JPS5931572B2 - ラック歯面の改周波焼入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複数のラック歯がブローチ加工等により列設形
成された一般に長尺形状のラックの各ランク歯面に高周
波焼入れをおこなうラック歯面の高周波焼入装置に関し
、特にラック歯の一歯の歯面毎に遂次焼入れ処理を施す
ことによって焼入れ歪や焼割れ等の損傷を極少化させか
つ多数のラックに次々と迅速に高周波焼入れを施すこと
が可能なラック歯面の高周波焼入装置に関する。

一般に長尺ラックの複数全歯を一度に焼入れ処理した場
合には焼入歪によってラックに曲りを生じたり或いは歯
と歯溝との境界歯底領域に応力集中を生じて焼割れが発
生する等の不都合があり、従って近年はラック歯の各歯
の歯面毎に遂次高周波焼入処理を施し、しかも焼入処理
領域を歯先から歯元方向に適正な深さに限定制御するこ
とによって歯溝部分に素材材料の強靭性を存続保有させ
る高周波焼入方法が注目をあつめている。

しかもこのようなラック歯の各歯の歯面毎に遂次高周波
焼入処理を施す方法によれば、ランクをブローチ加工等
の加工ラインから引き続いて熱処理ラインに移送するこ
とが可能であり、しかも焼入れ歪の除去工程が不要とな
ることから究極的には作業効率の上昇をも望める有利が
ある。

依って本発明の目的は上述したラック歯面の高周波焼入
を各ラック歯の歯面毎に遂次焼入れできると共に量産加
工されるラックに達して高作業能率のもとに高周波焼入
を実施できるラック歯面の高周波焼入装置を提供するこ
とにある。

本発明の他の目的はラック歯の南東が左又は右に捩り形
成された斜歯ラックの各歯の歯面に上述した高周波焼入
を施す際に南東の捩れ方向を予め確認し、確認結果に応
じて高周波焼入コイルを有した高周波焼入ヘッドの捩れ
角割出を行うようにして多数の斜歯ラックに迅速に高周
波焼入を施すことのできるラック歯面の高周波焼入装置
を提供することにある。

複数のラック歯が列設形成されたラックをラック載台上
に取付・保持し、ラック長さ方向に一歯毎ζこ高周波焼
入ヘッドを遂次かつ間欠的に位置決め送りすることによ
って高周波焼入をおこなうラック歯面の高周波焼入装置
において、上記高周波焼入ヘッドの位置決め送り機構は
ラック長さに沿って左・右両方向に交互に位置決め送り
できるように形成し、一方上記ラツク載台上にラック取
付用のラック支持具を配設し、ラック載台の移動によっ
て上記のラック支持具を順次にラック着脱位置から焼入
作業位置に割出すと共に上記焼入ヘッドの間欠位置決め
送りを両方向に交互に繰り返すことによりラック歯面の
高周波焼入を迅速におこなうことを特徴とするラック歯
面の高周波焼入装置が提供される。

上述のラック歯面の高周波焼入装置はラック歯が左又は
右に捩り形成された斜歯ラックの場合には上記回転形ラ
ック載台のラック取付位置に割出されたラック支持具上
のラックに対して接近可能な捩れラック歯の捩れ方向確
認ヘッドと、上記高周波焼入ヘッドの捩れ角割出機構と
を設け、ラック歯捩れ方向を上記ラック取付位置で予め
確認し、該確認結果に応じて上記高周波焼入ヘッドを所
定捩れ角だけ割出してから間欠位置決め送りするように
構成することを特徴とするものである。

このように左・右の捩れ角を有する斜歯ラック歯面を迅
速に高周波焼入れすることが可能であれば、例えば車両
のステアリング機構に用いられる斜歯ステアリングラッ
クの量産ラインに用いた場合の生産能率の向上とコスト
低減に著しく寄与するのである。

以下、本発明を添付図面に基づき詳細に説明する。

さて、第１図〜第３図は本発明に係るラック歯の高周波
焼入装置の実施例における全体的構造を示す正面図、平
面図および側面図である。

第１図〜第３図において、高周波焼入装置の基台２０上
には左・右１対のサポート２１．２２が固着され、また
右す−ボート２２に取付けられたブラケット台２３には
本装置の作動源たる可逆回転モータＭが載設されている
。

左・右のサポート２１．２２の間には高周波焼入ヘッド
３０が横ガイドバー３４ａ、３４ｂに沿って左・右方向
に移動可能に、また縦ガイドバー３５ａ 、３５ｂに沿
って上・下方向に移動可能に設けられている。

また、この高周波焼入ヘッド３０は高周波焼入電力を供
給する出カドランス３１、高周波焼入コイルホルダ３２
、高周波焼入コイル３３を具備し、更に該高周波焼入コ
イルホルダ３２に設けた適宜の開孔を介して焼入用の冷
却水及び清掃用空気流を噴出し得るように構成されてい
る。

この高周波焼入ヘッド３０の下方には回転テーブル形に
形成されたワーク載台４０が基台２０の上平面上に載設
されている。

このワーク載台４０上には２つのラック支持治具４５，
４６が載設され、このラック支持治具４５，４６に高周
波焼入処理を受けるラックＷがその長尺軸方向に微小量
の遊動が可能に支持されでいる。

なお、本実施例の場合にはワーク載台４０が円形テーブ
ル４１を具備し、２つのラック支持治具４５，４６はこ
の円形テーブル４１の中心を挾んで平行線上に配設され
ている。

従ってワーク載台４０の回転作用によって円形テーブル
４１が左又右に１８０°旋回すると、２つのラック支持
治具４５．４６は交互に位置を入れ換ることができ、高
周波焼入ヘッド３０の直下の位置が焼入位置、これと直
径方向に反対の位置がラックＷの着脱位置になっている
。

即ち、第２図、第３図において、ラック支持治具４５が
ラック着脱位置に割出され、またラック支持治具４６が
焼入位置に割出されているのである。

、一方、ラック着脱位置に割出されたラック支持治具４
５の側部には後述するラックＷのラック歯における捩れ
方向を検出確認する捩れ確認装置５０が配設されており
、ワークたるラックＷが平歯ラックと異り左又は右に捩
れ角を有する斜歯ラックである場合にその左・右捩れ方
向を予め確認できるように設けられている。

なお、前述した左・右横方向と上・下編方向に移動可能
な高周波焼入ヘッド３０は一定の縦軸線回りに左又は右
に旋回可能に構成され、斜歯ラックの各歯の歯面に高周
波焼入処理を施すときには焼入コイル３３を捩れ角に対
応するだけ捩り割出しできるように構成されている。

この捩り割出し機構に付いては後に順を追って説明する
。

なお、ワーク載台４０に付いては上述した円形テーブル
４１の１８０°旋回方法に換えて第１１図に示すシャト
ルテーブル式、もしくは第１２図に示すスイングアーム
式にすることも可能である。

その場合にラック支持具はいずれも単数となる。

なお第１１図、第１２図は各々一例を示すにすぎない。

第４図は上述した高周波焼入ヘッド３０の左・右横方向
の送り機構の構成を主として示す機構図である。

第４図において１、駆動モータＭ（第１〜第２図に示し
たもの）の出力軸に直結された横送り主軸６０に回転駆
動力が伝達されると、この回転駆動力はゼネバ機構によ
って形成された間欠送り機構６１の出力軸６２に伝達さ
れる。

間欠送り機構６１は横送り主軸６０に取付けられたピン
車６３と出力軸６２に取付けられた溝孔車６４とを具備
して構成され、横送り主軸６０が連続回転する間に出力
軸６２は間欠的に所定の回転量づつ回転動作するように
作動する。

間欠送り機構６１における出力軸６２の回転は該出力軸
６２上に取付けられたピニオン６５から減速歯車機構６
６の入力軸６７、切換えスプライン軸６８、出力軸６９
を介して横送り従軸７０に伝達される。

なお、減速機構６６による回転減速率は切換レバー２４
ａ。

２４ｂ（第３、第４図参照）の切換え操作により種々変
換可能になっている。

横送り従軸７０にはボールねじからなる送りねじ７１が
具備され、この送りねじ７１に高周波焼入ヘッド３０が
螺合されることにより該送りねじ７１の回転に応じて該
ヘッド３０が横送りされるのである。

なお、駆動モータＭは可逆回転モータからなるのでこの
１駆動モ一タＭの回転方向を交互に変えると、高周波焼
入ヘッド３０が左・右方向に交互に間欠的に送り作用を
おこなう。

このように高周波焼入ヘッド３０が駆動モータＭの連続
回転に応じて間欠的に定量づつ左・右方向に送り作用を
受けることにより該ヘッド３０の下端に具備された高周
波焼入コイル３３をワークたるラックＷの一歯毎に対設
させることができるのである。

なお、送りねじ１１の長さはラックＷの予想最大長さに
対応して予めラックＷの金歯に付いて一歯毎に焼入ヘッ
ド３０を対向させ得る長さ寸法に形成しておけばよい。

また高周波焼入ヘッド３０には適宜のドッグ３６ａ、３
６ｂを設け、このドッグ３６ａ 、３６ｂが後述するリ
ミットスイッチに係合することにより左・右の送り作用
端を検出できるように構成されている。

また高周波焼入ヘッド３０の左・右横方向の送り作用が
送りねじ７１によりおこなわれるとき、前述した横ガイ
ドバー３４ａ、３４ｂによって該ヘッド３０は案内され
る。

さて、駆動モータＭの出力軸に結合された横送り主軸６
０にはピニオン７５が固定され、このピニオン７５′は
以下に説明する上・下の縦送り機構のカム軸８０に固定
されたギア７６と噛合されている。

従って横送り機構の主軸６０と縦送り機構のカム軸８０
とは常に同期整合して連動回転する。

つまり、ピニオン７５とギア７６は同期連動歯車機構を
形成しているのである。

第５図は高周波焼入ヘッド３０の上・下縦送り方向の送
り機構を示す機構図である。

さて、前述の左・右横送り機構の作動で高周波焼入ヘッ
ド３０がワークたるラックＷの一歯と対向する位置へ送
られて位置決めされると、次いで高周波焼入ヘッド３０
は一定の上・下方向位置から対向するラック歯に接近す
る方向に縦送りされ、高周波焼入コイル３３によってラ
ック歯面を加熱し、加熱後に冷水を噴出して焼入処理を
怖し、この焼入処理が終了すると空気流を噴出して冷却
水や塵埃を散逸させながら再び上記一定の上・下方向位
置へ復帰すべく後退するように上・下方向の縦送り作用
がおこなわれる。

なお、この間には勿論、前述した横送り機構の作動は間
欠送り機構６１（第４図参照）によって停止して（１）
る。

上・下方向の縦送り機構はカム軸８０の回転によって起
動される。

即ち、カム軸８０が回転すると、このカム軸８０上に楔
着されたカム円板８２が回転し、このカム円板８２に形
成されたカム溝８４と協働する転勤形カムフォロア８８
が上・下軸線方向に変位動作する。

このカムフォロア８８の変位動作は押棒９０、ねじ調節
形軸継手９２を介して上・下動ブ爾ツク９４に伝達され
る。

この上・下動ブロック９４は装置の固定機枠２５に固定
された縦スライド軸９６に沿って摺動可能に設けられて
いるので該ブロック９４が上・下に変位する。

このブロック９４の上・下変位は該ブロック９４に固着
された横スライドパー９８を上・下に挾持する転勤フォ
ロア１００ａ、１００ｂを介して高周波焼入ヘッド３０
の上・下動ブラケット１０２に伝達される。

即ち、転勤フォロア１００ａ。１００ｂはブラケット１
０２に取付けられ、しかもブラケット１０２は焼入ヘッ
ド３０内の縦スライド軸１０４に摺動可能に取付けられ
でいるのである。

一方ブラケット１０２の上・下変位は該ブラケット１０
２の水平突軸１０６と係合した揺動レバー１０８の左端
に伝達される。

この揺動レバー１０８は揺動中心１１０をほぼ中央部に
有するので、揺動レバー１０８の揺動に応じて該レバー
右端は上記左端とは逆向きに上・下変位する。

揺動レバー１０８の右端は高周波焼入ヘッド３０の上部
ハウジング３１に固着された水平突軸１０７に係合して
いることから該レバー右端の上・下変位に伴い上部ハウ
ジング３７も同期して上・下変位する。

この上部ハウジング３７の上・下変位は圧縮はね３８を
介して下部ハウジンク３９に伝達される。

この下部ハウジング３９には出カドランス３１、コイル
ホルダ３２、高周波焼入コイル３３が具備されているの
で該高周波焼入コイル３３をラックＷのラック歯に対し
て接近・後退させることができるのである。

なお、上述した高周波焼入ヘッド３０の上・下方向の縦
送りは既述した縦ガイドバー３５ａ、３５ｂ（第１〜第
３図参照）の案内によっておこなわれる。

また、高周波焼入へ、ラド３０と上・下動ブロック９４
との間には横スライバー９８、フォロワー１００ａ。

１００ｂが設けられでいるので横送りと縦送りとの間に
全く干渉作用が生じないのである。

１０９は装置の固定部に設けられたねじストッパーであ
り、下部ハウジング３９がこのねじストッパー１０９に
当接することにより、高周波焼入コイル３３とラックＷ
のラック歯の歯面との間の空隙を適正値に設定し、ラッ
クＷの歯面においで、歯先から歯元までの適正深さに焼
入処理が施されるようにしている。

なお、圧縮はね３８はこの下部ハウジング３９とねじス
トッパー１０９との当接時における逃げ作用を許容する
ように設けられているのである。

一方、上述した上・下方向の縦送り動作における動作モ
ードは前述したカム円板８２のカム溝８４によって予め
設定され、またカム溝８４には凹溝８６が形成されてい
る。

この凹溝８６は高周波焼入ヘッド３０がラックＷから一
定の高さの後退位置へ後退しているときに更にシリンダ
ＣＹＬ−１を作動させてそのピストン１１０′により上
・下動ブロック９４を押圧すると、カムフォロア８８が
該凹溝８６に落下するまでブ崩ツク９４が下降し、従っ
て逆に高周波焼入ヘッド３０は上記一定後退位置から更
に上方へ後退できるようにしでいるのである。

このように高周波焼入ヘッド３０を大きく上方へ後退さ
せ得ることにより焼入位置においても必要に応じてラッ
ク支持治具４５又は４６からラックＷを取りはずすこと
ができるのである。

またカム円板８２のカム溝８４は該カム円板８２の正・
逆両回転に応じて同一の上・下縦送り動作モードを高周
波焼入ヘッド３０に付与できるようにほぼ対称なカム曲
線を有している。

また第５図には示されていないがシリンダＣＹＬ−１の
ピストン１１０′の上・不動作限界は適宜のドッグによ
ってリミットスイッチを作動させることによりシリンダ
圧の供給路を切換えるようにすればよく、この点に付い
ては後述する。

更に第５図におけるＩＶ−ＩＶ線に沿う矢視は概略的に
第４図に二点鎖線で示されでいる。

第６図はワーク載台４０における円形テーブル４１の平
面図を示しており、特にこの円形テーブル４１上に取付
けられたラック支持治具４５ 、４６（図示略）のラッ
ク着脱位置（Ｉ）と高周波焼入ヘッド３０の直下におけ
る焼入位置（Ｉ）との位置関係を示している。

このように円形テーブル４１上に取付けたラック支持治
具４５，４６に対して上記の位置（Ｉ）、（ｎ）を設け
ておけば、ワークたるラックＷの着脱と既にラック支持
治具４５又は４６上に支持されたラックＷに対する焼入
処理とを同時に進捗させることができ、焼入位置（ｎ）
における焼入処理が完了する都度、円形テーブル４１を
矢印の如く左又は右に半回転させてラック着脱位置（Ｉ
）で取付けた未処理のラックＷを焼入位置（ｎ）へ割出
し、直ちに高周波焼入処理を施すことができるのである
。

即ち、ラックＷがブローチ加工等の加工ラインで多量生
産される場合に該加工ラインに直結して本高周波焼入装
置で焼入処理を施せば生産能率が大巾に上昇する効果が
得られるのである。

加えて、ラックＷｆＪｉＭ６図に示すように左・右側れ
かに捩れたラック歯を有する斜面ラックの場合には着脱
位置（Ｉ）でラックの着脱のみならず捩れ方向が左・右
のいずれの方向であるかを確認することができる。

従って左・右の捩れ角を有した斜歯ラックが生産される
車両のステアリング機構用ラックの生産ライン等では捩
れ角方向を検出確認できれば各回の焼入処理の開始に先
んじて高周波焼入ヘッド３０における高周波焼入コイル
３３に対して捩れ角方向に対応する捩れ角割出動作を与
えることができるのである。

又、作業安全上、ワーク着脱位置（１）と多大な電流が
流れる焼入コイルを有する焼入位置（ＩＩ）とを別ける
ことにより、作業者の安全が確保されるのである。

第７図は高周波焼入ヘッド３０の捩れ角割出機構の構成
を示す機構図である。

同第７図に示されるように焼入ヘッド３０の下部ハウジ
ング３９からは旋回軸１２０が上方に突出し、上部ベア
リング１２１と下部ベアリング１２２とによって鉛直軸
線まわり旋回可能になっている。

従って旋回軸１２０の旋回に応じて下部ハウジング３９
およびこの下部ハウジング３９に取付けられた出カドラ
ンス３１、コイルホルダ３２、高周波焼入コイル３３が
矢印”Ｐ ９１の方向に旋回可能になっている。

また旋回軸１２０には捩れ角割出板１２３が固定され、
この捩れ角割出板１２３から作動枠１２４が横方向に突
出し、その球状先端部１２５は複動シリンダ（第１０図
のＣＹＬ−２参照）のピストン１２６に嵌入している。

従ってこの複動シリンダの往復作動に応じて作動枠１２
４、捩れ角割出板１２３を介して旋回軸１２０の旋回動
作が起生され、依って高周波焼入ヘッド３０の捩れ角割
出旋回がおこなわれるのである。

勿論、捩れ角が零度である平歯ランクに高周波焼入を怖
す場合には高周波焼入ヘッド３０を一定の基準位置に設
定するように捩れ角割出機構を作動させれば高周波焼入
コイル３３が平歯ラックＷの一歯の温灸方向全長に亘っ
て一定空隙を介して対向し得るから適正な焼入処理が一
歯の全歯面に対して均質に症されるのである。

なお、旋回軸１２０の捩り旋回に当っては捩れ角割出板
１２３にドッグ１２７を設け、このドッグ１２７とリミ
ットスイッチとの係合によって所定の捩れ旋回がおこな
われたことを検出できるようにしておけばよい。

なお、上述した複動シリンダによる捩れ旋回の起生方法
に換えて旋回軸１２０に取付けたウオームホイールに噛
合するウオームをパルスモータ等のモータで回転駆動し
、回転検出器により捩れ旋回割出量を検出するように構
成することも可能である。

第８図は前述した捩れ方向確認装置５０の構成を示す縦
断面図である。

同第８図に示す捩れ方向確認装置５０において、５１は
ヘッドボックスであり、このヘッドボックス５１はワー
ク載台４０の円形テーブル４１上において、既述したワ
ークの着脱位置け）に位置したラック支持治具４５゜４
６上に取付けられたラックＷの捩れ方向が左又は右のい
ずれであるかを確認検出するプローブ５２．５３を有し
ている。

即ち、このプローブ５２および５３は同一長の棒状体と
して形成され、ヘッドボックス５１とそれぞれのフラン
ジ部との間に配設された圧縮はね５５によってヘッドボ
ックス５１中における最下位位置へ常に偏倚され、非確
認動作中には同じくヘッドボックス５１中に配置された
リミットスイッチＬＳ−５，ＬＳ−６をオン状態に保持
するよう設けられている。

しかもこれらプローブ５２および５３において前者は例
えばラックＷ（斜面ラック）の左捩れの場合を検出する
検出先端を有し、また後者はラックＷの右捩れの場合を
検出する検出先端を有しているのである。

プローブ５２および５３は回り止めねじ５４によってヘ
ッドボックス５１に対して旋回動作は生じないように配
設されているが上・下変位は可能になっている。

従って、ヘッドボックス５１がシリンダＣＹＬ−４の作
用で上昇端位置から下降端位置へ押し下げられたときプ
ローブ５２および５３はラックＷの捩れラック歯に接近
する。

そしてラックＷのラック歯の捩れ方向が例えば左捩れで
あれば、第９図に示すようにプローブ５２の検出先端は
ラックＷの歯溝まで侵入できるがプローブ５３の検出先
端はラックＷの歯先に当接する。

この結果としてリミットスイッチＬＳ−５はオン状態を
維持するが、リミットスイッチＬＳ−６はプローブ５３
がラックＷの歯先に当接後は圧縮ばね５５のばね力に抗
しで上昇するのでオフ状態となる。

逆にラックＷのラック歯の捩れ方向が右捩れであればリ
ミットスイッチＬＳ−５がオフ状態となり、リミットス
イッチＬＳ−６はオン状態を維持する。

依ってこれらのリミットスイッチＬＳ−５，ＬＳ−６の
２状態からラックＷの捩れ方向が左・右のいずれである
かが確認検出できることになるのである。

なお、上述したヘッドボックス５１がシリンダＣＹＬ−
４によって作動される上・下の変位動作は該ヘッドボッ
クス５１に取付けた縦枠５７のドッグ５８が上昇端検出
リミットスイッチＬＳ−３又は下降端検出リミットスイ
ッチＬＳ−４と係合することにより検出し、シリンダＣ
ＹＬ−４の作動をその検出信号によって停止するように
構成されている。

第８図において、ラックＷはランク支持治具４５又は４
６上でばね４１、ローラ４８によりラックＷの長尺方向
に遊動可能に支持されでいるが、これは２つのプローブ
５２．５３の離間距離が、例えは左捩れラックＷに対し
てプローブ５２の先端が歯溝に嵌入する際にプローブ５
３の先端が歯先に当接しなければリミットスイッチＬＳ
−５．ＬＳ−６等の作用に混乱を生じる等の原因で正確
な捩れ方向の確認・検出が不可能になり、一方精密に両
プローブ５２゜５３間の距離をラック歯のピッチに対応
させるように本捩れ方向確認装置５０を製作することは
機械的加工精度をいたずらに困難とし、かつコスト高に
することを考慮し、両プローブ間の距離が適正にラック
Ｗのピッチに対応するよう形成されでいれは、ラック支
持具４５，４６上のランクＷｌｌｊｌの遊動により適正
な捩れ方向確認ができるようになっているのである。

またこのようにラックＷが遊動支持されていれは、焼入
位置（ｎ）において、高周波焼入ヘッド３０の焼入コイ
ル３１をラックＷの各歯に対して位置決めする際にも適
正間隔で設けた位置決めピンを上記焼入ヘッド３０に設
け、該位置決めピンがラックＷのラック歯溝に係合する
とき正確な位置決めを達成するように形成すると共にラ
ック歯の加工誤差が累積した位置でもラックＷの遊動に
より常に位置決めピンとラック歯溝との一定した係合状
態が得られ、延いては焼入コイル３１とラック各歯との
対向位置が一定するので均質な高周波焼入をラックＷの
全歯に施すことが可能となるのである。

さて、再び捩れ方向確認装置５０に注目すると、本装置
は、ラックＷを着脱する場合には、取付・取外し作業性
上、ワーク載台４０の円形テーブル４１における着脱位
置（Ｉ）に在るラック支持治具４５又は４６から離隔し
た一定の後退位置へ後退していることが望ましい。

依って本発明においては、ヘッドボックス５１をシリン
ダ作用で一定の旋回軸５９（第１０図参照）の回りに旋
回させる構成を設けているのである。

なお、この旋回動作の作動源となるシリンダは第１０図
にＣＹＬ−３として示されている。

また該シリンダＣＹＬ−３によるヘッドボックス５１の
前進・後退位置は該ヘッドボックスに設けたドッグによ
りリミットスイッチ（第１０図のＬＳ−１，ＬＳ−２参
照）を作動しで検出するように構成される。

第１０図は本発明によるラック歯の高周波焼入装置にお
ける油圧回路とリミットスイッチの配置とを示す油圧系
統回路図である。

本実施例における特徴の１つとして、既述の如くシリン
ダＣＹＬ−１、ＣＹＬ−２、ＣＹＬ−３、ＣＹＬ−４の
作動によって焼入ヘッド３０の上昇後退動作、捩れ角割
出動作および捩れ方向確認装置５０におけるヘッドボッ
クス５１の前進・後退及び上昇・下降の諸動作が起生さ
れるのみならず、既述したワーク載台４０の円形テーブ
ル４１もその主軸４２に固定されたギアホイール４３と
噛合するラック４４を複動シリンダＣＹＬ−５によって
作動させることにより左・右の定回転を得るようにし、
以って該円形テーブル４１上のランク支持治具４５又は
４６を交互にラックの着脱位置（１）から焼入位置（Ｉ
Ｉ）へ割出回転させるように構成している。

なお、この場合に円形テーブル４１の左・右回転量はリ
ミットスイッチＬＳ−７，ＬＳ−８によって決定してい
る。

即ち、図示例ではラック４４と一体の棒桿にドッグを具
備させ、このドッグがリミットスイッチＬＳ−７又はＬ
Ｓ−８と係合するときそれぞれ円形テーブル４１が左回
転端又は右回転端に達したことを検出するように構成し
ているのである。

第１０図において、高周波焼入ヘッドに上・下方向の縦
送りを付与する縦送り機構のシリンダＣＹＬ−１と協働
し、該焼入ヘッドの中立位置（第８図のカムフォロア８
８の実線位置）と最も上昇後退した位置（第８図のカム
フォロア８８が凹溝８６に落下した位置）とを検出する
リミットスイッチはＬＳ−９とＬＳ−１０とにより示さ
れている。

更に第１０図において捩れ角割出機構の捩れ角割出板１
２３に設けられたドッグ１２７と係合するリミットスイ
ッチはＬＳ−１１、ＬＳ−１２によって示されている。

さて、上述した各シリンダＣＹＬ−１〜ＣＹＬ−５は何
れも単一の油圧ポンプＰからなる同油圧源より油圧配管
路を経で供給される油圧力によってその複動作用が起生
されるように構成されている。

従って上記油圧ポンプＰから各シリンダＣＹＬ−１〜Ｃ
ＹＬ−５に到る油圧配管路にはそれぞれ２位置又は３位
置電磁切換弁５Ｖ−１〜５Ｖ−５が設けられ、これらの
電磁切換弁が切換操作されることによって各シリンダＣ
ＹＬ−１〜ＣＹＬ−５への圧油流れ方向が切換えられ、
シリンダ複動作用が発揮されるように形成されているの
である。

勿論、上記油圧配管路には逆止弁や絞り等の油圧回路要
素が適宜に配設され、正常のシリンダ動作がおこなわれ
るように配慮されている。

また上記電磁切換弁５Ｖ−１〜５Ｖ−５の切換制御は上
述した各リミットスイッチＬＳ−１〜ＬＳ−１２等のオ
ンオフ信号を適宜の制御回路に入力し、この入力に基づ
いて該電磁切換弁のソレノイド部の励磁タイミングを上
記制御回路で制御すればよいのである。

上述した構成からなる本発明のランク歯の高周波焼入装
置は一定の左又は右捩れ角を有した斜歯ラックをワーク
として量産加工ラインと直結して用いれば該加工ライン
から送られるワークたる斜歯ラックＷに対して一定のサ
イクル時間において次々と連続的に高周波焼入処理を施
すことができるのである。

これを概説すると、量産加工ラインから送られたラック
Ｗを先ずワーク載台４０の回転テーブル４１上に取付け
られたラック支持治具４５又は４６に作業者が着脱位置
（Ｉ）で取付け、次いで捩れ方向確認装置５０の作動で
捩れ方向を確認する。

確認後に上記回転テーブル４１の半回転をシリンダＣＹ
Ｌ−５の往動で起生ずることによってラックＷ並ひにそ
の支持治具４５又は４６を焼入位置（ＩＩ）に割出し、
同時に捩れ角割出機構を作動して高周波焼入ヘッド３０
を所定の捩れ角だけ旋回させて捩れ角割出しをおこなう
。

その後焼入位置（ＩＩ）に割出されたラックＷに対して
高周波焼入ヘッド３０を一歯毎に間欠的に右又は左の横
送り方向に送って各ラック歯と対向させ、かつ各ラック
歯との対向位置で高周波焼入ヘッド３０を上・下方向に
縦送りすることにより高周波焼入処理するのである。

しかも上述したようにして焼入位置（Ｉｔ）におきラッ
クＷが高周波焼入処理を受けでいる間に回転テーブル４
１におき着脱位置（Ｉ）に割出されているラック支持治
具４５又は４６に対して加工ラインから後送された次の
ワークたるラックＷに付き、同様に該治具への取付けと
捩れ方向の確認とを遂行するのである。

その後再び回転テーブル４１をシリンダＣＹＬ−５の復
動で半回転させ、高周波焼入処理完了後のラックＷをラ
ック支持治具４５又は４６から取りはずし、一方、上述
した後送ラックＷに高周波焼入処理を施すのである。

なお、この後送ラックＷに対する高周波焼入処理の段階
では前回右又は左の一横方向に間欠送りされた高周波焼
入ヘッド３０を逆に左又は右の一横方向に間欠送りし、
この間に上・下方向の縦送りをおこなって一歯毎に高周
波焼入処理を施すのである。

このように本発明によれは加工ラインから送られるワー
クたる斜歯ラックＷに一定サイクルタイムにより連続的
に一歯毎の高周波焼入処理を施すことができるので極め
て高能率の焼入処理作業工程を実現でき、しかも−歯毎
の高周波焼入処理に伴う諸々の有利、即ち焼入れ歪や焼
割れ防止、ラック素材の強靭性の存続等の有利を得るこ
とができるのである。

勿論、本発明による高周波焼入装置を直歯のラックＷに
おける高周波焼入処理に適用させても良く、この場合に
は捩れ方向確認や焼入ヘッドの捩れ角割出等の作用は不
用となり、ワーク載台４０の回転と、高周波焼入ヘッド
３０の間欠横送りと上・下縦送りとの簡略な動作で連続
的に直歯ラックＷの高周波焼入が遂行できることになる
。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明によるラック歯の高周波焼入装
置における正面図、平面図、側面図、第４図は同装置の
高周波焼入ヘッドにおける間欠的な横送り機構の機構図
、第５図は同ヘッドにおける上・下方向の縦送り機構の
機構図、第６図は同装置の円形回転テーブルの千面略示
図、第７図は同装置の捩れ角割出機構の機構斜視図、第
８図は捩れ方向確認装置の構成を示す略示機構図、第９
図は同確認装置の作用を説明する部分略示図、第１０図
は同焼入装置の各種シリンダの油圧配管路とリミットス
イッチの配置を示す油圧回路図、第１１図Ａ、Ｂはシャ
トルテーブル式ワーク載台の機構平面及び側面図、第１
２図Ａ、Ｂはスイングアーム式ワーク載台の機構平面及
び側面図である。 尚、図中、２０；基台、３０；高周波焼入ヘッド、３３
；焼入コイル、３４ａ、３４ｂ；横ガイドバー、３５ａ
、３５ｂ；縦ガイドバー、４０；ワーク載台、４１；円
形テーブル、４５．４６；ラック支持治具、５０；捩れ
方向確認装置、５１；ヘッドボックス、５２，５３；プ
ローブ、６０；横送り主軸、６１；間欠送り機構、６６
；減速歯車機構、７０；横送り従軸、８０；カム軸、８
２；カム円板、８４；カム溝、１２３；捩れ角割出板、
Ｃ，ＹＬｉ〜ＣＹＬ−５；シリンダ、Ｓ■−１〜５Ｖ−
５；電磁切換弁、Ｍ：モータ、Ｐ；ポンプ、ＬＳ−１〜
ＬＳ−１２；リミットスイッチ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 基台の上方に設けられた高周波焼入ヘッドと、前記
   高周波焼入ヘッドの下方で前記基台上に設けられたラッ
   ク載台と、前記ラック載台上に取付けられたラック支持
   具と、前記ラック載台を移動させることにより前記ラッ
   ク支持具をラックの取付け、取付ずし用の着脱位置とラ
   ックの高周波焼入作業位置との二位置に交互に割出すラ
   ンク載台移動機構と、前記高周波焼入ヘッドを、前記高
   周波焼入作業位置に割出されたランクの長さ方向に延設
   された横ガイドバーを案内にして前記ラック載台の移動
   により高周波焼入作業位置へ割出された該ラックの一歯
   毎に遂次かつ間欠的に位置決め送りする高周波焼入ヘッ
   ドの間欠横送り機構と、前記高周波焼入ヘッドを前記各
   位置決め送りされた位置でラック歯面に向けて所定距離
   接近後退させる高周波焼入ヘッドの縦送り機構と、前記
   高周波焼入ヘッドの間欠横送り機構と縦送り機構とを相
   互に連動させる連動機構とを具備して構成されたことを
   特徴とするラック歯面の高周波焼入装置。 ２ 基台の上方に設けられた高周波焼入ヘッドと、前記
   高周波焼入ヘッドの下方の基台上に設けられたラック載
   台と、前記ラック載台上に取付けられたラック支持具と
   、前記ラック載台を移動させることにより前記ラック支
   持具をラックの取付け、取はずし用の着脱位置とラック
   の高周波焼入作業位置との二位置に交互に割出すラック
   載台移動機構と、前記着脱位置で前記ラック支持具に取
   付けられたランクのランク歯における左・右捩れ方向を
   予め検出する捩れ方向確認装置と、前記捩れ方向確認装
   置の検出結果に従って前記高周波焼入ヘッドを所定の捩
   れ角だけ縦軸まわりに旋回させる捩れ角割出機構と、前
   記高周波焼入ヘッドを前記高周波焼入作業位置に割出さ
   れたラックの長さ方向に延設された横ガイドバーを案内
   にして前記ラック載台の移動により高周波焼入作業位置
   へ割出された該ラックの一歯毎に遂次かつ間欠的に位置
   決め送りする高周波焼入ヘッドの間欠横送り機構と、前
   記高周波焼入ヘッドを前記各位置決め送りされた位置で
   ラック歯面に向けて所定距離接近後退させる高周波焼入
   ヘッドの縦送り機構と、前記高周波焼入ヘッドの間欠横
   送り機構と縦送り機構とを相互に連動させる連動機構と
   を具備して構成されたことを特徴とするラック歯面の高
   周波焼入装置。