JP3621027B2 - Method for manufacturing disc for variator - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トロイダル型無段変速機に装備されるバリエータ用ディスクの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は車両等に搭載されるトロイダル型無段変速機のバリエータを示す概略図である。このバリエータ１０は、車両の動力源１２により回転駆動される入力軸１３を備えており、この入力軸１３はその両端近傍にそれぞれ入力ディスク１５を支持している。これら入力ディスク１５の中心部には、複数条のスプライン溝を切ったスプライン穴１５ａが形成されており、入力ディスク１５は前記スプライン穴１５ａを入力軸１３のスプライン軸１３ａに噛合させることにより、入力軸１３の軸方向への僅かな移動が許容された状態で、入力軸１３と一体回転可能になっている。このように入力ディスク１５の移動が許容されているのは、油圧動力源１６に接続した油圧シリンダ１７により例えば図において右側の入力ディスク１５を左側の入力ディスク１５側へ付勢することにより、バリエータ１０に所要の端末負荷を加えるためである。また、前記入力ディスク１５の一側面には凹湾曲状の軌道面１５ｂが形成されている。
【０００３】
前記入力軸１３の軸方向中央部には、バリエータ１０の出力部１８が相対回転自在に支持されている。この出力部１８は出力部材１９と、この出力部材１９にそれぞれ一体回転可能に支持された一対の出力ディスク２０とを備えており、この出力ディスク２０の前記入力ディスク１５の軌道面１５ｂに対向する一側面には、凹湾曲状の軌道面２０ｂが形成されている。また、前記出力部材１９の外周には動力伝達用のチェーン２３と噛み合うスプロケットギヤ１９ａが形成されている。さらに、互いに対向する入力ディスク１５の軌道面１５ｂと出力ディスク２０の軌道面２０ｂとの間には、それぞれ各軌道面１５ｂ，２０ｂと転がり接触する３個の円盤状のローラ２１が円周等配に配置されている。各ローラ２１はキャリッジ２２によって回転自在に支持されているとともに、当該キャリッジ２２によって各軌道面１５ｂ，２０ｂとの相対位置を調整できるようになっている。
【０００４】
このように前記バリエータ１０は、入力ディスク１５、出力ディスク２０、及びローラ２１を１組としてこれを一対設けた、いわゆるダブルキャビティ型に構成されており、入力ディスク１５から出力ディスク２０に対して、前記６個のローラ２１を介してトルクが伝達される。また、前記６個のローラ２１の位置をキャリッジ２２によって調整することにより（図３の二点鎖線参照）、出力ディスク２０の回転数（変速比）を増減させることができる。
【０００５】
前記入力ディスク１５は、例えば軸受鋼からなるものであり、その製造に際しては、切削加工にて前記スプライン穴１５ａや凹湾曲面からなる軌道面１５ｂが形成されたブランクを熱処理硬化させた後、前記スプライン穴１５ａの内周面（最小内径面）を加工基準として、前記軌道面１５ｂを切削或いは研削にて仕上げることが行われている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記バリエータ１０において、入力ディスク１５と出力ディスク２０との間のトルク伝達を確実に行わせるためには、各ローラ２１を各ディスク１５，２０の軌道面１５ｂ，２０ｂに対して高い接触圧で均等に接触させる必要がある。
ところが、従来の入力ディスク１５は、熱処理硬化後において軌道面１５ｂを仕上げ加工する際に、その加工基準となるスプライン穴１５ａの歯面に熱処理歪が生じていることから、軌道面１５ｂを高精度に仕上げることが困難である。また、入力軸１３に対する入力ディスク１５の組み付け精度が、入力ディスク１５のスプライン穴１５ａと入力軸１３のスプライン軸１５ａとの嵌合精度に依存しているので、前記スプライン穴１５ａの加工精度や熱処理歪等に起因して、入力軸１３の軸線に対して軌道面１５ｂの軸線が傾く等、両者の組み付け精度が悪くなる。このため、入力ディスク１５の軌道面１５ｂの曲率中心と出力ディスク２０の軌道面２０ｂの曲率中心との間で芯ずれを生じ、特定のローラ２１の接触圧が極めて高くなって、当該ローラ２１及び軌道面１５ｂの耐久性が低下したり、特定のローラ２１の接触圧が低下してトルク伝達が不安定になったりするという問題が生じている他、スプライン穴１５ａとスプライン軸１５ａとの間で片当たりが発生し、その耐久性が低下するという問題が生じている。
【０００７】
このような問題点を解消するために、熱処理硬化後においてスプライン穴１５ａの歯面を放電加工にて精密に仕上げることが考えられるが、この場合には生産性が低いとともに製造コストが高く付くという新たな問題が生じる。
この発明は前記問題点に鑑みてなされたものであり、前記スプライン穴及び軌道面を高精度に仕上げることができるとともに、生産性が高く製造コストも安いバリエータ用ディスの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するためのこの発明のバリエータ用ディスの製造方法は、トロイダル型無段変速機のバリエータに用いられ、一側面にローラが転走する凹湾曲状の軌道面を有し、中心部に入力軸と噛合するスプライン穴を有するバリエータ用ディスクの製造方法であって、ブランクに前記軌道面を取り代を残して形成する工程と、ブランクにブローチを用いて前記スプライン穴を取り代を残して形成する工程と、前記ブランクの熱処理硬化後に、前記スプライン穴の歯面をブローチを用いて仕上げ加工する工程と、仕上げ加工したスプライン穴の歯面を加工基準として、前記軌道面を仕上げる工程とを含むことを特徴としている。
【０００９】
このバリエータ用ディスの製造方法によれば、ブランクの熱処理硬化前にスプライン穴をブローチにて形成し、熱処理硬化後にブランクの歯面をブローチにて仕上げ加工するので、当該歯面の精度を高めることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
次いで、この発明の好ましい実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
図１はこの発明のバリエータ用ディスの製造方法を示す工程図である。この製造方法は、バリエータの入力ディスク５の製造に適用されるものであり、まず鍛造等によって得られた軸受鋼等からなる環状素材にバイト１を用いて切削加工を施して、一側面に凹湾曲面からなる軌道面３を形成するとともに、他側面及び外周を所定形状に形成し、さらに、ブローチＸを用いて中心部に複数条のスプライン溝からなるスプライン穴４を形成する（図１ａ参照）。これらの切削加工は、熱処理歪みを考慮して所定の取り代を残した状態で行われるが、特にスプライン穴４については、その歯面４ａの少なくとも側面及び内周面（最小内径面）に所定の取り代を残して精度良く加工する。
【００１１】
次に、前記切削加工にて得られたブランクＢを熱処理して例えばＨＲＣ６０〜６４の硬さに硬化させる（図１ｂ参照）。
次いで、硬化させた前記ブランクＢのスプライン穴４に、仕上げ用ブローチＹを通して、その歯面４ａの少なくとも側面及び内周面を仕上げ加工する（図１ｃ参照）。このため、当該歯面４ａを高精度に仕上げることができる。
【００１２】
さらに、前記スプライン穴４の歯面４ａの内周面を加工基準として、ＮＣ旋盤或いは研削盤等を用いて一側面側の軌道面３を仕上げるとともに、他側面側の所要部及び外周面を旋削加工又は研削加工によって仕上げる（図１ｄ参照）。以上により、バリエータ用の入力ディスク５を得ることができる。
【００１３】
このようにして得られた入力ディスク５は、精密に仕上げられたスプライン穴４の歯面４ａを加工基準として軌道面３を仕上げているので、当該軌道面３を高精度に仕上げることができる。また、図２に示すように入力ディスク５を入力軸６に組み付けた状態で、入力ディスク５のスプライン穴４と入力軸６のスプライン軸６ａとの嵌合精度を高めることができる。このため、入力軸６の軸線に対して入力ディスク５の軌道面３全体が傾くのを抑制することができ、ひいては、軌道面３の曲率中心と出力ディスク７の軌道面８の曲率中心との間で芯ずれが生じるのを防止することができる。したがって、各軌道面３，８と各ローラ９との接触圧を均等にすることができ、これら軌道面３，８及びローラ９の耐久性を確保することができるとともに、トルク伝達を安定的に行わせることができる。また、スプライン穴４とスプライン軸６ａとの当たりが改善され、これらの耐久性を向上させることができる。
【００１４】
なお、前記出力ディスク７と出力部材２のスリーブ２ａとの連結構造として、スプラインを採用する場合には、この出力ディスク７についても前記の製造方法を適用することができる。
【００１５】
【発明の効果】
以上のように、この発明のバリエータ用ディスの製造方法によれば、スプライン穴の歯面を精密に仕上げることができるので、この歯面を加工基準として軌道面を高精度に仕上げることができるとともに、前記スプライン穴とスプライン軸との嵌合精度を高めることができる。このため、入力軸の軸線に対してディスクの軌道面が傾くのを抑制することができる。したがって、軌道面に対して各ローラを均等に接触させることができ、軌道面及びローラの耐久性を確保することができるとともに、トルク伝達を安定的に行わせることができる。しかも、ブローチを用いて前記歯面を精密に仕上げるので、生産性が高く製造コストも安くて済む。また、スプライン穴とスプライン軸との間の片当たりを改善することができ、これらの耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のバリエータ用ディスの製造方法を示す工程図である。
【図２】入力ディスクをバリエータに組み込んだ状態を示す要部概略図である。
【図３】従来のバリエータの概略図である。
【符号の説明】
３ 軌道面
４ スプライン穴
４ａ 歯面
５ 入力ディスク
７ 出力ディスク
８ 軌道面
９ ローラ
Ｂ ブランク
Ｘ ブローチ
Ｙ 仕上げ用ブローチ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a method of manufacturing a variator disk equipped in a toroidal-type continuously variable transmission.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 is a schematic view showing a variator of a toroidal type continuously variable transmission mounted on a vehicle or the like. The variator 10 includes an input shaft 13 that is rotationally driven by a power source 12 of the vehicle, and the input shaft 13 supports input disks 15 in the vicinity of both ends thereof. A spline hole 15a having a plurality of spline grooves is formed at the center of the input disk 15, and the input disk 15 is engaged with the spline shaft 13a of the input shaft 13 by engaging the spline hole 15a. The shaft 13 can rotate integrally with the input shaft 13 in a state where slight movement of the shaft 13 in the axial direction is allowed. The movement of the input disk 15 is permitted in this way because, for example, the right input disk 15 in the figure is biased toward the left input disk 15 side by the hydraulic cylinder 17 connected to the hydraulic power source 16, thereby causing the variator to move. This is because a required terminal load is added to 10. Further, a concave curved track surface 15b is formed on one side surface of the input disk 15.
[0003]
An output portion 18 of the variator 10 is supported at the central portion in the axial direction of the input shaft 13 so as to be relatively rotatable. The output unit 18 includes an output member 19 and a pair of output disks 20 that are supported by the output member 19 so as to rotate together. The output disk 20 faces the track surface 15b of the input disk 15 of the output disk 20. A concave curved raceway surface 20b is formed on one side surface. A sprocket gear 19a that meshes with the power transmission chain 23 is formed on the outer periphery of the output member 19. Further, between the raceway surface 15b of the input disk 15 and the raceway surface 20b of the output disk 20 facing each other, three disc-shaped rollers 21 that are in rolling contact with the raceway surfaces 15b and 20b, respectively, are circumferentially arranged. Is arranged. Each roller 21 is rotatably supported by a carriage 22, and the relative position with respect to each track surface 15 b, 20 b can be adjusted by the carriage 22.
[0004]
Thus, the variator 10 is configured as a so-called double cavity type in which the input disk 15, the output disk 20, and the roller 21 are provided as a pair, and the input disk 15 to the output disk 20. Torque is transmitted through the six rollers 21. Further, by adjusting the positions of the six rollers 21 by the carriage 22 (see the two-dot chain line in FIG. 3), the rotational speed (speed ratio) of the output disk 20 can be increased or decreased.
[0005]
The input disk 15 is made of, for example, bearing steel, and in the production thereof, the blank on which the spline hole 15a or the raceway surface 15b made of a concave curved surface is formed by heat treatment is cured by heat treatment, The raceway surface 15b is finished by cutting or grinding using the inner peripheral surface (minimum inner diameter surface) of the spline hole 15a as a processing reference.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the variator 10, in order to surely transmit torque between the input disk 15 and the output disk 20, each roller 21 is made to have a high contact pressure with respect to the raceway surfaces 15 b and 20 b of the disks 15 and 20. It is necessary to contact evenly.
However, in the conventional input disk 15, when finishing the raceway surface 15b after heat treatment hardening, heat treatment distortion is generated on the tooth surface of the spline hole 15a which is the processing reference. It is difficult to finish. In addition, since the assembly accuracy of the input disk 15 with respect to the input shaft 13 depends on the fitting accuracy between the spline hole 15a of the input disk 15 and the spline shaft 15a of the input shaft 13, processing accuracy and heat treatment of the spline hole 15a are performed. Due to distortion or the like, the assembling accuracy of the both becomes worse, for example, the axis of the raceway surface 15b is inclined with respect to the axis of the input shaft 13. For this reason, misalignment occurs between the center of curvature of the raceway surface 15b of the input disk 15 and the center of curvature of the raceway surface 20b of the output disk 20, and the contact pressure of the specific roller 21 becomes extremely high. In addition to the problem that the durability of the raceway surface 15b is reduced or the contact pressure of the specific roller 21 is reduced, torque transmission becomes unstable, and there is a problem between the spline hole 15a and the spline shaft 15a. There is a problem in that one-sided contact occurs and its durability is lowered.
[0007]
In order to solve such problems, it is considered that the tooth surface of the spline hole 15a is precisely finished by electric discharge machining after heat treatment hardening, but in this case, the productivity is low and the manufacturing cost is high. New problems arise.
The present invention has been made in view of the above problems, and provides a manufacturing method of a variator disc that can finish the spline holes and the raceway surface with high accuracy, and is highly productive and low in manufacturing cost. Objective.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a method for manufacturing a variator disc according to the present invention is used in a variator of a toroidal-type continuously variable transmission, and has a concave curved raceway surface on which a roller rolls on one side surface. A method of manufacturing a variator disk having a spline hole that meshes with an input shaft, the step of forming the raceway surface in a blank leaving a margin, and leaving the allowance for the spline hole in the blank using a broach. A step of finishing the surface of the spline hole using a broach after the heat treatment and hardening of the blank, and a step of finishing the raceway surface using the tooth surface of the finished spline hole as a processing reference. It is characterized by including.
[0009]
According to this method for producing a variator disc, spline holes are formed with a broach before heat treatment hardening of the blank, and the tooth surface of the blank is finished with a broach after heat treatment hardening, so that the accuracy of the tooth surface is improved. Can do.
[0010]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a process diagram showing a method for producing a variator disc according to the present invention. This manufacturing method is applied to the manufacture of the input disk 5 of the variator. First, an annular material made of bearing steel or the like obtained by forging or the like is subjected to cutting using a cutting tool 1 and is recessed on one side. The raceway surface 3 made of a curved surface is formed, the other side surface and the outer periphery are formed in a predetermined shape, and a spline hole 4 made up of a plurality of spline grooves is formed in the center using the broach X (see FIG. 1a). ). These cutting processes are performed in a state in which a predetermined machining allowance is left in consideration of heat treatment distortion. In particular, with respect to the spline hole 4, at least a side surface and an inner peripheral surface (minimum inner diameter surface) of the tooth surface 4a are predetermined. Machining with high accuracy, leaving the allowance for
[0011]
Next, the blank B obtained by the cutting process is heat-treated and cured to a hardness of HRC 60 to 64, for example (see FIG. 1b).
Next, at least the side surface and the inner peripheral surface of the tooth surface 4a are finished through the broach Y for finishing through the hardened spline hole 4 of the blank B (see FIG. 1c). For this reason, the said tooth surface 4a can be finished with high precision.
[0012]
Further, using the inner peripheral surface of the tooth surface 4a of the spline hole 4 as a machining reference, the raceway surface 3 on one side is finished using an NC lathe or a grinding machine, and the required portion and outer peripheral surface on the other side are turned. Finish by machining or grinding (see FIG. 1d). Thus, the input disk 5 for variator can be obtained.
[0013]
The input disk 5 thus obtained has the raceway surface 3 finished with the tooth surface 4a of the finely finished spline hole 4 as a processing reference, so that the raceway surface 3 can be finished with high accuracy. Further, the fitting accuracy between the spline hole 4 of the input disk 5 and the spline shaft 6a of the input shaft 6 can be increased in a state where the input disk 5 is assembled to the input shaft 6 as shown in FIG. For this reason, it is possible to prevent the entire track surface 3 of the input disk 5 from being tilted with respect to the axis of the input shaft 6. As a result, the center of curvature of the track surface 3 and the center of curvature of the track surface 8 of the output disk 7 can be suppressed. It is possible to prevent misalignment between the two. Therefore, the contact pressure between each raceway surface 3, 8 and each roller 9 can be made uniform, durability of these raceway surfaces 3, 8 and roller 9 can be ensured, and torque transmission can be stably performed. Can be done. Further, the contact between the spline hole 4 and the spline shaft 6a is improved, and the durability of these can be improved.
[0014]
In the case where a spline is adopted as a connection structure between the output disk 7 and the sleeve 2a of the output member 2, the manufacturing method can be applied to the output disk 7.
[0015]
【The invention's effect】
As described above, according to the method for manufacturing a variator disc according to the present invention, the tooth surface of the spline hole can be precisely finished, so that the raceway surface can be finished with high accuracy using this tooth surface as a processing reference. The fitting accuracy between the spline hole and the spline shaft can be increased. For this reason, it can suppress that the track surface of a disk inclines with respect to the axis line of an input shaft. Therefore, each roller can be made to contact the track surface evenly, durability of the track surface and the roller can be ensured, and torque transmission can be performed stably. Moreover, since the tooth surfaces are precisely finished using a broach, productivity is high and manufacturing costs are low. Moreover, the contact between the spline hole and the spline shaft can be improved, and the durability of these can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a process diagram showing a method for producing a variator disc according to the present invention.
FIG. 2 is a main part schematic diagram showing a state in which an input disk is incorporated in a variator.
FIG. 3 is a schematic view of a conventional variator.
[Explanation of symbols]
3 Track surface 4 Spline hole 4a Tooth surface 5 Input disc 7 Output disc 8 Track surface 9 Roller B Blank X Broach Y Finish broach

Claims (1)

トロイダル型無段変速機のバリエータに用いられ、一側面にローラが転走する凹湾曲状の軌道面を有し、中心部に入力軸と噛合するスプライン穴を有するバリエータ用ディスクの製造方法であって、
ブランクに前記軌道面を取り代を残して形成する工程と、
ブランクにブローチを用いて前記スプライン穴を取り代を残して形成する工程と、
前記ブランクの熱処理硬化後に、前記スプライン穴の歯面をブローチを用いて仕上げ加工する工程と、
仕上げ加工したスプライン穴の歯面を加工基準として、前記軌道面を仕上げる工程と
を含むことを特徴とするバリエータ用ディスクの製造方法。This is a method for manufacturing a variator disk that is used in a variator of a toroidal-type continuously variable transmission and has a concave curved raceway surface on which a roller rolls on one side surface and a spline hole that meshes with an input shaft at the center. And
Forming the raceway surface on a blank leaving a margin;
Forming the spline hole leaving a margin using a broach on a blank;
A step of finishing the tooth surface of the spline hole using a broach after heat-curing the blank;
And a step of finishing the raceway surface by using the tooth surface of the finished spline hole as a processing reference.

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