JP2000329504A - コイルギャップ測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 クランクシャフトのピン部又はジャーナル部
の高周波焼入に使用される誘導加熱コイルのコイルギャ
ップ量を簡単かつ正確に測定する。 【構成】 半開放鞍型のコイル本体１１にワークと同様
に嵌合するケース２０内にロータ３０を設ける。ケース
２０のコイル対向面はワークと同一半径の円弧面２２で
あり、ロータ３０はこの円弧面２２と同心である。ロー
タ３０にはダイヤルゲージからなる測定器４０を取付け
る。測定器４０の測定子４３は、円弧面２２に設けられ
たスリット２３を通ってケース２０の外に突出し、コイ
ル本体１１の内周面に弾性的に当接する。ロータ３０を
回転操作しながらダイヤルゲージの目盛りを読み取るこ
とにより、円弧面２２からコイル本体１１の内周面まで
の距離がコイル本体１１の円周方向全域にわたり切目な
く測定される。この距離はコイルギャップ量に相当す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、クランクシャフト
のピン部又はジャーナル部の高周波焼入に使用される誘
導加熱コイルのコイルギャップ測定に好適に用いられる
コイルギャップ測定装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】クランクシャフトのピン部又はジャーナ
ル部の高周波焼入では、半開放鞍型コイルと呼ばれる誘
導加熱コイルが多用されている。この誘導加熱コイル
は、図８に示すように、ワークＷの外周面にほぼ半周に
わたって対向する前後一対の円弧部１，１と、前後一対
の円弧部１，１の端部同士を接続する左右一対の直線部
２，２とを有しており、円弧部１，１の一方は、中間部
で分断されて一対のリード３，３と接続されている。

【０００３】ワークＷがクランクシャフトのピン部の場
合、そのピン部に誘導加熱コイルが上方から載置され
る。誘導加熱コイルからピン部までの距離、即ちコイル
ギャップは、誘導加熱コイルの側に設けられたスペーサ
により規定される。スペーサは通常は上側及び両側の周
方向３位置でピン部外周面の軸方向一部に接触する。こ
の状態でクランクシャフトを回転させながら誘導加熱コ
イルに高周波電流を通じることにより、ピン部の外周面
が全周にわたって所定温度に加熱される。加熱後、ピン
部の外周面に冷却液を吹き付けることにより、その外周
面が焼入される。ワークＷがクランクシャフトのジャー
ナル部の場合も、ジャーナル部の外周面形状に合致した
誘導加熱コイルが使用されることにより、ピン部と同様
にその外周面が誘導加熱され焼入される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、このような
クランクシャフトの高周波焼入では、スペーサの磨耗等
のために、誘導加熱コイルからワークＷまでのギャップ
量が変化する。この変化は焼入品質に重大な影響を及ぼ
す。このため、コイルギャップを正しく管理すること
が、焼入品質管理のために必要となり、そのギャップ管
理のためには、ギャップ量をワーク対向面の全域におい
て正確に測定することが必要となる。

【０００５】従来このギャップ量の測定は、クランクシ
ャフトのピン部やジャーナル部に誘導加熱コイルをセッ
トした状態で隙間ゲージをギャップに差し込むことによ
り行われていたが、ギャップが円弧状に湾曲している上
に、誘導加熱コイルの付帯設備を考慮すると、コイル、
クランクシャフトともに大型であり、クランクシャフト
については形状も複雑である。これらのため、ワーク対
向面の全域において正確にギャップ量を測定することは
非常に手間のかかる作業であり、非能率的であった。そ
の上、測定精度も十分とは言えず、個人差による測定精
度のバラツキも大きかった。

【０００６】本発明はかかる事情に鑑みて創案されたも
のであり、クランクシャフトのピン部やジャーナル部に
ついても、コイルギャップをワーク対向面全域において
簡単かつ正確に測定することができるコイルギャップ測
定装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係るコイルギャップ測定装置は、ワークが
誘電加熱コイル内に嵌合する如く誘導加熱コイル内に嵌
合され、誘導加熱コイルとの対向面がワーク外周面と同
じ曲率半径の円弧面とされると共に、この円弧状対向面
に円周方向のスリットが設けられた略環状のケースと、
ケースの内側に前記円弧状対向面と同心円状に収容さ
れ、前記ケースの外側から回転操作されるロータと、ロ
ータに取付けられてロータと共にケースの外側から回転
操作され、前記ケースの円弧状対向面に設けられたスリ
ットを通してケース外へ突出する測定子により、ケース
から誘導加熱コイルまでの離間距離を測定する測定器と
を備えている。

【０００８】本発明に係るコイルギャップ測定装置で
は、例えば誘導加熱コイルの凹側を上に向け、その凹部
内に上方から略環状のケースを嵌合させる。ケースの誘
導加熱コイルとの対向面はワーク外周面と同じ曲率半径
の円弧面とされているので、ケースとコイル間にはワー
クとコイル間と同じ寸法の円弧状のギャップが形成され
る。この状態でケース内のロータを回転させれば、円弧
状のギャップの寸法が円周方向に連続して測定され、そ
の測定により、ワークとコイル間のコイルギャップが円
周方向に連続して測定されることになる。

【０００９】これにより、円柱状ワークがクランクシャ
フトのピン部又はジャーナル部である場合にも、コイル
ギャップが円周方向に切れ目なく簡単かつ正確に測定さ
れる。

【００１０】測定器としては、ダイヤルゲージを利用す
るのが経済的で好ましい。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。図１は本発明の実施形態に係るコイ
ルギャップ測定装置の使用状態を示す装置正面図、図２
は同コイルギャップ測定装置の正面図、図３は同コイル
ギャップ測定装置の縦断側面図、図４はケースの縦断正
面図、図５は測定器のゼロ調整を示す装置正面図であ
る。

【００１２】本実施形態に係るコイルギャップ測定装置
は、図１に示すように、クランクシャフトの高周波焼入
に使用される誘導加熱コイル１０のコイルギャップ量の
測定に使用される。誘導加熱コイル１０は、クランクシ
ャフトのジャーナル部の誘導加熱に使用されるものであ
り、ジャーナル部の外形に対応した半開放鞍型のコイル
本体１１を備えている。

【００１３】コイル本体１１は、加熱使用時は半円状の
凹部が下を向くが（図８参照）、ギャップ測定では図１
に示される通りこの凹部が上を向く。コイル本体１１を
支持するフレーム１２には、ワークとの間のギャップ量
を管理する３個のスペーサ１３，１４，１５が取付けら
れている。３個のスペーサ１３，１４，１５は、ギャッ
プ測定状態では下側及び両側に位置する。

【００１４】コイルギャップ測定装置は、図２及び図３
に示すように、コイル本体１１の半円状の凹部に挿入さ
れるケース２０と、ケース２０内に回転自在に収容され
たロータ３０と、ロータ３０に取付けられた測定器４０
とを備えている。

【００１５】ケース２０は、図３及び図４に示すよう
に、断面が円形の空洞２１を内側に有する略環状体であ
る。このケース２０は下半部の半円部２０Ａと上半部の
角形部２０Ｂとからなり、半円部は、ワークであるジャ
ーナル部と同様に、コイル本体１１の半円状の凹部に嵌
合し、スペーサ１３，１４，１５により位置決めされる
ことにより、その外周面を所定の隙間をあけてコイル本
体１１に対向させる。

【００１６】コイル本体１１に対向する半円部２０Ａの
外周面は、ジャーナル部と同一半径の円弧状対向面２２
である。円弧状対向面２２は、ケース２０の空洞２１の
周面と同心である。円弧状対向面２２には、その円弧の
ほぼ全長にわたって円周方向に延びるスリット２３が、
ケース２０の軸方向中央部に位置して設けられている。
一方、ケース２０の角形部上面には、測定器４０を挿入
するための開口部２４が設けられている。

【００１７】ケース２０の軸方向長さは、ワークである
ジャーナル部の軸方向長さより大きくても小さくてもよ
く、特に限定されていない。ここでは、ジャーナル部の
軸方向長さとほぼ同じに設定されている。

【００１８】ロータ３０は、ケース２０の空洞２１内に
回転自在に収容されており、その外周面は、ケース２０
の円弧状対向面２２と同心である。ロータ３０の正面に
は、測定器４０を収容するための空洞３１が形成されて
いる。空洞４１は上方に開放し、開口部２４を介してケ
ース２０の外に連通している。ロータ３０の正面側の端
部には抜け止めのためにフランジ部３２が一体的に設け
られている。ロータ３０の背面には、回転操作用のつま
み５０がボルト５１により取付けられている。つまみ５
０のフランジ部５２は、ロータ３０のフランジ部３２と
共同して、ケース２０内のロータ３０を軸方向で固定す
る。

【００１９】ロータ３０の下面には、空洞３１に達する
半径方向の貫通孔３３が設けられている。貫通孔３３
は、ロータ３０の軸方向中央部にあって、ケース２０の
スリット２３に対向している。

【００２０】測定器４０は、市販のダイヤルゲージであ
る。ダイヤルゲージは、ゲージ本体４１と、ゲージ本体
４１の外周面から外側に突出した円筒状のガイド部４２
と、ガイド部４２から外側へ突出し且つ外側へ付勢され
た測定子４３とを備えており、測定子４３の突出量をゲ
ージ本体４１で読み取る構造である。

【００２１】このダイヤルゲージは、ネジ４４によりロ
ータ３０内に固定されている。即ち、ゲージ本体４１が
空洞３１内に正面を向けて収容され、ガイド部４２が貫
通孔３３に挿入された状態で、ガイド部４２がねじ４４
により直角方向から固定されている。測定子４３は、ロ
ータ３０の半径方向外側を向き、ケース２０のスリット
２３を通って、ケース２０の外に突出している。

【００２２】次に、本実施形態に係るコイルギャップ測
定装置を使用して、誘導加熱コイル１０のコイルギャッ
プ量を測定する方法について説明する。

【００２３】測定前に、図５に示すように、ケース２０
の半円部２０Ａを下に向けて測定装置をゼロゲージ６０
の上に載せる。ゼロゲージ６０の上面６１は、半円部２
０Ａの外周面、即ち円弧状対向面２２と実質同一半径の
円弧面である。測定装置をゼロゲージ６０の上に載せた
状態で、測定器４０がゼロを示すように、測定器４０の
調整を行う。

【００２４】このゼロ調整が終わると、図１に示すよう
に、測定装置を誘導加熱コイル１０にセットする。具体
的には、ケース２０の半円部２０Ａを上方からコイル本
体１１の凹部に挿入する。これにより、ケース２０の半
円部２０Ａは、スペーサ１３，１４，１５によりコイル
本体１１の凹部内で、ワークであるジャーナル部と同じ
位置に固定される。測定器４０の測定子４３は、コイル
本体１１の内周面に弾性的に接触する。下側のスペーサ
１３は、コイル本体１１の軸方向一部に位置するので、
スリット２２との干渉は特に生じない。

【００２５】この状態で、ダイヤルゲージの目盛りを読
み取ることにより、円弧状対向面２２からコイル本体１
１の内周面までの距離が測定される。この距離は、ジャ
ーナル部に当該誘導加熱コイル１０を載置したときの、
コイル本体１１の内周面からジャーナル部の外周面まで
の距離、即ちコイルギャップ量に等しい。従って、ダイ
ヤルゲージの目盛りからコイルギャップ量が測定され
る。

【００２６】測定子４３がスリット２３の一端部から他
端部へ至るまで、つまみ５０を操作してケース２０内で
ロータ３０を回転させる。ロータ３０はケース２０の円
弧状対向面２２に対し同心であるので、この回転の間の
ダイヤルゲージの目盛り変動を読み取ることにより、コ
イルギャップ量がコイル本体１１の円周方向全域にわた
って連続定される。この間の測定値の推移が許容範囲内
であればコイルギャップ量に問題はない。許容範囲を超
える場合は、コイルギャップ量に問題があるということ
で、その誘導加熱コイル１０の使用を停止する。

【００２７】このように、本実施形態に係るコイルギャ
ップ測定装置を使用すれば、誘導加熱コイル１０のコイ
ルギャップ量が円周方向全域につき簡単かつ正確に測定
される。

【００２８】図６は本発明の他の実施形態に係るコイル
ギャップ測定装置の正面図、図７は同コイルギャップ測
定装置の縦断側面図である。

【００２９】本実施形態に係るコイルギャップ測定装置
は、クランクシャフトのピン部の誘導加熱に使用される
誘導加熱コイルのギャップ量測定に使用される。

【００３０】ピン部は、前述したジャーナル部と比べて
小径である。このため、ピン部に対応する形状のケース
２０も、前述のジャーナル用ケースより小型となり、測
定器としてのダイヤルゲージをロータ３０内に収容する
ことが困難となる。このため、測定器４０は、ダイヤル
ゲージからなる本体４５をロータ３０の外に出してロー
タ３０の正面にアングル４６により取付けた構造になっ
ている。

【００３１】これに関連して、ロータ３０には、そのロ
ータ３０を半径方向に貫通する貫通孔３４が設けられて
おり、これには測定子４７が軸方向に移動可能に収容さ
れている。測定子４７には、当たり棒４８がネジ４９に
より直角に取付けられている。当たり棒４８は、ロータ
３０の正面側へ突出しており、その正面に取付けられた
本体４５の測定子４３により先端側へ付勢されている。
測定子４７の先端部４７′は、ケース２０のスリット２
３を通してケース外へ突出している。

【００３２】他の構造は、前述したジャーナル部用の測
定装置と実質同じであり、同一部分に同一番号を付して
説明を省略する。

【００３３】本実施形態に係るコイルギャップ測定装置
を使用すれば、ピン部用の誘導加熱コイル１０のコイル
ギャップ量が、測定子４７の突出量の変化により、前述
したジャーナル部用の測定装置の場合と全く同様に、円
周方向全域につき簡単かつ正確に測定される。

【００３４】

【発明の効果】以上に説明した通り、本発明に係るコイ
ルギャップ測定装置は、ワークが誘電加熱コイル内に嵌
合する如く誘導加熱コイル内に嵌合され、誘導加熱コイ
ルとの対向面がワーク外周面と同じ曲率半径の円弧面と
されると共に、この円弧状対向面に円周方向のスリット
が設けられた略環状のケースと、ケースの内側に前記円
弧状対向面と同心円状に収容され、前記ケースの外側か
ら回転操作されるロータと、ロータに取付けられてロー
タと共にケースの外側から回転操作され、前記ケースの
円弧状対向面に設けられたスリットを通してケース外へ
突出する測定子により、ケースから誘導加熱コイルまで
の離間距離を測定する測定器とを備えており、この構成
により、円柱状ワークがクランクシャフトのピン部又は
ジャーナル部である場合にも、コイルギャップを円周方
向に切れ目なく簡単かつ正確に測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るコイルギャップ測定装
置の使用状態を示す装置正面図である。

【図２】同コイルギャップ測定装置の正面図である。

【図３】同コイルギャップ測定装置の縦断側面図であ
る。

【図４】ケースの縦断正面図である。

【図５】測定器のゼロ調整を示す装置正面図である。

【図６】本発明の他の実施形態に係るコイルギャップ測
定装置の正面図である。

【図７】同コイルギャップ測定装置の縦断側面図であ
る。

【図８】誘導加熱コイルの概略構成図である。

【符号の説明】

１０ 誘導加熱コイル １１ コイル本体 １３，１４，１５ スペーサ ２０ ケース ２２ 円弧状対向面 ２３ スリット ３０ ロータ ４０ 測定器 ４３，４７ 測定子 ４５ 本体 ５０ つまみ ６０ ゼロゲージ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱状ワークの外周面にスペーサを介し
   略半周にわたって対向してそのワーク外周面を誘導加熱
   する誘導加熱コイルとワーク間のギャップ量を測定する
   コイルギャップ測定装置であって、ワークが誘導加熱コ
   イル内に嵌合する如く誘導加熱コイル内に嵌合され、誘
   導加熱コイルとの対向面がワーク外周面と同じ曲率半径
   の円弧面とされると共に、この円弧状対向面に円周方向
   のスリットが設けられた略環状のケースと、ケースの内
   側に前記円弧状対向面と同心円状に収容され、前記ケー
   スの外側から回転操作されるロータと、ロータに取付け
   られてロータと共にケースの外側から回転操作され、前
   記ケースの円弧状対向面に設けられたスリットを通して
   ケース外へ突出する測定子により、ケースから誘導加熱
   コイルまでの離間距離を測定する測定器とを備えたこと
   を特徴とするコイルギャップ測定装置。
2. 【請求項２】 前記円柱状ワークは、クランクシャフト
   のピン部又はジャーナル部である請求項１に記載のコイ
   ルギャップ測定装置。
3. 【請求項３】 前記測定器は、ダイヤルゲージである請
   求項１又は２に記載のコイルギャップ測定装置。