JP6130408B2 - 無段変速機用ベルトのエレメント形成方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、発明は、無段変速機用ベルトのエレメントを形成する方法及び装置に関する。

一般に、無段変速機（ＣＶＴ）用ベルトのエレメントは、無段変速機のプーリに接するＶ面を両側に備えるボディと、ボディに一対の溝を介して連設されたヘッドとを備えている。一対の凹部には、夫々に無端リングが装着され、これによって、複数のエレメントが環状に積層された状態に結束される。

そして、ヘッドの前面の中央部付近に凹部が形成されている。そして、ヘッドの背面の中央部付近には、凹部の凹み込みに対応して凸部が形成されている。無段変速機用ベルトを形成する際に隣接して積層されたエレメントの凸部が凹部に入り込むにより、エレメント間の相互の位置関係が定まる。

エレメントは、ダイ、パンチなどを用いて金属板材を打抜いて形成される。従来、エレメントの形成方法として、エレメントの一部に板材との連結部を残して打抜き加工を行う打抜き工程と、連結部を切断して板材からエレメントから完全に分離させる分離工程とを備えるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この形成方法では、凹部及び凸部は、打抜き工程で、エレメントの打抜きと同時にせん断加工によって形成される。

特開２００１−２３２４２４号公報

しかしながら、特許文献１などに記載された従来の技術では、打ち抜き工程において、エレメントの打抜きと同時に凹部及び凸部をせん断加工により形成した際に、このせん断加工によって生じる素材が流動して、凹部又は凸部に引けが発生することがあった。

本発明は、以上の点に鑑み、エレメントの凹部又は凸部に引けが発生するおそれを低減することができる、無段変速機用ベルトのエレメント形成方法及び装置を提供することを目的とする。

本発明の無段変速機用ベルトのエレメント形成方法は、環状に複数積層されたときに内周側に位置して無段変速機のプーリに接するＶ面を両側に備えるボディと、環状に結束する一対の無端リングを装着する一対の溝を介して前記ボディに連設され、環状に複数積層されたときに外周側に位置されるヘッドと、前記ヘッドの前面に形成された凸部と、前記凸部の背面に形成された凹部とを備える無段変速機用ベルトのエレメントを板材から形成するエレメント形成方法であって、前記ヘッドとなる部分の前記板材の部分の流動を抑制しながら、前記凹部及び前記凸部を形成すると共に前記エレメントの少なくともヘッドの外周を打抜く打抜き工程を備えることを特徴とする。

本発明の無段変速機用ベルトのエレメント形成方法によれば、打抜き工程において、ヘッドとなる部分の板材の部分の流動を抑制しながら、凹部及び凸部を形成する。よって、エレメントの凹部又は凸部に引けが発生するおそれを低減することができる。

本発明の無段変速機用ベルトのエレメント形成方法において、前記打抜き工程において前記板材を押える押え面の、前記ヘッドの端部から離間した位置に、前記板材側に向って突出し前記流動を抑制する突出部を設けている。

これにより、簡易な構成で素材の流動を抑制することが可能となる。

なお、突出部が板材の板厚の１／３未満の距離だけしかヘッドの端部から離間していない場合には、打抜き型への負荷が大きくなり過ぎ、打抜き型が破損するおそれが生じる。一方、突出部が板材の板厚を超えてヘッドの端部から離間している場合には、発明者の実験から、素材の流動を十分に抑制することができず、凹部の底に引けが発生するおそれが生じる。

そこで、本発明の無段変速機用ベルトのエレメント形成方法において、前記突出部は、前記板材の板厚の１／３乃至板厚と同じ間隔、前記ヘッドの端部から離間した位置に設けられていることが好ましい。

また、突出部の突出高さが板材の板厚の１／６未満であると、発明者の実験から、素材の流動を十分に抑制することができず、凹部の底に引けが発生するおそれが生じる。一方、突出部の突出高さが板厚を超えると、打抜き型への負荷が大きくなり過ぎ、打抜き型が破損するおそれが生じる。

そこで、前記突出部の突出高さは、前記板材の板厚の１／６乃至１／３であること好ましい。

また、凸部及び凹部は断面円形であり、且つ、突出部が凸部及び凸部に対して溝の延びる方向に同じだけ延びる場合、突出部に当該方向における長さが、凸部の直径の１．５倍未満であると、発明者の実験から、素材の流動を十分に抑制することができず、凹部の後端側の底に引けが発生するおそれが生じる。一方、突出部の前記幅が凸部の直径の３．５部を超えると、発明者の実験から、素材の流動が広範囲に抑制され過ぎ、凹部の先端側の底に引けが発生するおそれが生じる。

そこで、本発明の無段変速機用ベルトのエレメント形成方法において、前記突出部は、前記凸部の中心部を通り前記エレメントを対称に２分する中心線に対して対称であり、且つ、前記中心線に直交する方向の幅が前記凸部の直径の１．５倍乃至３．５倍である。

また、本発明の無段変速機用ベルトのエレメント形成方法において、前記突出部の先端面は平坦であることが好ましい。

この場合、突出部の下端面が平坦でない場合と比較して、打抜き型に局所的に負荷がかかることがない。

本発明の無段変速機用ベルトのエレメント形成装置は、環状に複数積層されたときに内周側に位置して無段変速機のプーリに接するＶ面を両側に備えるボディと、環状に結束する一対の無端リングを装着する一対の溝を介して前記ボディに連設され、環状に複数積層されたときに外周側に位置するヘッドと、前記ヘッドの前面に形成された凸部と、前記凸部の背面に形成された凹部とを備える、無段変速機用ベルトのエレメントを板材から形成するエレメント形成装置であって、前記凹部及び前記凸部を形成すると共に前記エレメントの少なくともヘッドの外周を打抜く打抜き型と、前記板材を押える押え面を有するパッドとを備え、前記押え面において、前記打抜き型の前記ヘッドの端部を打抜く部分から離間した位置に、前記板材側に向って突出する突出部が形成されており、前記凸部及び前記凹部は断面円形であり、前記突出部は、前記凸部の中心部を通り前記エレメントを対称に２分する中心線に対して対称であり、且つ、前記中心線に直交する方向の幅が前記凸部の直径の１．５倍乃至３．５倍であることを特徴とする。

本発明の無段変速機用ベルトのエレメント形成方法によれば、凹部及び凸部を形成すると共にエレメントの少なくともヘッドの外周を打抜く打抜く際に、ヘッドとなる部分の板材の部分の流動が突出部によって抑制されながら、凹部及び凸部を形成される。よって、エレメントの凹部又は凸部に引けが発生するおそれを低減することができる。

本発明の実施形態に係るエレメント形成方法により形成されるエレメントこれに無端リングが装着された状態を示す図であって、図１Ａは正面図、図１Ｂは図１ＡのＩ−Ｉ線断面図。 本発明の実施形態に係るエレメント形成装置でエレメントを打抜く打抜き工程を模式的に示す説明図。 図２に示すエレメント形成装置におけるエレメント形成パンチ及びパッドなどの下面を模式的に示す説明図。

以下、本発明の実施形態に係る無段変速機用ベルトのエレメントの形成方法及び装置について説明する。

本実施形態のエレメント形成方法は、図１（ａ）及び図１（ｂ）に示す無段変速機用エレメント（以下、単にエレメントという）１を製造する際に使用される。エレメント１は、全体として環状になるように多数積層されて、金属製無端リングＡによって一体に結束されることにより無段変速機用ベルトを形成する部材である。なお、無端リングＡは、詳しくは図示していないが、板状に形成された複数のリング部材を積層することによって形成されている。

エレメント１は、無段変速機用ベルトが形成されたときにその外周側に位置する略三角形状のヘッド２と、内周側に位置するボディ３とを備える。ヘッド２とボディ３とはネック４を介して一体に連設されている。ヘッド２とボディ３との間のネック４によって形成されている一対の溝（スリット）５には、無段変速機用ベルトが形成されたときに無端リングＡが装着される。また、ボディ３の両端には図中仮想線で示した無段変速機のプーリＢに接する一対のＶ面６を備える。

ヘッド２の一方の面である前面の中央部付近に凹部７が形成されている。そして、ヘッド２の他方の面である背面の中央部付近には、凹部７の凹み込みに対応して凸部（ノーズ）８が形成されている。

凹部７は断面円形状であり、凸部８は凹部７に僅少の隙間を有して入り込む断面円形の円柱状突起からなっている。凸部８の高さは、凹部７の深さよりも少し小さくなっている。また、凹部７及び凸部８はその側周面が前面から背面側に向って広がるように傾斜している。無段変速機用ベルトを形成する際に隣接して積層されたエレメント１の凸部８が凹部７に入り込むことにより、エレメント１間の相互の位置関係が定まる。

エレメント１は、中心線ＣＬに対して左右対称に形成されており、凹部７及び凸部８の中心も中心線ＣＬ上に位置している。

エレメント１の製造工程は、図２に示すように、本実施形態に係る形成方法を用いて、連結部１２を残して板材１１からエレメント１を打抜く打抜き工程と、連結部１２とエレメント１との境界に沿って打抜き切断して板材１１からエレメント１を分離する分離工程とを含む。

板材１１は、炭素工具鋼、合金工具鋼などの合金鋼からなり、板厚が例えば１．５ｍｍ〜３．０ｍｍ程度である。

なお、エレメント１の製造工程は、打抜き工程の前に、エレメント１が連結部１２を介して連結された形状に大略類似した形状に板材１１を形成する予備打抜き工程を備えていてもよい。さらに、この予備打抜き工程の前に、ボディ３のうち薄厚部となる部分の板材１１を薄厚化するためにつぶし工程を備えていてもよい。

打抜き工程は、本発明の実施形態に係るエレメント形成装置２０により行なわれる。形成装置２０は、板材１１が載置されるダイ２１と、該ダイ２１上の板材１１を、連結部１２を残してエレメント形状に打抜くエレメント形成パンチ２２とを備えている。エレメント形成パンチ２２に対向する位置には、エレメント形成パンチ２２の下降に追従して下降するカウンターパンチ２３が設けられている。

また、エレメント形成パンチ２２の一側には凹部７及び凸部８を形成するために凹部形成パンチ２４が設けられている。凹部形成パンチ２４に対応するカウンターパンチ２３には凹部２５が形成されている。

また、エレメント形成パンチ２２の一側には連結部１２を形成するために連結部形成パンチ２６が設けられている。連結部形成パンチ２６に対応するダイ２１の一部には逃げ部２７が形成されている。

そして、ダイ２１の上方位置には、ダイ２１上に板材１１を押え付けるパッド２８が設けられている。パッド２８は、その下面である押え面２８ａを板材１１に押し付けて板材を保持する。

この押え面２８ａの、ヘッド２の先端部から離間した位置に板材１１側に向って突出する突出部（ノッチ）２９が形成されている。図３に示すように、突出部２９は、ここでは、ヘッド２の先端部の形状に沿って、中心線ＣＬに対して対称であり、下面視で湾曲が小さなＶ形状となっている。

形成装置２０において、先ず、ダイ２１上に載置された板材１１がパッド２８の押し付けによってダイ２１上に固定される。次いで、カウンターパンチ２３によって板材１１の下方から保持した状態でエレメント形成パンチ２２の下降によりエレメント１が連結部１２を残して打抜かれる。

これと同時に、エレメント形成パンチ２２と共に下降した凹部形成パンチ２４とカウンターパンチ２３の凹部２５により、エレメント１の凹部７及び凸部８が形成される。さらに、これと同時に、エレメント形成パンチ２２と共に下降した連結部形成パンチ２６と、連結部形成パンチ２６に対応するダイ２１側の逃げ部２７により連結部１２が形成される。

続いて、エレメント形成パンチ２２、凹部形成パンチ２４、連結部形成パンチ２６、カウンターパンチ２３、及びパッド２８を上昇させることにより、エレメント１が連結部１２を介して連結された状態の板材１１を取出し、図示しない形成装置に供給する。

その後、この形成装置を用いて、エレメント１を連結部１２との境界に沿って打抜き、板材１１からエレメント１を分離する分離工程が行なわれる。このようにして、エレメント１が得られる。

以上説明にしたように、本発明の実施形態に係る形成装置２０を用いたエレメント形成方法によれば、打ち抜き工程において、ヘッド２などを含むエレメント１の外周を打抜くと同時に凹部７及び凸部８をせん断加工により形成した際に、このせん断加工によって生じる素材の流動が突出部２９によって抑制される。これにより、凹部７及び凸部８にダレなどが生じることの抑制を図ることが可能となる。凹部７又は凸部８にダレなどが生じて所望の形状が得られないと、エレメント１を用いて形成される無段変速機用ベルトの組み付け精度が悪化し、無段変速機の伝達効率が低下するおそれがある。

なお、図２及び図３を参照して、板材１１の板厚をｔとして、突出部２９は、ヘッド２の端部からの距離Ｌは、（１／３）ｔ〜ｔであることが好ましい。距離Ｌが（１／３）ｔ未満であると、ダイ２１への負荷が大きくなり過ぎ、ダイ２１が破損するおそれが生じる。ただし、ダイ２１の強度を十分に確保できれば、距離Ｌは（１／３）ｔ未満であってもよい。一方、距離Ｌがｔを超えると、発明者の実験から、素材の流動を十分に抑制することができず、凹部７の底に引けが発生するおそれが生じる。

また、突出部２９の突出高さＨは、（１／６）ｔ〜（１／３）ｔであることが好ましい。突出高さＨが（１／６）ｔ未満であると、発明者の実験から、素材の流動を十分に抑制することができず、凹部７の底に引けが発生するおそれが生じる。一方、突出高さＨがｔを超えると、ダイ２１への負荷が大きくなり過ぎ、ダイ２１が破損するおそれが生じる。ただし、ダイ２１の強度を十分に確保できれば、突出高さＨは（１／３）ｔを超えてもよい。

さらに、突出部２９の左右方向の幅Ｗは、凸部８の直径ｐの１．５倍から３．５倍であることが好ましい。幅Ｗが１．５ｐ未満であると、発明者の実験から、素材の流動を十分に抑制することができず、凹部７の後端側の底に引けが発生するおそれが生じる。一方、幅Ｗが３．５ｐを超えると、発明者の実験から、素材の流動が広範囲に抑制され過ぎ、凹部７の先端側の底に引けが発生するおそれが生じる。

また、突出部２９の下端面は平坦であることが好ましい。突出部２９の下端面が平坦でれば、ダイ２１に局所的に負荷がかかることがないからである。ただし、ダイ２１の強度を十分に確保できれば、突出部２９の下端面は平坦でなくともよく、例えば、Ｖ字状に突起した形状であってもよい。

さらに、突出部２９の形状は、本実施形態では、下面視で湾曲が小さなＶ形状となっているが、これに限定されない。例えば、突出部は、下面視で、左右方向に直線状に延びるものであってもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されず、形成装置の構成や形態は適宜変更可能である。

１…エレメント、 ２…ヘッド、 ３…ボディ、 ４…ネック、 ５…溝、 ６…Ｖ面、 ７…凹部、 ８…凸部、 １１…板材、 １２…連結部、 ２０…エレメント形成装置、 ２１…ダイ、 ２２…エレメント形成パンチ、 ２３…カウンターパンチ、 ２４…凹部形成パンチ、 ２５…凹部、 ２６…連結部形成パンチ、 ２７…逃げ部、 ２８…パッド、 ２８ａ…押え面、 ２９…突出部、 Ａ…金属製無端リング、 Ｂ…プーリ。

Claims (5)

1. 環状に複数積層されたときに内周側に位置して無段変速機のプーリに接するＶ面を両側に備えるボディと、環状に結束する一対の無端リングを装着する一対の溝を介して前記ボディに連設され、環状に複数積層されたときに外周側に位置されるヘッドと、前記ヘッドの前面に形成された凸部と、前記凸部の背面に形成された凹部とを備える無段変速機用ベルトのエレメントを板材から形成するエレメント形成方法であって、
   前記ヘッドとなる部分の前記板材の部分の流動を抑制しながら、前記凹部及び前記凸部を形成すると共に前記エレメントの少なくともヘッドの外周を打抜く打抜き工程を備え、
   前記打抜き工程において前記板材を押える押え面の、前記ヘッドの端部から離間した位置に、前記板材側に向って突出し前記流動を抑制する突出部を設け、
   前記凸部及び前記凹部は断面円形であり、
   前記突出部は、前記凸部の中心部を通り前記エレメントを対称に２分する中心線に対して対称であり、且つ、前記中心線に直交する方向の幅が前記凸部の直径の１．５倍乃至３．５倍であることを特徴とする無段変速機用ベルトのエレメント形成方法。
2. 前記突出部は、前記板材の板厚の１／３乃至板厚と同じ間隔、前記ヘッドの端部から離間した位置に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の無段変速機用ベルトのエレメント形成方法。
3. 前記突出部の突出高さは、前記板材の板厚の１／６乃至１／３であることを特徴とする請求項２に記載の無段変速機用ベルトのエレメント形成方法。
4. 前記突出部の先端面は平坦であることを特徴とする請求項２又は３に記載の無段変速機用ベルトのエレメント形成方法。
5. 環状に複数積層されたときに内周側に位置して無段変速機のプーリに接するＶ面を両側に備えるボディと、環状に結束する一対の無端リングを装着する一対の溝を介して前記ボディに連設され、環状に複数積層されたときに外周側に位置するヘッドと、前記ヘッドの前面に形成された凸部と、前記凸部の背面に形成された凹部とを備える、無段変速機用ベルトのエレメントを板材から形成するエレメント形成装置であって、
   前記凹部及び前記凸部を形成すると共に前記エレメントの少なくともヘッドの外周を打抜く打抜き型と、前記板材を押える押え面を有するパッドとを備え、
   前記押え面において、前記打抜き型の前記ヘッドの端部を打抜く部分から離間した位置に、前記板材側に向って突出する突出部が形成されており、
   前記板材を押える押え面の、前記ヘッドの端部から離間した位置に、前記板材側に向って突出し前記流動を抑制する突出部を設けられおり、
   前記凸部及び前記凹部は断面円形であり、
   前記突出部は、前記凸部の中心部を通り前記エレメントを対称に２分する中心線に対して対称であり、且つ、前記中心線に直交する方向の幅が前記凸部の直径の１．５倍乃至３．５倍であることを特徴とする無段変速機用ベルトのエレメント形成装置。