JP5710633B2 - ワーク打抜き装置、ワーク打抜き方法、及び無段変速機用エレメントの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、金属板材から、カウンタ荷重を付加しながらワークを打ち抜くワーク打抜き装置、ワーク打抜き方法、及び無段変速機用エレメントの製造方法に関する。

一般に、無段変速機用の駆動ベルトを構成するために用いられるエレメントは、左右の側辺が無段変速機のプーリに接するボディ部と、ボディ部の上端中央に接続するネック部と、ネック部上に位置するヘッド部とを備える。ボディ部とヘッド部との間におけるネック部の左右はエレメントを一対の無端リングに組み付けるための凹部となっている。多数のエレメントを一対の無端リングに対し、該凹部を介して組み付けることにより駆動ベルトが構成される。

このような無段変速機用のエレメントは、従来、金属板材を打ち抜くことによって形成される。エレメントの打抜き加工に関する技術については、たとえば特許文献１により開示されている。同文献に記載の無段変速機用エレメントの打抜き加工方法においては、金属板材をエレメントの形状に打ち抜く成形パンチと、該金属板材とともに下降するカウンタパンチとを備えたプレス装置が用いられる。

そして、プレス成形時には、カウンタパンチに対し、上方向の付勢力である一定のカウンタ荷重が付与される。カウンタ荷重の付与は、皿バネを利用したカウンタユニットにより行われる。エレメントの素材としては、所定の板厚を備えた平面部を有し、その下面の両側部の長手方向に、一対の角部を介して一対の肉薄部を有する長尺の金属製の板材が用いられる。

なお、特許文献２には、加工パンチ及び加工ダイを備え、一般的な金属薄板に対して型打加工又は打抜き加工を施す一般的なプレス装置が記載されている。

特許３７０３６７８号公報 特開２００６−５１５４４号公報

しかしながら、上述従来の無段変速機用エレメントの打抜き加工方法によれば、カウンタ荷重は、皿バネを用いたカウンタユニットにより発生させている。このため、カウンタ荷重の調整を行うには、プレス成形を中断して金型を下し、カウンタユニットを分解し、カウンタ加重を変更する必要があり、調整作業が困難である。したがって、カウンタ荷重を、適宜かつ容易に調整することができないという問題がある。

一方、打抜きにより形成されるエレメントの板厚精度は、素材として用いられる金属板材の板厚精度の影響を受けるので、カウンタ荷重が調整されないまま素材のロットの変更により金属板材の板厚精度が変化した場合には、打抜き後のエレメントの板厚に偏りが発生するおそれがある。このため、従来、素材の板厚精度を厳しく管理する必要があり、その分、製造コストが高くなっている。

また、この加工方法では、エレメントの素材として、下面の両側部に一対の肉薄部を有する長尺の金属板材を用いるようにしている。このため、長尺金属板材を、該肉薄部に対応する形状を有する特殊な圧延ロール間を通過させることにより、該肉薄部を有する長尺金属板材を予め用意する工程が必要となる。このような工程は、エレメントの製造コストを増大させる要因となる。

本発明の目的は、このような従来技術の問題点に鑑み、カウンタ荷重を適宜かつ容易に変更できるワーク打抜き装置及びワーク打抜き方法を提供することにある。また、かかる装置及び方法に適した簡便な工程による無段変速機用エレメントの製造方法を提供することにある。

この目的を達成するため、第１の発明に係るワーク打抜き装置は、ダイと、金属板材を、前記ダイ上に移送する移送手段と、前記ダイ上に移送された前記金属板材からワークを打ち抜く打抜きパンチと、前記打抜きパンチによる打抜き方向とは逆方向のカウンタ荷重を前記金属板材のワークとなる部分に付与するカウンタパンチとを備えたワーク打抜き装置において、前記カウンタパンチに流体の圧力を可変自在に付与することにより前記カウンタ荷重を発生させるカウンタ荷重発生手段と、前記流体の圧力を増減させることにより前記カウンタ荷重発生手段を制御する制御手段と、板厚を検出する板厚検出手段とを備え、前記ワークは、左右の側辺が無段変速機用のプーリに接する接触面を構成し、所定の上下位置から下端へかけて厚さが漸減するテーパ部又は厚さが薄い薄肉部となっているボディ部と、前記ボディ部の上端中央部分から上方へ延びるネック部と、前記ネック部の上に位置するヘッド部とを備える無段変速機用のエレメントに加工されるワークであり、前記制御手段は、前記板厚検出手段により板厚を測定する板厚測定部と、前記板厚測定部による測定結果に基づいて前記カウンタ荷重発生手段が発生させるべきカウンタ荷重を決定するカウンタ荷重決定部とを備え、前記ワークの打抜き毎に、該打抜きに先立ち、該ワークに対応する部分の前記金属板材についての前記板厚の測定と、該測定の結果に基づく前記カウンタ荷重の決定とを行うことを特徴とする。
また、第２の発明に係るワーク打抜き装置は、ダイと、金属板材を、前記ダイ上に移送する移送手段と、前記ダイ上に移送された前記金属板材からワークを打ち抜く打抜きパンチと、前記打抜きパンチによる打抜き方向とは逆方向のカウンタ荷重を前記金属板材のワークとなる部分に付与するカウンタパンチとを備えたワーク打抜き装置において、前記カウンタパンチに流体の圧力を可変自在に付与することにより前記カウンタ荷重を発生させるカウンタ荷重発生手段と、前記流体の圧力を増減させることにより前記カウンタ荷重発生手段を制御する制御手段とを備え、前記金属板材は長尺で連続した金属帯板であり、前記ワーク打抜き装置は、前記移送手段により移送されてくる前記金属帯板に対し、長さ方向に所定の間隔でパイロット孔及び該パイロット孔を囲む開口部を形成するパイロット孔形成手段を備え、前記移送手段は、前記パイロット孔を介して前記金属帯板を、順次下流の加工ステーションに移送し及び位置決めするものであり、前記ワーク打抜き装置はさらに、前記下流の加工ステーションとして潰し加工ステーションを備え、前記潰し加工ステーションは、成形面が形成されたダイ及び成形パンチを有し、該ダイに載置された前記金属帯板を該成形パンチで押圧することにより潰し加工を施す潰し加工手段と、前記潰し加工手段による押圧方向とは逆方向のカウンタ荷重を前記ダイに付与するカウンタ荷重付与手段と、前記ダイに付与されるカウンタ荷重を変更する荷重変更手段とを備えることを特徴とする。

第１発明によれば、カウンタパンチに流体の圧力を可変自在に付与することによりカウンタ荷重を発生させるカウンタ荷重発生手段を設け、このカウンタ荷重発生手段を、該流体の圧力を増減させることにより制御するようにしたため、従来の困難な調整作業を要することなく、カウンタ荷重を適宜かつ容易に変更することができる。

第１発明におけるワークは、左右の側辺が無段変速機のプーリに接する接触面を構成し、所定の上下位置から下端へかけて厚さが漸減するテーパ部又は厚さが薄い薄肉部となっているボディ部と、ボディ部の上端中央部分から上方へ延びるネック部と、ネック部の上に位置するヘッド部とを備える無段変速機用のエレメントに加工されるワークである。

これによれば、板厚精度が無段変速機の性能に影響を与える無段変速機用のエレメントの加工に際し、加工のために移送されてくる金属板材の板厚精度の変動に応じて適宜、カウンタ荷重を調整することにより、板厚精度の高いエレメントを打ち抜くことができる。したがって、金属板材の板厚精度の管理に係る作業を軽減しても精度向上が図れ、エレメントの製造コストを削減することができる。

第１発明のワーク打抜き装置は、板厚を検出する板厚検出手段を備え、制御手段は、板厚検出手段により板厚を測定する板厚測定部と、板厚測定部による測定結果に基づいてカウンタ荷重発生手段が発生させるべきカウンタ荷重を決定するカウンタ荷重決定部とを備え、ワークの打抜き毎に、該打抜きに先立ち、該ワークに対応する部分の金属板材についての板厚の測定と、該測定の結果に基づくカウンタ荷重の決定とを行う。

これによれば、ワークの打抜き毎に、打抜きに先立ち、ワークに対応する部分の金属板材についての板厚の測定と、該測定の結果に基づくカウンタ荷重の決定とを行うようにしたため、金属板材の板厚が変動した場合でも、その変動に応じて、適切なカウンタ荷重を決定し、打抜きを行うことができる。したがって、打抜き後のワークにおける板厚精度を向上させることができる。

第１発明又は第２発明において、制御手段は、板厚検出手段により板厚を測定する板厚測定部と、板厚測定部による測定結果に基づいてカウンタ荷重発生手段が発生させるべきカウンタ荷重を決定するカウンタ荷重決定部とを備え、ワークの打抜き毎に、該打抜き後に、打ち抜かれたワークについての板厚の測定を行うとともに、次のワークの打抜きに先立ち、該測定の結果に基づくカウンタ荷重の決定を行ってもよい。

これによれば、ワークの打抜き毎に、打抜き後に、打ち抜かれたワークの板厚を測定するとともに、カウンタ荷重の決定を行うようにしたため、先に打ち抜かれたワークの板厚の変動に応じてカウンタ荷重を適切に決定することができるから、それに続くワークの打抜きを、適切なカウンタ荷重で行うことができる。したがって、打ち抜かれたワークの板厚精度を向上させることができる。

第２発明において、金属板材は長尺で連続した金属帯板であり、ワーク打抜き装置は、移送手段により移送されてくる金属帯板に対し、長さ方向に所定の間隔でパイロット孔及び該パイロット孔を囲む開口部を形成するパイロット孔形成手段を備え、移送手段は、パイロット孔を介して金属帯板を、順次下流の加工ステーションに移送し及び位置決めするものであり、ワーク打抜き装置はさらに、下流の加工ステーションとして潰し加工ステーションを備え、潰し加工ステーションは、成形面が形成されたダイ及び成形パンチを有し、該ダイに載置された金属帯板を成形パンチで押圧することにより潰し加工を施す潰し加工手段と、潰し加工手段による押圧方向とは逆方向のカウンタ荷重を該ダイに付与するカウンタ荷重付与手段と、該ダイに付与されるカウンタ荷重を変更する荷重変更手段とを備える。

これによれば、潰し加工手段による潰し加工に際し、金属の流動が発生したとしても、パイロット孔の周囲の開口部により金属の流動が吸収され、パイロット孔自体が変形するのを確実に阻止することができる。したがって、潰し加工ステーションより後の各加工ステーションに対するパイロット孔を用いた位置決め精度を良好に維持することができる。

第３の発明に係るワーク打抜き装置は、第２発明において、前記ワークは、左右の側辺が無段変速機用のプーリに接する接触面を構成し、所定の上下位置から下端へかけて厚さが漸減するテーパ部又は厚さが薄い薄肉部となっているボディ部と、前記ボディ部の上端中央部分から上方へ延びるネック部と、前記ネック部の上に位置するヘッド部とを備える無段変速機用のエレメントに加工されるワークであり、前記ワーク打抜き装置は、板厚を検出する板厚検出手段を備え、前記制御手段は、前記板厚検出手段により板厚を測定する板厚測定部と、前記板厚測定部による測定結果に基づいて前記カウンタ荷重発生手段が発生させるべきカウンタ荷重を決定するカウンタ荷重決定部とを備え、前記ワークの打抜き毎に、該打抜き後に、打ち抜かれたワークについての板厚の測定を行うとともに、次のワークの打抜きに先立ち、該測定の結果に基づくカウンタ荷重の決定を行うことを特徴とする。
第４の発明に係るワーク打抜き装置は、第１又は第２発明において、素材としての前記金属板材は、一定の板厚を有する平板状部分のみからなることを特徴とする。

これによれば、素材となる金属板材として、ワークの肉薄部に対応する肉薄部を予め形成したような特殊な加工を施したものを準備する必要がないので、ワークの加工コストを減少させることができる。また、金属板材が、一定の板厚を有する平板状部分のみからなる場合、潰し加工によりワークのテーパ部又は薄肉部を形成するときには、かなりの金属の流動が生じるが、上述のように、パイロット孔の周囲の開口部により金属の流動が吸収されるので、パイロット孔による位置決め精度に支障を来たすことはない。

第５の発明に係るワーク打抜き装置は、第２発明において、前記パイロット孔に挿入される位置決めピンを備え、前記成形パンチ及びダイには、前記位置決めピンが挿入される孔が形成され、前記潰し加工が施される際、前記パイロット孔には、前記成形パンチ及びダイの孔を通して前記位置決めピンが挿入されたままであることを特徴とする。

これによれば、潰し加工手段による潰し加工が施される際に、パイロット孔が変形するのを確実に防止することができる。

第６の発明に係るワーク打抜き装置は、第１発明において、前記ワークの打抜き毎に行う板厚の測定は、前記ボディ部における前記所定の上下位置より上の部分であるボディ上部の両端部と、前記ヘッド部の両端部とに対応する部分について行うことを特徴とする。

これによれば、高い板厚精度が要求されるボディ上部の両端部及びヘッド部の両端部に対応する部分の板厚精度を向上させ、性能の良好なエレメントを製造することができる。

第７の発明に係るワーク打抜き方法は、第１又は第２の発明に係るワーク打抜き装置を用いてワークを打ち抜く工程を備えることを特徴とする。

これによれば、ワークの打抜きに際し、ワーク用の素材として用いられる金属板材の板厚や打ち抜かれたワークの厚さに応じてワーク打抜き装置のカウンタ荷重を適宜増減させることができるので、得られるワークの寸法精度を向上させることができる。したがって、金属板材の板厚精度の管理に係る作業を軽減して、ワークの製造コストを削減することができる。

第８の発明に係る無段変速機用エレメントの製造方法は、左右の側辺が無段変速機のプーリに接し、所定の上下位置から下端にかけて厚さが薄い又は漸減している薄肉部となっているボディ部と、該ボディ部の上端辺中央から上方へ延びたネック部と、該ネック部の上に位置するヘッド部とを有する無段変速機用エレメントの製造方法であって、前記エレメントのヘッド部を付き合わせた形態、又はボディ部を付き合わせた形態で幅方向に偶数列の該エレメントを形成することができる幅を有し、かつ板厚が一様である金属帯板を準備する準備工程と、前記金属帯板における前記ボディ部となる部分の左右の側辺及び下辺の輪郭の外側に所定の幅の縁取り部を画定すべく設定されたラインを含む打抜き線に沿って該金属帯板を打ち抜くことにより、該縁取り部の外側の該金属帯板部分を除去する打抜き除去工程と、前記金属帯板における前記打抜き除去工程が完了した加工対象部分について、コイニング加工により、前記ボディ部の薄肉部となる部分から前記縁取り部までを圧潰することにより該薄肉部となる部分の板厚、及び所定の凹凸部を形成する塑性加工工程と、前記塑性加工工程を経た金属帯板から前記エレメントとなる部分を打ち抜くエレメント打抜き工程とを備え、前記エレメント打抜き工程は、前記エレメントとなる部分の打抜きを行う前に、該エレメントとなる部分の所定箇所における板厚を測定する板厚測定工程と、前記板厚測定工程による測定結果に基づき、前記エレメントとなる部分の打抜きを行うプレス装置におけるカウンタ荷重の設定を行うカウンタ荷重設定工程と、該カウンタ荷重設定工程によりカウンタ荷重が設定されたプレス装置により、前記エレメントとなる部分の打抜きを行う打抜き加工工程とを有することを特徴とする。

これによれば、打抜き除去工程により、ボディ部となる部分に対する所定幅の縁取り部を残してその外側を除去した後、コイニング加工により、薄肉部となる部分の板厚を形成するようにしているので、縁取り部の幅を適宜選択することにより、コイニング加工により圧潰される金属帯板部分の体積を調整することができる。この体積の調整により、圧潰による金属の流れの大小を制御し、ボディ部となる部分についての適切な板厚を得ることができる。

したがって、従来のように全体にわたって薄肉部に対応する板厚の薄い部分がロール加工等によって形成された条材としての金属帯板を予め用意する必要なく、全体にわたって均一な板厚を有する金属帯板に対し、そのまま打抜き除去工程、塑性加工工程、エレメント打抜き工程等を施すことにより、精度の高いエレメントを製造することができる。

第９の発明に係る無段変速機用エレメントの製造方法は、第８発明において、前記ヘッド部を突き合わせた形態で幅方向に偶数列のエレメントを形成する場合、前記塑性加工工程の前に、該工程による加工対象部分における前記突き合わせたヘッド部となる部分の間に貫通孔を形成する貫通孔形成工程を有することを特徴とする。

これによれば、塑性加工工程におけるコイニング加工に際し、金属帯板の幅方向中央へ向かう金属の流動も生じるが、この金属の流動は、各ヘッド部となる部分の間に設けられた貫通孔が収縮することにより吸収される。これにより、エレメントのネック部となる部分等の板厚が過度に大きくなるのを防止することができる。また、貫通孔の寸法を適宜選択することにより、金属の流動の度合いを調整し、ネック部となる部分等の板厚を容易に制御することができる。

したがって、金属帯板から平板を切り出し、該平板の略中腹部に切欠き部を形成した後に、該平板からエレメントを打ち抜くといったような従来の煩雑な工程を要する方法を用いる必要なく、板厚精度の高いエレメントを製造することができる。しかも、かかる従来方法と異なり、金属帯板中央部の板厚が大きくなること自体を回避することができる。

第１０の発明に係る無段変速機用エレメントの製造方法は、第９発明において、前記貫通孔をスリット状のものとして形成することを特徴とする。

これによれば、貫通孔の長手方向の寸法を適宜選択することにより、容易に金属の流動の度合いを調整し、ネック部となる部分等の板厚を制御することができる。

第１１の発明に係る無段変速機用エレメントの製造方法は、第８発明において、前記打抜き除去工程に先立ち、搬送されてくる前記金属帯板に対し、パイロット孔、及び該パイロット孔を囲む開口部を、順次所定の間隔で形成するパイロット孔形成工程と、前記パイロット孔及び開口部が形成された金属帯板部分を順次、該パイロット孔を介して前記打抜き除去工程、塑性加工工程、及びエレメント打抜き工程を行うための各加工ステーションに移送して位置決めする移送位置決め工程とを具備することを特徴とする。

これによれば、塑性加工工程に際し、金属の流動が発生したとしても、パイロット孔の周囲の開口部により金属の流動が吸収され、パイロット孔自体が変形するのを確実に阻止することができる。したがって、各加工ステーションに対するパイロット孔を用いた位置決め精度を良好に維持することができる。

第１２の発明に係る無段変速機用エレメントの製造方法は、第１１発明において、前記塑性加工工程に際し、該工程による加工対象部分に対応する前記パイロット孔に対し、該加工対象部分を位置決めするための位置決めピンが挿入されることを特徴とする。

これによれば、コイニング加工により金属の流動が発生した場合でも、パイロット孔の変形をより確実に防止することができる。

第１３の発明に係る無段変速機用エレメントの製造方法は、第８発明において、前記エレメント打抜き工程は、前記エレメントとなる部分の打抜きを、プレス装置により、設定されたカウンタ荷重で行う打抜き加工工程と、前記打抜き加工工程により打ち抜かれたエレメントとなる部分の所定箇所における板厚を測定する板厚測定工程と、前記板厚測定工程による測定結果に基づき、次の該エレメント打抜き工程に先立ち、前記カウンタ荷重の設定を行うカウンタ荷重設定工程とを有することを特徴とする。

これによれば、エレメント打抜き工程を行う毎に、打抜き加工がなされたエレメントとなる部分についての板厚測定工程による測定結果がフィードバックされ、カウンタ荷重の設定がなされるので、適切なフィードバックを行うことにより、打抜き加工後のエレメントの板厚精度を向上させ、寸法精度の良好なエレメントを製造することができる。

第８発明において、エレメント打抜き工程は、エレメントとなる部分の打抜きを行う前に、該エレメントとなる部分の所定箇所における板厚を測定する板厚測定工程と、板厚測定工程による測定結果に基づき、エレメントとなる部分の打抜きを行うプレス装置におけるカウンタ荷重の設定を行うカウンタ荷重設定工程と、該カウンタ荷重設定工程によりカウンタ荷重が設定されたプレス装置により、エレメントとなる部分の打抜きを行う打抜き加工工程とを有してもよい。

これによれば、エレメント打抜き工程を行う毎に、打抜き加工工程に先立ち、エレメントとなる部分についての板厚測定が行われ、その結果がフィードフォワードされ、カウンタ荷重の設定がなされるので、適切なフィードフォワードを行うことにより、打抜き加工がなされるエレメントとなる部分の板厚精度を向上させ、寸法精度の良好なエレメントを製造することができる。

第１４の発明に係る無段変速機用エレメントの製造方法は、第１３発明において、前記板厚を測定する所定箇所は、前記ボディ部における前記所定の上下位置より上の部分であるボディ上部の両端部と、前記ヘッド部の両端部とに対応する部分であることを特徴とする。

これによれば、高い板厚精度が要求されるボディ上部の両端部及びヘッド部の両端部に対応する部分の板厚精度を向上させ、性能の良好なエレメントを製造することができる。

本発明の一実施形態に係るワーク打抜き装置を用いた無段変速機用エレメントの製造方法により製造されるエレメントの正面図及び側面図である。 本実施形態において採用する金属帯板を示す平面図である。 本実施形態におけるパイロット孔を示す平面図である。 本実施形態における基準塑性加工体積及び実塑性加工体積を示す説明図である。 本実施形態における他の実塑性加工体積を示す説明図である。 図１のエレメントの製造に係る貫通孔形成工程において形成される貫通孔を示す図である。 図１のエレメントの製造に係る塑性加工工程において塑性加工を行う潰し加工ステーション（プレス装置）の要部を示す断面図である。 図１のエレメントの製造に係る塑性加工工程における圧潰により金属帯板中の金属が移動する様子を示す図である。 図４で定義される基準塑性加工体積に対する実塑性加工体積の割合の変化に対し、所定の３点における板厚の差がどのように変化するかを調べた結果を示す図である。 エレメントの製造に係るホール・ノーズ形成工程を示す説明的断面図である。 打抜き装置の要部を示す説明的断面図である。 打抜き装置の全体を示す断面図である。 カウンタ荷重の設定データの一例を示す図である。 パイロット孔と位置決めピンとの関係を示す説明的断面図である。 エレメントの製造方法を示すフローチャートである。 制御部の構成を模式的に示すブロック図である。 エレメント打抜き工程の別の例を示すブロック図である。

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。図１（ａ）及び（ｂ）は本発明の一実施形態において製造されるエレメントの正面図及び側面図である。このエレメント１０は、一対の無端リングに対し、多数を重ねて組み付けることにより、無段変速機用ベルトを構成するために用いられる。なお、図１（ａ）においては、エレメント１０が組み付けられた無端リング７、及び無段変速機用ベルトが掛け渡された無段変速機のプーリ８が、想像線（二点差線）により示されている。

図１（ａ）に示すように、エレメント１０は、一対の無端リング７に組み付けられるボディ部１１と、ボディ部１１の上端中央を中心として、ボディ部１１の幅より狭い一定の幅で上方に延びたネック部１２と、ネック部１２の上端中央に底辺の中心が位置するようにネック部１２を介して設けられた二等辺三角形状のヘッド部１３とを備える。

複数のエレメント１０が一対の無端リング７に組み付けられ、無段変速機のプーリ８に接しつつ厚み方向に環状に複数が重ね並べられて無段変速機用ベルトが構成される。このとき、ボディ部１１は無段変速機用ベルトの内周側に位置し、ヘッド部１３は外周側に位置する。

ネック部１２の左右には、ネック部１２の左右の側壁と、ヘッド部１３の下端と、ボディ部１１の上端とにより凹部１４が形成されている。凹部１４を介して、エレメント１０が、一対の無端リング７に組み付けられるようになっている。

ボディ部１１は、境界ラインＢＬより上側の略上半部を構成するボディ上部１１ａと、境界ラインＢＬより下側の略下半部を構成する板厚が他部より薄く形成されたテーパ部又は薄肉部１１ｂとを備える。テーパ部又は薄肉部１１ｂは、上端がボディ上部１１ａの下端と同じ板厚を有し、その板厚から、図１（ｂ）のように、下方に向かって板厚が漸減している。

薄肉部１１ｂにおける板厚の漸減の仕方は、上端から下方の所定位置までは大きな割合で減少し、該所定位置から下方では、小さな割合で減少するものであってもよい。ただし、図１（ｂ）のように、ボディ上部１１ａ、薄肉部１１ｂ、及びネック部１２の裏面はこれらに共通の平面となっている。

ボディ上部１１ａの厚さは、左右方向の両端部Ａにおける厚さＴａよりも中央部Ｂにおける厚さＴｂの方が大きくなっている。すなわち、ボディ上部１１ａの表面は両端部Ａから中央部Ｂにかけてわずかに***している。

図１（ａ）のように、薄肉部１１ｂの下端は、中央部がやや下方に凸状に張り出しており、両端は該中央部よりも下方に延びている。ボディ上部１１ａの両側面及び薄肉部１１ｂの両側面により構成されるボディ部１１の左右の側面１１ｄは、無段変速機用ベルトにおいて、無段変速機のプーリ８と接触する接触面を構成する。

ヘッド部１３はネック部１２の上端に隣接する中央部１３ａと、中央部１３ａの両側に隣接する左右の側部１３ｂとを有する。中央部１３ａの中心部の表面側には、ノーズ１３ｃが設けられ、裏面側には隣接するエレメント１０のノーズ１３ｃに嵌合するホール１３ｄが設けられる。

エレメント１０は、無段変速機用ベルトにおいて、各エレメント１０のノーズ１３ｃが隣接するエレメント１０のホール１３ｄに嵌合することにより、一対の無端リング７上で整列する。また、プーリ８上に位置する無段変速機用ベルト部分において、隣接するエレメント１０はボディ上部１１ａ下端の境界ラインＢＬ部分で接触し、該部分を支点として互いに傾く。これにより、無段変速機用ベルトはプーリ８に対応する曲率で屈曲する。

ボディ上部１１ａにおける両端部Ａの板厚をＴａ、中央部（ネック部１２の下部領域）Ｂの板厚をＴｂとし、ヘッド部１３の両端部Ｃの板厚をＴｃ、中央部１３ａ（ネック部１２の上部領域）の板厚をＴｄとすれば、これらの板厚間には、Ｔｃ≧Ｔｂ＞Ｔａ、Ｔｃ＞Ｔｄとなる関係が存在する。

エレメント１０の製造に際しては、まず、エレメント１０に加工する素材としての金属帯板を準備する準備工程が行われる。そして、準備された金属帯板は、その長さ方向において、一定の間隔で繰り返し現れる加工対象部分毎に順次、図示しない各加工ステーションに搬送され、エレメント１０の製造に供される。各加工ステーションではそれぞれ、図１５に示される各加工工程Ｓ１〜Ｓ６が行われる。

すなわちまず、最初の加工ステーションでは、後続する各加工ステーションに対して各加工対象部分を順次位置決めするためのパイロット孔を加工対象部分毎に形成するパイロット孔形成工程Ｓ１が行われる。次の加工ステーションでは、各加工対象部分上の所定部分を打ち抜いて除去する打抜き除去工程Ｓ２が行われる。次の加工ステーションでは、各加工対象部分に対して所定の貫通孔を形成する貫通孔形成工程Ｓ３が行われる。

さらに、次の加工ステーションでは、各加工対象部分における所定部分の板厚を形成するために塑性加工を施す塑性加工工程Ｓ４が行われる。次の加工ステーションでは、ノーズ１３ｃ及びホール１３ｄを形成するホール・ノーズ形成工程Ｓ５が行わる。そして、最後の加工ステーションでは、エレメント１０となる部分（ワーク）を打ち抜くエレメント打抜き工程Ｓ６が行われる。各加工工程Ｓ１〜Ｓ６における加工内容は後述のとおりである。

図２は上述の準備工程において準備される金属帯板を示す。この金属帯板２０はコイル材や鋼帯とも呼ばれる板厚が一様の金属帯板である。図中の二点鎖線は、金属帯板２０から形成されるエレメント１０となる部分の想像線である。以下、エレメント１０となる部分やヘッド部１３となる部分については、「エレメント１０対応部」や「ヘッド部１３対応部」のように、「対応部」を付して呼称するとともに、図においては同一の符号を用いて指示する。

図２のように、所定の長さの金属帯板２０部分からは、２つのエレメント１０が形成される。ただし、金属帯板２０において、該２つのエレメント１０対応部は、左右方向が金属帯板２０の長さ方向に一致し、ヘッド部１３側が相互に対向する。すなわち、金属帯板２０は、ヘッド部１３を突き合わせた形態で２つのエレメント１０を形成することができる幅を有する。

なお、この代わりに、ボディ部１１を突き合わせた形態で２つのエレメント１０を形成することができる幅のものや、ボディ部１１、ヘッド部１３、及びボディ部１１をこの順で順次突き合わせた形態で４つのエレメント１０を形成することができる幅のものや、ヘッド部１３、ボディ部１１、ヘッド部１３、ボディ部１１、及びヘッド部１３をこの順で順次突き合わせた形態で６つのエレメント１０を形成することができる幅のものを用いるようにしてもよい。つまり、幅方向に隣り合うエレメント１０同士がボディ部１１又はヘッド部１３を突き合わせた形態でエレメント１０を形成することができればよい。

図３はパイロット孔形成工程Ｓ１において形成されるパイロット孔を示す。同図に示すように、パイロット孔形成工程Ｓ１においては、金属帯板２０に対し、パイロット孔形成手段３１によってピアス加工により、貫通孔であるパイロット孔２１が形成される。パイロット孔２１の形成は、移送手段３２により移送されてくる金属帯板２０に対し、長さ方向に所定の間隔で行われる。

また、金属帯板２０には、パイロット孔２１を囲む４つの円弧状でスリット状の開口２２が形成される。なお、開口２２の代わりに、パイロット孔２１を囲む直線状のスリットや、複数の貫通孔が形成されるようにしてもよい。移送手段３２は、パイロット孔２１を介して金属帯板２０を、順次下流の加工ステーションに移送し及び位置決めすることができる。

打抜き除去工程Ｓ２においては、金属帯板２０の一部が打抜き加工により除去される。除去される部分の大きさが、塑性加工工程Ｓ４における加工精度に影響を与える。この加工精度を最適化するために、「基準塑性加工体積」及び「実塑性加工体積」を次のように定義する。

図４は基準塑性加工体積及び実塑性加工体積の定義を示す。基準塑性加工体積とは、図４（ａ）に示すように、ボディ部１１における左右（図では上下）の側面１１ｄとなる部分の輪郭に対応した線４１と、金属帯板２０の幅方向の縁４２と、上述の境界ラインＢＬ（図１）を延長した直線４３とで囲まれた斜線を施した部分の体積である。実塑性加工体積とは、図４（ｂ）に示すように、線４１と、ボディ部１１の下端１１ｅとなる部分の輪郭に対応した線４４と、直線４３とで囲まれた斜線を施した部分の体積である。

打抜き除去工程Ｓ２においては、図４（ｂ）のように、線４１及び線４４が打抜き線に含まれるようにして金属帯板２０を打ち抜くことにより、金属帯板２０におけるボディ部１１対応部の下方及び側方の部分が除去される。

すなわち、金属帯板２０におけるボディ部１１対応部の左右の側辺及び下辺の輪郭の外側に所定の幅を置いて設定された線４１及び線４４で構成されるラインを含む打抜き線に沿って金属帯板２０を打ち抜くことにより、該輪郭から該ラインまでの金属帯板２０部分が縁取り部４５として残り、縁取り部４５の外側の金属帯板２０部分が除去されることになる。

線４４の位置は実塑性加工体積に基づいて決定される。理由は後述するが、実塑性加工体積の好ましい値は、基準塑性加工体積の８０％以下であり、さらに好ましい値は４８％以下でかつ４５％以上である。

図５は、ボディ部１１を突き合わせた形態で２つのエレメント１０を形成する場合における実塑性加工体積の定義を示す。図４（ｂ）の場合と同様に、ボディ部１１の左右の側面１１ｄの輪郭に対応した線４１と、ボディ部１１の下端１１ｅの輪郭に対応した線４４と、境界ラインＢＬ（図１）を延長した直線４３とで囲まれた斜線を施した部分の体積が実塑性加工体積である。

この場合、線４１及び線４４を含む線に沿って打抜き加工が行われ、金属帯板２０におけるボディ部１１の下方及び側方の部分が除去される。この場合も、図４の場合と同様の縁取り部４５が残される。また、図４の場合と同様に、実塑性加工体積は、基準塑性加工体積の８０％以下であり、さらには４８％以下でかつ４５％以上であるのが好ましい。

図６は貫通孔形成工程Ｓ３において形成される貫通孔を示す。貫通孔形成工程Ｓ３においては、同図に示すように、貫通孔は、突き合わせられたヘッド部１３対応部の間にほぼ長方形のスリット状の貫通孔２３として、ピアス加工により形成される。なお、貫通孔形成工程Ｓ３は、打抜き除去工程Ｓ２と同時に、同一の加工ステーション上で行うようにしてもよい。

図７は塑性加工工程Ｓ４において塑性加工（潰し加工）を行う潰し加工ステーションの要部を示す断面図である。潰し加工ステーションは、プレス装置により構成される。図７（ａ）に示すように、潰し加工ステーション７０は、平坦な上面を有するダイ７１と、ダイ７１に対向する成形パンチ７２とを備える。図７においては、上述の貫通孔形成工程Ｓ３を経て送られてきた金属帯板２０部分の断面が示されている。この断面は、図６のＡ−Ａ線断面に対応する。すなわち、図７における金属帯板２０の送り方向は、紙面に直交する方向である。

ダイ７１及び成形パンチ７２は、成形面が形成されており、ダイ７１に載置された金属帯板２０を成形パンチ７２で押圧することにより潰し加工を施す潰し加工手段を構成している。成形パンチ７２は、ダイ７１上の金属帯板２０に対し、その幅方向の両端部を圧潰してエレメント１０の薄肉部１１ｂに対応する部分の板厚を形成する２つの傾斜面７２ａと、両傾斜面７２ａ間の平坦面７２ｂとを備える。つまり、潰し加工ステーション７０では、コイニング加工（潰し加工）により薄肉部１１ｂに対応する部分の板厚が形成される。

成形パンチ７２は、金属帯板２０の加工対象部分がダイ７１上に位置決めされると、駆動機構によりダイ７１に向けて下降される。そして、図７（ａ）に示すように、傾斜面７２ａが金属帯板２０の幅方向端部に接触すると、該幅方向端部の圧潰を開始する。成形パンチ７２がさらに所定位置まで下降すると、図７（ｂ）に示すように、該幅方向端部の圧潰が完了する。これにより、薄肉部１１ｂに対応する部分の板厚が形成される。

なお、金属帯板２０の移送手段３２は、図１４に示すように、パイロット孔２１に挿入される位置決めピン１４１を備えており、成形パンチ７２及びダイ７１には、パイロット孔２１に対応する位置に、位置決めピン１４１が挿入される孔１４２及び１４３が形成されている。そして、潰し加工（コイニング加工）が施される際、パイロット孔２１には、成形パンチ７２及びダイ７１の孔１４２及び１４３を通して位置決めピン１４１が挿入されたままとされる。これにより、潰し加工が施される際に、パイロット孔２１の変形が確実に防止される。

なお、傾斜面７２ａを、平坦面７２ｂに隣接する急斜面と、該急斜面に隣接する緩斜面とで構成するようにしてもよい。この場合、薄肉部１１ｂは、傾斜面７２ａに対応する急斜面と緩斜面を備えることになる。この緩斜面の部分は、薄肉部１１ｂの裏面とほぼ平行な平行薄肉部を構成するものであってもよい。

また、潰し加工ステーション７０には、成形パンチ７２による押圧方向とは逆方向のカウンタ荷重をダイ７１に付与するカウンタユニットと、ダイ７１に付与されるカウンタ荷重を変更する荷重変更手段とを設けるようにしてもよい。この場合、カウンタユニットとしては、後述の図１２で示すような流体圧力式のカウンタユニット１４０を用いることができる。荷重変更手段としては、後述の図１２で示すような板厚センサ１３２による上流側の板厚の測定結果に基づいてカウンタユニット１４０の流体の圧力を制御する図１６の制御部１６０と同様のものを用いることができる。

図８は塑性加工工程Ｓ４における圧潰により金属帯板２０中の金属が移動する様子を示す。同図に示すように、圧潰が進行するに伴い、金属帯板２０中の一部の金属は、矢印８１によって示されるように、貫通孔２３の方向へ流動する。この結果、図７（ｂ）に示すように、貫通孔２３の幅が小さくなり、金属の流動が吸収される。したがって、ネック部１２対応部の厚みが過度に大きくなることはない。

また、金属帯板２０中の別の一部の金属は、矢印８２によって示されるように、金属帯板２０の幅方向外側へ流動する。この結果、薄肉部１１ｂ対応部の板厚が円滑に形成される。

なお、金属帯板２０には、パイロット孔形成工程Ｓ１において、パイロット孔２１と、パイロット孔２１を囲む４つの円弧状でスリット状の開口２２が形成されているが、塑性加工工程Ｓ４における圧潰の進行により、金属帯板２０中の一部の金属は、開口２２に囲まれたパイロット孔２１の方向へも流動する。この結果、開口２２の幅が小さくなり、金属の流動が吸収される。したがって、主に位置決め用のパイロット孔２１の変形が低減される。また、この間、パイロット孔２１は、位置決めピン１４１が挿入されたままとされるので、金属の流動により、パイロット孔２１が変形することもない。

図９は、塑性加工工程Ｓ４までの工程を、基準塑性加工体積に対する実塑性加工体積の割合を変化させながら実施し、該割合の変化に対し、所定の３点における板厚の差がどのように変化するかを調べた結果を示す。３点の板厚とは、ヘッド部１３左右端部のＣ点（図１）に対応する部分の板厚Ｔ（１）及びＴ（２）、並びにボディ上部１１ａの中央部のＢ点（図１）に対応する部分の板厚Ｔ（３）である。（Ｔ（１）＋Ｔ（２））／２−Ｔ（３）を３点上下差として求め、その変化を図９においてグラフ曲線９１により示している。

ただし計測は、実塑性加工体積の割合の変更を５％刻みで行い、塑性加工工程Ｓ４までの工程を各割合について７回ずつの計１４７回実施することにより、各割合について７個ずつのテストピースを用意し、各テストピースについて３点上下差を求めることにより行った。

図９のように、基準塑性加工体積に対する実塑性加工体積の割合が１００％から４８％に近づくほど３点上下差が小さくなることがわかる。４８％を下回る範囲、たとえば４８〜α％の範囲では、４８％より小さくなるほど３点上下差が大きくなることがわかる。ただし、α％は縁取り部４５が存在しない場合における基準塑性加工体積に対する実塑性加工体積の割合である。

すなわち、実塑性加工体積の割合が大きいと、塑性加工工程Ｓ４における矢印８２方向の金属流動（図８）が妨げられるので、上記３点での板厚にばらつきが発生し、実塑性加工体積の割合が小さいと、矢印８２方向の金属流動が円滑となり、上記３点での板厚は均一になると考えられる。

しかしながら、４８％を下回ると、上記３点での板厚にばらつきがまた発生するようになる。すなわち、実塑性加工体積の割合が小さいと、矢印８２方向の金属流動が円滑になり過ぎて、上記３点での板厚は不均一になると考えられる。換言すると、縁取り部４５として金属帯板２０に残された部分が３点上下差に影響し、縁取り部４５の体積をコントロールすることによって３点上下差をコントロールすることができる。

そこで、本実施形態においては、上述のように、実塑性加工体積の割合を８０％以下でかつ４５％以上とし、３点上下差が−０．０５０〜＋０．０５０ｍｍの範囲に入るようにしている。また、さらに好ましい実塑性加工体積の割合を４８％以下でかつ４５％以上とし、さらには３点上下差が狙い値０ｍｍとなるようにしている。なお、上述のとおり、縁取り部４５がなければ３点上下差をコントロールすることができず、上記３点での板厚にばらつきが生じると思われる。

図１０はホール・ノーズ形成工程Ｓ５における処理を示す断面図である。同図に示すように、ホール・ノーズ形成工程Ｓ５においては、塑性加工工程Ｓ４までの工程を終えた金属帯板２０の加工対象部分が下型１０１と上型１０２により押さえられ、下型１０１からピン１０３が突き上げられることによって、ホール１３ｄ及びノーズ１３ｃ（図１）が形成される。ホール１３ｄ及びノーズ１３ｃの形成は、塑性加工に含まれるため、上述の塑性加工工程Ｓ４において実施するようにしてもよい。

図１１はエレメント打抜き工程Ｓ６においてエレメント１０対応部の打抜きを行うプレス装置としての打抜き装置の要部概略を示す。図１１に示すように、打抜き装置１００は、金属帯板２０が載置されるダイ１１１と、ダイ１１１上の金属帯板２０をエレメント形状に打抜く打抜きパンチ１１２とを備える。打抜きパンチ１１２に対向する位置には、打抜きパンチ１１２の下降に追従して下降するカウンタパンチ１１３が設けられている。

図１２は図１１の打抜き装置１００の全体を示す断面図である。同図に示すように、打抜き装置１００は、打抜き方向とは逆の上方向のカウンタ荷重を金属帯板２０上のエレメント１０対応部に付加しながら、金属帯板２０からエレメント１０を打ち抜くものである。カウンタ荷重の付加はカウンタパンチ１１３により行われる。

打抜き装置１００はダイ１１１、打抜きパンチ１１２、及びカウンタパンチ１１３を用いて構成される打抜き機構１３０と、カウンタ荷重を発生させるカウンタユニット１４０と、ＣＰＵやメモリ等からなる制御部１６０（図１６）とを備える。カウンタユニット１４０は、カウンタパンチ１１３に対し、流体の圧力を、油圧シリンダ１４１を介して可変自在に付与することによりカウンタ荷重を発生させる。

制御部１６０は、上述の移送手段３２が、金属帯板２０を打抜き機構１３０に対して位置決めするために移動させているとき、又は打抜き機構１３０が動作しているときに、カウンタユニット１４０を制御して流体の圧力を増減させることにより、カウンタ荷重を変更することができる。

打抜き機構１３０の上流側には、金属帯板２０の板厚を検出する板厚センサ１３２が設けられている。板厚センサ１３２としては、接触式又は非接触式の周知のものを利用することができる。接触式のものとしては、たとえば、２つのリニアゲージにより先端のローラで金属帯板２０上の測定箇所を挟んで測定するものが該当する。非接触式のものとしては、レーザセンサや渦電流センサにより金属帯板２０上の測定箇所における上下両面の位置を計測し、該測定箇所の板厚を測定するものが該当する。

図１１に戻り、打抜きパンチ１１２の一方の側には、エレメント１０対応部に接続する連結部２４を形成する連結部成形パンチ１１４が設けられている。連結部成形パンチ１１４に対応するダイ１１１の一部には逃げ部１１１ａが形成されている。ダイ１１１の上方には、ダイ１１１上に金属帯板２０を押さえ付けるパッド１１５が設けられている。

図１６に示すように、制御部１６０は、打抜き機構１３０によるエレメント１０の打抜きに先立って、エレメント１０の所定個所に対応する部分の金属帯板２０の板厚を板厚センサ１３２により測定する板厚測定部１６１と、板厚測定部１６１による測定結果に基づいてカウンタユニット１４０が発生すべきカウンタ荷重を決定するカウンタ荷重決定部１６２とを備える。板厚測定部１６１により板厚を測定する具体的箇所は、エレメント１０のボディ上部１１ａにおける両端部Ａと、ヘッド部１３の両端部Ｃと（図１）に対応する部分の金属帯板２０の板厚である。

制御部１６０は、打抜き機構１３０によるエレメント１０の打抜き毎に、打抜きに先立ち、板厚測定部１６１による板厚の測定と、カウンタ荷重決定部１６２によるカウンタ荷重の決定と、決定されたカウンタ荷重に基づくカウンタ荷重の変更とを行う。

エレメント打抜き工程Ｓ６は、図１５に示すように、加工対象部分の板厚を測定する板厚測定工程Ｓ６Ａと、この測定結果に基づいてカウンタ荷重を設定するカウンタ荷重設定工程Ｓ６Ｂと、設定されたカウンタ荷重により加工対象部分からエレメントを打ち抜く打抜き加工工程Ｓ６Ｃとを備える。板厚測定工程Ｓ６Ａ及びカウンタ荷重設定工程Ｓ６Ｂは、打抜き装置１００による打抜き加工工程Ｓ６Ｃに先立ち、エレメント打抜き工程Ｓ６毎に行われる。

板厚測定工程Ｓ６Ａでは、ホール・ノーズ形成工程Ｓ５までの各加工工程が完了した金属帯板２０上の加工対象部分が打抜き装置１００上に送られる前に、該加工対象部分におけるエレメント１０対応部の所定位置での板厚が、制御部１６０の板厚測定部１６１により測定される。測定箇所は、たとえば、エレメント１０対応部における高い板厚精度が要求される部分が該当する。具体的には、たとえば、ボディ上部１１ａの両端部Ａや中央部Ｂ、ヘッド部１３の両端部Ｃ（図１）に対応する部分が該当する。複数の部分についての平均値等であってもよい。

カウンタ荷重設定工程Ｓ６Ｂにおいては、板厚測定工程Ｓ６Ａによる測定結果に基づいて、打抜き装置１００におけるカウンタ荷重がカウンタ荷重決定部１６２により決定される。決定されたカウンタ荷重は、制御部１６０により、カウンタユニット１４０に設定される。

設定されるカウンタ荷重の値は、打抜き加工工程Ｓ６Ｃを経たエレメント１０対応部の板厚精度が所定の狙い値の範囲内となるように決定される。エレメント１０は、厚み方向に重ね連ねて使用されるため、板厚が不均一であると、無段変速機用ベルトの蛇行の原因となり、無段変速機の効率等に悪影響を与えるからである。

打抜き加工工程Ｓ６Ｃを経た後のエレメント１０対応部の板厚精度は、そのエレメント１０対応部についての打抜き加工工程Ｓ６Ｃを経る前の板厚精度と、該打抜き加工工程Ｓ６Ｃを実施する際のカウンタ荷重とに応じて変化する。

図１３はカウンタ荷重の設定に際して参照することができるデータの一例を示す。図中のグラフ曲線１２０は、所定の板厚精度αを有するエレメント１０対応部に対して打抜き装置１００による打抜き加工を施した場合に、加工後の板厚精度がカウンタ荷重に応じてどのように異なるかを示している。グラフ曲線１２０は、実際にエレメント打抜き工程Ｓ６を行い、その前後における板厚を、上述の板厚測定工程Ｓ６Ａと同様にして測定することにより得られた板厚精度に基づいている。

つまり、グラフ曲線１２０は、エレメント打抜き工程Ｓ６において、カウンタ荷重がエレメント１０の板厚精度をどの程度変化させるかを示している。グラフ曲線１２０を参照すれば、たとえば、カウンタ荷重を３０ｔｏｎから３６ｔｏｎに変更すると、板厚精度が０．００８ｍｍ程度変化することがわかる。また、カウンタ荷重を４２ｔｏｎから４８ｔｏｎに変更すれば、板厚精度が０．０２０ｍｍ程度変化することがわかる。

図中のライン１２１及び１２２は打抜き加工工程Ｓ６Ｃ後における板厚精度の狙い値の範囲を規定している。したがって、カウンタ荷重設定工程Ｓ６Ｂにおいては、図１３のようなデータを参照し、打抜き装置１００による打抜き加工後におけるエレメント１０対応部の板厚精度がライン１２１及び１２２の間の値、すなわち−０．０２０〜０．０２０ｍｍ程度の範囲となるように、カウンタ荷重が設定される。

打抜き加工工程Ｓ６Ｃにおいては、カウンタ荷重設定工程Ｓ６Ｂで設定されたカウンタ荷重により、打抜き装置１００によるエレメント１０対応部の打抜きが行われる。すなわち、まず、ダイ１１１上に位置決めされた金属帯板２０上の加工対象部分がパッド１１５による押厚によってダイ１１１上に固定される。次に、図１１（ａ）に示すように、カウンタパンチ１１３によって金属帯板２０を下方から保持した状態で、打抜きパンチ１１２の下降によりエレメント１０対応部が打ち抜かれる。

これと同時に、打抜きパンチ１１２と共に下降した連結部成形パンチ１１４と、連結部成形パンチ１１４に対応するダイ１１１側の逃げ部１１１ａにより連結部２４が形成される。この間、カウンタ荷重に応じて、図１３に示されるように、板厚精度が変化する。

次に、図１１（ｂ）に示すように、打抜きパンチ１１２、連結部成形パンチ１１４、カウンタパンチ１１３、及びパッド１１５を上昇させることにより、エレメント１０対応部が連結部２４を介して連結された状態の加工対象部分が搬出される。これによりエレメント打抜き工程Ｓ６が完了する。

この後、連結部２４が切断され、エレメント１０対応部が、金属帯板２０の他の部分から分離される。エレメント１０対応部は必要に応じてバリ除去等の加工がなされ、製品としてのエレメント１０とされる。

なお、連結部２４はボディ部１１対応部の下端中央、又はヘッド部１３対応部の上端中央に接続するように形成される。ただし、ボディ部１１対応部の下端中央に形成される場合には、打抜き除去工程Ｓ２においては、ボディ部１１対応部の下端中央に対応する部分は除去せずに残しておく必要がある。

本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。まず、本実施形態に従って製造される無段変速機用のエレメント１０は、上述のように、ボディ上部１１ａの両端部Ａの板厚Ｔａ、中央部Ｂの板厚Ｔｂ、ヘッド部１３の両端部Ｃの板厚Ｔｃ、中央部１３ａの板厚Ｔｄの間に、Ｔｃ≧Ｔｂ＞Ｔａ、Ｔｃ＞Ｔｄとなる関係が存在するので、エレメント１０が複数環状に重ね並べられて構成された無段変速機用ベルトにおいては、内周側への湾曲が円滑に行われる。したがって、各エレメント１０の積層形状を、積層方向がヘッド部１３側へ曲がることのない良好な積層形状とすることができる。

そして、このような無段変速機用ベルトを無段変速機のプーリ８に掛け渡した際には、無段変速機用ベルトの外周方向への振れを防止することができる。したがって、無段変速機用ベルトを構成する無端リング７やエレメント１０の損傷の無い、安定した動力の伝達を行うことができる。

しかも、複数のエレメント１０を環状に積層したときには、比較的厚肉の部分、すなわちヘッド部１３の両端部Ｃ及びボディ上部１１ａの中央部Ｂからなる３か所において、隣り合うエレメント１０に接触するので、極めて安定した積層状態を得ることができる。したがって、無段変速機用ベルトの陀行等を防止して効率の良い動力の伝達を行うことができる。

すなわち、図１（ｂ）に示すように、ボディ上部１１ａの中央部Ｂの板厚Ｔｂよりも両端部Ａの板厚Ｔａを確実に小さくし、ヘッド部１３の両端部Ｃの板厚Ｔｃよりもボディ上部１１ａの中央部Ｂの板厚Ｔｂを同じか小さくしている。これにより、複数のエレメント１０を環状に積層して無段変速機用ベルトを形成したとき、各エレメント１０のヘッド部１３の両端部Ｃとボディ上部１１ａの中央部Ｂとの接触により安定した積層状態を得ることができ、しかも、各エレメント１０がヘッド部１３側に収束するように湾曲することを確実に防止することができる。したがって、エレメント１０を用いた無段変速機用ベルトが無段変速機のプーリ８に掛け渡された際には、無端リング７（金属リング）との不要な接触によるエレメント１０の損傷のない、安定した動力の伝達を行うことができる。

また、移送手段３２が金属帯板２０を移送しているとき、又は打抜き機構１３０が動作しているときに、カウンタユニット１４０における流体の圧力を増減させることにより、制御部１６０がカウンタ荷重を変更し得るようにしたため、従来のようにカウンタ荷重を変更するためにカウンタユニット１４０を分解して皿バネを交換するという困難な調整作業を省略することができる。

また、打抜き除去工程Ｓ２により、ボディ部１１対応部に対する所定幅の縁取り部４５を残してその外側を除去した後、コイニング加工により、薄肉部１１ｂ対応部の板厚を形成するようにしているので、縁取り部４５の幅や面積を適宜選択することにより、コイニング加工により圧潰される金属帯板２０部分の体積を調整することができる。この体積の調整により、圧潰による金属の流れの大小を制御し、ボディ部１１対応部についての適切な板厚を得ることができる。

したがって、従来のように全体にわたって薄肉部１１ｂに対応する板厚の薄い部分がロール加工等によって形成された条材としての金属帯板を予め用意する必要なく、全体にわたって均一な板厚を有する金属帯板２０に対し、そのまま打抜き除去工程Ｓ２、塑性加工工程Ｓ４、エレメント打抜き工程Ｓ６等を施すことにより、精度の高いエレメント１０を製造することができる。

また、ヘッド部１３を突き合わせた形態で幅方向に偶数列のエレメント１０を形成する場合、塑性加工工程Ｓ４の前に、該工程による加工対象部分における前記突き合わせたヘッド部１３対応部の間に貫通孔２３を形成する貫通孔形成工程Ｓ３を設けるようにした。このため、塑性加工工程Ｓ４におけるコイニング加工に際して生じる金属帯板２０の幅方向中央へ向かう金属の流動を、各ヘッド部１３対応部の間に設けられた貫通孔２３が収縮することにより吸収することができる。

これにより、エレメント１０のネック部１２対応部の板厚が過度に大きくなるのを防止することができる。また、貫通孔２３の寸法を適宜選択することにより、金属の流動の度合いを調整し、ネック部１２の板厚を容易に制御することができる。

したがって、金属帯板から平板を切り出し、該平板の略中腹部に切欠き部を形成した後に、該平板からエレメントを打ち抜くといったような従来の煩雑な工程を要する方法を用いる必要なく、板厚精度の高いエレメント１０を製造することができる。しかも、かかる従来方法と異なり、金属帯板２０中央部の板厚が大きくなること自体を回避することができる。

また、貫通孔２３をスリット状のものとして形成する場合には、貫通孔２３の長手方向の寸法を適宜選択することにより、容易に金属の流動の度合いを調整し、ネック部１２等の板厚を制御することができる。

また、打抜き除去工程Ｓ２に先立ち、搬送されてくる金属帯板２０に対し、パイロット孔２１、及びパイロット孔２１を囲む開口２２を、順次所定の間隔で形成し、パイロット孔２１を介して各加工ステーションに移送して位置決めを行うようにした。このため、塑性加工工程Ｓ４を実施するに際し、金属の流動が発生したとしても、パイロット孔２１の周囲の開口２２により金属の流動を吸収し、パイロット孔２１自体が変形するのを確実に阻止することができる。したがって、各加工ステーションに対するパイロット孔２１を用いた位置決め精度を良好に維持することができる。

また、塑性加工工程Ｓ４を実施するに際し、該工程による加工対象部分に対応するパイロット孔２１に対し、該加工対象部分を位置決めするための位置決めピン１４１が挿入されるので、コイニング加工により金属の流動が発生した場合でも、パイロット孔２１の変形をより確実に防止することができる。

また、従来は、カウンタ荷重を発生させるカウンタユニットには皿バネが用いられており、カウンタ荷重の調整は、カウンタユニットを分解して行う必要があったので、カウンタ荷重の調整は、適宜かつ容易に行うことができなかった。このため、カウンタ荷重が調整されないまま素材のロットの変更により素材の板厚精度が変化した場合には、打抜き後のエレメントの板厚に偏りが発生するおそれがあった。

これに対し、本実施形態によれば、エレメント打抜き工程Ｓ６において、エレメント打抜き工程Ｓ６を行う毎に、打抜き加工工程Ｓ６Ｃに先立ち、エレメント１０対応部についての板厚測定を行い、その結果をフィードフォワードし、カウンタ荷重の設定を行うようにした。このため、打抜き加工後のエレメント１０対応部の板厚精度を向上させ、寸法精度の良好なエレメント１０を製造することができる。

なお、本発明は、上述実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することができる。たとえば、上述においては、エレメント打抜き工程Ｓ６において、エレメント打抜き工程Ｓ６を行う毎に、打抜き加工工程Ｓ６Ｃに先立ち、エレメント１０対応部についての板厚測定を行い、その結果をフィードフォワードし、カウンタ荷重の設定を行うようにしているが、この代わりに、エレメント打抜き工程Ｓ６を行う毎に、打抜き加工がなされたエレメント１０対応部についての板厚測定を行い、その測定結果をフィードバックし、カウンタ荷重の設定を行うようにしてもよい。

この場合、打抜き装置１００の制御部１６０は、打抜き機構１３０によるワークの打抜き毎に、打抜き後に、板厚測定部１６１による板厚の測定と、カウンタ荷重決定部１６２によるカウンタ荷重の決定と、決定されたカウンタ荷重に基づくカウンタ荷重の変更とを行うことが可能である。

そして、エレメント打抜き工程Ｓ６は、図１７に示すように、該工程による加工対象部分に対して、設定されたカウンタ荷重でプレス装置による打抜き加工を施すことによりエレメント１０を打ち抜く打抜き加工工程Ｓ６Ｄと、打抜き加工工程により打ち抜かれたエレメント１０の所定位置における板厚を打抜き加工工程Ｓ６Ｄ毎に測定する板厚測定工程Ｓ６Ｅと、板厚測定工程Ｓ６Ｅによる測定結果に基づき、次の加工対象部分に対するエレメント打抜き工程Ｓ６に先立ち、カウンタ荷重の設定を行うカウンタ荷重設定工程Ｓ６Ｆとを有する。

これによれば、上述のフィードバックを適切に行うことにより、打抜き加工後のエレメント１０対応部の板厚精度を向上させ、寸法精度の良好なエレメント１０を製造することができる。

また、上述においては、ホール・ノーズ形成工程Ｓ５及びエレメント打抜き工程Ｓ６は別個に行うようにしているが、この代わりに、ホール・ノーズ形成工程Ｓ５及びエレメント打抜き工程Ｓ６を同時に行ってもよい。その場合、エレメント１０におけるホール１３ｄ及びノーズ１３ｃの位置精度を向上させることができる。

本発明に係るワーク打抜き装置及びワーク打抜き方法は、素材の厚さ等に応じ、カウンタ荷重を適宜制御して無段変速機用エレメント等のワークを打ち抜くのに好ましく利用される。また、本発明に係る無段変速機用エレメントの製造方法は、一定の厚さを有する平板状の素材から、精度の高い無段変速機用エレメントを、特殊な圧延機を用いることなく、簡便な工程で製造する際に好ましく利用される。

８…プーリ、１０…エレメント（ワーク）、１１…ボディ部、１１ａ…ボディ上部、１１ｂ…テーパ部又は薄肉部、１２…ネック部、１３…ヘッド部、２０…金属帯板（金属板材）、２１…パイロット孔、２２…開口部、２３…貫通孔、３１…パイロット孔形成手段、３２…移送手段、４５…縁取り部、７０…潰し加工ステーション、７１，１１１…ダイ、７２…成形パンチ、１１２…打抜きパンチ、１１３…カウンタパンチ（カウンタ加重付与手段）、１００…打抜き装置、１３２…板厚センサ（板厚検出手段）、１４０…カウンタユニット（カウンタ加重発生手段）、１４１…位置決めピン、１４２，１４３…孔、１６０…制御部（制御手段、荷重変更手段）、１６１…板厚測定部、１６２…カウンタ荷重決定部、Ａ…ボディ上部の両端部、Ｃ…ヘッド部の両端部。

Claims (14)

1. ダイと、
   金属板材を、前記ダイ上に移送する移送手段と、
   前記ダイ上に移送された前記金属板材からワークを打ち抜く打抜きパンチと、
   前記打抜きパンチによる打抜き方向とは逆方向のカウンタ荷重を前記金属板材のワークとなる部分に付与するカウンタパンチとを備えたワーク打抜き装置において、
   前記カウンタパンチに流体の圧力を可変自在に付与することにより前記カウンタ荷重を発生させるカウンタ荷重発生手段と、
   前記流体の圧力を増減させることにより前記カウンタ荷重発生手段を制御する制御手段と、
   板厚を検出する板厚検出手段とを備え、
   前記ワークは、
   左右の側辺が無段変速機用のプーリに接する接触面を構成し、所定の上下位置から下端へかけて厚さが漸減するテーパ部又は厚さが薄い薄肉部となっているボディ部と、
   前記ボディ部の上端中央部分から上方へ延びるネック部と、
   前記ネック部の上に位置するヘッド部とを備える無段変速機用のエレメントに加工されるワークであり、
   前記制御手段は、
   前記板厚検出手段により板厚を測定する板厚測定部と、
   前記板厚測定部による測定結果に基づいて前記カウンタ荷重発生手段が発生させるべきカウンタ荷重を決定するカウンタ荷重決定部とを備え、
   前記ワークの打抜き毎に、該打抜きに先立ち、該ワークに対応する部分の前記金属板材についての前記板厚の測定と、該測定の結果に基づく前記カウンタ荷重の決定とを行うことを特徴とするワーク打抜き装置。
2. ダイと、
   金属板材を、前記ダイ上に移送する移送手段と、
   前記ダイ上に移送された前記金属板材からワークを打ち抜く打抜きパンチと、
   前記打抜きパンチによる打抜き方向とは逆方向のカウンタ荷重を前記金属板材のワークとなる部分に付与するカウンタパンチとを備えたワーク打抜き装置において、
   前記カウンタパンチに流体の圧力を可変自在に付与することにより前記カウンタ荷重を発生させるカウンタ荷重発生手段と、
   前記流体の圧力を増減させることにより前記カウンタ荷重発生手段を制御する制御手段とを備え、
   前記金属板材は長尺で連続した金属帯板であり、
   前記ワーク打抜き装置は、前記移送手段により移送されてくる前記金属帯板に対し、長さ方向に所定の間隔でパイロット孔及び該パイロット孔を囲む開口部を形成するパイロット孔形成手段を備え、
   前記移送手段は、前記パイロット孔を介して前記金属帯板を、順次下流の加工ステーションに移送し及び位置決めするものであり、
   前記ワーク打抜き装置はさらに、前記下流の加工ステーションとして潰し加工ステーションを備え、
   前記潰し加工ステーションは、
   成形面が形成されたダイ及び成形パンチを有し、該ダイに載置された前記金属帯板を該成形パンチで押圧することにより潰し加工を施す潰し加工手段と、
   前記潰し加工手段による押圧方向とは逆方向のカウンタ荷重を前記ダイに付与するカウンタ荷重付与手段と、
   前記ダイに付与されるカウンタ荷重を変更する荷重変更手段とを備えることを特徴とするワーク打抜き装置。
3. 前記ワークは、
   左右の側辺が無段変速機用のプーリに接する接触面を構成し、所定の上下位置から下端へかけて厚さが漸減するテーパ部又は厚さが薄い薄肉部となっているボディ部と、
   前記ボディ部の上端中央部分から上方へ延びるネック部と、
   前記ネック部の上に位置するヘッド部とを備える無段変速機用のエレメントに加工されるワークであり、
   前記ワーク打抜き装置は、板厚を検出する板厚検出手段を備え、
   前記制御手段は、
   前記板厚検出手段により板厚を測定する板厚測定部と、
   前記板厚測定部による測定結果に基づいて前記カウンタ荷重発生手段が発生させるべきカウンタ荷重を決定するカウンタ荷重決定部とを備え、
   前記ワークの打抜き毎に、該打抜き後に、打ち抜かれたワークについての板厚の測定を行うとともに、次のワークの打抜きに先立ち、該測定の結果に基づくカウンタ荷重の決定を行うことを特徴とする請求項２記載のワーク打抜き装置。
4. 素材としての前記金属板材は、一定の板厚を有する平板状部分のみからなることを特徴とする請求項１又は２記載のワーク打抜き装置。
5. 前記パイロット孔に挿入される位置決めピンを備え、
   前記成形パンチ及びダイには、前記位置決めピンが挿入される孔が形成され、
   前記潰し加工が施される際、前記パイロット孔には、前記成形パンチ及びダイの孔を通して前記位置決めピンが挿入されたままであることを特徴とする請求項２記載のワーク打抜き装置。
6. 前記ワークの打抜き毎に行う板厚の測定は、前記ボディ部における前記所定の上下位置より上の部分であるボディ上部の両端部と、前記ヘッド部の両端部とに対応する部分につて行うことを特徴とする請求項１記載のワーク打抜き装置。
7. 請求項１又は２のワーク打抜き装置を用いてワークを打ち抜く工程を備えることを特徴とするワーク打抜き方法。
8. 左右の側辺が無段変速機のプーリに接し、所定の上下位置から下端にかけて厚さが薄い又は漸減している薄肉部となっているボディ部と、該ボディ部の上端辺中央から上方へ延びたネック部と、該ネック部の上に位置するヘッド部とを有する無段変速機用エレメントの製造方法であって、
   前記エレメントのヘッド部を付き合わせた形態、又はボディ部を付き合わせた形態で幅方向に偶数列の該エレメントを形成することができる幅を有し、かつ板厚が一様である金属帯板を準備する準備工程と、
   前記金属帯板における前記ボディ部となる部分の左右の側辺及び下辺の輪郭の外側に所定の幅の縁取り部を画定すべく設定されたラインを含む打抜き線に沿って該金属帯板を打ち抜くことにより、該縁取り部の外側の該金属帯板部分を除去する打抜き除去工程と、
   前記金属帯板における前記打抜き除去工程が完了した加工対象部分について、コイニング加工により、前記ボディ部の薄肉部となる部分から前記縁取り部までを圧潰することにより該薄肉部となる部分の板厚、及び所定の凹凸部を形成する塑性加工工程と、
   前記塑性加工工程を経た金属帯板から前記エレメントとなる部分を打ち抜くエレメント打抜き工程とを備え、
   前記エレメント打抜き工程は、
   前記エレメントとなる部分の打抜きを行う前に、該エレメントとなる部分の所定箇所における板厚を測定する板厚測定工程と、
   前記板厚測定工程による測定結果に基づき、前記エレメントとなる部分の打抜きを行うプレス装置におけるカウンタ荷重の設定を行うカウンタ荷重設定工程と、
   該カウンタ荷重設定工程によりカウンタ荷重が設定されたプレス装置により、前記エレメントとなる部分の打抜きを行う打抜き加工工程とを有することを特徴とする無段変速機用エレメントの製造方法。
9. 前記ヘッド部を突き合わせた形態で幅方向に偶数列のエレメントを形成する場合、
   前記塑性加工工程の前に、該工程による加工対象部分における前記突き合わせたヘッド部となる部分の間に貫通孔を形成する貫通孔形成工程を有することを特徴とする請求項８記載の無段変速機用エレメントの製造方法。
10. 前記貫通孔をスリット状のものとして形成することを特徴とする請求項９記載の無段変速機用エレメントの製造方法。
11. 前記打抜き除去工程に先立ち、
    搬送されてくる前記金属帯板に対し、パイロット孔、及び該パイロット孔を囲む開口部を、順次所定の間隔で形成するパイロット孔形成工程と、
    前記パイロット孔及び開口部が形成された金属帯板部分を順次、該パイロット孔を介して前記打抜き除去工程、塑性加工工程、及びエレメント打抜き工程を行うための各加工ステーションに移送して位置決めする移送位置決め工程とを具備することを特徴とする請求項８記載の無段変速機用エレメントの製造方法。
12. 前記塑性加工工程に際し、該工程による加工対象部分に対応する前記パイロット孔に対し、該加工対象部分を位置決めするための位置決めピンが挿入されることを特徴とする請求項１１記載の無段変速機用エレメントの製造方法。
13. 前記エレメント打抜き工程は、
    前記エレメントとなる部分の打抜きを、プレス装置により、設定されたカウンタ荷重で行う打抜き加工工程と、
    前記打抜き加工工程により打ち抜かれたエレメントとなる部分の所定箇所における板厚を測定する板厚測定工程と、
    前記板厚測定工程による測定結果に基づき、次の該エレメント打抜き工程に先立ち、前記カウンタ荷重の設定を行うカウンタ荷重設定工程とを有することを特徴とする請求項８記載の無段変速機用エレメントの製造方法。
14. 前記板厚を測定する所定箇所は、前記ボディ部における前記所定の上下位置より上の部分であるボディ上部の両端部と、前記ヘッド部の両端部とに対応する部分であることを特徴とする請求項１３記載の無段変速機用エレメントの製造方法。

Images