(57)【要約】【課題】手間をかけることなく、ディスクのスプライン穴および軌道面を互いに極めて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。【解決手段】スプライン穴相当部６Ａと軌道面相当部３Ａを有する環状のワークＷを熱硬化処理して中間体Ｒを製造する。軌道面相当部３Ａの背面１３を仕上げ、仕上げられた背面１３を加工基準として外周面１４を仕上げる。仕上げられた外周面１４を加工基準とするべくチャッキングし、外周面１４に対するチャッキングを付け替えることなく、スプライン穴相当部６Ａからスプライン穴６の歯面内径部を仕上げると共に軌道面相当部３Ａから軌道面３を仕上げる。仕上げられたスプライン穴６の歯面内径部を基準としてスプライン溝を加工する。【選択図】  図１
2004286166.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、中心部に動力伝達軸と噛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、
中心部に取り代を残して形成されたスプライン穴相当部を有し、側面に取り代を残して形成された軌道面相当部を有する環状の素材を熱硬化処理して中間体を得る工程と、
中間体を加工して仕上げられた所定の面を加工基準とするべくチャッキングし、当該チャッキングを付け替えることなく、上記スプライン穴相当部からスプライン穴の歯面内径部を仕上げると共に上記軌道面相当部から軌道面を仕上げる工程と、
上記仕上げられたスプライン穴の歯面内径部を加工基準としてスプライン溝を加工する工程とを含むことを特徴とするバリエータ用ディスクの製造方法。
【請求項２】
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、中心部に動力伝達軸と噛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、
中心部に取り代を残して形成されたスプライン穴相当部を有し、側面に取り代を残して形成された軌道面相当部を有する環状の素材を熱硬化処理して中間体を得る工程と、
上記中間体の軌道面相当部の背面を仕上げる工程と、
上記仕上げられた背面を加工基準として外周面を仕上げる工程と、
上記仕上げられた外周面を加工基準とするべくチャッキングし、当該外周面に対するチャッキングを付け替えることなく、上記スプライン穴相当部からスプライン穴の歯面内径部を仕上げると共に上記軌道面相当部から軌道面を仕上げる工程と、
上記仕上げられたスプライン穴の歯面内径部を基準としてスプライン溝を加工する工程とを含むことを特徴とするバリエータ用ディスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トロイダル型無段変速機に装備されるバリエータ用ディスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４は車両等に搭載されるトロイダル型無段変速機の一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８０は、車両の動力源８２により回転駆動される入力軸８３を備えており、この入力軸８３はその両端近傍にそれぞれ入力ディスク８５を支持している。これら入力ディスク８５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８５ａが形成さており、入力ディスク８５は上記スプライン穴８５ａを入力軸８３のスプライン軸８３ａに噛合させることにより、入力軸８３の軸方向への僅かな移動が許容された状態で、入力軸８３と一体回転可能になっている。
【０００３】
このように入力ディスク８５の移動が許容されているのは、油圧動力源８６に接続した油圧シリンダ８７により例えば図において右側の入力ディスク８５を左側の入力ディスク８５側へ付勢することにより、バリエータ８０に所要の端末負荷を加えるためである。また、上記入力ディスク８５の一側面には凹湾曲状の軌道面８５ｂが形成されている。
上記入力軸８３の軸方向中央部には、バリエータ８０の出力部８８が入力軸８３と相対回転自在に支持されている。この出力部８８は出力部材８９と、この出力部材８９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９０とを備えており、この出力ディスク９０の上記入力ディスク８５の軌道面８５ｂに対向する一側面には、凹湾曲状の軌道面９０ｂが形成されている。
【０００４】
また、上記出力部材８９の外周には動力伝達用のチェーン９３と噛み合うスプロケットギヤ８９ａが形成されている。さらに、互いに対向する入力ディスク８５の軌道面８５ｂと出力ディスク９０の軌道面９０ｂとの間には、それぞれ各軌道面８５ｂ，９０ｂと転がり接触する３個の円盤状のローラ９１が円周等配に配置されている。各ローラ９１はキャリッジ９２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９２によって各軌道面８５ｂ，９０ｂとの相対位置を調整できるようになっている。
【０００５】
このように上記バリエータ８０は、入力ディスク８５、出力ディスク９０、及びローラ９１を１組としてこれを一対設けた、いわゆるダブルキャビティ型に構成されており、入力ディスク８５から出力ディスク９０に対して、上記６個のローラ９１を介してトルクが伝達される。また、上記６個のローラ９１の位置をキャリッジ９２によって調整することにより（図３の二点鎖線参照）、出力ディスク９０の回転数（変速比）を増減させることができる。
【０００６】
上記の入力ディスク８５は、例えば軸受用鋼からなるものであり、その製造に際しては、切削加工にて上記スプライン穴８５ａや軌道面８５ｂになる部分が形成されたブランクを熱処理硬化させた後、上記スプライン穴８５ａの内周面（最小内径面）である歯面を加工基準として、上記軌道面８５ｂになる部分を切削或いは研削にて軌道面８５ｂに仕上げることが行われている（例えば特許文献１）。
【０００７】
また、入力ディスク８５のスプライン穴８５ａを入力軸８３のスプライン軸８３ａに噛合し、該入力軸８３によって入力ディスク８５を保持した状態で、当該入力軸８３を加工基準として上記軌道面８５ｂを仕上げたり、また、当該入力軸８３を加工基準として入力ディスク８５の外周面を仕上げた後、この外周面を加工基準として軌道面８５ｂを仕上げたりすることが提案されている（例えば特許文献２）。
【０００８】
【特許文献１】
特開２０００−２８８１８号公報
【特許文献２】
特開２０００−２１９６３号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記バリエータ８０において、入力ディスク８５と出力ディスク９０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９１を各ディスク８５，９０の軌道面８５ｂ，９０ｂに対して高い接触圧で均等に接触させる必要がある。
ところが、スプライン穴８５ａと軌道面８５ｂとの同心度が悪いと、入力軸８３に対する入力ディスク８５の組み付け精度が悪くなる。
【００１０】
このため、入力ディスク８５の軌道面８５ｂの曲率中心と出力ディスク９０の軌道面９０ｂの曲率中心との間で芯ずれを生じ、特定のローラ９１の接触圧が極めて高くなって、当該ローラ９１及び軌道面８５ｂの耐久性が低下したり、特定のローラ９１の接触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他、スプライン穴８５ａとスプライン軸８５ａとの間で片当たりが発生し、その耐久性が低下するという問題が生じている。
【００１１】
特許文献１や特許文献２では、基本的に、ディスクの内径側で小径であるスプライン穴を加工基準としており、スプライン穴に対して軌道面を位置精度良く加工できるが、加工装置によるチャッキング部分が小さいため、より精度を向上させるためには、チャッキング調整に手間がかかる。特に、フルトロイダル型無段変速機のディスクは厚みが小さくスプラインの軸方向長さも短いため、安定したチャッキングをするには、位置決め等の手間がかかる。
【００１２】
また、スプライン穴を仕上げるときと軌道面を仕上げるときとの加工基準が異なり、その間で、チャッキングを付け替えるので、両者間の位置精度を良くするためには、チャッキング調整に手間がかかる。
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、手間をかけずにスプライン穴及び軌道面を互いに極めて高精度に仕上げることができるバリエータ用ディスの製造方法を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、第１発明では、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、中心部に動力伝達軸と噛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、中心部に取り代を残して形成されたスプライン穴相当部を有し、側面に取り代を残して形成された軌道面相当部を有する環状の素材を熱硬化処理して中間体を得る工程と、中間体を加工して仕上げられた所定の面を加工基準とするべくチャッキングし、当該チャッキングを付け替えることなく、上記スプライン穴相当部からスプライン穴の歯面内径部を仕上げると共に上記軌道面相当部から軌道面を仕上げる工程と、上記仕上げられたスプライン穴の歯面内径部を加工基準としてスプライン溝を加工する工程とを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明では、中間体の加工により仕上げられた所定の面に対するチャッキングを付け替えることなく、上記所定の面を加工基準として、スプライン穴の歯面および軌道面を仕上げるので、チャッキング位置調整に手間をかけることなく、スプライン穴の軸線に対してディスクの軌道面が傾くのを抑制することができる。したがって、スプライン穴と動力伝達軸との間に生ずるがたつきを防止できるので、がたつきに伴う騒音を防止でき、また、スプライン穴の耐久性を向上することができる。さらに、軌道面に対して各ローラを均等に接触させることができ、軌道面及び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。
【００１５】
第２発明では、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、中心部に動力伝達軸と噛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、中心部に取り代を残して形成されたスプライン穴相当部を有し、側面に取り代を残して形成された軌道面相当部を有する環状の素材を熱硬化処理して中間体を製造する工程と、上記軌道面相当部の背面を仕上げる工程と、上記仕上げられた背面を加工基準として外周面を仕上げる工程と、上記仕上げられた外周面を加工基準とするべくチャッキングし、当該外周面に対するチャッキングを付け替えることなく、上記スプライン穴相当部からスプライン穴の歯面を仕上げると共に上記軌道面相当部から軌道面を仕上げる工程と、上記仕上げられたスプライン穴の歯面を基準としてスプライン溝を加工する工程とを含むことを特徴とするものである。
【００１６】
本発明によれば、外周面に対するチャッキングを付け替えることなく、外周面を加工基準として、スプライン穴の歯面および軌道面を仕上げるので、チャッキング位置調整に手間をかけることなく、スプライン穴の軸線に対してディスクの軌道面が傾くのを抑制することができる。したがって、スプライン穴と動力伝達軸との間に生ずるがたつきを防止できるので、がたつきに伴う騒音を防止でき、また、スプライン穴の耐久性を向上することができる。さらに、軌道面に対して各ローラを均等に接触させることができ、軌道面及び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。特に、外周面は面積が広く、したがって、位置精度良く且つ安定してチャッキングによる保持が行える点でも好ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
次いで、本発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１は本実施の形態でトロイダル型無段変速機の一種であるフルトロイダル型無段変速機のバリエータ用ディスクの製造方法の工程図であり、図２は本実施の形態の入力ディスクが適用されたトロイダル型無段変速機のバリエータＡの要部の概略断面図である。図２を参照して、入力ディスク１は、側面にローラ２が転走する凹湾曲状の軌道面３を有し、中心部に動力伝達軸としての入力軸４のスプライン部５と噛合するスプライン穴６を有している。入力軸４には、バリエータＡの出力部７が相対回転自在に支持されている。この出力部７は、出力部材８と、この出力部材８に一体回転可能に支持された出力ディスク９とを備える。
【００１８】
入力ディスク１の軌道面３と出力ディスク９の軌道面１０との間にトロイダル状のキャビティ１１が形成され、各軌道面３，１０と転がり接触して入、出力ディスク１，９間にトルクを伝達するための３個の円盤状のローラ２が、キャビティ１１内に円周等配に配置されている。各ローラ２はキャリッジ１２によって回転自在に支持されている。
図１を参照して、本実施の形態では、入力ディスク１を製造する例に則して説明するが、本発明を出力ディスク９の製造に適用することもできる。
【００１９】
本製造方法は、まず鍛造等によって得られた軸受用鋼等からなる環状の素材としてのワークＷを一次加工する。具体的には、バイト２１を用いて切削加工を施して、ワークＷの一側面に取り代を残して形成された凹湾曲面からなる軌道面相当部３Ａを形成する。同じく取り代を残してワークＷの他側面に（軌道面の）背面相当部１３Ａを形成すると共に、取り代を残して外周面相当部１４Ａを形成する〔図１（ａ）参照〕。
【００２０】
次いで、ブローチＸを用いてワークＷの中心部に複数条のスプライン溝を含むスプライン穴相当部６Ａを形成する〔図１（ｂ）参照〕。
これらの切削加工は、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、特にスプライン穴相当部６Ａについては、図３に示すように、その歯面相当部６１Ａの少なくとも歯面内径部相当部６２Ａおよび側面相当部６３Ａに完成品の歯面内径部６２および側面６３からそれぞれ所定の取り代を残して精度良く加工する。
【００２１】
次に、上記切削加工が施されたワークＷを熱処理して例えばＨＲＣ６０〜６４の硬さに硬化させる〔図１（ｃ）参照〕。
次に、図１（ｃ）の熱処理工程にて得られた図１（ｄ）に示す中間体Ｒの背面相当部１３Ａを旋削加工又は研削加工して、図１（ｅ）に示す背面１３を仕上げる。
次に、図１（ｅ）の工程では、仕上げられた背面１３を加工基準として、外周面相当部１４Ａを加工し、図１（ｆ）に示す外周面１４を仕上げる。
【００２２】
次に、図１（ｆ）に示すように、仕上げられた外周面１４をＮＣ旋盤或いは研削盤等のワーク保持部１５にチャッキングし、このチャッキングを付け替えることなく、スプライン穴相当部６Ａから研削ローラ２１等によりスプライン穴６の歯面内径部６２（図３参照）を仕上げると共に、軌道面相当部３０から研磨ローラ２２等により図１（ｇ）に示すような軌道面３を仕上げる。
次に、上記スプライン穴６の仕上げられた歯面内径部６２（図３参照）を加工基準として、仕上げ用ブローチＹを通して、スプライン溝を加工する〔図１（ｇ）〕。
【００２３】
次に、軌道面３の超仕上げを実施し高精度に仕上げる〔図１（ｈ）〕。以上により、バリエータ用の入力ディスク１の完成品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１は、仕上げ済の外周面１４に対するチャッキングを付け替えることなく、この外周面１４を加工基準として、スプライン穴６の歯面内径部６２および軌道面３を仕上げるので、チャッキング位置調整に手間をかけることなく、スプライン穴６の軸線に対して入力ディスク１の軌道面３が傾くのを抑制することができる。特に、外周面１４は面積が広く、したがって、位置精度良く且つ安定してチャッキングによる保持が行える点でも好ましい。
【００２４】
このため、入力軸４の軸線に対して入力ディスク１の軌道面３全体が傾くのを抑制することができ、ひいては、軌道面３の曲率中心と出力ディスク９の軌道面１０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３，１０と各ローラ２との接触圧を均等にすることができ、これら軌道面３，１０及びローラ２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６と入力軸４のスプライン部５との当たりが改善され、これらの耐久性を向上させることができると共に、スプライン穴６と入力軸４のスプライン部５との間のがたつきに起因する騒音の発生を防止することができる。
【００２５】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、例えば、背面１３を加工基準として、チャッキングを付け替えることなく歯面内径部６２および軌道面３を仕上げるようにしても良い。
また、上記出力ディスク９と出力部材８との連結構造として、スプラインを採用する場合には、この出力ディスク９についても上記の製造方法を適用する等、本発明の特許請求の範囲で種々の変更を施すことができる。
【００２６】
また、フルトロイダル型のディスクにつき説明したが、ハーフトロイダル型等他のトロイダル型無段変速機のディスクにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態のバリエータ用ディスクの製造方法を模式的に示す工程図である。
【図２】図１の製造方法により完成したディスクを入力ディスクとしてバリエータに組み込んだ状態を示す要部の模式的断面図である。
【図３】スプライン穴相当部の要部の概略断面図である。
【図４】従来のバリエータの概略図である。
【符号の説明】
１    入力ディスク
２    ローラ
３    軌道面
３Ａ  軌道面相当部
４    入力軸
５    スプライン部
６    スプライン穴
６Ａ  スプライン穴相当部
７    出力部
８    出力部材
９    出力ディスク
１０  軌道面
１１  キャビティ
１２  キャリッジ
１３  背面
１４  外周面
１５  ワーク保持部
６１  歯面
６１Ａ  歯面相当部
６２  歯面内径部
６２Ａ  歯面内径部相当部
６３  側面
６３Ａ  側面相当部
【図１】
2004286166.tif 000003
【図２】
2004286166.tif 000004
【図３】
2004286166.tif 000005
【図４】
2004286166.tif 000006