JPS628807B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS628807B2 JPS628807B2 JP56163313A JP16331381A JPS628807B2 JP S628807 B2 JPS628807 B2 JP S628807B2 JP 56163313 A JP56163313 A JP 56163313A JP 16331381 A JP16331381 A JP 16331381A JP S628807 B2 JPS628807 B2 JP S628807B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- shift fork
- molybdenum
- spraying
- sprayed
- plasma
- 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
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-
- 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
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
- F16H63/32—Gear shift yokes, e.g. shift forks
-
- 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
- F16H—GEARING
- F16H63/00—Control outputs from the control unit to change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion or to other devices than the final output mechanism
- F16H63/02—Final output mechanisms therefor; Actuating means for the final output mechanisms
- F16H63/30—Constructional features of the final output mechanisms
- F16H63/32—Gear shift yokes, e.g. shift forks
- F16H2063/324—Gear shift yokes, e.g. shift forks characterised by slide shoes, or similar means to transfer shift force to sleeve
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Gear-Shifting Mechanisms (AREA)
- Coating By Spraying Or Casting (AREA)
Description
本発明は車両の変速機の一部を構成するシフト
フオークのうち、その表面に耐摩耗性、耐焼付性
等に優れたモリブデンの溶射皮膜層を形成したシ
フトフオークに関する。 変速機のシフトフオークの爪部は相手方の変速
ギヤーと高面圧下において摺接するため、摺接部
が摩耗し、且つ摩擦熱によつて高温雰囲気にさら
され焼付による破損が発生しやすい。このため従
来にあつてはシフトフオークの爪部等の摺接部に
硬質クロムメツキを施したり、或いはモリブデン
線を酸素・アセチレン炎によつて溶融しシフトフ
オーク表面に溶射膜を形成するようにしたガス溶
射を行なつている。 しかしながら最近、ターボ付エンジン等の高出
力エンジンの出現により、変速機を構成する機能
部品も増々苛酷な条件下で使用されるようにな
り、特にシフトフオークの爪部は更に高面圧下に
おいて変速ギヤーと摺接するに至つている。この
ため、従来の硬質クロムメツキ或いはガス溶射に
よつては、シフトフオーク爪部及び変速ギヤー爪
部の当り面に生ずる摩耗及び焼付を充分に防止し
得なくなつている。具体的には、硬質クロムメツ
キを施した場合には皮膜の硬度は750〜900HmV
と高いため耐摩耗性については問題はないが、ク
ロムの溶融点は1903℃であるため、変速ギヤーと
の摩擦熱により焼付を発生し、極度に相手ギヤー
を摩耗させたり、スカツフイング（かじり）現象
を起し、このためメツキ層の剥離を生じる欠点が
ある。またガス溶射による場合には、モリブデン
の溶射皮膜の硬度は580〜620HmVで耐摩耗性に
も比較的優れ、更にモリブデンの溶融点は2620℃
と高いので耐焼付性の面でも良好である。しかし
ながらモリブデンを溶融せしめる酸素・アセチレ
ンガス炎の温度は約3200℃であるので、モリブデ
ン（溶融点2620℃）を溶融するには溶融力が不充
分であり、このため溶射時飛行するモリブデン粒
子の粒径が約100〜150μと大きくなり、溶射皮膜
層内の空孔率が８〜18％と大きくなる。この結果
溶射皮膜間の強度が弱くなり、皮膜の剥離強度が
260〜275Kg／cm2と低下する。したがつてガス溶射
による場合にも問題がある。 更にモリブデンを溶射材としたプラズマ溶射に
よつて溶射皮膜層を形成することも考えられる
が、斯るプラズマ溶射は一般的に無酸化雰囲気に
おいて行なわれ、その硬度は400〜450HmVであ
り、シフトフオークの爪部に施す表面硬化法とし
ては不適当である。 本発明者等は上述の如き従来の問題点に鑑み、
これを有効に解決すべく本発明を成したものであ
り、その目的とする処は、シフトフオークの爪部
表面に粒径が５〜55μのモリブデンを溶射材とし
たプラズマ溶射によつて、空孔率が１〜４％、厚
さが20〜100μ更に所定の硬度を確保するのに充
分な量の酸化モリブデンが混在する溶射皮膜層を
形成することで、耐摩耗性、耐焼付性、剥離強度
に優れたシフトフオークを提供するにある。 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に従つ
て詳述する。 第１図は本発明に係るシフトフオークを製造す
る装置の要部を示したものであり、シフトフオー
ク１の爪部１ａの上方には爪部１ａの表面に溶融
したモリブデンを吹きつけるためのプラズマトー
チ２を左右方向に移動可能に配置している。この
トーチ２は内部に銅からなる陽極とタングステン
からなる陰極を備えるとともに、Arなどの不活
性な作動ガスを送入するための送入孔と粉末状の
溶射材を送給するための送給孔とを形成してい
る。 そして陽極と陰極間に高周波放電を行うことで
発生するアークによつて作動ガスを加熱し、その
一部を電離状態としてプラズマを発生せしめ、プ
ラズマジエツト３として高速でトーチ２から噴出
させる。 ここにおいて、上記プラズマジエツト３中へ粒
径が５〜55μのモリブデン粉末を溶射材として送
給するとともに、プラズマジエツト３中に適量の
空気、例えば−５〜15℃の乾燥空気を強制的に供
給混合する。するとモリブデン粉末はプラズマジ
エツト３の高熱で溶融し、更にその一部は強制的
に供給された空気によつて酸化せしめられる。そ
して溶融したモリブデン粒子はプラズマジエツト
３によつてシフトフオークの爪部１ａ表面に吹き
付けられ、そこにモリブデンの酸化物が混在する
溶射皮膜を形成する。更にこの工程を何回か繰り
返すことによつて第２図及び第３図に示すよう
に、シフトフオーク１の爪部１ａ表面及び裏面に
モリブデンの溶射皮膜層４が形成される。 尚、上記の溶射材粒子の粒径を５〜55μとした
のは溶射皮膜層４に内在する空孔の空孔率を１〜
４％とするためである。一般に溶射材の粒径を大
きくすると溶融して飛行する粒子も大きくなり、
このためシフトフオークの爪部表面に形成される
溶射皮膜の組織も粗大となる。すると何回かプラ
ズマ溶射を行なうことで複数の溶射皮膜が重なつ
て形成される溶射皮膜層の溶射皮膜相互の結合強
度が弱いものとなり、剥離を生じる。また逆にあ
まり溶射粒子の粒径を小さくすると、溶射粒子の
加速度が小さくなつて衝突を弱め、結果として剥
離強度の低下を招く。したがつて空孔率は１〜４
％が適当であり、このためモリブデン粉末の粒径
は５〜55μであることが好ましい。そして粒径を
上記の範囲とすることにより、溶射皮膜の面粗度
も良好となり、溶射後に仕上げ用の研削加工を行
なわずに製品とすることができる。 またシフトフオーク爪部に形成される溶射皮膜
層の厚さは20μ〜100μであることが好ましい。
20μ以上としたのは後に説明する第５図からも明
らかな如く、3000Km走行時において約15μの摩耗
が生じるため安全性を見込んで20μ以上とすべき
であり、また100μ以上とすると面粗度が荒くな
り、仕上げ加工を必要とすることになるからであ
る。つまり、母材に溶射粒子を一層、二層と積層
してゆくと、徐々に凹凸部が成長し面粗度があら
くなる。したがつて皮膜層の厚さは20〜100μで
あることが好ましい。 次にプラズマジエツト中に強制的に供給する空
気量は下表にも示す如く、溶射皮膜中に混在する
酸化モリブデンの重量％が4.0〜8.0％となる量で
あることが好ましい。このように所定量の酸化モ
リブデンを皮膜中に混在せしめることで硬度と剥
離強度を同時に満足する皮膜を得ることができ
る。
フオークのうち、その表面に耐摩耗性、耐焼付性
等に優れたモリブデンの溶射皮膜層を形成したシ
フトフオークに関する。 変速機のシフトフオークの爪部は相手方の変速
ギヤーと高面圧下において摺接するため、摺接部
が摩耗し、且つ摩擦熱によつて高温雰囲気にさら
され焼付による破損が発生しやすい。このため従
来にあつてはシフトフオークの爪部等の摺接部に
硬質クロムメツキを施したり、或いはモリブデン
線を酸素・アセチレン炎によつて溶融しシフトフ
オーク表面に溶射膜を形成するようにしたガス溶
射を行なつている。 しかしながら最近、ターボ付エンジン等の高出
力エンジンの出現により、変速機を構成する機能
部品も増々苛酷な条件下で使用されるようにな
り、特にシフトフオークの爪部は更に高面圧下に
おいて変速ギヤーと摺接するに至つている。この
ため、従来の硬質クロムメツキ或いはガス溶射に
よつては、シフトフオーク爪部及び変速ギヤー爪
部の当り面に生ずる摩耗及び焼付を充分に防止し
得なくなつている。具体的には、硬質クロムメツ
キを施した場合には皮膜の硬度は750〜900HmV
と高いため耐摩耗性については問題はないが、ク
ロムの溶融点は1903℃であるため、変速ギヤーと
の摩擦熱により焼付を発生し、極度に相手ギヤー
を摩耗させたり、スカツフイング（かじり）現象
を起し、このためメツキ層の剥離を生じる欠点が
ある。またガス溶射による場合には、モリブデン
の溶射皮膜の硬度は580〜620HmVで耐摩耗性に
も比較的優れ、更にモリブデンの溶融点は2620℃
と高いので耐焼付性の面でも良好である。しかし
ながらモリブデンを溶融せしめる酸素・アセチレ
ンガス炎の温度は約3200℃であるので、モリブデ
ン（溶融点2620℃）を溶融するには溶融力が不充
分であり、このため溶射時飛行するモリブデン粒
子の粒径が約100〜150μと大きくなり、溶射皮膜
層内の空孔率が８〜18％と大きくなる。この結果
溶射皮膜間の強度が弱くなり、皮膜の剥離強度が
260〜275Kg／cm2と低下する。したがつてガス溶射
による場合にも問題がある。 更にモリブデンを溶射材としたプラズマ溶射に
よつて溶射皮膜層を形成することも考えられる
が、斯るプラズマ溶射は一般的に無酸化雰囲気に
おいて行なわれ、その硬度は400〜450HmVであ
り、シフトフオークの爪部に施す表面硬化法とし
ては不適当である。 本発明者等は上述の如き従来の問題点に鑑み、
これを有効に解決すべく本発明を成したものであ
り、その目的とする処は、シフトフオークの爪部
表面に粒径が５〜55μのモリブデンを溶射材とし
たプラズマ溶射によつて、空孔率が１〜４％、厚
さが20〜100μ更に所定の硬度を確保するのに充
分な量の酸化モリブデンが混在する溶射皮膜層を
形成することで、耐摩耗性、耐焼付性、剥離強度
に優れたシフトフオークを提供するにある。 以下に本発明の好適一実施例を添付図面に従つ
て詳述する。 第１図は本発明に係るシフトフオークを製造す
る装置の要部を示したものであり、シフトフオー
ク１の爪部１ａの上方には爪部１ａの表面に溶融
したモリブデンを吹きつけるためのプラズマトー
チ２を左右方向に移動可能に配置している。この
トーチ２は内部に銅からなる陽極とタングステン
からなる陰極を備えるとともに、Arなどの不活
性な作動ガスを送入するための送入孔と粉末状の
溶射材を送給するための送給孔とを形成してい
る。 そして陽極と陰極間に高周波放電を行うことで
発生するアークによつて作動ガスを加熱し、その
一部を電離状態としてプラズマを発生せしめ、プ
ラズマジエツト３として高速でトーチ２から噴出
させる。 ここにおいて、上記プラズマジエツト３中へ粒
径が５〜55μのモリブデン粉末を溶射材として送
給するとともに、プラズマジエツト３中に適量の
空気、例えば−５〜15℃の乾燥空気を強制的に供
給混合する。するとモリブデン粉末はプラズマジ
エツト３の高熱で溶融し、更にその一部は強制的
に供給された空気によつて酸化せしめられる。そ
して溶融したモリブデン粒子はプラズマジエツト
３によつてシフトフオークの爪部１ａ表面に吹き
付けられ、そこにモリブデンの酸化物が混在する
溶射皮膜を形成する。更にこの工程を何回か繰り
返すことによつて第２図及び第３図に示すよう
に、シフトフオーク１の爪部１ａ表面及び裏面に
モリブデンの溶射皮膜層４が形成される。 尚、上記の溶射材粒子の粒径を５〜55μとした
のは溶射皮膜層４に内在する空孔の空孔率を１〜
４％とするためである。一般に溶射材の粒径を大
きくすると溶融して飛行する粒子も大きくなり、
このためシフトフオークの爪部表面に形成される
溶射皮膜の組織も粗大となる。すると何回かプラ
ズマ溶射を行なうことで複数の溶射皮膜が重なつ
て形成される溶射皮膜層の溶射皮膜相互の結合強
度が弱いものとなり、剥離を生じる。また逆にあ
まり溶射粒子の粒径を小さくすると、溶射粒子の
加速度が小さくなつて衝突を弱め、結果として剥
離強度の低下を招く。したがつて空孔率は１〜４
％が適当であり、このためモリブデン粉末の粒径
は５〜55μであることが好ましい。そして粒径を
上記の範囲とすることにより、溶射皮膜の面粗度
も良好となり、溶射後に仕上げ用の研削加工を行
なわずに製品とすることができる。 またシフトフオーク爪部に形成される溶射皮膜
層の厚さは20μ〜100μであることが好ましい。
20μ以上としたのは後に説明する第５図からも明
らかな如く、3000Km走行時において約15μの摩耗
が生じるため安全性を見込んで20μ以上とすべき
であり、また100μ以上とすると面粗度が荒くな
り、仕上げ加工を必要とすることになるからであ
る。つまり、母材に溶射粒子を一層、二層と積層
してゆくと、徐々に凹凸部が成長し面粗度があら
くなる。したがつて皮膜層の厚さは20〜100μで
あることが好ましい。 次にプラズマジエツト中に強制的に供給する空
気量は下表にも示す如く、溶射皮膜中に混在する
酸化モリブデンの重量％が4.0〜8.0％となる量で
あることが好ましい。このように所定量の酸化モ
リブデンを皮膜中に混在せしめることで硬度と剥
離強度を同時に満足する皮膜を得ることができ
る。
【表】
この表からも明らかな如く、本発明の如く空気
を強制的にプラズマジエツト中に供給した場合に
は硬度、剥離強度のいずれも充分実用に供し得る
のに対し、ガス溶射による場合は剥離強度に劣
り、また無酸化雰囲気において行なう従来のプラ
ズマ溶射による場合は硬度が不足することが分か
る。 次に本発明に係るシフトフオークと従来のも
の、具体的には硬質クロムメツキを施したもの、
ガス溶射を施したもの及び従来のプラズマ溶射に
よるものとを比較し、その結果を第４図、第５図
に示す。この場合第４図は浸炭処理を施した相手
ギヤーの摩耗深さと走行距離との関係を表わし、
第５図はシフトフオークの摩耗厚さと走行距離と
の関係を表わしたものである。尚、この場合、本
発明に係るシフトフオークは、S48Cを用いて鍛
造後シフトフオークの形状に機械加工し、爪部を
高周波焼入れした後、アルミナ材を用いてブラス
ト処理し、次いで下記の溶射条件によつてプラズ
マ溶射を行なつたものである。 溶射条件 １ プラズマ溶射機：プラズマダイン製SG100ガ
ン ２ 作動電流900A ３ 作動ガス：アルゴン、水素混合ガス ４ 溶射材：99.9％Mo粉末 ５ 空気流量：750／分（内径５φノズルより
プラズマ炎中へ混入する） ６ 溶射膜厚0.1mm 第４図、第５図に示す如く、本発明に係るシフ
トフオークは従来のものと比べ飛躍的に耐久性が
向上するとともに相手ギヤーの摩耗も少ないこと
が分かる。 以上の説明で明らかな如く本発明によれば、変
速機の一部を構成するシフトフオークにおいて、
少くともその爪部表面に粒径が５〜55μのモリブ
デンを溶射材としたプラズマ溶射によつて、空孔
率が１〜４％、厚さが20〜100μ且つ所定の硬度
を得るに充分な量の酸化モリブデンが混在する溶
射皮膜層を形成せしめたので、耐摩耗性、耐焼付
性、剥離強度等に優れ、例えばターボエンジン等
の高出力エンジンを適用した車両の変速機に用い
ても充分に実用に供し得る等多大の利点を有す
る。
を強制的にプラズマジエツト中に供給した場合に
は硬度、剥離強度のいずれも充分実用に供し得る
のに対し、ガス溶射による場合は剥離強度に劣
り、また無酸化雰囲気において行なう従来のプラ
ズマ溶射による場合は硬度が不足することが分か
る。 次に本発明に係るシフトフオークと従来のも
の、具体的には硬質クロムメツキを施したもの、
ガス溶射を施したもの及び従来のプラズマ溶射に
よるものとを比較し、その結果を第４図、第５図
に示す。この場合第４図は浸炭処理を施した相手
ギヤーの摩耗深さと走行距離との関係を表わし、
第５図はシフトフオークの摩耗厚さと走行距離と
の関係を表わしたものである。尚、この場合、本
発明に係るシフトフオークは、S48Cを用いて鍛
造後シフトフオークの形状に機械加工し、爪部を
高周波焼入れした後、アルミナ材を用いてブラス
ト処理し、次いで下記の溶射条件によつてプラズ
マ溶射を行なつたものである。 溶射条件 １ プラズマ溶射機：プラズマダイン製SG100ガ
ン ２ 作動電流900A ３ 作動ガス：アルゴン、水素混合ガス ４ 溶射材：99.9％Mo粉末 ５ 空気流量：750／分（内径５φノズルより
プラズマ炎中へ混入する） ６ 溶射膜厚0.1mm 第４図、第５図に示す如く、本発明に係るシフ
トフオークは従来のものと比べ飛躍的に耐久性が
向上するとともに相手ギヤーの摩耗も少ないこと
が分かる。 以上の説明で明らかな如く本発明によれば、変
速機の一部を構成するシフトフオークにおいて、
少くともその爪部表面に粒径が５〜55μのモリブ
デンを溶射材としたプラズマ溶射によつて、空孔
率が１〜４％、厚さが20〜100μ且つ所定の硬度
を得るに充分な量の酸化モリブデンが混在する溶
射皮膜層を形成せしめたので、耐摩耗性、耐焼付
性、剥離強度等に優れ、例えばターボエンジン等
の高出力エンジンを適用した車両の変速機に用い
ても充分に実用に供し得る等多大の利点を有す
る。
図面は本発明の好適一実施例を示すものであ
り、第１図は本発明に係るシフトフオークにプラ
ズマ溶射を行なう装置の概略側面図、第２図は同
シフトフオークの平面図、第３図は同シフトフオ
ークの縦断側面図、第４図はシフトフオークと摺
接する変速ギヤーの摩耗深さと走行距離との関係
を示す線図、第５図はシフトフオークの摩耗厚さ
と走行距離との関係を示す線図である。 尚、図面中１はシフトフオーク、１ａはシフト
フオークの爪部、４は溶射皮膜層である。
り、第１図は本発明に係るシフトフオークにプラ
ズマ溶射を行なう装置の概略側面図、第２図は同
シフトフオークの平面図、第３図は同シフトフオ
ークの縦断側面図、第４図はシフトフオークと摺
接する変速ギヤーの摩耗深さと走行距離との関係
を示す線図、第５図はシフトフオークの摩耗厚さ
と走行距離との関係を示す線図である。 尚、図面中１はシフトフオーク、１ａはシフト
フオークの爪部、４は溶射皮膜層である。
Claims (1)
- １ 変速機のシフトフオークにおいて、少くとも
変速ギヤーとの摺動爪部表面に、粒径が５〜55μ
のモリブデンを溶射材としたプラズマ溶射によつ
て、空孔率が１〜４％、厚さが20〜100μ且つ酸
化モリブデンが混在する溶射皮膜層を形成してな
るシフトフオーク。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56163313A JPS5864523A (ja) | 1981-10-12 | 1981-10-12 | シフトフオ−ク |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56163313A JPS5864523A (ja) | 1981-10-12 | 1981-10-12 | シフトフオ−ク |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5864523A JPS5864523A (ja) | 1983-04-16 |
| JPS628807B2 true JPS628807B2 (ja) | 1987-02-25 |
Family
ID=15771454
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56163313A Granted JPS5864523A (ja) | 1981-10-12 | 1981-10-12 | シフトフオ−ク |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5864523A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63303048A (ja) * | 1987-06-03 | 1988-12-09 | Toyota Motor Corp | シフトフオ−ク |
| KR100481001B1 (ko) * | 2002-05-21 | 2005-04-07 | 재 수 김 | 변속기용 시프트포크 및 그 제조방법 |
| JP4289926B2 (ja) | 2003-05-26 | 2009-07-01 | 株式会社小松製作所 | 摺動材料、摺動部材および摺動部品並びにそれが適用される装置 |
-
1981
- 1981-10-12 JP JP56163313A patent/JPS5864523A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5864523A (ja) | 1983-04-16 |
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