(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚み方向に環状に複数積層された際に内周側に位置して左右側端縁が無段変速機のプーリに接するボディーと、該ボディーの中央部上縁側にネックを介して連設され、環状に複数積層された際に外周側に位置するヘッドとを備え、前記ボディーの略下半部に他部より板厚が薄く形成された薄肉部を有する無段変速機用ベルトのエレメントにおいて、
前記ヘッドは、前記ネックの上部領域の両側に位置する該ヘッドの左右側端部の板厚が、該ネックの上部領域より大とされ、
前記ネック及び前記ボディーの板厚は、前記ヘッドの左右側端部の板厚より小とされ、
該ボディーの薄肉部を除く略上半部においては、前記ネックの下部領域の両側に位置する該ボディーの左右側端部の板厚が、該ネックの下部領域より小とされていることを特徴とする無段変速機用ベルトのエレメント。
【請求項２】
厚み方向に環状に複数積層された際に内周側に位置して左右側端縁が無段変速機のプーリに接するボディーと、該ボディーの中央部上縁側にネックを介して連設され、環状に複数積層された際に外周側に位置するヘッドとを備え、前記ボディーの略下半部に他部より板厚が薄く形成された薄肉部を有する無段変速機用ベルトのエレメントの打抜き加工方法であって、
ダイに載置された金属製の板材をその上面から押し下げて前記エレメントの形状に打ち抜く成形パンチと、該成形パンチにより打抜かれるエレメントの下面に当接してカウンター荷重を付与し、前記薄肉部を所定の断面形状に押圧変形させつつ該エレメントと共に下降するカウンターパンチとを用い、
前記成形パンチにより板材を押し下げると共に該成形パンチの押し下げ荷重に対抗する前記カウンターパンチのカウンター荷重によって前記薄肉部を所定形状に押圧変形させる工程と、
更に前記成形パンチにより板材を押し下げると共に該成形パンチの押し下げ荷重に対抗する前記カウンターパンチのカウンター荷重によって該薄肉部の押圧変形に伴う余肉をボディーからネックの両側に位置する板材へ流出させる工程と、更に前記成形パンチにより板材を押し下げて該余肉が流出された板材をボディーから分離させ、且つ、前記ヘッドの略中央部を押圧して該ヘッドの左右側端部に肉流を生じさせつつエレメントを打抜く工程とにより、
前記ヘッドの前記ネックの上部領域の両側に位置する該ヘッドの左右側端部の板厚が、該ネックの上部領域より大とされ、前記ネック及び前記ボディーの板厚が、前記ヘッドの板厚以下とされ、該ボディーの薄肉部を除く略上半部においては、前記ネックの下部領域の両側に位置する該ボディーの左右側端部の板厚が、該ネックの下部領域より小とされたエレメントを形成することを特徴とする無段変速機用ベルトのエレメントの打抜き加工方法。
【請求項３】
前記成形パンチにより打抜かれる板材は、パッドにより前記ダイ上に押さえつけられ、
該パッドによる板材の押え荷重は、成形パンチの押し下げ荷重と前記カウンターパンチのカウンター荷重とによる余肉の流出を許容する荷重に設定されていることを特徴とする請求項２記載の無段変速機用ベルトのエレメントの打抜き加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、無段変速機用ベルトのエレメントの打抜き加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
無段変速機（ＣＶＴ）用ベルトを構成するエレメントは、無段変速機のプーリに接するＶ面を有するボディーと、該ボディーの上部にネックを介して連設されたヘッドとを備えている。ヘッドはその両側にボディーの上縁に対向するように張り出すイヤーを備えており、ネックの両側に位置する該イヤーとボディーとの間には凹部が形成されている。また、ボディーの略下半部には、板厚が下縁に向かって次第に薄くなる薄肉部が形成されている。該エレメントは複数枚で環状に積層され、前記凹部に金属帯状の無端リングにより環状に結束される。このとき、ボディーはベルトの内周側に、ヘッドはベルトの外周側に位置される。
【０００３】
この種のエレメントは、通常、プレス装置のダイの上に載置された長尺の金属製板材を成形パンチによって打ち抜くことにより成形される。このとき、板材の裏面に当接するカウンターパンチによって、前記薄肉部が所定の断面形状となるように該薄肉部を押圧変形させることも同時に行われる。そして、打ち抜かれたエレメントは数百枚環状に積層され、凹部に無端リングが装着されて無段変速機用ベルトに組立てられる。
【０００４】
ところで、この種のエレメントによって形成された無段変速機用ベルトは、一対のプーリ間に掛け亘され回動されたとき、プーリに沿って円弧を描く部分においては各エレメントのボディー側に収束し、プーリ間で弦となる部分においては各エレメントが直線状に積層された状態で回動することが好ましい。このため、各エレメントは、プーリに沿って円滑に円弧を描くように、前述の打抜き成形時において前記カウンターパンチによって前記薄肉部を高精度に成形している。
【０００５】
しかし、前記薄肉部の成形のために前記カウンターパンチによって該薄肉部を押圧変形させると、このとき生じた余肉がボディーの上半部に流動して膨出し、ボディーの板厚が増加する。このときの板厚の増加が、前記ヘッド（イヤーも含む）の板厚より大となると、ヘッド側の板厚よりもボディー側の板厚が大となる。このため、前述したプーリ間で弦となる部分において、各エレメントがヘッド側に収束する形状に湾曲し易くなり、積層姿勢を直線状態に維持することが困難となる。この状態で、プーリ間を回動する無段変速機用ベルトは、振れが生じて無段変速機における安定した動力の伝達を行なうことができないばかりか、前記無端リングがエレメントの前記凹部内でイヤーの下縁に強く接触してエレメントや無端リングが損傷するおそれがある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
かかる不都合を解消して、本発明は、良好な積層状態を形成して無段変速機において安定した動力の伝達が行なえる高精度なエレメントを提供することを目的とし、また、該エレメントを極めて簡単に得ることができる無段変速機用ベルトのエレメントの打抜き加工方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
かかる目的を達成するために、本発明は、厚み方向に環状に複数積層された際に内周側に位置して左右側端縁が無段変速機のプーリに接するボディーと、該ボディーの中央部上縁側にネックを介して連設され、環状に複数積層された際に外周側に位置するヘッドとを備え、前記ボディーの略下半部に他部より板厚が薄く形成された薄肉部を有する無段変速機用ベルトのエレメントにおいて、前記ヘッドは、前記ネックの上部領域の両側に位置する該ヘッドの左右側端部の板厚が、該ネックの上部領域より大とされ、前記ネック及び前記ボディーの板厚は、前記ヘッドの板厚より小とされ、該ボディーの薄肉部を除く略上半部においては、前記ネックの下部領域の両側に位置する該ボディーの左右側端部の板厚が、該ネックの下部領域より小とされていることを特徴とする。
【０００８】
複数のエレメントを環状に積層して無段変速機用ベルトを形成したとき、前記ヘッドの板厚より小とされた前記ネック及び前記ボディーによって、無段変速機用ベルト内周側への湾曲変形が円滑に行われ、各エレメントの積層方向がヘッド側に曲ることなく良好な積層形状とすることができる。そして、無段変速機用ベルトを形成して無段変速機のプーリに掛け亘した際には、無段変速機用ベルトの外周方向への振れを防止することができ、前記無端リングやエレメントの損傷もなく、無段変速機における安定した動力の伝達を行なうことができる。しかも、複数のエレメントを環状に積層したときには、比較的肉厚の部分、即ち、ヘッドの左右側端部及びボディーにおけるネックの下部領域の３箇所が、隣り合うエレメントに接触するので、極めて安定して積層状態とすることができ、無段変速機用ベルトを形成したときには蛇行等を防止して効率よい動力の伝達を行なうことができる。
【０００９】
また、本発明は、上記構成のエレメントを得るための打抜き加工方法であって以下の特徴を有する。即ち、ダイに載置された金属製の板材をその上面から押し下げて前記エレメントの形状に打ち抜く成形パンチと、該成形パンチにより打抜かれるエレメントの下面に当接してカウンター荷重を付与し、前記薄肉部を所定の断面形状に押圧変形させつつ該エレメントと共に下降するカウンターパンチとを用いる。
【００１０】
そして、前記成形パンチにより板材を押し下げると共に該成形パンチの押し下げ荷重に対抗する前記カウンターパンチのカウンター荷重によって前記薄肉部を所定形状に押圧変形させる工程と、更に前記成形パンチにより板材を押し下げると共に該成形パンチの押し下げ荷重に対抗する前記カウンターパンチのカウンター荷重によって該薄肉部の押圧変形に伴う余肉をボディーからネックの両側に位置する板材へ流出させる工程と、更に前記成形パンチにより板材を押し下げて該余肉が流出された板材をボディーから分離させ、且つ、前記ヘッドの略中央部を押圧して該ヘッドの左右側端部に肉流を生じさせつつエレメントを打抜く工程とを行なう。これにより、前記ヘッドの前記ネックの上部領域の両側に位置する該ヘッドの左右側端部の板厚が、該ネックの上部領域より大とされ、前記ネック及び前記ボディーの板厚が、前記ヘッドの板厚以下とされ、更に、該ボディーの薄肉部を除く略上半部においては、前記ネックの下方領域より、その両側に位置する該ボディーの左右側端部の板厚が小とされたエレメントを形成する。
【００１１】
本発明によれば、前記成形パンチの押圧時に前記薄肉部の押圧変形に伴う余肉を、前記カウンターパンチのカウンター荷重によってボディーとヘッドとの間の板材に流出させてから、余肉を受け入れた該板材をボディーから分離させるので、余肉がボディーに膨出状態で残留することなく、該ボディーの板厚増加を確実に防止することができる。一方、ボディーの略上半部におけるネックの下方領域に生じた余肉は、ネック側に移動して分散されるが、分離される板材に向かう肉流は少ない。これによって、ボディーの略上半部におけるネックの下方領域の板厚よりも、その両側に位置するボディーの左右側端部の板厚を容易に小とすることができる。
【００１２】
このように、成形パンチの押圧荷重とカウンターパンチのカウンター荷重とによって、ボディーに生じた余肉をエレメントの外方へ流出させ、或いはネックに分散させることが簡単にできるので、ヘッドの左右側端部を肉厚とすると共に、ヘッド側の板厚よりボディー側の板厚を容易に薄肉とすることができる。更に同時にボディーの略上半部におけるネックの下方領域における板厚よりも、その両側に位置するボディーの板厚を容易に小とすることができる。そしてこれにより、複数のエレメントを環状に積層して無段変速機用ベルトを形成したとき、各エレメントの積層方向がヘッド側に曲ることのない良好な積層形状とされるエレメントを打抜くことができる。
【００１３】
なお、本発明においては、前記成形パンチにより打抜かれる板材は、パッドにより前記ダイ上に押さえつけられ、該パッドによる板材の押え荷重は、成形パンチの押し下げ荷重と前記カウンターパンチのカウンター荷重とによる余肉の流出を許容する荷重に設定されていることが好ましい。これによって、ボディーに生じた余肉を円滑にエレメントの外方へ流出させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。図１は本実施形態による板材の打抜き形状を示す説明的平面図、図２及び図３は本実施形態による打抜き工程を模式的に示す説明図、図４（ａ）は本実施形態によって形成されたエレメントの平面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のｂ矢示図である。
【００１５】
本実施形態の打抜き加工方法は、図示しない無段変速機用ベルトを構成するエレメント１（図４参照）を製造する際に採用されるものである。該エレメント１は、図示しないが、環状に複数積層され、金属製の無端リングによって一体に結束されることにより無段変速機用ベルトを形成する。
【００１６】
本実施形態においては、図１に示すように、金属製板材２から連結部３を介してエレメント１を打抜く打抜き工程を行なった後、図中仮想線ａで示した連結部３とエレメント１との境界に沿って切断して板材２からエレメント１を分離する分離工程を行なう。このとき形成されるエレメント１の形状を図４（ａ）及び図４（ｂ）を参照して簡単に説明すれば、該エレメント１は前記無段変速機用ベルトが形成されたときにその外周側に位置するヘッド４と、内周側に位置するボディー５とを備える。ヘッド４とボディー５とはネック６を介して一体に連設されている。該ヘッド４の両側には、ボディー５の上縁に沿って張り出す一対のイヤー７が形成されている。該ヘッド４の略中央部には、複数のエレメント１を積層した際に隣同士で凹凸係合させるためのノーズ８とホール９とが形成されている。該ヘッド４のホール９の周囲には、ノーズ８との係合を確実とするために部分的に僅かな凹み１０が形成されており、これによってヘッド４の中央部分は前記イヤー７より僅かに板厚が小とされている。
【００１７】
ネック６の両側に位置するイヤー７とボディー５との間には、一対の凹部１１が形成されている。各凹部１１には、前述の無端リングが装着される。また、ボディー５の両端には図示しない無段変速機のプーリに接する一対のプーリ接触面１２（Ｖ面）が形成されている。更に、ボディー５の下半部には、下縁に向かって次第に板厚が薄くなる薄肉部１３が形成されている。
【００１８】
次に、前記打抜き工程について説明する。該打抜き工程は図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すプレス装置１４により行なわれる。該プレス装置１４は、板材２が載置されるダイ１５と、該ダイ１５上の板材２をエレメント形状に打抜くエレメント成形パンチ１６とを備えている。該エレメント成形パンチ１６に対向する位置には、エレメント成形パンチ１６の下降に追従して下降するカウンターパンチ１７が設けられている。また、エレメント成形パンチ１６の一側には前記連結部３を形成する連結部成形パンチ１８が設けられている。該連結部成形パンチ１８に対応するダイ１５の一部には逃げ部１９が形成されている。また、ダイ１５の上方位置には、該ダイ１５上に板材２を押さえつけるパッド２０が設けられている。
【００１９】
該プレス装置１４において、先ず、ダイ１５上に載置された板材２がパッド２０の押しつけによってダイ１５上に固定される。次いで、図２（ａ）に示すように、カウンターパンチ１７によって板材２の下方から保持した状態でエレメント成形パンチ１６の下降により前記エレメント１が打抜かれる。同時に、エレメント成形パンチ１６と共に下降した連結部成形パンチ１８と、該連結部成形パンチ１８に対応するダイ１５側の逃げ部１９により前記連結部３が形成される。
【００２０】
また、図３（ａ）〜図３（ｄ）に示すように、該連結部３を除く部分が打抜かれてエレメント１が板材２から離反するまでの間に、エレメント成形パンチ１６の下降によって次のことが行なわれる。先ず、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、エレメント成形パンチ１６の押圧荷重と、カウンターパンチ１７のカウンター荷重とによって、ボディー５の薄肉部１３が所定の断面形状となるように押圧変形される。該薄肉部１３が押圧変形されることによって余肉がボディー５の上半部２１に流れる。
【００２１】
次いで、図３（ｃ）に示すように、エレメント成形パンチ１６の押圧荷重と、カウンターパンチ１７のカウンター荷重とによって、前記余肉をヘッド４に向かう方向に流出させる（図１中矢印参照）。これによって、ボディー５の両側位置（特に図中Ａ点）においては、余肉が凹部１１に位置する板材２に流出する。なお、該凹部１１に位置する板材２は前記パッド２０によって押え荷重が付与されているが、その荷重をボディー５からの余肉の流出を妨げない大きさとしておくことにより、余肉を円滑に流出させることができる。
【００２２】
また、ボディー５におけるネック６の下方領域（特に図中Ｂ点）に生じた余肉は、凹部１１には流出せず、ネック６に沿ってヘッド４に向かって流動し分散する。この時点で、Ｂ点の板厚よりもＡ点の板厚が小となる。
【００２３】
一方、ヘッド４側においては、エレメント成形パンチ１６の押圧によって、図１に示すように、ノーズ８とホール９とが形成され、更にホール９の周囲が押圧されて僅かに潰され、前記凹み１０が形成される。これによって、図１中矢印で示すように肉流が生じてイヤー７に移動する。該イヤー７（特に図中Ｃ点）においては、材料である板材の元板厚よりも増加し、これによって、Ｂ点の板厚とＣ点の板厚とが同じになるかＢ点の板厚よりＣ点の板厚が大となる。
【００２４】
そして、図３（ｄ）に示すように、前記エレメント１が打抜かれることによって、前記凹部１１に流出した余肉が該凹部１１に位置する板材２に残留した状態でエレメント１から離反される。
【００２５】
続いて、図２（ｂ）に示すように、エレメント成形パンチ１６、連結部成形パンチ１８、カウンターパンチ１７、及びパッド２０を上昇させることにより、エレメント１が連結部３を介して連結された状態の板材２が取出される。そして、連結部４を切断する分離工程が行なわれて板材２からエレメント１が完全に分離される。
【００２６】
このようにして形成されたエレメント１は、図４（ｂ）に示すように、Ｂ点の板厚よりもＡ点の板厚が確実に小とされ、Ｃ点の板厚よりもＢ点の板厚が同じか小とされる。これにより、図示しないが、複数のエレメント１を環状に積層して無段変速機用ベルトを形成したとき、両Ｃ点とＢ点との接触により安定した積層状態とすることができ、しかも、各エレメント１がヘッド４側に収束するように湾曲することが確実に防止できるので、無段変速機のプーリに掛け亘した際に前記無端リングとの不要な接触によるエレメント１の損傷もなく、無段変速機における安定した動力の伝達を行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による板材の打抜き形状を示す説明的平面図。
【図２】本実施形態による打抜き工程を模式的に示す説明図。
【図３】本実施形態による打抜き工程を模式的に示す説明図。
【図４】本実施形態によって形成されたエレメントを示す説明図。
【符号の説明】
１…エレメント、２…板材、４…ヘッド、５…ボデー、６…ネック、１２…プーリ接触面（Ｖ面）、１３…薄肉部、１５…ダイ、１６…エレメント成形パンチ（成形パンチ）、１７…カウンターパンチ、２０…パッド。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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