JP2005022058A

JP2005022058A - Method and device for working ball spline groove of input shaft of toroidal continuously variable transmission, and input shaft of toroidal continuously variable transmission

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Publication number: JP2005022058A
Application number: JP2003270438A
Authority: JP
Inventors: Kiyotaka Hirata; 清孝平田
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2005-01-27

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure high symmetry of a ball spline groove with respect to the axial center of an input shaft of a toroidal continuously variable transmission, and to improve cutting efficiency. <P>SOLUTION: An annular cutting tool 11 having, on its circumference, a plurality of cutting edges formed in the same shape as the cross sectional shape of a desired ball spline groove formed on the outer diameter section of the input shaft 105 or a plurality of cutting edges formed in the same shape as a part of the cross sectional shape of the desired ball spline groove is made to cut the outer diameter section of the input shaft while being positioned to the input shaft. An index table 15 and core push stand 16 for rotating the cutting tool about a shank 12 and supporting the input shaft are moved by a movable table 14 by a predetermined distance in the axial direction of the input shaft. Thus, the outer diameter section of the input shaft is cut by the cutting tool to form a ball spline groove in the outer diameter section. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、主として自動車や産業機械の変速機として用いられるトロイダル型無段変速機の入力軸にボールスプライン溝を切削加工により形成するトロイダル型無段変速機の入力軸のボールスプライン溝加工方法及びボールスプライン溝加工装置並びにトロイダル型無段変速機の入力軸に関する。 The present invention relates to a ball spline groove machining method for an input shaft of a toroidal continuously variable transmission, in which a ball spline groove is formed by cutting on an input shaft of a toroidal continuously variable transmission mainly used as a transmission of an automobile or industrial machine, and The present invention relates to a ball spline groove processing device and an input shaft of a toroidal type continuously variable transmission.

従来、トロイダル型無段変速機の入力軸の外径部にボールスプラインのボールスプライン溝を形成するため、溝加工を行う装置が種々知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。その一例として、図１３及び図１４に示すようなボールエンドミル１１０を備えたボールスプライン溝加工装置がある。ボールエンドミル１１０は、先端部の断面形状を、形成されるボールスプライン溝１１２の断面形状と同一形状に形成している。 2. Description of the Related Art Conventionally, various apparatuses for performing groove processing are known in order to form a ball spline groove of a ball spline in an outer diameter portion of an input shaft of a toroidal type continuously variable transmission (see, for example, Patent Documents 1 and 2). As an example, there is a ball spline grooving apparatus provided with a ball end mill 110 as shown in FIGS. The ball end mill 110 is formed so that the cross-sectional shape of the tip portion is the same as the cross-sectional shape of the ball spline groove 112 to be formed.

即ち、図１５及び図１６を参照すると、ボールスプライン溝加工装置は、図示しない主軸に装着されたボールエンドミル１１０を、入力軸１１１の軸中心を通る線上で、かつ、入力軸１１１の軸方向と直交する方向から、入力軸１１１の外径部に対峙させる。そして、ボールスプライン溝加工装置は、ボールエンドミル１１０を回転させながら入力軸１１１に接近する側（図１５中左側）に移動させて外径部に切り込ませると共に、更に入力軸１１１の軸方向に沿って図１６中左方に移動させる。これにより、ボールスプライン溝加工装置は、入力軸１１１の外径部にボールスプライン溝１１２の１条分の切削加工を完了させる。その後、上述と同様の切削加工工程が必要条数分繰り返され、ボールスプライン溝１１２が完成される。このボールスプライン溝１１２の切削加工は、熱処理により硬化される前の工程で、熱処理後の研削仕上げのための取り代を付加した形状及び寸法で形成される。
特開平９−８８９８８号公報（第２頁）特開平９−１３６２５４号公報（第２−３頁、第５図） That is, with reference to FIGS. 15 and 16, the ball spline grooving apparatus is configured such that the ball end mill 110 mounted on the main shaft (not shown) is placed on a line passing through the center of the input shaft 111 and in the axial direction of the input shaft 111. It is made to oppose the outer-diameter part of the input shaft 111 from the orthogonal direction. Then, the ball spline grooving apparatus moves the ball end mill 110 to the side closer to the input shaft 111 (left side in FIG. 15) while rotating the ball end mill 110 and cuts it into the outer diameter portion, and further in the axial direction of the input shaft 111. Along the left side in FIG. As a result, the ball spline groove processing device completes the cutting of one line of the ball spline groove 112 at the outer diameter portion of the input shaft 111. Thereafter, the same cutting process as described above is repeated as many times as necessary, and the ball spline groove 112 is completed. The cutting process of the ball spline groove 112 is formed in a shape and size to which a machining allowance for grinding finish after the heat treatment is added in a process before being hardened by the heat treatment.
Japanese Patent Laid-Open No. 9-88888 (page 2) JP-A-9-136254 (page 2-3, FIG. 5)

しかしながら、図１３に示すボールエンドミル１１０を用いたボールスプライン溝１１２の切削加工では、ボールエンドミル１１０の先端部の断面形状を、ボールスプライン溝１１２の断面形状と同一形状に形成するため、先端部の外径がφ１０ｍｍ程度しかなく、工具の強度が低い。 However, in the cutting process of the ball spline groove 112 using the ball end mill 110 shown in FIG. 13, the cross-sectional shape of the tip end portion of the ball end mill 110 is formed in the same shape as the cross-sectional shape of the ball spline groove 112. The outer diameter is only about 10 mm, and the strength of the tool is low.

このため、１回当たりの切り込み量が小さくなり、切削効率が低下して切削加工時間が長くなるという問題があった。また、１回当たりの切り込み量を無理に大きくすると、ボールエンドミル１１０が大きく撓んで入力軸１１１に対して位置ずれを生じてしまい、入力軸１１１の軸中心に対するボールスプライン溝１１２の対称度が低下するという問題があった。また、入力軸１１１の軸中心に対するボールスプライン溝１１２の対称度が低い場合、後工程である研削仕上げ工程において、研削取り代が偏って研削取り代不足や研削取り代大による研削抵抗の増大を招くなどの不具合が生じる。 For this reason, there was a problem that the amount of cutting per one time was reduced, the cutting efficiency was lowered, and the cutting time was increased. Further, if the cutting amount per time is forcibly increased, the ball end mill 110 is greatly bent to cause a position shift with respect to the input shaft 111, and the symmetry of the ball spline groove 112 with respect to the axis center of the input shaft 111 is lowered. There was a problem to do. In addition, when the symmetry of the ball spline groove 112 with respect to the axis center of the input shaft 111 is low, the grinding allowance is biased in the subsequent grinding finishing process, and the grinding resistance is increased due to insufficient grinding allowance or large grinding allowance. Inconvenience occurs.

また、ボールエンドミル１１０の切れ刃が例えば２枚である場合、切削加工時、一方の切れ刃ではアップカット、他方の切れ刃ではダウンカットとなり、それぞれの切れ刃に作用する反力により、ボールエンドミル１１０には曲げ荷重が作用する。これによっても、ボールエンドミル１１０が入力軸１１１に対して位置ずれを生じてしまい、入力軸１１１の軸中心に対するボールスプライン溝１１２の対称度が低下してしまう。 In addition, when there are two cutting edges of the ball end mill 110, for example, at the time of cutting, one cutting edge is up-cut and the other cutting edge is down-cut, and the reaction force acting on each cutting edge causes the ball end mill to A bending load acts on 110. This also causes the ball end mill 110 to be displaced with respect to the input shaft 111, and the degree of symmetry of the ball spline groove 112 with respect to the axis center of the input shaft 111 decreases.

更に、ボールエンドミル１１０の先端部外径が小さいことで、切削加工に必要な速度を得るためには、回転数を上げる必要があり、主軸の高速化が要求される。また、ボールエンドミル１１０の軸中心付近では、切削速度がほぼ０となり、その付近の切削後の表面は、ムシレ面となって面粗さが悪い状態となり、切削加工時間を更に延ばす要因となっている。 Furthermore, since the tip end outer diameter of the ball end mill 110 is small, it is necessary to increase the number of rotations in order to obtain the speed necessary for the cutting process, and a high speed spindle is required. In addition, the cutting speed is almost zero in the vicinity of the axis center of the ball end mill 110, and the surface after cutting in the vicinity thereof becomes a muddy surface, resulting in poor surface roughness, which further increases the cutting time. Yes.

加えて、ボールエンドミル１１０のチップポケットは小さいため、大きな切削送りを行うと、図１４に示すような切り屑１１３が排出されずに詰まってしまい、ボールエンドミル１１０の切れ刃の刃先を欠損してしまう可能性がある。このため、切削条件を予め低めに設定しなければならず、切削効率が低下して切削加工時間が長くなるという問題があった。 In addition, since the chip pocket of the ball end mill 110 is small, when a large cutting feed is performed, the chips 113 as shown in FIG. 14 are clogged without being discharged, and the cutting edge of the ball end mill 110 is lost. There is a possibility. For this reason, cutting conditions had to be set low in advance, and there was a problem that cutting efficiency was reduced and cutting time was prolonged.

本発明は、トロイダル型無段変速機の入力軸の軸中心に対するボールスプライン溝の優れた対称度を確保することができると共に、切削加工効率を向上させて切削加工時間の短縮を図ることができ、コストを低減することができるトロイダル型無段変速機の入力軸のボールスプライン溝加工方法及びボールスプライン溝加工装置を提供することを目的としている。 The present invention can ensure the excellent symmetry of the ball spline groove with respect to the axis center of the input shaft of the toroidal type continuously variable transmission, and can improve the cutting efficiency and shorten the cutting time. An object of the present invention is to provide a ball spline grooving method and a ball spline grooving apparatus for an input shaft of a toroidal type continuously variable transmission that can reduce costs.

本発明の目的は、以下の構成によって達成される。
（１）トロイダル型無段変速機の入力軸にボールスプライン溝を切削加工により形成するボールスプライン溝加工方法であって、
前記入力軸の外径部に形成される所望のボールスプライン溝の断面形状と同一形状を有する切れ刃、又は所望のボールスプライン溝の断面形状の一部と同一形状を有する切れ刃を、円周上に所定の間隔をあけて複数配置した円環状の切削工具を用い、
前記切削工具を前記入力軸の軸方向と直交する方向に沿う回転軸を中心として回転するとともに、前記切削工具を前記入力軸に対して前記軸方向に沿って相対移動し、前記入力軸の外径部に前記ボールスプライン溝を切削加工することを特徴とするトロイダル型無段変速機の入力軸のボールスプライン溝加工方法。
（２）（１）に記載のボールスプライン溝加工方法を用いて加工されたボールスプライン溝を備えたことを特徴とするトロイダル型無段変速機の入力軸。
（３）トロイダル型無段変速機の入力軸にボールスプライン溝を切削加工により形成するボールスプライン溝加工装置であって、
前記入力軸の外径部に形成される所望のボールスプライン溝の断面形状と同一形状を有する切れ刃、又は所望のボールスプライン溝の断面形状の一部と同一形状を有する切れ刃を、円周上に所定の間隔をあけて複数配置された円環状の切削工具と、
前記切削工具を前記入力軸の軸方向と直交する方向に沿う回転軸を中心として回転するとともに、前記切削工具を前記入力軸に対して前記軸方向に沿って相対移動し、前記入力軸の外径部に前記ボールスプライン溝を切削加工する切削工具駆動手段と、
を備えたことを特徴とするトロイダル型無段変速機の入力軸のボールスプライン溝加工装置。 The object of the present invention is achieved by the following configurations.
(1) A ball spline groove machining method for forming a ball spline groove by cutting on an input shaft of a toroidal-type continuously variable transmission,
A cutting edge having the same shape as the cross-sectional shape of the desired ball spline groove formed in the outer diameter portion of the input shaft, or a cutting edge having the same shape as a part of the cross-sectional shape of the desired ball spline groove, Using an annular cutting tool arranged on the top with a predetermined interval on top,
The cutting tool is rotated about a rotation axis along a direction orthogonal to the axial direction of the input shaft, and the cutting tool is relatively moved along the axial direction with respect to the input shaft. A ball spline groove machining method for an input shaft of a toroidal-type continuously variable transmission, wherein the ball spline groove is cut in a diameter portion.
(2) An input shaft of a toroidal continuously variable transmission, comprising a ball spline groove processed using the ball spline groove processing method according to (1).
(3) A ball spline groove machining device for forming a ball spline groove on the input shaft of a toroidal-type continuously variable transmission by cutting,
A cutting edge having the same shape as the cross-sectional shape of the desired ball spline groove formed in the outer diameter portion of the input shaft, or a cutting edge having the same shape as a part of the cross-sectional shape of the desired ball spline groove, A plurality of annular cutting tools arranged at predetermined intervals on the upper side;
The cutting tool is rotated about a rotation axis along a direction orthogonal to the axial direction of the input shaft, and the cutting tool is relatively moved along the axial direction with respect to the input shaft. Cutting tool driving means for cutting the ball spline groove in the diameter portion;
A ball spline grooving device for an input shaft of a toroidal-type continuously variable transmission.

なお、切削工具駆動手段は、本実施形態では主軸と可動テーブルを備えた構成である。 In this embodiment, the cutting tool driving means includes a main shaft and a movable table.

本発明によれば、入力軸の外径部に形成される所望のボールスプライン溝の断面形状と同一形状を有する切れ刃、又は所望のボールスプライン溝の断面形状の一部と同一形状を有する切れ刃を、円周上に所定の間隔をあけて複数配置した円環状の切削工具を用い、切削工具を入力軸の軸方向と直交する方向に沿う回転軸を中心として回転させるとともに、切削工具を入力軸に対して入力軸の軸方向に沿って相対移動させ、切削工具によって入力軸の外径部にボールスプライン溝を切削加工して、外径部にボールスプライン溝を形成させる。 According to the present invention, the cutting edge having the same shape as the cross-sectional shape of the desired ball spline groove formed in the outer diameter portion of the input shaft, or the cutting edge having the same shape as a part of the cross-sectional shape of the desired ball spline groove. Using an annular cutting tool in which a plurality of blades are arranged at predetermined intervals on the circumference, the cutting tool is rotated about a rotation axis along a direction orthogonal to the axial direction of the input shaft, and the cutting tool is The ball spline groove is formed in the outer diameter portion by moving relative to the input shaft along the axial direction of the input shaft and cutting the ball spline groove in the outer diameter portion of the input shaft with a cutting tool.

したがって、トロイダル型無段変速機の入力軸の軸中心に対するボールスプライン溝の優れた対称度を確保することができるとともに、切削加工効率を向上させて切削加工時間の短縮を図ることができ、コストを低減することができる。 Therefore, it is possible to ensure excellent symmetry of the ball spline groove with respect to the axis center of the input shaft of the toroidal-type continuously variable transmission, improve the cutting efficiency and shorten the cutting time, and reduce the cost. Can be reduced.

以下、図１〜９を参照して、本発明の第１実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

図１は、本発明の第１実施形態であるトロイダル型無段変速機の入力軸のボールスプライン溝加工装置を示す概略側面図であり、図２は、図１のボールスプライン溝加工装置の概略平面図である。図３は、図１のボールスプライン溝加工装置の切削工具である総形フライスを示し、図３（ａ）はその正面図であり、図３（ｂ）はその断面図である。図４は、図３の切削工具による入力軸に対する切削加工時の状態を示す要部概略側面図であり、図５は、図１のボールスプライン溝加工装置のもう一つの切削工具である千鳥刃サイドカッターを示す断面図、図６は、切削加工後の入力軸のボールスプライン溝の形状例を示す要部概略断面図である。 FIG. 1 is a schematic side view showing a ball spline grooving device for an input shaft of a toroidal-type continuously variable transmission according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an outline of the ball spline grooving device of FIG. It is a top view. FIG. 3 shows a general-purpose milling cutter as a cutting tool of the ball spline grooving apparatus of FIG. 1, FIG. 3 (a) is a front view thereof, and FIG. 3 (b) is a sectional view thereof. 4 is a schematic side view of a main part showing a state of cutting the input shaft by the cutting tool of FIG. 3, and FIG. 5 is a staggered blade which is another cutting tool of the ball spline grooving apparatus of FIG. Sectional drawing which shows a side cutter, FIG. 6: is principal part schematic sectional drawing which shows the example of a shape of the ball spline groove | channel of the input shaft after cutting.

図７は、図１のボールスプライン溝加工装置による切削加工対象となる入力軸が組み込まれたトロイダル型無段変速機を示す概略断面図であり、図８は、図７のトロイダル型無段変速機の入力軸を示す概略側面図、図９は、図８の入力軸のボールスプライン溝の形状例を示す要部概略断面図である。 7 is a schematic sectional view showing a toroidal continuously variable transmission in which an input shaft to be cut by the ball spline grooving apparatus of FIG. 1 is incorporated, and FIG. 8 is a toroidal continuously variable transmission of FIG. 9 is a schematic side view showing an input shaft of the machine, and FIG. 9 is a schematic sectional view of an essential part showing a shape example of a ball spline groove of the input shaft of FIG.

図７を参照すると、トロイダル型無段変速機１００においては、複数のパワーローラ１０１が、入力側ディスク１０２及び出力側ディスク１０３間に回転自在に挟持されており、各パワーローラ１０１の回転中心の傾斜角度が変化されることにより、入力側ディスク１０２及び出力側ディスク１０３間での変速比が可変制御される。 Referring to FIG. 7, in the toroidal-type continuously variable transmission 100, a plurality of power rollers 101 are rotatably held between the input side disk 102 and the output side disk 103. By changing the tilt angle, the gear ratio between the input side disk 102 and the output side disk 103 is variably controlled.

入力側ディスク１０２はそれぞれ、ボールスプライン１０４を介して入力軸１０５に取り付けられており、入力軸１０５に対して相対回転不能かつ軸方向に沿って相対移動可能である。また出力側ディスク１０３はそれぞれ、入力軸１０５にベアリング１０６を介して相対回転可能に支持されている。 Each of the input side disks 102 is attached to the input shaft 105 via a ball spline 104, and is not relatively rotatable with respect to the input shaft 105 and is relatively movable along the axial direction. Each of the output side disks 103 is supported on the input shaft 105 via a bearing 106 so as to be relatively rotatable.

図７及び図８に示すように、トロイダル型無段変速機１００の入力軸１０５には、入力軸１０５をボール１０７を介して入力側ディスク１０２と嵌合させるためのボールスプライン１０４が形成されており、入力軸１０５の外径部には、ボール１０７を保持するためのボールスプライン溝１０８が形成されている。 As shown in FIGS. 7 and 8, the input shaft 105 of the toroidal-type continuously variable transmission 100 is formed with a ball spline 104 for fitting the input shaft 105 with the input side disk 102 via the ball 107. A ball spline groove 108 for holding the ball 107 is formed in the outer diameter portion of the input shaft 105.

ボールスプライン溝１０８は、例えば図９（ａ）及び（ｂ）に示すように、軸方向と直交する方向に沿う断面形状として、偏心したＲの組み合わせであるゴシックアーク形状（図９（ａ））や単一Ｒ形状（図９（ｂ））等に形成されている。ボールスプライン溝１０８は、複数のボール１０７を軸方向に並べるために必要な長さの軸方向に沿うストレート部１０８ａを有すると共に、入力軸１０５の外径部の周方向に所定の間隔をあけて必要条数分設けられている。 For example, as shown in FIGS. 9A and 9B, the ball spline groove 108 has a Gothic arc shape which is a combination of eccentric Rs as a cross-sectional shape along a direction orthogonal to the axial direction (FIG. 9A). Or a single R shape (FIG. 9B). The ball spline groove 108 has a straight portion 108a along the axial direction of a length necessary for arranging a plurality of balls 107 in the axial direction, and at a predetermined interval in the circumferential direction of the outer diameter portion of the input shaft 105. There are as many as required.

次に、上述したトロイダル型無段変速機１００の入力軸１０５の外径部に、ボールスプライン溝１０８を切削加工により形成する第１実施形態のボールスプライン溝加工装置１０について、図１〜図６を参照して説明する。 Next, the ball spline groove machining apparatus 10 according to the first embodiment in which the ball spline groove 108 is formed in the outer diameter portion of the input shaft 105 of the toroidal-type continuously variable transmission 100 described above by cutting processing will be described with reference to FIGS. Will be described with reference to FIG.

ボールスプライン溝加工装置１０は、切削工具（総形フライス）１１をシャンク（棒状冶具）１２を介して回転駆動する主軸１３と、図示しないトラバース軸及び切り込み軸を備え、セットされる入力軸１０５の軸方向Ｌ１と軸方向Ｌ１と水平かつ直角な方向Ｌ２に移動可能な可動テーブル１４と、可動テーブル１４上に載置され、入力軸１０５の両端部をそれぞれ支持するインデックステーブル１５及び芯押し台１６とを備える。 The ball spline grooving apparatus 10 includes a main shaft 13 that rotationally drives a cutting tool (general milling cutter) 11 via a shank (rod-shaped jig) 12, a traverse shaft and a cutting shaft (not shown), and an input shaft 105 that is set. A movable table 14 that can move in the direction L2 that is horizontal and perpendicular to the axial direction L1 and the axial direction L1, and an index table 15 and a tailstock 16 that are placed on the movable table 14 and support both ends of the input shaft 105, respectively. With.

切削工具１１は、図３に示されるように、全体として円環状に形成されており、入力軸１０５の外径部に形成される所望のボ−ルスプライン溝１０８の断面形状と同一形状に形成された切れ刃１１ａを、円周上に所定の間隔をあけて複数（本実施形態では１２枚）配置している。切削工具１１は、内径部１１ｂに形成されたキー溝１１ｃをシャンク１２のキー１２ａと嵌合させ、キー及びインローによりシャンク１２に相対回転不能であると共に、図４に示すナット１８によってシャンク１２に固定されている。 As shown in FIG. 3, the cutting tool 11 is formed in an annular shape as a whole, and is formed in the same shape as the cross-sectional shape of a desired ball spline groove 108 formed in the outer diameter portion of the input shaft 105. A plurality (12 in this embodiment) of the cutting edges 11a thus formed are arranged on the circumference at a predetermined interval. The cutting tool 11 fits the key groove 11c formed in the inner diameter portion 11b with the key 12a of the shank 12, and is not rotatable relative to the shank 12 by the key and the inlay, and is attached to the shank 12 by the nut 18 shown in FIG. It is fixed.

主軸１３は、シャンク１２を入力軸の軸方向と直交する方向に支持しており、シャンク１２を回転軸として切削工具１１を回転駆動する。また、主軸１３は、切削工具の中心軸と平行な方向Ｌ３に移動可能であり、シャンク１２に固定された切削工具１１をＬ３方向に移動可能とする。 The main shaft 13 supports the shank 12 in a direction orthogonal to the axial direction of the input shaft, and rotationally drives the cutting tool 11 with the shank 12 as a rotation axis. The main shaft 13 is movable in a direction L3 parallel to the central axis of the cutting tool, and the cutting tool 11 fixed to the shank 12 is movable in the L3 direction.

ボールスプライン溝加工装置１０は、入力軸１０５の一端部（図１中左端部）をインデックステーブル１５のチャック１７によって把持するとともに、入力軸１０５の他端部（図１中右端部）のセンター穴１０５ａを芯押し台１６により保持することで入力軸１０５を固定している。なお、チャック１７のチャック爪の回転振れは、０．１ｍｍ以下とするとともに、入力軸１０５のセンター穴１０５ａと外径部との同軸度は、０．１ｍｍ以下としている。これらにより、入力軸１０５の外径部の回転振れは０．１ｍｍ以下となる。 The ball spline grooving apparatus 10 grips one end portion (left end portion in FIG. 1) of the input shaft 105 by the chuck 17 of the index table 15 and a center hole in the other end portion (right end portion in FIG. 1) of the input shaft 105. The input shaft 105 is fixed by holding 105 a by the core pusher 16. The rotational deflection of the chuck claw of the chuck 17 is 0.1 mm or less, and the coaxiality between the center hole 105a of the input shaft 105 and the outer diameter portion is 0.1 mm or less. As a result, the rotational runout of the outer diameter portion of the input shaft 105 is 0.1 mm or less.

以下、本実施形態のトロイダル型無段変速機の入力軸のボールスプライン溝加工方法について、説明する。 Hereinafter, a ball spline groove machining method for the input shaft of the toroidal-type continuously variable transmission according to the present embodiment will be described.

まず、円環状の切削工具１１がシャンク１２を介して主軸１３に取り付られる。そして、入力軸１０５をインデックステーブル１５及び芯押し台１６により可動テーブル１４上に支持すると共に、主軸１３は、切削工具１１を切れ刃１１ａの刃先円と入力軸１０５の外径部とが接触しない切り込み方向（図２中上方）に沿う所定位置で、幅方向中心が入力軸１０５の軸方向中心と一致する（芯ずれ０．０５ｍｍ以下となる）ように位置決めする。 First, an annular cutting tool 11 is attached to the main shaft 13 via the shank 12. The input shaft 105 is supported on the movable table 14 by the index table 15 and the core push table 16, and the spindle 13 is configured such that the cutting edge of the cutting tool 11 is not in contact with the outer diameter portion of the input shaft 105. Positioning is performed so that the center in the width direction coincides with the center of the input shaft 105 in the axial direction (upward in FIG. 2) (the misalignment is 0.05 mm or less).

次に、可動テーブル１４をトラバース軸に沿ってＬ１方向（図１中左右方向）に移動して、切削工具１１をＬ１方向の所望の位置に位置決めする。そして、切削工具１１を回転駆動した状態で、可動テーブル１４を切り込み軸に沿ってＬ２方向に移動して、切削工具１１を入力軸１０５に接近させる（図２中上側）。これにより、切削工具１１を入力軸１０５の外径部に切り込ませる。 Next, the movable table 14 is moved along the traverse axis in the L1 direction (left and right direction in FIG. 1), and the cutting tool 11 is positioned at a desired position in the L1 direction. Then, with the cutting tool 11 being rotationally driven, the movable table 14 is moved in the L2 direction along the cutting axis to bring the cutting tool 11 closer to the input shaft 105 (upper side in FIG. 2). As a result, the cutting tool 11 is cut into the outer diameter portion of the input shaft 105.

更に、ボールスプライン溝加工装置１０は、トラバース軸に沿う可動テーブル１４のＬ１方向（図１中左方又は右方）への移動によって、切削工具１１を図１中左方又は右方に所定量移動させる。これにより、所望の長さのボ−ルスプライン溝１０８を、入力軸１０５の外径部に切削加工により形成させる。 Furthermore, the ball spline grooving apparatus 10 moves the cutting tool 11 to the left or right in FIG. 1 by a predetermined amount by moving the movable table 14 along the traverse axis in the L1 direction (left or right in FIG. 1). Move. Thus, a ball spline groove 108 having a desired length is formed on the outer diameter portion of the input shaft 105 by cutting.

ボ−ルスプライン溝１０８が所望の長さに達すると、ボールスプライン溝加工装置１０は、切削工具１１を切り込み軸に沿って入力軸１０５から離間する側（図２中下側）に移動させ、切削工具１１を入力軸１０５の外径部から離間させる。これにより、ボ−ルスプライン溝１０８の１条分の切削加工を完了させる。 When the ball spline groove 108 reaches a desired length, the ball spline groove processing apparatus 10 moves the cutting tool 11 along the cutting axis to the side away from the input shaft 105 (lower side in FIG. 2). The cutting tool 11 is separated from the outer diameter portion of the input shaft 105. As a result, the cutting of one ball spline groove 108 is completed.

その後、ボールスプライン溝加工装置１０は、インデックステーブル１５により入力軸１０５の次のボールスプライン溝１０８の加工位置を割り出し、再び上述した切削加工工程を繰り返すことにより、必要条数分のボ−ルスプライン溝１０８を形成する。 Thereafter, the ball spline groove processing apparatus 10 determines the processing position of the next ball spline groove 108 of the input shaft 105 by using the index table 15 and repeats the above-described cutting process again, whereby the necessary number of ball splines are obtained. A groove 108 is formed.

なお、本実施形態では、入力軸１０５の外径部に形成される所望のボールスプライン溝１０８の断面形状と同一形状に形成された切れ刃１１ａが円周上に所定の間隔をあけて複数配置された切削工具１１が用いられたが、所望のボールスプライン溝１０８の断面形状の一部と同一形状に形成された切れ刃が円周上に所定の間隔をあけて複数配置された切削工具であってもよく、図５に示されるように、所望のボールスプライン溝１０８の半断面である右断面或いは左断面と同一形状である各切れ刃が円周上に交互に成形された千鳥刃サイドカッターであってもよい。 In the present embodiment, a plurality of cutting blades 11a formed in the same shape as the cross-sectional shape of the desired ball spline groove 108 formed in the outer diameter portion of the input shaft 105 are arranged at predetermined intervals on the circumference. The cutting tool 11 is a cutting tool in which a plurality of cutting edges formed in the same shape as a part of the cross-sectional shape of the desired ball spline groove 108 are arranged at predetermined intervals on the circumference. As shown in FIG. 5, a staggered blade side in which each cutting edge having the same shape as the right cross section or the left cross section which is a half cross section of the desired ball spline groove 108 is alternately formed on the circumference. A cutter may be used.

また、本実施形態における所望のボールスプライン溝の断面形状とは、図６に示されるように、熱処理により硬化される前の工程で、熱処理後の研削仕上げのための取り代Ａ（０．０５ｍｍ以下）を付加した形状及び寸法を含む。 In addition, as shown in FIG. 6, the desired cross-sectional shape of the ball spline groove in the present embodiment is a machining allowance A (0.05 mm) for the grinding finish after the heat treatment in the step before being hardened by the heat treatment. Including shapes and dimensions with the following:

本実施形態によれば、図３及び図５に示すような切削工具１１は、図１３及び図１４に示す従来例のボールエンドミルに比較して、切れ刃１１ａの刃先円径を大きくすることができるので、低回転数でも十分な切削速度が得られる。 According to the present embodiment, the cutting tool 11 as shown in FIGS. 3 and 5 can increase the cutting edge diameter of the cutting edge 11a as compared with the conventional ball end mill shown in FIGS. Therefore, a sufficient cutting speed can be obtained even at a low rotational speed.

即ち、切削工具１１の外径を大きくすることができるので、切れ刃数を増加させることができるとともに、切削工具１１の切れ刃間の十分な距離を確保することができ、切り屑Ｂ（図３参照）を収容する切削工具１１のポケット空間１１ｄ（図３参照）の十分な容積を確保することができる。これにより、大きな切り込みと大きな送り速度で切削加工を行うことができる。加えて、切れ刃１１ａ周速を向上させることができ、高負荷の切削加工を可能として切削効率を向上させることができる。 That is, since the outer diameter of the cutting tool 11 can be increased, the number of cutting edges can be increased, and a sufficient distance between the cutting edges of the cutting tool 11 can be secured, and the chips B (see FIG. 3) can be ensured with a sufficient volume of the pocket space 11d (see FIG. 3) of the cutting tool 11 that accommodates the cutting tool 11. Thereby, cutting can be performed with a large cut and a large feed rate. In addition, the peripheral speed of the cutting edge 11a can be improved, and high-load cutting can be performed to improve cutting efficiency.

また、切削工具１１が取付けられるシャンク１２の外径は、切削工具１１の外径部から切り込み深さ分引いた寸法まで拡大することができるため、切削工具１１の剛性を向上させることができ、切削反力による切削工具１１の撓みを小さくすることができる。これにより、切削加工精度を向上させることができる。 Moreover, since the outer diameter of the shank 12 to which the cutting tool 11 is attached can be expanded to the dimension obtained by subtracting the cutting depth from the outer diameter portion of the cutting tool 11, the rigidity of the cutting tool 11 can be improved. The bending of the cutting tool 11 due to the cutting reaction force can be reduced. Thereby, cutting accuracy can be improved.

更に、切削工具１１に作用する切削反力は、切削工具１１のラジアル方向のみとなり、スラスト方向の切削反力は無視できる程度であるので、入力軸１０５の軸中心と切削工具１１との芯ずれが生じ難く、入力軸１０５の軸中心に対するボ−ルスプライン溝１０８の優れた対称度を確保することができる。これにより、後工程である研削仕上げ工程における研削取り代の偏りを回避することができ、研削取り代不足や研削取り代大による研削抵抗の増大等の不具合を防止することができる。 Further, since the cutting reaction force acting on the cutting tool 11 is only in the radial direction of the cutting tool 11 and the cutting reaction force in the thrust direction is negligible, the misalignment between the axis center of the input shaft 105 and the cutting tool 11 is not possible. Therefore, it is possible to ensure excellent symmetry of the ball spline groove 108 with respect to the axis center of the input shaft 105. As a result, it is possible to avoid a deviation in the grinding allowance in the grinding finishing process, which is a subsequent process, and to prevent problems such as an insufficient grinding allowance and an increase in grinding resistance due to a large grinding allowance.

図１０は、本発明の第２実施形態であるトロイダル型無段変速機の入力軸のボールスプライン溝加工装置を示す要部概略側面図であり、図１１は、図１０のボールスプライン溝加工装置の右側面図である。 FIG. 10 is a schematic side view of a main part of a ball spline grooving device for an input shaft of a toroidal type continuously variable transmission according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 11 is a ball spline grooving device of FIG. FIG.

図１０及び図１１を参照すると、第２実施形態のボールスプライン溝加工装置２０では、切削工具１１の回転軸となるシャンク２１が、切削加工対象である入力軸１０５を挟んで主軸１３と反対側（図１０中下側）まで延設されており、シャンク２１の延設された端部（図１０中下端部）が、ベアリング２２を介して支持台２３に回転可能に支持されている。これにより、切削工具１１及びシャンク２１は、主軸１３及び支持台２３によって両端支持されることとなり、切削加工時における工具の剛性が更に向上される。 Referring to FIGS. 10 and 11, in the ball spline grooving device 20 of the second embodiment, the shank 21 that serves as the rotating shaft of the cutting tool 11 is opposite to the main shaft 13 with the input shaft 105 that is the object of cutting interposed therebetween. The lower end of the shank 21 (the lower end in FIG. 10) is rotatably supported by the support base 23 via the bearing 22. Thereby, both ends of the cutting tool 11 and the shank 21 are supported by the main shaft 13 and the support base 23, and the rigidity of the tool at the time of cutting is further improved.

その他の構成及び作用については、上記第１実施形態と同様である。 Other configurations and operations are the same as those in the first embodiment.

図１２は、本発明の第３実施形態であるトロイダル型無段変速機の入力軸のボールスプライン溝加工装置を示す要部概略側面図である。 FIG. 12 is a schematic side view showing a main part of a ball spline groove machining device for an input shaft of a toroidal-type continuously variable transmission according to a third embodiment of the present invention.

図１２を参照すると、第３実施形態のボールスプライン溝加工装置３０では、可動テーブル１４上に、インデックステーブル１５、芯押し台１６、主軸１３（図１参照）、シャンク１２、及び切削工具１１が、それぞれ複数個（本実施形態では２個）ずつ設けられており、複数（本実施形態では２本）の入力軸１０５を同時に切削加工可能に構成されている。これにより、切削加工効率の向上及び加工所要時間の短縮が図られる。 Referring to FIG. 12, in the ball spline grooving device 30 of the third embodiment, an index table 15, a core pusher 16, a main shaft 13 (see FIG. 1), a shank 12, and a cutting tool 11 are placed on a movable table 14. A plurality (two in the present embodiment) are provided, and a plurality (two in the present embodiment) of the input shafts 105 can be simultaneously cut. Thereby, the improvement of cutting efficiency and shortening of the time required for processing can be achieved.

なお、本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。本実施形態では、可動テーブル１４をＬ１、Ｌ２方向に移動可能とし、主軸をＬ３方向に移動可能としたが、テーブルは固定テーブルとして、主軸をＬ１、Ｌ２、Ｌ３方向に移動可能としてもよい。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A deformation | transformation, improvement, etc. are possible suitably. In the present embodiment, the movable table 14 is movable in the L1 and L2 directions and the main shaft is movable in the L3 direction. However, the table may be a fixed table and the main shaft may be movable in the L1, L2, and L3 directions.

本発明の第１実施形態であるトロイダル型無段変速機の入力軸のボールスプライン溝加工装置を示す概略側面図である。1 is a schematic side view showing a ball spline groove machining device for an input shaft of a toroidal type continuously variable transmission that is a first embodiment of the present invention. 図１のボールスプライン溝加工装置の概略平面図である。It is a schematic plan view of the ball spline groove processing apparatus of FIG. 図１のボールスプライン溝加工装置の切削工具である総形フライスを示し、図３（ａ）はその正面図であり、図３（ｂ）はその断面図である。FIG. 3 (a) is a front view and FIG. 3 (b) is a cross-sectional view of a general-purpose milling cutter as a cutting tool of the ball spline grooving apparatus of FIG. 図３の切削工具による入力軸に対する切削加工時の状態を示す要部概略側面図である。It is a principal part schematic side view which shows the state at the time of the cutting process with respect to the input shaft by the cutting tool of FIG. 図１のボールスプライン溝加工装置のもう一つの切削工具である千鳥刃サイドカッターを示す断面図である。It is sectional drawing which shows the staggered blade side cutter which is another cutting tool of the ball spline groove processing apparatus of FIG. 切削加工後の入力軸のボールスプライン溝の形状例を示す要部概略断面図である。It is a principal part schematic sectional drawing which shows the example of a shape of the ball spline groove | channel of the input shaft after cutting. 図１のボールスプライン溝加工装置による切削加工対象となる入力軸が組み込まれたトロイダル型無段変速機を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the toroidal type continuously variable transmission in which the input shaft used as the cutting object by the ball spline groove processing apparatus of FIG. 1 was integrated. 図７のトロイダル型無段変速機の入力軸を示す概略側面図である。It is a schematic side view which shows the input shaft of the toroidal type continuously variable transmission of FIG. 図８の入力軸のボールスプライン溝の形状例を示す要部概略断面図であり、図９（ａ）は、ゴシックアーク形状を有するボールスプライン溝の断面図で、図９（ｂ）は単一Ｒ形状を有するボールスプライン溝の断面図である。FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a main part showing an example of the shape of the ball spline groove of the input shaft in FIG. 8, FIG. 9A is a cross-sectional view of the ball spline groove having a Gothic arc shape, and FIG. It is sectional drawing of the ball spline groove | channel which has R shape. 本発明の第２実施形態であるトロイダル型無段変速機の入力軸のボールスプライン溝加工装置を示す要部概略側面図である。It is a principal part schematic side view which shows the ball spline groove processing apparatus of the input shaft of the toroidal type continuously variable transmission which is 2nd Embodiment of this invention. 図１０のボールスプライン溝加工装置の右側面図である。It is a right view of the ball spline groove processing apparatus of FIG. 本発明の第３実施形態であるトロイダル型無段変速機の入力軸のボールスプライン溝加工装置を示す要部概略側面図である。It is a principal part schematic side view which shows the ball spline groove processing apparatus of the input shaft of the toroidal type continuously variable transmission which is 3rd Embodiment of this invention. 従来のトロイダル型無段変速機の入力軸のボールスプライン溝加工装置に用いられるボールエンドミルを示す斜視図である。It is a perspective view which shows the ball end mill used for the ball spline groove processing apparatus of the input shaft of the conventional toroidal type continuously variable transmission. 図１３の左側面図である。FIG. 14 is a left side view of FIG. 13. 従来のトロイダル型無段変速機の入力軸のボールスプライン溝加工装置を示す要部概略側面図である。It is a principal part schematic side view which shows the ball spline groove processing apparatus of the input shaft of the conventional toroidal type continuously variable transmission. 図１５の右側面図である。FIG. 16 is a right side view of FIG. 15.

Explanation of symbols

１０，２０，３０ボールスプライン溝加工装置
１１切削工具
１１ａ切れ刃
１１ｂ内径部
１２，２１シャンク
１３主軸
１４可動テーブル
１５インデックステーブル
１６芯押し台
１７チャック
１００トロイダル型無段変速機
１０１パワーローラ
１０２入力側ディスク
１０３出力側ディスク
１０４ボールスプライン
１０５入力軸
１０５ａセンター穴
１０６ベアリング
１０７ボール
１０８ボールスプライン溝 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10,20,30 Ball spline groove processing apparatus 11 Cutting tool 11a Cutting edge 11b Inner diameter part 12,21 Shank 13 Main shaft 14 Movable table 15 Index table 16 Core push stand 17 Chuck 100 Toroidal type continuously variable transmission 101 Power roller 102 Input side Disc 103 Output disc 104 Ball spline 105 Input shaft 105a Center hole 106 Bearing 107 Ball 108 Ball spline groove

Claims

A ball spline groove machining method for forming a ball spline groove by cutting on an input shaft of a toroidal type continuously variable transmission,
A cutting edge having the same shape as the cross-sectional shape of the desired ball spline groove formed in the outer diameter portion of the input shaft, or a cutting edge having the same shape as a part of the cross-sectional shape of the desired ball spline groove, Using an annular cutting tool arranged on the top with a predetermined interval on top,
The cutting tool is rotated about a rotation axis along a direction orthogonal to the axial direction of the input shaft, and the cutting tool is relatively moved along the axial direction with respect to the input shaft. A ball spline groove machining method for an input shaft of a toroidal-type continuously variable transmission, wherein the ball spline groove is cut in a diameter portion.

An input shaft for a toroidal-type continuously variable transmission, comprising a ball spline groove machined using the ball spline groove machining method according to claim 1.

A ball spline groove processing device for forming a ball spline groove on an input shaft of a toroidal continuously variable transmission by cutting,
A cutting edge having the same shape as the cross-sectional shape of the desired ball spline groove formed in the outer diameter portion of the input shaft, or a cutting edge having the same shape as a part of the cross-sectional shape of the desired ball spline groove, A plurality of annular cutting tools arranged at predetermined intervals on the upper side;
The cutting tool is rotated about a rotation axis along a direction orthogonal to the axial direction of the input shaft, and the cutting tool is relatively moved along the axial direction with respect to the input shaft. Cutting tool driving means for cutting the ball spline groove in the diameter portion;
A ball spline grooving device for an input shaft of a toroidal-type continuously variable transmission.