JP2663977B2 - 摩擦もしくは滑り体を製造する方法及び装置 - Google Patents

摩擦もしくは滑り体を製造する方法及び装置

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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、クラッチ、ブレーキ、軸受け等のための摩
擦もしくは滑り体を製造する方法及び装置であって、リ
ング軸線に対してほぼ回転対称的な少なくとも１つの平
らでない摩擦もしくは滑り面を備えた金属製のリング体
から成つており、このリング体に拡散焼結ライニングを
載着するようになつており、しかもリング体が、摩擦も
しくは滑り面の片側に環状ギャップを維持しつつ、ほぼ
同心的に配置された焼結型と一緒に少なくとも広く平ら
に置かれ、この環状ギャップが焼結粉末で充てんされて
おり、さらに焼結温度で焼結され、かつ拡散焼結ライニ
ングが圧縮される形式のものに関する。
従来の技術 拡散焼結ライニングは今までは、クラッチ及びブレー
キにおいては摩擦ライニングとして、もしくは軸受け内
では滑りライニングとして効果的に使用される。これ
は、拡散焼結ライニングが、材料合成に応じて良好な摩
擦もしくは滑り特性を有し、維持でき、かつ温度が安定
しており、さらに大きな精度を有して比較的簡単に製造
されることができるからである。公知のライニングを製
造する場合には、焼結粉末が平らな支持薄板上に拡散さ
れ、続いて適当な温度で焼結され、この際一回又は複数
回の圧縮によつて必要な材料密度及びライニングの所望
のゲージングされた厚さが製造される。このような方法
により製造された薄板は、特に、種々の形式の潤滑され
る成層クラッチ及びブレーキにおいて、たとえば自動車
の自動的な変速機及び全ての形式の作業機械においても
実証された。
ドイツ連邦共和国特許第3417813号明細書により公知
の摩擦体は、摩擦クラッチ又はブレーキ、特に同期装置
に使用するために、金属製のリング体の軸線に対して回
転対称的な平らでない摩擦面に備えており、この摩擦面
は大体において截頭円すいの周面によつて形成されてい
る。このような摩擦面は別個に製造された支持部材上に
形成されており、該支持部材は深絞りされた薄板鋼又は
類似の材料から成つておりかつ最終成形以前に平らな状
態で拡散焼結ライニングを備えられる。続いて、平らな
薄板として製造された支持部材は、少なくとも近似的に
摩擦面の所望の形状を与えられ、かつ押込みローラを含
むローラによつて摩擦接続的に、及び少なくとも部分面
において形状接続的に、別個のベース体上にもたらされ
かつそこにろう接、溶接、又は別の形式で確実に固定さ
れる。要するに、ほぼ回転対称的な平らでない摩擦面を
備えたこのような公知の摩擦体は、単一構成部分から組
合わされており、従つて比較的不経済な、かつ特に入念
な製造が必要であるばかりでなく、単一構成部材の製作
誤差が合わさることによつて、避けられない製作誤差が
大きくなる。
前述の形式の別の摩擦体がたとえば英国特許第132530
4号明細書により公知である。ここにおいては、ほぼ円
筒状に形成されていて、開口するブレーキベルトの周面
個所にブレーキライニングを備えており、このブレーキ
ライニングは、拡散焼結ライニングを載着された支持体
としてのフレキシブルな鋼ベルトから成つており、かつ
ブレーキベルト上に点溶接によつて固定されている。こ
のような公知の構成においても同様に、摩擦体は別個に
製造され、このことにより先に述べた公知の構成とほと
んど一致する構成により、ほぼ同様の欠点が生じる。
発明が解決しようとする課題 本発明の課題は、公知の構成の欠点が生じないよう
に、つまりリング体の摩擦もしくは滑り面上にもたらさ
れた別個の、拡散焼結ライニングを備えた付加部分によ
つて製造誤差が大きくなるようなことなしに、任意の成
形部及び平らでない拡散焼結ライニングを備えた摩擦も
しくは滑り体が簡単に製造されるように、摩擦もしくは
滑り体を製造する方法及び装置を改良することである。
課題を解決するための手段 前述の課題を解決するために講じた方法の手段は、環
状ギャップ内に充てんされた焼結粉末を焼結温度で圧縮
するために、リング体とは異なる熱膨張率を有する材料
から成る焼結型を使用し、しかも内側に位置する焼結型
の熱膨張率はリング体のそれより大きく、かつ外側に位
置する焼結型の熱膨張率はリング体のそれより小さいこ
とにある。
さらに別の方法によれば、焼結温度で圧力負荷を変化
するために、種々異なる熱膨張率を有する材料から成る
焼結型を使用し、焼結型の交換及び互いに多種に影響で
きる相互の調和が得られ、もしくは種々の焼結材料等を
考慮することができる。
さらに有利な別の方法により、鋼、焼結鋼又は黄銅か
ら成るリング体の場合に、ドイツ工業規格（DIN）のX12
CrNi188−鋼（改正のX12CrNil77−鋼に相応:JIS規格のS
US301に対応する）から成る内側に位置する焼結型及び
／又はドイツ工業規格のX20Cr13−鋼（JIS規格のSUS420
J1に対応する）又はセラミックから成る外側に位置する
焼結型を使用する。このような材料の組合せは、摩擦も
しくは滑りライニングのために使用された焼結粉末と関
連して、焼結温度での最良の圧力負荷を保証するのに最
も適していると思われる。
さらに、前述の課題を解決するために講じた構成の手
段によれば、拡散焼結ライニングから成つていて、リン
グ軸線に対してほぼ回転対称的な少なくとも１つの平ら
でない摩擦もしくは滑り面を備えた金属製のリング体か
ら成る、クラッチ、ブレーキ、軸受け等のための摩擦も
しくは滑り体を製造する装置であって、リング体の摩擦
もしくは滑り面に環状ギャップを維持しつつ適合されか
つリング体に対して定心可能であるような焼結型が設け
られている形式のものにおいて、前記焼結型が、リング
体とは異なる熱膨張率を有する材料から成つており、こ
の熱膨張率は、内側に位置する焼結型においてはリング
体のそれより大きく、かつ外側に位置する焼結型におい
てはリング体のそれより小さいことにある。
本発明の有利な構成によれば、焼結型が２つの型部分
から成つており、これら型部分のうち第１の型部分が、
一面ではリング体のための、かつ他面ではリング体にお
ける摩擦もしくは滑り面と一緒に焼結粉末を充てんされ
る環状ギャップを形成する第２の型部分のための定心部
分として形成されている。このことによって、充てんさ
れる環状ギャプを直接制限する両方の部分が一緒に１つ
の定心部分に定心されており、このことにより簡単な形
式で拡散焼結ライニングの正確な載着が得られる。
さらに別の構成によれば、焼結型が、焼結温度で使用
された焼結粉末と結合しない材料から成つている。
さらに別の有利な構成により、鋼、焼結鋼又は黄銅か
ら成るリング体の場合に、内側に位置する焼結型がX12C
rNi188−鋼から成つており、及び／又は外側に位置する
焼結型がX20Cr13−鋼又はセラミックから成つている。
このような材料の組合せは、すでに製造方法のところで
述べたと同様に、摩擦もしくは滑りライニングのために
通用する拡散焼結粉末もしくはその焼結時に有利に使用
される圧力によつて最良の品質のライニングを得るのに
最も適している。
本発明の別の有利な構成により、リング体と一緒に環
状ギャップを形成する、焼結型の範囲が、リング体の横
断面もしくは抵抗モーメントと協働して及び両方の熱膨
張率の差と協働して焼結温度における所望の圧縮圧を得
るような大きさの横断面もしくは抵抗モーメントを有し
ている。このことにより、焼結温度で焼結粉末もしくは
拡散焼結ライニングに及ぼされる圧力の影響が、焼結型
もしくはライニング体の構成を介して可能である。
さらに有利な構成によれば、焼結型の、環状ギャップ
に向いた範囲が、拡散焼結ライニングにおけるオイルみ
ぞもしくはオイル排出みぞのための輪郭を備えており、
このことによって、ライニングを後加工することなしに
このようなみぞを形成することができる。
作 用 本発明の方法により、嵌込まれた焼結粉末が、一方側
で金属製リング体の摩擦もしくは滑り面によつて、及び
他方側でこれに対してほぼ同心的な焼結型によつて、焼
結粉末自体を充てんするための端面側のギャップ開口ま
で実際に閉鎖されている。焼結温度に加熱する際に、充
てんされた焼結粉末を閉鎖する両方の構成部分が、それ
らの互いに異なる熱膨張率に相応して膨張することによ
り、あらゆる付加的な方法段階なしに焼結中の圧縮のた
めに望まれる圧力負荷が得られる。リング体がその内側
で焼結されるであろう場合には、焼結型にリング体の材
料の熱膨張率により大きい熱膨張率の材料を使用する。
リング体がその外周で焼結される場合には、焼結型にリ
ング体の材料より小さい熱膨張率の材料を使用する。
発明の効果 本発明の方法により、摩擦もしくは滑り体がライニン
グの焼結により直接完成されるので、製造過程全体が簡
略化される。さらに本発明により、リング体、焼結型及
び両者の間に開放された環状ギャップ内に入れられた焼
結粉末を一緒に焼結温度に加熱する際に、焼結粉末もし
くは形成された拡散焼結ライニングの圧縮もしくは前圧
縮が簡単な形式で得られる。
実施例 第１図及び第２図に示す摩擦体１は、リング軸線３に
対して回転対称的な摩擦面４を備えたリング体から成つ
ており、前記摩擦面は截頭円すい体の周面として形成さ
れていてかつ拡散焼結ライニング５を有している。リン
グ体２は金属、たとえば鋼、焼結鋼又は黄銅から成つて
いる。リング体２自体の摩擦面４上に直接焼結されたラ
イニング５は、適当な拡散焼結粉末から第３図に基づい
て以下に説明する方法によつて形成される。
摩擦体１もしくはリング体２の外側周縁には歯６が形
成されており、この歯は摩擦リングを図示しないクラッ
チ、ブレーキ又は変速機の構成部材に対して固定するの
に使用される。
図示された摩擦対１の利点は簡単かつ正確な製造であ
り、このことは第３図を用いて説明する。拡散焼結ライ
ニング５は、すでに述べたようにリング体２自体の円す
いの、ひいては平らでない摩擦面４上に直接焼結され、
このためにリング体２は摩擦面４の側に環状ギャップ10
を維持して（この環状ギャップは、第３図では拡散焼結
粉末もしくは完成した拡散焼結ライニング５のすでに充
てんして示している）同心的に配置された焼結型７と一
緒にまず少なくとも広く平らに置かれる。焼結型は２つ
の型部分8,9から成つており、これらの型部分のうち第
１の型部分８は定心部分として、一面ではリング体２の
ために、かつ他面では、リング体２における摩擦面４と
共に焼結粉末を充てんされる環状ギャップを形成する第
２の型部分９のために形成されている。このような形式
により、特に環状ギャップ10の幅を正確に規定してい
る。環状ギャップ10は続いて焼結粉末で充たされ、しか
も必要な場合には、特に環状ギャップが狭い場合には、
たとえばライニング粉末の特別な粒子帯を適当に選択す
ることによつて確実な充てん及び簡単な圧縮が得られ
る。続いて、第３図に示されたユニット全体がたとえば
図示しない炉内で焼結温度で加熱され、この場合環状ギ
ャップ10内に存在する焼結粉末が焼結されてライニング
５を形成する。
焼結及び結合過程を助成するために、焼結温度の際に
焼結型７を介して圧力が環状ギャップ10内の焼結粉末に
及ぼされ、このことによつて環状ギャップは、焼結型７
の材料が、リング体２の材料より大きい熱膨張率を有し
ているように予め準備されており、従つて図示の構成の
ために、焼結型７の両型部分8,9はたとえばX12CrNi188
−鋼から成つている。
焼結型７を取除いた後に、必要な場合には次の冷却圧
縮又は類似のものによつて拡散焼結ライニング５の断面
形成又はゲージングが行なわれる。
拡散焼結ライニングを備えた摩擦体１を製造するため
の装置の、第４図に示した実施例においては、焼結型７
（図面においては焼結型のうち第２の型部分９のみが見
える）の、環状ギャップ10に向かう外側範囲が横断面に
おいて方形又は類似の輪郭11を、拡散焼結ライニング５
におけるオイルみぞ12のために備えている。さらに、摩
擦面４におけるみぞ状の凹部13もリング体２に一体成形
されており、この凹部13はリング体２への焼結されたラ
イニング５の保持を形状接続的にも助成する。しかしこ
のような助成は、これを除いて、たとえば摩擦面４を適
当に粗面化して製造することによつても行なわれる。
第５図から第７図に示された摩擦体１は内側及び外側
に拡散焼結ライニング５を備えており、しかもこの実施
例ではリング体２は円すい形周面の一部分としてけ形成
されており、かつたとえば薄板プレス部材あるいは類似
のものによつて形成することもできる。ここにおいて歯
６はリング体２の周面において個々に分割された連行体
の形状で構成されている。
焼結型７は、第７図に示すように大体において３つの
部分から成つており、第１の型部分３は、第３図に示す
ようにリング体２の載着及び定心並びに焼結型７の別の
両方の型部分9,14の載着及び定心のために使用される。
この実施例においてリング体２の両側にはそれぞれ１つ
の別個の環状ギャップ10（第７図においても環状ギャッ
プは拡散焼結粉末もしくは完成した拡散焼結ライニング
５によつてすでに充てんして示されている）が設けられ
ている。焼結型７の内側に位置する型部分９は、リング
体２より大きい熱膨張率を有する材料から成つている。
焼結型７の外側に位置する型部分14は、リング体２より
小さい熱膨張率を有する材料から成つており、このこと
によつて第７図に示すユニット全体をたとえば図示しな
い炉内で焼結温度に加熱する際に、環状ギャップ10内の
焼結粉末に圧力が与えられ、この圧力が拡散焼結ライニ
ングの圧縮並びに拡散焼結ライニングとリング体との結
合を生ぜしめかつ改善する。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明により製造された摩擦体の概略的断面
図、第２図は第１図による摩擦体の半分を示す平面図、
第３図は第１図及び第２図による摩擦体を製造する間の
本発明による装置を部分的に断面して示す拡大図、第４
図は本発明による装置の別の実施例を示す部分平面図、
第５図及び第６図は本発明により両側で焼結された摩擦
体を第１図及び第２図に相応して示す図、第７図は第５
図及び第６図による摩擦体を製造するための装置を第３
図に相応して示す図である。 １……摩擦体、２……リング体、３……リング軸線、４
……摩擦面、５……拡散焼結ライニング、６……歯、７
……焼結型、８・９……型部分、10……環状ギャップ、
11……輪郭、12……オイルみぞ、13……凹部、14……型
部分

Claims (9)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】リング軸線に対してほぼ回転対称的な少な
    くとも１つの平らでない摩擦もしくは滑り面を備えた金
    属製のリング体から成つており、このリング体に拡散焼
    結ライニングを載着するようにした、クラッチ、ブレー
    キ、軸受け等のための摩擦もしくは滑り体を製造する方
    法であつて、前記リング体を、摩擦もしくは滑り面の片
    側に環状ギャップを維持しつつ、ほぼ同心的に配置され
    た焼結型と一緒に少なくとも広く平らに置き、この環状
    ギャップに焼結粉末を充てんし、焼結温度で焼結し、か
    つ拡散焼結ライニングを圧縮する形式のものにおいて、
    環状ギャップ（10）内に充てんされた焼結粉末を焼結温
    度で圧縮するために、リング体（２）とは異なる熱膨張
    率を有する材料から成る焼結型（７）を使用し、しかも
    内側に位置する焼結型（７）の熱膨張率はリング体
    （２）のそれより大きく、かつ外側に位置する焼結型
    （７）の熱膨張率はリング体（２）のそれより小さいこ
    とを特徴とする、摩擦もしくは滑り体を製造する方法。
  2. 【請求項２】焼結温度で圧力負荷を変化するために、種
    種異なる熱膨張率を有する材料から成る焼結型を使用す
    る請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】鋼、焼結鋼又は黄銅から成るリング体
    （２）の場合に、X12CrNi188−鋼から成る内側に位置す
    る焼結型（７）及び／又はX20Cr13−鋼又はセラミック
    から成る外側に位置する焼結型（７）を使用する請求項
    １又は２記載の方法。
  4. 【請求項４】拡散焼結ライニングから成つていて、リン
    グ軸線に対してほぼ回転対称的な少なくとも１つの平ら
    でない摩擦もしくは滑り面を備えた金属製のリング体か
    ら成る、クラッチ、ブレーキ、軸受け等のための摩擦も
    しくは滑り体を製造する装置であって、リング体の摩擦
    もしくは滑り面に環状ギャップを維持しつつ適合されか
    つリング体に対して定心可能であるような焼結型が設け
    られている形式のものにおいて、前記焼結型（７）が、
    リング体（２）とは異なる熱膨張率を有する材料から成
    つており、この熱膨張率は、内側に位置する焼結型
    （７）においてはリング体（２）のそれより大きく、か
    つ外側に位置する焼結型（７）においてはリング体
    （２）のそれより小さいことを特徴とする摩擦もしくは
    滑り体を製造する装置。
  5. 【請求項５】焼結型（７）が２つの型部分（8,9）から
    成つており、これら型部分のうち第１の型部分が、一面
    ではリング体（２）のための、かつ他面ではリング体
    （２）における摩擦もしくは滑り面（４）と一緒に焼結
    粉末を充てんされる環状ギャップ（10）を形成する第２
    の型部分（９）のための定心部分として形成されている
    請求項４記載の装置。
  6. 【請求項６】焼結型（７）が、焼結温度で使用された焼
    結粉末と結合しない材料から成つている請求項４又は５
    記載の装置。
  7. 【請求項７】鋼、焼結鋼又は黄銅から成るリング体
    （２）の場合に、内側に位置する焼結型（７）がX12CrN
    i188−鋼から成つており、及び／又は外側に位置する焼
    結型がX20Cr13−鋼又はセラミックから成つている請求
    項６記載の装置。
  8. 【請求項８】リング体（２）と一緒に環状ギャップ（1
    0）を形成する、焼結型（７）の範囲が、リング体
    （２）の横断面もしくは抵抗モーメントと協働して及び
    両方の熱膨張率の差と協働して焼結温度における所望の
    圧縮圧を得るような大きさの横断面もしくは抵抗モーメ
    ントを有している請求項６又は７記載の装置。
  9. 【請求項９】焼結型（７）の、環状ギャップ（10）に向
    いた範囲が、拡散焼結ライニング（５）におけるオイル
    みぞ（12）もしくはオイル排出みぞのための輪郭（11）
    を備えている請求項４から８までのいずれか１項記載の
    装置。
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