JP4748101B2 - 摺動構造,及びシンクロメッシュ式の変速機 - Google Patents
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Description
[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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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H2Oが吸着し、該H2O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。
<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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
Claims (2)
- 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と摺動する面に、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。 - 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。
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