JP6070533B2 - エレメント積層長の測定装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＣＶＴ（ベルト式無段変速機）ベルト用のエレメントの積層長を測定する、エレメント積層長の測定装置に関する。

従来、ＣＶＴベルトを形成する際にエレメントの積層長を測定する測定装置が知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２を参照）。

特開２００１−３３６９０３号公報 特開２０００−２６６１３０号公報

前記特許文献１には、エレメントの外形形状を有するガイドと、エレメントの積層方向に押付荷重を加える押圧部材とによりエレメントを固定する技術が記載されている。しかし、前記特許文献１に記載の構成によれば、エレメントとガイドとの間に隙間が生じるため、エレメントが相互間で変位してエレメント積層長の測定誤差が発生する要因となっていた。

前記特許文献２には、エレメントの切欠き部にリング部材を挿入した状態で円弧状に保持し、円弧の外側に向かって押付荷重を付加してエレメントを固定する技術が記載されている。しかし、前記特許文献２に記載の構成によれば、リング部材に撓みが発生してエレメントを充分に固定できないため、エレメント積層長の測定誤差が発生する要因となっていた。

本発明は、上記の状況を鑑み、エレメント積層体におけるエレメントを物理的に拘束することにより、エレメントを相対変位させずにエレメント積層体を固定することができるため、エレメント積層長の測定誤差を低減させることが可能となる、エレメント積層長の測定装置を提供する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、ＣＶＴベルト用のエレメントを複数枚積層させて円弧状に形成したエレメント積層体の積層長を測定する、エレメント積層長の測定装置であって、前記エレメント積層体の円弧を含む平面と直交する方向に前記エレメント積層体を挟持して、前記エレメントを整列させる、挟持部と、前記エレメント積層体の円弧における外周側を支持する、外周側支持部と、前記エレメント積層体の円弧における内周側を支持する、前記外周側ガイドに対して相対的に近接離間可能に構成された内周側支持部と、前記エレメント積層体の積層方向に押付荷重を加えることにより、前記エレメント積層体の姿勢を円弧状に固定する、積層方向押付部と、前記挟持部により前記エレメントを整列させ、前記外周側支持部及び前記内周側支持部を相対的に近接させることにより前記エレメント積層体の円弧における外周側及び内周側を支持し、前記積層方向押付部により前記エレメント積層体の姿勢を円弧状に固定した状態で、前記エレメント積層体の積層長を測定する、測定部と、を備えるものである。

請求項２においては、前記外周側支持部及び前記内周側支持部の一方は、前記エレメント積層体を支持する支持面が弾性体で形成されているものである。

本発明によれば、エレメント積層長の測定装置において、エレメント積層体におけるエレメントを物理的に拘束することにより、エレメントを相対変位させずにエレメント積層体を固定することができるため、エレメント積層長の測定誤差を低減させることが可能となる。

第一実施形態に係るエレメント積層長の測定装置の概略構成を示した平面図。 エレメント積層長の測定装置におけるベース部材を示した斜視図。 図１におけるＡ−Ａ線断面図。 図１におけるＸ部の拡大図。 第二実施形態に係るエレメント積層長の測定装置のガイド部を示した断面図。 第三実施形態に係るエレメント積層長の測定装置を示した拡大図。

次に、発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の技術的範囲は以下の実施例に限定されるものではなく、本明細書及び図面に記載した事項から明らかになる本発明が真に意図する技術的思想の範囲全体に、広く及ぶものである。

まず、図１から図４を参照して、本発明に係るエレメント積層長の測定装置の第一実施形態である測定装置１の構成について説明する。本実施形態に係る測定装置１は、ＣＶＴベルト用のエレメントＥを複数枚積層することにより円弧状に形成したエレメント積層体の積層長（円弧の長さ）を測定するものである。本実施形態に係る測定装置１においては、ＣＶＴベルトの１／４円弧となるエレメント積層体（約９０度弱）の積層長を測定するものである。なお、本発明に係るエレメント積層長の測定装置で測定可能なエレメント積層体は１／４円弧のものに限定されず、同じ原理を用いて１／３円弧（約１２０度弱）や１／２円弧（約１８０度弱）の積層長を測定することも可能である。この場合、測定装置の中心角を大きくして、下記のガイド部の長さを長くすればよい。本実施形態においては図１及び図２に示す如く、エレメント積層体の円弧の接線方向を測定装置１の「周方向」、エレメント積層体の円弧と直交する方向を測定装置１の「半径方向」、エレメント積層体の円弧を含む平面と直交する方向（図１における紙面の奥行方向）を測定装置１の「上下方向」と規定する。

測定装置１は主な構成部材として、ベース部材１０、押当基準１１、測定基準１２、押当部材１３、挟持部材１４、支持部材１５、測定部材１７等を備える。各部材は主にアルミニウムやスチール等の金属で形成されるが、カーボン素材や樹脂性素材で構成することも可能である。以下、各部材について順に説明する。

ベース部材１０は図１及び図２に示す如く、平面視で扇形をした板状部材であるベース部１０ａと、ベース部１０ａの半径方向外側の端部において上側に立設された湾曲板状のガイド部１０ｂとを備える。ガイド部１０ｂ（詳細には当接部１０ｅ・１０ｅ）は、エレメントＥで形成するＣＶＴベルトを円形状とした際の外周側における曲率と同じ曲率で形成されている。本実施形態においては、ＣＶＴベルトの１／４円弧となるエレメント積層体の積層長を測定するため、ベース部１０ａの中心角は１００度程度に形成されている。

ガイド部１０ｂの下端部（ベース部１０ａとガイド部１０ｂとの境界部）における上面には、ガイド部１０ｂと同じ曲率で下方に窪んだ溝部１０ｃが形成されている。溝部１０ｃには図３に示す如くエレメントＥの胴部Ｅｂの一側部が挿入され、これにより溝部１０ｃはエレメントＥを下方から支持する。ガイド部１０ｂの半径方向内側には、半径方向外側に窪んだ凹部１０ｄが形成されている。また、凹部１０ｄの上下にはベース部１０ａの半径方向内側に向かって突出する当接部１０ｅ・１０ｅが形成されている。そして、図３に示す如く凹部１０ｄにエレメントＥの頭部Ｅｈが挿入されることにより、当接部１０ｅ・１０ｅがエレメントＥの胴部Ｅｂに当接して、エレメントＥを外側方から支持する。このように、エレメントＥをガイド部１０ｂの溝部１０ｃ及び当接部１０ｅ・１０ｅで支持することにより、ガイド部１０ｂに複数のエレメントＥが積層して並べられ、円弧状のエレメント積層体が形成される。

ガイド部１０ｂの一端部（反時計回りの方向側の端部であり、図１における下側端部）には、板状の押当基準１１が配設される。押当基準１１はガイド部１０ｂにエレメントＥが積層して並べられた際に、最も端に位置するエレメントＥを周方向に支持する部材であり、エレメント積層長の基準となる。換言すれば、測定装置１はエレメント積層体における押当基準１１からの長さをエレメント積層長として測定するのである。

ガイド部１０ｂの上面において、押当基準１１とは反対側の端部（時計回りの方向側の端部であり、図１における上側端部）の側には、ブロック状の測定基準１２が配設される。本実施形態においては、測定基準１２の右面と押当基準１１の基準面（エレメントＥが当接する側の面）とはそのなす角θ１が７４度となるように配置されている。このため、ガイド部１０ｂでエレメント積層体が形成された場合は、押当基準１１から測定基準１２の右面までのエレメント積層体における積層長（以下、「第一積層長」と記載する）Ｌ１は既知となる。

押当部材１３は、ベース部１０ａの中心部に位置する軸部１３ａを回動中心として回動可能に配置される棒状の部材である。押当部材１３の先端部には、図１における左側面部において、エレメント積層体と対向する位置に弾性素材で形成された当接部１３ｂが配設される。押当部材１３は図示しないバネにより反時計回りの方向に付勢されている。このため、ガイド部１０ｂでエレメント積層体が形成された場合には、当接部１３ｂがエレメント積層体に対して積層方向に押当てられる。一方、軸部１３ａはガイド部１０ｂの円弧の中心に配置されるため、押当部材１３が回転しても、当接部１３ｂとエレメント積層体との半径方向の位置は変わることがない。換言すれば、エレメント積層体におけるエレメントＥの枚数が変化した場合でも、押当部材１３の当接部１３ｂは同じようにエレメント積層体に対して押当てられる。このように、押当部材１３（より厳密には、押当部材１３と押当基準１１）は、エレメント積層体の積層方向に押付荷重を加えることにより、エレメント積層体の姿勢を円弧状に固定する、積層方向押付部として機能するのである。なお、本実施形態においては当接部１３ｂを弾性素材で形成しているが、当接部を非弾性素材で形成することも可能である。

挟持部材１４はガイド部１０ｂにおける溝部１０ｃに対向する位置で、図示せぬアクチュエータにより上下動可能に配設される円弧板状部材である。挟持部材１４は図３に示す如く挟持本体１４ａと樹脂等の弾性素材で形成された挟持当接部１４ｂとを備える。挟持部材１４は、ガイド部１０ｂでエレメント積層体が形成された状態において、アクチュエータにより図３中の矢印ａ１に示す如く下降されて溝部１０ｃに近接する。これにより、挟持当接部１４ｂがエレメント積層体に当接し、エレメントＥの上下方向位置を均一にする。換言すれば、ガイド部１０ｂの溝部１０ｃと、挟持部材１４とは、エレメント積層体の円弧を含む平面と直交する方向（上下方向）にエレメント積層体を挟持して、エレメントＥを整列させる、挟持部として機能するのである。

本実施形態において、挟持部材１４は、エレメント積層体を挟持する支持面である挟持当接部１４ｂが弾性体で形成されている。これにより、エレメント積層体を挟持部材１４で挟持した際に、エレメント積層体に弾性力を付与することができるとともに、エレメントＥの形状寸法のばらつきを吸収することができるため、エレメントＥの上下方向の位置精度をより向上させることが可能となる。なお、本実施形態においてガイド部１０ｂは固定基準として構成されるために弾性素材を配設していないが、挟持部材１４に替えて溝部１０ｃに弾性素材を配設する構成にすることも可能である。

支持部材１５はガイド部１０ｂにおける凹部１０ｄに対向する位置で、図示せぬアクチュエータにより半径方向に移動可能に配設される円弧板状部材である。支持部材１５は、エレメントＥで形成するＣＶＴベルトを円形状とした際の内周側における曲率と同じ曲率で形成されている。支持部材１５は図３に示す如く支持本体１５ａと樹脂等の弾性素材で形成された支持当接部１５ｂとを備える。支持部材１５は、ガイド部１０ｂでエレメント積層体が形成された状態において、アクチュエータにより図３中の矢印ａ２に示す如く半径方向外側に移動されて凹部１０ｄに近接する。これにより、支持当接部１５ｂがエレメント積層体に当接し、エレメントＥの半径方向位置を均一にする。換言すれば、ガイド部１０ｂの当接部１０ｅ・１０ｅと、支持部材１５とは、エレメント積層体の半径方向にエレメント積層体を挟持する。つまり、ガイド部１０ｂはエレメント積層体の円弧における外周側を支持する外周側支持部として機能する。また、支持部材１５はエレメント積層体の円弧における内周側を支持し、外周側ガイドに対して相対的に近接離間可能に構成された内周側支持部として機能するのである。

本実施形態において、内周側支持部である支持部材１５は、エレメント積層体を支持する支持面である支持当接部１５ｂが弾性体で形成されている。これにより、エレメント積層体を支持部材１５で押圧して支持した際に、エレメント積層体に弾性力を付与することができるとともに、エレメントＥの形状寸法のばらつきを吸収することができるため、エレメントＥの半径方向の位置精度をより向上させることが可能となる。なお、本実施形態においてガイド部１０ｂは固定基準として構成されるために弾性素材を配設していないが、支持部材１５に替えて当接部１０ｅ・１０ｅに弾性素材を配設する構成にすることも可能である。また、本実施形態においては図４に示す如く、支持当接部１５ｂにおけるエレメントＥに当接する部分は、それぞれ円弧状に凹んだ形状に形成されている。これにより、支持当接部１５ｂは各エレメントＥに対して点で接触することになるため、エレメントＥの半径方向の位置精度をさらに向上させることが可能となる。

上記の如く構成した測定装置１において、エレメント積層体の積層長を測定する場合は、まず、複数のエレメントＥをガイド部１０ｂの溝部１０ｃ及び当接部１０ｅ・１０ｅに積層して並べ、円弧状のエレメント積層体を形成する。そして、挟持部である挟持部材１４を図３中の矢印ａ１の如く下降させることにより、エレメント積層体を上下方向に挟持して、エレメントＥを整列させる。さらに、内周側支持部である支持部材１５を図３中の矢印ａ２の如く外周側支持部であるガイド部１０ｂに近接させることにより、図４中の矢印Ｆｒ・Ｆｒの如くエレメント積層体を押圧し、エレメント積層体の円弧における外周側及び内周側を支持する。さらに、積層方向押付部である押当部材１３で図４中の矢印Ｆｓ・Ｆｓの如くエレメント積層体の積層方向に押付荷重を加えることにより、エレメント積層体の姿勢を円弧状に固定する。これにより、エレメント積層体における各エレメントＥの上下方向、周方向、半径方向への移動、及び、各方向軸回りの回転移動が規制される。そして、測定部材１７で測定基準１２の右面から押当部材１３の当接部１３ｂまでのエレメント積層体における積層長（以下、「第二積層長」と記載する）Ｌ２を測定する。そして、第一積層長Ｌ１と第二積層長Ｌ２との和を算出することにより、エレメント積層体の積層長を測定するのである。なお、エレメント積層体の姿勢を円弧状に固定する手順は上記に限定されるものではない。例えば、エレメント積層体の円弧における外周側及び内周側を先に支持し、エレメント積層体を上下方向に挟持した後に、エレメント積層体の積層方向に押付荷重を加える構成とすることも可能である。

本実施形態において、測定部である測定部材１７は押当部材１３の先端部に配設されたレーザ変位計で構成されている。そして、測定基準１２と当接部１３ｂとの間の距離を測定することにより、第二積層長を測定するのである。ただし、測定部は上記の構成に限定されるものではなく、例えば非接触式の測定手段であれば他にデジタルカメラ等の撮像装置や超音波センサなどを測定部として用いることもできる。また、接触式の測定手段であればマグネスケールやダイヤルゲージ、変位センサ等を測定部として用いることも可能である。

また、本実施形態においては、既知の第一積層長Ｌ１と測定した第二積層長Ｌ２との和を算出することにより、エレメント積層体の積層長を測定する構成としたが、他の構成によりエレメント積層体の積層長を測定することも可能である。例えば図１に示す如く、押当基準１１の基準面と押当部材１３（厳密には軸部１３ａと当接部１３ｂとにより形成される面）との角度θを角度測定器により測定し、既知であるエレメント積層体の半径ｒとの関係よりエレメント積層体の円弧の長さを積層長として算出することもできる。

本実施形態に係る測定装置１においては上記の如く構成することにより、エレメント積層長の測定誤差を低減させることができる。具体的には、挟持部である挟持部材１４によりエレメント積層体を上下方向に挟持し、内周側支持部である支持部材１５と外周側支持部であるガイド部１０ｂとによりエレメント積層体の円弧における外周側及び内周側を支持し、積層方向押付部である押当部材１３でエレメント積層体の姿勢を円弧状に固定した状態で、エレメント積層長を測定する構成としている。これにより、エレメント積層体におけるそれぞれのエレメントＥを物理的に拘束する（上下方向、周方向、半径方向への移動及び各方向軸回りの回転移動を規制する）ことにより互いに密着させることができる。即ち、エレメントＥを相対変位させずに、エレメント積層体を固定した状態で積層長を測定することができる。このため、エレメントＥの変位による測定誤差を生じさせずにエレメント積層長を測定することが可能となるのである。

次に、図５を参照して、本発明に係るエレメント積層長の測定装置の第二実施形態である測定装置の構成について説明する。以下の実施形態においては、前記第一実施形態に係る測定装置１と概略的な構成は同じであるため、異なる部分を中心に説明を行う。

図５は第一実施形態に係る測定装置１における図３に相当する図であり、ベース部材におけるガイド部１１０ｂを半径方向に切断した断面図である。ベース部材１１０は前記第一実施形態と同様に、平面視で扇形をした板状部材であるベース部１１０ａと、ベース部１１０ａの半径方向外側の端部において上側に立設された湾曲板状のガイド部１１０ｂとを備える。ガイド部１１０ｂ（詳細には当接面１１０ｃ・１１０ｃ）は、エレメントＥで形成するＣＶＴベルトを円形状とした際の内周側における曲率と同じ曲率で形成されている。ガイド部１１０ｂの半径方向外側には、半径方向内側に窪んだ凹部１１０ｄが形成されている。また、凹部１１０ｄによって形成される上面及び下面はエレメントＥが当接する当接面１１０ｃ・１１０ｃとして、半径方向内側に向かって縮幅するテーパ形状に形成されている。凹部１１０ｄには図５に示す如くエレメントＥの胴部Ｅｂが挿入され、当接面１１０ｃ・１１０ｃには胴部Ｅｂの側面部分が当接される。これにより当接面１１０ｃ・１１０ｃはエレメントＥを上下方向から挟持すると同時に、エレメントＥを内側方から支持している。このように、エレメントＥをガイド部１１０ｂの当接面１１０ｃ・１１０ｃで支持することにより、ガイド部１１０ｂに複数のエレメントＥが積層して並べられ、円弧状のエレメント積層体が形成される。

支持部材１１５・１１５はガイド部１１０ｂにおける凹部１１０ｄに対向する位置で、図示せぬアクチュエータにより半径方向に移動可能に配設される二枚の円弧板状部材である。それぞれの支持部材１１５は、エレメントＥで形成するＣＶＴベルトを円形状とした際の外周側における曲率と同じ曲率で形成されている。支持部材１１５は図５に示す如く支持本体１１５ａと樹脂等の弾性素材で形成された支持当接部１１５ｂとを備える。支持部材１１５は、ガイド部１１０ｂでエレメント積層体が形成された状態において、アクチュエータにより図５中の矢印ｂ・ｂに示す如く半径方向内側に移動されて凹部１１０ｄに近接する。これにより、支持当接部１１５ｂがエレメント積層体に当接し、エレメントＥの上下位置及び半径方向位置を均一にする。換言すれば、当接面１１０ｃ・１１０ｃはエレメントＥを上下方向から挟持する。つまり、当接面１１０ｃ・１１０ｃは、エレメント積層体の円弧を含む平面と直交する方向（上下方向）にエレメント積層体を挟持して、エレメントＥを整列させる、挟持部として機能する。また、ガイド部１１０ｂの当接面１１０ｃ・１１０ｃと、支持部材１１５とは、エレメント積層体の半径方向にエレメント積層体を挟持する。つまり、ガイド部１１０ｂはエレメント積層体の円弧における外周側を支持する内周側支持部として機能する。また、支持部材１１５はエレメント積層体の円弧における外内周側を支持し、内周側ガイドに対して相対的に近接離間可能に構成された外周側支持部として機能するのである。

上記の如く構成した測定装置において、エレメント積層体の積層長を測定する場合は、まず、エレメントＥをガイド部１１０ｂの当接面１１０ｃ・１１０ｃに複数のエレメントＥを積層して並べ、円弧状のエレメント積層体を形成する。そして、外周側支持部である支持部材１１５を図５中の矢印ｂ・ｂの如く内周側支持部であるガイド部１１０ｂに近接させることによりエレメント積層体を押圧し、エレメント積層体の円弧における外周側及び内周側を支持する。さらに、第一実施形態と同様に、積層方向押付部である押当部材でエレメント積層体の積層方向に押付荷重を加えることにより、エレメント積層体の姿勢を円弧状に固定する。そして、測定部材で測定基準の右面から押当部材の当接部までのエレメント積層体における第二積層長Ｌ２を測定する。そして、第一積層長Ｌ１と第二積層長Ｌ２との和を算出することにより、エレメント積層体の積層長を測定するのである。

本実施形態に係る測定装置においても、上記の如く構成することにより、エレメント積層長の測定誤差を低減させることができる。具体的には、挟持部である挟持部材によりエレメント積層体を上下方向に挟持し、外周側支持部である支持部材１１５と内周側支持部であるガイド部１１０ｂとによりエレメント積層体の円弧における外周側及び内周側を支持し、積層方向押付部である押当部材でエレメント積層体の姿勢を円弧状に固定した状態で、エレメント積層長を測定する構成としている。これにより、エレメント積層体におけるそれぞれのエレメントＥを物理的に拘束することにより互いに密着させ、エレメントＥを相対変位させずに固定した状態で積層長を測定することができる。このため、エレメントＥの変位による測定誤差を生じさせずにエレメント積層長を測定することが可能となるのである。

次に、図６を参照して、本発明に係るエレメント積層長の測定装置の第三実施形態である測定装置の構成について説明する。図６は第一実施形態に係る測定装置１における図４に相当する図である。

ベース部材は前記第一実施形態と同様に、平面視で扇形をした板状部材であるベース部２１０ａと、ベース部２１０ａの半径方向外側の端部において上側に立設された湾曲板状のガイド部２１０ｂとを備える。このように、エレメントＥをガイド部２１０ｂで支持することにより、ガイド部２１０ｂに複数のエレメントＥが積層して並べられ、円弧状のエレメント積層体が形成される。

押当部材２１３は、ベース部２１０ａの中心部に位置する軸部を回動中心として回動可能に配置される棒状の部材である。押当部材２１３の先端部には、図６における左側面部において、エレメント積層体と対向する位置には当接部２１３ｂが配設される。

本実施形態に係る測定装置においては図６に示す如く、支持部材２１５はエレメントＥごとに配設された摺動プローブで構成される。支持部材２１５は、エレメントＥで形成するＣＶＴベルトを円形状とした際の内周側における曲率と略同じ曲率で配置されている。支持部材２１５は、ガイド部２１０ｂでエレメント積層体が形成された状態において、図示しないアクチュエータにより半径方向外側に移動されてガイド部２１０ｂに近接する。これにより、摺動プローブがエレメント積層体に当接し、エレメントＥの半径方向位置を均一にする。換言すれば、ガイド部２１０ｂと、支持部材２１５とは、エレメント積層体の半径方向にエレメント積層体を挟持する。つまり、ガイド部２１０ｂはエレメント積層体の円弧における外周側を支持する外周側支持部として機能する。また、支持部材２１５はエレメント積層体の円弧における内周側を支持し、外周側ガイドに対して相対的に近接離間可能に構成された内周側支持部として機能するのである。

本実施形態において、内周側支持部である支持部材２１５は、弾性体である摺動プローブとして形成されている。これにより、エレメント積層体を支持部材２１５で押圧して支持した際に、エレメント積層体に弾性力を付与することができるとともに、エレメントＥの形状寸法のばらつきを吸収することができるため、エレメントＥの半径方向の位置精度をより向上させることが可能となる。

１ 測定装置（エレメント積層長の測定装置）
１０ｂ ガイド部（外周側支持部）
１３ 押当部材（積層方向押付部）
１４ 挟持部材（挟持部）
１５ 支持部材（内周側支持部）
１７ 測定部材（測定部）

Claims (2)

1. ＣＶＴベルト用のエレメントを複数枚積層させて円弧状に形成したエレメント積層体の積層長を測定する、エレメント積層長の測定装置であって、
   前記エレメント積層体の円弧を含む平面と直交する方向に前記エレメント積層体を挟持して、前記エレメントを整列させる、挟持部と、
   前記エレメント積層体の円弧における外周側を支持する、外周側支持部と、
   前記エレメント積層体の円弧における内周側を支持する、前記外周側ガイドに対して相対的に近接離間可能に構成された内周側支持部と、
   前記エレメント積層体の積層方向に押付荷重を加えることにより、前記エレメント積層体の姿勢を円弧状に固定する、積層方向押付部と、
   前記挟持部により前記エレメントを整列させ、前記外周側支持部及び前記内周側支持部を相対的に近接させることにより前記エレメント積層体の円弧における外周側及び内周側を支持し、前記積層方向押付部により前記エレメント積層体の姿勢を円弧状に固定した状態で、前記エレメント積層体の積層長を測定する、測定部と、を備えることを特徴とする、エレメント積層長の測定装置。
2. 前記外周側支持部及び前記内周側支持部の一方は、前記エレメント積層体を支持する支持面が弾性体で形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のエレメント積層長の測定装置。

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