(57)【要約】【課題】簡便且つ製造コストを抑えた方法を用いて、スティックトルクを一層低減させたシンクロナイザーリングとその製造方法を提供すること。【解決手段】シンクロナイザーリング１０は、基材１２に、３０〜７０重量％の炭素材と、１０〜４０重量％の熱硬化性樹脂と、５〜３０重量％の金属粒子と、５〜４０重量％の無機繊維を含む摩擦材１４が貼付けられることにより構成され、摩擦材１４の表面に加熱された加熱部材２２が押し当てられることにより、摩擦材１４の表面の熱硬化性樹脂の部分のみが平滑化されているので、簡便且つ製造コストを抑えた方法でスティックトルクを低減させることができる。【選択図】図１
2015042884.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
環状の基材と、該基材に貼付けられ、表面がテーパ状に切削加工されている、３０〜７０重量％の炭素材と、１０〜４０重量％の熱硬化性樹脂と、５〜３０重量％の金属粒子と、５〜４０重量％の無機繊維を含む摩擦材とを有してなるシンクロナイザーリングの前記摩擦材の表面に加熱部材を押付けながら加熱し、
前記摩擦材の表面の前記熱硬化性樹脂の部分のみを平滑にすることを特徴とする、
シンクロナイザーリングの製造方法。
【請求項２】
前記加熱部材の押付時間が５秒〜３００秒である、請求項１のシンクロナイザーリングの製造方法。
【請求項３】
前記加熱部材の押付荷重が１０ｋｇｆ〜３ｔｆである、請求項１又は２のシンクロナイザーリングの製造方法。
【請求項４】
前記加熱部材の加熱温度が２０℃〜４００℃である、請求項１から３のいずれかのシンクロナイザーリングの製造方法。
【請求項５】
環状の基材と、
前記基材に貼付けられ、表面がテーパ状に切削加工されている、３０〜７０重量％の炭素材と、１０〜４０重量％の熱硬化性樹脂と、５〜３０重量％の金属粒子と、５〜４０重量％の無機繊維を含む摩擦材とを有してなるシンクロナイザーリングにおいて、
前記摩擦材の表面の前記熱硬化性樹脂の部分のみが平滑であることを特徴とする、
シンクロナイザーリング。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、相手部材との摩擦係合面に、炭素材を成分に含む摩擦材が熱成形によって貼付けられたシンクロナイザーリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
シンクロナイザーリングは、自動車の手動変速機等に組込まれる部品であり、ギアを切換える際に、噛合わされる２つのギアの回転を同期させ、ギアの噛合いを円滑に行えるようにするためのリング状の部材である。シンクロナイザーリングは、相手部材との摩擦係合面、具体的には、基材の内周側、外周側、或いはその両方に摩擦材が貼付けられている。この摩擦材は、相手部材の係合面に合わせて、テーパ状に加工されている。
【０００３】
シンクロナイザーリングの摩擦材としては、原料を溶かして、基材に吹き付けるという溶射によるもの、不織布の摩擦材、ペーパー摩擦材、３０〜７０重量％の炭素材を成分に含む摩擦材等がある。この内、摩擦材が、３０〜７０重量％の炭素材を成分に含むものは、熱成形によって基材に貼付けられており、このタイプのシンクロナイザーリング（以下、単に、「シンクロナイザーリング」という。）を開示するものとして、特許文献１、２に示すものがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２２１５５３号公報
【特許文献２】特開２００６−２４９２４４号公報
【特許文献３】特開平９−２５４０２５号公報
【０００５】
特許文献１、２には、成形型内に基材と摩擦材の原料（粒剤）を充填して、加熱し、基材と摩擦材とを一体化させた後、摩擦材をテーパ状に切削し、次いで、摩擦材表面に溝を形成するという、シンクロナイザーリングの製造方法が開示されている。
また、特許文献１には、摩擦材をシート状に成形し、所望の形状に打ち抜いた後に、或いはリング状に予備成形し、基材と一体化させるというシンクロナイザーリングの製造方法が開示されている。
特許文献１、２が開示しているように、３０重量％以上の炭素材を成分に含む摩擦材は、その炭素材が硬いので、切削加工によってテーパ状に加工されているのが通常である。
【０００６】
ところで、シンクロナイザーリングには、相手部材を焼き付かせない性質、耐摩耗性、同期させるのに適した摩擦係数が要求される一方で、耐スティック性の向上、言い換えれば、シンクロナイザーリングと相手部材との摩擦係合状態を解除した際に、トルクの伝達を確実に解除するために、シンクロナイザーリングの摩擦材が相手部材に貼付かないようにすることが求められる。シンクロナイザーリングが相手部材に貼付くことにより、シフトロックの発生、ギアチェンジができない等の問題を惹き起こすからである。
【０００７】
耐スティック性が良好であるか否かは、スティックトルクによって判別することができる。スティックトルクは、シンクロナイザーリング単体試験機を用いて測定することができ、スティックトルクが低い程、耐スティック性が良好といえる。シンクロナイザーリング単体試験機は、同軸上に設けられたシンクロナイザーリングと相手部材を有し、シンクロナイザーリングは軸方向に可動で、相手部材は駆動可能にされている。測定方法は、具体的には、シンクロナイザーリングに特定の荷重を加えて特定の回転数の相手部材に押付け、回転を停止させる。このとき、シンクロナイザーリングは相手部材に貼付いている状態である。次いで、シンクロナイザーリングに荷重を加えていない状態で、相手部材を回転させ、シンクロナイザーリングが相手部材から剥がれた時のトルクを測定する。この測定値がスティックトルクの値である。すなわち、スティックトルクとは、シンクロナイザーリングを相手部材から剥がすために要するトルクである。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１、２のように、３０重量％以上の炭素材を成分に含む摩擦材を切削加工によってテーパ状に加工した場合、図３（ａ）に示されるように、摩擦材の表面は粗い。摩擦材の表面が粗いと、摩擦材が相手部材に引っ掛かるので、スティックトルクが増大し、耐スティック性が悪化する。そこで、摩擦材の表面を平坦化するために、特許文献３に示すような装置を用いて、切削加工後の摩擦材の表面にラッピング加工をすることが行われている。ラッピング加工を施した摩擦材の表面は、図３（ｂ）に示されるように、ラッピング加工を施していないものに比べて平坦であるので、スティックトルクが低減し、耐スティック性を向上させることができる。
【０００９】
しかしながら、ラッピング加工は、ラッピング専用の装置が必要なだけでなく、煩雑な加工方法でもあり、結果として、シンクロナイザーリングの製造コストが高くなるという問題がある。
【００１０】
そこで、本発明は、前述した従来技術の問題点に鑑み、ラッピング加工に依らないで、簡便且つ製造コストを抑えた方法を用いて、スティックトルクを一層低減させたシンクロナイザーリングとその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、環状の基材と、該基材に貼付けられ、表面がテーパ状に切削加工されている、３０〜７０重量％の炭素材と、１０〜４０重量％の熱硬化性樹脂と、５〜３０重量％の金属粒子と、５〜４０重量％の無機繊維を含む摩擦材とを有してなるシンクロナイザーリングの前記摩擦材の表面に加熱部材を押付けながら加熱し、
前記摩擦材の表面の前記熱硬化性樹脂の部分のみを平滑にすることを特徴とするシンクロナイザーリングの製造方法
又は、
環状の基材と、
前記基材に貼付けられ、表面がテーパ状に切削加工されている、３０〜７０重量％の炭素材と、１０〜４０重量％の熱硬化性樹脂と、５〜３０重量％の金属粒子と、５〜４０重量％の無機繊維を含む摩擦材とを有してなるシンクロナイザーリングにおいて、
前記摩擦材の表面の前記熱硬化性樹脂の部分のみが平滑であることを特徴とするシンクロナイザーリングによって前記課題を解決した。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、３０〜７０重量％の炭素材を含み、基材に貼付けられ、表面がテーパ状に切削加工されている摩擦材を有してなるシンクロナイザーリングにおいて、摩擦材の表面に加熱部材を押付けながら加熱する、すなわち、加圧しながら加熱するという操作だけで、従来に比べてスティックトルクを一層低減させることができる。従って、ラッピング加工は不要である。
【００１３】
また、所定の摩擦材の表面に加熱部材を押付けながら加熱すると、摩擦材の表面は、熱硬化性樹脂の部分のみが平滑化されることが確認された。これは、ラッピング加工を施した摩擦材の、熱硬化性樹脂、炭素材等を含む全ての面が摩擦によって平滑化されているものとは明らかに異なる。このため、摩擦材の表面の、熱硬化性樹脂の部分のみが平滑化されていることは、上記の効果を奏する理由の一つと考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明のシンクロナイザーリングの縦断面図。
【図２】本発明のシンクロナイザーリングの製造方法を説明する縦断面図。
【図３】本発明と従来例の摩擦材表層の粗さ曲線を示すグラフ。
【図４】本発明と従来例のスティックトルクの計測データ。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
本発明の実施例を、図１〜４を参照して説明する。但し、本発明はこの実施形態に限定されるものではない。
【００１６】
図１に示すように、シンクロナイザーリング１０は、基材１２に、３０〜７０重量％の炭素材と、１０〜４０重量％の熱硬化性樹脂と、５〜３０重量％の金属粒子と、５〜４０重量％の無機繊維を含む摩擦材１４が貼付けられることにより構成されている。摩擦材１４の基材１２への貼付け方法は、従来と同様であるので、説明は省略する。なお、摩擦材１４は油溝１４ａ（横溝）、１４ｂ（縦溝）を有している。
【００１７】
次に、図２を参照して、シンクロナイザーリング１０の製造方法を説明する。まず、摩擦材１４を基材１２に貼付け、表面を切削加工する等して、表面がテーパ状の摩擦材１４が貼付けられており、油溝１４ａ，１４ｂが形成されている基材１２を用意する。次に、加熱部材２２を加熱し、摩擦材１４の表面に当てる。次いで、鉄板２４に対し、加熱部材２２方向に圧力を加え、加熱部材２２が摩擦材１４の表面に押付けられるようにする。なお、加熱部材２２に対して、鉄板２４方向に圧力を加え、鉄板２４で押さえる構成としてもよく、また、加熱部材２２と鉄板２４の双方に圧力を加える構成としてもよい。所定の時間、加熱部材２２を摩擦材１４の表面に押付けたら、加熱部材２２からシンクロナイザーリング１０を取外す。このように、本発明は、加熱・加圧して摩擦材の表面を平滑化させているので、ラッピング加工に比べて、簡便かつ製造コストを抑えることができる。
【００１８】
加熱部材２２の加熱温度は、２０℃〜４００℃、加熱部材２２の摩擦材１４に対する押付荷重は１０ｋｇｆ〜３ｔｆ、押付時間は５秒〜３００秒であることが好ましい。
【００１９】
上記の製造方法により製造したシンクロナイザーリング１０の摩擦材１４の表層の粗さ曲線を示しているのが、図３（ｃ）である。なお、図３（ａ）は、切削加工を施した状態の摩擦材（以下、単に、「切削品」という。）の表面の粗さ曲線を、図３（ｂ）は、ラッピング処理を施した状態の摩擦材（以下、単に、「ラッピング品」という。）の表面の粗さ曲線を表している。図３（ａ）〜（ｃ）を比較すると、Ｘの範囲を見れば明らかなように、切削品に比べて、ラッピング品も本発明も凹凸部が平滑になっていることが確認でき、Ｒａ（算術平均粗さ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１参照。））が低下することにつながる。よって、ラッピング品も本発明も、切削品に比べて、スティックトルクは低減する。また、ラッピング品と本発明を比較すると、本発明は、ラッピング品に比べてＲｖ（最大谷深さ（ＪＩＳ  Ｂ  ０６０１参照。）は、図３（ｂ）（ｃ）の符号Ｙで示されている。）が低いという特徴がある。これは、加熱しながら圧力を加えることにより熱硬化性樹脂が流動変形して、その凸部が平滑化され、摩擦材全体として谷部の深さが浅くなるからである。また、光学顕微鏡による観察により、ラッピング品は、摩擦材の表面が炭素材の部分も熱硬化性樹脂の部分も含めて、全体的に平滑化されているが、本発明の場合は、摩擦材の表面の熱硬化性樹脂の部分のみが平滑化され、炭素材の部分は、切削加工後のままの状態を保っていることが確認されている。
【００２０】
図４は、切削品、ラッピング品、そして、本発明の、シンクロナイザーリング単体試験機を用いて測定したスティックトルクを示している。測定条件は、相手部材回転数：１０００ｒｐｍ、シンクロナイザーリング押付荷重：１０００Ｎ、引剥がし回転数：５ｒｐｍ、である。図から明らかなように、１サイクル目、３０サイクル目のいずれにおいても、本発明は、切削品とラッピング品よりもスティックトルクが低減していることが分かる。具体的には、本発明のスティックトルクは、切削品に比べて、１サイクル目で約４３％、３０サイクル目で約３７％、ラッピング品に比べて、１サイクル目で約９％、３０サイクル目で約２３％低減している。これは、すなわち、本発明が、切削品とラッピング品の双方よりも耐スティック性が向上していることを意味する。また、実験により、本発明は、ラッピング品よりも摩擦係数が高いという利点も有することが分かっている。これは、摩擦材の表面の炭素材の部分が、切削加工後のままの状態を保っていることに依るものと考えられる。
【００２１】
以上説明したように、本発明によれば、ラッピング加工に依らないで、スティックトルクを一層低減させたシンクロナイザーリング及びその製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１０    シンクロナイザーリング
１２    基材
１４    摩擦材
２２    加熱部材
【図１】
2015042884.tif 000003
【図２】
2015042884.tif 000004
【図３】
2015042884.tif 000005
【図４】
2015042884.tif 000006