CN105443658A - 无级变速器用金属环的制造方法及其制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供无级变速器用金属环的制造方法及其制造装置，在无级变速器用金属环的侧端面的边缘处理后的轧制处理中侧端部的强度不会降低。对于从圆筒状的金属筒呈环状地切断而得到的第1中间产品(10ˊ)(金属带)，在该金属带的侧端面(10ˊSe)的边缘处理中，以侧端面(10ˊSe)相对于重力向下的方式进行配置，并且，从下方对侧端面(10ˊSe)照射激光，与照射同时或晚于照射地从该侧端面(10ˊSe)的上方朝向侧端面(10ˊSe)喷射冷却气体(G)。另外，当喷射冷却气体(G)时，从第1产品(10ˊ)的主体部(10ˊS)的内侧和外侧这两侧朝向侧端面(10ˊSe)喷射冷却气体(G、G)。

Description

无级变速器用金属环的制造方法及其制造装置

技术领域

本发明涉及无级变速器用金属环的制造方法及其制造装置，更具体而言，涉及在无级变速器用金属环的侧端面的边缘处理后的轧制处理中侧端部的强度不会降低的无级变速器用金属环的制造方法及其制造装置。

背景技术

如图7所示，使用于金属带式无级变速器中的金属带由以下部件构成：金属环集合体，其层叠有多个环状的金属环；多个金属元件，它们是倒三角形的金属板，在两侧面分别具有供金属环集合体嵌合的切口。金属环例如是通过以下工序制造的：从管状的部件按每个环段呈带状地切断，之后，通过激光照射使金属环的侧端面熔融，取得圆弧状的圆角，之后，通过轧制处理将半径方向的板厚成型为希望的厚度(例如参照专利文献1)。此外，作为对金属环的侧端面进行倒角(边缘处理)的手段，还知道并非利用激光而是利用抛光刷对金属环的侧端面取倒角的方法(例如参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2014-73530号公报

专利文献2：日本特许第5031071号公报

发明内容

发明所要解决的课题

上述专利文献1记载了：当对金属环的中间体即金属带的侧端部照射激光时，在金属带的侧端面相对于重力向上或向下的状态下，将激光器安装在带的正上方或正下方是优选的(参照对比文件1的【0012】)。

但是，在金属带的侧端面相对于重力向上或向下的状态下向金属带的侧端面照射激光时，由于重力的影响，熔融部(侧端部)的径向板厚T2变得比非熔融部(带的主要部)的径向板厚T1大。其结果是，在减小金属带的径向板厚的轧制处理中，在轧制金属带时，如图8所示，存在熔融部分的缘部产生边缘(角部)、侧端部的强度降低的问题。

因此，本发明是鉴于上述现有技术的问题点而完成的，其目的在于提供一种在无级变速器用金属环的侧端面的边缘处理后的轧制处理中侧端部的强度不会降低的无级变速器用金属环的制造方法及其制造装置。

用于解决课题的手段

在用于达到上述目的的本发明的金属环的制造方法中包括以下工序：切断工序，将圆筒状的金属筒切成具有规定宽度的主体部的环状，制造出所述金属环的第1中间产品；以及熔融工序，向所述第1中间产品中的所述主体部的轴向的端部即侧端部照射电磁波，使所述侧端部熔融而取得该侧端部的角部，所述金属环的制造方法的特征在于，在所述熔融工序中，通过向所述第1中间产品的熔融状态的侧端部喷射气体，来进行限制以使该侧端部的径向板厚变得比非熔融状态的主体部的径向板厚小。

在上述结构中，当上述第1中间产品的侧端部处于熔融状态时，借助通过向侧端部喷射气体而作用在熔融状态的侧端部的气体的流动(动压)，适当地限制熔融状态的侧端部在径向上比主体部突出(增大)。此外，气体也作为冷却气体发挥功能，因此，在电磁波使第1中间产品的侧端部熔融之后，在短时间内使侧端部固化，从而使侧端部的形状稳定。由此，在轧制处理中，维持了第1中间产品的侧端部的圆弧形状(带有圆角的形状)，金属环的侧端部不会产生边缘。其结果是，经过轧制处理后的金属环的侧端部的强度不会下降。

上述金属环的制造方法的发明的第2特征在于，在上述熔融工序中，上述气体从所述侧端部的上方朝向该侧端部喷射。

在上述结构中，熔融状态的侧端部由于气体的流动(动压)而从上方向下方被拉伸，并且朝横向(水平方向)被挤压，因此适当地限制了熔融状态的侧端部在径向上比主体部突出(增大)。

上述金属环的制造方法的发明的第3特征在于，上述侧端部相对于重力向下配置，被所述电磁波从下方照射。

在上述结构中，上述熔融状态的侧端部由于重力而被向下方拉伸，因此与上述气体的流动互相作用，适当地限制了熔融状态的侧端部在径向上比主体部突出(增大)。这样，利用电磁波，使第1中间产品的侧端部整周地熔融，并借助重力的作用和气体的流动限制了径向板厚，因此，能够通过较少的工时效率良好地进行边缘处理。

上述金属环的制造方法的发明的第4特征在于，在上述熔融工序中，上述气体从上述第1中间产品的主体部的内侧和外侧这两侧喷射。另外，此处所说的主体部的内侧是指环状的第1中间产品中的主体部的内周面侧或内径侧，主体部的外侧是指环状的第1中间产品中的主体部的外周面侧或外径侧。

在上述结构中，熔融状态的侧端部由于上述气体的流动而被压迫，因此适当地限制了熔融状态的侧端部在径向上比主体部突出(增大)。

在用于达到上述目的的本发明的金属环的制造装置中具备：切断单元，其将圆筒状的金属筒切成具有规定宽度的主体部的环状，制造出所述金属环的第1中间产品；以及熔融单元，其向所述第1中间产品中的所述轴向的端部即侧端部照射电磁波，使所述侧端部熔融，所述无级变速器用金属环的制造装置的特征在于，所述熔融单元具有气体喷射单元，该气体喷射单元通过向所述第1中间产品的熔融状态的侧端部喷射气体，来进行限制以使该侧端部的径向板厚变得比非熔融状态的所述主体部的径向板厚小。

在上述结构中，能够适当地实施上述金属环的制造方法的第1特征。

上述金属环的制造装置的发明的第2特征在于，上述气体喷射单元从上述侧端部的上方朝向该侧端部喷射气体。

在上述结构中，能够适当地实施上述金属环的制造方法的第2特征。

上述金属环的制造装置的发明的第3特征在于，上述侧端部相对于重力向下配置，被从该侧端部的下方照射上述电磁波。

在上述结构中，能够适当地实施上述金属环的制造方法的第3特征。

上述金属环的制造装置的发明的第4特征在于，上述气体喷射单元从所述第1中间产品的主体部的内侧和外侧这两侧喷射气体。

在上述结构中，能够适当地实施上述金属环的制造方法的第4特征。

发明的效果

根据本发明的无级变速器用金属环的制造方法，对于从圆筒状的金属筒呈环状地切断而得到的第1中间产品(金属带)，在该金属带的侧端面的边缘处理中，以侧端面相对于重力向下的方式进行配设，并且从下方向侧端面照射电磁波，与照射同时或晚于照射地从该侧端面的上方朝向侧端面喷射冷却气体，因此，能够借助重力的作用和气体的流动，适当地限制熔融状态的侧端部在径向上比主体部突出(增大)。由此，在轧制处理中，维持了第1中间产品的侧端部的圆弧形状，金属环的侧端部不会产生边缘。其结果是，经过轧制处理后的金属环的侧端部的强度不会下降。此外，关于冷却气体的喷射方式，在从主体部的内侧和外侧这两侧喷射冷却气体的情况下，熔融状态的上述侧端部被上述气体的流动压迫，因此，能够更适当地限制熔融状态的侧端部在径向上比主体部突出(增大)。

此外，根据本发明的无级变速器用金属环的制造装置，能够一边利用电磁波使第1中间产品的侧端面整周地熔融，一边利用气体的喷射高效地限制熔融状态的侧端部的径向板厚。由此，可以同时实现金属带的寿命的提高与生产成本的削减。

附图说明

图1是表示本发明的金属环的主要部位剖视说明图。

图2是表示本发明的金属环的侧端面处理装置的说明图。

图3是图2的A-A剖视图。

图4是表示本发明的金属环的侧端面处理方法的说明图。

图5是表示图4中的(c)的B部放大以及沿C箭头观察的说明图。

图6是表示本发明的轧制处理的说明图。

图7是表示以往的无级变速器用金属带的说明图。

图8是表示以往的金属环的轧制处理的说明图。

标号说明

1、2：辊；

3：支承台；

4：激光装置；

5、9：X导轨；

6：Y导轨；

7：气体供给装置；

8：支承壁；

11：Z导轨；

12：Y导轨；

10：金属环；

10'：第1中间产品；

10'S：主体部；

10'Se：侧端面(侧端部)；

100：金属环的侧端面处理装置。

具体实施方式

以下，通过图示的实施方式更加详细地说明本发明。

图1是表示本发明的金属环10的主要部位剖视说明图，其图(a)是表示后述的第1中间产品10'的图，其图(b)是表示进一步对第1中间产品10'进行轧制处理而得到的金属环10(最终产品)的图。

当制造图1中的(b)所示的金属环10时，首先利用切断装置(未图示)将圆筒状的金属筒(未图示)切断为环状，从而制造图1中的(a)所示的第1中间产品10'，对于该第1中间产品10'，利用后述的金属环的侧端面处理装置100进行边缘处理，该边缘处理使侧端面10'Se的边缘(角部)成为带圆角的形状，进一步对板厚部(主体部)进行轧制处理，由此得到最终的金属环10。根据图可以明确，在金属环10的两个(轴向的两个)端面(端部)即侧端面10Se未产生边缘。因此，侧端部10Se的强度不会下降。另外，在上述侧端面处理(向侧端面照射激光(电磁波)的处理)中，将待照射的侧端面10'Se垂直向下地配置，从下方照射激光从而使侧端面10'Se熔融，接着从侧端面10'Se的上方且主体部10'S的外侧和内侧这两侧喷射冷却气体，由此，借助重力的拉伸作用和气体的压迫作用，侧端面10Se的径向板厚变得比主体部10S的径向板厚小，关于详情，一边参照图4和图5一边在后文中叙述。以下对上述金属环的侧端面处理装置100进行说明。

图2是表示本发明的金属环的侧端面处理装置100的说明图。

该金属环的侧端面处理装置100构成为具备：辊1、2，它们一边以使待照射激光的侧端面10'Se垂直向下的方式支承处理对象即第1中间产品10'，一边使第1中间产品10'旋转；支承台3，其支承辊1、2；激光装置4，其向第1中间产品10'的侧端面10'Se照射激光(电磁波)，使该侧端面10'Se熔融；X导轨5，其沿着支承台3上的X方向引导激光装置4；Y导轨6，其沿着Y方向引导激光装置4；气体供给装置7，其向第1中间产品10'的熔融后的侧端面10'Se喷射冷却气体；支承壁8，其支承气体供给装置7；X导轨9，其沿着支承壁8上的X方向引导气体供给装置7；Z导轨11，其沿着Z方向引导气体供给装置7；以及Y导轨12，其沿着Y方向引导气体供给装置7。

关于辊1、2，例如辊1是驱动辊，辊2是从动辊。另外，电机1b与辊1的旋转轴1a直接连结，第1中间产品10'一边借助辊1旋转，一边遍及侧端面10'Se的整周地被激光照射。

激光装置4配置在第1中间产品10'的下方，以从下方照射第1中间产品10'的侧端面10'Se。另外，激光装置4例如以能够改变方位角和仰角的方式构成。

X导轨5由线性螺线管等直线驱动致动器(未图示)构成，并使激光装置4沿X轴方向移动。同样地，Y导轨6由线性螺线管等直线驱动致动器(未图示)构成，并使激光装置4沿Y轴方向移动。因此，利用X导轨5和Y导轨6能够正确地确定激光装置4相对于第1中间产品10'在X-Y方向的相对位置。另外，设在支承壁8上的X导轨9、Z导轨11的结构也与上述X导轨5和Y导轨6相同。

如图3所示，气体供给装置7在X导轨9上配置有2个，其构成为能够从第1中间产品10'的主体部10'S的内侧和外侧这两侧对侧端面10'Se喷射冷却气体。另外，气体供给装置7例如以能够绕X轴和Y轴旋转的方式构成。另外，被供给的气体例如优选氦气、氮气、氩气等惰性气体，但压缩空气也可以。

图4是表示本发明的金属环的侧端面处理方法的说明图。

首先，如图4中的(a)所示，以使待照射激光的第1中间产品10'的侧端面10'Se垂直向下的方式将第1中间产品10'卷绕在辊1、2上，操作X导轨5和Y导轨6，将激光装置4定位至激光装置4能够照射侧端面10'Se的位置。

接着，如图4中的(b)所示，一边使辊1以规定的速度旋转，一边对侧端面10'Se照射激光，使侧端面10'Se整周地熔融。

接着，如图4中的(c)所示，一边继续使辊1以规定的速度旋转，一边利用气体供给装置7、7，从侧端面10'Se的上方且从主体部10'S的内侧和外侧这两侧，对第1中间产品10'的熔融状态的侧端面10'Se喷射冷却气体。下面对该冷却气体喷射进行说明。

图5中的(a)是图4中的(c)的B部放大图，图5中的(b)是图4中的(c)的沿C箭头观察的图。

如图5中的(a)所示，在熔融部10'Se相对于重力向下的状态下，冷却气体G、G从主体部10'S的外侧和内侧向熔融状态的侧端面10'Se喷射。此外，作为冷却气体G、G的喷射方向，相对于主体部10'S的中心线，分别以倾斜角θ1、倾斜角θ2从斜上方喷射。另外，关于倾斜角θ1和倾斜角θ2，无论相同还是不同均可。

如图5中的(b)所示，冷却气体G、G相对于侧端面10'Se的法线Ln分别以倾斜角θ3、倾斜角θ4从斜上方喷射。另外，关于倾斜角θ3和倾斜角θ4，无论相同还是不同均可。

图6是表示本发明的轧制处理的说明图。

如图6中的(a)所示，关于第1中间产品10'，仅主体部10'S借助轧辊R、R被向径向压缩从而减少板厚，同时被沿径向拉伸，从而轴向(宽度)的变化几乎不变。其结果如图6中的(b)所示，维持了第1产品10'的侧端部10'Se的圆弧形状(带有圆角的形状)，金属环10的侧端部10Se不产生边缘。

综上，根据本发明的无级变速器用金属环的制造方法，对于从圆筒状的金属筒呈环状地切断而得到的第1中间产品10'(金属带)，在该金属带的侧端面10'Se的边缘处理中，以侧端面10'Se相对于重力向下的方式进行配置，并且，从下方对侧端面10'Se照射激光，与照射同时或晚于照射地从该侧端面10'Se的上方朝向侧端面10'Se喷射冷却气体G，因此，能够借助重力的作用和气体的作用，适当地限制熔融状态的侧端部10'Se在径向上比主体部10'S突出(增大)。由此，在轧制处理中，维持了第1中间产品10'的侧端部10'Se的圆弧形状(带有圆角的形状)，金属环10的侧端部10Se不会产生边缘。其结果是，经过轧制处理后的金属环10的侧端部10Se的强度不会下降。

此外，关于冷却气体G的喷射方式，在从主体部10'S的内侧和外侧这两侧喷射冷却气体G、G的情况下，熔融状态的上述侧端部10'Se被上述气体G、G的流动压迫，因此，能够更适当地限制熔融状态的侧端部10'Se在径向上比主体部10'S突出(增大)。

此外，根据本发明的无级变速器用金属环的制造装置100，能够一边利用激光适当地使第1中间产品10'的侧端面10'Se整周地熔融，一边利用冷却气体G的喷射高效地限制熔融状态的侧端部10'Se的径向板厚。由此，可以同时实现金属带的寿命的提高与生产成本的削减。

Claims (10)

1.一种无级变速器用金属环的制造方法，其包括：切断工序，将圆筒状的金属筒切成具有规定宽度的主体部的环状，制造出所述金属环的第1中间产品；以及熔融工序，向所述第1中间产品中的所述主体部的轴向的端部即侧端部照射电磁波，使所述侧端部熔融而取得该侧端部的角部，

所述无级变速器用金属环的制造方法的特征在于，

在所述熔融工序中，通过向所述第1中间产品的熔融状态的所述侧端部喷射气体，来进行限制以使该侧端部的径向板厚变得比非熔融状态的所述主体部的径向板厚小。

2.根据权利要求1所述的无级变速器用金属环的制造方法，其特征在于，

在所述熔融工序中，所述气体从所述侧端部的上方朝向该侧端部喷射。

3.根据权利要求1或2所述的无级变速器用金属环的制造方法，其特征在于，

所述侧端部相对于重力向下配置，被从下方照射所述电磁波。

4.根据权利要求1或2所述的无级变速器用金属环的制造方法，其特征在于，

在所述熔融工序中，所述气体从所述第1中间产品的所述主体部的内侧和外侧这两侧喷射。

5.根据权利要求3所述的无级变速器用金属环的制造方法，其特征在于，

在所述熔融工序中，所述气体从所述第1中间产品的所述主体部的内侧和外侧这两侧喷射。

6.一种无级变速器用金属环的制造装置，其具备：

切断单元，其将圆筒状的金属筒切成具有规定宽度的主体部的环状，制造出所述金属环的第1中间产品；以及熔融单元，其向所述第1中间产品中的所述主体部的轴向的端部即侧端部照射电磁波，使所述侧端部熔融，

所述无级变速器用金属环的制造装置的特征在于，

所述熔融单元具有气体喷射单元，该气体喷射单元通过向所述第1中间产品的熔融状态的所述侧端部喷射气体，来进行限制以使该侧端部的径向板厚变得比非熔融状态的所述主体部的径向板厚小。

7.根据权利要求6所述的无级变速器用金属环的制造装置，其特征在于，

所述气体喷射单元从所述侧端部的上方朝向该侧端部喷射所述气体。

8.根据权利要求6或7所述的无级变速器用金属环的制造装置，其特征在于，

所述侧端部相对于重力向下配置，被从该侧端部的下方照射所述电磁波。

9.根据权利要求6或7所述的无级变速器用金属环的制造装置，其特征在于，

所述气体喷射单元从所述第1中间产品的所述主体部的内侧和外侧这两侧喷射所述气体。

10.根据权利要求8所述的无级变速器用金属环的制造装置，其特征在于，

所述气体喷射单元从所述第1中间产品的所述主体部的内侧和外侧这两侧喷射所述气体。