(57)【要約】【課題】連続可変トランスミッション用プッシュベルトの横断要素の成形方法を提供する。【解決手段】プッシュベルト（６）緊張用の２つのプーリ（４、５）を備えた連続可変トランスミッション（１）用の連続式プッシュベルト（６）の部品にするための横断要素（１０）の成形方法であり、この横断要素（１０）は、２つの主本体面（１１、１２）と、この主本体面間に延びる周囲面とを有しており、さらに、少なくとも１つの主本体面（１１）には、上部および下部の高い接触領域（２２；２１ａ、２１ｂ）が設けられ、かつ、打ち抜き動作の間に、横断要素（１０）が基礎材料（５２）から打ち抜かれる成形方法であって、この基礎材料（５２）の表面に、打ち抜かれるべき横断要素（５１；１０）の上部接触領域（２２）と下部接触領域（２１ａ；２１ｂ）との間に高さ方向に広がる低い領域（５３）が設けられる方法。【選択図】図２
2007175772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プッシュベルト（６）緊張用の２つのプーリ（４、５）を備えた連続可変トランスミッション（１）用の連続式プッシュベルト（６）の部品にするための横断要素（１０）の成形方法であり、該横断要素（１０）は、２つの主本体面（１１、１２）と、該主本体面間に延びる周囲面とを有すると共に、高さ方向においては、基部（１３）と、相対的に狭い頸部（１４）と、頂部（１５）とから構成されており、さらに、該主本体面（１１；１２）には、該横断要素（１０）の頂部（１５）に高い上部接触領域（２２）が設けられ、かつ、該主本体面（１１；１２）には、該横断要素（１０）の基部（１３）に高い下部接触領域（２１ａ；２１ｂ）が設けられ、
―該横断要素（１０）は、打ち抜き動作の間に、ポンチ（３０）と、支持部材（４０）と、ダイ（４５）とによって基礎材料（５２）から打ち抜かれ、該ダイ（４５）は、打ち抜かれるべき該横断要素（５１；１０）と、該支持部材（４０）と、該ポンチ（３０）の端部とを収容する収容空間を有しており、かつ、
―打ち抜き動作の間、打ち抜かれるべき該横断要素（５１；１０）が該ポンチ（３０）と該支持要素（４０）との間に把持され、この工程において、該ポンチ（３０）および該支持要素（４０）は、打ち抜かれるべき該横断要素（５１；１０）を該基礎材料（５２）から切断しつつ、該ダイ（４５）に対して動く、横断要素（１０）の成形方法において、
該基礎材料（５２）の表面に、打ち抜かれるべき該横断要素（５１；１０）の上部接触領域（２２）と下部接触領域（２１ａ；２１ｂ）との間に広がる低い領域（５３）が設けられることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記低い領域（５３）が、前記基礎材料（５２）の帯材の長手方向に帯状の形状で設けられることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
打ち抜かれるべき前記横断要素（５１；１０）の高さの方向において、前記低い領域（５３）の横方向寸法が、前記上部接触領域（２２）と前記下部接触領域（２１ａ；２１ｂ）との間のその方向の距離よりも小さく、打ち抜き動作の間に、基礎材料（５２）の一定量を前記低い領域（５３）のどちらの側においてもなお押しやる必要があることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記低い領域（５３）が、打ち抜かれるべき前記横断要素（５１；１０）の前記頸部（１４）の中に及ぶことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
打ち抜かれるべき前記横断要素（５１；１０）に面する前記支持部材（４０）の加工表面（４１）に窪み（４２）が設けられ、該窪み（４２）の周囲に沿って該支持部材（４０）に厚い部分（４３）が設けられ、該厚い部分（４３）は少なくとも該加工表面（４１）の周囲部分（４１ａ）の上部に突き出ていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プッシュベルト緊張用の２つのプーリを備えた連続可変トランスミッション用の連続式プッシュベルトの部品にするための横断要素の成形方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
この横断要素は、２つの主本体面と、その主本体面の間に延びる周囲面とを有しており、さらに、この方法においては、主本体面に高い接触領域が設けられ、
−  横断要素は、打ち抜き動作の間に、ポンチと、支持部材と、ダイとによって基礎材料から打ち抜かれ、ダイは、打ち抜かれるべき横断要素と、その支持部材と、ポンチの端部とを収容する収容空間を有しており、かつ、
−  打ち抜き動作の間、打ち抜かれるべき横断要素がポンチと支持要素との間に把持され、この工程において、ポンチおよび支持要素は、打ち抜かれるべき横断要素を基礎材料から切断するように、ダイに対して動く。
連続可変トランスミッション用のプッシュベルトは一般的に知られている。このようなプッシュベルトは、通常、比較的多数の横断要素を支持するための、２つの無端状の連続バンド形状の支持体を備えている。横断要素はこの支持体の全周上に可動に配置され、作動中、横断要素が、プッシュベルトの動きに関連する力を伝達することができる。
【０００３】
横断要素に関する以下の記述において、言及する方向は、横断要素がプッシュベルトの一部を形成している状態について言うものとする。すなわち、横断要素の縦方向はプッシュベルトの周囲の方向に一致し、横断要素の垂直または高さ方向はプッシュベルトの半径方向に一致する。横断要素の幅方向は、縦方向および高さ方向の両者に直角な方向に一致する。任意の横断要素を、隣接する横断要素に対して次の横断要素または前の横断要素として指定する場合は、プッシュベルトが動く方向について言うものとする。
横断要素は、幅方向において、その両側に支持体を納めるための窪みを備えており、また、支持体を支持するための支持面を有している。横断要素と、連続可変トランスミッションのプーリのプーリディスクとの間の接触を作り出すために、横断要素には、幅方向の両側に、支持面の方向に末広がりに拡大するプーリディスク接触面が設けられる。以下の明細書において用いる「上方」および「下方」という用語は末広がりの方向について言うものとする。この末広がりは、底部から上方へ延びるものとして規定される。
【０００４】
横断要素は、高さ方向において、底部から上方に見て順に基部、頸部および頂部を有しており、頸部の幅方向の寸法が相対的に小さくなっている。基部が支持面およびプーリディスク接触面を有している。基部は、プッシュベルトにおいて、プッシュベルトの内周側にあり、一方頂部はプッシュベルトの外周側にある。
横断要素は、２つの主本体面、すなわち前面および背面を有しており、この両面は、縦方向にほぼ直角に、相互にほぼ平行に広がっている。横断要素の前面は、プッシュベルトにおいて次の横断要素の背面に当てがわれ、一方、横断要素の背面は、プッシュベルトにおいて前の横断要素の前面に当てがわれるものとして構成される。良好かつ明確に規定された接触を実現するため、主本体面上にいくつかの接触領域を設定することが知られている。この接触領域は、それぞれその周囲の主本体面の部分よりも高い位置にある。換言すれば、横断要素は、接触領域の位置において他の箇所よりも僅かに厚くなっている。
周囲面は２つの主本体面の間に広がっており、支持面およびプーリディスク接触面はこの周囲面の一部である。
【０００５】
横断要素の前面に１つの突起部が設けられ、一方、横断要素の背面には１つの凹み部分が設けられる。突起部と凹み部分との位置は互いに一致しており、一般的に両者は頂部に設けられる。任意の横断要素の突起部は、プッシュベルトにおいて、少なくとも部分的に次の横断要素の凹み部分の中に位置しており、その結果、プッシュベルトの周方向に直角な面内における、隣接する横断要素の相互の変位が防止される。
横断要素の前面に３つの接触領域を設けることが欧州特許出願公開第１５５４５０７号明細書（特許文献１）から知られている。この３つの接触領域の内の１つは横断要素の頂部の中心の上端部近くに位置しており、残りの２つは基部の両側の横方向端部近くに位置している。この場合、この３つの接触領域は、接触領域周囲の前面の部分よりもごく僅かに高くなっている。３つの接触領域を、打ち抜き動作の間に、適切に設計された支持部材を用いて材料を押しやることによって、接触領域の外側の基礎材料の厚さを低減して形成する方法、あるいは冷間変形法によって形成する方法が記載されている。
【０００６】
実際には、この公知の方法は、特に、横断要素の頂部の上部接触領域の形成にあまり適していないことが判明した。基礎材料を押しやるのに要する力が、不都合に高いレベルのものになる可能性があり、それが打ち抜き器具の摩耗を加速することが判明したのである。さらに、この公知の打ち抜き法の精度には、特に、上部接触領域が、相対的に小さく、かつ、例えば限定された高さと横方向寸法の前記突出部分のみによって規定される場合に改善の余地が残っている。駆動ベルトの性能にとってきわめて重要であるのは、まさに横断要素の寸法精度であるので、これは問題である。単一の横断要素の厚さと、３つの接触領域の位置における駆動ベルト内の個別の横断要素の厚さとの両者が、可能な限り一定かつ再現性があるべきこと、および、この領域外の横断要素の厚さは確実に薄く、その結果、横断要素が、プッシュベルトにおいて明確に平行にかつ正確に相前後して並び得ることが特に重要である。
【特許文献１】欧州特許出願公開第１５５４５０７号明細書
【発明の開示】
【０００７】
本発明の重要な目的は、打ち抜き工程中に生起する力と横断要素の寸法精度とに関して、打ち抜き工程を改善することにある。
この目的に対して、本発明は請求項１による横断要素の成形方法を提案する。この方法においては、基礎材料が、その低い領域においてその周囲よりも薄くなっている。このような基礎材料の新しい構成の重要な利点は、打ち抜き動作の間、支持部材によって遥かに少ない材料しか押しやる必要がないという点にある。このため、ポンチと支持部材との間に加えるべき所要把持力を大きく低減することが可能になり、これが、器具の稼動寿命と打ち抜き工程の精度との両方に有益に寄与する。この場合、低い領域の一方の下端が、打ち抜かれるべき横断要素の頸部にあることが好ましい。これによって、打ち抜き動作の間に押しやられる材料の量が最少になる。
本発明によれば、低い領域の上端の位置を、打ち抜き動作の間に基礎材料の一定量をこの領域と各接触領域との間においてなお押しやる必要があるように、基礎材料において定めることが好ましい。このような基礎材料の構成は、上部接触領域を形成する精度が、一方では低い領域を基礎材料に生成することができる精度に依存せず、あるいは他方では、基礎材料をポンチと支持部材との間に置くことができる精度にも依存しないという利点、少なくとも大きくは依存しないという利点を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に本発明を、図面を参照してより詳細に説明する。図面においては、同一の参照数字は同一または類似の部品を指している。
図１は、自動車において使用する連続可変トランスミッションを概略的に示す。連続可変トランスミッションは、その全体を参照数字１で示している。
連続可変トランスミッション１は、別個のプーリ軸２、３に配置される２つのプーリ４、５を含む。無端状の連続プッシュベルト６がプーリ４、５の回りに配置され、プーリ軸２、３間にトルクを伝達する役割を果たす。各プーリ４、５は２つのプーリディスクを備えており、プッシュベルト６がこの２つのプーリディスク間に配置されて挟持される。この結果、摩擦によってプーリ４、５とプッシュベルト６との間に力を伝達することができる。
公知のプッシュベルト６は２つの無端状の支持体７を含んでおり、この２つの支持体７共、いくつかの同心リングから構成される。横断要素１０が支持体７の全長にわたって配置される。横断要素１０は、相互に隣接しており、支持体７に対して周方向に可動である。簡単化のために、図１はこの横断要素１０の若干数のみを示している。
【０００９】
図２および３は、それぞれ横断要素１０の前面および側面を示す。横断要素１０の前面はその全体が参照数字１１で示され、横断要素１０の背面の全体は参照数字１２で示されている。以下においては、前面１１および背面１２の両者を主本体面１１、１２とも呼称する。
横断要素１０は、高さ方向においては、順に、基部１３と、相対的に狭い頸部１４と、矢の頂部に類似した形状の頂部１５とを有する。プッシュベルト６においては、基部１３がプッシュベルト６の内周側にあり、頂部１５がプッシュベルト６の外周側に位置する。横断要素１０は、基部１３と頂部１５との間において、頸部１４の両側に２つの窪み１６を有している。この窪みはそれぞれ駆動ベルト６の支持体７を収容するためのものである。
横断要素１０の前面１１には突起部１７が配置される。図示の例では、突起部１７は頂部１５上にあり、背面１２の凹み部分１８の位置に対応している。凹み部分１８は図３において破線で表わされている。プッシュベルトにおいて、横断要素１０の突起部１７は、少なくとも部分的に次の横断要素１０の凹み部分１８内にある。突起部１７および対応する凹み部分１８は、隣接する横断要素１０が、プッシュベルト６の周方向に直角な面内において相互に変位するのを防止する、あるいは少なくとも制限する。
【００１０】
横断要素１０の前面１１の基部１３においては、いわゆる傾斜線１９も、丸められた端部の形で設けられる。この丸められた端部は、互いに僅かな角度を有する前面１１の２つの部分間の遷移部を形成する。さらに、基部１３にはいわゆる段部２０が設けられる。この段部２０は、基部の異なる厚さの２つの部分間の遷移部を形成する。傾斜線１９および段部２０によって、２つの隣接する横断要素１０が互いに傾斜し得るようになる。
さらに、前面１１には、図２に斜線領域として表した高い接触領域２２、２１ａ、２１ｂが設定される。この接触領域２２、２１ａ、２１ｂにおいて、横断要素１０はこの領域外の部分よりも厚い。接触領域２２、２１ａ、２１ｂの目的は、プッシュベルト６において、横断要素１０が、制御されかつ正確に規定された方式で隣接する横断要素１０と接触し得るようにすることにある。第１または上部接触領域２２は、横断要素１０の頂部１５に配置され、その突起部１７の上部に置かれる。第２または下部接触領域２１ａ、２１ｂは、横断要素１０の基部１３の両側に配置される。
【００１１】
公知の横断要素１０は、一般的に、切り出され、例えば前記の（特許文献１）に記載される打ち抜き法によって成形される。図４は、（特許文献１）に開示されている打ち抜き装置を断面図で示す。図においては、横断要素１０の一部５１、例えば頸部１４が、打ち抜き動作の間に基礎材料５２の帯材から切断されているところを断面で見ることができる。この切断を遂行するため、基礎材料５２は、打ち抜き装置の把持部品３５、４５の間、あるいは打ち抜き装置のガイドプレート３５および切断ダイ４５の間に把持される。この場合、部分５１を含む成形されるべき横断要素１０は、ポンチ３０と、いわゆるエゼクタまたは支持部材４０との間に把持される。支持部材４０が横断要素１０を押圧する力はポンチ３０の力よりも遥かに小さいので、ポンチ３０と、支持部材４０と、横断要素１０との組み合せ体が把持部品３５、４５に対して下方に動き、横断要素１０が、ダイ４５の刃によって基礎材料５２から切断される。
【００１２】
横断要素１０の前面１１における上記の３つの接触領域２２、２１ａ、２１ｂは、打ち抜き動作の間に、この接触領域２２、２１ａ、２１ｂ外の基礎材料５２の厚さを低減することによって成形される。これを実現するため、適切に設計された支持部材４０を用いて、その位置に（付加的な）圧力を加える。その結果、材料が局所的にある程度強制的に押し出され、強制的に押し出される材料は、例えば横断要素１０の端部に流れ出る。支持部材４０の加工表面４１が、成形されるべき横断要素１０に面しているが、この押圧加工を実行するため、支持部材４０の加工表面４１には、横断要素１０から強制的に押し出されるべき部分の位置に、より高い加工表面部分４１ａが設けられる。一方、接触領域２２、２１ａ、２１ｂが形成されるべき位置には、加工表面部分４１ｂがより低く配置される。このように形成される支持部材４０を斜視図として図５に概略的に示す。簡単化のために、合わせて形成されるべき傾斜線１９および段部２０はこの図には表わされていない。
【００１３】
公知の打ち抜き法については、特に、必要な力が好ましからざるほど高いこと、かつ、横断要素１０の特に接触領域２２、２１ａおよび２１ｂ間の相対的に薄い部分の厚さに関して、その精度には実際に改善の余地があることが判明した。本発明の基礎となる洞察によれば、上記の問題は、少なくとも部分的に、打ち抜き動作の間に強制的に押し出さなければならない材料の量が相対的に多いことによって惹起される。これは、支持部材４０の加工表面４１の高い部分４１ａと低い部分４１ｂとの間の高い表面積比によって示されるとおりである。
【００１４】
本発明によれば、基礎材料５２の表面に低い領域５３を設けることによって重要な改善を達成することが可能になる。この低い領域５３の位置において、基礎材料５２はこの領域外の部分よりも薄くなっており、この低い領域５３は、打ち抜かれるべき横断要素１０の上部接触領域２２と下部接触領域２１ａ、２１ｂとの間に配置される。このような基礎材料５２の新しい構成の重要な利点は、打ち抜き動作の間に、支持部材４０によって押しやらなければならない材料が大幅に少ないという点にある。基礎材料５２のこのような構成を図６に例示する。
図６は、基礎材料５２の帯材を断面図（図Ａ）および平面図（図Ｂ）として示す。平面図（図Ｂ）においては、１回の打ち抜き動作において打ち抜かれる横断要素１０の位置５５と同様に、既に帯材５２から打ち抜かれた横断要素１０の輪郭５４も見ることができる。この例においては、４つの位置５５が同時に打ち抜かれ、それぞれ２つの横断要素１０が互いに反対側に配置されている。各打ち抜き動作の後、打ち抜かれた横断要素１０を取り除き、次の打ち抜き動作において新しい横断要素１０を基礎材料５２の帯材から打ち抜くことができるように、基礎材料５２の帯材を、ポンチ３０と支持部材４０との間において（図６Ｂの左から右へ）移動させる。
【００１５】
図６は、低い領域５３、この場合帯状形状の領域５３が基礎材料５２の表面に設けられることを示している。この低い領域５３においては、基礎材料５２はそれ以外の部分よりも薄くなっており、この低い領域５３は、その両側において、基礎材料５２の高く厚い領域５６に隣接している。低い領域５３は、打ち抜かれるべき横断要素１０の上部接触領域２２の正確に下側の位置にある。図６では、低い領域５３が、横断要素１０の頸部１４のほぼ半分まで延びている。本発明によれば、この場合、打ち抜き動作の間支持部材４０に作用する力を均衡させるために、低い領域５３が、基部１３から約１ｍｍの距離までそのまま続かなければならない。本発明によれば、低い領域５３は、高い領域５６のおよそ０．０５ｍｍ下にあることが好ましい。すなわち、低い領域５３の範囲においては、基礎材料５２が、その周囲よりも約０．０５ｍｍだけ薄いことが好ましい。
【００１６】
さらに、本発明によれば、低い領域５３の位置を、基礎材料５２において、この領域５３と上部接触領域２２との間において、基礎材料５２の帯材５７を、打ち抜き動作の間になお押しやらなければならないように定めると有利である。打ち抜き工程のこのような配置を図７に示す。図７は、支持部材４０の一部と、打ち抜かれるべき基礎材料５２の一部とを断面で概略的に示している。
以上説明した方法は、上部接触領域２２を形成する精度が、一方では低い領域５３を基礎材料５２に配置することができる精度に依存せず、あるいは他方では、基礎材料５２をポンチ３０と支持部材４０との間に位置決めすることができる精度にも依存しないという利点、または少なくとも大きくは依存しないという利点を有している。本発明によれば、支持部材４０の加工表面４１の高い部分４１ａと、基礎材料５２における低い領域５３との間の距離が約０．１ｍｍであれば、この目的に十分である。
【００１７】
最後に、低い領域５３を活用することによる付随的な意図として、打ち抜き動作の間に生起する材料の流れが大幅に少ないという点を注記しておかなければならない。特に、横断要素１０の前面１１の部分で、ポンチから基礎材料５２の方に向けられるピン（図示せず）と支持部材４０における窪み４２（図５に同様に示す）との間の相互作用によって突起部１７が形成される箇所とその近傍との部分においても然りである。実際、突起部１７は容易に成形し得るものではないことが判明していた。すなわち、凹み部分１８の周囲の背面１２に材料の不足が生じる場合がある。この結果、横断要素１０が好ましくないほど薄くなり、しかもこの場合、この薄くなる現象が相対的に大きな面積に及ぶのである。従って、本発明は、横断要素成形方法のためのさらなる改善をも提供するものであり、これが、図７にも表わされている。
本発明によれば、支持部材４０には、この場合、突起形状の窪み４２の周囲に環状の厚い部分４３が設けられる。この厚い部分４３によって、基礎材料５２の低い領域５３における材料の流れが局所的にさらに誘起される。すなわち、成形されるべき突起部１７の周囲に沿って、一定量の材料が押しやられ、これによって突起部１７の成形を促進することができる。厚い部分４３は多くの基礎材料５２を押しやることが好ましい。それによって、凹み部分１８の周囲の横断要素１０の背面１２がほぼ平坦な状態に維持される。環状の厚い部分４３の外径は、材料の流れが、打ち抜き工程の間、基礎材料５２における低い領域５３を超えて広がるように選定するのが好ましい（図示せず）。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】プッシュベルトを備えた連続可変トランスミッションの側面を概略的に示す。
【図２】連続可変トランスミッションのプッシュベルト用の横断要素の前面を示す。
【図３】図２の横断要素の側面を示す。
【図４】横断要素製造用の公知の打ち抜き装置の概略を示す。
【図５】公知の打ち抜き装置のいわゆる支持部材を概略的に示す。
【図６】本発明による横断要素成形方法に使用する基礎材料の帯材を示す。
【図７】本発明による方法の可能な配置の第１および第２の詳細を概略的に示す。
【符号の説明】
【００１９】
１  連続可変トランスミッション  ２、３  プーリ軸
４、５  プーリ        ６  プッシュベルト
７  支持体            １０  横断要素
１１  主本体面、前面  １２  主本体面、背面
１３  基部            １４  頸部
１５  頂部            １６  窪み
１７  突起部          １８  凹み部分
１９  傾斜線          ２０  段部
２１ａ、２１ｂ  接触領域
２２  接触領域        ３０  ポンチ
３５  把持部品／ガイドプレート
４０  支持部材        ４１ａ  高い加工表面部分
４１ｂ  低い加工表面部分
４２  窪み            ４３  厚い部分
４５  把持部品／ダイ  ５１  横断要素の一部
５２  基礎材料        ５３  低い領域
５４  横断要素の輪郭  ５５  打ち抜かれる横断要素の位置
５６  高い領域        ５７  基礎材料の帯材
【図１】
2007175772.tif 000003
【図２】
2007175772.tif 000004
【図３】
2007175772.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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