JPH0299236A - 金属歯付無端フープの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、各種産業用機械および自動車等における動力
伝達や、機械作動タイミングを図る等の目的で使用され
る金属歯付ベルトの製造、特にはそのベルト要素として
用いる金属歯付無端フープの製造手段の提供に関する。

（従来の技術） 回転動力を駆動側と従動側において同Ｑさせて動力伝達
を行うタイミングベルトとして、従来は歯付ゴムベルト
が用いられていることは周知である。処がこの歯付ゴム
ベルトに多くの欠点があることも既知であり、その最大
の欠点は耐熱性と熱膨張によるベルトの伸びの問題であ
る。これらの問題点はゴムベルト体内に各種の補強祠や
補強構造を組込むのみでは限界がある。これらの問題点
を解決するために、最近では金属製の同期動力伝達用ベ
ルトが開発されている。この金属歯付ベル１〜は、駆動
、従動歯車の歯形と適合する歯形を形成した可撓性を有
する無端フープ状の金属薄帯によるベルト構造を骨子と
するものであり、その具体的内容は、例えばｒＤＥｓＩ
ＧＮ　　ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ、誌（米１月発行、１
９８１年４月号第６３頁〜）、あるいは実開昭６１−１
９３２４５号その他に堤示されている通りであり、本発
明者等も、かかる金属歯付ベルトについて各種の提案を
行っている処であり、これらのベルト製造に当っては、
一定ピッチの歯形凸起を有する無端フープ状の歯付薄帯
がベルト要素として必要である。

（発明が解決しようとする課題） 上記した一部ピッチの歯形凸起を有する無端フープ状の
歯付薄帯の製造に当っては、多数の歯形凸起を一部ピッ
チに、かつ寸法、精度を良好に形成することがきわめて
困難である。即ち常識的には第４図および第５図に例示
するように、平坦な帯鋼による金属薄帯５０を素材とし
て用い、これを所要の断面形状をもつ歯形凸起５１を有
する加圧ボンデ５２と、これに対応する歯形凹部５３を
有するプレス成形ライン上において、加圧ポンチ５２の
圧下、押し込み成形によって歯形凸起５４を金属薄帯５
０に付与する手段では、歯形凸起５４の成形に当り、加
圧ポンチ５２の下降とともに、被成形薄帯５０を左右か
ら引き込んで凸起形状が形成されるが、このさい素材側
の左右からの引き込み量や、伸びを均等に確保すること
はきわめて困難であり、薄帯５０の全周長に亘り連続し
た歯形凸起５４を成形する時には、これが原因でそのピ
ッチ精度を向上させることは不可能に近いのが実情であ
る。

（課題を解決するための手段） 本発明は、かかる金属歯付無端フープの製造に当り、工
業的量産の可能な成形加工内容をもつとともに、素材薄
鋼帯の厚さおよび幅員を特定するとともに、その歯形成
形用凹凸型面を一連に形成するに際し、各歯の山高さが
順次高くなるようにした一連の上下金型によるプレス成
形ラインに特定送り込み世上に断続的に送り込み、素材
薄鋼帯の同一部で、順次その山高さが高くなるように反
復施行することにより、均一ピッチかつ高精度の歯形が
連続的に成形可能としたものであり、具体的には、一定
ピッチの連続する歯形に成形した無端環状の金属歯形フ
ープを、同期動力伝達用ベルト要素として用いる金属歯
付ベルト製造において、前記無端環状の金属歯形フープ
の製造に当り、その厚さ０．１〜０．５　ｍｍ、その幅
員３．０〜２５．４ｍｍの薄鋼帯に前記歯形の折り曲げ
加工を施すに際し、最終歯形形状と同じ周長をもち、か
つその歯形における歯の山高さを徐々に高くした歯形凹
凸を対称状に連設した一対の上下金型をセントしたプレ
ス手段を用い、前記薄鋼帯を歯形ピッチと同一送り込み
量で前記金型内に断続的に送り込むことによって、複数
段階のプレス成形を同一個所に繰り返し施行することに
より、徐々に最終歯形を同一ピッチ下に成形した連続歯
形帯鋼を形成し、該帯鋼を無端環状に接合することにあ
り、更には連続歯形帯鋼を無端環状に接合するに当り、
所要フープ周長長さより余長をもってフープ状とした帯
鋼端部の一部を、少なくとも歯形一つ以上重ね合せ、該
重合部分を同時に切断し、該切断両端部を突き合せて溶
接一体化することにより、所要周長で定ピッチの無端環
状の歯形フープとすることにある。

（作　　用） 本発明の上記した技術的手段によれば、第１図、第２図
（ａ）および第２図（ｂ）において、金属歯付無端フー
プと成る素材の薄鋼帯１は、特定の板厚と板幅員とを持
つものを用いるとともに、実施例ではこの平坦な薄鋼帯
１の全周長に亘り、第２図（ａ）に例示するように、水
平な頂面ａと一対の傾斜面す。

ｂによって囲まれた台形の歯形１ａ、前記傾斜面す、ｂ
を共有するとともに頂面（ａ）と同形同大の底面Ｃによ
って囲まれた台形の歯形１ａが、交互に天地反転して連
続状に成形加工されたものを便宜的に示しているが、本
発明においてはかかる成形加工を行うために、第１図に
例示する上金型２および下金型３とによるプレス成形手
段を用いるのである。即ち上金型２において図向って右
端に示した成形型面となる成形凹部（Ａ＋　、Ｂ＋　、
ｃｌ　、貼）および下金型３において、これと対応して
対称状に形成した成形型面となる成形凸部（Ａｚ　、Ｒ
２、ｃ２Ｄｚ　）は、何れも最終歯形形状の成形型面を
示すものであり、目的の歯形１ａの形状、寸法と同一の
ものとされる。この最終段階の成形凹部（Ａ１、　Ｂ、
　、Ｃ，、Ｄ、　）および成形凸部（八２　、Ｂ２　、
Ｃ２，Ｄｚ）に続いて上、下金型２，３の図向かって左
方の全長に亘って、その歯形における歯の山高さを順次
低（変化させた各成形凸部（Ｃ１，Ｄｌ、　Ｅｌ　、Ｆ
＋）および成形凹部（ＣＺ、　０２．Ｂ２．Ｆ２）、成
形四部（ＥＦｌ　、Ｇｌ　、ｌＩ＋　）および成形凸部
（Ｂ２．Ｆｚ　、Ｇ２　、＋１２　＞、以下その歯の山
高さが最低とされた最初の成形段階である成形凸部（Ｋ
Ｉ、Ｌ＋　、　Ｌ　、Ｎ＋　）および（Ｋｚ　、ＬＺ　
、　Ｍ２　、Ｎｔ　）　　組に至るまで、複数組の成形
凹、凸部を連続状に形成するのである。この歯の山高さ
を変化させるに当たっては、第１図に示すように各傾斜
面す、ｂ　　の勾配は逐次変化させることにより容易で
ある。このさい下金型３を固定するとともに、上金型２
を下金型３に対して加圧開閉可能とするのである。本発
明においては前記薄鋼帯１として、その板厚０．１〜０
．５　ｍｒｎ、またその板幅具３．０〜２５．４ｍｍの
ものを用い、第１図に例示した上、下金型２．３内にそ
の歯形ピッチと同一の送り込み量でかつ図向かって左側
の入口から、図向かって右側の出口に向かい、断続的に
送り込み、上金型２の下金型３に対する加圧閉合を反復
して行うことにより、相並ぶ各成形凹、凸部間において
、薄鋼帯１の各同一個所に対し、複数段階のプレス成形
を繰り返して施行することにより、徐々に最終歯形を同
一ピッチで成形することができるのである。即ち薄鋼帯
１を、上、下金型２．３内に歯形ピッチと同ピッチで断
続的に送り込み、薄鋼帯１の同一個所に対し、順次その
歯の山高さが高くなるように、複数組の成形凹、凸部を
介して、複数段階のプレス成形を反復することによって
、金型形状および薄鋼帯形状から、歯高さの高い方向か
ら金型の拘束を受けることになり、この拘束は順次歯形
高さの低い方向に移行してゆくことにより、薄鋼帯成形
時の素材引込みは、その歯形高さの最も低い第１段成形
の未成形側からのみとなり、しかも素材の伸びは全く期
待する必要がないので、薄鋼帯１の全周長に亘り均一　
ピッチの歯形１ａが連続的かつ確実に成形可能となるの
である。このようにして得られた連続歯形帯鋼１１は、
その両端を接合して無端環状のフープとするのであるが
、この無端フープ加工に当たっては、第２図（ａ）およ
び第２図（ｂ）に示す手段を用いることによって適切な
結果を得ることができる。即ち第２図（ａ）に例示する
ように、連続歯形帯＠１１を所要フープ周長の長さより
余長をもってフープ状とし、帯鋼１１の両端１１ａ　、
　ｌｌｂの一部を、少なくともその歯形１ａの一山以上
重ね合せ、ピッチが合致した状態に調整後、前記重合部
分１２において適宜切断カッタ１３．１４により２枚同
時に切断するのであり、この切断部分の両端部１５．１
５を第２図（ｂ）のように突き合せ、溶接トーチ１６に
より一体化して目的のフープ体とするのであり、これに
より他の部分と同ピッチの歯形フープが確実に得られ、
溶接内容は、Ｔ■Ｇ溶接、プラズマ溶接、ＥＢ？＠接等
、自由に採用可能である。

（実施例） 本発明方法の適切な実施例を、第１図乃至第３図に亘っ
て説示する。

本発明において無端フープに用いる素材としての薄鋼帯
１として、その板厚および板幅を特定数値に限定するこ
とは次の理由によるものである。

薄鋼帯１の板厚を０．１〜０．５ｍｍの厚さとしたこと
は、０．１ｍｍより薄い銅帯を用いると板厚が薄いこと
により、折り曲げ部の塑性変形量が小さ（、プレス成形
時の形状凍結性が乏しいため、高精度の歯形が得にくい
からである。また板厚が薄いと歯形部の剛性が低くなり
、歯に力が負荷された時の歯部変形を大きくするため、
板厚の薄さには上記の下限がある。またその最大厚さを
０　、５　ｍｍとしたのは、歯形フープを無端環状とし
て２個の歯形フープに巻掛けて回転させた時、フープに
は曲げ伸し変形が繰り返し加わるが、この変形はフープ
厚さに比例することから、これ以上厚くなると、曲げ伸
し変形による疲労から、フープ寿命が著しく短くなるた
めであり、この点を配慮すれば０゜５胴が最大厚さであ
る。

また本発明ではその板幅員を３．０〜２５．４ｍｍとし
たが、これは３　ｍｍより幅員が狭いと、歯形部に力が
加えられた時、幅方向の剛性が極端に小さくなり、ベル
ト全体に捩れ変形が起る可能性があるので、これより幅
員を広くする必要がある。また幅員の最大を２５．４ｍ
＋ｎとしたのはベルト特性によるものではなく、使用時
におけるプーリ幅員が大きくなり、実用上火きな空間を
占有することになるためと、これ以上幅員を広げてもベ
ルト特性」−の利点が得られないごとから、この値を最
大としたものである。

本発明において用いるプレス成形用の上金型２および下
金型３において、最終歯形形状と同じ周長をもち、かつ
その歯形における歯の山高さを、金型入口側から出口側
に向かって徐々に高くした歯形凹凸の複数組を、成形型
面として上下対称状に一連に連設するに当たっては、第
１図において例示するように、 ＡＢ＝ＣＤ＝ＥＦ＝ＧＨ＝ＩＪ＝ＫＬ＝ＭＮ　（−傾斜
面ｂ）ＢＣ＝ＦＧ＝ＪＫ　（−頂面ａ） ＤＥ−旧＝ＬＭ（＝底面Ｃ） を満足し、Ａ、　Ｂ、　Ｃ，Ｄ　（上金型２においては
Δ貼、ｃｌ　、ｏｌ、下金型３においてはＡｚ　、Ｂｚ
　、Ｃｚ０２）が最終歯形形状となるように設計するの
である。このような上、下金型２，３をセットし、薄鋼
帯１を上、下金型２．３の回向かって左端の人口側から
、右端の出口側に向かって、その歯形ピッチと同ピッチ
で断続的に送り込み、第１図向かって左端における第１
段階の成形型面である成形凸部（Ｋ、　、Ｌ、　、　Ｍ
ｌ　、　Ｎｌ）および成形凹部（Ｋ２　＋ＬＺ　、門ｚ
、Ｎｚ）組から、最終段階の成形型面である成形凹部（
ＡＩ　、　Ｂ＋　、自、貼）および成形凸部（ＡｚＢｚ
　、Ｃｔ　、Ｄｚ）組に亘って、薄鋼帯１を１ピッチづ
つ移動させ、相並ぶ複数組の対応する成形凹、凸部組に
より、薄鋼帯１の同一個所に対し反復して、その山高さ
が順次高くなるプレス成形動作を、下金型３に対する上
金型２の加圧開閉により施行することにより、ＦｊＸ鋼
帯１の全周長に亘って、実施例では台形の最終歯形１ａ
が、逐次交互に連続形成されてゆくのである。先にも述
べたようにこの上、下金型２．３によるプレス成形手段
によれば、歯形高さの高い方から金型の拘束を受けるこ
ととなり、この拘束が順次歯形高さの低い方に移行して
ゆくのである。

これによって薄鋼帯１成形時の素材引込みは、その歯形
山高さの最低である第１段階成形の成形凸部（Ｋｌ　＋
Ｌｌ　、　Ｍｌ　ｌ、　Ｎｌ）および成形凹部（Ｋ２　
、Ｌ２、Ｍｚ、Ｎｚ）組における未成形側からのみとな
り、かつ素材の伸びは全く回持する必要がないので、均
一ピッチの歯形１ａの連続成形が確実容易に可能となり
、かつこれら一連のプレス成形は徐々に進行してゆくの
で、素材に対する無理を生じることなく、円滑な成形結
果が得られるのである。上記のようにして得られたもの
は第２図（ａ）および第２図（ｂ）に一部が示されるよ
うに定ピッチに歯形１ａが連続する平坦な歯形帯鋼１１
に止まるので、これを無端フープ化する加工が必要であ
る。この無端フープ化の加工はもとより自由であるが、
同ピッチの歯形フープを正容易に得るためには、第２図
（ａ）および第２図（ｂ）に例示した手段が適切とされ
る。

即ち第２図（ａ）に示すように、連続歯形帯鋼１１の両
端１１ａ、ｌｌｂを、所要フープ周長長さより、適宜な
余長をもってフープ状とし、かつこの両端部１１ａ１１
ｂの一部を、少なくとも歯形１ａの一つ以上重合して、
ピッチが合致した状態に調整後、その重合部分１２の中
央部分を切断力フタ１３．１４によって２枚同時に切断
し、次に第２図（ｂ）に示すようにこの切断両端１５．
１５を突き合せ状として、両者を溶接トーチ１６により
溶接一体化するのであり、これによりピッチに狂いのな
い無端フープを容易に得ることができる。勿論このフー
プ化手段は自由に選択可能である。

この実施例では、その歯形１ａの断面形状を台形のもの
として示したが、同歯形は特にこれを限定するものでな
く、その歯形成形時に素材の引込みが起生ずる形状の歯
形成形には全て適用可能であることはいうまでもない。

第３図は歯形の各形状を例示したものであり、同図（３
−ａ）に示した台形の歯形１ｂの他、同図（３−ｂ）に
示した歯形１ｂ、同図（３−ｃ）に示した歯形ＩＣ１同
図（３−ｄ）に示した歯形１ｄのように、各種の形状を
上げることができる。

（発明の効果） 本発明によれば、従来のタイミングベルトである歯付ゴ
ムベルトに代るものとして、新機軸を開いた金属歯付ベ
ルトのベルト要素として供用される金属歯付無端フープ
の、高精度、高品位の製造を容易に可能とする点におい
て優れる。同期動力伝達ベルトの製造に当っても、その
金属歯付無端フープにおける定ピッチの歯形におけるピ
ッチ精度は最も重要であるが、従来のポンチ加工等では
かかる高精度の実現はきわめて困難であるが、本発明に
おいては、上、下金型の全長に亘り、その歯形における
歯の山高さを徐々に高くなるように変化させた用益ふ複
数刊の歯形凹凸による成形プレスライン内に、素材の薄
釦１帯を歯形ピッチと同ピッチの送り込み量で断続的に
移動させ、薄鋼帯の同一個所に複数段階のプレス成形を
反復して施すことにより、きわめて確実かつ容易に高ピ
ッチ精度、高品位の歯形形成が得られるのであり、その
プレス加工における折り曲げ加工も、逐次最終形状に近
似されてゆくのであり、素材に無理を生じることなく円
滑な成形が得られ、このさい素材の板厚および板幅員を
特定することによって、堅牢で耐用性に富む無端フープ
の実現が容易に可能となるもので、必要設備自体も簡単
なもので足り、高精度、高品位の金属歯付無端フープの
製造手段として優れたものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法実施例におけるプレス成形手段実施
例の縦断、正面図、第２図（ａ）および第２［Ａ（ｂ）
は同フープ化手段実施例の紺断正面図、第３図は同歯形
実施例の各説明図、第４図、第５図は従来のポンチ加工
手段の説明図である。 ■・・・３鋼帯、１ａ・・・歯形、２・・・上金型、３
・・・下金型、Ａ、Ｂ、Ｃ，Ｄ・・・最終歯形形状成形
口、凸部、１１・・・連続歯形帯鋼。 第３区 （３−ａ） （３−ｂ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一定ピッチの連続する歯形に成形した無端環状の
   金属歯形フープを、同期動力伝達用ベルト要素として用
   いる金属歯付ベルト製造において、前記無端環状の金属
   歯形フープの製造に当り、その厚さ０．１〜０．５ｍｍ
   、その幅員３．０〜２５．４ｍｍの薄鋼帯に前記歯形の
   折り曲げ加工を施すに際し、最終歯形形状と同じ周長を
   もち、かつその歯形における歯の山高さを徐々に高くし
   た歯形凹凸を対称状に連設した一対の上下金型をセット
   したプレス手段を用い、前記薄鋼帯を歯形ピッチと同一
   送り込み量で前記金型内に断続的に送り込むことによっ
   て、複数段階のプレス成形を同一個所に繰り返し施行す
   ることにより、徐々に最終歯形を同一ピッチ下に成形し
   た連続歯形帯鋼を形成し、該帯鋼を無端環状に接合する
   ことを特徴とする金属歯付無端フープの製造方法。
2. （２）連続歯形帯鋼を無端環状に接合するに当り、所要
   フープ周長長さより余長をもつてフープ状とした帯鋼端
   部の一部を、少なくとも歯形一つ以上重ね合せ、該重合
   部分を同時に切断し、該切断両端部を突き合せて溶接一
   体化することにより、所要周長で定ピッチの無端環状の
   歯形フープとする請求項１記載の金属歯付無端フープの
   製造方法。