JP2004532134A - 無段可変伝動機構の伝動板を製造するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、無段可変伝動機構における伝動板の製造方法に関し、ここでトランスミッション表面を有する少なくとも１対の伝動板が対向して配置され、これらは伝動機構の動作中に動力伝達要素と動力閉鎖的に接触し、少なくとも１つの工作物スピンドルおよび研削板を有する装置で行なわれ、この研削板を研削スピンドル上にわたって駆動して少なくとも１つの伝動板のトランスミッション表面を研削する。トランスミッション表面を研削する際、研削板と伝動板との間で、工作物スピンドルに対して径方向の相対的な往復運動が繰返し行なわれ、こうして研削板の研削領域はトランスミッション表面の内側半径と外側半径との間で行き来して動き、ここで伝動板は工作物スピンドルによって回転してトランスミッション表面全体が研削される。

Description

【技術分野】
【０００１】
本発明は無段可変伝動機構、たとえば巻付き伝動機構などにおける伝動板を製造するための方法および装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
このような無段可変伝動機構はＣＶＴ伝動機構（連続可変トランスミッション（Continuously Variable Transmission））とも呼ばれ、たとえば本質的に円錐形または球形、すなわち撓められたトランスミッション表面を各々が有する少なくとも１対の伝動板を備える。ここでトランスミッション表面とは、動力伝達に用いられる表面のことと理解する。トランスミッション表面の形状は、伝動板の径方向で撓められた、または真っ直ぐのものであり得る。対となり互いに対し配置された伝動板は互いへの間隔について調整可能であり、ここでこれらの間で、たとえば節の細いチェーンなどの動力伝達要素が回され得る。伝動板間の間隔を調整することで、無段式の調整可能性が達成される。ここで動力伝達要素は、対向する伝動板の各々にあるトランスミッション表面に沿って動力閉鎖的に動く。したがって伝動機構の動作の際、動力伝達要素は、伝動板のトランスミッション表面に沿って、トランスミッション表面の内側直径と外側直径との間で上下、あるいは内側から外側またはその逆に動かされる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ここにおける問題は、伝動板は動力伝達要素に対して、動力伝達要素が滑り抜けることができないほどの力で押圧される必要があることである。スリップは実質的に回避されなければならない。一方で、伝動板から動力伝達要素への動力伝達の際に面に対し不必要に高い押圧を避けるため、伝動板の押圧力を可能な限り小さく保つことが望まれている。それでも伝動板と動力伝達要素との間でスリップが生じてはならない。
【０００４】
無段可変伝動機構におけるこのような伝動板を製造する際にはさらに、伝動板のトランスミッション表面が極めて丈夫であり、かつ可能な限り小さな公差で作られていなければならないという問題がある。本質的に伝動板の高強度は、伝動機構の寿命を可能な限り長くすることを目的としている。伝動機構のスムーズで可能な限り騒音の少ない動作を確実にするために、このような伝動板のトランスミッション表面の凹凸および形状の狂いを避ける必要がある。
【０００５】
したがって本発明の課題は、無段可変伝動機構における伝動板を製造するための方法あるいは装置を提供することであり、これにより伝動板と動力伝達要素との間の動力伝達特性を向上させ、寿命を長くし、特に動力伝達要素が滑り抜けることを確実に回避する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この課題は、請求項１に従う特徴を有する製造方法により、あるいは請求項１０に従う特徴を有する装置により解決される。本発明の有利な形態および変形例は各々の従属請求項の対象である。
【０００７】
本発明に従う伝動板の製造方法では、円錐形または球形のトランスミッション表面を研削する際、研削板と伝動板との間で、工作物スピンドルに対して径方向の相対的な往復運動を行ない、トランスミッション表面上における研削板の研削領域が表面の内側半径と外側半径との間で動くようにする。これによりトランスミッション表面の研削像を意図的に変更できる。円筒研削では一般的な本質的に円形の研削像の代わりに、本発明に従う方法
ではたとえば十字形の研削をもたらすことができる。ここで十字形の研削とは、研削の筋目同士が或る態様で互いに交差する研削像のことである。このように伝動板のトランスミッション表面の表面粗さを意図的に調節することができ、これにより、伝動機構の動作時に動力伝達要素が滑り抜けるのを回避するための最適な条件がもたらされる。表面は必要とされる狭い寸法公差で製造可能であり、必要な強度がある。伝動板の表面粗さを意図的に調節することでスリップ挙動が明らかに向上、あるいはスリップがかなりの程度回避されるので、伝動板の押圧力をさらに減少させることが可能となり、その結果、面に対する押圧およびこれに従い動力伝達時の摩擦もまた減少し、さらにこれに伴い伝動機構の効率が上昇する。したがって、本発明に従い製造された伝動板を有する無段可変伝動機構は最終的に、従来製造の伝動機構と比較して内燃機関の燃料消費の減少をもたらす。
【０００８】
上述のやり方で生じた十字形の研削は以下の利点をもたらす。すなわち伝動板の表面上での担持割合がより高くなるが、なぜならこれは研がれた表面におけるのと類似の「十字形の研削」であるからである。
【０００９】
傾斜切込研削の際には周辺の研削が生じ、これは幾何学的な陰画の形で正確に整合されなければならず、どのような整合上の形状欠陥も工作物に対して反映される。往復運動によって整合上の形状欠陥は「霧散（verzogen）」され、こうして形状欠陥が工作物上で反映されることがなくなる。さらに十字形の研削は、動力伝達位置における動力伝達に関する利点も提供する。さらに往復研削によって、研削時の工作物の熱負荷が小さくなるが、それは研削板が新たに接触するまでに、工作物が同じ研削位置では再び完全に冷却しているからである。
【００１０】
本発明の有利な形態に従うと、工作物スピンドルの回転数は往復運動と同調される。これにより、トランスミッション表面上においてあらゆる領域で一様な研削像を生じさせることができる。さらにこれによって、表面粗さを意図的に増大または減少させることができる。これに関連する本発明の有利な一局面では、工作物スピンドルの回転数は、トランスミッション表面上での研削板の径方向の研削位置に依存して変更される。こうして、たとえば工作物スピンドルの回転数を増加または減少、特にあらゆる研削場所で同じ研削条件を達成することにより、トランスミッション表面の全領域で一様の研削像を生じさせることができ、こうして伝動板のあらゆる周囲領域で等しい表面粗さが生じる。これにより、動力伝達要素が伝動板上の異なる位置において異なるスリップ臨界で動作することを回避する。
【００１１】
本発明のさらなる有利な形態に従うと、往復運動の速度はトランスミッション表面上の研削板の径方向の位置に依存して変更される。外周の方向で減少する往復運動速度により、それぞれの周囲領域によってむらがある研削像が回避される。相対的な往復運動は、研削板または伝動板の行き来する運動によって実行され得る。
【００１２】
本発明のさらなる有利な形態に従うと、２つの工作物スピンドルが設けられ、２つの伝動板のトランスミッション表面の上にわたって往復運動が実行され得るように工作物スピンドルを互いに対して配置し、これによってただ１つの研削板を有する設備で２つの伝動板を研削する。ここで両方の工作物スピンドルは、両方の伝動板のトランスミッション表面が隣り合って配置されるように調節され、ここで円錐形または球形のトランスミッション表面同士は各々の場合につき一平面にある。本発明の方法に従う設備で２つの伝動板を加工することにより、製造時間の短縮が可能となる。工程時間はおよそ２分の１にされ得る。ここで、それぞれの工作物スピンドル回転数が、長くされた往復行程に適合されることは明らかである。これに関連する本発明の一局面に従うと、球形のジャケット形状のトランスミッション表面を生じさせることができるように、両方の工作物スピンドルは共通の旋回点について旋回可能である。旋回点の位置は球の形状の半径に従って定められる。
【００１３】
無段可変伝動機構における伝動板を製造するための本発明に従う装置は、請求項１０に従い、少なくとも１つの工作物スピンドルおよび研削スピンドルを備え、ここで研削の際に、トランスミッション表面に沿って研削板と伝動板との間で、工作物スピンドル軸に対して径方向の相対的な往復運動が実行可能となるように、上記研削スピンドルおよび伝動板を配置する。こうしてこの装置により、トランスミッション表面の研削像に対する意図的な働きかけが可能となる。往復運動により、他では円筒研削で一般的な一様に径方向の研削像の代わりに、表面上に所望の研削像、たとえば十字形の研削、螺旋状に外側へ延びる研削像またはその他の所望の研削像を生じさせることが可能である。こうしてこの装置によって、所望の予め定められた表面粗さを有する伝動板が製造可能となる。相対的な往復運動は、行き来して動くことができる研削板か、または対応して動くことができる伝動板のどちらかで実現されることが好ましい。
【００１４】
本発明の有利な形態に従うと、工作物スピンドルに対して斜めに調整可能な研削スピンドルスライダが設けられる。研削スピンドルスライダによって、研削すべきトランスミッション表面上にわたり研削板を正確かつ高速で行き来するよう動かすことができる。工作物スピンドルに対して斜めに調整が可能であるため、異なる円錐形の伝動板が製造可能となる。
【００１５】
本発明のさらなる有利な形態に従うと、この装置は、上記相対的な往復運動を意図的に制御できるようにするための制御機構を備える。これによって、伝動板のトランスミッション表面の予め定められた表面粗さがこの装置で調節可能となるように、往復運動を意図的に変更することができる。これに関連する本発明の一局面に従うと、工作物スピンドルの回転数および往復運動の速度がこの制御機構で変更可能である。このようにして、この装置によりさまざまな表面粗さが製造可能となる。こうしてトランスミッション表面の加工は、用途に関連して、すなわち伝動機構の動作中のスリップ特性および摩擦特性に関してそれぞれ最適化され得る。
【００１６】
本発明のさらなる有利な形態に従うと、工作物スピンドルは或る旋回点について旋回可能であり、これにより「球形の」ジャケット形状のトランスミッション表面を製造する。ここで旋回点は、所望のまたは必要とされる撓み半径に応じて定められる。また旋回運動は同時に、相対的な往復運動を生じさせるためにも用いられる。
【００１７】
本発明のさらなる有利な形態に従うとこの装置は、方向と、互いに対する距離とについて調整可能に配置された２つの工作物スピンドルを備える。これによりこの装置は、同時に２つの伝動板の同時研削加工と、本発明に従う研削時の往復運動の実行とを可能にする。こうして製造時間を減少させることができる。工作物スピンドルが互いへの間隔について調整可能であるため、意図的に働きかけられた表面粗さを有するさまざまな大きさの伝動板も製造可能となる。さらにこれにより円錐角度が調節可能である。これに関連する本発明の一局面に従うと、両方の工作物スピンドルが共通の旋回点について旋回可能である。これによって、球形または撓められたジャケット面のトランスミッション表面を製造することが可能となる。
【００１８】
本発明のさらなる有利な形態に従うと、この装置はＣＮＣ加工センターの一部である。これにより伝動板は１つの設備内でさらに加工され得る。こうして、研削の前後のさまざまな加工ステップは必要ではなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に添付の図面を参照して本発明を詳細に説明する。
【００２０】
図１に、本発明に従う研削装置の平面図を概略的に示す。円錐形の表面２を有する伝動板が工作物１として工作物スピンドル３に取付けられる。伝動板１は円錐形のトランスミッション表面２を含み、すなわち伝動板は一方向でのみ撓められている。しかしながら、伝動板１は二方向で撓められた形状を有してもよいことが明らかである。伝動板１の円錐形のトランスミッション表面２を研削するための研削板４が研削スピンドル５に設けられる。表面２の研削の際に研削板４が往復運動を行なうことができるように、研削板４および研削スピンドル５は研削スピンドルスライダ６に設けられる。加えてさらに、工作物スピンドル３の回転数および研削板４の往復運動を制御可能にするための制御機構７が設けられる。伝動板１のトランスミッション表面２の研削加工の際に研削板４は、外側半径２．２と内側半径２．１との間で、表面２上の研削跡同士が交差し合うように行き来して往復する。このようにして表面２上に十字形の研削を生じさせることができる。さらにこの装置によって、伝動板１のトランスミッション表面２の表面粗さに対して意図的な働きかけが可能となる。制御機構７により、特に工作物スピンドル３の回転数、研削板４の往復運動の速度および方向を調節できる。さらなる調節パラメータは従来の研削機械におけるものと同じであり、これにはたとえばＸ−Ｙ平面における表面２への方向の研削板４の移送などがある。
【００２１】
図２は、本発明に従う研削装置の第２の実施例を概略的に示し、ここでは先に説明した実施例とは異なり２つの工作物スピンドル３，３′が設けられる。このようにこの装置により、単一の研削板４を有する設備で２つの伝動板１，１′を研削することが可能となる。さらに、円錐形の表面２，２′のそれぞれ半分のジャケット線同士が一平面にあるように、両方の工作物スピンドル３，３′は、伝動板１，１′のトランスミッション表面２，２′の円錐形に対応するよう互いに対して方向付けられる。研削スピンドル５は研削スピンドルスライダ６上に配置され、この研削スピンドルスライダは、一方の伝動板１の表面２の内側半径２．１から他方の伝動板１′の内側半径２．１への往復運動を可能にする。伝動板のトランスミッション表面を研削加工するための製造時間がこうして短縮され得る。
【００２２】
図３は、図１の研削装置の代替実施例を概略的に示す。ここでは、可動の研削スピンドルスライダ６の代わりに、トランスミッション表面２を研削する際の往復運動は、旋回可能、すなわち行き来するように旋回可能な工作物スピンドル１０によって実行される。これによって或る径方向の形状、すなわち球形のトランスミッション表面２が生じ、この表面は、もたらされた十字形の研削のため意図的な表面粗さを有する。旋回点８の位置は球形のジャケット面の撓み半径を定め、好ましくは調整可能である。
【００２３】
図４では、工作物スピンドルが２つある図２の研削機械の代替実施例であって、図３と類似のものを概略的に示す。両方の工作物スピンドル１０，１０′は共通の旋回点９について旋回可能に配置され、こうして工作物スピンドル１０，１０′に関する往復運動が実行可能であり、一方で研削板４はＹ方向で移送される。旋回点９だけでなく旋回角度αもまた調整可能であり、これによって伝動板のさまざまな形状に装置を適合させる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に従う研削装置の第１の実施例を概略的に示す平面図である。
【図２】工作物スピンドルが２つある、本発明に従う研削装置の第２の実施例を概略的に示す平面図である。
【図３】図１の実施例に代わる一実施例を概略的に示す平面図である。
【図４】図２の実施例に代わる一実施例を概略的に示す平面図である。
【符号の説明】
【００２５】
１，１′ 伝動板（工作物）、２，２′ トランスミッション表面、２．１ トランスミッション表面の内側半径、２．２ トランスミッション表面の外側半径、３，３′ 工作物スピンドル、４ 研削板、５ 研削スピンドル、６ 研削スピンドルスライダ、７ 制御機構、８，９ 旋回点、１０，１０′ 旋回可能な工作物スピンドル、α 旋回角度。

Claims (20)

1. 無段可変伝動機構における伝動板（１）の製造方法であって、前記伝動機構では、トランスミッション表面（２）を有する少なくとも１対の伝動板（１）が対向して配置され、前記トランスミッション表面は伝動機構の動作時に動力伝達要素と動力閉鎖的に接触し、前記方法は、少なくとも１つの工作物スピンドル（３）および研削板（４）を有する装置によって実行され、前記研削板は少なくとも１つの伝動板（１）のトランスミッション表面（２）を研削するように研削スピンドル（５）の上にわたって駆動され、前記方法は、トランスミッション表面（２）の研削の際、研削板（４）と伝動板（１）との間で、繰返される、工作物スピンドル（３）に対して径方向の相対的な往復運動が行なわれ、研削板の研削領域がトランスミッション表面（２）の内側半径（２．１）と外側半径（２．２）との間で行き来して動き、伝動板（１）が工作物スピンドル（３）によって回転してトランスミッション表面（２）全体が研削されることを特徴とする、方法。
2. トランスミッション表面（２）上に予め定められた表面粗さを有する十字形の研削が生じるように、前記研削板（４）および伝動板（１）の運動が互いに対して同調されることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記工作物スピンドル（３）の回転数が相対的な往復運動に同調されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
4. 前記工作物スピンドル（３）の回転数が、トランスミッション表面（２）上での研削板（４）の径方向の研削位置に依存して変更されることを特徴とする、請求項３に記載の方法。
5. 前記往復運動の速度が、伝動板（１）のトランスミッション表面（２）上での研削板（４）の径方向の位置に依存して変更されることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の方法。
6. 前記伝動板（１）が往復運動を行なうことを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
7. 前記研削板（４）が往復運動を行なうことを特徴とする、請求項１から請求項５のいずれかに記載の方法。
8. ２つの工作物スピンドル（３，３′）が設けられ、２つの伝動板（１，１′）のトランスミッション表面（２，２′）の研削の際に、１つの設備で２つの伝動板（１，１′）を研削するように相対的な往復運動が行なわれることを特徴とする、請求項１から請求項７のいずれかに記載の方法。
9. 前記工作物スピンドル（３，３′）が、球形のジャケット形状のトランスミッション表面（２，２′）を製造するように共通の旋回点について旋回することを特徴とする、請求項８に記載の方法。
10. 円錐形のジャケット形状のトランスミッション表面（２，２′）を製造するように、前記研削板が往復運動を行なうことを特徴とする、請求項８に記載の方法。
11. 特に請求項１から請求項６のいずれかに記載の方法を実行するための、無段可変伝動機構における伝動板（１）の製造装置であって、前記伝動機構の動作の際には、少なくとも１対の伝動板（１）がトランスミッション表面（２）で動力伝達要素と動力閉鎖的に接触し、前記装置は少なくとも１つの工作物スピンドル（３）および研削板（４）を備え、前記研削板は、少なくとも１つの伝動板（１）のトランスミッション表面（２）を研削するように研削スピンドル（５）の上にわたって駆動され、前記装置は、前記トランスミッション表面（２）の研削の際、研削板（４）と伝動板（１）との間で、工作物スピンドル軸に対して径方向の繰返される相対的な往復運動が実行可能となるように前記装置が構成され、前記伝動板（１）が工作物スピンドル（３）によってその回転軸について回転可能であることを特徴とする、装置。
12. 前記研削板（４）が行き来して動くことができるように配置されることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
13. 前記伝動板（１）が行き来して動くことができるように配置されることを特徴とする、請求項１１に記載の装置。
14. 研削スピンドルスライダ（６）が設けられ、研削スピンドル（５）の中軸が、工作物スピンドル（３）の中軸に対する角度において、水平方向に調整可能であることを特徴とする、請求項１２に記載の装置。
15. 球形のジャケット形状のトランスミッション表面（２）を製造するように、前記工作物スピンドル（３）が旋回点（８）について旋回可能であることを特徴とする、請求項１３に記載の装置。
16. 相対的な往復運動を意図的に制御可能とするための制御機構（７）が設けられることを特徴とする、請求項１１から請求項１５のいずれかに記載の装置。
17. 前記工作物スピンドル（３）の回転数および往復運動の速度が、前記制御機構（７）により変更可能であることを特徴とする、請求項１６に記載の装置。
18. １つの伝動板（１）を各々受けるための２つの工作物スピンドル（３，３′）が設けられ、前記２つの工作物スピンドルが、その方向と、互いに対する旋回角度αに関する間隔とにおいて調整可能に配置されることを特徴とする、請求項１１から請求項１４のいずれかに記載の装置。
19. 球形のジャケット形状のトランスミッション表面（２，２′）を製造するために、前記工作物スピンドル（３，３′）が共通の旋回点について旋回可能であることを特徴とする、請求項１８に記載の装置。
20. ＣＮＣ加工センターの一部であることを特徴とする、請求項１１から請求項１９のいずれかに記載の装置。