(57)【要約】【課題】熱処理後硬度４５〜６５ＨＲＣであり、加工対象となるボール溝は１溝のみであるＣＶＴプーリのボール溝の仕上げブローチ加工において、ブローチとジグの間に隙間が生じることが無く、ブローチが振動を起こさず、刃先のチッピングなどが生じないブローチ装置を提供。【解決手段】ブローチ１０は複数の切れ刃１１が設けられたブローチ本体１７と、ブローチ本体１７の反切れ刃側に設けられたほぼＶ字形背面外周凸面４、５を有し、ブローチ加工ジグ本体１４は、ブローチ１０のほぼＶ字形背面外周凸面４、５と嵌合可能なＶ字形内方凹面１５、１６と、ジグ本体１４の反内方凹面側に設けられたＣＶＴプーリのボール溝を有するワーク８のワーク内周面２と嵌合可能な円筒状背面外周面６、７と、を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱処理後硬度が４５〜６５ＨＲＣ（ロックウエル硬さＣスケール）であり、加工対象となるボール溝は１溝のみであるＣＶＴプーリのボール溝の仕上げブローチ加工用ブローチ装置であって、
前記ブローチ装置のブローチは複数の切れ刃が設けられたブローチ本体と、ブローチ本体の反切れ刃側に設けられたほぼＶ字形背面外周凸面とを有し、
ブローチ加工用ジグは、ジグ本体に前記ブローチのほぼＶ字形背面外周凸面と嵌合可能なほぼＶ字形内方凹面と、ジグ本体の反内方凹面側に設けられた前記ＣＶＴプーリのボール溝を有するワーク内周面と嵌合可能な円筒状背面外周面とを有することを特徴とするブローチ装置。
【請求項２】
前記ブローチはブローチ本体に固定された超硬合金製の切れ刃が設けられたブレードを有し、ブローチ本体の前記ブレードの取り付け面は前記ワーク内周面軸芯と所定角度だけ傾斜した傾斜面としており、かつ前記ブレードは傾斜面に沿って固定位置を変更可能にされ、前記ブレードのボール溝の切り込み方向位置を微調整可能にしたことを特徴とする請求項１記載のブローチ装置。
【請求項３】
前記ジグ本体の円筒状背面外周面の反内方凹面側に逃しのフラット部を設けたことを特徴とする請求項１記載のブローチ装置。
【請求項４】
前記ＣＶＴプーリのボール溝を有するワーク内周面に段差があるとき、前記ブローチ加工用ジグは、ジグ本体に段差があるワーク内周面の小径部内周面と嵌合可能な円筒状背面外周面を有し前記小径部内周面に挿入可能な第１のジグ本体と、段差があるワーク内周面の大径部内周面と嵌合可能な円筒状背面外周面を有し前記大径部内周面に挿入可能な第２のジグ本体と、を有することを特徴とする請求項１、請求項２又は請求項３記載のブローチ装置。
【請求項５】
前記ＣＶＴプーリのボール溝を有するワーク内周面は、前加工として、ボール溝フォームに沿った削り代を残してブローチ加工後、熱処理し、ワーク硬度を４５〜６５ＨＲＣとし、熱処理後前記ワーク内周面を研削加工し、研削加工した内径を基準にボール溝の仕上げブローチ加工を行うことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１に記載のブローチ装置を用いたＣＶＴプーリのボール溝のブローチ加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は熱処理後硬度が４５〜６５ＨＲＣ（ロックウエル硬さＣスケール）であり、加工対象となる、固定シーブの軸部にボールスプラインを介して慴動自在に支持される可動シーブを有する無段断変速機用プーリ装置の可動シーブに設けられたスプライン溝（以下本発明においてはＣＶＴプーリのボール溝という）であるボール溝が１溝のみであるＣＶＴプーリのボール溝の仕上げブローチ加工用ブローチ装置及びブローチ加工方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＣＶＴプーリのボール溝は、従来は３溝のものが多かったが、近年になって１溝のものが用いられる場合がでてきた。３溝のボール溝は、熱処理後の仕上げ加工を、研削に代わり超硬切れ刃を有するブローチ加工で行うことができる。この場合は円周等分割に配置されたボール溝の切削力は相互にバランスがとれており、ブローチ軸芯に直角方向の力は相殺され、良好な加工が可能である。ところが、１溝の場合は、ブローチ軸芯に直角方向のアンバランス力が発生するため、下穴との平行、位置などに狂いが生じるという課題があった。
【０００３】
従来こうした１溝のブローチ加工装置としては、例えば特許文献１にあるような、キー溝加工用ブローチ装置がある。このブローチ装置の要部概略図は図１０に示すように、ワークの下穴に案内ジグを挿入し、案内ジグに設けたブローチ案内溝に沿ってブローチを移動し加工を行うものである。案内ジグとワーク下穴は、図１１に示すように、ブローチ案内溝に対して円周等間隔で２カ所で接触するようにされ、案内ジグがワークに対して片寄りしないよう工夫されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３３７０２２号公報  図１、図３
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、特許文献１のブローチと案内ジグでＣＶＴプーリのボール溝の仕上げ加工を行おうとすると、下記の課題が生じる。即ち、キー溝ブローチは直線刃による単純な切り込みを行うので、切削反力は１方向に発生するのに対し、ボール溝の場合はボール溝フォームに沿って切り込みが行われるため、反力の方向は多方向となり、ブローチが図１１に示すコの字形の案内ジグの側面との隙間の範囲で振動を起こしやすく、ブローチ刃先が損傷しやすいという問題があった。また、通常のキーブローチでは問題とはならないが、ＣＶＴボール溝では、ガイド、ブローチの寸法誤差の累積により、ボール溝の深さ寸法がねらい寸法からはずれる場合があった。
【０００６】
本発明の課題はかかる従来技術の課題を解決した、熱処理後硬度４５〜６５ＨＲＣであり、加工対象となるボール溝は１溝のみであるＣＶＴプーリのボール溝の仕上げブローチ加工において、ブローチとジグの間に隙間が生じることが無く、ブローチが振動を起こさず、刃先のチッピングなどが生じないブローチ装置を提供することにある。
本発明の別の課題は、ブローチ本体に固定された超硬合金の切れ刃を有するブレードを有するとき、前記ブレードの切れ刃高さの寸法調整を可能としたブローチ装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決する手段】このため本発明によると、熱処理後硬度が４５〜６５ＨＲＣ（ロックウエル硬さＣスケール）であり、加工対象となるボール溝は１溝のみであるＣＶＴプーリのボール溝の仕上げブローチ加工用ブローチ装置であって、前記ブローチ装置のブローチは複数の切れ刃が設けられたブローチ本体と、ブローチ本体の反切れ刃側に設けられたほぼＶ字形背面外周凸面とを有し、ブローチ加工用ジグは、ジグ本体に前記ブローチのほぼＶ字形背面外周凸面と嵌合可能なほぼＶ字形内方凹面と、ジグ本体の反内方凹面側に設けられた前記ＣＶＴプーリのボール溝を有するワーク内周面と嵌合可能な円筒状背面外周面とを有することを特徴とするブローチ装置によって上述した本発明の課題を解決した。
前記ブローチはブローチ本体に固定された超硬合金製の切れ刃が設けられたブレードを有し、前記ブローチ本体の前記ブレードの取り付け面は前記ワーク内周面軸芯と所定角度だけ傾斜した傾斜面としており、かつ前記ブレードは傾斜面に沿って固定位置を変更可能にされ、前記ブレードの切れ刃高さの寸法調整を可能にしたブローチ装置よって上述した本発明の別の課題を解決した。
【０００８】
【発明の効果】本発明の構成により、熱処理後硬度４５〜６５ＨＲＣであり、加工対象となるボール溝は１溝のみであるＣＶＴプーリのボール溝の仕上げブローチ加工において、略Ｖ字形の案内面で荷重を受けるブローチとしたので、ブローチとジグの間に隙間が生じることが無く、ブローチが振動を起こさず、刃先のチッピングなどが生じないものとなった。さらにブローチ本体に固定された超硬合金の切れ刃を有するブレードと、前記ブレードの切れ刃高さの寸法調整を可能にしたので、ガイド、ブローチの寸法誤差があっても、ボール溝の深さ寸法をねらい寸法に調整できるものとなった。かつ、前記ブローチ本体の前記ブレードの取り付け面は前記ワーク内周面軸芯と所定角度だけ傾斜した傾斜面としており、かつ前記ブレードは傾斜面に沿って固定位置を変更可能にされたので、ブレードを傾斜面に沿って位置調整し固定することにより、容易にブレードの切れ刃高さの寸法調整ができるものとなった。
【０００９】
好ましくは、前記ジグ本体の円筒状背面外周面の反内方凹面側に逃しのフラット部を設けることにより、ブローチ加工によるブローチの切れ刃が発生させるＶ字形背面外周凸面からの反力が、ジグ本体の円筒状背面外周面の反内方凹面に集中して、ジグ本体とワーク内周面の接触ががたつくことはなく、フラット部の両側のジグ本体の円筒状背面外周面に分配され、このため、加工振動は問題とならず、ブローチ刃先のチッピングが少なくなった。
より好ましくは、前記ＣＶＴプーリのボール溝を有するワーク内周面に段差があるとき、前記ブローチ加工用ジグは、ジグ本体に段差があるワーク内周面の小径部内周面と嵌合可能な円筒状背面外周面を有し前記小径部内周面に挿入可能な第１のジグ本体と、段差があるワーク内周面の大径部内周面と嵌合可能な円筒状背面外周面を有し前記大径部内周面に挿入可能な第２のジグ本体と、を有することにより、安定した精度の高いボール溝の仕上げブローチ加工ができる。即ち、ワークの下穴が、単純な円筒形でなく、段付きの円筒形でありボール溝加工部で下穴径の変化がある場合でも、ワークの下方、及び上方から挿入するジグ本体の嵌合部を、それぞれの穴径に適合するようにすることで、ブローチを上下２つのジグ本体で安定して支え、バランス良く案内するジグとなるので、ワークの下穴が単純な円筒形の場合と同様の加工ができる。
好ましくは、前記ＣＶＴプーリのボール溝を有するワーク内周面は、前加工として、ボール溝フォームに沿った削り代を残してブローチ加工後、熱処理し、ワーク硬度を４５〜６５ＨＲＣとし、熱処理後前記ワーク内周面を研削加工し、研削加工した内径を基準にボール溝の仕上げブローチ加工を行うことにより、より安定した精度の高いボール溝の仕上げブローチ加工ができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】図１（ａ）は本発明のブローチ装置の加工対象であるＣＶＴプーリの断面図を示し、（ｂ）は（ａ）の下端面図を示す。図２は本発明の実施の形態のブローチ装置の加工ジグを使いＣＶＴプーリのボール溝を有するワーク内周面を加工するブローチ装置の要部斜視図、図３は図２のブローチ装置がワーク内周面を加工するときのブローチ１０と加工ジグ１８の概略断面図、図４は図３とは異なるブローチを使用して加工するときのブローチ２０と加工ジグ１８の概略断面図、をそれぞれ示す。本発明の実施の形態を図１〜図４を参照して説明する。本発明の第１の実施の形態として、図１（ａ）（ｂ）に示すＣＶＴプーリのボール溝１をブローチ１０を使用してブローチ加工で仕上げる例を示す。実施の形態では、前加工として、ボール溝フォームに沿った削り代を残してブローチ加工後、熱処理し、ワーク硬度を６０ＨＲＣとした（４５〜６５ＨＲＣであってもよい）。熱処理後、ワーク内周面２を研削加工し、研削加工した内径を基準にボール溝１の仕上げブローチ加工を行う。これにより、より安定した精度の高いボール溝の仕上げブローチ加工ができる。
【００１１】
図２、図３に示すように、熱処理後硬度が４５〜６５ＨＲＣ（ロックウエル硬さＣスケール）であり、加工対象となるボール溝は１溝のみである２点鎖線で示す、前加工したワーク８をワーク取付けジグ３の加工基準面５０に載置する。本発明の第１の実施の形態のブローチ装置のブローチ１０は複数の切れ刃１１が設けられたブローチ本体１７と、ブローチ本体１７の反切れ刃側に設けられたほぼＶ字形背面外周凸面４、５とを有し、ブローチ加工ジグ本体１４は、ブローチ１０のほぼＶ字形背面外周凸面４、５と嵌合可能なＶ字形内方凹面１５、１６と、ジグ本体１４の反内方凹面側に設けられたＣＶＴプーリのボール溝１を有するワーク８のワーク内周面２と嵌合可能な円筒状背面外周面６、７と、を有する。
【００１２】
図３に示すように、ブローチ加工時には、ワーク内周面２の内径をブローチ加工ジグ本体１４の円筒状背面外周面６、７に嵌合させる。ブローチ１０のＶ字形背面外周凸面４、５は加工ジグ本体１４のＶ字形内方凹面１５、１６と嵌合し、ブローチ１０は、加工ジグ本体１４の案内面であるＶ字形内方凹面１５、１６に案内されて図示しない装置により下方へ移動され、ブローチ１０の切れ刃１１によりワーク８のボール溝１の仕上げ加工を行う。
【００１３】
かかる構成により、熱処理後硬度４５〜６５ＨＲＣであり、加工対象となるボール溝は１溝のみであるＣＶＴプーリのボール溝の仕上げブローチ加工において、略Ｖ字形の案内面で荷重を受けるブローチとしたので、このとき、ブローチ加工によるブローチの切削反力は矢印２５で示すように１方向ではなく、ボール溝形状に沿って法線方向に発生するが、ブローチ１０は加工ジグ本体１４のＶ字形内方凹面１５、１６でバランス良く荷重を受けるので、ブローチががたつくことは無い。またブローチとジグの間に隙間が生じることが無く、ブローチが振動を起こさず、刃先のチッピングなどが生じないものとなった。さらに、図３に示す実施の形態では、ジグ本体１４の円筒状背面外周面６、７の中間となる反内方凹面側に逃しのフラット部２１を設けることにより、ブローチ加工によるブローチの切れ刃が発生させるＶ字形背面外周凸面からの反力が、ジグ本体の円筒状背面外周面の反内方凹面に集中して、ジグ本体１４とワーク内周面２の接触もがたつくことはなく、フラット部２１の両側のジグ本体１４の円筒状背面外周面６、７に分配され、このため、加工振動は問題とならず、ブローチ刃先のチッピングが少なくなった。
【００１４】
図４は本発明の第２の実施の形態の図３とは異なるブローチ２０を使用して加工するときの概略断面図で、図５にブローチ２０の概略断面図を示す。前つかみ部４６、後つかみ部４５を有するブローチ本体１７に側面から図示しないボルトで押しつけ固定されている。ブローチ２０のブローチ本体１７のＶ字形背面外周凸面４、５は、案内面である加工ジグ本体１４のＶ字形内方凹面１５、１６で案内され、超硬合金の切れ刃１８を設けたブレード２２がボルト２３で固定されている。ブローチはＶ字形内方凹面１５、１６に沿って移動し、切れ刃１９によりボール溝部１の加工が行われる。これにより、図３に示す実施の形態と同様に作用し、同様の効果を発生させ、このため、加工振動は問題とならず、ブローチ刃先のチッピングが少ない。
【００１５】
図５に示すように、図４のブローチ本体１７に固定された超硬合金製の切れ刃１９が設けられたブレード２２の取り付け面４３はワーク内周面２軸芯４４と所定角度だけ傾斜した傾斜面４３としており、ブレードを傾斜面４３に沿って位置調整し固定することにより、容易にブレードの切れ刃の切り込み方向高さの出入り寸法調整ができるものとなった。ブレードの長手方向の位置決めはブレード端のストッパ４１とブレードとの間の間座２７の幅寸法で行われ、ブレードのもう一方の端は固定部材４２で固定される。ブレード２２のボール溝１の切り込み深さ位置を調整可能にされているので、加工ジグ本体１４のＶ字形内方凹面１５、１６、ブローチの寸法誤差があっても、ボール溝の深さ寸法をねらい寸法に調整できるものとなった。ブレード２２のボール溝１の切り込み深さ位置調整は、本実施形態に限るものではなく、図６に示すように、ブレード２２の下にシム、スペーサ１３などを挿入しても行うことができることは言うまでも無い。
図７に示すように、ブローチ３０の加工ジグ本体１４への挿入を容易にするため、ブローチ３０の加重を受けるＶ字形背面外周凸面４、５の反対側に、ブローチガイド２８、２９を設け、補助ジグ４７、４８をワーク内周面２との間に挿入してもよい。
【００１６】
本発明の第２の実施の形態として、図８（ａ）に示すようにＣＶＴプーリでボール溝部３３の内径に段差３１、３２がある場合の加工例を示す。（ｂ）は（ａ）の下端面図を示す。ワーク内周面の小径部内周面３１と嵌合可能な円筒状背面外周面６、７を有し小径部内周面３１に挿入可能な下側の加工ジグ１８と、使用するブローチ１０は、第１の実施例と同様であるが、下側の加工ジグ１８により反力を受けることができるのは、小径部内周面３１の部分だけである。こうしたワークの加工する際には、図９に示すようにワークの小径部内周面３１に嵌合した下側の加工ジグ１８の他に、ワーク内周面の大径部内周面３２と嵌合可能な円筒状背面外周面３５、３６を有し大径部内周面３２に挿入可能な上側の加工ジグ３７を追加し、ブローチ１０はこの上下の加工ジグ１８、３７に設けた案内面で荷重を受けてボール溝３３を加工するようにした。このようにすることで、内径に段差のあるワークでも安定して荷重を受けることができ、第１の実施の形態と同等の良好なボール溝加工が可能となった。
【００１７】
〔発明の実施の形態の効果〕本発明の構成により、熱処理後硬度４５〜６５ＨＲＣであり、加工対象となるボール溝は１溝のみであるＣＶＴプーリのボール溝の仕上げブローチ加工において、略Ｖ字形の案内面で荷重を受けるブローチとしたので、ブローチとジグの間に隙間が生じることが無く、ブローチが振動を起こさず、刃先のチッピングなどが生じないものとなった。さらに、前記本体に固定された超硬合金の切れ刃を有するブレードを、ブローチ本体のブレードの取り付け面は前記ワーク内周面軸芯と所定角度だけ傾斜した傾斜面としており、かつ前記ブレードは傾斜面に沿って固定位置を変更可能にされたので、ブレードを傾斜面に沿って位置調整し固定することにより、容易にブレードの切れ刃高さの寸法調整ができるものとしたので、ガイド、ブローチの寸法誤差があっても、ボール溝の深さ寸法をねらい寸法に調整できるものとなった。
また、ワークの下穴が、段付きの円筒形であっても、ワークの下方、及び上方から挿入するジグの嵌合部を、それぞれの穴径に適合するようにすることで、ボール溝加工部を全域にわたりバランス良く案内するジグとなり、ワークの下穴が単純な円筒形の場合と同様、ブローチが振動を起こさず、刃先のチッピングなどが生じないものとなった。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１（ａ）は本発明のブローチ装置の加工対象であるＣＶＴプーリの断面図を示し、（ｂ）は（ａ）の下端面図を示す。
【図２】本発明の実施の形態のブローチ装置の加工ジグを使いＣＶＴプーリのボール溝を有するワーク内周面を加工するブローチ装置の要部斜視図。
【図３】図２のブローチ装置がワーク内周面を加工するときのブローチ１０と加工ジグ１８の概略断面図。
【図４】図３と異なる実施の形態のブローチ２０と加工ジグの概略断面図。
【図５】図４で使用するブローチ２０の概略断面図を示す。
【図６】図４で使用するブローチ２０にシム・スペーサ１３を挿入して加工するときの概略断面図。
【図７】図３、図４とは異なる実施の形態の概略断面図。
【図８】（ａ）にＣＶＴプーリでボール溝部内径に段差がある場合の断面図、（ｂ）（ａ）の下端面図を示す。
【図９】図８のＣＶＴプーリでボール溝部内径に段差がある場合のブローチ装置によるブローチ加工時の断面図。
【図１０】従来のキー溝加工用ブローチ装置の要部斜視図。
【図１１】図１０のブローチと加工ジグの概略断面図。
【符号の説明】
１、３３・・ＣＶＴプーリのボール溝    ２・・ワーク内周面
４、５・・ブローチのほぼＶ字形背面外周凸面
６、７、３５、３６・・ワーク内周面と嵌合可能な円筒状背面外周面
１０、２０、３０・・ブローチ  １１、１９・・切れ刃    １３・・スペーサ
１４・・ジグ本体  １５、１６・・ジグ本体のＶ字形内方凹面
１７・・ブローチ本体    ２１・・フラット部  ２２・・ブレード
３１・・小径部内周面（ワーク内周面）  ３２・・大径部内周面
３６・・ワーク内周面軸芯  ３７・・上側の加工ジグ  ４５・・傾斜面
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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