JP4128926B2 - Method for manufacturing movable flange of pulley for continuously variable transmission - Google Patents
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Description
本発明は、自動車等の無段変速機に用いられるプーリを構成する可動フランジの製造方法に関するものである。 The present invention relates to a method for manufacturing a movable flange constituting a pulley used in a continuously variable transmission such as an automobile.
図3に示すように、自動車等の無段変速機21として、駆動側プーリ22と従動側プーリ23と、プーリ22,23間に巻回された無端状金属ベルト24とを備えるものが知られている。
As shown in FIG. 3, a continuously
駆動側プーリ22は、回転軸25に固定された不動フランジ26と、回転軸25の軸線方向に沿って往復動自在の可動フランジ27とを備えている。可動フランジ27は円筒状の摺動部材28に穿設された挿通孔28aを介して回転軸25に装着され、回転軸25の軸線方向に沿って摺動自在とされると共に、回転軸25と共回りするようになっている。フランジ26,27は、相対向する面に傾斜したフランジ面26a,27aを備え、無端状金属ベルト24はフランジ面26a,27a間に配設される。
The driving
可動フランジ27はフランジ面27aと反対側に外周縁に沿って円筒状に設けられたシリンダ部29を備えている。シリンダ部29は回転軸25の軸受け部25aに取着された円筒状の隔壁30に摺動自在に収容されて、シリンダ部29と隔壁30とにより圧力室31が形成されている。可動フランジ27は、圧力室31に付与される油圧等の圧力により回転軸25の軸線方向に沿って往復動自在とされている。
The
一方、従動側プーリ23は、回転軸32に固定された不動フランジ33と、回転軸32の軸線方向に沿って往復動自在の可動フランジ34とを備えている。可動フランジ34は円筒状の摺動部材35に穿設された挿通孔35aを介して回転軸32に装着され、回転軸32の軸方向に沿って摺動自在とされると共に、回転軸32と共回りするようになっている。フランジ33,34は、相対向する面に傾斜したフランジ面33a,34aを備え、無端状金属ベルト24はフランジ面33a,34a間に配設される。従動側プーリ23の可動フランジ34は、コイルバネ36等により付勢されて不動フランジ33方向に押圧されている。
On the other hand, the driven
前記構成を備える無段変速機21では、変速比を変更する場合には、圧力室31に付与される圧力を変化させることにより、可動フランジ27を回転軸25の軸方向に沿って移動させる。このようにすると、駆動側プーリ22のフランジ面26a,27aの間隔が変更され、これに伴って無端状金属ベルト24の巻回し位置が、フランジ面26a,27aに沿って駆動側プーリ22の直径方向で移動する。また、従動側プーリ23では、駆動側プーリ22のフランジ面26a,27aの間隔の変更に伴って、フランジ面33a,34aの間隔が変更され、無端状金属ベルト24の巻回し位置がフランジ面33a,34aに沿って従動側プーリ23の直径方向で移動する。この結果、無段変速機21では、変速比を無段階に変更することができる。
In the continuously
無段変速機21では、変速比の変更により、無端状金属ベルト24が駆動側プーリ22ではフランジ面26a,27aに沿って、従動側プーリ23ではフランジ面33a,34aに沿って滑動する。従って、少なくともフランジ面26a,27a,33a,34aの表面の硬度が高められている必要があり、通常はフランジ26,27,33,34に浸炭焼入れを施すことにより硬度の上昇が図られている。
In the continuously
ところで、駆動側プーリ22の可動フランジ27において、シリンダ部29は、別途製造した円筒状部材を可動フランジ27の外周縁に嵌着することにより形成することもできる。しかし、このようにすると前記円筒状部材と可動フランジ27との嵌着部を厚肉にしなければならず、重量増がさけられない。また、前記円筒状部材と可動フランジ27とを組み合わせるために両者を精度良く加工する必要があり、製造コストの増加が避けられない。
By the way, in the
そこで、従来、シリンダ部29を可動フランジ27と一体的に成形する技術が提案されている。前記技術として、例えば、まず、可動フランジ27の概形を備えると共に、シリンダ部29を形成するための環状の予備形状部を外周縁に備える可動フランジ素材を形成し、次いで該可動フランジ素材に浸炭焼入れを行って硬度を上昇させた後、該予備形状部を円筒状にスピニング加工することによりシリンダ部29を形成する技術が知られている(例えば特許文献1参照)。
Therefore, conventionally, a technique for forming the
しかしながら、可動フランジ27はフランジ面27aと反対側に延在する摺動部材28を備え、摺動部材28はフランジ面27aと反対側に突出している。従って、浸炭焼入れを行う際に複数の可動フランジ素材を浸炭炉に収容しようとすると、突出する摺動部材28のために可動フランジ素材自体が嵩高くなり、密に収容することが難しいとの不都合がある。
本発明は、かかる不都合を解消して、可動フランジ素材の浸炭焼入れ処理を効率よく行うことができる無段変速機用プーリの可動フランジの製造方法を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a movable flange of a pulley for a continuously variable transmission, which can eliminate such disadvantages and efficiently perform carburizing and quenching of the movable flange material.
かかる目的を達成するために、本発明は、回転軸が挿通される軸孔と、該軸孔の外周方向に延在する浸炭焼入れ処理が施された円盤状体の一方の表面に形成されたフランジ面と、該軸孔と同一の内径を備える孔部を備え該円盤状体の該フランジ面と反対側に延在して該回転軸の軸線方向に沿って摺動する浸炭焼入れ処理が施された円筒状の摺動部材と、該円盤状体の該フランジ面と反対側に該円盤状体と一体的に設けられ該円盤状体を該回転軸の軸線方向に往復動自在とする圧力室を形成するシリンダ部とを備える無段変速機用プーリの可動フランジの製造方法において、該軸孔と、該フランジ面と、該フランジ面と反対側の面に該シリンダ部を形成するための予備形状部と、該予備形状部の内周側に形成された底面部とを備える円盤状体を、熱間鍛造により形成する工程と、該円盤状体の該フランジ面と反対側の面に形成された予備形状部及び底面部と、該摺動部材の一方の端面とに防炭剤を塗布する工程と、該防炭剤が塗布された該予備形状部を備える該円盤状体と、該防炭剤が塗布された該摺動部材とに浸炭焼入れ処理を施す工程と、該浸炭焼入れ処理が施された該円盤状体と該摺動部材とから該防炭剤を除去し、該円盤状体の該フランジ面と反対側の面に、該摺動部材を、該摺動部材の孔部が該円盤状体の軸孔と互いの内周面が一致するようにして摩擦圧接する工程とを備えることを特徴とする。 In order to achieve such an object, the present invention is formed on one surface of a shaft hole through which a rotating shaft is inserted and a disk-like body that has been subjected to carburizing and quenching treatment extending in the outer circumferential direction of the shaft hole. A carburizing and quenching process is provided which includes a flange surface and a hole portion having the same inner diameter as the shaft hole, extends to the opposite side to the flange surface of the disk-like body, and slides along the axial direction of the rotating shaft. a cylindrical slide member which is pressure to reciprocate the flange surface opposite integrally provided with the disc-shaped body side the disc-like body of the disc-shaped body in the axial direction of the rotary shaft In a manufacturing method of a movable flange of a continuously variable transmission pulley comprising a cylinder portion forming a chamber, the cylinder portion is formed on the shaft hole, the flange surface , and a surface opposite to the flange surface . a pre-shaped portion, a disk-shaped body and a bottom portion formed on the inner peripheral side of the pre-shaped portion Applying a step of forming by hot forging, and the flange surface and the pre-shaped portion formed on the opposite side and bottom portions of the disc-like body, the carburizing agent and one end surface of said sliding member A step of carburizing and quenching the disk-shaped body provided with the preliminary-shaped portion coated with the carburizing agent, and the sliding member coated with the carburizing agent, and the carburizing and quenching process. The carburizing agent is removed from the disk-shaped body and the sliding member applied, and the sliding member is disposed on the surface of the disk-shaped body on the opposite side to the flange surface. Comprises a step of friction welding so that the shaft hole of the disk-like body and the inner peripheral surfaces thereof coincide with each other.
本発明の製造方法では、まず、前記フランジ素材として、前記軸孔と前記フランジ面と前記シリンダ部を形成するための予備形状部とを備える円盤状体を、熱間鍛造により形成する。そして、前記フランジ素材としての円盤状体と、前記摺動部材とを浸炭焼入れ処理を施した後、該円盤状体の前記フランジ面と反対側の面に、該摺動部材を、該摺動部材の孔部が該円盤状体の軸孔と互いの内周面が一致するようにして摩擦圧接する。 In the manufacturing method of the present invention, first, a disk-like body including the shaft hole, the flange surface, and a preliminary shape portion for forming the cylinder portion is formed as the flange material by hot forging. Then, after carburizing and quenching the disc-like body as the flange material and the sliding member, the sliding member is placed on the surface opposite to the flange surface of the disc-like body. Friction welding is performed so that the hole portion of the member and the shaft hole of the disk-like body coincide with each other.
従って、本発明の製造方法によれば、前記浸炭焼入れ処理の段階では、前記円盤状体と前記摺動部材とが別体となっており、複数の該円盤状体と該摺動部材とを密に浸炭炉に収容することができ、前記浸炭焼入れ処理を効率よく行うことができる。 Therefore, according to the manufacturing method of the present invention, at the stage of the carburizing and quenching treatment, the disk-shaped body and the sliding member are separated, and a plurality of the disk-shaped body and the sliding member are combined. It can be densely accommodated in a carburizing furnace, and the carburizing and quenching process can be performed efficiently.
ところで、前述のように浸炭焼入れ処理を施した前記円盤状体と前記摺動部材とは、硬度が上昇しているために、摩擦圧接による接合が不良となることが懸念される。そこで、本発明の製造方法では、摩擦圧接の対象となる前記円盤状体の前記フランジ面と反対側の面と、前記摺動部材の一方の端面とに防炭剤を塗布した後、該円盤状体と該摺動部材とに前記浸炭焼入れ処理を施す。そして、前記浸炭焼入れ処理が施された前記円盤状体と前記摺動部材とから前記防炭剤を除去した後、該円盤状体の前記フランジ面と反対側の面に、該摺動部材の該防炭剤が除去された端面を摩擦圧接により接合する。 By the way, since the hardness of the disk-shaped body and the sliding member that have been subjected to the carburizing and quenching treatment as described above is increased, there is a concern that the joining by friction welding becomes poor. Therefore, in the manufacturing method of the present invention, after applying a carburizing agent to the surface opposite to the flange surface of the disk-like body to be subjected to friction welding and one end surface of the sliding member, The carburizing and quenching process is performed on the shaped body and the sliding member. Then, after removing the carburizing agent from the disk-shaped body and the sliding member subjected to the carburizing and quenching treatment, on the surface of the disk-shaped body opposite to the flange surface, The end surfaces from which the carburizing agent has been removed are joined by friction welding.
このようにするときには、前記円盤状体と前記摺動部材とにおいて、前記摩擦圧接の対象となる部分は前記防炭剤により保護されて、前記浸炭焼入れ処理を施しても浸炭が生じず、硬度の上昇を免れる。従って、前記摩擦圧接による前記円盤状体と前記摺動部材との接合を良好に行うことができる。 When doing so, in the disk-like body and the sliding member, the portion that is subject to friction welding is protected by the carburizing agent, and carburization does not occur even if the carburizing and quenching treatment is performed, and the hardness Escape the rise. Therefore, the disk-shaped body and the sliding member can be favorably joined by the friction welding.
本発明の製造方法では、前記円盤状体の該フランジ面と反対側の面に前記摺動部材を摩擦圧接した後、前記予備形状部にスピニング加工を施して前記シリンダ部を形成してもよく、前記予備形状部にスピニング加工を施して前記シリンダ部を形成した後、前記摩擦圧接を行ってもよい。 In the manufacturing method of the present invention, the cylinder part may be formed by subjecting the sliding member to friction welding to a surface opposite to the flange surface of the disk-like body and then spinning the preliminary shape part. Further, after the preliminary shape portion is subjected to spinning processing to form the cylinder portion, the friction welding may be performed.
次に、添付の図面を参照しながら本発明の実施の形態についてさらに詳しく説明する。図1は本実施形態の製造方法の工程を示す説明的断面図であり、図2は本実施形態の製造方法により得られた可動フランジの構成を示す説明的断面図である。 Next, embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view showing the steps of the manufacturing method of the present embodiment, and FIG. 2 is an explanatory cross-sectional view showing the configuration of the movable flange obtained by the manufacturing method of the present embodiment.
本実施形態の製造方法では、まず、所定の組成を備える肌焼鋼等の材料を熱間鍛造して、図1(a)に示すフランジ素材1を形成する。また、同時に前記材料からなる円筒状の摺動部材2を形成する。
In the manufacturing method of the present embodiment, first, a material such as case-hardened steel having a predetermined composition is hot forged to form the flange material 1 shown in FIG. At the same time, a cylindrical sliding
前記肌焼鋼は、後述の浸炭焼入れ処理により所望の硬度を得ることができ、しかも後述のスピニング加工により割れ等が生じないように、炭素0.15〜0.20重量%、マンガン0.35〜0.81重量%、珪素0.05〜0.15重量%、リン0.015重量%未満、硫黄0.02重量%未満、チタン0.03〜0.2重量%を含み、残部が鉄である組成を備え、炭素当量が0.44〜0.54の範囲にあることが好ましく、さらにホウ素0.001〜0.002重量%を含むことが好ましい。 The case-hardened steel can obtain a desired hardness by the carburizing and quenching process described later, and 0.15 to 0.20% by weight of carbon and 0.35 manganese to prevent cracking and the like by the spinning process described later. -0.81% by weight, silicon 0.05-0.15% by weight, phosphorus 0.015% by weight, sulfur 0.02% by weight, titanium 0.03-0.2% by weight, the balance being iron The carbon equivalent is preferably in the range of 0.44 to 0.54, and further preferably 0.001 to 0.002% by weight of boron.
前記肌焼鋼では、炭素の含有量が0.15重量%未満では所望の硬度が得られないことがあり、0.20重量%を超えると硬度が過剰になって割れ易くなる。また、マンガンの含有量が0.35重量%未満では浸炭焼入れ処理によって十分な硬度が得られないことがあり、0.81重量%を超えるとMnS等の介在物を形成して割れ易くなる。また、珪素の含有量が0.05重量%未満ではフェライト相を強化し、焼き戻し抵抗性を大にする効果が得られないことがあり、0.15重量%を超えるとSiS等の介在物を形成して割れ易くなる。また、リンの含有量が0.015重量%を超えるとマンガン等と結合して介在物を形成し割れやすくなる。また、硫黄の含有量が0.02重量%を超えると、マンガン、珪素等と結合して介在物を形成し割れやすくなる。また、チタンの含有量が0.03重量%未満では結晶粒を微細化する効果が得られないことがあり、0.2重量%を超えると炭素を固定して時効硬化が得られないことがある。また、ホウ素の含有量が0.001重量%未満では結晶粒を微細化する効果が得られないことがあり、0.002重量%を超えると結晶粒が大きくなり割れやすくなる。 In the case-hardened steel, if the carbon content is less than 0.15% by weight, the desired hardness may not be obtained, and if it exceeds 0.20% by weight, the hardness becomes excessive and the steel is easily cracked. Further, if the manganese content is less than 0.35% by weight, sufficient hardness may not be obtained by carburizing and quenching treatment, and if it exceeds 0.81% by weight, inclusions such as MnS are formed and cracks easily occur. Further, if the silicon content is less than 0.05% by weight, the effect of strengthening the ferrite phase and increasing the tempering resistance may not be obtained. If the silicon content exceeds 0.15% by weight, inclusions such as SiS may be obtained. It becomes easy to crack. On the other hand, if the phosphorus content exceeds 0.015% by weight, it combines with manganese or the like to form inclusions and easily break. On the other hand, when the sulfur content exceeds 0.02% by weight, it combines with manganese, silicon and the like to form inclusions and easily break. Further, if the titanium content is less than 0.03% by weight, the effect of refining crystal grains may not be obtained, and if it exceeds 0.2% by weight, carbon may be fixed and age hardening may not be obtained. is there. Further, if the boron content is less than 0.001% by weight, the effect of refining the crystal grains may not be obtained, and if it exceeds 0.002% by weight, the crystal grains become large and are liable to crack.
前記組成を備える肌焼鋼として、例えば山陽特殊製鋼株式会社製TMAXJ1B(商品名)、TMAXJ2B(商品名)、大同特殊鋼株式会社製ALFA鋼(商品名)、Super−ALFA鋼(商品名)等を挙げることができる。 As case hardening steel having the above composition, for example, TMAXJ1B (trade name), TMAXJ2B (trade name) manufactured by Sanyo Special Steel Co., Ltd., ALFA steel (trade name) manufactured by Daido Special Steel Co., Ltd., Super-ALFA steel (trade name), etc. Can be mentioned.
フランジ素材1は、回転軸が挿通される軸孔3の外周方向に延在する円盤状体4の一方の表面に、外周縁から軸孔3に向かって縮径されて傾斜したフランジ面5を備え、円盤状体4のフランジ面5と反対側に、シリンダ部形成用の予備形状部6を備えている。予備形状部6は肉厚の円筒状であり、その内周側に底面部7が形成されている。フランジ素材1は、前記熱間鍛造後、フランジ面5とその反対側の底面部7が研磨されるが、底面部7には摺動部材2が接合されていないので、容易に研磨することができる。
The flange material 1 has a
一方、摺動部材2は、フランジ素材1の軸孔3と同一の内径を備える孔部8を中心部に備え、一方の端部を研磨して外周縁から孔部8に向かって縮径することにより、ボス9が形成されている。
On the other hand, the sliding
本実施形態の製造方法では、次に、フランジ素材1の予備形状部6、底面部7と、摺動部材2のボス9が形成されている端面とに防炭剤を塗布する。前記防炭剤は市販のものを用いることができ、特に限定されることはない。
Next, in the manufacturing method of this embodiment, a carburizing agent is apply | coated to the
そして、前記防炭剤が塗布されたフランジ素材1と摺動部材2とを、図示しない浸炭炉に収容して浸炭焼入れ処理を行う。このとき、フランジ素材1は、底面部7に摺動部材2が接合されていないので、フランジ面5の反対側に突出するものが無い。従って、複数のフランジ素材1と摺動部材2とを前記浸炭炉内に密に収容することができ、前記浸炭焼入れ処理を効率良く行うことができる。前記浸炭焼入れ処理はそれ自体公知の方法に従って行うことができ、フランジ素材1と摺動部材2との前記防炭剤が塗布されていない部分の硬度を向上させることができる。
And the flange raw material 1 and the sliding
前記浸炭焼入れ処理が終了したならば、前記防炭剤を除去した後、フランジ素材1を図示しないスピニング加工装置に装着する。一方、摺動部材2は、前記防炭剤を除去した後、図1(b)に示すように、ボス9をフランジ素材1の底面部7に対向せしめ、孔部8がフランジ素材1の軸孔3と同軸となるようにして、図示しない摩擦圧接装置に装着する。
When the carburizing and quenching process is completed, after removing the carburizing agent, the flange material 1 is mounted on a spinning machine (not shown). On the other hand, the sliding
そして、前記摩擦圧接装置により、摺動部材2を高速回転させつつ、フランジ素材1方向に移動させ、ボス9をフランジ素材1の底面部7に圧接する。このようにすると、摺動部材2のボス9とフランジ素材1の底面部7とが摩擦の熱により溶融し、相互に接合される。このとき、摺動部材2は孔部8がフランジ素材1の軸孔3と同軸となるように配置されているので、孔部8と軸孔3との内周面が互いに一致する。この結果、図1(c)に示すように、底面部7に摺動部材2が接合されたフランジ素材1が得られる。
Then, while the sliding
本実施形態の製造方法では、次に、フランジ素材1の予備形状部6にスピニング加工を施す。この結果、図2に示すように、フランジ面5と反対側の底面部7に摺動部材2が接合されており、フランジ面5と反対側に円盤状体4と一体的に設けられたシリンダ部10とを備える可動フランジ11を得ることができる。
Next, in the manufacturing method of the present embodiment, the
尚、本実施形態では、円盤状体4のフランジ面5と反対側の底面部7に摺動部材2を摩擦圧接した後、予備形状部6にスピニング加工を施してシリンダ部10を形成しているが、予備形状部6にスピニング加工を施してシリンダ部10を形成した後、底面部7に摺動部材2を摩擦圧接するようにしてもよい。
In this embodiment, the sliding
また、本実施形態では、摺動部材2の摩擦圧接される側の端部にボス9を形成するようにしているが、摺動部材2はフランジ素材1の底面部に摩擦圧接できる構成であればよく、ボス9は形成されていなくてもよい。
In this embodiment, the boss 9 is formed at the end of the sliding
2…摺動部材、 3…軸孔、 4…円盤状体、 5…フランジ面、 6…予備形状部、 8…孔部、 10…シリンダ部、 11…可動フランジ。
DESCRIPTION OF
Claims (3)
該軸孔と、該フランジ面と、該フランジ面と反対側の面に該シリンダ部を形成するための予備形状部と、該予備形状部の内周側に形成された底面部とを備える円盤状体を、熱間鍛造により形成する工程と、
該円盤状体の該フランジ面と反対側の面に形成された予備形状部及び底面部と、該摺動部材の一方の端面とに防炭剤を塗布する工程と、
該防炭剤が塗布された該予備形状部を備える該円盤状体と、該防炭剤が塗布された該摺動部材とに浸炭焼入れ処理を施す工程と、
該浸炭焼入れ処理が施された該円盤状体と該摺動部材とから該防炭剤を除去し、該円盤状体の該フランジ面と反対側の面に、該摺動部材を、該摺動部材の孔部が該円盤状体の軸孔と互いの内周面が一致するようにして摩擦圧接する工程とを備えることを特徴とする無段変速機用プーリの可動フランジの製造方法。 A shaft hole through which the rotating shaft is inserted, a flange surface formed on one surface of a disk-like body that has been subjected to carburizing and quenching treatment , extending in the outer circumferential direction of the shaft hole, and an inner diameter that is the same as that of the shaft hole A cylindrical sliding member that is provided with a hole portion and that is extended to the opposite side of the flange surface of the disk-like body and is subjected to carburizing and quenching treatment that slides along the axial direction of the rotating shaft, and the disk A continuously variable transmission provided with a cylinder portion that is provided integrally with the disc-like body on the opposite side of the flange surface of the rod-like body and forms a pressure chamber that allows the disc-like body to reciprocate in the axial direction of the rotating shaft. In the manufacturing method of the movable flange of the machine pulley,
A disk comprising the shaft hole, the flange surface , a preliminary shape portion for forming the cylinder portion on a surface opposite to the flange surface, and a bottom surface portion formed on the inner peripheral side of the preliminary shape portion Forming a body by hot forging;
Applying a carburizing agent to the pre-shaped portion and the bottom surface portion formed on the surface opposite to the flange surface of the disk-shaped body, and one end surface of the sliding member;
A step of carburizing and quenching the disc-like body having the preliminary shape portion coated with the carburizing agent , and the sliding member coated with the carburizing agent ;
The carburizing agent is removed from the disk-shaped body and the sliding member subjected to the carburizing and quenching treatment, and the sliding member is placed on the surface of the disk-shaped body opposite to the flange surface. A method of manufacturing a movable flange of a pulley for a continuously variable transmission, comprising: a step of friction welding the hole portion of the moving member so that the shaft hole of the disk-shaped body and the inner peripheral surface of each of the moving member coincide with each other.
2. The sliding member is friction-welded to a surface of the disc-shaped body opposite to the flange surface after the preliminary shape portion is subjected to spinning processing to form the cylinder portion. Manufacturing method of movable flange of pulley for continuously variable transmission.
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