(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シャフト支持部と該シャフト支持部の外周から軸方向に延出する脚部とを有するキャリア部材を含む複数の鋼部品が溶接された溶接部と、前記脚部の根元の前記シャフト支持部に設けられ軸中心方向に弧状に切り欠かれた部位と、を含むプラネタリキャリアに対して、浸炭処理を行う浸炭工程と、
前記浸炭工程において浸炭処理された前記プラネタリキャリアを、マルテンサイト変態しない速度で冷却する徐冷工程と、
前記徐冷工程において冷却された前記プラネタリキャリアの前記弧状に切り欠かれた部位に対して、レーザを用いた焼入れを行う焼入工程と、
を備えることを特徴とするプラネタリキャリアの製造方法。
【請求項２】
前記浸炭処理は、真空浸炭を行う処理であることを特徴とする請求項１記載のプラネタリキャリアの製造方法。
【請求項３】
前記徐冷工程において、前記溶接部の組織は、該溶接部を除く部位と同様にフェライト−パーライト組織となることを特徴とする請求項１又は２記載のプラネタリキャリアの製造方法。
【請求項４】
前記鋼部品は、鋼板をプレス加工して得られるプレス部品であることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項記載のプラネタリキャリアの製造方法。
【請求項５】
シャフト支持部と該シャフト支持部の外周から軸方向に延出する脚部とを有するキャリア部材を含む複数の鋼部品が溶接された溶接部と、前記脚部の根元の前記シャフト支持部に設けられ軸中心方向に弧状に切り欠かれた部位と、を含むプラネタリキャリアであって、
前記溶接部における結晶粒は、該溶接部とは異なる部位における結晶粒と同じ大きさを有し、
前記弧状に切り欠かれた部位は、マルテンサイト組成を含むことを特徴とするプラネタリキャリア。
【請求項６】
前記溶接部の組織が、該溶接部を除く部位と同様にフェライト−パーライト組織であることを特徴とする請求項５記載のプラネタリキャリア。
【請求項７】
前記鋼部品は、鋼板をプレス加工して得られるプレス部品であることを特徴とする請求項５又は６記載のプラネタリキャリア。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラネタリキャリアの製造方法及びプラネタリキャリアに係り、特に、複数の鋼部品が溶接された溶接部と、応力集中が予定されている応力集中予定部位と、を含むプラネタリキャリア、及び、その製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼部品からなる溶接が施された溶接部を含む工作物を製造する製造方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。この製造方法は、工作物の原材料を浸炭する工程と、その浸炭された原材料の緩慢な冷却を行う工程と、その冷却された原材料を誘導硬化する工程と、を備えている。かかる製造方法によれば、工作物の溶接により脆化した溶接部について金属組織の均質化を図ることができると共に、工作物の強度を向上させることができる。また、複数の部品が溶接された溶接部を含むプラネタリキャリアが知られている（例えば、特許文献２参照）。このプラネタリキャリアは、鋼板をプレス加工して得られた所定部品を含む部品同士を溶接することにより形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−６３９５２号公報
【特許文献２】国際公開第２０１３／０８８８６０号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上記した特許文献２記載のプラネタリキャリアは、プレス加工された所定部品を含む部品同士が溶接された複雑な形状を有すると共に、その複雑な形状に伴って、搭載された機器（例えば、車両の自動変速機など）の作動時に応力が集中する部位（応力集中予定部位）が存在する。かかるプラネタリキャリアの製造において、溶接部を含む金属組織の均質化と加熱・冷却処理による強度の向上とを目的として、上記した特許文献１記載の製造方法を適用すると、そのプラネタリキャリアを製造するのに誘導硬化が行われることとなる。
【０００５】
しかしながら、上記の誘導硬化による焼入れでは、誘導硬化に用いる治具（具体的には、誘導コイル）を焼入れの必要な箇所のみに配置することが困難であり、焼入れ対象の部品において比較的広い領域で加熱が行われることとなるため、焼入れの必要な応力集中予定部位に加えて、焼入れの必要がない箇所にも焼入れが行われる事態が生じ得る。このため、上記の製造方法では、焼入れ不要箇所に熱処理歪みが生じて、製造されるプラネタリキャリアに反りやうねりなどが発生することで、製品の寸法精度が低下するおそれがある。
【０００６】
本発明は、上述の点に鑑みてなされたものであり、焼入れにより応力集中予定部位の硬度を確保しつつ、焼入れ不要箇所での熱処理歪みの発生を抑止することが可能なプラネタリキャリアの製造方法及びプラネタリキャリアを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、シャフト支持部（４０）と該シャフト支持部（４０）の外周から軸方向に延出する脚部（４２）とを有するキャリア部材（３０）を含む複数の鋼部品（３０）〜（３６）が溶接された溶接部（９６）と、前記脚部（４２）の根元の前記シャフト支持部（４０）に設けられ軸中心方向に弧状に切り欠かれた部位（９８）と、を含むプラネタリキャリア（１０）に対して、浸炭処理を行う浸炭工程と、前記浸炭工程において浸炭処理された前記プラネタリキャリア（１０）を、マルテンサイト変態しない速度で冷却する徐冷工程と、前記徐冷工程において冷却された前記プラネタリキャリア（１０）の前記弧状に切り欠かれた部位（９８）に対して、レーザを用いた焼入れを行う焼入工程と、を備えるプラネタリキャリア（１０）の製造方法である。
【０００８】
また、本発明の一態様は、シャフト支持部（４０）と該シャフト支持部（４０）の外周から軸方向に延出する脚部（４２）とを有するキャリア部材（３０）を含む複数の鋼部品（３０）〜（３６）が溶接された溶接部（９６）と、前記脚部（４２）の根元の前記シャフト支持部（４０）に設けられ軸中心方向に弧状に切り欠かれた部位（９８）と、を含むプラネタリキャリア（１０）であって、前記溶接部（９６）における結晶粒は、該溶接部（９６）とは異なる部位における結晶粒と同じ大きさを有し、前記弧状に切り欠かれた部位（９８）は、マルテンサイト組成を含むプラネタリキャリア（１０）である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、焼入れにより応力集中予定部位の硬度を確保しつつ、焼入れ不要箇所での熱処理歪みの発生を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の一実施例であるプラネタリキャリアを搭載するシステムの構成図である。
【図２】本実施例のプラネタリキャリアの分解斜視図である。
【図３】本実施例のプラネタリキャリアに熱処理を施す装置の構成図である。
【図４】本実施例のプラネタリキャリアの、浸炭・徐冷前後の溶接部の組織の様子を表した図である。
【図５】本実施例のプラネタリキャリアの、浸炭・徐冷後の溶接部の組織の様子を表した拡大図である。
【図６】本実施例のプラネタリキャリアのレーザ焼入れを行う箇所を表した図である。
【図７】本実施例のプラネタリキャリアの熱処理による効果を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて、本発明に係るプラネタリキャリアの製造方法及びプラネタリキャリアの具体的な実施の形態について説明する。
【００１２】
図１は、本発明の一実施例であるプラネタリキャリア１０を搭載するシステム１２の構成図を示す。また、図２は、本実施例のプラネタリキャリア１０の分解斜視図を示す。本実施例のプラネタリキャリア１０を搭載するシステム１２は、車両に搭載される遊星歯車機構１４を含む自動変速機である。以下、システム１２を自動変速機１２と称す。自動変速機１２は、車載エンジンから出力される動力を駆動輪に伝達する際の変速段を可変するものである。
【００１３】
遊星歯車機構１４は、２つのサンギア１６，１８と、リングギア２０と、複数のショートピニオンギア２２と、複数のロングピニオンギア２４と、プラネタリキャリア１０と、を備えている。サンギア１６，１８は、外歯歯車である。リングギア２０は、自動変速機１２の出力軸に固定される内歯歯車である。各ショートピニオンギア２２は、サンギア１６に噛合している。各ロングピニオンギア２４は、サンギア１８及びショートピニオンギア２２に噛合していると共に、リングギア２０に噛合している。
【００１４】
プラネタリキャリア１０は、複数のショートピニオンギア２２及び複数のロングピニオンギア２４を自転自在及び公転自在に保持すると共に、ワンウェイクラッチ２６を介してトランスミッションケース２８に支持されている。プラネタリキャリア１０は、第１キャリア部材３０と、第２キャリア部材３２と、センタプレート３４と、環状部材３６と、の４つの部品により構成されている。プラネタリキャリア１０の各部品は、鋼素材の金属により形成された鋼部品である。この鋼素材は、炭素含有量が０．３５質量％以下の低炭素鋼又は低炭素合金鋼を用いることが、プレス加工の成形性や曲げ性等の加工面やコスト面などの観点から好ましい。
【００１５】
第１キャリア部材３０は、平板状の第１シャフト支持部４０と、複数（図２においては３個）の第１脚部４２と、を有している。第１シャフト支持部４０は、それぞれショートピニオンギア２２に挿通される複数のショートピニオンシャフト４１の一端と、それぞれロングピニオンギア２４に挿通される複数のロングピニオンシャフト４３の一端と、を支持する部位である。第１脚部４２は、第１シャフト支持部４０から延出する脚である。第１脚部４２は、周方向に所定の間隔を空けて配置されている。
【００１６】
第１シャフト支持部４０には、その中央に中心孔４４が、また、その中心孔４４の周囲にシャフト孔４６，４８が、それぞれ設けられている。中心孔４４には、自動変速機１２の入力軸４９及びサンギア１６，１８が挿通される。シャフト孔４６には、上記のショートピニオンシャフト４１が挿入される。また、シャフト孔４８には、上記のロングピニオンシャフト４３が挿入される。シャフト孔４６とシャフト孔４８とは、中心孔４４の周囲に交互にそれぞれ複数設けられている。
【００１７】
第１脚部４２は、基部５０と、遊端部５２と、を有している。基部５０は、第１シャフト支持部４０の外周から軸方向に延出された部位である。また、遊端部５２は、基部５０の軸方向先端から径方向外側に延出された部位である。遊端部５２の径方向外側先端は、予め定められた曲率半径を有するように円弧状に形成されている。
【００１８】
第２キャリア部材３２は、第２シャフト支持部５４と、複数（図２においては３個）の第２脚部５６と、を有している。第２シャフト支持部５４は、上記したショートピニオンシャフト４１の他端と、上記したロングピニオンシャフト４３の他端と、を支持する部位である。第２脚部５６は、第２シャフト支持部５４から延出する脚である。第２脚部５６は、周方向に所定の間隔を空けて配置されている。
【００１９】
第２シャフト支持部５４は、平板状の基部５８と、基部５８の外周から延出された円筒状の筒状部６０と、を有する。第２シャフト支持部５４の基部５８には、その中央に中心孔６２が、また、その中心孔６２の周囲にシャフト孔６４，６６が、それぞれ設けられている。中心孔６２には、自動変速機１２の入力軸４９が挿通される。シャフト孔６４には、上記のショートピニオンシャフト４１が挿入される。また、シャフト孔６６には、上記のロングピニオンシャフト４３が挿入される。シャフト孔６４とシャフト孔６６とは、中心孔６２の周囲に交互にそれぞれ複数設けられている。第２シャフト支持部５４は、また、クラッチハブとしても機能する。筒状部６０の外周面には、クラッチを構成する摩擦板６８が嵌合されるスプライン７０が形成されている。
【００２０】
第２脚部５６は、基部７２と、遊端部７４と、を有している。基部７２は、第２シャフト支持部５４の外周すなわち筒状部６０から軸方向に延出された部位である。また、遊端部７４は、基部７２の軸方向先端から径方向外側に延出された部位である。遊端部７４の径方向外側先端は、第１キャリア部材３０の第１脚部４２の遊端部５２の径方向外側先端と同一の曲率半径を有するように円弧状に形成されている。
【００２１】
センタプレート３４は、素材としての金属をプレス加工することにより形成される。センタプレート３４は、中心孔７６と、複数のロングピニオンギア挿通部７８と、複数のシャフト孔８０と、を有している。中心孔７６には、自動変速機１２の入力軸４９及びサンギア１６が挿通される。ロングピニオンギア挿通部７８は、中心孔７６に連続する切り欠かれた部位である。ロングピニオンギア挿通部７８には、ロングピニオンギア２４が挿通される。シャフト孔８０には、上記のショートピニオンシャフト４１が挿入される。尚、ロングピニオンギア挿通部７８は、貫通孔であってもよい。また、センタプレート３４は、シャフト孔８０に代えて、中心孔７６に連続する切り欠かれた第２ピニオンシャフト挿通部を有することとしてもよい。
【００２２】
センタプレート３４は、第１脚部４２の遊端部５２及び第２脚部５６の遊端部７４の径方向外側先端と同一の曲率半径を有するように円弧状に形成されている。また、センタプレート３４は、切欠部８２，８４を有する。切欠部８２，８４は、センタプレート３４の本体部を切り欠いた部位であって、それぞれ複数設けられている。各切欠部８２の周方向の幅は、第１キャリア部材３０の第１脚部４２の遊端部５２が一つ収容されるように定められている。また、各切欠部８４の周方向の幅は、第２キャリア部材３２の第２脚部５６の遊端部７４が一つ収容されるように定められている。
【００２３】
環状部材３６は、鍛造加工により形成される。環状部材３６は、自動変速機１２のワンウェイクラッチのインナレース及び自動変速機１２のブレーキのブレーキハブの双方として機能する。すなわち、環状部材３６は、円筒状のインナレース部８６と、円筒状のブレーキハブ部８８と、を有する。インナレース部８６とブレーキハブ部８８とは、軸方向に直列されている。ブレーキハブ部８８は、外周にスプラインが形成される部位である。ブレーキハブ部８８には、ブレーキを構成する摩擦板９０が嵌合される。
【００２４】
環状部材３６のブレーキハブ部８８には、当接端面９２と、環状突出部９４と、が設けられている。当接端面９２は、円筒状のブレーキハブ部８８の内周面から軸中心方向へ向けて突出することにより、第１キャリア部材３０の第１脚部４２の遊端部５２、第２キャリア部材３２の第２脚部５６の遊端部７４、及びセンタプレート３４が当接する面を形成する部位である。また、環状突出部９４は、当接端面９２の径方向外側端から軸方向へ突出する部位である。環状突出部９４の内周面の曲率半径は、第１キャリア部材３０の第１脚部４２の遊端部５２、第２キャリア部材３２の第２脚部５６の遊端部７４、及びセンタプレート３４の径方向外側先端の曲率半径よりも僅かに大きくなるように定められている。
【００２５】
次に、本実施例のプラネタリキャリア１０の製造手法について説明する。
【００２６】
本実施例においては、プラネタリキャリア１０の製造に際し、そのプラネタリキャリア１０を構成する第１キャリア部材３０、第２キャリア部材３２、センタプレート３４、及び環状部材３６を準備する。環状部材３６のブレーキハブ部８８側の開口からその環状部材３６の径方向内側に、第１キャリア部材３０の第１シャフト支持部４０及び第１脚部４２の基部５０を挿入すると共に、その第１脚部４２の遊端部５２を環状部材３６の当接端面９２に当接させる。
【００２７】
次に、環状部材３６のブレーキハブ部８８側の開口からセンタプレート３４を挿入すると共に、そのセンタプレート３４を、切欠部８２に第１キャリア部材３０の第１脚部４２の遊端部５２が収容されるように、かつ、そのセンタプレート３４の径方向外側端部が当接端面９２に当接するように配置する。更に、環状部材３６のブレーキハブ部８８側の開口から第２キャリア部材３２を挿入すると共に、その第２キャリア部材３２を、その第２脚部５６の遊端部７４がセンタプレート３４の切欠部８４に収容されるように、かつ、その遊端部７４が環状部材３６の当接端面９２に当接するように配置する。
【００２８】
上記の如く、第１キャリア部材３０、第２キャリア部材３２、及びセンタプレート３４を環状部材３６に組み付けた後、環状部材３６の環状突出部９４の内周面に沿って環状に軸方向一方から溶接を行う。かかる溶接が行われると、第１キャリア部材３０の各第１脚部４２、第２キャリア部材３２の各第２脚部５６、及びセンタプレート３４が環状部材３６の環状突出部９４の内周側に固定される。従って、本実施例のプラネタリキャリア１０の構造によれば、第１脚部４２や第２脚部５６をセンタプレート３４に直接溶接することなく、第１キャリア部材３０、第２キャリア部材３２、及びセンタプレート３４をそれぞれ環状部材３６に一括して溶接することができるので、溶接工数を減らしつつ精度良い溶接を実現することができる。
【００２９】
また、本実施例においては、上記の如く、第１キャリア部材３０、第２キャリア部材３２、センタプレート３４、及び環状部材３６の４つの部品が溶接されることによりプラネタリキャリア１０が構成されると、次に、後に詳述する如く、そのプラネタリキャリア１０の熱処理が行われる。
【００３０】
そして次に、熱処理が行われたプラネタリキャリア１０に対して、第１キャリア部材３０の第１シャフト支持部４０に形成された中心孔４４及び第２キャリア部材３２の第２シャフト支持部５４に形成された中心孔６２を介して、ショートピニオンギア２２及びロングピニオンギア２４を配置する。
【００３１】
各ショートピニオンギア２２、並びに、第１シャフト支持部４０の各シャフト孔４６、センタプレート３４の各シャフト孔８０、及び第２シャフト支持部５４の各シャフト孔６４には、ショートピニオンシャフト４１が挿通される。ショートピニオンギア２２は、ショートピニオンシャフト４１の軸方向両端が例えばカシメなどにより固定されることにより、プラネタリキャリア１０により回転自在に支持される。また、各ロングピニオンギア２４、並びに、第１シャフト支持部４０の各シャフト孔４８及び第２シャフト支持部５４の各シャフト孔６６には、ロングピニオンシャフト４３が挿通される。ロングピニオンギア２４は、ロングピニオンシャフト４３の軸方向両端が例えばカシメなどにより固定されることにより、プラネタリキャリア１０により回転自在に支持される。
【００３２】
図３は、本実施例のプラネタリキャリア１０に熱処理を施す装置１００の構成図を示す。図４は、本実施例のプラネタリキャリア１０の、浸炭・徐冷前後の溶接部の組織の様子を表した図を示す。尚、図４（Ａ）には浸炭・徐冷前を、また、図４（Ｂ）には浸炭・徐冷後を、それぞれ示す。図５は、本実施例のプラネタリキャリア１０の、浸炭・徐冷後の組織の様子を表した拡大図を示す。尚、図５（Ａ）にはその表層部の断面組織を表した写真を、また、図５（Ｂ）にはその内部の断面を表した写真を、それぞれ示す。図６は、本実施例のプラネタリキャリア１０のレーザ焼入れを行う箇所を表した図を示す。また、図７は、本実施例のプラネタリキャリア１０の熱処理による効果を説明するための図を示す。尚、図７には、プラネタリキャリア１０の、表面からの距離とビッカース硬さとの関係を表した図を示す。また、図７においては、本実施例において浸炭処理と徐冷処理とレーザを用いた焼入れ処理とのすべてを含む熱処理が行われた場合の関係をＣ１とし、浸炭処理と徐冷処理とが行われた場合の関係をＣ２とし、本実施例の上記熱処理が行われる前の関係をＣ３とする。
【００３３】
本実施例においては、上記の如く、第１キャリア部材３０、第２キャリア部材３２、センタプレート３４、及び環状部材３６の４つの部品が溶接された溶接部を有するプラネタリキャリア１０が製造されると、その後、そのプラネタリキャリア１０の熱処理が行われる。尚、以下、プラネタリキャリア１０の溶接部を溶接部９６と称す。具体的には、溶接部９６を有するプラネタリキャリア１０に対して、浸炭処理と徐冷処理と焼入れ処理とがその順で行われる。かかる熱処理によれば、溶接部９６を有するプラネタリキャリア１０の溶接部９６における靱性を確保しつつ表面硬度を高めることができる。
【００３４】
本実施例において、プラネタリキャリア１０に熱処理を施す装置１００は、加熱室１０２と、浸炭室１０４と、徐冷室１０６と、焼入れ室１０８と、を備える。加熱室１０２では、溶接部９６を有するプラネタリキャリア１０を加熱する処理が実施される。浸炭室１０４では、加熱室１０２で加熱されたプラネタリキャリア１０を浸炭させる浸炭処理が実施される。徐冷室１０６では、浸炭室１０４で浸炭されたプラネタリキャリア１０を徐冷させる徐冷処理が実施される。また、焼入れ室１０８では、徐冷室１０６で徐冷されたプラネタリキャリア１０を焼入れする焼入れ処理が実施される。
【００３５】
加熱室１０２における加熱処理は、溶接部９６を有するプラネタリキャリア１０をオーステナイト化温度以上の温度（例えば９３０℃）に加熱する工程である。加熱室１０２には、溶接部９６を有するプラネタリキャリア１０が複数纏めて搬入される。加熱室１０２では、複数のプラネタリキャリア１０が纏めて加熱される。
【００３６】
浸炭室１０４における浸炭処理は、浸炭室１０４内の雰囲気を大気圧よりも低い圧力まで減圧した状況でその浸炭室１０４内に浸炭ガスを供給してプラネタリキャリア１０に対して浸炭（すなわち、真空浸炭）を行う工程である。浸炭室１０４には、加熱されたプラネタリキャリア１０が複数纏めて搬入される。浸炭室１０４では、複数のプラネタリキャリア１０が纏めて浸炭される。
【００３７】
この浸炭処理では、浸炭ガスとして炭化水素系のガス（例えば、メタンやプロパン，エチレン，アセチレンなど）が用いられる。かかる浸炭が行われると、浸炭ガスが浸炭処理対象の表面に接触した際に分解して発生する活性な炭素が浸炭処理対象の表面において炭化物となってその浸炭処理対象に蓄えられると共に、表面の炭化物が分解して、蓄えられていた炭素がマトリックスに溶解して内部に向けて拡散される。
【００３８】
上記の浸炭によれば、プラネタリキャリア１０のほぼ全表面に炭素を浸入させてその表層部に浸炭層を形成することができる。この浸炭層の炭素濃度は、母材（すなわち、浸炭前のプラネタリキャリア１０）の炭素濃度に比べて高くなる。尚、浸炭層の炭素濃度は０．７５質量％以下であることが、浸炭処理対象の９０°エッジ部に炭化物を析出させないうえで望ましい。
【００３９】
また、上記の浸炭処理は、プラネタリキャリア１０を構成する複数の部品３０〜３６が溶接された後に行われるので、浸炭処理が溶接前に行われる構成と異なり、浸炭前に各部品３０〜３６の溶接部位に対して防炭処理を施すことは不要であり、工程の簡素化を図ることができる。また、上記の浸炭処理は真空浸炭であるため、浸炭室１０４内の雰囲気中の酸素濃度を低く抑えることができるので、浸炭層の粒界酸化を防ぐことができる。
【００４０】
また、上記の真空浸炭によれば、比較的少量の浸炭ガスを利用してプラネタリキャリア１０に対する浸炭処理を行うことができるので、効率よく浸炭処理を行うことができる。更に、上記の真空浸炭によれば、加熱処理を長時間に亘って行うことが不要であるので、処理時間の短縮化及び消費エネルギの低減を図ることができ、浸炭設備の低コスト化及び小型化を図ることができる。尚、浸炭室１０４内の雰囲気を上記の如く減圧することに代えて、その浸炭室１０４内に窒素ガスや不活性ガスを充填して、その雰囲気中の酸素濃度を低く抑えることとしてもよい。
【００４１】
徐冷室１０６における徐冷処理は、浸炭室１０４における浸炭後のプラネタリキャリア１０を、その鋼素材がマルテンサイト変態する速度よりも遅い冷却速度で冷却（徐冷）する工程である。徐冷室１０６には、浸炭されたプラネタリキャリア１０が複数纏めて搬入される。徐冷室１０６では、複数のプラネタリキャリア１０が纏めて徐冷される。この徐冷処理は、その冷却により組織変態が完了する温度以下まで行われる。かかる徐冷が行われると、プラネタリキャリア１０の、溶接により結晶粒が粗大化したベイナイト組織又はマルテンサイト組織に変質した靱性の比較的低い溶接部９６の組織が、結晶粒が微細化した靱性の比較的高いフェライト−パーライト組織へ改質される。
【００４２】
尚、溶接部９６とは、溶接により溶融した金属が固まった部位に加え、溶融した金属の周辺の、溶接熱の影響を受けることで結晶粒が肥大化したベイナイト組織に変質した部位（いわゆる、溶接熱影響部）を含む。
【００４３】
従って、かかる徐冷によれば、浸炭後のプラネタリキャリア１０がマルテンサイト変態するのを防止することができる。更に、溶接により生じた溶接部９６の粗大化したベイナイト組織又はマルテンサイト組織の結晶粒（図４参照）を、図５に示す如く微細化して、その結晶粒の大きさを溶接部９６とは異なる部位における結晶粒と同じ大きさとするフェライト−パーライト組織とすることができるので、溶接部９６の結晶粒の粗大化に起因する組織の脆弱さを解消させることができ、プラネタリキャリア１０の靱性を向上させることができ、そのプラネタリキャリア１０の強度を高めることができる。
【００４４】
焼入れ室１０８には、高密度エネルギであるレーザを任意の位置及び方向へ照射することが可能なレーザ装置１１０が収容されている。焼入れ室１０８には、徐冷室１０６における徐冷後のプラネタリキャリア１０が一つずつ搬入される。焼入れ室１０８における焼入れ処理は、徐冷室１０６における徐冷後のプラネタリキャリア１０を一つずつ、レーザ装置１１０が照射するレーザを用いて焼入れする工程である。この焼入れ処理は、そのプラネタリキャリア１０の、作動時に応力が集中することが予定されている箇所（例えば、プレス材が折り曲げられて構成された第１キャリア部材３０の、図６に示す如き円弧状に切り欠かれた第１脚部４２の根元近傍など；以下、応力集中予定部位９８と称す。）に対して局部的に行われる。尚、応力集中予定部位としては、上記円弧状に切り欠かれた箇所の他に、第１脚部４２の根元のようにプレス材が曲げられた曲げ部等があり、この曲げ部等に対してレーザによる焼入れ処理が施されることとしてもよい。
【００４５】
かかる焼入れが行われると、レーザ照射によりその照射が行われた応力集中予定部位９８のみがオーステナイト化温度以上の温度に加熱されると共に、そのレーザ照射の停止によりその応力集中予定部位９８が急冷される。焼入れが行われていない部位の温度はレーザ照射の停止前後でほとんど変わらない（例えば、常温である）ため、焼入れが行われた局所の熱が焼入れが行われていない部位に急速に伝達されて、その応力集中予定部位９８がマルテンサイト変態が行われる速度以上の速度で冷却される。
【００４６】
上記のレーザを用いた焼入れによれば、プラネタリキャリア１０を局部的に焼入れすることができ、応力集中予定部位９８の組織をマルテンサイト組成を含むように変態させることができるので、応力集中予定部位９８の硬度（疲労強度）を向上させることができる。具体的には、図７に示す如く、少なくとも表面からの距離が０．３ｍｍ以内である領域については、浸炭処理と徐冷処理とレーザ照射による焼入れ処理とのすべてを含む熱処理が行われた応力集中予定部位９８の表面やその表面近くの箇所を、レーザ照射による焼入れが行われない浸炭処理と徐冷処理とが行われただけのものや、その熱処理が行われる前のものに比して、高硬度とすることができる。このため、プラネタリキャリア１０（具体的には、そのプラネタリキャリア１０を構成する部品３０，３２，３４，３６）の板厚を上げることなどの別の強度アップを図る手法を併用することなく、プラネタリキャリア１０を軽量・コンパクトで高トルク域まで使用可能なものとすることができる。
【００４７】
また、レーザを用いた焼入れによれば、応力集中予定部位９８以外の焼入れ不要な箇所への焼入れが行われないので、その焼入れ不要箇所での焼入れに伴う熱処理歪みの発生を抑止することができ、プラネタリキャリア１０の寸法精度を高めることができる。
【００４８】
また、レーザを用いた焼入れによれば、応力集中予定部位９８の加熱が容易に行われるので、加熱時間の短縮化を図ることができる。また、レーザ照射は、ミラーによる屈折などを利用して実施することができるので、４つの部品で構成された複雑な形状を有するプラネタリキャリア１０の焼入れに適した方式である。また、上記の如く、応力集中予定部位９８の硬度（疲労強度）を向上させることができるので、母材である鋼素材の炭素濃度を低く抑えることとしてもその硬度向上を図ることが可能である。このため、母材の高炭素濃度に起因して加工性が損われるのを防止することができると共に、かつ、母材の炭素濃度が高いことに起因する溶接時の溶接割れを防止することができる。
【００４９】
尚、上記の実施例においては、溶接部９６が特許請求の範囲に記載した「溶接部」に、応力集中予定部位９８が特許請求の範囲に記載した「応力集中予定部位」に、それぞれ相当している。
【００５０】
ところで、上記の実施例においては、プラネタリキャリア１０を構成する４つの部品３０〜３６に空けられる各孔を、各部品３０〜３６が組み付けられてプラネタリキャリア１０を構成する前に形成することとしている。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、孔が形成されていない各部品３０〜３６が組み付けられてプラネタリキャリア１０を構成した後に、各孔を形成することとしてもよい。
【００５１】
また、上記の実施例においては、プラネタリキャリア１０が、互いに溶接される４つの部品３０〜３６から構成される。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、互いに溶接されるものであればよく、プラネタリキャリア１０が２つ以上の部品から構成されるものであってもよい。
【００５２】
また、上記の実施例においては、プラネタリキャリア１０は、部分的に強度を補強するための部材がリブとして溶接されるものではない。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、プラネタリキャリア１０に対して、部分的に強度を補強する目的で、別部材をリブとして溶接するものに適用することとしてもよい。かかる変形例においては、溶接により追加されたリブとプラネタリキャリア１０との溶接部が浸炭工程において改質される。従って、リブの溶接による追加により、剛性や強度の高いプラネタリキャリア１０を容易に実現することができる。
【００５３】
更に、上記の実施例は、浸炭工程と焼入れ工程との間にチル化処理を施す工程を含むものではない。しかし、本発明はこれに限定されるものではなく、浸炭工程と焼入れ工程との間にチル化処理を施す工程を含むものとしてもよい。チル化処理とは、レーザ装置１１０を用いて、焼入れ時よりも大きなエネルギで表面のみを短時間溶融させる処理のことである。
【００５４】
一般的に、プレス加工により鋼板から打ち抜かれた部品は、切断面においてせん断面と破断面とを有し、プレス方向に延びるせん断の筋が存在すると共に、破断面に素材が引き裂かれたことで微小なクラックが多数存在することとなる。そして、これらの筋や微小なクラックを起点として応力集中時に大きなクラック等が発生するおそれがある。これに対して、上記のチル化処理が行われると、上記の切断面においてこれらの筋や微小なクラックを無くして滑らかな表面を形成することができるため、その切断面の強度を向上させることができる。また、上記のチル化処理は、焼入れ工程で使用する設備と同じ設備を用いて行われるので、上記のチル化処理が焼入れ工程の前に行われれば、部品の運搬などが不要となるため、生産性を損なうこと無く、かつ、別途設備を設けることが不要となるため、コスト上昇を招くこと無く、切断面の強度を向上させることができる。
【００５５】
尚、以上の実施例に関し、更に以下を開示する。
【００５６】
［１］複数の鋼部品（３０）〜（３６）が溶接された溶接部（９６）と、応力集中が予定されている応力集中予定部位（９８）と、を含むプラネタリキャリア（１０）に対して、浸炭処理を行う浸炭工程と、前記浸炭工程において浸炭処理された前記プラネタリキャリア（１０）を、マルテンサイト変態しない速度で冷却する徐冷工程と、前記徐冷工程において冷却された前記プラネタリキャリア（１０）の前記応力集中予定部位に対して、レーザを用いた焼入れを行う焼入工程と、を備えるプラネタリキャリア（１０）の製造方法。
【００５７】
上記［１］記載の構成によれば、浸炭処理によりプラネタリキャリアの表面硬度を高めることができ、徐冷処理により溶接部の粗大化した結晶粒を微細化してその靱性を向上させることができる。また、焼入れにより応力集中予定部位の硬度を確保しつつ、焼入れ不要箇所での熱処理歪みの発生を抑止することができる。
【００５８】
［２］上記［１］記載のプラネタリキャリア（１０）の製造方法において、前記浸炭処理は、真空浸炭を行う処理であるプラネタリキャリア（１０）の製造方法。
【００５９】
上記［２］記載の構成によれば、浸炭層の粒界酸化を防ぐことができ、また、浸炭設備の低コスト化及び小型化を図ることができる。
【００６０】
［３］上記［１］又は［２］記載のプラネタリキャリア（１０）の製造方法において、前記徐冷工程において、前記溶接部（９６）の組織は、該溶接部（９６）を除く部位と同様にフェライト−パーライト組織となるプラネタリキャリア（１０）の製造方法。
【００６１】
［４］上記［１］乃至［３］の何れか一項記載のプラネタリキャリア（１０）の製造方法において、前記鋼部品（３０）〜（３６）は、鋼板をプレス加工して得られるプレス部品であるプラネタリキャリア（１０）の製造方法。
【００６２】
［５］上記［１］乃至［４］の何れか一項記載のプラネタリキャリア（１０）の製造方法において、前記応力集中予定部位（９８）は、弧状に切り欠かれた部位であるプラネタリキャリア（１０）の製造方法。
【００６３】
［６］複数の鋼部品（３０）〜（３６）が溶接された溶接部（９６）と、応力集中が予定されている応力集中予定部位（９８）と、を含むプラネタリキャリア（１０）であって、前記溶接部（９６）における結晶粒は、該溶接部（９６）とは異なる部位における結晶粒と同じ大きさを有し、前記応力集中予定部位（９８）は、マルテンサイト組成を含むプラネタリキャリア（１０）。
【００６４】
上記［６］記載の構成によれば、浸炭処理により粗大化した溶接部の結晶粒が微細化されているので、溶接部の靱性を向上させることができる。また、応力集中部位がマルテンサイト組成を含むので、応力集中部位の硬度を向上させることができる。
【００６５】
［７］上記［６］記載のプラネタリキャリア（１０）において、前記溶接部（９６）の組織が、該溶接部（９６）を除く部位と同様にフェライト−パーライト組織であるプラネタリキャリア（１０）。
【００６６】
［８］上記［６］又は［７］記載のプラネタリキャリア（１０）において、前記鋼部品（３０）〜（３６）は、鋼板をプレス加工して得られるプレス部品であるプラネタリキャリア（１０）。
【００６７】
［９］上記［６］乃至［８］の何れか一項記載のプラネタリキャリア（１０）において、前記応力集中予定部位（９８）は、弧状に切り欠かれた部位であるプラネタリキャリア（１０）。
【符号の説明】
【００６８】
１０  プラネタリキャリア
１２  自動変速機
１４  遊星歯車機構
３０  第１キャリア部材
３２  第２キャリア部材
３４  センタプレート
３６  環状部材
９６  溶接部
９８  応力集中予定部位
【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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