JPS63227750A - Fe系焼結合金製変速機用同期リング - Google Patents

Fe系焼結合金製変速機用同期リング

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JPS63227750A
JPS63227750A JP5841687A JP5841687A JPS63227750A JP S63227750 A JPS63227750 A JP S63227750A JP 5841687 A JP5841687 A JP 5841687A JP 5841687 A JP5841687 A JP 5841687A JP S63227750 A JPS63227750 A JP S63227750A
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JP
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wear resistance
porosity
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Hidetoshi Akutsu
阿久津 英俊
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16DCOUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
    • F16D23/00Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
    • F16D23/02Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
    • F16D23/025Synchro rings

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Mechanical Operated Clutches (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)

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ファ2が
ハブスリーブのチャンファとかみ合う機能をもっことか
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、よシ一段の強度、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)、Mn%Cr、およびMoのうちの1種
または2種以上=0.1〜6%、 C:0.1〜0.9%、 を含有し、さらに必要に応じて、 NiおよびCuノうちf7)1種または28[:0.1
〜6チと、B:0.02〜0.5%、 のいずれか、または両方を含有する組成、並びに0.0
5〜5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、窒化層を3〜200
μm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よび相
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、並びに窒化層の平均層厚を上記の通りに限定
した理由を説明する。
A、成分組成 (a)  Mn%Cr、 およびM。
これらの成分忙は、強度および靭性な向上させるほか、
耐摩耗性を向上させ、さらに窒化層の一部と反応して耐
焼付性を向上させると共に、これらの成分は酸化し易い
成分なので、実用時のミクロ的な酸化現象によって摩耗
を正常化し、かつ焼付を防止する作用があるが、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6%を越えてもより一層の向上効
果は現われないことから、経済性を考慮して、その含有
量を0.1〜6チと定めた。
(b)  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チ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。
(c)  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ので、必要に応じて含有されるが
、その含有量が0.1%未満では前記作用に所望の向上
効果が見られず、一方6%を越えて含有させてもより一
層の向上効果が得られないことから、その含有量を0.
1〜6%と定めた。
(a)  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ので、必要に応じて含有させる
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%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%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、合量で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、実用時に油溜りとなって、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、窒化層の浸透を促
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i%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。
C0窒化層の平均層厚 その平均層厚が3μm未満では、所望のすぐれた耐軍耗
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200μm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3〜200μm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シ具体的に
説明する。
原料粉末として、いずれも200 mesh以下の粒度
な有する、黒鉛粉末、Cu粉末、 Fe粉末、Mo粉末
、cr粉末、Mn粉末、Ni粉末、Fe −B合金(B
:12%含有)粉末、Fe−Mn合金(Mn:30%含
有)粉末、およびFe−Cr合金(Cr:15%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/cm2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、6〜8 
ton/α2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
、本発明焼結リング1〜5,7,8.およびlO〜22
、比較焼結リング1〜3.および5については、引続い
てシアン塩とシアン酸塩からなるアルカリシアン酸塩中
に520〜580℃の範囲内の所定温度に10分〜5時
間浸漬した後、150〜300℃の範囲内の所定温度の
油中に油冷の窒化処理を施して、その内面だけに同じく
第1表に示される平均層厚の窒化層を形成し、−力木発
明焼結リング6および9.比較焼結リング4と6につい
ては、アンモニア雰囲気中、520〜600℃の範囲内
の温度に2〜5時間保持の条件でガス軟窒化処理を施す
ことによって、第1図に示される形状および内径:58
IIjEφ×厚さ:8+cwの寸法をもち、かつ外面チ
ャンファ数:32個の本発明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)1〜22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)1〜6をそれぞれ製造した。
なお、比較焼結リング1〜6は、成分組成、空孔率、お
よび窒化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・1 同テーパーコーンの材質:SC!M21の浸炭焼入れ材
、 押付は荷重=10oゆ、 油=90番ミッションオイル、 油温:120℃、 テーパーコーンの作動態様:1秒押し付けて2秒引離し
、 サイクルニ500Q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: l 200 r、p、m、
、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−2
1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
のインチ試験では、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1本発明焼結リング1〜22
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1〜6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 (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Mn、Cr、およびMoのうちの1種または2種
    以上:0.1〜6%、 C:0.1〜0.9%、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)、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、窒化層を3〜200μm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。
  2. (2)Mn、Cr、およびMoのうちの1種または2種
    以上:0.1〜6%、 C:0.1〜0.9%、 を含有し、さらに、 NiおよびCuのうちの1種または2種:0.1〜6%
    、 を含有し、残りがFeと不可避不純物からなる組成(以
    上重量%)、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、窒化層を3〜200μm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。
  3. (3)Mn、Cr、およびMoのうちの1種または2種
    以上:0.1〜6%、 C:0.1〜0.9%、 を含有し、さらに、 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
    上重量%)、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、窒化層を3〜200μm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。
  4. (4)Mn、Cr、およびMoのうちの1種または2種
    以上:0.1〜6%、 C:0.1〜0.9%、 を含有し、さらに、 NiおよびCuのうちの1種または2種:0.1〜6%
    、 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
    上重量%)、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、窒化層を3〜200μm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。
JP5841687A 1987-03-13 1987-03-13 Fe系焼結合金製変速機用同期リング Expired - Lifetime JPH076040B2 (ja)

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KR1019880002322A KR910002918B1 (ko) 1987-03-13 1988-03-05 Fe계 소결합금제 변속기용 동기링
US07/164,534 US4943321A (en) 1987-03-13 1988-03-07 Synchronizer ring in speed variator made of iron-base sintered alloy
DE3808460A DE3808460A1 (de) 1987-03-13 1988-03-14 Verschleissfeste sinterlegierung auf eisen-basis und aus dieser legierung bestehender synchronring fuer einen geschwindigkeitsregler

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0390542A (ja) * 1989-08-31 1991-04-16 Hitachi Powdered Metals Co Ltd 塑性加工用の筒状鉄系焼結スラグ、およびその製造方法
JPH06299284A (ja) * 1993-04-12 1994-10-25 Fuji Oozx Inc 耐摩耗性に優れた高強度窒化焼結部材およびその製造方法
JP2016153691A (ja) * 2015-01-21 2016-08-25 ヘルビガー・アントリーブシュテクニク・ホールディング・ゲゼルシャフト・ミット・ベシュレンクテル・ハフツングHOERBIGER Antriebstechnik Holding GmbH 同期式手動変速機のためのシンクロナイザリングと該シンクロナイザリングの製造方法

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