CN103108965B - 机动车部件以及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种机动车部件及其制造方法。机动车部件的制造装置包括：对在高频淬火后，在外表面涂敷有涂装剂的金属制的外侧接头构件(10)进行移送的搬运路(20)；沿着该搬运路(20)的部件移送方向配设，并同时进行外侧接头构件(10)的回火和涂装剂烧结的高频感应线圈(21、22)。

Description

机动车部件以及其制造方法
技术领域
本发明涉及对例如构成等速万向接头的外侧接头构件或构成驱动轴的中间轴等机动车部件进行高频淬火，在该淬火后对机动车部件进行回火并将涂敷在机动车部件的外表面上的涂装剂烧结的机动车部件以及其制造方法。
背景技术
从机动车的发动机向驱动车轮传递动力的驱动轴需要应对由发动机与车轮的相对性的位置关系的变化引起的角度位移和轴向位移，因此通常具备如下的结构，即：在发动机侧(内置侧)装备滑动式等速万向接头，而在驱动车轮侧(外置侧)装备固定式等速万向接头，并利用金属制的中间轴将两者的等速万向接头连结。
向该驱动轴装入的滑动式等速万向接头及固定式等速万向接头均具备金属制的外侧接头构件，该金属制的外侧接头构件包括：对包括与前述的中间轴连结的内侧接头构件在内的内部部件进行收容的杯形部；从该杯形部沿着轴向一体地延伸的杆部。
由位于内置侧的等速万向接头的外侧接头构件、位于外置侧的等速万向接头的外侧接头构件、及将两者的等速万向接头连结的中间轴构成的部件为了提高其强度等，通常利用基于高频淬火的热处理进行硬化。在该高频淬火后，以提高部件的韧性并将伴随着淬火的应力的一部分释放而将烧裂防患于未然为目的，对部件进行回火。而且，为了提高耐腐蚀性而在所述部件的外表面上涂敷涂装剂并通过加热进行烧结来实施防锈处理。
前述的部件的回火采取利用了热风炉的方式和利用了感应加热的方式。在该利用了热风炉的方式中，在160～185℃左右的炉中将部件加热40～60分钟左右，在该加热结束后对部件进行空冷，由此完成回火。在该回火时，预先在淬火后的部件的外表面上涂敷涂装剂，利用回火的加热进行涂装剂的烧结。
另一方面，在利用了感应加热的回火中，多将部件的加热进行15～30秒钟左右，加热温度也需要上升至220～270℃左右。因此，与利用了热风炉的方式的情况相比，加热时间短，加热温度高，因此不适合涂装剂的烧结。这种情况下，目前的状况是另行设置涂装工序而利用热风炉进行涂装剂的烧结。而且，虽然也提出了基于感应加热的涂装的烧结法，但这种情况下，仅以涂装的烧结为目的，并不是与回火同时成立的处理条件(例如，参照专利文献1、2)。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-259575号公报
专利文献2：日本特开2003-10737号公报
发明的概要
发明要解决的课题
然而，关于利用了热风炉的方式及利用了感应加热的方式进行的部件的回火和涂装剂的烧结，一直以来存在以下的课题。
首先，在利用了热风炉的方式进行的部件的回火中，在利用该回火的加热来进行涂装剂的烧结时，加热时间与冷却时间相加而需要60～90分钟以上，因此从部件的投入到处理结束为止需要长时间。如此，若从部件的投入到处理结束为止需要长时间，则由于回火的前一工序即高频淬火的周期时间为25～35秒钟左右，因此在与之相同的周期时间进行回火时，向炉内的部件投入个数增多，设备变得大型。而且，为了使炉的温度上升至规定温度需要长时间，因此能量成本大。
另一方面，在利用了感应加热的方式进行的部件的回火中，在利用该回火的加热来进行涂装剂的烧结时，在加热时间为30秒钟左右将涂装剂烧结时，容易发生烧结不良，难以确保必要的涂装性能。因此，如前述那样，必须与回火工序分开地设置涂装工序而利用热风炉进行涂装剂的烧结，工时增加，由此导致产品的成本上升。
发明内容
因此，本发明鉴于前述的改善点而提出，其目的在于提供一种能实现部件的回火及涂装剂的烧结进行的处理时间的缩短化及成本减少的机动车部件以及其制造方法及制造装置。
用于解决课题的手段
作为用于实现前述的目的的技术性的手段，本发明的机动车部件的制造方法的特征在于，对金属制的机动车部件进行高频淬火，在该淬火后，向机动车部件的外表面涂敷涂装剂，在此基础上，与淬火的周期时间取得同步，利用以3～5分钟的加热时间加热到最高到达温度为210～240℃的范围内的高频感应加热同时进行机动车部件的回火和涂装剂烧结，所述机动车部件是构成等速万向接头的外侧接头构件。需要说明的是，作为涂装剂，当考虑烧结条件时，优选使用粉体涂料。
另外，本发明的机动车部件的制造装置的特征在于，包括：在高频淬火后，对外表面涂敷有涂装剂的金属制的机动车部件进行移送的搬运路；沿着该搬运路的部件移送方向配设，并同时进行机动车部件的回火和涂装剂烧结的高频感应线圈。
在本发明中，对金属制的机动车部件进行高频淬火，通过在该淬火后对外表面涂敷有涂装剂的金属制的机动车部件进行移送的搬运路和沿着该搬运路的部件移送方向配设的高频感应线圈，利用高频感应加热同时进行机动车部件的回火和涂装剂烧结，因此能实现机动车部件的回火及涂装剂的烧结的处理时间的缩短化。通过该处理时间的缩短化能够减少装置内的处理途中的部件个数，因此能实现设备的小型化。而且，通过利用感应加热能够将机动车部件瞬间加热，因此能实现能量成本的削减。而且，不易发生烧结不良而能够容易地确保必要的涂装性能，利用一工序进行回火和烧结，因此能实现基于工时削减的成本减少。
本发明的高频感应线圈优选为其一部分以沿着部件移送方向呈直线状延伸的方式配置在搬运路的两侧的结构、或以将机动车部件包裹在内的方式沿着搬运路的部件移送方向呈螺旋状卷绕的结构、或将两结构组合而包括一部分以沿着部件移送方向呈直线状延伸的方式配置在搬运路的两侧的第一线圈部和以将机动车部件包裹在内的方式沿着搬运路的部件移送方向呈螺旋状卷绕的第二线圈部的结构。若采用这种结构，则能够容易同时进行机动车部件的回火和涂装剂烧结。
此外，本发明的机动车部件的制造装置优选通过高频感应线圈对机动车部件进行加热的加热位置与对机动车部件进行自然冷却的自然冷却位置沿着移送机动车部件的搬运路的部件移送方向交替反复配置。若采用这种结构，则能够容易同时进行机动车部件的回火和涂装剂烧结。
通过前述的制造方法制作的本发明的机动车部件的特征在于，在高频淬火后，在外表面涂敷有涂装剂的基础上，与淬火的周期时间取得同步，利用以3～5分钟的加热时间加热到最高到达温度为210～240℃的范围内的高频感应加热同时进行回火和涂装剂烧结，所述机动车部件是构成等速万向接头的外侧接头构件。作为该机动车部件，也适合于构成驱动轴的中间轴。
发明效果
根据本发明，对金属制的机动车部件进行高频淬火，通过在该淬火后对外表面涂敷有涂装剂的金属制的机动车部件进行移送的搬运路和沿着该搬运路的部件移送方向配设的高频感应线圈，利用高频感应加热同时进行机动车部件的回火和涂装剂烧结，因此能实现机动车部件的回火及涂装剂的烧结的处理时间的缩短化来提高生产性。通过该处理时间的缩短化能够减少装置内的处理途中的部件个数，因此能实现设备的小型化。而且，通过利用感应加热能够将机动车部件瞬间加热，因此能实现能量成本的削减。而且，不易发生烧结不良而能够容易地确保必要的涂装性能，利用一工序进行回火和烧结，因此能实现基于工时削减的成本减少。
附图说明
图1是在本发明的实施方式中，表示涂敷装置及线圈通过型的感应加热装置的概略结构的图。
图2是在本发明的另一实施方式中，表示涂敷装置及多级式的感应加热装置的概略结构的图。
图3A是表示图1的线圈通过型的感应加热装置的一具体例的主视图。
图3B是将图3A的高频感应线圈的一部分省略的俯视图。
图4A是表示图1的线圈通过型的感应加热装置的另一具体例的主视图。
图4B是将图4A的高频感应线圈的一部分省略的俯视图。
图5A是表示图1的线圈通过型的感应加热装置的另一具体例的主视图。
图5B是将图5A的高频感应线圈的一部分省略的俯视图。
图6是表示图2的多级式的感应加热装置的一具体例的结构图。
图7是基于线圈通过型的感应加热装置的温度坐标图。
图8是基于多级式的感应加热装置的温度坐标图。
图9是表示等速万向接头的外侧接头构件的外观图。
图10是表示中间轴的外观图。
具体实施方式
以下，详细说明本发明的实施方式。需要说明的是，在以下的实施方式中，说明了从机动车的发动机向驱动车轮传递动力的驱动轴中装入的等速万向接头的外侧接头构件适用作为机动车部件的情况，但也可以适用于将构成驱动轴的一对等速万向接头连结的后述的中间轴。而且，也可以适用于构成车轮用轴承装置的作为机动车部件的轮毂轮。
如图9所示，装入到该驱动轴中的滑动式等速万向接头或固定式等速万向接头均具备金属制的外侧接头构件10，该外侧接头构件10包括：对包括与中间轴连结的内侧接头构件在内的内部部件进行收容的杯形部11；从该杯形部11沿着轴向一体地延伸的杆部12。该外侧接头构件10为了提高其强度等而利用基于高频淬火的热处理进行硬化，在该高频淬火后，以提高韧性并将伴随着淬火的应力的一部分释放而将烧裂防患于未然为目的，进行回火。而且，为了提高耐腐蚀性而在外侧接头构件10的外表面涂敷涂装剂，并通过加热进行烧结来实施防锈处理。
需要说明的是，图中的交叉影线部分表示涂敷涂装剂的区域。即，在外侧接头构件10的杯形部11的开口端部13装配保护罩，在杆部12安装车轮用轴承装置等，由此，杯形部11的开口端部13及杆部12以外的杯形部11的外周面(交叉影线部分)成为涂装剂的涂敷区域。
对前述的外侧接头构件10进行高频淬火，在该淬火后，在外侧接头构件10的外表面上涂敷涂装剂，在此基础上，利用高频感应加热同时进行该外侧接头构件10的回火和涂装剂烧结。作为该涂装剂的烧结条件，需要3～5分钟左右的加热时间并优选250℃以下的加热温度。根据这种情况，本申请人发现了为了以3～5分钟的加热时间来确保必要的回火性能，需要使外侧接头构件10的最高到达温度收敛在210～240℃的范围内。
作为在该条件下能够对外侧接头构件10进行加热的感应加热方式，能够实现图1所示的线圈通过型或图2所示的多级式的结构。所述感应加热装置包括：在高频淬火后，对外表面涂敷有涂装剂的外侧接头构件10进行移送的传送设备等搬运路20、30；沿着该搬运路20、30的部件移送方向配设，并同时进行外侧接头构件10的回火和涂装剂烧结的高频感应线圈21、22、31。
图1所示的线圈通过型的感应加热装置利用高频感应线圈21、22对在搬运路20上移动的外侧接头构件10进行连续加热，图2所示的多级式的感应加热装置利用高频感应线圈31对在搬运路30上移动的外侧接头构件10进行间断加热。需要说明的是，在所述线圈通过型及多级式的感应加热装置的前段设置有向高频淬火后的外侧接头构件10的外表面涂敷涂装剂的涂敷装置40。
首先，作为线圈通过型的感应加热装置，能够实现图3A、图3B、图4A、图4B、图5A、图5B所示的具体的各方式的结构。
图3A、图3B所示的类型的感应加热装置具备一部分以沿着部件移送方向呈直线状延伸的方式配置在搬运路20的两侧的高频感应线圈21。该感应加热装置的高频感应线圈21的直线状部21a、21b从两侧对搬运路20上的外侧接头构件10进行加热。需要说明的是，虽然未图示，但位于搬运路20的一侧的直线状部21a和位于另一侧的直线状部21b以在搬运路20的入口侧及出口侧不会成为外侧接头构件10的搬入及搬出的障碍的方式电连接，由此形成高频感应线圈21。
另外，图4A、图4B所示的类型的感应加热装置具备以将搬运路20上的外侧接头构件10包裹在内的方式沿着搬运路20的部件移送方向呈螺旋状卷绕的高频感应线圈22。该感应加热装置的高频感应线圈22以其整体沿着搬运路20的部件移送方向延伸的方式配置。该高频感应线圈22从整个周围将搬运路20上的外侧接头构件10加热。
而且，图5A、图5B所示的类型的感应加热装置将图3A、图3B的类型与图4A、图4B的类型组合，具备：直线状部21a、21b以沿着部件移送方向延伸的方式配置在搬运路20的两侧的高频感应线圈21(第一线圈部)；以将搬运路20上的外侧接头构件10包裹在内的方式沿着搬运路20的部件移送方向呈螺旋状卷绕的高频感应线圈22(第二线圈部)。该感应加热装置的高频感应线圈21的直线状部21a、21b从两侧将搬运路20上的外侧接头构件10加热，并且高频感应线圈22从整个周围将搬运路20上的外侧接头构件10加热。
需要说明的是，在图5A、图5B所示的感应加热装置中，从两侧将外侧接头构件10加热的高频感应线圈21的直线状部21a、21b配置在与外侧接头构件10的杆部12对应的部位，这是因为，外侧接头构件10的杆部12温度难以上升，因此通过高频感应线圈21、22对外侧接头构件10的整体进行均匀加热。而且，在该感应加热装置中，为了能够应对外侧接头构件10的尺寸变更等，而将高频感应线圈21配置成上下移动自如，且在搬运路20的宽度方向上配置成水平移动自如。
接着，作为多级式的感应加热装置，能够实现图6所示的方式的结构。
图6所示的类型的感应加热装置具备将通过高频感应线圈31对外侧接头构件10进行加热的加热位置P与对外侧接头构件10进行自然冷却的自然冷却位置Q沿着移送外侧接头构件10的搬运路30的部件移送方向交替反复配置的结构。
在该感应加热装置中，在将外侧接头构件10沿着水平方向移送的搬运路30的加热位置P上，在该搬运路30的上方，配置沿着与搬运路30的部件移送方向正交的方向(铅垂方向)呈螺旋状卷绕的高频感应线圈31。在该加热位置P处，配备有使载置有外侧接头构件10的承受台32上下移动的升降机构(未图示)。通过该升降机构使外侧接头构件10上升，在高频感应线圈31内收容外侧接头构件10，由此能够进行加热。
需要说明的是，作为使外侧接头构件10上下移动的机构，除了前述的使承受台32上下的升降机构以外，还可以利用夹持外侧接头构件10而上下的卡盘机构等其他的升降机构。
在图1所示的线圈通过型的感应加热装置及图2所示的多级式的感应加热装置中，首先，通过设置在其前段的涂敷装置40，向高频淬火后的外侧接头构件10的外表面涂敷涂装剂。此时，根据需要，在涂敷前可以进行脱脂清洗、磷酸铁皮膜等处理。
作为涂装剂，优选使用环氧树脂系、聚酯树脂系、丙烯酸树脂系或将它们混合的复合系的粉体涂料，但也可以根据涂装剂的规格、性能，而适用液体状的喷涂、阳离子涂装等。例如在阳离子涂装中，涂膜的厚度为20～30μm，相对于此，在粉体涂装中，能够将涂膜的厚度设为50μm以上。在该点上，粉体涂装比液体状的涂装能够提高耐腐蚀性等的涂装性能。
另外，涂装剂的烧结条件为3～5分钟左右的加热时间及250℃以下的加热温度，但根据涂装剂的规格，也可以实现3分钟以下的加热时间或5分钟以上的加热时间且以对应于该加热时间的加热温度将外侧接头构件10加热的感应加热装置。
将如此涂敷有涂装剂的外侧接头构件10移载到感应加热装置的搬运路20、30上。在图1所示的线圈通过型的感应加热装置、具体而言图3A、图3B、图4A、图4B、图5A、图5B所示的类型的感应加热装置中，如图7所示，在搬运路20上移动的外侧接头构件10通过在其周围配置的高频感应线圈21、22以3～5分钟左右的时间加热至210～240℃的最高到达温度，由此同时进行外侧接头构件10的回火和涂装剂的烧结。需要说明的是，加热结束后的外侧接头构件10向冷却位置搬运而自然冷却，由冷却液进行水冷，或通过送风而进行空冷。
在该感应加热装置中，相对于淬火的周期时间(25～35秒左右)，延长高频感应线圈21、22的线圈长(全长)，增多位于高频感应线圈21、22内的外侧接头构件10的个数，由此能够与淬火的周期时间取得同步。即便在这种情况下，由于加热时间为3～5分钟左右，因此不会出现以往利用了热风炉的方式进行的部件的回火时那样设备大型化的情况。
另一方面，在图2所示的多级式的感应加热装置、具体而言图6所示的类型的感应加热装置中，如图8所示，在搬运路30上移动的外侧接头构件10在加热位置P上升而由高频感应线圈31加热，在自然冷却位置Q处，在搬运路30上进行自然冷却。通过反复进行该加热和自然冷却，以3～5分钟左右的时间被加热至210～240℃的最高到达温度，由此同时进行外侧接头构件10的回火和涂装剂的烧结。需要说明的是，加热结束后的外侧接头构件10向冷却位置搬运进行自然冷却，由冷却液进行水冷，或通过送风进行空冷。
在该感应加热装置中，相对于淬火的周期时间(25～35秒钟左右)，增多加热位置P，由此能够与淬火的周期时间取得同步。即便在这种情况下，由于加热时间为3～5分钟左右，因此不会出现以往利用了热风炉的方式进行部件的回火时那样设备大型化的情况。
如以上那样，在高频淬火后，利用高频感应加热同时进行外表面涂敷有涂装剂的外侧接头构件10的回火和涂装剂的烧结，因此能实现外侧接头构件10的回火及涂装剂的烧结的处理时间的缩短化而提高生产性。由于该处理时间的缩短化而能够减少装置内的处理途中的部件个数，因此能实现设备的小型化。而且，通过利用感应加热能够将外侧接头构件10瞬间加热，因此能实现能量成本的削减。而且，不易发生烧结不良而容易确保必要的涂装性能，以一工序进行回火和烧结，因此能实现基于工时削减的成本减少。
需要说明的是，在以上的实施方式中，说明了适用于向驱动轴装入的等速万向接头的外侧接头构件10的情况，但本发明并未限定于此，如图10所示，也可以适用于将构成驱动轴的一对等速万向接头连结的中间轴50。在该中间轴50的情况下，该两轴端部51与等速万向接头的内侧接头构件连结，因此至少除两轴端部51之外的中央部52的外周面(交叉影线部分)成为涂装剂的涂敷区域。需要说明的是，本发明也可以适用于构成车轮用轴承装置的轮毂轮，这种情况下，涂装剂的涂装区域成为轮毂轮的导向部。
本发明并不受前述的实施方式的任何限定，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然还能以各种方式实施，本发明的范围由权利要求书的范围所公开，而且包括权利要求书的范围内记载的均等的意味及范围内的全部变更。

Claims (4)

1.一种机动车部件的制造方法，其特征在于，
对金属制的机动车部件进行高频淬火，在该淬火后，向所述机动车部件的外表面涂敷涂装剂，在此基础上，与淬火的周期时间取得同步，利用以3～5分钟的加热时间加热到最高到达温度为210～240℃的范围内的高频感应加热同时进行所述机动车部件的回火和涂装剂烧结，
所述机动车部件是构成等速万向接头的外侧接头构件。
2.根据权利要求1所述的机动车部件的制造方法，其中，
所述涂装剂是粉体涂料。
3.一种机动车部件，其特征在于，
在高频淬火后，在外表面涂敷有涂装剂的基础上，与淬火的周期时间取得同步，利用以3～5分钟的加热时间加热到最高到达温度为210～240℃的范围内的高频感应加热同时进行回火和涂装剂烧结，
所述机动车部件是构成等速万向接头的外侧接头构件。
4.根据权利要求3所述的机动车部件，其中，
所述涂装剂是粉体涂料。
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