JP2002226911A - クランクシャフト焼入用の高周波誘導加熱コイル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 焼逃げ幅のバラツキを少なく抑えることがで
きるようなクランクシャフト焼入用の高周波誘導加熱コ
イルを提供する。 【解決手段】 クランクシャフト１のジャーナル部又は
ピン部（例えばジャーナル部Ｊ₁ ）の円柱部３ａを焼入
するために用いられるクランクシャフト焼入用の高周波
誘導加熱コイル２０において、被加熱面である円柱部３
ａの円筒状周面γに対向配置されるコイル頭部３０を、
コイル頭部３０と円柱部３ａの円筒状周面γとの間の隙
間がジャーナル部又はピン部の両側のスラスト面δの側
で相対的に狭くなり、かつ、両側のスラスト面δの間の
中央箇所で相対的に広くなるような形状にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、ガソリン
エンジン又はディーゼルエンジン用のクランクシャフト
のピン部又はジャーナル部を高周波焼入（平焼入）のた
めに高周波誘導加熱するのに用いられるクランクシャフ
ト焼入用の高周波誘導加熱コイルに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図４は、４気筒ガソリンエンジン又はデ
ィーゼルエンジン用のクランクシャフト１を示すもので
ある。このクランクシャフト１は、鍛造加工による一体
成形品であって、クランクシャフト１の軸線Ｘに沿って
配列されたジャーナル部Ｊ₁ ，Ｊ₂ ，Ｊ₃ ，Ｊ₄ ，Ｊ₅
と、これらのジャーナル部に連設されたカウンタウェイ
ト部ＣＷ₁ ，ＣＷ₂ ，ＣＷ₃ ，ＣＷ₄ ，ＣＷ₅ ，Ｃ
Ｗ₆ ，ＣＷ₇ ，ＣＷ₈ と、互いに対向配置された一対の
カウンタウェイト部の間にそれぞれ架設されたピン部Ｐ
₁ ，Ｐ₂ ，Ｐ₃ ，Ｐ₄ とを有している。また、前記軸線
Ｘに沿った方向における両側箇所の一対のピン部Ｐ₁ ，
Ｐ₄ が互いに同一の軸線Ｙ₁ を有すると共に、前記軸線
Ｘに沿った方向における中間箇所の一対のピン部Ｐ₂ ，
Ｐ₃ が互いに同一の軸線Ｙ₂ を有している。なお、これ
らの軸線Ｙ₁ ，Ｙ₂ はジャーナル部Ｊ₁〜Ｊ₅ の軸線Ｘ
から等しい距離だけオフセットされ、ピン部Ｐ₁ ，Ｐ₄
とピン部Ｐ₂ ，Ｐ₃ とは位相が互いに１８０度ずれて配
置されている。

【０００３】このようなクランクシャフト１のジャーナ
ル部Ｊ₁ 〜Ｊ₅ 及びピン部Ｐ₁ 〜Ｐ ₄ の表面（円筒状周
面）を焼入処理する際には、各々のジャーナル部Ｊ₁ 〜
Ｊ₅及びピン部Ｐ₁ 〜Ｐ₄ の上半分部分に半開放鞍型の
高周波誘導加熱コイルを僅かな隙間をもって載置し、ク
ランクシャフト１の軸線（ジャーナル部Ｊ₁ 〜Ｊ₅ の軸
線）Ｘを中心に回転駆動させてその回転に高周波誘導加
熱コイルを追従させながら高周波誘導加熱し、その後に
急速冷却を行なうようにしている。

【０００４】上述のジャーナル部Ｊ₁ 〜Ｊ₅ 及びピン部
Ｐ₁ 〜Ｐ₄ の形状は、該ピン部同士及び該ジャーナル部
同士は互いに同じであるため、ここではジャーナル部Ｊ
₁ 及びピン部Ｐ₁ を例にとって説明すると、次の通りで
ある。すなわち、ジャーナル部Ｊ₁ は、図５に示すよう
に、円柱部３ａと、この円柱部３ａに続くＲ部（隅部）
３ｂと、このＲ部３ｂに続き、かつ、クランクシャフト
１の軸線Ｘに対して直角に形成されたスラスト部（フィ
レット部）３ｃとから成っている。また、ピン部Ｐ
₁ は、円柱部４ａと、この円柱部４ａに続くＲ部（隅
部）４ｂと、このＲ部４ｂに続き、かつ、クランクシャ
フト１の軸線Ｘに対して直角に形成されたスラスト部
（フィレット部）４ｃとから成っている。

【０００５】図５において、α及びβはジャーナル部Ｊ
₁ 及びピン部Ｐ₁ に形成される焼入硬化層を示してい
る。なお、焼入硬化層αは、ジャーナル部Ｊ₁ の円柱部
３ａのみを高周波誘導加熱して急速冷却させることによ
り得られる焼入硬化層であり、焼入硬化層βは、ピン部
Ｐ₁ の円柱部４ａのみを高周波誘導加熱して急速冷却さ
せることにより得られる焼入硬化層である。このような
円柱部３ａ，４ａの周面のみの焼入を平焼入（フラット
焼入）と称している。

【０００６】このような平焼入をクランクシャフト１の
ジャーナル部Ｊ₁ やピン部Ｐ₁ に施行する場合には、図
６に示すようにスラスト面と焼入硬化層の端部との間に
所定の焼逃げ幅Ａを確保することが要求される。それ
は、焼入処理後の工程において円柱部３ａ，４ａに溝入
れ（溝を造る加工）を行なうため、スラスト部３ｃ，４
ｃから溝入れされる部位までの領域の一部に焼入が施さ
れてその表面が硬化されると、切削することができずに
刃具を損傷してしまう危険があるからである。従って、
スラスト部３ｃ，４ｃからの焼逃げ幅Ａは、非常に重要
な焼入条件の１つとなっている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、焼逃げ幅Ａの
寸法公差は、Ａ±１．０ｍｍ程度であり、従来より用い
られている平焼入用の半開放鞍型高周波誘導加熱コイル
により平焼入を行なっても問題はない。しかし、近年に
おいては、エンジンの高精度化に伴い、前記円柱部３
ａ，４ａ等に嵌め合わされるメタル部品との接触面の嵌
合を良くするために焼入幅Ｗ（図６参照）をできるだけ
大きくする必要が生じている。このような場合、焼入幅
Ｗを広く確保するということは、すなわち、焼逃げ幅Ａ
の寸法公差を狭くすることであり、焼逃げ幅Ａの精度を
例えばＡ±０．５ｍｍ或いはＡ＋０．５ｍｍ程度にする
必要がある。

【０００８】しかしながら、従来の半開放鞍型高周波誘
導加熱コイルでは、上述の如き精度で焼逃げ幅Ａを形成
することができないのが実状である。その理由について
述べると、次の通りである。なお、以下においては、ジ
ャーナル部Ｊ₁ の円柱部３ａを被加熱部とする場合を例
にとって説明する。

【０００９】図７及び図９に示すように、従来のクラン
クシャフト平焼入用の半開放鞍型高周波誘導加熱コイル
１０は、被加熱部である円柱部３ａの円筒状周面γの上
半分部分に僅かな隙間を隔てて対向配置されるコイル頭
部１１を有している。このコイル頭部１１は、２本の電
極である加熱導体１２，１３とから成り、これらの加熱
導体１２，１３は互いに平行に配置されると共に図外の
接続導体により互いに直列に接続されている。なお、こ
れらの加熱導体１２，１３は、断面矩形状のパイプ材か
ら成り、円柱部３ａの円筒状周面γの上半分部分に対応
するような円弧形状となされている。かくして、高周波
誘導加熱に際しては、コイル頭部１１が円柱部３ａの円
筒状周面γの上に所定の間隔を隔てた状態で載置され、
加熱導体１２及び加熱導体１３が円柱部３ａの軸線方向
に沿って円柱部３ａの円筒状周面γに対して平行に配置
されるようになっている。なお、これらの加熱導体１
２，１３は、互いに反対方向の高周波電流が流れる構造
となることから、加熱導体１２，１３間の領域における
加熱効率が低下することとなるため、珪素鋼板やダスト
コア等の磁性材（磁束集中部材）１４，１５を使用して
円柱部３ａに対する加熱効率を増加させるようにしてい
る。

【００１０】図８は、上述の如き従来の高周波誘導加熱
コイル１０を用いて円柱部３ａを高周波誘導加熱して平
焼入した場合に円柱部３ａの円筒状周面γに得られる焼
入硬化層パターン（焼入硬化層Ｋ）を示している。図８
に示すように、焼入硬化層パターンの両側部分の断面形
状は、円柱部３ａの端面部硬化層深さ部Ｍから表面部Ｎ
に至るまでの領域Ｌ₁ ，Ｌ₂ で或る角度をもって立ち上
がっている。この場合、前記領域Ｌ₁ ，Ｌ₂ の大きさ
（幅）が広くなるほど焼入が不安定となり、得られる焼
入幅Ｗに大きなバラツキを生じる。

【００１１】ここで、焼入幅Ｗに大きなバラツキが生じ
る理由を考察すると、次の通りである。すなわち、従来
の高周波誘導加熱コイル１０による高周波誘導加熱時
は、加熱導体１２及び加熱導体１３のうち円柱部３ａに
近接する面部（図９におけるａ−ｂ間の面部、及び、ｃ
−ｄ間の面部）により円柱部３ａの円筒状周面γが高周
波誘導加熱される。加熱導体１２のａ−ｂ間の面部及び
加熱導体のｃ−ｄ間の面部の中点をｍ，ｎとすると、円
柱部３ａには、ｍ及びｎに対応する箇所の近傍より高周
波誘導加熱がなされる。コイル頭部１１の加熱導体１
２，１３における端側の端部ａ，ｄは、内側の端部ｂ，
ｃに対して加熱効率が低いため、前記端部ａ，ｄに対向
する円柱部３ａ部分の表面温度は低くなり、その部分で
焼入硬化層Ｓは浅くなる（図８及び図９参照）。従っ
て、円柱部３ａの円筒状周面γに形成される焼入硬化層
パターンは、端側で傾斜を伴った形状となる。かくし
て、焼入硬化層パターンの立ち上がり角度のバラツキに
より、円柱部３ａの表面の焼入幅Ｗに違い（バラツキ）
を生じるのである。そして、この焼入幅Ｗの違いにより
焼逃げ幅Ａにバラツキが生じてしまい、焼逃げ幅Ａを高
精度で形成することがきないこととなる。

【００１２】本発明は、このような不具合を解消するた
めになされたものであって、その目的は、焼逃げ幅のバ
ラツキを少なく抑えることができるようなクランクシャ
フト焼入用の高周波誘導加熱コイルを提供することにあ
る。

【００１３】

【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ピン部又はジャ
ーナル部の円柱部を焼入するために用いられるクランク
シャフト焼入用の高周波誘導加熱コイルにおいて、被加
熱面である前記円柱部の円筒状周面に対向配置されるコ
イル頭部を、前記コイル頭部と前記円柱部の円筒状周面
との間の隙間が前記ピン部又はジャーナル部の両側のス
ラスト面の側で相対的に狭くなり、かつ、前記両側のス
ラスト面の間の中央箇所で相対的に広くなるような形状
にしている。また、本発明では、前記コイル頭部を２本
の加熱導体から構成すると共に、前記コイル頭部のうち
前記円柱部の円筒状周面に最も近接する部分の幅を加熱
導体の全幅に対して５０％以下に設定している。

【００１４】

【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３を参照して説明する。なお、図１〜図３に
おいて、図４〜図９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。

【００１５】図１は、本発明の一実施形態に係る半開放
鞍型高周波誘導加熱コイル２０を備えた高周波焼入装置
２１を示すものであって、本装置２０は、クランクシャ
フト１のジャーナル部Ｊ₁ 〜Ｊ₅ 及びピン部Ｐ₁ 〜Ｐ₄
の円柱部３ａ，４ａを平焼入するためのものである。な
お、以下においては、ジャーナル部Ｊ₁ の円柱部３ａを
平焼入する場合を例にとって説明する。

【００１６】この高周波焼入装置２１は、図１に示すよ
うに、互いに平行状に対向配置された黄銅製の一対の側
板（コイル保持板）２２ａ，２２ｂと、これら一対の側
板２２ａ，２２ｂ間に取付けられた半開放鞍型高周波誘
導加熱コイル２０と、この高周波誘導加熱コイル２０に
給電用リード導体２３ａ，２３ｂを介して高周波電流を
供給する高周波電源２４と、高周波電源２４と給電用リ
ード導体２３ａ，２３ｂとを接続する接続端子２５ａ，
２５ｂと、これらの接続端子２５ａ，２５ｂ及び給電用
リード導体２３ａ，２３ｂを保護するために側板２２
ａ，２２ｂの上部に取付けられた絶縁性材料から成るブ
ロック２６と、被加熱部（例えばジャーナル部Ｊ₁ の円
柱部３ａ）と高周波誘導加熱コイル２０との間の間隔に
僅かな隙間を保つための複数（例えば３個）のセラミッ
ク製又は超硬合金製の接触子（チップ部材）２７a，２
７ｂ，２７ｃと、高周波誘導加熱コイル２０の下方箇所
において前記一対の側板２２ａ，２２ｂの下端部に取付
けられた焼入冷却用の一対の冷却液噴射環２８ａ，２８
ｂとをそれぞれ具備している。

【００１７】本発明の一実施形態に係る半開放鞍型高周
波誘導加熱コイル２０は、被加熱部である円柱部３ａの
円筒状周面γの上半分部分に所定の間隔を隔てて対向配
置されるコイル頭部３０を有している。このコイル頭部
３０は、２本の電極である加熱導体３１，３２とから成
り、これらの加熱導体３１，３２は互いに平行に配置さ
れると共に図外の接続導体により互いに直列に接続され
ている。図２（ａ），（ｂ）に示すように、これらの加
熱導体３１，３２は、角パイプ材から成り、前記円筒状
周面γの上半分部分に対して僅かな隙間を隔てて対応配
置される加熱導体３１，３２の下辺部分は、屈曲形状と
なされている。すなわち、被加熱面である円柱部３ａの
円筒状周面γに対向配置されるコイル頭部３０の形状
は、前記コイル頭部３０と前記円柱部３ａの円筒状周面
γとの間の隙間が前記ジャーナル部Ｊ₁ の両側のスラス
ト面δの側で相対的に狭くなり、かつ、前記一対の加熱
導体３１，３２の対向方向における中央側（円柱部３ａ
の軸線方向の中央側であって、かつ互いに対向する一対
のスラスト面δの間の中央箇所）で相対的に広くなるよ
うな形状となされている。

【００１８】さらに具体的に述べると、加熱導体３１，
３２同士の対向方向（円柱部３ａの軸線方向）において
相対的に遠く離れた外側部分は、円柱部３ａの円筒状周
面γに対して平行に配置される水平面部３３，３４（図
２（ａ）において示すｐ−ｑ間の面部分３３、並びにｕ
−ｔ間の面部分３４）となされている。そして、加熱導
体３１，３２同士の対向方向において相対的に近い位置
の内側部分は、上述の水平面部３３，３４に対して屈曲
されて円柱部３ａの円筒状周面γに対して傾斜状態で配
置される傾斜面部３５，３６（図２（ａ）におけるｑ−
ｒ間の面部分３５、並びにｔ−ｓ間の面部分３６）とな
されている。従って、高周波誘導加熱時におけるコイル
頭部３０と円柱部３ａの円筒状周面γ（被加熱面）との
間の隙間は、円柱部３ａの両側のスラスト部３ｃの側
（スラスト面δの側）で相対的に狭く設定されると共
に、加熱導体３１，３２間の中央側で相対的に広く設定
されるように構成されている。つまり、コイル頭部３０
の下辺形状は、スラスト面δの側すなわちピン部Ｊ₁ の
軸線Ｘ方向の両側で円柱部３ａの円筒状周面γに近接せ
しめられ、コイル頭部３０の中央側すなわちピン部Ｐ₁
の軸線Ｘ方向の中央側でスラスト面δの側における隙間
（間隔）よりも広くなって前記円筒状周面γからより離
れるような形状となされている。なお、本実施形態にお
いては、従来と同様に、円柱部３ａに対する加熱効率を
増加させるために珪素鋼板やダストコア等の磁性材（磁
束集中部材）１４，１５が前記加熱導体３１，３２に装
着されている。

【００１９】一方、上述の高周波誘導加熱コイル２０
は、図外の支持機構によって垂下状態で一対の側板２２
ａ，２２ｂ間に保持されており、円柱部３ａの円筒状周
面γにに接触子２７a，２７ｂ，２７ｃが当接された状
態の下でコイル頭部３０が前記円筒状周面γに対して僅
かな隙間をもって円柱部３ａ上に載置されるようになっ
ている。そして、クランクシャフト１の中心軸Ｘを中心
に回転されるのに伴い、図外のワーク追従機構により、
高周波加熱コイル２０のコイル頭部３０がジャーナル部
Ｊ₁ の円柱部３ａ上に僅かな隙間をもって載置された状
態のまま、ジャーナル部Ｊ₁ の回動に追従して移動し得
るように構成されている。

【００２０】また、上述の一対の冷却液噴射環２８ａ，
２８ｂには冷却液供給用パイプ２９が接続されており、
図外の冷却供給源からこれらのパイプ２９を通して冷却
液が冷却液噴射環２８ａ，２８ｂに供給され、これらの
冷却液噴射環２８ａ，２８ｂから所定のタイミングで冷
却液が円柱部３ａに向けて噴射されるように構成されて
いる。

【００２１】次に、高周波焼入装置２１により平焼入す
る場合の動作について説明する。

【００２２】まず、高周波焼入装置２１によりクランク
シャフト１のジャーナル部Ｊ₁ を高周波誘導加熱して焼
入処理を行なうに当たっては、図外の昇降機構により高
周波焼入装置２１が下降移動されて接触子２７ａ，２７
ｂ，２７ｃがクランクシャフト１のジャーナル部Ｊ₁ の
円柱部３ａの上半分部分に当接（載置）されると共に、
半開放鞍型高周波誘導加熱コイル２０が被加熱面である
前記円筒状周面γの上半分部分に僅かな隙間を隔てて対
向配置される。この際、コイル頭部３０の外側の水平面
部３３，３４がスラスト面δの側で円柱部３ａに近接し
て配置され、その中央側の傾斜面部３５，３６が中央位
置に向かうにつれて徐々に円柱部３ａの円筒状周面γか
ら徐々に離れるような配置状態に設定される。

【００２３】この状態の下で、クランクシャフト１は図
外の回転駆動機構によりその軸線Ｘを中心に回転駆動さ
れ、これに伴ってジャーナル部Ｊ₁ が前記軸線Ｘを中心
に回転駆動される。この際、高周波焼入装置２１は図外
の追従機構によりジャーナル部Ｊ₁ に追従せしめられ、
半開放鞍型高周波誘導加熱コイル２０のコイル頭部３０
がジャーナル部Ｊ₁ の円筒状周面γの上半分部分に常に
対向配置された状態が維持される。

【００２４】しかる後、高周波電源２４から給電用リー
ド導体２３ａ，２３ｂを介して半開放鞍型高周波誘導加
熱コイル２０に高周波電流が供給され、これに応じてジ
ャーナル部Ｊ₁ の円筒状周面γの全周面が誘導加熱され
る。次いで、ジャーナル部Ｊ ₁ の円筒状周面γが所要の
焼入温度に誘導加熱された時点で、半開放鞍型高周波誘
導加熱コイル２０への通電が遮断され、冷却液噴射環２
８ａ，２８ｂからジャーナル部Ｊ₁ の円筒状周面γに焼
入冷却液が噴射される。これにより、ジャーナル部Ｊ₁
の円筒状周面γが急速冷却されてその円筒状周面γに所
要深さの焼入硬化層が形成される。

【００２５】ここで、上述の如き構成の高周波誘導加熱
コイル２０を用いた場合の作用効果について述べると、
以下の通りである。高周波誘導加熱コイル２０のコイル
頭部３０に傾斜面部３５，３６を設けて、コイル頭部３
０と円柱部３ａの円筒状周面γとの間の隙間をスラスト
面δ（側壁）の側で狭くし、その中央側で広くするよう
に構成しているので、加熱導体４３及び加熱導体４４に
高周波電流を流した場合、近接効果により、ｐ−ｑ間の
面部分及びｔ−ｕ間の面部分（水平面部３３，３４）と
円柱部３ａとの間に生じる磁束の強さは、ｑ−ｒ間の面
部分及びｓ−ｔ間の面部分（傾斜面部３５，３６）と円
柱部３ａとの間に生じる磁束の強さよりも相対的に強く
なる。そのため、円柱部３ａの端面側（スラスト面δの
側）に加熱が集中されてその表面温度が相対的に高く上
昇せしめられることとなるので、円柱部３ａの円筒状周
面γに得られる焼入硬化層パターンＨは、図３に示すよ
うに、端面部硬化層深さ部Ｆから表面部Ｇへの立ち上が
り角度が大きくなり、焼入部と生部の焼境が明確とな
る。従って、この斜めに形成される硬化層パターンの領
域であるＬ₃ ，Ｌ₄ の幅を狭く設定することができるこ
ととなり、これに伴い端面側の焼入硬化層パターンが安
定することにより円柱部３ａの表面における焼入幅のバ
ラツキの程度を少なくすることができる。

【００２６】以下に、本発明に係わる具体的な実施例を
示す。実施例 (１) ワーク : ４気筒クランクシャフト （ａ） 材質 ： Ｓ４５Ｃ （ｂ） 被焼入部であるジャーナル部の寸法 〈Ｉ〉 ジャーナル径（直径） ： ４４．５ｍｍ 〈ＩＩ〉 ジャーナル幅 ： ２２．６ｍｍ (２) ジャーナル部の高周波誘導加熱条件 （ａ） 周波数 : ２０ｋＨｚ （ｂ） 出力 : ４２ｋＷ （ｃ） 加熱時間: １０ｓｅｃ （ｄ） クランクシャフトの回転数 : ６０ｒｐｍ (３) 冷却条件 （ａ） 冷却液 : ユーコンクェンチャントＡ(４％) （ｂ） 液温 : ３０℃ （Ｃ） 流量 : ５０ ｌ/ｍｉｎ （ｅ） 冷却時間: ８ｓｅｃ

【００２７】上記加工条件によりクランクシャフト１の
ジャーナル部Ｊ₁ の円柱部３ａに平焼入れを施したとき
の、円柱部３ａの焼逃げ幅を円周方向に４５゜の角度毎
に測定したところ、その焼逃げ幅は、２．０ｍｍから
２．５ｍｍであり、後工程における溝入れ加工や相手部
品との嵌合に問題を生じるレベルではないことが確認さ
れた。

【００２８】また、２本の加熱導体３１，３２から成る
コイル頭部３０の寸法条件について実験したところ、円
柱部３ａに最も近接する水平面部３３，３４の幅Ｚ₁ を
加熱導体３３，３４の全幅Ｚ₂ （図２（ｂ）参照）に対
して５０％以下に設定した場合に上述の如き効果を最も
顕著に得ることができることが判明した。

【００２９】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、加熱導体３３のｐ−ｑ−ｒ面部、及
び、加熱導体３４のｓ−ｔ−ｕ面部で形成される形状
は、円柱部３ａとの隙間がスラスト面δの側で相対的に
狭く中央側で相対的に広く成るような形状であればどの
ような形状にしても良い。また、ｐ−ｑ間及びｔ−ｕ間
の長さ、ｐ−ｑ間の面とｑ−ｒ間の面との間の角度及び
ｔ−ｕ面とｓ−ｔ面との間の角度も適宜に設定可能であ
り、ｑ−ｒ間の面及びｓ−ｔ間の面の長さを変えること
や、ｐ−ｑ−ｒ間の面部及びｓ−ｔ−ｕ間の面部の形状
を円弧形状としてその曲率半径の寸法を適宜に設定する
ことにより、円柱部３ａに形成される焼入硬化層パター
ンを任意に変更することが可能である。また、既述の実
施形態に係る高周波誘導加熱コイル２０は、クランクシ
ャフト１のピン部Ｐ₁ 〜Ｐ₄ の円柱部４ａを平焼入する
のにも適用することが可能である。

【００３０】

【発明の効果】以上の如く本発明は、クランクシャフト
のジャーナル部又はピン部の円柱部の円筒状周面に対向
配置されるコイル頭部を、コイル頭部と円柱部の円筒状
周面との間の隙間がピン部又はジャーナル部の両側のス
ラスト面の側で相対的に狭くなり、かつ、両側のスラス
ト面の間の中央箇所で相対的に広くなるような形状にし
たものであるから、円柱部の円筒状周面に作用する磁束
は、円柱部の軸線方向の中央部分よりもその両端側部分
において強くなって円柱部の両端側部分に加熱が集中さ
れることとなる。そのため、円柱部のスラスト面の側に
おける焼入硬化層パターンの立ち上がり角度を大きくす
ることができ、ひいては焼逃げ幅のバラツキの程度を少
なく抑えるることができる。その結果、焼逃げ幅が安定
することに伴い、次工程である溝入れ加工等に支障を生
じることがなくなり、更に、相手部品との嵌合が良好と
なるような高精度のクランクシャフトを提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るクランクシャフト平焼
入用の半開放鞍型高周波誘導加熱コイルを備えた高周波
焼入装置を示す側面図である。

【図２】図２（ａ）はジャーナル部の円柱部に対向配置
された高周波誘導加熱コイルのコイル頭部を示す断面
図、図２（ｂ）は加熱導体の拡大断面図である。

【図３】ジャーナル部の円柱部に得られる焼入硬化層パ
ターンを示す断面図である。

【図４】クランクシャフトの正面図である。

【図５】クランクシャフトのジャーナル部及びピン部の
円柱部にそれぞれ形成される焼入硬化層を概略的に示す
正面図である。

【図６】ジャーナル部の円柱部における焼逃げ幅を示す
正面図である。

【図７】従来のクランクシャフト平焼入用の半開放鞍型
高周波誘導加熱コイルを示す図２と同様の断面図であ
る。

【図８】従来のクランクシャフト平焼入用の半開放鞍型
高周波誘導加熱コイルを用いて得られる焼入硬化層パタ
ーンを示す断面図である。

【図９】図８の高周波誘導加熱コイルと焼入硬化層パタ
ーンとの相互関係を示す断面図である。

【符号の説明】 １ クランクシャフト ３ａ，４ａ 円柱部 ３ｂ，４ｂ Ｒ部 ３ｃ，３ｃ スラスト部（フィレット部） ２０ 半開放鞍型高周波誘導加熱コイル ２１ 高周波焼入装置 ３０ コイル頭部 ３１，３２ 加熱導体 ３３，３４ 水平面部 ３５，３６ 傾斜面部 Ａ 焼逃げ幅 Ｆ 端面部硬化層深さ部 Ｇ 表面部 Ｊ₁ 〜Ｊ₅ ジャーナル部 Ｐ₁ 〜Ｐ₄ ピン部 Ｗ 焼入幅 Ｚ₁ 水平面部の幅 Ｚ₂ 加熱導体の全幅 γ 円筒状周面 δ スラスト面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 クランクシャフトのジャーナル部又はピ
   ン部の円柱部を焼入するために用いられるクランクシャ
   フト焼入用の高周波誘導加熱コイルにおいて、被加熱面
   である前記円柱部の円筒状周面に対向配置されるコイル
   頭部を、前記コイル頭部と前記円柱部の円筒状周面との
   間の隙間が前記ジャーナル部又はピン部の両側のスラス
   ト面の側で相対的に狭くなり、かつ、前記両側のスラス
   ト面の間の中央箇所で相対的に広くなるような形状にし
   たことを特徴とするクランクシャフト焼入用の高周波誘
   導加熱コイル。
2. 【請求項２】 前記コイル頭部を２本の加熱導体から構
   成すると共に、前記コイル頭部のうち前記円柱部の円筒
   状周面に最も近接する部分の幅を加熱導体の全幅に対し
   て５０％以下に設定したことを特徴とする請求項１に記
   載のクランクシャフト焼入用の高周波誘導加熱コイル。