(57)【要約】【課題】熱処理に伴うひずみの発生を可及的に排除しつつも、シーブ付きシャフトに所望の機械的特性を付与し得る製造方法を低コストに提供する。【解決手段】本発明に係るシーブ付きシャフト１の製造方法は、仕上げ機械加工工程と、仕上げ熱処理工程を含む２以上の熱処理工程とを備えたシーブ付きシャフトの製造方法であって、仕上げ熱処理工程でない熱処理工程として、シーブ付きシャフト素材１のシャフト部２のうちシーブ部３の根元側領域２ａに対して部分焼入れを施す部分焼入れ工程（Ｂ）を備えると共に、部分焼入れ工程（Ｂ）の後に、仕上げ機械加工工程として、シーブ付きシャフト素材に対して仕上げ研削加工を施す仕上げ研削加工工程（Ｃ）を備え、かつ仕上げ機械加工工程（Ｃ）の後に、仕上げ熱処理工程として、シーブ付きシャフト素材に対して窒化処理を施す窒化処理工程（Ｄ）を備える。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
仕上げ機械加工工程と、仕上げ熱処理工程を含む２以上の熱処理工程とを備えたシーブ付きシャフトの製造方法であって、
前記仕上げ熱処理工程でない前記熱処理工程として、シーブ付きシャフト素材のシャフト部のうちシーブ部の根元側領域に対して部分焼入れを施す部分焼入れ工程を備えると共に、
前記部分焼入れ工程の後に、前記仕上げ機械加工工程として、前記シーブ付きシャフト素材に対して仕上げ研削加工を施す仕上げ研削加工工程を備え、かつ
前記仕上げ機械加工工程の後に、前記仕上げ熱処理工程として、前記シーブ付きシャフト素材に対して窒化処理を施す窒化処理工程を工程を備えるシーブ付きシャフトの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シーブ付きシャフトの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
シーブ付きシャフトの製造方法においては、シーブ面に所望の硬度や硬化層深さを付与するために浸炭焼入れ処理を施した後、研削加工を施すのが一般的であるが（例えば、特許文献１を参照）、その場合には以下の問題が存在する。まず、焼入れ時の冷却工程でシーブ付きシャフトにひずみが生じる。そのため、焼入れ処理後に、研削加工などでひずみを除去して当該シャフトの形状を矯正する工程が必須となる。また、浸炭焼入れ処理では、少なからずシャフト表面に浸炭異常層が生じるため、これを除去する意味でも研削加工が必要となる。また、浸炭焼入れ処理を施すと、シャフト素材に設けられたねじ部の硬度が必要以上に高くなるため、焼き戻し処理を行う必要も生じる。以上の工程が、浸炭焼入れ処理以外にも追加で必要となる分、製造コストの高騰を招く結果となっていた。
【０００３】
そこで例えば、特許文献２には、上記問題の解決を狙って、ガス浸炭焼入れ処理の後に高周波焼入れを組み合わせた加工方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−１３０５２７号公報
【特許文献２】特開２００８−１０６８５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、たとえ特許文献２のように複数の焼入れ処理を組み合わせたとしても、何れも焼入れ処理である以上、加熱後の冷却過程が不可避であり、熱処理に伴うひずみの発生を十分に排除することは難しいのが現状であった。また、浸炭焼入れにより素材に形成される硬化層は非常に硬いため、ひずみ除去のための研削加工は困難であり、かつこの研削加工に用いる工具（刃等）にも高スペックのものが必要となり、製造コストの低減化の妨げとなっていた。そもそも、浸炭焼入れのためには長時間を要し、かつ設備コストも高価となるため、この点でも製造コストの低減化は困難であった。
【０００６】
以上の事情に鑑み、本発明により解決すべき課題は、熱処理に伴うひずみの発生を可及的に排除しつつも、シーブ付きシャフトに所望の機械的特性を付与し得る製造方法を低コストに提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題の解決は、本発明に係るシーブ付きシャフトの製造方法によって達成される。すなわち、この製造方法は、仕上げ機械加工工程と、仕上げ熱処理工程を含む２以上の熱処理工程とを備えたシーブ付きシャフトの製造方法であって、仕上げ熱処理工程でない熱処理工程として、シーブ付きシャフト素材のシャフト部のうちシーブ部の根元側領域に対して部分焼入れを施す部分焼入れ工程を備えると共に、部分焼入れ工程の後に、仕上げ機械加工工程として、シーブ付きシャフト素材に対して仕上げ研削加工を施す仕上げ研削加工工程を備え、かつ仕上げ機械加工工程の後に、仕上げ熱処理工程として、シーブ付きシャフト素材に対して窒化処理を施す窒化処理工程を備える点をもって特徴付けられる。
【０００８】
本発明者らは、シーブ付きシャフトに要求される機械的特性について鋭意検討した結果、シーブ面の耐摩耗性以外に、実運転時にベルトを介して付与される繰り返し曲げ荷重に対する耐性が重要であること、特に、シーブ付きシャフトを構成するシャフト部のうちシーブ部の根元側領域における曲げ疲労強度を向上させることが重要であることを見出した。本発明はこの点に鑑みなされたもので、当該領域にのみ部分焼入れを行うと共に、その後の仕上げ熱処理として窒化処理を施すようにした。この方法であれば、従来の浸炭焼入れ処理を用いずとも、必要な箇所のみに必要な大きさの硬度及び硬化層深さを付与することができる。また、部分焼入れを施した以外の箇所（例えばシーブ面）の硬度を高めることができるので、耐摩耗性など所望の機械的特性を確保することができる。また、本発明では、仕上げ熱処理として窒化処理を施すようにしたので、当該熱処理時の温度を浸炭焼入れ等に比べて大幅に低減することができる。よって、当該熱処理時に発生するひずみを極力小さくして、従来不可避であった熱処理後の矯正加工（ひずみ除去のための機械加工）を省略することができる。これにより、加工工程数を従来よりも減じて、製造コストの低減化を図ることが可能となる。また、仕上げ機械加工工程としての仕上げ研削加工を仕上げ熱処理の前に実施することで、素材が比較的軟らかい段階で仕上げ研削を施すことができる。よって、従来の如く浸炭焼入れ後に仕上げ加工を施す場合と比べて、工具への負荷を減らして容易に仕上げ研削加工を行うことが可能となり、これによっても低コスト化を図ることが可能となる。
【０００９】
また、本発明に係る製造方法は、部分焼入れ工程として、シーブ付きシャフト素材の根元側領域に対して高周波焼入れを施す高周波焼入れ工程を備えるものであってもよい。
【００１０】
高周波焼入れは、マスキングなどの処置を施すことなく容易に部分焼入れが可能な手法である。そのため、上述のように部分焼入れとして高周波焼入れを採用すれば、従来のガス浸炭等に比べて効率よく所望の部位（シャフト部のうちシーブ部の根元側領域）を高硬度化することができる。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように、本発明によれば、熱処理に伴うひずみの発生を可及的に排除しつつも、所望の機械的特性を付与したシーブ付きシャフトを低コストに提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係るシーブ付きシャフトの製造方法の流れを示すフローチャートである。
【図２】図１に示す方法の加工対象となるシーブ付きシャフト素材の正面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の一実施形態に係るシーブ付きシャフトの製造方法を図面に基づき説明す  る。なお、本実施形態では、自動車等の無段変速機（ＣＶＴ）に組み込まれる固定シー  ブを一体に有するシーブ付きシャフトを製造対象とする場合を例にとって説明する。
【００１４】
本発明の一実施形態に係るシーブ付きシャフトの製造方法は、図１に示すように、鋼材を鍛造で所定形状に成形する鍛造工程（Ａ）と、鍛造で得たシーブ付きシャフト素材１（後述する図２を参照）の所定部位に対して部分焼入れを施す部分焼入れ工程（Ｂ）と、部分焼入れが施されたシーブ付きシャフト素材１に対して仕上げ研削加工を施す仕上げ研削加工工程（Ｃ）と、仕上げ研削加工が施されたシーブ付きシャフト素材１に仕上げ熱処理としての窒化処理を施す窒化処理工程（Ｄ）とを備える。以下、各工程を順に説明する。
【００１５】
（Ａ）鍛造工程
まず、素材としての鋼材を例えば熱間鍛造で所定形状に成形する。これにより、完成品に対応した形状の成形品（図２に示す形状のシーブ付きシャフト素材１）が得られる。なお、鋼材の材質としては、この種のシャフトに用いられるものが特段の制限なく使用可能であるが、本実施形態のように、仕上げ熱処理として窒化処理を採用し、仕上げ熱処理以外の熱処理として部分焼入れを採用する場合であれば、比較的硬度の高い材料を選択するようにしてもよい。
【００１６】
（Ｂ）部分焼入れ工程
次に、鍛造で得たシーブ付きシャフト素材１の所定部位に対して部分焼入れを施す。本実施形態では、図２に示すように、シーブ付きシャフト部材１のシャフト部２のうち、シーブ部３の根元側領域２ａ、特にシーブ面３ａの小径側端部を含む領域に対して部分焼入れを施す。また、本実施形態では、部分焼入れとして高周波焼入れを施す。これにより、シャフト部２のうちシーブ部３の根元側領域２ａに所定の大きさの硬化層深さ（ここでは例えば有効硬化層深さ）が付与される。もちろん、シーブ部３の内径側端部を一切含まないよう（シーブ面３と連続するシャフト部２のみに）焼入れ対象領域を設定することも可能である。
【００１７】
（Ｃ）仕上げ研削加工工程
このようにしてシャフト部２の所定部位（シーブ部３の根元側領域２ａ）に部分焼入れを施した後、シーブ付きシャフト素材１に仕上げ機械加工としての仕上げ研削加工を施す。これにより、シーブ面３ａを含めたシーブ付きシャフト素材１の全面が所定の寸法精度及び面粗さに仕上げられる。なお、本実施形態では、シーブ面３ａを含むシーブ付きシャフト素材１の全面に仕上げ研削加工を施す場合を例示したが、必ずしも全面に対して仕上げ研削を施す必要はない。例えば、前工程の部分焼入れが施された根元側領域２ａを除く領域に対して仕上げ研削加工を施すようにしてもよい。
【００１８】
（Ｄ）窒化処理工程
以上のようにしてシーブ付きシャフト素材１の寸法精度が仕上げられたら、最後に、シーブ付きシャフト素材１の全面に対して仕上げ熱処理としての窒化処理を施す。これにより、シーブ付きシャフト素材１の表層部に硬化層としての窒化層が形成され、シーブ付きシャフト素材１の表面硬さが所定の硬度にまで向上する。なお、この際の窒化処理としては、ガス窒化処理やガス軟窒化処理が適用可能である。
【００１９】
このように、本発明では、シーブ付きシャフト素材１のシャフト部２のうち、シーブ部３の根元側領域２ａにのみ部分焼入れを行うと共に、その後の仕上げ熱処理として窒化処理を施すようにした。この方法であれば、従来の浸炭焼入れ処理を用いずとも、必要な箇所のみに必要な大きさの硬度及び硬化層深さを付与することができる。また、部分焼入れを施した以外の箇所（例えばシーブ面３ａ）の硬度を高めることができるので、耐摩耗性など所望の機械的特性を確保することができる。また、本発明では、仕上げ熱処理として窒化処理を施すようにしたので、当該熱処理時の温度を浸炭焼入れ等に比べて大幅に低減することができる。よって、当該熱処理時に発生するひずみを極力小さくして、従来不可避であった熱処理後の矯正加工（ひずみ除去のための機械加工）を省略することができる。これにより、加工工程数を従来よりも減じて、製造コストの低減化を図ることが可能となる。また、仕上げ機械加工工程としての仕上げ研削加工を仕上げ熱処理の前に実施することで、シーブ付きシャフト素材１が比較的軟らかい段階で仕上げ研削を施すことができる。よって、従来の如く浸炭焼入れ後に仕上げ加工を施す場合と比べて、工具への負荷を減らして容易に仕上げ研削加工を行うことが可能となり、これによっても低コスト化を図ることが可能となる。
【００２０】
また、従来であれば、シーブ付きシャフト素材１を鍛造等で所定形状に成形した後、まず粗加工を施して完成品に準じた精度にまで形状を仕上げた後、浸炭焼入れなどの熱処理を施していたため（特許文献１等を参照）、どうしても熱処理に伴い発生したひずみを除去するための研削加工がさらに必要となり、機械加工が最低でも２以上必要となっていた。これに対して、本実施形態では、鍛造等で所定形状のシーブ付きシャフト素材１を成形し、その所定部位（シャフト部２のうちシーブ部３の根元側領域２ａ）に対して部分焼入れ（高周波焼入れ）を施した後、所定部位を含めたシーブ付きシャフト素材１の全面に仕上げ研削加工を施し、然る後、窒化処理を仕上げ熱処理として施すことで各加工処理を完了するようにしたので、機械加工は実質的に１回で済む。よって、この点でも、製造工程数を削減して、製造コストの削減を図ることが可能となる。また、精度面に関して、本実施形態では、シャフト部２のうちシーブ部３の根元側領域２ａのみに部分焼入れを施し、然る後、仕上げ研削加工を施すようにしたので、仕上げ研削加工で最も寸法精度が要求されるシーブ面３ａの主たる領域には実質的に焼入れが入っていない（硬化層が形成されていない）状態で仕上げ研削加工が行われる。よって、直前の部分焼入れがシーブ面３ａの仕上げ研削加工精度に悪影響を及ぼす心配はない。
【００２１】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明に係る製造方法は上記例示の形態に限定されることなく、本発明の範囲内において当然に任意の形態を採り得る。
【００２２】
例えば、上記実施形態では、鍛造工程（Ａ）の後、部分焼入れ工程（Ｂ）を設けるようにしたが、材質など必要に応じて焼きならし等の熱処理を鍛造工程（Ａ）と部分焼入れ工程（Ｂ）との間に設けてもよい。
【００２３】
また、上記以外の事項についても、本発明の技術的意義を没却しない限りにおいて他の具体的形態を採り得ることはもちろんである。
【符号の説明】
【００２４】
１      シーブ付きシャフト素材
２      シャフト部
２ａ    根元側領域
３      シーブ部
３ａ    シーブ面
【図１】
2015183257.tif 000003
【図２】
2015183257.tif 000004