JP2001234245A - ラックバーの高周波焼入方法及びその高周波焼入装置 - Google Patents
ラックバーの高周波焼入方法及びその高周波焼入装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 直接通電法を用いずにラックバーの歯面及び
背面を同時に効率良く焼入でき、しかも良好な焼入硬化
層パターンをラックバーの全周面に形成することができ
るようなラックバーの高周波焼入方法及び高周波焼入装
置を提供する 【解決手段】 ラックバー１の歯面３及び背面４にそれ
ぞれ対向配置される一対の主導体２１ａ，２１ｂを有す
る高周波誘導加熱コイル１９を用い、ラックバー１を高
周波誘導加熱コイル１９に対して静止させた状態の下で
高周波誘導加熱する工程と、次いで、ラックバー１をそ
の軸線Ｘを中心に回転させることにより、ラックバー１
を高周波誘導加熱コイルに対して回転させた状態下で高
周波誘導加熱をさらに継続して行なう工程と、しかる後
に、ラックバー１の全周面が所要の焼入温度に高周波誘
導加熱された時点で、ラックバー１の全周面を急速冷却
する工程とをそれぞれ順次に施行する。
背面を同時に効率良く焼入でき、しかも良好な焼入硬化
層パターンをラックバーの全周面に形成することができ
るようなラックバーの高周波焼入方法及び高周波焼入装
置を提供する 【解決手段】 ラックバー１の歯面３及び背面４にそれ
ぞれ対向配置される一対の主導体２１ａ，２１ｂを有す
る高周波誘導加熱コイル１９を用い、ラックバー１を高
周波誘導加熱コイル１９に対して静止させた状態の下で
高周波誘導加熱する工程と、次いで、ラックバー１をそ
の軸線Ｘを中心に回転させることにより、ラックバー１
を高周波誘導加熱コイルに対して回転させた状態下で高
周波誘導加熱をさらに継続して行なう工程と、しかる後
に、ラックバー１の全周面が所要の焼入温度に高周波誘
導加熱された時点で、ラックバー１の全周面を急速冷却
する工程とをそれぞれ順次に施行する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ラックバーの歯面
を含んだ全周面を一発焼入法により高周波焼入する方法
及びその焼入装置に関するものである。
を含んだ全周面を一発焼入法により高周波焼入する方法
及びその焼入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図８は、従来より一般的に用いられてい
るステアリング用ラックバー１を示すものであって、こ
のステアリング用ラックバー１は片側面に軸線Ｘに対し
て角度θをなす斜歯２を有し、この斜歯２の歯面３とは
反対側の面が背面（半円筒面）４となされている。従来
においては、この種のステアリング用ラックバー１の歯
面３を焼入するために図９に示される高周波直接通電焼
入装置５ａが用いられ、その背面４を焼入するために図
１０に示される高周波直接通電焼入装置５ｂが用いられ
ている。また、前記歯面３及び背面４を同時に焼入する
ために図１１に示される高周波直接通電装置６が用いら
れている。
るステアリング用ラックバー１を示すものであって、こ
のステアリング用ラックバー１は片側面に軸線Ｘに対し
て角度θをなす斜歯２を有し、この斜歯２の歯面３とは
反対側の面が背面（半円筒面）４となされている。従来
においては、この種のステアリング用ラックバー１の歯
面３を焼入するために図９に示される高周波直接通電焼
入装置５ａが用いられ、その背面４を焼入するために図
１０に示される高周波直接通電焼入装置５ｂが用いられ
ている。また、前記歯面３及び背面４を同時に焼入する
ために図１１に示される高周波直接通電装置６が用いら
れている。
【０００３】これらの装置５ａ，５ｂ或いは６は、図
９，図１０及び図１１に示すように、電気的絶縁材７，
７’を介して第一導体８，８’と第二導体９，９’をそ
れぞれサンドイッチ状に組み合わせて成る部材であっ
て、被焼入体であるステアリンググラックバー１の歯面
３或いは背面４にそれぞれ対向して配設される単位導体
１０，１０’と、これらの単位導体１０，１０’の第一
導体８，８’に接続され、前記歯面３或いは背面４の長
手方向の一端に当接配置される第一接触電極１１，１
１’と、前記単位導体１０，１０’の第二導体９，９’
に接続され、前記歯面３或いは背面４の長手方向の他端
に当接配置される第二接触電極１２，１２’と、これら
の第二接触電極１２，１２’の間の領域において前記歯
面３或いは背面４に冷却液を噴出し得る冷却液噴射手段
１３，１３’を備えた近接導体１４、１４’と、前記一
対の第一導体８，８’と第二導体９，９’が接続される
高周波電源１５、１５’とをそれぞれ備えている。さら
に、ラックバー押圧用の一対の油圧シリンダー１６，１
６’も備えられている。
９，図１０及び図１１に示すように、電気的絶縁材７，
７’を介して第一導体８，８’と第二導体９，９’をそ
れぞれサンドイッチ状に組み合わせて成る部材であっ
て、被焼入体であるステアリンググラックバー１の歯面
３或いは背面４にそれぞれ対向して配設される単位導体
１０，１０’と、これらの単位導体１０，１０’の第一
導体８，８’に接続され、前記歯面３或いは背面４の長
手方向の一端に当接配置される第一接触電極１１，１
１’と、前記単位導体１０，１０’の第二導体９，９’
に接続され、前記歯面３或いは背面４の長手方向の他端
に当接配置される第二接触電極１２，１２’と、これら
の第二接触電極１２，１２’の間の領域において前記歯
面３或いは背面４に冷却液を噴出し得る冷却液噴射手段
１３，１３’を備えた近接導体１４、１４’と、前記一
対の第一導体８，８’と第二導体９，９’が接続される
高周波電源１５、１５’とをそれぞれ備えている。さら
に、ラックバー押圧用の一対の油圧シリンダー１６，１
６’も備えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述の如き従来の高周
波直接通電焼入装置５ａ，５ｂ或いは６を用いて、ラッ
クバー１の歯面３及び背面４を焼入した場合、次の如き
問題点が生ずる。すなわち、高周波直接通電焼入装置５
ａ，５ｂを用いてラックバー１の歯面３及び背面４を二
工程で高周波焼入した場合の焼入硬化層パターンは、図
１２に示す如き焼入硬化層パターンＴとなる。この焼入
硬化層パターンＴにおいて斜線部Ｗで示した硬化層部分
は、焼入処理が重複した部分であり、始めの焼入処理に
より得られる硬化層部分とその後の焼入処理荷より得ら
れる硬化層部分の境界部分Ｗが軟化し、その上、焼割れ
が発生しやすい。また、二工程で焼入するため焼入処理
時間を長く要することとなり、作業性並びに生産性が著
しく低くなるという不具合がある。さらに、二台の高周
波直接通電焼入装置５ａ，５ｂを必要とするので、設備
費が高くなるという問題点がある。
波直接通電焼入装置５ａ，５ｂ或いは６を用いて、ラッ
クバー１の歯面３及び背面４を焼入した場合、次の如き
問題点が生ずる。すなわち、高周波直接通電焼入装置５
ａ，５ｂを用いてラックバー１の歯面３及び背面４を二
工程で高周波焼入した場合の焼入硬化層パターンは、図
１２に示す如き焼入硬化層パターンＴとなる。この焼入
硬化層パターンＴにおいて斜線部Ｗで示した硬化層部分
は、焼入処理が重複した部分であり、始めの焼入処理に
より得られる硬化層部分とその後の焼入処理荷より得ら
れる硬化層部分の境界部分Ｗが軟化し、その上、焼割れ
が発生しやすい。また、二工程で焼入するため焼入処理
時間を長く要することとなり、作業性並びに生産性が著
しく低くなるという不具合がある。さらに、二台の高周
波直接通電焼入装置５ａ，５ｂを必要とするので、設備
費が高くなるという問題点がある。
【０００５】また、高周波直接通電焼入装置６を用いて
ラックバー１の歯面３及び背面４を一工程で同時に高周
波焼入した場合の焼入硬化層パターンは、図１３に示す
如き焼入硬化層パターンＴとなる。本装置６による焼入
では、上述の境界部分Ｗ（図１２参照）に相当する部分
Ｗ’の硬化層が浅くなる。また、設備上の問題点とし
て、ワーク押圧機構、着脱機構等が非常に複雑となり、
既述の二台の焼入装置５ａ，５ｂよりもさらに高価なも
のとなる。
ラックバー１の歯面３及び背面４を一工程で同時に高周
波焼入した場合の焼入硬化層パターンは、図１３に示す
如き焼入硬化層パターンＴとなる。本装置６による焼入
では、上述の境界部分Ｗ（図１２参照）に相当する部分
Ｗ’の硬化層が浅くなる。また、設備上の問題点とし
て、ワーク押圧機構、着脱機構等が非常に複雑となり、
既述の二台の焼入装置５ａ，５ｂよりもさらに高価なも
のとなる。
【０００６】本発明は、このような問題点を解消すべく
なされたものであって、その目的は、直接通電法を用い
ずにラックバーの歯面及び背面を同時に効率良く焼入で
き、しかも良好な焼入硬化層パターンをラックバーの全
周面に形成することができるようなラックバーの高周波
焼入方法及び高周波焼入装置を提供することにある。
なされたものであって、その目的は、直接通電法を用い
ずにラックバーの歯面及び背面を同時に効率良く焼入で
き、しかも良好な焼入硬化層パターンをラックバーの全
周面に形成することができるようなラックバーの高周波
焼入方法及び高周波焼入装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上述の目的を達成するた
めに、本発明では、被焼入体であるラックバーの歯面及
び背面を含めた全周面を高周波焼入する方法において、
前記ラックバーの軸線方向に沿って配置され、かつ、前
記ラックバーの歯面及び背面にそれぞれ対向する一対の
主導体を有する高周波誘導加熱コイルを用い、（ａ）
前記ラックバーを前記高周波誘導加熱コイルに対して静
止させた状態の下で高周波誘導加熱する工程と、（ｂ）
次いで、前記ラックバーをその軸線を中心に回転させ
ることにより、前記ラックバーを前記高周波誘導加熱コ
イルに対して回転させた状態下で高周波誘導加熱をさら
に継続して行なう工程と、（ｃ） しかる後に、前記ラ
ックバーの全周面が所要の焼入温度に高周波誘導加熱さ
れた時点で、前記ラックバーの全周面を急速冷却する工
程と、をそれぞれ順次に施行するようにしている。ま
た、本発明では、前記ラックバーを静止状態で高周波誘
導加熱する静止加熱、及び、前記ラックバーを回転状態
で高周波誘導加熱する回転加熱を、同一の周波数電流、
或いは、それぞれ異なる周波数電流を前記高周波誘導加
熱コイルに流すことにより行うようにしている。また、
本発明では、前記静止加熱及び回転加熱を、同一電力、
或いはそれぞれ異なる電力を前記高周波誘導加熱コイル
に供給することにより行うようにしている。また、本発
明では、（ａ） 被焼入体であるラックバーの軸線方向
に沿って配置され、かつ、前記ラックバーの歯面及び背
面にそれぞれ対向する一対の主導体を有する高周波誘導
加熱コイルと、（ｂ） 前記ラックバーの歯面及び背面
を前記一対の主導体に対向した状態で前記ラックバーを
静止状態で保持する保持機構と、（ｃ） 前記保持機構
にて保持された前記ラックバーを回転駆動する回転駆動
機構と、（ｄ） 前記ラックバーに向けて冷却液を噴射
する冷却液噴射機構と、をそれぞれ具備し、前記ラック
バーを前記保持機構にて静止状態に保持した状態の下で
前記高周波誘導加熱コイルにて予備加熱した後に、前記
ラックバーを前記回転駆動機構にてその軸線を中心に回
転駆動させた状態の下で前記高周波誘導加熱コイルにて
本加熱し、前記ラックバーの歯面及び背面を含む全周面
が所要の焼入温度に達した直後に前記冷却液噴射機構か
ら冷却液を噴射して前記ラックバーの全周面を焼入する
ようにしたことを特徴とするラックバーの高周波焼入装
置。また、本発明では、中空部を有するパイプ部材にて
前記一対の主導体をそれぞれ構成すると共に、前記ラッ
クバーの歯面及び背面に対向配置される前記一対の主導
体の対向壁部に複数の冷却液噴射口をそれぞれ設け、前
記複数の冷却液噴射口から冷却液を噴射するようにして
いる。また、本発明では、前記ラックバーの歯面に対向
する前記主導体の対向壁部を平坦状の壁部とし、前記ラ
ックバーの背面に対向する前記主導体の対向壁部を断面
半円形状の壁部としている。
めに、本発明では、被焼入体であるラックバーの歯面及
び背面を含めた全周面を高周波焼入する方法において、
前記ラックバーの軸線方向に沿って配置され、かつ、前
記ラックバーの歯面及び背面にそれぞれ対向する一対の
主導体を有する高周波誘導加熱コイルを用い、（ａ）
前記ラックバーを前記高周波誘導加熱コイルに対して静
止させた状態の下で高周波誘導加熱する工程と、（ｂ）
次いで、前記ラックバーをその軸線を中心に回転させ
ることにより、前記ラックバーを前記高周波誘導加熱コ
イルに対して回転させた状態下で高周波誘導加熱をさら
に継続して行なう工程と、（ｃ） しかる後に、前記ラ
ックバーの全周面が所要の焼入温度に高周波誘導加熱さ
れた時点で、前記ラックバーの全周面を急速冷却する工
程と、をそれぞれ順次に施行するようにしている。ま
た、本発明では、前記ラックバーを静止状態で高周波誘
導加熱する静止加熱、及び、前記ラックバーを回転状態
で高周波誘導加熱する回転加熱を、同一の周波数電流、
或いは、それぞれ異なる周波数電流を前記高周波誘導加
熱コイルに流すことにより行うようにしている。また、
本発明では、前記静止加熱及び回転加熱を、同一電力、
或いはそれぞれ異なる電力を前記高周波誘導加熱コイル
に供給することにより行うようにしている。また、本発
明では、（ａ） 被焼入体であるラックバーの軸線方向
に沿って配置され、かつ、前記ラックバーの歯面及び背
面にそれぞれ対向する一対の主導体を有する高周波誘導
加熱コイルと、（ｂ） 前記ラックバーの歯面及び背面
を前記一対の主導体に対向した状態で前記ラックバーを
静止状態で保持する保持機構と、（ｃ） 前記保持機構
にて保持された前記ラックバーを回転駆動する回転駆動
機構と、（ｄ） 前記ラックバーに向けて冷却液を噴射
する冷却液噴射機構と、をそれぞれ具備し、前記ラック
バーを前記保持機構にて静止状態に保持した状態の下で
前記高周波誘導加熱コイルにて予備加熱した後に、前記
ラックバーを前記回転駆動機構にてその軸線を中心に回
転駆動させた状態の下で前記高周波誘導加熱コイルにて
本加熱し、前記ラックバーの歯面及び背面を含む全周面
が所要の焼入温度に達した直後に前記冷却液噴射機構か
ら冷却液を噴射して前記ラックバーの全周面を焼入する
ようにしたことを特徴とするラックバーの高周波焼入装
置。また、本発明では、中空部を有するパイプ部材にて
前記一対の主導体をそれぞれ構成すると共に、前記ラッ
クバーの歯面及び背面に対向配置される前記一対の主導
体の対向壁部に複数の冷却液噴射口をそれぞれ設け、前
記複数の冷却液噴射口から冷却液を噴射するようにして
いる。また、本発明では、前記ラックバーの歯面に対向
する前記主導体の対向壁部を平坦状の壁部とし、前記ラ
ックバーの背面に対向する前記主導体の対向壁部を断面
半円形状の壁部としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態につい
て図１〜図７を参照して説明する。
て図１〜図７を参照して説明する。
【０００９】図１及び図２は、本発明に係る高周波焼入
方法を施行するために用いられる高周波焼入装置２０を
示すものである。本装置２０は、図１及び図２に示すよ
うに、ラックバー１の歯面３及び背面４に対向するよう
に互いに平行状に配置されて上下方向に沿って延びる左
右一対の主導体２１ａ，２１ｂと、これらの主導体２１
ａ，２１ｂの上下両端部に接続されて互いに平行状に配
置された上下一対の環状副導体２２ａ，２２ｂと、前記
主導体２１ｂの中間箇所の切断部の上下両部にそれぞれ
接続された一対の電流供給導体２３ａ，２３ｂとから成
る高周波誘導加熱コイル１９を具備している。
方法を施行するために用いられる高周波焼入装置２０を
示すものである。本装置２０は、図１及び図２に示すよ
うに、ラックバー１の歯面３及び背面４に対向するよう
に互いに平行状に配置されて上下方向に沿って延びる左
右一対の主導体２１ａ，２１ｂと、これらの主導体２１
ａ，２１ｂの上下両端部に接続されて互いに平行状に配
置された上下一対の環状副導体２２ａ，２２ｂと、前記
主導体２１ｂの中間箇所の切断部の上下両部にそれぞれ
接続された一対の電流供給導体２３ａ，２３ｂとから成
る高周波誘導加熱コイル１９を具備している。
【００１０】図２及び図３に示す如く、上述の主導体２
１ａ，２１ｂは冷却液流通用の中空部２４ａ，２４ｂを
有する導電性のパイプ部材にて構成されており、環状副
導体２２ａ，２２ｂは中空部を有しない導電性のリング
部材にて構成されている。そして、前記主導体２１ａ，
２１ｂの中空部２４ａ，２４ｂにそれぞれ連通する各一
対の冷却液導入管２５ａ，２５ｂが主導体２１ａ，２１
ｂの外側壁部２６ａ，２６ｂに接続されている。さら
に、ラックバー１の歯面３及び背面４に対向する主導体
２１ａ，２１ｂの内側壁部２７ａ，２７ｂには、所要の
孔径を有し、かつ、所要のピッチ間隔を隔てて開口され
た複数の冷却液噴射孔２８ａ，２８ｂが設けられてい
る。かくして、主導体２１ａ，２１ｂの中空部２４ａ，
２４ｂ内にそれぞれ導入された冷却液（焼入液）がこれ
らの冷却液導入管２５ａ，２５ｂから噴射されるように
なっている。
１ａ，２１ｂは冷却液流通用の中空部２４ａ，２４ｂを
有する導電性のパイプ部材にて構成されており、環状副
導体２２ａ，２２ｂは中空部を有しない導電性のリング
部材にて構成されている。そして、前記主導体２１ａ，
２１ｂの中空部２４ａ，２４ｂにそれぞれ連通する各一
対の冷却液導入管２５ａ，２５ｂが主導体２１ａ，２１
ｂの外側壁部２６ａ，２６ｂに接続されている。さら
に、ラックバー１の歯面３及び背面４に対向する主導体
２１ａ，２１ｂの内側壁部２７ａ，２７ｂには、所要の
孔径を有し、かつ、所要のピッチ間隔を隔てて開口され
た複数の冷却液噴射孔２８ａ，２８ｂが設けられてい
る。かくして、主導体２１ａ，２１ｂの中空部２４ａ，
２４ｂ内にそれぞれ導入された冷却液（焼入液）がこれ
らの冷却液導入管２５ａ，２５ｂから噴射されるように
なっている。
【００１１】なお、後述の静止加熱時及び焼入冷却時に
ラックバー１の歯面３に対向配置される主導体２１ａの
内側壁部２７ａは、平面となされる一方、焼入冷却時に
ラックバー１の背面４に対向される主導体２１ｂの内側
壁部２７ｂは前記背面４の曲率の対応する形状の湾曲面
（半円形面）となされている（図１，図２及び図３参
照）。
ラックバー１の歯面３に対向配置される主導体２１ａの
内側壁部２７ａは、平面となされる一方、焼入冷却時に
ラックバー１の背面４に対向される主導体２１ｂの内側
壁部２７ｂは前記背面４の曲率の対応する形状の湾曲面
（半円形面）となされている（図１，図２及び図３参
照）。
【００１２】ここで、高周波焼入装置２０の製作手順に
ついて述べると、次の通りである。
ついて述べると、次の通りである。
【００１３】（ａ） まず、ラックバー１の歯面３に沿
うように形成される一方の主導体２１ａの一端部（上端
部）αを、一方の環状副導体２２ａの軸方向と直交する
下面にろう付けにより接合すると共に、ラックバー１の
背面４に沿うように形成される主導体２１ｂの一端部
（上端部）βを、一方の環状副導体２２ｂの軸方向に直
交する下面であってかつ前記主導体２１ａの一端部αが
接合されている接合位置に対して１８０度離間した箇所
にろう付けにより接合する（図１及び図２参照）。
うように形成される一方の主導体２１ａの一端部（上端
部）αを、一方の環状副導体２２ａの軸方向と直交する
下面にろう付けにより接合すると共に、ラックバー１の
背面４に沿うように形成される主導体２１ｂの一端部
（上端部）βを、一方の環状副導体２２ｂの軸方向に直
交する下面であってかつ前記主導体２１ａの一端部αが
接合されている接合位置に対して１８０度離間した箇所
にろう付けにより接合する（図１及び図２参照）。
【００１４】（ｂ） 次いで、前記一方の主導体２１ａ
の他端部（下端部）γを、前記他方の環状副導体２２ｂ
の軸方向に直交する面にろう付けにより接合すると共
に、前記他方の主導体２１ｂの他端部（下端部）δを前
記一方の主導体２１ａの他端部γが接合されている接合
位置に対して１８０゜離間した位置において、前記他方
の環状副導体２２ｂの軸方向に直交する面にろう付けに
より接合する。
の他端部（下端部）γを、前記他方の環状副導体２２ｂ
の軸方向に直交する面にろう付けにより接合すると共
に、前記他方の主導体２１ｂの他端部（下端部）δを前
記一方の主導体２１ａの他端部γが接合されている接合
位置に対して１８０゜離間した位置において、前記他方
の環状副導体２２ｂの軸方向に直交する面にろう付けに
より接合する。
【００１５】（ｃ） そして、一方の主導体２１ａ若し
くは他方の主導体２１ｂの所定の中間位置に電流供給導
体２３ａ，２３ｂの一端部を上記と同様の方法で接合し
てコイル電路を形成し、このコイル電路に高周波電源２
９から電流供給導体２３ａ，２３ｂを介して高周波誘導
加熱コイル１９に高周波電力が供給されるように構成す
る。なお、電流供給導体２３ａ，２３ｂの間には、例え
ば４フッ化エチレン（商標名；テフロン）等の耐熱性絶
縁材からなる板状絶縁部材３０を挿入配設することによ
り、これらの間の電気的絶縁を図るように構成する。
くは他方の主導体２１ｂの所定の中間位置に電流供給導
体２３ａ，２３ｂの一端部を上記と同様の方法で接合し
てコイル電路を形成し、このコイル電路に高周波電源２
９から電流供給導体２３ａ，２３ｂを介して高周波誘導
加熱コイル１９に高周波電力が供給されるように構成す
る。なお、電流供給導体２３ａ，２３ｂの間には、例え
ば４フッ化エチレン（商標名；テフロン）等の耐熱性絶
縁材からなる板状絶縁部材３０を挿入配設することによ
り、これらの間の電気的絶縁を図るように構成する。
【００１６】次に、上述のような構成の高周波焼入装置
２０を用いてラックバー１の全周面（歯面３及び背面４
を含む）を一発焼入する際の操作手順について述べる
と、以下の通りである。
２０を用いてラックバー１の全周面（歯面３及び背面４
を含む）を一発焼入する際の操作手順について述べる
と、以下の通りである。
【００１７】（１） まず、高周波焼入装置２０の上方
に配置されている図外のワーク固定治具にラックバー１
の下端部を載置し、ラックバー１の上端部を図外のセン
ターにより押さえることにより、ラックバー１を垂直に
立てた状態で保持する。 （２） 次に、ラックバー１を図外のワーク昇降機構に
より下降させ、焼入装置２０内の所定の加熱位置で停止
させる。 （３） 次いで、ラックバー１の歯面３及び背面４をそ
れぞれ高周波誘導加熱コイル１９の主導体２１ａ及び主
導体２１ｂにそれぞれ対向せしめた状態で、ラックバー
１を固定配置する。 （４） この後に、高周波電源２９から所要周波数・所
要出力の高周波電力を焼入装置２０の高周波誘導加熱コ
イル１９に供給してこのコイル１９に高周波電流を流す
ことにより、ラックバー１の歯面３及び背面４の静止加
熱（ラックバー１を静止させた状態の下での高周波誘導
加熱）を開始して所要時間にわたって高周波誘導加熱を
行なう。 （５） 歯面３及び背面４が所要加熱温度及び所要加熱
深さに到達した時点でラックバー１をその軸線Ｘ（図８
参照）を中心に図外の回転機構により所要の回転数をも
って回転させ、ラックバー１の全周面（ワーク全周面）
の回転加熱（ラックバー１を回転させた状態の下での高
周波誘導加熱）を行う。 （６） そして、この回転加熱によりラックバー１の全
周面が所要の焼入温度に到達した時点で、高周波誘導加
熱コイル１９への通電を遮断し加熱を停止する。 （７） 次いで、歯面３側の主導体２１ａ及び背面４側
の主導体２２ｂの内側壁部（ワーク対向面）２７ａ，２
７ｂに開孔された冷却液噴射冷孔２８ａ，２８ｂから所
要圧力・所要流量の冷却液を回転状態のラックバー１の
周面に向けて噴射し、このラックバー１の周面の表面温
度が常温になるまで急冷する。 （８） そして、ラックバー１の周面の表面温度が常温
にまで急冷された時点で、冷却液の噴射及びラックバー
１の回転を共に停止し、一連の焼入処理を終了する。 （９） しかる後に、ワークを所定の位置まで上昇さ
せ、ワーク固定治具３０及びセンター３１よりラックバ
ーを取り外し、次工程に移送する。
に配置されている図外のワーク固定治具にラックバー１
の下端部を載置し、ラックバー１の上端部を図外のセン
ターにより押さえることにより、ラックバー１を垂直に
立てた状態で保持する。 （２） 次に、ラックバー１を図外のワーク昇降機構に
より下降させ、焼入装置２０内の所定の加熱位置で停止
させる。 （３） 次いで、ラックバー１の歯面３及び背面４をそ
れぞれ高周波誘導加熱コイル１９の主導体２１ａ及び主
導体２１ｂにそれぞれ対向せしめた状態で、ラックバー
１を固定配置する。 （４） この後に、高周波電源２９から所要周波数・所
要出力の高周波電力を焼入装置２０の高周波誘導加熱コ
イル１９に供給してこのコイル１９に高周波電流を流す
ことにより、ラックバー１の歯面３及び背面４の静止加
熱（ラックバー１を静止させた状態の下での高周波誘導
加熱）を開始して所要時間にわたって高周波誘導加熱を
行なう。 （５） 歯面３及び背面４が所要加熱温度及び所要加熱
深さに到達した時点でラックバー１をその軸線Ｘ（図８
参照）を中心に図外の回転機構により所要の回転数をも
って回転させ、ラックバー１の全周面（ワーク全周面）
の回転加熱（ラックバー１を回転させた状態の下での高
周波誘導加熱）を行う。 （６） そして、この回転加熱によりラックバー１の全
周面が所要の焼入温度に到達した時点で、高周波誘導加
熱コイル１９への通電を遮断し加熱を停止する。 （７） 次いで、歯面３側の主導体２１ａ及び背面４側
の主導体２２ｂの内側壁部（ワーク対向面）２７ａ，２
７ｂに開孔された冷却液噴射冷孔２８ａ，２８ｂから所
要圧力・所要流量の冷却液を回転状態のラックバー１の
周面に向けて噴射し、このラックバー１の周面の表面温
度が常温になるまで急冷する。 （８） そして、ラックバー１の周面の表面温度が常温
にまで急冷された時点で、冷却液の噴射及びラックバー
１の回転を共に停止し、一連の焼入処理を終了する。 （９） しかる後に、ワークを所定の位置まで上昇さ
せ、ワーク固定治具３０及びセンター３１よりラックバ
ーを取り外し、次工程に移送する。
【００１８】上述の一連の焼入操作を要約して述べる
と、ラックバー１を高周波焼入装置２０内の所定の位
置、すなわち、図２に示す如く主導体２１ａにラックバ
ー１の歯面３が対向配置されかつ主導体２１ｂにラック
バー１の背面４が対向配置されるような位置に配置して
静止状態で固定し、この静止状態の下で高周波誘導加熱
コイル１９に通電することにより前記歯面３及び背面４
の静止加熱を行う。そして、所要時間にわたる静止加熱
にて前記歯面３及び背面４が所要温度に到達すると同時
に、図外のワーク保持治具を図外の回転駆動手段により
ラックバー１の軸線Ｘを中心に所要の回転速度で回転さ
せながら、所要時間にわたり回転加熱を行い（高周波誘
導加熱コイル１９の通電状態は維持）、歯面３及び背面
４を含むラックバー１の全周面が所要焼入温度に到達し
た時点で、高周波誘導加熱コイル１９への高周波電流の
供給を遮断すると同時に、一対の主導体２１ａ，２１ｂ
に設けられた複数の冷却液噴射孔２８ａ，２８ｂから所
要圧力・所要流量の冷却液を回転状態のラックバー１に
向けて噴射し、このラックバー１の表面を所要時間にわ
たって急速冷却することにより焼入処理を行なう。
と、ラックバー１を高周波焼入装置２０内の所定の位
置、すなわち、図２に示す如く主導体２１ａにラックバ
ー１の歯面３が対向配置されかつ主導体２１ｂにラック
バー１の背面４が対向配置されるような位置に配置して
静止状態で固定し、この静止状態の下で高周波誘導加熱
コイル１９に通電することにより前記歯面３及び背面４
の静止加熱を行う。そして、所要時間にわたる静止加熱
にて前記歯面３及び背面４が所要温度に到達すると同時
に、図外のワーク保持治具を図外の回転駆動手段により
ラックバー１の軸線Ｘを中心に所要の回転速度で回転さ
せながら、所要時間にわたり回転加熱を行い（高周波誘
導加熱コイル１９の通電状態は維持）、歯面３及び背面
４を含むラックバー１の全周面が所要焼入温度に到達し
た時点で、高周波誘導加熱コイル１９への高周波電流の
供給を遮断すると同時に、一対の主導体２１ａ，２１ｂ
に設けられた複数の冷却液噴射孔２８ａ，２８ｂから所
要圧力・所要流量の冷却液を回転状態のラックバー１に
向けて噴射し、このラックバー１の表面を所要時間にわ
たって急速冷却することにより焼入処理を行なう。
【００１９】なお、図１に示されている矢印Ｒは瞬間に
おける電流の流れ方向を示すものであるが、本実施形態
で用いられている高周波誘導加熱コイル１９は既述の如
く各一対の主導体２１ａ，２１ｂ及び環状副導体２２
ａ，２２ｂから構成されたものであるため、高周波誘導
加熱コイル１９の通電時には、環状副導体２２ａ，２２
ｂに流れる電流の２倍の電流が主導体２１ａ，２１ｂに
流れることとなる。すなわち、一対の環状副導体２２
ａ，２２ｂのそれぞれは環状の導体を２つに分岐してこ
の２つの同形状の導体が一対の主導体２１ａ，２１ｂを
介して互いに並列接続されたコイル電路を形成している
ため、主導体２１ａ，２１ｂのそれぞれに流れる高周波
電流を例えばＩアンペアとすると、それぞれの環状副導
体２２ａ，２２ｂに流れる高周波電流は、Ｉ／２アンペ
アとなる。
おける電流の流れ方向を示すものであるが、本実施形態
で用いられている高周波誘導加熱コイル１９は既述の如
く各一対の主導体２１ａ，２１ｂ及び環状副導体２２
ａ，２２ｂから構成されたものであるため、高周波誘導
加熱コイル１９の通電時には、環状副導体２２ａ，２２
ｂに流れる電流の２倍の電流が主導体２１ａ，２１ｂに
流れることとなる。すなわち、一対の環状副導体２２
ａ，２２ｂのそれぞれは環状の導体を２つに分岐してこ
の２つの同形状の導体が一対の主導体２１ａ，２１ｂを
介して互いに並列接続されたコイル電路を形成している
ため、主導体２１ａ，２１ｂのそれぞれに流れる高周波
電流を例えばＩアンペアとすると、それぞれの環状副導
体２２ａ，２２ｂに流れる高周波電流は、Ｉ／２アンペ
アとなる。
【００２０】上述の如き高周波焼入装置２０を使用した
本発明の高周波焼入方法によりラックバー１の全周面を
焼入した場合、図４に示すような焼入硬化層パターンが
得られた。この場合、図４に示すように、歯面３の歯高
よりも深く、かつ、歯高に対して直交する歯面３の長手
方向（図４において左右方向）の中央部からその左右両
側に向かうにつれて徐々に深くなるような硬化層パター
ンＴ1 が歯面３の側に形成されると共に、前記硬化層パ
ターンＴ1 の両部にそれぞれ連なる均一な断面円弧状の
硬化層パターンＴ2 が背面４の側に形成された。
本発明の高周波焼入方法によりラックバー１の全周面を
焼入した場合、図４に示すような焼入硬化層パターンが
得られた。この場合、図４に示すように、歯面３の歯高
よりも深く、かつ、歯高に対して直交する歯面３の長手
方向（図４において左右方向）の中央部からその左右両
側に向かうにつれて徐々に深くなるような硬化層パター
ンＴ1 が歯面３の側に形成されると共に、前記硬化層パ
ターンＴ1 の両部にそれぞれ連なる均一な断面円弧状の
硬化層パターンＴ2 が背面４の側に形成された。
【００２１】このような本発明の高周波焼入方法により
得られる焼入硬化層パターンＴと、本発明の高周波焼入
方法を用いずにその他の方法で得られる焼入硬化層パタ
ーンとの相違を確認するために、次のような実験を行っ
た。
得られる焼入硬化層パターンＴと、本発明の高周波焼入
方法を用いずにその他の方法で得られる焼入硬化層パタ
ーンとの相違を確認するために、次のような実験を行っ
た。
【００２２】まず、高周波誘導加熱の開始から終了まで
の全期間においてラックバー１に回転を与えることなく
常に静止させた状態で高周波誘導加熱を行ない、その他
の加熱条件は、図４に示したものと同一として、静止加
熱のみによる高周波誘導加熱を行って急速冷却したとこ
ろ、図５に示す如き焼入硬化層パターンが得られた。具
体的には、図５に示すように、歯面３の歯高よりも深
く、かつ、深さが均一な硬化層パターンＴ1 ’が歯面３
の側に形成されると共に、この硬化層パターンＴ 1 ’の
左右両部からかなり遠くに離れた位置から均一に延びる
断面円弧状の硬化層パターンＴ2 ’が背面４の側に形成
された。すなわち、この場合には、歯面３の側の主導体
２１ａと背面４の側の主導体２１ｂとによって歯面３と
背面４とが別々に分離したかたちで加熱されることとな
るため、歯面３及び背面４における硬化層パターン
Ｔ1 ’，Ｔ2 ’が連続せずに、互いに分離したものとな
った。
の全期間においてラックバー１に回転を与えることなく
常に静止させた状態で高周波誘導加熱を行ない、その他
の加熱条件は、図４に示したものと同一として、静止加
熱のみによる高周波誘導加熱を行って急速冷却したとこ
ろ、図５に示す如き焼入硬化層パターンが得られた。具
体的には、図５に示すように、歯面３の歯高よりも深
く、かつ、深さが均一な硬化層パターンＴ1 ’が歯面３
の側に形成されると共に、この硬化層パターンＴ 1 ’の
左右両部からかなり遠くに離れた位置から均一に延びる
断面円弧状の硬化層パターンＴ2 ’が背面４の側に形成
された。すなわち、この場合には、歯面３の側の主導体
２１ａと背面４の側の主導体２１ｂとによって歯面３と
背面４とが別々に分離したかたちで加熱されることとな
るため、歯面３及び背面４における硬化層パターン
Ｔ1 ’，Ｔ2 ’が連続せずに、互いに分離したものとな
った。
【００２３】また、高周波誘導加熱の開始から終了まで
の全期間において静止加熱を全く行わず、その他の加熱
条件は図４に示したものと同一として、回転加熱のみを
行ったところ、図６に示す如き焼入硬化層パターンが得
られた。具体的には、図６に示すように、背面４の側に
は均一な硬化層パターンＴ1 ''が得られるが、歯面３の
側には左右方向の中央部が最も浅くかつその左右両部に
いくにつれて徐々に深くなる硬化層パターンＴ2 ''とな
る。すなわち、この場合には、一対の主導体２１ａ，２
１ｂによって、歯面３及び背面４の表面が連続したかた
ちで加熱されることとなるため、歯面３の表面に形成さ
れる硬化層パターンＴ1 ''と背面４の表面に形成される
硬化層パターンＴ2 ''とは互いに分離せずに連続した硬
化層パターンとなるが、歯面３の左右両部に近ずくにつ
れて硬化層は深くなるものの、歯面３の中央部では、歯
底３ａの領域まで加熱されずに浅い硬化層となる。この
ような硬化層パターンＴ1 ''、Ｔ2 ''となるのは、歯面
３側の負荷が軽いことと、回転加熱のみによって加熱さ
れるため、歯底３ａの領域まで充分に深く加熱されなか
ったことに起因する。
の全期間において静止加熱を全く行わず、その他の加熱
条件は図４に示したものと同一として、回転加熱のみを
行ったところ、図６に示す如き焼入硬化層パターンが得
られた。具体的には、図６に示すように、背面４の側に
は均一な硬化層パターンＴ1 ''が得られるが、歯面３の
側には左右方向の中央部が最も浅くかつその左右両部に
いくにつれて徐々に深くなる硬化層パターンＴ2 ''とな
る。すなわち、この場合には、一対の主導体２１ａ，２
１ｂによって、歯面３及び背面４の表面が連続したかた
ちで加熱されることとなるため、歯面３の表面に形成さ
れる硬化層パターンＴ1 ''と背面４の表面に形成される
硬化層パターンＴ2 ''とは互いに分離せずに連続した硬
化層パターンとなるが、歯面３の左右両部に近ずくにつ
れて硬化層は深くなるものの、歯面３の中央部では、歯
底３ａの領域まで加熱されずに浅い硬化層となる。この
ような硬化層パターンＴ1 ''、Ｔ2 ''となるのは、歯面
３側の負荷が軽いことと、回転加熱のみによって加熱さ
れるため、歯底３ａの領域まで充分に深く加熱されなか
ったことに起因する。
【００２４】また、図４のものと同様の条件で静止加熱
を行った後に、回転加熱をすることなく直ちに急速冷却
を行ったところ、図７に示す如き焼入硬化層パターンが
得られた。この焼入硬化層パターンの形状は、図５に示
す焼入硬化層パターンと類似した形状であり、因みに、
これら両者の硬化層の深さを互いに比較した場合には、
歯面３側の硬化層パターンＴ1 ''' については歯面３の
中央部において前者が後者の約２／３であり、背面４側
の硬化層パターンＴ2 ''' については前者が後者の約２
／３である。
を行った後に、回転加熱をすることなく直ちに急速冷却
を行ったところ、図７に示す如き焼入硬化層パターンが
得られた。この焼入硬化層パターンの形状は、図５に示
す焼入硬化層パターンと類似した形状であり、因みに、
これら両者の硬化層の深さを互いに比較した場合には、
歯面３側の硬化層パターンＴ1 ''' については歯面３の
中央部において前者が後者の約２／３であり、背面４側
の硬化層パターンＴ2 ''' については前者が後者の約２
／３である。
【００２５】本発明に係る高周波焼入方法により得られ
る図４の硬化層パターンと、従来の高周波焼入方法によ
り得られる図５，図６及び図７の硬化層パターンとを比
較すれば明らかなように、図４の硬化層パターンは理想
的なパターン、すなわち歯面３側の表面に形成される硬
化層パターンＴ1 と背面４側の表面に形成される硬化層
パターンＴ2 とが分離することなく互いに連続し、か
つ、歯面３側の硬化層パターンＴ1 が歯面３の全域にお
いて歯底３ａよりも充分に深く形成されるようなパター
ン（図４参照）となっていることがわかる。このような
理想的なパターンとなるのは、本発明に係る高周波焼入
方法では、第１段階において静止加熱により歯面３及び
背面４を所要深さに予備加熱し、しかる後の第２段階に
おいて回転加熱により歯面３及び背面４を含めたラック
バー１の全周面を本加熱するようにしているため（すな
わち、静止加熱と回転加熱を組み合わせて行うようにし
ているため）である。
る図４の硬化層パターンと、従来の高周波焼入方法によ
り得られる図５，図６及び図７の硬化層パターンとを比
較すれば明らかなように、図４の硬化層パターンは理想
的なパターン、すなわち歯面３側の表面に形成される硬
化層パターンＴ1 と背面４側の表面に形成される硬化層
パターンＴ2 とが分離することなく互いに連続し、か
つ、歯面３側の硬化層パターンＴ1 が歯面３の全域にお
いて歯底３ａよりも充分に深く形成されるようなパター
ン（図４参照）となっていることがわかる。このような
理想的なパターンとなるのは、本発明に係る高周波焼入
方法では、第１段階において静止加熱により歯面３及び
背面４を所要深さに予備加熱し、しかる後の第２段階に
おいて回転加熱により歯面３及び背面４を含めたラック
バー１の全周面を本加熱するようにしているため（すな
わち、静止加熱と回転加熱を組み合わせて行うようにし
ているため）である。
【００２６】以下に、本発明に係るラックバーの高周波
焼入方法の具体的な施行条件の一例を述べる。 （１） ラックバーの寸法 寸法条件 （ア） 全長 ： ６２０ｍｍ （イ） 焼入部： １７５ｍｍ （ウ） 外径 ： ３２ｍｍ （エ） 歯高 ： ５ｍｍ （オ） 歯幅 ： １８ｍｍ （２） 商用波焼入条件 加熱条件 （ア） 高周波電源 ： トランジスターインバータ （イ） 周波数 ： 静止加熱 ２００ｋＨｚ 回転加熱 ２００ｋＨｚ （ウ） 出力 ： 静止加熱 ８５ｋＷ 回転加熱 ８５ｋＷ （エ） 加熱時間 ： 静止加熱 ５．０ｓｅｃ 回転加熱 ２．０ｓｅｃ （オ） 回転数 ： 静止加熱 ２１０ｒ.ｐ.ｍ 回転加熱 ２１０ｒ.ｐ.ｍ 冷却条件 （ア） 冷却液 ： ユーコンクエンチャント １０％ （イ） 流量 ： １２０ ｌ／ｍｉｎ （ウ） 冷却時間： １２ｓｅｃ
焼入方法の具体的な施行条件の一例を述べる。 （１） ラックバーの寸法 寸法条件 （ア） 全長 ： ６２０ｍｍ （イ） 焼入部： １７５ｍｍ （ウ） 外径 ： ３２ｍｍ （エ） 歯高 ： ５ｍｍ （オ） 歯幅 ： １８ｍｍ （２） 商用波焼入条件 加熱条件 （ア） 高周波電源 ： トランジスターインバータ （イ） 周波数 ： 静止加熱 ２００ｋＨｚ 回転加熱 ２００ｋＨｚ （ウ） 出力 ： 静止加熱 ８５ｋＷ 回転加熱 ８５ｋＷ （エ） 加熱時間 ： 静止加熱 ５．０ｓｅｃ 回転加熱 ２．０ｓｅｃ （オ） 回転数 ： 静止加熱 ２１０ｒ.ｐ.ｍ 回転加熱 ２１０ｒ.ｐ.ｍ 冷却条件 （ア） 冷却液 ： ユーコンクエンチャント １０％ （イ） 流量 ： １２０ ｌ／ｍｉｎ （ウ） 冷却時間： １２ｓｅｃ
【００２７】以上、本発明の一実施形態につき述べた
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本
発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能
である。例えば、既述の実施形態では、ラックバー１を
縦置きにして静止加熱及び回転加熱を行なうようにした
が、ラックバー１を横置きにして静止加熱及び回転加熱
を行なうようにしても良い。また、既述の実施形態で
は、一対の主導体２１ａ，２１ｂに冷却液噴射孔２８
ａ，２８ｂを設けてこれら一対の主導体２１ａ，２１ｂ
を冷却液噴射機構として兼用するようにしたが、これと
は別個独立の冷却液噴射環を冷却液噴射機構として設け
てこの冷却液噴射環から冷却液をラックバー１に噴射
し、或いはこの冷却液噴射環及び前記主導体２１ａ，２
１の冷却液噴射孔２８ａ，２８ｂから同時に冷却液をラ
ックバー１に噴射するようにしても良い。
が、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本
発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能
である。例えば、既述の実施形態では、ラックバー１を
縦置きにして静止加熱及び回転加熱を行なうようにした
が、ラックバー１を横置きにして静止加熱及び回転加熱
を行なうようにしても良い。また、既述の実施形態で
は、一対の主導体２１ａ，２１ｂに冷却液噴射孔２８
ａ，２８ｂを設けてこれら一対の主導体２１ａ，２１ｂ
を冷却液噴射機構として兼用するようにしたが、これと
は別個独立の冷却液噴射環を冷却液噴射機構として設け
てこの冷却液噴射環から冷却液をラックバー１に噴射
し、或いはこの冷却液噴射環及び前記主導体２１ａ，２
１の冷却液噴射孔２８ａ，２８ｂから同時に冷却液をラ
ックバー１に噴射するようにしても良い。
【００２８】
【発明の効果】請求項１に記載の本発明に係る高周波焼
入方法は、ラックバーの歯面及び背面を含む全周面を高
周波焼入する方法において、ラックバーの歯面及び背面
にそれぞれ対向配置される一対の主導体を有する高周波
誘導加熱コイルを用い、所要時間にわたり静止加熱（予
備加熱）を行った後に、所要時間にわたり回転加熱（本
加熱）を行い、所要焼入温度に加熱されたラックバーの
全周面（表面）を急速冷却して焼入するようにしたもの
であるから、本発明によれば、ラックバーの歯面及び背
面にそれぞれ形成される焼入硬化層が分離することなく
互いに連続し、かつ、ラックバーの歯面部分においては
歯底まで充分に深い焼入硬化層になると共にラックバー
の背面部分においては比較的薄い均一な焼入硬化層にな
る良好な（理想的な）焼入硬化層パターンを得ることが
できる。
入方法は、ラックバーの歯面及び背面を含む全周面を高
周波焼入する方法において、ラックバーの歯面及び背面
にそれぞれ対向配置される一対の主導体を有する高周波
誘導加熱コイルを用い、所要時間にわたり静止加熱（予
備加熱）を行った後に、所要時間にわたり回転加熱（本
加熱）を行い、所要焼入温度に加熱されたラックバーの
全周面（表面）を急速冷却して焼入するようにしたもの
であるから、本発明によれば、ラックバーの歯面及び背
面にそれぞれ形成される焼入硬化層が分離することなく
互いに連続し、かつ、ラックバーの歯面部分においては
歯底まで充分に深い焼入硬化層になると共にラックバー
の背面部分においては比較的薄い均一な焼入硬化層にな
る良好な（理想的な）焼入硬化層パターンを得ることが
できる。
【００２９】また、請求項２に記載の本発明に係る高周
波焼入方法は、ラックバーを静止状態で高周波誘導加熱
する静止加熱、及び、ラックバーを回転状態で高周波誘
導加熱する回転加熱を、同一の周波数電流、或いはそれ
ぞれ異なる周波数電流を高周波誘導加熱コイルに流すこ
とにより行うようにしたものであるから、本発明によれ
ば、被焼入体であるラックバーの形状、寸法、或いは焼
入仕様に応じた焼入が可能となる。
波焼入方法は、ラックバーを静止状態で高周波誘導加熱
する静止加熱、及び、ラックバーを回転状態で高周波誘
導加熱する回転加熱を、同一の周波数電流、或いはそれ
ぞれ異なる周波数電流を高周波誘導加熱コイルに流すこ
とにより行うようにしたものであるから、本発明によれ
ば、被焼入体であるラックバーの形状、寸法、或いは焼
入仕様に応じた焼入が可能となる。
【００３０】また、請求項３に記載の本発明に係る高周
波焼入方法は、静止加熱及び回転加熱を、同一電力、或
いはそれぞれ異なる電力を高周波誘導加熱コイルに供給
することにより行うようにしたものであるから、本発明
によれば、上記と同様にラックバーの形状、寸法或いは
焼入仕様に応じた焼入が可能となる。
波焼入方法は、静止加熱及び回転加熱を、同一電力、或
いはそれぞれ異なる電力を高周波誘導加熱コイルに供給
することにより行うようにしたものであるから、本発明
によれば、上記と同様にラックバーの形状、寸法或いは
焼入仕様に応じた焼入が可能となる。
【００３１】また、請求項４に記載の本発明に係る高周
波焼入装置は、被焼入体であるラックバーの軸線方向に
沿って配置され、かつ、ラックバーの歯面及び背面にそ
れぞれ対向配置される一対の主導体を有する高周波誘導
加熱コイルと、ラックバーの歯面及び背面を一対の主導
体に対向した状態でラックバーを静止状態で保持する保
持機構と、保持機構にて保持されたラックバーを回転駆
動する回転駆動機構と、ラックバーに向けて冷却液を噴
射する冷却液噴射機構とをそれぞれ具備し、ラックバー
を保持機構にて静止状態に保持した状態の下で高周波誘
導加熱コイルにて予備加熱した後に、ラックバーを回転
駆動機構にてその軸線を中心に回転駆動させた状態の下
で高周波誘導加熱コイルにて本加熱し、ラックバーの歯
面及び背面を含む全周面が所要の焼入温度に達した直後
に冷却液噴射機構から冷却液を噴射してラックバーの全
周面を焼入するようにしたものであるから、本発明の高
周波焼入方法を容易に実施することができ、安価で、実
用的で利用価値が高く、産業上極めて有益なラックバー
の高周波焼入装置を提供することができる。
波焼入装置は、被焼入体であるラックバーの軸線方向に
沿って配置され、かつ、ラックバーの歯面及び背面にそ
れぞれ対向配置される一対の主導体を有する高周波誘導
加熱コイルと、ラックバーの歯面及び背面を一対の主導
体に対向した状態でラックバーを静止状態で保持する保
持機構と、保持機構にて保持されたラックバーを回転駆
動する回転駆動機構と、ラックバーに向けて冷却液を噴
射する冷却液噴射機構とをそれぞれ具備し、ラックバー
を保持機構にて静止状態に保持した状態の下で高周波誘
導加熱コイルにて予備加熱した後に、ラックバーを回転
駆動機構にてその軸線を中心に回転駆動させた状態の下
で高周波誘導加熱コイルにて本加熱し、ラックバーの歯
面及び背面を含む全周面が所要の焼入温度に達した直後
に冷却液噴射機構から冷却液を噴射してラックバーの全
周面を焼入するようにしたものであるから、本発明の高
周波焼入方法を容易に実施することができ、安価で、実
用的で利用価値が高く、産業上極めて有益なラックバー
の高周波焼入装置を提供することができる。
【００３２】また、請求項５に記載の本発明に係る高周
波焼入装置は、中空部を有するパイプ部材にて一対の主
導体をそれぞれ構成すると共に、ラックバーの歯面及び
背面に対向配置される一対の主導体の対向壁部に複数の
冷却液噴射口をそれぞれ設け、複数の冷却液噴射口から
冷却液を噴射するようにしたものであるから、高周波誘
導加熱コイルの主導体を冷却液噴射手段として兼用する
ことができ、従って冷却液噴射環などの部材を別個に配
設する必要がなく、構成がシンプルな装置にすることが
可能となる。
波焼入装置は、中空部を有するパイプ部材にて一対の主
導体をそれぞれ構成すると共に、ラックバーの歯面及び
背面に対向配置される一対の主導体の対向壁部に複数の
冷却液噴射口をそれぞれ設け、複数の冷却液噴射口から
冷却液を噴射するようにしたものであるから、高周波誘
導加熱コイルの主導体を冷却液噴射手段として兼用する
ことができ、従って冷却液噴射環などの部材を別個に配
設する必要がなく、構成がシンプルな装置にすることが
可能となる。
【００３３】また、請求項６に記載の本発明に係る高周
波焼入装置は、ラックバーの歯面に対向する主導体の対
向壁部を平坦状の壁部とし、ラックバーの背面に対向す
る主導体の対向壁部を断面半円形状の壁部としたもので
あるから、ラックバーの静止加熱の際にラックバーの背
面と高周波誘導加熱コイルとの間の間隔を対向領域にお
いて均一にすることができ、ひいては前記背面に均一な
焼入硬化層を形成することが可能となる。
波焼入装置は、ラックバーの歯面に対向する主導体の対
向壁部を平坦状の壁部とし、ラックバーの背面に対向す
る主導体の対向壁部を断面半円形状の壁部としたもので
あるから、ラックバーの静止加熱の際にラックバーの背
面と高周波誘導加熱コイルとの間の間隔を対向領域にお
いて均一にすることができ、ひいては前記背面に均一な
焼入硬化層を形成することが可能となる。
【図１】本発明に係るラックバーの高周波焼入方法を実
施するための高周波焼入装置を示す斜視図である。
施するための高周波焼入装置を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明に係る高周波焼入方法及び高周波焼入装
置にて焼入されたラックバーの焼入硬化層パターンを示
す断面図である。
置にて焼入されたラックバーの焼入硬化層パターンを示
す断面図である。
【図５】回転加熱を加えず加熱開始から加熱終了までの
全期間にわたり静止加熱のみで加熱して焼入処理した場
合のラックバーの焼入硬化層パターンを示す断面図であ
る．
全期間にわたり静止加熱のみで加熱して焼入処理した場
合のラックバーの焼入硬化層パターンを示す断面図であ
る．
【図６】静止加熱をせず加熱関始から加熱終了まで回転
加熱のみで加熱して焼入処理した場合のラックバーの焼
入硬化硬化層パターンを示す断面図である。
加熱のみで加熱して焼入処理した場合のラックバーの焼
入硬化硬化層パターンを示す断面図である。
【図７】静止加熱後に回転加熱を行なうことなく焼入処
理した場合のラックバーの焼入硬化層パターンを示すラ
ックバーの断面図である。
理した場合のラックバーの焼入硬化層パターンを示すラ
ックバーの断面図である。
【図８】被焼入体であるステアリング用ラックバーの側
面図である。
面図である。
【図９】従来の歯面焼入用の高周波直接通電焼入装置の
側面図である。
側面図である。
【図１０】従来の背面焼入用の高周波直接通電焼入装置
の側面図である。
の側面図である。
【図１１】従来の歯面及び背面同時焼入用の高周波直接
通電焼入装置の側面図である。
通電焼入装置の側面図である。
【図１２】図９及び図１０にそれぞれ示す従来の高周波
直接通電焼入装置にて、歯面と背面とを二工程で焼入処
理した場のラックバーの焼入硬化層パターンを示す断面
図である。
直接通電焼入装置にて、歯面と背面とを二工程で焼入処
理した場のラックバーの焼入硬化層パターンを示す断面
図である。
【図１３】図１１に示す従来の高周波直接通電焼入装置
にて、歯面及び背面を同時に一工程で焼入処理した場合
のラックバーの焼入硬化層パターンを示す断面図であ
る。
にて、歯面及び背面を同時に一工程で焼入処理した場合
のラックバーの焼入硬化層パターンを示す断面図であ
る。
１ ステアリング用ラックバー ３ 歯面 ４ 背面 １９ 高周波誘導加熱コイル ２０ 焼入装置 ２１ａ，２１ｂ 主導体 ２２ａ，２２ｂ 環状副導体 ２３ａ，２３ｂ 電流供給導体 ２４ａ，２４ｂ 中空部 ２５ａ，２５ｂ 冷却液導入管 ２６ａ，２６ｂ 外側壁部 ２７ａ，２７ｂ 内側壁部（対向壁部） ２８ａ，２８ｂ 冷却液噴射孔 ２９ 高周波電源 ３０ 板状絶縁部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２１Ｄ 1/667 Ｃ２１Ｄ 1/667
Claims (6)
- 【請求項１】 被焼入体であるラックバーの歯面及び背
面を含めた全周面を高周波焼入する方法において、 前記ラックバーの軸線方向に沿って配置され、かつ、前
記ラックバーの歯面及び背面にそれぞれ対向配置される
一対の主導体を有する高周波誘導加熱コイルを用い、 （ａ） 前記ラックバーを前記高周波誘導加熱コイルに
対して静止させた状態の下で高周波誘導加熱する工程
と、 （ｂ） 次いで、前記ラックバーをその軸線を中心に回
転させることにより、前記ラックバーを前記高周波誘導
加熱コイルに対して回転させた状態下で高周波誘導加熱
をさらに継続して行なう工程と、 （ｃ） しかる後に、前記ラックバーの全周面が所要の
焼入温度に高周波誘導加熱された時点で、前記ラックバ
ーの全周面を急速冷却する工程と、をそれぞれ順次に施
行することを特徴とするラックバーの高周波焼入方法。 - 【請求項２】 前記ラックバーを静止状態で高周波誘導
加熱する静止加熱、及び、前記ラックバーを回転状態で
高周波誘導加熱する回転加熱を、同一の周波数電流、或
いはそれぞれ異なる周波数電流を前記高周波誘導加熱コ
イルに流すことにより行うことを特徴とする請求項１に
記載のラックバーの高周波焼入方法。 - 【請求項３】 前記静止加熱及び回転加熱を、同一電
力、或いはそれぞれ異なる電力を前記高周波誘導加熱コ
イルに供給することにより行うことを特徴とする請求項
１に記載のラックバーの高周波焼入方法。 - 【請求項４】（ａ） 被焼入体であるラックバーの軸線
方向に沿って配置され、かつ、前記ラックバーの歯面及
び背面にそれぞれ対向配置される一対の主導体を有する
高周波誘導加熱コイルと、 （ｂ） 前記ラックバーの歯面及び背面を前記一対の主
導体に対向した状態で前記ラックバーを静止状態で保持
する保持機構と、（ｃ） 前記保持機構にて保持された
前記ラックバーを回転駆動する回転駆動機構と、（ｄ）
前記ラックバーに向けて冷却液を噴射する冷却液噴射
機構と、をそれぞれ具備し、前記ラックバーを前記保持
機構にて静止状態に保持した状態の下で前記高周波誘導
加熱コイルにて予備加熱した後に、前記ラックバーを前
記回転駆動機構にてその軸線を中心に回転駆動させた状
態の下で前記高周波誘導加熱コイルにて本加熱し、前記
ラックバーの歯面及び背面を含む全周面が所要の焼入温
度に達した直後に前記冷却液噴射機構から冷却液を噴射
して前記ラックバーの全周面を焼入するようにしたこと
を特徴とするラックバーの高周波焼入装置。 - 【請求項５】 中空部を有するパイプ部材にて前記一対
の主導体をそれぞれ構成すると共に、前記ラックバーの
歯面及び背面に対向配置される前記一対の主導体の対向
壁部に複数の冷却液噴射口をそれぞれ設け、前記複数の
冷却液噴射口から冷却液を噴射するようにしたことを特
徴とする請求項４に記載のラックバーの高周波焼入装
置。 - 【請求項６】 前記ラックバーの歯面に対向する前記主
導体の対向壁部を平坦状の壁部とし、前記ラックバーの
背面に対向する前記主導体の対向壁部を断面半円形状の
壁部としたことを特徴とする請求項５に記載のラックバ
ーの高周波焼入装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000048422A JP4235336B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | ラックバーの高周波焼入方法及びその高周波焼入装置 |
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| JP2000048422A JP4235336B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | ラックバーの高周波焼入方法及びその高周波焼入装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001234245A true JP2001234245A (ja) | 2001-08-28 |
| JP4235336B2 JP4235336B2 (ja) | 2009-03-11 |
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| JP2000048422A Expired - Fee Related JP4235336B2 (ja) | 2000-02-25 | 2000-02-25 | ラックバーの高周波焼入方法及びその高周波焼入装置 |
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| JP (1) | JP4235336B2 (ja) |
Cited By (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007076587A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Jtekt Corp | ステアリング装置 |
| JP2007224319A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Miyaden Co Ltd | ラックバーの高周波焼入装置 |
| CN100456896C (zh) * | 2004-07-16 | 2009-01-28 | 宫电高周波设备（上海）有限公司 | 直接通电加热装置 |
| US7721617B2 (en) * | 2002-06-06 | 2010-05-25 | Jtekt Corporation | Heat-treated rack bar |
| 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 |
| CN102002575A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-04-06 | 大连大显精密轴有限公司 | 横向进给的高频淬火机构 |
| JP2013023740A (ja) * | 2011-07-22 | 2013-02-04 | Denki Kogyo Co Ltd | 高周波誘導加熱コイル及び高周波誘導加熱方法 |
| KR101301909B1 (ko) | 2012-02-06 | 2013-08-30 | 주식회사 피에스텍 | 선재의 열처리 장치 |
| JP2017057442A (ja) * | 2015-09-15 | 2017-03-23 | 株式会社ミヤデン | ステアリング用ラックバーの通電加熱装置 |
| CN107034346A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-11 | 上海赫丁格热处理有限公司 | 六边形空心件感应器及淬火机床 |
| CN110106339A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-08-09 | 宁夏天地奔牛实业集团有限公司 | 一种连续式齿轨高效感应淬火方法 |
| WO2020066805A1 (en) * | 2018-09-25 | 2020-04-02 | Neturen Co., Ltd. | Quenching device and method for quenching rack bar |
| CN112176173A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-01-05 | 舒城久联精密机械有限公司 | 一种电机轴加工用自动高频淬火装置 |
| CN112553427A (zh) * | 2020-11-28 | 2021-03-26 | 浙江索特传动科技有限公司 | 一种v型导轨齿条的淬火设备 |
| WO2023026903A1 (ja) * | 2021-08-23 | 2023-03-02 | 日本精工株式会社 | ラック軸およびその製造方法、並びに、ラックピニオン式ステアリングギヤユニット |
-
2000
- 2000-02-25 JP JP2000048422A patent/JP4235336B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7721617B2 (en) * | 2002-06-06 | 2010-05-25 | Jtekt Corporation | Heat-treated rack bar |
| CN100456896C (zh) * | 2004-07-16 | 2009-01-28 | 宫电高周波设备（上海）有限公司 | 直接通电加热装置 |
| JP2007076587A (ja) * | 2005-09-16 | 2007-03-29 | Jtekt Corp | ステアリング装置 |
| JP2007224319A (ja) * | 2006-02-21 | 2007-09-06 | Miyaden Co Ltd | ラックバーの高周波焼入装置 |
| 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 |
| CN102002575A (zh) * | 2010-09-29 | 2011-04-06 | 大连大显精密轴有限公司 | 横向进给的高频淬火机构 |
| JP2013023740A (ja) * | 2011-07-22 | 2013-02-04 | Denki Kogyo Co Ltd | 高周波誘導加熱コイル及び高周波誘導加熱方法 |
| KR101301909B1 (ko) | 2012-02-06 | 2013-08-30 | 주식회사 피에스텍 | 선재의 열처리 장치 |
| JP2017057442A (ja) * | 2015-09-15 | 2017-03-23 | 株式会社ミヤデン | ステアリング用ラックバーの通電加熱装置 |
| CN107034346A (zh) * | 2017-06-12 | 2017-08-11 | 上海赫丁格热处理有限公司 | 六边形空心件感应器及淬火机床 |
| WO2020066805A1 (en) * | 2018-09-25 | 2020-04-02 | Neturen Co., Ltd. | Quenching device and method for quenching rack bar |
| CN110106339A (zh) * | 2019-05-15 | 2019-08-09 | 宁夏天地奔牛实业集团有限公司 | 一种连续式齿轨高效感应淬火方法 |
| CN112176173A (zh) * | 2020-09-07 | 2021-01-05 | 舒城久联精密机械有限公司 | 一种电机轴加工用自动高频淬火装置 |
| CN112176173B (zh) * | 2020-09-07 | 2022-05-27 | 舒城久联精密机械有限公司 | 一种电机轴加工用自动高频淬火装置 |
| CN112553427A (zh) * | 2020-11-28 | 2021-03-26 | 浙江索特传动科技有限公司 | 一种v型导轨齿条的淬火设备 |
| CN112553427B (zh) * | 2020-11-28 | 2022-07-08 | 浙江索特传动科技有限公司 | 一种v型导轨齿条的淬火设备 |
| WO2023026903A1 (ja) * | 2021-08-23 | 2023-03-02 | 日本精工株式会社 | ラック軸およびその製造方法、並びに、ラックピニオン式ステアリングギヤユニット |
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