JPH0434207A - 手動変速機用動力伝達軸 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】

（産業上の利用分野） この発明は、手動変速機の動力伝達軸として利用される
手動変速機用動力伝達軸に関するものである。 （従来の技術） 従来の手動変速機用動力伝達軸としでは、例えば第４図
に示すようなものがある。 第４図に示す手動変速機用動力伝達軸５１は、複数の歯
車部５２と複数の軸受摺動部５３を有し、さらにその途
中につば状突起５４を有する構造をなしている。 そして、このような構造の動力伝達軸５１は、稼働中の
エンジントルク、ギアのスラスト入力による曲げ応力、
および摺動部における面圧入力等を受けることにより、
高いねじり疲労強度１曲げ疲労強度９面圧疲労強度が要
求される。 それらの要求に対処するため、−膜内に軸素材を熱間鍛
造または冷間鍛造により一体成形し、機械加工を行った
後、高周波焼入れ、または浸度焼入れ等の表面硬化熱処
理を施し、最終的に研磨加工を行っている（なお、この
種の動力伝達軸に関しては、「新編　自動車工学便覧く
第５Ｊｌり」昭和５８年６月２０日　社団法人　自動車
技術会発行の＄１−７頁〜第１−２５頁の「３．変速機
Ｊに若干の記載がある。）。 （発明が解決しようとする課＠） しかしながら、このような従来の手動変速機用動力伝達
軸５１にあっては、変速機の構造上、軸の途中につば状
突起５４を備えなければならない形状となっており、こ
のつば状突起５４の表面においても高い表面硬さが必要
となるため、熱間鍛造または冷間鍛造を行った軸素材に
高周波焼入れ焼もどしを施す場合、焼入れ工程、および
焼入れコイルの形状等が複雑となり、コストが高くなる
という問題があった。加えて、軸受摺動部５３は大きな
面圧負荷を受けることにより、高い表面硬さが必要とさ
れるため、Ｃ含有量の多い羨素鋼または合金鋼を用いな
ければならず、鍛造性が悪化するという問題点もあった
。さらに、鍛造および機械加工後の軸素材に浸炭焼入れ
焼もどしを施す場合は、十分な表面硬さが得られるもの
の、硬化層深さが浅いことにより、十分なねじり疲労強
度および曲げ疲労強度が得られないという問題があり、
これらの問題を解決することが課題となっていた。 （発明の目的） この発明は、このような従来の課題にかんがみてなされ
たもので、高いねじり疲労強度および曲げ疲労強度を有
していると共に、つば状突起を有する部分は十分な面圧
疲労強度を有し、形状精度にも優れている手動変速機用
動力伝達軸を提供することを目的としている。

【発明の構成】

（課題を解決するための手段） この発明に係わる手動変速機用動力伝達軸は、軸の一部
につば状ズ起を有する手動変速機用動力伝達軸であって
、冷間鍛造等の冷間塑性加工により成形されたつば状突
起および同じく冷間鍛造等の冷間塑性加工により成形さ
れたスプライン穴ないしはセレーション穴を有しかつ必
要に応じて実施される機械加工後に浸炭焼入れ（焼もど
し）または浸炭浸窒焼入れ（焼もどし）が施されたＩ８
１軸部材と５冷間鍛造等の冷間塑性加工により成形され
たスプライン軸ないしはセレーション軸を有しかつ必要
に応じて実施される機械加工後に高周波焼入れ（焼もど
し）が施された第２軸部材とを前記スプライン穴ないし
はセレーション穴と前記スプライン軸ないしはセレーシ
ョン軸とで圧入接合して研磨加工が施されてなる構成と
したことを特徴としており、この発明の実施態様におい
ては、前記第１軸部材および第２軸部材のうち少なくと
も一方がパイプ状素材から冷間加工により成形されてい
る構成としたことを特徴としており、同じ〈実施態様に
おいて、前記つば状突起およびスプライン穴ないしはセ
レーションを有する！＠ｌ軸部材に浸炭焼入れ（焼もど
し）または浸炭浸窒焼入れ（焼もどし〕が施されて表面
に１０％以上５０％以下の残留オーステナイトが析出し
ている構成としたことを特徴としており、同じ〈実施態
様において、前記第１軸部材および第２軸部材のうち少
なくとも一方にアークハイト０．３以上のショットピー
ニングが施されている構成としたことを特徴としており
、上記した手動変速機用動力伝達軸の構成を前述した従
来の課題を解決するための手段としている。 （発明の作用） この発明に係わる動力伝達軸では、冷間鍛造等の冷間塑
性加工により成形されたつば状突起および同じく冷間鍛
造等の冷間塑性加工により成形されたスプライン穴ない
しはセレーション穴を有する第１軸部材は、必要に応じ
て実施される機械加工後に浸炭焼入れ（焼もどし）また
は浸炭浸窒焼入れ（焼もどし）が施されたものとなって
いるので、つば状突起を有している第１軸部材は十分な
表面硬さをもっていて面圧疲労強度が向上したものとな
っており、ま−た、？Ｉ９ｉ間鍛造等の冷間塑性加工に
より成形されたスプライン軸ないしはセレーション軸を
有する第２軸部材は、必要に応じて実施される機械加工
後に高周波焼入れ（焼もどし）が施されたものとなって
いるので、この第２軸部材は高いねじり疲労強度および
曲げ疲労強度を有するものとなっており、前記第１軸部
材および第２軸部材は冷間鍛造等の冷間密性加工によっ
て成形されているので加工コストが低減すると共に材料
歩留りも向上したものとなり、さらに第１軸部材と第２
軸部材とはスプライン穴ないしはセレーション穴とスプ
ライン軸ないしはセレーション軸とで圧入接合された状
態で研磨加工が施されてなるものであるから、研磨部の
精度が高いものとなり、形状精度にも優れているものに
なる。 （実施例） 以下、この発明に係わる手動変速機用動力伝達軸の実施
例を回部に基づいて説明する。 第１図は、この発明の実施例として、前置きエンジン後
軸駆動方式（ＦＲタイプ）の車両の手動変速機を例にと
ってこれに用いられる動力伝達軸を示すものである。 この第１図に示す手動変速機用動力伝達軸１は、冷間鍛
造により成形されたつば状突起１２および同じく冷間鍛
造により成形されたスプライン穴ないしはセレーション
穴１３．軸受摺動部１４を有しかつ浸炭焼入れ（焼もど
し）島理菫たは浸炭浸窒焼入れ（焼もどし）処理が施さ
れた第１軸部材１１と、冷間鍛造により成形されたスプ
ライン軸ないしはセレーション軸２３．軸受摺動部２４
、歯車部２５を有しかつ高周波焼入れ（焼もどし）処理
が施された第２軸部材２１とを前記スプライン穴ないし
はセレーション穴１３と前記スプライン軸ないしはセレ
ーション軸２３とで圧入接合して研磨加工が施されてな
る構造を有するものである。 さらに具体的に説明すると、第１軸部材１１ははだ焼用
クロム鋼（ＳＣｒ４２０Ｈ）を素材とし、冷間鍛造によ
りつば状突起１２およびセレーション穴１３．軸受摺動
部１４を有するｔ！Ｊｌ軸部材形状に成形して機械加工
を行った後、実施例１として浸炭温度９００℃で８時間
の浸炭処理を施し、実施例２として８２０℃〜８８０℃
でＮＨ，ガスを流す浸炭浸窒処理を施し、次いで８２０
℃に冷却保持し、１２０の油中で焼入れを行った後、１
８０℃で２時間の焼もどしを施して製造した。 また、第２軸部材２１は機械構造用炭素鋼（３４８Ｃ）
を素材とし、冷間鍛造によりセレーション軸２３．軸受
摺動部２４．歯車部２５を有する第２軸部材形状に成形
して機械加工を行った後、８５０℃で６０分保持後油冷
し、５７０℃〒２時間の焼もどしによる調質を行った後
、９５０℃での焼入れ、２００℃での焼もどしの高周波
焼入れ焼もどしを施して製造した。 次いで、第１軸部材１１のセレーション穴１３と第２軸
部材２１のセレーション軸２３とで圧入接合した後、軸
受摺動部１４．２４の研磨加工を行った。 この実施例に示すように、第１軸部材１１および第２軸
部材２１の製造に冷間鍛造を採用した理由としては、熱
間鍛造に比較して成形後の加工取り代が少なくできるこ
とによる加工コストの低減、材料歩留りの向上をあげる
ことができる。また、燃費向上等の理由により車両の軽
量化が望まれていることから、第１軸部材１１および第
２軸部材２１のうち少なくとも一方または両方をパイプ
状素材から冷間加工により成形することによって動力伝
達軸１の重量を大幅に軽減することができるとともに、
材料歩留りがより向上するものとなる。 第１図に示した動力伝達軸１において、軸受摺動部１４
は大きな面圧負荷を受けることによって、より大きな面
圧疲労強度を必要とする場合、浸炭熱処理時のカーボン
ポテンシャルを高めるか、浸炭浸窒熱処理を行うことに
より１表面に体積率で１０５以上５０％以下の残留オー
ステナイトを析出させるようになすことによって、異物
による表面の亀裂感受性を低下せしめ、フレーキング寿
命を向上させることができる。この場合１表面残留オー
ステナイトの体積率を１０％以上５０％以下にするのが
望ましいは、１０％未満ではその効果が少なく、５０％
超過では表面硬さの低下によりフレーキング寿命が逆に
低下することによる。 さらに、必要であればアークハイト０．３以上のシＭ　
”／　）ピーニング処理を行うことにより、ねじり疲労
強度および曲げ疲労強度２面圧強度を大幅に向上させる
ことが可能となり、動力伝達軸１を細径化することがで
きるようになるため、より一層の軽量化が可能になると
同時にエンジン出力の向上による負荷の増大にも対応で
きる。この場合、アークハイト０．３以上のショットピ
ーニング処理を行うのが望ましいのはアークハイト０．
３未満では十分な疲労強度の向上の効果が得られないこ
とによる。 次に１本実施例による動力伝達軸１のねじり疲労試験結
果を従来の動力伝達軸５１と比較して第２図に示す。 第２図中のショットピーニング処理品の処理条件は、ア
ークハイト０．５５．シミツト粒径０．６ｍｍ、ショッ
ト時間１８０秒である。この場合：破損は細径部（本実
施例では第２軸部材）で起こっており、高周波焼入れ焼
もどしを細径部に施した本実施例の動力伝達軸１は浸炭
焼入れ焼もどし処理を施した従来の動力伝達軸５１より
もねじり疲労強度が高いことが認められた。この結果に
より、本発明による動力伝達軸１は高いねじり疲労強度
を持っていることがわかった。 丈た、本実施例１，２における動力伝達軸１の軸受摺動
部の面圧疲労試験結果を比較例の動力伝達軸５１の同試
験結果とともに第１表に示す、この試験は動力伝達軸１
．５１を手動変速機中に組み込み、第３図に示すごとく
駆動モータ３１と。 供試手動変速機３２と、ドライブシャフト３３と、吸収
モータ３４をそなえたモータダイナモを用いて回転数４
００Ｏｒｐｍで行った。 第１表に示す結果より明らかなように、本発明実施例１
．２による動力伝達軸１は比較例１．２の動力伝達軸５
１に比較して面圧疲労強度が向上したものとなっており
、特に浸炭浸窒熱処理を行った実施例２の動力伝達軸１
は優れた面圧疲労強度を示すことが認められた。

【発明の効果】

この発明に係わる手動変速機用動力伝達軸によれば、冷
間塑性加工により成形されたつば状突起および同じく冷
間塑性加工により成形されたスプライン穴ないしはセレ
ーション穴を有しかつ浸炭焼入れ（焼もどし）または浸
炭浸窒焼入れ（焼もどし）が施された第１軸部材と、冷
間塑性加工により成形されたスプライン軸ないしはセレ
ーション軸を有しかつ高周波焼入れ（焼もどし）が施さ
れた第２軸部材とを前記スプライン穴ないしはセレーシ
ョン穴と前記スプライン軸ないしはセレーション軸とで
圧入接合して研磨加工が施されてなる構成としたもので
あるから、つば状突起を有する第１軸部材は浸炭焼入れ
（焼もどし）または浸炭浸窒焼入れ〔焼もどし〕処理に
よる十分な表面硬さをもっているので面圧疲労強度に優
れたものとなり、また第２軸部材は高周波焼入れ（焼も
どし）処理によって高いねじり疲労強度および曲げ疲労
強度を有するものとなっており、また、第１軸部材と第
２軸部材は冷間鍛造等の冷間塑性加工によって成形され
ているので加工コストが低減できると共に、材料歩留り
も向上でき、さらには第１軸部材と第２軸部材とはスプ
ライン穴ないしはセレーション穴とスプライン軸ないし
はセレーション軸とで圧入接合して研磨加工が施されて
いるので、研磨部の精度が高いものとなり、形状精度も
高いものにすることが可能であるという著しく優れた効
果がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例による手動変速機用動力伝達軸
の部分説明図、第２図は本発明実施例による動力伝達軸
と比較例の動力伝達軸とについてねじり疲労試験を行っ
た結果の繰り返し数とねじりトルクとの関係を示すグラ
フ、第３図は本発明実施例による動力伝達軸と比較例の
動力伝達軸とについて軸受摺動部の面圧疲労強度を測定
した際に用いた面圧疲労試験装置の！要を示す説明図、
第４図は従来の手動変速機用動力伝達軸の全体説明図で
ある。 １・・・手動変速機用動力伝達軸、１１・・・第１軸部
材、１２・・・つば状突起、１３・・・スプライン穴な
いしはセレーション穴、２１・・・第２軸部材、２３・
・・スプライン軸ないしはセレーション軸。 第１図 ＃許出願人　　Ｂ度自動車株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）軸の一部につば状突起を有する手動変速機用動力
   伝達軸であって、冷間塑性加工により成形されたつば状
   突起および同じく冷間塑性加工により成形されたスプラ
   イン穴ないしはセレーション穴を有しかつ浸炭焼入れま
   たは浸炭浸窒焼入れが施された第１軸部材と、冷間塑性
   加工により成形されたスプライン軸ないしはセレーショ
   ン軸を有しかつ高周波焼入れが施された第２軸部材とを
   前記スプライン穴ないしはセレーション穴と前記スプラ
   イン軸ないしはセレーション軸とで圧入接合して研磨加
   工が施されてなることを特徴とする手動変速機用動力伝
   達軸。