JPH0759341B2 - トランスミッションのシンクロ機構用一体型シンクロクラッチギアの製造法 - Google Patents

トランスミッションのシンクロ機構用一体型シンクロクラッチギアの製造法

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JPH0759341B2
JPH0759341B2 JP5036604A JP3660493A JPH0759341B2 JP H0759341 B2 JPH0759341 B2 JP H0759341B2 JP 5036604 A JP5036604 A JP 5036604A JP 3660493 A JP3660493 A JP 3660493A JP H0759341 B2 JPH0759341 B2 JP H0759341B2
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gear
synchro
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dog
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秋男 小林
秀樹 斎藤
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Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
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Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/04Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch
    • F16D23/06Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches with an additional friction clutch and a blocking mechanism preventing the engagement of the main clutch prior to synchronisation
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D2250/00Manufacturing; Assembly

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • Structure Of Transmissions (AREA)
  • Forging (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、主として自動車用マニ
ュアルトランスミッションのシンクロ機構に使用されて
いる一体型シンクロクラッチギアの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、シンクロクラッチギアの製法とし
ては概ね3種の方法が知られている。第1の従来例とし
ては、熱間鍛造又は冷間鍛造で成形したギア素材よりド
ッグギア部及びメインギア部を機械加工により製作し、
ドッグギアの歯厚幅が基端部から先端部に向って拡散す
る逆テーパー形状を形成している(図1参照)。
【0003】第2の従来例としては、近年の製法として
メインギア部とドッグギア部とを分割して製作し、後に
一体化するというものがある。これによればメインギア
部は、熱間あるいは冷間鍛造でギア素材をつくり機械加
工で仕上げ、またドッグギア部は冷間鍛造後機械加工で
仕上げる。そしてこれらを一体化するのである。この場
合に両者を圧入嵌合させて電子ビームで一体化するもの
(図2)、メインギア部の嵌合する外周部とドッグギア
部の嵌合する内周部にスプライン加工を施し、圧入嵌合
して一体化させるもの(図3)などがある。
【0004】第3の従来例としては、熱間鍛造によりメ
インギア部とドッグギア部とを一体予備成形し、次いで
熱処理、ショットブラスト表面処理の後、さらにスプラ
イン精度を確保するため、スプライン部を冷鍛でコイニ
ングをし、その後ドッグギア部を冷間成形により逆テー
パ状に仕上げ成形するという方法がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、第1の
従来例の場合にはドッグギアをピニオンカッターで加工
するために歯元に3〜4mmの逃げが必要となり、スプ
ラインの有効接触長さが短くなるが、一方エンジン出力
を増大するとスプライン長さを長くしなければならず、
ギアが大きくなり、延いてはトランスミッション全体が
大型化し重量を増加するという問題がある。
【0006】第2の従来例による場合には第1の従来例
に見られたピニオンカッターの逃げの部分が有効歯長と
して利用できるので、ドッグギアの耐久性は飛躍的に向
上することができる。しかし、メインギア部とドッグギ
ア部との嵌合部をそれぞれ機械加工する必要があり、そ
のために工程が増え、コストも上昇する。
【0007】また、第3の従来例の場合にも熱間鍛造で
予備成形するため、熱処理、ショットブラスト、表面処
理及び冷間成形の各工程が必要になり、工程数が増える
のでコストが嵩むことになる。しかも、熱間鍛造型の寿
命は冷間鍛造型に比較して極めて短いので、この点もコ
スト上昇の要因となる。本発明は、こうした実情に鑑み
製造工程を短縮してコストダウンを実現でき、しかも製
品の強度、耐久性も優れているトランスミッションシン
クロ機構用一体型シンクロクラッチギアの製法を提供す
ることを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記課題を
解決するため、一体化シンクロクラッチギアを冷間鍛造
により製作する方法について鋭意検討した。従来、一体
型シンクロクラッチギアを冷間鍛造法により製作しよう
とするとき、素材をプレスしてもドッグギアの歯形部の
先端に対応するダイス中の位置まで材料を送り込むこと
は一般に困難であるとされてきた。しかし、本発明者は
検討を進めた結果、この問題点を冷間鍛造に使用するマ
ンドレルの構造を工夫することにより克服できることを
知見し、本発明を完成するに至った。
【0009】すなわち、本発明は、トランスミッション
シンクロ機構用のメインギア部とドッグギア部からなる
一体型シンクロクラッチギアの冷間鍛造による製法であ
って、マンドレル(12)とパンチケース(13)からなる上型
から素材(10)を入れたダイス(11)とダイス入れ子(14)お
よびノックアウト(15)からなる下型にプレス圧で加圧し
て、プレス圧の一部を素材(10)の内径側からドッグギア
部歯形先端部方向に向わしめる段部(12a) を設けたマン
ドレル(12)を使用して該素材(10)を冷間鍛造することに
よりメインギア部とドッグギア部とを一体成形するとと
もに同時にドッグギア部歯形部(11a) のチャンファ部
形成し、該素材(10)の一部はマンドレル(12)とパンチケ
ース(13)との隙間(16)と、パンチケース(13)とダイス(1
1)との隙間(17)に流れることを特徴とする前記一体型シ
ンクロクラッチギアの製造法をその要旨とするものであ
る。
【0010】本発明は、自動車用トランスミッションの
シンロク機構用のシンクロクラッチギアの製造に好適で
ある。本発明の方法によりつくられるシンクロクラッチ
ギアの一例を図4に示す。図4aは全体構成を説明する
断面説明図で、また図4bはドッグギア部逆テーパ状歯
形部の構成を説明する図である。図4中、1はトランス
ミッションシンクロ機構用シンクロクラッチギア本体
で、これはメインギア部2とドッグギア部3とからなり
一体鍛造品である。
【0011】4はメインギア部2の歯形部であり、この
場合はシンクロクラッチギア鍛造後に切削歯切加工によ
り形成される。5は前記ドッグギア部を構成しているも
ので、一度結合したギアが抜けないようにする歯形部で
あり、その歯厚幅が基端部から先端部にかけて逆テーパ
状に形成されている。5a,5b,5cは各歯形のコー
ナー部(チャンファ部)であり、山面成形されている。
【0012】本発明は、上記に示すような構成の一体型
シンクロクラッチギアを冷間鍛造法により製造するもの
であるが、この場合に段付きマンドレルを使用すること
が重要である。この段付きマンドレルの使用により、プ
レス圧を一体型クラッチギア素材の内側からドッグギア
歯形部に向う水平方向の力と垂直方向の力との組合せと
して作用せしめることができ、従来困難であった冷間鍛
造による一体型クラッチギアの成形と同時にドッグギア
歯形部の形成を可能としたものである。
【0013】本発明の製法に使用するマンドレルの段部
の形状は、前記のように素材の内径側からドッグギア歯
形方向にプレス圧の一部を向かわしむることができる形
状であればよい。たとえば、成形時プレス下死点でのマ
ンドレルの段付部がドッグギアの中心部に対して±10
mmの所にくるように段部を配列すればよい。また段部
の太径と細径の差は、クラッチギアの形状により異な
り、ドッグギアの先端部に材料が充満する寸法を適宜選
ぶ必要がある。
【0014】
【実施例】図面に基づき本発明の実施例を説明する。図
5は、本発明の冷間鍛造法による一体化型シンクロクラ
ッチギアの成形を説明するものであり、左側が成形前
で、右側が成形後を示している。
【0015】円盤状に予備成形された被加工素材10
は、ダイス11の中に投入される。このとき素材10の
外径はダイス11に加工してある歯形部11aの内径よ
りやや小さくする。このときプレスのラムは上方にあ
り、ラムの先端にはマンドレル12とパンチケース13
とからなる上型が取付けてある。ラムを降下すると素材
10はパンチケース13により上部から加圧されるが、
下方はダイス11、ダイス入れ子14とノックアウト1
5からなる下型に止められるため、マンドレル12とパ
ンチケース13との隙間16と、パンチケース13とダ
イス11との隙間17に流れる。
【0016】このとき、従来の冷間鍛造法では図6の1
1bで示される歯形部11aの先端部までは十分に素材
を押し込むことはできなかったが(図6参照)、本発明
においてはマンドレル先端部寄りに設けた段部12aの
作用で内径から歯形先端方向に向う力を発生させること
ができるので、ドッグギアの歯形部先端部11bに材料
を充満させることが可能となる。製品の取出しは、上型
を上昇させ、ノックアウト15を突き上げることにより
ダイス11より上に押出される。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の製法によ
ればメインギア部とドッグギア部とを冷間鍛造により一
体成形でき、しかもその成形と同時にドッグギア部に歯
形部も形成することができる。すなわち、本発明では素
材から冷間鍛造のみにより一体型シンクロクラッチのド
ッグギア部の歯形を形成することができるが、これは従
来法では実現することができない本発明の製法上の顕著
な効果である。
【0018】従来法では熱間又は冷間鍛造により一体型
ギア素材を成形した後、別途機械加工により逆テーパ形
状のドッグギア歯形部を形成するか、あるいはメインギ
ア部とドッグギア部とを各別体として製作した上で、両
者を嵌合させるという方法を採用していた。また、従来
メインギア部をドッグギア部とを一体成形する方法もあ
るが、これは熱間鍛造法によるものであり、この場合に
おいてもいくつかの後工程の後にさらに逆テーパの歯形
の仕上げ処理のための冷間鍛造が必要であった。
【0019】このように本発明は従来法の製作工程を大
幅に短縮することができる。また、冷間鍛造による成形
のため、径方向に対しては非常に精度が高く、歩留りも
向上することができる。しかも、本発明の一体冷間鍛造
法の技術的成果は、工程短縮化などの製法上のものに止
まらず、製品である一体型シンクロクラッチギア自体の
品質もまた優れている。すなわち、冷間鍛造法による一
体成形品であるので、ピニオンカッタの逃げが不要とな
りスプライン長さをその分長くとることができ、また結
晶メタルフローが歯に沿って流れ、歯元に所望のRを付
与することができるので、一体切削加工タイプや別体嵌
合タイプに比べて強度・耐久性が優れている。
【図面の簡単な説明】
【図1】従来の機械加工による一体型タイプのシンクロ
クラッチギアの説明図で、aは断面、bは側面説明図。
【図2】従来の電子ビーム溶接による別体型タイプの同
説明図。
【図3】従来のスプライン嵌合による別体型タイプの同
説明図。
【図4】本発明による一体型シンクロクラッチギアの一
例を示す同説明図。
【図5】本発明の冷間鍛造法の説明図。
【図6】従来の一体型の冷間鍛造法による問題点の説明
図。
【符号の説明】
1 シンクロクラッチギア 2 メインギア部 3 ドッグギア部 4 メインギア部歯形部 5 ドッグギア歯形部 10 素材 11 ダイス 11a ドッグギア歯形部 11b 歯形部先端部 12 マンドレル 12a 段部 13 パンチケース 14 ダイス入れ子 15 ノックアウト 16 隙間 17 隙間

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トランスミッションシンクロ機構用のメ
    インギア部とドッグギア部からなる一体型シンクロクラ
    ッチギアの冷間鍛造による製法であって、マンドレル(1
    2)とパンチケース(13)からなる上型から素材(10)を入れ
    たダイス(11)とダイス入れ子(14)およびノックアウト(1
    5)からなる下型にプレス圧で加圧して、プレス圧の一部
    を素材(10)の内径側からドッグギア部歯形先端部方向に
    向わしめる段部(12a) を設けたマンドレル(12)を使用し
    て該素材(10)を冷間鍛造することによりメインギア部と
    ドッグギア部とを一体成形するとともに同時にドッグギ
    ア部歯形部(11a) のチャンファ部を形成し、該素材(10)
    の一部はマンドレル(12)とパンチケース(13)との隙間(1
    6)と、パンチケース(13)とダイス(11)との隙間(17)に流
    れることを特徴とする前記一体型シンクロクラッチギア
    の製造法。
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