JP4748101B2 - Sliding structure and synchromesh transmission - Google Patents

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Description

本発明は、基材の表面に被膜が形成された摺動部材、摺動構造、及びシンクロメッシュ式の変速機に係り、特に、潤滑剤の添加剤にかかわらず摩擦係数を低減することができる摺動部材、摺動構造、及びシンクロメッシュ式の変速機に関する。   The present invention relates to a sliding member, a sliding structure, and a synchromesh transmission in which a film is formed on the surface of a base material, and in particular, can reduce a friction coefficient regardless of a lubricant additive. The present invention relates to a sliding member, a sliding structure, and a synchromesh transmission.

従来から、自動車において、エンジン、トランスミッションなど様々な機器に摺動部材が用いられている。そこでは、摺動部材の摺動抵抗を低減してエネルギ損失を減らし、地球環境の保護のための今後の燃費規制に対応すべく、様々な研究開発が進められている。   Conventionally, sliding members are used in various devices such as engines and transmissions in automobiles. There, various research and developments are underway to reduce the sliding resistance of the sliding member to reduce energy loss and to meet future fuel efficiency regulations for protecting the global environment.

例えば、このような研究開発には、摺動部材の摺動面に介在させる潤滑油に固体潤滑剤を添加する技術や、摺動部材の耐摩耗性を向上させると共に低摩擦特性を得るために、摺動部材の摺動面にコーティングを行う技術などを挙げることができる。   For example, in such research and development, in order to improve the wear resistance of the sliding member and obtain low friction characteristics, a technique for adding a solid lubricant to the lubricating oil interposed in the sliding surface of the sliding member And a technique for coating the sliding surface of the sliding member.

たとえば、潤滑剤に固体潤滑剤を添加する技術として、摺動部材の摺動面に、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、二硫化モリブデン(MoS)などの固体潤滑剤を添加する技術が挙げられる。 For example, as a technique for adding a solid lubricant to the lubricant, a technique for adding a solid lubricant such as polytetrafluoroethylene (PTFE) or molybdenum disulfide (MoS 2 ) to the sliding surface of the sliding member can be cited. .

また、摺動部材の摺動面をコーティングする技術として、相互に摩擦摺動する摺動部材の一例として、シンクロナイザリングとクラッチギヤが摩擦摺動する少なくとも一方の摩擦摺動面に、ケイ素あるいはケイ素化合物を主成分とする被膜を被覆した、シンクロメッシュ式の変速機が提案されている(特許文献1参照)。   In addition, as a technique for coating the sliding surface of the sliding member, as an example of a sliding member that frictionally slides, at least one friction sliding surface on which the synchronizer ring and the clutch gear frictionally slide is coated with silicon or silicon. A synchromesh type transmission in which a coating containing a compound as a main component is coated has been proposed (see Patent Document 1).

特開2005−147337号公報JP 2005-147337 A

ところで、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、二硫化モリブデン(MoS)などの固体潤滑剤による摩擦係数の低減のメカニズムは、固体潤滑剤の層状構造に起因した層間すべりによるものであり、固体接触部のせん断抵抗を下げることを目的としている。しかし、このような技術領域はすでに飽和しており、現状と比較して画期的に摩擦係数を低減することは望めない。そこで、摩擦係数を低減させるべく、固体潤滑剤の添加量を増加させた場合には、摩擦係数は低減されるものの、摺動部材の耐摩耗性が低下するおそれがあった。 By the way, the mechanism of reduction of the friction coefficient by solid lubricants such as polytetrafluoroethylene (PTFE) and molybdenum disulfide (MoS 2 ) is due to interlayer slip caused by the layer structure of the solid lubricant, and the solid contact portion. The purpose is to reduce the shear resistance. However, such a technical area is already saturated, and it is not possible to dramatically reduce the friction coefficient compared with the current situation. Therefore, when the amount of solid lubricant added is increased in order to reduce the friction coefficient, the friction coefficient is reduced, but the wear resistance of the sliding member may be reduced.

さらに、摺動部材同士の間に潤滑剤を供給した場合、流体潤滑領域における摩擦係数を低下させるためには、流体層(潤滑剤)内のせん断力を低下させることが望ましい。一般的に流体層(潤滑剤)内のせん断抵抗を下げる方法としては、ポリアルファオレフィン(PAO)等のトラクション係数の低い基油を使用することも考えられるが、このような基油を用いたとしても画期的なトラクション係数の低下を望むことは難しい。   Furthermore, when a lubricant is supplied between the sliding members, it is desirable to reduce the shear force in the fluid layer (lubricant) in order to reduce the friction coefficient in the fluid lubrication region. In general, as a method of reducing the shear resistance in the fluid layer (lubricant), it is conceivable to use a base oil having a low traction coefficient such as polyalphaolefin (PAO), but such a base oil is used. However, it is difficult to hope for a breakthrough traction coefficient.

また、前記特許文献1に記載のシンクロメッシュ式の変速機は、変速機のハウジング内の潤滑油がギヤの回転によりハウジング内の部材の摺動面に供給されるような構造となっている。このような構造から、シンクロナイザリング、クラッチギヤの形成されている複数の摺動面に対しても、同じ潤滑油が同時に供給されることになる。しかし、前記潤滑油として、例えば、有機モリブデン、有機亜鉛などの添加剤を含有した潤滑油を用いた場合には、該添加剤により変速機を構成するクラッチギヤとカウンタギヤの摩擦係数は低減され、変速機のトルク損失を抑えることができる。しかし、前記潤滑油が、シンクロナイザリングとクラッチギヤの摩擦摺動面に供給された場合には、これらの部材同士の摩擦係数も低下してしまい、前記摩擦摺動面における摩擦力を利用して、シンクロナイザリングとクラッチギヤの回転の同期を円滑に図ることが難しくなり、変速機を円滑に動作させ難くなる。   Further, the synchromesh type transmission described in Patent Document 1 has a structure in which lubricating oil in a housing of the transmission is supplied to a sliding surface of a member in the housing by rotation of a gear. From such a structure, the same lubricating oil is simultaneously supplied to a plurality of sliding surfaces on which the synchronizer ring and the clutch gear are formed. However, when a lubricating oil containing an additive such as organic molybdenum or organic zinc is used as the lubricating oil, the friction coefficient between the clutch gear and the counter gear constituting the transmission is reduced by the additive. The torque loss of the transmission can be suppressed. However, when the lubricating oil is supplied to the friction sliding surfaces of the synchronizer ring and the clutch gear, the friction coefficient between these members also decreases, and the frictional force on the friction sliding surface is utilized. It becomes difficult to smoothly synchronize the synchronizer ring and the rotation of the clutch gear, and it is difficult to operate the transmission smoothly.

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであって、第一の目的とするところは、例えば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、二硫化モリブデン(MoS)などの固体潤滑剤を利用した摺動部材よりも、低い摩擦係数を得ることができる摺動部材、摺動構造を提供することにある。そして、第二の目的とするところは、たとえ、有機モリブデン、有機亜鉛などの添加剤を含む潤滑油を用いた場合であっても、添加剤に左右されることなく所定の摩擦特性を確保することができる摺動部材、摺動構造、及びシンクロメッシュ式の変速機を提供することにある。 The present invention was made in view of such problems, and has as a first object, for example, polytetrafluoroethylene (PTFE), solid lubricants such as molybdenum disulfide (MoS 2) An object of the present invention is to provide a sliding member and a sliding structure capable of obtaining a lower friction coefficient than that of a utilized sliding member. The second object is to ensure a predetermined friction characteristic without being influenced by the additive even when a lubricating oil containing an additive such as organic molybdenum and organic zinc is used. An object of the present invention is to provide a sliding member, a sliding structure, and a synchromesh type transmission.

前記課題を解決すべく、本発明に係る摺動部材は、基材の表面に被膜が形成された摺動部材であって、前記被膜は、少なくともリン酸チタニウム化合物を含有していることを特徴としている。   In order to solve the above-mentioned problems, the sliding member according to the present invention is a sliding member in which a film is formed on the surface of a substrate, and the film contains at least a titanium phosphate compound. It is said.

本発明に係る摺動部材によれば、リン酸チタニウム化合物の無光触媒作用により、前記被膜表面に存在する水分を分解して、被膜が形成された摺動部材の摺動面に水酸基を生成することができる。この結果、表面の水酸基により摺動部材の摺動面は、親水性の表面となり、摺動面には、水(HO)層が形成される。これにより、本発明に係る摺動部材の摺動面(被膜の表面)に潤滑剤(潤滑油又はグリース)を供給しながら、摺動部材を摺動させた場合には、摺動部材の摺動面には、油層と水層とが混在した境界層が形成される。このような境界層は、前記潤滑剤(基油)のみの場合に比べてせん断力が小さい。また、前記境界層を含む摺動形態は、固体潤滑剤の層状構造のすべりの形態とは異なり、境界層により、摺動部材に作用するせん断抵抗を下げることができる。このような結果、該被膜が無い摺動部材、又は、該摺動部材に固体潤滑剤を用いたもの(例えば、PTFEの被膜を形成した摺動部材など)に比べて、摺動部材の摩擦係数をより低下させることができる。 According to the sliding member of the present invention, the water present on the surface of the coating is decomposed by the non-catalytic action of the titanium phosphate compound to generate a hydroxyl group on the sliding surface of the sliding member on which the coating is formed. be able to. As a result, the sliding surface of the sliding member becomes a hydrophilic surface due to the hydroxyl group on the surface, and a water (H 2 O) layer is formed on the sliding surface. Thus, when the sliding member is slid while supplying the lubricant (lubricant or grease) to the sliding surface (surface of the coating) of the sliding member according to the present invention, the sliding of the sliding member A boundary layer in which an oil layer and a water layer are mixed is formed on the moving surface. Such a boundary layer has a smaller shearing force than that of the lubricant (base oil) alone. Also, the sliding form including the boundary layer is different from the sliding form of the layered structure of the solid lubricant, and the boundary layer can reduce the shear resistance acting on the sliding member. As a result, the friction of the sliding member is less than that of the sliding member without the coating, or the sliding member using a solid lubricant (for example, a sliding member having a PTFE coating formed thereon). The coefficient can be further reduced.

さらに、本発明に係る摺動構造は、前記摺動部材を少なくとも一方に有し、相互に摩擦摺動する一対の摺動部材を備えた摺動構造であって、前記一対の摺動部材のうち少なくとも一方の摺動部材は、前記一対の摺動部材の他方の摺動部材と異なる部材に対して摺動する摺動面と、前記他方の摺動部材と摩擦摺動する面に、前記被膜が形成された摩擦摺動面とを、備えている。   Furthermore, the sliding structure according to the present invention is a sliding structure having at least one of the sliding members and having a pair of sliding members that frictionally slide with each other. At least one of the sliding members includes a sliding surface that slides on a member different from the other sliding member of the pair of sliding members, and a surface that frictionally slides on the other sliding member. And a friction sliding surface on which a film is formed.

本発明に係る摺動構造によれば、一対の摺動部材が相互に摩擦摺動する面に、少なくともリン酸チタニウム化合物を含有した被膜を形成することにより、表面粗さを変えることなく、他方の摺動部材とは異なる部材に対して摺動する摺動面の摩擦係数と、前記摩擦摺動面の摩擦係数を異なる値にすることができる。この結果、前記摺動面及び摩擦摺動面を有した、異なる摩擦特性が要求される摺動部材に対して、共通の潤滑剤を供給することが可能となる。より具体的には、摩擦係数の低減効果の高い添加剤を添加した潤滑油を前記摺動面と前記摩擦摺動面に供給した場合、前記摺動面には、前記添加剤の吸着により摩擦係数の低減を図ることができ、前記摩擦摺動面には、リン酸チタニウム化合物による水層の形成により、添加剤が摩擦摺動面に吸着され難くなる(または、仮に摩擦摺動面に、添加剤が吸着された場合であっても、水層の水が摩擦摺動面から添加剤を引き剥がす)ので、添加剤による摩擦係数の低下を抑制することができる。   According to the sliding structure according to the present invention, a film containing at least a titanium phosphate compound is formed on the surface where the pair of sliding members slide against each other without changing the surface roughness. The friction coefficient of the sliding surface sliding with respect to a member different from the sliding member and the friction coefficient of the friction sliding surface can be set to different values. As a result, a common lubricant can be supplied to the sliding members having the sliding surface and the friction sliding surface and requiring different friction characteristics. More specifically, when lubricating oil to which an additive having a high effect of reducing the friction coefficient is added is supplied to the sliding surface and the friction sliding surface, the sliding surface is subjected to friction due to adsorption of the additive. The coefficient can be reduced, and the friction sliding surface is less likely to be adsorbed by the friction sliding surface due to the formation of an aqueous layer of the titanium phosphate compound (or Even when the additive is adsorbed, the water in the water layer peels the additive from the friction sliding surface), so that the reduction of the friction coefficient due to the additive can be suppressed.

ここで、本発明にいう「摺動面」とは、一対の摺動部材が相互に摺動する摺動面(摩擦摺動面)以外の、前記一対の摺動部材のいずれか一方又は双方に形成された摺動面であって、前記一対の摺動部材とは異なる部材に対して摺動する摺動面をいう。また、本発明にいう「摩擦摺動面」とは、一対の摺動部材が相互に摩擦接触により摺動する摺動面であって、摩擦力を利用して一対の摺動部材の摺動を停止させるための摺動面である。   Here, the “sliding surface” in the present invention refers to either one or both of the pair of sliding members other than the sliding surface (friction sliding surface) on which the pair of sliding members slide relative to each other. A sliding surface formed on the sliding surface that slides on a member different from the pair of sliding members. Further, the “friction sliding surface” referred to in the present invention is a sliding surface on which a pair of sliding members slide with each other by friction contact, and the sliding of the pair of sliding members using frictional force. It is a sliding surface for stopping.

また、本発明に係る摺動部材は、酸化アルミニウム、二酸化珪素、窒化アルミニウム、または窒化珪素などの硬質粒子、または、炭素繊維、ガラス繊維等の硬質繊維を前記被膜に含むことがより好ましい。本発明によれば、被膜に前記硬質粒子及び硬質繊維を含むことにより、被膜の耐摩耗性を向上させることができる。   The sliding member according to the present invention more preferably includes hard particles such as aluminum oxide, silicon dioxide, aluminum nitride, or silicon nitride, or hard fibers such as carbon fiber and glass fiber in the coating. According to the present invention, the wear resistance of the coating can be improved by including the hard particles and the hard fibers in the coating.

また、前記一対の摺動部材の間には、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、二硫化モリブデン(MoS)、グラファイト、及び窒化硼素などの粒子を含有した潤滑油を介在させてもよい。 Further, a lubricating oil containing particles such as polytetrafluoroethylene (PTFE), molybdenum disulfide (MoS 2 ), graphite, and boron nitride may be interposed between the pair of sliding members. .

本発明に係る摺動構造は、前記摺動面と前記摩擦摺動面に、有機モリブデン又は有機亜鉛の少なくとも一方が添加された潤滑剤が供給可能に構成されていることがより好ましい。本発明によれば、添加剤として有機モリブデン又は有機亜鉛の少なくとも一方が添加された潤滑剤が、前記摺動面及び摩擦摺動面に存在することにより、前記摺動面において、有機モリブデン又は有機亜鉛の吸着により、該摺動面における摩擦係数を低減することができ、摩擦摺動面において、リン酸チタニウム化合物による水層の形成により、有機モリブデン又は有機亜鉛の吸着が抑制され、該摩擦摺動面におけるさらなる摩擦係数の低減を抑えることが可能となる。   More preferably, the sliding structure according to the present invention is configured such that a lubricant to which at least one of organic molybdenum or organic zinc is added can be supplied to the sliding surface and the friction sliding surface. According to the present invention, the lubricant to which at least one of organic molybdenum or organic zinc is added as an additive is present on the sliding surface and the friction sliding surface. The friction coefficient on the sliding surface can be reduced by adsorption of zinc, and the formation of the water layer by the titanium phosphate compound on the friction sliding surface suppresses the adsorption of organic molybdenum or organic zinc. It is possible to suppress further reduction of the friction coefficient on the moving surface.

たとえば有機モリブデンとしては、モリブデン−アミン錯体、モリブデン−コハク酸イミド錯体、有機酸のモリブデン塩、アルコールのモリブデン塩、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン(Mo−DTC)またはジチオリン酸モリブデン(Mo−DTP)などを挙げることができ、より好ましい態様としては、本発明に係る有機モリブデン化合物は、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン(Mo−DTC)またはジチオリン酸モリブデン(Mo−DTP)であることがより好ましい。   Examples of organic molybdenum include molybdenum-amine complexes, molybdenum-succinimide complexes, organic acid molybdenum salts, alcohol molybdenum salts, molybdenum dialkyldithiocarbamate (Mo-DTC), and molybdenum dithiophosphate (Mo-DTP). In a more preferred embodiment, the organomolybdenum compound according to the present invention is more preferably molybdenum dialkyldithiocarbamate (Mo-DTC) or molybdenum dithiophosphate (Mo-DTP).

特に、汎用性、コスト面等を考慮すると、潤滑油に含有させる有機モリブデン化合物は、ジアルキルジチオカルバミン酸モリブデン(Mo−DTC)がより好ましく、生成方法により分子中のアルキル基の構造は異なる。例えば、アルキルジチオカルバミン酸モリブデンの具体例としては、例えば、ジブチルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジペンチルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジヘキシルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジヘプチルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジオクチルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジノニルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジデシルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジウンデシルジチオカルバミン酸硫化モリブデン、ジドデシルジチオカルバミン酸モリブデン、ジトリデシルジチオカルバミン酸モリブデン等を挙げることができる。なお、有機亜鉛は、前述した有機モリブデンのモリブデンを亜鉛に置換した添加剤であり、少なくとも、前記有機モリブデンに挙げた種類と同様の種類を挙げることができる。   In particular, in consideration of versatility, cost, etc., the organomolybdenum compound contained in the lubricating oil is more preferably molybdenum dialkyldithiocarbamate (Mo-DTC), and the structure of the alkyl group in the molecule varies depending on the production method. For example, specific examples of molybdenum alkyldithiocarbamate include, for example, molybdenum dibutyldithiocarbamate, sulfurized dipentyldithiocarbamate, sulfurized dihexyldithiocarbamate, sulfurized diheptyldithiocarbamate, sulfide dioctyldithiocarbamate, dinonyldithiocarbamate. Molybdenum, molybdenum didecyl dithiocarbamate, sulfurized diundecyl dithiocarbamate, sulfurous molybdenum dododecyldithiocarbamate, molybdenum ditridecyldithiocarbamate, and the like. The organic zinc is an additive in which the molybdenum of the organic molybdenum described above is replaced with zinc, and at least the same types as those mentioned for the organic molybdenum can be mentioned.

また、潤滑剤の基油は、前述したような添加剤を含むのであれば鉱油、合成油などが挙げられ特に限定されるものではない。また、このような潤滑油は、前記化学反応が抑制されないのであれば、酸化防止剤、摩耗防止剤、極圧剤、摩擦調整剤、金属不活性剤、清浄剤、防錆剤、泡消剤などを適宜追加することができる。なお、潤滑油の変わりに、例えば、有機モリブデンまたは有機亜鉛を含む基油にさらに増稠剤を分散させたグリースであっても同様の効果が得られる。   Further, the lubricant base oil is not particularly limited as long as it contains the additives as described above, and includes mineral oil and synthetic oil. In addition, such lubricating oils are antioxidants, antiwear agents, extreme pressure agents, friction modifiers, metal deactivators, detergents, rust preventives, foam extinguishers if the chemical reaction is not suppressed. Etc. can be added as appropriate. Note that the same effect can be obtained even when grease is obtained by further dispersing a thickener in a base oil containing organic molybdenum or organic zinc instead of the lubricating oil.

また、この潤滑剤の給油機構としては、循環潤滑機構、ミスト潤滑機構、又は、オイルバスによる油浴潤滑機構など等が挙げられ、摺動時に摺動部材の摺動面及び摩擦摺動面に、潤滑油を給油することができるのであれば、特に限定さるものではない。   The lubricant lubrication mechanism includes a circulation lubrication mechanism, a mist lubrication mechanism, or an oil bath lubrication mechanism using an oil bath. As long as lubricating oil can be supplied, there is no particular limitation.

また、本発明に係るシンクロメッシュ式の変速機は、前記摺動構造を備えたシンクロメッシュ式の変速機であって、前記一対の摺動部材は、シンクロナイザリング、及び該シンクロナイザリングに摩擦摺動するクラッチギヤである。   Further, the synchromesh transmission according to the present invention is a synchromesh transmission including the sliding structure, and the pair of sliding members includes a synchronizer ring and a frictional sliding on the synchronizer ring. It is a clutch gear.

本発明によれば、シンクロナイザリングとクラッチギヤが摩擦摺動する摩擦摺動面、すなわち、シンクロナイザリングのリング内周面及びクラッチギヤの外周面(ギヤコーン面)のいずれか一方又は双方に、少なくともリン酸チタニウム化合物を含有した被膜が形成されるので、潤滑剤に含有する添加剤が摩擦摺動面に吸着し難く、添加剤が吸着した場合であっても、摩擦摺動面から添加剤を引き剥がすことが可能となる。この結果、潤滑剤の添加剤に影響の受け難い、摩擦係数の低下を抑制した摩擦摺動面を得ることができる。   According to the present invention, at least one or both of the friction sliding surface on which the synchronizer ring and the clutch gear slide, that is, the ring inner peripheral surface of the synchronizer ring and the outer peripheral surface (gear cone surface) of the clutch gear are linked. Since a film containing a titanium acid compound is formed, the additive contained in the lubricant is difficult to adsorb on the friction sliding surface, and even when the additive is adsorbed, the additive is pulled from the friction sliding surface. It can be peeled off. As a result, it is possible to obtain a friction sliding surface that is hardly affected by the additive of the lubricant and suppresses a decrease in the friction coefficient.

一方、シンクロナイザリングは、セレクタと共に移動するスリーブ(クラッチギヤと異なる部材)に対して摺動する摺動面を有している。また、クラッチギヤは、前記セレクタと共に移動する前記スリーブ(シンクロナイザリングと異なる部材)や、カウンタギヤと摺動する摺動面を有している。そして、これらの摺動面には、前記潤滑油の添加剤が吸着するので、摩擦係数が低減される。   On the other hand, the synchronizer ring has a sliding surface that slides on a sleeve (a member different from the clutch gear) that moves together with the selector. Further, the clutch gear has the sleeve (a member different from the synchronizer ring) that moves together with the selector, and a sliding surface that slides with the counter gear. And since the said lubricating oil additive adsorb | sucks to these sliding surfaces, a friction coefficient is reduced.

このように、摩擦摺動面に対しては、少なくともリン酸チタニウム化合物を含有した被膜起因の水層により、潤滑剤の添加剤のさらなる摩擦係数の低減は抑制される。一方、前記摺動面に対しては、潤滑剤の添加剤により、摩擦係数は低減される。この結果、たとえ、有機モリブデン、有機亜鉛などの添加剤を含む潤滑油が、摩擦摺動面及び摺動面に供給された場合であっても、シンクロナイザリングをクラッチギヤの回転に円滑に同期させることができ、さらには、これらの部材の摩擦係数の低減を図ることができる。   As described above, further reduction of the friction coefficient of the additive of the lubricant is suppressed on the friction sliding surface by the water layer resulting from the coating containing at least the titanium phosphate compound. On the other hand, the friction coefficient of the sliding surface is reduced by the additive of the lubricant. As a result, the synchronizer ring is smoothly synchronized with the rotation of the clutch gear even when the lubricating oil containing additives such as organic molybdenum and organic zinc is supplied to the friction sliding surface and the sliding surface. Further, the friction coefficient of these members can be reduced.

本発明によれば、固体潤滑剤を利用した摺動部材よりも、低い摩擦係数を得ることができ、さらには、潤滑油の添加剤に左右され難い摺動面を得ることができ、所定の摩擦特性を確保することができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a lower coefficient of friction than a sliding member using a solid lubricant, and furthermore, it is possible to obtain a sliding surface that is hardly affected by the additive of the lubricating oil. Frictional properties can be ensured.

以下、図面に基づき本発明である摺動部材及び、該摺動部材を備えた摺動構造を含むシンクロメッシュ式の変速機の一実施形態について、説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, a sliding member according to an embodiment of the present invention and an embodiment of a synchromesh transmission including a sliding structure including the sliding member will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施形態に係る摺動部材の模式図を示しており、図2は、図1の摺動部材を構成する被膜の化学的構造を示した図である。   FIG. 1 is a schematic view of a sliding member according to the present embodiment, and FIG. 2 is a view showing a chemical structure of a coating film constituting the sliding member of FIG.

図1に示すように、本発明に係る摺動部材10は、基材11に被膜12が形成されており、基材11は、鉄系材料からなる。また、図2に示すように、基材11に形成された被膜12は、リン酸チタニウム化合物からなり、被膜12の表面が、摺動部材10の摺動面13となっている。また、被膜12の厚さは、0.5〜5μmの範囲にある。このような被膜12は、抗菌、防カビ用途などで一般的に使用さている、前記組成を含む無機質無光触媒コーティング剤を、基材11の表面に塗布、又はスプレーコーティングし、オーブン等で、200℃程度の温度条件で、数十分間焼成することにより得ることができる。また、前記被膜の厚みは、コーティング剤の塗布量、スプレー量によって、調整することができる。   As shown in FIG. 1, in the sliding member 10 according to the present invention, a coating 12 is formed on a base 11, and the base 11 is made of an iron-based material. As shown in FIG. 2, the coating 12 formed on the substrate 11 is made of a titanium phosphate compound, and the surface of the coating 12 is the sliding surface 13 of the sliding member 10. Moreover, the thickness of the film 12 is in the range of 0.5 to 5 μm. Such a coating 12 is formed by applying or spray-coating an inorganic non-photocatalytic coating agent containing the above-described composition, which is generally used for antibacterial and antifungal applications, on the surface of the substrate 11, and using an oven or the like. It can be obtained by firing for several tens of minutes under a temperature condition of about ° C. Moreover, the thickness of the said film can be adjusted with the application amount of a coating agent, and the spray amount.

なお、摺動部材10の基材11の材質は、鉄系材料としたが、該鉄系材料は、鋳鉄系、鋼系いずれであってもよく、さらには、この他にも、非鉄系材料、樹脂系材料、またはゴム系材料等の材質が挙げることができ、前記被膜形成時の焼成温度よりも高い耐熱性があり、摺動部材10の使用環境下に応じて、少なくともリン酸チタニウム化合物を含有した被膜12の密着性を確保することができるものであれば、特に限定されるものではない。   The material of the base material 11 of the sliding member 10 is an iron-based material. However, the iron-based material may be cast iron-based or steel-based. , A resin material, or a rubber material, which has a heat resistance higher than the firing temperature at the time of forming the coating, and at least a titanium phosphate compound depending on the use environment of the sliding member 10 There is no particular limitation as long as the adhesion of the coating film 12 containing can be ensured.

このように構成された摺動部材10は、図1に示すように、摺動面13が、少なくともリン酸チタニウム化合物を含有した被膜が形成されているので、摺動面13には、リン酸チタニウム化合物の無光触媒作用により、水分を分解して、摺動面13に水酸基(−OH)が生成される。該水酸基の生成により、摺動面13は親水性の表面となり、摺動面13には、水(HO)層が形成される。これにより、摺動面13に潤滑油、グリースなどの潤滑剤が供給された場合には、水層と潤滑剤の油層からなる境界層が形成される。該境界層は、基油のみの場合に比べて摺動部材10の摺動によるせん断力が小さいので、摺動部材の摩擦係数をより低減させることができる。 As shown in FIG. 1, the sliding member 10 thus configured has a sliding surface 13 on which a film containing at least a titanium phosphate compound is formed. Water is decomposed by the non-photocatalytic action of the titanium compound, and a hydroxyl group (—OH) is generated on the sliding surface 13. By the generation of the hydroxyl group, the sliding surface 13 becomes a hydrophilic surface, and a water (H 2 O) layer is formed on the sliding surface 13. As a result, when a lubricant such as lubricating oil or grease is supplied to the sliding surface 13, a boundary layer composed of a water layer and an oil layer of the lubricant is formed. Since the boundary layer has a smaller shearing force due to the sliding of the sliding member 10 than in the case of using only the base oil, the friction coefficient of the sliding member can be further reduced.

このように、摺動部材10は、潤滑油を摺動面に供給して摺動する摺動部材に対して有効である。また、前記摺動部材の摺動面として、シリンダとピストンの摺動面、シャフトとすべり軸受との摺動面、歯車同士の噛み合い面、転がり軸受の摺動面などを挙げることができる。   As described above, the sliding member 10 is effective for a sliding member that slides by supplying lubricating oil to the sliding surface. Examples of the sliding surface of the sliding member include a sliding surface between a cylinder and a piston, a sliding surface between a shaft and a slide bearing, a meshing surface between gears, and a sliding surface of a rolling bearing.

前記摺動部材10を適応した好適な実施形態として、以下のシンクロメッシュ式の変速機について以下に示す。図3は、図1の摺動部材を有した一対の摺動部材として、シンクロナイザリングと、クラッチギヤを含むシンクロメッシュ式の変速機の要部を模式的に示した図であり、図4は、図3のシンクロメッシュ式変速機を構成するシンクロナイザリングとクラッチギヤとを含む摺動構造を説明するための図である。   As a preferred embodiment to which the sliding member 10 is applied, the following synchromesh transmission is shown below. FIG. 3 is a diagram schematically showing a main part of a synchromesh transmission including a synchronizer ring and a clutch gear as a pair of sliding members having the sliding member of FIG. FIG. 4 is a view for explaining a sliding structure including a synchronizer ring and a clutch gear constituting the synchromesh transmission of FIG. 3.

図3に示すように、本実施形態に係るシンクロメッシュ式の変速機1は、エンジンからの入力シャフト(図示せず)の動力を、ギヤ比を変えて出力シャフト(図示せず)に出力する機器であり、変速機1は、ギヤ比を変える際に作動する摺動部材として、相互に摩擦摺動するシンクロナイザリング21と、クラッチギヤ22と、を備えている。   As shown in FIG. 3, the synchromesh transmission 1 according to this embodiment outputs the power of an input shaft (not shown) from the engine to an output shaft (not shown) by changing the gear ratio. The transmission 1 is provided with a synchronizer ring 21 that frictionally slides and a clutch gear 22 as sliding members that operate when changing the gear ratio.

具体的には、シンクロナイザリング21は、そのリング内周面にコーン状の傾斜面21aが形成されており、リング外周面にはスリーブ25と噛み合うための歯21bが形成されている。一方、クラッチギヤ22は、外周面に、コーン状の傾斜面(ギヤコーン面)22a、スリーブ25と噛み合うための歯22b、及び、動力伝達のためのカウンタギヤ(図示せず)と噛み合う歯車22cが形成されている。   Specifically, the synchronizer ring 21 has a cone-shaped inclined surface 21a formed on the inner peripheral surface of the ring, and teeth 21b for meshing with the sleeve 25 formed on the outer peripheral surface of the ring. On the other hand, the clutch gear 22 has a cone-shaped inclined surface (gear cone surface) 22a, a tooth 22b for meshing with the sleeve 25, and a gear 22c for meshing with a counter gear (not shown) for power transmission. Is formed.

そして、シンクロナイザリング21の内周の傾斜面(リング内周面)21a及びクラッチギヤ22のギヤコーン面22aには、少なくともリン酸チタニウム化合物を含有した被膜が形成されており、これらの部材は、後述するように、セレクタ26の動作により相互に摩擦摺動するようになっている。   A film containing at least a titanium phosphate compound is formed on the inner inclined surface (ring inner peripheral surface) 21a of the synchronizer ring 21 and the gear cone surface 22a of the clutch gear 22, and these members will be described later. As described above, the operation of the selector 26 causes frictional sliding with each other.

なお、本発明に係る「摩擦摺動面」は、本実施形態におけるシンクロナイザリング21の傾斜面21a及びクラッチギヤ22のギヤコーン面22aに相当する。また、本発明に係る「摺動面」は、本実施形態におけるシンクロナイザリング21のスリーブ25と摺動する歯21bの摺動面、クラッチギヤ22のスリーブ25と摺動する歯22bの摺動面、クラッチギヤ22のスリーブ25と摺動する歯車22cの摺動面、クラッチギヤ22のカウンタギヤと摺動する歯車22cの摺動面(歯面)に相当する。そして、本実施形態に係る変速機1は、一般的なシンクロメッシュ方式の変速機同様に、これらの摩擦摺動面及び摺動面に、カウンタギヤの回転により有機モリブデン又は有機亜鉛が添加された潤滑油が供給可能なように構成されている。   The “friction sliding surface” according to the present invention corresponds to the inclined surface 21 a of the synchronizer ring 21 and the gear cone surface 22 a of the clutch gear 22 in the present embodiment. Further, the “sliding surface” according to the present invention includes the sliding surface of the tooth 21b that slides with the sleeve 25 of the synchronizer ring 21 and the sliding surface of the tooth 22b that slides with the sleeve 25 of the clutch gear 22 in the present embodiment. This corresponds to the sliding surface of the gear 22c sliding with the sleeve 25 of the clutch gear 22 and the sliding surface (tooth surface) of the gear 22c sliding with the counter gear of the clutch gear 22. And the transmission 1 which concerns on this embodiment added the organic molybdenum or the organic zinc by rotation of the counter gear to these friction sliding surfaces and sliding surfaces similarly to the transmission of a general synchromesh system. The lubricating oil can be supplied.

このような変速機1を用いて変速する場合には、セレクタ26に連結されたスリーブ25を、シャフト27の軸方向に移動させることにより、シンクロナイザリング21のコーン状の傾斜面21aを、クラッチギヤ22のギヤコーン面22aに摩擦接触させ、摩擦力により、シンクロナイザリング21とクラッチギヤ22との回転の同期化を行う。さらに、スリーブ25をさらに同方向に移動させることにより、スリーブ25がシンクロナイザリング21の歯21bに接触することで、スリーブ25とシンクロナイザリング21との回転の同期化を行う。このようにして、シンクロナイザリング21、クラッチギヤ22、およびスリーブ25の回転が同期することにより、スリーブ25がシンクロナイザリング21の歯21b及びクラッチギヤ22の歯22bと噛み合い、クラッチギヤ22の歯車22cに、カウンタギヤからの動力が伝達されることになる。   When shifting using such a transmission 1, the sleeve 25 connected to the selector 26 is moved in the axial direction of the shaft 27 so that the cone-shaped inclined surface 21a of the synchronizer ring 21 is moved to the clutch gear. The rotation of the synchronizer ring 21 and the clutch gear 22 is synchronized by frictional contact with the gear cone surface 22a of 22 and frictional force. Further, the sleeve 25 is further moved in the same direction so that the sleeve 25 comes into contact with the teeth 21 b of the synchronizer ring 21, thereby synchronizing the rotation of the sleeve 25 and the synchronizer ring 21. In this way, the synchronizer ring 21, the clutch gear 22, and the sleeve 25 are synchronized in rotation, so that the sleeve 25 meshes with the teeth 21b of the synchronizer ring 21 and the teeth 22b of the clutch gear 22, and engages with the gear 22c of the clutch gear 22. The power from the counter gear is transmitted.

この際に、シンクロナイザリング21とクラッチギヤ22の摺動面には、潤滑油に含有する有機モリブデン又は有機亜鉛が吸着し、これらの摺動面に関する摺動特性は向上する。特に、前記摺動面のうち、クラッチギヤ22に対してカウンタギヤとの噛み合う歯車22cの歯面に有機モリブデン又は有機亜鉛が吸着することにより、クラッチギヤ22とカウンタギヤとの摩擦係数が低減される。この結果、変速機1におけるエンジンからのトルク損失を低減することが可能となる。   At this time, the organic molybdenum or organic zinc contained in the lubricating oil is adsorbed on the sliding surfaces of the synchronizer ring 21 and the clutch gear 22, and the sliding characteristics related to these sliding surfaces are improved. In particular, the coefficient of friction between the clutch gear 22 and the counter gear is reduced by adsorbing organic molybdenum or organic zinc to the tooth surface of the gear 22c that meshes with the counter gear with respect to the clutch gear 22 among the sliding surfaces. The As a result, torque loss from the engine in the transmission 1 can be reduced.

一方、シンクロナイザリング21の傾斜面21aとクラッチギヤ22のギヤコーン面22aである摩擦摺動面の間にも、有機モリブデン又は有機亜鉛を含有した潤滑剤が供給され、これらの摩擦摺動面間に介在することになる。しかし、これらの摩擦摺動面には、少なくともリン酸チタニウム化合物を含有した被膜が形成されているので、リン酸チタニウム化合物の表面には、水酸基が生成される。この結果、親水性になった被膜の表面は親水性の表面となり、該表面には水層が形成される。これにより、有機モリブデン又は有機亜鉛が摩擦摺動面に吸着し難く、さらにこれらが吸着したとしても水層がこれらの添加剤を引き剥がすので、摩擦摺動面における摩擦係数のさらなる低減は抑制される。この結果、シンクロナイザリング21とクラッチギヤ22の回転を、円滑に同調させることができる。   On the other hand, a lubricant containing organic molybdenum or organic zinc is also supplied between the inclined sliding surface 21a of the synchronizer ring 21 and the friction sliding surface which is the gear cone surface 22a of the clutch gear 22, and between these friction sliding surfaces. Will intervene. However, since a coating film containing at least a titanium phosphate compound is formed on these friction sliding surfaces, a hydroxyl group is generated on the surface of the titanium phosphate compound. As a result, the surface of the coating film having become hydrophilic becomes a hydrophilic surface, and an aqueous layer is formed on the surface. This makes it difficult for organic molybdenum or organic zinc to be adsorbed on the frictional sliding surface, and even if they are adsorbed, the water layer peels off these additives, further reducing the friction coefficient on the frictional sliding surface. The As a result, the rotation of the synchronizer ring 21 and the clutch gear 22 can be smoothly synchronized.

以下に、本発明を実施例により説明する。
[実施例1]
(摺動構造)
一対の摺動部材として、後述するリングオンディスク試験を行うため、ディスク試験片とリング試験片とを準備し、摺動構造として、前記ディスク試験片、前記リング試験片、及びこれらの試験片の間に介在させる潤滑油を準備した。
Hereinafter, the present invention will be described by way of examples.
[Example 1]
(Sliding structure)
As a pair of sliding members, a disk test piece and a ring test piece are prepared in order to perform a ring-on-disk test described later, and the disk test piece, the ring test piece, and these test pieces are used as a sliding structure. A lubricating oil interposed between them was prepared.

<ディスク試験片>
図5に示すように、リン酸チタニウム化合物を含有した被膜を形成する基材として、表面粗さを中心線平均粗さRa0.2μmにした30mm×30mm×5mmの機械構造用炭素鋼材(S45C:JIS規格、焼入れ焼戻し)を準備し、この基材の30mm×30mmの表面に、抗菌、消臭、防カビ用途の市販の無機質無光触媒コーティング剤(エコキメラCW−30、テクノトレード)の原液を塗布し、該塗布した基材をオーブンで200℃、30分間焼成し、ディスク試験片の摺動面に、膜厚;0.5〜5μmの範囲となるように、リン酸チタニウム化合物を含有した被膜を形成した。
<Disk specimen>
As shown in FIG. 5, as a base material for forming a film containing a titanium phosphate compound, a carbon steel material for mechanical structure (S45C: 30 mm × 30 mm × 5 mm) having a surface roughness of centerline average roughness Ra of 0.2 μm. JIS standard, quenching and tempering), and applying a stock solution of a commercially available inorganic non-photocatalytic coating agent (Eco Chimera CW-30, Techno Trade) for antibacterial, deodorant and antifungal applications on the surface of 30 mm x 30 mm The coated substrate was baked in an oven at 200 ° C. for 30 minutes, and the film containing a titanium phosphate compound was formed on the sliding surface of the disk specimen so that the film thickness was in the range of 0.5 to 5 μm. Formed.

<リング試験片>
図5に示すように、外径25.6mm、内径20mm、高さ16mm、中心線平均粗さRa0.25μmの材質SAE4620からなるリング試験片を製作した。
<Ring specimen>
As shown in FIG. 5, a ring test piece made of material SAE4620 having an outer diameter of 25.6 mm, an inner diameter of 20 mm, a height of 16 mm, and a center line average roughness Ra of 0.25 μm was manufactured.

<潤滑油>
ベース油(エンジン油150N)に対して、酸化防止剤のみを添加した潤滑油を準備した。
<Lubricating oil>
A lubricating oil in which only an antioxidant was added to the base oil (engine oil 150N) was prepared.

(摩擦試験)
図5に示すように、ディスク試験片の30mm×30mmの面と、リング試験片の円筒端面とを接触させ、80℃に加温した前記潤滑油を供給しながら、周速度0.3m/秒、面圧を5MPaから10MPaまで変化させてなじみ試験を行い、10MPa一定の荷重条件下で、60分間摩擦試験を行い、摩擦係数の経時変化を評価した。この結果を図6に示す。
(Friction test)
As shown in FIG. 5, the peripheral speed of 0.3 m / sec was supplied while supplying the lubricating oil heated to 80 ° C. by bringing the 30 mm × 30 mm surface of the disk test piece into contact with the cylindrical end surface of the ring test piece. The surface pressure was changed from 5 MPa to 10 MPa, a running-in test was performed, and a friction test was performed for 60 minutes under a constant load of 10 MPa, and the change with time of the friction coefficient was evaluated. The result is shown in FIG.

[比較例1]
実施例1と同じようにして、ディスク試験片とリング試験片とを製作し、実施例と同様の条件で摩擦試験を行った。実施例と相違する点は、ディスク試験片の表面に、リン酸チタニウム化合物を含有した被膜を形成しなかった点である。この結果を図6に示す。
[Comparative Example 1]
A disk test piece and a ring test piece were produced in the same manner as in Example 1, and a friction test was performed under the same conditions as in the example. The difference from the example is that a film containing a titanium phosphate compound was not formed on the surface of the disk test piece. The result is shown in FIG.

[比較例2]
実施例1と同じようにして、ディスク試験片とリング試験片とを製作し、実施例と同様の条件で摩擦試験を行った。実施例と相違する点は、ディスク試験片の表面に、リン酸チタニウム化合物を含有した被膜の代わりに、固体潤滑剤であるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の被膜を設けた点である。この結果を図6に示す。
[Comparative Example 2]
A disk test piece and a ring test piece were produced in the same manner as in Example 1, and a friction test was performed under the same conditions as in the example. The difference from the examples is that a film of polytetrafluoroethylene (PTFE), which is a solid lubricant, is provided on the surface of the disk test piece instead of the film containing the titanium phosphate compound. The result is shown in FIG.

[結果1]
摩擦係数は、実施例1、比較例2、比較例1の順に小さくなった。
[Result 1]
The friction coefficient decreased in the order of Example 1, Comparative Example 2, and Comparative Example 1.

[考察1]
実施例1の摺動面には、リン酸チタニウム化合物の被膜が形成されていることにより、リン酸チタニウムの触媒作用により、摺動面にHOが吸着し、該HO層と潤滑油の油層とが混在する境界層が形成されたと考えられる。この結果、摺動時において、境界層のせん断力は低下し、比較例1の被膜を設けなかったもの、及び、比較例2の固体潤滑剤であるポリテトラフルオロエチレン(PTFE)の被膜を摺動面に形成したものと比較して、更に摩擦係数が低減したものと考えられる。
[Discussion 1]
Since the titanium phosphate compound coating is formed on the sliding surface of Example 1, H 2 O is adsorbed on the sliding surface by the catalytic action of titanium phosphate, and the H 2 O layer and the lubricant are lubricated. It is thought that a boundary layer in which the oil layer of oil was mixed was formed. As a result, the shearing force of the boundary layer was reduced during sliding, and the coating of Polytetrafluoroethylene (PTFE), which is the solid lubricant of Comparative Example 2, was not slid. It is considered that the friction coefficient is further reduced as compared with that formed on the moving surface.

[実施例2]
<一対の摺動部材>
図4に示すように、一対の摺動部材として、変速機のシンクロナイザリング21とクラッチギヤ22を準備し、シンクロナイザリング21のコーン状の傾斜面(内周面)21aと、クラッチギヤ22のギヤコーン面22aに、抗菌、消臭、防カビ用途の市販の無機質無光触媒コーティング剤(エコキメラCW−30、テクノトレード)の原液を塗布し、該塗布した基材をオーブンで100℃、30分間焼成し、これらの面21a,22aに、膜厚;0.5〜5μmの範囲となるように、リン酸チタニウム化合物を含有した被膜を形成した。
[Example 2]
<A pair of sliding members>
As shown in FIG. 4, a synchronizer ring 21 and a clutch gear 22 of a transmission are prepared as a pair of sliding members, a cone-shaped inclined surface (inner peripheral surface) 21 a of the synchronizer ring 21, and a gear cone of the clutch gear 22. The surface 22a is coated with a stock solution of a commercially available inorganic non-photocatalytic coating agent (Eco Chimera CW-30, Techno Trade) for antibacterial, deodorant and antifungal applications, and the coated substrate is baked in an oven at 100 ° C. for 30 minutes A film containing a titanium phosphate compound was formed on these surfaces 21a and 22a so as to have a film thickness of 0.5 to 5 μm.

<潤滑油>
前記変速機内に供給される潤滑油として、ギヤ油(API:GL−5,SAE:75W−90)に、1000ppmの有機モリブデン(アルキルジチオカルバミン酸モリブデン:Mo−DTC(ADEKA製 サクラルーブ100:ジヘキシルジチオカルバミン酸硫化モリブデンに相当)を添加した潤滑油を準備した。
<Lubricating oil>
As lubricating oil supplied into the transmission, gear oil (API: GL-5, SAE: 75W-90), 1000 ppm of organic molybdenum (molybdenum alkyldithiocarbamate: Mo-DTC (manufactured by ADEKA, Sakuralubu 100: dihexyl dithiocarbamic acid) A lubricating oil to which (equivalent to molybdenum sulfide) was added was prepared.

<摩擦試験>
前記シンクロナイザリングとクラッチギヤを準備し、前記潤滑油を50℃一定とし、1200rpmで一定回転しているクラッチギヤに対してシンクロナイザリングを700Nの押付け荷重で押付けて、そのときにクラッチギヤからシンクロナイザリングに伝達されるトルクを104回測定し、該測定結果から動摩擦係数を算出した。この結果を、図7に示す。
<Friction test>
The synchronizer ring and the clutch gear are prepared, the lubricant is kept constant at 50 ° C., and the synchronizer ring is pressed against the clutch gear rotating at a constant speed of 1200 rpm with a pressing load of 700 N. the torque transmitted is measured 10 four times, to calculate the coefficient of dynamic friction from the measurement results. The result is shown in FIG.

<トルク損失比測定試験>
前記シンクロナイザリングとクラッチギヤを、5速FF車用の手動変速機(シンクロメッシュ式の変速機)に搭載し、変速機の入力回転数を1000rpmとし、潤滑油の油温を50℃一定の条件で、ならし運転、パターン変速後、5速で5時間連続を行い、変速機の損失トルクを測定し、トルク損失比を求めた。そして、このトルク損失比とは、前記リン酸チタニウムの被膜を形成せず、潤滑剤に有機モリブデンを添加していない場合における損失トルクを測定し、該損失トルクを基準として算出した比率である。この結果を図8に示す。
<Torque loss ratio measurement test>
The synchronizer ring and clutch gear are mounted on a manual transmission (synchromesh type transmission) for a 5-speed FF vehicle, the input rotational speed of the transmission is 1000 rpm, and the temperature of the lubricating oil is constant at 50 ° C. Then, after running-in operation and pattern shifting, 5 speeds were continued for 5 hours, the loss torque of the transmission was measured, and the torque loss ratio was obtained. The torque loss ratio is a ratio calculated based on the loss torque measured when the titanium phosphate coating is not formed and organic molybdenum is not added to the lubricant. The result is shown in FIG.

[比較例3]
実施例2と同じように、シンクロナイザリングとクラッチギヤを準備した。実施例2と相違する点は、図4に示す、シンクロナイザリング21のコーン状の傾斜面(内周面)21aと、クラッチギヤ22のギヤコーン面22aに、リン酸チタニウム化合物を含有した被膜を形成していない点と、潤滑油に有機モリブデンを添加していない点である。そして、実施例2と同じように、摩擦試験及びトルク損失比の測定試験を行った。この結果を、図7,8に示す。
[Comparative Example 3]
In the same manner as in Example 2, a synchronizer ring and a clutch gear were prepared. The difference from the second embodiment is that a film containing a titanium phosphate compound is formed on the cone-shaped inclined surface (inner peripheral surface) 21a of the synchronizer ring 21 and the gear cone surface 22a of the clutch gear 22 shown in FIG. This is a point where no organic molybdenum is added to the lubricating oil. In the same manner as in Example 2, a friction test and a torque loss ratio measurement test were performed. The results are shown in FIGS.

[比較例4]
実施例2と同じように、シンクロナイザリングとクラッチギヤを準備した。実施例2と相違する点は、図4に示す、シンクロナイザリング21のコーン状の傾斜面(内周面)21aと、クラッチギヤ22のギヤコーン面22aに、リン酸チタニウム化合物を含有した被膜を形成していない点である。なお、潤滑油には有機モリブデンを添加している。そして、実施例2と同じように、摩擦試験を行った。この結果を、図7に示す。
[Comparative Example 4]
In the same manner as in Example 2, a synchronizer ring and a clutch gear were prepared. The difference from the second embodiment is that a film containing a titanium phosphate compound is formed on the cone-shaped inclined surface (inner peripheral surface) 21a of the synchronizer ring 21 and the gear cone surface 22a of the clutch gear 22 shown in FIG. It is a point that has not been done. In addition, organic molybdenum is added to the lubricating oil. A friction test was performed in the same manner as in Example 2. The result is shown in FIG.

[結果2]
図7に示すように、実施例2及び比較例3の摩擦係数は略同じであり、比較例4のものに比べて大きい。また、図8に示すように、実施例2は、比較例3に比べて、トルク損失比は小さかった。
[Result 2]
As shown in FIG. 7, the friction coefficients of Example 2 and Comparative Example 3 are substantially the same, and are larger than those of Comparative Example 4. Further, as shown in FIG. 8, the torque loss ratio in Example 2 was smaller than that in Comparative Example 3.

[考察2]
結果2より、比較例4ように、単に潤滑油に有機モリブデンを添加した場合には、シンクロナイザリングの傾斜面(内周面)とクラッチギヤのギヤコーン面には、これらの添加剤が付着し、摩擦係数が低下したと考えられる。この結果、表面が未処理のシンクロナイザリングとクラッチギヤを用い、有機モリブデンを添加した潤滑油を用いた場合には、変速機の変速時にシンクロナイザリングとクラッチギヤとの同期不良が発生するおそれがあると考えられる。
[Discussion 2]
From the result 2, as in Comparative Example 4, when organic molybdenum is simply added to the lubricating oil, these additives adhere to the inclined surface (inner peripheral surface) of the synchronizer ring and the gear cone surface of the clutch gear, It is thought that the friction coefficient was lowered. As a result, when the synchronizer ring and the clutch gear whose surface is not processed are used and the lubricating oil to which organic molybdenum is added is used, there is a possibility that the synchronizer ring and the clutch gear may be out of synchronization when the transmission is shifted. it is conceivable that.

一方、実施例2のシンクロナイザリングの傾斜面とクラッチギヤのギヤコーン面である摩摺動触面の間にも、有機モリブデンを添加した潤滑剤が介在することになる。しかし、これらの摩擦摺動面には、リン酸チタニウム化合物を含有した被膜が形成されているので、リン酸チタニウム化合物の表面には、水酸基が生成され、摩擦摺動面には水層が形成されると考えられる。この結果、有機モリブデンは摩擦摺動面に吸着し難く、さらにこれらが吸着したとしても水層の水が有機モリブデンを引き剥がすので、摩擦摺動面における摩擦係数のさらなる低減は抑制され、比較例3と同等の摩擦係数になったと考えられる。この結果、実施例2の場合、シンクロナイザリングとクラッチギヤの回転を、円滑に同期することができると考えられる。   On the other hand, the lubricant to which organic molybdenum is added is also interposed between the inclined surface of the synchronizer ring of Example 2 and the frictional contact surface which is the gear cone surface of the clutch gear. However, a coating containing a titanium phosphate compound is formed on these friction sliding surfaces, so that a hydroxyl group is generated on the surface of the titanium phosphate compound, and an aqueous layer is formed on the friction sliding surface. It is thought that it is done. As a result, organic molybdenum is difficult to adsorb on the friction sliding surface, and even if they are adsorbed, the water in the water layer peels off the organic molybdenum, so further reduction of the friction coefficient on the friction sliding surface is suppressed, and a comparative example It is considered that the friction coefficient was equivalent to 3. As a result, in the case of Example 2, it is considered that the synchronizer ring and the rotation of the clutch gear can be smoothly synchronized.

さらに、実施例2は比較例3と異なり潤滑油に有機モリブデンを添加したので、例えば、クラッチギヤとカウンタギヤとの噛み合い面など変速機の摺動面には、有機モリブデンが添加された潤滑油が供給される。この結果、クラッチギヤとカウンタギヤとの噛み合い損失は低減され、比較例3に比べ、実施例2は変速機のユニットとしてのトルク損失を低減することができる。   Furthermore, since Example 2 added organic molybdenum to the lubricating oil unlike Comparative Example 3, for example, a lubricating oil in which organic molybdenum was added to the sliding surface of the transmission such as the meshing surface of the clutch gear and the counter gear. Is supplied. As a result, the meshing loss between the clutch gear and the counter gear is reduced, and compared to the third comparative example, the second embodiment can reduce the torque loss as a transmission unit.

以上、本発明の実施の形態を図面を用いて詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における設計変更があっても、それらは本発明に含まれるものである。   As mentioned above, although embodiment of this invention has been explained in full detail using drawing, a concrete structure is not limited to this embodiment, Even if there is a design change in the range which does not deviate from the gist of the present invention. These are included in the present invention.

たとえば、本実施形態では、シンクロメッシュ式の変速機のシンクロナイザリング、およびクラッチギヤに用いることができるが、有機モリブデンや有機亜鉛による摩擦係数の低減効果が要求される摺動面と、該摺動面よりもより高い摩擦係数が要求される摺動面(摩摺動触面)とを備えた、シンクロメッシュ式の機構を構成する部材に好適であり、その適用箇所は特に限定されるものではない。例えば、ワンウェイクラッチなどの部材などを挙げることができる。   For example, in this embodiment, it can be used for a synchronizer ring and a clutch gear of a synchromesh transmission, but the sliding surface is required to have an effect of reducing the coefficient of friction by organic molybdenum or organic zinc, and the sliding It is suitable for a member constituting a synchromesh mechanism having a sliding surface (friction sliding contact surface) that requires a higher friction coefficient than the surface, and its application location is not particularly limited. Absent. For example, a member such as a one-way clutch can be used.

本実施形態に係る摺動部材の模式図。The schematic diagram of the sliding member which concerns on this embodiment. 図1の摺動部材を構成する被膜の化学的構造を示した図。The figure which showed the chemical structure of the film which comprises the sliding member of FIG. 図1の摺動部材を有した一対の摺動部材として、シンクロナイザリングと、クラッチギヤを含むシンクロメッシュ式の変速機の要部を模式図。FIG. 2 is a schematic view of a main part of a synchromesh transmission including a synchronizer ring and a clutch gear as a pair of sliding members having the sliding member of FIG. 1. 図3のシンクロメッシュ式の変速機の一対の摺動部材を構成するシンクロナイザリングとクラッチギヤとを含む摺動構造を説明するための図。The figure for demonstrating the sliding structure containing the synchronizer ring and clutch gear which comprise a pair of sliding member of the synchromesh type transmission of FIG. 摩擦特性試験を説明するための概略図。Schematic for demonstrating a friction characteristic test. 実施例1及び比較例1,2の摩擦試験結果を示した図。The figure which showed the friction test result of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2. FIG. 実施例2及び比較例3,4の摩擦試験結果を示した図。The figure which showed the friction test result of Example 2 and Comparative Examples 3 and 4. FIG. 実施例2と比較例3の損失トルク比の結果を示した図。The figure which showed the result of the loss torque ratio of Example 2 and Comparative Example 3. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1:変速機、10:摺動部材、11:基材、12:被膜、13:摺動面、21:シンクロナイザリング、21a:傾斜面、21b:(スリーブと噛み合う)歯、22:クラッチギヤ、22a:ギヤコーン面(傾斜面)、22b:(スリーブと噛み合う)歯、22c:(カウンタギヤと噛み合う)歯車、25:スリーブ、26:セレクタ、27:シャフト   1: Transmission, 10: Sliding member, 11: Base material, 12: Coating, 13: Sliding surface, 21: Synchronizer ring, 21a: Inclined surface, 21b: Teeth (meshing with sleeve), 22: Clutch gear, 22a: gear cone surface (inclined surface), 22b: tooth (meshing with sleeve), 22c: gear (meshing with counter gear), 25: sleeve, 26: selector, 27: shaft

Claims (2)

互に摩擦摺動する一対の摺動部材を備えた摺動構造であって、
前記一対の摺動部材のうち一方の摺動部材は、前記一対の摺動部材の他方の摺動部材と異なる部材摺動する面に、鉄系材料からなる摺動面と、
前記他方の摺動部材と摩擦摺動する面に、リン酸チタニウム化合物を含有している被膜が形成された摩擦摺動面とを、備え
前記摺動構造は、前記摺動面と前記摩擦摺動面に、有機モリブデン又は有機亜鉛の少なくとも一方が添加された潤滑剤が供給可能なように構成されていることを特徴とする摺動構造。
Mutually a sliding structure with a pair of sliding members in frictional sliding,
One slide member of the pair of slide members, the other sliding member different member and the sliding surfaces of the pair of sliding members, a sliding surface made of an iron-based material,
A friction sliding surface on which a film containing a titanium phosphate compound is formed on a surface that frictionally slides with the other sliding member ;
The sliding structure is configured so that a lubricant to which at least one of organic molybdenum or organic zinc is added can be supplied to the sliding surface and the friction sliding surface. .
請求項1に記載の摺動構造を備えたシンクロメッシュ式の変速機であって、
前記一対の摺動部材は、シンクロナイザリング、及び該シンクロナイザリングに摩擦摺動するクラッチギヤであることを特徴とするシンクロメッシュ式の変速機。
A synchromesh transmission having the sliding structure according to claim 1 ,
The pair of sliding members are a synchronizer ring and a clutch gear that frictionally slides on the synchronizer ring.
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