JP2013229033A

JP2013229033A - 等速ジョイント外輪の製造方法

Info

Publication number: JP2013229033A
Application number: JP2013102180A
Authority: JP
Inventors: Takeaki Ishidai; 健晃石代; Shintaro Suzuki; 慎太郎鈴木
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2013-05-14
Filing date: 2013-05-14
Publication date: 2013-11-07
Anticipated expiration: 2027-02-15
Also published as: JP5619952B2

Abstract

【課題】外輪の加工条件を個別に管理することができる等速ジョイント外輪の製造方法を提供する。
【解決手段】等速ジョイント外輪を高周波焼入加工すると共に、焼入加工する外輪ごとの焼入加工条件を測定する工程と、前記外輪を１つずつ特定するための識別符号と各外輪の前記測定された焼入加工条件とを関連付けて記憶する工程と、前記焼入加工前、又は焼入加工後に、前記識別符号を対応した外輪に付す工程と、焼入加工後の抜取り検査で所定の品質基準を満たしていないと判断された外輪に付された前記識別符号と、記憶してある識別符号とを照合して、当該外輪の焼入加工条件を得て、その焼入加工条件と、記憶してある各外輪についての焼入加工条件とを照合して、前記品質基準を満たさない外輪の焼入加工条件と一致する焼入加工条件の他の外輪の識別符号があるか否かを検査する工程を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、等速ジョイント外輪の製造方法に関する。

自動車用の固定式等速ジョイント等の外輪には、カップ部と軸部などの相手ハブとの嵌合部からなり、転動する複数のトラック溝がカップ部の内径面に設けられている。また、軸部にセレーション等の歯型部が形成された部分を有するものもある。この歯型部及びカップ部内径面のトラック溝の疲労強度を保障するために、歯型部を含むステム部外周面やカップ部内径面には、高周波焼入加工による硬化層を形成している（例えば、特許文献１参照）。高周波焼入装置としては、誘導加熱コイルと、冷却手段と、外輪を支持する上部センタピン及び下部センタピンを主要な構成要素とするものが知られている。

その焼入装置の基本動作について説明すると、まず、上下部センタピンにて外輪を垂直方向に支持すると共に、誘導加熱コイルに接近させる。次に、外輪を回転させながら、誘導加熱コイルに通電して、対応する外輪の表面部を焼入温度に加熱する。その加熱した部分に冷却手段にて冷却液を噴射し、急冷却して焼入れする。通常は製品に対し一回の焼入で処理するが、続いて、外輪を誘導加熱コイルに対し上昇させながら、順次焼入動作を繰り返す方法もある。また、別方法としては、外輪に対して誘導加熱コイルを下降させる焼入方法もある。

また、焼入加工後に外輪の表面硬さや有効硬化層の深さを測定する品質検査を行っている。有効硬化層深さの測定は、外輪を切断し、その断面を硬度計にて測定する。そのため切断した外輪は使用することができなくなる。また、有効硬化層の測定には、渦流式の非破壊検査方法があるが、一回の測定で外輪の一部の硬化層しか測定することができない。従って、検査対象箇所が多い場合は、測定作業に多大な工数を要す。焼入加工した外輪の品質検査には、このような抜取り検査を行っていた。

特開平９−９６３１７号公報

しかし、抜取り検査で、外輪の加工状態、例えば焼入硬化層の深さ等が、所定の品質基準を満たしていないと判断した場合、抜取り検査をしない他の製品について品質基準を満たすか否か判断することは困難であった。そして、製品の中に品質基準を満たさないものが混入する虞があるため、品質基準を満たさないものと同じ条件で製造したと考えられる製品群（同ロット内の製品）を全て廃棄していた。さらに、品質基準を満たすものとそうでないものとの加工条件の違いがわからなかったため、品質基準を満たさない原因を特定することは困難であった。

本発明は上述の斯かる実情に鑑み、外輪の加工条件を個別に管理することができる外輪の製造方法を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、等速ジョイント外輪を高周波焼入加工すると共に、焼入加工する外輪ごとの焼入加工条件を測定する工程と、前記外輪を１つずつ特定するための識別符号と各外輪の前記測定された焼入加工条件とを関連付けて記憶する工程と、前記焼入加工前、又は焼入加工後に、前記識別符号を対応した外輪に付す工程と、焼入加工後の抜取り検査で所定の品質基準を満たしていないと判断された外輪に付された前記識別符号と、記憶してある識別符号とを照合して、当該外輪の焼入加工条件を得て、その焼入加工条件と、記憶してある各外輪についての焼入加工条件とを照合して、前記品質基準を満たさない外輪の焼入加工条件と一致する焼入加工条件の他の外輪の識別符号があるか否かを検査する工程を有する等速ジョイント外輪の製造方法である。

請求項１に記載の方法によれば、識別符号を付すことにより外輪を個別に管理することができ、各外輪の加工条件と識別符号とを関連付けて管理することができる。従って、識別符号からすぐにその外輪の加工条件がわかる。一般に、同じ加工条件の外輪は同様の加工状態となっている傾向にある。つまり、本発明によれば、特定の加工条件と同じ加工条件の外輪を簡単に探し出すことができるので、外輪の抜取り検査で所定の品質基準を満たさない外輪があれば、それと同様の加工状態の外輪を簡単に探し出すことができる。これにより、品質検査の手間を軽減することができると共に、外輪の品質の信頼性を向上することができる。

本発明の等速ジョイント外輪の製造方法によれば、識別符号を付すことにより外輪を個別に管理することができ、各外輪の加工条件と識別符号とを関連付けて管理することができる。従って、識別符号からすぐにその外輪の加工条件がわかる。また、特定の加工条件と同じ加工条件の外輪を簡単に判別することができる。さらに、全ての外輪において、識別符号と焼入加工条件とを記憶しているので、所定の品質基準を満たしている外輪と、満たしていない外輪との焼入加工条件の違いを把握することができる。これにより、品質基準を満たしていない原因の究明を行うことが可能となる。このように本発明によれば、外輪の品質の信頼性が向上する。

本発明に係る等速ジョイント外輪の焼入品質管理装置の一実施形態を示す概略構成図である。焼入装置の要部を示す簡略図である。検査装置の要部を示す簡略図である。本発明に係る等速ジョイント外輪の焼入品質管理方法の一実施形態を示すフローチャート図である。

以下、本発明の実施の形態を添付の図面を参照して説明する。図１は、本発明に係る等速ジョイント外輪の焼入品質管理装置の一実施形態を示す概略構成図である。図１に示すように、本発明の装置は、焼入装置１、電子制御部２、マーキング装置３、測定部１４及び検査装置４を主要な構成要素としている。

前記焼入装置１は、例えば自動車用の等速ジョイントの外輪の表面に高周波焼入加工をする装置である。図２に示すように、外輪５は、軸方向の一端が開口するマウス部１５と、マウス部１５の閉じた他端に一体に突設したステム部１６から構成される。このステム部１６には、外部伝動軸部材の中空部に挿入嵌合される歯型部を刻設してある。焼入装置１は、外輪５の表面を高周波誘導加熱するための誘導加熱コイル６と、外輪５を支持する一対の上部センタピン７及び下部センタピン８を備える。また、誘導加熱後に外輪５に冷却水を噴射して急冷却する冷却手段（図示せず）も備えている。上部センタピン７と下部センタピン８は、それぞれ上下移動可能な移動ベース（図示せず）に配設されており、両センタピン７，８相互間隔は調整自在となっている。また、別方式として、外輪５に対して誘導加熱コイル６が上下移動可能な機構を有する場合もある。さらに、上部センタピン７と下部センタピン８は、図示しないモータにより回転駆動可能に構成されている。誘導加熱コイル６は高周波電源（図示せず）から電力が供給されるようになっている。

図１に示すように、前記電子制御部２は記憶部９を有し、この記憶部９は、多数の外輪を１つずつ特定するための識別符号と、各外輪の焼入加工条件とを関連付けて記憶するものである。ここで、識別符号には、文字、数字、記号、図形等が含まれる。また、焼入加工条件とは、高周波電源から誘導加熱コイルに供給される電力量や周波数、加熱中の外輪の位置や回転速度、冷却水の流量（噴射量）や水温等、あるいはこれら以外の外輪の焼入品質に影響を与え得る条件を含むと定義する。

本装置には、これら焼入加工条件を外輪ごとに得るための各種センサや測定機器等から成る測定部１４（測定手段）が設けられており、その測定部１４から記憶部９へ焼入加工条件のデータが送信されるように構成されている。

また、電子制御部２は、入力部１０、検索部１１及び表示部１２（出力部）を有する。入力部１０は、外輪の特定の識別符号又は特定の焼入加工条件を入力する部分であり、検索部１１は、記憶部９で記憶している識別符号及び焼入加工条件のうち、入力部１０に入力した特定の一方に関連する他方を探し出す手段（検索手段）である。表示部１２は、検索部１１にて探し出した識別符号又は焼入加工条件を表示する手段である。

マーキング装置３は、例えば、レーザーマーカー、打刻機等であり、前記記憶部９で記憶した識別符号を対応する外輪に付すように電子制御部２によって制御されている。

検査装置４は、焼入加工した外輪の焼入硬化層の深さを測定するものであり、例えば、渦流式硬化層検査装置等の非破壊硬化層検査機が好ましい。検査装置４は、図３に示すように、測定プローブ１３を有し、同図の斜線部に示す外輪の焼入硬化層の検査対象箇所にプローブ１３を接近させ、プローブ１３で発生させた交流磁場によって外輪を磁化するものである。そして、外輪の硬化層の深さによって変化する磁化遅れ特性を検知することによって、硬化層の深さを測定する。この検査方法以外に、外輪を切断し、その切断面を各種硬度計で測定してもよい。また、それ以外の品質検査を行ってもよい。

以下、本発明の装置を用いた等速ジョイント外輪の焼入品質管理方法について、図４のフローチャート図を参照して説明する。
まず、外輪の焼入加工工程を行う。詳しくは、図２に示すように、上部センタピン７と下部センタピン８にて、外輪５を垂直方向に支持すると共に、誘導加熱コイル６の中心に外輪５を挿入する。次に、両センタピン７，８を回転させ、これに伴って外輪５と軸線廻りに回転させながら、誘導加熱コイル６に通電して、対応する外輪５の表面部を焼入温度に加熱する。外輪５の加熱した部分に、図示しない冷却手段にて冷却水を噴射し急冷却して焼入れを行う。通常は製品に対し一回の焼入で処理するが、外輪５を誘導加熱コイル６に対し下降させながら、外輪５の所定の箇所を焼入加工する方法もある。また、別方式として、外輪５に対して誘導加熱コイル６が上下移動する場合もある。この焼入動作を多数の外輪５において繰り返し行う。

また、上記焼入加工中には、焼入装置に設けた測定部１４によって各外輪の焼入加工条件が測定され、その焼入加工条件のデータは電子制御部２の記憶部９へと送信される。そして、記憶部９では、外輪ごとに、焼入加工条件と識別符号とが関連付けて記憶される。

焼入加工された外輪は、図示しない搬送手段にてマーキング装置３へと搬送され、電子制御部２からの指示により、マーキング装置３は識別符号を対応した外輪に付す。このように外輪に識別符号を付すことにより外輪を個別に管理することができ、各外輪の加工条件を識別符号と関連付けて管理することができる。

以下、マーキングを終えた多数の外輪の中から所定又は任意の外輪を抜取り、その外輪の品質を検査した場合について説明する。
上記品質検査は、抜取った外輪の加工状態が所定の品質基準を満たしているか否かについて判断する。具体的には、例えば外輪の焼入硬化層の深さが、所定の基準深さに達しているか否かを判断する。そして、抜取り検査した外輪の中に、所定の硬化層の深さに達していないものが（１つ又は複数）あると判断した場合は、以下の工程を行う。

まず、品質基準を満たしていない外輪に付してある識別符号を確認し、その識別符号を電子制御部２の入力部１０へ入力する。そして、検索部１１にて、記憶部９に記憶してある識別符号と、入力部１０に入力した（品質基準を満たしていない外輪の）識別符号とを照合させ、品質基準を満たしていない外輪の焼入加工条件を探し出す。探し出された加工条件は表示部１２にて表示される。

次に、品質基準を満たしていない外輪の焼入加工条件を入力部１０へ入力する。そして、検索部１１にて、記憶部９に記憶してある加工条件と、入力した（品質基準を満たしていない外輪の）加工条件とを照合させる。その入力した焼入加工条件と一致する焼入加工条件の他の外輪があれば、その識別符号が表示部１２に表示される。このとき、同じ加工条件の外輪が複数ある場合は、それら全ての識別符号が表示される。また、一致するものがなければ、その旨が表示部１２に表示される。

一般に、同じ焼入加工条件で製造された外輪は、同様の加工状態となっている傾向にある。従って、上記品質基準を満たさない外輪の加工条件と一致する外輪の識別符号が探し出された場合、その探し出された識別符号を付した外輪も品質基準を満たしていないと判断する。

なお、上記「加工条件と一致する」とは、入力部１０に入力する加工条件、言い換えればサンプル加工条件と、それ以外の記憶された加工条件とが完全に一致する場合、及び、サンプル加工条件の所定の許容範囲内に、記憶された加工条件が含まれる場合をいうと定義する。すなわち、サンプル加工条件が、誘導加熱コイルの電力量・周波数、外輪の位置・回転速度、冷却水の流量・水温の６項目から成る場合に、例えばそのうち５項目が一致する加工条件の外輪を検索したり、各項目の数値の上下１０％以内に入る加工条件の外輪を検索するように構成してもよい。また、上記サンプル加工条件は、抜取り検査して品質基準を満たさない外輪の加工条件に限らず、過去の加工条件データから得た所定の品質基準を満たす（又は満たさない）外輪の加工条件等であってもよい。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、外輪に対応した識別符号を付するマーキング工程は、焼入加工前に予め行ってもよい。また、焼入装置の構造は上記実施形態のものに限定されず、外輪も固定式のもの又は摺動式のもの等、自動車用の外輪部品全般を適用することが可能である。

１焼入装置
２電子制御部
３マーキング装置
４検査装置
５外輪
９記憶部
１０入力部
１１検索部
１２表示部
１４測定部

Claims

等速ジョイント外輪を高周波焼入加工すると共に、焼入加工する外輪ごとの焼入加工条件を測定する工程と、
前記外輪を１つずつ特定するための識別符号と各外輪の前記測定された焼入加工条件とを関連付けて記憶する工程と、
前記焼入加工前、又は焼入加工後に、前記識別符号を対応した外輪に付す工程と、
焼入加工後の抜取り検査で所定の品質基準を満たしていないと判断された外輪に付された前記識別符号と、記憶してある識別符号とを照合して、当該外輪の焼入加工条件を得て、その焼入加工条件と、記憶してある各外輪についての焼入加工条件とを照合して、前記品質基準を満たさない外輪の焼入加工条件と一致する焼入加工条件の他の外輪の識別符号があるか否かを検査する工程を有することを特徴とする等速ジョイント外輪の製造方法。