(57)【要約】【課題】周長調整中にローラの回転軸の傾きを補正して、板幅方向における周長差を解消乃至最小にする。【解決手段】駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間で無端のフープ素材Ｗを周回させながら、従動ローラ１２を移動手段３０により変位させてフープ素材Ｗを引伸ばし、所望の周長を確保する無端フープの周長調整機において、前記両ローラ１１、１２の回転軸１３、１７を支持する軸受部１５、２１が嵌合されたホルダ１４、２０に、各回転軸１３、１７の傾き量を検出する変位センサ４０、４１を付設し、さらに、駆動ローラ１１側の固定ホルダ１４に、軸受部１５に係合する上・下シリンダ４５、４６を付設し、変位センサ４０、４１による検出結果に基いて、上・下シリンダ４５、４６を伸長動作させて、両回転軸１３と１７とがほぼ平行をなすように軸受部１５の傾きを補正する。【選択図】図１
2005199307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ローラと従動ローラとの間で無端のフープ素材を周回させながら、前記両ローラを相互に離間する方向へ変位させて前記フープ素材を引伸ばし、所望の周長を確保する無端フープの製造方法において、前記フープ素材を引伸ばした状態で、前記両ローラの回転軸の傾き量を測定し、該測定結果に基いて前記両ローラの回転軸が平行となるように、少なくとも一方のローラの傾きをアクチュエータにより補正することを特徴とする無端フープの製造方法。
【請求項２】
駆動ローラと従動ローラとの間で無端のフープ素材を周回させながら、前記両ローラを相互に離間する方向へ変位させて前記フープ素材を引伸ばし、所望の周長を確保する無端フープの製造方法において、前記フープ素材を引伸ばした状態で、該フープ素材に加えられた実荷重を測定し、該測定結果に基いて前記両ローラの回転軸が平行となるように、少なくとも一方のローラの傾きをアクチュエータにより補正することを特徴とする無端フープの製造方法。
【請求項３】
無端フープが、無断変速機の金属ベルトとして用いられることを特徴とする請求項１または２に記載の無端フープの製造方法。
【請求項４】
駆動ローラと従動ローラとの間で無端のフープ素材を周回させながら、前記両ローラを相互に離間する方向へ変位させて前記フープ素材を引伸ばし、所望の周長を確保する無端フープの製造装置において、前記両ローラの回転軸を支持する軸受部が嵌合されたホルダに、前記両ローラの回転軸の傾き量を検出する変位センサを付設し、さらに、前記両ローラのホルダのうちの、少なくとも一方に、該ホルダ内の軸受部の傾きを調整するアクチュエータを付設したことを特徴とする無端フープの製造装置。
【請求項５】
駆動ローラと従動ローラとの間で無端のフープ素材を周回させながら、前記両ローラを相互に離間する方向へ変位させて前記フープ素材を引伸ばし、所望の周長を確保する無端フープの製造装置において、前記両ローラの回転軸を支持する軸受部が嵌合されたホルダのうち、可動側のホルダを移動させる移動手段の動力伝達部に荷重センサを配設し、さらに、前記両ローラのホルダのうちの、少なくとも一方に、該ホルダ内の軸受部の傾きを調整するアクチュエータを付設したことを特徴とする無端フープの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無端フープを製造する方法と該方法の実施に用いる装置とに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、無断変速機（ＣＶＴ）に用いられる金属ベルトは、図４に符号１にて示されるように、Ｖ溝間隔が変更可能なプーリＰに係合する多数のエレメント２を、無端のフープ積層体３を介して周方向に結束した複合構造となっている。このような金属ベルトにおいて、前記フープ積層体３は、各エレメント２の首部２ａの両側の溝部２ｂを通して二列に延ばされ、その張力を各エレメント２のサドル面２ｃに作用させている。
【０００３】
ところで、上記フープ積層体３は、周長の異なる無端フープ５を相互に密着させて多数枚（例えば、９枚）積層した構造となっているが、各無端フープ５の板厚が極めて薄いことから、その周長差はわずかとなっている。そこで従来は、図５に示すごとき周長調整機を用い、同じ板厚の無端のフープ素材Ｗから前記周長の異なる無端フープ５を造り分けるようにしていた。
【０００４】
ここで、上記周長調整機は、前記フープ素材Ｗが掛け回される駆動ローラ１１と従動ローラ１２とを備えている。駆動ローラ１１の回転軸１３は、ベース１０上に固設されたホルダ（固定ホルダ）１４内の軸受部１５に支持され、モータ１６により回転駆動されるようになっている。一方、従動ローラ１２の回転軸１７は、ベース１０上に配設したレール１８にリニアモーションガイド１９を介して搭載されたホルダ（可動ホルダ）２０内の軸受部２１に支持されている。可動ホルダ２０の背面には移動手段（図示略）から延ばされた動力伝達部材２２が連結されており、可動ホルダ２０は、前記移動手段により駆動ローラ１１側の固定ホルダ１４に対して進退動するようになっている。また、ベース１０上には、可動ホルダ２０の変位量を検出する変位センサ２３が配置されている。さらに、前記可動ホルダ２０の後方には、ベース１０から延ばした支柱２４を用いて滑車２５が配設されており、この滑車２５には可動ホルダ２０に予荷重（張力）を付与するためのウエイト２６を一端に有するワイヤ２７が掛けられている。
【０００５】
上記周長調整機により無端フープ５を製造するには、駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間にフープ素材Ｗを掛け回した後、可動ホルダ２０にウエイト２４の予荷重を加えてフープ素材Ｗを緊張させる。次に、モータ１６により駆動ローラ１１を回転し、フープ素材Ｗを周回させながら移動手段により可動ホルダ２０を後退させ、フープ素材Ｗを引伸ばす（塑性変形させる）。このとき、変位センサ２３により可動ホルダ２０の位置すなわち駆動ローラ１１と従動ローラ１２との軸間距離が検出されており、その検出結果に基づいて移動手段が、所定の周長が確保される位置まで可動ホルダ２０を後退させ、これにより所定の周長を有する無端フープ５が製造される。その後は、可動ホルダ２０を元の位置に戻して駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間に新たなフープ素材Ｗを掛け回し、前記動作を繰返して次の周長を有する無端フープ５を製造し、以降、前記動作を繰返して、前記フープ積層体３として必要な９枚の無端フープ５を完成させる。ここで、図示例では、駆動ローラ１１および従動ローラ１２が太鼓状をなしているが、これは、無端フープにクラウニングを付けて、エレメント２とのなじみ性を向上させるためである。
【０００６】
なお、この種の周長調整機としては、特許文献１に記載されるように、駆動ローラと従動ローラとの間に第３のローラ（矯正ローラ）を配し、該矯正ローラによりフープ素材を引伸ばすものもあるが、その周長調整の原理は、上記したものと同じである。
【特許文献１】特開平１１−２９０９７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかるに、上記周長調整機により無端フープを製造する方法によれば、駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間でフープ素材Ｗを引伸ばしたときの張力で、両ローラ１１、１２に傾き（弾性変形、軸受の摩耗などによる）が生じ、この傾きに起因して、図６に示されるように、得られた無端フープ５に幅方向で周長差が生じるようになる。そして、このような周長差が生じた場合には、上記ＣＶＴに組込んで使用している最中、フープ積層体３が、その幅方向に横移動を起こしてプーリＰやエレメント２に衝突し、結果として、金属ベルト１の耐久性が損なわれることになる。特に、無端フープ５にクラウニングを付ける場合には、そのクラウニング中心が板幅中心からずれ、前記したフープ積層体３の横移動がより一層激しくなる。このため、従来、前記周長差が無端フープ５に生じるような場合には、同じく図５に示されるように、ホルダ１４と軸受部１５との間にシム２８を介装し、両ローラ１１、１２の回転軸１３と１７とが平行となるように当該軸受部１５の傾きすなわち駆動ローラ１１の傾きを調整する対策を採っていた。
【０００８】
しかしながら、上記した対策によれば、固定ホルダ１４と軸受部１５との間にシム２８を介装する際、周長調整機の運転を停止しなければならず、その上、シム２８の板厚選択や介装位置の選定に多くの時間を要し、生産性の著しい低下を招く、という問題があった。
【０００９】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたもので、その課題とするところは、周長調整中にローラの回転軸の傾きを補正して、板幅方向における周長差を解消乃至最小にすることができるようにし、もって生産性の向上に大きく寄与する無端フープの製造方法と製造装置とを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る無端フープの製造方法の一つは、駆動ローラと従動ローラとの間で無端のフープ素材を周回させながら、前記両ローラを相互に離間する方向へ変位させて前記フープ素材を引伸ばし、所望の周長を確保する無端フープの製造方法において、前記フープ素材を引伸ばした状態で、前記両ローラの回転軸の傾き量を測定し、該測定結果に基いて前記両ローラの回転軸が平行となるように、少なくとも一方のローラの傾きをアクチュエータにより補正することを特徴とする。このように行う無端フープの製造方法においては、フープ素材を引伸ばした際のローラの回転軸の傾き量を把握し、その傾き量に基いてローラの傾きをアクチュエータにより自動的に補正するので、生産が途切れることはない。
【００１１】
本発明に係る無端フープの製造方法の他の一つは、駆動ローラと従動ローラとの間で無端のフープ素材を周回させながら、前記両ローラを相互に離間する方向へ変位させて前記フープ素材を引伸ばし、所望の周長を確保する無端フープの製造方法において、前記フープ素材を引伸ばした状態で、該フープ素材に加えられた実荷重を測定し、該測定結果に基いて前記両ローラの回転軸が平行となるように、少なくとも一方のローラの傾きをアクチュエータにより補正することを特徴とする。このように行う無端フープの製造方法においては、予めフープ素材に加えられる荷重とローラの傾きとの関係を把握することで、フープ素材を引伸ばした際の実荷重に基いてローラの傾きをアクチュエータにより自動的に補正することができ、上記同様に生産が途切れることはない。
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明に係る無端フープの製造装置の一つは、駆動ローラと従動ローラとの間で無端のフープ素材を周回させながら、前記両ローラを相互に離間する方向へ変位させて前記フープ素材を引伸ばし、所望の周長を確保する無端フープの製造装置において、前記両ローラの回転軸を支持する軸受部が嵌合されたホルダに、前記両ローラの回転軸の傾き量を検出する変位センサを付設し、さらに、前記両ローラのホルダのうちの、少なくとも一方に、該ホルダ内の軸受部の傾きを調整するアクチュエータを付設したことを特徴とする。
【００１３】
また、上記課題を解決するため、本発明に係る無端フープの製造装置の他の一つは、駆動ローラと従動ローラとの間で無端のフープ素材を周回させながら、前記両ローラを相互に離間する方向へ変位させて前記フープ素材を引伸ばし、所望の周長を確保する無端フープの製造装置において、前記両ローラの回転軸を支持する軸受部が嵌合されたホルダのうち、可動側のホルダを移動させる移動手段の動力伝達部に荷重センサを配設し、さらに、前記両ローラのホルダのうちの、少なくとも一方に、該ホルダ内の軸受部の傾きを調整するアクチュエータを付設したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明に係る無端フープの製造方法および製造装置によれば、周長調整中にローラの回転軸の傾きを補正して、板幅方向における周長差を解消乃至最小にすることができるので、生産性の大幅な向上を達成できる。また、本発明の製造方法および製造装置により得られた無端フープは、板幅方向における周長差が許容範囲内に収まるので、ＣＶＴ用金属ベルトとして用いた場合に耐久性が著しく向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に基いて説明する。
【００１６】
図１は、本発明の第１の実施形態としての周長調整機（製造装置）を示したものである。なお、本周長調整機の基本形態は、前記図５に示した従来の形態と同じであるので、ここでは、図５に示した部分と同一部分に同一符号を付し、重複する説明を省略する。本第１実施形態において、従動ローラ１２が配置された可動ホルダ２０を移動させる移動手段３０は、サーボモータ３１と、このサーボモータ３１の回転を直線運動に変換して前記運動伝達部材２２に伝えるボールねじ機構３２とから概略構成されている。ボールねじ機構３２は、袋状のナット部材３３とこのナット部材３３に螺合されたねじ軸３４とを備えており、そのナット部材３３は継手３５を介して前記動力伝達部材２２に連結されている。一方、ボールねじ機構３２のねじ軸３４は、前記サーボモータ３１が据付けられたサブベース３６上に固設した支持台３７に軸受３８を介して回動可能に支持されている。継手３５は、前記動力伝達部材２２に固定された雌型部材３５ａ内に前記ナット部材３３に連結された雄型部材３５ｂのフランジ部を回動不能にかつ摺動可能に収めた構造となっている。また、雌型部材３５ａ内には、該雌型部材３５ａと雄型部材３５ｂとを相互に離間する方向へ付勢するばね３５ｃが介装されている。この移動手段３０において、サーボモータ３１の回転は、減速歯車機構３９を介して前記ねじ軸３４に伝達されるようになっており、このねじ軸３４の回転に応じてナット部材３３がねじ軸３４に沿って螺進退し、これに応じて前記可動ホルダ２０が固定ホルダ１４に対して進退動する。
【００１７】
本第１実施形態において、前記駆動ローラ１１側の固定ホルダ１４および従動ローラ１２側の可動ホルダ２０のそれぞれには、駆動ローラ１１の回転軸１３と従動ローラ１２の回転軸１７の傾き量を検出する変位センサ４０、４１がブラケット４２、４３を介して取付けられている。各変位センサ４０、４１は、ここでは光学式変位センサからなっており、各回転軸１３、１７の先端部を照準するようにその設置高さが設定されている。
【００１８】
また、駆動ローラ１１側の固定ホルダ１４には、軸受部１５の傾きを補正する上・下シリンダ（アクチュエータ）４５、４６が付設されている。上シリンダ４５は、可動ホルダ２０に対向する側の面にブラケット４７を介して取付けられ、一方、下シリンダ４６は、前記上シリンダ４５の取付面と反対側の面にブラケット４８を介して取付けられている。しかして、上・下シリンダ４５、４６のロッド４５ａ、４６ａは、固定ホルダ１４の壁を貫通して水平方向へ延ばされており、各ロッド４５ａ、４６ａの先端が固定ホルダ１４内の軸受部１５に突当てられている。軸受部１５は、従来と同様に回転軸１３を支持する複数の軸受１５ａと各軸受１５ａを保持する軸受ホルダ１５ｂとからなっており、その全体が、わずかのクリアランスをもって固定ホルダ１４に嵌合されている。
【００１９】
以下、上記のように構成した周長調整機を用いて行う無端フープの製造方法について説明する。
周長調整に際しては、従来と同様に駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間にフープ素材Ｗを掛け回した後、可動ホルダ２０にウエイト２４の予荷重を加えてフープ素材Ｗを緊張させる。このとき、継手３５を構成する雌型部材３５ａがばね３５ｃを撓ませて雄型部材３５ｂの方向へわずか移動し、これにより可動ホルダ２０には有効に予荷重が負荷される。本周長調整機の運転制御は、前記予荷重が負荷された可動ホルダ２０の位置を基準位置としてスタートし、この基準位置が変位センサ（軸間変位センサ）２３を介して制御装置（図示略）に取込まれる。そして、前記準備完了により駆動ローラ１１用のモータ１６と移動手段３０内のサーボモータ３１とが起動される。すると、駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間でフープ素材Ｗが一定速度で周回すると共に、可動ホルダ２０が一定速度で後退し、これによりフープ素材Ｗは次第に引伸ばされる。前記制御装置は、軸間変位センサ２３から連続に信号を取込んでおり、所定の周長が確保される位置まで可動ホルダ２０が後退した時点でサーボモータ３１に停止信号を出力し、これにより可動ホルダ２０の後退が停止される。
【００２０】
一方、駆動ローラ１１の回転軸１３および従動ローラ１２の回転軸１７の傾きが変位センサ４０、４１により監視されており、上記可動ホルダ２０の後退が停止されると同時に、制御装置は、これら変位センサ４０、４１の検出信号に基いて、各回転軸１３、１７の傾き量の合計が設定値を超えているか否かを判断する。各回転軸１３、１７の傾き量の合計が設定値を超えている場合は、得られた無端フープ５における板幅方向の周長差（図６参照）が所定の規格範囲を超えていることを意味し、この場合は、両回転軸１３、１７を平行にするために必要な補正量を演算する。この場合の補正量は、駆動ローラ１１側のホルダ部１５の傾斜角度に変換した値であり、制御装置は、この補正量が得られる信号を上・下シリンダ４５、４６の流体制御部に出力する。すると、上・下シリンダ４５、４６のロッド４５ａ、４６ａが所定ストロークだけ伸長し、これにより駆動ローラ１１を支持する軸受部１５が一定角度だけ外向きに傾動する。この結果、駆動ローラ１１の回転軸１３も外向きに傾動し、該回転軸１３が従動ローラ１２の回転軸１７に対してほぼ平行となるように姿勢制御される。しかしてこの間、フープ素材Ｗ（無端フープ５）の周回が継続されており、これにより無端フープ５における板幅方向の周長差が修正され、板幅方向の周長差が規格範囲内に収まる無端フープ５が完成する。
【００２１】
その後は、可動ホルダ２０を元の位置に戻して駆動ローラ１１と従動ローラ１２との間に板厚が同じ新たなフープ素材Ｗを掛け回し、上記動作を繰返して次の周長を有する無端フープ５を製造し、以降、前記動作を繰返して、前記フープ積層体３（図４）として必要な９枚の無端フープ５を完成させる。
【００２２】
ここで、上記第１実施形態においては、駆動ローラ１１の回転軸１３のみを姿勢制御するようにしたが、これに代えて、駆動ローラ１１、従動ローラ１２の双方の回転軸１３、１７を姿勢制御するようにしてもよいことはもちろんである。この場合は、従動ローラ１２側の可動ホルダ２０に対して、上記駆動ローラ１１側の固定ホルダ１４に対すると同様の態様でアクチュエータ（上・下シリンダ）を付設し、各回転軸１３、１７が鉛直となるように姿勢制御する。また、この姿勢制御のためのアクチュエータの設置箇所、設置数等は任意であり、さらにその構成も、シリンダに代わる他の機構とすることができる。
【００２３】
図２は、本発明の第２の実施形態としての周長調整機（製造装置）を示したものである。なお、本周長調整機の基本形態は、上記第１の実施形態と同じあるので、ここでは、図１に示した部分と同一部分に同一符号を付し、重複する説明を省略する。本第２の実施形態の特徴とするところは、第１の実施形態において、駆動ローラ１１側の固定ホルダ１４および従動ローラ１２側の可動ホルダ２０に付設していた変位センサ４０、４１を省略し、移動手段３０内の継手３５を構成する雌型部材３５ａと動力伝達部材２２との間に荷重センサ（ロードセンサ）５０を介装した点にある。なお、この荷重センサ５０を配置する箇所は任意であり、例えば、前記継手３５の内部に配置してもよい。
【００２４】
ここで、周長調整に際し、駆動ローラ１１の回転軸１３または従動ローラ１２の回転軸１７に傾きが生じた場合、その傾きは相互に内向きとなる。したがって、所定の周長が得られる位置まで可動ホルダ２０を移動させた際、フープ素材Ｗに加えられる実荷重（引張力）は、回転軸１３、１７に傾きを生じた場合の方が、傾きを生じない場合よりも小さくなる。本第２の実施形態は、この点に着目してなされたもので、予めフープ素材Ｗに加えられる実荷重と各回転軸１３、１７の傾き量との関係を把握し、両者の相関から駆動ローラ１１の回転軸１３の姿勢制御を行うことを特徴とする。
【００２５】
図３は、回転軸１３、１７に傾きが生じない場合の理想の荷重から上記実荷重を差し引いた差分値ΔＦと駆動ローラ１１側のホルダ部１５を傾斜させるための補正量Ｓとの相関（Ａ）を示したもので、両者は直線関係となっている。本第２の実施形態においては、所定の周長が確保される位置まで可動ホルダ２０を後退させた段階で、制御装置が前記荷重センサ５０からの信号に基いて上記差分値ΔＦを演算すると共に、図３に示した相関から補正量Ｓを演算する。その後は、上記第１の実施形態と同様の手順で、前記補正量Ｓに見合う分だけ上・下シリンダ４５、４６を伸長動作させて、駆動ローラ１１を支持する軸受部１５を一定角度だけ外向きに傾動させる。これにより、回転軸１３が従動ローラ１２の回転軸１７に対してほぼ平行となるように姿勢制御され、この結果、幅方向における周長差が規格範囲内に収まる無端フープ５が完成する。なお、この第２実施形態においても、駆動ローラ１１、従動ローラ１２の双方の回転軸１３、１７を姿勢制御するようにしてもよいことはもちろんである。
【００２６】
ところで、フープ素材Ｗとしてマルエージング鋼を用いる場合は、周長調整後、時効、窒化等の熱処理を施すのが一般であるが、このような熱処理を施すと、一旦周長調整した無端フープ５が、内部ひずみの影響で、板幅方向の周長差が一定の向き（例えば、周長差を解消する方向）に変化する現象が起こる。したがって、このようなフープ素材Ｗを用いる場合は、前記変化を見込んで、例えば、図３に点線にて示すように、前記計算上の補正量（Ａ線）よりも低めに補正量を決定するのが望ましく、これにより板幅方向の周長差が規格範囲内に収まる無端フープ５が完成する。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１の実施形態としての周長調整機（製造装置）を一部断面として示す側面図である。
【図２】本発明の第２の実施形態としての周長調整機（製造装置）を一部断面として示す側面図である。
【図３】第３実施形態で用いる荷重の差分値と補正量との相関を示すぐらふである。
【図４】ＣＶＴ用金属ベルトの構造を示す正面図である。
【図５】従来の周長調整機の要部構造と周長差補正要領とを示す断面図である。
【図６】従来の周長調整により得られた無端フープにおける周長差の発生状況を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  ＣＶＴ用金属ベルト、    ５  無端フープ
１１  駆動ローラ、      １２  従動ローラ
１３  駆動ローラの回転軸
１４  固定ホルダ、      １５  固定ホルダ内の軸受部
１６  モータ
１７  従動ローラの回転軸
２０  可動ホルダ、      ２１  可動ホルダ内の軸受部
２２  動力伝達部材
３０  移動手段
３１  サーボモータ、      ３２  ボールねじ機構
４０、４１  変位センサ
４５、４６  シリンダ（アクチュエータ）
５０  荷重センサ
Ｗ    フープ素材
【図１】
2005199307.tif 000003
【図２】
2005199307.tif 000004
【図３】
2005199307.tif 000005
【図４】
2005199307.tif 000006
【図５】
2005199307.tif 000007
【図６】
2005199307.tif 000008