JP2932831B2

JP2932831B2 - 摩擦摺動部材

Info

Publication number: JP2932831B2
Application number: JP4141701A
Authority: JP
Inventors: 賢治植野
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-06-02
Filing date: 1992-06-02
Publication date: 1999-08-09
Anticipated expiration: 2014-08-09
Also published as: JPH05331504A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、相手材とのなじみ性及
び耐焼付性に優れ、かつ耐摩耗性及び相手攻撃性にも優
れる摩擦摺動部材に関する。この摩擦摺動部材は、例え
ばトランスミッションを構成するシンクロナイザリング
に用いて好適である。

【０００２】

【従来の技術】摩擦摺動部材の一例としての一般的なシ
ンクロナイザリングは、内周に内テーパコーンが形成さ
れ、外周にチャンファをもつスプラインが形成されてい
る。このシンクロナイザリングでは、トランスミッショ
ンにおいて、スリーブがセレクタを介して軸方向に変位
されれば、スリーブのスプラインがチャンファを介して
外周のスプラインと噛合され、同時に変速ギアに近接し
て内テーパコーンが変速ギアの外テーパコーンと摩擦接
触する。こうして、スリーブと変速ギアとの回転が同期
され、スリーブが変速ギアと噛合される。

【０００３】従来のかかるシンクロナイザリングとして
は、鉄系、アルミニウム青銅系、高力黄銅系の鍛造部材
からなるものが一般に知られている。また、溶射材、ペ
ーパ材、樹脂材等の摩擦摺動部材を採用したシンクロナ
イザリングも知られている。例えば、特開平２−７３９
０３号公報には、樹脂材を採用したシンクロナイザリン
グとして、気孔率３〜２０％のＦｅ系焼結合金に合成樹
脂を含浸させたものが開示されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、摩擦摺
動部材は非常に厳しい条件下で使用されるようになって
いる。例えば、トランスミッションの小型化、軽量化、
耐高荷重化、耐高回転化等の要望から、シンクロナイザ
リングも非常に厳しい条件下で使用されるようになって
いる。その結果、シンクロナイザリングの内テーパコー
ンと変速ギアの外テーパコーンとの面圧（Ｐ）が高く、
両者の相対すべり速度（Ｖ）が大きな高ＰＶ条件下で
は、上記従来のシンクロナイザリングでは、内テーパコ
ーンが外テーパコーンとの間で焼付、摩耗等を生じる場
合があり、未だ十分に満足できるものではなかった。す
なわち、高ＰＶ条件下においては、高力黄銅系の鍛造部
材を採用したシンクロナイザリングでは、長期の使用に
より摩耗量が増加してしまう。また、溶射材を採用した
シンクロナイザリングでは、変速ギアの外テーパコーン
とのなじみ性が悪いことから、焼付が生じ、また溶射材
にクラックが発生することがある。さらに、ペーパ材や
樹脂材を採用したシンクロナイザリングでは、発熱によ
り溶損することもある。特に、樹脂材を採用したシンク
ロナイザリングでは、熱的負荷が厳しいと、樹脂が溶出
し、摩擦係数特性が不安定になってしまう。このため、
高ＰＶ条件下において、変速ギアの外テーパコーンとの
間で十分に満足できるシンクロナイザリングが切望され
ていた。

【０００５】本発明は、上記従来の実情に鑑みてなされ
たものであって、過酷な条件下であっても、耐摩耗性に
優れるとともに相手攻撃性が弱く、同時に焼付が生じに
くく、かつ摩擦係数が長期にわたって安定した摩擦摺動
部材を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の摩擦摺動部材
は、１０〜２０重量％のＳｉ及び残部ＡｌからなるＡｌ
−Ｓｉ系合金粉末；７０〜２０重量％と、Ｍｏ粉末；３
０〜８０重量％とからなり、気孔率；１０〜２０％で焼
結された母相と、該母相に含浸され、Ｓｎ；２〜２０重
量％と、少なくともＩｎ；０．０５〜１５重量％及びＣ
ｕ；０．０１〜５重量％の一方と、残部Ｐｂとからなる
軟質合金と、からなることを特徴とするものである。

【０００７】以下、母相の組成及び気孔率を限定した理
由について述べる。〔Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末中におけるＳｉ；１０〜２０重
量％（以下、重量％を単に％という。）〕Ｓｉが１０％
未満であれば、硬さが低くなり、摩耗量が急増する。逆
に、Ｓｉが２０％を超えると、相手攻撃性が大きくな
る。〔Ｍｏ粉末；３０〜８０％〕Ｍｏ粉末が３０％未満であ
れば、摩擦面において塑性流動が発生し、摩耗が急増す
る。逆に、Ｍｏ粉末が８０％を超えると、相手攻撃性が
大きくなる。〔気孔率；１０〜２０％〕母相の気孔率については、焼
付防止に関係するなじみ性の確保及び摩擦面での耐摩耗
性を確保するため、１０〜２０％とした。すなわち、気
孔率が１０％未満であれば、母相の占める面積が多いた
め、耐摩耗性は確保されるが、厳しい条件となると、焼
付気味の摩耗を生じる。また、このとき、気孔中への軟
質合金の含浸状態が悪く、軟質合金の占める面積も少な
いため、焼付発生や相手材への攻撃性が大きいことか
ら、耐久性が低下する。逆に、気孔率が２０％を超える
と、焼付の発生は抑制できるが、含浸した軟質合金の占
める面積が多いため、摩擦面の硬さが低く、摩耗量が大
きくなるという問題を生じる。また、このとき、母相の
占める面積が少ないことから、摩擦摺動部材としての強
度が保てず、剥離等を生じるおそれがある。

【０００８】次に、軟質合金の組成を限定した理由につ
いて述べる。〔Ｓｎ；２〜２０％〕Ｓｎは軟質合金に耐蝕性、耐摩耗
性を付与する。Ｓｎが２％未満であれば、耐蝕性及び耐
摩耗性向上の効果が少ない。逆に、Ｓｎが２０％を超え
ると、高温下での軟質合金の硬度が低下し、耐摩耗性が
悪化する。Ｓｎ；５〜１５％がより好ましい。〔少なくともＩｎ；０．０５〜１５％及びＣｕ；０．０
１〜５％の一方〕Ｉｎは、軟質合金に耐蝕性を付与し、
またＳｎとの間で金属間化合物を生成してＳｎを安定さ
せ、軟質合金のなじみ性を向上させる。Ｉｎが０．０５
％未満であれば、これらの効果が少ない。逆に、Ｉｎが
１５％を超えると、軟質合金の硬度が低下し、耐摩耗性
が悪化する。Ｉｎ；３〜１０％がより好ましい。

【０００９】Ｃｕは、軟質合金の組織を緻密化し、耐摩
耗性を付与する。Ｃｕが０．０１％未満であれば、耐摩
耗性が低い。逆に、Ｃｕが５％を超えると、耐蝕性及び
耐疲労性が悪化する。Ｃｕ；１〜３．５％がより好まし
い。これらＩｎとＣｕは少なくとも一方が含有されてお
れば、効果を発揮する。なお、本発明の摩擦摺動部材を
シンクロナイザリングに採用し、母相をその内テーパコ
ーンのみに用いる場合は、母相の厚さは０．５〜１．５
ｍｍとすることが好ましい。０．５ｍｍ未満では強度が
不足し、１．５ｍｍより大きいものではコスト高とな
る。

【００１０】

【作用】本発明の摩擦摺動部材では、所定のＡｌ−Ｓｉ
系合金粉末とＭｏ粉末とが所定の割合で焼結され、Ｍｏ
粉末が硬質粒子として作用する。また、こうして焼結さ
れた母相は内部に連続した気孔をもつ。この連続した気
孔内には軟質合金が含浸され、母相中にほぼ均一に軟質
合金が含まれる。軟質合金は、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｉｎ系合金
又はＰｂ−Ｓｎ−Ｃｕ系合金からなり、相手材との間で
自己潤滑性を発揮して相手材とのなじみ性を向上させて
いる。このため、この摩擦摺動部材では、耐摩耗性に優
れるとともに相手攻撃性が弱い。また、母相は、Ａｌ−
Ｓｉ＋Ｍｏ系合金の焼結体であり、負荷荷重を支持して
いる。そして、軟質合金を含浸した母相では、軟質合金
を含浸した母相が経時的に完全に摩耗されてしまうま
で、軟質合金により焼付が生じにくく、ほぼ同じ摩擦係
数が維持される。

【００１１】仮に、母相が溶射により形成されたもので
あれば、気孔は存在するものの、気孔が焼結体と比較し
て少なく、また連続した気孔とはならない。このため、
この独立した気孔内に軟質合金を含浸させても、表面近
傍のみしか軟質合金が含浸されない。よって、この場合
には、軟質合金を含浸した母相が薄いことから、軟質合
金を含浸した母相が経時的に摩耗されてしまえば、溶射
により形成された母相が摩耗されることとなり、焼付の
発生が心配される。また、この場合、軟質合金を含浸し
た母相が薄いことから、摩耗初期しか自己潤滑性を発揮
することができず、摩擦係数が短期で経時変化を起こし
てしまう。

【００１２】なお、特開昭５９−１４５７６４号公報に
は、気孔率１５〜５０％を有するＦｅ合金焼結体に、潤
滑性を有するＰｂ合金を含浸した「制振性および潤滑性
にすぐれた強磁性複合焼結材料」が開示されている。し
かし、この強磁性複合焼結材料は、磁性が要求されるソ
レノイドバルブを目的としていることから、主としてＦ
ｅを含有する母相をもち、母相がＡｌを主とする本発明
の摩擦摺動部材をなんら開示するものではない。

【００１３】また、特開平１−２５２７４４号公報に
は、気孔率０．０５〜５％のＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ−Ｓｉ−
Ｍｎ系の焼結合金からなる「Ｃｕ系焼結合金製変速機用
同期リング（シンクロナイザリング）」が開示されてい
る。しかし、Ｃｕを主とするシンクロナイザリングは、
ギア油中で硫化されてＣｕＳを発生させやすく、腐食し
て耐久性が損なわれるおそれがある。一方、本発明の摩
擦摺動部材はＡｌを主としているため、シンクロナイザ
リングに適用した場合にギア油中でＣｕＳを発生せず、
優れた耐久性を発揮する。

【００１４】

【実施例】

（１）以下、本発明の摩擦摺動部材をシンクロナイザリ
ングに具体化した実施例１、２を比較例１〜６とともに
図面を参照しつつ説明する。（実施例１）実施例１のシンクロナイザリングは、図１
及び図２に示すように、リング状の本体１と、この本体
１の内テーパコーン部位１ａにろう付けされた母相２
と、母相２の気孔内に溶浸された軟質合金３とからな
る。

【００１５】本体１は、冷間鍛造により形成されたＪＩ
ＳＳＰＣＣ製からなる。母相２は、７０（Ａｌ−１５Ｓ
ｉ）＋３０Ｍｏ（Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末におけるＳｉ；
１５％、残部Ａｌ。同Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末；７０％、
Ｍｏ粉末；３０％。以下、同様。）からなり、気孔率が
１５％の焼結体である。この母相２は次のようにして得
た。まず、Ａｌ−１５Ｓｉ合金粉末（粒径φ６０〜７０
μｍ）と、Ｍｏ粉末（粒径φ４５〜５０μｍ）とを用意
し、Ａｌ−１５Ｓｉ合金粉末７０％とＭｏ粉末３０％と
を混粉した。この混粉を圧力７ｔｏｎ／ｃｍ²で所定形
状に成形し、成形体とする。この成形体をアンモニア分
解ガス雰囲気中、温度５００℃にて６０分間焼結し、厚
さ１ｍｍの焼結体を得た。この焼結体の気孔率は１５％
であった。そして、この焼結体を本体１の内テーパコー
ン部位１ａにろう付けした。

【００１６】軟質合金３は、Ｐｂ−１０Ｓｎ−６Ｉｎ
（Ｓｎ；１０％、Ｉｎ；６％、残部Ｐｂ。以下、同
様。）からなる。この軟質合金３は次のようにして得
た。まず、上記組成となるように金属粉末を３００℃で
溶解し、溶湯を用意する。そして、この溶湯内に母相２
を６０分間浸漬し、母相２の気孔に軟質合金３を溶浸さ
せた。こうして得られたシンクロナイザリングの内テー
パコーンは、硬さがＨｖ１８０、表面粗さが２０μｍＲ
ｚであった。（実施例２）実施例２のシンクロナイザリングは、軟質
合金がＰｂ−１０Ｓｎ−２Ｃｕからなる点を除いて、実
施例１のものと同一のものである。こうして得られたシ
ンクロナイザリングの内テーパコーンは、硬さがＨｖ１
７０、表面粗さが２０μｍＲｚであった。（比較例１）比較例１のシンクロナイザリングは、母相
の気孔率が８％であることを除き、実施例１と同一のも
のである。すなわち、このシンクロナイザリングは、上
記実施例１で使用した混粉の成形圧力を９ｔｏｎ／ｃｍ
²とし、他の製法を実施例１と同一とすることにより得
た。こうして得られたシンクロナイザリングの内テーパ
コーンは、硬さがＨｖ２１０、表面粗さが２０μｍＲｚ
であった。（比較例２）比較例２のシンクロナイザリングは、母相
の気孔率が２２％であることを除き、実施例１と同一の
ものである。すなわち、このシンクロナイザリングは、
上記実施例１で使用した混粉の成形圧力を６ｔｏｎ／ｃ
ｍ²とし、他の製法を実施例１と同一とすることにより
得た。こうして得られたシンクロナイザリングの内テー
パコーンは、硬さがＨｖ１３０、表面粗さが２０μｍＲ
ｚであった。（比較例３）比較例３のシンクロナイザリングは、母相
の気孔にポリアミド樹脂を溶浸させたことを除き、実施
例１と同一のものである。こうして得られたシンクロナ
イザリングの内テーパコーンは、硬さがＨｖ１３０、表
面粗さが２０μｍＲｚであった。（比較例４）比較例４のシンクロナイザリングは、母相
の表面にＳｎ；１０％と、Ｉｎ；６％と、残部Ｐｂとか
らなるめっき層を形成したことを除き、実施例１と同一
のものである。こうして得られたシンクロナイザリング
の内テーパコーンは、硬さがＨｖ１００、表面粗さが２
０μｍＲｚであった。（比較例５）比較例５のシンクロナイザリングは、軟質
合金を形成しない点を除き、実施例１と同一のものであ
る。こうして得られたシンクロナイザリングの内テーパ
コーンは、硬さがＨｖ２２０、表面粗さが２０μｍＲｚ
であった。（比較例６）比較例６のシンクロナイザリングは、一般
的に使用されている高力黄銅系（Ｚｎ−６０Ｃｕ−５Ａ
ｌ）の鍛造品である。こうして得られたシンクロナイザ
リングの内テーパコーンは、硬さがＨｖ２２０、表面粗
さが２０μｍＲｚであった。（評価１）実施例１、２及び比較例１〜６のシンクロナ
イザリングを用い、単体摩擦試験を行った。試験条件
は、回転数１４００ｒｐｍ、押し付け力１００ｋｇｆ、
油温１２０℃、最高継合回数１００００回である。相手
材はクロム鋼焼入れ材である。また、潤滑油はギアオイ
ル７５Ｗ−９０を使用し、油量はシンクロナイザリング
の中央部までとした。

【００１７】シンクロナイザリングの内テーパコーンと
相手材との間で発生する摩擦係数（μ）と継合回数（サ
イクル）との関係を図３に示す。図３から、実施例１の
シンクロナイザリングでは、摩擦係数が０．０８とやや
低いものの、摩擦係数が長期にわたって経時変化もなく
安定していることがわかる。また、実施例２のシンクロ
ナイザリングでは、摩擦係数が０．０７であって長期に
わたり経時変化もなく安定している。つまり、これらの
シンクロナイザリングでは、初期の摩擦係数の安定性に
優れる。これは、母相に所定の割合で連続気孔が存在
し、この気孔中に存在するＰｂ−Ｓｎ−Ｉｎ系合金から
なる軟質合金が特に初期の当たり付け段階時に相手材と
のなじみ性を向上させているためであると考えられる。
また、摩擦係数について、軟質合金中でＩｎとＣｕとは
同等の効果が得られることもわかる。

【００１８】一方、比較例１のシンクロナイザリングで
は、実施例１、２のものと比較して軟質合金の割合が少
ないため、摩擦係数は高いが、初期の当たり付けの段階
での摩擦係数変化が大きいことがわかる。また、比較例
１のシンクロナイザリングでは、継合回数の増加に伴
い、焼付気味となり、摩擦係数が上昇傾向となることが
わかる。

【００１９】比較例２のシンクロナイザリングでは、実
施例１、２のものと比較して逆に軟質合金の割合が多い
ため、摩擦係数の安定性は問題ないが、摩擦係数が０．
０５と低く、シンクロナイザリングとして最低必要な
０．０７の値に達しないことがわかる。比較例３のシン
クロナイザリングでは、ポリアミド樹脂が溶浸されてい
るため、摩擦係数は実施例１、２のものと比較してやや
低くなることがわかる。また、このシンクロナイザリン
グでは、ポリアミド樹脂が有機物であるという欠点か
ら、継合回数が増して負荷（特に熱的負荷）が厳しくな
ると、気孔からポリアミド樹脂が溶出し、摩擦係数が上
昇傾向となることがわかる。

【００２０】比較例４のシンクロナイザリングでは、初
期なじみにおいて優れるが、３０００サイクル以降でめ
っき層の摩耗により母相のみとなってしまい、摩擦係数
が急上昇し、焼付が発生した。比較例５のシンクロナイ
ザリングでは、５０００サイクル以降、摩擦係数が上昇
傾向となり、７０００サイクル時点で焼付が発生した。

【００２１】比較例６のシンクロナイザリングでは、２
０００サイクル以降、摩擦係数が低下傾向となる。次
に、シンクロナイザリングの摩耗量（シンクロナイザリ
ングの軸方向変位量δ（ｍｍ））と継合回数（サイク
ル）との関係を図４に示す。図４から、実施例１のシン
クロナイザリングでは、継合回数が増加しても、摩耗量
は少なく、かつ相手攻撃性が弱く、軸方向変位量がほぼ
安定していることがわかる。また、実施例２のシンクロ
ナイザリングでは、実施例１のものと比較して、やや摩
耗量は多くなるが、目標である０．４ｍｍに対しては満
足できることがわかる。これは、これらのシンクロナイ
ザリングにおいて、所定の軟質合金の部分で相手材との
なじみ性を確保しつつ、母相のＡｌ−Ｓｉ＋Ｍｏ系合金
の焼結体で負荷荷重を支持していると考えられるからで
ある。また、摩耗量についても、軟質合金中でＩｎとＣ
ｕとは同等の効果が得られることもわかる。

【００２２】一方、比較例１のシンクロナイザリングで
は、焼付気味となった時点からの摩耗量が多くなってい
る。比較例２のシンクロナイザリングでは、軟質合金の
占める割合が多いため、初期の段階で摩耗が促進され、
背面当たりとなっている。比較例３のシンクロナイザリ
ングでは、気孔中に溶浸されているものがポリアミド樹
脂であることから、実施例１、２よりもやや摩耗量が多
く、継合回数の増加に伴い、摩耗は多くなる。

【００２３】比較例４のシンクロナイザリングでは、初
期に摩耗量が多くなり、背面当たりに至ってしまった。
比較例５のシンクロナイザリングでは、焼付発生に伴い
摩耗量が急増している。比較例６のシンクロナイザリン
グでは、継合回数の増加に伴い摩耗量が多くなり、背面
当たりが発生した。（評価２）次に実施例１、２及び比較例５、６のシンク
ロナイザリングを実機に組み込み、実機での効果を確認
した。試験は、１６００ｃｃエンジン用横置き型マニュ
アルトランスミッションを用いて１０万回のハードシフ
トを行なうことにより、焼付の有無の確認、摩耗量の測
定、ギア鳴りの有無の確認を行った。なお、摩耗量はテ
ーパゲージによる出入り量（ｍｍ）で測定した。結果を
表１に示す。

【００２４】

【表１】表１より、実施例１のシンクロナイザリングでは、比較
例５、６のものと比較して、焼付の発生もなく、摩耗量
も非常に少なく、かつギア鳴りもないことがわかる。ま
た、実施例のシンクロナイザリングでは、実施例１のも
のと比較して、やや摩耗量が多くなるが、目標である
０．６ｍｍに対しては満足でき、かつ焼付きの発生もな
く、良好であることがわかる。

【００２５】評価１、２より、実施例１、２のシンクロ
ナイザリングは、比較例１〜６のものと比較して、相手
材との面圧が高く、相手材との相対すべり速度が大きな
過酷な条件下であっても、耐摩耗性に優れるとともに相
手攻撃性が弱く、同時に焼付が生じにくく、かつ摩擦係
数が長期にわたって安定していることがわかる。（２）次に、本発明の摩擦摺動部材における母相の組
成、母相の気孔率及び軟質合金の組成を限定した確認試
験を図面を参照しつつ説明する。（母相の組成）実施例１、２の母相と同一の条件の下、
アルミブロンズ（Ｃｕ−９．７Ａｌ−１．２Ｆｅ−０．
０２Ｎｉ）粉末で焼結させた皮膜、Ａｌ−Ｓｉ系合金
（Ａｌ−１５Ｓｉ）粉末で焼結させた皮膜、Ｆｅ−Ｍｏ
−Ｃ系合金（Ｆｅ−１３．５Ｍｏ−２．４６Ｃ）粉末で
焼結させた皮膜、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃ系合金（Ｆｅ−６２．
７Ｃｒ−７．５Ｃ）粉末で焼結させた皮膜及びＭｏ（微
少量のＭｏ酸化物含有）粉末で焼結させた皮膜を用意し
た。

【００２６】これら５種の各皮膜をテストピース評価に
供した。図５に、皮膜の摩耗量（ｍｇ）と相手材の摩耗
量（ｍｇ）とを示す。また、図６に、焼付荷重（×１０
³Ｎ）を示す。図５及び図６より、Ａｌ−Ｓｉ系合金粉
末からなる皮膜と、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｃ系合金粉末からなる
皮膜とが、皮膜及び相手材の摩耗量が少なく、かつ焼付
荷重が高いことから、母相としてこれら２種の組成が好
適であることが確認できた。

【００２７】次に、アルミブロンズ粉末、Ａｌ−Ｓｉ系
合金粉末、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｃ系合金粉末又はＦｅ−Ｃｒ−
Ｃ系合金粉末にＭｏ粉末を０〜５０％添加し、実施例
１、２の母相と同一の条件の下、皮膜を形成した。ま
た、Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｃ系合金粉末
又はＦｅ−Ｃｒ−Ｃ系合金粉末にＡｌ−Ｐｂ（Ａｌ−１
０Ｐｂ）系合金粉末を０〜５０％添加し、実施例１、２
の母相と同一の条件の下、皮膜を形成した。図６の試験
条件と同一の条件の下、Ｍｏ粉末を添加した各皮膜の焼
付荷重（×１０³Ｎ）を図７に示す。また、同条件の
下、Ａｌ−Ｐｂ系粉末を添加した各皮膜の焼付荷重（×
１０³Ｎ）を図８に示す。図７及び図８より、Ａｌ−Ｓ
ｉ＋Ｍｏ系合金からなる皮膜が最も好適であることが確
認できた。

【００２８】次いで、Ｍｏ粉末；３０％で固定し、Ａｌ
−Ｓｉ系合金粉末中のＳｉを０〜２５％で種々変え、実
施例１、２の母相と同一の条件の下、皮膜を形成した。
テストピース評価による各皮膜の摩耗量（×１０³ｃｍ
³）及び密着強さ（ＭＰａ）を図９に示し、相手材摩耗
深さ（μｍ）を図１０に示す。図９、１０より、Ａｌ−
Ｓｉ系合金粉末中のＳｉが１０〜２０％であれば、摩耗
量が少なく、密着強さが大きく、かつ相手攻撃性が弱い
ことが確認できた。

【００２９】また、Ａｌ−１５Ｓｉ合金粉末に添加する
Ｍｏ粉末を０〜８５％で種々変え、実施例１、２の母相
と同一の条件の下、皮膜を形成した。テストピース評価
による各皮膜の摩耗量（μｍ）を図１１に示し、相手材
摩耗深さ（μｍ）を図１２に示す。図１１、１２より、
Ａｌ−１５Ｓｉ合金粉末にＭｏ粉末を３０〜８０％で添
加すれば、摩耗量が少ないことが確認できた。

【００３０】したがって、母相としては、１０〜２０％
のＳｉ及び残部ＡｌからなるＡｌ−Ｓｉ系合金粉末；７
０〜２０％と、Ｍｏ粉末；３０〜８０％とからなるＡｌ
−Ｓｉ＋Ｍｏ系合金が好適であることがわかる。（母相の気孔率）実施例１、２と同一組成であって、気
孔率が５〜２５％まで異なるシンクロナイザリングを用
意し、これらを評価１と同一条件の下、シンクロナイザ
リングの摩耗量（変位量、ｍｍ）と、変速ギアにおける
外テーパコーンの摩耗量（μｍ）とを求めた。結果を図
１３に示す。図１３より、気孔率が１０〜２０％であれ
ば、シンクロナイザリング及び外テーパコーンの摩耗量
が少なく、優れていることがわかる。（軟質合金の組成）Ｐｂ−Ｓｎ−Ｉｎ（Ｐｂ−１０Ｓｎ
−５Ｉｎ）系軟質合金と、Ｓｎ−Ｐｂ−Ｃｕ（Ｓｎ−７
Ｐｂ−４Ｃｕ）系軟質合金と、Ｃｕ−Ｐｂ−Ｓｎ（Ｃｕ
−２０Ｐｂ−５Ｓｎ）系軟質合金と、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｃｕ
（Ｐｂ−１０Ｓｎ−２Ｃｕ）系軟質合金とを実施例１と
同様に溶解し、実施例１の母相を用いて、実施例１と同
様に母相の気孔中に各軟質合金を溶浸させた。こうし
て、得た各皮膜について、テストピース評価により焼付
荷重（×１０³Ｎ）を求めた。結果を図１４に示す。図
１４より、Ｐｂ−Ｓｎ−Ｉｎ系軟質合金及びＰｂ−Ｓｎ
−Ｃｕ系軟質合金が高焼付荷重性を示すことが確認でき
た。

【００３１】したがって、軟質合金としては、Ｓｎ；２
〜２０％と、少なくともＩｎ；０．０５〜１５％及びＣ
ｕ；０．０１〜５％の一方と、残部Ｐｂとからなるもの
が好適であることがわかる。なお、上記実施例１、２及
び確認試験では溶浸法により気孔中へ軟質合金を含浸さ
せたが、母相に軟質合金が均一に含まれるものであれ
ば、溶浸法に限定されず、例えばＰＶＤ法等を採用する
こともできる。また、母相は、内テーパコーンのみでな
く、本体と一体としてもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の摩擦摺動
部材では、特許請求の範囲記載の構成を採用したもので
あるため、相手材との面圧が高く、かつ相手材との相対
すべり速度が大きな条件下であっても、次のような優れ
た効果を奏することができる。この摩擦摺動部材は、自
己潤滑性をもつため、優れた耐摩耗性を発揮し、かつ相
手材をさほど強く攻撃しない。

【００３３】また、この摩擦摺動部材は、焼付が生じに
くく、安定した摩擦係数を長期にわたって維持すること
ができる。したがって、この摩擦摺動部材を例えばトラ
ンスミッションのシンクロナイザリングに採用すれば、
厳しい条件下でも上記効果を奏することができることか
ら、近年のトランスミッションの小型化、軽量化、耐高
荷重化、耐高回転化等の要望を好適に実現することがで
きる。

【００３４】また、本発明の摩擦摺動部材では、母相が
焼結されたものであるため、シンクロナイザリングに適
用した場合に、鍛造成形した従来のものと比較して、成
形性及び寸法精度に優れる。このため、シンクロナイザ
リング全体にこの摩擦摺動部材を適用して、スプライン
のチャンファでも上記優れた効果を発揮させることもで
きる。

【００３５】さらに、本発明の摩擦摺動部材では、母相
にＣｕを採用しておらず、シンクロナイザリングに適用
した場合に、ギア油中で硫化されてＣｕＳを発生させな
いため、腐食しにくく、優れた耐久性を発揮することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のシンクロナイザリングの断面図であ
る。

【図２】実施例１のシンクロナイザリングに係り、図１
の円内拡大断面図である。

【図３】実施例１、２と比較例１〜６とにおける継合回
数と摩擦係数との関係を示すグラフである。

【図４】実施例１、２と比較例１〜６とにおける継合回
数と軸方向変位量との関係を示すグラフである。

【図５】母相の組成の差異による皮膜の摩耗量及び相手
材摩耗量の差異を示すグラフである。

【図６】母相の組成の差異による焼付荷重の差異を示す
グラフである。

【図７】Ｍｏ添加量に起因する母相の組成の差異による
焼付荷重の差異を示すグラフである。

【図８】Ａｌ−Ｐｂ添加量に起因する母相の組成の差異
による焼付荷重の差異を示すグラフである。

【図９】Ｓｉ量に起因する母相の組成の差異による摩耗
量及び密着強さの差異を示すグラフである。

【図１０】Ｓｉ量に起因する母相の組成の差異による相
手材摩耗深さの差異を示すグラフである。

【図１１】Ｍｏ添加量に起因する母相の組成の差異によ
る皮膜の摩耗量の差異を示すグラフである。

【図１２】Ｍｏ添加量に起因する母相の組成の差異によ
る相手材摩耗深さの差異を示すグラフである。

【図１３】気孔率の差異によるシンクロナイザリングの
摩耗量及び外テーパコーンの摩耗量の差異を示すグラフ
である。

【図１４】軟質合金の組成の差異による焼付荷重の差異
を示すグラフである。

【符号の説明】

１…本体１ａ…内テーパコーン部位２…母相３…軟質合金

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ１６Ｄ 23/06 Ｆ１６Ｄ 23/06 Ｄ // Ｃ２２Ｃ 11/00 Ｃ２２Ｃ 11/00 11/04 11/04 21/00 21/00 Ｂ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】１０〜２０重量％のＳｉ及び残部Ａｌから
なるＡｌ−Ｓｉ系合金粉末；７０〜２０重量％と、Ｍｏ
粉末；３０〜８０重量％とからなり、気孔率；１０〜２
０％で焼結された母相と、該母相に含浸され、Ｓｎ；２〜２０重量％と、少なくと
もＩｎ；０．０５〜１５重量％及びＣｕ；０．０１〜５
重量％の一方と、残部Ｐｂとからなる軟質合金と、から
なることを特徴とする摩擦摺動部材。