JP3555188B2

JP3555188B2 - クラウニング面成形方法

Info

Publication number: JP3555188B2
Application number: JP18452594A
Authority: JP
Inventors: 村重敏中; 川真一郎藤; 比利文日
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-08-05
Filing date: 1994-08-05
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2019-08-18
Also published as: JPH0847740A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、トロイダル型無段変速機におけるパワーローラ側に凸となるクラウニング面を有するパワーローラ支持部材を製造するのに利用されるクラウニング面成形方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トラクションドライブ式のトロイダル型無段変速機におけるクラウニング面を有するパワーローラ支持部材としては、特願平６−４１１３９号明細書および図面において記載されたものがある。
【０００３】
図６および図７は、それぞれトロイダル型無段変速装置の横断面図および縦断面図であって、図６の右側に配置される図示しないエンジンの出力は、これもまた図示しないトルクコンバータを介して入力軸１４に伝達される。この入力軸１４上には入力ディスク１６および出力ディスク１８のそれぞれが配置され、これらの両ディスク１６，１８の、相互に対向するトロイダル曲面１６ａ，１８ａのそれぞれには、パワーローラ２０が押し付け配置されている。ここで、パワーローラ２０は、入力軸１４に対して対称位置に配置した２個で一対をなす。
【０００４】
各パワーローラ２０は、入力ディスク１６および出力ディスク１８に接触する内輪２０ａと、この内輪２０ａに、ベアリングボール２０ｂを介して接触する外輪２０ｃとからなり、このようなパワーローラ２０は、偏心軸２２を介してパワーローラ支持部材２４に、その背面から支持されている。
【０００５】
また、それぞれのパワーローラ２０を支持するそれぞれのパワーローラ支持部材２４は、図７に示すように、パワーローラ２０の回転軸線２０ｄと直交する傾転軸線２４ａの回りでそれらの回動（以下「傾転」という）運動を許容すべく、図では上下の端部分をそれぞれの球面軸受２６，２８によって軸支されており、そして、上端球面軸受２６の相互および、下端球面軸受２８の相互は、主には、両パワーローラ支持部材２４の間隔を所期した通りに維持すべく機能するそれぞれのリンク３０，３２によって連結されている。なおここで、それぞれのリンク３０，３２は、それらの中央部をそれぞれのリンクポスト３４，３６によって、ケーシング１００および、後述する変速制御弁のバルブボディ３８に連結されている。
【０００６】
各パワーローラ支持部材２４の下端部には、傾転軸線２４ａと同軸をなす延長軸４０が設けられ、この延長軸４０には、液圧アクチュエータ４２のピストン４２ａが取付けられている。このピストン４２ａは、前記バルブボディ３８に設けられたシリンダ内に嵌合されて、それの上下側に、それぞれの油室４２ｂ，４２ｃを区画する。さらにまた、両パワーローラ支持部材２４のいずれか一方、図では左側に位置するパワーローラ支持部材２４の、延長軸４０の下端には、そのパワーローラ支持部材２４と一体に回動するプリセスカム４４が取付けられており、このプリセスカム４４のカム面にはＬ字状に折曲された中間部を枢支したカムリンク４６の一端が当接されている。なお、そのカムリンク４６の他端は、調整ねじ４８を介して変速制御弁５０のスプール５２に当接されている。
【０００７】
ここで、バルブボディ３８に設けられた変速制御弁５０は、スプール５２に加え、変速指令手段としてのステップモータ５４により、ピニオン５６を介して軸線方向に移動されるラック軸５８と、このラック軸５８の先端部に連結されてスプール５２に摺動可能に嵌まり合うスリーブ６０とを備えている。
【０００８】
このような変速制御弁５０において、ステップモータ５４を、増速比方向もしくは減速比方向へ正もしくは逆回転させると、スリーブ６０とスプール５２との協働下で、液圧アクチュエータ４２に連通される２つのポート６２，６４と、ライン圧導入ポート６６との連通および遮断が行なわれる。ここにおいて、ポート６２は、図の右側の液圧アクチュエータ４２の下側油室４２ｃおよび、左側液圧アクチュエータ４２の上側油室４２ｂのそれぞれに連通されており、ポート６４は、それぞれの液圧アクチュエータ４２の、上述したとは逆の図の左側の液圧アクチュエータ４２の下側油室４２ｃおよび、右側液圧アクチュエータ４２の上側油室４２ｂにそれぞれ連通されている。
【０００９】
これがため、変速比を変化させるべく、ステップモータ５４を駆動して、スリーブ６０をスプール５２に対して相対変位させると、その変位方向に応じてライン圧がポート６２，６４のいずれか一方に供給され、そのライン圧は、左右のパワーローラ支持部材２４を、図示の中立位置から上下逆方向へ相対変位させる。そしてこの結果として、２個一対のパワーローラ２０は、傾転軸線２４ａの回りに傾転して、入出力ディスク間での無段変速が行なわれる。
【００１０】
このような、トラクションドライブ式のトロイダル型無段変速機においては、動力伝達のために、パワーローラ２０からパワーローラ支持部材２４へ相当大きな押し付け力がかかり、そのため、パワーローラ支持部材２４の支持面がパワーローラ２０に対して凹状（弓型状）に変形する。パワーローラ支持部材２４が変形すると、各パワーローラ２０にかかる荷重が不均一となるため、パワーローラ２０の耐久性が低下するという問題がある。
【００１１】
この問題を解決するために、あらかじめパワーローラ支持部材２４の支持面がパワーローラ２０側に凸となるクラウニングを有する面として形成しておく。こうしておけば、パワーローラ２０からの荷重が加わった際にクラウニング面が変形して平面となって、各パワーローラ２０にかかる荷重が不均一となるのを防ぐことができるため、パワーローラ２０の耐久性が低下するという問題が解消される。
【００１２】
従来、上記のクラウニング面の成形方法としては、図８に示すように、パワーローラ支持部材１０１の被加工面１０１ａ（支持面）を小径のボールエンドミル１０２等の工具を用いて所定のクラウニング面を得る加工を行なうか、あるいは、放電加工機や電解加工機等の型加工を用いて加工を行なう方法があった。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図８において示した、被加工面１０１ａ（支持面）を小径のボールエンドミル１０２を用いて所定のクラウニング面を得る成形方法においては、クラウニング面を得るためには小径のボールエンドミル１０２である必要があり、そのため加工効率が非常に悪く、また、小径のボールエンドミル１０２によって切削する際に、工具送りにより被加工面１０１ａに波目状のアンジュレーション（送り目）が数多く形成されてしまい、通常、パワーローラ支持部材１０１におけるクラウニングの高さｈは数十〜数百ミクロンのオーダであるため、このような波目状のアンジュレーションが形成されると滑らかな加工面が得られず、各パワーローラにかかる荷重が不均一になるという問題がある。
【００１４】
また、パワーローラ支持部材１０１の内周側面１０１ｂと被加工面１０１ａとの境界部は、小径のボールエンドミル１０２を用いていることにより、クラウニング加工ができない非有効部１０２ｃが必ず存在するため、レイアウト上、不利となるという問題もある。
【００１５】
さらに、上記した放電加工機や電解加工機等の型加工を採用した場合には、さらに加工効率が悪いという問題があり、これらの問題を解決することが課題であった。
【００１６】
【発明の目的】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたもので、トロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持部材のクラウニング面の成形において、加工効率に優れ、滑らかなクラウニング面を得ることのできるクラウニング面成形方法を提供することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るクラウニング面成形方法は、請求項１として、トロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持部材を形成するにあたって、パワーローラ支持部材となる被加工部材の被加工面にクラウニング面を成形加工するに際して、被加工面をエンドミルを用いて平面加工した後、被加工面を有する被加工部以外の部分を拘束型で拘束しつつ被加工部を塑性変形させて被加工面にパワーローラ側に凸となるクラウニング面を形成する構成とし、請求項２として、被加工部を塑性変形させる際、あらかじめ被加工部の弾性変形量を考慮した被加工面に所望のクラウニング面形状を生じさせる加工型を用いて塑性変形をさせる構成とし、請求項３として、被加工部が平板状である場合において、凸状の曲面および凹状の曲面が形成された相対する２つの加工型を用いて平板状の被加工部の両側から塑性変形をさせる構成とし、請求項４として、凹状の曲面が形成された加工型の周縁部および／または凸状の曲面が形成された加工型の周縁部に変曲部を形成した構成としており、上記の構成を課題を解決するための手段としている。
【００１８】
【発明の作用】
本発明の請求項１に係るクラウニング面成形方法は、上記した構成としたことにより、小径ボールエンドミルを用いた切削加工によってクラウニング面を加工する必要がないため、最初の被加工面の平面加工にはエンドミルを用いれば良く、その結果、加工効率が向上することとなる。また、小径のボールエンドミルを使用しなくてすむため、被加工面に工具送りによる波目状のアンジュレーション（送り目）が数多く形成されることがなくなって滑らかな加工面となるので、従来生じていたパワーローラの耐久性が低下するといった問題が解消され、さらに、エンドミルによる平面加工であるため、パワーローラ支持部材のように被加工面と内周側面とが隣接している場合であったとしても、小径のボールエンドミルを用いてクラウニング面を加工する際に境界部に必ず生じていた非有効部が形成されることがなくなって、レイアウト上有利となり、加えて、被加工部以外の部分を拘束型で拘束するようにしているので、被加工部以外の部分の変形が抑制されると共に、被加工部以外の部分の相対位置関係が一定に保たれることとなる。
【００１９】
また、本発明の請求項２に係るクラウニング面成形方法は、被加工部を塑性変形させる際、あらかじめ被加工部の弾性変形量を考慮した被加工面に所望のクラウニング面形状を生じさせる加工型を用いて塑性変形をさせる構成とすることにより、加工型形状を任意に形成すれば、自由な３次元のクラウニング面が形成されることとなり、また、切削加工のように加工に時間がかからないため加工時間が短縮され、大量に加工する際に有利である。
【００２１】
さらに、本発明の請求項３に係るクラウニング面成形方法は、被加工部が平板状である場合において、凸状の曲面および凹状の曲面が形成された相対する２つの加工型を用いて平板状の被加工部の両側から塑性変形をさせる構成とすることにより、クラウニング面の形状精度がより向上することとなる。
【００２２】
さらにまた、本発明の請求項４に係るクラウニング面成形方法は、凹状の曲面が形成された加工型の周縁部および／または凸状の曲面が形成された加工型の周縁部に変曲部を形成した構成とすることにより、塑性変形の際に、一方向に折れ曲った状態になると被加工部以外の部分の相対位置関係が一定に保たれないが、加工型の周縁部に形成された変曲部によって被加工部に連なる被加工部以外の部分が他方向に折れ曲がるため、被加工部以外の部分の相対位置関係が一定に保たれることとなり、この結果、上記の拘束型が必要でなくなる。
【００２４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係るクラウニング面成形方法を適用してクラウニング面を加工する被加工部材であるトロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持部材１の形状を示す図である。
【００２７】
図１の（ａ）は、パワーローラ支持部材１の正面図であって、また、図１の（ｂ）は、図１の（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図であり、また、図１の（ｃ）は、図１の（ａ）の側面図である。
【００２８】
図１の（ｂ）において、パワーローラ支持部材１の凹状断面内部の底面はクラウニング面が形成される被加工面１ａであり、また、凹状断面内部の底板部１ｂに形成された穴１ｃは、パワーローラ用の偏心軸が挿入されるためのものであり、さらに、凹状断面内部の底板部１ｂが塑性変形される被加工部である。
【００２９】
ここで、被加工面１ａにクラウニング加工を施すのであるが、被加工面１ａに加工するクラウニング面の形状を等高線によって図２に示す。
【００３０】
穴１ｃの周辺部分が凸状面の頂点、つまり、一番高くなっている部分であり、穴１ｃから離れるにしたがって滑らかに下っていくものとする。
【００３１】
次に、パワーローラ支持部材１の被加工面１ａを図２において示したクラウニング面形状に成形するための加工手順を説明する。
【００３２】
まず、図３の（ａ）に示すように、クラウニング面となる被加工面１ａを大径のエンドミルＭを用いて平面加工する。従来においては、切削加工によってクラウニング面を直接加工していたため、その加工には小径のボールエンドミルが必要であったが、本発明においては、クラウニング面を切削加工によって形成するわけではないので、大径のエンドミルＭを使用することができ、加工効率が向上するとともに、被加工面１ａに工具送りによる波目状のアンジュレーション（送り目）が形成されることがない。また、従来の切削加工のように、クラウニング加工のできない非有効部が形成されることがないため、レイアウト上有利となる。
【００３３】
次に、被加工面１ａの平面加工後、図３の（ｂ）に示すように、拘束型２および３により、パワーローラ支持部材１の側板部１ｄおよび把持部１ｅ、つまり被加工部１ｂ以外の部分を拘束する。
【００３４】
そして、図４に示す所望のクラウニング面形状が得られるように被加工部の弾性変形も考慮して形成された凸状の曲面を有する加工型５を被加工面１ａの裏側から矢印Ｐ2 方向に押し付ける。一方、同じく所望のクラウニング面形状が得られるように被加工部１ｂの弾性変形も考慮して形成された凹状の曲面を有する加工型４を矢印Ｐ1 の方向に被加工面１ａに対して押しつける。
【００３５】
この結果、被加工部である底板部１ｂは加工型４および５により塑性変形され、被加工面１ａには所望のクラウニング面形状が成形される。
【００３６】
また、上記したように被加工部１ｂ以外の部分が拘束されているため、被加工部である底板部１ｂが塑性変形したとしても、側板部１ｄおよび把持部１ｅは変形することなく、さらに、互いに対向する側板部１ｄ，１ｄの相対位置関係は保たれることとなる。
【００３７】
次に、図５において、周縁部に変曲部を形成した加工型によるクラウニング面の成形方法を説明する。
【００３８】
図５に示すように、被加工面１ａの裏側に配置された加工型５は、凸状の曲面が形成されており、かつ、周縁部に谷状の変曲部５ａが形成されている。
【００３９】
被加工部である底板部１ｂが加工型５の凸状の曲面により弓形状に変形した場合に、被加工部１ｂ以外の部分、つまり、側板部１ｄや把持部１ｅ等の相対位置関係がその変形によって変わってしまうが、これを防止するために、加工型５の周縁部に谷状の変曲部５ａを形成して加工型５の凸状の曲面による弓形状の変形の逆の方向に塑性変形させるものである。
【００４０】
さらに、被加工面１ａ側に配置された加工型４の外周縁部に形成された溝状の変曲部４ａは、加工型５の変曲部５ａの位置に対応しており、加工型５の変曲部５ａの機能と同様に作用し、また、このような形状とすることにより、被加工部１ｂが一方向に折れ曲った状態になると、被加工部１ｂの以外の部分の相対位置関係が一定に保たれないが、加工型４および５の周縁部に変曲部４ａおよび５ａを形成することにより、被加工部１ｂの周縁部が変曲して被加工部１ｂに連なる被加工部１ｂ以外の部分が他方向に折れ曲がるため、被加工部１ｂ以外の部分の相対位置関係を一定に保つことができ、この結果、変形防止用の拘束型が必要でなくなる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明してきたように、本発明の請求項１に係るクラウニング面成形方法によれば、上記した構成とすることにより、小径ボールエンドミルを用いた切削加工によってクラウニング面を加工する必要がないため、最初の被加工面の平面加工にはエンドミルを用いれば良く、その結果、加工効率を向上させることができ、また、小径のボールエンドミルを使用しなくてすむため、被加工面に工具送りによる波目状のアンジュレーション（送り目）が数多く形成されることがなくなるので、従来生じていたパワーローラの耐久性が低下するといった問題を解消することが可能であり、さらに、エンドミルによる平面加工であるため、パワーローラ支持部材のように被加工面と内周側面とが隣接している場合であったとしても、小径のボールエンドミルを用いた際に境界部に必ず生じていた非有効部をなくしてレイアウト上有利なものとすることができ、加えて、被加工部以外の部分を拘束型で拘束するようにしているので、被加工部以外の部分の変形を抑えることができると共に、被加工部以外の部分の相対位置関係を一定に保つことが可能であるという優れた効果が得られる。
【００４２】
また、本発明の請求項２に記載のように、被加工部を塑性変形させる際、あらかじめ被加工部の弾性変形量を考慮した被加工面に所望のクラウニング面形状を生じさせる加工型を用いて塑性変形をさせる構成とすることにより、加工型形状を任意に形成すれば、自由な３次元のクラウニング面を形成することができ、また、加工時間が短縮でき、大量に加工するのに好適であるという効果が得られる。
【００４４】
さらに、本発明の請求項３に記載のように、被加工部が平板状である場合において、凸状の曲面および凹状の曲面が形成された相対する２つの加工型を用いて平板状の被加工部の両側から塑性変形をさせる構成とすることにより、クラウニング面の形状精度をより向上させることができる。
【００４５】
さらにまた、本発明の請求項４に記載のように、凹状の曲面が形成された加工型の周縁部および／または凸状の曲面が形成された加工型の周縁部に変曲部を形成した構成とすることにより、塑性変形の際に、一方向に折れ曲った状態になると被加工部以外の部分の相対位置関係を一定に保つことができないが、加工型の周縁部に形成された変曲部によって被加工部に連なる被加工部以外の部分が他方向に折れ曲がるため、被加工部以外の部分の相対位置関係を一定に保つことができ、この結果、相対位置関係を一定に保つための拘束型が必要でなくなるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】被加工部材であるパワーローラ支持部材の形状を示す正面説明図（図１の（ａ））、図１の（ａ）におけるＡ−Ａ線断面図（図１の（ｂ））および側面図（図１の（ｃ））である。
【図２】パワーローラ支持部材のクラウニング面の形状を等高線表示した説明図である。
【図３】本発明に係るクラウニング面成形方法における大径のエンドミルによる被加工面の平面加工（図３の（ａ））ならびに拘束型および加工型による塑性変形加工（図３の（ｂ））を示す説明図である。
【図４】本発明に用いるクラウニン面成形方法に用いる加工型の形状の一例を示す説明図である。
【図５】本発明に係るクラウニング面成形方法の他の実施例を示す説明図である。
【図６】トロイダル型無段変速装置の構造を示す横断面説明図である。
【図７】トロイダル型無段変速装置の構造を示す縦断面説明図である。
【図８】従来のクラウニング面成形方法による加工の様子を示す説明図である。
【符号の説明】
１パワーローラ支持部材（被加工部材）
１ａ被加工面
１ｂ底板部（被加工部）
１ｃパワーローラの偏心軸用穴
１ｄ側板部
１ｅ把持部
２，３拘束型
４加工型（凹形状）
５加工型（凸形状）
Ｍエンドミル

Claims

トロイダル型無段変速機におけるパワーローラ支持部材を形成するにあたって、パワーローラ支持部材となる被加工部材の被加工面にクラウニング面を成形加工するに際して、被加工面をエンドミルを用いて平面加工した後、被加工面を有する被加工部以外の部分を拘束型で拘束しつつ被加工部を塑性変形させて被加工面にパワーローラ側に凸となるクラウニング面を形成することを特徴とするクラウニング面成形方法。
被加工部を塑性変形させる際、あらかじめ被加工部の弾性変形量を考慮した被加工面に所望のクラウニング面形状を生じさせる加工型を用いて塑性変形をさせることを特徴とする請求項１に記載のクラウニング面成形方法。
被加工部が平板状である場合において、凸状の曲面および凹状の曲面が形成された相対する２つの加工型を用いて平板状の被加工部の両側から塑性変形をさせることを特徴とする請求項２に記載のクラウニング面成形方法。
凹状の曲面が形成された加工型の周縁部および／または凸状の曲面が形成された加工型の周縁部に変曲部を形成したことを特徴とする請求項３に記載のクラウニング面成形方法。