(57)【要約】【課題】ディスクの熱処理ひずみを抑える。【解決手段】ディスク中心にシャフトと噛合するスプライン穴４が形成され、ディスク側面にローラが転送する凹湾曲状軌道面３を有するトロイダル型無段変速機用ディスクに対して熱処理を行う工程を含むディスク製造方法であって、ディスク側面を水平方向に対して２０゜〜４０゜に傾斜させた状態で前記熱処理を行う。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ディスク中心にシャフトと噛合するスプライン穴が形成され、ディスク側面にローラが転送する凹湾曲状軌道面を有するトロイダル型無段変速機用ディスクに対して熱処理を行う工程を含むディスク製造方法であって、
ディスク側面を水平方向に対して傾斜させた状態で前記熱処理を行うことを特徴とするトロイダル型無段変速機用ディスクの製造方法。
【請求項２】
前記熱処理を行う際の、ディスク傾斜角度が約２０゜〜４０゜であることを特徴とする請求項１記載のトロイダル型無段変速機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用ディスクの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は車両等に搭載される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１０は、車両の動力源１２により回転駆動される入力軸１３を備えており、この入力軸１３はその両端近傍にそれぞれ入力ディスク１５を支持している。これら入力ディスク１５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１５ａが形成されており、入力ディスク１５は前記スプライン穴１５ａを入力軸１３のスプライン軸１３ａに噛合させることにより、入力軸１３の軸方向への僅かな移動が許容された状態で、入力軸１３と一体回転可能になっている。このように入力ディスク１５の移動が許容されているのは、油圧動力源１６に接続した油圧シリンダ１７により例えば図において右側の入力ディスク１５を左側の入力ディスク１５側へ付勢することにより、バリエータ１０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１５の一側面には凹湾曲状の軌道面１５ｂが形成されている。
【０００３】
前記入力軸１３の軸方向中央部には、バリエータ１０の出力部１８が相対回転自在に支持されている。この出力部１８は出力部材１９と、この出力部材１９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２０とを備えており、この出力ディスク２０の前記入力ディスク１５の軌道面１５ｂに対向する一側面には、凹湾曲状の軌道面２０ｂが形成されている。また、前記出力部材１９の外周には動力伝達用のチェーン２３と噛み合うスプロケットギヤ１９ａが形成されている。さらに、互いに対向する入力ディスク１５の軌道面１５ｂと出力ディスク２０の軌道面２０ｂとの間には、それぞれ各軌道面１５ｂ，２０ｂと転がり接触する３個の円盤状のローラ２１が円周等配に配置されている。各ローラ２１はキャリッジ２２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２２によって各軌道面１５ｂ，２０ｂとの相対位置を調整できるようになっている。
【０００４】
このように前記バリエータ１０は、入力ディスク１５、出力ディスク２０、及びローラ２１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１５から出力ディスク２０に対して、前記６個のローラ２１を介してトルクが伝達される。また、前記６個のローラ２１の位置をキャリッジ２２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２０の回転数（変速比）を増減させることができる。
【０００５】
ディスク中央部のスプライン穴１５ａは、一次旋削の後に、ブローチ加工を行うことにより形成される。そして、ブローチ加工の後、ディスクには熱処理が施される。このようなディスク製造方法は、例えば、特許文献１に記載されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００２−２８８１８号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
スプライン穴には、熱処理時にひずみが生じるため、ディスク軸方向の変形及び真円度の悪化が発生する。
熱処理によって生じたひずみを除去するには、熱処理後にシェービング加工を実施する必要がある。
ところが、熱処理ひずみが大きいと、シェービング工具の除去加工量の多さ、及び真円度悪化による片当たりの発生により、シェービング工具寿命が低下する。この結果、ディスク製造コストがアップする。
そこで、本発明の課題は、ディスクの熱処理ひずみを抑えることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、ディスク中心にシャフトと噛合するスプライン穴が形成され、ディスク側面にローラが転送する凹湾曲状軌道面を有するトロイダル型無段変速機用ディスクに対して熱処理を行う工程を含むディスク製造方法であって、ディスク側面を水平方向に対して傾斜させた状態で前記熱処理を行うことを特徴とする。
本発明者は、ディスクを縦置き（ディスク側面を垂直）にした場合や、横置き（ディスク側面を水平）にした場合に比べて、ディスクを傾斜させると熱処理ひずみが小さくなることを見出した。
【０００９】
つまり、ディスク縦置きの場合、ディスク自重によるひずみの偏りが大きい（ディスクの周方向位置により歪量、方向が大きく異なる）状態で熱処理されるため結果として熱処理ひずみが大きくなり、特に内径変形量が多くなる場合がある。
また、軌道面上向きの横置きの場合、縦置きに比べて、内径部ひずみは少ないが外径変形量が大きくなる。また、焼入時に、凹湾曲状軌道面に焼入液が溜まり、溜まった焼入液が熱処理炉から外部へ排出されるという問題が生じる。
さらに、軌道面下向きの縦置きの場合、焼入時に、凹湾曲状軌道面に空気が溜まり、内外形ともに変形量が大きくなる。
つまり、これらのディスクの置き方では、熱処理ひずみ（熱処理時に生ずるひずみ）が大きくなる。
【００１０】
これに対し、本発明のように、ディスクを傾斜させると、縦置きで発生するディスク自重によるひずみの大きな偏りによる熱処理ひずみを抑えるとともに、焼入液中からディスクを取り出す際に、凹湾曲状軌道面から焼入液が流れ出し、当該軌道面に焼入液が溜まるのを防止できる。
【００１１】
ディスク傾斜角度としては、水平方向に対する角度が約４０゜よりも小さいのが好ましく、ディスク傾斜角度を小さくすることで、熱処理ひずみを小さく抑えることができる。また、ディスク傾斜角度としては、水平方向に対する角度が約２０゜よりも大きいのが好ましく、ディスク傾斜角度を大きくすることで、凹湾曲状軌道面から焼入液が流れ出し易くなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、トロイダル型無段変速機のバリエータに用いられるディスクの製造方法を示している。この製造方法は、バリエータの入力ディスク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にバイト１を用いて切削加工を施して、一側面に凹湾曲面からなる軌道面３を形成するとともに、他側面及び外周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（図１ａ参照）。なお、ディスク他側面の外周側５は、ディスク厚が薄くなるように傾斜している。
【００１３】
次に、ブランクＢを熱処理して例えばＨＲＣ６０〜６４の硬さに硬化させる（図１ｂ参照）。熱処理としては、熱処理炉による焼入れ・焼戻しが行われる。焼入の際、ブランクＢ（ディスク）は、バスケット３１内に設置され、バスケット３１ごと焼入油（焼入液）３２内に浸漬される。バスケット３１内には、ブランクＢを傾斜した状態とするための手段（傾斜支持体）３３が設けられている。傾斜支持体３３は、水平方向に対して所定角度θほど傾斜した傾斜面３３を備えている。ブランクＢは、この傾斜面３３上に載置され、傾斜した状態となる。傾斜角度θは、約２０゜〜４０゜が好ましく、３０゜がより好ましい。
【００１４】
ブランクＢは、軌道面３のある一側面側を上向きとし、他側面が下向きとなって傾斜面３３上に接している。ただし、他側面の外周側５は、傾斜面３３から浮いている。
ブランクＢを傾斜させて焼入れを行うことにより、後述のような縦置きで発生する熱処理ひずみを抑えることができる。特に、ディスク内径熱処理変形量が抑えられるので、熱処理後に行うシェービング加工の際（図１ｃ参照）、シェービング工具の加工除去量及び片当たりが減少する。したがって、工具寿命が向上し、ディスク製造コストを削減できる。なお、熱処理ひずみ不均一化抑制のためには傾斜角度θは約４０゜よりも小さいのが好ましい。
【００１５】
さらに、ブランクＢが傾斜しているため、バスケット３１を焼入油３２から取り出す際には、軌道面３内の焼入油３２が、自然に軌道面３内から流れ出し、軌道面３内にさほど残らない。軌道面３内に焼入油３２が残ったままブランクＢが熱処理炉外に取り出されると、炉内の焼入油が減少するため、焼入油の補充が必要となるが、ブランクＢが傾斜していると、焼入油の補充量を減少させることができる。
【００１６】
また、軌道面３内に焼入油３２が残ったままブランクＢが炉外に取り出されると、焼入油飛散による炉外部環境悪化が生じるが、ブランクが傾斜していると、炉外外部環境悪化を防止できる。なお、軌道面３からの焼入油３２の流出を促すためには、軌道面３の曲率に応じて傾斜角度θを適宜設定すればよいが、具体的には傾斜角度θは、約２０゜よりも大きいのが好ましい。
【００１７】
また、傾斜角度θは、軌道面３から焼入油が流れ出ることができる最小角度として設定できる。傾斜角度θを小さくするほど、熱処理ひずみを小さくできるため、傾斜角度θを軌道面３から焼入油が流れ出ることができる最小角度（ディスク形状による多少の差を含む）として設定（例えば３０゜に設定）することで、熱処理ひずみ防止及び焼入液流出効果を最大化できる。
【００１８】
（比較例１）
図４は、比較例１を示しており、バスケット３１内でブランクＢ（ディスク）を縦置きして焼入を行う場合を示している。縦置きの場合、ブランクＢの自重による熱処理ひずみが大きくなった。また、内径変形量も多くなった。
【００１９】
（比較例２）
図５は、比較例２を示しており、バスケット３１内でブランクＢ（ディスク）を横置き（軌道面上向き）にして焼入を行う場合を示している。横置き（軌道面上向き）の場合、縦置きに比べて内径部ひずみは少ないが、外径変形量が大きくなった。また、焼入時に軌道面３内に焼入油３２が溜まり、溜まった油が熱処理炉から外部に出るため、焼入油補充量増加及び外部環境悪化を招いた。
【００２０】
（比較例３）
図６は、比較例３を示しており、バスケット３１内でブランクＢ（ディスク）を横置き（軌道面下向き）にして焼入を行う場合を示している。横置き（軌道面下向き）の場合、焼入時に、軌道面３内に空気が溜まってしまい、内外形ともに変形量が大きくなった。
【００２１】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、実施形態に係るディスクはフルトロイダル型用であるが、ハーフトロイダル型用のディスクであってもよい。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、ディスクを傾斜した状態で熱処理が行われるため、縦置きで発生する熱処理ひずみを抑えるとともに、焼入液中からディスクを取り出す際に、凹湾曲状軌道面から焼入液が流れ出し、当該軌道面に焼入液が溜まるのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】ディスク製造方法を示す工程図である。
【図２】熱処理炉における熱処理方法を示す図である。
【図３】従来のバリエータの概略図である。
【図４】熱処理方法の比較例１を示す図である。
【図５】熱処理方法の比較例２を示す図である。
【図６】熱処理方法の比較例３を示す図である。
【符号の説明】
３  軌道面
４  スプライン穴
θ  傾斜角度
【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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