(57)【要約】【課題】マスタを用いて金属を析出させた際に、その膜厚を均一なものとする。【解決手段】円弧部５、７と直胴部４、６を順次連結した形状のマスタ１において、その間の角部８にＲ加工を施す。このＲ加工は、角部８ａが凸状である場合はこの凸部を除去し、角部８ｂ、８ｃが凹状である場合はこの凹部に肉盛するようになされる。このマスタ１を鋳型を用いて成形する場合は、この鋳型に、前記Ｒ加工の形状に対応するＲ加工形状を形成しておき、マスタ１に前記Ｒ形状が形成されるようにする。このＲ加工を施すことにより、凸部に電流集中が生じて析出した金属がこぶ９状となるのを防止するとともに、凹部において膜厚不足となるのを防止することができる。このため、こぶ９を除去したり、薄膜部１０の肉厚を増すためにマスタ１への通電時間を延長したりする必要がなく、その作業を簡便なものとし得る。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
直胴部（４、６）と円弧部（５、７）とから構成される、高周波誘導加熱用コイル（２）の電気鋳造用に用いる電気鋳造用マスタにおいて、
前記直胴部（４、６）と円弧部（５、７）、直胴部（４、６）同士、又は、円弧部（５、７）同士の間に形成される角部（８）に、前記角部（８ａ）が凸状である場合はこの凸部を除去するＲ加工を、又は、前記角部（８ｂ、８ｃ）が凹状である場合はこの凹部に肉盛するＲ加工を施したことを特徴とする電気鋳造用マスタ。
【請求項２】
前記直胴部（４、６）又は円弧部（５、７）の前記角部（８）にも前記Ｒ加工を施したことを特徴とする請求項１に記載の電気鋳造用マスタ。
【請求項３】
アルミニウムから構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の電気鋳造用マスタ。
【請求項４】
樹脂部材の表面に導電体を形成して、その表面に電導性を付与したことを特徴とする請求項１又は２に記載の電気鋳造用マスタ。
【請求項５】
自動車用動力伝達部品（Ｐ）の回転軸に熱処置を施す高周波誘導加熱用コイル（２）を電気鋳造するのに用いる電気鋳造用マスタであって、
前記回転軸と同軸の中心軸を有し、この中心軸外径方向に形成する第１直胴部（４）と、第１直胴部（４）に連続し、前記中心軸の周りに略９０度の円弧を有する第１円弧部（５）と、第１円弧部（５）に連続し、前記中心軸の軸心方向に沿う第２直胴部（６）と、第２直胴部（６）に連続し、前記中心軸周りに略１８０度の円弧を有する第２円弧部（７）とを有するとともに、これらの各部の連続体と左右対称形状の連続体を、前記第２円弧部（７）で連結した形状の一体成形体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一つに記載の電気鋳造用マスタ。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一つに記載の電気鋳造用マスタ（１）を電解液中に浸漬し、このマスタ（１）を陰極として通電しその表面に金属を析出させた後に、前記マスタ（１）を除去して管状体を得る高周波誘導加熱用コイルの製造方法。
【請求項７】
焼入れ処理によって硬度を高めた鉄鋼材料からなる自動車用動力伝達部品であって、
被熱処理部の外形に沿うように形成した請求項６に記載の製造方法によって得られた高周波誘導加熱用コイル（２）を用い、所定の焼入れ温度に加熱・保持した後に、急冷することによって焼入れ処理を行ったことを特徴とする自動車用動力伝達部品。
【請求項８】
焼入れ処理後に焼戻し処理を行い、靭性を付与した鉄鋼材料からなる自動車用動力伝達部品であって、
被熱処理部の外形に沿うように形成した請求項６に記載の製造方法によって得られた高周波誘導加熱用コイル（２）を用い、所定の焼入れ温度に加熱・保持した後に、急冷することによって焼入れ処理を行い、引き続いて所定の焼戻し温度に加熱・保持した後に、所定の冷却速度で冷却することによって焼戻し処理を行ったことを特徴とする自動車用動力伝達部品。
【請求項９】
焼鈍し処理によって加工硬化に伴う内部歪みを除去した鉄鋼材料からなる自動車用動力伝達部品であって、
被熱処理部の外形に沿うように形成した請求項６に記載の製造方法によって得られた高周波誘導加熱用コイル（２）を用い、所定温度に加熱・保持した後に、所定の冷却速度で徐冷することによって焼鈍し処理を行ったことを特徴とする自動車用動力伝達部品。
【請求項１０】
前記自動車用動力伝達部品がハブ輪、等速ジョイント、又は、プロペラシャフトのいずれかである請求項７乃至９のいずれか一つに記載の自動車用動力伝達部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動車用動力伝達部品の回転軸等に熱処理を施すための高周波誘導加熱用コイルを電気鋳造するための電気鋳造用マスタと、高周波誘導加熱用コイル及びこの高周波誘導加熱用コイルを用いて熱処理を施した自動車用動力伝達部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車用動力伝達部品であるハブ輪、ハブ外輪、等速ジョイント等は、鉄鋼等の金属材料から構成され、その材料特性（硬度、靭性、機械強度等）を高めるために、熱処理が行われることが多い。この熱処理方法の一つとして、高周波誘導加熱用コイル２（以下、適宜、単に「コイル」と称する。）を用いた方法がある。この方法は、図４に示すようにコイル２を被熱処理部品Ｐの被熱処理部の外形に沿うように形成し、このコイル２内に、被熱処理部品Ｐを差込み、このコイル２に高周波電流を付与してその被熱処理部のみを局所加熱するものである。このようにコイル２を被熱処理部品Ｐの外形に沿わせることで、この被熱処理部の各部における発熱量がほぼ等しくなって、この被熱処理部の加熱が均一になされる。
【０００３】
このコイル２には銅等からなる金属の管が用いられる。この管内に形成した通水部３に冷媒を流通させて、高周波電流による自己発熱、及び、被熱処理部からの輻射熱によってコイル２が高温になるのを防止している。
【０００４】
このコイル２の作製方法の一つとして、出願人は本願出願時点で未公開（特願２００８−２８５２９２号）ながら、コイル２の通水部３の形状に対応する、電気鋳造用マスタ１（以下、適宜、単に「マスタ」と称する。）（図５を参照）を陰極として電解槽の中に設け、このマスタ１に電気めっきの原理によって金属を析出させ、析出後にマスタ１のみを溶解除去することにより、通水部３を有する管状のコイル２を製造する方法を提案した。この方法によると、複数のパーツを組み合わせてコイル２を作製する方法と比較してその作業工程を簡便なものとし得るとともに、パーツ同士の継ぎ目がないので、継ぎ目に起因するコイル２の破断や冷媒漏れ等を防止し、コイルの寿命を向上することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記方法は、マスタ１さえ成形できれば、複雑な形状のコイル２も比較的容易に作製し得る反面、マスタ１の形状に起因して、金属膜厚の不均一が生じることがある。
すなわち、図６及び７に示すように、特にマスタ１の第１円弧部５と第２直胴部６との間の角部８ａに相当する位置では、電流集中が生じて金属の析出速度が増大するため、この位置において、金属がこぶ９状に異常析出して盛り上がった状態となる。この一方で、前記角部８ａの反対側（内側）の角部８ｂや、マスタ１の第２直胴部６と第２円弧部７との間の角部８ｃに相当する位置では、逆に電流密度が小さくなって金属の析出速度が減少するため、薄膜部１０が生じる。
【０００６】
このため、異常析出したこぶ９を機械加工により除去したり、薄膜部１０において十分な厚さを得るために、マスタ１への通電時間を延長したりする必要があり、コイル２の製造コストの上昇を招く、という問題がある。
【０００７】
そこで、この発明は、マスタを用いて金属を析出させた際に、こぶや薄膜部の発生を防止して、その膜厚を均一なものとすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の課題を解決するため、この発明は、直胴部と円弧部とから構成される、高周波誘導加熱用コイルの電気鋳造用に用いる電気鋳造用マスタにおいて、前記直胴部と円弧部、直胴部同士、又は、円弧部同士の間に形成される角部に、前記角部が凸状である場合はこの角部を除去するＲ加工を、又は、前記角部が凹状である場合はこの凹部に肉盛するＲ加工を施した構成を採用する。
【０００９】
このように凸状角部を除去することにより、その部位に電流集中が生じるのを防止することができ、こぶ状の異常析出が発生するのを防止することができる。また、凹状角部に肉盛することによって、その部位における電流密度の低下を防止することができ、金属膜厚が薄肉となるのを防止することができる。このため、こぶを除去したり、薄膜部の肉厚を増すためにマスタへの通電時間を延長したりする必要がなく、その作業を簡便なものとし得る。
【００１０】
前記構成においては、前記直胴部又は円弧部の前記角部にも前記Ｒ加工を施す構成とすることができる。
前記電流密度の集中は、直胴部と円弧部との間等だけではなく、この直胴部が断面四角形状等の場合には、この角部で生じることがある。そこで、この角部にも前記Ｒ加工を施すことによって、直胴部等にこぶが生じるのを防止できる。
【００１１】
前記各構成においては、マスタの素材をアルミニウムとすることができる。
このアルミニウムは両性金属であって、コイルの電気鋳造後に酸又はアルカリのいずれの溶液でも溶解除去することができる。また融点が６６０℃程度と低いので、マスタの鋳造を容易に行い得る。
【００１２】
あるいは、アルミニウムの代わりに、樹脂部材の表面に導電体を形成して、その表面に電導性を付与することによってマスタとすることもできる。
この樹脂部材として、例えばワックスを採用することができる。ワックス等からなる樹脂部材は、融点がアルミニウムよりもさらに低いため、前記溶解除去やマスタの成形を一層容易に行い得る。
【００１３】
また、前記各マスタは、自動車用動力伝達用部品の回転軸に熱処理を施す高周波誘導加熱用コイルを電気鋳造するために用いるものであって、このマスタは前記回転軸と同軸の中心軸を有し、この中心軸外径方向に形成する第１直胴部と、第１直胴部に連続し、前記中心軸の周りに略９０度の円弧を有する第１円弧部と、第１円弧部に連続し、前記中心軸の軸心方向に沿う第２直胴部と、第２直胴部に連続し、前記中心軸周りに略１８０度の円弧を有する第２円弧部とを有するとともに、これらの各部の連続体と左右対称形状の連続体を、前記第２円弧部で連結した形状の一体成形体とすることもできる。
【００１４】
このマスタによって電気鋳造されたコイルは、前記部品の形状に沿うように形成されるため、被熱処理部においてコイルによる磁場がほぼ等しくなる。このため、その被熱処理部の加熱が均一になされる。このマスタの形状は、部品の形状に合うように、円弧部の円周角等を適宜設計変更することができる。
【００１５】
前記各構成の電気鋳造用マスタを用いた高周波誘導加熱用コイルの製造は、このマスタを電解液中に浸漬し、このマスタを陰極として通電しその表面に金属を析出させた後に、前記マスタを除去する一連の工程によって行うことができる。
この金属として、コイルの電気伝導性を考慮すると銅とするのが好ましいが、電気鋳造を行い得るのであれば他の金属としても特に問題はない。
【００１６】
また、自動車用動力伝達部品においては、その被熱処理部の外形に沿うように形成した上述の高周波誘導加熱用コイルを用いて、所定の焼入れ温度に加熱・保持した後に、急冷することによって焼入れ処理を行うことができる。
【００１７】
このコイルの形状は、前記被熱処理部の形状に沿っているので、その被熱処理部の全体に亘って均一に加熱・保持を行い得る。また、このコイルは、その軸心方向にこの自動車用動力伝達部品を自在に抜き差しし得るようになっているので、前記加熱・保持後に直ちにコイル外に取り出すことができる。このため、この自動車用動力伝達部品をコイル外に設けた水槽等の冷却設備に迅速に移すことができ、加熱後に急冷が必要な焼入れ処理を容易かつ確実に行い得る。
【００１８】
また、前記焼入れ処理に引き続いて、この自動車用動力伝達部品を再びコイル内に戻し、所定の焼戻し温度に加熱・保持した後に、所定の冷却速度で冷却することによって焼戻し処理を行うこともできる。
【００１９】
あるいは、この自動車用動力伝達部品を前記コイル内で所定温度に加熱・保持した後に、所定の冷却速度で徐冷することによって焼鈍し処理を行うこともできる。
【００２０】
前記コイルは、種々の自動車用動力伝達部品に適用し得るが、特にハブ輪、等速ジョイント、又は、プロペラシャフトの処理に好ましい。
ここに列挙した部品は、いずれも回転軸を有するものであって、その回転軸の強度向上のために焼き入れ等の熱処理を行うのが好ましい。各部品の外径に対応して成形したコイルを用いることによって、被熱処理部の全体に亘って均一かつ簡便に熱処理を行うことができる。
【発明の効果】
【００２１】
この発明によると、直胴部と円弧部とから構成される、高周波誘導加熱用コイルの電気鋳造用に用いる電気鋳造用マスタにおいて、前記直胴部と円弧部、直胴部同士、又は、円弧部同士の間に形成される角部に、前記角部が凸状である場合はこの角部を除去するＲ加工を、又は、前記角部が凹状である場合はこの凹部に肉盛するＲ加工を施した。このため、これらの凸状角部において、電流集中が生じて金属がこぶ状に異常析出したり、逆に凹状角部において十分な金属膜厚を得るために、マスタへの通電時間を延長したりする必要がなく、コイルの製造を簡便にかつ低コストで行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】この発明に係る電気鋳造用マスタの一実施形態を示し、（ａ）は上方斜視図、（ｂ）は下方斜視図
【図２】図１に示すマスタを使用して製造した高周波誘導加熱用コイルを示し、（ａ）は上方斜視図、（ｂ）は下方斜視図
【図３】図１に示すマスタを用いて電気鋳造を行った後のコイル及びマスタの断面図
【図４】被熱処理部品にコイルを設けた状態を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は側面図
【図５】従来技術に係る電気鋳造用マスタの一実施形態を示し、（ａ）は上方斜視図、（ｂ）は下方斜視図
【図６】図５に示すマスタを使用して製造した高周波誘導加熱用コイルを示し、（ａ）は上方斜視図、（ｂ）は下方斜視図
【図７】図５に示すマスタを用いて電気鋳造を行った後のコイル及びマスタの断面図
【発明を実施するための形態】
【００２３】
この発明に係る電気鋳造用マスタ１の一実施形態を図１に示す。このマスタ１は、高周波誘導加熱用コイル２の通水部３に対応する形状の鋳型を用意し、この鋳型にアルミニウムの溶湯を流し込むことによって成形される。もしくは、アルミニウムを機械加工して各部品を製作し、これらを組み立ててマスタ１とする。外部電源との接続部を形成する第１直胴部４と、被熱処理部品Ｐを半周に亘って取り囲む第１円弧部５と、この被熱処理部品Ｐの軸心方向に沿って伸びる第２直胴部６と、被熱処理部品Ｐを半周に亘って取り囲む第２円弧部７とを順次連結した形状をしている。
【００２４】
また、このマスタ１の、第１円弧部５と第２直胴部６との間の角部８ａ、８ｂ、及び第２直胴部６と第２円弧部７との間の角部８ｃに対応する箇所にはＲ加工が施されている。このため、後述する電気鋳造の際に、凸形状の角部８ａにおいて電流集中が生じてこぶ状の異常析出が生じるのを防止しつつ、凹形状の角部８ｂ、８ｃにおいて凹形状の奥まったところで電流密度が小さくなって金属膜厚が不足するのを防止している。
このＲ加工を施す箇所は、円弧部と直胴部との間に限定されず、円弧部及び直胴部の側面の角部にも、その角を除去するＲ加工を施すことができる。このＲ加工により、円弧部及び直胴部におけるこぶの発生も防止することができる。
【００２５】
このマスタ１を用いたコイル２の製造においては、このマスタ１の第１直胴部４をそれぞれ外部電源の陰極に接続し、硫酸銅を主成分として含む電気めっき槽に浸漬し、銅からなる陽極との間に直流電流を通電して、マスタ１の表面に金属の銅を所定厚さとなるまで電気めっきする。そして、このめっき後に、めっきによって形成したコイル２及びマスタ１を酸性溶液（塩酸、希硝酸等）又はアルカリ性溶液（水酸化ナトリウム等）に浸漬する。そうすると、アルミニウムからなるマスタ１のみが溶解して、図２に示すように、銅からなるコイル２のみがそのまま残る。
【００２６】
また、図３に示すように、マスタ１にＲ加工を施すことにより、角部８ａ、８ｂにおいても、それ以外の部分とほぼ同じ膜厚を得ることができる。
【００２７】
このマスタ１の素材として、室温近傍で硬化する一方で、加熱することによって容易に軟化・溶融するワックスも採用し得る。このワックス自体には電導性がないため、その表面に導電性ペースト等の導電皮膜を形成して、表面に電導性を付与する。このワックスはアルミニウムよりも軟化温度等が低いため、より容易に成形及び電気めっき後の除去を行うことができる。
【００２８】
さらに、このコイル２外には、水槽、油槽等の冷却設備（図示せず）を併設することができる。ハブ輪等の自動車用動力伝達部品をこのコイル２内で焼入れ温度に加熱・保持した後、これを直ちにコイル２外に取り出して前記冷却設備で冷却することで焼入れ処理を容易に行い得る。しかも、このコイル２は前記ハブ輪等の外形に沿うように設計されているので、このハブ輪等の被熱処理部が均一に加熱され、均一性の高い高品質な焼入れ部材を得ることができる。
【００２９】
これらの熱処理に用いるコイル２の形状は、当然ながら、図２に記載したものに限定されず、被熱処理部の形状に合うように、直胴部４、６の長さや円弧部５、７の円周角の大きさ等を適宜変更することができる。
【符号の説明】
【００３０】
１  電気鋳造用マスタ（マスタ）
２  高周波誘導加熱用コイル（コイル）
３  通水部
４  第１直胴部
５  第１円弧部
６  第２直胴部
７  第２円弧部
８（８ａ、８ｂ、８ｃ）  角部
９  こぶ
１０  薄膜部
Ｐ  被熱処理部品
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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