JP5713172B2 - Induction hardening method - Google Patents
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Description
本発明は、高周波焼入方法に関するもので、特に、筒状部材の内面部を内面移動焼入する方法に関する。 The present invention relates to an induction hardening method, and more particularly to a method of moving and quenching an inner surface portion of a cylindrical member.
内面移動焼入法は、例えば、等速ジョイントのインボードカップの内面部を効率的に高周波焼入する手段として知られている。例えば、特許文献1に記載の内面移動焼入装置は、高周波加熱コイルに冷却ジャケットが連結されて構成されている。インボードカップは、口元を下方へ向けて焼入装置に対して同軸上に固定される。この状態で、焼入装置を軸線方向上方へ移動させて、該焼入装置をインボードカップの内部に挿入するとともに焼入開始位置に位置決めさせる。次に、焼入装置を一定速度で移動させる。この時、高周波加熱コイルに高周波電流を通電するとともに冷却ジャケットからインボードカップの内面部へ向けて冷却液を噴射する。これにより、インボードカップの内面部が口元から奥へ向けて加熱されるとともに該加熱面(インボードカップの内面部)が冷却液によって急冷されて、当該インボードカップの内面部が口元から奥へ向けて順次焼入される。 The inner surface moving quenching method is known as means for efficiently induction-hardening the inner surface portion of the inboard cup of a constant velocity joint, for example. For example, the inner surface moving quenching apparatus described in Patent Document 1 is configured by connecting a cooling jacket to a high frequency heating coil. The inboard cup is fixed coaxially with respect to the quenching apparatus with the mouth facing downward. In this state, the quenching device is moved upward in the axial direction so that the quenching device is inserted into the inboard cup and positioned at the quenching start position. Next, the quenching apparatus is moved at a constant speed. At this time, a high-frequency current is applied to the high-frequency heating coil, and the coolant is sprayed from the cooling jacket toward the inner surface of the inboard cup. As a result, the inner surface of the inboard cup is heated from the mouth toward the back, and the heating surface (the inner surface of the inboard cup) is rapidly cooled by the coolant, so that the inner surface of the inboard cup is moved from the mouth to the back. It is quenched sequentially.
ところで、従来の高周波焼入(内面移動焼入)方法においては、インボードカップの内面部を口元から奥まで、一定の移動速度および出力で高周波焼入することから、上述したように、インボードカップの口元から奥へ向けて順次加熱および冷却が進行する。したがって、インボードカップの内面部の奥の入熱量が口元の入熱量よりも実質的に大きくなり、焼入後のインボードカップは、口元と比較して奥がより大きく収縮する傾向にある。その結果、インボードカップは、厳格な寸法公差が要求されるローラ溝の溝幅が、テーパー状、すなわち、口元から奥へ向けて先細り形状になり、インボードカップ、特に、該インボードカップのローラ溝の溝幅の精度向上が要望されていた。 By the way, in the conventional induction hardening (inner surface transfer hardening) method, the inner surface of the inboard cup is induction hardened from the mouth to the back at a constant moving speed and output. Heating and cooling proceed sequentially from the mouth of the cup to the back. Therefore, the amount of heat input at the back of the inner surface portion of the inboard cup is substantially larger than the amount of heat input at the mouth, and the inboard cup after quenching tends to shrink more deeply than the mouth. As a result, the width of the roller groove that requires strict dimensional tolerances is tapered, that is, the inboard cup tapers from the mouth to the back, and the inboard cup, particularly the inboard cup, There has been a demand for improving the accuracy of the roller groove width.
そこで本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、内面移動焼入によって高周波焼入されるインボードカップのローラ溝の溝幅の精度を確保することが可能な高周波焼入方法を提供することを課題としてなされたものである。 The present invention has been made in view of the above circumstances and provides induction hardening method capable of ensuring the accuracy of the groove width of the roller grooves of the inboard cup is induction hardening by the inner surface moving quenching It was made as an issue.
上記課題を解決するために、本発明の高周波焼入方法は、等速ジョイントのインボードカップの内面部に設けられた軸線方向へ延びるローラ溝を内面移動焼入法により高周波焼入する方法であって、前記インボードカップの口元から奥まで一定の入熱量で高周波焼入する時の前記インボードカップへの入熱量を標準入熱量に設定して、前記標準入熱量に対して増加させた第1入熱量で前記インボードカップの口元側を焼入する第1焼入ステップと、前記標準入熱量に対して減少させた第2入熱量で前記インボードカップの奥側を焼入する第2焼入ステップと、を含み、前記第1入熱量は、前記第2入熱量の3.5〜4.0倍であり、前記インボードカップの口元から前記ローラ溝の軸方向長さの1/3まで焼入が進行した時点で、前記第1焼入ステップから前記第2焼入ステップへ切り換えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, the induction hardening method of the present invention is a method in which a roller groove extending in the axial direction provided on the inner surface portion of the inboard cup of the constant velocity joint is induction hardened by an inner surface moving hardening method. there are, to set the heat input to the inboard cup when induction hardening at a constant heat input from the mouth of the inboard cup deep into standard heat input was increased to the standard heat input A first quenching step of quenching the mouth side of the inboard cup with a first heat input, and a second quenching of the back side of the inboard cup with a second heat input reduced with respect to the standard heat input. and 2 hardening step, only contains the first heat input is 3.5 to 4.0 times said second amount of heat input, from the mouth of the inboard cup of the axial length of the roller grooves When the quenching has progressed to 1/3, the first firing Step from and wherein the switching to the second quenching step.
(発明の態様)
以下に、本願において特許請求が可能と認識されている発明(以下、請求可能発明と称する)の態様を例示し、例示された各態様について説明する。ここでは、各態様を、特許請求の範囲と同様に、項に区分すると共に各項に番号を付し、必要に応じて他の項の記載を引用する形式で記載する。これは、請求可能発明の理解を容易にするためであり、請求可能発明を構成する構成要素の組み合わせを、以下の各項に記載されたものに限定する趣旨ではない。つまり、請求可能発明は、各項に付随する記載、実施形態の記載等を参酌して解釈されるべきであり、その解釈に従う限りにおいて、各項の態様にさらに他の構成要素を付加した態様も、また、各項の態様から構成要素を削除した態様も、請求可能発明の一態様となり得る。
なお、以下の各項において、(1)〜(3)項の各々が、特許請求の範囲に記載した請求項1〜3の各々に相当する。
(Aspect of the Invention)
In the following, aspects of the invention that is recognized as being capable of being claimed in the present application (hereinafter referred to as claimable invention) will be exemplified, and each exemplified aspect will be described. Here, as in the claims, each aspect is divided into paragraphs, numbers are assigned to the respective paragraphs, and the descriptions of other paragraphs are cited as necessary. This is for the purpose of facilitating the understanding of the claimable invention, and is not intended to limit the combination of the constituent elements constituting the claimable invention to those described in the following sections. In other words, the claimable invention should be construed in consideration of the description accompanying each section, the description of the embodiment, etc., and as long as the interpretation is followed, another aspect is added to the aspect of each section. Moreover, the aspect which deleted the component from the aspect of each term can also be one aspect of the claimable invention.
In the following items, each of the items (1) to ( 3 ) corresponds to each of claims 1 to 3 described in the claims.
(1)等速ジョイントのインボードカップの内面部に設けられた軸線方向へ延びるローラ溝を内面移動焼入法により高周波焼入する方法であって、インボードカップの口元から奥まで一定の入熱量で高周波焼入する時のインボードカップへの入熱量を標準入熱量に設定して、標準入熱量に対して増加させた第1入熱量でインボードカップの口元側を焼入する第1焼入ステップと、標準入熱量に対して減少させた第2入熱量でインボードカップの奥側を焼入する第2焼入ステップと、を含み、第1入熱量は、第2入熱量の3.5〜4.0倍であり、インボードカップの口元からローラ溝の軸方向長さの1/3まで焼入が進行した時点で、第1焼入ステップから第2焼入ステップへ切り換える高周波焼入方法。
等速ジョイントのインボードカップの内面部を、従来の内面移動焼入法により、一定の移動速度および出力で高周波焼入した場合、インボードカップの口元から奥へ向けて順次加熱および冷却が進行することから、インボードカップの奥の入熱量が口元の入熱量よりも実質的に大きくなる。したがって、高周波焼入後のインボードカップは、口元と比較して奥がより大きく収縮する傾向にある。その結果、インボードカップにおいて特に厳格な寸法公差が要求されるローラ溝の溝幅は、テーパー状、すなわち、口元から奥へ向けて先細り形状に変形する。
そこで、本項に記載の高周波焼入方法では、等速ジョイントのインボードカップの内面部の口元側を、標準入熱量、すなわち、インボードカップの内面を口元から奥まで一定の入熱量で高周波焼入する従来の高周波焼入方法における既定の入熱量を標準入熱量に設定して、さらに、インボードカップの内面部における被焼入部の収縮量が口元と奥とで略等しくなるように、標準入熱量に対して増加させた第1入熱量と、標準入熱量に対して減少させた第2入熱量とを設定して、第1焼入ステップでは、インボードカップの口元側を第1入熱量で高周波焼入して、これと連続する第2焼入ステップでは、インボードカップの奥側を第2入熱量で高周波焼入する。
したがって、従来(入熱量が一定)の高周波焼入方法では、インボードカップのローラ溝の溝幅は、奥から口元へ向けて開く傾向にあったが、本項の態様では、被焼入部の口元の収縮量と奥の収縮量とが略等しくなるように、第1入熱量と第2入熱量とを調整することで、ローラ溝の溝幅における奥から口元へ向けての開きを抑制することができ、その結果、ローラ溝の溝幅の寸法公差を確保することができる。
また、経験的法則に基づいて、第1焼入ステップにおける第1入熱量(Q1)を第2焼入ステップにおける第2入熱量(Q2)の3.5〜4.0倍(Q1=Q2×3.5〜4.0)に設定することにより、インボードカップの内面部の被焼入部における口元の収縮量と奥の収縮量とが略等しくすることができ、その結果、ローラ溝の溝幅における奥から口元へ向けての開きを効果的に抑制することができる。
なお、第1焼入ステップおよび第2焼入ステップにおける入熱量をQ1およびQ2、第1焼入ステップおよび第2焼入ステップにおける高周波焼入装置の出力をW1およびW2、第1焼入ステップおよび第2焼入ステップにおける高周波焼入装置とインボードカップとの相対移動速度をV1およびV2、ならびにCを既定値とすると、
Q1=(W1/V1)×C
Q2=(W2/V2)×C
で表すことができる。ここで、
Q1/Q2=3.5〜4.0であるので、結局、
(W1×V2)/(V1×W2)=3.5〜4.0:(数式1)
を満たすように、第1焼入ステップにおける焼入装置の出力W1および移動速度V1、ならびに、第2焼入ステップにおける焼入装置の出力W2および移動速度V2を設定すればよい。
さらに、経験的法則に基づいて、第1焼入ステップから第2焼入ステップへの切り換え位置は、インボードカップの口元からの軸方向距離が被焼入部の軸方向長さ(全長)の1/3の位置に設定される。これにより、ローラ溝の溝幅における奥から口元へ向けての開きを抑制することができ、その結果、ローラ溝の溝幅の寸法公差を確保することができる。
そして、このようにして得られたインボードカップが組み付けられた等速ジョイントにおいては、ローラとローラ溝とのガタ量を従来の高周波焼入方法との比較で大幅に低減させることが可能になり、車両走行中の騒音ならびに振動が減少して、車両の快適性を向上させることができる。
(1) an inner surface portion roller groove extending in the axial direction provided on the inboard cup of the constant velocity joint to a method of induction hardening by the inner surface movement sintered Iriho, constant from the mouth of the inboard cup deep entrance The amount of heat input to the inboard cup when induction hardening with heat is set to the standard heat input, and the first side of the inboard cup is quenched with the first heat input increased with respect to the standard heat input. and quenching steps, viewed contains a second quenching step of quenching the back side of the inboard Cup second heat input was reduced relative to standard heat input, the first heat input and the second heat input From the first quenching step to the second quenching step when quenching has progressed from the mouth of the inboard cup to 1/3 of the axial length of the roller groove. Induction hardening method to switch .
The inner surface of the inboard cup constant velocity joint, by a conventional inner surface movement sintered Iriho, when induction hardening at a constant moving speed and output, sequentially heating and cooling toward the mouth of the inboard cup to the back progress Therefore, the heat input at the back of the inboard cup is substantially larger than the heat input at the mouth. Therefore, the inboard cup after induction hardening tends to contract more greatly at the back than the mouth. As a result, the groove width of the roller groove, which requires particularly strict dimensional tolerance in the inboard cup, is deformed into a tapered shape, that is, a tapered shape from the mouth to the back.
Therefore, in the induction hardening method described in this section, the mouth side of the inner surface portion of the inboard cup of the constant velocity joint is placed at the standard heat input, that is, the inner surface of the inboard cup is heated at a constant heat input from the mouth to the back. Set the default heat input amount in the conventional induction hardening method for quenching to the standard heat input amount, and furthermore, the shrinkage amount of the hardened part in the inner surface part of the inboard cup is substantially equal at the mouth and back, The first heat input increased with respect to the standard heat input and the second heat input decreased with respect to the standard heat input are set. In the first quenching step, the mouth side of the inboard cup is set to the first heat input. In a second quenching step that is induction-quenched with the amount of heat input and is continuous therewith, the back side of the inboard cup is induction-quenched with the second amount of heat input.
Therefore, in the conventional induction hardening method (the amount of heat input is constant), the groove width of the roller groove of the inboard cup tends to open from the back to the mouth, but in the aspect of this section, By adjusting the first heat input amount and the second heat input amount so that the shrinkage amount at the mouth and the shrinkage at the back are substantially equal, the opening from the back to the mouth in the groove width of the roller groove is suppressed. As a result, a dimensional tolerance of the groove width of the roller groove can be ensured.
Further, based on an empirical law, the first heat input (Q1) in the first quenching step is 3.5 to 4.0 times the second heat input (Q2) in the second quenching step (Q1 = Q2 × 3.5 to 4.0), the shrinkage at the mouth and the shrinkage at the back of the hardened portion of the inner surface portion of the inboard cup can be made substantially equal. As a result, the groove of the roller groove The opening from the back to the mouth in the width can be effectively suppressed.
It should be noted that the heat input amounts in the first quenching step and the second quenching step are Q1 and Q2, the outputs of the induction hardening apparatus in the first quenching step and the second quenching step are W1 and W2, the first quenching step and When the relative movement speed between the induction hardening apparatus and the inboard cup in the second quenching step is V1 and V2, and C is a default value,
Q1 = (W1 / V1) × C
Q2 = (W2 / V2) × C
Can be expressed as here,
Since Q1 / Q2 = 3.5 to 4.0, after all,
(W1 × V2) / (V1 × W2) = 3.5 to 4.0: (Formula 1)
What is necessary is just to set the output W1 and moving speed V1 of the hardening apparatus in a 1st hardening step, and the output W2 and moving speed V2 of a hardening apparatus in a 2nd hardening step so that it may satisfy | fill.
Further, based on empirical rules, the switching position from the first quenching step to the second quenching step is such that the axial distance from the mouth of the inboard cup is 1 of the axial length (full length) of the portion to be quenched. The position is set to / 3. Thereby, the opening from the back to the mouth in the groove width of the roller groove can be suppressed, and as a result, the dimensional tolerance of the groove width of the roller groove can be ensured.
And in the constant velocity joint assembled with the inboard cup obtained in this way, it becomes possible to greatly reduce the backlash between the roller and the roller groove as compared with the conventional induction hardening method. In addition, noise and vibration while the vehicle is running can be reduced, and the comfort of the vehicle can be improved.
(2)高周波焼入装置と前記インボードカップとの相対移動速度を前記インボードカップの口元から奥まで一定の移動速度で高周波焼入する時の移動速度を標準移動速度に設定して、前記第1焼入ステップでは、前記標準移動速度に対して減少させた第1移動速度で前記インボードカップの口元側を焼入して、前記第2焼入ステップでは、前記標準移動速度に対して増加させた第2移動速度で前記インボードカップの奥側を焼入する(1)の高周波焼入方法。
本項に記載の高周波焼入方法では、インボードカップの内面部の口元側を、標準移動速度、すなわち、インボードカップの内面を口元から奥まで一定の移動速度および出力で高周波焼入する従来の高周波焼入方法における既定の移動速度を標準移動速度に設定して、さらに、インボードカップの内面部における被焼入部の収縮量が口元と奥とで略等しくなるように、標準移動速度に対して減少させた第1移動速度と、標準移動速度に対して増加させた第2移動速度とを設定して、第1焼入ステップでは、インボードカップの口元側を第1移動速度で高周波焼入して、これと連続する第2焼入ステップでは、インボードカップの奥側を第2移動速度で高周波焼入する。
したがって、従来(移動速度および出力が一定)の高周波焼入方法では、インボードカップのローラ溝の溝幅は、奥から口元へ向けて開く傾向にあったが、本項の態様では、被焼入部の口元の収縮量と奥の収縮量とが略等しくなるように、第1移動速度と第2移動速度とを調整することで、ローラ溝の溝幅における奥から口元へ向けての開きを抑制することができ、その結果、ローラ溝の溝幅の寸法公差を確保することができる。また、このようにして得られたインボードカップが組み付けられた等速ジョイントにおいては、ローラとローラ溝とのガタ量を従来の高周波焼入方法との比較で大幅に低減させることが可能になり、車両走行中の騒音ならびに振動が減少して、車両の快適性を向上させることができる。
本項の態様では、上記(数式1)において、
W1=W2であるから、これを(数式1)に代入することにより、
V2/V1=3.5〜4.0:(数式2)
を得ることができる。つまり、上記(数式2)を満たすように、V1、V2を設定すればよい。しかしながら、(数式2)は本項の態様における1つの目安であり、本項の態様においても重要なことは、上記(数式1)を満たすことである。
( 2 ) The relative movement speed between the induction hardening device and the inboard cup is set to the standard movement speed when the induction hardening is performed at a constant movement speed from the mouth to the back of the inboard cup , In the first quenching step, the mouth side of the inboard cup is quenched at the first moving speed reduced with respect to the standard moving speed, and in the second quenching step, the mouth is moved with respect to the standard moving speed. The induction hardening method according to (1), wherein the back side of the inboard cup is quenched at the increased second moving speed.
In the induction hardening method described in this section, the mouth side of the inner surface of the inboard cup is induction hardened at a standard moving speed, that is, the inner surface of the inboard cup is induction hardened at a constant moving speed and output from the mouth to the back. The default moving speed in the induction hardening method is set to the standard moving speed, and the standard moving speed is set so that the shrinkage of the hardened part on the inner surface of the inboard cup is approximately equal between the mouth and the back. The first moving speed decreased with respect to the standard moving speed and the second moving speed increased with respect to the standard moving speed are set, and in the first quenching step, the mouth side of the inboard cup is set to a high frequency at the first moving speed. In the second quenching step after quenching, the inner side of the inboard cup is induction-hardened at the second moving speed.
Therefore, in the conventional induction hardening method (moving speed and output are constant), the groove width of the roller groove of the inboard cup tends to open from the back to the mouth. By adjusting the first movement speed and the second movement speed so that the shrinkage amount at the mouth of the entrance and the shrinkage at the back are substantially equal, the opening from the back to the mouth in the groove width of the roller groove is made. As a result, it is possible to ensure a dimensional tolerance of the groove width of the roller groove. In addition, in the constant velocity joint with the inboard cup obtained in this way, it becomes possible to greatly reduce the backlash between the roller and the roller groove as compared with the conventional induction hardening method. In addition, noise and vibration while the vehicle is running can be reduced, and the comfort of the vehicle can be improved.
In the aspect of this section, in the above (Formula 1),
Since W1 = W2, by substituting this into (Equation 1),
V2 / V1 = 3.5 to 4.0: (Formula 2)
Can be obtained. That is, V1 and V2 may be set so as to satisfy the above (Formula 2). However, (Formula 2) is one measure in the aspect of this section, and what is important in the aspect of this section is to satisfy the above (Formula 1).
(3)高周波焼入装置の出力をインボードカップの口元から奥まで一定の出力で高周波焼入する時の出力を標準出力に設定して、第1焼入ステップでは、標準出力に対して増加させた第1出力でインボードカップの口元側を焼入して、第2焼入ステップでは、標準出力に対して減少させた第2出力でインボードカップの奥側を焼入する(1)の高周波焼入方法。
本項に記載の高周波焼入方法では、インボードカップの内面部の口元側を、標準出力、すなわち、インボードカップの内面を口元から奥まで一定の移動速度および出力で高周波焼入する従来の高周波焼入方法における既定の出力を標準出力に設定して、さらに、インボードカップの内面部における被焼入部の収縮量が口元と奥とで略等しくなるように、標準出力に対して増加させた第1出力と、標準出力に対して減少させた第2出力とを設定して、第1焼入ステップでは、インボードカップの口元側を第1出力で高周波焼入して、これと連続する第2焼入ステップでは、インボードカップの奥側を第2出力で高周波焼入する。
したがって、従来(移動速度および出力が一定)の高周波焼入方法では、インボードカップのローラ溝の溝幅は、奥から口元へ向けて開く傾向にあったが、本項の態様では、被焼入部の口元の収縮量と奥の収縮量とが略等しくなるように、第1出力と第2出力とを調整することで、ローラ溝の溝幅における奥から口元へ向けての開きを抑制することができ、その結果、ローラ溝の溝幅の寸法公差を確保することができる。また、このようにして得られたインボードカップが組み付けられた等速ジョイントにおいては、ローラとローラ溝とのガタ量を従来の高周波焼入方法との比較で大幅に低減させることが可能になり、車両走行中の騒音ならびに振動が減少して、車両の快適性を向上させることができる。
本項の態様では、上記(数式1)において、
V1=V2であるから、これを(数式1)に代入することにより、
W1/W2=3.5〜4.0:(数式3)
を得ることができる。つまり、上記(数式3)を満たすように、W1、W2を設定すればよい。しかしながら、(数式3)は上記(数式2)と同様に本項の態様における1つの目安であり、本項の態様においても重要なことは、上記(数式1)を満たすことである。
( 3 ) Set the output of the induction hardening apparatus to the standard output when induction hardening is performed at a constant output from the mouth of the inboard cup to the back, and increase in the first hardening step relative to the standard output. the mouth-side of the inboard cup first output is then hardened, the second quenching step, quench the far side of the inboard Cup second output with reduced relative to the standard output (1) induction hardening methods.
In the induction hardening method described in this section, the mouth side of the inner surface of the inboard cup is subjected to induction hardening at a standard output, that is, the inner surface of the inboard cup is induction hardened at a constant moving speed and output from the mouth to the back. The default output in the induction hardening method is set to the standard output, and further, the shrinkage of the hardened part on the inner surface of the inboard cup is increased with respect to the standard output so that the shrinkage amount is almost equal between the mouth and the back. The first output and the second output reduced with respect to the standard output are set, and in the first quenching step, the mouth side of the inboard cup is induction-hardened with the first output and is continuously continuous. In the second quenching step, the back side of the inboard cup is induction hardened with a second output.
Therefore, in the conventional induction hardening method (moving speed and output are constant), the groove width of the roller groove of the inboard cup tends to open from the back to the mouth. By adjusting the first output and the second output so that the amount of contraction at the mouth of the entrance portion and the amount of contraction at the back are substantially equal, the opening of the roller groove from the back to the mouth is suppressed. As a result, a dimensional tolerance of the groove width of the roller groove can be ensured. In addition, in the constant velocity joint with the inboard cup obtained in this way, it becomes possible to greatly reduce the backlash between the roller and the roller groove as compared with the conventional induction hardening method. In addition, noise and vibration while the vehicle is running can be reduced, and the comfort of the vehicle can be improved.
In the aspect of this section, in the above (Formula 1),
Since V1 = V2, by substituting this into (Equation 1),
W1 / W2 = 3.5 to 4.0: (Formula 3)
Can be obtained. That is, W1 and W2 may be set so as to satisfy the above (Formula 3). However, (Equation 3) is one measure in the aspect of this section similarly to (Equation 2), and the important thing in the aspect of this section is to satisfy (Equation 1).
本発明によれば、内面部が内面移動焼入によって高周波焼入される筒状部材の精度を向上させることが可能な高周波焼入方法を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the induction hardening method which can improve the precision of the cylindrical member in which an inner surface part is induction-hardened by inner surface moving hardening can be provided.
本発明の一実施形態を添付した図を参照して説明する。なお、ここでは、等速ジョイントのインボードカップ1(筒状部材)の内面部2を内面移動焼入法により高周波焼入する方法を説明する。すなわち、図1に示されるように、インボードカップ1の内部に高周波焼入装置11を挿入して、該高周波焼入装置11をインボードカップ1に対して軸方向上方(図1における上方向)へ移動させることにより、インボードカップ1の内面部2を口元3から奥4に向けて順次加熱および冷却して、該インボードカップ1の内面部2に被焼入部5を形成する方法を説明する。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Here, a method of induction hardening the
本実施形態の高周波焼入方法で使用される高周波焼入装置11は、従来の内面移動焼入装置、すなわち、コイル12、冷却ジャケット13、ならびに、高周波焼入装置11の移動速度(インボードカップ1と高周波焼入装置11との相対移動速度)と出力とを制御可能な制御装置を備える高周波焼入装置、に対して構造が実質的に同一であるので、ここでは、高周波焼入装置11に係る詳細な説明を省略する。また、筒状部材としてのインボードカップ1は、カップ状に形成されており(図1参照)、その内面部2には、口元3から奥4へ軸線方向(図1における上下方向)に延びてボールが転動する複数本(本実施形態では3本)のローラ溝6が軸線回りに等配されている。
The
本実施形態の高周波焼入方法では、図3に示されるように、インボードカップ1(筒状部材)の内面部2における口元3(図3における位置P0、以下、必要に応じて口元3と口元P0とを使い分ける)から被焼入部5の奥端(図3における位置P2、以下、奥端P2という)までの軸方向長さ(図3におけるP0−P2間の距離)をLとした場合の、口元3からの深さがL/3の位置を入熱量切換位置(図3における位置P1)に設定する。また、標準入熱量、すなわち、インボードカップ1の内面2を口元P0から奥端P2まで一定の入熱量で高周波焼入する従来の高周波焼入方法における入熱量(標準入熱量)をQ0とした場合の、焼入時における口元P0から入熱量切換位置P1までの工程(第1焼入ステップ)における第1入熱量をQ1(ただし、Q1>Q0)に設定して、さらに、入熱量切換位置P1から奥端P2までの工程(第2焼入ステップ)における第2入熱量をQ2(ただし、Q0>Q2)に設定する。
In the induction hardening method of the present embodiment, as shown in FIG. 3, the
また、本実施形態の高周波焼入方法では、第1焼入ステップにおける第1入熱量Q1を、第2焼入ステップにおける第2入熱量Q2の3.5〜4.0倍に設定する(Q1=Q2×3.5〜4.0)。そして、インボードカップ1を口元3を下方へ向けて固定しておいて、高周波焼入装置11を、該インボードカップ1(筒状部材)の内部に挿入して焼入開始位置(図1参照)に位置決めさせる。次に、焼入装置11を軸方向上方へ移動(インボードカップ1に対して相対移動)させて、インボードカップ1の内面部2を口元P0から奥端P2まで順次加熱および冷却する。これにより、インボードカップ1の内面部2に被焼入部5が形成される。
In the induction hardening method of the present embodiment, the first heat input amount Q1 in the first quenching step is set to 3.5 to 4.0 times the second heat input amount Q2 in the second quenching step (Q1). = Q2 * 3.5-4.0). Then, the inboard cup 1 is fixed with the
ここで、本実施形態の高周波焼入方法では、インボードカップ1の内面部2の、口元P0から入熱量切換位置P1までの工程(第1焼入ステップ)を第1入熱量Q1で高周波焼入して、連続して、入熱量切換位置P1から奥端P2までの工程(第2焼入ステップ)を第2入熱量Q2で高周波焼入する。これにより、インボードカップ1の内面部2における被焼入部5の収縮量が口元3と奥4とで略等しくなるように調整されて、ローラ溝6の溝幅D(図2参照)の口元3側の開きが抑制される。その結果、ローラ溝6の溝幅Dの精度が確保されたインボードカップ1(筒状部材)を得ることができる。
Here, in the induction hardening method of this embodiment, the process (first hardening step) from the mouth P0 to the heat input switching position P1 of the
ここでは、従来の高周波焼入方法において、口元P0から奥端P2まで一定の移動速度(標準移動速度V0=10m/s)および出力(標準出力W0=100kW)で、内面部2が高周波焼入されるインボードカップ1(筒状部材)を例に挙げて説明する。なお、本発明に係る高周波焼入方法では、上述したように、第1焼入ステップ(区間P0−P1)における第1入熱量Q1が、第2焼入ステップ(区間P1−P2)における第2入熱量Q2の3.5〜4.0倍に設定される、すなわち、第1入熱量Q1と第2入熱量Q2との比が設定範囲内(Q1:Q2=3.5〜4.0:1)であればよい。したがって、各入熱量Q0、Q1、Q2を算出する場合、説明の便宜上、共通項(段落番号0009に記載の既定値C)は計算に含めず、算出結果の単位(kWs/m)も省略する。すなわち、入熱量Q=出力W/移動速度Vとして各入熱量Q0、Q1、Q2を算出する。つまり、ここでは、従来の高周波焼入方法における入熱量Q0は、W0/V0、すなわち、10(以下、入熱量10という)である。
Here, in the conventional induction hardening method, the
図4に、比較対象として、従来の高周波焼入方法により得られたインボードカップ1におけるローラ溝6の溝幅D(図2参照)の測定結果を示す。この図に示されるように、口元P0から奥端P2まで一定の入熱量(標準入熱量)10で高周波焼入した場合、口元P0におけるローラ溝6の溝幅Dは、奥端P2での溝幅Dに対して40μm大きくなる(開く)。これに対して、実施例1においては、第1焼入ステップ、すなわち、口元P0から入熱量切換位置P1までの工程を、4m/sの第1移動速度V1ならびに120kWの第1出力W1の焼入条件で高周波焼入する。連続して、第2焼入ステップ、すなわち、入熱量切換位置P1から奥端P2までの工程を、11m/sの第2移動速度V2ならびに90kWの第2出力W2の焼入条件で高周波焼入する。
FIG. 4 shows a measurement result of the groove width D (see FIG. 2) of the
なお、実施例1においては、第1焼入ステップにおける第1入熱量Q1が30、第2焼入ステップにおける第2入熱量Q2が8.2であり、実施例1における焼入条件(移動速度、出力)は、
Q1>Q0>Q2(以下、焼入条件1という)
および
Q1=Q2×3.5〜4.0(以下、焼入条件2という)
を満たしている。
In Example 1, the first heat input amount Q1 in the first quenching step is 30, and the second heat input amount Q2 in the second quenching step is 8.2. , Output)
Q1>Q0> Q2 (hereinafter referred to as quenching condition 1)
And Q1 = Q2 × 3.5 to 4.0 (hereinafter referred to as quenching condition 2)
Meet.
そして、図5に示されるのは、口元P0から入熱量切換位置P1までの工程(第1焼入ステップ)を入熱量30(第1入熱量)の焼入条件で高周波焼入して、連続して、入熱量切換位置P1から奥端P2までの工程(第2焼入ステップ)を入熱量8.2(第2入熱量)の焼入条件で高周波焼入して得られたインボードカップ1(筒状部材)におけるローラ溝6の溝幅Dの測定結果である。この図に示されるように、上記焼入条件1および2を満たす実施例1の焼入条件で高周波焼入されたインボードカップ1においては、口元P0におけるローラ溝6の溝幅Dは、奥端P2における溝幅Dに対して5μm大きい(開いている)。つまり、実施例1では、インボードカップ1の内面部2のローラ溝6における溝幅Dの口元3の開きを、従来の高周波焼入方法(図4参照)の1/8に縮小することができた。
FIG. 5 shows that the process from the mouth P0 to the heat input switching position P1 (first quenching step) is induction-hardened under the quenching condition of the heat input 30 (first heat input), An inboard cup obtained by induction hardening of the process (second quenching step) from the heat input switching position P1 to the back end P2 under the quenching condition of the heat input 8.2 (second heat input) It is a measurement result of groove width D of
なお、実施例1では、従来の高周波焼入方法における焼入条件(移動速度V0および出力W0)に対して、高周波焼入装置11の移動速度(V1、V2)および出力(W1、W2)の双方を変えたが、上述した焼入条件1および2を満たしていることを条件に、第1焼入ステップおよび第2焼入ステップを一定の出力(W1=W2=W0)に保持して、第1焼入ステップを移動速度V1(V0>V1)で高周波焼入するとともに第2焼入ステップを移動速度V2(V2>V0)で高周波焼入することができる。反対に、上述した焼入条件1および2を満たしていることを条件に、第1焼入ステップおよび第2焼入ステップを一定の移動速度(V1=V2=V0)に保持して、第1焼入ステップを出力W1(W1>W0)で高周波焼入するとともに第2焼入ステップを出力W2(W0>W2)で高周波焼入することができる。
In Example 1, the moving speed (V1, V2) and output (W1, W2) of the
この実施形態では以下の効果を奏する。
本実施形態によれば、インボードカップ1(筒状部材)の口元P0から被焼入部5の奥端P2までの軸方向長さをLとした場合の、口元3からの軸方向距離がL/3の位置を入熱量切換位置P1に設定する。そして、標準入熱量、すなわち、インボードカップ1の内面2を口元P0から奥端P2まで一定の入熱量で焼入する従来の高周波焼入方法における入熱量をQ0とした場合の、口元P0から入熱量切換位置P1までの工程(第1焼入ステップ)における第1入熱量をQ1(Q1>Q0)に設定するとともに、入熱量切換位置P1から奥端P2までの工程(第2焼入ステップ)における第2入熱量をQ2(Q0>Q2)に設定して、さらに、第1焼入ステップにおける第1入熱量Q1を、第2焼入ステップにおける第2入熱量Q2の3.5〜4.0倍に設定する(Q1=Q2×3.5〜4.0)。そして、第1焼入ステップでは、インボードカップ1の内面部2を第1入熱量Q1で順次加熱および冷却して、連続して、第2焼入ステップでは、インボードカップ1の内面部2を第2入熱量Q2で順次加熱および冷却して、当該内面部2に被焼入部5を形成する。
これにより、従来、インボードカップ1(筒状部材)のローラ溝6の溝幅Dは、奥4から口元3へ向けてテーパー状に開く傾向にあったが、本実施形態では、上述した焼入条件で高周波焼入することにより、被焼入部5の収縮量が口元3と奥4とで略等しくなるように調整される。したがって、ローラ溝6の溝幅Dを口元3と奥4とで略等しくすることができ、ローラ溝6の溝幅Dの寸法公差を確保することができる。そして、このようにして得られたインボードカップ1が組み付けられた等速ジョイントにおいては、ローラとローラ溝6とのガタ量を低減させることが可能になり、車両走行中の騒音ならびに振動が減少して、車両の快適性を向上させることができる。
This embodiment has the following effects.
According to the present embodiment, the axial distance from the
Thus, conventionally, the groove width D of the
1 インボードカップ(筒状部材)、2 内面部、3 口元、4 奥、11 高周波焼入装置(内面移動焼入装置)、Q0 標準入熱量、Q1 第1入熱量、Q2 第2入熱量、V0 標準移動速度、V1 第1移動速度、V2 第2移動速度、W0 標準出力、W1 第1出力、W2 第2出力 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Inboard cup (cylindrical member), 2 inner surface part, 3 mouth base, 4 back, 11 induction hardening apparatus (inner surface moving hardening apparatus), Q0 standard heat input, Q1 1st heat input, Q2 2nd heat input, V0 standard movement speed, V1 first movement speed, V2 second movement speed, W0 standard output, W1 first output, W2 second output
Claims (3)
前記インボードカップの口元から奥まで一定の入熱量で高周波焼入する時の前記インボードカップへの入熱量を標準入熱量に設定して、前記標準入熱量に対して増加させた第1入熱量で前記インボードカップの口元側を焼入する第1焼入ステップと、
前記標準入熱量に対して減少させた第2入熱量で前記インボードカップの奥側を焼入する第2焼入ステップと、を含み、
前記第1入熱量は、前記第2入熱量の3.5〜4.0倍であり、
前記インボードカップの口元から前記ローラ溝の軸方向長さの1/3まで焼入が進行した時点で、前記第1焼入ステップから前記第2焼入ステップへ切り換えることを特徴とする高周波焼入方法。 A method of induction hardening a roller groove extending in an axial direction provided on an inner surface portion of an inboard cup of a constant velocity joint by an inner surface moving quenching method,
Set the heat input to the inboard cup when induction hardening at a constant heat input from the mouth of the inboard cup deep standard amount of heat input, the first input of increasing relative to the standard heat input A first quenching step of quenching the mouth side of the inboard cup with a quantity of heat;
See contains a second quenching step of quenching the back side of the inboard Cup second heat input was reduced to the standard amount of heat input,
The first heat input is 3.5 to 4.0 times the second heat input,
Induction hardening is performed from the first quenching step to the second quenching step when quenching proceeds from the mouth of the inboard cup to 1/3 of the axial length of the roller groove. How to enter.
前記第1焼入ステップでは、前記標準移動速度に対して減少させた第1移動速度で前記インボードカップの口元側を焼入して、
前記第2焼入ステップでは、前記標準移動速度に対して増加させた第2移動速度で前記インボードカップの奥側を焼入することを特徴とする請求項1に記載の高周波焼入方法。 Set the moving speed at the time of induction hardening at a constant moving speed from the mouth of the inboard cup to the back of the induction hardening apparatus and the inboard cup as the standard moving speed,
In the first quenching step, the mouth side of the inboard cup is quenched at a first moving speed reduced with respect to the standard moving speed,
2. The induction hardening method according to claim 1 , wherein in the second quenching step, the back side of the inboard cup is quenched at a second movement speed increased with respect to the standard movement speed.
前記第1焼入ステップでは、前記標準出力に対して増加させた第1出力で前記インボードカップの口元側を焼入して、
前記第2焼入ステップでは、前記標準出力に対して減少させた第2出力で前記インボードカップの奥側を焼入することを特徴とする請求項1に記載の高周波焼入方法。 Set the output when induction hardening with a constant output from the mouth of the inboard cup to the back of the induction hardening device to the standard output,
In the first quenching step, the mouth side of the inboard cup is quenched with a first output increased with respect to the standard output,
2. The induction hardening method according to claim 1 , wherein in the second quenching step, the back side of the inboard cup is quenched with a second output reduced with respect to the standard output.
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