JP5872712B2 - 油圧アクチュエータ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ピストン／シリンダ機構で構成され、油圧が供給されることによって駆動される油圧アクチュエータ装置に関する。

従来、油保持性の向上を図ることができ、耐磨耗性が向上したベルト式ＣＶＴプーリを再現性よく製造することを目的とするベルト式無段変速機用プーリの製造方法が例えば特許文献１で知られている。

上記プーリ製造方法は、接触面の形状を形成する研削工程と、形成された接触面の表面粗さを粗くすることにより、接触面に溝部を形成する溝部形成工程と、溝部が形成された接触面の表面をラップフィルムにて研磨して潤滑油を保持させるための油溝を残す接触面研磨工程と、を有する。そして、接触面の表面粗さは、最大高さ粗さＲｚが４μｍ以下、粗さ曲線要素の平均長さＲＳｍが３０〜６０μｍ、粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが−２．７〜−０．６（無単位）、突出山部高さＲｐｋが０．０９μｍ以下、突出谷部深さＲｖｋが０．４〜１．３μｍとしている。

上記ベルト式無段変速機用プーリの製造方法にあっては、油保持性の向上を図ることを目的とし、溝部を有するシーブ面の表面粗さ形状を、５つの表面粗さパラメータを用いて管理している。

しかしながら、無段変速機用プーリのうち、駆動プーリ（スライドプーリ）のシリンダ内周面については、表面粗さ形状の管理や加工に関し、何ら記載されていない。そして、シーブ面は、油保持性と耐磨耗性の両立を意図し、表面粗さ形状（溝と接触面）を管理する必要があるのに対し、シリンダ内周面は、接触摺動する液密用シール部材の摺動磨耗を抑え、油密性の長期確保を意図し、表面粗さ形状を管理する必要がある。さらに、シーブ面の仕上げ加工は、ラッピングフィルムを用いたラッピング加工であるのに対し、シリンダ内周面の仕上げ加工は、切削チップを用いた切削加工である。すなわち、シーブ面とシリンダ内周面は、管理意図と加工方法が全く異なるものである以上、シーブ面表面粗さ形状の管理手法を、シリンダ内周面粗さ形状の管理手法として適用することはできない。

特開２０１１−１３７４９２号公報

本発明は、上記問題に着目してなされたもので、シール性を低下させる液密用シール部材の摺動磨耗を確実に抑える油圧アクチュエータ装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明は、シリンダ内周面に摺接するピストンの外周に樹脂を素材として形成された液密用シール部材が装着されたピストン／シリンダ機構で構成され、油圧が供給されることによって駆動される油圧アクチュエータ装置を前提とする。
この油圧アクチュエータ装置において、前記シリンダ内周面の表面粗さ形状の管理パラメータとして、高さ方向の特徴平均パラメータである粗さ曲線のクルトシス（Ｒｋｕ）と粗さ曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）を用いる。
そして、前記シリンダ内周面を、前記クルトシス（Ｒｋｕ）の測定値及び前記スキューネス（Ｒｓｋ）の測定値が、予め設定されたそれぞれの管理値以下である表面粗さ形状を持つ面に設定した。

本発明者は、シリンダのストローク耐久終了品について、液密用シール部材に磨耗が発生しているか否かに分けてシリンダ内周面の表面粗さ形状を測定する比較実験を行った。この実験により、クルトシス（Ｒｋｕ）とスキューネス（Ｒｓｋ）の測定値のうち、少なくとも一方が所定値を超えると、液密用シール部材の摺動磨耗が進むことを見出した。
そこで、本発明では、駆動プーリのシリンダ内周面を、クルトシス（Ｒｋｕ）の測定値及びスキューネス（Ｒｓｋ）の測定値が、予め設定されたそれぞれの管理値以下である表面粗さ形状を持つ面に設定した。
このように、液密用シール部材の摺動磨耗と密接に関係するクルトシス（Ｒｋｕ）とスキューネス（Ｒｓｋ）の測定値を管理パラメータとして用い、シリンダ内周面の表面粗さ形状管理に反映させた。このため、シール性を低下させる液密用シール部材の摺動磨耗を確実に抑えることができる。

実施例１の駆動プーリ（油圧アクチュエータ装置の一例）を備えるベルト式無段変速機を示す要部構成図である。 実施例１の駆動プーリの製造方法のうち生切削加工工程における駆動プーリワークの生切削加工部分を示す加工部分説明図である。 実施例１の駆動プーリの製造方法のうち仕上げ切削加工工程における駆動プーリワークの仕上げ切削加工部分を示す加工部分説明図である。 実施例１の駆動プーリの製造方法のうち仕上げ切削加工工程にて用いられる駆動プーリワークの仕上げ切削加工装置の概略を示す平面図である。 実施例１の駆動プーリの製造方法のうち仕上げ切削加工工程におけるシリンダ内周面加工処理後のチップ及びチップホルダの交換要否判定の流れを示すフローチャートである。 シリンダ内周面の表面粗さ形状の管理パラメータとして用いられる算術平均粗さＲａの定義を説明する表面性状図である。 シリンダ内周面の表面粗さ形状の管理パラメータとして用いられる粗さ曲線のクルトシスＲｋｕの定義を説明する表面性状図である。 シリンダ内周面の表面粗さ形状の管理パラメータとして用いられる粗さ曲線のスキューネスＲｓｋの定義を説明する表面性状図である。 駆動プーリのストローク耐久終了品のシリンダ内周面の表面粗さ測定値の実験結果を合格品と不合格品で分けて示した粗さ測定値対比図である。

以下、本発明の油圧アクチュエータ装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。

実施例１のベルト式無段変速機に備える駆動プーリ（油圧アクチュエータ装置の一例）を、「ベルト式無段変速機の要部構成」、「駆動プーリの製造方法」、「仕上げ切削加工装置の概略構成」、「チップ及びチップホルダの交換要否の判定処理」、「背景技術」、「シリンダ内周面仕上げ加工処理後の交換要否判定作用」、「シリンダ内周面の粗さ形状管理作用」に分けて説明する。

［ベルト式無段変速機の要部構成］
図１は、実施例１の駆動プーリを備えるベルト式無段変速機を示す。以下、図１に基づき、ベルト式無段変速機の要部構成を説明する。

実施例１のベルト式無段変速機ＣＶＴは、図１に示すように、プライマリプーリ１と、セカンダリプーリ２と、ベルト３と、を備えている。

前記プライマリプーリ１は、シーブ面１１ａを有する固定プーリ１１と、シーブ面１２ａを有する駆動プーリ１２と、の組み合わせにより構成される。

前記固定プーリ１１は、シーブ面１１ａ側を正面側としたとき、背面側に入力シャフト部１１ｂを一体に有し、正面側にプーリ支持シャフト部１１ｃを一体に有する。入力シャフト部１１ｂとプーリ支持シャフト部１１ｃは、トランスミッションケース４に対しそれぞれベアリング５，６を介して回転可能に支持されていて、軸心位置にプライマリ圧油路１３が形成されている。

前記駆動プーリ１２は、シーブ面１２ａ側を正面側としたとき、背面側に大径円筒状のシリンダ１２ｂと、小径円筒状のボス部材１２ｃと、が一体に形成されている。シリンダ１２ｂには、プライマリ圧室１４（油圧室）を液密状態にする環状のシールリング１５（液密用シール部材）が摺動するシリンダ内周面１２ｄを有する。シールリング１５は、プーリ支持シャフト部１１ｃに固定され、対向間隔が最大のときにボス部材１２ｃのボス端面１２ｅに接触する固定ピストンプレート１６（ピストン）の外周位置の凹溝に装着されている。ボス部材１２ｃとプーリ支持シャフト部１１ｃの間には、駆動プーリ１２を軸方向に移動可能で回転方向に固定するボールスプライン機構１７が介装されている。シールリング１５は、フッ素樹脂を素材として形成されている。

前記セカンダリプーリ２は、シーブ面２１ａを有する固定プーリ２１と、シーブ面２２ａを有する駆動プーリ２２と、の組み合わせにより構成される。

前記固定プーリ２１は、シーブ面２１ａ側を正面側としたとき、背面側にケース支持シャフト部２１ｂを一体に有し、正面側にプーリ支持シャフト部２１ｃを一体に有する。ケース支持シャフト部２１ｂとプーリ支持シャフト部２１ｃは、トランスミッションケース４に対しそれぞれベアリング７，８を介して回転可能に支持されていて、軸心位置にセカンダリ圧油路２３が形成されている。

前記駆動プーリ２２は、シーブ面２２ａ側を正面側としたとき、背面側に大径円筒状のシリンダ２２ｂと、小径円筒状のボス部材２２ｃと、が一体に形成されている。シリンダ２２ｂには、セカンダリ圧室２４（油圧室）を液密状態にする環状のシールリング２５（液密用シール部材）が摺動するシリンダ内周面２２ｄを有する。シールリング２５は、プーリ支持シャフト部２１ｃに固定され、対向間隔が最大のときにボス部材２２ｃのボス端面１２ｅに接触する固定ピストンプレート２６（ピストン）の外周位置の凹溝に装着されている。ボス部材２２ｃとプーリ支持シャフト部２１ｃの間には、駆動プーリ１２を軸方向に移動可能で回転方向に固定するボールスプライン機構２７が介装されている。シールリング２５は、フッ素樹脂を素材として形成されている。

前記ベルト３は、プライマリプーリ１のシーブ面１１ａ，１２ａとセカンダリプーリ２のシーブ面２１ａ，２２ａに架け渡たされ、シーブ面１１ａ，１２ａとシーブ面２１ａ，２２ａの対向間隔を変化させることで無段階に変速する。ベルト３は、プーリ接触傾斜面を持ちシーブベルト移動方向に多数重ねたエレメントと、円環状薄板を層状に重ねた２組のリングにより構成される。シーブ面１１ａ，１２ａの対向間隔は、プライマリ圧室１４への油圧（油量）により駆動プーリ１２を軸方向に移動させることで変化する。シーブ面２１ａ，２２ａの対向間隔は、セカンダリ圧室２４への油圧（油量）により駆動プーリ２２を軸方向に移動させることで変化する。
なお、図１では、駆動プーリ１２の中心線Ｃ１をはんさでその上側では当該駆動プーリ１２を移動させる前の状態を、その下側ではシーブ面１１ａ，１２ａ同士の対向間隔を狭めるべく上記駆動プーリ１２を軸方向に移動させた後の状態をそれぞれ描いていて、実質的に駆動プーリ１２の異なる状態を合成して一つの図としてある。このことは、中心線Ｃ２を有するもう一方の駆動プーリ２２についても同様である。

［駆動プーリの製造方法］
図２は、駆動プーリの製造方法のうち生切削加工工程における駆動プーリワークの生切削加工部分を示し、図３は、仕上げ切削加工工程における駆動プーリワークの仕上げ切削加工部分を示す。以下、図２及び図３に基づき、駆動プーリ１２，２２の製造方法について説明する。

駆動プーリワークから製造する前記駆動プーリ１２，２２の製造方法は、駆動プーリ１２，２２のシリンダ内周面に着目した場合、鍛造工程→生切削加工工程→熱処理工程→仕上げ切削加工工程を経過することでなされる。

前記生切削加工工程は、旋盤を用いた生切削により鍛造品から駆動プーリの概略形状品を加工する工程である。この生切削加工工程では、図２に示すように、駆動プーリワークＷ１の背面側に形成された円筒状のシリンダのうち、油圧室を油密状態にする液密用シール部材が摺動するシリンダ内周面を、次の熱処理工程による熱歪みを考慮した加工寸法Ｄ１（切削余裕代を持たせた寸法）とする生切削加工を行う。なお、生切削加工工程においては、シリンダ内周面以外に、図２の太線に示す部分を含めて切削加工部分とする。

前記熱処理工程は、生切削加工した駆動プーリワークＷ１に対して表面硬化熱処理を施し、熱処理後の駆動プーリワークＷ２にする工程である。ここで、表面硬化熱処理としては、例えば、浸炭焼き入れ焼き戻しを行い、シーブ面やシリンダ内周面を含めて駆動プーリワークＷ１の表面を硬化する。

前記仕上げ切削加工工程は、熱処理後の駆動プーリワークＷ２を、図４に示す装置を用いた仕上げ切削により設計寸法による駆動プーリ形状に仕上げる工程である。この仕上げ切削加工工程では、図３に示すように、熱処理後の駆動プーリワークＷ２のシリンダ内周面を、仕上げ切削加工装置のチップホルダ４７に保持された切削チップ４６を用いた切削により設計寸法Ｄ２（＞Ｄ１）とする仕上げ切削加工を行う（図４参照）。仕上げ切削加工工程においては、図３の太線に示すように、シリンダ内周面の仕上げ切削加工以外にボス端面の仕上げ切削加工も併せて行う。そして、仕上げ切削加工後は、複合研削や洗浄を経過して完成部品としての駆動プーリ１２，２２を製造する。

［仕上げ切削加工装置の概略構成］
図４は、駆動プーリの製造方法のうち仕上げ切削加工工程にて用いられる駆動プーリワークＷ２の仕上げ切削加工装置の概略を示す。以下、図４に基づき、仕上げ切削加工装置の概略構成を説明する。

前記仕上げ切削加工装置は、精密加工旋盤の構成であり、図４に示すように、主軸４０と、ワークチャック４１と、可動バイト台４２と、ヘッド取り付けベース４３と、バイトヘッド４４と、チップバイト４５と、を備えている。

前記主軸４０は、一体に取り付けられたワークチャック４１と共にモータにより回転する。ワークチャック４１には、主軸４０の軸心にワーク中心軸を合わせた状態で、駆動プーリワークＷ２が固定される。

前記可動バイト台４２は、図外のサーボモータとボールスクリューをそれぞれ用いることで、矢印Ｘ方向（シリンダ内周面の切削深さ方向）と矢印Ｚ方向（シリンダ内周面の切削進行方向）に移動可能に設けられる。この可動バイト台４２には、複数のバイトヘッドを取り付けることが可能なヘッド取り付けベース４３と、ヘッド取り付けベース４３に固定されたバイトヘッド４４と、が設けられる。つまり、ヘッド取り付けベース４３とバイトヘッド４４は、可動バイト台４２と共に矢印Ｘ方向と矢印Ｚ方向に移動する。

前記チップバイト４５は、バイトヘッド４４に差し込み固定されたもので、切削チップ４６と、チップホルダ４７と、押さえ金４８と、締め付けボルト４９と、を有する。

この切削チップ４６は、チップホルダ４７の先端部上面に形成されたチップ段差部４７ａに対して回動を拘束する状態で嵌合され、上方から押さえ金４８にて押さえ、さらに、締め付けボルト４９にて押さえ金４８を締め付けることで固定される。つまり、段差嵌合と押さえ固定により、切削抵抗に打ち勝つ切削チップ４６の固定強度が得られるようにしている。

［チップ及びチップホルダの交換要否の判定処理］
図５は、駆動プーリの製造方法のうち仕上げ切削加工工程におけるシリンダ内周面の加工処理後のチップ及びチップホルダの交換要否の判定処理の流れを示す。以下、図５に基づき、チップ及びチップホルダの交換要否の判定処理の各ステップを説明する。

ここで、シリンダ内周面の加工処理後の切削チップ４６及びチップホルダ４７の交換要否の判定情報として、「算術平均粗さＲａ」と「粗さ曲線のクルトシスＲｋｕ」と「粗さ曲線のスキューネスＲｓｋ」を用いている。これらの値は、シリンダ内周面の表面粗さ形状の管理パラメータであり、その定義を先に説明する。

前記算術平均粗さＲａは、図６に示すように、高さ方向の振幅平均パラメータの一つであり、基準長さｌｒにおけるＺ（ｘ）の絶対値の平均をあらわす次式（１）にて定義される。
Ｒａ＝（１／ｌｒ）∫｜Ｚ（ｘ）｜ｄｘ‥‥（１）

前記粗さ曲線のクルトシスＲｋｕ（尖りｋｕ）は、図７に示すように、高さ方向の特徴平均パラメータの一つであり、基準長さｌｒにおけるＺ（ｘ）の四乗平均を二乗平均平方根の四乗で割った次式（２）にて定義される。そして、図７に示すように、粗さ曲線の凸部の先端が尖っているとＲｋｕ＞３となる。
Ｒｋｕ＝１／Ｒｑ⁴〔（１／ｌｒ）∫｜Ｚ⁴（ｘ）｜ｄｘ〕‥‥（２）

前記粗さ曲線のスキューネスＲｓｋ（歪みｓｋ）は、図８に示すように、高さ方向の特徴平均パラメータの一つであり、基準長さｌｒにおけるＺ（ｘ）の三乗平均を二乗平均平方根の三乗で割った次式（３）にて定義される。そして、図８に示すように、粗さ曲線の凸部の先端が尖っているとＲｓｋ＞０となる。
Ｒｓｋ＝１／Ｒｑ³〔（１／ｌｒ）∫｜Ｚ³（ｘ）｜ｄｘ〕‥‥（３）

ステップＳ１では、ワーク加工の終了後、切削チップ４６の交換後１ヶ目であるか否かを判断する。ＹＥＳ（チップ交換後１ヶ目）の場合はステップＳ２へ進み、ＮＯ（チップ交換後１ヶ目以外）の場合はステップＳ９へ進む。

ステップＳ２では、ステップＳ１でのチップ交換後１ヶ目であるとの判断、あるいは、ステップＳ９でのチップ交換後１５０ヶ目であるとの判断に続き、シリンダ内周面の粗度を測定し、ステップＳ３へ進む。

ステップＳ３では、ステップＳ２でのシリンダ内周面粗度測定に続き、算術平均粗さＲａが管理値以下であるか否かを判断する。ＹＥＳ（Ｒａ≦管理値）の場合はステップＳ４へ進み、ＮＯ（Ｒａ＞管理値）の場合はステップＳ８へ進む。

ステップＳ４では、ステップＳ３でのＲａ≦管理値であるとの判断に続き、粗さ曲線のクルトシスＲｋｕが管理値以下であるか否かを判断する。ＹＥＳ（Ｒｋｕ≦管理値）の場合はステップＳ５へ進み、ＮＯ（Ｒｋｕ＞管理値）の場合はステップＳ７へ進む。

ステップＳ５では、ステップＳ４でのＲｋｕ≦管理値であるとの判断に続き、粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが管理値以下であるか否かを判断する。ＹＥＳ（Ｒｓｋ≦管理値）の場合はステップＳ６へ進み、ＮＯ（Ｒｓｋ＞管理値）の場合はステップＳ７へ進む。

ステップＳ６では、ステップＳ５でのＲｓｋ≦管理値であるとの判断に続き、切削チップ４６及びチップホルダ４７の交換不要であると判定し、判定終了へ進む。

ステップＳ７では、ステップＳ４またはステップＳ５でのＮＯとの判断に続き、切削チップ４６及びチップホルダ４７の一式交換が必要であると判定し、判定終了へ進む。

ステップＳ８では、ステップＳ３でのＲａ＞管理値であるとの判断、あるいは、ステップＳ１２でのＲａ＞管理値であるとの判断に続き、切削チップ４６の交換が必要であると判定し、判定終了へ進む。

ステップＳ９では、ステップＳ１でのチップ交換後１ヶ目以外であるとの判断に続き、チップ交換後１５０ヶ目であるか否かを判断する。ＹＥＳ（チップ交換後１５０ヶ目）の場合はステップＳ２へ進み、ＮＯ（チップ交換後１５０ヶ目以外）の場合はステップＳ１０へ進む。

ステップＳ１０では、加工された駆動プーリワークが就業初品（その日の最初に加工するワーク）であるか否かを判断する。ＹＥＳ（就業初品）の場合はステップＳ１１へ進み、ＮＯ（就業初品でない）の場合はステップＳ１４へ進む。

ステップＳ１１では、ステップＳ１０での就業初品であるとの判断、あるいは、ステップＳ１４での就業終品であるとの判断に続き、シリンダ内周面の粗度を測定し、ステップＳ１２へ進む。

ステップＳ１２では、ステップＳ１１でのシリンダ内周面粗度測定に続き、算術平均粗さＲａが管理値以下であるか否かを判断する。ＹＥＳ（Ｒａ≦管理値）の場合はステップＳ１３へ進み、ＮＯ（Ｒａ＞管理値）の場合はステップＳ８へ進む。

ステップＳ１３では、ステップＳ１２でのＲａ≦管理値であるとの判断、あるいは、ステップＳ１４での就業終品でないとの判断に続き、切削チップ４６及びチップホルダ４７の交換不要であると判定し、判定終了へ進む。

ステップＳ１４では、ステップＳ１０での就業初品でないとの判断に続き、加工された駆動プーリワークが就業終品（その日の最後に加工するワーク）であるか否かを判断する。ＹＥＳ（就業終品）の場合はステップＳ１１へ進み、ＮＯ（就業終品でない）の場合はステップＳ１３へ進む。

［シリンダ内周面仕上げ加工処理後の交換要否判定作用］
上記図５に示すフローチャートに沿って実行されるシリンダ内周面仕上げ加工処理後の交換要否判定作用を、「就業初品」、「チップ交換後１ヶ目」、「チップ交換後１５０ヶ目」、「就業終品」に分けて説明する。

（就業初品）
シリンダ内周面の加工処理を施したワークが最初の就業初品であるときは、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ９→ステップＳ１０→ステップＳ１１へ進み、ステップＳ１１では、シリンダ内周面の粗度が測定される。そして、ステップＳ１２のＲａ条件が成立するとステップＳ１３へと進み、ステップＳ１３では、切削チップ４６及びチップホルダ４７の交換が不要であると判定される。
一方、ステップＳ１２のＲａ条件が不成立であるとステップＳ８へと進み、ステップＳ８では、切削チップ４６の交換が必要であると判定される。

（チップ交換後１ヶ目）
シリンダ内周面の加工処理を施したワークが、切削チップ４６の交換後１ヶ目のワークのであるときは、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ２へ進み、ステップＳ２では、シリンダ内周面の粗度が測定される。そして、ステップＳ３でのＲａ条件と、ステップＳ４でのＲｋｕ条件と、ステップＳ５でのＲｓｋ条件と、の全てかが成立するとステップＳ６へと進み、ステップＳ６では、切削チップ４６及びチップホルダ４７の交換が不要であると判定される。
一方、ステップＳ３でのＲａ条件が不成立であるとステップＳ８へと進み、ステップＳ８では、切削チップ４６の交換が必要であると判定される。
さらに、ステップＳ３のＲａ条件は成立するが、ステップＳ４のＲｋｕ条件とステップＳ５のＲｓｋ条件のうち、少なくとも一方の条件が不成立であるとステップＳ７へ進み、ステップＳ７では、切削チップ４６及びチップホルダ４７の一式交換が必要であると判定される。

（チップ交換後１５０ヶ目）
シリンダ内周面の加工処理を施したワークが、切削チップ４６の交換後１５０ヶ目のワークのであるときは、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ９→ステップＳ２へ進み、ステップＳ２では、シリンダ内周面の粗度が測定される。そして、ステップＳ３でのＲａ条件と、ステップＳ４でのＲｋｕ条件と、ステップＳ５でのＲｓｋ条件と、の全てかが成立するとステップＳ６へと進み、ステップＳ６では、切削チップ４６及びチップホルダ４７の交換が不要であると判定される。
一方、ステップＳ３でのＲａ条件が不成立であるとステップＳ８へと進み、ステップＳ８では、切削チップ４６の交換が必要であると判定される。
さらに、ステップＳ３のＲａ条件は成立するが、ステップＳ４のＲｋｕ条件とステップＳ５のＲｓｋ条件のうち、少なくとも一方の条件が不成立であるとステップＳ７へ進み、ステップＳ７では、切削チップ４６及びチップホルダ４７の一式交換が必要であると判定される。

（就業終品）
シリンダ内周面の加工処理を施したワークが就業終品であるときは、図５のフローチャートにおいて、ステップＳ１→ステップＳ９→ステップＳ１０→ステップＳ１４→ステップＳ１１へ進み、ステップＳ１１では、シリンダ内周面の粗度が測定される。そして、ステップＳ１２のＲａ条件が成立するとステップＳ１３へと進み、ステップＳ１３では、切削チップ４６及びチップホルダ４７の交換が不要であると判定される。一方、ステップＳ１２のＲａ条件が不成立であるとステップＳ８へと進み、ステップＳ８では、切削チップ４６の交換が必要であると判定される。

［背景技術］
シリンダ内周面の仕上げ切削加工においては、シリンダ内周面の粗度を測定し、算術平均粗さＲａが管理値を超えると、切削チップを交換していた。一方、チップホルダについては、使用開始から予め定められた期間、あるいは、予め定められたワーク加工数を超えたら交換していた。

この管理手法にて製造された駆動プーリのストローク耐久終了品を精査すると、その殆どがシールリングを磨耗させない駆動プーリであるものの、一部にシールリングを磨耗させた駆動プーリが含まれることが分かった。つまり、切削チップの交換についてのみ、管理パラメータとして算術平均粗さＲａを用いて管理するようにしているため、シールリングを磨耗させない駆動プーリを安定的に製造するには、シリンダ内周面の粗度管理が十分でないことが明らかになった。

そこで、本発明者等は、シールリングに磨耗が発生しているか否かに分けてシリンダ内周面の表面粗さ形状を測定する比較実験を行った。この実験結果を図９に示す。

図９の実験結果から明らかなように、算術平均粗さＲａについては、シールリングを磨耗させない駆動プーリである合格品と、シールリングを磨耗させた駆動プーリである不合格品と、で粗さ測定値の差が小さく僅かである。これは、算術平均粗さＲａの測定値によっては、合格品と不合格品を切り分けることができないことをあらわし、上記のように、算術平均粗さＲａのみを用いて管理すると、シールリングを磨耗させた駆動プーリが一部に含まれることがあることが証明された。

そこで、算術平均粗さＲａ以外の表面粗さ形状の管理パラメータである「最大高さ粗さＲｚ」と「粗さ曲線のスキューネスＲｓｋ」と「粗さ曲線のクルトシスＲｋｕ」と「突出山部高さＲｐｋ」を同時に測定した。この結果、「最大高さ粗さＲｚ」と「突出山部高さＲｐｋ」については、合格品と不合格品の粗さ測定値の差が小さいことが分かった。これに対し、「粗さ曲線のスキューネスＲｓｋ」と「粗さ曲線のクルトシスＲｋｕ」については、合格品と不合格品の粗さ測定値の差が大きいことが分かった。具体的には、スキューネスＲｓｋの場合、不合格品測定値が合格品測定値より３〜４倍という差ΔＲｓｋが出ているし、クルトシスＲｋｕの場合、不合格品測定値が合格品測定値より２倍以上という差ΔＲｋｕが出ている。

つまり、この比較実験により、「粗さ曲線のスキューネスＲｓｋ」と「粗さ曲線のクルトシスＲｋｕ」のうち、少なくとも一方が所定値を超えると、シールリングの磨耗が進むことを見出した。

さらに、長期使用や高負荷使用等によりチップホルダの磨耗が進行すると、切削チップのチップホルダに対する保持性が損なわれ、仕上げ切削加工時に切削チップが磨耗隙間によるガタ分により振れ、「クルトシスＲｋｕ」と「スキューネスＲｓｋ」の測定値を上昇させる。つまり、チップホルダの磨耗進行が、「クルトシスＲｋｕ」と「スキューネスＲｓｋ」の測定値を上昇させる原因の一つになっていることを見出した。

なお、算術平均粗さＲａの管理値は、切削チップ４６の交換判断閾値であり、ＲａとＲｋｕの相関関係およびＲａとＲｓｋの相関関係に基づき、ＲｋｕやＲｓｋの測定値が上昇する相関関係まで達しないＲａ値に設定される。クルトシスＲｋｕの管理値は、チップホルダ４７の交換判断閾値であり、複数のＲｋｕ測定値分布から合格品と不合格品を切り分ける値に設定される。スキューネスＲｓｋの管理値は、チップホルダ４７の交換判断閾値であり、複数のＲｓｋ測定値分布から合格品と不合格品を切り分ける値に設定される。

［シリンダ内周面の粗さ形状管理作用］
上記のように、「クルトシスＲｋｕ」と「スキューネスＲｓｋ」を管理パラメータとして用い、シリンダ内周面の粗さ形状を管理すると、シールリングの摺動磨耗抑制に有効であることを見出した。以下、これを駆動プーリ１２，２２に反映させたシリンダ内周面の粗さ形状管理作用を説明する。

実施例１では、駆動プーリ１２，２２のシリンダ内周面１２ｄ，２２ｄを、クルトシスＲｋｕの測定値及びスキューネスＲｓｋの測定値が、予め設定されたそれぞれの管理値以下である表面粗さ形状を持つ面に設定する構成を採用した。

すなわち、Ｒｋｕ＞管理値またはＲｓｋ＞管理値の場合、図５のステップＳ４またはステップＳ５からステップＳ７へ進む流れによりチップホルダ４７の交換が必要であると判定され、この判定に基づき、チップホルダ４７が交換される。この結果、駆動プーリ１２，２２の完成品のシリンダ内周面１２ｄ，２２ｄは、Ｒｋｕ≦管理値、且つ、Ｒｓｋ≦管理値とされる。

このように、シールリング１５，２５の摺動磨耗と密接に関係するクルトシスＲｋｕとスキューネスＲｓｋの測定値を管理パラメータとして用い、駆動プーリ１２，２２のシリンダ内周面１２ｄ，２２ｄの表面粗さ形状管理に反映させた。このため、駆動プーリ１２，２２に有する油圧室（プライマリ圧室１４，セカンダリ圧室２４）のシール性を低下させるシールリング１５，２５の摺動磨耗が確実に抑えられる。

実施例１では、駆動プーリ１２，２２のシリンダ内周面１２ｄ，２２ｄを、算術平均粗さＲａの測定値が予め設定された管理値以下であり、且つ、クルトシスＲｋｕとスキューネスＲｓｋの測定値が、予め設定されたそれぞれの管理値以下になる表面粗さ形状を持つ面に設定する構成を採用した。

すなわち、Ｒａ＞管理値であり、且つ、Ｒｋｕ＞管理値またはＲｓｋ＞管理値であるとき、図５のステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ７または図５のステップＳ３→ステップＳ４→ステップＳ５→ステップＳ７へ進む流れによりチップホルダ４７の交換が必要であると判定され、この判定に基づき、チップホルダ４７が交換される。この結果、駆動プーリ１２，２２の完成品のシリンダ内周面１２ｄ，２２ｄは、Ｒａ≦管理値、Ｒｋｕ≦管理値、Ｒｓｋ≦管理値とされる。

したがって、クルトシスＲｋｕとスキューネスＲｓｋを管理値以下にするだけでなく、算術平均粗さＲａを管理値以下にしたため、シールリング１５，２５の摺動磨耗がより確実に抑えられる。

実施例１では、駆動プーリ１２，２２のシリンダ内周面１２ｄ，２２ｄを摺動する液密用シール部材を、フッ素樹脂を素材として環状に形成されたシールリング１５，２５とする構成を採用した。

すなわち、シールリング１５，２５の摺動磨耗を抑制できるため、摺動抵抗性能やシール性能に優れるフッ素樹脂を液密用シール部材に採用できる。

したがって、駆動プーリ１２，２２に有する油圧室（プライマリ圧室１４，セカンダリ圧室２４）のシール性が安定して確保される。

次に、効果を説明する。
実施例１のベルト式無段変速機ＣＶＴの駆動プーリ１２，２２にあっては、下記に列挙する効果を得ることができる。

（１）シリンダシリンダ１２ｂ，２２ｂのシリンダ内周面１２ｄ，２２ｄに摺接するピストン（固定ピストンプレート１６，２６）の外周に液密用シール部材（シールリング１５，２５）が装着されたピストン／シリンダ機構で構成され、油圧が供給されることによって駆動される油圧アクチュエータ装置（駆動プーリ１２，２２）において、
前記シリンダ内周面１２ｄ，２２ｄの表面粗さ形状の管理パラメータとして、高さ方向の特徴平均パラメータである粗さ曲線のクルトシス（Ｒｋｕ）と粗さ曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）を用い、
前記シリンダ内周面１２ｄ，２２ｄを、前記クルトシス（Ｒｋｕ）の測定値及び前記スキューネス（Ｒｓｋ）の測定値が、予め設定されたそれぞれの管理値以下である表面粗さ形状を持つ面に設定した。
このため、シール性を低下させる液密用シール部材（シールリング１５，２５）の摺動磨耗を確実に抑えることができる。
特に、車両用の変速機においては、コンタミネーションによるバルブの作動不良を抑制するため油圧回路内にフィルターが用いられるが、シール部材が磨耗すると磨耗によって生じた粉体がフィルターに詰まり、油圧回路内の圧損の原因となる場合がある。本実施例のように、シール部材の摺動磨耗を抑えることができれば、シール性の低下のみならず、油圧回路全体への圧力損失の影響を低減することができる。

（２）前記シリンダ内周面１２ｄ，２２ｄの表面粗さ形状の管理パラメータに、高さ方向の振幅平均パラメータである算術平均粗さ（Ｒａ）を加え、
前記シリンダ内周面１２ｄ，２２ｄを、前記算術平均粗さ（Ｒａ）の測定値が予め設定された管理値以下であり、且つ、前記クルトシス（Ｒｋｕ）と前記スキューネス（Ｒｓｋ）の測定値が、予め設定されたそれぞれの管理値以下である表面粗さ形状を持つ面に設定した。
このため、（１）の効果に加え、クルトシスＲｋｕとスキューネスＲｓｋに、算術平均粗さＲａを加えたことで、液密用シール部材（シールリング１５，２５）の摺動磨耗をより確実に抑えることができる。

（３）前記シリンダ内周面１２ｄ，２２ｄを摺動する液密用シール部材を、フッ素樹脂を素材として環状に形成されたシールリング１５，２５とした。
このため、（１）または（２）の効果に加え、駆動プーリ１２，２２に有する油圧室（プライマリ圧室１４，セカンダリ圧室２４）のシール性を安定して確保することができる。

（４）前記シリンダがベルト式無段変速機ＣＶＴの駆動プーリ１２，２２の背面側に形成されるシリンダ１２ｂ，２２ｂであり、前記ピストンが前記駆動プーリ１２，２２の軸部に固定され、前記シリンダ１２ｂ，２２ｂと協働して油圧室（プライマリ圧室１４，セカンダリ圧室２４）を形成するピストン（固定ピストンプレート１６，２６）である。
このため、ベルト式無段変速機ＣＶＴの駆動プーリ１２，２２に有する油圧室（プライマリ圧室１４，セカンダリ圧室２４）のシール性を低下させる液密用シール部材（シールリング１５，２５）の摺動磨耗を確実に抑えることができる。

以上、本発明の油圧アクチュエータ装置を実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例１に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。

実施例１では、駆動プーリ１２，２２のシリンダ内周面１２ｄ，２２ｄの表面粗さ形状の管理パラメータとして、算術平均粗さＲａと、粗さ曲線のクルトシスＲｋｕと、粗さ曲線のスキューネスＲｓｋを用いる例を示した。しかし、管理パラメータとしては、少なくともクルトシスＲｋｕとスキューネスＲｓｋを用いるものであれば、例えば、算術平均粗さＲａに代え、他の管理パラメータを用いるような例としても良い。また、実施例１では、粗さ曲線のクルトシスＲｋｕと、粗さ曲線のスキューネスＲｓｋの管理値（合格品と不合格品を切り分ける値）をチップホルダ４７の交換判断閾値として用いたが、交換判断閾値を管理値より小さく設定してもよい。このようにすると、製造された駆動プーリが管理値に達する前に、チップホルダ４７が交換されるので、粗さ曲線のクルトシスＲｋｕと、粗さ曲線のスキューネスＲｓｋが管理値を超えた駆動プーリを製造することを防止することができる。

実施例１では、油圧アクチュエータ装置として、ベルト式無段変速機ＣＶＴのプライマリプーリ１とセカンダリプーリ２に有する駆動プーリ１２，２２に適用する例を示した。しかし、本発明の油圧アクチュエータ装置は、ベルト式無段変速機の駆動プーリに限らず、様々な油圧アクチュエータ装置に適用することができる。すなわち、シリンダのシリンダ内周面に摺接するピストンの外周に液密用シール部材が装着されたピストン／シリンダ機構で構成され、油圧が供給されることによって駆動される油圧アクチュエータ装置であれば適用できる。

Claims (4)

1. シリンダ内周面に摺接するピストンの外周に樹脂を素材として形成された液密用シール部材が装着されたピストン／シリンダ機構で構成され、油圧が供給されることによって駆動される油圧アクチュエータ装置において、
   前記シリンダ内周面の表面粗さ形状の管理パラメータとして、高さ方向の特徴平均パラメータである粗さ曲線のクルトシス（Ｒｋｕ）と粗さ曲線のスキューネス（Ｒｓｋ）を用い、
   前記シリンダ内周面を、前記クルトシス（Ｒｋｕ）の測定値及び前記スキューネス（Ｒｓｋ）の測定値が、予め設定されたそれぞれの管理値以下である表面粗さ形状を持つ面に設定してある油圧アクチュエータ装置。
2. 前記シリンダ内周面の表面粗さ形状の管理パラメータに、高さ方向の振幅平均パラメータである算術平均粗さ（Ｒａ）を加え、
   前記シリンダ内周面を、前記算術平均粗さ（Ｒａ）の測定値が予め設定された管理値以下であり、且つ、前記クルトシス（Ｒｋｕ）と前記スキューネス（Ｒｓｋ）の測定値が、予め設定されたそれぞれの管理値以下である表面粗さ形状を持つ面に設定してある請求項１に記載の油圧アクチュエータ装置。
3. 前記シリンダ内周面を摺動する液密用シール部材を、フッ素樹脂を素材として環状に形成されたシールリングとしてある請求項１または２に記載の油圧アクチュエータ装置。
4. 前記シリンダがベルト式無段変速機の駆動プーリの背面側に形成されるシリンダであり、前記ピストンが前記駆動プーリの軸部に固定され、前記シリンダと協働して油圧室を形成するピストンである請求項１〜３のいずれか一つに記載の油圧アクチュエータ装置。

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