(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄肉金属リングに周方向の張力およびリング巾方向の力を加えずに該薄肉金属リングを保持手段でもって保持し、該薄肉金属リングの一方の側縁または両側縁に測定端子を接触または接近させ、該薄肉金属リングの周方向に沿った前記測定端子の相対的位置関係を変えて前記薄肉金属リングの側縁形状を測定することを特徴とする薄肉金属リングの形状測定方法。
【請求項２】
前記保持手段を固定し、該保持手段の基準面に沿い前記測定端子を移動させて、該保持手段基準面に対する測定個所の前記薄肉金属リング側縁位置を前記測定端子でもって測定することを特徴とする請求項１記載の薄肉金属リングの形状測定方法。
【請求項３】
前記測定端子を固定し、該測定端子の位置に基く基準面に沿い前記１対の保持手段を移動させて、該測定端子基準面に対する複数の測定個所の前記薄肉金属リング側縁位置を前記測定端子でもって測定することを特徴とする請求項１記載の薄肉金属リングの形状測定方法。
【請求項４】
薄肉金属リングを巾方向に沿い切断して１枚の薄肉金属帯状体を形成し、該薄肉金属帯状体を保持手段でもってリング巾方向の力を加えず平面に沿って保持し、該薄肉金属帯状体の一方の側縁または両側縁に測定端子を接触または接近させ、該薄肉金属帯状体の長さ方向に沿った前記測定端子の相対的位置関係を変えて前記薄肉金属リングの側縁形状を測定することを特徴とする薄肉金属リングの形状測定方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項３における前記薄肉金属リングの測定範囲を、該薄肉金属リングの全周長より短く、測定範囲の両端部分に隣接測定範囲との重複部分を有して２回以上の測定を行ない、各回の測定データを合わせて、前記薄肉金属リングの全周長に亘る側縁形状を測定することを特徴とする請求項１ないし請求項３いずれか記載の薄肉金属リングの形状測定方法。
【請求項６】
前記薄肉金属リングを保持する保持手段の保持面を一平面に形成したことを特徴とする請求項５記載の薄肉金属リングの形状測定方法。
【請求項７】
薄肉金属リングの少なくとも１個所で該薄肉金属リングを着脱自在に挟持する挟持手段と、該挟持手段でもって挟持された前記薄肉金属リングの挟持部分の一側縁または両側縁の形状を測定するリング側縁測定手段とを備えたことを特徴とする薄肉金属リングの形状測定装置。
【請求項８】
薄肉金属リングを次々と成形する成形機でもって該薄肉金属リングを製造する製造方法において、
前記成形機にて所定個数の前記薄肉金属リングを成形する毎に、該薄肉金属リングを抜き取る第１の工程と、
抜き取られた前記薄肉金属リングに周方向の張力およびリング巾方向の力を加えずに該薄肉金属リングを保持手段でもって保持し、該薄肉金属リングの一方の側縁または両側縁に測定端子を接触または接近させ、該薄肉金属リングの周方向に沿った前記測定端子の相対的位置関係を変えて前記薄肉金属リングの側縁形状を測定する第２の工程と、
前記第２工程で測定された測定値より求められた曲がり量が、予め設定された曲がり量を超えた時、前記成形機の調整を行う第３の工程とよりなる薄肉金属リングの製造方法。
【請求項９】
薄肉金属リングを次々と成形する成形機でもって該薄肉金属リングを製造する製造方法において、
前記成形機にて所定個数の前記薄肉金属リングを成形する毎に、該薄肉金属リングを抜き取る第１の工程と、
抜き取られた前記薄肉金属リングに対し、薄肉金属リングを巾方向に沿い切断して１枚の薄肉金属帯状体を形成し、該薄肉金属帯状体を保持手段でもって平面に沿って保持し、該薄肉金属帯状体の一方の側縁または両側縁に測定端子を接触または接近させ、該薄肉金属帯状体の長さ方向に沿った前記測定端子の相対的位置関係を変えて前記薄肉金属リングの側縁形状を測定する第２の工程と、
前記第２工程で測定された測定値より求められた曲がり量が、予め設定された曲がり量を超えた時、前記成形機の調整を行う第３の工程とよりなる薄肉金属リングの製造方法。
【請求項１０】
前記第２工程で測定された測定値より求められた曲がり量が、最小二乗近似曲線とした時の最大曲がり量と、最小二乗近似曲線と蛇行部との偏差の和である請求項８、または請求項９記載の薄肉金属リングの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本願発明は、金属ベルト式無段変速機に用いられる薄肉金属リングの形状を測定する方法と、該薄肉金属リングを製造する製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
薄肉金属リングを厚み方向に積層した薄肉金属リング複合体にブロックをその周方向に亘って多数取り付けてなる無端金属ベルトをドライブプーリとドリブンプーリとに巻掛けてなる金属ベルト式無段変速機において、前記薄肉金属リングを正確に製造しないと、該金属ベルト式無段変速機の運転中に、前記薄肉金属リングの両側縁が左右に振れて、該薄肉金属リングの両側縁がブロック側面またはプーリ溝面に強く接触し、該薄肉金属リングの耐久性が低下することが考えられ、無段変速機の効率が低下し、また、リングに作用する張力の分担が不均一となり耐久性が低下する可能性がある。
【０００３】
このような不具合を回避するために、特公平５−５０６８４号公報に記載された薄肉金属リングの形状測定方法がある。
【０００４】
この薄肉金属リングの形状測定方法では、相互に平行な駆動ローラと従動ローラに無端状の薄肉金属リングを架渡し、該両ローラ間の軸間距離を拡大する方向の力を前記従動ローラ枢支部に加えた状態で、前記駆動ローラを回転させることにより、前記薄肉金属リングを回送し、該薄肉金属リングの側縁に側面検出器の検出部を当接させ、該薄肉金属リングの側縁の位置を一定微少時間毎に検出していた。
【０００５】
【解決しようとする課題】
前記特公平５−５０６８４号公報記載の薄肉金属リングの形状測定方法においては、薄肉金属リングの周方向に張力を加えた状態で測定を行なっているため、該薄肉金属リングの側縁形状がその張力によって真っ直にまたはこれに近い形状に矯正されて、正確な測定結果が得られない欠点があった。そして、ローラーとリングの間の摩擦係数の変化によっても計測値がずれるという問題点があった。
【０００６】
また、前記駆動ローラおよび従動ローラの平行度を維持するために、これら両ローラは両端支持されており、この結果、前記両ローラへの薄肉金属リングの着脱に際しては、前記両ローラの一方の軸端を枢支部から外さなければならず、測定の前後処理作業が煩雑を極め、測定を短時間内に能率良く遂行することができなかった。
【０００７】
【課題を解決するための手段および効果】
本願発明は、このような難点を克服した薄肉金属リングの測定方法の改良に係り、請求項１記載の発明は、薄肉金属リングに周方向の張力およびリング巾方向の力を加えずに該薄肉金属リングを保持手段でもって保持し、該薄肉金属リングの一方の側縁または両側縁に測定端子を接触または接近させ、該薄肉金属リングの周方向に沿った前記測定端子の相対的位置関係を変えて前記薄肉金属リングの側縁形状を測定することを特徴とするものである。
【０００８】
請求項１ないし請求項３記載の発明は、前記したように構成されているので、前記薄肉金属リングの周方向の張力を加えず、その放置状態あるいは切断放置状態の該薄肉金属リングの一側縁または両側縁の形状を正確に測定することができる。
【０００９】
また、請求項４記載のように発明を構成することにより、前記薄肉金属リングを切断することにはなるが、前記請求項１ないし請求項３記載の薄肉金属リングの形状測定方法を正確に実行することができる。
【００１０】
さらに、請求項５記載のように発明を構成することにより、前記薄肉金属リングを切断することがなく、前記請求項１ないし請求項３記載の薄肉金属リングの形状測定方法を容易に実行することができる。
【００１１】
さらにまた、請求項６記載のように発明を構成することにより、前記薄肉金属リングを切断することなく、請求項５記載の薄肉金属リングの形状測定方法を、正確に行なうことができる。
【００１２】
また、請求項７記載のように発明を構成することにより、前記請求項５あるいは請求項６記載の薄肉金属リングの形状測定方法を容易にかつ確実に実行することができる。
【００１３】
さらに、請求項８記載のように発明を構成することにより、前記薄肉金属リングを切断することなく、使用可能な許容限度内の精度の薄肉金属リングを能率良く低コストで製造することができる。
【００１４】
しかも、請求項９記載のように発明を構成することにより、前記抜き取られた薄肉金属リングのみを切断することにはなるが、使用可能な許容値の精度を薄肉金属リングを高い信頼性でもって製造することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図１ないし図１０に図示された本出願請求項１，２，５，６，７，８記載の発明の一実施形態について説明する。
【００１６】
本発明を適用しようとする対象の薄肉金属リング１は、例えば、周長約６６０mm，巾約９．２mm，厚さ約０．１８mmであり、図２に図示されるように、これら薄肉金属リング１は厚み方向へ１２枚殆ど隙間なく積層されて、薄肉金属リング複合体２が形成され、該左右１対の薄肉金属リング複合体２に多数の金属ブロック３が支持されて、無端金属ベルト４が構成されている。
【００１７】
また、この無端金属ベルト４は、図１に図示されるように、金属ベルト式無段変速機０のドライブプーリ５およびドリブンプーリ６に架渡され、該ドライブプーリ５は、図示されない発進クラッチを介して内燃機関（図示されず）に連結され、前記ドリブンプーリ６は図示されない歯車変速機およびディファレンシャルを介して左右の車輪（図示されず）に連結されており、内燃機関の動力が車輪に接続・遮断可能に伝達されるようになっている。
【００１８】
さらに、ドライブプーリ５およびドリブンプーリ６には、それぞれ図示されない油室が設けられており、この油室にそれぞれ適正に調整された油圧が加えられ、該ドライブプーリ５およびドリブンプーリ６のプーリ溝の溝巾が調節されて、金属ベルト式無段変速機０は最適の速度比となるように制御されるようになっている。
【００１９】
そして、前記薄肉金属リング１の形状、特に薄肉金属リング１を平面状に伸した状態の薄肉金属リング１の内外側縁１ａ，１ｂの形状が、一直線でかつ相互に平行であることが要求される。
【００２０】
薄肉金属リング１の内外側縁１ａ，１ｂの形状が曲がり、または平行でない場合には、図１５に図示されるように、薄肉金属リング１の内側縁１ａが金属ブロック３のリング嵌合凹部３ａの内側面３ｂに局部的に強く圧接し、あるいは薄肉金属リング１の外側縁１ｂがプーリ５，６のプーリ溝面７にやはり局部的に強く圧接する結果、薄肉金属リング１の内外側縁１ａ，１ｂの耐久性が低下し易く、また、リングに作用する張力の分担が不均一となる可能性がある。
【００２１】
この薄肉金属リング１の内外側縁１ａ，１ｂの形状の曲がりには、図５に図示されるように、薄肉金属リング１の全周長で一方向へ曲って元に戻る単純曲り量ＷＴと、図６に図示されるように、薄肉金属リング１の全周長間で何回か周期的に曲る蛇行量ＷＳとがある。ここで蛇行量の最小二乗近似曲線と蛇行量との偏差分をＷＳとし、最大の単純曲がり量ＷＴとこの蛇行量の偏差分ＷＳの和の総曲り量Ｗが或る値を越えると、薄肉金属リング１の耐久性が低下することが実験の結果分った。
【００２２】
具体的には、前記無端金属ベルト４にドライブプーリ５，ドリブンプーリ６を架渡してなる金属ベルト式無段変速機０について、図２３に図示される複合耐久モードでもって耐久テストを行なったが、薄肉金属リング１の内外側縁１ａ，１ｂの総曲り量Ｗが、薄肉金属リング１の周長６６０mmに対し１／１０００の０．６mmを越えると、薄肉金属リング１の耐久性が低下することが判明したのである。
【００２３】
そして、薄肉金属リング１の内外側縁１ａ，１ｂの形状の測定は、所定個数毎に抜き取り検査で行う。品質管理における抜き取り検査は、許容値内４σ管理で行い、例えば工程ロット内の品質バラツキがσ＝０．０７５（標準偏差）であった場合、管理値の総曲がり量±０．６mm以内の管理を行なうには、４σのばらつきを考慮すると、抜き取りサンプルの平均値が、管理値の半分に相当する０．３mmを閾値（しきい値）とする工程調整を行なえばよい。
【００２４】
なお、図５，図６において、ハッチ付き丸印で図示した地点での薄肉金属リング１の内外側縁１ａ，１ｂの単純曲り量ＷＴと蛇行量ＷＳとが測定されており、Ｙ，Ｚ曲線は、その地点での測定値の最小２乗近似曲線である。
【００２５】
実際に薄肉金属リング１を製造するには、矩形状薄肉鋼板を円筒状に曲げて、その両端縁を突き合せ溶接してから、輪切り状にこの円筒状薄肉鋼板を切断して、薄肉金属リング１を得ていた。
【００２６】
この薄肉金属リング１を、図８に図示の１対の引張りローラ８に架渡し、この１対の引張りローラ８間で薄肉金属リング１の上下面を上下１対の圧延ローラ９，10で挟み付け、図９に図示するように、これら相対する圧延ローラ９，10を相互に接近させる方向へ加圧しながら、回転駆動することにより、所要の厚さ・巾の寸法を有する薄肉金属リング１を形成していた。
【００２７】
しかし、上下１対の圧延ローラ９，10が図１０に図示されるように平行でなく傾いている場合には、薄肉金属リング１の巾方向各個所における薄肉金属リング１の厚さが一側から他側に亘って増大または減少して薄肉金属リング１の周方向の圧延量が変るため、図１２に図示されるように、薄肉金属リング１は円筒状でなく截頭円錐台になり、薄肉金属リング１と金属ブロック３との相対的巾方向位置が一方へずれ、薄肉金属リング１の内側縁１ａが金属ブロック３の内側面３ｂに接触し、または薄肉金属リング１の外側縁１ｂがドライブプーリ５，ドリブンプーリ６のプーリ溝面７に接触してしまい、また、運転中のリングに作用する張力が不均一となってしまう。
【００２８】
また、圧延ローラ９，10がいずれか一方または両方の中心線が一定せず、首振り運動を起すと、薄肉金属リング１の内外側縁１ａ，１ｂの厚さが図１３および図１４に図示されるように、周方向に沿って周期的に増減し、薄肉金属リング１を切断した薄肉金属帯状体11の内外側縁11ａ，11ｂの形状が蛇行形状となる。
【００２９】
そして、このように薄肉金属リング１の内外側縁１ａ，１ｂの厚さが、周方向に沿って周期的に増減した薄肉金属リング１が混入した薄肉金属リング複合体２では、この薄肉金属リング複合体２に金属ブロック３を支持してなる無端金属ベルト４をドライブプーリ５，ドリブンプーリ６に架渡し、無端金属ベルト４に張力を加えると、図１５に図示されるように内外側縁１ａ，１ｂの厚さが周期的に増減した薄肉金属リング１は捩れを起し、最内周薄肉金属リング１'の内周面１'ｃが、金属ブロック３のリング嵌合凹部３ａの内周面３ｃに強く押し付けられるとともに、最外周薄肉金属リング１"の外周面１"ｄが金属ブロック３のリング嵌合凹部３ａの外周面３ｄに強く押しつけられ、また、運転中のリングに作用する張力が不均一となってしまう。
【００３０】
さらに、図１７に図示するように、円筒状薄肉鋼板を斜めに切断した場合も、薄肉金属リング１を巾方向に切断して展開した薄肉金属帯状体11の内外側縁11ａ，11ｂの形状は、図１６に図示されるように、１周期のサイン曲線の蛇行形状となる。
【００３１】
このような現象を勘案して、例えば、図４に図示する薄肉金属リング形状測定装置20を用いて薄肉金属リング１の側面形状を測定し、薄肉金属リング１の内外側縁１ａ，１ｂの総曲り量Ｗが、０．３mmを越えた時に、薄肉金属リング１の製造を中断し、圧延ローラ９，10の枢支位置、圧延ローラ９，10の外周面形状等の修正作業を行なえば、全薄肉金属リング１を所要の許容範囲の総曲り量Ｗ以内に設定することができる。
【００３２】
次に、図４に図示の薄肉金属リング形状測定装置20を説明すると、側面21ａの長さが薄肉金属リング１の周長の１／４よりも長い直方体状の基体ブロック21の両側方に、１対の挟持片22が配設されており、該挟持片22は図示されないアクチェータにより基体ブロック21の側面21ａに対し直交して接近する方向Ｘへ駆動され、または逆方向へ駆動されると、薄肉金属リング１は２個所で基体ブロック21と挟持片22とに着脱自在に挟持されるようになっている。
【００３３】
また、基体ブロック21の両側面21ａの両端部に支柱23ａ，23ｂが一体に立設され、該両支柱23ａ，23ｂ上端にガイド部材24ａ，24ｂがそれぞれ架渡され、該ガイド部材24ａ，24ｂの下方にリング側縁測定器25ａ，25ｂがガイド部材24ａ，24ｂの長手方向に沿って往復動自在に走行しうるように設けられており、リング側縁測定器25ａ，25ｂの測定端子26ａ，26ｂは薄肉金属リング１の内外側縁１ａ，１ｂのいずれか（図面では内側縁１ａ）に接触し、測定端子26ａ，26ｂの上下移動量でもって薄肉金属リング１の内外側縁１ａ，１ｂの形状が測定されるようになっている。
【００３４】
図４に図示された形状で、薄肉金属リング１が基体ブロック21より突出した一方の半円筒状突出部１ｅの中央部における内側縁１ｅａが最も高く、他方の半円筒状突出部１ｆの中央部における内側縁１ｆａが最も低く、しかも、薄肉金属リング１が図１７に図示された形状となっている場合には、一方のリング側縁測定器25ａにより測定される薄肉金属リング１の内側縁１ａの測定範囲Ｓ１における測定値Ｗ１と、他方のリング側縁測定器25ｂにより測定される薄肉金属リング１の内側縁１ａの測定範囲Ｓ２における測定値Ｗ２とは、図１９の実線で図示された値となる。
【００３５】
さらに、この測定を終えて１対の挟持片22を反Ｘ方向へ移動させた後、図４にて、薄肉金属リング１を薄肉金属リング１の１／４周長分だけ回送し、再び１対の挟持片22をＸ方向へ移動させて、薄肉金属リング１と基体ブロック21と挟持片22で挟持し、前述したと同様な測定を行なうと、一方のリング側縁測定器25ａにより測定される薄肉金属リング１の内側縁１ａの測定範囲Ｓ'１における測定値Ｗ'１と、他方のリング側縁測定器25ｂにより測定される薄肉金属リング１の内側縁１ａの測定範囲Ｓ'２における測定値Ｗ'２とは、図１９の実線で図示される値となる。
【００３６】
このように、図４および図１９に図示された実施形態では、薄肉金属リング１の内外側縁１ａ，１ｂの測定を全薄肉金属リング１について行なう必要がないので、生産能率が高い。
【００３７】
また、図４に図示の薄肉金属リング形状測定装置20を用いて薄肉金属リング１を非破壊測定するため、薄肉金属リング１に無駄がなく、コストダウンが可能となる。
【００３８】
さらに、薄肉金属リング１に周方向の張力および巾方向の力を加えずに、薄肉金属リング１の内外側縁１ａ，１ｂの形状を測定したため、測定精度が高く、信頼性も高い。
【００３９】
また、以下に示す破壊検査を行なうことによる、コスト上昇と、該破壊検査および前記非破壊検査と比較した計測時間短縮によるコスト低減をかんがみ、コスト低減効果が大きいと判断される場合には、以下の破壊検査手法を用いることも可能である。
【００４０】
図２０ないし図２２に図示の請求項４，９記載の発明の第２実施形態について説明する。
【００４１】
薄肉金属リング１の巾方向に切断し、非常に大きな曲面（図２１参照）に、薄肉金属帯状体形状測定装置40の当金41を形成し、当金42は直線に形成し、この両当金41，42にボルト43を複数個にて貫通し、その先端にナット44をリング長さ中央部に近いものから順に螺合緊締する。
【００４２】
このようなしめつけ手法にすると、緊締により、張力や巾方向の力が生じてしまうことをより完璧に防止できる。
【００４３】
そして、帯状体側縁測定器測定端子45を薄肉金属リング１の内側縁１ａに接触させ、図２０の実線および２点鎖線で示された個所にて、帯状体側縁測定器測定端子45の位置を測定すれば、薄肉金属リング１の内側縁１ａの形状を極めて高い精度で求めることができる。
【００４４】
図２０ないし図２２に図示の第２実施形態では、薄肉金属リング１を利用不可能な状態に切断してしまうが、その測定精度が極めて高く、測定の信頼性も高いため、請求項９記載の発明のような切り取り測定にすれば、薄肉金属リング１の廃棄を最小限に留めて、高い信頼性を保持しながら能率良く薄肉金属リング１を生産することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の測定方法および測定装置で製造された薄肉金属リングを有する金属ベルト式無段変速機の概略側面図である。
【図２】無端金属ベルトの一部欠除斜視図である。
【図３】図２の横断正面図である。
【図４】本出願発明の第１実施形態の薄肉金属リング形状測定装置の斜視図である。
【図５】図４に図示の薄肉金属リング形状測定装置で測定された薄肉金属リングの内側縁の単純曲り量を測定した結果を図示した図面である。
【図６】図４に図示の薄肉金属リング形状測定装置で測定された薄肉金属リングの内側縁の蛇行量を測定した結果を図示した図面である。
【図７】抜き取り検査を行なって、薄肉金属リングの成形調査を行なう状態を図示した説明図である。
【図８】薄肉金属リングの圧延成形を行なう装置の概略図である。
【図９】図８の要部拡大図である。
【図１０】図９のＸ−Ｘ線に沿って裁断した横断面図である。
【図１１】截頭円錐台状に成形された薄肉金属リングの展開図である。
【図１２】截頭円錐台状に成形された薄肉金属リングの斜視図である。
【図１３】不規則に成形された薄肉金属リングの展開図である。
【図１４】不規則に成形された薄肉金属リングの斜視図である。
【図１５】不規則に成形された薄肉金属リングを薄肉金属リング複合体とした状態の横断面図である。
【図１６】円筒を斜めに切断した薄肉金属リングの展開図である。
【図１７】円筒を斜めに切断した薄肉金属リングの斜視図である。
【図１８】内外側縁が曲った薄肉金属リングを用いて無端金属ベルトに構成した場合の薄肉金属リングの横断面図である。
【図１９】図１４に図示の薄肉金属リング形状測定装置を用いて薄肉金属リングを測定した結果を図示した図面である。
【図２０】本出願発明の第２実施形態の薄肉金属帯状体形状測定装置を図示した平面図である。
【図２１】図２０のＸＸＩ−ＸＸＩ線に沿って裁断した断面図である。
【図２２】図２０のＸＸＩＩ矢視図である。
【図２３】複合耐久モードを図示した表である。
【符号の説明】
１…薄肉金属リング、２…薄肉金属リング複合体、３…金属ブロック、４…無端金属ベルト、５…ドライブプーリ、６…ドリブンプーリ、７…プーリ溝面、８…引張りローラ、９，10…圧延ローラ、11…薄肉金属帯状体、20…薄肉金属リング形状測定装置、21…基体ブロック、22…挟持片、23…支柱、24…ガイド部材、25…リング側縁測定器、26…測定端子、40…薄肉金属帯状体形状測定装置、41，42…当金、43…ボルト、44…ナット、45…帯状体側縁測定器測定端子。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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