JP2008175306A - ドライブプレートの製造方法及びドライブプレート - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、成形性を確保しつつも全体剛性を高めるために窒化処理を施したドライブプレートの製造方法及びドライブプレートにおいて、窒化処理によって形成される窒素化合物層によって生じる疲労クラックの発生を抑えつつ、繰返し変形が生じる部分の疲労強度をより高めることで、全体として疲労強度の高いドライブプレートの製造方法及びドライブプレートを提供することを目的とする。
【解決手段】変速機側については、各変速機締結部１２を中心に略円形の投射範囲Ｐ２で投射するように設定するとともに、エンジン締結部１１と各変速機締結部１２との間で、放射状に径方向に延びる略楕円の投射範囲Ｒ２で投射するように設定している。
【選択図】図４

Description

この発明は、ドライブプレートの製造方法及びドライブプレートに関し、特に、成形性を確保しつつも、全体剛性を高めるために窒化処理を施したドライブプレートにおいて、さらに疲労強度を高めることができるドライブプレートの製造方法及びドライブプレートに関する。

従来より、ワークの成形性を確保しつつも、全体剛性を高めるために、低炭素鋼（例えば、Ｓ３０Ｃ程度）を所定のワーク形状に成形した後に、熱処理を施して剛性を高める加工方法が知られている。

こうした熱処理のうち、ワークを低温の塩浴槽に投入することで、ワーク表面に窒化層（窒素化合物層と窒素拡散層）を形成して、ワーク全体の剛性を高める「窒化処理」という熱処理方法が知られている。

この窒化処理によると、低温の塩浴槽で熱処理が行われることから、ワークに熱変形（歪み）がほとんど生じない。このため、寸法精度が要求されるワークにおいては、この窒化処理を行うことが多い。

もっとも、窒化処理を施すと、ワーク表面に窒素化合物層が形成されるため、窒化処理の後に、別の加工処理を行なう場合には、不具合が生じることがある。

例えば、下記特許文献１に記載されたワークでは、ワークの環状歯車に窒化処理を施した後に高周波焼入れを行なうが、歯部表面に窒素化合物層が存在するため、歯部に焼き割れが発生するおそれがある。そこで、この特許文献１では、高周波焼入れの前に、歯部表面に形成された窒素化合物層をショットブラストで除去して、焼き割れの発生を抑制する方法が開示されている。
特開２００５−２６４２６２号公報

ところで、エンジンと変速機との間には、ドライブプレートという円盤状のプレート部材を取付けることが知られている。

このドライブプレートは、エンジンのクランクシャフトの駆動力を変速機に伝達する動力伝達手段として機能するとともに、エンジン始動時には、スターターモータの回転をエンジンのクランクシャフトに伝達する始動手段としても機能するものである。

もっとも、このドライブプレートは、その板厚を薄く設定している。これは、ドライブプレートに、クランクシャフト側からエンジン燃焼に伴った軸方向変位が作用するともに、変速機側からもトルクコンバータの拡張等により軸方向変位が作用するため、この軸方向変位をドライブプレートが軸方向変形して吸収することで、エンジンや変速機の破損を防止する必要があるからである。

こうしたことから、ドライブプレートには、曲げや捩じれに対する疲労強度も必要となる。

大排気量のエンジンで用いられるドライブプレートでは、さらに、大きな曲げや捩じれが生じるが、エンジンと変速機と間に配置される関係上、レイアウトスペースを確保できず板厚を厚くできないという問題がある。また、ドライブプレートの外周には、スターターモータに噛合する歯部も成形しなければならないため、一方で成形性が要求されるという問題がある。

以上のことから、このドライブプレートの製造方法においては、低炭素鋼（Ｓ３０Ｃ）等を用いて成形性を確保しつつも、歯部等を含めて成形した後、表面全体に窒化処理を行うことで、曲げ剛性や捩じれ剛性を高め、結果的に疲労強度を高めることが考えられる。

しかしながら、窒化処理によってドライブブレートの表面に形成される窒素化合物層は、硬くて脆い層であるため、前述のように、ドライブプレートが軸方向変位を繰返し受けると、この窒素化合物層が疲労クラックの起点となるおそれがある。また、こうして繰返し変形が生じる部分においては、他の部分より高い疲労強度が要求されるという問題がある。

そこで、本発明は、成形性を確保しつつも全体剛性を高めるために窒化処理を施したドライブプレートの製造方法及びドライブプレートにおいて、窒化処理によって形成される窒素化合物層によって生じる疲労クラックの発生を抑えつつ、繰返し変形が生じる部分の疲労強度をより高めることで、全体として疲労強度の高いドライブプレートの製造方法及びドライブプレートを提供することを目的とする。

この発明のドライブプレートの製造方法は、エンジンのクランクシャフトの駆動力を変速機に伝達して、外周にスターターモータに噛合する環状の歯部を形成したドライブプレートの製造方法であって、円盤状の板状本体と該板状本体の外周に一体成形した環状の歯部とを備えた鋼製のドライブプレートを成形し、該ドライブプレートの全体に窒化処理を施して、表面側から窒素化合物層と窒素拡散層を形成し、次に、ドライブプレートの変速機との締結部、及び該締結部とクランクシャフトとの締結部との間の板状本体に、ショットピーニング処理を施して、表面の窒素化合物層を除去すると共に該表面に圧縮残留応力を付加する方法である。

上記構成によれば、板状本体と歯部とを一体成形した鋼製のドライブプレートに窒化処理を施すことで、ドライブプレートを低炭素鋼で成形して成形性を確保しつつも、寸法精度を高めて全体剛性を高めることができる。
また、その後、「ドライブプレートの変速機との締結部」及び「変速機との締結部とクランクシャフトとの締結部との間」にショットピーニング処理を施すことで、疲労クラックの起点となる硬くて脆い窒素化合物層を除去することができ、さらに、この部位に圧縮残留応力部を形成することができる。
このため、板状本体と歯部を一体成形した鋼製のドライブプレートを、寸法精度よく、全体剛性も高いものにすることができる。また、「ドライブプレートの変速機との締結部」及び「変速機との締結部とクランクシャフトとの締結部との間」での疲労クラックの発生を抑制でき、この部位に圧縮残留応力部があることで、この部位の疲労強度を高めることができる。

なお、本発明の「ドライブプレート」とは、自動変速機のトルクコンバータに取付けられるものに限られるのではなく、手動変速機のフレキシブル・フライホイールに用いられるプレート部材も含む概念である。

この発明の一実施態様においては、前記板状本体と歯部との間の接続部に、ショットピーニング処理を施して、表面の窒素化合物層を除去すると共に、該表面に圧縮残留応力を付加する方法である。
上記構成によれば、ショットピーニング処理により、板状本体と歯部の接続部の表面の窒素化合物を除去して、この接続部の表面に圧縮残留応力部を形成することができる。
このため、スターターモータの駆動によって生じる、板状本体と歯部の接続部における疲労クラックの発生を防止して、この接続部の疲労強度を高めることができる。
よって、板状本体と歯部の接続部おいても、疲労強度の高いドライブプレートを製造することができる。

この発明の一実施態様においては、前記ショットピーニング処理を施す範囲を、エンジン側側面より変速機側側面の方を多く設定する方法である。
上記構成によれば、エンジン側側面よりも変速機側側面の方を、多く窒素化合物層を除去して、圧縮残留応力部を多く形成することができる。
このため、エンジンの駆動力によって応力が発生しやすいドライブプレートの被駆動側（変速機側）の疲労強度を高めることができ、応力発生度合に応じたショットピーニング処理を行なうことができる。
よって、効率的にショットピーニング処理を行って、ドライブプレートの疲労強度を高めることができる。

この発明の一実施態様においては、前記ドライブプレートの歯部に、窒化処理後に、高周波焼入れ処理を施す方法である。
上記構成によれば、ドライブプレートの歯部の硬度が、窒化処理によって焼なまし状態となって低下しても、窒化処理の後に高周波焼入れを行なうことで、歯部表面の硬度を高めることができる。
このため、板状本体の剛性を窒化処理で高めつつも、硬度の要求される歯部表面では、硬度を高めることができる。
よって、ドライブプレートの全体剛性を高めつつ、歯部の硬度を高めることができる。

この発明のドライブプレートは、エンジンのクランクシャフトの駆動力を変速機に伝達して、外周にスターターモータに噛合する環状の歯部を形成したドライブプレートであって、円盤状の板状本体と該板状本体の外周に一体成形した環状の歯部とを備えた鋼製ドライブプレートの全体に窒化処理を施して、表面側から窒素化合物層と窒素拡散層を形成し、該ドライブプレートの変速機との締結部、及び該締結部とクランクシャフトとの締結部との間の板状本体に、ショットピーニング処理を施して、表面の窒素化合物層を除去すると共に、該表面に圧縮残留応力部を形成したものである。

上記構成によれば、板状本体と歯部とを一体成形した鋼製のドライブプレートに窒化処理を施すことで、ドライブプレートを低炭素鋼で成形して成形性を確保しつつも、寸法精度を高めて全体剛性を高めることができる。
また、「ドライブプレートの変速機との締結部」及び「変速機との締結部とクランクシャフトとの締結部との間」にショットピーニング処理を施したことで、疲労クラックの起点となる硬くて脆い窒素化合物層を除去でき、さらに、この部位に圧縮残留応力部が形成できる。
よって、板状本体と歯部を一体成形した鋼製のドライブプレートを、寸法精度よく、全体剛性も高いものにすることができる。また、「ドライブプレートの変速機との締結部」及び「変速機との締結部とクランクシャフトとの締結部との間」での疲労クラックの発生を抑制でき、この部位に圧縮残留応力部があることで、この部位の疲労強度を高めることができる。

この発明の一実施態様においては、前記板状本体と歯部との間の接続部に、ショットピーニング処理を施して、表面の窒素化合物層を除去すると共に、該表面に圧縮残留応力部を形成したものである。
上記構成によれば、ショットピーニング処理により、板状本体と歯部の接続部の表面の窒素化合物を除去して、この接続部の表面に圧縮残留応力部を形成している。
このため、スターターモータの駆動によって生じる、板状本体と歯部の接続部における疲労クラックの発生を防止して、この接続部の疲労強度を高めることができる。
よって、板状本体と歯部の接続部おいても、疲労強度の高いドライブプレートにできる。

この発明の一実施態様においては、前記ショットピーニング処理を施す範囲を、エンジン側側面より変速機側側面の方を多く設定したものである。
上記構成によれば、エンジン側側面よりも変速機側側面の方を、多く窒素化合物層を除去して、圧縮残留応力部を多く形成している。
このため、エンジンの駆動力によって応力が発生しやすいドライブプレートの被駆動側（変速機側）の疲労強度を高めることができ、応力発生度合に応じたショットピーニング処理を行なうことができる。
よって、効率的にショットピーニング処理を行って、ドライブプレートの疲労強度を高めることができる。

この発明の一実施態様においては、前記ドライブプレートの歯部に、窒化処理後に、高周波焼入れ処理を施したものである。
上記構成によれば、ドライブプレートの歯部の硬度が、窒化処理で焼なまし状態となって低下しても、窒化処理の後に高周波焼入れを行なうことで、歯部表面の硬度を高めることができる。
このため、板状本体の剛性を窒化処理で高めつつも、硬度の要求される歯部表面では、硬度を高めることができる。
よって、ドライブプレートの全体剛性を高めつつ、歯部の硬度を高めることができる。

この発明によれば、板状本体と歯部を一体成形した鋼製のドライブプレートを、寸法精度よく、全体剛性も高いものにすることができる。また、「ドライブプレートの変速機との締結部」及び「変速機との締結部とクランクシャフトとの締結部との間」での疲労クラックの発生を抑制でき、この部位に圧縮残留応力部があることで、この部位の疲労強度を高めることができる。
よって、成形性を確保しつつも全体剛性を高めるために窒化処理を施したドライブプレートの製造方法及びドライブプレートにおいて、窒化処理によって形成される窒素化合物層によって生じる疲労クラックの発生を抑えつつ、繰返し変形が生じる部分の疲労強度を高めることで、全体として疲労強度の高いドライブプレートを得ることができる。

本発明の実施形態について、以下、図面に基づいて詳述する。
図１は本発明の実施形態に係るドライブプレートをエンジンと自動変速機（以下、変速機）の間に取付けた状態を示す概略断面図、図２はドライブプレート単品図の（ａ）正面図、（ｂ）Ａ−Ａ矢視断面図である。

ドライブプレート１は、図１に示すように、エンジン２と変速機３との間に位置して両者を連結している。具体的には、ドライブプレート１の内周側位置にエンジン２のクランクシャフト４へ締結ボルト５を介して締結固定されるエンジン締結部１１を設けて、外周側位置に変速機３のトルクコンバータケース６のボス６ａへ締結ナット７を介して締結固定される変速機締結部１２を設けることで、エンジン２のクランクシャフト４と変速機３のトルクコンバータケース６を連結している。
このように、ドライブプレート１でエンジン２と変速機３を連結することで、エンジン２の発生する駆動トルクを変速機３側に伝達するようにしている。

また、ドライブプレート１の外周縁には、スターターモータ８が噛合する歯部１３を形成している。この歯部１３により、ドライブプレート１は、スターターモータ８からの回転始動力を受けてエンジン２のクランクシャフト４にこの回転始動力を伝達するようにしている。

このように、ドライブプレート１は、通常の車両走行時には、動力伝達手段として機能して、エンジン始動時には、始動手段として機能するように構成している。

ドライブプレート１は、図２に示すように、大型且つ薄肉の鋼板で成形しており、円盤状のプレート部１４と、前述した環状の歯部１３とを形成して、プレート部１４には、その内周側に前述のエンジン締結部（締結穴）１１を６つ、外周側に前述の変速機締結部（締結穴）１２を４つ、それぞれ穿設している。また、この変速機締結部１２の内周側位置には、各締結部に対応するように応力緩和穴１５を４つ穿設している。さらに、中央にはクランクシャフト４に嵌合される嵌め込み穴１６を穿設している。
また、歯部１３は、外周縁にプレート部１４より肉厚のベース部１３ａに対して凹凸状に形成している。

このドライブプレート１は、エンジンの燃焼によって生じるクランクシャフト４の軸方向変位と、高速回転によって生じるトルクコンバータの膨張によって生じる軸方向変位とを吸収させるために、軸方向（図１で左右方向）に弾性変形が生じるように設定している。このため、プレート部１４を比較的薄い板厚で形成している。

また、図１にも示すように、ドライブプレート１は、エンジン２と変速機３との間の狭い空間Ｓにレイアウトする必要があるため、このプレート部１４の板厚は、あまり厚くできない。

もっとも、本実施形態のドライブプレート１では、大排気量のエンジン（例えば３Ｌ以上）に取付ける必要があるため、曲げ応力や捩じれ応力等が高まりやすく、疲労強度を高める必要がある。

しかしながら、ドライブプレート１に歯部１３を一体成形するには、材質の成形性（展性）も確保しなければならないため、展性の低い高炭素鋼を用いて疲労強度を高めることはできない。

そこで、本実施形態では、Ｓ３５Ｃ相当の低炭素鋼を用いることで、歯部１３も含めてプレスで一体成形し、このプレス成形したものを、溶融塩浴熱処理法の一つであるタフトライド（登録商標）法を使って、熱処理している。

このタフトライド（登録商標）法とは、鋼の変態点よりもかなり低い５７０〜５８０℃の塩浴槽に鋼材（ワーク）を約１時間浸けておき、その後、鋼材（ワーク）をオイル槽で冷却することで行なう熱処理方法である。
この熱処理を行なうことで、ワークの表層では、浸炭と窒化を受け、炭化物と窒化物を形成する硬化反応が起こる。そして、最外層にＦｅ_３Ｎ等からなる窒化鉄の層すなわち、窒素化合物層が形成され、その下層に窒素が浸入した窒素拡散層が形成されることになる。
このため、ワークは、周囲が「窒化物の殻」で包まれた状態となり、ワーク全体の剛性が高まり、疲労強度を高めることができるのである。

よって、この実施形態のドライブプレート１でも、低炭素鋼を用いて成形性を確保しながらも、疲労強度の高いドライブプレート１にしている。

ところで、ドライブプレート１においては、前述のように、軸方向変位を吸収するため、軸方向に繰り返して弾性変形することになる。このような軸方向変形が繰り返し生じると、前述の窒素化合物層が硬くて脆い層であることから、この窒素化合物層が疲労クラックの起点となり、かえって疲労強度を低下させるという問題がある。

そこで、この問題を対策するため、本実施形態では、軸方向変位によって曲げや捩じれが作用する部分の疲労強度を高めるために、ショットピーニング処理により、その部分の窒素化合物層を除去すると共に、表面に圧縮残留応力部を形成して疲労強度を高めるように構成している。

すなわち、窒化処理の後にショットピーニング処理を行なうように構成して、疲労クラックの発生を防止してドライブプレート１の疲労強度を高めるようにしているのである。

このショットピーニング処理について、図３〜図５により説明する。
図３はドライブプレートのエンジン側のショットピーニング領域を示した図、図４は同様にドライブプレートの変速機側のショットピーニング領域を示した図、図５はショットピーニング条件を表した図である。

このショットピーニング処理とは、小さな球状投射材をワーク表面に投射することで、ワーク表面に改質硬化を与え、疲労強度等を高める処理である。

本実施形態のショットピーニングの条件は、例えば、図５に表したような値にしている。まず、ショットピーニング用投射材（図示せず）は、硬度を７８０〜８５０ＨＶといった高硬度の投射材を用い、また、このサイズ（直径）を０．８ｍｍ程度以下に設定している。
そして、アークハイト（所定の試験片の片面にショットピーニングした際に生じる湾曲量）は、１．１ｍｍＡ以下（望ましくは０．１〜１．１ｍｍＡ）とするショット強度に設定している（「Ａ」とは、試験片の種別を示す記号）。

ショットピーニング領域は、エンジン側については、図３に示すように、各変速機締結部１２…を中心にその周辺を略円形の投射範囲Ｐ１…で投射するように設定している。またこの投射範囲Ｐ１…には、応力緩和穴１５…も含むように設定している。
そして、歯部１３とプレート部１４の間の接続部１７についても、全周にわたって、投射範囲Ｑ１とするように設定している（断面図参照）。

一方、変速機側については、図４に示すように、各変速機締結部１２を中心に略円形の投射範囲Ｐ２で投射するように設定するとともに、エンジン締結部１１と変速機締結部１２との間で、放射状に径方向に延びる略楕円の投射範囲Ｒ２で投射するように設定している。
そして、変速機側においても、歯部１３とプレート部１４の間の接続部１７について、全周にわたって投射範囲Ｑ２とするように設定している（断面図参照）。

以上のように、「変速機締結部１２」については、エンジン側、変速機側いずれにも、ショットピーニング処理を行なうように設定している（Ｐ１，Ｐ２）。これは、変速機締結部１２にトルクコンバータという慣性の大きな被駆動物体が取付けることで、通常走行時等の駆動力伝達時に大きな負荷が作用して、大きな応力が発生するからである。

この変速機締結部１２の周辺に、ドライブプレート１の両面からショットピーニング処理を行なうことで、変速機締結部１２周辺の窒素化合物層を除去することができ、これと同時に、変速機締結部１２周辺の表面に圧縮残留応力部を形成することができる。

同様に、「歯部１３とプレート部１４の間の接続部１７」についても、エンジン側、変速機側いずれにも、ショットピーニング処理を行なうように設定している（Ｑ１，Ｑ２）。これは、接続部１７には、エンジン始動時にスターターモータ８から始動回転力を受ける際に、大きな負荷が作用して、大きな応力が発生するからである。

この接続部１７についても、ドライブプレート１の両面からショットピーニング処理を行なうことで、接続部１７の窒素化合物層を除去することができ、これと同時に、接続部１７表面に圧縮残留応力部を形成することができる。

一方、「エンジン締結部１１と変速機締結部１２との間」については、変速機側のみでショットピーニング処理を行なうように設定している（Ｒ２）。これは、図１に示すように、エンジン２側では、エンジン締結部１１がクランクシャフト４の側端面４ａに面接触で剛結されることで、エンジン締結部１１と変速機締結部１２との間に応力が発生しないのに対して、変速機側では、エンジン締結部１１がフリー（非拘束）となっており、また、変速機側の慣性の影響を受けやすく、応力が発生しやすいためである。

この変速機側におけるエンジン締結部１１と変速機締結部１２との間（Ｒ２）に、ショットピーニング処理を行なうことで、同様に、この部位の窒素化合物層を除去することができ、これと同時に、この部位の表面に圧縮残留応力部を形成することができる。

このように、変速機側とエンジン側とでショットピーニング処理の範囲を変更することにより、適切な部分にのみショットピーニング処理を行うようにしている。

次に、ショットピーニング処理を行なう前（窒化処理後）と、ショットピーニング処理を行った後のドライブプレート１の表面断面を、図６、図７の断面写真の概略図によって説明する。

図６は、ショットピーニング処理を行なう前の断面を示している。この断面に示すように、ショットピーニング処理の前においては、最外層から順に窒素化合物層Ｘ、窒素拡散層Ｙ、母材Ｚが位置する。

窒素化合物層Ｘは、前述のようにＦｅ_３Ｎの窒化鉄によって構成されており、硬くて脆い層で、ドライブプレート１の「殻」のように外表面に位置する。一方、その下方に位置に位置する窒素拡散層Ｙは、鋼の金属組織の中に窒素が拡散したものであり、母材Ｚの鋼とほぼ同様の組織を有している。

このように、ショットピーニング処理の前では、組織が三層構造として構成されていることから、ドライブプレート１に繰返しの変形が生じると、窒素化合物層Ｘと窒素拡散層Ｙとの間で剥離が生じて、疲労クラックが生じるおそれがある。

図７は、ショットピーニング処理を行った後の断面を示している。この断面に示すように、ショットピーニング処理の前においては、窒素化合物層Ｘが除去されることにより、窒素拡散層Ｙが最外層に位置してその下方に母材Ｚが位置することになる。また、この窒素化合物層Ｘには、ショットピーニングにより、圧縮残留応力部σ（ドットハッチング領域）が形成される。

このように、ショットピーニング処理の後では、組織が二層で構成されるため、疲労クラック発生のおそれがなくなる。また、表面に圧縮残留応力部σが形成されるため、繰返し変形が作用しても、変形応力と残留応力が打ち消しあい、高い疲労強度を得ることができる。

以上のように、ショットピーニング処理を行なうことで、ドライブプレート１の表面を、疲労強度の高い組織にすることができる。

次に、本実施形態のドライブプレート１の全体の製造方法について図８のフローチャートを利用して説明する。

まず、Ｓ１で、ドライブプレート１を鋼材からプレス成形する。このプレス成形では、前述のようにＳ３５Ｃ程度の低炭素鋼を用いて、歯部１３も含め一体成形するようにしている。

次に、Ｓ２で、このプレス成形したドライブプレート１を窒化処理する。この窒化処理は、前述したタフトライド（登録商標）法によって行なう。この窒化処理により、ドライブプレート１の表面には前述のように窒素化合物層Ｘと窒素拡散層Ｙが形成されることになる。

その後、Ｓ３で、ドライブプレート１の表面にショットピーニング処理を施す。具体的には、前述した特定部位に対して特定条件でショットピーニングマシンによって、ショットピーニングを行なうようにしている。

そして、最後に、Ｓ４でドライブプレート１の歯部１３に対して高周波焼入れ処理を施す。この高周波焼入れによって、歯部１３の硬度を高めることができ、歯部１３の耐摩耗性を高めることができる。

以上の工程を経て、本実施形態のドライブプレート１の製作が完了し、全体剛性を窒化処理で確保しつつも、部分的に疲労強度を高めたドライブプレート１を得ることができる。

なお、図９は、本実施形態の高周波焼入れを行った後の歯部１３とプレート部１４の硬度を、高周波焼入れを行った後に窒化処理したもの（以下、対案）の硬度と比較した図である。この図で縦軸は「硬さ」を示し、横軸は表面からの「深さ」を示している。

この図に示すように、本実施形態の歯部１３（本案歯部）は、突出して全体的に硬度が高くなっており、対案歯部の倍以上に硬度が高くなっている。

これは、対案歯部の場合、高周波焼入れの後に窒化処理を行なうことで「焼なまし」状態となり、焼入れて一旦硬度が高くなっても結果的に硬度が低下するのに対し、本案歯部１３の場合は、一旦焼なましされるものの、最後に焼入れを行なうことで、確実に高い硬度を有する組織を構成できるからである。

以上のことから、窒化処理を行った後に、高周波焼入れを行なうことにより、歯部１３の硬度を、高められることがわかる。

次に、このように構成した本実施形態の作用効果について詳述する。
この実施形態では、円盤状のプレート部１４とそのプレート部１４の外周に一体成形した環状の歯部１３とを備えた鋼製のドライブプレート１を成形し、そのドライブプレート１の全体に窒化処理を施して、表面側から窒素化合物層Ｘと窒素拡散層Ｙを形成し、次に、変速機締結部１２（Ｐ１，Ｐ２）、及び変速機締結部１２とエンジン締結部１１との間（Ｒ２）のプレート部１４に、ショットピーニング処理を施して、表面の窒素化合物層Ｘを除去すると共に表面に圧縮残留応力部σを形成している（図７参照）。

これにより、プレート部１４と歯部１３とを一体成形した鋼製のドライブプレート１に窒化処理を施すことで、ドライブプレート１を低炭素鋼で成形して成形性を確保しつつも、寸法精度を高めて全体剛性を高めることができる。
また、その後、「変速機締結部１２」（Ｐ１、Ｐ２）及び「変速機締結部１２とエンジン締結部１１との間」（Ｒ２）にショットピーニング処理を施すことで、疲労クラックの起点となる硬くて脆い窒素化合物層Ｘを除去することができ、さらに、この部位に圧縮残留応力部σを形成することができる。
このため、プレート部１４と歯部１３を一体成形した鋼製のドライブプレート１を、寸法精度よく、全体剛性も高いものにすることができる。また、変速機締結部１２（Ｐ１、Ｐ２）及び変速機締結部１２とエンジン締結部１１との間（Ｒ２）での疲労クラックの発生を抑制でき、この部位に圧縮残留応力部σがあることで、この部位の疲労強度を高めることができる。
よって、成形性を確保しつつも全体剛性を高めるために窒化処理を施したドライブプレート１の製造方法及びドライブプレート１において、窒化処理によって形成される窒素化合物層Ｘによって生じる疲労クラックの発生を抑えつつ、繰返し変形が生じる部分の疲労強度を高めることで、全体として疲労強度の高いドライブプレート１を得ることができる。

また、この実施形態では、プレート部１４と歯部１３との間の接続部１７（Ｑ１、Ｑ２）に、ショットピーニング処理を施して、表面の窒素化合物層Ｘを除去すると共に、その表面に圧縮残留応力部σを形成している。
これにより、スターターモータ８の駆動によって生じる、プレート部１４と歯部１３との間の接続部１７における疲労クラックの発生を防止して、この接続部１７の疲労強度を高めることができる。
よって、プレート部１４と歯部１３の間の接続部１７においても、疲労強度の高いドライブプレート１を製造することができる。

また、この実施形態では、ショットピーニング処理を施す範囲を、エンジン側側面より変速機側側面の方を多く設定している（図３、図４参照）。
これにより、エンジン側側面よりも変速機側側面の方を、多く窒素化合物層Ｘを除去して、圧縮残留応力部σを多く形成することができる。
このため、エンジン２の駆動力によって応力が発生しやすいドライブプレート１の被駆動側（変速機側）の疲労強度を高めることができ、応力発生度合に応じたショットピーニング処理を行なうことができる。
よって、効率的にショットピーニング処理を行って、ドライブプレート１の疲労強度を高めることができる。

また、この実施形態では、ドライブプレート１の歯部１３に、窒化処理後に、高周波焼入れ処理を施している。
これにより、ドライブプレート１の歯部１３の硬度が、窒化処理によって焼なまし状態となって低下しても、窒化処理の後に高周波焼入れを行なうことで、歯部１３表面の硬度を高めることができる。
このため、プレート部１４の剛性を窒化処理で高めつつも、硬度の要求される歯部１３表面では、硬度を高めることができる。
よって、ドライブプレート１の全体剛性を高めつつ、歯部１３の硬度を高めることができる。

なお、以上の実施形態では、自動変速機で用いられるドライブプレート１を前提として説明したが、手動変速機の「フレキシブル・フライホイール」に用いられるプレート部材で、同様の製造方法及び構造を採用してもよい。

以上、この発明の構成と、前述の実施形態との対応において、
この発明の板状本体は、実施形態のプレート部１４に対応し、
以下、同様に
変速機との締結部は、変速機締結部１２に対応し、
クランクシャフトとの締結部は、エンジン締結部１１対応するも、
この発明は、前述の実施形態に限定されるものではなく、あらゆるドライブプレートの製造方法及びドライブプレートの実施形態を含むものである。

ドライブプレートをエンジンと自動変速機の間に取付けた状態を示す概略断面図。 ドライブプレート単品の（ａ）正面図、（ｂ）Ａ−Ａ矢視断面図。 ドライブプレートのエンジン側のショットピーニング領域を示した図。 ドライブプレートの変速機側のショットピーニング領域を示した図。 ショットピーニング条件を表した図。 ショットピーニング処理を行なう前の断面の断面写真の概略図。 ショットピーニング処理を行った後の断面の断面写真の概略図。 ドライブプレートの製造方法のフローチャート。 高周波焼入れを行った後の歯部等の硬度を比較した図。

符号の説明

１…ドライブプレート
２…エンジン
３…変速機
４…クランクシャフト
Ｐ１，Ｐ２，Ｑ１，Ｑ２，Ｒ２…投射範囲

Claims (8)

1. エンジンのクランクシャフトの駆動力を変速機に伝達して、外周にスターターモータに噛合する環状の歯部を形成したドライブプレートの製造方法であって、
   円盤状の板状本体と該板状本体の外周に一体成形した環状の歯部とを備えた鋼製のドライブプレートを成形し、
   該ドライブプレートの全体に窒化処理を施して、表面側から窒素化合物層と窒素拡散層を形成し、
   次に、ドライブプレートの変速機との締結部、及び該締結部とクランクシャフトとの締結部との間の板状本体に、ショットピーニング処理を施して、表面の窒素化合物層を除去すると共に該表面に圧縮残留応力を付加する
   ドライブプレートの製造方法。
2. 前記板状本体と歯部との間の接続部に、ショットピーニング処理を施して、表面の窒素化合物層を除去すると共に、該表面に圧縮残留応力を付加する
   請求項１記載のドライブプレートの製造方法。
3. 前記ショットピーニング処理を施す範囲を、エンジン側側面より変速機側側面の方を多く設定する
   請求項１又は２記載のドライブプレートの製造方法。
4. 前記ドライブプレートの歯部に、窒化処理後に、高周波焼入れ処理を施す
   請求項１〜３いずれか記載のドライブプレートの製造方法。
5. エンジンのクランクシャフトの駆動力を変速機に伝達して、外周にスターターモータに噛合する環状の歯部を形成したドライブプレートであって、
   円盤状の板状本体と該板状本体の外周に一体成形した環状の歯部とを備えた鋼製ドライブプレートの全体に窒化処理を施して、表面側から窒素化合物層と窒素拡散層を形成し、
   該ドライブプレートの変速機との締結部、及び該締結部とクランクシャフトとの締結部との間の板状本体に、ショットピーニング処理を施して、表面の窒素化合物層を除去すると共に、該表面に圧縮残留応力部を形成した
   ドライブプレート。
6. 前記板状本体と歯部との間の接続部に、ショットピーニング処理を施して、表面の窒素化合物層を除去すると共に、該表面に圧縮残留応力部を形成した
   請求項５記載のドライブプレート。
7. 前記ショットピーニング処理を施す範囲を、エンジン側側面より変速機側側面の方を多く設定した
   請求項５又は６記載のドライブプレート。
8. 前記ドライブプレートの歯部に、窒化処理後に、高周波焼入れ処理を施した
   請求項５〜７いずれか記載のドライブプレート。

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