JP2010275607A - ラックシャフトの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ステアリング装置に用いられるとともに、ピニオンシャフトと噛み合う歯面を有するラックシャフトの製造において、ラックシャフトを形成する第1工程と、ラックシャフトに焼入れを行う第2工程とを行う。また、第2工程では、ラックシャフトの歯面を加熱する第3工程と、歯面の冷却を行う第4工程と、歯面とは反対側の面である背面の冷却を行う第5工程とを行う。そして、第5工程の開始時は、前記第4工程の開始時よりも後に設定される。
【選択図】図8
Description
例えば、従来の焼入れ装置100のように、歯面側冷却部102と背面側冷却部103,104の冷却水の噴射により冷却を行う構成において、背面側冷却部103からの冷却水の噴射量及び噴射タイミングと、背面側冷却部104からの冷却水の噴射量及び噴射タイミングとの間にずれが生じることもある。この場合には、ラックシャフトRSにおいて
、背面側冷却部103の冷却水の噴射により冷却される部位の冷却の度合と、背面側冷却部104の冷却水の噴射により冷却される部位の冷却の度合とが互いに異なってしまう。したがって、この冷却の度合が異なることに起因して、ラックシャフトに横方向(図9参照)の変形が生じるようになる。
から7秒以上の時間が経過する前に第5工程を開始することによっても、ラックシャフトの変形量が十分に小さくなることが確認されている。これは、第4工程の終了から7秒以上の時間が経過する前は、ラックシャフトの残熱に起因するラックシャフトの復温が生じたとしても、その度合が比較的小さいことによるものと考えられる。そして、上記発明では、こうした事実に鑑み、第5工程の開始時を設定するようにしているため、ラックシャフトの変形をより好適に抑制することができる。
図1に示すように、ステアリング装置1は、操作者がステアリングホイール等の操舵部2を操作することにより、車両の車輪9の方向を変更させる装置である。具体的には、ステアリング装置1の操舵部2により、操舵部2に連結されたステアリングシャフト3を回転させる。そして、ステアリングシャフト3の回転は、中間シャフト5及びピニオンシャフト7を介して車両の車輪9に向かい伸びる転舵軸としてのラックシャフト8の直線方向の移動に変換され、ラックシャフト8の直線方向の移動に伴い、車輪9の方向が変更される。
図2(a)に示すように、ラックシャフト8は、中実構造、且つ略円柱形状に構成されている。そして、ラックシャフト8の軸方向の一端側には、はすば歯車としてのラック歯8aが設けられている。本実施形態では、ラックシャフト8に炭素鋼であるS45Cが用いられる。
図3に示すように、焼入れ装置10は、ラックシャフト8のラック歯8aを加熱する加熱部11と、ラック歯8aを冷却する歯面側冷却部12と、ラックシャフト8の背面側を冷却する背面側冷却部13a,13bと、歯面側冷却部12及び背面側冷却部13a,13bに冷却水を供給するタンク14とにより構成されている。
4から供給された冷却水は、歯面側冷却部12により、加熱部11(加熱コイル)を介して、ラック歯8aに噴射される。
ク歯8a(歯面側)の冷却が8秒間行われる(図5中の歯面冷却時間)。そして、空冷から10秒経過した後(図5中の背面冷却遅延時間)、即ち、歯面側冷却部12の冷却終了から2秒経過した後、背面側冷却部13a,13bにより、ラックシャフト8の背面側の冷却が行われる(図5中の背面冷却時間)。これらにより、ラックシャフト8の焼入れは完了する。
まず、ステップS1(第1工程)において、棒材を加工することより、ラックシャフト8を形成する。具体的には、炭素鋼であるS45Cの棒材を切削加工することにより、略円柱形状に形成するとともに、ラック歯8aを形成する。
より、ラック歯8aに復温することによって、ラック歯8aの硬度が低下することを抑制することができる。これにより、ラックシャフト8の焼入れが完了する。
(1)本実施形態のラックシャフト8の製造方法では、ラックシャフト8の背面側の冷却を行う第5工程の開始時が、ラック歯8a(歯面側)の冷却を行う第4工程の開始時よりも後である。この方法によれば、ラックシャフト8の変形量を抑えることができる。即ち、ラック歯8aのみを先に冷却することにより、ラック歯8aのみ焼入れが先に行われるため、ラック歯8aの硬度、即ち、ラックシャフト8の硬度が向上する。したがって、ラックシャフト8の硬度が向上するため、ラックシャフト8が変形しにくい状態となる。その状態において、ラックシャフト8の背面側を冷却するため、背面側冷却部13a,13bの冷却水の流量にばらつきが生じたとしても、ラックシャフト8の変形量を低減することができる。
本実施形態のラックシャフト8の製造方法は、以下のような変更も可能である。
・本実施形態のラックシャフト8の製造方法では、ラックシャフト8が中実構造、且つ、略円柱形状であったが、本発明のラックシャフト8の形状は、これに限定されることはない。例えば、ラックシャフト8は、中空構造、且つ、略円筒形状であってもよい。また、本実施形態のラックシャフト8は、切削加工により形成されたが、上記中空構造、且つ、略円筒形状のラックシャフトでは、プレス加工により形成されてもよい。
上側に配置することが望ましい。
Claims (5)
- ピニオンシャフトと噛み合う歯面を有するラックシャフトの製造方法において、
ラックシャフトを形成する第1工程と、このラックシャフトに焼入れを行う第2工程とを備え、
前記第2工程は、
前記ラックシャフトの歯面を加熱する第3工程と、
前記歯面の冷却を行う第4工程と、
前記歯面とは反対側の面である背面の冷却を行う第5工程とを備え、
前記第5工程の開始時は、前記第4工程の開始時よりも後である
ことを特徴とするラックシャフトの製造方法。 - 請求項1に記載のラックシャフトの製造方法において、
前記第5工程の開始時は、前記第4工程において、前記ラックシャフトの焼入れが完了した後である
ことを特徴とするラックシャフトの製造方法。 - 請求項1及び請求項2のいずれかに記載のラックシャフトの製造方法において、
前記第5工程の開始時は、前記第4工程の終了後、前記ラックシャフトの残熱に起因する復温による前記ラックシャフトの硬度の低下が開始する前である
ことを特徴とするラックシャフトの製造方法。 - 請求項1に記載のラックシャフトの製造方法において、
前記第5工程の開始時は、前記第4工程の開始時からの経過時間が3秒以上、且つ、前記第4工程の終了時からの経過時間が7秒以下の間である
ことを特徴とするラックシャフトの製造方法。 - 請求項1に記載のラックシャフトの製造方法において、
前記第5工程の開始時は、前記第4工程の開始時からの経過時間が4秒以上、且つ、前記第4工程の終了時からの経過時間が2秒以下の間である
ことを特徴とするラックシャフトの製造方法。
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