(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周壁にギヤ部が一体的に形成され少なくとも中間部にしぼり部と該しぼり部から外側に連続的に形成された中面部と前記しぼり部から内側に連続的に形成された内面部を有したプレートの下方と接地する下治具と、上下動可能で下降した際に前記プレートの上方と接地して前記下治具とで前記プレートを把持する上治具と、前記下治具と前記上治具とで前記プレートを把持したと同時若しくはその前後に前記プレートの外周壁の内周面を拘束する径方向に動作可能な放射状に分割された可動治具と、前記下治具と前記上治具と前記可動治具とで前記プレートを拘束した後に前記ギヤ部を外周方向から誘導加熱を行う誘導加熱装置と、加熱された前記ギヤ部を冷却する冷却装置とから構成され、前記上治具は、少なくとも前記中面部の上方と接地する第２押え面と、前記内面部の上方と接地するとともに前記第２押え面よりも突出して形成された第３押え面とを有し、前記下治具は、少なくとも前記中面部の下方と接地する受け面と、前記内面部の下方と接地するとともに前記受け面よりも下方に凹状に形成された凹面部とをしており、前記内面部は前記中面部よりも相対的に下方に変形させられることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
前記可動治具の外周側に配置され、前記可動治具の前記径方向への動作範囲を規制する拘束リングを備えたことを特徴とする請求項１記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プレートの外周に一体的に成形されたギヤ部へ焼入れ等を行う熱処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の熱処理装置としては、リング状のギヤに関するものであるが、特開平１０−２５５１８号公報に示されるものがある。これは、リング状のギヤの内周面を放射状に分割された芯金により拘束すると共に、ギヤの下方面と上方面とを拘束する治具によりギヤの焼入れ層を均一なものにする技術である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した装置は、リング状のギヤには適用されるもののプレートの外周壁にギヤ部が成形されたものには適用できない。即ち、プレートの外周壁にギヤ部が成形されたものに適用すると、ギヤ部の内周面を強力に拘束するだけとなってしまうためにプレート自体に歪みが生じてしまうのである。
【０００５】
特に、自動車用のドライブプレートは、近年塑性成形技術の発達と共にコスト低減の要求により、円板状のプレートの外周部にギヤ部を一体的に成形したものが製造されるようになってきた。このドライブプレートは、鋼板からプレスによるプレートの成形工程、転造若しくは鍛造成形による外周部のギア成形工程など塑性成形技術が多く使用されている為に、ドライブプレートの内部に応力が多量に残ってしまうのである。
【０００６】
ところで、ドライブプレートは、自動車のエンジンの出力軸であるクランク軸と、自動変速機のトルクコンバータとを連結する機能と、外周に成形されたギヤ部がエンジンの始動時にスタータギヤと噛合いエンジンを動作させる機能とを備えている。自動変速機のトルクコンバータとを連結する機能においては、エンジンと変速機との相対的な変動を吸収することが求められる。エンジンの始動時にスタータギヤと噛合いエンジンを動作させる機能においては、スタータギヤの飛び込みによる衝撃に十分に耐久することが求められる。すなわちこれらの要求は、一方では柔軟な特性を求め、他方では強硬な特性を求めている。そのためギヤ部を一体的に成形されたドライブプレートは、柔軟な特性を満たす鋼板で成形した後に、ギヤ部に対して焼入れ処理等の熱処理を行うことでこれらの要求を満足している。
【０００７】
しかしながら、ギヤ部の硬化のため焼入れ処理などの熱処理を行うと、前記残留応力が解放されて、ドライブプレートに大きな歪みが生じてしまうのである。この歪みは、ドライブプレートの製品機能上で大きな問題となるために修正する必要があり、修正加工を施す工程が余分にかかってしまい、製造コストが高騰してしまう。
【０００８】
故に、本発明は、プレートの外周に一体的に成形されたギヤ部を焼入れする際に歪みを極力抑制することが出来る熱処理装置を提供することを、その技術的課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記技術的課題を解決するために請求項１記載の発明によれば、外周壁にギヤ部が一体的に形成され少なくとも中間部にしぼり部と該しぼり部から外側に連続的に形成された中面部と前記しぼり部から内側に連続的に形成された内面部を有したプレートの下方と接地する下治具と、上下動可能で下降した際に前記プレートの上方と接地して前記下治具とで前記プレートの平面部を把持する上治具と、前記下治具と前記上治具とで前記プレートを把持したと同時若しくはその前後に前記プレートの外周壁の内周面を拘束する径方向に動作可能な放射状に分割された可動治具と、前記下治具と前記上治具と前記可動治具とで前記プレートを拘束した後に前記ギヤ部を外周方向から誘導加熱を行う誘導加熱装置と、加熱された前記ギヤ部を冷却する冷却装置とから構成され、前記上治具は、少なくとも前記中面部の上方と接地する第２押え面と、前記内面部の上方と接地するとともに前記第２押え面よりも突出して形成された第３押え面とを有し、前記下治具は、少なくとも前記中面部の下方と接地する受け面と、前記内面部の下方と接地するとともに前記受け面よりも下方に凹状に形成された凹面部とをしており、前記内面部は前記中面部よりも相対的に下方に変形させられるように構成されている。また、請求項２記載の発明によれば、前記可動治具の外周側に配置され、前記可動治具の前記径方向への動作範囲を規制する拘束リングを備えるように構成されている。
【００１０】
【発明の実施の形態】
この出願の発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は本発明に係る熱処理装置の断面図である。なお、図１の中心線より左方は焼入れ装置の作動前の状態を示し、右方は焼入れ装置の作動中の状態を示す。図２は本発明に係る熱処理装置の作動順序を示した工程図である。
【００１１】
先ず本発明の実施形態の構成について説明する。
図１に示されるように、熱処理装置１は、ドライブプレート１００（プレート）を拘束する上治具１０と下治具２０と可動治具３０と、ドライブプレート１００の外周に形成されたギヤ部１０２を焼入れ処理する誘導加熱コイル４０と、誘導加熱コイル４０により加熱されたギヤ部を水若しくは空気により冷却する冷却装置（図示せず）とから構成される。なお、便宜上図１の上下方向で熱処理装置１の各部の名称を含め実施の形態を説明しているが、特に図１の上下方向に限定することはなく、場合によってはドライブプレート１００の中心軸が水平方向になるようにしても構わない。
【００１２】
ドライブプレート１００は、円板状のプレートからプレス成形工程や歯車転造工程を経て、外周にギヤ部１０２と、プレートの中間付近に環状のしぼり部１０１と、中心孔や風孔などが一体的に形成されている。
【００１３】
前記上治具１０は、前記ドライブプレート１００の外側に位置する外面部１０３の上面と、外面部１０３としぼり部１０１との間の中面部１０４の上面と、しぼり部１０１の内側の内面部１０５と、それぞれ接地する第１押え面１１と、第２押え面１２と、第３押え面１３とから形成される。また、上治具１０は、しぼり部１０１を収容する環状凹部１４が形成される。なお、第３押え面１３は、第２押え面１２よりも若干突出して形成され、ドライブプレート１００の内面部１０５を中面部１０４より図で若干下方に押し込むようになっている。
【００１４】
前記下治具２０は、ドライブプレート１００の壁部１０６よりも小さな外径に、中面部１０４の下面と接地する受け面２２と、ドライブプレート１００を上治具１０とで拘束した際に内面部１０５の下面と接地する円形凹部２１とから形成される。
【００１５】
前記可動治具３０は、下治具２０の外側下方に複数個放射状に配置されて、拘束リング３１と押出しピン３３とから構成される。可動治具３０の下方には、下方に向かって傾斜した傾斜面３２が形成され、上方に移動する押出しピン３３の先端に形成された傾斜面と接触して可動治具３０を外方向へ移動させるようになっている。拘束リング３１は、可動治具３０の外方向への移動を規制し、先端部３４がドライブプレート１００のギヤ部１０２の内径側に接触し過ぎないようになっている。なお、拘束リング３１は、誘導加熱コイル４０の熱による変形を受けないように十分な距離を保ち、熱変形の少ない材質で形成されている。また、可動治具３０には、押出しピン３３による移動方向と逆方向に常時付勢しているスプリング３５が設置され、押出しピン３３と接触していない時は下治具２０方向へ移動した状態で停止している。
【００１６】
また、可動治具３０は、ドライブプレート１００の外面部１０３の下面と先端部３４の上面とが接触した状態となっている。下治具３０の受け面２２から先端部３４の上面までの距離は、ドライブプレート１００の中面部１０４の下面から外面部１０３の下面までの距離よりも若干短く設定されている。
【００１７】
前記誘導加熱コイル４０は、上治具１０と下治具２０と可動治具３０とでドライブプレート１００を拘束したときに、ギヤ部１０２の外側に一定の距離に離間して設置される。
【００１８】
次に各部の作動について説明する。
先ず、図１の左図のように、熱処理装置１には、ドライブプレート１００が下治具２０に設置される。
【００１９】
次に、熱処理装置１は、上治具１０が下降してドライブプレート１００を下治具２０とで拘束する。可動治具３０は、上治具１０の下降と同時若しくはその前後に押出しピン３３が上方へ移動することにより、外方向へ移動してギヤ部１０２の内径側に接触するようになっている。
【００２０】
上治具１０と下治具２０と可動治具３０とで拘束されたドライブプレート１００は、図１の右図に示されるように、外面部１０３と中面部１０４は上方へ、内面部１０５は下方へ強制的に熱処理装置１により若干変形させられるようになっている。
【００２１】
図２に示されるように、前記熱処理装置１は、先ず前記ドライブプレート１００に焼入れ処理を施す。焼入れ処理は、前記誘導加熱コイル４０によりドライブプレート１００の前記ギヤ部１０２をオーステナイト化温度まで加熱してから冷却装置から噴射される水若しくは空気で急冷を行う。この際、ドライブプレート１００は、内部の残留応力が解放されるが、前述した強制的な上治具１０、下治具２０や可動治具３０の変形を伴う拘束により製品機能上問題無い程度の歪みに抑えられる。
【００２２】
続いて熱処理装置１は、上治具１０と下治具２０と可動治具３０とで拘束した状態で、焼入れしたドライブプレート１００のギヤ部１０２の組織を安定な組織にするために焼戻し処理を施す。焼戻し処理は、変態点以下の適当な温度まで加熱してから冷却装置から噴射される水若しくは空気で冷却を行う。
【００２３】
焼戻しされたドライブプレート１００は、上治具１０が上昇し、かつ可動治具３０が押出しピン３３の下降により下治具２０の方向へスプリング３５に移動させられて、熱処理装置１から取り外される。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る熱処理装置は、外周壁にギヤ部が一体的に形成されたプレートの平面部の下方と接地する下治具と、上下動可能で下降した際にプレートの平面部の上方と接地して下治具とでプレートの平面部を把持する上治具と、下治具と上治具とでプレートを把持したと同時若しくはその前後にプレートの外周壁の内周面を拘束する径方向に動作可能な放射状に分割された可動治具と、下治具と上治具と可動治具とでプレートを拘束した後にギヤ部を外周方向から誘導加熱を行う誘導加熱装置と、加熱されたギヤ部を冷却する冷却装置とから焼入れ装置を構成したので、ギヤ部の加熱及び冷却に伴う変形を抑制しつつギヤ部に連続して成形されたプレートの変形も抑制できる。
【００２５】
また、上治具と下治具と可動治具とでプレートを拘束した際に、予めプレートの焼入れに伴う歪みと反対方向に変形させるように拘束するようにしたので、焼入れに伴う歪みがプレートに発生しても拘束力が働いてプレートに歪みが発生し難くなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る焼入れ装置の断面図。
【図２】本発明に係る熱処理装置の作動順序を示した工程図。
【符号の説明】
１…焼入れ装置、１０…上治具、２０…下治具、３０…可動治具、４０…誘導加熱コイル、１００…ドライブプレート（プレート）、１０２…ギヤ部
【図１】
0004142821.tif 000002
【図２】
0004142821.tif 000003