JP6813625B2

JP6813625B2 - 無段変速機用金属ベルトの刻印方法

Info

Publication number: JP6813625B2
Application number: JP2019106645A
Authority: JP
Inventors: 矢ケ崎　徹; 徹矢ケ崎
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2019-06-07
Filing date: 2019-06-07
Publication date: 2021-01-13
Anticipated expiration: 2039-06-07
Also published as: CN112045313B; CN112045313A; JP2020200853A

Description

本発明は、無端状の金属リングに沿って多数の金属エレメントを支持した金属ベルトにレーザー光を照射し、複数の前記金属エレメントの外周の刻印面に跨がるように刻印を施す無段変速機用金属ベルトの刻印方法に関する。

ベルト式無段変速機用の金属ベルトを構成する複数の金属エレメントのイヤー部の外周面に跨がるように、製造番号、金属ベルトの回転方向を示す矢印、金属エレメントの積層順序を示す斜線等の標識をレーザー光を用いて刻印するものが、下記特許文献１により公知である。

特開２００４−３０８８２６号公報

ところで、金属ベルトの隣接する複数の金属エレメントのイヤー部の外周面に跨がるように所定の標識をレーザー光で刻印する場合、隣接する金属エレメント間の隙間に入ったレーザー光が隙間を通り抜けて焦点距離がずれるために刻印ができない場合があり、その改善が求められていた。

本発明は前述の事情に鑑みてなされたもので、ベルト式無段変速機の金属ベルトの金属エレメントの外周の刻印面にレーザー光で刻印する際に、隣接する金属エレメント間の隙間に入ったレーザー光が隙間を通り抜けて刻印ができなくなるのを防止することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明によれば、無端状の金属リングに沿って多数の金属エレメントを支持した金属ベルトにレーザー光を照射し、複数の前記金属エレメントの外周の刻印面に跨がるように刻印を施す無段変速機用金属ベルトの刻印方法であって、前記金属エレメントの刻印面に直交する法線方向からエレメント板厚方向に測ったレーザー光照射角の最小値を、隣接する前記金属エレメント間に形成された隙間に照射されたレーザー光が前記金属リングに当たらない角度に設定したことを特徴とする無段変速機用金属ベルトの刻印方法が提案される。

また請求項２に記載された発明によれば、請求項１の構成に加えて、レーザー光は光源から前記刻印面までの距離が最小焦点距離および最大焦点距離の範囲で刻印が可能であり、前記刻印面に直交する法線方向からエレメント板厚方向に測ったレーザー光照射角の最大値を前記最大焦点距離に対応して設定したことを特徴とする無段変速機用金属ベルトの刻印方法が提案される。

また請求項３に記載された発明によれば、請求項１または請求項２の構成に加えて、前記隙間の大きさをＡとし、レーザー光の照射方向に沿う前記刻印面から前記金属リングまでの距離をＢとしたとき、前記レーザー光照射角の最小値をｔａｎ^-1＝Ａ／Ｂに設定したことを特徴とする無段変速機用金属ベルトの刻印方法が提案される。

請求項１の構成によれば、無端状の金属リングに沿って多数の金属エレメントを支持した金属ベルトにレーザー光を照射し、複数の金属エレメントの外周の刻印面に跨がるように刻印を施す。金属エレメントの刻印面に直交する法線方向からエレメント板厚方向に測ったレーザー光照射角の最小値を、隣接する金属エレメント間に形成された隙間に照射されたレーザー光が金属リングに当たらない角度に設定したので、レーザー光で金属エレメントの刻印面に刻印を施す過程で、レーザー光が隣接する金属エレメント間に形成された隙間を通過し難くし、刻印面に確実に刻印を施すことができる。

また請求項２の構成によれば、レーザー光は光源から刻印面までの距離が最小焦点距離および最大焦点距離の範囲で刻印が可能であり、刻印面に直交する法線方向からエレメント板厚方向に測ったレーザー光照射角の最大値を最大焦点距離に対応して設定したので、金属エレメントの刻印面にレーザー光の焦点を合わせて精度の高い刻印を可能にしながら、エレメント板厚方向に測った刻印可能領域の長さを最大限に確保することができる。

また請求項３の構成によれば、隙間の大きさをＡとし、レーザー光の照射方向に沿う刻印面から金属リングまでの距離をＢとしたとき、レーザー光照射角の最小値をｔａｎ^-1＝Ａ／Ｂに設定したので、レーザー光がさらに隙間を通過し難くすることができる。

ベルト式無段変速機の全体構成を示す図である。金属ベルトおよび金属エレメントの斜視図である。金属ベルトに対するレーザー光の照射方向の説明図である。図３の４−４線断面図である。図４の５−５線矢視図である。刻印時の金属ベルトの形状を示す図である。

以下、図１〜図６に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

図１は自動車に搭載されたベルト式無段変速機の概略構造を示すもので、ベルト式無段変速機はエンジンに接続されるドライブシャフト１１と、駆動輪に接続されるドリブンシャフト１２とを備えており、ドライブシャフト１１に設けたドライブプーリ１３とドリブンシャフト１２に設けたドリブンプーリ１４とに無端状の金属ベルト１５が巻き掛けられる。ドライブプーリ１３は、ドライブシャフト１１に固設された固定側プーリ半体１６と、この固定側プーリ半体１６に対して接離可能な可動側プーリ半体１７とを備えており、可動側プーリ半体１７は油室１８に作用する油圧で固定側プーリ半体１６に向けて付勢される。ドリブンプーリ１４は、ドリブンシャフト１２に固設された固定側プーリ半体１９と、この固定側プーリ半体１９に対して接離可能な可動側プーリ半体２０とを備えており、可動側プーリ半体２０は油室２１に作用する油圧で固定側プーリ半体１９に向けて付勢される。

図２に示すように、金属ベルト１５は左右一対の金属リング２２に多数の金属エレメント２３を支持したもので構成される。本明細書において、金属ベルト１５が走行する方向を前後方向の前方と定義し、金属ベルト１５がドライブプーリ１３およびドリブンプーリ１４に巻き付いた状態で、ドライブプーリ１３およびドリブンプーリ１４の外周側を径方向の外側と定義し、前後方向および径方向に直交する方向を左右方向と定義する。

金属エレメント２３は、左右方向に延びるボディ部２４と、ボディ部２４の左右方向中央から径方向外側に延びるネック部２５と、ネック部２５の径方向外端に接続される略三角形のイヤー部２６とを備えており、ボディ部２４、ネック部２５およびイヤー部２６間に左右方向外側に開放して金属リング２２が嵌合する一対のリングスロット２７が形成される。リングスロット２７に臨むボディ部２４の径方向外端には金属リング２２の内周面が着座するサドル面２８が形成され、ボディ部２４の前面の径方向外端には左右方向に延びるロッキングエッジ２９が形成され、ボディ部２４の前面にはロッキングエッジ２９から径方向内向きかつ後向きに傾斜する傾斜面３０が形成される。ロッキングエッジ２９はサドル面２８の前縁と重なっており、従ってロッキングエッジ２９はボディ部２４の前面の径方向外端に位置している。

金属エレメント２３のボディ部２４の左右両端には、ドライブプーリ１３およびドリブンプーリ１４のＶ面に当接するプーリ当接面３１が形成される。また金属エレメント２３のイヤー部２６の前面には、イヤー部２６の後面に形成した円錐台状のホール３３に嵌合可能な円錐台状のノーズ３２が形成される。

また金属エレメント２３のイヤー部２６の後面の左右方向中央部には、ホール３３を取り囲むように凹部２６ａが形成されるとともに、ネック部２５の径方向内側に連なるボディ部２４の後面の径方向外端の左右方向中央部にも、前記凹部２６ａよりも小さい凹部２４ａが形成される。

これらの凹部２６ａ，２４ａにより、前側の金属エレメント２３に対して後側の金属エレメント２３が径方向外側に位置ずれしたとき、後側の金属エレメント２３のボディ部２４の傾斜面３０を左右方向の全長で前側の金属エレメント２３のボディ部２４に当接させ、ネック部２５がボディ部２４に接続する部分に加わる曲げ荷重を低減してネック部２５の曲げを抑制することができる。

図３〜図５に示すように、金属ベルト１５の積層された複数の金属エレメント２３のイヤー部２６の外周面である刻印面２６ｂに、光源３４から照射されるレーザー光で製造番号が刻印される。固定された金属ベルト１５に対して所定位置に配置された光源３４から照射されるレーザー光は所定の角度範囲で首振りし、金属エレメント２３の刻印面２６ｂに所定形状の文字を刻印する。レーザー光が首振りすると光源３４から刻印面２６ｂまでの距離が変化するが、レーザー光は最小焦点距離Ｆ_minおよび最大焦点距離Ｆ_maxの範囲内で焦点距離の調整が可能であるため、焦点距離が最小焦点距離Ｆ_minおよび最大焦点距離Ｆ_maxの範囲内でレーザー光を首振りすることで、刻印面２６ｂに文字を精密に刻印することができる。

製造番号が刻印される刻印領域３５は、図２で定義した前後方向と同方向である金属エレメント２３の板厚方向Ｔ（図３および図４参照）に沿って所定長さを有しており、隣接する複数の金属エレメント２３の刻印面２６ｂに跨がるように延びている。そして刻印される文字の大きさは金属エレメント２３の板厚よりも大きく、よって前記文字は隣接する複数の金属エレメント２３の刻印面２６ｂに跨がっている。

図４から明らかなように、金属エレメント２３のイヤー部２６の後面には凹部２６ａが形成されているため、この凹部２６ａにより隣接する金属エレメント２３のイヤー部２６との間に間隔Ａの隙間αが形成される。隙間αの入口は金属エレメント２３のイヤー部２６の刻印面２６ｂに開口し、隙間αの出口は金属エレメント２３のリングスロット２７に嵌合する金属リング２２の径方向外面に臨んでいる。レーザー光の照射方向に沿う隙間αの長さ、つまりレーザー光の照射方向に沿う刻印面２６ｂから金属リング２２の径方向外面までの距離はＢである。

金属エレメント２３の板厚方向Ｔに直交する金属エレメント２３の刻印面２６ｂに垂直な方向を法線方向Ｎとし、法線方向Ｎから板厚方向Ｔに測った角度をレーザー光照射角θとする。レーザー光の光源３４は、法線方向Ｎ上であって、刻印面２６ｂからの距離が最小焦点距離Ｆ_minとなる位置に固定される。光源３４からのレーザー光照射角θが小さいとき、すなわちレーザー光が刻印面２６ｂに対して略直角に入射するとき、レーザー光が隙間αを通過して焦点距離がずれるために刻印ができない場合がある。しかしながら、レーザー光照射角θをｔａｎ^-1＝Ａ／Ｂよりも大きく設定すれば、レーザー光は隙間αを通り抜け難くなる。このときのレーザー光照射角θであるθ＝ｔａｎ^-1＝Ａ／Ｂをレーザー光照射角の最小値θ_minと定義する。

なお、レーザー光照射角θが前記最小値θ_minよりも大きいとき、金属エレメント２３のイヤー部２６の凹部２６ａや、この凹部２６ａに対向するイヤー部２６の前面にレーザー光が当たって僅かに傷付く場合があるが、それらの部分は他部材に接触する部分ではなく、かつ強度上の問題が生じる部分ではないために支障はない。

またレーザー光照射角θを前記最小値θ_minから次第に増加させると、やがて光源３４から金属エレメント２３の刻印面２６ｂまでの距離が最大焦点距離Ｆ_maxに達してしまい、それ以上レーザー光照射角θを増加させると刻印面２６ｂにレーザー光の焦点が合わなくなるため、このときのレーザー光照射角θを最大値θ_maxに設定する。このように、レーザー光照射角θを、前記最小値θ_minよりも大きく、かつ前記最大値θ_maxよりも小さく設定することにより、隣接する金属エレメント２３間の隙間αをレーザー光が通過し難くし、かつ刻印面２６ｂにレーザー光で高精度の刻印を施すことを可能にしながら、刻印領域３５の板厚方向Ｔの長さを確保することができる。

なお、上述した実施の形態では、レーザー光照射角θがゼロのときにレーザー光の光源３４から刻印面２６ｂまでの距離を最小焦点距離Ｆ_minに設定しているが、レーザー光照射角θが前記最小値θ_minのときにレーザー光の光源３４から刻印面２６ｂまでの距離を最小焦点距離Ｆ_minに設定しても良い。このようにすれば、刻印領域３５の板厚方向Ｔの長さを更に拡大することができる。

図６に示す形状に金属ベルト１５を固定すると、レーザー光による金属ベルト１５の刻印を好適に行うことができる。図６（Ａ）は金属ベルト１５を陸上競技のトラック形に固定するものであり、その一つの直線部分を刻印領域３５とするものである。図６（Ｂ）は陸上競技のトラック形を更に細長くしたもので、その一つの直線部分の一部を刻印領域３５とするものである。図６（Ｃ）は金属ベルト１５を円形に固定するものである。この場合、刻印領域３５は直線状ではなく円弧状となるが、円弧の曲率半径は充分に大きいので支障はない。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、本発明はその要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更を行うことが可能である。

例えば、実施の形態の金属エレメント２３は隙間αを形成する凹部２６ａを備えているが、凹部２６ａのない金属エレメント２３間にも若干の隙間が形成されるため、本発明は凹部２６ａのない金属エレメント２３に対しても適用可能である。

また実施の形態では金属エレメント２３のイヤー部２６の刻印面２６ｂに刻印を施しているが、金属エレメント２３の外周面のうちの任意の面を刻印面とすることができる。

また実施の形態では刻印面２６ｂに製造番号を刻印しているが、刻印面２６ｂに任意の文字、図形、記号等を刻印することができる。

１５金属ベルト
２２金属リング
２３金属エレメント
２６ｂ刻印面
３４光源
Ｎ刻印面に直交する法線方向
Ｔエレメント板厚方向
θ レーザー光照射角
θ_min レーザー光照射角の最小値
θ_max レーザー光照射角の最大値
Ｆ_min 最小焦点距離
Ｆ_max 最大焦点距離
α 隙間

Claims

無端状の金属リング（２２）に沿って多数の金属エレメント（２３）を支持した金属ベルト（１５）にレーザー光を照射し、複数の前記金属エレメント（２３）の外周の刻印面（２６ｂ）に跨がるように刻印を施す無段変速機用金属ベルトの刻印方法であって、
前記金属エレメント（２３）の刻印面（２６ｂ）に直交する法線方向（Ｎ）からエレメント板厚方向（Ｔ）に測ったレーザー光照射角（θ）の最小値（θ_min）を、隣接する前記金属エレメント（２３）間に形成された隙間（α）に照射されたレーザー光が前記金属リング（２２）に当たらない角度に設定したことを特徴とする無段変速機用金属ベルトの刻印方法。
レーザー光は光源（３４）から前記刻印面（２６ｂ）までの距離が最小焦点距離（Ｆ_min）および最大焦点距離（Ｆ_max）の範囲で刻印が可能であり、前記刻印面（２６ｂ）に直交する法線方向（Ｎ）からエレメント板厚方向（Ｔ）に測ったレーザー光照射角（θ）の最大値（θ_max）を前記最大焦点距離（Ｆ_max）に対応して設定したことを特徴とする、請求項１に記載の無段変速機用金属ベルトの刻印方法。
前記隙間（α）の大きさをＡとし、レーザー光の照射方向に沿う前記刻印面（２６ｂ）から前記金属リング（２２）までの距離をＢとしたとき、前記レーザー光照射角（θ）の最小値（θ_min）をｔａｎ^-1＝Ａ／Ｂに設定したことを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の無段変速機用金属ベルトの刻印方法。