JP5391636B2 - Ｃｖｔベルト用エレメントの打ち抜き加工方法 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＶＴベルトに用いられるエレメントを打抜き加工して製造する方法に関する。

ベルト式ＣＶＴ（Continuously Variable Transmission、無段変速機）は、一対のプーリと、これらに掛け渡したＣＶＴ用ベルトにより構成される。ＣＶＴ用ベルトは、金属帯板よりなるリング状のベルトに、エレメントと呼ばれる摩擦部品を多数装着することにより構成される。

上記エレメント８は、後述する図１に示すごとく、略三角形状の頭部８１と、略長方形状の胴部８２と、上記頭部８１の底辺部の中央部と上記胴部８２の長辺部の中央部とを繋ぐ首部８３よりなる。首部８３の左右には、頭部８１と胴部８２との間の間隙よりなる凹部８５が形成されている。この凹部８５に金属帯板よりなるベルト（図示略）を挿入し、該ベルトの全周にエレメント８を配設することによってＣＶＴ用ベルトが得られる。

エレメント８の作製は、板状の金属よりなる帯状素材を準備し、これを所望形状に打ち抜く打抜き加工を行い、その後、仕上げ工程を経るという工程でなされる。エレメント８の打抜き加工は、ダイスとパンチよりなる金型を用いて行われる。
従来のＣＶＴ用エレメントの打ち抜き加工方法については、例えば、特許文献１、２に示されているものがある。

特開２００５−８８０２５号公報 特表２００７−５１６０８４号公報 特開２００５―１１５６３２号公報

ところで、エレメント８の打ち抜き時には、帯状素材における打ち抜き部の周囲にパンチ等から付与される応力が影響し、帯状素材における未だ打ち抜いていない部分における材料流動に差が生じ、板厚変化が生じる場合がある。そのため、打ち抜き加工後のエレメント８には、例えば胴部における幅方向左右に板厚差が生じることがある。

このような板厚ばらつきを有するエレメントを多数枚積層してＣＶＴベルトを形成した場合には、そのばらつきが累積され、ＣＶＴベルト全体として大きな曲がりを有するものとなる場合がある。一方、各エレメントにおける左右の板厚ばらつきを低減することは、従来の打ち抜き加工を採用する限り困難であった。
そのため、上記特許文献３に記載されているように、各エレメントがどのような板厚ばらつきを有しているかを調べ、エレメントの板厚ばらつき状態を複数のグループに分類し、ＣＶＴベルトを組み付ける際にどのグループのエレメントを組み合わせる技術が提案されている。

しかしながら、このような対応では、打ち抜いたエレメントの在庫を大量に保持していないとＣＶＴベルトを作製することができない。そのため、従来の打ち抜き加工方法を見直し、打ち抜き加工直後のエレメントの左右の板厚ばらつきを低減することが可能な打ち抜き加工方法を開発することが望まれていた。

本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、打ち抜き直後の板厚ばらつきを従来よりも低減できるＣＶＴベルト用エレメントの打ち抜き加工方法を提供しようとするものである。

本発明は、略三角形状の頭部と、略長方形状の胴部と、上記頭部の底辺部の中央部と上記胴部の長辺部の中央部とを繋ぐ首部とにより構成されるＣＶＴベルト用エレメントを、帯状素材から打ち抜き加工する方法であって、
略五角形状の領域よりなる島状部が、連結部のみを介して周囲の上記帯状素材に連結された状態が維持され、かつ、上記連結部は上記島状部における上記頭部の頂点部となる位置に連結されるよう設けられ、上記連結部以外の部分が周囲から切り離された状態となるように上記島状部の外周側に空隙部を打ち抜き形成する予備抜き工程と、
上記連結部を残した状態で上記島状部に打ち抜き加工を加えて上記エレメントの形状を整える仕上げ抜き工程と、
上記連結部を切断して上記エレメントを上記帯状素材から分離する分離工程とを有し、
上記帯状素材としては幅方向の厚みが均一なものを用い、上記予備抜き工程と上記仕上げ抜き工程との間に、上記島状部における上記胴部の一部となる領域を圧縮して厚みを小さくして薄肉部を形成するつぶし工程を行うことを特徴とするＣＶＴベルト用エレメントの打ち抜き加工方法にある（請求項１）。

本発明は、上記のごとく、上記予備抜き工程を行った後に、上記仕上げ抜き工程と分離工程とを実施する。これにより、エレメントの打ち抜き直後の板厚ばらつきを従来よりも低減することができる。
すなわち、上記予備抜き工程では、略五角形状の領域よりなる島状部の周囲に、上記空隙部を設ける。このときの輪郭の打ち抜きは、エレメントの最終形状のような複雑な形状ではなく略五角形状であるので、予備抜き時の影響がその周囲の帯状素材に生じることが殆どない。また、島状部の内部における板厚変動も殆ど生じない。

さらに、上記仕上げ抜き工程では、上記略五角形状の島状部に対して複雑な形状の打ち抜きがなされるが、その影響は、上記空隙部の存在によって遮断され、未打ち抜き部分の周囲にまでは届かない。また、島状部内は上記のごとく予備打ち抜き時にも殆ど板厚変動が生じていないので、打ち抜き後のエレメントにも板厚ばらつきは生じ難く、最終的に分離工程で分離されたエレメントは、従来よりも板厚ばらつきの小さいものとなる。

すなわち、本発明によれば、打ち抜き直後の板厚ばらつきを従来よりも低減できるＣＶＴベルト用エレメントの打ち抜き加工方法を提供することができる。また、本発明の打ち抜き加工方法を用いて製造したエレメントを用いれば、選別することなくＣＶＴベルトを組み立てることができ、在庫の圧縮等、製造の合理化を進めることもできる。

本発明の打ち抜き加工法においては、上記予備抜き工程では、上記連結部の幅が、上記島状部の輪郭全長の２０％以下となるように形成することが好ましい（請求項２）。この場合には、予備抜き工程を実施することによる上述した作用効果をより確実に発揮させることができる。一方、上記連結部の幅が、上記島状部の輪郭の打ち抜き長さの２０％を超える場合には、仕上げ抜き工程の影響が連結部を介して島状部の周囲に伝わるおそれが出てくる。そのため、連結部の幅は小さいほど好ましいが、島状部がその周囲に連結された状態が安定して維持される程度の幅寸法は必要である。なお、島状部の輪郭全長は、上記島状部の上記空隙部に面する輪郭線の長さに上記連結部の幅寸法を加えることによって定義できる。

また、上記連結部は、上記島状部における上記頭部の頂点部となる位置に連結されるように設けられている。これにより、連結部の存在位置が左右対称となり板厚変動をさらに抑制できる。なお、分離時の切断による影響が少ないという点で、頭部の頂点部となる位置に連結されるように連結部を設ける構成が最も好適である。

また、上記帯状素材としては幅方向の厚みが均一なものを用い、上記予備抜き工程と上記仕上げ抜き工程との間に、上記島状部における上記胴部の一部となる領域を圧縮して厚みを小さくして薄肉部を形成するつぶし工程を行う。
上記エレメントは、後述する実施例にも示すように、胴部の一部に他の部位よりも厚みが小さい薄肉部を有している。この薄肉部の形成方法としては、帯状素材として幅方向の厚みが均一なものを用いて打ち抜き時にプレス加工によって圧縮成形する方法と、幅方向において厚みに差がある段差付き帯状素材を用いる方法がある。このうち、プレス加工によって薄肉部を設ける方が、素材のコストを低減できるが、プレス時の影響が打ち抜き部位の周囲に及び易い。

ここで、本発明では、上記予備抜き工程を実施した後であればつぶし工程を実施しても板厚変動に影響を及ぼさない。一方、上記仕上げ抜き工程と同時に行うことも可能であるが、その場合にはプレス装置の荷重を打ち抜きとつぶしの両方に対応しうる高い荷重に設定する必要があり、プレス装置の大型化が必要となる。そのため、上記のごとく、上記予備抜き工程と上記仕上げ抜き工程との間に、上記つぶし工程を単独で設けることが好ましく、これにより、工程数は増えるものの、プレス装置の小型化を図ることができる。

また、上記予備抜き工程と上記仕上げ抜き工程との間に、上記頭部の中央部となる領域に突出部を設けるためのエンボス成形を施すエンボス工程を行うことが好ましい（請求項３）。上記エレメントは、後述する実施例にも示すように、頭部の中央部に、一方の面に突出する突出部を有する。この突出部の成形は、プレス加工を施すいずれの工程においても同時に組み合わせることが可能であるが、プレス時の影響が打ち抜き部位の周囲に及ばないように、上記予備抜き工程の後に行うことが好ましい。また、上記と同様に、プレス装置の大型化を抑制するためには、上記予備抜き工程と上記仕上げ抜き工程との間に、エンボス工程を単独で設けることが好ましい。

また、上記帯状素材としては幅方向の厚みが均一なものを用い、上記仕上げ抜き工程では、上記島状部における上記胴部の一部となる領域を圧縮して厚みを小さくして薄肉部を形成するつぶし成形と、上記頭部の中央部位となる領域に施すエンボス成形とを、１回のプレス加工で併せて行うこともできる。
上述したごとく、つぶし成形とエンボス成形は、それぞれ独立した工程として、上記予備抜き工程と上記仕上げ抜き工程との間に設けることが、プレス装置の小型化という観点で好ましい。一方、既存の大型プレス装置を流用できる等のプレス装置の小型化が不要な場合も考えられる。この場合には、仕上げ抜き工程での１回の加工に集約することにより、工程数を減らことができる。

また、上記帯状素材としては幅方向の厚みが変化している段付き帯状素材を用い、上記予備抜き工程では、上記胴部における薄肉部となるべき部位が上記帯状素材の長手方向に直線上に連なるように打ち抜きを行うこともできる。
この場合には、上述したつぶし成形は不要となり、工程数を簡単に減らすことができる。また、このような段付き帯状素材を用いた場合にも、上記予備抜き工程を最初に行うことによって、得られるエレメントの板厚ばらつきを従来よりも低減することが可能である。

（実施例１）
本発明の実施例に係るＣＶＴベルト用エレメントの打ち抜き加工方法につき、図１、図２を用いて説明する。
本例は、図１に示すごとく、略三角形状の頭部８１と、略長方形状の胴部８２と、頭部８１の底辺部の中央部と胴部８２の長辺部の中央部とを繋ぐ首部８３とにより構成されるＣＶＴベルト用エレメント８を、帯状素材１（図２）から打ち抜き加工する方法である。帯状素材１としては、幅方向の厚みが均一なものを用いる。

この方法は、図２に示すごとく、略五角形状の領域よりなる島状部１０が、連結部１１のみを介して周囲の帯状素材１に連結された状態が維持され、上記連結部１１以外の部分が周囲から切り離された状態となるように空隙部１５を打ち抜き形成する予備抜き工程Ｓ１を行う。

このとき、上記連結部１１の幅ａが、上記島状部１０の輪郭全長寸法よりも十分小さくなるよう（２０％以下）となるように形成する。また、連結部１１は、上記島状部１０における頭部８１の頂点部となる位置に連結されるように設けられる。また、島状部１０の向きは、帯状素材１の長手方向に直交する向きにエレメント８の上下方向が向くように配置する。また、順次形成される複数の島状部１０は、すべて同じ方向に向ける。なお、このとき、位置合わせ用の基準穴１９も設ける。

次に、図２に示すごとく、上記予備抜き工程Ｓ１の後に、上記島状部１０における胴部８２の一部となる領域を圧縮して厚みを小さくして薄肉部８２５を形成するつぶし工程Ｓ２を行う。
次に、同図に示すごとく、つぶし工程Ｓ２の後に、頭部８１の中央部となる領域に突出部８１５を設けるためのエンボス成形を施すエンボス工程Ｓ３を行う。

次に、同図に示すごとく、連結部１１を残した状態で上記島状部１０に打ち抜き加工を加えてエレメント８の形状を整える仕上げ抜き工程Ｓ４を行う。
次に、同図に示すごとく、連結部１１を切断線１８の位置で切断して上記エレメント８を帯状素材１から分離する分離工程Ｓ５を行う。そして、これにより、上記エレメント８が得られ、必要に応じて研磨等の仕上げ工程がさらに加えられる場合がある。

以上のように、本例においては、最初に上記予備抜き工程Ｓ１を行い、略五角形状の領域よりなる島状部１０を形成すると共に、その周囲に空隙部１５を設ける。そして、その後、空隙部１５によって帯状素材の周囲と隔離された島状部１０に対して、仕上げ抜き工程Ｓ４までの加工を施した後、エレメント８を帯状素材１から分離する分離工程Ｓ５を実施する。そのため、上記つぶし工程Ｓ２、エンボス工程Ｓ３という特定の部分にのみ応力を加える加工を行っても、また、仕上げ抜き工程Ｓ４を行っても、それらの加工による周囲への板厚変動の影響は、上記空隙部１５の存在によって遮断される。

また、上記予備抜き工程Ｓ１の打ち抜きは、エレメントの最終形状のような複雑な形状ではなく略五角形状であるので、予備抜き時の影響がその周囲の帯状素材に生じることが殆どなく、また、島状部１０の内部における板厚変動も殆ど生じない。そのため、この島状部１０を加工して得られる打ち抜き後のエレメント８にも板厚ばらつきは生じ難く、最終的に分離工程で分離されたエレメント８は、従来よりも板厚ばらつきの小さいものとなる。
このように、本例の方法を用いれば、ＣＶＴベルト用エレメントの打ち抜き直後の板厚ばらつきを従来よりも低減することができる。

（実施例２）
本例は、図３に示すごとく、連結部１２の形成位置を、実施例１の場合と異なる位置に変更した例である。その他は、ほぼ実施例１と同様である。
すなわち、図３に示すごとく、略五角形状の領域よりなる島状部１０が、連結部１２のみを介して周囲の帯状素材１に連結された状態が維持され、上記連結部１２以外の部分が周囲から切り離された状態となるように空隙部１６を打ち抜き形成する予備抜き工程Ｓ２０１を行う。

このとき、上記連結部１２の幅ｂが、上記島状部１０の輪郭全長寸法よりも十分小さくなるよう（２０％以下）となるように形成する。また、本例の連結部１２は、上記島状部１０における胴部８２の底辺部の中央部となる位置に連結されるように設ける。

次に、図３に示すごとく、上記予備抜き工程Ｓ１の後に、上記島状部１０における胴部８２の一部となる領域を圧縮して厚みを小さくして薄肉部８２５を形成するつぶし工程Ｓ２０２を行う。
次に、同図に示すごとく、つぶし工程Ｓ２０２の後に、頭部８１の中央部となる領域に突出部８１５を設けるためのエンボス成形を施すエンボス工程Ｓ２０３を行う。

次に、同図に示すごとく、連結部１２を残した状態で上記島状部１０に打ち抜き加工を加えてエレメント８の形状を整える仕上げ抜き工程Ｓ２０４を行う。
次に、同図に示すごとく、連結部１２を切断線１７の位置で切断して上記エレメント８を帯状素材１から分離する分離工程Ｓ２０５を行う。
その他は実施例１と同様である。
本例の場合にも、実施例１と同様の作用効果が得られる。

実施例１における、エレメントの形状を示す斜視図。 実施例１における、エレメントの打ち抜き加工工程を示す説明図。 実施例２における、エレメントの打ち抜き加工工程を示す説明図。

符号の説明

１ 帯状素材
１０ 島状部
１１、１２ 連結部
１５、１６ 空隙部
８ エレメント
Ｓ１、Ｓ２０１ 予備抜き工程
Ｓ２、Ｓ２０２ つぶし工程
Ｓ３、Ｓ２０３ エンボス工程
Ｓ４、Ｓ２０４ 仕上げ抜き工程
Ｓ５、Ｓ２０５ 分離工程

Claims (4)

1. 略三角形状の頭部と、略長方形状の胴部と、上記頭部の底辺部の中央部と上記胴部の長辺部の中央部とを繋ぐ首部とにより構成されるＣＶＴベルト用エレメントを、帯状素材から打ち抜き加工する方法であって、
   略五角形状の領域よりなる島状部が、連結部のみを介して周囲の上記帯状素材に連結された状態が維持され、かつ、上記連結部は上記島状部における上記頭部の頂点部となる位置に連結されるよう設けられ、上記連結部以外の部分が周囲から切り離された状態となるように上記島状部の外周側に空隙部を打ち抜き形成する予備抜き工程と、
   上記連結部を残した状態で上記島状部に打ち抜き加工を加えて上記エレメントの形状を整える仕上げ抜き工程と、
   上記連結部を切断して上記エレメントを上記帯状素材から分離する分離工程とを有し、
   上記帯状素材としては幅方向の厚みが均一なものを用い、上記予備抜き工程と上記仕上げ抜き工程との間に、上記島状部における上記胴部の一部となる領域を圧縮して厚みを小さくして薄肉部を形成するつぶし工程を行うことを特徴とするＣＶＴベルト用エレメントの打ち抜き加工方法。
2. 請求項１において、上記予備抜き工程では、上記連結部の幅が、上記島状部の輪郭全長の２０％以下となるように形成することを特徴とするＣＶＴベルト用エレメントの打ち抜き加工方法。
3. 請求項１又は２において、上記予備抜き工程と上記仕上げ抜き工程との間に、上記頭部の中央部となる領域に突出部を設けるためのエンボス成形を施すエンボス工程を行うことを特徴とするＣＶＴベルト用エレメントの打ち抜き加工方法。
4. 請求項３において、上記エンボス工程は、上記つぶし工程の後に行うことを特徴とするＣＶＴベルト用エレメントの打ち抜き加工方法。

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