(57)【要約】【課題】等速ジョイント外輪の温度差を小さくして焼戻し後の硬度を均一にする。【解決手段】ワーク（等速ジョイント外輪）３を載置するワーク受け台４´の上方に、前記ワーク３の軸部１３が挿入される誘導加熱用の外コイル１０を設け、受け台４´にワーク３のカップ部１４内に挿入する誘導加熱用の内コイル１１を設けるとともに、前記外コイル１０と内コイル１１の各々に高周波電源１５、１６を設ける。一方、前記受け台４´には昇降手段１２を備えて上昇と下降ができるようにする。そして、ワーク３を受け台４´にセットし、受け台４´を上昇させると外コイル１０と内コイル１１を誘導加熱する軸部とカップ部にそれぞれセットできるので、両コイル１０、１１を同時に作動すれば、軸部１３とカップ部１４の硬化部を同時に同じ温度で焼戻せる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
等速ジョイント外輪の軸部が挿入される外コイルと前記ジョイント外輪のカップ内に挿入する内コイルの各々に高周波電源を設けて、軸部とカップ部を同一ステーションで、同時に加熱して焼戻しを行なうための誘導加熱装置。
【請求項２】
上記外コイルが等速ジョイント外輪を載置するワーク受け台の上方に設けられ、一方、前記受け台に上記内コイルが設けられるとともに、前記受け台あるいは外コイルのいずれか一方を上昇あるいは下降させる昇降手段を備えた請求項１に記載の誘導加熱装置。
【請求項３】
上記内コイルをワーク台とは独立して上昇あるいは下降させる昇降手段を備えた請求項１または２に記載の誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、等速ジョイント外輪用の誘導加熱装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
等速ジョイント外輪の熱処理では、誘導加熱を用いた焼戻し法が用いられている。この等速ジョイント外輪の誘導加熱を用いた焼戻しでは、図５（ａ）、（ｂ）に示すような丸型のソレノイドコイル１や図６（ａ）、（ｂ）に示すヘアピンコイル２が用いられる。
【０００３】
例えば、（特許文献１）には、外輪の軸部とカップ部の外側にそれぞれ誘導加熱コイルを設けて、誘導加熱と注水を行なって焼戻しする方法が記載されている。
【０００４】
すなわち、一般に、このような熱処理では、例えば、図５（ｂ）、図６（ｂ）に示すように、製品の外輪（ワーク）３は、ワーク受け台４に載せたのち、前記受け台４と一緒に前記コイル１，２の中へ移動する。移動したワーク３へは、前記コイル１、２に高周波電流を流すことで誘導加熱する。このとき、ワーク３は、円周方向の温度のバラツキを低減するため、回転させて加熱する場合もある。また、このときコイル電流の大きさや周波数はワーク３の種類や形状の違いにより様々な値になる。
【０００５】
次に、ワーク３を誘導加熱により、焼戻しに必要な所定の温度まで上昇させたところで、高周波電流を止めて一定時間保持したのち、冷却水で冷却して加工を終了する。この冷却は、前記コイル１，２の内部で行なう場合と、別の位置に設けた冷却ポジションで行なう場合がある。
【０００６】
【特許文献１】特開平５−９５８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記の焼戻しの方法では、軸部では硬化部が外径にあるのに対し、カップ部では硬化部が内径に存在する。この軸部とカップ部は、周方向、軸方向に形状、質量とも異なることから外側からの加熱により、焼入れにより硬化した全域を同じ温度で焼戻すには、例えば、図７（ａ）、（ｂ）に示すように、コイル１，２の形状（コイルターンの間隔ｌや径）やワーク３とコイル１，２の位置関係Ｌを調整する必要がある。但し、コイル１、２は銅で作られているため、形状を変更するのは容易ではない。
【０００８】
また、等速ジョイントには、外輪の形状が図８に示すように、３個のトラック溝２２を有するトリポード型等速ジョイント外輪があるが、この外輪を丸型のソレノイドコイル（想像線で示す）１中に置いた状態で加熱すると、前記コイル１に近くて肉厚の薄い大内径部２１の温度は前記コイル１から遠くて肉厚の厚い小内径部５の部分に比べて高くなる問題がある。
【０００９】
一般に、焼き入れにより硬化した部分では、焼戻し加熱時間が同じ場合、焼戻し加熱温度が高いほど硬度の低下量は大きくなる。したがって、焼戻し後の大内径部２１の硬度は小内径部５に比べ低くなる。また、等速ジョイントでは、製品強度に基づいて焼戻し後の硬度を規定しており、小内径部５で規定の硬度を得ようとすると、大内径部２１は小内径部５より低くなるため、規定に対して下限または規定の下限を下回る問題がある。
【００１０】
更に、軸部を外コイルで、カップ部を内コイルで別々に焼戻す方法が考えられるが、過熱位置を個別に設けるため装置が大きくなり、加工時間も２倍以上必要になる。
【００１１】
そこで、この発明の課題は、まず、軸部とカップ部の硬化部を同時に同じ温度で焼戻せるようにする。次に、異なる製品形状に対する焼戻しコイルの共通化を図れるようにする。更に、作業性の改善と加工時間の短縮も図れるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の課題を解決するため、この発明では、等速ジョイント外輪の軸部が挿入される外コイルと前記ジョイント外輪のカップ内に挿入する内コイルの各々に高周波電源を設けた構成を採用したのである。
【００１３】
このような構成を採用することにより、等速ジョイント外輪の軸部とカップ部を加熱するコイルを個別に設け、高周波電源もそれぞれ個別に設ける。これにより、軸部とカップ部の温度バランスの調整が各々の高周波電源の調整で可能になる。さらに、カップ部の内側に内コイルがあることで、例えば、トリポード型等速ジョイント外輪の小内径部は内コイルと近くなる。そのため、外周にコイルがある場合に比べ温度が上昇し易くなり、大内径部との温度差を小さくできる。その結果、軸部とカップ部の硬化部の焼戻し後の硬度を均一に保つことができる。
【００１４】
このとき、外コイルが等速ジョイント外輪を載置するワーク受け台の上方に設けられ、一方、前記受け台に内コイルが設けられるとともに、前記受け台あるいは外コイルのいずれか一方を上昇あるいは下降させる昇降手段を備えた構成を採用することができる。
【００１５】
このような構成を採用すれば、等速ジョイント外輪はカップ部の開口を下にしてワーク受け台に載置する。その際、カップの開口内に、受け台の内コイルを挿入するようにする。この状態で昇降手段により受け台を上昇あるいは外コイルを下降させると、外コイルに前記外輪の軸を挿入することができる。そのため、このようにワークを受け台にセットするだけで、外コイルと内コイルを誘導加熱する軸部とカップ部にそれぞれセットできるので、両コイルに高周波電流を流すことで、軸部とカップ部を同時に誘導加熱して焼戻しすることができる。その結果、作業性の改善と加工時間の短縮を図ることができる。
【００１６】
このとき、内コイルをワーク台とは独立して上昇あるいは下降させる昇降手段を備えた構成を採用することにより、内コイルをワーク受け台より下に待機させ、ワークをワーク受け台に載置してから突出させれば、ワークをセットする際に、内コイルに被せる手間を省くことができる。
【発明の効果】
【００１７】
この発明は、以上のように構成したことにより、誘導加熱した場合の軸部とカップ内部の温度差を小さくでき、更に、内コイルの採用によりトリポード型等速ジョイント外輪での大内径部と小内径部の温度差を小さくできるため、焼戻しによる部分的な硬度低下量のばらつきを低減でき、焼戻し後の硬度を均一に保つことができる。また、軸部とカップ部の焼戻し温度バランスの調整をそれぞれのコイルに設けた高周波電源の出力調整で行なえるため、品質調整時間の短縮が図れる。さらに、出力調整を行なえば、形状や重量の異なるワーク間で加熱コイルの共有化を図ることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。
【００１９】
この形態の焼戻し装置は、図１（ａ）〜（ｃ）に示すように、外コイル１０と内コイル１１を有するもので、外コイル１０は等速ジョイント外輪（以下、ワーク）３を載置するワーク受け台４´の上方に設けてある。一方、内コイル１１は前記受け台４´に設けて、前記受け台４´を昇降手段１２で支持した構成となっている。
【００２０】
外コイル１０は、ワーク３の軸部１３が挿入され軸部１３の全体を被って誘導加熱するためのもので（カップ部１４は被わない）、図２（ａ）のように外コイル専用の高周波電源１５と接続されている。また、この形態では、外コイル１０にマルチターンコイルを使用しているが、ワーク３の軸部１３が挿入されるので、図２（ｂ）のように、ヘアピンコイルを使用するようにもできる。
【００２１】
内コイル１１は、ワーク３のカップ部１４へ挿入して、カップ部１４の内側を誘導加熱するためのもので、図２（ａ）のように内コイル専用の高周波電源１６と接続されている。また、この形態では内コイル１１にマルチターンコイルを使用してカップ部１４へ挿入できるようにしているが、カップ部１４へ挿入できるものであれば、マルチターンコイル以外のコイルを使用しても構わない。
【００２２】
ちなみに、独立した外コイル用高周波電源１５と内コイル用高周波電源１６は、例えば、トランジスタ方式のインバータ電源となっており、図示はしていないが、制御用のシーケンサやパソコン等と接続されて出力、加熱時間、周波数を個別にコントロールできるようにしてある。
【００２３】
ワーク受け台４´は、この形態の場合、図１のように、内コイル１１を受け台４´の上面側に垂直に取付け、その内コイル１１が、前記受け台４´に載置するワーク３（カップ部１４）の中央に来るようにしてある。一方、ワーク受け台４´裏面には昇降手段１２が接続されている。
【００２４】
前記昇降手段１２は、例えば、前記受け台４´に接続された軸やフレーム等とそれを駆動するサーボモータ、エアーシリンダあるいは油圧シリンダによって構成されており、前記受け台４´を上昇あるいは下降できるようになっている。
【００２５】
この形態は、上記のように構成されており、この焼戻し装置では、図１の（ａ）に示すように、前記受け台４´がワークの着脱の際に外コイル１０と干渉しない位置まで下がったところで、図１（ｂ）のように、ワーク３を載置する。
【００２６】
すなわち、ここでのワーク３は、外輪の形状が、図８に示した３個のトラック溝を有するトリポード型等速ジョイント外輪で、カップ部１４の開口を下向きにして内コイル１１に被せ、前記受け台４´に載置する。次に、昇降手段１２を作動して前記受け台４´とワーク３及び内コイル１１を上昇させる。すると、上昇したワーク３は、図１（ｃ）のように、軸部１３が上方の外コイル１０に挿入されるので、この状態で昇降手段１２を停止する。そして、外コイル１０と内コイル１１のそれぞれの高周波電源１５、１６を作動してワーク３の軸部１３とカップ部１４の内部を同時に誘導加熱する。
【００２７】
その際、軸部１３とカップ部１４の誘導加熱は、各コイル１０、１１の高周波電源１５，１６の出力調整を個別に行なう。その結果、軸部１３とカップ部１４内部の温度差を小さくし、焼戻しによる部分的な硬度低下量のばらつきを低減して、焼戻しによる硬度低下量を一定にして、焼戻し後の硬度を均一に保つことができる。
【００２８】
また、その際、先に述べたように、軸部１３とカップ部１４の焼戻し時の温度バランスの調整を、それぞれのコイル１０、１１に設けた高周波電源１５，１６の出力調整で行なうことで、品質調整時間の短縮もできる。更に、このように、各コイル１０，１１の高周波電源１５、１６の出力調整を行なえば、軸部１３とカップ部１４内部との温度差を低減できるので、形状や重量の異なるワーク間で前記コイル１０，１１の誘導加熱コイル１０、１１の共有化を図ることができる。
【００２９】
こうして誘導加熱したワーク（トリポード型等速ジョイント外輪）３では、特に、カップ部１４の内側に内コイル１１があることで、例えば、図８に示す小内径部５が内コイル１１と近くなる。そのため、外周にコイルがある場合に比べて温度が上昇しやすくなり、図３（ａ）、（ｂ）に示すように、大内径部２１との温度差が小さくなる。その結果、両部分で規定の硬度を簡単に得ることができる。
【実施例１】
【００３０】
この実施例１は、図４に示すように、内コイル１１を受け台４´ａとは独立して上昇あるいは下降させる昇降手段を備えたもので、実施例１のワーク受け台４´ａは、中央に貫通孔１７を設けて、内コイル１１が通り抜けられるようにして、内コイル１１と受け台４´ａが個別に上昇あるいは下降ができるようにしてある。
【００３１】
具体的には、例えば図４のように、内コイル１１と駆動装置を繋ぐ軸等１２ｂを、受け台４´ａと駆動装置が繋ぐフレーム等１２ａの内側を通るようにすることで、前記受け台４´ａと内コイル１１（コイル台４´ｂ）をそれぞれ独立して昇降できるようにしてある。このとき、各軸あるいはフレーム等には、駆動用のサーボモータ、エアーシリンダあるいは油圧シリンダなどが設けられている。
【００３２】
したがって、この焼戻し装置では、図４（ａ）に示すように、前記受け台４´ａがワークの着脱の際に外コイルと干渉しない位置まで下がったところで待機し、内コイル１１は前記受け台４´ａより下方に待機させる。この状態で、図４（ｂ）のように、ワーク３を載置する。そのため、ワーク３を前記受け台４´ａにセットする際に内コイル１１に被せる必要が無い。
【００３３】
依って、ワーク３を簡単に受け台に載ることができ、ワーク３を載せた後は、内コイル１１、ワーク３、前記受け台４´ａ、コイル台４´ｂをワーク３の軸部１３が外コイル１０へ挿入されるまで上昇させる。この状態で昇降手段１２ａならびに１２ｂを停止して、外コイル１０と内コイル１１の各々の高周波電源１５、１６を作動してワーク３の軸部１３とカップ部１４の内部を同時に誘導加熱する。
【００３４】
このように、内コイル１１を前記受け台４´ａとは独立して上昇あるいは下降させる昇降手段を備えたことで、ワーク３を前記受け台４´ａにセットする際に、内コイル１１へ被せる手間を省ける。そのため、加工時間の短縮を図ることができる。なお、他の構成及び効果は実施形態と同じなので、図４に同じ符号を付してその説明は省略する。
【実施例２】
【００３５】
この実施例２は、ワーク受け台４´と内コイル１１の昇降に代えて外コイル１０を昇降させるようにしたもので、図１の符号２０の破線に示す部分で外コイル１０支持し、さらに駆動装置と繋がることで外コイルを昇降できるようにする。そして、ワーク３を受け台４´に載せた後、外コイル１０を下降させてワーク３の軸部１３を挿入させて誘導加熱をすればよい。他の構成と作用効果は実施形態及び実指例１と同じなので説明は省略する。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】（ａ）〜（ｃ）実施形態の作用説明図
【図２】（ａ）、（ｂ）実施形態のブロック図
【図３】（ａ）、（ｂ）実施形態の作用説明図
【図４】（ａ）〜（ｃ）実施例１の作用説明図
【図５】（ａ）、（ｂ）従来例の作用説明図
【図６】（ａ）、（ｂ）従来例の作用説明図
【図７】（ａ）、（ｂ）従来例の作用説明図
【図８】従来例の作用説明図
【符号の説明】
【００３７】
３  ワーク
４´  ワーク受け台
４´ａ  ワーク受け台
４´ｂ  コイル台
５  小内径部
１０  外コイル
１１  内コイル
１２  昇降手段
１３  軸部
１４  カップ部
１５  高周波電源
１６  高周波電源
２１  大内径部
２２  トラック溝
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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