JP2002505381A - 軸の円筒状の軸受け面を硬化するための装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、軸（Ｋ）の円筒状の軸受け面（Ｌ）の硬化のための装置に係わり、隣接する軸部（Ｗ１、Ｗ２）に対する少なくとも１つの移行する半径（Ｒ１、Ｒ２）が、くぼみを形成する様に製作されており、該装置が、軸受け面の周囲の方向（Ｕ）にそれぞれ伸長する、２つの間隔が開けられた加熱導線ブランチ（２０、２２；２１、２３）を有する１基のインダクタ（３、４）により少なくともそれぞれが形成されていて、動力供給源（５、６）に接続する一対の誘導式に稼動する加熱ユニット（１、２）であって、１基の加熱ユニット（２）のインダクタ（４）の１基の外側の加熱導線ブランチ（２０）が、第１の移行する半径（Ｒ１）に関係しており、別の加熱ユニット（１）のインダクタ（３）の外側の加熱導線ブランチ（２２）が、第２の移行する半径（Ｒ２）に関係しており、その一方で各ケースにおいて、インダクタ（３、４）の内側の加熱導線ブランチ（２２、２３）がお互いに近接して配置される加熱ユニット（１、２）と、半径方向（Ｒ）から硬化される軸受け面（Ｌ）へ、インダクタ（３、４）が軸受け面（Ｌ）に適用されるまで、インダクタ（３、４）を同時に調整する目的のための調整装置（１１、１２）であって、加熱導線ブランチ（２０〜２３）がこの状態で軸受け面（Ｌ）の周りで少なくとも部分的に係合しており、２基のインダクタ（３、４）の内側の加熱導線ブランチ（２２、２３）が、周囲の方向（Ｕ）から見ると、重複区域（Ｂ）においてお互いに接点がないように記録される調整装置（１１、１２）と、くぼみ付きの移行する半径（Ｒ１、Ｒ２）の方向で軸（Ｋ）の長手方向の軸（Ｘ）に軸平行な方向の動きによる軸受け面（Ｌ）への適用後に、その外側の加熱導線ブランチ（２０）が、特定の移行半径（Ｒ１、Ｒ２）内に動くまで、くぼみ付きの半径（Ｒ１、Ｒ２）に関係する少なくともインダクタ（３、４）を動かす目的のための第２の調整装置（１３、１４）とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、軸の円筒状の軸受け面を硬化するための装置に係わり、そこでは隣
接する軸部に対して少なくとも１つの移行する半径がくぼみを形成するように製
作される。その様な装置は例えば、チーク（ｃｈｅｅｋ）により横方向に制限さ
れるクランク軸のクランクピンを硬化するために使用される。この関係において
特別な手順が、くぼみ付きの移行する半径についても、適当な硬化のために適切
な範囲まで加熱することを確保するために必要である。

【０００２】 ドイツの出願明細書( Ａｕｓｌｅｇｅｓｃｈｒｉｆｔ）ＤＥ−ＡＳ １４８３
０１６により知られる従来技術の特定の種類の誘導的処理装置においてこの目的
に対して、インダクタの加熱導線は、その２つの平行な側部がお互いから異なる
距離にある平行四辺形の形状を有する。その結果として、インダクタは最初にそ
の狭い側部を、それが硬化される軸受け面に設置されるまで、軸部間に残された
空間内へ動かすことが出来る。インダクタの回転により、加熱導線はその後に、
移行する半径に対して進むように、それらの広い側を介して運ばれる。インダク
タは装置の絶縁された部材に対して弾性的に押しつけられる。

【０００３】 ＤＥ−ＡＳ １４８３０１６により知られる装置の利点は、インダクタが硬化
される軸受け面に自動的に適用されることが可能であり、そられの運転位置に移
動可能であることである。同時に加熱ループは、冷却液が問題無くそれらを通り
回路内を流れることが出来るように形成される。この方法において、ループ材料
の過剰な加熱は確実に防止できる。しかしこの従来技術の１つの欠点は、インダ
クタを導入し回転するために高価な装置を必要とすることである。この従来技術
装置によると、作業対象物とインダクタの間の距離を一定に保持することが困難
であり、処理結果において劣化が発生することが、更に実用上において分かって
いる。従来技術装置の更に重要な欠点は、各インダクタが硬化される軸受け面の
周囲を９０度以下の角度で係合することである。これにより、加熱エネルギは制
限された範囲内までしか軸受け面に導入できないという問題を生じる。このエネ
ルギの特性では、適切な硬化結果を確保するには不適切なことが、しばしば経験
されている。

【０００４】 前述の問題を回避するために、ドイツ特許明細書ＤＥ ３６２３１１９Ｃ１で
は、硬化される軸受け面の誘導加熱のために２つの半割体に分割されたインダク
タの使用を提案している。半割のインダクタの一つは、調整ユニットに堅固に接
続しており、一方で第２の半割のインダクタは固定されたユニットに回転可能に
取り付けられている。調整ユニットは、硬化される軸受け面にインダクタを適用
するための装置と、軸の長手方向の軸に軸平行にインダクタを動かすための第２
の調整装置と、旋回可能な半割のインダクタをその運転位置に旋回するための第
３の調整装置とを備える。調整装置を使用して、インダクタの半割部はその後、
硬化される軸受け面に対してお互いに近接する位置に、インダクタがそこに配置
されるまで、移動することが出来る。その後まず固定された半割のインダクタは
、シャフトの長手方向の軸に軸平行な旋回可能な半割のインダクタと共に動くこ
とによりその稼動位置に動く。その後旋回可能な半割のインダクタは、その関係
する移行する半径の方向に旋回する。

【０００５】 ＤＥ ３６２３１１９Ｃ１により知られる装置を使用すると、インダクタを硬
化される軸受け面に適用し、その半割のインダクタを運転位置へ動かすことは、
それ以前の従来技術より簡単ではあるが、この目的に必要な装置は、やはり非常
に高価である。最適な運転位置に旋回可能な半割のインダクタを動かすことはや
はり難しい。このことにより、及びまた従来技術装置において加熱導線が硬化さ
れる軸受けの部分上を中央区域の間隔だけで一掃する環境により、品質の悪い運
転結果を生じる。最後に、旋回可能な半割のインダクタの冷却液の供給及び電気
接点は共に、信頼性がない。

【０００６】 上記の従来技術から開始する本発明の課題は、より安価な装置を使用して改善
された運転結果を、達成する特定の種類の装置を提供することである。

【０００７】 この課題は、軸の円筒状の軸受け面の硬化のための装置により、本発明に従い
解決されており、そこでは隣接する軸部に対する少なくとも１つの移行する半径
が、くぼみを形成する様に製作されており、更に軸受け面の周囲の方向にそれぞ
れ伸長する、２つの間隔が開けられた加熱導線ブランチを有する１基のインダク
タにより少なくともそれぞれが形成されていて、動力供給源に接続する一対の誘
導式に稼動する加熱ユニットであって、１基の加熱ユニットのインダクタの１基
の外側の加熱導線ブランチが、第１の移行する半径に関係していて、別の加熱ユ
ニットのインダクタの外側の加熱導線ブランチが、第２の移行する半径に関係し
ていて、その一方で各ケースにおいて、インダクタの内側の加熱導線ブランチが
お互いに近接して配置される加熱ユニットと、半径方向から硬化される軸受け面
へ、インダクタが軸受け面に適用されるまで、インダクタを同時に調整する目的
のためであって、加熱導線ブランチがこの状態で軸受け面の周りで少なくとも部
分的に係合していて、２基のインダクタの内側の加熱導線ブランチが、周囲の方
向から見ると、重複区域においてお互いに接点がないように記録（ｒｅｇｉｓｔ
ｅｒｉｎｇ）される調整装置と、くぼみ付きの移行する半径の方向で軸の長手方
向の軸に軸平行な方向の動きによる軸受け面への適用後に、その外側の加熱導線
ブランチが、特定の移行半径内に動くまで、くぼみ付きの半径に関係する少なく
ともインダクタを動かす目的のための第２の調整装置と、を有する。各加熱ユニ
ットは少なくとも１つの動力供給源を有することが好ましい。

【０００８】 本発明による装置は、２基の独立の加熱ユニットを備えており、それらの各々
はインダクタ及び少なくとも関係する動力供給装置を備える。これにより、イン
ダクタの電気供給源、それらの各々に関係する加熱ユニット及び冷却液の供給の
信頼性のない接続のための必要性が回避される。加熱ユニットにより、これとは
別に保持可能な任意の焼き入れスプレー（ｓｐｒａｙ）に、問題なく焼き入れ流
体を供給できる。

【０００９】 本発明による装置において、２基の加熱ユニットのインダクタの外形及び寸法
は、用途によって、１基のインダクタの適用又は２基のインダクタの一緒で同時
の適用の何れかが、軸に非常に近接した位置において可能であるようにお互いに
対して適合される。この位置において、軸の軸方向で計測された２基のインダク
タの合計の幅は、硬化される軸受け面に隣接する軸部の間に残された自由空間の
幅より小さいので、自由空間へインダクタを導入する際に、任意の衝突のリスク
はなくなる。

【００１０】 加熱ユニットの独立性により、従来の簡単な調整装置により非常に正確に軸受
け面にインダクタを運ぶことができる。同様に従来の精密に作動する調整装置は
、軸の長手方向の軸に軸平行な方向の動きで、インダクタをそれらの最終的な稼
動位置に動かすように使用できる。この位置において、インダクタの外側の加熱
導線ブランチは、それに関係する移行する半径に配置される。

【００１１】 加熱ユニットの独立性、更に最も簡単な手順により、例えば滑動部品を使用し
て、インダクタが、処理においてそれらの稼動位置を維持することを問題なく確
保できる。この方法において更に、移行する半径の区域における処理の結果は、
本発明により製作された装置により従来の種類の装置に比べると改善されている
。

【００１２】 並んで配置される２基のインダクタの内側の加熱導線ブランチはまた、周囲の
方向から見ると、それらが接触しないようにお互いに重なるような方法で設計さ
れている事により、移行する半径の区域と同時に、硬化される軸受け面の全面が
、特定の必要な硬化に適する範囲まで加熱されることを確保する。

【００１３】 好適には軸の軸方向において計測すると、重複区域の幅は、移行する半径の深
さの合計より大きい。このことは、２基のインダクタの内側の加熱導線ブランチ
もまた、運転位置でお互いに重なることを確保する。これを可能にする本発明の
一つの形態には、移行する半径に関係する加熱導線ブランチに関して、お互いに
近接して配置される加熱導線ブランチが角度を持って配置されるという特徴があ
る。 本発明の特に好適な実施の形態では、インダクタが、９０度以上、好適には１
４０度以上の角度で、硬化される軸受け面の周りで係合するという特徴がある。

【００１４】 軸受け面に導入される熱量によって、好都合には近接する内側の加熱導線ブラ
ンチは、移行する半径に各々関係する外側の加熱導線ブランチより短い。

【００１５】 実用上適切な本発明の好適な形態には、加熱導線ブランチが２つの構成要素部
分に各々分割されるという特徴がある。この方法において例えば、滑動部分は処
理工程においてインダクタの最適なガイドのために必要な場所に問題がない状態
で配置できる。

【００１６】 本発明のこれとは別の有効な形態には、半径方向で稼動する調整装置の目的が
、導線を含む加熱ユニットを全体として動かすことであるという特徴がある。も
し軸方向に稼動する調整装置の目的が、インダクタを含む加熱ユニットを、全体
として動かすことであれば、やはり有効である。この方法において、運転の安全
性の向上に、インダクタ及び動力と冷却液の供給装置それぞれの間の接続に関す
る費用のより以上の低減を加えることが可能である。

【００１７】 本発明による装置は特に、チークにより側部を制限されたクランク軸のクラン
クピンの硬化に適しており、そこでは移行する半径がチークにくぼみとして形成
されており、チークの高さが一般的に高いことにより、インダクタの導入のため
に使用可能な自由空間は特に制限されている。

【００１８】 本発明の実施の形態は図式的な図面を参照すると共に、ここでは一層詳細に説
明される。

【００１９】 硬化されるクランク軸Ｋの軸受け面Ｌとして例えば、チークＷ１、Ｗ２により
側面を制限されたクランクピンが考えられる。軸受け面ＬがチークＷ１、Ｗ２の
側面Ｓ１、Ｓ２に次第に融合する移行する半径Ｒ１、Ｒ２は、チークＷ１、Ｗ２
にくぼみが形成された環状の溝の形状を形成する。

【００２０】 軸受け面Ｌを硬化するために使用される加熱ユニット１、２は各々、インダク
タ３、４と、インダクタ３、４に必要な動力を経由して供給する動力供給装置５
、６を具備する。これと同様に、加熱ユニット１、２は、冷却液供給のための接
続部（図示されていない）を備える。それら自身の動力供給源５、６とは別に、
加熱ユニット１、２には更に、一般供給源を介して必要な動力を供給できる。同
様に多くの電流／動力供給装置が、必要な動力を使用できるように提供可能であ
る。

【００２１】 加熱ユニット１、２の前述の部分は各々、支持部９、１０によりそれぞれ吊ら
れるテーブル７、８により支持される。該支持部は各ケースにおいて、加熱ユニ
ット１、２が硬化される軸受け面Ｌに半径方向Ｒから、経由して可動な第１の調
整装置１１、１２に旋回可能に接続する。支持部９、１０及び調整装置１１、１
２は、加熱ユニット１、２がクランク軸Ｋの回転において、軸受け面Ｌの空間的
な動きに追随可能なように製作される。更に、それに接続するインダクタ３、４
及び動力供給ユニット５、６は、クランク軸Ｋの長手方向の軸Ｘに軸平行な方向
に動く第２の調整装置１３、１４を経由して特定のテーブル７、８に各々支持さ
れる。

【００２２】 インダクタ３、４は、クランク軸Ｋの軸方向に配置されており、インダクタ３
は移行する半径Ｒ１に、インダクタ４は移行する半径Ｒ２に関係する。インダク
タ３、４は、第１と第２の加熱導線ブランチ２０、２２；２１、２３をそれぞれ
有する。加熱導線ブランチ２０〜２３は１４０度以上、１８０度以下の角度で軸
受け面Ｌの周りに係合する。インダクタ３、４の外側の加熱導線２０；２１は、
特定の移行する半径Ｒ１、Ｒ２に関係するが、その一方で内側の加熱導線ブラン
チ２２、２３はお互いに近接して配置される。

【００２３】 インダクタ３、４の外側及び内側の加熱導線ブランチ２０、２２；２１、２３
は、異なる長さの接続ブランチ２４、２６；２５、２７を経由してお互いに接続
する。この方法において、近接する内側の加熱導線ブランチ２２、２３は、お互
いに平行に伸長しており、外側の加熱導線ブランチ２０、２１に関して、その向
きには角度がある。それらは各より長いブランチ２６、２７と共に、鋭角βを囲
む。これにより、軸受け面Ｌの周囲の方向Ｕで見ると、加熱ブランチ２２、２３
は、お互いに接触しないで内側で部分的に重なる重複区域Ｂを形成する。クラン
ク軸Ｋの軸方向で計測された重複区域Ｂの幅は、くぼみを形成する移行する半径
Ｒ１、Ｒ２の深さｔ１、ｔ２の合計よりも大きい。各加熱導線ブランチ２０〜２
３は、２つの構成要素ブランチ２０ａ、２０ｂに分割される。この方法において
、空間がインダクタ３、４の中央区域に形成される。この空間はインダクタ３、
４により各々支持される滑動部分２５を収容する。対応する滑動部分２６、２７
は加熱導線ブランチ２０〜２３の底部端部の区域に配置される。

【００２４】 軸受け面Ｌまで降ろされる前に、インダクタ３、４は、調整装置１３、１４（
図１）により非常に近接する位置にそれらの関係する動力供給装置５、６と共に
移動する。この位置においてインダクタ３、４の合計の幅はチークＷ１、Ｗ２の
残された自由空間の間の幅より小さい。その後加熱ユニット１、２は、半径方向
Ｒから軸受け面Ｌへ、インダクタ３、４がそこに設置されるまで（図２）、調整
装置１１、１２により同時に降ろされる。この位置において、インダクタ３、４
は、軸受け面Ｌ上の滑動部分２５〜２７を介して支持され且つ案内される。最後
に関係する動力供給装置５、６を有するインダクタ３、４は、外側の加熱導線２
０、２１がそれらの関係する移行する半径Ｒ１、Ｒ２に設置されるまで（図３）
、クランク軸Ｋの長手方向の軸に軸平行な方向の動きＡにより、調整装置１３、
１４を使用して離れるように動く。

【００２５】 その後移行する半径Ｒ１、Ｒ２及び軸受け面Ｌの硬化は、既知の方法で実施さ
れる。硬化処理の終了時に、インダクタ３、４は、開始位置に再度達するまで、
逆工程の手順で軸受け面Ｌから離れて持ち上げられる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１は、第１の運転位置にあるクランク軸の軸受け面の硬化のために使用され
る２基の加熱ユニットを通る長手方向の断面である。

【図２】 図２は、図１に対応しており、第２の運転位置にある加熱ユニットを示す。

【図３】 図３は、図１に対応しており、第３の運転位置にある加熱ユニットを示す。

【図４】 図４は、加熱ユニットの第２の運転位置にある２基の適用されたインダクタの
加熱導線を有する軸受け面を示す。

【図５】 図５は、加熱ユニットの第３の運転位置にある適用されたインダクタの加熱導
線を有する軸受け面を示す。

【図６】 図６は、図４の線Ｉ−Ｉに沿った軸受け面の断面を示す。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ライスナー，ハンス−ユルゲン ドイツ連邦共和国，デー−42855 レムシ ャイト ラター リンク 106 Ｆターム(参考） 4K042 AA22 DA01 DB01 DC05 DD04 EA01 EA03 【要約の続き】 で、インダクタ（３、４）を同時に調整する目的のため の調整装置（１１、１２）であって、加熱導線ブランチ （２０〜２３）がこの状態で軸受け面（Ｌ）の周りで少 なくとも部分的に係合しており、２基のインダクタ （３、４）の内側の加熱導線ブランチ（２２、２３） が、周囲の方向（Ｕ）から見ると、重複区域（Ｂ）にお いてお互いに接点がないように記録される調整装置（１ １、１２）と、くぼみ付きの移行する半径（Ｒ１、Ｒ ２）の方向で軸（Ｋ）の長手方向の軸（Ｘ）に軸平行な 方向の動きによる軸受け面（Ｌ）への適用後に、その外 側の加熱導線ブランチ（２０）が、特定の移行半径（Ｒ １、Ｒ２）内に動くまで、くぼみ付きの半径（Ｒ１、Ｒ ２）に関係する少なくともインダクタ（３、４）を動か す目的のための第２の調整装置（１３、１４）とを有す る。

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸（Ｋ）の円筒状の軸受け面（Ｌ）の硬化のための装置にお
   いて、隣接する軸部（Ｗ１、Ｗ２）に対する少なくとも１つの移行する半径（Ｒ
   １、Ｒ２）が、くぼみを形成する様に製作されており、この装置が、 軸受け面の周囲の方向（Ｕ）にそれぞれ伸長する、２つの間隔が開けられた加
   熱導線ブランチ（２０、２２；２１、２３）を有する１基のインダクタ（３、４
   ）により少なくともそれぞれが形成されていて、動力供給源（５、６）に接続す
   る一対の誘導式に稼動する加熱ユニット（１、２）であって、１基の加熱ユニッ
   ト（２）のインダクタ（４）の１基の外側の加熱導線ブランチ（２０）が、第１
   の移行する半径（Ｒ１）に関係しており、別の加熱ユニット（１）のインダクタ
   （３）の外側の加熱導線ブランチ（２２）が、第２の移行する半径（Ｒ２）に関
   係しており、その一方で各ケースにおいて、インダクタ（３、４）の内側の加熱
   導線ブランチ（２２、２３）がお互いに近接して配置される加熱ユニット（１、
   ２）と、 半径方向（Ｒ）から硬化される軸受け面（Ｌ）へ、インダクタ（３、４）が軸
   受け面（Ｌ）に適用されるまで、インダクタ（３、４）を同時に調整する目的の
   ための調整装置（１１、１２）であって、加熱導線ブランチ（２０〜２３）がこ
   の状態で軸受け面（Ｌ）の周りで少なくとも部分的に係合しており、２基のイン
   ダクタ（３、４）の内側の加熱導線ブランチ（２２、２３）が、周囲の方向（Ｕ
   ）から見ると、重複区域（Ｂ）においてお互いに接点がないように記録（ｒｅｇ
   ｉｓｔｅｒｉｎｇ）される調整装置（１１、１２）と、 くぼみ付きの移行する半径（Ｒ１、Ｒ２）の方向で軸（Ｋ）の長手方向の軸（
   Ｘ）に軸平行な方向の動きによる軸受け面（Ｌ）への適用後に、その外側の加熱
   導線ブランチ（２０）が、特定の移行半径（Ｒ１、Ｒ２）内に動くまで、くぼみ
   付きの半径（Ｒ１、Ｒ２）に関係する少なくともインダクタ（３、４）を動かす
   目的のための第２の調整装置（１３、１４）と、 を有する軸（Ｋ）の円筒状の軸受け面（Ｌ）の硬化のための装置。
2. 【請求項２】 各加熱ユニット（１、２）が動力供給源（５、６）を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 軸（Ｋ）の軸方向で計測すると、重複区域（Ｂ）の幅が、移
   行する半径（Ｒ１、Ｒ２）の深さ（ｔ１、ｔ２）の合計より大きいことを特徴と
   する請求項１に記載の装置。
4. 【請求項４】 インダクタ（３、４）が、９０度以上の角度で硬化される軸
   受け面（Ｌ）の周りで係合することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項
   に記載の装置。
5. 【請求項５】 インダクタ（３、４）が、１４０度以上の角度で、軸受け面
   （Ｌ）の周りで係合することを特徴とする請求項４に記載の装置。
6. 【請求項６】 内側の加熱導線ブランチ（２２、２３）が、外側の加熱導線
   ブランチ（２０、２１）に関して傾斜して配置されることを特徴とする請求項１
   から５のいずれか一項に記載の装置。
7. 【請求項７】 内側の加熱導線ブランチ（２２、２３）が、インダクタ（３
   、４）の外側の加熱導線ブランチ（２０、２１）より短いことを特徴とする請求
   項１から６のいずれか一項に記載の装置。
8. 【請求項８】 加熱導線ブランチ（２０〜２３）が、２つの構成要素部分（
   ２０ａ、２０ｂ）に各々分割されることを特徴とする請求項１から７のいずれか
   一項に記載の装置。
9. 【請求項９】 加熱ユニット（１、２）が少なくとも１つの焼き入れスプレ
   ー（ｓｐｒａｙ）を保持することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に
   記載の装置。
10. 【請求項１０】 半径方向（Ｒ）で稼動する調整装置（１１、１２）の目的
    が、導線（３、４）を含む加熱ユニット（１、２）を全体として動かすことであ
    ることを特徴とする請求項１から９のいずれか一項に記載の装置。
11. 【請求項１１】 軸方向に稼動する調整装置（１３、１４）の目的が、イン
    ダクタ（３、４）を含む加熱ユニット（１、２）を、全体として動かすことであ
    ることを特徴とする請求項１から１０のいずれか一項に記載の装置。
12. 【請求項１２】 少なくとも１つの移行する半径（Ｒ１、Ｒ２）がチーク（
    Ｗ１、Ｗ２）にくぼみとして形成されており、チーク（Ｗ１、Ｗ２）により側部
    を制限されていてクランク軸（Ｋ）のクランクピンを硬化するための請求項１か
    ら１１のいずれか一項に記載の装置の使用方法。