(57)【要約】【課題】別部材よりなるシャフトとシーブとを一体化させて構成し、寸法精度や耐久性に優れ、さらには生産性の向上、コストの低減を図ることができるＣＶＴ用シャフト及びその製造方法を提供すること。【解決手段】ＣＶＴ用シャフト１は、シャフト部２と、シャフト部２に外挿したシーブ部３とを有している。シーブ部３は、シャフト部２を挿入する挿入穴３１を有し、挿入穴３１の内周面３１１には、内方に突出する複数の歯部４を有しており、かつ、少なくとも歯部４には、シャフト部２との係合の前に、表面を硬化する表面硬化処理を施してある。シャフト部２は、歯部４の内接円の径よりも大きい外径の結合外面部２１を有している。結合外面部２１に歯部４を食い込ませて結合外面部２１の一部を塑性流動させた塑性結合部６を形成することにより、シャフト部２とシーブ部３とを一体的に結合している。【選択図】図７
2007309369.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ベルト式無段変速機（以下、ＣＶＴという）に用いられるＣＶＴ用シャフトであって、
該ＣＶＴ用シャフトは、機械構造用鋼よりなる棒状のシャフト部と、該シャフト部に外挿した機械構造用鋼よりなる円盤状のシーブ部とを有しており、
該シーブ部は、上記シャフト部を挿入する挿入穴を有し、該挿入穴の内周面には、軸方向に歯筋を有すると共に内方に突出する複数の歯部を有しており、かつ、上記シャフト部との係合の前に、少なくとも上記歯部の表面を硬化する硬化処理を施してあり、
上記シャフト部は、上記歯部の内接円の径よりも大きい外径の結合外面部を有しており、
該結合外面部に上記歯部を食い込ませて上記結合外面部の一部を塑性流動させた塑性結合部を形成することにより、上記シャフト部と上記シーブ部とを一体的に結合していることを特徴とするＣＶＴ用シャフト。
【請求項２】
請求項１において、上記シーブ部の上記歯部は、表面硬さがＨｖ６００以上であることを特徴とするＣＶＴ用シャフト。
【請求項３】
請求項１又は２において、上記シーブ部の上記歯部は、上記シャフト部の上記結合外面部の表面硬さよりＨｖ３００以上大きいことを特徴とするＣＶＴ用シャフト。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項において、上記シャフト部は、下記式により示される炭素当量Ｃｅｑが０．４以上の素材よりなり、上記シーブ部との結合前又は結合後に、上記結合外面部以外の少なくとも一部に、高周波焼入処理によって表面硬化処理を施してあることを特徴とするＣＶＴ用シャフト。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｓｉ／２４＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４、（各元素記号はそれぞれの質量％を意味する。）
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項において、上記シーブ部の上記歯部は、上記硬化処理を施した後に、ショットピーニング処理を施してあることを特徴とするＣＶＴ用シャフト。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項において、上記シーブ部の上記歯部は、上記シャフト部の軸線を含む軸平面となす角度がαである受圧面と、上記軸平面となす角度がβ（β＞α）である傾斜面とにより鋭角状を呈していると共に、上記受圧面を周方向における第１の方向に位置させた第１締結歯と、その反対側の第２の方向に上記受圧面を位置させた第２締結歯のいずれかを構成し、
上記第１締結歯を並べた第１領域と、上記第２締結歯を並べた第２領域とは、上記挿入穴の周方向に交互に配列されており、
上記第１締結歯の上記傾斜面と上記第２締結歯の上記傾斜面とが対面する部位には、上記受圧面と上記傾斜面とにより形成された谷部の外接円よりも内側に出ないように外方に位置し、対面する上記傾斜面を滑らかに繋いだ第１控え部を設けてあることを特徴とするＣＶＴ用シャフト。
【請求項７】
請求項６において、上記第１控え部は、上記結合外面部との間に間隙を設けて配置されていることを特徴とするＣＶＴ用シャフト。
【請求項８】
請求項６又は７において、上記第１締結歯の上記受圧面と上記第２締結歯の上記受圧面とが対面する部位には、上記歯部の内接円よりも内側に出ないように外方に位置し、対面する上記受圧面を滑らかに繋いだ第２控え部を設けてあることを特徴とするＣＶＴ用シャフト。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか１項において、上記谷部は、滑らかな曲線状に形成されていることを特徴とするＣＶＴ用シャフト。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項において、上記シャフト部の上記結合外面部は、その外周角部に傾斜した接触面を有しており、
上記歯部は、上記結合外面部を内周側に収容可能な大径先端部を有すると共に、その後端側に徐々に縮径する位置決め傾斜部を有しており、
上記塑性結合部は、上記歯部の上記大径先端部内に上記結合外面部を収容すると共に上記接触面と上記位置決め傾斜部とを当接した後に、上記歯部を上記結合外面部に食い込ませて形成してあることを特徴とするＣＶＴ用シャフト。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれか１項において、上記シャフト部は、上記結合外面部よりも外径が大きい外鍔部を有しており、
上記歯部の軸方向端面には、上記外鍔部に当接可能な先端当接面を有しており、上記塑性結合部形成状態において、上記外鍔部と上記先端当接面とが当接していることを特徴とするＣＶＴ用シャフト。
【請求項１２】
ＣＶＴに用いられるＣＶＴ用シャフトの製造方法において、
機械構造用鋼よりなり、中央に挿入穴を有する円盤状のシーブ部を準備するシーブ部準備工程と、
上記挿入穴の内周面に、軸方向に歯筋を有すると共に内方に突出する複数の歯部を設ける歯部形成工程と、
少なくとも上記歯部の表面を硬化するシーブ部硬化処理工程と、
機械構造用鋼よりなり、上記歯部の内接円の径よりも大きい外径の結合外面部を有する棒状のシャフト部を準備するシャフト部準備工程と、
上記シャフト部を上記シーブ部の上記挿入穴に挿入すると共に、上記結合外面部に上記歯部を食い込ませて上記結合外面部の一部を塑性流動させた塑性結合部を形成することにより、上記シャフト部と上記シーブ部とを一体的に結合する塑性結合工程とを有することを特徴とするＣＶＴ用シャフトの製造方法。
【請求項１３】
請求項１２において、上記シーブ部硬化処理工程では、上記シーブ部の上記歯部の表面硬さをＨｖ６００以上とすることを特徴とするＣＶＴ用シャフトの製造方法。
【請求項１４】
請求項１２又は１３において、上記シーブ部硬化処理工程では、上記シーブ部の上記歯部の表面硬さを、上記シャフト部の上記結合外面部の表面硬さよりＨｖ３００以上大きくすることを特徴とするＣＶＴ用シャフトの製造方法。
【請求項１５】
請求項１２〜１４のいずれか１項において、上記シャフト部は、下記式により示される炭素当量Ｃｅｑが０．４以上の素材よりなり、上記塑性結合工程の前又は後に、上記結合外面部以外の少なくとも一部に、高周波焼入処理によって表面硬化処理を施すシャフト部表面硬化処理工程をさらに有することを特徴とするＣＶＴ用シャフトの製造方法。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｓｉ／２４＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４、（各元素記号はそれぞれの質量％を意味する。）
【請求項１６】
請求項１２〜１５のいずれか１項において、上記シーブ部処理工程の後に、上記シーブ部の上記歯部に、ショットピーニング処理を施すショットピーニング処理工程をさらに有することを特徴とするＣＶＴ用シャフトの製造方法。
【請求項１７】
請求項１２〜１６のいずれか１項において、上記歯部形成工程では、上記シャフト部の軸線を含む軸平面となす角度がαである受圧面と、上記軸平面となす角度がβ（β＞α）である傾斜面とにより鋭角状に構成されていると共に、上記受圧面を周方向における第１の方向に位置させた第１締結歯と、その反対側の第２の方向に上記受圧面を位置させた第２締結歯を形成し、
上記第１締結歯を並べた第１領域と、上記第２締結歯を並べた第２領域とは、上記挿入穴の周方向に交互に配列し、
上記第１締結歯の上記傾斜面と上記第２締結歯の上記傾斜面とが対面する部位には、上記受圧面と上記傾斜面とにより形成された谷部の外接円よりも内側に出ないように外方に位置し、対面する上記傾斜面を滑らかに繋いだ第１控え部を設けることを特徴とするＣＶＴ用シャフトの製造方法。
【請求項１８】
請求項１７において、上記塑性結合工程では、上記第１控え部は、上記結合外面部との間に間隙を設けて配置することを特徴とするＣＶＴ用シャフトの製造方法。
【請求項１９】
請求項１７又は１８において、上記第１締結歯の上記受圧面と上記第２締結歯の上記受圧面とが対面する部位には、上記歯部の内接円よりも内側に出ないように外方に位置し、対面する上記受圧面を滑らかに繋いだ第２控え部を設けることを特徴とするＣＶＴ用シャフトの製造方法。
【請求項２０】
請求項１７〜１９のいずれか１項において、上記歯部形成工程では、上記谷部は、滑らかな曲線状に形成することを特徴とするＣＶＴ用シャフトの製造方法。
【請求項２１】
請求項１２〜２０のいずれか１項において、上記シャフト部準備工程では、上記シャフト部の上記結合外面部は、その外周角部に傾斜した接触面を設け、
上記歯部形成工程では、上記歯部に、上記結合外面部を内周側に収容可能な大径先端部を設けると共に、その後端側に徐々に縮径する位置決め傾斜部を設け、
上記塑性結合工程では、上記歯部の上記大径先端部内に上記結合外面部を収容すると共に上記接触面と上記位置決め傾斜部とを当接した後に、上記歯部を上記結合外面部に食い込ませて上記塑性結合部を形成することを特徴とするＣＶＴ用シャフトの製造方法。
【請求項２２】
請求項１２〜２１のいずれか１項において、上記シャフト部準備工程では、上記シャフト部に、上記結合外面部よりも外径が大きい外鍔部を設け、
上記歯部形成工程では、上記歯部の軸方向端面に、上記外鍔部に当接可能な先端当接面を設け、
上記塑性結合工程では、上記外鍔部と上記先端当接面とを当接させることを特徴とするＣＶＴ用シャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車等の変速機として利用されるベルト式無段変速機（ＣＶＴ）に用いられるＣＶＴ用シャフトに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、自動車等の変速機に利用されるベルト式無段変速機（ＣＶＴ）は、一対のシャフト（プライマリシャフト、セカンダリシャフト）を有している。各シャフトは、シャフトに固定された固定シーブとシャフトに摺動自在に装着された可動シーブとを有する。これら固定シーブと可動シーブとが、溝幅が可変のプーリ（プライマリプーリ、セカンダリプーリ）を構成する。また、この一対のプーリ間には、金属等のベルトが巻き掛けてあり、固定シーブと可動シーブとの溝幅を変化させることによって、変速可能に構成されている。
【０００３】
上記のＣＶＴのうち、シャフトと固定シーブ（以下、適宜、単にシーブという）とは、現状強度上の問題からほとんどが一体部品として製造されている。そして、このうちシーブの表面には、上述したような金属等のベルトが巻き掛けられ、走行中にベルトとの間に大きな負荷がかかった状態で使用されることから、優れた耐摩耗性の確保が必須となる。そのため、通常、浸炭や浸炭窒化等の処理を行って表面硬度を高めることにより、必要な耐摩耗性を確保している。
【０００４】
また、ごく一部に限定されるが、シャフトと固定シーブとを別体で製造し、後から一体化して製造される場合がある。この例としては、特許文献１の実施例に記載されているように、シャフトと固定側プーリをスプライン嵌合により結合したものや、非特許文献１に記載されているように、圧入により結合して一体部品とし、使用している例が報告されている。
【０００５】
しかしながら、上述したＣＶＴには、以下のような問題がある。
通常のＣＶＴの場合、シャフトは、浸炭や浸炭窒化等の処理をしなくても強度上問題なく、部分的に高周波等の焼入れをすれば充分な強度を確保することができる場合が多い。したがって、このような場合、シーブに使用される材料には、耐摩耗性を確保しなければならないために浸炭性に優れていることが要求されるが、シャフトに使用される材料にはそれが要求されない。
【０００６】
ところが、一体で製造される場合には、製造上当然のごとく、材料は１種類に固定して選択しなければならず、シャフト及びシーブについて各々に適した材料を選択することが不可能となるため、結果的に浸炭性を重視して材料を選択することになる。この結果、より高価な材料を選択しなければならなくなり、材料コストが増加するという問題が生じる。
また、一体の場合には、浸炭等の処理の際に当然のごとく一体部品全体を丸ごと処理する必要が生じる。そのため、部品が大きいことにより浸炭歪が大きくなるのはもちろんのこと、同じ大きさの浸炭処理炉であっても、１回に処理できる部品の数が大幅に少なくなり、生産性が低下すると共に、より多大なエネルギーが必要になるという問題がある。
【０００７】
また、スプライン嵌合や圧入により結合して製造される場合には、シャフトとシーブとの接触面が強固に固定された状態となっていないため、いくら精度を高めて製造したとしても、使用中における互いの接触面上の微小なズレを完全に防止することができず、長時間の使用によりフレッティング疲労を起こす可能性がある。
さらに、スプライン嵌合は、嵌合前に極めて高い精度での機械加工が必須となるため、製造コストが高くなるという問題がある。また、圧入の場合には、圧入代にもよるが、シャフトとシーブとの間の接触面をかなり大きくしないと充分な強度を得ることができず、部品が大きくなって重くなるという問題がある。
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−１０６６５８号公報
【非特許文献１】ＡＴＺ／ＭＴＺ“Ｄｅｒ  ｎｅｕｅ  Ａｕｄｉ  Ａ４”，Ｎｏｖｅｍｂｅｒ２０００，１３７〜１４０頁
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたもので、別部材よりなるシャフトとシーブとを一体化させて構成し、寸法精度や耐久性に優れ、さらには生産性の向上、コストの低減を図ることができるＣＶＴ用シャフト及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
第１の発明は、ＣＶＴに用いられるＣＶＴ用シャフトであって、
該ＣＶＴ用シャフトは、機械構造用鋼よりなる棒状のシャフト部と、該シャフト部に外挿した機械構造用鋼よりなる円盤状のシーブ部とを有しており、
該シーブ部は、上記シャフト部を挿入する挿入穴を有し、該挿入穴の内周面には、軸方向に歯筋を有すると共に内方に突出する複数の歯部を有しており、かつ、上記シャフト部との係合の前に、少なくとも上記歯部の表面を硬化する硬化処理を施してあり、
上記シャフト部は、上記歯部の内接円の径よりも大きい外径の結合外面部を有しており、
該結合外面部に上記歯部を食い込ませて上記結合外面部の一部を塑性流動させた塑性結合部を形成することにより、上記シャフト部と上記シーブ部とを一体的に結合していることを特徴とするＣＶＴ用シャフトにある（請求項１）。
【００１１】
本発明のＣＶＴ用シャフトは、シャフト（プライマリシャフト、セカンダリシャフト）とシャフトに固定されるシーブ（固定シーブ）とで構成されたものである。
すなわち、上記ＣＶＴ用シャフトは、上記シャフト部と該シャフト部に外挿した上記シーブ部とを有している。そして、上記シャフト部と上記シーブ部とは、上記シャフト部の上記結合外面部に上記シーブ部の上記歯部を食い込ませ、上記結合外面部の一部を上記歯部間の歯溝に塑性流動（塑性変形）させた塑性結合部を形成し、いわゆる塑性結合によって一体的に結合している。そのため、両者間の結合力は、圧入やスプライン嵌合等によって結合した場合に比べて高くなる。特に、上記両者は、接触面上において、塑性変形により圧縮の残留応力が働いた状態で強固に固定されるため、使用中においても接触面に微小のズレが繰り返し生じることを抑制でき、フレッティングの心配をする必要がない。その結果、上記ＣＶＴ用シャフトの強度を高めることができ、かつ耐久性を向上させることができる。
【００１２】
また、上記シャフト部と上記シーブ部との間の結合力を充分に確保することができるため、上記ＣＶＴ用シャフトに対して、強度を補うためのボス部等を形成する必要がなくなる。これにより、生産性の向上、コストの低減を図ることができる。
また、結合力の高い塑性結合を用いることによって、上記シャフト部と上記シーブ部との結合部分の接触面積を小さくすることができる。これにより、上記ＣＶＴ用シャフトの小型化を実現することができる。
【００１３】
また、本発明のＣＶＴ用シャフトは、上述のごとく、上記シャフト部と上記シーブ部とをそれぞれ別部材で設け、これらを一体的に結合している。そのため、両者を一体品として設けた場合に比べて、上記ＣＶＴ用シャフトの寸法精度や生産性を向上させることができる。すなわち、別部材で設けることにより、上記シャフト部及び上記シーブ部の各部材の形状は一体品に比べて単純となり、小型となる。そのため、各部材を精度よく加工、成形することができると共に、効率よく生産することができる。特に、上記シーブ部に浸炭等の硬化処理を施す際には、部材の単純化、小型化によって、同じ熱処理炉であっても１回の処理でより多くの個数を処理できるため、処理時間を短縮することができる。これにより、上記シャフト部と上記シーブ部とを結合させた上記ＣＶＴ用シャフトは、寸法精度や生産性が高いものとなる。
【００１４】
さらに、上記シャフト部及び上記シーブ部を別部材で設けることにより、両者に対して、コスト、生産性、要求される性能等に見合った素材をそれぞれ選択的に用いて生産することができる。これにより、上記ＣＶＴ用シャフトにおけるコストの低減、性能の確保等を容易に行うことができる。
【００１５】
また、本発明における塑性結合は、硬度の高いものに対して硬度の低いものを塑性変形させ、両者を結合する方法である。したがって、本発明では、少なくとも上記シーブ部の上記歯部の硬度（表面硬さ）が、上記シャフト部の上記結合外面部よりも大きいことが前提となる。このため、上記シーブ部は、少なくとも上記歯部の表面について硬化処理を施してある。これにより、上記歯部の表面硬さを向上させることができ、上記シャフト部と上記シーブ部との塑性結合を精度よく行うことができる。
また、上記シーブ部における上記歯部以外の部分にも同時に、少なくとも表面を硬化させる硬化処理を施しておくことにより、金属等のベルトに接触し、摩耗の激しい上記シーブ部の耐摩耗性を向上させることができる。
【００１６】
このように、本発明によれば、別部材よりなるシャフトとシーブとを一体化させて構成し、寸法精度や耐久性に優れ、さらには生産性の向上、コストの低減を図ることができるＣＶＴ用シャフトを提供することができる。
【００１７】
第２の発明は、ＣＶＴに用いられるＣＶＴ用シャフトの製造方法において、
機械構造用鋼よりなり、中央に挿入穴を有する円盤状のシーブ部を準備するシーブ部準備工程と、
上記挿入穴の内周面に、軸方向に歯筋を有すると共に内方に突出する複数の歯部を設ける歯部形成工程と、
少なくとも上記歯部の表面を硬化するシーブ部硬化処理工程と、
機械構造用鋼よりなり、上記歯部の内接円の径よりも大きい外径の結合外面部を有する棒状のシャフト部を準備するシャフト部準備工程と、
上記シャフト部を上記シーブ部の上記挿入穴に挿入すると共に、上記結合外面部に上記歯部を食い込ませて上記結合外面部の一部を塑性流動させた塑性結合部を形成することにより、上記シャフト部と上記シーブ部とを一体的に結合する塑性結合工程とを有することを特徴とするＣＶＴ用シャフトの製造方法にある（請求項１２）。
【００１８】
本発明のＣＶＴ用シャフトの製造方法は、上記塑性結合工程において、上記シャフト部の上記結合外面部に上記シーブ部の上記歯部を食い込ませ、上記結合外面部の一部を上記歯部間の歯溝に塑性流動（塑性変形）させた塑性結合部を形成し、いわゆる塑性結合によって上記シャフト部と上記シーブ部とを一体的に結合する。そのため、両者間の結合力は、上述したように、圧入やスプライン嵌合等によって結合する場合に比べて高くなる。これにより、得られるＣＶＴ用シャフトの強度を高めることができ、かつ耐久性を向上させることができる。
【００１９】
また、上記シャフト部と上記シーブ部との間の結合力を充分に確保することができるため、得られたＣＶＴ用シャフトに対して、強度を補うためのボス部等を形成する必要がなくなる。これにより、生産性の向上、コストの低減を図ることができる。
また、結合力の高い塑性結合を用いることによって、上記シャフト部と上記シーブ部との結合部分の接触面積を小さくすることができる。これにより、上記ＣＶＴ用シャフトの小型化を実現することができる。
【００２０】
また、本発明の製造方法では、上記シーブ部準備工程及び上記シャフト部準備工程において、上記シャフト部と上記シーブ部とをそれぞれ別々に作製し、上記塑性結合工程において、これらを一体的に結合する。そのため、両者を一体品として作製した場合に比べて、得られるＣＶＴ用シャフトの寸法精度や生産性を向上させることができる。すなわち、別々に作製することにより、上記シャフト部及び上記シーブ部の各部材の形状は一体品に比べて単純となり、小型となる。そのため、各部材を精度よく加工、成形することができると共に、効率よく生産することができる。特に、上記シーブ部硬化処理工程を行う際には、部材の単純化、小型化によって、同じ熱処理炉であっても１回の処理でより多くの個数を処理できるため、処理時間を短縮することができる。その結果、寸法精度や生産性の向上を図ることができる。
【００２１】
さらに、上記シャフト部及び上記シーブ部を別々に作製することにより、両者に対して、コスト、生産性、要求される性能等に見合った素材をそれぞれ選択的に用いることができる。これにより、ＣＶＴ用シャフトの製造におけるコストの低減、性能の確保等を容易に行うことができる。
【００２２】
また、上記シーブ部硬化処理工程においては、上記シーブ部における少なくとも上記歯部の表面を硬化する。これにより、上記歯部の表面硬さを向上させることができ、上記塑性結合工程における上記シャフト部と上記シーブ部との塑性結合を精度よく行うことができる。
また、上記シーブ部硬化処理工程において、上記シーブ部における上記歯部以外の部分の少なくとも表面を同時に硬化しておくことにより、金属等のベルトに接触し、摩耗の激しい上記シーブ部の耐摩耗性を向上させることができる。
【００２３】
このように、本発明の製造方法によれば、別部材よりなるシャフトとシーブとを一体化させて構成し、寸法精度や耐久性に優れ、さらには生産性の向上、コストの低減を図ることができるＣＶＴ用シャフトを得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
上記第１及び第２の発明においては、上記シーブ部の硬化処理としては、浸炭、浸炭窒化、高周波焼入のような表面及びその周辺部を集中して硬化させるいわゆる表面硬化処理や、部品全体をズブ焼入れ焼戻しすることにより、内部まで同時に硬化させる調質処理等を適用することができる。
【００２５】
また、上記第１の発明においては、上記シーブ部の上記歯部は、表面硬さがＨｖ６００以上であることが好ましい（請求項２）。
この場合には、上記歯部の優れた強度特性によって、上記シャフト部と上記シーブ部との上記塑性結合部がより安定した結合部となり、寸法精度の安定性も高くすることができる。
【００２６】
また、上記シーブ部の上記歯部は、上記シャフト部の上記結合外面部の表面硬さよりＨｖ３００以上大きいことが好ましい（請求項３）。
すなわち、硬度差が小さい場合には、塑性結合時における上記シャフト部表面の塑性流動がスムーズに進まなくなり、結合後の寸法精度が低下する。したがって、硬度差をＨｖ３００以上としておくことにより、上記歯部と上記結合外面部との硬度差によって、塑性変形した上記結合外面部が上記歯部間に塑性流動し易くなり、より一層安定して、精度のよい上記塑性結合部を得ることができる。
【００２７】
また、上記シャフト部は、下記式により示される炭素当量Ｃｅｑが０．４以上の素材よりなり、上記シーブ部との結合前又は結合後に、上記結合外面部以外の少なくとも一部に、高周波焼入処理によって表面硬化処理を施してあることが好ましい（請求項４）。
Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｓｉ／２４＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４、（各元素記号はそれぞれの質量％を意味する。）
この場合には、高周波焼入処理を施してあることにより、上記シャフト部の表面硬さを充分に確保することができる。なお、上記シャフト部の炭素当量Ｃｅｑが０．４未満の場合には、高周波焼入後の硬さ不足、強度不足、摺動部位の耐摩耗性の低下等の不具合を生じる場合がある。
【００２８】
また、上記シーブ部の上記歯部は、上記硬化処理を施した後に、ショットピーニング処理を施してあることが好ましい（請求項５）。
この場合には、ショットピーニング処理を施すことにより、上記シーブ部の上記歯部に圧縮の残留応力が発生する。そのため、上記シャフト部と上記シーブ部との塑性結合の際に、上記歯部に生じる引張応力を低減させることができ、塑性結合後における上記シーブ部の遅れ破壊を抑制することができる。
【００２９】
また、上記シーブ部の上記歯部は、上記シャフト部の軸線を含む軸平面となす角度がαである受圧面と、上記軸平面となす角度がβ（β＞α）である傾斜面とにより鋭角状を呈していると共に、上記受圧面を周方向における第１の方向に位置させた第１締結歯と、その反対側の第２の方向に上記受圧面を位置させた第２締結歯のいずれかを構成し、
上記第１締結歯を並べた第１領域と、上記第２締結歯を並べた第２領域とは、上記挿入穴の周方向に交互に配列されており、
上記第１締結歯の上記傾斜面と上記第２締結歯の上記傾斜面とが対面する部位には、上記受圧面と上記傾斜面とにより形成された谷部の外接円よりも内側に出ないように外方に位置し、対面する上記傾斜面を滑らかに繋いだ第１控え部を設けてあることを特徴とするＣＶＴ用シャフト（請求項６）。
【００３０】
上記シャフト部と上記シーブ部とを塑性結合する際に、上記第１締結歯の上記傾斜面と上記第２締結歯の上記傾斜面とが対面する部位には、最も大きな引張応力が発生する。そのため、その部位には、上記受圧面と上記傾斜面とにより形成された上記谷部の外接円よりも内側に出ないように外方に位置し、対面する上記傾斜面を滑らかに繋いだ上記第１控え部を設ける。すなわち、応力が集中する部位に滑らかな形状の上記第１控え部を設けることによって、発生する引張応力を低減することができる。これにより、塑性結合後における上記シーブ部の破裂、遅れ破壊、置き狂い等を抑制することができ、上記ＣＶＴ用シャフトの寸法精度を向上させることができる。
【００３１】
また、上記第１控え部は、上記結合外面部との間に間隙を設けて配置されていることが好ましい（請求項７）。
この場合には、上記シャフト部と上記シーブ部との塑性結合の際に、上記第１控え部に発生する引張応力をさらに効果的に低減することができる。
【００３２】
また、上記第１締結歯の上記受圧面と上記第２締結歯の上記受圧面とが対面する部位には、上記結合外面部の外径よりも内側に出ないように外方に位置し、対面する上記受圧面を滑らかに繋いだ第２控え部を設けてあることが好ましい（請求項８）。
この場合には、塑性結合する際に上記第２控え部が障害とならないため、上記シャフト部の外径、上記シーブ部の内径の寸法精度にばらつきが生じても、上記シャフト部の塑性流動をスムーズに行うことができる。なお、塑性結合後において、上記第２控え部に上記シャフト部の外径、すなわち上記結合外面部が当接するように上記第２控え部の寸法調整をしておくことにより、上記シャフト部と上記シーブ部との軸方向位置のズレを抑制することができ、上記ＣＶＴ用シャフトの寸法精度を向上させることができる。
【００３３】
また、上記谷部は、滑らかな曲線状に形成されていることが好ましい（請求項９）。
この場合には、上記各谷部に発生する引張応力を低減することができる。
【００３４】
また、上記シャフト部の上記結合外面部は、その外周角部に傾斜した接触面を有しており、
上記歯部は、上記結合外面部を内周側に収容可能な大径先端部を有すると共に、その後端側に徐々に縮径する位置決め傾斜部を有しており、
上記塑性結合部は、上記歯部の上記大径先端部内に上記結合外面部を収容すると共に上記接触面と上記位置決め傾斜部とを当接した後に、上記歯部を上記結合外面部に食い込ませて形成してあることが好ましい（請求項１０）。
この場合には、上記シャフト部と上記シーブ部との軸方向の位置決めを行うことができ、上記ＣＶＴ用シャフトの寸法精度を向上させることができる。
【００３５】
また、上記シャフト部は、上記結合外面部よりも外径が大きい外鍔部を有しており、
上記歯部の軸方向端面には、上記外鍔部に当接可能な先端当接面を有しており、上記塑性結合部形成状態において、上記外鍔部と上記先端当接面とが当接していることが好ましい（請求項１１）。
この場合には、上記シャフト部と上記シーブ部とは、充分に固定されたものとなる。
【００３６】
上記第２の発明においては、上記シーブ部表面処理工程では、上記シーブ部の上記歯部の表面硬さをＨｖ６００以上とすることが好ましい（請求項１３）。
この場合には、上記塑性結合工程において、上記歯部の優れた強度特性によって、上記シャフト部と上記シーブ部との上記塑性結合部をより安定して形成することができ、寸法精度の安定性も高くすることができる。
【００３７】
また、上記シーブ部表面処理工程では、上記シーブ部の上記歯部の表面硬さを、上記シャフト部の上記結合外面部の表面硬さよりＨｖ３００以上大きくすることが好ましい（請求項１４）。
この場合には、上記塑性結合工程において、上記歯部と上記結合外面部との硬度差によって、塑性変形した上記結合外面部が上記歯部に塑性流動し易くなり、より一層安定して、精度のよい上記塑性結合部を形成することができる。
【００３８】
また、上記シャフト部は、上記式により示される炭素当量Ｃｅｑが０．４以上の素材よりなり、上記塑性結合工程の前又は後に、上記結合外面部以外の少なくとも一部に、高周波焼入処理によって表面硬化処理を施すシャフト部表面硬化処理工程をさらに有することが好ましい（請求項１５）。
この場合には、上記シャフト部表面硬化処理工程において高周波焼入処理を行うことにより、上記シャフト部の表面硬さを充分に確保することができる。なお、上記シャフト部の炭素当量Ｃｅｑが０．４未満の場合には、高周波焼入後の硬さ不足、強度不足、摺動部位の耐摩耗性の低下等の不具合を生じる場合がある。
【００３９】
また、上記シーブ部処理工程の後に、上記シーブ部の上記歯部に、ショットピーニング処理を施すショットピーニング処理工程をさらに有することが好ましい（請求項１６）。
この場合には、上記ショットピーニング処理工程においてショットピーニング処理を行うことにより、上記シーブ部の上記歯部に圧縮の残留応力が発生する。そのため、上記塑性結合工程において上記シャフト部と上記シーブ部とを塑性結合する際に、上記歯部に生じる引張応力を低減させることができる。これにより、塑性結合後における上記シーブ部の遅れ破壊を抑制することができる。
【００４０】
また、上記歯部形成工程では、上記シャフト部の軸線を含む軸平面となす角度がαである受圧面と、上記軸平面となす角度がβ（β＞α）である傾斜面とにより鋭角状に構成されていると共に、上記受圧面を周方向における第１の方向に位置させた第１締結歯と、その反対側の第２の方向に上記受圧面を位置させた第２締結歯を形成し、
上記第１締結歯を並べた第１領域と、上記第２締結歯を並べた第２領域とは、上記挿入穴の周方向に交互に配列し、
上記第１締結歯の上記傾斜面と上記第２締結歯の上記傾斜面とが対面する部位には、上記受圧面と上記傾斜面とにより形成された谷部の外接円よりも内側に出ないように外方に位置し、対面する上記傾斜面を滑らかに繋いだ第１控え部を設けることが好ましい（請求項１７）。
【００４１】
上記塑性結合工程における上記シャフト部と上記シーブ部との塑性結合の際に、上記第１締結歯の上記傾斜面と上記第２締結歯の上記傾斜面とが対面する部位には、最も大きな引張応力が発生する。そのため、その部位には、上記歯部形成工程において、上記受圧面と上記傾斜面とにより形成された上記谷部の外接円よりも内側に出ないように外方に位置し、対面する上記傾斜面を滑らかに繋いだ上記第１控え部を設ける。すなわち、応力が集中する部位に滑らかな形状の上記第１控え部を設けることによって、発生する引張応力を低減することができる。これにより、塑性結合後における上記シーブ部の破裂、遅れ破壊、置き狂い等を抑制することができ、得られるＣＶＴ用シャフトは、寸法精度が高いものとなる。
【００４２】
また、上記塑性結合工程では、上記第１控え部は、上記結合外面部との間に間隙を設けて配置することが好ましい（請求項１８）。
この場合には、上記塑性結合工程における上記シャフト部と上記シーブ部との塑性結合の際に、上記第１控え部に発生する引張応力をさらに効果的に低減することができる。
【００４３】
また、上記第１締結歯の上記受圧面と上記第２締結歯の上記受圧面とが対面する部位には、上記歯部の内接円よりも内側に出ないように外方に位置し、対面する上記受圧面を滑らかに繋いだ第２控え部を設けることが好ましい（請求項１９）。
この場合には、上記塑性結合工程において塑性結合する際に上記第２控え部が障害とならないため、上記シャフト部の外径、上記シーブ部の内径の寸法精度にばらつきが生じても、上記シャフト部の塑性流動をスムーズに行うことができる。なお、塑性結合後において、上記第２控え部に上記シャフト部の外径、すなわち上記結合外面部が当接するように上記第２控え部の寸法調整をしておくことにより、上記シャフト部と上記シーブ部との軸方向位置のズレを抑制することができる。これにより、得られるＣＶＴ用シャフトは、寸法精度が高いものとなる。
【００４４】
また、上記歯部形成工程では、上記谷部は、滑らかな曲線状に形成することが好ましい（請求項２０）。
この場合には、上記塑性結合工程において、上記各谷部に発生する引張応力を低減することができる。
【００４５】
また、上記シャフト部準備工程では、上記シャフト部の上記結合外面部は、その外周角部に傾斜した接触面を設け、
上記歯部形成工程では、上記歯部に、上記結合外面部を内周側に収容可能な大径先端部を設けると共に、その後端側に徐々に縮径する位置決め傾斜部を設け、
上記塑性結合工程では、上記歯部の上記大径先端部内に上記結合外面部を収容すると共に上記接触面と上記位置決め傾斜部とを当接した後に、上記歯部を上記結合外面部に食い込ませて上記塑性結合部を形成することが好ましい（請求項２１）。
この場合には、上記塑性結合工程において、上記シャフト部と上記シーブ部との軸方向位置のズレを抑制することができる。これにより、得られるＣＶＴ用シャフトは、寸法精度が高いものとなる。
【００４６】
また、上記シャフト部準備工程では、上記シャフト部に、上記結合外面部よりも外径が大きい外鍔部を設け、
上記歯部形成工程では、上記歯部の軸方向端面に、上記外鍔部に当接可能な先端当接面を設け、
上記塑性結合工程では、上記外鍔部と上記先端当接面とを当接させることが好ましい（請求項２２）。
この場合には、上記塑性結合工程において、上記シャフト部と上記シーブ部とを充分に固定することができる。
【実施例】
【００４７】
（実施例１）
本発明の実施例にかかるＣＶＴ用シャフト及びその製造方法について、図を用いて説明する。
本例のＣＶＴ用シャフト１は、図１に示すごとく、自動車等の変速機に利用されるベルト式無段変速機（ＣＶＴ）に用いられるものであり、シャフト（シャフト部２）とシャフトに固定されるシーブ（シーブ部３）とで構成されている。
【００４８】
ＣＶＴ用シャフト１は、図１〜図９に示すごとく、機械構造用鋼よりなる棒状のシャフト部２と、シャフト部２に外挿した機械構造用鋼よりなる円盤状のシーブ部３とを有しており、シーブ部３は、シャフト部２を挿入する挿入穴３１を有し、挿入穴３１の内周面３１１には、軸方向に歯筋を有すると共に内方に突出する複数の歯部４を有しており、かつ、シャフト部２との係合の前に、少なくとも歯部４の表面を硬化する硬化処理を施してあり、シャフト部２は、歯部４の内接円４００の径よりも大きい外径の結合外面部２１を有している。
そして、結合外面部２１に歯部４を食い込ませて結合外面部２１の一部を塑性流動させた塑性結合部６を形成することにより、シャフト部２とシーブ部３とを一体的に結合している。
以下、これを詳説する。
【００４９】
図３、図６に示すごとく、シーブ部３は、上述したようにシャフト部２を挿入する挿入穴３１を有しており、挿入穴３１の内周面３１１には、軸方向に歯筋を有すると共に内方に突出する複数の歯部４を有している。歯部４は、結合外面部２１を内周側に収容可能な大径先端部３３を有すると共に、その後端側に徐々に縮径する位置決め傾斜部３２を有している。また、歯部４の軸方向端面には、後述するシャフト部２の外鍔部２２に当接可能な先端当接面３４を有している。
【００５０】
また、図７〜図９に示すごとく、シーブ部３の内周面３１１に設けた各歯部４は、シャフト部２の軸線を含む軸平面２００となす角度がαである受圧面４３１と、軸平面となす角度がβ（β＞α）である傾斜面４３２とにより鋭角状を呈している。なお、本例では、α＝０°であり、図示を省略した。
また、歯部４は、受圧面４３１を周方向における第１の方向Ｄ１（時計回りの方向）に位置させた第１締結歯４１と、その反対側の第２の方向Ｄ２（反時計回りの方向）に受圧面４３２を位置させた第２締結歯４２とで構成されている。また、歯部４において、第１締結歯４１を並べた第１領域５１と、第２締結歯４２を並べた第２領域５２とが、挿入穴３１１の周方向に交互に配列されている。
【００５１】
また、図８に示すごとく、第１締結歯４１の傾斜面４３２と第２締結歯４２の傾斜面４３２とが対面する傾斜面対面部位４６には、受圧面４３１と傾斜面４３２とにより形成された谷部４３３の外接円４３０よりも内側に出ないように外方に位置し、対面する傾斜面４３２を滑らかに繋いだ第１控え部４４１が設けてある。第１控え部４４１は、結合外面部２１との間に間隙４５を設けた状態で配置されている。なお、谷部４３３は、滑らかな曲線状に形成されている。
【００５２】
一方、図９に示すごとく、第１締結歯４１の受圧面４３１と第２締結歯４２の受圧面４３１とが対面する受圧面対面部位４７には、歯部４の内接円４００よりも内側に出ないように外方に位置し、対面する受圧面４３１を滑らかに繋いだ第２控え部４４２が設けてある。第２控え部４４２は、塑性流動（塑性変形）した結合外面部２１に当接した状態で配置されている。
【００５３】
また、図２、図６に示すごとく、シャフト部２は、円筒形状を呈しており、シーブ部３の歯部４の内接円４００の径よりも大きい外径の結合外面部２１と、結合外面部２１よりも外径が大きい外鍔部２２とを有している。また、結合外面部２１は、その外周角部に傾斜した接触面２１１を有している。
【００５４】
また、図６〜図９に示すごとく、シャフト部２とシーブ部３とは、結合外面部２１の一部を歯部３１間の谷部４３３に塑性流動（塑性変形）させた塑性結合部６を形成し、この塑性結合部６によって一体的に結合している。すなわち、シャフト部２とシーブ部３とは、いわゆる塑性結合によって結合している。
なお、図８、図９においては、結合前（塑性変形前）の結合外面部２１の外周面２１０を示してある。
【００５５】
また、シャフト部２及びシーブ部３の素材としては、いずれも機械構造用鋼を用いている。
シャフト部２の素材としては、炭素当量Ｃｅｑ（Ｃｅｑ＝Ｃ＋Ｍｎ／６＋Ｓｉ／２４＋Ｎｉ／４０＋Ｃｒ／５＋Ｍｏ／４、各元素記号はそれぞれの質量％を意味する。以下同様。）が０．４以上のＳ４５Ｃ（炭素鋼）を用いた。
シーブ部３の素材としては、ＳＣＭ２０（クロムモリブデン鋼）を用いた。シーブ部３における歯部４は、表面硬さがＨｖ７５０（ＪＩＳ  Ｇ０５５７による硬化深さ０．５ｍｍ）である。
【００５６】
また、シャフト部２の結合外面部２１は、加熱処理（焼きならし）を施してあり、表面硬さがＨｖ２５０である。また、シャフト部２の結合外面部２１以外の部分において、より表面硬さが必要な部分には、表面硬化処理としての高周波焼入処理を施してある。
シーブ部３の歯部４は、表面硬化処理としての浸炭処理（焼入れ、焼戻し）を施してあり、表面硬さがＨｖ７５０である。
【００５７】
次に、ＣＶＴ用シャフト１の製造方法について、図を用いて説明する。
本例のＣＶＴ用シャフト１の製造方法は、図４〜図６に示すごとく、機械構造用鋼よりなり、中央に挿入穴３１を有する円盤状のシーブ部３を準備するシーブ部準備工程と、挿入穴３１の内周面３１１に、軸方向に歯筋を有すると共に内方に突出する複数の歯部４を設ける歯部形成工程と、歯部４の表面を硬化するシーブ部硬化処理工程と、機械構造用鋼よりなり、歯部４の内接円４００の径よりも大きい外径の結合外面部２１を有する棒状のシャフト部２を準備するシャフト部準備工程と、シャフト部２をシーブ部３の挿入穴３１に挿入すると共に、結合外面部２１に歯部４を食い込ませて結合外面部２１の一部を塑性流動させた塑性結合部２１０を形成することにより、シャフト部２とシーブ部３とを一体的に結合する塑性結合工程とを有する。
以下、これを詳説する。
【００５８】
＜シーブ準備工程＞
シーブ部３の素材として用いるＳＣＭ２０（クロムモリブデン鋼）を所定長さに切断する。その後、熱間鍛造によって成形し、加熱処理（焼きならし）を行い、中央に挿入穴３１を有する円盤状のシーブ部３（図３）を準備する。
【００５９】
＜歯部形成工程＞
次に、シーブ部３の挿入穴３１の内周面３１１に、冷間鍛造又は切削加工を行い、軸方向に歯筋を有すると共に内方に突出する複数の歯部４を形成する。なお、歯部４の形状は、上述したとおりである（図７〜図９参照）。
【００６０】
＜シーブ部硬化処理工程＞
次に、シーブ部３に対して、表面硬化処理としての浸炭処理（焼入れ、焼戻し）を行い、シーブ部３の表面を硬化する。このとき、シーブ部３の歯部４の表面硬さをＨｖ６００以上とする。本例では、歯部４の表面硬さをＨｖ７５０とした。
なお、本工程におけるシーブ部３の硬化処理としては、浸炭処理に代えて、高周波焼入処理、調質処理等を行うこともできる。
【００６１】
＜ショットピーニング処理工程＞
次に、本例では、シーブ部硬化処理工程後、シーブ部３の歯部４にショットピーニング処理を行う。
【００６２】
＜シャフト部準備工程＞
次に、シャフト部２の素材として用いる炭素当量Ｃｅｑが０．４以上のＳ４５Ｃ（炭素鋼）を所定長さに切断する。その後、加熱処理（焼きならし）、冷間加工（塑性加工、切削加工）を行い、シーブ部３における歯部４の内接円４００の径よりも大きい外径の結合外面部２１を有する棒状のシャフト部２（図２）を準備する。
なお、本工程における加熱処理（焼きならし）は、必要がなければ省略することもできる。
【００６３】
＜塑性結合工程＞
次に、シャフト部２をシーブ部３の挿入穴に挿入し、シャフト部２とシーブ部３とを塑性結合により一体的に結合する。以下、これについて詳しく説明する。
まず、図４に示すごとく、受け型８にシーブ部３をセットし、シャフト部２をシーブ部３の挿入穴３１１に押し込んでいく。そして、図５に示すごとく、シーブ部３の歯部４の大径先端部３３内にシャフト部２の結合外面部２１を収容すると共に、シャフト部２の接触面２１１とシーブ部３の位置決め傾斜部３２とを当接させる。これにより、シャフト部２及びシーブ部３の軸方向の位置決めを行う。
【００６４】
その後、図６に示すごとく、シーブ部３の歯部４をシャフト部２の結合外面部２１に食い込ませながら、すなわち結合外面部２１を歯部４間の谷部４３３に塑性流動させながら、シャフト部２の外鍔部２２とシーブ部３の先端当接面３４とが当接するまで、シャフト部２をシーブ部３の挿入穴３１に押し込んでいく。これにより、結合外面部２１の一部を歯部４の谷部４３３に塑性流動させた塑性結合部６が形成され、シャフト部２とシーブ部３とは、塑性結合により一体的に結合される。
【００６５】
＜シャフト部表面硬化処理工程＞
次に、本例では、塑性結合工程後、シャフト部２の結合外面部２１以外の部分において、より表面硬さが必要な部分に高周波焼入処理を行う。
なお、このシャフト部表面硬化処理工程は、塑性結合工程前に行ってもよい。
【００６６】
＜仕上げ加工＞
最後に、シャフト部２及びシーブ部３の寸法を調整するための仕上げ加工（切削加工）を行う。
以上により、ＣＶＴ用シャフト１（図１）を得る。
【００６７】
次に、本例のＣＶＴ用シャフト１の作用効果を説明する。
本例のＣＶＴ用シャフト１は、シャフト部２とシャフト部２に外挿したシーブ部３とを有している。そして、シャフト部２とシーブ部３とは、シャフト部２の結合外面部２１にシーブ部３の歯部４を食い込ませ、結合外面部２１の一部を歯部４の谷部４３３に塑性流動（塑性変形）させた塑性結合部６を形成し、いわゆる塑性結合によって一体的に結合している。そのため、両者間の結合力は、圧入やスプライン嵌合等によって結合した場合に比べて高くなる。特に、上記両者は、接触面上において、塑性変形により圧縮の残留応力が働いた状態で強固に固定されるため、使用中においても接触面に微小のズレが繰り返し生じることを抑制でき、フレッティングの心配をする必要がない。その結果、ＣＶＴ用シャフト１の強度を高めることができ、かつ耐久性を向上させることができる。
【００６８】
また、シャフト部２とシーブ部３との間の結合力を充分に確保することができるため、ＣＶＴ用シャフト１に対して、強度を補うためのボス部等を形成する必要がなくなる。これにより、生産性を向上、コストの低減を図ることができる。
また、結合力の高い塑性結合を用いることによって、シャフト部２とシーブ部３との結合部分の接触面積を小さくすることができる。これにより、ＣＶＴ用シャフト１の小型化を実現することができる。
【００６９】
また、ＣＶＴ用シャフト１は、シャフト部２とシーブ部３とをそれぞれ別部材で設け、これらを一体的に結合している。そのため、両者を一体品として設けた場合に比べて、ＣＶＴ用シャフト１の寸法精度や生産性を向上させることができる。すなわち、別部材で設けることにより、シャフト部２及びシーブ部３の各部材の形状は一体品に比べて単純となり、小型となる。そのため、各部材を精度よく加工、成形することができると共に、効率よく生産することができる。特に、シーブ部３及びシャフト部２に硬化処理を施す際には、部材の単純化、小型化によって処理時間を短縮することができる。これにより、シャフト部２とシーブ部３とを結合させたＣＶＴ用シャフト１は、寸法精度や生産性が高いものとなる。
【００７０】
さらに、シャフト部２及びシーブ部３を別部材で設けて生産することにより、両者に対して、コスト、生産性、要求される性能等に見合った素材をそれぞれ選択的に用いることができる。これにより、ＣＶＴ用シャフト１におけるコストの低減、性能の確保等を容易に行うことができる。
【００７１】
また、シーブ部３は、歯部４の表面について硬化処理を施してある。これにより、歯部４の表面硬さを向上させることができ、シャフト部２とシーブ部３との塑性結合を精度よく行うことができる。
【００７２】
また、本例において、シーブ部３の歯部４は、シャフト部２の結合外面部２１の表面硬さよりＨｖ３００以上大きい。そのため、歯部４と結合外面部２１との硬度差によって、塑性変形した結合外面部２１が歯部４の谷部４３３に塑性流動し易くなり、より一層安定して、精度のよい塑性結合部６を得ることができる。
【００７３】
また、第１締結歯４１の傾斜面４３２と第２締結歯４２の傾斜面４３２とが対面する傾斜面対面部位４６には、受圧面４３１と傾斜面４３２とにより形成された谷部４３３の外接円４３０よりも内側に出ないように外方に位置し、対面する傾斜面４３２を滑らかに繋いだ第１控え部４４１を設けてある。
シャフト部２とシーブ部３との塑性結合時において応力が集中する傾斜面対面部位４６に、滑らかな形状の第１控え部４４１を設けることによって、発生する引張応力を低減することができる。これにより、塑性結合後におけるシーブ部３の破裂、遅れ破壊、置き狂い等を抑制することができ、ＣＶＴ用シャフト１の寸法精度を向上させることができる。
【００７４】
また、本例の製造方法において、シーブ部処理工程の後に、シーブ部３の歯部４に、ショットピーニング処理を施すショットピーニング処理工程を行う。これにより、シーブ部３の歯部４に圧縮の残留応力が発生する。そのため、塑性結合工程においてシャフト部２とシーブ部３とを塑性結合する際に、歯部４に生じる引張応力を低減させることができ、塑性結合後のシーブ部３の遅れ破壊を抑制することができる。
【００７５】
このように、本例によれば、別部材よりなるシャフトとシーブとを一体化させて構成し、寸法精度や耐久性に優れ、さらには生産性の向上、コストの低減を図ることができるＣＶＴ用シャフトを提供することができる。
【００７６】
（実施例２）
本例は、ＣＶＴ用シャフトの強度及び寸法精度を評価したものである。
本発明品としては、別部材よりなるシャフト部とシーブ部とを塑性結合した実施例１のＣＶＴ用シャフト（試料Ｅ１）を準備した。
また、比較品としては、シャフト部とシーブ部とを圧入結合した試料Ｃ１と、シャフト部とシーブ部とを一体品として設けた試料Ｃ２を準備した。
【００７７】
試料Ｅ１は、シャフト部２の結合外面部２１の直径が４５ｍｍ、内穴径が１７ｍｍである。また、シーブ部３は、軸方向の高さが１８ｍｍ、外径が１７５ｍｍである。また、歯部４の突出高さは１ｍｍであり、歯部数は４０歯（第１締結歯４１：２０歯、第２締結歯４２：２０歯）である。
なお、各部材の素材、熱処理、硬さ等の条件は、表１に示す。
【００７８】
また、試料Ｃ１は、シャフト部とシーブ部との結合部分に圧入代（８０μｍ）が径方向の両側に設けられている。なお、各部材の素材、硬さ等の条件は、試料Ｅ１と同様である。また、熱処理としては、シャフト部及びシーブ部に浸炭処理を施してある。
また、試料Ｃ２は、素材としてＳＣＭ２０を用い、熱間鍛造によりシャフト部とシーブ部とを有する一体品を成形し、浸炭処理を施したものである。
【００７９】
強度の評価として、試料Ｅ及び試料Ｃ１の静ねじり強度を測定した。静ねじり強度の測定は、シーブ部を回転しないように固定した状態でシャフト部にねじりトルクを負荷させる。そして、試料Ｅ１においては、シャフト部の外面結合部が塑性変形を起こした時点のシャフト部の降伏トルクを測定した。また、試料Ｃ１においては、シャフト部とシーブ部との間にすべりが生じ、トルクの増加が認められなくなった時点のシャフト部とシーブ部との間のすべりトルクを測定した。
【００８０】
その結果、試料Ｃ１の静ねじり強度は３ｋＮｍであったのに対し、試料Ｅ１の静ねじり強度は１３ｋＮｍであった。すなわち、圧入結合である試料Ｃ１に対して、塑性結合である試料Ｅ１は、シャフト部とシーブ部との間の結合力が高いことがわかる。
なお、これは結合部の寸法を両者同一とした場合である。したがって、圧入の場合には、圧入部の軸方向の長さを長くして、同等のねじり強度となるようにしなければならず、その場合には、重量が増加することとなる。また、従来の一体品の場合、当然本発明のＣＶＴシャフトに比べてねじれ強度が高いものとなるが、最弱部位は、この試験で評価している位置ではなく、トルクを伝達する細径部となるため、本発明品は、上述した静ねじり強度であれば問題のない強度であるということができる。
【００８１】
次に、寸法精度の評価として、試料Ｅ１及び試料Ｃ２のシーブ部の振れを測定した。シーブ部の振れの測定は、シャフト部を１回転させた際のシーブ部の外周端における軸方向の変位を測定した。なお、試料Ｅ１については、結合後、仕上げ加工前の状態のものを測定した。また、試料Ｃ２については、浸炭処理後、同じく仕上げ加工前の状態のものを測定した。
その結果、試料Ｃ２のシーブ部の振れは０．１ｍｍであったのに対し、試料Ｅ１のシーブ部の振れは０．０５ｍｍであった。すなわち、一体品である試料Ｃ２に対して、別部材かつ塑性結合である試料Ｅ１は、全体の寸法精度はもちろんのこと、個々の部材についても寸法精度が高いことがわかる。
【００８２】
さらに、本例では、シャフト部の結合外面部とシーブ部の歯部との硬度差を様々に変えた試料を準備し、シーブ部の振れを測定した。ここでは、硬度差Ｈｖ３００以上の試料Ｅ１、Ｅ２と硬度差Ｈｖ３００以下の試料Ｃ３とを準備し、測定を行った。なお、各試料の素材、加熱処理、硬さ、硬度差の条件は、表１のとおりである。
その結果、表１から知られるように、歯部の表面硬さがＨｖ６００以下であり、硬度差Ｈｖ３００以下の試料Ｃ３については、シーブ部の振れが大きくなった。したがって、寸法精度を充分に確保するためには、歯部と結合外面部との硬度差をＨｖ３００以上とすることが好ましいことがわかる。
【００８３】
【表１】
2007309369.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】実施例１における、ＣＶＴ用シャフトを示す説明図。
【図２】実施例１における、シャフト部を示す説明図。
【図３】実施例１における、シーブ部を示す説明図。
【図４】実施例１における、シャフト部及びシーブ部の結合前の状態を示す説明図。
【図５】実施例１における、シャフト部及びシーブ部の結合途中の状態を示す説明図。
【図６】実施例１における、シャフト部及びシーブ部の結合後の状態を示す説明図。
【図７】図１のＳ−Ｓ矢視断面図。
【図８】図７のＡ部の拡大図。
【図９】図７のＢ部の拡大図。
【符号の説明】
【００８５】
１  ＣＶＴ用シャフト
２  シャフト部
２１  結合外面部
３  シーブ部
３１  挿入穴
３１１  内周面
４  歯部
６  塑性結合部
【図１】
2007309369.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
2007309369.tif 000007
【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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