(57)【要約】【課題】軸部の外径を大きくすることなく大径部に加わる外力により軸部に発生する曲げ応力に耐えるシャフトを製造し得るようにする。【解決手段】プーリシャフト８は大径部としての固定プーリ部７とジャーナル部２８と軸部２５とを有し、固定プーリ部７は靱性材料が用いられ、軸部２５は焼き入れ性が良好な高焼き入れ性材料が用いられ、ジャーナル部２８は軸部２５よりも焼き入れ性が低い低焼き入れ性材料が用いられ、それぞれは別々に機械加工により加工される。固定プーリ部７と軸部２５とジャーナル部２８は摩擦圧接により接合され、これらが接合されて形成されたプーリシャフト８は熱処理工程において表面に硬化層が形成される。熱処理工程においては、固定プーリ部７の表面に対して形成すべき耐面圧強度および耐磨耗性を基準とし、プーリシャフト８全体を均一の熱処理条件により表面硬化層が形成される。【選択図】図２
2007253192.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一端部側に設けられる大径部、他端部側に設けられるジャーナル部および前記大径部と前記ジャーナル部との間の軸部を有するシャフトの製造方法であって、
前記大径部を靱性材料を用い、前記軸部を前記大径部よりも焼き入れ性が良好な高焼き入れ性材料を用い、前記ジャーナル部を前記軸部よりも焼き入れ性が低い低焼き入れ性材料を用いてそれぞれ形成する加工工程と、
前記大径部と前記軸部とをそれぞれの接合面で摩擦圧接により接合する接合工程と、
前記軸部と前記ジャーナル部とをそれぞれの接合面で摩擦圧接により接合する接合工程と、
前記大径部、前記軸部および前記ジャーナル部が一体に接合されて形成されたシャフトの表面に、前記大径部表面の耐面圧強度および耐磨耗性を基準とした熱処理条件により、表面硬化層を形成する熱処理工程とを有することを特徴とするシャフトの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載のシャフトの製造方法において、前記軸部を、前記大径部に一体に接合される第１の軸片と、前記ジャーナル部に一体に接合される第２の軸片とにより形成し、前記第１の軸片と前記第２の軸片とをそれぞれの接合面で摩擦圧接により接合することを特徴とするシャフトの製造方法。
【請求項３】
請求項２記載のシャフトの製造方法において、前記第１の軸片として前記大径部よりも焼き入れ性が良好な高焼き入れ性材料を用いて加工し、前記第２の軸片として靱性材料を用いて加工することを特徴とするシャフトの製造方法。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載のシャフトの製造方法において、軸端部に形成された作動油案内孔よりも内径が大きい空洞を前記大径部に形成し、前記軸部に前記空洞に対応する空洞を形成することを特徴とするシャフトの製造方法。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のシャフトの製造方法において、前記軸部の前記大径部に対する接合面を前記大径部に向けて突出する円錐凸面とし、前記大径部の前記軸部に対する接合面を前記円錐凸面に接合される円錐凹面とすることを特徴とするシャフトの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜４のいずれか１項に記載のシャフトの製造方法において、前記それぞれの接合面を径方向の平坦面とすることを特徴するシャフトの製造方法。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか１項に記載のシャフトの製造方法において、前記シャフトは前記大径部がコーン面を有する固定プーリ部となった無段変速機のプーリシャフトであることを特徴とするシャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は軸部の一端部側に大径部を有するシャフトの製造方法に関し、特に、コーン面を有する固定プーリ部を大径部とする無段変速機のプーリシャフトを製造するためのシャフトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
変速比を無段階に変化させる無段変速機（ＣＶＴ）にはベルト式の無段変速機がある。このタイプの無段変速機は、溝幅可変のプライマリプーリを有する駆動側のプライマリシャフトと、溝幅可変のセカンダリプーリを有する従動側のセカンダリシャフトとを備え、両方のプーリには金属製のベルトやチェーン等の帯状の動力伝達要素が掛け渡されている。それぞれの溝幅を変化させると、プライマリプーリとセカンダリプーリに対する動力伝達要素の巻き付け径が変化し、プライマリシャフトの回転はセカンダリシャフトに無段階に変化して伝達される。
【０００３】
プライマリプーリとセカンダリプーリは、何れも、コーン面が形成された固定プーリ部を有するプーリシャフトと、このプーリシャフトの中央の軸部に摺動自在に装着される可動プーリとを有しており、固定プーリ部と可動プーリとの間の溝幅が可変となっている。
【０００４】
無段変速機用のプーリシャフトの軽量化を図るために、特許文献１および２には、それぞれフランジ部を有する２本のシャフトを予め加工して形成し、それぞれのシャフトをフランジ部で摩擦圧接することにより両方のフランジ部によって固定プーリ部を形成するとともに固定プーリ部内に空隙を形成するようにしたプーリシャフトの製造技術が記載されている。また、特許文献３および４には、鋼製のシャフト部と軽合金製の固定プーリ部とを予め加工して形成し、シャフト部に一体に形成されたフランジ部に固定プーリ部を摩擦圧接してプーリシャフトを製造するようにした技術が記載されている。
【特許文献１】特開２００２−１０６６５９号公報
【特許文献２】特開２００２−８１５１４号公報
【特許文献３】特開２００３−８３４２４号公報
【特許文献４】特開２００４−１３８２０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
軽合金製のプーリ部を有するプーリシャフトは、固定プーリ部の強度が小さくなるので、伝達トルクが大きい無段変速機に軽合金製の固定プーリ部を有するプーリシャフトを適用することは困難となる。そのため、伝達トルクが大きい無段変速機においては、従来、固定プーリ部と軸部とをともにその素材を炭素鋼とした鋼製のプーリシャフトが使用されている。固定プーリ部には金属ベルトが押し付けられるため、動力伝達時に固定プーリ部はその外周部が広がる方向に弾性変形することになるので、その素材としては靱性を有する機械構造用炭素鋼が使用されている。過酷な面圧を要求される固定プーリ部のコーン面と軸部に形成されるスプライン面との面圧および耐磨耗性を高めるために、機械構造用炭素鋼からなるプーリシャフトの表面には、浸炭や窒化等の熱処理つまり表面硬化処理により表面硬化層を形成するようにしている。
【０００６】
浸炭による表面硬化層の厚みは、浸炭深さが１mm前後となるように処理されており、浸炭深さを２mm以上にまで極度に深くすると、表面硬化層に割れが発生するおそれがあり、浸炭深さは最大でも１．５mm程度が限界である。一方、固定プーリと軸部との境界部分である固定プーリ根元部は、動力伝達時に固定プーリの曲げ応力が集中する応力集中部分になり、この部分の曲げ応力の内部分布は深さが２〜４mmに及ぶことが判明している。したがって、固定プーリ部根元に表面硬化層を形成しても、曲げ応力の内部分布の部分まで応力集中位置の強度を高めることは困難である。
【０００７】
固定プーリの曲げ応力が集中する根元部に小さな曲率の円弧面つまりＲ面を付加するようにしているが、曲げ応力を軽減させるために必要な曲率半径Ｒは軸径に近い２０〜３０mm程度にまで大きくしないと応力軽減の効果が発生しない。現実的に根元部に採用できる曲率半径Ｒは２〜３mm程度であり、Ｒ面を形成することによって応力集中部の強度を高めることは困難である。
【０００８】
従来では軸径を大きくすることによってプーリシャフトが曲げ応力に耐えるようにしているが、軸径を大きくすると、無段変速機の重量が嵩むことになる。軸径を大きくしても、プーリシャフトの内部に空洞を形成すれば、プーリシャフトの軽量化を達成することはできる。しかしながら、プーリシャフトの端部には給油パイプが接続される小径の作動油案内孔を形成する必要があるので、プーリシャフトの内部に内径の大きな空洞を形成することはできない。例えば、作動油案内孔の内径は約１５mm程度であり、それよりも大径の空洞をプーリシャフトの内部に形成するには、特殊な工法が要求され、現実的には作動油案内孔の内径と同一内径の空洞を形成することが限度である。このため、プーリシャフトは応力集中部の強度を考慮した軸部の径としつつ内部に小径の作動油案内孔を形成せざるを得ず、プーリシャフトの軽量化は困難であった。
【０００９】
プーリシャフトの両端部は、プーリシャフトを回転自在に支持するために軸受が装着されるジャーナル部となっている。それぞれのジャーナル部には作動油案内孔が形成されるので、ジャーナル部は他の部分に比して径方向の厚み寸法が小さい薄肉部となるため、プーリシャフトを固定プーリ部が最適な表面硬化層の厚みとなるようにした浸炭等の熱処理条件によりプーリシャフトを表面硬化処理すると、薄肉のために外面と孔内面とに硬化層が形成され、内部歪みが大きくなって矯正割れ発生のおそれがある。
【００１０】
このような問題点は、無段変速機用のプーリシャフトを含めて、両端部に設けられるジャーナル部と、一端部側の大径部とを軸部により一体に形成するようにしたシャフトにおいても同様である。
【００１１】
本発明の目的は、軸部の外径を大きくすることなく大径部に加わる外力により軸部に発生する曲げ応力に耐えるシャフトを製造し得るシャフトの製造方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、シャフトに表面硬化層を形成する浸炭等の熱処理炉においてシャフト全体に均一の処理を行うことにより、シャフトを構成する大径部、軸部およびジャーナル部に必要な性能を引き出すことができるシャフトの製造方法を提供することにある。
【００１３】
本発明の他の目的は、大径部に加わる曲げ応力に対する耐力を向上させつつシャフトの軽量化を達成することができるシャフトの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明のシャフトの製造方法は、一端部側に設けられる大径部、他端部側に設けられるジャーナル部および前記大径部と前記ジャーナル部との間の軸部を有するシャフトの製造方法であって、前記大径部を靱性材料を用い、前記軸部を前記大径部よりも焼き入れ性が良好な高焼き入れ性材料を用い、前記ジャーナル部を前記軸部よりも焼き入れ性が低い低焼き入れ性材料を用いてそれぞれ形成する加工工程と、前記大径部と前記軸部とをそれぞれの接合面で摩擦圧接により接合する接合工程と、前記軸部と前記ジャーナル部とをそれぞれの接合面で摩擦圧接により接合する接合工程と、前記大径部、前記軸部および前記ジャーナル部が一体に接合されて形成されたシャフトの表面に、前記大径部表面の耐面圧強度および耐磨耗性を基準とした熱処理条件により、表面硬化層を形成する熱処理工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明のシャフトの製造方法は、前記軸部を、前記大径部に一体に接合される第１の軸片と、前記ジャーナル部に一体に接合される第２の軸片とにより形成し、前記第１の軸片と前記第２の軸片とをそれぞれの接合面で摩擦圧接により接合することを特徴とする。本発明のシャフトの製造方法は、前記第１の軸片として前記大径部よりも焼き入れ性が良好な高焼き入れ性材料を用いて加工し、前記第２の軸片として靱性材料を用いて加工することを特徴とする。
【００１６】
本発明のシャフトの製造方法は、軸端部に形成された作動油案内孔よりも内径が大きい空洞を前記大径部に形成し、前記軸部に前記空洞に対応する空洞を形成することを特徴とする。
【００１７】
本発明のシャフトの製造方法は、前記軸部の前記大径部に対する接合面を前記大径部に向けて突出する円錐凸面とし、前記大径部の前記軸部に対する接合面を前記円錐凸面に接合される円錐凹面とすることを特徴とする。また、本発明のシャフトの製造方法は、前記それぞれの接合面を径方向の平坦面とすることを特徴する。
【００１８】
本発明のシャフトの製造方法においては、前記シャフトは前記大径部がコーン面を有する固定プーリ部となった無段変速機のプーリシャフトであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、大径部とジャーナル部とを軸部を介して一体に接合されるシャフトを相互に熱処理特性を相違させて軸部を大径部よりも焼き入れ性が良好な高焼き入れ性材料により形成し、ジャーナル部を軸部よりも焼き入れ性が低い低焼き入れ性材料により形成し、これらを摩擦圧接により接合するようにしたので、大径部の表面に熱処理により形成される表面硬化層による耐面圧強度と耐磨耗性を基準として大径部と軸部とジャーナル部とを均一条件で熱処理することができる。均一条件で熱処理しても、軸部に対しては浸炭等の硬化層を確保することができるとともに高い焼き入れ性により内部硬さを向上させることができるので、軸部に大径部から曲げ応力が加わっても、軸部の径を大きくすることなく、軸部は曲げ応力に耐えることができる。
【００２０】
均一条件で熱処理しても、ジャーナル部には表面のみが焼き入れされ、矯正割れの発生を防止することができ、大径部、軸部およびジャーナル部に必要な性能を引き出すことができる。
【００２１】
軸部を熱処理により曲げ剛性を高くすることができるので、軸部を含めてシャフトを軽量化することができる。しかも、摩擦圧接により軸部と大径部とを接合するようにしたので、軸部と大径部内に大径の空洞を形成することができ、シャフトを軽量化することができる。
【００２２】
大径部、軸部およびジャーナル部をそれぞれ別々に加工して摩擦圧接により接合してシャフトを形成するようにしたので、それぞれを少ない加工代により機械加工することができるとともに、種々の加工や成形方法によりそれぞれを機械加工することができる。軸部を径の異なる部分で２つの軸片に分割し、これら２つの軸片を摩擦圧接により接合して軸部を形成することにより、加工代を少なくしてそれぞれの機械加工を容易に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１はベルト式無段変速機の駆動系の一例を示す概略図であり、この無段変速機はエンジン１のクランク軸２の回転がトルクコンバータ３と前後進切換装置４を介して伝達される駆動側のプライマリプーリ５と、これと平行となった被駆動側のセカンダリプーリ６とを有している。
【００２４】
プライマリプーリ５は大径部である固定プーリ部７を有するプーリシャフト８と、このプーリシャフト８に軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ９とを有しており、固定プーリ部７と可動プーリ９のそれぞれのコーン面間隔つまりプーリ溝幅は可変となっている。セカンダリプーリ６は、プライマリプーリ５と同様に、固定プーリ部１１を有するプーリシャフト１２と、このプーリシャフト１２に軸方向に摺動自在に装着される可動プーリ１３とを有しており、固定プーリ部１１と可動プーリ１３のそれぞれのプーリ溝幅は可変となっている。プライマリプーリ５とセカンダリプーリ６との間には動力伝達要素としてのベルト１４が掛け渡されており、両方のプーリ溝幅を変化させてプライマリプーリ５とセカンダリプーリ６に対するベルト１４の巻き付け径の比率を変化させることにより、プライマリプーリ５の回転がセカンダリプーリ６に無段階に変速されて伝達されることになる。
【００２５】
セカンダリプーリ６の回転は減速歯車およびディファレンシャル装置１５を有する歯車列を介して駆動輪１６ａ，１６ｂに伝達されるようになっており、前輪駆動の場合には駆動輪１６ａ，１６ｂは前輪となる。
【００２６】
プライマリプーリ５のプーリ溝幅を変化させるために、プーリシャフト８にはプランジャ１７ａが固定され、このプランジャ１７ａの外周面に摺動自在に接触するプライマリシリンダ１８ａが可動プーリ９に取り付けられており、プランジャ１７ａとプライマリシリンダ１８ａとにより駆動油室１９ａが形成されている。一方、セカンダリプーリ６のプーリ溝幅を変化させるために、プーリシャフト１２にはプランジャ１７ｂが固定され、このプランジャ１７ｂの外周面に摺動自在に接触するセカンダリシリンダ１８ｂが可動プーリ１３に取り付けられており、プランジャ１７ｂとセカンダリシリンダ１８ｂとにより駆動油室１９ｂが形成されている。
【００２７】
図２は図１に示されたプライマリプーリ５を構成するプーリシャフト８を示す断面図である。プーリシャフト８は軸端部２１が一体に設けられた固定プーリ部７を有し、固定プーリ部７には図１に示す可動プーリ９に対向するコーン面２２が形成され、軸端部２１には軸受が嵌合される嵌合部２３と、歯車部つまりスプライン部２４とが形成されている。固定プーリ部７には軸部２５が接合されるようになっており、軸部２５には嵌合部２６とボール溝２７とが形成され、嵌合部２６とボール溝２７には図１に示す可動プーリ９が軸方向に移動自在に装着されることになる。軸部２５は固定プーリ部７に接合される第１の軸片２５ａとこれと接合されるとともに軸片２５ａよりも小径の第２の軸片２５ｂとにより形成されている。軸部２５にはジャーナル部２８が接合されるようになっており、ジャーナル部２８には軸受が嵌合される嵌合部２９と雄ねじ３０とが形成されている。このように、図２に示すプーリシャフト８は、軸端部２１が一体に設けられた固定プーリ部７と、固定プーリ部７に接合される軸部２５と、軸部２５に接合されるジャーナル部２８とを有している。
【００２８】
軸部２５は第１の軸片２５ａと第２の軸片２５ｂとにより形成されているが、１つの部材により形成するようにしても良い。ただし、図２に示すように、軸部２５を２つの部材により形成すると、径の異なる部分で分割することができ、素材の削り代が少なくなり、冷間鍛造等の機械加工における加工性が良好となる。
【００２９】
軸端部２１には作動油案内孔３１が形成され、これに連通する空洞３２が固定プーリ部７の中心部に、軸部２５の軸方向中央部まで延びて形成されており、空洞３２の内径Ｄ１は作動油案内孔３１の内径Ｄ２よりも大きくなっている。この空洞３２に連通する連通孔３３が軸部２５に形成され、空洞３２に供給された潤滑油は、連通孔３３を介して固定プーリ部７のコーン面２２と可動プーリ９のコーン面に供給される。ジャーナル部２８の内部には軸部２５にまで延びて作動油案内孔３４が形成され、これに連通する連通孔３５が軸部２５に形成され、作動油案内孔３４は図１に示す駆動油室１９ａに連通するようになっており、作動油案内孔３４、連通孔３５を介して駆動油室１９ａには作動油が供給されるとともに駆動油室１９ａ内の作動油は外部に排出される。軸端部２１には作動油案内孔３１に連通する連通孔３６が形成され、この連通孔３６を介して軸受等に潤滑油が供給されるようになっている。
【００３０】
図２に示すように、プーリシャフト８は４つの部材を接合することにより形成されており、図２において破線４１〜４３は接合部分を示している。
【００３１】
図３は図２に示すプーリシャフト８を構成する固定プーリ部７，第１の軸片２５ａ，第２の軸片２５ｂおよびジャーナル部２８の４つの部材を示す断面図である。それぞれの素材は予め鍛造加工、切削加工、研削加工等の機械加工により図示する形状に形成される。固定プーリ部７には円錐凹面となった接合面４１ａが形成され、第１の軸片２５ａには円錐凹面に向けて突出する円錐凸面となった接合面４１ｂが形成されている。第１の軸片２５ａには接合面４１ｂの軸方向反対側に径方向に平坦面となった接合面４２ａが形成され、第２の軸片２５ｂには接合面４２ａに対向して平坦面となった接合面４２ｂが形成されている。第２の軸片２５ｂには接合面４２ｂの軸方向反対側に径方向に平坦面となった接合面４３ａが形成されている。さらに、ジャーナル部２８には接合面４３ａに対向する接合面４３ｂが形成されている。
【００３２】
固定プーリ部７と軸部２５の接続部位である根元部には、図において符号Ｒを付して示すように、曲げ応力の集中を避けるためにＲ部が形成されている。このＲ部の曲率半径は数ｍｍ程度となっている。
【００３３】
固定プーリ部７の中心部には作動油案内孔３１が図３の右端部側に形成され、空洞３２となる孔が反対側に形成されており、機械加工によりこれらの孔は容易に加工することができる。同様に、第１の軸片２５ａと第２の軸片２５ｂに形成される空洞３２も容易に機械加工することができる。
【００３４】
図３に示す４つの部材は相互に熱処理特性が相違する金属材料により形成されている。固定プーリ部７としては、曲げ応力に耐えられる強度を有するとともに、浸炭等の熱処理により耐面圧強度と耐磨耗性を持つ表面硬化層を形成することができる靱性材料が用いられる。その靱性材料としては、例えば、ＳＣＭ４２０等のクロムモリブデン鋼や、ＳＣｒ４２０等クロム鋼が使用される。
【００３５】
軸部２５のうち固定プーリ部７に接合される第１の軸片２５ａとしては、曲げ応力に耐えるために浸炭等の表面硬化層を確保しつつ内部硬さを大きくするために固定プーリ部７よりも焼き入れ性が良好な高焼き入れ性材料が用いられる。その高焼き入れ性材料としては、ＳＣＭ８２２級のクロムモリブデン鋼が使用される。軸部２５のうちジャーナル部２８側の第２の軸片２５ｂは、内部硬さを第１の軸片２５ａよりも低くすることができるので、固定プーリ部７と同様の靱性材料を用い、同種の金属材料であるＳＣＭ４２０等のクロムモリブデン鋼が使用されている。ただし、第２の軸片２５ｂを第１の軸片２５ａと同様のＳＣＭ８２２級のクロムモリブデン鋼を使用するようにしても良い。
【００３６】
ジャーナル部２８には嵌合部２９と雄ねじ３０が設けられており、加わる負荷は小さいが、ジャーナル部２８には作動油案内孔３４が形成されているので、薄肉となっている。したがって、固定プーリ部７と同一の熱処理条件で浸炭等の表面硬化層を形成すると歪みが大きくなるとともに、外周面と作動油案内孔３４の内周面とに表面硬化層が形成されるので、矯正時に割れが発生する可能性が高くなる。このため、ジャーナル部２８としては、焼き入れ性が軸部２５よりも低い低焼き入れ性材料が用いられる。その低焼き入れ性材料としては、Ｓ２５Ｃ等の炭素鋼が使用される。
【００３７】
このように、それぞれ熱処理特性が相違する素材を用いて４つの部材はそれぞれの加工工程により図３に示す形状に別々に加工される。これらの４つの部材は相互に接合面同士を接触させるとともに軸方向の押し付け力を加えた状態のもとで摩擦圧接つまり摩擦溶接により接合される（接合工程）。例えば、固定プーリ部７と第１の軸片２５ａとを摩擦圧接するには、固定プーリ部７の接合面４１ａと第１の軸片２５ａの接合面４１ｂとを接触させるとともに軸方向の押し付け力を加えた状態のもとで、固定プーリ部７と第１の軸片２５ａとを相互に逆方向に回転させたり、一方のみを回転させたりすることにより、両方の接合面４１ａ，４１ｂに滑りによる摩擦熱を発生させる。この摩擦熱により両方の素材には接合面４１ａ，４１ｂから所定の深さ部分が軟化して両方の素材が金属組織的に一体となって接合される。同様にして第１の軸片２５ａと第２の軸片２５ｂとを摩擦圧接により接合するとともに、軸部２５とジャーナル部２８とを摩擦圧接により接合する。４つの部材が全体的に一体に接合されるのであれば、部材相互の接合手順は任意に行うことができ、ジャーナル部２８と第２の軸片２５ｂを先に接合するようにしても良い。
【００３８】
固定プーリ部７と軸部２５の接合面４１ａ，４１ｂを円錐面とすることにより、両方の部材の少なくとも一方を回転させて摩擦圧接を行う際に、固定プーリ部７と軸部２５と芯ずれ発生を防止することができるとともに、接合部分４１の領域を大きくして接合強度を高めることができる。
【００３９】
摩擦圧接により図２に示すように形成されたプーリシャフト８は、熱処理炉に搬送されて熱処理される（熱処理工程）。このときの熱処理条件は、固定プーリ部７の表面にコーン面２２として必要な耐面圧強度および耐磨耗性が得られることになる最適な深さで浸炭等の表面硬化層が形成される条件を基準とし、熱処理炉においてプーリシャフト８の表面に対して全体的に均一に熱処理が行われる。この条件のもとで熱処理を行うと、軸片２５ａは高焼き入れ性材料により形成されているので、内部硬さを確保することができ、軸片２５ａに固定プーリ部７から加わる曲げ応力に対して十分な強度を有するプーリシャフト８を製造することができる。しかも、摩擦圧接により軸部２５と固定プーリ部７とを接合することによって、固定プーリ部７と軸部２５の内部には作動油案内孔３１よりも大径の空洞３２を形成することができ、プーリシャフト８を軽量化することができる。
【００４０】
ジャーナル部２８は低焼き入れ性材料により形成されているので、上述した熱処理条件により熱処理を行っても、ジャーナル部２８には固定プーリ部７における深さでは表面硬化層が形成されることが防止される。これにより、ジャーナル部２８に歪みが発生したり、矯正時に割れが発生したりすることが防止される。さらに、ジャーナル部２８を軸部２５と異なる熱処理特性を有する材料を使用することにより、プーリシャフト８全体を均一の熱処理条件で処理することが可能となり、ジャーナル部２８の削り代を低減できるとともに鍛造等の成形方法によってジャーナル部２８を機械加工することができる。
【００４１】
図４は図１に示されたセカンダリプーリ６を構成するプーリシャフト１２を示す断面図である。プーリシャフト１２は軸端部２１が一体に設けられた大径部である固定プーリ部１１を有し、固定プーリ部１１には図１に示す可動プーリ１３に対向するコーン面２２が形成され、軸端部２１には軸受が嵌合される嵌合部２３と雄ねじ部２４ａとが形成されている。固定プーリ部１１には軸部２５が接合されるようになっており、軸部２５には嵌合部２６とボール溝２７とが形成され、嵌合部２６とボール溝２７には図１に示す可動プーリ１３が軸方向に移動自在に装着されることになる。プーリシャフト１２の軸部２５は、図２に示したプーリシャフト８の軸部２５が２つの軸片２５ａ，２５ｂにより形成されているのに対し、１つの部材により形成されている。軸部２５にはジャーナル部２８が接続されるようになっており、ジャーナル部２８には軸受が嵌合される嵌合部２９と雄ねじ３０が形成されるとともに減速歯車が取り付けられるスプライン３７が形成されている。このように、図４に示すプーリシャフト１２は、軸端部２１が一体に設けられた固定プーリ部１１と、固定プーリ部１１に接合される軸部２５と、軸部２５に接合されるジャーナル部２８とを有しており、これら３つの部材は別々の加工工程において製造される。
【００４２】
固定プーリ部１１としては、固定プーリ部７と同様の靱性材料が用いられ、軸部２５としては、図２に示す軸部２５と同様の高焼き入れ性材料が用いられる。さらに、ジャーナル部２８としては焼き入れ性が軸部２５よりも低い低焼き入れ性材料が用いられる。これら３つの部材は摩擦圧接により図４において破線４１，４３で示す部分で接合される。
【００４３】
図５は図２に示したプーリシャフト８の変形例を示す断面図であり、固定プーリ部７と第１の軸片２５ａの接合部分４１は、図２に示すプーリシャフト８では円錐面となっているのに対し、径方向を向いた平坦面となっている。これらの接合部分４１の形状を除き、他の構造は図２に示したプーリシャフト８と同様である。
【００４４】
図６は図４に示したプーリシャフト１２の変形例を示す断面図であり、固定プーリ部１１と軸部２５の接合部分４１は、図４に示すプーリシャフト８では円錐面となっているのに対し、平坦面となっている。これらの接合部分４１の形状を除き、他の構造は図４に示したプーリシャフト１２と同様である。なお、全ての接合部分を円錐面としても良い。
【００４５】
図４および図６に示すセカンダリプーリ６のプーリシャフト１２は、３つの部材１１，２５、２８を接合することにより形成されているが、図２および図５に示すプライマリプーリ５のプーリシャフト８と同様に軸部２５を２つの軸片２５ａ，２５ｂにより形成するようにしても良い。
【００４６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、上述した実施の形態は本発明を無段変速機のプーリシャフトの製造に適用した場合であるが、大径部と軸部とを有し大径部から軸部に曲げ応力が加えられるシャフトであれば、プーリシャフト以外の種々のシャフトの製造に本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】ベルト式無段変速機の駆動系の一例を示す概略図である。
【図２】図１に示されたプライマリプーリのプーリシャフトを示す断面図である。
【図３】図２に示したプーリシャフトを構成する４つの部材を示す断面図である。
【図４】図１に示されたセカンダリプーリのプーリシャフトを示す断面図である。
【図５】図２に示したプーリシャフトの変形例を示す断面図である。
【図６】図４に示したプーリシャフトの変形例を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４８】
７      固定プーリ部（大径部）
８      プーリシャフト
１１    固定プーリ部（大径部）
１２    プーリシャフト
２１    軸端部
２２    コーン面
２５    軸部
２８    ジャーナル部
３１    作動油案内孔
３２    空洞
３４    作動油案内孔
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ    接合面
【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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