(57)【要約】【課題】従来に比べて短時間で窒化処理を行うことができるとともに、小ロットの生産にも対応可能で生産調整も行いやすい鋳鉄製摩擦部材の製造装置及びその製造方法を得る。【解決手段】窒化処理装置２０は、ガス窒化炉２１、加熱装置４１及びガス導入装置５１を備えている。ガス窒化炉２１には、窒化処理が施される前のディスクロータ１０が収容される。加熱装置４１は、そのガス窒化炉２１全体を加熱対象とせず、収容されたディスクロータ１０の摺動部１１を加熱対象として、その各摺動面１３，１４を加熱する。そして、ガス導入装置５１は、各摺動面１３，１４が加熱されて窒化処理温度に維持された状態で、ガス窒化炉２１内に窒化性ガスを導入する。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
窒化処理が施された被処理部を有する鋳鉄製摩擦部材の製造装置であって、
前記窒化処理が施される前の鋳鉄製摩擦部材が収容されるガス窒化炉と、
前記ガス窒化炉内に窒化性ガスを導入するガス導入部と、
前記ガス窒化炉全体を加熱対象とせず前記被処理部を加熱対象として、当該被処理部を加熱する加熱部と、
を備えることを特徴とする鋳鉄製摩擦部材の製造装置。
【請求項２】
前記被処理部の温度を検知する温度検知部と、
前記温度検知部により検知された温度が設定された窒化処理温度となるように前記加熱部の温度制御を行う温度制御部と、
を備えることを特徴とする請求項１に記載の鋳鉄製摩擦部材の製造装置。
【請求項３】
前記ガス導入部は、前記被処理部が前記窒化処理温度に達した後に、前記ガス窒化炉内に窒化性ガスの導入を開始するものであることを特徴とする請求項２に記載の鋳鉄製摩擦部材の製造装置。
【請求項４】
前記鋳鉄製摩擦部材はディスクロータであり、前記被処理部は前記ディスクロータの表裏両面に設けられた摺動面であり、
前記加熱部は、前記両摺動面のそれぞれに対峙して設けられていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の鋳鉄製摩擦部材の製造装置。
【請求項５】
前記加熱部は、前記被処理部と対峙して設けられて前記被処理部への熱照射を実行する熱照射部を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の鋳鉄製摩擦部材の製造装置。
【請求項６】
窒化処理が施された被処理部を有する鋳鉄製摩擦部材の製造方法であって、
前記窒化処理が施される前の鋳鉄製摩擦部材をガス窒化炉に収容する工程と、
前記ガス窒化炉内に窒化性ガスを導入するガス導入工程と、
前記ガス窒化炉全体を加熱対象とせず前記被処理部を加熱対象として、当該被処理部を加熱する加熱工程と、
を備えることを特徴とする鋳鉄製摩擦部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳鉄製摩擦部材の製造装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、車両用制動装置は、ディスクロータやブレーキドラム等の鋳鉄製摩擦部材と、ブレーキディスクパッドやブレーキシュー等のブレーキ作動部とを有している。鋳鉄製摩擦部材は、車両のドライブシャフト端部に取り付けられて車輪とともに回転するように構成され、車両制動時には、この鋳鉄製摩擦部材の摺動部にブレーキ作動部が押し付けられる。それにより、両者の間に生じる摩擦によって車輪の回転が制動されるようになっている。
【０００３】
このように鋳鉄製摩擦部材には車両の制動が行われるたび、ブレーキ作動部との間で摩擦が生じるため、高い耐摩耗性が要求される。それとともに、制動装置の構造上、鋳鉄製摩擦部材は車両外に露出した状態で設けられる構成となっているため、錆等に対する耐腐食性も要求される。特にディスクロータに錆が発生してしまうと、車両のホイールデザインによっては、その腐食した様子が外部から視認可能な状態となるため、車両の制動という機能面だけでなく外観の見栄えの面でも高い耐腐食性が求められている。
【０００４】
そこで、従来、鋳鉄製摩擦部材の耐腐食性を向上させるため、摺動部の表面（摺動面）に窒化物層を形成する窒化処理が行われている（例えば、特許文献１参照。）。この従来の窒化処理はバッチ式処理と呼ばれ、ガス窒化炉内に、炉の大きさに応じて数百〜数千個の鋳鉄製摩擦部材を入れ、アンモニアガスを含む窒化性ガスを供給しつつ、炉内全体を所定の窒化処理温度に加熱することで、摺動面に窒化物層を形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−４７４０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の窒化処理では、実用に耐えうる製品を製造する上で、少なくとも数時間という処理時間を要するため、生産性という面では課題のある処理方法であった。しかも、ガス窒化炉内に大量の鋳鉄製摩擦部材を入れて一挙に窒化処理を行う製造装置であるため、生産数減少や顧客の要望等に伴って生産数が小ロットとなった場合にこの装置を使用すると、窒化性ガスやエネルギ等のロスが大きい。このため、生産数調整を行いにくいという点でも課題を有していた。
【０００７】
そこで、本発明は、従来に比べて短時間で窒化処理を行うことができるとともに、小ロットの生産にも対応可能で生産調整も行いやすい鋳鉄製摩擦部材の製造装置及びその製造方法を得ることを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべく、以下の手段を採用した。
【０００９】
すなわち、請求項１に記載の発明では、窒化処理が施された被処理部を有する鋳鉄製摩擦部材の製造装置であって、前記窒化処理が施される前の鋳鉄製摩擦部材が収容されるガス窒化炉と、前記ガス窒化炉内に窒化性ガスを導入するガス導入部と、前記ガス窒化炉全体を加熱対象とせず前記被処理部を加熱対象として、当該被処理部を加熱する加熱部と、を備えることを特徴とする。
【００１０】
この請求項１に記載の発明によれば、ガス窒化炉全体を加熱して加熱雰囲気下とする従来の窒化処理と異なり、加熱部によって、ガス窒化炉全体ではなく被処理部を加熱対象として加熱される。
【００１１】
ここで、前記窒化性ガスとしては、アンモニアガスが用いられる。この場合、アンモニアガスのみを窒化性ガスとして用いてもよいし、このアンモニアガスに窒素ガスや浸炭性ガスを混合したものであってもよい。浸炭性ガスとしては、メタノール等のアルコールを含む炭化水素、一酸化炭素、二酸化炭素等を使用することができる。
【００１２】
なお、一般に、アンモニアガスを主成分とする窒化性ガスとして用いた場合はガス窒化方法と呼ばれ、ビッカース硬さ（ＨＶ）が１０００〜１３００程度という比較的硬度の高い窒化物層が得られる。一方、アンモニアガスと浸炭性ガスとの混合ガスを窒化性ガスとして用いた場合はガス軟窒化方法と呼ばれ、ビッカース硬さ（ＨＶ）が５００〜６００程度という硬度の窒化物層が得られる。請求項１に記載の発明では、ガス窒化方法及びガス軟窒化方法のいずれも採用することができる。
【００１３】
窒化性ガスがガス窒化炉に導入されると、窒化性ガスに含まれるアンモニアガスは、温度が２００℃を超える加熱雰囲気下で不安定化し、「ＮＨ3→Ｎ＋３Ｈ」のように熱分解する。この熱分解によって生じた発生期の原子状窒素（Ｎ）が被処理部の表面に存在する鉄等と化合することにより、当該表面に窒化物層が形成される。
【００１４】
ところが、従来の窒化処理装置では、ガス窒化炉内全体が加熱対象とされ、炉内全体が加熱雰囲気下となっている。その場合、被処理部近傍から離れて、被処理部の窒化反応に使用されない箇所でも、アンモニアガスの熱分解が生じる。このため、被処理部の近傍に至って窒化反応に使用されるアンモニアガスの量が少なくなり、所望の厚さの窒化物層を得るのに時間を要する。また、窒化性ガスが無駄に熱分解されて消費されるため、導入する窒化性ガスの量も増加することとなり、窒化性ガスの使用効率も悪い。
【００１５】
この点、請求項１に記載の発明の場合、前述したように、ガス窒化炉内全体ではなく鋳鉄製摩擦部材の被処理部が加熱対象として加熱される。そのため、炉内に導入された窒化性ガスに含まれるアンモニアガスは、加熱によって高温状態にある被処理部やその近傍で熱分解する。これにより、導入されたアンモニアガスの無駄な熱分解が抑制され、被処理部表面での窒化反応に使用されるアンモニアガス量も増加する。その結果、被処理部表面における窒化反応が促進されて、所望の厚さの窒化物層を得る時間を短縮することができる。それに加え、被処理部が加熱対象とされるため、被処理部が、設定された窒化処理温度まで上昇する時間も短くなる。これらが相まって、窒化物層の形成を短時間で行うことができる。
【００１６】
また、被処理部の表面における窒化反応に使われないまま、無駄に熱分解して消費されてしまう窒化性ガスの量が少なくなることから、窒化性ガスの使用効率を向上させることができる。
【００１７】
さらに、個々の鋳鉄製摩擦部材の被処理部が加熱対象とされることから、小ロットの生産であっても、窒化性ガスやエネルギ等のロスが生じることを抑制できる。これにより、生産数減少や顧客の要望等に伴う生産調整も行いやすい。したがって、従来に比べて短時間で窒化処理を行うことができるだけでなく、小ロットの生産にも対応可能で生産調整も行いやすいという効果が得られる。
【００１８】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明において、前記被処理部の温度を検知する温度検知部と、前記温度検知部により検知された温度が設定された窒化処理温度となるように前記加熱部の温度制御を行う温度制御部と、を備えることを特徴とする。
【００１９】
この請求項２に記載の発明によれば、温度制御部は、温度検知部の検知により被処理部の温度を把握し、被処理部が、設定された窒化処理温度となるように前記加熱部の温度制御を行う。これにより、窒化処理の対象となる被処理部の温度が直接管理されることから、より精緻な温度設定が可能となり、被処理部に形成される窒化物層の厚さを制御することができる。
【００２０】
請求項３に記載の発明では、請求項２に記載の発明において、前記ガス導入部は、前記被処理部が前記窒化処理温度に達した後に、前記ガス窒化炉内に窒化性ガスの導入を開始するものであることを特徴とする。
【００２１】
この請求項３に記載の発明によれば、ガス導入部により、被処理部が設定された窒化処理温度に達した後に、窒化性ガスがガス窒化炉内に導入される。そのため、被処理部が加熱される過程で、窒化性ガスに含まれるアンモニアガスが熱分解されて、被処理部表面における窒化反応に使われないまま、無駄に消費されることが抑制される。これにより、窒化性ガスの使用効率をさらに向上させることができる。
【００２２】
請求項４に記載の発明では、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の発明において、前記鋳鉄製摩擦部材はディスクロータであり、前記被処理部は前記ディスクロータの表裏両面に設けられた摺動面であり、前記加熱部は、前記両摺動面のそれぞれに対峙して設けられていることを特徴とする。
【００２３】
この請求項４に記載の発明によれば、ディスクロータが有する表裏の両摺動面に対峙して加熱部が設けられているため、加熱対象となる両摺動面を狙って局所的に加熱することが可能となり、加熱ムラが生じることを抑制できる。このように加熱ムラを抑制しつつ、両摺動面を設定された窒化処理温度に加熱することができるため、両摺動面での窒化反応促進やより均一な窒化物層の形成に寄与できる。
【００２４】
請求項５に記載の発明では、請求項１乃至４のいずれか１項に記載の発明において、前記加熱部は、前記被処理部と対峙して設けられて前記被処理部への熱照射を実行する熱照射部を備えることを特徴とする。
【００２５】
この請求項５に記載の発明によれば、被処理部と対峙する加熱部の熱照射部から被処理部に向けて熱照射がなされることにより、被処理部の加熱が行われる。これにより、ガス窒化炉全体ではなく被処理部を加熱対象とした局所的な加熱を確実に行うことができる。
【００２６】
請求項６に記載の発明では、窒化処理が施された被処理部を有する鋳鉄製摩擦部材の製造方法であって、前記窒化処理が施される前の鋳鉄製摩擦部材をガス窒化炉に収容する工程と、前記ガス窒化炉内に窒化性ガスを導入するガス導入工程と、前記ガス窒化炉全体を加熱対象とせず前記被処理部を加熱対象として、当該被処理部を加熱する加熱工程と、を備えることを特徴とする。
【００２７】
この請求項６に記載の発明によれば、ガス窒化炉全体ではなく被処理部を加熱対象として加熱するため、導入された窒化性ガスに含まれるアンモニアガスは、被処理部やその近傍で熱分解する。これにより、導入されたアンモニアガスの無駄な熱分解が抑制され、被処理部での窒化反応に使用されるアンモニアガス量も増加する。その結果、被処理部における窒化反応が促進されて、所望の厚さの窒化物層を得る時間を短縮できる。それに加え、被処理部が設定された窒化処理温度まで上昇する時間も短くなり、これらが相まって、窒化物層の形成を短時間で行って生産性を高めることができる。しかも、小ロットの生産の場合でも、窒化性ガスやエネルギ等のロスが生じることを抑制でき、生産数減少や顧客の要望等に伴う生産調整も行いやすい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】ディスクロータを示す断面図。
【図２】ディスクロータの窒化処理装置を示す概略図。
【図３】窒化処理の処理工程を示すフロー図。
【図４】実施例により得られたディスクロータの摺動面の断面写真。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下に、本発明を具体化した一実施の形態について図面を参照しつつ説明する。なお、本実施の形態では、ディスクロータを鋳鉄製摩擦部材の一例として説明する。
【００３０】
はじめに、ディスクロータの概要について図１を用いて簡単に説明する。
【００３１】
図１は、ディスクロータを示す断面図であり、径方向の断面を示している。この図１に示すように、ディスクロータ１０は、摺動部１１と円筒部１２とを有している。
【００３２】
摺動部１１は片状黒鉛を含有するねずみ鋳鉄よりなり、環状をなすように形成されている。摺動部１１の表裏両面は、ディスクパッドにより圧接される一対の摺動面１３，１４となっている。各摺動面１３，１４には窒化処理が施されており、厚さが１０〜１５μｍとなる窒化物層が形成されている。したがって、摺動部１１（より具体的には各摺動面１３，１４）は、窒化処理が施された被処理部に相当する。
【００３３】
円筒部１２は有蓋円筒状をなし、摺動部１１の内周部から当該円筒部１２の中心軸線方向に突出して設けられている。円筒部１２の蓋部分は取付板部１５となっており、取付板部１５の中心部には取付孔１６が設けられている。この取付板部１５及び取付孔１６を用いて、車軸Ｓの端部に設けられたハブＨにディスクロータ１０が取り付けられる。
【００３４】
次に、ディスクロータ１０に対して窒化処理を行う窒化処理装置について、図２を用いて説明する。この窒化処理装置は鋳鉄製摩擦部材の製造装置に相当し、この窒化処理装置を用いることにより、摺動部１１の各摺動面１３，１４に窒化物層が形成される。
【００３５】
図２は、窒化処理装置を示す概略図である。この図２に示すように、窒化処理装置２０は、ガス窒化炉２１、ロータ支持具３１、加熱装置４１、ガス導入装置５１がそれぞれ設けられている。
【００３６】
ロータ支持具３１は、ガス窒化炉２１内でディスクロータ１０を支持するための治具である。ロータ支持具３１は支持シャフト３２を有しており、ディスクロータ１０の取付孔１６に支持シャフト３２の先端部を通すことで、ディスクロータ１０が支持されるようになっている。
【００３７】
加熱装置４１は、赤外線を照射する赤外線照射面４２を備えた赤外線ランプ（近赤外線ランプ）であり、加熱部に相当する。加熱装置４１はその外観が直方体形状をなし、この実施形態では４つの加熱装置４１が設けられている。４つのうち２つの加熱装置（第１加熱装置）４１ａは、その長手方向（紙面に対する垂直方向）を同じ方向に向け、ロータ支持具３１に支持されたディスクロータ１０の摺動部１１を挟むようにして配置されている。また、もう２つの加熱装置（第２加熱装置）４１ｂも同じように配置され、かつ第１加熱装置４１ａとの間に支持シャフト３２を挟むようにして設けられている。
【００３８】
その上で、各加熱装置４１は、それぞれの熱照射部としての赤外線照射面４２が、摺動部１１の各摺動面１３，１４と対峙するように設けられている。このため、加熱装置４１から照射される赤外線（近赤外線）が、摺動部１１の各摺動面１３，１４に向けて照射され、摺動面１３，１４が局所的に加熱されることになる。
【００３９】
各加熱装置４１は、温度制御部としての加熱制御装置４３にそれぞれ接続されており、この加熱制御装置４３により各加熱装置４１の加熱制御が行われる。加熱制御装置４３は、ガス窒化炉２１内に収容されたディスクロータ１０の摺動部１１について、鋳鉄よりなる部分の温度を検知する温度検知部４４を有している。温度検知部４４としては、例えば熱電対が用いられる。加熱制御装置４３は、この温度検知部４４に検知された温度に基づき、摺動部１１が設定された窒化処理温度となるように前記各加熱装置４１の加熱を制御する。
【００４０】
ガス導入装置５１は、ガス窒化炉２１内に窒化性ガスを導入する装置である。ガス導入装置５１は、ガス窒化炉２１に設けられたガス導入路５２と接続されており、そのガス導入路５２を通じて、ガス導入装置５１からガス窒化炉２１内に窒化性ガスが導入される。なお、ガス導入部は、ガス導入装置５１及びガス導入路５２により構成されている。
【００４１】
このガス導入装置５１は、加熱制御装置４３と電気的接続されており、加熱制御装置４３から、ディスクロータ１０の摺動部１１が設定された窒化処理温度に達した場合にその情報を受領するようになっている。ガス導入装置５１は、その情報を受領すると窒化性ガスの導入を開始し、設定時間が経過するまで窒化性ガスの供給を継続する。
【００４２】
なお、ここでは、窒化性ガスとしてアンモニアガスが使用される。この場合、アンモニアガスのみを窒化性ガスとして用いてもよいし（ガス窒化処理）、このアンモニアガスに窒素ガスや浸炭性ガスを混合したものであってもよい（ガス軟窒化処理）。
【００４３】
次に、ディスクロータ１０の製造方法のうち、この窒化処理装置２０を使用して、ディスクロータ１０の摺動部１１に窒化処理を施す窒化処理工程について、図３を用いて説明する。
【００４４】
図３は、窒化処理の処理工程を示すフロー図である。この図３に示すように、まず、第１工程Ｓ１では、鋳鉄を用いてディスクロータ１０を製造した上で、当該ディスクロータ１０に対して脱脂等の前処理を施した後に、ロータ支持具３１にディスクロータ１０をセットする。これにより、窒化処理前のディスクロータ１０がガス窒化炉２１内に収容される。
【００４５】
続く第２工程Ｓ２では、ディスクロータ１０に対する加熱処理を実施する。この場合、ディスクロータ１０の摺動部１１が設定された窒化処理温度となるように、加熱制御装置４３による加熱装置４１の加熱制御が行われる。
【００４６】
ここで、摺動部１１（より詳しくは各摺動面１３，１４）の窒化処理温度としては、４５０℃〜６５０℃の範囲に設定されることが好ましく、５００℃〜６００℃の範囲に設定されることがより好ましい。４５０℃を下回るほど低温に設定した場合には必要な厚さの窒化物層が形成されず、６５０℃より高温に設定した場合には窒化物層の形成が促進されるが、熱歪みにより亀裂等が生じやすくなるからである。
【００４７】
ディスクロータ１０の摺動部１１が窒化処理温度に達した後、ガス導入工程としての第３工程Ｓ３を実施する。この第３工程Ｓ３では、加熱制御装置４３により、設定された窒化処理温度に達した摺動部１１の温度をその窒化処理温度に維持しつつ、ガス導入装置５１が、ガス導入路５２から常温の窒化性ガスをガス窒化炉２１内に導入する。この窒化性ガスの導入は、所定時間、継続して行われる。これにより、高温の窒化処理温度に維持されている摺動部１１の各摺動面１３，１４やその近傍に、導入された窒化性ガスが流れ込み、そこで窒化性ガスに含まれるアンモニアガスの熱分解が生じる。この熱分解により発生した原子状窒素（Ｎ）が各摺動面１３，１４の表面に存在する鉄等と反応し、それら各摺動面１３，１４に窒化物層が形成される。
【００４８】
その後、第４工程Ｓ４では、ディスクロータ１０の加熱を停止して冷却する冷却処理を行う。冷却後、ガス窒化炉２１からディスクロータ１０を取り出すことにより、各摺動面１３，１４に窒化物層が形成されたディスクロータ１０が得られる。
【００４９】
なお、第２工程Ｓ２と第３工程Ｓ３のいずれの工程においても、加熱装置４１によって摺動部１１が加熱されるため、この両工程Ｓ２，Ｓ３が加熱工程に相当する。
【００５０】
［実施例］
窒化性ガスとしてアンモニアガスのみを使用するガス窒化処理方法を採用した上で、窒化処理温度を５４０℃、摺動部１１を窒化処理温度まで上昇させる時間とその窒化処理温度に維持する所定時間との合計時間を２０分にそれぞれ設定し、前記窒化処理装置２０を使用して前述した窒化処理工程を実施した。
【００５１】
その結果として得られたディスクロータ１０の各摺動面１３，１４の断面を、電子顕微鏡（ＳＥＭ）により観察した。図４は、その断面を示すＳＥＭ写真である。この図４の写真に示すように、鋳鉄母材６１の表面側に、厚さが１０〜１２μｍ程度となる窒化物層６２が確認された。したがって、２０分という比較的短時間で、従来の窒化処理と比べて遜色のない厚さを有し、実用性に耐えうるレベルの窒化物層６２を各摺動面１３，１４に形成することができた。
【００５２】
以上説明した本実施の形態によれば、以下の優れた効果が得られる。
【００５３】
まず、本実施形態の窒化処理装置２０は、ガス窒化炉２１内の全体ではなくディスクロータ１０の摺動部１１（より具体的には各摺動面１３，１４）を加熱する加熱装置４１を備えている。そのため、ガス窒化炉２１内に導入された窒化性ガスに含まれるアンモニアガスは、窒化処理温度に維持されて高温状態にある摺動部１１やその近傍で熱分解する。これにより、導入されたアンモニアガスの無駄な熱分解が抑制され、窒化反応に使用されるアンモニアガス量も増加する。その結果、各摺動面１３，１４における窒化反応が促進されて、所望の厚さの窒化物層を得る時間を短縮できる。
【００５４】
それに加え、窒化処理が施される摺動部１１自体が加熱装置４１の加熱対象とされるため、摺動部１１が加熱されて、設定された窒化処理温度に達するまでの時間も、ガス窒化炉２１内の全体を加熱対象とする場合に比べて大幅に短縮できる。したがって、前述した窒化反応の促進による時間短縮化と、摺動部１１を窒化処理温度まで上昇させる時間の短縮化とが相まって、実用性に耐えうるレベルの窒化物層の形成を短時間で行うことができる。
【００５５】
また、窒化性ガスに含まれるアンモニアガスは摺動部１１やその近傍で熱分解されるため、各摺動面１３，１４における窒化反応に使われないまま、無駄に熱分解して消費されてしまう窒化性ガスの量が少なくなる。これにより、窒化性ガスの使用効率を向上させることができる。
【００５６】
さらに、本実施形態の窒化処理装置２０では、個々のディスクロータ１０の摺動部１１が加熱対象とされるため、バッチ式処理の大掛かりな装置に比べ、小ロットの生産であっても、窒化性ガスやエネルギ等のロスが生じることを抑制できる。これにより、生産数減少や顧客の要望等に伴う生産調整も行いやすい。したがって、従来に比べて短時間で窒化処理を行うことができるという前述の効果だけでなく、小ロットの生産にも対応可能で生産調整も行いやすいという効果も得られる。
【００５７】
本実施形態の窒化処理装置２０において、加熱制御装置４３は、温度検知部４４により摺動部１１の温度を把握し、摺動部１１が設定された窒化処理温度となるように加熱装置４１の温度制御を行っている。これにより、窒化処理の対象となる摺動部１１の温度が直接管理されるため、より精緻な温度設定が可能となり、摺動部１１に形成される窒化物層の厚さを制御することができる。
【００５８】
本実施形態の窒化処理装置２０では、摺動部１１が設定された窒化処理温度に達した後に、ガス導入装置５１により、窒化性ガスがガス窒化炉２１内に導入されるようになっている。そのため、摺動部１１が窒化処理温度に達するまでの加熱途中に、導入された窒化性ガスに含まれるアンモニアガスが熱分解されて、窒化反応に使われないまま、無駄に消費されることが抑制される。これにより、窒化性ガスの使用効率をさらに向上させることができる。
【００５９】
本実施形態の窒化処理装置２０では、ディスクロータ１０が有する各摺動面１３，１４に対峙するように加熱装置４１が配置されている。そのため、加熱対象となる各摺動面１３，１４を狙って局所的に加熱することが可能となり、各摺動面１３，１４に加熱ムラが生じることを抑制できる。このように加熱ムラを抑制しつつ、各摺動面１３，１４を設定された窒化処理温度に加熱することができるため、鋳鉄と窒化性ガスとの反応性向上やより均一な窒化物層の形成に寄与できる。
【００６０】
本実施形態の窒化処理装置２０において、加熱装置４１は、ディスクロータ１０の各摺動面１３，１４と対峙して、それら両摺動面１３，１４に赤外線照射を実行する赤外線照射面４２を有している。この赤外線照射面４２から各摺動面１３，１４に向けて熱照射がなされることにより、ガス窒化炉２１全体ではなく各摺動面１３，１４を加熱対象とした局所的な加熱を確実に行うことができる。
【００６１】
［他の実施形態］
（１）上記実施の形態では、加熱装置４１として、赤外線を照射する赤外線照射面４２を有する赤外線ランプが用いられているが、例えばマイクロ波等、赤外線以外の電磁波を照射したり、電磁誘導や通電等によって加熱したり、ブロックヒータ等によって加熱したりする加熱装置（加熱部）を用いてもよい。
【００６２】
（２）上記実施の形態では、外観が直方体形状をなす赤外線ランプである加熱装置４１を用いているが、円環状をなすディスクロータ１０の各摺動面１３，１４に合わせて、円環状をなす赤外線照射面４２を有する加熱装置（加熱部）を用いてもよい。このような加熱装置を用いれば、各摺動面１３，１４の全体を均一に加熱して、加熱ムラが生じることを一層抑制できる。
【００６３】
また、各摺動面１３，１４を加熱する構成としては、各摺動面１３，１４のいずれか一方と対峙する反射面を備えた反射部材を設置し、その反射部材に対して熱照射する加熱装置４１を設置するようにしてもよい。この場合、反射部材を各摺動面１３，１４のいずれか一方の側に近付けて設置すると共に、反射部材の反射面を鏡面仕上げすることにより、各摺動面１３，１４の全体を均一に加熱することが可能となる。これにより、反射部材が設置された側の加熱装置４１を省略した構成とすることができるため、製造に必要な消費電力を低減させることができる。
【００６４】
（３）上記実施の形態では、ガス導入装置５１は、ディスクロータ１０の摺動部１１が設定された窒化処理温度に達した後に窒化性ガスを導入しているが、加熱装置４１による加熱の開始と同時に窒化性ガスを導入するようにしてもよい。この場合でも、ガス窒化炉２１全体ではなく摺動部１１を加熱対象として加熱することに変わりはないため、従来の窒化処理に比べれば、摺動部１１の窒化反応に使用されるアンモニアガス量が増加し、鋳鉄と窒化性ガスとの反応性を高めることができる。もっとも、摺動部１１を加熱する途中で窒化性ガスが窒化反応とは無関係に熱分解されてしまうことを抑制するには、本実施の形態のように、摺動部１１が設定された窒化処理温度に達した後に窒化性ガスを導入する方が好ましい。
【００６５】
（４）上記実施の形態では、温度検知部４４により摺動部１１の温度を検知するようにしているが、その摺動部１１であって、窒化物層が形成される各摺動面１３，１４の温度を直接検知するようにしてもよい。
【００６６】
（５）上記実施の形態では、温度検知部４４によって検知された温度情報に基づいて加熱装置４１が加熱制御されるようにしたが、温度検知部４４を省略した構成を採用してもよい。これにより、窒化処理装置２０の構成を簡素化できる。この場合、摺動部１１の実際の温度を把握することはできず、精緻な加熱制御はできないが、鋳鉄の温度上昇特性を踏まえて、加熱装置４１の出力や加熱時間等を制御することにより、摺動部１１を設定された窒化処理温度まで加熱することは可能である。
【００６７】
（６）上記実施の形態では、鋳鉄製摩擦部材としてディスクロータ１０を例に説明したが、例えばブレーキドラム等、他の鋳鉄製摩擦部材を製造する場合にも適用できる。ブレーキドラムに適用した場合であれば、ブレーキシューが押し付けられる摺動内面が窒化処理を行う被処理部となる。
【符号の説明】
【００６８】
１０…ディスクロータ（鋳鉄製摩擦部材）、１１…摺動部（被処理部）、１３，１４…摺動面（被処理部）、２０…窒化処理装置、２１…ガス窒化炉、４１…加熱装置、４２…赤外線照射面（熱照射部）、５１…ガス導入装置（ガス導入部）、５２…ガス導入路（ガス導入部）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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