JP5863740B2 - ベルト式無段変速機におけるプーリーシャフトの製造方法及びプーリーシャフト - Google Patents

Description

本発明は、ベルト式無段変速機におけるプーリーシャフトの製造方法及びプーリーシャフトに関する。

熱処理後に減圧徐冷を行うプーリーシャフトの製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に開示されたプーリーシャフトの製造方法は、鋼の素材に鍛造加工を加えてシーブ面を有する中間体に成形する成形工程と、中間体に切削加工を施して外形状を最終形状に近い形状まで整える切削工程と、中間体を浸炭ガス中において加熱して浸炭処理する浸炭工程と、浸炭工程を終えた中間体を冷却する冷却工程と、冷却された中間体の所望部分を高周波加熱した後に水焼入れする焼入れ工程と、焼入れ後の中間体に焼戻し処理を施す焼戻し工程と、中間体に研削加工を施して最終形状とする仕上げ工程と、を有する。

特開２００８−１０６８５６号公報

通常、ベルト式無段変速機におけるプーリーシャフトは、ネジ部を有し、ネジ部は、ケース部やベアリングとの係合に使用される。ネジ部は、一般的に、熱処理前に加工され、プーリーシャフトの全体が熱処理される。このとき、ネジ部を熱処理したままにしておくと、ネジ部としては高硬度であるために、欠け、割れ、破損等を生ずる場合がある。そのため、熱処理後に、ネジ部のみの硬度低減処理、つまり、硬度管理が必要となる。このような処理には、高周波焼入れ焼戻しが好適である。高周波焼入れ焼戻しは、歪が小さく、局部対応可能で実施されることが多く、ネジ部の靭性を向上させ、ネジ部の破損を防いでいる。
ところで、鋼製部材よりなるプーリーシャフトのネジ部を加工する際には、生産性を向上させ、更に、二酸化炭素排出を低減することにより、環境に配慮する技術を開発することが重要な技術課題である。
つまり、プーリーシャフトのネジ部の加工には、高周波焼入れ焼戻し処理後の硬度安定性、高周波焼入れ焼戻しの作業効率、硬度検査確認作業の負荷、使用電力、の４つの課題がある。
これらのうち、硬度管理の安定性は、高周波処理では、トランスで電磁波を発生し局部のワーク表面を硬化させ、急冷して硬度を高める、あるいは、徐冷して硬度を低下させる等、歪みを抑えつつワークの表面硬度を管理することが可能になる。しかし、これらの方法では、ワークの表面硬度を特定の管理幅に抑えることは簡単ではない。例えば、トランスの位置、電流、電圧、時間等を変更して対応することになるが、リアルタイムでのパラメータで上記の条件を調整できず、結果として、硬度での判定となるために困難である。
高周波焼入れ焼戻し作業効率については、浸炭焼入れのように複数のワークを同時に処理できないため、個別の作業となる。従って、大量のワークを処理するとなれば作業効率が低下する。それを回避するためには、多数の装置を用意するか、あるいは、完全に自動化して２４時間操業する等が考えられるが、その場合は、初期投資が増大する。
硬度検査確認作業の負荷については、ワークを切断し、特定部位の触診硬度を測定することが一般的な方法であり、通常、ワークの表面から０．２ｍｍの位置を触診して硬度測定をしている。そのため、硬度検査確認作業に、ワークを切断する工程を含むために、多大の工数を必要とする。
使用電力については、従来の各工程での消費電力を比較した場合、ネジ焼戻し工程は、格段に大きい。高周波焼入れ焼戻しの原理は、電子レンジと同様であり、トランスによる電磁波でワークを変化させる。この作業には、大量の電力を要し、消費エネルギー低減（二酸化炭素削減）の観点からは避けるべき工程である。
残念ながら前記特許文献１には、上記のような技術課題は提示されておらず、従って、特許文献１に開示されたプーリーシャフトの製造方法では、上記の課題を解決することができない。

この発明は上記事情に鑑みてなされたもので、工程の負荷を低減可能となり、生産性を向上させることができ、更に二酸化炭素排出を低減することにより環境に配慮でき、結果的に工程短縮が可能となるベルト式無段変速機におけるプーリーシャフトの製造方法及びプーリーシャフトを提供することを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、ベルト式無段変速機におけるプーリーシャフトの製造方法であって、鋼部材の鍛造により固定シーブ（例えば実施例の固定シーブ１４，１７）と軸部（例えば実施例の軸部２０，２５）とを有する第一中間体（例えば実施例の第一中間体３１，４１）を形成する鍛造工程（例えば実施例の鍛造工程Ｓ０１）と、前記第一中間体の外面を形成する面削工程（例えば実施例の面削工程Ｓ０２）と、前記面削工程後の前記第一中間体の外面を熱処理して第二中間体（例えば実施例の第二中間体５１，６１）とする熱処理工程（例えば実施例の熱処理工程Ｓ０３）と、前記第二中間体に有する前記軸部のネジ化予定部（例えば実施例のネジ化予定部３２，４２）の熱処理層相当分（例えば実施例の熱処理層相当分３３，４３）を除去した後に前記ネジ化予定部にネジ部（例えば実施例のネジ部２３，２８）を形成するネジ形成工程（例えば実施例のネジ切り・バリ取り工程Ｓ０４）と、を有することを特徴とする。
請求項２に記載した発明は、前記ネジ化予定部は、前記ネジ部に対し、前記熱処理層相当分を取代とした分だけ大径にされることを特徴とする。
請求項３に記載した発明は、前記熱処理層相当分は、少なくとも軸半径で１．５ｍｍとされることを特徴とする。
請求項４に記載した発明は、前記熱処理層相当分は、切削加工により切除されることを特徴とする。
請求項５に記載した発明は、前記熱処理層相当分は、前記ネジ部の末端に隣接するヌスミ溝（例えば実施例のヌスミ溝３４，４４）を超える範囲に設けられることを特徴とする。
請求項６に記載した発明は、前記ネジ部の末端に隣接するヌスミ溝は、軸線（例えば実施例の軸線Ｃ）に対するテーパー角度を３０度〜４５度とすることを特徴とする。
請求項７に記載した発明は、前記ネジ部を形成した後に、前記ネジ部のバリを除去するバリ取り工程（例えば実施例のネジ切り・バリ取り工程Ｓ０４）を有することを特徴とする。
請求項８に記載した発明は、プーリーシャフトの加工終了後に、前記ネジ部を検査するネジ検査工程（例えば実施例の洗浄・検査工程Ｓ１０）を有することを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、面削工程後の第一中間体の外面を熱処理して第二中間体とする熱処理工程と、第二中間体に有するネジ化予定部の熱処理層相当分を除去した後にネジ化予定部にネジ部を形成するネジ形成工程と、を有する。そのため、請求項１に記載した発明によれば、熱処理前にネジ切りを行わず、熱処理後にネジ切りを行うために、従来のように、熱処理前にねじ切りを行って熱処理後にネジ戻しを行う製造方法と比べて、特に消費電力の大きいネジ戻し（高周波焼入れ焼戻し）工程を無くし、かつワークを切断して硬度検査を行う必要もなく、総合的な観点で工程短縮の効果がある。

また、請求項１に記載した発明によれば、従来のようなネジ戻し（高周波焼入れ焼戻し）工程を省いたために、硬度安定性も向上し、従来のような１本１本の高周波焼入れ・焼戻しに要していた作業時間も短縮できる。また、請求項１に記載した発明によれば、従来のように切断して硬度検査を行わないので、作業負荷が低減し、作業者の削減も可能である。

請求項２に記載した発明によれば、ネジ化予定部は、ネジ部に対し、熱処理層相当分を取代とした分だけ大径にされるため、硬い浸炭層を取り除いた後に、素材硬度同様の部分にねじ切りを行うことにより、ネジ部を容易に作製可能である。

請求項３に記載した発明によれば、熱処理層相当分は、軸半径で１．５ｍｍに設定されているために、刃具負荷を抑えて熱処理層を除去し、所定の硬度のネジ部を形成することができる。

請求項４に記載した発明によれば、熱処理層相当分は、切削加工により切除されるために、研削加工よりはるかに短時間で加工が可能である。

請求項５に記載した発明によれば、熱処理層相当分は、ネジ部の末端に隣接するヌスミ溝を超える範囲に設けられているために、高硬度部が残存することなく強度面で優れるものとなる。

請求項６に記載した発明によれば、ヌスミ溝は、軸線に対するテーパー角度を３０度〜４５度に設定されているために、糸バリの発生を抑えつつ溝幅を適正にしてネジ部を確保することができる。

請求項７に記載した発明によれば、ネジ部を形成した後に、ネジ部のバリを除去するバリ取り工程を有するために、物理的に糸バリを掻き落とすことができる。また、ネジ部の端部のテーパー角度によってはバリが生じ易いが、このバリを確実に除去することができる。

請求項８に記載した発明によれば、プーリーシャフトの加工終了後に、ネジ部を検査するネジ検査工程を有するために、製造工程での干渉等により不純物が付着したり変形が生じたりする不具合が生じても確実に見つけることができる。

この発明の実施例におけるプーリーシャフトを適用したベルト式無段変速機の原理模式図である。 上記実施例におけるドライブプーリーシャフトの断面図である。 上記実施例におけるドリブンプーリーシャフトの断面図である。 上記実施例におけるプーリーシャフトの製造方法の工程説明図である。 従来のプーリーシャフトの製造方法の工程説明図である。 上記実施例のプーリーシャフトの製造方法におけるドライブプーリーシャフトの第一中間体の断面図である。 上記実施例のプーリーシャフトの製造方法におけるドリブンプーリーシャフトの第一中間体の断面図である。 上記実施例のプーリーシャフトの製造方法におけるドライブプーリーシャフトの第二中間体の要部拡大図であり、（ａ）はネジ化予定部の熱処理層相当分の説明図、（ｂ）はヌスミ溝の説明図である。 上記実施例のプーリーシャフトの製造方法におけるドリブンプーリーシャフトの第二中間体の要部拡大図であり、（ａ）はネジ化予定部の熱処理層相当分の説明図、（ｂ）はヌスミ溝の説明図である。 上記プーリーシャフトのネジ部のネジ山とテーパー角度との関係を示す説明図である。

以下、この発明の実施例について図面を参照して説明する。

図１は、プーリーシャフトを適用したベルト式無段変速機１００の原理を示す。

図１に示すように、ベルト式無段変速機１００は、駆動側のドライブプーリー１１と、従動側のドリブンプーリー１２と、ベルト１３と、を備える。ドライブプーリー１１は、固定シーブ１４を有するドライブプーリーシャフト１５と、可動シーブ１６と、を備える。ドリブンプーリー１２は、固定シーブ１７を有するドリブンプーリーシャフト１８と、可動シーブ１９と、を備える。

ベルト式無段変速機１００は、一方の可動シーブ１６を図中の矢印Ａの方向に移動させ、他方の可動シーブ１９を図中の矢印Ｂの方向に移動させることにより、ベルト１３の掛かり位置が変化し、増速させることができる。これに反して、ベルト式無段変速機１００は、一方の可動シーブ１６及び他方の可動シーブ１９を上記とは逆の方向に移動させることにより、減速比を高めることができる。このとき、上記の変速動作を実現するために、可動シーブ１６，１９は、矢印Ａ、Ｂの方向に移動可能であるが、各プーリーシャフト１５，１８に対しては空転不能である。ドライブプーリーシャフト１５は、不図示のトルクコンバータに連結され、ドリブンプーリーシャフト１８は、同じく不図示のディファレンシャル機構を介して左右のアクスルシャフトに連結される。

このようなベルト式無段変速機１００では、ベルト１３は、固定シーブ１４と可動シーブ１６及び固定シーブ１７と可動シーブ１９に対して滑りの発生のない側圧を付与する。そして、ベルト式無段変速機１００は、ベルト１３に生ずる側圧を互いに異ならせながら調節する制御を行うことにより、ベルト１３の巻き掛け径を変更させ、変速比を無段階に変更する。

このようなベルト式無段変速機１００は、ＣＶＴ（Ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｌｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）とも呼ばれ、歯車以外の機構により変速比を連続的に任意に変化させる動力伝達機構である。このベルト式無段変速機１００は、オートバイや自動車用に大量生産されているが、前者以外でも工作機械の軸回転速度可変機構や発電機の出力変更機構に採用されている。

図２は、この発明の実施例におけるドライブプーリーシャフト１５の断面図を示す。図２に示すように、ドライブプーリーシャフト１５は、軸部２０と、軸部２０に一体成形された固定シーブ１４と、を備える。軸部２０の軸方向には、一端部を開放した孔部２１が形成されており、軸部２０の外周部の一部には、スプライン部２２が軸方向に形成されている。そして、軸部２０の一端部には、ネジ部２３が形成されている。固定シーブ１４は、円錐状のシーブ面２４を有する。

図３は、この発明の実施例におけるドリブンプーリーシャフト１８の断面図を示す。図３に示すように、ドリブンプーリーシャフト１８は、軸部２５と、軸部２５に一体成形された固定シーブ１７と、を備える。軸部２５の軸方向には、両端部を開放した孔部２６が形成されており、軸部２５の外周部には、スプライン部２７が軸方向に形成されている。そして、軸部２５の一端部寄りには、ネジ部２８が形成されている。固定シーブ１７は、円錐状のシーブ面２９を有する。

図４は、この発明の実施例におけるプーリーシャフトの製造方法の工程説明図を示す。図５は、比較のための従来のプーリーシャフトの製造方法の工程説明図を示す。図６は、この発明の実施例によるプーリーシャフトの製造方法におけるドライブプーリーシャフトの第一中間体の断面図を示す。図７は、この発明の実施例によるプーリーシャフトの製造方法におけるドリブンプーリーシャフトの第一中間体の断面図を示す。図８は、この発明の実施例におけるプーリーシャフトの製造方法におけるドライブプーリーシャフトの第二中間体の要部拡大図を示し、（ａ）はネジ化予定部の熱処理層相当分の説明図、（ｂ）はヌスミ溝の説明図を示す。図９は、この発明の実施例によるプーリーシャフトの製造方法におけるドリブンプーリーシャフトの第二中間体の要部拡大図を示し、（ａ）はネジ化予定部の熱処理層相当分の説明図、（ｂ）はヌスミ溝の説明図を示す。なお、以下の説明では、ドライブプーリーシャフト１５及びドリブンプーリーシャフト１８の製造方法についてのみ説明し、可動シーブ１６及び可動シーブ１９の製造方法については省略する。

図４に示すように、この発明の実施例におけるプーリーシャフトの製造方法は、鍛造工程Ｓ０１と、面削工程Ｓ０２と、熱処理工程Ｓ０３と、本発明の「ネジ形成工程」及び「バリ取り工程」の一例を含むネジ切り・バリ取り工程Ｓ０４と、ハードターニング工程Ｓ０５と、軸研磨工程Ｓ０６と、フェース研磨工程Ｓ０７と、外溝研磨工程Ｓ０８と、内径研磨工程Ｓ０９と、本発明の「ネジ検査工程」の一例を含む洗浄・検査工程Ｓ１０と、組立工程Ｓ１１と、車体組立工程Ｓ１２と、を有する。

図５に示すように、比較のための従来のプーリーシャフトの製造方法は、鍛造工程Ｓ３１と、面削工程Ｓ３２と、ネジ切り工程Ｓ３３と、熱処理工程Ｓ３４と、ネジ戻し工程Ｓ３５と、ハードターニング工程Ｓ３６と、軸研磨工程Ｓ３７と、フェース研磨工程Ｓ３８と、外溝研磨工程Ｓ３９と、内径研磨工程Ｓ４０と、洗浄・検査工程Ｓ４１と、組立工程Ｓ４２と、車体組立工程Ｓ４３と、を有する。すなわち、この発明の実施例におけるプーリーシャフトの製造方法は、従来のプーリーシャフトの製造方法と比べて、熱処理工程の後に、ネジ切り工程を行うものである。

鍛造工程Ｓ０１では、鋼部材の鍛造により第一中間体を形成する。この鍛造工程Ｓ０１では、大量生産の工業製品の分野においては、鍛造用金型を用いて数百トン以上の圧力をかけて鍛造が行われる。

図６に示すように、鍛造工程Ｓ０１により、軸部２０と、固定シーブ１４と、を備えて、ドライブプーリーシャフト１５に成形される第一中間体３１が形成される。この第一中間体３１には、孔部２１と、スプライン部２２と、が形成される。このとき、軸部２０には、ネジ部２３が形成されておらず、ネジ化予定部３２が形成されている。

図７に示すように、鍛造工程Ｓ０１により、軸部２５と、固定シーブ１７と、を備えて、ドリブンプーリーシャフト１８に成形される第一中間体４１が形成される。この第一中間体４１には、孔部２６と、スプライン部２７と、が形成される。このとき、軸部２５には、ネジ部２８が形成されておらず、ネジ化予定部４２が形成されている。

図４に戻り、鍛造工程Ｓ０１の後には、面削工程Ｓ０２が行われる。面削工程Ｓ０２では、第一中間体３１，４１を切削して加工することにより、黒皮を剥いた外面が形成される。

面削工程Ｓ０２の後には、熱処理工程Ｓ０３が行われる。熱処理工程Ｓ０３では、第一中間体３１，４１の外面を熱処理することにより、ドライブプーリーシャフト１５に成形される第二中間体（図８参照）５１、ドリブンプーリーシャフト１８に成形される第二中間体（図９参照）６１を形成する。この熱処理工程Ｓ０３では、浸炭ガスの雰囲気内において第一中間体３１，４１を加熱することにより全体の表面硬度を上げる。このとき、表面硬度は、素材の材質と浸炭条件により変動する。

熱処理工程Ｓ０３の後には、ネジ切り・バリ取り工程Ｓ０４が行われる。

図８（ａ）に示すように、ネジ切り・バリ取り工程Ｓ０４内のネジ切り工程では、第二中間体５１にあらかじめ形成されているネジ化予定部３２に対してネジ切りが行われる。

第二中間体５１のネジ化予定部３２は、成形されるネジ部２３に対し、熱処理層相当分３３を取代とした分だけ大径にされている。より具体的に、熱処理層相当分３３は、軸半径で、例えば、１．５ｍｍの長さ寸法Ｌ１に設定されている。そして、ネジ化予定部３２に対する切削加工により熱処理層相当分３３が切除されることによりネジ部２３が形成される。

図８（ｂ）に示すように、熱処理層相当分３３は、ネジ部２３の末端に隣接するヌスミ溝３４を超える範囲Ｌ２’に設けられる。熱処理層相当分３３のヌスミ溝３４側はヌスミ溝３４を越えた先で消失する。ヌスミ溝３４は、軸線Ｃに対するテーパー角度θ１を、例えば、３０度〜４５度に設定されている。ネジ部２３は、長さ寸法Ｌ２の有効ネジ長さを有し、ヌスミ溝３４の反対側の端部にパイロット部３５を有する。パイロット部３５の軸線Ｃに対するテーパー角度は小さくされる。

図９（ａ）に示すように、ネジ切り・バリ取り工程Ｓ０４内のネジ切り工程では、第二中間体６１にあらかじめ形成されているネジ化予定部４２に対してネジ切りが行われる。

第二中間体６１のネジ化予定部４２は、成形されるネジ部２８に対し、熱処理層相当分４３を取代とした分だけ大径にされている。より具体的に、熱処理層相当分４３は、軸半径で、例えば、１．５ｍｍの長さ寸法Ｌ３に設定されている。そして、ネジ化予定部４２に対する切削加工により熱処理層相当分４３が切除されることによりネジ部２８が形成される。

図９（ｂ）に示すように、熱処理層相当分４３は、ネジ部２８の末端に隣接するヌスミ溝４４を超える範囲Ｌ４’に設けられる。熱処理層相当分４３のヌスミ溝４４側はヌスミ溝４４を越えた先で消失する。ヌスミ溝４４は、軸線Ｃに対するテーパー角度θ２を、例えば、３０度〜４５度に設定されている。ネジ部２８は、長さ寸法Ｌ４の有効ネジ長さを有し、ヌスミ溝４４の反対側の端部にパイロット部４５を有する。パイロット部４５の軸線Ｃに対するテーパー角度は小さくされる。

本実施例のネジ切り・バリ取り工程Ｓ０４では、ネジ切り工程に続いてバリ取り工程が行われる。前記ネジ切り工程は熱処理後であり、熱処理で硬くなっている部位にネジ切りを行うと硬く脆いネジになってしまうため、図５のようにネジ戻し（焼戻し）を行うことになる。
本実施例では、硬くなっていると想定されている熱処理層相当分３３，４３を切削した後、生材の硬さになっている部分にネジ切りを行う。通常、浸炭は、各中間体５１，６１の中部までは浸透しないので、各中間体５１，６１のネジ化予定部３２，４２を熱処理層相当分３３，４３だけ大径に形成しておき、その熱処理層相当分３３，４３を除去した後にネジ切りを行う。
しかし、柔らかい材料を加工するのでバリが出易い。従って、形成したネジ部２３，２８に対して回転ブラシ等を使ってバリ取りが行われる。なお、ネジ切り・バリ取り工程Ｓ０４に代わり、バリ取り工程を無くしたネジ形成工程を設定し、バリ取り工程は後段のハードターニング工程Ｓ０５や洗浄・検査工程Ｓ１０で行ってもよい。

図４に戻り、ネジ切り・バリ取り工程Ｓ０４の後には、ハードターニング工程Ｓ０５が行われる。このハードターニング工程Ｓ０５では、熱処理により各中間体５１，６１に歪みを生じている場合があるために、各中間体５１，６１の表面を切削する加工が行われる。このハードターニング工程Ｓ０５は、後工程に対して、荒加工という位置づけであり、研削加工に対しては、設備費や刃具費用を抑えることが可能である。

ハードターニング工程Ｓ０５の後には、軸研磨工程Ｓ０６が行われる。この軸研磨工程Ｓ０６は、精密仕上げの一部であり、この軸研磨工程Ｓ０６では、砥石等を使って、各中間体５１，６１の外形が研磨される。

軸研磨工程Ｓ０６の後には、フェース研磨工程Ｓ０７が行われる。このフェース研磨工程Ｓ０７は、精密仕上げの他の一部であり、フェース研磨工程Ｓ０７では、砥石等を使って、各中間体５１，６１の外形が研磨される。

フェース研磨工程Ｓ０７の後には、外溝研磨工程Ｓ０８が行われる。この外溝研磨工程Ｓ０８は、精密仕上げの他の一部であり、外溝研磨工程Ｓ０８では、砥石等を使って、各中間体５１，６１においてニードルを入れる不図示の外溝が面削される。

外溝研磨工程Ｓ０８の後には、内径研磨工程Ｓ０９が行われる。この内径研磨工程Ｓ０９は、精密仕上げの残りの一部であり、内径研磨工程Ｓ０９では、砥石等を使って、孔部２１，２６が研磨される。

内径研磨工程Ｓ０９の後には、洗浄・検査工程Ｓ１０が行われる。洗浄・検査工程Ｓ１０の内の洗浄工程では、上述した各工程で使用した切削水等が洗浄液やエアで洗浄される。そして、この洗浄工程では、洗浄が完了した各中間体５１，６１に付着している洗浄液が乾燥される。このとき、各中間体５１，６１に糸バリが残っている場合が想定されるために、ネジ用ブラシを使ってバリ取りを行う。これに前記ネジ部２３，２８のバリ取り工程を含めてもよい。この洗浄工程は、自然乾燥に対して、錆を防止し、次の工程に各中間体５１，６１を短時間で受け渡すことができる。

本実施例では、洗浄工程に続いて検査工程が行われる。この検査工程では、各シーブ面２４，２９の面精度を中心に検査が実施され、かつネジ部２３，２８のトルクチェックが行われる。この検査工程では、硬度検査で各中間体５１，６１を切断する必要が無い。この検査工程が完了することにより、ドライブプーリーシャフト１５、ドリブンプーリーシャフト１８が製造されることになる。

洗浄・検査工程Ｓ１０の後には、組立工程Ｓ１１が行われる。この組立工程Ｓ１１では、ドライブプーリーシャフト１５がトルクコンバータに連結され、ドリブンプーリーシャフト１８がディファレンシャル機構を介して左右のアクスルシャフトに連結されることによりベルト式無段変速機１００が組み立てられる。

組立工程Ｓ１１の後に車体組立工程Ｓ１２が行われる。この車体組立工程Ｓ１２では、ベルト式無段変速機１００が不図示の車体に組み立てられる。

以上説明したように、上記実施例におけるプーリーシャフトの製造方法は、面削工程Ｓ０２後の第一中間体３１，４１の外面を熱処理して第二中間体５１，６１とする熱処理工程Ｓ０３と、第二中間体５１，６１に有するネジ化予定部３２，４２の熱処理層相当分３３，４３を除去した後にネジ化予定部３２，４２にネジ部２３，２８を形成するネジ形成工程（ネジ切り・バリ取り工程Ｓ０４）と、を有する。そのため、この構成によれば、熱処理前にネジ切りを行わず、熱処理後にネジ切りを行うために、従来のように、熱処理前にねじ切りを行って熱処理後にネジ戻しを行う製造方法と比べて、特に消費電力の大きいネジ戻し（高周波焼入れ焼戻し）工程を無くし、かつワークを切断して硬度検査を行う必要もなく、総合的な観点で工程短縮の効果がある。

また、この構成によれば、従来のようなネジ戻し（高周波焼入れ焼戻し）工程を省いたために、硬度安定性も向上し、従来のような１本１本の高周波焼入れ・焼戻しに要していた作業時間も短縮できる。また、この構成によれば、従来のように切断して硬度検査を行わないので、作業負荷が低減し、消費電力を低下できる。
また、熱処理層相当分３３，４３の除去には刃具費用が増加するが、それを上回る電力削減効果が得られる。
また、ネジ部の硬度検査のためにワークを切断する工程を無くせば、ワークを切断する工程は生産ラインのタクトには含まれずサブラインになることから、このサブラインを不要にしてライン設置スペースを縮小できる。

また、上記実施例におけるプーリーシャフトの製造方法は、ネジ化予定部３２，４２が、ネジ部２３，２８に対し、熱処理層相当分３３，４３を取代とした分だけ大径にされる。そのため、この構成によれば、浸炭熱処理条件で、表面浸炭層の深さは、ほぼ一定であり、その深さ分を熱処理層相当分３３，４３とし、取代として第一中間体３１，４１の段階で、それらの熱処理層相当分３３，４３を拡大させて鍛造を実施しておく。そして、熱処理後、これら熱処理層相当分３３，４３を切削する。すなわち、この構成によれば、硬い浸炭層を取り除いた後に、素材硬度同様の部分にねじ切りを行うために、ネジ部２３，２８を容易に作製可能である。

また、上記実施例におけるプーリーシャフトの製造方法は、熱処理層相当分３３，４３が、軸半径で１．５ｍｍに設定されている。そのため、この構成によれば、熱処理層は、熱処理を各中間体３１，４１の全体に実施しているので、ネジ部２３，２８を作製する部分もあり、切削層が薄いと熱処理層が残存し、切削層が厚いと刃具負荷が増大し、刃具寿命が短縮して付け替え作業が増えるため好ましくない。そのため、ネジ化予定部３２，４２の熱処理層相当分３３，４３を、一般的な熱処理層を含み得る最小値として１．５ｍｍとすることにより、刃具負荷を抑えて熱処理層を除去し、所定の硬度のネジ部２３，２８を形成することができる。

また、上記実施例におけるプーリーシャフトの製造方法は、熱処理層相当分３３，４３が、切削加工により切除される。そのため、この構成によれば、熱処理層相当分３３，４３を切削して加工するために、研削加工よりはるかに短時間で加工が可能である。

また、上記実施例におけるプーリーシャフトの製造方法は、熱処理層相当分３３，４３が、ネジ部２３，２８の末端に隣接するヌスミ溝３４，４４を超える範囲に設けられている。この構成によれば、ネジ部２３，２８の端部側には、相手方のナットなどの逃げとしてヌスミ溝を加工する場合があるが、この場合、ネジ部２３，２８の末端に合わせて熱処理層相当分３３，４３を設定すると、ヌスミ溝側に熱処理層相当分３３，４３が設定されず、高硬度部が残存して応力集中が生じる可能性がある。そこで、熱処理層相当分３３，４３を、ヌスミ溝３４，４４を超える範囲に設けることにより、高硬度部が残存することなく強度面で優れるものとなる。

また、上記実施例におけるプーリーシャフトの製造方法は、ヌスミ溝３４，４４が、軸線Ｃに対するテーパー角度を３０度〜４５度に設定されている。
図１０を参照し、ネジ部２３，２８の端部において、前記テーパー角度が小さければ（例えば図１０中θ＝１５°の場合）、ネジ切りの切粉が厚いため破断し易く糸バリになり難いものの、ネジ部２３，２８の有効長さが縮小する。一方、前記テーパー角度を過度に大きくすると、ネジ部２３，２８の有効長さは確保し易いものの、ネジ切りの切粉が薄くなって破断し難く糸バリになり易い。これらの中間をとると、図１０中θ＝３０°からθ＝４５°が適当な範囲であることが解った。
すなわち、ヌスミ溝３４，４４の前記テーパー角度を３０度〜４５度に設定することで、糸バリの発生を抑えつつ溝幅を適正にしてネジ部を確保することができる。

また、上記実施例におけるプーリーシャフトの製造方法は、ネジ部２３，２８を形成した後に、ネジ部２３，２８のバリを除去するバリ取り工程を有する。そのため、この構成によれば、物理的に糸バリを掻き落とすことができる。また、ネジ部２３，２８の端部のテーパー角度によってはバリが生じ易いが、このバリを確実に除去することができる。

また、上記実施例におけるプーリーシャフトの製造方法は、各プーリーシャフト１５，１８の加工終了後に、ネジ部２３，２８を検査するネジ検査工程（洗浄・検査工程Ｓ１０）を有する。上記実施例におけるプーリーシャフトの製造方法では、熱処理後の素材硬度部分にネジ切りを行っているために、熱処理部分よりも低硬度になっており、製造工程での干渉等により不純物が付着したり変形が生じたりする場合がある。そのため、この構成によれば、それらの確認のために、最終工程で検査工程を行うことにより、それらの不具合が生じても確実に見つけることができる。

また、上記実施例における各プーリーシャフト１５，１８は、従来のプーリーシャフトよりもショートプロセスで製造されるために、安価である。

なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、適宜な変形や改良等が可能である。例えば、熱処理層相当分３３，４３の加工は、切削加工に代えて、研削加工でも良い。

１０ プーリーシャフト
２０，２５ 軸部
２３，２８ ネジ部
３１，４１ 第一中間体
３２，４２ ネジ化予定部
３３，４３ 熱処理層相当分
３４，４４ ヌスミ溝
５１，６１ 第二中間体
１００ ベルト式無段変速機
Ｓ０１ 鍛造工程
Ｓ０２ 面削工程
Ｓ０３ 熱処理工程
Ｓ０４ ネジ切り・バリ取り工程
Ｓ１０ 洗浄・検査工程

Claims (8)

1. ベルト式無段変速機におけるプーリーシャフトの製造方法であって、
   鋼部材の鍛造により固定シーブと軸部とを有する第一中間体を形成する鍛造工程と、
   前記第一中間体の外面を形成する面削工程と、
   前記面削工程後の前記第一中間体の外面を熱処理して第二中間体とする熱処理工程と、
   前記第二中間体に有する前記軸部のネジ化予定部の熱処理層相当分を除去した後に前記ネジ化予定部にネジ部を形成するネジ形成工程と、
   を有することを特徴とするベルト式無段変速機におけるプーリーシャフトの製造方法。
2. 前記ネジ化予定部は、前記ネジ部に対し、前記熱処理層相当分を取代とした分だけ大径にされることを特徴とする請求項１に記載のベルト式無段変速機におけるプーリーシャフトの製造方法。
3. 前記熱処理層相当分は、少なくとも軸半径で１．５ｍｍとされることを特徴とする請求項１または２に記載のベルト式無段変速機におけるプーリーシャフトの製造方法。
4. 前記熱処理層相当分は、切削加工により切除されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のベルト式無段変速機におけるプーリーシャフトの製造方法。
5. 前記熱処理層相当分は、前記ネジ部の末端に隣接するヌスミ溝を超える範囲に設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のベルト式無段変速機におけるプーリーシャフトの製造方法。
6. 前記ネジ部の末端に隣接するヌスミ溝は、軸線に対するテーパー角度を３０度〜４５度とすることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のベルト式無段変速機におけるプーリーシャフトの製造方法。
7. 前記ネジ部を形成した後に、前記ネジ部のバリを除去するバリ取り工程を有することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載のベルト式無段変速機におけるプーリーシャフトの製造方法。
8. プーリーシャフトの加工終了後に、前記ネジ部を検査するネジ検査工程を有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のベルト式無段変速機におけるプーリーシャフトの製造方法。

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