JP6476880B2 - Synchro ring manufacturing method and synchro ring - Google Patents
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Description
本発明は、接触面に摩擦材を有するシンクロリングの製造方法及びその摩擦材に関するものである。 The present invention relates to a method of manufacturing a synchro ring having a friction material on a contact surface, and the friction material.
車両用変速機の同期装置としてのシンクロリングには、相手ギヤコーンとの摩擦係数を高めるために摩擦材が接合される。 A friction material is joined to a synchronizing ring as a synchronizing device of a vehicle transmission in order to increase a coefficient of friction with a counterpart gear cone.
従来、摩擦材として、燒結金属等で形成されていたが、耐摩耗性に劣るため、耐摩耗性と耐熱性に優れると共に長期間使用しても摩擦係数が低下しないカーボン摩擦材が用いられるようになってきている。 Conventionally, the friction material has been formed of sintered metal or the like. However, since it is inferior in wear resistance, a carbon friction material that has excellent wear resistance and heat resistance and does not decrease the friction coefficient even when used for a long time seems to be used. It is becoming.
このカーボン摩擦材は、固体潤滑剤としての人造黒鉛と、ウォラストナイト等の補強材と、カーボンファイバと、熱伝導性を高めるための銅合金粒子とを、フェノール樹脂と共に混合して加熱、加圧して成形される。 This carbon friction material is prepared by mixing artificial graphite as a solid lubricant, a reinforcing material such as wollastonite, carbon fiber, and copper alloy particles for enhancing thermal conductivity together with a phenol resin, and heating and adding the mixture. Molded by pressing.
このカーボン摩擦材をシンクロリングに接合する際には、カーボン摩擦材の成形時に、リング表面にフェノール樹脂等の接着剤を塗布した後、乾燥し、これを成形型にセットし、カーボン摩擦材の成形と共に接合している。 When this carbon friction material is joined to the synchro ring, when the carbon friction material is molded, an adhesive such as phenol resin is applied to the ring surface and then dried. It is joined together with molding.
しかし、フェノール樹脂等の接着剤の熱伝導は良くないため、カーボン摩擦材の熱伝導率を高めても接着膜で断熱され、摩擦熱がカーボン摩擦材の内部に残ってしまう問題がある。すると熱により異常摩耗が発生したり、相手ギヤコーン表面にカーボン摩擦材の成分が凝着したりしてしまう。 However, since the heat conduction of an adhesive such as a phenol resin is not good, there is a problem that even if the heat conductivity of the carbon friction material is increased, the heat is insulated by the adhesive film and the friction heat remains inside the carbon friction material. Then, abnormal wear occurs due to heat, and components of the carbon friction material adhere to the surface of the counterpart gear cone.
また、接着剤をカーボン摩擦材の成形と共にシンクロリングに接合する際には、成形時の加熱温度が１８０℃〜２００℃と高く、シンクロリングに塗布乾燥させた接着層が成形時の熱で膨張し、その後の温度降下で収縮し、接着強度を弱めてしまう問題も発生する。 Also, when bonding the adhesive to the synchro ring together with the molding of the carbon friction material, the heating temperature during molding is as high as 180 ° C to 200 ° C, and the adhesive layer applied and dried on the synchro ring expands due to the heat during molding. However, there is also a problem that the adhesive strength is weakened due to shrinkage due to a subsequent temperature drop.
そこで、本発明の目的は、上記課題を解決し、カーボン摩擦材をシンクロリングに接合したときの熱伝導を向上できるシンクロリングの製造方法及びそのシンクロリングを提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems and provide a method of manufacturing a synchro ring that can improve heat conduction when a carbon friction material is joined to the synchro ring, and the synchro ring.
上記目的を達成するために本発明は、固体潤滑剤と補強繊維とカーボンファイバと銅合金粒子と熱硬化性樹脂とを用いて摩擦材を成形すると共に、この摩擦材をシンクロリング粗材に接合するに際して、前記摩擦材と前記シンクロリング粗材とを、カーボンナノチューブを混ぜた接着剤で接合することを特徴とするシンクロリングの製造方法である。 In order to achieve the above object, the present invention forms a friction material using a solid lubricant, reinforcing fibers, carbon fibers, copper alloy particles, and a thermosetting resin, and joins the friction material to a synchro ring rough material. In this case, the synchro ring manufacturing method is characterized in that the friction material and the rough synchro ring material are joined with an adhesive mixed with carbon nanotubes.
前記シンクロリング粗材にカーボンナノチューブを混ぜた接着剤を塗布した後、乾燥し、そのシンクロリング粗材を成形型にセットし、その成形型内に、固体潤滑剤と補強繊維とカーボンファイバと銅合金粒子と熱硬化性樹脂とを混合した原料を充填し、これを加熱、加圧して摩擦材を成形すると同時に摩擦材を前記シンクロリング粗材に接合するのが好ましい。 After applying an adhesive in which carbon nanotubes are mixed with the synchro-ring rough material, the adhesive is dried, and the synchro-ring rough material is set in a mold, and a solid lubricant, reinforcing fiber, carbon fiber, and copper are placed in the mold. It is preferable that a raw material in which alloy particles and a thermosetting resin are mixed is filled, and this is heated and pressed to form a friction material, and at the same time, the friction material is joined to the synchro-ring rough material.
前記補強材としてウォラストナイトをフェノール樹脂と混合し、フェノール樹脂が半硬化状態の原料造粒粉を形成し、前記カーボンファイバをフェノール樹脂と混合し、フェノール樹脂が半硬化状態の原料造粒粉を形成し、これら原料造粒粉に、銅合金粒子とフェノール樹脂とミルフィーユカーボンを加えて混合した後、粒径０．５〜１．０ｍｍの全材料造粒粉を形成し、これをシンクロリング粗材がセットされた成形型に充填した後、加熱、加圧して摩擦材を成形する同時に摩擦材を前記シンクロリング粗材に接合し、その摩擦材の表面を切削仕上げ加工するのが好ましい。 Wollastonite as a reinforcing material is mixed with a phenol resin, the phenol resin is formed into a semi-cured raw material granulated powder, the carbon fiber is mixed with the phenol resin, and the phenol resin is a semi-cured raw material granulated powder. After adding and mixing copper alloy particles, phenolic resin, and mille-feuille carbon to these raw material granulated powders, all material granulated powders with a particle size of 0.5 to 1.0 mm are formed and synchronized. It is preferable that after filling the molding die in which the coarse material is set, the friction material is formed by heating and pressurizing, and at the same time, the friction material is joined to the synchro-ring coarse material, and the surface of the friction material is cut and finished.
接着剤がフェノール樹脂からなり、このフェノール樹脂にカーボンナノチューブを０．２ｍａｓｓ％〜１０ｍａｓｓ％混入するのが好ましい。 Preferably, the adhesive is made of a phenol resin, and carbon nanotubes are mixed in the phenol resin in an amount of 0.2 mass% to 10 mass%.
また本発明は、上述のシンクロリングの製造方法で製造されたことを特徴とするシンクロリングである。 The present invention also provides a synchro ring manufactured by the above-described synchro ring manufacturing method.
本発明は、摩擦材とシンクロリングの粗材とを接合する際に、カーボンナノファイバを混入した接着剤を用いることで、摩擦材からシンクロリングへ熱を逃がすことができ、熱による異常摩耗の発生や相手ギヤコーン表面への膜成分の凝着を防止することができ、また摩擦材とシンクロリングの粗材との接合強度も向上できるという優れた効果を発揮する。 The present invention uses an adhesive mixed with carbon nanofibers when joining a friction material and a rough synchro ring material, so that heat can be released from the friction material to the synchro ring. It is possible to prevent generation and adhesion of the film component to the surface of the mating gear cone, and to exhibit an excellent effect of improving the bonding strength between the friction material and the synchro ring coarse material.
以下、本発明の好適な一実施の形態を添付図面に基づいて詳述する。 A preferred embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.
図１は、本発明のシンクロリングの製造方法の一実施の形態を示したものである。 FIG. 1 shows an embodiment of a method of manufacturing a synchro ring according to the present invention.
先ず、ウォラストナイト（ＣａＳｉＯ3）などの補強材と熱硬化性樹脂としてのフェノール樹脂粉とを混合し、フェノール樹脂を半硬化させて、粒径５０μｍ以上５００μｍ以下の原料造粒粉１０を造粒形成する。 First, a reinforcing material such as wollastonite (CaSiO 3 ) and phenol resin powder as a thermosetting resin are mixed, and the phenol resin is semi-cured to produce a raw material granulated powder 10 having a particle size of 50 μm to 500 μm. Grain formation.
このウォラストナイトからなる原料造粒粉１０は、ウォラストナイト１００ｍａｓｓに対してフェノール樹脂を１５ｍａｓｓ〜４０ｍａｓｓ加え、これを温度８０℃〜１２０℃で、０．５〜５時間加熱してフェノール樹脂を半硬化状態とし、これを粒径５０μｍ以上５００μｍ以下にして造粒形成する。 The raw material granulated powder 10 made of wollastonite is added with 15 mass to 40 mass of phenol resin with respect to 100 mass of wollastonite, and this is heated at a temperature of 80 ° C. to 120 ° C. for 0.5 to 5 hours. A semi-cured state is formed and granulated with a particle size of 50 μm or more and 500 μm or less.
同様に、カーボンファイバ（線径７〜１５μｍ、長さ８０〜１５０μｍ）とフェノール樹脂粉とを混合し、フェノール樹脂を半硬化させて、粒径５０μｍ以上５００μｍ以下の原料造粒粉１１を造粒形成する。 Similarly, carbon fiber (wire diameter: 7 to 15 μm, length: 80 to 150 μm) and phenol resin powder are mixed and the phenol resin is semi-cured to granulate raw material granulated powder 11 having a particle size of 50 μm to 500 μm. Form.
このカーボンファイバからなる原料造粒粉１１は、カーボンファイバ１００ｍａｓｓに対してフェノール樹脂を１５ｍａｓｓ〜４０ｍａｓｓ加えて形成し、これを温度８０℃〜１２０℃で、０．５〜５時間加熱してフェノール樹脂を半硬化状態とし、これを粒径５０μｍ以上５００μｍ以下にして造粒形成する。 This raw material granulated powder 11 made of carbon fiber is formed by adding 15 mass to 40 mass of phenol resin to 100 mass of carbon fiber and heating it at a temperature of 80 ° C. to 120 ° C. for 0.5 to 5 hours. Is made into a semi-cured state and granulated to have a particle size of 50 μm or more and 500 μm or less.
次に、原料造粒粉１０、１１をミキサー２１に投入すると共に黄銅粉などの粒径５０μｍ±２０μｍの銅合金粒子１２を加えて混合して予混合物１３とする。 Next, the raw granulated powders 10 and 11 are put into a mixer 21 and copper alloy particles 12 having a particle diameter of 50 μm ± 20 μm such as brass powder are added and mixed to obtain a premix 13.
予混合物１３の配合は、ウォラストナイトからなる原料造粒粉１０が、８ｍａｓｓ〜２０ｍａｓｓ、カーボンファイバからなる原料造粒粉１１が、８ｍａｓｓ〜２０ｍａｓｓ、銅合金粒子１２が、５ｍａｓｓ〜１５ｍａｓｓである。 The mixture of the premix 13 is 8 mass to 20 mass for the raw granulated powder 10 made of wollastonite, 8 mass to 20 mass for the raw granulated powder 11 made of carbon fiber, and 5 mass to 15 mass for the copper alloy particles 12.
この予混合物の１００ｍａｓｓに対して、フェノール樹脂１４を１０ｍａｓｓ〜２５ｍａｓｓ加えて樹脂添加混合物１５とした後、樹脂添加混合物１５に１００ｍａｓｓ対して、固体潤滑材としてのミルフィーユカーボン１６を４５ｍａｓｓ〜５０ｍａｓｓ加えて全材料混合物１７とする。 After adding 10 mass to 25 mass of phenol resin 14 to 100 mass of this premixed mixture to make resin added mixture 15, 100 mass is added to resin added mixture 15 and 45 mass to 50 mass of millefeuille carbon 16 as a solid lubricant is added. This is material mixture 17.
ミルフィーユカーボン１６は、スーペリアグラファイト社製のか焼コークスであり、石油系直留重質油、コールタールピッチなどを流動層内で、２５０〜４５０℃の間で加熱して得られたもので、コールタールピッチなどの成分留である軽質留分が蒸発してメソフェーズ状の薄片状の皮が層状に重なって粒状に形成されるもので、皮の厚さが５〜２０μｍ、枚数が３〜１０枚で、粒径が５０〜５００μｍのメソフェーズ球体からなる。 Millefeuille carbon 16 is calcined coke made by Superior Graphite Co., which is obtained by heating petroleum-based straight-run heavy oil, coal tar pitch, etc. in a fluidized bed at 250-450 ° C. Light fraction, which is a component fraction such as tar pitch, evaporates and mesophase-like flaky skin is layered and formed into a granular shape. The thickness of the skin is 5 to 20 μm, and the number is 3 to 10 And a mesophase sphere having a particle size of 50 to 500 μm.
ミルフィーユカーボン１６を加えた全材料混合物１７に、熱を加えてフェノール樹脂１４を半硬化状態とすると共にこれを０．５〜１．０ｍｍの全材料造粒粉１８とする。 Heat is applied to the total material mixture 17 to which the millefeuille carbon 16 has been added to bring the phenol resin 14 into a semi-cured state, and this is made into a 0.5-1.0 mm total material granulated powder 18.
この造粒した全材料造粒粉１８を、成形型２２Ａ、２２Вに充填し、加熱、加圧することで、摩擦材２０が成形される。 This granulated all-material granulated powder 18 is filled into molding dies 22A and 22В, and heated and pressurized, whereby the friction material 20 is molded.
成形された摩擦材２０は、全材料造粒粉１８が、０．５〜１．０ｍｍの範囲で一定の粒径のものを用いて成型されるため、全材料造粒粉１８同士が加熱、加圧されても全材料造粒粉１８同士の空間が保持されて、内部に気孔が形成されると共に内部の気孔同士が繋がって形成される。これにより、気孔内に流入した潤滑油は移動可能となり、摩擦により発生する熱を潤滑油で放熱することが可能となる。 The formed friction material 20 is formed by using all the material granulated powder 18 having a constant particle diameter in the range of 0.5 to 1.0 mm. Even if it pressurizes, the space between all the material granulated powders 18 is maintained, and pores are formed inside and the pores inside are connected to each other. As a result, the lubricating oil flowing into the pores can move, and the heat generated by the friction can be dissipated by the lubricating oil.
この摩擦材２０の成形時に、シンクロリングのリング粗材１９に予め接着剤２３を塗布して乾燥し、これを成形型２２Ａにセットし、リング粗材１９と成形型２２В間に、全材料造粒粉１８を充填した後、加熱、加圧（温度１８０℃〜２００℃、圧力２００〜６００ｋｇ／ｃｍ2、時間３０分）することで、摩擦材２０の成形と共にリング粗材１９に接合する。 At the time of molding the friction material 20, the adhesive 23 is applied in advance to the ring rough material 19 of the synchro ring and dried, and this is set on the molding die 22 </ b> A. After filling with the powder 18, heating and pressurization (temperature 180 ° C. to 200 ° C., pressure 200 to 600 kg / cm 2 , time 30 minutes) are joined to the ring coarse material 19 together with the molding of the friction material 20.
接合後は、摩擦材２０の表面を所定の厚さ（０．７ｍｍ）になるように切削して仕上げ加工することでシンクロリング３０とする。 After joining, the surface of the friction material 20 is cut so as to have a predetermined thickness (0.7 mm) and finished to make the synchro ring 30.
接着剤２３は、フェノール樹脂接着剤を用いるが、フェノール樹脂の熱伝導率が０．１３〜０．２５Ｗ／ｍｋと低く、摩擦材２０が相手ギヤコーンとの接触摩擦で受けた熱をシンクロリング粗材１９側に熱伝達することができない。 The adhesive 23 uses a phenol resin adhesive, but the thermal conductivity of the phenol resin is as low as 0.13 to 0.25 W / mk, and the heat generated by the friction material 20 in contact friction with the mating gear cone is synchronized with the roughening Heat cannot be transferred to the material 19 side.
そこで本発明は、接着剤２３にカーボンナノファイバを混入するようにしたものである。このカーボンナノファイバは、熱伝導率が１２００Ｗ／ｍｋと高く、接着剤２３に混入することで、接着剤２３の全体の熱伝導率を良くすることができる。 Therefore, in the present invention, carbon nanofibers are mixed in the adhesive 23. This carbon nanofiber has a high thermal conductivity of 1200 W / mk, and when mixed in the adhesive 23, the overall thermal conductivity of the adhesive 23 can be improved.
これにより、熱による異常摩耗の発生や相手ギヤコーン表面への膜成分の凝着を防止することが可能である。 Thereby, it is possible to prevent the occurrence of abnormal wear due to heat and the adhesion of the film component to the surface of the counterpart gear cone.
またカーボンナノファイバの繊維径は１５０ｎｍであり、リング粗材１９への接着剤２３の塗布厚さが、約５μｍであるため、膜の面方向にも膜厚方向にも分散すると共にカーボンナノファイバ同士が相互に絡み合った構造となるため、成形時の接着剤の熱膨張や収縮を抑える効果がある。 Further, since the fiber diameter of the carbon nanofiber is 150 nm and the coating thickness of the adhesive 23 on the ring rough material 19 is about 5 μm, the carbon nanofiber is dispersed both in the film surface direction and in the film thickness direction. Since the structures are intertwined with each other, there is an effect of suppressing thermal expansion and contraction of the adhesive during molding.
接着剤に混入させるカーボンナノチューブの量は、接着剤に対して０．２ｍａｓｓ％〜１０ｍａｓｓ％がよい。 The amount of carbon nanotubes mixed in the adhesive is preferably 0.2 mass% to 10 mass% with respect to the adhesive.
またシンクロリングのリング粗材１９に接着剤２３を塗布する際には、リング粗材１９の面をショットブラスト処理して粗面化しておく。この粗面化は、最大高さＲｙが２０μｍ以上にするとよい。 Further, when the adhesive 23 is applied to the ring rough material 19 of the synchro ring, the surface of the ring rough material 19 is roughened by shot blasting. For the roughening, the maximum height Ry is preferably 20 μm or more.
リング粗材１９に接合した摩擦材２０は、切削加工することで、摩擦材２０の表面にあるミルフィーユカーボン１６が、そのミルフィーユカーボン１６の外層の皮１６ｓを残して大部分が脱落し、外層の皮１６ｓでディンプル２４が形成される。また外層の皮１６ｓには、ミルフィーユカーボン１６の破砕・脱落により、ひびが入った状態となる。 When the friction material 20 joined to the ring coarse material 19 is cut, most of the millefeuille carbon 16 on the surface of the friction material 20 falls off leaving the skin 16s of the outer layer of the millefeuille carbon 16, and the outer layer A dimple 24 is formed by the skin 16s. Further, the outer layer skin 16s is cracked due to crushing / dropping off of the millefeuille carbon 16.
このように、摩擦材２０の表面にディンプル２４を形成することで、ギヤコーンとの接触面積が低減でき、またディンプル２４には潤滑油を溜めることが可能であり静摩擦係数を低下させることができる。 Thus, by forming the dimple 24 on the surface of the friction material 20, the contact area with the gear cone can be reduced, and lubricating oil can be stored in the dimple 24 and the static friction coefficient can be reduced.
また、ギヤコーンとの接触摩擦で発熱した際には、潤滑油は、ディンプル２４のひびと摩擦材２０に形成された気孔を通して流れて、熱伝導率の高い接着層を通してリング粗材に放熱することが可能となる。 Further, when heat is generated by contact friction with the gear cone, the lubricating oil flows through the cracks of the dimple 24 and the pores formed in the friction material 20, and dissipates heat to the ring coarse material through the adhesive layer having high thermal conductivity. Is possible.
また経年使用により、摩擦材２０の摩擦面がすり減らされても、摩擦材２０中には、ミルフィーユカーボン１６が混入しているため、これが表面に露出するとギヤコーンとの摩擦摺動で崩壊脱落して、新たなディンプルが形成されるため、常時ディンプル２４が形成された状態を維持することが可能である。 Further, even if the friction surface of the friction material 20 is abraded due to aging, since the mille-feu carbon 16 is mixed in the friction material 20, if it is exposed to the surface, it will collapse and fall off due to frictional sliding with the gear cone. Thus, since a new dimple is formed, it is possible to always maintain the state where the dimple 24 is formed.
図２は、シンクロリングを製造する工程図を示したものである。 FIG. 2 is a process diagram for manufacturing the synchro ring.
先ず、粗材を鍛造にてリング状に形成し、さらに所定の寸法となるように加工する。 First, a rough material is formed into a ring shape by forging and further processed to have a predetermined dimension.
次に浸炭焼き入れしたものを鉄基材とする（Ｓ１）、摩擦材を接合する面にショットブラストを行って表面を粗面化する（Ｓ２）。 Next, the carburized and hardened steel is used as an iron base (S1), and the surface to be joined with the friction material is shot blasted to roughen the surface (S2).
粗面化した鉄基材に摩擦材を直接成形するカーボンコンポジット（ＣＣ）成膜を行い（Ｓ３）、その後成膜した摩擦材の表面を仕上げ加工し（Ｓ４）、検査（Ｓ５）を行ってシンクロリングの製品とする。 A carbon composite (CC) film for directly forming a friction material on a roughened iron base is formed (S3), and then the surface of the formed friction material is finished (S4) and an inspection (S5) is performed. It is a product of synchro ring.
カーボンコンポジット成膜（Ｓ３）は、鉄基材を粗面化した面に接着剤を塗布・乾燥（Ｓ３−１）し、これを成形型にセットし（Ｓ３−２）、その成形型内に、図１で説明した混合・造粒（Ｓ３−４）工程で、別途製造した全材料造粒粉１８である原料を充填し（Ｓ３−３）、加熱加圧成形（Ｓ３−５）することで、粗面化した面に接着剤で接合された摩擦材が成形され、その後、成形型の型ばらし（Ｓ３−６）が行われて、カーボンコンポジット成膜（Ｓ３）が完了する。 In carbon composite film formation (S3), an adhesive is applied to the roughened surface of the iron base and dried (S3-1), and this is set in a mold (S3-2). In the mixing and granulation (S3-4) step described in FIG. 1, the raw material which is the all-material granulated powder 18 separately manufactured is filled (S3-3), and is heated and pressed (S3-5). Thus, the friction material joined to the roughened surface with the adhesive is molded, and then the mold is released (S3-6), and the carbon composite film formation (S3) is completed.
図３は、本発明で得られた摩擦材の内部をレーザー顕微鏡で撮影したもので、ミルフィーユカーボンの周囲に気孔が多数形成されていることが分かる。 FIG. 3 is an image of the inside of the friction material obtained by the present invention taken with a laser microscope. It can be seen that many pores are formed around the millefeuille carbon.
図４は、従来の人造黒鉛を用い、ウォラストナイト、カーボンファイバ、銅合金粒子をフェノール樹脂で混練して摩擦材とし、その摩擦材の内部をレーザー顕微鏡で撮影したもので、気孔が全く形成されていないことが分かる。 Fig. 4 shows a conventional artificial graphite, wollastonite, carbon fiber, and copper alloy particles kneaded with phenol resin to make a friction material, and the inside of the friction material was photographed with a laser microscope. You can see that it was not done.
図５は、図２で製造した仕上げ加工で形成された摩擦材の表面をレーザー顕微鏡で撮影したものである。 FIG. 5 is an image of the surface of the friction material formed by the finishing process produced in FIG. 2 taken with a laser microscope.
この図５によれば、切削仕上げ加工により摩擦材の表面に露出したミルフィーユカーボンは、切削により脱落して表面に、ミルフィーユカーボンの脱落痕としてのディンプルが形成されていることが見てとれる。 According to FIG. 5, it can be seen that the millefeuille carbon exposed on the surface of the friction material by the cutting finishing process is dropped by cutting and dimples are formed on the surface as the millefeuille carbon drop mark.
このディンプルは、ミルフィーユカーボンの外層の皮が１乃至２枚程度表面に残った状態であり、ミルフィーユカーボンの外層の皮で、ディンプルが形成されていることが確認できた。このディンプルの径は、ミルフィーユカーボンの粒径にほぼ等しく、全ディンプルの面積率は、２０〜２５％である。またミルフィーユカーボンの外層の皮で形成されるディンプルは、外層の皮が脱落の際に表面にひびが観測された。 This dimple is in a state in which about one or two outer skins of millefeuille carbon remain on the surface, and it was confirmed that dimples were formed on the outer skin of millefeuille carbon. The diameter of this dimple is substantially equal to the particle diameter of millefeuille carbon, and the area ratio of all the dimples is 20 to 25%. The dimples formed by the outer layer of millefeuille carbon were cracked on the surface when the outer layer peeled off.
このように表面にひびが入ったディンプルを摩擦材の表面に形成することで、摩擦材は、相手ギヤコーンとの接触面積を小さくすることができ、またディンプルに潤滑油を保持できるため静摩擦係数を小さくできる。また、相手ギヤコーンとの動摩擦で摩擦熱が発生する際には、潤滑油は、その摩擦熱を受け、ディンプルや気孔を通して移動して放熱することが可能となる。 By forming dimples with cracks on the surface of the friction material in this way, the friction material can reduce the contact area with the mating gear cone, and can retain lubricating oil in the dimple, so that the coefficient of static friction is increased. Can be small. When frictional heat is generated by dynamic friction with the counterpart gear cone, the lubricating oil receives the frictional heat and can move through the dimples and pores to dissipate heat.
図６は、図４で説明した、従来の人造黒鉛を用いて摩擦材を切削仕上げ加工した表面をレーザー顕微鏡で撮影したものである。 FIG. 6 is a photograph taken with a laser microscope of the surface of the friction material cut and finished using the conventional artificial graphite described in FIG.
人造黒鉛では、切削仕上げ加工しても表面に脱落痕は見られず、目詰まりを起こしているような状態であった。 Artificial graphite was not clogged on the surface even after cutting and was clogged.
図７は、ミルフィーユカーボンを破壊したときの変位と試験力との関係を測定した図であり、図８は、人造黒鉛を破壊したときの変位と試験力との関係を測定した図で、共に試料数は５個で行った。 FIG. 7 is a diagram showing the relationship between the displacement and the test force when the millefeuille carbon is destroyed, and FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the displacement and the test force when the artificial graphite is destroyed. The number of samples was five.
ミルフィーユカーボンは、図７に黒丸で示されるように、試験力が増大しても変位は少なく、ある試験力を超えると外層の皮からパキパキと砕けてその薄皮が無くなって大きく変位する特性がある。 As shown by the black circles in FIG. 7, the millefeuille carbon has a characteristic that the displacement is small even when the test force is increased, and when the test force exceeds a certain test force, the outer skin is crushed into pieces and the thin skin disappears, resulting in a large displacement. .
従って、成形した摩擦材の表面を切削仕上げ加工することで、ミルフィーユカーボンの外層の皮が砕けてディンプルを容易に形成できる。 Therefore, by cutting and finishing the surface of the formed friction material, the outer layer of the millefeuille carbon is broken and the dimples can be easily formed.
これに対して人造黒鉛は、点線領域Ｒで示すように、試験力が増大するにつれて変位も増加する。これは人造黒鉛には、弾力性があるため砕けずに粘る性質があり、また破壊強度も高いことが分かる。 On the other hand, as shown by the dotted region R, the artificial graphite increases in displacement as the test force increases. This indicates that artificial graphite has a property of sticking without breaking because of its elasticity, and also has a high breaking strength.
図９は、ミルフィーユカーボンと人造黒鉛の破壊強度を測定したもので、５つの試料平均の破壊強度は、ミルフィーユカーボンが２４．８ＭＰａ、人造黒鉛が３１．０ＭＰａであった。 FIG. 9 shows the measurement of the fracture strength of millefeuille carbon and artificial graphite. The average fracture strength of the five samples was 24.8 MPa for millefeuille carbon and 31.0 MPa for artificial graphite.
図１０は、ミルフィーユカーボンと人造黒鉛を摩擦材に用いたときの長時間摩耗試験をした結果を示したものである。 FIG. 10 shows the results of a long-time wear test when millefeuille carbon and artificial graphite are used as friction materials.
この図１０によれば、ミルフィーユカーボンを摩擦材に用いることで、人造黒鉛を用いた摩擦材より長時間摩耗係数の低下が少ないことがわかる。 According to FIG. 10, it can be seen that the use of millefeuille carbon as a friction material results in less reduction in the wear coefficient for a long time than the friction material using artificial graphite.
以上、本発明は、摩擦材とシンクロリングの粗材とを接合する際に、カーボンナノファイバを混入した接着剤を用いることで、摩擦材からシンクロリングへ熱を逃がすことができ、熱による異常摩耗の発生や相手ギヤコーン表面への膜成分の凝着を防止することができ、また摩擦材とシンクロリングの粗材との接合強度も向上できる。 As described above, the present invention can release heat from the friction material to the synchro ring by using an adhesive mixed with carbon nanofibers when joining the friction material and the coarse material of the synchro ring. Generation of wear and adhesion of film components to the surface of the mating gear cone can be prevented, and the bonding strength between the friction material and the rough material of the synchro ring can be improved.
１０ 原料造粒粉
１６ ミルフィーユカーボン
１８ 全材料造粒粉
１９ リング粗材
２０ 摩擦材
２２Ａ、２２Ｂ 成形型
２３ 接着剤
３０ シンクロリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Raw material granulated powder 16 Mille feuille carbon 18 All material granulated powder 19 Ring rough material 20 Friction material 22A, 22B Mold 23 Adhesive 30 Synchro ring
Claims (5)
前記ミルフィーユカーボンは、か焼コークスからなる薄片状の皮を層状に重ねて粒状に形成したものであり、
前記製造方法は、前記摩擦材と前記シンクロリング粗材との接合後、摩擦材の表面を切削することで摩擦材の表面にあるミルフィーユカーボンのうち、外層の皮を残して大部分を脱落させ、この外層の皮によりディンプルを形成することを含むことを特徴とするシンクロリングの製造方法。 A friction material is formed using millefeuille carbon as a solid lubricant, a reinforcing material, carbon fiber, copper alloy particles, and a thermosetting resin, and when the friction material is joined to a synchro-ring rough material, A method for producing a synchro ring, wherein the synchro ring coarse material is joined with an adhesive mixed with carbon nanotubes ,
The millefeuille carbon is formed by laminating lamellar skins made of calcined coke in layers,
In the manufacturing method, after joining the friction material and the synchro-ring rough material, most of the millefeuille carbon on the surface of the friction material is removed by cutting off the surface of the friction material, leaving a skin of the outer layer. A method of manufacturing a synchro ring, comprising forming dimples with the outer layer skin .
固体潤滑剤材としてのミルフィーユカーボン、補強材、カーボンファイバ、銅合金粒子および熱硬化性樹脂を含む摩擦材であって、前記ミルフィーユカーボンが、か焼コークスからなる薄片状の皮を層状に重ねて粒状に形成したものである摩擦材と、
前記シンクロリング粗材と前記摩擦材を接合し、カーボンナノチューブが混入された接着剤と、
前記摩擦材の表面に形成され、前記摩擦材の表面にあるミルフィーユカーボンのうち大部分を脱落させて残った外層の皮により形成されたディンプルと、
を備えたことを特徴とするシンクロリング。 Synchronized rough material,
A friction material containing millefeuille carbon as a solid lubricant material, reinforcing material, carbon fiber, copper alloy particles, and thermosetting resin , wherein the millefeuille carbon is formed by laminating flake-like skin made of calcined coke in layers. A friction material formed in a granular shape ;
Bonding the synchro-ring rough material and the friction material, an adhesive mixed with carbon nanotubes,
Dimples formed on the surface of the friction material, and formed by the outer layer skin left by removing most of the millefeuille carbon on the surface of the friction material ;
Synchronized ring characterized by comprising
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