JP5856331B1

JP5856331B1 - 同期リングの製造方法

Info

Publication number: JP5856331B1
Application number: JP2015080783A
Authority: JP
Inventors: 大花崎
Original assignee: Tanaka Seimitsu Kogyo Co Ltd
Current assignee: Tanaka Seimitsu Kogyo Co Ltd
Priority date: 2015-04-10
Filing date: 2015-04-10
Publication date: 2016-02-09
Anticipated expiration: 2035-04-10
Also published as: JP2016200219A

Abstract

【課題】製造コストを増大させることなく、確実に同期化動作を実行することができる、同期リングを提供すること。【解決手段】切頭円錐形本体の内面に作動表面を有する、板金プレス加工によって帯状材から製造する。切頭円錐形本体は大径の軸方向端面と小径の軸方向端面とを有し、上記大径の軸方向端面から径方向外側に突出したカラー部を有し、該カラー部には所定の間隔で複数の歯部が径方向に突設されるとともに係止部８が形成され、該係止部８は大径の軸方向端面から小径の軸方向端面へ向かって軸方向に折り曲げられた第一曲げ部９と、該第一曲げ部９から径方向に折り曲げられた第二曲げ部１０とを有し、上記第一曲げ部９は切頭円錐形本体の大径の軸方向端面とほぼ同じ曲率の円弧形状に湾曲している。【選択図】図１

Description

本発明は、シンクロナイザのための同期リングに関する。

自動車のギヤボックス内にあるギヤチェンジ変速機の同期リングは、ギヤチェンジの際に伝導軸とギヤホイールとの間の相対速度を整合させるために用いられる。同期は、対応する摩擦部品同士の間の摩擦によって行われる。この同期リングは自動車の同期噛合い式歯車手動変速機（以下、手動変速機という）において従来から用いられている。この同期リングは、例えば自動車の変速機などの歯車切替え時に２つの歯車が円滑に噛合いするように、摺動により歯車同士を同期回転させるための円環状の摩擦摺動部品である。

この同期リングの材料には、同期回転に必要な耐摩耗性や摩擦力を有する摩擦面を得るため、一般に銅合金が用いられる。一方で、板金プレスで製造された同期リング本体に溶射層を固着したものや、樹脂と炭素系材料と金属系材料からなる摩擦材を貼り付けたものも知られている。これら板金プレスで製造された同期リングは、同期リング本体は廉価で製造可能であるものの、必要な耐摩耗性や摩擦力を有する摩擦材を貼り付けるには高コストとなる場合が多いので、その使用は限られていた。
ところが、燃費と製造コストに優れる手動変速機および手動変速機を基本として開発された自動変速可能である種々の変速機の需要が増え、一方で、廉価で高性能な摩擦材が開発された結果、板金プレスで製造された同期リングの使用が増えつつある。
さらに、エンジンや変速機の高性能化に伴い、短時間で高回転差を同期させ且つ安定した動作を可能とすることが求められている。

例えば、従来の鉄製材料から板金プレスで製造された同期リングが特許文献１に開示されている。図１２は特許文献１に開示された同期リング（従来の同期リング）の斜視図であり、図１３はその軸方向の端面図であり、図１４は図１３の１４−１４線断面図である。図１２〜図１４において、同期リング３０は、切頭円錐形ベアリング表面３１を有する切頭円錐形部分３２と、同期リング３０を回転駆動するための外側ラジアルカラー３３とからなる。同期リング３０は基本的にはほぼ環状の切頭円錐形本体３４からなる。切頭円錐形本体３４は、小径の軸方向ターミナルエッジ３５と大径の軸方向ターミナルエッジ３６によって軸方向の境界が定められている。３つの係止部３７が切頭円錐形本体３４の大径の軸方向ターミナルエッジ３６から突出している。係止部３７は切頭円錐形本体３４の表面に沿って軸方向に伸びるよう、ほぼ１８０度折り返されている。

しかし、特許文献１に開示された同期リングにおいては、係止部と相手部品との接触面積が小さいので、同期リングの動作が不安定になったり、摩耗しやすいという不都合がある。すなわち、図１５は従来の同期リングによる同期メカニズムを示す概略構成図である。図１５において、４１はシャフト、４２はギヤ、４３はスリーブ、４４はハブ、４５はキー、４６はシンクロナイザーリング、４７はスプリングである。図１５に示すように、シンクロナイザーリング４６に設けられた係止部４８とキー４５が摺接することによってシャフト４１とギヤ４２の速度同期化が図られる。しかし、図１６に示すように、係止部４８とキー４５との接触面積は係止部４８の厚みｔｈ分しか確保できないため、同期リングの動作が不安定になったり、摩耗しやすくなる。

さらに、図１６に示すように、係止部４８は鋭角の曲げ加工を行う必要があるので成形荷重が高い上、所定の間隙４９を残すように成形する必要があるため、成形精度にばらつきが生じ易い。

特開平１０−７８０４７号公報

本発明は、従来の前記問題点に鑑みてこれを改良したものであって、製造コストを増大させることなく、確実に同期化動作を実行することができる、同期リングを提供することを目的とするものである。

前記課題を解決するために本願発明は、切頭円錐形本体の内面に作動表面を有する、板金プレス加工によって帯状材から製造された同期リングであって、切頭円錐形本体は大径の軸方向端面と小径の軸方向端面とを有し、上記大径の軸方向端面から径方向外側に突出したカラー部を有し、該カラー部には所定の間隔で複数の歯部が径方向に突設されるとともに係止部が形成され、該係止部は大径の軸方向端面から小径の軸方向端面へ向かって軸方向に折り曲げられた第一曲げ部と、該第一曲げ部から径方向に折り曲げられた第二曲げ部とを有し、上記第一曲げ部は切頭円錐形本体の大径の軸方向端面とほぼ同じ曲率の円弧形状に湾曲していることを特徴とする同期リングを第一発明とし、
上記第一発明において、第二曲げ部の折り曲げ角部に開口部を有することを特徴とする同期リングを第二発明とする。

第一発明によれば、第一曲げ部が切頭円錐形本体の大径の軸方向端面とほぼ同じ曲率の円弧形状に湾曲しているから、第一曲げ部の曲げ成形が比較的容易であり、成形荷重を低減することができる。また、第二曲げ部により、摺接相手材と確実に接触することができる。
第二発明によれば、第二曲げ部の折り曲げ角部に開口部があるので、第二曲げ部を曲げ成形するときの成形荷重を低減することができる。

図１は、本発明の同期リングの斜視図である。図２は、本発明の同期リングの断面図である。図３は、本発明の同期リングの係止部を示す概略構成図である。図４は、本発明の同期リングの係止部を軸方向から見た図である。図５は、本発明の同期リングによる同期メカニズムを示す概略構成図である。図６は、図５の６−６線断面図である。図７（ａ）（ｂ）は、本発明の同期リングの製造方法を説明するための図である。図８（ａ）（ｂ）は、本発明の同期リングの製造方法を説明するための図である。図９（ａ）（ｂ）は、本発明の同期リングの製造方法を説明するための図である。図１０（ａ）（ｂ）は、本発明の同期リングの製造方法を説明するための図である。図１１は、本発明の同期リングの製造方法を説明するための図である。図１２は、従来の同期リングの斜視図である。図１３は、従来の同期リングの軸方向の端面図である。図１４は、図１３の１４−１４線断面図である。図１５は、従来の同期リングによる同期メカニズムを示す概略構成図である。図１６は、従来の同期リングの係止部を示す側面図である。

以下に、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明するが、本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において、様々な変形や修正が可能である。
図１は、板金プレス加工によって帯状材から製造された本発明の同期リング１の斜視図である。図１において、切頭円錐形本体２の内面に作動表面３を有する。作動表面には耐摩耗性材料からなる複数の耐摩耗性部材３ａが取り付けられている。

図２に示すように、切頭円錐形本体２は大径の円環状の軸方向端面４と小径の円環状の軸方向端面５とを有し、上記大径の軸方向端面４から径方向外側に突出したカラー部６を有する。図１に示すように、カラー部６には所定の間隔で複数の歯部７が径方向に突設されている。また、カラー部６には３つの係止部８が形成されている。係止部８の数量は３つに限定されるものではなく、必要に応じて増減することができる。係止部８の数量に応じて摺接相手材（図５の番号１２参照）の数量も増減される。

係止部８は大径の軸方向端面４から小径の軸方向端面５へ向かって軸方向に折り曲げられた第一曲げ部９と、第一曲げ部９から径方向に折り曲げられた第二曲げ部１０とを有している。図３に示すように、第一曲げ部９は切頭円錐形本体２の大径の軸方向端面４の円の曲率とほぼ同じ曲率の円弧形状に湾曲している。図３に示すように、第二曲げ部１０は折り曲げ角部に開口部１１を有する。

図３に示すように、第一曲げ部９は切頭円錐形本体２の大径の軸方向端面４と同じ曲率の円弧形状に湾曲しているので、第一曲げ部９の曲げ成形が比較的容易であり、成形荷重を低減することができる。また、第二曲げ部１０の当該表面が摺接相手材（図５の番号１２参照）と接触することにより同期化が図られる。従って、第二曲げ部１０の表面積を大きくすることにより円滑に同期化を達成することができる。

図３に示すように、第二曲げ部１０は開口部１１を有するので、第二曲げ部１０を曲げ成形するときの成形荷重を低減することができる。図４に示すように、第二曲げ部１０は切頭円錐形本体２の小径の軸方向端面５に対して軸方向に突出しているので、摺接相手材（図５の番号１２参照）は第二曲げ部１０に必ず接触する。

図５と図６において、キー１２はスプリング１３によってスリーブ１４側に押し付けられている。キー１２は係止部８と同様に周方向の３箇所に装着されている。１５はハブ、１６はシャフト、１８はギヤである。同期リング１は、係止部８とハブ１５の凹部１９と篏合し、スリーブ１４、キー１２、ハブ１５およびシャフト１６となって回転している。かくして、キー１２が係止部８の第二曲げ部１０に接触することにより、同期リング１はキー１２からの押圧力を受けつつ、ギヤ１８に付随するテーパ面１７に押し付けられることで同期化が行われ、ギヤ１８は最終的に、スリーブ１４、キー１２、ハブ１５およびシャフト１６と一体となって回転する。この場合、同期化当初は、キー１２と第二曲げ部１０の表面は不安定な接触状態であるから、それら両部材の接触面積が少ないと、キー１２から第二曲げ部１０に伝達される押圧力が偏って、うまく同期化できないことがある。そこで、図４に示す第二曲げ部１０の表面積を大きくすることにより、キー１２と第二曲げ部１０との確実な接触が行われ、良好に同期化が達成される。

次に、本発明の同期リングの製造方法について説明する。まず、図７（ａ）に示すように、絞り成形可能な帯状材から、リング２０を型抜きする。図７（ｂ）は図７（ａ）の７−７線断面図である。次に、図８（ａ）に示すように、リング２０の内径部にバーリング加工２１を行い、鍔部２２を有する円錐形部分２３を形成する。図８（ｂ）は図８（ａ）の８−８線断面図である。次に、図９（ａ）に示すように、鍔部２２の周方向に沿って複数の歯部２４を打ち抜くとともに、歯部２４の頂部を成形する。さらに、鍔部２２の周方向の３箇所に開口部２５を有する係止部２６を打ち抜いて形成する。図９（ｂ）は図９（ａ）の９−９線断面図である。次に、図１０（ａ）に示すように、３個の係止部２６に曲げ加工を施すことにより、同期リングを得ることができる。図１０（ｂ）は図１０（ａ）の１０−１０線断面図である。なお、係止部２６の曲げ加工時には、円弧状に曲げ加工を行う必要があるので、図１１に示すように、円弧形状の金型２７、２８を係止部２６の両面に押し付けつつ曲げ加工を行うことにより、切頭円錐形本体２の大径の軸方向端面４とほぼ同じ曲率の円弧形状に湾曲した第一曲げ部９を得ることができる。

本発明は、製造コストを増大させることなく、確実に同期化動作を実行することができる、同期リングを提供することができる。

１同期リング
２切頭円錐形本体
３作動表面
３ａ耐摩耗性部材
４大径の軸方向端面
５小径の軸方向端面
６カラー部
７歯部
８係止部
９第一曲げ部
１０第二曲げ部
１１開口部
１２キー
１３スプリング
１４スリーブ
１５ハブ
１６シャフト
１７テーパ面
１８ギヤ
１９凹部
２０リング
２１バーリング加工
２２鍔部
２３円錐形部分
２４歯部
２５開口部
２６係止部

Claims

大径の円環状の軸方向端面と小径の円環状の軸方向端面とを有する切頭円錐形本体の内面に作動表面を有する同期リングを板金プレス加工によって帯状材から製造する方法であって、
帯状材から型抜きしたリングに、大径の円環状の軸方向端面から径方向外側に突出したカラー部を形成し、
該カラー部には所定の間隔で複数の歯部を径方向に突設させるとともに係止部を形成し、
円弧形状の金型を上記係止部の両面に押し付けつつ曲げ加工を行うことにより、
大径の円環状の軸方向端面から小径の円環状の軸方向端面へ向かって軸方向に折り曲げられた第一曲げ部と、該第一曲げ部から径方向に折り曲げられた第二曲げ部とを有し、上記第一曲げ部は切頭円錐形本体の大径の円環状の軸方向端面の円の曲率とほぼ同じ曲率の円弧形状に湾曲している係止部を有する同期リングを板金プレス加工によって帯状材から製造することを特徴とする同期リングの製造方法。