JP2001303134A - クランクシャフトの高周波焼戻方法及び装置 - Google Patents
クランクシャフトの高周波焼戻方法及び装置Info
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- C21D9/30—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for crankshafts; for camshafts
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- C21D1/10—Surface hardening by direct application of electrical or wave energy; by particle radiation by electric induction
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 高周波誘導加熱コイルにてクランクシャフト
のジャーナル部やピン部などの焼入部分の全てを一括し
て（１工程で）焼戻処理するようにしたクランクシャフ
トの高周波焼戻方法及びその高周波焼戻装置を提供す
る。 【解決手段】 焼入部以外の非焼入部分も含めたクラン
クシャフト１の全体を高周波誘導加熱コイル１２で取り
囲まれた領域内に配置して、高周波誘導加熱コイル１２
に通電することによりクランクシャフト１を所要の焼戻
温度にまで高周波誘導加熱する加熱工程（加熱ステーシ
ョン２１）と、加熱工程の後に、クランクシャフト１に
おける熱伝導によりクランクシャフト１の全体を放冷し
て均熱化を図る均熱化工程（均熱化ステーション２２，
２３）と、焼戻工程の後に続く研磨加工を常温で行なう
ために、クランクシャフト１に冷却液を噴射してクラン
クシャフト１を冷却する冷却工程（冷却ステーション２
４）とを順次に施行する。
のジャーナル部やピン部などの焼入部分の全てを一括し
て（１工程で）焼戻処理するようにしたクランクシャフ
トの高周波焼戻方法及びその高周波焼戻装置を提供す
る。 【解決手段】 焼入部以外の非焼入部分も含めたクラン
クシャフト１の全体を高周波誘導加熱コイル１２で取り
囲まれた領域内に配置して、高周波誘導加熱コイル１２
に通電することによりクランクシャフト１を所要の焼戻
温度にまで高周波誘導加熱する加熱工程（加熱ステーシ
ョン２１）と、加熱工程の後に、クランクシャフト１に
おける熱伝導によりクランクシャフト１の全体を放冷し
て均熱化を図る均熱化工程（均熱化ステーション２２，
２３）と、焼戻工程の後に続く研磨加工を常温で行なう
ために、クランクシャフト１に冷却液を噴射してクラン
クシャフト１を冷却する冷却工程（冷却ステーション２
４）とを順次に施行する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、クランクシャフト
の高周波焼入されたジャーナル部やピン部等を一括して
高周波焼戻する方法及び装置に関する。
の高周波焼入されたジャーナル部やピン部等を一括して
高周波焼戻する方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４は、クランクシャフトの一例である
４気筒中型クランクシャフト１の構造を示している。こ
の４気筒中型クランクシャフト１は、同一の軸線（クラ
ンクシャフト１の回転軸線）Ｘに沿って配置された５つ
のジャーナル部１Ｊ〜５Ｊと、これらのジャーナル部１
Ｊ〜５Ｊにそれぞれ一体に設けられた８つのカウンター
ウェイトＣＷ１〜ＣＷ８と、互いに隣接して対向配置さ
れたカウンターウェイトＣＷ１とＣＷ２、ＣＷ３とＣＷ
４、ＣＷ５とＣＷ６、ＣＷ７とＣＷ８との間にそれぞれ
架設され、かつ、前記ジャーナル部１Ｊ〜５Ｊの軸線か
ら偏倚した位置にそれぞれ配設された４つのピン部１Ｐ
〜４Ｐと、一端側のジャーナル部１Ｊに同軸状に一体成
形された軸部Ｓ１，Ｓ２と、他端側のジャーナル部５Ｊ
に同軸状に一体成形されたフランジ部Ｆとから構成され
ている。
４気筒中型クランクシャフト１の構造を示している。こ
の４気筒中型クランクシャフト１は、同一の軸線（クラ
ンクシャフト１の回転軸線）Ｘに沿って配置された５つ
のジャーナル部１Ｊ〜５Ｊと、これらのジャーナル部１
Ｊ〜５Ｊにそれぞれ一体に設けられた８つのカウンター
ウェイトＣＷ１〜ＣＷ８と、互いに隣接して対向配置さ
れたカウンターウェイトＣＷ１とＣＷ２、ＣＷ３とＣＷ
４、ＣＷ５とＣＷ６、ＣＷ７とＣＷ８との間にそれぞれ
架設され、かつ、前記ジャーナル部１Ｊ〜５Ｊの軸線か
ら偏倚した位置にそれぞれ配設された４つのピン部１Ｐ
〜４Ｐと、一端側のジャーナル部１Ｊに同軸状に一体成
形された軸部Ｓ１，Ｓ２と、他端側のジャーナル部５Ｊ
に同軸状に一体成形されたフランジ部Ｆとから構成され
ている。
【０００３】上述のピン部１Ｐ〜４Ｐのうち、回転軸線
Ｘ方向において互いに隣り合うピン部１Ｐと２Ｐとは位
相が互いに１８０゜ずれた位置に配置されると共に、回
転軸線Ｘ方向において互いに隣り合うピン部３Ｐと４Ｐ
とは位相が互いに１８０゜ずれた位置に配置され、左右
両端のピン部１Ｐと４Ｐとは位相が互いに同じ位置に配
置されると共に、回転軸線Ｘ方向において互いに隣り合
うピン部２Ｐと３Ｐとは位相が互いに同じ位置に配置さ
れている。また、図４に示すように、クランクシャフト
１の両端のフランジ部Ｆ及び軸部Ｓ１，Ｓ２の軸線はジ
ャーナル部１Ｊ〜５Ｊの回転軸線Ｘの延長線上に一致さ
れており、従ってクランクシャフト１は直線状の回転軸
線Ｘを中心に回転駆動されるように構成されている。な
お、図４において、Ｙは互いに同相位置に配置されたピ
ン部１Ｐ及び４Ｐの直線状の軸線、Ｚは互いに同相位置
に配置されたピン部２Ｐ，３Ｐの直線状の軸線である。
Ｘ方向において互いに隣り合うピン部１Ｐと２Ｐとは位
相が互いに１８０゜ずれた位置に配置されると共に、回
転軸線Ｘ方向において互いに隣り合うピン部３Ｐと４Ｐ
とは位相が互いに１８０゜ずれた位置に配置され、左右
両端のピン部１Ｐと４Ｐとは位相が互いに同じ位置に配
置されると共に、回転軸線Ｘ方向において互いに隣り合
うピン部２Ｐと３Ｐとは位相が互いに同じ位置に配置さ
れている。また、図４に示すように、クランクシャフト
１の両端のフランジ部Ｆ及び軸部Ｓ１，Ｓ２の軸線はジ
ャーナル部１Ｊ〜５Ｊの回転軸線Ｘの延長線上に一致さ
れており、従ってクランクシャフト１は直線状の回転軸
線Ｘを中心に回転駆動されるように構成されている。な
お、図４において、Ｙは互いに同相位置に配置されたピ
ン部１Ｐ及び４Ｐの直線状の軸線、Ｚは互いに同相位置
に配置されたピン部２Ｐ，３Ｐの直線状の軸線である。
【０００４】このようなクランクシャフト１にあって
は、通常、ジャーナル部１Ｊ〜５Ｊの円筒状外周面に焼
入処理を施すと共に、これとは別の工程でピン部１Ｐ〜
４Ｐにも焼入処理を施こすようにしている。なお、ピン
部１Ｐ〜４Ｐの焼入処理の仕方としては大別して２通
り、すなわち、フラット焼入とフィレットＲ焼入との２
通りの仕方がある。ここで、ピン部１Ｐ〜４Ｐについて
の２通りの焼入処理の仕方について簡単に述べると、次
の如くである。
は、通常、ジャーナル部１Ｊ〜５Ｊの円筒状外周面に焼
入処理を施すと共に、これとは別の工程でピン部１Ｐ〜
４Ｐにも焼入処理を施こすようにしている。なお、ピン
部１Ｐ〜４Ｐの焼入処理の仕方としては大別して２通
り、すなわち、フラット焼入とフィレットＲ焼入との２
通りの仕方がある。ここで、ピン部１Ｐ〜４Ｐについて
の２通りの焼入処理の仕方について簡単に述べると、次
の如くである。
【０００５】まず、ピン部１Ｐ〜４Ｐは、各々、円筒状
外周面αを有する円柱部Ａと、この円柱部Ａに続くＲ部
（角部若しくは隅部）Ｂと、このＲ部Ｂに続いて形成さ
れかつクランクシャフト１の軸線Ｘに対して直角に延び
るように形成されたフィレット部Ｃとから構成されてい
る（図５参照）。かくして、ピン部１Ｐ〜４Ｐの円柱部
Ａの円筒状外周面αのみを焼入処理する焼入の仕方をフ
ラット焼入と称し、前記円筒状外周面α，Ｒ部Ｂの湾状
面β及びフィレット部Ｃの側面γをそれぞれ含む連続し
た面部分（図５において多数の点で示した部分）の全て
を焼入処理する焼入の仕方をフィレットＲ焼入と称して
いる。
外周面αを有する円柱部Ａと、この円柱部Ａに続くＲ部
（角部若しくは隅部）Ｂと、このＲ部Ｂに続いて形成さ
れかつクランクシャフト１の軸線Ｘに対して直角に延び
るように形成されたフィレット部Ｃとから構成されてい
る（図５参照）。かくして、ピン部１Ｐ〜４Ｐの円柱部
Ａの円筒状外周面αのみを焼入処理する焼入の仕方をフ
ラット焼入と称し、前記円筒状外周面α，Ｒ部Ｂの湾状
面β及びフィレット部Ｃの側面γをそれぞれ含む連続し
た面部分（図５において多数の点で示した部分）の全て
を焼入処理する焼入の仕方をフィレットＲ焼入と称して
いる。
【０００６】図５は、フィレットＲ焼入を行った場合の
焼入硬化層パターンの一例を示すものであって（図５で
はピン部１Ｐ及びジャーナル部１Ｊ，５Ｊの焼入硬化層
パターンのみ図示）、この場合には、ジャーナル部５
Ｊ，５Ｊの円筒状外周部δ及びピン部１Ｐ〜４Ｐの円筒
状外周部αだけでなく、この円筒状外周部αからコーナ
ーのＲ部Ｂの湾曲面βを介してこれに連続する直角方向
のフィレット部Ｃの側面γにまで連続する領域に焼入硬
化層６が形成される。一方、左右両端のジャーナル部１
Ｊ，５Ｊについては、図５に示す如く、円柱部Ｄの円筒
状外周部δ、及び、ジャーナル部１Ｊ，５Ｊにそれぞれ
隣接するフィレット部Ｃの側面εにフィレットＲ焼入を
施して焼入硬化層パターン７を形成するのが一般的であ
る（但し、その他のジャーナル部２Ｊ〜４Ｊについては
焼入処理を施さない）。なお、図５に示す如く互いに異
なる焼入硬化層パターン６，７を高周波焼入により形成
するに当たっては、それぞれ専用の別個の高周波誘導加
熱コイルを用いて所要の焼入温度に加熱して急冷するこ
とにより所望の焼入硬化層パターン６，７を形成するよ
うにしている。
焼入硬化層パターンの一例を示すものであって（図５で
はピン部１Ｐ及びジャーナル部１Ｊ，５Ｊの焼入硬化層
パターンのみ図示）、この場合には、ジャーナル部５
Ｊ，５Ｊの円筒状外周部δ及びピン部１Ｐ〜４Ｐの円筒
状外周部αだけでなく、この円筒状外周部αからコーナ
ーのＲ部Ｂの湾曲面βを介してこれに連続する直角方向
のフィレット部Ｃの側面γにまで連続する領域に焼入硬
化層６が形成される。一方、左右両端のジャーナル部１
Ｊ，５Ｊについては、図５に示す如く、円柱部Ｄの円筒
状外周部δ、及び、ジャーナル部１Ｊ，５Ｊにそれぞれ
隣接するフィレット部Ｃの側面εにフィレットＲ焼入を
施して焼入硬化層パターン７を形成するのが一般的であ
る（但し、その他のジャーナル部２Ｊ〜４Ｊについては
焼入処理を施さない）。なお、図５に示す如く互いに異
なる焼入硬化層パターン６，７を高周波焼入により形成
するに当たっては、それぞれ専用の別個の高周波誘導加
熱コイルを用いて所要の焼入温度に加熱して急冷するこ
とにより所望の焼入硬化層パターン６，７を形成するよ
うにしている。
【０００７】このようにして焼入処理が施されたクラン
クシャフト１は、通常、靱性の向上や内部歪の除去など
の目的で焼戻処理が施される。ところで、従来において
は、クランクシャフト１の焼戻を行なうに当たっては、
加熱手段として電気炉が一般的に用いられている。
クシャフト１は、通常、靱性の向上や内部歪の除去など
の目的で焼戻処理が施される。ところで、従来において
は、クランクシャフト１の焼戻を行なうに当たっては、
加熱手段として電気炉が一般的に用いられている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、焼入処
理後のクランクシャフト１を電気炉により所要温度に加
熱して冷却するような従来の焼戻方法では、均一で安定
した焼戻品質が得られるものの、比較的長い加熱時間を
要するため加熱の間に、高周波焼入によって得られた圧
縮残留応力が低減されてしまい、ひいては疲労強度が大
幅に低下してしまう不具合がある。しかも、電気炉によ
る加熱は間接加熱であり、発熱体からの輻射熱ないしは
雰囲気からの熱伝導により被焼戻体であるクランクシャ
フトを加熱するようにしているため、昇温させるのに時
間がかかり、焼戻の処理効率が悪いという問題点があ
る。因みに、焼戻処理すべきクランクシャフトの大きさ
や質量にもよるが、一般的には、０．５〜１．５時間程
度の加熱時間が必要であり、さらに、均熱、温度保持に
１〜１．５時間を要し、総合した焼戻時間は１．５〜３
時間にも及ぶため、このことが高周波焼戻装置をクラン
クシャフトの焼入加工ラインに組み込むに当たっての大
きな障害となっているのが実状である。
理後のクランクシャフト１を電気炉により所要温度に加
熱して冷却するような従来の焼戻方法では、均一で安定
した焼戻品質が得られるものの、比較的長い加熱時間を
要するため加熱の間に、高周波焼入によって得られた圧
縮残留応力が低減されてしまい、ひいては疲労強度が大
幅に低下してしまう不具合がある。しかも、電気炉によ
る加熱は間接加熱であり、発熱体からの輻射熱ないしは
雰囲気からの熱伝導により被焼戻体であるクランクシャ
フトを加熱するようにしているため、昇温させるのに時
間がかかり、焼戻の処理効率が悪いという問題点があ
る。因みに、焼戻処理すべきクランクシャフトの大きさ
や質量にもよるが、一般的には、０．５〜１．５時間程
度の加熱時間が必要であり、さらに、均熱、温度保持に
１〜１．５時間を要し、総合した焼戻時間は１．５〜３
時間にも及ぶため、このことが高周波焼戻装置をクラン
クシャフトの焼入加工ラインに組み込むに当たっての大
きな障害となっているのが実状である。
【０００９】そこで、上述のような電気炉を用いた焼戻
方法に代わるものとして、高周波誘導加熱コイルにて加
熱を行なうようにした高周波焼戻方法が提案されてい
る。この高周波焼戻方法の場合には、半開放鞍型の高周
波誘導加熱コイルを、焼戻対象であるクランクシャフト
１のジャーナル部１Ｊ，５Ｊやピン部１Ｐ〜４Ｐの被加
熱部上に載置状態でセットし、クランクシャフト１を軸
線Ｘを中心に回転させながら個々に誘導加熱して焼戻処
理を行なうようにしている。さらに具体的に述べると、
まず図５に示す如くクランクシャフト１のジャーナル部
１Ｊ，５Ｊ或いはピン部１Ｐ〜４Ｐの上方位置に半開放
鞍型の追従式の高周波誘導加熱コイル（いわゆるフラッ
ト加熱コイル）を載置し、クランクシャフト１を軸線Ｘ
を中心に回転させながら、ジャーナル部１Ｊ，５Ｊを同
時に高周波誘導加熱し、続いてピン１Ｐ〜４Ｐを同時に
高周波誘導加熱し、その後に冷却処理を施すことにより
焼戻を行なうようにしている。
方法に代わるものとして、高周波誘導加熱コイルにて加
熱を行なうようにした高周波焼戻方法が提案されてい
る。この高周波焼戻方法の場合には、半開放鞍型の高周
波誘導加熱コイルを、焼戻対象であるクランクシャフト
１のジャーナル部１Ｊ，５Ｊやピン部１Ｐ〜４Ｐの被加
熱部上に載置状態でセットし、クランクシャフト１を軸
線Ｘを中心に回転させながら個々に誘導加熱して焼戻処
理を行なうようにしている。さらに具体的に述べると、
まず図５に示す如くクランクシャフト１のジャーナル部
１Ｊ，５Ｊ或いはピン部１Ｐ〜４Ｐの上方位置に半開放
鞍型の追従式の高周波誘導加熱コイル（いわゆるフラッ
ト加熱コイル）を載置し、クランクシャフト１を軸線Ｘ
を中心に回転させながら、ジャーナル部１Ｊ，５Ｊを同
時に高周波誘導加熱し、続いてピン１Ｐ〜４Ｐを同時に
高周波誘導加熱し、その後に冷却処理を施すことにより
焼戻を行なうようにしている。
【００１０】ところが、上述の如き従来の高周波焼戻方
法では、フィレットＲ焼入されたジャーナル部１Ｊ，５
Ｊ及びピン部１Ｐ〜４Ｐの円柱部Ａの円筒状周面αのみ
をフラット加熱コイルにより加熱するようにしているの
で、円柱部Ａに続くＲ部Ｂとフィレット部Ｃは、円柱部
Ａからの熱伝導のみにより加熱が行われることとなる。
そのため、円柱部Ａの加熱温度とＲ部Ｂ及びフィレット
部Ｃの加熱温度との間に比較的大きな温度差が生じ、こ
れらの各部において比較的大きな温度のばらつきが生じ
るおそれがある。このような温度差並びに温度のばらつ
きが顕著に発生すると、焼戻品質が悪くなり、規格外れ
の製品（不良品）を生じ易くなるという不具合がある。
法では、フィレットＲ焼入されたジャーナル部１Ｊ，５
Ｊ及びピン部１Ｐ〜４Ｐの円柱部Ａの円筒状周面αのみ
をフラット加熱コイルにより加熱するようにしているの
で、円柱部Ａに続くＲ部Ｂとフィレット部Ｃは、円柱部
Ａからの熱伝導のみにより加熱が行われることとなる。
そのため、円柱部Ａの加熱温度とＲ部Ｂ及びフィレット
部Ｃの加熱温度との間に比較的大きな温度差が生じ、こ
れらの各部において比較的大きな温度のばらつきが生じ
るおそれがある。このような温度差並びに温度のばらつ
きが顕著に発生すると、焼戻品質が悪くなり、規格外れ
の製品（不良品）を生じ易くなるという不具合がある。
【００１１】さらに、従来の高周波焼戻方法を施行する
ためには、ジャーナル部加熱用の高周波誘導加熱コイ
ル、並びに、ピン部加熱用の高周波誘導加熱コイルの２
種類の加熱コイルを用意する必要があり、設備価格が高
価となるという問題点がある。また、ジャーナル部１
Ｊ，５Ｊ及びピン部１Ｐ〜４Ｐの焼戻処理を別個の高周
波誘導加熱コイルを用いてそれぞれ別々の焼戻処理工程
（２工程）で行なう必要があるため、２工程の焼戻処理
を行なうのに手間を要し、処理能率が悪いという問題点
もある。
ためには、ジャーナル部加熱用の高周波誘導加熱コイ
ル、並びに、ピン部加熱用の高周波誘導加熱コイルの２
種類の加熱コイルを用意する必要があり、設備価格が高
価となるという問題点がある。また、ジャーナル部１
Ｊ，５Ｊ及びピン部１Ｐ〜４Ｐの焼戻処理を別個の高周
波誘導加熱コイルを用いてそれぞれ別々の焼戻処理工程
（２工程）で行なう必要があるため、２工程の焼戻処理
を行なうのに手間を要し、処理能率が悪いという問題点
もある。
【００１２】要するに、従来における電気炉による焼戻
方法では、焼戻処理に要する時間が長く、設備を焼戻処
理加工ラインに組み込むに当たっての大きな障害とな
り、また従来における高周波誘導加熱による焼戻方法で
は、焼戻品質と設備価格に難点があるのが実状である。
方法では、焼戻処理に要する時間が長く、設備を焼戻処
理加工ラインに組み込むに当たっての大きな障害とな
り、また従来における高周波誘導加熱による焼戻方法で
は、焼戻品質と設備価格に難点があるのが実状である。
【００１３】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
たものであって、高周波誘導加熱コイルにてクランクシ
ャフトのジャーナル部やピン部などの焼入部分の全てを
一括して（１工程で）焼戻処理することにより、高周波
焼入による利点の１つである圧縮残留応力の保持を確保
しつつ、均一で安定した優れた焼戻品質を得ることがで
き、かつ、設備費が安価で済むようにしたクランクシャ
フトの高周波焼戻方法及びその高周波焼戻装置を提供す
ることにある。
たものであって、高周波誘導加熱コイルにてクランクシ
ャフトのジャーナル部やピン部などの焼入部分の全てを
一括して（１工程で）焼戻処理することにより、高周波
焼入による利点の１つである圧縮残留応力の保持を確保
しつつ、均一で安定した優れた焼戻品質を得ることがで
き、かつ、設備費が安価で済むようにしたクランクシャ
フトの高周波焼戻方法及びその高周波焼戻装置を提供す
ることにある。
【００１４】
【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、クランクシャフトの主要部を構成す
るジャーナル部やピン部などを高周波焼入した後に、高
周波焼入した焼入部分を焼戻すための方法において、
（Ａ） 前記焼入部分のみならず非焼入部分も含めた前
記クランクシャフトの全体を高周波誘導加熱コイルで取
り囲まれた領域内に配置して、前記高周波誘導加熱コイ
ルに通電することにより前記クランクシャフトを所要の
焼戻温度にまで高周波誘導加熱する加熱工程と、（Ｂ）
前記加熱工程の後に、前記クランクシャフトにおける
熱伝導により前記クランクシャフトの全体を放冷して均
熱化を図る均熱化工程と、（Ｃ） 焼戻工程の後に続く
研磨加工を常温で行なうために、前記クランクシャフト
に冷却液を噴射して前記クランクシャフトを冷却する冷
却工程と、を順次に施行するようにしている。また、本
発明では、前記（Ａ）〜（Ｃ）に記載の工程の後に、
（Ｄ） 前記冷却工程において前記クランクシャフトに
付着した冷却液を前記クランクシャフトから除去するエ
アブロー工程、をさらに施行するようにしている。ま
た、本発明では、前記加熱工程，均熱化工程，冷却工程
及びエアブロー工程の各工程を、前記クランクシャフト
を間欠的に水平移動させながら順次に連続して行なうよ
うにしている。また、本発明では、高周波焼入が施され
たクランクシャフトのジャーナル部やピン部などを焼戻
すための装置において、（ａ） 被焼戻体である前記ク
ランクシャフトの全体を高周波誘導加熱コイルにより所
要の焼戻温度にまで高周波誘導加熱する加熱ステーショ
ンと、（ｂ） 高周波誘導加熱された前記クランクシャ
フトを前記クランクシャフト自体の熱伝導によりその全
体を放冷して均熱化を図る均熱化ステーションと、
（ｃ） 焼戻工程の後に続く研磨加工を常温で行なうた
めに、前記クランクシャフトに冷却液を噴射して前記ク
ランクシャフトを冷却する冷却ステーションと、をそれ
ぞれ具備するようにしている。また、本発明では、前記
（ａ）〜（ｃ）のステーションに加えて、（ｄ） 前記
冷却工程において前記クランクシャフトの表面に付着し
た冷却液を前記クランクシャフトの表面から除去するエ
アブローステーション、をさらに備えるようにしてい
る。また、本発明では、前記加熱ステーション，均熱化
ステーション，冷却ステーション及びエアブローステー
ションにおける各処理工程を、前記クランクシャフトを
間欠的に水平移動させながら連続して行なうために、
（ａ） 前記クランクシャフトを載置状態で支持する支
持機構と、（ｂ） 前記クランクシャフトを前記支持機
構にて支持した状態の下で前記クランクシャフトを水平
方向に移動させる水平移動機構と、（ｃ） 前記水平移
動機構にて移動されてくる前記クランクシャフトを高周
波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルを有する加
熱機構と、（ｄ） 前記加熱機構にて高周波誘導加熱さ
れた前記クランクシャフトのジャーナル部やピン部など
の加熱処理部を、前記クランクシャフトの熱伝導により
放冷して均熱化を図る均熱化機構と、（ｅ） 前記均熱
化機構から移送される前記クランクシャフトの均熱化さ
れた加熱処理部を噴射冷却液にて常温まで冷却する噴射
冷却機構と、（ｆ） 前記噴射冷却機構から移送される
前記クランクシャフトにエアブローを付与するエアブロ
ー機構と、から成る焼戻システムを備えるようにしてい
る。また、本発明では、前記加熱ステーションに配設さ
れる前記クランクシャフトの支持機構は、（ａ） 前記
クランクシャフトを前記加熱ステーション内の高周波誘
導加熱コイルにて取り囲んだ位置であってかつ前記高周
波誘導加熱コイルと同軸状に配置された状態で支持する
際に、前記クランクシャフトの軸線方向の両端部に当接
されるセラミックス系耐熱材料から成る一対の支持器
と、（ｂ） 前記一対の支持器が先端部にそれぞれ取付
けられ、かつ、前記高周波誘導加熱コイルの軸線の延長
方向に沿って延びるように配設された一対の非磁性金属
製のクランクシャフト支持用シャフトと、をそれぞれ備
えるようにしている。また、本発明では、前記クランク
シャフトの水平移動機構は、（ａ） 前記均熱化ステー
ション、冷却ステーション及びエアブローステーション
の配設間隔に対応する所定間隔をもって配設された支持
器と、（ｂ） 前記クランクシャフトを上下方向及び前
後方向に移動することにより前記クランクシャフトを前
記加熱ステーション，均熱化ステーション，冷却ステー
ション及びエアブローステーションに順次に搬送するた
めのクランクシャフト搬送機構と、をそれぞれ備えるよ
うにしている。また、本発明では、前記加熱ステーショ
ンに配設される前記加熱機構は、導線を螺旋状に巻回し
た高周波誘導加熱コイルから成り、前記クランクシャフ
トの一端側のフランジ部に対応するコイル部分の巻線間
隔を相対的に密となるように巻回している。また、本発
明では、加熱休止時には前記高周波誘導加熱コイルを予
め後退した待機位置に配置させ、前記セラミックス系耐
熱材料から成る一対の支持器にて前記クランクシャフト
を支持して高周波誘導加熱を開始するのに先立って、前
記高周波誘導加熱コイルを前記待機位置から所定の加熱
位置まで前進させ、高周波誘導加熱の終了後に前記待機
位置まで後退させるための加熱コイル水平移動機構を備
えるようにしている。また、本発明では、前記冷却ステ
ーションに配設される前記噴射冷却機構は、（ａ） 前
記支持器にて支持された前記クランクシャフトより所定
の距離をもって配設され、前記クランクシャフトの全長
及び全幅に相応する矩形をなし、クランクシャフトに対
向する面に多数の冷却液噴射孔を設けた噴射冷却環と、
（ｂ） 前記噴射冷却環に接続された冷却水導入管及び
給水ポンプと、（ｃ） 冷却開始時に前記噴射冷却環を
前記クランクシャフトに対して所定の距離となる位置ま
で降下させ、冷却終了後に所定の待機位置まで上昇させ
る移動機構と、をそれぞれ備えるようにしている。ま
た、本発明では、前記エアブローステーションに設けら
れる前記エアブロー機構は、（ａ） 前記支持器にて支
持されたクランクシャフトに対して所定の距離をもって
配設され、前記クランクシャフトの寸法及び形状に応じ
た複数本のエアノズルと、（ｂ） 前記エアノズルに接
続されたエア導入管と、（ｃ） エアブロー開始時に前
記エアノズルを前記クランクシャフトに対して所定の距
離となる位置まで降下させ、エアブロー終了後に所定の
待機位置まで移動させる移動機構と、（ｄ） エアブロ
ー時に前記エアノズルを前後及び左右に揺動させるため
の揺動装置と、をそれぞれ備えるようにしている。ま
た、本発明では、前記セラミックス系耐熱材料から成る
一対の支持器のうちの一方の支持器であって、かつ、前
記クランクシャフトの一端側のフランジ部を支持する支
持器に隣接して配置されると共に、磁束密度を局部的に
高める磁性材料から成りかつ前記クランクシャフトのフ
ランジ部側の部分の加熱温度を制御するように機能する
誘導補助部材を、前記高周波誘導加熱コイルのフランジ
部側の端部の近傍箇所に配設している。また、本発明で
は、前記誘導補助部材は、内部に通水路を設けた磁性材
料より成る円盤形状の調整部材であるようにしている。
めに、本発明では、クランクシャフトの主要部を構成す
るジャーナル部やピン部などを高周波焼入した後に、高
周波焼入した焼入部分を焼戻すための方法において、
（Ａ） 前記焼入部分のみならず非焼入部分も含めた前
記クランクシャフトの全体を高周波誘導加熱コイルで取
り囲まれた領域内に配置して、前記高周波誘導加熱コイ
ルに通電することにより前記クランクシャフトを所要の
焼戻温度にまで高周波誘導加熱する加熱工程と、（Ｂ）
前記加熱工程の後に、前記クランクシャフトにおける
熱伝導により前記クランクシャフトの全体を放冷して均
熱化を図る均熱化工程と、（Ｃ） 焼戻工程の後に続く
研磨加工を常温で行なうために、前記クランクシャフト
に冷却液を噴射して前記クランクシャフトを冷却する冷
却工程と、を順次に施行するようにしている。また、本
発明では、前記（Ａ）〜（Ｃ）に記載の工程の後に、
（Ｄ） 前記冷却工程において前記クランクシャフトに
付着した冷却液を前記クランクシャフトから除去するエ
アブロー工程、をさらに施行するようにしている。ま
た、本発明では、前記加熱工程，均熱化工程，冷却工程
及びエアブロー工程の各工程を、前記クランクシャフト
を間欠的に水平移動させながら順次に連続して行なうよ
うにしている。また、本発明では、高周波焼入が施され
たクランクシャフトのジャーナル部やピン部などを焼戻
すための装置において、（ａ） 被焼戻体である前記ク
ランクシャフトの全体を高周波誘導加熱コイルにより所
要の焼戻温度にまで高周波誘導加熱する加熱ステーショ
ンと、（ｂ） 高周波誘導加熱された前記クランクシャ
フトを前記クランクシャフト自体の熱伝導によりその全
体を放冷して均熱化を図る均熱化ステーションと、
（ｃ） 焼戻工程の後に続く研磨加工を常温で行なうた
めに、前記クランクシャフトに冷却液を噴射して前記ク
ランクシャフトを冷却する冷却ステーションと、をそれ
ぞれ具備するようにしている。また、本発明では、前記
（ａ）〜（ｃ）のステーションに加えて、（ｄ） 前記
冷却工程において前記クランクシャフトの表面に付着し
た冷却液を前記クランクシャフトの表面から除去するエ
アブローステーション、をさらに備えるようにしてい
る。また、本発明では、前記加熱ステーション，均熱化
ステーション，冷却ステーション及びエアブローステー
ションにおける各処理工程を、前記クランクシャフトを
間欠的に水平移動させながら連続して行なうために、
（ａ） 前記クランクシャフトを載置状態で支持する支
持機構と、（ｂ） 前記クランクシャフトを前記支持機
構にて支持した状態の下で前記クランクシャフトを水平
方向に移動させる水平移動機構と、（ｃ） 前記水平移
動機構にて移動されてくる前記クランクシャフトを高周
波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルを有する加
熱機構と、（ｄ） 前記加熱機構にて高周波誘導加熱さ
れた前記クランクシャフトのジャーナル部やピン部など
の加熱処理部を、前記クランクシャフトの熱伝導により
放冷して均熱化を図る均熱化機構と、（ｅ） 前記均熱
化機構から移送される前記クランクシャフトの均熱化さ
れた加熱処理部を噴射冷却液にて常温まで冷却する噴射
冷却機構と、（ｆ） 前記噴射冷却機構から移送される
前記クランクシャフトにエアブローを付与するエアブロ
ー機構と、から成る焼戻システムを備えるようにしてい
る。また、本発明では、前記加熱ステーションに配設さ
れる前記クランクシャフトの支持機構は、（ａ） 前記
クランクシャフトを前記加熱ステーション内の高周波誘
導加熱コイルにて取り囲んだ位置であってかつ前記高周
波誘導加熱コイルと同軸状に配置された状態で支持する
際に、前記クランクシャフトの軸線方向の両端部に当接
されるセラミックス系耐熱材料から成る一対の支持器
と、（ｂ） 前記一対の支持器が先端部にそれぞれ取付
けられ、かつ、前記高周波誘導加熱コイルの軸線の延長
方向に沿って延びるように配設された一対の非磁性金属
製のクランクシャフト支持用シャフトと、をそれぞれ備
えるようにしている。また、本発明では、前記クランク
シャフトの水平移動機構は、（ａ） 前記均熱化ステー
ション、冷却ステーション及びエアブローステーション
の配設間隔に対応する所定間隔をもって配設された支持
器と、（ｂ） 前記クランクシャフトを上下方向及び前
後方向に移動することにより前記クランクシャフトを前
記加熱ステーション，均熱化ステーション，冷却ステー
ション及びエアブローステーションに順次に搬送するた
めのクランクシャフト搬送機構と、をそれぞれ備えるよ
うにしている。また、本発明では、前記加熱ステーショ
ンに配設される前記加熱機構は、導線を螺旋状に巻回し
た高周波誘導加熱コイルから成り、前記クランクシャフ
トの一端側のフランジ部に対応するコイル部分の巻線間
隔を相対的に密となるように巻回している。また、本発
明では、加熱休止時には前記高周波誘導加熱コイルを予
め後退した待機位置に配置させ、前記セラミックス系耐
熱材料から成る一対の支持器にて前記クランクシャフト
を支持して高周波誘導加熱を開始するのに先立って、前
記高周波誘導加熱コイルを前記待機位置から所定の加熱
位置まで前進させ、高周波誘導加熱の終了後に前記待機
位置まで後退させるための加熱コイル水平移動機構を備
えるようにしている。また、本発明では、前記冷却ステ
ーションに配設される前記噴射冷却機構は、（ａ） 前
記支持器にて支持された前記クランクシャフトより所定
の距離をもって配設され、前記クランクシャフトの全長
及び全幅に相応する矩形をなし、クランクシャフトに対
向する面に多数の冷却液噴射孔を設けた噴射冷却環と、
（ｂ） 前記噴射冷却環に接続された冷却水導入管及び
給水ポンプと、（ｃ） 冷却開始時に前記噴射冷却環を
前記クランクシャフトに対して所定の距離となる位置ま
で降下させ、冷却終了後に所定の待機位置まで上昇させ
る移動機構と、をそれぞれ備えるようにしている。ま
た、本発明では、前記エアブローステーションに設けら
れる前記エアブロー機構は、（ａ） 前記支持器にて支
持されたクランクシャフトに対して所定の距離をもって
配設され、前記クランクシャフトの寸法及び形状に応じ
た複数本のエアノズルと、（ｂ） 前記エアノズルに接
続されたエア導入管と、（ｃ） エアブロー開始時に前
記エアノズルを前記クランクシャフトに対して所定の距
離となる位置まで降下させ、エアブロー終了後に所定の
待機位置まで移動させる移動機構と、（ｄ） エアブロ
ー時に前記エアノズルを前後及び左右に揺動させるため
の揺動装置と、をそれぞれ備えるようにしている。ま
た、本発明では、前記セラミックス系耐熱材料から成る
一対の支持器のうちの一方の支持器であって、かつ、前
記クランクシャフトの一端側のフランジ部を支持する支
持器に隣接して配置されると共に、磁束密度を局部的に
高める磁性材料から成りかつ前記クランクシャフトのフ
ランジ部側の部分の加熱温度を制御するように機能する
誘導補助部材を、前記高周波誘導加熱コイルのフランジ
部側の端部の近傍箇所に配設している。また、本発明で
は、前記誘導補助部材は、内部に通水路を設けた磁性材
料より成る円盤形状の調整部材であるようにしている。
【００１５】
【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５を参照して説明する。なお、図１〜図４に
おいて、図５と同様の部分には同一の符号を付して重複
する説明を省略する。
て図１〜図５を参照して説明する。なお、図１〜図４に
おいて、図５と同様の部分には同一の符号を付して重複
する説明を省略する。
【００１６】図１は本発明の一実施形態に係るクランク
シャフトの高周波焼戻方法を施行する高周波焼戻装置１
０を示すものであって、本装置１０は、高周波焼入装置
１１によって図５に示す如くフィレットＲ焼入されたク
ランクシャフト１のジャーナル１Ｊ，５Ｊ及びピン１Ｐ
〜４Ｐを１つの高周波誘導加熱コイル１２を用いて焼戻
処理を行うためのものである。
シャフトの高周波焼戻方法を施行する高周波焼戻装置１
０を示すものであって、本装置１０は、高周波焼入装置
１１によって図５に示す如くフィレットＲ焼入されたク
ランクシャフト１のジャーナル１Ｊ，５Ｊ及びピン１Ｐ
〜４Ｐを１つの高周波誘導加熱コイル１２を用いて焼戻
処理を行うためのものである。
【００１７】図１に示す熱処理機構１３は、クランクシ
ャフト１のジャーナル部１Ｊ，５Ｊ及びピン１Ｐ〜４Ｐ
をフィレットＲ焼入する高周波焼入装置１１と、この高
周波焼入装置１１においてフィレットＲ焼入されたジャ
ーナル部１Ｊ，５Ｊ及びピン部１Ｐ〜４Ｐを一括して焼
戻処理を行なう焼戻装置１０とから構成されている。そ
して、クランクシャフト１が高周波焼入装置１１の左端
の投入口から投入されると、それ以後は搬送装置１４に
よって焼入装置１１及び焼戻装置１０内の各ステーショ
ンを順次に経由して間欠的に水平移動されながら右端の
出口ＯＵＴに自動的に排出されるようになっている。た
だし、焼入装置１１内の搬送装置１４は図示を省略して
ある。
ャフト１のジャーナル部１Ｊ，５Ｊ及びピン１Ｐ〜４Ｐ
をフィレットＲ焼入する高周波焼入装置１１と、この高
周波焼入装置１１においてフィレットＲ焼入されたジャ
ーナル部１Ｊ，５Ｊ及びピン部１Ｐ〜４Ｐを一括して焼
戻処理を行なう焼戻装置１０とから構成されている。そ
して、クランクシャフト１が高周波焼入装置１１の左端
の投入口から投入されると、それ以後は搬送装置１４に
よって焼入装置１１及び焼戻装置１０内の各ステーショ
ンを順次に経由して間欠的に水平移動されながら右端の
出口ＯＵＴに自動的に排出されるようになっている。た
だし、焼入装置１１内の搬送装置１４は図示を省略して
ある。
【００１８】上述の焼戻装置１０は、被焼戻体（ワー
ク）であるクランクシャフト１の全体を高周波誘導加熱
コイル１２により所要の焼戻温度にまで高周波誘導加熱
（昇温加熱）する加熱ステーション２１と、高周波誘導
加熱されたクランクシャフト１をクランクシャフト１自
体の熱伝導によりその全体（焼入部及び被焼入部）を放
冷して均熱化を図る均熱化ステーション２２，２３と、
焼戻工程の後に続く研磨加工を常温で行なうためにクラ
ンクシャフト１に冷却液を噴射してクランクシャフト１
を冷却する冷却ステーション２４と、冷却工程において
付着した冷却液をクランクシャフト１から除去するエア
ブローステーション２５とをそれぞれ具備しており、ク
ランクシャフト１は上述の搬送装置１４により水平方向
に沿って各ステーション２１〜２５を順次に経由して間
欠的に自動搬送されるように構成されている。
ク）であるクランクシャフト１の全体を高周波誘導加熱
コイル１２により所要の焼戻温度にまで高周波誘導加熱
（昇温加熱）する加熱ステーション２１と、高周波誘導
加熱されたクランクシャフト１をクランクシャフト１自
体の熱伝導によりその全体（焼入部及び被焼入部）を放
冷して均熱化を図る均熱化ステーション２２，２３と、
焼戻工程の後に続く研磨加工を常温で行なうためにクラ
ンクシャフト１に冷却液を噴射してクランクシャフト１
を冷却する冷却ステーション２４と、冷却工程において
付着した冷却液をクランクシャフト１から除去するエア
ブローステーション２５とをそれぞれ具備しており、ク
ランクシャフト１は上述の搬送装置１４により水平方向
に沿って各ステーション２１〜２５を順次に経由して間
欠的に自動搬送されるように構成されている。
【００１９】加熱ステーション２１には、クランクシャ
フト１の昇温加熱を行なうための高周波誘導加熱コイル
１２を内部に収容した炉体３０等の設備が備えられてい
る。この炉体３０は、図１及び図２に示すように、電源
整合部３３の下部に取り付けられている。なお、本実施
形態で用いられる図３の高周波誘導加熱コイル１２は、
クランクシャフト１のフランジ部Ｆに対応するコイル部
分の巻線間隔を相対的に密となるように導線を螺旋状に
巻回した単層多巻線から成る略円形状ソレノイドタイプ
のコイルであって、高周波誘導加熱コイル１２の両端子
３４ａ，３４ｂは、高周波電流（電源）を供給する電源
整合部３３の下部に配設された端子（図示せず）に接続
されている。また、加熱ステーション２１にクランクシ
ャフト１が搬送されると、電源整合部３３がシリンダ３
５によって付勢されてガイドレール３６上に沿って移動
され、これに伴って炉体３０が図２において破線で示さ
れた待機位置Ｍから実線で示された加熱位置Ｎに水平移
動されるように構成されている。なお、加熱終了後は、
再び待機位置Ｍに戻されるようになっている。
フト１の昇温加熱を行なうための高周波誘導加熱コイル
１２を内部に収容した炉体３０等の設備が備えられてい
る。この炉体３０は、図１及び図２に示すように、電源
整合部３３の下部に取り付けられている。なお、本実施
形態で用いられる図３の高周波誘導加熱コイル１２は、
クランクシャフト１のフランジ部Ｆに対応するコイル部
分の巻線間隔を相対的に密となるように導線を螺旋状に
巻回した単層多巻線から成る略円形状ソレノイドタイプ
のコイルであって、高周波誘導加熱コイル１２の両端子
３４ａ，３４ｂは、高周波電流（電源）を供給する電源
整合部３３の下部に配設された端子（図示せず）に接続
されている。また、加熱ステーション２１にクランクシ
ャフト１が搬送されると、電源整合部３３がシリンダ３
５によって付勢されてガイドレール３６上に沿って移動
され、これに伴って炉体３０が図２において破線で示さ
れた待機位置Ｍから実線で示された加熱位置Ｎに水平移
動されるように構成されている。なお、加熱終了後は、
再び待機位置Ｍに戻されるようになっている。
【００２０】また、均熱化ステーション２２，２３に
は、クランクシャフト支持器６３，６４のみがそれぞれ
備えられており、冷却ステーション２４には、加熱した
クランクシャフト１の全体を水等の冷却液にて冷却する
ための噴射冷却環４１等の設備が備えられている（図１
参照）。
は、クランクシャフト支持器６３，６４のみがそれぞれ
備えられており、冷却ステーション２４には、加熱した
クランクシャフト１の全体を水等の冷却液にて冷却する
ための噴射冷却環４１等の設備が備えられている（図１
参照）。
【００２１】また、エアブローステーション２５には、
冷却後においてクランクシャフト１に付着している冷却
液の粒（水滴等）を除去するエアノズル４２等の設備が
備えられている（図１参照）。
冷却後においてクランクシャフト１に付着している冷却
液の粒（水滴等）を除去するエアノズル４２等の設備が
備えられている（図１参照）。
【００２２】クランクシャフト１を搬送・支持する機構
（搬送装置１４）は、図１に示すように、高周波焼戻装
置１０の左端のクランクシャフト投入側の位置から右端
の排出側まで延びるように敷設された一連の移動ビーム
５０と、この移動ビーム５０と高周波焼入装置１１との
間に固定配置された固定ビーム６０とを有している。。
これらの両ビーム５０，６０は、共に、クランクシャフ
ト搬送方向に沿って互いに平行に敷設された各一対のビ
ーム部材からそれぞれ構成されており、移動ビーム５０
が内側に、固定ビーム６０が外側に、それぞれ配置され
ている。また、両ビーム５０，６０には共に一対のビー
ム部材の互いに対向する位置に一対の支持器がクランク
シャフト搬送方向に沿って各ステーション２１〜２５の
隣接間隔に対応した間隔をおいて取り付けられている。
すなわち、クランクシャフト１を搬送する移動ビーム５
０上には、クランクシャフト投入側から排出側までの間
にＶ字ブロックから成る６対の支持器５１〜５６が固定
配置され、クランクシャフト１を載置・支持する固定ビ
ーム６０上には、同じくクランクシャフト投入側から排
出側までの間にＶ字ブロックから成る７対の支持器６１
〜６７が固定配置されている。
（搬送装置１４）は、図１に示すように、高周波焼戻装
置１０の左端のクランクシャフト投入側の位置から右端
の排出側まで延びるように敷設された一連の移動ビーム
５０と、この移動ビーム５０と高周波焼入装置１１との
間に固定配置された固定ビーム６０とを有している。。
これらの両ビーム５０，６０は、共に、クランクシャフ
ト搬送方向に沿って互いに平行に敷設された各一対のビ
ーム部材からそれぞれ構成されており、移動ビーム５０
が内側に、固定ビーム６０が外側に、それぞれ配置され
ている。また、両ビーム５０，６０には共に一対のビー
ム部材の互いに対向する位置に一対の支持器がクランク
シャフト搬送方向に沿って各ステーション２１〜２５の
隣接間隔に対応した間隔をおいて取り付けられている。
すなわち、クランクシャフト１を搬送する移動ビーム５
０上には、クランクシャフト投入側から排出側までの間
にＶ字ブロックから成る６対の支持器５１〜５６が固定
配置され、クランクシャフト１を載置・支持する固定ビ
ーム６０上には、同じくクランクシャフト投入側から排
出側までの間にＶ字ブロックから成る７対の支持器６１
〜６７が固定配置されている。
【００２３】移動ビーム５０上の支持器５１〜５６及び
固定ビーム６０上の支持器６１〜６７（但し、６２を除
く）は、金属製のものである。また、加熱ステーション
２１に配置される支持器６２は、セラミックス系耐熱材
料から成るものである。移動ビーム５０の支持器５１〜
５６は、全て、クランクシャフト１のジャーナル部２Ｊ
及び４Ｊを支持し、加熱ステーション２１内に配置され
た固定ビーム６０の支持器６２がクランクシャフト１の
フランジ部Ｆ及び軸部Ｓ１を支持し、その他の固定ビー
ム６０の支持器６１，６３〜６７はクランクシャフト１
のジャーナル部１Ｊ及び５Ｊを支持するようになってい
る。
固定ビーム６０上の支持器６１〜６７（但し、６２を除
く）は、金属製のものである。また、加熱ステーション
２１に配置される支持器６２は、セラミックス系耐熱材
料から成るものである。移動ビーム５０の支持器５１〜
５６は、全て、クランクシャフト１のジャーナル部２Ｊ
及び４Ｊを支持し、加熱ステーション２１内に配置され
た固定ビーム６０の支持器６２がクランクシャフト１の
フランジ部Ｆ及び軸部Ｓ１を支持し、その他の固定ビー
ム６０の支持器６１，６３〜６７はクランクシャフト１
のジャーナル部１Ｊ及び５Ｊを支持するようになってい
る。
【００２４】さらに、図２に示すように、加熱ステーシ
ョン２１内に固定配置される一対のセラミックス製の支
持器６２は、互いに同一の軸線上に沿って対向配置され
るように固定ビーム６０に水平状に取付けられた非磁性
金属製の一対のクランクシャフト支持用シャフト６８，
６９の先端に固定されており、一方のシャフト６８の先
端には、内部に通水路を設けた磁性材料より成る円盤形
状の誘導補助部材（誘導調整部材）３８がフランジ部Ｆ
の側のクランクシャフト部分の加熱を補助するために配
設されている。なお、この誘導補助部材３８の通水路に
は、図外の冷却設備から冷却液が供給されるようになっ
ている。そして、他方のシャフト６９には、待機位置Ｍ
にある高周波誘導加熱コイル１２が同軸状にその周囲を
取り囲んだ状態で配置されるようになっている。かくし
て、これら一対のクランクシャフト支持用シャフト６
８，６９は、高周波誘導加熱コイル１２の軸線の延長方
向に沿って延びるように同軸状に配設されている。
ョン２１内に固定配置される一対のセラミックス製の支
持器６２は、互いに同一の軸線上に沿って対向配置され
るように固定ビーム６０に水平状に取付けられた非磁性
金属製の一対のクランクシャフト支持用シャフト６８，
６９の先端に固定されており、一方のシャフト６８の先
端には、内部に通水路を設けた磁性材料より成る円盤形
状の誘導補助部材（誘導調整部材）３８がフランジ部Ｆ
の側のクランクシャフト部分の加熱を補助するために配
設されている。なお、この誘導補助部材３８の通水路に
は、図外の冷却設備から冷却液が供給されるようになっ
ている。そして、他方のシャフト６９には、待機位置Ｍ
にある高周波誘導加熱コイル１２が同軸状にその周囲を
取り囲んだ状態で配置されるようになっている。かくし
て、これら一対のクランクシャフト支持用シャフト６
８，６９は、高周波誘導加熱コイル１２の軸線の延長方
向に沿って延びるように同軸状に配設されている。
【００２５】また、上述の移動ビーム５０は、搬送装置
１４により、作動前の低い位置から上昇・前進・下降・
後退の４行程を１サイクルとする循環経路に沿って移動
されるように構成されている。しかして、固定ビーム６
０の支持器６１〜６７上に載置されているクランクシャ
フト１が移動ビーム５０の上昇移動に伴って支持器５１
〜５６で受け取られて前進移動され、その後の移動ビー
ム５０の下降移動に伴って固定ビーム６０の支持器６１
〜６７上に戻すことにより、クランクシャフト搬送方向
の下流側に沿って１ステップずつ搬送されるようになっ
ている。そして、１ステップの搬送後に移動ビーム５０
が後退移動されて当初の待機位置に復帰されるようにな
っている。移動ビーム５０の上昇及び下降，前進及び後
退の動作は、何れも、図外のシリンダにより駆動される
搬送装置１４の昇降機構の作動アーム７１、前後移動装
置の作動アーム７２の先端が描く円弧上の動きを、上下
方向と前後方向の直線運動に変換することにより行なわ
れる（図１参照）。なお、図１に示す移動ビーム５０
は、移動ビーム５０の支持器５１〜５６の先端が固定ビ
ーム６０の支持器６１〜６７の先端とほぼ同じ高さにあ
る状態を示している。
１４により、作動前の低い位置から上昇・前進・下降・
後退の４行程を１サイクルとする循環経路に沿って移動
されるように構成されている。しかして、固定ビーム６
０の支持器６１〜６７上に載置されているクランクシャ
フト１が移動ビーム５０の上昇移動に伴って支持器５１
〜５６で受け取られて前進移動され、その後の移動ビー
ム５０の下降移動に伴って固定ビーム６０の支持器６１
〜６７上に戻すことにより、クランクシャフト搬送方向
の下流側に沿って１ステップずつ搬送されるようになっ
ている。そして、１ステップの搬送後に移動ビーム５０
が後退移動されて当初の待機位置に復帰されるようにな
っている。移動ビーム５０の上昇及び下降，前進及び後
退の動作は、何れも、図外のシリンダにより駆動される
搬送装置１４の昇降機構の作動アーム７１、前後移動装
置の作動アーム７２の先端が描く円弧上の動きを、上下
方向と前後方向の直線運動に変換することにより行なわ
れる（図１参照）。なお、図１に示す移動ビーム５０
は、移動ビーム５０の支持器５１〜５６の先端が固定ビ
ーム６０の支持器６１〜６７の先端とほぼ同じ高さにあ
る状態を示している。
【００２６】クランクシャフト１の位相は、クランクシ
ャフト１の投入時から排出時まで、クランクシャフト１
の軸線Ｘに対し、ピン部１Ｐ，４Ｐの軸線Ｙが最上位置
（上死点位置）に配置されると共に、ピン部２Ｐ及び３
Ｐの軸線Ｚが最下位置（下死点）に配置されるように設
定されている。
ャフト１の投入時から排出時まで、クランクシャフト１
の軸線Ｘに対し、ピン部１Ｐ，４Ｐの軸線Ｙが最上位置
（上死点位置）に配置されると共に、ピン部２Ｐ及び３
Ｐの軸線Ｚが最下位置（下死点）に配置されるように設
定されている。
【００２７】次に、上述の高周波焼戻装置１０を使用し
てクランクシャフト１の焼戻処理を行なう方法について
述べると、以下の通りである。まず、前工程において高
周波焼入装置１１により所定の焼入処理を施されたクラ
ンクシャフト１が高周波焼戻装置１０の左側に矢印で示
す投入口に投入され、クランクシャフト１のジャーナル
部１Ｊ，５Ｊが固定ビーム６０の支持器６１上に載置さ
れて支持されると、その直後に移動ビーム５０が上昇移
動される。これに伴い、固定ビーム６０の支持器６１に
て支持されたクランクシャフト１のジャーナル部２Ｊ，
４Ｊが移動ビーム５０上の支持器５１にて受け取られて
クランクシャフト１が前記支持器５１にて支持され、こ
の状態の下で移動ビーム５０が固定ビーム６０の支持器
６１，６２間の１スパン長さに相当する距離だけ前進さ
れてから下降される。この際に、加熱ステーション２１
内に固定配置されかつ固定ビーム６０に取付けられたシ
ャフト６８，６９（図２参照）の先端のセラミックス製
の支持器６２上にクランクシャフト１のフランジ部Ｆ及
び軸部Ｓ１が載置されて前記支持器６２に受け渡され
る。
てクランクシャフト１の焼戻処理を行なう方法について
述べると、以下の通りである。まず、前工程において高
周波焼入装置１１により所定の焼入処理を施されたクラ
ンクシャフト１が高周波焼戻装置１０の左側に矢印で示
す投入口に投入され、クランクシャフト１のジャーナル
部１Ｊ，５Ｊが固定ビーム６０の支持器６１上に載置さ
れて支持されると、その直後に移動ビーム５０が上昇移
動される。これに伴い、固定ビーム６０の支持器６１に
て支持されたクランクシャフト１のジャーナル部２Ｊ，
４Ｊが移動ビーム５０上の支持器５１にて受け取られて
クランクシャフト１が前記支持器５１にて支持され、こ
の状態の下で移動ビーム５０が固定ビーム６０の支持器
６１，６２間の１スパン長さに相当する距離だけ前進さ
れてから下降される。この際に、加熱ステーション２１
内に固定配置されかつ固定ビーム６０に取付けられたシ
ャフト６８，６９（図２参照）の先端のセラミックス製
の支持器６２上にクランクシャフト１のフランジ部Ｆ及
び軸部Ｓ１が載置されて前記支持器６２に受け渡され
る。
【００２８】そして、移動ビーム５０はさらに下降移動
された後に、後退移動されて１サイクルの移動動作を終
了し、次のサイクルに備えて待機位置に配置される。一
方、固定ビーム６０の支持器６１上には、前工程の高周
波焼入装置１１から引き続いて投入される次のクランク
シャフト１が載置される。
された後に、後退移動されて１サイクルの移動動作を終
了し、次のサイクルに備えて待機位置に配置される。一
方、固定ビーム６０の支持器６１上には、前工程の高周
波焼入装置１１から引き続いて投入される次のクランク
シャフト１が載置される。
【００２９】上述のようにしてクランクシャフト１が加
熱ステーション２１に搬送されて前記支持器６２上に載
置されると、高周波誘導加熱コイル１２を収容した炉体
３０が図２に破線で示す待機位置Ｍから、実線で示す加
熱位置Ｎまで水平移動される。この際、炉体３０に保持
されている高周波誘導加熱コイル１２の軸線が水平状の
シャフト６９の軸線にほぼ沿って移動され、前記支持器
６２にて支持されているクランクシャフト１が高周波誘
導加熱コイル１２の開口部３２を相対的に通過して高周
波誘導加熱コイル１２にて完全に取り囲まれた位置すな
わち加熱位置Ｎに配置される（図２参照）。そして、こ
れに同期して、高周波誘導加熱コイル１２に図外の高周
波電源から電源整合部３３を介して所要の高周波電流が
供給され、これによりクランクシャフト１は焼入部のみ
ならず非焼入部分も含めた全体が一括して高周波誘導加
熱（昇温加熱）される。
熱ステーション２１に搬送されて前記支持器６２上に載
置されると、高周波誘導加熱コイル１２を収容した炉体
３０が図２に破線で示す待機位置Ｍから、実線で示す加
熱位置Ｎまで水平移動される。この際、炉体３０に保持
されている高周波誘導加熱コイル１２の軸線が水平状の
シャフト６９の軸線にほぼ沿って移動され、前記支持器
６２にて支持されているクランクシャフト１が高周波誘
導加熱コイル１２の開口部３２を相対的に通過して高周
波誘導加熱コイル１２にて完全に取り囲まれた位置すな
わち加熱位置Ｎに配置される（図２参照）。そして、こ
れに同期して、高周波誘導加熱コイル１２に図外の高周
波電源から電源整合部３３を介して所要の高周波電流が
供給され、これによりクランクシャフト１は焼入部のみ
ならず非焼入部分も含めた全体が一括して高周波誘導加
熱（昇温加熱）される。
【００３０】なお、本実施形態で用いられる高周波誘導
加熱コイル１２は、既述の如くクランクシャフト１のフ
ランジ部Ｆの側の巻線間隔を相対的に密にしているの
で、クランクシャフト１のうちで相対的に熱容量の大き
な部分であるフランジ部Ｆの側の部分がその他の部分よ
りも大きな加熱エネルギにて誘導加熱される。また、水
平状のシャフト６８の先端に取付けられた誘導補助部材
３８の存在により、フランジ部Ｆの側のクランクシャフ
ト部分の誘導加熱が補助（調整）される。その結果、ク
ランクシャフト１はその全体が均一に昇温加熱されるこ
ととなる。そして、所定の時間加熱の後に、炉体３０が
高周波誘導加熱コイル１２と一緒に待機位置Ｍに戻さ
れ、クランクシャフト１が搬送装置１４により次工程の
均熱化ステーション２２，２３に搬送される。
加熱コイル１２は、既述の如くクランクシャフト１のフ
ランジ部Ｆの側の巻線間隔を相対的に密にしているの
で、クランクシャフト１のうちで相対的に熱容量の大き
な部分であるフランジ部Ｆの側の部分がその他の部分よ
りも大きな加熱エネルギにて誘導加熱される。また、水
平状のシャフト６８の先端に取付けられた誘導補助部材
３８の存在により、フランジ部Ｆの側のクランクシャフ
ト部分の誘導加熱が補助（調整）される。その結果、ク
ランクシャフト１はその全体が均一に昇温加熱されるこ
ととなる。そして、所定の時間加熱の後に、炉体３０が
高周波誘導加熱コイル１２と一緒に待機位置Ｍに戻さ
れ、クランクシャフト１が搬送装置１４により次工程の
均熱化ステーション２２，２３に搬送される。
【００３１】均熱化ステーション２２及び２３において
は、クランクシャフト１は固定ビーム６０の支持器６３
及び６４上に載置されて支持されている間に所定の焼戻
温度に放冷され、均熱化される。そして、所定の時間に
わたり均熱化された後に、クランクシャフト１は搬送装
置１４により冷却ステーション２４に搬送される。
は、クランクシャフト１は固定ビーム６０の支持器６３
及び６４上に載置されて支持されている間に所定の焼戻
温度に放冷され、均熱化される。そして、所定の時間に
わたり均熱化された後に、クランクシャフト１は搬送装
置１４により冷却ステーション２４に搬送される。
【００３２】冷却ステーション２４においては、固定ビ
ーム６０の一対の支持器６５上にクランクシャフト１が
載置されると、複数の噴射冷却環４１がシリンダ４３に
て上方から下方に向けて下降移動されてクランクシャフ
ト１の全長及び全幅に対応配置され、これらの噴射冷却
環４１に設けられた多数の冷却液噴射孔（図示せず）か
らクランクシャフト１に向けて冷却液（例えば、冷却
水）が噴射される。これにより、クランクシャフト１は
冷却されて焼戻される。そして、冷却終了後に、噴射冷
却環４１は当初の待機位置に戻されると共に、クランク
シャフト１は搬送装置１４によりエアブローステーショ
ン２５に搬送される。
ーム６０の一対の支持器６５上にクランクシャフト１が
載置されると、複数の噴射冷却環４１がシリンダ４３に
て上方から下方に向けて下降移動されてクランクシャフ
ト１の全長及び全幅に対応配置され、これらの噴射冷却
環４１に設けられた多数の冷却液噴射孔（図示せず）か
らクランクシャフト１に向けて冷却液（例えば、冷却
水）が噴射される。これにより、クランクシャフト１は
冷却されて焼戻される。そして、冷却終了後に、噴射冷
却環４１は当初の待機位置に戻されると共に、クランク
シャフト１は搬送装置１４によりエアブローステーショ
ン２５に搬送される。
【００３３】エアブローステーション２５においては、
固定ビーム６０の支持器６６上にクランクシャフト１が
載置されると、クランクシャフト１の寸法、形状に応じ
た複数本のエアノズル４２が、前記噴射冷却環４１と一
体の駆動機構によりクランクシャフト１に対して所定の
距離まで降下移動され、図外のエアコンプレッサからエ
ア導入管を経由してエアノズル４２から圧縮エアがクラ
ンクシャフト１に向けて噴出される。なお、この際、図
外の揺動機構によりエアノズル４２は前後左右に揺動さ
れる。これにより、前工程の冷却ステーション２４にお
いてクランクシャフト１の表面に付着して残存している
冷却液（例えば、水滴）がクランクシャフト１の表面か
ら吹き払われて除去される。そして、エアブロー終了後
に、エアノズル４２は当初の待機位置に戻されると共
に、クランクシャフト１は搬送装置１４により排出側の
固定ビーム６０の支持器６７上に搬送される。
固定ビーム６０の支持器６６上にクランクシャフト１が
載置されると、クランクシャフト１の寸法、形状に応じ
た複数本のエアノズル４２が、前記噴射冷却環４１と一
体の駆動機構によりクランクシャフト１に対して所定の
距離まで降下移動され、図外のエアコンプレッサからエ
ア導入管を経由してエアノズル４２から圧縮エアがクラ
ンクシャフト１に向けて噴出される。なお、この際、図
外の揺動機構によりエアノズル４２は前後左右に揺動さ
れる。これにより、前工程の冷却ステーション２４にお
いてクランクシャフト１の表面に付着して残存している
冷却液（例えば、水滴）がクランクシャフト１の表面か
ら吹き払われて除去される。そして、エアブロー終了後
に、エアノズル４２は当初の待機位置に戻されると共
に、クランクシャフト１は搬送装置１４により排出側の
固定ビーム６０の支持器６７上に搬送される。
【００３４】以上の如き一連の操作により焼戻処理の全
工程を終了し、以降は、次の後続工程に引き継がれる。
連続稼動下においては、移動ビーム５０の動作が１サイ
クルする毎に新しいクランクシャフト１が連続的に投入
され、加工されたクランクシャフト１が例えば４２秒の
サイクルタイムで、連続的に排出される。
工程を終了し、以降は、次の後続工程に引き継がれる。
連続稼動下においては、移動ビーム５０の動作が１サイ
クルする毎に新しいクランクシャフト１が連続的に投入
され、加工されたクランクシャフト１が例えば４２秒の
サイクルタイムで、連続的に排出される。
【００３５】ここで、高周波焼戻装置１０の作動条件の
一具体例について述べると、以下の通りである。具体例 （１） クランクシャフトの材質 鋼種 ： Ｓ４８ＣＬ （２） 高周波誘導加熱コイル 周波数 ： 約２ｋＨｚ 電力 ： ４０ｋＷ （３） 高周波誘導加熱 時間 ： ２８秒 （４） 均熱化 時間 ： 約９０秒 均熱化温度 ： 約２００℃ （５） 冷却 冷却液温度 ： ３５℃以下 ワーク温度 ： ４０℃以下
一具体例について述べると、以下の通りである。具体例 （１） クランクシャフトの材質 鋼種 ： Ｓ４８ＣＬ （２） 高周波誘導加熱コイル 周波数 ： 約２ｋＨｚ 電力 ： ４０ｋＷ （３） 高周波誘導加熱 時間 ： ２８秒 （４） 均熱化 時間 ： 約９０秒 均熱化温度 ： 約２００℃ （５） 冷却 冷却液温度 ： ３５℃以下 ワーク温度 ： ４０℃以下
【００３６】高周波焼戻装置１０を用いて上述の如き条
件の下でクランクシャフト１の焼戻処理を行なったとこ
ろ、焼入硬度がＨｖ８００である場合に、焼戻処理後の
硬度は、硬度仕様がＨｖ５１３〜８３０であるのに対し
て焼戻硬度はＨｖ６５０〜７００であった。
件の下でクランクシャフト１の焼戻処理を行なったとこ
ろ、焼入硬度がＨｖ８００である場合に、焼戻処理後の
硬度は、硬度仕様がＨｖ５１３〜８３０であるのに対し
て焼戻硬度はＨｖ６５０〜７００であった。
【００３７】以上、本発明の一実施形態について述べた
が、本発明はこの実施形態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、本発明は、図５に示す如き形状のク
ランクシャフト１に限らず、各種形状のクランクシャフ
トの焼戻処理に適用可能である。
が、本発明はこの実施形態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、本発明は、図５に示す如き形状のク
ランクシャフト１に限らず、各種形状のクランクシャフ
トの焼戻処理に適用可能である。
【００３８】
【発明の効果】以上の如く本発明に係るクランクシャフ
トの高周波焼戻方法及び装置によれば、焼入処理が施さ
れたクランクシャフトのジャーナル部やピン部等の焼戻
処理を、クランクシャフトの全体を取り囲む高周波誘導
加熱コイルを使用してその全体を一括して（１工程で）
均一温度に高周波誘導加熱を行なうことにより達成する
ようにしているので、高周波焼入によって得られる圧縮
残留応力を保持しつつ、均一で安定した優れた焼戻品質
を、構成が簡素で安価な設備にて得ることができる。
トの高周波焼戻方法及び装置によれば、焼入処理が施さ
れたクランクシャフトのジャーナル部やピン部等の焼戻
処理を、クランクシャフトの全体を取り囲む高周波誘導
加熱コイルを使用してその全体を一括して（１工程で）
均一温度に高周波誘導加熱を行なうことにより達成する
ようにしているので、高周波焼入によって得られる圧縮
残留応力を保持しつつ、均一で安定した優れた焼戻品質
を、構成が簡素で安価な設備にて得ることができる。
【００３９】すなわち、従来のように加熱炉を用いてク
ランクシャフトの加熱を行なう場合と、本発明のように
高周波誘導加熱コイルを用いてクランクシャフトの加熱
を行なう場合とを比較すると、クランクシャフトの加熱
到達温度は共に約２００℃と同じであるが、電気炉によ
る加熱時間は例えば１．５〜３．０（加熱０．５時間、
均熱１〜１．５時間）に対して高周波誘導加熱コイルに
よる加熱時間は例えば約２分（加熱２８秒、均熱９０
秒）であり、これら両者の間には大きな時間差がある。
このように、電気炉による加熱時間は可成り長いので、
加熱期間中に疲労強度に関係する残留応力が大幅に低下
されてしまうこととなるが、高周波誘導加熱コイルを用
いるようにした本発明の方法及び装置によれば、加熱時
間が極めて短くて済むので、残留応力の低下を極めて少
なく抑えることができて充分な残留応力を保持すること
が可能である。
ランクシャフトの加熱を行なう場合と、本発明のように
高周波誘導加熱コイルを用いてクランクシャフトの加熱
を行なう場合とを比較すると、クランクシャフトの加熱
到達温度は共に約２００℃と同じであるが、電気炉によ
る加熱時間は例えば１．５〜３．０（加熱０．５時間、
均熱１〜１．５時間）に対して高周波誘導加熱コイルに
よる加熱時間は例えば約２分（加熱２８秒、均熱９０
秒）であり、これら両者の間には大きな時間差がある。
このように、電気炉による加熱時間は可成り長いので、
加熱期間中に疲労強度に関係する残留応力が大幅に低下
されてしまうこととなるが、高周波誘導加熱コイルを用
いるようにした本発明の方法及び装置によれば、加熱時
間が極めて短くて済むので、残留応力の低下を極めて少
なく抑えることができて充分な残留応力を保持すること
が可能である。
【００４０】さらに、高周波誘導加熱コイルを用いた従
来の焼戻方法では、焼入処理されたクランクシャフト部
分のみを局部加熱するようにしているので、クランクシ
ャフトに局部的な歪みを生じてクランクシャフトの全体
としての曲りを生じ易いのに対し、本発明では焼入処理
されたクランクシャフトの全体を１つの高周波誘導加熱
コイルで取り囲まれた位置に配置して高周波誘導による
全体加熱（焼入部のみならず非焼入部をも含めた一括加
熱）を行うようにしているので、クランクシャフトの全
体を少ない温度差にて均一に加熱することができて歪み
や曲りの発生を抑制することができる。従って、本発明
によれば、高周波誘導加熱による短時間の加熱処理によ
り圧縮残留応力の低下を少なく抑えることとができると
いう高周波誘導加熱の効果と、電気炉を用いた場合と同
様にクランクシャフトの均一加熱を行なうことができて
歪みや曲りを少なく抑えることができるという電気炉加
熱と同様の効果とをそれぞれ得ることができる。
来の焼戻方法では、焼入処理されたクランクシャフト部
分のみを局部加熱するようにしているので、クランクシ
ャフトに局部的な歪みを生じてクランクシャフトの全体
としての曲りを生じ易いのに対し、本発明では焼入処理
されたクランクシャフトの全体を１つの高周波誘導加熱
コイルで取り囲まれた位置に配置して高周波誘導による
全体加熱（焼入部のみならず非焼入部をも含めた一括加
熱）を行うようにしているので、クランクシャフトの全
体を少ない温度差にて均一に加熱することができて歪み
や曲りの発生を抑制することができる。従って、本発明
によれば、高周波誘導加熱による短時間の加熱処理によ
り圧縮残留応力の低下を少なく抑えることとができると
いう高周波誘導加熱の効果と、電気炉を用いた場合と同
様にクランクシャフトの均一加熱を行なうことができて
歪みや曲りを少なく抑えることができるという電気炉加
熱と同様の効果とをそれぞれ得ることができる。
【００４１】また、従来において高周波誘導加熱コイル
にてクランクシャフトの全体加熱を行なっていないの
は、クランクシャフトの形状が複雑でしかも各部におけ
る熱容量がそれぞれ異なるために均一加熱することが極
めて難しいという事情があるからである。そこで、この
ような不具合を克服するために、本発明では、高周波誘
導加熱コイルのうちクランクシャフトの一端側のフラン
ジ部に対応するコイル部分の巻線間隔を相対的に密に設
定したり、或いは、クランクシャフトのフランジ部側の
部分の加熱温度を制御するように機能する誘導補助部材
（磁束密度を局部的に高める磁性材料）を配設するよう
にしているため、１つの高周波誘導加熱コイルにてクラ
ンクシャフトの全体を均一に加熱することが可能であ
る。
にてクランクシャフトの全体加熱を行なっていないの
は、クランクシャフトの形状が複雑でしかも各部におけ
る熱容量がそれぞれ異なるために均一加熱することが極
めて難しいという事情があるからである。そこで、この
ような不具合を克服するために、本発明では、高周波誘
導加熱コイルのうちクランクシャフトの一端側のフラン
ジ部に対応するコイル部分の巻線間隔を相対的に密に設
定したり、或いは、クランクシャフトのフランジ部側の
部分の加熱温度を制御するように機能する誘導補助部材
（磁束密度を局部的に高める磁性材料）を配設するよう
にしているため、１つの高周波誘導加熱コイルにてクラ
ンクシャフトの全体を均一に加熱することが可能であ
る。
【００４２】従って、本発明によれば、高周波誘導加熱
コイルにてクランクシャフトのジャーナル部やピン部な
どの焼入部分の全てを一括して焼戻処理することによ
り、高周波焼入による利点の１つである圧縮残留応力の
保持を確保しつつ、均一で安定した優れた焼戻品質を得
ることができ、かつ、設備費が安価で済むようにした実
用的なクランクシャフトの高周波焼戻方法及びその高周
波焼戻装置を提供することができる。
コイルにてクランクシャフトのジャーナル部やピン部な
どの焼入部分の全てを一括して焼戻処理することによ
り、高周波焼入による利点の１つである圧縮残留応力の
保持を確保しつつ、均一で安定した優れた焼戻品質を得
ることができ、かつ、設備費が安価で済むようにした実
用的なクランクシャフトの高周波焼戻方法及びその高周
波焼戻装置を提供することができる。
【００４３】さらに、本発明においては、焼戻工程の後
に続く研磨加工を常温で行なうためにクランクシャフト
に冷却液を噴射してクランクシャフトを常温にまで冷却
するようにしているので、次のような利点がある。すな
わち、焼戻工程の後には研磨工程があるが、研磨すべき
部分は焼入されているためこの部分の硬度がく、研磨に
よる局部加熱が激しく発生し、場合によっては研磨割れ
（クラック）が生じるおそれがあるが、本発明のように
焼戻温度の約２００℃から常温（例えば、４０℃以下）
に冷却しているので、研磨作業を容易にしかも研磨割れ
等を生じることなく行なうことができる。
に続く研磨加工を常温で行なうためにクランクシャフト
に冷却液を噴射してクランクシャフトを常温にまで冷却
するようにしているので、次のような利点がある。すな
わち、焼戻工程の後には研磨工程があるが、研磨すべき
部分は焼入されているためこの部分の硬度がく、研磨に
よる局部加熱が激しく発生し、場合によっては研磨割れ
（クラック）が生じるおそれがあるが、本発明のように
焼戻温度の約２００℃から常温（例えば、４０℃以下）
に冷却しているので、研磨作業を容易にしかも研磨割れ
等を生じることなく行なうことができる。
【図１】本発明の一実施形態に係るクランクシャフトの
高周波焼戻方法を施行する高周波焼戻装置の構成を示す
側面図である。
高周波焼戻方法を施行する高周波焼戻装置の構成を示す
側面図である。
【図２】上述の高周波焼戻装置における加熱ステーショ
ンの側面図である。
ンの側面図である。
【図３】加熱ステーションに配置される高周波誘導加熱
コイルを示すものであって、図３（Ａ）は高周波誘導加
熱コイルの正面図、図３（Ｂ）は高周波誘導加熱コイル
の側面図である。
コイルを示すものであって、図３（Ａ）は高周波誘導加
熱コイルの正面図、図３（Ｂ）は高周波誘導加熱コイル
の側面図である。
【図４】被焼戻体であるクランクシャフトの側面図であ
る。
る。
【図５】クランクシャフトに形成された焼入硬化層パタ
ーンを示す説明図である。
ーンを示す説明図である。
１ クランクシャフト １Ｐ〜４Ｐ ピン部 １Ｊ〜５Ｊ ジャーナル部 １０ 高周波焼戻装置 １１ 高周波焼入装置 １２ 高周波誘導加熱コイル １３ 熱処理機構 １４ 搬送装置 ２１ 加熱ステーション ２２，２３ 均熱化ステーション ２４ 冷却ステーション ２５ エアブローステーション ３０ 炉体 ３８ 誘導補助部材 ４１ 冷却水噴射冷却環 ４２ エアノズル ５０ 移動ビーム ５１〜５６ 支持器 ６０ 固定ビーム ６１〜６７ 支持器 ６８，６９ クランクシャフト支持用シャフト ＣＷ１〜ＣＷ８ カウンターウエイト Ｆ フランジ部 Ｍ 待機位置 Ｎ 加熱位置 Ｓ１，Ｓ２ 軸部 Ｘ クランクシャフトの回転軸線 Ｙ ピン部１Ｐ，４Ｐの軸線 Ｚ ピン部２Ｐ，３Ｐの軸線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3J033 AA02 AB03 AC01 BA01 BB02 CD02 4K042 AA16 BA09 BA13 DA02 DB01 DF01 EA01
Claims (14)
- 【請求項１】 クランクシャフトの主要部を構成するジ
ャーナル部やピン部などを高周波焼入した後に、高周波
焼入した焼入部分を焼戻すための方法において、（Ａ）
前記焼入部分のみならず非焼入部分も含めた前記クラ
ンクシャフトの全体を高周波誘導加熱コイルで取り囲ま
れた領域内に配置して、前記高周波誘導加熱コイルに通
電することにより前記クランクシャフトを所要の焼戻温
度にまで高周波誘導加熱する加熱工程と、（Ｂ） 前記
加熱工程の後に、前記クランクシャフトにおける熱伝導
により前記クランクシャフトの全体を放冷して均熱化を
図る均熱化工程と、（Ｃ） 焼戻工程の後に続く研磨加
工を常温で行なうために、前記クランクシャフトに冷却
液を噴射して前記クランクシャフトを冷却する冷却工程
と、を順次に施行することを特徴とするクランクシャフ
トの高周波焼戻方法。 - 【請求項２】 前記（Ａ）〜（Ｃ）に記載の工程の後
に、（Ｄ） 前記冷却工程において前記クランクシャフ
トに付着した冷却液を前記クランクシャフトから除去す
るエアブロー工程、をさらに施行することを特徴とする
請求項１に記載のクランクシャフトの高周波焼戻方法。 - 【請求項３】 前記加熱工程，均熱化工程，冷却工程及
びエアブロー工程の各工程を、前記クランクシャフトを
間欠的に水平移動させながら順次に連続して行なうよう
にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のクラン
クシャフトの高周波焼戻方法。 - 【請求項４】 高周波焼入が施されたクランクシャフト
のジャーナル部やピン部などを焼戻すための装置におい
て、（ａ） 被焼戻体である前記クランクシャフトの全
体を高周波誘導加熱コイルにより所要の焼戻温度にまで
高周波誘導加熱する加熱ステーションと、（ｂ） 高周
波誘導加熱された前記クランクシャフトを前記クランク
シャフト自体の熱伝導によりその全体を放冷して均熱化
を図る均熱化ステーションと、（ｃ） 焼戻工程の後に
続く研磨加工を常温で行なうために、前記クランクシャ
フトに冷却液を噴射して前記クランクシャフトを冷却す
る冷却ステーションと、をそれぞれ具備することを特徴
とするクランクシャフトの高周波焼戻装置。 - 【請求項５】 前記（ａ）〜（ｃ）のステーションに加
えて、（ｄ） 前記冷却工程において前記クランクシャ
フトの表面に付着した冷却液を前記クランクシャフトの
表面から除去するエアブローステーション、をさらに備
えることを特徴とする請求項４に記載のクランクシャフ
トの高周波焼戻装置。 - 【請求項６】 前記加熱ステーション，均熱化ステーシ
ョン，冷却ステーション及びエアブローステーションに
おける各処理工程を、前記クランクシャフトを間欠的に
水平移動させながら連続して行なうために、（ａ） 前
記クランクシャフトを載置状態で支持する支持機構と、
（ｂ） 前記クランクシャフトを前記支持機構にて支持
した状態の下で前記クランクシャフトを水平方向に移動
させる水平移動機構と、（ｃ） 前記水平移動機構にて
移動されてくる前記クランクシャフトを高周波誘導加熱
するための高周波誘導加熱コイルを有する加熱機構と
（ｄ） 前記加熱機構にて高周波誘導加熱された前記ク
ランクシャフトのジャーナル部やピン部などの加熱処理
部を、前記クランクシャフトの熱伝導により放冷して均
熱化を図る均熱化機構と、（ｅ） 前記均熱化機構から
移送される前記クランクシャフトの均熱化された加熱処
理部を噴射冷却液にて常温まで冷却する噴射冷却機構
と、（ｆ） 前記噴射冷却機構から移送される前記クラ
ンクシャフトにエアブローを付与するエアブロー機構
と、から成る焼戻システムを備えたことを特徴とする請
求項４又は５に記載のクランクシャフトの高周波焼戻装
置。 - 【請求項７】 前記加熱ステーションに配設される前記
クランクシャフトの支持機構は、（ａ） 前記クランク
シャフトを前記加熱ステーション内の高周波誘導加熱コ
イルにて取り囲んだ状態であってかつ前記高周波誘導加
熱コイルと同軸状に配置された状態で支持する際に、前
記クランクシャフトの軸線方向の両端部に当接されるセ
ラミックス系耐熱材料から成る一対の支持器と、（ｂ）
前記一対の支持器が先端部にそれぞれ取付けられ、か
つ、前記高周波誘導加熱コイルの軸線の延長方向に沿っ
て延びるように配設された一対の非磁性金属製のクラン
クシャフト支持用シャフトと、をそれぞれ備えることを
特徴とする請求項６に記載のクランクシャフトの高周波
焼戻装置。 - 【請求項８】 前記クランクシャフトの水平移動機構
は、（ａ） 前記均熱化ステーション、冷却ステーショ
ン及びエアブローステーションの配設間隔に対応する所
定間隔をもって配設された支持器と、（ｂ） 前記クラ
ンクシャフトを上下方向及び前後方向に移動することに
より前記クランクシャフトを前記加熱ステーション，均
熱化ステーション，冷却ステーション及びエアブロース
テーションに順次に搬送するためのクランクシャフト搬
送機構と、をそれぞれ備えることを特徴とする請求項６
又は７に記載のクランクシャフトの高周波焼戻装置。 - 【請求項９】 前記加熱ステーションに配設される前記
加熱機構は、導線を螺旋状に巻回した高周波誘導加熱コ
イルから成り、前記クランクシャフトの一端側のフラン
ジ部に対応するコイル部分の巻線間隔を相対的に密とな
るように巻回したことを特徴とする請求項６乃至８の何
れか１項に記載のクランクシャフトの高周波焼戻装置。 - 【請求項１０】 加熱休止時には前記高周波誘導加熱コ
イルを予め後退した待機位置に配置させ、前記セラミッ
クス系耐熱材料から成る一対の支持器にて前記クランク
シャフトを支持して高周波誘導加熱を開始するのに先立
って、前記高周波誘導加熱コイルを前記待機位置から所
定の加熱位置まで前進させ、高周波誘導加熱の終了後に
前記待機位置まで後退させるための加熱コイル水平移動
機構を備えることを特徴とする請求項４乃至９の何れか
１項に記載のクランクシャフト高周波焼戻装置。 - 【請求項１１】 前記冷却ステーションに配設される前
記噴射冷却機構は、（ａ） 前記支持器にて支持された
前記クランクシャフトより所定の距離をもって配設さ
れ、前記クランクシャフトの全長及び全幅に相応する矩
形をなし、クランクシャフトに対向する面に多数の冷却
液噴射孔を設けた噴射冷却環と、（ｂ） 前記噴射冷却
環に接続された冷却水導入管及び給水ポンプと、（ｃ）
冷却開始時に前記噴射冷却環を前記クランクシャフト
に対して所定の距離となる位置まで降下させ、冷却終了
後に所定の待機位置まで上昇させる移動機構と、をそれ
ぞれ備えることを特徴とする請求項６乃至１０の何れか
１項に記載のクランクシャフトの高周波焼戻装置。 - 【請求項１２】 前記エアブローステーションに設けら
れる前記エアブロー機構は、（ａ） 前記支持器にて支
持されたクランクシャフトに対して所定の距離をもって
配設され、前記クランクシャフトの寸法及び形状に応じ
た複数本のエアノズルと、（ｂ） 前記エアノズルに接
続されたエア導入管と、（ｃ） エアブロー開始時に前
記エアノズルを前記クランクシャフトに対して所定の距
離となる位置まで降下させ、エアブロー終了後に所定の
待機位置まで移動させる移動機構と、（ｄ） エアブロ
ー時に前記エアノズルを前後及び左右に揺動させるため
の揺動装置と、をそれぞれ備えていることを特徴とする
請求項６乃至１１の何れか１項に記載のクランクシャフ
トの高周波焼戻装置。 - 【請求項１３】 前記セラミックス系耐熱材料から成る
一対の支持器のうちの一方の支持器であって、かつ、前
記クランクシャフトの一端側のフランジ部を支持する支
持器に隣接して配置されると共に、磁束密度を局部的に
高める磁性材料から成りかつ前記クランクシャフトのフ
ランジ部側の部分の加熱温度を制御するように機能する
誘導補助部材を、前記高周波誘導加熱コイルのフランジ
部側の端部の近傍箇所に配設したことを特徴とする請求
項６乃至１２の何れか１項に記載のクランクシャフトの
高周波焼戻装置。 - 【請求項１４】 前記誘導補助部材は、内部に通水路を
設けた磁性材料より成る円盤形状の調整部材であること
を特徴とする請求項１３に記載のクランクシャフトの高
周波焼戻装置。
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