JPH06264992A - ステアリングラック軸 - Google Patents
ステアリングラック軸Info
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- JPH06264992A JPH06264992A JP7910293A JP7910293A JPH06264992A JP H06264992 A JPH06264992 A JP H06264992A JP 7910293 A JP7910293 A JP 7910293A JP 7910293 A JP7910293 A JP 7910293A JP H06264992 A JPH06264992 A JP H06264992A
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- shaft
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 ステアリングラック軸において、部分的な調
質により歪を低減し、ラック歯等の加工を良好にし、製
造効率を向上させ、製造コストを低廉とし、且つ剛性，
靭性，強度性を高くすること。 【構成】 ステアリングラック軸Ａの軸本体１のラック
歯形成部位１ａの少なくとも一部の軸方向箇所は調質４
として熱処理されてなること。
質により歪を低減し、ラック歯等の加工を良好にし、製
造効率を向上させ、製造コストを低廉とし、且つ剛性，
靭性，強度性を高くすること。 【構成】 ステアリングラック軸Ａの軸本体１のラック
歯形成部位１ａの少なくとも一部の軸方向箇所は調質４
として熱処理されてなること。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、部分的な調質により歪
を低減し、ラック歯等の加工を良好にし、製造効率を向
上させ、製造コストを低廉とし、且つ剛性，靭性，強度
性を高くしたステアリングラック軸に関する。
を低減し、ラック歯等の加工を良好にし、製造効率を向
上させ、製造コストを低廉とし、且つ剛性，靭性，強度
性を高くしたステアリングラック軸に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、炉内において軸の全体に調質
なる熱処理を行なって、軸の強度及び靱性を高めたステ
アリングラック軸は存在している。その全体が調質され
ているステアリングラック軸とは、素材の全体に調質を
して、ステアリングラック軸を形成するもので、ラック
歯のような耐磨耗性の必要なところには後から焼入の熱
処理がなされ、該焼入れ箇所以外は、そのまま調質され
ている。
なる熱処理を行なって、軸の強度及び靱性を高めたステ
アリングラック軸は存在している。その全体が調質され
ているステアリングラック軸とは、素材の全体に調質を
して、ステアリングラック軸を形成するもので、ラック
歯のような耐磨耗性の必要なところには後から焼入の熱
処理がなされ、該焼入れ箇所以外は、そのまま調質され
ている。
【０００３】ここで、調質とは、焼入後、比較的高い温
度（略４００℃以上）に焼戻して、トルースタイト組
織、あるいはソルバイト組織にする操作をいう。その調
質における焼入処理は、鋼材の心部まで一様に硬化ある
いは強化することを目的として行うもので、焼入後は約
４００℃以上の適当な温度に高温の焼戻を施すのが普通
である。
度（略４００℃以上）に焼戻して、トルースタイト組
織、あるいはソルバイト組織にする操作をいう。その調
質における焼入処理は、鋼材の心部まで一様に硬化ある
いは強化することを目的として行うもので、焼入後は約
４００℃以上の適当な温度に高温の焼戻を施すのが普通
である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】従来のステアリングラ
ック軸のように、全体調質を行なった場合、図２１の熱
処理の歪線比較グラフの従来の点線に示すように、その
調質による軸の歪（曲がり）は弓形状に大きくなる欠点
があった。このため、歪取り作業に時間が掛かり、製造
効率を低下させ、製造コストを高める弊害があった。さ
らに、全体調質によって生じた歪を矯正しても、鋼材
（ステアリングラック軸の素材）内の残留応力により、
その後の熱処理（ラック歯部、軸部等）のたびに、大き
な歪が発生する欠点があった。
ック軸のように、全体調質を行なった場合、図２１の熱
処理の歪線比較グラフの従来の点線に示すように、その
調質による軸の歪（曲がり）は弓形状に大きくなる欠点
があった。このため、歪取り作業に時間が掛かり、製造
効率を低下させ、製造コストを高める弊害があった。さ
らに、全体調質によって生じた歪を矯正しても、鋼材
（ステアリングラック軸の素材）内の残留応力により、
その後の熱処理（ラック歯部、軸部等）のたびに、大き
な歪が発生する欠点があった。
【０００５】また、ラック歯形成部位のラック歯等の加
工性を良好にして、加工効率、工具寿命を向上させるた
め、調質の硬度を比較的低くする必要があった。これが
ため、ステアリングラック軸の強度及び靱性を向上さ
せ、且つ剛性を高くすることが難しかった。すなわち、
図２２（軸内部硬度と曲げ荷重との関係）に示すよう
に、加工性を良好にするために、内部硬度を減少させる
と、今度は、負荷に対する曲げ荷重が弱くなる。また、
曲げ荷重に強くして、工作物（ステアリングラック軸）
が硬くなればなるほど（内部硬度が高くなる）、工具損
傷が早まり、加工精度が悪くなったり、切削抵抗が増大
して、切削温度を高め、磨耗の進行を早める欠点があっ
た。
工性を良好にして、加工効率、工具寿命を向上させるた
め、調質の硬度を比較的低くする必要があった。これが
ため、ステアリングラック軸の強度及び靱性を向上さ
せ、且つ剛性を高くすることが難しかった。すなわち、
図２２（軸内部硬度と曲げ荷重との関係）に示すよう
に、加工性を良好にするために、内部硬度を減少させる
と、今度は、負荷に対する曲げ荷重が弱くなる。また、
曲げ荷重に強くして、工作物（ステアリングラック軸）
が硬くなればなるほど（内部硬度が高くなる）、工具損
傷が早まり、加工精度が悪くなったり、切削抵抗が増大
して、切削温度を高め、磨耗の進行を早める欠点があっ
た。
【０００６】このように、製造効率、コストから加工性
が良く、且つ軸の強度及び靱性の高いステアリングラッ
ク軸を製作することが要望されている。
が良く、且つ軸の強度及び靱性の高いステアリングラッ
ク軸を製作することが要望されている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】そこで本発明は、前記課
題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、その発明
を、軸本体のラック歯形成部位の少なくとも一部の軸方
向箇所は調質として熱処理されてなるステアリングラッ
ク軸等としたことにより、部分的な調質によって歪が低
減され、ラック歯等の加工を良好にし、製造効率が向上
し、製造コストを低廉にでき、且つ剛性の高いステアリ
ングラック軸を提供でき、前記の課題を解決したもので
ある。
題を解決すべく、鋭意，研究を重ねた結果、その発明
を、軸本体のラック歯形成部位の少なくとも一部の軸方
向箇所は調質として熱処理されてなるステアリングラッ
ク軸等としたことにより、部分的な調質によって歪が低
減され、ラック歯等の加工を良好にし、製造効率が向上
し、製造コストを低廉にでき、且つ剛性の高いステアリ
ングラック軸を提供でき、前記の課題を解決したもので
ある。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明すると、図１，図２には、本実施例に係るステアリン
グラック軸Ａの全体が示されている。図１にはノーマル
ステアリング装置が、図２にはパワーステアリング装置
が示されている。このステアリングラック軸Ａの軸本体
１には、必要に応じて貫通孔２が形成されている。従っ
て、ステアリングラック軸Ａは断面略円形の中実の場合
と、断面略円形の中空の場合とが存在する。
明すると、図１，図２には、本実施例に係るステアリン
グラック軸Ａの全体が示されている。図１にはノーマル
ステアリング装置が、図２にはパワーステアリング装置
が示されている。このステアリングラック軸Ａの軸本体
１には、必要に応じて貫通孔２が形成されている。従っ
て、ステアリングラック軸Ａは断面略円形の中実の場合
と、断面略円形の中空の場合とが存在する。
【０００９】また、軸本体１の端部寄りの適宜の箇所に
は、絞り加工又はプレス加工等の塑性加工或いは切削加
工による平坦部３が形成されている。その軸本体１の両
側は、長さの長い軸部１ｃと短い軸部１ｃとされ、この
間に、平坦部３を有するラック歯形成部位１ａと背面部
１ｂとが形成されている。ラック歯形成部位１ａには複
数のラック歯１a1，１a1，…が形成されている。背面部
１ｂは、そのラック歯形成部位１ａの直径方向の反対側
の半円状部を指し、この軸方向の長さは、前記平坦部３
の長さと同等である。
は、絞り加工又はプレス加工等の塑性加工或いは切削加
工による平坦部３が形成されている。その軸本体１の両
側は、長さの長い軸部１ｃと短い軸部１ｃとされ、この
間に、平坦部３を有するラック歯形成部位１ａと背面部
１ｂとが形成されている。ラック歯形成部位１ａには複
数のラック歯１a1，１a1，…が形成されている。背面部
１ｂは、そのラック歯形成部位１ａの直径方向の反対側
の半円状部を指し、この軸方向の長さは、前記平坦部３
の長さと同等である。
【００１０】前記ラック歯形成部位１ａの少なくとも一
部の軸方向箇所が調質４され、該少なくとも一部のラッ
ク歯形成部位１ａとその直径方向の背面部１ｂとを硬度
が異なるように熱処理されている。
部の軸方向箇所が調質４され、該少なくとも一部のラッ
ク歯形成部位１ａとその直径方向の背面部１ｂとを硬度
が異なるように熱処理されている。
【００１１】その一部の調質４とは、図３に示すよう
に、ステアリングラック軸Ａのギヤボックス１０から最
大突出時に、該ギヤボックス１０の端部１０ａからラッ
ク支持部１１との間の対応箇所を指す。該対応箇所の範
囲をＳとして表す。図４も図３と調質４の一部の範囲Ｓ
は同一である。
に、ステアリングラック軸Ａのギヤボックス１０から最
大突出時に、該ギヤボックス１０の端部１０ａからラッ
ク支持部１１との間の対応箇所を指す。該対応箇所の範
囲をＳとして表す。図４も図３と調質４の一部の範囲Ｓ
は同一である。
【００１２】また、ステアリングラック軸Ａのギヤボッ
クス１０から最大突出時に、該ギヤボックス１０の端部
１０ａからラック支持弾発装置１２との間の対応箇所を
指す場合もあり、これは図３と略同一である。この構成
を言い換えると、ステアリングラック軸Ａのギヤボック
ス１０から最大突出時に、該ギヤボックス１０の端部１
０ａからラック支持部材（ラックガイド）１１ａとの間
の対応箇所を指すものである。
クス１０から最大突出時に、該ギヤボックス１０の端部
１０ａからラック支持弾発装置１２との間の対応箇所を
指す場合もあり、これは図３と略同一である。この構成
を言い換えると、ステアリングラック軸Ａのギヤボック
ス１０から最大突出時に、該ギヤボックス１０の端部１
０ａからラック支持部材（ラックガイド）１１ａとの間
の対応箇所を指すものである。
【００１３】また、図５に示すように、ステアリングラ
ック軸Ａのギヤボックス１０から最大突出時に、該ギヤ
ボックス１０の端部１０ａとラック支持部１１との対応
箇所を指す。この場合の対応箇所は２箇所存在し、範囲
Ｓ1 ，Ｓ2 として表す。この構成を言い換えると、ステ
アリングラック軸Ａのギヤボックス１０から最大突出時
に、該ギヤボックス１０の端部１０ａとラック支持部材
（ラックガイド）１１ａとの対応箇所を指す。図６も図
５と調質４の一部の範囲Ｓ1 ，Ｓ2 は同一である。
ック軸Ａのギヤボックス１０から最大突出時に、該ギヤ
ボックス１０の端部１０ａとラック支持部１１との対応
箇所を指す。この場合の対応箇所は２箇所存在し、範囲
Ｓ1 ，Ｓ2 として表す。この構成を言い換えると、ステ
アリングラック軸Ａのギヤボックス１０から最大突出時
に、該ギヤボックス１０の端部１０ａとラック支持部材
（ラックガイド）１１ａとの対応箇所を指す。図６も図
５と調質４の一部の範囲Ｓ1 ，Ｓ2 は同一である。
【００１４】また、図７に示したのは、ステアリングラ
ック軸Ａのギヤボックス１０から最大突出時に、ラック
支持部材（ラックガイド）１１ａ箇所付近の支持部を対
応箇所として一部の調質４として形成されている。その
対応箇所の範囲をＳとして表す。図８も図７と調質４の
一部の範囲Ｓは同一である。
ック軸Ａのギヤボックス１０から最大突出時に、ラック
支持部材（ラックガイド）１１ａ箇所付近の支持部を対
応箇所として一部の調質４として形成されている。その
対応箇所の範囲をＳとして表す。図８も図７と調質４の
一部の範囲Ｓは同一である。
【００１５】また、図９に示したのは、ラック歯形成部
位１ａの全体（ラック軸の長手方向の長さの一部）に亘
って調質４が形成されている。この範囲をＳとして表
す。図１０も図９と調質４の一部の範囲Ｓは同一であ
る。
位１ａの全体（ラック軸の長手方向の長さの一部）に亘
って調質４が形成されている。この範囲をＳとして表
す。図１０も図９と調質４の一部の範囲Ｓは同一であ
る。
【００１６】なお、図１及び図２において、１３はピニ
オン、１４は継手、１５はタイロット、１６は蛇腹、１
７はピストン、１８はポートである。
オン、１４は継手、１５はタイロット、１６は蛇腹、１
７はピストン、１８はポートである。
【００１７】その調質４なる熱処理する場合には、４０
０℃以上の高温で焼戻処理を行なう必要がある。
０℃以上の高温で焼戻処理を行なう必要がある。
【００１８】その調質４の実験例としては、材質がＳ４
５Ｃ材（ＪＩＳ）の中空のステアリングラック加工材Ａ
0 （外径約２５mm、全長約８００mm、貫通孔径約１０m
m）を、高周波焼入装置の焼入用誘導コイル１９にて、
焼入時の加熱温度、すなわち、焼入温度約８００℃乃至
９００℃で、数秒乃至十数秒間加熱して冷却し、焼入
し、そのとき金属組織をマルテンサイト組織とする。そ
の後に、ラック歯形成部位（加工箇所部）を高周波によ
る調質用誘導コイル２０にて焼戻温度を約５００℃乃至
約７００℃で、加熱時間を数秒乃至十数秒として焼戻処
理を行い、これによって、調質４を形成し、金属組織を
調質組織（トルースタイト、ソルバイト組織）とする。
５Ｃ材（ＪＩＳ）の中空のステアリングラック加工材Ａ
0 （外径約２５mm、全長約８００mm、貫通孔径約１０m
m）を、高周波焼入装置の焼入用誘導コイル１９にて、
焼入時の加熱温度、すなわち、焼入温度約８００℃乃至
９００℃で、数秒乃至十数秒間加熱して冷却し、焼入
し、そのとき金属組織をマルテンサイト組織とする。そ
の後に、ラック歯形成部位（加工箇所部）を高周波によ
る調質用誘導コイル２０にて焼戻温度を約５００℃乃至
約７００℃で、加熱時間を数秒乃至十数秒として焼戻処
理を行い、これによって、調質４を形成し、金属組織を
調質組織（トルースタイト、ソルバイト組織）とする。
【００１９】前記ラック歯形成部位１ａとその直径方向
の背面部１ｂとを硬度が異なるように調質４すること
は、図１６（ａ）及び図１７に示すように、焼戻工程の
場合に、ステアリングラック加工材Ａ0 の断面半円部の
みを加熱する調質用誘導コイル２０にて、ステアリング
ラック加工材Ａ0 を固定状態として、そのラック歯形成
部位１ａ側のみを所定時間加熱することで、背面部１ｂ
側は、その熱影響により焼戻作用によりラック歯形成部
位１ａ側よりも焼戻温度が低くなる。これによって硬度
が異なるようになる。けだし、調質４は４００℃以上の
高温で焼戻処理を行なうが、焼戻温度が高ければ高い
程、硬度は低くなるためである。
の背面部１ｂとを硬度が異なるように調質４すること
は、図１６（ａ）及び図１７に示すように、焼戻工程の
場合に、ステアリングラック加工材Ａ0 の断面半円部の
みを加熱する調質用誘導コイル２０にて、ステアリング
ラック加工材Ａ0 を固定状態として、そのラック歯形成
部位１ａ側のみを所定時間加熱することで、背面部１ｂ
側は、その熱影響により焼戻作用によりラック歯形成部
位１ａ側よりも焼戻温度が低くなる。これによって硬度
が異なるようになる。けだし、調質４は４００℃以上の
高温で焼戻処理を行なうが、焼戻温度が高ければ高い
程、硬度は低くなるためである。
【００２０】実施例において、そのラック歯形成部位１
ａ（硬度低い）と背面部１ｂ（硬度高い）との硬度が異
なる断面としては、図３，図５，図７，図９に示されて
おり、何れも、歯面側の組織は背面側よりも密度が高く
なっており、密度が高いと硬度は低くなる。その図３，
図５，図７，図９における（ｂ）が調質４を施した状態
の断面であり、図３（ｃ）及び図５（ｃ）は、その
（ｂ）の状態を保持しつつラック歯１a1が最終的に高周
波焼入されて歯部焼入層５として形成された断面を示
す。
ａ（硬度低い）と背面部１ｂ（硬度高い）との硬度が異
なる断面としては、図３，図５，図７，図９に示されて
おり、何れも、歯面側の組織は背面側よりも密度が高く
なっており、密度が高いと硬度は低くなる。その図３，
図５，図７，図９における（ｂ）が調質４を施した状態
の断面であり、図３（ｃ）及び図５（ｃ）は、その
（ｂ）の状態を保持しつつラック歯１a1が最終的に高周
波焼入されて歯部焼入層５として形成された断面を示
す。
【００２１】以上のように、ラック歯形成部位１ａと背
面部１ｂとの硬度が異なるように調質４されたことで、
背面部１ｂは使用時における強度性を保持でき、他面、
ラック歯形成部位１ａにラック歯１a1を成形するときに
著しく加工性を良好にできるものである。
面部１ｂとの硬度が異なるように調質４されたことで、
背面部１ｂは使用時における強度性を保持でき、他面、
ラック歯形成部位１ａにラック歯１a1を成形するときに
著しく加工性を良好にできるものである。
【００２２】上記実験例での調質４では、例えば、ラッ
ク歯形成部位１ａの調質硬度をＨＲＣ約１５〜約２８と
して、その背面部１ｂの調質硬度がＨＲＣ約３０〜約５
０と高くできた。この場合の実験例として、ステアリン
グラック軸Ａの全体を固定状態とし、ラック歯１a1を有
する側の一端を押し曲げたときに、ラック歯形成部位１
ａの一部に部分調質４を設け、調質硬度の歯側でＨＲＣ
２３、背面側でＨＲＣ３５で、従来のステアリングラッ
ク軸を全体調質とし、この調質硬度がＨＲＣ２１の条件
にて、部分調質の場合が従来の全体調質よりも曲げ荷重
が約５割増加した。
ク歯形成部位１ａの調質硬度をＨＲＣ約１５〜約２８と
して、その背面部１ｂの調質硬度がＨＲＣ約３０〜約５
０と高くできた。この場合の実験例として、ステアリン
グラック軸Ａの全体を固定状態とし、ラック歯１a1を有
する側の一端を押し曲げたときに、ラック歯形成部位１
ａの一部に部分調質４を設け、調質硬度の歯側でＨＲＣ
２３、背面側でＨＲＣ３５で、従来のステアリングラッ
ク軸を全体調質とし、この調質硬度がＨＲＣ２１の条件
にて、部分調質の場合が従来の全体調質よりも曲げ荷重
が約５割増加した。
【００２３】他のステアリングラック軸Ａの実施例とし
ては、そのラック歯形成部位１ａの一部の軸方向箇所が
調質４として熱処理されている。すなわち、この熱処理
は、ラック歯形成部位１ａと背面部１ｂとが調質４の焼
戻温度が４００℃以上で、この温度の近傍（４００℃〜
約５００℃）であり、しかも、硬度及び加工性の両方を
満足したものである。この場合のラック歯形成部位１ａ
と背面部１ｂとの硬度は同一である。このように同一硬
度にするには、図１６（ｂ）に示すように、ステアリン
グラック加工材Ａ0 の断面半円部のみを加熱する焼入用
誘導コイル１９にて、ステアリングラック加工材Ａ0 を
回転状態として、軸全体を加熱して調質４処理を行な
う。
ては、そのラック歯形成部位１ａの一部の軸方向箇所が
調質４として熱処理されている。すなわち、この熱処理
は、ラック歯形成部位１ａと背面部１ｂとが調質４の焼
戻温度が４００℃以上で、この温度の近傍（４００℃〜
約５００℃）であり、しかも、硬度及び加工性の両方を
満足したものである。この場合のラック歯形成部位１ａ
と背面部１ｂとの硬度は同一である。このように同一硬
度にするには、図１６（ｂ）に示すように、ステアリン
グラック加工材Ａ0 の断面半円部のみを加熱する焼入用
誘導コイル１９にて、ステアリングラック加工材Ａ0 を
回転状態として、軸全体を加熱して調質４処理を行な
う。
【００２４】実施例において、そのラック歯形成部位１
ａと背面部１ｂとの硬度が同じになる断面としては、図
４，図６，図８，図１０に示されており、何れも、断面
全体の組織の密度は均一に構成されている。その図４，
図６，図８，図１０における（ｂ）が調質４を施した状
態の断面であり、図４（ｃ）及び図６（ｃ）は、その
（ｂ）の状態を保持しつつラック歯１a1が最終的に高周
波焼入されて歯部焼入層５として形成された断面を示
す。
ａと背面部１ｂとの硬度が同じになる断面としては、図
４，図６，図８，図１０に示されており、何れも、断面
全体の組織の密度は均一に構成されている。その図４，
図６，図８，図１０における（ｂ）が調質４を施した状
態の断面であり、図４（ｃ）及び図６（ｃ）は、その
（ｂ）の状態を保持しつつラック歯１a1が最終的に高周
波焼入されて歯部焼入層５として形成された断面を示
す。
【００２５】さらに、他のステアリングラック軸Ａの実
施例としては、ラック歯形成部位１ａの少なくとも一部
の軸方向箇所が焼入，焼戻され、該ラック歯形成部位１
ａのみが調質４され、該調質４された少なくとも一部の
ラック歯形成部位１ａとその直径方向の背面部１ｂ（焼
戻のみ）との硬度が異なるように熱処理されている。こ
の熱処理は、焼戻工程の場合に、図３，図５，図７，図
９の実施例と同様に、ステアリングラック軸Ａの断面半
円部のみを加熱する調質用誘導コイル２０にて、ステア
リングラック軸Ａを固定状態として、そのラック歯形成
部位１ａ側のみを所定時間加熱するものであり、このと
きのラック歯形成部位１ａ側を焼戻温度が４００℃以上
で、この温度の近傍（４００℃〜約５００℃）とする
と、ラック歯形成部位１ａは調質４され、背面部１ｂの
加熱温度は４００℃よりも低く、例えば３００℃の低温
度で焼戻すると、マルテンサイト組織のままで、あまり
硬度を下げないで、組織の安定化ができる。これによっ
て、背面部１ｂは単なる焼戻処理となる。
施例としては、ラック歯形成部位１ａの少なくとも一部
の軸方向箇所が焼入，焼戻され、該ラック歯形成部位１
ａのみが調質４され、該調質４された少なくとも一部の
ラック歯形成部位１ａとその直径方向の背面部１ｂ（焼
戻のみ）との硬度が異なるように熱処理されている。こ
の熱処理は、焼戻工程の場合に、図３，図５，図７，図
９の実施例と同様に、ステアリングラック軸Ａの断面半
円部のみを加熱する調質用誘導コイル２０にて、ステア
リングラック軸Ａを固定状態として、そのラック歯形成
部位１ａ側のみを所定時間加熱するものであり、このと
きのラック歯形成部位１ａ側を焼戻温度が４００℃以上
で、この温度の近傍（４００℃〜約５００℃）とする
と、ラック歯形成部位１ａは調質４され、背面部１ｂの
加熱温度は４００℃よりも低く、例えば３００℃の低温
度で焼戻すると、マルテンサイト組織のままで、あまり
硬度を下げないで、組織の安定化ができる。これによっ
て、背面部１ｂは単なる焼戻処理となる。
【００２６】また、図１１（ａ）〜（ｆ）に示したもの
は、さらに他の中空のステアリングラック軸Ａの実施例
の断面図であり、（ａ）はラック歯形成部位１ａが非調
質部（生材状態等）で、その背面部１ｂが調質４された
ものである。（ｂ）は、その（ａ）の状態を保持しつつ
ラック歯１a1が最終的に高周波焼入されて歯部焼入層５
として形成された断面を示す。さらに（ｃ）はラック歯
形成部位１ａ及び背面部１ｂ全体、すなわち、軸本体１
の断面の外周のみが調質４され、且つラック歯形成部位
１ａ（硬度低い）と背面部１ｂ（硬度高い）との硬度が
異なるように形成されたものである。その中心部は非調
質部（生材状態等）である。（ｄ）は、その（ｃ）の状
態を保持しつつラック歯１a1が最終的に高周波焼入され
て歯部焼入層５として形成された断面を示す。また、
（ｅ）はラック歯形成部位１ａ及び背面部１ｂ全体、す
なわち、軸本体１の断面の外周のみが調質４され、且つ
ラック歯形成部位１ａと背面部１ｂとの硬度が同じにな
るように形成されたものである。その中心部は非調質部
（生材状態等）である。（ｆ）は、その（ｅ）の状態を
保持しつつラック歯１a1が最終的に高周波焼入されて歯
部焼入層５として形成された断面を示す。
は、さらに他の中空のステアリングラック軸Ａの実施例
の断面図であり、（ａ）はラック歯形成部位１ａが非調
質部（生材状態等）で、その背面部１ｂが調質４された
ものである。（ｂ）は、その（ａ）の状態を保持しつつ
ラック歯１a1が最終的に高周波焼入されて歯部焼入層５
として形成された断面を示す。さらに（ｃ）はラック歯
形成部位１ａ及び背面部１ｂ全体、すなわち、軸本体１
の断面の外周のみが調質４され、且つラック歯形成部位
１ａ（硬度低い）と背面部１ｂ（硬度高い）との硬度が
異なるように形成されたものである。その中心部は非調
質部（生材状態等）である。（ｄ）は、その（ｃ）の状
態を保持しつつラック歯１a1が最終的に高周波焼入され
て歯部焼入層５として形成された断面を示す。また、
（ｅ）はラック歯形成部位１ａ及び背面部１ｂ全体、す
なわち、軸本体１の断面の外周のみが調質４され、且つ
ラック歯形成部位１ａと背面部１ｂとの硬度が同じにな
るように形成されたものである。その中心部は非調質部
（生材状態等）である。（ｆ）は、その（ｅ）の状態を
保持しつつラック歯１a1が最終的に高周波焼入されて歯
部焼入層５として形成された断面を示す。
【００２７】また、図１２（ａ）〜（ｆ）に示したもの
は、さらに他の中実のステアリングラック軸Ａの実施例
の断面図であり、その具体的態様は、図１１の（ａ）〜
（ｆ）と同一である。
は、さらに他の中実のステアリングラック軸Ａの実施例
の断面図であり、その具体的態様は、図１１の（ａ）〜
（ｆ）と同一である。
【００２８】図１８，図２０に示すように、軸本体１の
軸部１ｃの適宜の箇所に部分的な調質４を行なうことも
ある。すなわち、ステアリングラック軸Ａのギヤボック
ス１０から最大突出時に、該ギヤボックス１０の端部１
０ａ箇所の支持対応箇所であり、該対応箇所の範囲をＳ
として表す。図１９は図１８おける調質４を一部の範囲
Ｓ1 ，Ｓ2 を２つに分けたものである。
軸部１ｃの適宜の箇所に部分的な調質４を行なうことも
ある。すなわち、ステアリングラック軸Ａのギヤボック
ス１０から最大突出時に、該ギヤボックス１０の端部１
０ａ箇所の支持対応箇所であり、該対応箇所の範囲をＳ
として表す。図１９は図１８おける調質４を一部の範囲
Ｓ1 ，Ｓ2 を２つに分けたものである。
【００２９】軸部１ｃにおける調質４についても、断面
的にみて２分の１づつの硬度が異なる場合〔図１８
（ｂ）参照〕と、全体が同一硬度の場合〔図１９（ｂ）
及び図２０（ｂ）参照〕とがある。
的にみて２分の１づつの硬度が異なる場合〔図１８
（ｂ）参照〕と、全体が同一硬度の場合〔図１９（ｂ）
及び図２０（ｂ）参照〕とがある。
【００３０】なお、図２のパワーステアリング装置の場
合には、ラック歯１a1側と、軸部１ｃ側とがあり、両方
に調質４が設けられるものである。
合には、ラック歯１a1側と、軸部１ｃ側とがあり、両方
に調質４が設けられるものである。
【００３１】また、ステアリングラック軸Ａの製造方法
について簡単に述べると、図１３に示すように、まず、
ステアリングラック加工材Ａ0 〔図１３（ａ）参照〕に
対して、その適宜の箇所に平坦部３をプレス加工し〔図
１３（ｂ）参照〕、次いで、ステアリング加工材Ａ0
を、高周波焼入装置の焼入用誘導コイル１９にて、加熱
し、冷却して焼入し、次いでラック歯形成部位１ａ（加
工箇所部）を高周波による調質用誘導コイル２０にて加
熱温度５００℃乃至約７００℃にて焼戻す。これによっ
て調質４を形成する〔図１３（ｃ）参照〕。その後に、
ラック歯１a1を加工し〔図１３（ｄ）参照〕、最後に、
そのラック歯１a1箇所のみを高周波焼入装置にて焼入し
て〔図１３（ｅ）参照〕ステアリングラック軸Ａを製造
するものである。
について簡単に述べると、図１３に示すように、まず、
ステアリングラック加工材Ａ0 〔図１３（ａ）参照〕に
対して、その適宜の箇所に平坦部３をプレス加工し〔図
１３（ｂ）参照〕、次いで、ステアリング加工材Ａ0
を、高周波焼入装置の焼入用誘導コイル１９にて、加熱
し、冷却して焼入し、次いでラック歯形成部位１ａ（加
工箇所部）を高周波による調質用誘導コイル２０にて加
熱温度５００℃乃至約７００℃にて焼戻す。これによっ
て調質４を形成する〔図１３（ｃ）参照〕。その後に、
ラック歯１a1を加工し〔図１３（ｄ）参照〕、最後に、
そのラック歯１a1箇所のみを高周波焼入装置にて焼入し
て〔図１３（ｅ）参照〕ステアリングラック軸Ａを製造
するものである。
【００３２】また、図１４に示したステアリングラック
軸Ａの別の製造方法は、ラック歯１a1を加工し〔図１４
（ｃ）参照〕した後に、ラック歯形成部位１ａ（加工箇
所部）にラック歯１a1を有した箇所を調質用誘導コイル
２０にて加熱温度５００℃乃至約７００℃にて焼戻して
調質４を形成する〔図１４（ｄ）参照〕。すなわち、図
１３の順序とは一部において逆であるがその他は図１３
と同様の工程によってステアリングラック軸Ａを製造す
る。
軸Ａの別の製造方法は、ラック歯１a1を加工し〔図１４
（ｃ）参照〕した後に、ラック歯形成部位１ａ（加工箇
所部）にラック歯１a1を有した箇所を調質用誘導コイル
２０にて加熱温度５００℃乃至約７００℃にて焼戻して
調質４を形成する〔図１４（ｄ）参照〕。すなわち、図
１３の順序とは一部において逆であるがその他は図１３
と同様の工程によってステアリングラック軸Ａを製造す
る。
【００３３】
【発明の効果】請求項１の発明においては、まず、ステ
アリングラック軸Ａの調質４後の歪（曲がり）を大幅に
低減させることができる。これによって、調質４の硬度
を高めると（加熱温度を４００℃に近づけること）一般
に軸に歪が大きくなるが、本発明では、部分的な調質４
であるため、調質４の硬度を高めても軸の歪（曲がり）
を低減させることができる〔図２１の熱処理の歪線比較
グラフ（従来品として、全体調質で調質硬度ＨＲＣ２
０、本発明の一実施例として、部分調質で調質硬度：歯
側ＨＲＣ２３、背面側ＨＲＣ３５）の実線参照〕。すな
わち、従来のラック軸全体の調質よりも高い調質硬度と
することができ、所望位置を極めて強固にできる。
アリングラック軸Ａの調質４後の歪（曲がり）を大幅に
低減させることができる。これによって、調質４の硬度
を高めると（加熱温度を４００℃に近づけること）一般
に軸に歪が大きくなるが、本発明では、部分的な調質４
であるため、調質４の硬度を高めても軸の歪（曲がり）
を低減させることができる〔図２１の熱処理の歪線比較
グラフ（従来品として、全体調質で調質硬度ＨＲＣ２
０、本発明の一実施例として、部分調質で調質硬度：歯
側ＨＲＣ２３、背面側ＨＲＣ３５）の実線参照〕。すな
わち、従来のラック軸全体の調質よりも高い調質硬度と
することができ、所望位置を極めて強固にできる。
【００３４】また、一部の調質４であるために、従来の
全体調質とは異なり、歪取りが容易となり、製造効率を
向上させ、ひいては製造コストの低廉化ができる。
全体調質とは異なり、歪取りが容易となり、製造効率を
向上させ、ひいては製造コストの低廉化ができる。
【００３５】また、請求項２の発明においては、ラック
歯形成部位１ａの少なくとも一部の軸方向箇所を調質４
し、該少なくとも一部のラック歯形成部位１ａとその直
径方向の背面部１ｂとを硬度が異なるように熱処理した
ことにより、調質４後にラック歯１a1の加工を行なう場
合、そのラック歯形成部位１ａ箇所は、比較的硬度が低
くなり、加工しやすくなり、他面、背面部１ｂは、硬度
が高く、使用時における曲げ荷重等の負荷に充分に耐え
うる剛性と靱性，強度性を得ることができる利点があ
る。
歯形成部位１ａの少なくとも一部の軸方向箇所を調質４
し、該少なくとも一部のラック歯形成部位１ａとその直
径方向の背面部１ｂとを硬度が異なるように熱処理した
ことにより、調質４後にラック歯１a1の加工を行なう場
合、そのラック歯形成部位１ａ箇所は、比較的硬度が低
くなり、加工しやすくなり、他面、背面部１ｂは、硬度
が高く、使用時における曲げ荷重等の負荷に充分に耐え
うる剛性と靱性，強度性を得ることができる利点があ
る。
【００３６】また、請求項３の場合にも、請求項２と略
同等の効果を奏する。
同等の効果を奏する。
【００３７】次に、請求項４の場合には、ステアリング
ラック軸Ａに貫通孔２を設けて、中空とした場合には、
一般に、軸が中空の場合、断面積が小さく中実より軸剛
性が劣ってしまうが、調質４の硬度によっては、ラック
歯形成部位１ａ箇所を強固にでき、軸径を最小限にでき
る。
ラック軸Ａに貫通孔２を設けて、中空とした場合には、
一般に、軸が中空の場合、断面積が小さく中実より軸剛
性が劣ってしまうが、調質４の硬度によっては、ラック
歯形成部位１ａ箇所を強固にでき、軸径を最小限にでき
る。
【００３８】また、請求項５の場合には、特に、中空と
しても、ラック歯形成部位１ａよりも背面部１ｂの調質
硬度が高くできるので、軸径を大きくすることなく、よ
り効果的に軽量化した中空のステアリングラック軸Ａを
提供できる。
しても、ラック歯形成部位１ａよりも背面部１ｂの調質
硬度が高くできるので、軸径を大きくすることなく、よ
り効果的に軽量化した中空のステアリングラック軸Ａを
提供できる。
【００３９】次に、請求項６の場合には、請求項５と略
同等の効果を奏する。
同等の効果を奏する。
【００４０】また、請求項７乃至９については、最終製
品としてラック歯１a1箇所に高周波焼入処理されている
ため、歯としての対磨耗性に優れたものにでき、且つ前
記の請求項１乃至３の効果をも有する。
品としてラック歯１a1箇所に高周波焼入処理されている
ため、歯としての対磨耗性に優れたものにでき、且つ前
記の請求項１乃至３の効果をも有する。
【００４１】次に、請求項１０については、ラック歯形
成部位１ａ以外であるが、調質４として熱処理されてい
るのは軸方向の一部の軸部１ｃであるため、調質４の硬
度を高めても軸の歪を僅かにでき、これによって、従来
のラック軸全体の調質よりも高い調質硬度とすることが
でき、所望位置を強固にできるし、さらには、歪取りも
簡単にでき、製造コストが低廉となる等の効果を奏す
る。
成部位１ａ以外であるが、調質４として熱処理されてい
るのは軸方向の一部の軸部１ｃであるため、調質４の硬
度を高めても軸の歪を僅かにでき、これによって、従来
のラック軸全体の調質よりも高い調質硬度とすることが
でき、所望位置を強固にできるし、さらには、歪取りも
簡単にでき、製造コストが低廉となる等の効果を奏す
る。
【００４２】
【図１】本発明を設けたノーマルステアリング装置の要
部断面図
部断面図
【図２】本発明を設けたパワーステアリング装置の要部
断面図
断面図
【図３】（ａ）は本発明の要部側面図 （ｂ）は（ａ）のＰ3 矢視拡大断面図 （ｃ）は（ａ）のＰ3 矢視箇所でラック歯を高周波焼入
した拡大断面図
した拡大断面図
【図４】（ａ）は本発明の要部側面図 （ｂ）は（ａ）のＰ4 矢視拡大断面図 （ｃ）は（ａ）のＰ4 矢視箇所でラック歯を高周波焼入
した拡大断面図
した拡大断面図
【図５】（ａ）は本発明の要部側面図 （ｂ）は（ａ）のＰ5 矢視拡大断面図 （ｃ）は（ａ）のＰ5 矢視箇所でラック歯を高周波焼入
した拡大断面図
した拡大断面図
【図６】（ａ）は本発明の要部側面図 （ｂ）は（ａ）のＰ6 矢視拡大断面図 （ｃ）は（ａ）のＰ6 矢視箇所でラック歯を高周波焼入
した拡大断面図
した拡大断面図
【図７】（ａ）は本発明の要部側面図 （ｂ）は（ａ）のＰ7 矢視拡大断面図
【図８】（ａ）は本発明の要部側面図 （ｂ）は（ａ）のＰ8 矢視拡大断面図
【図９】（ａ）は本発明の要部側面図 （ｂ）は（ａ）のＰ9 矢視拡大断面図
【図１０】（ａ）は本発明の要部側面図 （ｂ）は（ａ）のＰ10矢視拡大断面図
【図１１】（ａ）は中空のステアリングラック軸の他の
実施例の拡大断面図 （ｂ）は（ａ）でラック歯を高周波焼入した拡大断面図 （ｃ）は中空のステアリングラック軸の他の実施例の拡
大断面図 （ｄ）は（ｃ）でラック歯を高周波焼入した拡大断面図 （ｅ）は中空のステアリングラック軸の他の実施例の拡
大断面図 （ｆ）は（ｅ）でラック歯を高周波焼入した拡大断面図
実施例の拡大断面図 （ｂ）は（ａ）でラック歯を高周波焼入した拡大断面図 （ｃ）は中空のステアリングラック軸の他の実施例の拡
大断面図 （ｄ）は（ｃ）でラック歯を高周波焼入した拡大断面図 （ｅ）は中空のステアリングラック軸の他の実施例の拡
大断面図 （ｆ）は（ｅ）でラック歯を高周波焼入した拡大断面図
【図１２】（ａ）は中実のステアリングラック軸の他の
実施例の拡大断面図 （ｂ）は（ａ）でラック歯を高周波焼入した拡大断面図 （ｃ）は中実のステアリングラック軸の他の実施例の拡
大断面図 （ｄ）は（ｃ）でラック歯を高周波焼入した拡大断面図 （ｅ）は中実のステアリングラック軸の他の実施例の拡
大断面図 （ｆ）は（ｅ）でラック歯を高周波焼入した拡大断面図
実施例の拡大断面図 （ｂ）は（ａ）でラック歯を高周波焼入した拡大断面図 （ｃ）は中実のステアリングラック軸の他の実施例の拡
大断面図 （ｄ）は（ｃ）でラック歯を高周波焼入した拡大断面図 （ｅ）は中実のステアリングラック軸の他の実施例の拡
大断面図 （ｆ）は（ｅ）でラック歯を高周波焼入した拡大断面図
【図１３】（ａ）〜（ｅ）は本発明品を製造するための
工程略示図
工程略示図
【図１４】（ａ）〜（ｅ）は本発明品を製造するための
別の実施例の工程略示図
別の実施例の工程略示図
【図１５】（ａ）は焼入用誘導コイルの斜視図 （ｂ）は焼入用誘導コイルにて焼入処理している状態図
【図１６】（ａ）はワークが非回転状態の調質処理の略
示図 （ｂ）はワークが回転状態の調質処理の略示図
示図 （ｂ）はワークが回転状態の調質処理の略示図
【図１７】（ａ）は調質用誘導コイルの斜視図 （ｂ）は調質用誘導コイルにて調質処理している状態図
【図１８】（ａ）はステアリングラック軸の要部側面図 （ｂ）は（ａ）のＰ18矢視拡大断面図
【図１９】（ａ）はステアリングラック軸の要部側面図 （ｂ）は（ａ）のＰ19矢視拡大断面図
【図２０】（ａ）はステアリングラック軸を設けた別の
実施例のパワーステアリング装置の要部断面図 （ｂ）は（ａ）のＰ20矢視拡大断面図
実施例のパワーステアリング装置の要部断面図 （ｂ）は（ａ）のＰ20矢視拡大断面図
【図２１】熱処理による歪線比較グラフ
【図２２】軸内部硬度と曲げ荷重との関係グラフ
Ａ…ステアリングラック軸 １…軸本体 １ａ…ラック歯形成部位 １a1…ラック歯 １ｂ…背面部 ２…貫通孔 ４…調質 ５…歯部焼入層
【手続補正書】
【提出日】平成６年１月２６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２】
【手続補正２】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図２０
【補正方法】変更
【補正内容】
【図２０】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 星野 憲司 群馬県桐生市広沢町１丁目2757番地 株式 会社山田製作所内
Claims (10)
- 【請求項１】 軸本体のラック歯形成部位の少なくとも
一部の軸方向箇所は調質として熱処理されてなることを
特徴としたステアリングラック軸。 - 【請求項２】 軸本体のラック歯形成部位の少なくとも
一部の軸方向箇所は調質され、該少なくとも一部のラッ
ク歯形成部位とその直径方向の背面部とを硬度が異なる
ように熱処理されてなることを特徴としたステアリング
ラック軸。 - 【請求項３】 軸本体のラック歯形成部位の少なくとも
一部の軸方向箇所は焼入，焼戻され、そのラック歯形成
部位のみが調質され、該調質した少なくとも一部のラッ
ク歯形成部位とその直径方向の背面部とを硬度が異なる
ように熱処理されてなることを特徴としたステアリング
ラック軸。 - 【請求項４】 軸本体に貫通孔が設けられていることを
特徴とする請求項１記載のステアリングラック軸。 - 【請求項５】 軸本体に貫通孔が設けられていることを
特徴とする請求項２記載のステアリングラック軸。 - 【請求項６】 軸本体に貫通孔が設けられていることを
特徴とする請求項３記載のステアリングラック軸。 - 【請求項７】 軸本体のラック歯形成部位の少なくとも
一部の軸方向箇所は調質として熱処理され、前記ラック
歯形成部位に高周波焼入されてラック歯に歯部焼入層を
有してなることを特徴としたステアリングラック軸。 - 【請求項８】 軸本体のラック歯形成部位の少なくとも
一部の軸方向箇所は調質され、該少なくとも一部のラッ
ク歯形成部位とその直径方向の背面部とを硬度が異なる
ように熱処理され、前記ラック歯形成部位に高周波焼入
されてラック歯に歯部焼入層を有してなることを特徴と
したステアリングラック軸。 - 【請求項９】 軸本体のラック歯形成部位の少なくとも
一部の軸方向箇所は焼入，焼戻され、そのラック歯形成
部位のみが調質され、該調質した少なくとも一部のラッ
ク歯形成部位とその直径方向の背面部とを硬度が異なる
ように熱処理され、前記ラック歯形成部位に高周波焼入
されてラック歯に歯部焼入層を有してなることを特徴と
したステアリングラック軸。 - 【請求項１０】 軸本体のラック歯形成部位以外の軸方
向の一部の軸部は調質として熱処理されてなることを特
徴としたステアリングラック軸。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5079102A JP2912521B2 (ja) | 1993-03-14 | 1993-03-14 | ステアリングラック軸 |
| US08/208,330 US5473960A (en) | 1993-03-14 | 1994-03-10 | Steering rack shaft and method of manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5079102A JP2912521B2 (ja) | 1993-03-14 | 1993-03-14 | ステアリングラック軸 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264992A true JPH06264992A (ja) | 1994-09-20 |
| JP2912521B2 JP2912521B2 (ja) | 1999-06-28 |
Family
ID=13680527
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5079102A Expired - Fee Related JP2912521B2 (ja) | 1993-03-14 | 1993-03-14 | ステアリングラック軸 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2912521B2 (ja) |
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| EP1547904A1 (en) * | 2003-11-27 | 2005-06-29 | Koyo Seiko Co., Ltd. | Rack and pinion steering apparatus and method of manufacturing rack shaft |
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-
1993
- 1993-03-14 JP JP5079102A patent/JP2912521B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2912521B2 (ja) | 1999-06-28 |
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