(57)【要約】【課題】懸架時、熱処理時に金属リングに生じうる変形を抑制する無段変速機の熱処理装置を提供する。【解決手段】略円形の金属リング１に内周側から当接する当接部１２ａ、１２ｂを介して、第１部位１０と第２部位１１とによって金属リング１に張力を与えて長円形状に変形させて金属リング１を保持し、第１部位１０と第２部位１１とによって保持された金属リング１を懸架治具３の内側へ、水平に搬送し、懸架治具３に水平方向に懸架する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄板を略円形のリング状に加工したリング部材を熱処理する無段変速機ベルトリングの熱処理装置において、
前記リング部材に内周側から当接する当接部を有し、前記当接部を介して前記リング部材を長円に変形させることによって、前記リング部材を保持する広げ部位と、
前記リング部材を水平方向に懸架する懸架治具と、
前記広げ部位によって保持したリング部材を前記広げ部位とともに前記懸架治具の内側へ、水平方向に搬送する搬送装置と、を備えることを特徴とする無段変速機ベルトリングの熱処理装置。
【請求項２】
前記懸架治具は、保持部を有する少なくとも４本の支柱を備え、
前記懸架治具は、前記少なくとも４本の支柱の前記保持部によって前記リング部材の外周面側から前記リング部材を懸架することを特徴とする請求項１に記載の無段変速機ベルトリングの熱処理装置。
【請求項３】
前記当接部は、前記略円形のリング状に加工したリング部材よりも大きい曲率を有することを特徴とする請求項１または２に記載の無段変速機ベルトリングの熱処理装置。
【請求項４】
前記当接部は、前記リング部材の幅方向に設けたクラウニングと略同一形状のクラウニングを有することを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の無段変速機ベルトリングの熱処理装置。
【請求項５】
前記広げ部位によって、前記リング部材に張力を掛けた時に、前記張力を掛けた方向と交差する方向における前記リング部材の外周面間の距離は、この方向と同方向の前記懸架治具の支柱間の距離よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の無段変速機ベルトリングの熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は無段変速機ベルトリングの熱処理装置に関するものであり、特に無段変速機に使用する金属リングを熱処理する熱処理装置の金属リング懸架部に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
金属リングを熱処理、例えば窒化処理する際には、金属リングを熱処理する前段階として、熱処理に使用する治具に金属リングを懸架する。従来においては、金属リングを治具に懸架する場合に、金属リングの内側が治具に懸架されるようにし、上下のストッパで金属リングを固定するものが特許文献１に開示されている。
【特許文献１】特開２００２−１６１３１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、上記の発明は、治具の外側から、金属リングの内側が治具に懸架されるように金属リングに張力を掛けて懸架し、上下のストッパで金属リングを固定するので、金属リングに掛かる張力が大きくなる。そのため、治具に金属リングを懸架する時、または例えば窒化処理などの熱処理を行った場合に、金属リングが変形し、または金属リングの表面に傷が付き、金属リングの強度が低下し、無段変速機のベルトの性能が低下するといった問題点がある。
【０００４】
本発明はこのような問題点を解決するために発明されたもので、懸架時、熱処理時おける金属リングの変形、金属リングの表面に傷が付くことによる金属リングの強度低下を抑制し、無段変速機の金属ベルトの性能低下を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、薄板を略円形のリング状に加工したリング部材を熱処理する無段変速機ベルトリングの熱処理装置において、リング部材に内周側から当接する当接部を有し、当接部を介してリング部材を長円に変形させることによって、リング部材を保持する広げ部位と、リング部材を水平方向に懸架する懸架治具と、広げ部位によって保持したリング部材を広げ部位とともに懸架治具の内側へ、水平方向に搬送する搬送装置と、を備える。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によると、略円形のリング状に加工したリング部材を、当接部によって長円に変形させてリング部材を保持し、懸架治具の内側まで搬送することで、懸架時、熱処理時における金属リングの変形、金属リングの表面に傷が付くことを抑制し、無段変速機の金属ベルトの性能低下を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の実施形態の構成を図１、２を用いて説明する。図１、２は、無段変速機で使用する金属リングを熱処理する際に使用する熱処理装置の金属リング懸架部を示す図であり、金属リングは、詳しくは図示しないが、金属リング懸架部によって懸架された後に、熱処理される。図１は金属リング懸架部の正面図であり、図２は上面図である。
【０００８】
この金属リング懸架部は、金属リング１を搬送するベルトコンベア２と、金属リング１に張力を与えて保持する広げ部位９と、金属リング１を懸架する懸架治具３と、広げ部位９によって保持した金属リング１を懸架治具３へ搬送する搬送装置４と、を備える。
【０００９】
金属リング１は、薄板を略円形のリング形状に加工した部材であり、無段変速機の金属ベルトに用いられる。金属ベルトは、例えば１２枚の金属リング１を積層して構成され、２つの金属ベルトによって、各プーリと接触する金属エレメントを挟持する。なお、金属リング１は、幅方向においてクラウニングが設けられている。
【００１０】
ベルトコンベア２は第１ライン５と、第１ライン５と対峙し、かつ第１ライン５に対して平行に設けた第２ライン６と、を備える。第１ライン５と第２ライン６とは同一の方向へ相対速度が略ゼロとなるように動き、第１ライン５と第２ライン６とによって支持する金属リング１を搬送準備位置３０まで搬送する。
【００１１】
搬送装置４、広げ部位９について図３〜図５を用いて説明する。図３は搬送装置４、広げ部位９の上面拡大図であり、図４は広げ部位９付近の背面拡大図であり、図５は図３のＡ−Ａ断面図である。
【００１２】
広げ部位９は、第１ライン５と第２ライン６との間を昇降するリフト８によって、搬送準備位置３０から上方に押し上げられた金属リング１を、周長を保ちつつ内周側から所定の方向へ長くする第１部位１０と第２部位１１とを備える。
【００１３】
第１部位１０と第２部位１１とは、略円形の金属リング１よりも曲率が大きい当接部１２ａ、１２ｂを備える。第１部位１０と第２部位１１とは或る点（図３、４中ａ点、以下、これを点ａとする）を中心に、点対称となるように移動する。つまり、第１部位１０と第２部位１１との距離が最小となる位置（以下、初期位置とする）から、第１部位１０と第２部位１１とは１８０°反対の方向へ同じ距離だけ移動する。また、初期位置へ戻る場合も同様に移動する。第１部位１０と第２部位１１とが初期位置から移動すると、第１部位１０と第２部位１１の当接部１２ａ、１２ｂが金属リング１の内周面に当接し、その後さらに移動すると金属リング１を第１部位１０と第２部位１１とによる張力によって保持する（以下、第１部位１０と第２部位１１との張力によって金属リング１を保持することをクランプという）。図３において、金属リング１をクランプする場合の第１部位１０と第２部位１１との位置を一点鎖線で示す。
【００１４】
金属リング１をクランプすることにより、金属リング１は、同一の周長を保ちつつ、長円形状に変形する。この実施形態では、第１部位１０と第２部位１１とによって金属リング１に張力が掛かる方向、つまり第１部位１０と第２部位１１とが移動する方向に長くなり、第１部位１０と第２部位１１とが移動する方向と直交する方向に短くなり、金属リング１は長円形状に変形する。この実施形態において、長円形状とは、楕円形状または平行する２つの直線の端部を半円によってそれぞれ接続して形成される小判形状などをいい、円形状と比較して、張力が掛かることによって、張力が掛かる方向へ長くなった形状をいう。
【００１５】
当接部１２ａ、１２ｂは、図５に示すようにクラウニングを有しており、金属リング１のクラウニングと同一形状である。この形状により当接部１２ａ、１２ｂが、金属リング１のクラウニングに沿って当接し、当接部１２ａ、１２ｂと、金属リング１の内周面と、の接触面積を大きくすることができ、搬送装置４によって金属リング１を搬送する際の金属リング１の落下を防止し、また金属リング１の表面に傷が付くことを抑制することができる。また、熱処理を行う前の金属リング１の硬度は、さほど大きくないので、当接部１２ａ、１２ｂによってクランプすると、金属リング１が変形するおそれがあるが、当接部１２ａ、１２ｂのクラウニングを金属リング１のクラウニングと同一形状とすることで、金属リング１のクラウニングに与える影響を極力小さくすることができ、クラウニングの変形を抑制することができる。
【００１６】
搬送装置４は、第１部位１０と第２部位とによってクランプした金属リング１を、第１部位１０と第２部位とともに懸架治具３まで搬送し、また、懸架治具３に金属リング１を懸架した後に、第１部位１０と第２部位とを懸架治具３から取り出す。搬送装置４が移動する方向は、第１部位１０、第２部位が移動する方向と同一方向である。
【００１７】
ここで懸架治具３について、図６〜８を用いて詳しく説明する。図６は懸架治具３の正面図であり、図７は懸架治具３の上面図である。また、図８は図６のＡ部分の概略拡大図である。なお、図７においては、懸架治具３内に搬送された第１部位１０、第２部位１１および金属リング１を説明のため図示し、第１部位１０と第２部位１１とが金属リング１をクランプしている状態を破線で示し、クランプを解除している状態を一点鎖線で示す。
【００１８】
懸架治具３は、上プレート２０と、下プレート２１と、上下プレート間に設けた支柱２２ａ〜２２ｆと、を備える。４本の支柱２２ａ〜２２ｄは上面から見た場合に、長方形（図７中、点線）の頂点となる箇所を通るように、かつ各支柱２２ａ〜２２ｄが平行に設けられる。なお、支柱２２ａ〜２２ｄは長方形の頂点に位置するように配置されることが望ましい。
【００１９】
長方形の長辺を形成する支柱２２ａと支柱２２ｂとの間、支柱２２ｃと支柱２２ｄとの間に、さらに支柱２２ｅ、２２ｆを設ける。支柱２２ｅ、２２ｆは、長方形の長辺を形成する支柱２２ａと支柱２２ｂ、支柱２２ｃと支柱２２ｄよりも外側に設けられ、特に支柱２２ａと支柱２２ｂとの中間地点、支柱２２ｃと支柱２２ｄとの中間地点となる箇所より外側に設けられる。また、長方形の短辺を形成する支柱２２ａと支柱２２ｄ間の距離ｘ１は、第１部位１０と第２部位１１とによってクランプされた金属リング１の外周面間の距離ｘ２よりも大きく設定される。懸架治具３は、搬送装置４によって支柱２２ａ、２２ｄの間から搬入された金属リング１を、金属リング１の外周面側から支柱２２ａ〜２２ｆによって懸架する。
【００２０】
懸架治具３に懸架された金属リング１は、例えば窒化処理などの熱処理が行われる。熱処理が行われると、金属リング１に歪みが生じる場合がある。歪みは支柱２２ａ〜２２ｆを支点として生じ、この歪みは支柱間の距離が大きい程生じ易い。そのため、この実施形態では支柱間の距離が比較的大きくなる支柱２２ａと支柱２２ｂとの間、支柱２２ｃと支柱２２ｄとの間に、さらに支柱２２ｅ、２２ｆを設けることで、歪みを抑制することができ、特に金属リング１のクラウニングの形状を安定させてることができる。これによって、金属リング１を積層して金属ベルトを形成した場合に、金属ベルトの強度低下を防止し、無段変速機の金属ベルトの性能を良くすることができる。
【００２１】
支柱２２ａ〜２２ｆは、円柱部２３と、金属リング１の外周面の端部に当接することで金属リング１を懸架する保持部（支持具）２４と、を備える。保持部２４は、円柱部２３から突出し、円柱部２３と同心円の突出部２５と、突出部２５の両側の円柱部２３から突出部２５へ向けて拡径して形成されるテーパ部２６と、を備える。なお、この実施形態では、円柱部２３近辺のテーパ部の一部を取り除くことで、軽量化を図っている。
【００２２】
懸架治具３は、隣り合う保持部２４の向かい合うテーパ部２６が、金属リング１の外周面の端面に接触して外周面側から金属リング１を水平方向に懸架する。向かい合うテーパ部２６の角度θは、少なくとも６５°より大きい角度とする。この角度を大きくすることで金属リング１の変形などを抑制することができる。支柱２２ａ〜２２ｆの表面には、例えばチタン、窒化チタンなどのチタン化合物などによって表面処理が施され、これによって金属リング１の接触による支柱２２ａ〜２２ｆの摩耗を低減することができる。全ての支柱２２ａ〜２２ｆにおいて、保持部２４は等間隔で設けられ、複数の金属リング１を水平に懸架することができる。
【００２３】
保持部２４は、１つの無段変速機で使用される金属リング１、例えば２４枚を１つの懸架治具３で懸架可能に設けられる。また、検査用の金属リング１を懸架可能としてもよい。つまり、支柱２２ａ〜２２ｆは、保持部２４を１つの無段変速機で使用される金属リング１の数だけ、積層するようにして形成される。
【００２４】
無段変速機で使用される金属ベルトは、複数の金属リング１を積層して構成されるが、積層される金属リング１を１つの懸架治具３によって懸架することで、各金属リング１をほぼ等しい条件で熱処理することができ、熱処理の条件によって生じる各金属リング１の誤差を小さくすることができる。これによって、金属ベルトの強度低下を防止し、無段変速機の金属ベルトの性能を良くすることができる。また、積層する金属リング１の管理を容易に行うことができる。
【００２５】
また、無段変速機で使用される金属ベルトを、１つの懸架治具３によって懸架することで、熱処理後に１つの懸架治具３に、積層する金属リング１が揃っており、容易に金属リング１を積層することができ、作業効率を向上することができる。
【００２６】
なお、懸架治具３の支柱の本数、配置はこの実施形態に限られることはなく、熱処理時に金属リング１の変形を抑制するように設定、配置されればよい。
【００２７】
次に、この実施形態の金属リング１の懸架工程について図９のフローチャートを用いて説明する。
【００２８】
ステップＳ１００では、無段変速機の一組の金属ベルトを構成するために、周長を微調整された金属リング１が、ベルトコンベア２の最上流部に搬入される。なお、この実施形態では、一組の金属ベルトを構成するための金属リング１が、積層される順番に搬入される。
【００２９】
ステップＳ１０１では、第１ライン５と第２ライン６とによって金属リング１が搬送され、搬送準備位置３０よりも上流側の待機位置３１まで搬送されると、第１ライン５と第２ライン６とが一旦停止し、待機位置３１で金属リング１は保持される。
【００３０】
ステップＳ１０２では、前工程によって搬送準備位置３０にある金属リング１が、搬送準備位置３０から取り出されると、第１ライン５と第２ライン６とが再び動き、待機位置３１にある金属リング１が搬送準備位置３０まで搬送される。金属リング１が搬送準備位置３０まで搬送されると、第１ライン５と第２ライン６とを停止させる。
【００３１】
ステップＳ１０３では、リフト８を上昇させ、搬送準備位置３０にある金属リング１を搬送準備位置３０から垂直に押し上げる。リフト８は、第１ライン５と第２ライン６との間を昇降するので、リフト８は第１ライン５と第２ライン６と干渉することなく、金属リング１を搬送準備位置３０から押し上げることができる。また、第１ライン５と第２ライン６とによって、金属リング１を搬送するので、搬送準備位置３０まで、確実に金属リング１を搬送することができる。金属リング１は、押し上げられた金属リング１の内周面と、第１部位１０と第２部位１１のクラウニングを設けた当接部１２ａ、１２ｂと、が向かい合う位置まで押し上げられる。
【００３２】
ステップＳ１０４では、第１部位１０と第２部位１１とを、初期位置から第１部位１０と第２部位１１との距離が長くなるように移動させる。これにより、第１部位１０と第２部位１１のクラウニングを設けた当接部１２ａ、１２ｂが金属リング１の内周面に当接する。その後さらに第１部位１０と第２部位１１が移動することで、金属リング１は、第１部位１０と第２部位１１とによってクランプされる。第１部位１０と第２部位１１とによってクランプされると、略円形の金属リング１は、第１部位１０と第２部位１１とによって張力を掛ける方向、つまり、第１部位１０と第２部位１１の移動方向に長くなり、かつ第１部位１０と第２部位１１との移動方向と直交する方向に短くなり、長円形状となる。第１部位１０と第２部位１１とが金属リング１と同形状のクラウニングを有することで、金属リング１の脱落を防止することができる。また、第１部位１０と第２部位１１とによって金属リング１をクランプすると、リフト８を降下させる。
【００３３】
ステップＳ１０５では、搬送装置４によって、広げ部位９とともに金属リング１を移動させて、金属リング１を支柱２２ａと支柱２２ｄの間から懸架治具３に搬送する。支柱２２ａと支柱２２ｄとの距離ｘ１を第１部位１０と第２部位１１との幅ｘ２よりも大きくすることで、支柱２２ａと支柱２２ｄとの間を通って、広げ部位９によってクランプする金属リング１を懸架治具３の内側へ搬送することができる。
【００３４】
ステップＳ１０６では、広げ部位９と金属リング１が懸架治具３の所定の位置まで搬送されると、第１部位１０と第２部位１１とを初期位置まで移動させて、金属リング１のクランプを解除する。これによって、金属リング１は復元力によって元の略円形形状に戻ろうとするので、第１部位１０と第２部位１１との移動方向の金属リング１の長さが短くなり、第１部位１０と第２部位１１との移動方向に直交する方向の金属リング１の長さが長くなる。そのため、第１部位１０と第１部位１０との移動方向に直交する方向において、金属リング１の外周面の端部が支柱２２ａ〜２２ｆのテーパ部２６に当接し、金属リング１が楕円形状となって保持部２４によって懸架治具３に懸架される。所定の位置は、広げ部位９のａ点と、懸架治具３の支柱に懸架された楕円形状の金属リング１の中心点とが略一致する位置である。予め実験などによって、所定の位置を設定することで、金属リング１のクランプが解除されて金属リング１が支柱２２ａ〜２２ｆに接触した場合に、支柱２２ａ〜２２ｆからの反発力によって生じる金属リング１のずれを防ぐことができる。そのため金属リング１を懸架治具３に安定して懸架することができ、懸架治具３における金属リング１の脱落を抑制することができる。
【００３５】
ステップＳ１０７では、懸架治具３を所定量だけ鉛直方向下向きに移動させ、広げ部位９を懸架治具３から取り出し、搬送準備位置３０の上部まで移動させる。所定量は、次回の懸架工程において、金属リング１を懸架する懸架治具３位置となる量であり、懸架治具３の保持部２４の１ピッチ分である。
【００３６】
以上の工程を、１組のベルトを構成する金属リング１を懸架するまで繰り返す。また、１組のベルトを構成する金属リング１が懸架されると、懸架治具３を入れ替えて、上記工程を繰り返す。そして、懸架治具３に懸架した金属リング１を詳しくは図示しないが、熱処理部へ送り、例えば窒化処理などによって熱処理する。
【００３７】
本発明の実施形態の効果について説明する。
【００３８】
この実施形態では、無段変速機の金属ベルトに使用する金属リング１を、熱処理の際に使用する懸架治具３へ懸架する場合に、金属リング１の内周側から、当接部１２ａ、１２ｂを介し、第１部位１０と第２部位１１とによって金属リング１を長円形状に変形させてクランプし、搬送装置４によって懸架治具３の内側に搬送する。そして、金属リング１の外周面を懸架治具３によって懸架することで、懸架治具３に金属リング１を懸架する時、または熱処理を行う時の金属リング１の変形、または金属リング１の表面に傷が付くことを抑制することができ、金属リング１、すなわち金属ベルトの強度を強くすることができ、無段変速機の金属ベルトの性能を良くすることができる。
【００３９】
第１部位１０と第２部位１１との当接部１２を、金属リング１の幅方向に設けたクラウニングと略同一形状とすることで、金属リング１を搬送装置４によって搬送する際に、金属リング１の脱落を抑制し、金属リング１にかかる応力を分散することができ、金属リング１の表面の傷が生じることを抑制することができ、また、金属リング１のクラウニングの変形を抑制することができ、金属ベルトの強度を強くすることができ、無段変速機の金属ベルトの性能を良くすることができる。
【００４０】
第１部位１０と第２部位１１とが移動する方向と直交する方向の金属リング１の幅を、懸架治具３の支柱２２ａと支柱２２ｄとの間の距離よりも小さくすることで、クランプした金属リング１を懸架治具３の中に搬送することができる。
【００４１】
無段変速機の金属ベルトを構成する金属リング１を１つの懸架治具に懸架することで、熱処理の条件がほぼ等しい金属ベルトを得ることができ、無段変速機の金属ベルトの品質を向上させることができる。また、金属リング１を積層する際に、容易に積層することができ、作業効率を向上するさせることができる。
【００４２】
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その技術的思想の範囲内でなしうるさまざまな変更、改良が含まれることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施形態を示すリング懸架装置の正面図である。
【図２】本発明の実施形態を示すリング懸架装置の上面図である。
【図３】本発明の実施形態の搬送装置、広げ部位の拡大図である。
【図４】本発明の実施形態の広げ部位の背面図である。
【図５】図３におけるＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明の実施形態の懸架治具の正面図である。
【図７】本発明の実施形態の懸架治具の上面図である。
【図８】図６におけるＡ詳細図である。
【図９】本発明の実施形態の金属リング懸架工程を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４４】
１      金属リング（リング部材）
２      ベルトコンベア
３      懸架治具
４      搬送装置
９      広げ部位
１２ａ、１２ｂ    当接部
２２ａ〜２２ｆ    支柱
２４    保持部
【図４】
2008240086.tif 000003
【図８】
2008240086.tif 000004
【図１】
2008240086.tif 000005
【図２】
2008240086.tif 000006
【図３】
2008240086.tif 000007
【図５】
2008240086.tif 000008
【図６】
2008240086.tif 000009
【図７】
2008240086.tif 000010
【図９】
2008240086.tif 000011