(57)【要約】  改良されたシンクロナイザ１は、修正された外側リング１３、改良された中間リング１１および改良された内側リング１２を主に含む。上記修正された外側リング１３は、摩擦面のない鋼製外側リングである。上記改良された中間リング１１は、鋼製中間本体１１ａと、Ｃｕ−Ｚｎ合金から作製された摩擦キャップ１４ｂまたは内側摩擦ストリップ１５ｂおよび外側摩擦ストリップ１６ｂと、をさらに含み、摩擦キャップ１４ｂまたは内側摩擦ストリップ１５ｂおよび外側摩擦ストリップ１６ｂの内面１４２ａおよび外面１４３ａが摩擦特性を提供する。上記改良された鋼製内側リング１２は、内側本体１２ａおよび内面上に摩擦リング１７ａを含む。上記摩擦キャップ１４ｂまたは内側摩擦ストリップ１５ｂおよび外側摩擦ストリップ１６ｂは、適切なダイおよびパンチの助けを借りて中間本体１１ａに押し付けられ、この改良されたシンクロナイザを形成する。
2020524772.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスミッションアセンブリのためのシンクロナイザであって、
内側円錐面を有する外側リング（１３）と、
前記外側リング（１３）の前記内側円錐面と係合するように適合された外側円錐面と、内側円錐面と、を有する中間リング（１１）と、
前記中間リング（１１）の前記内側円錐面と係合するように適合された外側円錐面を有する内側リング（１２）と、
を含み、
前記中間リング（１１）は中間本体（１１ａ）および摩擦キャップ（１４）から製造され、前記中間本体は内側円錐面（１１２）および外側円錐面（１１３）を有し、前記内側円錐面および前記外側円錐面は、より大きい第１の側およびより小さい第２の側を画定し、前記第１の側は、軸方向に延びる複数の円周方向に間隔を空けたラグ（１１１）を組み込んでおり、
前記摩擦キャップ（１４）は略Ｕ字型の断面を有し、前記Ｕ字型は、前記中間リング（１１）の略軸方向に並び、閉じた側および開いた側を有し、前記閉じた側は、前記中間本体（１１ａ）上の前記複数のラグ（１１１）と一致する位置に、前記複数のラグ（１１１）を収容する大きさの複数の円周方向に間隔を空けたスロット（１４１）を有し、
前記中間本体の前記複数のラグ（１１１）が、前記摩擦キャップ（１４）の前記複数のスロット（１４１）を通過している状態で、前記摩擦キャップ（１４）の前記Ｕ字型の断面は、前記中間本体（１１ａ）の前記第１の側、前記内側円錐面（１１２）および前記外側円錐面（１１３）の少なくとも一部を包み、前記複数のラグの前記複数のスロットとの係合により、前記中間本体と前記摩擦キャップとの間の機械的結合が提供される、
シンクロナイザ。
【請求項２】
前記外側リング（１３）の前記内側円錐面および前記内側リング（１２）の前記外側円錐面は、いかなる摩擦を引き起こす特徴もないことによって特徴付けられている、請求項１に記載のシンクロナイザ。
【請求項３】
前記中間本体（１１ａ）は、打抜き鋼、鋳鋼、焼結鋼および鍛造鋼からなる群から選択される材料で作製されている、請求項１に記載のシンクロナイザ。
【請求項４】
前記摩擦キャップ（１４）はＣｕ−Ｚｎ合金から作製されている、請求項１に記載のシンクロナイザ。
【請求項５】
前記摩擦キャップ（１４）は内側部分および外側部分を含み、前記内側部分および前記外側部分は、略Ｕ字型の断面の２つの略平行な側であり、前記内側部分は内面（１４２ａ）を有し、前記外側部分は外面（１４３ａ）を有し、前記内面および前記外面はエンボス加工された筋（１４４）を組み込んでいる、請求項１に記載のシンクロナイザ。
【請求項６】
前記中間本体（１１ａ）の第１の側上の前記複数のラグ（１１１）は、トランスミッションの対応する部分と係合するように適合されている、請求項１に記載のシンクロナイザ。
【請求項７】
前記内側リング（１２）は内側本体（１２ａ）および摩擦リング（１７ａ）から製造され、前記内側本体は、前記内側リング（１２）の外側円錐面として働く外側円錐面を有し、前記摩擦リング（１７ａ）によって包まれた内側円錐面をさらに有する、請求項１に記載のシンクロナイザ。
【請求項８】
前記摩擦リング（１７ａ）の一方の側が、前記内側本体（１２ａ）の対応する端面上の複数のスロット（１２１）と係合する複数の外側径方向突起（１７１）を組み込んで、前記内側本体（１２ａ）と前記摩擦リング（１７ａ）との間の相対回転を制限する、請求項７に記載のシンクロナイザ。
【請求項９】
前記内側本体（１２ａ）は、打抜き鋼、鋳鋼、焼結鋼または鍛造鋼のいずれかから作製され、前記摩擦リング（１７ａ）は、Ｃｕ−Ｚｎ合金から作製され、内面上にエンボス加工された筋（１７２）を組み込んで、摩擦を提供するとともに油排出という目的を果たしている、請求項７に記載のシンクロナイザ。
【請求項１０】
トランスミッションのためのシンクロナイザの中間リング（１１）を製造するための方法であって、
打抜き、鋳造、焼結または鍛造プロセスのいずれかによって鋼中間本体（１１ａ）を製造するステップであって、前記中間本体は内側円錐面（１１２）および外側円錐面（１１３）を有し、前記内側円錐面および前記外側円錐面は、より大きい第１の側およびより小さい第２の側を画定し、前記第１の側は、軸方向に延びる複数の円周方向に間隔を空けたラグ（１１１）を組み込んでいる、ステップと、
Ｃｕ−Ｚｎ合金のシートまたはバーまたはパイプから摩擦キャップ（１４）を製造するステップであって、前記摩擦キャップは、前記中間本体（１１ａ）の前記内側円錐面（１１２）と同じ円錐角を有する円錐形状の内側部分と、前記中間リングの軸に平行である外側部分と、を有し、前記内側部分と前記外側部分とは、閉じた側で互いに接続されて、前記摩擦キャップ（１４）の略Ｕ字型の断面を形成し、閉じた側の反対側には開いた側があり、前記閉じた側は、前記中間本体（１１ａ）上の前記複数のラグ（１１１）と一致する位置に、前記複数のラグ（１１１）を収容する大きさの複数の円周方向に間隔を空けたスロット（１４１）を組み込んでいる、ステップと、
前記中間本体の前記第１の側がまず前記Ｕ字型の断面に入った状態で、前記中間本体（１１ａ）の第１の端部が前記摩擦キャップ（１４）の閉鎖端の内側に当接するとともに、前記摩擦キャップ（１４）の前記内側部分の内面が前記中間本体の前記内側円錐面（１１２）に当接するまで、前記複数のラグ（１１１）が前記摩擦キャップ（１４）の前記複数のスロット（１４１）と係合し、これを通過するように、前記開いた側を通して前記摩擦キャップ（１４）に前記中間本体（１１ａ）を挿入するステップと、
ダイおよびパンチを用いて前記摩擦キャップ（１４）を前記中間本体（１１ａ）に押し付け、前記中間本体（１１ａ）の前記外側円錐面（１１３）の円錐角に一致する角度まで前記外側部分を曲げて、前記中間本体（１１ａ）と前記摩擦キャップ（１４）との間の相対的な軸方向および径方向の移動を制限するステップと、
を含む、方法。
【請求項１１】
前記方法は、前記摩擦キャップ（１４）の前記内側部分および前記外側部分の外面（１４２ａおよび１４３ａ）上に複数のエンボス加工された筋（１４４）を生成するステップをさらに含み、前記外側部分を曲げるために用いられる前記ダイおよびパンチは、前記複数のエンボス加工された筋を同時に生成するように適合されている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記方法は、前記中間本体（１１ａ）の前記内側円錐面（１１２）および前記外側円錐面（１１３）上に複数のエンボス加工された軸方向の筋（１１４）を提供するステップをさらに含み、前記複数のエンボス加工された軸方向の筋（１１４）は、前記摩擦キャップ（１４）と前記中間本体（１１ａ）との間の相対移動を制限するように適合されている、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
トランスミッションのためのシンクロナイザのリングを製造するための方法であって、
打抜き、鋳造、焼結または鍛造プロセスのいずれかによって内側本体（１２ａ）を製造するステップであって、前記内側本体は内側円錐面を有し、前記内側円錐面は、より大きい第１の側およびより小さい第２の側を画定し、前記第２の側は、複数の円周方向に間隔を空けたスロット（１２１）を組み込んでいる、ステップと、
Ｃｕ−Ｚｎ合金のシートまたはバーまたはパイプまたは鍛造から摩擦リング（１７）を製造するステップであって、前記摩擦リング（１７）は、前記内側本体の前記第２の側から前記内側本体（１２ａ）への進入を容易にする大きさの円筒形状を有し、前記摩擦リングは、一方の側に、前記複数の円周方向に間隔を空けたスロット（１２１）と一致する位置に前記複数のスロット（１２１）内に収まる大きさの、複数の円周方向に間隔を空けた、外向きに延びる径方向突起（１７１）を組み込んでいる、ステップと、
前記複数の突起（１７１）が前記内側本体（１２ａ）の前記複数のスロット（１２１）と係合するまで、前記摩擦リング（１７）を前記第２の側を通して前記内側本体（１２ａ）に挿入するステップと、
ダイおよびパンチを用いて前記摩擦リング（１７）を前記内側本体（１２ａ）の前記内側円錐面に押し付け、前記内側本体（１２ａ）の前記内側円錐面の円錐角に一致する角度まで前記摩擦リング（１７）を曲げて、前記内側本体と前記摩擦リングとの間の相対的な軸方向および径方向の移動を制限するステップと、
を含む、方法。
【請求項１４】
前記方法は、前記摩擦リング（１７）の内面上に複数のエンボス加工された筋（１７２）を生成するステップをさらに含み、前記摩擦リングを曲げるために用いられる前記ダイおよびパンチは、前記複数のエンボス加工された筋（１７２）を同時に生成するように適合されている、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記リングは前記シンクロナイザの内側リング（１２）である、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
以下の明細書は特に、本発明の性質およびそれが実施されるべき方法を説明および確認するものである。
【０００２】
本発明は、改良されたダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザに関する。より詳細には、本発明は、機械的に結合された真鍮鋼部品、特に、ダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザの中間リングおよび内側リングを提供する摩擦面とリングの機械的接合方法を伴う改良されたダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザに関し、その結果、得られたシンクロナイザは、軽量でありながら高い構造強度を有し、製造が容易で、費用効果が高い。
【０００３】
さらに、上記軽量シンクロナイザは、同期中の慣性モーメントの必要な減少およびシフト力の要件の減少を達成する。このプロセスはまた、高い生産率を提供しながら、非常に一貫性のある寸法および品質を有する。寸法のさらなる精度が、研削および機械加工によって達成可能である。
【背景技術】
【０００４】
マニュアルトランスミッションギアボックスは通常、走行条件の要件に従って移動中の自動車に異なる速度およびトルクを提供するためのマニュアルトランスミッションおよびオートマチックマニュアルトランスミッションをすべての自動車に備えている。ギアボックスは、車両の速度を減少または増加させるための３つより多いギアペアを含む。車両の速度を変更するため、出力シャフトと係合しているギアを近くのギアと変更しなければならない。ギアを変更するこのプロセスは同期と呼ばれる。これを達成するため、シンクロナイザリングがマニュアルトランスミッションギアボックスにおいて用いられている。
【０００５】
ギアのトランスミッションシステムは、ギアシフトの快適性に関する自動車の挙動を決定する上で重要な役割を果たしている。上記シンクロナイザ機構は、ギアシフト中のスムーズでノイズのない同期のために提供されている。シンクロナイザリングが効果的に機能するために要求される主要な特徴は、（ｉ）嵌合部材であるテーパ部分を摩擦係合することによって２つのギアを同期させるため、嵌合部材に対する動摩擦係数が大きいこと、および（ｉｉ）シンクロナイザリングが高い摩耗抵抗、すなわち、嵌合部材と摺動する際の十分な機械的強度および耐摩耗特性を有すること、である。
【０００６】
摩擦面の数に応じて、一般的に用いられている３つの異なる種類のシンクロナイザリング、すなわち、ｉ）１つのみの摩擦面を備えた１つのみのリングを有するシングルコーン、ｉｉ）２つの摩擦面を備えた３つのリングのアセンブリを有するダブルコーン、およびｉｉｉ）３つの摩擦面を備えた３つのリングのアセンブリを有するトリプルコーン、がある。
【０００７】
ｉ）シングルコーンシンクロナイザリング
この種類のリングは、１つのみの摩擦面を備えた１つのみのリングを含む。この種類のシンクロナイザは、同期ギア間のトルク差が小さく、シフト快適性の要件が低いときに用いられる。
【０００８】
ｉｉ）ダブルコーンシンクロナイザリング
この種類のシンクロナイザリングは、合計２つの摩擦面がある３つのリングを含み、すなわち、外側リングおよび内側リングが１つの摩擦面を有するか、中間リングが２つの摩擦面を有する。この種類のシンクロナイザは、同期ギア間のトルク差が中程度で、シフト快適性の要件が必要とされるときに用いられる。
【０００９】
ｉｉｉ）トリプルコーンシンクロナイザリング
この種類のシンクロナイザリングは、合計３つの摩擦面がある３つのリングを含み、すなわち、外側リングが１つの摩擦面を有し、内側リングが２つの摩擦面を有する。この種類のシンクロナイザは、同期ギア間のトルク差が大きく、シフト快適性の要件が高いときに用いられる。
【００１０】
マニュアルトランスミッションギアボックスにおいて、シンクロナイザリングの種類の選択は、嵌合部品間のトルク差およびシフト快適性の要件に基づいている。
【００１１】
一般的に用いられている従来のダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザは、図１に示すように、外側リング、中間リングおよび内側リングを主に含む。これまでに開発され、広く利用可能で一般的に用いられているシンクロナイザは、摩擦材料から製作されたシンクロナイザリングの必要条件を確立しているが、これは主に真鍮から製作され、良好な摩擦特性を得るために用いられている。しかしながら、真鍮の強度は低く、また、これにはリングの強化に要求される熱処理に制限がある。この状況において、真鍮から作製されたリングは、必要な強度を得るため、サイズが大きくなる。このためこれはかさばり、これにより慣性モーメントが大きくなる結果、シフト力の要件が高くなる。
【００１２】
このように、従来のシンクロナイザアセンブリは、真鍮の熱間鍛造から作製された外側および内側シンクロナイザリング、および鋼から製作された中間リングを提供している。これは、真鍮製の内側および外側リングによる２つの良好な摩擦面、および高強度の鋼製中間リングを提供するために行われている。シンクロナイザアセンブリの外側および内側リングの製造に用いられる真鍮の熱間鍛造プロセスは、シンクロナイザの上記部品の一貫性に最終的に影響する収縮を含む。
【００１３】
これらのリングは、摩擦力を提供するため、環状溝、および潤滑油の排出のための軸方向溝を含む。上記溝は機械加工プロセスによって提供される。
【００１４】
要件に応じて部品の硬さに関して強度および耐摩耗特性を改良するため、鋼部品に利用可能な多くの種類の熱処理があった。
１．無心焼入れ
２．ケース浸炭
３．浸炭窒化
４．高周波焼入れ
５．陽極酸化
【００１５】
上記熱処理は、部品の強度の要件に基づいて、およびその標的用途に基づいて、シンクロナイザアセンブリの構成要素に与えられる。
【００１６】
先行技術
１．特許文献１は、摩擦コーティングと組み合わされた鋼および真鍮要素を含む同期装置を記載している。この発明に記載された装置は、真鍮および鋼から製作された３つのリングのセットを有し、他のリングとの界面で炭素コーティングも有する。しかしながら、上記先行技術において開示された発明は、このコーティングが接着によって施されるためギアボックスの破損につながる剥離の危険がある炭素コーティングを伴う。加えて、プロセスは非常に高価である。さらに、炭素コーティングには特別な表面粗さ作業が要求されるため、このリングの熱処理プロセスは、高周波焼入れおよび陽極酸化のみに限定される。また、炭素コーティングが施された後は、製品の寸法精度（正確な寸法を達成するための研削作業および最終機械加工）が不可能である。コーティング後は熱処理が不可能である。
【００１７】
２．特許文献２は、摩擦ライニングが環状要素自体の少なくとも１つの円筒形または円錐形の摩擦面上に直接焼結され、最初は平面の摩擦面は、スプレー焼結摩擦ライニングを適用した後、打抜き、深絞りのような非切削成形プロセスによって円筒形または円錐形に形成されることを説明している。しかしながら、上記製品を製造する際に用いられる焼結プロセスは複雑で高価である。また、さらなる処理のため、上記リングは陽極酸化熱処理を受けることができるのみであるが、これは、他の種類の熱処理は、摩擦面がブランクに焼結接合されると摩擦面を溶かす非常に高い温度で組み込まれるからである。また、焼結接合摩擦面の非常に薄い層があるため、この製品の研削または機械加工プロセスは不可能である。製品寸法の一貫性は保証することができない。
【００１８】
３．改良された摩擦面を提供するため、特許文献３に記載されているように、モリブデンまたは焼結コーティングの摩擦コーティングを提供する垂直溝を備えた鋼板ブランクから中間リングが製造されている。しかしながら、このプロセスによって製造された中間リングは長寿命であるが、シンクロナイザリングは平均的な摩擦特性を示す。また、モリブデンコーティングには特別な粗さ作業が要求されるため、製品は高周波焼入れプロセスを受けることができるのみである。さらに、この発明によって提案された製品には、モリブデンコーティングの剥離という時折の問題があり、これによりシンクロナイザリングの寿命は劇的に減少する。さらに、モリブデンコーティングの厚さが非常に薄いため、製品の最終的な機械加工および研削は不可能である。さらに、このプロセスに関連する製造費用は高いため、中間リングが高価である。
【００１９】
したがって、軽量でありながら高い構造強度を有し、製造が容易で費用効果が高い改良されたシンクロナイザを提供する改良されたダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザを提供する必要性が満たされていない。
【００２０】
先行技術の欠点
１．従来のリングは、より高い摩擦力および油排出の目的のため、機械加工された環状溝および軸方向溝を含む。
ａ．機械加工プロセスは時間のかかるプロセスである。
ｂ．さらに機械加工プロセスにおいて、材料の無駄がある。
【００２１】
２．従来のリングは、熱処理プロセスに真鍮の制限があり、強度が低いため、必要な強度を得るためにリングのサイズが大きくなる。このためこれはかさばり、これにより慣性モーメントが大きくなる結果、シフト力の要件が高くなる。
【００２２】
３．上記かさばるリングは真鍮作られ、従来の製品が高価になっている。
【００２３】
４．上記従来のリングは、収縮を含むため一貫性のないプロセスである熱間鍛造プロセスによって作製される。
【００２４】
５．特許文献１の発明の製品は、高価で、熱処理に制限があり、炭素コーティングの剥離という時折の問題がある炭素コーティングを含む。また、製品の研削および機械加工はできない。
【００２５】
６．特許文献２の発明の製品は、焼結プロセスが複雑で高価であるスプレー焼結摩擦面を含む。加えて、陽極酸化熱処理を受けることができるのみである。また、製品の研削および機械加工はできない。
【００２６】
７．特許文献３の発明の製品は、剥離の危険にさらされているモリブデンコーティングを含み、プロセスは複雑で高価である。さらに、製品は高周波焼入れプロセスを受けることができるのみである。これによりシンクロナイザリングの寿命は劇的に減少する。さらに、製品の機械加工および研削が不可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】ＷＯ２００８／０２５５８５Ａ１
【特許文献２】米国特許第４７７０２８３号
【特許文献３】米国特許第４９４４３７８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
本発明の主な目的は、機械的に結合された真鍮鋼部品、特に、ダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザの中間リングおよび内側リングを提供する摩擦面とリングの機械的接合方法を伴う改良されたダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザを提供することであり、その結果、このシンクロナイザは、軽量でありながら高い構造強度を有し、製造が容易で費用効果が高い。
【００２９】
本発明の別の目的は、得られた軽量シンクロナイザが、同期中の慣性モーメントの必要な減少およびシフト力の要件の減少を達成する、改良されたダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザを提供することである。
【００３０】
本発明のさらに他の目的は、用途の要件に応じて製品が任意の熱処理プロセスを受けることができる、改良されたダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザを提供することである。
【００３１】
本発明のさらに別の目的は、寸法のさらなる精度が、研削および機械加工によって達成可能である、改良されたダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザを提供することである。
【００３２】
本発明のさらに別の目的は、高い生産率を有する改良されたダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザを製造する方法を提供することである。
【００３３】
本発明のさらに別の目的は、良好な摩擦特性を提供する改良されたダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザを提供することである。
【００３４】
さらに、本発明の目的は、内面および／または外面上に摩擦面を有する中間リングおよび内側リングを備えた改良されたダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザを提供し、これによって製造作業の複雑さおよび費用を最小限にすることである。
【００３５】
本発明のさらに別の目的は、中間リングおよび内側リングが、シンクロナイザアセンブリの強度、寿命および性能を改良する改良されたダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３６】
本発明の実施形態は、軽量でありながら高い構造強度を有し、製造が容易で、費用効果が高く、非常に一貫性のある改良されたダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザを提供することである。さらに、本発明により、任意の熱処理プロセスをリングに提供することが可能になり、製品の質に影響を及ぼすことなく、リングの機械加工および研削が可能である。
【００３７】
摩擦面と中間本体１１ａおよび内側本体１２ａの機械的接合を提供するため、これらの相対的な軸方向および径方向の移動を制限することが要求される。これらの相対移動を制限する方法は、摩擦キャップ１４のスロット１４１および中間本体１１ａのラグ１１１の助けを借りて、摩擦キャップ１４と中間鋼本体を固定することを伴う。この方法は説明において詳細に説明しており、これは比較的容易で、費用効果が高く、生産率が高い。
【００３８】
改良されたシンクロナイザは、高強度鋼中間本体１１ａおよび内側本体１２ａに対するＣｕ−Ｚｎ合金の摩擦面の機械的接合によって提供される摩擦面を備えた改良された中間リング１１および改良された内側リング１２を主に含む（図２参照）。これは、対応するシンクロナイザ部品上に摩擦力を提供するものである一方、リングに強度を提供する。ここで、中間リングおよび外側リングの内側本体は鋼製であり、これによって強度が高く軽量になっている。
【００３９】
上記摩擦面はＣｕ−Ｚｎ合金から製作され、これはキャップ、リングまたはストリップの形状である。この摩擦面は、中間本体１１ａおよび内側本体１２ａ上に機械的に接合されるが、これは、先行技術の複雑な方法とは異なり、摩擦面を備えたシンクロナイザを製造する、比較的製造が容易で安価な方法である。摩擦面上の軸方向に形成された筋１４４、１５２、１６３、および１７２は、摩擦力および潤滑油の排出という目的を果たすものである。
【００４０】
摩擦力および潤滑油の排出という上記目的は、用途によって要求されれば、Ｃｕ−Ｚｎ合金摩擦面上の環状溝および軸方向溝によって提供することができる。
【００４１】
このように、本発明の製品は、同期のすべての必要な側面を満たしている。これに加えて、軽量シンクロナイザにより、ギアシフトのスムーズなシフトが可能になる。さらに本発明は、比較的容易で、一貫性が高く安価な製造プロセスで、改良されたシンクロナイザおよびシンクロナイザの製造の改良された方法を提供する。
【００４２】
寸法のさらなる精度が、研削および機械加工によって達成可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】従来のシンクロナイザセットの断片図を開示している。
【図２】現在の改良されたシンクロナイザのシンクロナイザアセンブリの断片図を示す。
【図３】中間リング上に摩擦キャップによって摩擦面を提供する本発明の製造の第１のステップを示す現在の改良されたシンクロナイザアセンブリの断片図を示す。
【図４】中間リング上に摩擦キャップによって摩擦面を提供する本発明の製造の第１のステップを示す現在の改良されたシンクロナイザアセンブリの斜視図および断面図を示す。
【図５】中間リング上に摩擦キャップによって摩擦面を提供する本発明の製造の最終ステップを示す現在の改良されたシンクロナイザアセンブリの斜視図および断面図を示す。
【図６】中間リングの内面上に押し付けられるべき改良されたダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザを製造するための本方法において用いられる摩擦ストリップの斜視図を示す。
【図７】中間リング上に摩擦ストリップによって内側摩擦面を提供する本発明の製造の第１のステップを示す現在の改良されたシンクロナイザアセンブリの断片図を示す。
【図８】中間リング上に摩擦ストリップによって内側摩擦面を提供する本発明の製造の第１のステップを示す現在の改良されたシンクロナイザアセンブリの斜視図および断面図を示す。
【図９】中間リング上に摩擦ストリップによって内側摩擦面を提供する本発明の製造の最終ステップを示す現在の改良されたシンクロナイザアセンブリの斜視図および断面図を示す。
【図１０】中間リング上に外側摩擦面を提供する摩擦ストリップの斜視図を示す。
【図１１】中間リング上に摩擦ストリップによって外側摩擦面を提供する本発明の製造の第１のステップを示す現在の改良されたシンクロナイザアセンブリの断片図を示す。
【図１２】中間リング上に摩擦ストリップによって外側摩擦面を提供する本発明の製造の第１のステップを示す現在の改良されたシンクロナイザアセンブリの斜視図および断面図を示す。
【図１３】中間リング上に摩擦ストリップによって外側摩擦面を提供する本発明の製造の最終ステップを示す現在の改良されたシンクロナイザアセンブリの斜視図および断面図を示す。
【図１４】内側リング上に摩擦リングによって内側摩擦面を提供する本発明の製造の第１のステップを示す現在の改良されたシンクロナイザアセンブリの断片図を示す。
【図１５】内側リング上に摩擦ストリップによって内側摩擦面を提供する本発明の製造の第１のステップを示す現在の改良されたシンクロナイザアセンブリの斜視図および断面図を示す。
【図１６】内側リング上に摩擦ストリップによって内側摩擦面を提供する本発明の製造の最終ステップを示す現在の改良されたシンクロナイザアセンブリの斜視図および断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００４４】
本発明は、機械的に結合された真鍮鋼部品、特に、ダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザの改良された中間リング１１および改良された内側リング１２を提供する摩擦面とリングの機械的接合方法を伴う改良されたダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザを提供し、その結果、得られたシンクロナイザは、軽量でありながら高い構造強度を有し、製造が容易で費用効果が高い。また、得られた軽量シンクロナイザは、同期中の慣性モーメントの必要な減少およびシフト力の要件の減少を達成する。さらに、本発明により、任意の熱処理プロセスをリングに提供し、リングを再成形することが可能になる。このプロセスはまた、高い生産率を提供し、一貫性がある。
【００４５】
本シンクロナイザの好ましい実施形態は図２に示す通りである。機械的に結合された真鍮鋼部品を提供する摩擦面とリングの上記機械的接合方法は、本明細書において後述し、本明細書で以下に説明するような改良されたシンクロナイザ構造を得る。図２を参照すると、この改良されたシンクロナイザは、修正された外側リング、改良された中間リングおよび改良された内側リングを主に含む。
【００４６】
上記修正された外側リングは、摩擦面のない外側リングであり、すなわち、先行技術とは異なり、環状溝１３５および軸方向溝１３６が排除されており、これにより、リングの製造中、機械加工部分が不要になる。上記修正された外側リングは、打抜き鋼、鋳鋼、焼結鋼または鍛造鋼から製作された材料から作製される。
【００４７】
上記改良された中間リング１１は、
・鋼から製作された中間本体１１ａと、
・Ｃｕ−Ｚｎ合金から製作された内側摩擦面１４２ａと、
・Ｃｕ−Ｚｎ合金から製作された外側摩擦面１４３ａと、
をさらに含む。
【００４８】
このハイブリッド構造において、鋼の中間本体１１ａは構造強度を提供し、Ｃｕ−Ｚｎ合金の内面１４２ａおよび外面１４３ａは周知の摩擦特性を提供する。上記摩擦面は、Ｃｕ−Ｚｎ合金のストリップ、リングまたはキャップによって提供され得る。上記内面および外面は、複数の軸方向にエンボス加工された筋１４４を有し、嵌合部材上に摩擦力を提供するとともに、潤滑油排出の手段を提供している。
【００４９】
改良された内側リング１２は、内側本体１２ａおよび内面上に摩擦リング１７ａを含む。上記内側本体１２ａは、環状溝および軸方向溝を有さない。内側本体１２ａは、打抜き鋼、鋳鋼、焼結鋼または鍛造鋼からから製作され、より良好な構造強度を提供している。摩擦リング１７ａは、軸方向にエンボス加工された筋１７２を含み、より良好な摩擦力および油排出の目的を提供している。
【００５０】
ダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザのための改良された中間リング
図５に示すような上記改良されたシンクロナイザアセンブリにおいて、前記改良された中間リング１１は、中間本体１１ａおよび摩擦キャップ１４ａを含む。中間本体１１ａは、少なくとも２つ以上の軸方向にエンボス加工された筋１１４、ラグ１１１、内面１１２および外面１１３をさらに含む。軸方向にエンボス加工された筋１１４は、摩擦キャップ１４と中間本体１１ａの相対的な径方向の移動を制限するために提供されている。軸方向にエンボス加工された筋１１４の数は、シンクロナイザセットのトルク容量に依存し、すなわち、トルク容量が高くなるほど、垂直筋の数がより多く必要となる。内面１１２および外面１１３は、αの円錐角を有する。
【００５１】
摩擦キャップ１４は、スロット１４１、内面１４２および外面１４３を含む。スロット１４１は、図３に示すように、摩擦キャップ１４を中間本体１１ａのラグ１１１に組み込むために提供されている。内面１４２は、図３に示すように、中間本体１１ａの内面１１２の円錐角と同じαの円錐角を有する。図４に示すように、外面１４３は真っすぐに保たれている。上記摩擦キャップ１４は、シート、パイプまたは鍛造されたＣｕ−Ｚｎ合金から作製されている。
【００５２】
本アセンブリを固定する方法は以下のステップを伴う。
【００５３】
・第１のステップ：摩擦キャップ１４を中間本体１１ａと機械的に接合するため、図３および図４に示すように、中間リングのラグ１１１が摩擦キャップのスロット１４１に収まるように、摩擦キャップ１４上に中間リング１１ａを挿入する。さらに、摩擦キャップ１４の内面１４２と中間本体１１ａの内面１１２の円錐角は、これらの面が一致するように同じである。
【００５４】
・第２のステップ：図４に示すように、中間本体１１ａをキャップ１４に挿入した後、図５に示すように、適切なダイおよびパンチ（図示せず）の助けを借りて両方のアセンブリを押し、外面１４３を曲げてαの円錐角を得るが、これにより、摩擦キャップ１４に対する中間本体の相対的な軸方向および径方向の移動が制限される。さらに、パンチは、図５に示すように、その軸方向に突出した複数の筋が摩擦キャップ１４を通じて、摩擦力を向上させるため、複数の軸方向にエンボス加工された筋１４４を提供するように設計されている。また、上記軸方向にエンボス加工された筋１４４は、油排出という目的を果たすものである。
【００５５】
別の一実施形態
本発明の別の一実施形態は図１３に示す通りであり、改良された中間リング１１は、中間本体１１ａ、内側摩擦ストリップ１５ｂおよび外側摩擦ストリップ１６ｂを含む。中間本体１１ａは、先の実施形態において説明したものと同じである。内側摩擦ストリップ１５は図６に示している。
【００５６】
本アセンブリを固定する方法は以下の点を伴う。
【００５７】
・第１のステップ：内側摩擦ストリップ１５を中間本体１１ａと機械的に接合するため、図７に示すように、内側摩擦ストリップ１５を曲げて内側摩擦ストリップ１５ａを形成する。この内側摩擦ストリップ１５ａは、フランジ１５１を含み、次いで、図８に示すように、中間本体１１ａに挿入され、中間本体１１ａと内側摩擦ストリップ１５ａの相対的な軸方向の移動を一方向に制限する。
【００５８】
・第２のステップ：内部摩擦ストリップ１５ａを中間本体１１ａに挿入した後、中間本体１１ａと内部摩擦ストリップ１５ａの両方のアセンブリを適切なダイおよびパンチの助けを借りて押し、内部摩擦ストリップ１５ｂと中間本体１１ａの軸方向および径方向の移動を制限する（図９）。さらに、パンチは、図９に示すように、その軸方向に突出した筋が摩擦ストリップ１５ｂを通じて、中間リング１１の摩擦力を向上させるため、軸方向にエンボス加工された筋１５２を提供するように設計されている。これらの軸方向にエンボス加工された筋１５２は、油排出という目的も果たすものである。
【００５９】
・第３のステップ：図１０に示すように、外側摩擦ストリップ１６はスロット１６１を含む。外側摩擦ストリップ１６を中間本体１１ａと機械的に接合するため、図１１に示すように、外側摩擦ストリップ１６を曲げて外側摩擦ストリップ１６ａを形成する。この外側摩擦ストリップ１６ａは、フランジ１６２を含み、次いで、図１１に示すように、スロット１６１が中間本体１１ａのラグ１１１を収容するように中間本体１１ａに挿入され、中間本体１１ａと外側摩擦ストリップ１６ａの相対的な軸方向の移動を一方向に制限する。
【００６０】
・第４のステップ：この後、中間本体１１ａと外側摩擦ストリップ１６ａの両方のアセンブリを適切なダイおよびパンチの助けを借りて押し、図１３に示すように、中間本体１１ａに対する外側摩擦ストリップ１６ｂの軸方向および半径方向の移動を制限する。さらに、パンチは、図１３に示すように、その突出した筋が外側摩擦ストリップ１６ｂを通じて、中間リング１１の摩擦力を向上させるため、軸方向にエンボス加工された筋１６３を提供するように設計されている。これらの軸方向にエンボス加工された筋１６３は、油排出という目的も果たすものである。
【００６１】
ダブルコーンシンクロナイザのための改良された内側リング
図１４に示すように、改良された内側リング１２の内側本体１２ａはスロット１２１を含む。ダブルコーンシンクロナイザリングにおいて、改良された内側リング１２は、いかなる摩擦面も有さず、打抜き鋼、鋳鋼、焼結鋼または鍛造鋼から製作される。
【００６２】
トリプルコーンシンクロナイザのための改良された内側リング
図１６に示すように、改良された内側リング１２は、内側本体１２ａおよび摩擦ストリップ１７ａを含む。内側本体１２ａは、鍛造鋼、鋳鋼、焼結鋼または打ち抜き鋼から製作され、図１４に示すように、少なくとも２つ以上の軸方向にエンボス加工された筋１２５、スロット１２１、内面１２３および外面１２２を含む。摩擦リング１７は、図１４に示すように、突起１７１を含み、Ｃｕ−Ｚｎ合金のシート、パイプまたはバーから製作される。
【００６３】
・第１のステップ：摩擦リング１７を内側本体１２ａと機械的に接合するため、図１５に示すように、摩擦リング１７を内側本体１２ａに挿入する。この外側摩擦ストリップ１７を、図１５に示すように、内側本体１２ａのスロット１２１に突起１７１が収まるように内側本体１２ａに挿入し、内側本体１２ａと摩擦リング１７の相対的な軸方向の移動を一方向に制限する。
【００６４】
・第２のステップ：この後、内側本体１２ａと摩擦リング１７の両方のアセンブリを適切なダイおよびパンチの助けを借りて押し、図１６に示すように内側本体１２ａに対する摩擦リング１７ａの軸方向および径方向の移動を制限する。さらに、パンチは、図１６に示すように、その軸方向に突出した筋が摩擦リング１７ａを通じて、内側リング１１の摩擦力を向上させるため、軸方向にエンボス加工された筋１７２を提供するように設計されている。これらの軸方向にエンボス加工された筋１７２は、潤滑油排出という目的も果たすものである。
【００６５】
記載の実施形態において、摩擦力という目的および潤滑油の排出という目的は、軸方向に形成された筋１４４、１５２、１６２および１７２によって果たされているが、これらは、摩擦キャップ１４ｂ、摩擦ストリップ１５ｂおよび１６ｂまたは摩擦リング１７ｂ上に環状溝を提供することによって提供され得る。
【００６６】
特定の実施形態の前述の説明は、本明細書の実施形態の一般的性質を完全に明らかにするので、他者は、現在の知識を適用することによって、包括的な概念から逸脱することなく、このような特定の実施形態を様々な用途のために容易に修正および／または適合することができ、したがって、このような適合および修正は、開示された実施形態の等価物の意味および範囲内で理解されるべきであり、そのように意図されている。本明細書で使用した表現または用語は、説明という目的のためのものであり、限定のためではないことを理解すべきである。したがって、本明細書の実施形態を好ましい実施形態に関して説明してきたが、当業者は、本明細書に記載したような実施形態の趣旨および範囲内で修正を加えて本明細書の実施形態を実践できることを認識するであろう。
【００６７】
【表１】
2020524772.tif 000003
【００６８】
本発明の利点
・本発明は、機械的に結合された真鍮鋼部品、特に、ダブルおよびトリプルコーンシンクロナイザの中間リングおよび内側リングを提供する摩擦面とリングの機械的接合方法を提供し、その結果、得られたシンクロナイザは、軽量でありながら高い構造強度を有し、製造が容易で、非常に一貫性があり費用効果が高い。
・得られた軽量シンクロナイザは、同期中の慣性モーメントの必要な減少およびシフト力の要件の減少を達成する。
・本発明の製品は、要件に応じて任意の熱処理を受けることができる。
・正確な寸法を達成するため、本製品の研削および機械加工が可能である。
・提案の製造方法は高い生産率を有する。
・本シンクロナイザは良好な摩擦特性を提供する。
・本製造方法は製造作業の複雑さおよび費用を最小限にする。
・本中間リングは、シンクロナイザアセンブリの強度、寿命および性能を改良する。
・本シンクロナイザアセンブリは、高い摩耗抵抗、すなわち、嵌合部材と摺動する際の十分な機械的強度および耐摩耗特性を有する。
【符号の説明】
【００６９】
１  本シンクロナイザアセンブリ
２  ダブルコーンのための本発明の代替実施形態
３  トリプルコーンのための本発明の代替実施形態
１Ａ  従来のシンクロナイザアセンブリ
１１  改良された中間リング
１１Ａ  従来の中間リング
１１ａ  中間本体
１１１  内側リングのラグ
１１２  中間リングの内面
１１３  中間リングの外面
１１４  中間リング上の軸方向筋
１２  改良された内側リング
１２ａ  内側本体
１２ｂ  ダブルコーンの代替実施形態のための内側本体
１２ｃ  トリプルコーンの代替実施形態のための内側本体
１２Ａ  従来の内側リング
１２１  内側リングのスロット
１２２  内側リングの外面
１２３  内側リングの内面
１２４  軸方向溝
１３  修正された外側リング
１３ａ  代替実施形態のための外側本体
１３Ａ  従来の外側リング
１３１  複数の歯
１３２  外面
１３３  内面
１３４  外側リングのラグ
１３５  環状溝
１３６  外側リングの軸方向溝
１３７  突起
１４  摩擦キャップ
１４ａ  形成プロセス後の摩擦キャップ
１４１  摩擦キャップのスロット
１４２  摩擦キャップの内面
１４２ａ  形成プロセス後の摩擦キャップの内面
１４３  摩擦キャップの外面
１４３ａ  形成プロセス後の摩擦キャップの外面
１４４  摩擦キャップ上の軸方向筋
１５  内側摩擦ストリップ
１５ａ  曲げた後の内側摩擦ストリップ
１５ｂ  形成プロセス後の内側摩擦ストリップ
１５１  内側摩擦ストリップのフランジ
１５２  内側摩擦ストリップ上の軸方向筋
１６  外側摩擦ストリップ
１６ａ  曲げた後の外側摩擦ストリップ
１６ｂ  形成プロセス後の外側摩擦ストリップ
１６１  外側摩擦ストリップ上のスロット
１６２  外側摩擦ストリップにおけるフランジ
１６３  外側摩擦ストリップ上の軸方向筋
１７  摩擦リング
１７ａ  形成プロセス後の摩擦リング
１７１  突起
１７２  摩擦リング上の軸方向筋
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【国際調査報告】
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