JP2013130272A - ベルト式無段変速機のプーリ及びその加工方法 - Google Patents

Abstract

【課題】無段変速機のプーリの加工時間を短縮し、生産性を高める。
【解決手段】プーリ１１のシーブ面１１ａに対するベルトすべり方向に研磨加工を施すことにより、溝１２の開口部の円周方向両側に設けられたエッジ１３、１４のうち、ベルトすべり方向先行側のエッジ１３を、ベルトすべり方向後方側のエッジ１４よりも滑らかに仕上げる。
【選択図】図３

Description

本発明は、ベルト式無段変速機のプーリ及びその加工方法に関する。

ベルト式無段変速機は、駆動軸に設けられた一対のプーリのシーブ面を対向させて形成したＶ溝と、被駆動軸に設けられた一対のプーリのシーブ面を対向させて形成したＶ溝との間に無端ベルトを掛け渡し、この無端ベルトを介して駆動軸と被駆動軸との間で動力を伝達するものである。無段変速機では、各プーリのシーブ面とベルトとの間の摩擦により動力が伝達されるため、摩擦熱によりプーリ及びベルトの温度が上昇する。このため、シーブ面とベルトとの接触部にクーラント（例えば油）が供給される。しかし、シーブ面とベルトとの間に油が介在すると、両者の間の摩擦力が低下し、動力の伝達効率が低下する恐れがある。

例えば特許文献１に示されている無段変速機では、シーブ面に放射状の溝を形成することにより、シーブ面とベルトとの間の摩擦力を調整している。

実開昭６０−６１５５６号公報

プーリ１０１のシーブ面１０２に溝１０３を形成すると、図７に示すように、溝１０３の開口部に外径に突出したバリ１０４が生じる。このようなバリ１０４を有するシーブ面１０２とベルトとが摺動すると、バリ１０４がベルトに接触して、ベルトの摩耗を促進する恐れがある。このため、シーブ面１０２に研磨加工を施してバリ１０４を除去する必要がある。具体的には、プーリ１０１を回転させた状態で、シーブ面１０２に研磨工具を接触させることにより、シーブ面１０２のバリ１０４が除去される。このとき、プーリ１０１の一方に回転させてシーブ面１０２に所定時間研磨を施した後、プーリ１０１の回転方向を反転させて同様に研磨を施すことで、図８に示すように、溝１０３の円周方向両側のエッジ１０５を滑らかに形成することができる。

しかし、上記のようにプーリの回転方向を反転させながら研磨加工を行って、溝の開口部の円周方向両側のエッジを両方とも滑らかにすると、加工時間が長くなって生産性が低下する。

本発明の解決すべき技術的課題は、無段変速機のプーリの加工時間を短縮し、生産性を高めることにある。

前記課題を解決するためになされた本発明は、ベルト式無段変速機のプーリのシーブ面に、円周方向と交差する方向に延びる複数の溝を設けた後、シーブ面に研磨加工を施すにあたり、シーブ面に対するベルトすべり方向に研磨加工を施すことにより、溝の開口部の円周方向両側に設けられたエッジのうち、ベルトすべり方向先行側のエッジを、ベルトすべり方向後方側のエッジよりも滑らかに仕上げることを特徴とするものである。

尚、シーブ面に対するベルトすべり方向とは、シーブ面に対してベルトがすべり得る方向のことを言う。具体的に、駆動側のプーリの場合は、プーリの回転方向と反対方向がベルトすべり方向となる（図３参照）。一方、被駆動側のプーリの場合は、プーリの回転方向がベルトすべり方向となる（図４参照）。

このように、シーブ面に対するベルトすべり方向を考慮して研磨方向を設定することで、プーリの回転方向を反転させなくても、ベルトの摩耗を防止することができる。すなわち、例えば図３に示すように、溝１２の開口部のベルトすべり方向後方側のエッジ１４がシャープであっても、ベルト３０はシャープなエッジ１４を丘部１６（溝間領域）側から乗り越えるだけであるため、シャープなエッジ１４がベルト３０と係合することはなく、ベルト３０が傷つくことはない。従って、ベルトすべり方向に研磨加工を施して、ベルトすべり方向先行側のエッジ１３を滑らかに加工することにより、研磨方向を反転させてベルトすべり方向後方側のエッジ１４を滑らかに加工しなくても、ベルトの摩耗を防止することができる。

上記の加工方法により、シーブ面に、円周方向と交差する方向に延びる複数の溝が設けられ、溝の開口部の円周方向両側に設けられたエッジのうち、シーブ面に対するベルトすべり方向先行側のエッジが、ベルトすべり方向後方側のエッジよりも滑らかであることを特徴とするベルト式無段変速機のプーリが得られる。

以上のように、本発明の加工方法によれば、ベルトすべり方向先行側に臨むエッジに対する研磨加工を省略あるいは低減できるため、加工時間を短縮して生産性を高めることができる。

本発明の一実施形態に係るプーリが組み込まれたベルト式無段変速機の断面図である。 上記プーリのシーブ面の平面図である。 駆動側のプーリのシーブ面の円周方向断面図である。 被駆動側のプーリのシーブ面の円周方向断面図である。 駆動側のプーリのシーブ面を研磨する様子を示す断面図である。 他の例に係るプーリのシーブ面の平面図である。 プーリのシーブ面にバリが生じた状態を示す断面図である。 従来の加工方法で研磨されたプーリのシーブ面の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１に、本発明の一実施形態に係るプーリ１１、１２を有するベルト式無段変速機１００を示す。この無段変速機１００は、駆動軸１０と、被駆動軸２０と、これらの間に掛け渡される無端状のベルト３０とを有する。駆動軸１０は、一対のプーリ１１を有し、各プーリ１１のテーパ状のシーブ面１１ａを軸方向に対向して配置される。一対のプーリ１１のシーブ面１１ａは、軸方向間隔を変更可能とされる。被駆動軸２０は、一対のプーリ２１を有し、各プーリ２１のテーパ状のシーブ面２１ａを軸方向に対向して配置される。一対のプーリ２１のシーブ面２１ａは、軸方向間隔を変更可能とされる。駆動側のプーリ１１のシーブ面１１ａで形成されるＶ溝と、被駆動側のプーリ２１のシーブ面２１ａで形成されるＶ溝との間に、ベルト３０が捲回される。

ベルト３０は、一対の無端状のバンド３１と、一対のバンド３１に取り付けられた多数のエレメント３２とからなる。エレメント３２は、駆動側のプーリ１１のシーブ面１１ａあるいは被駆動側のプーリのシーブ面２１ａと接触する。エレメント３２は、平板状を成し、その厚さ方向に並べられ、バンド３１の全周に隙間なく配される。

図２に示すように、各プーリ１１、２１のシーブ面１１ａ、２１ａには、それぞれ、円周方向と交差する方向に延びる複数の溝が形成され、本実施形態では、テーパ状のシーブ面１１ａ、２１ａの母線方向に沿った放射状の溝１２、２２が形成される。溝１２、２２の溝幅（円周方向幅）は、エレメント３２の厚さよりも十分に小さく、エレメント３２はシーブ面１１ａ、２１ａ上を円周方向に摺動可能とされる。放射状の溝１２、２２は、シーブ面１１ａ、２１ａの内径端から外径端に至るものと、シーブ面１１ａ、２１ａの半径方向中間部から外径端に至るものとがあり、これにより溝１２、２２の円周方向ピッチを、おおよそ均一化している。このように、溝１２、２２がシーブ面１１ａ、２１ａの外径端まで達していることで、プーリ１１、２１が回転したときに油が遠心力で溝１２、２２を伝ってシーブ面１１ａ、２１ａから排出される。

図３に、駆動側のプーリ１１のシーブ面１１ａを拡大して示す。駆動側のプーリ１１は、シーブ面１１ａと接触するベルト３０（エレメント３２）を摩擦力を介して回転駆動するため、ベルト３０がシーブ面１１ａに対してすべり得る方向（ベルトすべり方向、鎖線矢印参照）は、プーリ１１の回転方向（実線矢印）と反対方向となる。溝１２の開口部のベルトすべり方向先行側（図中右側）のエッジ１３は、ベルトすべり方向後方側（図中左側）のエッジ１４よりも滑らかに形成される。図示例では、ベルトすべり方向先行側のエッジ１３は滑らかに丸められて形成され、ベルトすべり方向後方側のエッジ１４はシャープに角張って形成される。

図４に、被駆動側のプーリ２１のシーブ面２１ａを拡大して示す。被駆動側のプーリ２１は、シーブ面２１ａと接触するベルト３０（エレメント３２）により摩擦力を介して回転駆動されるため、ベルト３０がシーブ面２１ａに対してすべり得る方向（ベルトすべり方向、鎖線矢印参照）は、プーリ２１の回転方向（実線矢印）と同じ方向となる。溝２２の開口部のベルトすべり方向先行側（図中左側）のエッジ２３は、ベルトすべり方向後方側（図中左側）のエッジ２４よりも滑らかに形成される。図示例では、ベルトすべり方向先行側のエッジ２３は滑らかに丸められて形成され、ベルトすべり方向後方側のエッジ２４はシャープに角張って形成される。

以下、駆動側のプーリ１１の加工方法を説明する。駆動側のプーリ１１は、切削工程、熱処理工程（焼き入れ及び焼戻し）、研削工程、溝加工工程、及び研磨工程を経て加工される。

まず、切削工程においてプーリ１１が大まかに切削加工された後、熱処理工程及び研削工程を経て、平滑なテーパ状のシーブ面１１ａを有するプーリ１１が形成される（図示省略）。その後、溝加工工程において、平滑なシーブ面１１ａに、放射状の溝１２が例えばレーザ加工により形成される。この溝加工により、溝１２の開口部の円周方向両側に外径側に突出したバリ１５が形成される（図５参照）。

その後、研磨工程において、シーブ面１１ａに研磨加工が施され、バリ１５が除去される。研磨加工は、例えば図５に示すようなラップ加工機４０によるラップ加工で行われる。ラップ加工機４０は、砥粒が付着した無端状のラップシート４１を有する。本実施形態では、プーリ１１を回転させた状態で、ラップシート４１をプーリ１１のシーブ面１１ａに接触させることで、シーブ面１１ａを研磨する。このとき、図５に白抜き矢印で示すように、ラップシート４１をその場で回転させながらシーブ面１１ａに接触させて研磨が行なわれるが、ラップシート４１の回転速度はプーリ１１、１２の回転速度よりも十分に遅い。

上記の研磨工程における研磨方向（図５の点線矢印参照）は、プーリ１１に対するラップ加工機４０の相対移動方向であり、本実施形態では、ラップ加工機４０をその場に停止させた状態でプーリ１１を回転させて研磨を行うため、プーリ１１の回転方向（実線矢印）の反対方向が研磨方向となる。本発明では、この研磨方向が、無段変速機１００の駆動時におけるベルトすべり方向と同じ方向、すなわち無段変速機１００の駆動時におけるプーリ１１の回転方向の反対方向に設定される（図３参照）。これにより、シーブ面１１ａからバリ１５が除去されると共に、溝１２のベルトすべり方向先行側の内壁１２ａの溝開口側端部にラップ加工機４０が接触し、この内壁１２ａの開口側端部（図中上端）に設けられたエッジ１３が滑らかに丸められる。一方、溝１２のベルトすべり方向後方側の内壁１２ｂには、ラップ加工機４０は接触しないため、この内壁１２ｂの開口側端部（図中上端）に設けられたエッジ１４はシャープに角張って形成される。

被駆動側のプーリ２１も、駆動側のプーリ１１と同様に、切削工程、熱処理工程（焼き入れ及び焼戻し）、研削工程、溝加工工程、及び研磨工程を経て加工される。このうち、研磨工程における研磨方向は、無段変速機１００の駆動時におけるベルトすべり方向と同じ方向、すなわち、無段変速機１００の駆動時におけるプーリ２１の回転方向と同じ方向に設定される（図４参照）。これにより、シーブ面２１ａに形成されたバリが除去されると共に、溝２２のベルトすべり方向先行側の内壁２２ａの開口側端部（図中上端）に設けられたエッジ２３が滑らかに丸められる。一方、溝２２のベルトすべり方向後方側の内壁２２ｂの開口側端部（図中上端）に設けられたエッジ２４は、シャープに角張って形成される。その他は、上記の駆動側のプーリ１１の加工方法と同様であるため、重複説明を省略する。

以上のように、駆動側のプーリ１１及び被駆動側のプーリ２１において、溝１２、２２の開口部のベルトすべり方向先行側のエッジ１３、２３が滑らかであることにより、無段変速機１００の駆動時にシーブ面１１ａ、２１ａに対してベルト３０にすべりが生じた場合でも、エッジ１３、２３がベルト３０を傷つけることはない。また、溝１２、２２の開口部のベルトすべり方向後方側のエッジ１４、２４はシャープであるが、ベルト３０は、溝１２、２２間の丘部１６、２６側からシャープなエッジ１４、２４を乗り越えるだけであり、ベルト３０とシャープなエッジ１４、２４とが係合することはないため、ベルト３０が傷つくことはない。

このように、溝１２、２２の開口部のベルトすべり方向先行側のエッジ１３、２３を、ベルトすべり方向後方側のエッジ１４、２４よりも滑らかに形成することで、シーブ面１１ａ、２１ａの研磨加工において、研磨方向を反転する必要がなくなる。これにより、加工時間が短縮され、プーリ１１、２１の生産性が向上する。

本発明は上記の実施形態に限られない。例えば、上記の実施形態では、シーブ面１１ａ、２１ａの母線に沿って溝１２、２２を形成した場合（図２参照）を示したが、これに限らず、例えば図６に示すように、溝１２、２２を、シーブ面１１ａ、２１ａの母線（平面視で半径方向）に対して傾斜させてもよい。このとき、溝１２、２２を、外径に向けて、無段変速機１００の駆動時におけるプーリ１１の回転方向（矢印参照）後方側に傾斜させると、プーリ１１、２１の回転に伴って遠心力によりシーブ面１１ａ、２１ａから油が排出されやすくなる。尚、図６では、溝１２、２２がシーブ面１１ａ、２１ａの内径端から外径端に至るもののみで構成されているが、これに限らず、図２に示す例と同様に、シーブ面１１ａ、２１ａの半径方向中間部から外径端に至る溝を混在させてもよい。

また、上記の実施形態では、溝１２、２２が直線状に設けられているが、これに限らず、曲線状（例えば螺旋状）に設けてもよい（図示省略）。

また、上記の実施形態では、プーリ１１、２１の研磨工程において、ベルトすべり方向にのみ研磨し、研磨方向を反転させない場合を示したが、これに限らず、研磨方向を反転させて、溝１２、２２の開口部のベルトすべり方向後方側のエッジ１４、２４を研磨してもよい。この場合でも、ベルトすべり方向後方側のエッジ１４、２４は、ベルトすべり方向先行側のエッジ１３、２３と同程度に滑らかに形成する必要はないため、反転させた後の研磨時間を短くすることができ、加工時間が短縮される。このような研磨加工を施すことにより、ベルトすべり方向後方側のエッジ１４、２４よりも、ベルトすべり方向先行側のエッジ１３、２３の方が滑らかに形成される。

１０ 駆動軸
１１ プーリ
１１ａ シーブ面
１２ 溝
１３ （ベルトすべり方向先行側の）エッジ
１４ （ベルトすべり方向後方側の）エッジ
１５ バリ
２０ 被駆動軸
２１ プーリ
２１ａ シーブ面
２２ 溝
２３ （ベルトすべり方向先行側の）エッジ
２４ （ベルトすべり方向後方側の）エッジ
３０ ベルト
３１ バンド
３２ エレメント
４０ ラップ加工機
４１ ラップシート
１００ ベルト式無段変速機

Claims (2)

1. ベルト式無段変速機のプーリのシーブ面に、円周方向と交差する方向に延びる複数の溝を設けた後、前記シーブ面に研磨加工を施すにあたり、
   前記シーブ面に対するベルトすべり方向に前記研磨加工を施すことにより、前記溝の開口部の円周方向両側に設けられたエッジのうち、前記ベルトすべり方向先行側のエッジを、前記ベルトすべり方向後方側のエッジよりも滑らかに仕上げることを特徴とするベルト式無段変速機のプーリの加工方法。
2. ベルト式無段変速機に設けられ、テーパ状のシーブ面を有するプーリであって、
   前記シーブ面に、円周方向と交差する方向に延びる複数の溝が設けられ、前記溝の開口部の円周方向両側に設けられたエッジのうち、前記シーブ面に対するベルトすべり方向先行側のエッジが、前記ベルトすべり方向後方側のエッジよりも滑らかであることを特徴とするベルト式無段変速機のプーリ。

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