JP2511335Y2 - Induction hardening coil for steering rack shaft - Google Patents
Induction hardening coil for steering rack shaftInfo
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Description
【考案の詳細な説明】 産業上の利用分野 この考案は、4WS(四輪操舵機構)のステアリングラ
ック軸に形成されているラック歯部分の焼入れを行なう
のに使用される高周波焼入れコイルに関するものであ
る。[Detailed Description of the Invention] Industrial field of application The present invention relates to an induction hardening coil used for hardening a rack tooth portion formed on a steering rack shaft of a 4WS (four-wheel steering mechanism). is there.
従来の技術 ステアリングラック軸の焼入れ方法の一つとして高周
波焼入れ法がある。この高周波焼入れ法は、ステアリン
グラック軸が導体であることを利用し、そのラック歯が
形成されている区間に高周波電流を流すとともに、この
ラック歯の形成されている区間と共に高周波電流の閉ル
ープを構成している導体を前記区間に近接配置すること
により、その区間を流れる高周波電流の電気抵抗により
発熱させるとともに、その区間にうず電流を発生させて
誘導加熱することによって効率的に加熱できる。さらに
高周波電流による表皮効果により、ラック歯が形成され
ている所定の区間を、表面から一定の深さまでを均一に
加熱して焼入れすることができる点で、他の焼入れ方法
より適していることから多く用いられている(例えば、
特開昭57−158325号公報参照)。2. Description of the Related Art Induction hardening is one of the methods for hardening a steering rack shaft. This induction hardening method makes use of the fact that the steering rack shaft is a conductor, and causes a high frequency current to flow in the section where the rack teeth are formed, and forms a closed loop of the high frequency current together with the section where the rack teeth are formed. By disposing the conducting conductor close to the section, heat is generated by the electric resistance of the high-frequency current flowing in the section, and eddy current is generated in the section to perform induction heating, whereby efficient heating can be achieved. Furthermore, it is more suitable than other quenching methods in that it can uniformly heat and quench the predetermined area where the rack teeth are formed from the surface to a certain depth due to the skin effect due to the high frequency current. Many are used (eg
(See JP-A-57-158325).
また、第6図および第7図に示すような4WS用のステ
アリングラック軸1においては、2つの歯面2,3がほぼ
V字状に形成されており、この互いに近接した2つの歯
面2,3を同時に焼入れする必要がある。そのため、ステ
アリングラック軸1を誘導加熱するこの焼入れコイル5
は、ベースとなる基板6と、内部に焼入れ液の供給路と
なる空洞を備え、基板6上に載置された誘導コイル兼ウ
ォータジャケット7とを有し、この誘導コイル兼ウォー
タジャケット7の上面には、ステアリングラック軸1の
2つの歯面2,3が成す角度とほぼ等しい角度のV字状の
凹部7aが形成されている。また、誘導コイル兼ウォータ
ジャケット7の前記凹部7aには、その内部に導入した焼
入れ液を噴出させる噴出孔7bが多数形成されている。Further, in the steering rack shaft 1 for 4WS as shown in FIGS. 6 and 7, two tooth flanks 2 and 3 are formed in a substantially V shape, and the two tooth flanks 2 adjacent to each other are formed. , 3 need to be quenched at the same time. Therefore, this quenching coil 5 that induction-heats the steering rack shaft 1
Has a base plate 6 serving as a base and an induction coil / water jacket 7 mounted on the base plate 6 and having a cavity serving as a quenching liquid supply path therein. The upper surface of the induction coil / water jacket 7 is A V-shaped concave portion 7a having an angle substantially equal to the angle formed by the two tooth flanks 2 and 3 of the steering rack shaft 1 is formed therein. Further, in the recess 7a of the induction coil / water jacket 7, a large number of ejection holes 7b for ejecting the quenching liquid introduced therein are formed.
さらに、前記誘導コイル兼ウォータジャケット7の一
方の端部側(第8図において左側)には、電極8が基板
6上に絶縁板9を介するとともに、誘導コイル兼ウォー
タジャケット7と非接触状態に設けられ、また他方の端
部側には電極10が、基板6に導通状態に載置されてお
り、ステアリングラック軸1のラック歯2a、3aの形成さ
れている区間が両電極8,10間に架け渡される。Further, on one end side (left side in FIG. 8) of the induction coil / water jacket 7, an electrode 8 is placed on the substrate 6 via an insulating plate 9 and is not in contact with the induction coil / water jacket 7. An electrode 10 is provided on the other end side and is placed in a conductive state on the substrate 6, and the section where the rack teeth 2a and 3a of the steering rack shaft 1 are formed is between the electrodes 8 and 10. Will be handed over to.
そして、ステアリングラック軸1の焼入れ時には、高
周波電流が基板6の電極8が絶縁して設けられている側
の端部(第8図において左端)から誘導コイル兼ウォー
タジャケット7を経由し、端部の電極10を介してステア
リングラック軸1に流れて反対側の電極8へ流れるよう
になっており、ステアリングラック軸1のラック歯2a,3
aが形成されている区間は、前記誘導コイル兼ウォータ
ジャケット7を流れる高周波電流により発生するうず電
流によって間接的に誘導加熱(第9図参照)されるとと
もに、ステアリングラック軸1のこの区間を流れる高周
波電流の電気抵抗によって直接的に誘導加熱されて効率
良く加熱される。When the steering rack shaft 1 is hardened, the high frequency current passes from the end (the left end in FIG. 8) on the side where the electrode 8 of the substrate 6 is insulated and passes through the induction coil / water jacket 7 to reach the end. Of the steering rack shaft 1 through the electrode 10 of the steering rack shaft 1 to the electrode 8 on the opposite side.
The section where a is formed is indirectly heated by induction (see FIG. 9) by the eddy current generated by the high-frequency current flowing through the induction coil / water jacket 7 and flows through this section of the steering rack shaft 1. The electric resistance of the high frequency current directly induces the induction heating to efficiently heat.
そして、所定の焼入れ深さが得られると、誘導コイル
兼ウォータジャケット7の噴出孔7bから水等の焼入れ液
が両歯面2,3に向けて噴出し、急冷して焼入れが行なわ
れる。Then, when a predetermined quenching depth is obtained, quenching liquid such as water is jetted from the jet holes 7b of the induction coil / water jacket 7 toward both tooth surfaces 2 and 3, and quenching is performed.
考案が解決しようとする課題 しかし、上述した従来のステアリングラック軸1の高
周波焼入れコイルの場合には、ラック歯2a,3aが形成さ
れている2つの歯面2,3が互いに接近している中央部分
4が過熱して焼割れや、焼入れ深さが深くなり過ぎる等
の品質不良が発生し易いという問題があった。However, in the case of the conventional induction hardening coil of the steering rack shaft 1 described above, the two tooth surfaces 2 and 3 on which the rack teeth 2a and 3a are formed are close to each other in the center. There is a problem in that the portion 4 is overheated and is likely to cause quality defects such as quench cracking and quenching depth becoming too deep.
これは、中央部分4がV字状の尖った部分となるため
熱容量が小さく、また両誘導コイル2,3によって両側か
ら加熱される結果、熱容量が大きいV字状の両側外端部
より先に温度が上昇して過熱状態となるためである。This is because the central portion 4 is a V-shaped pointed portion, so the heat capacity is small, and as a result of being heated from both sides by both induction coils 2 and 3, the V-shaped outer ends having a large heat capacity are located ahead of both ends. This is because the temperature rises and becomes overheated.
そして、この様な焼入れを行なつた場合におけるワー
クの表面硬さおよび焼入れ深さを調べると第10図および
第11図に示すようになる。すなわち、表面硬さは第10図
に示すように、充分に加熱された中央部付近が、規格で
あるビッカース硬さHv:600〜800の範囲内に納まるが、
外側端縁部では規格以下のHv:200〜300程度となり、規
格以下となってしまう。Then, when the surface hardness and the quenching depth of the work when such quenching is performed are examined, the results are as shown in FIGS. 10 and 11. That is, the surface hardness, as shown in FIG. 10, near the fully heated central portion is within the standard Vickers hardness Hv: 600 ~ 800,
At the outer edge, the Hv is below the standard, about 200 to 300, which is below the standard.
また焼入れ深さは、規格では深さ0.5mm〜1.5mmで硬度
がHv:450以上であるが、表面硬さでは、第11図に示すよ
うに中央部分4(第11図においてCの部分)とその周辺
(Bの部分)では強度的には充分合格するが、焼入れ深
さが深くなり過ぎてしまい、焼入れを行なった部分が脆
くなり、ラック歯が欠け易くなるという問題があった。The quenching depth is 0.5 mm to 1.5 mm in standard and the hardness is Hv: 450 or more, but in the surface hardness, as shown in FIG. 11, the central portion 4 (the portion C in FIG. 11). However, there is a problem in that the hardened portion becomes too deep, the hardened portion becomes brittle, and the rack teeth are easily chipped.
更に、2つの歯面2,3の外側端縁(第11図においてA
の部分)では焼入れ深さが不足するとともに表面硬さも
規格以下となるという問題があった。Furthermore, the outer edges of the two tooth flanks 2, 3 (A in FIG. 11)
However, there was a problem that the quenching depth was insufficient and the surface hardness was below the standard.
そこで、本出願人等は、ステアリングラック軸1のV
字状の両歯面2,3の中央部分4の過熱を防ぐことのでき
る高周波焼入れコイルについて既に提案している(実願
平1−88947号)。Therefore, the present applicants have proposed that the V of the steering rack shaft 1 is
An induction hardening coil capable of preventing overheating of the central portion 4 of the tooth-shaped tooth flanks 2 and 3 has already been proposed (Japanese Patent Application No. 1-88947).
これは、ほぼV字状に対向配置させた一対の高周波焼
入れコイルの内側端縁間に磁束遮断部材を介設するとと
もに、両高周波焼入れコイルの高周波電流の通り道とな
る通電チップの断面形状を、外側端縁より内側端縁側が
肉薄となるように形成したもので、高周波焼入れコイル
の内側端縁側に発生する磁束を減少させると同時に、磁
束遮断部材によって誘導加熱される内側端縁部の過熱を
防止するようになっている。This is because a magnetic flux blocking member is provided between the inner edges of a pair of induction hardening coils that are arranged to face each other in a substantially V shape, and the cross-sectional shape of the current-carrying tip that serves as a path for the high-frequency current of both induction hardening coils is It is formed so that the inner edge side is thinner than the outer edge, reducing the magnetic flux generated on the inner edge side of the induction hardening coil and at the same time overheating the inner edge part that is induction-heated by the magnetic flux blocking member. It is designed to prevent it.
この考案は、上記の技術と同様にほぼV字状に設けら
れた高周波焼入れコイルの内側端縁側の磁束を減少させ
るもので、その手段として、高周波電流の流れる方向が
同一な一対の誘導コイルの間に、高周波電流の流れる方
向が逆方向の誘導コイルを設けることにより、過熱し易
い部分に作用する磁力線を打ち消し合せることによって
誘導加熱による過熱を防止するこのできる高周波焼入れ
コイルを提供することを目的としている。This invention reduces the magnetic flux on the inner edge side of the induction hardening coil provided in a substantially V-shape similar to the above-mentioned technique. As a means for this, a pair of induction coils in which the high-frequency current flows in the same direction is used. It is an object of the present invention to provide an induction hardening coil capable of preventing overheating due to induction heating by providing an induction coil in which a high-frequency current flows in the opposite direction, by canceling out magnetic lines of force acting on a portion that easily overheats. I am trying.
課題を解決するための手段 上記課題を解決するための手段としてこの考案は、ス
テアリングラック軸のほぼV字状断面部の二面にそれぞ
れ形成されたラック歯を、誘導コイルに発生するうず電
流によって誘導加熱し、焼入れする高周波焼入れコイル
において、前記誘導コイルは、前記両ラック歯とそれぞ
れ相対する側部コイル部と、両ラック歯の中央部分と相
対する中央コイル部とからなり、前記両側部コイル部と
中央コイル部とで、コイルに流れる高周波電流の方向を
逆方向としたことを特徴としている。Means for Solving the Problems As a means for solving the above problems, the present invention has rack teeth formed on two surfaces of a substantially V-shaped cross section of a steering rack shaft by means of an eddy current generated in an induction coil. In an induction hardening coil for induction heating and quenching, the induction coil includes side coil portions facing the rack teeth and central coil portions facing the central portions of the rack teeth. It is characterized in that the direction of the high-frequency current flowing through the coil is opposite to that of the central part and the central coil part.
作用 この考案のステアリングラック軸の高周波焼入れコイ
ルは、二面のラック歯にそれぞれ相対する一対の側部コ
イル部と、これら両側の側部コイル部間に、両ラック歯
の中央部分に相対させて設けられた中央コイルとに分け
られ、これら3つのコイル部は、例えばS字状に接続さ
れる。そして、S字状の一方の端部から他方の端部に向
けて高周波電流を流すと両側の側部コイル部を流れる向
きと、中央コイル部を流れる向きとが逆向きとなる。し
たがって、この高周波焼入れコイルを用いてステアリン
グラック軸のV字状断面部の二面に形成されたラック歯
の区間を焼入れすると、V字状の中央部分においては、
両側の側部コイル部からそれぞれ発生した磁界の一部
が、中央コイル部から発生した磁界と干渉して互いに打
ち消し合うため、V字状に形成された中央部分の過熱を
防止することができる。The induction hardening coil of the steering rack shaft according to the present invention has a pair of side coil portions facing the rack teeth on the two sides, and a space between the side coil portions on both sides of the pair of side coil portions so as to face the center portion of both rack teeth. It is divided into a central coil provided, and these three coil portions are connected, for example, in an S shape. When a high-frequency current is passed from one end of the S-shape to the other end, the direction in which the side coil portions on both sides flow is opposite to the direction in which the central coil portion flows. Therefore, when the induction hardening coil is used to quench the sections of the rack teeth formed on the two surfaces of the V-shaped cross section of the steering rack shaft, the central portion of the V-shape is
Since a part of the magnetic field generated from each of the side coil portions on both sides interferes with the magnetic field generated from the central coil portion and cancels each other, overheating of the central portion formed in the V shape can be prevented.
実施例 以下、この考案の一実施例を第1図ないし第5図を参
照して説明する。Embodiment An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 5.
ステアリングラック軸用の高周波焼入れコイル11は、
基台12上に絶縁板12aを介してそれぞれ固定された、水
冷ジャケット兼用の誘導部コイル13と電極14,15とを備
えている。The induction hardening coil 11 for steering rack shaft is
An induction coil 13 also serving as a water cooling jacket and electrodes 14 and 15 fixed to the base 12 via an insulating plate 12a are provided.
また、この高周波焼入れコイル11により焼入れするス
テアリングラック軸1は、その一端側の一定の部分にほ
ぼV字状を成す二面2,3を備え、この二面にそれぞれラ
ック歯2a,3aを形成したもので(第1図参照)、これら
両ラック歯2a,3aが形成されている区間に対して高周波
焼入れコイル11により加熱し、焼入れを行なう。Further, the steering rack shaft 1 which is hardened by the induction hardening coil 11 is provided with two surfaces 2 and 3 having a substantially V shape at a certain portion on one end side thereof, and rack teeth 2a and 3a are formed on the two surfaces, respectively. Then, the section in which these rack teeth 2a and 3a are formed is heated by the induction hardening coil 11 to quench it.
そして、前記高周波焼入れコイル11の誘導部コイル13
は、第1誘導コイル13aと第2誘導コイル13bおよび第3
誘導コイル13cの3つの部分で構成され、基台12の幅方
向ほぼ中央に、高さの低い第2誘導コイル13bが設けら
れるとともに、その両側には、内側に傾斜面を備えた第
1誘導コイル13aおよび第3誘導コイル13cとが互いに離
隔し、かつ平行に配設されて、第1,第3誘導コイル13a,
13cの間には、焼入れを行なうステアリングラック軸1
のラック歯2a,3aが形成されている区間のV形状とほぼ
同じ角度のV字状の空間が形成されている。また、第1
誘導コイル13aと第3誘導コイル13cとはそれぞれ水冷ジ
ャケットを兼ねており、焼入れ用の冷却水を導入する通
路をその内部に備えるとともに、その内側の傾斜面に
は、ステアリングラック軸1の加熱した部分に向けて冷
却水を噴き付けるための多数の噴出孔16が形成されてい
る。Then, the induction portion coil 13 of the induction hardening coil 11 is
Is a first induction coil 13a, a second induction coil 13b, and a third induction coil 13a.
It is composed of three parts of the induction coil 13c, and a second induction coil 13b having a low height is provided substantially in the center of the base 12 in the width direction, and both sides of the first induction coil 13b are provided with an inner inclined surface. The coil 13a and the third induction coil 13c are spaced apart from each other and arranged in parallel with each other.
Steering rack shaft 1 for quenching between 13c
A V-shaped space having substantially the same angle as the V-shape in the section where the rack teeth 2a and 3a are formed is formed. Also, the first
Each of the induction coil 13a and the third induction coil 13c also serves as a water cooling jacket, and a passage for introducing cooling water for quenching is provided inside thereof, and the steering rack shaft 1 is heated on the inner inclined surface thereof. A large number of ejection holes 16 for ejecting the cooling water toward the portion are formed.
一方、誘導部コイル13の両端には電極14,15が、断面
L字形の一辺を絶縁板12a上にそれぞれ固定するととも
に、誘導部コイル13の端部からそれぞれ離隔して設けら
れており、両電極14,15の上端には、焼入れを行なうス
テアリングラック軸1をほぼ中央に支持するためのV字
状の凹部14a,15aを備えている。On the other hand, electrodes 14 and 15 are provided at both ends of the induction coil 13 so that one side of the L-shaped section is fixed on the insulating plate 12a and are separated from the ends of the induction coil 13. V-shaped recesses 14a and 15a are provided at the upper ends of the electrodes 14 and 15 for supporting the steering rack shaft 1 for quenching at substantially the center.
そして、誘導コイル部13の第1〜3の3つ誘導コイル
13a,13b,13cは、互いに隣接する同士を、端部において
接続具17,17により接続してS字状に連設され、S字状
の一方の端部から他方の端部に向けて高周波電流を流す
と、両側の第1誘導コイル13aおよび第3誘導コイル13c
を流れる向きと、中央の第2誘導コイル13bを流れる向
きとが逆向きとなるようになっている。そしてS字状に
連設された誘導部コイル13の一端となる第1誘導コイル
13aの端部は、高周波変成器(図示せず)の出力側配線
に接続される基台12と接続具18により電気的に接続され
るとともに、S字状の誘導部コイル13の他端となる第3
誘導コイル13cの端部は、接続具19を介して一方(第1
図において右方)の電極15に電気的に接続されている。Then, the first to third three induction coils of the induction coil unit 13
13a, 13b, 13c are connected to each other by connecting tools 17, 17 at their ends to connect them to each other in an S-shape, and high-frequency waves are directed from one end of the S-shape to the other end. When an electric current is passed, the first induction coil 13a and the third induction coil 13c on both sides
And the direction of flow in the central second induction coil 13b are opposite. A first induction coil that is one end of the induction coil 13 that is continuously connected in an S shape.
The end of 13a is electrically connected to the base 12 connected to the output side wiring of the high frequency transformer (not shown) by the connecting tool 18, and is also connected to the other end of the S-shaped induction coil 13 Become the third
The end portion of the induction coil 13c is connected to one side (first
It is electrically connected to the electrode 15 on the right side in the figure.
したがって、高周波電流は、第1図に矢印で示したよ
うに、先ず基台12から第1誘導コイル13a,第2誘導コイ
ル13b,第3誘導コイル13cを経て電極15に流れ、両電極1
5,14間に架け渡されたステアリングラック軸1を経由し
て電極14に流れるようになっている。Therefore, as shown by the arrow in FIG. 1, the high-frequency current first flows from the base 12 through the first induction coil 13a, the second induction coil 13b, and the third induction coil 13c to the electrode 15, and both electrodes 1
It flows to the electrode 14 via the steering rack shaft 1 that is bridged between the five and fourteen.
また、図示していないが、第1,第3誘導コイル13a,13
cのそれぞれの内部に形成された通路には、焼入れ用の
冷却水供給管が、バルブを介して配管接続されている。Although not shown, the first and third induction coils 13a, 13
A cooling water supply pipe for quenching is connected to a passage formed inside each of c through a valve.
次に、上記のように構成される高周波焼入れコイル11
を用いてステアリングラック軸1の焼入れを行なう場合
の作用を説明する。Next, the induction hardening coil 11 configured as described above.
The operation of quenching the steering rack shaft 1 will be described with reference to FIG.
先ず、ステアリングラック軸1を、そのラック歯2a,3
aが形成されているV字状の二面2,3が、それぞれ高周波
焼入れコイル11の両側の第1誘導コイル13aと第3誘導
コイル13cの各傾斜面と対向するようにして、高周波焼
入れコイル11の両電極14,15間に、焼入れを行なう区間
の両外側部分を支持して、通電可能に架け渡した後、基
台1と電極14との間に高周波電流を流すと、誘導部コイ
ル13を流れる高周波電流によって第1〜3の各誘導コイ
ル13a,13b,13cのそれぞれの周囲に磁界が発生し、近接
配置されたステアリングラック軸1の焼入れ区間が誘導
加熱される(第3図参照)。このとき、両側の第1誘導
コイル13aおよび第3誘導コイル13cと、中央の第2誘導
コイル13bとでは流れる電流の方向が逆であるため、発
生する磁界の極性も逆となる。First, the steering rack shaft 1 is attached to its rack teeth 2a, 3
The induction hardening coil is formed so that the two V-shaped surfaces 2 and 3 on which a is formed face the inclined surfaces of the first induction coil 13a and the third induction coil 13c on both sides of the induction hardening coil 11, respectively. When the high-frequency current is passed between the base 1 and the electrode 14 after supporting both outer portions of the quenching section between the 11 electrodes 14 and 15 and energizing them, the induction coil A magnetic field is generated around each of the first to third induction coils 13a, 13b, and 13c by the high-frequency current flowing through 13, and the quenching section of the steering rack shaft 1 arranged in proximity is induction-heated (see FIG. 3). ). At this time, since the directions of the currents flowing between the first induction coil 13a and the third induction coil 13c on both sides and the second induction coil 13b in the center are opposite, the polarities of the magnetic fields generated are also opposite.
したがって、両側に配設された第1誘導コイル13aと
第3誘導コイル13cとにそれぞれ発生した磁界のうち、
両コイル13a,13c間に設けられた第2誘導コイル13bに近
い中央付近においては、第2誘導コイル13bが発生する
極性の逆な磁界と干渉して互いに打ち消されることとな
る。その結果、加熱されるステアリングラック軸1のV
字状の二面2,3の内側端縁(中央部分4)に対する誘導
加熱の作用が抑制されて、この中央部分4の過熱を防止
して、ラック歯2a,3aの形成されている区間全体が、ほ
ぼ均等に加熱される。Therefore, of the magnetic fields generated in the first induction coil 13a and the third induction coil 13c arranged on both sides,
In the vicinity of the center near the second induction coil 13b provided between the coils 13a and 13c, the magnetic fields of opposite polarities generated by the second induction coil 13b interfere with each other and cancel each other out. As a result, the V of the heated steering rack shaft 1 is increased.
The effect of induction heating on the inner end edges (central portion 4) of the character-shaped two surfaces 2 and 3 is suppressed, and overheating of the central portion 4 is prevented, and the entire section where the rack teeth 2a and 3a are formed. Are heated almost evenly.
そして、ステアリングラック軸1のラック歯2a,3aが
形成されている区間を、所定の深さに焼入れできるまで
加熱されると、冷却水供給管のバルブが開かれて、冷却
ジャケットを兼ねる第1誘導コイル13aおよび第3誘導
コイル13cのそれぞれの内部の通路に冷却水が導入さ
れ、噴出光16から噴出して加熱されたステアリングラッ
ク軸1の表面に吹付けて、焼入れを行なう。Then, when the section of the steering rack shaft 1 where the rack teeth 2a, 3a are formed is heated to a predetermined depth, the valve of the cooling water supply pipe is opened to serve also as the cooling jacket. Cooling water is introduced into the respective passages inside the induction coil 13a and the third induction coil 13c, and is sprayed onto the surface of the steering rack shaft 1 which is jetted from the jetting light 16 and heated to perform quenching.
次に、上記のようにして焼入れされたステアリングラ
ック軸1のラック歯2a,3a部分について、その表面硬さ
と焼入れ深さおよび焼割れの有無等について品質検査を
行ない、その結果を第4図および第5図に表わし、これ
に基づいて説明する。Next, with respect to the rack teeth 2a and 3a of the steering rack shaft 1 that has been quenched as described above, a quality inspection is performed on the surface hardness, the hardening depth, and the presence or absence of hardening cracks, and the results are shown in FIG. This is shown in FIG. 5 and will be described based on this.
その結果、焼割れは全く発生せず、また前記焼入れ部
分の表面硬さは、第4図に示されているように、ラック
歯2a,3aが形成されている全ての部分においてビッカー
ス硬さHv:約800前後と、Hv:600〜800の規格内に納まっ
ている。また、焼入れ深さについては、第5図に示され
ているように、殆どの部分で表面硬さがHv:450以上で焼
入れ深さ0.5〜1.5mmの範囲という規格内に納まるか、も
しくはそれに近い値となっている。As a result, no quench cracks occur, and the surface hardness of the quenched portion is, as shown in FIG. 4, Vickers hardness Hv in all portions where the rack teeth 2a, 3a are formed. : Approximately 800, which is within the Hv: 600-800 standard. Regarding the quenching depth, as shown in Fig. 5, the surface hardness is Hv: 450 or more in most parts and the quenching depth is within the range of 0.5 to 1.5 mm, or It is a close value.
このように、本実施例の高周波焼入れコイル11を用い
れば、部分的な過熱等による焼割れの発生を防止でき、
焼入れした部分の表面硬さおよび焼入れ深さが適切で理
想的なステアリングラック軸の高周波焼入れを行なうこ
とができる。Thus, by using the induction hardening coil 11 of the present embodiment, it is possible to prevent the occurrence of quench cracks due to partial overheating,
The surface hardness and the quenching depth of the quenched portion are appropriate, and ideal induction hardening of the steering rack shaft can be performed.
考案の効果 以上、説明したようにこの考案はステアリングラック
軸の高周波焼入れコイルは、その誘導コイルを、V字状
の二面に形成されたラック歯とそれぞれ相対する一対の
側部コイル部と、両ラック歯の中央部分と相対する中央
コイル部とで構成し、両側の側部コイル部と中央コイル
部とで、コイルに流れる高周波電流の方向を逆方向と
し、両側の側部コイルの周囲に発生する磁界の極性と、
中央コイルの周囲に発生する磁界の極性とが逆となるよ
うにしたので、前記両ラック歯の中央部分において磁界
が干渉して互いに打ち消し合う結果、両ラック歯の中央
部への磁界の作用が抑制されて、この部分の過熱を防
ぎ、過熱による焼割れや焼入れ深さの深過ぎ等の品質不
良の発生を防止することができる。As described above, in the induction hardening coil of the steering rack shaft according to the present invention, the induction coil has a pair of side coil portions respectively facing rack teeth formed on two V-shaped faces, It is composed of the central portion of both rack teeth and the central coil portion facing each other.The side coil portion on both sides and the central coil portion make the direction of the high-frequency current flowing through the coil to be the opposite direction, and to surround the side coil on both sides. The polarity of the magnetic field generated,
Since the polarity of the magnetic field generated around the central coil is set to be opposite, the magnetic fields interfere and cancel each other out at the central portions of the rack teeth, resulting in the action of the magnetic field on the central portions of the rack teeth. It is suppressed, and it is possible to prevent overheating of this portion and prevent occurrence of quality defects such as quench cracking due to overheating and excessive quenching depth.
第1図ないし第5図はこの考案の一実施例を示すもの
で、第1図は高周波焼入れコイルにおける電流の流れを
示す説明図、第2図は高周波焼入れコイルの平面図、第
3図は第2図のIII−III線断面図、第4図は焼入れした
部分の表面硬さを示す線図、第5図は同じく焼入れ深さ
を示す線図、第6図はステアリングラック軸の要部を示
す側面図、第7図は第6図のVII−VII線断面図、第8図
ないし第11図は従来例を示し、第8図は従来の高周波焼
入れコイルにおける電流の流れを示す説明図、第9図は
第8図のIX−IX線断面図、第10図は従来のコイルにより
焼入れした部分の表面硬さを示す線図、第11図は同じく
焼入れ深さを示す線図である。 1……ステアリングラック軸、2a,3a……ラック歯、4
……中央部分、11……高周波焼入れコイル、12……基
台、12a……絶縁板、13……誘導部コイル、13a……第1
誘導コイル、13b……第2誘導コイル、13c……第3誘導
コイル、14,15……電極、16……噴出孔、17,18,19……
接続具。1 to 5 show an embodiment of the present invention. FIG. 1 is an explanatory view showing a current flow in an induction hardening coil, FIG. 2 is a plan view of the induction hardening coil, and FIG. Fig. 2 is a sectional view taken along the line III-III, Fig. 4 is a diagram showing the surface hardness of the quenched portion, Fig. 5 is a diagram showing the quenching depth, and Fig. 6 is a main part of the steering rack shaft. FIG. 7 is a side view, FIG. 7 is a cross-sectional view taken along line VII-VII of FIG. 6, FIGS. 8 to 11 show a conventional example, and FIG. 8 is an explanatory view showing a current flow in a conventional induction hardening coil. 9 is a sectional view taken along the line IX-IX in FIG. 8, FIG. 10 is a diagram showing the surface hardness of a portion quenched by a conventional coil, and FIG. 11 is a diagram showing the quenching depth. . 1 ... Steering rack shaft, 2a, 3a ... Rack teeth, 4
…… Center part, 11 …… Induction hardening coil, 12 …… Base, 12a …… Insulating plate, 13 …… Induction part coil, 13a …… First
Induction coil, 13b …… Second induction coil, 13c …… Third induction coil, 14,15 …… Electrode, 16 …… Spout hole, 17,18,19 ……
Connection.
Claims (1)
の二面にそれぞれ形成されたラック歯を、誘導コイルに
発生するうず電流によって誘導加熱し、焼入れする高周
波焼入れコイルにおいて、 前記誘導コイルは、前記両ラック歯とそれぞれ相対する
側部コイル部と、両ラック歯の中央部分と相対する中央
コイル部とからなり、前記両側部コイル部と中央コイル
部とで、コイルに流れる高周波電流の方向を逆方向とし
たことを特徴とするステアリングラック軸の高周波焼入
れコイル。1. An induction hardening coil in which rack teeth formed on two surfaces of a substantially V-shaped cross section of a steering rack shaft are induction-heated and hardened by an eddy current generated in an induction coil. A side coil portion facing each of the rack teeth, and a central coil portion facing the central portion of the rack teeth, and the direction of the high-frequency current flowing through the coil in the side coil portion and the central coil portion. The induction hardening coil for the steering rack shaft is characterized in that
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1990049217U JP2511335Y2 (en) | 1990-05-11 | 1990-05-11 | Induction hardening coil for steering rack shaft |
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Publications (2)
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JPH047646U JPH047646U (en) | 1992-01-23 |
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JP2005325421A (en) * | 2004-05-17 | 2005-11-24 | Denki Kogyo Co Ltd | High frequency induction heating device |
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- 1990-05-11 JP JP1990049217U patent/JP2511335Y2/en not_active Expired - Fee Related
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JPH047646U (en) | 1992-01-23 |
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