JPS63130705A - 摩擦結合部材、特に自動車のレンジ・トランスミッションの同期化部材を製造する方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は摩擦結合部材、特に自動車のレンジ・トランス
ミッションの同期化部材を製造する方法に係り、さらに
詳しくは金属の基部の表面に拡散焼結摩擦パッドが取り
付けられる摩擦結合部材、特に自動車のレンジ・トラン
スミッションの同期化部材を製造する方法に関するもの
である。

〈従来の技術〉 この種の方法は、ドイツ特許公報第３４１７８１３号か
ら知られている。

この公知の方法では、焼結可能な粒状の摩擦材料が平坦
な支持シート上に散布され、支持シートと共に炉内で焼
結される。平坦な支持シートはその後１回あるいは多数
回のプレスによって圧縮される。

焼結と圧縮を行った後に支持シートは適当な断片に分割
され、この断片が深絞りによって所望の形状の摩擦パッ
ドにされる。特にこの形状は、円錐面を囲む波形形状と
することができる。このように形成された摩擦部材はそ
れから、たとえば同期リングの円錐状の孔など、摩擦結
合部材の金属の基部へ接するように取り付けられ、そこ
でたとえば溶接によって固定される。上述の波形構造の
場合には摩擦部材は摩擦結合部材の内側円錐状の面に接
する波腹の領域において、点状に溶接される。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしこの公知の方法には、まず摩擦パッドを拡散焼結
パウダーと支持シートからなる中間製品として形成し、
成型して、それからたとえば同期リングの基部に溶接す
るために、一連の中間工程が必要であるという欠点があ
る。

これに対して本発明は、前述のような従来の技術の工程
を省略することのできる冒頭で述べた種類の方法及び装
置を提供することを目的としている。

く問題点を解決するための手段〉 上記の目的を達成するために本発明方法によれば、 基部と挿入体とが組み合わされ、挿入体には成る所定の
位置に基部を支持するために位置決め手−４一 段と、表面から所定の距離に配置された相手面とが設け
られており、 所定の距離と表面と相手面とによって形成される中空空
間に拡散焼結粉末が充填され、中空空間が充填された状
態で、挿入体が基部と共に焼結される、構成が採用され
ている。

したがって本発明の課題は完全に解決される。

というのは摩擦パッドは処理されて最終的な形状となり
、同時に摩擦パッドは摩擦結合部材の該当面に焼結で取
り付けられるからである。さらに、別体の支持シートを
使用しないで済む。というのは摩擦シートを直接基部上
に焼き付けることができるからである。

〈発明の効果〉 以上の説明から明らかなように本発明によれば、製造工
程が著しく簡略化され、かつ別体の支持シートを使用し
ないで済む。さらに、中空空間の寸法を適当に設定する
ことによって摩擦パッドの形状を広い範囲で決定するこ
とができ、特に中空空間を次のように、すなわち挿入体
の形状を然るベ一　　　八　　　− く形成することによって潤滑剤用の通路あるいは排出孔
を１回の作業工程で一緒に形成することができるという
効果か得られる。

本発明の好ましい実施例によれば、基部にまず貼付基層
が設けられ、そして貼付基層の表面が（基部の）表面に
なる。特に貼付基層は金属粉末をプラズマ噴射すること
によって形成することができる。

この手段によれば、金属の基部への摩擦パッドの貼付状
態が著しく向上されるので、大きな負荷のかかる使用に
もこの摩擦結合部材を用いることができる。

本発明方法の他の好ましい実施例では、充填後に中空空
間をカバーを用いて閉鎖し、このカバーは焼結の間挿人
体を基部の上にそのま＼留まっている。

この手段によれば、焼結時に拡散焼結粉末が中空空間か
ら流出することが防止されるという効果が得られ、カバ
ーを設けない場合には拡散焼結粉末の熱膨張による流出
が考えられる。このように流出を防止したことによって
さらに、摩擦パッドが自然に圧縮される効果となる。と
いうのは中空空間の容積が一定に保たれるからである。

このようにして摩擦パッドの強度が向上する。というの
はその粘稠度が密になるからである。

本発明方法の他の実施例では、部材が円環状である場合
に、摩擦パッドを取り付けた後に基部の摩擦パッドの設
けられていない側を、外歯を有する他の円環状部分、好
ましくは焼結部分と結合される。

この手段によって、外歯あるいは内歯の領域について、
容易に製造可能な別体の部分を使用することができ、こ
の部分には摩擦パッドを取り付けるための焼結を施す必
要がないという効果が得られる。

この実施例の変形例では、摩擦パッドの取り付は後に基
部にたとえば鍛造などの適当な変形処理を行って外歯が
形成される。

この手段によって、中間製品として比較的容易に形成さ
れる基部を使用することができ、次に外歯あるいは内歯
が設けられ、さらに周面の歯の領域をそれぞれ使用目的
に応じて変更することができるという効果が得られる。

冒頭で述べた本発明装置によれば、本発明の課題は、円
錐状摩擦パッドを有する部材の場合には、挿入体が円錐
形状の部分を有し、その表面と基部の表面との間に所定
の距離が設けられることによって解決される。

この手段によれば、基部と挿入体を特に容易に組み合わ
せることができるという効果が得られる。

というのは上述のような構成によって中空円錐台状の中
空空間が形成され、この中空空間に容易に拡散焼結粉末
を充填することができるからである。

さらに摩擦パッドを設けた部材を焼結後に基部から外す
ことに何ら問題は生じない。というのは、円錐形状であ
ることによって画部分は容易に互いから分離することが
できるからである。

さらに、基部が内側円錐状の表面を有し、挿入体が外側
円錐状の形状を有し、挿入体がさらに熱膨張係数の低い
材料、特にセラミックから形成さ＝　　８　　＝ れ、さらに間隔が基部の熱収縮を考慮して摩擦パッドの
目標厚と等しい場合に、特に良好な効果が得られる。

この実施例は、最終寸法すなわち最終的に生じる摩擦パ
ッドの表面形状が、次のことによって再現可能に形成さ
れることを利用したものである。

すなわち製造工程の推移に伴って実際の変化しない特性
を有する核状の挿入体を用いることによって再現可能な
最終寸法が形成され、これはここで必要な精度の枠内の
、室温とたとえば８００°Ｃの間の温度領域では、セラ
ミックか該当する。すなわち冷却される基部の熱収縮に
よって、拡散焼結粉末から形成される摩擦パッドが主に
径方向の力によって、すなわちせん断応力を受けずに圧
縮されることになり、最終寸法は形状を変えることので
きない挿入体によって自ら再現可能に形成される。

このことは従来技術に比べて著しい効果を示している。

というのは、公知の製造方法及び装置では、円錐状開口
部の形成に誤差がつきものであって、この開口部がそれ
ぞれどのような最終寸法を有するかに応じて基部を分類
することが必要であった。基部を所定の寸法領域へ分類
し、支持シートと共に異なる厚さに形成された摩擦パッ
ドと対応させることによって、従来この製造誤差の補償
を行って来た。これに対して前述の本発明の特徴によれ
ば、この種の“分類”はもはや不要である。

というのは、基部の円錐状開口部の元の寸法とは関係な
く、挿入体の表面で所望の最終寸法が得られるからであ
る。ただ、摩擦パッドの厚さは基部の円錐状開口部の誤
差によって変化するが、これは現在の使用状況では実際
には重要ではない。

なお、以上説明した特徴及び後述の特徴は、それぞれ記
載の組合せにおいて使用できるだけでなく、他の組合せ
においてもあるいは単独で使用することも可能であって
、いずれも本発明の枠を逸脱するものでないことは明ら
かである。

〈実施　例〉 本発明の実施例を図面に示し、以下で詳細に説明する。

以下に示す本発明の詳細な説明は、摩擦結合部材として
同期リングの例を示しであるが、本発明は特に自動車の
駆動機構に使用されるような他の種類の摩擦結合部材の
場合にも同様に利用できることは明らかである。さらに
、それぞれの摩擦パッドの形状もそれに限定されるもの
ではなく、本発明の枠を逸脱することなく、特に円筒状
あるいは平坦な摩擦パッドなどのように、円錐状の摩擦
パッド以外のものも使用できることは明らかである。

第１図において符号１で全体を示すものは同期リングで
あって、はぼ外歯３を有する円環部材２から形成されて
いる。同期リング１を貫通して円錐状の開口部１１が形
成されており、この開口部１１は貼付基層１３の第１の
内面１２によって規定されている。この第１の内面１２
上に貼付基層１３が配置されており、したがってこの貼
付基層１３ａの外側は第２の円錐状内面１４となってい
る。貼付基層１３上には摩擦パッド１５が設けられてお
り、この摩擦パッド１５の内側は同じく円−１，１− 錐状の第３の内面１６となっている。第３の内面１６は
、円錐角度と直径に関して非常にわずかな誤差の範囲内
で目標寸法になるように形成しなければならない。

第１図に示す同期リングを形成するために本発明によれ
ば、第２図から第４図を用いて後述する方法を使用する
ことができる。

まず、半製品として積層されていない金属部材（円環部
材）２を形成し、その第１の内面１２に貼付基層１３を
設ける。これはたとえば、適当な金属粉末１８を第１の
内面１２上に吹き付ける噴射装置１７を用いて、プラズ
マスプレィ法で行うことができる。粉末１８としては、
積層技術から知られているように、ブ凸ンズ粉末、アル
ミニウム／ニッケル粉末などを使用することができる。

本発明の枠内では、貼付基層１３を設けることは好まし
いが、しかし必ずしも必要というわけではない。

貼付基層１３を形成した後に、金属部材２は第３図に示
す挿入体２０上に取り付けられる。挿入−１２一 体２０の中央には外側円錐状の部分２１が設けられてお
り、この部分２１の周面が外面２２を形成している。金
属部材２を取り付けるときに外面２２を第２の内面１４
との間に所定の間隔２３が形成される。というのは金属
部材２は挿入体２０の位置決めフランジ２４によって、
所定の位置決めされた位置に取り付けられるからである
。

たとえばリマン社（Ｌ　ｙｍａｎ）によって形式番号５
５の名称で市販されているような粉末調量装置２５を用
いて、面１４．２２と間隔２３とによって形成される中
空空間２７へ所定量の拡散焼結粉末２６を充填すること
ができる。この充填工程は、もし必要なら振動させるこ
となどによって行うことができるので、第４図に示すよ
うに、中空空間２７内に最終的に粉末２６のパック２８
が形成される。

拡散焼結粉末２６としては、たとえば冒頭で述べたドイ
ツ特許公報箱３４　１７８１３号に記載されているよう
な混合粉末が使用される。

第４図によれば、拡散焼結粉末２６を充填した後に、そ
れぞれ上側が互いに整合している挿入体２０と金属部材
２の上にカバー３０が取り付けられる。カバー３０の外
周に、金属部材２の対応する周面３２を形状を合わせて
包囲するフランジ３１を形成してもよい。さらにカバー
３０は、第４図に矢印３３で示すように、圧力をかけて
挿入体２０及び金属部Ｉ（２へ圧接される。

第４図に示す全体が、その後たとえば８００°Ｃで焼結
される。

焼結の間に拡散焼結粉末２６のパック２８は膨張するが
、しかし中空空間２７が出ることはできない。というの
はこの中空空間の上方はカバー３０によって閉鎖されて
いるからである。それによってパック２８ないしそれか
ら形成される摩擦パッド１５は圧縮される。

他の圧縮が、有限な膨張温度係数を有する金属部材２が
冷却時に収縮することによって生じるので、パック２８
ないしそれから形成される摩擦パッド１５は径方向にも
圧縮される。通常は円錐状の面に、１４，１６．２２の
傾斜角度としてたとえば６５°という比較的小さい角度
しか用いられないので、金属部材２の周面の収縮をそれ
に伴う内径の減少からは、実際には径方向の力しか発生
しないので、パック２８ないしそれから形成される摩擦
パッド１５には、実際にはせん断応力、すなわち軸方向
の力は加わらない。

第３図と第４図においてハツテングで示されるように、
少なくとも挿入体２０はセラミックで形成することがで
きる。適当なセラミックを選択することによって、本発
明で用いられる室温とたとえば８００°Ｃの間の温度領
域内で、あるいはそれ以上においても、挿入体２０の膨
張ないし収縮は問題にならない。しかしその結果、処理
の最後に生じる摩擦パッド１５の第３の内面１６は、挿
入体２０の外側円錐状部分２１の不変の外面２２の構成
によって決定される。したがって摩擦パッド１５の最終
寸法は金属部材２ないしその第１の内面１２を形成する
際の誤差とは無関係である。というのは、この種の誤差
は間隔２３ないし最終的に生じる摩擦パッド１５の厚さ
だけに影響を与えるからである。

それ故に全体として第２図から第４図に示す方法で第１
図に示す同期リングが形成され、この同期リングは金属
部材２の製造誤差とは無関係に一定の最終寸法を有し、
同時に摩擦パッド１５は二通りの方法で圧縮されるが、
このことはたとえば焼結された粉末２６をたとえば２，
３百分の１ミリメートル延びるようにはさみ込むことに
よって可能である。

さらに第５図にその一部を示す同期リング４０の変形例
では、外歯を持たない内側金属部分４１が使用される。

すでに述べたように摩擦パッド１５を取り付けた後に、
内側金属部分４１に所望の外歯を有する外側金属部分４
２、特に焼結部分を設けてもよい。外歯は同期リング４
０チヤージの違いに応じて種々の仕様に形成することが
でき、これが内側金属部分４１に影響を及ぼすことはな
い。

さらに、第６図に示すものは同期リング５０を有する実
施例であって、この同期リング５０の円環状の金属部材
５１の両側に摩擦パッドが設けられる。このために、す
でに説明したように、ここでも金属部材５１の内側の内
側円錐状表面にまず内側の貼付基層５２が取り付けられ
、その上に内側の摩擦パッド５３が取り付けられる。

しかしさらに、外側円錐形状の外側の貼付基層５４上に
、金属部材５１と適当な形状に形成された挿入体５６と
の間の中空空間５５を用いて、外側の摩擦パッドを形成
しなければならない。

このために、挿入体５６には適当な内側円錐状面５３が
設けられており、かつ挿入体５６の位置決め用突出部５
８によって金属部材５１は中央に据えられている。この
実施例の場合にも、すでに述べたやり方で中空空間５５
に拡散焼結粉末を充填した後に、カバー５９を用いて閉
鎖することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、摩擦結合部材、すなわち内側円錐状の摩擦パ
ッドと外歯を有する同期リングの１実施例の断面図、 −１只　　− 第２図から第４図はそれぞれ、第１図に示す同期リング
を形成する本発明方法を順序を追って示す概略断面図、 第５図は、本発明により形成された同期リングの他の実
施例を示す、第１図と同様の断面図、そして、 第６図は、内側と外側に円錐状の摩擦パッドを有する他
の同期リングの製造方法を説明する。第４図と同様の断
面図である。 １・・・・・・・・・同期リング ２・・・・・・・・・円環部側 ３・・・・・・・・・外　歯 １５・・・・・・摩擦パッド ２５・・・・・・粉末調量装置 ２６・・・・・・拡散焼結粉末 ２８・・・・・・パック ３０・・・・・・カバー ５０・・・・・・同期リング ５３・・・・・・摩擦パッド ５６・・・・・・挿入体 ５９・・・・・・カバー

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、摩擦結合部材、特に自動車のレンジ・トランスミッ
   ションの同期化部材を製造する方法において、 円錐状の結合表面を有する円環状の金属基部を形成する
   工程と、 前記結合表面に、焼結粉末からなる中空円錐状の摩擦部
   材を設ける工程と、 前記摩擦部材を前記結合表面に直接焼結加工する工程と
   、 を有することを特徴とする方法。 ２、前記結合表面に摩擦部材を設ける工程に、さらに、 前記基部を挿入体と同心状に組み合せ、この挿入体は前
   記基部と前記挿入体とを組み合わせたときに、前記結合
   表面と対向する相手面を有し、このようにして前記結合
   表面と前記相手面との間に中空空間が形成される工程と
   、 前記焼結粉末を前記中空空間へ充填する工程と、 前記基部と焼結粉末を、前記基部と組み合わせられた挿
   入体と共に焼結する工程とを有する、 特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３、前記基部の形成後に、その表面に貼付基層が取り付
   けられ、このようにして結合表面が前記貼付基層上に形
   成される特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ４、プラズマ・スプレイ・ガンを用いて金属粉末を噴射
   することによって、前記貼付基層が前記基部上に設けら
   れる、特許請求の範囲第３項に記載の方法。 ５、前記中空空間が前記焼結粉末を充填された後にカバ
   ーによって閉鎖され、このカバーは焼結の間前記基部と
   前記挿入体に取り付けられたまゝである特許請求の範囲
   第２項に記載の方法。 ６、前記基部にさらに、周面歯が形成されている特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ７、前記摩擦部材が前記基部上に直接焼結された後に、
   前記基部が同心状の円環部材に取り付けられ、前記円環
   部材には周面歯が形成されている特許請求の範囲第６項
   に記載の方法。 ８、前記摩擦部材が前記基部上に直接焼結された後に、
   前記基部の周面に周面歯を鍛造することによって、前記
   基部に周面歯が形成される特許請求の範囲第６項に記載
   の方法。 ９、前記基部が内側円錐形状の結合表面を有し、前記挿
   入体が外側円錐形状の相手表面を有し、前記両表面が互
   いに所定間隔で平行に配置され、前記挿入体が熱膨張係
   数の低い材料から形成され、前記距離が焼結中の前記基
   部の熱膨張あるいは熱収縮を考慮して前記摩擦部材の所
   定の厚さに等しい特許請求の範囲第２項に記載の方法。 １０、前記挿入体が、セラミック材料から形成されてい
   る特許請求の範囲第９項に記載の方法。