(57)【要約】【課題】  車両の駆動系部品の製造方法を工夫することで、生産能率の向上を図る。【解決手段】  この駆動系部品の製造方法は、車両の駆動系部品の製造方法である。この製造方法は、材料を加工し駆動系部品を成形する第１工程Ｓ１と、駆動系部品にガス軟窒化処理を施す第２工程Ｓ２とを含んでいる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動系部品の製造方法であって、
材料を加工し前記駆動系部品を成形する第１工程と、
前記駆動系部品にガス軟窒化処理を施す第２工程とを含む、
駆動系部品の製造方法。
【請求項２】
前記駆動系部品は、
Ｃの含有量が、０．１５重量％以下であり、
Ｃｒの含有量が、１．０〜１．３重量％の範囲内の鋼材である、
請求項１に記載の駆動系部品の製造方法。
【請求項３】
前記駆動系部品のＳの含有量は、０．００５重量％以下の鋼材である、
請求項１又は２に記載の駆動系部品の製造方法。
【請求項４】
前記駆動系部品は、流体式トルク伝達装置のフロントカバーとタービンとの間の空間に配置され両者を機械的に連結するためのロックアップ装置を構成する部品であり、
前記ロックアップ装置は、軸方向に移動可能で前記フロントカバーに連結可能な環状のピストンと、前記ピストンに固定された環状のドライブ部材と、前記ピストンと前記ドライブ部材との半径方向間に配置された弾性部材と、前記タービンに固定されたドリブン部材とを備えている、
請求項１から３のいずれかに記載の駆動系部材の製造方法。
【請求項５】
前記ピストンは、外周側に軸方向に伸びる概ね筒状を有する外周側筒状部を有し、
前記弾性部材は、前記外周側筒状部の内周側と摺動可能である、
請求項４に記載の駆動系金属部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動系部品の製造方法、特に流体式トルク伝達装置のロックアップ装置に用いられる駆動系部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両の流体式トルク伝達装置として、例えばトルクコンバータが知られている。トルクコンバータは、エンジンからのトルクを流体によりトランスミッション側へ伝達するための装置である。トルクコンバータは主に、エンジンからのトルクが入力されるフロントカバーと、フロントカバー内に設けられたインペラと、インペラに対向して配置されたタービンと、タービンからインペラへの流体の流れを調整するためステータとから構成されている。フロントカバー及びインペラにより流体室が形成されており、流体室は例えば作動油等の流体で満たされている。また、トルクコンバータはタービンとフロントカバーとの間に配置されたロックアップ装置を備えている。
【０００３】
ロックアップ装置は、フロントカバーとタービンとを機械的に連結することで直接トルクを伝達するクラッチ機能と、トルク変動を吸収・減衰するためのダンパー機能とを有する装置である。通常、ロックアップ装置は、フロントカバーに摩擦連結可能なピストンと、ピストンの内周側に配置されるトーションスプリングと、トーションスプリングによってピストンと回転方向に弾性的に連結されるドリブンプレートとを有している。ドリブンプレートはタービンに固定されている。
【０００４】
ピストンは、フロントカバーとタービンとの間の空間を軸方向に分割しており、軸方向両側の油圧差によって軸方向へ移動可能である。そして、ピストンの外周部に環状に張られた摩擦フェーシングがフロントカバーの平坦な摩擦面に押し付けられると、フロントカバーに入力されたトルクがロックアップ装置に伝達される。これにより、フロントカバーとタービンとは機械的に連結され、両者の回転数の差が少ない場合のトルク伝達効率が向上する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】実開平０６−４７７６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上に述べたトルクコンバータ等の駆動系装置を構成する駆動系部品は、一般的に他の部材と当接、摺動する場合が多いため、必要に応じて表面に硬化処理を施し耐摩耗性や耐疲労性を高めている。ここでは、ロックアップ装置のピストンを例に挙げて説明する。
【０００６】
ピストンは外周側に軸方向へ延びる概ね筒状の筒状部を有している。そして、ピストンの筒状部の内周側にはトーションスプリングが配置されている。トーションスプリングの保持方法としては、ピストンの外周側筒状部により直接保持する場合と、ピストンの外周側筒状部とトーションスプリングとの半径方向間にリティーニングプレートを設ける場合とがある。トーションスプリングは、遠心力により外周側へ押し付けられるとともに、ロックアップ連結及び連結解除時には伸縮を繰り返すため、周辺の部材であるピストンやリティーニングプレートは耐摩耗性が必要とされる。したがって、ピストンやリティーニングプレートには、全体的又は部分的に対して浸炭焼き入れ焼き戻し（浸炭処理）や浸炭窒化焼き入れ焼き戻し（浸炭窒化処理）、あるいは窒化処理といった硬化処理が施されている（例えば、特許文献１［０００４］、［００１７］参照）。
【０００７】
浸炭処理では、材料の表面にＣを拡散させた後に、焼き入れしてマルテンサイト変態させることにより材料の硬度が高められる。浸炭処理を施した材料は一般的に硬化深さが深く、適用材としてはＣの含有量が０．２５重量％以下の炭素鋼や合金鋼が例示される。しかし、浸炭処理は焼き入れ温度が９２０〜９５０℃と高いため処理コストがかかり、また処理時に発生する材料の歪みが大きいため、ピストン等の板状の材料の硬化処理には不向きである。
【０００８】
また、浸炭窒化処理では、適用材が極軟鋼や低炭素鋼であり、浸炭処理に比べて焼き入れ温度も８５０〜８６０℃と若干低いため、処理時の歪みも浸炭処理に比べて多少は少なくなる。しかし、浸炭窒化処理を施した鋼材は、残留オーステナイトが発生しやすく、硬化層が脆いという欠点を有する。
【０００９】
さらに、窒化処理では、適用材が窒化材（ＡｌやＣｒ等を含む鋼材で、例えばＳＡＣＭ（ＪＩＳ  Ｇ  ４２０２）等）に限定される。また、浸炭処理や浸炭窒化処理に比べて処理温度が低いものの、窒化深さによっては非常に長い処理時間を必要とする。例えば、窒化深さ０．１ｍｍを確保するためには、１０時間近い処理時間が必要となる。
【００１０】
以上に述べた硬化処理方法は、車両の駆動系の部品の硬化処理方法として広く利用されている。しかし、浸炭処理や浸炭窒化処理は処理温度が高いため残留応力が発生しやすく、焼き戻しや歪み矯正等の工程が必要となる。また、窒化処理は、処理温度が低いものの処理時間が非常に長くなる。この結果、いずれの処理方法も総合的な熱処理時間が長くなるため、生産能率が低下し生産コストがかかる。
【００１１】
本発明の課題は、車両の駆動系部品の硬化処理方法を工夫することで、駆動系部品の生産能率の向上を図ることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
請求項１に記載の駆動系部品の製造方法は、車両の駆動系部品の製造方法である。この製造方法は、材料を加工し駆動系部品を成形する第１工程と、駆動系部品にガス軟窒化処理を施す第２工程とを含んでいる。
【００１３】
ガス軟窒化処理とは、材料を入れた炉の中に窒化性ガスと浸炭性ガスの混合ガスを送り込んで高温加熱し、材料を軟窒化する処理をいう。ガス軟窒化処理では、材料の表面に化合物層が形成され、二次的に窒素が拡散して表面近傍の硬度が向上する。ガス軟窒化処理の加熱温度は５７０℃前後であり、処理時間は１〜５時間である。対象鋼種は、軟鋼から高合金鋼まで幅広く、処理後の表面硬さは鋼種によって異なる。したがって、鋼種の選定により様々な表面硬さを得ることができる。
【００１４】
この製造方法では、第２工程においてガス軟窒化処理を施すため、処理温度を従来の浸炭処理や浸炭窒化処理に比べて低くすることができる。これにより、この製造方法では、従来の浸炭処理や浸炭窒化処理に比べて処理品の歪みが少なくなるため、プレステンパー等の歪み矯正工程が不要となる。また、従来の浸炭処理や浸炭窒化処理で必要とされていた焼き戻し工程が不要となる。この結果、この製造方法では、総合的な熱処理時間を短縮することができるため、生産能率を向上させることができる。
【００１５】
請求項２に記載の駆動系部品の製造方法は、請求項１において、駆動系部品のＣの含有量が０．１５重量％以下、Ｃｒの含有量が１．０〜１．３重量％の範囲内の鋼材である。
【００１６】
前述のように、従来は炭素鋼等に浸炭処理を施して、駆動系部品の硬化処理を行っている。しかし、この製造方法では、Ｃ及びＣｒの含有量がそれぞれ０．１５重量％以下及び１．０〜１．３重量％である鋼材にガス軟窒化処理が施される。この結果、材料の硬さ特性が浸炭処理を施した材料と同程度となる。特に、Ｃ及びＣｒの含有量が上記の範囲内にある場合は、材料表面の有効硬化深さが最大となることが判明している。そして、ガス軟窒化処理は、従来の硬化処理よりも総合的な熱処理時間を短縮することができる。これにより、この製造方法では、浸炭処理と同程度の硬さ特性を確保しつつ、浸炭処理や浸炭窒化処理、あるいは窒化処理よりも生産能率を向上させることができる。また、材料のＣの含有量が０．１５重量％以下であるため、従来に比べて第１工程での加工性が向上する。
【００１７】
請求項３に記載の駆動系部品の製造方法は、請求項１又は２において、駆動系部品のＳの含有量が０．００５重量％以下である。
【００１８】
この製造方法では、駆動系部品のＳの含有量が０．００５重量％以下であるため、プレス加工等の曲げ加工性を向上させることができ、プレス加工時の端面割れ等を防止することができる。
【００１９】
請求項４に記載の駆動系部品の製造方法は、請求項１から３のいずれかにおいて、駆動系部品が流体式トルク伝達装置のフロントカバーとタービンとの間の空間に配置され両者を機械的に連結するためのロックアップ装置を構成する部品である。このロックアップ装置は、軸方向に移動可能でフロントカバーに連結可能な環状のピストンと、ピストンに固定された環状のドライブ部材と、ピストンとドライブ部材との半径方向間に配置された弾性部材と、タービンに固定されたドリブン部材とを備えている。
【００２０】
この製造方法では、ロックアップ装置のピストンに対してガス軟窒化処理が施されているため、鋼種の選定を行うことで表面硬さが高いピストンを得ることができる。これにより、ピストンと弾性部材とを直接摺動させる構造としてもピストンの摩耗を防止することができる。また、ピストンと弾性部材とを直接摺動させる構造を採用できるため、リティーニングプレートを弾性部材の外周側に設ける必要がなくなる。この結果、この製造方法では、ロックアップ装置において弾性部材をより外周側へ配置することができ、広捩り角化を実現できる。
【００２１】
請求項５に記載の駆動系部品の製造方法は、請求項４において、ピストンが外周側に軸方向に伸びる概ね筒状を有する外周側筒状部を有し、弾性部材が外周側筒状部の内周側と摺動可能である。
【００２２】
この製造方法では、弾性部材がガス軟窒化処理を施したピストンの外周側筒状部の内周面と摺動可能であるため、ピストンと弾性部材とが摺動してもピストンの摩耗を防止することができる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明に係るの駆動系部品の製造方法では、生産能率の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の一実施形態を図面を参照しながら説明する。
【００２５】
１．駆動系部品の製造方法
（１）製造工程
図１に本発明に係る一実施形態としての製造工程を示す。図１に示すように、本発明の製造工程は第１工程及び第２工程から構成される。
【００２６】
第１工程Ｓ１では、材料を加工し駆動系部品を成形する。駆動系部品としては、例えばトルクコンバータやクラッチ、あるいはトランスミッションといった装置等を構成する部品がある。これらの部品の前加工については、従来の加工方法と何ら変わるところがないため、説明は省略する。
【００２７】
次に第２工程Ｓ２では、第１工程Ｓ１により加工した駆動系部品にガス軟窒化処理を施す。ここで、ガス軟窒化処理について詳細に説明する。
【００２８】
（２）ガス軟窒化処理について
１）ガス軟窒化処理
ガス軟窒化処理とは、材料を入れた炉の中に窒化性ガスと浸炭性ガスの混合ガスを送り込んで高温加熱し、材料を軟窒化する処理をいう。加熱温度は一般的に５７０℃前後であり、１〜５時間かけて処理が行われる。対象鋼種は、軟鋼から高合金鋼まで幅広く、処理後の表面硬さは鋼種によって異なる。したがって、鋼種の選定により様々な表面硬さを得ることができる。
【００２９】
ガス軟窒化処理を施すと、材料の表面に化合物層が形成され、二次的に窒素原子が拡散して表面近傍の硬度が高くなる。化合物層は、窒化物を主成分としており、表面硬さに対して影響を及ぼす。一方、窒素の固溶に伴う格子歪みの発生は、硬化深さに対して影響を及ぼす。一般に、鋼材にＣｒ等が含有している場合、化合物層が硬くなり拡散層の硬度も高くなる。
【００３０】
従来の浸炭処理や浸炭窒化処理と比較したガス軟窒化処理の特徴としては、まず材料の歪みが少ないことが挙げられる。これは、浸炭処理や浸炭窒化処理に比べて処理温度が低く、相変態を利用する必要がないためである。これにより、ガス軟窒化処理では、浸炭処理や浸炭窒化処理において行っていた歪み矯正工程が不要となる。また、ガス軟窒化処理では、浸炭処理や浸炭窒化処理に比べて処理温度が低いため浸炭処理や浸炭窒化処理で必要とされていた焼き戻し工程が不要となるため、総合的な熱処理時間を短縮することができ生産能率が向上する。さらに、ガス軟窒化処理では、適正な鋼種を選定することで、浸炭処理と同程度の硬さ特性を得ることができる。そこで、ガス軟窒化処理に適した材料について説明する。
【００３１】
２）ガス軟窒化処理に適した材料
図２に、表面硬さに及ぼす合金元素の影響を示す。図２の縦軸は硬さ（ＢＨＶ）、横軸は合金元素の含有量（重量％）を示す。図２より、ガス軟窒化処理での表面硬さの確保に有効な元素は、窒素との親和力が非常に強いＣｒ及びＡｌであることが分かる。したがって、本発明はＣｒが含有している場合について記載する。
【００３２】
また、図３に硬化深さに及ぼすＣｒ添加量（含有量）の影響を示す。図３の縦軸はＨｖ４２０の場合の有効硬化深さ（ｍｍ）、横軸はＣｒ添加量（重量％）を示し、材料はＣの含有量が０．２０重量％の低炭素鋼をベースとしている。図３より、ガス軟窒化処理での硬化深さの確保に有効なＣｒ添加量は、１．０〜１．３重量％の範囲内であり、望ましくは１．０重量％であることが分かる。さらに、図４にＣｒ添加鋼とＳＰＨＣ（熱間圧延鋼板）、０．３０重量％Ｃ鋼の熱処理後の硬さ特性を比較した図を示す。図４の縦軸は表面硬さ（Ｈｖ１００ｇ）、横軸は表層からの深さ（ｍｍ）を示す。図４では、３種類の鋼材をガス軟窒化処理を施したものと、従来の浸炭処理を施したものとを比較している。この場合、ガス軟窒化処理条件は、処理温度：５７０℃、処理時間：３時間である。図４より、ガス軟窒化処理を施したＳＰＨＣと、ガス軟窒化処理を施した０．３重量％Ｃ鋼とは、浸炭処理を施したＳＰＨＣに比べて表面硬さ及び硬化深さが低いことが分かる。一方、ガス軟窒化処理を施した１．０重量％Ｃｒ−０．０７重量％Ｃ鋼は、浸炭処理を施したＳＰＨＣと表面硬さ及び硬化深さが同程度となっている。例えば、ガス軟窒化処理後の表面硬さを比較すると、ＳＰＨＣ：Ｈｖ５２５、０．３０重量％Ｃ鋼：Ｈｖ３７８であるのに対して、１．０重量％Ｃｒ−０．０７重量％Ｃ鋼：Ｈｖ７１１と非常に高く浸炭処理を施したＳＰＨＣと同程度である。また、ガス軟窒化処理後の深さ０．１ｍｍの硬さを比較すると、ＳＰＨＣ：Ｈｖ２６０、０．３０重量％Ｃ鋼：Ｈｖ３２８であるのに対して、１．０重量％Ｃｒ−０．０７重量％Ｃ鋼：Ｈｖ５８５と非常に高く浸炭処理を施したＳＰＨＣと同程度である。なお、Ｃの含有量を０．０７重量％としているが、０．１５重量％以下（ＪＩＳ  Ｇ  ３１３１）であれば上記と同等の効果が得られる。
【００３３】
以上の結果より、ガス軟窒化処理により表面硬さ及び硬化深さを効果的に向上させることができる鋼材は、Ｃ：０．１５重量％以下、Ｃｒ：１．０〜１．３重量％であることが分かる。
【００３４】
３）曲げ加工性の向上
以上に述べた０．０７重量％Ｃ−１．０重量％Ｃｒ鋼は、Ｃの含有量が少ない低炭素鋼がベースである。そのため、プレス加工等の曲げ加工性が向上する。また、従来のＳＰＨＣに比べて、Ｓの含有量が少なくなっている。具体的には、ＳＰＨＣのＳ含有量の上限値が０．０５重量％以下（ＪＩＳ  Ｇ  ３１３１）となっているのに対して、０．０７重量％Ｃ−１．０重量％Ｃｒ鋼では０．００５重量％以下としている。一般に、Ｓの含有量が多い鋼材は、被削性が向上する反面、曲げ加工性が低下する。したがって、従来のＳＰＨＣ等のＳの含有量が多い鋼材に比べて、プレス加工等の曲げ加工性が向上するため、プレス加工時の端面の割れ等を防止することができる。なお、Ｃの含有量を０．０７重量％としているが、０．１５重量％以下（ＪＩＳ  Ｇ  ３１３１）であれば上記と同等の効果が得られる。また、Ｃｒの含有量を１．０重量％としているが、１．０〜１．３重量％の範囲内であれば上記と同等の効果が得られる。
【００３５】
（３）本発明の作用効果
以上のようなガス軟窒化処理を駆動系部品の製造方法に適用することで、以下の作用効果が得られる。
【００３６】
この製造方法では、第２工程Ｓ２において駆動系部品にガス軟窒化処理を施すため、処理温度を従来の浸炭処理や浸炭窒化処理に比べて低くすることができる。これにより、従来の浸炭処理や浸炭窒化処理に比べて処理品の歪みが少なくなるため、プレステンパー等の歪み矯正工程が不要となる。また、従来の浸炭処理や浸炭窒化処理で必要とされていた焼き戻し工程が不要となる。また、従来の窒化処理に比べて、処理時間を短縮することができる。この結果、この製造方法は、総合的な熱処理時間を短縮することができ、生産能率を向上させることができる。それに加えて、駆動系部品のＣ及びＣｒの含有量がそれぞれ０．１５重量％以下、１．０〜１．３重量％である場合、従来の浸炭処理と同程度の表面硬さ及び硬化深さを得ることができる。また、駆動系部品のＣの含有量を０．１５重量％以下とすることで、加工性を向上させることができる。また、Ｃｒの含有量が１．０〜１．３重量％の範囲内である場合、ガス軟窒化処理後の駆動系部品の有効硬化深さを最大とすることができる。さらに、Ｓの含有量を０．００５重量％以下としているため、駆動系部品のプレス加工時等の曲げ加工性を向上させることができ、プレス加工時の端面の割れ等を防止できる。
【００３７】
以上より、この製造方法では、浸炭処理と同程度の硬さ特性を確保しつつ駆動系部品の生産能率を向上させることができる。
【００３８】
２．本発明のロックアップ装置のピストンへの適用
本発明にかかる製造方法により、トルクコンバータのロックアップ装置のピストンを製造した場合について説明する。
【００３９】
（１）トルクコンバータの構造
まず、トルクコンバータの構造について説明する。図５にトルクコンバータの縦断面概略図を示す。図５のＯ−Ｏは、トルクコンバータ１の回転軸線を示す。図５において、トルクコンバータ１は、フロントカバー２と、フロントカバー２の外周側突出部８に固定されたインペラシェル９とで流体室を形成している。フロントカバー２は、エンジンのクランクシャフト（図示せず）に対して各構成部品によって装着可能となっており、エンジンからのトルクが入力されるようになっている。インペラシェル９の内部には複数のインペラブレード１０が固定されている。インペラシェル９とインペラブレード１０とによりインペラ３が構成されている。流体室内でインペラ３と対向する位置には、タービン４が配置されている。タービン４は、タービンシェル１１とタービンシェル１１上に固定された複数のタービンブレード１２とから構成されている。タービンシェル１１の内周端部は、タービンハブ１３のフランジ１５にリベット１４を介して固定されている。タービンハブ１３は、内周部に図示しないトランスミッションのメインドライブシャフトに係合するスプライン溝２０を有している。インペラ３の内周部とタービン４の内周部との間にはステータ５が配置されている。ステータ５はタービン４からインペラ３へと戻される流体の方向を調整するものであり、ステータ支持機構６を介して図示しない固定シャフトに支持されている。
【００４０】
（２）ロックアップ装置の構造
ロックアップ装置７は、フロントカバー２とタービン４との間の空間に配置されており、フロントカバー２とタービン４とを機械的に連結するための装置である。ロックアップ装置７は、主に、ピストン２２と、ピストン２２をタービン４に弾性的に連結するための弾性連結機構４０とから構成されている。
【００４１】
ピストン２２は、円板状の部材であり、フロントカバー２とタービンシェル１１との間の空間を、フロントカバー２側の第１油圧室３６とタービン４側の第２油圧室３７とに分割するように配置されている。ピストン２２は厚みの薄い板金製である。ピストン２２はトランスミッション側に延びる内周側筒状部２３を内周側に有している。内周側筒状部２３は、タービンハブ１３のフランジ１５の筒状部１６の外周面１９に軸方向及び円周方向に相対移動可能に支持されている。すなわち、内周側筒状部２３の内周面２５は筒状部１６の外周面１９に当接している。筒状部１６の外周面１９には半径方向中間位置に環状溝が形成されている。環状溝内にはシールリング１８が配置され、シールリング１８は内周側筒状部２３の内周面２５に当接している。このようにして、シールリング１８は第１油圧室３６と第２油圧室３７の内周部分をシールしている。
【００４２】
ピストン２２の外周部には、トランスミッション側に延びる外周側筒状部２４が形成されている。また、ピストン２２の外周部でエンジン側には、環状の摩擦フェーシング３５が設けられている。摩擦フェーシング３５は、フロントカバー２の内側外周部に形成された環状で平坦な摩擦面２ａに対向している。摩擦フェーシング３５とフロントカバー２の摩擦面２ａとの係合により、第１油圧室３６と第２油圧室３７との外周部がシールされる。
【００４３】
弾性連結機構４０は、ピストン２２とタービン４との間、さらに詳細にはピストン２２の外周部とタービンシェル１１の外周部との間に配置されている。弾性連結機構４０は、ピストン２２の外周側筒状部２４の内周側に配置されたリティーニングプレート２７と、ドリブン側の部材としてのドリブンプレート３３と、外周側筒状部２４とリティーニングプレート２７との半径方向間に配置された複数のコイルスプリング３２とから構成されている。リティーニングプレート２７は、ピストン２２の外周部トランスミッション側、すなわち外周側筒状部２４の内周側に配置された環状のプレート部材である。リティーニングプレート２７の内周部は複数のリベット（図示せず）によりピストン２２に固定されている。リティーニングプレート２７は、コイルスプリング３２を外周側筒状部２４とともに保持するための部材である。リティーニングプレート２７は、円周方向に並べられた複数のコイルスプリング３２の内周側を支持する保持部２９を有している。保持部２９はリティーニングプレート２７の円板状部分から切り起こされて形成されている。ピストン２２の外周側筒状部２４は、各コイルスプリング３２の円周方向両側を支持するための係合部３０を有している。ドリブンプレート３３はタービンシェル１１の外周部背面に固定された環状のプレート部材である。ドリブンプレート３３には、円周方向に配置されエンジン側に延びる複数の爪部３４が形成されている。爪部３４は各コイルスプリング３２の円周方向両端に係合している。これにより、ピストン２２からのトルクはコイルスプリング３２を介してドリブンプレート３３に伝達される。
【００４４】
以上に述べたロックアップ装置７は、ピストン２２の外周側筒状部２４の内周側にコイルスプリング３２が配置されている。そのため、ロックアップ連結時には、外周側筒状部２４の内周面とコイルスプリング３２とが直接摺動することになる。そこで、ピストン２２は耐摩耗性を考慮した材料で構成しなければならない。
【００４５】
（３）製造工程
以上に述べたピストン２２の製造工程について説明する。図６にピストン２２の製造工程の一例を示す。まず、打ち抜き工程Ｓ１１では、ピストン２２の原形である環状かつ板状の部材を材料から打ち抜く。切り起こし工程Ｓ１２では、打ち抜いた部材の一部を係合部３０等を成形するために切り起こす。曲げ工程Ｓ１３では、打ち抜いた部材の内周部及び外周部を全周にわたり軸方向へ折り曲げ、内周側筒状部２３や外周側筒状部２４を成形する。そして、ガス軟窒化処理工程Ｓ１４では、各部の加工や成形が終了した状態で、ピストン２２全体に前述のガス軟窒化処理を施す。最後に、仕上げ工程Ｓ１５において、ピストン２２に対してショットブラストや防錆処理等を施す。
【００４６】
（４）作用効果
１）製造工程上の効果
本発明に係る製造方法によりピストン２２を製造した場合の製造工程上の作用効果について説明する。従来の浸炭処理や浸炭窒化処理では、工程Ｓ１４に対応する硬化処理工程において焼き戻しを行っている。また、硬化処理工程後にピストン２２の歪みを取り除くため、プレステンパー等の歪みの矯正を行っている。しかし、このピストン製造工程においては、ガス軟窒化処理を施すため焼き戻し工程及び歪み矯正工程が不要となり、総合的な熱処理時間を短縮することができる。具体的には、従来の浸炭処理や浸炭窒化処理、あるいは窒化処理を含む製造工程に比べて１／２〜１／３程度まで熱処理時間を短縮することができる。したがって、駆動系部品の硬化処理方法としてガス軟窒化処理を採用することで、大幅に生産能率を向上させることができる。
【００４７】
２）ピストンとしての作用効果
本発明に係る製造方法により製造したピストン２２の奏する作用効果について、その動作とともに説明する。フロントカバー２がエンジンからのトルクにより回転すると、フロントカバー２とともにインペラ３も回転する。インペラ３が回転すると、流体としての作動油はインペラブレード１０及び遠心力によりインペラ３外周側からタービン４外周側へ流れる。タービン４外周側へ流れた作動油は、タービンブレード１２により形成されるタービン４内部の流路を通ってタービン４内周側からインペラ３内周側へ戻る。このとき、作動油がタービンブレード１２に衝突するため、タービン４はインペラ３と同方向に回転する。この作動油の流れにより、フロントカバー２に入力されたトルクがタービン４を回転させる。そして、タービン４を介してメインドライブシャフトへトルクが伝達される。
【００４８】
また、トルクコンバータ１の動作中は、第１油圧室３６内には、内周側から作動油が供給されている。そして、作動油は、第１油圧室３６内を半径方向外側に向かって流れ、さらに軸方向トランスミッション側に流れて、最後に流体作動室（トーラス）内に流れ込んでいる。そのため、ピストン２２は軸方向タービン４側に最も移動しており、ピストン２２の摩擦フェーシング３５はフロントカバー２の摩擦面２ａから離れている。なお、このとき、流体作動室内の作動油は、タービン４とステータ５の内周部間を通って外部に排出されている。
【００４９】
ロックアップ連結時には、油圧回路が切り替わり、第１油圧室３６の作動油は内周部からドレンされる。そのため、第１油圧室３６の油圧は第２油圧室３７の油圧より低くなる。この結果、ピストン２２のフロントカバー２側へ移動して、摩擦フェーシング３５がフロントカバー２の摩擦面２ａに強く押し付けられる。
【００５０】
摩擦フェーシング３５がフロントカバー２の摩擦面２ａに押し付けられると、摩擦面を介してフロントカバー２からピストン２２へトルクが入力され、ピストン２２はフロントカバー２と一体となって回転する。ピストン２２が回転すると、コイルスプリング３２は係合部３０と爪部３４との間で圧縮される。コイルスプリング３２が圧縮されると、その弾性力により爪部３４がピストン２２回転方向へ押され、タービン４がフロントカバー２と一体となって回転するようになる。この結果、ロックアップ装置７によりフロントカバー２とタービン４とが機械的に連結され、トルクコンバータ１のトルク伝達効率が向上する。
【００５１】
コイルスプリング３２は、ピストン２２の外周側筒状部２４の内周側に配置されているため、ロックアップ連結時には遠心力により外周側筒状部２４の内周面に押し付けられる。また、ロックアップ連結及び連結解除時には、コイルスプリング３２は回転方向に伸縮を繰り返す。したがって、外周側筒状部２４の内周面は、コイルスプリング３２の外周側と摺動を繰り返す。しかし、本発明に係るロックアップ装置７のピストン２２は前述のガス軟窒化処理を施した鋼材にて製造されているため、ピストン２２全体の表面硬さ及び硬化深さが浸炭処理と同程度に向上してる。したがって、コイルスプリング３２と摺動してもピストン２２の硬化層が剥がれることがなく、ピストン２２の摩耗を防止することができる。
【００５２】
ピストン２２とタービン４との相対回転時には、ピストン２２の内周側筒状部２３の内周面２５は、タービンハブ１３の筒状部１６の外周面１９と回転方向に摺動する。また、ロックアップ連結及び連結解除時には、ピストン２２とタービン４とが軸方向へ相対移動するため、内周面２５は外周面１９と軸方向に摺動する。しかし、このピストン２２は、前述のガス軟窒化処理を施した材料にて製作されているため、ピストン２２全体の表面硬さ及び硬化深さが浸炭処理と同程度に向上している。したがって、タービンハブ１３との摺動に対してもピストン２２の摩耗を防止することができる。また、ピストン２２とコイルスプリング３２とを直接摺動させる構造を採用できるため、リティーニングプレート２７を弾性部材の外周側に設ける必要がなくなる。この結果、ロックアップ装置７のピストン２２の製造に本発明の製造方法を適用した場合、ロックアップ装置７においてコイルスプリング３２をより外周側へ配置することができ、広捩り角化を実現できる。
【００５３】
３．他の実施形態
本発明はかかる上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲を逸脱することなく種々の変形又は修正が可能である。以下に他の実施形態について説明する。
【００５４】
（１）駆動系部品
前述の実施形態では、駆動系部品の例としてロックアップ装置７のピストン２２を例に説明したが、耐摩耗性等が必要な他の駆動系部品に対しても適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に係る一実施形態としての製造工程を示す図。
【図２】表面硬さに及ぼす合金元素の影響を示す図。
【図３】硬化深さに及ぼすＣｒ添加量の影響を示す図。
【図４】Ｃｒ添加鋼とＳＰＨＣ、０．３０重量％Ｃ鋼の熱処理後の硬さ特性を比較した図。
【図５】本発明の一実施形態としてのトルクコンバータ１の縦断面概略図。
【図６】ピストン２２の製造工程の一例。
【符号の説明】
【００５６】
１    トルクコンバータ
２    フロントカバー
３    インペラ
４    タービン
５    ステータ
７    ロックアップ装置
２２  ピストン
２３  内周側筒状部
２４  外周側筒状部
２５  内周面
２７  リティーニングプレート（支持部材）
２９  保持部
３０  係合部
３２  コイルスプリング
３３  ドリブンプレート（ドリブン部材）
３４  爪部
４０  弾性連結機構
Ｓ１  第１工程
Ｓ２  第２工程
【図１】
2006117982.tif 000003
【図２】
2006117982.tif 000004
【図３】
2006117982.tif 000005
【図４】
2006117982.tif 000006
【図５】
2006117982.tif 000007
【図６】
2006117982.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】平成16年11月2日(2004.11.2)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
２）ガス軟窒化処理に適した材料
図２に、表面硬さに及ぼす合金元素の影響を示す。図２の縦軸は硬さ（ＢＨＮ）、横軸は合金元素の含有量（重量％）を示す。図２より、ガス軟窒化処理での表面硬さの確保に有効な元素は、窒素との親和力が非常に強いＣｒ及びＡｌであることが分かる。したがって、本発明はＣｒが含有している場合について記載する。