JP2004076837A - 歯車変速装置に用いるシンクロスリーブおよびそのプレス成形装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】変速歯車に設けたクラッチギヤに噛合する噛合用内スプライン1の間に位置して同期リングPに係合される同期用内スプライン2を前記噛合用内スプライン1より軸方向にて短く形成したシンクロスリーブであって、その一端において、前記噛合用内スプライン1の一端と前記同期用内スプライン2の一端にそれぞれ一対のチャンファを塑性変形により形成した歯車変速機に用いるシンクロスリーブを提供する。このシンクロスリーブにおいては、各内スプライン1,2の塑性変形によって各一対のチャンファの稜線に丸みを形成すると共に各チャンファ面と各内スプライン1,2の歯面の交線に丸みを形成することができる。
【選択図】 図5
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両用歯車変速機の同期機構に用いるシンクロスリーブとそのプレス成形装置、特にシンクロスリーブの内スプラインの先端部に塑性変形によってチャンファを形成するプレス成形装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
特開昭48―67649号公報においては、歯車変速機の同期機構に用いるシンクロスリーブとして、図1(A),1(B)に示したように、変速歯車に設けたクラッチギヤに噛合する噛合用内スプライン1の周方向の間に位置して同期リングに係合される同期用内スプライン2を前記噛合用内スプライン1より軸方向にて短く形成したシンクロスリーブSが開示されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
この種のシンクロスリーブを従来の技術で製造する場合には、図2(A)に示したように噛合用内スプライン1と同期用内スプライン2をブローチカッター等により加工した後、図2(B)に示したように1歯づつ割り出された噛合用内スプライン1の端面3にエンドミルカッター等の切削工具4で噛合用のチャンファ面1a又は1bを形成する。その後加工条件を変えて、図2(C)に示したように割り出された同期用内スプライン2の端面にエンドミルカッター等の切削工具4で同期用のチャンファ面2a又は2bを形成する。片面のチャンファ加工が終了すると当該工作物を反転させて、図2(D)及び図2(E)に示したように上記と同様にエンドミルカッター等の切削工具4によってチャンファ加工がなされる。
【0004】
このような加工方法を採用した場合には、下記の問題が生じる。
【0005】
1)上記の切削工程においては、噛合用チャンファと同期用チャンファの切削時間が必然的に長くなるためシンクロスリーブSの製造コストが高くなる。
【0006】
2)上記のシンクロスリーブSを採用した歯車変速機の作動時には、運転者のシフト操作によってシンクロスリーブSが図3(A)に示した中立位置から同期リングNとクラッチギヤ(ピースギヤ)Pに向けて押動されると、図3(B)に示したようにシンクロスリーブSの同期用チャンファ面2bと歯面2fの交線2dが同期リングNのチャンファ面6を滑りながら進み、同期リングNがクラッチギヤPと摩擦を利用して回転速度を同期させる。この同期作動時に焼き付きが生じないようにするため、同期リングNの素材としてシンクロスリーブSの素材より硬度が低い銅系の材料が使用されている。このため、シンクロスリーブSの同期用チャンファ面2bと歯面2fの交線2dに丸みがないと同期リングNのチャンファ面6はシフト作動の度に削られ、同期リングNの寿命が短くなり早期にシフトフィーリングが悪化する。
【0007】
また、上記のシフト作動時にシンクロスリーブSが図3(C)に示したように同期リングNをすり抜けて図2(D)に示したようにクラッチギヤPに噛み合ようになると、シンクロスリーブSのチャンファ稜線1cとクラッチギヤPのチャンファ稜線7がぶつかり合う場合がある。このとき、シンクロスリーブSの素材の硬さとクラッチギヤPの素材の硬さが同じであるため、チャンファ稜線1cに丸みがないと同チャンファ稜線1cが欠損するおそれがあり、シフトフィーリングを悪化させる要因となる。したがって、この種のシンクロスリーブSにおいては、その同期用チャンファ面2aと歯面2fの交線2e、同期用チャンファ面2bと歯面2fの交線2dおよび噛合用スプライン1のチャンファ稜線1cに丸みを付ける必要がある。
【0008】
然しながら、図2(A)−2(E)にて示した切削加工によって上記の同期用チャンファ面2aと歯面2fの交線2e、同期用チャンファ面2bと歯面2fの交線2dおよび噛合用チャンファ稜線1cに丸みを形成することは不可能である。このため、交線2e、2d、チャンファ稜線1cに丸みを形成するには別の工程にて加工しなければならず、シンクロスリーブSの製造コストが高くなる。
【0009】
3)図1(A),1(B)に示したように、変速歯車に噛合する噛合用内スプライン1の間に位置して同期リングに係合される同期用内スプライン2を前記噛合用内スプライン1より軸方向にて短く形成したシンクロスリーブSにおいては、同期用内スプライン2のチャンファ部が噛合用内スプライン1のチャンファ部の内側に入り込んだ形になっている。これを上記の切削加工で形成する場合、同期用スプライン2のチャンファ部と噛合用スプライン1のチャンファ部の相対位置に制約が生じる。このため、図4(A)に示したように噛合用スプライン1のチャンファ部と同期用スプライン2のチャンファ部の間隔Lが大きいと、同期用スプライン2のチャンファ部を加工する際に噛合用スプライン1のチャンファ部とエンドミルカッター等の切削工具4が干渉する部分8が生じて加工できない場合がある。この場合には、噛合用スプライン1のチャンファ部と同期用スプライン2のチャンファ部の間隔Lを小さくしなければならず、ある程度シフトフィーリングを犠牲にしてシンクロスリーブSを設計せざるを得ないことになる。この問題に対処するため、実開昭49―83448号公報、実開昭50―122732号公報等においては、チャンファ形状をスプライン中心からオフセットさせたり円周方向に非対称にしたシンクロスリーブが提案されている。然しながら、このシンクロスリーブを切削加工する場合には、図4(B)に示したようにエンドミルカッター4が隣接スプラインのチャンファ9と干渉するためチャンファ稜線のオフセット量とチャンファ面の形状に制約があり、この場合にもシフトフィーリングを犠牲にしてシンクロスリーブSを設計せざるを得ないことになる。
【0010】
【本発明の目的】
本発明の第1の目的は、上記した切削工程にて生じる諸問題を回避して、上記構成のシンクロスリーブにおける噛合用内スプラインの先端と同期用内スプラインの先端にそれぞれ一対のチャンファを形成すると同時に各一対のチャンファ面の稜線と各チャンファ面と各内スプラインの歯面の交線に丸みを形成し得るシンクロスリーブを提供することにある。
【0011】
本発明の第2の目的は、上記構成のシンクロスリーブにおいて、噛合用内スプラインの先端と同期用内スプラインの先端にそれぞれ一対のチャンファを形成すると同時に各一対のチャンファの稜線に丸みを形成すると共に各チャンファ面と各内スプラインの歯面の交線に丸みを形成し、かつ同期用内スプラインを噛合用内スプラインより軸方向にて短くし得るプレス成形装置を提供することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、第1の目的は、変速歯車に設けたクラッチギヤに噛合する噛合用内スプラインの周方向の間に位置して同期リングに係合される同期用内スプラインを形成したシンクロスリーブであって、その一端において,プレス工程における塑性変形により前記噛合用内スプラインの一端と前記同期用内スプラインの一端にそれぞれ一対のチャンファ面を形成すると共に前記同期用内スプラインを前記噛合用内スプラインより軸方向に短く形成したことを特徴とする歯車変速機に用いるシンクロスリーブを提供することにより達成される。このシンクロスリーブにおいては、各内スプラインの塑性変形によって各一対のチャンファの稜線に丸みを形成すると共に各チャンファ面と各内スプラインの歯面の交線に丸みを形成することができる。これにより、同期リングの耐久性を高めると共にシンクロスリーブの各内スプラインの先端に形成した各一対のチャンファ面の稜線の欠損をなくすことができる。
【0013】
本発明によれば、第2の目的は、変速歯車に設けたクラッチギヤに噛合する噛合用内スプラインの周方向の間に位置して同期リングに係合される同期用内スプラインを形成したシンクロスリーブのプレス成形装置であって、前記シンクロスリーブの噛合用内スプラインが嵌合される噛合用のチャンファ形成部と同シンクロスリーブの同期用内スプラインが嵌合される同期用のチャンファ形成部を有し、これらのチャンファ形成部の各内端にて前記シンクロスリーブの各内スプラインに対応する外スプラインの先端に一対のチャンファ形成面を設けると共に各一対のチャンファ形成面の稜線及び各チャンファ形成面と前記各内スプラインに対応する外スプラインの歯面の交線に丸みを形成し、かつ前記同期用のチャンファ形成部を前記噛合用のチャンファ形成部より浅く設けた上下一対の金型を備えて、前記シンクロスリーブの噛合用内スプラインと同期用内スプラインの下端部を前記下型のスプライン形成部に垂直に嵌合させた状態にて同噛合用内スプラインと同期用内スプラインの上端部に前記上型のスプライン形成部を垂直に嵌合させて加圧することにより、前記シンクロスリーブの噛合用内スプラインと同期用内スプラインの上下両端部を塑性変形させて各噛合用内スプラインの両端と各同期用内スプラインの両端にそれぞれ一対のチャンファ面を形成すると共に前記同期用内スプラインを前記噛合用内スプラインより軸方向にて短く形成するようにしたプレス成形装置を提供することにより達成される。
【0014】
【発明の作用・効果】
上記のように構成した本発明のシンクロスリーブにおいては、各噛合用内スプラインの先端と各同期用内スプラインの先端にそれぞれ一対のチャンファ面を塑性変形により形成したので、その実施にあたって、従来の切削加工における制約を受けることなく、そのプレス工程にて各一対のチャンファ面の稜線と各チャンファ面と各内スプラインの歯面の交線に所要の丸みを簡単に効率よく形成し得て、この種シンクロスリーブのシフトフィーリングを向上させることができると共に同シンクロスリーブに係合する同期リングの耐久性を高めることができる。
【0015】
また、上記のように構成したプレス成形装置においては、シンクロスリーブの各噛合用内スプラインの先端と各同期用スプラインの先端にそれぞれ一対のチャンファ面をその位置と形状に制約されことなく塑性変形により形成すると同時に各一対のチャンファ面の稜線と各チャンファ面と各内スプラインの歯面の交線に所要の丸みを正確に効率よく形成することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の一実施形態を添付図面を参照して説明する。図5は本発明によるシンクロスリーブのプレス成形装置を示している。このプレス成形装置によってプレス加工される工作物Wは、図5に示したように変速歯車に設けたクラッチギヤPに噛合する噛合用内スプラインと同期用内スプラインに塑性加工される内スプラインW1とW2を予め切削加工又は塑性加工によって形成したスリーブである。
【0017】
図5に示したプレス成形装置は、図6(A),6(B)に示したように工作物Wの内スプラインW1とW2が嵌合する外スプライン10aをその上部に設けた下金型10を備えている。この下金型10の外スプライン10aの谷間の内端(下方部位)には、工作物Wの内スプラインW2の一端に一対のチャンファ面を形成する同期用のチャンファ形成部10bと内スプラインW1の一端に一対のチャンファ面を形成する噛合用のチャンファ形成部10cが設けられている。同期用のチャンファ形成部10bにおいては、図7(A),(B)にて拡大して示したように、一対のチャンファ面の稜線10hと各チャンファ面と各外スプライン10aの歯面の交線10mに丸みを付けてある。同様に、噛合用のチャンファ形成部10cにおいては一対のチャンファ面の稜線10kと各チャンファ面と各外スプライン10aの歯面の交線10nに丸みを付けてある。なお、同期用のチャンファ形成部10bの位置は噛合用のチャンファ形成部10cより上に位置していて、後述するように工作物Wの内スプラインW2が塑性変形によって内スプラインW1より軸方向にて短く形成される。このため、工作物Wの内スプラインW1、W2にチャンファ面を形成するとき、同期用のチャンファ形成部10bは噛合用のチャンファ形成部10cよりも多く内スプラインW1の素材を移動させることになる。即ち、同期用のチャンファ形成部10bの方が噛合用のチャンファ形成部10cよりチャンファ形成時に発生する圧力が高くなる。その結果、圧力のバランスが崩れて下金型10が破損する虞がある。これを回避するため、同期用のチャンファ形成部10bのスプライン小径部10dを噛合用のチャンファ形成部10cのスプライン小径部10eよりも小さくしてあり、プレス成形時の圧力バランスが均等になるようにしてある。図7(A)においては、噛合用のチャンファ稜線10kが外スプライン10aの中心よりオフセットされた状態にあるが、このチャンファ稜線10kは同期用のチャンファ稜線10mのように外スプライン10aの中心あってもよい。また、下金型10の上面には上金型11が嵌合する断面三角形の案内突起10fが設けられ、これにより、下金型10に上金型11が嵌合したとき上下のスプライン部の位相が正しく位置決めされる。なお、下金型10の下端に設けた環状フランジにはノックアウトピン12が貫通する穴10gが周方向に等間隔に形成されている。
【0018】
下金型10は、図5に示したように,インナーダイス14、アウターダイス15、ダイスホルダー16、プレート17、バッキングプレート18、リング19等と共にプレス機のベースに取付けられている。インナーダイス14はアウターダイス15内に圧入されて一体にされている。インナーダイス14の内径14aは工作物Wの外径より僅かに大きい寸法に加工されていて、チャンファが形成される際に工作物Wが一定以上変形するのを防ぐ役割を果している。インナーダイス14及びダイスホルダー16と下金型10の間には、ノックアウトスリーブ13が上下動可能に組み付けられていて、ノックアウトピン12によって上下動されるようになっている。
【0019】
上金型11は、図5及び図8(A),8(B)に示したように、工作物Wの内スプラインW1とW2の上部と嵌合する外スプライン11aを有している。この上金型の外スプライン11aの谷間の内端(上方部位)には、工作物Wの各内スプラインW2の他端に一対のチャンファ面を形成する同期用のチャンファ形成部11bと各内スプラインW1の他端に一対のチャンファ面を形成する噛合用のチャンファ形成部11cが設けられている。同期用のチャンファ形成部11bにおいては、図9(A),9(B)にて拡大して示したように、一対のチャンファ面の稜線11gと各チャンファ面と各外スプライン11aの歯面の交線11kに丸みを付けてある。同様に、噛合用のチャンファ形成部11cにおいては、一対のチャンファ面の稜線11hと各チャンファ面と各外スプライン11aの歯面の交線11mに丸みを付けてある。なお、同期用のチャンファ形成部11bの位置は噛合用のチャンファ形成部11cより下に位置している。このため、工作物Wの内スプラインW1、W2にチャンファを形成するとき、下金型10の場合と同様に圧力のバランスが崩れて上金型11のスプライン形成部11aが破損する虞がある。 これを回避するため、同期用のチャンファ形成部11bのスプライン小径部11dを噛合用のチャンファ形成部11cのスプライン小径部11eよりも小さくして、プレス成形時の圧力バランスが均等になるようにしてある。図9(A)においては、噛合用のチャンファ稜線11hが外スプライン11aの中心よりオフセットされた状態にあるが、このチャンファ稜線11hは同期用のチャンファ稜線11gのように外スプライン11aの中心にあってもよい。なお、上金型11には下金型10の案内突起10fに嵌合する嵌合穴11fが設けられており、案内突起10fが嵌合穴11fに嵌合したとき上下のスプライン部の位相が正しく位置決めされる。また、上金型11は、図5に示したように、ストッパー20、上型ホルダー21と共にプレス機のラムに組付けられている。
【0020】
上記のように構成したプレス成形装置においては、工作物Wをその内スプラインW1とW2の下部が下金型10の外スプライン10aに嵌合するように垂直に装着し、その後にプレス機のラムを下降させることにより下金型10の案内突起10fに上金型11の嵌合穴11fが嵌合する。これにより、下金型10の外スプライン10aと上金型11の外スプライン11aの位相が正しく位置決めされ、工作物Wの内スプラインW1とW2の上部に上金型11の外スプライン11aが嵌合する。しかして、上金型11を下金型10に対して加圧すると、図10に示したように、下金型10に設けた同期用のチャンファ形成部10bと噛合用のチャンファ形成部10cによって工作物Wの内スプラインW1とW2の下端部に同期用チャンファ部と噛合用チャンファ部が塑性変形により形成されると同時に、上金型11に設けた同期用のチャンファ形成部11bと噛合用のチャンファ形成部11cによって工作物Wの内スプラインW1とW2の上端部に同期用チャンファ部と噛合用チャンファ部が形成される。このプレス工程において、工作物Wの下端部にては各内スプラインW1の下端と各内スプラインW2の下端にそれぞれ一対のチャンファが塑性変形によって形成されると共に各一対のチャンファの稜線と各チャンファ面と各内スプラインの歯面の交線に丸みが形成される。一方、工作物Wの上端部にては、各内スプラインW1の上端と各内スプラインW2の上端にそれぞれ一対のチャンファが塑性変形によって形成されると共に各一対のチャンファの稜線と各チャンファ面と各内スプラインの歯面の交線に丸みが形成される。
【0021】
かくして、工作物Wの内スプラインW2は上記の塑性変形によって内スプラインW1よりも圧縮されて軸方向にて短く形成され、図1(A),1(B)に示した同期用スプライン2の形状にプレス成形される。なお、上記のプレス工程において、上金型11の下金型10に対する移動量はストッパー20をインナーダイス14とアウターダイス15に当てることにより定めることができる。上記のプレス工程が完了したとき、プレス機のラムの上昇により上金型11が上方に移動し、図11に示したようにノックアウトピン12が上方に移動してノックアウトスリーブ13によって工作物Wが持ち上げられ下金型10及びインナーダイス14から外される。
【図面の簡単な説明】
【図1】(A): 歯車変速装置に用いるシンクロスリーブの断面図
(B): 図1(A)に示したシンクロスリーブの噛合用スプラインと同期用スプラインの配列を示す図
【図2】(A)‐(E): 図1(A)に示したシンクロスリーブの内スプラインにチャンファを形成する従来の切削工程を示す図
【図3】(A)‐(D): 図1(A)に示したシンクロスリーブの変速操作時におけるシンクロナイザーリング及びピースギヤに対する係合状態を示す図
【図4】(A)‐(B): 従来のシンクロスリーブの内スプラインに噛合用チャンファと同期用チャンファを切削工具によって形成する工程を示す図
【図5】本発明によるシンクロスリーブのプレス成形装置の縦断面図
【図6】(A): 図5に示した下金型の拡大縦断面図
(B): 図5に示した下金型の拡大平面図
【図7】(A): 図6(A)に示した下金型に設けた噛合用のチャンファ形成部と同期用のチャンファ形成部の部分拡大図
(B): 図7(A)に示したチャンファ形成部におけるスプライン 小径部を示す拡大図
【図8】(A): 図5に示した上金型の拡大縦断面図
(B): 図5に示した上金型の拡大平面図
【図9】(A): 図8(A)に示した上金型に設けた噛合用のチャンファ形成部と同期用のチャンファ形成部の部分拡大図
(B):図9(A)に示したチャンファ形成部におけるスプライン小 径部を示す拡大図
【図10】図5に示したプレス成形装置の作動状態を示す縦断面図
【図11】図5に示したプレス成形装置の作動状態を示す縦断面図
【符号の説明】
S・・・シンクロスリーブ、1・・・噛合用内スプライン、2・・・同期用内スプライン、P・・同期リング、1a、1b・・・一対の噛合用チャンファ、2a、2b・・・一対の同期用チャンファ、1c、2c・・・チャンファ稜線、2d、2e・・・チャンファ面と内スプラインの歯面の交線、10・・・下金型、11・・・上金型、10b・・・同期用のチャンファ形成部,10c・・・噛合用のチャンファ形成部
Claims (5)
- 変速歯車に設けたクラッチギヤに噛合する噛合用内スプラインの周方向の間に位置して同期リングに係合される同期用内スプラインを形成したシンクロスリーブであって、その一端において,プレス工程における塑性変形により前記噛合用内スプラインの一端と前記同期用内スプラインの一端にそれぞれ一対のチャンファ面を形成すると共に前記同期用内スプラインを前記噛合用内スプラインより軸方向に短く形成したことを特徴とする歯車変速機に用いるシンクロスリーブ。
- 変速歯車に設けたクラッチギヤに噛合する噛合用内スプラインの周方向の間に位置して同期リングに係合される同期用内スプラインを形成したシンクロスリーブであって、プレス工程における塑性変形により前記噛合用内スプラインの両端と前記同期用内スプラインの両端にそれぞれ一対のチャンファ面を形成すると共に前記同期用内スプラインを前記噛合用内スプラインより軸方向に短く形成したことを特徴とする歯車変速機に用いるシンクロスリーブ。
- プレス工程における塑性変形により前記一対のチャンファ面の稜線に丸みを形成すると共に各チャンファ面と前記各内スプラインの歯面の交線に丸みを形成したことを特徴とする請求項1又は2に記載のシンクロスリーブ。
- 変速歯車に設けたクラッチギヤに噛合する噛合用内スプラインの周方向の間に位置して同期リングに係合される同期用内スプラインを形成したシンクロスリーブのプレス成形装置であって、
前記シンクロスリーブの噛合用内スプラインが嵌合される噛合用のチャンファ形成部と同シンクロスリーブの同期用内スプラインが嵌合される同期用のチャンファ形成部を有し、これらのチャンファ形成部の各内端にて前記シンクロスリーブの各内スプラインに対応する外スプラインの先端に一対のチャンファ形成面を設けると共に各一対のチャンファ形成面の稜線及び各チャンファ形成面と前記各内スプラインに対応する外スプラインの歯面の交線に丸みを形成し、かつ前記同期用のチャンファ形成部を前記噛合用のチャンファ形成部より浅く設けた上下一対の金型を備えて、前記シンクロスリーブの噛合用内スプラインと同期用内スプラインの下端部を前記下型のスプライン形成部に垂直に嵌合させた状態にて同噛合用内スプラインと同期用内スプラインの上端部に前記上型のスプライン形成部を垂直に嵌合させて加圧することにより、前記シンクロスリーブの噛合用内スプラインと同期用内スプラインの上下両端部を塑性変形させて各噛合用内スプラインの両端と各同期用内スプラインの両端にそれぞれ一対のチャンファ面を形成すると共に前記同期用内スプラインを前記噛合用内スプラインより軸方向にて短く形成するようにしたプレス成形装置。 - 変速歯車に設けたクラッチギヤに噛合する噛合用内スプラインの周方向の間に位置して同期リングに係合される同期用内スプラインを形成したシンクロスリーブのプレス成形装置であって、
前記シンクロスリーブの噛合用内スプラインが嵌合される噛合用のチャンファ形成部と同シンクロスリーブの同期用内スプラインが嵌合される同期用のチャンファ形成部を有し、これらのチャンファ形成部の各内端にて前記シンクロスリーブの各内スプラインに対応する外スプラインの先端に一対のチャンファ形成面を設けると共に各一対のチャンファ形成面の稜線及び各チャンファ形成面と前記各内スプラインに対応する外スプラインの歯面の交線に丸みを形成し、かつ前記同期用のチャンファ形成部を前記噛合用のチャンファ形成部より浅く設けた金型を備えて、前記シンクロスリーブの噛合用内スプラインと同期用内スプラインの一端部を前記金型のスプライン形成部に垂直に嵌合させた状態にて前記シンクロスリーブの上端を他の金型によって加圧することにより、前記シンクロスリーブの噛合用内スプラインと同期用内スプラインの一端部を塑性変形させて各噛合用内スプラインの先端と各同期用内スプラインの先端にそれぞれ一対のチャンファ面を形成すると共に前記同期用内スプラインを前記噛合用内スプラインより軸方向にて短く形成するようにしたプレス成形装置。
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