JP4481070B2 - 薄板状金属リングの端縁研削方法及び研削装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動車の無段変速機等に用いられる薄板状金属リングの端縁研削方法及び研削装置に関するものである。

従来、自動車の無段変速機（ＣＶＴ）等に用いられる薄板状金属リングは、矩形状の金属製薄板の両端縁同士を溶接接合して形成された円筒状体を所定幅に輪切り状に切断することにより製造されるが、該金属リングの端縁には、該円筒状体からの切断時にバリが形成されている。そこで、前記金属リングは、前記端縁にバリ取り、面取り等の研磨加工が施される。

前記金属リングの端縁に対するバリ取り、面取り等の研磨加工として、例えば、バレル研磨を行うことが知られている。しかし、前記金属リングにバレル研磨を施す場合、該金属リングの外周側端縁においてはメディアが十分に接触して研磨が施されるが、前記メディアが比較的接触しにくい内周側端縁においては研磨が不十分になる傾向がある。このため、前記金属リングの端縁全周に亘って、均一にバリ取り、面取りを行うことが困難になることがある。

また、前記バレル研磨は比較的長時間を要する上、前記金属リングの端縁以外の研磨不要の部分が研磨されたり、金属リングの外周部分が削られやすく、端部のＲが外周側が大きく、内周側が小さいという不均一な形状になる。

一方、前記金属リングの端縁に対する研削加工として、該端縁を砥石により研削する方法も知られている。このような方法として、例えば、前記金属リングの内周面に保持部材を圧接し、一側端縁を露出させて該金属リングを保持する保持部材と、該端縁に対向配置された砥石とを設け、該保持部材を該砥石方向に前進させ該金属リングの端縁を該砥石に圧接させた状態で該砥石を該金属リングの周方向に沿って回転駆動することにより、該金属リングの端縁を研削する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。この方法では、前記金属リングが前記砥石に圧接されたときに、ロードセルによりその荷重を検出して、該金属リングが該砥石に過剰に圧接されることを防止している。

また、前記金属リングの内周側に保持部材を圧接し、両端縁を露出させて該金属リングを保持する保持部材と、スプリングにより該端縁に圧接される砥石とを設け、該金属リングの両端縁に該砥石を圧接させた状態で該保持部材を回転駆動することにより、該金属リングの端縁を研削する方法も知られている（例えば特許文献２参照）。

前記金属リングの端縁を砥石により研削する方法によれば、前記金属リングの端縁以外の研削不要の部分が研削されることなく、該金属リングの端縁を確実に研削することができる。また、前記研削方法では、前記金属リング端縁の砥石に対する圧接力をロードセルの検出荷重により調整し、あるいは砥石をスプリングにより該端縁に圧接しているので、該端縁の形状に沿って前記研削を行うことができる。

しかしながら、前記研削方法では、前述のように円筒状体を所定幅毎に輪切り状に切断する際に該金属リングの板幅が均一になっていない場合に、板幅を均一に加工することが難しいという不都合がある。
特開２００１−３２２０５８号公報 特開２００３−２３６７３７号公報

本発明は、かかる不都合を解消して、薄板状金属リングの端縁に対する研削加工を行うと同時に、該薄板状金属リングの板幅が均一になっていない場合に、該板幅が均一になるように研削することができる薄板状金属リングの端縁研削方法を提供することを目的とする。

また、本発明の目的は、本発明の端縁研削方法を実施する端縁研削装置を提供することにもある。

かかる目的を達成するために、本発明は、薄板状ドラムを所定幅毎に裁断して得られた薄板状金属リングの端縁を研削する方法において、該薄板状金属リングを１対のテンションローラに掛け渡し、該薄板状金属リングの一方の端縁を両テンションローラ間に固設された端縁圧接部材に圧接させた状態で両テンションローラを回転駆動し、両テンションローラ間で該端縁圧接部材の該薄板状金属リングの端縁が圧接される面を基準面として該基準面との間に所定の間隔を存して設けられ、該薄板状金属リングの他方の端縁に接触する加工部を直線状に備える加工砥石に該薄板状金属リングの他方の端縁を摺接せしめ、該端縁を研削することを特徴とする。

本発明の方法では、前記薄板状金属リングを前記１対のテンションローラに掛け渡し、該薄板状金属リングの一方の端縁を前記端縁圧接部材に圧接した状態で両テンションローラを回転駆動させると、該薄板状金属リングの他方の端縁が両テンションローラ間に設けられた前記加工砥石の前記加工部に摺接されて研削される。このとき、前記端縁圧接部材は、両テンションローラ間に固定して設けられているので、該端縁圧接部材の該薄板状金属リングの端縁が圧接される面を基準面として、該基準面に所定の間隔を存して前記加工砥石を設けることにより、前記薄板状金属リングは該端縁圧接部材に圧接している側の端縁と該加工砥石に摺接する側の端縁との間の板幅が、該所定の間隔となるように研削される。

従って、本発明の方法によれば、薄板状ドラムを所定幅毎に裁断して得られた薄板状金属リングの板幅が均一になっていない場合でも、該板幅が均一に前記所定の間隔となるように研削することができる。また、本発明の方法によれば、前記薄板状金属リングの端縁のみが前記加工砥石の加工部に摺接して研削されるので、該端縁以外の研削不要の部分が研削されることなく、該端縁を確実に該加工部の形状に沿わせて研削することができる。

ところで、前記従来の技術のように、前記薄板状金属リングの内周面に保持部材を圧接して該薄板状金属リングを保持する場合には、該薄板状金属リングの端縁は、ほぼ真円形状となっている。そこで、前記薄板状金属リングの端縁に対向して加工砥石を設け、該薄板状金属リングと該加工砥石とのいずれか一方を回転させて、該薄板状金属リングの端縁を該加工砥石により研削するときには、該加工砥石に設けられる加工部を該薄板状金属リングの端縁形状に沿って円弧状にする必要がある。

これに対して、本発明の方法では、前記両テンションローラ間に掛け渡された前記薄板状金属リングの端縁は該両テンションローラ間でほぼ直線状となっているので、この部分に前記加工砥石を設けることにより、前記加工部を直線状とすることができ、該加工部の形成、整形を容易に行うことができる。

しかし、前記加工部を直線状としても、前記薄板状金属リングは周方向で歪みがあったり、硬度が不均一であったりすると、前記端縁が前記両テンションローラ間で直線状にならないことがある。このような場合には、前記端縁が前記直線状の加工部に対して適切に摺接できなくなり、前記薄板状金属リングの外周側と内周側とで該端縁の加工量が不均一になることがある。

そこで、本発明の方法は、前記薄板状金属リングの端縁が前記加工砥石に摺接される位置で、該薄板状金属リングの表面に沿って厚さ方向の両側に設けられた１対の挟持部材により該薄板状金属リングを厚さ方向の両面から挟持し、該薄板状金属リングの端縁が直線状になるように保持することが好ましい。

このようにするときには、前記薄板状金属リングの端縁が前記１対の挟持部材に挟持された部分で直線状となるので、該端縁を前記直線状の加工部に対して適切に摺接することができ、該薄板状金属リングの外周側と内周側とで該端縁の研削量を均一にすることができる。

本発明の方法は、薄板状ドラムを所定幅毎に裁断して得られた薄板状金属リングが掛け渡される１対のテンションローラと、両テンションローラ間に固設され該薄板状金属リングの一方の端縁が圧接される端縁圧接部材と、該薄板状金属リングの一方の端縁を該端縁圧接部材に押圧する押圧部材と、両テンションローラ間で該端縁圧接部材の該薄板状金属リングの端縁が圧接される面を基準面として該基準面との間に所定の間隔を存して設けられ、該薄板状金属リングの他方の端縁に接触する加工部を直線状に備え、該加工部に摺接される該端縁を研削加工する加工砥石と、該薄板状金属リングの端縁が該加工砥石に摺接される位置で、該薄板状金属リングの表面に沿って厚さ方向の両側に設けられ、該薄板状金属リングを厚さ方向の両面から挟持し、該薄板状金属リングの端縁が直線状になるように保持する１対の挟持部材とを備える装置により、有利に実施することができる。

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は本実施形態の薄板状金属リングの研削装置の構成を示す平面図であり、図２は図１に示す装置に装着された前記薄板状金属リングの一方の直線部をＡ矢示方向から見た側面図、図３は図１に示す装置に装着された前記薄板状金属リングの他方の直線部をＢ矢示方向から見た側面図、図４は図１のＩＶ−ＩＶ線断面図、図５は図４の要部を拡大して示す説明的断面図である。

図１、図２に示すように、本実施形態の研削装置１は、薄板状金属リングＷが掛け渡されるテンションローラ２ａ，２ｂと、テンションローラ２ａ，２ｂ間に掛け渡された薄板状金属リングＷの直線部の一方の側に固設され薄板状金属リングＷの一方の端縁Ｗaが圧接される端縁圧接ローラ３ａ，３ｂと、端縁圧接ローラ３ａ，３ｂに端縁Ｗaを押圧する押圧ローラ４とを備えている。テンションローラ２ａ，２ｂはいずれか一方が駆動ローラ、他方が従動ローラであり、例えばテンションローラ２ａが駆動ローラ、テンションローラ２ｂが従動ローラとなっている。また、押圧ローラ４は、薄板状金属リングＷの端縁Ｗb に接触した状態で、下方に付勢されるようになっている。

また、図１、図３に示すように、研削装置１は、テンションローラ２ａ，２ｂ間に掛け渡された薄板状金属リングＷの直線部の他方の側に、端縁Ｗaが圧接されるバックアップローラ５と、バックアップローラ５に対向する加工砥石６とが備えられ、加工砥石６の上流側及び下流側にそれぞれ端縁Ｗaをバックアップローラ５に押圧する押圧ローラ７ａ，７ｂが備えられている。押圧ローラ７ａ，７ｂは、薄板状金属リングＷの端縁Ｗb に接触した状態で、下方に付勢されるようになっている。

ここで図４に示すように、バックアップローラ５は、前記のように固設されている端縁圧接ローラ３ａ，３ｂの端縁Ｗaが圧接される面を基準面Ｓとして、端縁Ｗaが圧接される面が基準面Ｓと同一レベルとなるように設けられており、加工砥石６は基準面Ｓとの間に所定の間隔を存して設けられている。加工砥石６は、薄板状金属リングＷの一方の端縁Ｗbが摺接されて研削される加工部としての溝部８を周方向に沿って直線状に備えている。そして、基準面Ｓと溝部８との間隔は、例えば、薄板状金属リングＷの板幅の設計値に一致するようにされている。

加工砥石６は、例えば、金属面に電着された他の金属により砥粒が固定されている電着砥石を用いることが好ましい。加工砥石６は、電着砥石からなることにより、薄板状金属リングＷの研削を繰り返しても溝部８の摩耗が無く、位置制御を容易に行うことができる。

加工砥石６は、砥粒が金属等のバインダを介して結合されているボンド砥石を用いてもよい。しかし、この場合には薄板状金属リングＷの研削を繰り返すと溝部８が摩耗するので、加工砥石６の直径をセンサ等により測定して、位置制御を行う必要がある。

また、図３、図４に示すように、端縁Ｗbが加工砥石６に摺接される位置には、薄板状金属リングＷの内面側に平行に、ガイド部材９が備えられ、薄板状金属リングＷの外面側に沿って押えローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃが備えられている。ガイド部材９と押えローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃとにより、薄板状金属リングＷは厚さ方向で内外面両側から挟持され、加工砥石６に摺接される位置で、端縁Ｗa ，Ｗb が直線状に保持されるようになっている。ガイド部材９は、押えローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃとの間に薄板状金属リングＷを挟持できる材料であればどのような材料であってもよいが、薄板状金属リングＷを挟持する際に給油を必要としないことから、オイルレスメタルからなることが好ましい。

次に、本実施形態の研削装置１による薄板状金属リングＷの端縁研削方法について説明する。

本実施形態では、まず、テンションローラ２ａ，２ｂを相互に近接する方向に移動させ、矩形状の金属製薄板の両端縁同士を溶接接合して形成された円筒状体を所定幅に輪切り状に切断することにより製造された薄板状金属リングＷを、テンションローラ２ａ，２ｂ間に掛け渡す。このとき、押圧ローラ４、７ａ，７ｂと加工砥石６とは薄板状金属リングＷの上方に退避しており、押えローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃは薄板状金属リングＷの外方に退避している。

次いで、テンションローラ２ａ，２ｂを相互に離間する方向に移動させて、薄板状金属リングＷがテンションローラ２ａ，２ｂに装着され、所定の張力が付与されると、押圧ローラ４、７ａ，７ｂが下方に移動して、薄板状金属リングＷの端縁Ｗb に接触する。このとき、押圧ローラ４、７ａ，７ｂは下方に付勢されており、端縁Ｗa が端縁圧接ローラ３ａ，３ｂ、バックアップローラ５に押圧される。

一方、前記のように薄板状金属リングＷがテンションローラ２ａ，２ｂに装着されると、押えローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃは薄板状金属リングＷの方向に移動し、薄板状金属リングＷをその外面側からガイド部材９に押圧し、ガイド部材９との間で薄板状金属リングＷを挟持する。

次に、加工砥石６を下方に移動して、溝部８を薄板状金属リングＷの端縁Ｗb に押圧する。そして、テンションローラ２ａを回転駆動することにより、薄板状金属リングＷをテンションローラ２ａ，２ｂ間に周回せしめ、加工砥石６の溝部８により端縁Ｗb の研削加工を行う。

このとき、端縁圧接ローラ３ａ，３ｂは、前記のようにテンションローラ２ａ，２ｂ間に固定されて設けられている。そこで、端縁圧接ローラ３ａ，３ｂの端縁Ｗaが圧接される面を基準面Ｓとして、バックアップローラ５は端縁Ｗaが圧接される面が基準面Ｓと同一レベルとなるように設けられ、加工砥石６はバックアップローラ５の端縁Ｗaが圧接される面との間に所定の間隔を存して設けられていることにより、薄板状金属リングＷは、溝部８により端縁Ｗb が端縁Ｗaの形状に倣う形状となり、しかも、端縁Ｗa ，Ｗbの間隔がほぼ均一になるように研削される。

また、薄板状金属リングＷは、ガイド部材９と押えローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃとにより内外両面から挟持されているので、端縁Ｗb が加工砥石６の溝部８に摺接される位置の前後でガイド部材９に沿って直線状に保持されている。この結果、図５に示すように、端縁Ｗb が溝部８に対して適切に摺接され、薄板状金属リングＷの外周側と内周側とで端縁Ｗb の研削量を均一にすることができる。

本実施形態では、端縁Ｗb の研削が終了したならば、薄板状金属リングＷを前記掛け渡し時の操作と全く逆の操作により、テンションローラ２ａ，２ｂから取り外す。そして、端縁Ｗa ，Ｗbの位置関係を反転させ、端縁Ｗa が溝部８に摺接するようにして、再び薄板状金属リングＷをテンションローラ２ａ，２ｂに掛け渡し、前述の端縁Ｗb の研削と全く同一にして端縁Ｗa の研削を行う。このようにすることにより、今度は端縁Ｗaが端縁Ｗb の形状に倣うように研削され、端縁Ｗa ，Ｗbの間隔がさらに均一になる。

次に、１０本の薄板状金属リングＷ（試料１〜１０）について本実施形態の方法により端縁Ｗa ，Ｗbの研削を行った。端縁Ｗa ，Ｗbの間隔の最大値と最小値との差を板幅のバラツキとし、研削加工の前後での板幅のバラツキを測定した。結果を表１に示す。

表１から、本実施形態の端縁研削方法によれば、加工前に０．００６〜０．０４ｍｍの範囲であった前記板幅のバラツキを、加工後には０．００１〜０．００３ｍｍの範囲に縮小することができ、端縁Ｗa ，Ｗbの間隔を均一にすることできることが明らかである。

尚、本実施形態の装置では、加工砥石６が図３に示すように薄板状金属リングＷの上方に、基準面Ｓとの間に所定の間隔を存して設けるようにされているが、薄板状金属リングＷの下方に、基準面Ｓと同一レベルに設けられていてもよい。このようにするときには、バックアップローラ５は薄板状金属リングＷの上方に、押圧ローラ７ａ，７ｂは薄板状金属リングＷの下方に設けられる。そして、薄板状金属リングＷの端縁Ｗa が基準面Ｓに沿って研削されることとなる。

また、本実施形態の装置では、テンションローラ２ａ，２ｂ間に掛け渡された薄板状金属リングＷの直線部の一方の側では、加工砥石６が図３に示すように薄板状金属リングＷの上方に設けられ、他方の側では加工砥石６が薄板状金属リングＷの下方に設けられるようにしてもよい。加工砥石６が薄板状金属リングＷの下方に設けられるときには、前述のようにバックアップローラ５は薄板状金属リングＷの上方に、押圧ローラ７ａ，７ｂは薄板状金属リングＷの下方に設けられる。このようにすることにより、端縁Ｗa の研削と端縁Ｗb の研削とを同時に行うことができる。

さらに、本実施形態の装置では、薄板状金属リングＷの端縁Ｗb が加工砥石６の溝部８に摺接される位置の前後で、薄板状金属リングＷをガイド部材９と押えローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃとにより挟持するようにしているが、ガイド部材９に代えて複数のローラを、押えローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃに対向配置するようにしてもよい。

本発明の薄板状金属リングの端縁研削装置の一構成例を示す平面図。 図１に示す装置に装着された薄板状金属リングの一方の直線部をＡ矢示方向から見た側面図。 図１に示す装置に装着された薄板状金属リングの他方の直線部をＢ矢示方向から見た側面図。 図１のＩＶ−ＩＶ線断面図。 図４の要部を拡大して示す説明的断面図。

符号の説明

１…端縁研削装置、 ２ａ，２ｂ…テンションローラ、 ３ａ，３ｂ…端縁圧接部材、 ４…押圧部材、 ６…加工砥石、 ８…加工部、 ９、１０ａ，１０ｂ，１０ｃ…挟持部材、 Ｓ…基準面、 Ｗ…薄板状金属リング、 Ｗa ，Ｗb …端縁。

Claims (3)

1. 薄板状ドラムを所定幅毎に裁断して得られた薄板状金属リングの端縁を研削する方法において、
   該薄板状金属リングを１対のテンションローラに掛け渡し、該薄板状金属リングの一方の端縁を両テンションローラ間に固設された端縁圧接部材に圧接させた状態で両テンションローラを回転駆動し、両テンションローラ間で該端縁圧接部材の該薄板状金属リングの端縁が圧接される面を基準面として該基準面との間に所定の間隔を存して設けられ、該薄板状金属リングの他方の端縁に接触する加工部を直線状に備える加工砥石に該薄板状金属リングの他方の端縁を摺接せしめ、該端縁を研削することを特徴とする薄板状金属リングの端縁研削方法。
2. 前記薄板状金属リングの端縁が前記加工砥石に摺接される位置で、該薄板状金属リングの表面に沿って厚さ方向の両側に設けられた１対の挟持部材により該薄板状金属リングを厚さ方向の両面から挟持し、該薄板状金属リングの端縁が直線状になるように保持することを特徴とする請求項１記載の薄板状金属リングの端縁研削方法。
3. 薄板状ドラムを所定幅毎に裁断して得られた薄板状金属リングが掛け渡される１対のテンションローラと、
   両テンションローラ間に固設され該薄板状金属リングの一方の端縁が圧接される端縁圧接部材と、
   該薄板状金属リングの一方の端縁を該端縁圧接部材に押圧する押圧部材と、
   両テンションローラ間で該端縁圧接部材の該薄板状金属リングの端縁が圧接される面を基準面として該基準面との間に所定の間隔を存して設けられ、該薄板状金属リングの他方の端縁に接触する加工部を直線状に備え、該加工部に摺接される該端縁を研削加工する加工砥石と、
   該薄板状金属リングの端縁が該加工砥石に摺接される位置で、該薄板状金属リングの表面に沿って厚さ方向の両側に設けられ、該薄板状金属リングを厚さ方向の両面から挟持し、該薄板状金属リングの端縁が直線状になるように保持する１対の挟持部材とを備えることを特徴とする薄板状金属リングの端縁研削装置。

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