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発明の名称 シンクロナイザーリング及びその製造方法
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−20048(P2001−20048A)
公開日 平成13年1月23日(2001.1.23)
出願番号 特願平11−189537
出願日 平成11年7月2日(1999.7.2)
代理人
発明者 久塚 清和 / 成田 進 / 内尾 健司
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 見かけ上のZn含有量を以下に示す意味で用いた場合、Zn含有量を37〜50wt%、Snを0.5〜7wt%含むことを特徴とするシンクロナイザーリング。
{(B+t・Q)/(A+B+t・Q)}×100A:Cu含有量(wt%)、B:Zn含有量(wt%)、t:SnのZn当量、Q:Sn含有量(wt%)
【請求項2】 以下の結晶組織のうち少なくとも1つを満たすことを特徴とするシンクロナイザーリング。
■結晶組織は、少なくともγ相を含み、その面積比率が、1〜50%■結晶組織は、少なくともβ相、γ相を含み、β相の面積比率が25〜45%、γ相の面積比率が25〜45%■結晶組織は、α相の面積比率が30〜75%、β相の面積比率が0〜55%、γ相の面積比率が1〜50%■結晶組織は、γ相の短軸の平均結晶粒径が5μm以下【請求項3】 見かけ上のZn含有量を以下に示す意味で用いた場合、Zn含有量を37〜50wt%、Snを0.5〜7wt%含み、{(B+t・Q)/(A+B+t・Q)}×100A:Cu含有量(wt%)、B:Zn含有量(wt%)、t:SnのZn当量、Q:Sn含有量(wt%)
以下の結晶組織のうち少なくとも1つを満たすことを特徴とするシンクロナイザーリング。
■結晶組織は、少なくともγ相を含み、その面積比率が、1〜50%■結晶組織は、少なくともβ相、γ相を含み、β相の面積比率が25〜45%、γ相の面積比率が25〜45%■結晶組織は、α相の面積比率が30〜75%、β相の面積比率が0〜55%、γ相の面積比率が1〜50%■結晶組織は、γ相の短軸の平均結晶粒径が5μm以下【請求項4】 請求項1から3記載のシンクロナーザーリング表面の一部が表面改質されていることを特徴とするシンクロナイザーリング。
【請求項5】 見かけ上のZn含有量を以下に示す意味で用いた場合、Zn含有量を37〜50wt%、Snを0.5〜7wt%含み、300〜550℃にて鍛造することを特徴とするシンクロナーザーリングの製造方法。
{(B+t・Q)/(A+B+t・Q)}×100A:Cu含有量(wt%)、B:Zn含有量(wt%)、t:SnのZn当量、Q:Sn含有量(wt%)
【請求項6】 請求項5において、鍛造前の素材は、以下の結晶組織のうち少なくとも1つを満たすことを特徴とするシンクロナイザーリングの製造方法。
■結晶組織は、少なくともγ相を含み、その面積比率が、1〜50%■結晶組織は、少なくともβ相、γ相を含み、β相の面積比率が25〜45%、γ相の面積比率が25〜45%■結晶組織は、α相の面積比率が30〜75%、β相の面積比率が0〜55%、γ相の面積比率が1〜50%■結晶組織は、γ相の短軸の平均結晶粒径が5μm以下【請求項7】 請求項1から4記載のシンクロナーザーリングを更に表面の少なくとも1部分を加熱後、水冷することにより表面改質を行うことを特徴とするシンクロナイザーリングの製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、自動車のトランスミッション部品としての高強度銅合金を用いたシンクロナイザーリングに関する。
【0002】
【従来技術】銅合金は、鋼を摩擦相手とし、相手攻撃性が少なく、なじみ性が良く、かつ自身も耐摩耗的であり、合金の設計手法により多岐の特性に対応しうる素材であり、その特徴から自動車用部品として幅広く利用されている。例えば、シンクロナーザーリングの素材としては、α+β相の素地にマンガンシリサイド系の金属間化合物粒子で分散強化した高力黄銅(MBA−2)が用いられている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述した高力黄銅系の材料は、優れた特性を持つ一方、一般の黄銅材料に比べかなり高価なものであった。
【0004】
【課題を解決する為の手段】本発明は、上述した課題に鑑みなされたものであって、見かけ上のZn含有量を以下に示す意味で用いた場合、Zn含有量を37〜50wt%、Snを0.5〜7wt%含むことを特徴とするシンクロナイザーリングである。
【0005】
{(B+t・Q)/(A+B+t・Q)}×100A:Cu含有量(wt%)、B:Zn含有量(wt%)、t:SnのZn当量、Q:Sn含有量(wt%)。
【0006】また、以下の結晶組織のうち少なくとも1つを満たすことを特徴とするシンクロナーザーリングである。
【0007】■結晶組織は、少なくともγ相を含み、その面積比率が、1〜50%■結晶組織は、少なくともβ相、γ相を含み、β相の面積比率が25〜45%、γ相の面積比率が25〜45%■結晶組織は、α相の面積比率が30〜75%、β相の面積比率が0〜55%、γ相の面積比率が1〜50%■結晶組織は、γ相の短軸の平均結晶粒径が5μm以下。
【0008】また、見かけ上のZn含有量を以下に示す意味で用いた場合、Zn含有量を37〜50wt%、Snを0.5〜7wt%含み、300〜550℃にて鍛造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である。
【0009】
{(B+t・Q)/(A+B+t・Q)}×100A:Cu含有量(wt%)、B:Zn含有量(wt%)、t:SnのZn当量、Q:Sn含有量(wt%)。
【0010】
【発明の実施の形態】図1は、シンクロナイザーリングを示す図であり、鍛造により最終形状に近い形まで成形後、切削により形成される。
【0011】鍛造材としては、次の成分のものが好適に利用できる。
【0012】見掛け上のZn含有量が37〜50wt%、Sn含有量が0.5〜7wt%である組成を用いることができる。
【0013】ここで、「見掛け上のZn含有量」という用語は、AをCu含有量〔wt%〕、BをZn含有量〔wt%〕、tを添加した第3元素(例えばSn)のZn当量、Qをその第3元素の含有量〔wt%〕としたとき、「{(B+t・Q)/(A+B+t・Q)}×100」の意味で用いる。
【0014】また、素材は、以下の結晶構造の少なくとも一つを有する。
【0015】■結晶組織は、少なくともγ相を含み、その面積比率が、1〜50%■結晶組織は、少なくともβ相、γ相を含み、β相の面積比率が25〜45%、γ相の面積比率が25〜45%■結晶組織は、α相の面積比率が30〜75%、β相の面積比率が0〜55%、γ相の面積比率が1〜50%■結晶組織は、γ相の短軸の平均結晶粒径が5μm以下。
【0016】このような結晶構造とすることにより、鍛造温度300〜550℃の低温においても低温度域で再結晶を起こさせながら塑性変形させても、十分な延性を確保することができ、複雑な形状のものも成形できるようになる。すなわち、最終形状に近い成形が可能となるので、加工の少ない成形体を提供できる。このことは、切削性の向上の為に一般に添加していたPbをなくすことができることになり、環境に配慮した部品を提供できる。
【0017】以上のように成形したシンクロナイザーリングは、耐摩耗性、耐疲労性に優れ、硬度においては、MBA−2が180Hvに対して、190Hvと優れた特性を示した。
【0018】また、以上の結晶組織によれば、以下の■〜■に示す特性が得られる。
【0019】■日本伸銅協会技術標準(JBMA T−303)による脱亜鉛腐食試験で最大脱亜鉛深さが、加工方向と平行な場合は100μm以下、加工方向と直角な場合は70μm以下という耐食性。
【0020】■円筒形試料を14%アンモニア水溶液上のアンモニア雰囲気中に応力180N/mm2の荷重を加えながら24時間暴露したとき試料が割れない、という耐SCC性。
【0021】この耐SCC性試験は、図2に示すように、ガラスデジケータ1内で円筒状の試料2に垂直に荷重を加えた状態で、NH3蒸気雰囲気中に24時間暴露した後、割れの発生を調査した。
【0022】■250N/mm2以上の0.2%耐力又は降伏応力。
【0023】■耐エロージョン腐食性。図3は、その耐エロージョン腐食性試験の方法を示している。耐エロージョン腐食性試験では、図3に示すように、オリフィス3を内部に有する円筒状試料4を用い、そのオリフィス3に水を流速40m/secで所定時間流した後、4.9×105Pa(5Kg/cm2)の水圧下でオリフィス3をシールするのに要する樹脂栓5への締めつけトルクを測定した。
【0024】図3の試験の結果は図4に示す通りであり、上記の結晶組織を有する黄銅材は従来公知の黄銅材よりも良好な特性を得た。
【0025】また、本発明の組織は、表面を高周波などの加熱手段を用いて、水冷することで、強度や伸延性などの諸特性が向上する性質を有するので、他の成分の拡散を利用する通常の表面改質にくらべ、簡便に表面改質を図ることができる。尚、この性質は、一般の黄銅では、見られないものである。




 

 


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