JP3981515B2 - バリエータ用ディスクの製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【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４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４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や凹湾曲面からなる軌道面１５ｂが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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記バリエータ１０において、入力ディスク１５と出力ディスク２０との間のトルク伝達を確実に行わせるためには、各ローラ２１を各ディスク１５，２０の軌道面１５ｂ，２０ｂに対して高い接触圧で均等に接触させる必要がある。
ところが、従来の入力ディスク１５は、熱処理硬化後において軌道面１５ｂを仕上げる際に、その加工基準となるスプライン穴１５ａの歯面に熱処理歪が生じていることから、軌道面１５ｂを高精度に仕上げることが困難である。また、入力軸１３に対する入力ディスク１５の組み付け精度が、入力ディスク１５のスプライン穴１５ａと入力軸１３のスプライン軸１３ａとの嵌合精度に依存しているので、前記スプライン穴１５ａの加工精度や熱処理歪等に起因して、入力軸１3の軸線に対して軌道面１５ｂの軸線が傾く等、両者の組み付け精度が悪くなる。このため、入力ディスク１５の軌道面１５ｂの曲率中心と出力ディスク２０の軌道面２０ｂの曲率中心との間で芯ずれを生じ、特定のローラ２１の接触圧が極めて高くなって、当該ローラ２１及び軌道面１５ｂの耐久性が低下したり、特定のローラ２１の接触圧が低下してトルク伝達が不安定になったりするという問題が生じていた。
【０００７】
このような問題点を解消するために、熱処理硬化後においてスプライン穴１５ａの歯面を放電加工にて精密に仕上げることが考えられるが、この場合には生産性が低いとともに製造コストが高く付くという新たな問題が生じる。
この発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、前記軌道面を高精度に仕上げることができるとともに、生産性が高く製造コストも安い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。
【０００８】
【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、一側面にローラが転走する凹湾曲状の軌道面を有し、中心部に入力軸のスプライン軸と噛合するスプライン穴を有するバリエータ用入力ディスクと、中心部に前記入力軸が相対回転可能に挿通され、前記入力ディスクの軌道面に対向する一側面に凹湾曲状の軌道面を有するバリエータ用出力ディスクとを備えるトロイダル型無段変速機の前記バリエータ用入力ディスクを製造する方法であって、
前記入力ディスクの軌道面の曲率中心と出力ディスクの軌道面の曲率中心との芯ずれを防止すべく、
前記入力軸のスプライン軸に入力ディスクのスプライン穴を噛合し、前記入力軸によって入力ディスクを保持した状態で、当該入力軸を加工基準として前記入力ディスクの外周面を仕上げた後、この外周面を加工基準として前記軌道面を仕上げることを特徴としている。
【０００９】
このバリエータ用ディスクの製造方法によれば、入力軸を加工基準として仕上げた前記入力ディスクの外周面をさらに加工基準として前記軌道面を仕上げるので、当該軌道面の入力軸に対する精度を良好に確保することができる。このため、入力ディスクの軌道面の曲率中心と出力ディスクの軌道面の曲率中心との間で芯ずれが生じるのを防止することができる。
【００１０】
【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。この製造方法は、バリエータの入力ディスクＤ１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バイト１を用いて切削加工を施して、一側面に凹湾曲面からなる軌道面２と外周側端面３とを形成するとともに、他側面及び外周面５を所定形状に形成し、さらに、中心部に複数条のスプライン溝を切ってスプライン穴４を形成する（図１ａ参照）。前記軌道面２、外周側端面３及び外周面５の切削加工は、所定の取り代を残した状態で行われる。また、スプライン穴４は次工程の熱処理が完了した後に入力軸６に形成されたスプライン軸６ａに合致するように、熱処理歪みを考慮した寸法に形成される。
【００１１】
次に、前記切削加工にて得られたブランクＢに熱処理を施して、例えばＨＲＣ６０〜６３の硬さに硬化させる（図１ｂ参照）。
その後、硬化させた前記ブランクＢのスプライン穴４を、入力軸６の対応するスプライン軸６ａに噛合させる。この状態でブランクＢが軸方向に移動しないように図示しない治具を用いて当該ブランクＢを入力軸６に仮止めする。
次いで、前記入力軸６を旋盤にチャックして、この入力軸６を加工基準としてブランクＢの外周面５を切削にて仕上げた後、一側面の外周側端面３を切削にて仕上げる（図１ｃ参照）。これにより前記外周面５及び外周側端面３の入力軸６に対する精度を良好に確保することができる。
【００１２】
前記外周面５及び外周側端面３の切削仕上げが完了すると、ブランクＢを入力軸６から取り外して、その外周面５をＮＣ旋盤にチャックし、当該外周面５を加工基準としてバイト１を用いて軌道面２を仕上げる（図１ｄ参照）。このように入力軸６に対する精度の良好な外周面５を加工基準とすることにより、軌道面２についても入力軸６に対する精度を良好に確保することができる。
【００１３】
このようにして得られた入力ディスクＤ１は、図２に示すように、そのスプライン穴４を入力軸６のスプライン軸６ａに噛合させた状態で、当該入力軸６の軸線と入力ディスクＤ１の軌道面２との相対的な位置精度を良好に確保することができるので、軌道面２の曲率中心と出力ディスクＤ２の軌道面８の曲率中心との間で芯ずれが生じるのを防止することができる。したがって、各軌道面２，８と各ローラ９との接触圧を均等にすることができ、これら軌道面２，８及びローラ９の耐久性を確保することができるとともに、トルク伝達を安定的に行わせることができる。
【００１４】
なお、前記の実施の形態においては、ブランクＢの外周面５を加工基準として軌道面２を仕上げているが、ブランクＢのスプライン穴４を入力軸６のスプライン軸６ａに噛合させた状態で、当該入力軸６を加工基準として、外周面５及び外周側端面３とともに軌道面２をバイト１により仕上げてもよく（図３参照）、この場合にも軌道面２の入力軸６に対する精度を良好に確保することができる。
また、ブランクＢの仕上げ加工については、前記切削加工に代えて研削加工を採用してもよい。
【００１５】
【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、入力軸を加工基準として仕上げた前記ディスクの外周面をさらに加工基準として軌道面を仕上げるので、当該軌道面の入力軸に対する精度を良好に確保することができる。このため、入力軸とディスクとの位置精度を高めることができ、軌道面に対して各ローラを均等に接触させて、軌道面及びローラの耐久性を確保することができるとともに、トルク伝達を安定的に行わせることができる。しかも、スプライン穴を放電加工で仕上げる場合よりも、生産性が高いとともに製造コストが安くて済む。
【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】入力ディスクをバリエータに組み込んだ状態を示す要部概略図である。
【図３】他の実施の形態を示す概略図である。
【図４】従来のバリエータの概略図である。
【符号の説明】
２ 軌道面
４ スプライン穴
５ 外周面
６ 入力軸
９ ローラ
Ｂ ブランク
Ｄ１ 入力ディスク
Ｄ２ 出力ディスク
【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４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４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や凹湾曲面からなる軌道面１５ｂが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。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記バリエータ１０において、入力ディスク１５と出力ディスク２０との間のトルク伝達を確実に行わせるためには、各ローラ２１を各ディスク１５，２０の軌道面１５ｂ，２０ｂに対して高い接触圧で均等に接触させる必要がある。
ところが、従来の入力ディスク１５は、熱処理硬化後において軌道面１５ｂを仕上げる際に、その加工基準となるスプライン穴１５ａの歯面に熱処理歪が生じていることから、軌道面１５ｂを高精度に仕上げることが困難である。また、入力軸１３に対する入力ディスク１５の組み付け精度が、入力ディスク１５のスプライン穴１５ａと入力軸１３のスプライン軸１３ａとの嵌合精度に依存しているので、前記スプライン穴１５ａの加工精度や熱処理歪等に起因して、入力軸１3の軸線に対して軌道面１５ｂの軸線が傾く等、両者の組み付け精度が悪くなる。このため、入力ディスク１５の軌道面１５ｂの曲率中心と出力ディスク２０の軌道面２０ｂの曲率中心との間で芯ずれを生じ、特定のローラ２１の接触圧が極めて高くなって、当該ローラ２１及び軌道面１５ｂの耐久性が低下したり、特定のローラ２１の接触圧が低下してトルク伝達が不安定になったりするという問題が生じていた。
【０００７】
このような問題点を解消するために、熱処理硬化後においてスプライン穴１５ａの歯面を放電加工にて精密に仕上げることが考えられるが、この場合には生産性が低いとともに製造コストが高く付くという新たな問題が生じる。
この発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、前記軌道面を高精度に仕上げることができるとともに、生産性が高く製造コストも安い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。
【０００８】
【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、一側面にローラが転走する凹湾曲状の軌道面を有し、中心部に入力軸のスプライン軸と噛合するスプライン穴を有するバリエータ用入力ディスクと、中心部に前記入力軸が相対回転可能に挿通され、前記入力ディスクの軌道面に対向する一側面に凹湾曲状の軌道面を有するバリエータ用出力ディスクとを備えるトロイダル型無段変速機の前記バリエータ用入力ディスクを製造する方法であって、
前記入力ディスクの軌道面の曲率中心と出力ディスクの軌道面の曲率中心との芯ずれを防止すべく、
前記入力軸のスプライン軸に入力ディスクのスプライン穴を噛合し、前記入力軸によって入力ディスクを保持した状態で、当該入力軸を加工基準として前記入力ディスクの外周面を仕上げた後、この外周面を加工基準として前記軌道面を仕上げることを特徴としている。
【０００９】
このバリエータ用ディスクの製造方法によれば、入力軸を加工基準として仕上げた前記入力ディスクの外周面をさらに加工基準として前記軌道面を仕上げるので、当該軌道面の入力軸に対する精度を良好に確保することができる。このため、入力ディスクの軌道面の曲率中心と出力ディスクの軌道面の曲率中心との間で芯ずれが生じるのを防止することができる。
【００１０】
【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。この製造方法は、バリエータの入力ディスクＤ１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バイト１を用いて切削加工を施して、一側面に凹湾曲面からなる軌道面２と外周側端面３とを形成するとともに、他側面及び外周面５を所定形状に形成し、さらに、中心部に複数条のスプライン溝を切ってスプライン穴４を形成する（図１ａ参照）。前記軌道面２、外周側端面３及び外周面５の切削加工は、所定の取り代を残した状態で行われる。また、スプライン穴４は次工程の熱処理が完了した後に入力軸６に形成されたスプライン軸６ａに合致するように、熱処理歪みを考慮した寸法に形成される。
【００１１】
次に、前記切削加工にて得られたブランクＢに熱処理を施して、例えばＨＲＣ６０〜６３の硬さに硬化させる（図１ｂ参照）。
その後、硬化させた前記ブランクＢのスプライン穴４を、入力軸６の対応するスプライン軸６ａに噛合させる。この状態でブランクＢが軸方向に移動しないように図示しない治具を用いて当該ブランクＢを入力軸６に仮止めする。
次いで、前記入力軸６を旋盤にチャックして、この入力軸６を加工基準としてブランクＢの外周面５を切削にて仕上げた後、一側面の外周側端面３を切削にて仕上げる（図１ｃ参照）。これにより前記外周面５及び外周側端面３の入力軸６に対する精度を良好に確保することができる。
【００１２】
前記外周面５及び外周側端面３の切削仕上げが完了すると、ブランクＢを入力軸６から取り外して、その外周面５をＮＣ旋盤にチャックし、当該外周面５を加工基準としてバイト１を用いて軌道面２を仕上げる（図１ｄ参照）。このように入力軸６に対する精度の良好な外周面５を加工基準とすることにより、軌道面２についても入力軸６に対する精度を良好に確保することができる。
【００１３】
このようにして得られた入力ディスクＤ１は、図２に示すように、そのスプライン穴４を入力軸６のスプライン軸６ａに噛合させた状態で、当該入力軸６の軸線と入力ディスクＤ１の軌道面２との相対的な位置精度を良好に確保することができるので、軌道面２の曲率中心と出力ディスクＤ２の軌道面８の曲率中心との間で芯ずれが生じるのを防止することができる。したがって、各軌道面２，８と各ローラ９との接触圧を均等にすることができ、これら軌道面２，８及びローラ９の耐久性を確保することができるとともに、トルク伝達を安定的に行わせることができる。
【００１４】
なお、前記の実施の形態においては、ブランクＢの外周面５を加工基準として軌道面２を仕上げているが、ブランクＢのスプライン穴４を入力軸６のスプライン軸６ａに噛合させた状態で、当該入力軸６を加工基準として、外周面５及び外周側端面３とともに軌道面２をバイト１により仕上げてもよく（図３参照）、この場合にも軌道面２の入力軸６に対する精度を良好に確保することができる。
また、ブランクＢの仕上げ加工については、前記切削加工に代えて研削加工を採用してもよい。
【００１５】
【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、入力軸を加工基準として仕上げた前記ディスクの外周面をさらに加工基準として軌道面を仕上げるので、当該軌道面の入力軸に対する精度を良好に確保することができる。このため、入力軸とディスクとの位置精度を高めることができ、軌道面に対して各ローラを均等に接触させて、軌道面及びローラの耐久性を確保することができるとともに、トルク伝達を安定的に行わせることができる。しかも、スプライン穴を放電加工で仕上げる場合よりも、生産性が高いとともに製造コストが安くて済む。
【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】入力ディスクをバリエータに組み込んだ状態を示す要部概略図である。
【図３】他の実施の形態を示す概略図である。
【図４】従来のバリエータの概略図である。
【符号の説明】
２ 軌道面
４ スプライン穴
５ 外周面
６ 入力軸
９ ローラ
Ｂ ブランク
Ｄ１ 入力ディスク
Ｄ２ 出力ディスク
Claims (1)
- 一側面にローラが転走する凹湾曲状の軌道面を有し、中心部に入力軸のスプライン軸と噛合するスプライン穴を有するバリエータ用入力ディスクと、中心部に前記入力軸が相対回転可能に挿通され、前記入力ディスクの軌道面に対向する一側面に凹湾曲状の軌道面を有するバリエータ用出力ディスクとを備えるトロイダル型無段変速機の前記バリエータ用入力ディスクを製造する方法であって、
前記入力ディスクの軌道面の曲率中心と出力ディスクの軌道面の曲率中心との芯ずれを防止すべく、
前記入力軸のスプライン軸に入力ディスクのスプライン穴を噛合し、前記入力軸によって入力ディスクを保持した状態で、当該入力軸を加工基準として前記入力ディスクの外周面を仕上げた後、この外周面を加工基準として前記軌道面を仕上げることを特徴とするバリエータ用ディスクの製造方法。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP2000209931A JP3981515B2 (ja) | 2000-07-11 | 2000-07-11 | バリエータ用ディスクの製造方法 |
| US10/070,658 US6637107B2 (en) | 2000-07-11 | 2001-07-09 | Method of manufacturing disk for variator |
| KR10-2002-7003098A KR100487421B1 (ko) | 2000-07-11 | 2001-07-09 | 바리에이터용 디스크의 제조방법 |
| EP01947941A EP1300215B1 (en) | 2000-07-11 | 2001-07-09 | Method of manufacturing disk for variator |
| PCT/JP2001/005955 WO2002004165A1 (fr) | 2000-07-11 | 2001-07-09 | Procede de fabrication de disque pour variateur |
| DE60137044T DE60137044D1 (de) | 2000-07-11 | 2001-07-09 | Verfahren zur herstellung von scheiben für variatoren |
Applications Claiming Priority (1)
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Legal Events
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| A02 | Decision of refusal |
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