JP5249833B2 - 金属リング投入払出装置 - Google Patents

Description

本発明は、無段変速機（ＣＶＴ）等に用いられる無端状金属ベルトにおける金属リングを圧延装置に投入及び払出する金属リング投入払出装置に関するものである。

自動車等の変速装置として用いられる無段変速機には、一対のプーリーに巻き掛けられる無端帯状金属ベルトが備えられている。この無端帯状金属ベルトは、少しずつ周長の異なる複数の無端帯状の金属リングをそれらの厚み方向に積層した積層金属リングを一対用い、これら一対の積層金属リングを幅方向から係合させて、板片状の多数のエレメントを互いに板厚方向に向かって環状に配列させた構成である。

上記の金属リングは、以下のようにして製造される。まず、マルエージング鋼、ステンレス鋼等の鋼材料の薄板の両端を円筒状になるように溶接する。この際、溶接の熱により鋼材料の一部が硬質化されてしまうため、この円筒状の鋼材料を溶体化して均質にする。次いで、この溶体化された円筒状の鋼材料を所定幅に裁断して無端帯状のリングを形成した後、所定厚さに圧延する。この圧延により金属組織が変形してしまうため、この圧延されたリングを再度溶体化して金属組織を再結晶させる。その後、溶体化されたリングを所定の周長に補正して、少しずつ周長の異なる金属リングを製造し、さらに、時効処理及び窒化処理を施すことにより硬度及び耐摩耗性を向上させている。

上記の無端帯状の金属リングの圧延とは、リング素材の板幅を変えずに板厚を約半分にかつ周長を約倍に圧延する工程であり、図５に示したような、リング素材を潰しながら同時に引っ張ることができる圧延装置が用いられている（例えば、特許文献１及び２参照）。この圧延装置には、金属リング１が掛け渡される一対のテンションローラ３及び４と、これらのテンションローラ３及び４の間に配置された圧延ローラ５と、この圧延ローラ５とともに金属リング１を挟持して圧延する圧下ローラ６とが設けられている。この圧延装置においては、シリンダ７は、テンションローラ３をテンションローラ４から水平方向に離間させるように駆動する。また、圧延シリンダ８は、圧下ローラ６を介し、圧延ローラ５を金属リング１に当接させ、さらには金属リング１を押圧するように駆動する。

このような圧延装置において、金属リング１をテンションローラ３及び４に掛け渡したり、取り外す手段としては、図５に示したような、楕円形状とした際の弦部の４カ所で内外側面から金属リング１を挟持するクランプ手段９を備えた金属リングの投入払出装置が報告されている（例えば、特許文献３参照。）。この金属リングの投入払出装置によれば、迅速かつ高精度な金属リングの投入と払出を可能としている。

しかしながら、上記の金属リングの投入払出装置では、図６に示すように、異なる周長のリング素材を圧延する場合には、搬送時の安定性の観点から、クランプ手段の配置を変更する必要があり、また、リング素材の内側における各ローラやクランプ手段の適切な配置が異なるため、圧延するリング素材の周長に応じて段取り変更作業を行わなければならなかった。

特開２００３−３０５５０４号公報 特開２００８−１１９７３０号公報 国際公開第０２／３４４７９号パンフレット

したがって、本発明は、上記問題点に鑑み、圧延や周長補正を行うリング素材の周長が異なる場合においても、段取り替えを行うことなく、好適に金属リングを投入及び払出できる金属リングの投入払出装置を提供することを目的としている。

本発明の金属リング投入払出装置は、弾性を有する無端帯状の金属リングを略楕円形状に支持する一対のテンションローラと、少なくとも一方のテンションローラを他方のテンションローラから離反させて上記金属リングに所定の張力を付与するテンションローラ移動手段とを備える装置に設けられる金属リング投入払出装置において、上記金属リングの外側面のみを挟持する爪部材を有するクランプ手段を備え、上記クランプ手段は、上記爪部材により上記金属リングを、径方向に挟持し、上記テンションローラの直径より大きく湾曲する一対の円弧部と両円弧部を介して略平行に対向する一対の弦部とからなる略楕円形状に変形させ、上記両テンションローラを内包する位置に上記金属リングを移送し、上記両テンションローラの離反に伴って上記金属リングの両円弧部の湾曲径が上記両テンションローラの直径に近似するように縮小されたとき、上記金属リングの挟持を解除して上記両テンションローラに上記金属リングを受け渡して、上記金属リングを投入する、または、上記両テンションローラに掛けわたされた上記金属リングの上記両テンションローラ間に位置する一対の弦部の外側面に上記爪部材を対向させ、上記両テンションローラの接近に伴う上記金属リングの復元弾性により上記弦部の外側面に上記爪部材を圧接して上記金属リングを挟持し、上記金属リングの両円弧部の湾曲径が上記両テンションローラの直径より拡大されたとき、上記金属リングを上記両テンションローラから取り外して、上記金属リングを払い出すことを特徴としている。

本発明によれば、圧延や周長補正を行うリング素材の周長が異なる場合においても、段取り替えを行うことなく金属リングを圧延機内に投入及び払い出しできるため、金属リングの圧延における工程数や段取り替え用の部品を削減することができ、金属リングの生産性向上とコストダウンを可能とした。

本発明の金属リング投入払出装置において短い周長の金属リングを用いた場合の各配置を示した模式図である。 本発明の金属リング投入払出装置において長い周長の金属リングを用いた場合の各配置を示した模式図である。 本発明の金属リング投入払出装置に用いられるクランプ手段を示した断面図である。 本発明の金属リング投入払出装置を用いた圧延装置の動作を示した模式図である。 従来の金属リング投入払出装置において短い周長の金属リングを用いた場合の各配置を示した模式図である。 従来の金属リング投入払出装置において長い周長の金属リングを用いた場合の各配置を示した模式図である。 従来の金属リング投入払出装置に用いられるクランプ手段を示した断面図である。

以下、図面を用いて本発明の金属リング投入払出装置の実施形態について具体的に説明する。図１は本発明の金属リング投入払出装置において短い周長の金属リングを用いた場合、図２は長い周長の金属リングを用いた場合の各配置を示した模式図である。図１及び２に示すように、本発明の金属リング投入払出装置は、金属リング１の外側面のみを挟持する爪部材を有するクランプ手段２を備え、圧延装置や周長補正装置に設けられるものである。このような圧延装置や周長補正装置には、金属リング１を略楕円形状に支持する一対のテンションローラ３及び４と、テンションローラ３をテンションローラ４から離反させように移動し得るテンションローラ移動手段７と、テンションローラ３及び４の間に配置された圧延ローラ５と、圧延ローラ５の下方に配置されたバックアップローラ１０と、このバックアップローラ１０及び圧延ローラ５で金属リング１を挟持する力を伝達する圧下ローラ６と、さらには金属リング１に、圧下ローラ６を介し圧延ローラ５を当接させて押圧させる圧延シリンダ８とが備えられている。なお、図示していないが、圧延装置や周長補正装置には、テンションローラ移動手段７及び圧延シリンダ８を制御する制御手段が備えられている。

本発明における金属リング１は、弾性を有する無端帯状の金属リングであり、圧延に用いる場合は、マルエージング鋼、ステンレス鋼等の鋼材料の薄板の両端を円筒状になるように溶接し、溶接の熱により硬質化された部分を均質化するための溶体化を行った後、所定幅に裁断して無端帯状の金属リングとしたものであり、周長補正に用いる場合は、前述の金属リングを所定厚さに圧延した後、金属組織を再結晶させるための溶体化を行ったものである。なお、この金属リング１は外力が付加されていない状態では略円環形状である。

本発明の金属リング投入払出装置におけるクランプ手段２は、図３に示すように、駆動装置１２を備えた２本の爪部材１３から構成されており、円環形状の金属リング１の外側面のみを径方向に押圧して金属リング１を挟持する。これに対して、従来のクランプ手段は、図７に示すように、駆動装置１２を備えた２本の爪部材１３から構成され、押圧手段を用いて円環形状の金属リング１を楕円形状に変形させた後、その弦部の４カ所において金属リング１を内外側面から挟持する。

このような本発明の金属リング投入払出装置により金属リング１を圧延装置や周長補正装置に投入する際には、まず、２本の爪部材から構成されているクランプ手段２を用いて、金属リング１を径方向に押圧して挟持し、テンションローラ３及び４の直径より大きく湾曲する一対の円弧部と両円弧部を介して略平行に対向する一対の弦部とからなる略楕円形状に変形させる。これにより、略楕円形状の金属リング１を、テンションローラ３及び４に接触することなくテンションローラ３及び４を取り囲む配置に移送することができる。なお、図示していないが、クランプ手段２は、前記のテンションローラ移動手段７及び圧延シリンダ８を制御する制御手段にて、その制御下に制御されている。

次いで、テンションローラ３及び４を内包する位置に金属リング１を移送した後、テンションローラ３をテンションローラ４から離反させる。これにより、金属リング１の楕円形状の長軸が長くなり、両円弧部の湾曲径がテンションローラ３及び４の直径に近似するように縮小される。この状態で、クランプ手段２による金属リング１の挟持を解除してテンションローラ３及び４に金属リング１を受け渡し、金属リング１の投入が完了する。

圧延装置や周長補正装置においては、図４に示すように、金属リング１がテンションローラ３及び４に掛け渡された状態で、テンションローラ移動手段７によりテンションローラ３をテンションローラ４から離反させて金属リング１に張力を負荷しつつ、圧延シリンダ８により圧下ローラ６を介し、圧延ローラ５を金属リング１に押圧させ、金属リング１を圧延ローラ５とバックアップローラ１０との間で挟持する。そして、圧下ローラ６を回転駆動させることにより、金属リング１を圧延することができる。

ここで、圧延ローラ５は、金属リング１の内周面にローレット形状を付与するメッシュローラであることが好ましい。この構成とすることにより、圧延時に金属リング１の内周面にメッシュ形状を転写することができ、容易にローレット形状を付与することができる。このようなローレット形状によれば、少しずつ周長の異なる複数の無端金属リングを積層して積層リングを形成したときに、隣接する無端金属リングとの間に介在させる油を容易に保持することができる。

また、本発明においては、例えばラックピニオン機構を備えるエンコーダ１１を設け、テンションローラ３及び４の軸間距離の変位量を測定し、この値が所望する金属リング１の周長に対応する値に達した場合に、圧延シリンダ８及びテンションローラ移動手段６を停止させて圧延動作を終了することができる。

一方、本発明の金属リング投入払出装置により金属リング１を圧延装置や周長補正装置から払い出す際には、まず、テンションローラ３及び４に掛け渡された金属リング１のテンションローラ３及び４間に位置する一対の弦部の外側面に爪部材２を対向させ、テンションローラ３をテンションローラ４に接近させる。これにより、金属リング１の復元弾性により楕円形状の長軸が短くなり、金属リング１の両円弧部の湾曲径がテンションローラ３及び４の直径より拡大され、上記の弦部の外側面が爪部材２に圧接して金属リング１がクランプ手段２に挟持された状態となる。この状態で、金属リング１をテンションローラ３及び４から取り外して、金属リングの払出が完了する。

また、本発明の金属リング投入払出装置は、弾性を有する無端帯状の金属リングを略楕円状に支持する一対のテンションローラと、少なくとも一方のテンションローラを他方のテンションローラから離反させて上記金属リングに所定の張力を付与するテンショシローラ移動手段とを備える装置に設けられる金属リング投入払出装置において、上記金属リングの外側面のみを挟持する爪部材を有するクランプ手段を備えたものであるが、さらに、上記テンションローラ移動手段および上記クランプ手段を制御する制御手段を備えたものであってもよい。

この制御手段は、上記爪部材により、上記金属リングを径方向に挟持する動作と、上記テンションローラの直径より大きく湾曲する一対の円弧部と当該両円弧部を介して略平行に対向する一対の弦部とからなる略楕円形状に上記金属リングを変形させる動作と、上記テンションローラを内包する位置に上記金属リングを移送する動作と、を実行させる情報を記憶し、上記テンションローラ移動手段により、上記テンションローラの離反に伴って上記金属リングの両円弧部の湾曲径が上記両テンションローラの直径に近似するように縮小するような動作を実行する情報を記憶し、その際上記爪部材により、上記金属リングの挟持を解除する動作を実行させる情報を記憶し、または、上記爪部材により、上記両テンションローラに掛けわたされた上記金属リングの上記テンションローラ間に位置する一対の弦部の外側面に上記爪部材を対向させる動作を実行させる情報を記憶し、上記テンションローラ移動手段により、上記両テンションローラを接近させる動作を実行させる情報を記憶し、上記爪部材により、上記両テンションローラの接近に伴う上記金属リングの復元弾性により上記弦部の外側面に上記爪部材を圧接する動作と、上記金属リングの両円弧部の湾曲径が上記両テンションローラの直径より拡大されたとき、上記テンションローラから上記金属リングを取り出す動作とを実行させる情報を記憶し、これらの情報により制御するものである。

このような構成の制御手段を用いることにより、金属リングの投入及び払出を自動的に且つ確実に行うことができる。

１…金属リング、２，９…クランプ手段、３，４…テンションローラ、
５…圧延ローラ、６…圧下ローラ、７…テンションローラ移動手段、
８…圧延シリンダ、１０…バックアップローラ

Claims (2)

1. 弾性を有する無端帯状の金属リングを略楕円形状に支持する一対のテンションローラと、少なくとも一方のテンションローラを他方のテンションローラから離反させて上記金属リングに所定の張力を付与するテンションローラ移動手段とを備える装置に設けられる金属リング投入払出装置において、
   上記金属リングの外側面のみを挟持する爪部材を有するクランプ手段を備え、
   上記クランプ手段は、上記爪部材により上記金属リングを、径方向に挟持し、上記テンションローラの直径より大きく湾曲する一対の円弧部と両円弧部を介して略平行に対向する一対の弦部とからなる略楕円形状に変形させ、上記両テンションローラを内包する位置に上記金属リングを移送し、上記両テンションローラの離反に伴って上記金属リングの両円弧部の湾曲径が上記両テンションローラの直径に近似するように縮小されたとき、上記金属リングの挟持を解除して上記両テンションローラに上記金属リングを受け渡して、上記金属リングを投入する、
   または、上記両テンションローラに掛けわたされた上記金属リングの上記両テンションローラ間に位置する一対の弦部の外側面に上記爪部材を対向させ、上記両テンションローラの接近に伴う上記金属リングの復元弾性により上記弦部の外側面に上記爪部材を圧接して上記金属リングを挟持し、上記金属リングの両円弧部の湾曲径が上記両テンションローラの直径より拡大されたとき、上記金属リングを上記両テンションローラから取り外して、上記金属リングを払い出すことを特徴とする金属リング投入払出装置。
2. 前記クランプ手段は、２本の爪部材から構成されていることを特徴とする請求項１に記載の金属リング投入払出装置。
   

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