无级变速器带用元件的制造方法

申请号 CN201080006612.1 申请日 2010-03-24 公开(公告)号 CN102438766B 公开(公告)日 2014-06-25
申请人 本田技研工业株式会社; 发明人 大久保成彦; 三田和之; 大西真辅; 中村慎太郎;
摘要 一种CVT带用元件的制造方法,该无级 变速器 带用元件包括:主体部(22L、22R),其具有左右的侧边及向下变细的锥部;颈部,其从该主体部向上方延伸;头部,其从该颈部向上方延伸,所述 无级变速器 带用元件的制造方法包括:沿着对该主体部的左右侧边(21L、21R)的轮廓添加的余料(21b)的轮廓线(33L、33R)、以及对该主体部的下边(32L、32R)的轮廓添加的余料(32b)的轮廓线(58L、58R),对金属带状坯料(31)进行冲裁的第一冲裁工序,其中该金属带状坯料(31)具有一样的厚度和以使该头部相面对的方式和使该主体部相面对的方式中的一个方式能够取得偶数列元件的宽度;对该坯料沿厚度方向压缩,形成规定的凹凸部,并且在使坯料的材料向该缘部流动的同时形成该锥部的塑性加工工序;从该坯料冲裁出作为产品的该元件的第二冲裁工序。
权利要求

1.一种无级变速器带用元件的制造方法,该无级变速器带用元件包括:主体部,其具有分别与无级变速器的带轮的左右的带轮半体抵接的左右的侧边及向下变细的锥部或向下方延伸的平行薄壁部;颈部,其从所述主体部向上方延伸;头部,其从所述颈部向上方延伸,所述无级变速器带用元件的制造方法的特征在于,包括:
准备金属带状坯料的工序,该金属带状坯料具有一样的厚度及以使所述头部相面对的方式能够取得偶数列元件的宽度;
沿着为了促进后续的加工工序而对所述主体部的左右侧边的轮廓添加的余料的轮廓线、以及为了促进后续的加工工序而对所述主体部的下边的轮廓添加的余料的轮廓线,对所述金属带状坯料以使所述头部相面对的方式进行冲裁的第一冲裁工序;
在使所述头部相面对的方式中,在相面对的所述头部之间,且在所述金属带状坯料上冲裁形成大致长方形的狭缝的狭缝形成工序;
对所述金属带状坯料沿厚度方向压缩,形成规定的凹凸部,并且使所述余料向冲裁后的所述余料的轮廓线流动,且使所述金属带状坯料的材料向冲裁形成的所述狭缝进入,并同时形成所述锥部或所述平行薄壁部的塑性加工工序;
从所述金属带状坯料冲裁出作为产品的所述元件的第二冲裁工序。
2.根据权利要求1所述的无级变速器带用元件的制造方法,其中,
使所述头部相面对的方式下的所述第一冲裁工序通过将实际塑性加工体积设定成基准塑性加工体积的80%以下来执行,
该实际塑性加工体积与所述产品的体积相对应,其通过由对所述主体部的所述左右侧边的轮廓添加的所述余料的所述轮廓线、对所述主体部的所述下边的轮廓添加的所述余料的所述轮廓线、以及所述锥部的锥部开始线或所述平行薄壁部的开始线围成的面积乘以所述金属带状坯料的厚度来确定,
该基准塑性加工体积通过由对所述主体部的所述左右侧边添加的所述余料的所述轮廓线、所述冲裁加工前的所述金属带状坯料的宽度方向的缘部、以及所述锥部的所述锥部开始线或所述平行薄壁部的开始线围成的面积乘以所述金属带状坯料的厚度来确定。
3.根据权利要求2所述的无级变速器带用元件的制造方法,其中,
使所述头部相面对的方式下的所述第一冲裁工序通过将与所述产品的体积相对应的实际塑性加工体积设定成所述基准塑性加工体积的48%以下来执行。

说明书全文

无级变速器带用元件的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种内置于无级变速器(CVT)中的带的结构要素即元件的制造方法。 背景技术
[0002] CVT广泛地采用在车辆的驱动系统中。在CVT中内置有金属制带,在该金属制带中包含有被称为元件的金属部件。作为与元件相关的现有技术,有专利文献1、2所公开的技术。
[0003] 基于图17,对专利文献1所公开的技术进行说明。
[0004] 图17是说明以往的CVT带用元件的制造方法的图,如箭头101所示传送卷材100,在此期间,首先冲裁出大的コ形状的避让孔102,接着形成多个凹状部103、104、105。最后,由卷材100冲裁出元件110,该元件110包括主体部107、从该主体部107延伸的颈部108、设置在该颈部108前端的头部109。
[0005] 由于连续地由卷材100制造元件110,因此具有量产元件110这一优点。 [0006] 然而,元件110的面积占卷材100的面积的比率小,成品率不高。 [0007] 在专利文献2中提出有提高成品率的对策。
[0008] 基于图18,对专利文献2所公开的技术进行说明。
[0009] 图18是说明以往的另一CVT带用元件的制造方法的图。
[0010] 如图18(a)所示,元件120包括主体部121、从该主体部121向上延伸的颈部122、设置在该颈部122上的头部123。
[0011] 并且,如作为(a)的b-b线剖视图的图18(b)所示,在主体部121具备向下突出的锥部124,在头部123设有被称为凸头(nose)125的突起和被称为孔126的凹部。 [0012] 此种形状的元件120经过图18(c)、(d)来制造。
[0013] 即,如(c)所示,在带板坯料127的下表面成形锥部124、124。该成形是使带板坯料127通过特殊的轧辊之间来实施的。
[0014] 接着,如(d)所示,成形凸头125及孔126,最后,通过冲裁,而得到左右两个元件120、120。
[0015] 由于能够得到左右两个元件120、120,因此成品率高。然而,为了成形锥部124、124而需要特殊的轧制机,因此制造成本高涨。即,仅仅是单独的锥部成形工序就会导致制造成本的增加。
[0016] 因此,要求有一种能够省略(c)所示的锥部成形工序的元件的制造方法。 [0017] 专利文献1:日本特开2002-213539公报
[0018] 专利文献2:日本专利第3703678号公报
[0019] 发明内容
[0020] 本发明应对上述要求,其课题在于提供一种能够省略锥部成形工序的元件的制造方法。
[0021] 根据本发明的一方面,提供一种无级变速器带用元件的制造方法,该无级变速器带用元件包括:主体部,其具有分别与无级变速器的带轮的左右的带轮半体抵接的左右的侧边及向下变细的锥部或向下方延伸的平行薄壁部;颈部,其从所述主体部向上方延伸;头部,其从所述颈部向上方延伸,所述无级变速器带用元件的制造方法的特征在于,包括:
准备金属带状的坯料的工序,该坯料具有一样的厚度及以使所述头部相面对的方式和使所述主体部相面对的方式中的一种方式能够取得偶数列元件的宽度;沿着为了促进后续的加工工序的完成而对所述主体部的左右侧边的轮廓添加的余料的轮廓线、以及为了促进后续的加工工序的完成而对所述主体部的下边的轮廓添加的余料的轮廓线,对所述金属带状坯料进行冲裁的第一冲裁工序;对所述坯料沿厚度方向压缩,形成规定的凹凸部,并且在使所述余料向冲裁后的所述余料的轮廓线流动的同时形成所述锥部或所述平行薄壁部的塑性加工工序;从所述坯料冲裁出作为产品的所述元件的第二冲裁工序。
[0022] 上述制造方法中,优选在使所述头部相面对的方式中,还包括在相面对的所述头部之间冲裁形成狭缝的狭缝形成工序。
[0023] 优选,使所述头部相面对的方式下的所述第一冲裁工序通过将实际 塑性加工体积设定成基准塑性加工体积的80%以下来执行,该实际塑性加工体积与所述产品的体积相对应,其通过由对所述主体部的所述左右侧边的轮廓添加的所述余料的所述轮廓线、对所述主体部的所述下边的轮廓添加的所述余料的所述轮廓线、以及所述锥部的锥部开始线或所述平行薄壁部的开始线围成的面积乘以所述坯料的厚度来确定,该基准塑性加工体积通过由对所述主体部的所述左右侧边添加的所述余料的所述轮廓线、所述冲裁加工前的所述坯料的宽度方向的缘部、以及所述锥部的所述锥部开始线或所述平行薄壁部的开始线围成的面积乘以所述坯料的厚度来确定。
[0024] 优选使所述头部相面对的方式下的所述第一冲裁工序通过将实际塑性加工体积设定成基准塑性加工体积的48%以下来执行,该实际塑性加工体积与所述产品的体积相对应,其通过由对所述主体部的所述左右侧边的轮廓添加的所述余料的所述轮廓线、对所述主体部的所述下边的轮廓添加的所述余料的所述轮廓线、以及所述锥部的锥部开始线或所述平行薄壁部的开始线围成的面积乘以所述坯料的厚度来确定,该基准塑性加工体积通过由对所述主体部的所述左右侧边的轮廓添加的所述余料的所述轮廓线、所述冲裁加工前的所述坯料的宽度方向的缘部、以及所述锥部的所述锥部开始线或所述平行薄壁部的开始线围成的面积乘以所述坯料的厚度来确定。
[0025] 发明效果
[0026] 根据本发明的无级变速器带用元件的制造方法,包括沿着对主体部的左右侧边的轮廓添加余料而描绘出的线、以及对下边的轮廓添加余料而描绘出的线,对金属带状坯料进行冲裁的第一冲裁工序。并且,在接下来的塑性加工工序中,对坯料沿厚度方向压缩,形成规定的凹凸部,并且在使坯料的材料向缘部流动的同时形成锥部。即,根据本发明,在形成规定的凹凸的塑性加工工序中,也形成锥部。结果是,能够省去单独的锥部成形工序。 [0027] 需要说明的是,对准备的坯料直接实施塑性加工时,会妨碍坯料的材料向下边的流动,主体部变厚。
[0028] 关于该点,在本发明中,沿着对主体部的左右的侧边的轮廓添加余料而描绘出的线、以及对下边的轮廓添加余料而描绘出的线进行了冲裁。 通过该冲裁,使得坯料的材料向下边的流动变得良好。
[0029] 结果是,尽管省略了单独的锥部成形工序,但也能够制造高尺寸精度的元件。 [0030] 另外,在使头部相面对的方式中,还具有在相面对的头部与头部之间冲裁形成狭缝的狭缝形成工序。由于在头部与头部之间形成有狭缝,因此主体部不会变厚,而坯料成为规定的厚度。
[0031] 结果是,尽管省略了单独的锥部成形工序,但也能够制造高尺寸精度的元件。 [0032] 另外,通过使(实际塑性加工体积/基准塑性加工体积)为80%以下,能够使坯料的材料的流动顺畅,从而能够制造高尺寸精度的元件。
[0033] 优选,通过使(实际塑性加工体积/基准塑性加工体积)为48%以下,能够使坯料的材料的流动更顺畅,从而能够制造更高尺寸精度的元件。附图说明
[0034] 图1是表示无级变速器的主要部分的简图。
[0035] 图2是该无级变速器用带的剖视图。
[0036] 图3是说明本发明的制造方法的准备工序的图。
[0037] 图4是说明图3的准备工序的另一方式的图。
[0038] 图5是说明图3的准备工序的又一方式的图。
[0039] 图6是说明图3的准备工序的再一方式的图。
[0040] 图7是说明本发明的制造方法的第一冲裁工序的图。
[0041] 图8是说明图4的第一冲裁工序的另一方式的图。
[0042] 图9是说明本发明的制造方法中的狭缝形成工序的图。
[0043] 图10是说明本发明的制造方法的塑性加工工序的剖视图。
[0044] 图11是说明该塑性加工工序的俯视图。
[0045] 图12是说明本发明的制造方法中使用的实际塑性加工体积的适当值的图。 [0046] 图13是形成该带的元件的孔及凸头的工序的说明图。
[0047] 图14是说明本发明的制造方法的第二冲裁工序的图。
[0048] 图15是优选的元件的主视图。
[0049] 图16是该优选的元件的侧视图。
[0050] 图17是说明以往的CVT带用元件的制造方法的图。
[0051] 图18是说明以往的另一CVT带用元件制造方法的图。

具体实施方式

[0052] 以下,基于附图,对本发明的实施方式进行说明。
[0053] 基于附图,对本发明的实施例进行说明。
[0054] 如图1所示,无级变速器(CVT)10以一对带轮11(仅图示一个)和卷挂在所述带轮11上的带13为主要要素。
[0055] 带13包括:将环形金属环重叠而成的层叠环14、14;由所述层叠环14、14支承的元件20。
[0056] 元件20包括:横长的主体部22,其具有与带轮11的左右的半体12L、12R抵接的左右的侧边21、21;从该主体部22向上方延伸的窄幅的颈部23;设置在该颈部23上部的三形状的头部24。
[0057] 如图2(a)所示,主体部22具有向下变细的锥部25,头部24具有孔26和能够进入该孔26的互补形状的凸头27。
[0058] 另外,如图2(b)所示,锥部25也可以是平行薄壁部25B向下方延伸的结构。 [0059] 由于主体部22具备向下变细的锥部25,因此头部24通过黑点28进行点接触并同时相互分离,而弯曲成与带轮的直径(节圆直径)对应的曲率半径。因此,带14发挥与通常的链或带同样的弯曲作用。
[0060] 接着,对元件20的制造方法进行说明。
[0061] 首先,准备图3所示的坯料31。坯料31被称为卷材或带。准备金属带状的坯料31,该坯料31的宽度是能够以使头部24L、24R(为了区别位置而简便地标注L、R。L表示左,R表示右。以下相同)相面对的方式取得两个元件20L、20R的宽度,且该坯料31的厚度(板厚)一样(准备工序)。
[0062] 准备的坯料31也可以是以下所示的方式。
[0063] 即,如图4所示,可以准备使主体部22L、22R相面对的方式的坯料 31。 [0064] 另外,如图5所示,也可以准备以使头部24L、24R相面对的方式及使主体部22L、22R相面对的方式将元件沿宽度方向排列成4列的坯料31。
[0065] 此外,如图6所示,也可以准备以使头部24L、24R相面对的方式及使主体部22L、22R相面对的方式将元件沿宽度方向排列成6列的坯料31。
[0066] 在此,重要的是以使相邻的元件20L、20R中的头部24L、24R相面对的方式或主体部22L、22R相面对的方式,准备厚度一样的金属带状的坯料31。
[0067] 接着,对坯料31的局部进行切口(第一冲裁工序)。
[0068] 切口部分(面积、体积)的尺寸在实施本发明上很重要。因此为了明确且容易地说明切口部分(面积、体积),而进行了基准塑性加工体积和实际塑性加工体积的定义。 [0069] 参照图7(a),对基准塑性加工体积进行说明。确定由轮廓线33L、33L、坯料的宽度方向的缘部57L、锥部开始线39L围成的部分(标注了斜线的部分),其中所述轮廓线33L、33L是对图中左侧的主体部22L的左右(图中的上下)的侧边21L、21L的轮廓添加余料
21a、21a而描绘出的线。利用图11对锥部开始线39L进行详细说明。
[0070] 将由四根线33L、33L、57L、39L围成的部分(标注了斜线的部分)的面积乘以坯料的厚度时,成为体积。将该体积定义为坯料的基准塑性加工体积,此时的体积由100%表示。图中右侧的部分也同样,将L变更为R。
[0071] 接着,参照图7(b),对实际塑性加工体积进行说明。确定由轮廓线33L、33L、线58L、锥部开始线39L围成的部分(标注了斜线的部分),其中所述轮廓线33L、33L是对图中左侧的主体部22L的左右的侧边21L、21L的轮廓添加余料21b、21b而描绘出的线,线58L是对主体部22L的下边32L的轮廓添加余料32b而描绘出的线。
[0072] 将由四根线33L、33L、32L、39L围成的部分(标注了斜线的部分)的面积乘以坯料的厚度时,成为体积。将该体积定义为坯料的实际塑性加工体积。图中右侧的部分也同样,将L变更为R。
[0073] 如图7(b)的方式所示,以使线33L、58L、33L及线33R、58R、33R 成为冲裁线的方式,对坯料31进行冲裁(冲裁工序)。
[0074] 线58L、58R基于实际塑性加工体积来决定,理由在后面叙述,但实际塑性加工体积的所希望的值为基准塑性加工体积的80%以下,更优选48%以下。
[0075] 另外,如图8所示,能够以使主体部22L、22R相面对的方式,沿着轮廓线33L、58L、33L及轮廓线33R、58R、33R,对坯料进行冲裁,其中,所述轮廓线33L、58L、33L是对侧边21L、
21L的轮廓添加余料21b、21b且对下边32L的轮廓32b添加余料而描绘出的线。这种情况下,实际塑性加工体积的所希望的值为基准塑性加工体积的80%以下,更优选48%以下。 [0076] 接下来,如图9所示,在相面对的头部24L与头部24R之间冲裁形成大致长方形的狭缝35(狭缝形成工序)。
[0077] 需要说明的是,(第一冲裁工序)和(狭缝形成工序)分开依次进行了说明,但在冲压装置中,(第一冲裁工序)及(狭缝形成工序)也可以同时进行。这种情况下,冲压装置能够实现紧凑化。
[0078] 接着,在图10(a)所示的冲模36上载置坯料31,使在左右具备斜面37L、37R的冲头38下降,以减小板厚的方式对坯料31实施塑性加工。需要说明的是,也可以使冲模36与冲头38的位置关系与图10(a)不同,使冲头38位于下方,在冲头38上载置坯料31,在冲头38的上方设置冲模36,以减小板厚的方式对坯料31实施塑性加工。
[0079] 这样,如图10(b)所示,能够在坯料31上形成一对锥部25L、25R,并且使中央的狭缝35的宽度变窄(塑性加工工序)。
[0080] 需要说明的是,在塑性加工工序中,如图11所示,坯料31的左侧的部分从图中左侧的锥部开始线39L如箭头(1)那样向左侧突出,从而顺利地形成左侧的锥部25L。 [0081] 同样,右侧的部分从图中右侧的锥部开始线39R如箭头(2)那样向右侧突出,而顺利地形成右侧的锥部25R。
[0082] 在此,对(实际塑性加工体积/基准塑性加工体积)进行研究。
[0083] 为了进行该研究,而制作了多种图11中说明的塑性加工品,例如,如图7(a)中说明所示标注了斜线的部分为100%的塑性加工品,或者如 图7(b)中说明所示标注了斜线的部分小于100%的塑性加工品。
[0084] 接着,如图12(a)所示,计测头部24L的左右端的厚度T(1)、T(2),测定颈部的厚度T(3)。然后,通过计算(T(1)+T(2))/2-T(3),而求出三点上下差。
[0085] 详细而言,在(实际塑性加工体积/基准塑性加工体积)中,每5%选取各测定点,每1点准备7个试件。
[0086] 然后,实施147个的本发明的冲裁工序和塑性加工,以将点与点之间平滑地连接的方式补全后的结果如图12(b)所示。
[0087] 如图7(a)所示,若标注了斜线的部分大,则在塑性加工时,妨碍图11所示的箭头(1)、(2)的坯料的材料的流动,而完成的壁厚产生不均。另一方面,如图7(b)所示,若标注了斜线的部分小,则在塑性加工时,图11所示的箭头(1)、(2)的坯料的材料流动顺畅,完成的壁厚变得均匀。因此,在图12(b)中,在0~48%(标注了斜线的部分小)的范围内,没有三点上下差,超过48%而越接近100%时,三点上下差越大。
[0088] 因此,实际塑性加工体积的所希望的值为80%以下。这样,三点上下差进入到-0.050mm~+0.050mm中。而且,更优选为48%以下。这样,在三点的上下差中,相对于0μm的目标值,差成为0μm。
[0089] 另外,如图11所示,右侧的部分从左侧的元件的锥部开始线39L如箭头(3)所示向右侧突出,进入狭缝35。同样,左侧的部分从右侧的元件的锥部开始线39R如箭头(4)所示向左侧突出,进入狭缝35。
[0090] 接着,如图13所示,利用下模41和上模42来抑制成形进展的坯料31,通过将销43、43从下模41顶起,而形成孔及凸头(图2中的符号26、27)。孔及凸头的形成包含在塑性加工中,因此可以在图10中同时实施。
[0091] 因此,在塑性加工工序中,将设有切口部33L、33R及狭缝35的坯料31沿厚度方向压缩,使坯料的材料向切口部33L、33R及狭缝35流动并同时形成锥部25L、25R及规定的凹凸部(孔26及凸头27),从而能够容易实现壁厚的均匀化。
[0092] 接着,如图14所示,从坯料31冲裁元件20L、20R作为产品(第二冲裁工序)。需要说明的是,该工序也可以在图13中同时进行。这种情况 下,孔及凸头的定位精度提高。 [0093] 结果是,尽管省略单独的锥部成形工序,也能够制造高尺寸精度的元件。 [0094] 接下来说明在利用以上所述的制造方法制造的无级变速器用带的元件中的更优选的方式的元件。
[0095] 如图15所示,在元件20B中,在除锥部25之外的主体部22的中央确定B点,在除锥部25之外的主体部22的左右端确定A点、A点,在头部24的左右端确定C点、C点,其中,该元件20B包括:主体部22,其具有与无级变速器的带轮相接的左右的侧边21、21,且具有截面向下突出的锥部25;颈部23,其从该主体部22向上延伸;头部24,其设置在该颈部23上。
[0096] 并且,A点的板厚为Ta,B点的板厚为Tb,C点的板厚为Tc。需要说明的是,颈部23的板厚与B点同样,为Tb。另外,头部的中央的板厚为Td(图16)。
[0097] 板厚的相互关系如图16所示,Ta<Tb≤Tc,且Td<Tc。
[0098] 即,一种无级变速器用带的元件20B,其具备:主体部22,其与无级变速器的带轮相接且在沿厚度方向多个重叠排列成环状时位于内侧,且形成有与该带轮相接的左右的侧边21、21;颈部23,其朝向该主体部22的外周形成且比该主体部22的宽度窄;头部24,其在多个重叠排列成环状时位于外侧,且经由颈部23而连续设置,其中,在所述主体部22的大致下半部具有板厚形成得比其他部分薄的锥部25,在所述无级变速器用带的元件20B中, [0099] 所述头部24中,位于所述颈部的上部区域(头部24的中央)两侧的该头部24的左右侧端部的板厚Tc大于该颈部的上部区域的板厚Td,
[0100] 所述颈部23及所述主体部22的板厚Tb、Ta小于所述头部24的左右侧端部的板厚Tc,
[0101] 在除所述锥部25之外的主体部22中,主体部22的左右侧端部的板厚Ta小于该颈部的下部区域的板厚,即小于主体部22的中央的板厚Tb。
[0102] 将这样形成的元件20B多个重叠排列成环状而成的带能够顺利地进行无级变速器用带的向内周侧的弯曲变形,各元件的层叠方向不会向头 部侧弯曲而能够形成良好的层叠形状。
[0103] 并且,在形成无级变速器用带而架设于无级变速器的带轮时,能够防止无级变速器用带的向外周方向的振动,构成带的金属环或元件不会损伤,能够进行无级变速器中的稳定的动传递。
[0104] 而且,在将多个元件层叠成环状时,壁较厚的部分、即由头的左右侧端部(点C、C)及颈的下部区域(点B)构成的三个部位(三点)与相邻的元件进行接触,因此能够形成极稳定的层叠状态,在形成无级变速器用带时,能够防止蜿蜒前进等而进行效率良好的动力传递。
[0105] 即,如图15、图16所示,A点的板厚Ta一定小于B点的板厚Tb,B点的板厚Tb与C点的板厚Tc相同或比其小。由此,将多个元件层叠成环状而形成无级变速器用带时,通过C点和B点的接触,能够形成稳定的层叠状态。而且能够可靠地防止各元件以向头部侧收敛的方式弯曲,因此架设在无级变速器的带轮上时,不会发生与所述环形层叠环的不必要的接触引起的元件的损伤,而能够进行无级变速器中的稳定的动力传递。 [0106] 工业实用性
[0107] 本发明最适合于作为无级变速器的主要部件的元件的制造。
[0108] 符号说明:
[0109] 10无级变速器(CVT)
[0110] 11带轮
[0111] 12L、12R带轮半体
[0112] 20、20L、20R、20B元件
[0113] 21、21L、21R主体部的侧边
[0114] 21b对侧边的轮廓添加的余料
[0115] 22、22L、22R主体部
[0116] 23颈部
[0117] 24、24L、24R头部
[0118] 25锥部
[0119] 31坯料
[0120] 32L、32R主体部的下边
[0121] 32b对下边的轮廓添加的余料
[0122] 33L、33R切口部
[0123] 35狭缝
[0124] 36冲模
[0125] 38冲头
[0126] 57L、57R坯料的左右的缘部
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