(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状の軸本体を有する入力軸であって、
該軸本体の端部に形成され該軸本体よりも外径が大きい円盤部と、
前記円盤部の隣りで該入力軸の端面を含む位置に形成されかつ前記端面側から見て互いに平行な２辺以上のフラット面を有する非円形部とを具備し、かつ、
前記円盤部外周の前記フラット面側の縁に、前記フラット面の加工前に形成された周方向に沿う環状溝の溝幅方向の中間位置を境に前記環状溝の前記フラット面側が機械加工されることにより前記中間位置を境として前記環状溝の前記円盤部側の部分を残してなる断面円弧状の加工面を有し、かつ、互いに隣合う前記フラット面間に前記環状溝の前記周方向の一部を有してい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】
軸本体の端部に形成された大径な円盤部と、該円盤部の隣りに形成された互いに平行な２辺以上のフラット面をもつ非円形部とを有するトロイダル型無段変速機の入力軸、の製造方法において、
材料端部の大径部の外周面を加工することにより該大径部の周方向に連続する環状溝を形成する第１の工程と、
前記環状溝の溝幅方向の中間位置を境として前記材料端部の端面側の外周部を加工することによって前記フラット面を形成するとともに加工されずに残る前記円盤部外周の前記フラット面側の縁に前記環状溝の一部を残す第２の工程とを具備し、
前記第２の工程では、前記環状溝の溝幅方向の中間位置を境に前記フラット面側を機械加工することによって前記環状溝の一部からなる断面円弧状の加工面を形成するとともに、互いに隣合う前記フラット面間に前記環状溝の前記周方向の一部を残すことを特徴とするトロイダル型無段変速機の入力軸の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば自動車等の変速機構に用いるトロイダル型無段変速機の入力軸とその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両等に用いる変速装置として、いわゆるＣＶＴと称される無段変速機が実用化されている。無段変速機の一例としてトロイダル形無段変速機が開発されている。トロイダル形無段変速機は、入力軸と一体に回転する入力ディスクと、この入力ディスクに対向する出力ディスクと、これら双方のディスク間に設けるパワーローラと、入力ディスクを出力ディスクに向かって押圧するための押圧機構などを備えている。
【０００３】
図７は従来のトロイダル形無段変速機の一部を示している。この図に示すように、入力軸１００の一端側につば部１０１が形成され、つば部１０１とカムディスク１０２との間にスラストベアリング１０３が設けられている。カムディスク１０２は前記押圧機構の一部を構成している。入力軸１００の他端側に形成されたねじ部１０５に、ローディングナット１０６が螺合される。このローディングナット１０６をねじ部１０５に締付ける際に、つば部１０１をソケット等の治具によって保持することにより、入力軸１００の回り止めをなしている。従ってこのつば部１０１は、ボルトの頭に似た六角形状をなしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記トロイダル形無段変速機において、図８および図９に示すように、入力軸１００のつば部１０１′に六角形の非円形部１１０と、非円形部１１０の隣りに円形の円盤部１１１を一体に設ける必要が生じた。この場合、従来は、材料端部の大径部の一部を六角形に機械加工することによって非円形部１１０を成形し、加工しない部分を円盤部１１１として残すようにしていた。しかしそのような機械加工を行った場合、円盤部１１１の外周縁１１２が非円形部１１０の機械加工によっていわゆるエッジコーナーとなり、ばりが発生しやすいという問題が生じた。
【０００５】
従って本発明の目的は、つば部を構成する円盤部と非円形部との間にばりが生じないようなトロイダル型無段変速機の入力軸とその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
前記目的を果たすための本発明のトロイダル型無段変速機の入力軸は、円筒状の軸本体を有する入力軸であって、該軸本体の端部に形成され該軸本体よりも外径が大きい円盤部と、前記円盤部の隣りで該入力軸の端面を含む位置に形成されかつ前記端面側から見て互いに平行な２辺以上のフラット面を有する非円形部とを具備し、かつ、前記円盤部外周の前記フラット面側の縁に、前記フラット面の加工前に形成された周方向に沿う環状溝の溝幅方向の中間位置を境に前記環状溝の前記フラット面側が機械加工されることにより前記中間位置を境として前記環状溝の前記円盤部側の部分を残してなる断面円弧状の加工面を有し、かつ、互いに隣合う前記フラット面間に前記環状溝の前記周方向の一部を有していることを特徴とする。本発明の入力軸は、円盤部外周のフラット面側の縁に前記加工面が形成されていることにより、エッジコーナーが生じることを回避でき、ばりの発生が抑制される。
【０００７】
前記入力軸を製造するための本発明の製造方法は、材料端部の大径部の外周面を加工することにより該大径部の周方向に連続する環状溝を形成する第１の工程と、前記環状溝の溝幅方向の中間位置を境として前記材料端部の端面側の外周部を加工することによって前記フラット面を形成するとともに加工されずに残る前記円盤部外周の前記フラット面側の縁に前記環状溝の一部を残す第２の工程とを具備し、前記第２の工程では、前記環状溝の溝幅方向の中間位置を境に前記フラット面側を機械加工することによって前記環状溝の一部からなる断面円弧状の加工面を形成するとともに、互いに隣合う前記フラット面間に前記環状溝の前記周方向の一部を残すことを特徴とする。本発明の製造方法では、第１の工程によって予め環状溝を形成したのち、第２の工程によって非円形部の各フラット面を形成し、その加工の際に環状溝の一部を円盤部の外周縁に残すことにより、エッジコーナーが生じることを回避でき、ばりの発生が回避される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下にこの発明の一実施形態について図１から図６を参照して説明する。
図１は、ダブルキャビティ式ハーフトロイダル形無段変速機１０の主要部を構成するバリエータ部(Variator)を示している。この変速機１０は、第１のキャビティ１１を構成する入力ディスク１２ａおよび出力ディスク１３ａと、第２のキャビティ１４を構成する入力ディスク１２ｂおよび出力ディスク１３ｂを備えている。
【０００９】
第１の入出力ディスク１２ａ，１３ａの間に一対のパワーローラ１５が設けられている。パワーローラ１５の外周面は、各ディスク１２ａ，１３ａのトラクション面に接している。第２の入出力ディスク１２ｂ，１３ｂの間にも一対のパワーローラ１５が設けられている。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。
【００１０】
第１の入力ディスク１２ａは、入力軸（ＣＶＴ軸）２０に第１のボールスプライン２１によって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の入力ディスク１２ｂは、入力軸２０に第２のボールスプライン２２によって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。したがって入力ディスク１２ａ，１２ｂは、入力軸２０と一体に回転する。この入力軸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。
【００１１】
出力ディスク１３ａ，１３ｂは、入力ディスク１２ａ，１２ｂの間に設けられている。第１の出力ディスク１３ａは第１の入力ディスク１２ａに対向し、第２の出力ディスク１３ｂは第２の入力ディスク１２ｂに対向している。これら出力ディスク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が設けられている。出力ギヤ３３は出力軸（図示せず）と連動して回転する。
【００１２】
第１の入力ディスク１２ａの背面側に、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とを含んでいる。カムディスク４１は、入力軸２０に対して、ボールベアリング４３を介して回動自在に支持されている。カムディスク４１と入力ディスク１２ａとの相互対向部にそれぞれカム面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。
【００１３】
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が回転することにより、第１の入力ディスク１２ａが第１の出力ディスク１３ａに向って押圧されるとともに、第１の入力ディスク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の入力ディスク１２ｂが第２の出力ディスク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ディスク１２ａ，１２ｂを回転させ、入力ディスク１２ａ，１２ｂの回転がパワーローラ１５を介して出力ディスク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。
【００１４】
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、フランジ状に広がるつば部５０が設けられている。つば部５０の近傍に第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に、入力ディスク１２ａと入力軸２０とを互いに回転方向に固定するための部材として機能するボール５３が収容される。従ってこの入力ディスク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。
【００１５】
入力軸２０の他端側にねじ部６０が形成されている。このねじ部６０にローディングナット６１（図１に示す）が螺合される。ねじ部６０の近傍に第２のスプライン溝６２が形成されている。第２の入力ディスク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が形成されている。これらスプライン溝６２，６３にボール６４が収容されることにより、入力ディスク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。入力ディスク１２ｂは、皿ばね等の弾性部材６５によって、カムディスク４１の方向に付勢されている。弾性部材６５はローディングナット６１によって固定される。
【００１６】
つば部５０は、円筒状の軸本体２０ａの端部に形成された円盤部７０と、円盤部７０と一体に軸本体２０ａの端部に形成された非円形部７１とを有している。円盤部７０は軸本体２０ａと同心であり、その外径Ｄ（図３に示す）は軸本体２０ａの外径よりも大きい。円盤部７０にはベアリング４３が接する軌道面７２が形成されている。ベアリング４３は球形であるため、軌道面７２の断面は円弧状をなしている。つまりこの円盤部７０はベアリング４３の軌道盤を兼ねている。軸本体２０ａに軸線Ｐ方向に沿う孔７３が形成されている。
【００１７】
非円形部７１は、入力軸２０の端面８２側（軸線Ｐに沿う方向）から見て、ほぼ正六角形をなしている。すなわち図３に示すように非円形部７１は、互いに平行な２辺以上（図示例の場合、六角形であるから計６面）のフラット面７５を有している。互いに平行なフラット面７５間の距離Ｗは、円盤部７０の外径Ｄよりも小さい。このようなフラット面７５を有する非円形部７１は、前記ローディングナット６１をねじ部６０に締付ける際に、非円形部７１に嵌合させるソケット等の治具により、入力軸２０の回り止めをなすことができる。
【００１８】
円盤部７０の外周７０ａのフラット面７５側の縁７０ｂに、円盤部７０の全周にわたって溝状の加工面８０が形成されている。図５に拡大して示すように、加工面８０はその断面が円弧状に凹む形状をなしており、以下に説明する第１の工程（環状溝８０ａを形成する工程）と、第２の工程（フラット面７５を形成する工程）とを行うことによって得られる。
【００１９】
まず第１の工程では、入力軸２０の材料端部２０ｂの大径部８１の外周面を加工することによって、大径部８１の周方向に連続する断面半円形の環状溝８０ａ（図６に示す）が形成される。そののち、図５に示すように、環状溝８０ａの溝底の中央、すなわち溝幅方向Ｘの中間位置Ｈを境として、材料端部２０ｂの端面８２側の外周部８３を機械加工することにより、フラット面７５を形成する。その加工の際に、加工されずに残る円盤部７０の外周７０ａのフラット面７５側の縁７０ｂに、環状溝８０ａの一部を残すことにより、円盤部７０の周方向に連続する加工面８０が得られる。
【００２０】
前記加工面８０が円盤部７０の外周７０ａのフラット面７５側の縁７０ｂに形成されていることにより、円盤部７０の縁７０ｂがエッジコーナーとなることが回避され、ばりの発生が回避される。特に、環状溝８０ａの溝底の中央よりも円盤部７０寄りの位置Ｈ′まで切削することが望ましい。そうすることにより、加工面８０の端縁の角度θを９０度よりも可及的大きくとることができるため、面取り効果が高まる。ただし、環状溝８０ａの断面はこの実施形態のような半円形に限ることはなく、要するに、環状溝８０ａの一部を残してフラット面７５を機械加工したときに、所望の断面形状の加工面８０が得られるような形状の環状溝８０ａであればよい。
【００２１】
また、非円形部７１のフラット面７５の数は６面に限ることはない。要するに非円形部７１は１つ以上のフラット面、好ましくは互いに平行な２辺以上のフラット面（いわゆる平行二面幅）を有していればよい。またこの発明を実施するに当たって、入力軸の軸本体や円盤部、非円形部、フラット面の数、環状溝、加工面の形状や寸法など、この発明を構成する各要素を適宜に変形して実施できることは言うまでもない。また前記実施形態はダブルキャビティ式のハーフトロイダル型無段変速機について説明したが、この発明は、シングルキャビティ式のハーフトロイダル無段変速機などにおいても同様に適用することができる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明によれば、トロイダル型無段変速機の入力軸の端部のつば部に形成される円盤部と非円形部との間にばりが生じないようにすることができる。このためばり取り工程を省略することができ、低コスト化が可能となる。また、つば部にシャープエッジが発生しないため取扱い上の安全性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施形態を示すトロイダル型無段変速機の断面図。
【図２】  図１に示されたトロイダル型無段変速機に使われる入力軸の軸線方向に沿う断面図。
【図３】  図２に示された入力軸を端面側から見た正面図。
【図４】  図３中のＦ４−Ｆ４線に沿う入力軸の一部の断面図。
【図５】  図２に示された入力軸の一部を拡大した断面図。
【図６】  図３中のＦ６−Ｆ６線に沿う入力軸の一部の断面図。
【図７】  従来の入力軸を備えたトロイダル型無段変速機の一部の断面図。
【図８】  他の従来例を示す入力軸を端面側から見た正面図。
【図９】  図８中のＦ９−Ｆ９線に沿う入力軸の一部の断面図。
【符号の説明】
２０…入力軸
２０ａ…軸本体
５０…つば部
７０…円盤部
７１…非円形部
７５…フラット面
８０…加工面
８０ａ…環状溝
【図１】
0004211213.tif 000002
【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】
0004211213.tif 000008
【図８】
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【図９】
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