(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ドリブンギアに取り付けられ、該ドリブンギアに向けて徐々に狭くなる逆テーパ面が形成された複数の歯部を有する変速用クラッチのシンクロナイザコーンの製造方法であって、
本体部とテーパ部とが同軸上に一体的に形成されたリング状の成形用素材を準備する工程と、
次に、前記本体部の外周を軸方向に沿って等間隔に切り欠いて複数の突起部を前記歯部の概略形状に形成して中間成形品を得る工程と、
次いで、前記中間成形品の突起部を、前記歯部の歯先部形状に対応する複数のキャビティ部位を有する下型と、該歯部の前記逆テーパ面の形状に対応して上型の型開き方向に向けて徐々に幅狭となり、且つ、前記歯部の歯先部から尾端側に向けて徐々に低くなる傾斜面が形成され、前記下型上に複数分割して設けられたリング部材との間に位置決めする工程と、
前記歯部の尾端側の形状に対応する形状を有する上型により前記突起部を前記下型およびリング部材に対して押し込み成形して完成された成形品を得る工程と、
さらに、前記リング部材を前記下型の上面に沿って型開きするとともに、前記上型を開くことにより前記完成された成形品としてのシンクロナイザコーンを取り出す工程と、
を有することを特徴とする変速用クラッチのシンクロナイザコーンの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車の変速用クラッチのシンクロナイザコーンの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車の手動変速機では、変速をスムーズに行うためにシンクロ機構が採用されている。
【０００３】
このようなシンクロ機構としては、図９および図１０に示すように、図示しないシフトレバーを動かすことで環状のスリーブ１を矢印方向に移動させてドリブンギヤ２ａ、２ｂを入れ替える際に、シンクロナイザリング３がドリブンギヤ２ａと一体に構成されたシンクロナイザコーン（クラッチコーン）４に押し付けられ、この円錐面に摩擦力が発生し、スリーブ１とドリブンギヤ２ａ間の回転速度差を同期させるシンクロメッシュ（同期噛合）機構が多く採用されている。この場合、スリーブ１、シンクロナイザリング３およびシンクロナイザコーン４の三者の回転速度差が減少するにつれて、シンクロナイザリング３およびシンクロナイザコーン４のキー溝６、７の位置が徐々に整合し、スリーブ１の内周に設けられたキー５が、該キー溝６、７に入り込む。次いで、図１１に示すように、スリーブ１がドリブンギヤ２ａいっぱいまでシンクロナイザコーン４を移動し終わると、変速が完了する。
【０００４】
上記したように変速用クラッチのシンクロナイザコーン４には、シンクロナイザリング３の内側のテーパ部３ａと接触する外側のテーパ部４ａとスリーブ１の図示しないキーが噛合する歯部（キー）８およびキー溝７とが設けられている。該歯部８はシンクロナイザリング３に向けて山形の歯先部８ａを有し、その歯部８の途中からはドリブンギヤ２ａ側に向けて幅が狭くかつ高さが低くなる逆テーパ部８ｂが形成されている。これによって、ギヤ抜けを防止する構造となっている。
【０００５】
このシンクロナイザコーン４は、その内周面がロー付け等によりドリブンギヤ２ａの環状突部の外周面に固着されている。このようなシンクロナイザコーン４を用いるシンクロ機構は、シンクロメッシュのなかでもイナーシャ・ロック型と呼ばれている。
【０００６】
上記シンクロナイザコーン４は、通常、鍛造法により成形されているが、上記したように逆テーパ部８ｂを備えた特殊な形状を有しているために、一度に成形することができず、一般的には、（１）テーパ部４ａおよび歯部８の荒成形、（２）歯部８の成形、（３）歯部８の逆テーパ部８ｂの成形の３工程を経る必要がある。このため、シンクロナイザコーン４の成形のための工程数を減らして、製造コストを低減することが求められている。
【０００７】
これに関して、発明「逆テーパ部をもつ鍛造品の鍛造方法」が提案されている（特開平１−１１８３３１号公報参照）。この方法では、先ず、荒地鍛造型を用いて、歯部に相当する部位が型抜き方向に対して非逆テーパ状の突起部と該突起部から該型抜き方向に部分的に膨出し該突起部と一体の余肉部として形成される荒地鍛造品を得る。次に、型抜き方向に対して逆テーパ状のキャビテイ型面を持つ仕上げ鍛造型と、該仕上げ鍛造型に向けて押圧されるポンチ型を用い、該荒地鍛造品の該突起部を該ポンチ型で強圧して冷間鍛造する。これにより、該余肉部をポンチ型の押圧方向と交わる逆テーパ状のキャビテイ型面方向に流動変形させて成形し、該仕上げ鍛造型の型抜き方向に対して逆テーパ状の逆テーパ部を該突起部に形成して仕上げ鍛造品を得る。この場合、成形される歯部の歯先部と一体となった側壁に対応するキャビテイ部位は、その一方が前記した逆テーパ状のキャビテイ型面、他方がテーパ状のキャビテイ型面とされているため、該仕上げ鍛造品を型抜き時に軸芯に沿って該歯先部と反対方向に押し出すと、該軸芯を中心として僅かに旋回しながら該テーパ状のキャビテイ型面に沿って押し出して型抜きすることができるとされている。
【０００８】
また、上記した方法とは異なる観点から逆テーパ部を有する鍛造品を得るために、発明「変速用クラッチ歯成形方法」が提案されている（特開平２−１５１３３９号公報参照）。この方法では、先ず、第１の鍛造成形工程で、必要な歯部の長さに等しい厚さで歯部を途中まで形成して半スプライン歯とするとともに余肉部を残した中間素材を成形する。次に、第２の鍛造成形工程で、途中まで形成された該歯部（半スプライン歯）の歯先部を受ける刃部を有する第１の型と、歯溝に当接する平面部と逆テーパ成形用の側面部を有する第２の型との圧接により余肉部の除去と逆テーパ成形を行う。これにより、揺動鍛造の際に貫通した歯間を形成しようとするとき、ダイスとパンチが直接当接する不具合を解消することができ、また、後工程で余肉部を切り落とす切削代を小さくすることができるとされている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
前者の方法により歯部の一方の側壁に逆テーパ部を形成するとともに他方の側壁にテーパ部を形成したものでは、急激な変速操作を行う際の応答性が不十分であり、また、騒音を発生する等の不具合がある。
【００１０】
一方、後者の方法により歯部の両側壁に逆テーパを形成したものでは、鍛造工程が中間素材を形成する工程と、余肉の除去工程と逆テーパ成形工程との２工程を要するという不具合がある。
【００１１】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、単一の鍛造工程で、テーパ部と逆テーパ部をそれぞれ有する歯部を一挙に形成することができ、製造工程が簡略化され、製造コストを低減することのできる変速用クラッチのシンクロナイザコーンの製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る変速用クラッチのシンクロナイザコーンの製造方法は、
ドリブンギアに取り付けられ、該ドリブンギアに向けて徐々に狭くなる逆テーパ面が形成された複数の歯部を有する変速用クラッチのシンクロナイザコーンの製造方法であって、
本体部とテーパ部とが同軸上に一体的に形成されたリング状の成形用素材を準備する工程と、
次に、前記本体部の外周を軸方向に沿って等間隔に切り欠いて複数の突起部を前記歯部の概略形状に形成して中間成形品を得る工程と、
次いで、前記中間成形品の突起部を、前記歯部の歯先部形状に対応する複数のキャビティ部位を有する下型と、該歯部の前記逆テーパ面の形状に対応して上型の型開き方向に向けて徐々に幅狭となり、且つ、前記歯部の歯先部から尾端側に向けて徐々に低くなる傾斜面が形成され、前記下型上に複数分割して設けられたリング部材との間に位置決めする工程と、
前記歯部の尾端側の形状に対応する形状を有する上型により前記突起部を前記下型およびリング部材に対して押し込み成形して完成された成形品を得る工程と、
さらに、前記リング部材を前記下型の上面に沿って型開きするとともに、前記上型を開くことにより前記完成された成形品としてのシンクロナイザコーンを取り出す工程と、
を有することを特徴とする。
【００１３】
これにより、１つの鍛造工程で、上型の型開き方向に向けて徐々に幅狭となり、前記歯部の歯先部から尾端側に向かって徐々に低くなる傾斜面を有するリング部材と下型とから逆テーパ面を有する歯部を成形することができることから、製造工程が簡略化され、製造コストが安価な変速用クラッチのシンクロナイザコーンを得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る変速用クラッチのシンクロナイザコーンの製造方法の好適な実施の形態を図１〜図８を参照しながら説明する。
【００１５】
図１に示す完成されたシンクロナイザコーン１０には、幅狭な円筒部材（本体部）１２の軸方向（矢印方向）に延在するように、外周面に歯溝１４を挟んで所定間隔離間した複数の歯部１６が周回形成されている。前記歯部１６には一端部に山形状の歯先部１８が形成されるとともに、他端部に指向するに従って幅狭となる傾斜面２０、２２、２４が形成されている。すなわち、前記傾斜面２０、２２、２４は歯部１６の他端部に対して徐々に低くなるテーパが形成されている。一方、前記円筒部材１２の軸方向に沿って該円筒部材１２と一体的に環状のテーパ部２６が設けられている。前記テーパ部２６は、図１から容易に諒解されるように、該円筒部材１２の本体から離間するにつれて徐々にその肉厚が減少するテーパ面２８を有する。このような形状を有するシンクロナイザコーン１０は、以下の方法により製造される。
【００１６】
先ず、図２に示すように、切削加工等の適宜な方法により、前記シンクロナイザコーン１０の歯部１６の長さに対応する厚みを有する環状突起部３０とテーパ面２８を有するテーパ部２６とが同軸上に一体的に形成された成形用素材３２を準備する。
【００１７】
次に、図３に示すように、前記環状突起部３０の外周を軸方向に沿って等間隔に切除して複数の突起部３４を形成し、さらに、放電加工法等により前記複数の突起部３４に対し山形状の歯先部１８等の所要形状を形成する。これが中間成形品である。なお、本実施の形態では、前記突起部３４の歯先部１８に対応する部位の高さ方向に沿ってテーパ面３６ａ、３６ｂが形成され、また、前記突起部３４の側壁にもテーパ面３８ａ、３８ｂが形成されている（図４および図５参照）。この場合、前記突起部３４の図において上面もテーパ面４０として形成される。なお、図４および図５中、参照符号４２は、突起部３４の尾端部を示す。
【００１８】
次いで、図６に示すように、上記のように形成された円筒部材１２の突起部３４を下型４４とリング部材４６との間で位置決めする。下型４４は前記突起部３４の先端部の山形形状に対応するキャビテイ部位（凹部）４８を有する。一方、リング部材４６の突起部３４の尾端部４２の形状に対応して型抜き方向（図６中、上方向）に向けて、例えば、約３．５度傾斜する逆テーパ面５０ａ、５０ｂが形成されるとともに、図８に示すように、突起部３４の尾端部４２の高さ方向の形状に対応して同様の逆テーパ面５２が形成されたキャビテイ部位（凹部）４８を有する。実際、リング部材４６は分割可動型からなり、好ましくは円周方向に沿って９分割されている。ここで、前記リング部材４６を構成する分割可動型は前記下型４４の面上を図示しない駆動手段、例えば、油圧シリンダによって所定距離移動自在に設けられている。
【００１９】
さらに、図７に示すように、前記突起部３４を上型６０により前記下型４４およびリング部材４６の各キャビテイ部位４８に押し込む。このとき、前記上型６０によって付与される押圧力により前記突起部３４が変形して、換言すれば、肉の流動によって組成変形してその一端部に山形状の歯先部６２が形成されるとともに、その尾端部４２にはその端部に近い方が幅狭でかつ高さが低い歯部６４が形成されるに至る。前記歯部６４はテーパ面３８ａ、３８ｂおよび４０を有することになる。
【００２０】
このようにして完成品としてのシンクロナイザーコーン１０が得られると、前記リング部材４６を下型４４上で前記歯部６４の高さ方向に僅かに（例えば、０．２ｍｍ）移動させて開き、また、上型６０を退動させて前記下型４４に設けられた図示しないノックアウトピンにより、前記歯部６４が形成されたシンクロナイザコーン１０を上方に指向させて取り出す。
【００２１】
以上のように、本実施の形態では、歯部６４にテーパ面３６ａ、３６ｂがあっても、単一の工程で塑性変形させることにより、逆テーパ形状の歯部６４を有するシンクロナイザコーン１０を得ることができる。
【００２２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る変速用クラッチのシンクロナイザコーンの製造方法によれば、ドリブンギヤに取り付けられ、該ドリブンギヤに向けて徐々に狭くなる逆テーパ面が形成された複数の歯部を有し、本体部とテーパ部とが同軸上に一体的に形成されたリング状の成形用素材を準備し、次に、前記本体部の外周を軸方向に沿って等間隔に切り欠いて複数の突起部を前記歯部の概略形状に形成して中間成形品を得、次いで、前記中間成形品の突起部を、前記歯部の歯先部形状に対応する複数のキャビテイ部位を有する下型と、該歯部の前記逆テーパ面の形状に対応して上型の型開き方向に向けて逆テーパ部が形成されかつ該下型上に複数分割して設けられたリング部材との間に位置決めし、前記歯部の尾端側の形状に対応する形状を有する上型により前記突起部を前記下型およびリング部材に指向して押し込み成形し、これによって完成された成形品を得る。さらに、前記リング部材を前記下型の上面に沿って型開きし、かつ前記上型を開いて、完成した成形品としてのシンクロナイザコーンを取り出すようにしている。
【００２３】
このため、製造工程が簡略化され、製造コストが安価な変速用クラッチのシンクロナイザコーンを得ることができるという効果が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態によって製造されたシンクロナイザコーンの部分断面斜視図である。
【図２】本実施の形態に係る製造方法に用いる成形材料の一部省略斜視図である。
【図３】本実施の形態に係る製造方法に用いる成形材料に突起部が形成された状態を説明するための一部省略斜視図である。
【図４】図３に示す突起部にテーパ面を施した状態を説明するための前部斜視図である。
【図５】図３に示す突起部にテーパ面を施した状態を説明するための後部斜視図である。
【図６】図３の成形材料の突起部にテーパ面を施した後、下型およびリング部材間に前記突起部を位置決めする状態を説明するための一部断面正面図である。
【図７】図６の成形材料を上型で押し込み成形する状態を説明するための一部断面正面図である。
【図８】成形材料を上型で押し込み成形する状態を説明するための一部省略断面図である。
【図９】従来技術に係るシンクロナイザコーンとシンクロ機構の要部縦断面説明図である。
【図１０】従来技術に係るシンクロナイザコーンとシンクロ機構の変速前の状態を説明するための要部平面説明図である。
【図１１】従来技術に係るシンクロナイザコーンとシンクロ機構の中、変速完了後の状態を説明するための要部平面説明図である。
【符号の説明】
１０…シンクロナイザコーン      １２…円筒部材
１４…歯溝                      １６…歯部
１８…歯先部                    ２０、２２、２４…傾斜面
２６…テーパ部
２８、３６ａ、３６ｂ、３８ａ、３８ｂ、４０…テーパ面
３０…環状突起部                ３２…成形用素材
３４…突起部                    ４２…尾端部
４４…下型                      ４６…リング部材
４８…キャビテイ部位            ５０ａ、５０ｂ、５２…逆テーパ面
６０…上型                      ６２…歯先部
６４…歯部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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