JPS63289329A - シンクロナイザ−リング - 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、自動車などの同期装置に用いられるシンクロ
ナイザ−リングに関する。

［従来の技術］ 一般にシンクロナイザ−リングでは、変速ギヤの外周部
の外テーパコーン部に対して、シンクロナイザ−リング
の内周部の内テーパコーン部を摩擦接触させ、これによ
り両テーパコーン部の間で生じる摩擦力によって所定の
回転同期作用を果たすようにしている。

このシンクロナイザ−リングは、小型軽量化、高速回転
化等の要請により非常に激しい条件下で使用されている
。この結果シンクロナイザ−リングの内周部の内テーパ
コーン部の面圧が高くなる。

故にシンクロナイザ−リングの内周部の内テーパコーン
部に油溝が形成されている場合には、油溝の山頂部の摩
擦が促進されるとともに、極端な場合には、油溝の山頂
部が塑性変形を起こすこともある。そのためシンクロ、
ナイザーリングの内テーパコーン部と変速ギヤの外テー
パコーン部の接触面積が除々に増し、両テーパコーン部
の百聞で形成する油膜の生成が著しくなる。その結果、
両チ−パコーン部の面間の摩擦係数が著しく低下し回転
同期作用に必要とする時間が長くなり、又シフト時のギ
ヤ鳴りといった不具合も発生する。

上記の問題点を解決するため摺動面に溶射を施すことが
提案されている。例えば実開昭５５−７４１４号公報に
は変速ギヤ側の円錐部にねじ状の凹凸を形成し、該凹凸
面にモリブデン溶射を行なう旨の開示がある。また実開
昭５７−１７２９３２号公報には、トップランドの頂面
にモリブデン等の摩擦材が溶射されたシンクロナイザ−
リングの開示がある。

さらに特開昭６０−２２７０２１号公報にはシンクロナ
イザ−リングの内周摺動面にリング状の溶射層を設ける
旨の開示がある。これら金属の溶射層を施すことのみで
は上記の問題点の十分な解決にならず溶射層による相手
部への攻撃性により摩耗を促進し、安定した摩擦係数を
長期的に得ることができない。

また特開昭５７−１９５９２３号公報には、摺動面を摩
擦係数調整材を分散させた無気孔樹脂からなる直接コー
ティング層を構成した車輌変速機用同期リングの開示が
ある。しかしコーティング層の場合には摩擦による剥離
消失の問題がある。

さらに本出願人は先に特願昭６２−４３９３号にてシン
クロナイザ−リングの内周面の表面から内部にかけて異
なる気孔率を有する摩擦材料からなるパッド部を固着す
ることにより摩擦係数の長期安定化を図る旨の提案を行
なった。

［発明が解決しようとする問題点１ 本発明は、上記した実情に鑑みなされたもので摺動向に
溶射層を設けた場合に発生プる相手部材の攻撃による摩
耗を減少させ安定したｌ１ｊ１１係数を得ることを目的
とし、シンクロナイザ−リングのトップランド部の表面
層を改良により摩擦係数の長期安定化を図り耐久性を一
層向上させたシンクロナイザ−リングを提供することに
ある。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、内周部が摺動向となるシンクロナイザ−リン
グにおいて、該シンクロナイザ−リング内周部は気孔中
に樹脂が埋設された金属溶射層と該金属溶射層の表面に
形成された樹脂層とから構成されていることを特徴とす
る。

シンクロナイザ−リングは、内周部に内テーパコーン部
をもつ。内テーパコーン部は、同期装置の相手部材の外
テーパコーン部と対向して摺接する部位である。シンク
ロナイザ−リングは通常連続する無端状の環状体あるが
、場合によっては一部切１欠するものでもよい。相手部
材は、通常変速ギヤの外テーパコーン部である。なお、
同期装置がボルグワーナ一式の場合には、シンクロナイ
ザ−リング本体の外周面にはスプラインが形成されてい
る。

シンクロナイザ−リングの母材は、従来と同一の材質を
用いることができる。例えば銅合金、鉄系合金、アルミ
ニウム系合金等を用いることができる。銅合金としては
、青銅系、黄銅系を用いることができる。

溶射層は、シンクロナイザ−リングの内７−パコーン部
の内周部に金属を溶射して形成することができる。金属
としてはモリブデンが好ましい。

その理由は摩擦特性がよいこと、なじみ性がよいこと等
である。溶射層に形成される気孔率は２〜９％未満であ
ることが望ましい。気孔率が２％未満であると相手攻撃
性が大きいためギヤコーンの摩耗が大きく軸方向移動量
が増加し、気孔率が９％を超えると樹脂層の部分が多く
なり荷車を支えるべき溶射層の面積が少なくなるため軸
方向移動量が増加するため好ましくない。

溶射層の厚さは、０．０５〜０．２５ｍｍであることが
望ましい。溶１３１層の厚さが０．０５＋＋ｕｎ未満で
あると均一な厚さを得ることが困難であり、一方０．２
５ｍｍを超えると溶射層が剥離しやすくなり好ましくな
い。

溶射を行なう際には、通常用いられる溶射装置を用いる
ことができる。溶射は、一般には、粉末や棒状体を溶融
又は半溶融状態とし、これを噴出させることによって行
なう。粉末は１５０〜３００メツシュ程度を用いること
ができる。溶射方法は、ガス式溶射としては、アセチレ
ン−酸素ガス、プロパンガス−酸素ガス等を選択するこ
とができる。電気式溶射としては、アーク、プラズマジ
ェット、高周波誘電加熱等から選択することができる。

溶射を行なう前には、シンクロナイザ−リングの摺動面
に前処理を流ずとよい。前処理としてはプラスチング、
酸洗等を用いることができる。

このように前処理を施せばシンクロナイザ−リングの摺
動向を構成する内周部を清浄化、粗面化、鋭脂すること
ができる。

溶射層の気孔内に含浸させる樹脂及び溶射層表面に形成
覆る樹脂層は、ポリアミド、ポリアセタール、ポリアミ
ドイミド、ＰＢＴから選ばれる。

これらの樹脂は熱可塑性であり溶射法、流動浸漬、粉体
塗装法により金属溶剤層の気孔中及び金属溜ＯＡ層表面
に形成される。この際金属溶射層表面に形成される樹脂
層は、摩擦係数を保持するために該金属溶剤層の表面粗
さより薄くコーティングすることが好ましい。

［作用および効果］ 本発明に係るシンクロナイザ−リングに形成した金属溶
剤層は表面に金属溶射層の表面粗さを樹脂コーティング
により覆っているため相手部材の外テーバコーン部との
間の摩擦係数が長期間にわたって安定する。特に従来の
金属溶射層のみの場合に比較して相手攻撃性が低いため
摩耗も少なく摩擦係数の変動がなくなる。従って同期装
置としては長期にわたって安定した回転同期作用を発揮
することができる。

Ｌ実施例］ 第１図及び第２図は本発明に係る１実施例のシンクロナ
イザ−リングの断面の一部および第１図火山の拡大断面
を示したものである。この実施例は、自動車に用いられ
る同期装置のシンクロナイザ−リングである。

本実施例に係るシンクロナイザ−リング１は、摺動向を
形成する内周部が気孔４１中に樹脂が埋設された耐摩耗
性金属溶射層４と該金属溝！）Ｊ層の表面に形成された
樹脂層５とから構成されている。

シンクロナイザ−リングは鋼（ＳＣＰ２８相当）で冷ｍ
ｓ造で形成されている。このシンクロナイザ−リングの
摺動向である内周部１の溶射層４は、粉末粒径２０μｍ
の純モリブデン粉末を用いてプラズマ溶射を行なった。

プラズマ溶射には米国メテコ社製の装置を用い溶射条件
は、アルゴンガス流１２３００ｊ　／ｈｒ、　水！ガス
１５１ＥＪ１４５００．ｌｌ／ｈｒ、電流４５０〜５０
０アンペア、粉末供給１１４０　Ｃ１／分で行なった。

形成された溶射層４の厚さは０．２１１Ｉ１１で微細な
気孔４１が多数存在した。

気孔率は７％であった。

この溶射層４の気孔４１の部分に摺動特性の優れた樹脂
であるポリアミドをスプレーコーテイング後、熱処理に
より含浸させ、同時にその溶射層表面にも約５０μｍの
コーティング層を形成した。

形成した溶射層の模式断面図が第２図である。

実施例において溶ＯＡ層の気孔及びその表面に樹脂をコ
ーティングせずモリブデン粉末のプラズマ溶射のみ行な
ったものを比較例１とし、シンクロナイザ−リングのｆ
ｆ１Ｕに銅系合金（Ｃｕ６２％、Ａｌ１．５％、Ｍｎ３
．０％、Ｃｒ０．２％、Ｓｉ１．０％、Ｎ＋Ｏ，３％、
７ｎ残り）でプラズマ溶射を行なつＩこものを比較例２
とした。

［評価］ 上記実施例と比較例１．２についてシンクロナイザ−リ
ングの押し付は回数と摩擦係数との関係を第３図に示し
た。実施例は比較例より初期の摩擦係数が低くなってい
るが、その後は溶射層に存在する樹脂の効果により安定
した摩擦係数の値を示している。第４図はシンクロナイ
ザ−リングの押し付は耐久テスト（５００Ｘ１０万回）
後の軸方向移動量を測定した結果を示す。実施例は軸方
向移動量が比較例に比べて少ない。即ち摩耗が少ないた
め軸方向移動量が少なく良好な耐久特性を示す。一方比
較例１は相手攻撃性が高いため耐久中の摩擦係数が不安
定で摩耗量も多くなっている。

また比較例２では耐久により摩耗が著しく軸方向移動量
が大きくなっている。

第５図には溶射層の気孔率と軸方向移動量の関係を示す
。気孔率が２％以下だと相手攻撃性が大の為ギヤコーン
の摩耗が大きく軸方向移＃ＪＩ　ｍが増加し、逆に気孔
率が９％以上だと樹脂層の部分が多く荷重を支えるべき
溶射層の面積が少なくなる為、軸方向移動量が増加する
。

第６図はシンクロナイザ−リングの押し付は後の摩擦係
数と気孔率の関係を示す。気孔率が２％以下だと摩擦係
数が高いためシフ１〜した時にくいつきやすくシフトフ
ィーリングが悪くなり逆に９％以上だと樹脂層の部分が
多くなるため、シンクロ自身の摩擦が大きくなり摩擦係
数が急激に低下する。従って溶射層の気孔率が２〜９％
の範囲にあると耐摩耗性及び摩擦係数の安定したシンク
ロナイザ−リングが得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のシンクロナイザ−リングの断
面図であり、第２図は金属溶射層の拡大模式断面図であ
り、第３図はシンクロ押し付は回数と摩擦係数との関係
を示すグラフであり、第４図はシンクロ押し付は回数（
５００Ｘ１０万回）後の軸方向移動量を示し、第５図は
金属層中の気孔率と軸方向移動量との関係を示すグラフ
であり、第６図は気孔率と摩擦係数との関係を示すグラ
フである。 −１１＝ １・・・シンクロナイザ−リング内周部４・・・金属溶
射層 ５・・・樹脂層 ４１・・・気孔 特許出願人　　　トヨタ自動重゛株式会社代理人　　　
　弁理士　大川　宏 第１図 第２図 第３図 シンクロ押しイ引１０安１ｘｌＱ、４日％几率　（０／
。）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）内周部が摺動面となるシンクロナイザーリングに
   おいて、 該シンクロナイザーリング内周部は気孔中に樹脂が埋設
   された金属溶射層と、 該金属溶射層の表面に形成された樹脂層とから構成され
   ていることを特徴とするシンクロナイザーリング。
2. （２）金属溶射層の気孔率は２〜９％である特許請求の
   範囲第１項記載のシンクロナイザーリング。
3. （３）樹脂層を形成する樹脂はポリアミド、ポリアセタ
   ール、ポリアミドイミド、ＰＢＴから選ばれる特許請求
   の範囲第１項記載のシンクロナイザーリング。