JP3856674B2 - クラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチ・ロータ用ブランク、即ち、同心円状に外形抜き及び穴あけのプレス加工を施して得た同心円状ブランクに内側円筒部及び外側円筒部を鍛造成形するクラッチ・ロータ鍛造成形工程に先立って、特にその工程で成形される内側円筒部に発生するおそれのある割れを防止すべく、上記同心円状ブランクの内周縁に前記プレス加工の工程で生じている応力歪み及び加工硬化を解消するためのクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クラッチ・ロータは、クラッチ・ロータ用ブランク、即ち、図４(a)に示すように、中央穴を備えた同心円状のブランクを順次プレス加工して、図４(b)に示すように、まずこれに内側円筒部を鍛造成形し、次いで図４(c)に示すように、外側円筒部を鍛造成形することにより製造するものである。
また上記クラッチ・ロータ用ブランクは、図４(a)に示すように、所定金属材料の板材からプレス機械による外形抜き及び穴あけによって同心円状に中央穴のあいた同心円状ブランクに加工されているものである。
【０００３】
そしてこのようなクラッチ・ロータ用ブランクは、上記のような金属材料板材から外形抜き及び穴あけのプレス工程で同心円状ブランクに加工される過程で、その外周縁及び内周縁に応力歪みや加工硬化が生じ、これがその後のクラッチ・ロータ成形のための鍛造工程に悪影響を与え、特に内側円筒部の鍛造成形過程で割れを発生させる原因となっている。
【０００４】
そこで上記鍛造成形工程に先立つ前処理として、プレス機械で加工されたクラッチ・ロータ用ブランクの内周縁の応力歪みや加工硬化を解消する方法を実施する工程を必要とすることとなり、現在までのところ、その方法として、▲１▼ブランクを無酸化焼鈍炉に入れて焼鈍加工をすることによりその内周縁の加工硬化等を解消する方法、▲２▼プレス機械によりブランクの内周縁をシェービング加工することにより応力歪みや加工硬化の生じている部位を除去する方法、▲３▼旋盤によりブランクの内周縁を切削することにより応力歪みや加工硬化の生じている部位を除去する方法等があり、それぞれ対象ブランクの形状その他の性質に応じて適宜選択され実行されている。
【０００５】
しかし上記▲１▼の無酸化焼鈍炉での焼鈍加工は、クラッチ・ロータ用ブランクを全面的に焼鈍加工するものであり、割れ原因を解消する対策とはなるもののブランク材料の強度が低下し、これによって成形されるクラッチ・ロータの外側円筒部にベルト掛け用の溝が多数形成される場合には、特に高速回転時にローター破損を引き起こすおそれがある。またこの方法はブランクに応力歪みや加工硬化の生じている内周縁や外周縁ばかりでなく、全体を焼鈍するものであり、エネルギーの無駄が大きく必要以上に処理コストが嵩むものとなる。
【０００６】
また▲２▼のプレス機械による応力歪みや加工硬化の生じているブランク内周縁のシェービング加工による方法は、シェービング代を一つ一つのブランクの内周縁の応力歪みや加工硬化層に対応させることが事実上不可能であり、かつその生じている加工硬化層の形状に合わせることも不可能であるから、その加工後の内周縁に加工硬化層等が残ってしまうおそれは極めて高い。またシェービング・ポンチの使用による摩耗度の変化のため、応力歪み及び加工硬化層の削除による縁仕上げ精度管理が難しい。たとえば、シェービング・ポンチの摩耗度が高くなり、その切れ具合が悪くなると、これによるシェービング加工が応力歪みや加工硬化を新たに発生させるおそれもある。
【０００７】
更に▲３▼の旋盤によるブランク内周縁の切削加工による方法は、シェービング加工による方法と同様に切削代を一つ一つのブランクの加工硬化層等に対応させることは困難であり、加工後の内周縁に加工硬化層等が残ってしまうおそれが高い。またこの方法では、加工工程に比較的長い時間を要し、大量生産の工程には不向きでもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の前処理方法の問題点を解決し、確実にクラッチ・ロータ製造用の同心円状ブランクの内周縁に生じている応力歪みや加工硬化を解消し得、かつそれが必要な強度を失わず、スピーディに、しかも経済的に行い得るクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法を提供することを解決の課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の１（請求項１）は、所定金属板材から外形抜き及び穴あけのプレス工程で同心円状ブランクに形成されたクラッチ・ロータ用ブランクについて、その中央穴周縁に生じている応力歪み及び表面加工硬化を解消するべく、上記クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁のみを高周波誘導加熱により誘導加熱し、その後、徐冷することによるクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法に於いて、
前記中央穴周縁のみの高周波誘導加熱による加熱を、
高周波電源装置から高周波電流の供給を受ける複数の穴周縁上部加熱用の誘導子コイル及びこれらの穴周縁上部加熱用の誘導子コイルと同数の穴周縁下部加熱用の誘導子コイルを交互に配列しておき、
前記クラッチ・ロータ用ブランクを、その中央穴を各誘導子コイルと上下一致させながら、順次、上記配列の上記穴周縁上部加熱用の誘導子コイルについてはその直下に、上記穴周縁下部加熱用の誘導子コイルについてはその直上に、各々一時停止させながら移動させ、それぞれ一時停止している間に穴周縁上部加熱用の誘導子コイルにより該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁上部の高周波誘導加熱を行い、穴周縁下部加熱用の誘導子コイルにより該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁下部の高周波誘導加熱を行い、こうして該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁上下部を段階的に温度上昇させ、誘導子コイル列の最後端の誘導子コイルによる高周波誘導加熱が終了した時点で、該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁の必要な温度への均一な加熱が完了するように行うこととしたクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法である。
【００１１】
本発明の２（請求項２）は、本発明の１のクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法に於いて、
前記徐冷を、加熱の完了したクラッチ・ロータ用ブランクを保温箱に収納して放置することにより行うこととしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、基本的に、クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁のみを高周波誘導加熱により誘導加熱し、その後、徐冷することにより、上記中央穴周縁に生じている応力歪み及び加工硬化を解消する、クラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法である。
【００１３】
前記クラッチ・ロータ用ブランクは、製造対象であるクラッチ・ロータに適する所定金属板材から外形抜き及び穴あけのプレス工程で同心円状ブランクに加工されるものであり、その外周縁及び中央穴周縁にはそれらのプレス工程による応力歪み及び加工硬化が生じており、特に後者の中央穴周縁の応力歪み及び加工硬化は、その後のクラッチ・ロータ成形のための冷間鍛造工程に悪影響を与える。
【００１４】
前記クラッチ・ロータ用ブランクは、これを冷間の鍛造成形工程により、その中央部には内側円筒部を、周側部には外側円筒部を、それぞれ張り出させたクラッチ・ロータに成形するものであり、前記応力歪み及び加工硬化が中央穴周縁に生じていると、上記内側円筒部の成形の際に、これに割れが生じるおそれが極めて高いものである。
【００１５】
本発明は、既述のように、このようなクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁の応力歪み及び加工硬化を解消する方法であり、エネルギー効率の観点や全体の強度を低下させないようにする観点等から、鍛造成形工程で問題となる中央穴周縁のみに焼鈍処理を施すこととしたものである。
【００１６】
前記中央穴周縁のみの高周波誘導加熱は、上記中央穴周縁のみに焼鈍処理を施す手段であるが、これは、対象となるクラッチ・ロータ用ブランクを、その中央穴が誘導子コイルに近接するように位置決めし、次いで、該誘導子コイルに所定周波数の高周波電流を流し、これによって該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁に高周波磁界を与えてうず電流を発生させ、かつ、うず電流損による発熱を生じさせることで行うものである。こうして該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁にのみ発熱を生じさせ、その部位のみを加熱するものである。加熱温度は、云うまでもなく、材質等に応じて決まる応力歪みや加工硬化を解消できる温度である。
【００１７】
なお高周波磁界は、クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁の必要な範囲内に均一に与える必要があるが、これを一度の動作で行うためには、たとえば、その中央穴内から平均に与え得る磁界を発生させる必要があり、そのような磁界を発生しうる誘導子コイルを製作することは事実上困難である。
【００１８】
そこで、誘導子コイルを、これが発生する高周波磁界をクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁に対してその一面側から与え得るものに構成し、このような誘導子コイルによってクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁に対して、交互に一面側からと他面側から高周波磁界を与え、該中央穴周縁の必要な範囲に全体として均一な高周波磁界を与え、これによるうず電流損の発熱を必要な範囲内で均一に生じさせるようにすることができる。一面側からと他面側からの高周波磁界は、上記のように交互に、かつそれぞれ複数回に分けて与えるものとする。勿論、均一に加熱する趣旨であるから、両面に対して同一回数である。
【００１９】
このような構成によるクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁のみの高周波誘導加熱による加熱は、次のような形態で実現する。
即ち、高周波電源装置から高周波電流の供給を受ける複数の穴周縁上部加熱用の誘導子コイル及びこれらの穴周縁上部加熱用の誘導子コイルと同数の穴周縁下部加熱用の誘導子コイルを交互に配列しておき、
前記クラッチ・ロータ用ブランクを、その中央穴を各誘導子コイルと上下一致させながら、順次、上記配列の上記穴周縁上部加熱用の誘導子コイルについてはその直下に、上記穴周縁下部加熱用の誘導子コイルについてはその直上に、各々一時停止させながら移動させ、それぞれ一時停止している間に穴周縁上部加熱用の誘導子コイルにより該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁上部の高周波誘導加熱を行い、穴周縁下部加熱用の誘導子コイルにより該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁下部の高周波誘導加熱を行い、こうして該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁上下部を段階的に温度上昇させ、誘導子コイル列の最後端の誘導子コイルによる高周波誘導加熱が終了した時点で、該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁の必要な温度への均一な加熱が完了することとなるようにする。
【００２０】
こうしてクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁に対して上面側（一面側）からと下面側（他面側）から高周波磁界を同一複数回与えることができることとなり、上記のように、中央穴周縁の必要な範囲の必要な温度への均一な加熱が良好にできることとなる。
なおクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁に対する高周波磁界は、一面側と他面側からそれぞれ一回ずつでも均一に与えたことになるが、これを複数回に分け、段階的に温度を上昇させるようにすることにより、熱応力による歪みの発生を極力抑えることができる。
【００２１】
このようにクラッチ・ロータ用ブランクは、その中央穴周縁のみの適正な加熱を行った後、前記のように、徐冷するべきであるが、これは、従来の種々の方法で行うことができる。たとえば、保温箱に収納して放置することにより行うことができる。
【００２２】
したがって本発明のクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法によれば、対象のクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁のみを高周波誘導加熱により誘導加熱し、その後、徐冷することにより必要部位のみを焼鈍するものであり、当然、これによって中央穴周縁の応力歪み及び加工硬化を解消することができるとともに、全体を加熱するものでないためエネルギーの無駄がなく、経済的でもある。またクラッチ・ロータ用ブランクの全体を焼鈍するものでないため、その強度を失うこともない。更に加熱が短時間で行えるため、大量生産にも適するものである。
【００２３】
【実施例】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
図１〜図３は本発明を適用した実施例を示しており、図１は、高周波誘導加熱装置にクラッチ・ロータ用ブランクをセットした状態を示す平面説明図、図２は図１のＡ−Ａ線断面説明図、図３(a)は要焼鈍部位を示すクラッチ・ロータ用ブランクの一部断面説明図、図３(b)は要焼鈍部位を示すクラッチ・ロータ用ブランクの平面説明図である。
図４(a)はクラッチ・ロータ用ブランクの概略斜視図、図４(b)はクラッチ・ロータ用ブランクから内側円筒部のみを成形した段階の部材を示した概略斜視図、図４(c)は内側円筒部及び外側円筒部の双方を成形してなるクラッチ・ロータの概略斜視図である。
【００２４】
この実施例のクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法は、図３(a)及び(b)に示すように、クラッチ・ロータ用ブランク１の中央穴２の周縁３のみを高周波誘導加熱により誘導加熱し、その後、徐冷することにより、上記中央穴２の周縁３に生じている応力歪み及び表面加工硬化を解消するものである。
【００２５】
この実施例で対象とするクラッチ・ロータ用ブランク１は、外径が９０〜２００mm、厚みが８〜１４mmで鋼板から形成されたものである。
図３(a)及び(b)に示すように、該クラッチ・ロータ用ブランク１の中央穴２の周縁３に於いて、良好に焼鈍すべき範囲は、その肉厚内中心付近の内周からの寸法Ｌ１で約１０mm、両面付近の内周からの寸法Ｌ２で約１５mm程度までとするのが適当であり、この実施例ではこれを目標とする。また上記焼鈍すべき範囲の加熱温度は、その材質及び焼鈍目的等との関係で、７００〜７３０℃とする。
【００２６】
まず初めに、この実施例で用いる高周波誘導加熱装置から説明する。
この高周波誘導加熱装置は、図１及び図２に示すように、クラッチ・ロータ用ブランク１をその上に沿って直線的にスライド移動させるための二条のスライドレール４、４と、その長さ方向に沿ってその中央上部と中央下部とに交互に配した６個の誘導子コイル５、５…と、上記スライドレール４、４の長さ方向に沿って６個のクラッチ・ロータ用ブランク１、１…を定間隔で同時に移送し、かつ各々を上記誘導子コイル５、５…の直下又は直上に正確に位置決めする送り機構６と、前記誘導子コイル５、５…をそれぞれ該当する位置に支持するアーム部材７、７…と、前記誘導子コイル５、５…に流す高周波電流を発生する電源装置を備えた装置本体８とで構成したものである。
【００２７】
前記誘導子コイル５、５…は、先に述べ、図１及び図２に示すように、６個のそれを前記スライドレール４、４の長さ方向に沿って定間隔で配する。既述のように、該スライドレール４、４の上方中央に位置する誘導子コイル５と下方中央に位置する誘導子コイル５とは交互に配する。先頭の誘導子コイル５を上方に配した場合は、２番目のそれは下方に配し、３番目のそれは上方に配する如くである。なお図１中、先頭は右端であり、各構成要素は右端から１番目、２番目と数えて指し示す。
【００２８】
図２に示すように、上方の誘導子コイル５、５、５はそれぞれ前記スライドレール４、４上でそれぞれ前記送り機構６の各一対の挟持片６ａ、６ａによって位置決めされたクラッチ・ロータ用ブランク１、１、１の直上に位置するように配するものである。該誘導子コイル５、５、５はクラッチ・ロータ用ブランク１、１、１と相互の中心を一致させ、かつ該クラッチ・ロータ用ブランク１、１、１の上面との間隔が１．５mmとなるように位置決めしてある。この間隔は狭いほど能率が良いが、無用な短絡事故を避けるためこの実施例ではこの間隔とした。
【００２９】
図２に示すように、下方の誘導子コイル５、５、５はそれぞれ前記スライドレール４、４上でそれぞれ前記送り機構６の各一対の挟持片６ａ、６ａによって位置決めされたクラッチ・ロータ用ブランク１、１、１の直下に位置するように配するものである。該誘導子コイル５、５、５はクラッチ・ロータ用ブランク１、１、１と相互の中心を一致させ、かつ該クラッチ・ロータ用ブランク１、１、１の下面との間隔が１．５mmとなるように位置決めしてある。
【００３０】
前記アーム部材７、７…は、各誘導子コイル５を以上の各位置に固定するとともに、その内部に各誘導子コイル５に前記電源装置からの高周波電流を流すための導体を備えたものである。
【００３１】
前記電源装置は、前記誘導子コイル５、５…に流す高周波電流を生成する手段であり、この実施例では、対象のクラッチ・ロータ用ブランク１の前記のような材質、寸法及び加熱深さ、並びに加熱時間及び加熱回数等との関係から２５KHzの周波数の高周波電流を生成するように構成した。同様の趣旨から、該クラッチロータ用ブランク１の前記必要範囲内を最終的に既述の７００〜７３０℃程度に加熱すべく、出力は、先頭（図１中右端）の誘導子コイル５と２番目の誘導子コイル５とに対しては２０KWとし、それら以外の誘導子コイル５、５…に対しては１５KWとしてある。
【００３２】
また前記送り機構６は、図１及び図２に示すように、その一対が前記スライドレール４、４に載っているクラッチ・ロータ用ブランク１を挟持しうる状態で対面する６対の挟持片６ａ、６ａ…を、該スライドレール４、４に沿って定間隔で配してなるものであり、対面する各一対の挟持片６ａ、６ａの間隔の拡縮及び前記スライドレール４、４に沿った方向の一定間隔の往動作及び復動作をそれぞれ連動して行うように構成したものである。
【００３３】
上記一対の挟持片６ａ、６ａは、図１に示すように、相互の対面側が平面から見てＶ形又は逆Ｖ形に凹んだ形状に構成され、両者の間隔を狭めることで、前記スライドレール４、４上に載ってその間に位置するクラッチ・ロータ用ブランク１を挟持しうるようになっている。このとき、挟持されるクラッチ・ロータ用ブランク１は、前記スライドレール４、４の幅方向中央に位置決めされる。
【００３４】
各一対の挟持片６ａ、６ａは、それが挟持するクラッチ・ロータ用ブランク１が、それぞれ前記各誘導子コイル５の直上又は直下に正確に相互の中心を上下一致させて位置させうるように位置関係を設定する。既述のように、各一対の挟持片６ａ、６ａは、前記スライドレール４、４に沿って一定間隔の往動作及び復動作を連動して行うように構成してあるが、その一定間隔は正確に前記隣接する誘導子コイル５、５間の間隔と一致させる。
【００３５】
したがって前記スライドレール４、４上に載せられ、先頭の一対の挟持片６ａ、６ａの前記一定間隔前までパーツフィーダー及びプッシャー等により移送されてきたクラッチ・ロータ用ブランク１は、送り機構６の各一対の挟持片６ａ、６ａが連動して拡開状態で復動作することにより、先頭の一対の挟持片６ａ、６ａがその位置まで移動し、次いで連動して間隔縮小動作が行われると、先頭の一対の挟持片６ａ、６ａによって挟持され、その後、該先頭の挟持片６ａ、６ａが他のそれらと連動して往動作し、前記一定間隔進行すると、該先頭の挟持片６ａ、６ａに挟持されているクラッチ・ロータ用ブランク１は、先頭の誘導子コイル５の直下に移動しそこに確実に位置決めされる。
【００３６】
一定時間（後述するようにこの実施例では３秒）の後、各挟持片６ａ、６ａは連動して拡開動作し、これによって先頭の一対の挟持片６ａ、６ａに挟持されていたクラッチ・ロータ用ブランク１は、先頭の誘導子コイル５の直下で、スライドレール４、４上に放置されることとなる。その状態で、各挟持片６ａ、６ａは連動して復動作し、また先頭の一対の挟持片６ａ、６ａの間に、前記最初のクラッチ・ロータ用ブランク１の後にパーツフィーダー及びプッシャー等により移送されてきたクラッチ・ロータ用ブランク１が位置することとなり、これがまた連動する間隔縮小動作でその間隔が縮小した先頭の一対の挟持片６ａ、６ａで挟持され、既述の経過をたどって、先頭の誘導子コイル５の直下に運ばれ、そこに確実に位置決めされる。
【００３７】
先頭の誘導子コイル５の直下に先に運ばれてきていた最初のクラッチ・ロータ用ブランク１は、再度先頭の一対の挟持片６ａ、６ａが、上記のように、新たなクラッチ・ロータ用ブランク１を挟持する際に、同時に、２番目の一対の挟持片６ａ、６ａにより挟持され、連動して各一対の挟持片６ａ、６ａが往動作する際に、該２番目の一対の挟持片６ａ、６ａによって２番目の誘導子コイル５の直上に移送され、そこに確実に位置決めされる。
【００３８】
以下同様にして、最初のクラッチ・ロータ用ブランク１は、順次、隣接する一対の挟持片６ａ、６ａにより、３番目の誘導子コイル５の直下、４番目の誘導子コイル５の直上、５番目の誘導子コイル５の直下、６番目の誘導子コイル５の直上に移送され、更にその後方に押し出される。また動作開始時は一個のクラッチ・ロータ用ブランク１のみの移送が行われるが、順次、同時移送できる個数が増加し、６個目を受け取った後は常に６個同時の移送が行われることとなる。なおこの送り機構６では、一区間（隣接する誘導子コイル５、５間）の移送時間は０．５秒弱である。もっとも送り機構６の各一対の挟持片６ａ、６ａは往復動作をしているので、前記３秒の停止時間の後、次の誘導子コイル５の対応位置に移送するまでには１秒を要することとなる。
【００３９】
なおこの実施例では、先に述べたように、この送り機構６の入り口側、即ち、図１中、右側のスライドレール４、４上で、先頭の誘導子コイル５から隣接する誘導子コイル５、５の間隔だけ前の位置まで加熱対象のクラッチ・ロータ用ブランク１を図示しないパーツフィーダー及びプッシャーで送り込むようにしてある。またこの送り機構６の出口側、即ち、図１中、左側のスライドレール４、４の末端には加熱処理済みのクラッチ・ロータ用ブランク１を滑り落とすシュート９を接続し、かつその下方に該加熱処理済みクラッチ・ロータ用ブランク１を受け取る容器を配してある。
【００４０】
この実施例は、以上の高周波誘導加熱装置及びその他の若干の器具を用いて以下のように実施する。
まず処理対象のクラッチ・ロータ用ブランク１は、前記し、図１に示すように、前記パーツフィーダー及びプッシャーにより、先頭の誘導子コイル５の一区間分前の位置に供給され待機している。クラッチ・ロータ用ブランク１は、送り機構６により順次ここから高周波誘導加熱装置内に移送されると、引き続いて同位置に供給され待機することとなっている。
【００４１】
上記位置に待機しているクラッチ・ロータ用ブランク１は、前記したように、送り機構６の先頭の一対の挟持片６ａ、６ａによってまず先頭の誘導子コイル５の直下に移送され、この位置に正確に位置決めされる。即ち、該クラッチ・ロータ用ブランク１は、その中央穴２の中心が該誘導子コイル５の中心と正確に上下一致した状態で位置決めされる。
【００４２】
このように位置決めされると同時に前記電源装置から２５KHzの高周波電流が該先頭の誘導子コイル５に流され、その直下に位置決めされたクラッチ・ロータ用ブランク１の中央穴２の周縁３に上面側から高周波磁界が与えられ、主として上面側にうず電流損による発熱を生じさせる。なおこのときの前記電源装置からの出力は、既述のように、２０KWである。上記高周波電流は該誘導子コイル５に３秒間流され、当然、これによって生じる高周波磁界が３秒間該クラッチ・ロータ用ブランク１の中央穴２の周縁３に上方から与えられる。
【００４３】
上記３秒間が経過すると、前記のようにして、２番目の一対の挟持片６ａ、６ａにより該クラッチ・ロータ用ブランク１は２番目の誘導子コイル５の直上に移送され、その位置に正確に位置決めされる。これと同時に先頭の一対の挟持片６ａ、６ａにより新たなクラッチ・ロータ用ブランク１が先頭の誘導子コイル５の直下に運び込まれ、その位置に正確に位置決めされる。この実施例では、この移送動作は単純な近距離の往復動作であるため、送り機構６によって約１秒で行われる。
【００４４】
このように正確にそれぞれ１番目の誘導子コイル５の直下、２番目の誘導子コイル５の直上に、それぞれクラッチ・ロータ用ブランク１が位置決めされると、１番目と２番目のそれぞれの誘導子コイル５、５に、同様に、２５KHzの高周波電流が流され、これが３秒間継続される。その出力は２０KWである。
【００４５】
したがって２番目の誘導子コイル５の直上に配されたクラッチ・ロータ用ブランク１はその中央穴２の周縁３に下面側から高周波誘導磁界が与えられ、主として下面側にうず電流損による発熱を生じさせる。こうして２番目の誘導子コイル５の直上に位置するクラッチ・ロータ用ブランク１は、その中央穴２の周縁３に於いて、両面ともにほぼ同様の温度に加熱された状態となる。
【００４６】
他方、同時に、先頭（１番目）の誘導子コイル５の直下に位置決めされたクラッチ・ロータ用ブランク１は、先に述べたとおりに、その上面側に高周波磁界が与えられ、これによって発生するうず電流損で発熱することとなる。
【００４７】
上記３秒間が経過すると、また前記のようにして、２番目の誘導子コイル５の直上に位置していたクラッチ・ロータ用ブランク１は、３番目の一対の挟持片６ａ、６ａにより３番目の誘導子コイル５の直下に移送され、その位置に正確に位置決めされる。１番目と２番目の各一対の挟持片６ａ、６ａ…は、それぞれ先に説明した通りの動作をする。
【００４８】
前記３番目の誘導子コイル５の直下に位置決めされたクラッチ・ロータ用ブランク１は、前記のように位置決めされると、該誘導子コイル５に２５KHzの高周波電流が流され、これも同様に３秒間継続される。ただしその出力は１５KWである。勿論、同時に１番目と２番目の各誘導子コイル５、５にも２５KHzの高周波電流が流され、これも、云うまでもなく、３秒間継続される。その出力は先に述べたように、２０KWである。
【００４９】
この後は、前記３番目の誘導子コイル５の直下で３秒間の高周波磁界が与えられたクラッチ・ロータ用ブランク１は、引き続いて、４番目の一対の挟持片６ａ、６ａによって４番目の誘導子コイル５の直上に移送して位置決めされ、ここで３秒間の高周波磁界を与えられ、更に５番目の一対の挟持片６ａ、６ａによって５番目の誘導子コイル５の直下に移送して位置決めされ、ここで３秒間の高周波磁界を与えられ、更にまた６番目の一対の挟持片６ａ、６ａによって６番目の誘導子コイル５の直上に移送して位置決めされ、ここで３秒間の高周波磁界を与えられる。
【００５０】
３番目以降の誘導子コイル５に流される高周波電流の周波数、出力電力及び継続時間は同様であり、２５KHz、１５KW、３秒間である。３番目から６番目の誘導子コイル５、５…の位置関係から、高周波磁界は交互に上面側からと下面側から与えられることになり、徐々にかつ平均に温度が上昇し、最終的に、クラッチ・ロータ用ブランク１は、その中央穴２の周縁３に於いて概ね７００〜７３０℃の加熱を実現できることとなった。一面側と他面側とを交互に加熱するものであるが、１面側３回、他面側３回とし、少しずつ分けて徐々に温度を上げることとしたので、熱応力による歪みの発生等も殆ど抑制できるものとなっている。
【００５１】
以上の先頭のクラッチ・ロータ用ブランク１に引き続いて送り機構６の各一対の挟持片６ａ、６ａ…で順次対応する誘導子コイル５の直下又は直上に送られ、かつ位置決めされるクラッチ・ロータ用ブランク１についても、該先頭のクラッチ・ロータ用ブランク１と全く同様の過程を経て加熱処理されることは、云うまでもない。
【００５２】
６番目の誘導子コイル５で高周波磁界が与えられ、加熱されたクラッチ・ロータ用ブランク１は、次のクラッチ・ロータ用ブランク１が該６番目の誘導子コイル５の直上に運び込まれる際に、６番目の一対の挟持片６ａ、６ａの後端で後方に押し出され、前記シュート９を滑り落ち、加熱処理済みクラッチ・ロータ用ブランク１受け取り用の容器に集積されることとなる。
【００５３】
上記容器に集積された加熱処理済みクラッチ・ロータ用ブランク１、１…は、該容器とともに定期的に取り出され、そのまま保温箱に入れられて約４時間放置され、徐冷される。
【００５４】
こうしてクラッチ・ロータ用ブランク１の中央穴２の周縁３のみについて、上面側（一面側）からと下面側（他面側）から高周波磁界が最初の各１回は強い磁界が、後の各２回はそれより弱い磁界が与えられ、短時間の内に、徐々にかつ平均に温度の上昇が図られ、上記のように、中央穴２の周縁３の前記した必要な範囲に７００〜７３０℃の温度への加熱が良好に行われ、更にその後、簡易な形態で徐冷が行われ、中央穴２の周縁３のみの良好な焼鈍が完了することとなったものである。
【００５５】
【発明の効果】
したがって本発明の１のクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法によれば、対象のクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁のみに高周波磁界を与えて誘導加熱し、その後、徐冷することにより必要部位のみを焼鈍するものであり、これによって中央穴周縁の応力歪み及び加工硬化を解消することができる。またこのように全体を加熱するものでないためエネルギーの無駄がなく、経済的である。更に全体を焼鈍するものでないため、その必要な強度を失うこともない。加えて加熱が短時間で行えるため、大量生産にも適するものである。
【００５６】
更に本発明の１のクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法によれば、クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁に対して上面側（一面側）からと下面側（他面側）から高周波磁界を同一複数回与えることができることとなり、上記のように、中央穴周縁の必要な範囲の必要な温度への均一な加熱が良好にできることとなる。
またクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁に対する高周波磁界を、一面側と他面側から複数回に分けて与え、段階的に温度を上昇させるようにすることにより、熱応力による歪みの発生を極力抑えることができる。
【００５７】
本発明の２のクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法によれば、徐冷が簡単な器具により良好に行い得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】高周波誘導加熱装置にクラッチ・ロータ用ブランクをセットした状態を示す平面説明図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面説明図。
【図３】 (a)は要焼鈍部位を示すクラッチ・ロータ用ブランクの一部断面説明図。
(b)は要焼鈍部位を示すクラッチ・ロータ用ブランクの平面説明図。
【図４】 (a)はクラッチ・ロータ用ブランクの概略斜視図。
(b)はクラッチ・ロータ用ブランクから内側円筒部のみを成形した段階の部材を示した概略斜視図。
(c)は内側円筒部及び外側円筒部の双方を成形してなるクラッチ・ロータの概略斜視図。
【符号の説明】
１ クラッチ・ロータ用ブランク
２ 中央穴
３ 周縁
４ スライドレール
５ 誘導子コイル
６ 送り機構
６ａ 挟持片
７ アーム部材
８ 装置本体
９ シュート
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチ・ロータ用ブランク、即ち、同心円状に外形抜き及び穴あけのプレス加工を施して得た同心円状ブランクに内側円筒部及び外側円筒部を鍛造成形するクラッチ・ロータ鍛造成形工程に先立って、特にその工程で成形される内側円筒部に発生するおそれのある割れを防止すべく、上記同心円状ブランクの内周縁に前記プレス加工の工程で生じている応力歪み及び加工硬化を解消するためのクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クラッチ・ロータは、クラッチ・ロータ用ブランク、即ち、図４(a)に示すように、中央穴を備えた同心円状のブランクを順次プレス加工して、図４(b)に示すように、まずこれに内側円筒部を鍛造成形し、次いで図４(c)に示すように、外側円筒部を鍛造成形することにより製造するものである。
また上記クラッチ・ロータ用ブランクは、図４(a)に示すように、所定金属材料の板材からプレス機械による外形抜き及び穴あけによって同心円状に中央穴のあいた同心円状ブランクに加工されているものである。
【０００３】
そしてこのようなクラッチ・ロータ用ブランクは、上記のような金属材料板材から外形抜き及び穴あけのプレス工程で同心円状ブランクに加工される過程で、その外周縁及び内周縁に応力歪みや加工硬化が生じ、これがその後のクラッチ・ロータ成形のための鍛造工程に悪影響を与え、特に内側円筒部の鍛造成形過程で割れを発生させる原因となっている。
【０００４】
そこで上記鍛造成形工程に先立つ前処理として、プレス機械で加工されたクラッチ・ロータ用ブランクの内周縁の応力歪みや加工硬化を解消する方法を実施する工程を必要とすることとなり、現在までのところ、その方法として、▲１▼ブランクを無酸化焼鈍炉に入れて焼鈍加工をすることによりその内周縁の加工硬化等を解消する方法、▲２▼プレス機械によりブランクの内周縁をシェービング加工することにより応力歪みや加工硬化の生じている部位を除去する方法、▲３▼旋盤によりブランクの内周縁を切削することにより応力歪みや加工硬化の生じている部位を除去する方法等があり、それぞれ対象ブランクの形状その他の性質に応じて適宜選択され実行されている。
【０００５】
しかし上記▲１▼の無酸化焼鈍炉での焼鈍加工は、クラッチ・ロータ用ブランクを全面的に焼鈍加工するものであり、割れ原因を解消する対策とはなるもののブランク材料の強度が低下し、これによって成形されるクラッチ・ロータの外側円筒部にベルト掛け用の溝が多数形成される場合には、特に高速回転時にローター破損を引き起こすおそれがある。またこの方法はブランクに応力歪みや加工硬化の生じている内周縁や外周縁ばかりでなく、全体を焼鈍するものであり、エネルギーの無駄が大きく必要以上に処理コストが嵩むものとなる。
【０００６】
また▲２▼のプレス機械による応力歪みや加工硬化の生じているブランク内周縁のシェービング加工による方法は、シェービング代を一つ一つのブランクの内周縁の応力歪みや加工硬化層に対応させることが事実上不可能であり、かつその生じている加工硬化層の形状に合わせることも不可能であるから、その加工後の内周縁に加工硬化層等が残ってしまうおそれは極めて高い。またシェービング・ポンチの使用による摩耗度の変化のため、応力歪み及び加工硬化層の削除による縁仕上げ精度管理が難しい。たとえば、シェービング・ポンチの摩耗度が高くなり、その切れ具合が悪くなると、これによるシェービング加工が応力歪みや加工硬化を新たに発生させるおそれもある。
【０００７】
更に▲３▼の旋盤によるブランク内周縁の切削加工による方法は、シェービング加工による方法と同様に切削代を一つ一つのブランクの加工硬化層等に対応させることは困難であり、加工後の内周縁に加工硬化層等が残ってしまうおそれが高い。またこの方法では、加工工程に比較的長い時間を要し、大量生産の工程には不向きでもある。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上のような従来の前処理方法の問題点を解決し、確実にクラッチ・ロータ製造用の同心円状ブランクの内周縁に生じている応力歪みや加工硬化を解消し得、かつそれが必要な強度を失わず、スピーディに、しかも経済的に行い得るクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法を提供することを解決の課題とするものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の１（請求項１）は、所定金属板材から外形抜き及び穴あけのプレス工程で同心円状ブランクに形成されたクラッチ・ロータ用ブランクについて、その中央穴周縁に生じている応力歪み及び表面加工硬化を解消するべく、上記クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁のみを高周波誘導加熱により誘導加熱し、その後、徐冷することによるクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法に於いて、
前記中央穴周縁のみの高周波誘導加熱による加熱を、
高周波電源装置から高周波電流の供給を受ける複数の穴周縁上部加熱用の誘導子コイル及びこれらの穴周縁上部加熱用の誘導子コイルと同数の穴周縁下部加熱用の誘導子コイルを交互に配列しておき、
前記クラッチ・ロータ用ブランクを、その中央穴を各誘導子コイルと上下一致させながら、順次、上記配列の上記穴周縁上部加熱用の誘導子コイルについてはその直下に、上記穴周縁下部加熱用の誘導子コイルについてはその直上に、各々一時停止させながら移動させ、それぞれ一時停止している間に穴周縁上部加熱用の誘導子コイルにより該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁上部の高周波誘導加熱を行い、穴周縁下部加熱用の誘導子コイルにより該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁下部の高周波誘導加熱を行い、こうして該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁上下部を段階的に温度上昇させ、誘導子コイル列の最後端の誘導子コイルによる高周波誘導加熱が終了した時点で、該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁の必要な温度への均一な加熱が完了するように行うこととしたクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法である。
【００１１】
本発明の２（請求項２）は、本発明の１のクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法に於いて、
前記徐冷を、加熱の完了したクラッチ・ロータ用ブランクを保温箱に収納して放置することにより行うこととしたものである。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明は、基本的に、クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁のみを高周波誘導加熱により誘導加熱し、その後、徐冷することにより、上記中央穴周縁に生じている応力歪み及び加工硬化を解消する、クラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法である。
【００１３】
前記クラッチ・ロータ用ブランクは、製造対象であるクラッチ・ロータに適する所定金属板材から外形抜き及び穴あけのプレス工程で同心円状ブランクに加工されるものであり、その外周縁及び中央穴周縁にはそれらのプレス工程による応力歪み及び加工硬化が生じており、特に後者の中央穴周縁の応力歪み及び加工硬化は、その後のクラッチ・ロータ成形のための冷間鍛造工程に悪影響を与える。
【００１４】
前記クラッチ・ロータ用ブランクは、これを冷間の鍛造成形工程により、その中央部には内側円筒部を、周側部には外側円筒部を、それぞれ張り出させたクラッチ・ロータに成形するものであり、前記応力歪み及び加工硬化が中央穴周縁に生じていると、上記内側円筒部の成形の際に、これに割れが生じるおそれが極めて高いものである。
【００１５】
本発明は、既述のように、このようなクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁の応力歪み及び加工硬化を解消する方法であり、エネルギー効率の観点や全体の強度を低下させないようにする観点等から、鍛造成形工程で問題となる中央穴周縁のみに焼鈍処理を施すこととしたものである。
【００１６】
前記中央穴周縁のみの高周波誘導加熱は、上記中央穴周縁のみに焼鈍処理を施す手段であるが、これは、対象となるクラッチ・ロータ用ブランクを、その中央穴が誘導子コイルに近接するように位置決めし、次いで、該誘導子コイルに所定周波数の高周波電流を流し、これによって該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁に高周波磁界を与えてうず電流を発生させ、かつ、うず電流損による発熱を生じさせることで行うものである。こうして該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁にのみ発熱を生じさせ、その部位のみを加熱するものである。加熱温度は、云うまでもなく、材質等に応じて決まる応力歪みや加工硬化を解消できる温度である。
【００１７】
なお高周波磁界は、クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁の必要な範囲内に均一に与える必要があるが、これを一度の動作で行うためには、たとえば、その中央穴内から平均に与え得る磁界を発生させる必要があり、そのような磁界を発生しうる誘導子コイルを製作することは事実上困難である。
【００１８】
そこで、誘導子コイルを、これが発生する高周波磁界をクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁に対してその一面側から与え得るものに構成し、このような誘導子コイルによってクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁に対して、交互に一面側からと他面側から高周波磁界を与え、該中央穴周縁の必要な範囲に全体として均一な高周波磁界を与え、これによるうず電流損の発熱を必要な範囲内で均一に生じさせるようにすることができる。一面側からと他面側からの高周波磁界は、上記のように交互に、かつそれぞれ複数回に分けて与えるものとする。勿論、均一に加熱する趣旨であるから、両面に対して同一回数である。
【００１９】
このような構成によるクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁のみの高周波誘導加熱による加熱は、次のような形態で実現する。
即ち、高周波電源装置から高周波電流の供給を受ける複数の穴周縁上部加熱用の誘導子コイル及びこれらの穴周縁上部加熱用の誘導子コイルと同数の穴周縁下部加熱用の誘導子コイルを交互に配列しておき、
前記クラッチ・ロータ用ブランクを、その中央穴を各誘導子コイルと上下一致させながら、順次、上記配列の上記穴周縁上部加熱用の誘導子コイルについてはその直下に、上記穴周縁下部加熱用の誘導子コイルについてはその直上に、各々一時停止させながら移動させ、それぞれ一時停止している間に穴周縁上部加熱用の誘導子コイルにより該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁上部の高周波誘導加熱を行い、穴周縁下部加熱用の誘導子コイルにより該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁下部の高周波誘導加熱を行い、こうして該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁上下部を段階的に温度上昇させ、誘導子コイル列の最後端の誘導子コイルによる高周波誘導加熱が終了した時点で、該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁の必要な温度への均一な加熱が完了することとなるようにする。
【００２０】
こうしてクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁に対して上面側（一面側）からと下面側（他面側）から高周波磁界を同一複数回与えることができることとなり、上記のように、中央穴周縁の必要な範囲の必要な温度への均一な加熱が良好にできることとなる。
なおクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁に対する高周波磁界は、一面側と他面側からそれぞれ一回ずつでも均一に与えたことになるが、これを複数回に分け、段階的に温度を上昇させるようにすることにより、熱応力による歪みの発生を極力抑えることができる。
【００２１】
このようにクラッチ・ロータ用ブランクは、その中央穴周縁のみの適正な加熱を行った後、前記のように、徐冷するべきであるが、これは、従来の種々の方法で行うことができる。たとえば、保温箱に収納して放置することにより行うことができる。
【００２２】
したがって本発明のクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法によれば、対象のクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁のみを高周波誘導加熱により誘導加熱し、その後、徐冷することにより必要部位のみを焼鈍するものであり、当然、これによって中央穴周縁の応力歪み及び加工硬化を解消することができるとともに、全体を加熱するものでないためエネルギーの無駄がなく、経済的でもある。またクラッチ・ロータ用ブランクの全体を焼鈍するものでないため、その強度を失うこともない。更に加熱が短時間で行えるため、大量生産にも適するものである。
【００２３】
【実施例】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施例を説明する。
図１〜図３は本発明を適用した実施例を示しており、図１は、高周波誘導加熱装置にクラッチ・ロータ用ブランクをセットした状態を示す平面説明図、図２は図１のＡ−Ａ線断面説明図、図３(a)は要焼鈍部位を示すクラッチ・ロータ用ブランクの一部断面説明図、図３(b)は要焼鈍部位を示すクラッチ・ロータ用ブランクの平面説明図である。
図４(a)はクラッチ・ロータ用ブランクの概略斜視図、図４(b)はクラッチ・ロータ用ブランクから内側円筒部のみを成形した段階の部材を示した概略斜視図、図４(c)は内側円筒部及び外側円筒部の双方を成形してなるクラッチ・ロータの概略斜視図である。
【００２４】
この実施例のクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法は、図３(a)及び(b)に示すように、クラッチ・ロータ用ブランク１の中央穴２の周縁３のみを高周波誘導加熱により誘導加熱し、その後、徐冷することにより、上記中央穴２の周縁３に生じている応力歪み及び表面加工硬化を解消するものである。
【００２５】
この実施例で対象とするクラッチ・ロータ用ブランク１は、外径が９０〜２００mm、厚みが８〜１４mmで鋼板から形成されたものである。
図３(a)及び(b)に示すように、該クラッチ・ロータ用ブランク１の中央穴２の周縁３に於いて、良好に焼鈍すべき範囲は、その肉厚内中心付近の内周からの寸法Ｌ１で約１０mm、両面付近の内周からの寸法Ｌ２で約１５mm程度までとするのが適当であり、この実施例ではこれを目標とする。また上記焼鈍すべき範囲の加熱温度は、その材質及び焼鈍目的等との関係で、７００〜７３０℃とする。
【００２６】
まず初めに、この実施例で用いる高周波誘導加熱装置から説明する。
この高周波誘導加熱装置は、図１及び図２に示すように、クラッチ・ロータ用ブランク１をその上に沿って直線的にスライド移動させるための二条のスライドレール４、４と、その長さ方向に沿ってその中央上部と中央下部とに交互に配した６個の誘導子コイル５、５…と、上記スライドレール４、４の長さ方向に沿って６個のクラッチ・ロータ用ブランク１、１…を定間隔で同時に移送し、かつ各々を上記誘導子コイル５、５…の直下又は直上に正確に位置決めする送り機構６と、前記誘導子コイル５、５…をそれぞれ該当する位置に支持するアーム部材７、７…と、前記誘導子コイル５、５…に流す高周波電流を発生する電源装置を備えた装置本体８とで構成したものである。
【００２７】
前記誘導子コイル５、５…は、先に述べ、図１及び図２に示すように、６個のそれを前記スライドレール４、４の長さ方向に沿って定間隔で配する。既述のように、該スライドレール４、４の上方中央に位置する誘導子コイル５と下方中央に位置する誘導子コイル５とは交互に配する。先頭の誘導子コイル５を上方に配した場合は、２番目のそれは下方に配し、３番目のそれは上方に配する如くである。なお図１中、先頭は右端であり、各構成要素は右端から１番目、２番目と数えて指し示す。
【００２８】
図２に示すように、上方の誘導子コイル５、５、５はそれぞれ前記スライドレール４、４上でそれぞれ前記送り機構６の各一対の挟持片６ａ、６ａによって位置決めされたクラッチ・ロータ用ブランク１、１、１の直上に位置するように配するものである。該誘導子コイル５、５、５はクラッチ・ロータ用ブランク１、１、１と相互の中心を一致させ、かつ該クラッチ・ロータ用ブランク１、１、１の上面との間隔が１．５mmとなるように位置決めしてある。この間隔は狭いほど能率が良いが、無用な短絡事故を避けるためこの実施例ではこの間隔とした。
【００２９】
図２に示すように、下方の誘導子コイル５、５、５はそれぞれ前記スライドレール４、４上でそれぞれ前記送り機構６の各一対の挟持片６ａ、６ａによって位置決めされたクラッチ・ロータ用ブランク１、１、１の直下に位置するように配するものである。該誘導子コイル５、５、５はクラッチ・ロータ用ブランク１、１、１と相互の中心を一致させ、かつ該クラッチ・ロータ用ブランク１、１、１の下面との間隔が１．５mmとなるように位置決めしてある。
【００３０】
前記アーム部材７、７…は、各誘導子コイル５を以上の各位置に固定するとともに、その内部に各誘導子コイル５に前記電源装置からの高周波電流を流すための導体を備えたものである。
【００３１】
前記電源装置は、前記誘導子コイル５、５…に流す高周波電流を生成する手段であり、この実施例では、対象のクラッチ・ロータ用ブランク１の前記のような材質、寸法及び加熱深さ、並びに加熱時間及び加熱回数等との関係から２５KHzの周波数の高周波電流を生成するように構成した。同様の趣旨から、該クラッチロータ用ブランク１の前記必要範囲内を最終的に既述の７００〜７３０℃程度に加熱すべく、出力は、先頭（図１中右端）の誘導子コイル５と２番目の誘導子コイル５とに対しては２０KWとし、それら以外の誘導子コイル５、５…に対しては１５KWとしてある。
【００３２】
また前記送り機構６は、図１及び図２に示すように、その一対が前記スライドレール４、４に載っているクラッチ・ロータ用ブランク１を挟持しうる状態で対面する６対の挟持片６ａ、６ａ…を、該スライドレール４、４に沿って定間隔で配してなるものであり、対面する各一対の挟持片６ａ、６ａの間隔の拡縮及び前記スライドレール４、４に沿った方向の一定間隔の往動作及び復動作をそれぞれ連動して行うように構成したものである。
【００３３】
上記一対の挟持片６ａ、６ａは、図１に示すように、相互の対面側が平面から見てＶ形又は逆Ｖ形に凹んだ形状に構成され、両者の間隔を狭めることで、前記スライドレール４、４上に載ってその間に位置するクラッチ・ロータ用ブランク１を挟持しうるようになっている。このとき、挟持されるクラッチ・ロータ用ブランク１は、前記スライドレール４、４の幅方向中央に位置決めされる。
【００３４】
各一対の挟持片６ａ、６ａは、それが挟持するクラッチ・ロータ用ブランク１が、それぞれ前記各誘導子コイル５の直上又は直下に正確に相互の中心を上下一致させて位置させうるように位置関係を設定する。既述のように、各一対の挟持片６ａ、６ａは、前記スライドレール４、４に沿って一定間隔の往動作及び復動作を連動して行うように構成してあるが、その一定間隔は正確に前記隣接する誘導子コイル５、５間の間隔と一致させる。
【００３５】
したがって前記スライドレール４、４上に載せられ、先頭の一対の挟持片６ａ、６ａの前記一定間隔前までパーツフィーダー及びプッシャー等により移送されてきたクラッチ・ロータ用ブランク１は、送り機構６の各一対の挟持片６ａ、６ａが連動して拡開状態で復動作することにより、先頭の一対の挟持片６ａ、６ａがその位置まで移動し、次いで連動して間隔縮小動作が行われると、先頭の一対の挟持片６ａ、６ａによって挟持され、その後、該先頭の挟持片６ａ、６ａが他のそれらと連動して往動作し、前記一定間隔進行すると、該先頭の挟持片６ａ、６ａに挟持されているクラッチ・ロータ用ブランク１は、先頭の誘導子コイル５の直下に移動しそこに確実に位置決めされる。
【００３６】
一定時間（後述するようにこの実施例では３秒）の後、各挟持片６ａ、６ａは連動して拡開動作し、これによって先頭の一対の挟持片６ａ、６ａに挟持されていたクラッチ・ロータ用ブランク１は、先頭の誘導子コイル５の直下で、スライドレール４、４上に放置されることとなる。その状態で、各挟持片６ａ、６ａは連動して復動作し、また先頭の一対の挟持片６ａ、６ａの間に、前記最初のクラッチ・ロータ用ブランク１の後にパーツフィーダー及びプッシャー等により移送されてきたクラッチ・ロータ用ブランク１が位置することとなり、これがまた連動する間隔縮小動作でその間隔が縮小した先頭の一対の挟持片６ａ、６ａで挟持され、既述の経過をたどって、先頭の誘導子コイル５の直下に運ばれ、そこに確実に位置決めされる。
【００３７】
先頭の誘導子コイル５の直下に先に運ばれてきていた最初のクラッチ・ロータ用ブランク１は、再度先頭の一対の挟持片６ａ、６ａが、上記のように、新たなクラッチ・ロータ用ブランク１を挟持する際に、同時に、２番目の一対の挟持片６ａ、６ａにより挟持され、連動して各一対の挟持片６ａ、６ａが往動作する際に、該２番目の一対の挟持片６ａ、６ａによって２番目の誘導子コイル５の直上に移送され、そこに確実に位置決めされる。
【００３８】
以下同様にして、最初のクラッチ・ロータ用ブランク１は、順次、隣接する一対の挟持片６ａ、６ａにより、３番目の誘導子コイル５の直下、４番目の誘導子コイル５の直上、５番目の誘導子コイル５の直下、６番目の誘導子コイル５の直上に移送され、更にその後方に押し出される。また動作開始時は一個のクラッチ・ロータ用ブランク１のみの移送が行われるが、順次、同時移送できる個数が増加し、６個目を受け取った後は常に６個同時の移送が行われることとなる。なおこの送り機構６では、一区間（隣接する誘導子コイル５、５間）の移送時間は０．５秒弱である。もっとも送り機構６の各一対の挟持片６ａ、６ａは往復動作をしているので、前記３秒の停止時間の後、次の誘導子コイル５の対応位置に移送するまでには１秒を要することとなる。
【００３９】
なおこの実施例では、先に述べたように、この送り機構６の入り口側、即ち、図１中、右側のスライドレール４、４上で、先頭の誘導子コイル５から隣接する誘導子コイル５、５の間隔だけ前の位置まで加熱対象のクラッチ・ロータ用ブランク１を図示しないパーツフィーダー及びプッシャーで送り込むようにしてある。またこの送り機構６の出口側、即ち、図１中、左側のスライドレール４、４の末端には加熱処理済みのクラッチ・ロータ用ブランク１を滑り落とすシュート９を接続し、かつその下方に該加熱処理済みクラッチ・ロータ用ブランク１を受け取る容器を配してある。
【００４０】
この実施例は、以上の高周波誘導加熱装置及びその他の若干の器具を用いて以下のように実施する。
まず処理対象のクラッチ・ロータ用ブランク１は、前記し、図１に示すように、前記パーツフィーダー及びプッシャーにより、先頭の誘導子コイル５の一区間分前の位置に供給され待機している。クラッチ・ロータ用ブランク１は、送り機構６により順次ここから高周波誘導加熱装置内に移送されると、引き続いて同位置に供給され待機することとなっている。
【００４１】
上記位置に待機しているクラッチ・ロータ用ブランク１は、前記したように、送り機構６の先頭の一対の挟持片６ａ、６ａによってまず先頭の誘導子コイル５の直下に移送され、この位置に正確に位置決めされる。即ち、該クラッチ・ロータ用ブランク１は、その中央穴２の中心が該誘導子コイル５の中心と正確に上下一致した状態で位置決めされる。
【００４２】
このように位置決めされると同時に前記電源装置から２５KHzの高周波電流が該先頭の誘導子コイル５に流され、その直下に位置決めされたクラッチ・ロータ用ブランク１の中央穴２の周縁３に上面側から高周波磁界が与えられ、主として上面側にうず電流損による発熱を生じさせる。なおこのときの前記電源装置からの出力は、既述のように、２０KWである。上記高周波電流は該誘導子コイル５に３秒間流され、当然、これによって生じる高周波磁界が３秒間該クラッチ・ロータ用ブランク１の中央穴２の周縁３に上方から与えられる。
【００４３】
上記３秒間が経過すると、前記のようにして、２番目の一対の挟持片６ａ、６ａにより該クラッチ・ロータ用ブランク１は２番目の誘導子コイル５の直上に移送され、その位置に正確に位置決めされる。これと同時に先頭の一対の挟持片６ａ、６ａにより新たなクラッチ・ロータ用ブランク１が先頭の誘導子コイル５の直下に運び込まれ、その位置に正確に位置決めされる。この実施例では、この移送動作は単純な近距離の往復動作であるため、送り機構６によって約１秒で行われる。
【００４４】
このように正確にそれぞれ１番目の誘導子コイル５の直下、２番目の誘導子コイル５の直上に、それぞれクラッチ・ロータ用ブランク１が位置決めされると、１番目と２番目のそれぞれの誘導子コイル５、５に、同様に、２５KHzの高周波電流が流され、これが３秒間継続される。その出力は２０KWである。
【００４５】
したがって２番目の誘導子コイル５の直上に配されたクラッチ・ロータ用ブランク１はその中央穴２の周縁３に下面側から高周波誘導磁界が与えられ、主として下面側にうず電流損による発熱を生じさせる。こうして２番目の誘導子コイル５の直上に位置するクラッチ・ロータ用ブランク１は、その中央穴２の周縁３に於いて、両面ともにほぼ同様の温度に加熱された状態となる。
【００４６】
他方、同時に、先頭（１番目）の誘導子コイル５の直下に位置決めされたクラッチ・ロータ用ブランク１は、先に述べたとおりに、その上面側に高周波磁界が与えられ、これによって発生するうず電流損で発熱することとなる。
【００４７】
上記３秒間が経過すると、また前記のようにして、２番目の誘導子コイル５の直上に位置していたクラッチ・ロータ用ブランク１は、３番目の一対の挟持片６ａ、６ａにより３番目の誘導子コイル５の直下に移送され、その位置に正確に位置決めされる。１番目と２番目の各一対の挟持片６ａ、６ａ…は、それぞれ先に説明した通りの動作をする。
【００４８】
前記３番目の誘導子コイル５の直下に位置決めされたクラッチ・ロータ用ブランク１は、前記のように位置決めされると、該誘導子コイル５に２５KHzの高周波電流が流され、これも同様に３秒間継続される。ただしその出力は１５KWである。勿論、同時に１番目と２番目の各誘導子コイル５、５にも２５KHzの高周波電流が流され、これも、云うまでもなく、３秒間継続される。その出力は先に述べたように、２０KWである。
【００４９】
この後は、前記３番目の誘導子コイル５の直下で３秒間の高周波磁界が与えられたクラッチ・ロータ用ブランク１は、引き続いて、４番目の一対の挟持片６ａ、６ａによって４番目の誘導子コイル５の直上に移送して位置決めされ、ここで３秒間の高周波磁界を与えられ、更に５番目の一対の挟持片６ａ、６ａによって５番目の誘導子コイル５の直下に移送して位置決めされ、ここで３秒間の高周波磁界を与えられ、更にまた６番目の一対の挟持片６ａ、６ａによって６番目の誘導子コイル５の直上に移送して位置決めされ、ここで３秒間の高周波磁界を与えられる。
【００５０】
３番目以降の誘導子コイル５に流される高周波電流の周波数、出力電力及び継続時間は同様であり、２５KHz、１５KW、３秒間である。３番目から６番目の誘導子コイル５、５…の位置関係から、高周波磁界は交互に上面側からと下面側から与えられることになり、徐々にかつ平均に温度が上昇し、最終的に、クラッチ・ロータ用ブランク１は、その中央穴２の周縁３に於いて概ね７００〜７３０℃の加熱を実現できることとなった。一面側と他面側とを交互に加熱するものであるが、１面側３回、他面側３回とし、少しずつ分けて徐々に温度を上げることとしたので、熱応力による歪みの発生等も殆ど抑制できるものとなっている。
【００５１】
以上の先頭のクラッチ・ロータ用ブランク１に引き続いて送り機構６の各一対の挟持片６ａ、６ａ…で順次対応する誘導子コイル５の直下又は直上に送られ、かつ位置決めされるクラッチ・ロータ用ブランク１についても、該先頭のクラッチ・ロータ用ブランク１と全く同様の過程を経て加熱処理されることは、云うまでもない。
【００５２】
６番目の誘導子コイル５で高周波磁界が与えられ、加熱されたクラッチ・ロータ用ブランク１は、次のクラッチ・ロータ用ブランク１が該６番目の誘導子コイル５の直上に運び込まれる際に、６番目の一対の挟持片６ａ、６ａの後端で後方に押し出され、前記シュート９を滑り落ち、加熱処理済みクラッチ・ロータ用ブランク１受け取り用の容器に集積されることとなる。
【００５３】
上記容器に集積された加熱処理済みクラッチ・ロータ用ブランク１、１…は、該容器とともに定期的に取り出され、そのまま保温箱に入れられて約４時間放置され、徐冷される。
【００５４】
こうしてクラッチ・ロータ用ブランク１の中央穴２の周縁３のみについて、上面側（一面側）からと下面側（他面側）から高周波磁界が最初の各１回は強い磁界が、後の各２回はそれより弱い磁界が与えられ、短時間の内に、徐々にかつ平均に温度の上昇が図られ、上記のように、中央穴２の周縁３の前記した必要な範囲に７００〜７３０℃の温度への加熱が良好に行われ、更にその後、簡易な形態で徐冷が行われ、中央穴２の周縁３のみの良好な焼鈍が完了することとなったものである。
【００５５】
【発明の効果】
したがって本発明の１のクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法によれば、対象のクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁のみに高周波磁界を与えて誘導加熱し、その後、徐冷することにより必要部位のみを焼鈍するものであり、これによって中央穴周縁の応力歪み及び加工硬化を解消することができる。またこのように全体を加熱するものでないためエネルギーの無駄がなく、経済的である。更に全体を焼鈍するものでないため、その必要な強度を失うこともない。加えて加熱が短時間で行えるため、大量生産にも適するものである。
【００５６】
更に本発明の１のクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法によれば、クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁に対して上面側（一面側）からと下面側（他面側）から高周波磁界を同一複数回与えることができることとなり、上記のように、中央穴周縁の必要な範囲の必要な温度への均一な加熱が良好にできることとなる。
またクラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁に対する高周波磁界を、一面側と他面側から複数回に分けて与え、段階的に温度を上昇させるようにすることにより、熱応力による歪みの発生を極力抑えることができる。
【００５７】
本発明の２のクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法によれば、徐冷が簡単な器具により良好に行い得られるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】高周波誘導加熱装置にクラッチ・ロータ用ブランクをセットした状態を示す平面説明図。
【図２】図１のＡ−Ａ線断面説明図。
【図３】 (a)は要焼鈍部位を示すクラッチ・ロータ用ブランクの一部断面説明図。
(b)は要焼鈍部位を示すクラッチ・ロータ用ブランクの平面説明図。
【図４】 (a)はクラッチ・ロータ用ブランクの概略斜視図。
(b)はクラッチ・ロータ用ブランクから内側円筒部のみを成形した段階の部材を示した概略斜視図。
(c)は内側円筒部及び外側円筒部の双方を成形してなるクラッチ・ロータの概略斜視図。
【符号の説明】
１ クラッチ・ロータ用ブランク
２ 中央穴
３ 周縁
４ スライドレール
５ 誘導子コイル
６ 送り機構
６ａ 挟持片
７ アーム部材
８ 装置本体
９ シュート
Claims (2)
- 所定金属板材から外形抜き及び穴あけのプレス工程で同心円状ブランクに形成されたクラッチ・ロータ用ブランクについて、その中央穴周縁に生じている応力歪み及び表面加工硬化を解消するべく、上記クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁のみを高周波誘導加熱により誘導加熱し、その後、徐冷することによるクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法に於いて、
前記中央穴周縁のみの高周波誘導加熱による加熱を、
高周波電源装置から高周波電流の供給を受ける複数の穴周縁上部加熱用の誘導子コイル及びこれらの穴周縁上部加熱用の誘導子コイルと同数の穴周縁下部加熱用の誘導子コイルを交互に配列しておき、
前記クラッチ・ロータ用ブランクを、その中央穴を各誘導子コイルと上下一致させながら、順次、上記配列の上記穴周縁上部加熱用の誘導子コイルについてはその直下に、上記穴周縁下部加熱用の誘導子コイルについてはその直上に、各々一時停止させながら移動させ、それぞれ一時停止している間に穴周縁上部加熱用の誘導子コイルにより該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁上部の高周波誘導加熱を行い、穴周縁下部加熱用の誘導子コイルにより該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁下部の高周波誘導加熱を行い、こうして該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁上下部を段階的に温度上昇させ、誘導子コイル列の最後端の誘導子コイルによる高周波誘導加熱が終了した時点で、該クラッチ・ロータ用ブランクの中央穴周縁の必要な温度への均一な加熱が完了するように行うこととしたクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法。 - 前記徐冷を、
加熱の完了したクラッチ・ロータ用ブランクを保温箱に収納して放置することにより行うこととした請求項１のクラッチ・ロータ用ブランクの応力歪み及び加工硬化の解消方法。
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