JP6203193B2 - 無段変速機用の駆動ベルトの一部としての横方向エレメントの製造法 - Google Patents

Description

本発明は、駆動ベルト（の一部）を収容するＶ字形溝をそれぞれ形成する２つの可変プーリを備えた無段変速機用の駆動ベルトの一部として規定された横方向エレメントの製造法に関する。駆動ベルトには、少なくとも１つの、典型的には２つのバンドセットから構成される無端の担持体と、複数の金属製の横方向エレメントとが設けられており、横方向エレメントは、該バンドセットに配置され、かつバンドセットと滑るように関係している。バンドセットは、少なくとも１つの、通常は同心的に積層されたフレキシブルで無端の複数の金属製のバンドを有している。

横方向エレメントに関する方向を述べる場合、図２に横方向エレメントの正面図で示されているように、横方向エレメントが直立状態にあることが常に前提とされる。図２では、駆動ベルトの長手方向または円周方向は、図平面に対して直角である。横方向または幅方向は、図２の平面の左から右に向かう方向であり、半径方向または高さ方向は図２の平面において上から下に向かう方向である。

各横方向エレメントは、２つの主要ボディ面を有しており、少なくとも１つの、典型的には２つの切欠きが設けられている。これらの切欠きは互いに反対の側に配置されている。切欠きは、横方向エレメントの２つの主要ボディ面の間に延びており、駆動ベルトにおいてバンドセットを収容し、この場合、横方向エレメントの第１の部分がバンドセットの下側に延びており、横方向エレメントの第２の部分がバンドセットと同一の高さに位置していて、横方向エレメントの第３の部分が、バンドセットの上側に延びている。切欠きの、横方向エレメントの第１の部分に関連する下側のボトム面の大部分は、バンドセットの内側を高さ方向で支持するために働き、かつ以下では担持面と呼ばれる。このような担持面と、横方向エレメントの第２の部分の主に横方向に向けられた側面との間には、凹状に湾曲された接続面が設けられている。この凹状の接続面は、少なくとも部分的に、担持面（の仮想の延在部分）に対して凹設されていて、凸状に湾曲された移行面によって担持面に接続されている。

このような接続面は好適には、横方向エレメントの第１の部分と第２の部分との間の（ノッチ）応力レベルを制限し、さらにバンドセットを担持面（の中央）に向かって、つまり横方向エレメントの第２の部分から離れるように押し付けるまたは少なくとも付勢することを支援する。

さらに、横方向エレメントと、無段変速機のプーリのプーリシーブとの間の接触のためには、横方向エレメントの２つの面にプーリシーブ接触面が設けられている。これら２つの面は、担持面に向かう方向で互いに対して離れる方向に延びている。

横方向エレメントは、バンドセットの全周に沿って配置されている。この場合、これらの横方向エレメントは、駆動ベルトの運動に関連する力を伝達することができる。この種類の駆動ベルトは欧州特許出願公開第００１４０１３号明細書から公知である。

公知の製造法では、横方向エレメントは、部分的に、基礎材料を通じて打抜き型を押圧することによって、基礎材料の部分から切り取られることによって形成されている。このような切断プロセスにおいて、横方向エレメントの周面が形成され、この周面は、横方向エレメントの２つの主要ボディ面の間に延びていて、１つまたは複数の担持面と、プーリシーブ接触面とを有している。横方向エレメントは、１つの打抜き型を用いて１回の切断動作で基礎材料から切り取られてよく、打抜き型は、これにより形成されるべき横方向エレメントに一致して形成されている。しかし、横方向エレメントを幾つかのステップで切り抜く、つまり、相応する個数の打抜き型を用いた複数回の部分的な切断により横方向エレメントの周面を形成することも知られている。複数の打抜き型はそれぞれ前記周面の一部を形成する。

後者の種類の切断プロセスは、国際公開第２００７０７３１５９号に詳細に記載されている。この特許明細書は、１つまたは複数の担持面を含む切欠きおよび横方向エレメントのプーリシーブ接触面を形成するために規定された最終切断ステップを教示している。

本発明の課題は、上で述べた公知の製造法および切断プロセスを改良することである。特に、本発明は、駆動ベルトにおける横方向エレメントの使用に関して、このような切断プロセスにより得られる横方向エレメントの形状を最適化することを目的とする。本発明によれば、この目的は、請求項１に記載の横方向エレメントの製造法により実現される。

本発明は、欧州特許出願公開第１５４４５０２号明細書の背景技術に対して成されている。該欧州特許出願公開は、バンドセットの最も内側に位置するフレキシブルな金属バンドにおける応力が、好適には担持面の幅の最大化によって、つまりバンドセットの幅方向の支持を最大化することによって最小限にされ得ることを教示している。後者に関して、欧州特許出願公開１５４４５０２号明細書は、移行面の（凸状の）湾曲部の曲率半径を減じることにより移行面の幅を減じることによって、実質的にバンドセットの寿命に対する有害な影響なしに、担持面の幅を増大することが可能であることを教示している。実際には、公知の製造法において、移行面の凸状の湾曲部の最小の曲率半径は、使用される打抜き型材料および打抜き型成形プロセスに応じて約３ｍｍ〜５ｍｍである打抜き型の対応する部分に適用され得る最小の凹状の湾曲部によって制限されている。

本発明は、少なくとも横方向エレメントの切欠きに設けられた担持面および接続面を、少なくとも２つの連続する段階で形成することを提案する。当然ながら、この新規の形成プロセスは、少なくとも２つの打抜き型が使用されることを要求する。１つの切断段階において、１つの打抜き型を用いて担持面が形成され、別の切断段階で別の打抜き型を用いて、接続面が形成される。この形式によって、担持面と接続面との間の凸状に湾曲された移行面は、打抜き型の、対応して形成された凹状の部分によっては形成されない。実際に、本発明に係る方法では、移行面は、理論上は全く形成されず、２つの打抜き型による２つの切断段階において形成された２つの切断部の間の不連続の交差点または角として生じる。当然ながら、実際には、基礎材料が、打抜き型による切断段階に作用させられる力によってある程度変形され、この場合、典型的には凸状に湾曲された連続的な移行エッジが、担持面と接続面との間でいずれにせよ形成される。さらに、この後者の、つまり間接的に生じた移行面の湾曲部の曲率半径は、公知の移行面の湾曲部の曲率半径よりも、一桁小さくてよい。少なくともこのような移行エッジには、従来の製造法で達成可能であるような３ｍｍよりも小さな湾曲部の曲率半径が設けられ得る。

本発明をさらに図面を参照しながら本発明の以下の実施の形態に基づき詳しく説明する。図面では同様の参照符号は、同一のまたは類似の構成要素を示している。

駆動ベルトを有する無段変速機の側面を示す概略図である。 駆動ベルトの横方向エレメントを示す概略図である。 駆動ベルトの横方向エレメントを異なる視点で示す概略図である。 横方向エレメントの公知の製造法の概略図である。 図４に示した公知の製造法のステップを詳細に示す図である。 本発明に係る択一的なプロセスステップの第１の段階を示す図である。 本発明に係る択一的なプロセスステップの第２の段階を示す図である。 本発明に係る択一的な製造法により形成された横方向エレメントを公知の製造法と比較して詳細に示す図である。

図１は、自動車において使用するような無段変速機を概略的に示している。無段変速機は、概して参照符号１で示されている。

無段変速機１は、２つのプーリ４，５を有している。これらのプーリ４，５は、別個のプーリシャフト２，３に配置されている。プーリ４，５を巡って閉じたループの駆動ベルト６が配置されていて、プーリシャフト４，５の間でトルクを伝達するために役立つ。各プーリ４，５は、自体公知の形式で、２つのプーリシーブを有している。駆動ベルト６は、これら２つのプーリシーブの間に位置決めされかつクランプされているので、摩擦によって駆動力がプーリ４，５の間で駆動ベルト６によって伝達され得る（図１には、各プーリ４，５の一方のプーリシーブしか見えていない）。

駆動ベルト６は、無端の担持体７を有している。この無端の担持体７は、少なくとも１つの、しかし典型的には２つのバンドセット７から構成されている。（各）バンドセット７は、少なくとも１つの、典型的には同心的に重ねられた複数の、フレキシブルで無端の金属製のバンドを有している。無端の担持体７の周方向の全長に沿って、複数の横方向エレメント１０が配置されている。これらの横方向エレメント１０は、無端の担持体７に対して可動に、該担持体７の周方向に配置されている。分かり易くするために、図１には３つの横方向エレメント１０しか図示されていない。通常、無端の担持体７および横方向エレメント１０の両方は、金属、特に鋼から成っている。

図２および図３は、横方向エレメント１０を示している。横方向エレメント１０の第１の主要ボディ面は、概して参照符号１１で示されているのに対して、横方向エレメント１０の第２の主要ボディ面は、概して参照符号１２で示されている。周面１７は、２つの主要ボディ面１１，１２の間に延びている。

図２の下から上に向かって見て、横方向エレメント１０は、概して台形である第１の部分または基礎部分１３と、概して矩形である比較的に狭い第２の部分またはネック部分１４と、概して三角形である第３の部分またはトップ部分１５とを連続的に有している。通常、駆動ベルト６において、基礎部分１３が駆動ベルト６の内周側に配置されているのに対して、トップ部分１５は、駆動ベルト６の外周側に配置されている。さらに、駆動ベルト６において、横方向エレメント１０の第１の主要ボディ面１１の少なくとも一部が、後続の横方向エレメント１０の第２の主要ボディ面１２の少なくとも一部に対して接触するのに対して、横方向エレメント１０の第２の主要ボディ面１２の少なくとも一部は、先行する横方向エレメント１０の第１の主要ボディ面１１の少なくとも一部に接触する。

さらに横方向エレメント１０は、２つの切欠き１６を有している。これらの切欠き１６は、互いに反対の側に配置されている。１つの切欠き１６は、横方向エレメント１０の主要ボディ面１１，１２の間に延びていて、かつ駆動ベルト６において、無端の担持体６のバンドセットを収容する。この場合、基礎部分１３はバンドセットの下側に延びていて、ネック部分１４はバンドセットと同一の（半径方向）レベルに配置されていて、トップ部分１５はバンドセットの上側に延びている。

さらに、基礎部分１３は、２つのプーリシーブ接触面１８を有している。横方向エレメント１０がプーリ４，５上を運動する場合に、横方向エレメント１０とプーリシーブとの間の接触は、このプーリシーブ接触面１８により実現されている。横方向エレメント１０の第１の主要ボディ面１１には、トップ部分１５において凹設部１９が配置されている。この凹設部１９は、図３に破線によって示されている。凹設部１９は、第２の主要ボディ面１２に設けられた突起２０に対応する。駆動ベルト６において、横方向エレメント１０の突起２０は少なくとも部分的に、後続の横方向エレメント１０の凹設部１９内に配置されている。突起２０および対応する凹設部１９は、駆動ベルト６の周方向に対して垂直な平面における、隣接し合う横方向エレメント１０の互いに対するずれを阻止するか、少なくとも制限するために働く。

横方向エレメント１０の第１の主要ボディ面１１には、凹設部１９の他に、傾倒エッジ２１と段部２２とが配置されている。傾倒エッジ２１および段部２２は両方とも、基礎部分１３に配置されていて、実質的に軸方向に、つまり基礎部分１３の幅方向に延びている。傾倒エッジ２１から半径方向内方に向かって、基礎部分は効果的に先細りされている。傾倒エッジ２１は、駆動ベルトにおいて互いに接触する２つの横方向エレメントの互いに対する傾倒または回転を、プーリ４，５における横方向エレメント１０の円弧状の通路において生じるようにする。

切欠き１６は、横方向エレメント１０の周面１７の複数の部分によって画定されている。これらの部分は以下の部分を含む；すなわち、
−基礎部分１３に関連し、半径方向で無端の担持体７を支持するために働く担持面２３と、
−ネック部分１４に関連し、無端の担持体７を軸方向でブロックするために働く側面２４と、
−トップ部分１５に関連し、半径方向外方に向かう方向で無端の担持体７をブロックするために働くトップ面２５と、
主に基礎部分１３に関連し、該基礎部分１３の担持面２３と、側面２４との間に配置され、かつ凹状に湾曲された接続面２６と、
を有している。

接続面２６は、担持面２３と、ネック部分１４の側面２４との間の滑らかに凹状に湾曲された、緩やかな移行部を提供し、少なくとも大部分で、無端の担持体７に接触しない。

以下に、基材のストリップ３０から横方向エレメント１０を製造するための、国際公開第２００７０７３１５９号から公知の製造法が図４に基づいて説明される。この公知の方法では、横方向エレメント１０は、続く複数のプロセスステップＡ−Ｇにおいて形成される。これらのプロセスステップは、図２および図３に示した横方向エレメント１０を実現するために実施される。さらに、この公知の方法では、最終的な横方向エレメント１０の段部２２は、ストリップ３０の形状に含まれている。

図４から、公知の製造法では、横方向エレメント１０が対で形成されることが判る。この場合、横方向エレメント１０の各対のトップ部分１５は、互いに向かい合うように方向付けられている。このような横方向エレメント１０の基礎部分１３は、ストリップ３０の側部に配置されている。したがって、プロセスステップＡ−Ｇは、ストリップ３０の中心軸線３１の両側で、該軸線３１に対して鏡像対称的に行われる。以下の説明のために、中間形成された横方向エレメント１０を基礎エレメント３２と呼ぶことにする。

公知の方法の第１のステップでは、４つの打抜き型４１によって、ストリップ３０から４つの部分が切り取られる。したがって、４つの基礎エレメント３２の切欠き１６が大まかに形成されている、つまり切取り部３３として予備成形されている。

第２のステップＢでは、別の２つの打抜き型４２により、ストリップ３０から別の２つの部分が切り取られる。これによって、２つの基礎エレメント３２の切取り部３３の間の自由通路と、ストリップ３０のエッジとが形成され、長手方向で隣接する基礎エレメント３２の基礎部分１３が互いに切り離される。さらに、中心孔３４がストリップ３０の中心軸線３１に沿って打ち抜かれる。この孔３４は、続くプロセスステップＣ−Ｇにおいてセンタリングピンによってストリップ１０を所定位置に整合させ、位置決めするために使用される。

第３のステップＣにおいて、別の６つの打抜き型４４を用いて別の６つの部分がストリップ３０から切り取られる。これによって、最終的な横方向エレメント１０の周面１７の大部分が形成される。この第３のステップＣの実施後に得られる結果は、図４において、”Ｉ”で示される部分において示されている。公知の形成法のこの段階では、基礎エレメント３２と、ストリップ３０の残っている中心部分または「基幹」部分３５との間には小さな接続エレメント３６しか残っていない。

第４のステップＤにおいて、成形型４５は、基礎エレメント３２に押圧される。これによって、基礎エレメント３２の第１の主要ボディ面１１に、少なくとも傾倒エッジ２１が形成される。

第５のステップＥにおいて、ピン形の成形型４６が、基礎エレメント３２に押圧される。これにより、凹設部１９が、基礎エレメント３２の第１の主要ボディ面１１に形成され、対応する突起２０も、基礎エレメント３２の第２の主要ボディ面１２に形成される。

第６のステップＦにおいて、基礎エレメント３２の切欠き１６が、別の４つの打抜き型４７によって、上述の切取り部３３の箇所において正確にかつ最終的に切断される。これによって、最終的な横方向エレメント１０の周面１７の重要な部分が成形される。この重要な部分には、担持面２３、側面２４、トップ面２５、および接続面２６が含まれる。

公知の方法の最終的な第７のステップＧにおいて、基礎エレメント３２は、最終的に横方向エレメント１０を形成するために、さらに別の打抜き型４８によって接続エレメント３６を通って切断することで、ストリップ３０の基幹３５から切り離される。

図４に示した例では、前記最終的な横方向エレメント１０の段部２２は、既にストリップ３０の形状に含まれていることに留意されたい。

本発明は、上述の公知の製造法の第６のプロセスステップＦの一部として行われるような、少なくとも横方向エレメント１０のボトム部分１３に設けられる担持面２３および接続面２６の切断の改善として着想される。参照目的のために、公知の製造法のこの第６のステップＦを図５において、第１のプロセスステップＡにおいて形成された基礎エレメント３２の切取り部３３を中心とした、基礎エレメント３２の一部の拡大図でより詳細に示す。

図５では、より太い実線が、第６の切断ステップＦの前の基礎エレメント３２の輪郭を示しているのに対して、斜線の領域４７は、別の打抜き型４７の基礎形状を示している。別の打抜き型４７は、第６のプロセスステップＦにおいて切欠き１６の最終輪郭を切断しかつ形成する。図５は、公知の製造法では、担持面２３も接続面２６も同時に形成される、つまり同一の打抜き型４７で同一の切断動作で形成されることを示している。実際に、公知の方法では、切欠き１６の全周が同時に形成される。公知の製造法では、凸状に湾曲した移行面２７が、担持面２３と接続面２６との間に形成される。移行面２７は、図５（および図２）において明確に見ることができる。このような移行面２７の凸状の湾曲部の曲率半径は小さくてよく、しかし実際には、切欠き１６を切断するために使用される別の打抜き型４７の対応する部分に使用され得る最小の凹状の湾曲部に基づいて、常にゼロよりも大きな所定の値を有している。さらに、別の打抜き型４７におけるできるだけ鋭利なコーナによって形成される場合にも、このような移行面２７の自然な平滑化が生じる。担持面の延在長さを最大化するために、移行面２７の延在長さを最小限にし、特に移行面２７の湾曲部の曲率半径を減じるという存在する技術的な要求を満たすために、本発明は新規の製造法を提案する。この方法は図６および図７に図示されている。

本発明に係る製造法は、あらゆる先行するまたは連続するプロセスステップとも関係なく、２つの別個の打抜き型４９，５０を使用する２つの別個の段階において、担持面２３を形成するプロセスステップ（図６）と、接続面２６を形成するプロセスステップ（図７）とを有している。つまり、２つの別個の打抜き型は、担持面打抜き型４９と、接続面打抜き型５０である。この形式によって、２つの面２３，２４は、比較的に鋭利な（移行）エッジ２８において互いに対して接続されるように形成される。したがって、これらの面２３，２４の間の移行部の（幅方向の）延在長さは最小限にされる。結果として、担持面２３の幅方向の延在長さは、有利には前記側面２４の方向で有利には最大化され得る。

担持面２３は、接続面２６を形成する前に形成することが可能である。なぜならば、切取り部３３はその場合に、接続面打抜き型４９に対する容易なアクセス性を提供するからである。図６に示された本発明に係る製造法のこの設定において、担持面打抜き型４９は、接続面２６の大まかな形状と、前記側面２４の最終形状の一部とを形成する。

択一的には、接続面２６は、担持面２３の形成の前に形成される（図示せず）。この場合、接続面打抜き型５０は、ベース材料３０を通って切断し、接続面打抜き型５０の全周に沿ってベース材料３０により支持される。このことは典型的には切断の精度、したがって有利には最終製品の横方向エレメント３２の形状および／または寸法の精度を向上させる。さらに、接続面打抜き型５０は、接続面２６を切断するだけではなく、側面２４（図示せず）を完全に打ち抜くためにも形成されていてよい。この場合、接続面打抜き型５０と担持面打抜き型４９との間の整列は有利には、図６に図示された配置におけるよりも重要ではない。なぜならば、この場合、打抜き型４９，５０は、側面２４の平面において隣接するのではなく、むしろ一列に、つまり側面２４とトップ面２５との間のエッジにおいて隣接するからである。

図８は、本発明により形成可能であるような担持面２３と接続面２６との間の、移行エッジ２８の形態の移行部の拡大図である。比較のために、従来の製造法において形成されるような移行面２７が破線によって示されている。図８は、本発明により得られた接続面２６の比較的大きな幅方向の延在部を示している。

当業者であれば、本発明の思想が、上述の実施の形態に限定されず、本発明の幾つかの変化形および改良形が、添付の特許請求の範囲に規定されるような本発明の範囲を逸脱することなしに可能であることは明らかである。

Claims (5)

1. 複数の横方向エレメント（１０）と無端の担持体（７）とを備えた、無段変速機用の駆動ベルト（６）の一部としての横方向エレメント（１０）の製造法であって、
   前記横方向エレメント（１０）には、２つの主要ボディ面（１１，１２）と、前記主要ボディ面（１１，１２）の間に延びる周面（１７）とが設けられており、
   前記横方向エレメント（１０）は、基礎部分（１３）と、ネック部分（１４）と、トップ部分（１５）とを有しており、前記基礎部分（１３）と前記トップ部分（１５）との間に切欠き（１６）が設けられており、前記基礎部分（１３）には、前記無端の担持体（７）を支持するために、前記切欠き（１６）の箇所において担持面（２３）が設けられており、
   前記担持面（２３）は、前記ネック部分（１４）の側面（２４）に、凹状に湾曲された接続面（２６）を介して接続されており、
   当該方法において、前記横方向エレメント（１０）を基礎材料のストリップ（３０）から切り取るようになっている、横方向エレメント（１０）の製造法において、
   前記担持面（２３）および前記接続面（２６）を、当該製造法における別個の２つの段階において互いに対して別個に形成し、
   前記担持面（２３）を、担持面打抜き型（４９）を用いて基礎材料の前記ストリップ（３０）から切り取ることによって形成し、かつ前記接続面（２６）を、接続面打抜き型（５０）を用いて基礎材料の前記ストリップ（３０）から切り取ることによって形成し、
   前記別個の２つの切り取り段階において形成された２つの切断部の間の不連続の交差点として、前記担持面（２３）と前記接続面（２６）との間に移行エッジ（２８）を形成することを特徴とする、横方向エレメント（１０）の製造法。
2. 前記接続面（２６）を、前記担持面（２３）が形成されるより先に形成する、請求項１記載の横方向エレメント（１０）の製造法。
3. 前記ネック部分（１４）の前記側面（２４）を、前記接続面（２６）が形成されるのと同時に形成する、請求項２記載の横方向エレメント（１０）の製造法。
4. 前記担持面（２３）及び前記接続面（２６）を形成するプロセスステップの２つの別個の段階は、あらゆる先行するまたは連続するプロセスステップとも関係なく、直に連続して実施される、請求項１から３までのいずれか１項記載の横方向エレメント（１０）の製造法。
5. 前記接続面打抜き型（５０）は、前記移行エッジ（２８）が形成されるべき箇所において直線状に延びている、請求項１から３までのいずれか１項記載の横方向エレメント（１０）の製造法。

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