JP4398160B2

JP4398160B2 - 無端状金属ベルト用金属リングの加工方法及び加工装置

Info

Publication number: JP4398160B2
Application number: JP2003032248A
Authority: JP
Inventors: 文孝芳賀; 美幸箕輪
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2003-02-10
Filing date: 2003-02-10
Publication date: 2010-01-13
Anticipated expiration: 2023-02-10
Also published as: CN100460150C; JP2004261882A; CN1747812A

Description

【０００１】
【発明の属する技術の分野】
本発明は、無端状金属ベルトに用いられる薄板状の金属リングを加工する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、無段変速機に採用される動力伝達用のベルトにおいては、環状に積層配列された複数のエレメントを複数の金属リングを積層してなる積層リングにより結束したものが用いられている。この種の積層リングを構成する金属リングは、円筒状の金属ドラムを薄板円板状の砥石により所定幅毎に輪切りにすることによって無端帯状に形成される。また、円筒状のドラムから切断された金属リングは側端縁にバリが生じているため、そのバリを研磨することが必要となる。
【０００３】
従来の金属リングの側端縁を研磨する方法としては、下記特許文献１に開示されている方法が知られている。この特許文献１に開示された金属リングの加工方法はバレル研磨と呼ばれている方法であり、メディアと呼ばれる砥石で満たされたバレル内にワークである金属リングを混合し、金属リングをメディアと共にバレルを回転させる。このように、メディアと共に金属リングをバレル内で撹拌することによりメディアを金属リングの側端縁に接触させ、金属リングの側端縁を研磨するものである。
【０００４】
しかしながら、バレル研磨を行った場合、メディアと金属リングとが衝突することでメディアから砥石の一部が脱落し、脱落した砥石が金属リングの表面に付着する場合があった。また、金属リングの表面に付着した砥石は、洗浄によっても除去できないものもあった。このように表面に砥石が付着した金属リングは、後工程において圧延された際に砥石が金属リングに打ち込まれてしまい、使用できなくなるという不都合がある。また、金属リングをバレル内に投入した際、及びバレル研磨時に金属リング同士が衝突して傷が生じるおそれがある。このような金属リングは検査により除去されるが、歩留まりを悪化させる原因になっていた。
【０００５】
一方、下記特許文献２においては、金属リングの側端縁を砥石により研磨する方法が開示されている。しかしながら、砥石による研磨は、砥石の形状によって金属リングの側端縁の形状が左右されるため、研磨後の所定の寸法を保つためには頻繁に砥石のドレッシングや交換等の保守を行う必要がある。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−２４１５１２号公報（第３頁、図４）
【０００７】
【特許文献２】
特開２００２−２４８５２２号公報（第２頁、図３）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、金属リングの加工方法及び装置の改良を目的とし、さらに詳しくは前記不都合を解消するために、バレル研磨や砥石による研磨を行うことなく金属リングの側端縁を研磨することができる金属リングの加工方法及び装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の金属リングの加工方法は、無端状金属ベルトに用いられる薄板状の金属リングを加工する方法において、薄板筒状の金属ドラムから金属リングを切り出す工程と、切り出された金属リングを、略円形に保持して円周方向に回転させると共に、前記金属リングの回転軌道を所定の角度で横切るように、前記金属リングの一方の側端縁に研磨ブラシを当接させて前記側端縁を研磨する工程と、を備え、前記金属リングを研磨する工程において、前記研磨ブラシの軌道は、前記金属リングの回転軌道に対して少なくとも前記研磨ブラシの中心が２０゜乃至４５゜の入射角で、前記金属リングの内部に進入し、前記金属リングの内周面と前記金属リングの回転中心との間を、前記研磨ブラシの全部が通り、前記金属リングの回転軌道に対して少なくとも前記研磨ブラシの中心が２０゜乃至４５゜の退出角で前記金属リングから離反することを特徴とする。
【００１０】
本発明の金属リングの加工方法によれば、前記研磨ブラシにより金属リングの側端縁を研磨するため、従来のバレル研磨のようにリング表面に砥石が付着するおそれがない。また、従来の砥石による研磨のように、砥石のドレッシング等を行う必要がない。
【００１１】
また、本発明の金属リングの加工方法においては、前記入射角及び前記退出角を２０゜乃至４５゜としている。前記研磨ブラシの前記金属リングに対する入射角及び前記退出角を２０゜乃至４５゜とすることにより、前記金属リングの側端縁の良好な面取りを行うことができる。前記入射角及び退出角が２０゜未満であると、金属リングの側端縁の研磨量が少なくなるため、研磨ブラシの速度を高くするか研磨時間を長くしなければならない。また、入射角が２０゜未満であると研磨ブラシが金属リングの内周面にも当接して内周面まで研磨されてしまう。一方、入射角及び退出角が４５゜を越えると、金属リングの側端縁の頂部のみが研磨され、良好な面取りを行うことができない。
【００１２】
また、本発明の金属リングの加工方法においては、前記金属リングを研磨する工程において、前記研磨ブラシにくせがつくのを防止するために、前記研磨ブラシを正方向に移動させて所定時間前記金属リングを研磨した後、前記研磨ブラシを逆方向に移動させて所定時間前記金属リングを研磨することが好ましい。これにより、金属リングの研磨をむらなく行うことができると共に、研磨ブラシにくせがつくのを防止することができる。
【００１３】
また、本発明の金属リングの加工方法においては、前記研磨ブラシを前記金属リングの外周よりも大径の円周上に配設することが好ましい。このように、前記研磨ブラシを円周上に配設することにより、研磨ブラシを回転させることにより前記金属リングを研磨することができるため、前記研磨ブラシを含めた研磨装置を簡易な構成にすることができる。
【００１４】
また、本発明の金属リングの加工方法においては、前記金属ドラムから前記金属リングを切り出す工程において、刃面が山形のカッターで前記金属ドラムを押し切ることが好ましい。従来のように薄板円盤状の砥石により金属ドラムを切断して金属リングを切り出すと、金属リングの側端縁は断面視で四角形状となるため、この状態から金属リングの側端縁を面取りするためには削り代を大きくしなければならない。本発明においては、前記金属リングを刃面が山形のカッターにより押し切りしているので、金属リングの側端縁は当該カッターの形状が転写されて面取りされた状態となる。従って、従来のように砥石により切断した場合に比べて削り代を少なくすることができる。
【００１５】
また、本発明の金属リングの加工装置は、無端状金属ベルトに用いられる薄板状の金属リングを加工する装置において、薄板筒状の金属ドラムから切り出された金属リングを、略円形に保持して円周方向に回転させる搬送テーブルと、前記金属リングの一方の側端縁を研磨する際、入射角及び退出角が２０゜乃至４５゜で前記金属リングの回転軌道を横切るように、前記側端縁に研磨ブラシを当接させるブラシ移動手段と、を備え、前記ブラシ移動手段は、前記金属リングの回転軌道を横切る際、前記金属リングの内周面と前記金属リングの回転中心との間に前記研磨ブラシの全部を通過させることを特徴とする。
【００１６】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の金属リングの側端縁を研磨する方法及び装置の実施形態の一例について、図１乃至図７を参照して説明する。図１は本実施形態の加工方法により加工された金属リングを示す説明図、図２は金属ドラムから金属リングを切り出す工程を示す説明図、図３は金属リングが切り出された状態の切断面を示す説明図、図４及び図５は金属リングの研磨装置を示す説明図、図６及び図７は金属リングと研磨ブラシの軌道の関係を示す説明図である。
【００１７】
まず、金属リング１は、図１に示すように、薄板状の無端帯状に形成され、ベルト式無断変速機における無端状金属ベルトに用いられる。その断面形状は、図１の拡大図に示すように、側端縁が略円弧状に面取りされている。
【００１８】
次に、図２及び図３を参照して金属リング１の切断装置２について説明する。切断装置２は、図２に示すように、金属ドラム３を円筒状に保持する保持部材４と、刃面が山形となっている円盤状のカッター５と、カッター５を回転自在に保持するカッター保持部６と、金属ドラム３の外周面に当接し金属ドラム３の回転に伴って回転する受けローラ７とを備えている。受けローラ７は弾性を有する合成樹脂製であり、カッター５で内周側から金属ドラム３を押し切る際に外周側から金属ドラム３を押さえるものである。
【００１９】
次に、図４乃至図６を参照して金属リング１の研磨装置８について説明する。本実施形態における研磨装置８は、図４に示すように、研磨ブラシ９が円周上に設けられた円柱状のブラシヘッド１０と、４個の金属リング１を保持する搬送テーブル１１とを備えている。研磨ブラシ９は、研磨材入りのナイロン線材が束ねられたものであり、粗さの異なる研磨剤を選択することにより粗加工から仕上げまでの加工を行うことができる。また、ブラシヘッド１０は、図示しないモータにより正転及び逆転を交互に繰り返すように制御される。
【００２０】
搬送テーブル１１には、金属リング１を内側から保持するクランプ１２が設けられている。このクランプ１２は、図６に示すように２個の部材により形成され、この２個の部材を互いに接近させた状態でその周囲に金属リング１を置き、２個の部材を離間させることにより内周面から金属リング１を保持するものである。また、このクランプ１２は図示しないモータにより一方向に回転自在となっている。
【００２１】
また、本実施形態においては、図５に示すように、搬送テーブル１１が時計回りに回転するターンテーブル１３上に装着され、５つのエリアに分けて金属リング１の側端縁の研磨を連続して行う。まず、搬送テーブル１１がターンテーブル１３上に装着される搬入エリアＡ、番手の小さい（粗い）研磨ブラシ９ａにより研磨を行う粗加工エリアＢ、粗加工エリアＢで用いられているものよりも番手の大きい（細かい）研磨ブラシ９ｂにより研磨を行う中間加工エリアＣ、次にもっとも番手の大きい（細かい）研磨ブラシ９ｃにより最終段階の研磨を行う仕上げエリアＤ、最後に搬送テーブル１１をターンテーブル１３から搬出する搬出エリアＥである。本実施形態においては、研磨ブラシ９ａの番手は＃４６、研磨ブラシ９ｂの番手は＃１２０、研磨ブラシ９ｃの番手は＃３２０としている。
【００２２】
次に、本実施形態の金属リング１の加工方法について図２乃至図６を参照して説明する。まず、図２及び図３に示すように、金属ドラム３から金属リング１を切り出す。具体的には、図２に示すように、保持部材４に装着された金属ドラム３を回転させながら、カッター保持部６によりカッター５を金属ドラム３の内周面に押しつける。このとき、カッター５が押しつけられた金属ドラム３の外周面は受けローラ７によって保持されている。この受けローラ７は弾性を有する合成樹脂であるため、カッター５によって押し上げられた金属ドラム３は受けローラ７側に撓みながらカッター５によって押し切られる。そして、カッター５を金属ドラム３から離反させると、図３に示すように金属リング１の切断面（側端縁）はカッター５によって面取りされた形状となる。
【００２３】
次に、研磨装置８によって金属リング１の側端縁の研磨を行う。まず、図５における搬入エリアＡにおいて、４個の金属リング１がクランプ１２に保持された搬送テーブル１１がターンテーブル１３に装着される。その後、ターンテーブル１３が図５において時計回りに回転され、粗加工エリアＢに移動する。このターンテーブル１３による移動の際には金属リング１の側端縁と粗加工エリアＢに設けられている研磨ブラシ９ａとは所定の間隔を存しているため接触していない。
【００２４】
粗加工エリアＢにおいては、金属リング１がクランプ１２によって時計回りに回転される。また、ブラシヘッド１０を時計回りに回転させると共に研磨ブラシ９ａが金属リング１の側端縁に当接するように金属リング１に接近させ、金属リング１の側端縁を研磨ブラシ９ａにより研磨する。このとき、研磨ブラシ９ａの軌道と金属リング１の軌道とは、図６に示すように入射角及び退出角が共にθとなるようにしている。本実施形態においては、このθを約３５゜にしている。
【００２５】
そして、研磨ブラシ９ａを時計回りに回転させて所定時間金属リング１の研磨を行った後、研磨ブラシ９ａを反時計回りに回転させて所定時間研磨を行う。本実施形態では、このように研磨ブラシ９ａを時計回りと反時計回りに回転させているため、金属リング１の研磨をむらなく行うことができると共に、研磨ブラシ９ａにくせがつくのを防止している。
【００２６】
次に、中間加工エリアＣにおいても、粗加工エリアＢと同様に研磨ブラシ９ｂを時計回りと反時計回りに回転させて金属リング１の側端縁の研磨を行う。また、仕上げエリアＤにおいても、研磨ブラシ９ｃを時計回りと反時計回りに回転させて金属リング１の側端縁の研磨を行う。このように、本実施形態においては、金属リング１の側端縁の研磨を、番手の異なる研磨ブラシ９ａ〜ｃによって研磨している。そして、搬出エリアＥにおいて搬送テーブル１１をターンテーブル１３から払い出す。
【００２７】
以上の工程により、金属リング１の側端縁のうちの一側の研磨加工が終了する。そして、搬出エリアＥから払い出された金属リング１は、搬送テーブル１１のクランプ１２から一旦取り外された後、加工されていない他方の側端縁が上方を向くようにクランプ１２に保持され、上記研磨工程と同様の工程により他方の側端縁の研磨加工が行われる。このように両側端縁が研磨加工されると、図１に示す金属リング１が形成される。
【００２８】
ここで、図７を参照して、金属リング１の軌道と研磨ブラシ９との軌道が２０゜及び４５゜の際の金属リング１と研磨ブラシ９との関係について説明する。図７ａに示すように金属リング１の軌道と研磨ブラシ９の軌道との角度が２０゜未満のときは、研磨ブラシ９の外側の部分は金属リング１に当接せずに通過してしまう。また、金属リング１の内周面にも研磨ブラシ９が当接し、金属リング１の内周面が研磨されてしまう。このような事態を回避するためには、図７ａにおいて９ｓで示すように研磨ブラシ９の外径を小さいものにしなければならない。しかしながら、このようにブラシ９の径を小さくすると、ブラシの腰が弱くなり、十分な研磨ができなくなる。
【００２９】
一方、図７ｂに示すように金属リング１の軌道と研磨ブラシ９の軌道との角度が４５゜を越えるときは、研磨ブラシ９が金属リング１に当接すると、図７ｃに示すように金属リング１の側端縁の頂部のみが研磨され、金属リング１の幅方向の研磨量ｗが不足してしまう。以上の理由から、本実施形態においては、金属リング１の軌道と研磨ブラシ９の軌道との角度を２０゜乃至４５゜としている。
【００３０】
尚、上記実施形態においては、研磨ブラシ９をブラシヘッド１０に円周方向に配設し、ブラシヘッド１０を回転させることにより研磨を行っているが、これに限らず、金属リング１の軌道に対する入射角及び退出角を所定の角度に保つものであれば他の軌道で研磨してもよい。例えば、研磨ブラシ９を直線状のレールによって移動させながら回転する金属リング１の側端縁に当接させて研磨してもよい。また、研磨ブラシ９の軌道は、入射角と退出角とを異ならせるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の加工方法により加工された金属リングを示す説明図。
【図２】金属ドラムから金属リングを切り出す工程を示す説明図。
【図３】金属リングが切り出された状態の切断面を示す説明図。
【図４】金属リングの研磨装置を示す説明図。
【図５】金属リングの研磨装置を示す説明図。
【図６】金属リングと研磨ブラシの軌道の関係を示す説明図。
【図７】金属リングと研磨ブラシの軌道の関係を示す説明図。
【符号の説明】
１…金属リング、２…切断装置、３…金属ドラム、８…研磨装置、９…研磨ブラシ。

Claims

無端状金属ベルトに用いられる薄板状の金属リングを加工する方法において、
薄板筒状の金属ドラムから金属リングを切り出す工程と、
切り出された金属リングを、略円形に保持して円周方向に回転させると共に、前記金属リングの回転軌道を所定の角度で横切るように、前記金属リングの一方の側端縁に研磨ブラシを当接させて前記側端縁を研磨する工程と、を備え、
前記金属リングを研磨する工程において、前記研磨ブラシの軌道は、前記金属リングの回転軌道に対して少なくとも前記研磨ブラシの中心が２０゜乃至４５゜の入射角で、前記金属リングの内部に進入し、
前記金属リングの内周面と前記金属リングの回転中心との間を、前記研磨ブラシの全部が通り、
前記金属リングの回転軌道に対して少なくとも前記研磨ブラシの中心が２０゜乃至４５゜の退出角で前記金属リングから離反することを特徴とする金属リングの加工方法。
前記金属リングを研磨する工程において、前記研磨ブラシにくせがつくのを防止するために、前記研磨ブラシを正方向に移動させて所定時間前記金属リングを研磨した後、前記研磨ブラシを逆方向に移動させて所定時間前記金属リングを研磨することを特徴とする請求項１に記載の金属リングの加工方法。
前記研磨ブラシは前記金属リングの外周よりも大径の円周上に配設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の金属リングの加工方法。
前記金属ドラムから前記金属リングを切り出す工程において、刃面が山形のカッターで前記金属ドラムを押し切ることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の金属リングの加工方法。
無端状金属ベルトに用いられる薄板状の金属リングを加工する装置において、
薄板筒状の金属ドラムから切り出された金属リングを、略円形に保持して円周方向に回転させる搬送テーブルと、
前記金属リングの一方の側端縁を研磨する際、入射角及び退出角が２０゜乃至４５゜で前記金属リングの回転軌道を横切るように、前記側端縁に研磨ブラシを当接させるブラシ移動手段と、を備え、
前記ブラシ移動手段は、前記金属リングの回転軌道を横切る際、前記金属リングの内周面と前記金属リングの回転中心との間に前記研磨ブラシの全部を通過させることを特徴とする金属リングの加工装置。