JPS6036451B2 - 等速度自在継手外輪の受口部内表面焼入れ方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は主として自動車等の回転力伝達部に用いられ
る等速度自在継手外輪の受口部内表面を高周波誘導加熱
して所望硬化深さの表面焼入れを所定の品質で、且つ均
等厚みで施こす方法に係り、特に高周波誘導加熱された
等速度自在継手外輪の受口部内表面の冷却方法に関する
ものである。

一般に特公昭３３−１３０５号で代表される公知の等速
度自在継手は第１図に示す如く図示しない走行輪が套鉄
保持されるステム部１とこのステム部Ｉの一端に設けら
れたベルマウス状受□部２とで構成される外輪３と、駆
動軸としてシャフト４に連結される内輪５と、これ等外
輪３と内輪５との間に挿入され動力を伝達する継手ボー
ル６とで構成される。

そして、疲労強度を上げるため、また耐摩耗性能を向上
させるため、外輪３のステム部１及び受口部２の外表面
には第２図の符号Ａで示す理想的硬化パターンによって
高周波誘導加熱による表面焼入れを施こすと共に、受口
部２の内表面にも第２図及び第３図の符号Ｂで示す理想
的硬化パターンによって同じく表面焼入れを施こし、外
輪３内外表面の硬度増大を図っている。

ところがこの種の自在継手に於いては、該継手の屈曲性
と回転力伝達機能を維持する意味から、受□部２と内輪
５との間に複数個の上記継手ボール６を介在させる必要
がある。

そのため受口部２の内表面には此等ボール６が適隊合す
る凹状溝４ボール隊入溝）７を刻設し、この凹状溝７に
位置するボール６がケージ部材によって受口部２と内輪
５との間の所定位置に保持されるようにしている。従っ
て、受口部２の肉厚は第３図のように凹状溝７の底部で
薄肉に凹状溝７，７間のリブ８部分では厚肉となって、
全体として花形状の極めて不均一なものとなっている。
この様な外輪３の受□部２の内表面に高周波誘導加熱を
施こし、該内表面を急冷して焼入れを行なうと、凹状溝
７の部分は肉厚が薄く冷却速度が大きくなり易いこと冷
却に際して後述するように、外輪３がターンテーブル９
上で回転駆動されるために冷却水は凹状溝７内に集中し
て流下し易いことと相まって凹状溝７の競入層が深くな
るのに対し、リブ８では逆に浅くなり、第４図及び第５
図ｂに示す不均一な深さをもった鱗入層になる傾向があ
る。

此等の結果、受□部２の内側全層範囲に亘り材質組織の
変化が発生して製品強度の低下を招釆し、熱処理不良と
なる。これ等の問題点を解決するため、本出願人は既に
第６図に示す受口部内表面焼入れ方法を提案している。

この方法は、回転するテーブル台９の上面に外輪３を下
に載直した受口部２内に高周波誘導加熱装置のコイル体
１０を挿入し、受口部２を所定の焼入温度に加熱した後
、コイル体１０を挿適する給水管１１に冷却水を送りノ
ズル１２より燈 させると共に、この冷却水の噴出方向
を給水管１１の上端に固着した傘形整流板１３によって
放射状方向に整流して流下させ、受口部２の全内面を均
一に急冷させるようにしたものである。

この受□部内表面焼入れ方法によると、冷却水を全周（
３６０℃）に拡がりつつ、放射状方向に且つ、所定の噴
出力にて均一に噴き付けるようにしたから、受口部２の
遠心力によって冷却水が凹状溝７に局在して流下するこ
とがなく、均一な深さの硬化層を得ることができる。

ところが、受□部２の凹状溝７とリブ８は硬化後研摩仕
上を行うので、各々の上端縁は研摩砥石を逃がすたに各
々の面に対して略法線方向に凹部を穿ってあり、ある型
式の等速度自在継手においては各々の機縁は尖鋭な形状
をなす場がある。

このため受口部内全面を確実に冷却するだけの水量を得
るため高い噴射圧の冷却水の噴流が最初にこの尖鋭な昇
温状態勢力上端縁に大量に当たると、質量効果と相まっ
てこの部分の冷却速度は他のところに較べて急激で、こ
の結果冷却速度の差が変態膨張に伴なう変態応力（引狼
）の差となって現われ、自在継手型番によっては割れを
起す恐れがあつた。そこでこの発明は内表面が均一に加
熱された受□部内表面を冷却するに際し、この冷却水の
噴流を、一旦非加熱部に当てることにより、加熱部のみ
の部分的な急冷却を避けることができ、しかもその後冷
却水を受口部内全面に亘つて均一に流下させることによ
り、均一な冷却速度で冷却され、均一な硬化層を得ると
共に、上述の燐割れの憂いを防ごうとするもので以下こ
の発明の燐入れ方法の具体的な実施例を図に基づいて説
明すると次の通りである。

第７図乃至第１０図に於いて、１４は上面に外輪３の受
□部２を下向き開放姿勢で載層するターンテーブルで、
中心部に透孔１４ａを穿設する。

１５は透孔１４ａを通して受口部２の凹状溝７とリブ８
にその外周面を近藤させた高周波加熱装置の加熱用コイ
ル体で、この中心髄に略沿って立設したロッド１６によ
って吊支持される。

１７はロッド１６より滋芯して平行に挿通し、上端の関
口ノズル１７ａをコイル体１５の上騰面より若干上方に
して設置した給水管で、下端を所要の給水源に接続し、
受□部内に冷却水を噴出する。

１８は給水管１７の上端面を覆うように給水管１７上端
面に固着した傘形整流板で、コイル体１５上端面とで半
密閉室を形成すると共に、給水管１７の中心軸に対して
オフセットした環状に配した複数のスリット１９を有し
、ノズル１７ａから噴出される冷却水を一旦、受け止め
これを均一に方射状の方向に拡がるよに規制した後、環
状のスリット１９を貫流させ、貫流させた冷却水を受口
部２の頂面の非加熱部に当てた後加熱面に向って流下さ
せることにより凹状溝７及びリブ８の両者に均一で、且
つ確実に所定の噴射力をもって噴きかける機能を有する
。

２川まターンテーブル１４の直下に形成した貯水用空室
で篤体２１によって園綾形成する。

２２は空室２０の下部開放部を半密閉的に閉止するため
に設けた水受板で、流出させる冷却水の量を給水管１７
より供給される量より少なくしてある。

つまり、給水管１７より冷却水が供給されると、これを
水受板２２より流出させると共に空室２０内に貯水し始
め、短時間のうちに空室２０の水位が上り、ついには受
□部内と空室２０内との全域に冷却水が満たされるよう
調整してある。尚、整流板１８は必ずしも給水管１７に
固着する必要なく、第１１図に示すように内部にフェラ
イトコアが詰め込まれている構造のコイル体１５であれ
ば、そのフェライトコアー部或るし、はコイル体１５の
コイル部等に接着剤等で固着することもできる。上記実
施に基づいてこの発明の晩入方法について説明する。

コイル体１５によって所定の孫入温度に加熱された外輪
３の受口部２を図示しない外部手段によってターンテー
ブル１４ごと回転させ次に述べるように急冷する。即ち
、給水管１７に冷却水を供給し、この冷却水を給水管１
７の上部に設けたノズル１７ａより噴出させ、この頃流
を一旦、傘形整流板１８に当てる。傘形整流板１８によ
ってこの噴流は放射方向に均一の流量でもつて流れるよ
うになり、続いてこの冷却水を環状のスリット１９に貫
流させ、受□部２頂面の凹曲面と整流板１８の凸曲面と
で形成される球面状空間に沿って再びその流出方向を規
制したのち、受口部２の凹状溝７及びリブ８の上端縁に
噴き付ける。この時点で冷却水はターンテーブル１４の
回転による遠心力の影響を受けることなくその噴出方向
を、受□部内全面の凹状溝７とリブ８に沿って、而も均
一の流速で流下するよう規制されており、流下によって
受口部２の内表面を均一の速度で且つ冷却むらを起こす
ことなく冷却する。流下した冷却水はタンテーブル１４
の透孔１４ａを通って空室２０１こ至るが、短時間内に
受□部２内と空室２０の全域に満されつつ、余剰の冷却
水が流出するようになり、これによって均一急冷をより
一層確実なものにする。第８図、第９図及び第１０図は
傘形整流板１８の具体的形状を例示するもので、第、８
図イは傘形整流板１８にスリット１９を環状に設けた場
合、第８図口は穿談孔１９ａを環状に隣接させた場合を
示す。第９図イ，口，ハは冷却水の流れと放射状に変え
るための傘形整流板の他の断面形状を示すもので、平扇
状の円板に冷却水の噴流を仕切る緑を設けた場合を示す
。第１０図イ，口は冷却水の噴射方向を規制して受口部
２の非加熱部の所定個所に噴き付けるための傘形整流板
１８に穿設するスリット又は孔の鞠芯２３，２３ａの方
向を示すものである。尚、実施例ではコイル体１５に対
して給水管１７を第８図イに示すようにオフセットさせ
たので傘形整流板１８の環状スリット１９もオフセット
したが、これに限定されるものでない。例えばコイル体
１５の中心に給水管を挿通して設ける場合には傘形整流
板の環状スリットをオフセットする必要がない。以上説
明した様にこの発明は、等速度自在継手外輪をその受口
部を下方に向けてターンテーブル上に戦遣しこのを貫通
して受口部内に高周波コイル体により受口部内表面の表
面焼入れを行なうものにおいて、凹状溝及びリブを所定
の暁入温度に加熱した後、冷却水を−旦、傘形整流板で
受け止め噴射圧を弱め、これを均一に放射状方向に流れ
るように規制したのち、環状のスリット或るし、は孔を
貫流させ、貫流させた冷却水を受□部の頂面の非加熱部
に当て内面全域に亘つて流下させるこそにより、凹状溝
及びリブを急冷させるようにしたから、噴射圧の高い冷
却水がいきなり凹状溝及びリブの突起した尖鋭な上端部
に直接に当たらず、冷却速度が受口部全面の凹状溝及び
リブに百って同じになる。

この結果焼割れを防止することができると共に均一な硬
化層を得ることができる。而もこの発明によると、ター
ンテーブルの直下部に受口部内に蓮適する貯水用空室を
設けて、給水管からの給水量を上記空室からの冷却排水
量よりも増大させるようにし、受口部内に冷却水を常に
満水状態に保ちつつ行なうから受□部内表面には冷却を
始めて所定時間後には均一に冷却水が接触してどの部分
の冷却効果も等しくなり、受□部内表面に一層安定した
表面焼入れを施こせる利点がある。尚、本発明は特公昭
４４一２２８４２号で代表されるような内輪（或るし、
は外輪）が藤方向にスライディング可能な等速度自在継
手外輪にも応用可能なことは言うまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図は等速度自在継手の一例を示す断面構成図、第２
図及び第３図はその外輪に於ける表面焼入れ時の理想的
硬化パターンを示す図、第４図及び第５図は不具合な硬
化パターンを示す図、第６図は上記不具合な硬化パター
ンを改善した従来の焼入れ方法を具体化した要部を示す
図である。 第７図乃至第１０図は、本発明に係る焼入れ方法を説明
するための複式図で第７図はその全体の概客図、第８図
は傘形整流板に穿設する環状のスリット又は孔の具体例
を示す図、第９図は傘形整流板の横断面の形状例を示す
図、第１０図は傘形整流板に穿設する環状のスリット又
は孔の穿設方向を示す図である。第１１図は内部にフェ
ライトが詰め込まれている構造のコイル体、或るし、は
そのコアに固着した整流板を示す断面図、第１２図は給
水管の上端に設けた関口ノズルを示す斜視図である。２
…・・・受口部、３・・・・・・外輪、１４・・・・・
・支板（ターンテーブル）、１５……コイル体、１７…
…給水管、１８・・・・・・傘形整流板、１９・・・…
環状に連ねた穿設孔、或るいはスリット、２０・・・・
・・貯水用空室。 第１図 第２図 第３図 ，第４図 第５図 第６図 第７図 第８図 第９図 第１０図 第１１図 第１２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 水平支板上に等速自在継手の外輪をその受口部を下
   方に向けて回転自在に載置して、受口内表面の表面焼入
   れを行うものに於いて、受口部内に挿入された給水管の
   開口部上方に環状に連らねた複数個の穿設孔、或るいは
   スリツトを有する傘形整流板を配設すると共に上記支板
   の直下部に水受け板を設けて支板を貫通して受口部内に
   連通する半密閉状の貯水用空室を形成してなり、給水管
   からの冷却水を一旦上記整流板に噴射し、その冷却水を
   上記穿設孔、或るいはスリツトを貫流させてその流出方
   向を放射状に、かつ、受口部の非加熱部に当てながら受
   口部内面に沿つて流下させると共に、上記水受け板で受
   口部及び空室内に流下させた冷却水を一時貯水するよう
   にして冷却することを特徴とする等速度自在継手外輪の
   受口部内表面焼入れ方法。