(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円周方向に亙る凹凸として形成された第一のカム面と、円周方向に亙る凹凸として形成され、上記第一のカム面に軸方向に亙り対向する第二のカム面と、上記第一のカム面と第二のカム面との間に装着された円輪状の保持器と、この保持器に転動自在に保持された状態で、上記第一のカム面と第二のカム面とに当接する複数のころとから成るローディングカム装置を構成する、上記第一、第二のカム面を加工する加工方法であって、加工すべきカム面の中心軸の周囲で回転する単一のドレッサの切削部によりそれぞれの周面を、このドレッサの径方向に変位させつつ削り取るドレッシングを同時に施される複数の回転工具を、この加工すべきカム面の放射方向に亙り、上記凹凸のピッチに見合うピッチで配置すると共に、上記ドレッシングを施された上記各回転工具と、上記加工すべきカム面とを、このカム面の軸方向に亙り相対変位させつつ、この加工すべきカム面を有する部材を回転させる事によりこのカム面を形成する、ローディングカム装置のカム面の加工方法。
【請求項２】
円周方向に亙る凹凸である、加工すべきカム面を有する被加工物を、中心軸方向に亙る変位並びにこの中心軸を中心とする回転自在に支持するホルダと、それぞれが加工すべきカム面の直径方向に変位自在で、上記カム面の放射方向に亙り、このカム面の凹凸のピッチに見合うピッチで配置された複数の回転工具と、円筒状に造られて、これら各回転工具の外周面に対向する先端縁に、これら各回転工具の外周面を削り取る為の切削部を設け、上記ホルダの周囲に、回転並びにこれら各回転工具に対して上記中心軸方向に変位自在に設けられたドレッサとを備えたローディングカム装置のカム面の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明に係るローディングカム装置のカム面の加工方法及び加工装置は、例えば自動車用変速機として利用されるトロイダル型無段変速機に組み込む、ローディングカム装置のカム面を加工する為に利用する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば自動車用変速機として、図５に略示する様な、トロイダル型無段変速機を使用する事が研究されている。このトロイダル型無段変速機は、ハーフトロイダル型のもので、例えば実開昭６２−７１４６５号公報に記載されている様に、入力軸１の端部に入力側ディスク２を、出力軸３の端部に出力側ディスク４を、それぞれ支持すると共に、傾斜角度の調節を自在に設けた変位軸５、５に回転自在に支持したパワーローラ６、６を、上記入力側、出力側両ディスク２、４の間に挟持する事で構成している。
【０００３】
入力側、出力側両ディスク２、４の互いに対向する内側面２ａ、４ａは、それぞれ断面が円弧形の凹面とし、各パワーローラ６、６の周面６ａ、６ａは、球面状の凸面として、各パワーローラ６、６の周面６ａ、６ａと、上記内側面２ａ、４ａとを当接させている。又、上記入力軸１と入力側ディスク２との間には、この入力側ディスク２を出力側ディスク４に向け軸方向に押圧しつつ回転させる押圧装置である、ローディングカム装置７を設けている。
【０００４】
このローディングカム装置７は、上記入力軸１に係合してこの入力軸１と共に回転するカム板８を備える。このカム板８の片面（図５の右面）には第一のカム面９を、円周方向に亙る凹凸として形成している。又、上記入力側ディスク２の外側面（図５の左側面）に第二のカム面１０を、例えば図６〜８に示す様な、円周方向に亙る凹凸として形成している。図示の例では、凹部の底部に断面円弧状に凹んだ湾曲部１３、１３を、凸部の頂部に平坦部１４、１４を、それぞれ形成し、円周方向に隣り合う湾曲部１３、１３と平坦部１４、１４とを、傾斜部１５、１５により互いに連続させている。そして、この様な第二のカム面１０と上記第一のカム面９との間に複数個のころ１２、１２を、円輪状の保持器１１に転動自在に保持した状態で挟持している。
【０００５】
尚、第一、第二のカム面９、１０の形状は、基本的に同じである。言い換えれば、第一のカム面９の形状も、図６〜８と同様である。又、図６〜７に示した入力側ディスク２は、実際にトロイダル型無段変速機に組み込む形状を表わしている為、中心部に貫通孔１６を形成している。この様な貫通孔１６を有する入力側ディスク２をトロイダル型無段変速機に組み込む状態に就いては、特開平４−２９６５９号公報、同６−２２９４５２号公報等に記載されている様に、従来から広く知られており、本発明の要旨とも直接は関係しない為、説明を省略する。
【０００６】
この様に構成するローディングカム装置７を組み込んだトロイダル型無段変速機の場合、上記入力軸１によりカム板８を回転させると、上記第一のカム面９によって複数のころ１２、１２が第二のカム面１０に押し付けられる。この結果、上記入力側ディスク２が、上記出力側ディスク４に向けて押圧され、両ディスク２、４の内側面２ａ、４ａと上記各パワーローラ６、６の周面６ａ、６ａとが強く当接する。又、各ころ１２、１２と第二のカム面１０の凸部との押圧に基づいて、上記入力側ディスク２が回転する。そして、入力側ディスク２の回転が上記各パワーローラ６、６を介して出力側ディスク４に伝達され、この出力側ディスク４を固定した出力軸３が、上記入力軸１と逆方向に回転する。
【０００７】
この様にして入力軸１から出力軸３に回転運動を伝達する場合に於いて、図５に示す様に、各パワーローラ６、６の周面６ａ、６ａが、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、それぞれ当接する様に、各変位軸５、５を傾斜させると、入力軸１と出力軸３との間で増速が行なわれる。反対に、各パワーローラ６、６の周面６ａ、６ａが、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、それぞれ当接する様に、各変位軸５、５を傾斜させると、入力軸１と出力軸３との間で減速が行なわれる。各変位軸５、５の傾斜角度を中間にすれば、入力軸１と出力軸３との間で、中間の変速比を得る事ができる。
【０００８】
上述の様なトロイダル型無段変速機のローディングカム装置７の第一、第二のカム面９、１０は、前記カム板８或は入力側ディスク２に、表面硬化の為の熱処理を施した後、回転砥石等の回転工具により、上記第一、第二のカム面９、１０となるべき面を研削加工する事により形成する。この様な研削加工を施す場合、従来一般的には、１個の回転工具を使用し、この回転工具と、被加工物である上記カム板８或は入力側ディスク２とを相対変位させる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
１個の回転工具を使用して第一、第二のカム面９、１０を形成する場合、これら各カム面９、１０の加工時間が長くなり、カム板８及び入力側ディスク２の製作コストが嵩む。即ち、これらカム板８及び入力側ディスク２は、炭素鋼等の金属材料に鍛造加工と切削加工とを順次施す事により、完成品に近い形状の素材とし、この素材に研削加工を施す事により、完成品とする。但し、この研削加工を施す以前に、上記素材に施す熱処理により、この素材が変形する為、研削加工によりこの素材から除去すべき部分（研削取代）が多くなる事が避けられず、上述の様に加工時間が長くなる。
【００１０】
加工時間を短くする為には、第一、第二のカム面９、１０を構成する凹凸の数に合わせて回転工具の数を増やせば良いが、単に回転工具の数を増やしただけでは、各回転工具の位置のばらつきやこれら各回転工具の外径の相違により、各凹凸部の形状を厳密に一致させる事が難しい。これら各凹凸部の形状が厳密に一致しない限り、上記第一、第二のカム面９、１０を含んで構成するローディングカム装置が十分な性能を発揮できない。
本発明のローディングカム装置のカム面の加工方法及び加工装置は、この様な事情に鑑みて発明したものである。
【００１１】
【課題を解決する為の手段】
本発明のローディングカム装置のカム面の加工方法及び加工装置は、円周方向に亙る凹凸として形成された第一のカム面と、円周方向に亙る凹凸として形成され、上記第一のカム面に軸方向に亙り対向する第二のカム面と、上記第一のカム面と第二のカム面との間に装着された円輪状の保持器と、この保持器に転動自在に保持された状態で、上記第一のカム面と第二のカム面とに当接する複数のころとから成るローディングカム装置を構成する、上記第一、第二のカム面を加工するものである。
【００１２】
特に、請求項１に記載したローディングカム装置のカム面の加工方法は、加工すべきカム面の中心軸の周囲で回転する単一のドレッサの切削部によりそれぞれの周面を、このドレッサの径方向に変位させつつ削り取るドレッシングを同時に施される複数の回転工具を、この加工すべきカム面の放射方向に亙り、上記凹凸のピッチに見合うピッチで配置すると共に、上記ドレッシングを施された上記各回転工具と、上記加工すべきカム面とを、このカム面の軸方向に亙り相対変位させつつ、この加工すべきカム面を有する部材を回転させる事によりこのカム面を形成する。
【００１３】
更に、請求項２に記載したローディングカム装置のカム面の加工装置は、円周方向に亙る凹凸である、加工すべきカム面を有する被加工物を、中心軸方向に亙る変位並びにこの中心軸を中心とする回転自在に支持するホルダと、それぞれが加工すべきカム面の直径方向に変位自在で、上記カム面の放射方向に亙り、このカム面の凹凸のピッチに見合うピッチで配置された複数の回転工具と、円筒状に造られて、これら各回転工具の外周面に対向する先端縁に、これら各回転工具の外周面を削り取る為の切削部を設け、上記ホルダの周囲に、回転並びにこれら各回転工具に対して上記中心軸方向に変位自在に設けられたドレッサとを備える。
【００１４】
【作用】
上述の様に構成する本発明のローディングカム装置のカム面の加工方法及び加工装置によれば、カム面の加工を能率良く短時間で、しかも各凹凸毎のばらつきを実質上無視できる程度に小さく抑えて形成できる。即ち、凹凸の数に合わせた複数個の回転工具により、複数の凹凸の加工を同時に行なえる為、従来の様に１個の回転工具により複数の凹凸を加工する場合に比べて、加工時間を大幅に（回転工具の数をｎ個とすれば、凡そ１／ｎに）短縮できる。
【００１５】
又、上記複数個の回転工具の外周面のドレッシングを、カム面の中心軸の周囲で回転する単一のドレッサにより施す為、上記各回転工具の外周面と上記カム面との最近接位置を一致させて、各凹凸部の形状を厳密に一致させる事ができる。従って、各凹凸部の形状を厳密に一致させて、第一、第二のカム面を含んで構成するローディングカム装置に十分な性能を発揮させる事ができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１〜４は、本発明の実施の形態の１例を示している。本例は、入力側ディスク２の外側面に第二のカム面１０を形成する事に関して、本発明を実施する場合を示している。加工すべきカム面を有する被加工物である上記入力側ディスク２を、鉛直方向に配置した主軸１７の上端部に、クランパ１８により、この主軸１７と同心に支持固定している。これら主軸１７とクランパ１８とが、請求項２に記載したホルダに相当する。又、この主軸１７は、図示しない精密駆動装置により、中心軸方向である鉛直方向（図１の矢印Ｚ方向）に亙る変位並びにこの中心軸を中心とする円周方向（図１の矢印Ａ方向）に回転自在である。
【００１７】
上述の様な主軸１７の上方周囲部分には、加工すべき上記第二のカム面１０に円周方向に亙って形成した凹凸の数と同数である４個の回転工具１９、１９を放射方向に亙って、円周方向に亙り等間隔に（図示の例では９０度ピッチで）、且つ水平方向に配置している。円柱状の砥石である、上記各回転工具１９、１９は、それぞれ電動モータ２０、２０等の回転駆動手段の駆動軸２１、２１の先端部に固定しており、上記第二のカム面１０の加工時には比較的高速で回転する。尚、上記各回転工具１９、１９の外周面の曲率半径は、上記第二のカム面１０を構成する凹部の底部に設けた湾曲部１３、１３の曲率半径Ｒ13以下とする。
【００１８】
上述の様な回転工具１９、１９及び電動モータ２０、２０等の回転駆動手段は、図示しない支持台に、それぞれの軸方向、即ち、図１のＸ1 〜Ｘ4 方向に亙る変位自在に支持している。即ち、上記各回転工具１９、１９は上記支持台に、上記入力側ディスク２の直径方向に関する水平移動のみ自在に支持している。又、上記各回転工具１９、１９の外周面のうち、上記加工すべき第二のカム面１０に最も近接してこの第二のカム面１０を加工する下面部分の高さ位置は、厳密に一致させている。即ち、図２に示す様に、上記主軸１７に直交する仮想平面を基準面αとして考えた場合に、この基準面αから上記各回転工具１９、１９の下面までの距離Ｂ1 〜Ｂ4 を、総て等しく（Ｂ1 ＝Ｂ2 ＝Ｂ3 ＝Ｂ4 ）している。
【００１９】
更に、上記主軸１７の周囲で上記各回転工具１９、１９の下方には、円筒状のドレッサ２２を配置している。このドレッサ２２は、上記主軸１７に取り付けられて、この主軸１７と共に鉛直方向に亙り昇降自在であり、且つ図１の矢印Ｃで示す様に、この主軸１７と共に所定方向に回転自在である。このドレッサ２２の上端縁は、水平面上に位置する。そして、この上端縁に、ダイヤモンド砥石等、上記各回転工具１９、１９である砥石よりも硬い切削部２３を設けて、上記各回転工具１９、１９の表面を削り取り自在としている。
【００２０】
上述の様に構成するローディングカム装置のカム面の加工装置により、前記入力側ディスク２の外側面に第二のカム面１０を形成する場合、次の様にして行なう。
先ず、上記主軸１７の上端部に設けたクランパ１８に上記入力側ディスク２を、この入力側ディスク２の中心軸と上記主軸１７の中心軸とを厳密に一致させた状態で支持固定する。この際、上記各回転工具１９、１９は、図１に示す様に、上記入力側ディスク２の直径方向外方に退避させておく。
【００２１】
次いで、上記各回転工具１９、１９を、上記入力側ディスク２の直径方向内方に前進させて、これら各回転工具１９、１９を、この入力側ディスク２の外側面に対向させる。そして、上記主軸１７を上昇させる事により、図３に示す様に、この入力側ディスク２の外側面を上記各回転工具１９、１９の外周面に当接させる。そして、これら各回転工具１９、１９を、それぞれ前記電動モータ２０、２０等の回転駆動手段により回転させつつ、上記主軸１７を、回転及び軸方向に変位させる。この際、前記ドレッサ２２がこの主軸１７と共に上昇し更に回転するが、このドレッサ２２の切削部２３は、何れの部分とも擦れ合う事はない。
【００２２】
尚、この様な主軸１７の回転及び軸方向に亙る変位は、図示しないＮＣ装置からの指示により緩徐に行なうが、このＮＣ装置には、上記第二のカム面１０の形状をインプットしておく。従って、上記各回転工具１９、１９を回転させつつ上記主軸１７を回転及び軸方向に変位させる事により、これら各回転工具１９、１９の外周面が、上記第二のカム面１０の形状を倣い、上記入力側ディスク２の外側面に上記第二のカム面１０を形成する。尚、上記各回転工具１９、１９がこの第二のカム面１０の形状を倣う回数は、１乃至複数回とする。何れにしても、上記主軸１７を約９０度（第二のカム面１０が、図示の様に４個の凹凸から成る場合）回転させる事により、上記入力側ディスク２の外側面を上記各回転工具１９、１９により、その全周に亙って倣う事ができる。この為、上記第二のカム面１０の加工を、能率良く短時間で行なう事ができる。
【００２３】
上述の様にして上記入力側ディスク２の外側面に上記第二のカム面１０を形成したならば、再び図１に示す様に、上記各回転工具１９、１９を上記入力側ディスク２の直径方向外方に退避させて、上記第二のカム面１０を形成した上記入力側ディスク２を、前記クランパ１８から取り外す。そして、新たに上記第二のカム面１０を未加工の入力側ディスク２を、上記クランパ１８に装着し、再び同じ作業を繰り返す。
【００２４】
この様にして上記入力側ディスク２の外側面に上記第二のカム面１０を形成する作業を繰り返した結果、上記各回転工具１９、１９の切刃が摩耗したり、或は砥石の一部に被加工物の一部が入り込んで、これら各回転工具１９、１９の研削能率が低下した場合には、前記ドレッサ２２の切削部２３により、これら各回転工具１９、１９の外周面を一様に削り取る、ドレッシングを行なう。
【００２５】
このドレッシングを行なう際には、図４に示す様に、前記主軸１７と共に上記ドレッサ２２を、上記切削部２３が上記各回転工具１９、１９の外周面に接触する程度にまで上昇させる。そして、これら各回転工具１９、１９及び上記ドレッサ２２を（主軸１７と共に）回転させつつ、これら各回転工具１９、１９を、このドレッサ２２の直径方向に変位させる。この結果、これら各回転工具１９、１９の外周面が上記切削部２３により、まんべんなく削り取られて、これら各回転工具１９、１９の外周面に、鋭利な砥粒が露出する。
【００２６】
この様に各回転工具１９、１９の外周面のドレッシングを、加工すべき第二のカム面１０の中心軸とも一致する、前記主軸１７の周囲で回転する単一のドレッサ２２により同時に施す為、上記各回転工具１９、１９の外周面のうち、上記加工すべき第二のカム面１０に最も近接してこの第二のカム面１０を加工する下面の高さ位置（各回転工具１９、１９の最下点位置）を一致させる事ができる。従って、これら各回転工具１９、１９により加工する、上記第二のカム面１０を構成する各凹凸部の形状を厳密に一致させて、第一、第二のカム面９、１０を含んで構成するローディングカム装置に十分な性能を発揮させる事ができる。尚、上述の様なドレッシングは、新たな回転工具１９、１９を装着した場合にも行なって、各回転工具１９、１９の取付誤差に拘らず、上記最下点位置を一致させる。又、カム板８の片面に第一のカム面９を形成する作業も、前述した、入力側ディスク２の外側面に第二のカム面１０を形成する場合と同様にして行なう。
【００２７】
更に、図示の例では、上記各回転工具１９、１９の数を、第一、第二のカム面９、１０を構成する凹凸の数と同じ４個としたが、これら各回転工具１９、１９の数は、複数個であれば、本発明の作用・効果を得る事ができる。例えば、凹凸の数が４個の場合には、上記回転工具１９、１９の数を２個としたり、或は凹凸の数が６個の場合には、上記回転工具１９、１９の数を６個の他、２個又は３個とする事もできる。但し、各回転工具１９、１９は、上記凹凸のピッチに見合うピッチ（凹凸のピッチの整数倍のピッチ）で配列する。
【００２８】
【発明の効果】
本発明のローディングカム装置のカム面の加工方法及び加工装置は、以上に述べた通り構成され作用するので、ローディングカム装置を構成するカム面の加工を短時間で、しかも精度良く行なう事ができる。この結果、トロイダル型無段変速機等、ローディングカム装置を組み込んだ機械装置の高性能化並びに低廉化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の１例を示す、加工装置の全体構成を示す略斜視図。
【図２】回転工具の配置状態を示す略正面図。
【図３】カム面を加工する状態を示す略正面図。
【図４】回転工具にドレッシングを施す状態を示す略正面図。
【図５】ローディングカム装置を組み込んだトロイダル型無段変速機の基本構成を、最大増速時の状態で示す側面図。
【図６】入力側ディスクの外側面に形成したカム面を、図５の左方から見た状態で示す図。
【図７】図６のイ−イ断面図。
【図８】カム面の形状を示す、部分展開図。
【符号の説明】
１    入力軸
２    入力側ディスク
２ａ  内側面
３    出力軸
４    出力側ディスク
４ａ  内側面
５    変位軸
６    パワーローラ
６ａ  周面
７    ローディングカム装置
８    カム板
９    第一のカム面
１０    第二のカム面
１１    保持器
１２    ころ
１３    湾曲部
１４    平坦部
１５    傾斜部
１６    貫通孔
１７    主軸
１８    クランパ
１９    回転工具
２０    電動モータ
２１    駆動軸
２２    ドレッサ
２３    切削部
【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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