JP2004034229A - トロイダル型無段変速機のディスク加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】芯出し調整を不要として同軸度を確保し、工数の大幅な削減を図ることができるトロイダル型無段変速機のディスク加工方法を提供する。
【解決手段】本発明のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法は、トロイダル型無段変速機の回転軸が挿通され、パワーローラが摺接するディスク１０を加工する加工方法である。すなわち、ディスク１０の外径面１５に機械的に固定され、且つ外径面１５をラジアル方向に支持する支持台２０と、ディスク１０の大端面１２に接し、且つ加工機の主軸に固定され、回転駆動されるバッキングプレート２１とを用い、支持台２０及びバッキングプレート２１により、ディスク１０を加工機の主軸に対して偏心された位置に位置決めして、ディスク１０の加工を行うものである。
【選択図】　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、主に自動車や産業機器の変速機として使用するトロイダル型の無段変速機に用いられる入力ディスク及び出力ディスク等のディスク加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のダブルキャビティ型のハーフトロイダル型無段変速機における主要部を構成するバリエータ部を図３に示した。従来のトロイダル型無段変速機５０は、図３に示したように、第１のキャビティ５１を構成する第１の入力ディスク５３及び第１の出力ディスク５４と、第２のキャビティ５２を構成する第２の入力ディスク５５及び第２の出力ディスク５６とを備えている。
【０００３】
第１の入出力ディスク５３，５４の間に一対のパワーローラ５７が設けられている。パワーローラ５７の外周面は、各ディスク５３，５４のトロイダル面５３ａ，５４ａに接している。第２の入出力ディスク５５，５６の間にも一対のパワーローラ５７が設けられており、パワーローラ５７の外周面が、各ディスク５５，５６のトロイダル面５５ａ，５６ａに接している。
これらパワーローラ５７はパワーローラ軸受５８によってトラニオン５９に回転自在に取付けられている。トラニオン５９は、それぞれトラニオン軸６０を中心にして揺動自在である。
【０００４】
第１の入力ディスク５３は、入力軸として機能する回転軸（ＣＶＴ軸）６１に、第１のボールスプライン６２によって回り止めがなされた状態で軸線方向に相対移動可能に取付けられている。第２の入力ディスク５５は、回転軸６１に、第２のボールスプライン６３によって回り止めがなされた状態で軸線方向に相対移動可能に取付けられている。
したがって、入力ディスク５３，５５は回転軸６１と一体に回転する。回転軸６１は、エンジン等の駆動源によって回転する駆動軸６４に、ニードル軸受６５を介して相対回転可能に連結されている。
【０００５】
出力ディスク５４，５６は、入力ディスク５３，５５の間に設けられている。第１の出力ディスク５４は第１の入力ディスク５３に対向し、第２の出力ディスク５６は第２の入力ディスク５５に対向している。これら出力ディスク５４，５６は、回転軸６１に、ニードル軸受６６，６７を介して相対回転自在に支持されている。出力ディスク５４，５６は、連結部材６８によって連結され、互いに同期して回転する。連結部材６８には出力ギヤ６９が設けられている。出力ギヤ６９は図示しない出力軸と連動して回転する。
【０００６】
第１の入力ディスク５３の背面側に、押圧機構として機能するローディングカム機構７０が設けられている。ローディングカム機構７０は、カムディスク７１とローラ７２とを含んでいる。カムディスク７１は、回転軸６１に対して、スラスト軸受７３を介して回動自在に支持されている。カムディスク７１と入力ディスク５３との相互対向部にそれぞれカム面７４，７５が形成され、カム面７４，７５間にローラ７２が挟み込まれている。
【０００７】
ローラ７２がカム面７４，７５間に挟み込まれた状態で駆動軸６４が回転すると、カムディスク７１が回転することにより、第１の入力ディスク５３が第１の出力ディスク５４に向かって押圧されるとともに、第１の入力ディスク５３がカムディスク７１とともに回転する。
また、カムディスク７１が受ける反力がスラスト軸受７３を介して回転軸６１に加わるため、第２の入力ディスク５５が第２の出力ディスク５６に向かって押圧される。こうして、駆動軸６４からカムディスク７１に伝達されたエンジンの回転力は、入力ディスク５３，５５を回転させ、入力ディスク５３，５５の回転が、パワーローラ５７を介して出力ディスク５４，５６に伝わることにより、出力ギヤ６９が回転する。
【０００８】
回転軸６１と出力ギヤ６９との回転速度比（変速比）を変更するに際し、回転軸６１と出力ギヤ６９との間で減速を行うには、トラニオン５９を揺動させ、パワーローラ５７の周面が、入力ディスク５３，５５のトロイダル面５３ａ，５５ａの中心寄り部分と出力ディスク５４，５６のトロイダル面５４ａ，５６ａの外周寄り部分とにそれぞれ当接するようにトラニ　オン軸６０を傾斜させる。
これに反して、増速を行うには、トラニオン５９を揺動させ、パワーローラ５７の周面が、入力ディスク５３，５５のトロイダル面５３ａ，５５ａの外周寄り部分と出力ディスク５４，５６のトロイダル面５４ａ，５６ａの中心寄り部分とにそれぞれ当接するようにトラニオン軸６０を傾斜させる。また、中間の変速比を得るには、トラニオン軸６０の傾斜角度を上記の減速、増速の中間位置にする。
【０００９】
上記の入力ディスク５３，５５及び出力ディスク５４，５６は、図４（ａ），（ｂ）及び図５（ａ），（ｂ）に示す加工方法によって作成される。図４（ａ），（ｂ）は、内径加工工程であり、図５（ａ），（ｂ）はトロイダル面加工工程である。
図示するディスク８０は、入力ディスク及び出力ディスクに用いられる。ディスク８０は、内径面８１が、回転軸やそれに相当する軸の外径やニードル軸受或いはころ軸受などを介して保持される。また、トロイダル面８２が、パワーローラに接触することにより動力を伝達する機能を有するため、振れが生じると、接触点アンバランスが発生して、動力伝達に支障を来たす。
そのため、ディスク８０は、内径面８１とトロイダル面８２とが高い同軸度の精度を要求される。より具体的に、同軸度の要求精度は、内径基準で、０．０１以下である。
【００１０】
内径加工は、外径面８３が切削又は研削加工で予め仕上げられてから行われる。先ず、三爪チャック８５により、外径面８３の３点を把持する。三爪チャック８５は、手動で振れ調整が可能である。
次に、図４（ｂ）にｄで示す外径面８３の一部にダイヤルゲージを当て、そのダイヤルゲージの測定値幅が０．０１以下になるように、三爪チャック８５の回転中心を手動で調整し、芯出しを行う。
そして、ダイヤルゲージの測定値幅が０．０１以下に調整されたところで、図４（ｂ）に示す内径加工用砥石工具８６を用いて内径面８１を加工する。
【００１１】
トロイダル面加工工程は、切削又は研削加工で予め仕上げられたディスク８０の外径面８３を、加工機ベースに固定された支持台（シュー）８７で２点支持することにより、ラジアル方向に位置決める。更に、切削又は研削加工により予め仕上げられた大端面８４を、電磁石によりバッキングプレート８８に吸着することにより、ディスク８０の軸方向の位置決めを行う。バッキングプレート８８は、研削盤の主軸に取付けられている。
次に、バッキングプレート８８を回転させることによりディスク８０を回転させる。このとき、ディスク８０の外径面８３は、支持台８７に接しており、支持台８７上を摺接しながら回転する。
そして、トロイダル断面形状に成形されたトロイダル面加工用砥石８９を用い、トロイダル面８２の研削加工を行う。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記ディスク加工方法では、内径加工において、人手による芯出し調整作業が必要であるため、工数が増大するという問題があった。
仮に、上記芯出し調整作業を自動化したとしても、芯出し調整の時間を短縮することはできるが、芯出し調整作業を不要とすることは不可能である。
【００１３】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、芯出し調整を不要として同軸度を確保し、工数の大幅な削減を図ることができるトロイダル型無段変速機のディスク加工方法を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１記載のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法は、トロイダル型無段変速機の回転軸が挿通され、パワーローラが摺接するディスクを加工するトロイダル型無段変速機のディスク加工方法であって、加工機ベースに機械的に固定され且つ、前記外径面をラジアル方向に支持する支持台と、該ディスクの大端面に接し、且つ加工機の主軸に固定され、回転駆動されるバッキングプレートとを用い、前記支持台及び前記バッキングプレートにより、前記ディスクを前記加工機の主軸に対して偏心された位置に位置決めして、該ディスクの加工を行うことを特徴とする。
【００１５】
本発明の請求項２記載のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法は、前記支持台と前記バッキングプレートにより、前記ディスクを前記加工機の主軸に対して偏心された位置に位置決めして該ディスクの内径面の加工を行い、且つ該ディスクのトロイダル面の加工を行うことを特徴する請求項１記載のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法である。
【００１６】
上記構成のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法によれば、支持台及びバッキングプレートにより、支持台によって外径面がラジアル方向に支持されたディスクを加工機の主軸に対して偏心された位置に位置決めして、ディスクの加工が行われる。
したがって、ディスクの外径面に対してディスクの内径面が同一の同軸度に設定されるとともに、ディスクの外径面に対してディスクのトロイダル面が同一の同軸度に設定されるため、ディスクの内径面及びトロイダル面が同一の同軸度に設定される。そのため、芯出し調整を不要として同軸度を確保することができ、工数の大幅な削減を図ることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法の一実施形態を図１及び図２に基づいて詳細に説明する。図１（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法における内径加工工程を説明する正面図及び断面図である。図２（ａ），（ｂ）は、本発明の一実施形態のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法におけるトロイダル面加工工程を説明する正面図及び断面図である。
【００１８】
本実施形態のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法によって作成されたディスク１０は、入力ディスク及び出力ディスクに用いられるものであって、円錐台形状をなすディスク本体１１の中央部に、大径の大端面１２から小径の小端面１３に貫通した内径面１４が形成されている。大端面１２の外周縁部に外径面１５が形成されている。そして、外径面１５と小端面１３との間にトロイダル面１６が形成されている。
【００１９】
トロイダル型無段変速機のディスク加工には、支持台（シュー）２０、バッキングプレート２１、内径加工用砥石工具２２、トロイダル面加工用砥石２３が用いられる。
【００２０】
図１（ａ），（ｂ）に示すように、先ず外径面１５が切削又は研削加工で予め仕上げられたディスク１０の外径面１５の２個所を支持台２０によって支持する。支持台２０は、加工機の回転中心から距離が変化することなく固定されている。ディスク１０は、支持台２０によってラジアル方向が支持される。
そして、ディスク１０の大端面１２にバッキングプレート２１を電磁石により吸着する。バッキングプレート２１は、研削盤の主軸に固定されているため、ディスク１０を機械的に固定し、ディスク１０を回転駆動させる。
【００２１】
支持台２０によりラジアル方向に支持されたディスク１０は、その径方向の位置決め基準となる支持台２０によって位置決めされ、バッキングプレート２１により研削盤の主軸に支持されたディスク１０は、その軸方向の位置決め基準となるバッキングプレート２１により位置決めされる。
【００２２】
そして、ディスク１０の内径面１４に対して、内径加工用砥石工具２２を回転させながら内径加工が行われる。
【００２３】
次に、図２（ａ），（ｂ）に示すように、トロイダル面加工工程が行われる。トロイダル面加工は、内径加工工程において、支持台２０及びバッキングプレート２１によって内径面１４及び外径面１５が同一の同軸度に加工された状態で、バッキングプレート２１が回転駆動され、トロイダル面加工用砥石２３を回転させながらトロイダル面１６の研削加工を行う。
【００２４】
このようなトロイダル型無段変速機のディスク加工方法では、内径加工工程においても、トロイダル面加工工程においても、同一構成の支持台２０及びバッキングプレート２１によって支持されたディスク１０に対する加工を行うため、従来の方法における、三爪チャックによる３点把持や、ダイヤルゲージを当てながら行う回転中心の手動での調整を一切する必要がない。
これにより、加工機の構成が単純化されるとともに、作業の画一化が図られ、熟練度を不要とした加工作業を行うことができる。
【００２５】
本実施形態のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法によれば、支持台２０及びバッキングプレート２１により、ディスク１０を加工機の主軸に対して偏心された位置に位置決めしてディスク１０の内径面の加工が行われ、且つディスク１０のトロイダル面１６の加工が行われる。
したがって、ディスク１０の外径面１５に対して、ディスク１０の内径面１４が同一の同軸度に設定されるとともに、ディスク１０の外径面１５に対してディスク１０のトロイダル面１６が同一の同軸度に設定されるため、ディスク１０の内径面１４及びトロイダル面１６が同一の同軸度に設定される。そのため、芯出し調整を不要として同軸度を確保することができ、工数の大幅な削減を図ることができる。
【００２６】
なお、本発明は前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜な変形、改良等が可能である。
例えば、バッキングプレートによりディスクを吸着するのに、電磁石に代えて、ディスクに対し摩擦をもって押圧することによりディスクに回転力を与える押圧機構をもつセンタレス研削盤を用いても良い。
【００２７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法によれば、支持台及びバッキングプレートにより、支持台によって外径面がラジアル方向に支持されたディスクを加工機の主軸に対して偏心された位置に位置決めして、ディスクの加工が行われる。
したがって、ディスクの外径面に対してディスクの内径面が同一の同軸度に設定されるとともに、ディスクの外径面に対してディスクのトロイダル面が同一の同軸度に設定されるため、ディスクの内径面及びトロイダル面が同一の同軸度に設定される。そのため、芯出し調整を不要として同軸度を確保することができ、工数の大幅な削減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法の一実施形態を示し、（ａ）は内径加工工程を説明する正面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図２】本発明のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法の一実施形態を示し、（ａ）はトロイダル面加工工程を説明する正面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図３】従来のトロイダル型無段変速機の断面図である。
【図４】従来のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法を示し、（ａ）は内径加工工程を説明する正面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【図５】従来のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法を示し、（ａ）はトロイダル面加工工程を説明する正面図、（ｂ）は（ａ）の断面図である。
【符号の説明】
１０　ディスク
１２　大端面
１４　内径面
１５　外径面
１６　トロイダル面
２０　支持台
２１　バッキングプレート

Claims (2)

1. トロイダル型無段変速機の回転軸が挿通され、パワーローラが摺接するディスクを加工するトロイダル型無段変速機のディスク加工方法であって、
   加工機ベースに機械的に固定され且つ、前記外径面をラジアル方向に支持する支持台と、該ディスクの大端面に接し且つ、加工機の主軸に固定され、回転駆動されるバッキングプレートとを用い、前記支持台及び前記バッキングプレートにより、前記ディスクを前記加工機の主軸に対して偏心された位置に位置決めして、該ディスクの加工を行うことを特徴とするトロイダル型無段変速機のディスク加工方法。
2. 前記支持台と前記バッキングプレートにより、前記ディスクを前記加工機の主軸に対して偏心された位置に位置決めして該ディスクの内径面の加工を行い且つ、該ディスクのトロイダル面の加工を行うことを特徴する請求項１に記載のトロイダル型無段変速機のディスク加工方法。

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