JP2569752B2 - 合成樹脂含浸のＦｅ系焼結合金製変速機用同期リング - Google Patents
合成樹脂含浸のＦｅ系焼結合金製変速機用同期リングInfo
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- JP2569752B2 JP2569752B2 JP63226073A JP22607388A JP2569752B2 JP 2569752 B2 JP2569752 B2 JP 2569752B2 JP 63226073 A JP63226073 A JP 63226073A JP 22607388 A JP22607388 A JP 22607388A JP 2569752 B2 JP2569752 B2 JP 2569752B2
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- JP
- Japan
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- based sintered
- synthetic resin
- sintered alloy
- synchronous ring
- impregnated
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- 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
- F16D23/025—Synchro rings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Mechanical Operated Clutches (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、特に初期なじみ性、同期時の摩擦係数の
安定性、および耐摩耗性にすぐれた合成樹脂含浸のFe系
焼結合金製変速機用同期リングに関するものである。
安定性、および耐摩耗性にすぐれた合成樹脂含浸のFe系
焼結合金製変速機用同期リングに関するものである。
一般に、変速機用同期リングは、第１図に斜視図で例
示されるように、内面１が回転するテーパーコーンとの
高面圧下での断続的面接触を受け、また外周面に、その
外縁にそって所定間隔おきに設けたチャンファ２がハブ
スリーブのチャンファとかみ合う機能をもつことから、
強度、耐摩耗性、および相手部材とのなじみ性を具備す
ることが要求され、したがって高力黄銅製のものや、各
種のFe系焼結鍛造合金製のものが実用に供されている。
示されるように、内面１が回転するテーパーコーンとの
高面圧下での断続的面接触を受け、また外周面に、その
外縁にそって所定間隔おきに設けたチャンファ２がハブ
スリーブのチャンファとかみ合う機能をもつことから、
強度、耐摩耗性、および相手部材とのなじみ性を具備す
ることが要求され、したがって高力黄銅製のものや、各
種のFe系焼結鍛造合金製のものが実用に供されている。
なお、同期リングには、この他にネジが外周側につ
き、この外周側で相手テーパーコーンと摩擦する、通称
ピンタイプと呼ばれるものや、さらにダブルコーン型や
トリプルコーン型などがある。
き、この外周側で相手テーパーコーンと摩擦する、通称
ピンタイプと呼ばれるものや、さらにダブルコーン型や
トリプルコーン型などがある。
しかし、近年の変速機に対する高出力化および高速化
の要求は厳しく、これに伴って同期リングに対しても、
より一段の初期なじみ性、同期時の摩擦係数の安定性、
および耐摩耗性が要求されるようになっているが、従来
の高力黄銅製のものやFe系焼結鍛造合金製のものでは、
これに十分対応することができないのが現状である。
の要求は厳しく、これに伴って同期リングに対しても、
より一段の初期なじみ性、同期時の摩擦係数の安定性、
および耐摩耗性が要求されるようになっているが、従来
の高力黄銅製のものやFe系焼結鍛造合金製のものでは、
これに十分対応することができないのが現状である。
そこで、本発明者等は、上記のような要求に十分対応
することができる変速機用同期リングを開発すべく研究
を行なった結果、重量％で（以下、成分組成に関する％
は重量％を示す）、 C:0.1〜0.9％、 を含有し、さらに必要に応じて、 （ａ） NiおよびCuのうちの１種または２種:0.2〜10
％、 （ｂ） ＢおよびＰのうちの１種または２種:0.02〜0.5
％、 以上（ａ）および（ｂ）のうちのいずれか一方、また
は両方、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成、並び
に３〜20容量％の空孔率を有するFe系焼結合金本体に、
必ずしも必要ではないが、より耐摩耗性を向上させる必
要がある場合には、前記Fe系焼結合金本体に、通常の条
件で浸炭焼入れ処理や窒化処理、さらに浸炭窒化処理を
施した状態で、フェノール系、尿素系、エポキシ系、シ
リコン系、およびポリエステル系などの合成樹脂（この
場合合成樹脂に、所定量の金属粉末やセルロース材、あ
るいはガラス繊維などを混合してもよい）を含浸してな
る変速機の同期リングは、従来の高力黄銅製のものや、
Fe系焼結鍛造合金製のものに比して、初期なじみ性、同
期時の摩擦係数の安定性、および耐摩耗性が一段とすぐ
れ、変速機の高出力化および高速化に十分対応すること
ができるという知見を得たのである。
することができる変速機用同期リングを開発すべく研究
を行なった結果、重量％で（以下、成分組成に関する％
は重量％を示す）、 C:0.1〜0.9％、 を含有し、さらに必要に応じて、 （ａ） NiおよびCuのうちの１種または２種:0.2〜10
％、 （ｂ） ＢおよびＰのうちの１種または２種:0.02〜0.5
％、 以上（ａ）および（ｂ）のうちのいずれか一方、また
は両方、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成、並び
に３〜20容量％の空孔率を有するFe系焼結合金本体に、
必ずしも必要ではないが、より耐摩耗性を向上させる必
要がある場合には、前記Fe系焼結合金本体に、通常の条
件で浸炭焼入れ処理や窒化処理、さらに浸炭窒化処理を
施した状態で、フェノール系、尿素系、エポキシ系、シ
リコン系、およびポリエステル系などの合成樹脂（この
場合合成樹脂に、所定量の金属粉末やセルロース材、あ
るいはガラス繊維などを混合してもよい）を含浸してな
る変速機の同期リングは、従来の高力黄銅製のものや、
Fe系焼結鍛造合金製のものに比して、初期なじみ性、同
期時の摩擦係数の安定性、および耐摩耗性が一段とすぐ
れ、変速機の高出力化および高速化に十分対応すること
ができるという知見を得たのである。
この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであ
って、以下にFe系焼結合金本体の組成および空孔率を上
記の通りに限定した理由を説明する。
って、以下にFe系焼結合金本体の組成および空孔率を上
記の通りに限定した理由を説明する。
（ａ） Ｃ Ｃ成分には、強度および耐摩耗性を向上させる作用が
あるが、その含有量が0.1％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方その含有量が0.9％を越えると、
靭性が低下するほか、相手攻撃性も増大するようになる
ことから、その含有量を0.1〜0.9％と定めた。
あるが、その含有量が0.1％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方その含有量が0.9％を越えると、
靭性が低下するほか、相手攻撃性も増大するようになる
ことから、その含有量を0.1〜0.9％と定めた。
（ｂ） NiおよびCu これらの成分には、靭性およびなじみ性を向上させる
作用があるので、必要に応じて含有されるが、その含有
量が0.2％未満では前記作用に所望の向上効果が得られ
ず、一方10％を越えて含有させてもより一層の向上効果
は現われず、経済性を考慮して、その含有量を0.2〜10
％と定めた。
作用があるので、必要に応じて含有されるが、その含有
量が0.2％未満では前記作用に所望の向上効果が得られ
ず、一方10％を越えて含有させてもより一層の向上効果
は現われず、経済性を考慮して、その含有量を0.2〜10
％と定めた。
（ｃ） ＢおよびＰ これらの成分には、焼結性を一段と改善し、もって強
度を高める作用があるので、必要に応じて含有される
が、その含有量が0.02％未満では前記作用に所望の向上
効果が得られず、一方その含有量が0.5％を越えると、
靭性が低下するようになることから、その含有量を0.02
〜0.5％と定めた。
度を高める作用があるので、必要に応じて含有される
が、その含有量が0.02％未満では前記作用に所望の向上
効果が得られず、一方その含有量が0.5％を越えると、
靭性が低下するようになることから、その含有量を0.02
〜0.5％と定めた。
なお、不可避不純物として、Si,S,および酸素を含有
するが、これらの成分が合量で１％を越えて含有するよ
うになると、強度および靭性が低下するようになるの
で、合量で１％以下の含有にとどめなければならない。
するが、これらの成分が合量で１％を越えて含有するよ
うになると、強度および靭性が低下するようになるの
で、合量で１％以下の含有にとどめなければならない。
（ｄ） 空孔率 空孔には合成樹脂が充填され、これによって初期なじ
み性、同期時の摩擦係数の安定性、および耐摩耗性が一
段と向上するようになるものであり、したがって空孔率
が３容量％未満では、合成樹脂の含浸が不十分で前記の
作用を十分に発揮することができず、一方空孔率が20容
量％を越えると、本体自体の強度が低下し、苛酷な条件
下での実用に耐えなくなることから、空孔率を３〜20容
量％と定めた。
み性、同期時の摩擦係数の安定性、および耐摩耗性が一
段と向上するようになるものであり、したがって空孔率
が３容量％未満では、合成樹脂の含浸が不十分で前記の
作用を十分に発揮することができず、一方空孔率が20容
量％を越えると、本体自体の強度が低下し、苛酷な条件
下での実用に耐えなくなることから、空孔率を３〜20容
量％と定めた。
つぎに、この発明の同期リングを実施例により具体的
に説明する。
に説明する。
原料粉末として、いずれも200mesh以下の粒度を有す
る、Fe粉末、黒鉛粉末、Ni粉末、Cu粉末、Fe−Ｂ合金
（B:15％含有）粉末、およびFe−Ｐ合金（P:13％含有）
粉末を用意し、これら原料粉末を、それぞれ第１表に示
される配合組成に配合し、ボールミルで72時間湿式混合
し、乾燥した後、３〜8ton/cm3の範囲内の所定の圧力に
て圧粉体にプレス成形し、これら圧粉体を、アンモニア
分解ガス中、1050〜1280℃の範囲内の所定温度に１時間
保持の条件で焼結して、実質的に配合組成と同一の成分
組成を有し、かつ第１表に示される空孔率をもったFe系
焼結合金本体を製造し、ついでこれに通常の条件で同じ
く第１表に示される種類の合成樹脂を含浸させることに
よって本発明合成樹脂含浸のFe系焼結合金製同期リング
（以下本発明樹脂含浸リングという）１〜26をそれぞれ
製造した。
る、Fe粉末、黒鉛粉末、Ni粉末、Cu粉末、Fe−Ｂ合金
（B:15％含有）粉末、およびFe−Ｐ合金（P:13％含有）
粉末を用意し、これら原料粉末を、それぞれ第１表に示
される配合組成に配合し、ボールミルで72時間湿式混合
し、乾燥した後、３〜8ton/cm3の範囲内の所定の圧力に
て圧粉体にプレス成形し、これら圧粉体を、アンモニア
分解ガス中、1050〜1280℃の範囲内の所定温度に１時間
保持の条件で焼結して、実質的に配合組成と同一の成分
組成を有し、かつ第１表に示される空孔率をもったFe系
焼結合金本体を製造し、ついでこれに通常の条件で同じ
く第１表に示される種類の合成樹脂を含浸させることに
よって本発明合成樹脂含浸のFe系焼結合金製同期リング
（以下本発明樹脂含浸リングという）１〜26をそれぞれ
製造した。
また、比較の目的で、Cu−30％Zn−１％Al−２％Niか
らなる組成を有する溶解鋳造高力黄銅製同期リング（以
下従来黄銅リングという）、並びにFe−0.6％Ｃ−0.3％
Mn−0.4％Mo−0.3％Ｓからなる組成を有する理論密度
比:91％のFe系焼結合金本体に、1150℃で熱間鍛造を施
して理論密度比:99％としたFe系焼結鍛造合金製同期リ
ング（以下従来Fe系焼結鍛造合金リングという）を用意
した。
らなる組成を有する溶解鋳造高力黄銅製同期リング（以
下従来黄銅リングという）、並びにFe−0.6％Ｃ−0.3％
Mn−0.4％Mo−0.3％Ｓからなる組成を有する理論密度
比:91％のFe系焼結合金本体に、1150℃で熱間鍛造を施
して理論密度比:99％としたFe系焼結鍛造合金製同期リ
ング（以下従来Fe系焼結鍛造合金リングという）を用意
した。
ついで、この結果得られた各種のリングについて、 相手材たるテーパーコーンの回転数:2500r.p.m.、 同テーパーコーンの材質:SCM21の浸炭焼入れ材、 押付け荷重:45kg、 油:20Wエンジンオイル、 油 温:70℃ テーパーコーンの作動態様:0.8秒押し付けて1.5秒引離
し、 サイクル:10000サイクル、 の条件での単体摩耗試験、並びに、 テーパーコーンの回転数:1200r.p.m.、 テーパーコーンの押付け荷重:55kg、 相手材たるテーパーコーンおよびハブスリーブの材質:S
CM21の浸炭焼入れ材、 同期時間:0.3〜0.4秒（回数:5万回）、 油:90番ミッションオイル、 油 温:70℃、 の条件でのベンチ試験を行ない、前者の単体摩耗試験で
は、リングにおける割れ発生の有無、リングのテーパー
コーン摩擦面（以下内面という）の最大摩耗量、相手材
の最大摩耗量（なお、最大摩耗量は、いずれも落ち込み
量測定用標準品を準備し、その落ち込み量をもって示し
た。）、リング内面の焼付きの有無、リング内面の初期
（500回まで）および後期（安定期）の摩擦係数、およ
びリング内面の初期摩耗の有無を観察し、また後者のベ
ンチ試験では、チャンファの異常摩耗の有無、および同
期時の異常音の有無をそれぞれ測定した。これらの結果
を第１表に示した。
し、 サイクル:10000サイクル、 の条件での単体摩耗試験、並びに、 テーパーコーンの回転数:1200r.p.m.、 テーパーコーンの押付け荷重:55kg、 相手材たるテーパーコーンおよびハブスリーブの材質:S
CM21の浸炭焼入れ材、 同期時間:0.3〜0.4秒（回数:5万回）、 油:90番ミッションオイル、 油 温:70℃、 の条件でのベンチ試験を行ない、前者の単体摩耗試験で
は、リングにおける割れ発生の有無、リングのテーパー
コーン摩擦面（以下内面という）の最大摩耗量、相手材
の最大摩耗量（なお、最大摩耗量は、いずれも落ち込み
量測定用標準品を準備し、その落ち込み量をもって示し
た。）、リング内面の焼付きの有無、リング内面の初期
（500回まで）および後期（安定期）の摩擦係数、およ
びリング内面の初期摩耗の有無を観察し、また後者のベ
ンチ試験では、チャンファの異常摩耗の有無、および同
期時の異常音の有無をそれぞれ測定した。これらの結果
を第１表に示した。
第１表に示される結果から、いずれのリングも割れの
発生や内面焼付きがなく、かつ異常摩耗や異常音の発生
もないが、本発明樹脂含浸リング１〜26は、従来黄銅リ
ングおよび従来Fe系焼結鍛造合金リングに比して、すぐ
れた初期なじみ性、同期時の摩擦係数の安定性、および
耐摩耗性を有することが明らかである。
発生や内面焼付きがなく、かつ異常摩耗や異常音の発生
もないが、本発明樹脂含浸リング１〜26は、従来黄銅リ
ングおよび従来Fe系焼結鍛造合金リングに比して、すぐ
れた初期なじみ性、同期時の摩擦係数の安定性、および
耐摩耗性を有することが明らかである。
上述のように、この発明の合成樹脂含浸のFe系焼結合
金製変速機用同期リングは、上記した従来変速機用同期
リングに比して一段とすぐれた初期なじみ性、同期時の
摩擦係数の安定性、および耐摩耗性を有するので、変速
機の高出力化および高速化に十分対応することができ、
著しく長期に亘ってすぐれた性能を安定して発揮するな
ど工業上有用な特性を有するのである。
金製変速機用同期リングは、上記した従来変速機用同期
リングに比して一段とすぐれた初期なじみ性、同期時の
摩擦係数の安定性、および耐摩耗性を有するので、変速
機の高出力化および高速化に十分対応することができ、
著しく長期に亘ってすぐれた性能を安定して発揮するな
ど工業上有用な特性を有するのである。
第１図は変速機用同期リングを例示する斜視図である。 １……テーパーコーン摩擦面（内面） ２……チャンファ
Claims (4)
- 【請求項１】C:0.1〜0.9％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、並びに３〜20容量％の空孔率を有するFe系焼
結合金本体に、合成樹脂を含浸してなる合成樹脂含浸の
Fe系焼結合金製変速機用同期リング。 - 【請求項２】C:0.1〜0.9％、 を含有し、さらに、 NiおよびCuのうちの１種または２種:0.2〜10％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、並びに３〜20容量％の空孔率を有するFe系焼
結合金本体に、合成樹脂を含浸してなる合成樹脂含浸の
Fe系焼結合金製変速機用同期リング。 - 【請求項３】C:0.1〜0.9％、 を含有し、さらに、 ＢおよびＰのうちの１種または２種:0.02〜0.5％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、並びに３〜20容量％の空孔率を有するFe系焼
結合金本体に、合成樹脂を含浸してなる合成樹脂含浸の
Fe系焼結合金製変速機用同期リング。 - 【請求項４】C:0.1〜0.9％、 を含有し、さらに、 NiおよびCuのうちの１種または２種:0.2〜10％と、 ＢおよびＰのうちの１種または２種:0.02〜0.5％、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成（以上
重量％）、並びに３〜20容量％の空孔率を有するFe系焼
結合金本体に、合成樹脂を含浸してなる合成樹脂含浸の
Fe系焼結合金製変速機用同期リング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63226073A JP2569752B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 合成樹脂含浸のＦｅ系焼結合金製変速機用同期リング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63226073A JP2569752B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 合成樹脂含浸のＦｅ系焼結合金製変速機用同期リング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0273903A JPH0273903A (ja) | 1990-03-13 |
| JP2569752B2 true JP2569752B2 (ja) | 1997-01-08 |
Family
ID=16839388
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63226073A Expired - Lifetime JP2569752B2 (ja) | 1988-09-09 | 1988-09-09 | 合成樹脂含浸のＦｅ系焼結合金製変速機用同期リング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2569752B2 (ja) |
-
1988
- 1988-09-09 JP JP63226073A patent/JP2569752B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0273903A (ja) | 1990-03-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071024 Year of fee payment: 11 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081024 Year of fee payment: 12 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |