自動変速装置用のラチェット及び当該ラチェットの製造方法
【課題】ラチェットを、機能的な必要条件を満たし、且つ、重量が最適化されるように構成すること。
【解決手段】本発明によれば、ラチェット歯の領域において、ラチェットが肥厚（aufgedickt）される。すなわち、ラチェット歯が、ラチェット製造のための基材の板厚よりも大きい歯幅を有する。高められた歯幅に基づいて、ラチェット歯においてより小さい表面圧力が生じる。
【解決手段】本発明によれば、ラチェット歯の領域において、ラチェットが肥厚（aufgedickt）される。すなわち、ラチェット歯が、ラチェット製造のための基材の板厚よりも大きい歯幅を有する。高められた歯幅に基づいて、ラチェット歯においてより小さい表面圧力が生じる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念に従う自動変速装置用のラチェット歯（Klinkenzahn）を有するラチェット、並びに、特許請求の範囲の請求項６の上位概念に従うラチェットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のための自動変速装置には、パーキングロック装置が装備されている。当該パーキングロック装置は、変速装置の出力軸に取り付けられたパーキングロック歯車並びにラチェットを有している。当該ラチェットは、ラチェット歯がパーキングロック歯車と係合して、それを機械的にロックする。このロックによって、自動車が動いてしまうこと（Wegrollen）が防止される。ラチェット歯は、高められた応力にさらされるため、特にはロックの際に発生するパーキングロック歯車とラチェット歯との間の表面圧力を考慮して、（前記応力に）対応するように寸法づけられなくてはならない。一般に、このようなパーキングロック装置のためのラチェットは、押し抜き部材（Stanzteile）として、すなわち、一定の板厚を有する薄板から切断または細断によって、製造される。このため、ラチェット歯は、ラチェットの板厚に対応する歯幅を有している。ラチェット歯の応力がより大きい場合には、より厚い板厚が選択される。このことによって、ラチェットの重量及び慣性モーメントが高まってしまう。両者はいずれも、望ましくない。
【０００３】
ＤＥ３６３６９７８Ｃ２により、自動変速装置のためのパーキングロック装置が知られている。この場合、ラチェットとも称される回動可能に軸支されたロッキングレバー（Sperrhebel）が、ラチェット歯とも称される突出部において、パーキングロック歯車に係合する。ラチェット歯は、およそ台形の歯形を有しており、パーキングロック歯車の対応する歯溝（Zahnluecke）に係合する。ラチェット歯の歯幅は、ラチェットの厚さに対応している。
【０００４】
本出願人によるＤＥ１０２００６０３３９８５Ａ１により、パーキングロック装置のための切り欠き歯（Rastzahn）を有するラチェットが知られている。この場合、切り欠き歯は、ラチェットの厚さに対応する歯幅を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、冒頭で述べたタイプのラチェットを、機能的な必要条件を満たし、且つ、重量が最適化されるように構成することである。本発明の更なる課題は、重量が最適化されたラチェットを経済的に製造することを可能にする、冒頭で述べたタイプの方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の課題は、特許請求の範囲の独立請求項１及び６によって、解決される。有利な実施の形態は、従属請求項から明らかである。
【０００７】
本発明によれば、ラチェット歯の領域において、ラチェットが肥厚（aufgedickt）されることが考慮される。すなわち、ラチェット歯が、ラチェット製造のための基材の板厚よりも大きい歯幅を有する、ということが考慮される。高められた歯幅に基づいて、ラチェット歯においてより小さい表面圧力が生じる。従って、パーキングロック歯車により高い周縁力が伝達され得る。
【０００８】
特に有利な実施の形態によれば、肥厚部（Aufdickung）は、ラチェット歯の領域の薄板の変形によって製造可能である。これにより、以下の利点が達成される。すなわち、発生する負荷、特には表面圧力、に対応する歯幅が設計され得る一方、ラチェットの残りの領域は基材のより小さい厚さを有するのみで足りる。これにより、重量の削減あるいは重量の最適化が達成され得る。さらに、ラチェットは、より小さい慣性モーメントを有することになり、これによって、切換時の快適性能（Schaltkomfort）が改善される。
【０００９】
好適な実施の形態によれば、ラチェット歯は、ラチェットの略中央に配置されていて、好ましくは台形状に形成された歯形を有している。歯幅、すなわち基材の肥厚部は、フリンジ（周縁領域）にのみ及んでいる。当該フリンジは、歯形に平行に延びている。フリンジの外側では、歯幅は基材の板厚に減少している。これにより、以下の利点が達成される。すなわち、最適な歯幅のための基材肥厚領域（MaterialAufdickung）は最小の領域に限定され、一方、ラチェット歯の強度上の要求は満たされる。このことは、最小の変形作業を意味し、また、更なる重量低減に貢献する。
【００１０】
本発明によれば、ラチェットの製造方法については、以下が考慮される。すなわち、最初に、一定の厚さの薄板から、つまり半製品材料（Halbzeugmaterial）から、金属片（粗金）が提供される。当該金属片が、塊成形（Massivumformung）を介して、ラチェット歯の領域において部分的に肥厚される。続いて、ラチェットの最終形状が、切断によって形成される。塊成形（Massivumformung）は、シンプルな変形工具、例えば雌型（ダイ）工具及び雄型工具、を用いて、低コストで実施され得る。このような塊成形によって、材料の歪み硬化が同時に生じるので、ラチェットの強度及び安全性が更に改良される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ラチェットの側面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１のラチェットの平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ部分の拡大図である。
【図３】図２（ｂ）のIII−III線断面図である。
【図４】図２（ｂ）のIV−IV線断面図である。
【図５】変形される領域を有する金属片の平面図である。
【図６】図５のVI-VI線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施の形態が、図面に示されており、以下において詳述される。これらの記述及び／または図面から、更なる特徴及び／または利点が明らかにされる。
【００１３】
図1は、ラチェット歯２を有する、本発明によるラチェット１を示している。ラチェット１は、鋼鉄の薄板から製造されており、板厚ｓを有している。一方、ラチェット歯２は、歯幅ｂを有しており、当該歯幅ｂは、板厚ｓより大きくなっている。ラチェット１は、上面１ａ及び下面１ｂを有している。ラチェット歯２は、その歯幅ｂに関して、寸法（ｂ−ｓ）だけ上面１ａに対して肥厚されている。
【００１４】
図２（ａ）は、長い側面１ｃを有するラチェット１を、ラチェット歯２と共に示す平面図である。ラチェット歯２は、略台形に形成された歯形２ａを有しており、長い側面１ｃの中間領域に配置されている。ラチェット１は、ラチェット歯２を除いて、従来技術に一致している。当該ラチェット１は、不図示の回動円錐を受容するための穴３を、一端において有しており、凹部が設けられた作動領域４を、他端において有している。当該作動領域４には、パーキングロック装置の不図示のロック円錐（Sperrkegel）が係合する。以上により、ラチェット１は、不図示の変速機ハウジングに回転可能に配置されており、ラチェット歯２が不図示のパーキングロック歯車に係合すると、変速機出力軸のロックが作用する。
【００１５】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ部分の詳細図であり、すなわち、ラチェット歯２の拡大図である。ラチェット歯２は、フリンジ２ｂを有しており、当該フリンジ２ｂは、台形状に形成された歯形２ａに平行に延びており、相似関係で（同様に）台形状に形成された線２ｃによって内側に面するように区切られている。
【００１６】
図３は、図２（ｂ）におけるIII−III線断面図を示している。図３から、板厚ｓに比べて肥厚された歯幅ｂが明らかに理解できる。ここでは、歯幅ｂは、フリンジ２ｂの領域に亘ってのみ延びており、斜面２ｄによってラチェット１の上面１ａへと傾斜している。
【００１７】
図４は、図２（ｂ）におけるIV−IV線断面図を示している。図４では、板厚ｓに比べて大きくなった歯幅ｂが見分けられ得る。フリンジ２ｂは、斜面２ｄを介して、上面１ａの平面内へと融合している。
【００１８】
図５は、平面図において、予め形成された領域６を有する薄板からなる金属片５を示している。当該金属片５は、浮き出た領域６ａ及び６ｂを有する平らな上面５ａを有しており、当該領域６ａ及び６ｂは、実線によって図示されている。金属片５の下面５ｂに配置された窪んだ領域６ｃは、破線によって図示されている。
【００１９】
図６は、図５のVI−VI線断面図である。浮き出た領域６ａ、６ｂ並びに窪んだ領域６ｃは、変形工具を介して製造される。当該変形工具は、一方では、浮き出た領域６ａ及び６ｂのための雌型（元型）として、他方では、窪んだ領域６ｃのための雄型（父型）として形成される。金属片５の材料は、最初は全体に板厚ｓを有しているが、塊成形（Massivumformung）（押圧成形、鋳造成形）によって部分的に肥厚され、浮き出た領域６ａがラチェット歯２の形状（図２）に対応するように形作られる。塊成形の後で、予め形成された領域６を有する金属片５が切断される。完成されたラチェットの外側輪郭が、一点鎖線７ａ及び７ｂによって示されている。従って、ラチェット１の最終形状は、切断または細断によって製造される。予め形成された領域６ｂ及び６ｃは、浮き出た領域６ａの外側でなくなる（消失する）。
【００２０】
本発明には、図示された実施の形態とは異なる歯形について、同様の製造方法によって適合する工具を用いて製造することが、含まれている。
【符号の説明】
【００２１】
１ ラチェット
１ａ 上面
１ｂ 下面
１ｃ 長い側面
２ ラチェット歯
２ａ 歯形
２ｂ フリンジ
２ｃ 境界線
２ｄ 斜面
３ 孔
４ 作動領域
５ 金属片（Rohling）
５ａ 上部
５ｂ 下部
６ 予め形成された領域
６ａ 浮き出た領域
６ｂ 浮き出た領域
６ｃ 窪んだ領域
７ａ ラチェットの外部輪郭線
７ｂ ラチェットの外部輪郭線
ｓ 板厚
ｂ 歯幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特許請求の範囲の請求項１の上位概念に従う自動変速装置用のラチェット歯（Klinkenzahn）を有するラチェット、並びに、特許請求の範囲の請求項６の上位概念に従うラチェットの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車のための自動変速装置には、パーキングロック装置が装備されている。当該パーキングロック装置は、変速装置の出力軸に取り付けられたパーキングロック歯車並びにラチェットを有している。当該ラチェットは、ラチェット歯がパーキングロック歯車と係合して、それを機械的にロックする。このロックによって、自動車が動いてしまうこと（Wegrollen）が防止される。ラチェット歯は、高められた応力にさらされるため、特にはロックの際に発生するパーキングロック歯車とラチェット歯との間の表面圧力を考慮して、（前記応力に）対応するように寸法づけられなくてはならない。一般に、このようなパーキングロック装置のためのラチェットは、押し抜き部材（Stanzteile）として、すなわち、一定の板厚を有する薄板から切断または細断によって、製造される。このため、ラチェット歯は、ラチェットの板厚に対応する歯幅を有している。ラチェット歯の応力がより大きい場合には、より厚い板厚が選択される。このことによって、ラチェットの重量及び慣性モーメントが高まってしまう。両者はいずれも、望ましくない。
【０００３】
ＤＥ３６３６９７８Ｃ２により、自動変速装置のためのパーキングロック装置が知られている。この場合、ラチェットとも称される回動可能に軸支されたロッキングレバー（Sperrhebel）が、ラチェット歯とも称される突出部において、パーキングロック歯車に係合する。ラチェット歯は、およそ台形の歯形を有しており、パーキングロック歯車の対応する歯溝（Zahnluecke）に係合する。ラチェット歯の歯幅は、ラチェットの厚さに対応している。
【０００４】
本出願人によるＤＥ１０２００６０３３９８５Ａ１により、パーキングロック装置のための切り欠き歯（Rastzahn）を有するラチェットが知られている。この場合、切り欠き歯は、ラチェットの厚さに対応する歯幅を有している。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、冒頭で述べたタイプのラチェットを、機能的な必要条件を満たし、且つ、重量が最適化されるように構成することである。本発明の更なる課題は、重量が最適化されたラチェットを経済的に製造することを可能にする、冒頭で述べたタイプの方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の課題は、特許請求の範囲の独立請求項１及び６によって、解決される。有利な実施の形態は、従属請求項から明らかである。
【０００７】
本発明によれば、ラチェット歯の領域において、ラチェットが肥厚（aufgedickt）されることが考慮される。すなわち、ラチェット歯が、ラチェット製造のための基材の板厚よりも大きい歯幅を有する、ということが考慮される。高められた歯幅に基づいて、ラチェット歯においてより小さい表面圧力が生じる。従って、パーキングロック歯車により高い周縁力が伝達され得る。
【０００８】
特に有利な実施の形態によれば、肥厚部（Aufdickung）は、ラチェット歯の領域の薄板の変形によって製造可能である。これにより、以下の利点が達成される。すなわち、発生する負荷、特には表面圧力、に対応する歯幅が設計され得る一方、ラチェットの残りの領域は基材のより小さい厚さを有するのみで足りる。これにより、重量の削減あるいは重量の最適化が達成され得る。さらに、ラチェットは、より小さい慣性モーメントを有することになり、これによって、切換時の快適性能（Schaltkomfort）が改善される。
【０００９】
好適な実施の形態によれば、ラチェット歯は、ラチェットの略中央に配置されていて、好ましくは台形状に形成された歯形を有している。歯幅、すなわち基材の肥厚部は、フリンジ（周縁領域）にのみ及んでいる。当該フリンジは、歯形に平行に延びている。フリンジの外側では、歯幅は基材の板厚に減少している。これにより、以下の利点が達成される。すなわち、最適な歯幅のための基材肥厚領域（MaterialAufdickung）は最小の領域に限定され、一方、ラチェット歯の強度上の要求は満たされる。このことは、最小の変形作業を意味し、また、更なる重量低減に貢献する。
【００１０】
本発明によれば、ラチェットの製造方法については、以下が考慮される。すなわち、最初に、一定の厚さの薄板から、つまり半製品材料（Halbzeugmaterial）から、金属片（粗金）が提供される。当該金属片が、塊成形（Massivumformung）を介して、ラチェット歯の領域において部分的に肥厚される。続いて、ラチェットの最終形状が、切断によって形成される。塊成形（Massivumformung）は、シンプルな変形工具、例えば雌型（ダイ）工具及び雄型工具、を用いて、低コストで実施され得る。このような塊成形によって、材料の歪み硬化が同時に生じるので、ラチェットの強度及び安全性が更に改良される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】ラチェットの側面図である。
【図２】図２（ａ）は、図１のラチェットの平面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ部分の拡大図である。
【図３】図２（ｂ）のIII−III線断面図である。
【図４】図２（ｂ）のIV−IV線断面図である。
【図５】変形される領域を有する金属片の平面図である。
【図６】図５のVI-VI線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の一実施の形態が、図面に示されており、以下において詳述される。これらの記述及び／または図面から、更なる特徴及び／または利点が明らかにされる。
【００１３】
図1は、ラチェット歯２を有する、本発明によるラチェット１を示している。ラチェット１は、鋼鉄の薄板から製造されており、板厚ｓを有している。一方、ラチェット歯２は、歯幅ｂを有しており、当該歯幅ｂは、板厚ｓより大きくなっている。ラチェット１は、上面１ａ及び下面１ｂを有している。ラチェット歯２は、その歯幅ｂに関して、寸法（ｂ−ｓ）だけ上面１ａに対して肥厚されている。
【００１４】
図２（ａ）は、長い側面１ｃを有するラチェット１を、ラチェット歯２と共に示す平面図である。ラチェット歯２は、略台形に形成された歯形２ａを有しており、長い側面１ｃの中間領域に配置されている。ラチェット１は、ラチェット歯２を除いて、従来技術に一致している。当該ラチェット１は、不図示の回動円錐を受容するための穴３を、一端において有しており、凹部が設けられた作動領域４を、他端において有している。当該作動領域４には、パーキングロック装置の不図示のロック円錐（Sperrkegel）が係合する。以上により、ラチェット１は、不図示の変速機ハウジングに回転可能に配置されており、ラチェット歯２が不図示のパーキングロック歯車に係合すると、変速機出力軸のロックが作用する。
【００１５】
図２（ｂ）は、図２（ａ）のＸ部分の詳細図であり、すなわち、ラチェット歯２の拡大図である。ラチェット歯２は、フリンジ２ｂを有しており、当該フリンジ２ｂは、台形状に形成された歯形２ａに平行に延びており、相似関係で（同様に）台形状に形成された線２ｃによって内側に面するように区切られている。
【００１６】
図３は、図２（ｂ）におけるIII−III線断面図を示している。図３から、板厚ｓに比べて肥厚された歯幅ｂが明らかに理解できる。ここでは、歯幅ｂは、フリンジ２ｂの領域に亘ってのみ延びており、斜面２ｄによってラチェット１の上面１ａへと傾斜している。
【００１７】
図４は、図２（ｂ）におけるIV−IV線断面図を示している。図４では、板厚ｓに比べて大きくなった歯幅ｂが見分けられ得る。フリンジ２ｂは、斜面２ｄを介して、上面１ａの平面内へと融合している。
【００１８】
図５は、平面図において、予め形成された領域６を有する薄板からなる金属片５を示している。当該金属片５は、浮き出た領域６ａ及び６ｂを有する平らな上面５ａを有しており、当該領域６ａ及び６ｂは、実線によって図示されている。金属片５の下面５ｂに配置された窪んだ領域６ｃは、破線によって図示されている。
【００１９】
図６は、図５のVI−VI線断面図である。浮き出た領域６ａ、６ｂ並びに窪んだ領域６ｃは、変形工具を介して製造される。当該変形工具は、一方では、浮き出た領域６ａ及び６ｂのための雌型（元型）として、他方では、窪んだ領域６ｃのための雄型（父型）として形成される。金属片５の材料は、最初は全体に板厚ｓを有しているが、塊成形（Massivumformung）（押圧成形、鋳造成形）によって部分的に肥厚され、浮き出た領域６ａがラチェット歯２の形状（図２）に対応するように形作られる。塊成形の後で、予め形成された領域６を有する金属片５が切断される。完成されたラチェットの外側輪郭が、一点鎖線７ａ及び７ｂによって示されている。従って、ラチェット１の最終形状は、切断または細断によって製造される。予め形成された領域６ｂ及び６ｃは、浮き出た領域６ａの外側でなくなる（消失する）。
【００２０】
本発明には、図示された実施の形態とは異なる歯形について、同様の製造方法によって適合する工具を用いて製造することが、含まれている。
【符号の説明】
【００２１】
１ ラチェット
１ａ 上面
１ｂ 下面
１ｃ 長い側面
２ ラチェット歯
２ａ 歯形
２ｂ フリンジ
２ｃ 境界線
２ｄ 斜面
３ 孔
４ 作動領域
５ 金属片（Rohling）
５ａ 上部
５ｂ 下部
６ 予め形成された領域
６ａ 浮き出た領域
６ｂ 浮き出た領域
６ｃ 窪んだ領域
７ａ ラチェットの外部輪郭線
７ｂ ラチェットの外部輪郭線
ｓ 板厚
ｂ 歯幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の板厚（ｓ）を有する薄板から製造可能であるのに、ラチェット歯（２）が前記板厚（ｓ）よりも大きい歯幅（ｂ）を有する
ことを特徴とするラチェット歯（２）を有するラチェット（１）。
【請求項２】
前記歯幅（ｂ）は、前記薄板の変形によって、製造可能である
ことを特徴とする請求項１に記載のラチェット。
【請求項３】
前記ラチェット（１）は、長い側面（１ｃ）を有しており、
前記ラチェット歯（２）は、前記長い側面（１ｃ）の中間領域に配置されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のラチェット。
【請求項４】
前記ラチェット歯（２）は、所定の歯形（２ａ）と、当該歯形（２ａ）に平行に延びているフリンジ（２ｂ）と、を有しており、
前記フリンジ（２ｂ）において、歯幅（ｂ）は一定である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のラチェット。
【請求項５】
前記歯幅（ｂ）は、斜面（２ｄ）を介して、前記フリンジ（２ｂ）の外部では減少している
ことを特徴とする請求項４に記載のラチェット。
【請求項６】
−金属片（５）が、前記所定の板厚（ｓ）の薄板から提供され、
−前記金属片（５）が、塊成形（Massivumformung）を介して、部分的に歯幅（ｂ）を肥厚され、
−前記ラチェット（１）の最終形状が、切断によって形成される
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のラチェット、の製造方法。
【請求項１】
所定の板厚（ｓ）を有する薄板から製造可能であるのに、ラチェット歯（２）が前記板厚（ｓ）よりも大きい歯幅（ｂ）を有する
ことを特徴とするラチェット歯（２）を有するラチェット（１）。
【請求項２】
前記歯幅（ｂ）は、前記薄板の変形によって、製造可能である
ことを特徴とする請求項１に記載のラチェット。
【請求項３】
前記ラチェット（１）は、長い側面（１ｃ）を有しており、
前記ラチェット歯（２）は、前記長い側面（１ｃ）の中間領域に配置されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のラチェット。
【請求項４】
前記ラチェット歯（２）は、所定の歯形（２ａ）と、当該歯形（２ａ）に平行に延びているフリンジ（２ｂ）と、を有しており、
前記フリンジ（２ｂ）において、歯幅（ｂ）は一定である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のラチェット。
【請求項５】
前記歯幅（ｂ）は、斜面（２ｄ）を介して、前記フリンジ（２ｂ）の外部では減少している
ことを特徴とする請求項４に記載のラチェット。
【請求項６】
−金属片（５）が、前記所定の板厚（ｓ）の薄板から提供され、
−前記金属片（５）が、塊成形（Massivumformung）を介して、部分的に歯幅（ｂ）を肥厚され、
−前記ラチェット（１）の最終形状が、切断によって形成される
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のラチェット、の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１１−２０６７１（Ｐ２０１１−２０６７１Ａ）
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１６１９８３（Ｐ２０１０−１６１９８３）
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【出願人】（５９２１７９３００）ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフト (56)
【氏名又は名称原語表記】ＺＦ ＦＲＩＥＤＲＩＣＨＳＨＡＦＥＮ ＡＫＴＩＥＮＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年２月３日（２０１１．２．３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年７月１６日（２０１０．７．１６）
【出願人】（５９２１７９３００）ツェットエフ、フリードリッヒスハーフェン、アクチエンゲゼルシャフト (56)
【氏名又は名称原語表記】ＺＦ ＦＲＩＥＤＲＩＣＨＳＨＡＦＥＮ ＡＫＴＩＥＮＧＥＳＥＬＬＳＣＨＡＦＴ
【Ｆターム（参考）】
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