JP2663930B2 - Ｃｕ系合金製変速機用同期リング - Google Patents
Ｃｕ系合金製変速機用同期リングInfo
- Publication number
- JP2663930B2 JP2663930B2 JP7283409A JP28340995A JP2663930B2 JP 2663930 B2 JP2663930 B2 JP 2663930B2 JP 7283409 A JP7283409 A JP 7283409A JP 28340995 A JP28340995 A JP 28340995A JP 2663930 B2 JP2663930 B2 JP 2663930B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- synchronous ring
- alloy
- ring
- wear
- hardened layer
- Prior art date
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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)
- Mechanical Operated Clutches (AREA)
- Structure Of Transmissions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、特に相手部材と
の当り面の初期なじみ性にすぐれ、長期に亘ってすぐれ
た性能を発揮するＣｕ系合金製変速機用同期リングに関
するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、一般に、変速機用同期リングは、
図１に斜視図で例示されるように、内面１が回転するテ
ーパーコーンとの当り面となり、この当り面に相手部材
たるテーパーコーンが高面圧下で断続的に面接触し、一
方外周面にはキーが嵌合するキー溝３が形成され、さら
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が同じく相手部材たる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
ってその製造には、これらの特性をもった高力黄銅が多
用されている。なお、同期リングには、この他にネジが
外周側につき、この外周側で相手部材であるテーパーコ
ーンと摩擦する、通称ピンタイプのものがある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、近年の変速機
の高出力化に伴い、上記の従来高力黄銅製同期リングに
おいては、特に上記のテーパーコーンやキー、さらにハ
ブスリーブのチャンファのうちの少なくともいずれかの
相手部材との当り面は高面圧を受けるようになるため、
初期なじみ性が低下し、これによって輝面摩耗や凝着摩
耗などによる異常摩耗が多発するようになり、使用寿命
短命化の原因となっている。 【０００４】 【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上記のような従来高力黄銅製変速機用同期リングのもつ
問題点を解決すべく研究を行なった結果、重量％で（以
下％は重量％を示す）、Ｚｎ：２０〜４０％、 Ａ
ｌ：２〜８％、Ｓｉ：０．２〜２％、 Ｍｎ：０．
１〜５％、Ｔｉおよび／またはＺｒ：０．０５〜０．５
％、を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成
を有するＣｕ系合金で構成し、かつ相手部材との当り面
の所要個所、すなわちテーパーコーンやキー、さらにハ
ブスリーブのチャンファのうちの少なくともいずれかの
相手部材との当り面に、ショットブラスト加工や冷間プ
レスを用いる押付け加工などにより平均層厚で１０〜３
００μｍの加工硬化層を形成したＣｕ合金製変速機用同
期リングにおいては、変速機の高出力化に伴なう高面圧
下での使用条件でも、すぐれた初期なじみ性を示し、使
用初期における異常摩耗の発生が抑制されるようになる
という研究結果を得たのである。 【０００５】この発明は、上記研究結果にもとづいてな
されたものであって、成分組成および加工硬化層の平均
層厚を上記の通りに限定した理由を説明する。 （ａ） ＺｎおよびＡｌ これらの成分は、合金の素地組織を決定する成分であっ
て、素地の耐摩耗性を向上させると共に、同期リングに
必要な強度と靭性を付与し、さらに、疲労強度と耐力に
すぐれ、局部的高温加熱に伴う塑性流動による凝着（焼
付き）を防止し、もって初期異常摩耗を防止して、初期
なじみ性を向上させる加工硬化層をリング表面に形成す
るのに不可欠な成分であるが、その含有量がＺｎ：２０
％未満およびＡｌ：２％未満では、前記特性を確保する
ことができないばかりでなく、前記の特性を具備した加
工硬化層を形成するのが困難になり、一方その含有量が
Ｚｎ：４０％およびＡｌ：８％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Ｚｎ：２０〜４
０％、望ましくは２５〜３５％、Ａｌ：２〜８％、望ま
しくは３〜６％と定めた。 【０００６】（ｂ） ＳｉおよびＭｎ これらの成分には、お互いに結合して、素地中に微細に
分散する金属間化合物を形成して、リングの強度および
靭性を向上させ、さらに耐摩耗性も向上させ、また加工
効果層のなじみ性および耐焼付け性を改善する作用があ
るが、その含有量が、Ｓｉ：０．２％未満およびＭｎ：
０．１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方、その含有量がそれぞれＳｉ：２％およびＭｎ：５％
を越えると、溶解時にスラグの発生が多くなることか
ら、その含有量をＳｉ：０．２〜２％、望ましくは０．
５〜１．５％、Ｍｎ：０．１〜５％、望ましくは１〜４
％と定めた。 【０００７】（ｃ） ＴｉおよびＺｒ これらの成分には、素地に分散するＭｎ−Ｓｉ系の金属
間化合物を微細球状化して、強度および靭性を向上させ
る作用があるが、その含有量が０．０５％未満では前記
作用に所望の顕著な効果が得られず、一方その含有量が
０．５％を越えても前記作用により一層の向上効果が現
われないことから、その含有量を０．０５〜０．５％、
望ましくは０．０７〜０．３％と定めた。 【０００８】（ｄ） 加工硬化層 加工硬化層は、上記のようにショットブラストやサンド
ブラスト加工、さらに例えばリングのテーパーコーンと
の摩擦面だけに設ける場合には、鋼製ダイスを用いて、
冷間プレスにて押付け加工を行なうことなどにより形成
でき、このように形成した加工硬化層は、これのもつ成
分組成と合まって、すぐれた疲労強度と耐力をもつよう
になることから、局部的高温加熱に対してすぐれた耐塑
性流動性を示し、この結果焼付けなどが抑制されること
から初期異常摩耗が防止され、すぐれた初期なじみ性を
示すようになるが、その平均層厚が１０μｍ未満では所
望の効果が得られず、一方３００μｍを越えた平均層厚
にしてもすぐれた効果を確保することがききないことか
ら、その平均層厚を１０〜３００μｍ、望ましくは３０
〜１００％と定めた。 【０００９】 【発明の実施の形態】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。通常の高周波炉を用
い、それぞれ表１，表２に示される成分組成をもったＣ
ｕ系合金溶湯を調製し、金型鋳造にて、直径：２００mm
φ×長さ：４００mmのビレットを形成し、このビレッ
トを押出しプレスにて直径：６０mmφの丸棒に押出
し、この丸棒を所定の長さに切断した後、切断片に６０
０〜７５０℃の範囲内の温度にて熱間鍛造を施し、さら
に切削加工を施し、引続いて大気中で、直径：５０〜１
０００μｍのＳｉＣ製ビーズを用いて、ショットブラス
ト加工を施して、同じく表１に示される平均層厚の加工
硬化層を表面全体に形成することによって、内径：５８
mmφ×厚さ：４mmの寸法をもち、かつチャンファ数：
３６個の本発明同期リング１〜１１および比較同期リン
グ１〜６をそれぞれ製造した。なお、比較同期リング１
〜６は、成分組成および加工硬化層の平均層厚のうちの
いずれかの条件（表２に※印を付したもの）がこの発明
の範囲から外れたものである。 【００１０】つぎに、この結果得られた各種の同期リン
グについて、 相手部材たるテーパーコーンの回転数：１０００r.p.m
、 押付け荷重：６５kg、 油：８０番ミッションオイル、 油温：７５℃、 テーパーコーンの作動：０．２５〜０．３秒の同期時間
で２００００回、の条件でシンクロ耐久試験を行ない、
リング内面における落ち込み量（摩耗量）、凝着摩耗の
有無、初期（５００回まで）および後期（安定期）の摩
擦係数をそれぞれ測定および観察し、さらに、 相手部材たるテーパーコーンの回転数：２０００r.p.m
、 押付け荷重：１２０kg、 油：８０番ミッションオイル、 油温：７０℃、 テーパーコーンの作動：０．２５〜０．３秒の同期時間
で５０００回、の条件でシンクロ耐久試験を行ない、リ
ングにおけるワレおよび変形の有無を観察した。これら
の結果を表３に示した。 【００１１】 【表１】 【００１２】 【表２】【００１３】 【表３】【００１４】 【発明の効果】表１〜表３に示される結果から、本発明
同期リング１〜１１は、いずれも高強度および高靭性を
有し、特に高面圧条件にもかかわらず、実用初期におけ
るなじみ性にすぐれ、異常摩耗の発生もなく、長期に亘
ってすぐれた性能を発揮するのに対して、比較同期リン
グ１〜６に見られるように、構成要件のうちのいずれか
の要件でもこの発明の範囲から外れると、前記特性のう
ち少なくともいずれかの特性が劣ったものになることが
明らかである。なお、ピンタイプの同期リングでも同様
な結果が得られることは勿論である。上述のように、こ
の発明のＣｕ系合金製変速機用同期リングは、高強度と
高靭性を有し、特に初期なじみ性にすぐれ、変速機の高
出力化に伴う苛酷な条件下での実用に際しても、輝面摩
耗や凝着摩耗などの異常摩耗の発生がなく、長期に亘っ
てすぐれた性能を発揮するのである。
の当り面の初期なじみ性にすぐれ、長期に亘ってすぐれ
た性能を発揮するＣｕ系合金製変速機用同期リングに関
するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、一般に、変速機用同期リングは、
図１に斜視図で例示されるように、内面１が回転するテ
ーパーコーンとの当り面となり、この当り面に相手部材
たるテーパーコーンが高面圧下で断続的に面接触し、一
方外周面にはキーが嵌合するキー溝３が形成され、さら
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が同じく相手部材たる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
ってその製造には、これらの特性をもった高力黄銅が多
用されている。なお、同期リングには、この他にネジが
外周側につき、この外周側で相手部材であるテーパーコ
ーンと摩擦する、通称ピンタイプのものがある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかし、近年の変速機
の高出力化に伴い、上記の従来高力黄銅製同期リングに
おいては、特に上記のテーパーコーンやキー、さらにハ
ブスリーブのチャンファのうちの少なくともいずれかの
相手部材との当り面は高面圧を受けるようになるため、
初期なじみ性が低下し、これによって輝面摩耗や凝着摩
耗などによる異常摩耗が多発するようになり、使用寿命
短命化の原因となっている。 【０００４】 【課題を解決するための手段】そこで、本発明者等は、
上記のような従来高力黄銅製変速機用同期リングのもつ
問題点を解決すべく研究を行なった結果、重量％で（以
下％は重量％を示す）、Ｚｎ：２０〜４０％、 Ａ
ｌ：２〜８％、Ｓｉ：０．２〜２％、 Ｍｎ：０．
１〜５％、Ｔｉおよび／またはＺｒ：０．０５〜０．５
％、を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成
を有するＣｕ系合金で構成し、かつ相手部材との当り面
の所要個所、すなわちテーパーコーンやキー、さらにハ
ブスリーブのチャンファのうちの少なくともいずれかの
相手部材との当り面に、ショットブラスト加工や冷間プ
レスを用いる押付け加工などにより平均層厚で１０〜３
００μｍの加工硬化層を形成したＣｕ合金製変速機用同
期リングにおいては、変速機の高出力化に伴なう高面圧
下での使用条件でも、すぐれた初期なじみ性を示し、使
用初期における異常摩耗の発生が抑制されるようになる
という研究結果を得たのである。 【０００５】この発明は、上記研究結果にもとづいてな
されたものであって、成分組成および加工硬化層の平均
層厚を上記の通りに限定した理由を説明する。 （ａ） ＺｎおよびＡｌ これらの成分は、合金の素地組織を決定する成分であっ
て、素地の耐摩耗性を向上させると共に、同期リングに
必要な強度と靭性を付与し、さらに、疲労強度と耐力に
すぐれ、局部的高温加熱に伴う塑性流動による凝着（焼
付き）を防止し、もって初期異常摩耗を防止して、初期
なじみ性を向上させる加工硬化層をリング表面に形成す
るのに不可欠な成分であるが、その含有量がＺｎ：２０
％未満およびＡｌ：２％未満では、前記特性を確保する
ことができないばかりでなく、前記の特性を具備した加
工硬化層を形成するのが困難になり、一方その含有量が
Ｚｎ：４０％およびＡｌ：８％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Ｚｎ：２０〜４
０％、望ましくは２５〜３５％、Ａｌ：２〜８％、望ま
しくは３〜６％と定めた。 【０００６】（ｂ） ＳｉおよびＭｎ これらの成分には、お互いに結合して、素地中に微細に
分散する金属間化合物を形成して、リングの強度および
靭性を向上させ、さらに耐摩耗性も向上させ、また加工
効果層のなじみ性および耐焼付け性を改善する作用があ
るが、その含有量が、Ｓｉ：０．２％未満およびＭｎ：
０．１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方、その含有量がそれぞれＳｉ：２％およびＭｎ：５％
を越えると、溶解時にスラグの発生が多くなることか
ら、その含有量をＳｉ：０．２〜２％、望ましくは０．
５〜１．５％、Ｍｎ：０．１〜５％、望ましくは１〜４
％と定めた。 【０００７】（ｃ） ＴｉおよびＺｒ これらの成分には、素地に分散するＭｎ−Ｓｉ系の金属
間化合物を微細球状化して、強度および靭性を向上させ
る作用があるが、その含有量が０．０５％未満では前記
作用に所望の顕著な効果が得られず、一方その含有量が
０．５％を越えても前記作用により一層の向上効果が現
われないことから、その含有量を０．０５〜０．５％、
望ましくは０．０７〜０．３％と定めた。 【０００８】（ｄ） 加工硬化層 加工硬化層は、上記のようにショットブラストやサンド
ブラスト加工、さらに例えばリングのテーパーコーンと
の摩擦面だけに設ける場合には、鋼製ダイスを用いて、
冷間プレスにて押付け加工を行なうことなどにより形成
でき、このように形成した加工硬化層は、これのもつ成
分組成と合まって、すぐれた疲労強度と耐力をもつよう
になることから、局部的高温加熱に対してすぐれた耐塑
性流動性を示し、この結果焼付けなどが抑制されること
から初期異常摩耗が防止され、すぐれた初期なじみ性を
示すようになるが、その平均層厚が１０μｍ未満では所
望の効果が得られず、一方３００μｍを越えた平均層厚
にしてもすぐれた効果を確保することがききないことか
ら、その平均層厚を１０〜３００μｍ、望ましくは３０
〜１００％と定めた。 【０００９】 【発明の実施の形態】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。通常の高周波炉を用
い、それぞれ表１，表２に示される成分組成をもったＣ
ｕ系合金溶湯を調製し、金型鋳造にて、直径：２００mm
φ×長さ：４００mmのビレットを形成し、このビレッ
トを押出しプレスにて直径：６０mmφの丸棒に押出
し、この丸棒を所定の長さに切断した後、切断片に６０
０〜７５０℃の範囲内の温度にて熱間鍛造を施し、さら
に切削加工を施し、引続いて大気中で、直径：５０〜１
０００μｍのＳｉＣ製ビーズを用いて、ショットブラス
ト加工を施して、同じく表１に示される平均層厚の加工
硬化層を表面全体に形成することによって、内径：５８
mmφ×厚さ：４mmの寸法をもち、かつチャンファ数：
３６個の本発明同期リング１〜１１および比較同期リン
グ１〜６をそれぞれ製造した。なお、比較同期リング１
〜６は、成分組成および加工硬化層の平均層厚のうちの
いずれかの条件（表２に※印を付したもの）がこの発明
の範囲から外れたものである。 【００１０】つぎに、この結果得られた各種の同期リン
グについて、 相手部材たるテーパーコーンの回転数：１０００r.p.m
、 押付け荷重：６５kg、 油：８０番ミッションオイル、 油温：７５℃、 テーパーコーンの作動：０．２５〜０．３秒の同期時間
で２００００回、の条件でシンクロ耐久試験を行ない、
リング内面における落ち込み量（摩耗量）、凝着摩耗の
有無、初期（５００回まで）および後期（安定期）の摩
擦係数をそれぞれ測定および観察し、さらに、 相手部材たるテーパーコーンの回転数：２０００r.p.m
、 押付け荷重：１２０kg、 油：８０番ミッションオイル、 油温：７０℃、 テーパーコーンの作動：０．２５〜０．３秒の同期時間
で５０００回、の条件でシンクロ耐久試験を行ない、リ
ングにおけるワレおよび変形の有無を観察した。これら
の結果を表３に示した。 【００１１】 【表１】 【００１２】 【表２】【００１３】 【表３】【００１４】 【発明の効果】表１〜表３に示される結果から、本発明
同期リング１〜１１は、いずれも高強度および高靭性を
有し、特に高面圧条件にもかかわらず、実用初期におけ
るなじみ性にすぐれ、異常摩耗の発生もなく、長期に亘
ってすぐれた性能を発揮するのに対して、比較同期リン
グ１〜６に見られるように、構成要件のうちのいずれか
の要件でもこの発明の範囲から外れると、前記特性のう
ち少なくともいずれかの特性が劣ったものになることが
明らかである。なお、ピンタイプの同期リングでも同様
な結果が得られることは勿論である。上述のように、こ
の発明のＣｕ系合金製変速機用同期リングは、高強度と
高靭性を有し、特に初期なじみ性にすぐれ、変速機の高
出力化に伴う苛酷な条件下での実用に際しても、輝面摩
耗や凝着摩耗などの異常摩耗の発生がなく、長期に亘っ
てすぐれた性能を発揮するのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】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
３ キー溝
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 １．重量％で、 Ｚｎ：２０〜４０％、 Ａｌ：２〜８％、 Ｓｉ：０．２〜２％、 Ｍｎ：０．１〜５％、 Ｔｉおよび／またはＺｒ：０．０５〜０．５％、 を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成を有
するＣｕ系合金で構成され、かつ相手部材との当り面の
所要個所に、加工硬化層を１０〜３００μｍの平均層厚
で形成してなるＣｕ系合金製変速機用同期リング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7283409A JP2663930B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | Ｃｕ系合金製変速機用同期リング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7283409A JP2663930B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | Ｃｕ系合金製変速機用同期リング |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62070758A Division JP2545842B2 (ja) | 1987-03-24 | 1987-03-25 | Ｃｕ系合金製変速機用同期リング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08209267A JPH08209267A (ja) | 1996-08-13 |
| JP2663930B2 true JP2663930B2 (ja) | 1997-10-15 |
Family
ID=17665160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7283409A Expired - Lifetime JP2663930B2 (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | Ｃｕ系合金製変速機用同期リング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2663930B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009015811C5 (de) * | 2009-04-01 | 2019-09-19 | Diehl Metall Stiftung & Co. Kg | Synchronring |
| WO2011035806A1 (de) * | 2009-09-24 | 2011-03-31 | Otto Fuchs Kg | Synchronringpaket sowie verfahren zum ausbilden der reibbeläge eines synchronringes |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP7283409A patent/JP2663930B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH08209267A (ja) | 1996-08-13 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19970520 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |