ローラを他方のローラに近接する方向に変位せしめるシリンダであることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の金属リングの周長補正装置。
- 前記第３の変位付与手段は、前記駆動ローラまたは従動ローラに接続されて他方のローラの方向に水平に延設されたワイヤと、該ワイヤの他端部に連結され、該ワイヤの途中に設けられた滑車により鉛直方向に垂下されることにより該ワイヤを介して該駆動ローラまたは従動ローラを他方のローラに近接する方向に変位せしめる第２の錘と、該錘を垂下方向から上方に支持して該錘による変位を解除するテーブルとからなることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載の金属リングの周長補正装置。
- 前記第２の変位付与手段により前記金属リングを延引する際に、該駆動ローラと該従動ローラとの急激な接近を妨げる制動手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項記載の金属リングの周長補正装置。
- 前記第３の変位付与手段が前記駆動ローラまたは従動ローラにシリンダロッドを介して接続され該駆動ローラまたは従動ローラを他方のローラに近接する方向に変位せしめるシリンダであるときに、
前記制動手段は該シリンダであることを特徴とする請求項８記載の金属リングの周長補正装置。 - 前記第３の変位付与手段が前記駆動ローラまたは従動ローラに接続されて他方のローラの方向に水平に延設されたワイヤと、該ワイヤの他端部に連結され、該ワイヤの途中に設けられた滑車により鉛直方向に垂下されることにより該ワイヤを介して該駆動ローラまたは従動ローラを他方のローラに近接する方向に変位せしめる第２の錘と、該錘を垂下方向から上方に支持して該錘による変位を解除するテーブルとからなるときに、
前記制動手段は該第２の錘が接続されているローラに接続されて他方のローラから離反する方向に水平に延設されたワイヤと、該ワイヤの他端部に連結され、該ワイヤの途中に設けられた滑車により鉛直方向に垂下されて、該第２の錘が接続されているローラと他方のローラとの急激な接近を制動する第３の錘と、該錘を垂下方向から上方に支持して該錘による制動を解除するテーブルとからなることを特徴とする請求項８記載の金属リングの周長補正装置。 - 前記第２の変位付与手段は、前記間隔保持手段により所定間隔に保持されている前記駆動ローラと従動ローラとの軸心の間隔を垂直に二等分する線上に沿って、前記矯正ローラを変位せしめることを特徴とする請求項１乃至請求項１０のいずれか１項記載の金属リングの周長補正装置。
- 前記金属リングの周長補正前の周長の実寸を算出する第１の算出装置と、第１の算出装置により算出された周長の実寸に対応する補正後の標準周長を選択する選択装置と、該金属リングの周長の実寸と該標準周長とを比較して、該金属リングの周長を該標準周長に補正するために必要とされる補正量を算出する第２の算出装置とを備え、前記第２の変位付与手段は第２の算出装置により算出された補正量に従って前記矯正ローラを変位せしめることを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項記載の金属リングの周長補正装置。
- 前記金属リングの周長補正前の周長の実寸を算出する算出装置と、該算出装置により測定された周長の実寸に対応する補正後の標準周長を選択する選択装置とを備え、該算出装置により測定された該周長の実寸が該選択装置により選択される補正後の標準周長の範囲外であったときに、前記第１の変位付与手段は前記変位を解除することを特徴とする請求項１乃至請求項１１のいずれか１項記載の金属リングの周長補正装置。
- 前記矯正ローラは、外周面が厚さ方向に沿って中央部で凸の断面視円弧状の形状を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項記載の金属リングの周長補正装置。
- 前記矯正ローラは、前記金属リングの両周縁の周長差に応じて軸線を傾動させる矯正ローラ傾動手段を備えることを特徴とする請求項１乃至請求項１３のいずれか１項記載の金属リングの周長補正装置。
- 前記矯正ローラ傾動手段は、前記第２の変位付与手段に連結されて金属リングの延引方向に移動する移動部材と、該移動部材に傾動自在に取着されて前記矯正ローラを軸支する矯正ローラ支持部材と、該移動部材と矯正ローラ支持部材との間に挿入され、該矯正ローラの軸線を傾斜させる傾斜面を有する傾斜部材とを備えることを特徴とする請求項１５記載の金属リングの周長補正装置。
- 前記矯正ローラ傾動手段は、前記第２の変位付与手段に連結されて金属リングの延引方向に移動する移動部材と、該移動部材に揺動自在に取着されて前記矯正ローラを軸支する矯正ローラ支持部材と、該矯正ローラ支持部材を揺動させることにより矯正ローラの軸線を傾斜させる揺動手段とを備えることを特徴とする請求項１５記載の金属リングの周長補正装置。
- 前記矯正ローラ支持部材は、前記矯正ローラを軸支して前記金属リングの延引方向に延びる基体部と、該基体部の一端に形成された断面半円形状の当接部とを備え、
前記移動部材は、前記金属リングの延引方向に延びる基体部と、該基体部に連設されて該軸支部材の当接部に対応する凹部により該当接部を支承する支承部とを備え、
前記揺動手段は、該当接部を支点として、該矯正ローラ支持部材の基体部の他端部側を、該移動部材の基体部に対して接近または離反させることにより、前記矯正ローラ支持部材を揺動させることを特徴とする請求項１７記載の金属リングの周長補正装置。 - 前記揺動手段は、前記移動部材の基体部に回転自在に支持されて前記矯正ローラ支持部材の基体部を接近または離反させる方向に沿って延設されたボールねじと、前記矯正ローラ支持部材の基体部に枢支されて該ボールねじに螺合する螺合部材と、前記ボールねじを回転駆動し該螺合部材を介して前記矯正ローラ支持部材を揺動させるサーボモータと、前記金属リングの両周縁の周長差に応じて、矯正ローラの軸線を傾斜させるべく該サーボモータを制御する制御装置とを備えることを特徴とする請求項１８記載の金属リングの周長補正装置。
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