JP3618624B2 - Induction hardening method of ball nut - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内周面にボール溝が形成された筒体あって、内周面のボール溝から外周面にかけて略水平に且つ軸線と直交する直線に対して斜めに貫通するリターンホールが開設されており且つこのリターンホールの内側の開口部にエッジ状部が形成されたボールナットのボール溝を高周波焼入するボールナットの高周波焼入方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、ボールネジに対応するボールナット500は、図7に示すように、筒状ワークであり、内周面に溝となるボール溝510が形成されるとともに、このボール溝510から外周面に向かって貫通孔となるリターンホール520が開設されている。ボールナット500のボール溝510は、複数の図示しないボールが通過する部分であるので、表面硬化処理が要求される。
【0003】
リターンホール520は、ボール溝510に対して斜めに形成されているため、リターンホール520の内周面側の開口部には、鋭いエッジ状部分521がある。高周波焼入を施そうとすると、表層を流れる誘導電流は前記エッジ状部分521に集中するため、開口部は過熱のために溶解してしまう。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
このため、従来のボールナットの表面硬化処理では、浸炭焼入が採用されている。この浸炭焼入は、ボールナットの形状の複雑さに起因して防炭等のための手間、コストが必要となっていた。また、歪みも問題になっていた。
【0005】
本発明は上記事情に鑑みて創案されたもので、ボールナットのリターンホールの開口部のエッジ状部の過熱による融解を防止し、これによりボールナットのネジ溝に所望の焼入を行うことができるボールナットの高周波焼入方法を提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明に係るボールナットの高周波焼入方法は、外周面にリターンホールが軸芯からずれた位置に開設されたボールナットの内部に高周波加熱コイルを挿入し、高周波加熱コイルの通電によりボールナットの内周面に形成されたボール溝を誘導加熱して高周波焼入するボールナットの高周波焼入方法において、リターンホールに外から導電性を有した金属製のプラグを挿入し、プラグの挿入部がリターンホールの内側周縁の一部に形成されたエッジ状部分に当接し、この状態で高周波加熱コイルによりボールナットのボール溝の誘導加熱を行うようにしたことを特徴としている。
【0007】
前記プラグは、リターンホールに挿入された状態でボール溝の山部から飛び出さない長さを有する形状とすることができる。或いは、前記プラグは、その挿入部の先端面がリターンホールの内側開口面と一致した形状に形成することができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1は本発明の実施の形態に係る高周波焼入方法を示す概略的断面図、図2は本発明の実施の形態に係る高周波焼入に用いられるプラグの概略的斜視図、図3は本発明の実施の形態に係る高周波焼入に用いられるプラグと回転防止部材との関係を示す概略的斜視図、図4は本発明の他の実施の形態に係る高周波焼入方法を示す概略的断面図、図5は本発明の他の実施の形態に係る高周波焼入方法を示す概略的断面図、図6は本発明のその他の実施の形態に係る高周波焼入方法を示す概略的断面図である。
【0009】
まず、本発明の実施の形態に係る高周波焼入方法が適用される筒状ワークとしては、ボールネジに対応するボールナット500を挙げる。このボールナット500は、従来の技術の欄において説明したように、内周面に溝となるボール溝510が形成されるとともに、このボール溝510の谷部511から外周面に向かって貫通孔となるリターンホール520が開設されているのである。
【0010】
本発明の実施の形態に係る高周波焼入方法は、内周面に溝としてのボール溝510が形成されるとともに、このボール溝510から外周面に向かって貫通孔であるリターンホール520が開設されており、内側に高周波加熱コイル600を挿入して内周面に高周波焼入が施される筒状ワークであるボールナット500の高周波焼入方法であって、前記リターンホール520に導電性を有する金属からなるプラグ100の挿入部120を挿入した状態で高周波焼入を行い、前記プラグ100は、リターンホール520に挿入部120を挿入した状態で、挿入部120の先端部が溝に沿うような形状に形成されている。
【0011】
このプラグ100は、例えば銅、真鍮等の導電性を有する金属から構成されており、後端部がリターンホール520より大径の頭部110となっている。この頭部110からリターンホール520に挿入される挿入部120が突設されている。この挿入部120の先端部は、図2に示すように、円柱を斜めに切り欠いたような形状になっている。すなわち、挿入部120の切り欠かれた部分である傾斜面121は、ボール溝510の山部512に沿うようになっている。すなわち、この挿入部120の先端部は、ボール溝510の山部512からは飛び出さないように設定されているのである。
【0012】
また、このプラグ100は、リターンホール520に挿入された状態で挿入部120の軸芯を中心として回転すると、挿入部120の先端部がボール溝510の山部512から飛び出して、高周波加熱コイルと接触してしまうので、回転防止部材400が必要となる。また、この回転防止部材400としては、図3に示すように、頭部110が嵌まり込む凹部410を有するアングルが挙げられる。この回転防止部材400は、ボールナット500に対して固定されることになる。なお、このプラグ100は、ボール溝510に相を合わせておく必要がある。
【0013】
次に、このようなプラグ100を用いた高周波焼入方法について説明する。まず、プラグ100の挿入部120をボールナット500のリターンホール520に挿入し、挿入部120の先端部がボール溝510の山部512に沿うようにする。このプラグ100の頭部110を回転防止部材400の凹部410に挿入し、回転止めとする。この状態では、リターンホール520の開口部はエッジ状部分521は実際にはエッジ状ではなくなっている。
【0014】
ボールナット500の内部に高周波焼入コイル600を挿入し、高周波電流を供給する。すると、ボールナット500の内周面の表層には誘導電流が流れるが、リターンホール520には、プラグ100の挿入部120が挿入されているため、リターンホール520の開口部のエッジ状部分521は実際にはエッジ状になっていないので、その部分に誘導電流が集中することがない。よって、従来のように誘導電流の集中による過熱でリターンホール520の開口部の溶解が発生しない。
【0015】
所定の加熱が完了したならば、図外の冷却ジャケットから冷却液を噴射して高周波焼入を施すのである。
【0016】
次に、他の実施の形態に係るプラグ200について説明する。
このプラグ200は、基本的には上述したプラグ100と同一であるが、挿入部220が若干相違する。すなわち、プラグ100の挿入120は、先端部がボール溝510の山部512に沿うようになっているのに対して、図4に示すように、プラグ200の挿入部220は、先端部がボール溝510の山部512より奥まっており、かつ谷部511より飛び出しているのである。他の点、すなわち挿入部220には傾斜面221がある点、頭部210がある点等は、プラグ100と同様である。
【0017】
このプラグ200を用いてもリターンホール520の開口部のエッジ状部分521は実際にはエッジ状とならないため、誘導電流が集中することなく、過熱による溶解も発生しない。
【0018】
また、図5に示すように、挿入部320の先端部がボール溝510の谷部511から飛び出さず、かつボール溝510に沿わないような形状に形成されているプラグ300もある。
【0019】
このプラグ300は、上述した2種類のプラグ100、200とは違って、挿入部320がリターンホール520に挿入されても、ボール溝510の一部を残したままの状態にとどまる。すなわち、このプラグ300の挿入部320の先端部は、挿入部320の軸芯に対して直角に形成されているのである。これでも、リターンホール520の開口部のうち、エッジ状部分521には挿入部320があるので、エッジ状部分521は実際にはエッジ状とならないため、誘導電流が集中することなく、過熱による溶解も発生しない。なお、このプラグ300の他の点、すなわち頭部310がある点は、プラグ100、200と同一である。
【0020】
なお、このプラグ300は、挿入部320の先端部が挿入部320の軸芯に対して直角に形成されているので、上述した2種類のプラグ100、200とは違って回転防止部材400を使用する必要がない。すなわち、このプラグ300は、ボール溝510に対して相を合わせる必要がない場合には、挿入部320はどれだけ回転したとしても傾斜面121、221がないために、まったく同じ状態を保つためである。
【0021】
さらに、図6に示すようにプラグ700もある。このプラグ700は、例えば銅、真鍮等の導電性を有する金属から構成されるとともに、挿入部720を貫通孔となるリターンホール520に挿入した状態で、挿入部720の先端が高周波加熱コイル600に接触しないように構成されているのである。すなわち、このプラグ700では、挿入部720の先端がボール溝510の谷部511から飛び出してはいるが、内側に挿入された高周波加熱コイル600には接触しないようになっているのである。なお、このプラグ700において、リターンホール520より大径の頭部710がある点は、上述したプラグ100、200と同様である。このようにプラグ700を構成すると、前記回転防止部材400に類するものは不要である。
【0022】
なお、挿入部720の先端部は、円柱を斜めに切り欠いたような形状になっているが、この形状に限定されることなく、高周波加熱コイル600に接触しないようなものであればよい。
【0023】
【発明の効果】
本発明の請求項1に係るボールナットの高周波焼入方法は、外周面にリターンホールが軸芯からずれた位置に開設されたボールナットの内部に高周波加熱コイルを挿入し、高周波加熱コイルの通電によりボールナットの内周面に形成されたボール溝を誘導加熱して高周波焼入するボールナットの高周波焼入方法において、リターンホールに外から導電性を有した金属製のプラグを挿入し、プラグの挿入部がリターンホールの内側周縁の一部に形成されたエッジ状部分に当接し、この状態で高周波加熱コイルによりボールナットのボール溝の誘導加熱を行うようにしている。
【0024】
このため、挿入部を貫通孔に挿入すると、挿入部の先端が貫通孔の開口部にいわば蓋をした状態になるため、開口部のエッジ状部分がなくなる。よって、表層を流れる誘導電流が開口部のエッジ状部分に集中することもなくなり、開口部が過熱のために溶解することもなくなる。よって、従来のような浸炭焼入を採用する必要がなくなるので、防炭等のための手間、コストが不要となり、より経済的な焼入が可能になる。また、歪みも少なくなるという効果も奏する。特に、溝の深さ等を考慮する必要がなく、単に高周波加熱コイルとの接触の有無を考慮すればよいので、深さが異なる溝を有する異なった種類の筒状ワークにも用いることができる。
【0025】
本発明の請求項2に係るボールナットの高周波焼入方法は、前記プラグは、リターンホールに挿入された状態でボール溝の山部から飛び出さない長さを有している。
【0026】
このため、挿入部を貫通孔に挿入すると、挿入部の先端が貫通孔の開口部にいわば蓋をした状態になるため、開口部のエッジ状部分がなくなる。よって、表層を流れる誘導電流が開口部のエッジ状部分に集中することもなくなり、開口部が過熱のために溶解することもなくなる。よって、従来のような浸炭焼入を採用する必要がなくなるので、防炭等のための手間、コストが不要となり、より経済的な焼入が可能になる。また、歪みも少なくなるという効果も奏する。
【0027】
本発明の請求項3に係るボールナットの高周波焼入方法は、前記プラグは、その挿入部の先端面がリターンホールの内側開口面と一致した形状に形成されている。
【0028】
このように構成されたプラグでも上述したのと同様に、開口部のエッジ状部分への誘導電流の集中を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態に係る高周波焼入方法を示す概略的断面図である。
【図2】本発明の実施の形態に係る高周波焼入に用いられるプラグの概略的斜視図である。
【図3】本発明の実施の形態に係る高周波焼入に用いられるプラグと回転防止部材との関係を示す概略的斜視図である。
【図4】本発明の他の実施の形態に係る高周波焼入方法を示す概略的断面図である。
【図5】本発明の他の実施の形態に係る高周波焼入方法を示す概略的断面図である。
【図6】本発明のその他の実施の形態に係る高周波焼入方法を示す概略的断面図である。
【図7】筒状ワークとしてのボールナットの概略的断面図である。
【符号の説明】
100 プラグ
120 挿入部
500 ボールナット(筒状ワーク)
510 ボール溝(溝)
520 リターンホール(貫通孔)[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention has a cylindrical body having a ball groove formed on the inner peripheral surface, and a return hole is formed that penetrates from the ball groove on the inner peripheral surface to the outer peripheral surface substantially obliquely with respect to a straight line perpendicular to the axis. In addition, the present invention relates to an induction hardening method for a ball nut, in which a ball groove of a ball nut having an edge-like portion formed in an opening inside the return hole is induction hardened .
[0002]
[Prior art]
For example, as shown in FIG. 7, a
[0003]
Since the
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
For this reason, carburizing and quenching is employed in the conventional surface hardening treatment of the ball nut. This carburizing and quenching requires labor and cost for carburizing and the like due to the complexity of the shape of the ball nut. Distortion was also a problem.
[0005]
The present invention was devised in view of the above circumstances, and prevents melting due to overheating of the edge portion of the opening of the return hole of the ball nut, thereby performing desired quenching in the thread groove of the ball nut. An object of the present invention is to provide an induction hardening method for a ball nut .
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In the method of induction hardening of a ball nut according to the present invention, a high-frequency heating coil is inserted into a ball nut opened at a position where the return hole is displaced from the shaft center on the outer peripheral surface, and the ball nut is energized by energization of the high-frequency heating coil. In the induction hardening method of the ball nut in which the ball groove formed on the inner peripheral surface is induction-heated by induction heating, a metal plug having conductivity is inserted from the outside into the return hole, and the insertion portion of the plug is It is characterized in that it abuts on an edge-like portion formed at a part of the inner peripheral edge of the return hole, and in this state, induction heating of the ball groove of the ball nut is performed by the high frequency heating coil.
[0007]
The plug may have a length that does not protrude from the peak of the ball groove when inserted in the return hole . Alternatively, the plug can be formed in a shape in which the distal end surface of the insertion portion coincides with the inner opening surface of the return hole.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an induction hardening method according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic perspective view of a plug used for induction hardening according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a schematic perspective view showing a relationship between a plug used for induction hardening according to an embodiment of the invention and a rotation preventing member, and FIG. 4 is a schematic cross section showing an induction hardening method according to another embodiment of the invention. FIG. 5 is a schematic sectional view showing an induction hardening method according to another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic sectional view showing an induction hardening method according to another embodiment of the present invention. is there.
[0009]
First, as a cylindrical workpiece to which the induction hardening method according to the embodiment of the present invention is applied, a
[0010]
In the induction hardening method according to the embodiment of the present invention, a
[0011]
The
[0012]
In addition, when the
[0013]
Next, an induction hardening method using such a
[0014]
An
[0015]
When the predetermined heating is completed, a coolant is injected from a cooling jacket (not shown) and induction hardening is performed.
[0016]
Next, a
The
[0017]
Even if this
[0018]
In addition, as shown in FIG. 5, there is also a
[0019]
Unlike the two types of
[0020]
In this
[0021]
Furthermore, there is a
[0022]
Note that the distal end portion of the
[0023]
【The invention's effect】
In the method of induction hardening of a ball nut according to claim 1 of the present invention , a high-frequency heating coil is inserted into a ball nut opened at a position where the return hole is displaced from the axis on the outer peripheral surface, and the high-frequency heating coil is energized. In the induction hardening method of the ball nut in which the ball groove formed on the inner peripheral surface of the ball nut is induction-heated by induction heating, a metal plug having conductivity is inserted into the return hole from the outside, and the plug In this state, the insertion portion is in contact with an edge portion formed at a part of the inner peripheral edge of the return hole, and in this state, induction heating of the ball groove of the ball nut is performed by the high frequency heating coil.
[0024]
For this reason, when the insertion portion is inserted into the through hole, the tip of the insertion portion is in a state of being covered with the opening portion of the through hole, so that the edge portion of the opening portion is eliminated. Therefore, the induced current flowing through the surface layer is not concentrated on the edge portion of the opening, and the opening is not melted due to overheating. Therefore, since it is not necessary to employ carburizing and quenching as in the prior art, labor and cost for carburizing and the like are unnecessary, and more economical quenching is possible. In addition, there is an effect that distortion is reduced. In particular, it is not necessary to consider the depth of the groove and the like, and it is only necessary to consider the presence or absence of contact with the high-frequency heating coil. .
[0025]
In the induction hardening method of the ball nut according to claim 2 of the present invention, the plug has a length that does not protrude from the peak portion of the ball groove when inserted in the return hole .
[0026]
For this reason, when the insertion portion is inserted into the through hole, the tip of the insertion portion is in a state of being covered with the opening portion of the through hole, so that the edge portion of the opening portion is eliminated. Therefore, the induced current flowing through the surface layer is not concentrated on the edge portion of the opening, and the opening is not melted due to overheating. Therefore, since it is not necessary to employ carburizing and quenching as in the prior art, labor and cost for carburizing and the like are unnecessary, and more economical quenching is possible. In addition, there is an effect that distortion is reduced.
[0027]
In the induction hardening method for a ball nut according to claim 3 of the present invention, the plug is formed in a shape in which the distal end surface of the insertion portion coincides with the inner opening surface of the return hole .
[0028]
Even in the plug configured as described above, it is possible to prevent the concentration of the induced current on the edge portion of the opening, as described above.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an induction hardening method according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a schematic perspective view of a plug used for induction hardening according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a schematic perspective view showing a relationship between a plug used for induction hardening according to an embodiment of the present invention and a rotation preventing member.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an induction hardening method according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing an induction hardening method according to another embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an induction hardening method according to another embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a ball nut as a cylindrical workpiece.
[Explanation of symbols]
100
510 Ball groove (groove)
520 Return hole (through hole)
Claims (3)
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