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JP5280085B2 - Vehicle drive plate and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the occurrence of engagement error without needing a post-working, such as cutting-work, etc., when a ring-gear in the outer-circumferential part is formed with rolling-formation in order to reduce the manufacturing cost, etc. <P>SOLUTION: Since an engagement tooth 16 of the ring-gear 12 of a driving plate 10 for vehicle, is provided with a projecting arch surface 50 having about 0.70 mm radius in the rear-side corner part of the front surface side edge surface 40, a pinion 30 is quickly engaged with the ring-gear 12 without causing the engagement error. In this case, the above projecting arch surface 50 is simultaneously roll-formed when the front surface side end surface 40, front-side tooth surface 42 and rear-side tooth surface 44, are integrally roll-formed with a die 74 with tooth, and therefore, the driving plate 10 for vehicle is simply manufactured at a low cost and also, the yield is improved and the manufacturing cost is decreased because of dispensing with the post-working, such as the cutting-work for forming the pin corner, the burr-removal, etc. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は車両用ドライブプレートに係り、特に、外周部のリングギヤを転造成形によって形成する場合に切削加工等の後加工を必要とすることなく噛合エラーの発生を防止する技術に関するものである。   The present invention relates to a vehicle drive plate, and more particularly to a technique for preventing the occurrence of a meshing error without requiring post-processing such as cutting when a ring gear at an outer peripheral portion is formed by rolling.

中心線Oを中心として外周部にリングギヤが設けられ、その中心線Oと平行に配設されたピニオンが軸心まわりに回転駆動されつつ軸方向へ直線移動させられることにより、そのリングギヤの噛合歯の間にそのピニオンの噛合歯が突入して互いに噛み合わされ、そのピニオンによりその中心線Oまわりに回転駆動される車両用ドライブプレートが、各種の車両のエンジンを始動する際に、そのクランク軸を回転駆動(クランキング)するための装置として広く用いられている。特許文献1に記載の装置はその一例で、電磁力によりピニオンを軸方向へ直線移動させるとともに、そのピニオンがリングギヤと完全に噛み合うまではピニオンを低速で回転駆動し、完全に噛み合った後に高速で回転させてエンジンを始動するようになっている。
特開2003−328912号公報
A ring gear is provided on the outer periphery around the center line O, and a pinion disposed parallel to the center line O is linearly moved in the axial direction while being driven to rotate about the axis, thereby engaging the ring gear. During this time, the vehicle drive plate, which is driven to rotate around the center line O by the pinion, engages with the meshing teeth of the pinion. It is widely used as a device for rotational driving (cranking). The device described in Patent Document 1 is an example, and while the pinion is linearly moved in the axial direction by electromagnetic force, the pinion is rotationally driven at a low speed until the pinion is completely engaged with the ring gear. The engine is started by rotating it.
JP 2003-328912 A

しかしながら、このようにピニオンがリングギヤに完全に噛み合った後に高速で回転させてエンジンを始動する場合、リレー等により回転速度を切り換える必要があるため装置が複雑で高価になるだけでなく、エンジンが始動するまでの時間が長くなる可能性がある。これに対し、ピニオンがリングギヤに噛み合う前から比較的高速で回転させると、ピニオンの噛合歯がリングギヤの噛合歯の正面側端面に当たった時に、跳ね返って噛合エラーを発生する恐れがある。   However, when the engine is started by rotating at a high speed after the pinion is completely engaged with the ring gear in this way, the rotation speed must be switched by a relay or the like, so that the device is not only complicated and expensive, but also the engine is started. There is a possibility that time to do becomes long. On the other hand, if the pinion is rotated at a relatively high speed before meshing with the ring gear, when the meshing tooth of the pinion hits the front side end face of the meshing tooth of the ring gear, there is a risk of causing a meshing error.

例えば図7の(a) は、車両用ドライブプレートのリングギヤ100を噛合歯102の歯たけ方向の中間部分で破断した断面図で、その噛合歯102のうち、ピニオン104の噛合歯106が突入する正面側端面108と、ピニオン104によって回転駆動される際に回転方向の前側に位置する前側歯面110との角部(前側角部)には、ピニオン104の噛合歯106をリングギヤ100の噛合歯102の間に案内するための平坦な傾斜面112が設けられている。しかしながら、図に実線で示すように、噛合歯102の正面側端面108と、ピニオン104によって回転駆動される際に回転方向の後側に位置する後側歯面114との角部(後側角部)116に、そのピニオン104の噛合歯106の前側角部118が当たった場合、その後側角部116が円弧形状を成していると、ピニオン104はそのまま回転することができないため跳ね返され、電磁力等により再び突入方向へ移動させられるが、その噛合歯106は矢印Aで示すように円弧を描いて回転するため、その回転速度が速いと一点鎖線で示すように隣の噛合歯102の後側角部116に再び当接して噛合エラーを発生することがある。   For example, FIG. 7A is a cross-sectional view in which the ring gear 100 of the vehicle drive plate is broken at an intermediate portion in the toothing direction of the meshing tooth 102, and the meshing tooth 106 of the pinion 104 among the meshing teeth 102 enters. The meshing teeth 106 of the pinion 104 are meshed with the meshing teeth of the ring gear 100 at the corners (frontal corners) between the front end face 108 and the front tooth surface 110 positioned on the front side in the rotational direction when being driven to rotate by the pinion 104. A flat inclined surface 112 is provided for guiding between 102. However, as indicated by a solid line in the figure, the corner (rear side angle) between the front end surface 108 of the meshing tooth 102 and the rear tooth surface 114 located on the rear side in the rotation direction when being driven to rotate by the pinion 104. Part) 116 hits the front corner 118 of the meshing tooth 106 of the pinion 104, and if the rear corner 116 has an arc shape, the pinion 104 cannot be rotated as it is and is rebounded. Although it is moved again in the direction of entry by electromagnetic force or the like, the meshing tooth 106 rotates in an arc as shown by an arrow A. Therefore, when the rotation speed is high, the adjacent meshing tooth 102 of the adjacent meshing tooth 102 is shown as shown by a one-dot chain line. There is a case where a meshing error occurs due to contact with the rear corner portion 116 again.

一方、図7の(b) は、上記後側角部116が略直角なピン角の場合で、この場合には、後側角部116にピニオン104の噛合歯106の前側角部118が当たっても殆ど跳ね返されることがなく、矢印Aで示すようにそのまま回転方向へ回転して次の噛合歯102との間に入り込むか、或いは後側角部116との引っ掛かりが僅かであれば、矢印Bで示すようにそのまま突入して噛み合い、噛合エラーを生じることはない。しかしながら、例えば製造コストを低減するためにリングギヤ100を転造成形する場合、図7の(b) のように後側角部116をピン角にすることは不可能であるため、噛合歯102を転造成形した後に切削加工等で後側角部116をピン角にする必要があり、加工工数が増えるとともに材料の歩留りが悪くなり、必ずしも十分に製造コストを低減する効果が得られない。   On the other hand, FIG. 7B shows the case where the rear corner 116 has a substantially right angle, and in this case, the front corner 118 of the meshing tooth 106 of the pinion 104 hits the rear corner 116. Even if it is hardly rebounded, as shown by an arrow A, it rotates in the rotational direction as it is and enters between the next meshing teeth 102, or if it is slightly caught by the rear corner 116, the arrow As shown by B, it rushes and meshes as it is and no meshing error occurs. However, for example, when the ring gear 100 is formed by rolling in order to reduce the manufacturing cost, it is impossible to make the rear corner portion 116 a pin angle as shown in FIG. After rolling forming, it is necessary to make the rear corner portion 116 a pin angle by cutting or the like, which increases the number of processing steps and the yield of the material, and the effect of sufficiently reducing the manufacturing cost is not necessarily obtained.

本発明は以上の事情を背景として為されたもので、その目的とするところは、製造コスト低減等のために外周部のリングギヤを転造成形によって形成する場合に、切削加工等の後加工を必要とすることなく噛合エラーが発生しないようにすることにある。   The present invention has been made against the background of the above circumstances, and the object of the present invention is to perform post-processing such as cutting when the outer peripheral ring gear is formed by rolling to reduce manufacturing costs. It is to prevent the occurrence of a meshing error without being necessary.

かかる目的を達成するために、第1発明は、(a) 中心線Oを中心として外周部にリングギヤが設けられ、その中心線Oと平行に配設されたピニオンが軸心まわりに回転駆動されつつ軸方向へ直線移動させられることにより、そのリングギヤの噛合歯の間にそのピニオンの噛合歯が突入して互いに噛み合わされ、そのピニオンによりその中心線Oまわりに回転駆動されるとともに、(b) 前記リングギヤの噛合歯のうち、少なくとも前記ピニオンの噛合歯が突入する正面側端面、そのピニオンによって回転駆動される際に回転方向の前側に位置する前側歯面、およびそのピニオンによって回転駆動される際に回転方向の後側に位置する後側歯面を有する部分は、一体に構成された歯付ダイスにより転造成形されており、(c) 前記正面側端面と前記前側歯面との角部には、前記ピニオンの噛合歯を前記リングギヤの噛合歯の間に案内するための平坦な傾斜面が前記歯付ダイスによる転造成形によって同時に設けられている車両用ドライブプレートであって、(d) 前記正面側端面と前記後側歯面との角部には、半径R1が0.65mm以上で且つ0.95mm未満の凸円弧面が前記歯付ダイスによる転造成形によって同時に設けられていることを特徴とする。 In order to achieve this object, the first invention is as follows. (A) A ring gear is provided on the outer periphery around the center line O, and a pinion arranged in parallel to the center line O is driven to rotate around the axis. While being linearly moved in the axial direction, the meshing teeth of the pinion enter between the meshing teeth of the ring gear and mesh with each other, and are rotationally driven around the center line O by the pinion, and (b) Among the meshing teeth of the ring gear, at least the front side end surface into which the meshing teeth of the pinion enter, the front tooth surface positioned on the front side in the rotational direction when being rotated by the pinion, and the rotationally driven by the pinion The portion having the rear tooth surface located on the rear side in the rotation direction is formed by rolling with an integrally formed toothed die, and (c) the front side end surface and the front side In a vehicle drive plate, a flat inclined surface for guiding the meshing teeth of the pinion between the meshing teeth of the ring gear is provided at the corner with the surface at the same time by rolling molding with the toothed die. (D) A convex arc surface having a radius R1 of 0.65 mm or more and less than 0.95 mm is formed by rolling with the toothed die at the corner portion between the front side end face and the rear side tooth face. It is characterized by being provided simultaneously.

第2発明は、第1発明の車両用ドライブプレートにおいて、(a) 前記車両用ドライブプレートは、前記ピニオンの噛合歯が前記リングギヤの噛合歯の間に突入する際の突入速度が250mm/秒〜350mm/秒の範囲内で、その突入時のピニオンの回転速度が1000rpm〜2000rpmの範囲内で使用されるもので、(b) 前記傾斜面は、傾斜角度φが44°〜46°の範囲内で、傾斜範囲Lが1.5mm〜2.5mmの範囲内であり、(c) 前記凸円弧面は、半径R1が0.65mm〜0.90mmの範囲内であることを特徴とする。 The second invention is the vehicle drive plate according to the first invention, wherein (a) the vehicle drive plate has a rush speed of 250 mm / second or more when the meshing teeth of the pinion rush between the meshing teeth of the ring gear. In the range of 350 mm / second, the rotation speed of the pinion at the time of entry is used in the range of 1000 rpm to 2000 rpm. (B) The inclined surface has an inclination angle φ in the range of 44 ° to 46 °. in inclination range L is in the range of 1.5 mm to 2.5 mm, (c) the convex arcuate surface, the radius R1 is equal to or is in the range of 0.65Mm~0.90Mm.

第3発明は、(a) 中心線Oを中心として外周部にリングギヤが設けられ、その中心線Oと平行に配設されたピニオンが軸心まわりに回転駆動されつつ軸方向へ直線移動させられることにより、そのリングギヤの噛合歯の間にそのピニオンの噛合歯が突入して互いに噛み合わされ、そのピニオンによりその中心線Oまわりに回転駆動されるとともに、(b) 前記リングギヤの噛合歯のうち、前記ピニオンの噛合歯が突入する正面側端面と、そのピニオンによって回転駆動される際に回転方向の前側に位置する前側歯面との角部には、そのピニオンの噛合歯をそのリングギヤの噛合歯の間に案内するための平坦な傾斜面が設けられ、(c) 前記正面側端面と、前記ピニオンによって回転駆動される際に回転方向の後側に位置する後側歯面との角部には、半径R1が0.65mm以上で且つ0.95mm未満の凸円弧面が設けられている車両用ドライブプレートの製造方法であって、(d) 前記リングギヤの噛合歯のうち、前記傾斜面および前記凸円弧面を含んで少なくとも前記正面側端面、前記前側歯面、および前記後側歯面を有する部分を、一体に構成された歯付ダイスにより同時に転造成形することを特徴とする。   According to the third aspect of the invention, (a) a ring gear is provided on the outer periphery around the center line O, and a pinion disposed parallel to the center line O is linearly moved in the axial direction while being rotationally driven around the axis. Thus, the meshing teeth of the pinion enter between the meshing teeth of the ring gear and mesh with each other, and are rotationally driven around the center line O by the pinion, and (b) Of the meshing teeth of the ring gear, At the corner between the front side end face into which the meshing tooth of the pinion enters and the front tooth surface positioned on the front side in the rotation direction when being driven to rotate by the pinion, the meshing tooth of the pinion is fitted to the meshing tooth of the ring gear. (C) at the corner of the front side end surface and the rear tooth surface located on the rear side in the rotation direction when being driven to rotate by the pinion. Half R1 is a method for manufacturing a vehicle drive plate provided with a convex arc surface of 0.65 mm or more and less than 0.95 mm, (d) Of the meshing teeth of the ring gear, the inclined surface and the convex arc A portion having at least the front side end face, the front tooth face, and the rear tooth face including a face is simultaneously formed by rolling with a toothed die integrally formed.

第1発明の車両用ドライブプレートは、正面側端面と後側歯面との角部(後側角部)に半径R1が0.65mm以上で且つ0.95mm未満の凸円弧面が設けられているため、本発明者等の実験によれば噛合エラーを発生すること無くピニオンがリングギヤに速やかに噛み合わされるようになる。その場合に、凸円弧面は、正面側端面や前側歯面、後側歯面を有する部分を歯付ダイスによって転造成形する際に同時に転造成形されるため、車両用ドライブプレートを簡単且つ安価に製造できるとともに歩留りが向上し、ピン角にするための切削加工やバリ取り等の後加工が不要になることと相まって製造コストが低減される。 In the vehicle drive plate according to the first aspect of the invention, a convex arc surface having a radius R1 of 0.65 mm or more and less than 0.95 mm is provided at a corner portion (rear corner portion) between the front end face and the rear tooth face. Therefore, according to the experiments by the present inventors, the pinion is quickly meshed with the ring gear without causing a meshing error. In this case, the convex arc surface is formed by rolling simultaneously with the toothed die when the portion having the front side end surface, the front tooth surface, and the rear tooth surface is formed by the toothed die. In addition to being able to manufacture at low cost, the yield is improved, and the manufacturing cost is reduced in combination with the need for post-processing such as cutting and deburring to obtain a pin angle.

上記後側角部に半径R1が0.65mm以上で且つ0.95mm未満の凸円弧面が設けられている車両用ドライブプレートを、一体に構成された歯付ダイスにより転造成形する第3発明の製造方法においても、実質的に上記第1発明と同様の効果が得られる。   A third invention in which a vehicle drive plate having a radius R1 of 0.65 mm or more and a convex arc surface of less than 0.95 mm provided at the rear corner is formed by rolling with an integrally formed toothed die. In this manufacturing method, substantially the same effect as the first invention can be obtained.

第2発明では、傾斜面の傾斜角度φが44°〜46°の範囲内で、傾斜範囲Lが1.5mm〜2.5mmの範囲内であり、且つ凸円弧面の半径R1が0.65mm〜0.90mmの範囲内の場合で、その場合には、ピニオンの噛合歯がリングギヤの噛合歯の間に突入する際のそのピニオンの回転速度が1000rpm〜2000rpmの比較的高回転であっても、本発明者等の実験によれば噛合エラーを発生すること無くピニオンを速やかにリングギヤに噛み合わせることが可能で、車両用ドライブプレートを速やかに高速で回転させてエンジンを始動することができる。   In the second invention, the inclination angle φ of the inclined surface is in the range of 44 ° to 46 °, the inclination range L is in the range of 1.5 mm to 2.5 mm, and the radius R1 of the convex arc surface is 0.65 mm. If the pinion meshing teeth enter between the meshing teeth of the ring gear, the rotational speed of the pinion is 1000 rpm to 2000 rpm relatively high. According to the experiments by the present inventors, the pinion can be quickly meshed with the ring gear without causing a meshing error, and the engine can be started by quickly rotating the vehicle drive plate at high speed.

本発明の車両用ドライブプレートは、リングギヤの噛合歯のうち、傾斜面および凸円弧面を含んで少なくとも正面側端面、前側歯面、および後側歯面を有する部分、言い換えればピニオンと接する可能性がある部分が、一体に構成された歯付ダイスにより転造成形されるようになっておれば良く、ピニオンとの噛合に影響する部分にバリ等を生じる恐れがなく、切削加工等の後加工が不要である。正面側端面と反対側の背面側端面については、例えば別体に構成された端面拘束板等をボルト等により歯付ダイスに一体的に固定することにより成形することが可能であるが、背面側端面を含めてリングギヤの全体を単一の一体の歯付ダイスによって転造成形することも可能である。   The vehicle drive plate of the present invention has a possibility of coming into contact with a pinion, that is, a portion having at least a front end face, a front tooth face, and a rear tooth face, including an inclined surface and a convex arc surface, among the meshing teeth of the ring gear. It is only necessary that a certain part is formed by rolling with an integrally formed toothed die, and there is no risk of burring or the like in the part that affects the meshing with the pinion, and post-processing such as cutting Is unnecessary. The back side end surface opposite to the front side end surface can be molded by, for example, fixing a separate end face constraining plate or the like to the toothed die with a bolt or the like. It is also possible to roll the entire ring gear including the end face with a single integral toothed die.

正面側端面と後側歯面との角部(後側角部)には、半径R1が0.95mm未満の凸円弧面が転造成形によって設けられるが、これは、本発明者等の実験によれば、R1≒0.95mmでは噛合エラーが発生したのに対し、R1≒0.70mm、R1≒0.80mmでは噛合エラーが発生しなかったため、0.95mm未満とした。また、凸円弧面の半径R1が0.60mm以下の小さな円弧面を転造成形で形成するには、転造圧力等の成形条件が厳しくなり、歯付ダイスの耐久性が損なわれる可能性があるため、半径R1は0.65mm〜0.90mmの範囲内が望ましく、特に0.65mm〜0.75mmの範囲が適当である。但し、幾何学的な意味において厳密に半径R1の凸円弧面である必要はなく、製造上の都合等により周方向や長手方向すなわち角部の稜線方向において半径R1が多少変化していても良い。このような転造成形は熱間で行なうことが望ましい。 Convex arc surfaces having a radius R1 of less than 0.95 mm are formed by rolling at the corners (rear corners) between the front end face and the rear tooth face. According to the above, a meshing error occurred when R1≈0.95 mm, whereas a meshing error did not occur when R1≈0.70 mm and R1≈0.80 mm. Further, the radius R1 of the convex arc surface is 0 . To form the following small arcuate surface 60mm in rolling molding, molding conditions such as rolling pressure is severe, there is a possibility that the durability of the toothed die is impaired, the radius R1 is 0. A range of 65 mm to 0.90 mm is desirable, and a range of 0.65 mm to 0.75 mm is particularly suitable. However, in a geometric sense, it is not necessarily a convex arc surface having a radius R1, and the radius R1 may be slightly changed in the circumferential direction or the longitudinal direction, that is, the corner ridgeline direction, due to manufacturing convenience or the like. . Such roll forming is preferably performed hot.

傾斜面は、例えば傾斜角度φが44°〜46°の範囲内で、傾斜範囲Lが1.5mm〜2.5mmの範囲内で設定されるが、第1発明の実施に際しては、噛合エラーが発生しないことを条件としてこれ等の範囲を逸脱して設定することも可能である。ピニオンの噛合歯がリングギヤの噛合歯の間に突入する際のピニオンの回転速度は、例えば1000rpm〜2000rpmの範囲内であるが、第1発明の実施に際しては、噛合エラーが発生しないことを条件としてこの範囲を逸脱して設定することも可能である。また、ピニオンの噛合歯がリングギヤの噛合歯の間に突入する際のピニオンの軸方向の移動速度(突入速度)は、例えば250mm/秒〜350mm/秒程度である。   The inclined surface is set, for example, within an inclination angle φ of 44 ° to 46 ° and an inclination range L within a range of 1.5 mm to 2.5 mm. It is also possible to set out of these ranges, provided that they do not occur. The rotation speed of the pinion when the meshing teeth of the pinion enter between the meshing teeth of the ring gear is, for example, in the range of 1000 rpm to 2000 rpm, but on the condition that the meshing error does not occur in the implementation of the first invention. It is also possible to set out of this range. Further, the moving speed (rush speed) of the pinion in the axial direction when the meshing teeth of the pinion enter between the meshing teeth of the ring gear is, for example, about 250 mm / second to 350 mm / second.

本発明の車両用ドライブプレートは、リングギヤを含めて一体に構成することが望ましく、例えば円板状素材の外周部を増肉ローラにより増肉成形してリングギヤの歯幅と略同じ肉厚を有する厚肉部を形成し、その厚肉部に噛合歯を転造成形することによって製造される。但し、車両用ドライブプレートの略平坦なプレート部とリングギヤとを別体に構成し、溶接やボルト等の固設手段により一体的に固設することも可能で、種々の態様を採用できる。   The vehicle drive plate of the present invention preferably includes a ring gear and is integrally formed. For example, the outer peripheral portion of a disk-shaped material is thickened by a thickening roller and has a thickness substantially equal to the tooth width of the ring gear. It is manufactured by forming a thick part and rolling the meshing teeth in the thick part. However, the substantially flat plate portion of the vehicle drive plate and the ring gear can be configured separately and can be integrally fixed by fixing means such as welding or bolts, and various modes can be adopted.

以下、本発明の実施例を、図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は、本発明が適用された車両用ドライブプレート10の断面図で、中心線Oを中心とする円板形状を成していて外周部にリングギヤ12が設けられており、図1ではその上側半分が示されている。この車両用ドライブプレート10は、図4の(a) に示すように板厚が略一定の鋼板等の金属板から成る円板状素材20を用いて一体に構成されたもので、先ず(b) に示すように、円板状素材20の外周部に増肉ローラを用いて増肉加工が施されることにより、リングギヤ12の幅寸法より少し小さい肉厚の厚肉部14が外周部に設けられたドライブプレート用素材22が得られる。その後、(c) に示すように、その厚肉部14の外周面に転造加工を施して周方向に連続して多数の噛合歯16を転造成形することによりリングギヤ12が形成され、円板状素材20と略同じ板厚の内周側のプレート部18の外周部にリングギヤ12が一体に設けられた車両用ドライブプレート10が得られる。図4の(a) 〜(c) は、図1における車両用ドライブプレート10と同様に中心線Oを含む断面図で、中心線Oよりも上側半分を示したものである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view of a vehicle drive plate 10 to which the present invention is applied. The vehicle drive plate 10 has a disk shape centered on a center line O and is provided with a ring gear 12 on the outer periphery. The upper half is shown. As shown in FIG. 4 (a), the vehicle drive plate 10 is integrally formed by using a disk-shaped material 20 made of a metal plate such as a steel plate having a substantially constant plate thickness. ), The thickened portion 14 having a thickness slightly smaller than the width dimension of the ring gear 12 is formed on the outer peripheral portion by applying a thickening process to the outer peripheral portion of the disk-shaped material 20 using a thickening roller. The provided drive plate material 22 is obtained. Thereafter, as shown in (c), the ring gear 12 is formed by rolling the outer peripheral surface of the thick portion 14 and rolling and forming a large number of meshing teeth 16 in the circumferential direction. The vehicle drive plate 10 in which the ring gear 12 is integrally provided on the outer peripheral portion of the inner peripheral plate portion 18 having substantially the same thickness as the plate-like material 20 is obtained. 4A to 4C are cross-sectional views including the center line O, similar to the vehicle drive plate 10 in FIG. 1, and show the upper half of the center line O. FIG.

そして、このような車両用ドライブプレート10は、図1に示すように、中心線Oと平行に配設されたピニオン30が、突入回転装置34により軸心まわりに回転駆動されつつ軸方向へ直線移動させられることにより、前記リングギヤ12の噛合歯16の間にピニオン30の噛合歯32が突入して互いに噛み合わされ、そのピニオン30により中心線Oまわりに回転駆動される。車両用ドライブプレート10は、トルクコンバータにボルト等を介して一体的に固設されてエンジンのクランク軸に連結され、上記ピニオン30によって中心線Oまわりに回転駆動されることによりクランク軸を回転駆動し、燃料噴射等の始動制御が行なわれることによりエンジンが始動させられる。上記突入回転装置34は、ピニオン30を回転駆動する電動モータや軸方向へ直線移動させる電磁ソレノイド等を有して構成されており、停止状態のピニオン30を回転駆動すると同時に軸方向へ移動させるもので、リングギヤ12と噛み合う際のピニオン30の回転速度は1000rpm〜2000rpmの範囲内で本実施例では約1500rpmであり、軸方向の突入速度は250mm/秒〜350mm/秒の範囲内で本実施例では約300mm/秒である。   As shown in FIG. 1, such a vehicle drive plate 10 has a pinion 30 arranged in parallel with the center line O and is linearly driven in the axial direction while being driven to rotate around the axis by the inrush rotation device 34. By being moved, the meshing teeth 32 of the pinion 30 enter between the meshing teeth 16 of the ring gear 12 and mesh with each other, and are driven to rotate around the center line O by the pinion 30. The vehicle drive plate 10 is integrally fixed to the torque converter via bolts or the like and connected to the crankshaft of the engine. The vehicle drive plate 10 is rotationally driven around the center line O by the pinion 30 to rotationally drive the crankshaft. Then, the engine is started by starting control such as fuel injection. The rush rotation device 34 includes an electric motor that rotationally drives the pinion 30, an electromagnetic solenoid that linearly moves in the axial direction, and the like, and rotationally drives the stopped pinion 30 and simultaneously moves in the axial direction. Thus, the rotational speed of the pinion 30 when meshing with the ring gear 12 is in the range of 1000 rpm to 2000 rpm, and in this embodiment is about 1500 rpm, and the axial entry speed is in the range of 250 mm / sec to 350 mm / sec. Then, it is about 300 mm / sec.

ここで、本実施例のリングギヤ12の噛合歯16は、図2に示すように構成されている。図2の(a) は一つの噛合歯16を示す図で、前記ピニオン30の噛合歯32が突入させられる正面側の斜め上方から見た斜視図であり、(b) は(a) における IIB平面で切り欠いた断面図である。これ等の図において、噛合歯16は、ピニオン30の噛合歯32が突入する正面側端面40、ピニオン30によって回転駆動される際に回転方向の前側に位置する前側歯面42、ピニオン30によって回転駆動される際に回転方向の後側に位置する後側歯面44、および正面側端面40と反対側の背面側端面46を備えている。そして、正面側端面40と前側歯面42との角部(前側角部)には、ピニオン30の噛合歯32をリングギヤ12の噛合歯16の間に案内するための平坦な傾斜面48が設けられており、正面側端面40と後側歯面44との角部(後側角部)には、半径R1が0.95mm未満の凸円弧面50が設けられている。   Here, the meshing teeth 16 of the ring gear 12 of this embodiment are configured as shown in FIG. FIG. 2 (a) is a view showing one meshing tooth 16, and is a perspective view seen from obliquely upward on the front side where the meshing tooth 32 of the pinion 30 is inserted, and FIG. 2 (b) is an IIB in (a). It is sectional drawing cut out by the plane. In these drawings, the meshing teeth 16 are rotated by the front end surface 40 into which the meshing teeth 32 of the pinion 30 enter, the front tooth surface 42 positioned on the front side in the rotational direction and the pinion 30 when being rotated by the pinion 30. A rear tooth surface 44 located on the rear side in the rotation direction when driven, and a rear side end surface 46 opposite to the front side end surface 40 are provided. A flat inclined surface 48 for guiding the meshing tooth 32 of the pinion 30 between the meshing teeth 16 of the ring gear 12 is provided at the corner (front corner) of the front side end surface 40 and the front side tooth surface 42. In addition, a convex arcuate surface 50 having a radius R1 of less than 0.95 mm is provided at a corner portion (rear side corner portion) between the front side end surface 40 and the rear tooth surface 44.

上記傾斜面48の傾斜角度φは44°〜46°の範囲内で、本実施例ではφ=45°をねらい値として成形されており、その傾斜面48の傾斜範囲Lは1.5mm〜2.5mmの範囲内で、本実施例では2.0mmをねらい値として成形されている。この傾斜面48の両端、すなわち前側歯面42および正面側端面40と交差する各稜線部分には、それぞれ半径が約1.1mm程度の円弧面が設けられ、滑らかに接続されている。傾斜範囲Lは、図2の(b) において平坦な傾斜面48と正面側端面40とを直線的に延長した場合の交点までの距離、すなわち円弧面を設けない状態での傾斜面48の成形範囲である。また、凸円弧面50の半径R1は、本実施例では0.65mm〜0.90mmの範囲内で、特に0.65mm〜0.75mmの範囲内となるように0.70mmをねらい値として成形されている。   The inclination angle φ of the inclined surface 48 is in the range of 44 ° to 46 °, and in this embodiment, φ = 45 ° is a target value. The inclination range L of the inclined surface 48 is 1.5 mm to 2 mm. Within the range of 0.5 mm, the present embodiment is molded with a target value of 2.0 mm. Arc edges having a radius of about 1.1 mm are provided at both ends of the inclined surface 48, that is, each ridge line portion that intersects the front tooth surface 42 and the front end surface 40, and is smoothly connected. The inclination range L is the distance to the intersection when the flat inclined surface 48 and the front side end surface 40 are linearly extended in FIG. 2B, that is, the formation of the inclined surface 48 without providing an arc surface. It is a range. In addition, the radius R1 of the convex arcuate surface 50 is formed within the range of 0.65 mm to 0.90 mm in the present embodiment, particularly 0.70 mm so as to be within the range of 0.65 mm to 0.75 mm. Has been.

そして、このような噛合歯16を備えているリングギヤ12によれば、正面側端面40の後側角部に半径R1が0.70mm程度の凸円弧面50が設けられているため、本発明者等の実験によれば噛合エラーを発生すること無くピニオン30がリングギヤ12に速やかに噛み合わされるようになった。図3は、前記図7の(a) 、(b) に対応する断面図であり、実線で示すように後側角部の凸円弧面50にピニオン30の噛合歯32の前側角部33が当たっても、矢印Aで示すように僅かに跳ね返されるものの直ちに突入方向へ前進させられ、回転に伴って一点鎖線で示すように次の噛合歯16との間に入り込むか、或いは凸円弧面50との引っ掛かりが僅かであれば、矢印Bで示すようにそのまま突入して噛み合い、噛合エラーを生じることはないのである。   And according to the ring gear 12 provided with such a meshing tooth | gear 16, since the convex circular arc surface 50 whose radius R1 is about 0.70 mm is provided in the rear side corner | angular part of the front side end surface 40, this inventor is According to the above experiments, the pinion 30 is quickly meshed with the ring gear 12 without causing a meshing error. FIG. 3 is a cross-sectional view corresponding to (a) and (b) of FIG. 7, and the front corner portion 33 of the meshing tooth 32 of the pinion 30 is formed on the convex arc surface 50 of the rear corner portion as shown by the solid line. Even if it hits, it is slightly rebounded as indicated by arrow A, but is immediately advanced in the direction of entry, and enters the next meshing tooth 16 as indicated by the alternate long and short dash line as it rotates, or convex arcuate surface 50 If there is only a small amount of catch, as shown by the arrow B, it enters and meshes as it is and no meshing error occurs.

図5は、前記ドライブプレート用素材22の厚肉部14に転造加工を施して噛合歯16を転造成形する転造成形装置60の要部構成を説明する断面図で、互いに平行な中心線S1 、S2 まわりに回転可能に配設されている回転クランプ装置62および転造ダイス64を備えている。回転クランプ装置62は、一対のマンドレル66、68によりドライブプレート用素材22を両側から挟圧して同心に一体的に保持するとともに、図示しないモータにより所定の回転速度で中心線S1 (O)まわりに回転駆動する。ドライブプレート用素材22は、外周部の厚肉部14がマンドレル66、68から外周側へ突き出す状態で一体的に保持される。 FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a main part of a rolling molding apparatus 60 that rolls and forms the meshing teeth 16 by rolling the thick-walled portion 14 of the drive plate raw material 22. A rotary clamping device 62 and a rolling die 64 are provided so as to be rotatable around the lines S 1 and S 2 . The rotary clamp device 62 clamps the drive plate material 22 from both sides by a pair of mandrels 66 and 68 so as to be held concentrically and at a predetermined rotational speed by a motor (not shown) around the center line S 1 (O). To rotate. The drive plate material 22 is integrally held in a state where the outer peripheral thick portion 14 protrudes from the mandrels 66 and 68 to the outer peripheral side.

転造ダイス64には、前記噛合歯16に対応する成形歯72を有する成形溝70が設けられているとともに、図示しない直線駆動装置により中心線S2 に対して垂直方向であって中心線S1 に向かう一直線方向、すなわちドライブプレート用素材22の径方向に移動させられ、回転クランプ装置62に接近させられる。そして、回転クランプ装置62に固定されて一体的に回転駆動されるドライブプレート用素材22の外周部が成形溝70内に挿入され、その成形溝70内に設けられた成形歯72が厚肉部14の外周面に接するようになると、転造ダイス64は中心線S2 まわりにに連れ廻りさせられ、その状態で更に回転クランプ装置62に接近させられることにより厚肉部14に成形歯72が食い込み、塑性変形によって前記噛合歯16が形成される。なお、回転クランプ装置62を転造ダイス64に対して接近させることにより、ドライブプレート用素材22の厚肉部14に転造成形加工が行なわれるように構成することもできる。 The rolling die 64, together with the molding groove 70 is provided with a shaped tooth 72 corresponding to the engaging teeth 16, the center line a direction perpendicular to the center line S 2 by a linear drive device (not shown) S It is moved in a straight line direction toward 1 , that is, in the radial direction of the drive plate material 22, and is brought close to the rotary clamp device 62. The outer peripheral portion of the drive plate material 22 fixed to the rotary clamp device 62 and driven to rotate integrally is inserted into the molding groove 70, and the molding teeth 72 provided in the molding groove 70 are thick portions. becomes in contact with the outer peripheral surface 14, rolling die 64 is caused to around him to around the center line S 2, splines 72 on the thick portion 14 by being brought further closer to the rotational clamping device 62 in this state The meshing teeth 16 are formed by biting and plastic deformation. In addition, by making the rotary clamp device 62 approach the rolling die 64, the thick molding portion 14 of the drive plate material 22 can be formed by rolling.

図6は、上記転造ダイス64の成形溝70の近傍を拡大して示す図で、この転造ダイス64は、前記成形歯72が形成された歯付ダイス74と背面側端面拘束板76とから構成されており、締結手段であるボルト78(図5参照)を介して一体的に固設されることにより、それ等の歯付ダイス74および背面側端面拘束板76によって前記成形溝70が形成されるようになっている。すなわち、歯付ダイス74は、前記リングギヤ12の噛合歯16のうち、前記傾斜面48および凸円弧面50を含んで正面側端面40、前側歯面42、および後側歯面44を有する部分を成形するために、それ等に対応する成形面を一体に備えており、背面側端面拘束板76によって前記背面側端面46が成形されるのである。傾斜面48および凸円弧面50を含んで正面側端面40、前側歯面42、および後側歯面44が一体の歯付ダイス74によって転造成形されることから、ピニオン30と接する部分にバリ等の突起が発生する恐れがなく、バリ取り等の後加工が不要であり、噛合歯16を有する車両用ドライブプレート10を簡単且つ安価に製造できる。   FIG. 6 is an enlarged view showing the vicinity of the forming groove 70 of the rolling die 64. The rolling die 64 includes a toothed die 74 on which the forming teeth 72 are formed, a back side end face restraint plate 76, and the like. And the molding groove 70 is formed by the toothed dies 74 and the back side end face restraint plate 76 by being integrally fixed via bolts 78 (see FIG. 5) as fastening means. It is supposed to be formed. That is, the toothed die 74 includes a portion of the meshing teeth 16 of the ring gear 12 that includes the front end surface 40, the front tooth surface 42, and the rear tooth surface 44 including the inclined surface 48 and the convex arc surface 50. In order to mold, a molding surface corresponding to them is integrally provided, and the back side end surface 46 is molded by the back side end surface restraining plate 76. Since the front side end face 40, the front tooth face 42, and the rear tooth face 44 including the inclined face 48 and the convex arc face 50 are formed by rolling with an integral toothed die 74, the portion in contact with the pinion 30 is burred. No post-processing such as deburring is required, and the vehicle drive plate 10 having the meshing teeth 16 can be manufactured easily and inexpensively.

このように、本実施例の車両用ドライブプレート10は、正面側端面40の後側角部に半径R1が0.70mm程度の凸円弧面50が設けられているため、噛合エラーを発生すること無くピニオン30がリングギヤ12に速やかに噛み合わされるようになる。その場合に、上記凸円弧面50は、正面側端面40、前側歯面42、および後側歯面44を一体の歯付ダイス74によって転造成形する際に同時に転造成形されるため、車両用ドライブプレート10を簡単且つ安価に製造できるとともに歩留りが向上し、ピン角にするための切削加工やバリ取り等の後加工が不要になることと相まって製造コストが低減される。   As described above, the vehicle drive plate 10 according to the present embodiment has the convex arc surface 50 having the radius R1 of about 0.70 mm at the rear corner of the front side end surface 40, and therefore generates a meshing error. The pinion 30 is quickly meshed with the ring gear 12. In this case, the convex arcuate surface 50 is formed by rolling simultaneously with the front side end surface 40, the front side tooth surface 42, and the rear side tooth surface 44 by the integral toothed die 74. The drive plate 10 can be manufactured easily and inexpensively, the yield is improved, and the manufacturing cost is reduced in combination with the need for post-processing such as cutting and deburring to obtain a pin angle.

特に、本実施例では傾斜面48の傾斜角度φが45°程度で、傾斜範囲Lが2.0mm程度であり、且つ凸円弧面50の半径R1が0.70mm程度であるため、ピニオン30の噛合歯32がリングギヤ12の噛合歯16の間に突入する際のそのピニオン30の回転速度が1500rpm程度の高回転で、突入速度が300mm/秒程度の高速度であっても、噛合エラーを発生すること無くピニオン30を速やかにリングギヤ12に噛み合わせることが可能で、車両用ドライブプレート10を速やかに高速で回転させてエンジンを始動することができる。   In particular, in this embodiment, the inclination angle φ of the inclined surface 48 is about 45 °, the inclination range L is about 2.0 mm, and the radius R1 of the convex arc surface 50 is about 0.70 mm. When the meshing tooth 32 enters between the meshing teeth 16 of the ring gear 12, even if the pinion 30 rotates at a high speed of about 1500 rpm and the rushing speed is a high speed of about 300 mm / sec, a meshing error occurs. Without this, the pinion 30 can be quickly meshed with the ring gear 12, and the vehicle drive plate 10 can be quickly rotated at high speed to start the engine.

以上、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明したが、これはあくまでも一実施形態であり、本発明は当業者の知識に基づいて種々の変更、改良を加えた態様で実施することができる。   As mentioned above, although the Example of this invention was described in detail based on drawing, this is an embodiment to the last, and this invention is implemented in the aspect which added various change and improvement based on the knowledge of those skilled in the art. Can do.

本発明の一実施例である車両用ドライブプレートを説明する断面図で、併せてピニオンとの位置関係を説明する図である。It is sectional drawing explaining the drive plate for vehicles which is one Example of this invention, and is a figure explaining the positional relationship with a pinion collectively. 図1の車両用ドライブプレートのリングギヤの噛合歯を説明する図で、(a) は斜視図、(b) は(a) の IIB平面における断面図である。FIGS. 2A and 2B are diagrams for explaining meshing teeth of a ring gear of the vehicle drive plate of FIG. 1, in which FIG. 1A is a perspective view, and FIG. 図1の車両用ドライブプレートのリングギヤとピニオンとの噛合を説明する断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating meshing of a ring gear and a pinion of the vehicle drive plate of FIG. 1. 図1の車両用ドライブプレートの製造工程を説明する断面図である。It is sectional drawing explaining the manufacturing process of the drive plate for vehicles of FIG. 図4の(b) のドライブプレート用素材に転造加工を施して(c) の車両用ドライブプレートを転造成形する転造成形装置を説明する断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a rolling forming apparatus that performs rolling processing on the drive plate material shown in FIG. 4B to roll form the vehicle drive plate shown in FIG. 4C. 図5の転造成形装置の転造ダイスの成形溝付近を拡大して示す断面図である。It is sectional drawing which expands and shows the shaping | molding groove vicinity of the rolling die of the rolling shaping | molding apparatus of FIG. 従来の車両用ドライブプレートのリングギヤとピニオンとの噛合を説明する断面図で、図3に対応する図であり、(a) は正面後側角部の半径が大きくて噛合エラーが発生する場合、(b) は正面後側角部が略ピン角の場合である。FIG. 4 is a cross-sectional view for explaining the meshing between a ring gear and a pinion of a conventional vehicle drive plate, corresponding to FIG. 3, wherein (a) is a case where a meshing error occurs due to a large radius at the front rear corner. (b) is the case where the front rear corner has a substantially pin angle.

符号の説明Explanation of symbols

10:車両用ドライブプレート 12:リングギヤ 16:噛合歯 30:ピニオン 32:噛合歯 40:正面側端面 42:前側歯面 44:後側歯面 48:傾斜面 50:凸円弧面 60:転造成形装置 74:歯付ダイス   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Drive plate for vehicles 12: Ring gear 16: Engagement tooth 30: Pinion 32: Engagement tooth 40: Front side end surface 42: Front side tooth surface 44: Rear side tooth surface 48: Inclined surface 50: Convex arc surface 60: Rolling molding Device 74: Toothed die

Claims (3)

中心線Oを中心として外周部にリングギヤが設けられ、該中心線Oと平行に配設されたピニオンが軸心まわりに回転駆動されつつ軸方向へ直線移動させられることにより、該リングギヤの噛合歯の間に該ピニオンの噛合歯が突入して互いに噛み合わされ、該ピニオンにより該中心線Oまわりに回転駆動されるとともに、
前記リングギヤの噛合歯のうち、少なくとも前記ピニオンの噛合歯が突入する正面側端面、該ピニオンによって回転駆動される際に回転方向の前側に位置する前側歯面、および該ピニオンによって回転駆動される際に回転方向の後側に位置する後側歯面を有する部分は、一体に構成された歯付ダイスにより転造成形されており、
前記正面側端面と前記前側歯面との角部には、前記ピニオンの噛合歯を前記リングギヤの噛合歯の間に案内するための平坦な傾斜面が前記歯付ダイスによる転造成形によって同時に設けられている車両用ドライブプレートであって、
前記正面側端面と前記後側歯面との角部には、半径R1が0.65mm以上で且つ0.95mm未満の凸円弧面が前記歯付ダイスによる転造成形によって同時に設けられている
ことを特徴とする車両用ドライブプレート。
A ring gear is provided on the outer periphery around the center line O, and a pinion disposed parallel to the center line O is linearly moved in the axial direction while being rotationally driven around the axis, whereby the meshing teeth of the ring gear And the meshing teeth of the pinion enter and mesh with each other, and are rotated around the center line O by the pinion,
Among the meshing teeth of the ring gear, at least the front side end surface into which the meshing teeth of the pinion enter, the front side tooth surface positioned on the front side in the rotation direction when being driven to rotate by the pinion, and when being rotated by the pinion The portion having the rear tooth surface located on the rear side in the rotation direction is formed by rolling with a toothed die integrally formed,
A flat inclined surface for guiding the meshing teeth of the pinion between the meshing teeth of the ring gear is provided at the corners of the front side end surface and the front side tooth surface simultaneously by rolling with the toothed die. Drive plate for a vehicle,
Convex arc surfaces having a radius R1 of 0.65 mm or more and less than 0.95 mm are simultaneously provided at the corners of the front side end face and the rear side tooth face by rolling with the toothed die. A vehicle drive plate characterized by
前記車両用ドライブプレートは、前記ピニオンの噛合歯が前記リングギヤの噛合歯の間に突入する際の突入速度が250mm/秒〜350mm/秒の範囲内で、該突入時の該ピニオンの回転速度が1000rpm〜2000rpmの範囲内で使用されるもので、
前記傾斜面は、傾斜角度φが44°〜46°の範囲内で、傾斜範囲Lが1.5mm〜2.5mmの範囲内であり、
前記凸円弧面は、半径R1が0.65mm〜0.90mmの範囲内である
ことを特徴とする請求項1に記載の車両用ドライブプレート。
The vehicle drive plate has a rush speed when the meshing teeth of the pinion enter between the meshing teeth of the ring gear within a range of 250 mm / sec to 350 mm / sec, and the rotational speed of the pinion at the time of rushing is Used within the range of 1000 rpm to 2000 rpm,
The inclined surface has an inclination angle φ in the range of 44 ° to 46 °, an inclination range L in the range of 1.5 mm to 2.5 mm,
The convex circular arc surface, the vehicle drive plate according to claim 1, radius R1 is equal to or is in the range of 0.65Mm~0.90Mm.
中心線Oを中心として外周部にリングギヤが設けられ、該中心線Oと平行に配設されたピニオンが軸心まわりに回転駆動されつつ軸方向へ直線移動させられることにより、該リングギヤの噛合歯の間に該ピニオンの噛合歯が突入して互いに噛み合わされ、該ピニオンにより該中心線Oまわりに回転駆動されるとともに、
前記リングギヤの噛合歯のうち、前記ピニオンの噛合歯が突入する正面側端面と、該ピニオンによって回転駆動される際に回転方向の前側に位置する前側歯面との角部には、該ピニオンの噛合歯を該リングギヤの噛合歯の間に案内するための平坦な傾斜面が設けられ、
前記正面側端面と、前記ピニオンによって回転駆動される際に回転方向の後側に位置する後側歯面との角部には、半径R1が0.65mm以上で且つ0.95mm未満の凸円弧面が設けられている車両用ドライブプレートの製造方法であって、
前記リングギヤの噛合歯のうち、前記傾斜面および前記凸円弧面を含んで少なくとも前記正面側端面、前記前側歯面、および前記後側歯面を有する部分を、一体に構成された歯付ダイスにより同時に転造成形する
ことを特徴とする車両用ドライブプレートの製造方法。
A ring gear is provided on the outer periphery around the center line O, and a pinion disposed parallel to the center line O is linearly moved in the axial direction while being rotationally driven around the axis, whereby the meshing teeth of the ring gear And the meshing teeth of the pinion enter and mesh with each other, and are rotated around the center line O by the pinion,
Of the meshing teeth of the ring gear, the corners of the front side end surface into which the meshing teeth of the pinion enter and the front side tooth surface positioned on the front side in the rotational direction when being rotated by the pinion are provided at the corners of the pinion. A flat inclined surface is provided for guiding the meshing teeth between the meshing teeth of the ring gear;
Convex arcs having a radius R1 of 0.65 mm or more and less than 0.95 mm at corners of the front side end surface and the rear tooth surface located on the rear side in the rotation direction when being driven to rotate by the pinion A method of manufacturing a vehicle drive plate provided with a surface,
Of the meshing teeth of the ring gear, a portion having at least the front side end surface, the front side tooth surface, and the rear side tooth surface including the inclined surface and the convex arc surface is integrally formed with a toothed die. A method for manufacturing a drive plate for a vehicle, wherein the rolling forming is performed simultaneously.
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