(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被焼入体であるラックバーの歯面及び背面を含めた全周面を高周波焼入する方法において、
前記ラックバーの軸線方向に沿って配置され、かつ、前記ラックバーの歯面及び背面にそれぞれ対向配置される一対の主導体を有する高周波誘導加熱コイルを用い、
（ａ）  前記ラックバーを前記高周波誘導加熱コイルに対して静止させた状態の下で高周波誘導加熱する工程と、
（ｂ）  次いで、前記ラックバーをその軸線を中心に回転させることにより、前記ラックバーを前記高周波誘導加熱コイルに対して回転させた状態下で高周波誘導加熱をさらに継続して行なう工程と、
（ｃ）  しかる後に、前記ラックバーの全周面が所要の焼入温度に高周波誘導加熱された時点で、前記ラックバーの全周面を急速冷却する工程と、
をそれぞれ順次に施行することを特徴とするラックバーの高周波焼入方法。
【請求項２】
前記ラックバーを静止状態で高周波誘導加熱する静止加熱、及び、前記ラックバーを回転状態で高周波誘導加熱する回転加熱を、同一の周波数電流、或いはそれぞれ異なる周波数電流を前記高周波誘導加熱コイルに流すことにより行うことを特徴とする請求項１に記載のラックバーの高周波焼入方法。
【請求項３】
前記静止加熱及び回転加熱を、同一電力、或いはそれぞれ異なる電力を前記高周波誘導加熱コイルに供給することにより行うことを特徴とする請求項１に記載のラックバーの高周波焼入方法。
【請求項４】
（ａ）  被焼入体であるラックバーの軸線方向に沿って配置され、かつ、前記ラックバーの歯面及び背面にそれぞれ対向配置される一対の主導体を有する高周波誘導加熱コイルと、
（ｂ）  前記ラックバーの歯面及び背面を前記一対の主導体に対向した状態で前記ラックバーを静止状態で保持する保持機構と、
（ｃ）  前記保持機構にて保持された前記ラックバーを回転駆動する回転駆動機構と、
（ｄ）  前記ラックバーに向けて冷却液を噴射する冷却液噴射機構と、
をそれぞれ具備し、
前記ラックバーを前記保持機構にて静止状態に保持した状態の下で前記高周波誘導加熱コイルにて予備加熱した後に、前記ラックバーを前記回転駆動機構にてその軸線を中心に回転駆動させた状態の下で前記高周波誘導加熱コイルにて本加熱し、前記ラックバーの歯面及び背面を含む全周面が所要の焼入温度に達した直後に前記冷却液噴射機構から冷却液を噴射して前記ラックバーの全周面を焼入するようにしたことを特徴とするラックバーの高周波焼入装置。
【請求項５】
中空部を有するパイプ部材にて前記一対の主導体をそれぞれ構成すると共に、前記ラックバーの歯面及び背面に対向配置される前記一対の主導体の対向壁部に複数の冷却液噴射口をそれぞれ設け、前記複数の冷却液噴射口から冷却液を噴射するようにしたことを特徴とする請求項４に記載のラックバーの高周波焼入装置。
【請求項６】
前記ラックバーの歯面に対向する前記主導体の対向壁部を平坦状の壁部とし、前記ラックバーの背面に対向する前記主導体の対向壁部を断面半円形状の壁部としたことを特徴とする請求項５に記載のラックバーの高周波焼入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラックバーの歯面を含んだ全周面を一発焼入法により高周波焼入する方法及びその焼入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図８は、従来より一般的に用いられているステアリング用ラックバー１を示すものであって、このステアリング用ラックバー１は片側面に軸線Ｘに対して角度θをなす斜歯２を有し、この斜歯２の歯面３とは反対側の面が背面（半円筒面）４となされている。従来においては、この種のステアリング用ラックバー１の歯面３を焼入するために図９に示される高周波直接通電焼入装置５ａが用いられ、その背面４を焼入するために図１０に示される高周波直接通電焼入装置５ｂが用いられている。また、前記歯面３及び背面４を同時に焼入するために図１１に示される高周波直接通電装置６が用いられている。
【０００３】
これらの装置５ａ，５ｂ或いは６は、図９，図１０及び図１１に示すように、電気的絶縁材７，７’を介して第一導体８，８’と第二導体９，９’をそれぞれサンドイッチ状に組み合わせて成る部材であって、被焼入体であるステアリンググラックバー１の歯面３或いは背面４にそれぞれ対向して配設される単位導体１０，１０’と、これらの単位導体１０，１０’の第一導体８，８’に接続され、前記歯面３或いは背面４の長手方向の一端に当接配置される第一接触電極１１，１１’と、前記単位導体１０，１０’の第二導体９，９’に接続され、前記歯面３或いは背面４の長手方向の他端に当接配置される第二接触電極１２，１２’と、これらの第二接触電極１２，１２’の間の領域において前記歯面３或いは背面４に冷却液を噴出し得る冷却液噴射手段１３，１３’を備えた近接導体１４、１４’と、前記一対の第一導体８，８’と第二導体９，９’が接続される高周波電源１５、１５’とをそれぞれ備えている。さらに、ラックバー押圧用の一対の油圧シリンダー１６，１６’も備えられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上述の如き従来の高周波直接通電焼入装置５ａ，５ｂ或いは６を用いて、ラックバー１の歯面３及び背面４を焼入した場合、次の如き問題点が生ずる。すなわち、高周波直接通電焼入装置５ａ，５ｂを用いてラックバー１の歯面３及び背面４を二工程で高周波焼入した場合の焼入硬化層パターンは、図１２に示す如き焼入硬化層パターンＴとなる。この焼入硬化層パターンＴにおいて斜線部Ｗで示した硬化層部分は、焼入処理が重複した部分であり、始めの焼入処理により得られる硬化層部分とその後の焼入処理荷より得られる硬化層部分の境界部分Ｗが軟化し、その上、焼割れが発生しやすい。また、二工程で焼入するため焼入処理時間を長く要することとなり、作業性並びに生産性が著しく低くなるという不具合がある。さらに、二台の高周波直接通電焼入装置５ａ，５ｂを必要とするので、設備費が高くなるという問題点がある。
【０００５】
また、高周波直接通電焼入装置６を用いてラックバー１の歯面３及び背面４を一工程で同時に高周波焼入した場合の焼入硬化層パターンは、図１３に示す如き焼入硬化層パターンＴとなる。本装置６による焼入では、上述の境界部分Ｗ（図１２参照）に相当する部分Ｗ’の硬化層が浅くなる。また、設備上の問題点として、ワーク押圧機構、着脱機構等が非常に複雑となり、既述の二台の焼入装置５ａ，５ｂよりもさらに高価なものとなる。
【０００６】
本発明は、このような問題点を解消すべくなされたものであって、その目的は、直接通電法を用いずにラックバーの歯面及び背面を同時に効率良く焼入でき、しかも良好な焼入硬化層パターンをラックバーの全周面に形成することができるようなラックバーの高周波焼入方法及び高周波焼入装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明では、被焼入体であるラックバーの歯面及び背面を含めた全周面を高周波焼入する方法において、
前記ラックバーの軸線方向に沿って配置され、かつ、前記ラックバーの歯面及び背面にそれぞれ対向する一対の主導体を有する高周波誘導加熱コイルを用い、（ａ）  前記ラックバーを前記高周波誘導加熱コイルに対して静止させた状態の下で高周波誘導加熱する工程と、
（ｂ）  次いで、前記ラックバーをその軸線を中心に回転させることにより、前記ラックバーを前記高周波誘導加熱コイルに対して回転させた状態下で高周波誘導加熱をさらに継続して行なう工程と、
（ｃ）  しかる後に、前記ラックバーの全周面が所要の焼入温度に高周波誘導加熱された時点で、前記ラックバーの全周面を急速冷却する工程と、
をそれぞれ順次に施行するようにしている。
また、本発明では、前記ラックバーを静止状態で高周波誘導加熱する静止加熱、及び、前記ラックバーを回転状態で高周波誘導加熱する回転加熱を、同一の周波数電流、或いは、それぞれ異なる周波数電流を前記高周波誘導加熱コイルに流すことにより行うようにしている。
また、本発明では、前記静止加熱及び回転加熱を、同一電力、或いはそれぞれ異なる電力を前記高周波誘導加熱コイルに供給することにより行うようにしている。
また、本発明では、
（ａ）  被焼入体であるラックバーの軸線方向に沿って配置され、かつ、前記ラックバーの歯面及び背面にそれぞれ対向する一対の主導体を有する高周波誘導加熱コイルと、
（ｂ）  前記ラックバーの歯面及び背面を前記一対の主導体に対向した状態で前記ラックバーを静止状態で保持する保持機構と、
（ｃ）  前記保持機構にて保持された前記ラックバーを回転駆動する回転駆動機構と、
（ｄ）  前記ラックバーに向けて冷却液を噴射する冷却液噴射機構と、
をそれぞれ具備し、
前記ラックバーを前記保持機構にて静止状態に保持した状態の下で前記高周波誘導加熱コイルにて予備加熱した後に、前記ラックバーを前記回転駆動機構にてその軸線を中心に回転駆動させた状態の下で前記高周波誘導加熱コイルにて本加熱し、前記ラックバーの歯面及び背面を含む全周面が所要の焼入温度に達した直後に前記冷却液噴射機構から冷却液を噴射して前記ラックバーの全周面を焼入するようにしたことを特徴とするラックバーの高周波焼入装置。
また、本発明では、中空部を有するパイプ部材にて前記一対の主導体をそれぞれ構成すると共に、前記ラックバーの歯面及び背面に対向配置される前記一対の主導体の対向壁部に複数の冷却液噴射口をそれぞれ設け、前記複数の冷却液噴射口から冷却液を噴射するようにしている。
また、本発明では、前記ラックバーの歯面に対向する前記主導体の対向壁部を平坦状の壁部とし、前記ラックバーの背面に対向する前記主導体の対向壁部を断面半円形状の壁部としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図７を参照して説明する。
【０００９】
図１及び図２は、本発明に係る高周波焼入方法を施行するために用いられる高周波焼入装置２０を示すものである。本装置２０は、図１及び図２に示すように、ラックバー１の歯面３及び背面４に対向するように互いに平行状に配置されて上下方向に沿って延びる左右一対の主導体２１ａ，２１ｂと、これらの主導体２１ａ，２１ｂの上下両端部に接続されて互いに平行状に配置された上下一対の環状副導体２２ａ，２２ｂと、前記主導体２１ｂの中間箇所の切断部の上下両部にそれぞれ接続された一対の電流供給導体２３ａ，２３ｂとから成る高周波誘導加熱コイル１９を具備している。
【００１０】
図２及び図３に示す如く、上述の主導体２１ａ，２１ｂは冷却液流通用の中空部２４ａ，２４ｂを有する導電性のパイプ部材にて構成されており、環状副導体２２ａ，２２ｂは中空部を有しない導電性のリング部材にて構成されている。そして、前記主導体２１ａ，２１ｂの中空部２４ａ，２４ｂにそれぞれ連通する各一対の冷却液導入管２５ａ，２５ｂが主導体２１ａ，２１ｂの外側壁部２６ａ，２６ｂに接続されている。さらに、ラックバー１の歯面３及び背面４に対向する主導体２１ａ，２１ｂの内側壁部２７ａ，２７ｂには、所要の孔径を有し、かつ、所要のピッチ間隔を隔てて開口された複数の冷却液噴射孔２８ａ，２８ｂが設けられている。かくして、主導体２１ａ，２１ｂの中空部２４ａ，２４ｂ内にそれぞれ導入された冷却液（焼入液）がこれらの冷却液導入管２５ａ，２５ｂから噴射されるようになっている。
【００１１】
なお、後述の静止加熱時及び焼入冷却時にラックバー１の歯面３に対向配置される主導体２１ａの内側壁部２７ａは、平面となされる一方、焼入冷却時にラックバー１の背面４に対向される主導体２１ｂの内側壁部２７ｂは前記背面４の曲率の対応する形状の湾曲面（半円形面）となされている（図１，図２及び図３参照）。
【００１２】
ここで、高周波焼入装置２０の製作手順について述べると、次の通りである。
【００１３】
（ａ）  まず、ラックバー１の歯面３に沿うように形成される一方の主導体２１ａの一端部（上端部）αを、一方の環状副導体２２ａの軸方向と直交する下面にろう付けにより接合すると共に、ラックバー１の背面４に沿うように形成される主導体２１ｂの一端部（上端部）βを、一方の環状副導体２２ｂの軸方向に直交する下面であってかつ前記主導体２１ａの一端部αが接合されている接合位置に対して１８０度離間した箇所にろう付けにより接合する（図１及び図２参照）。
【００１４】
（ｂ）  次いで、前記一方の主導体２１ａの他端部（下端部）γを、前記他方の環状副導体２２ｂの軸方向に直交する面にろう付けにより接合すると共に、前記他方の主導体２１ｂの他端部（下端部）δを前記一方の主導体２１ａの他端部γが接合されている接合位置に対して１８０゜離間した位置において、前記他方の環状副導体２２ｂの軸方向に直交する面にろう付けにより接合する。
【００１５】
（ｃ）  そして、一方の主導体２１ａ若しくは他方の主導体２１ｂの所定の中間位置に電流供給導体２３ａ，２３ｂの一端部を上記と同様の方法で接合してコイル電路を形成し、このコイル電路に高周波電源２９から電流供給導体２３ａ，２３ｂを介して高周波誘導加熱コイル１９に高周波電力が供給されるように構成する。なお、電流供給導体２３ａ，２３ｂの間には、例えば４フッ化エチレン（商標名；テフロン）等の耐熱性絶縁材からなる板状絶縁部材３０を挿入配設することにより、これらの間の電気的絶縁を図るように構成する。
【００１６】
次に、上述のような構成の高周波焼入装置２０を用いてラックバー１の全周面（歯面３及び背面４を含む）を一発焼入する際の操作手順について述べると、以下の通りである。
【００１７】
（１）  まず、高周波焼入装置２０の上方に配置されている図外のワーク固定治具にラックバー１の下端部を載置し、ラックバー１の上端部を図外のセンターにより押さえることにより、ラックバー１を垂直に立てた状態で保持する。
（２）  次に、ラックバー１を図外のワーク昇降機構により下降させ、焼入装置２０内の所定の加熱位置で停止させる。
（３）  次いで、ラックバー１の歯面３及び背面４をそれぞれ高周波誘導加熱コイル１９の主導体２１ａ及び主導体２１ｂにそれぞれ対向せしめた状態で、ラックバー１を固定配置する。
（４）  この後に、高周波電源２９から所要周波数・所要出力の高周波電力を焼入装置２０の高周波誘導加熱コイル１９に供給してこのコイル１９に高周波電流を流すことにより、ラックバー１の歯面３及び背面４の静止加熱（ラックバー１を静止させた状態の下での高周波誘導加熱）を開始して所要時間にわたって高周波誘導加熱を行なう。
（５）  歯面３及び背面４が所要加熱温度及び所要加熱深さに到達した時点でラックバー１をその軸線Ｘ（図８参照）を中心に図外の回転機構により所要の回転数をもって回転させ、ラックバー１の全周面（ワーク全周面）の回転加熱（ラックバー１を回転させた状態の下での高周波誘導加熱）を行う。
（６）  そして、この回転加熱によりラックバー１の全周面が所要の焼入温度に到達した時点で、高周波誘導加熱コイル１９への通電を遮断し加熱を停止する。
（７）  次いで、歯面３側の主導体２１ａ及び背面４側の主導体２２ｂの内側壁部（ワーク対向面）２７ａ，２７ｂに開孔された冷却液噴射冷孔２８ａ，２８ｂから所要圧力・所要流量の冷却液を回転状態のラックバー１の周面に向けて噴射し、このラックバー１の周面の表面温度が常温になるまで急冷する。
（８）  そして、ラックバー１の周面の表面温度が常温にまで急冷された時点で、冷却液の噴射及びラックバー１の回転を共に停止し、一連の焼入処理を終了する。
（９）  しかる後に、ワークを所定の位置まで上昇させ、ワーク固定治具３０及びセンター３１よりラックバーを取り外し、次工程に移送する。
【００１８】
上述の一連の焼入操作を要約して述べると、ラックバー１を高周波焼入装置２０内の所定の位置、すなわち、図２に示す如く主導体２１ａにラックバー１の歯面３が対向配置されかつ主導体２１ｂにラックバー１の背面４が対向配置されるような位置に配置して静止状態で固定し、この静止状態の下で高周波誘導加熱コイル１９に通電することにより前記歯面３及び背面４の静止加熱を行う。そして、所要時間にわたる静止加熱にて前記歯面３及び背面４が所要温度に到達すると同時に、図外のワーク保持治具を図外の回転駆動手段によりラックバー１の軸線Ｘを中心に所要の回転速度で回転させながら、所要時間にわたり回転加熱を行い（高周波誘導加熱コイル１９の通電状態は維持）、歯面３及び背面４を含むラックバー１の全周面が所要焼入温度に到達した時点で、高周波誘導加熱コイル１９への高周波電流の供給を遮断すると同時に、一対の主導体２１ａ，２１ｂに設けられた複数の冷却液噴射孔２８ａ，２８ｂから所要圧力・所要流量の冷却液を回転状態のラックバー１に向けて噴射し、このラックバー１の表面を所要時間にわたって急速冷却することにより焼入処理を行なう。
【００１９】
なお、図１に示されている矢印Ｒは瞬間における電流の流れ方向を示すものであるが、本実施形態で用いられている高周波誘導加熱コイル１９は既述の如く各一対の主導体２１ａ，２１ｂ及び環状副導体２２ａ，２２ｂから構成されたものであるため、高周波誘導加熱コイル１９の通電時には、環状副導体２２ａ，２２ｂに流れる電流の２倍の電流が主導体２１ａ，２１ｂに流れることとなる。すなわち、一対の環状副導体２２ａ，２２ｂのそれぞれは環状の導体を２つに分岐してこの２つの同形状の導体が一対の主導体２１ａ，２１ｂを介して互いに並列接続されたコイル電路を形成しているため、主導体２１ａ，２１ｂのそれぞれに流れる高周波電流を例えばＩアンペアとすると、それぞれの環状副導体２２ａ，２２ｂに流れる高周波電流は、Ｉ／２アンペアとなる。
【００２０】
上述の如き高周波焼入装置２０を使用した本発明の高周波焼入方法によりラックバー１の全周面を焼入した場合、図４に示すような焼入硬化層パターンが得られた。この場合、図４に示すように、歯面３の歯高よりも深く、かつ、歯高に対して直交する歯面３の長手方向（図４において左右方向）の中央部からその左右両側に向かうにつれて徐々に深くなるような硬化層パターンＴ1 が歯面３の側に形成されると共に、前記硬化層パターンＴ1 の両部にそれぞれ連なる均一な断面円弧状の硬化層パターンＴ2 が背面４の側に形成された。
【００２１】
このような本発明の高周波焼入方法により得られる焼入硬化層パターンＴと、本発明の高周波焼入方法を用いずにその他の方法で得られる焼入硬化層パターンとの相違を確認するために、次のような実験を行った。
【００２２】
まず、高周波誘導加熱の開始から終了までの全期間においてラックバー１に回転を与えることなく常に静止させた状態で高周波誘導加熱を行ない、その他の加熱条件は、図４に示したものと同一として、静止加熱のみによる高周波誘導加熱を行って急速冷却したところ、図５に示す如き焼入硬化層パターンが得られた。具体的には、図５に示すように、歯面３の歯高よりも深く、かつ、深さが均一な硬化層パターンＴ1 ’が歯面３の側に形成されると共に、この硬化層パターンＴ1 ’の左右両部からかなり遠くに離れた位置から均一に延びる断面円弧状の硬化層パターンＴ2 ’が背面４の側に形成された。すなわち、この場合には、歯面３の側の主導体２１ａと背面４の側の主導体２１ｂとによって歯面３と背面４とが別々に分離したかたちで加熱されることとなるため、歯面３及び背面４における硬化層パターンＴ1 ’，Ｔ2 ’が連続せずに、互いに分離したものとなった。
【００２３】
また、高周波誘導加熱の開始から終了までの全期間において静止加熱を全く行わず、その他の加熱条件は図４に示したものと同一として、回転加熱のみを行ったところ、図６に示す如き焼入硬化層パターンが得られた。具体的には、図６に示すように、背面４の側には均一な硬化層パターンＴ1 ''が得られるが、歯面３の側には左右方向の中央部が最も浅くかつその左右両部にいくにつれて徐々に深くなる硬化層パターンＴ2 ''となる。すなわち、この場合には、一対の主導体２１ａ，２１ｂによって、歯面３及び背面４の表面が連続したかたちで加熱されることとなるため、歯面３の表面に形成される硬化層パターンＴ1 ''と背面４の表面に形成される硬化層パターンＴ2 ''とは互いに分離せずに連続した硬化層パターンとなるが、歯面３の左右両部に近ずくにつれて硬化層は深くなるものの、歯面３の中央部では、歯底３ａの領域まで加熱されずに浅い硬化層となる。このような硬化層パターンＴ1 ''、Ｔ2 ''となるのは、歯面３側の負荷が軽いことと、回転加熱のみによって加熱されるため、歯底３ａの領域まで充分に深く加熱されなかったことに起因する。
【００２４】
また、図４のものと同様の条件で静止加熱を行った後に、回転加熱をすることなく直ちに急速冷却を行ったところ、図７に示す如き焼入硬化層パターンが得られた。この焼入硬化層パターンの形状は、図５に示す焼入硬化層パターンと類似した形状であり、因みに、これら両者の硬化層の深さを互いに比較した場合には、歯面３側の硬化層パターンＴ1 ''' については歯面３の中央部において前者が後者の約２／３であり、背面４側の硬化層パターンＴ2 ''' については前者が後者の約２／３である。
【００２５】
本発明に係る高周波焼入方法により得られる図４の硬化層パターンと、従来の高周波焼入方法により得られる図５，図６及び図７の硬化層パターンとを比較すれば明らかなように、図４の硬化層パターンは理想的なパターン、すなわち歯面３側の表面に形成される硬化層パターンＴ1 と背面４側の表面に形成される硬化層パターンＴ2 とが分離することなく互いに連続し、かつ、歯面３側の硬化層パターンＴ1 が歯面３の全域において歯底３ａよりも充分に深く形成されるようなパターン（図４参照）となっていることがわかる。このような理想的なパターンとなるのは、本発明に係る高周波焼入方法では、第１段階において静止加熱により歯面３及び背面４を所要深さに予備加熱し、しかる後の第２段階において回転加熱により歯面３及び背面４を含めたラックバー１の全周面を本加熱するようにしているため（すなわち、静止加熱と回転加熱を組み合わせて行うようにしているため）である。
【００２６】
以下に、本発明に係るラックバーの高周波焼入方法の具体的な施行条件の一例を述べる。
（１）  ラックバーの寸法
寸法条件
（ア）  全長  ：  ６２０ｍｍ
（イ）  焼入部：  １７５ｍｍ
（ウ）  外径  ：    ３２ｍｍ
（エ）  歯高  ：      ５ｍｍ
（オ）  歯幅  ：    １８ｍｍ
0004235336.tif 000002
【００２７】
以上、本発明の一実施形態につき述べたが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、既述の実施形態では、ラックバー１を縦置きにして静止加熱及び回転加熱を行なうようにしたが、ラックバー１を横置きにして静止加熱及び回転加熱を行なうようにしても良い。また、既述の実施形態では、一対の主導体２１ａ，２１ｂに冷却液噴射孔２８ａ，２８ｂを設けてこれら一対の主導体２１ａ，２１ｂを冷却液噴射機構として兼用するようにしたが、これとは別個独立の冷却液噴射環を冷却液噴射機構として設けてこの冷却液噴射環から冷却液をラックバー１に噴射し、或いはこの冷却液噴射環及び前記主導体２１ａ，２１の冷却液噴射孔２８ａ，２８ｂから同時に冷却液をラックバー１に噴射するようにしても良い。
【００２８】
【発明の効果】
請求項１に記載の本発明に係る高周波焼入方法は、ラックバーの歯面及び背面を含む全周面を高周波焼入する方法において、ラックバーの歯面及び背面にそれぞれ対向配置される一対の主導体を有する高周波誘導加熱コイルを用い、所要時間にわたり静止加熱（予備加熱）を行った後に、所要時間にわたり回転加熱（本加熱）を行い、所要焼入温度に加熱されたラックバーの全周面（表面）を急速冷却して焼入するようにしたものであるから、本発明によれば、ラックバーの歯面及び背面にそれぞれ形成される焼入硬化層が分離することなく互いに連続し、かつ、ラックバーの歯面部分においては歯底まで充分に深い焼入硬化層になると共にラックバーの背面部分においては比較的薄い均一な焼入硬化層になる良好な（理想的な）焼入硬化層パターンを得ることができる。
【００２９】
また、請求項２に記載の本発明に係る高周波焼入方法は、ラックバーを静止状態で高周波誘導加熱する静止加熱、及び、ラックバーを回転状態で高周波誘導加熱する回転加熱を、同一の周波数電流、或いはそれぞれ異なる周波数電流を高周波誘導加熱コイルに流すことにより行うようにしたものであるから、本発明によれば、被焼入体であるラックバーの形状、寸法、或いは焼入仕様に応じた焼入が可能となる。
【００３０】
また、請求項３に記載の本発明に係る高周波焼入方法は、静止加熱及び回転加熱を、同一電力、或いはそれぞれ異なる電力を高周波誘導加熱コイルに供給することにより行うようにしたものであるから、本発明によれば、上記と同様にラックバーの形状、寸法或いは焼入仕様に応じた焼入が可能となる。
【００３１】
また、請求項４に記載の本発明に係る高周波焼入装置は、被焼入体であるラックバーの軸線方向に沿って配置され、かつ、ラックバーの歯面及び背面にそれぞれ対向配置される一対の主導体を有する高周波誘導加熱コイルと、ラックバーの歯面及び背面を一対の主導体に対向した状態でラックバーを静止状態で保持する保持機構と、保持機構にて保持されたラックバーを回転駆動する回転駆動機構と、ラックバーに向けて冷却液を噴射する冷却液噴射機構とをそれぞれ具備し、ラックバーを保持機構にて静止状態に保持した状態の下で高周波誘導加熱コイルにて予備加熱した後に、ラックバーを回転駆動機構にてその軸線を中心に回転駆動させた状態の下で高周波誘導加熱コイルにて本加熱し、ラックバーの歯面及び背面を含む全周面が所要の焼入温度に達した直後に冷却液噴射機構から冷却液を噴射してラックバーの全周面を焼入するようにしたものであるから、本発明の高周波焼入方法を容易に実施することができ、安価で、実用的で利用価値が高く、産業上極めて有益なラックバーの高周波焼入装置を提供することができる。
【００３２】
また、請求項５に記載の本発明に係る高周波焼入装置は、中空部を有するパイプ部材にて一対の主導体をそれぞれ構成すると共に、ラックバーの歯面及び背面に対向配置される一対の主導体の対向壁部に複数の冷却液噴射口をそれぞれ設け、複数の冷却液噴射口から冷却液を噴射するようにしたものであるから、高周波誘導加熱コイルの主導体を冷却液噴射手段として兼用することができ、従って冷却液噴射環などの部材を別個に配設する必要がなく、構成がシンプルな装置にすることが可能となる。
【００３３】
また、請求項６に記載の本発明に係る高周波焼入装置は、ラックバーの歯面に対向する主導体の対向壁部を平坦状の壁部とし、ラックバーの背面に対向する主導体の対向壁部を断面半円形状の壁部としたものであるから、ラックバーの静止加熱の際にラックバーの背面と高周波誘導加熱コイルとの間の間隔を対向領域において均一にすることができ、ひいては前記背面に均一な焼入硬化層を形成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るラックバーの高周波焼入方法を実施するための高周波焼入装置を示す斜視図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図３】図１におけるＢ−Ｂ線断面図である。
【図４】本発明に係る高周波焼入方法及び高周波焼入装置にて焼入されたラックバーの焼入硬化層パターンを示す断面図である。
【図５】回転加熱を加えず加熱開始から加熱終了までの全期間にわたり静止加熱のみで加熱して焼入処理した場合のラックバーの焼入硬化層パターンを示す断面図である．
【図６】静止加熱をせず加熱関始から加熱終了まで回転加熱のみで加熱して焼入処理した場合のラックバーの焼入硬化硬化層パターンを示す断面図である。
【図７】静止加熱後に回転加熱を行なうことなく焼入処理した場合のラックバーの焼入硬化層パターンを示すラックバーの断面図である。
【図８】被焼入体であるステアリング用ラックバーの側面図である。
【図９】従来の歯面焼入用の高周波直接通電焼入装置の側面図である。
【図１０】従来の背面焼入用の高周波直接通電焼入装置の側面図である。
【図１１】従来の歯面及び背面同時焼入用の高周波直接通電焼入装置の側面図である。
【図１２】図９及び図１０にそれぞれ示す従来の高周波直接通電焼入装置にて、歯面と背面とを二工程で焼入処理した場のラックバーの焼入硬化層パターンを示す断面図である。
【図１３】図１１に示す従来の高周波直接通電焼入装置にて、歯面及び背面を同時に一工程で焼入処理した場合のラックバーの焼入硬化層パターンを示す断面図である。
【符号の説明】
１  ステアリング用ラックバー
３  歯面
４  背面
１９  高周波誘導加熱コイル
２０  焼入装置
２１ａ，２１ｂ  主導体
２２ａ，２２ｂ  環状副導体
２３ａ，２３ｂ  電流供給導体
２４ａ，２４ｂ  中空部
２５ａ，２５ｂ  冷却液導入管
２６ａ，２６ｂ  外側壁部
２７ａ，２７ｂ  内側壁部（対向壁部）
２８ａ，２８ｂ  冷却液噴射孔
２９  高周波電源
３０  板状絶縁部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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