JP2021067298A - ベルト式無段変速機およびベルト式無段変速機の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】溶接しなくてもシーブとボスとを良好に結合することができるベルト式無段変速機の製造方法を提供すること。【解決手段】第1方向A1に延びる円筒状のボス36Aを準備する工程S1と、ボス36Aの外周面36sに、第1方向A1と交差する第1の面61、第1方向A1と逆方向である第2方向A2と交差する第2の面62、周方向である第3方向A3と交差する第3の面63、および、第3方向A3と逆方向である第4方向A4と交差する第4の面64を有する溝50を形成する工程S2,S3と、シーブ34Aの根元部34aの一部がボス36Aの溝50に嵌まってシーブ34Aがボス36Aに結合されるまで、シーブ34Aの根元部34aの外周面34oを径方向の内方に向かってプレスすることにより根元部34aを塑性変形させる工程S7と、を含む。【選択図】図11
Description
本発明は、ベルト式無段変速機およびベルト式無段変速機の製造方法に関する。
ベルト式無段変速機は、ベルトの巻き掛け径が変更可能なプライマリプーリおよびセカンダリプーリと、それらプライマリプーリおよびセカンダリプーリに巻かれたベルトとを備える。プライマリプーリは、プライマリ軸に支持された可動シーブおよび固定シーブを有する。セカンダリプーリは、セカンダリ軸に支持された可動シーブおよび固定シーブを有する。
例えば特許文献1に、そのようなベルト式無段変速機が開示されている。特許文献1に開示されたベルト式無段変速機は、セカンダリ軸に軸方向に移動可能に支持された可動プーリ支持スリーブ(以下、可動ボスという)と、セカンダリ軸に軸方向に移動不能に支持された固定プーリ支持スリーブ(以下、固定ボスという)と、可動ボスに結合された可動シーブと、固定ボスに結合された固定シーブとを有している。可動シーブは可動ボスに溶接され、固定シーブは固定ボスに溶接されている。すなわち、シーブとボスとは溶融結合されている。
ところで、ボスおよびシーブの材料の組み合わせによっては、溶接条件が厳しく、シーブとボスとを良好に溶接することが難しい場合がある。また、ボスおよびシーブの材料の組み合わせによっては、シーブとボスとを溶接する前もしくは溶接した後に、付加的な処理を行う必要がある。そのため、余分な手間とコストがかかる場合がある。
本発明の目的は、溶接しなくてもシーブとボスとを良好に結合することができるベルト式無段変速機およびベルト式無段変速機の製造方法を提供することである。
本発明に係るベルト式無段変速機の製造方法は、第1方向に延びる円筒状のボスを準備する工程と、前記ボスの外周面に、前記第1方向と交差する第1の面、前記第1方向と逆方向である第2方向と交差する第2の面、周方向である第3方向と交差する第3の面、および、前記第3方向と逆方向である第4方向と交差する第4の面を有する溝を形成する工程と、内周面および外周面を有しかつ前記第1方向に延びる根元部と、前記根元部よりも径方向の外方に位置し、ベルトを支持する本体部と、を含むシーブを準備する工程と、前記シーブの前記根元部の前記内周面を前記ボスの前記外周面の前記溝に重ねるプレス前工程と、前記シーブの前記根元部の一部が前記ボスの前記溝に嵌まって前記シーブが前記ボスに結合されるまで、前記シーブの前記根元部の前記外周面を径方向の内方に向かってプレスすることにより前記根元部を塑性変形させる工程と、を含んでいる。
上記製造方法によれば、シーブの根元部の外周面を径方向の内方に向かってプレスすることにより、根元部を塑性変形させる。更に、シーブ端面への塑性変形を抑制することにより、シーブの根元部の一部がボスの溝に充填され、シーブはボスに結合される。ここで、溝は、第1方向と交差する第1の面と、第2方向と交差する第2の面とを有している。そのため、ボスは、シーブの第1方向および第2方向の荷重を十分に受け止めることができる。よって、ボスはシーブの軸方向の荷重を十分に支えることができる。また、溝は、第3方向と交差する第3の面と、第4方向と交差する第4の面とを有している。そのため、ボスは、シーブの第3方向および第4方向の荷重を十分に受け止めることができる。よって、ボスはシーブの回転方向の荷重を十分に支えることができる。上記製造方法によれば、シーブとボスとを溶接する必要がない。溶接しなくてもシーブとボスとを良好に結合することができる。
本発明の好ましい一態様によれば、前記第1の面は前記第1方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなり、前記第2の面は前記第2方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなり、前記第3の面は前記第3方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなり、および/または、前記第4の面は前記第4方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなっている。
第1方向と交差する第1の面を加工する場合、第1方向と垂直に交差する垂直面よりも、第1方向に行くほど径方向の外方に向かう面(以下、傾斜面という)の方が容易に加工することができる。第2方向と交差する第2の面、第3方向と交差する第3の面、および第4方向と交差する第4の面についても同様である。上記態様によれば、第1〜第4の面の少なくとも一つが傾斜面からなっているので、溝を比較的容易に形成することができる。
本発明の好ましい一態様によれば、前記ボスの材料の硬さは前記シーブの材料の硬さよりも硬い。本発明の好ましい一態様によれば、前記シーブの材料の伸びは、前記ボスの材料の伸びよりも大きい。
上記態様によれば、シーブの根元部の外周面を径方向の内方に向かってプレスしたときに、根元部の一部を塑性変形させることによってボスの溝内にシーブ材料を流動させやすく、シーブをボスに結合させやすい。更にシーブ端面への塑性変形を抑制することにより、シーブとボスとを更に良好に結合することができる。
本発明の好ましい一態様によれば、前記溝は、前記第1の面および前記第2の面を有し、前記ボスの前記外周面を一周する第1溝と、前記第3の面および前記第4の面を有し、周方向に配列された複数の第2溝と、を含んでいる。
上記態様によれば、第1溝を比較的容易に形成することができる。また、第1の面または第2の面はボスの周方向の全体にわたって形成されているので、第1の面または第2の面の面積を比較的大きく確保することができる。第3の面および第4の面は、周方向に複数形成されているので、第3の面および第4の面の全体の面積を比較的大きく確保することができる。よって、シーブの根元部の塑性変形により、シーブをボスに堅牢に結合することができる。
本発明の好ましい一態様によれば、前記溝は、前記第1の面および前記第2の面を有し、周方向に配列された複数の第1溝と、前記第3の面および前記第4の面を有し、周方向に配列された複数の第2溝と、を含んでいる。
上記態様によれば、第1の面および第2の面は周方向に複数形成されているので、第1の面および第2の面の全体の面積を比較的大きく確保することができる。また、第3の面および第4の面は、周方向に複数形成されているので、第3の面および第4の面の全体の面積を比較的大きく確保することができる。よって、シーブの根元部の塑性変形により、シーブをボスに堅牢に結合することができる。
本発明の好ましい一態様によれば、前記第2溝は前記第2方向に向かって開いている。
上記態様によれば、第2溝を容易に形成することができる。
前記第1溝は、前記ボスの前記第1方向の中間位置と前記第2溝との間に形成されていてもよい。
前記第1溝と前記第2溝とはつながっていてもよい。
本発明の好ましい一態様によれば、前記第2溝の前記第1方向の長さは、前記第1溝の前記第1方向の長さよりも長い。
上記態様によれば、第3の面および第4の面の面積を比較的大きく確保することができる。よって、ボスはシーブの回転方向の荷重を十分に受け止めることができる。
本発明の好ましい一態様によれば、前記第1溝の深さは、前記第2溝の深さよりも深い。
上記態様によれば、第1の面および第2の面の面積を比較的大きく確保することができる。よって、ボスはシーブの軸方向の荷重を十分に受け止めることができる。
本発明の好ましい一態様によれば、前記溝を形成する工程の後であって、かつ、前記プレス前工程の前に、前記ボスの前記外周面の前記溝の内部をメッキせずに前記外周面の溝以外の部分の少なくとも一部をメッキする工程を含んでいる。
ボスの溝には角部が存在する。ボスの外周面の全体をメッキすると、メッキ工程の際に溝の角部の電流密度が高くなり、角部は他の部分よりもメッキが付きやすい状態となる。その結果、メッキ膜の厚みが不均一になりやすい。しかし、メッキ膜の厚みが不均一であると、シーブの根元部を塑性変形させて溝の内部に流動させる際に、根元部が溝の内部に円滑に流れていかず、均一な塑性変形が阻害されるおそれがある。ところが、上記態様によれば、溝の内部にはメッキは行われない。そのため、メッキ膜の厚みの不均一に起因する塑性変形不良は生じない。よって、シーブの根元部を均一に塑性変形させることができ、シーブとボスとを良好に結合することができる。一方、ボスの外周面の溝以外の部分はメッキされるので、当該部分の摩耗を抑制することができる。
本発明に係るベルト式無段変速機は、プライマリ軸に支持されるプライマリプーリと、セカンダリ軸に支持されるセカンダリプーリと、前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリに巻かれたベルトと、を備えるベルト式無段変速機である。前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリの少なくとも一方は、第1方向に延びる円筒状のボスと、前記ボスから径方向の外方に延びるシーブと、を有している。前記ボスの外周面に、前記第1方向と交差する第1の面、前記第1方向と逆方向である第2方向と交差する第2の面、周方向である第3方向と交差する第3の面、および、前記第3方向と逆方向である第4方向と交差する第4の面を有する溝が形成されている。前記シーブは、前記第1方向に延びる根元部と、前記根元部よりも径方向の外方に位置し、前記ベルトを支持する本体部と、を有している。前記シーブの前記根元部は、前記ボスの前記溝の内部に嵌まり込んだ塑性変形部を含んでいる。前記シーブと前記ボスとは、前記シーブの前記根元部が塑性変形することにより結合されている。
本発明の好ましい一態様によれば、前記第1の面は前記第1方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなり、前記第2の面は前記第2方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなり、前記第3の面は前記第3方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなり、および/または、前記第4の面は前記第4方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなっている。
本発明によれば、溶接しなくてもシーブとボスとを良好に結合することができるベルト式無段変速機およびベルト式無段変速機の製造方法を提供することができる。
図1は、実施の一形態に係るベルト式の無段変速機(Continuously Variable Transmission。以下、CVTという)30を備えた自動二輪車1を表している。自動二輪車1は、前輪3と、後輪4と、後輪4を駆動するパワーユニット10と、シート6と、ハンドル5とを備えている。ここでは、自動二輪車1はスクータである。ただし、特に限定されない。
図2は、パワーユニット10の断面図である。パワーユニット10は、内燃機関(以下、エンジンという)20とCVT30とを備えている。
エンジン20は、クランクケース21と、クランクケース21に接続されたシリンダボディ22と、シリンダボディ22に接続されたシリンダヘッド23と、シリンダヘッド23に接続されたシリンダヘッドカバー24とを備えている。また、エンジン20は、軸受25を介してクランクケース21に回転自在に支持されたクランク軸26と、クランク軸26に連結されたコンロッド27と、コンロッド27に連結されたピストン28と、点火装置19と、を備えている。ピストン28は、シリンダボディ22に形成されたシリンダ22Aの内部に配置されている。クランク軸26は車幅方向に延びている。クランク軸26の右端部には、発電機29が取り付けられている。図示は省略するが、シリンダヘッド23には、吸気弁および排気弁が設けられている。
本実施形態では、クランク軸26の左方にプライマリ軸31が配置されている。クランク軸26とプライマリ軸31とは一体化されている。ただし、特に限定されない。プライマリ軸31はクランク軸26と別体であってもよい。CVT30は、プライマリ軸31と、プライマリ軸31と平行なセカンダリ軸32と、プライマリ軸31に支持されたプライマリプーリ33と、セカンダリ軸32に支持されたセカンダリプーリ34と、プライマリプーリ33およびセカンダリプーリ34に巻かれたVベルト35と、を備えている。CVT30は、変速機ケース30Aの内部に配置されている。本実施形態では、セカンダリ軸32はプライマリ軸31よりも後方に配置されており、セカンダリプーリ34はプライマリプーリ33よりも後方に配置されている。
プライマリプーリ33は、プライマリ軸31に対して回転不能かつ軸方向に移動不能に取り付けられた第1シーブ33Aと、プライマリ軸31に対して回転不能かつ軸方向に移動可能に取り付けられた第2シーブ33Bとを有している。第1シーブ33Aおよび第2シーブ33Bは、プライマリ軸31と共に回転する。第2シーブ33Bが軸方向に移動することにより、第1シーブ33Aと第2シーブ33Bとの間隔が変化する。これにより、プライマリプーリ33に対するVベルト35の巻き掛け径が変化する。なお、図2のプライマリ軸31の上側および下側には、第2シーブ33Bの位置が異なる状態のプライマリプーリ33およびVベルト35を図示している。
セカンダリプーリ34は、セカンダリ軸32に対して回転可能かつ軸方向に移動不能に支持されたボス36Aと、ボス36Aに結合された第3シーブ34Aと、セカンダリ軸32に対して回転可能かつ軸方向に移動可能に支持されたボス36Bと、ボス36Bに結合された第4シーブ34Bと、を有している。ボス36Aとセカンダリ軸32との間には、軸受17および軸受18が設けられている。ボス36Aは軸受17および軸受18を介してセカンダリ軸32に回転可能に支持されている。ボス36Bはボス36Aに対して回転不能かつ軸方向に移動可能に取り付けられている。ボス36Bはボス36Aと共に回転する。詳細は後述するが、第3シーブ34Aとボス36Aとは、第3シーブ34Aを塑性変形させることによって結合されている。また、第4シーブ34Bとボス36Bとは、第4シーブ34Bを塑性変形させることによって結合されている。
第3シーブ34Aおよび第4シーブ34Bは、ボス36Aおよびボス36Bと共に回転する。第4シーブ34Bが軸方向に移動することにより、第3シーブ34Aと第4シーブ34Bとの間隔が変化する。これにより、セカンダリプーリ34に対するVベルト35の巻き掛け径が変化する。なお、図2のセカンダリ軸32の上側および下側には、第4シーブ34Bの位置が異なる状態のセカンダリプーリ34およびVベルト35を図示している。
CVT30は、第4シーブ34Bを第3シーブ34Aに向けて付勢するばね38を備えている。ばね38は、第4シーブ34Bを右方に付勢している。
セカンダリ軸32の左端部には、遠心クラッチ40が設けられている。遠心クラッチ40の駆動部41はボス36Aに固定されており、ボス36Aと共に回転する。遠心クラッチ40の従動部42はセカンダリ軸32に固定されており、セカンダリ軸32と共に回転する。駆動部41の回転速度が所定回転速度以上になると、駆動部41に設けられた遠心ウエイト43がセカンダリ軸32の径方向の外方に移動し、駆動部41と従動部42とが接続される。すなわち、遠心クラッチ40は接続される。一方、駆動部41の回転速度が所定回転速度未満の場合、駆動部41と従動部42との接続は解除される。すなわち、遠心クラッチ40は切断される。遠心クラッチ40が接続されると、ボス36Aの回転力がセカンダリ軸32に伝達され、セカンダリプーリ34およびセカンダリ軸32は共に回転する。遠心クラッチ40が切断されると、ボス36Aからセカンダリ軸32への回転力は遮断され、セカンダリプーリ34はセカンダリ軸32に対して回転する。
パワーユニット10は、セカンダリ軸32と平行な出力軸45を備えている。出力軸45には後輪4が連結されている。図3に示すように、セカンダリ軸32と出力軸45との間には、中間軸46が配置されている。セカンダリ軸32にはギア32aが形成され、中間軸46にはギア32aと噛み合うギア46aが設けられている。また、中間軸46にはギア46bが形成され、出力軸45にはギア46bと噛み合うギア45aが設けられている。このように、セカンダリ軸32はギア32aおよびギア46aを介して中間軸46に連結され、中間軸46はギア46bおよびギア45aを介して出力軸45に連結されている。そのため、セカンダリ軸32の回転力は出力軸45に伝達され、出力軸45から後輪4に回転力が伝達される。
以上がパワーユニット10の構成である。前述したように、CVT30のセカンダリプーリ34は、第3シーブ34Aを塑性変形させることによって第3シーブ34Aとボス36Aとを結合し、第4シーブ34Bを塑性変形させることによって第4シーブ34Bとボス36Bとを結合することにより構成されている。次に、結合前のボス36Aおよび第3シーブ34Aについて説明する。
図4は、第3シーブ34Aを結合する前のボス36Aの先端部の斜視図である。図5はボス36Aの端面の部分拡大図である。すなわち、図5は、ボス36Aを右方から見たときの部分拡大図である。図6は図5のVI−VI線断面図であり、図7は図5のVII−VII線断面図である。以下の説明では、A1、A2、A3、A4の矢印で表される方向をそれぞれ第1方向、第2方向、第3方向、第4方向と称する。図4に示すように、第1方向A1はボス36Aが延びている方向である。第2方向A2は第1方向A1と逆の方向である。第3方向A3は、ボス36Aの周方向の一方の方向である。第4方向A4は、第3方向A3と逆の方向である。符号36cはボス36Aの中心線を表している。符号R1は、ボス36Aの径方向の外方を表している。
図4に示すように、ボス36Aの先端部には溝50が形成されている。溝50は、ボス36Aの外周面36sを一周する第1溝51と、周方向に配列された複数の第2溝52とを含んでいる。
図6に示すように、第1溝51は、第1方向A1と交差する第1の面61と、第2方向A2と交差する第2の面62とを有している。第1の面61は第1方向A1と垂直に交差していてもよいが、ここでは斜めに交差している。第1の面61は、第1方向A1に行くほど径方向の外方R1に向かう面であり、第1方向A1から傾斜した傾斜面である。同様に、第2の面62は第2方向A2と垂直に交差していてもよいが、ここでは斜めに交差している。第2の面62は、第2方向A2に行くほど径方向の外方R1に向かう面であり、第2方向A2から傾斜した傾斜面である。本実施形態では、第1の面61および第2の面62は、それぞれボス36Aの中心線36cの周りを一周している。ただし、特に限定されない。第1の面61および第2の面62は、中心線36cの周りに間欠的に形成されていてもよい。
図8に示すように、ボス36Aの中心線36cを通る縦断面において、第1方向A1と第1の面61とがなす角θ1の角度と、第2方向A2と第2の面62とがなす角θ2との角度は、互いに等しくてもよく、異なっていてもよい。θ1およびθ2の角度は特に限定されないが、例えば40°〜50°の範囲であってもよく、30°〜60°の範囲であってもよい。本実施形態では、θ1=θ2=47.5°である。
図5に示すように、第2溝52は、第3方向A3と交差する第3の面63と、第4方向A4と交差する第4の面64とを有している。第3の面63は第3方向A3と垂直に交差していてもよいが、ここでは斜めに交差している。第3の面63は、第3方向A3に行くほど径方向の外方R1に向かう面であり、第3方向A3から傾斜した傾斜面である。同様に、第4の面64は第4方向A4と垂直に交差していてもよいが、ここでは斜めに交差している。第4の面64は、第4方向A4に行くほど径方向の外方R1に向かう面であり、第4方向A4から傾斜した傾斜面である。
図9に示すように、ボス36Aの中心線36cと垂直な横断面において、第3方向A3と第3の面63とがなす角θ3の角度と、第4方向A4と第4の面64とがなす角θ4の角度とは、互いに等しくてもよく、異なっていてもよい。θ3およびθ4の角度は特に限定されないが、例えば40°〜50°の範囲であってもよく、30°〜60°の範囲であってもよい。本実施形態では、θ3=θ4=45°である。本実施形態では、θ1〜θ4の角度は等しいが、θ1〜θ4の角度のいずれか一つは他の一つと異なっていてもよい。θ1〜θ4の角度は全て異なっていてもよい。
本実施形態では、第1溝51の深さ51d(図8参照)は、第2溝52の深さ52d(図9参照)よりも深い。51d>52dである。ただし、限定されない。51d=52dであってもよく、51d<52dであってもよい。なお、第1溝51の深さ51dおよび第2溝52の深さ52dは、例えば、スラスト荷重に基づいて設定される。ここでは、スラスト荷重は、図示のA1またはA2の方向の荷重に対応する。
図4に示すように、第2溝52は第1溝51よりもボス36Aの先端側に形成されている。第1溝51は、ボス36Aの第1方向A1の中間位置と第2溝52との間に形成されている。
図7に示すように、本実施形態では、第1溝51と第2溝52とはつながっている。第1溝51と第2溝52とは連続している。ただし、限定されない。第1溝51と第2溝52とは分離していてもよい。
図4および図7に示すように、第2溝52はボス36Aの先端に形成されている。第2溝52は第2方向A2に向かって開いている。また、第2溝52は第1溝51とつながっているので、第1方向A1に向かって開いている。ただし、限定されない。
図4に示すように、第2溝52の第1方向A1の長さ52Lは、第1溝51の第1方向A1の長さ51Lよりも長い。51L<52Lである。ただし、限定されない。51L=52Lであってもよく、51L>52Lであってもよい。なお、第1溝51の長さ51Lおよび第2溝52の長さ52Lは、例えば、トルク荷重に基づいて設定される。ここでは、トルク荷重は、図示のA3またはA4の方向の荷重に対応する。
図10は、結合前の第3シーブ34Aの縦断面図である。第3シーブ34Aは、第1方向A1に延びる根元部34aと、根元部34aよりも径方向の外方R1に位置する本体部34bとを有している。根元部34aは筒状に形成されており、内周面34iおよび外周面34oを有している。本体部34bは根元部34aと一体的に形成されており、根元部34aから径方向の外方R1に延びている。本体部34bの一部は、径方向の外方R1に行くほど第2方向A2に向かうように径方向から傾いている。本体部34bの上記一部は、Vベルト35と接触する部分であり、Vベルト35を支持する部分である(図2参照)。
ボス36Aおよび第3シーブ34Aの材料は特に限定されないが、本実施形態では、ボス36Aの材料はS35C(機械構造用炭素鋼)であり、第3シーブ34Aの材料はSPCC(冷間圧延鋼板)である。ボス36Aの材料の硬さは、第3シーブ34Aの材料の硬さよりも硬い。なお、本明細書において、「ボスの材料の硬さ」とは、ボスの素材(本実施形態ではS35C)の硬さのことである。ボスに表面処理が施されている場合、「ボスの材料の硬さ」とは、表面処理後の表面の硬さではなく、ボスの素材の硬さを意味する。同様に、「シーブの材料の硬さ」とは、シーブの素材(本実施形態ではSPCC)の硬さのことである。シーブに表面処理が施されている場合、「シーブの材料の硬さ」とは、表面処理後の表面の硬さではなく、シーブの素材の硬さを意味する。なお、「硬さ」とは、ここではロックウェル硬さ(Rockwell hardness)を意味するものとする。ただし、「硬さ」はロックウェル硬さに限定されない。例えば、「硬さ」はピッカーズ硬さ(Vickers hardness)でもよい。上記の材料および硬さは単なる例示であって、特に限定されるものではない。
本実施形態では、第3シーブ34Aの材料の伸びは、ボス36Aの材料の伸びよりも大きい。なお、「伸び(Elongation)」とは、初期長さと破断後長さの変化率のことである。初期長さをL0、破断後長さをLfとした場合、伸びδは、δ=[(Lf−L0)/L0]×100(%)で表される。本明細書において、「シーブの材料の伸び」、「ボスの材料の伸び」とは、それぞれシーブの素材(本実施形態ではSPCC)、ボスの素材(本実施形態ではS35C)の伸びのことである。
次に、図11のフローチャートを参照しながら、第3シーブ34Aとボス36Aとを結合する方法について説明する。
まず、円筒状のボス36Aを準備する(ステップS1)。次に、ボス36Aの先端部の外周面36sに、前述の第1溝51を形成する(ステップS2)。次に、ボス36Aの先端部の外周面36sに、前述の第2溝52を形成する(ステップS3)。これにより、先端部に第1溝51および第2溝52が形成されたボス36A(図4参照)が得られる。なお、第1溝51および第2溝52の加工方法は特に限定されない。本実施形態では、第1溝51は切削加工により形成される。第2溝52は転造方式のローレット加工により形成される。
次に、ボス36Aに高周波焼入れを行った後、表面の研磨処理を行う。その後、ボス36Aの第1溝51および第2溝52が形成された部分をマスキングし、ボス36Aのその他の部分にメッキ処理を行う(ステップS4)。本実施形態では、クロムメッキ処理を行う。その後、再び研磨処理を行う。
上記ステップS1〜S4の前または後に、あるいは上記ステップS1〜S4と同時に、第3シーブ34Aを準備する(ステップS5)。
次に、ステップS6のプレス前工程を行う。プレス前工程では、第3シーブ34A(図10参照)の根元部34aにボス36Aの先端部を圧入する。これにより、根元部34aの内周面34iが第1溝51および第2溝52に重ねられる。
次に、第3シーブ34Aの根元部34aの外周面34oを径方向の内方に向かってプレスし、根元部34aを塑性変形させる(ステップS7)。すなわち、第3シーブ34Aの根元部34aの一部がボス36Aの第1溝51および第2溝52に嵌まって第3シーブ34Aがボス36Aに結合されるまで、第3シーブ34Aの根元部34aの外周面34oを径方向の内方に向かってプレスする。これにより、図12に示すように、第3シーブ34Aの根元部34aは塑性変形し、根元部34aの一部はボス36Aの第1溝51内に流動する。第3シーブ34Aは、第1溝51内に位置する第1塑性変形部34pを有するようになる。また、図13に示すように、シーブ34Aの根元部34aは塑性変形し、根元部34aの他の一部はボス36Aの第2溝52内に流動する。シーブ34Aは、第2溝52内に位置する第2塑性変形部34qを有するようになる。
なお、第3シーブ34Aの根元部34aを塑性変形させる際に、治具を用いてもよい。例えば図14Aに示すように、ボス36Aの先端部に挿入される第1治具71と、第3シーブ34Aの根元部34aの外周面34oを径方向の内方にプレスする第2治具72と、第2治具72に上下にスライド可能に嵌め込まれた第3治具73とを用いてもよい。第2治具72の下部には、下方に行くほど径方向の外方に向かうように鉛直方向から傾斜した外周面72aが形成されている。第3治具73の下部には、下方に行くほど径方向の外方に向かうように鉛直方向から傾斜した内周面73aが形成されている。第3治具73を下方に移動させると、第3治具73の内周面73aと第2治具72の外周面72aとが接触し、第3治具73によって第2治具72の下部は径方向の内方に押される。その結果、第2治具72の下部は、第3シーブ34Aの根元部34aを径方向の内方にプレスする。第3シーブ34Aの根元部34aとボス36Aの先端部とは、第1治具71と第2治具72とに挟まれ、第3シーブ34Aの根元部34aは塑性変形する。例えばこのような第1〜第3治具71〜73を利用することにより、第3シーブ34Aとボス36Aとを簡易かつ安価に結合することができる。
以上のようにして、第3シーブ34Aとボス36Aとは結合される。なお、詳しい説明は省略するが、第4シーブ34Bおよびボス36Bも同様にして結合される。ボス36Aと同様に、ボス36Bにも第1溝51および第2溝52が形成されている。第4シーブ34Bの根元部を径方向の内方にプレスすることにより、第4シーブ34Bの根元部の一部が塑性変形して第1溝51内および第2溝52内に流動し、第4シーブ34Bとボス36Bとが結合される。
第3シーブ34Aとボス36Aとを結合する工程、および、第4シーブ34Bとボス36Bとを結合する工程は、CVT30の製造工程の一部である。CVT30を製造する方法には、第3シーブ34Aとボス36Aとを結合する方法、および、第4シーブ34Bとボス36Bとを結合する方法が含まれる。
以上のように、本実施形態によれば、第3シーブ34Aとボス36Aとを溶接する必要がない。そのため、第3シーブ34Aおよびボス36Aの材料として、互いに溶接しにくい材料を用いることが可能となる。また、溶接が不要なので、第3シーブ34Aとボス36Aとを安価に結合することができる。
ところで、ボス36Aは第3シーブ34Aから、第1方向A1の荷重および第2方向A2の荷重を受ける。本実施形態では、ボス36Aには第1溝51が形成されている。第3シーブ34Aは、第1溝51内に位置する第1塑性変形部34pを有している。ここで、第1溝51は第1方向A1と交差する第1の面61を有している。そのため、ボス36Aは第3シーブ34Aの第1方向A1の荷重を十分に受け止めることができる。また、第1溝51は第2方向A2と交差する第2の面62を有している。そのため、ボス36Aは第3シーブ34Aの第2方向A2の荷重を十分に受け止めることができる。よって、ボス36Aは第3シーブ34Aの軸方向の荷重を十分に支えることができる。
また、ボス36Aは第3シーブ34Aから、第3方向A3の荷重および第4方向A4の荷重を受ける。本実施形態では、ボス36Aには第2溝52が形成されている。第3シーブ34Aは、第2溝52内に位置する第2塑性変形部34qを有している。ここで、第2溝52は第3方向A3と交差する第3の面63を有している。そのため、ボス36Aは第3シーブ34Aの第3方向A3の荷重を十分に受け止めることができる。また、第2溝52は第4方向A4と交差する第4の面64を有している。そのため、ボス36Aは第3シーブ34Aの第4方向A4の荷重を十分に受け止めることができる。よって、ボス36Aは第3シーブ34Aの回転方向の荷重を十分に支えることができる。
したがって、本実施形態によれば、第3シーブ34Aとボス36Aとを溶接しなくても、第3シーブ34Aとボス36Aとを良好に結合することができる。
本実施形態では、第1の面61は、第1方向A1に行くほど径方向の外方R1に向かう面である。第2の面62は、第2方向A2に行くほど径方向の外方R1に向かう面である。第3の面63は、第3方向A3に行くほど径方向の外方R1に向かう面である。第4の面64は、第4方向A4に行くほど径方向の外方R1に向かう面である。そのため、第1溝51および第2溝52を比較的容易に形成することができる。
本実施形態では、ボス36Aの材料の硬さは第3シーブ34Aの材料の硬さよりも硬い。また、第3シーブ34Aの材料の伸びは、ボス36Aの材料の伸びよりも大きい。そのため、第3シーブ34Aとボス36Aとを結合する際に、第3シーブ34Aの根元部34aを塑性変形させやすい。第3シーブ34Aの根元部34aの外周面34oを径方向の内方に向かってプレスしたときに、第3シーブ34Aの根元部34aの一部を、塑性変形させることによりボス36Aの第1溝51および第2溝52に流動させやすい。よって、第3シーブ34Aとボス36Aとを良好に結合することができる。
本実施形態によれば、第1溝51はボス36Aの外周面36sを一周している。第1溝51を比較的容易に形成することができる。第1の面61および第2の面62は、ボス36Aの周方向の全体にわたって形成されている。そのため、第1の面61および第2の面62の面積を比較的大きく確保することができる。よって、ボス36Aは第3シーブ34Aの軸方向の荷重を十分に支えることができる。また、第2溝52は周方向に複数配列されている。第3の面63および第4の面64は、周方向に複数形成されている。そのため、第3の面63および第4の面64の全体の面積を比較的大きく確保することができる。よって、ボス36Aはシーブ34Aの回転方向の荷重を十分に支えることができる。本実施形態によれば、シーブ34Aを塑性変形させることにより、シーブ34Aをボス36Aに堅牢に結合することができる。
本実施形態によれば、第2溝52は第2方向A2に向かって開いている。そのため、第2溝52を容易に形成することができる。また、第2溝52は第1溝51とつながっており、第2溝52は第1方向A1に向かって開いている。このことによっても、第2溝52を容易に形成することができる。
本実施形態によれば、第2溝52の第1方向A1の長さ52Lは、第1溝51の第1方向A1の長さ51Lよりも長い。52L>51Lである(図4参照)。第2溝52の第1方向A1の長さ52Lが比較的長いので、第3の面63および第4の面64の面積を比較的大きく確保することができる。ボス36Aは第3シーブ34Aの回転方向の荷重を十分に支えることができる。
本実施形態によれば、第1溝51の深さ51d(図8参照)は、第2溝52の深さ52d(図9参照)よりも深い。51d>52dである。第1溝51の深さ51dが比較的深いので、第1の面61および第2の面62の面積を比較的大きく確保することができる。ボス36Aは第3シーブ34Aの軸方向の荷重を十分に支えることができる。
ところで、第1溝51および第2溝52には角部が存在する。メッキ処理(ステップS4参照)の際に、ボス36Aの外周面36sの全体に対してメッキ処理を施すと、第1溝51および第2溝52の角部の電流密度が高くなり、角部は他の部分よりもメッキが付きやすい状態となる。その結果、メッキ膜の厚みが不均一になりやすい。しかし、メッキ膜の厚みが不均一な場合、第3シーブ34Aの根元部34aを塑性変形させて第1溝51および第2溝52に流動させる際に、根元部34aが第1溝51および第2溝52の内部に円滑に流れていかず、均一な塑性変形が阻害されるおそれがある。ところが、本実施形態によれば、メッキ処理の際には、第1溝51および第2溝52をマスキングし、第1溝51の内部および第2溝52の内部に対してはメッキを行わない。そのため、メッキ膜の厚みの不均一に起因する塑性変形不良は生じない。よって、第3シーブ34Aの根元部34aを均一に塑性変形させることができ、第3シーブ34Aとボス36Aとを良好に結合することができる。一方、ボス36Aの外周面36sの第1溝51および第2溝52以外の部分はメッキされるので、CVT30の運転時に当該部分の摩耗を抑制することができる。
前述の通り、本実施形態によれば、第3シーブ34Aとボス36Aとを溶接せず、第3シーブ34Aを塑性変形させることによって第3シーブ34Aとボス36Aとを結合することとした。そのため、第3シーブ34Aとボス36Aとを結合する前に、第3シーブ34Aのみを熱処理等することができ、また、ボス36Aのみを熱処理等することができる。よって、第3シーブ34Aとボス36Aとを溶接することにより結合する場合に比べて、第3シーブ34Aおよびボス36Aに対する処理が容易となる。
なお、前述の各効果は、第4シーブ34Bおよびボス36Bについても同様に得ることができる。
以上、一実施形態について説明したが、前記実施形態は一例に過ぎない。他にも様々な実施形態が可能である。次に、他の実施形態の例について簡単に説明する。
前記実施形態では、第1溝51はボス36Aの外周面36sを一周しているが、第1溝51の形状は特に限定されない。例えば図15に示すように、第1溝51は、ボス36Aの周方向に複数配列されていてもよい。ボス36Aには、第1の面61および第2の面62を有し、それぞれ周方向に延びかつ周方向に配列された複数の第1溝51と、第3の面63および第4の面64を有し、第1方向A1に延びかつ周方向に配列された複数の第2溝52とが形成されていてもよい。
前記実施形態では、第1溝51と第2溝52とはつながっているが、例えば図15に示すように、第1溝51と第2溝52とはつながっていなくてもよい。第1溝51と第2溝52とは分離していてもよい。
前記実施形態では、第1の面61および第2の面62は第1溝51に設けられ、第3の面63および第4の面64は第2溝52に設けられている。ボス36Aに形成される溝50は、形状の異なる第1溝51および第2溝52を含んでいる。しかし、ボス36Aの溝50の形状は特に限定されない。例えば、ボス36Aには、同一形状の複数の溝が形成されていてもよい。ボス36Aには、第1〜第4の面61〜64を有する溝が円周方向に複数形成されていてもよい。
第1の面61は、第1方向A1に対して垂直な面であってもよい。同様に、第2の面62は第2方向A2に対して垂直な面であってもよい。第3の面63は第3方向A3に対して垂直な面であってもよい。第4の面64は第4方向A4に対して垂直な面であってもよい。
前記実施形態において、第2溝52は第1方向A1に向かって開いていなくてもよい。第2溝52は、第1方向A1と交差する第1の面61を有していてもよい。また、第2溝52は第2方向A2に向かって開いていなくてもよい。第2溝52は、第2方向A2と交差する第2の面62を有していてもよい。
前記実施形態では、第1溝51はボス36Aの第1方向A1の中間位置と第2溝52との間に形成されているが、第1溝51は第2溝52よりもボス36Aの先端側に形成されていてもよい。第2溝52はボス36Aの第1方向A1の中間位置と第1溝51との間に形成されていてもよい。
第2溝52の第1方向A1の長さ52Lは、必ずしも第1溝51の第1方向A1の長さ51Lよりも長くなくてもよい。52L=51Lであってもよく、52L<51Lであってもよい。
第1溝51の深さ51dは、必ずしも第2溝52の深さ52dよりも深くなくてもよい。51d=52dであってもよく、51d<52dであってもよい。
第1溝51および第2溝52に比較的均一なメッキ膜を形成できる場合、メッキ処理の際に第1溝51および第2溝52をマスキングしなくてもよい。
前記実施形態では、ローレット加工により第2溝52を形成することとしたが、第2溝52の加工方法は特に限定されない。
前記実施形態では、ボス36Aに対してメッキ処理を行うが、特に限定されない。ボス36Aの材料によっては、メッキ処理はなくてもよい。
前記実施形態では、第1溝51を形成した後に第2溝52を形成したが、その順番は限定されない。第2溝52を形成した後に第1溝51を形成してもよい。また、第1溝51および第2溝52を同時に形成してもよい。
前記実施形態は、シーブの根元部を塑性変形させることによりシーブとボスとを結合する方法を、セカンダリプーリ34に対して適用した実施形態である。ただし、上記結合方法の適用対象はセカンダリプーリ34に限られない。プライマリプーリ33に上記結合方法を適用することも可能である。
CVT30が搭載される自動二輪車はスクータ以外の形態の自動二輪車であってもよい。また、CVT30は、自動二輪車以外の車両に搭載されていてもよい。CVT30は、自動三輪車、ATV(All Terrain Vehicle)などの他の鞍乗型車両であってもよい。なお、鞍乗型車両とは、乗員が跨がって乗車する車両のことである。CVT30は、鞍乗型車両以外の車両に搭載されていてもよい。
ここに用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではない。ここに示されかつ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなく、本発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。本発明は、多くの異なった形態で具現化され得るものである。この開示は本発明の原理の実施形態を提供するものと見なされるべきである。それらの実施形態は、本発明をここに記載しかつ/又は図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、実施形態がここに記載されている。ここに記載した実施形態に限定されるものではない。本発明は、この開示に基づいて当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ、改良及び/又は変更を含むあらゆる実施形態をも包含する。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施形態に限定されるべきではない。
30…ベルト式無段変速機、33…プライマリプーリ、34…セカンダリプーリ、34A…第3シーブ、34a…根元部、34b…本体部、34i…根元部の内周面、34o…根元部の外周面、36A…ボス、36s…ボスの外周面、50…溝、51…第1溝、52…第2溝、61…第1の面、62…第2の面、63…第3の面、64…第4の面
Claims (14)
- 第1方向に延びる円筒状のボスを準備する工程と、
前記ボスの外周面に、前記第1方向と交差する第1の面、前記第1方向と逆方向である第2方向と交差する第2の面、周方向である第3方向と交差する第3の面、および、前記第3方向と逆方向である第4方向と交差する第4の面を有する溝を形成する工程と、
内周面および外周面を有しかつ前記第1方向に延びる根元部と、前記根元部よりも径方向の外方に位置し、ベルトを支持する本体部と、を含むシーブを準備する工程と、
前記シーブの前記根元部の前記内周面を前記ボスの前記外周面の前記溝に重ねるプレス前工程と、
前記シーブの前記根元部の一部が前記ボスの前記溝に嵌まって前記シーブが前記ボスに結合されるまで、前記シーブの前記根元部の前記外周面を径方向の内方に向かってプレスすることにより前記根元部を塑性変形させる工程と、
を含んだ、ベルト式無段変速機の製造方法。 - 前記第1の面は前記第1方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなり、前記第2の面は前記第2方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなり、前記第3の面は前記第3方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなり、および/または、前記第4の面は前記第4方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなっている、請求項1に記載のベルト式無段変速機の製造方法。
- 前記ボスの材料の硬さは、前記シーブの材料の硬さよりも硬い、請求項1または2に記載のベルト式無段変速機の製造方法。
- 前記シーブの材料の伸びは、前記ボスの材料の伸びよりも大きい、請求項1〜3のいずれか一つに記載のベルト式無段変速機の製造方法。
- 前記溝は、前記第1の面および前記第2の面を有し、前記ボスの前記外周面を一周する第1溝と、前記第3の面および前記第4の面を有し、周方向に配列された複数の第2溝と、を含んでいる、請求項1〜4のいずれか一つに記載のベルト式無段変速機の製造方法。
- 前記溝は、前記第1の面および前記第2の面を有し、周方向に配列された複数の第1溝と、前記第3の面および前記第4の面を有し、周方向に配列された複数の第2溝と、を含んでいる、請求項1〜4のいずれか一つに記載のベルト式無段変速機の製造方法。
- 前記第2溝は前記第2方向に向かって開いている、請求項5または6に記載のベルト式無段変速機の製造方法。
- 前記第1溝は、前記ボスの前記第1方向の中間位置と前記第2溝との間に形成されている、請求項5〜7のいずれか一つに記載のベルト式無段変速機の製造方法。
- 前記第1溝と前記第2溝とはつながっている、請求項5〜8のいずれか一つに記載のベルト式無段変速機の製造方法。
- 前記第2溝の前記第1方向の長さは、前記第1溝の前記第1方向の長さよりも長い、請求項5〜9のいずれか一つに記載のベルト式無段変速機の製造方法。
- 前記第1溝の深さは、前記第2溝の深さよりも深い、請求項5〜10のいずれか一つに記載のベルト式無段変速機の製造方法。
- 前記溝を形成する工程の後であって、かつ、前記プレス前工程の前に、前記ボスの前記外周面の前記溝の内部をメッキせずに前記外周面の前記溝以外の部分の少なくとも一部をメッキする工程を含んでいる、請求項1〜11のいずれか一つに記載のベルト式無段変速機の製造方法。
- プライマリ軸に支持されるプライマリプーリと、セカンダリ軸に支持されるセカンダリプーリと、前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリに巻かれたベルトと、を備えるベルト式無段変速機であって、
前記プライマリプーリおよび前記セカンダリプーリの少なくとも一方は、第1方向に延びる円筒状のボスと、前記ボスから径方向の外方に延びるシーブと、を有し、
前記ボスの外周面に、前記第1方向と交差する第1の面、前記第1方向と逆方向である第2方向と交差する第2の面、周方向である第3方向と交差する第3の面、および、前記第3方向と逆方向である第4方向と交差する第4の面を有する溝が形成され、
前記シーブは、前記第1方向に延びる根元部と、前記根元部よりも径方向の外方に位置し、前記ベルトを支持する本体部と、を有し、
前記シーブの前記根元部は、前記ボスの前記溝の内部に嵌まり込んだ塑性変形部を含み、
前記シーブと前記ボスとは、前記シーブの前記根元部が塑性変形することにより結合されている、ベルト式無段変速機。 - 前記第1の面は前記第1方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなり、前記第2の面は前記第2方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなり、前記第3の面は前記第3方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなり、および/または、前記第4の面は前記第4方向に行くほど径方向の外方に向かう面からなっている、請求項13に記載のベルト式無段変速機。
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