(57)【要約】【課題】材質面での制限が少なく要求に応じた材質選択が容易であり、多くの機械部品に広く適用することができ、さらに制振性向上のための非結合界面をスケールを挟み込むことなく成形することのできる機械部品用制振素材及びその製造方法を提供すること。【解決手段】熱間又は温間において素材に剪断応力を加えて、素材における一部分をその周囲の部位から離脱しないようにずらしたスライド部位を形成する剪断加工であるハーフシェア加工を行い、スライド部位を形成することによって生成した新生面に対して脱スケール処理を行い、その後、冷間においてスライド部位を元の位置に戻す嵌め戻し加工を行うことによって形成した、金属的に結合することなく接触している非結合界面を有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱間又は温間において素材に剪断応力を加えて、該素材における一部分をその周囲の部位から離脱しないようにずらしたスライド部位を形成する剪断加工であるハーフシェア加工を行い、上記スライド部位を形成することによって生成した新生面に対し脱スケール処理を行い、その後、冷間において上記スライド部位を元の位置に戻す嵌め戻し加工を行うことによって形成した、金属的に結合することなく接触している非結合界面を有することを特徴とする機械部品用制振素材。
【請求項２】
請求項１において、上記非結合界面は、上記剪断応力付与方向に沿って、両表面側にそれぞれ独立して形成されており貫通していないことを特徴とする機械部品用制振素材。
【請求項３】
熱間又は温間において素材に剪断応力を加えて、該素材における一部分をその周囲の部位から完全に離脱するようにずらしたスライド部位を形成する剪断加工であるフルシェア加工を行い、上記スライド部位を形成することによって生成した新生面に対して脱スケール処理を行い、その後、冷間において上記スライド部位を元の位置に戻す嵌め戻し加工を行うことによって形成した、金属的に結合することなく接触している非結合界面を有することを特徴とする機械部品用制振素材。
【請求項４】
第１部品と、該第１部品と嵌合結合可能な第２部品とを熱間鍛造又は温間鍛造によりそれぞれ形成し、嵌合面となる部分に対して脱スケール処理を行い、その後、上記第１部品と上記第２部品とを冷間において嵌合結合する嵌合結合加工を行うことによって形成した、金属的に結合することなく接触している非結合界面を有することを特徴とする機械部品用制振素材。
【請求項５】
請求項１、３、４のいずれか一項において、上記非結合界面は、上記剪断応力付与方向に沿って、両表面に貫通して形成されていることを特徴とする機械部品用制振素材。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項において、上記非結合界面の境界露出部の一部を溶接した溶接部を有することを特徴とする機械部品用制振素材。
【請求項７】
請求項６において、上記溶接部は、上記機械部品用制振素材の片方の表面のみに有することを特徴とする機械部品用制振素材。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか一項において、上記脱スケール処理の前工程として熱処理を行うことを特徴とする機械部品用制振素材。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか一項において、上記機械部品用制振素材は、制振特性を有する歯車を形成するための歯車用制振素材であり、リング状または円盤状の本体部と、その外周側面又は内周側面に設けた歯型形成部を有しており、上記非結合界面は、上記本体部の軸方向に形成されていることを特徴とする機械部品用制振素材。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項において、上記非結合界面は、環状に形成されていることを特徴とする機械部品用制振素材。
【請求項１１】
請求項１０において、上記非結合界面は、対称形状に形成されていることを特徴とする機械部品用制振素材。
【請求項１２】
請求項１０において、上記非結合界面は円状に形成されていることを特徴とする機械部品用制振素材。
【請求項１３】
請求項１０において、上記非結合界面は、非対称形状に形成されていることを特徴とする機械部品用制振素材。
【請求項１４】
金属的に結合することなく接触している非結合界面を有する機械部品用制振素材を製造する方法であって、
熱間又は温間において素材に剪断応力を加えて、該素材における一部分をその周囲の部位から離脱しないようにずらしたスライド部位を形成する剪断加工であるハーフシェア加工を行うスライド部位形成工程と、
上記スライド部位を形成することによって生成した新生面に対して表面のスケールを除去する脱スケール処理工程と、
冷間において上記スライド部位を元の位置に戻す嵌め戻し加工を行う冷間鍛造工程とを有することを特徴とする機械部品用制振素材の製造方法。
【請求項１５】
金属的に結合することなく接触している非結合界面を有する機械部品用制振素材を製造する方法であって、
熱間又は温間において素材に剪断応力を加えて、該素材における一部分をその周囲の部位から完全に離脱するようにずらしたスライド部位を形成する剪断加工であるフルシェア加工を行うスライド部位形成工程と、
上記スライド部位を形成することによって生成した新生面に対して表面のスケールを除去する脱スケール処理加工と、
冷間において上記スライド部位を元の位置に戻す嵌め戻し加工を行う冷間鍛造工程とを有することを特徴とする機械部品用制振素材の製造方法。
【請求項１６】
金属的に結合することなく接触している非結合界面を有する機械部品用制振素材を製造する方法であって、
第１部品と、該第１部品と嵌合結合可能な第２部品とを熱間又は温間においてそれぞれ形成する結合部品製造工程と、
嵌合面となる部分に対して表面のスケールを除去する脱スケール処理工程と、
上記第１部品と上記第２部品とを冷間において嵌合結合する嵌合結合を行う冷間鍛造工程とを有することを特徴とする機械部品用制振素材の製造方法。
【請求項１７】
請求項１４〜１６のいずれか一項において、さらに、上記非結合界面の境界露出部の一部を溶接した溶接部を形成する溶接工程を有することを特徴とする機械部品用制振素材の製造方法。
【請求項１８】
請求項１７において、上記溶接部は、上記機械部品用制振素材の片方の表面のみに有することを特徴とする機械部品用制振素材の製造方法。
【請求項１９】
請求項１４〜１８のいずれか一項において、上記脱スケール処理の前工程として熱処理を行うことを特徴とする機械部品用制振素材の製造方法。
【請求項２０】
請求項１〜１３のいずれか一項に記載の機械部品用制振素材に加工を加えることにより作製してなることを特徴とする機械部品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動車、建設機械、産業機械等で用いられる部品を加工するための素材に関するものであり、特に、使用する素材の材質に関係なく制振性を大きく高めることが可能な機械部品用制振素材、その製造方法、及びそれを用いた機械部品に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車、建設機械、産業機械等では、エンジンやモーター等によって発生した動力によって各部が駆動する。それらに用いられる部品には、耐面圧性や曲げ強度等、部品に応じて様々な要求特性があり、それを満足させるのに適した材料が選択され、使用されている。
【０００３】
そして、これらの素材は、その多くがＦｅ、Ａｌ等の合金であるが、素材の材質そのものでは解決し難い欠点がある。すなわち、これらの合金からなる部品は、使用環境で発生した振動を伝播させやすく、かつその部品のみでは振動を減衰させる能力に限界があり、結果としてノイズが発生し静粛性が低下すること、振動により部品の使用寿命が低下する場合があることである。
【０００４】
例えば、最近の自動車においては、単にエンジン性能が優れていることだけでは、ユーザーの厳しい要求を満足させることができず、運転中における車内での高いレベルでの静粛性が要求されるようになってきた。自動車の場合、騒音発生の１つの大きな要因はギヤノイズであるが、ノイズ発生の原因となる歯車は一般的に浸炭処理されているものが多く、熱処理歪の発生等により、歯車の噛み合いに悪影響が生じることがノイズ発生の原因であることがわかってきている。従って、熱処理歪低減を目的とした様々な技術開発が盛んにおこなわれる一方で、発生した音や振動を遮断、あるいは低減する技術の開発が強く望まれていた。
【０００５】
このギヤノイズを例とすれば、その発生を防止するために、浸炭処理後に再度仕上げ加工を行って、熱処理歪を解消する方法も考えられないわけではない。しかしながら、そのための仕上げ加工に多大なコストが必要となる。また、歯車やそれを内蔵したユニット自体にダンパー機構を設けることも技術的には可能であるが、そのためのスペースの確保や、部品点数の増加により、コスト面の制約が生じてしまい、それらの方策の採用が進まないのが現状である。従って、製造した歯車に浸炭によって生じた歪が残ったままで使用しても、ユーザーが満足できる静粛性が確保可能な技術開発が強く要望されていた。
【０００６】
この課題に対して、最も直接的な改善方法として、部品を制振材料によって製造し、部品そのもので振動を吸収してしまう方法がある。しかしながら、従来から知られている制振材料としては、鉄基の高合金であったり、純Ｍｇ、Ｍｇ合金、あるいはＭｎ−Ｃｕ合金が良く知られているが、いずれも高価であることは言うまでもなく、加えて機械構造用部品として使用した場合には、十分な強度を確保できないという問題がある。また、鋼板分野で知られている制振性の優れた複合鋼板にしても、機械構造用部品、特に動力伝達部品となると、鋼板という形状面での制約があり、使用できる範囲は極端に少ない。従って、これらの問題を発生させることなく、材料の種類に関係なく、優れた制振性を付与することが可能な素材の開発が強く望まれていた。
【０００７】
前記したような特別な制振性の優れた材料を用いることなく制振性を高められる方策としては、従来から部品中に意図的に金属結合していない割れ等の界面を導入する方法が良く知られており、例えば特許文献１、２等に記載の技術が知られている。
【０００８】
このうち、特許文献１に記載の技術は、材料内に脆い層（部分）を形成させ、その後に加熱、急冷等の熱衝撃を加え、材料内部に意図的に割れを発生させて制振性を高めようとするものである。
【０００９】
また、特許文献２は、金属板の所要部位に線状のビード部を形成し、このビード部内に生じさせた割れによって、該金属板の制振効果を高めようとするものである。
【００１０】
しかしながら、前記した従来の発明には次の問題がある。
前記した特許文献１に記載の発明は、材料内部に脆い層を形成するために、低炭素鋼においては、意図的に浸炭を行ったり、あらかじめ脆い材料である高炭素鋼を用い、それに急冷等の熱衝撃を与えることを特徴としている。
【００１１】
そのため、特許文献１の技術を利用して機械部品の制振性を高めようとすると、強度上浸炭の必要のない部位に使用する場合にまで浸炭が必要となったり、高炭素鋼を使うのが適しない部位にまで高炭素鋼等の割れやすい材料を用いることとなり、本来最適と判断される材料や、適した熱処理を選択することができず、材質、熱処理方法の選択が著しく制限されてしまうという問題がある。
【００１２】
また、特許文献２に記載の発明は、その明細書にも記載されている通り、焼入硬化能を利用しており、焼入硬化能が大きく割れ感受性の高い金属板を用い、割れを発生させる部位にビード部を形成させて割れを付与させることを特徴としている。従って、必然的にこの技術は焼入硬化能の高い金属板を用いないとその効果が得られないものであり、鋼板という形状面での制約に加えて、材質面で適用範囲が大きく制限されてしまうという問題がある。
【００１３】
前記課題を解決することを目的に成された発明として、特許文献３に記載の機械部品用制振素材及びその製造方法がある。この機械部品用制振素材は、材質面での制限が少なく要求に応じた材質選択が容易であり、多くの機械部品に広く適用することができ、優れた制振特性を得ることができる。
【００１４】
【特許文献１】特開昭５２−１４７５１０号公報
【特許文献２】特開２０００−３５０８２号公報
【特許文献３】国際公開第ＷＯ  ２００６／０２５４８８  Ａ１号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
上記特許文献３には、圧入又は鍛造等で溝部を形成し、溝部内空間を縮小させる方向に加工することによって非結合界面を形成することにより、制振性を改善する手法について記載されているが、溝部の形成には溝加工用パンチへの付加が大きいという問題があり、さらに生産性が良く、型に負担のかからない、容易に作製可能な機械部品用制振素材の開発が強く望まれていた。
【００１６】
また、非結合界面を形成する面にスケールが生成した場合、あるいは、その面にスケールが付着している場合には、非結合界面を形成する際に、スケールが脱落するおそれがある。スケールが脱落すると、金型上に脱落した場合には、金型の傷発生につながり、金型寿命に影響を与える等、設備に悪影響を及ぼすという問題や、また、金型上に付着したスケールが、打コン傷等、部品形状に悪影響を及ぼすという問題がある。
この問題に対しては、自動的にエアーでスケールを除去するなどの対策が可能であるが、可能であれば、このような設備を設置することなく製造するほうがより好ましい。
【００１７】
本発明は、かかる従来の問題点に鑑みてなされたものであり、材質面での制限が少なく要求に応じた材質選択が容易であり、多くの機械部品に広く適用することができ、さらに制振性向上のための非結合界面をスケールを挟み込むことなく成形することのできる機械部品用制振素材及びその製造方法を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
第１の発明は、熱間又は温間において素材に剪断応力を加えて、該素材における一部分をその周囲の部位から離脱しないようにずらしたスライド部位を形成する剪断加工であるハーフシェア加工を行い、上記スライド部位を形成することによって生成した新生面に対し脱スケール処理を行い、その後、冷間において上記スライド部位を元の位置に戻す嵌め戻し加工を行うことによって形成した、金属的に結合することなく接触している非結合界面を有することを特徴とする機械部品用制振素材にある（請求項１）。
【００１９】
本発明は、熱間又は温間において素材に剪断応力を加えて、該素材における一部分をその周囲の部位から離脱しないようにずらしたスライド部位を形成するハーフシェア加工を行い、上記スライド部位を形成することによって生成した新生面に対して脱スケール処理を行い、その後、冷間において上記スライド部位を元の位置に戻す嵌め戻し加工を行うことにより非結合界面を形成するという、特定の手順によって意図的に付与した非結合界面を有するものである。
【００２０】
このような非結合界面を設けることにより、十分に大きな制振性改善効果が得られる。また、上記非結合界面は、上記ハーフシェア加工、上記脱スケール処理、及び上記嵌め戻し加工を行うことにより生成できる。そのため、これらの加工が可能な材質であれば、共通して大きな制振効果が得られるという利点があり、前記特許文献１、２記載の発明に比べ、材質面の制限をはるかに小さくすることができる。
【００２１】
また、上記ハーフシェア加工、上記脱スケール処理、上記嵌め戻し加工の順で行うことによって、非結合界面を生成させるため、非結合界面の位置を機械部品にとって都合の良い位置及び形状とすることが容易となる。従って、部品の強度上問題とされない位置（＝高い応力が負荷されない位置）に非結合界面を設けることにより、非結合界面を有するにもかかわらず強度面でも問題のない機械部品を製造可能な素材を得ることができる。
【００２２】
また、優れた制振性を確保するためには、生成した非結合界面の隙間が狭く閉じて、金属結合することなく接触していることが必要である。なお、ここでいう接触とは、ミクロに見れば非接触の部分が部分的又は連続的に存在する場合も含んでおり、拡大鏡に頼ることなく肉眼のみで観察した場合に、見かけ上界面で接触しているように見える場合をすべて含むものである。本発明では、上記のごとく、ハーフシェア加工、脱スケール処理、及び嵌め戻し加工を行うことによって、このような状態の非結合界面を容易に得ることができるのである。
【００２３】
また、嵌め戻し加工前に、スライド部位を形成することによって生成した新生面に生成あるいは付着したスケールを、脱スケール処理によって取り除く。これにより、嵌め戻し加工をスムーズに行うことができ、嵌め合い精度を高く保つことができ、且つ、形成される非結合界面にスケールが挟み込まれることを抑制することができる。
【００２４】
ここで、上記脱スケール処理は、スケールが除去できる処理であればいずれの手法でもよく、本発明においては、特に限定しない。しかし従来の手法の中では、ショットブラスト処理、酸洗処理によって行うことが最も効果的である。
【００２５】
上記嵌め戻し加工は、冷間鍛造により行うものである。冷間において嵌め戻し加工を行うため、加工温度が低く、嵌め戻し前のスライド部位及び周囲の部位の変形抵抗が高いため、嵌め戻し後の部品形状の精度を高く保つことが可能であり、部品成形の観点で優れている。
【００２６】
上述したように、本発明の機械部品用制振素材は、脱スケール処理を行い、上記新生面のスケールを除去した状態で、冷間鍛造において嵌め戻し加工を行うことにより、スケールを挟み込むことなく、優れた精度で形成してなる非結合界面を有している。
そのため、本発明によれば、材質面での制限が少なく要求に応じた材質選択が容易であり、多くの機械部品に広く適用することができ、さらに制振性向上のための非結合界面をスケールを挟み込むことなく形成してなる機械部品用制振素材を提供することができる。
【００２７】
第２の発明は、熱間又は温間において素材に剪断応力を加えて、該素材における一部分をその周囲の部位から完全に離脱するようにずらしたスライド部位を形成する剪断加工であるフルシェア加工を行い、上記スライド部位を形成することによって生成した新生面に対して脱スケール処理を行い、その後、冷間において上記スライド部位を元の位置に戻す嵌め戻し加工を行うことによって形成した、金属的に結合することなく接触している非結合界面を有することを特徴とする機械部品用制振素材にある（請求項３）。
【００２８】
本発明は、熱間又は温間において素材に剪断応力を加えて、該素材における一部分をその周囲の部位から完全に離脱するようにずらしたスライド部位を形成する剪断加工であるフルシェア加工を行い、上記スライド部位を形成することによって生成した新生面に対して脱スケール処理を行い、その後、冷間において上記スライド部位を元の位置に戻す嵌め戻し加工を行うことにより非結合界面を形成するという、特定の手順によって意図的に付与した非結合界面を有するものである。このような非結合界面を設けることにより、十分に大きな制振性改善効果が得られる。
【００２９】
本発明の機械部品用制振素材は、上述の第１の発明の機械部品用制振素材におけるハーフシェア加工を、フルシェア加工としたものであり、その他は、第１の発明と同様である。そのため、本発明においても、第１の発明と同様の効果を得ることができる。
【００３０】
第３の発明は、第１部品と、該第１部品と嵌合結合可能な第２部品とを熱間鍛造又は温間鍛造によりそれぞれ形成し、嵌合面となる部分に対して脱スケール処理を行い、その後、上記第１部品と上記第２部品とを冷間において嵌合結合する嵌合結合加工を行うことによって形成した、金属的に結合することなく接触している非結合界面を有することを特徴とする機械部品用制振素材にある（請求項４）。
【００３１】
本発明は、上記熱間鍛造または温間鍛造と、上記脱スケール処理と、上記嵌合結合加工とを行うことにより非結合界面を形成するという、特定の手順によって意図的に付与した非結合界面を有するものである。このような非結合界面を設けることにより、十分に大きな制振性改善効果が得られるものである。
また、上記熱間鍛造又は温間鍛造、上記脱スケール処理、及び上記嵌合結合加工が可能な材質であれば、上述の第１の発明と同様に、大きな制振効果が得られる。
【００３２】
また、上記熱間鍛造又は温間鍛造において、第１部品及び第２部品は熱間鍛造又は温間鍛造によりそれぞれ形成するので、その表面にはスケールが生成する。そのため、嵌合結合加工の前に、上述の第１の発明と同様に、上記第１部品と上記第２部品の嵌合面となる部分に対して脱スケール処理を施し、生成したスケールを除去する。これにより、後工程の嵌合結合加工をスムーズに行うことができ、場所による嵌合結合精度を高く保つことができる。なお、脱スケール処理の手法については、第１の発明と全く同様である。
【００３３】
また、上記嵌合結合加工は、冷間において、最終的に成形した第１部品と第２部品との嵌合面が、見掛け上全面がほぼ接触した状態となるまで加工することにより、非結合界面を形成するものである。冷間において行うため、上記第１部品と上記第２部品の加工温度が低く、嵌合結合前の第１部品及び第２部品の変形抵抗が高いため、嵌合結合後の部品形状の精度を高く保つことが可能であり、部品成形の観点で優れている。
【００３４】
脱スケール処理を行った後に、冷間鍛造において嵌合結合加工を行うという組合せにすることにより、スケールを挟み込むことなく、優れた精度で、非結合界面を形成することができる。
これにより、本発明によれば、材質面での制限が少なく要求に応じた材質選択が容易であり、多くの機械部品に広く適用することができ、さらに制振性向上のための非結合界面をスケールを挟み込むことなく形成してなる機械部品用制振素材を提供することができる。
【００３５】
第４の発明は、金属的に結合することなく接触している非結合界面を有する機械部品用制振素材を製造する方法であって、
熱間又は温間において素材に剪断応力を加えて、該素材における一部分をその周囲の部位から離脱しないようにずらしたスライド部位を形成する剪断加工であるハーフシェア加工を行うスライド部位形成工程と、
上記スライド部位を形成することによって生成した新生面に対して表面のスケールを除去する脱スケール処理工程と、
冷間において上記スライド部位を元の位置に戻す嵌め戻し加工を行う冷間鍛造工程とを有することを特徴とする機械部品用制振素材の製造方法にある（請求項１４）。
この製造方法によれば、第１の発明に記載の優れた機械部品用制振素材を確実に製造することができる。
【００３６】
第５の発明は、金属的に結合することなく接触している非結合界面を有する機械部品用制振素材を製造する方法であって、
熱間又は温間において素材に剪断応力を加えて、該素材における一部分をその周囲の部位から完全に離脱するようにずらしたスライド部位を形成する剪断加工であるフルシェア加工を行うスライド部位形成工程と、
上記スライド部位を形成することによって生成した新生面に対して表面のスケールを除去する脱スケール処理加工と、
冷間において上記スライド部位を元の位置に戻す嵌め戻し加工を行う冷間鍛造工程とを有することを特徴とする機械部品用制振素材の製造方法にある（請求項１５）。
この製造方法によれば、第２の発明に記載の優れた機械部品用制振素材を確実に製造することができる。
【００３７】
第６の発明は、金属的に結合することなく接触している非結合界面を有する機械部品用制振素材を製造する方法であって、
第１部品と、該第１部品と嵌合結合可能な第２部品とを熱間又は温間においてそれぞれ形成する結合部品製造工程と、
嵌合面となる部分に対して表面のスケールを除去する脱スケール処理工程と、
上記第１部品と上記第２部品とを冷間において嵌合結合する嵌合結合を行う冷間鍛造工程とを有することを特徴とする機械部品用制振素材の製造方法にある（請求項１６）。
この製造方法によれば、第３の発明に記載の優れた機械部品用制振素材を確実に製造することができる。
【００３８】
第７の発明は、第１〜第３の発明のいずれかに記載の機械部品用制振素材に加工を加えることにより作製してなることを特徴とする機械部品にある（請求項１７）。
第１〜第３の発明のいずれかに記載の優れた機械部品用制振素材を素材として、これに加工を加えて作製した機械部品、例えば、上記機械部品用制振素材に歯部を形成した歯車等は、非常に優れた制振特性を発揮し、有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下、発明の内容について詳細に説明する。
第１の発明の機械部品用制振素材は、熱間又は温間において素材に剪断応力を加えて、該素材における一部分をその周囲の部位から離脱しないようにずらしたスライド部位を形成する剪断加工であるハーフシェア加工を行い、上記スライド部位を形成することによって生成した新生面に対して脱スケール処理を行い、その後、冷間において上記スライド部位を元の位置に戻す嵌め戻し加工を行うことによって形成した、金属的に結合することなく見掛け上ほぼ全面が接触している非結合界面を有する。
【００４０】
上記ハーフシェア加工は、熱間又は温間において、素材に剪断応力を加えて部分的にずらしたスライド部位を形成する。なお、上記ハーフシェア加工は、例えば、一対のダイスとポンチを用いて素材を剪断変形することにより行う。そのため、スライドの管理のみで、非結合界面のでき方を制御することができ、スライドの度合いを調節することによって、両表面に貫通している非結合界面、あるいは、非貫通の非結合界面を有する機械部品用制振素材を得ることができる。
また、後工程の嵌め戻し加工を容易に行うことができるので、寸法精度や安定性に優れたものを容易に得ることができる。
【００４１】
また、後述の実施例では、全て内径側の部品を下方にスライドする例のみを示しているが、非結合界面が成形できればよいため、スライドする方向は問わない。したがって、内径側の部品を上方にスライドしても全く同様の効果を得ることができる。
【００４２】
また、上記ハーフシェア加工は、熱間又は温間において行われるため、スケールが生成する。そのため、非結合界面を形成する後工程の嵌め戻し加工を行う前に、脱スケール処理によって、生成したスケールを除去する。
ここで、脱スケール処理としては、上述したとおり、ショットブラスト処理や、酸洗処理による方法を選択することができる。
【００４３】
上記脱スケール処理は、少なくとも上記非結合界面となる新生面に対して行えばよいが、それ以外の部分を含めて素材全体に対して行ってもよい。
【００４４】
また、上記嵌め戻し加工は、冷間において上記スライド部位を元の位置に戻し、非結合界面を形成するものである。嵌め戻し加工によってそのスライド部位を元の位置に戻すように加工を加え、最終的に成形した界面上で見掛け上全面がほぼ接触した状態となるまで加工することにより、非結合界面の成形が完成する。この嵌め戻し加工は、脱スケール処理後の素材に対して、例えば、冷間鍛造と同様の手法により実施することができる。
【００４５】
ここで言う界面上の接触とはあくまでも見掛け上であり、厳密に全面が接触しているかどうかは必要としない。従って、仮に顕微鏡観察した結果、部分的又は連続的に非接触の部分があったとしても、そのことを理由に本発明の対象外となることはなく、肉眼でほぼ接触しているように見える状態まで加工されていれば十分である。その状態まで加工することにより、制振性を大幅に向上することができる。この点においては、後述する第２及び第３の発明についても同様である。
【００４６】
機械部品は、生産性が優れていることから鍛造によって製造される場合が多い。そのため、従来から鍛造で製造されていた部品に対し本発明を適用する場合には、従来の鍛造工程を、熱間又は温間におけるハーフシェア加工と、脱スケール処理と、冷間における嵌め戻し加工を行うことが可能な工程に設計し直すことにより、生産性に大きな影響を及ぼすことなく、非結合界面を付与した機械部品を製造することが可能である。
【００４７】
上記鍛造工程としては、基本的には、素材加熱工程、つぶし工程、粗地工程、仕上げ工程、抜き工程の順に加工を行い、最終形状とする。
本発明では、つぶし工程、粗地工程、仕上げ工程、抜き工程のいずれかの工程において、剪断加工を行うことが可能である。そのため、生産性を大幅に低下させることなく製造することができる。
【００４８】
本発明の機械部品用制振素材は、上記非結合界面は、上記剪断応力付与方向に沿って、両表面側にそれぞれ独立して形成されており貫通していない構成とすることができる（請求項２）。
この場合には、スライド長さを変化させることにより、最終的に生成される非結合界面の長さを調整することができる。また、上記スライド部位とその周囲の部位が切り離されていない連結部を有した状態とすることができる。
【００４９】
また、生成させる非結合界面は、その大きさに比例して制振性向上効果が左右されるので、ある程度大きな非結合界面を生成させることが必要である。すなわち、非結合界面の面積が広いほど振動を減衰する効果が大きくなるからである。具体的には、両端表面側に形成された上記非結合界面の合計深さが、同一方向の厚み寸法の２０％以上であることが好ましい。上記合計深さが２０％未満の場合には、振動の減衰効果が十分に得られないおそれがある。また、上限は特に規定していない。なお、十分な制振効果を得るためには、非結合界面の合計深さを同一方向の厚み寸法の５０％以上とすることが望ましい。
【００５０】
また、上記非結合界面は、上記剪断応力付与方向に沿って、両表面に貫通して形成されている構成とすることもできる（請求項５）。
上記剪断加工として上記ハーフシェア加工を用いて、上記剪断加工のスライドの度合いを高めれば、上記剪断応力付与方向に沿って、両表面に貫通して非結合界面を有する機械部品用制振素材を製造することができる。
【００５１】
第２の発明の機械部品用制振素材は、熱間または温間において素材に剪断応力を加えて、該素材における一部分をその周囲の部位から完全に離脱するようにずらしたスライド部位を形成する剪断加工であるフルシェア加工を行い、上記スライド部位を形成することによって生成した新生面に対して脱スケール処理を行い、その後、冷間において上記スライド部位を元の位置に戻す嵌め戻し加工を行うことによって形成した、金属的に結合することなく見掛け上ほぼ全面が接触している非結合界面を有する。
【００５２】
また、上述の第１の発明と同様に、上記フルシェア加工において、上記スライド部位のスライドする方向は問わない。したがって、内径側の部品を上方にスライドしても全く同様の効果を得ることができる。
【００５３】
また、上記フルシェア加工は、熱間又は温間において行われるため、スケールが生成する。そのため、非結合界面を形成する後工程の嵌め戻し加工を行う前に、脱スケール処理によって、生成したスケールを除去する。
上記脱スケール処理、及び上記嵌め戻し加工としては、上述した第１の発明における脱スケール処理と同様の方法で行うことができる。
【００５４】
また、本発明においても、上述の従来の鍛造工程における、つぶし工程、粗地工程、仕上げ工程、抜き工程のいずれかの工程において、剪断加工であるフルシェア加工を行うことが可能である。そのため、従来の鍛造工程を設計し直すことにより、生産性に大きな影響を及ぼすことなく、非結合界面を付与した機械部品を製造することが可能である。
【００５５】
また、第２の発明における上記非結合界面は、必ず上記剪断応力付与方向に沿って、両表面に貫通して形成されている状態となる（請求項５）。
なお、この場合でも、非結合界面を真円としなかったり、多角形等としておけば、駆動力を伝達する場合であっても問題が生じることはない。
【００５６】
第３の発明の機械部品用制振素材は、該第１部品と嵌合結合可能な第２部品とを熱間鍛造又は温間鍛造によりそれぞれ形成し、嵌合面となる部分に対して脱スケール処理を行い、その後、上記第１部品と上記第２部品とを冷間において嵌合結合する嵌合結合加工を行うことによって形成した、金属的に結合することなく見掛け上ほぼ全面が接触している非結合界面を有する。
【００５７】
上記脱スケール処理は、少なくとも第１部品と第２部品の嵌合面となる部分に対して行い、スケールを除去するものである。なお、上記脱スケール処理としては、上述の第１の発明と同様に、特にその手法については限定しないが、例えば、ショットブラスト処理、酸洗処理により行うことができる。
【００５８】
また、上記嵌合結合加工は冷間において、上記第１部品と第２部品とを嵌合結合し、非結合界面の成形を完成するものである。嵌合結合加工は、上記第１、第２の発明における嵌め戻し加工と同様に行うことができ、最終的に成形した第１部品と第２部品との嵌合面が、見掛け上全面がほぼ接触した状態となる。
【００５９】
また、上記第３の発明における非結合界面は、必ず上記剪断応力付与方向に沿って、両表面に貫通して形成されている状態となる（請求項５）。
なお、この場合でも、非結合界面を真円としなかったり、多角形等としておけば、駆動力を伝達する場合であっても問題が生じることはない。
【００６０】
第１〜第３の発明において、上記非結合界面の境界露出部の一部を溶接した溶接部を有することが好ましい（請求項６）。
この場合には、機械部品用制振素材の表面において非結合界面部分を外から溶接により固定することにより、非結合界面による優れた制振性を損なうことなく、十分な強度を発揮することができる。
【００６１】
上記境界露出部の一部とは、片面全周、両面断続、片面断続等である。
上記非結合界面の境界露出部を全て溶接した場合には、非結合界面を形成することにより得られる効果を阻害するという問題がある。
【００６２】
また、溶接部の深さは、機械部品用制振素材の厚みの１／２以下であることが好ましい。
この場合には、非結合界面を有することによる優れた制振性を維持すると共に、十分な強度を確保することができる。
【００６３】
また、上記溶接は、レーザービーム溶接、電子ビーム溶接であることが好ましい。
この場合には、高精度の溶接が可能であり、非結合界面における所望部分を確実に溶接することができる。
【００６４】
また、上記溶接部は、上記機械部品用制振素材の片方の表面のみに有することが好ましい（請求項７）。
上記溶接部が、上記機械部品用制振素材の片方の表面のみに連続的あるいは断続的に存在する場合は、生産性の観点において優れており、また、特に、優れた制振性をほとんど阻害することなく、十分な強度を発揮することができる。
【００６５】
また、上記脱スケール処理の前工程として熱処理を行うことが好ましい（請求項８）。
この場合には、熱処理により、素材の軟化を行うことができるため、後工程の冷間において行う嵌め戻し工程等において、同時に形状に変化を加える場合等にその加工を容易化することができ有効である。
また、熱処理のため、スケールが付着する。よって、脱スケール処理前に行うことが必要である。
【００６６】
また、上記機械部品用制振素材は、制振特性を有する歯車を形成するための歯車用制振素材であり、リング状または円盤状の本体部と、その外周側面又は内周側面に設けた歯型形成部を有しており、上記非結合界面は、上記本体部の軸方向に形成されていることが好ましい（請求項９）。
この場合には、上記機械部品用制振素材は、制振特性を有する歯車を形成するための歯車用制振素材として使用すると、その効果をさらに著しく向上することができる。
【００６７】
歯車は、歯と歯が噛み合うことによりエンジン等の動力を伝達する役目を果たす部品であるが、歯車の部品全体に均等に応力が負荷されるのではなく、駆動力は歯部に集中して負荷されるため、歯部から離れた位置、すなわち、例えば外周又は内周に歯が加工された歯車では、この外周又は内周の歯部以外の領域には、大きな力が負荷されることがない。場合によっては、軽量化のために部分的に貫通穴をあけて使用されている場合もある。そこで、本発明者等は、このような歯車における応力負荷状態に注目し、歯を加工する領域から適当な長さ離れた位置に非結合界面を成形し、製造した歯車について、実際の使用時と同様に駆動力を負荷した疲労試験を実施した。その結果、負荷する駆動力を増加していった際に非結合界面からの破壊によるのではなく、歯部の破壊によって歯車の強度限界が起きることを把握し、本発明の有効性を確認したものである。
【００６８】
なお、歯車は、高強度を得る必要がある場合には浸炭等の表面硬化処理が行われることが多くあるが、本発明はこのような表面硬化処理の有無に関係なく、優れた制振性を得ることができる。
従って、本発明の機械部品用制振素材を用いて歯車を製造することにより、制振性に著しく優れた歯車を容易に製造することができる。
【００６９】
また、第１及び第２の発明において、上記スライド部位は、鍛造用プレスにセットした金型を用いることにより、成形することを特徴としており、また、第３の発明において、上記嵌合面となる部分は、熱間鍛造又は温間鍛造により成形することを特徴としているため、非結合界面は、多種類の形状を選択することができる。例えば、環状としたり、正多角形とすることもでき、また、対称形状としても、非対称形状としてもどちらでも構わない（請求項１０〜１３）。
そして、非対称形状とする場合には、不等辺多角形、不規則な波形、その他様々な形状がある。この場合には、制振効果をさらに高めることが期待できる。
【００７０】
第４の発明の機械部品用制振素材の製造方法において、上記ハーフシェア加工は、スライド長さの調整によって、非結合界面の面積を自由に調整することができ、ハーフシェア加工でもずらす量が比較的多い場合には、両表面に貫通して形成された非結合界面を有する機械部品用制振素材を得ることができる。
【００７１】
第４〜第６の発明において、さらに、上記非結合界面の境界露出部の一部を溶接した溶接部を形成する溶接工程を有することが好ましい（請求項１７）。
この場合には、上記第１〜第３の発明と同様に、機械部品用制振素材の表面において非結合界面部分を外から溶接により固定することにより、非結合界面による優れた制振性を損なうことなく、十分な強度を発揮する機械部品用制振素材を製造することができる。
また、上述したように、溶接部の深さは、機械部品用制振素材の厚みの１／２以下であることが好ましく、上記溶接は、特にその手法は限定されないが、例えば、レーザービーム溶接、電子ビーム溶接により行うことができる。
【００７２】
また、上記溶接部は、上記機械部品用制振素材の片方の表面のみに有することが好ましい（請求項１８）。
上記溶接部が、上記機械部品用制振素材の片方の表面のみに連続的あるいは断続的に存在する場合は、生産性の観点において優れており、また、特に、優れた制振性をほとんど阻害することなく、十分な強度を発揮する機械部品用制振素材を製造することができる。
【００７３】
また、上記脱スケール処理の前工程として熱処理を行うことが好ましい（請求項１９）。
この場合には、熱処理により、素材の軟化を行うことができるため、後工程の冷間において行う嵌め戻し工程等において、同時に形状に変化を加える場合等にその加工を容易化することができ有効である。
また、熱処理のため、スケールが付着する。よって、脱スケール処理前に行うことが必要である。
【実施例】
【００７４】
（実施例１）
次に、本発明の機械部品用制振素材にかかる実施例について、図１及び図２を用いて説明する。
図１、図２に示すように、本例の機械部品用制振素材１は、熱間又は温間において素材２に剪断応力を加え、該素材における一部分をその周囲の部位２１から離脱しないようにずらしたスライド部位２２を形成する剪断加工であるハーフシェア加工を行い、上記スライド部位２２を形成することによって生成した新生面２３に対して脱スケール処理を行い、その後、冷間において上記スライド部位２２を元の位置に戻す嵌め戻し加工を行うことによって形成した、金属的に結合することなく接触している非結合界面２４を有する。
【００７５】
上記素材２として用いた鋼はＳＣＲ４２０Ｈであり、その化学成分は、０．２１％Ｃ−０．２８％Ｓｉ−０．８３％Ｍｎ−１．１０％Ｃｒ−０．０２８Ａｌ−０．０１１％Ｎ鋼である。
【００７６】
上記機械部品用制振素材１の製造方法は、具体的には、まず、上記鋼を加熱し、つぶし工程を行い、素材２とした。その後、スライド部位形成工程として、熱間において、粗地工程内でハーフシェア加工を行った。その後、脱スケール処理工程として、新生面２３に対して脱スケール処理を施した後、冷間鍛造工程として、冷間において嵌め戻し加工を実施し、機械部品用制振素材１を作製した。なお、本実施例では、その後さらに、中央に有底穴を加工する仕上げ加工を行い、最後に抜き加工により最終形状の部品を得た。
以下、本発明に該当するハーフシェア加工、脱スケール処理、嵌め戻し加工について、さらに説明する。
【００７７】
上記ハーフシェア加工は、図１（ｂ）に示すように、熱間鍛造で、同図に示すＢ方向に剪断応力を加えて、スライド長さｄを調整し、上記スライド部位２２が上記素材２の周囲の部位２１から離脱しないようにずらして行った。
【００７８】
次に、上記脱スケール処理は、新生面２３に対して、直径１．４ｍｍのスチールショットを５分間投射することにより行った。その結果、上記ハーフシェア加工により生成した新生面に形成あるいは付着したスケールが除去された状態となった。
【００７９】
また、上記嵌め戻し加工としては、図１（ｄ）に示すように、冷間において、上記スライド部位２２が元に戻る方向に加工を加えた。その結果、外観上では、上記素材２の周囲の部位２１の内径側と剪断工程であるハーフシェア加工で形成された上記スライド部位２２の外径側が接触した状態となった。
【００８０】
また、図２に、図１（ｄ）におけるＡ方向から見た状態を示す。同図に示すように、上記非結合界面２４は素材２の中心Ｏから距離Ｌの位置に円状に形成した。
図１（ｄ）は、機械部品用制振素材１の断面図であり、同図に示すように、上記剪断応力付与方向Ｂに沿って、非結合界面２４が両表面に貫通して形成されている。
【００８１】
なお、非結合界面２４が貫通している場合には、用途にもよるが部品として、使用上問題が生じる場合がある。この場合には、図１（ｅ）に示すごとく、スライド部位２２を嵌め戻した後に、非結合界面２４の境界露出部の一部を溶接した溶接部２５を有することが好ましい。これらの点においては、後述する実施例についても同様である。
【００８２】
また、機械部品用制振素材の高さ中心の方向に若干の圧縮変形を加えて非結合界面に変形を加える方法で、スライド部位が容易に離脱しないようにすることができる。さらに機械部品用制振素材の外径側中心の方向に変形を加えて、スライド部位２１をより確実に離脱しないようにすることもできる。
【００８３】
（実施例２）
本例は、実施例１と同様の鋼を用いて、実施例１におけるハーフシェア加工のスライドの度合いを抑えて行った例である。その他の工程は実施例１と同様に行った。
図３に、本例において作製された機械部品用制振素材１０２の断面図を示す。同図より、本例の機械部品用制振素材１０２の非結合界面２４は、剪断応力付与方向Ｂに沿って、両表面側にそれぞれ独立して連結部２６を挟んで形成されており貫通していないことが分かる。
【００８４】
（実施例３）
本例は、実施例１と同様の鋼を用いて、実施例１における、ハーフシェア加工を、素材２の周囲の部位２１から完全に離脱するようにずらしたスライド部位２２を形成するフルシェア加工に変えた例である。その他の工程は、実施例１と同様である。本例の機械部品用制振素材１０３の製造工程を、図４に示す。
上記フルシェア加工は、図４（ｂ）に示すように、上記スライド部位２２が上記素材２の周囲の部位２１から完全に離脱するようにずらして行った。
【００８５】
その結果、外観上では、上記素材２の周囲の部位２１の内径側とフルシェア加工で形成された上記スライド部位２２の外径側が接触した状態となった。図４（ｄ）はこのようにして作製された機械部品用制振素材１０３の断面を示す。同図より知られるごとく、機械部品用制振素材１０３の非結合界面２４は、上記剪断応力付与方向Ｂに沿って、両表面に貫通して形成されている。
【００８６】
（実施例４）
本例の機械部品用制振素材１０４は、第１部品４１と、該第１部品４１と嵌合結合可能な第２部品４２とを熱間鍛造により形成し、嵌合面となる部分４３、４４に対して脱スケール処理を行い、その後、上記第１部品４１と上記第２部品４２とを冷間において嵌合結合する嵌合結合を行うことによって形成した、金属的に結合することなく接触している非結合界面（嵌合面）２４を有する。本例の機械部品用制振素材１０４の製造工程を、図５に示す。
【００８７】
上記第１部品、第２部品として用いた鋼は、共にＳＣｒ４２０Ｈである。
【００８８】
上記機械部品用制振素材１０４の製造方法としては、まず、図５（ａ）、（ｃ）に示すように、上記鋼を加熱し、つぶし工程を行い、素材４５、４６とした。その後、図５（ｂ）、（ｄ）に示すように、結合部品製造工程として、熱間鍛造で第１部品４１、及び第２部品４２を作製した。その後、脱スケール処理工程（図５（ｅ））として、上記第１部品４１の嵌合面となる部分４３、上記第２部品４２の嵌合面となる部分４４に対して脱スケール処理を施した。その後、図５（ｆ）に示すように、冷間鍛造工程として、冷間において、第１部品４１と第２部品４２の嵌合結合加工を行った。なお、本実施例では、その後さらに、中央に有底穴を加工する仕上げ加工を行い、最後に抜き加工により最終形状の部品を得た。
以下、本発明に該当する結合部位製造工程、脱スケール処理、嵌合結合加工について、さらに説明する。
【００８９】
上記結合部位製造工程は、熱間において、上記素材４５及び素材４６に、熱間鍛造を行うことにより、リング形状を有する第１部品４１、及び円盤形状を有する第２部品４２を形成した。
【００９０】
上記脱スケール処理は、上述の実施例１と同様の方法で行った。これにより、第１部品４１と第２部品４２との嵌合面となる部分４３、４４に形成しているスケールを除去した。
【００９１】
上記嵌合結合加工は、図５（ｆ）に示すごとく、上記第１部品４１と第２部品４２とが嵌合結合する方向に加工を加えた。その結果、外観上では、上記第１部品４１の嵌合面となる部分４３と、上記第２部品４２の嵌合面となる部分４４とが接触した状態となり、金属的に結合することなく接触している非結合界面２４を形成した。
【００９２】
（実施例５）
本例は、図７及び図８に示すように、平歯車５に本発明を適用した例である。まず、図６には、基本となる従来の平歯車９の製造方法を示す。
従来の平歯車の製造工程は、図６に示すごとく、塊状の鋼２７を加熱する素材加熱工程（ａ）と、加熱された鋼２７をつぶすつぶし工程（ｂ）と、仕上げ鍛造用の素材２の形状とする粗地工程（ｃ）と、上記素材２を粗方の形状の中間体２８に加工する仕上げ工程（ｄ）と、上記粗方の形状の中間体２８の中央部分２９を抜く抜き工程（ｅ）を順に行うものである。この製造工程を行う場合には、図６（ｇ）に示す、非結合界面を有していない従来の平歯車９が得られる。
【００９３】
この従来の平歯車９は、中央に軸穴５９を設けた内筒部５８を有し、その外周側にリング状の薄肉部５５を設け、さらにその外周側に外方に向けて歯を形成した歯型形成領域を有する歯型形成部５１を設けたものである。
【００９４】
次に、本発明を適用した製造方法について説明する。図７（ａ）〜（ｃ）に示すごとく、素材加熱工程（ａ）〜粗地工程（ｃ）までは図６に示した従来と同様の工程を行う。そして、注目すべき点は、図７（ｄ）に示すごとく、上記従来の製造工程における仕上げ工程（図６（ｄ））に、剪断加工であるハーフシェア加工を組み入れ、上記従来の製造工程における抜き工程（図６（ｅ））の後に脱スケール処理を施し、上記従来の製造工程における嵌め戻し工程（図６（ｆ））を冷間において行った点である。その他の工程は従来の製造工程と同様である。鋼には、実施例１と同様のものを用いた。
【００９５】
上記ハーフシェア加工としては、図７（ｄ）に示すごとく、後述する薄肉部５５に対してＢ方向に剪断応力を加え、内筒部５８と薄肉部５５の一部からなるスライド部位２２を、歯型形成部５１と薄肉部５５の一部からなる周囲の部位２１から離脱しない範囲でずらすことにより行った。
【００９６】
次に、上記脱スケール処理（図７（ｆ））としては、実施例１と同様にして行った。その後、冷間において嵌め戻し加工（図７（ｇ））を行うことで、上記剪断応力付与方向に沿って、両表面に貫通し、スケールを挟み込んでいない非結合界面２４を有する平歯車５を形成することができた。
【００９７】
また、図８は、図７（ｇ）におけるＣ方向から平歯車５を見た図である。平歯車５は、寸法、形状は上記従来の平歯車９と同じであるが、内筒部５８と、歯型形成部５１とをつなぐ薄肉部５５に、上記非結合界面２４を設けた点が特徴である。領域Ｓは、歯型形成領域を示す。
【００９８】
以上のように、本例では、従来の製造工程における仕上げ工程（図６（ｄ））を、上記ハーフシェア加工を行うことが可能な工程にし、嵌め戻し加工の前に脱スケール処理を施し、冷間において嵌め戻し加工を行うことが可能な工程に設計し直した。そのため、最終形状として、図７（ｇ）及び図８に示すように、中央に軸穴５９を設けた内筒部５８を有し、その外周側にスケールを挟み込んでいない非結合界面２４を軸方向に有するリング状の薄肉部５５を設け、さらにその外周側に外方に向けて歯を形成した歯型形成領域Ｓを有する歯型形成部５１を設けた平歯車５を形成することができた。
【００９９】
（実施例６）
本例は、図９に示すごとく、実施例５におけるハーフシェア加工（図７（ｄ））を、スライド部位２２を、周囲の部位２１から完全に離脱するようにずらすフルシェア加工に変えた例である。その他の工程は、実施例５と同様である。
本例により得られる最終形状は、実施例５と全く同様である。
【０１００】
（実施例７）
本例は、図１０に示すように、平歯車６に本発明を適用した別の実施例である。
本発明を適用した製造方法について説明する。図１０（ａ）〜（ｄ）に示すごとく、素材加熱工程（ａ）〜仕上げ工程（ｄ）までは図６に示した従来と同様の工程を行う。そして、注目すべき点は、図１０（ｅ）〜（ｇ）に示すごとく、上記従来の製造工程を、抜き工程（図６（ｅ））に剪断加工であるハーフシェア加工を組み入れ、その後、脱スケール処理を行い、冷間において嵌め戻し加工を行った点である。その他の工程は従来の製造工程と同様である。第１部品及び第２部品の鋼には、実施例４と同様のものを用いた。
【０１０１】
上記ハーフシェア加工としては、図１０（ｅ）に示すごとく、後述する薄肉部５５に対してＢ方向に剪断応力を加え、内筒部５８と薄肉部５５の一部からなるスライド部位２２を、歯型形成部５１と薄肉部５５の一部からなる周囲の部位２１から離脱しないようにずらすことにより行った。
【０１０２】
次に、上記脱スケール処理（図１０（ｆ））としては、実施例１と同様にして行った。その後、冷間において嵌め戻し加工（図１０（ｇ））を行うことで、上記剪断応力付与方向に沿って、両表面に貫通し、スケールを挟み込んでいない非結合界面２４を有する平歯車６を形成することができた。
図１０（ｇ）に示す平歯車６は、寸法、形状は上記従来の平歯車９と同じであるが、内筒部５８と、歯型形成部５１とをつなぐ薄肉部５５に、上記非結合界面２４を設けた点が特徴である。
【０１０３】
以上のように、本例では、従来の製造工程を、従来の製造工程における抜き工程（図６（ｅ））という鍛造工程を、上記ハーフシェア加工を行うことが可能な工程とし、その後、脱スケール処理を行い、冷間において嵌め戻し加工を行うことが可能な工程に設計し直した。そのため、最終形状として、図１０（ｇ）に示すように、中央に軸穴５９を設けた内筒部５８を有し、その外周側にスケールを挟み込んでいない非結合界面２４を軸方向に有するリング状の薄肉部５５を設け、さらにその外周側に外方に向けて歯を形成した歯型形成領域を有する歯型形成部５１を設けた平歯車６を形成することができた。
【０１０４】
（実施例８）
本例は、図１１に示すごとく、実施例７におけるハーフシェア加工（図１０（ｅ））を、スライド部位２２を、周囲の部位２１から完全に離脱するようにずらすフルシェア加工に変えた例である。その他の工程は、実施例８と同様である。
本例により得られる最終形状は、実施例８と全く同様である。
【０１０５】
（実施例９）
本例は、図１２に示すように、平歯車７に本発明を適用した例である。
本発明を適用した製造方法について説明する。図１２（ａ）、（ｂ）に示すごとく、素材加熱工程（ａ）つぶし工程（ｂ）は図６に示した従来と同様の工程を行う。そして、注目すべき点は、図１２（ｃ）〜（ｇ）に示すごとく、上記従来の製造工程における粗地工程（図６（ｃ））に、剪断加工であるハーフシェア加工を組み入れ、スライド部位形成工程の後に、脱スケール処理を行い、その後、冷間鍛造工程として、嵌め戻し加工を行った点である。その他の工程は従来の製造工程と同様である。鋼には、実施例１と同様のものを用いた。
【０１０６】
上記ハーフシェア加工としては、図１２（ｃ）に示すごとく、後述する薄肉部５５となる部分に対してＢ方向に剪断応力を加え、その内部のスライド部位２２を、周囲の部位２１から離脱しないようにずらすことにより行った。
その後、仕上げ工程（図１２（ｄ））と、抜き工程（図１２（ｅ））を順に行った後、新生面２３に対して、脱スケール処理（図１２（ｆ））を実施例１と同様にして行った。
その後、冷間において、嵌め戻し加工（図１２（ｇ））を行い、上記剪断応力付与方向に沿って、両表面に貫通し、スケールを挟み込んでいない非結合界面２４を有する平歯車７を形成することができた。
【０１０７】
最終形状である、図１２（ｇ）に示す平歯車７は、寸法、形状は上記従来の平歯車９と同じであるが、内筒部５８と、歯型形成部５１とをつなぐ薄肉部５５に、上記非結合界面２４を設けた点が特徴である。
【０１０８】
以上のように、本例では、従来の製造工程を、従来の製造工程における粗地工程（図６（ｃ））を、上記ハーフシェア加工を行うことが可能な工程とし、その後、脱スケール処理（図１２（ｆ））を行い、冷間において嵌め戻し加工を行うことが可能な工程に設計し直した。そのため、最終形状として、図１２（ｇ）に示すように、中央に軸穴５９を設けた内筒部５８を有し、その外周側に非結合界面２４を軸方向に有するリング状の薄肉部５５を設け、さらにその外周側に外方に向けて歯を形成した歯型形成領域を有する歯型形成部５１を設けた平歯車７を形成することができた。
【０１０９】
（実施例１０）
本例は、図１３に示すごとく、実施例１０のハーフシェア加工（図１２（ｃ））を、スライド部位２２を、周囲の部位２１から完全に離脱するようにずらすフルシェア加工に変えた例である。その他の工程は実施例１０と同様である。
本例により得られる最終形状は、実施例１０と全く同様である。
【０１１０】
（実施例１１）
本例では、実施例１で作製した機械部品用制振素材１に対し、さらに、仕上げ工程及び抜き工程を行い、非結合界面２４の境界露出部の一部を溶接し、表１、図１４、図１５に示すように、５種類の平歯車８（試料Ｅ１〜試料Ｅ４）を作製した。また、同図に示すごとく、平歯車８は、軸穴部８９を有し、外周の歯型形成領域Ｓまで厚みが一定である。その歯先円径ｇは９６ｍｍ、歯幅ｈは１６ｍｍ、モジュールは３、歯数は３０とした。
【０１１１】
また、表１に示すごとく、本発明の実施例としての試料Ｅ１〜試料Ｅ４は、非結合界面２４を有するものを採用し、その非結合界面径Ｄは７６．０ｍｍとした。また、非結合界面２４は、上記剪断応力付与方向に沿って、平歯車８の両表面に貫通して形成されている。
また、図１５は、３０°のピッチで断続的に形成された溶接部２５を有する試料Ｅ３及び試料Ｅ４を示す説明図である。
【０１１２】
また、従来品との差異が明確に比較できるようにするため、比較例（試料Ｃ１）として同じ成分の鋼からなる非結合界面を有していない素材と、別の比較例（試料Ｃ２）として従来から鋼に比較して制振性が優れていると言われている球状黒鉛鋳鉄の中の１つであるＦＣＤ５００についても、上記平歯車８と同一の寸法に加工した。
更に、比較例として、実施例１で作製した機械部品用制振素材１に対し、さらに、仕上げ工程及び抜き工程を行い、非結合界面２４の境界露出部をすべて溶接した平歯車（試料Ｃ３、試料Ｃ４）を作製した。
【０１１３】
【表１】
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【０１１４】
また、実際の歯車では、要求される強度を満足させるために、浸炭処理されることが多く、その処理による影響を正確に把握しておく必要がある。そこで、これらの平歯車８（試料Ｅ１〜試料Ｅ４）及び試料Ｃ１〜試料Ｃ４について浸炭処理後の制振性評価を行った。
上記浸炭処理は、浸炭処処理条件９５０℃×３時間の条件で行った。
【０１１５】
上記制振性評価は、試料を２本のワイヤに吊り下げた状態で図１６に示すＳ１の位置をハンマーで加振して、その加振により発生した対角の歯の端面の振動をレーザー変位計を用いて測定するという方法で行った。そして得られた振動の波形から対数減衰率を計算し、その値によって制振性の改善レベルを評価した。結果を表１に合わせて示す。なお、表１に示した数値は、比較例としての試料Ｃ１の対数減衰率を１とした場合の各歯車試験片の対数減衰率を比で表示したものである。
【０１１６】
表１から明らかなように、本例のようにハーフシェア加工と脱スケール処理と嵌め戻し加工を利用して素材中に非結合界面を導入した実施例（試料Ｅ１〜試料Ｅ４）は、非結合界面を全く有しない比較例（試料Ｃ１及び試料Ｃ２）、及び、非結合界面の境界露出部を全て溶接した溶接部有する比較例（試料Ｃ３及び試料Ｃ４）に比べて対数減衰率が高く、非結合界面の生成により、大幅に制振性が改善されることがわかる。
特に、試料Ｅ１は、格段に対数減衰率が高く、極めて高い効果が確認できた。
【０１１７】
また、本例で用いた試料は、第１の発明の実施例である上述の実施例１において作製した機械部品用制振素材１を使用したが、第２の発明の実施例である上述の実施例３において作製した機械部品用制振素材１０３、及び、第３の発明の実施例である上述の実施例４において作製した機械部品用制振素材１０４を用いて行ったとしても、同様の結果を得ることができることを確認した。
【０１１８】
実施例１〜実施例１０では、非結合界面の形状は全て実験を容易にするため円形状とした。しかし、本発明において非結合界面は制振性を高められればよいので円形状に限定されるものではなく、他の形状とすることも勿論可能である。
【０１１９】
例えば、図１７、図１８に示すごとく、機械部品用制振素材又は機械部品としての円盤状の部材３を想定した場合、正多角形の非結合界面３１、３２を形成することができる。さらに、図１９、図２０に示すごとく、非対称である不等辺の多角形状を呈する非結合界面３３、３４であってもよい。その他の非結合界面形状の例を図２１〜図２３に示す。図２１は、角形スプライン状に非結合界面３５を設けた例である。図２２は、インボリュートスプライン状に非結合界面３６を設けた例である。図２３は、セレーション状に非結合界面３７を設けた例である。
【０１２０】
また、図１９、図２０に示すごとく、不等辺多角形の非結合界面３３、３４等を採用した場合には、下記理由により等辺多角形とした場合と比較して制振性が改善されると考えられる。
すなわち、歯車のように内径側あるいは外径側に等間隔で歯を形成してあると、歯車対の噛み合いは、回転周波数と歯数に応じて、ある特定の周波数となる。また、トルクも同様にある特定の周波数で生じる。等辺多角形の非結合界面の場合は、噛み合い歯面からのトルクや振動の周期的な伝達に対し、非結合界面も角数に応じた周期でそれらを受けるので、振動減衰効果が小さくなる可能性がある。それに対して、不等辺界面であると、振動減衰する界面が不定周期になるため、実際の歯車駆動環境において、より制振効果の向上が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【０１２１】
【図１】実施例１における、機械部品用制振素材の製造方法を示す説明図。
【図２】実施例１における、機械部品用制振素材を示す説明図。
【図３】実施例２における、非結合界面成形後の状態を示す説明図。
【図４】実施例３における、機械部品用制振素材の製造方法を示す説明図。
【図５】実施例４における、機械部品用制振素材の製造方法を示す説明図。
【図６】従来の平歯車の製造方法を示す説明図。
【図７】実施例５における、平歯車の製造方法を示す説明図。
【図８】実施例５における、平歯車を示す説明図。
【図９】実施例６における、フルシェア加工を示す説明図。
【図１０】実施例７における、平歯車の製造方法を示す説明図。
【図１１】実施例８における、フルシェア加工を示す説明図。
【図１２】実施例９における、平歯車の製造方法を示す説明図。
【図１３】実施例１０における、フルシェア加工を示す説明図。
【図１４】実施例１１における、平歯車を示す説明図。
【図１５】実施例１１における、平歯車を示す説明図。
【図１６】実施例１１における、平歯車の制振性評価時の加振位置を示す説明図。
【図１７】非結合界面の形状の一例を示す説明図。
【図１８】非結合界面の形状の一例を示す説明図。
【図１９】非結合界面の形状の一例を示す説明図。
【図２０】非結合界面の形状の一例を示す説明図。
【図２１】非結合界面の形状の一例を示す説明図。
【図２２】非結合界面の形状の一例を示す説明図。
【図２３】非結合界面の形状の一例を示す説明図。
【符号の説明】
【０１２２】
１  機械部品用制振素材
２  素材
２１  周囲の部位
２２  スライド部位
２３  新生面
２４  非結合界面
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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