JP3849404B2 - トロイダル型無段変速機のローディングカム板 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車用変速機の変速ユニットとして利用されるトロイダル型無段変速機のローディングカム板に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば自動車用変速機の変速ユニットとして、図3に示すようなトロイダル型無段変速機を使用することが研究されている。このトロイダル型無段変速機は、ハーフトロイダル型のもので、例えば実開昭62−71465号公報に記載されているように、入力軸1の端部に入力側ディスク2を、出力軸3の端部に出力側ディスク4を、それぞれ支持すると共に、傾斜角度の調節を自在に設けた変位軸5,5に回転自在に支持したパワーローラ6,6を、前記入力側、出力側両ディスク2,4の間に挟持することで構成している。
【0003】
入力側、出力側両ディスク2,4の互いに対向する内側面2a,4aは、それぞれ断面が円弧形の凹面とし、各パワーローラ6,6の周面6a,6aは、球面状の凸面として、各パワーローラ6,6の周面6a,6aと、前記内側面2a,4aとを当接させている。また、前記入力軸1と入力側ディスク2との間には、この入力側ディスク2を出力側ディスク4に向け軸方向に押圧しつつ回転させる押圧装置である、ローディングカム装置7を設けている。
【0004】
このローディングカム装置7は、前記入力軸1に係合してこの入力軸1と共に回転するカム板8を備えている。このカム板8の片面には第一のカム面9を、円周方向に亘る凹凸として形成している。前記入力側ディスク2の外側面に第二のカム面10を、例えば円周方向に亘る凹凸として形成している。さらに、第二のカム面10と前記第一のカム面9との間に複数個のころ12,12を、円輪状の保持器11に転動自在に保持した状態で挟持している。
【0005】
このように構成するローディングカム装置7を組み込んだトロイダル型無段変速機の場合、前記入力軸1のよりカム板8を回転させると、前記第一のカム面9によって複数のころ12,12が第二のカム面10に押し付けられる。この結果、前記入力側ディスク2が、前記出力側ディスク4に向けて押圧され、両ディスク2,4の内側面2a,4aと前記各パワーローラ6,6の周面6a,6aとが強く当接する。各ころ12,12と第二のカム面10の凸部との押圧に基づいて、前記入力側ディスク2が回転する。そして、入力側ディスク2の回転が前記各パワーローラ6,6を介して出力側ディスク4に伝達され、この出力側ディスク4を固定した出力軸3が、前記出力軸1と逆方向に回転する。
【0006】
このようにして入力軸1から出力軸3に回転運動を伝達する場合において、各パワーローラ6,6の周面6a,6aが、入力側ディスク2の内側面2aの外周寄り部分と、出力側ディスク4の内側面4aの中心寄り部分とに、それぞれ当接するように、各変位軸5,5を傾斜させると、入力軸1と出力軸3との間で増速が行なわれる。反対に、各パワーローラ6,6の周面6a,6aが、入力側ディスク2の内側面2aの中心寄り部分と、出力側ディスク4の内側面4aの外周寄り部分とに、それぞれ当接するように、各変位軸5,5を傾斜させると、入力軸1と出力軸3との間で減速が行なわれる。各変位軸5,5の傾斜角度を中間にすれば、入力軸1と出力軸3との間で、中間の変速比を得ることができる。
【0007】
ところで、前記カム板8は、図4に示すように、円板状で、その中央部に片面側に突出する円筒凸部8aを有するとともに、この円筒凸部8aの外周に円周方向に亘って凹凸のカム面8bを有している。そして、特開平8−61452号公報に示すように、カム旋削で研削用逃げ溝8cを加工した後、ミーリング加工によりカム底形状精度の向上を図っていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、カム面8bと円筒凸部8aとの角部に研削用逃げ溝8cを形成すると、カム板8の角部の曲げ応力の応力集中が増加し、強度が低下するという問題がある。また、前加工においてカム底形状精度のためにはミーリング加工が必要となり、逃げ溝加工には旋削加工が必要となり、工程数が増し、コストアップの原因となるという問題がある。さらに、研削用逃げ溝があると、ころを保持する保持器が研削用逃げ溝に引っ掛かってころの動作が拘束され、ローディングカムが設計値とおりの推力を発生せず、グロススリップ等の不具合が発生する可能性がある。特に、入力トルクが急激に変化する過渡的な状態ではころがカム面を短時間で移動するため、このときに引っ掛かりやすいという問題がある。
【0009】
この発明は、前記事情に着目してなされたもので、その目的とするところは、研削逃げ溝なしで、カム面と円筒凸部との角部をR面とすることにより、応力集中が緩和され、強度アップを図ることができるとともに、加工工程数を減らしてコストダウンを図ることができるトロイダル型無段変速機のローディングカム板を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
この発明は、前記目的を達成するために、請求項1は、入力軸と係合する第1のカム板と、入力側ディスクの背面側に設けられ、前記第1のカム板と対向する第2のカム板と、前記第1のカム板と第2のカム板との互いに対向するカム面に介在された複数個のころを有する保持器とからなるトロイダル型無段変速機のローディングカム装置のローディングカム板において、前記第1のカム板は、円板状で、その中央部に片面側に突出する円筒凸部を有するとともに、この円筒凸部の外周に円周方向に亘って凹凸のカム面を有し、前加工で前記第1のカム板のカム面と円筒凸部との角部をR面に加工し、後加工で前記第1のカム板のカム面を研削砥石でカム研削し、前記円筒凸部とカム面は、R形状と連続した底角Rにより結合されていることを特徴とする。
【0011】
請求項2は、請求項1において、R形状は、前加工により形成され、底角Rは後加工により形成されることを特徴とする。請求項3は、請求項2において、前加工はエンドミルによって行われ、後加工は、先端側がテーパ部、基端側がストレート部を有する研削砥石によるカム研削であることを特徴とする。
【0012】
前記構成によれば、前加工で円筒凸部と円板部との角部に大きな曲率半径のR面を形成し、後加工で研削砥石でカム面を形成すると同時に先端部にR部を有するテーパ部を有した研削砥石によってR面に底角R面を形成することにより、従来のような研削用逃げ溝を廃止することができる。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0014】
図1はトロイダル型無段変速機のローディングカム装置のローディングカムを加工する加工装置のワーク支持部を示し、図2(a)はカム板の縦断側面図、(b)は図2(a)のXを拡大した前加工状態の側面図、(c)は図2(a)のXを拡大した後加工状態の側面図である。加工装置21の主軸22にはチャック23が固定され、矢印A方向に回転するようになっている。チャック23の構造は、一般的な旋盤に組み込まれているチャックと同様であり、複数のチャック爪24によって被加工物であるカム板25が把持されている。
【0015】
カム板25は、円板状で、その中央部には片面側に突出する円筒凸部26が設けられ、この円筒凸部26の外周には円周方向に亘って凹凸のカム面を形成すべき円板部27が設けられている。
【0016】
図2(b)で示すように、前加工においては、カム板25の円筒凸部26と円板部27との角部28には円筒凸部26の軸心と直角方向にエンドミル29が対向して設けられている。このエンドミル29の先端部にはR部29aが設けられており、チャック23と一体に回転するカム板25に対してエンドミル29を前進させることにより、円筒凸部26と円板部27との角部28にエンドミル29のR部29aによって大きな曲率半径のR面30が形成される。
【0017】
図2(c)で示すように、後加工においては、カム板25のカム面を形成すべき円板部27には円筒凸部26の軸心と直角方向に研削砥石31が設けられている。この研削砥石31は先端部にR部を有するテーパ部31a、基端部にストレート部31bを有しており、回転しながら研削砥石31をその軸方向と直交する方向に進退させ、カム板25の回転と同期して円板部27に対して進退することにより、円筒凸部26の外周には円周方向に亘って凹凸のカム面32が形成される。なお、hはカム研削取り代である。
【0018】
さらに、研削砥石31には先端部にR部を有するテーパ部31aが設けられているため、エンドミル29の先端部のR部29aによって円筒凸部26と円板部27との角部28に形成されたR面30にはカム面32に連続して底角R面33が形成される。
【0019】
前述のように、前加工で円筒凸部26と円板部27との角部28にエンドミル29のR部29aによって大きな曲率半径のR面30を形成し、後加工で研削砥石31でカム面32を形成すると同時に先端部にR部を有するテーパ部31aを有した研削砥石31によってR面30に底角R面33を形成することにより、従来のような研削用逃げ溝を廃止することができる。
【0020】
従って、応力集中が緩和されてローディングカム装置の強度アップを図ることができ、
また、研削用逃げ溝を形成する前工程が廃止されるので、工程数が減り、加工コストダウンを図ることができる。
【0021】
さらに、研削用逃げ溝があると、ころを保持する保持器が研削用逃げ溝に引っ掛かってころの動作が拘束され、ローディングカムが設計値とおりの推力を発生せず、グロススリップ等の不具合が発生する可能性がある。特に、入力トルクが急激に変化する過渡的な状態ではころがカム面を短時間で移動するため、このときに引っ掛かりやすいという問題がある。しかし、研削用逃げ溝を廃止することにより、引っ掛かりを防止し、特にトルク変化時のカムの追従性が向上する。
【0022】
なお、カム面32の外周縁のエッジ部は、簡単な倣い式の面取りユニットをカムミーリング機またはカム研削盤に付加することでカム面に沿った面取りを実施することができる。
【0023】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、研削用逃げ溝なしで、カム面と円筒凸部との角部をR面とすることにより、応力集中が緩和され、強度アップを図ることができるとともに、加工工程数を減らしてコストダウンを図ることができる。さらに、研削用逃げ溝を廃止することにより、保持器の引っ掛かりを防止し、特にトルク変化時のカムの追従性が向上するという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1の実施形態を示すローディングカムの加工装置の側面図。
【図2】同実施形態を示し、(a)はカム板の縦断側面図、(b)は(a)のXを拡大した前加工状態の側面図、(c)は(a)のXを拡大した後加工状態の側面図図。
【図3】ローディングカム装置を備えたトロイダル型無段変速機の側面図。
【図4】従来のローディングカムの縦断側面図。
【符号の説明】
25…カム板
26…円筒凸部
27…円板部
29…エンドミル
30…R面
31…研削砥石
32…カム面
33…底角R面
Claims (3)
- 入力軸と係合する第1のカム板と、入力側ディスクの背面側に設けられ、前記第1のカム板と対向する第2のカム板と、前記第1のカム板と第2のカム板との互いに対向するカム面に介在された複数個のころを有する保持器とからなるトロイダル型無段変速機のローディングカム装置のローディングカム板において、
前記第1のカム板は、円板状で、その中央部に片面側に突出する円筒凸部を有するとともに、この円筒凸部の外周に円周方向に亘って凹凸のカム面を有し、前加工で前記第1のカム板のカム面と円筒凸部との角部をR面に加工し、後加工で前記第1のカム板のカム面を研削砥石でカム研削し、前記円筒凸部とカム面は、R形状と連続した底角Rにより結合されていることを特徴とするトロイダル型無段変速機のローディングカム板。 - 請求項1において、R形状は、前加工により形成され、底角Rは後加工により形成されることを特徴とするトロイダル型無段変速機のローディングカム板。
- 請求項2において、前加工はエンドミルによって行われ、後加工は、先端側がテーパ部、基端側がストレート部を有する研削砥石によるカム研削であることを特徴とするトロイダル型無段変速機のローディングカム板。
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