JP6129205B2 - 連続可変トランスミッションの駆動ベルトに使用される横断エレメントを打ち抜くための分割型ブランキング部材 - Google Patents

連続可変トランスミッションの駆動ベルトに使用される横断エレメントを打ち抜くための分割型ブランキング部材 Download PDF

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Description

本発明は、連続可変トランスミッションの駆動ベルトに使用される横断エレメントを基本材料から打ち抜くブランキング工程に用いられるよう構成されたブランキング部材に関し、横断エレメントは、連続可変トランスミッションのプーリのプーリシーブと接触するプーリシーブ接触面と駆動ベルトのキャリアを支持する支持面とを有する比較的幅広のベース部と、上部部分と、ベース部および上部部分を相互接続する比較的幅狭のネック部とを有している。ブランキング部材は、ベース部と、ネック部と、上部部分とを同じように備え、かつ互いに対向して配置された少なくとも2つの部分から構成されており、それによって、横断エレメントを打ち抜くときに、ブランキング部材の一方の部分は支持面を形成し、かつその他方の部分は横断エレメントの上部部分の外側輪郭の少なくとも一部を形成している。
さらに、本発明は、ブランキング部材が用いられるブランキング装置と、横断エレメントを基本材料から打ち抜くためにブランキング部材が用いられる、連続可変トランスミッションの駆動ベルトに使用される横断エレメントの製造方法と、その方法を用いて製造される横断エレメントと、その横断エレメントを多数有する駆動ベルトとに関する。
連続可変トランスミッション用の駆動ベルトは一般に知られている。通常、このような駆動ベルトは、多数の横断エレメントを運ぶために閉ループのように形成された2つの無端キャリアを備えている。横断エレメントは、キャリアの全周囲に沿って配置されており、連続可変トランスミッションの作動時、駆動ベルトの動きに関連した力を伝えることができる。
横断エレメントに関する以下の説明において、記載されている方向は横断エレメントが駆動ベルトの一部である状態を示している。横断エレメントの厚さ方向は、駆動ベルトの周方向に対応している。横断エレメントの鉛直横方向は、駆動ベルトの半径方向に対応している。横断エレメントの水平横方向は、縦方向および鉛直横方向の両方に垂直な方向に対応している。
水平横方向において、横断エレメントは、両側に、駆動ベルトのキャリアを少なくとも部分的に受ける凹部が設けられている。キャリアを支持するために、横断エレメントは支持面を備えている。水平横方向において、横断エレメントは、両側に、横断エレメントと連続可変トランスミッションのプーリのプーリシーブとの間の接触のために、支持面の方向に向かって互いに離反しているプーリシーブ接触面を備えている。以下で使用される「上部」および「底部」の用語は離反方向に関係しており、離反方向は底部から上部であるように定義されている。
鉛直横方向において、底部から上部へ向かって、横断エレメントは、順に、ベース部と、水平横方向の寸法がベース部の水平横方向の寸法よりも小さいネック部と、ネック部に接続する位置において水平横方向の寸法がネック部の水平横方向の寸法よりも大きい上部部分とを備えている。ベース部は、支持面とプーリシーブ接触面とを備えている。駆動ベルトにおいて、ベース部は駆動ベルトの内周側に配置され、上部部分は駆動ベルトの外周側に配置されている。
横断エレメントは、ブランキング工程によってシート状の基本材料から製造される。特に、このブランキング工程はいわゆるファインブランキング工程であり、切断部材と支持部材との2つのブランキング部材が用いられ、切断部材は切断力の影響下で基本材料から横断エレメントを切り出すように構成されており、支持部材はブランキング工程時に切断力よりも小さい支持力で横断エレメントを支持するように構成されている。
ブランキング工程時、切断部材の底部または加工面が、圧力下で基本材料の一部と接触かつ貫通し、打ち抜かれる横断エレメントと周りの基本材料との間の相対運動が達成される。同時に、支持部材の上部または加工面が基本材料の、切断部材とは反対側ではあるが同じ部分と接触かつ支持する。こうして、打ち抜かれる横断エレメントを示す部分である基本材料のその部分は、周囲の基本材料から切り離される。
切断部材および支持部材のどちらも、打ち抜かれる横断エレメントと同様に、ベース部と、ネック部と、上部部分とを区別することができる。切断部材および支持部材の両方の外周は横断エレメントの所望の外周に実質的に等しい。以下では、横断エレメントに関して定義されている種々の方向は、ブランキング部材に同じように関連していると想定される。
切断部材および支持部材のうち少なくとも一方が、少なくとも2つの部分を備えることが可能である。例えば、特開2010−029918号公報は、2つの部分を有する切断部材を示しており、国際公開第2008/051070号は、2つの部分を有する支持部材を示している。
2つの部分に分割されるブランキング部材を用いることは、一体型のブランキング部材を用いることに対して多くの利点がある。分割型ブランキング部材では、ブランキング工程時の横断エレメントの形成工程をより良いやり方で制御することができる。というのも、ブランキング工程時に広がる力がより均等に分布するため、打ち抜かれる横断エレメントの傾斜運動が抑制されるからである。別の利点は、両方のブランキング部材の部分を別々に装填することができ、それによって、形成される横断エレメントの全体精度が向上するという事実である。加えて、2つのブランキング部材の部分に分割することによって、ブランキング部材の部分に表面コーティングまたは表面処理を(簡単に)施すことができる。そのようなコーティングおよび/または処理は、(複数の)ブランキング部材それぞれの摩耗を減らし、かつ/または例えばブランキングによって形成された表面の精度および/または仕上がりといった観点における打ち抜き結果を向上するために望ましいことがある。特に、横断エレメントの凹部を画定および形成している切断部材の表面の位置において、そのようなコーティングまたは処理は好適である。
分割型ブランキング部材の不利益または問題でさえある点は、ブランキング工程時に広がる圧力および力の影響下で、ブランキング部材の2つ以上の部分がその間の継ぎ目の位置において互いに分離し得ることである。ブランキング部材の部分の間のそのような分離または継ぎ目は、通常非常に小さいままであるが、基本材料がそのような継ぎ目に押し込められ、それによってブランキング後の横断エレメントの表面にやや高くなった隆起部または線状の突出部が形成されるということが依然として起こる。そのような隆起部は、通常、トランスミッションの駆動ベルトの作動に悪影響を与える。第1に、駆動ベルトの作動時に、隆起部は、隣り合う横断エレメントの間における所定の理想的に位置合わせされた接触を多かれ少なかれ妨げるだろう。第2に、隆起部材料の一部が、極めて容易に摩耗し、例えばトランスミッションの油圧システムにおいてアブレシブ摩耗および/または目詰まりを起こすなど、トランスミッションの他の部分に問題が生じる。
本発明は、分割型ブランキング部材を組み込んだブランキング工程において、隆起部または突出部の悪影響を減らし、好ましくはそのような隆起部または突出部が初めから形成されないようにすることを目的とする。この目的は、分割型ブランキング部材の少なくとも一方の部分の加工面に、ブランキング部材の一方の部分と他方の部分との間の継ぎ目に沿って延びている隆起縁部が設けられている分割型ブランキング部材によって達成される。
本発明の分割型ブランキング部材を用いるとき、ブランキング部材の部分の間の継ぎ目の位置において横断エレメントに凹みが形成される。ブランキング工程の特性によって、その凹みは、その両側において、丸い縁部を介して、横断エレメントの表面の高い位置で隣接している部分と円滑に結合する。結果として、上述の隆起部の形成は防がれるか、少なくともそのような隆起部は凹みに完全に収容され得る。同時に、分割型ブランキング部材を用いることによって提供されることが知られている利点は維持される。
本発明のブランキング部材の好適な実施の形態では、隆起縁部が、そのブランキング部材の加工面の主要部分に関して、10〜150マイクロメートル、好ましくは20〜50マイクロメートルの範囲内の突出高さを備えている。約30マイクロメートルの突出高さによって、本発明により最適な結果が達成された。さらに、隆起縁部の幅は、隆起縁部の突出高さに対して、より大きい寸法であることが好ましい(例えば10倍)。そのため、その幅に関する好適な範囲は100〜1500マイクロメートルであり、実際上の最適値は約300マイクロメートルである。通常、これらの寸法は、悪影響を与える隆起部を収容するのに十分である。
本発明の範囲において、分割型ブランキング部材の部分の両方に上述の隆起縁部を設けることができ、いずれの場合も、それらの部分の間の継ぎ目に沿ってかつ直接隣接して延びている。この実施の形態のブランキング部材において、横断エレメントの表面の高くなった隆起部または線状の突出部が、ブランキング部材の部分の間の継ぎ目の位置において依然形成され得る。しかし、そのような隆起部または突出部は、この場合、ブランキング部材の部分の隆起縁部によって横断エレメントに形成された凹みに収容される。
本発明は、本発明の好適な実施の形態の下記記載に基づき、図面を参照にしてより詳細に説明される。同じ参照番号は同じまたは類似の部分を示している。
駆動ベルトを備えた連続可変トランスミッションの概略側面図である。 連続可変トランスミッションの駆動ベルト用の横断エレメントの本体表面の概略図である。 図2に示されている横断エレメントの側面図である。 ブランキング装置の打ち抜き領域およびそこに配置されている基本材料の概略的な縦断面図である。 ブランキング工程の概略図である。 組み立て状態の分割型ブランキング部材の概略的な斜視図である。 図6に示されている分割型ブランキング部材の概略的な分解斜視図である。 本発明により変形された分割型ブランキング部材の概略的な分解斜視図である。 本発明により変形された図8の新しい分割型ブランキング部材の概略的な断面図である。
図1は、特に自動車に使用するのに適した連続可変トランスミッションの概略図である。連続可変トランスミッションは、全体的に参照番号1で示されている。
連続可変トランスミッション1は、別々のプーリ軸2,3に配置された2つのプーリ4,5を備えている。閉ループのように形成された駆動ベルト6は、プーリ4,5の周りに配置され、かつプーリ軸2,3の間でトルクを伝達する役目をする。プーリ4,5はそれぞれ2つのプーリシーブを備え、駆動ベルト6はその2つのプーリシーブの間に配置かつ固定されており、それによって、摩擦により力がプーリ4,5と駆動ベルト6との間に伝達される。
周知の駆動ベルト6は、多数の横断エレメント10を運ぶために閉ループのように形成された2つの無端キャリア7を備えている。通常、各キャリア7は、複数の比較的薄くかつ柔軟な、すなわちリボン状のリングから構成されている。横断エレメント10は、キャリア7の全周長さに沿って配置されており、横断エレメント10は、隣り合っておりかつキャリア7に関して周方向に移動可能である。簡潔に示すため、これらの横断エレメント10をいくつかだけ図1に示している。キャリア7および横断エレメント10はどちらも金属から製造されている。
図2および図3は周知の横断エレメント10の一例を示している。横断エレメント10の第1の本体表面は全体的に参照番号11で示されており、横断エレメント10の第2の本体表面は全体的に参照番号12で示されている。本体表面11,12は、少なくとも部分的に、駆動ベルト6の周方向に対して垂直に延びている。駆動ベルト6において、横断エレメント10の第1の本体表面11の少なくとも一部は、隣接する横断エレメント10の第2の本体表面12の少なくとも一部と接触しており、横断エレメント10の第2の本体表面12の少なくとも一部は、別の隣接する横断エレメント10の第1の本体表面11の少なくとも一部と接触している。横断エレメント10の側面13は、本体表面11,12の間に配置されている。
鉛直横方向において、横断エレメント10は、順に、ベース部14と、比較的幅狭のネック部15と、上部部分16とを備えている。駆動ベルト6において、ベース部14は駆動ベルト6の内周側に配置されており、上部部分16は駆動ベルト6の外周側に配置されている。ネック部15への移行部において、図2に示されるとおり、横断エレメント10のベース部14は2つの支持面17を備え、2つの支持面17は、駆動ベルト6の2つのキャリア7を支持するよう機能し、かつ横断エレメント10の側面13の一部である。上部部分16は、2つの保持面19を備えている。2つの保持面19はそれぞれ、支持面17のそれぞれ一方に向かい合って配置されており、鉛直横方向にキャリア7を保持するよう機能し、かつ同様に側面13の一部である。さらに、ベース部14は2つのプーリシーブ接触面18を備えている。2つのプーリシーブ接触面18はそれぞれ、ベース部14の水平横方向における各側面に配置されており、プーリ4,5のプーリシーブに接触するよう機能し、かつ同様に側面13の一部である。
横断エレメント10の第1の本体表面11において、突起部21が配置されている。示されている例において、突起部21は、上部部分16に配置されており、かつ第2の本体表面12の孔22に対応している。駆動ベルト6において、横断エレメント10の突起部21は、隣接する横断エレメント10の孔22に少なくとも部分的に配置されている。突起部21および対応する孔22は、駆動ベルト6の周方向に対して垂直な面における、隣り合う横断エレメント10の相互変位を防ぐように機能する。
上述の横断エレメント10は、ブランキング工程、特にいわゆるファインブランキング工程において、ブランキング装置60により製造されており、横断エレメント10はシート状の基本材料50から切り出されている。図4には、ブランキング装置60およびシート状の基本材料50の概略断面図が示されている。ブランキング装置60において、切断部材30および支持部材40が用いられている。切断部材30は、ブランキング工程時に横断エレメント10を切断するよう機能し、支持部材40はブランキング工程時に横断エレメント10を支持するよう機能している。本明細書において、切断部材30の底部または加工面31と支持部材40の上部または加工面41とは、基本材料50の互いに反対側において、基本材料50に押圧されている。従って、これらの加工面31,41は、打ち抜かれる横断エレメント10の外周形状に実質的に対応した輪郭、すなわち、横断エレメント10の側面13の輪郭に実質的に沿った輪郭を有している。そのため、横断エレメント10のように、切断部材30および支持部材40において、ベース部と、比較的幅狭のネック部と、上部部分とを区別することができる。
切断部材30は、打ち抜き動作時に切断部材30を案内する重要な機能を備えた案内板62の案内空間61に収容される。同様に、支持部材40は、打ち抜き動作時に支持部材40と横断エレメント10の両方を案内する重要な機能を備えた金型64の収容空間63に収容されている。さらに、収容空間63は当然、打ち抜かれる横断エレメント10の外周形状に実質的に沿った形状を有している。
こうして、ブランキング工程において、基本材料50は、一方では切断部材30と案内板62との間に配置され、他方では支持部材40と金型64との間に配置されている。切断部材30と支持部材40との間に配置されている基本材料50の部分51が横断エレメント10を形成するように構成されている。ブランキング工程時、切断部材30は案内板62と金型64とに関して支持部材40に向かって移動し、支持部材40は反対圧力を加えながら切断部材30の移動に続いて動く。図5に示されるとおり、切断部材30は、基本材料50を完全に貫通するように押圧され、横断エレメント10は、ブランキング部51を残りの基本材料50から切り離すことによって形成される。
また、ブランキング工程時、切断部材30と支持部材40とによりブランキング部51に加えられる各(反対)圧力によって、横断エレメント10の本体表面11,12が形成され、かつ例えば突起部21および孔22を形成することによって調整される。後者の場合、基本材料50は、完全に平面すなわち断面矩形状であり得るが、段付きまたはそうでなければ予成形された基本材料50を用いることもできるということにも留意すべきである。
上述のブランキング装置およびブランキング工程に関連して、分離可能な部分に分割された切断部材30および/または支持部材40を用いることが知られている。一例として、図6は、2つの部分30a,30bを備えた分割型切断部材30の概略的な斜視図を示している。2つの部分30a,30bは、図6に示されているように、図4および図5のブランキング装置60で使用されるときに結合するが、図7に示されているように、そうでなければ完全に別々および/または分離可能である。簡潔に示すために、横断エレメント10に凹部22を形成するために必要な切断部材30の突起部は図6および図7には示されていないことに留意すべきである。この点において、横断エレメント10に凹部22を形成するために別のエレメントを用いることも実際には可能であり、切断部材30はそのエレメントが収容される凹部を有し、かつそのエレメントは切断部材30の他の部分に関して移動可能に配置されていることに留意すべきである。
図6および図7の分割型切断部材30において、分割型切断部材30の2つの部分30a,30bの間の継ぎ目32は、横断エレメント10のネック部15において直線として形成されているが、その継ぎ目32の他の形状および位置が本発明の概念において可能である。この構成においては、切断部材の部分30a,30bが、それらの間の継ぎ目32の位置において実質的に遊びがなく、正確かつ密接に接触し合っていることが重要である。それでも、実際には、切断部材の部分30a,30bの間の接触が最適にもかかわらず、これらの部分30a,30bが、ブランキング時に部分30a,30bに広がる圧力および力の影響下によって互いに分離することがあり、それによって基本材料50が部分30a,30bの間に押し込まれることがあり、やや高くなった隆起部または線状の突出部が、この例では横断エレメント10のネック部15の第1の本体表面11に形成される。そのような隆起部は例えば30マイクロメートルといった比較的限定的な高さであるが、上述したように、トランスミッション1の駆動ベルト6の作動に依然として悪影響を与えることがある。
本発明によれば、そのような悪影響のある隆起部の形成は、分割型ブランキング部材30,40の少なくとも一方の部分30a,30bに、加工面31,41の別の部分に関して隆起し、かつ各ブランキング部材30,40の一方の部分30a,30bと他方の部分30a,30bとの間の継ぎ目32に沿って延びている隆起縁部33を設けることによって防ぐことができる。このケースでは切断部材30であるが、そのような新しいブランキング部材30,40が概略的かつノンスケールで図8に示されている。
図8において、横断エレメント10の上部部分16を切断することを目的とした分割型切断部材30の最上部30bには、隆起縁部33が設けられている。そのため、ブランキング工程時、隆起縁部33の上面34は、分割型切断部材30の(残りの)加工面31;31a,31bよりも先に基本材料に接触し、横断エレメント10の材料51が残りの基本材料から切り離されるときに、横断エレメント10に、切断部材30の2つの部分30a,30bの間の継ぎ目32の位置において横断エレメント10の(局所的な)幅にわたって広がっている線状のへこみまたは凹み23が形成される(図9参照)。ブランキング時に凹み23が形成されることによって、悪影響のある隆起部が形成されないことが理解される。
切断部材30の2つの部分30a,30bが結合する位置の近くにおける横断エレメント10の断面形状が、図9に概略的に示されている。この図9において、上記のように横断エレメント1に設けられた凹み23は、丸い縁部24を介して、横断エレメント10の本体表面11の高い位置で隣接している部分と結合していることが示されている。
上記では、分割型切断部材30のある特定の部分、すなわち最上部30bに、隆起縁部33が設けられていることが記載されている。しかし、切断部材30の他方の最下部30aまたはそれらの部分30a,30bの両方に、そのような隆起縁部33を設けることが十分可能である。さらに、追加的にまたは代替案として、分割型支持部材40の部分40a,40bに、対応する隆起縁部を設けることもできる。
本発明の範囲が上記で述べられた例に限定されておらず、本発明の種々の変更および変形が、添付の特許請求の範囲により規定された本発明の範囲を逸脱することなく可能であることが当業者には明らかであろう。

Claims (11)

  1. 連続可変トランスミッション(1)の駆動ベルト(6)に使用される横断エレメント(10)を基本材料(50)から切り出すブランキング工程において使用されるよう構成されたブランキング部材(30)であって、
    該ブランキング部材(30)は、前記ブランキング工程において前記基本材料(50)と接触するよう構成された、少なくとも2つの部分(30a,30b)から構成されている加工面(31)を形成しており、前記ブランキング部材の部分(30a,30b)は、継ぎ目(32)を介して互いに対向して配置されており、かつそれぞれ前記加工面(31)の一部を形成している、ブランキング部材(30)において
    少なくとも一方のブランキング部材の部分(31b)は、前記継ぎ目(32)に隣接して、前記ブランキング部材(30)の前記加工面(31)の一部である上面(34)を有した隆起縁部(33)を備えていることを特徴とする、ブランキング部材(30)。
  2. 前記一方のブランキング部材の部分(31b)の前記隆起縁部(33)の前記上面(34)は、前記隆起縁部(33)に直接隣接している前記加工面(31)の一部の少なくとも10マイクロメートルおよび最大150マイクロメートル上方に配置されている、請求項1記載のブランキング部材(30)。
  3. 前記一方のブランキング部材の部分(31b)の前記隆起縁部(33)の前記上面(34)は、前記隆起縁部(33)に直接隣接している前記加工面(31)の一部の20〜30マイクロメートル上方に配置されている、請求項1記載のブランキング部材(30)。
  4. 前記隆起縁部(33)は、前記ブランキング部材の部分(30a,30b)の間の前記継ぎ目(32)の全長に沿って延びており、100〜1500マイクロメートルの幅である、請求項1から3までのいずれか1項記載のブランキング部材(30)。
  5. 前記ブランキング部材(30)は、前記横断エレメント(10)を前記基本材料(50)から切り出すために、前記ブランキング工程において前記基本材料(50)を貫通するように構成されている、請求項1から4までのいずれか1項記載のブランキング部材(30)。
  6. 前記ブランキング部材(30)の外周は、打ち抜かれる前記横断エレメント(10)の外周に等しく、
    該横断エレメント(10)は、前記連続可変トランスミッション(1)のプーリ(4,5)と接触するプーリシーブ接触面(18)と前記駆動ベルト(6)のキャリア(7)を支持する支持面(17)とを有する比較的幅広のベース部(14)と、上部部分(16)と、前記ベース部(14)および前記上部部分(16)を接続している比較的幅狭のネック部(15)とを備え、
    前記ブランキング部材の部分(30a,30b)の間の前記継ぎ目(32)は、前記ネック部(15)に対向して配置されている、請求項1から5までのいずれか1項記載のブランキング部材(30)。
  7. 請求項1から6までのいずれか1項記載のブランキング部材(30)を備えたことを特徴とする、ブランキング装置(60)。
  8. 連続可変トランスミッション(1)の駆動ベルト(6)に使用される横断エレメント(10)の製造方法であって、請求項1から6までのいずれか1項記載の前記ブランキング部材(30)または請求項7記載の前記ブランキング装置(60)を用いて前記横断エレメント(10)を基本材料(50)から切り出すことを特徴とする、方法。
  9. 連続可変トランスミッション(1)の駆動ベルト(6)に使用される横断エレメント(10)であって、
    該横断エレメント(10)は、前記連続可変トランスミッション(1)のプーリ(4,5)と接触するプーリシーブ接触面(18)と前記駆動ベルト(6)のキャリア(7)を支持する支持面(17)とを有する比較的幅広のベース部(14)と、上部部分(16)と、前記ベース部(14)および前記上部部分(16)を接続している比較的幅狭のネック部(15)とを備え、
    前記横断エレメント(10)は、請求項1から6までのいずれか1項記載の前記ブランキング部材(30)、請求項7記載の前記ブランキング装置(60)、または請求項8記載の前記製造方法によって製造されていることを特徴とする、横断エレメント(10)。
  10. 連続可変トランスミッション(1)の駆動ベルト(6)に使用される横断エレメント(10)であって、
    該横断エレメント(10)は、前記連続可変トランスミッション(1)のプーリ(4,5)と接触するプーリシーブ接触面(18)と前記駆動ベルト(6)のキャリア(7)を支持する支持面(17)とを有する比較的幅広のベース部(14)と、上部部分(16)と、前記ベース部(14)および前記上部部分(16)を接続している比較的幅狭のネック部(15)とを備え、
    前記横断エレメント(10)は、前記駆動ベルト(6)の周方向に対して少なくとも部分的に垂直に延びる第1の本体表面(11)及び第2の本体表面(12)と、該第1の本体表面(11)及び第2の本体表面(12)の間に配置される側面(13)とを有し、
    前記横断エレメント(10)の前記ネック部(15)は、前記第1の本体表面(11)において、該ネック部(15)の幅にわたって延びている線状の凹み(23)を備え、該凹み(23)は、丸い縁部(24)を介して、前記第1の本体表面(11)と結合していることを特徴とする、横断エレメント(10)。
  11. 請求項9または10記載の横断エレメントを1つまたは複数備えたことを特徴とする、連続可変トランスミッション(1)の駆動ベルト(6)。
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