JP2006318889A - 高周波焼入れ装置および高周波焼入れ方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理物の焼入れ範囲の厳密な調整に好適な高周波焼入れ装置および高周波焼入れ方法を提供する。
【解決手段】ワークＷを保持・位置決めする複数の位置決め治具２〜５と、ワークＷを高周波電流により電磁誘導加熱する焼入れコイル６とを備え、焼入れ部と非焼入れ部とが隣接するワークＷの高周波焼入れ装置１であり、ワークＷの焼入れ部と隣接する非焼入れ部を位置決めする位置決め治具２〜５により、焼入れコイル６からワークＷの焼入れ部に向けて発せられる磁束の非焼入れ部への侵入を遮蔽するようにした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電磁誘導加熱により被処理物を高周波焼入れする際の焼入れ範囲を特定する高周波焼入れ装置および高周波焼入れ方法に関するものである。

従来から電磁誘導加熱により被処理物を高周波焼入れする際の焼入れ範囲を特定するために磁束遮蔽部材を利用する焼入れ方法が提案されている（特許文献１、２参照）。

特許文献１では、軸径が変化する軸物の高周波焼入れにおいて、焼入れコイル内径より小さい内径を持ったフェライトコア、又は珪素鋼板等の磁束遮蔽部材で、焼入れコイルの少なくとも上下面を被覆し、磁束が焼入れコイルとほぼ等しい範囲で、被処理物に当たるようにした移動焼入用コイルが提案されている。

特許文献２では、特許文献１の被処理物セット位置ずれを解決するために、焼入れコイルを被処理物に接触させ、且つ接触部位のセラミック板を適当な厚さにすることによって、コイルと被処理物との間のクリアランスを一定に保つようにして、安定した焼入れ品質を確保するようにしている。
実開昭５９−８３９６３号公報 実開昭６２−２０３２５５号公報

しかしながら、上記従来例では、電磁誘導コイルに遮蔽板を取付けて被処理物の焼入れ範囲を調整するものであるため、被処理物の焼入れ範囲の厳密な調整が難しい課題があった。

そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、被処理物の焼入れ範囲の厳密な調整に好適な高周波焼入れ装置および高周波焼入れ方法を提供することを目的とする。

本発明は、ワークを保持・位置決めする複数の位置決め治具と、ワークを高周波電流により電磁誘導加熱する焼入れコイルとを備え、焼入れ部と非焼入れ部とが隣接するワークの高周波焼入れ装置において、前記ワークの焼入れ部と隣接する非焼入れ部を位置決めする位置決め治具により、焼入れコイルからワークの焼入れ部に向けて発せられる磁束の非焼入れ部への侵入を遮蔽するようにした。

したがって、本発明では、ワークを保持・位置決めする複数の位置決め治具と、ワークを高周波電流により電磁誘導加熱する焼入れコイルとを備え、焼入れ部と非焼入れ部とが隣接するワークの高周波焼入れ装置であり、ワークの焼入れ部と隣接する非焼入れ部を位置決めする位置決め治具により、焼入れコイルからワークの焼入れ部に向けて発せられる磁束の非焼入れ部への侵入を遮蔽するため、非焼入れ部の磁束遮蔽精度を向上させることによるワークの精密な焼入範囲の調整を可能とし、且つワークの位置精度向上による焼入精度の向上が可能となる。

以下、本発明のタイトルを各実施形態に基づいて説明する。

（第１実施形態）
図１〜図８は、本発明の第１実施形態における高周波焼入れ装置および高周波焼入れ方法を示し、図１は高周波焼入れ装置の正面図および側面図、図２〜図８は高周波焼入れ装置の作動状態を夫々示す正面図および側面図である。

図１に示す高周波焼入れ装置は、内燃機関のコンロッドを対象とする高周波焼入れ装置に本発明を適用したものであるが、これは本発明の一実施例を示すものであり、コンロッド以外のワークの高周波焼入装置にも適用できることは勿論である。

先ず、対象とするワークであるコンロッドについて説明する。一般に知られているように、内燃機関のコンロッドＷは、ピストンピンを介してピストンを軸受支持する小端部Ｗ１と、クランクシャフトのクランクピンに軸受メタルを介して取付けられる大端部Ｗ２と、前記小端部Ｗ１と大端部Ｗ２とを連結するロッド部Ｗ３とを備える。小端部Ｗ１はピストンピンをブッシュを介して軸受け支持する軸穴の穴加工、スラスト面Ｗ１Ｓの加工および軸穴に潤滑油を供給するための油穴加工が施される。また、大端部Ｗ２においても、軸受メタルを支持する穴加工とスラスト面Ｗ２Ｓの加工と軸受メタルへの潤滑油を供給する油穴加工とコンロッドボルトを挿通するボルト穴加工等の機械加工が施される。

従って、鋳造若しくは鍛造で製作されたコンロッドＷの中間製品に高周波誘導電流によって、ワークＷの表面を急熱急冷して硬化させる高周波焼入れを施して靭性や耐摩耗性を高める場合には、これら機械加工が施される軸受部位等は硬化させることなく素材の持つ靱性を維持するよう非焼入れ部とし、専らロッド部Ｗ３に正確に焼入れする必要がある。

図１に示すように、本実施形態の高周波焼入れ装置１は、ワークであるコンロッドＷを位置決め保持するために、大端部Ｗ２を概略位置決めする大端部ホルダ２と、大端部Ｗ２を保持し位置決めする大端部中心軸位置決め治具３と、小端部Ｗ１を保持し位置決めする小端部位置決め治具４および小端部スラスト面Ｗ１Ｓを保持すると共に小端部スラスト面Ｗ１Ｓへの磁束遮蔽機能を備える小端部スラスト位置決め治具５と、を備え、さらに、ワークＷを取囲んで高周波磁束を発生させる焼入れコイル６を備える。

前記大端部ホルダ２は、焼入れ装置１の下部フレーム１１上に配置され、大端部スラスト面Ｗ２Ｓに対面する一対の壁面２１と、この一対の壁面２１同士を連結して大端部Ｗ２の側面を覆う対向した壁面２２と大端部Ｗ２の合せ面が着座する底面２３とを備え、これら壁面２１、２２により大端部Ｗ２を取囲むよう構成している。そして、これら壁面２１、２２の内面は、大端部Ｗ２が投入された際に、大端部Ｗ２を案内するように、入口部側が若干大きくなっており、底面２３に合せ面が着座した段階で、底面２３の寸法は大端部Ｗ２より縦横とも数ミリ分は大きく形成して、大端部Ｗ２が確実に着座するようにしている。大端部ホルダ２の底面２３は、また、下方に開口する貫通穴２４が形成され、この貫通穴２４を通して、後述する中心軸位置決め治具３が下方から挿入される。

前記大端部中心軸位置決め治具３は、焼入れ装置１の下部フレーム１１内に配置され、前記大端部ホルダ２の底面２３に設けた貫通穴２４から大端部ホルダ２内に出没可能な位置決め部材３１と、この位置決め部材３１を大端部ホルダ２内に焼入れ開始時に進出させ、焼入れ完了時に大端部ホルダ２内から退避させるアクチュエータ３２とを備える。前記位置決め部材３１は、ワークＷの大端部Ｗ２のメタル保持面に係合する形状とされ、大端部ホルダ２内への進出時にワークＷの大端部Ｗ２に係合してワークＷを上方に位置決めのために押圧してワークＷの大端部Ｗ２側の中心位置出しを行う。

前記小端部位置決め治具４は、焼入れ装置１の上部フレーム１２に配置され、ワークＷの小端部Ｗ１の上面の２箇所に係合して小端部Ｗ１を位置決めする下方に開いた「ハ字状」の形状を備える位置決め部材４１と、この位置決め部材４１をワークＷの投入・搬出時に退避位置に上昇させ、焼入れ開始から完了まで下降させて作動位置に保持するアクチュエータ４２とを備える。投入されたワークＷは、焼入れ装置１内で、小端部Ｗ１を上方として、その大端部Ｗ２の合せ面により大端部ホルダ２の底面２３に着座される。「ハ字状」の位置決め部材４１は、ワークＷの小端部Ｗ１の上面に臨んで、その傾斜した一対の斜面によりワークＷが傾くのを防止する。次いで、中心軸位置決め治具３の位置決め部材３１の係合によりワークＷが上昇される際に、同じくその傾斜した一対の斜面をワークＷの小端部Ｗ１の上面に接触させて、小端部Ｗ１の位置決めを行う。

前記小端部位置決め部材４１には、ワークＷを取囲んで高周波磁束を発生させる焼入れコイル６の基部が固定されており、焼入れコイル６は位置決め部材４１から下方に向かって配置され、位置決め部材４１の作動位置への下降により、位置決め部材４１に先行してワークＷを取囲み、ワークＷの倒れ防止を図りつつ、焼入れしようとする部位回りに配置される。

前記小端部スラスト位置決め治具５は、焼入れ装置１の下方フレーム１１から立設されたポスト１３上に配置され、ワークＷの小端部Ｗ１の両側のスラスト面Ｗ１Ｓに対向するよう一対の位置決め部材５１が対向して配置される。そして、位置決め部材５１の待機位置では、ワークＷ周りへの焼入れコイル６の作動位置への下降動作、および、ワークＷ周りからの焼入れコイル６の待機位置への上昇動作を許容するよう、ワークＷの両スラスト面Ｗ１Ｓから大きく離間している。ワークＷがセットされ且つ焼入れコイル６が作動位置にセットされた段階では、位置決め部材５１は背面のアクチュエータ５２により押出され、その位置決め部材５１をワークＷの小端部Ｗ１の両側のスラスト面Ｗ１Ｓに夫々着座させて小端部Ｗ１を挟み、スラスト方向の位置決めを行う作動位置となる。この作動位置では、位置決め部材５１により小端部Ｗ１のスラスト面Ｗ１ＳのロッドＷ３側を覆うことで、隣接して配置される焼入れコイル６よりの磁束が小端部Ｗ１側に浸入するのを遮蔽する。

上記小端部スラスト位置決め部材５１は、図示しないが、内部に冷却水を還流させる冷却装置を設けることができ、そのワークＷへの当接面を介してワークＷを冷却して、ワークＷの温度上昇を抑制させるようにすることが望ましい。このように冷却装置を設けることで、ワークＷに焼入れコイル６よりの磁束が流れても、焼入れ温度に達するまで温度上昇されることを防止することができ、精密な焼入れ範囲の設定が可能となる。また、位置決め部材５１による遮蔽物のみでは焼入れコイル６よりの磁束を完全に遮蔽しきれない場合にも、小端部Ｗ１の温度上昇の抑制には有効である。

以上の構成の焼入れ装置の動作について、図２〜図８に基づき、以下に説明する。

焼入れ装置１の待機状態においては、図２に示すように、小端部位置決め部材４１および焼入れコイル６、小端部スラスト位置決め部材５１、大端部中心軸位置決め部材３１は、各アクチュエータ３２〜５２により退避位置に移動されており、大端部ホルダ２は空状態となっている。

焼入れ動作を開始するには、先ず、コンロッドＷをその大端部Ｗ２の合せ面を下方にして大端部ホルダ２に装入する（図２中の矢印Ａ参照）。この装入に当たって、大端部ホルダ２の底面２３の寸法は、コンロッドＷの大端部Ｗ２の平面寸法に対して若干大きくしているため、円滑に挿入可能となっている。なお、この投入はハンドリングロボット等により行われ、投入されたワークＷであるコンロッドは大端部ホルダ２に位置決めされて立設される。

次いで、図３に示すように、小端部位置決め部材４１を、小端部Ｗ１の上端より１０ｍｍ程度の作動位置までアクチュエータ４２により下降移動させる（図３中の矢印Ｂ参照）。この下降移動に伴い焼入れコイル６がコンロッドＷのロッドＷ３回りに配置される。

次いで、図４に示すように、中心軸位置決め部材３１を、大端部ホルダ２の底面２３の貫通穴２４からアクチュエータ３２により上昇させ、大端部Ｗ２の軸穴に接触させ、さらに、上昇させる（図４中の矢印Ｃ参照）。コンロッドＷの小端部Ｗ１の上面は、垂直方向において、小端部位置決め部材４１のＶ字の谷と接触して、正面図から見て、上下方向および左右方向の位置決めがなされる。この位置決め過程において、ワークＷの小端部Ｗ１の上面は、上記の間隔を開けて小端部位置決め部材４１のＶ字の谷と対面して配置されているため、ワークＷの倒れなどは生じない。

次に、図５に示すように、小端部スラスト位置決め部材５１を待機位置から作動位置にアクチュエータ５２により移動させる（図５中の矢印Ｄ参照）。小端部スラスト位置決め部材５１の作動位置への移動により、小端部Ｗ１のスラスト面Ｗ１Ｓに接触して両側から挟み込み、コンロッドＷはスラスト面Ｗ１Ｓ方向の位置決めがなされ、先行する位置決め作動と相まって、ワークＷの位置が一義的に決定される。小端部Ｗ１はスラスト面Ｗ１Ｓに接触した小端部スラスト位置決め部材５１により、スラスト面Ｗ１ＳのロッドＷ３側を覆う。

この状態で、焼入れコイル６に高周波電流を印加して、コンロッドＷのロッド部Ｗ３の表面が加熱され、焼入れ温度への温度上昇の後、図示しない冷却装置、例えば、冷却水がロッドＷ３表面に噴射されて焼入れされる。このロッドＷ３表面の焼入れ温度への加熱時、小端部Ｗ１はスラスト面Ｗ１ＳのロッドＷ３側を覆って接している小端部スラスト位置決め部材５１により焼入れコイル６からの磁束が遮蔽されるため、焼入れ温度まで達する温度上昇が抑制される。また、焼入れコイル６よりの磁束の遮蔽が充分に行えない場合には、小端部スラスト位置決め部材５１それ自体に冷却装置、例えば、内部に冷却水を循環させる等を設けて、小端部Ｗ１が温度上昇するのを抑制することができる。この焼入れが終了すると、ワークＷを次工程へ搬送するために、ワーク開放作動を開始する。

即ち、図６に示すように、先ず、小端部スラスト位置決め部材５１がアクチュエータ５２により退避位置に後退され（図６中の矢印Ｅ参照）、次いで、図７に示すように、大端部中心軸位置決め部材３１が退避位置に後退され（図７中の矢印Ｆ参照）、最後に、図８に示すように、小端部位置決め部材４１が上方の退避位置に移動されて、ワークＷであるコンロッドの拘束が完全に開放される（図８中の矢印Ｇ参照）。次いで、ハンドリングロボット等の搬送装置により、ワークＷであるコンロッドが搬出される。

本実施形態においては、以下に記載する効果を奏することができる。

（ア）ワークＷを保持・位置決めする複数の位置決め治具２〜５と、ワークＷを高周波電流により電磁誘導加熱する焼入れコイル６とを備え、焼入れ部と非焼入れ部とが隣接するワークＷの高周波焼入れ装置１であり、ワークＷの焼入れ部と隣接する非焼入れ部を位置決めする位置決め治具２〜５により、焼入れコイル６からワークＷの焼入れ部に向けて発せられる磁束の非焼入れ部への侵入を遮蔽するため、非焼入れ部の磁束遮蔽精度を向上させることによるワークＷの精密な焼入範囲の調整を可能とし、且つワークＷの位置精度向上による焼入精度の向上が可能となる。

（イ）磁束の非焼入れ部への侵入を遮蔽する位置決め治具５は、冷却手段、例えば、内部に冷却水を循環させる等して、冷却することにより、焼入れコイル６よりの磁束の遮蔽が充分に行えない場合には、位置決め部材５１それ自体に冷却装置を設けて、非焼入れ部、例えば、小端部Ｗ１が温度上昇するのを抑制することができ、精密な焼入範囲の調整を可能となる。

（ウ）焼入れコイル６は、ワークＷを端面方向から位置決め保持する位置決め治具４に取付けられ、位置決め治具４によるワークＷの位置決め保持状態において、ワークＷの焼入れ部の周囲に位置決めされるため、ワークＷとコイル６との相対位置精度を向上でき、精密な焼入範囲の調整を可能となる。

（エ）磁束の非焼入れ部への侵入を遮蔽する位置決め治具５は、前記焼入れコイル６がワークＷの焼入れ部の周囲に位置決めされた状態において、非焼入れ部を位置決め保持するため、焼入れコイル６との干渉などを考慮せずに配置することができる。

（第２実施形態）
図９〜図１５は、本発明を適用した高周波焼入れ装置高周波焼入れ方法の第２実施形態を示し、図９は高周波焼入れ装置の正面図および側面図、図１０〜図１５は高周波焼入れ装置の作動状態を夫々示す正面図および側面図である。本実施形態においては、吊下げた状態のワーク（コンロッド）に対する高周波焼入れに好適な高周波焼入れ装置を提供するものである。なお、図１〜図８と同一装置・部材には同一符号を付してその説明を省略ないし簡略化する。

図９に示す第２実施形態の高周波焼入れ装置１においては、ワークであるコンロッドＷの大端部Ｗ２を保持する手段として、大端部ホルダ２に代えて、大端部Ｗ２のロッド部Ｗ３との境界部分（肩部）Ｗ４に両側から係合する一対の支持ベアリング７を備える。一対の支持ベアリング７は、夫々横棒材７１に支持され、この一対の横棒材７１は、焼入れ装置１の下部フレーム１１から起立させた一対のポスト１３に差渡して配置されている。一対のベアリング７には、図示しないが内部に水冷配管が挿通されて冷却可能に構成され、焼入れ加熱時において、支持ベアリング７が過熱されるのを防止するよう構成している。

前記コンロッドＷは、小端部Ｗ１およびロッド部Ｗ３を前記支持ベアリング７同士の間に上方から挿入し、その大端部Ｗ２を支持ベアリング７同士により支持させて上方に位置させ、ロッド部Ｗ３および小端部Ｗ１が大端部Ｗ２から下方に吊下げられた状態となって支持される。前記一対の支持ベアリング７および横棒材７１は、ワークであるコンロッドＷの着脱時には、その少なくとも一方を下降可能に構成することにより、着脱時にワークＷを横方向から出し入れ可能とすることが、ワークＷの脱着が容易となり望ましい。

また、大端部中心軸位置決め治具３は、高周波焼入れ装置１の上部フレーム１２に配置したアクチュエータ３２により位置決め部材３１を昇降させて大端部Ｗ２のメタル取付面に接近離脱可能としている。そして、位置決め部材３１を上昇した退避位置から下降させて作動位置に移動させた際には、前記支持ベアリング７により支持したコンロッドＷの大端部Ｗ２のメタル保持面に上方から位置決め部材３１を係合させて、大端部Ｗ２を位置決めするよう構成している。

小端部位置決め治具４は、高周波焼入れ装置１の下部フレーム１１に配置したアクチュエータ４２により位置決め部材４１を昇降させて小端部Ｗ１に接近離脱可能としている。そして、第１実施形態と同様に、位置決め部材４１はワークＷの小端部Ｗ１に下面から接触させて、小端部Ｗ１の位置決めを行うよう小端部Ｗ１の外周に係合する傾斜した一対の斜面を備える。また、第１実施形態と同様に、ワークＷを取囲んで高周波磁束を発生させる焼入れコイル６の基部が固定されており、焼入れコイル６は位置決め部材４１から上方に向かって配置され、位置決め部材４１の作動位置への上昇により、位置決め部材４１に先行してワークＷを取囲み、ワークＷの倒れ防止を図りつつ、焼入れしようとする部位回りに配置される。

小端部スラスト位置決め治具５は、第１実施形態と同様に、焼入れ装置１の下方フレーム１１から立設された前記ポスト１３に配置され、ワークＷの小端部Ｗ１の両側のスラスト面Ｗ１Ｓに対向するよう一対の位置決め部材５１が対向して配置される。そして、位置決め部材５１の待機位置では、ワークＷ周りへの焼入れコイル６の作動位置への上昇動作、および、ワークＷ周りからの焼入れコイル６の待機位置への下降動作を許容するよう、ワークＷの両スラスト面Ｗ１Ｓから大きく離間されるようにしている。そして、第１実施形態と同様に、ワークＷがセットされ且つ焼入れコイル６が作動位置にセットされた段階では、位置決め部材５１を背面のアクチュエータ５２により押出し、その位置決め部材５１をワークＷの小端部Ｗ１の両側のスラスト面Ｗ１Ｓに夫々着座させて小端部Ｗ１を挟み、スラスト方向の位置決めを行う作動位置となる。この作動位置では、位置決め部材５１により小端部Ｗ１のスラスト面Ｗ１ＳのロッドＷ３側を覆うことで、隣接して配置される焼入れコイル６よりの磁束が小端部Ｗ１側に浸入するのを遮蔽する。

また、前記小端部スラスト位置決め治具５の各アクチュエータ５２の下方には、前記小端部スラスト位置決め治具５により位置決めした小端部Ｗ１に向けて冷却水を噴射する噴射ノズル８を配置している。噴射ノズル８よりの冷却水は、非焼入れ部である小端部Ｗ１を位置決めし且つ磁束の小端部Ｗ１への侵入を遮蔽するスラスト位置決め治具５の下面および／またはスラスト位置決め治具５の保持位置を含む小端部Ｗ１に対して噴射するよう設定している。

従って、ワークＷの小端部Ｗ１および小端部スラスト面Ｗ１Ｓを保持している小端部スラスト位置決め治具５の位置決め部材５１は冷却水により冷却することができ、温度上昇を抑制することができる。このため、ワークＷに焼入れコイル６よりの磁束が流れても、焼入れ温度に達するまで温度上昇されることを防止することができ、精密な焼入れ範囲の設定が可能となる。また、位置決め部材５１による遮蔽のみでは焼入れコイル６よりの磁束を完全に遮蔽しきれない場合にも、小端部Ｗ１の温度上昇の抑制には有効である。しかも、噴射された冷却水は、スラスト位置決め部材５１から下方に流れ落ちるため、上方に位置する焼入れ部であるロッド部Ｗ３を冷却することがない。

以上の構成の焼入れ装置の動作について、図１０〜図１５に基づき、以下に説明する。

焼入れ装置１の待機状態においては、図１０に示すように、小端部位置決め部材４１および焼入れコイル６、小端部スラスト位置決め部材５１、大端部中心軸位置決め部材３１は、各アクチュエータ３２〜５２により退避位置に移動されており、一対の支持ベアリング７には、ワークＷが架けられていない状態となっている。

焼入れ動作を開始するには、先ず、ワークであるコンロッドＷをその大端部Ｗ２を上方にして一対の支持ベアリング７間に係合させて投入する（図１０中の矢印Ｊ参照）。なお、この投入はハンドリングロボット等により行われ、投入されたワークＷであるコンロッドは一対の支持ベアリング７に大端部Ｗ２の肩部Ｗ４が位置決めされて吊下げられる。

次いで、図１１に示すように、中心軸位置決め部材３１を、アクチュエータ３２により下降させ、大端部Ｗ２の軸穴に接触させる（図１１中の矢印Ｋ参照）。この位置決め過程において、ワークＷの小端部Ｗ１およびロッド部Ｗ３は、上記の支持ベアリング７の下方に懸垂状態となっているため、ワークＷの倒れなどは生じない。

次に、小端部位置決め部材４１を、小端部Ｗ１の下端よりアクチュエータ４２により上昇移動させる（図１２中の矢印Ｌ参照）。この上昇移動に伴い焼入れコイル６がコンロッドＷのロッド部Ｗ３回りに配置される。コンロッドＷの小端部Ｗ１の外面は、垂直方向において、小端部位置決め部材４１のＶ字の谷と接触して、正面図から見て、上下方向および左右方向の位置決めがなされる。この位置決め過程において、ワークＷの小端部Ｗ１の下面は、小端部位置決め部材４１のＶ字の谷と接触するため、ワークＷの倒れなどは生じない。

次に、図９に示すように、小端部スラスト位置決め部材５１を待機位置から作動位置にアクチュエータ５２により移動させる（図９中の矢印Ｍ参照）。小端部スラスト位置決め部材５１の作動位置への移動により、小端部Ｗ１のスラスト面Ｗ１Ｓに接触して両側から挟み込み、コンロッドＷはスラスト面Ｗ１Ｓ方向の位置決めがなされ、先行する位置決め作動と相まって、ワークＷの位置が一義的に決定される。小端部Ｗ１はスラスト面Ｗ１Ｓに接触した小端部スラスト位置決め部材５１により、スラスト面Ｗ１Ｓのロッド部Ｗ３側を覆う。

この状態で、焼入れコイル６に高周波電流を印加して、コンロッドＷのロッド部Ｗ３の表面が加熱され、焼入れ温度への温度上昇の後、図示しない冷却装置、例えば、冷却水がロッドＷ３表面に噴射されて焼入れされる。このロッドＷ３表面の焼入れ温度への加熱時、大端部Ｗ２の肩部Ｗ４を支持している支持ベアリング７は内部を流通する冷却媒体により冷却され、温度上昇が抑制される。また、小端部Ｗ１はスラスト面Ｗ１ＳのロッドＷ３側を覆って接している小端部スラスト位置決め部材５１により焼入れコイル６からの磁束が遮蔽されており、また、噴射ノズル８より噴射された冷却水により小端部Ｗ１およびスラスト位置決め部材５１は冷却されるため、焼入れ温度まで達する温度上昇が抑制される。この焼入れが終了すると、ワークＷを次工程へ搬送するために、ワーク開放作動を開始する。

即ち、図１３に示すように、先ず、小端部スラスト位置決め部材５１がアクチュエータ５２により退避位置に後退され（図１３中の矢印Ｎ参照）、次いで、図１４に示すように、小端部位置決め部材４１および焼入れコイルが下方の退避位置に移動され（図１４中の矢印Ｐ参照）、最後に、大端部中心軸位置決め部材３１が退避位置に後退され（図１５中の矢印Ｑ参照）、ワークＷであるコンロッドの拘束が完全に開放される。次いで、ハンドリングロボット等の搬送装置により、ワークＷであるコンロッドが一対の支持ベアリング７への係合状態から搬出される（図１５中の矢印Ｒ参照）。

本実施形態においては、第１実施形態における効果（ア）、（ウ）、（エ）に加えて以下に記載した効果を奏することができる。

（オ）ワークＷの非焼入れ部である小端部Ｗ１を焼入れ部であるロッド部Ｗ３より下方に配置し、小端部Ｗ１を位置決めし且つ磁束の小端部Ｗ１への侵入を遮蔽するスラスト位置決め治具５の下面および／またはスラスト位置決め治具５の保持位置を含む小端部Ｗ１に対して冷却媒体を噴射する冷却手段８を設け、少なくとも高周波加熱の際に、冷却手段８より噴射された冷却媒体により冷却されるようにしているため、強力な磁場の発生により、スラスト位置決め治具５の磁束遮蔽能力を超えてしまった場合においても、ワークＷの遮蔽したい小端部Ｗ１を安定的に冷却でき、焼き入りが確実に防止できる。

なお、上記各実施形態において、高周波焼入れ装置１における処理対象物として、内燃機関のコンロッドの高周波焼入時の電磁誘導加熱遮蔽、及び被処理物固定方法について説明したが、図示はしないが、他の対象物であっても、非焼入れ部と焼入れ部とを隣接して備えるものであっても、本発明の高周波焼入れ装置および高周波焼入れ方法を適用できる。

本発明の第１実施形態を示す高周波焼入れ装置の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。 同じく待機状態の高周波焼入れ装置の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。 同じく図２に続く作動状態の高周波焼入れ装置の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。 同じく図３に続く作動状態の高周波焼入れ装置の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。 同じく焼入れ作動時の高周波焼入れ装置の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。 同じく図５に続く作動状態の高周波焼入れ装置の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。 同じく図６に続く作動状態の高周波焼入れ装置の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。 同じく図７に続くワーク開放状態の高周波焼入れ装置の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。 本発明の第２実施形態を示す焼入れ作動時の高周波焼入れ装置の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。 同じく待機状態の高周波焼入れ装置の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。 同じく図１０に続く作動状態の高周波焼入れ装置の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。 同じく図１１に続く作動状態の高周波焼入れ装置の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。 同じく図９に続く作動状態の高周波焼入れ装置の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。 同じく図１３に続く作動状態の高周波焼入れ装置の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。 同じく図１４に続くワーク開放状態の高周波焼入れ装置の正面図（Ａ）および側面図（Ｂ）。

符号の説明

Ｗ ワークとしてのコンロッド
Ｗ１ 小端部
Ｗ２ 大端部
Ｗ３ ロッド部
１ 焼入れ装置
２ 大端部ホルダ（位置決め治具）
３ 大端部中心軸位置決め治具（位置決め治具）
４ 小端部位置決め治具（位置決め治具）
５ 小端部スラスト位置決め治具
６ 焼入れコイル
７ 支持ベアリング
８ 冷却手段としての噴射ノズル
３１、４１、５１ 位置決め部材
３２、４２、５２ アクチュエータ

Claims (8)

1. ワークを保持・位置決めする複数の位置決め治具と、ワークを高周波電流により電磁誘導加熱する焼入れコイルとを備え、焼入れ部と非焼入れ部とが隣接するワークの高周波焼入れ装置において、
   前記ワークの焼入れ部と隣接する非焼入れ部を位置決めする位置決め治具により、焼入れコイルからワークの焼入れ部に向けて発せられる磁束の非焼入れ部への侵入を遮蔽するようにしたことを特徴とする高周波焼入れ装置。
2. 前記磁束の非焼入れ部への侵入を遮蔽する位置決め治具は、冷却手段により冷却されることを特徴とする請求項１に記載の高周波焼入れ装置。
3. 前記ワークの非焼入れ部を焼入れ部より下方に配置し、非焼入れ部を位置決めし且つ磁束の非焼入れ部への侵入を遮蔽する位置決め治具の下面および／または位置決め治具の保持位置を含む非焼入れ部に対して冷却媒体を噴射する冷却手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載の高周波焼入れ装置。
4. 前記焼入れコイルは、ワークを端面方向から位置決め保持する位置決め治具に取付けられ、位置決め治具によるワークの位置決め保持状態において、ワークの焼入れ部の周囲に位置決めされることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一つに記載の高周波焼入れ装置。
5. 前記磁束の非焼入れ部への侵入を遮蔽する位置決め治具は、前記焼入れコイルがワークの焼入れ部の周囲に位置決めされた状態において、非焼入れ部を位置決め保持することを特徴とする請求項４に記載の高周波焼入れ装置。
6. 焼入れ部と非焼入れ部とが隣接するワークの高周波焼入れ方法であり、
   ワークの焼入れ部と隣接する非焼入れ部を覆って位置決め治具により保持して磁束の非焼入れ部への侵入を遮蔽した状態で、焼入れコイルに高周波電流を流してワークの焼入れ部を焼入れ処理することを特徴とする高周波焼入れ方法。
7. 前記非焼入れ部を覆って磁束の非焼入れ部への侵入を遮蔽する位置決め治具は、冷却手段により冷却されることを特徴とする請求項６に記載の高周波焼入れ方法。
8. 前記ワークの非焼入れ部を焼入れ部より下方に配置し、
   前記非焼入れ部を位置決めし且つ磁束の非焼入れ部への侵入を遮蔽する位置決め治具の下面および／または位置決め治具の保持位置を含む下方の非焼入れ部は、少なくとも高周波加熱の際に、冷却手段より噴射された冷却媒体により冷却されることを特徴とする請求項６に記載の高周波焼入れ方法。

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