JPS5994521A - 金属製ト−シヨンバ−の製造方法 - Google Patents

金属製ト−シヨンバ−の製造方法

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JPS5994521A
JPS5994521A JP20524982A JP20524982A JPS5994521A JP S5994521 A JPS5994521 A JP S5994521A JP 20524982 A JP20524982 A JP 20524982A JP 20524982 A JP20524982 A JP 20524982A JP S5994521 A JPS5994521 A JP S5994521A
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JP
Japan
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torsion bar
diameter
heating
reduced
heat
Prior art date
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Pending
Application number
JP20524982A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Ono
明 大野
Hideo Sekiguchi
秀夫 関口
Koji Obata
小畠 耕二
Hiroshi Koyama
博 小山
Toyoyuki Tono
東野 豊之
Tomohiko Ayada
倫彦 綾田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NHK Spring Co Ltd
Original Assignee
NHK Spring Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5994521A publication Critical patent/JPS5994521A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21CMANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/04Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of rods or wire
    • B21C37/045Manufacture of wire or rods with particular section or properties

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、たとえば自動車のパワーステアリング用トー
ションバーなどのような金属製のトーションバーを製造
する方法に関する0たとえにパワーステアリング用トー
ションバーのように長さが比較的短かくしかも長さ方向
に断面積の変化率の大きいものを製造するには、従来は
旋盤等を用いて第1図に例示するごとく棒状の素材1を
切削して所望の太さ、形状にしている。しかしこの場合
、加工時間が長く、また旋削による材料損失が数10%
にも及び、しかもバイト等のように消耗する工具を必要
とするため、コスト高となる。
しかも従来は旋削加工後に両端部1&、IQなどに熱調
質処理を施すとともに、ねじり部となる小径部1bに高
周波焼入れ処理などの熱処理全施し、強度向上を図る場
合がある。
第2図は従来のトーションバーの製造工程の一例を示し
たものであり、旋削工程2を経たのち各種熱処′理工程
3を実施し、更に仕上げの総研摩工程4を行なう。また
これらの工程以外に両fiA部z a 、 z eにセ
レーション加工などの取付用の端部加工を施す必要があ
る。
このように従来では素材の加工工程から熱処理工程に至
るまでに多くの工程を要し、生産性が悪くコスト高にな
っている。
本発明は上記事情にもとづきなされたものでその目的と
するところは、従来の工うな旋削によらず短時間で加工
できるとともに、加工と同時に熱処理を行なうことがで
き工程簡略化が図れる金属製トーションバーの製造方法
を提供することにある= すなわち本発明は、金属製の棒状素材の所要部分を加熱
しかつ引張力を加えて縮径することによりトーションバ
ーのねじり部となる小径部を形成するとともに、との縮
径部位を急冷して焼入れ、調質等の熱処理を行ない、頁
に上記小径部の両端に位置する非縮径部にセレーション
加工等の取付用の端部加工を施すようにした金属製トー
ションバーの製造方法である。
以下本発明の一実施例について図面を参照して説明する
。まず本発明方法に用いる装置の概略金弟3図にもとづ
き説明する。図中1は金偶製の棒状の素材、たとえばば
ね鋼などの鉄系金属製の丸棒である。この素材1は中実
材、中空材のいずれであってもよいし、また定尺材ある
いは連続材のいずれであってもよい。
そして上記素材1の途中に引張り装置5a。
5bが互いに素材1の長さ方向に離間して設けられてい
る。これら引張り装置5a、5bはそれぞれ素材1に着
脱可能であるとともに、図示しない駆動機構によって素
材1の長さ方向に移動できるようになっている。これら
駆動機構と引張り装置5a、5b等によって引張り装置
系を構成している。
また、上記引張り装置5g、5b間に加熱コイル6と冷
却ノズル7が互いに近接した位置に設けられている。上
記加熱コイル6は高周波誘導加熱電源8に接続されて加
熱系を構成し、高周波誘導によって素材1の表面全周を
均等に加熱できるようになっている。
一方、冷却−ノズル7は、たとえば超低温空気発生器1
0で発生された低温の空気を素材1に吹き付けて素材1
の冷却をなすようにしたものであって、その噴出空気量
等は流量制御弁11によって調節され、素材Ik所望の
冷却速度、冷却温度で冷却できるようになっている01
2はコンプレッサ等の圧搾空気供給源であって、これら
圧搾空気供給源12と冷却ノズル7、流量制御弁11、
超低温空気発生器IO等によって冷却系を構成している
。なお、空気に代って不活性ガスその他のガス管用いて
冷却するようにしてもよい。
また、素材Iの温度を検出する温度測定系としての非接
触温度計13、たとえば放射温度計が設けられている。
そして上記温度計13と加熱コ1/I/6、冷却ノズル
2を互いに素材1の長さ方向に一体に移動させるための
移動装置14が設けられている。
そして上記移動装置14の移動速度や高周波誘導加熱電
源8の出ツバ流量制御弁11の冷気噴射量、引張り装置
5aの移動速度等は、コンピュータを利用した制御装置
15によって自動制御できるようになっている。
次に上記装置を用いたトーションバーの製造方法につい
て説明する。
まず素材1を引張り装置5&、5b間に搬入後、素材I
f:引張り装置5a、5bで挾む。次に、移動装置14
を素材1の加熱開始点、つまりトーションバーとなる部
位の一端1dまで移動させる0そして高周波誘導加熱電
源8を動作させ加熱コイル6によって所定の温度まで素
材そして所定の加熱温度に達したら、移動装置14を他
端1eに向かって図示F、方向に移動させるとともに、
冷却ノズル7エリ冷気を噴射させることによって急冷し
、端部1aの熱調質を行ない機械的性質を向上させる。
この場合所定の調質硬さが得られるように、移動装置1
4の移動速度と、流量制御弁11による冷気噴射量が制
御され、−例として製品端部1aの硬さがHRC16な
いし40程度に調質される。
以上のようKして一方の端部1aの調質が終I)、加熱
コイル6が素材1を縮径すべき部位、つまりトーション
バーのねじり部となる部位に達すると、高周波誘導加熱
trA8の出力を変化させ、非接触温度側I3で加熱温
度を監視しつつ所定の加熱温度まで素材1を加熱する。
このときの加熱温度は、通常、伸びの最も大きな温度域
(鉄系金属ではA3点直下、750℃近傍)程度とする
そして引張り装置5aを駆動させて素材1を図示矢印F
2方向に引張り、素材1にくびれ音生じさせつつ破断を
生じないように縮径させ、更にこの縮径した部位を冷却
ノズル7によって急冷し、加熱→引張り→冷却を連続し
て行なう。
このとき、引張り装置5aお工び移動装置14の移動速
度は、目的とする製品形状に従って制御装置15によっ
て適時制御される。また、所定の調質、あるいは焼入れ
硬さが得られる。ように、流量制御弁11によって冷気
噴射量が制御される。
以上の加熱引張りと急冷によって、トーションバーのね
じり部となる小径部1bが形成されるとともに、この小
径部1bの界面の熱処理が同時に行なわれる。なお、小
径部1bの熱処理後の硬さは一例としてHRC16ない
し60が好ましいが、場合によっては焼入れすることな
く熱調質したままの状態でふってもよく、製品の仕様に
応じた冷却制御を行なえばよい0そして上記のごとく小
径部1bの加工と熱処理が終了したら、高周波誘導加熱
電源8の出力を変化させて他方の端部1cf削記した一
方の端部1&と同様に加熱と冷却制御によって熱調質を
行なう。
以上の一連の操作によって所望の形状と熱処理が施され
たトーションバーの生成品は、所定の製品長さに切断さ
れ、更にその両端部1a。
ICつまり非縮径部位に、第4図に示すようなセレーシ
ョン加工、あるいは断面六角形等の非円形状加工等など
要するにトーションバーを取付けるための端部加工が施
される0また、場合によっては必要に応じて多少の総研
磨加工が行なわれる。
以上の説明で明らかなように、上記方法によれば、素材
の急速加熱引張りと局部冷却によるくびれの発生の制御
によって、長さ方向に断面積変化率の大きなトーション
バーも短時間で所望の形状を得ることができる。
一例として、パワーステアリング用トーションバーの寸
法は、大径部の外径9.861uIL、小径部の外径6
.75m、小径部の長さが1QQNL、減面率53チで
あり、また他の寸法例として、大径部の外径10,31
1Ll、小径部の外径4.7闘1.J−径部の長さが7
5即、減面率が78.6%であり、短寸でかつ大きな断
面積変化率であるが、上記方法によれば、加工時間が最
大30秒程度で済む。同様の形状を得るのに従来の旋削
加工では平均3分間程度必要としていたことを比較すれ
ば、作業時間の大幅な短縮化が図れるものである。
そして本実施例方法によれば、従来の旋削加工に比べて
切削による材料の無駄がほとんどなくなり、従来は材料
歩留りが70〜80%であつたものが、はぼ100%近
くに向上できる。
しかも本実施例方法によれば、第5図に例示したごとく
高周波加熱引張りによる縮径加工と熱処理とを1つの工
程1θで同時に行なうことができるから、特にパワース
テアリング用トーションバーのように調質処理、高周波
焼入れ処理などの熱処理法や熱処理域長さが種々変化す
る小径部、大径部を有した製品に対し、工程の簡略化を
図る上できわめて有効である。
また上記実施例方法によれば、第6図および第7図に示
すように高周波誘導加熱によるパターン焼入れも可能で
あり、捩り応力下で使用されるばね材の強度を効果的に
高めることができるから、特殊な高品質素材を用いなく
とも、比較的入手が容易で安価な素材を用いて実用に充
分耐える高強度のトーションバーを得ることができる。
なお本発明方法を実施するに尚っては、例えばM8図に
例示したように縮径すべき部位に相隣る非縮径部の外周
に環状の熱遮蔽部材16′f:設けた状態で素材1の加
熱引張りを行なうようにしてもよい。すなわち上記熱遮
蔽部材16によって非縮径部が覆われ、加熱コイル6に
よる発熱を押えるから、縮径予定部に対する非縮径部の
温度をエリ低く押えることができる。
従って加熱引張りを行なう際に非縮径部の一部が伸びて
不必要に縮径されてしまうといった不具合を防止でき、
所望の製品形状を得る上で効果的である。上記熱遮蔽部
材16は、前記した引張り装置5a、5bのつかみ部と
一体に設けてもよいし、゛また、別体の熱遮蔽部材16
企素材1に被着させる工うKしてもよい。
本発明は前記したように、素材の加熱引張りによってト
ーションバーのねじり部となる小径部全形成するととも
に、縮径後の部位の急冷によって所望の熱処理を行なう
工うにしたものであり、従来の旋削による加工に比べて
材料歩留りが大幅に向上するとともに加工時開示大幅に
短縮でき、また、バイト等のように消耗する工具も殆ど
用いずに済む。
しかも小径部の加熱引張り加工と同時に熱処理を行なう
ことができるから、トーションバーのように熱処理域長
さや熱処理法などが素材の長さ方向に変化するものにあ
っても、小径部の縮径加工と同時に簡単な工程で短時間
で熱処理を行なうことができ、従来に比べて生産性が高
く、低コストでトーションバー′f:製造することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
171因は両端を切断する前のトーションバーの生成品
を示す側面図、第2図は従来の製造工程の概略を示す工
程説明図、第3図は本発明方法全実施する装置の概略図
、第4図は端部にセレーション加工を施したトーション
バーの側面図、第5図は本発明方法の一実施例の概略を
示す工程説明図、第6図はパターン焼入れを示す説明図
、第7図は同パターン焼入れにおける焼入れ硬さと表面
からの距離との関係を示す図、第8図は熱遮蔽部材の一
例を示す断面図である01・・・素材、1g、Ic・・
・両端部、1b・・・小径部とねじり部)、5a、5b
・・・引張り装置、6・・・加熱コイル、2・・・冷却
ノズル、16・・・熱辿蔽部羽。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  金属製の棒状素材の所要部分全加熱し、かつ
    引張力を加えて縮径することによりトーションバーのね
    じり部となる小径部を形成するとともに、この縮径部位
    を急冷することにより聚面の熱処理を行ない、更に上記
    小径部の両端に位置する非縮径部に取付用の端部加工を
    施すことを特徴とする金属製トーションバーの製造方法
  2. (2)縮径すべき部位に相隣る非縮径部の外周に熱遮蔽
    部材を設けて上記加熱引張りを行なうこと全特徴とする
    特許請求の範囲第(1)項記載の金属製トーションバー
    の製造方法0
JP20524982A 1982-11-22 1982-11-22 金属製ト−シヨンバ−の製造方法 Pending JPS5994521A (ja)

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