JPH07268481A - ラックシャフトの高周波焼入法 - Google Patents
ラックシャフトの高周波焼入法Info
- Publication number
- JPH07268481A JPH07268481A JP6059433A JP5943394A JPH07268481A JP H07268481 A JPH07268481 A JP H07268481A JP 6059433 A JP6059433 A JP 6059433A JP 5943394 A JP5943394 A JP 5943394A JP H07268481 A JPH07268481 A JP H07268481A
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- Japan
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- tooth
- quenching
- rack shaft
- shaft
- rack
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 焼入歪が少なく、歯曲げ疲労強度に優れ、生
産性を向上させたラックシャフトの高周波焼入法 【構成】 高周波焼入によりラックシャフトの歯部の歯
面と背面に同時に焼入層を形成し、歯面側の焼入体積と
歯面に対する背面側の焼入体積をほぼ等しくすると共
に、ラックシャフトの歯面側の歯部から軸部に到るまで
の範囲と、背面側の歯部背面から軸部に到るまでの範囲
を、同時に高周波焼入れするものであって、ラックシャ
フトの歯部の歯面と背面に同時に、かつ等しい体積の焼
入層が形成されるため、精度が良く焼入歪の少ないラッ
クシャフトが得られる。また、一体に焼入れすることに
より、歯部と軸部の境界の未硬化部分がなくなるため精
度が向上し、また一回の工程で歯面には強度を、軸部に
は耐摩耗性が付与できるため、生産性が向上する。
産性を向上させたラックシャフトの高周波焼入法 【構成】 高周波焼入によりラックシャフトの歯部の歯
面と背面に同時に焼入層を形成し、歯面側の焼入体積と
歯面に対する背面側の焼入体積をほぼ等しくすると共
に、ラックシャフトの歯面側の歯部から軸部に到るまで
の範囲と、背面側の歯部背面から軸部に到るまでの範囲
を、同時に高周波焼入れするものであって、ラックシャ
フトの歯部の歯面と背面に同時に、かつ等しい体積の焼
入層が形成されるため、精度が良く焼入歪の少ないラッ
クシャフトが得られる。また、一体に焼入れすることに
より、歯部と軸部の境界の未硬化部分がなくなるため精
度が向上し、また一回の工程で歯面には強度を、軸部に
は耐摩耗性が付与できるため、生産性が向上する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は自動車等車両のステアリ
ング装置の部品として用いられるラックシャフトの高周
波焼入法に関する。
ング装置の部品として用いられるラックシャフトの高周
波焼入法に関する。
【０００２】
【従来の技術】ラックシャフトは軸部の一端に、ステア
リングシャフトの先端に取り付けた斜め方向に歯すじを
持つピニオンと、歯合する平面歯切りしたラック部（歯
部）を有するシャフトである。
リングシャフトの先端に取り付けた斜め方向に歯すじを
持つピニオンと、歯合する平面歯切りしたラック部（歯
部）を有するシャフトである。
【０００３】例えば、特開昭５９−９１２４号公報には
ラックシャフトの歯面およびその背面に高周波電流を通
電すると共に、歯面およびその背面に冷却水を噴射可能
な近接導体を配置し高周波電流を通電し、ラックシャフ
トの歯面およびその背面を同時に焼入焼もどしすること
により、ラックシャフトの曲げ強度を向上させるステア
リング用ラックバーの焼入装置が開示されている。ま
た、軸部に強度を持たせるために、歯部に熱処理を施し
た後、改めて軸部に焼入れをすることがある。
ラックシャフトの歯面およびその背面に高周波電流を通
電すると共に、歯面およびその背面に冷却水を噴射可能
な近接導体を配置し高周波電流を通電し、ラックシャフ
トの歯面およびその背面を同時に焼入焼もどしすること
により、ラックシャフトの曲げ強度を向上させるステア
リング用ラックバーの焼入装置が開示されている。ま
た、軸部に強度を持たせるために、歯部に熱処理を施し
た後、改めて軸部に焼入れをすることがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ラック
シャフトの歯面とその背面を同時に高周波焼入焼もどし
する前記提案においては、歯面側とその背面側で焼入れ
の体積が異なるため、ラックシャフトが軸方向に対して
反ってしまうという問題点がある。また、軸部に強度を
持たせるため、別途焼入焼もどし処理を行った場合、工
程が増えるため、さらには歯部と軸部の境界部に未硬化
部分が出来る可能性がある。
シャフトの歯面とその背面を同時に高周波焼入焼もどし
する前記提案においては、歯面側とその背面側で焼入れ
の体積が異なるため、ラックシャフトが軸方向に対して
反ってしまうという問題点がある。また、軸部に強度を
持たせるため、別途焼入焼もどし処理を行った場合、工
程が増えるため、さらには歯部と軸部の境界部に未硬化
部分が出来る可能性がある。
【０００５】本発明はラックシャフトの焼入焼もどしに
おける前記のごとき問題点を解決すべくなされたもので
あって、焼入歪が少なく、歯曲げ疲労強度に優れ、熱処
理時間を短縮できるラックシャフトの高周波焼入法を提
供することを目的とする。
おける前記のごとき問題点を解決すべくなされたもので
あって、焼入歪が少なく、歯曲げ疲労強度に優れ、熱処
理時間を短縮できるラックシャフトの高周波焼入法を提
供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】発明者等はラックシャフ
トに焼入歪の生ずる原因が、歯部の歯面側とその背面と
でその焼入体積のバランスを欠くことにあることに鑑
み、被処理物であるラックシャフトと高周波コイルとの
クリアランスを調整して、歯部の歯面側の焼入体積とそ
の背面側の焼入体積をほぼ同一にして見たところ、焼入
歪が著しく減少することを新たに知見して本発明を完成
した。また、ラックシャフトの歯面側の歯部から軸部に
到るまでの範囲と、背面側の歯部背面から軸部に到るま
での範囲を、同時に高周波焼入れすることにより、焼入
歪が減少すると共に熱処理時間を短縮することに成功し
て本発明を完成した。
トに焼入歪の生ずる原因が、歯部の歯面側とその背面と
でその焼入体積のバランスを欠くことにあることに鑑
み、被処理物であるラックシャフトと高周波コイルとの
クリアランスを調整して、歯部の歯面側の焼入体積とそ
の背面側の焼入体積をほぼ同一にして見たところ、焼入
歪が著しく減少することを新たに知見して本発明を完成
した。また、ラックシャフトの歯面側の歯部から軸部に
到るまでの範囲と、背面側の歯部背面から軸部に到るま
での範囲を、同時に高周波焼入れすることにより、焼入
歪が減少すると共に熱処理時間を短縮することに成功し
て本発明を完成した。
【０００７】本発明の請求項１のラックシャフトの高周
波焼入法は、高周波焼入によりラックシャフトの歯部の
歯面と背面に同時に焼入層を形成し、歯面側の焼入体積
と歯面に対する背面側の焼入体積をほぼ等しくすること
を要旨とする。
波焼入法は、高周波焼入によりラックシャフトの歯部の
歯面と背面に同時に焼入層を形成し、歯面側の焼入体積
と歯面に対する背面側の焼入体積をほぼ等しくすること
を要旨とする。
【０００８】また、本発明の請求項２のラックシャフト
の高周波焼入法は、請求項１のラックシャフト焼入法に
おいて、ラックシャフトの歯面側の歯部から軸部に到る
までの範囲と、背面側の歯部背面から軸部に到るまでの
範囲を、同時に高周波焼入れすることを要旨とする。
の高周波焼入法は、請求項１のラックシャフト焼入法に
おいて、ラックシャフトの歯面側の歯部から軸部に到る
までの範囲と、背面側の歯部背面から軸部に到るまでの
範囲を、同時に高周波焼入れすることを要旨とする。
【０００９】
【作用】請求項１の発明では、ラックシャフトの歯部の
歯面と背面に同時に、かつ等しい体積の焼入層が形成さ
れるため、精度が良く焼入歪の少ないラックシャフトが
得られる。また、請求項２の発明では、従来歯部と軸部
の焼入れを別工程で行っていたため、軸部と歯部の間に
未硬化部があったが、一体に焼入れすることにより、未
硬化部分がなくなるため精度が向上し、また一回の工程
で歯面には強度を、軸部には耐摩耗性が付与できるた
め、生産性が向上する。
歯面と背面に同時に、かつ等しい体積の焼入層が形成さ
れるため、精度が良く焼入歪の少ないラックシャフトが
得られる。また、請求項２の発明では、従来歯部と軸部
の焼入れを別工程で行っていたため、軸部と歯部の間に
未硬化部があったが、一体に焼入れすることにより、未
硬化部分がなくなるため精度が向上し、また一回の工程
で歯面には強度を、軸部には耐摩耗性が付与できるた
め、生産性が向上する。
【００１０】
【実施例】本発明の実施例を従来例と対比して説明し、
本発明の効果を明らかにする。図４〜図６に示す高周波
焼入装置を用い、上高周波コイル３と下高周波コイル４
との間に、材質Ｓ４５Ｃで作成したラックシャフト１を
配置した。その際、図４〜図６に示すように、歯部１ａ
における歯面と上高周波コイル３の凸部３ｂとの間イお
よび背面と下高周波コイル４の凸部４ｂとの間隙ロは、
軸部１ｂと上下の高周波コイル３および４との間隙ハお
よびニより狭くなり、かつ歯部１ａにおける歯面側と背
面側の焼入体積を等しくするため、歯面側の間隙イより
も背面側の間隙ロの方を狭くした。
本発明の効果を明らかにする。図４〜図６に示す高周波
焼入装置を用い、上高周波コイル３と下高周波コイル４
との間に、材質Ｓ４５Ｃで作成したラックシャフト１を
配置した。その際、図４〜図６に示すように、歯部１ａ
における歯面と上高周波コイル３の凸部３ｂとの間イお
よび背面と下高周波コイル４の凸部４ｂとの間隙ロは、
軸部１ｂと上下の高周波コイル３および４との間隙ハお
よびニより狭くなり、かつ歯部１ａにおける歯面側と背
面側の焼入体積を等しくするため、歯面側の間隙イより
も背面側の間隙ロの方を狭くした。
【００１１】次いで、高周波コイルに通電し、周波数４
０ｋＨｚで電力２５０ｋｗで加熱時間５秒加熱し、所要
の温度（９５０℃）に到達後直ちに焼入液を上下の高周
波コイル３および４の冷却水噴射孔２から噴射し、冷却
し焼入層２を形成した。次いで、同じ設備の電力を２５
ｋｗで加熱時間１０秒間加熱し、焼入層２の焼戻しを行
いラックシャフトの熱処理を完了した。
０ｋＨｚで電力２５０ｋｗで加熱時間５秒加熱し、所要
の温度（９５０℃）に到達後直ちに焼入液を上下の高周
波コイル３および４の冷却水噴射孔２から噴射し、冷却
し焼入層２を形成した。次いで、同じ設備の電力を２５
ｋｗで加熱時間１０秒間加熱し、焼入層２の焼戻しを行
いラックシャフトの熱処理を完了した。
【００１２】続いて、本実施例で高周波焼入焼戻しした
ラックシャフトと、従来のラックシャフトと高周波コイ
ルの間隙を上下とも等しくして熱処理したラックシャフ
トについて、焼入歪、歯曲げ疲労強度および全熱処理加
工時間について比較した。なお、焼入歪については、ラ
ックシャフトの両端をＶブロックで受けて、中央部の焼
入歪をダイヤルゲージで測定した。また、歯曲げ疲労強
度については、刻設された複数枚のラック歯のうち４枚
の歯を残してラックシャフトの両方から挟むようにセッ
トして、任意の荷重を繰り返し負荷し破壊するまでの回
数で評価した。
ラックシャフトと、従来のラックシャフトと高周波コイ
ルの間隙を上下とも等しくして熱処理したラックシャフ
トについて、焼入歪、歯曲げ疲労強度および全熱処理加
工時間について比較した。なお、焼入歪については、ラ
ックシャフトの両端をＶブロックで受けて、中央部の焼
入歪をダイヤルゲージで測定した。また、歯曲げ疲労強
度については、刻設された複数枚のラック歯のうち４枚
の歯を残してラックシャフトの両方から挟むようにセッ
トして、任意の荷重を繰り返し負荷し破壊するまでの回
数で評価した。
【００１３】焼入歪については、図１に示したように、
従来品が１．０〜３．０ｍｍであったのに対して、本実
施例は０．３〜０．７ｍｍであって、本発明法によれば
焼入歪が著しく減少することが判明した。また、歯曲げ
疲労強度については、図２に示したように、従来品は
０．９×１０7 回でラックシャフトが破壊したのに対し
て、本発明の実施例では１．６×１０7 回と著しく向上
した。軸部までの熱処理時間を含めた全熱処理加工時間
については、図３に示したように、従来品の時間を１．
０とした場合、本発明の実施例の時間は０．５と処理時
間が半減しており、著しく生産性が向上することが確認
された。
従来品が１．０〜３．０ｍｍであったのに対して、本実
施例は０．３〜０．７ｍｍであって、本発明法によれば
焼入歪が著しく減少することが判明した。また、歯曲げ
疲労強度については、図２に示したように、従来品は
０．９×１０7 回でラックシャフトが破壊したのに対し
て、本発明の実施例では１．６×１０7 回と著しく向上
した。軸部までの熱処理時間を含めた全熱処理加工時間
については、図３に示したように、従来品の時間を１．
０とした場合、本発明の実施例の時間は０．５と処理時
間が半減しており、著しく生産性が向上することが確認
された。
【００１４】なお、本実施例で用いた高周波コイルを用
いて、ラックシャフトを前述の加熱条件で加熱後、別の
ステーションに移動させて、ラックシャフトを回転させ
ずに拘束させながら冷却し、焼入を行うことにより、ラ
ックシャフトの焼入歪がより小さくなり、高精度のラッ
クシャフトが得られる。
いて、ラックシャフトを前述の加熱条件で加熱後、別の
ステーションに移動させて、ラックシャフトを回転させ
ずに拘束させながら冷却し、焼入を行うことにより、ラ
ックシャフトの焼入歪がより小さくなり、高精度のラッ
クシャフトが得られる。
【００１５】
【発明の効果】本発明のラックシャフトの高周波焼入法
は以上詳述したように、高周波焼入によりラックシャフ
トの歯部の歯面と背面に同時に焼入層を形成し、歯面側
の焼入体積と歯面に対する背面側の焼入体積をほぼ等し
くすると共に、ラックシャフトの歯面側の歯部から軸部
に到るまでの範囲と、背面側の歯部背面から軸部に到る
までの範囲を、同時に高周波焼入れするものであって、
ラックシャフトの歯部の歯面と背面に同時に、かつ等し
い体積の焼入層が形成されるため、精度が良く焼入歪の
少なく、歯元まで焼入れが可能なので耐久性にすぐれた
ラックシャフトが得られる。また、一体に焼入れするこ
とにより、歯部と軸部の境界の未硬化部分がなくなるた
め精度が向上し、また一回の工程で歯面には強度を、軸
部には耐摩耗性が付与できるため、生産性が向上する。
は以上詳述したように、高周波焼入によりラックシャフ
トの歯部の歯面と背面に同時に焼入層を形成し、歯面側
の焼入体積と歯面に対する背面側の焼入体積をほぼ等し
くすると共に、ラックシャフトの歯面側の歯部から軸部
に到るまでの範囲と、背面側の歯部背面から軸部に到る
までの範囲を、同時に高周波焼入れするものであって、
ラックシャフトの歯部の歯面と背面に同時に、かつ等し
い体積の焼入層が形成されるため、精度が良く焼入歪の
少なく、歯元まで焼入れが可能なので耐久性にすぐれた
ラックシャフトが得られる。また、一体に焼入れするこ
とにより、歯部と軸部の境界の未硬化部分がなくなるた
め精度が向上し、また一回の工程で歯面には強度を、軸
部には耐摩耗性が付与できるため、生産性が向上する。
【図１】本発明の実施例と従来例の焼入歪を示す図であ
る。
る。
【図２】本発明の実施例と従来例の歯曲げ疲労強度を示
す図である。
す図である。
【図３】本発明の実施例と従来例の全熱処理加工時間を
示す図である。
示す図である。
【図４】本発明の実施に用いられた高周波焼入装置の側
断面図である。
断面図である。
【図５】図４にＡ−Ａ線における断面図である。
【図６】図４にＢ−Ｂ線における断面図である。
１ ラックシャフト １ａ ラックシャフトの歯部 １ｂ ラックシャフトの軸部 ２ 焼入層 ３ 上高周波コイル ３ａ 上高周波コイルのスプリンクラ ３ｂ 上高周波コイルの凸部 ４ 下高周波コイル ４ａ 下高周波コイルスプリンクラ ４ｂ 下高周波コイルの凸部
Claims (2)
- 【請求項１】 高周波焼入によりラックシャフトの歯部
の歯面と背面に同時に焼入層を形成し、歯面側の焼入体
積と歯面に対する背面側の焼入体積をほぼ等しくするこ
とを特徴とするラックシャフトの高周波焼入法。 - 【請求項２】 ラックシャフトの歯面側の歯部から軸部
に到るまでの範囲と、背面側の歯部背面から軸部に到る
までの範囲を、同時に高周波焼入れすることを特徴とす
る請求項１に記載のラックシャフトの高周波焼入法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6059433A JPH07268481A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | ラックシャフトの高周波焼入法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6059433A JPH07268481A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | ラックシャフトの高周波焼入法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07268481A true JPH07268481A (ja) | 1995-10-17 |
Family
ID=13113142
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6059433A Pending JPH07268481A (ja) | 1994-03-29 | 1994-03-29 | ラックシャフトの高周波焼入法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07268481A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6502473B1 (en) * | 1999-10-01 | 2003-01-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rack bar and manufacturing method thereof |
| JP2010522276A (ja) * | 2007-03-28 | 2010-07-01 | イーエフディー・インダクション・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 棒状の金属製ラックを誘導硬化させる誘導器 |
| JP2014133929A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Miyaden Co Ltd | ラックバーの高周波焼入装置 |
-
1994
- 1994-03-29 JP JP6059433A patent/JPH07268481A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6502473B1 (en) * | 1999-10-01 | 2003-01-07 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Rack bar and manufacturing method thereof |
| JP2010522276A (ja) * | 2007-03-28 | 2010-07-01 | イーエフディー・インダクション・ゲゼルシャフト・ミト・ベシュレンクテル・ハフツング | 棒状の金属製ラックを誘導硬化させる誘導器 |
| JP2014133929A (ja) * | 2013-01-11 | 2014-07-24 | Miyaden Co Ltd | ラックバーの高周波焼入装置 |
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