JP3973956B2 - リングの圧延方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速機用ベルト等に用いられる金属リングの圧延方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
無段変速機用ベルト等に用いられる積層リングは、超強力鋼であるマルエージング鋼の薄板の端部同士を溶接して円筒状のドラムを形成し、該ドラムを所定幅に裁断して薄板状の金属リングとした後、該金属リングを圧延して所定の周長とすることにより製造されている。
【0003】
従来、前記金属リングの圧延装置として、特開平11−290908号公報記載の装置が知られている。前記公報記載の圧延装置は、薄板状の金属リングが掛け渡される1対のテンションローラを水平方向に所定の間隔で離間させて備え、さらに前記両テンションローラの中間に備えられるガイドローラと、該ガイドローラとの間に前記金属リングを挟持する圧延ローラとを備えるものである。
【0004】
前記装置では、前記テンションローラの少なくとも一方が、シリンダにより駆動されて、他方のテンションローラから離間する方向に変位自在とされている。また、前記圧延ローラは圧延シリンダのシリンダロッドに接続された支持部材に軸支され、該圧延シリンダにより該シリンダロッドを介して前記金属リング方向に押圧されるようにされている。
【0005】
前記圧延装置によれば、前記1対のテンションローラに前記金属リングを掛け渡した状態で、前記圧延シリンダにより前記圧延ローラを前記金属リングに押圧し、該圧延ローラと前記ガイドローラとの間に前記金属リングを挟持する。そして、前記圧延ローラを回転駆動することにより、前記金属リングを圧延する。同時に、前記テンションローラの少なくとも一方をシリンダにより駆動して、他方のテンションローラから離間する方向に変位せしめて、前記圧延により延長された周長に相当する変位を前記金属リングに与え、該金属リングに張力を付与する。
【0006】
前記圧延装置は、前記圧延時に前記金属リングの周長を測定し、該周長が所望の値に達したならば、前記圧延を終了する。前記金属リングの周長は、前記1対のテンションローラの軸間距離の関数として求めることができるので、前記圧延装置では前記シリンダにより変位せしめられるテンションローラの変位量をエンコーダにより測定する。前記エンコーダは、前記変位量が所定の値に達したならば圧延の完了を検出し、電気信号を出力することにより、テンションローラを変位せしめるシリンダ及び圧延シリンダを停止する。前記圧延シリンダは、前記停止後、前記圧延ローラの前記金属リングに対する押圧を解除する。前記圧延装置は、機能が簡略化されているため、容易に制御することができる。
【0007】
しかしながら、前記圧延装置では、前記圧延ローラが前記圧延シリンダにより前記金属リング方向に押圧される構成となっているため、該圧延ローラが前記ガイドローラとの間に該金属リングを挟持すると、前記シリンダロッドが該ガイドローラからの反力により撓み、圧延された該金属リングの厚さの設定寸法に対するバラツキが大きくなることがある。
【0008】
また、前記エンコーダにより圧延の完了が検出された直後に圧延を終了すると、金属リングのスプリングバックのために圧延量が不十分になり、該スプリングバックを考慮して圧延量の設定を大きくすると、圧延された金属リングの厚さが設定寸法より薄くなって、該金属リングの厚さの設定寸法に対するバラツキが生じる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、圧延された金属リングの厚さのバラツキを低減することができる圧延方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明のリングの圧延方法は、1対のテンションローラに薄板状の金属リングを掛け渡し、両テンションローラの中間に備えられたガイドローラと圧延ローラとの間に該金属リングを挟持して、両テンションローラを相対的に互いに離間する方向に変位させつつ、該圧延ローラを軸支する支持部材に接続されたシリンダロッドを備える圧延シリンダにより該圧延ローラを該金属リングに押圧して該金属リングをその周長が所定の長さになるように圧延する圧延方法において、該シリンダロッドの作動部分に係合する規制部材により該シリンダロッドの下降位置を規制しつつ、圧延中の該金属リングの周長が前記所定の長さに達した後、さらに該金属リングの圧延を所定時間継続することを特徴とする。
【0011】
本発明の圧延方法では、前記規制部材を用いて前記シリンダロッドの下降位置を規制することにより、前記圧延ローラを前記金属リングに押圧する押圧力の過剰部分が削減されるので、該シリンダロッドが前記ガイドローラから受ける反力を抑制し、該シリンダロッドの撓みを防止することができる。
【0012】
また、本発明の圧延方法では、前記シリンダロッドの撓みが防止された状態で前記金属リングの圧延を行い、圧延中の該金属リングの周長が所定の長さ(圧延完了の長さ)に達した後にも、さらに該金属リングの圧延を所定時間継続するので、該金属リングのスプリングバックを防止することができる。
【0013】
従って、本発明の圧延方法によれば、圧延された金属リングの厚さのバラツキを低減することができる。
【0015】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図1は本実施形態の圧延装置の一部を切り欠いて示す正面図である。
【0016】
図1示のように、本実施形態の圧延装置1は、薄板状の金属リングWが掛け渡される1対のテンションローラ2a,2bを水平方向に所定の間隔で離間させて備えている。テンションローラ2a,2bの中間には、バックアップローラ3、ガイドローラ4、圧延ローラ5が垂直方向に並設されて、圧延手段を構成している。
【0017】
圧延装置1は基台6上にケーシング7を備え、ケーシング7は金属リングWの着脱のために前面が開放されている。一方、ケーシング7の側壁には、各ローラ2a,2b,4,5を備える部分に対応する凹部7aが設けられている。
【0018】
テンションローラ2aは背面側でケーシング7に軸支されており、テンションローラ2bは背面側で軸支部材8に軸支されている。軸支部材8は、凹部7aを通って、ケーシング7側方の基台6上に設けられたレール部材9に摺動自在に係合された摺動部材10に取着されている。この結果、軸支部材8は、摺動部材10の進退に従ってテンションローラ2bをテンションローラ2aから離間する方向に変位自在とされている。尚、テンションローラ2bを変位させる機構については後述する。
【0019】
バックアップローラ3は、ケーシング7内の基台6上に設けられたベースユニット11に軸支され、テンションローラ2a,2bの中間の下方に配設されている。ガイドローラ4は背面側でケーシング7に軸支されて、テンションローラ2a,2bの中間に備えられており、テンションローラ2a,2bに掛け渡された金属リングWをバックアップローラ3との間に挟持するようになっている。
【0020】
圧延ローラ5は、支持部材12に軸支されてガイドローラ3の上方に配設されている。支持部材12は、フランジ13を介して、ケーシング7の上方に設けられた圧延シリンダ14のシリンダロッド15に接続され、昇降自在とされている。シリンダロッド15は圧延シリンダ14を貫通して設けられ、圧延シリンダ14の内壁に沿って摺動するピストン16を備えている。また、シリンダロッド15は、圧延シリンダ14の外部に突出する端部15aに係止部材17が螺着されている。圧延シリンダ14の上縁と係止部材17との間には、複数のスプリング18が配設されている。
【0021】
圧延シリンダ14の内部は、ピストン16により、上部室14aと下部室14bとに区画されている。そこで、圧延シリンダ14は、図示しない油圧ユニットから上部室14aに油圧が供給されるときにはピストン16を介してシリンダロッド15を下降させ、下部室14bに油圧が供給されるときにはピストン16を介してシリンダロッド15を上昇させることができる。
【0022】
圧延シリンダ14は、前記機構によりピストン16を介してシリンダロッド15を下降させ、バックアップローラ3に支持されたガイドローラ4と圧延ローラ5との間に金属リングWを挟持せしめる。同時に、圧延シリンダ14は、支持部材12を介して圧延ローラ5を金属リングWに押圧する。圧延ローラ5は、背面側に配設されたモータ(図示せず)の回転軸に自在継手を介して接続されることにより回転駆動され、ガイドローラ4と圧延ローラ5との間に挟持される金属リングWを圧延する。
【0023】
次に、テンションローラ2bを変位させる機構について説明する。レール部材9の側方の基台6上には支柱19が立設されており、支柱19に第1シリンダ20が取着されている。第1シリンダ20のシリンダロッド21は、レール部材9に摺動自在に係合された摺動部材22に取着され、摺動部材22をレール部材9に沿って進退自在としている。
【0024】
摺動部材22上には第2シリンダ23が設けられており、第2シリンダ23のシリンダロッド24は、レール部材9に摺動自在に係合された摺動部材10に接続されている。この結果、摺動部材10は第2シリンダ23のシリンダロッド24により、レール部材9に沿って進退自在とされている。
【0025】
また、摺動部材10は前述のようにテンションローラ2bが軸支された軸支部材8を備えている。従って、軸支部材8、テンションローラ2bもまた、第2シリンダ23のシリンダロッド24により、摺動部材10と共に進退自在とされる。
【0026】
そして、圧延シリンダ14の上縁には、シリンダロッド15の下降位置を規制するための規制部材としてのシム25が配設されている。シム25は、平板状の金属、樹脂等の剛体であって、スプリング18,18の間に等間隔に2〜4枚が配置される。
【0027】
シム25は、シリンダロッド15が下降せしめられたときに、その上面がシリンダロッド15の端部15aに螺着された係止部材17に当接することにより、シリンダロッド15に係合してシリンダロッド15の下降位置を規制することができる。シム25は、厚さの異なるものを用いることにより、シリンダロッド15の下降位置を調整することができ、シリンダロッド15の外周側から内周側に向けて着脱自在に挿入される。
【0028】
次に、圧延装置1の作動について説明する。
【0029】
本実施形態において、金属リングWは無段変速機用ベルト等に用いられる積層リングの材料である。金属リングWは、超強力鋼であるマルエージング鋼の薄板の端部同士を溶接して形成された円筒状のドラムを、溶接歪みを除去するために溶体化処理した後、所定幅に裁断することにより形成されている。
【0030】
圧延装置1では、まず、ケーシング7の開放された前面側から金属リングWがテンションローラ2a,2bに掛け渡される。次いで、第1シリンダ20が作動し、シリンダロッド21に接続された摺動部材22をレール部材9に沿って、テンションローラ2bがテンションローラ2aから離間する方向に移動させる。尚、本実施形態ではテンションローラ2aはケーシング7に軸支されて固定されているために移動せず、テンションローラ2bのみが変位する。
【0031】
摺動部材22には第2シリンダ23が取着されているので、第1シリンダ20により摺動部材22を前記のように移動させると、同時に第2シリンダ23も移動する。この結果、第2シリンダ23のシリンダロッド24、摺動部材10、軸支部材8を介してテンションローラ2bがテンションローラ2aから離間する方向に変位せしめられ、テンションローラ2a,2bに掛け渡された金属リングWに張力が付与される。第1シリンダ20は、第2シリンダ23を金属リングWの圧延開始位置、例えばテンションローラ2a,2bに掛け渡された金属リングWが前記張力の付与により緊張状態となると、その位置で停止する。
【0032】
次に、圧延シリンダ14が作動されて、フランジ13に案内されたシリンダロッド15が支持部材12を押圧し、これにより支持部材12に軸支された圧延ローラ5が下降せしめられてリングWに押圧される。このとき、シリンダロッド15は、係止部材17がシム25に当接することによりシム25と係合し、その下降位置が規制されるので、ガイドローラ4から反力を受けることがなく、撓みが防止される。また、シリンダロッド15は、前記のように下降せしめられることにより、スプリング18を圧縮する。
【0033】
そして、図示しないモータにより圧延ローラ5が回転駆動されることにより、バックアップローラ3に支持されたガイドローラ4と圧延ローラ5との間に挟持された金属リングWの圧延が開始される。
【0034】
圧延が開始されると、金属リングWは次第に周長が延長されるが、第1シリンダ20が停止されると代わって第2シリンダ23が作動され、前記圧延シリンダ14の作動と同時に、テンションローラ2bがテンションローラ2aから離間する方向に変位せしめられる。これにより、金属リングWは前記圧延による延長分に見合う変位が付与されて、該変位に伴う張力により緊張状態を維持しつつ、圧延が行われる。
【0035】
次に、圧延が進行してテンションローラ2bの変位量が所定の量に達したことが図示しないエンコーダにより検出されると、金属リングWの周長が所定の長さに達したものとして、該エンコーダから圧延の完了を検出したことを示す電気信号が出力される。
【0036】
前記エンコーダとしては、例えば、エンコーダの回転軸の先端に備えられたローラを、摺動部材10の移動する部分に設け、摺動部材10の移動に従って該ローラが摺動部材10に当接して回転するようにしたもの等を用いることができる。前記エンコーダによれば、まず前記ローラが摺動部材10に当接して回転し始めた時点の角度を開始角度として記憶しておき、摺動部材10の移動に従って該ローラが回転するときに該開始角度からの回転角を検出することにより、摺動部材10の変位量を検出し、該変位量から間接的にテンションローラ2bの変位量を検出することができる。
【0037】
前記電気信号が出力されると、図示しないタイマが作動し、前記のようにシリンダロッド15により圧延ローラ5が金属リングWに押圧された状態のまま、さらに所定時間、前記圧延が継続される。そして、前記タイマがタイムアップすると、圧延シリンダ14、第2シリンダ23が停止され、前記圧延が終了される。
【0038】
本実施形態の圧延装置1によれば、前記圧延の間、シリンダロッド15の下降位置がシム25によって機械的に規制されているので、シリンダロッド15の撓みを防止することができる。また、前記圧延の完了後、前記のようにしてさらに所定時間、前記圧延が継続されることにより、金属リングWのスプリングバックを防止することができる。
【0039】
従って、圧延された金属リングWの厚さのバラツキを低減して、所定の設計寸法の厚さを備える金属リングWを得ることができる。
【0040】
また、圧延シリンダ14は、前記タイマがタイムアップすると、上部室14aに対する油圧の供給を停止する一方、下部室14bに対して油圧を供給し、ピストン16を介してシリンダロッド15を上昇させることにより、金属リングWに対する押圧を解除する。前記圧延シリンダ14自体による前記押圧の解除は、前記機械的機構により行われるために、0.01〜0.1秒の時間を要する。この間、圧延ローラ15は金属リングWに押圧されたままとなっているので、前記圧延中の回転の慣性によりさらに回転し、圧延の終了後に金属リングWがさらに余分に圧延される虞がある。
【0041】
しかし、前記タイマがタイムアップして圧延シリンダ14が停止すると、直ちにスプリング18が前記圧縮された状態から原形に復帰するように働いて、その付勢力が係止部材17を介してシリンダロッド15に作用する。この結果、シリンダロッド15は、上方に移動せしめられ、前記押圧が解除される。
【0042】
従って、圧延装置1では、圧延シリンダ14が停止すると直ちに前記押圧が解除され、金属リングWが余分に圧延されることを防止して、所定の周長に圧延されたリングWを得ることができる。
【0043】
尚、本実施形態では、シリンダロッド15の下降位置を規制する規制部材としてシム25を用いているが、前記規制部材はシリンダロッド15の作動部分に係合して前記下降位置を規制することができるものであれば、どのようなものであってもよい。このような規制部材として、例えば圧延シリンダ14内部の下部室14bの下端部とピストン16との間に配設されるもの等を挙げることができる。但し、本実施形態のように、圧延シリンダ14の外部に配設されるシム25とすることにより、保守管理が容易になるとの利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の圧延方法に用いる圧延装置の一構成例を示す正面図。
【符号の説明】
1…圧延装置、 2a,2b…テンションローラ、 4…ガイドローラ、 5…圧延ローラ、 12…支持部材、 14…圧延シリンダ、 15…シリンダロッド、 25…規制部材、 W…金属リング。
Claims (1)
- 1対のテンションローラに薄板状の金属リングを掛け渡し、両テンションローラの中間に備えられたガイドローラと圧延ローラとの間に該金属リングを挟持して、両テンションローラを相対的に互いに離間する方向に変位させつつ、該圧延ローラを軸支する支持部材に接続されたシリンダロッドを備える圧延シリンダにより該圧延ローラを該金属リングに押圧して該金属リングをその周長が所定の長さになるように圧延する圧延方法において、
該シリンダロッドの作動部分に係合する規制部材により該シリンダロッドの下降位置を規制しつつ、圧延中の該金属リングの周長が前記所定の長さに達した後、さらに該金属リングの圧延を所定時間継続することを特徴とするリングの圧延方法。
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