(57)【要約】      （修正有）【課題】自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置を提供する。【解決手段】装置ボディー１０と、装置ボディー上に設けられ、ラック２０における第１の端部２１の非加工部分を固定するための第１の固定手段１１と、ラック２０における第２の端部２２の非加工部分を固定するための第１の補正部材１２と、ラック２０における第２の端部２２の端面に当接する第２の補正部材１３と、第１の補正部材１２によって誘導クエンチング過程においてラック２０における第２の端部２２に径方向の駆動力を与える駆動部材１４とを備える、自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置を提供した。上記手段によれば、ラック２０における第１の端部２１が固定され、ラック２０における第２の端部２２は第１の補正部材１２を介して駆動部材１４により与えられた径方向の駆動力を受けることができ、更に誘導クエンチングの過程においてラック２０の直線度を補正することができる。【選択図】図１
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【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
装置ボディーと、
前記装置ボディー上に設けられ、
ラックにおける第１の端部の非加工部分を固定するための第１の固定手段と、
ラックにおける第２の端部の非加工部分を固定するための第１の補正部材と、
前記ラックにおける第２の端部の端面に当接する第２の補正部材と、
第１の出力端が前記第１の補正部材に接続され、前記第１の補正部材によって誘導クエンチング過程において前記ラックにおける第２の端部に径方向の駆動力を与える駆動部材と、
を備える自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置。
【請求項２】
前記駆動部材は第２の出力端が前記第２の補正部材に接続され、前記第２の補正部材によって前記ラックに径方向の駆動力を与える請求項１に記載の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置。
【請求項３】
前記駆動部材は、前記第１の補正部材及び前記第２の補正部材によって前記ラックに軸方向の駆動力を与える請求項２に記載の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置。
【請求項４】
前記駆動部材は３軸のサーボモータであり、前記３軸のサーボモータにより出力されたＸ軸方向の駆動力及びＹ軸方向の駆動力が前記ラックの径方向と同じである請求項３に記載の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置。
【請求項５】
前記３軸のサーボモータのデータ入力端に接続され、駆動パラメータを入力することによって、前記３軸のサーボモータのＸ軸方向の駆動力、Ｙ軸方向の駆動力、及びＺ軸方向の駆動力を前記駆動パラメータと対応付ける入力アセンブリ、
を更に備える請求項４に記載の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置。
【請求項６】
誘導クエンチングされたラックの撓み度を計測し、撓み度の計測結果を出力する撓み度計測部材と、
入力端が前記撓み度計測部材の出力端に接続され、前記撓み度の計測結果を受けて前記撓み度の計測結果を駆動パラメータに変換するデータ変換部材と、
入力端が前記データ変換部材の出力端に接続され、前記駆動パラメータを受ける前記入力アセンブリと、
を更に備える請求項５に記載の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置。
【請求項７】
前記装置ボディー上に設けられ、ラックにおける第１の端部の非加工部分を固定するための第３の固定手段を更に備え、
前記第１の固定手段が前記第３の固定手段と前記第１の補正部材との間にある請求項１〜６のいずれか一項に記載の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置。
【請求項８】
前記第１の固定手段は、前記装置ボディー上に脱着可能に設けられる請求項７に記載の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置。
【請求項９】
前記第１の固定手段及び前記第１の補正部材はエア作動式チャックであり、
前記第３の固定手段はエア作動式チャック又はセンタである請求項８に記載の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置。
【請求項１０】
前記第２の補正部材はセンタである請求項１〜６のいずれか一項に記載の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は自動車部品の誘導熱処理技術分野に関し、具体的には、自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動車ステアリングラックは、表面に歯状部を有する細くて長いロッド部材であり、自動車ステアリングラックの加工過程において、高周波誘導という方法を採用して自動車ステアリングラックをクエンチングする場合が多い。自動車ステアリングラックはその表面における歯状部の歯面材が不均一性を有するため、高周波誘導クエンチングされた後、一定の撓みが生じてしまうが、ステアリングシステムの精細化への進みに伴って、ラック自身の直線度に対する要求が高まっているため、従来技術においては、直線補正設備を別に設置して高周波誘導クエンチングされた自動車ステアリングラックの直線度を補正する必要がある。
【０００３】
自動車ステアリングラックはクエンチングされた後、大きい表面厚さと全体の撓み変形を有するため、それを直線度補正する直線補正設備に対する要求が極めて高く、補正の困難さが大きい上、補正過程においてクラックが現れやすい。
【考案の概要】
【０００４】
本考案は、従来技術において自動車ステアリングラックが高周波誘導クエンチングされた後、大きい撓みを有する上、その直線度を補正する操作の困難さが大きいという技術問題を解決し、更に自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置を提供することに旨がある。
【０００５】
そのため、本考案は、装置ボディーと、
上記装置ボディー上に設けられ、
ラックにおける第１の端部の非加工部分を固定するための第１の固定手段と、
ラックにおける第２の端部の非加工部分を固定するための第１の補正部材と、
上記ラックにおける第２の端部の端面に当接する第２の補正部材と、
第１の出力端が上記第１の補正部材に接続され、上記第１の補正部材によって誘導クエンチング過程において上記ラックにおける第２の端部に径方向の駆動力を与える駆動部材と、
を備える自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置を提供した。
【０００６】
好ましくは、上記の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置において、上記駆動部材は第２の出力端が上記第２の補正部材に接続され、上記第２の補正部材によって上記ラックに径方向の駆動力を与える。
【０００７】
好ましくは、上記の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置において、上記駆動部材は上記第１の補正部材及び上記第２の補正部材によって上記ラックに軸方向の駆動力を与える。
【０００８】
好ましくは、上記の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置において、上記駆動部材は３軸のサーボモータであり、上記３軸のサーボモータにより出力されたＸ軸方向の駆動力及びＹ軸方向の駆動力が上記ラックの径方向と同じである。
【０００９】
好ましくは、上記の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置において、
上記３軸のサーボモータのデータ入力端に接続され、駆動パラメータを入力することによって、上記３軸のサーボモータのＸ軸方向の駆動力、Ｙ軸方向の駆動力、及びＺ軸方向の駆動力を上記駆動パラメータと対応付ける入力アセンブリを更に備える。
【００１０】
好ましくは、上記の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置において、
誘導クエンチングされたラックの撓み度を計測し、撓み度の計測結果を出力する撓み度計測部材と、
入力端が上記撓み度計測部材の出力端に接続され、上記撓み度の計測結果を受けて上記撓み度の計測結果を駆動パラメータに変換するデータ変換部材と、
入力端が上記データ変換部材の出力端に接続され、上記駆動パラメータを受ける上記入力アセンブリと、
を更に備える。
【００１１】
好ましくは、上記の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置において、
上記装置ボディー上に設けられ、ラックにおける第１の端部の非加工部分を固定するための第３の固定手段を更に備え、上記第１の固定手段が上記第３の固定手段と上記第１の固定手段との間にある。
【００１２】
好ましくは、上記の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置において、上記第１の固定手段は上記装置ボディー上に脱着可能に設けられる。
【００１３】
好ましくは、上記の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置において、上記第１の固定手段及び上記第１の補正部材はエア作動式チャックであり、上記第３の固定手段はエア作動式チャック又はセンタである。
【００１４】
好ましくは、上記の自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置において、上記第２の補正部材はセンタである。
【００１５】
本考案により提供された以上のいずれかの技術手段は、従来技術に比べて、少なくとも以下の有利な効果がある。
【００１６】
本考案により提供された自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置は、装置ボディーと、上記装置ボディー上に設けられ、ラックにおける第１の端部の非加工部分を固定するための第１の固定手段と、ラックにおける第２の端部の非加工部分を固定するための第１の補正部材と、上記ラックにおける第２の端部の端面に当接する第２の補正部材と、第１の出力端が上記第１の補正部材に接続され、上記第１の補正部材によって誘導クエンチング過程において上記ラックにおける第２の端部に径方向の駆動力を与える駆動部材とを備える。本考案の上記手段によれば、ラックにおける第１の端部が固定され、ラックにおける第２の端部は第１の補正部材を介して駆動部材により与えられた径方向の駆動力を受けることができ、更に誘導クエンチングの過程においてラックの直線度を補正することができる。ラックが誘導クエンチングされる過程におけるラックは熱的状態にあるため、その機械的強度が低減し、可塑性が強く、当該過程においてその直線度を直接的に調整する方は、処理の困難さを大幅に低減させると共に、クラックが現れる可能性を非常に低減させた。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本考案の１つの実施例に記載される自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置の構造模式図である。
【図２】本考案のもう１つの実施例に記載される自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置の構造ブロック図である。
【図３】本考案におけるクエンチング装置を採用して得られたラック直線度と、従来技術におけるクエンチング装置により得られたラック直線度との比較結果である。
【考案を実施するための形態】
【００１８】
以下、添付図面に基づいて本考案の実施例を更に説明する。本考案の記述において、説明が必要であるように、「中心」、「上」、「下」、「左」、「右」、「垂直」、「水平」、「内」、「外」などという用語で指された方位又は位置関係は、添付図面に示された方位又は位置関係に基づくものであり、ただ本考案を便利に記述するための簡略化記述であり、指された装置又はアセンブリが所定の方位を有し、所定の方位で構成・操作しなければならないと指示又は示唆しないため、本考案に対する制限として理解できない。尚、「第１」、「第２」、「第３」という用語は、ただ記述するためのものであり、相対重要性を指示又は示唆するためのものとして理解できない。ただし、「第１の位置」と「第２の位置」という用語は、２つの異なる位置である。
【００１９】
本考案の記述において、説明が必要であるように、特に別に明らかに規定・限定しない限り、「取り付け」、「繋がり」、「接続」という用語は広義で理解されるべきであり、例えば、固定して接続されてもよいし、脱着可能に接続されてもよく、又は一体的に接続されてもよく、機械的に接続されてもよいし、電気的に接続されてもよく、直接的に繋がってもよいし、中間媒体を介して間接的に繋がってもよく、２つのアセンブリの内部の連通であってもよい。当業者にとっては、具体的な場合に基づいて上記用語の本考案における具体的な意義を理解することができる。
【００２０】
実施例１
本実施例は自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置を提供し、図１に示すように、装置ボディー１０と、上記装置ボディー１０上に設けられる第１の固定手段１１と、第１の補正部材１２と、第２の補正部材１３と、駆動部材１４とを備える。その中、第１の固定手段１１はラック２０第１の端部２１の非加工部分を固定するためのものであり、第１の補正部材１２はラック２０第２の端部２２の非加工部分を固定するためのものであり、第２の補正部材１３は上記ラック２０第２の端部２２の端面に当接し、駆動部材１４はその第１の出力端が上記第１の補正部材１２に接続され、上記第１の補正部材１２によって誘導クエンチング過程において上記ラック２０の第２の端部２２に径方向の駆動力を与える。本実施例において、ラックは加工過程において水平面方向に垂直であるため、第１の端部２１が下端で、第２の端部２２が上端である。
【００２１】
図１に示す構成によれば、装置は床面４０の上に設けられ、その下部胴体３０が床面４０に平行に維持され、ラック２０が床面４０に垂直である。装置ボディー１０の構成、及びラック２０を誘導クエンチングするための誘導シャワー部材３０としては、従来技術におけるものと同じ構成を採用して実現されてもよく、同様に、ラック２０の軸方向に沿って上下走査してラック２０を加熱するように誘導シャワー部材３０を制御する方法も、本考案の進歩点ではなく、当業者はいずれも従来の技術手段を参照して実現できるが、本実施例において再び詳細に記述しない。図１における第１の補正部材１２としては、治具又はエア作動式チャックを採用してもよく、ラック２０における第２の端部２２の外表面上に引っ掛かって接続され、ラック２０に垂直である。ラック２０における第１の端部２１が第１の固定手段１１を介して固定されるため、安定的であると考えられる。ラック２０における第２の端部２２の頂部は第１の補正部材１２によって駆動部材１４から水平方向の駆動力が与えられるため、第１の補正部材１２はラック２０に径方向の駆動力を付与するようになる。正常な場合、ラック２０が誘導クエンチング過程において生じる撓みは径方向に沿うものであるため、径方向の駆動力を与えることによってその撓み程度を低減することができる。本実施例において、そのコア点は、クエンチング過程においてラックの撓み度を補正することにある。駆動力の方向及び大きさは、オペレータが観察されたラックの撓み方向に基づいて設定してもよいし、クエンチング済みのラックの撓み度の検出結果に基づいて予め設定してもよい。
【００２２】
ラック２０を誘導クエンチングする場合、まずいくつかのラックの誘導クエンチング操作を完了してもよく、その後、誘導クエンチング操作が完了されたラックの直線度を計測して判断し、過去の経験値からラック直線度の計測結果に基づけば、誘導クエンチング過程においてラック２０にどのような方向の駆動力を与えるべきか、駆動力の大きさをどのように選択するべきかを判断でき、ラックの直線度を向上できる。オペレータは直接的に駆動部材１４の駆動パラメータを設置すれば実現できる。
【００２３】
上記手段によれば、ラック２０における第１の端部２１が固定され、ラック２０における第２の端部２２は第１の補正部材１２を介して駆動部材１４により与えられた径方向の駆動力を受けることができ、更に誘導クエンチングの過程においてラック２０の直線度を補正することができる。ラック２０は誘導クエンチング過程における機械的強度が低減しているため、当該過程において直接的に直線度を調整する方は、処理の困難さを大幅に低減させ、直線補正クラックが現れる可能性も非常に低減させた。
【００２４】
好ましくは、図１に示すように、上記手段において、上記駆動部材１４は第２の出力端が上記第２の補正部材１３に接続され、上記第２の補正部材１３によって上記ラック２０に径方向の駆動力を与える。上記第２の補正部材１３としては、センタ又は他の同じ機能を有するツーリング部材を選択してもよい。駆動部材１４の出力端と上記第２の補正部材１３とは互いに垂直であり、駆動部材１４は、ソケット接続、スナップフィット接続、又はロボットハンドによる把持によって第２の補正部材１３を固定する。ラック２０における第１の端部２１が第１の固定手段１１を介して固定されるため、安定的であると考えられる。ラック２０における第２の端部２２の頂部は第２の補正部材１３により当たられて圧力が与えられると同時に、第２の補正部材１３は駆動部材１４により水平方向の駆動力が与えられるため、第２の補正部材１３はラック２０に径方向の駆動力を付与し、これによってラックがクエンチング過程における撓み程度を更に低減させる。
【００２５】
更に、上記駆動部材１４は上記第１の補正部材１２及び上記第２の補正部材１３によって上記ラック２０に軸方向の駆動力を与える。上記駆動部材１４により与えられた軸方向の駆動力の働きで、その径方向の駆動力に合わせて、ラック２０が誘導クエンチング過程における直線度を更に保つことができる。
【００２６】
以上の手段において、上記駆動部材１４は、３軸のサーボモータであり、上記３軸のサーボモータにより出力されたＸ軸方向の駆動力及びＹ軸方向の駆動力が上記ラックの径方向と同じであることが好ましい。第１の固定手段１１によってラック２０の非加工部分を固定し、第２の補正部材１３に合わせて第１の補正部材１２によってラック２０における第２の端部にて３軸のサーボモータでＸ、Ｙ、Ｚという３つの数値制御軸を制御し、ラック２０の走査加熱過程においてラック２０に作用力を主動的に与えることによって、クエンチング過程において直線補正と変形方向を主動制御するように働き、最終に直線補正された後のラック変形量は０．４〜０．８ｍｍの間にある。
【００２７】
更に、図１のように、上記装置は、上記装置ボディー１０上に設けられ、ラック２０における第１の端部２１の非加工部分を固定するための第３の固定手段１５を更に備え、上記第１の固定手段１１が上記第３の固定手段１５と上記第１の補正部材１２との間にあってもよい。第３の固定手段１５を付加してラック２０における第１の端部２１に対する固定に補助することによって、ラック２０の安定性を向上できる。そして、上記第１の固定手段１１は上記装置ボディー１０上に脱着可能に設けられることによって、第１の固定手段１１の装置ボディー１０上における取付位置を調節でき、第１の固定手段１１の高さを調節して、第１の固定手段１１と第３の固定手段１５を互いに合わせてラック２０に安定的に力を与えるように保証することができる。以上の手段において、上記第１の固定手段１１及び上記第１の補正部材１２はエア作動式チャックであってもよく、上記第３の固定手段１５としてはエア作動式チャック又はセンタを選択してもよく、第２の補正部材１３としてはセンタを採用してもよい。センタは、機械加工における旋盤の補助部材であり、通常にはネジ穴が設けられたセンタベースと、ネジが設けられたセンタロッドとを含み、上記センタロッドがネジ穴にセットされ、センタロッドを回転すれば、センタロッドのセンタベースにおける位置を調整できる。
【００２８】
実施例２
本実施例により提供された自動車ステアリングラックの誘導クエンチング装置は、図２に示すように、入力アセンブリ１６を更に備える。駆動部材１４として３軸のサーボモータを選択した場合、入力アセンブリ１６は上記３軸のサーボモータのデータ入力端に接続され、駆動パラメータを入力することによって、上記３軸のサーボモータのＸ軸方向の駆動力、Ｙ軸方向の駆動力、及びＺ軸方向の駆動力を上記駆動パラメータと対応付ける。
【００２９】
以上の手段において、上記入力アセンブリ１６はキーボード、タッチパネル、リモート制御端末などであってもよい。一般的な３軸のサーボモータにはパラメータを入力するアセンブリが配置され、オペレータは直接的に操作すればよい。
【００３０】
好ましくは、上記手段において、誘導クエンチングされたラックの撓み度を計測し、撓み度の計測結果を出力する撓み度計測部材１７と、入力端が上記撓み度計測部材１７の出力端に接続され、上記撓み度の計測結果を受けて上記撓み度の計測結果を駆動パラメータに変換するデータ変換部材１８と、入力端が上記データ変換部材１８の出力端に接続され、上記駆動パラメータを受ける上記入力アセンブリ１６とを更に備えてもよい。本手段において、上記データ変換部材１８はその内部に、撓み度の計測結果を入力パラメータとするデータ算出モデルが予め記憶されてもよく、この撓み度の計測結果から当該モデルに基づけば、駆動パラメータを得ることができ、データ算出モデルは、過去の経験値又は３Ｄシミュレーションソフトウェアなどのシミュレーション結果によって得られてもよく、当該数学モデルを直接的にデータ変換部材１８に記憶すればよく、データ変換モデル１８としては、ＭＣＵ、ＰＬＣなどのモジュールで実現すればよい。
【００３１】
その中、撓み度計測部材１７は、従来技術におけるＴ．Ｉ．Ｒ法（Ｔｏｔａｌ  Ｉｎｄｉｃａｔｅｄ  Ｒｕｎ−ｏｕｔ、全振れ）を採用してラックの直線度を計測してもよく、具体的には、ラック両端の中心穴の中心位置の繋がり線を基準軸線として、ラックにおけるそれぞれの断面での軸線の基準軸線位置に対する振れを計測し、上記結果はいずれも計測定規などのツールで直接的に計測して得られてもよいし、ラックの画像を得て画像の３Ｄモデルを構築し、直接的に画像処理によって得られてもよい。
【００３２】
図３には、本実施例に係るクエンチング装置を採用して得られたラックの直線度と、従来技術におけるクエンチング装置によって得られたラックの直線度との比較結果を示した。図における比較テーブルのように、１０セットの比較試験を準備した。その中、テーブルの左側は、従来技術における手段を採用してクエンチングされたラックの直線度の計測結果であり、その中、撓み度は最大値が２．１ｍｍで、最小が１．８ｍｍで、平均値が２．１ｍｍであると見えるようになる。テーブルの右側は、本手段に係るクエンチング装置を採用してクエンチングされたラックの直線度の計測結果であり、その中、変形量は最大が０．８９ｍｍで、最小が０．６７ｍｍで、平均値が０．７６ｍｍである。明らかになるように、本手段によって誘導クエンチング過程においてラックに圧力を主動に与えて直線度補正する方は、ラックの直線度の補正に対して非常に良い効果がある。
【００３３】
最後に説明すべきであるように、以上の実施例はただ本考案を説明するための技術手段であり、本考案を制限しない。上記した実施例を参照して本考案を詳細に説明したが、当業者にとっては理解されるべきであるように、依然として上記した各実施例に記載された技術手段を変更し、又はその中の一部の技術特徴を同等に置き換えることができ、これらの変更又は置き換えは、対応する技術手段の本質を本考案の各実施例の技術手段の精神と範囲から逸脱させることはない。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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