JP2004271437A

JP2004271437A - 無端金属ベルト用エレメントの測定装置および測定方法

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Publication number: JP2004271437A
Application number: JP2003065008A
Authority: JP
Inventors: Shuhei Shirakawa; 周平白川
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2003-03-11
Filing date: 2003-03-11
Publication date: 2004-09-30

Abstract

【課題】無端金属ベルトを構成するエレメントの形状を測定する。
【解決手段】エレメント測定装置１０００は、エレメント１０２を基準位置に保持するためのＸ方向基準面１３００、Ｙ方向基準面１４００およびＺ方向基準面１５００と、基準位置に保持されたエレメント１０２のディンプルに凹部を有するディンプル側測子１１００を嵌合させるようにディンプル側測子１１００をＸＹ方向に移動可能にしながらＺ方向に移動させ、エレメント１０２のホールに凸部を有するホール側測子１２００を嵌合させるようにホール側測子１２００をＸＹ方向に移動可能にしながらＺ方向に移動させ、ディンプル側測子１１００の位置およびホール側測子１２００の位置のそれぞれについての三次元データを検出する検出部とを含む。
【選択図】図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、板片状の多数のエレメントを互いに対面させて環状に配置し、それらのエレメントに金属バンドであるフープを通して各エレメントを環状に結束して構成した無端金属ベルトに関し、特に、無端金属ベルトにおけるエレメントの寸法を、効率良くかつ正確に測定する装置および方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両においては、トランスミッションの変速比を車両の走行状況に応じて無段階に調整するベルト式無段変速機（ＣＶＴ：ＣｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙＶａｒｉａｂｌｅＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）が搭載されることがある。このＣＶＴは、エンジン出力を効率的に引き出すことが可能であり、燃費および走行性能の向上に優れる。実用化されたＣＶＴの１つとして、金属ベルトと一対のプーリとを用いて、油圧によってプーリの有効径を変化させることで連続的に無段の変速を実現するものがある。無端金属ベルトが、入力軸に取付けられた入力側プーリおよび出力軸に取付けられた出力側プーリに巻き掛けられて使用される。入力側プーリおよび出力側プーリは、溝幅を無段階に変えられる１対のシーブをそれぞれ備え、溝幅を変えることで、無端金属ベルトの入力側プーリおよび出力側プーリに対する巻付け半径が変わり、これにより入力軸と出力軸との間の回転数比、すなわち変速比を連続的に無段階に変化させることができる。
【０００３】
この無端金属ベルトは、薄板状の多数（４００個程度）のエレメントを準備し、これら多数のエレメントを組合せることにより製造される。このような無端金属ベルトのエレメントは、薄板状の金属板を打ち抜き加工して製造されるが、そのエレメントの寸法に許容範囲外の誤差を含むと、無端金属ベルトとプーリとの間で滑りが生じるなどの不具合が発生して、正常に無段変速機が動作しない場合がある。このため、エレメントの寸法を正確に管理することが重要である。
【０００４】
特開２００１−３０４８４７公報（特許文献１）は、エレメントの平坦度や板厚を効率良くかつ正確に測定するできる測定方法を開示する。この測定方法は、無段変速機のプーリに接するＶ面を形成する一対の端縁を両側に備えるボデーと、ボデーにネックを介して連設されたヘッドとを備える無段変速機用ベルトのエレメントの測定方法である。この測定方法は、エレメントをその両面が上下方向に向かう姿勢に昇降自在に位置決めするステップと、その位置決めされたエレメントのボデーおよびヘッドに予め設定された複数の測定箇所の下面に複数の第１変位センサを対応させて当接させるステップと、各第１変位センサの上方に対向する複数の第２変位センサを、位置決めされたエレメントのボデーおよびヘッドの上面に当接させるステップと、各変位センサから得られる変位量に基づいて、各測定箇所の板厚を測定するステップと、各測定箇所の板厚を測定するとき、各測定箇所のうち所定の２箇所を通る直線を基準として、その基準線に対する各測定箇所の各変位センサから得られる上下方向の変位差に基づいてエレメントの平坦度を測定するステップとを含む。
【０００５】
この測定方法によると、エレメントは位置決めされた状態で複数の第１変位センサと複数の第２変位センサとによって上下から挟持される。各第１変位センサと各第２変位センサとは、夫々エレメントのボデーおよびヘッドに設定された各測定箇所を介して上下に対向して該エレメントに当接される。これによって、エレメントの各測定箇所における第１変位センサと第２変位センサとの前進位置での変位量を得ることができる。そして、エレメントの各測定箇所における第１変位センサと第２変位センサと前進位置での変位量が得られることによって、エレメントの各測定箇所の板厚を正確に測定することができる。これによって、作業者がマイクロメータを用いて各測定箇所の板厚を測定する場合に比べて、一度に複数箇所の板厚が測定でき、各変位センサから得られる変位量に基づいて高い精度の板厚測定を迅速に行なうことができる。さらに、このとき、各測定箇所のうち所定の２箇所を通る直線を基準として、その基準線に対する各測定箇所の各変位センサの前進位置から得られる上下方向の変位差を求める。エレメントに曲りや捻れ等の変形が生じていると、この基準線に対して各測定箇所の変位差にバラツキが生じる。そして、このとき得られる各測定箇所の変位差のバラツキからエレメントの平坦度を容易に測定することができ、従来のような作業者の目視による場合に比べて平坦度を正確且つ効率良く測定することができる。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３０４８４７公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、無段変速機用のエレメントは、多数のエレメントをその表裏方向に積層して形成される。エレメントの表裏方向には、エレメント間で互いに嵌合する凸部（ディンプル）と凹部（ホール）とが、プレス加工により形成されている。このディンプルとホールの位置精度に許容範囲外の誤差を含むと、多数のエレメントの相対的位置がずれてしまい、多数のエレメントが積層されて形成された無端金属ベルトとプーリとの間で滑りが生じるなどの不具合が発生する。
【０００８】
しかしながら、特許文献１で開示された測定方法では、このようなディンプルおよびホールの位置を正確に測定することができない。
【０００９】
従来、このようなディンプルおよびホールの位置測定は、まず、エレメントの一方を表にして基準面に載置して、たとえば接触式の測子を有する三次元計測装置で数点のポイントを測定して、その後、エレメントをひっくり返して、裏面を表にして基準面に載置して、三次元計測装置で数点のポイントを測定していた。このため、表裏で数ポイントずつの測定するのに２〜３分必要としていた。さらに、無端金属ベルト１本に対して必要なエレメントの個数が多いので１個のエレメントの測定に時間がかかるので、無端金属ベルト１本分のエレメントのディンプルおよびホールの位置を測定するのは、ほぼ不可能であった。
【００１０】
本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであって、その目的は、効率的にかつ正確に無端金属ベルトを構成するエレメントのディンプルおよびホールの形状寸法を測定する測定装置および測定方法を提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
第１の発明に係る測定装置は、複数のエレメントをエレメントの表裏にそれぞれ設けられた凸部と凹部とを嵌合させて積層して、環状のフープに通すことにより構成された無端金属ベルトに用いられるエレメントの形状を測定する。この測定装置は、エレメントを基準位置に保持するための保持手段と、基準位置に保持されたエレメントの凸部に、凹部を有する第１の測子を嵌合させるように、第１の測子を三次元移動させるための第１の移動手段と、基準位置に保持されたエレメントの凹部に、凸部を有する第２の測子を嵌合させるように、第２の測子を三次元移動させるための第２の移動手段と、第１測子の位置および第２測子の位置のそれぞれについての三次元データを検出するための検出手段とを含む。
【００１２】
第１の発明によると、エレメントの表面に設けられる凸部（ディンプル）には、凹部を有する第１の測子が、エレメントの裏面に設けられる凹部（ホール）には、凸部を有する第２の測子が、それぞれ三次元移動する。ディンプルおよびホールにはテーパ面を有するので、これらの測子は、そのテーパに導かれるようにディンプルおよびホールに嵌合する。このとき、これらの測子は、たとえば、エレメントに近接する方向以外の二次元平面上で移動されながら近接するので、テーパに導かれてそれぞれディンプルおよびホールの位置に移動して嵌合する。嵌合状態における第１の測子の位置と第２の測子の位置とをそれぞれ三次元計測するので、ディンプルとホールの位置を同時に正確に測定できる。その結果、表裏をひっくり返して２回測定することなく表裏を１回の測定で行なうことができるので、効率的に無端金属ベルトを構成するエレメントのディンプルおよびホールの形状寸法を測定する測定装置を提供することができる。
【００１３】
第２の発明に係る測定装置においては、第１の発明の構成に加えて、第１の移動手段は、第１の測子を二次元平面上で移動可能にしながら、二次元平面に垂直な方向に移動させるための手段を含む。第２の移動手段は、第２の測子を二次元平面上で移動可能にしながら、二次元平面に垂直な方向に移動させるための手段を含む。
【００１４】
第２の発明によると、第１の測子および第２の測子は、それぞれ二次元平面上で移動可能にしながら、二次元平面に垂直な方向に移動して、ディンプルおよびホールにそれぞれ嵌合する。二次元平面内で移動しながら近接するので、それぞれの測子は、テーパに導かれてそれぞれディンプルおよびホールの位置で嵌合されることになる。
【００１５】
第３の発明に係る測定装置においては、第１または２の発明の構成に加えて、保持手段は、エレメントの基準面に当接するための当接手段と、当接手段に対向する位置に設けられ、エレメントの基準面を当接手段に押し当てるための押圧手段とを含む。
【００１６】
第３の発明によると、押圧手段により、エレメントの基準面と当接手段とが当接するので、正確に基準面を当接手段に押し当てることができる。
【００１７】
第４の発明に係る測定装置は、第１〜３のいずれかの発明の構成に加えて、押圧手段の変位量を測定するための測定手段をさらに含む。検出手段は、検出された第１測子および第２測子の位置を、測定された変位量に基づいて補正して、第１測子および第２測子の位置を検出するための手段を含む。
【００１８】
第４の発明によると、押圧手段により、エレメントの基準面と当接手段とが当接されるときに、測定手段は、押圧手段の変位量を測定する。良品のエレメントの基準面と当接手段とが当接するときの変位量と、測定された変位量とを比較すると、エレメント自体の外形寸法の誤差を算出できる。この誤差を考慮して、検出された第１測子および第２測子の位置を補正して、第１測子および第２測子の位置を正確に検出することができる。
【００１９】
第５の発明に係る測定装置は、第１〜４のいずれかの発明の構成に加えて、基準となる基準データを予め記憶するための記憶手段と、検出手段により検出された第１測子および第２測子の位置と、記憶された基準データとに基づいて、エレメントの良否を判定するための判定手段とをさらに含む。
【００２０】
第５の発明によると、記憶手段に良品のエレメントの基準データを記憶しておいて、検出手段により検出された第１測子および第２測子の位置のデータが、その基準データからの許容範囲内にあると良品と判定することができる。
【００２１】
第６の発明に係る測定装置は、第１〜５のいずれかの発明の構成に加えて、第１の移動手段による第１の測子の移動と、第２の移動手段による第２の測子の移動とを時間的に重ねて実行するように、第１の移動手段および第２の移動手段を制御するための制御手段をさらに含む。
【００２２】
第６の発明によると、時間的に重ねて測子を移動させて、測定時間をさらに短くすることができる。
【００２３】
第７の発明に係る測定方法は、複数のエレメントをエレメントの表裏にそれぞれ設けられた凸部と凹部とを嵌合させて積層して、環状のフープに通すことにより構成された無端金属ベルトに用いられるエレメントの形状を測定する。この測定方法は、エレメントを基準位置に保持する保持ステップと、基準位置に保持されたエレメントの凸部に、凹部を有する第１の測子を嵌合させるように、第１の測子を三次元移動させる第１の移動ステップと、基準位置に保持されたエレメントの凹部に、凸部を有する第２の測子を嵌合させるように、第２の測子を三次元移動させる第２の移動ステップと、第１測子の位置および第２測子の位置のそれぞれについての三次元データを検出する検出ステップとを含む。
【００２４】
第７の発明によると、エレメントの表面に設けられるディンプルには、凹部を有する第１の測子が、エレメントの裏面に設けられるホールには、凸部を有する第２の測子が、それぞれ三次元移動する。ディンプルおよびホールにはテーパ面を有するので、これらの測子は、そのテーパに導かれるようにディンプルおよびホールに嵌合する。このとき、これらの測子は、たとえば、エレメントに近接する方向以外の二次元平面上で移動されながら近接するので、テーパに導かれてそれぞれディンプルおよびホールの位置に移動して嵌合する。嵌合状態における第１の測子の位置と第２の測子の位置とをそれぞれ三次元計測するので、ディンプルとホールの位置を同時に正確に測定できる。その結果、表裏をひっくり返して２回測定することなく表裏を１回の測定で行なうことができるので、効率的に無端金属ベルトを構成するエレメントのディンプルおよびホールの形状寸法を測定する測定方法を提供することができる。
【００２５】
第８の発明に係る測定方法においては、第７の発明の構成に加えて、第１の移動ステップは、第１の測子を二次元平面上で移動可能にしながら、二次元平面に垂直な方向に移動させるステップを含む。第２の移動ステップは、第２の測子を二次元平面上で移動可能にしながら、二次元平面に垂直な方向に移動させるステップを含む。
【００２６】
第８の発明によると、第１の測子および第２の測子は、それぞれ二次元平面上で移動可能にしながら、二次元平面に垂直な方向に移動して、ディンプルおよびホールにそれぞれ嵌合する。二次元平面内で移動しながら近接するので、それぞれの測子は、テーパに導かれてそれぞれディンプルおよびホールの位置で嵌合されることになる。
【００２７】
第９の発明に係る測定方法においては、第７または８の発明の構成に加えて、保持ステップは、エレメントの基準面を当接面に当接するステップと、当接面に対向する位置に設けられ、エレメントの基準面を当接面に押し当てるステップとを含む。
【００２８】
第９の発明によると、押し当てるステップにより、エレメントの基準面と当接面とが当接するので、正確に基準面を当接面に押し当てることができる。
【００２９】
第１０の発明に係る測定方法は、第７〜９のいずれかの発明の構成に加えて、当接面に押し当てたときの変位量を測定する測定ステップをさらに含む。検出ステップは、検出された第１測子および第２測子の位置を、測定された変位量に基づいて補正して、第１測子および第２測子の位置を検出するステップを含む。
【００３０】
第１０の発明によると、エレメントの基準面と当接面とが当接されるときに、測定ステップは、変位量を測定する。良品のエレメントの基準面と当接面とが当接するときの変位量と、測定された変位量とを比較すると、エレメント自体の外形寸法の誤差を算出できる。この誤差を考慮して、検出された第１測子および第２測子の位置を補正して、第１測子および第２測子の位置を正確に検出することができる。
【００３１】
第１１の発明に係る測定方法は、第７〜１０のいずれかの発明の構成に加えて、検出された第１測子および第２測子の位置と、予め準備された基準データとに基づいて、エレメントの良否を判定する判定ステップとをさらに含む。
【００３２】
第１１の発明によると、良品のエレメントの基準データを予め準備しておいて、検出ステップにて検出された第１測子および第２測子の位置のデータが、その基準データからの許容範囲内にあると良品と判定することができる。
【００３３】
第１２の発明に係る測定方法は、第７〜１１のいずれかの発明の構成に加えて、第１の移動ステップにおける第１の測子の移動と、第２の移動ステップにおける第２の測子の移動とを時間的に重ねて実行するように、第１の移動ステップおよび第２の移動ステップを制御する制御ステップをさらに含む。
【００３４】
第１２の発明によると、時間的に重ねて測子を移動させて、測定時間をさらに短くすることができる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがってそれらについての詳細な説明は繰返さない。
【００３６】
以下の説明では、多数のエレメントが互いに板厚方向に環状に並べて配置され、その左右のサドル部にフープを通して各エレメントが結束されて構成された無端金属ベルトおよびその無端金属ベルトを使用したベルト式無段変速機について説明する。
【００３７】
図１を参照して、本発明の実施の形態に係る無端金属ベルトが用いられるベルト式無段変速機１００について説明する。このベルト式無段変速機１００においては、無端金属ベルト１０６が、入力軸２００に取付けられた入力側プーリ２２０および出力軸３００に取付けられた出力側プーリ３２０に巻き掛けられて使用される。
【００３８】
入力側プーリ２２０および出力側プーリ３２０は、溝幅を無段階に変えられる１対のシーブ１０８をそれぞれ備え、車両の走行状態に応じて制御される油圧回路により溝幅を変えることで、無端金属ベルト１０６の入力側プーリ２２０および出力側プーリ３２０に対する巻付け半径が変わり、これにより入力軸２００と出力軸３００との間の回転数比、すなわち変速比を連続的に無段階に変化させることができる。
【００３９】
図２を参照して、無端金属ベルト１０６は、多数のエレメント１０２が互いに板厚方向に環状に並べて配置され、その左右のサドル部に環状の金属帯であるフープ１０４を通して各エレメント１０２が結束されて、図３に示すように、全体として、無端金属ベルト１０６が構成される。
【００４０】
エレメント１０２の形状の一例を、図４および図５に示す。エレメント１０２の幅方向の両側の側面は、シーブ１０８におけるテーパ状のシーブ面１１０に接触する対シーブ摩擦面１１２であって、シーブ面１１０と一致するテーパ面とされている。その対シーブ摩擦面１１２を備えた基体部分１１４の幅方向での中心部に、図４での上側に延びた首部１１６が形成され、その首部１１６が、左右に広がった頂部１１８につながっている。その左右に広がった頂部１１８と基体部分１１４との間にスリットが形成されており、この左右２つのスリットの部分にフープ１０４が通されている。そして、基体部分１１４におけるフープ１０４が接触する面がサドル面１２０となっている。
【００４１】
このサドル面１２０の高さは、基体部分１１４を横切るピッチ線Ｐからの寸法で表わされる。また、エレメント１０２の幅は、ピッチ線Ｐ上の寸法で表わされる。なお、頂部１１８のうち首部１１６の延長位置には、一方の面側において凸の形状を有するディンプル１２２、他方の面側において凹の形状を有するホール１２３が形成されており、互いに隣接するエレメント１０２のディンプル１２２とホール１２３とが互いに嵌合するようになっている。なお、ディンプル１２２を有する面がエレメントの表面、ホール１２３を有する面がエレメントの裏面である。このようなディンプル１２２およびホール１２３は、プレス加工により形成され、テーパ面を有する。
【００４２】
図４に示すように、サドル面１２０は上に凸の曲面形状を有する。この曲面形状に沿ってフープ１０４が当接している。
【００４３】
無端金属ベルト１０６は、１対のシーブ１０８の間に挟み付けられて使用される。その場合、シーブ面１１０および対シーブ摩擦面１１２がテーパ面であるために、各エレメント１０２には、シーブ１０８による挟圧力により半径方向での外側に荷重が作用するが、各エレメント１０２がフープ１０４によって結束されているので、フープ１０４の張力により半径方向での外側への移動が規制される。その結果、シーブ面１１０と対シーブ摩擦面１１２との間に摩擦力が生じ、あるいは油膜の剪断力が生じてシーブ１０８と無端金属ベルト１０６との間でトルクが伝達される。
【００４４】
フープ１０４は、図２および図４に示すように、９〜１２層のリングを積層して形成される（ただし、図２および図４では９〜１２層ではなく３層として表わしている）。この場合、下層のリングほど、周長が短く、上層のリングほど、周長が長くなる。
【００４５】
図２および図３に示すように、無端金属ベルト１０６は、フープ１０４に多数のエレメント１０２を組合せて製造される。このフープ１０４に組合される所定の個数（たとえば４００個）のエレメント間においては、ディンプル１２２とホール１２３とが嵌合している。
【００４６】
このエレメント１０２のディンプル１２２とホール１２３との位置が正確でないと、多数のエレメントにおける互いの相対的位置が正しくない位置になり、無端金属ベルト１０６に蛇行するような傾向が表われる。無端金属ベルト１０６が入力側プーリ２２０および出力側プーリ３２０に巻付けられて走行する際、入力側プーリ２２０および出力側プーリ３２０とエレメント１０２との滑りが発生してエネルギロスが発生し、伝達効率が低下する。
【００４７】
図６を参照して、本実施の形態に係るエレメント測定装置の概略構成について説明する。図６は、本実施の形態に係るエレメント測定装置１０００とエレメント１０２との関係が明確になるように表わされた斜視図である。
【００４８】
図６に示すように、エレメント測定装置１０００は、エレメント１０２を載置する載置台を兼ねるＺ方向基準面１５００と、Ｘ方向基準面１３００と、Ｙ方向基準面１４００と、エレメント１０２のサイド面をＸ方向に押し付けるサイド面押し付け治具１３１０およびサイド面押し付け治具１３１０を駆動するサイド面押し付けアクチュエータ１３２０とを含む。また、エレメント１０２のディンプル１２２に嵌合するように凹部が設けられたディンプル側測子１１００と、エレメント１０２のホール１２３に嵌合するように凸部が設けられたホール側測子１２００とにより、基準位置に載置されたエレメント１０２が挟まれて、図６に示すＸ、ＹおよびＺ方向の、ディンプル側測子１１００およびホール側測子１２００の変位量がそれぞれ測定される。
【００４９】
図５に示すように、ディンプル１２２およびホール１２３はテーパ面を有している。一方、図６に示すように、ディンプル側測子１１００は垂直な面を有する凹部を有する。また、ホール側測子１２００は、垂直な面を有する凸部を有する。ディンプル１２２およびホール１２３はそれぞれテーパ面を有し、ディンプル側測子１１００およびホール側測子１２００は垂直な面を有するため、それぞれの測子（ディンプル側測子１１００、ホール側測子１２００）は、それぞれディンプル１２２およびホール１２３のテーパ面に沿ってＺ方向に進行し、Ｘ方向基準面１３００、Ｙ方向基準面およびＺ方向基準面１５００により基準位置に載置されたエレメント１０２におけるディンプル１２２の位置およびホール１２３の位置を測定することができる。
【００５０】
なお、この場合、Ｘ方向におけるエレメント１０２の寸法形状の誤差を正確に測定する必要がある。エレメント１０２のＸ方向の寸法に誤差を含むと、ディンプル１２２およびホール１２３の位置が正確であっても、正しくディンプル１２２およびホール１２３の位置が計測されないためである。
【００５１】
このため、サイド面押し付け治具１３１０とサイド面押し付けアクチュエータ１３２０とを用いて、エレメント載置台であるＺ方向基準面１５００に載置されたエレメント１０２をＸ方向に押し付けて、エレメント１０２が基準位置に載置されるようにして、そのときのサイド面押し付け治具の１３１０の基準位置からの移動量を計測する。計測されたサイド面押し付け治具の１３１０の移動量に基づいて、測定されたディンプル１２２の位置およびホール１２３の位置を補正するための補正値を算出している。
【００５２】
図７に、図６の矢示Ａ方向から見たエレメント測定装置１０００の側面図を示す。
【００５３】
図７に示すように、エレメント測定装置１０００は、前述の図６を用いて説明した構成に加えて、エレメント側測子１１００およびホール側測子１２００がＸ方向およびＹ方向に移動してエレメント１２００に接近することができるような構造を有する。ディンプル側測子１１００は、エレメント１０２のディンプル１２２に嵌合する凹部を有するヘッドがディンプル側スラストベアリング１１２０により保持されている。このディンプル側スラストベアリング１１２０により、ディンプル側測子１１００は、図面のＸ方向およびＹ方向に移動可能なように保持されている。ホール側測子１２００は、エレメント１０２のホール１２３に嵌合する凸部を有するヘッドがホール側スラストベアリング１２２０により保持されている。このホール側スラストベアリング１２２０により、ホール側測子１２００は、図面のＸ方向およびＹ方向に移動可能なように保持される。
【００５４】
エレメント測定装置１０００において、ディンプル側測子１１００のＸ方向の変位量は、ディンプル側Ｘ方向変位量測定部１１１０により、Ｚ方向の変位量は、ディンプル側Ｚ方向変位量測定部１１３０により測定される。なお、図７においてＹ方向は紙面の垂直方向であるため、ディンプル側Ｙ方向変位量測定部は表示していない。
【００５５】
エレメント測定装置１０００において、ホール側測子１２００のＸ方向の変位量は、ホール側Ｘ方向変位量測定部１２１０により、Ｚ方向の変位量は、ホール側Ｚ方向変位量測定部１２３０により測定される。ホール側においても、前述のディンプル側と同様に、Ｙ方向は図７の紙面に垂直な方向であるため、ホール側Ｙ方向変位量測定部は表示していない。
【００５６】
なお、ディンプル側およびホール側のそれぞれについて、Ｘ方向、Ｙ方向およびＺ方向のそれぞれの変位量を測定する測定センサは、特に限定されるものではなく、たとえば、差圧トランスデューサなどであってよい。また、これらのセンサは制御部に接続され、この制御部により測定データの処理が実行される。なお、この制御部は、一般的なコンピュータであってもよい。この制御部は、測定データの処理のみならず、エレメント測定装置１０００の全体の動作を制御するものとして説明する。
【００５７】
また、図６および図７に示すように、エレメント１０２は、Ｘ方向基準面１３００とサイド面が当接することにより、Ｙ方向基準面１４００とサドル面１２０が当接することにより、Ｚ方向基準面１５００とエレメント１０２の基体部分１１４の４点または３点が当接することにより基準位置に載置される。
【００５８】
図８を参照して、本実施の形態に係るエレメント測定装置１０００において実行される処理のフローチャートについて説明する。
【００５９】
ステップ（以下、ステップをＳと略す）１００にて、エレメント測定装置１０００の制御部は、マスタデータを記憶部から読出す。このマスタデータは、予め正確に製造されたマスタとなるエレメント１０２について、別の三次元測定装置によりその形状を精密に測定した値を記憶したものである。なお、Ｓ１００の処理を実行する前には、こうしたマスタデータの準備のほか、このエレメント測定装置１０００にマスタとなるエレメント１０２をセットし、ディンプル側測子１１００およびホール側測子１２００の移動量に基づき、この移動量についてのマスタデータに対するずれを補正するマスタ合せが実施されている。
【００６０】
Ｓ１１０にて、制御部は、エレメントセット信号を検知したか否かを判断する。このエレメントセット信号は、たとえば、このエレメント測定装置１０００を操作する作業者により入力される。エレメントセット信号は、作業者がエレメント１０２を所定の位置に、すなわち、Ｚ方向基準面１５００であるエレメント載置台の所定の位置に、エレメント１０２を載置した後に、作業者により入力された情報に基づく信号である。エレメントセット信号の入力が検知されると（Ｓ１１０にてＹＥＳ）、処理はＳ１２０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１１０にてＮＯ）、処理はＳ１１０へ戻され、エレメントセット信号を検知するまで待つ。
【００６１】
Ｓ１２０にて、制御部は、サイド面押し付けアクチュエータ１３２０の移動を指示する。Ｓ１３０にて、制御部は、サイド面押し付けアクチュエータ１３２０の移動量を検知する。Ｓ１４０にて、制御部は、サイド面押し付けアクチュエータ１３２０の移動量に基づいて、Ｘ方向補正値を算出する。
【００６２】
Ｓ１５０にて、制御部は、ディンプル側測子１１００およびホール側測子１２００の移動を指示する。この指示により、ディンプル側測子１１００およびホール側測子１２１０は、Ｘ方向およびＹ方向に移動しながら、Ｚ方向に移動し、ディンプル側測子１１１０の凹部がディンプル１２２に、ホール側測子１２００の凸部がホール１２３にそれぞれ嵌合する。ディンプル側測子１１００およびホール側測子１２００の移動が完了すると（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、処理はＳ１７０へ移される。もしそうでないと（Ｓ１６０にてＮＯ）、処理はＳ１６０へ戻され、ディンプル側測子１１００およびホール側測子１２００の移動が完了するまで待つ。なお、このディンプル側測子１１００およびホール側測子１２００の移動完了は、たとえば時間などにより判断される。
【００６３】
Ｓ１７０にて、制御部は、ディンプル側測子１１００の移動量（Ｘ（１）、Ｙ（１）およびＺ（１））を検知する。このディンプル側測子１１００の移動量については、ディンプル側Ｘ方向変位量測定部１１１０、ディンプル側Ｙ方向変位量測定部およびディンプル側Ｚ方向変位量測定部１１３０から制御部に入力されたデータにより検知される。
【００６４】
Ｓ１８０にて、制御部は、ホール側測子１２００の移動量（Ｘ（２）、Ｙ（２）およびＺ（２））を検知する。このホール側測子１２００の移動量についても、前述のＳ１７０における処理と同様、ホール側Ｘ方向変位量測定部１２１０、ホール側Ｙ方向変位量測定部およびホール側Ｚ方向変位量測定部１２３０から制御部に入力されたデータにより検知される。
【００６５】
Ｓ１９０にて、制御部は、移動量Ｘ（１）およびＸ（２）を補正する。このとき、たとえば、Ｓ１３０にて検知したサイド面押し付けアクチュエータ１３２０の移動量が基準位置から４０ミクロンであって、移動量Ｘ（１）およびＸ（２）の基準位置からの移動量が２０ミクロンであったとすると、エレメント１０２の幅が４０ミクロン大きければ、その幅の大きさによりディンプル１２２およびホール１２３の位置が正しい位置であったとしても、測定されるディンプル１２２の位置およびホール１２３の位置は、２０ミクロンずれることになる。このため、その２０ミクロンを考慮して、移動量Ｘ（１）およびＸ（２）を補正する。このような場合、サイド面押し付けアクチュエータ１３２０の移動量が４０ミクロンであって、移動量Ｘ（１）およびＸ（２）が２０ミクロンであると、実際のディンプル１２２の位置およびホール１２３の位置のずれは０である。
【００６６】
Ｓ２００にて、制御部は、移動量Ｚ（１）に基づいてディンプル深さＨ（１）を、移動量Ｚ（２）に基づいてホール深さＨ（２）をそれぞれ算出する。Ｓ２１０にて、制御部は、マスタデータと測定データとを比較する。Ｓ２２０にて、制御部は、すべての測定データが許容範囲内にあるか否かを判断する。すべての測定データが許容範囲内にあると（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、処理はＳ２３０へ移される。もしそうでないと（Ｓ２２０にてＮＯ）、処理はＳ２４０へ移される。
【００６７】
Ｓ２３０にて、制御部は、良品判定処理を行なう。Ｓ２４０にて、制御部は不良品判定処理を行なう。この不良品判定処理については、たとえば、不良品と判定されたエレメントの測定データを蓄積しておいて、その不良品の測定データの傾向を分析するようにしてもよい。
【００６８】
以上のような構造およびフローチャートに基づく、本実施の形態に係るエレメント測定装置１０００の動作について説明する。
【００６９】
エレメント１０２をエレメント測定装置１０００のＺ方向基準面１５００であるエレメント載置台の所定の位置に載置して、作業者がエレメントセットボタンを押すことにより、制御部がエレメントセット信号を検知する（Ｓ１１０にてＹＥＳ）。サイド面押し付けアクチュエータ１３２０の移動が指示され（Ｓ１２０）、サイド面押し付け治具１３１０によりＸ方向基準面１３００の反対側のエレメント１０２のサイド面が押し付けられ、エレメント１０２がＸ方向基準面１３００に押し付けられる。
【００７０】
制御部により、サイド面押し付けアクチュエータ１３２０の移動量が検知され（Ｓ１３０）、サイド面押し付けアクチュエータ１３２０の移動量に基づいてＸ方向補正値が算出される（Ｓ１４０）。このようにして、エレメント１０２がエレメント測定装置１０００の所定の位置に載置されてから、ディンプル側測子１１００およびホール側測子１２００がＺ方向にそれぞれ時間を重ねて移動する。
【００７１】
ディンプル側測子１１００およびホール側測子１２００の移動が完了すると（Ｓ１６０にてＹＥＳ）、ディンプル側測子１１００の移動量（Ｘ（１）、Ｙ（１）およびＺ（１））が検知され（Ｓ１７０）、ホール側測子１２００の移動量（Ｘ（２）、Ｙ（２）およびＺ（２））が検知される（Ｓ１８０）。
【００７２】
制御部により、移動量Ｘ（１）およびＸ（２）が、サイド面押し付けアクチュエータ１３２０の移動量に基づいて算出されたエレメント１０２のＸ方向の大きさの誤差を考慮して、補正される（Ｓ１９０）。制御部により、移動量Ｚ（１）に基づいてディンプル高さＨ（１）が、移動量Ｚ（２）に基づいてホール深さＨ（２）がそれぞれ算出される（Ｓ２００）。
【００７３】
このようにして、測定された測定データと読出されたマスタデータとが比較され（Ｓ２１０）、すべての測定データが許容範囲内にあると（Ｓ２２０にてＹＥＳ）、良品判定処理が実行される（Ｓ２３０）。
【００７４】
以上のようにして、本実施の形態に係るエレメント測定装置によると、エレメントのディンプルおよびホールに対して、それぞれ嵌合するディンプル側測子およびホール側測子を時間を重ねて（同時でもよい）、そのエレメントの表裏方向から近づけ、それぞれ嵌合させる。嵌合させた位置における三次元測定を実行して、ディンプルおよびホールの位置およびディンプルの高さまたはホールの深さを測定する。従来は、エレメントに対して複数の代表点をそれぞれ表方向と裏方向で別々に測定していたことに対して、本実施の形態に係るエレメント測定装置によると飛躍的に高速にかつ正確にディンプルおよびホールの位置、ディンプルの高さおよびホールの深さを一度に測定することができる。
【００７５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る無端金属ベルトを用いたベルト式無段変速機の断面図である。
【図２】無端金属ベルトを説明するための部分斜視図である。
【図３】無端金属ベルトの全体構成を示す斜視図である。
【図４】エレメントの正面図である。
【図５】エレメントの側面図である。
【図６】エレメント測定装置の概略構成図である。
【図７】エレメント測定装置の構成図である。
【図８】エレメント測定装置で実行されるプログラムの制御構造を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１００無段変速機、１０２エレメント、１０４フープ、１０６無端金属ベルト、１０８シーブ、１１０シーブ面、１１２対シーブ摩擦面、１１４基体部分、１１６首部、１１８頂部、１２０サドル面、１２２ディンプル、１２３ホール、１２４傾斜面、２００入力軸、２２０入力側プーリ、３００出力軸、３２０出力側プーリ、１０００エレメント測定装置、１１００ディンプル側測子、１１１０ディンプル側Ｘ方向変位量測定部、１１２０ディンプル側スラストベアリング、１１３０ディンプル側Ｚ方向変位量測定部、１２００ホール側測子、１２１０ホール側Ｘ方向変位量測定部、１２２０ホール側スラストベアリング、１２３０ホール側Ｚ方向変位量測定部、１３００Ｘ方向基準面、１３１０サイド面押し付け治具、１３２０サイド面押し付けアクチュエータ、１４００Ｙ方向基準面、１５００Ｚ方向基準面（エレメント載置台）。

Claims

複数のエレメントを前記エレメントの表裏にそれぞれ設けられた凸部と凹部とを嵌合させて積層して、環状のフープに通すことにより構成された無端金属ベルトに用いられるエレメントの形状を測定する装置であって、
前記エレメントを基準位置に保持するための保持手段と、
前記基準位置に保持されたエレメントの凸部に、凹部を有する第１の測子を嵌合させるように、前記第１の測子を三次元移動させるための第１の移動手段と、
前記基準位置に保持されたエレメントの凹部に、凸部を有する第２の測子を嵌合させるように、前記第２の測子を三次元移動させるための第２の移動手段と、
前記第１測子の位置および前記第２測子の位置のそれぞれについての三次元データを検出するための検出手段とを含む、無端金属ベルト用エレメントの測定装置。
前記第１の移動手段は、前記第１の測子を二次元平面上で移動可能にしながら、前記二次元平面に垂直な方向に移動させるための手段を含み、
前記第２の移動手段は、前記第２の測子を二次元平面上で移動可能にしながら、前記二次元平面に垂直な方向に移動させるための手段を含む、請求項１に記載の無端金属ベルト用エレメントの測定装置。
前記保持手段は、前記エレメントの基準面に当接するための当接手段と、前記当接手段に対向する位置に設けられ、前記エレメントの基準面を前記当接手段に押し当てるための押圧手段とを含む、請求項１または２に記載の無端金属ベルト用エレメントの測定装置。
前記測定装置は、前記押圧手段の変位量を測定するための測定手段をさらに含み、
前記検出手段は、前記検出された前記第１測子および前記第２測子の位置を、前記測定された変位量に基づいて補正して、前記第１測子および前記第２測子の位置を検出するための手段を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の無端金属ベルト用エレメントの測定装置。
前記測定装置は、
基準となる基準データを予め記憶するための記憶手段と、
前記検出手段により検出された前記第１測子および前記第２測子の位置と、前記記憶された基準データとに基づいて、前記エレメントの良否を判定するための判定手段とをさらに含む、請求項１〜４のいずれかに記載の無端金属ベルト用エレメントの測定装置。
前記測定装置は、前記第１の移動手段による第１の測子の移動と、前記第２の移動手段による第２の測子の移動とを時間的に重ねて実行するように、前記第１の移動手段および前記第２の移動手段を制御するための制御手段をさらに含む、請求項１〜５のいずれかに記載の無端金属ベルト用エレメントの測定装置。
複数のエレメントを前記エレメントの表裏にそれぞれ設けられた凸部と凹部とを嵌合させて積層して、環状のフープに通すことにより構成された無端金属ベルトに用いられるエレメントの形状を測定する方法であって、
前記エレメントを基準位置に保持する保持ステップと、
前記基準位置に保持されたエレメントの凸部に、凹部を有する第１の測子を嵌合させるように、前記第１の測子を三次元移動させる第１の移動ステップと、
前記基準位置に保持されたエレメントの凹部に、凸部を有する第２の測子を嵌合させるように、前記第２の測子を三次元移動させる第２の移動ステップと、
前記第１測子の位置および前記第２測子の位置のそれぞれについての三次元データを検出する検出ステップとを含む、無端金属ベルト用エレメントの測定方法。
前記第１の移動ステップは、前記第１の測子を二次元平面上で移動可能にしながら、前記二次元平面に垂直な方向に移動させるステップを含み、
前記第２の移動ステップは、前記第２の測子を二次元平面上で移動可能にしながら、前記二次元平面に垂直な方向に移動させるステップを含む、請求項７に記載の無端金属ベルト用エレメントの測定方法。
前記保持ステップは、前記エレメントの基準面を当接面に当接するステップと、前記当接面に対向する位置に設けられ、前記エレメントの基準面を前記当接面に押し当てるステップとを含む、請求項７または８に記載の無端金属ベルト用エレメントの測定方法。
前記測定方法は、前記当接面に押し当てたときの変位量を測定する測定ステップをさらに含み、
前記検出ステップは、前記検出された前記第１測子および前記第２測子の位置を、前記測定された変位量に基づいて補正して、前記第１測子および前記第２測子の位置を検出するステップを含む、請求項７〜９のいずれかに記載の無端金属ベルト用エレメントの測定方法。
前記測定方法は、
前記検出された前記第１測子および前記第２測子の位置と、予め準備された基準データとに基づいて、前記エレメントの良否を判定する判定ステップとをさらに含む、請求項７〜１０のいずれかに記載の無端金属ベルト用エレメントの測定方法。
前記測定方法は、前記第１の移動ステップにおける第１の測子の移動と、前記第２の移動ステップにおける第２の測子の移動とを時間的に重ねて実行するように、前記第１の移動ステップおよび前記第２の移動ステップを制御する制御ステップをさらに含む、請求項７〜１１のいずれかに記載の無端金属ベルト用エレメントの測定方法。