JP4007511B2 - 無段変速機用ベルトの検査装置及びその検査方法 - Google Patents

Description

本発明は、無段変速機用ベルトの検査装置及びその検査方法に関し、詳しくは、所定形状に打ち抜き加工された金属エレメントを多数枚積層し、その積層体を金属製の無端ベルト（以下「スチールベルト」という）に担持させて組み立てられた無段変速機用ベルトの検査装置及びその検査方法に関する。

図５は、無段変速機用ベルトの外観図である。この図において、無段変速機用ベルト１は、複数枚（たとえば、１２枚程度）のスチールベルトからなる二連のベルト積層体２に、多数個（たとえば、４００個程度）の金属エレメント３ａからなるエレメント積層体３を担持させて組み立てられ、アセンブリ化されている（たとえば、非特許文献１参照）。

図６は、金属エレメント３ａの拡大図である。金属エレメント３ａは、金属板を打ち抜き加工して所定形状に成型されたスチールブロック（金属小片）であり、たとえば、人体の上半身像を想起させるような形状、すなわち、頭部３ｂ及び胸部３ｃ並びにそれらの頭部３ｂと胸部３ｃの間を連結する首部３ｄを有する形状に成型されている。

頭部３ｂの一方面側には突起３ｅが形成され、同他方面側には窪み３ｆが形成されている。隣接する金属エレメント３ａの突起３ｅと窪み３ｆとを嵌め合わすことにより、金属エレメント３ａ同士の位置合わせを行うようになっている。二連のベルト積層体２は、それぞれ金属エレメント３ａの頭部３ｂと胸部３ｃの間に形成された凹部３ｇに嵌め込まれる。

このように、無段変速機用ベルト１は、１２枚程度のスチールベルトからなる二連のベルト積層体２に、たとえば、４００個程度の金属エレメント３ａからなるエレメント積層体３を担持させて組み立てられ、アセンブリ化されたものであるが、その組み立てに際しては、金属エレメント３ａの積層枚数を適切に調整しなければならない。枚数不足の場合には金属エレメント３ａ同士の結合が弱くなって無段変速機用ベルト１の剛性が損なわれる一方、枚数過多の場合には金属エレメント３ａ同士の結合が強くなりすぎて無段変速機用ベルト１の柔軟性が損なわれるからである。

そこで、従来より、無段変速機用ベルト１の組み立てに際して、ベルト積層体２に組み付けられている金属エレメント３ａ同士の積層間隔（クリアランス）をシックネスゲージで測定している。そして、そのクリアランスと設計上のクリアランスの標準値（たとえば、適正なクリアランスの標準値は０．４５ｍｍ）とを比較して、クリアランスが大きすぎる場合には枚数不足と判断して金属エレメント３ａを追加したり、又は、クリアランスが小さすぎる場合には枚数過多と判断して金属エレメント３ａを減らしたりして調整している。

なお、このような調整を細かに行うために、調整用の金属エレメント３ａを使用することがある。たとえば、図６（ｂ）においては、厚みの異なる（ａ＝１．８ｍｍ、ｂ＝１．７ｍｍ）２種類の金属エレメント３ａが示されており、厚みａの金属エレメント３ａは通常用、厚みｂの金属エレメント３ａは調整用である。

しかしながら、上記の従来技術、すなわち、金属エレメント３ａのクリアランスをシックネスゲージで測定するものにあっては、クリアランスの大小毎に厚みの異なる何種類ものシックネスゲージを用意し、それらを取り替えながら測定しなければならず、手間がかかって面倒である。

また、積層状態にある金属エレメント３ａのクリアランスは、若干の伸縮が可能であり、たとえば、所定厚（Ｘ）のシックネスゲージがぴったり収まるクリアランスであっても、それを上回る厚み（ＹやＺ・・・・）のシックネスゲージも容易にあるいは多少無理すれば収まり得るから、それらの測定値（Ｘ、Ｙ、Ｚ・・・・）のいずれを採用すべきか判断に迷う。

そこで、上記の測定値（Ｘ、Ｙ、Ｚ・・・・）のいずれを採用するかの判断基準として、（１）若干きつめのシックネスゲージを金属エレメント３ａの隙間に挟み込んだ状態で、そのシックネスゲージの上端を把持して無段変速機用ベルト１を持ち上げることができ、しかも、（２）持ち上げた状態からシックネスゲージが自然に抜けて無段変速機用ベルト１が自重で落下する、という二つの条件〔（１）、（２）〕を満たすシックネスゲージの厚みを、その無段変速機用ベルト１のクリアランスとして採用することが行われている。

宮地知巳著"理想の変速機ＣＶＴの性能を最大限に引き出す"、［online］、［平成１４年８月２５日検索］、インターネット＜URL: http://www.idemitsu.co.jp/lube/cvt/cvtbody2.html＞

しかしながら、上記の二つの条件〔（１）、（２）〕を加味したとしても、やはり、正確なクリアランスの測定は困難であり、特に測定精度の再現性の点で不十分であった。

その理由は、もっぱら（１）から（２）に至る時間を正確に管理できないことにある。今、検査対象として二つの無段変速機用ベルト１を考える。一方の無段変速機用ベルト１は検査対象Ａであり、他方の無段変速機用ベルト１は検査対象Ｂである。

検査対象Ａに対して、ある厚みのシックネスゲージを用いたときの（１）から（２）に至る時間をＴａとし、また、検査対象Ｂに対して、ある厚みのシックネスゲージを用いたときの（１）から（２）に至る時間をＴｂとすれば、Ｔａ＝Ｔｂの条件下で、各々の検査対象Ａ、Ｂのクリアランスを、それぞれの検査で用いたシックネスゲージの厚みとして求めることができる。

ところが、（１）から（２）に至る時間は一瞬であり、ストップウォッチ等による計測が不可能であるから、実際には測定者の感覚に頼らざるを得ない。それゆえ、常にＴａ＝Ｔｂの条件を維持することが難しく、測定を繰り返すたび又は測定者が代わるたびに異なる測定結果が出てしまい、結局、充分な再現性を得られないという問題点があった。

そこで、本発明は、再現性がよく且つ充分な精度のクリアランス測定を行うことができ無段変速機用ベルトの検査装置を提供することにある。

本発明は、所定形状に打ち抜き加工されたエレメントを所定のクリアランスで多数枚積層し、その積層体を無端ベルトに担持させて組み立てられた無段変速機用ベルトの前記クリアランスを検査する検査装置であって、エレメント同士の隙間に差し込まれたシックネスゲージを引き抜く際の抜き力が所定の抜き力となるときの前記シックネスゲージの厚みを前記クリアランスとする無段変速機用ベルトの検査装置において、前記クリアランスの標準値を上回る厚みのシックネスゲージと、該シックネスゲージに連結されたプッシュプルゲージと、前記エレメント同士の隙間に差し込まれた前記シックネスゲージを引き抜く際の抜き力を前記プッシュプルゲージの表示値から読み取る読み取り手段と、あらかじめ用意された抜き力とクリアランスとの換算表を用いて、前記プッシュプルゲージの読み取り値から前記エレメントの前記クリアランスを求める換算手段とを有することを特徴とする無段変速機用ベルトの検査装置である。
また、求められた前記クリアランスと、あらかじめ記憶されている前記クリアランスの標準値とを比較して、両者が一致し又は所定の誤差範囲内に収まっている場合には良品と判定する判定手段を有することを特徴としてもよい。

本発明によれば、エレメント同士の隙間に差し込まれたシックネスゲージを引き抜く際の抜き力をプッシュプルゲージの表示値から読み取り、そして、あらかじめ用意された抜き力とクリアランスとの換算表を用いて、上記の読み取り値（抜き力）から前記エレメントのクリアランスが求められる。したがって、従来技術のような不確かな条件（前記の二つの条件〔（１）、（２）〕を参照）を用いず、定量的な測定値（プッシュプルゲージの表示値から読み取られた抜き力）を用いて、換算表により、クリアランスを求めるので、測定者毎や測定回毎のバラツキが無く、常に安定した測定結果を得ることができ、測定の再現性の向上を図ることができる。
また、求められた前記クリアランスと、あらかじめ記憶されているクリアランスの標準値とを比較して、両者が一致し又は所定の誤差範囲内に収まっている場合には良品と判定する判定手段を有することにより、検査員等に対して、クリアランスの判定結果を告知することができる。

以下、本発明の実施例を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の説明における様々な細部の特定ないし実例および数値や文字列その他の記号の例示は、本発明の思想を明瞭にするための、あくまでも参考であって、それらのすべてまたは一部によって本発明の思想が限定されないことは明らかである。また、周知の手法、周知の手順、周知のアーキテクチャおよび周知の回路構成等（以下「周知事項」）についてはその細部にわたる説明を避けるが、これも説明を簡潔にするためであって、これら周知事項のすべてまたは一部を意図的に排除するものではない。かかる周知事項は本発明の出願時点で当業者の知り得るところであるので、以下の説明に当然含まれている。

図１は、実施形態の構成図である。この図において、無段変速機用ベルト１は、冒頭でも説明したように、１２枚程度のスチールベルトからなる二連のベルト積層体２（無端ベルト）に、４００個程度の金属エレメント３ａ（エレメント）からなるエレメント積層体３を担持させて組み立てられ、アセンブリ化されたものである。なお、図示の構成は、無段変速機用ベルト１を作業台１０の上に載置した状態を上から俯瞰した図であり、二連のベルト積層体２のうちの一つは陰に隠れて見えていない。

無段変速機用ベルト１の内周側の金属エレメント３ａのクリアランス（隣接する金属エレメント３ａの間の隙間のこと。）には、そのクリアランスの設計上の標準値（たとえば、０．４５ｍｍ）のおよそ２倍程度の厚みＤを持つシックネスゲージ１１が差し込まれている。なお、シックネスゲージ１１の厚みＤは、ここでは便宜的にクリアランスの設計上の標準値のおよそ“２倍程度”とするが、これに限定されない。後述の換算表（図４参照）の線形領域（ア）を利用できる厚みを有していればよい。

図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ矢視図、図２（ｂ）は、シックネスゲージ１１の斜視図である。これらの図において、シックネスゲージ１１は、厚さＤの金属板であり、詳しくは、距離Ｄを隔てて対向する二つの面１１ａ、１１ｂと、その二つの面１１ａ、１１ｂの間をつなぐ、いずれも幅Ｄの上下面１１ｃ、１１ｄ及び両側面１１ｅ、１１ｆとを有している。

シックネスゲージ１１の上端には、プッシュプルゲージ１２の下部シャフト１２ａが取り付けられている。そして、このプッシュプルゲージ１２の上部シャフト１２ｂを人力や機械力で引っ張る上げることによって、無段変速機用ベルト１の内周側に差し込みまれているシックネスゲージ１１を当該引っ張り方向（図面の上方向）に引き抜くことができるようになっている。

ここで、“プッシュプルゲージ”とは、ものを引っ張る力（プル力）や押す力（プッシュ力）を測定するために用いられる汎用の計測具である。フォースゲージやプッシュプルスケールともいう。図示のような目盛り表示のスケール１２ｃを有するものだけでなく、デジタル表示のものもある。但し、本実施形態のプッシュプルケージ１２は、ものを引っ張る力（プル力）のみを測定し、押す力（プッシュ力）は測定しない。無段変速機用ベルト１の内周側に差し込みまれているシックネスゲージ１１を、どれだけの力で“引き抜く”ことができるか、つまり、シックネスゲージ１１の“抜き力”を定量的に測定できる計測具であればよく、この点において、本実施形態のプッシュプルケージ１２は、ものを引っ張る力（プル力）だけを測定対象とするので、単にプルゲージ又はプルスケールなどと読み替えてもよい。

図３は、本実施形態におけるクリアランス測定の流れ図である。この図において、無段変速機用ベルト１の内周側の金属エレメント３ａのクリアランスを測定する際には、図１や図２（ａ）に示すように、まず、作業台１０に無段変速機用ベルト１を載置し（ステップＳ１）、その無段変速機用ベルト１の内周側の金属エレメント３ａの間の隙間に所定の厚さＤのシックネスゲージ１１を差し込む（ステップＳ２）。そして、無段変速機用ベルト１を上から押さえつけて浮き上がらないようにしたまま、プッシュプルゲージ１２の上部シャフト１２ｂに上方向の引っ張り力を徐々に増大させながら加えて行き、シックネスゲージ１１が隙間から引き抜かれる瞬間のスケール１２ｃの表示値を“抜き力”として読み取る（ステップＳ３）。

今、このとき（シックネスゲージ１１が隙間から引き抜かれる瞬間）のスケール１２ｃの表示値を説明の便宜上、１．８Ｋｇｆとする。すなわち、“抜き力”＝１．８Ｋｇｆとする。

次に、予め準備しておいた換算表を用いて、その“抜き力”（＝１．８Ｋｇｆ）からクリアランスを求め（ステップＳ４）、適正なクリアランス（たとえば、０．４５ｍｍ）であるか否かを判断（ステップＳ５）して、その判断結果から「良品」（適正なクリアランスの無段変速機用ベルト１である。）と「不良品」（不適正なクリアランスの無段変速機用ベルト１である。）とを区別（ステップＳ６、ステップＳ７）する。

図４は、抜き力とクリアランスの換算表を示す図である。この図において、縦軸は所定の厚さＤを有するシックネスゲージ１１の抜き力であり、上に行くにつれて大きな抜き力になることを示している。また、横軸はクリアランスであり、左に行くにつれてクリアランスが小さくなることを示している。すなわち、この図は、クリアランスが小さくなるほど大きな抜き力を必要とすること、また、逆にクリアランスが大きくなるほど小さな抜き力で済むことを明示しており、さらに、ハッチングで示す特定の領域（ア）においては、抜き力とクリアランスの間に、ほぼ線形的な相関関係があることを示している。シックネスゲージ１１の厚みＤは、この領域（ア）を利用できる程度であればよい。本件発明者らの実験によれば、厚みＤを、クリアランスの標準値（たとえば、０．４５ｍｍ）の２倍程度としたときに、この領域（ア）を利用できることが確認された。

なお、領域（ア）のみを利用すべきとする理由は、領域（ア）の左側の領域（イ）においては、厚さＤを有するシックネスゲージ１１の抜き力が指数関数的に増大するため、正確なクリアランスの測定が困難になるからであり、また、領域（ア）の右側の領域（ウ）においては、クリアランスが大きいため、きわめて小さな力でシックネスゲージ１１が抜けてしまい、やはり、正確なクリアランスの測定が困難になるからである。

さて、前記のとおり、“抜き力”＝１．８Ｋｇｆとすると、換算表の縦軸の１．８Ｋｇｆと交差する横軸のクリアランスを読み取ればよい。今、このクリアランスの読み取り値を便宜的に０．４５ｍｍとすると、この値（０．４５ｍｍ、すなわち、検査対象の無段変速機用ベルトのクリアランス）と、無段変速機用ベルト１のクリアランスの標準値とを比較する。そして、両者が一致し又は所定の誤差範囲内に収まっていれば、検査対象の無段変速機用ベルト１を良品と判定し、そうでなければ、不良品と判定すればよい。

ちなみに、換算表を用いて抜き力からクリアランスを求める工程（ステップＳ４）と、適正なクリアランスであるかを判定する工程（ステップＳ５）は、プッシュプルゲージ１２に、電気的に抜き力をクリアランスに換算する換算装置（図示せず。また、この装置には図４に示される相関関係が記憶されている。）を設けて、そのクリアランスを電気信号として判定装置１２ｄに送信し、判定装置１２ｄにあらかじめ記憶されているクリアランスの標準値と比較するようにして、ステップＳ４及びステップＳ５を自動化するようにしてもよい。更に、求められた前記クリアランスと、あらかじめ記憶されているクリアランスの標準値とを判定装置１２ｄで比較した結果、両者が一致し又は所定の誤差範囲内に収まっている場合には良品と表示し、層でない場合には不良品と表示する表示装置１２ｅを設けるようにしてもよく、これにより、ステップＳ６、ステップＳ７の自動化が図れる。

以上のとおりであるから、本実施形態によれば、シックネスゲージ１１が金属エレメント３ａの隙間から引き抜かれる瞬間のスケール１２ｃの表示値を“抜き力”として読み取り、図４の換算表を用いて、その抜き力からクリアランスを求めるだけで、クリアランスの良否を正確に、しかも、再現性よく判定することができ、前記従来技術の問題点を解決することができる。

実施形態の構成図である。 図１のＡ−Ａ矢視図及びシックネスゲージ１１の斜視図である。 本実施形態におけるクリアランス測定の流れ図である。 抜き力とクリアランスの換算表を示す図である。 無段変速機用ベルトの外観図である。 金属エレメント３ａの拡大図である。

符号の説明

１ 無段変速機用ベルト
２ ベルト積層体（無端ベルト）
３ａ 金属エレメント
１１ シックネスゲージ
１２ プッシュプルゲージ
１２ｄ 判定装置
１２ｅ 表示装置

Claims (4)

1. 所定形状に打ち抜き加工されたエレメントを所定のクリアランスで多数枚積層し、その積層体を無端ベルトに担持させて組み立てられた無段変速機用ベルトの前記クリアランスを検査する検査装置であって、
   エレメント同士の隙間に差し込まれたシックネスゲージを引き抜く際の抜き力が所定の抜き力となるときの前記シックネスゲージの厚みを前記クリアランスとする無段変速機用ベルトの検査装置において、
   前記クリアランスの標準値を上回る厚みのシックネスゲージと、
   該シックネスゲージに連結されたプッシュプルゲージと、
   前記エレメント同士の隙間に差し込まれた前記シックネスゲージを引き抜く際の抜き力を前記プッシュプルゲージの表示値から読み取る読み取り手段と、
   あらかじめ用意された抜き力とクリアランスとの換算表を用いて、前記プッシュプルゲージの読み取り値から前記エレメントの前記クリアランスを求める換算手段と
   を有することを特徴とする無段変速機用ベルトの検査装置。
2. 求められた前記クリアランスと、あらかじめ記憶されている前記クリアランスの標準値とを比較して、両者が一致し又は所定の誤差範囲内に収まっている場合には良品と判定する判定手段を有することを特徴とする請求項１記載の無段変速機用ベルトの検査装置。
3. 所定形状に打ち抜き加工されたエレメントを所定のクリアランスで多数枚積層し、その積層体を無端ベルトに担持させて組み立てられた無段変速機用ベルトの前記クリアランスを検査する検査方法であって、
   エレメント同士の隙間に差し込まれたシックネスゲージを引き抜く際の抜き力が所定の抜き力となるときの前記シックネスゲージの厚みを前記クリアランスとする無段変速機用ベルトの検査方法において、
   前記クリアランスの標準値を上回る厚みのシックネスゲージと、該シックネスゲージに連結されたプッシュプルゲージとを用い、
   前記エレメント同士の隙間に差し込まれた前記シックネスゲージを引き抜く際の抜き力を前記プッシュプルゲージの表示値から読み取る読み取り工程と、
   あらかじめ用意された抜き力とクリアランスとの換算表を用いて、前記プッシュプルゲージの読み取り値から前記エレメントの前記クリアランス求める換算工程と
   を含むことを特徴とする無段変速機用ベルトの検査方法。
4. 求められた前記クリアランスと、あらかじめ記憶されている前記クリアランスの標準値とを比較して、両者が一致し又は所定の誤差範囲内に収まっている場合には良品と判定する判定工程を含むことを特徴とする請求項３記載の無段変速機用ベルトの検査方法。

Images