(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１対のテンションローラに薄板状の金属リングを掛け渡し、両テンションローラの中間に備えられたガイドローラと圧延ローラとの間に該金属リングを挟持して、両テンションローラを相対的に互いに離間する方向に変位させつつ、該圧延ローラを軸支する支持部材に接続されたシリンダロッドを備える圧延シリンダにより該圧延ローラを該金属リングに押圧して該金属リングをその周長が所定の長さになるように圧延する圧延方法において、
該シリンダロッドの作動部分に係合する規制部材により該シリンダロッドの下降位置を規制しつつ、圧延中の該金属リングの周長が前記所定の長さに達した後、さらに該金属リングの圧延を所定時間継続することを特徴とするリングの圧延方法。
【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等に用いられる金属リングの圧延方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
無段変速機用ベルト等に用いられる積層リングは、超強力鋼であるマルエージング鋼の薄板の端部同士を溶接して円筒状のドラムを形成し、該ドラムを所定幅に裁断して薄板状の金属リングとした後、該金属リングを圧延して所定の周長とすることにより製造されている。
【０００３】
従来、前記金属リングの圧延装置として、特開平１１−２９０９０８号公報記載の装置が知られている。前記公報記載の圧延装置は、薄板状の金属リングが掛け渡される１対のテンションローラを水平方向に所定の間隔で離間させて備え、さらに前記両テンションローラの中間に備えられるガイドローラと、該ガイドローラとの間に前記金属リングを挟持する圧延ローラとを備えるものである。
【０００４】
前記装置では、前記テンションローラの少なくとも一方が、シリンダにより駆動されて、他方のテンションローラから離間する方向に変位自在とされている。また、前記圧延ローラは圧延シリンダのシリンダロッドに接続された支持部材に軸支され、該圧延シリンダにより該シリンダロッドを介して前記金属リング方向に押圧されるようにされている。
【０００５】
前記圧延装置によれば、前記１対のテンションローラに前記金属リングを掛け渡した状態で、前記圧延シリンダにより前記圧延ローラを前記金属リングに押圧し、該圧延ローラと前記ガイドローラとの間に前記金属リングを挟持する。そして、前記圧延ローラを回転駆動することにより、前記金属リングを圧延する。同時に、前記テンションローラの少なくとも一方をシリンダにより駆動して、他方のテンションローラから離間する方向に変位せしめて、前記圧延により延長された周長に相当する変位を前記金属リングに与え、該金属リングに張力を付与する。
【０００６】
前記圧延装置は、前記圧延時に前記金属リングの周長を測定し、該周長が所望の値に達したならば、前記圧延を終了する。前記金属リングの周長は、前記１対のテンションローラの軸間距離の関数として求めることができるので、前記圧延装置では前記シリンダにより変位せしめられるテンションローラの変位量をエンコーダにより測定する。前記エンコーダは、前記変位量が所定の値に達したならば圧延の完了を検出し、電気信号を出力することにより、テンションローラを変位せしめるシリンダ及び圧延シリンダを停止する。前記圧延シリンダは、前記停止後、前記圧延ローラの前記金属リングに対する押圧を解除する。前記圧延装置は、機能が簡略化されているため、容易に制御することができる。
【０００７】
しかしながら、前記圧延装置では、前記圧延ローラが前記圧延シリンダにより前記金属リング方向に押圧される構成となっているため、該圧延ローラが前記ガイドローラとの間に該金属リングを挟持すると、前記シリンダロッドが該ガイドローラからの反力により撓み、圧延された該金属リングの厚さの設定寸法に対するバラツキが大きくなることがある。
【０００８】
また、前記エンコーダにより圧延の完了が検出された直後に圧延を終了すると、金属リングのスプリングバックのために圧延量が不十分になり、該スプリングバックを考慮して圧延量の設定を大きくすると、圧延された金属リングの厚さが設定寸法より薄くなって、該金属リングの厚さの設定寸法に対するバラツキが生じる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる事情に鑑み、圧延された金属リングの厚さのバラツキを低減することができる圧延方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【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、本発明のリングの圧延方法は、１対のテンションローラに薄板状の金属リングを掛け渡し、両テンションローラの中間に備えられたガイドローラと圧延ローラとの間に該金属リングを挟持して、両テンションローラを相対的に互いに離間する方向に変位させつつ、該圧延ローラを軸支する支持部材に接続されたシリンダロッドを備える圧延シリンダにより該圧延ローラを該金属リングに押圧して該金属リングをその周長が所定の長さになるように圧延する圧延方法において、該シリンダロッドの作動部分に係合する規制部材により該シリンダロッドの下降位置を規制しつつ、圧延中の該金属リングの周長が前記所定の長さに達した後、さらに該金属リングの圧延を所定時間継続することを特徴とする。
【００１１】
本発明の圧延方法では、前記規制部材を用いて前記シリンダロッドの下降位置を規制することにより、前記圧延ローラを前記金属リングに押圧する押圧力の過剰部分が削減されるので、該シリンダロッドが前記ガイドローラから受ける反力を抑制し、該シリンダロッドの撓みを防止することができる。
【００１２】
また、本発明の圧延方法では、前記シリンダロッドの撓みが防止された状態で前記金属リングの圧延を行い、圧延中の該金属リングの周長が所定の長さ（圧延完了の長さ）に達した後にも、さらに該金属リングの圧延を所定時間継続するので、該金属リングのスプリングバックを防止することができる。
【００１３】
従って、本発明の圧延方法によれば、圧延された金属リングの厚さのバラツキを低減することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図１は本実施形態の圧延装置の一部を切り欠いて示す正面図である。
【００１６】
図１示のように、本実施形態の圧延装置１は、薄板状の金属リングＷが掛け渡される１対のテンションローラ２ａ，２ｂを水平方向に所定の間隔で離間させて備えている。テンションローラ２ａ，２ｂの中間には、バックアップローラ３、ガイドローラ４、圧延ローラ５が垂直方向に並設されて、圧延手段を構成している。
【００１７】
圧延装置１は基台６上にケーシング７を備え、ケーシング７は金属リングＷの着脱のために前面が開放されている。一方、ケーシング７の側壁には、各ローラ２ａ，２ｂ，４，５を備える部分に対応する凹部７ａが設けられている。
【００１８】
テンションローラ２ａは背面側でケーシング７に軸支されており、テンションローラ２ｂは背面側で軸支部材８に軸支されている。軸支部材８は、凹部７ａを通って、ケーシング７側方の基台６上に設けられたレール部材９に摺動自在に係合された摺動部材１０に取着されている。この結果、軸支部材８は、摺動部材１０の進退に従ってテンションローラ２ｂをテンションローラ２ａから離間する方向に変位自在とされている。尚、テンションローラ２ｂを変位させる機構については後述する。
【００１９】
バックアップローラ３は、ケーシング７内の基台６上に設けられたベースユニット１１に軸支され、テンションローラ２ａ，２ｂの中間の下方に配設されている。ガイドローラ４は背面側でケーシング７に軸支されて、テンションローラ２ａ，２ｂの中間に備えられており、テンションローラ２ａ，２ｂに掛け渡された金属リングＷをバックアップローラ３との間に挟持するようになっている。
【００２０】
圧延ローラ５は、支持部材１２に軸支されてガイドローラ３の上方に配設されている。支持部材１２は、フランジ１３を介して、ケーシング７の上方に設けられた圧延シリンダ１４のシリンダロッド１５に接続され、昇降自在とされている。シリンダロッド１５は圧延シリンダ１４を貫通して設けられ、圧延シリンダ１４の内壁に沿って摺動するピストン１６を備えている。また、シリンダロッド１５は、圧延シリンダ１４の外部に突出する端部１５ａに係止部材１７が螺着されている。圧延シリンダ１４の上縁と係止部材１７との間には、複数のスプリング１８が配設されている。
【００２１】
圧延シリンダ１４の内部は、ピストン１６により、上部室１４ａと下部室１４ｂとに区画されている。そこで、圧延シリンダ１４は、図示しない油圧ユニットから上部室１４ａに油圧が供給されるときにはピストン１６を介してシリンダロッド１５を下降させ、下部室１４ｂに油圧が供給されるときにはピストン１６を介してシリンダロッド１５を上昇させることができる。
【００２２】
圧延シリンダ１４は、前記機構によりピストン１６を介してシリンダロッド１５を下降させ、バックアップローラ３に支持されたガイドローラ４と圧延ローラ５との間に金属リングＷを挟持せしめる。同時に、圧延シリンダ１４は、支持部材１２を介して圧延ローラ５を金属リングＷに押圧する。圧延ローラ５は、背面側に配設されたモータ（図示せず）の回転軸に自在継手を介して接続されることにより回転駆動され、ガイドローラ４と圧延ローラ５との間に挟持される金属リングＷを圧延する。
【００２３】
次に、テンションローラ２ｂを変位させる機構について説明する。レール部材９の側方の基台６上には支柱１９が立設されており、支柱１９に第１シリンダ２０が取着されている。第１シリンダ２０のシリンダロッド２１は、レール部材９に摺動自在に係合された摺動部材２２に取着され、摺動部材２２をレール部材９に沿って進退自在としている。
【００２４】
摺動部材２２上には第２シリンダ２３が設けられており、第２シリンダ２３のシリンダロッド２４は、レール部材９に摺動自在に係合された摺動部材１０に接続されている。この結果、摺動部材１０は第２シリンダ２３のシリンダロッド２４により、レール部材９に沿って進退自在とされている。
【００２５】
また、摺動部材１０は前述のようにテンションローラ２ｂが軸支された軸支部材８を備えている。従って、軸支部材８、テンションローラ２ｂもまた、第２シリンダ２３のシリンダロッド２４により、摺動部材１０と共に進退自在とされる。
【００２６】
そして、圧延シリンダ１４の上縁には、シリンダロッド１５の下降位置を規制するための規制部材としてのシム２５が配設されている。シム２５は、平板状の金属、樹脂等の剛体であって、スプリング１８，１８の間に等間隔に２〜４枚が配置される。
【００２７】
シム２５は、シリンダロッド１５が下降せしめられたときに、その上面がシリンダロッド１５の端部１５ａに螺着された係止部材１７に当接することにより、シリンダロッド１５に係合してシリンダロッド１５の下降位置を規制することができる。シム２５は、厚さの異なるものを用いることにより、シリンダロッド１５の下降位置を調整することができ、シリンダロッド１５の外周側から内周側に向けて着脱自在に挿入される。
【００２８】
次に、圧延装置１の作動について説明する。
【００２９】
本実施形態において、金属リングＷは無段変速機用ベルト等に用いられる積層リングの材料である。金属リングＷは、超強力鋼であるマルエージング鋼の薄板の端部同士を溶接して形成された円筒状のドラムを、溶接歪みを除去するために溶体化処理した後、所定幅に裁断することにより形成されている。
【００３０】
圧延装置１では、まず、ケーシング７の開放された前面側から金属リングＷがテンションローラ２ａ，２ｂに掛け渡される。次いで、第１シリンダ２０が作動し、シリンダロッド２１に接続された摺動部材２２をレール部材９に沿って、テンションローラ２ｂがテンションローラ２ａから離間する方向に移動させる。尚、本実施形態ではテンションローラ２ａはケーシング７に軸支されて固定されているために移動せず、テンションローラ２ｂのみが変位する。
【００３１】
摺動部材２２には第２シリンダ２３が取着されているので、第１シリンダ２０により摺動部材２２を前記のように移動させると、同時に第２シリンダ２３も移動する。この結果、第２シリンダ２３のシリンダロッド２４、摺動部材１０、軸支部材８を介してテンションローラ２ｂがテンションローラ２ａから離間する方向に変位せしめられ、テンションローラ２ａ，２ｂに掛け渡された金属リングＷに張力が付与される。第１シリンダ２０は、第２シリンダ２３を金属リングＷの圧延開始位置、例えばテンションローラ２ａ，２ｂに掛け渡された金属リングＷが前記張力の付与により緊張状態となると、その位置で停止する。
【００３２】
次に、圧延シリンダ１４が作動されて、フランジ１３に案内されたシリンダロッド１５が支持部材１２を押圧し、これにより支持部材１２に軸支された圧延ローラ５が下降せしめられてリングＷに押圧される。このとき、シリンダロッド１５は、係止部材１７がシム２５に当接することによりシム２５と係合し、その下降位置が規制されるので、ガイドローラ４から反力を受けることがなく、撓みが防止される。また、シリンダロッド１５は、前記のように下降せしめられることにより、スプリング１８を圧縮する。
【００３３】
そして、図示しないモータにより圧延ローラ５が回転駆動されることにより、バックアップローラ３に支持されたガイドローラ４と圧延ローラ５との間に挟持された金属リングＷの圧延が開始される。
【００３４】
圧延が開始されると、金属リングＷは次第に周長が延長されるが、第１シリンダ２０が停止されると代わって第２シリンダ２３が作動され、前記圧延シリンダ１４の作動と同時に、テンションローラ２ｂがテンションローラ２ａから離間する方向に変位せしめられる。これにより、金属リングＷは前記圧延による延長分に見合う変位が付与されて、該変位に伴う張力により緊張状態を維持しつつ、圧延が行われる。
【００３５】
次に、圧延が進行してテンションローラ２ｂの変位量が所定の量に達したことが図示しないエンコーダにより検出されると、金属リングＷの周長が所定の長さに達したものとして、該エンコーダから圧延の完了を検出したことを示す電気信号が出力される。
【００３６】
前記エンコーダとしては、例えば、エンコーダの回転軸の先端に備えられたローラを、摺動部材１０の移動する部分に設け、摺動部材１０の移動に従って該ローラが摺動部材１０に当接して回転するようにしたもの等を用いることができる。前記エンコーダによれば、まず前記ローラが摺動部材１０に当接して回転し始めた時点の角度を開始角度として記憶しておき、摺動部材１０の移動に従って該ローラが回転するときに該開始角度からの回転角を検出することにより、摺動部材１０の変位量を検出し、該変位量から間接的にテンションローラ２ｂの変位量を検出することができる。
【００３７】
前記電気信号が出力されると、図示しないタイマが作動し、前記のようにシリンダロッド１５により圧延ローラ５が金属リングＷに押圧された状態のまま、さらに所定時間、前記圧延が継続される。そして、前記タイマがタイムアップすると、圧延シリンダ１４、第２シリンダ２３が停止され、前記圧延が終了される。
【００３８】
本実施形態の圧延装置１によれば、前記圧延の間、シリンダロッド１５の下降位置がシム２５によって機械的に規制されているので、シリンダロッド１５の撓みを防止することができる。また、前記圧延の完了後、前記のようにしてさらに所定時間、前記圧延が継続されることにより、金属リングＷのスプリングバックを防止することができる。
【００３９】
従って、圧延された金属リングＷの厚さのバラツキを低減して、所定の設計寸法の厚さを備える金属リングＷを得ることができる。
【００４０】
また、圧延シリンダ１４は、前記タイマがタイムアップすると、上部室１４ａに対する油圧の供給を停止する一方、下部室１４ｂに対して油圧を供給し、ピストン１６を介してシリンダロッド１５を上昇させることにより、金属リングＷに対する押圧を解除する。前記圧延シリンダ１４自体による前記押圧の解除は、前記機械的機構により行われるために、０．０１〜０．１秒の時間を要する。この間、圧延ローラ１５は金属リングＷに押圧されたままとなっているので、前記圧延中の回転の慣性によりさらに回転し、圧延の終了後に金属リングＷがさらに余分に圧延される虞がある。
【００４１】
しかし、前記タイマがタイムアップして圧延シリンダ１４が停止すると、直ちにスプリング１８が前記圧縮された状態から原形に復帰するように働いて、その付勢力が係止部材１７を介してシリンダロッド１５に作用する。この結果、シリンダロッド１５は、上方に移動せしめられ、前記押圧が解除される。
【００４２】
従って、圧延装置１では、圧延シリンダ１４が停止すると直ちに前記押圧が解除され、金属リングＷが余分に圧延されることを防止して、所定の周長に圧延されたリングＷを得ることができる。
【００４３】
尚、本実施形態では、シリンダロッド１５の下降位置を規制する規制部材としてシム２５を用いているが、前記規制部材はシリンダロッド１５の作動部分に係合して前記下降位置を規制することができるものであれば、どのようなものであってもよい。このような規制部材として、例えば圧延シリンダ１４内部の下部室１４ｂの下端部とピストン１６との間に配設されるもの等を挙げることができる。但し、本実施形態のように、圧延シリンダ１４の外部に配設されるシム２５とすることにより、保守管理が容易になるとの利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の圧延方法に用いる圧延装置の一構成例を示す正面図。
【符号の説明】
１…圧延装置、  ２ａ，２ｂ…テンションローラ、  ４…ガイドローラ、  ５…圧延ローラ、  １２…支持部材、  １４…圧延シリンダ、  １５…シリンダロッド、  ２５…規制部材、  Ｗ…金属リング。
【図１】
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