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JP2005308080A - Sliding device, shift operation device - Google Patents

Sliding device, shift operation device Download PDF

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JP2005308080A
JP2005308080A JP2004125314A JP2004125314A JP2005308080A JP 2005308080 A JP2005308080 A JP 2005308080A JP 2004125314 A JP2004125314 A JP 2004125314A JP 2004125314 A JP2004125314 A JP 2004125314A JP 2005308080 A JP2005308080 A JP 2005308080A
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JP
Japan
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hub sleeve
shift fork
sliding
layer
diamond
Prior art date
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Pending
Application number
JP2004125314A
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Japanese (ja)
Inventor
Masataka Kaido
昌孝 海道
Yoshio Fuwa
良雄 不破
Hiroyuki Murase
博之 村瀬
Mikio Yamada
幹雄 山田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】耐摩耗性を向上させ、摩擦係数を低減し、相手攻撃性を低減し、耐焼付性を向上させる摺動装置、変速操作装置を提供する。
【解決手段】シフトフォーク爪部29とハブスリーブ溝部32の嵌合部の拡大断面図が示される。シフトフォーク爪部29は、その表面に面積率で共晶炭化物を10〜50%含有するCo基盛金が表面形成されたCo基盛金層30を有し、ハブスリーブ溝部32表面は、その表面に硬度が、Hv値で1000〜5000であるダイヤモンドライクカーボン層が表面形成され、かつ、前記ダイヤモンドライクカーボン層の表面粗さ(Rz)が0.5μm以下であるダイヤモンドライクカーボン層(DLC層)33を有している。
【選択図】図4
The present invention provides a sliding device and a speed change operation device that improve wear resistance, reduce a friction coefficient, reduce opponent attack, and improve seizure resistance.
An enlarged sectional view of a fitting portion between a shift fork claw portion and a hub sleeve groove portion is shown. The shift fork claw part 29 has a Co base metal layer 30 on the surface of which a Co base metal containing 10 to 50% of eutectic carbide is formed on the surface, and the surface of the hub sleeve groove 32 is A diamond-like carbon layer (DLC layer) having a surface on which a diamond-like carbon layer having a hardness of 1000 to 5000 in terms of Hv value is formed, and the surface roughness (Rz) of the diamond-like carbon layer is 0.5 μm or less ) 33.
[Selection] Figure 4

Description

本発明は摺動装置、変速操作装置、特に第1の摺動部材とこれと摺動する第2の摺動部材とを有し、前記第1の摺動部材と前記第2の摺動部材が互いにその表面の摺動面を介して摺動する摺動作用を含む摺動装置、変速操作装置に関する。   The present invention includes a sliding device, a speed change operation device, and in particular, a first sliding member and a second sliding member that slides with the first sliding member, and the first sliding member and the second sliding member. The present invention relates to a sliding device and a speed change operation device that include a sliding action that slides on each other via a sliding surface of the surface.

車両等の変速操作装置の一つとして、ハブスリーブ挟持するシフトフォークを、シフトレバーに連動するフォークシャフトに軸方向へ一定量移動可能に嵌合するとともに、シフトフォークとフォークシャフトを介して連結した変速操作装置が知られている。この変速操作装置は、ハブスリーブとその爪部を前記ハブスリーブの溝部と嵌合させて、前記ハブスリーブを挟持するシフトフォークからなる。これらの嵌合部の一部が摺動面となり、摺動する摺動作用により、前記シフトフォークの爪部の操作力が前記ハブスリーブの溝部に伝達され、前記ハブスリーブが移動する。   As one of gear shifting operation devices such as vehicles, a shift fork sandwiched by a hub sleeve is fitted to a fork shaft interlocking with a shift lever so as to be movable in a certain amount in the axial direction, and connected to the shift fork via a fork shaft. A speed change operation device is known. This speed change operation device includes a shift fork that sandwiches the hub sleeve by fitting the hub sleeve and its claw portion with a groove portion of the hub sleeve. A part of these fitting portions becomes a sliding surface, and by the sliding action of sliding, the operating force of the claw portion of the shift fork is transmitted to the groove portion of the hub sleeve, and the hub sleeve moves.

摺動面となるシフトフォークの爪部の表面やハブスリーブの溝部の表面が摩耗すると、車両変速時においてシフト操作のガタつきが大きくなり、シフト抜けが発生しやすくなる場合がある。また、通常、シフトフォークの爪部の表面とハブスリーブの溝部の表面との摩擦力は、ハブとハブスリーブのスプライン嵌合部の押圧力となる。この関係から、摩擦力の大小、すなわち摩擦係数の大小はシフト操作力の大小に影響する。よって、シフトフォークの爪部の表面とハブスリーブの溝部と間の摩擦係数が高くなると、シフトフィーリングが悪化してしまう場合がある。以上、このような表面摩耗性、摩擦係数の観点等からそれらの材質が課題となる。   If the surface of the claw part of the shift fork or the groove part of the hub sleeve that becomes the sliding surface is worn, there is a case where the shift operation becomes loose at the time of the vehicle shift, and the shift slip is likely to occur. Usually, the frictional force between the surface of the claw portion of the shift fork and the surface of the groove portion of the hub sleeve becomes the pressing force of the spline fitting portion of the hub and hub sleeve. From this relationship, the magnitude of the friction force, that is, the magnitude of the friction coefficient affects the magnitude of the shift operation force. Therefore, when the friction coefficient between the surface of the claw part of the shift fork and the groove part of the hub sleeve becomes high, the shift feeling may be deteriorated. As described above, these materials are problems from the viewpoint of such surface wear and friction coefficient.

摺動面となるシフトフォークの爪部の表面の材質およびハブスリーブの溝部の表面の材質については様々な背景技術が報告されている。例えば、シフトフォークの爪部表面については、素材となる鋼(例えばSCr420のクロム鋼)に対して高周波焼き入れ処理や軟窒化、ガス軟窒化処理を施したものや、硬質クロムめっきやセラミック分散Ni−Pめっきなどの耐めっき処理を施したものが知られている。また、ハブスリーブの溝部表面の材質としても同様の鋼を焼き入れ処理したものが知られている。   Various background technologies have been reported for the material of the surface of the claw portion of the shift fork that becomes the sliding surface and the material of the surface of the groove portion of the hub sleeve. For example, on the surface of the claw part of the shift fork, the material steel (for example, chromium steel of SCr420) subjected to induction hardening treatment, soft nitriding, gas soft nitriding treatment, hard chrome plating, ceramic dispersion Ni Those subjected to anti-plating treatment such as -P plating are known. In addition, a material obtained by quenching the same steel is also known as a material for the surface of the groove portion of the hub sleeve.

例えば、下記特許文献1、2には、シフトフォーク爪部表面にMoや過共晶Al−Si合金等の耐摩耗性溶射層が形成されたものが開示されている。また、下記特許文献3、4には、ポリアミド樹脂、フッ素樹脂などをコーティングまたは含浸させたもので形成されたシフトフォーク爪部表面が開示されている。下記特許文献5には、シフトフォーク爪部表面を繊維とAl合金との複合材で形成させたものが開示されている。   For example, Patent Documents 1 and 2 listed below disclose a structure in which a wear-resistant sprayed layer such as Mo or a hypereutectic Al—Si alloy is formed on the surface of the shift fork claw. Patent Documents 3 and 4 listed below disclose a shift fork claw surface formed by coating or impregnating polyamide resin, fluorine resin, or the like. Patent Document 5 below discloses a shift fork claw surface formed of a composite material of a fiber and an Al alloy.

なお、下記特許文献6には、Co基合金中に共晶炭化物を有する合金を表面に装着しているバルブが開示されている。   Patent Document 6 below discloses a valve in which an alloy having a eutectic carbide in a Co-based alloy is mounted on the surface.

特開昭58−64523号公報JP 58-64523 A 特公昭62−8807号公報Japanese Examined Patent Publication No. 62-8807 特開昭58−97718号公報JP-A-58-97718 特開昭56−16218号公報Japanese Patent Laid-Open No. 56-16218 特開昭62−32925号公報JP 62-32925 A 特開2002−97913号公報JP 2002-97913 A

しかしながら、シフトフォークの爪部の表面の材質およびハブスリーブの溝部の表面の材質については、さらに耐摩耗性の向上、摩擦係数というこれらの特性の向上を図る必要がある。   However, regarding the material of the surface of the claw part of the shift fork and the material of the surface of the groove part of the hub sleeve, it is necessary to further improve these characteristics such as improvement of wear resistance and friction coefficient.

また、耐摩耗性を向上させ、摩擦係数を低減させるには、耐焼付性の向上を図り、相手攻撃性の低減を図ることも併せて必要となる。相手攻撃性が大きいと互いを摩耗させることになる。また、焼付が起こると表面が粗面化し、相手攻撃性が大きくなり、耐摩耗性が低減する。なお、本願において、相手攻撃性とは、嵌合する相手方の部材の摩耗性をいう。すなわち、シフトフォーク爪部表面であればハブスリーブ溝部表面を摩耗させる特性をいい、ハブスリーブ溝部表面であればシフトフォーク爪部表面を摩耗させる特性をいい、ハブスリーブ溝部表面であればシフトフォーク爪部表面を摩耗させる特性をいう。   Further, in order to improve the wear resistance and reduce the friction coefficient, it is necessary to improve the seizure resistance and to reduce the opponent attack. If the opponent's aggressiveness is great, they will wear each other. In addition, when seizure occurs, the surface becomes rough, the opponent attack becomes greater, and wear resistance is reduced. In the present application, the opponent aggression refers to the wearability of the mating counterpart member. That is, if the surface of the shift fork claw is the surface that wears the surface of the hub sleeve groove, the surface of the hub sleeve is the surface that wears the surface of the shift fork claw. A characteristic that wears the surface of a part.

したがって、これら耐摩耗性の向上、摩擦係数の低減という特性を間接的に特徴づける特性を考慮することが必要となり、これら間接的に特徴づける特性も含めた以上の総合的な諸特性の考慮が必要となる。   Therefore, it is necessary to consider the characteristics that indirectly characterize these characteristics of improving wear resistance and reducing the friction coefficient, and it is necessary to consider the above comprehensive characteristics including the characteristics that are indirectly characterized. Necessary.

さらには、シフトフォークの爪部の表面の材質およびハブスリーブの溝部の表面に限られず、互いにその表面の摺動面を介して摺動する摺動作用を含む摺動装置全般においても、上記諸特性の向上を図る摺動部品の材料を提供する必要がある。   Furthermore, not only the material of the surface of the claw part of the shift fork and the surface of the groove part of the hub sleeve, but also the sliding device in general including the sliding action that slides through the sliding surface of the surface. There is a need to provide materials for sliding parts that improve properties.

本発明は、上記課題を少なくとも1つ解決することに鑑みてなされてなされたものであり、耐摩耗性を向上させ、摩擦係数を低減し、相手攻撃性を低減し、耐焼付性を向上させる摺動装置、変速操作装置を提供することをその目的とする。   The present invention has been made in view of solving at least one of the above-mentioned problems, and improves wear resistance, reduces a coefficient of friction, reduces opponent attack, and improves seizure resistance. It is an object of the present invention to provide a sliding device and a speed change operation device.

本発明は、第1の摺動部材とこれと摺動する第2の摺動部材とを有し、前記第1の摺動部材と前記第2の摺動部材とが互いにその表面の摺動面を介して摺動する摺動作用を含む摺動装置であって、前記第1の摺動部材の摺動面に、面積率で共晶炭化物を10〜50%含有するコバルト基盛金が表面形成され、前記第2の摺動部材の摺動面に、硬度が、Hv値で1000〜5000であるダイヤモンドライクカーボン層が表面形成され、かつ、前記ダイヤモンドライクカーボン層の表面粗さ(Rz)が0.5μm以下であることを特徴とする。   The present invention includes a first sliding member and a second sliding member that slides on the first sliding member, and the first sliding member and the second sliding member slide on the surface of each other. A sliding device including a sliding action that slides through a surface, wherein a cobalt base metal containing 10 to 50% of eutectic carbide in an area ratio is provided on a sliding surface of the first sliding member. Surface-formed, a diamond-like carbon layer having a hardness of 1000 to 5000 in terms of Hv value is formed on the sliding surface of the second sliding member, and the surface roughness (Rz) of the diamond-like carbon layer ) Is 0.5 μm or less.

本発明は、ハブスリーブと、その爪部を前記ハブスリーブの溝部と嵌合させて、前記ハブスリーブを挟持するシフトフォークとを有し、この嵌合部表面で前記シフトフォークの爪部の操作力が前記ハブスリーブの溝部との摺動作用により、前記ハブスリーブに伝達される変速操作装置であって、少なくとも前記操作力が伝達される嵌合部Co基盛金層分の表面について、前記シフトフォークの爪部表面は、面積率で共晶炭化物を10〜50%含有するコバルト基盛金が表面形成され、前記ハブスリーブの溝部表面は、硬度が、Hv値で1000〜5000であるダイヤモンドライクカーボン層が表面形成され、かつ、前記ダイヤモンドライクカーボン層の表面粗さ(Rz)が0.5μm以下であることを特徴とする。   The present invention has a hub sleeve, and a shift fork that sandwiches the hub sleeve by fitting the claw portion of the hub sleeve with the groove portion of the hub sleeve, and operates the claw portion of the shift fork on the surface of the fitting portion. A speed change operation device in which force is transmitted to the hub sleeve by a sliding action with the groove portion of the hub sleeve, and at least the surface of the fitting portion Co foundation metal layer to which the operation force is transmitted, The claw part surface of the shift fork is formed with a cobalt base metal containing 10 to 50% of eutectic carbide in area ratio, and the groove part surface of the hub sleeve has a hardness of 1000 to 5000 in terms of Hv value. A like carbon layer is formed on the surface, and the surface roughness (Rz) of the diamond like carbon layer is 0.5 μm or less.

上記変速操作装置において、前記ダイヤモンドライクカーボン層は、鋼製のハブスリーブ溝部鋼基材の上に被覆形成されると好適である。   In the above speed change operation device, it is preferable that the diamond-like carbon layer is formed on a steel hub sleeve groove steel substrate.

上記変速操作装置において、前記ハブスリーブ溝部鋼基材と、前記ダイヤモンドライクカーボン層との間に密着補助層を設けると好適である。   In the above speed change operation device, it is preferable that an adhesion auxiliary layer is provided between the hub sleeve groove steel member and the diamond-like carbon layer.

本発明は、耐摩耗性を向上させ、摩擦係数を低減し、相手攻撃性を低減し、耐焼付性を向上させる摺動装置、変速操作装置を提供できる。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can provide a sliding device and a speed change operation device that improve wear resistance, reduce a friction coefficient, reduce opponent attack, and improve seizure resistance.

以下、本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。本実施形態は本発明を実施する一例であって、本発明は本実施形態に限定されるものではない。本実施形態では本変速操作装置を車両に搭載される同期噛合い式変速操作装置を例示して説明している。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an example for carrying out the present invention, and the present invention is not limited to this embodiment. In the present embodiment, the gear shifting operation device is described as an example of a synchronous mesh gear shifting operation device mounted on a vehicle.

図1は、車両に搭載される同期噛合い式変速操作装置11の内部構造の一部を示している。変速操作装置11は、互いに同一直線上に配置された入力軸12及び出力軸13を備えている。入力軸12は、車両に搭載された内燃機関のクランク軸に対し、クラッチ等(図示略)を介して連結されている。出力軸13はドライブシャフト、ディファレンシャルギヤ、車軸等を介して駆動輪(いずれも図示略)に接続されており、出力軸13の回転がこれら各部材を通じて駆動輪に伝達される。   FIG. 1 shows a part of the internal structure of a synchronous mesh type speed change operation device 11 mounted on a vehicle. The speed change operation device 11 includes an input shaft 12 and an output shaft 13 that are arranged on the same straight line. The input shaft 12 is connected to a crankshaft of an internal combustion engine mounted on the vehicle via a clutch or the like (not shown). The output shaft 13 is connected to driving wheels (all not shown) via a drive shaft, a differential gear, an axle, and the like, and the rotation of the output shaft 13 is transmitted to the driving wheels through these members.

入力軸12にはギヤ(メインドライブギヤとも呼ばれる)14が一体に設けられている。また、出力軸13上には歯数の異なる複数のギヤ(スピードギヤとも呼ばれる)15が回転自在に設けられている。また、複数のギヤ16を有するカウンタギヤ17が、入力軸12及び出力軸13に対し平行に配置されている。そして、カウンタギヤ17のギヤ16が、前記ギヤ14,15のうち対応するものに噛合っている。   A gear (also called a main drive gear) 14 is integrally provided on the input shaft 12. A plurality of gears 15 (also called speed gears) 15 having different numbers of teeth are rotatably provided on the output shaft 13. A counter gear 17 having a plurality of gears 16 is arranged in parallel to the input shaft 12 and the output shaft 13. The gear 16 of the counter gear 17 meshes with the corresponding one of the gears 14 and 15.

出力軸13上には、複数のハブ18がスプライン嵌合されている。(なお、図2では、出力軸13及びハブ18間のスプラインの図示が省略されている。)各ハブ18の外周には、ハブスリーブ19が軸方向(図1の左右方向)への摺動可能にスプライン嵌合されている。そして、各ハブスリーブ19がいずれのギヤ14,15にも噛合っていない場合には、各ギヤ15が出力軸13上を空転し、入力軸12から出力軸13への動力伝達が遮断される。すなわち、変速操作装置11はニュートラル状態となる。   A plurality of hubs 18 are spline-fitted on the output shaft 13. (In FIG. 2, the spline between the output shaft 13 and the hub 18 is not shown.) On the outer periphery of each hub 18, a hub sleeve 19 slides in the axial direction (left-right direction in FIG. 1). Spline fitting is possible. When each hub sleeve 19 is not engaged with any of the gears 14 and 15, each gear 15 idles on the output shaft 13, and power transmission from the input shaft 12 to the output shaft 13 is interrupted. . That is, the shift operation device 11 is in a neutral state.

これに対し、ハブスリーブ19が軸方向へ移動していずれかのギヤ14,15に噛合うと、内燃機関の回転が入力軸12、カウンタギヤ17、ギヤ14,15、ハブスリーブ19、ハブ18等を介して出力軸13に伝達される。そして、ハブスリーブ19を異なるギヤ14,15に噛合わせることで、動力伝達に関わるギヤ14〜17の組合わせが切替えられて変速が行われる。   On the other hand, when the hub sleeve 19 moves in the axial direction and meshes with any of the gears 14 and 15, the rotation of the internal combustion engine causes the input shaft 12, the counter gear 17, the gears 14 and 15, the hub sleeve 19, the hub 18 and the like. Is transmitted to the output shaft 13. Then, by engaging the hub sleeve 19 with the different gears 14 and 15, the combination of the gears 14 to 17 related to power transmission is switched to perform a shift.

図2及び図3には変速操作装置の部分的な拡大図が示される。変速操作装置11には、運転者のシフト操作に伴う操作力を前記ハブスリーブ19に伝達するための伝達機構21が設けられている。伝達機構21は、複数本のフォークシャフト22、及びフォークシャフト22毎のシフトフォーク23を備えている。各フォークシャフト22は軸受(図示略)により、軸方向(図2においては紙面に直交する方向、図3においては左右方向)に往復動可能に支持されている。各シフトフォーク23は、対応するフォークシャフト22に対しボルト24等により締結されている。そして、これらのフォークシャフト22及びシフトフォーク23は、軸方向へ移動することによりハブスリーブ19を同方向へ摺動させる。シフトフォーク23は、ハブスリーブ19と嵌合させるためのシフトフォーク爪部29をその先端に有している。   2 and 3 are partially enlarged views of the speed change operation device. The transmission operating device 11 is provided with a transmission mechanism 21 for transmitting an operation force accompanying a shift operation of the driver to the hub sleeve 19. The transmission mechanism 21 includes a plurality of fork shafts 22 and a shift fork 23 for each fork shaft 22. Each fork shaft 22 is supported by a bearing (not shown) so as to be capable of reciprocating in an axial direction (a direction orthogonal to the paper surface in FIG. 2 and a left-right direction in FIG. 3). Each shift fork 23 is fastened to the corresponding fork shaft 22 by a bolt 24 or the like. The fork shaft 22 and the shift fork 23 move in the axial direction to slide the hub sleeve 19 in the same direction. The shift fork 23 has a shift fork claw portion 29 for fitting with the hub sleeve 19 at its tip.

ハブスリーブ19の外周部分には、シフトフォーク爪部29の厚みよりも幅の広いハブスリーブ溝部32が全周にわたって形成されている。そして、ハブスリーブ溝部32内にシフトフォーク23が入り込むことでシフトフォーク爪部29とハブスリーブ溝部32が嵌合し、この嵌合構造により、シフトフォーク爪部の操作力が前記ハブスリーブの溝部に伝達され、ハブスリーブ19が移動する。   A hub sleeve groove 32 having a width wider than the thickness of the shift fork claw portion 29 is formed on the outer peripheral portion of the hub sleeve 19 over the entire circumference. When the shift fork 23 enters the hub sleeve groove 32, the shift fork claw 29 and the hub sleeve groove 32 are fitted, and by this fitting structure, the operating force of the shift fork claw is applied to the groove of the hub sleeve. As a result, the hub sleeve 19 moves.

図4には、図3におけるシフトフォーク爪部29とハブスリーブ溝部32の嵌合部の拡大断面図が示される。本実施形態の特徴事項として、シフトフォーク爪部29は、その表面にCo基盛金層30を有し、ハブスリーブ溝部32表面は、その表面にダイヤモンドライクカーボン層(DLC層)33を有している。(なお、図1〜3では、説明の便宜上、これら表面層の図示を省略している。)   FIG. 4 shows an enlarged cross-sectional view of the fitting portion between the shift fork claw portion 29 and the hub sleeve groove portion 32 in FIG. As a feature of the present embodiment, the shift fork claw portion 29 has a Co base metal layer 30 on its surface, and the hub sleeve groove portion 32 surface has a diamond-like carbon layer (DLC layer) 33 on its surface. ing. (In addition, in FIGS. 1-3, illustration of these surface layers is abbreviate | omitted for convenience of explanation.)

変速操作装置11には、ハブスリーブ19とギヤ15(14)の各周速度を一致させるために同期機構25が組込まれている。同期機構25は、一般的に用いられているものと同様の構成を有しており、前述したハブ18、ハブスリーブ19の他にシンクロナイザリング26、シフティングキー27等を主要な構成部品としている。シンクロナイザリング26は、ギヤ15(14)のコーン(円錐)部28に軸方向へのスライド可能に被せられている。シフティングキー27は、ハブ18の外周に設けられた溝に係合されていて、Cリング、スプリング等の弾性部材(図示略)によってハブスリーブ19に押付けられている。   In the speed change operation device 11, a synchronizing mechanism 25 is incorporated in order to make the peripheral speeds of the hub sleeve 19 and the gear 15 (14) coincide with each other. The synchronization mechanism 25 has the same configuration as that generally used, and includes a synchronizer ring 26, a shifting key 27, and the like in addition to the hub 18 and the hub sleeve 19 described above. . The synchronizer ring 26 is covered on the cone (cone) portion 28 of the gear 15 (14) so as to be slidable in the axial direction. The shifting key 27 is engaged with a groove provided on the outer periphery of the hub 18 and is pressed against the hub sleeve 19 by an elastic member (not shown) such as a C ring or a spring.

上記同期機構25では、運転者のシフト操作に伴いシフトフォーク23がハブスリーブ19を例えば図3の矢印X方向へ移動させると、ハブスリーブ19とシフティングキー27とが突起の部分で係合していることから、ハブスリーブ19に加えられた力はシフティングキー27に伝わる。この伝達によりシフティングキー27がシンクロナイザリング26をコーン部28に押付ける。この押付けにより、コーン部28とシンクロナイザリング26との間に摩擦力が生じ、ギヤ15(14)の回転が上昇し始める。ハブスリーブ19がさらに同方向へ移動すると、そのハブスリーブ19とシフティングキー27との係合が外れる。そして、ハブスリーブ19内周のスプラインがシンクロナイザリング26の歯に当って、同シンクロナイザリング26が強い力でコーン部28に押付けられ、強い同期(シンクロ)作用が働く。最終的には、ギヤ15(14)の周速度がハブスリーブ19の周速度に一致して、それら両者が噛合い、ギヤ15(14)が出力軸13に相対回転不能に係止される。このようにして入力軸12と出力軸13とが駆動連結される。   In the synchronization mechanism 25, when the shift fork 23 moves the hub sleeve 19 in the direction of the arrow X in FIG. 3, for example, in accordance with the driver's shift operation, the hub sleeve 19 and the shifting key 27 are engaged at the projection. Therefore, the force applied to the hub sleeve 19 is transmitted to the shifting key 27. By this transmission, the shifting key 27 presses the synchronizer ring 26 against the cone portion 28. By this pressing, a frictional force is generated between the cone portion 28 and the synchronizer ring 26, and the rotation of the gear 15 (14) starts to rise. When the hub sleeve 19 further moves in the same direction, the hub sleeve 19 and the shifting key 27 are disengaged. Then, the spline on the inner periphery of the hub sleeve 19 hits the teeth of the synchronizer ring 26, and the synchronizer ring 26 is pressed against the cone portion 28 with a strong force, and a strong synchronizing (synchronizing) action is exerted. Eventually, the peripheral speed of the gear 15 (14) coincides with the peripheral speed of the hub sleeve 19, the two mesh with each other, and the gear 15 (14) is locked to the output shaft 13 so as not to be relatively rotatable. In this way, the input shaft 12 and the output shaft 13 are drivingly connected.

シフトフォーク爪部29は、その表面にCo基盛金層30が0.5mmの厚さで表面形成されている。このCo基盛金層30(ステライト12含有層)は、ステライト12(Co固溶体)と共晶炭化物とからなる。   The shift fork claw portion 29 has a Co base metal layer 30 formed on the surface thereof with a thickness of 0.5 mm. The Co foundation metal layer 30 (the stellite 12-containing layer) is made of stellite 12 (Co solid solution) and eutectic carbide.

表1には、本実施形態に係るステライト12の成分表が示される。ステライト12中の重量%(wt%)量で示される。ステライト12は、C、Si、Mn、Cr、Mo、W、Fe、Ni以外はCoを含有している。   Table 1 shows a component table of the stellite 12 according to the present embodiment. It is shown as a weight% (wt%) amount in the stellite 12. The stellite 12 contains Co other than C, Si, Mn, Cr, Mo, W, Fe, and Ni.

Figure 2005308080
Figure 2005308080

ステライト12と共にCo基盛金層20中に含まれる共晶炭化物は、Co基盛金層30表面において、全体面積に対して30%表面層に析出するように含有されている。なお、本明細書において「面積率X%」というときは、表面の全体のうち面積比率でX%を占めていることをいう。表面の観察は特に限られないが、例えば、光学顕微鏡を用いればよい。   The eutectic carbide contained in the Co base metal layer 20 together with the stellite 12 is contained on the surface of the Co base metal layer 30 so as to be deposited on the surface layer by 30% with respect to the entire area. In this specification, “area ratio X%” means that the area ratio occupies X% of the entire surface. Although observation of the surface is not particularly limited, for example, an optical microscope may be used.

このようなCo基盛金層30を有するシフトフォーク爪部29の製造方法は次の通りである。シフトフォーク爪部29の形状としたシフトフォークの爪部鋼基材31を製造する。この爪部鋼基材31は、クロム鋼(SCr420)製であり、浸炭焼き入れ処理により表面処理されたものである。爪部鋼基材31表面に、共晶炭化物を含有するCo基盛金を盛金して、表面平坦化前のCo基盛金層30を形成させる。このとき、厚さが0.5mm(500μm)強となるように盛金する。   The manufacturing method of the shift fork nail | claw part 29 which has such a Co foundation metal layer 30 is as follows. A shift fork claw steel substrate 31 having the shape of the shift fork claw 29 is manufactured. This claw part steel substrate 31 is made of chromium steel (SCr420), and is surface-treated by carburizing and quenching. Co base metal containing eutectic carbide is deposited on the surface of the claw steel substrate 31 to form a Co base metal layer 30 before surface flattening. At this time, depositing is performed so that the thickness is slightly greater than 0.5 mm (500 μm).

盛金されたままの共晶炭化物を含有するCo基盛金の表面を平坦化して仕上げる。この表面の平坦化には、その刃が鋼製の工具工を刃具として用いる。この刃具でその表面層を削り、Co基盛金の表面を平坦化させる。この表面平坦化工程により仕上げられ、最終的に共晶炭化物を面積率で30%含有する厚さ0.5mmのCo基盛金層30が表面形成される。   The surface of the Co base metal containing eutectic carbide as it is deposited is flattened and finished. For the flattening of the surface, a toolman whose blade is made of steel is used as a cutting tool. The surface layer is shaved with this blade to flatten the surface of the Co foundation metal. Finished by this surface flattening step, a Co base metal layer 30 having a thickness of 0.5 mm and containing 30% eutectic carbide by area is finally formed on the surface.

Co基盛金層30における共晶炭化物の面積率の範囲は、10〜50%である。面積率で10%未満であると、共晶炭化物の硬さによる表面強化効果を得ることができずに、シフトフォーク爪部29表面のCo基盛金層30の耐摩耗性が低減してしまう。一方で面積率で50%を超えてしまうと、Co基盛金層30が硬くなり過ぎて脆くなってしまう場合がある。さらに、Co基盛金層30が硬くなり過ぎてしまうと、表面平坦化の際に刃具が摩耗しやすくなり、刃具の寿命とコスト高さのバランスの観点から実用的でない。さらに、Co基盛金層30が硬くなり過ぎてしまうと、相手攻撃性が大きくなり、ハブスリーブ溝部32表面のDLC層33の摩耗量が増大してしまう。   The range of the area ratio of the eutectic carbide in the Co foundation metal layer 30 is 10 to 50%. If the area ratio is less than 10%, the surface strengthening effect due to the hardness of the eutectic carbide cannot be obtained, and the wear resistance of the Co base metal layer 30 on the surface of the shift fork claw portion 29 is reduced. . On the other hand, if the area ratio exceeds 50%, the Co base metal layer 30 may become too hard and brittle. Furthermore, if the Co base metal layer 30 becomes too hard, the cutting tool tends to be worn during surface flattening, which is not practical from the viewpoint of the balance between the life of the cutting tool and the high cost. Furthermore, if the Co foundation metal layer 30 becomes too hard, the opponent attack will increase, and the amount of wear of the DLC layer 33 on the surface of the hub sleeve groove 32 will increase.

Co基盛金は高価であり、その使用量が増大すると、シフトフォークはコスト高いものになってしまう。よって、安価な価格に抑えられる範囲の盛金の厚さに抑え、この盛金を刃具で表面平坦化することが好適である。具体例として、厚さが0.5mm強となるように盛金し、表面平坦化後のCo基盛金層30の厚さを0.5mmにすると好適である。   Co foundation money is expensive, and as the amount of use increases, the shift fork becomes expensive. Therefore, it is preferable to suppress the thickness of the deposit in a range that can be suppressed to an inexpensive price, and to flatten the surface of the deposit with a cutting tool. As a specific example, it is preferable that the thickness is increased to be a little over 0.5 mm, and the thickness of the Co base deposit layer 30 after the surface flattening is set to 0.5 mm.

一方、ハブスリーブ溝部32は、その表面にDLC層33が2μmの厚さで表面形成されている。DLC層33は、その表面粗さRzを0.5μm以下とされている。この表面粗さは通常の表面粗さ計を用いて測定すればよい。表面形成されたDLC層33の硬さはHv:3000である。このDLC層33とハブスリーブ溝部表面の鋼基材との間は、表面の密着性を向上させるために密着補助層としてCrを主成分とする中間層34を設けている。   On the other hand, the hub sleeve groove 32 has a DLC layer 33 formed on its surface with a thickness of 2 μm. The DLC layer 33 has a surface roughness Rz of 0.5 μm or less. What is necessary is just to measure this surface roughness using a normal surface roughness meter. The hardness of the DLC layer 33 formed on the surface is Hv: 3000. Between the DLC layer 33 and the steel substrate on the surface of the hub sleeve groove portion, an intermediate layer 34 mainly composed of Cr is provided as an adhesion auxiliary layer in order to improve surface adhesion.

このようなDLC層33を有するハブスリーブ19の製造方法は次の通りである。ハブスリーブ溝部32の形状としたハブスリーブの溝部鋼基材35を製造する。この溝部鋼基材35は、鋼(SCM420)製であり、浸炭焼き入れ処理により表面処理されたものである。溝部鋼基材35の表面粗さ(Rz)は0.5μm以下にするように必要に応じて表面研磨処理がされる。   The manufacturing method of the hub sleeve 19 having such a DLC layer 33 is as follows. A hub sleeve groove steel substrate 35 having the shape of the hub sleeve groove 32 is manufactured. This groove steel substrate 35 is made of steel (SCM420) and has been surface-treated by carburizing and quenching. The surface roughness (Rz) of the grooved steel substrate 35 is subjected to a surface polishing treatment as necessary so as to be 0.5 μm or less.

表面粗さ(Rz)が0.5μm以下とされた溝部鋼基材35表面に、Cr中間層34を0.5μmの厚さで設ける。この中間層34を表面に設けた溝部鋼基材35表面にPVD蒸着法により成膜して、厚さ2μm、表面粗さ0.5μm以下、硬さがHv:3000のDLC層33を設ける。ここで、PVD蒸着法による成膜条件としては、溝部鋼基材35表面温度を200℃、バイアス電圧を200Vとし、ガスとしてArガスおよびCH4ガスを用いる。 The Cr intermediate layer 34 is provided with a thickness of 0.5 μm on the surface of the grooved steel substrate 35 having a surface roughness (Rz) of 0.5 μm or less. A film is formed on the surface of the grooved steel substrate 35 provided with the intermediate layer 34 by a PVD vapor deposition method, and a DLC layer 33 having a thickness of 2 μm, a surface roughness of 0.5 μm or less, and a hardness of Hv: 3000 is provided. Here, as film formation conditions by the PVD vapor deposition method, the surface temperature of the grooved steel substrate 35 is 200 ° C., the bias voltage is 200 V, and Ar gas and CH 4 gas are used as gases.

DLC層33の表面粗さ(Rz)は、0.5μm以下とされる。Rzが0.5μmを超えると、DLC層33の相手攻撃性により、シフトフォーク爪部29表面のCo基盛金層30の摩耗量が増大し、DLC層33自体の耐摩耗性も減少し、摩耗量が増大する場合がある。さらには、Rzが0.5μmを超えると、耐焼付性が低減し、摩擦係数が増大する場合がある。   The surface roughness (Rz) of the DLC layer 33 is 0.5 μm or less. When Rz exceeds 0.5 μm, the wear amount of the Co base metal layer 30 on the surface of the shift fork claw 29 increases due to the opponent attack of the DLC layer 33, and the wear resistance of the DLC layer 33 itself decreases. The amount of wear may increase. Furthermore, if Rz exceeds 0.5 μm, seizure resistance may be reduced, and the friction coefficient may be increased.

中間層34を設ける前の溝部鋼基材35の表面粗さ(Rz)は、0.5μmとすることが好適である。DLC層33と中間層34を併せた溝部表面層は、シフトフォーク爪部29表面のCo基盛金層30と比較して、薄膜化させざるをえないのが通常である。これは、DLC層33は厚膜化するとクラックが入るおそれ、コスト面などの諸理由による。したがって、薄膜化することが通常であるが、このような薄膜化を行うと中間層34を設ける前の溝部鋼基材35の素地の表面粗さが溝部表面層の表面粗さに影響する。よって、素地が粗いとDLC層33表面粗さにまで影響し、DLC層33表面の表面粗さ(Rz)を0.5μm以下とすることが難しい場合がある。よって、中間層34を設ける前の溝部鋼基材35の表面はできるだけ平坦化されていることが必要がある。具体的には、表面粗さ(Rz)は、0.5μmとされることが好適である。   The surface roughness (Rz) of the grooved steel substrate 35 before the intermediate layer 34 is provided is preferably 0.5 μm. The groove surface layer, which is a combination of the DLC layer 33 and the intermediate layer 34, generally has to be made thinner than the Co base metal layer 30 on the surface of the shift fork claw 29. This is due to various reasons such as a risk of cracking when the DLC layer 33 is thickened, and cost. Therefore, although it is normal to make it thin, when such thinning is performed, the surface roughness of the base of the grooved steel substrate 35 before providing the intermediate layer 34 affects the surface roughness of the grooved surface layer. Therefore, if the substrate is rough, it may affect the surface roughness of the DLC layer 33, and it may be difficult to make the surface roughness (Rz) of the surface of the DLC layer 33 0.5 μm or less. Therefore, it is necessary that the surface of the grooved steel substrate 35 before providing the intermediate layer 34 be as flat as possible. Specifically, the surface roughness (Rz) is preferably 0.5 μm.

中間層34は、Crを主成分とする層に限られるものではなく、このDLC層33と溝部鋼基材35表面との間の密着性を向上させるものであればよく、TiやWなどであってもよい。また、DLC層33と溝部鋼基材35表面との密着性が十分あれば中間層34は必ずしも必要ではない。   The intermediate layer 34 is not limited to a layer containing Cr as a main component, and may be any layer that improves the adhesion between the DLC layer 33 and the surface of the grooved steel substrate 35, such as Ti or W. There may be. Further, the intermediate layer 34 is not necessarily required if there is sufficient adhesion between the DLC layer 33 and the surface of the grooved steel substrate 35.

DLC層33の硬さはHv:1000〜5000である。Hv:1000よりも小さいと、硬さによる表面強化効果を得ることができず、DLC層33の摩耗量が大きくなってしまう。Hv:5000よりも大きいと相手攻撃性が大きくなり、シフトフォーク爪部29表面のCo基盛金層30の摩耗量が増大してしまう。また、硬くなり過ぎて脆くなってしまう場合がある。   The hardness of the DLC layer 33 is Hv: 1000 to 5000. If it is smaller than 1000, the surface strengthening effect due to the hardness cannot be obtained, and the wear amount of the DLC layer 33 becomes large. If the Hv is larger than 5000, the attacking ability of the opponent increases, and the wear amount of the Co foundation metal layer 30 on the surface of the shift fork claw 29 increases. Also, it may become too hard and brittle.

シフトフォーク爪部29表面のCo基盛金層30およびハブスリーブ溝部32表面のDLC層33は、それぞれ表面全体に形成されていることが必ずしも必要ではない。シフトフォーク爪部29の操作力が前記ハブスリーブの溝部に伝達される、シフトフォーク爪部29表面とハブスリーブ溝部32表面との接触部分に形成されていればよい。   The Co foundation metal layer 30 on the surface of the shift fork claw 29 and the DLC layer 33 on the surface of the hub sleeve groove 32 are not necessarily formed on the entire surface. What is necessary is just to be formed in the contact part of the surface of the shift fork nail | claw part 29 and the hub sleeve groove part 32 where the operating force of the shift fork nail | claw part 29 is transmitted to the groove part of the said hub sleeve.

シフトフォーク爪部29表面のCo基盛金層30およびハブスリーブ溝部32表面のDLC層33の厚さは、それぞれ実施態様に応じて適宜変更される。例えば、ステライト12よりもDLCの方が耐摩耗性等で優れるが、層を厚くできるのはステライト12であり、層の厚さを大きくする可能性と耐摩耗性を比較した結果、ステライト12を厚くすることが選ばれる場合もある。   The thicknesses of the Co foundation metal layer 30 on the surface of the shift fork claw 29 and the DLC layer 33 on the surface of the hub sleeve groove 32 are appropriately changed according to the embodiment. For example, DLC is superior in wear resistance and the like to Stellite 12, but it is Stellite 12 that can thicken the layer. As a result of comparing the possibility of increasing the thickness of the layer with the wear resistance, Stellite 12 Sometimes thickening is chosen.

その選定例を本実施形態に即して挙げる。ハブスリーブ溝部32表面は変速操作装置の動作中、回転し、その回転面がシフトフォーク爪部29表面の同じ部分と摺動する。ハブスリーブ溝部32表面は回転して常に異なるハブスリーブ溝部32表面がシフトフォーク爪部29表面と摺動するが、シフトフォーク爪部29表面は常に同じ面でハブスリーブ溝部32表面と摺動する。その摺動する面積の比率が異なることからシフトフォーク爪部29表面が摩耗しやすく、層の厚さを大きくする可能性と耐摩耗性とのバランスを比較した結果、Co基盛金層30がシフトフォーク爪部29表面に選ばれている。   An example of the selection will be given according to this embodiment. The surface of the hub sleeve groove 32 rotates during the operation of the speed change operation device, and the surface of rotation rotates with the same portion of the surface of the shift fork pawl 29. The surface of the hub sleeve groove 32 rotates and a different surface of the hub sleeve groove 32 always slides with the surface of the shift fork claw 29, but the surface of the shift fork claw 29 always slides with the surface of the hub sleeve groove 32 on the same surface. Since the ratio of the sliding area is different, the surface of the shift fork claw portion 29 is easily worn, and as a result of comparing the balance between the possibility of increasing the thickness of the layer and the wear resistance, the Co foundation metal layer 30 is The surface of the shift fork claw portion 29 is selected.

本実施形態では、シフトフォーク爪部29表面にCo基盛金層30を、ハブスリーブ溝部32表面にDLC層33をそれぞれ上述の所定の条件で表面形成させているが、Co基盛金層30、ハブスリーブ溝部32表面以外にも互いにその表面の摺動面を介して摺動する摺動作用を含む摺動装置一般に適用できる。例えば、エンジン用バルブの摺動部であって、互いに摺動する摺動部材の一方の摺動部材の表面摺動面に面積率で共晶炭化物を10〜50%含有するコバルト基盛金が表面形成されており、もう一方の摺動部材の表面摺動面に硬度が、Hv値で1000〜5000、表面粗さ(Rz)が0.5μm以下であるダイヤモンドライクカーボン層が表面形成されているものを採用できる。   In the present embodiment, the Co foundation metal layer 30 is formed on the surface of the shift fork claw portion 29 and the DLC layer 33 is formed on the surface of the hub sleeve groove portion 32 under the above-mentioned predetermined conditions. In addition to the surface of the hub sleeve groove 32, the present invention can be generally applied to a sliding device including a sliding action of sliding through the sliding surfaces of the surfaces. For example, there is a cobalt base metal containing 10 to 50% of eutectic carbide in an area ratio on the sliding surface of one sliding member of a sliding member that is a sliding portion of an engine valve. A diamond-like carbon layer having a surface with a hardness of 1000 to 5000 in terms of Hv value and a surface roughness (Rz) of 0.5 μm or less is formed on the surface of the other sliding member. You can adopt what you have.

シフトフォーク爪部とハブスリーブ溝部とを用いて、耐摩耗性、相手攻撃性、摩擦係数、耐焼付性の諸特性について変速操作装置により実施試験を行った。   Using the shift fork claw part and the hub sleeve groove part, an implementation test was conducted with a speed change operation device on various characteristics of wear resistance, opponent attack, friction coefficient, and seizure resistance.

本実施例では、実施形態の変速操作装置を用いてシフトフォークとハブスリーブを用いて焼付を生じさせないマイルドな条件での摩耗試験(実機摩耗試験)を行った。具体的には、シフトフォークとハブスリーブを実施形態の変速操作装置に組み込んで、潤滑油(ATF DexronII)を充填し、ハブスリーブ回転数4800rpm、油温120℃、シフトフォーク作動荷重100kgの条件下で、1sec作動−1.5sec休止のサイクルを3000サイクル実施し、シフトフォーク爪部表面およびハブスリーブ溝部表面の摩耗量を調査した。   In this example, a wear test (actual machine wear test) under mild conditions that did not cause seizure was performed using the shift fork and the hub sleeve using the speed change operation device of the embodiment. Specifically, a shift fork and a hub sleeve are incorporated into the speed change operation device of the embodiment, filled with lubricating oil (ATF Dexron II), a hub sleeve rotation speed of 4800 rpm, an oil temperature of 120 ° C., and a shift fork operating load of 100 kg. Then, 3000 cycles of 1 sec operation-1.5 sec pause were carried out, and the amount of wear on the surface of the shift fork claw portion and the surface of the hub sleeve groove was investigated.

焼付試験は、摩擦摩耗試験用円筒試験片(シフトフォーク爪部表面材料)と平板試験片(ハブスリーブ溝部表面材料)を製作して行った。円筒試験片は、内径20mmφ、外径25.6mmφ、高さ17mm、表面粗さ1.6μmRzとした。平板試験片は、縦30×横30×高さ5mm、表面粗さを0.5μmRzとした。この条件の円筒試験片および平板試験片を用いて焼付荷重を求める焼付試験を行った。   The seizure test was performed by producing a cylindrical test piece (shift fork claw surface material) and a flat plate test piece (hub sleeve groove surface material) for friction and wear tests. The cylindrical test piece had an inner diameter of 20 mmφ, an outer diameter of 25.6 mmφ, a height of 17 mm, and a surface roughness of 1.6 μm Rz. The flat plate test piece had a length of 30 × width of 30 × height of 5 mm and a surface roughness of 0.5 μm Rz. A seizure test for obtaining a seizure load was performed using a cylindrical test piece and a flat plate test piece under these conditions.

この焼付試験は、機械試験所型摩擦摩耗試験機を用い、潤滑油(ATF DexronII)による飛沫潤滑、8600rpm(9.6m/sec)の条件下にて、2分間ごとに250Nずつ荷重を増加させて行った。焼付荷重は、摩擦係数が0.2以上となった時、もしくは目視で摩耗が極端に大となったときの荷重をもって焼付荷重とした。   This seizure test uses a mechanical laboratory type friction and wear tester and increases the load by 250 N every 2 minutes under the condition of splash lubrication with lubricating oil (ATF Dexron II) and 8600 rpm (9.6 m / sec). I went. The seizure load was defined as the seizure load when the friction coefficient was 0.2 or more, or when the wear was extremely large visually.

本実施例では特段の説明がないかぎり、「実施例」とは、上述の実施形態による製造方法によって製造されたシフトフォーク爪部、ハブスリーブ溝部の組み合わせのことを言う。すなわち、実施例のシフトフォーク爪部は、その表面にCo基盛金層が0.5mmの厚さで表面形成され、このCo基盛金層(ステライト12含有層)は、上述の表1の成分であるステライト12と面積率で30%含む共晶炭化物とからなる表面層が形成されている。また、実施例のハブスリーブ溝部は、その表面にDLC層が2μmの厚さで表面形成され、DLC層は、その表面粗さRzを0.5μm以下とされ、表面形成されたDLC層の硬さはHv:3000である。さらに、このDLC層とハブスリーブ溝部表面の鋼基材との間は、表面の密着性を向上させるために密着補助層としてCrを主成分とする厚さ0.5μmの中間層が設けられている。   In this example, unless otherwise specified, the “example” refers to a combination of a shift fork pawl portion and a hub sleeve groove portion manufactured by the manufacturing method according to the above-described embodiment. That is, the shift fork claw portion of the embodiment has a Co base metal layer formed on the surface with a thickness of 0.5 mm, and this Co base metal layer (the stellite 12-containing layer) is as shown in Table 1 above. A surface layer made of stellite 12 as a component and eutectic carbide containing 30% in area ratio is formed. Further, the hub sleeve groove portion of the embodiment has a DLC layer with a thickness of 2 μm formed on the surface thereof, and the DLC layer has a surface roughness Rz of 0.5 μm or less, and the surface-formed DLC layer has a hard surface. The height is Hv: 3000. Furthermore, between this DLC layer and the steel base material on the surface of the hub sleeve groove portion, an intermediate layer having a thickness of 0.5 μm mainly composed of Cr is provided as an adhesion auxiliary layer in order to improve surface adhesion. Yes.

本実施例における主な評価基準は以下の通りである。焼付荷重は3000N以上であると好適であると判断している。摩擦係数は0.02以下であると好適であると判断している。シフトフォーク爪部表面の摩耗量は50μm以下であれば好適であると判断している。ハブスリーブ溝部表面の摩耗量は2μm以下であれば好適であると判断している。   The main evaluation criteria in this example are as follows. It is determined that the seizure load is 3000 N or more. It is determined that the friction coefficient is preferably 0.02 or less. It is judged that the amount of wear on the surface of the shift fork claw is preferably 50 μm or less. The amount of wear on the surface of the hub sleeve groove is determined to be 2 μm or less.

(1)実機摩耗試験(材質変化)
本試験はシフトフォーク爪部表面とハブスリーブ溝部表面の材質を変えて組み合わせを変えることによる試験を行った。
(1) Actual machine wear test (material change)
This test was performed by changing the combination of the material of the shift fork claw surface and the hub sleeve groove surface.

比較例として用いたシフトフォーク爪部は、爪部基材表面(SCr420:浸炭焼き入れ処理済み)に(i)本実施例と同様にCo基盛金層を表面形成させたもの、(ii)Co基盛金層を表面形成させず、硬質クロムめっきを表面形成させたものと(iii)Co基盛金層を表面形成させず、爪部基材表面そのままの状態のものの3種類を用いた。その他の条件については実施例と同様である。   The shift fork claw part used as a comparative example is a claw part base material surface (SCr420: carburized and quenched) (i) having a Co foundation metal layer formed on the surface in the same manner as in this example, (ii) Three types were used: one in which the Co base metal layer was not formed on the surface and the hard chrome plating was formed on the surface, and (iii) the surface of the nail part base material was left as it was without the Co base metal layer being formed on the surface. . Other conditions are the same as in the example.

比較例として用いたハブスリーブ溝部は、溝部基材表面(SCM420:浸炭焼き入れ処理済み)に(i)本実施例と同様にDLC層を表面形成させたもの、(ii)DLC層を表面形成させず、溝部基材表面そのままの状態のものの2種類を用いた。その他の条件については実施例と同様である。   The hub sleeve groove used as a comparative example is a groove base material surface (SCM420: carburized and quenched), (i) a DLC layer formed on the surface in the same manner as in this example, and (ii) a DLC layer formed on the surface. Instead, two types of the groove base material surface as they were were used. Other conditions are the same as in the example.

「結果および評価」
図5には、本試験の結果が示される。実施例の組み合わせであるとシフトフォーク爪部表面とハブスリーブ溝部表面共に耐摩耗性を向上できることがわかった。この耐摩耗性が向上できることからシフトフォーク爪部表面とハブスリーブ溝部表面共に相手攻撃性も低減できていることがわかった。
"Results and Evaluation"
FIG. 5 shows the results of this test. It was found that the wear resistance of both the shift fork claw surface and the hub sleeve groove surface can be improved with the combination of the examples. Since this wear resistance can be improved, it has been found that both the shift fork claw surface and the hub sleeve groove surface can also reduce the partner attack.

(2)実機摩耗試験(表面粗さ変化)
本試験はシフトフォーク爪部表面とハブスリーブ溝部表面の材質を変えて組み合わせを変えることによる試験を行った。その他の条件については実施例と同様である。
(2) Actual machine wear test (change in surface roughness)
This test was performed by changing the combination of the materials of the shift fork claw surface and the hub sleeve groove surface. Other conditions are the same as in the example.

「結果および評価」
本試験の結果が図6に示される。実施例の表面粗さであるとシフトフォーク爪部表面とハブスリーブ溝部表面共に相手攻撃性の低減および耐摩耗性の向上を実現できていることがわかった。すなわち、表面粗さRzが0.5μmを超えるとシフトフォーク爪部表面とハブスリーブ溝部表面共に(特にシフトフォーク爪部表面)摩耗量が増加することがわかった。
"Results and Evaluation"
The results of this test are shown in FIG. It was found that the surface roughness of the example was able to reduce the opponent attack and improve the wear resistance on both the shift fork claw surface and the hub sleeve groove surface. That is, it was found that when the surface roughness Rz exceeds 0.5 μm, the amount of wear increases on both the shift fork claw surface and the hub sleeve groove surface (particularly the shift fork claw surface).

(3)焼付試験(材質変化)
本試験は円筒試験片(爪部表面材料)と平板試験片(溝部表面材料)の材質を変えて組み合わせを変えることによる試験を行った。
(3) Seizure test (change in material)
This test was performed by changing the combination of the cylindrical test piece (claw surface material) and the flat plate test piece (groove surface material).

比較例として用いた円筒試験片は、爪部基材表面(SCr420:浸炭焼き入れ処理済み)に(i)本実施例と同様にCo基盛金層を表面形成させたもの、(ii)Co基盛金層を表面形成させず、硬質クロムめっきを表面形成させたものと(iii)Co基盛金層を表面形成させず、爪部基材表面そのままの状態のものの3種類を用いた。その他の条件については実施例と同様である。   The cylindrical test piece used as a comparative example is a claw part base material surface (SCr420: carburized and quenched) (i) a Co foundation metal layer formed on the surface in the same manner as in this example. (Ii) Co Three types were used: the surface of the base metal layer was not formed, the surface of the hard chromium plating was formed, and the surface of the nail part base material was left as it was (iii) the surface of the Co base metal layer was not formed. Other conditions are the same as in the example.

比較例として用いた平板試験片は、溝部基材表面(SCM420:浸炭焼き入れ処理済み)に(i)本実施例と同様にDLC層を表面形成させたもの、(ii)DLC層を表面形成させず、溝部基材表面そのままの状態のものの2種類を用いた。その他の条件については実施例と同様である。   The flat plate test piece used as a comparative example has (i) a DLC layer formed on the surface of a groove base material (SCM420: carburized and quenched), and (ii) a DLC layer formed on the surface. Instead, two types of the groove base material surface as they were were used. Other conditions are the same as in the example.

「結果および評価」
本試験の結果が表2に示される。実施例の組み合わせであるとシフトフォーク爪部表面とハブスリーブ溝部表面共に耐焼付性の向上および摩擦係数の低減を実現できていることがわかった。
"Results and Evaluation"
The results of this test are shown in Table 2. It was found that with the combination of the examples, both the surface of the shift fork claw and the surface of the hub sleeve groove can improve the seizure resistance and reduce the friction coefficient.

Figure 2005308080
Figure 2005308080

(4)焼付試験(表面粗さ変化)
本試験は平板試験片(溝部表面材料)の表面粗さを変えて組み合わせを変えることによる試験を行った。比較例は表面粗さのみが異なり、その他の条件については実施例と同様である。
(4) Seizure test (change in surface roughness)
In this test, a test was performed by changing the combination by changing the surface roughness of the flat plate test piece (groove surface material). The comparative example differs only in the surface roughness, and the other conditions are the same as in the example.

「結果および評価」
本試験の結果が表3に示される。実施例の表面粗さであるとシフトフォーク爪部表面とハブスリーブ溝部表面共に耐焼付性の向上および摩擦係数の低減を実現できていることがわかった。
"Results and Evaluation"
The results of this test are shown in Table 3. It was found that the surface roughness of the example was able to improve the seizure resistance and reduce the friction coefficient on both the shift fork claw surface and the hub sleeve groove surface.

Figure 2005308080
Figure 2005308080

(5)実機摩耗試験(共晶炭化物含有量変化)
本試験はシフトフォーク爪部表面のCo基盛金中の共晶炭化物の含有量を面積率で変えて組み合わせを変えることによるシフトフォーク爪部とハブスリーブ溝部とを用いた試験を行った。Co基盛金の共晶炭化物の含有量、ステライト12中のCo以外の各金属成分比(重量%)を表4に示す。表中に挙げられていない金属は表1と同程度の含有量である。
(5) Actual machine wear test (change in eutectic carbide content)
In this test, a test using a shift fork claw portion and a hub sleeve groove portion by changing the combination by changing the content of the eutectic carbide in the Co base metal on the surface of the shift fork claw portion by the area ratio was performed. Table 4 shows the content of the eutectic carbide of the Co base metal and the ratio of each metal component other than Co in the stellite 12 (% by weight). Metals not listed in the table have the same content as in Table 1.

Figure 2005308080
Figure 2005308080

「結果および評価」
表5およびそれに対応する図7には、本試験の結果が示される。Co基盛金中の共晶炭化物の面積率が10%以上であるとシフトフォーク爪部表面の耐摩耗性を向上できることがわかった。
"Results and Evaluation"
Table 5 and the corresponding FIG. 7 show the results of this test. It was found that the wear resistance of the surface of the shift fork claw can be improved when the area ratio of the eutectic carbide in the Co base metal is 10% or more.

Figure 2005308080
Figure 2005308080

(6)刃具寿命試験(共晶炭化物含有量変化)
本試験は、基盛金層を削って表面平坦化する刃具による刃具寿命試験を行った。Co基盛金層の成分表4に対応させて、共晶炭化物含有量を変化させたリング状のCo基盛金試料を用いる。刃具は実際に用いる実施形態の刃具を用いる。リング状のCo基盛金試料は、内径30mmφ、外径50mmφである。
(6) Cutting tool life test (change in eutectic carbide content)
In this test, a blade life test was carried out using a blade that flattened the surface by shaving the foundation metal layer. A ring-shaped Co foundation metal sample in which the eutectic carbide content is changed corresponding to the component table 4 of the Co foundation metal layer is used. The cutting tool of the embodiment actually used is used as the cutting tool. The ring-shaped Co foundation metal sample has an inner diameter of 30 mmφ and an outer diameter of 50 mmφ.

図8にリング状のCo基盛金試料を回転数100rpmで回転させ、リング内周部に刃具を1mm/secで送り込み、リング内周部を50μmまで切り込んだ後、切り込みをやめて刃具を元の位置に戻した。   In FIG. 8, the ring-shaped Co foundation metal sample is rotated at a rotational speed of 100 rpm, the cutting tool is fed into the inner ring part at 1 mm / sec, the inner ring part is cut to 50 μm, the cutting is stopped, and the cutting tool is moved back to the original position. Returned to position.

刃具を送り込み、切り込みをやめて元の位置に戻すまでの上記一連の工程を1回の刃具の送り回数として、刃具の逃げ面摩耗量が20μmに達するまでの送り回数を寿命送り回数とした。この寿命送り回数が500回より少ないと刃具の摩耗量が多く、刃具寿命が短いと判断した。   The above-described series of steps from feeding the cutting tool to stopping the cutting and returning it to the original position was defined as the number of times the cutting tool was fed once, and the number of feeding times until the flank wear amount of the cutting tool reached 20 μm was defined as the life feeding number. When the number of times of life feeding was less than 500, it was determined that the amount of wear of the blade was large and the blade life was short.

「結果および評価」
図9には、本試験の結果が示される。Co基盛金中の共晶炭化物の面積率が50%以下であると寿命送り回数を500回以上とでき、刃具寿命を確保できることがわかった。上記(5)実機摩耗試験(共晶炭化物含有量変化)と本試験の結果からCo基盛金層は共晶炭化物を面積率で10〜50%含有していると好適であることがわかった。
"Results and Evaluation"
FIG. 9 shows the results of this test. It was found that when the area ratio of the eutectic carbide in the Co foundation metal was 50% or less, the life feeding frequency could be 500 times or more, and the tool life could be secured. From the results of the above (5) actual machine wear test (eutectic carbide content change) and the result of this test, it was found that the Co base metal layer preferably contained 10-50% of the eutectic carbide in area ratio. .

本実施形態に係る変速操作装置を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the speed change operation apparatus which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る変速操作装置の部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the speed change operation apparatus concerning this embodiment. 本実施形態に係る変速操作装置の部分拡大断面図である。It is a partial expanded sectional view of the speed change operation apparatus concerning this embodiment. 本実施形態に係るシフトフォーク爪部およびハブスリーブ溝部の拡大断面図である。It is an expanded sectional view of the shift fork nail | claw part and hub sleeve groove part which concern on this embodiment. 本実施例に係る実機摩耗試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the actual machine abrasion test concerning a present Example. 本実施例に係る実機摩耗試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the actual machine abrasion test concerning a present Example. 本実施例に係る実機摩耗試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the actual machine abrasion test concerning a present Example. 本実施例に係る刃具寿命試験の説明図である。It is explanatory drawing of the blade tool life test which concerns on a present Example. 本実施例に係る刃具寿命試験の結果を示すグラフである。It is a graph which shows the result of the blade tool life test concerning a present Example.

符号の説明Explanation of symbols

11 変速操作装置、19 ハブスリーブ、21 伝達機構、23 シフトフォーク、25 同期機構、29、シフトフォーク爪部、30 Co基盛金層、31 爪部鋼基材、32 ハブスリーブ溝部、33 DLC層、34 中間層、35 溝部鋼基材。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Shift operation apparatus, 19 Hub sleeve, 21 Transmission mechanism, 23 Shift fork, 25 Synchronous mechanism, 29, Shift fork claw part, 30 Co foundation metal layer, 31 Claw part steel base material, 32 Hub sleeve groove part, 33 DLC layer , 34 Intermediate layer, 35 Groove steel base.

Claims (4)

第1の摺動部材とこれと摺動する第2の摺動部材とを有し、前記第1の摺動部材と前記第2の摺動部材とが互いにその表面の摺動面を介して摺動する摺動作用を含む摺動装置であって、
前記第1の摺動部材の摺動面に、面積率で共晶炭化物を10〜50%含有するコバルト基盛金が表面形成され、
前記第2の摺動部材の摺動面に、硬度が、Hv値で1000〜5000であるダイヤモンドライクカーボン層が表面形成され、かつ、前記ダイヤモンドライクカーボン層の表面粗さ(Rz)が0.5μm以下である摺動装置。
A first sliding member and a second sliding member that slides with the first sliding member, wherein the first sliding member and the second sliding member are connected to each other via a sliding surface on the surface thereof; A sliding device including a sliding action to slide,
On the sliding surface of the first sliding member, a cobalt base metal containing 10 to 50% of eutectic carbide in an area ratio is formed on the surface,
A diamond-like carbon layer having a hardness of 1000 to 5000 in terms of Hv value is formed on the sliding surface of the second sliding member, and the surface roughness (Rz) of the diamond-like carbon layer is 0. A sliding device that is 5 μm or less.
ハブスリーブと、その爪部を前記ハブスリーブの溝部と嵌合させて、前記ハブスリーブを挟持するシフトフォークとを有し、この嵌合部表面で前記シフトフォークの爪部の操作力が前記ハブスリーブの溝部との摺動作用により、前記ハブスリーブに伝達される変速操作装置であって、
少なくとも前記操作力が伝達される嵌合部分の表面について、
前記シフトフォークの爪部表面は、面積率で共晶炭化物を10〜50%含有するコバルト基盛金が表面形成され、
前記ハブスリーブの溝部表面は、硬度が、Hv値で1000〜5000であるダイヤモンドライクカーボン層が表面形成され、かつ、前記ダイヤモンドライクカーボン層の表面粗さ(Rz)が0.5μm以下である変速操作装置。
A hub sleeve and a shift fork for fitting the claw portion with the groove portion of the hub sleeve to sandwich the hub sleeve, and the operation force of the claw portion of the shift fork on the surface of the fitting portion is the hub. A shift operation device that is transmitted to the hub sleeve by a sliding action with a groove portion of the sleeve,
At least the surface of the fitting portion to which the operating force is transmitted,
Cobalt foundation metal containing 10-50% of eutectic carbide in area ratio is formed on the surface of the claw part of the shift fork,
The surface of the groove of the hub sleeve is formed with a diamond-like carbon layer having a hardness of 1000 to 5000 in Hv value, and the surface roughness (Rz) of the diamond-like carbon layer is 0.5 μm or less. Operating device.
請求項2に記載の変速操作装置において、
前記ダイヤモンドライクカーボン層は、鋼製のハブスリーブ溝部鋼基材の上に被覆形成される変速操作装置。
The shift operation device according to claim 2, wherein
The diamond-like carbon layer is a gear shifting operation device formed by coating a steel hub sleeve groove steel substrate.
請求項3に記載の変速操作装置において、
前記ハブスリーブ溝部鋼基材と、前記ダイヤモンドライクカーボン層のと間に密着補助層を設ける変速操作装置。
The shift operation device according to claim 3, wherein
A speed change operation device in which a close adhesion auxiliary layer is provided between the hub sleeve groove steel substrate and the diamond-like carbon layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007327350A (en) * 2006-06-06 2007-12-20 Tocalo Co Ltd Member for vacuum pump and method for manufacturing same

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