(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一主面にシンクロ機構の中間リングを接合するための中間リング接合穴を有する変速機用ギヤの製造方法において、
前記変速機用ギヤに対する前記中間リング接合穴の成形を一組の鍛造用成形ダイを用いて熱間鍛造する工程と、
前記中間リング接合穴が形成された変速機用ギヤに対して前記一組の鍛造用成形ダイを用いて該中間リング接合穴の寸法精度を得るための冷間鍛造を行う工程と、
からなることを特徴とする変速機用ギヤの製造方法。
【請求項２】
請求項１記載の変速機用ギヤの製造方法において、
前記変速機用ギヤにスリーブ機構と係合するギヤドク歯が設けられている場合に、
前記熱間鍛造による中間リング接合穴の成形は、前記変速機用ギヤに形成される前記ギヤドク歯の成形と同時に行う
ことを特徴とする変速機用ギヤの製造方法。
【請求項３】
請求項１または２記載の記載の変速機用ギヤの製造方法において、
前記熱間鍛造による中間リング接合穴の加工は１０５０℃〜１２００℃の温度範囲で且つ１２００Ｐａ〜１３００Ｐａの圧力範囲で行い、前記冷間鍛造による中間リング接合穴の加工は４００Ｐａ〜５００Ｐａの圧力範囲で行うことを特徴とする変速機用ギヤの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、自動車用変速機に用いられる変速機用ギヤの製造方法に関し、鍛造工程により前記変速機用ギヤの製造工程を省略化し、変速機用ギヤの成形に係る工数を削減する変速機用ギヤの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、マニュアル・トランスミッション車の変速機の一つとして、ダブルコーン・シンクロ機構がある。それは、図４に示すような例えばセカンド・ダブルコーン・シンクロ機構１００であり、これは前記マニュアル・トランスミッション車の速度を、１速から２速へとシフト・チェンジする機構である。
【０００３】
ここで、前記セカンド・ダブルコーン・シンクロ機構１００は、クラッチ・ハブ１０２、スリーブ・スプリング１０４およびスリーブ１０６から構成される１−２速スリーブ・セット１０８と、シンクロナイザ・スプリング１１０、アウタ・ブロッキング・リング１１２、シンクロ・コーン１１４およびインナ・ブロッキング・リング１１６から構成されるシンクロナイザ・セット１１７と、ディスタンスカラー１１８と、ニードルベアリング１１９と、カウンタ２速ギヤ１２０とより構成される。
【０００４】
ここで、１−２速スリーブ・セット１０８を、シンクロナイザ・スプリング１１０を介してアウタ・ブロッキング・リング１１２に押し付けて摩擦力を発生し、前記摩擦力に起因するトルクを、前記アウタ・ブロッキング・リング１１２より、シンクロ・コーン１１４を介してカウンタ２速ギヤ１２０に伝達することによって、前記１−２速スリーブ・セット１０８と前記カウンタ２速ギヤ１２０との同期作用が行われ、１速から２速への変速が完了する。
【０００５】
図５はカウンタ２速ギヤ１２０を示す図である。前記カウンタ２速ギヤ１２０は、トルクを他のギヤに伝達するギヤ歯１２２と、図４のスリーブ・スプライン１２８と噛合ってトルクをギヤに伝達するギヤドク歯１２４と、前記ギヤドク歯１２４の近傍に３箇所設けられ、シンクロ・コーン１１４と接合するための中間リング接合穴１２６とから構成される。
【０００６】
１速から２速へのシフト・チェンジのとき、前記中間リング接合穴１２６には、シンクロ・コーン１１４の爪１３０がはめ込まれ、１−２速スリーブ・セット１０８からカウンタ２速ギヤ１２０へのトルクの伝達が円滑に行われる。
【０００７】
ところで、カウンタ２速ギヤ１２０の中間リング接合穴１２６を形成する方法としては、熱間鍛造の金型によってギヤを成形した後、例えばドリルによる切削加工を行う方法がある。しかし、この方法では、鍛造工程を終了した後に機械加工という別の工程を要する上に、穴あけ部分の表面研磨および面取り作業等、多数の工程を必要とし、コスト高であるという欠点があった。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
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、変速機用ギヤの製造工程の簡略化を図ることができる変速機用ギヤの製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る変速機用ギヤの製造方法は、一主面にシンクロ機構の中間リングを接合するための中間リング接合穴を有する変速機用ギヤの製造方法において、
前記変速機用ギヤに対する前記中間リング接合穴の成形を一組の鍛造用成形ダイを用いて熱間鍛造する工程と、
前記中間リング接合穴が形成された変速機用ギヤに対して前記一組の鍛造用成形ダイを用いて該中間リング接合穴の寸法精度を得るための冷間鍛造を行う工程と、
からなることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、中間リング接合穴を鍛造工程で成形することにより、前記鍛造工程終了後の機械加工を必要とせず、従って工程数を減少することができる。
【００１２】
この場合、前記中間リング接合穴は、熱間鍛造によって前記変速機用ギヤに前記中間リング接合穴を成形する工程と、冷間鍛造によって前記中間リング接合穴の寸法精度を高める加工を行う工程とを有する。
【００１３】
すなわち、熱間鍛造によって、ギヤの一主面に前記中間リング接合穴が成形される。このとき、ギヤの靭性が増し、大きなトルクに耐え得る機械的強度が得られる。そして、その後の冷間鍛造によって、前記中間リング接合穴が精密加工され、高精度な中間リング接合穴とされる。つまり、前記中間リング接合穴の精度が保証されることとなる。
【００１４】
さらに、本発明によれば、中間リング接合穴の成形を、ギヤドク歯の成形と同時に行うことを特徴としている。該中間リング接合穴と前記ギヤドク歯の成形を同時に行うことによって、鍛造用金型の数を減少でき、製作コストを低減することが可能となる。
この場合、前記熱間鍛造による中間リング接合穴の加工は１０５０℃〜１２００℃の温度範囲で且つ１２００Ｐａ〜１３００Ｐａの圧力範囲で行い、前記冷間鍛造による中間リング接合穴の加工は４００Ｐａ〜５００Ｐａの圧力範囲で行うことが好ましい。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る変速機用ギヤの製造方法の一実施の形態例について、図１〜図３を参照しながら説明する。
【００１６】
本実施の形態に係る製造方法にて製造されるギヤ（以下、本実施の形態に係るギヤと記す）１０は、例えばマニュアル・トランスミッション車の速度を１速から２速にシフト・チェンジするカウンタ２速ギヤであり、ギヤ歯１２とギヤドク歯１４と中間リング接合穴１６とを有して構成されている。
【００１７】
前記中間リング接合穴１６は、ギヤ１０の中心から１２０°の位相角毎に３箇所形成され、それぞれ一部が開とされた切欠きとされている。つまり、接合穴１６が形成されている部分において１〜２個分のギヤドク歯１４が欠けた形状となっている。なお、１２０°の位相角毎に該中間リング接合穴１６を設ける理由としては、スリーブ・セットからのトルクをシンクロ・コーンを介して確実にカウンタ２速ギヤ１０に伝達する他に、トルクの回転力によって前記シンクロ・コーンにかかる荷重を効率よく分散するためである。
【００１８】
ところで、シフト・チェンジを行うと、スリーブ・セットがシンクロナイザ・セットを介してギヤ１０に押し付けられ、前記スリーブ・セットの回転トルクが前記ギヤ１０に伝達される。その際、中間リング接合穴１６はシンクロナイザ・セットのシンクロ・コーンの爪と噛合い、一方、ギヤドク歯１４はスリーブのスリーブ・スプラインと噛合う。これらの噛合いによって、前記スリーブ・セットと前記ギヤとの同期作用が可能となることで、互いの回転速度が同期し、円滑なシフト・チェンジが行われる。
【００１９】
なお、前記中間リング接合穴１６は、ギヤドク歯１４の一部を切欠くように成形するが、この切欠きは、スリーブからのトルクをギヤに伝達する上で障害とはならない。すなわち、前記ギヤドク歯１４の役割は、ギヤ１０同士間の回転の伝達とは異なり、スリーブ・スプラインと噛合って、スリーブ・セットからのトルクを確実にギヤ１０に伝達することを目的として設けられている。
【００２０】
ここで、中間リング接合穴１６の成形方法について、図２および図３を参照しながら説明する。
【００２１】
図２は、前記ギヤ１０を成形する鍛造装置２０を示す。この鍛造装置２０は従来技術（特開平８−２７６２３８号公報参照）を利用したものであり、上型４０と下型４２とを有する。
【００２２】
上型４０は、昇降自在な型本体４３を備え、この型本体４３内にギヤ１０の一主面を成形するための成形ダイ２２（上成形ダイ）が支持されており、この上成形ダイ２２の中央部に上パンチ２６が進退自在に配設されている。この上成形ダイ２２の下面には、その中心から１２０°の位相角毎に突起２２ａが３箇所設けられており、これら突起２２ａは、鍛造すべき素材３０に前記中間リング接合穴１６を成形するものである。また、その内周には、ギヤ１０のギヤドク歯１４が噛合うスプライン２２ｂが形成されている。
【００２３】
下型４２は、ギヤ１０の他、主面の形状に対応する成形ダイ２４（下成形ダイ）を備え、この下成形ダイ２４の中央部に配置された下パンチ２８にノックアウト・ピン４４が係合されて構成されている。
【００２４】
まず、鍛造すべき素材３０の位相合わせが行われる。この位相合わせは、鍛造装置２０に付属した図示しない位相合わせステーションにおいて行われる。具体的には、図３に示す位相合わせプレート３２に素材３０を挿入することで位相合わせが行われる。
【００２５】
この位相合わせプレート３２は、その中心から１２０°の位相角毎に突起３４が３箇所設けられており、その内周には、ギヤ１０のギヤドク歯１４が噛合うスプライン４６が形成されている。位相合わせがなされた素材３０は、３次元搬送で前記下成形ダイ２４の上方に搬送され、下成形ダイ２４上に載置固定される。
【００２６】
そして、前記素材３０を高温に加熱した状態で、上成形ダイ２２を下降させる。これによって、前記上成形ダイ２２と下成形ダイ２４は型閉じされ、上下の成形ダイ２２および２４によってギヤ１０が熱間鍛造成形で成形される。その際、前記ギヤ１０のギヤ歯１２、ギヤドク歯１４および中間リング接合穴１６が同時に成形される。なお、鍛造工程における素材３０の加熱温度は、素材３０の材質によって適宜選択することが望ましいが、例えばＳＣＲ製のギヤ１０を製造する場合、該加熱温度として１０５０℃〜１２００℃を選択すれば好適である。また、鍛造時に素材３０にかかる圧力は、１２００Ｐａ〜１３００Ｐａの範囲が好ましい。
【００２７】
次いで、上成形ダイ２２を上昇させて型開きし、前記上成形ダイ２２をギヤ１０から離間して、押圧状態から解除する。
【００２８】
次いで、前記ギヤ１０を冷却した状態で、再度鍛造成形を行う。この場合は、熱間鍛造ではなく、冷間鍛造による成形方法を選択する。
【００２９】
すなわち、図２の鍛造装置２０で、室温まで冷却したギヤ１０の上から、上成形ダイ２２を再度下降する。その後、前記上成形ダイ２２と下成形ダイ２４は再度型閉じされ、上下の成形ダイ２２および２４によってギヤ１０が冷間鍛造で成形される。その際、前記ギヤ１０に作用する圧力として、４００Ｐａ〜５００Ｐａの範囲を選択することが望ましい。
【００３０】
なお、熱間鍛造の後、冷間鍛造処理を施す理由としては、中間リング接合穴１６を高精度に確保するためである。すなわち、熱間鍛造によって前記接合穴１６を形成しても、冷却によって材料の熱収縮が発生する結果、該接合穴１６の寸法精度に誤差が生ずる。また、熱間鍛造は主として成形品の靭性を増加して機械的強度を強化するために用いられるものであり、自動車部品のように精密さが求められる製造工程では、前記鍛造の後、切削による機械加工を行うのが一般的である。しかし、機械加工を行うためには、鍛造装置２０以外に加工機械等をあらかじめ用意する必要があるので、製造コストの増大が予想される。それ故、寸法精度を確保するのに併せ、工程の簡素化および製造コストの低減化を図る目的で冷間鍛造を利用する。
【００３１】
このようにして製造された中間リング接合穴１６を有するギヤ１０は、例えばマニュアル・トランスミッション車用変速機のセカンド・ダブルコーン・シンクロ機構を構成する部品として、前記変速機の内部に配置される。
【００３２】
このように、本実施の形態に係る製造方法においては、中間リング接合穴１６を鍛造工程で成形したので、前記鍛造工程終了後の機械加工を必要とせず、従って工程数を減少することができる。
【００３３】
また、前記中間リング接合穴１６の鍛造工程は、熱間鍛造によって金型を用いて前記ギヤ１０に前記接合穴１６を成形し、続いて、冷間鍛造によって前記接合穴１６を加工するようにしたので、まず、熱間鍛造によって、ギヤ１０の一主面に前記接合穴１６の形状が作られ、このとき、ギヤ１０の靭性が増し、大きなトルクに耐え得る機械的強度が得られる。そして、その後の冷間鍛造によって、前記接合穴１６が精密加工され、高精度な接合穴１６とされ、これにより、該接合穴１６の精度が保証されることとなる。
【００３４】
さらに、該接合穴１６の成形とギヤドク歯１４の成形とを同時に行うようにしたので、鍛造用金型の数を減少することができ、製作コストを低減することが可能となる。
【００３５】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明に係る変速機用ギヤの製造方法によれば、中間リング接合穴の成形を鍛造処理により行うので、変速機用ギヤの製造工程の簡略化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態に係るギヤを示す平面図である。
【図２】本実施の形態に係るギヤを成形する鍛造装置の断面図である。
【図３】本実施の形態に係る位相合わせプレートを示す図である。
【図４】変速機のセカンド・ダブルコーン・シンクロ機構を構成する部品を示す分解斜視図である。
【図５】図４のカウンタ２速ギヤを示す図である。
【符号の説明】
１０…ギヤ                      １２…ギヤ歯
１４…ギヤドク歯                １６…中間リング接合穴
２０…鍛造装置                  ２２、２４…成形ダイ
２６、２８…パンチ              ３０…素材
３２…位相合わせプレート        ３４…突起
４０…上型                      ４２…下型
４３…型本体                    ４６…スプライン
【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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