JPH0873926A - 高周波焼入れ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 筒状ワークの内面焼入れに際して、外周抜け
を効果的に防止して焼入れ品質の向上が図れる高周波焼
入れ装置を提供することを目的とする。 【構成】 高周波内面焼入れ装置において、上テーブル
４上に設けたシャワー６から焼入れコイル１による加熱
作用と同期してベアリング外輪Ｗの筒部外周面に冷却水
を放出し得る冷却装置を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、筒状のワークの内面を
焼入れする高周波焼入れ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車部品の表面処理において、従来か
ら、（１）熱効率が良く処理時間が短い，（２）硬化層
の深さの制御が容易である，（３）変形が小さい等で後
加工が容易である，（４）作業の再現性が高く生産性向
上と自動化が容易である等の利点がある高周波焼入れが
採用されている。

【０００３】そして、ドライブシャフトに装着される等
速ジョイントのベアリング外輪（ツェッパ外輪）等の筒
状ワークにあっては、内部を焼入れコイルが昇降する筒
状の下テーブルと、この下テーブル上に載置した筒状ワ
ークを短筒状部（ワークガイド）で芯出しすると共に前
記下テーブルと供に筒状ワークを回転可能に保持する昇
降可能な筒状の上テーブルと、前記筒状ワークの上端部
に圧接して同筒状ワークを回転させるための昇降可能な
ケレとを有する高周波焼入れ装置を用いて内面焼入れが
行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した従
来の高周波内面焼入れ装置にあっては、筒状ワークの最
小肉厚に限界（約３．６mm）があり、例えば、等速ジョ
イントのベアリング外輪のようにブーツバンドを締め付
けるための溝が外周面に穿設されて薄肉化されたものの
場合、焼入れが外周面まで行われ（外周抜けという）、
破損につながるという問題点があった。

【０００５】そこで、本発明の目的は、筒状ワークの内
面焼入れに際して、外周抜けを効果的に防止して焼入れ
品質の向上が図れる高周波焼入れ装置を提供することに
ある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明の構成は、内部を焼入れコイルが昇降する筒状
の下テーブルと、この下テーブル上に載置した筒状ワー
クを短筒状部で芯出しすると共に前記下テーブルと供に
筒状ワークを回転可能に保持する昇降可能な筒状の上テ
ーブルと、前記筒状ワークの上端部に圧接して同筒状ワ
ークを回転させるための昇降可能なケレとを有する高周
波内面焼入れ装置において、前記上テーブル上に設けた
シャワーから前記焼入れコイルによる加熱作用と同期し
て筒状ワークの外周面に冷却水を放出し得る冷却装置を
備えたことを特徴とする。また、前記短筒状部に前記筒
状ワークとの接触面部を積極的に冷却するための冷却水
通路を設けると好適である。

【０００７】

【作用】前記構成によれば、焼入れコイルによる加熱の
際には、冷却水による冷却作用により、焼入れの外周抜
けが防止される。また、短筒状部に冷却水通路を設ける
ことで、冷却効果がより一層高められ、所期の目的が達
成される。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を添付図面に基づい
て説明する。図１は本発明に係る高周波焼入れ装置の概
略構成図、図２及び図３はその下テーブル部の半断面図
及び平面図、図４及び図５は同じく上テーブル部の半断
面図及び平面図、図６及び図７は同じくケレ部の半断面
図及び平面図である。

【０００９】図１に示すように、本装置は、内部を焼入
れコイル１が昇降する筒状の下テーブル２と、この下テ
ーブル２上に載置した等速ジョイントのベアリング外輪
Ｗを短筒状のワークガイド３で芯出しすると共に前記下
テーブル２と供にベアリング外輪Ｗを回転可能に保持す
る昇降可能な筒状の上テーブル４と、前記ベアリング外
輪Ｗの上端部に圧接して同ベアリング外輪Ｗを回転させ
るための昇降可能なケレ５と、前記上テーブル４の固定
部に設けられて前記ベアリング外輪Ｗの外周面に冷却水
を放出し得るシャワー６とを備える。

【００１０】下テーブル２は、図２及び図３に示すよう
に、図示しない機械フレーム９側に固定される基板１０
の長手方向（ワーク流れ方向）に二つの外筒部材１１が
所定間隔離間して固定支持され、これら外筒部材１１に
ボールベアリング１２を介して内筒部材１３がそれぞれ
回転自在に支持されてなる。

【００１１】内筒部材１３の上面には、同心的に、環状
の受け板１４がボルト１５で固定され、この受け板１４
の上面には、同じく内筒部材１３と同心的に環状の嵌合
溝１６が穿設される。

【００１２】そして、前記各受け板１４の上方まで、ス
ライドテーブル１７により搬送されてきた二つのベアリ
ング外輪Ｗは、クランプ１７ａの解放によりそれぞれ受
け板１４上に載置されるようになっている。

【００１３】前記スライドテーブル１７は、機械フレー
ム９側に対しラックアンドピニオン機構１８により駆動
される。

【００１４】上テーブル４は、図４及び図５に示すよう
に、機械フレーム９側に固定された支持部材２０に、二
本のガイドシャフト２１を介して油圧シリンダ２２によ
り昇降可能に、基板２３が支持されてなる。

【００１５】基板２３には、その長手方向（ワーク流れ
方向）に二つの外筒部材２４が所定間隔離間して固定支
持され、これら外筒部材２４にボールベアリング２５を
介して内筒部材２６がそれぞれ回転自在に支持される。

【００１６】前記内筒部材２６の下端部には、前述した
ワークガイド３がボルト等により固定される。このワー
クガイド３は、ベアリング外輪Ｗの芯出しを行う本体筒
部２７ａとこの本体筒部２７ａの下端外周に付設した取
付フランジ部２７ｂとこの取付フランジ部２７ｂの下端
外周に付設されて前記嵌合溝１６に嵌合可能な環状突条
２７ｃとからなる。尚、このワークガイド３は、内筒部
材２６に短筒状部として一体形成しても良い。

【００１７】一方、外筒部材２４の上端部には、冷却装
置を構成する前述したシャワー６がＬ字ブラケット２８
を介して固定される。このシャワー６は断面矩形の環状
筒で構成され、その内周壁には多数のノズル孔（図示せ
ず）が穿設される。そして、シャワー６の外周壁には供
給ホース２９が接続され、図示しない供給源から冷却水
が同じく図示しない制御手段を介して所定時期に所定量
宛供給されるようになっている。

【００１８】本実施例では、前記焼入れコイル１による
加熱の際に、加熱と同時に所定時間（例えば加熱時間が
５秒の場合３秒間）前記シャワー６が作動すると共に、
加熱終了後にも所定時間（例えば１０秒間）シャワー６
が作動して焼入れ硬化のための急冷を行うようになって
いる。尚、図５中３０は上テーブル４の上昇限と下降限
とを検出するための上下一対の近接スイッチである。

【００１９】ケレ５は、図６及び図７に示すように、前
記支持部材２０に油圧シリンダ３５により昇降可能に支
持された基板３６から、上下に二分割された二本のガイ
ド筒３７が垂下され、これらガイド筒３７の下筒部３７
ｂが前記支持部材２０にそれぞれ上下摺動自在に貫通支
持されてなる。前記ガイド筒３７の上筒部３７ａと下筒
部３７ｂとの間には緩衝用のコイルスプリング３８が介
装される。

【００２０】前記各下筒部３７ｂ内には、上下一対のボ
ールベアリング３９を介して回転軸４０がそれぞれ回転
自在でかつ上下動不能に支持され、これら回転軸４０の
下端に前記ベアリング外輪Ｗの軸部上端に摩擦係合可能
なピン４１がボルト等で固定されている。

【００２１】一方、各回転軸４０の上端部は、前記上筒
部３７ａと基板３６とを回転可能に貫通してそれぞれ基
板３６上方に突出している。これら回転軸４０の突出端
部にはキー４２を介して従動プーリ４３がそれぞれ固定
されている。

【００２２】そして、これら従動プーリ４３と、前記基
板３６に固定支持されたモータ４４の出力軸に固定され
た駆動プーリ４５との間にはベルト４６が掛け回され
る。従って、前記モータ４４の駆動により、二本の回転
軸４０は連動して回転駆動されることになる。尚、図中
４７は基板３６（ケレ５）の上昇限と下降限とを検出す
るための上下一対の近接スイッチである。

【００２３】このように構成されるため、ベアリング外
輪Ｗの内面焼入れを行うにあたっては、先ず、スライド
テーブル１７により二つのベアリング外輪Ｗを下テーブ
ル２上方の所定位置まで搬送した後、クランプ１７ａを
解放して受け板１４上に載置する。

【００２４】次に、油圧シリンダ２２の伸長作動で上テ
ーブル４を所定のストロークだけ下降させると同時に、
油圧シリンダ３５の収縮作動でケレ５を所定のストロー
クだけ下降させる。

【００２５】これにより、やがてワークガイド３の本体
筒部２７ａがベアリング外輪Ｗの筒部外面に嵌合してベ
アリング外輪Ｗの芯出しをしつつ環状突条２７ｃが前記
受け板１４の嵌合溝１６に嵌合して上テーブル４を下テ
ーブル２上に位置決め固定する。

【００２６】また、同時に、回転軸４０下端の回りセン
タであるピン４１がベアリング外輪Ｗの軸部上端に摩擦
係合する。

【００２７】この後、焼入れコイル１が上昇してベアリ
ング外輪Ｗの筒部内に位置される一方、モータ４４によ
り回転軸４０が回転されて前記ピン４１と摩擦係合した
ベアリング外輪Ｗが上，下両テーブル４，２の内筒部材
２６，１３と共に回転される。

【００２８】この状態で、焼入れコイル１に高周波電流
が流されてベアリング外輪Ｗの筒部内面が所定の深さで
焼入れされ、その後シャワー６からの冷却水噴出による
急冷作用で前記筒部内面が焼入れ硬化される。

【００２９】そして、本実施例では、前記焼入れコイル
１による加熱の際にも、前記シャワー６から冷却水が所
定時間噴出されてベアリング外輪Ｗの筒部外面が冷却さ
れる。

【００３０】これにより、前記ベアリング外輪Ｗの筒部
内面の焼入れにおいて、外周部まで焼入れされること
（外周抜け）が防止される。

【００３１】図８及び図９は、ワークガイド３の異なっ
た変形例を示す各々の構造説明図である。

【００３２】図８は、ワークガイド３の本体筒部２７ａ
に、上下に貫通する水孔５１を円周方向に多数形成し、
これら水孔５１にシャワー６からの冷却水を通すこと
で、ブーツバンドを締め付けるための溝Ｗａが外周面に
穿設されて薄肉化された、ベアリング外輪Ｗの筒部を積
極的に冷却するようにした例である。

【００３３】図９は、ワークガイド３の本体筒部２７ａ
の内周面に、縦スリット５２を円周方向に多数形成し、
これら縦スリット５２にシャワー６からの冷却水を導く
ことで、ブーツバンドを締め付けるための溝Ｗａが外周
面に穿設されて薄肉化された、ベアリング外輪Ｗの筒部
を直接的に冷却するようにした例である。

【００３４】これらによれば、ワークガイド３の本体筒
部２７ａに覆われて冷却されにくい前記筒部の最小肉厚
部（溝Ｗａ部）の冷却が促進され、前記外周抜けがより
一層防止される。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、焼
入れ装置の上テーブル上に設けたシャワーから焼入れコ
イルによる加熱作用と同期して筒状ワークの外周面に冷
却水を放出し得る冷却装置を設けたので、冷却水による
冷却作用により、筒状ワークの内面焼入れに際して、外
周抜けを効果的に防止して焼入れ品質の向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る高周波焼入れ装置の一実施例の概
略構成図である。

【図２】同じく下テーブル部の半断面図である。

【図３】図２の平面図である。

【図４】同じく上テーブル部の半断面図である。

【図５】図４の一部切欠き平面図である。

【図６】同じくケレ部の半断面図である。

【図７】図６の平面図である。

【図８】同じくワークガイド３の変形例を示す構造説明
図である。

【図９】同じくワークガイド３の別の変形例を示す構造
説明図である。

【符号の説明】

１ 焼入れコイル ２ 下テーブル ３ ワークガイド ４ 上テーブル ５ ケレ ６ シャワー Ｗ ベアリング外輪 Ｗａ 溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部を焼入れコイルが昇降する筒状の下
   テーブルと、この下テーブル上に載置した筒状ワークを
   短筒状部で芯出しすると共に前記下テーブルと供に筒状
   ワークを回転可能に保持する昇降可能な筒状の上テーブ
   ルと、前記筒状ワークの上端部に圧接して同筒状ワーク
   を回転させるための昇降可能なケレとを有する高周波内
   面焼入れ装置において、前記上テーブル上に設けたシャ
   ワーから前記焼入れコイルによる加熱作用と同期して筒
   状ワークの外周面に冷却水を放出し得る冷却装置を備え
   たことを特徴とする高周波焼入れ装置。
2. 【請求項２】 前記短筒状部に前記筒状ワークとの接触
   面部を積極的に冷却するための冷却水通路を設けた請求
   項１記載の高周波焼入れ装置。