(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円形鋼板のホイール部の外径部にリム部が成形され、該リム部に歯形が形成されたドライブプレートの歯形の誘導加熱焼入れにおいて、前記ホイール部のリム部付根近傍の円周を押圧する外周押圧手段と、前記ホイール部の中心近傍を押圧する中心押圧手段とを備えたことを特徴とするドライブプレートの誘導加熱焼入用治具。
【請求項２】
前記外周押圧手段は、前記ホイール部のリム部付根近傍の円周の表裏にそれぞれ当接するように配設された表押圧板及び裏押圧板と、該表裏押圧板を互いに緊締して前記リム部付根近傍の円周を拘束する緊締手段とを備え、前記中心押圧手段は、前記ホイール部の中心近傍に当接するように前記表裏押圧板の少なくも一方の押圧板に移動可能に設けられた可動板と、該可動板を前記ホイール部中心近傍を押圧するように移動させて拘束する付圧手段とを備えたことを特徴とする請求項１に記載のドライブプレートの誘導加熱焼入用治具。
【請求項３】
円形鋼板のホイール部の外径部にリム部が成形され、該リム部に歯形が形成されたドライブプレートの歯形の誘導加熱焼入れにおいて、前記ホイール部のリム部付根近傍の円周を押圧拘束するとともに、前記ホイール部の中心近傍を押圧拘束してリム部に成形された歯形を誘導加熱により加熱焼入れすることを特徴とするドライブプレートの誘導加熱焼入方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円形鋼板のホイール部の外径部をプレスフォーミングやフローフォーミングなどによって肉厚に加工してリム部を形成させ、そのリム部外周に歯形を成形した自動車のトルクコンバータなどに使用されるドライブプレートの誘導加熱焼入用治具及び焼入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の自動車のトルクコンバータなどに使用されるドライブプレートは、ホイールとリングギアとを別個に製作し、リングギアの歯形を誘導加熱焼入れした後にホイールに焼ばめ、あるいは溶接により固着して一体にして製作された。出願人は、先にこのリングギアの誘導加熱焼入れにおける変形防止のための焼入用治具を開示した（特開平１０−２５５１８号公報）。
【０００３】
近年、自動車の一層のコスト低減と軽量化の要請のため、前記のホイール部とリングギアを別個に作るのでなく、ホイール部とリングギアを一体に製作する方法が開発された。この方法の一つとして、ホイール部を形成する円形鋼板の外径部を折り曲げて積層してリムを形成し、このリム部に切削などにより歯形を形成させる方法がある（特開平２−１９７３４１号公報）。
【０００４】
上記方法により製造されたドライブプレートの歯形を焼入れすると、リムが積層して作られているために加熱焼入れの際に積層がずれたり、積層部が開いたりしてリムに成形された歯形が変形するという問題点がある。かかる変形を防止するために、リム部の両縁をカップ状の治具で押さえて拘束して焼入れする焼入用治具が開示されている（実開平１−１６１２５２号公報、実開平３−９６３４５号公報）。しかし、この焼入用治具は、焼入れする歯形のごく近傍を治具で押さえて誘導加熱するため、誘導磁束により治具の一部が加熱されたり、また加熱する歯形部の熱が治具に伝導して失われ加熱効率が落ちる。したがって、でき得れば歯形から離れた位置で拘束する治具とすることが望ましい。
【０００５】
一方、前記ドライブプレートの製造方法は近年さらに改良されて、外径部をプレスフォーミングやフローフォーミングなどにより肉厚に加工してリム部を形成させ、このリム部に転造などにより歯形を形成させる方法が開発された。
【０００６】
この方法は、従来のホイール部の外径部を繰り返し折り曲げ積層してリムを形成するのでなく、円形鋼板の外径外周をフローフォーミングなどにより肉厚を厚くしてリムを形成させるものである。したがって、歯形の誘導加熱焼入れにおいて、実開平１−１６１２５２号公報などに記載のような積層のリムに起因する歯形の変形はない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この製造方法は、外径外周をフローフォーミング加工などしてリムを形成させるために、歯形を誘導加熱焼入れする際にホイール部に生ずる残留加工歪み応力により、ホイール部にいわゆる「ペコ」が生じてホイール部が波打つ現象が生ずる。この波打ちにより、治具なしに歯形部を誘導加熱すると加熱するリム部が誘導コイルから外れるほど大きく変形することがあり、歯形の誘導加熱焼入れができない場合が生ずる。そして、このホイール部の波打ち現象は前記従来の焼入治具のようにリム部だけを押さえて誘導加熱焼入れする焼入用治具では防止できない。
【０００８】
そこで本発明は、上記問題点を解消し、誘導加熱の熱効率が高く、かつ変形の少ないドライブプレートの誘導加熱焼入用治具及び焼入方法を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明のドライブプレートの誘導加熱焼入用治具及び焼入方法は、円形鋼板のホイール部の外径部にリム部が成形され、該リム部に歯形が形成されたドライブプレートの歯形の誘導加熱焼入れにおいて、前記ホイール部のリム部付根近傍の円周を押圧する外周押圧手段と、前記ホイール部の中心近傍を押圧する中心押圧手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
即ち、本発明の焼入用治具及び方法は、ドライブプレートのホイール部のリム部付根近傍の円周と中心部の軸孔近傍とを押圧して歯形を誘導加熱焼入れすることにより、ホイール部の波打ちとリム部の変形を同時に押さえるものである。従来治具のようにリムの歯形近傍の縁を押さえるのでなく、本発明では外周押圧手段によりホイール部のリム部付根近傍を押圧拘束して誘導加熱するので、歯形の加熱部からの熱伝導による熱ロスが少なく熱効率を向上することができる。また、中心押圧手段によりホイールの中心部の軸孔近傍をも同時に押圧拘束するので、従来方法のようにリム部の縁を押さえなくてもホイール部の波打ちや歯形部の変形を生ずることがない。
【００１１】
本発明のドライブプレートの誘導加熱焼入用治具の前記外周押圧手段は、前記ホイール部のリム部付根近傍の円周の表裏にそれぞれ当接するように配設された表押圧板及び裏押圧板と、該表裏押圧板を互いに緊締して前記リム部付根近傍の円周を拘束する緊締手段とを備え、前記中心押圧手段は、前記ホイール部の中心近傍に当接するように前記表裏押圧板の少なくも一方の押圧板に移動可能に設けられた可動板と、該可動板を前記ホイール部中心近傍を押圧するように移動させて拘束する付圧手段とを備えることが簡易な機構で前記目的を達成するために望ましい。
【００１２】
上記のように本発明の焼入用治具は、従来の治具のように歯形近傍のリム部を拘束するものでなく、誘導加熱される歯形から離れたリム部付根近傍のホイール部の円周を拘束するものであり、従来の治具のように歯形の誘導加熱による誘電磁束の影響が少ないために、上記押圧板はステンレスなどの非磁性材料を使用する必要がなく、加工が容易でコストを低減できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図示の一実施形態について具体的に説明する。図１は本発明実施形態のドライブプレートの誘導加熱焼入用治具の断面図、図２（ａ）は本実施形態に使用したドライブプレートの一例の平面図、図２（ｂ）はその断面を示す図である。
【００１４】
本実施形態に使用されたドライブプレート１は、図２に鎖線で示すようにリム径より大径の円形鋼板の外周をフォーミングによって肉厚に成形してホイール部２とリム３が形成されている。リム３の外周にはプレス加工により歯形４が成形される。ホイール部２は図に示すように皿状にプレス加工され、中心に軸孔５とその周辺円周上に取付け孔６が設けられている。説明の便宜上ホイール部２の皿状の凸側を表面、凹側を裏面として説明する。
【００１５】
焼入用治具１０は、図１に示すように椀型の上押圧板（表押圧板）１１と、下押圧板（裏押圧板）２１及び可動板３１などから形成される。
【００１６】
上押圧板１１の外径はドライブプレート１のリム３の内径よりやや小径で、ホイール部２のリム３の付根近傍の表面２ａを押圧する縁部１２を有する円形椀型をなしている。上押圧板１１の中心には緊締ボルト（緊締手段）４１の軸部４３を挿通する貫通孔１３が設けられ、その周囲円周上の等角度に懸垂ボルト３２を挿通する３個の挿通孔１４が設けられている。挿通孔１４は、懸垂ボルト３２の軸部３２ｂを挿通する小径部と頭部３２ａを嵌入させてその首部を支持する大径部とを有する段付き孔になっている。
【００１７】
下押圧板２１は、ドライブプレート１のリム３の内径よりやや小径で、リム３の付根近傍の表面２ａの裏側に当接する縁部２２を有する円形椀型をなしている。下押圧板２１の中心孔２５に基準ノック２４が圧入またはねじ止めにより固定され、その外径にドライブプレート１の軸孔５が嵌装される。基準ノック２４の中心には緊締ボルト４１の軸部４３を挿通する貫通孔が設けられ、下押圧板２１の中心には緊締ボルト４１の小径ねじ４４と螺合するねじ孔２６が設けられている。上下押圧板１１、２１は、ステンレスなどの非磁性体でなく普通鋼材で製作されたが、歯形の誘導加熱の際に押圧板外周の加熱などはみられなかった。
【００１８】
可動板３１は、ホイール部２の軸孔５の周辺に当接する当接面３１ｂを有するリング状をなし、リングの中心孔３１ａに基準ノック２４が出入りできるようになっている。そして、可動板３１は上押圧板１１の挿通孔１４に挿通された３本の懸垂ボルト３２により上押圧板１１に吊り下げられて保持されている。懸垂ボルト３２はねじ部３２ｃを締緩することにより当接面３１ｂと懸垂ボルト３２の頭部３２ａの先端との距離が同一になるように調節できる。
【００１９】
緊締ボルト（緊締手段）４１は、大径ねじ４２と軸部４３と、その先端側の小径ねじ４４を有する段付軸をなしている。緊締ボルト４１を上押圧板１１の貫通孔１３に挿通して、小径ねじ部４４を下押圧板２１のねじ孔２６に螺締することにより上押圧板１１を下押圧板２１に押圧することができる。大径ねじ４２にはリングナット５１が螺嵌され、その下面５１ａが前記の懸垂ボルト３２の頭部３２ａの先端に当接する。緊締ボルト４１を下押圧板２１に螺嵌した状態でリングナット５１を締めると、懸垂ボルト３２を介して可動板３１が治具１０に装着したドライブプレート１の中心部を押圧する。このとき前述のように可動板３１の当接面３１ｂと懸垂ボルト３２の頭部３２ａの先端との距離が同一に調節されているので、ドライブプレート１の中心部の円周が均等に押圧される。リングナット５１の下面５１ａは摩耗防止のため焼入硬化処理しておくことが望ましく、また懸垂ボルト３２の頭部３２ａの先端はリングナット５１の下面５１ａに均等に接するように球面にして摩耗を防止するために焼入硬化などしておくことが望ましい。
【００２０】
以下、上記構成の焼入治具の動作について説明する。まず、緊締ボルト４１を外して上押圧板１１を除いた状態で、被焼入ドライブプレート１をその軸孔５を基準ノック２４に挿通し、ホイール部の凸側の表面を上にして下押圧板２１の上に載せる。すると、軸孔５を基準としてドライブプレートは下押圧板２１と同心に載置される。
【００２１】
次に、下押圧板２１の上に載せたドライブプレート１の上に、可動板３１を装着した上押圧板１１をかぶせて置き、緊締ボルト４１を貫通孔１３に挿通してその小径ねじ４４を下押圧板２１のねじ孔２６に螺締する。このとき、リングナット５１は大径ねじ４２に対して緩めておき、懸垂ボルト３２が挿通孔１４を滑動して可動板３１が上下に自由に移動できるようにしておく。すると、ドライブプレート１のホイール部２のリム３の付根近傍の円周が上押圧板１１と下押圧板２１のそれぞれの縁部１２及び２２の間で押圧されて拘束される。
【００２２】
次にリングナット５１を緊締ボルト４１の大径ねじ４２に螺嵌して締めると、その当接面５１ａが懸垂ボルト３２の頭部先端に当接して、懸垂ボルト３２を介して可動板３１がドライブプレート１を押圧するように移動し、その当接面３１ｂがドライブプレート１のホイール部２の軸孔５の周辺（中心部近傍）を押圧して拘束する。
【００２３】
こうして、上押圧板１１と下押圧板２１のそれぞれの縁部１２及び２２によりドライブプレート１のホイール部のリム付根の円周を拘束するとともに、可動板３１の当接面３１ｂで軸孔５の周辺（中心部近傍）を押圧して拘束する。このドライブプレート１を装着した焼入治具１０全体を、図示しない手段により回転しながら誘導加熱コイル６０に通電して歯形４を誘導加熱する。そして、歯形が焼入温度に昇温後に図示しない手段で冷却液を噴射して急冷して歯形を焼入れする。
【００２４】
【実施例】
上記構成の誘導加熱焼入用治具を用い、ドライブプレートの歯形を焼入れして変形を調査した。使用したドライブプレートの寸法形状を図２に示す。歯形を焼入れしたドライブプレートは、図２（ｂ）に示すＳ面を定盤の上に置き、高さゲージで図のＡ，Ｂ，Ｃ位置について円周上の９０度ごとに寸法を測定した。その実験結果は表１に示す。
【００２５】
【表１】
0003851450.tif 000002
【００２６】
表から分かるように、本発明の焼入治具を使用して歯形焼入れしたドライブプレートＮｏ．１〜５の焼入れ後の平坦度のばらつきは、リム部のＡで０．０４〜０．０７ｍｍ、ホイール部の外周付近Ｂで０．０５〜０．０９ｍｍ、中心軸孔周辺では０．０５〜０．０７ｍｍであり、この値は焼入れ前の素材の平坦度とほぼ同等で、焼入れによる波打ちなどの変形はほとんどみられなかった。一方、可動板３１は使用せず軸孔５の近傍は拘束しないで、上下押圧板の縁部でリム近傍の円周部のみを押圧して焼入れしたドライブプレートＮｏ．６は、Ｂ位置の円周上でも最大０．６ｍｍの波打ちがみられ、Ｃ位置では１．６ｍｍと大きく変形した。また、治具を使用しないで加熱したドライブプレートＮｏ．７は、加熱中変形により歯形部が誘導加熱コイルからはみ出して加熱が不能であった。
【００２７】
また、本発明の焼入治具では、治具のドライブプレートの周辺を拘束する外周部が誘導加熱される歯形から遠いので、誘導電流による上下押圧板外周の温度上昇は認められず、また、従来の焼入治具のようにリム部を直接押さえるのでなく、上下押圧板の縁部でリム付根部のホイール周辺を押さえるので、歯形加熱の際の治具に伝導する熱量が少ないため昇温が早く、実測はできなかったが従来の治具より熱効率がよいものと解される。
【００２８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のドライブプレートの誘導加熱焼入用治具及び焼入方法によれば、円形鋼板のホイール部の外径部にリムを成形したドライブプレートの歯形の誘導加熱焼入れにおいて、歪みが少なく熱効率のよい焼入れができ、後工程の歪み取りなどが不要になってコストが低減できるとともに、量産が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のドライブプレートの誘導加熱焼入用治具の断面図である。
【図２】本発明実施例に使用したドライブプレートの形状を示す図である。
【符号の説明】
１  ドライブプレート
２  ホイール部
２ａ  リム付根表面部
３  リム（リム部）
４  歯形
５  軸孔
６  取付け孔
１０  焼入用治具
１１  上押圧板（表押圧板、外周押圧手段）
１２  縁部
１３  貫通孔
１４  挿通孔
２１  下押圧板（裏押圧板、外周押圧手段）
２２  縁部
２３  底部
２３ａ  固定受面
２４  基準ノック
２５  中心孔
２６  ねじ孔
３１  可動板（中心押圧手段）
３１ａ  中心孔
３２  懸垂ボルト
３２ａ  頭部
３２ｂ  軸部
３２ｃ  ねじ部
４１  緊締ボルト（緊締手段）
４２  大径ねじ
４３  軸部
４４  小径ねじ
４５  角部
５１  リングナット（付圧手段）
６０  誘導加熱コイル
【図１】
0003851450.tif 000003
【図２】
0003851450.tif 000004