JP6324461B2 - 金属帯を形成する方法 - Google Patents

Description

本発明は、まず、特に請求項１の前提部に記載されているような、連続的な金属帯を処理する方法、このように処理された連続的な金属帯、及び金属帯が使用されるプッシュベルトに関する。

このタイプのプッシュベルト、及びここで使用される連続的な金属帯は、例えば本出願人の名における欧州特許出願公開第０１８１６７０号明細書から一般に知られている。金属帯は、通常、多数の相互に重ねられた連続的な金属帯の１つ又は２つのセットの形式でプッシュベルトに組み込まれている。

これまで、このタイプの金属帯は、少なくとも工業規模において、シート形式のベース材料から形成された金属管からリング区分を裁断した後、このようなリング区分を塑性変形させ、これにより、圧延プロセスによって、所望の半径方向厚さ及び接線方向又は周方向長さを備えた帯を形成し、選択的にその前及び／又は後に材料の１回又は２回以上の熱処理によって成形される。

圧延の前に、帯にはタンブリング研磨処理が提供され、このタンブリング研磨処理は、自体公知であり、タンブリング研磨処理において、帯は、タンブリングストーン等の、適切に移動する、すなわち攪拌される、バリ取り媒体を含む容器内で処理される。タンブリング研磨処理は、管から切断された場合に、帯の軸方向に向けられた側面に形成されたバリを除去するために働く。この処理において、帯の前記側面と、半径方向に向けられた主面との間の縁部も成形、すなわち丸く面取りされる。

しかしながら、公知の成形処理は改良されることができることが分かった。例えば、一般的に、帯の軸方向に向けられた側面は、最終的に形成された時に、依然として、例えばすり傷の形式の望ましくない凹凸を有している。さらに、公知のタンブリング研磨処理自体は、比較的高価であり、処理を自動化することが困難であり、タンブリングストーンの小片、又は除去されたバリの残留物等の金属断片によって、製品を容易に汚染するおそれがある。このような凹凸及び汚染は、帯及びブッシュベルト全体の耐用寿命に不都合な影響を与えそうである。さらに、帯は、単に光学的な理由から既に望ましくない。

本発明の目的は、ベルトの帯部材の軸方向に向いた側面の品質又は少なくとも外観を改良することであり、好適には、公知のタンブリング研磨処理に対する適切な代替手段を提供することである。本発明によれば、この目的は、以下で少なくとも請求項１の特徴部を含む方法によって達成される。

本発明による方法によれば、管から切断された後又はその他の形式で形成された後、帯の横方向縁部の少なくとも部分が溶融され、その後再び固化させられる。この方法において、あらゆるバリ、すり傷及び同様のものが帯の側面から消滅する。さらに、帯の半径方向に向いた主面に隣接する縁部を有する側面には、自動的にかつ好適には、溶融された帯材料の表面張力により、丸みが提供される。側面のこのような自然に形成された形状は、帯に、疲労に対する良好な耐性等の極めて良好な機械的特性を提供する。

本発明によれば、帯の材料は、誘導的に又はレーザ、より好適にはスポットレーザによって、十分に制御されかつ好適には狙われた形式で、加熱されることができる。金属を加熱するためのこれらの公知の手段は、溶融処理が、相対的な容易さのみで、かつ溶融した材料におけるできるだけ小さな流れによって、制御されかつ小さなスポットに局部が限定されることができる、という利点を有している。

好適には、加熱される、例えばレーザによって放射される側面におけるスポットは、側面の高さに近く、この高さは帯の半径方向厚さに相当する。帯の側面全体を効率的に処理するために、レーザビームは、帯の輪郭に厳密に従いながら、帯の円周に沿って移動させられることができるか、又は帯自体が回転させられる。これにより、側面のレーザ放射の強度及び継続時間は、好適には、帯の側縁が、側面の前記高さに相当する軸方向距離又は深さにわたって溶融されるように、制御される。

さらに、本発明によれば、帯の側面は、好適には、重力に関して上方又は下方に面しながら処理され、レーザは好適には、帯のすぐ上方又は、それぞれ帯の下方に取り付けられている。この形式において、側縁の溶融された部分は、半径方向で見て、好適に実質的に対称的な形状に固化する。これにより、帯は好適には、円形のテンプレートに引っ張られた状態で取り付けられる。択一的に、帯を２つのローラの周囲に巻き掛けることが好適な可能性であり、少なくとも一方のローラは、帯を回転させるために回転駆動されることができる。この配列において、レーザビームは、ローラの間における帯の伸長区分において側面を放射するように整合させられている。

さらに、帯は、帯の主面が水平に位置決めされながら処理されてもよく、この配列は、本発明による、両方の側面の同時処理を可能にする。

本発明は、上述の連続的な金属帯を成形するための本発明による方法を実施することができる装置にも関する。

本発明は、実施例に基づいて以下にさらに詳細に説明される。

管からリング区分を切断するための既存の方法を概略的に示している。 プッシュベルトのための連続的な帯部材として使用される公知の切断方法によって典型的に得られるリング区分の断面の概略図である。 連続的な帯をタンブリング研磨するための既存の方法を概略的に示す図である。 公知の切断及びタンブリング研磨方法によって得られた連続的な帯の断面の写真的な図である。 本発明によって提案された方法を実施するための装置の基本の概略的な側面図である。 公知の切断方法の後に本発明によって提案された方法が行われた場合に得られる連続的な帯の断面の写真的な図である。 本発明によって提案された方法の後に公知の圧延方法が行われた場合に得られる連続的な帯の断面を示す写真的な図である。

一般的に自体公知のプッシュベルトは、無端引張り手段と、引張り手段の長手方向円周に沿って摺動可能に収容された複数の横断エレメントとを含む。無端引張り手段は、圧延、焼きなまし、較正、硬化及び窒化処理によって、比較的薄い、すなわち一般的に約０．４ｍｍの厚さの金属リング区分から製造された互いに重ねられた連続的な金属帯１０の１つ又は２つ以上のセットから成っている。リング区分自体は、通常は金属薄板材料から形成された、管状ベース部分１若しくは略して管１から切断することによって得られ、この方法ステップは、管１の軸方向に対して垂直な断面に沿って図１によって概略的に表されており、この方法ステップは、国際公開第２００５／０３９８１２号として公開された国際特許出願に詳細に説明されている。

図１には、管１が示されており、この管に沿って、円２が、切断作業の間の管１に対する実質的に円筒形で回転可能な切断工具２の半径方向位置を示している。しかしながら、切断工具２は実際には、固定された半径方向位置を有しているのに対し、管１が切断工具２に対して回転させられる。管１の内部において、切断作業の間に切断工具２が半径方向内方へ移動する時に対向工具３が管１のための支持を提供する。この切断作業において、管は、図示されていない回転可能なホルダに取り付けられている。切断作業の間、管及び２つの刃が回転するが、これらの構成要素のうちの一方のみが回転駆動される。図１において、矢印は、構成部材の相対回転運動を提供している。

実際に言及されているように管１の円周における定置の接線位置を有する、切断工具２の幾つかの相対的な半径方向位置が、ローマ数字によって表されており、これらの位置は、裁断作業の複数の段階を示している。半径方向位置Ｉにおいて、切断工具２は管１の外面と接触して位置決めされている。半径方向位置ＩＩＡにおいて、切断工具２は、初期切断段階にあり、この段階において、管１は、この例において、約９０°回転させられており、この段階において、切断工具２は、半径方向に管１の壁厚の約３分の２だけ切断している。半径方向位置ＩＩＢにおいて、切断工具２は、管１の内面まで壁厚全体を切断しており、この位置において、管は、円周の約半分だけ回転させられている。初期切断段階はしたがって完了している。この初期切断段階において、切断工具２は、管１の材料において螺旋状の切断線Ｓを生ぜしめ、この切断線Ｓのうちの２つの例が図１に示されている。初期切断段階の後、最終切断段階においてリング区分が管１から完全に分離され、この最終切断段階において、切断工具２は、管の全周にわたって、すなわち管１の一回転にわたって管１の材料を貫通しているのに対し、半径方向位置ＩＩＩにおいて、切断工具は、管１の内面を超えて部分的に突出している。この形式において、連続的な帯１０は、ブッシュベルトの無端引張り手段における最終的な用途のためにさらに処理されるために、管１から得られる。

図２は、前記切断作業によって得られた帯１の部分の典型的な断面を概略的に示しており、この帯１０は、帯１０の、半径方向に面した主面１５の間に設けられた、軸方向に向けられた側面１１を有している。このように形成された側面１１は、通常、比較的滑らかな切断区分１２と、粗いせん断区分１３と、明らかに認識可能なバリ１４とを有している。このようなバリ１４を除去するために、帯１０はその後、自体公知のタンブリング研磨作業において処理され、この作業は、タンブリング研磨機の断面図において、図３によって概略的に示されている。タンブリング研磨の間、多数の帯１０が、多かれ少なかれ円錐形のタンブリング研磨ストーン５１と共に容器５０に投入され、この容器は、図３において矢印によって示されているように床５２に対して揺動するように形成されている。ストーン５１が帯１０に衝突することによって、バリ１４が除去されるだけでなく、帯１０の側面１１は、特に帯の側縁をある程度まで丸く面取りすることによって成形され、その程度は、タンブリング研磨作業の強度に依存する。

図４は、軸方向に向けられた側面１１を含む帯１０の部分の典型的な断面の写真のような描写であり、この帯１０は前記切断及びタンブリング研磨方法に沿って得られている。タンブリング研磨の後に得られた側面１１の全体的な丸く面取りされた形状は、帯１０のプッシュベルト用途において好適であると考えられる。

あらゆるバリ１４の除去を含む、連続的な帯１０の軸方向に向けられた側面１１を成形するための前記公知のタンブリング研磨方法の代替手段として、本発明は、図５によって示された概略的な側面図に沿って説明される新規な装置及び方法を提供する。装置は、実質的に円筒形の２つのローラ６０，６１から成る取付けジグを有しており、これらのローラの周囲に、帯１０が、少なくとも僅かに引っ張られた状態で取り付けられている。帯１０を容易に取り付けることを可能にするために、ローラ６０，６１は好適には半径方向に相対的に可動に配置されている。さらに、ローラ６０，６１は好適には回転可能に配置されており、これにより、少なくとも一方のローラ６０は、帯１０を回転させることができるようにするために、電気モータ等の駆動ユニット６２によって駆動可能である。ローラ６０，６１の間にはレーザ６３が取り付けられており、レーザのレーザビームＢは、帯１０の軸方向に向けられた側面１１に向けられている。

本発明によれば、レーザ６３の強度は、帯１０の区分が、レーザビームＢが側面１１を放射するところで、制限された深さＤまで溶融されるように、設定又は制御されている。これにより、このような溶融された区分は好適には、帯１０の半径方向厚さＴの全体にわたって延びているのに対し、軸方向では、範囲Ｄは、好適にはこのような厚さ寸法Ｔに匹敵するが、好適にはこのような厚さ寸法Ｔよりも僅かに小さい。前記溶融された区分の接線方向寸法は好適には、このような厚さ寸法Ｔに匹敵するが、好適にはこのような厚さ寸法Ｔよりも僅かに大きい、溶融された後、材料は、レーザ６３を消滅させることによって又はレーザビームＢ又は帯１０を除去することによって、再び固化させられる。

この方法において、溶融した帯材料における表面張力により実質的に円弧状の丸みを提供しながら、すり傷及び同様のものが、帯１０の側面１１の溶融した区分１６から消滅する。本発明による方法において自然に形成された側面１１のこのような形状は、図６の写真のような図に示されている。側面１１のこのように形成された形状は、プッシュベルトにおける帯１０の意図した適用に関して好適であると考えられる。

少なくとも、帯１０の側面１１が、重力に対して上方に向けられながら処理されるならば、本発明による方法は好適には、半径方向厚さを減じるために帯１０を圧延する慣用の方法ステップの前に行われる。これにより、本発明に従って処理された場合に帯１０の側面の近傍に形成されてよい、図６に示されたより厚い部分は、圧延の間に除去される。図７は、圧延のこのような方法ステップの後の、図６の帯１０を示している。

好適には、方法は連続的な方法において行われ、この場合、帯１０は、レーザ６３の位置とレーザビームＢの向きとが固定されながら、ほぼ一回転、好適には一回転よりも僅かに多くゆっくりと回転させられる。これにより、前記溶融した区分は、連続した帯１０、すなわち帯の側面１１の全周に沿って移動する。より好適には、装置には、帯１０の軸方向側にそれぞれ位置決めされた２つのレーザが設けられており、帯の軸方向に向けられた両方の側面が同時に処理されることができる。

本発明は、以下に挙げる実施形態を包含する。
１．主に半径方向に向けられた２つの主面（１５）と主に軸方向に向けられた２つの側面（１１）とが設けられた連続的な金属帯（１０）を、該帯の前記側面（１１）を成形するために処理するための方法において、少なくとも個々の側面（１１）の部分を含む、帯（１０）の軸方向の側縁部分が溶融され、その後固化させられることを特徴とする、方法。
２．半径方向に向けられた２つの主面（１５）と軸方向に向けられた２つの側面（１１）とが設けられた連続的な金属帯（１０）を形成するための方法において、該方法が、少なくとも、管（１）から帯（１０）をまず切断するステップと、次いでこのように形成された帯（１０）に請求項１記載の処理方法を提供し、最後に、このように処理された帯（１０）に、半径方向厚さ（Ｔ）を減じるために塑性変形処理を提供することを特徴とする、方法。
３．前記側面（１１）の少なくとも区分を放射する集中されたレーザビーム（Ｂ）を発生するためにレーザ（６３）が使用され、これにより、帯（１０）の前記縁部分を溶融させる、請求項１又は２記載の方法。
４．溶融された帯（１０）の前記部分が、帯（１０）の半径方向厚さ（Ｔ）全体にわたって延びている、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
５．溶融された帯（１０）の前記部分が、軸方向に距離（Ｄ）にわたって帯（１０）内へ延びており、軸方向の距離（Ｄ）が、帯（１０）の前記半径方向厚さ（Ｔ）と同じであるか又は該半径方向厚さ（Ｔ）よりも僅かに小さい、請求項４記載の方法。
６．溶融された帯（１０）の前記部分が、帯（１０）の前記半径方向厚さ（Ｔ）と同じであるか又は該半径方向厚さ（Ｔ）よりも僅かに大きい帯（１０）の円周に沿った距離にわたって接線方向に延びている、請求項４又は５記載の方法。
７．レーザビーム（Ｂ）と帯（１０）とが相対的に移動させられ、レーザビーム（Ｂ）が、帯（１０）の前記側面（１１）に徐々に外接する、すなわち前記側面の輪郭を辿り、これにより、その後に、帯（１０）の個々の側面（１１）の全体が溶融され、その後、一度に帯の１つの区分を固化させる、請求項３から６までのいずれか１項記載の方法。
８．請求項１による処理方法を実施する前に、帯（１０）が、少なくとも僅かに引っ張られた状態で取り付けられる、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
９．変速機、特に連続可変変速機のための駆動ベルトとしての、又は変速機、特に連続可変変速機のための駆動ベルトにおける、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法を使用して製造された金属帯（１０）の使用。
１０．請求項１から８までのいずれか１項記載の方法を使用して製造された金属帯（１０）。
１１．請求項１０記載の相互に重ねられた多数の金属帯（１０）の少なくとも１つのセットが設けられたプッシュベルト。

Claims (11)

1. 主に半径方向に向けられた２つの主面（１５）と、バリ、すり傷または同様のものがその上に存在している、主に軸方向に向けられた２つの側面（１１）と、が設けられた、変速機用の駆動ベルトとしてのまたは駆動ベルトにおける連続的な金属帯（１０）を形成する方法であって、少なくとも個々の側面（１１）の部分を含み帯（１０）の半径方向厚さ（Ｔ）の全体にわたって延びる、帯（１０）の軸方向側縁部分が溶融され、その後固化させられ、これにより、前記軸方向に向けられた側面（１１）から前記バリ、すり傷または同様のものを取り除き、前記軸方向側縁部分に丸みを提供することを特徴とする、方法。
2. 前記側面（１１）におけるスポットを放射する集中されたレーザビーム（Ｂ）を発生するためにレーザ（６３）が使用され、これにより、帯（１０）の前記軸方向側縁部分を溶融させる、請求項１記載の方法。
3. 前記レーザビーム（Ｂ）と前記帯（１０）とが相対的に移動させられ、前記帯（１０）の前記側面（１１）における前記レーザビーム（Ｂ）によって放射される前記スポットが、帯（１０）の前記側面（１１）の輪郭を辿り、これにより、その後に、帯（１０）の個々の側面（１１）の全体が溶融され、その後固化される、請求項２記載の方法。
4. 帯（１０）の前記側面（１１）における前記軸方向側縁部分は、重力に関して上方又は下方に面しながらレーザ（６３）によって溶融される、請求項２または３記載の方法。
5. 前記レーザ（６３）は、帯（１０）のすぐ上方、またはそれぞれ帯の下方に取り付けられている、請求項４記載の方法。
6. 溶融された帯（１０）の前記軸方向側縁部分が、軸方向に距離（Ｄ）にわたって帯（１０）内へ延びており、この軸方向の距離（Ｄ）は、帯（１０）の前記半径方向厚さ（Ｔ）と同じであるか又は僅かに小さい、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
7. 溶融された帯（１０）の前記軸方向側縁部分が、帯（１０）の前記半径方向厚さ（Ｔ）と同じであるか又は僅かに大きい帯（１０）の円周に沿った距離にわたって接線方向に延びている、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
8. 帯（１０）の前記軸方向側縁部分が溶融される前に、帯（１０）が引っ張られた状態で帯（１０）の長手方向で円形テンプレートに取り付けられるか、または帯（１０）が２つのローラ（６０，６１）の周囲に巻き掛けられ、少なくとも一方のローラは、帯（１０）を回転させるために回転駆動され得る、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
9. 帯（１０）の前記軸方向側縁部分が溶融される前に、帯（１０）が管（１）から切断される、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
10. 実質的に円筒形であり回転する切断工具（２）を、管（１）の壁厚を通して半径方向内方へ移動する一方、対向工具（３）によって内側から管（１）を支持することによって、管（１）から帯（１０）が切断される、請求項９記載の方法。
11. 帯（１０）の前記軸方向側縁部分が固化させられた後、帯（１０）は、その半径方向厚さ（Ｔ）を減じるために帯（１０）を圧延する処理ステップにさらされる、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。

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