(57)【要約】【課題】  後面に凹部を備える金属エレメントを金型でプレスして製造する際に、金属エレメントの板厚を均一化するとともにプレス荷重を低減する。【解決手段】  金属エレメント素材２３´の傾斜面対応部３０´と金型４８，４９の傾斜面成形部４７ｂ，４７ｃとは相互に平行であって隙間なく当接するので、金属エレメント２３を成形するのに必要なプレス荷重を最小限に抑えて金型４８，４９の耐久性を高めることができるだけでなく、金属エレメント２３のイヤー部２６およびボディ部２４の両方の後面に金型４８，４９によるプレス加工で凹部２４ａ，２６ａが形成されるので、両凹部２４ａ，２６ａの大きさを調整して金型４８，４９の径方向内外のプレス荷重の配分を変化させることで、金型の傾きを防止して金属エレメント２３の径方向内外の板厚差を減少させることができる。【選択図】        図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の金属リング（２２）が嵌合する一対のリングスロット（２７）と、前記一対のリングスロット（２７）間に位置するネック部（２５）と、前記ネック部（２５）の径方向外側に連なるイヤー部（２６）と、前記ネック部（２５）の径方向内側に連なって前記金属リング（２２）の内周面を支持するサドル面（２８）が形成されたボディ部（２４）とを備え、前記ボディ部（２４）の前面に、前記サドル面（２８）の前縁に重なって左右方向に延びるロッキングエッジ（２９）と、前記ロッキングエッジ（２９）から径方向内側かつ後方に延びる傾斜面（３０）とが形成された金属エレメント（２３）を、一定断面を有する帯板状の金属エレメント素材（２３′）を金型（４７，４９）を用いてプレス加工および打ち抜き加工することで製造する無段変速機用金属エレメントの製造方法であって、
前記金属エレメント素材（２３′）の傾斜面対応部（３０′）と前記金型（４７，４９）の傾斜面成形部（４７ｂ，４７ｃ）とは相互に平行であって隙間なく当接し、前記金属エレメント（２３）の前記イヤー部（２６）および前記ボディ部（２４）の両方の後面に前記金型（４７，４９）によるプレス加工で凹部（２４ａ，２４ｂ，２６ａ）が形成されることを特徴とする無段変速機用金属エレメントの製造方法。
【請求項２】
前記金型（４７，４９）によりプレス加工される前記金属エレメント素材（２３′）のネック部対応部（２５´）の前面または後面に予め素材凹部（３４）が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の無段変速機用金属エレメントの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機用金属エレメントを、一定断面を有する帯板状の金属エレメント素材を金型を用いてプレス加工および打ち抜き加工することで製造する無段変速機用金属エレメントの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ベルト式無段変速機の金属ベルトに使用する金属エレメントの製造方法において、金属エレメントの製品の形状に近い形状に粗成形した金属エレメント素材をメインパンチおよびカウンタパンチよりなる金型でプレスして仕上げ成形することで、金型の耐久性を確保しながら、金属エレメントのロッキングエッジの近傍の形状の精度を高めるものが、下記特許文献１により公知である。
【０００３】
またベルト式無段変速機の金属ベルトに使用する金属エレメントのロッキングエッジの位置を、金属エレメントのボディ部の前面の径方向外端位置であるサドル面の前縁位置に一致させたものにおいて、金属エレメントのネック部およびイヤー部の後面に凹部を形成することで、前側の金属エレメントに対して後側の金属エレメントが径方向外側に位置ずれしたとき、後側の金属エレメントのボディ部の傾斜面が幅方向の全長で前側の金属エレメントのボディ部に当接させ、ネック部がボディ部に接続する部分に加わる曲げ荷重を低減してネック部の曲げを抑制するものが、下記特許文献２により公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４１３２８２０号公報
【特許文献２】ＷＯ１０１４／１９６２５４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、金属エレメント素材をメインパンチおよびカウンタパンチよりなる金型でプレスして金属エレメントを製造すると、金属エレメントの板厚が不均一になってイヤー部の板厚がボディ部の径方向外端の板厚よりも大きくなる場合があり、ドライブプーリおよびドリブンプーリに巻き掛けられた金属ベルトの弦部で多数の金属エレメントが相互に密着して駆動力を伝達するとき、上記した板厚差によって金属ベルトの弦部が湾曲して駆動力の伝達効率が低下する可能性があった。
【０００６】
本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、後面に凹部を備える金属エレメントを金型でプレスして製造する際に、金属エレメントの板厚を均一化するとともにプレス荷重を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、一対の金属リングが嵌合する一対のリングスロットと、前記一対のリングスロット間に位置するネック部と、前記ネック部の径方向外側に連なるイヤー部と、前記ネック部の径方向内側に連なって前記金属リングの内周面を支持するサドル面が形成されたボディ部とを備え、前記ボディ部の前面に、前記サドル面の前縁に重なって左右方向に延びるロッキングエッジと、前記ロッキングエッジから径方向内側かつ後方に延びる傾斜面とが形成された金属エレメントを、一定断面を有する帯板状の金属エレメント素材を金型を用いてプレス加工および打ち抜き加工することで製造する無段変速機用金属エレメントの製造方法であって、前記金属エレメント素材の傾斜面対応部と前記金型の傾斜面成形部とは相互に平行であって隙間なく当接し、前記金属エレメントの前記イヤー部および前記ボディ部の両方の後面に前記金型によるプレス加工で凹部が形成されることを特徴とする無段変速機用金属エレメントの製造方法が提案される。
【０００８】
また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、前記金型によりプレス加工される前記金属エレメント素材のネック部対応部の前面または後面に予め素材凹部が形成されることを特徴とする、請求項１に記載の無段変速機用金属エレメントの製造方法が提案される。
【０００９】
なお、実施の形態の第３凹部２４ａおよび第４凹部２４ｂは本発明のボディ部の凹部に対応し、実施の形態の第２凹部２６ａは本発明のイヤー部の凹部に対応し、実施の形態のカウンタパンチ４７およびメインパンチ４９は本発明の金型に対応し、実施の形態の第１傾斜面成形部４７ｂおよび第２傾斜面成形部４７ｃは本発明の傾斜面成形部に対応する。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１の構成によれば、金属エレメント素材の傾斜面対応部と金型の傾斜面成形部とは相互に平行であって隙間なく当接するので、金属エレメントを成形するのに必要なプレス荷重を最小限に抑えて金型の耐久性を高めることができ、しかも金属エレメントのイヤー部およびボディ部の両方の後面に金型によるプレス加工で凹部が形成されるので、両凹部の大きさを調整して金型の径方向内外のプレス荷重の配分を変化させることで、金型の傾きを防止して金属エレメントの径方向内外の板厚差を減少させることができる。
【００１１】
また請求項２の構成によれば、金型によりプレス加工される金属エレメント素材のネック部対応部の前面または後面に予め素材凹部が形成されるので、金型の凸部が金属エレメント素材の素材凹部を空打ちすることで、あるいは金型の凸部が金属エレメント素材をプレスして押し出した材料が素材凹部に流入することでプレス荷重を低減して金型の耐久性を高めるとともに、プレス荷重の低減分により金型にモーメントを発生させて金属エレメントの径方向内外の板厚差をコントロールすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】ベルト式無段変速機の全体構成を示す図。（第１の実施の形態）
【図２】金属ベルトおよび金属エレメントの斜視図。（第１の実施の形態）
【図３】金属エレメントの単品図。（第１の実施の形態）
【図４】図３（Ｂ）の拡大図。（第１の実施の形態）
【図５】金属エレメント素材の斜視図。（実施の形態）
【図６】打ち抜き加工装置および金属エレメント素材の断面図。（第１の実施の形態）
【図７】図６に対応する作用説明図。（第１の実施の形態）
【図８】図６に対応する作用説明図。（第１の実施の形態）
【図９】金属エレメントの位置ずれ時の作用説明図。（第１の実施の形態）
【図１０】金属エレメントのプレス加工時の作用説明図。（第２の実施の形態）
【図１１】図３に対応する図。（第３の実施の形態）
【発明を実施するための形態】
【第１の実施の形態】
【００１３】
以下、図１〜図９に基づいて本発明の第１の実施の形態を説明する。
【００１４】
図１は自動車に搭載されたベルト式無段変速機Ｔの概略構造を示すもので、ベルト式無段変速機Ｔはエンジンに接続されるドライブシャフト１１と、駆動輪に接続されるドリブンシャフト１２とを備えており、ドライブシャフト１１に設けたドライブプーリ１３とドリブンシャフト１２に設けたドリブンプーリ１４とに無端状の金属ベルト１５が巻き掛けられる。ドライブプーリ１３は、ドライブシャフト１１に固設された固定側プーリ半体１６と、この固定側プーリ半体１６に対して接離可能な可動側プーリ半体１７とを備えており、可動側プーリ半体１７は油室１８に作用する油圧で固定側プーリ半体１６に向けて付勢される。ドリブンプーリ１４は、ドリブンシャフト１２に固設された固定側プーリ半体１９と、この固定側プーリ半体１９に対して接離可能な可動側プーリ半体２０とを備えており、可動側プーリ半体２０は油室２１に作用する油圧で固定側プーリ半体１９に向けて付勢される。
【００１５】
図２〜図４に示すように、金属ベルト１５は左右一対の金属リング２２に多数の金属エレメント２３を支持したもので構成される。本明細書において、金属ベルト１５が走行する方向を前後方向の前方と定義し、金属ベルト１５がドライブプーリ１３およびドリブンプーリ１４に巻き付いた状態で、ドライブプーリ１３およびドリブンプーリ１４の外周側を径方向の外側と定義し、前後方向および径方向に直交する方向を左右方向と定義する。また金属エレメント２３の素材となる金属エレメント素材２３′（図５参照）と、金属エレメント素材２３′から金属エレメント２３を成形および打ち抜きする打ち抜き加工装置４１（図６参照）とについても、金属エレメント２３の前後方向、径方向および左右方向に対応する方向を、それらの前後方向、径方向および左右方向と定義する。
【００１６】
金属エレメント素材２３′から製造された金属エレメント２３は、左右方向に延びるボディ部２４と、ボディ部２４の左右方向中央から径方向外側に延びるネック部２５と、ネック部２５の径方向外端に接続される略三角形のイヤー部２６とを備えており、ボディ部２４、ネック部２５およびイヤー部２６間に左右方向外側に開放して金属リング２２が嵌合する一対のリングスロット２７が形成される。リングスロット２７に臨むボディ部２４の径方向外端には金属リング２２の内周面が着座するサドル面２８が形成され、ボディ部２４の前面の径方向外端には左右方向に延びるロッキングエッジ２９が形成され、ボディ部２４の前面にはロッキングエッジ２９から径方向内向きかつ後向きに傾斜する傾斜面３０が形成される。ロッキングエッジ２９はサドル面２８の前縁と重なっており、従ってロッキングエッジ２９はボディ部２４の前面の径方向外端に位置している。
【００１７】
金属エレメント２３のボディ部２４の左右両端には、ドライブプーリ１３およびドリブンプーリ１４のＶ面に当接するプーリ当接面３１が形成される。また金属エレメント２３のイヤー部２６の前面には、イヤー部２６の後面に形成した円錐台状のホール３３に嵌合可能な円錐台状のノーズ３２が形成される。
【００１８】
金属エレメント２３の傾斜面３０は、ロッキングエッジ２９から第１傾斜角θ１で径方向内向きかつ後向きに傾斜する第１傾斜面３０ａと、第１傾斜面３０ａの径方向内端から第２傾斜角θ２で径方向内向きかつ後向きに傾斜する第２傾斜面３０ｂとからなり、ボディ部２４の前後方向板厚は傾斜面３０の範囲で径方向内側に向かって次第に薄くなる。
【００１９】
また金属エレメント２３のネック部２５の後面には平坦な第１凹部２５ａが形成されるとともに、金属エレメント２３のイヤー部２６の後面における左右方向中央部には平坦な第２凹部２６ａが形成される。第１凹部２５ａおよび第２凹部２６ａは同じ深さを有して相互に連続する。第１凹部２５ａの径方向内端とリングスロット２７の後縁とは径方向に整列する。更に、金属エレメント２３のボディ部２４の後面の径方向内端の左右方向中央部には矩形状の第３凹部２４ａが形成される。
【００２０】
ボディ部２４の前後方向板厚はロッキングエッジ２９の位置において最大板厚ｔ１となり、この最大板厚ｔ１はイヤー部２６の第２凹部２６ａ以外の部分である平坦部２６ｂの前後方向板厚ｔ２と一致する。またネック部２５の第１凹部２５ａの部分の板厚と、イヤー部２６の第２凹部２６ａの部分の板厚とは、前記最大板厚ｔ１，ｔ２よりも第１凹部２５ａおよび第２凹部２６ａの深さ分だけ小さいｔ３となる。
【００２１】
従って、ドライブプーリ１３からドリブンプーリ１４に向かって直線状に延びる金属ベルト１５の弦部において、後側の金属エレメント２３のイヤー部２６の前面が前側の金属エレメント２３のイヤー部２６の平坦部２６ｂに当接し、後側の金属エレメント２３のロッキングエッジ２９が前側の金属エレメント２３のボディ部２４の上端（サドル面２８の後縁）に当接する。また前側の金属エレメント２３の後面に対して、後側の金属エレメント２３はロッキングエッジ２９を支点として揺動可能であり、これにより金属ベルト１５はドライブプーリ１３およびドリブンプーリ１４に巻き付くことができる。
【００２２】
図５に示すように、金属エレメント２３を製造する際の素材となる金属エレメント素材２３′は、長手方向に一定断面を有するように圧延加工された帯状の金属板からなる。金属エレメント素材２３′は、金属エレメント２３のイヤー部２６、ネック部２５およびボディ部２４にそれぞれ対応する、イヤー部対応部２６′、ネック部対応部２５′およびボディ部対応部２４′を備える。金属エレメント素材２３′のネック部対応部２５′の前面には、金属エレメント素材２３′の長手方向に沿って溝状に延びる素材凹部３４が形成される。素材凹部３４は、金属エレメント２３のネック部２５の第１凹部２５ａの前方に位置している。
【００２３】
イヤー部対応部２６′はイヤー部２６の平坦部２６ｂの板厚ｔ２と略同じ一定の板厚を有しており、ネック部対応部２５′はそれよりも素材凹部３４の深さ分だけ小さいネック部２５の板厚ｔ３と略同じ一定の板厚を有している。ボディ部対応部２４′はロッキングエッジ２９に対応する位置でボディ部２４の最大板厚ｔ１と略同じ板厚を有しており、そこから径方向内側に向かって板厚が減少する。すなわち、金属エレメント素材２３′のボディ部対応部２４′の傾斜面対応部３０′は、ロッキングエッジ対応部２９′から第１傾斜角θ１で径方向内向きかつ後向きに傾斜する第１傾斜面対応部３０ａ′と、第１傾斜面対応部３０ａ′の径方向内端から第２傾斜角θ２で径方向内向きかつ後向きに傾斜する第２傾斜面対応部３０ｂ′とからなる。
【００２４】
以上のように、金属エレメント素材２３′の断面形状は、イヤー部２６のノーズ３２およびホール３３に対応する部分と、ネック部２５の第１凹部２５ａに対応する部分と、イヤー部２６の第２凹部２６ａに対応する部分とを持たず、かつ素材凹部３４を持つ点で金属エレメント２３の断面形状と異なっている。
【００２５】
図６に示すように、金属エレメント素材２３′から金属エレメント２３を打ち抜き加工する打ち抜き加工装置４１は、枠体４２の下部に固定された下側ダイ４３と、枠体４２の上部に昇降自在に支持されてダイ駆動シリンダ４４で昇降駆動される上側ダイ４５と、下側ダイ４３に形成した上面開放の凹部４３ａに嵌合してカウンタパンチ駆動シリンダ４６で昇降駆動されるカウンタパンチ４７と、上側ダイ４５に形成した下面開放の凹部４５ａに嵌合してメインパンチ駆動シリンダ４８で昇降駆動されるメインパンチ４９とを備える。
【００２６】
カウンタパンチ４７およびメインパンチ４９の輪郭形状は、金属エレメント２３の輪郭形状と同じであり、カウンタパンチ４７には金属エレメント２３のノーズ３２を成形するためのノーズ成形部４７ａと、金属エレメント２３の第１傾斜面３０ａを成形するための第１傾斜面成形部４７ｂと、金属エレメント２３の第２傾斜面３０ｂを成形するための第２傾斜面成形部４７ｃとが形成され、メインパンチ４９には金属エレメント２３のホール３３を成形するためのホール成形部４９ａと、金属エレメント２３のネック部２５の第１凹部２５ａを成形するための第１凹部成形部４９ｂと、金属エレメント２３のイヤー部２６の第２凹部２６ａを成形するための第２凹部成形部４９ｃと、金属エレメント２３のボディ部２４の第３凹部２４ａを成形するための第３凹部成形部４９ｄとが形成される。金属エレメント２３の第１凹部２５ａおよび第２凹部２６ａは連続するように形成されるため、メインパンチ４９の第１凹部成形部４９ｂおよび第２凹部成形部４９ｃも連続するように形成される。
【００２７】
カウンタパンチ４７の第１傾斜面成形部４７ｂおよび第２傾斜面成形部４７ｃは、それぞれ金属エレメント素材２３′の第１傾斜面対応部３０ａ′および第２傾斜面対応部３０ｂ′と平行であり、第１傾斜面成形部４７ｂおよび第１傾斜面対応部３０ａ′は共に第１傾斜角θ１だけ傾斜し、第２傾斜面成形部４７ｃおよび第２傾斜面対応部３０ｂ′は共に第２傾斜角θ２だけ傾斜する。よって、金属エレメント２３をプレス成形するとき、カウンタパンチ４７の第１傾斜面成形部４７ｂおよび第２傾斜面成形部４７ｃは、それぞれ金属エレメント素材２３′の第１傾斜面対応部３０ａ′および第２傾斜面対応部３０ｂ′に隙間なく当接する。
【００２８】
次に、上記構成を備えた金属エレメント２３の形状による作用効果を説明する。
【００２９】
ドライブプーリ１３およびドリブンプーリ１４に巻き掛けられた金属ベルト１５は、ドライブプーリ１３からドリブンプーリ１４に向かって直線状に延びる弦部の押し力により駆動力を伝達する。弦部では金属エレメント２３が相互に平行に整列するのに対し、金属ベルト１５がプーリ１３，１４に巻き付く巻き付き部では、金属エレメント２３がプーリ１３，１４の軸線を中心とする放射状に姿勢を変更するため、隣接する金属エレメント２３の径方向外端の間隔が広がり、径方向内端の間隔が狭まるように相対的に揺動する。その際に、前側の金属エレメント２３の後面に当接する後側の金属エレメント２３のロッキングエッジ２９が支点となり、前後の金属エレメント２３がノーズ３２およびホール３３間の隙間の範囲で相対的にピッチング（前後方向の揺動）することで、前記姿勢を変更が許容される。
【００３０】
また本実施の形態の金属エレメント２３は、そのロッキングエッジ２９がサドル面２８の前端に形成されており、ロッキングエッジ２９の径方向高さとサドル面２８の径方向高さとが一致しているため、巻き付き部で金属エレメント２３がピッチングしたときに、隣接する金属エレメント２３のサドル面２８どうしが前後方向に離間することが防止され、サドル面２５と金属リング２２の内周面との間に滑りが発生して動力伝達効率が低下することが回避される。仮に、ロッキングエッジ２９がサドル面２８よりも径方向内側に設けられていると、巻き付き部で金属エレメント２３がピッチングしたときに、隣接する金属エレメント２３のサドル面２８どうしが前後方向に離間するため、サドル面２８と金属リング２２の内周面との間に滑りが発生するだけでなく、金属リング２２が引き伸ばされるために動力伝達効率が低下することになる。
【００３１】
ところで、隣接する金属エレメント２３は、後側の金属エレメント２３のノーズ３２が前側の金属エレメント２３のホール３３に嵌合し、かつサドル面２８を径方向内側に押圧する金属リング２２の張力で位置を規制されているが、ノーズ３２およびホール３３間には隙間があるため、弦部において金属エレメント２３が径方向に位置ずれすることが避けられない。
【００３２】
図９は本実施の形態の金属エレメント２３が径方向に位置ずれしたときの作用を示すものである。図９（Ａ）、（Ｂ）は後側の金属エレメント２３が前側の金属エレメント２３に対して径方向内側に位置ずれした状態を示しており、この場合には第１、第２凹部２５ａ，２６ａは機能しないが、後側の金属エレメント２３のロッキングエッジ２９の全長が前側の金属エレメント２３のボディ部２４の後面に当接するため、ネック部２５の曲げは発生せず、駆動力の伝達効率が低下することはない。
【００３３】
一方、図９（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、後側の金属エレメント２３が前側の金属エレメント２３に対して径方向外側に位置ずれした場合には、後側の金属エレメント２３のロッキングエッジ２９の幅方向中央部が前側の金属エレメント２３のネック部２５の後面の第１、第２凹部２５ａ，２６ａに進入することで、後側の金属エレメント２３のボディ部２４の幅方向中央の傾斜面３０が第１、第２凹部２５ａ，２６ａの径方向内縁に摺接しながら、後側の金属エレメント２３は径方向外側に移動しつつ、前側の金属エレメント２３に接近するように前方に移動することができる。
【００３４】
このように、後側の金属エレメント２３が径方向外側に移動しながら前側の金属エレメント２３に接近するように前方に移動することで、後側の金属エレメント２３の傾斜面３０の幅方向両端部と、前側の金属エレメント２３のサドル面２８の後端との当接が維持されるため、傾斜面３０の幅方向全長で駆動力を伝達することが可能になり、ネック部２５がボディ部２４に接続する部分に加わる曲げ荷重が減少してネック部２５の曲げが抑制されることで、駆動力の伝達効率の低下が最小限に抑えられる。
【００３５】
また第１、第２凹部２５ａ，２６ａを挟むイヤー部２５の後面の幅方向両端の平坦部２６ｂがボディ部２４の後面と同じ高さに整列するため、金属エレメント２３がドライブプーリ１３およびドリブンプーリ１４間の弦部にあるとき、前側の金属エレメント２３および後側の金属エレメント２３はロッキングエッジ２９において当接するだけでなく、後側の金属エレメント２３はイヤー部２６の平坦部２６ｂにおいても前側の金属エレメント２３の後面に当接する。その結果、弦部上にあって径方向に位置ずれしていない金属エレメント２３は、イヤー部２６の一対の平坦部２６ｂおよびロッキングエッジ２９の３カ所で当接することで、ピッチングすることなく相互に平行に整列して安定した姿勢を維持することができる。
【００３６】
なお、図９（Ｃ）、（Ｄ）に示すように、後側の金属エレメント２３が前側の金属エレメント２３に対して径方向外側に位置ずれし、後側の金属エレメント２３のロッキングエッジ２９が前側の金属エレメント２３のリングスロット２および第１、第２凹部２５ａ，２６ａ内に進入するように前方に移動したとき、後側の金属エレメント２３のイヤー部２６は前側の金属エレメント２３のイヤー部２６の平坦部２６ｂと干渉して前方に移動できないため、後側の金属エレメント２３の径方向外端が後方に倒れようとする。しかしながら、イヤー部２６の平坦部２６ｂは第２凹部２６ａとの接続部において前方に容易に弾性変形可能であるため、後側の金属エレメント２３のロッキングエッジ２９の前方への移動に追従し、前側の金属エレメント２３のイヤー部２６の平坦部２６ｂが前方に弾性変形することで、隣接する前後の金属エレメント２３は相互に平行な位置関係を維持することができる。
【００３７】
次に、金属エレメント２３の製造工程における作用効果を説明する。
【００３８】
図６に示すように、予め製造した金属エレメント素材２３′を打ち抜き加工装置４１の下側ダイ４３およびカウンタパンチ４７の上に載置する。続いて、図７に示すように、ダイ駆動シリンダ４４で上側ダイ４５を下降させ、下側ダイ４３および上側ダイ４５間に金属エレメント素材２３′を挟んで固定した後、メインパンチ駆動シリンダ４８でメインパンチ４９を下降させ、カウンタパンチ４７およびメインパンチ４９間に金属エレメント素材２３′を挟んでプレス加工する。
【００３９】
その結果、カウンタパンチ４７のノーズ成形部４７ａおよびメインパンチ４９のホール成形部４９ａにより金属エレメント２３のノーズ３２およびホール３３が成形され、カウンタパンチ４７の第１傾斜面成形部４７ｂおよび第２傾斜面成形部４７ｃで金属エレメント２３の第１傾斜面３０ａおよび第２傾斜面３０ｂ（すなわち金属エレメント素材２３′ｂの第１傾斜面対応部３０ａ′および第２傾斜面対応部３０ｂ′）が成形され、かつメインパンチ４９の第１凹部成形部４９ｂ、第２凹部成形部４９ｃおよび第３凹部成形部４９ｄでそれぞれ金属エレメント２３の第１凹部２５ａ、第２凹部２６ａおよび第３凹部２４ａが成形される。
【００４０】
このとき、カウンタパンチ４７の第１傾斜面成形部４７ｂおよび第２傾斜面成形部４７ｃは、それぞれ金属エレメント素材２３′の第１傾斜面対応部３０ａ′および第２傾斜面対応部３０ｂ′に隙間なく当接するため、カウンタパンチ４７によりプレスされて流れる材料の肉の量を最小限に抑えてプレス荷重を低減することができる。
【００４１】
またメインパンチ４９の第１凹部成形部４９ｂでプレスされた金属エレメント素材２３′のネック部対応部２５′の肉は、ネック対応部２５′の前面に予め形成された素材凹部３４に押し出され、プレス完了後の金属エレメント２３のネック部２５の前面は平坦になる。
【００４２】
このようにして金属エレメント２３のプレス成形が完了すると、図８に示すように、下側ダイ４３および上側ダイ４５に対して、カウンタパンチ４７およびメインパンチ４９をカウンタパンチ駆動シリンダ４６およびメインパンチ駆動シリンダ４８で相対的に下降させることにより、金属エレメント素材２３′から金属エレメント２３を打ち抜き加工する。
【００４３】
ところで、図７に示すように、メインパンチ駆動シリンダ４８でメインパンチ４９を下降させ、カウンタパンチ４７およびメインパンチ４９間に金属エレメント素材２３′を挟んでプレス加工するとき、径方向外側に位置するメインパンチ４９の第２凹部成形部４９ｃが金属エレメント素材２３′から反力を受けることで、カウンタパンチ４７が矢印Ａ方向に傾いてしまい、ボディ部２４の最大板厚ｔ１がイヤー部２６の平坦部２６ｂの板厚ｔ２よりも小さくなってしまう場合がある。
【００４４】
しかしながら、本実施の形態によれば、径方向内側に位置するメインパンチ４９の第３凹部成形部４９ｄが金属エレメント素材２３′から反力を受けることで、カウンタパンチ４７を矢印Ｂ方向に傾けようとする反力モーメントが発生し、第２凹部成形部４９ｃにより発生するモーメントおよび第３凹部成形部４９ｄにより発生するモーメントが相殺することで、メインパンチ４９およびカウンタパンチ４７が平行状態に維持され、ボディ部２４の最大板厚ｔ１とイヤー部２６の平坦部２６ｂの板厚ｔ２との板厚差が減少する。
【００４５】
しかもメインパンチ４９の第１凹部成形部４９ｂで金属エレメント２３のネック部２５の第１凹部２５ａをプレス加工するとき、金属エレメント素材２３′のネック部対応部２５′の肉が金属エレメント素材２３′の素材凹部３４に押し出されるため、その分だけプレス加工時の荷重が低減して打ち抜き加工装置４１の耐久性が向上する。
【００４６】
以上のように、本実施の形態によれば、金属エレメント２３のネック部２５を挟んで径方向外側のイヤー部２６に第２凹部成形部４９ｃにより第２凹部２６ａを形成するとともに、径方向内側のボディ部２４に第３凹部成形部４９ｄにより第３凹部２４ａを形成するので、第２凹部２６ａおよび第３凹部２４ａの大きさを調整してメインパンチ４９の径方向内外のプレス荷重の配分を変化させることで、メインパンチ４９の傾きを防止して金属エレメント２３の径方向内外の板厚差を減少させることができる。また金属エレメント素材２３′の素材凹部３４により第１凹部成形部４９ｂのプレス荷重が低減することで、そのプレス荷重の低減分によりメインパンチ４９にモーメントを発生させて金属エレメントの径方向内外の板厚差を一層精度良くコントロールすることができる。
【第２の実施の形態】
【００４７】
次に、図１０に基づいて本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００４８】
第１の実施の形態は、金属エレメント素材２３′のネック部対応部２５′の前面に素材凹部３４を形成し、ネック部２５の後面に第１凹部２５ａをプレス加工する際のプレス荷重を低減しているが、第２の実施の形態は、金属エレメント素材２３′のネック部対応部２５′の後面に素材凹部３４を形成することでプレス荷重を低減している。この場合、メインパンチ４９の第１凹部成形部４９ｂは金属エレメント素材２３′の素材凹部３４を空打ちして第１凹部２５ａを成形するため、第１の実施の形態に比べてプレス荷重を更に低減することができる。
【第３の実施の形態】
【００４９】
次に、図１１に基づいて本発明の第３の実施の形態を説明する。
【００５０】
第３の実施の形態は、金属エレメント２３のボディ部２４の後面の凹部の構成が第１の実施の形態と異なっている。すなわち、第１の実施の形態の第２凹部２６ａはイヤー部２６の左右方向中央部を径方向内外に横断するように形成されているが、本実施の形態の第２凹部２６ａは、ホール２３の周囲を取り囲むように環状に形成されている。更に、第３の実施の形態は、ボディ部２４の径方向外端近傍に左右方向に延びる溝状の第４凹部２４ｂを備えている。ネック部２５よりも径方向内側に位置する第３凹部２４ａおよび第４凹部２４ｂにより発生するモーメントは、ネック部２５よりも径方向外側に位置する第２凹部２６ａにより発生するモーメントを相殺し、メインパンチ４９の傾きを防止するように機能する。
【００５１】
以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。
【００５２】
例えば、第１凹部２５ａ、第２凹部２６ａ、第３凹部２４ａおよび第４凹部２４ｂの位置、形状、数等は実施の形態で説明したものに限定されず、種々の設計変更が可能である。
【符号の説明】
【００５３】
２２        金属リング
２３        金属エレメント
２３′      金属エレメント素材
２４        ボディ部
２４ａ      第３凹部（ボディ部の凹部）
２４ｂ      第４凹部（ボディ部の凹部）
２５        ネック部
２５´      ネック部対応部
２６        イヤー部
２６ａ      第２凹部（イヤー部の凹部）
２７        リングスロット
２８        サドル面
２９        ロッキングエッジ
３０        傾斜面
３０′      傾斜面対応部
３４        素材凹部
４７        カウンタパンチ（金型）
４７ｂ      第１傾斜面成形部（傾斜面成形部）
４７ｃ      第２傾斜面成形部（傾斜面成形部）
４９        メインパンチ（金型）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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