JP4211213B2 - Input shaft of toroidal type continuously variable transmission and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車等の変速機構に用いるトロイダル型無段変速機の入力軸とその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
車両等に用いる変速装置として、いわゆるCVTと称される無段変速機が実用化されている。無段変速機の一例としてトロイダル形無段変速機が開発されている。トロイダル形無段変速機は、入力軸と一体に回転する入力ディスクと、この入力ディスクに対向する出力ディスクと、これら双方のディスク間に設けるパワーローラと、入力ディスクを出力ディスクに向かって押圧するための押圧機構などを備えている。
【0003】
図7は従来のトロイダル形無段変速機の一部を示している。この図に示すように、入力軸100の一端側につば部101が形成され、つば部101とカムディスク102との間にスラストベアリング103が設けられている。カムディスク102は前記押圧機構の一部を構成している。入力軸100の他端側に形成されたねじ部105に、ローディングナット106が螺合される。このローディングナット106をねじ部105に締付ける際に、つば部101をソケット等の治具によって保持することにより、入力軸100の回り止めをなしている。従ってこのつば部101は、ボルトの頭に似た六角形状をなしている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
前記トロイダル形無段変速機において、図8および図9に示すように、入力軸100のつば部101′に六角形の非円形部110と、非円形部110の隣りに円形の円盤部111を一体に設ける必要が生じた。この場合、従来は、材料端部の大径部の一部を六角形に機械加工することによって非円形部110を成形し、加工しない部分を円盤部111として残すようにしていた。しかしそのような機械加工を行った場合、円盤部111の外周縁112が非円形部110の機械加工によっていわゆるエッジコーナーとなり、ばりが発生しやすいという問題が生じた。
【0005】
従って本発明の目的は、つば部を構成する円盤部と非円形部との間にばりが生じないようなトロイダル型無段変速機の入力軸とその製造方法を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
前記目的を果たすための本発明のトロイダル型無段変速機の入力軸は、円筒状の軸本体を有する入力軸であって、該軸本体の端部に形成され該軸本体よりも外径が大きい円盤部と、前記円盤部の隣りで該入力軸の端面を含む位置に形成されかつ前記端面側から見て互いに平行な2辺以上のフラット面を有する非円形部とを具備し、かつ、前記円盤部外周の前記フラット面側の縁に、前記フラット面の加工前に形成された周方向に沿う環状溝の溝幅方向の中間位置を境に前記環状溝の前記フラット面側が機械加工されることにより前記中間位置を境として前記環状溝の前記円盤部側の部分を残してなる断面円弧状の加工面を有し、かつ、互いに隣合う前記フラット面間に前記環状溝の前記周方向の一部を有していることを特徴とする。本発明の入力軸は、円盤部外周のフラット面側の縁に前記加工面が形成されていることにより、エッジコーナーが生じることを回避でき、ばりの発生が抑制される。
【0007】
前記入力軸を製造するための本発明の製造方法は、材料端部の大径部の外周面を加工することにより該大径部の周方向に連続する環状溝を形成する第1の工程と、前記環状溝の溝幅方向の中間位置を境として前記材料端部の端面側の外周部を加工することによって前記フラット面を形成するとともに加工されずに残る前記円盤部外周の前記フラット面側の縁に前記環状溝の一部を残す第2の工程とを具備し、前記第2の工程では、前記環状溝の溝幅方向の中間位置を境に前記フラット面側を機械加工することによって前記環状溝の一部からなる断面円弧状の加工面を形成するとともに、互いに隣合う前記フラット面間に前記環状溝の前記周方向の一部を残すことを特徴とする。本発明の製造方法では、第1の工程によって予め環状溝を形成したのち、第2の工程によって非円形部の各フラット面を形成し、その加工の際に環状溝の一部を円盤部の外周縁に残すことにより、エッジコーナーが生じることを回避でき、ばりの発生が回避される。
【0008】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の一実施形態について図1から図6を参照して説明する。
図1は、ダブルキャビティ式ハーフトロイダル形無段変速機10の主要部を構成するバリエータ部(Variator)を示している。この変速機10は、第1のキャビティ11を構成する入力ディスク12aおよび出力ディスク13aと、第2のキャビティ14を構成する入力ディスク12bおよび出力ディスク13bを備えている。
【0009】
第1の入出力ディスク12a,13aの間に一対のパワーローラ15が設けられている。パワーローラ15の外周面は、各ディスク12a,13aのトラクション面に接している。第2の入出力ディスク12b,13bの間にも一対のパワーローラ15が設けられている。これらのパワーローラ15は、パワーローラ軸受16によって、トラニオン17に回転自在に取付けられている。トラニオン17は、それぞれトラニオン軸18を中心として揺動自在である。
【0010】
第1の入力ディスク12aは、入力軸(CVT軸)20に第1のボールスプライン21によって回り止めがなされた状態で、軸線P方向に相対移動可能に取付けられている。第2の入力ディスク12bは、入力軸20に第2のボールスプライン22によって回り止めがなされた状態で、軸線P方向に相対移動可能に取付けられている。したがって入力ディスク12a,12bは、入力軸20と一体に回転する。この入力軸20は、エンジン等の駆動源によって回転する駆動軸25に、ベアリング26を介して相対回転可能に連結されている。
【0011】
出力ディスク13a,13bは、入力ディスク12a,12bの間に設けられている。第1の出力ディスク13aは第1の入力ディスク12aに対向し、第2の出力ディスク13bは第2の入力ディスク12bに対向している。これら出力ディスク13a,13bは、入力軸20に、ベアリング30,31を介して相対回転自在に支持されている。出力ディスク13a,13bは、連結部材32によって連結され、互いに同期して回転する。連結部材32には出力ギヤ33が設けられている。出力ギヤ33は出力軸(図示せず)と連動して回転する。
【0012】
第1の入力ディスク12aの背面側に、押圧機構として機能するローディングカム機構40が設けられている。ローディングカム機構40は、カムディスク41とローラ42とを含んでいる。カムディスク41は、入力軸20に対して、ボールベアリング43を介して回動自在に支持されている。カムディスク41と入力ディスク12aとの相互対向部にそれぞれカム面44,45が形成され、カム面44,45間にローラ42が挟み込まれている。
【0013】
これらのローラ42がカム面44,45間に挟まれた状態で駆動軸25が回転すると、カムディスク41が回転することにより、第1の入力ディスク12aが第1の出力ディスク13aに向って押圧されるとともに、第1の入力ディスク12aがカムディスク41と一緒に回転する。また、カムディスク41が受ける反力がボールベアリング43を介して入力軸20に加わるため、第2の入力ディスク12bが第2の出力ディスク13bに向って押圧される。こうして駆動軸25からカムディスク41に伝達されたエンジンの回転力は入力ディスク12a,12bを回転させ、入力ディスク12a,12bの回転がパワーローラ15を介して出力ディスク13a,13bに伝わることにより、出力ギヤ33が回転することになる。
【0014】
図2に示すように入力軸20は、軸線P方向に延びる円筒状の軸本体20aを有している。軸本体20aの一端側の外周部に、フランジ状に広がるつば部50が設けられている。つば部50の近傍に第1のスプライン溝51が形成されている。図1に示すように、第1の入力ディスク12aには、スプライン溝51と対応する位置にスプライン溝52が形成されている。これらスプライン溝51,52に、入力ディスク12aと入力軸20とを互いに回転方向に固定するための部材として機能するボール53が収容される。従ってこの入力ディスク12aは、入力軸20に対して回転方向に固定され、しかも軸線P方向に移動することができる。
【0015】
入力軸20の他端側にねじ部60が形成されている。このねじ部60にローディングナット61(図1に示す)が螺合される。ねじ部60の近傍に第2のスプライン溝62が形成されている。第2の入力ディスク12bには、第2のスプライン溝62と対応する位置にスプライン溝63が形成されている。これらスプライン溝62,63にボール64が収容されることにより、入力ディスク12bと入力軸20とが回転方向に固定され、かつ、入力ディスク12bが入力軸20の軸線P方向に移動することができる。入力ディスク12bは、皿ばね等の弾性部材65によって、カムディスク41の方向に付勢されている。弾性部材65はローディングナット61によって固定される。
【0016】
つば部50は、円筒状の軸本体20aの端部に形成された円盤部70と、円盤部70と一体に軸本体20aの端部に形成された非円形部71とを有している。円盤部70は軸本体20aと同心であり、その外径D(図3に示す)は軸本体20aの外径よりも大きい。円盤部70にはベアリング43が接する軌道面72が形成されている。ベアリング43は球形であるため、軌道面72の断面は円弧状をなしている。つまりこの円盤部70はベアリング43の軌道盤を兼ねている。軸本体20aに軸線P方向に沿う孔73が形成されている。
【0017】
非円形部71は、入力軸20の端面82側(軸線Pに沿う方向)から見て、ほぼ正六角形をなしている。すなわち図3に示すように非円形部71は、互いに平行な2辺以上(図示例の場合、六角形であるから計6面)のフラット面75を有している。互いに平行なフラット面75間の距離Wは、円盤部70の外径Dよりも小さい。このようなフラット面75を有する非円形部71は、前記ローディングナット61をねじ部60に締付ける際に、非円形部71に嵌合させるソケット等の治具により、入力軸20の回り止めをなすことができる。
【0018】
円盤部70の外周70aのフラット面75側の縁70bに、円盤部70の全周にわたって溝状の加工面80が形成されている。図5に拡大して示すように、加工面80はその断面が円弧状に凹む形状をなしており、以下に説明する第1の工程(環状溝80aを形成する工程)と、第2の工程(フラット面75を形成する工程)とを行うことによって得られる。
【0019】
まず第1の工程では、入力軸20の材料端部20bの大径部81の外周面を加工することによって、大径部81の周方向に連続する断面半円形の環状溝80a(図6に示す)が形成される。そののち、図5に示すように、環状溝80aの溝底の中央、すなわち溝幅方向Xの中間位置Hを境として、材料端部20bの端面82側の外周部83を機械加工することにより、フラット面75を形成する。その加工の際に、加工されずに残る円盤部70の外周70aのフラット面75側の縁70bに、環状溝80aの一部を残すことにより、円盤部70の周方向に連続する加工面80が得られる。
【0020】
前記加工面80が円盤部70の外周70aのフラット面75側の縁70bに形成されていることにより、円盤部70の縁70bがエッジコーナーとなることが回避され、ばりの発生が回避される。特に、環状溝80aの溝底の中央よりも円盤部70寄りの位置H′まで切削することが望ましい。そうすることにより、加工面80の端縁の角度θを90度よりも可及的大きくとることができるため、面取り効果が高まる。ただし、環状溝80aの断面はこの実施形態のような半円形に限ることはなく、要するに、環状溝80aの一部を残してフラット面75を機械加工したときに、所望の断面形状の加工面80が得られるような形状の環状溝80aであればよい。
【0021】
また、非円形部71のフラット面75の数は6面に限ることはない。要するに非円形部71は1つ以上のフラット面、好ましくは互いに平行な2辺以上のフラット面(いわゆる平行二面幅)を有していればよい。またこの発明を実施するに当たって、入力軸の軸本体や円盤部、非円形部、フラット面の数、環状溝、加工面の形状や寸法など、この発明を構成する各要素を適宜に変形して実施できることは言うまでもない。また前記実施形態はダブルキャビティ式のハーフトロイダル型無段変速機について説明したが、この発明は、シングルキャビティ式のハーフトロイダル無段変速機などにおいても同様に適用することができる。
【0022】
【発明の効果】
本発明によれば、トロイダル型無段変速機の入力軸の端部のつば部に形成される円盤部と非円形部との間にばりが生じないようにすることができる。このためばり取り工程を省略することができ、低コスト化が可能となる。また、つば部にシャープエッジが発生しないため取扱い上の安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施形態を示すトロイダル型無段変速機の断面図。
【図2】 図1に示されたトロイダル型無段変速機に使われる入力軸の軸線方向に沿う断面図。
【図3】 図2に示された入力軸を端面側から見た正面図。
【図4】 図3中のF4−F4線に沿う入力軸の一部の断面図。
【図5】 図2に示された入力軸の一部を拡大した断面図。
【図6】 図3中のF6−F6線に沿う入力軸の一部の断面図。
【図7】 従来の入力軸を備えたトロイダル型無段変速機の一部の断面図。
【図8】 他の従来例を示す入力軸を端面側から見た正面図。
【図9】 図8中のF9−F9線に沿う入力軸の一部の断面図。
【符号の説明】
20…入力軸
20a…軸本体
50…つば部
70…円盤部
71…非円形部
75…フラット面
80…加工面
80a…環状溝[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an input shaft of a toroidal-type continuously variable transmission used for a transmission mechanism of, for example, an automobile and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
As a transmission used for a vehicle or the like, a continuously variable transmission called a so-called CVT has been put into practical use. A toroidal continuously variable transmission has been developed as an example of a continuously variable transmission. The toroidal continuously variable transmission includes an input disk that rotates integrally with an input shaft, an output disk that faces the input disk, a power roller that is provided between the two disks, and presses the input disk toward the output disk. For example, a pressing mechanism is provided.
[0003]
FIG. 7 shows a part of a conventional toroidal continuously variable transmission. As shown in this figure, a
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
In the toroidal continuously variable transmission, as shown in FIGS. 8 and 9, a hexagonal
[0005]
Accordingly, an object of the present invention is to provide an input shaft of a toroidal continuously variable transmission and a method for manufacturing the same so that no flash is generated between a disk portion and a non-circular portion constituting the collar portion.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
An input shaft of a toroidal type continuously variable transmission according to the present invention for achieving the above object is an input shaft having a cylindrical shaft body, and is formed at an end portion of the shaft body and has an outer diameter larger than that of the shaft body. A large disk part, and a non-circular part formed at a position including the end face of the input shaft adjacent to the disk part and having two or more flat surfaces parallel to each other when viewed from the end face side , and The flat surface side of the annular groove is machined at the edge of the flat surface side of the outer periphery of the disk portion, with an intermediate position in the groove width direction of the annular groove along the circumferential direction formed before the processing of the flat surface as a boundary. have a cross section arcuate working surface of the boundary by Ri said intermediate position Rukoto comprising leaving the disc portion side portion of the annular groove, and the said annular groove between the flat surfaces adjacent to each other It has a part in the circumferential direction. In the input shaft of the present invention, since the processed surface is formed at the edge on the flat surface side of the outer periphery of the disk portion, the occurrence of edge corners can be avoided, and the occurrence of flash is suppressed.
[0007]
The manufacturing method of the present invention for manufacturing the input shaft includes a first step of forming an annular groove continuous in a circumferential direction of the large diameter portion by processing an outer peripheral surface of the large diameter portion of the material end portion. The flat surface is formed by processing the outer peripheral portion on the end surface side of the material end portion with the intermediate position in the groove width direction of the annular groove as a boundary, and the flat surface side of the outer periphery of the disk portion that remains without being processed A second step of leaving a part of the annular groove on the edge of the flat groove, and in the second step, by machining the flat surface side at the intermediate position in the groove width direction of the annular groove. A processed surface having an arc-shaped cross section composed of a part of the annular groove is formed, and a part of the annular groove in the circumferential direction is left between the flat surfaces adjacent to each other . In the manufacturing method of the present invention, after forming the annular groove in advance in the first step, each flat surface of the non-circular portion is formed in the second step, and a part of the annular groove is formed in the disk portion during the processing. By leaving it at the outer peripheral edge, the occurrence of edge corners can be avoided and the occurrence of flash is avoided.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS.
FIG. 1 shows a variator (Variator) that constitutes a main part of a double cavity half-toroidal continuously
[0009]
A pair of
[0010]
The first input disk 12a is attached to the input shaft (CVT shaft) 20 so as to be relatively movable in the direction of the axis P while being prevented from rotating by the
[0011]
The output disks 13a and 13b are provided between the
[0012]
A
[0013]
When the
[0014]
As shown in FIG. 2, the
[0015]
A threaded
[0016]
The
[0017]
The
[0018]
A groove-like processed
[0019]
First, in the first step, by processing the outer peripheral surface of the large-
[0020]
Since the processed
[0021]
Further, the number of
[0022]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to prevent a flash from being generated between a disk portion and a non-circular portion formed at the end flange portion of the input shaft of the toroidal-type continuously variable transmission. For this reason, the deburring process can be omitted, and the cost can be reduced. In addition, since sharp edges do not occur in the collar portion, handling safety is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of a toroidal continuously variable transmission showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the axial direction of an input shaft used in the toroidal continuously variable transmission shown in FIG.
FIG. 3 is a front view of the input shaft shown in FIG. 2 as viewed from the end face side.
4 is a cross-sectional view of a part of the input shaft along line F4-F4 in FIG.
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a part of the input shaft shown in FIG.
6 is a cross-sectional view of a part of the input shaft taken along line F6-F6 in FIG.
FIG. 7 is a cross-sectional view of a part of a toroidal-type continuously variable transmission having a conventional input shaft.
FIG. 8 is a front view of an input shaft showing another conventional example as viewed from the end surface side.
9 is a cross-sectional view of a part of the input shaft along the line F9-F9 in FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (2)
該軸本体の端部に形成され該軸本体よりも外径が大きい円盤部と、
前記円盤部の隣りで該入力軸の端面を含む位置に形成されかつ前記端面側から見て互いに平行な2辺以上のフラット面を有する非円形部とを具備し、かつ、
前記円盤部外周の前記フラット面側の縁に、前記フラット面の加工前に形成された周方向に沿う環状溝の溝幅方向の中間位置を境に前記環状溝の前記フラット面側が機械加工されることにより前記中間位置を境として前記環状溝の前記円盤部側の部分を残してなる断面円弧状の加工面を有し、かつ、互いに隣合う前記フラット面間に前記環状溝の前記周方向の一部を有していることを特徴とするトロイダル型無段変速機の入力軸。 An input shaft having a cylindrical shaft body ,
A disk portion formed at an end of the shaft body and having an outer diameter larger than that of the shaft body;
A non-circular portion formed at a position including the end surface of the input shaft next to the disk portion and having two or more flat surfaces parallel to each other when viewed from the end surface side ; and
The flat surface side of the annular groove is machined at the edge of the flat surface side of the outer periphery of the disk portion, with an intermediate position in the groove width direction of the annular groove along the circumferential direction formed before the processing of the flat surface as a boundary. have a cross section arcuate working surface of the boundary by Ri said intermediate position Rukoto comprising leaving the disc portion side portion of the annular groove, and the said annular groove between the flat surfaces adjacent to each other An input shaft for a toroidal-type continuously variable transmission, characterized by having a part in the circumferential direction.
材料端部の大径部の外周面を加工することにより該大径部の周方向に連続する環状溝を形成する第1の工程と、
前記環状溝の溝幅方向の中間位置を境として前記材料端部の端面側の外周部を加工することによって前記フラット面を形成するとともに加工されずに残る前記円盤部外周の前記フラット面側の縁に前記環状溝の一部を残す第2の工程とを具備し、
前記第2の工程では、前記環状溝の溝幅方向の中間位置を境に前記フラット面側を機械加工することによって前記環状溝の一部からなる断面円弧状の加工面を形成するとともに、互いに隣合う前記フラット面間に前記環状溝の前記周方向の一部を残すことを特徴とするトロイダル型無段変速機の入力軸の製造方法。Input of a toroidal continuously variable transmission having a large-diameter disk portion formed at the end of the shaft body and a non-circular portion having two or more parallel flat surfaces formed next to the disk portion. In the manufacturing method of the shaft,
A first step of forming an annular groove continuous in the circumferential direction of the large diameter portion by processing the outer peripheral surface of the large diameter portion of the material end;
The flat surface is formed by processing the outer peripheral portion on the end surface side of the material end portion at the intermediate position in the groove width direction of the annular groove, and the flat surface side of the outer periphery of the disk portion remaining without being processed is formed. A second step of leaving a part of the annular groove at the edge,
In the second step, the flat surface side is machined at the intermediate position in the groove width direction of the annular groove to form a cross-section arc-shaped machining surface formed of a part of the annular groove, and A method for manufacturing an input shaft of a toroidal-type continuously variable transmission, wherein a part of the annular groove in the circumferential direction is left between the adjacent flat surfaces.
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