シンクロナイザリング

【課題】衝撃や過大荷重に対して爪片が折れ難いシンクロナイザリングを提供する。
【解決手段】軸方向に亙って直径が変化するテーパ円筒部１３と、このテーパ円筒部１３の大径側端部に形成された複数の爪片１４とからなるシンクロナイザリングにおいて、テーパ円筒部１３の硬度が爪片１４の硬度より高く設定されている。テーパ円筒部１３の硬度がＨＲＣ５７以上でＨＲＣ６５以下に設定され、爪片１４の硬度がＨＲＣ３３以上でＨＲＣ５７未満に設定されることが好ましい。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、トラクタ、フォークリフト用などの手動変速機、或はパワーテイクアウト機構のシンクロ機構に組み込むシンクロナイザリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車などに用いられる手動変速機にはシンクロ機構が組み込まれ、変速操作時にドライブシャフトと変速ギヤとが同期して回転するようになっている。このようなシンクロ機構にはシンクロナイザリングが組み込まれている。図３は、このようなシンクロナイザリング１を組み込んだシンクロ機構の一例として、例えば特許文献１，２等に記載のダブルコーン型のものを示している。このシンクロ機構は、ドライブシャフト２と共に回転するシンクロハブ３の外周にインサートスプリング４が装着され、このインサートスプリング４に、シフトレバーの操作に基づいて軸方向（図３の左右方向）に変位するカップリングスリーブ５が係合されている。また、このカップリングスリーブ５と、変速ギヤ６と同期して回転するクラッチギヤ７との間に、アウターボークリング８と前記シンクロナイザリング１とインナーボークリング９とが設けられている。
【０００３】
変速操作に伴なって、カップリングスリーブ５が図３の左方に押されると、先ず、アウターボークリング８とシンクロナイザリング１との間、およびこのシンクロナイザリング１とインナーボークリング９との間に働く摩擦力の作用によって、カップリングスリーブ５とクラッチギヤ７との回転速度差がなくなる。この状態から更にカップリングスリーブ５が押されると、このカップリングスリーブ５の内周面に形成されたスプライン溝１０が、クラッチギヤ７の外周縁に形成されたスプライン溝１１とインサートスプリング４の外周縁に形成されたスプライン溝１２とに掛け渡すように係合し、ドライブシャフト２と変速ギヤ６とが同期して回転するようになる。
【０００４】
前述のように構成され作用するシンクロ機構に組み込まれるシンクロナイザリング１は、図４および図５に示すように構成されている。すなわち、このシンクロナイザリング１は、軸方向に亙って直径が変化するテーパ円筒部１３と、このテーパ円筒部１３の大径側端面１３ａに互いに等間隔に形成された複数の爪片１４とから構成されている。これら各爪片１４の厚さ寸法ｔは、テーパ円筒部１３の厚さ寸法Ｔよりも小さい（Ｔ＞ｔ）。なお、各爪片１４の延びる方向は、シンクロナイザリング１が組み込まれるシンクロ機構の構造により異なり、例えば、テーパ円筒部１３と同方向に傾斜させる場合も、或は各爪片１４同士を互いに平行にする場合もある。
【０００５】
このような形状を有するシンクロナイザリング１を製造する方法として、例えば、特許文献１には、金属の平板にプレス加工を施すことにより、シンクロナイザリング１を製造する方法が記載されている。図６〜図１０は、このような従来のシンクロナイザリングの製造方法を示している。
【０００６】
すなわち、先ず、ＳＣｒ４２０の如き浸炭鋼あるいはＳＫ５の如き炭素工具鋼等の金属の平板を打ち抜く、所謂ブランキングにより、図７および図８に示すような第１中間素材１５を形成する。この第１中間素材１５は、円輪状の本体部分１６と、この本体部分１６の外周縁から互いに等間隔で突出する複数の舌状部１７とを有する。
次いで、この第１中間素材１５をプレス成形することにより、図９および図１０に示すような第２中間素材１８とする。すなわち、この成形工程では、本体部分１６（図７および図８参照）を、各舌状部１７から離れるに従って径が小さくなるように傾斜したテーパ円筒部１９として、第２中間素材１８とする。
【０００７】
次いで、この第２中間素材１８を構成するテーパ円筒部１９の端面および舌状部１７に、旋削等の機械加工を施すことにより、これら各部１９、１７の形状寸法を所定のものにする。
次いで、前記機械加工に基づいて生じたバリを除去した後、所望の硬度を得るための熱処理を施す。この熱処理としては、例えば浸炭熱処理を行ない、その後、熱処理に基づく変形を矯正する。
次いで、このようにして熱処理を施した第３中間素材には、前記各舌状部１７の平面を仕上げて前記各爪片１４とするための平面研削、並びに前記テーパ円筒部１９の内外両周面を平滑にして前記テーパ円筒部１３とするための内外径研削を施して、シンクロナイザリング１とする。
【０００８】
このようにして製造したシンクロナイザリング１は、所定の検査を行なってから出荷する。
なお、前記熱処理としては、焼き入れ・焼き戻しなどの他の方法を用いることもでき、また熱処理工程の順番も変えることも可能である。
【０００９】
また、特許文献２には、リング状素材を機械加工等してセンターリング（シンクロナイザリング）を製造する技術が開示されており、そしてこの特許文献２の段落番号［００１０］には、センターリング全体を浸炭焼入するか爪部（爪片）を高周波焼入して爪部の硬度を確保することが記載されている。
【００１０】
【特許文献１】特開平３−２９７５２７号公報
【特許文献２】特開平１１−１７９４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ところで、シンクロナイザリングは、その使用上、テーパ円筒部は摩耗し難く、爪片は折れ難いことが好ましい。
しかしながら、特許文献１に記載のシンクロナイザリングでは、テーパ円筒部に必要な硬度を得るために、シンクロナイザリング全体に熱処理を施しているので、爪片の硬度が必要以上に高くなるという問題はある。
一方、特許文献２に記載のセンターリングでは、センターリング全体ではなく、爪部を高周波焼入して爪部の硬度を確保する場合があり、この場合にリング部（テーパ円筒部）に必要な硬度が確保できない虞がある。
【００１２】
本発明は、前記事情に鑑みて為されたもので、衝撃や過大荷重に対して爪片が折れ難いシンクロナイザリングを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
前記目的を達成するために、本発明のシンクロナイザリングは、軸方向に亙って直径が変化するテーパ円筒部と、このテーパ円筒部の大径側端部に形成された複数の爪片とからなるシンクロナイザリングにおいて、前記テーパ円筒部の硬度が前記爪片の硬度より高く設定されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明において、前記テーパ円筒部の硬度がＨＲＣ５７以上でＨＲＣ６５以下に設定され、前記爪片の硬度がＨＲＣ３３以上でＨＲＣ５７未満に設定されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明のシンクロナイザリングによれば、爪片の硬度をテーパ円筒部の硬度よりも低くしているので、衝撃や過大荷重に対して爪片を折れ難くできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、本発明の特徴は、テーパ円筒部および爪片の硬度関係にあり、その他の構成および作用は前述した従来の構成および作用と同様であるため、以下においては、本発明の特徴部分についてのみ言及し、それ以外の部分については、図４および図５と同一の符号を付して簡潔に説明するに留める。
【００１７】
図１および図２は、本発明の実施の形態に係るシンクロナイザリングを示す図である。このシンクロナイザリング１Ａは、硬度以外は、図４および図５と同様に構成されている。すなわち、このシンクロナイザリング１Ａは、ＳＫ５やＳＫ８５などの炭素工具鋼、ＳＣｒ４２０などのクロム鋼、ＳＵＪ２などの軸受鋼あるいはクロムモリブデン鋼などの金属からなるもので、軸方向に亙って直径が変化するテーパ円筒部１３と、このテーパ円筒部１３の大径側端面１３ａに互いに等間隔に形成された複数の爪片１４とから構成されている。これら各爪片１４の厚さ寸法ｔは、テーパ円筒部１３の厚さ寸法Ｔよりも小さい（Ｔ＞ｔ）。なお、各爪片１４の延びる方向は、シンクロナイザリング１が組み込まれるシンクロ機構の構造により異なり、例えば、テーパ円筒部１３と同方向に傾斜させる場合も、或は各爪片１４同士を互いに平行にする場合もある。
【００１８】
そして、このシンクロナイザリング１Ａでは、テーパ円筒部１３の硬度（表面硬度）が爪片１４の硬度より高く設定されている。例えば、テーパ円筒部１３の硬度がＨＲＣ５７以上でＨＲＣ６５以下に設定され、爪片１４の硬度がＨＲＣ３３以上でＨＲＣ５７未満に設定されるのが好ましい。
【００１９】
このシンクロナイザリング１Ａは、硬度向上のための熱処理の方法以外は、図６〜図１０に示す製造方法と同様に製造される。
そして、硬度向上のための熱処理を、例えば、次のようにして行う。
すなわち、テーパ円筒部１３のみを高周波焼入れし、テーパ円筒部１３の硬度を爪片１４の硬度より高くする。この場合、シンクロナイザリング１Ａの製造に用いる金属材料の炭素濃度は、０．５％以上のものが好ましく、Ｃｒ４２０のように炭素濃度の低い材料を用いる場合は、浸炭して高周波焼入れする。
また、他の熱処理方法として、一度全体に焼入れを施した後、爪片１４を高周波で焼戻しして、爪片１４を軟らかくする。
さらに、他の熱処理方法として、爪片１４を防炭して、浸炭焼入れを施し、爪片１４が硬くならないようにする。
【００２０】
このシンクロナイザリング１Ａにあっては、爪片１４の硬度をテーパ円筒部１３の硬度よりも低くしているので、衝撃や過大荷重に対して爪片を折れ難くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の実施形態に係るシンクロナイザリングを示す平面図である。
【図２】図２１のＡ´−Ａ´線に沿う断面図である。の製造方法を説明するための図であって、平面図である。
【図３】鋼製環状部材の一種である、シンクロナイザリングを組み込んだシンクロ機構の１例を示す部分断面図である。
【図４】シンクロナイザリングの一例を示す平面図である。
【図５】図４のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図６】従来のシンクロナイザリングの製造方法の一例を示すフローチャートである。
【図７】第１中間素材を示す平面図である。
【図８】図７のＢ−Ｂ線に沿う断面図である。
【図９】第２中間素材を示す平面図である。
【図１０】図９のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
【００２２】
１Ａシンクロナイザリング
１３テーパ円筒部
１４爪片

【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に亙って直径が変化するテーパ円筒部と、このテーパ円筒部の大径側端部に形成された複数の爪片とからなるシンクロナイザリングにおいて、
前記テーパ円筒部の硬度が前記爪片の硬度より高く設定されていることを特徴とするシンクロナイザリング。
【請求項２】
前記テーパ円筒部の硬度がＨＲＣ５７以上でＨＲＣ６５以下に設定され、前記爪片の硬度がＨＲＣ３３以上でＨＲＣ５７未満に設定されていることを特徴とする請求項１に記載のシンクロナイザリング。

【図１】