JP3930296B2 - バリエータ用ディスクの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
この発明は、トロイダル型無段変速機に装備されるバリエータ用ディスクの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
図3は車両等に搭載されるトロイダル型無段変速機のバリエータを示す概略図である。このバリエータ10は、車両の動力源12により回転駆動される入力軸13を備えており、この入力軸13はその両端近傍にそれぞれ入力ディスク15を支持している。これら入力ディスク15の中心部には、複数条のスプライン溝を切ったスプライン穴15aが形成されており、入力ディスク15は前記スプライン穴15aを入力軸13のスプライン軸13aに噛合させることにより、入力軸13の軸方向への僅かな移動が許容された状態で、入力軸13と一体回転可能になっている。このように入力ディスク15の移動が許容されているのは、油圧動力源16に接続した油圧シリンダ17により例えば図において右側の入力ディスク15を左側の入力ディスク15側へ付勢することにより、バリエータ10に所要の端末負荷を加えるためである。また、前記入力ディスク15の一側面Xには凹湾曲状の軌道面15bが形成されている。
【0003】
前記入力軸13の軸方向中央部には、バリエータ10の出力部18が相対回転自在に支持されている。この出力部18は出力部材19と、この出力部材19にそれぞれ一体回転可能に支持された一対の出力ディスク20とを備えており、この出力ディスク20の前記入力ディスク15の軌道面15bに対向する一側面には、凹湾曲状の軌道面20bが形成されている。また、前記出力部材19の外周には動力伝達用のチェーン23と噛み合うスプロケットギヤ19aが形成されている。さらに、互いに対向する入力ディスク15の軌道面15bと出力ディスク20の軌道面20bとの間には、それぞれ各軌道面15b,20bと転がり接触する3個の円盤状のローラ21が円周等配に配置されている。各ローラ21はキャリッジ22によって回転自在に支持されているとともに、当該キャリッジ22によって各軌道面15b,20bとの相対位置を調整できるようになっている。
【0004】
このように前記バリエータ10は、入力ディスク15、出力ディスク20、及びローラ21を1組としてこれを一対設けた、いわゆるダブルキャビティ型に構成されており、入力ディスク15から出力ディスク20に対して、前記6個のローラ21を介してトルクが伝達される。また、前記6個のローラ21の位置をキャリッジ22によって調整することにより(図3の二点鎖線参照)、出力ディスク20の回転数(変速比)を増減させることができる。
【0005】
前記入力ディスク15は、例えば軸受鋼からなるものであり、その製造に際しては、切削加工にて前記スプライン穴15aや軌道面15bが取り代を有して形成されたブランクを熱処理硬化させた後、前記スプライン穴15aの内周面(最小内径面)を加工基準として、前記軌道面15bを切削或いは研削にて仕上げることが行われている。したがって、前記軌道面15bを高精度に仕上げるには、前記スプライン穴15aの精度を高める必要がある。そこで、ブランクを熱処理硬化させた後、前記スプライン穴15aをブローチにてシェービングすることにより所望の精度を確保している。
【0006】
このスプライン穴15aをシェービングする場合、軌道面15bの背面である他側面Yを加工基準としている。このため、当該他側面Yについても所定の精度が要求される。そこで、図4に示すように、ブランク31を熱処理硬化させた後、スプライン穴15aを旋盤の段付き主軸32の小径部32aに嵌合し、その一側面Xの内周寄りの平面15eを主軸32の大径部32bの端面に押し当てて当該平面15eを加工基準とした状態で、一側面Xの外周側の縁部15dを旋削にて平坦に仕上げ、この縁部15dを平面研削盤のベッド33に載置した状態で、つまり当該縁部15dを加工基準とした状態で、他側面Yを研削砥石34によって研削仕上げすることにより(図5参照)、その精度を確保している。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記ブランク31を熱処理した場合、その部位によって熱処理の歪量が異なる。すなわち、ブランク31の外周側の熱処理歪が最も大きく、次いで、一側面Xの軌道面15b内方の熱処理歪が大きく、他側面Yの内周近傍の熱処理歪が最も小さい。これは、図6の矢印で示すように、バリエータ用ディスクの特徴的形状に起因して、熱処理時にブランク31の外周側が図において右方の中心側に向かって倒れるように変形するためである。
【0008】
したがって、従来は比較的歪量が大きく精度の悪い前記平面15eを加工基準として、入力ディスク15の縁部15dを旋削仕上げしていることになる。このため、スプライン穴15aに対する縁部15dの直角度が悪くなり、ひいてはシェービング前のスプライン穴15aと、そのシェービングの加工基準となる研削仕上げされた他側面Yとの直角度も悪くなる。この結果、スプライン穴15aをシェービングする際に、ブローチがスプライン穴15aに対して片当たりして、その寿命が短くなり、加工コストが高くつくという問題があった。また、他側面Yに対してシェービング後のスプライン穴15aの軸線が傾き、入力ディスク15の組み付け精度が低下するという問題もあった。
この発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、シェービングの加工基準面とシェービング前後のスプライン穴との直角度を良好に確保することができるバリエータ用ディスクの製造方法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためのこの発明のバリエータ用ディスクの製造方法は、トロイダル型無段変速機のバリエータに用いられ、一側面にローラが転走する凹湾曲状の軌道面を有し、中心部に入力軸と噛合するスプライン穴を有するバリエータ用ディスクの製造方法であって、前記ディスク用のブランクの前記一側面又は他側面の内周近傍に環状の突起を形成する工程と、前記突起を形成したブランクを熱処理硬化させる工程と、前記突起の端面を加工基準としてブランクの前記一側面の外周側縁部を仕上げる工程と、前記一側面の外周側縁部を加工基準としてブランクの他側面を仕上げる工程と、前記他側面を加工基準として前記スプライン穴をシェービングする工程とをこの順に含むことを特徴としている(請求項1)。
【0010】
このバリエータ用ディスクの製造方法によれば、前記環状の突起をブランクの内周近傍に形成しているので、その熱処理歪を小さくすることができる。このため、この突起の端面を加工基準としてブランクの一側面の縁部を仕上げる際に、スプライン穴に対する当該縁部の直角度が大きく崩れるおそれがない。したがって、前記縁部を加工基準としてブランクの他側面を仕上げる際に、当該他側面とスプライン穴との直角度を良好に確保することができる。
【0011】
前記突起は前記他側面に形成するのが好ましく(請求項2)、この場合には、環状突起の熱処理歪をより小さくすることができるので、前記他側面とスプライン穴との直角度をより一層良好に確保することができる。
【0012】
【発明の実施の形態】
次いで、この発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図1はこの発明を適用したバリエータ用ディスクの製造方法を示す工程図である。この製造方法は、バリエータの入力ディスク1の製造に適用されるものであり、まず鍛造等によって得られた軸受鋼等からなる環状素材に切削加工を施してブランクBを形成する。
【0013】
すなわち、バイトを用いた旋削加工により、図1(a)に示すように、一側面Xの径方向中間部に凹湾曲面からなる環状の軌道面2を、この軌道面2の径方向外方に軸線とほぼ直角な平面からなる縁部3を、軌道面2の径方向内方に軸線と直角な平面からなる第1の平面4をそれぞれ形成し、他側面Yの内周近傍に環状の突起5を、その径方向外方に軸線と直角な平面からなる第2の平面6をそれぞれ形成し、前記第2の平面6と外周面7とをテーパ面8で連続させる。
【0014】
また、ブローチCを用いた切削加工により、前記環状素材の中心部に複数条のスプライン溝からなるスプライン穴9を形成する。このスプライン穴9の加工は突起5の端面5aを加工基準として行って、当該端面5aに対するスプライン穴9の直角度を確保する。
なお、前記ブランクBの第2の平面6及びテーパ面8を除いた部分には、熱処理歪みを考慮して所定の取り代が設けられている。また、前記縁部3は第1の平面4よりも僅かに図1の右方へ突出している。
【0015】
次に、前記切削加工にて得られたブランクBを熱処理して例えばHRC60〜64の硬さに硬化させる(図1(b)参照)。
その後、ブランクBのスプライン穴9を旋盤の段付き主軸Sの小径部S1に嵌合し、バイトAを用いて縁部3を平坦に旋削仕上げする。この際、ブランクBの突起5の端面5aを主軸Sの大径部S2の端面に押し当てて当該端面5aを加工基準として旋削する(図1(c)参照)。ここに、前記突起5部分は、熱処理歪みの最も少ない部分であり、熱処理によって当該端面5aに対するスプライン穴9の直角度が大きく崩れるおそれがないので、スプライン穴9と旋削仕上げした縁部3との直角度を良好に確保することができる。
【0016】
縁部3の旋削仕上げが完了すると、平面研削盤を用いて当該縁部3を加工基準として突起5の端面5aを研削仕上げする(図1(d)参照)。この際、スプライン穴9に対する縁部3の直角度が良好に確保されているので、研削仕上げした前記端面5aとスプライン穴9との直角度についても良好に確保される。
【0017】
次いで、前記端面5aを加工基準として、ブローチCを用いてスプライン穴9の歯面をシェービングする(図1(e)参照)。この際、端面5aとシェービング前のスプライン穴9との直角度が良好に確保されているので、ブローチCがスプライン穴9に対して片当たりするのが抑制される。このため、ブローチCの寿命を延ばすことができる。また、前記端面5aに対するシェービング後のスプライン穴9の直角度も良好に確保することができるので、入力ディスク1の組み付け精度が低下するのを防止することができる。
【0018】
スプライン穴9のシェービングが完了すると、前記スプライン穴4の歯面の内周面を加工基準として、NC旋盤或いは研削盤等を用いて一側面X側の軌道面2を仕上げるとともに、第1の平面4及び外周面7等の所要部を旋削加工又は研削加工によって仕上げる(図1(f)参照)。以上により、バリエータ用の入力ディスク1を得ることができる。
【0019】
図2は他の実施の形態を示す工程図である。この実施の形態においては、ブランクBの突起5を一側面Xの内周近傍に形成している(図2(a)参照)。この一側面Xの内周近傍の熱処理歪みは内周に近づくほど少ないので、前記突起5の外径は必要最小限に設定している。
このブランクBは、熱処理硬化させた後(図2(b)参照)、そのスプライン穴9を旋盤の段付き主軸Sの小径部S1に嵌合し、突起5の端面5aを主軸Sの大径部S2の端面に押し当てて当該端面5aを加工基準として縁部3を平坦に旋削仕上げする(図2(c)参照)。ここに、前記突起5部分は熱処理歪みが比較的少ないので、その端面5aに対するスプライン穴9の直角度を良好に確保することができる。このため、スプライン穴9と旋削仕上げした縁部3との直角度を良好に確保することができる。
【0020】
縁部3の旋削仕上げが完了すると、平面研削盤を用いて当該縁部3を加工基準として他側面Yとしての第2の平面6を研削仕上げする(図2(d)参照)。この際、スプライン穴9に対する縁部3の直角度が良好に確保されているので、スプライン穴9と研削仕上げした第2の平面6との直角度についても良好に確保することができる。
次に、前記第2の平面6を加工基準として、ブローチCを用いてスプライン穴9の歯面をシェービングする(図2(e)参照)。この際、シェービング前のスプライン穴9と前記第2の平面6との直角度が良好に確保されているので、ブローチCがスプライン穴9に対して片当たりするのが抑制されるとともに、前記第2の平面6とシェービング後のスプライン穴9との直角度も良好に確保することができる。
【0021】
そして、スプライン穴9のシェービングが完了すると、前記スプライン穴4の歯面の内周面を加工基準として、NC旋盤或いは研削盤等を用いて一側面X側の軌道面2を仕上げるとともに、突起5の端面5a及び外周面7等の所要部を旋削加工又は研削加工によって仕上げる。以上により入力ディスク1を得ることができる(図2(f)参照)。
【0022】
なお、バリエータの出力ディスクと出力部材との連結構造として、スプラインを採用する場合には、この出力ディスクについても前記の製造方法を適用することができる。
【0023】
【発明の効果】
以上のように、請求項1記載のバリエータ用ディスクの製造方法によれば、熱処理歪の小さい突起の端面を加工基準としてブランクの一側面の縁部を仕上げるので、スプライン穴に対する当該縁部の直角度が大きく崩れるおそれがなく、前記縁部を加工基準としてブランクの他側面を仕上げた際に、当該他側面とシェービング前のスプライン穴との直角度を良好に確保することができる。このため、ブローチがスプライン穴に対して片当たりするのを抑制してその寿命を延ばすことができ、ディスクの製造コストを安くすることができる。また、前記他側面とシェービング後のスプライン穴との直角度についても良好に確保することができるので、ディスクの組み付け精度が低下するのを防止することができる。
【0024】
請求項2記載のバリエータ用ディスクの製造方法によれば、環状突起の熱処理歪をより小さくすることができるので、ブローチがスプライン穴に対して片当たりするのをさらに効果的に抑制することができるとともに、ディスクの組み付け精度が低下するのをさらに効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明のバリエータ用ディスクの製造方法を示す工程図である。
【図2】この発明のバリエータ用ディスクの他の製造方法を示す工程図である。
【図3】従来のバリエータの概略図である。
【図4】従来の縁部の旋削仕上げ工程を示す概略図である。
【図5】従来の他側面の研削仕上げ工程を示す概略図である。
【図6】ディスクの熱処理歪の発生状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1 入力ディスク
2 軌道面
3 縁部
5 突起
5a 端面
9 スプライン穴
B ブランク
C ブローチ
X 一側面
Y 他側面
Claims (2)
- トロイダル型無段変速機のバリエータに用いられ、一側面にローラが転走する凹湾曲状の軌道面を有し、中心部に入力軸と噛合するスプライン穴を有するバリエータ用ディスクの製造方法であって、
前記ディスク用のブランクの前記一側面又は他側面の内周近傍に環状の突起を形成する工程と、
前記突起を形成したブランクを熱処理硬化させる工程と、
前記突起の端面を加工基準としてブランクの前記一側面の外周側縁部を仕上げる工程と、
前記一側面の外周側縁部を加工基準としてブランクの他側面を仕上げる工程と、
前記他側面を加工基準として前記スプライン穴をシェービングする工程と
をこの順に含むことを特徴とするバリエータ用ディスクの製造方法。 - 前記突起を前記他側面に形成する請求項1記載のバリエータ用ディスクの製造方法。
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