JPS63227745A - Ｆｅ系焼結合金製変速機用同期リング - 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〕 この発明は、高強度と、すぐれた耐摩耗性と相手部材と
のなじみ性を有するＦｅ系焼結合金製変速機用同期リン
グに関するものである。

〔従来の技術〕

従来、一般に、変速機用同期リングは、第１図に斜視図
で例示されるように、内面１が回転するテーパーコーン
との高面圧下での断続的面接触を受け、また外周面に、
その外縁にそって所定間隔おきに設けたチャン７ァ２が
ハブスリーブのチャンファとかみ合う機能をもつことか
ら、強度、耐摩耗性、および相手部材とのなじみ性を具
備することが要求され、したがってその製造には、これ
らの特性をもった高力黄銅が多用されている。なお、同
期リングには、この他にネジが外周側につき、この外周
側で相手テーパーコーンと摩擦する、通称ピンタイプの
ものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、近年の変速機に対する高出力化および軽量化に
対する要求は厳しく、これに伴って同期リングに対して
も、より一段の強度、耐摩耗性、およびなじみ性が要求
されるようになっているが、従来の高力黄銅袋のもので
は、これに十分対応することができないのが現状である
。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者等は、上記のような要求に十分対応す
ることができる変速機用同期リングを開発すべく研究を
行なった結果、重量％で（以下、成分組成に関するチは
重量％を示す）、Ｃ：０．１〜０．９俤、 ＣｕおよびＮｉのうちの１種または２種＝０．２〜８チ
、 Ｂ　：　０．０２〜０．５　％、 を含有し、残シがＦｅと不可避不純物からなる組成、並
びに０．０５〜５容量チの空孔率を有するＦｅ系焼結合
金本体の少なくともテーパーコーン摩擦面に、硬質のＮ
ｉ−Ｐ化合物層を３〜８０μｍの平均層厚で形成してな
るＦｅ系焼結合金製変速機用同期リングは、高強度と、
すぐれた耐摩耗性おキび相手部。

材とのなじみ性を有し、したがって変速機の高出力化お
よび軽量化に十分対応できるという知見を得たのである
。

つぎに、この発明の同期リングにおいて、成分組成およ
び空孔率、並びにＮｉ　−Ｐ化合物層の平均層厚を上記
の通シに限定した理由を説明する。

（ａ）　　Ｃ Ｃ成分には、強度および耐摩耗性を向上させる作用があ
るが、その含有量が０．１％未満では前記作用に所望の
効果が得られず、一方その含有量が０．９％を越えると
、靭性が低下して、衝撃による割れが発生し易くなるほ
か、相手攻撃性も増大するようになることから、その含
有量を０．１〜０．９チと定めた。

（ｂ）　　Ｎｉおよびｃｕ これらの成分には、強度、耐摩耗性、およびなじみ性を
向上させる作用があるが、その含有量が０．２％未満で
は前記作用に所望の向上効果が見られず、一方８チを越
えて含有させてもよシ一層の向上効果が得られないこと
から、その含有量を０．２〜８チと定めた。

（Ｃ）　　Ｂ Ｂ成分には、焼結性を向上させるほか、靭性および強度
を向上させる作用があるが、その含有量が０．０２％未
満では前記作用に所望の向上効果が得られず、一方その
含有量が０．５チを越えると、靭性が低下するようにな
ることから、その含有量を０．０２〜０．５俤と定めた
。

なお、不可避不純物として、Ｓｉ、Ｓ、およびＰ成分を
含有するが、これらの成分は合量で０．５　％を越えて
含有するようになると、強度および靭性が低下するよう
になるので、合金で０．５％以下の含有にとどめなけれ
ばならない。

Ｂ・　空孔率 合金中の空孔には、実用時に油溜シとなって、特にリン
グ内面の初期なじみ性を向上させ、かつこれの温度上昇
を抑制して凝着摩耗を防止するほか、硬質のＮｉ−Ｐ化
合物層の浸透を促進して、これの層厚を増大せしめ、も
って耐摩耗性を向上させ、さらに空孔面に薄い酸化膜を
形成して摩耗を正常化する作用があるが、その割合が０
．０５容量チ未満では前記作用に所望の効果が得られず
、一方その割合が５容３１％を越えると、強度が低下し
、実用に供することができなくなることから、その割合
を０．０５〜５％と定めた。

Ｃ，Ｎｉ−Ｐ化合物層の平均層厚 その平均層厚が３μｍ未満では、所望のすぐれた耐摩耗
性を長期に亘って確保することができず、一方その平均
層厚が８０μｍを越えると靭性が低下するようになるこ
とから、その平均層厚を３〜８０μｍと定めた。

〔実施例〕

つぎに、この発明の同期リングを実施例により具体的に
説明する。

原料粉末として、いずれも２００　ｍｅｓｈ以下の粒度
を有する、黒鉛粉末、　Ｃｕ粉末、Ｎｉ粉末、Ｆｅ粉末
、およびＦｅ　−Ｂ合金（Ｂ：１２％含有）粉末を用意
し、これら原料粉末をそれぞれ第１表に示される配合組
成に配合し、通常の条件で混合した後、５．５ｔＯｎ／
ｃ１ｒＬ２の圧力にて圧粉体にプレス成形し、これら圧
粉体を７００〜９００℃の範囲内の所定温度で仮焼結し
た後、これら仮焼結体の一部を温間で。

６〜８ｔＯｎ／ｃｒ！Ｌ２の範囲内の圧力を用いて再加
圧しく第１表の備考欄に再加圧の有無を表示）、ついで
、前記仮焼結体、並びにこれの再加圧仮焼結体を、アン
モニア分解ガス中、１０００〜１２００℃の範囲内の所
定温度に１時間保持の条件で焼結して実質的に配合組成
と同一の成分組成をもった焼結体を成形し、さらにこれ
ら焼結体の一部には、８００〜１０００℃の範囲内の温
度で熱間鍛造を施しく第１表の備考欄に熱間鍛造の有無
を表示）、この結果として同じく第１表に示される各種
の空孔率とし、引続いて９０℃のメッキ液中に浸漬の無
電解メッキを施して、その内面だけに同じく第１表に示
される平均層厚のＮｉ−Ｐ化合物層を形成し、最終的に
３５０〜４５０℃の範囲内の温度に０．５時間保持の条
件で熱処理を施すことによって、第１図に示される形状
および内径：５８Ｂφ×厚さ：８ｕの寸法をもち、かつ
外面チャンスァ数＝３２本の本発明Ｆｅ系焼結合金製変
速機用同期リング（以下本発明焼結リングという）１〜
１３および比較Ｆｅ系焼結合金製変速機用同期リング（
以下比較焼結リングという）１〜７をそれぞれ製造した
。

なお、比較焼結リング１〜７は、成分組成、空孔率、お
よびＮｉ　−Ｐ化合物層の平均層厚のうちのいずれかの
条件（第１表に※印を付したもの）がこの発明の範囲か
ら外れたものである。

つぎに、この結果得られた各種の焼結リングについて、
強度を評価する目的で抗折力を測定し、さらに、 相手材たるテーパーコーンの回転数：１０００ｒ・ｐ−
ｍ・、 同テーパーコーンの材質：８０Ｍ２１の浸炭焼入れ材。

押付は荷重＝９０ゆ、 油＝８０番ミッションオイル、 油温：９０℃、 テーパーコーンの作動態様＝１秒押し付けて２秒引離し
、 サイクル：６０００サイクル、 の条件での単体摩耗試験、並びに、 テーパーコーンの回転数：１２００ｒ、ｐｍ−、テーパ
ーコーンの押付は荷重：５０ｋｇ、相手材たるテーパー
コーンおよびハブスリーブの材質：ＳＣＭ−２１の浸炭
焼入れ材、同期時間＝０．３秒〜０．４秒（回数：５万
回）。

油：９０番ミッションオイル、 油温ニア０℃、 の条件でのベンチ試験を行ない、前者の単体摩耗試験で
は、リングにおける割れの有無、リングのテーパーコー
ン摩擦面（以下内面という）の最大摩耗量、相手材の最
大摩耗量（なお、前記の最大摩耗量は、いずれも落ち込
み量測定用標準品を準備し、その落ち込み量をもって示
した。）、リング内面の焼付きの有無、リング内面の初
期（５００回まで）および後期（安定期）の摩擦係数、
およびリング内面の初期摩耗の有無を観察し、また後者
のベンチ試験では、チャンファの異常摩耗の有無、およ
び同期時の異常（異常音、異常油温上昇）の有無をそれ
ぞれ測定した。これらの結果を第２表に示した。

〔発明の効果〕

第２表に示される結果から、本発明焼結リング１〜１３
は、いずれも高強度を有し、かつ耐摩耗性およびなじみ
性にもすぐれているのに対して、比較焼結リング１〜７
に見られるように、構成要件のうちのいずれかの要件で
もこの発明の範囲から外れると、前記特性のうちの少な
くともいずれかの特性が劣ったものになることが明らか
である。

なお、ピンタイプの同期リングでも同様な結果が得られ
ることは勿論である。

上述のように、この発明のＦｅ系焼結合金製変速機用同
期リングは、高強度と、すぐれた耐摩耗性および相手部
材とのなじみ性を有するので、変速機の高出力化および
軽量化に伴う薄肉化および小型化に十分満足して対応す
ることができるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は変速機用同期リングを例示する斜視図である。 １・・・テーパーコーン摩擦面（内面〕、２・・・チャ
ンファ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｃ：０．１〜０．９％、 ＣｕおよびＮｉのうちの１種または２種：０．２〜８％
   、 Ｂ：０．０２〜０．５％、 を含有し、残りがＦｅと不可避不純物からなる組成（以
   上容量％）、並びに０．０５〜５容量％の空孔率を有す
   るＦｅ系焼結合金本体の少なくともテーパーコーン摩擦
   面に、硬質のＮｉ−Ｐ化合物層を３〜８０μｍの平均層
   厚で形成してなるＦｅ系焼結合金製変速機用同期リング
   。