JP3092979B2 - 鉄系焼結合金製シンクロナイザーリング - Google Patents
鉄系焼結合金製シンクロナイザーリングInfo
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- JP3092979B2 JP3092979B2 JP03171149A JP17114991A JP3092979B2 JP 3092979 B2 JP3092979 B2 JP 3092979B2 JP 03171149 A JP03171149 A JP 03171149A JP 17114991 A JP17114991 A JP 17114991A JP 3092979 B2 JP3092979 B2 JP 3092979B2
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- Japan
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- synchronizer ring
- iron
- key groove
- sintered alloy
- based sintered
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D23/00—Details of mechanically-actuated clutches not specific for one distinct type
- F16D23/02—Arrangements for synchronisation, also for power-operated clutches
- F16D23/025—Synchro rings
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Mechanical Operated Clutches (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、シンクロメッシュタ
イプの変速機に用いられるシンクロナイザーリング、特
に、経済的で高強度、高耐摩耗性を有し、相手ギヤのコ
ーン部とのなじみ性にも優れる鉄系焼結合金製のシンク
ロナイザーリングに関する。
イプの変速機に用いられるシンクロナイザーリング、特
に、経済的で高強度、高耐摩耗性を有し、相手ギヤのコ
ーン部とのなじみ性にも優れる鉄系焼結合金製のシンク
ロナイザーリングに関する。
【０００２】
【従来の技術】シンクロメッシュに用いるシンクロナイ
ザーリングは、相手側ギヤ、例えばトップからサードへ
のシフトダウン時にはサードギヤのコーン部に嵌合して
摩擦力でコーン部に固定され、さらに、ハブスリーブと
噛み合ってサードギヤとアウトプットシャフト間の動力
伝達を行う。従って、高強度が要求され、そのために従
来はその材料として高力黄銅を一般的に使用していた。
ザーリングは、相手側ギヤ、例えばトップからサードへ
のシフトダウン時にはサードギヤのコーン部に嵌合して
摩擦力でコーン部に固定され、さらに、ハブスリーブと
噛み合ってサードギヤとアウトプットシャフト間の動力
伝達を行う。従って、高強度が要求され、そのために従
来はその材料として高力黄銅を一般的に使用していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】近年、エンジンの高出
力化、軽量化に伴い、変速機にかかる負荷が益々大きく
なる傾向にある。そのために、シンクロナイザーリング
もより高強度で耐摩耗性や相手側ギヤとのなじみ性に優
れるものが要求されるようになってきた。
力化、軽量化に伴い、変速機にかかる負荷が益々大きく
なる傾向にある。そのために、シンクロナイザーリング
もより高強度で耐摩耗性や相手側ギヤとのなじみ性に優
れるものが要求されるようになってきた。
【０００４】しかしながら、従来の高力黄銅製のもの
は、材料面から既に限界に達しており、組成、形状をい
くら改良しても要求に応えきれないのが実情である。ま
た、材料そのものが高価なため、更なる低価格化の要求
にも応じられないでいる。
は、材料面から既に限界に達しており、組成、形状をい
くら改良しても要求に応えきれないのが実情である。ま
た、材料そのものが高価なため、更なる低価格化の要求
にも応じられないでいる。
【０００５】そこで、高力黄銅よりも高強度で耐摩耗性
の良い鉄系焼結合金を用いることを考えたが、このよう
な材料では相手ギヤとのなじみ性が不充分になる。
の良い鉄系焼結合金を用いることを考えたが、このよう
な材料では相手ギヤとのなじみ性が不充分になる。
【０００６】この発明は、かかる課題を解決することを
目的としている。
目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明のシンクロナイ
ザーリングは、上記の課題を解決するため、キー溝と対
応した位置の反対側端面に、キー溝の背部にまで入り込
んで噛み合い歯形成部のリング肉厚を薄くする凹部を形
成する。
ザーリングは、上記の課題を解決するため、キー溝と対
応した位置の反対側端面に、キー溝の背部にまで入り込
んで噛み合い歯形成部のリング肉厚を薄くする凹部を形
成する。
【０００８】なお、この発明で材料として用いる鉄系焼
結合金は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏの中の少なくとも１種を
０.3〜１０ｗｔ％、Ｃを０.5〜1.０ｗｔ％含有し、残り
がＦｅと不可避不純物から成る組成の粉末材料を密度が
７.0〜7.４ｇ／cm3 になるように成形焼結して作ったも
のが望ましい。また、キー溝部に対しては、窒化、焼
入、Ｃｕ溶浸、Ｃｕ溶浸と窒化、Ｃｕ溶浸と焼入のいず
れかの処理を施すのが望ましい。
結合金は、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏの中の少なくとも１種を
０.3〜１０ｗｔ％、Ｃを０.5〜1.０ｗｔ％含有し、残り
がＦｅと不可避不純物から成る組成の粉末材料を密度が
７.0〜7.４ｇ／cm3 になるように成形焼結して作ったも
のが望ましい。また、キー溝部に対しては、窒化、焼
入、Ｃｕ溶浸、Ｃｕ溶浸と窒化、Ｃｕ溶浸と焼入のいず
れかの処理を施すのが望ましい。
【０００９】
【作用】鉄系焼結合金製のシンクロナイザーリングは、
材料自体が安価なことに加えて機械加工等を必要とせず
製造も容易なためコストダウンが計れる。また、鉄系焼
結合金、中でも上述した材料組成、密度の焼結合金を用
いた場合には強度、耐摩耗性も充分に確保できる。材料
中のＮｉ、Ｃｕ、Ｍｏは、強度、靭性、耐摩耗性向上の
ために添加したものであって、その添加量が０.3ｗｔ％
以下では効果が無い。また、１０ｗｔ％以上添加しても
効果は極端には高まらず、経済性の面で逆に不利にな
る。
材料自体が安価なことに加えて機械加工等を必要とせず
製造も容易なためコストダウンが計れる。また、鉄系焼
結合金、中でも上述した材料組成、密度の焼結合金を用
いた場合には強度、耐摩耗性も充分に確保できる。材料
中のＮｉ、Ｃｕ、Ｍｏは、強度、靭性、耐摩耗性向上の
ために添加したものであって、その添加量が０.3ｗｔ％
以下では効果が無い。また、１０ｗｔ％以上添加しても
効果は極端には高まらず、経済性の面で逆に不利にな
る。
【００１０】密度を７.0〜7.４ｇ／cm3 に限定したの
は、7.０ｇ／cm3 以下では強度、耐摩耗性が不充分にな
り、一方、７.4ｇ／cm3 以上では１回成形・焼結が望み
難いことによる。即ち、密度７.4ｇ／cm3 以上であえて
１回成形・焼結を行うと金型が破損する。従って、熱間
鍛造工程を加えるか又は２回成形、２回焼結のプロセス
が必要になり、製造コスト面で不利になる。
は、7.０ｇ／cm3 以下では強度、耐摩耗性が不充分にな
り、一方、７.4ｇ／cm3 以上では１回成形・焼結が望み
難いことによる。即ち、密度７.4ｇ／cm3 以上であえて
１回成形・焼結を行うと金型が破損する。従って、熱間
鍛造工程を加えるか又は２回成形、２回焼結のプロセス
が必要になり、製造コスト面で不利になる。
【００１１】さらに、材料組成の工夫及び密度の選択に
よって強度、耐摩耗性を高めると同一寸法・形状の従来
品に比べて剛性が高まり、相手ギヤのコーン部とのなじ
み性が悪化して摩擦面相互の接触が悪くなるが、この発
明ではキー溝に相対する端面部に凹部を設けたので、な
じみ性の悪化が無い。凹部の存在によりキー溝形成部の
リング断面積が減少し、これにより、シフティングキー
やハブスリーブがシンクロナイザーリングを相手ギヤの
コーン部に押し付ける際に材料強度が上昇しているにも
拘らず、キー溝形成部の位置でリングが容易に弾性変形
して相手ギヤになじみ、コーン部との接触が均一になっ
て強い摩擦力が生じると共に耐久性も向上する。
よって強度、耐摩耗性を高めると同一寸法・形状の従来
品に比べて剛性が高まり、相手ギヤのコーン部とのなじ
み性が悪化して摩擦面相互の接触が悪くなるが、この発
明ではキー溝に相対する端面部に凹部を設けたので、な
じみ性の悪化が無い。凹部の存在によりキー溝形成部の
リング断面積が減少し、これにより、シフティングキー
やハブスリーブがシンクロナイザーリングを相手ギヤの
コーン部に押し付ける際に材料強度が上昇しているにも
拘らず、キー溝形成部の位置でリングが容易に弾性変形
して相手ギヤになじみ、コーン部との接触が均一になっ
て強い摩擦力が生じると共に耐久性も向上する。
【００１２】なお、キー溝とこれに相対する端面の凹部
は、粉末冶金法によれば機械加工に頼らずに型押し成形
で簡単に付すことができるので、これもコストダウンに
寄与する。また、キー溝と凹部を相対する位置に型押し
して付すと、シフティングキーが接触するキー溝面の密
度を高め易くなるので、この面の耐摩耗性をより高める
ことが可能になる。
は、粉末冶金法によれば機械加工に頼らずに型押し成形
で簡単に付すことができるので、これもコストダウンに
寄与する。また、キー溝と凹部を相対する位置に型押し
して付すと、シフティングキーが接触するキー溝面の密
度を高め易くなるので、この面の耐摩耗性をより高める
ことが可能になる。
【００１３】このほか、キー溝面の窒化、焼入、Ｃｕ溶
浸等の処理は、キー溝巾の変動防止に効果を奏する。即
ち、材料組成の改善と密度アップによる摩耗防止策のみ
では効果が不足してキー溝面が摩耗し、キー溝巾が変動
するので、表面の硬化、或いは滑性向上につながるこれ
等の処理も有効である。
浸等の処理は、キー溝巾の変動防止に効果を奏する。即
ち、材料組成の改善と密度アップによる摩耗防止策のみ
では効果が不足してキー溝面が摩耗し、キー溝巾が変動
するので、表面の硬化、或いは滑性向上につながるこれ
等の処理も有効である。
【００１４】
【実施例】図１に、この発明の一実施例を示す。図示の
シンクロナイザーリング１は、先に述べた組成の鉄系粉
末材料を圧縮成形後焼結して作られたものであって、外
周にキー溝２とハブスリーブの歯と噛み合う歯３を設け
てある。また、焼結前の型押し成形によってキー溝２に
対応した位置の反対側端面に噛み合い歯形成部のリング
肉厚を薄くする凹部４を設けてある。
シンクロナイザーリング１は、先に述べた組成の鉄系粉
末材料を圧縮成形後焼結して作られたものであって、外
周にキー溝２とハブスリーブの歯と噛み合う歯３を設け
てある。また、焼結前の型押し成形によってキー溝２に
対応した位置の反対側端面に噛み合い歯形成部のリング
肉厚を薄くする凹部４を設けてある。
【００１５】このシンクロナイザーリング１の密度は
７.0〜7.４ｇ／cm3 になるように調整されている。ま
た、少なくともキー溝部には窒化、焼入、Ｃｕ溶浸、Ｃ
ｕ溶浸と窒化、Ｃｕ溶浸と焼入のいずれかの処理が施さ
れている。
７.0〜7.４ｇ／cm3 になるように調整されている。ま
た、少なくともキー溝部には窒化、焼入、Ｃｕ溶浸、Ｃ
ｕ溶浸と窒化、Ｃｕ溶浸と焼入のいずれかの処理が施さ
れている。
【００１６】図２はキー溝設置部の断面を表わしたもの
で、凹部４が図のように、キー溝２の背部にまで入り込
んでキー溝形成部のリング断面積（ハッチング部）を減
少させており、このために、当該部でリングの弾性変形
が容易に起こる。
で、凹部４が図のように、キー溝２の背部にまで入り込
んでキー溝形成部のリング断面積（ハッチング部）を減
少させており、このために、当該部でリングの弾性変形
が容易に起こる。
【００１７】以下に、より詳細な実施例について述べ
る。原料粉末として表１に示す組成の混合粉末を準備
し、６〜７Ｔｏｎ／cm2 の圧力にて圧粉成形を行った。
そして、得られた圧粉成形体を１１００〜１３００℃の
温度で焼結した後、６〜８Ｔｏｎ／cm2 の圧力で再加圧
した。そしてその後、更に５３０〜５８０℃の温度で１
０〜４０分間ガス軟窒化処理を施したり（試料Ｎｏ
１）、８００〜９２０℃の温度で３０分〜1.５時間加熱
容体化後に油中に浸しての焼入を行った後１６０〜２２
０℃での焼戻しを行ったり（試料Ｎｏ５）、キー溝部の
みを高周波焼入れしたり（試料Ｎｏ２、３）、キー溝部
のみを炭酸ガスレーザで焼入れしたり（試料Ｎｏ４）し
た。
る。原料粉末として表１に示す組成の混合粉末を準備
し、６〜７Ｔｏｎ／cm2 の圧力にて圧粉成形を行った。
そして、得られた圧粉成形体を１１００〜１３００℃の
温度で焼結した後、６〜８Ｔｏｎ／cm2 の圧力で再加圧
した。そしてその後、更に５３０〜５８０℃の温度で１
０〜４０分間ガス軟窒化処理を施したり（試料Ｎｏ
１）、８００〜９２０℃の温度で３０分〜1.５時間加熱
容体化後に油中に浸しての焼入を行った後１６０〜２２
０℃での焼戻しを行ったり（試料Ｎｏ５）、キー溝部の
みを高周波焼入れしたり（試料Ｎｏ２、３）、キー溝部
のみを炭酸ガスレーザで焼入れしたり（試料Ｎｏ４）し
た。
【００１８】また、圧粉成形体の段階でキー溝部にこれ
も圧粉成形した銅系溶浸剤を接触させ、これ等を同時焼
結後Ｎｏ１〜Ｎｏ５の試料と同様の条件で再加圧したリ
ング（試料Ｎｏ６）も準備した。これ等にはいずれもキ
ー溝２と同程度の巾で奥行きが２.5mm程度の凹部４を形
成して噛み合い歯形成部のリング肉厚を２mm程度に減少
させてある。
も圧粉成形した銅系溶浸剤を接触させ、これ等を同時焼
結後Ｎｏ１〜Ｎｏ５の試料と同様の条件で再加圧したリ
ング（試料Ｎｏ６）も準備した。これ等にはいずれもキ
ー溝２と同程度の巾で奥行きが２.5mm程度の凹部４を形
成して噛み合い歯形成部のリング肉厚を２mm程度に減少
させてある。
【００１９】その一方で、比較のために、本発明品の条
件を満たさないＮｏ７〜Ｎｏ１２の試料（シンクロナイ
ザーリング）も準備した。これ等につき、下記（１）〜
（３）の特性を評価して比較した。
件を満たさないＮｏ７〜Ｎｏ１２の試料（シンクロナイ
ザーリング）も準備した。これ等につき、下記（１）〜
（３）の特性を評価して比較した。
【００２０】（１）シンクロナイザーリングのテーパ穴
にテーパコーンを圧入しての単体破壊荷重。
にテーパコーンを圧入しての単体破壊荷重。
【００２１】（２）３ＨZ ×３時間の作動によるキー溝
摩耗量。
摩耗量。
【００２２】（３）１４００ｒｐｍ、９８０Ｎの条件に
よる単体作動を５０００回繰返した後のシンクロ異常の
有無。
よる単体作動を５０００回繰返した後のシンクロ異常の
有無。
【００２３】
【表１】
【００２４】この比較試験結果から判るように、比較例
のリングはいずれかの特性が劣るのに対し、この発明の
シンクロナイザーリングは、優れた強度、耐摩耗性、相
手ギヤとのなじみ性を示している。
のリングはいずれかの特性が劣るのに対し、この発明の
シンクロナイザーリングは、優れた強度、耐摩耗性、相
手ギヤとのなじみ性を示している。
【００２５】
【発明の効果】以上述べたように、この発明のシンクロ
ナイザーリングは、材料コスト、製造面で有利な鉄系焼
結合金で形成して高強度、高耐摩耗性を確保する一方で
高剛性化による相手ギヤとのなじみ性の悪化をキー溝と
相対する側の端面部に凹部を設けることによって防止
し、かつ、キー溝の摩耗抑制も併せて可能ならしめたも
のであるから、負荷の増大に経済的に対応することがで
き、時代のニーズに合った変速機を実現することが可能
になる。
ナイザーリングは、材料コスト、製造面で有利な鉄系焼
結合金で形成して高強度、高耐摩耗性を確保する一方で
高剛性化による相手ギヤとのなじみ性の悪化をキー溝と
相対する側の端面部に凹部を設けることによって防止
し、かつ、キー溝の摩耗抑制も併せて可能ならしめたも
のであるから、負荷の増大に経済的に対応することがで
き、時代のニーズに合った変速機を実現することが可能
になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明のシンクロナイザーリングの一例を示
す斜視図
す斜視図
【図２】キー溝形成部の断面図
１ シンクロナイザーリング ２ キー溝 ３ 噛み合い歯 ４ 凹部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−129304（ＪＰ，Ａ) 実開 昭55−78833（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16D 11/00 - 23/14
Claims (3)
- 【請求項１】 キー溝と対応した位置の反対側端面にキ
ー溝の背部にまで入り込んで噛み合い歯形成部のリング
肉厚を薄くする凹部を形成した鉄系焼結合金製シンクロ
ナイザーリング。 - 【請求項２】 Ｎｉ、Ｃｕ、Ｍｏの中の少なくとも１種
を０.3〜１０ｗｔ％、Ｃを０.5〜1.０ｗｔ％含有し、残
りがＦｅと不可避不純物から成る組成の粉末材料を密度
が７.0〜7.４ｇ／cm3 になるように成形焼結して作られ
ている請求項１記載の鉄系焼結合金製シンクロナイザー
リング。 - 【請求項３】 キー溝部に対して、窒化、焼入、Ｃｕ溶
浸、Ｃｕ溶浸と窒化、Ｃｕ溶浸と焼入のいずれかの処理
を施した請求項１又は２記載の鉄系焼結合金製シンクロ
ナイザーリング。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03171149A JP3092979B2 (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 鉄系焼結合金製シンクロナイザーリング |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03171149A JP3092979B2 (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 鉄系焼結合金製シンクロナイザーリング |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0518422A JPH0518422A (ja) | 1993-01-26 |
| JP3092979B2 true JP3092979B2 (ja) | 2000-09-25 |
Family
ID=15917902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03171149A Expired - Fee Related JP3092979B2 (ja) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | 鉄系焼結合金製シンクロナイザーリング |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3092979B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6378347B2 (ja) * | 2013-09-27 | 2018-08-22 | ジーケーエヌ シンター メタルズ、エル・エル・シー | 遊星歯車キャリアアセンブリおよび関連する作成方法 |
| DE102017007892A1 (de) * | 2017-08-19 | 2019-02-21 | Diehl Metall Stiftung & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung eines Synchronrings und zugehöriger Synchronring |
| CN114135592B (zh) * | 2022-01-30 | 2022-04-26 | 深圳市悦成汽车技术有限公司 | 一种同步器的高低齿环结构 |
-
1991
- 1991-07-11 JP JP03171149A patent/JP3092979B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0518422A (ja) | 1993-01-26 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |