JPS63238231A - Ｃｕ系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、特に相手部材との当り面の効期なじみ性に
すぐれ、かつ耐摩耗性にもすぐれたＣｕ系合金製変速機
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
との当り面となシ、この当り面に相手部材たるチー、ｏ
−コーンが高面圧下で断続的に面接触し、一方外周面に
はキーが嵌合するキー溝３が形成され、さらに、その外
縁にそって所定間隔おきに設けたチャン７ァ２が同じく
相手部材たる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、この外周側で相手部材であるテーパーコーンと摩擦
する１通称ピンクイブのものがある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、近年の変速機の高出力化に伴い、上記の従来高
力黄銅製同期リングにおいては、特に上記のテーパーコ
ーンやキー、さらにハブスリーブのチャンファのうちの
少なくともいずれかの相手部材との当り面は高面圧を受
けるようになるため、初期なじみ性が低下し、これによ
って輝面摩耗や凝着摩耗などによる異常摩耗が多発する
ようになシ、使用寿命短命化の原因となっている。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで５本発明者等は、上記のような従来高力黄銅製変
速機用同期リングのもつ問題点を解決すべく研究を行な
った結果、重量％で（以下チは重、量チを示す）、 Ｚｎ：　　２　Ｃ１〜４０９６．　　　Ａｌｌ　：　　
２〜８　％、Ｓｉ：０．２〜２％、　　　Ｍｎ：０．１
〜５％。

を含有し、さらに必要に応じて、 Ｓｎ’：　０．１〜′３チと、 Ｔｉ、Ｚｒ、およびＣｒのうちの１種または２種以上：
０．０５〜１．５％、 のいずれか、または両方を含有し、残りがＣＵと不可避
不純物からなる組成を有するＣｕ系合金で構成し、かつ
相手部材との当り面の所要個所、すなわちテーパーコー
ンやキー、さらにハブスリーブのチャンファのうちの少
なくともいずれかの相手部材との当多面に、ショツトブ
ラスト加工や冷間プレスを用いる押付は加工などにｋｌ
）平均層厚で５〜３００μｍの加工硬化層を形成したＣ
ｕ合金製変速機用同期リングにおいては、変速機の高出
力化に伴う高面圧下での使用条件でも、すぐれた初期な
じみ性を示し、使用初期における異常摩耗の発生が抑制
されるようになるという知見を得たのである。

この発明は、上記知見にもとづいてなされたものであっ
て、成分組成および加工硬化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）　　ＺｎおよびＭ これらの成分は、合金の素地組織を決定する成分であっ
て、素地の耐摩耗性を向上させると共に、同期リングに
必要な強度と靭性を付与し、さらに、疲労強度と耐力に
すぐれ、局部的高温加熱に伴う塑性流動による凝着（焼
付き）を防止し、もって初期異常摩耗を防止して、初期
なじみ性を向上させる加工硬化層をリング表面に形成す
るのに不可欠な成分であるが、その含有量が２０％未満
およびＡ２２２９１未満では、前記特性を確保すること
ができないばかりでなく、前記の惰性を具備した加工硬
化層を形成するのが困難になり、一方その含有量がＺｎ
：　４０％およびＡ！：８％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Ｚｎ：２０〜４０
％、Ｎｔ：２〜８％と定めた。

（ｂ）　　８ｉおよびＭｎ これらの成分には、お互いに結合して、素地中に微細に
分散する金属間化合物を形成して、リングの強度および
靭性を向上させ、さらに耐摩耗性も向上させ、また加工
硬化層のなじみ性および耐焼付は性を改善する作用があ
るが、その含有量が、Ｓｉ：０．２％未満およびＭｎ：
０．１％未満では前記作用に所望の効果が得られず、一
方、その含有量がそれぞれＳｌ；２％およびＭｎ：５％
を越えると、溶解時にスラグの発生が多くなることから
、その含有量をＳｉ：　０．２〜２％、Ｍｎ：　０．１
〜５％と定めた。

（ｃ）　　５ｎ Ｓｎ成分には、特に凝着摩耗を防止し、もってすぐれた
耐焼付は性を確保する作用があるので、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得られず、一方その含有量が３％を
越えると、熱間加工性が低下するようになることから、
その含有量を０゜１〜３チと定めた。

（ｄ）　　Ｔｉ、Ｚｒ、およびＣｒ これらの成分には、素地に分散するＭｎ　−Ｓ　ｉ系の
金属間化合物を微細球状化すると共に、自体もＭｎおよ
びＳｉと複化合物を形成して１強度、靭性、および耐摩
耗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０．０５％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１．５％を
越えてもよシ一層の向上効果は現われず、経済性を考慮
して、その含有量を０．０５〜１．５％と定めた。

なお、不可避不純物として、Ｐやｐｂ、さらにＭｇなど
を含有する場合があるが、これらの不可避不純物は合量
で１％以下であれば、特性に何らの影響を及ぼすもので
はないので、合量で１％以下の範囲で含有が許容される
。

（ｅ）　　加工硬化層 加工硬化層は、上記のようにショツトブラストやサンド
ブラスト加工、さらに例えばリングのテーパーコーンと
の摩擦面だけに設ける場合には、鋼製ダイスを用いて、
冷間プレスにて押付は加工を行なうことなどにより形成
でき、このように形成した加工硬化層は、これのもつ成
分組成と合まって、すぐれた疲労強度と耐力をもつよう
になることから、局部的高温加熱に対してすぐれた耐塑
性流動性を示し、この結果焼付けなどが抑制されること
から初期異常摩耗が防止され、すぐれた初期なじみ性を
示すようになるが、その平均層厚が５μｍ未満では所望
の効果が得られず、一方３００μｍを越えた平均層厚に
してもすぐれた効果を確保することができないことから
、その平均層厚を５〜３００μｍ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。

通常の高周波炉を用い、それぞれ第１表に示される成分
組成をもったＣｕ系合金溶湯を調製し、金型鋳造にて、
直径：２００ｍφ×長さ：４００ｍｍのビレットを形成
し、このビレットを押出しプレスにて直径：６０ｍφの
丸棒に押出し、この丸棒を所定の長さに切断した後、切
断片に６００〜７５０℃の範囲内の温度にて熱間鍛造を
施し、さらに切削加工を施し、引続いて大気中で、直径
＝５０〜１０００μｍのＳｉＣ製ビーズを用いて、ショ
ツトブラスト加工を施して、同じく第１表に示される平
均層厚の加工硬化層を表面全体に形成することによって
、内径：５８顛φ×厚さ：４朋の寸法をもち、かつチャ
ンファ数：３６個の本発明同期リング１〜２２および比
較同期リング１〜７をそれぞれ製造した。

なお、比較同期リング１〜７は、成分組成および加工硬
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同期リングについて、 相手部材たるテーパーコーンの回転数：　１０００ｒ、
ｐ、ｍ、。

押付は荷重＝５５ｋｇ、 油：８０番ミッションオイル、 油温ニア５℃、 テーパーコーンの作動：０．２５〜０．３秒の同期時間
で２００００回、 の条件でシンクロ耐久試験を行ない、リング内面におけ
る落ち込み量（摩耗量）、凝着摩耗の有無。

初期（５００回まで）および後期（安定期）の摩擦係数
をそれぞれ測定および観察し、さらに。

相手部材たるテーパーコーンの回転数：　２０００ｒ、
　ｐ、　ｍ、　　、 押付は荷重：９０ｋｇ。

油：８０番ミッションオイル、 油温ニア０℃。

テーパーコーンの作動：０．２５〜０３秒の同期時間で
５０００回、 の条件でシンクロ耐久試験を行ない、リシグにおけるワ
レおよび変形の有無を観察した。これらの結果を第１表
に示した。

〔発明の効果〕

第１表に示される結果から、本発明同期リング１〜２２
は、いずれも高強度および高靭性を有し、特に高面圧条
件にもかかわらず、実用初期におけるなじみ性にすぐれ
、異常摩耗の発生もなく、すぐれた耐摩耗性を示すのに
対して、比較同期リング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Ｃｕ系合金製変速機用同期リ
ングは、高強度と高靭性を有し、特に初期なじみ性にす
ぐれ、変速機の高出力化に伴う苛酷な条件下での実用に
際しても、輝面摩耗や凝着摩耗などの異常摩耗の発生が
なく、すぐれた耐摩耗性を著しく長期に亘って発揮する
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、 ３・・・キー溝。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ｚｎ：２０〜４０％、Ａｌ：２〜８％、Ｓｉ：０
   ．２〜２％、Ｍｎ：０．１〜５％、を含有し、残りがＣ
   ｕと不可避不純物からなる組成（以上重量％）を有する
   Ｃｕ系合金で構成され、かつ相手部材との当り面の所要
   個所に、加工硬化層を５〜３００μｍの平均層厚で形成
   してなるＣｕ系合金製変速機用同期リング。
2. （２）Ｚｎ：２０〜４０％、Ａｌ：２〜８％、Ｓｉ：０
   ．２〜２％、Ｍｎ：０．１〜５％、を含有し、さらに、 Ｓｎ：０．１〜３％、 を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
   上重量％）を有するＣｕ系合金で構成され、かつ相手部
   材との当り面の所要個所に、加工硬化層を５〜３００μ
   ｍの平均層厚で形成してなるＣｕ系合金製変速機用同期
   リング。
3. （３）Ｚｎ：２０〜４０％、Ａｌ：２〜８％、Ｓｉ：０
   ．２〜２％、Ｍｎ：０．１〜５％、を含有し、さらに、 Ｔｉ、Ｚｒ、およびＣｒのうちの１種または２種以上：
   ０．０５〜１．５％、 を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
   上重量％）を有するＣｕ系合金で構成され、かつ相手部
   材との当り面の所要個所に、加工硬化層を５〜３００μ
   ｍの平均層厚で形成してなるＣｕ系合金製変速機用同期
   リング。
4. （４）Ｚｎ：２０〜４０％、Ａｌ：２〜８％、Ｓｉ：０
   ．２〜２％、Ｍｎ：０．１〜５％、を含有し、さらに、 Ｓｎ：０．１〜３％と、 Ｔｉ、Ｚｒ、およびＣｒのうちの１種または２種以上：
   ０．０５〜１．５％、 を含有し、残りがＣｕと不可避不純物からなる組成（以
   上重量％）を有するＣｕ系合金で構成され、かつ相手部
   材との当り面の所要個所に、加工硬化層を５〜３００μ
   ｍの平均層厚で形成してなるＣｕ系合金製変速機用同期
   リング。