CN108799410B - 无级变速器用金属元件的制造方法 - Google Patents

无级变速器用金属元件的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种无级变速器用金属元件的制造方法，在用模具冲压制造金属元件时，能够调整金属元件的径向内外的板厚平衡。对具有固定截面的带板状的金属元件坯料(23’)进行冲压加工及冲裁加工来制造金属元件(23)的模具包括与金属元件的后表面抵接的主冲模(44)和与金属元件的前表面抵接的反冲模(45)，主冲模或反冲模具备与耳部(26)或者主体部(24)的至少一部分抵接而形成凹部(26a～26c；24a～24e)的突起部(44a～44e；45a、45b)，利用被突起部从凹部挤出的坯料，形成从耳部的径向内缘或者主体部的径向外缘向前后方向鼓出的鼓出部(34)，因此能够通过鼓出部使耳部及/或主体部的板厚变化来调整金属元件的径向内外的板厚平衡。

Description

无级变速器用金属元件的制造方法
技术领域
本发明涉及一种无级变速器用金属元件的制造方法，通过使用模具对具有固定截面的带板状的金属元件坯料进行冲压加工和冲裁加工，来制造无级变速器用金属元件。
背景技术
根据以下专利文献1公知：在带式无级变速器的金属带所使用的金属元件的制造方法中，利用由主冲模及反冲模构成的模具对粗成型为与金属元件的产品形状接近的形状的金属元件坯料进行冲压而精加工成型，从而确保了模具的耐久性，同时提高了金属元件的锁定边缘附近的形状的精度。
此外根据以下专利文献2公知：在使得带式无级变速器的金属带所使用的金属元件的锁定边缘的位置与金属元件的主体部的前表面的径向外端位置即鞍面的前缘位置一致的方法中，在金属元件的颈部及耳部的后表面形成凹部，由此，当后侧的金属元件相对于前侧的金属元件向径向外侧错位时，后侧的金属元件的主体部的倾斜面在左右方向的全长上与前侧的金属元件的主体部抵接，减少了施加于颈部与主体部连接的部分的弯曲载荷，抑制了颈部的弯曲。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特许第4132820号公报
专利文献2：WO2014/196254
发明内容
发明要解决的课题
但是，如果利用由主冲模及反冲模构成的模具对金属元件坯料冲压来制造金属元件，则存在金属元件的板厚不均匀、耳部的板厚比主体部的径向外端的板厚大的情况，在卷绕于驱动带轮及从动带轮的金属带的弦部，大量的金属元件相互紧密接触而传递驱动力时，上述板厚差可能导致金属带的弦部弯曲，从而驱动力的传递效率降低。
本发明是鉴于上述情况而完成的，目的在于在用模具冲压制造金属元件时，能够调整金属元件的径向内外的板厚平衡。
用于解决课题的手段
为了达到上述目的，第一发明提出一种无级变速器用金属元件的制造方法，通过使用模具对具有固定截面的带板状的金属元件坯料进行冲压加工及冲裁加工来制造金属元件，该金属元件具备：一对环槽，它们与一对金属环嵌合；颈部，其位于所述一对环槽之间；耳部，其与所述颈部的径向外侧连接；以及主体部，其与所述颈部的径向内侧连接，形成有支承所述金属环的内周面的鞍面，该金属元件在所述主体部的前表面形成有：锁定边缘，其与所述鞍面的前缘重合，沿左右方向延伸；以及倾斜面，其从所述锁定边缘向径向内侧且向后方延伸，所述无级变速器用金属元件的制造方法的特征在于，所述模具包括与所述金属元件的后表面抵接的主冲模和与所述金属元件的前表面抵接的反冲模，所述主冲模或所述反冲模具备突起部，该突起部与所述耳部或者所述主体部的至少一部分抵接而形成凹部，利用被所述突起部从所述凹部挤出的坯料，形成从所述耳部的径向内缘或者所述主体部的径向外缘向前后方向鼓出的鼓出部。
此外第二发明提出一种无级变速器用金属元件的制造方法，在第一发明的结构的基础上，其特征在于，在完成了所述模具对所述金属元件的冲压加工及冲裁加工的状态下，在所述主冲模或所述反冲模与所述金属元件之间存在间隙。
此外第三发明提出一种无级变速器用金属元件的制造方法，在第一发明或第二发明的结构的基础上，其特征在于，所述突起部的体积与所述鼓出部的体积大致一致。
此外第四发明提出一种无级变速器用金属元件的制造方法，在第一发明或第二发明的结构的基础上，其特征在于，所述突起部与所述耳部的左右方向中央部和左右方向两端部抵接。
此外第五发明提出一种无级变速器用金属元件的制造方法，在第一发明或第二发明的结构的基础上，其特征在于，所述金属元件坯料在与所述鼓出部对应的位置上具备槽部。
另外，实施方式的主冲模44及反冲模45与本发明的模具对应。
发明效果
根据第一发明的结构，对具有固定截面的带板状的金属元件坯料进行冲压加工及冲裁加工来制造金属元件的模具包括与金属元件的后表面抵接的主冲模和与前表面抵接的反冲模，主冲模或反冲模具备与耳部或者主体部的至少一部分抵接来形成凹部的突起部，利用被突起部从凹部挤出的坯料形成从耳部的径向内缘或者主体部的径向外缘向前后方向鼓出的鼓出部，因此能够通过鼓出部使耳部及/或主体部的板厚变化，来调整金属元件的径向内外的板厚平衡。
此外根据第二发明的结构，在完成了模具对金属元件的冲压加工及冲裁加工的状态下，在主冲模或反冲模与金属元件之间存在间隙，因此，被突起部从凹部挤出的坯料流入间隙内，从而能够可靠地形成鼓出部，并且主冲模及反冲模受到的载荷减少，从而模具的耐久性提高。
此外根据第三发明的结构，突起部的体积与鼓出部的体积大致一致，因此仅通过使突起部的高度变化就能够容易地调整鼓出部的突出高度。
此外根据第四发明的结构，突起部与耳部的左右方向中央部和左右方向两端部抵接，因此能够利用被突起部从耳部的左右方向中央部和左右方向两端部这两者挤出的坯料，可靠地形成鼓出部。
此外根据第五发明的结构，金属元件坯料在与鼓出部对应的位置上具备槽部，因此从凹部挤出并构成鼓出部的坯料的一部分被槽部吸收，由此能够调整鼓出部的突出高度。
附图说明
图1是示出带式无级变速器的整体结构的图。(第1实施方式)
图2是金属带和金属元件的立体图。(第1实施方式)
图3是金属元件的后视图。(第1实施方式)
图4是图3的4-4线剖视图。(第1实施方式)
图5是与图3的5-5线剖面对应的模具的剖视图。(第1实施方式)
图6是金属元件坯料的立体图。(第1实施方式)
图7是冲裁加工装置的示意性作用说明图。(第1实施方式)
图8是示出冲压载荷与板厚的关系的曲线图。(第1实施方式)
图9是示出主冲模的突起部的面积与板厚的关系的曲线图。(第1实施方式)
图10是金属元件的后视图。(第2实施方式)
图11是金属元件坯料的立体图。(第3实施方式)
图12是金属元件的后视图。(第4实施方式)
图13是与图12的13-13线剖面对应的模具的剖视图。(第4实施方式)
图14是金属元件的后视图。(第5实施方式)
图15是金属元件的后视图。(第6实施方式)
图16是金属元件的前视图。(第7实施方式)
图17是冲裁加工装置的示意性作用说明图。(第7实施方式)
标号说明
22：金属环；
23：金属元件；
23’：金属元件坯料；
23a’：槽部；
24：主体部；
24a～24e：凹部；
25：颈部；
26：耳部；
26a～26c：凹部；
27：环槽；
28：鞍面；
29：锁定边缘；
30：倾斜面；
34：鼓出部；
44：主冲模(模具)；
44a～44e：突起部；
45：反冲模(模具)；
45a、45b：突起部；
α：间隙。
具体实施方式
【第1实施方式】
以下基于图1～图9，说明本发明的第1实施方式。
图1示出搭载于汽车上的带式无级变速器T的概要结构，带式无级变速器T具备与发动机连接的驱动轴11和与驱动轮连接的从动轴12，在设置于驱动轴11的驱动带轮13和设置于从动轴12的从动带轮14上卷绕有环状的金属带15。驱动带轮13具备：固定侧带轮半体16，其固定设置于驱动轴11；和可动侧带轮半体17，其能够相对于该固定侧带轮半体16接触和分离，可动侧带轮半体17被作用于油室18的油压向固定侧带轮半体16施力。从动带轮14具备：固定侧带轮半体19，其固定设置于从动轴12；和可动侧带轮半体20，其能够相对于该固定侧带轮半体19接触和分离，可动侧带轮半体20被作用于油室21的油压向固定侧带轮半体19施力。
如图2和图3所示，金属带15通过将大量金属元件23支承于左右一对金属环22而构成。本说明书中，将金属带15行进的方向定义为前后方向的前方，在金属带15卷绕于驱动带轮13和从动带轮14的状态下，将驱动带轮13和从动带轮14的外周侧定义为径向的外侧，将与前后方向和径向垂直的方向定义为左右方向。此外对于金属元件23的坯料即金属元件坯料23’(参照图6)、和从金属元件坯料23’成型及冲裁出金属元件23的冲裁加工装置41(参照图5和图7)，也将与金属元件23的前后方向、径向及左右方向对应的方向定义成它们的前后方向、径向及左右方向。
由金属元件坯料23’制造出的金属元件23具备：主体部24，其在左右方向上延伸；颈部25，其从主体部24的左右方向中央向径向外侧延伸；以及大致三角形的耳部26，其与颈部25的径向外端连接，在主体部24、颈部25及耳部26之间形成有向左右方向外侧敞开且与金属环22嵌合的一对环槽27。在主体部24的面向环槽27的径向外端形成有供金属环22的内周面安置的鞍面28，在主体部24的前表面的径向外端形成有沿左右方向延伸的锁定边缘29，在主体部24的前表面形成有从锁定边缘29向径向内侧且向后方倾斜的倾斜面30。锁定边缘29与鞍面28的前缘重合，因此锁定边缘29位于主体部24的前表面的径向外端。
在金属元件23的主体部24的左右两端形成有与驱动带轮13和从动带轮14的V面抵接的带轮抵接面31。此外，在金属元件23的耳部26的前表面形成有圆台状的鼻部32，圆台状的鼻部32能够与形成在耳部26的后表面上的圆台状的孔33嵌合。
此外在金属元件23的耳部26的后表面的左右方向中央部以包围孔33的方式形成有凹部26a，并且在与颈部25的径向内侧相连的主体部24的后表面的径向外端的左右方向中央部也形成有比所述凹部26a小的凹部24a。此外在与包围孔33的凹部26a的左右方向两侧相连的耳部26的径向内端、即面向环槽27的径向外端的位置上，形成有沿着左右方向延伸且向后方突出的鼓出部34。
如图5和图7所示，从金属元件坯料23’成型及冲裁出金属元件23的冲裁加工装置41具备：母模42和压板43，它们在前后方向上夹着金属元件坯料23’进行固定；主冲模44，其滑动自如地嵌合于母模42上形成的与金属元件23的外形形状相同的孔中，并与金属元件23的后表面抵接；以及反冲模45，其滑动自如地嵌合于与金属元件23的外形形状相同的孔中，并与金属元件23的前表面抵接，主冲模44及反冲模45能够在未图示的液压缸中相对于母模42及压板43在前后方向上相对移动。
在主冲模44的前表面突出设置有用于在金属元件23的后表面形成所述凹部26a、24a的突起部44a、44b。另外，金属元件23的前后方向的板厚例如是1.5mm左右，突起部44a、44b的突出高度例如是0.02mm左右。
接下来，说明具备上述结构的第1实施方式的作用。
如图5和图7的(A)～(C)的实施方式所示，首先在冲裁加工装置41的母模42与压板43之间夹持并固定金属元件坯料23’(参照图7的(A))。接着一边在主冲模44与反冲模45之间沿前后方向夹压金属元件坯料23’以进行冲压加工，一边使主冲模44及反冲模45相对于母模42及压板43相对移动，由此形成鼻部32、孔33，并且利用主冲模44的突起部44a、44b形成金属元件23的凹部26a、24a(参照图7的(B))。此时，被突起部44a、44b从凹部26a、24a挤出的坯料向左右方向外侧流动，在耳部26的径向内缘处向后方***，由此鼓出部34以沿着耳部26的径向内缘的方式突出。此时，反冲模45向主冲模44施加的载荷被设定得比以往低，在鼓出部34的附近，在金属元件坯料23’与主冲模44之间残留间隙α(参照图7的(B)、(C))。
接下来，若使主冲模44及反冲模45一体地相对于母模42及压板43进一步相对移动，则通过剪切从金属元件坯料23’冲裁出金属元件23。这样成型的金属元件23具备以沿着其后表面上的耳部26的径向内缘的方式向后方突出的鼓出部34(参照图3～图5)，金属元件23在鼓出部34处的前后方向的板厚比其他的部分略厚。
另一方面，图7的(D)～(F)的现有例中，在主冲模44与反冲模45之间沿前后方向夹压金属元件坯料23’来进行冲压加工时，反冲模45向主冲模44施加的载荷被设定得比上述实施方式强，由于主冲模44的突起部44a、44b完全吃进金属元件坯料23’的内部，因此在金属元件坯料23’与主冲模44之间不产生间隙α，不形成实施方式中产生的鼓出部34(参照图7的(D))。
接下来，若使主冲模44及反冲模45一体地相对于母模42及压板43相对移动，则通过剪切从金属元件坯料23’冲裁出金属元件23(参照图7的(E)、(F))。
由此，在本实施方式中，在利用主冲模44及反冲模45对金属元件23进行冲压成型时，将反冲模45的载荷设定得低，使金属元件坯料23’与主冲模44之间产生间隙α，由此能够可靠地形成鼓出部34。并且，主冲模44及反冲模45受到的载荷减少，由此冲裁加工装置41的耐久性提高。
图8的曲线图示出反冲模45的载荷与金属元件23在鼓出部34的位置处的板厚之间的关系，◇与左侧的鼓出部34(参照图3的A位置)对应，■与右侧的鼓出部34(参照图3的B位置)对应，▲与面向鞍面28的主体部24的左侧(参照图3的D位置)对应，×与面向鞍面28的主体部24的右侧(参照图3的E位置)对应。
从该曲线图可知，若减少反冲模45的载荷，则鼓出部34的突出高度与此相应地增加(参照◇和■)。此外可知由于面向鞍面28的主体部24未形成鼓出部34，即使使反冲模45的载荷变化，该部分的板厚也几乎不变化(参照▲和×)。
图9的曲线图示出形成耳部26的凹部26a的突起部44a的面积与金属元件23在鼓出部34的位置处的板厚之间的关系。可知若突起部44a的面积增加，则与此相应地，从凹部26a挤出的坯料的量增加，因此鼓出部34的突出高度增加(参照◇和■)。此外可知由于面向鞍面28的主体部24未形成鼓出部34，即使使耳部26的突起部44a的面积变化，该部分的板厚也几乎不变化(参照▲和×)。
如上所述，根据本实施方式，在主冲模44形成突起部44a、44b，在金属元件23的耳部26的后表面的径向内端使鼓出部34突出，通过鼓出部34使耳部26的最大板厚增加，由此能够任意调整耳部26及主体部24的板厚的平衡。此时，由于突起部44a、44b的体积与鼓出部34的体积大致一致，通过调整突起部44a、44b的高度就能够调整鼓出部34的突出量，金属元件23的板厚控制变容易。
【第2实施方式】
接下来，基于图10说明本发明的第2实施方式。
第2实施方式使主冲模44的突起部44a的数量增加到3个，由此，在金属元件23的耳部26的左右方向中央部的凹部26a的基础上，在金属元件23的耳部26的左右方向两端部还形成2个凹部26b。其结果是，金属元件23的鼓出部34形成在被左右方向中央的凹部26a与左右方向两端的凹部26b夹着的位置。
根据该实施方式，能够利用从耳部26的后表面的左右方向中央部的凹部26a和左右方向两端部的凹部26b这两者挤出的坯料，可靠地形成鼓出部34。
【第3实施方式】
接下来，基于图11说明本发明的第3实施方式。
第3实施方式是第1实施方式的变形，其在金属元件坯料23’的后表面的与耳部26的径向内端对应的位置上预先形成了直线状的槽部23a’。当利用主冲模44及反冲模45对该金属元件坯料23’进行冲压加工时，被主冲模44的突起部44a挤出的坯料的一部分流入槽部23a’，由此鼓出部34的突出高度相应地减少。例如，假定第1实施方式的鼓出部34的突出高度为0.02mm的情况下，通过预先在金属元件坯料23’上形成深度0.01mm的槽部23a’，能够最终得到突出高度为0.01mm的鼓出部34。
根据该实施方式，通过预先在金属元件坯料23’上形成槽部23a’，鼓出部34的突出高度的控制变容易。
【第4实施方式】
接下来，基于图12和图13说明本发明的第4实施方式。
第4实施方式中，主冲模44还具备2个突起部44c，通过该突起部44c，在金属元件23的主体部24的后表面的左右两端侧进一步形成2个凹部24b。其结果是，利用从凹部24a及凹部24b这两者挤出的坯料，在主体部24的后表面的径向上端部、即主体部24面向鞍面28的位置的附近形成有沿左右方向延伸的2个鼓出部34。
根据该实施方式，在金属元件23的夹着环槽27的耳部26与主体部24分别形成有鼓出部34，因此通过控制两者的鼓出部34的高度，能够更高精度地调整金属元件23的径向内外的板厚平衡。
【第5实施方式】
接下来，基于图14说明本发明的第5实施方式。
第5实施方式是第4实施方式的变形，用于在主体部24上形成凹部24c的主冲模44的突起部44d在左右分别各设置有2个。形成于主体部24的4个凹部24c的径向外端到达鞍面28，其结果是，左右的鼓出部34分别被分割成3份。
【第6实施方式】
接下来，基于图15说明本发明的第6实施方式。
第6实施方式是第4实施方式及第5实施方式的组合，为了在主体部24形成2个U字形的凹部24d，在主冲模44上形成有2个U字形的突起部44e。
【第7实施方式】
接下来，基于图16和图17说明本发明的第7实施方式。
在第1～第6实施方式中，鼓出部34设置在金属元件23的后表面。但如图16所示，在第7实施方式中，鼓出部34设置在金属元件23的耳部26的前表面，或者设置在金属元件23的耳部26和主体部24的前表面。耳部26的前表面的鼓出部34利用从耳部26的前表面的凹部26c挤出的材料形成，而且主体部24的前表面的鼓出部34利用从主体部24的前表面的凹部24e挤出的材料形成。
图17是冲裁加工装置41的示意图，在本实施方式中，用于在金属元件23上分别形成凹部26c、24e的突起部45a、45b设置在反冲模45侧。因此，在主冲模44与反冲模45之间沿前后方向夹压金属元件坯料23’来进行冲压加工时，被反冲模45的突起部45a、45b从凹部26c、24e挤出的材料从金属元件23的前表面向前方鼓出，从而在金属元件23的前表面形成鼓出部34。如上所述，根据本实施方式，也能够达到与第1～第6实施方式同样的作用效果。
以上说明了本发明的实施方式，但本发明能够在不脱离其主旨的范围内进行各种设计变更。
例如，在第1～第3实施方式中，鼓出部34仅设置于耳部26，在第4～第6实施方式中，鼓出部34设置于耳部26及主体部24这两者，但也可以将鼓出部34仅设置于主体部24。
此外在实施方式中，鼓出部34仅设置在金属元件23的后表面或者前表面，但也可以将其设置在金属元件23的后表面及前表面这两个面。

Claims (5)

1.一种无级变速器用金属元件的制造方法，通过使用模具(44、45)对具有固定截面的带板状的金属元件坯料(23’)进行冲压加工及冲裁加工来制造金属元件(23)，该金属元件(23)具备：一对环槽(27)，它们与一对金属环(22)嵌合；颈部(25)，其位于所述一对环槽(27)之间；耳部(26)，其与所述颈部(25)的径向外侧连接；以及主体部(24)，其与所述颈部(25)的径向内侧连接，形成有支承所述金属环(22)的内周面的鞍面(28)，该金属元件(23)在所述主体部(24)的前表面形成有：锁定边缘(29)，其与所述鞍面(28)的前缘重合，沿左右方向延伸；以及倾斜面(30)，其从所述锁定边缘(29)向径向内侧且向后方延伸，
所述无级变速器用金属元件的制造方法的特征在于，
所述模具(44、45)包括与所述金属元件(23)的后表面抵接的主冲模(44)和与所述金属元件(23)的前表面抵接的反冲模(45)，所述主冲模(44)或所述反冲模(45)具备突起部(44a～44e；45a、45b)，该突起部(44a～44e；45a、45b)与所述耳部(26)或者所述主体部(24)的至少一部分抵接而形成凹部(26a～26c；24a～24e)，利用被所述突起部(44a～44e；45a、45b)从所述凹部(26a～26c；24a～24e)挤出的坯料，形成从所述耳部(26)的径向内缘或者所述主体部(24)的径向外缘向前后方向鼓出的鼓出部(34)。
2.根据权利要求1所述的无级变速器用金属元件的制造方法，其特征在于，
在完成了所述模具(44、45)对所述金属元件(23)的冲压加工及冲裁加工的状态下，在所述主冲模(44)或所述反冲模(45)与所述金属元件(23)之间存在间隙α。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的无级变速器用金属元件的制造方法，其特征在于，
所述突起部(44a～44e；45a、45b)的体积与所述鼓出部(34)的体积大致一致。
4.根据权利要求1或权利要求2所述的无级变速器用金属元件的制造方法，其特征在于，
所述突起部(44a)与所述耳部(26)的左右方向中央部和左右方向两端部抵接。
5.根据权利要求1或权利要求2所述的无级变速器用金属元件的制造方法，其特征在于，
所述金属元件坯料(23’)在与所述鼓出部(34)对应的位置上具备槽部(23a’)。
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