(57)【要約】【課題】切り欠き部の周辺にバリが生じないようなトロイダル型無段変速機の入力軸を提供する。【解決手段】軸本体（２０ａ）と、ローディングナット（７０）と螺合可能に前記軸本体（２０ａ）の端部に形成されたねじ部（６０）と、前記ローディングナット（７０）の内壁面から軸方向に延びるナット端部（７２）と加締めにより当接可能に前記軸本体（２０ａ）の前記端部に形成され切り欠き部（８２）と、を備えたトロイダル型無段変速機の入力軸（２０）において、前記切り欠き部（８２）は前記ねじ部（６０）と前記軸方向において異なる位置に形成されることを特徴とする。【選択図】  図３
2004332843.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸本体と、ローディングナットと螺合可能に前記軸本体の端部に形成されたねじ部と、前記ローディングナットの内壁面から軸方向に延びるナット端部と加締めにより当接可能に前記軸本体の前記端部に形成され切り欠き部と、を備えたトロイダル型無段変速機の入力軸において、前記切り欠き部は前記ねじ部と前記軸方向において異なる位置に形成されることを特徴とするトロイダル型無段変速機の入力軸。
【請求項２】
前記入力軸は、前記ねじ部より小径で前記ねじ部よりさらに前記軸本体の端部側に形成された小径部を備え、前記切り欠き部は前記小径部に形成されることを特徴とする請求項１に記載のトロイダル型無段変速機の入力軸。
【請求項３】
軸本体と、ローディングナットと螺合可能に前記軸本体の端部に形成されたねじ部と、前記ローディングナットの内壁面から軸方向に延びるナット端部と加締めにより当接可能に前記軸本体の前記端部に形成され切り欠き部と、を備えたトロイダル型無段変速機の入力軸の加工方法において、前記入力軸を切削して切り欠き部を前記ねじ部と軸方向において異なる位置に形成した後、前記入力軸を硬化させる為の熱処理を施し、その後、前記ねじ部を形成するねじ加工を行なうことを特徴とするトロイダル型無段変速機の入力軸の加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば自動車用の変速機や各種産業機械用の変速機として利用される、トロイダル型無段変速機の入力軸及びその加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、自動車等に利用される変速装置として、トロイダル型無段変速機を使用することが研究されている。トロイダル型無段変速機では、入力軸の周囲に、互いの内側面が対向した入力側ディスクと出力側ディスクと、入力側ディスク及び出力側ディスク間に挟持される回転自在なパワーローラとを組み合わせたトロイダル変速機構が設けられている。入力側ディスクは入力軸に相対回転不能に支持されるとともに出力側ディスクは相対回転可能に支持されている。入力軸の両端には、軸方向へ変位可能な入力側ディスクを付勢するローディングカム等の押圧装置と、無負荷時の押圧力（プリロード）を付与する皿バネがそれぞれ設けられており、これによりパワーローラは入力側ディスクと出力側ディスク間で押圧されている。
【０００３】
上述のようなトロイダル型無段変速機においては、パワーローラの傾転角を変えることで、パワーローラは入力側ディスクと出力側ディスクとの当接位置を変え、入力軸と出力側ディスクに連結された出力軸間で所望の回転速度比（変速比）を無段階に与えている。
【０００４】
図４は、従来のトロイダル型無段変速機の入力軸２を示す。図４に示された入力軸２の端部には、ローディングナットを螺合するためのねじ部４が形成され、また、ねじ部４の円周方向にわたる一部分には切り欠き部６が形成されている。また、図５に示されるように、ローディングナット１０は、ねじ部４に螺合されるとともに、ローディングナット１０の内壁面から軸方向に延びるナット端部１２を切り欠き部６にて塑性変形させることで、加締められている。これにより、車両の急発進や急加速などに起因してトロイダル変速機への入力トルクが急激に変動した場合にも、ねじ部４に螺合するローディングナット１０の緩みを確実に防止することができる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、トロイダル型無段変速機の組立てにおいては、入力軸の一端側から、押圧装置、トロイダル変速機構、皿バネが順次組付けられ、皿バネが所定のプリロードを付与するように調整された後、入力軸の他端にローディングナットを螺合することによって、締結されている（例えば、特許文献２参照。）。
【０００６】
【特許文献１】
特開平１１−２５７４５０号公報（３−４頁、第１図）
【特許文献２】
特開平１１−１０８１３９号公報（１２頁、第１０図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述の様なトロイダル型変速機の入力軸は、従来、金属製の素材の外周面に切削加工を施した後、入力軸の外周面を硬化させるための熱処理が施され、その後、ねじ部を形成するためのねじ加工が行われる。さらに、ねじ部の外周部に切り欠き加工を施すことによって切り欠き部が形成される。このため、切り欠き部周辺には切削によるバリが発生しやすく、バリは熱処理により既に硬化していることから除去しにくい。また、バリの除去は、ねじ部を損傷しないように手作業によって行われるため、手間のかかる困難な作業となる。
【０００８】
さらに、トロイダル型無段変速機の組立てにおいて、ローディングナット締結後、誤差等によりプリロードの調整がさらに必要な場合には、分解のため、ローディングナットのナット端部を切り欠き部から外す必要がある。このため、切り欠き部がねじ部の外周に配置されていると、分解の際、ねじ部を損傷してしまい、入力軸が使用できなくなってしまうことがある。
【０００９】
本発明は、上記従来技術の問題点を鑑みてなされたものであり、バリの発生を少なくしてバリ取り作業を軽減し、コストダウンが計れるとともに、分解の際にねじ部を損傷する可能性を低減して入力軸を再利用することができるトロイダル型無段変速機の入力軸およびその加工方法を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的は、下記構成により達成される。
（１）軸本体と、ローディングナットと螺合可能に前記軸本体の端部に形成されたねじ部と、前記ローディングナットの内壁面から軸方向に延びるナット端部と加締めにより当接可能に前記軸本体の前記端部に形成され切り欠き部と、を備えたトロイダル型無段変速機の入力軸において、前記切り欠き部は前記ねじ部と前記軸方向において異なる位置に形成されることを特徴とするトロイダル型無段変速機の入力軸。
（２）前記入力軸は、前記ねじ部より小径で前記ねじ部よりさらに前記軸本体の端部側に形成された小径部を備え、前記切り欠き部は前記小径部に形成されることを特徴とする前記（１）に記載のトロイダル型無段変速機の入力軸。
（３）軸本体と、ローディングナットと螺合可能に前記軸本体の端部に形成されたねじ部と、前記ローディングナットの内壁面から軸方向に延びるナット端部と加締めにより当接可能に前記軸本体の前記端部に形成され切り欠き部と、を備えたトロイダル型無段変速機の入力軸の加工方法において、前記入力軸を切削して切り欠き部を前記ねじ部と軸方向において異なる位置に形成した後、前記入力軸を硬化させる為の熱処理を施し、その後、前記ねじ部を形成するねじ加工を行なうことを特徴とするトロイダル型無段変速機の入力軸の加工方法。
【００１１】
上記構成のトロイダル型無段変速機の入力軸及びその加工方法によれば、切り欠き部をねじ部以外の位置に配置することにより、バリの発生を少なくすることができ、バリ取り作業を軽減し、コストダウンを計ることができる。
また、ねじ部以外の位置でローディングナットが加締められるので、トロイダル型無段変速機を分解する際にねじ部を損傷することがなく、入力軸を確実に再利用することができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１から図３を参照して説明する。図１は、ダブルキャビディ式ハーフトロイダル型無段変速機１０の一例を示す断面図である。変速機１０は、第１のキャビティ１１を構成する入力側ディスク１２ａおよび出力側ディスク１３ａと、第２のキャビティ１４を構成する入力側ディスク１２ｂおよび出力側ディスク１３ｂを備えている。これら入力側ディスク１２ａ、１２ｂ及び出力側ディスク１３ａ，１３ｂは、互いに対向する内側面がそれぞれ円弧形状の凹断面を有している。
【００１３】
第１の入出力側ディスク１２ａ，１３ａ間には、一対のパワーローラ１５が挟持されており、パワーローラ１５の外周面は、各ディスク１２ａ，１３ａの内側面に当接する球状凸面に形成されている。同様に、第２の入出力側ディスク１２ｂ，１３ｂ間にも一対のパワーローラ１５が挟持されている。これらのパワーローラ１５は、パワーローラ軸受１６によって、トラニオン１７に回転自在に取付けられている。トラニオン１７は、それぞれトラニオン軸１８を中心として揺動自在である。
【００１４】
第１の入力側ディスク１２ａは、第１のボールスプライン２１によって入力軸２０に回り止めがなされた状態で、軸線Ｐ方向に相対移動可能に取付けられている。第２の入力側ディスク１２ｂは、第２のボールスプライン２２によって入力軸２０に回り止めがなされた状態で、軸線Ｐ方向に相対移動可能に取付けられている。したがって入力側ディスク１２ａ，１２ｂは、入力軸２０と一体に回転する。入力軸２０は、エンジン等の駆動源によって回転する駆動軸２５に、ベアリング２６を介して相対回転可能に連結されている。
【００１５】
出力側ディスク１３ａ，１３ｂは、入力側ディスク１２ａ，１２ｂ間に設けられており、これら出力側ディスク１３ａ，１３ｂは、入力軸２０に、ベアリング３０，３１を介して相対回転自在に支持されている。出力側ディスク１３ａ，１３ｂは、連結部材３２によって連結され、互いに同期して回転する。連結部材３２には出力ギヤ３３が設けられており、出力ギヤ３３は出力軸（図示せず）と連動して回転する。
【００１６】
第２の入力側ディスク１２ｂの背面側には、弾性部材として環状の皿ばね３８が設けられており、第２の入力側ディスク１２ｂの背面を所定の付勢力で軸方向に押圧して、入出力側ディスク１２ａ，１２ｂ，１３ａ，１３ｂがパワーローラ１５を挟持する無負荷時の押圧力（プリロード）を付与している。
【００１７】
また、第１の入力側ディスク１２ａの背面側には、押圧機構として機能するローディングカム機構４０が設けられている。ローディングカム機構４０は、カムディスク４１とローラ４２とを含んでおり、カムディスク４１は、ボールベアリング４３を介して入力軸２０に対して回動自在に支持されている。カムディスク４１と入力側ディスク１２ａとの相互対向部には、それぞれカム面４４，４５が形成され、カム面４４，４５間にローラ４２が挟み込まれている。
【００１８】
これらのローラ４２がカム面４４，４５間に挟まれた状態で駆動軸２５が回転すると、カムディスク４１が回転し、第１の入力側ディスク１２ａが第１の出力側ディスク１３ａに向って押圧されるとともに、第１の入力側ディスク１２ａがカムディスク４１と一緒に回転する。また、カムディスク４１が受ける反力がボールベアリング４３を介して入力軸２０に加わるため、第２の入力側ディスク１２ｂが第２の出力側ディスク１３ｂに向って押圧される。こうして駆動軸２５からカムディスク４１に伝達されたエンジンの回転力は入力側ディスク１２ａ，１２ｂを回転させ、入力側ディスク１２ａ，１２ｂの回転がパワーローラ１５を介して出力側ディスク１３ａ，１３ｂに伝わることにより、出力ギヤ３３が回転することになる。また、パワーローラ１５の傾転角を変えることで、パワーローラ１５は入力側ディスク１２ａ，１２ｂと出力側ディスク１３ａ，１３ｂとの当接位置を変え、これにより、入力軸２０と出力軸間で所望の回転速度比（変速比）が無段階に与えられる。
【００１９】
図２に示すように、入力軸２０は、軸線Ｐ方向に延びる円筒状の軸本体２０ａを有している。軸本体２０ａの一端側の外周部には、フランジ状に広がる鍔部５０が設けられており、鍔部５０の近傍には、第１のスプライン溝５１が形成されている。図１に示すように、第１の入力側ディスク１２ａには、スプライン溝５１と対応する位置にスプライン溝５２が形成されている。これらスプライン溝５１，５２間にはボール５３が収容されており、これにより、第１の入力側ディスク１２ａは、入力軸２０に対して回転方向に固定され、しかも軸線Ｐ方向に移動することができる。
【００２０】
入力軸２０の他端側には、ローディングナット７０が螺合されるねじ部６０が形成されている。ねじ部６０の近傍には、第２のスプライン溝６２が形成されている。また、図１に示す第２の入力側ディスク１２ｂには、第２のスプライン溝６２と対応する位置にスプライン溝６３が形成される。これらスプライン溝６２，６３間にボール６４が収容されることにより、入力側ディスク１２ｂと入力軸２０とが回転方向に固定され、かつ、入力側ディスク１２ｂが入力軸２０の軸線Ｐ方向に移動することができる。
【００２１】
さらに、入力軸２０の他端側で、ねじ部６０の軸方向外方にはねじ部６０より小径の小径部８０が形成されている。小径部８０には、円周方向にわたる一部分が薄く切除された凹面状の切り欠き部８２が形成されている。従って、切り欠き部８２はねじ部６０と軸方向において重ならない位置、即ち、軸方向において異なる位置に配置されている。
【００２２】
図３は、トロイダル変速機の組立てにおいて、ローディングナット７０が入力軸２０に締結される状態を示す。ローディングナット７０の内壁面には、螺合時に入力軸２０の他端側に位置する端面７１から軸方向に延びる環状のナット端部７２が設けられている。ローディングナット７０は、入力軸２０のねじ部６０に螺合した後、ナット端部７２を部分的に塑性変形させて、入力軸２０の切り欠き部８２へと加締めており、塑性変形した加締め部７４は切り欠き部８２と当接している。
【００２３】
このように、ローディングナット７０を加締めたことで、トロイダル型無段変速機への入力トルクの急激な変動に伴うローディングナット７０の緩みを確実に防止することができる。また、切り欠き部８２とねじ部６０が軸方向において異なる位置に設けられていることから、例えば、プリロード等の調整のためトロイダル型無段変速機を分解する際に加締め部７４を切り欠き部８２から外す場合、ねじ部６０を損傷することがなく、入力軸２０を確実に再度利用することができる。
【００２４】
次に、本実施形態の入力軸の加工方法について述べる。まず、金属製の素材の外周面に、旋削、ミーリング等の切削加工を施した後、入力軸２０の外周面を硬化させるための熱処理が施される。ここで、切り欠き部８２はねじ部６０と軸方向において異なる小径部８０に設けられることから、切り欠き部８２は熱処理前の切削加工時点で加工することができる。また、切り欠き部８２の加工において発生したバリは、熱処理を施す前に除去される。熱処理後、ねじ部６０を形成するためのねじ加工が入力軸２０に施される。
【００２５】
このため、従来の加工工程で行われていた、ねじ加工後の切り欠き部の加工を除去することができるため、入力軸２０のコストダウンを計れる。また、切り欠き部８２の切削は熱処理より前に行われることから、切り欠き部８２のバリが熱硬化する前にバリの除去作業を行なうことができ、加えて、ねじ部６０に切り欠き加工を施すものでないため、バリの発生を抑えることができる。従って、バリの除去作業の手間を軽減することが可能となる。
【００２６】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限定されるものでなく、本発明の要旨に基づいて種々の形態を採りうることは言うまでもない。
本実施形態では、切り欠き部を入力軸の円周方向について１つしか設けていないが、切り欠き部を複数設けてナット端部を複数ヵ所加締めるように構成してもよい。この場合、入力軸の回転バランスを考慮して、入力軸の円周方向に対して切り欠き部を均等に配置することが望ましい。
【００２７】
【発明の効果】
上述のように、本発明の上記構成のトロイダル型無段変速機の入力軸及びその加工方法によれば、従来、ねじ加工後に単独で行われていた切り欠き部の切削工程を除去することができ、コストダウンを計ることができる。また、バリの発生を少なくすることができ、バリ取り作業を軽減し、コストダウンを計ることができる。
さらに、ねじ部以外の位置でローディングナットが加締められるので、トロイダル型無段変速機を分解する際にねじ部を損傷することがなく、シャフトを再利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態であるダブルキャビディ式ハーフトロイダル型無段変速機１０の一例を示す断面図。
【図２】図１のトロイダル型無段変速機の入力軸を示す図であり、（ａ）はその側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図。
【図３】図２の入力軸にローディングナットが締結され、加締められた状態を示す図であり、（ａ）はその側面図であり、（ｂ）は（ａ）のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿う断面図。
【図４】従来のトロイダル型無段変速機の入力軸を示す側面図。
【図５】図４の従来の入力軸にローディングナットが締結され、加締られた状態を示す断面図。
【符号の説明】
２０                    入力軸
２０ａ                軸本体
６０                    ねじ部
７０                    ローディングナット
７２                    ナット端部
８０                    小径部
８２                    切り欠き部
【図１】
2004332843.tif 000003
【図２】
2004332843.tif 000004
【図３】
2004332843.tif 000005
【図４】
2004332843.tif 000006
【図５】
2004332843.tif 000007