(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
同軸的に取り付けられて離間対向し、対向面を凹面とする回転自在な入力側及び出力側のディスクと、
前記入力側及び出力側のディスクの凹面間に挟持され、凸状の周面を前記凹面に当接させて前記入力側ディスクの回転力を前記出力側ディスクに伝達する回転自在なパワーローラと、
このパワーローラを取り付け、揺動することにより前記入力側及び出力側のディスクに対する前記パワーローラの当接位置を可変することにより、前記出力側ディスクの回転速度を可変制御するトラニオンとを具備し、
前記トラニオンは取付孔を有し、この取付孔に支軸を介して前記パワーローラを回転自在に取り付けるもので、このトラニオンの取付孔の内周面の深さ０．４〜５ｍｍの範囲の部分に、ＨＲＣ５０以上となる高周波焼入れを前記トラニオンのパワーローラ取付面側とは反対側から施すことを特徴とするトロイダル型無段変速機の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば、自動車用変速機として適用されるトロイダル型無段変速機の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種のトロイダル型無段変速機としては、例えば、図３及び図４に示す様なものが知られている。このトロイダル型無段変速機は、例えば実開昭６２−７１４６５号公報に開示されているように、入力軸１と同心に入力側ディスク２を支持し、この入力軸１と同心に配置された出力軸３の端部に出力側ディスク４を固定している。トロイダル型無段変速機を納めたケーシングの内側には、入力軸１及び出力軸３に対して捩れの位置にある枢軸５，５を中心として揺動するトラニオン６，６が設けられている。
【０００３】
トラニオン６，６の両端部外側面には枢軸５，５が設けられ、トラニオン６，６の中心部には変位軸７，７の基端部が支持されている。トラニオン６，６は枢軸５，５を中心として揺動され、変位軸７，７の傾斜角度を調節するようになっている。トラニオン６，６に支持された変位軸７，７には、それぞれパワーローラ８，８が回転自在に支持されている。そして、パワーローラ８，８は入力側ディスク２と出力側ディスク４との間に挟持されており、入力側ディスク２及び出力側ディスク４の互いに対向する内側面は、それぞれ断面が凹面２ａ，４ａをなしている。パワーローラ８，８は球状凸面に形成されて入力側ディスク２及び出力側ディスク４の凹面２ａ，４ａに当接されている。
【０００４】
入力軸１と入力側ディスク２との間にはローデイングカム方式の押圧装置９が設けられ、この押圧装置９によって入力側ディスク２を出力側ディスク４に向けて弾性的に押圧している。押圧装置９は入力軸１と共に回転するカム板１０と、保持器１１により保持された複数個のローラ１２，１２とから構成されている。カム板１０の片側面には円周方向に亙る凹凸面であるカム面１３が形成され、入力側ディスク２の外側面にも同様のカム面１４が形成されている。複数個のローラ１２，１２はカム面１３，１４間に、入力軸１の中心に対して放射方向の軸を中心として回転自在に支持されている。
【０００５】
上述のような構成において、入力軸１の回転に伴ってカム板１０が回転すると、カム面１３によって複数個のローラ１２，１２が入力側ディスク２の外側面のカム面１４に押圧される。この結果、入力側ディスク２がパワーローラ８，８に押圧されると同時に一対のカム面１３，１４とローラ１２，１２との押し付け合いに基づいて入力側ディスク２が回転する。そして、入力側ディスク２の回転がパワーローラ８．８を介して出力側ディスク４に伝達され、出力側ディスク４に固定されている出力軸３が回転する。
【０００６】
入力軸１と出力軸３との間で減速を行う場合には、枢軸５，５を中心としてトラニオン６，６を揺動させ、パワーローラ８，８の周面８ａ，８ａが図４に示すように入力側ディスク２の内側面２ａの中心寄り部分と、出力側ディスク４の内側面４ａの外周寄り部分とにそれぞれ当接するように変位軸７，７を傾斜させる。
【０００７】
反対に、入力軸１と出力軸３との間で増速を行う場合には、トラニオン６，６を揺動させ、パワー口―ラ８，８の周面８ａ，８ａが図５に示すように入力側ディスク２の内側面２ａの外周寄り部分と、出力側ディスク４の内側面４ａの中心寄り部分とにそれぞれ当接するように変位軸７，７を傾斜させる。
【０００８】
また、変位軸７，７の傾斜角度を図３と図４との中間にすれば入力軸１と出力軸３との間で中間の変速比が得られる。
【０００９】
更に、図５及び図６に詳細に示すように、入力側ディスク２と出力側ディスク４とは、円管状の入力軸１５の周囲にそれぞれニードル軸受１６、１６を介して回転自在に支持されている。また、カム板１０は入力軸１５の端部の外周面にスプライン係合され、鍔部１７によって入力側ディスク２から離れる方向への移動が阻止されている。そして、カム板１０とローラ１２，１２とにより、ローデイングカム型の押圧装置９が構成されている。
【００１０】
押圧装置９は入力軸１５の回転に基づいて入力側ディスク２を、出力側ディスク４に向け押圧しつつ回転させる。出力側ディスク４には出力歯車１８を、キー１９．１９により結合し、これら出力側ディスク４と出力歯車１８とが同期して回転するようになっている。
【００１１】
１対のトラニオン６，６はその両端部が１対の支持板２０，２０に揺動及び軸方向に亘って変位自在に支持されている。トラニオン６，６の中間部には取付孔としての円孔２３，２３が穿設されている。トラニオン６，６の円孔２３，２３には支軸としての変位軸７，７が取り付けられている。変位軸７，７は互いに平行で、且つ偏心した支持軸部２１，２１と枢支軸部２２，２２とをそれぞれ有している。変位軸７，７はその支持軸部２１，２１を各円孔２３，２３の内側にニードル軸受２４，２４を介して回転自在に取り付けられている。また、変位軸７，７の枢支軸部２２，２２にはニードル軸受２５，２５を介してパワーローラ８，８が回転自在に支持されている。
【００１２】
尚、１対の変位軸７，７は入力軸１５に対して１８０度反対側の位置に設けられている。また、変位軸７，７の各枢支軸部２２，２２が支持軸部２１，２１に対し偏心している方向は、入力側ディスク２及び出力側ディスク４の回転方向に対して同方向としており、偏心方向は出力軸１５の配設方向に対してほぼ直交する方向としている。従って、パワーローラ８，８は入力軸１５の配設方向に亙って若千の変位自在に支持される。この結果、構成部品の寸法精度や弾性変形等に起因して、パワーローラ８，８が入力軸１５の軸方向に変位する傾向となった場合でも、構成各部品に無理な力を加えることなく、この変位を吸収できる。
【００１３】
また、パワーローラ８，８の外側面とトラニオン６，６の中間部内側面との間には、パワーローラ８，８の外側面側から順に、スラスト玉軸受２６，２６とスラストニードル軸受２７，２７とが設けられている。スラスト玉軸受２６，２６はパワーローラ８，８に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、各パワーローラの回転を許容するものである。このようなスラスト玉軸受２６，２６はそれぞれ複数個ずつの玉２９，２９と、各玉２９，２９を転動自在に保持する円環状の保持器２８，２８と、円環状の外輪３０，３０とから構成されている。
【００１４】
スラストニードル軸受２７，２７は図７及び図８に詳細に示すようなレース３１と保持器３２とニードル３３，３３とから構成されている。レース３１と保持器３２とは、回転方向に亙る若干の変位自在に組み合わされている。スラストニードル軸受２７，２７はレース３１，３１をトラニオン６，６の内側面に当接させた状態で、この内側面と外輪３０，３０の外側面との間に挟持している。
【００１５】
更に、各トラニオン６，６の一端部にはそれぞれ駆動ロッド３６，３６を結合し、各駆動ロッド３６，３６の中間部外周面に駆動ピストン３７，３７を固定している。そして、各駆動ピストン３７，３７をそれぞれ駆動シリンダ３８，３８内に油密に嵌装している。
【００１６】
上述の様に構成されるトロイダル型無段変速機の場合には、入力軸１５の回転が押圧装置９を介して入力側ディスク２に伝えられる。そして、入力側ディスク２の回転が１対のパワーローラ８，８を介して出力側ディスク４に伝えられ、更に出力側ディスク４の回転が出力歯車１８より取り出される。入力軸１５と出力歯車１８との間の回転速度比を変える場合には、１対の駆動ピストン３７，３７を互いに逆方向に変位させる。各駆動ピストン３７，３７の変位に伴って１対のトラニオン６，６がそれぞれ逆方向に変位する。その結果、各パワーローラ８，８の周面８ａ，８ａと入力側ディスク２及び出力側ディスク４の内側面２ａ，４ａとの当接部に作用する接線方向の力の向きが変化する。この力の向きの変化に伴ってトラニオン６，６が支持板２０，２０に枢支された枢軸５，５を中心として互いに逆方向に揺動する。
【００１７】
ところで、上記したトラニオン６は構造上、パワーローラ８に作用するスラスト荷重を受けて図９及び図１０に示すように、背面側が引張られて内面側が圧縮される。これにより、トラニオン６には矢印で示すように引張及び圧縮応力が発生して円孔２３が変形し、円孔２３には応力が集中して過大な応力分布ｃになってしまう。このため、トラニオン６がその円孔２３の近傍から破損する虞があった。
【００１８】
そこで、従来においては、トラニオン６の肉厚を増大させることにより応力を低下させて破損を防止するようにしていた。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トラニオンの肉厚を増大させた場合には、トランスミッションが大型化してしまうという不都合があった。
【００２０】
そこで、トラニオンの全面に焼入れ、焼戻しを行なってその硬度を高めて耐力を大きくすることが考えられてきた。
【００２１】
しかしながら、この場合には、トラニオンの硬さが必要の無い部分まで硬くなってしまい、加工性の低下を招き、コストアップにつながるという問題があった。
【００２２】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、トラニオンを厚くしたり、加工性を低下させるといったことなく、耐久性をアップさせてトラニオンの破損を確実に防止できるようにしたトロイダル型無段変速機の製造方法を提供することを目的とする。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するため、同軸的に取り付けられて離間対向し、対向面を凹面とする回転自在な入力側及び出力側のディスクと、前記入力側及び出力側のディスクの凹面間に挟持され、凸状の周面を前記凹面に当接させて前記入力側ディスクの回転力を前記出力側ディスクに伝達する回転自在なパワーローラと、このパワーローラを取り付け、揺動することにより前記入力側及び出力側のディスクに対する前記パワーローラの当接位置を可変することにより、前記出力側ディスクの回転速度を可変制御するトラニオンとを具備し、前記トラニオンは取付孔を有し、この取付孔に支軸を介して前記パワーローラを回転自在に取り付けるもので、このトラニオンの取付孔の内周面の深さ０．４〜５ｍｍの範囲の部分に、ＨＲＣ５０以上となる高周波焼入れを前記トラニオンのパワーローラ取付面側とは反対側から施すことを特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図１及び図２に示す一実施の形態を参照して詳細に説明する。
【００２６】
なお、従来で説明した部分と同一部分については、同一番号を付してその説明を省略する。
【００２７】
図１はトラニオン６を示す縦断面図で、図２はその背面図である。
【００２８】
トラニオン６は炭素含有率０．２〜０．８％の鉄鋼材料で形成されている。このトラニオン６の変位軸７を取り付ける円孔２３の周辺部２３ａはトラニオン６の背面側から高周波熱処理として高周波焼入れが施されている。この高周波処理により円孔２３の内周面は深さ（Ｓ）が０．４〜５ｍｍ、軸方向の長さ（Ｈ）が８ｍｍの範囲でＨＲＣが５０以上となっている。なお、軸方向の長さＨは８ｍｍの範囲に限らず、穴全体に焼入れ焼戻しを行うことも可能である。
【００２９】
これにより、トラニオン６の耐力が必要な部位（円孔周辺部）のみに十分な硬度を持たせることができ、他の部分は必要以上に硬くなることがない。
【００３０】
従って、従来のように、トラニオン６の肉厚を大きくした場合のように、大型化することがなく、また、トラニオン６の全面に焼き入れ、焼戻した場合のように、加工性能を低下させるといったこともない。
【００３１】
一方、トラニオン６に形成される円孔２３の精度は重要である。この円孔２３の精度が悪いと変位軸７が円孔２３内でガタついてしまう。このガタつきは無段変速機の変速応答性に悪影響を与えてしまう。
【００３２】
トロイダル型無段変速機はトラニオン６を上下方向に移動させることにより、パワーローラ８が追従してパワーローラ８と入力側及び出力側のディスク２，４との接触点が変化することにより変速比を変えるものである（トラニオン６の上下方向の移動量は１ｍｍ未満で十分である）。
【００３３】
従って、トラニオン６の円孔２３内において変位軸７のガタが大きくなると、パワーローラ８の上下方向の移動が遅れてしまい、変速応答性が悪くなってしまう。
【００３４】
トラニオン６の円孔２３に高周波熱処理を施すと、円孔２３が変形してしまうとともに、トラニオン６の形状がその上下方向と幅方向とで肉厚が均等でなく、熱変形も異なってしまうため、仕上げ加工が必要となる。即ち、熱処理される円孔２３の内径部内にニードル軸受け２４がガタなく挿入されるように熱処理後の仕上げ加工により内径部を仕上げることが望ましい。
【００３５】
通常、トラニオン６の円孔２３は熱処理後に研削により内径部が仕上げ加工される。しかし、トラニオン６の形状が複雑である為、固定方法やワークの回転などに問題があった。このため、研削により仕上げ加工を行うことが困難となり、コストアップになっていた。
【００３６】
そこで、この発明では、トラニオン６の円孔２３に高周波熱処理を施した後、円孔２３の内径部をホーニング加工により仕上げ加工を行った。
【００３７】
これにより、トラニオン６の円孔２３の内径部を安価で精度良く仕上げ加工を行うことができ、変位軸７のガタ量を小さく押さえて無段変速機の変速応答性を向上できる。
【００３８】
尚、本発明は上記実施の形態に限られるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形実施可能なことは勿論である。
【００３９】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、トラニオンの取付孔の周辺部を高周波熱処理したから、トラニオンの取付孔周辺部の硬度を高くすることができる。
【００４０】
従って、トラニオンの耐力が必要な部位のみの硬度を高めることが可能となり、トラニオンの他の部分の加工性能の低下を防いでコストを低減できるとともに、トラニオンの肉厚を大きくする必要がないため、大型化も防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の形態であるトラニオンを示す縦断面図。
【図２】図１のトラニオンを示す正面図。
【図３】従来のトロイダル型無段変速機の基本的構成を最大減速時の状態で示す側面図。
【図４】従来のトロイダル型無段変速機の基本的構成を最大増速時の状態で示す側面図。
【図５】従来のトロイダル型無段変速機を示す断面図。
【図６】図５のトロイダル型無段変速機をＣ−Ｃ線に沿って示す断面図。
【図７】図５のトロイダル型無段変速機に備えられるスラストニードル軸受を示す平面図。
【図８】図７のスラストニードル軸受をＤ−Ｄ線に沿って示す断面図。
【図９】トラニオンに作用するスラスト荷重を示す図。
【図１０】スラスト荷重によりトラニオンに生ずる応力を示す図。
【符号の説明】
１…入力軸
２…入力側ディスク
２ａ…凹面
３…出力軸
４…出力側ディスク
４ａ…凹面
５…枢軸
６…トラニオン
７…変位軸（支持軸）
８…パワーローラ
２３…円孔（取付孔）
【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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