JP2009166058A

JP2009166058A - ベルト式無段変速機用軸部付き円錐板及びその製造方法

Info

Publication number: JP2009166058A
Application number: JP2008004747A
Authority: JP
Inventors: Toshiaki Murakami; 敏明村上; Yasuji Sotozono; 保治外園
Original assignee: JATCO Ltd
Current assignee: JATCO Ltd
Priority date: 2008-01-11
Filing date: 2008-01-11
Publication date: 2009-07-30
Anticipated expiration: 2028-01-11
Also published as: JP4940156B2

Abstract

【課題】軸部付き円錐板の成形荷重を低減するとともに、成形後のシーブ面の表面硬度を向上させる。
【解決手段】軸部付き円錐板の製造方法において、軸部付き円錐板に対応する形状のキャビティ１１を有する金型１０に、軸部２に対応する形状の素材１’をセットし、素材１’をシーブ面３ａと反対の側のみから押圧し、素材１’の一部をキャビティ１１の円錐部３に対応する部分（空隙１４）に充填する。
【選択図】図３

Description

本発明はベルト式無段変速機に関し、特に、プーリを構成する軸部付き円錐板及びその製造方法に関する。

ベルト式無段変速機は、一対のプーリの間にベルトを巻き掛けることで構成され、プーリの溝幅を変更することで変速機の変速比を無段階に変更する。プーリは、軸部と軸部から径方向外側に延出する円錐部からなる軸部付き円錐板（固定円錐板及び可動円錐板）を対向配置することで構成される。

従来、これら軸部付き円錐板は丸棒状の素材から据込み成形によって製造しており、例えば、特許文献１では、押出し成形により丸棒状の素材の軸方向途中を予め拡径しておき、この拡径部を金型で軸方向両側から圧縮してさらに拡径することで円錐部を成形している。
特開２００４−１６７５３２公報

しかしながら、従来の据込み成形による方法では、ベルトに接触する円錐部のシーブ面、その反対側のシーブ背面ともメタルフローが略均等になるため加工硬化が少なく、成形後の表面硬度が低いという問題があった。このため、浸炭処理、窒化処理等の表面処理が必須であった。

さらに、成形時における金型と素材との接触面積が大きく、成形荷重が大きいという問題があった。このため、軸部付き円錐板の成形は一般には素材を加熱した状態で行う必要があった。

本発明は、このような従来技術の技術的課題を鑑みてなされたもので、成形後のシーブ面の表面硬度を向上させることを目的とする。また、本発明のさらなる目的は、軸部付き円錐板の成形荷重を低減することである。

第１の発明では、軸部と前記軸部から径方向外側に延出する円錐部からなり、前記円錐部の傾斜面をベルトと接触するシーブ面とするベルト式無段変速機用の軸部付き円錐板の製造方法において、前記軸部付き円錐板に対応する形状のキャビティを有する金型に、前記軸部に対応する形状の素材をセットする工程と、前記素材を前記シーブ面と反対の側のみから押圧し、前記素材の一部を前記キャビティの前記円錐部に対応する部分に充填する工程と、を含む。

また、第２の発明では、軸部と前記軸部から径方向外側に延出する円錐部からなり、前記円錐部の傾斜面をベルトと接触するシーブ面とするベルト式無段変速機用軸部付き円錐板において、前記円錐部のメタルフローを前記シーブ面と反対の側よりも前記シーブ面側の方が密となるように構成した。

第１、第２の発明によれば、円錐部のシーブ面のメタルフローが密になり、シーブ面の表面硬度が向上する。

また、第１の発明によれば、素材を前記シーブ面と反対の側のみから押圧し、素材の一部をキャビティの円錐部に対応する部分に充填する、すなわち、側方押出し成形により円錐部を成形するようにしたことにより、据込み成形により円錐部を成形する従来の成形工程に比べ、成形荷重を大幅に減らすことができる。

以下、添付図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明によるベルト式無段変速機用の軸部付き円錐板の成形工程を示している。成形工程は、軸押出し成形により丸棒状の素材１から段部２ａを有する軸部２を成形する一次成形と、一次成形後の素材１’から側方押出し成形により軸部２から径方向外側に延出し傾斜面をベルトと接触するシーブ面３ａとする円錐部３を成形する二次成形からなる。図1に示す軸部付き円錐板は固定円錐板であるが、固定円錐板の軸部に外嵌する中空の軸部を有する可動円錐板の成形工程も同様である。

図２は一次成形を行う装置の概略構成を示しており、中心線を挟んで右側が成形前の状態、左側が成形後の状態である。

一次成形用の金型５は、軸部付き円錐板の軸部２の形状に対応するキャビティ６を有する。

これを参照しながら一次成形の工程について説明すると、まず、金型５に素材１をセットする。この状態では、金型５、素材１及びノックアウトピン７の間に軸部２の段部２ａに対応する空隙６ａが形成される。

次に、図示しない駆動源によりパンチ８を下降させ、パンチ８により素材１を下方に押圧する。素材１の下部は塑性変形して空隙６ａ内へと押し込められ、軸部２に対応する形状に成形される（軸押出し成形）。

空隙６ａが素材１で充填されるとパンチ８を上昇させる。そして、ノックアウトピン７を上昇させることにより、一次成形後の素材１’を金型５から取り出す。

また、図３は二次成形を行う装置の概略構成を示しており、中心線を挟んで右側が成形前の状態、左側が成形後の状態である。

二次成形用の金型１０は上金型１０ａと下金型１０ｂとで構成され、上金型１０ａと下金型１０ｂの間にはシーブ面３ａを下にした軸部付き円錐板に対応する形状のキャビティ１１が画成される。

これを参照しながら二次成形の工程について説明すると、まず、上金型１０ａを下金型１０ｂから離間させて一次成形後の素材１’を下金型１０ｂにセットする。そして、上金型１０ａを下降させるとスプリング１２により上金型１０ａが下金型１０ｂと密着し、上金型１０ａと下金型１０ｂの間に形成されるキャビティ１１内に素材１’が収装される。この状態では、金型１０と素材１’の間に円錐部３に対応する空隙１４が画成される。なお、上金型１０ａは油圧によって下金型１０ｂに密着させ、保持するようにしてもよい。

次に、図示しない駆動源によりパンチ１５を下降させ、パンチ１５により素材１’を下方に押圧する。すなわち、シーブ面３ａと反対の側からのみ素材１’を押圧する。素材１’の下端がノックアウトピン１６によって支持されているので、素材１’の軸方向途中が塑性変形し、素材１’の一部が円錐部３に対応する空隙１４内へと流動する（側方押出し成形）。空隙１４の下側がシーブ面３ａに対応して傾斜しているので、素材１’の空隙１４内への流動は滞りなく行われる。

空隙１４内が素材１’で充填されるとパンチ１５を上昇させ、さらに、上金型１０ａを下金型１０ｂから離間させる。そして、ノックアウトピン１６を上昇させることにより、二次成形後の素材、すなわち軸部付き円錐板を金型１０から取り出す。

次に、上記成形工程による利点について説明する。

まず、上記成形工程では、側方押出し成形により円錐部３を成形するようにしたことにより、据込み成形により円錐部３を成形する従来の成形工程に比べ、成形荷重を大幅に減らすことができる。

これは、据込み成形の場合は成形荷重が円錐部３となる部分全体に作用するのに対し、側方押出し成形によれば、成形荷重は軸部２の上端にのみ作用し、円錐部３に対応する空隙１４内を流動する部分には作用しないからである。

したがって、上記成形工程によれば、成形荷重を大幅に減らすことができ、常温のままでも成形が可能となる。もちろん、成形時に軸部２の全体ないし一部を加熱し、成形荷重をさらに低減するようにしてもよい。

また、上記成形工程によれば、素材１’をシーブ面３ａと反対の側のみから押圧し、素材１’の一部を円錐部３に対応する空隙１４に充填することで円錐部３を成形するので、円錐部３のシーブ面３ａのメタルフローが密になる。

図４の（ａ）、（ｂ）は、それぞれ据込み成形、側方押出し成形により円錐部３を成形したときのメタルフローのシミュレーション結果である。据込み成形による場合はメタルフローがシーブ面３ａ、シーブ面３ａと反対側のシーブ背面でほぼ均等になっているのに対し、側方押出し成形による場合はメタルフローがシーブ面３ａに近いほど密になっていることがわかる。

また、図５の（ａ）、（ｂ）は、それぞれ実際に据込み成形、側方押出し成形により円錐部３を成形したときのシーブ面３ａの顕微鏡写真（倍率４００倍）である。側方押出し成形によれば据込み成形による場合に比べ、金属の結晶粒が微細化していることがわかる。

したがって、上記成形工程によれば、成形後のシーブ面３ａの表面硬度が大幅に向上し、従来必須とされていた浸炭処理、窒化処理といった表面処理が必ずしも必要でなくなり、変速機の伝達トルクが小さくシーブ面３ａに要求される表面硬度が低い場合は、表面処理を廃止することも可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例を示したものであり、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

本発明によるベルト式無段変速機用の軸部付き円錐板の成形工程を示す。一次成形を行う装置の概略構成を示している。二次成形を行う装置の概略構成を示している。メタルフローのシミュレーション結果を示す図である。シーブ面の顕微鏡写真である。

符号の説明

２軸部
３円錐部
３ａシーブ面
１１キャビティ

Claims

軸部と前記軸部から径方向外側に延出する円錐部からなり、前記円錐部の傾斜面をベルトと接触するシーブ面とするベルト式無段変速機用軸部付き円錐板の製造方法において、
前記軸部付き円錐板に対応する形状のキャビティを有する金型に、前記軸部に対応する形状の素材をセットする工程と、
前記素材を前記シーブ面と反対の側のみから押圧し、前記素材の一部を前記キャビティの前記円錐部に対応する部分に充填する工程と、
を含むことを特徴とするベルト式無段変速機用軸部付き円錐板の製造方法。
軸部と前記軸部から径方向外側に延出する円錐部からなり、前記円錐部の傾斜面をベルトと接触するシーブ面とするベルト式無段変速機用軸部付き円錐板において、
前記円錐部のメタルフローを前記シーブ面と反対の側よりも前記シーブ面側の方が密となるように構成したことを特徴とするベルト式無段変速機用軸部付き円錐板。