トロイダル型無段変速機のトラニオンおよびその加工方法
【課題】高精度な加工機を用いることなく安価に、パワーローラ・トラニオンアセンブリ間での軸間偏心量のばらつきを小さく抑えることができるトロイダル型無段変速機のトラニオン加工方法および該方法によって形成されるトラニオンを提供する。
【解決手段】このトラニオン加工方法は、所定の素材からトラニオンを切削する切削工程と、偏心軸１６の両端面にそれぞれ、偏心軸１６の軸心Ｏ”上に位置して第１のセンタ穴１０２を形成する偏心軸センタ穴形成工程と、枢軸１４の両端面にそれぞれ、枢軸１４の軸心Ｏ’上に位置して第２のセンタ穴１０５を形成する枢軸センタ穴形成工程と、第１のセンタ穴１０２を支点として偏心軸１６を両側から支持した状態で、偏心軸１６を研削加工する偏心軸研削工程と、第２のセンタ穴１０５を支点として枢軸１４を両側から支持した状態で、枢軸１４を研削加工する枢軸研削工程とを含む。
【解決手段】このトラニオン加工方法は、所定の素材からトラニオンを切削する切削工程と、偏心軸１６の両端面にそれぞれ、偏心軸１６の軸心Ｏ”上に位置して第１のセンタ穴１０２を形成する偏心軸センタ穴形成工程と、枢軸１４の両端面にそれぞれ、枢軸１４の軸心Ｏ’上に位置して第２のセンタ穴１０５を形成する枢軸センタ穴形成工程と、第１のセンタ穴１０２を支点として偏心軸１６を両側から支持した状態で、偏心軸１６を研削加工する偏心軸研削工程と、第２のセンタ穴１０５を支点として枢軸１４を両側から支持した状態で、枢軸１４を研削加工する枢軸研削工程とを含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機のトラニオンおよびその加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図７および図８に示すように構成されている（図７に２つのキャビティ２２１，２２２が示される）。図７に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸（中心軸）１が回転自在に支持されており、この入力軸１の外周には、２つの入力側ディスク２，２と２つの出力側ディスク３，３とが取り付けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力側ディスク３，３がスプライン結合によって連結されている。
【０００３】
入力軸１は、図中左側に位置する入力側ディスク２とカム板７との間に設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介してケーシング５０内に支持されており、これにより、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。
【０００４】
出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、図中左側の入力側ディスク２は、入力軸１にボールスプライン６を介して支持され、図中右側の入力側ディスク２は、入力軸１にスプライン結合されており、これら入力側ディスク２は入力軸１と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク２，２の内側面（凹面）２ａ，２ａと出力側ディスク３，３の内側面（凹面；トラクション面とも言う）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図８参照）が回転自在に挟持されている。
【０００５】
図７中右側に位置する入力側ディスク２の内周面２ｃには、段差部２ｂが設けられ、この段差部２ｂに、入力軸１の外周面１ａに設けられた段差部１ｂが突き当てられるとともに、入力側ディスク２の背面（図７の右面）がローディングナット９に突き当てられている。これによって、入力側ディスク２の入力軸１に対する軸線Ｏ方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板７と入力軸１の鍔部１ｄとの間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８は、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する。
【０００６】
図８は、図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図８に示すように、ケーシング５０の内側には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸１４，１４を中心として揺動する一対のトラニオン１５，１５が設けられている。なお、図８においては、入力軸１の図示は省略している。各トラニオン１５，１５は、パワーローラ１１を支持する支持板部１６の長手方向(図８の上下方向)の両端部に、この支持板部１６の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部２０，２０を有している。そして、この折れ曲がり壁部２０，２０によって、各トラニオン１５，１５には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部２０，２０の外側面には、各枢軸１４，１４が互いに同心的に設けられている。
【０００７】
支持板部１６の中央部には円孔２１が形成され、この円孔２１には変位軸２３の基端部２３ａが支持されている。そして、各枢軸１４，１４を中心として各トラニオン１５，１５を揺動させることにより、これら各トラニオン１５，１５の中央部に支持された変位軸（軸部）２３の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン１５，１５の内側面から突出する変位軸２３の先端部２３ｂの周囲には、ラジアルニードル軸受９９を介して各パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の間に挟持されている。なお、各変位軸２３，２３の基端部２３ａと先端部２３ｂとは、互いに偏心している。
【０００８】
また、各トラニオン１５，１５の枢軸１４，１４はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向(図８の上下方向)に変位自在に支持されており、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂにより、トラニオン１５，１５はその水平方向の移動を規制されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂは鋼等の金属のプレス加工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には円形の支持孔１８が４つ設けられており、これら支持孔１８にはそれぞれ、トラニオン１５の両端部に設けた枢軸１４がラジアルニードル軸受３０を介して揺動自在に支持されている。また、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図８の左右方向）の中央部には、円形の係止孔１９が設けられており、この係止孔１９の内周面は円筒面として、球面ポスト６４，６８を内嵌している。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシング５０に固定部材５２を介して支持されている球面ポスト６４によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク２３Ｂは、球面ポスト６８およびこれを支持する駆動シリンダ３１の上側シリンダボディ６１によって揺動自在に支持されている。
【０００９】
なお、各トラニオン１５，１５に設けられた各変位軸２３，２３は、入力軸１に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸２３，２３の先端部２３ｂが基端部２３ａに対して偏心している方向は、両ディスク２，２，３，３の回転方向に対して同方向(図８で上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸１の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置１２が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。
【００１０】
また、パワーローラ１１の外側面とトラニオン１５の支持板部１６の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１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２４はそれぞれ、複数個ずつの玉（以下、転動体という）２６，２６と、これら各転動体２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面（大端面）に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。
【００１１】
また、スラストニードル軸受２５は、トラニオン１５の支持板部１６の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらパワーローラ１１および外輪２８が各変位軸２３の基端部２３ａを中心として揺動することを許容する。
【００１２】
さらに、各トラニオン１５，１５の一端部(図８の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）２９，２９が設けられており、各駆動ロッド２９，２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３３，３３が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３３，３３はそれぞれ、上側シリンダボディ６１と下側シリンダボディ６２とによって構成された駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン３３，３３と駆動シリンダ３１とで、各トラニオン１５，１５を、これらトラニオン１５，１５の枢軸１４，１４の軸方向に変位させる駆動装置３２を構成している。
【００１３】
このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２に伝えられる。そして、これら入力側ディスク２，２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して各出力側ディスク３，３に伝えられ、更にこれら各出力側ディスク３，３の回転が、出力歯車４より取り出される。
【００１４】
入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３３，３３を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５が互いに逆方向に変位する。例えば、図８の左側のパワーローラ１１が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ１１が同図の上側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の内側面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとの当接部に作用する接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って、各トラニオン１５，１５が、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに枢支された枢軸１４，１４を中心として、互いに逆方向に揺動（傾転）する。
【００１５】
その結果、各パワーローラ１１，１１の周面（トラクション面）１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，３ａとの当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車４との間の変速比が変化する。また、これら入力軸１と出力歯車４との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１およびこれら各パワーローラ１１，１１に付属の外輪２８，２８が、各変位軸２３，２３の基端部２３ａ、２３ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８，２８の外側面と各トラニオン１５，１５を構成する支持板部１６の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受２５，２５が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸２３，２３の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。
【００１６】
ところで、このような従来のトラニオン１５によってパワーローラ１１を支持する支持構造に対し、例えば特許文献１には、支持板部１６を部分円筒形状とし、パワーローラ１１はこの円筒状の部分に対応する凹部を有するものとした支持構造のクランク軸型のトラニオンが開示されている。このようなクランク軸型のトラニオンでは、変速時の同期不良や耐久性の低下を防止するために、図９に示すように、トラニオン１５の傾転軸である枢軸１４の中心軸Ｏ’とパワーローラ１１の接触点（パワーローラ１１とディスク２，３との接触点）Ｐとの間の距離（高さ）Ｌが複数あるパワーローラ・トラニオンアセンブリ間で互いにあまり異ならないようにすること、すなわち、複数あるパワーローラ・トラニオンアセンブリ間での距離Ｌの差を可能な限り小さく抑えることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００８−２５８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
複数あるパワーローラ・トラニオンアセンブリ間での距離Ｌの差を可能な限り小さく抑えるためには、少なくともトラニオン１５それ自体において、枢軸１４と、該枢軸１４に対して偏心する偏心軸である支持板部１６と（図１０で斜線で示す部位）を高精度に研削加工して、図１０に示すように、枢軸１４の中心軸Ｏ’と支持板部１６の中心軸Ｏ”との間の距離、すなわち、偏心量Ｘのばらつきを、複数あるパワーローラ・トラニオンアセンブリ間で可能な限り小さく抑える必要がある。
【００１９】
このような偏心量Ｘの管理は、一般に、クランク軸型のトラニオン１５では、偏心軸研削盤などの専用の高精度加工機を用いることで可能となるが、その場合、設備が高価になる等、コスト上の問題が発生する。
【００２０】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、高精度な加工機を用いることなく安価に、パワーローラ・トラニオンアセンブリ間での軸間偏心量のばらつきを小さく抑えることができるトロイダル型無段変速機のトラニオン加工方法および該方法によって形成されるトラニオンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成するために、本発明は、それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に傾転し且つ前記パワーローラを回転自在に支持するトラニオンとを備えて成り、前記トラニオンが前記枢軸に対して偏心する偏心軸を有するトロイダル型無段変速機の前記トラニオンの加工方法であって、所定の素材からトラニオンを切削する切削工程と、前記偏心軸の両端面にそれぞれ、偏心軸の軸心上に位置して第１のセンタ穴を形成する偏心軸センタ穴形成工程と、前記枢軸の両端面にそれぞれ、枢軸の軸心上に位置して第２のセンタ穴を形成する枢軸センタ穴形成工程と、前記第１のセンタ穴を支点として前記偏心軸を両側から支持した状態で、前記偏心軸を研削加工する偏心軸研削工程と、前記第２のセンタ穴を支点として前記枢軸を両側から支持した状態で、前記枢軸を研削加工する枢軸研削工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、枢軸および偏心軸に対してそれぞれセンタ穴形成工程を施し、それによって形成されたセンタ穴（第１のセンタ穴および第２のセンタ穴）を支点（基準）として研削加工を行なうため、高精度な加工機を用いることなく安価に、パワーローラ・トラニオンアセンブリ間での軸間偏心量（枢軸の軸心と偏心軸の軸心との間の距離）のばらつきを小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る加工方法の偏心軸研削工程を示し、（ａ）は研削砥石によってトラニオンのポケット部の一方側を研削している状態を示す概略側面図、（ｂ）は研削砥石によってトラニオンのポケット部の他方側を研削している状態を示す概略側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る加工方法の枢軸研削工程を示し、（ａ）は研削砥石によってトラニオンの一方の枢軸を研削している状態を示す概略側面図、（ｂ）は研削砥石によってトラニオンの他方の枢軸から駆動ロッドへとわたって研削している状態を示す概略側面図である。
【図３】切削工程に際して第１および第２のセンタ穴をワンチャックによって同時に加工する状態を示す概略図である。
【図４】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る加工方法の硬化処理工程の概略側面図、（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る加工方法の硬化処理工程によって生じる熱処理変形を説明するための概略側面図である。
【図５】（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る加工方法の偏心軸研削工程において研削砥石によってトラニオンのポケット部の一方側を研削している状態を示す概略側面図、（ｂ）は同実施形態に係る加工方法の偏心軸研削工程において研削砥石によってトラニオンのポケット部の他方側を研削している状態を示す概略側面図、（ｃ）は偏心軸研削工程によってトラニオンの応力が開放される状態を説明するための概略側面図、（ｄ）および（ｅ）は同実施形態に係る加工方法の枢軸センタ穴形成工程を示す概略側面図、（ｆ）は同実施形態に係る加工方法の枢軸研削工程において研削砥石によってトラニオンの一方の枢軸を研削している状態を示す概略側面図、（ｇ）は研削砥石によってトラニオンの他方の枢軸から駆動ロッドへとわたって研削している状態を示す概略側面図である。
【図６】（ａ）は切削工程時に、枢軸の両端に仮軸部を形成して、仮軸部に仮センサ穴を形成する工程を示す本発明の第４の実施形態に係る加工方法を説明するための概略側面図、（ｂ）は同実施形態に係る加工方法の枢軸切削加工において切削工具によってトラニオンの一方の枢軸を切削している状態を示す概略側面図、（ｃ）は切削工具によってトラニオンの他方の枢軸から駆動ロッドへとわたって切削している状態を示す概略側面図、（ｄ）および（ｅ）は仮軸部を除去した後に行なわれる枢軸センタ穴形成工程を示す概略側面図である。
【図７】従来から知られているハーフトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図９】（ａ）はクランク軸型のパワーローラ・トラニオンアセンブリの概略側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１０】（ａ）は図９のパワーローラ・トラニオンアセンブリのトラニオン単体の概略側面図、（ｂ）は（ａ）のトラニオンの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の特徴は、パワーローラ・トラニオンアセンブリ間での軸間偏心量のばらつきを小さく抑えることができるトラニオンの加工方法にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図７および図８と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００２５】
図１〜図３は、本発明の第１の実施形態に係るトロイダル型無段変速機のトラニオン１５の加工法を示している。
なお、前述したように、トラニオン１５は、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸（傾転軸）１４，１４を中心として揺動するものであり、枢軸１４に対して偏心してパワーローラ１１を支持するする偏心軸としての支持板部１６の長手方向の両端部に、この支持板部１６の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部２０，２０を有している。また、一方側の枢軸１４は駆動ロッド（トラニオン軸）２９を有している。
【００２６】
まず、本実施形態に係る加工方法では、所定の素材からトラニオン１５を切削する、すなわち、仕上げ加工（研削加工）前の状態のトラニオン１５を切削加工により成形する切削工程が行なわれる。この切削工程に際しては、図３に示すように、偏心軸センタ穴形成工程および枢軸センタ穴形成工程もそれぞれ行なわれる。具体的には、工具１２０を用いて、偏心軸である支持板部１６の両端面（各端面に対する加工が（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示されている）にそれぞれ、支持板部１６の軸心Ｏ”上に位置して第１のセンタ穴１０２を形成する（偏心軸センタ穴形成工程）とともに、枢軸１４の両端面（各端面に対する加工が（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示されている・・・一方の端面は枢軸１４から延びる駆動ロッド２９の端面に対応する）にそれぞれ、枢軸１４の軸心Ｏ’上に位置して第２のセンタ穴１０５を形成する（枢軸センタ穴形成工程）。この場合、両端の２つの第１のセンタ穴１０２および両端の２つの第２のセンタ穴１０５が全て１つのチャッキング治具１３０を用いて同時加工される。具体的には、切削加工によりセンタ穴１０２、１０５を除いてほぼ加工済の工作物について、旋回位置決めを行なうインデックステーブル（図示せず）上のチャッキング治具（Ｖブロック）１３０で工作物（トラニオン１５の形成素材のポケット部Ｐに対応する部位）を把持し（斜面に支持板部１６の円筒部を当てて、図示しないクランプで固定する）、ワンチャックで４か所のセンタ穴１０２，１０２，１０５，１０５を工具１２０を用いて加工する。この場合、センタ穴４か所の相対位置精度が加工機（およびインデックステーブル）の位置出し精度によって十分に保証される。その後、必要に応じて、例えば切削工具を用いて未加工の細部の切削加工を行なう（切削工程）。なお、切削加工に先立ち、鍛造加工等の塑性加工を行うようにしてもよい。
【００２７】
続いて、図１および図２に示すように、研削砥石１００，１１０で材料を除去することにより、所望の形状および 精度に加工する研削工程を行なう。具体的には、まず、図１に示すように、第１のセンタ穴１０２を支点Ｐ１，Ｐ２として支持板部１６（偏心軸）を両側から支持した状態で、支持板部１６を研削加工する（偏心軸研削工程）。例えば、支持板部１６の軸心Ｏ”を中心に工作物を回転させながら研削砥石１００をポケット部Ｐに押し当てて研削加工を行なう。この場合、研削砥石１００の作動軸がトラニオン素材である工作物の軸心Ｏ”に対して傾いているアンギュラ研削盤により円筒面と側面とを同時加工できる。研削砥石１００の直径は研削幅よりも十分に大きく、研削部位による周速差は問題とならない。なお、図１の（ａ）は研削砥石１００によってトラニオン１５のポケット部Ｐの一方側を研削している状態を示し、図１の（ｂ）は研削砥石１００によってトラニオン１５のポケット部Ｐの他方側を研削している状態を示している。
【００２８】
その後、図２に示すように、第２のセンタ穴１０５を支点Ｐ３，Ｐ４として枢軸１４を両側から支持した状態で、枢軸１４を研削加工する（枢軸研削工程）。例えば、枢軸１４の軸心Ｏ’を中心に工作物を回転させながら研削砥石１１０を枢軸および駆動ロッド２９の外面に押し当てて研削加工を行なう。なお、図２の（ａ）は研削砥石１１０によってトラニオン１５の一方の枢軸１４を研削している状態を示し、図２の（ｂ）は研削砥石１１０によってトラニオン１５の他方の枢軸１４から駆動ロッド２９へとわたって研削している状態を示している。
【００２９】
以上のように、本実施形態に係る加工方法によれば、枢軸１４および支持板部（偏心軸）１６に対してそれぞれセンタ穴形成工程を施し、それによって形成されたセンタ穴（第１のセンタ穴１０２および第２のセンタ穴１０５）を支点（基準）として研削加工を行なうため、高精度な加工機（特殊な研削盤）を用いることなく安価に（汎用的な円筒研削盤やアンギュラ研削盤を用いて）、パワーローラ・トラニオンアセンブリ間での軸間偏心量のばらつきを小さく抑えることができる。なお、本実施形態では、研削加工に際して、センタ穴１０２，１０５が除去されてもよく、あるいは、そのまま残されてもよい。
【００３０】
図４は、本発明の第２の実施形態を示している。
本実施形態に係る加工方法では、切削工程に際して偏心軸センタ穴形成工程および枢軸センタ穴形成工程が行なわれず、切削工程後に枢軸１４および支持板部（偏心軸）１６に対して行なわれる表面硬化処理（硬化処理工程）を経た後においてのみ偏心軸センタ穴形成工程および枢軸センタ穴形成工程が行なわれる。
【００３１】
具体的には、センタ穴形成を伴わない切削工程が行なわれた後、図４の（ａ）に示すように枢軸１４および支持板部（偏心軸）１６に対して表面硬化処理Ａ，Ｂが施される。枢軸１４の外周面に対する表面硬化処理Ａは、主に、軸受の転動疲労強度の向上を図るために行なわれるものであり、一方、支持板部（偏心軸）１６の外面に対する表面硬化処理は、主に、耐摩耗性の向上を図るために行なわれるものである。このような表面硬化処理の際には熱処理変形が生じ得る。したがって、表面硬化処理前に第１の実施形態のようにセンタ穴１０２，１０５を加工してしまうと、少なからず、図４の（ｂ）に示されるような変形（矢印参照）の影響で、センタ穴１０２，１０５間の偏心量に変化が生じてしまう。このような不都合を回避するために、本実施形態では、表面硬化処理後にセンサ穴形成工程を行なうようにしている。表面硬化処理工程後に行なわれる偏心軸センタ穴形成工程および枢軸センタ穴形成工程は，第１の実施形態（図３参照）と同じである。また、その後に更に行なわれる偏心軸研削工程および枢軸研削工程も，第１の実施形態（図１，２参照）と同じである。
【００３２】
以上のように、本実施形態では、表面硬化処理（硬化処理工程）を経た後においてのみ偏心軸センタ穴形成工程および枢軸センタ穴形成工程が行なわれるため、熱処理変形の影響を受けずに、センタ穴４か所の相対位置精度を高精度に保ったまま、研削加工を精密に行なうことができる。
【００３３】
図５は、本発明の第３の実施形態を示している。
本実施形態に係る加工方法では、切削工程に際して偏心軸センタ穴形成工程は行うが、枢軸センタ穴形成工程は行なわれず、切削工程後に枢軸１４および支持板部（偏心軸）１６に対して行なわれる表面硬化処理（硬化処理工程）を経た後に、枢軸センタ穴形成工程が行なわれる。すなわち、硬化処理工程後に偏心軸研削工程が行なわれ、その後に、偏心軸を基準に枢軸センタ穴形成工程が行なわれた後、枢軸研削工程が行なわれるようになっている。
【００３４】
具体的には、枢軸センタ穴形成を伴わない切削工程が行なわれた後、枢軸１４および支持板部（偏心軸）１６に対して表面硬化処理が施され、その後、図５の（ａ），（ｂ）に示すように、第１のセンタ穴１０２を支点Ｐ１，Ｐ２として支持板部１６（偏心軸）を両側から支持した状態で、支持板部１６を研削加工する（偏心軸研削工程）。例えば、支持板部１６の軸心Ｏ”を中心に工作物を回転させながら研削砥石１００をポケット部Ｐに押し当てて研削加工を行なう。なお、図５の（ａ）は研削砥石１００によってトラニオン１５のポケット部Ｐの一方側を研削している状態を示し、図５の（ｂ）は研削砥石１００によってトラニオン１５のポケット部Ｐの他方側を研削している状態を示している。
なお、第３の実施形態において、工数削減ができることから上記の手順が好ましいが、偏心軸センタ穴形成工程を表面硬化処理の直後に行うようにしてもよい。
【００３５】
この支持板部（偏心軸）１６の研削時には、図５の（ｃ）に示すように、熱処理で発生した内部応力が開放されることにより変形（矢印参照）が若干発生する。そのため、偏心軸研削前にセンタ穴１０５を加工してしまうと、少なからず、図５の（ｃ）に示されるような変形の影響で、センタ穴間の偏心量に変化が生じてしまう。このような不都合を回避するために、本実施形態では、偏心軸研削後に支持板部（偏心軸）１６を基準に枢軸センタ穴形成工程が行なわれ、その後、枢軸研削工程が行なわれる。
【００３６】
具体的には、偏心軸研削後、図５の（ｄ），（ｅ）に示すように研削した支持板部（偏心軸）１６を基準として、枢軸１４上のセンタ穴１０５を２か所加工する。すなわち、工具１２０を用いて、枢軸１４の両端面（各端面に対する加工が（ｄ）および（ｅ）にそれぞれ示されている）にそれぞれ、枢軸１４の軸心Ｏ’上に位置して第２のセンタ穴１０５を形成する（枢軸センタ穴形成工程）。精度が保証されたＶブロック１３０の斜面に仕上げ加工された支持板部（偏心軸）１６の円筒面が固定されるため、支持板部（偏心軸）１６との偏心量も高精度が保証される。
【００３７】
その後、そのセンタ面を基準として枢軸１４の研削を実施する（図５の（ｆ），（ｇ））。すなわち、第２のセンタ穴１０５を支点Ｐ３，Ｐ４として枢軸１４を両側から支持した状態で、枢軸１４を研削加工する（枢軸研削工程）。例えば、枢軸１４の軸心Ｏ’を中心に工作物を回転させながら研削砥石１１０を枢軸および駆動ロッド２９の外面に押し当てて研削加工を行なう。なお、図５の（ｆ）は研削砥石１１０によってトラニオン１５の一方の枢軸１４を研削している状態を示し、図５の（ｇ）は研削砥石１１０によってトラニオン１５の他方の枢軸１４から駆動ロッド２９へとわたって研削している状態を示している。
【００３８】
以上のように、本実施形態では、第１および第２の実施形態と比べて、表面処理時・研削加工時の変形の影響を受けないため、パワーローラ・トラニオンアセンブリ間での軸間偏心量のばらつきを更に小さく抑えることができる。
【００３９】
図６は、本発明の第４の実施形態を示している。
本実施形態に係る加工方法では、切削工程時に、図６（ａ）に示すように枢軸１４の両端（一端は枢軸１４から延びる駆動ロッド２９の端面に対応する）に仮軸部１５０を形成して、仮軸部１５０に仮センタ穴１０５’を形成する。その後、図６の（ｂ），（ｃ）に示すように、チャック１３０Ａでクランプした状態で、仮センタ穴１０５’を支点Ｐ３’，Ｐ４’として、枢軸１４をチャック１３０Ａと支点Ｐ３’，Ｐ４’とで両側から支持しつつ切削工具１７０を用いて切削加工を行なう。その後、仮軸部１５０を枢軸１４から除去して、図６の（ｄ），（ｅ）に示すように、偏心軸センタ穴形成工程または枢軸センタ穴形成工程を行なう。
これら偏心軸センタ穴形成工程、枢軸センタ穴形成工程を行う時期は、前記各実施形態のいずれでもよい。
【００４０】
一般に、既に素材加工時（切削工程時）に使用されたセンタ穴に対して第２および第３の実施形態のようにセンタ加工（センタ穴１０２，１０５の加工）を施すと、既に空いているセンタ面に工具が倣って工具が撓んでしまい、十分な偏心量精度を出すことが困難になるが、本実施形態のように、切削加工時に仮軸部を形成して、切削工程時のセンタ穴と研削工程時のセンタ穴との形成領域を個別に確保すれば、十分な偏心量精度を出すことができる。この方法では、仮軸部が除去されたフラットな面にセンタ穴１０２，１０５を加工できるため、十分な位置精度を確保できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、シングルキャビティ型やダブルキャビティ型などの様々なハーフトロイダル型無段変速機のトラニオンの加工に適用できる。
【符号の説明】
【００４２】
２ 入力側ディスク
３ 出力側ディスク
１１ パワーローラ
１４ 枢軸
１５ トラニオン
１６ 支持板部（偏心軸）
１０２ 第１のセンタ穴
１０５ 第２のセンタ穴
１０５’ 仮センタ穴
１３０，１３０Ａ チャッキング治具
１５０ 仮軸部
Ｏ’ 枢軸の軸心
Ｏ” 偏心軸の軸心
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車や各種産業機械の変速機などに利用可能なトロイダル型無段変速機のトラニオンおよびその加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば自動車用変速機として用いるダブルキャビティ式トロイダル型無段変速機は、図７および図８に示すように構成されている（図７に２つのキャビティ２２１，２２２が示される）。図７に示すように、ケーシング５０の内側には入力軸（中心軸）１が回転自在に支持されており、この入力軸１の外周には、２つの入力側ディスク２，２と２つの出力側ディスク３，３とが取り付けられている。また、入力軸１の中間部の外周には出力歯車４が回転自在に支持されている。この出力歯車４の中心部に設けられた円筒状のフランジ部４ａ，４ａには、出力側ディスク３，３がスプライン結合によって連結されている。
【０００３】
入力軸１は、図中左側に位置する入力側ディスク２とカム板７との間に設けられたローディングカム式の押圧装置１２を介して、駆動軸２２により回転駆動されるようになっている。また、出力歯車４は、２つの部材の結合によって構成された仕切壁１３を介してケーシング５０内に支持されており、これにより、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転できる一方で、軸線Ｏ方向の変位が阻止されている。
【０００４】
出力側ディスク３，３は、入力軸１との間に介在されたニードル軸受５，５によって、入力軸１の軸線Ｏを中心に回転自在に支持されている。また、図中左側の入力側ディスク２は、入力軸１にボールスプライン６を介して支持され、図中右側の入力側ディスク２は、入力軸１にスプライン結合されており、これら入力側ディスク２は入力軸１と共に回転するようになっている。また、入力側ディスク２，２の内側面（凹面）２ａ，２ａと出力側ディスク３，３の内側面（凹面；トラクション面とも言う）３ａ，３ａとの間には、パワーローラ１１（図８参照）が回転自在に挟持されている。
【０００５】
図７中右側に位置する入力側ディスク２の内周面２ｃには、段差部２ｂが設けられ、この段差部２ｂに、入力軸１の外周面１ａに設けられた段差部１ｂが突き当てられるとともに、入力側ディスク２の背面（図７の右面）がローディングナット９に突き当てられている。これによって、入力側ディスク２の入力軸１に対する軸線Ｏ方向の変位が実質的に阻止されている。また、カム板７と入力軸１の鍔部１ｄとの間には、皿ばね８が設けられており、この皿ばね８は、各ディスク２，２，３，３の凹面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとパワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａとの当接部に押圧力を付与する。
【０００６】
図８は、図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。図８に示すように、ケーシング５０の内側には、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸１４，１４を中心として揺動する一対のトラニオン１５，１５が設けられている。なお、図８においては、入力軸１の図示は省略している。各トラニオン１５，１５は、パワーローラ１１を支持する支持板部１６の長手方向(図８の上下方向)の両端部に、この支持板部１６の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部２０，２０を有している。そして、この折れ曲がり壁部２０，２０によって、各トラニオン１５，１５には、パワーローラ１１を収容するための凹状のポケット部Ｐが形成される。また、各折れ曲がり壁部２０，２０の外側面には、各枢軸１４，１４が互いに同心的に設けられている。
【０００７】
支持板部１６の中央部には円孔２１が形成され、この円孔２１には変位軸２３の基端部２３ａが支持されている。そして、各枢軸１４，１４を中心として各トラニオン１５，１５を揺動させることにより、これら各トラニオン１５，１５の中央部に支持された変位軸（軸部）２３の傾斜角度を調節できるようになっている。また、各トラニオン１５，１５の内側面から突出する変位軸２３の先端部２３ｂの周囲には、ラジアルニードル軸受９９を介して各パワーローラ１１が回転自在に支持されており、各パワーローラ１１，１１は、各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の間に挟持されている。なお、各変位軸２３，２３の基端部２３ａと先端部２３ｂとは、互いに偏心している。
【０００８】
また、各トラニオン１５，１５の枢軸１４，１４はそれぞれ、一対のヨーク２３Ａ，２３Ｂに対して揺動自在および軸方向(図８の上下方向)に変位自在に支持されており、各ヨーク２３Ａ，２３Ｂにより、トラニオン１５，１５はその水平方向の移動を規制されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂは鋼等の金属のプレス加工あるいは鍛造加工により矩形状に形成されている。各ヨーク２３Ａ，２３Ｂの四隅には円形の支持孔１８が４つ設けられており、これら支持孔１８にはそれぞれ、トラニオン１５の両端部に設けた枢軸１４がラジアルニードル軸受３０を介して揺動自在に支持されている。また、ヨーク２３Ａ，２３Ｂの幅方向（図８の左右方向）の中央部には、円形の係止孔１９が設けられており、この係止孔１９の内周面は円筒面として、球面ポスト６４，６８を内嵌している。すなわち、上側のヨーク２３Ａは、ケーシング５０に固定部材５２を介して支持されている球面ポスト６４によって揺動自在に支持されており、下側のヨーク２３Ｂは、球面ポスト６８およびこれを支持する駆動シリンダ３１の上側シリンダボディ６１によって揺動自在に支持されている。
【０００９】
なお、各トラニオン１５，１５に設けられた各変位軸２３，２３は、入力軸１に対し、互いに１８０度反対側の位置に設けられている。また、これらの各変位軸２３，２３の先端部２３ｂが基端部２３ａに対して偏心している方向は、両ディスク２，２，３，３の回転方向に対して同方向(図８で上下逆方向)となっている。また、偏心方向は、入力軸１の配設方向に対して略直交する方向となっている。したがって、各パワーローラ１１，１１は、入力軸１の長手方向に若干変位できるように支持される。その結果、押圧装置１２が発生するスラスト荷重に基づく各構成部材の弾性変形等に起因して、各パワーローラ１１，１１が入力軸１の軸方向に変位する傾向となった場合でも、各構成部材に無理な力が加わらず、この変位が吸収される。
【００１０】
また、パワーローラ１１の外側面とトラニオン１５の支持板部１６の内側面との間には、パワーローラ１１の外側面の側から順に、スラスト転がり軸受であるスラスト玉軸受２４と、スラストニードル軸受２５とが設けられている。このうち、スラスト玉軸受２４は、各パワーローラ１１に加わるスラスト方向の荷重を支承しつつ、これら各パワーローラ１１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２４はそれぞれ、複数個ずつの玉（以下、転動体という）２６，２６と、これら各転動体２６，２６を転動自在に保持する円環状の保持器２７と、円環状の外輪２８とから構成されている。また、各スラスト玉軸受２４の内輪軌道は各パワーローラ１１の外側面（大端面）に、外輪軌道は各外輪２８の内側面にそれぞれ形成されている。
【００１１】
また、スラストニードル軸受２５は、トラニオン１５の支持板部１６の内側面と外輪２８の外側面との間に挟持されている。このようなスラストニードル軸受２５は、パワーローラ１１から各外輪２８に加わるスラスト荷重を支承しつつ、これらパワーローラ１１および外輪２８が各変位軸２３の基端部２３ａを中心として揺動することを許容する。
【００１２】
さらに、各トラニオン１５，１５の一端部(図８の下端部)にはそれぞれ駆動ロッド（トラニオン軸）２９，２９が設けられており、各駆動ロッド２９，２９の中間部外周面に駆動ピストン（油圧ピストン）３３，３３が固設されている。そして、これら各駆動ピストン３３，３３はそれぞれ、上側シリンダボディ６１と下側シリンダボディ６２とによって構成された駆動シリンダ３１内に油密に嵌装されている。これら各駆動ピストン３３，３３と駆動シリンダ３１とで、各トラニオン１５，１５を、これらトラニオン１５，１５の枢軸１４，１４の軸方向に変位させる駆動装置３２を構成している。
【００１３】
このように構成されたトロイダル型無段変速機の場合、入力軸１の回転は、押圧装置１２を介して、各入力側ディスク２，２に伝えられる。そして、これら入力側ディスク２，２の回転が、一対のパワーローラ１１，１１を介して各出力側ディスク３，３に伝えられ、更にこれら各出力側ディスク３，３の回転が、出力歯車４より取り出される。
【００１４】
入力軸１と出力歯車４との間の回転速度比を変える場合には、一対の駆動ピストン３３，３３を互いに逆方向に変位させる。これら各駆動ピストン３３，３３の変位に伴って、一対のトラニオン１５，１５が互いに逆方向に変位する。例えば、図８の左側のパワーローラ１１が同図の下側に、同図の右側のパワーローラ１１が同図の上側にそれぞれ変位する。その結果、これら各パワーローラ１１，１１の周面１１ａ，１１ａと各入力側ディスク２，２および各出力側ディスク３，３の内側面２ａ，２ａ，３ａ，３ａとの当接部に作用する接線方向の力の向きが変化する。そして、この力の向きの変化に伴って、各トラニオン１５，１５が、ヨーク２３Ａ，２３Ｂに枢支された枢軸１４，１４を中心として、互いに逆方向に揺動（傾転）する。
【００１５】
その結果、各パワーローラ１１，１１の周面（トラクション面）１１ａ，１１ａと各内側面２ａ，３ａとの当接位置が変化し、入力軸１と出力歯車４との間の変速比が変化する。また、これら入力軸１と出力歯車４との間で伝達するトルクが変動し、各構成部材の弾性変形量が変化すると、各パワーローラ１１，１１およびこれら各パワーローラ１１，１１に付属の外輪２８，２８が、各変位軸２３，２３の基端部２３ａ、２３ａを中心として僅かに回動する。これら各外輪２８，２８の外側面と各トラニオン１５，１５を構成する支持板部１６の内側面との間には、それぞれスラストニードル軸受２５，２５が存在するため、前記回動は円滑に行われる。したがって、前述のように各変位軸２３，２３の傾斜角度を変化させるための力が小さくて済む。
【００１６】
ところで、このような従来のトラニオン１５によってパワーローラ１１を支持する支持構造に対し、例えば特許文献１には、支持板部１６を部分円筒形状とし、パワーローラ１１はこの円筒状の部分に対応する凹部を有するものとした支持構造のクランク軸型のトラニオンが開示されている。このようなクランク軸型のトラニオンでは、変速時の同期不良や耐久性の低下を防止するために、図９に示すように、トラニオン１５の傾転軸である枢軸１４の中心軸Ｏ’とパワーローラ１１の接触点（パワーローラ１１とディスク２，３との接触点）Ｐとの間の距離（高さ）Ｌが複数あるパワーローラ・トラニオンアセンブリ間で互いにあまり異ならないようにすること、すなわち、複数あるパワーローラ・トラニオンアセンブリ間での距離Ｌの差を可能な限り小さく抑えることが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開２００８−２５８２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
複数あるパワーローラ・トラニオンアセンブリ間での距離Ｌの差を可能な限り小さく抑えるためには、少なくともトラニオン１５それ自体において、枢軸１４と、該枢軸１４に対して偏心する偏心軸である支持板部１６と（図１０で斜線で示す部位）を高精度に研削加工して、図１０に示すように、枢軸１４の中心軸Ｏ’と支持板部１６の中心軸Ｏ”との間の距離、すなわち、偏心量Ｘのばらつきを、複数あるパワーローラ・トラニオンアセンブリ間で可能な限り小さく抑える必要がある。
【００１９】
このような偏心量Ｘの管理は、一般に、クランク軸型のトラニオン１５では、偏心軸研削盤などの専用の高精度加工機を用いることで可能となるが、その場合、設備が高価になる等、コスト上の問題が発生する。
【００２０】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、高精度な加工機を用いることなく安価に、パワーローラ・トラニオンアセンブリ間での軸間偏心量のばらつきを小さく抑えることができるトロイダル型無段変速機のトラニオン加工方法および該方法によって形成されるトラニオンを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
前記目的を達成するために、本発明は、それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に傾転し且つ前記パワーローラを回転自在に支持するトラニオンとを備えて成り、前記トラニオンが前記枢軸に対して偏心する偏心軸を有するトロイダル型無段変速機の前記トラニオンの加工方法であって、所定の素材からトラニオンを切削する切削工程と、前記偏心軸の両端面にそれぞれ、偏心軸の軸心上に位置して第１のセンタ穴を形成する偏心軸センタ穴形成工程と、前記枢軸の両端面にそれぞれ、枢軸の軸心上に位置して第２のセンタ穴を形成する枢軸センタ穴形成工程と、前記第１のセンタ穴を支点として前記偏心軸を両側から支持した状態で、前記偏心軸を研削加工する偏心軸研削工程と、前記第２のセンタ穴を支点として前記枢軸を両側から支持した状態で、前記枢軸を研削加工する枢軸研削工程とを含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、枢軸および偏心軸に対してそれぞれセンタ穴形成工程を施し、それによって形成されたセンタ穴（第１のセンタ穴および第２のセンタ穴）を支点（基準）として研削加工を行なうため、高精度な加工機を用いることなく安価に、パワーローラ・トラニオンアセンブリ間での軸間偏心量（枢軸の軸心と偏心軸の軸心との間の距離）のばらつきを小さく抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る加工方法の偏心軸研削工程を示し、（ａ）は研削砥石によってトラニオンのポケット部の一方側を研削している状態を示す概略側面図、（ｂ）は研削砥石によってトラニオンのポケット部の他方側を研削している状態を示す概略側面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態に係る加工方法の枢軸研削工程を示し、（ａ）は研削砥石によってトラニオンの一方の枢軸を研削している状態を示す概略側面図、（ｂ）は研削砥石によってトラニオンの他方の枢軸から駆動ロッドへとわたって研削している状態を示す概略側面図である。
【図３】切削工程に際して第１および第２のセンタ穴をワンチャックによって同時に加工する状態を示す概略図である。
【図４】（ａ）は本発明の第２の実施形態に係る加工方法の硬化処理工程の概略側面図、（ｂ）は本発明の第２の実施形態に係る加工方法の硬化処理工程によって生じる熱処理変形を説明するための概略側面図である。
【図５】（ａ）は本発明の第３の実施形態に係る加工方法の偏心軸研削工程において研削砥石によってトラニオンのポケット部の一方側を研削している状態を示す概略側面図、（ｂ）は同実施形態に係る加工方法の偏心軸研削工程において研削砥石によってトラニオンのポケット部の他方側を研削している状態を示す概略側面図、（ｃ）は偏心軸研削工程によってトラニオンの応力が開放される状態を説明するための概略側面図、（ｄ）および（ｅ）は同実施形態に係る加工方法の枢軸センタ穴形成工程を示す概略側面図、（ｆ）は同実施形態に係る加工方法の枢軸研削工程において研削砥石によってトラニオンの一方の枢軸を研削している状態を示す概略側面図、（ｇ）は研削砥石によってトラニオンの他方の枢軸から駆動ロッドへとわたって研削している状態を示す概略側面図である。
【図６】（ａ）は切削工程時に、枢軸の両端に仮軸部を形成して、仮軸部に仮センサ穴を形成する工程を示す本発明の第４の実施形態に係る加工方法を説明するための概略側面図、（ｂ）は同実施形態に係る加工方法の枢軸切削加工において切削工具によってトラニオンの一方の枢軸を切削している状態を示す概略側面図、（ｃ）は切削工具によってトラニオンの他方の枢軸から駆動ロッドへとわたって切削している状態を示す概略側面図、（ｄ）および（ｅ）は仮軸部を除去した後に行なわれる枢軸センタ穴形成工程を示す概略側面図である。
【図７】従来から知られているハーフトロイダル型無段変速機の具体的構造の一例を示す断面図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図９】（ａ）はクランク軸型のパワーローラ・トラニオンアセンブリの概略側面図、（ｂ）は（ａ）のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図１０】（ａ）は図９のパワーローラ・トラニオンアセンブリのトラニオン単体の概略側面図、（ｂ）は（ａ）のトラニオンの斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
なお、本発明の特徴は、パワーローラ・トラニオンアセンブリ間での軸間偏心量のばらつきを小さく抑えることができるトラニオンの加工方法にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図７および図８と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００２５】
図１〜図３は、本発明の第１の実施形態に係るトロイダル型無段変速機のトラニオン１５の加工法を示している。
なお、前述したように、トラニオン１５は、入力軸１に対し捻れの位置にある一対の枢軸（傾転軸）１４，１４を中心として揺動するものであり、枢軸１４に対して偏心してパワーローラ１１を支持するする偏心軸としての支持板部１６の長手方向の両端部に、この支持板部１６の内側面側に折れ曲がる状態で形成された一対の折れ曲がり壁部２０，２０を有している。また、一方側の枢軸１４は駆動ロッド（トラニオン軸）２９を有している。
【００２６】
まず、本実施形態に係る加工方法では、所定の素材からトラニオン１５を切削する、すなわち、仕上げ加工（研削加工）前の状態のトラニオン１５を切削加工により成形する切削工程が行なわれる。この切削工程に際しては、図３に示すように、偏心軸センタ穴形成工程および枢軸センタ穴形成工程もそれぞれ行なわれる。具体的には、工具１２０を用いて、偏心軸である支持板部１６の両端面（各端面に対する加工が（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示されている）にそれぞれ、支持板部１６の軸心Ｏ”上に位置して第１のセンタ穴１０２を形成する（偏心軸センタ穴形成工程）とともに、枢軸１４の両端面（各端面に対する加工が（ａ）および（ｂ）にそれぞれ示されている・・・一方の端面は枢軸１４から延びる駆動ロッド２９の端面に対応する）にそれぞれ、枢軸１４の軸心Ｏ’上に位置して第２のセンタ穴１０５を形成する（枢軸センタ穴形成工程）。この場合、両端の２つの第１のセンタ穴１０２および両端の２つの第２のセンタ穴１０５が全て１つのチャッキング治具１３０を用いて同時加工される。具体的には、切削加工によりセンタ穴１０２、１０５を除いてほぼ加工済の工作物について、旋回位置決めを行なうインデックステーブル（図示せず）上のチャッキング治具（Ｖブロック）１３０で工作物（トラニオン１５の形成素材のポケット部Ｐに対応する部位）を把持し（斜面に支持板部１６の円筒部を当てて、図示しないクランプで固定する）、ワンチャックで４か所のセンタ穴１０２，１０２，１０５，１０５を工具１２０を用いて加工する。この場合、センタ穴４か所の相対位置精度が加工機（およびインデックステーブル）の位置出し精度によって十分に保証される。その後、必要に応じて、例えば切削工具を用いて未加工の細部の切削加工を行なう（切削工程）。なお、切削加工に先立ち、鍛造加工等の塑性加工を行うようにしてもよい。
【００２７】
続いて、図１および図２に示すように、研削砥石１００，１１０で材料を除去することにより、所望の形状および 精度に加工する研削工程を行なう。具体的には、まず、図１に示すように、第１のセンタ穴１０２を支点Ｐ１，Ｐ２として支持板部１６（偏心軸）を両側から支持した状態で、支持板部１６を研削加工する（偏心軸研削工程）。例えば、支持板部１６の軸心Ｏ”を中心に工作物を回転させながら研削砥石１００をポケット部Ｐに押し当てて研削加工を行なう。この場合、研削砥石１００の作動軸がトラニオン素材である工作物の軸心Ｏ”に対して傾いているアンギュラ研削盤により円筒面と側面とを同時加工できる。研削砥石１００の直径は研削幅よりも十分に大きく、研削部位による周速差は問題とならない。なお、図１の（ａ）は研削砥石１００によってトラニオン１５のポケット部Ｐの一方側を研削している状態を示し、図１の（ｂ）は研削砥石１００によってトラニオン１５のポケット部Ｐの他方側を研削している状態を示している。
【００２８】
その後、図２に示すように、第２のセンタ穴１０５を支点Ｐ３，Ｐ４として枢軸１４を両側から支持した状態で、枢軸１４を研削加工する（枢軸研削工程）。例えば、枢軸１４の軸心Ｏ’を中心に工作物を回転させながら研削砥石１１０を枢軸および駆動ロッド２９の外面に押し当てて研削加工を行なう。なお、図２の（ａ）は研削砥石１１０によってトラニオン１５の一方の枢軸１４を研削している状態を示し、図２の（ｂ）は研削砥石１１０によってトラニオン１５の他方の枢軸１４から駆動ロッド２９へとわたって研削している状態を示している。
【００２９】
以上のように、本実施形態に係る加工方法によれば、枢軸１４および支持板部（偏心軸）１６に対してそれぞれセンタ穴形成工程を施し、それによって形成されたセンタ穴（第１のセンタ穴１０２および第２のセンタ穴１０５）を支点（基準）として研削加工を行なうため、高精度な加工機（特殊な研削盤）を用いることなく安価に（汎用的な円筒研削盤やアンギュラ研削盤を用いて）、パワーローラ・トラニオンアセンブリ間での軸間偏心量のばらつきを小さく抑えることができる。なお、本実施形態では、研削加工に際して、センタ穴１０２，１０５が除去されてもよく、あるいは、そのまま残されてもよい。
【００３０】
図４は、本発明の第２の実施形態を示している。
本実施形態に係る加工方法では、切削工程に際して偏心軸センタ穴形成工程および枢軸センタ穴形成工程が行なわれず、切削工程後に枢軸１４および支持板部（偏心軸）１６に対して行なわれる表面硬化処理（硬化処理工程）を経た後においてのみ偏心軸センタ穴形成工程および枢軸センタ穴形成工程が行なわれる。
【００３１】
具体的には、センタ穴形成を伴わない切削工程が行なわれた後、図４の（ａ）に示すように枢軸１４および支持板部（偏心軸）１６に対して表面硬化処理Ａ，Ｂが施される。枢軸１４の外周面に対する表面硬化処理Ａは、主に、軸受の転動疲労強度の向上を図るために行なわれるものであり、一方、支持板部（偏心軸）１６の外面に対する表面硬化処理は、主に、耐摩耗性の向上を図るために行なわれるものである。このような表面硬化処理の際には熱処理変形が生じ得る。したがって、表面硬化処理前に第１の実施形態のようにセンタ穴１０２，１０５を加工してしまうと、少なからず、図４の（ｂ）に示されるような変形（矢印参照）の影響で、センタ穴１０２，１０５間の偏心量に変化が生じてしまう。このような不都合を回避するために、本実施形態では、表面硬化処理後にセンサ穴形成工程を行なうようにしている。表面硬化処理工程後に行なわれる偏心軸センタ穴形成工程および枢軸センタ穴形成工程は，第１の実施形態（図３参照）と同じである。また、その後に更に行なわれる偏心軸研削工程および枢軸研削工程も，第１の実施形態（図１，２参照）と同じである。
【００３２】
以上のように、本実施形態では、表面硬化処理（硬化処理工程）を経た後においてのみ偏心軸センタ穴形成工程および枢軸センタ穴形成工程が行なわれるため、熱処理変形の影響を受けずに、センタ穴４か所の相対位置精度を高精度に保ったまま、研削加工を精密に行なうことができる。
【００３３】
図５は、本発明の第３の実施形態を示している。
本実施形態に係る加工方法では、切削工程に際して偏心軸センタ穴形成工程は行うが、枢軸センタ穴形成工程は行なわれず、切削工程後に枢軸１４および支持板部（偏心軸）１６に対して行なわれる表面硬化処理（硬化処理工程）を経た後に、枢軸センタ穴形成工程が行なわれる。すなわち、硬化処理工程後に偏心軸研削工程が行なわれ、その後に、偏心軸を基準に枢軸センタ穴形成工程が行なわれた後、枢軸研削工程が行なわれるようになっている。
【００３４】
具体的には、枢軸センタ穴形成を伴わない切削工程が行なわれた後、枢軸１４および支持板部（偏心軸）１６に対して表面硬化処理が施され、その後、図５の（ａ），（ｂ）に示すように、第１のセンタ穴１０２を支点Ｐ１，Ｐ２として支持板部１６（偏心軸）を両側から支持した状態で、支持板部１６を研削加工する（偏心軸研削工程）。例えば、支持板部１６の軸心Ｏ”を中心に工作物を回転させながら研削砥石１００をポケット部Ｐに押し当てて研削加工を行なう。なお、図５の（ａ）は研削砥石１００によってトラニオン１５のポケット部Ｐの一方側を研削している状態を示し、図５の（ｂ）は研削砥石１００によってトラニオン１５のポケット部Ｐの他方側を研削している状態を示している。
なお、第３の実施形態において、工数削減ができることから上記の手順が好ましいが、偏心軸センタ穴形成工程を表面硬化処理の直後に行うようにしてもよい。
【００３５】
この支持板部（偏心軸）１６の研削時には、図５の（ｃ）に示すように、熱処理で発生した内部応力が開放されることにより変形（矢印参照）が若干発生する。そのため、偏心軸研削前にセンタ穴１０５を加工してしまうと、少なからず、図５の（ｃ）に示されるような変形の影響で、センタ穴間の偏心量に変化が生じてしまう。このような不都合を回避するために、本実施形態では、偏心軸研削後に支持板部（偏心軸）１６を基準に枢軸センタ穴形成工程が行なわれ、その後、枢軸研削工程が行なわれる。
【００３６】
具体的には、偏心軸研削後、図５の（ｄ），（ｅ）に示すように研削した支持板部（偏心軸）１６を基準として、枢軸１４上のセンタ穴１０５を２か所加工する。すなわち、工具１２０を用いて、枢軸１４の両端面（各端面に対する加工が（ｄ）および（ｅ）にそれぞれ示されている）にそれぞれ、枢軸１４の軸心Ｏ’上に位置して第２のセンタ穴１０５を形成する（枢軸センタ穴形成工程）。精度が保証されたＶブロック１３０の斜面に仕上げ加工された支持板部（偏心軸）１６の円筒面が固定されるため、支持板部（偏心軸）１６との偏心量も高精度が保証される。
【００３７】
その後、そのセンタ面を基準として枢軸１４の研削を実施する（図５の（ｆ），（ｇ））。すなわち、第２のセンタ穴１０５を支点Ｐ３，Ｐ４として枢軸１４を両側から支持した状態で、枢軸１４を研削加工する（枢軸研削工程）。例えば、枢軸１４の軸心Ｏ’を中心に工作物を回転させながら研削砥石１１０を枢軸および駆動ロッド２９の外面に押し当てて研削加工を行なう。なお、図５の（ｆ）は研削砥石１１０によってトラニオン１５の一方の枢軸１４を研削している状態を示し、図５の（ｇ）は研削砥石１１０によってトラニオン１５の他方の枢軸１４から駆動ロッド２９へとわたって研削している状態を示している。
【００３８】
以上のように、本実施形態では、第１および第２の実施形態と比べて、表面処理時・研削加工時の変形の影響を受けないため、パワーローラ・トラニオンアセンブリ間での軸間偏心量のばらつきを更に小さく抑えることができる。
【００３９】
図６は、本発明の第４の実施形態を示している。
本実施形態に係る加工方法では、切削工程時に、図６（ａ）に示すように枢軸１４の両端（一端は枢軸１４から延びる駆動ロッド２９の端面に対応する）に仮軸部１５０を形成して、仮軸部１５０に仮センタ穴１０５’を形成する。その後、図６の（ｂ），（ｃ）に示すように、チャック１３０Ａでクランプした状態で、仮センタ穴１０５’を支点Ｐ３’，Ｐ４’として、枢軸１４をチャック１３０Ａと支点Ｐ３’，Ｐ４’とで両側から支持しつつ切削工具１７０を用いて切削加工を行なう。その後、仮軸部１５０を枢軸１４から除去して、図６の（ｄ），（ｅ）に示すように、偏心軸センタ穴形成工程または枢軸センタ穴形成工程を行なう。
これら偏心軸センタ穴形成工程、枢軸センタ穴形成工程を行う時期は、前記各実施形態のいずれでもよい。
【００４０】
一般に、既に素材加工時（切削工程時）に使用されたセンタ穴に対して第２および第３の実施形態のようにセンタ加工（センタ穴１０２，１０５の加工）を施すと、既に空いているセンタ面に工具が倣って工具が撓んでしまい、十分な偏心量精度を出すことが困難になるが、本実施形態のように、切削加工時に仮軸部を形成して、切削工程時のセンタ穴と研削工程時のセンタ穴との形成領域を個別に確保すれば、十分な偏心量精度を出すことができる。この方法では、仮軸部が除去されたフラットな面にセンタ穴１０２，１０５を加工できるため、十分な位置精度を確保できる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明は、シングルキャビティ型やダブルキャビティ型などの様々なハーフトロイダル型無段変速機のトラニオンの加工に適用できる。
【符号の説明】
【００４２】
２ 入力側ディスク
３ 出力側ディスク
１１ パワーローラ
１４ 枢軸
１５ トラニオン
１６ 支持板部（偏心軸）
１０２ 第１のセンタ穴
１０５ 第２のセンタ穴
１０５’ 仮センタ穴
１３０，１３０Ａ チャッキング治具
１５０ 仮軸部
Ｏ’ 枢軸の軸心
Ｏ” 偏心軸の軸心
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に傾転し且つ前記パワーローラを回転自在に支持するトラニオンとを備えて成り、前記トラニオンが前記枢軸に対して偏心する偏心軸を有するトロイダル型無段変速機の前記トラニオンの加工方法であって、
所定の素材からトラニオンを切削する切削工程と、
前記偏心軸の両端面にそれぞれ、偏心軸の軸心上に位置して第１のセンタ穴を形成する偏心軸センタ穴形成工程と、
前記枢軸の両端面にそれぞれ、枢軸の軸心上に位置して第２のセンタ穴を形成する枢軸センタ穴形成工程と、
前記第１のセンタ穴を支点として前記偏心軸を両側から支持した状態で、前記偏心軸を研削加工する偏心軸研削工程と、
前記第２のセンタ穴を支点として前記枢軸を両側から支持した状態で、前記枢軸を研削加工する枢軸研削工程と、
を含むことを特徴とする加工方法。
【請求項２】
前記切削工程に際して前記偏心軸センタ穴形成工程および前記枢軸センタ穴形成工程が行なわれることを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
【請求項３】
前記切削工程後に前記枢軸および前記偏心軸を表面硬化処理する硬化処理工程を更に含み、該硬化処理工程後に前記偏心軸センタ穴形成工程および前記枢軸センタ穴形成工程が行なわれることを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
【請求項４】
両端の２つの第１のセンタ穴および両端の２つの第２のセンタ穴が全て１つのチャッキング治具を用いて同時加工されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の加工方法。
【請求項５】
前記切削工程後に前記枢軸および前記偏心軸を表面硬化処理する硬化処理工程を更に含み、該硬化処理工程後に前記偏心軸センタ穴形成工程および前記偏心軸研削工程が行なわれ、その後に、前記偏心軸を基準に前記枢軸センタ穴形成工程が行なわれた後、前記枢軸研削工程が行なわれることを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
【請求項６】
前記切削工程時に、前記枢軸の両端に仮軸部を形成して、該仮軸部に仮センタ穴を形成するとともに、該仮センタ穴を支点として前記枢軸を両側から支持した状態で切削加工を行ない、その後の偏心軸センタ穴形成工程または枢軸センタ穴形成工程に際して前記仮軸部を前記枢軸から除去することを特徴とする請求項３または請求項５に記載の加工方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の加工方法によって形成されるトロイダル型無段変速機のトラニオン。
【請求項８】
前記第１のセンタ穴および前記第２のセンタ穴を有することを特徴とする請求項７に記載のトロイダル型無段変速機のトラニオン。
【請求項１】
それぞれの内側面同士を互いに対向させた状態で互いに同心的に且つ回転自在に支持された入力側ディスクおよび出力側ディスクと、前記入力側ディスクと前記出力側ディスクとの間に挟持されたパワーローラと、前記入力側ディスクおよび前記出力側ディスクの中心軸に対して捻れの位置にある枢軸を中心に傾転し且つ前記パワーローラを回転自在に支持するトラニオンとを備えて成り、前記トラニオンが前記枢軸に対して偏心する偏心軸を有するトロイダル型無段変速機の前記トラニオンの加工方法であって、
所定の素材からトラニオンを切削する切削工程と、
前記偏心軸の両端面にそれぞれ、偏心軸の軸心上に位置して第１のセンタ穴を形成する偏心軸センタ穴形成工程と、
前記枢軸の両端面にそれぞれ、枢軸の軸心上に位置して第２のセンタ穴を形成する枢軸センタ穴形成工程と、
前記第１のセンタ穴を支点として前記偏心軸を両側から支持した状態で、前記偏心軸を研削加工する偏心軸研削工程と、
前記第２のセンタ穴を支点として前記枢軸を両側から支持した状態で、前記枢軸を研削加工する枢軸研削工程と、
を含むことを特徴とする加工方法。
【請求項２】
前記切削工程に際して前記偏心軸センタ穴形成工程および前記枢軸センタ穴形成工程が行なわれることを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
【請求項３】
前記切削工程後に前記枢軸および前記偏心軸を表面硬化処理する硬化処理工程を更に含み、該硬化処理工程後に前記偏心軸センタ穴形成工程および前記枢軸センタ穴形成工程が行なわれることを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
【請求項４】
両端の２つの第１のセンタ穴および両端の２つの第２のセンタ穴が全て１つのチャッキング治具を用いて同時加工されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の加工方法。
【請求項５】
前記切削工程後に前記枢軸および前記偏心軸を表面硬化処理する硬化処理工程を更に含み、該硬化処理工程後に前記偏心軸センタ穴形成工程および前記偏心軸研削工程が行なわれ、その後に、前記偏心軸を基準に前記枢軸センタ穴形成工程が行なわれた後、前記枢軸研削工程が行なわれることを特徴とする請求項１に記載の加工方法。
【請求項６】
前記切削工程時に、前記枢軸の両端に仮軸部を形成して、該仮軸部に仮センタ穴を形成するとともに、該仮センタ穴を支点として前記枢軸を両側から支持した状態で切削加工を行ない、その後の偏心軸センタ穴形成工程または枢軸センタ穴形成工程に際して前記仮軸部を前記枢軸から除去することを特徴とする請求項３または請求項５に記載の加工方法。
【請求項７】
請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の加工方法によって形成されるトロイダル型無段変速機のトラニオン。
【請求項８】
前記第１のセンタ穴および前記第２のセンタ穴を有することを特徴とする請求項７に記載のトロイダル型無段変速機のトラニオン。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１３−３５０７５（Ｐ２０１３−３５０７５Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７０３０２（Ｐ２０１１−１７０３０２）
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月３日（２０１１．８．３）
【出願人】（０００００４２０４）日本精工株式会社 (8,378)
【Ｆターム（参考）】
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