JPS6132370B2

JPS6132370B2 -

Info

Publication number: JPS6132370B2
Application number: JP58155020A
Authority: JP
Inventors: Kunihiko Yoshizawa
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1983-08-26
Filing date: 1983-08-26
Publication date: 1986-07-26
Also published as: JPS6050112A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は部材の高周波焼入方法に関し、例え
ばトライポード型自在継手やバーフイールド型自
在継手の強負荷面部分に表面硬化処理を施すのに
適した、部材の高周波焼入方法に関する。

（従来技術）第１図および第２図はトライポード型継手のそ
れぞれ継手結合状態を示す縦断面図および外輪の
説明図であつて、外輪１に対してその内部に軸２
の継手ピン３が出入することにより継手の断続が
なされるものである。すなわち、外輪１は軸２の
継手ピン３を受け入れるための受け部４を合計３
個所有しており、この受け部４に継手ピン３を嵌
合することによつて、軸２と外輪１との間で回転
伝達が行われるようになつている。

この場合、外輪１に設けた受け部４の各内面４
ａ，４ｂは継手ピン３との間で強負荷が加わるた
め、表面硬化処理を施すことが必要である。

従来、このようなカツプ状の外輪１の内面４
ａ，４ｂに表面硬化処理すなわち焼入処理を施す
に際しては高周波焼入を行うのが好ましく、なか
でも移動焼入法を用いるのがよい。この移動焼入
法は、「新版鉄鋼便覧」（丸善株式会社発行，第
４版1246頁）に記載されているように、「一端よ
り加熱と冷却を順次送り装置により一定の速度で
行つて他端に及ぶもの」である。具体的には、例
えば外輪１をその開口側に下向きにして配置
し、高周波加熱コイルを開口内下部より挿入した
のち、高周波加熱コイルを上方に向けて移動しつ
つあるいは外輪を下方に向けて移動しつつ順次加
熱し、続いて加熱した部分に冷却水を噴出させて
順次冷却していく移動焼入方法や、外輪１を上
向きあるいは下向きとした状態で、高周波加熱コ
イルを内部に配置したのち通電し、外輪１の内面
すべてを一度に加熱したあと、冷却水を噴出して
焼入を行う一発焼入方法などがあつた。

しかしながら、上述した，に示す従来の焼
入方法では、いずれも部材を高周波加熱したあと
冷却水を噴出して急冷するようにしていたため、
焼入歪が大きく部材の高周波焼入後の寸法精度が
低く煩、場合によつては修正のための仕上加工を
行う必要があるなどの問題点があつた。

（発明の目的）この発明は、上記したような従来の問題点に着
目してなされたもので、高周波焼入に際して焼入
歪の発生が著しく小さく、高周波焼入後の部材の
寸法精度が高く、表面硬化処理を均一になすこと
ができる部材の高周波焼入方法を提供することを
目的としている。

（発明の構成）この発明は、適宜の肉厚を有する部材を高周波
焼入するに際し、前記部材の焼入面側に高周波加
熱手段を配設すると共に、前記部材の焼入面側お
よびその反対面側にそれぞれ適宜量例えば必要最
小限量の冷却液を供給し、前記冷却液で前記高周
波加熱手段に通電しつつ適宜相対移動させて高周
波焼入を行うようにしたことを特徴としている。

この発明が適用される部材としては、自動車用
部品やその素材、工作機械用部品やその素材、建
設機械用部品やその素材、農機具用部品やその素
材等々、広範囲にわたる部品やその素材があり、
たとえば、軸受，継手などがある。

また、高周波焼入は、適宜の周波数をもつ高周
波焼入用発振装置および高周波加熱コイル等の高
周波加熱手段を備えた高周波焼入装置を使用する
ことによつて行われ、この発明においては従来既
知の高周波焼入装置を使用することも可能である
が、適用部材に応じて適宜仕様変更したものを使
用することも望ましい。

さらに、冷却液としては、焼入時に部材に対し
て割れを発生させずしかも十分な硬化が得られる
適切な冷却能を有し、焼入作業中において無臭、
無煙、無害であり、入手が容易でコストが安く、
管理が容易で寿命が長いなどの特性を有するもの
が望ましく、水のほか適宜の特殊冷却液を使用す
ることができる。

そして、前記部材の焼入面側およびその反対面
側にそれぞれ適宜量例えば必要最小限量の冷却液
を供給し、前記冷却液中で高周波加熱手段に通電
しつつ所定の焼入温度まで加熱し、適宜相対移動
させながら前記焼入温度までの加熱後ほとんど同
時に急冷して高周波焼入を行う。

（実施例）第３図はこの発明の一実施例を示す図であつ
て、この実施例においてはトライポード型自在継
手の外輪を高周波焼入する場合を例にとつてい
る。

図において、１１はトライポード型継手の外輪
であり、この外輪１１はその軸部を下向きにして
支持台１２上に載置してある。この外輪１１の上
方には高周波加熱手段を構成する高周波加熱コイ
ル１３および加熱コイル保持部材１４が配設して
あり、高周波加熱コイル１３の略中央部には冷却
液送給管１５が吊下げ状態で取付けてある。そし
て、この冷却液送給管１５の下部には前記高周波
加熱コイル１３と共に高周波加熱手段を構成する
高周波加熱コイルコア１７が取付けてある。この
高周波加熱コイルコア１７はその内部に冷却液流
通管１８をそなえていると共にその下部にノズル
１９ａを有する内周用冷却液ジヤケツト１９をそ
なえている。

一方、前記加熱コイル保持部材１４には連結部
材２１を介して冷却液ジヤケツト取付部材２２が
固定してあり、この冷却液ジヤケツト取付部材２
２には多数のノズル２３ａを有する外周用冷却液
ジヤケツト２３が取付けてあり、この外周用冷却
液ジヤケツト２３には送水管２４が接続してあ
る。このとき、外周用冷却液ジヤケツト２３と高
周波加熱手段である高周波加熱コイルコア１７と
ほぼ同じ高さに配置してあると共に一体的に上下
動可能であり、高周波加熱コイルコア１７によつ
て加熱された外輪１１の内周側に対応する外周側
を前記内周側の加熱および冷却と同時に冷却しう
るようになつている。

次に、外輪１１を高周波焼入する手順を第３図
および第４図と共に説明する。

まず、高周波焼入しようとする外輪１１を支持
台１２上に設置したのち、高周波加熱コイル１
３、冷却液送給管１５、高周波加熱コイルコア１
７、内周用冷却液ジヤツケト１９、外周用冷却液
ジヤケツト２３等を一体的に降下させ、あるいは
支持台１２を外輪１１と共に上昇させ、高周波加
熱コイルコア１７を外輪１１上方の第４図に示す
点Ｃの位置から外輪１１内部の最下端位置である
第４図に示す点Ａの位置まで相対移動させる。次
に、第４図に示すように、冷却液送給管１５より
例えば冷却水を供給して第３図に一点鎖線で示す
ように冷却液送給管１５からの冷却水を外輪１１
の底面よりその内周と高周波加熱コイルコア１７
との間を通過させて上方に噴出させ、この間に外
輪１１の内周側を冷却しうるようにする。これと
同時に外周用冷却液ジヤケツト２３のノズル２３
ａより冷却水を噴出させて外輪１１の外周側を冷
却しうるようにする。

次に、第４図に示す時間t₁が経過したのち高周
波加熱コイル１３に通電し、高周波加熱コイルコ
ア１７により外輪１１の内周面下端を加熱する。
そして、第４図に示す時間t₂だけ停止加熱したの
ち高周波加熱コイル１３、冷却液送給管１５、高
周波加熱コイルコア１７、外周用冷却液ジヤケツ
ト２３等を一体的に上方へゆつくり移動させ（あ
るいは支持台１２を外輪１１と共に下方へ移動さ
せ）て第４図に示す点Ｂの位置まで移す。この
間、外輪１１の内周面は高周波加熱によつて所定
の焼入温度に加熱されたのちただちに冷却されて
高周波焼入がなされる。

上記点Ｂの位置に来たところで高周波加熱コイ
ル１３に対する通電を止め、さらに高周波加熱コ
イル１３等を引上げつつ時間t₃だけ経過したとこ
ろで外輪１１の内外周面への冷却水の供給を終了
し、高周波加熱コイル１３が外輪１１の上端位置
である点C′の位置にきたところで、内周面での
焼入れを完了した外輪１１を取り出す。

このようにして、外輪１１の内周面は加熱と同
時に焼入され、実施の一例によれば内径が33.34
mmの外輪１１の高周波焼入において、従来の場合
には焼入後の内径が33.14mmと約0.20mm収縮する
焼入歪が生じていたのに対し、この発明による場
合には焼入後に内経が33.25〜33.30mm程度と約
0.04〜0.09mmの非常に小さい焼入歪しか発生しな
かつた。

また、水中焼入の場合には冷却水が停滞したり
蒸気膜が形成されたりした焼きむらを生じたり、
あるいはかなり多くの電気入力が必要となつたり
するのに対して、この発明による焼入法では必要
最少量の冷却液を流して高周波加熱手段と外輪１
１の内面との間でうすい水膜（水層）を形成さ
せ、この水膜が外輪１１の加熱中において、水温
管理した新しい冷却液流により継続的に形成され
ることとなるため、焼むらを生ずることがなく、
従来の加熱後順次冷却する移動焼入の際の電気容
量とほぼ同程度の電力で加熱することができ、省
エネルギーも実現できるという特長を有してい
る。

なお、図に示す実施例の場合には、外輪１１を
その開口を上向きにして設置しているため、焼入
範囲がその底部まで十分に可能となり、それゆ
え、従来の場合よりも底部の熱処理効果が大きい
ために底部の肉厚を増大させる必要がなくなり、
したがつて、重量や材料使用量の軽減をはかるこ
とができるという利点を有する。

（発明の効果）以上説明してきたように、この発明によれば、
適宜の肉厚を有する部材を高周波焼入するに際
し、前記部材の焼入面側に高周波加熱手段を配設
すると共に、前記部材の焼入面側およびその反対
面側にそれぞれ適宜量例えば必要最小限量の冷却
液を供給し、前記冷却液中で前記高周波加熱手段
に通電しつつ適宜相対移動させて高周波焼入を行
うようにしたから、適宜の肉厚を有する部材の高
周波焼入に際して焼入歪の発生を著しく小さなも
のとすることができ、高周波焼入後の部材の寸法
精度をかなり高いものとすることが可能であり、
部材に焼むらを生ずることなく表面硬化処理を均
一になすことが可能であり、加えて冷却液中で高
周波加熱手段に通電して加熱するため当該高周波
加熱手段の変形が少なくその寿命が長くなると同
時に従来の移動焼入法に比べてこの発明の同時焼
入法では冷却液の管理も容易になるなどの非常に
優れた効果を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図はトライポード型継手の継手結合状態の
一例を示す縦断面図、第２図ａ，ｂは第１図の継
手を構成する外輪の各々縦断面図および側面図、
第３図はこの発明の一実施例を示す高周波焼入要
領の縦断面説明図、第４図は同じく高周波焼入要
領を示す時間経過説明図である。１１……外輪（部材）、１３……高周波加熱コ
イル（高周波加熱手段）、１５……冷却液送給
管、１７……高周波加熱コイルコア（高周波加熱
手段）、１８……冷却液流通管、１９……内周用
冷却液ジヤケツト、２３……外周用冷却液ジヤケ
ツト。

Claims

【特許請求の範囲】

１適宜の肉厚を有する部材を高周波焼入するに
際し、前記部材の焼入面側に高周波加熱手段を配
設すると共に、前記部材の焼入面側およびその反
対面側にそれぞれ冷却液を供給し、前記冷却液中
で前記高周波加熱手段に通電しつつ適宜相対移動
させて高周波焼入を行うことを特徴とする部材の
高周波焼入方法。