JP2875009B2 - Synchronizer ring made of copper alloy - Google Patents
Synchronizer ring made of copper alloyInfo
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- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
- F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、変速機の同期装置に用いられるシンクロ
ナイザーリングに関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a synchronizer ring used for a transmission synchronizing device.
自動車の変速機においては、変速歯車とクラッチハブ
スリーブとの間にシンクロナイザーリングを介在させ、
クラッチハブスリーブと変速歯車のスプラインとの噛合
いが始まる前に、両者の周速度をそのシンクロナイザー
リングによって同期させる機構が採用されている。In a vehicle transmission, a synchronizer ring is interposed between the transmission gear and the clutch hub sleeve,
Prior to the start of engagement between the clutch hub sleeve and the spline of the transmission gear, a mechanism for synchronizing the peripheral velocities of the two with their synchronizer rings is employed.
一般的なシンクロナイザーリングを第1図について説
明すると、外周面の低段面3にシフティングキー5が嵌
まるキー溝7が等間隔に設けられ、高段面4に歯9が列
設されている。そして、クラッチハブスリーブとシンク
ロナイザーリングとは、シフティングキー5を介して軸
方向に摺動可能に連結され、クラッチハブスリーブの内
周の溝でシフティングキーの中央突起5aを押し、シフテ
ィングキーがシンクロナイザーリングをキー溝7で突く
(押付けとすべり摩耗が同時に起こる動作)ことによっ
て、軸方向への押付力が伝達され、シンクロナイザーリ
ング内面のテーパ部は変速歯車のテーパ部と接触し、ク
ラッチ作用で等速になり、最終的にクラッチハブスリー
ブと変速歯車とが同期される。Referring to FIG. 1, a general synchronizer ring will be described. Key grooves 7 in which the shifting keys 5 are fitted are provided at equal intervals on a low step surface 3 on the outer peripheral surface, and teeth 9 are arranged in a high step surface 4. ing. The clutch hub sleeve and the synchronizer ring are slidably connected in the axial direction via the shifting key 5, and the center projection 5a of the shifting key is pressed by the groove on the inner periphery of the clutch hub sleeve to shift the clutch hub sleeve. When the key pokes the synchronizer ring in the key groove 7 (operation in which pressing and sliding wear occur simultaneously), an axial pressing force is transmitted, and the tapered portion on the inner surface of the synchronizer ring comes into contact with the tapered portion of the transmission gear. The speed becomes constant by the clutch action, and the clutch hub sleeve and the transmission gear are finally synchronized.
従来、このシンクロナイザーリングは、主に鉄系合金
や銅合金で造られていた。Conventionally, this synchronizer ring has been mainly made of an iron-based alloy or a copper alloy.
鉄系材料のみからなるシンクロナイザーリングは、一
般的にその材質が非鉄材料よりも強度が高いので、設計
時の応力、特に歯車部の応力を高くでき、また、安価で
あるという利点を有しているが、相手材(鉄系材料)と
焼付きやすいので、押付圧力を高く取ることができな
く、例えば、内周のネジ部の押付圧に限界があり、ま
た、熱間鍛造性が劣り複雑な形状では量産に適しないと
いう欠点がある。Synchronizer rings made of only iron-based materials generally have higher strength than non-ferrous materials. However, since it is easy to seize with the counterpart material (iron-based material), it is not possible to take a high pressing pressure. For example, there is a limit to the pressing pressure of the screw part on the inner circumference, and the hot forgeability is poor and complicated. There is a drawback that a simple shape is not suitable for mass production.
このため、鉄系材料のシンクロナイザーリングは、主
に大動力を伝達する必要のある変速機に用いられ、その
場合には、非常に低速の例えばトラクター等の変速機を
除いて、内周ネジ部に焼付け防止のために高価なモリブ
デンを溶射したり、或いはペーパーライニングや樹脂射
出の手法でその面を形成している。For this reason, synchronizer rings made of iron-based materials are mainly used for transmissions that need to transmit large power, and in such cases, except for transmissions that are extremely low-speed, such as tractors, the inner peripheral screw is used. The surface is formed by spraying expensive molybdenum to prevent seizure, or by paper lining or resin injection.
一方、銅合金材料のみからなるシンクロナイザーリン
グは、相手材との耐焼付性が良好であり、強度的には鉄
系材料に劣るけれども申し分なく、しかも、熱間鍛造性
が良く、シンクロナイザーリングのように複雑な形状の
製品の製造に適している。On the other hand, a synchronizer ring made of only a copper alloy material has good seizure resistance with a counterpart material and is inferior in strength to an iron-based material, but is satisfactory, and has good hot forging properties, and has a good synchronizer ring. It is suitable for manufacturing products with complicated shapes such as
しかし、鉄系材料よりも剛性が低いので、剛性を要求
されるキー溝部では、特に大動力を伝達するシンクロナ
イザーリングにおいては、シフティングキーによる押付
けすべり摩耗によって、へたり現象による窪みが生じ
る。シンクロナイザーリングのキー溝にこのような窪み
が生じると、シンクロナイザーリングの移動が滑らかで
なくなり、ギアチェンジの際にシフトフィーリングに悪
影響を与え、最悪の場合ギア鳴りが発生することがあ
る。However, since the rigidity is lower than that of the iron-based material, in the key groove portion requiring rigidity, particularly in a synchronizer ring that transmits a large power, depression occurs due to a sliding phenomenon caused by pressing and sliding by the shifting key. If such a depression occurs in the key groove of the synchronizer ring, the movement of the synchronizer ring becomes not smooth, which adversely affects the shift feeling at the time of gear change, and in the worst case, gear noise may occur.
そして、銅合金材料のシンクロナイザーリングの剛性
は、その材質の如何にかかわらず大差がないので、窪み
発生を防止することはできなかった。Since the rigidity of the synchronizer ring made of a copper alloy material does not greatly differ irrespective of the material, the occurrence of a depression cannot be prevented.
この発明は、上記のような実情に鑑みて、キー溝部に
おけるへたり現象による窪みを防止し得る銅合金製シン
クロナイザーリングを提供することを目的とした。The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to provide a copper alloy synchronizer ring that can prevent a depression in a key groove portion due to a set phenomenon.
上記の目的を達成するために、この発明は、シンクロ
ナイザーリングのキー溝の内面のうち、少なくともシフ
ティングキーで強く押付け摩耗される個所が鉄系材料面
となるように、その個所に剛性を有する鉄系材料を複合
化して銅合金製シンクロナイザーリングを構成した。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a rigidity at a portion of the inner surface of the key groove of the synchronizer ring such that at least a portion which is strongly pressed and worn by the shifting key becomes a ferrous material surface. A synchronizer ring made of a copper alloy was constructed by compounding the iron-based material.
上記の構成によれば、シフティングキーによりキー溝
の内面が強く押付けられても、その部分が剛性を有する
鉄系材料であるので、へたり現象による窪みが生じるこ
とがなく、窪み発生によるギア鳴りを防止でき、シンク
ロナイザーリングの移動が滑らかでシフトフィーリング
が良好となる。According to the above configuration, even if the inner surface of the key groove is strongly pressed by the shifting key, the portion is made of a rigid iron-based material. The noise can be prevented, the synchronizer ring moves smoothly, and the shift feeling is improved.
シンクロナイザーリングのキー溝に鉄系材料を複合化
する方法としては、銅合金製のシンクロナイザーリング
素材を熱間鍛造(冷間鍛造であっても良い)する際に用
いる金型のキー溝部に鉄系材料を何らかの方法で固定
し、銅合金製素材と共に鍛造する。この際に銅合金製素
材には予熱を与えるが、必要なら鉄系材料にも予熱を与
える。As a method of compounding an iron-based material into the key groove of the synchronizer ring, a key groove part of a die used when hot forging (or cold forging) a synchronizer ring material made of a copper alloy is used. An iron-based material is fixed by some method and forged together with a copper alloy material. At this time, the copper alloy material is preheated, and if necessary, the iron-based material is also preheated.
なお、複合化する鉄系材料の製造方法としては、粉末
材料を用いる粉末冶金法、素材に鍛造加工や曲げ加工を
行う塑性加工法、さらには、素材から削り出す切削法が
あるが、その何れか若しくはその組合せによって行って
も良い。In addition, as a method of manufacturing an iron-based material to be composited, there are a powder metallurgy method using a powder material, a plastic working method of forging or bending a material, and a cutting method of shaving from a material. Or a combination thereof.
複合材である鉄系材料については、基本的には銅合金
材料のヤング率より高く、摩耗しなければ良い。The iron-based material which is a composite material is basically higher than the Young's modulus of the copper alloy material and need only be not worn.
鉄系材料の厚みについては、厚過ぎると銅合金材料の
強度が低下し、逆に薄過ぎるとへたり現象を防止する効
果を期待できない。この点から、シンクロナイザーリン
グの大きさにもよるが、0.2〜2mm程度の厚みが望まし
い。Regarding the thickness of the iron-based material, if it is too thick, the strength of the copper alloy material will be reduced, and if it is too thin, the effect of preventing the set phenomenon cannot be expected. From this point, although it depends on the size of the synchronizer ring, a thickness of about 0.2 to 2 mm is desirable.
次に、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。 Next, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
銅合金製シンクロナイザーリングは、第1図に示すよ
うに、形状的には従来のシンクロナイザーリングと同じ
で、外周面の幅中央に高低の段差1が付けられ、クラッ
チハブスリーブ側が低段面3に、変速歯車側が高段面4
に形成され、低段面3にシフティングキー5が嵌まるキ
ー溝7が等間隔に設けられ、高段面4に歯9が列設さ
れ、内周面にはネジ6が形成されている。このネジ部面
は、銅合金素材であるので、この面の焼付けが防止され
る。As shown in FIG. 1, the synchronizer ring made of copper alloy has the same shape as that of the conventional synchronizer ring, and has a step 1 at the center of the outer peripheral surface, and a low step surface at the clutch hub sleeve side. 3, the transmission gear side is a high step surface 4
The lower step surface 3 is provided with key grooves 7 in which the shifting key 5 is fitted at regular intervals, the high step surface 4 is provided with teeth 9 arranged in rows, and the inner peripheral surface is formed with a screw 6. . Since the screw surface is made of a copper alloy material, seizing of the surface is prevented.
従来のシンクロナイザーリングとは違って、第2図に
示すように、キー溝7に鉄系材料10が複合化され(その
部分を梨地模様に表す)、キー溝7の奥端面10aおよび
その上の面10b(段差1の位置)、さらに下端を除く両
側面10c,10cが鉄系材料面として形成される。Unlike the conventional synchronizer ring, as shown in FIG. 2, an iron-based material 10 is compounded in the key groove 7 (the portion is represented by a satin pattern), and the back end face 10a of the key groove 7 and the Surface 10b (position of step 1) and both side surfaces 10c, 10c excluding the lower end are formed as iron-based material surfaces.
次に、製造方法について説明する。 Next, a manufacturing method will be described.
熱間鍛造に用いられるシンクロナイザーリング素材15
は、外径が72mm、内径が60mm、厚みが13mmの冶金製品
(CSM3、P31B……組成など詳しくは後述する)であっ
て、その成形の一例については、銅合金粉末に強化粒子
や、潤滑剤を混入してビレット成形し、それを熱間押出
によりパイプ状に成形した粉末押出材を、輪切りに切断
する。Synchronizer ring material 15 used for hot forging
Is a metallurgical product with an outer diameter of 72mm, an inner diameter of 60mm, and a thickness of 13mm (CSM3, P31B …… the composition etc. will be described in detail later). The powder extruded material obtained by mixing the material into a billet and then forming it into a pipe shape by hot extrusion is cut into a slice.
或いは、他の粉末冶金的手法により、圧粉焼結材や粉
末鍛造材として成形することもできる。このような粉末
冶金的手法は、強化粒子の混入割合を任意に選択し均一
にマトリックス粉と混合できるので、所望の材質のもの
が得られて極めて都合が良い。Alternatively, it can be formed as a powder sintered material or a powder forged material by another powder metallurgy technique. Such a powder metallurgy technique is very convenient because the mixing ratio of the reinforcing particles can be arbitrarily selected and uniformly mixed with the matrix powder, so that a desired material can be obtained.
強化粒子としては、粒径の良く揃った炭化珪素、窒素
珪素、アルミナや金属珪素の微粉末等がシンクロナイザ
ーリングの使用条件に合わせて選択される。As the reinforcing particles, fine powders of silicon carbide, nitrogen silicon, alumina, metal silicon, and the like having a uniform particle size are selected according to the conditions of use of the synchronizer ring.
鉄系材料10の素材17には剛性を有する焼結材が用いら
れる。また、S15C(JIS G4051)やSCM440(JIS G4105)
等の一般の鋳鍛鋼品のもの、若しくはこれらの熱処理品
のものを用いることもできる。そして、その材料からな
る厚み1mmの圧延板を打抜き、型曲げすることによっ
て、第4図に示すように、キー溝7の奥端面10aに相当
する基片19の両端に、両側面10c,10cに相当する側片21,
21を形成し、基片19の先端に、上片10bに相当する突部2
3が設けられる。幅Wは12mmで、基片19の高さHは3mm、
側片21の長さLは4.5mmとなっている。As the raw material 17 of the iron-based material 10, a rigid sintered material is used. In addition, S15C (JIS G4051) and SCM440 (JIS G4105)
And the like, and those of these heat-treated products can also be used. Then, a 1 mm-thick rolled plate made of the material is punched out and bent, so that both side surfaces 10c, 10c are provided at both ends of the base piece 19 corresponding to the rear end surface 10a of the key groove 7, as shown in FIG. Side piece 21 corresponding to
21 is formed, and a protrusion 2 corresponding to the upper piece 10b is formed at the tip of the base piece 19.
3 is provided. The width W is 12 mm, the height H of the base piece 19 is 3 mm,
The length L of the side piece 21 is 4.5 mm.
熱間型鍛造については、第5図に示すように、まず、
キー溝7が形成される下型25の所定の個所に鉄系素材17
を組み込み、それから予め800℃の温度で予熱しておい
たシンクロナイザーリング素材15を、第6図に示すよう
に上に載せ、その上から上型24を押圧する。As for hot die forging, first, as shown in FIG.
A ferrous material 17 is provided at a predetermined location of the lower mold 25 where the keyway 7 is formed.
Then, the synchronizer ring material 15 which has been preheated at a temperature of 800 ° C. is placed on the top as shown in FIG. 6, and the upper mold 24 is pressed from above.
表は、ベンチテストによる10万回テストの結果を示
す。The table shows the results of the 100,000 tests performed by the bench test.
〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明の銅合金製シンクロナ
イザーリングによれば、シンクロナイザーリングのキー
溝の内面のうち、少なくともシフティングキーで強く叩
かれる個所が鉄系材料面となるように、その個所に剛性
を有する鉄系材料を複合化したから、キー溝部におい
て、シフティングキーで叩かれた際のへたり現象による
窪みの発生が防止され、ギア鳴りの発生を極力軽減する
ことができ、シフト性が良好であって、近年、シンクロ
ナイザーリングの性能向上の他に、シフトフィーリング
の向上が求められているが、その要望に有効に応え得る
という優れた効果がある。 [Effects of the Invention] As described above, according to the synchronizer ring made of the copper alloy of the present invention, at least the portion of the inner surface of the key groove of the synchronizer ring that is strongly beaten with the shifting key is the iron-based material surface. As a result, a rigid iron-based material is compounded at that point, preventing the occurrence of dents due to the settling phenomenon when hit with a shifting key in the key groove, minimizing the occurrence of gear noise The shiftability is good, and in recent years, in addition to the performance improvement of the synchronizer ring, the shift feeling is required to be improved, but there is an excellent effect that the demand can be effectively satisfied. .
また、銅合金製シンクロナイザーリングとしての特質
を何ら失わず、相手材との耐焼付け性が良好であり、熱
間鍛造性が良いという利点を併有する。In addition, it has the advantages of not losing any characteristics as a synchronizer ring made of a copper alloy, having good seizure resistance with a counterpart material, and having good hot forgeability.
図面は一実施例を示し、第1図はシンクロナイザーリン
グの斜視図、第2図は要部を拡大して示す斜視図、第3
図はそのシンクロナイザーリング素材の斜視図、第4図
は鉄系材料の斜視図、第5図および第6図は製造方法の
手順を示す断面図である。 5……シフティングキー、7……キー溝 10……鉄系材料、10a,10b,10c……鉄系材料面The drawings show an embodiment, FIG. 1 is a perspective view of a synchronizer ring, FIG. 2 is an enlarged perspective view showing a main part, and FIG.
FIG. 4 is a perspective view of the synchronizer ring material, FIG. 4 is a perspective view of the iron-based material, and FIGS. 5 and 6 are cross-sectional views showing the procedure of the manufacturing method. 5: Shifting key, 7: Keyway 10: Iron-based material, 10a, 10b, 10c: Iron-based material
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浦城 邦博 富山県中新川郡立山町西芦原新1番地の 1 中越合金鋳工株式会社内 (72)発明者 稲垣 一之 富山県中新川郡立山町西芦原新1番地の 1 中越合金鋳工株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16D 11/00 - 23/14 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Kunihiro Urashiro, 1 Nishi-Ashihara, Tateyama-machi, Taniyama-cho, Toyama Pref. No. 1 Nishi-Ashihara 1 Chuetsu Alloy Casting Co., Ltd. (58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) F16D 11/00-23/14
Claims (1)
うち、少なくともシフティングキーで強く押付け摩耗さ
れる個所が鉄系材料面となるように、その個所に剛性を
有する鉄系材料を複合化したことを特徴とする銅合金製
シンクロナイザーリング。An iron-based material having rigidity is compounded in such a manner that at least a portion of the inner surface of the key groove of the synchronizer ring which is strongly pressed and worn by the shifting key becomes an iron-based material surface. A synchronizer ring made of a copper alloy, characterized in that:
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
JP2332758A JP2875009B2 (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Synchronizer ring made of copper alloy |
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JP2332758A JP2875009B2 (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Synchronizer ring made of copper alloy |
Publications (2)
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JPH04203533A JPH04203533A (en) | 1992-07-24 |
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JP2332758A Expired - Lifetime JP2875009B2 (en) | 1990-11-28 | 1990-11-28 | Synchronizer ring made of copper alloy |
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JP4795543B2 (en) * | 2001-01-31 | 2011-10-19 | 大岡技研株式会社 | Gear manufacturing method |
-
1990
- 1990-11-28 JP JP2332758A patent/JP2875009B2/en not_active Expired - Lifetime
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