(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒状の素材を軸心回りに回転させつつ、
前記素材に接するローラであり、前記素材の半径方向のより内側に当接する部位の径が、前記素材の半径方向のより外側に当接する部位の径に比して小径である成形ローラを、前記素材の端面に該素材の軸心方向に対して平行な向きに押圧して、前記成形ローラを従動回転させるとともに、前記成形ローラによってコーン面を成形する無段変速機用プーリの製造方法であって、
前記コーン面の最小径と最大径の比と、
前記成形ローラの前記コーン面における最小径位置に接する部位のローラ径と、前記成形ローラの前記コーン面における最大径位置に接する部位のローラ径の比と、
を一致させるとともに、
前記成形ローラを、
前記素材の半径方向外側から半径方向内側に向けて、該成形ローラの軸心が、前記素材に対して常に先下がりとなるように前記素材の軸心に対して傾斜させて、
前記コーン面を成形する、
ことを特徴とする無段変速機用プーリの製造方法。
【請求項２】
略円筒状の素材を保持するダイスと、
前記ダイスを回転駆動する駆動部と、
前記素材に接するローラであり、前記素材の半径方向のより内側に当接する部位の径が、前記素材の半径方向のより外側に当接する部位の径に比して小径である成形ローラと、
前記成形ローラを変位させる変位部と、
を備え、
前記ダイスに保持された前記素材を、前記駆動部によって、前記素材の軸心回りに回転させつつ、前記変位部によって、前記成形ローラを変位させて、前記素材の端面に前記成形ローラを前記素材の軸心方向に対して平行に押圧して、従動回転する前記成形ローラによってコーン面を成形する無段変速機用プーリの製造装置であって、
前記成形ローラは、
前記コーン面の最小径と最大径の比と、
前記成形ローラの前記コーン面における最小径位置に接する部位のローラ径と、前記成形ローラの前記コーン面における最大径位置に接する部位のローラ径の比と、
が一致され、かつ、
前記素材の半径方向外側から半径方向内側に向けて、該成形ローラの軸心が、前記素材に対して常に先下がりとなるように前記素材の軸心に対して傾斜される、
ことを特徴とする無段変速機用プーリの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、無段変速機用プーリの製造方法および製造装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
無段変速機用プーリを熱間鍛造により製造する技術が知られている。
図６に示す如く、無段変速機用プーリ１は、軸心Ｘ回りに軸対称な形状を有しており、コーン面２、スカート部３、シャフト部４等を備える金属製の部材である。無段変速機用プーリ１は、可動側プーリと固定側プーリによって一つのプーリを構成するものであり、ここで例示している無段変速機用プーリ１は、可動側プーリである。
このような無段変速機用プーリ１の製造方法に係る従来技術としては、例えば、以下に示す特許文献１に開示された技術がある。
【０００３】
特許文献１に示された従来の無段変速機用プーリの製造方法では、図７に示すような無段変速機用プーリ製造装置３０を用いている。従来の無段変速機用プーリ製造装置３０は、素材５を熱間鍛造して無段変速機用プーリ１（図６参照）を製造する装置であり、成形ローラ３１およびダイス３２、ドライブシャフト３３等を備えている。
従来の無段変速機用プーリ製造装置３０は、無段変速機用プーリ１の元となる素材５の回転軸心である軸心Ｘと、コーン面２を形成するための成形ローラ３１の回転軸心である軸心Ｙを互いに直交させる構成としている。
【０００４】
そして、従来の無段変速機用プーリの製造方法では、素材５を軸心Ｘ回りに回転させつつ、素材５の軸心Ｘと平行（矢印Ｚの方向）に成形ローラ３１を変位させて、素材５に対して成形ローラ３１のローラ面３１ａを押し当てることにより、成形ローラ３１を従動回転させてコーン面２を形成する構成としている。
尚、ここで例示している無段変速機用プーリ１は、可動側プーリであるが、固定側プーリについても、コーン面の形成方法は略同様である。
【０００５】
特許文献１に係る従来技術では、コーン面２を形成するに際し、コーン面２に成形ローラ３１を押し当てて逐次成形することにより、大掛かりな鍛造型を使用せずにコーン面２を成形することができるため、成形荷重の低減が図られている。
そして、特許文献１に係る従来の無段変速機用プーリの製造方法では、成形ローラ３１の半径は、コーン面２の半径方向に沿って、コーン面２の半径に比例して増大させる構成としており、成形ローラ３１とコーン面２の間ですべりが生じない構成として、成形ローラ３１の早期摩耗や焼き付き、および成形不良の発生を抑制している。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に係る従来技術では、素材５の軸心Ｘと成形ローラ３１の軸心Ｙとが互いに直交する構成であるため、成形ローラのローラ径が比較的小さくなり、成形ローラが折損する恐れがあるという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−２１８４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願発明は、斯かる現状の課題を鑑みてなされたものであり、成形ローラとコーン面の間でのすべりを防止しつつ、成形ローラの折損を確実に防止することができる無段変速機用プーリの製造方法および製造装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１０】
即ち、本発明に係る無段変速機用プーリの製造方法は、略円筒状の素材を軸心回りに回転させつつ、前記素材に接するローラであり、前記素材の半径方向のより内側に当接する部位の径が、前記素材の半径方向のより外側に当接する部位の径に比して小径である成形ローラを、前記素材の端面に該素材の軸心方向に対して平行な向きに押圧して、前記成形ローラを従動回転させるとともに、前記成形ローラによってコーン面を成形する無段変速機用プーリの製造方法であって、前記コーン面の最小径と最大径の比と、前記成形ローラの前記コーン面における最小径位置に接する部位のローラ径と、前記成形ローラの前記コーン面における最大径位置に接する部位のローラ径の比と、を一致させるとともに、前記成形ローラを、前記素材の半径方向外側から半径方向内側に向けて、該成形ローラの軸心が、前記素材に対して常に先下がりとなるように前記素材の軸心に対して傾斜させて、前記コーン面を成形することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明に係る無段変速機用プーリの製造装置は、略円筒状の素材を保持するダイスと、前記ダイスを回転駆動する駆動部と、前記素材に接するローラであり、前記素材の半径方向のより内側に当接する部位の径が、前記素材の半径方向のより外側に当接する部位の径に比して小径である成形ローラと、前記成形ローラを変位させる変位部と、を備え、前記ダイスに保持された前記素材を、前記駆動部によって、前記素材の軸心回りに回転させつつ、前記変位部によって、前記成形ローラを変位させて、前記素材の端面に前記成形ローラを前記素材の軸心方向に対して平行に押圧して、従動回転する前記成形ローラによってコーン面を成形する無段変速機用プーリの製造装置であって、前記成形ローラは、前記コーン面の最小径と最大径の比と、前記成形ローラの前記コーン面における最小径位置に接する部位のローラ径と、前記成形ローラの前記コーン面における最大径位置に接する部位のローラ径の比と、が一致され、かつ、前記素材の半径方向外側から半径方向内側に向けて、該成形ローラの軸心が、前記素材に対して常に先下がりとなるように前記素材の軸心に対して傾斜されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１３】
本発明に係る無段変速機用プーリの製造方法および製造装置によれば、成形ローラとコーン面の間でのすべりを防止しつつ、成形ローラの折損を確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第一の実施形態に係る無段変速機用プーリの製造装置による無段変速機用プーリの製造状況を示す模式図。
【図２】本発明の第一の実施形態に係る無段変速機用プーリの製造装置における成形ローラの寸法を示す模式図。
【図３】本発明の第二の実施形態に係る無段変速機用プーリの製造装置による無段変速機用プーリの製造状況を示す模式図。
【図４】本発明の第二の実施形態に係る無段変速機用プーリの製造装置における成形ローラの寸法を示す模式図。
【図５】本発明の第一の実施形態に係る無段変速機用プーリの製造装置による無段変速機用プーリの製造状況（孔がない素材を用いた場合）を示す模式図。
【図６】無段変速機用プーリを示す模式図。
【図７】従来の無段変速機用プーリの製造装置による無段変速機用プーリの製造状況を示す模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
次に、発明の実施の形態を説明する。
まず始めに、本発明の第一の実施形態に係る無段変速機用プーリの製造装置について、図１および図２を用いて説明をする。
図１に示す如く、本発明の第一の実施形態に係る無段変速機用プーリ製造装置１０は、素材５を熱間鍛造して無段変速機用プーリ１（図６参照）を製造する装置であり、成形ローラ１１およびダイス１２、ドライブシャフト１３、成形ローラ１４を備えている。
【００１６】
成形ローラ１１は、無段変速機用プーリ１におけるコーン面２を成形するための円錐台形状あるいは円錐形状を有するローラ部材であり、コーン面２を成形するためのローラ面１１ａを備え、ダイス１２の上方において、回転軸心Ｙ回りに回転可能な状態で、図示しない変位部によって、軸心Ｘに対して平行な方向に変位可能な状態で支持されている。
【００１７】
成形ローラ１１は、軸心Ｙを中心とする軸対称の形状であって、かつ、軸心Ｙの方向においてローラ径が漸次変更される形状を有している。
尚、成形ローラ１１は、軸心Ｙの方向において、少なくともコーン面２に対応する範囲にローラ面１１ａが形成されているものであればよいが、例えば、図１に示すように、ローラ面１１ａより軸心Ｙの方向における外側の範囲に円柱状の軸部が連続して形成されている構成であってもよい。
【００１８】
また、無段変速機用プーリ製造装置１０では、成形ローラ１１の大径側を素材５に対する半径方向外側に向けるとともに、成形ローラ１１の小径側を素材５に対する半径方向内側に向けて、成形ローラ１１を素材５よりも上方に配置し、さらに、軸心Ｙを、大径側から小径側に向けて、素材５に対して先下がりとなるように素材５の軸心Ｘに対して傾斜させており、軸心Ｘに対する軸心Ｙの傾斜角度をθ１としている。軸心Ｘに対する軸心Ｙの傾斜角度θ１は、０°＜θ１＜９０°の範囲で適宜選択することができる。
尚、無段変速機用プーリ製造装置１０では、傾斜角度θ１を３０°としている。
【００１９】
そして、成形ローラ１１は、前記変位部（図示せず）によって素材５の軸心Ｘに対して平行な方向（矢印Ｚの方向）に変位されることによって、素材５の上側の端部に押圧され、素材５におけるローラ面１１ａが押圧された部位を塑性変形させることでコーン面２が形成される。
尚、無段変速機用プーリ製造装置１０における成形ローラ１１の軸心Ｙは、素材５の軸心Ｘと互いに交差する関係となっており、ねじれの関係ではない。
【００２０】
ダイス１２は、無段変速機用プーリ１におけるコーン面２の裏面を成形するためのローラ体であり、素材５における成形ローラ１１が配置される部位の裏側に押圧される。素材５は、成形ローラ１１とダイス１２に挟圧されることで、コーン面２とコーン面２の裏側が所定の形状に成形される。尚、ダイス１２は、素材５の成形ローラ１４が押圧される部位の裏側をも含む範囲に配置されている。
【００２１】
ドライブシャフト１３は、ダイス１２を回転駆動するための軸部材であり、ドライブシャフト１３の上面には、ダイス１２の下面の凸形状に対応する凹形状が形成されており、ドライブシャフト１３の上面にダイス１２が嵌め合わされた状態で、ダイス１２とドライブシャフト１３の各軸心が軸心Ｘにおいて一致されるように構成している。
そして、ダイス１２は、ドライブシャフト１３を図示しない回転機構によって回転駆動することによって、軸心Ｘを中心として回転駆動される。
【００２２】
成形ローラ１４は、無段変速機用プーリ１におけるスカート部３の側面を成形するためのローラ体であり、素材５の表側側面に押圧され、素材５の回転に伴って従動回転される。そして、素材５は、成形ローラ１４とダイス１２によって挟圧されつつ軸心Ｘ回りに回転されることで、スカート部３が所定の形状に成形される。
【００２３】
尚、無段変速機用プーリ製造装置１０では、成形ローラ１１、ダイス１２および成形ローラ１４以外に、スカート部３やシャフト部４を成形するためのその他の図示しないローラをさらに備えている。
【００２４】
本実施形態では、図２に示すように、完成したコーン面２において径が最小となる部位を部位Ｐと規定し、完成したコーン面２における径が最大となる部位を部位Ｑと規定しており、部位Ｐにおけるコーン面２の最小径をφＡ１と規定し、部位Ｑにおけるコーン面２の最大径をφＡ２と規定している。
【００２５】
また、無段変速機用プーリ製造装置１０では、成形ローラ１１のローラ面１１ａにおける部位Ｐに接触する部位を部位Ｒと規定し、ローラ面１１ａにおける部位Ｑに接触する部位を部位Ｓと規定し、部位Ｒにおける成形ローラ１１に径をφＢ１と規定し、部位Ｓにおける成形ローラ１１の径をφＢ２と規定している。
【００２６】
そして、無段変速機用プーリ製造装置１０では、成形ローラ１１のローラ面１１ａにおける部位Ｒと部位Ｓの径の比（φＢ２／φＢ１）を、コーン面２における部位Ｐと部位Ｑの径の比（φＡ２／φＡ１）と等しく（即ち、φＡ２／φＡ１φ＝φＢ２／φＢ１）している。
【００２７】
無段変速機用プーリ製造装置１０では、成形ローラ１１を、軸心Ｙが大径側から小径側に向けて先下がりとなるように傾斜させる配置とすることによって、成形ローラ１１のローラ面１１ａにおける部位Ｒと部位Ｓの径の比（φＢ２／φＢ１）を、コーン面２における部位Ｐと部位Ｑの径の比（φＡ２／φＡ１）と等しくしながら、従来の成形ローラ１１（図７参照）に比して、ローラ径を拡大することを可能にしている。
【００２８】
そして、無段変速機用プーリ製造装置１０では、成形ローラ１１のローラ面１１ａにおける部位Ｒと部位Ｓの径の比（φＢ２／φＢ１）を、コーン面２における部位Ｐと部位Ｑの径の比（φＡ２／φＡ１）と等しくすることによって、成形ローラ１１の部位Ｒにおける回転速度と素材５の部位Ｐにおける回転速度を一致させるとともに、成形ローラ１１の部位Ｓにおける回転速度と素材５の部位Ｑにおける回転速度を一致させて、コーン面２の成形時において素材５に対して成形ローラ１１がすべることを確実に防止する構成としている。
【００２９】
また、図３および図４には、本発明の第二の実施形態に係る無段変速機用プーリ製造装置２０を示している。
図３に示す如く、本発明の第二の実施形態に係る無段変速機用プーリ製造装置２０は、成形ローラ２１、ダイス２２、ドライブシャフト２３、および成形ローラ２４を備えている。
図３に示す無段変速機用プーリ製造装置２０は、無段変速機用プーリ製造装置１０（図１参照）と比較して、成形ローラ２１の傾斜角度が相違している。即ち、無段変速機用プーリ製造装置２０は、無段変速機用プーリ製造装置１０における成形ローラ１１の傾斜角度θ１に比して、成形ローラ２１の傾斜角度θ２が大きくなっている。軸心Ｘと軸心Ｙの傾斜角度θ２は、０°＜θ２＜９０°の範囲で適宜選択することができる。
そして、無段変速機用プーリ製造装置２０では、無段変速機用プーリ製造装置１０の成形ローラ１１に比して、成形ローラ２１の径が小さくなっている。
尚、無段変速機用プーリ製造装置２０では、傾斜角度θ２を６０°としている。
【００３０】
本発明に係る無段変速機用プーリ製造装置では、成形ローラに要求される成形荷重や無段変速機用プーリ製造装置の配置スペースの制約等を考慮して、成形ローラの傾斜角度や成形ローラの径を適宜設定することができる。尚、素材の軸心Ｘに対する成形ローラの軸心Ｙの傾斜角度θは、成形ローラの径をむやみに大きくすることなく、かつ、成形ローラの径を確保するという観点から、３０°≦θ≦６０°とすることが好ましい。
【００３１】
そして、無段変速機用プーリ製造装置２０では、図４に示すように、傾斜角度θ２に対応させて、成形ローラ２１のローラ面２１ａの部位Ｒにおける径をφＣ１とし、成形ローラ２１のローラ面２１ａの部位Ｓにおける径をφＣ２として、ローラ面２１ａにおける部位Ｒと部位Ｓの径の比（φＣ２／φＣ１）を、コーン面２における部位Ｐと部位Ｑの径の比（φＡ２／φＡ１）と等しく（即ち、φＡ２／φＡ１φ＝φＣ２／φＣ１）している。
尚、成形ローラ１１と成形ローラ２１の径を比較すると、φＢ１＞φＣ１であって、かつ、φＢ２＞φＣ２となっている。
【００３２】
即ち、本発明に係る無段変速機用プーリ製造装置では、軸心Ｘに対する成形ローラの軸心Ｙの傾斜角度に合わせて、成形ローラの部位Ｒにおける径と部位Ｓにおける径を適宜設定することによって、成形ローラの折損を防止しながら、コーン面の成形時における成形ローラのすべりを防止することができる。
【００３３】
即ち、本発明の一実施形態に係る無段変速機用プーリ製造装置１０は、略円筒状の素材５を保持するダイス１２と、ダイス１２を回転駆動する駆動部たるドライブシャフト１３と、素材５に接するローラであり、素材５の半径方向のより内側に当接する部位の径が、素材５の半径方向のより外側に当接する部位の径に比して小径である成形ローラ１１と、成形ローラ１１を変位させる変位部と、を備え、ダイス１２に保持された素材５を、ドライブシャフト１３によって、素材５の軸心Ｘ回りに回転させつつ、前記変位部によって、成形ローラ１１を変位させて、素材５の端面に成形ローラ１１を素材５の軸心Ｘの方向に対して平行に押圧して、従動回転する成形ローラ１１によってコーン面２を成形するものであって、成形ローラ１１は、コーン面２の最小径φＡ１と最大径φＡ２の比（φＡ２／φＡ１）と、成形ローラ１１のコーン面２における最小径位置Ｐに接する部位Ｒのローラ径φＢ１と、成形ローラ１１のコーン面２における最大径位置Ｑに接する部位Ｓのローラ径φＢ２の比（φＢ２／φＢ１）と、が一致され（即ち、φＡ２／φＡ１φ＝φＢ２／φＢ１）、かつ、素材５の半径方向外側から半径方向内側に向けて、該成形ローラ１１の軸心Ｙが、素材５に対して先下がりとなるように素材５の軸心Ｘに対して傾斜されるものである。
【００３４】
そして、このような構成の無段変速機用プーリ製造装置１０によれば、成形ローラ１１とコーン面２の間でのすべりを防止しつつ、成形ローラ１１の折損を確実に防止することができる。
【００３５】
次に、無段変速機用プーリ製造装置１０を用いた場合の本発明の一実施形態に係る無段変速機用プーリ１の製造方法について、説明をする。
尚、ここでは、第一の実施形態に係る無段変速機用プーリ製造装置１０を用いて無段変速機用プーリ１の製造方法について説明を行うが、第二の実施形態に係る無段変速機用プーリ製造装置２０を用いた場合にも、同様の製造方法で無段変速機用プーリ１を製造することができる。
【００３６】
図１に示す如く、本発明の一実施形態に係る無段変速機用プーリ１の製造方法では、まず、素材５をダイス１２上にセットし、ダイス１２をドライブシャフト１３で駆動することによって、軸心Ｘを中心として素材５を回転させておく。
そして、素材５が回転している状態で、図示しない変位機構によって、成形ローラ１１を上方から素材５に矢印Ｚの方向に接近させていき、素材５の上側の端部に当接させる。
このとき成形ローラ１１は、素材５の回転によって従動回転され、軸心Ｙを中心に回転する。
【００３７】
そして、素材５の回転によって成形ローラ１１を従動回転させながら、成形ローラ１１をさらに矢印Ｚの方向に変位させて、所定の成形荷重を素材５に加えて塑性変形させることで、ローラ面１１ａに倣った形状を有するコーン面２を成形することができる。
【００３８】
本発明の一実施形態に係る無段変速機用プーリ１の製造方法では、素材５の回転によって成形ローラ１１を従動回転させながらコーン面２を成形する際に、成形ローラ１１と素材５の間ですべりを生じないため、コーン面２に成形不良や焼き付きが生じにくく、良好な品質の無段変速機用プーリ１を得ることができるとともに、成形ローラ１１が摩耗することも抑制することができ、ランニングコストの低減を図ることもできる。
【００３９】
さらに、本発明の一実施形態に係る無段変速機用プーリ１の製造方法では、従来（図７参照）に比して径が大きい成形ローラ１１を用いることができるため、成形ローラ１１によって素材５に成形荷重を付与する際に、成形ローラ１１が折損することを防止できる。
【００４０】
即ち、本発明の一実施形態に係る無段変速機用プーリの製造方法は、略円筒状の素材５を軸心Ｘ回りに回転させつつ、素材５に接するローラであり、素材５の半径方向のより内側に当接する部位の径が、素材５の半径方向のより外側に当接する部位の径に比して小径である成形ローラ１１を、素材５の端面に該素材５の軸心Ｘの方向に対して平行な向きに押圧して、従動回転する成形ローラ１１によってコーン面２を成形する製造方法であって、コーン面２の最小径φＡ１と最大径φＡ２の比（φＡ２／φＡ１）と、成形ローラ１１のコーン面２における最小径位置Ｐに接する部位Ｒのローラ径φＢ１と、成形ローラ１１のコーン面２における最大径位置Ｑに接する部位Ｓのローラ径φＢ２の比（φＢ２／φＢ１）と、を一致させる（即ち、φＡ２／φＡ１φ＝φＢ２／φＢ１）とともに、成形ローラ１１を、素材５の半径方向外側から半径方向内側に向けて、該成形ローラ１１の軸心Ｙが、コーン面２が形成される側の素材５に対して先下がりとなるように素材５の軸心Ｘに対して傾斜させて、コーン面２を成形するものである。
【００４１】
そして、このような構成の無段変速機用プーリの製造方法によれば、成形ローラ１１とコーン面２の間でのすべりを防止しつつ、成形ローラ１１の折損を確実に防止することができる。
【００４２】
また、本発明の一実施形態に係る無段変速機用プーリ１の製造方法では、図５に示すようなシャフト部４において孔が貫通されていない態様の素材６を用いて、無段変速機用プーリ１を製造することができる。
このような態様の素材６を用いて無段変速機用プーリ１を製造した場合、コーン面２を成形する際に、コーン面２以外（特にシャフト部４等）に変形が及ばないため、無段変速機用プーリ１の形状精度をより高めることができるという利点がある。
尚、素材６を用いて無段変速機用プーリ１を製造した場合には、コーン面２を成形した後で、プレス等で打ち抜いてシャフト部４に孔を形成する。
【符号の説明】
【００４３】
１    無段変速機用プーリ
２    コーン面
５    素材
１０  無段変速機用プーリ製造装置（第一の実施形態）
１１  成形ローラ
１２  ダイス
１３  ドライブシャフト（駆動部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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