JP5701180B2 - Synchronous clutch gear for double cone sync - Google Patents
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Description
この発明は、主として自動車のマニュアルトランスミッションに使用されるダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車に関する。詳しくは、外周のヘリカル歯又はスパー歯の周列の内側に、別個に形成したドッグクラッチ歯を一体化結合し、かつ、ドッグクラッチ歯周列の内側に複数個の窓溝を設けたクラッチ歯車であって、薄物ドッグクラッチ歯の浸炭熱処理後の歪を極力減少させることによって、ドッグクラッチ歯の歯形状或いは歯形精度を向上させたダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車に関するものである。 The present invention relates to a synchronous clutch gear for a double cone sync mainly used for a manual transmission of an automobile. Specifically, a clutch gear in which a dog clutch tooth separately formed is integrally coupled to the inner side of the outer circumferential helical tooth or spar tooth, and a plurality of window grooves are provided on the inner side of the dog clutch tooth circumferential row. In this regard, the present invention relates to a synchronous clutch gear for double cone sync, in which the tooth shape or tooth profile accuracy of the dog clutch teeth is improved by reducing the distortion after carburizing heat treatment of the thin dog clutch teeth as much as possible.
一般的なマニュアルトランスミッション用のクラッチ歯車の製造方法として二種類ある。一つは、減速或いは増速用のヘリカル歯及びこの内周のドッグクラッチ歯を同体にして一体クラッチ歯車を形成する。もう一つは、外歯のヘリカル歯と内歯のドッグクラッチ歯とを別個に形成し、これらを合体して複合クラッチ歯車を形成する。これらの、一体或いは複合歯車について以下に説明する。ドッグクラッチ歯車の種類として、シングルコーン型又はマルチコーン型がある。先ず、コーン摩擦面が一箇所のシングルコーン型のクラッチ歯車の全体図を図7に示し、外周のヘリカル歯1が軸方向に対して捩じれて形成され、この内周に軸方向に対して逆テーパの歯を有するドッグクラッチ歯2が形成される。これらの外周歯と内側の歯との間は、例えば窪んだ沈み溝4が同心円上に形成され、ドッグクラッチ歯2の歯根元24は沈み溝4の底板面まで形成される。ドッグクラッチ歯2の内周側には円錐台状のコーン5が同軸上に突設され、この内周は上下に軸孔3が貫通する。なお、このコーン5の円錐台状の外周面は冷間鍛造後旋削、熱処理、次いで研削により摩擦面として仕上げられる。次に、マルチコーン型のクラッチ歯車について以下に説明する。コーン摩擦面が三箇所のトリプルコーン型のクラッチ歯車の全体図を図8に示し、コーン5の先端面51の肉厚断面を貫通する複数の切欠け溝61を備える。また、コーン摩擦面が二個所のダブルコーン型を図9に示し、ドッグクラッチ歯2の周列において、例えばドッグクラッチ歯2の三歯分に相当する分を除いて欠け溝62を形成する。他に、コーン摩擦面が二個所のダブルコーン型のクラッチ歯車を図10に示し、ドッグクラッチ歯2とコーン5との間に平坦な同心円状のフランジ8を設け、この面にほぼ矩形状に刳り抜いた窓溝63を備える。図11は、他のダブルコーン型のクラッチ歯車を示し、フランジ8の面にほぼ円形状に刳り抜いた窓溝64を備える。これらの欠け溝又は窓溝は、ドリル加工或いは鍛造によって形成される。なお、図9のクラッチ歯車の欠け溝はオープンポケット型と称し、図10、11のクラッチ歯車の窓溝はクローズドポケット型と称する。これらクラッチ歯車のマルチコーン化によってコーン部の総面積が大になり、このことに伴ってシンクロ容量が増大する。換言すればクラッチ歯車のマルチコーン化によってシフト操作力とシフト操作時間との力積が小さくなり、この結果変速操作力の軽減が図られるのでシフトフィーリング性が向上する。高性能エンジンになるほどシフト操作性に対するニーズが高く、軽くかつ素早い操作を可能にするために、同期時間を短縮する大きなシンクロ容量が求められる。シングルコーンからダブルコーン、更にトリプルコーン化によって大きなシンクロ容量が得られ、同期時間が短縮されるのに伴ってエンジンの高速化、高出力化のニーズに対応できる。このように、シフト性能に対する市場の要求からマルチコーン化の傾向にある。しかしながら、最もシンクロ性能が高いとされるトリプルコーンにおいては、構造の複雑化から製造コスト高になる。このトリプルコーンの製造コストとそれから得られるシンクロ性能を勘案すると、シンクロ性能は劣るがコスト安になるダブルコーン化が見直され、むしろ現状では、この方が採用される傾向にある。一方、外歯と内歯の一体歯車の場合は製造コスト面では有利であるが、外歯と内歯を機械加工によって歯切りする場合、外歯の外形寸法と内歯の外形寸法との関係で歯切り工具が干渉し、歯切り加工が困難である。
There are two types of manufacturing methods for clutch gears for general manual transmissions. One is to form a one-piece clutch gear by combining the helical teeth for deceleration or speed-up and the dog clutch teeth on the inner periphery. The other is to form the external helical tooth and the internal dog clutch tooth separately and combine them to form a composite clutch gear. These integral or compound gears will be described below. As a kind of dog clutch gear, there are a single cone type and a multi cone type. First, an overall view of a single cone type clutch gear having one cone friction surface is shown in FIG. 7, and the outer peripheral
次に、外歯のヘリカル歯とドッグクラッチ歯を夫々別個に形成し、これらを合体した複合クラッチ歯車について説明する。図12を参照しながら説明し、本図では、ドッグクラッチ歯2を有するリング状の内歯ブロック体W02の平面を図(a)に示し、この断面を図(b)に示す。図示のように複数個の欠け溝65がリング状の内周に沿って設けられる。この例では別個に形成したヘリカル歯を有する外歯ブロック体に、この内歯ブロック体W02を例えばレーザ又は電子ビーム溶接或いはスプライン結合を施すことによって合体する。ここで、窓溝64は断面円形状或いは矩形状があり、ドリル加工又は鍛造によって成形或いは打ち抜きによって形成される。
Next, a description will be given of a composite clutch gear in which helical teeth and dog clutch teeth of external teeth are separately formed and combined. FIG. 12 is a plan view of the ring-shaped internal tooth block body W02 having the
外歯のヘリカル歯とドッグクラッチ歯を夫々別個に形成し、以下に、これらを合体した複合クラッチ歯車の製造プロセスの詳細について図13及び14の工程図に基づき以下に説明する。工程の前半を図13に示し、後半を図14に示す。先ず、図13の工程(1)に示すように、クラッチ歯車に適した円柱の素材W1を、工程(2)のように所定の軸長に例えばビレットシャーによって切断した円盤状の素材W2を得る。次に、工程(3)に示すように、素材W2を例えば1150℃に加熱して熱間鍛造を施すことによって中央に穴が穿孔されたリングの素材W3を得る。次に、工程(4)に示すように素材W3を焼鈍して素材W4、次いで工程(5)に示すように素材W4にショットブラスト処理を施して素材W5、次いで工程(6)に示すように素材W5に潤滑剤を塗布するボンデライト処理を施して素材W6を得る。次に、工程(7)に示すように、素材W6に冷間鍛造を施すことによって上方に凸部W71が形成された素材W7を得る。以下、後工程を図14に基づいて説明する。工程(8)に示すように、同じく冷間鍛造によってフランジ部の外周に内歯のドッグクラッチ歯2が形成された素材W8を得る。次に、工程(9)に示すように、素材W8にターニング加工を施すことによって上方の凸部W71を削り取った素材W9を得る。次いで、工程(10)に示すように、素材W9にブローチ加工を施すことによって内周にオープンポケット型の欠け溝W101を複数箇所設けた素材W10を得る。次に、工程(11)に示すように素材W10に浸炭熱処理焼を施して素材W11を得る。次に、工程(12)に示すように、素材W11にハードターニング加工を施すことによって内径面取り等を施して仕上げた内歯ブロック体W02を得、外周にドッグクラッチ歯2の周列が形成され、内周にオープンポケット型の欠け溝W021が複数箇所形成される。最後に、工程(13)に示すように、別個に製作した下側の外歯ブロック体W01に、上から内歯ブロック体W02に電子ビーム溶接を施すことによって合体し、クラッチ歯車Wを得る。外周にヘリカル歯1の周列、この内周にドッグクラッチ歯の周列、この内側に窓溝63が設けられている。
The details of the manufacturing process of the composite clutch gear in which the external helical tooth and the dog clutch tooth are formed separately will be described below with reference to the process diagrams of FIGS. The first half of the process is shown in FIG. 13, and the second half is shown in FIG. First, as shown in step (1) of FIG. 13, a cylindrical material W1 suitable for a clutch gear is obtained as a disc-like material W2 cut into a predetermined axial length by, for example, a billet shear as in step (2). . Next, as shown in step (3), the material W2 is heated to, for example, 1150 ° C. and subjected to hot forging to obtain a ring material W3 having a hole in the center. Next, as shown in step (4), the material W3 is annealed to give the material W4, and then, as shown in step (5), the material W4 is subjected to shot blasting, as shown in the material W5, and then to step (6). A material W6 is obtained by performing a bonderite treatment for applying a lubricant to the material W5. Next, as shown in a process (7), the raw material W7 by which the convex part W71 was formed upwards is obtained by performing cold forging to the raw material W6. Hereinafter, the post-process will be described with reference to FIG. As shown in step (8), a material W8 is obtained in which the internal
ここで、工程(10)のW101は内周側が欠けたオープンポケット型の溝であり、工程(11)で内周側が欠けた状態で浸炭熱処理を施す。ところが、浸炭熱処理する前の内歯ブロック体W10は、薄い円盤状であって、しかも、内周側が欠けている。そのため、浸炭熱処理の際に内歯ブロック体W10の全体的に歪み、これに伴って、特に、ドッグクラッチ歯2の歯形或いは歯形精度が悪い内歯ブロック体W02が形成される。
Here, W101 in the step (10) is an open pocket type groove lacking on the inner peripheral side, and carburizing heat treatment is performed in a state where the inner peripheral side is missing in step (11). However, the internal tooth block body W10 before the carburizing heat treatment has a thin disk shape, and the inner peripheral side is missing. Therefore, the internal tooth block body W10 is generally distorted during the carburizing heat treatment, and accordingly, the tooth profile of the
これらのクラッチ歯車に関し、本件出願人は内側のドッグクラッチ歯の歯根元が軸方向に対して外周のヘリカル歯の歯端面より沈んだ複合の歯車ブロック体(以下沈みヘリカルモノブロック体)に関する次のような提案をしている。マルチコーン型のクラッチ歯車であり、例えば、ドッグクラッチ歯の周列に複数の欠け溝を設け、これらの欠け溝は熱間鍛造及び冷間鍛造によって成形する。或いは、フランジ面にほぼ矩形状に複数の窓溝を設け、これらの窓溝は熱間鍛造及び冷間鍛造によって成形する(例えば、特許文献1参照)。他に、他の出願人はクラッチ歯車の製造装置に関し、引っ掛かり部として凹んだ孔を形成する次のような提案をしている。即ち、マルチコーン式シンクロ装置に用いるクラッチ歯車を製造するクラッチ歯車製造装置であって、チャンファを有するスプライン歯が外周面に形成された前記クラッチ歯車の前記チャンファを鉛直方向上向きで設置可能であるとともに、前記スプライン歯に逆テーパを成形可能な逆テーパ歯を有するダイスと、前記スプライン歯が前記逆テーパ歯に押圧されるよう前記ダイスに設置された前記クラッチ歯車を押し下げ可能なパンチと、該パンチにより押し下げられる前記クラッチ歯車を受けるノックアウトスリーブと、前記スプライン歯が前記逆テーパ歯に押圧された状態で前記クラッチ歯車の側面にコーン孔を形成するパンチピンと、を備えるクラッチ歯車製造装置である(例えば、特許文献2参照)。 With regard to these clutch gears, the applicant of the present invention relates to a composite gear block body (hereinafter referred to as a sinking helical monoblock body) in which the root of the inner dog clutch tooth sinks from the end surface of the outer helical tooth with respect to the axial direction. I have a proposal like this. This is a multi-cone type clutch gear. For example, a plurality of chip grooves are provided in a circumferential row of dog clutch teeth, and these chip grooves are formed by hot forging and cold forging. Alternatively, a plurality of window grooves are provided in a substantially rectangular shape on the flange surface, and these window grooves are formed by hot forging and cold forging (for example, see Patent Document 1). In addition, other applicants have proposed the following method for forming a recessed hole as a catching portion with respect to a clutch gear manufacturing apparatus. That is, a clutch gear manufacturing apparatus for manufacturing a clutch gear used in a multi-cone synchronizer, wherein the chamfer of the clutch gear having spline teeth formed on the outer peripheral surface thereof can be installed vertically upward. A die having a reverse taper tooth capable of forming a reverse taper on the spline tooth, a punch capable of depressing the clutch gear mounted on the die so that the spline tooth is pressed against the reverse taper tooth, and the punch A clutch gear manufacturing apparatus comprising: a knockout sleeve that receives the clutch gear that is pushed down by a pin; and a punch pin that forms a cone hole in a side surface of the clutch gear in a state where the spline teeth are pressed by the reverse tapered teeth (for example, , See Patent Document 2).
以上の通りであって、特許文献に代表されるように、従来のダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車には以下のような問題点がある。 As described above, as represented by patent literature, the conventional synchronous clutch gear for double cone sync has the following problems.
ドリル加工により欠け溝又は窓溝を形成する場合は、加工に時間が掛るとともに、切り粉が発生するのでこれを完全に除去するのに手間暇を要する。一方、鍛造によって欠け溝或いは窓溝を形成する場合は、ドッグクラッチ歯周列の内側に窓溝を形成しなければならないので、外側のドッグクラッチ歯と窓溝との間の断面肉厚が薄くなり、ドッグクラッチ歯を鍛造成形する加圧力をバックアップする壁が弱体化する。その結果、歯形に加わる加圧力が逃げてこの部位のドッグクラッチ歯の歯形状及び歯形精度を確保することが困難である。特に、図13及び14の製造プロセスによりドッグクラッチ歯の周列を有する内歯ブロック体を鍛造により形成する場合に問題がある。即ち、この内周側にオープンポケット型の複数の欠け溝を機械加工により形成し、次いでこの状態で浸炭熱処理を施す場合、内歯ブロック体は薄い円盤状であって、しかも、内周側が欠けている。そのため、浸炭熱処理の際に内歯ブロック体が全体的に歪み、これに伴って、特に、ドッグクラッチ歯2歯形或いは歯形精度が悪化する。
In the case of forming a chip groove or a window groove by drilling, it takes time for processing, and swarf is generated, so that it takes time and effort to completely remove it. On the other hand, when forming a chip groove or window groove by forging, the window groove must be formed inside the dog clutch tooth circumferential row, so the cross-sectional thickness between the outer dog clutch teeth and the window groove is thin. Therefore, the wall that backs up the pressure for forging the dog clutch teeth is weakened. As a result, the pressure applied to the tooth profile escapes and it is difficult to ensure the tooth shape and tooth profile accuracy of the dog clutch teeth at this site. In particular, there is a problem when an internal tooth block body having a circumferential row of dog clutch teeth is formed by forging by the manufacturing process of FIGS. That is, when a plurality of open pocket-type chip grooves are formed on the inner peripheral side by machining, and then carburizing heat treatment is performed in this state, the inner tooth block body is a thin disk shape, and the inner peripheral side is chipped. ing. Therefore, the internal tooth block body is entirely distorted during the carburizing heat treatment, and in particular, the dog
そこで、本出願発明は以上のような課題に着目してなされたもので、外周のヘリカル歯又はスパー歯を備える外歯ブロック体を単独で形成し、次いでこの周列の内側に、ドッグクラッチ歯を備える薄物の内歯ブロック体を一体化結合することを基本とする。ここで、薄物の内歯ブロック体におけるワーク剛性不足による歪発生を解消するために、結合する前の薄物の内歯ブロック体の内径に鍛造によるクローズドポケット型の窓溝を複数個形成し、この窓溝の枠又は底板を有する状態で浸炭熱処理を施し、その後で内周枠又は/及び底板を削り取ることによって、薄物の内歯ブロック体の歪を極力減少させる。即ち、内歯ブロック体におけるクローズドポケット型の窓溝の内周枠又は/及び底板を削り落してオープンポケット型の欠け溝を形成し、この状態の薄物の内歯ブロック体を外歯ブロック体の内側に合体することによって、ドッグクラッチ歯の歯形状或いは歯形精度を向上させたダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車を提供することを目的としている。 Accordingly, the present invention has been made paying attention to the above-described problems, and an external tooth block body having a helical tooth or a spur tooth on the outer periphery is formed alone, and then a dog clutch tooth is formed inside this peripheral row. Basically, a thin internal tooth block body including Here, in order to eliminate distortion due to insufficient work rigidity in the thin internal tooth block body, a plurality of closed pocket type window grooves formed by forging are formed on the inner diameter of the thin internal tooth block body before joining. Carburizing heat treatment is performed in a state having a window groove frame or bottom plate, and then the inner peripheral frame and / or the bottom plate are scraped to reduce distortion of the thin internal tooth block body as much as possible. That is, the inner peripheral frame or / and the bottom plate of the closed pocket type window groove in the internal tooth block body is scraped off to form an open pocket type chip groove, and the thin internal tooth block body in this state is replaced with the external tooth block body. It is an object of the present invention to provide a synchronous clutch gear for double cone sync which is improved in the tooth shape or tooth profile accuracy of the dog clutch teeth by being combined inside.
近年では鍛造技術の進歩によって種々の形状の歯形の精度が良いことに着目するとともに、ダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車の窓溝の枠又は底板を有するままで浸炭熱処理をすることによって歯形の歪発生が減少することに着目し、歯車を試作したところドッグクラッチ歯の歯形状及び歯形精度に優れるという知見を得た。本出願発明のクラッチ歯車はかかる知見を基に具現化したもので、請求項1の発明は、鍛造成形の後に浸炭熱処理を施した外歯ブロック体に、同様に鍛造成形の後に浸炭熱処理を施した内歯ブロック体を合体したダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車において、前記外歯ブロック体は、内側から外周側へ軸孔、コーン、フランジ及び外歯が夫々同軸上に構成され、一方、前記内歯ブロック体は、内側から外周側へ単体孔、フランジ及びドッグクラッチ歯が夫々同軸上に構成されるとともに、前記単体孔の内周面に沿って内周枠を有するクローズドポケット型の窓溝を複数箇所備えた状態で浸炭熱処理を施し、次に、前記窓溝の内周枠を除くことにより、前記内周面にオープンポケット型の欠け溝を複数箇所形成し、前記外歯ブロック体の前記コーンの外周面に、前記内歯ブロック体の前記内周面を固着したことを特徴とするダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車である。請求項2の発明は、前記請求項1の特徴に加えて、前記内歯ブロック体において、クローズドポケット型の前記窓溝の底板及び内周枠を除くことにより、オープンポケット型の前記欠け溝を形成することを特徴とするダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車である。請求項3の発明は、前記請求項1の特徴に加えて、前記外歯は、スパー歯又はヘリカル歯であることを特徴とするダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車である。
Co Focusing on that good tooth profile accuracy of various shapes advances in forging technology in recent years, tooth by a carburizing heat treatment while having the frame or the bottom plate of the window grooves in the synchronizing clutch gear for double cone synchro Focusing on the fact that the generation of distortion is reduced, we have made a prototype of a gear and found that the dog clutch teeth have excellent tooth shape and tooth profile accuracy. The clutch gear of the present invention is embodied on the basis of such knowledge, and the invention of
本出願発明によれば、外周のヘリカル歯又はスパー歯を有する外歯ブロック体の内側に、別個に形成したドッグクラッチ歯ブロック体を一体化結合し、かつ、ドッグクラッチ歯周列の内側に複数個の窓溝を設けたダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車なので以下の作用効果を奏するものである。薄物ドッグクラッチ歯ブロック体において、窓溝の枠又は底板が有る状態で浸炭熱処理を施し、その後で枠又は底板を削り取る製造プロセスによって、ドッグクラッチ歯の歪を極力減少させることができる。 According to the present invention, the dog clutch tooth block body formed separately is integrally coupled to the inside of the external tooth block body having the outer helical teeth or the spur teeth, and a plurality of dog clutch tooth circumferential rows are arranged inside the dog clutch tooth circumference row. Since it is a synchronous clutch gear for double cone sync provided with a plurality of window grooves, it has the following effects. In a thin dog clutch tooth block body, the distortion of the dog clutch teeth can be reduced as much as possible by a manufacturing process in which carburizing heat treatment is performed in a state where the frame or bottom plate of the window groove is present and then the frame or bottom plate is scraped off.
本出願発明の実施の形態を、添付図面に例示した本出願発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。 Embodiments of the present invention will be specifically described below based on examples of the present invention illustrated in the accompanying drawings.
本実施例について、図1〜図4を参照しながら説明する。図1は、本実施例1におけるダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車製造の前工程図である。図2は、本実施例1におけるダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車製造の後工程図である。図3は、クラッチ歯車の全体斜視図および、内周側から窓溝、ドッグクラッチ歯、外歯を通るA―B断面図である。図4は、他のクラッチ歯車におけるドッグクラッチ歯ブロック体を示す斜視図である。 This embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a pre-process diagram of manufacturing a synchronous clutch gear for double cone synchronization in the first embodiment. FIG. 2 is a post-process diagram of manufacturing the synchronous clutch gear for double cone synchronization in the first embodiment. FIG. 3 is an overall perspective view of the clutch gear and a cross-sectional view taken along the line AB along the window groove, the dog clutch teeth, and the outer teeth from the inner peripheral side. FIG. 4 is a perspective view showing a dog clutch tooth block body in another clutch gear.
本実施例のクラッチ歯車の製造プロセスを、図1及び2の工程図に基づき説明する。上工程を図1に示し、下工程を図2に示す。先ず、図1の工程(1)に示すように、クラッチ歯車に適した円柱の素材W1を、工程(2)のように所定の軸長に例えばビレットシャーによって切断した円盤状の素材W2を得る。この場合、素材の材質としてクラッチ歯車に適した鋼材、例えば、SC鋼、SCR鋼、SCM鋼、SNC鋼、SNCM鋼等を使用することができる。次に、工程(3)に示すように、素材W2を例えば1150℃に加熱して熱間鍛造を施すことによって中央に穴が穿孔されたリングの素材W3を得る。次に、工程(4)に示すように素材W3を焼鈍して素材W4、次いで工程(5)に示すように素材W4にショットブラスト処理を施して素材W5、次いで工程(6)に示すように素材W5に潤滑剤を塗布するボンデライト処理を施して素材W6を得る。次に、工程(7)に示すように、素材W6に冷間鍛造を施すことによって上方に凸部W71が形成された素材W7を得る。以下、後工程を図2に基づいて説明する。工程(8)に示すように、同じく冷間鍛造によってフランジ部の外周にドッグクラッチ歯2が形成され、かつ、フランジ部に枠を備える窓溝W81を複数箇所設けた素材W8を得る。次に、工程(9)に示すように、素材W8にターニング加工を施すことによって上方の凸部W71を削り取った素材W9を得、フランジ部に内周枠W911を備えたクローズドポケット型の窓溝W91を、ブロック体の内周面に沿って複数箇所設けた素材W9を得る。次に、工程(10)に示すように素材W9に浸炭熱処理焼を施して素材W10を得る。次に、工程(11)に示すように、素材W10にハードターニング加工を施すことによって内周枠W911を削り落してクローズドポケット型の窓溝の内周枠を除く。このようにして、内周面に開口を有するオープンポケット型の欠け溝W021を、ブロック体の内周面に複数箇所形成し、内径面取り等を施して仕上げた内歯ブロック体W02を得る。内歯ブロック体W02は、内側から外周側へ中央の単体孔W022、その外周のフランジW023及びその外周のドッグクラッチ歯2が夫々同軸上に構成されるとともに、前記単体孔の内周面に沿ってオープンポケット型の欠け溝W021を複数箇所備える。最後に、工程(12)に示すように、別途製作して機械加工及び浸炭処理を施し済の外歯ブロック体W01に、内歯ブロック体W02を電子ビーム溶接或いはレーザ溶接を施すことによって合体し、クラッチ歯車Wを得る。即ち、外歯ブロック体の前記コーンの外周面に、内歯ブロック体の内周面を固着する。図示のように、外周にヘリカル歯1の周列、この内周にドッグクラッチ歯の周列、この内側に窓溝63が設けられている。外歯ブロック体W01は、内側から外周側へ軸孔、コーン、フランジ及び外歯が夫々同軸上に構成される。以上の工程をまとめると、工程(3)は熱間鍛造であり、工程(7)及び(8)は冷間鍛造である。ここで、クローズドポケット型の溝はブロック体の内周面側も閉鎖されて全周囲が囲まれた窓溝であり、一方、オープンポケット型の溝はブロック体の内周面側に開口を有し他の周囲が囲まれた欠け溝である。以下、他の実施例についても同様である。
The manufacturing process of the clutch gear of the present embodiment will be described based on the process diagrams of FIGS. The upper process is shown in FIG. 1, and the lower process is shown in FIG. First, as shown in step (1) of FIG. 1, a cylindrical material W1 suitable for a clutch gear is obtained, and a disc-shaped material W2 cut into a predetermined axial length by, for example, a billet shear as in step (2) is obtained. . In this case, a steel material suitable for the clutch gear, for example, SC steel, SCR steel, SCM steel, SNC steel, SNCM steel, or the like can be used as the material of the material. Next, as shown in step (3), the material W2 is heated to, for example, 1150 ° C. and subjected to hot forging to obtain a ring material W3 having a hole in the center. Next, as shown in step (4), the material W3 is annealed to give the material W4, and then, as shown in step (5), the material W4 is subjected to shot blasting, as shown in the material W5, and then to step (6). A material W6 is obtained by performing a bonderite treatment for applying a lubricant to the material W5. Next, as shown in a process (7), the raw material W7 by which the convex part W71 was formed upwards is obtained by performing cold forging to the raw material W6. Hereinafter, the post-process will be described with reference to FIG. As shown in step (8), a material W8 is obtained in which
工程(11)において形成された内歯ブロック体W02に、外側から外歯ブロック体W01を合体したダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車Wの詳細形状を図3に示す。同図(a)では、内歯のドッグクラッチ歯の歯根元が軸方向に対して外周のヘリカル歯の歯端面より沈んだ沈みヘリカルモノブロック体におけるダブルコーン型のクラッチ歯車Wの斜視図を示し、外周のヘリカル歯1が軸方向に対して捩じれて形成され、この内周に軸方向に対して逆テーパの歯を有するドッグクラッチ歯2が形成される。これらの歯の間には窪んだ沈み溝4が同心円上に形成され、ドッグクラッチ歯2の歯根元24は沈み溝4の底板面まで形成される。ドッグクラッチ歯2の内周側には円錐台状のコーン5が同軸上に突設され、この内周は上下に軸孔3が貫通する。そして、本実施例で要部となる窓溝63をドッグクラッチ歯2の周列の内側に設け、窓溝63の個数は3或いは6箇所でもよい。なお、このコーン5の円錐台状の周面は冷間鍛造後旋削、熱処理、次いで研削仕上げが施され摩擦面として仕上げられる。コーン5とフランジ8が接する円弧部位に溶接部Jにおいて電子ビーム溶接或いはレーザ溶接を施すことによって、外歯ブロック体W01に内歯ブロック体W02を固着、合体する。図(a)の矢視A−Bによる一部断面を同図(b)に示し、ドッグクラッチ歯2の歯根元が沈み溝4の底板面まで沈み直立して形成されている。なお、説明の外歯ブロック体W01の歯周列は、歯筋方向が軸方向に捩れたヘリカル歯、或いは歯筋方向が軸方向に平行なスパー歯車でもよい。
FIG. 3 shows a detailed shape of the synchronous clutch gear W for double cone synchronization in which the external tooth block body W01 is joined from the outside to the internal tooth block body W02 formed in the step (11). FIG. 4A shows a perspective view of a double cone type clutch gear W in a sinking helical monoblock body in which the root of the internal dog clutch tooth sinks from the tooth end surface of the outer helical tooth in the axial direction. The outer peripheral
内歯ブロック体W02の他の実施態様を図4に示す。内歯ブロック体W02のドッグクラ
ッチ歯2は、チャンファ部の下側に段差21を設ける。この段差21は噛合い相手スリー
ブ歯の先端が当接してストップさせる機能を有する。
Another embodiment of the internal tooth block body W02 is shown in FIG. The dog
本実施例によるダブルコーン型のクラッチ歯車は以上のように構成され、作用について説明する。薄物ドッグクラッチ歯ブロック体において、窓溝に内周枠を備える状態で浸炭熱処理を施し、その後で内周枠削り取る製造プロセスを採用したので、ドッグクラッチ歯の歪を極力減少させることができた。薄物ドッグクラッチ歯ブロック体を1000℃の高熱による熱処理を施す際、ドッグクラッチ歯に近接する窓溝が、周枠によって補強されるのでドッグクラッチ歯の歪を極力減少させることができた。 The double cone type clutch gear according to the present embodiment is configured as described above, and its operation will be described. In the thin dog clutch tooth block body, the carburizing heat treatment was applied in a state where the window groove was provided with the inner peripheral frame, and then the inner peripheral frame was scraped, so that the dog clutch tooth distortion could be reduced as much as possible. When the thin dog clutch tooth block body was subjected to heat treatment at a high temperature of 1000 ° C., the window groove adjacent to the dog clutch teeth was reinforced by the peripheral frame, so that the distortion of the dog clutch teeth could be reduced as much as possible.
本実施例について、図5及び6のダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車の製造工程図を参照しながら説明する。浸炭熱処理を施す状態の内歯ブロック体の窓溝が、底板を有するところにある。以下実施例1と相違する箇所について主に説明する。 This embodiment will be described with reference to the manufacturing process diagrams of the synchronous clutch gear for double cone synchronization in FIGS. The window groove of the internal tooth block body in a state where the carburizing heat treatment is performed is in a place having the bottom plate. Hereinafter, the differences from the first embodiment will be mainly described.
工程の前半を図5に示し、後半を図6に示す。工程(7)までは、実施例1と同じなので工程(8)以降について説明する。工程(8)に示すように、冷間鍛造によってフランジ部の外周に内歯のドッグクラッチ歯2が形成され、かつ、フランジ部にクローズドポケット型の窓溝W81を複数箇所設けた素材W8を得る。この窓溝W81には、底板812を有し、このことが実施例1と異なる。次に、工程(9)に示すように、素材W8にターニング加工を施すことによって上方の凸部W71を削り取った素材W9を得る。この素材W9には、内周面に沿ってクローズドポケット型の窓溝W91を複数個備える。次に、工程(10)に示すように素材W9に浸炭熱処理焼を施して素材W10を得る。次に、工程(11)に示すように、素材W9における窓溝W910の内周枠W911及び底板912を有する窓溝91から底板を削り落して除いた素材W11を得、この素材W11はクローズドポケット型の窓溝W111をブロック体の内周面に沿って複数箇所備える。次に、工程(12)に示すように、素材W11にハードターニング加工を施すことによって内径面取り等を施して仕上げ、クローズドポケット型の窓溝の内周枠を除ことによって、内周面に開口を有するオープンポケット型の欠け溝W021を内周面に複数箇所形成した内歯ブロック体W02を得る。内歯ブロック体W02は、内側から外周側へ単体孔W022、その外周のフランジW023及びその外周のドッグクラッチ歯2が夫々同軸上に構成されるとともに、単体孔単体孔W022の内周面に沿ってオープンポケット型の欠け溝W021を複数箇所備える。最後に、工程(13)に示すように、別途製作して機械加工及び浸炭処理を施した外歯ブロック体W01に、内歯ブロック体W02を電子ビーム溶接或いはレーザ溶接を施すことによって固着、合体し、クラッチ歯車Wを得る。即ち、外歯ブロック体の前記コーンの外周面に、内歯ブロック体の内周面を固着する。図示のように、外周にヘリカル歯1の周列、この内周にドッグクラッチ歯の周列、この内側に窓溝63が設けられている。外歯ブロック体W01は、内側から外周側へ軸孔、コーン、フランジ及び外歯が夫々同軸上に構成される。
The first half of the process is shown in FIG. 5, and the second half is shown in FIG. Since the process (7) is the same as that of the first embodiment, the process (8) and subsequent steps will be described. As shown in step (8), by cold forging, a material W8 in which the internal dog
本実施例によるダブルコーン型のクラッチ歯車は以上のように構成され、次に作用について説明する。薄物ドッグクラッチ歯ブロック体において、窓溝の内周枠及び底板を備える状態で浸炭熱処理を施し、その後で内周枠及び底板を削り取る製造プロセスを採用したので、ドッグクラッチ歯の歪を極力減少させることができた。薄物ドッグクラッチ歯ブロック体を1000℃の高熱による熱処理を施す際、ドッグクラッチ歯に近接する窓溝が、周枠及び底板によって補強されるのでドッグクラッチ歯の歪を極力減少させることができた。 The double cone type clutch gear according to this embodiment is configured as described above, and the operation will be described below. In the thin dog clutch tooth block body, carburizing heat treatment is applied with the inner peripheral frame and bottom plate of the window groove, and then the inner peripheral frame and bottom plate are scraped off, so the dog clutch tooth distortion is reduced as much as possible. I was able to. When the thin dog clutch tooth block body was heat-treated at a high temperature of 1000 ° C., the window groove adjacent to the dog clutch teeth was reinforced by the peripheral frame and the bottom plate, so that the distortion of the dog clutch teeth could be reduced as much as possible.
J 溶接部
W クラッチ歯車
W01 外歯ブロック体
W02 内歯ブロック体、W021 欠け溝、W022 単体孔、W023 フランジ
W1、W2、W3、W4、W5、W6、W7、W8、W9、W10、W11 素材
W71 凸部
W81 窓溝、W811 内周枠、W812 底板
W91 窓溝、W911 内周枠、W912 底板
W111 窓溝、W101 欠け溝、W111 窓溝、W112 内周枠
1 ヘリカル歯
12 歯面、14 歯端面
2 ドッグクラッチ歯
23 チャンファ、24 歯根元、21 段差
3 軸孔、30 荒軸孔
4 沈み溝
5 コーン
61 切欠け溝、62 欠け溝、63 窓溝、64 窓溝、65 欠け溝
8 フランジ
J welding part W clutch gear W01 external tooth block body W02 internal tooth block body, W021 chipped groove, W022 single hole, W023 flange W1, W2, W3, W4, W5, W6, W7, W8, W9, W10, W11 material W71 Convex W81 Window groove, W811 inner peripheral frame, W812 Bottom plate W91 Window groove, W911 inner peripheral frame, W912 Bottom plate W111 Window groove, W101 chipped groove, W111 window groove, W112 Inner
Claims (3)
同様に鍛造成形の後に浸炭熱処理を施した内歯ブロック体を合体したダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車において、
前記外歯ブロック体は、内側から外周側へ軸孔、コーン、フランジ及び外歯が夫々同軸上に構成され、
一方、前記内歯ブロック体は、内側から外周側へ単体孔、フランジ及びドッグクラッチ歯が夫々同軸上に構成されるとともに、
前記単体孔の内周面に沿って内周枠を有するクローズドポケット型の窓溝を複数箇所備えた状態で浸炭熱処理を施し、
次に、前記窓溝の内周枠を除くことにより、前記内周面にオープンポケット型の欠け溝を複数箇所形成し、
前記外歯ブロック体の前記コーンの外周面に、
前記内歯ブロック体の前記内周面を固着したことを特徴とするダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車。 To the external tooth block that has undergone carburizing heat treatment after forging,
Similarly, in the synchronous clutch gear for the double cone sync that combines the internal tooth block body subjected to carburizing heat treatment after forging,
The external tooth block body is configured such that the shaft hole, the cone, the flange, and the external teeth are coaxially from the inner side to the outer peripheral side,
On the other hand, the inner tooth block body has a single hole, a flange, and a dog clutch tooth on the same axis from the inside to the outer periphery,
Carburizing heat treatment is performed with a plurality of closed pocket type window grooves having an inner peripheral frame along the inner peripheral surface of the single hole ,
Next, by removing the inner peripheral frame of the window groove, a plurality of open pocket-type chip grooves are formed on the inner peripheral surface,
On the outer peripheral surface of the cone of the external tooth block body,
A synchronous clutch gear for double cone sync, wherein the inner peripheral surface of the inner tooth block body is fixed.
オープンポケット型の前記欠け溝を形成することを特徴とする請求項1記載のダブルコーンシンクロ用の同期クラッチ歯車。 In the internal tooth block body, by removing the bottom plate and the inner peripheral frame of the window groove of the closed pocket type,
2. The synchronous clutch gear for double cone sync according to claim 1, wherein the chipped groove of an open pocket type is formed.
The outer teeth, double-cone synchronizer clutch gear synchromesh according to claim 1, characterized in that the spar Hamata Wahe Li Cal teeth.
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