WO2002004165A1 - Procede de fabrication de disque pour variateur - Google Patents

Description

明 細 書

パリエータ用ディスクの製造方法

技術分野

この発明は、 トロイダル型無段変速機に装着されるパリエータ用ディスクの製 造方法に関する。 背

第 5図は車両等に搭載されるトロイダル型無段変速機の 1種であるフルトロイ 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 1 0は、 車 両の動力源 1 2により回転駆動される入力軸 1 3を備えており、 この入力軸 1 3 はその両端近傍にそれぞれ入力ディスク 1 5を支持している。 これら入カディス ク 1 5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 1 5 aが形成 されており、 入力ディスク 1 5は前記スプライン穴 1 5 aを入力軸 1 3のスプラ イン軸 1 3 aに嚙合させることにより、 入力軸 1 3の軸方向への僅かな移動が許 容された状態で、 入力軸 1 3と一体回転可能になっている。 このように入力ディ スク 1 5の移動が許容されているのは、 油圧動力源 1 6に接続した油圧シリンダ 1 7により例えば図にぉレ、て右側の入力ディスク 1 5を左側の入力ディスク 1 5 側へ付勢することによりノ リエータ 1 0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 1 5の一側面には凹湾曲状の軌道面 1 5 bが形成されて いる。 '

前記入力軸 1 3の軸方向中央部には、 バリエータ 1 0の出力部 1 8が相対回転 自在に支持されている。 この出力部 1 8は出力部材 1 9と、 この出力部材 1 9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 2 0とを備えており、 こ の出力ディスク 2 0の前記入力ディスク 1 5の軌道面 1 5 bに対向する一側面に は、 回湾曲状の軌道面 2 0 bが形成されている。 また、 前記出力部材 1 9の外周 には動力伝達用のチェーン 2 3と嚙み合うスプロケットギヤ 1 9 aが形成されて いる。 ざらに、 互いに対向する入力ディスク 1 5の軌道面 1 5 bと出力ディスク 2 0の軌道面 2 0 bとの間には、 それぞれ各軌道面 1 5 b， 2 0 bと転がり接触 する 3個の円盤状のローラ 2 1が円周等配に配置されている。 各ローラ 2 1はキ ャリッジ 2 2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 2 2 によって各軌道面 1 5 b， 2 0 bとの相対位置を調整できるようになつている。 このように前記バリエータ 1 0は、 入力ディスク 1 5、 出力ディスク 2 0、 及 ぴローラ 2 1を 1組としてこれを一対設けた、 いわゆるダブルキヤビティ型に構 成されており、 入力ディスク 1 5から出力ディスク 2 0に対して、 前記 6個の口 ーラ 2 1を介してトルクが伝達される。 また、 前記 6個のローラ 2 1の位置をキ ャリッジ 2 2によつて調整することにより （第 5図の二点鎖線参照)、出力ディス ク 2 0の回転数 （変速比） を増減させることができる。

前記入力ディスク 1 5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 1 5 aや凹湾曲面からなる軌道面 1 5 bが 形成されたプランクを熱処理して硬化させた後、 前記スプライン穴 1 5 aの内周 面 （最小内径面） を加工基準として、 前記軌道面 1 5 bを切削或いは研削にて仕 上げることが行われている。

■ ところで、 前記バリエータ 1 0において、 入力ディスク 1 5と出力ディスク 2 0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 2 1を各ディスク 1 5 , 2 0の軌道面 1 5 b， 2 0 bに対して高い接触圧で均等に接触させる必要が める。

ところが、 従来の入力ディスク 1 5は、 熱処理後において軌道面 1 5 bを仕上 げ加ェする際に、 その加工基準となるスプライン穴 1 5 aの歯面に熱処理歪が生 じていることから、 軌道面 1 5 bを高精度に仕上げることが困難である。 また、 入力軸 1 3に対する入力ディスク 1 5の組み付け精度が、 入力ディスク 1 5のス プライン穴 1 5 aと入力軸 1 3のスプライン軸 1 3 aとの嵌合精度に依存してい るので、 前記スプライン穴 1 5 aの加工精度や熱処理歪等に起因して、 入力軸 1 3の軸線に対して軌道面 1 5 b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 1 5の軌道面 1 5 bの曲率中心と出力ディスク 2 0の軌 道面 2 0 bの曲率中心との間で芯ずれを生じ、 特定のローラ 2 1の接触圧が極め て高くなって、 当該ローラ 2 1及び軌道面 1 5 bの耐久性が低下したり、 特定の ローラ 2 1の翻虫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 生じている。 また、 スプライン穴 1 5 aとスプライン軸 1 3 aとの接触面が一部 に偏るいわゆる片当たりが発生し、 その耐久性が低下するという問題も生じてい る。

このような問題点を解消するために、 熱処理後においてスプライン穴 1 5 aの 歯面を放動 flェ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。

この発明の目的は、 前記入力軸に対する軌道面の精度を良好に確保することが 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 法を提供することにある。

この発明の他の目的は、 前記スプライン穴を高精度に仕上げることができるバ リエータ用ディスクの製造方法を提供することにある。 発明の開示

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、 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嚙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、 環状素材の側面に凹湾曲面からなる軌道面を取り代を残し て形成する工程と、 前記軌道面を形成したプランクに前記スプライン穴を形成す る工程と、 前記ブランクを熱処理して硬ィ匕させる工程と、 前記ブランクの熱処理 後に、 前記入力軸のスプライン軸にディスクのスプライン穴を嚙合し、 前記入力 軸によって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ェ 程とを含んでいる （請求項 1 )。

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、 軌 道面に対して各ローラを均等に接触させて、 軌道面及ぴ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、 スプライン穴を放動ロェで仕上げる^よりも、 生産性が高いとともに製造コス トが安くて済む。

この発明の他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 のパリエータに用いられ、 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嚙合するスプライン穴を有するパリエータ用ディ スクの製造方法であつて、 環状素材の側面に凹湾曲面からなる軌道面を取り代を 残して形成する工程と、 前記軌道面を形成したプランクに前記スプライン穴を形 成する工程と、 前記ブランクを熱処理して硬ィ匕させる工程と、 前記プランクの熱 処理後に、 前記入力軸のスプライン軸にディスクのスプライン穴を嚙合し、 前記 入力軸によって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 軌道面を仕上げる工程とを含んでいる （請求項 2 )。

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、 軌道面に対して各ローラを均等に接触させて、 軌道面及ぴロー 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。 し力も、 スプライン穴を放動ロェ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。

この発明のさらに他のパ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、 側面にローラが転走する凹湾曲状の軌道面を有 し、 中心部に入力軸と嚙合するスプライン穴を有するパリエータ用ディスクの製 造方法であって、 環状素材の側面に凹湾曲面からなる軌道面を取り代を残して形 成する工程と、 前記軌道面を形成したブランクに、 ブローチを用いて前記スプラ ィン穴を取り代を残して形成する工程と、 前記ブランクを熱処理して硬化させる 工程と、 前記プランクの熱処理後に、 前記スプライン穴の歯面をブローチを用い て仕上げ加工する i程と、仕上げ加工したスプライン穴の歯面を加工基準として、 前記軌道面を仕上げる工程とを含んでいる （請求項 3 )。

このバリエータ用ディスクの製造方法によれば、 ブランクの熱処理前にスプラ ィン穴をブローチにて形成し、 熱処理後にブランクの歯面をブローチにて仕上げ 加工するので、 当該歯面の精度を高めることができる。 このため、 スプライン穴 の歯面を加工基準として軌道面を高精度に仕上げることができる。 したがって、 入力軸に対する軌道面の精度を良好に確保することができ、 軌道面に対して各口 ーラを均等に させることができる。 この結果、 軌道面及ぴローラの耐久性を 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。 し力も、 ブローチを用いて前記歯面を精密に仕上げるので、 生産性が高く製造コ ス.トも安くて済む。 また、 スプライン穴とスプライン軸との間の片当たりを改善 することができるので、 これらの耐久性を向上させることもできる。 図面の簡単な説明

第 1図はこの発明のバリエータ用ディスクの製造方法の一実施例を示す工程図 である。

第 2図は入力ディスクをバリエータに糸且み込んだ状態を示す要部概略図である。 第 3図はこの発明の他の実施例を示す概略図である。

第 4図はこの発明のさらに他の実施例を示す工程図である。

第 5図は従来のバリエータの概略図である。 発明を実施するための最良の形態

第 1図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、 パリエータの入力ディスク D 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 Aに、 パイト 1を用いて 切肖 IJ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等の所要部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 （第 1図 a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 6 a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。

次に、 前記切肖 U加工にて得られたプランク Bに熱処理を施して、 例えば HR C 6 0〜6 3の硬さに硬化させる （第 1図 b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 6 aに嚙合させる。 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（第 1図 c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。

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、 プランク Bを入力 軸 6から取り外して、 その外周面 5を N C旋盤にチャックし、 当該外周面 5を加 ェ基準としてバイト 1を用いて軌道面 2を仕上げる（第 1図 d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。

このようにして得られた入力ディスク D 1は、 第 2図に示すように、 そのスプ ライン穴 4を入力軸 6のスプライン軸 6 aに嚙合させた状態で、 当該入力軸 6の 軸線と入力ディスク D 1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 D 2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。

なお、 前記実施例にお！/、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 6 aに嚙合させた状態で、 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をパイト 1により仕上げてもよく （第 3図参照)、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、 プランク Bの仕上げ加工については、 前記切肖 lj加工に代えて研削加工を 採用してもよい。

第 4図はこの発明のバリエータ用ディスクの製造方法の他の実施例を示す工程 図である。 この製造方法は、 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 Aにバイト 1を用いて切肖 U加工を施して、 一側面に凹湾曲面からなる軌道面 2を形成するとともに、 他側面及び外周面 5等の所要部を所定形状に形成し、 さ らに、 ブローチ Xを用いて中心部に複数条のスプライン溝からなるスプライン穴 4を形成する （第 4図 a参照)。 これらの切肖 U加工は、熱処理歪みを考慮して所定 の取り代を残した状態で行われるが、 特にスプライン穴 4については、 その歯面 4 aの少なくとも側面及び内周面 （最小内径面） に所定の取り代を残して精度良 く加工する。

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 HR C 6 0〜 6 4の硬さに硬ィ匕させる （第 4図 b参照)。

次いで、 硬ィ匕させた前記ブランク Bのスプライン穴 4に、 仕上げ用ブローチ Y を通して、 その歯面 4 aの少なくとも側面及ぴ内周面を仕上げ加工する （第 4図 c参照)。 このため、 当該歯面 4 aを高精度に仕上げることができる。

さらに、 前記スプライン穴 4の歯面 4 aの内周面を加工基準として、 N C旋盤 或いは研削盤等を用いて一側面側の軌道面 2を仕上げるとともに、 他側面側の所 要部及び外周面 5等を旋肖 (J加工又は研肖 (j加工によつて仕上げる （第 4図 d参照)。 以上により、 パリエータ用の入力ディスク D 1を得ることができる。

このようにして得られた入力ディスク D 1は、 精密に仕上げられたスプライン 穴 4の歯面 4 aを加工基準として軌道面 2を仕上げてレヽるので、 当該軌道面 2を 高精度に仕上げることができる。 また、 第 2図に示す場合と同様に、 入カディス ク D 1を入力軸 6に組み付けた状態で、 入力ディスク D 1のスプライン穴 4と入 力軸 6のスプライン軸 6 aとの嵌合精度を高めることができる。 このため、 入力 軸 6の軸線に対して入力ディスク D 1の軌道面 2全体が傾くのを抑制することが でき、 ひいては、 軌道面 2の曲率中心と出力ディスク D 2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との撫虫圧を均等にすることができ、 これら軌道面 2 , 8及ぴロ 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。 また、 スプライン穴 4とスプライン軸 6 aとの間の片当たりが 改善され、 これらの耐久"生を向上させることができる。

なお、前記出力ディスク D 2と出力部材 7のスリーブ 7 aとの連結構造として、 スプラインを採用する場合には（図 2参照)、この出力ディスク D 2についても前 記した製造方法を適用することができる。

また、 前記実施例ではフルトロイダル型無段変速機を例示したが、 ハーフトロ ィダル型無段変速機のスプライン穴を有するディスクについても前記製法を適用 することができる。

Claims

請 求 の 範 囲 トロイダル型無段変速機のパリエータに用いられ、 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嚙合するスプ 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、

環状素材の側面に凹湾曲面からなる軌道面を取り代を残して形成するェ 程と、

前記軌道面を形成したブランクに前記スプライン穴を形成する工程と、 前記ブランクを熱処理して硬化させる工程と、

前記ブランクの熱処理後に、 前記入力軸のスプライン軸にディスクのスプ ライン穴を嚙合し、 前記入力軸によって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ディスクの外周面を仕上げた後、 この外周面を加 ェ基準として前記軌道面を仕上げる工程と

を含むバリエータ用ディスクの製造方法。

トロイダル型無段変速機のパリエータに用いられ、 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嚙合するスプ ライン穴を有するパリエータ用ディスクの製造方法であって、

環状素材の側面に凹湾曲面からなる軌道面を取り代を残して形成するェ 程と、

前記軌道面を形成したブランクに前記スプライン穴を形成する工程と、 前記ブランクを熱処理して硬化させる工程と、

前記ブランクの熱処理後に、 前記入力軸のスプライン軸にディスクのスプ ライン穴を嚙合し、 前記入力軸によって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、 前記軌道面を仕上げる工程と

を含むパリエータ用ディスク.の製造方法。

トロイダル型無段変速機のバリエータに用いられ、 側面にローラが転走す る凹湾曲状の軌道面を有し、 中心部に入力軸と嚙合するスプライン穴を有す るパリエータ用ディスクの製造方法であって、

環状素材の側面に凹湾曲面からなる軌道面を取り代を残して形成するェ 程と、

前記軌道面を形成したプランクに、 ブローチを用いて前記スプライン穴を 取り代を残して形成する工程と、

前記ブランクを熱処理して硬ィ匕させる工程と、

前記ブランクの熱処理後に、 前記スプライン穴の歯面をブローチを用いて 仕上げ加工する工程と、

仕上げ加工したスプライン穴の歯面を加工基準として、 前記軌道面を仕上 げる工程と

を含むバリエータ用ディスクの製造方法。