专利名称：无级变速器用金属带、金属环的制造方法及形状测定方法
技术领域：
本发明涉及一种在将环状的金属环多层叠加的金属环集合体上支撑多个金属构件的无级变速器用金属带、和该金属环的制造方法、及其金属环的形状测定方法。
背景技术：
由下述的专利文件1已知，在这样的无级变速器用金属带的金属环上，通过使接近该侧端缘的部分向金属环的宽方向外侧渐渐变薄地进行塑性变形，达到降低随着金属带的弯曲所产生的侧端缘的压缩应力和拉伸应力而延长疲劳寿命。
特公平6-6970号公报然而，上述以往的技术，尽管基于弯曲应力考察了金属环的侧端缘的疲劳寿命，但由于完全没有考虑作为上述侧端缘与构成疲劳破坏的开始点的原因的带轮的V形面及金属构件的颈部的接触带来的赫兹点接触应力，所以有效地延长金属环的侧端缘的疲劳寿命是困难的。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而开发的，其目的在于有效地延长无级变速器用金属带的金属环的侧端缘的疲劳寿命。
为了达到上述目的，本发明之1的无级变速器用金属带，是在将环状金属环以多个进行层叠的金属环集合体上、支撑多个金属构件的无级变速器用金属带，其特征在于向所述金属环的侧端缘的宽方向最凸出的凸出部，位于该金属环的径方向中心面和径方向内周面之间。
另外，根据本发明之2金属环的制造方法，是制造权利要求1所述的无级变速器用金属带的金属环的制造方法，其特征在于通过对所述金属环的侧端缘由旋压而切断后实行研磨，而在所述侧端缘的凸出部形成规定的半径。
另外根据本发明之3金属环的形状测定方法，是对权利要求1所述的无级变速器用金属带的金属环的凸出部的半径进行计算的金属环的形状测定方法，其特征在于，包括将金属环的侧端缘的剖面形状作为具有规定间隔的多个测定点的坐标进行测定的步骤、计算规定的连续的测定点的坐标的移动平均值的步骤、和将所述移动平均值以规定间隔至少选出3个、由这些至少3个移动平均值计算凸出部的半径的步骤。
(发明效果)根据本发明之1的构成，由于使向金属环的侧端缘的宽方向最凸出的凸出部、位于金属环的径方向中心面和径方向内周面之间，所以该凸出部使与带轮的V形面接触的位置比金属环的径方向内周面靠近径方向中心面，通过减少作用于卷装在带轮上的金属环的弯曲所产生的压缩应力、和上述凸出部与带轮的V形面接触而发生的赫兹点接触应力的总和，能够提高金属环的疲劳寿命。并且，在层叠金属环时，由于在这些侧端缘间形成保持油的凹部，所以可对邻接的金属环的滑动面进行有效地润滑，能够更加提高耐久性。进而，通过上层的金属环的宽度宽的径方向内周面覆盖下层的金属环的宽度窄的径方向外周面，可更加提高凸形加工的金属环集合体的定心功能。
根据本发明之2的构成，由于对上述金属环的侧端缘在由旋压而切断后进行研磨、对上述侧端缘的凸出部给予规定的半径，所以能够高效且高精度地制造带所希望的侧端缘形状的金属环。
根据本发明之3的构成，将金属环的侧端缘的剖面形状作为有规定间隔的多个测定点的坐标而进行测定，计算规定的连续的测定点的坐标的移动平均值，对上述移动平均值以规定间隔至少选出3个并从该至少3个移动平均值计算凸出部的半径，所以可排除各测定点的坐标的检测误差及金属环的凸出部的细小的伤痕的影响，能够高精度地检测凸出部的半径。
图1是搭载金属带式无级变速器的车辆的动力传递系统的梗概图。
图2是金属带的部分立体图。
图3是金属环的旋压工序的说明图。
图4是表示切断的金属环和研磨的金属环的图。
图5是表示实施例和比较例的金属环与带轮的V形面接触的状态的图。
图6是表示实施例和比较例的作用于金属环的应力的图。
图7是金属环集合体的端部的放大图。
图8是测定金属环的凸出部的半径的方法的说明图。
图中9-金属带，31-金属环集合体，33-金属环，33c-凸出部，C-金属环的径方向中心面，I-金属环的径方向内周面。
具体实施例方式
以下，根据对本发明的实施例添加的附图所示的本发明的实施例进行说明。
图1～图8是表示本发明的一实施例的图，图1是搭载金属带式无级变速器的车辆的动力传递系统的梗概图，图2是金属环的部分立体图，图3是金属环的旋压工序的说明图，图4是表示切断的金属环和研磨的金属环的图，图5是表示实施例和比较例的金属环与带轮的V形面接触的状态的图，图6是表示实施例和比较例的作用于金属环上的应力的图，图7是金属环集合体的端部的放大图，图8是测定金属环的凸出部的半径的方法的说明图。
另外，在本实施例中所使用的金属构件或金属环的前后方向、宽方向、径方向的定义表示在图2中。把径方向定义为该金属构件接触的带轮的径方向的方向，接近带轮的旋转轴一侧是径方向内侧，远离带轮的旋转轴一侧是径方向外侧。另外，把宽方向定义为沿金属构件接触的带轮的旋转轴的方向，把前后方向定义为沿金属构件在车辆的前进行驶时的前进方向。
如图1所示，车辆用的金属带式无级变速器T，具有平行配置的驱动轴1和从动轴2，发动机E的曲轴3的左端通过减震器4连接到驱动轴1的右端。
被支撑在驱动轴1上的驱动带轮5，具有相对于该驱动轴1自由旋转的固定侧带轮半体5a和对于该固定侧带轮半体5a可在轴方向滑动自由的可动侧带轮半体5b。可动侧带轮半体5b，通过作用于动作油室6的油压，可改变与固定侧带轮半体5a间的槽宽。被支撑在从动轴2上的从动带轮7，具有与该从动轴2一体形成的固定侧带轮半体7a和对于该固定侧带轮半体7a在轴方向自由滑动的可动侧带轮半体7b。可动侧带轮半体7b，通过作用于动作油室8的油压，可以改变与固定侧带轮半体7a间的槽宽。并且在驱动带轮5和从动带轮7之间，在2根金属环集合体上卷挂有安装多个金属构件的金属带9。
在驱动轴1的左端，设置具有在确立前进变速档时结合、使驱动轴1的旋转向同方向传递到驱动带轮5上的前进档离合器10，和在确立后退变速档时结合、使驱动轴1的旋转向反方向传递到驱动带轮5上的倒档制动器11的、由单个小齿轮式的行星齿轮机构构成的前进后退切换机构12。前进后退切换机构12的恒星齿轮27被固定在驱动轴1上，行星齿轮架28通过倒档制动器11可固定在壳体上，内齿轮29通过前进档离合器10可以结合在驱动带轮5上。
设定在从动轴2的右端的前进用离合器13，使相对旋转自由地支撑在从动轴2上的第一中间齿轮14结合在该从动轴2上。在与从动轴2平行地配置的中间轴15上，设置有与上述第1中间齿轮14啮合的第2中间齿轮16。在设置于差动齿轮17的齿轮箱18上的输入齿轮19上，啮合设置在上述中间轴15上的第3中间齿轮20。在通过于齿轮箱18上的小齿轮轴21、21支撑的一对小齿轮22、22上啮合着设置在相对于齿轮箱18自由旋转地支撑的左车轴23和右车轴24的前端的侧齿轮25、26。在左车轴23和右车轴24的前端，分别连接着驱动轮W、W。
然后，当由档位选择杆选择前进档时，根据从通过电子控制单元U1动作的油压控制单元U2给出的指令，首先结合前进离合器10，其结果，驱动轴1与驱动带轮5结合为一体。接着结合起步用离合器13，发动机E的转矩经过驱动轴1、驱动带轮5、金属带9、从动带轮7、从动轴2和差动齿轮17传递到驱动轮W、W上，车辆作前进起步。当由档位选择杆选择后退档时，根据从油压控制单元U2给出的指令，结合后退制动器11，驱动带轮5被驱动向与驱动轴1的旋转方向相反方向，所以通过起步用离合器13的结合车辆做后退。
这样，在车辆起步时，根据从油压控制单元U2给出的指令，增加向驱动带轮5的工作油室6供给的油压，使驱动带轮5的可动侧带轮半体5b接近固定侧带轮半体5a、增加有效半径，同时，减少供给到从动带轮7的工作油室8的油压，通过从动带轮7的可动侧带轮半体7b与固定侧带轮半体7a背离而减少有效半径，使金属带式无级变速器T的比率从LOW侧向OD侧连续地变化。
如图2所示，金属带9是在左右一对金属环集合体31、31上支撑多个金属构件32…的部件，各个金属环集合体31，由被叠层多个金属环33…而构成。由金属板材冲压而成形的金属构件32，具有构件本体34、位于结合金属环集合体31、31的左右一对环槽35、35间的颈部36、和通过颈部36与上述构件本体34的径方向外侧连接的略三角形的耳部37。在构件本体34左右方向两端部，形成有可接触驱动带轮5和从动带轮7的V形面38…(参照图5)的一对带轮接触面39、39。另外在金属构件32的前进方向前侧和后侧，分别形成相互接触的主面40，另外，在前进方向前侧的主面40的下部，通过向左右方向延伸的锁紧缘41，形成倾斜面42。进而，在必须结合邻接前后的金属构件32、32、耳部37的前后面上，形成有可相互嵌合的凹凸部43。并且在左右环槽35、35的下缘，形成支撑金属环集合体31、31的内周面的鞍形面44、44。
下面，说明构成金属集合体31的金属环33的制造步骤。
如图3所示，金属环33，由将形成为圆筒状的金属环坯料33′切成规定的宽度来制造。即，在旋转的心轴51的表面，形成具有一对倾斜部52a、52b和连接两倾斜部52a、52b的等直径部52b的圆周槽52，以在心轴51的外周支撑金属环坯料33′的状态，通过在其外周使带剖面为三角形的刃部53a的圆板状的刀具53边旋转边顶压，而以圆周槽52和刃部53a的协调动作对金属环坯料33′通过旋压来切断。如图4(A)所示，被切断的金属环33的侧端缘，向径方向外侧稍微弯曲，同时形成大致平坦的二个面a、b和变尖的二个边缘33a、33b。
接着，通过用旋转的带磨料刷子对金属环33的侧端缘进行研磨，削掉上述尖的二个边缘33a、33b，在金属环33的侧端缘形成如图4(B)所示的规定半径R的圆弧状的凸出部33c。该凸出部33c的位置，处于金属环33的径方向中心面C和径方向内周面I之间。
图5(A)表示将金属带9卷装在带轮5、7上、厚度为T(例如，0.2mm)的金属环33的侧端缘接触到带轮5、7的V形面38的状态。这时，金属环33的侧端缘的凸出部33c和带轮5、7的V形面38的接点P，比金属环33的径方向中心面C向径方向内侧只偏离Δy。如图6(A)所示，卷装在带轮5、7上而弯曲的金属环33，该径方向外周面O受到最大拉伸而使拉伸应力为最大，该径方向内周面受到I最大压缩而使压缩应力为最大，并且在径方向中心面C处应力为零。即，在径方向外周面O和径方向内周面I之间应力从σa到-σa呈线性变化。另外，在凸出部33c和带轮5、7的V形面38的接点P处，通过接触而作用压缩应力(接触应力为-σb)。从而，在接点P处，作用着作为由弯曲带来的压缩应力|-σa1|和上述接触应力|-σb|的和的|σ|＝|-σa1-σb|。
比较例的金属环33，是用旋转砂轮切断被支撑在心轴的外周的圆筒状的金属环坯料33′，切断时的金属环33的剖面形状为矩形状。在滚磨该金属环33时，如图5(B)所示，对金属环33的侧端缘的径方向外端和径方向内端进行研磨，形成带半径R的二个角部33d、33d。
如图5(B)所示，比较例的金属环33，其端面部的径方向内侧的角部33d，在带轮5、7的V形面38上于接点P′接触。上述角部33d接触带轮5、7的V形面38的接点P′的位置，从金属环33的径方向中心面C向径方向内仅侧偏离Δy′，该所偏离的Δy′，比图5(A)所示的实施例Δy大。即，比较例接点P′的位置与实施例接点P的位置相比较，处于接近金属环33的径方向内周面I的位置。从而，在比较例接点P′，作用作为由弯曲带来的压缩应力|-σa1′|和上述接触应力|-σb′|的和的|σ|＝|-σa1′-σb′|。
实施例的金属环33的凸出部33c的半径R和比较例的角部33d的半径R如果相等，则两接触应力|-σb|、|-σb′|一致，但因接点P、P′的位置不同，在实施例的接点P的、由弯曲带来的压缩应力|σa1|比在比较例的接点P′的、由弯曲带来的压缩应力|σa1′|小。从而，在实施例的接点P的总压缩应力|σ|＝|-σa1-σb|比在比较例的接点P′的总压缩应力|σ′|＝|-σa1′-σb′|要小。
这样，实施例的金属环33与比较例的金属环33比较，降低了考虑了接点P、P′的接触应力的总的压缩应力，能够提高对于反复弯曲的耐久性。而且，通过进行旋压步骤和研磨步骤，能够高效并且高精度地制造具有所希望的侧端缘形状的金属环33…。
另外，由图7可知，叠层多个金属环33…的金属环集合体31的侧端缘，由于在相邻接的金属环33…的凸出部33c之间的凹部容易保持油，所以促进相邻接的金属环33…之间的滑动面的润滑，则更能提高耐久性。进而，虽然处于叠层状态的金属环33…、通过实施了凸起的金属构件32的鞍形面44而在宽方向对中心，但这时，通过上层的金属环33的宽度宽的径方向内周面I覆盖下层的金属环33的宽度窄的径方向外周面O，可以更加提高对中心的功能。
下面，对于已完成的金属环33的侧端缘的凸出部33c的半径R是否与目标值一致的验证方法进行说明。
本实施例的金属环33，由于侧端缘的凸出部33c中的半径R的圆弧部分有60°(π/6)的中心角，所以该圆弧部分的长度L为R×(π/6)。
首先，用规定间距p测定金属环33的侧端缘的剖面的坐标。并且使测定点一个一个偏离，同时计算连续的多个(例如3个)测定点的坐标的移动平均值。画出该移动平均的坐标的值是图8的m1、m2、m3、…m17，如果求出其中的最靠近圆弧部分的两端位置的移动平均值m4、m14和最靠近其中央的位置的移动平均值m9，则可算出通过这3个移动平均值m4、m9、m14的圆的半径R，从而能够确认其是否与目标值一致。
由于相邻接的移动平均值m1～m17之间的间距p与测定点之间的间距p相同，所以通过用间距p除圆弧部分的长度L＝R×(π/6)，可计算包含在圆弧部分的长度L中的移动平均值m4～m14的间隔数。在这里，之所以选择移动平均值m4～m14，是由于这些点外侧的数据包含其他的曲率部而产生误差的缘故。在实施例中，由于上述间隔的数为约10个，所以通过选择每隔5个的3个移动平均值m4、m9、m14，能够高精度地计算通过这些移动平均值m4、m9、m14的圆的半径R。
特别是，通过算出移动平均值m1～m17，可排除各测定点的坐标的检测误差及金属环33的凸出部33a的细小的伤痕的影响，能够高精度地检测凸出部33a的圆弧部分的半径R。
以上，详述了本发明的实施例，但本发明在不脱离其宗旨的范围内可以进行种种变更。
例如，在实施例中，基于3个移动平均值m4、m9、m14计算金属环33的凸出部33a的圆弧部分的半径R，但也能够基于4个以上的移动平均值来计算。
权利要求
1.一种无级变速器用金属带，是在将环状金属环(33)以多个进行层叠的金属环集合体(31)上、支撑多个金属构件(32)的无级变速器用金属带，其特征在于向所述金属环(33)的侧端缘的宽方向最凸出的凸出部(33c)，位于该金属环(33)的径方向中心面(C)和径方向内周面(I)之间。
2.一种金属环的制造方法，是制造权利要求1所述的无级变速器用金属带(9)的金属环(33)的制造方法，其特征在于通过对所述金属环(33)的侧端缘由旋压而切断后实行研磨，而在所述侧端缘的凸出部(33c)形成规定的半径。
3.一种金属环的形状测定方法，是为了计算权利要求1所述的无级变速器用金属带(9)的金属环(33)的凸出部(33c)的半径的、金属环的形状测定方法，其特征在于，包括将金属环(33)的侧端缘的剖面形状作为具有规定间隔的多个测定点的坐标来进行测定的步骤、计算规定的连续的测定点的坐标的移动平均值的步骤、和将所述移动平均值以规定间隔至少选出3个、并由这些至少3个移动平均值计算凸出部(33c)的半径的步骤。
全文摘要
一种无级变速器用金属带、金属环的制造方法和金属环的形状测定方法，使向无级变速器用金属带的金属环(33)的侧端缘的宽方向最凸出的凸出部(33c)位于金属环的径方向中心面(C)和径方向内周面(I)之间，该凸出部，其与带轮(5、7)的V形面(38)接触的位置(P)比相对于金属环径方向的内周面(I)靠近径方向的中心面(C)，以减少因作用于卷装在带轮上的金属环(33)上的弯曲而产生的压缩应力和因凸出部与带轮的V形面接触而产生的赫兹点接触应力的总和，与比较例相比，能够提高金属环的疲劳寿命。并且在层叠金属环时，在这些侧端缘间形成保持油的凹部，可对邻接的金属环的滑动面进行有效的润滑，能够更加提高耐久性。
文档编号F16G5/00GK1637315SQ20041009469
公开日2005年7月13日 申请日期2004年11月12日 优先权日2003年12月26日
发明者青山英明, 矢崎彻, 村上学, 金原茂 申请人:本田技研工业株式会社