JP2017071808A - High frequency induction hardening device of crankshaft - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、クランクシャフトの各軸部を同時に焼入する高周波焼入装置に関するものである。 The present invention relates to an induction hardening apparatus that simultaneously hardens each shaft portion of a crankshaft.
クランクシャフトの各軸部(各ピン部、及び各ジャーナル部)は、軸受に支持された状態で回転駆動されるため摩耗し易い。そのため、従来から各ピン部及び各ジャーナル部の表面は、高周波焼入することによって耐摩耗性の向上が図られている。 Each shaft portion (each pin portion and each journal portion) of the crankshaft is apt to wear because it is driven to rotate while being supported by the bearing. Therefore, conventionally, the surface of each pin portion and each journal portion has been improved in wear resistance by induction hardening.
クランクシャフトのピン部、及びジャーナル部を誘導加熱する際には、通常は、高周波電流が供給される誘導加熱コイルを、ピン部、及びジャーナル部の全周囲の約半分に近接対向させた状態で、クランクシャフトを回転させる。そして、クランクシャフトが1回転するたびに、誘導加熱コイルがピン部及びジャーナル部の全周囲に渡って順に対向し、ピン部及びジャーナル部の全周囲に高周波の誘導電流が励起され、全周囲が均一に誘導加熱される。 When induction heating the pin part and journal part of the crankshaft, the induction heating coil to which a high-frequency current is supplied is usually in a state where the half part of the entire circumference of the pin part and journal part is closely opposed. Rotate the crankshaft. And every time the crankshaft makes one revolution, the induction heating coils are sequentially opposed over the entire circumference of the pin portion and the journal portion, and a high frequency induction current is excited around the entire circumference of the pin portion and the journal portion. Uniform induction heating.
ジャーナル部の軸芯は、クランクシャフトの回転軸と一致しており、クランクシャフトが回転軸回りに回転すると、ジャーナル部は軸芯を中心に自転する。しかし、ピン部の軸芯は、クランクシャフトの回転軸に対して偏心しており、ピン部は回転軸の周囲を公転移動する。そのため、ピン部を誘導加熱する誘導加熱コイルもピン部の公転移動に追従して移動する必要がある。そこで、従来から、誘導加熱コイルと、スペーサと、固定部材を有する誘導加熱コイル体が使用されている。固定部材は、2つの板状の部材であり、誘導加熱コイルとスペーサを両側から挟んで固定する。スペーサは、高周波電流による誘導の影響を受けない素材であるセラミックスや超鋼等で形成されており、ピン部に当接する部材である。スペーサは誘導加熱コイルよりもピン部側に突出しており、ピン部と当接する。よって、誘導加熱コイルは、ピン部と接触しない。誘導加熱コイルに対するスペーサの突出量は、スペーサがピン部に当接した際に、ピン部から誘導加熱コイルまでの距離が、ピン部(焼入対象部位)に適切に誘導電流が励起される距離に設定されている。 The axis of the journal portion coincides with the rotation axis of the crankshaft, and when the crankshaft rotates around the rotation axis, the journal portion rotates around the axis. However, the shaft core of the pin portion is eccentric with respect to the rotation shaft of the crankshaft, and the pin portion revolves around the rotation shaft. Therefore, the induction heating coil for induction heating the pin portion also needs to move following the revolving movement of the pin portion. Therefore, an induction heating coil body having an induction heating coil, a spacer, and a fixing member has been conventionally used. The fixing members are two plate-like members, and are fixed by sandwiching the induction heating coil and the spacer from both sides. The spacer is a member that is made of ceramic, super steel, or the like, which is a material that is not affected by the induction due to the high-frequency current, and that contacts the pin portion. The spacer protrudes closer to the pin portion than the induction heating coil, and comes into contact with the pin portion. Therefore, the induction heating coil does not contact the pin portion. The amount of protrusion of the spacer with respect to the induction heating coil is such that when the spacer abuts on the pin portion, the distance from the pin portion to the induction heating coil is the distance at which the induction current is appropriately excited in the pin portion (part to be quenched). Is set to
高周波焼入時には、通常、同位相の各ピン部又は各ジャーナル部を同時に誘導加熱した後、同時に冷却する。この様に、同位相の各ピン部又は各ジャーナル部を同時に焼入することにより、クランクシャフトの熱処理時間を短縮することができ、生産性が向上する。この様なクランクシャフトの複数の軸部を同時に熱処理する発明が、特許文献1に開示されている。 At the time of induction hardening, normally, each pin part or each journal part having the same phase is simultaneously induction-heated and then simultaneously cooled. In this way, by simultaneously quenching each pin part or each journal part in the same phase, the heat treatment time of the crankshaft can be shortened, and the productivity is improved. Patent Document 1 discloses an invention for simultaneously heat-treating a plurality of shaft portions of such a crankshaft.
ところで、同時に熱処理を実施する箇所が増えるほど、昇温時におけるクランクシャフト全体の歪が大きくなる。すなわち、各ピン部又は各ジャーナル部が膨張し、図6に示す様に、クランクシャフトは主に長手方向(図6において矢印で示す軸方向)に伸びる。そのため、誘導加熱コイルの位置が固定されていると、誘導加熱コイルに対して各ピン部又は各ジャーナル部がクランクシャフトの軸方向に位置ずれしてしまう。その結果、膨張したクランクシャフトが、位置が変動しない誘導加熱コイル体に接触し、さらに過度に押圧する。そのため、固定部材やスペーサの寿命が短くなる恐れがある。具体的には、各ピン部や各ジャーナル部を接続する接続部が、誘導加熱コイル体に接触し、ワークであるクランクシャフトや誘導加熱コイル体を破損させる恐れがある。 By the way, the greater the number of locations where heat treatment is performed simultaneously, the greater the distortion of the entire crankshaft at the time of temperature rise. That is, each pin part or each journal part expand | swells, and as shown in FIG. 6, a crankshaft is mainly extended in a longitudinal direction (axial direction shown by the arrow in FIG. 6). Therefore, if the position of the induction heating coil is fixed, each pin portion or each journal portion is displaced in the axial direction of the crankshaft with respect to the induction heating coil. As a result, the expanded crankshaft comes into contact with the induction heating coil body whose position does not change and further presses excessively. For this reason, the life of the fixing member and the spacer may be shortened. Specifically, there is a risk that a connecting portion that connects each pin portion or each journal portion contacts the induction heating coil body and damages a crankshaft or induction heating coil body that is a workpiece.
一方、従来のクランクシャフトの高周波誘導加熱装置には、昇温時におけるクランクシャフトの軸方向の伸びによって生じるクランクシャフトや誘導加熱コイル体を保護する構成を備えたものは存在しない。前述の特許文献1に開示されている発明は、熱処理後のクランクシャフトの歪を低減させるものであり、昇温時における歪(クランクシャフトの伸び)を低減するものではない。 On the other hand, there is no conventional crankshaft high-frequency induction heating apparatus provided with a configuration for protecting the crankshaft and induction heating coil body generated by the axial extension of the crankshaft when the temperature is raised. The invention disclosed in Patent Document 1 described above is intended to reduce the distortion of the crankshaft after the heat treatment, and does not reduce the distortion (elongation of the crankshaft) during temperature rise.
そこで本発明は、クランクシャフトを焼入する際に、膨張したクランクシャフトの歪の影響を受けにくいクランクシャフトの高周波焼入装置を提供することを課題としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide a high-frequency quenching device for a crankshaft that is less susceptible to the distortion of the expanded crankshaft when quenching the crankshaft.
上記課題を解決するための請求項1に記載の発明は、軸方向に伸縮可能に両端が支持されたクランクシャフトの複数の軸部を同時に焼入するクランクシャフトの高周波焼入装置であって、誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルを固定した固定部材を備えた複数の誘導加熱コイル体を有し、前記誘導加熱コイルは、高周波電流が供給される導体で構成されており、軸部に誘導加熱コイルを近接対向させた状態の前記複数の誘導加熱コイル体を、誘導加熱時及び冷却時におけるクランクシャフトの伸縮に応じて個別にクランクシャフトの軸方向に移動させる移動手段を有することを特徴とするクランクシャフトの高周波焼入装置である。 The invention according to claim 1 for solving the above-described problem is a high-frequency quenching device for a crankshaft that simultaneously quenches a plurality of shaft portions of a crankshaft supported at both ends so as to be expandable and contractable in the axial direction. The induction heating coil includes a plurality of induction heating coil bodies each including an induction heating coil and a fixing member to which the induction heating coil is fixed. The induction heating coil includes a conductor to which a high-frequency current is supplied, and the shaft portion is inducted. The plurality of induction heating coil bodies in the state where the heating coils are closely opposed to each other have moving means for individually moving in the axial direction of the crankshaft according to the expansion and contraction of the crankshaft during induction heating and cooling. This is an induction hardening device for crankshafts.
焼入の加熱工程において、クランクシャフトの複数箇所が同時に昇温して、クランクシャフトが軸方向に膨張した際における各軸部の変位量は相違する。すなわち、例えばクランクシャフトの一端が固定され、他端が変位可能に支持されている場合には、固定された一端に近い側の軸部の変位量ほど小さく、他端に近い側の軸部の変位量ほど大きくなる。そのため、クランシャフトが膨張して伸長した際に、各誘導加熱コイル体を一様にクランクシャフトの軸方向に移動させても、各軸部に各誘導加熱コイル体が適切に移動しない。すなわち、各軸部に対して各誘導加熱コイル体が適切に対向しなくなる。
焼入の冷却工程においても、クランクシャフトが収縮する際の各軸部の変位量は相違するため、各誘導加熱コイル体を一様にクランクシャフトの軸方向に移動させても、各軸部に対して各誘導加熱コイル体が適切に対向しなくなる。
In the quenching heating process, the amount of displacement of each shaft portion is different when the temperature of the crankshaft is raised at the same time and the crankshaft expands in the axial direction. That is, for example, when one end of the crankshaft is fixed and the other end is supported so as to be displaceable, the amount of displacement of the shaft portion closer to the fixed end is smaller, and the shaft portion closer to the other end is smaller. The amount of displacement increases. Therefore, even when the induction heating coil bodies are moved uniformly in the axial direction of the crankshaft when the clan shaft expands and extends, the induction heating coil bodies do not move appropriately to the shaft portions. That is, each induction heating coil body does not properly face each shaft portion.
Even in the quenching cooling process, the amount of displacement of each shaft when the crankshaft contracts is different, so even if each induction heating coil body is moved uniformly in the axial direction of the crankshaft, On the other hand, the induction heating coil bodies do not face each other properly.
しかし、請求項1に記載の発明では、軸部に誘導加熱コイルを近接対向させた状態の前記複数の誘導加熱コイル体を、クランクシャフトの伸縮に応じて個別にクランクシャフトの軸方向に移動させる移動手段を有するので、各誘導加熱コイル体の誘導加熱コイルが、対応する軸部に適切に対向するように各誘導加熱コイル体を移動させることができる。
すなわち、高周波焼入の加熱工程及び冷却工程において、クランクシャフトが軸方向に伸縮しても、各軸部に対して各誘導加熱コイル体の誘導加熱コイルが適切に対向するように、各誘導加熱コイル体が移動する。そのため、各誘導加熱コイル体に対してクランクシャフトが接触したり、押圧されることを防止又は抑制することができる。
However, according to the first aspect of the present invention, the plurality of induction heating coil bodies with the induction heating coil closely opposed to the shaft portion are individually moved in the axial direction of the crankshaft in accordance with the expansion and contraction of the crankshaft. Since it has a moving means, each induction heating coil body can be moved so that the induction heating coil of each induction heating coil body may appropriately face the corresponding shaft portion.
That is, in the induction hardening heating process and the cooling process, even if the crankshaft expands and contracts in the axial direction, the induction heating coils of each induction heating coil body are appropriately opposed to the respective shaft portions. The coil body moves. Therefore, it can prevent or suppress that a crankshaft contacts or is pressed with respect to each induction heating coil body.
請求項2に記載の発明は、軸部の誘導加熱開始から誘導加熱終了に至るまでの時間と、クランクシャフトの軸方向ののびの相関関係を記憶した記憶手段を有し、前記記憶手段の記憶に基づいて移動手段が個々の誘導加熱コイル体を移動させ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入装置である。
The invention according to
誘導加熱対象のクランクシャフトは、各軸部の温度が上昇するほど、軸方向の伸びが増大する。すなわち、各軸部の温度上昇と、クランクシャフトの軸方向の伸びの量の間には相関関係がある。また、誘導加熱する時間が長くなるほど各軸部の温度は上昇する。よって、誘導加熱時間とクランクシャフトの軸方向ののびの間には相関関係がある。
請求項2に記載の発明は、この誘導加熱時間とクランクシャフトの軸方向の伸縮の相関関係を利用している。
請求項2に記載の発明では、クランクシャフトと各誘導加熱コイル体とが衝突するのを防止又は抑制することができる。また、クランクシャフトの実際の伸びを検出する必要がなく、検出手段が不要である。
請求項2に記載の発明では、昇温する各軸部の困難な温度検出をする必要がない。
The crankshaft to be heated by induction increases in the axial direction as the temperature of each shaft portion increases. That is, there is a correlation between the temperature rise of each shaft portion and the amount of axial extension of the crankshaft. In addition, the temperature of each shaft portion increases as the time for induction heating increases. Therefore, there is a correlation between the induction heating time and the axial extension of the crankshaft.
The invention according to
In invention of
According to the second aspect of the present invention, it is not necessary to perform difficult temperature detection of each shaft portion to be heated.
同様に、冷却工程において各軸部の温度が下がるほど、クランクシャフトの軸方向の収縮量が増大する。すなわち、各軸部の温度下降と、クランクシャフトの軸方向の収縮量の間にも相関関係がある。よって、軸部の冷却開始から冷却終了に至るまでの時間と、クランクシャフトの軸方向の収縮の相関関係を記憶手段に記憶しておき、記憶手段の記憶に基づいて移動手段が個々の誘導加熱コイル体を移動させることもできる。 Similarly, the amount of contraction in the axial direction of the crankshaft increases as the temperature of each shaft portion decreases in the cooling step. That is, there is also a correlation between the temperature drop of each shaft and the amount of contraction in the axial direction of the crankshaft. Therefore, the correlation between the time from the start of cooling of the shaft portion to the end of cooling and the shrinkage in the axial direction of the crankshaft is stored in the storage means, and the moving means performs individual induction heating based on the storage in the storage means. The coil body can also be moved.
請求項3に記載の発明は、クランクシャフトの軸方向の伸縮を検出する検出手段を有し、前記検出手段の検出結果に応じて前記移動手段が個々の誘導加熱コイル体を個別に移動させ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入装置である。 According to a third aspect of the present invention, there is provided detection means for detecting expansion and contraction in the axial direction of the crankshaft, and the moving means individually moves the individual induction heating coil bodies according to the detection result of the detection means. The induction hardening apparatus for a crankshaft according to claim 1, wherein:
請求項3に記載の発明では、検出手段によって、クランクシャフトの軸方向の伸びを検出することができる。また、検出手段の検出結果に応じて、移動手段が個々の誘導加熱コイル体を個別に移動させるので、クランクシャフトの各軸部に追従するように各誘導加熱コイル体を個々に移動させることができる。そのため、各誘導加熱コイル体は、クランクシャフトに接触したり、当接するのを防止又は抑制することができる。
In the invention according to
請求項4に記載の発明は、クランクシャフトの軸方向の伸縮を検出する検出手段を有し、複数のクランクシャフトの焼入実施中の伸縮量と経過時間の関係を取得してその平均値を算出し、さらに当該平均値を中心に所定の幅を設定する制御手段を有し、前記制御手段は、前記複数のクランクシャフト以外のクランクシャフトの焼入実施時に、当該クランクシャフトの伸縮量が、前記所定の幅の範囲に収まっているか否かを判定し、前記制御手段によってクランクシャフトの伸縮量が、所定の幅に収まっていないと判定された際に、警報を発する警報装置を有することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のクランクシャフトの高周波焼入装置である。
The invention according to
請求項4に記載の発明では、検出手段によって、クランクシャフトの軸方向の伸びを検出することができる。
また、クランクシャフトの伸縮量が、制御手段によって設定された所定の幅の範囲に収まっていなければ、警報装置が警報を発するので、作業者は異常を認識することができる。そして、適切なメンテナンスを実施することにより、当該クランクシャフトの次に焼入するクランクシャフトを、良好に焼入することができる。
In the invention according to
Further, if the expansion / contraction amount of the crankshaft is not within the predetermined range set by the control means, the alarm device issues an alarm, so that the operator can recognize the abnormality. By performing appropriate maintenance, the crankshaft to be hardened next to the crankshaft can be hardened well.
本発明のクランクシャフトの高周波焼入装置は、クランクシャフトの各軸部を同時に高周波焼入する際に、クランクシャフトの歪量に応じて各軸部を焼入する誘導加熱コイル体をクランクシャフトの軸方向に移動させることができ、ワークであるクランクシャフトと各誘導加熱コイル体を良好に保護することができる。 The induction hardening device for a crankshaft according to the present invention includes an induction heating coil body that hardens each shaft portion according to the amount of strain of the crankshaft when the shaft portions of the crankshaft are simultaneously induction hardened. It can be moved in the axial direction, and the crankshaft as the workpiece and each induction heating coil body can be well protected.
以下、図面を参照しながら本発明の第1実施形態について説明する。
焼入対象であるクランクシャフトWは、複数のジャーナル部、複数のピン部、及び接続部11を有する。以下ではジャーナル部を軸部(w1乃至w5)と称する。本実施形態では、各ジャーナル部(軸部w1乃至w5)を焼入する場合について説明する。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The crankshaft W to be hardened has a plurality of journal portions, a plurality of pin portions, and a
図1に示す様に、クランクシャフトWは、一端側(ドライブ側)がチャック60で把持されており、他端側(テール側)がセンタピン61で支持されている。チャック60は、図示しない駆動装置に接続されている。すなわち、クランクシャフトWは、回転可能に両端が支持されている。また、クランクシャフトWの他端側を支持するセンタピン61は、クランクシャフトWの軸方向(長手方向)の伸縮に応じて追従移動が可能である。すなわち、センタピン61は、クランクシャフトWの軸方向に移動させる図示しない移動機構を有している。
As shown in FIG. 1, one end side (drive side) of the crankshaft W is gripped by a
センタピン61には、変位センサ5(近接センサ)が設けられている。変位センサ5は、固定部5aと可動部5bを有する。固定部5aは、床面等に固定された不動の部材(図示せず)に固定されている。可動部5bは、センタピン61に装着されている。固定部5aと可動部5bは、クランクシャフトWの軸方向に並んでいる。可動部5bが移動すると、可動部5bと固定部5aの距離が変動し、センタピン61が移動したことを検出することができる。また、変位センサ5は、センタピン61の移動距離(移動量)も検出することができる。すなわち、変位センサ5は、クランクシャフトWの常温時のセンタピン61の位置を基準位置とし、この基準位置からの移動量(ずれ)を検出する機能を有する。
The
図1に示す様に、各軸部w1乃至w5を焼入する高周波焼入装置1は、誘導加熱コイル体2、トランス3、移動装置4(移動手段)を有する。また、高周波焼入装置1は、制御装置15(図7)を有する。
As shown in FIG. 1, the induction hardening apparatus 1 that hardens the shaft portions w1 to w5 includes an induction
誘導加熱コイル体2は、図2に示す様に、加熱コイル6、側板7、8、冷却ジャケット9、10等を有する。
加熱コイル6は、銅や銅合金等の良導体からなる管状部材で構成されている。加熱コイル6は、いわゆる半開放形に形成されている。すなわち、加熱コイル6は、誘導加熱対象(軸部w1等)に対して半径方向に接近及び離間が可能である。加熱コイル6は、図示しない高周波電源から供給される高周波電流を通電可能である。また、管部材で構成された加熱コイル6の内部には、冷却液が循環供給可能である。
加熱コイル6の両側には側板7、8が配置されている。すなわち、側板7、8は、加熱コイル6を挟持しており、誘導加熱コイル体2の筐体を構成している。
冷却ジャケット9、10は、加熱コイル6の下方に配置されており、側板7、8に固定されている。冷却ジャケット9、10は、冷却水を噴射可能な多数の噴射孔を有する。冷却ジャケット9、10は、軸部w1乃至w5に対して、冷却水を噴射供給可能である。
As shown in FIG. 2, the induction
The
The
トランス3(変圧器)は、図示しない高周波電源と加熱コイル6の間に配置されている。図示していないが、トランス3の一次側は高周波電源に接続されており、二次側の一部が加熱コイル6側と近接している。トランス3と誘導加熱コイル体2は、各々接続端子を有しており、互いの接続端子同士が接続された状態で一体に固定されている。
The transformer 3 (transformer) is disposed between a high-frequency power source (not shown) and the
移動装置4は、固定部4a(ボールネジ)と可動部4b(ナット)とサーボモータ(図示せず)を有する。固定部4aは、図示しない不動の部材に固定されており位置は変動しないが、サーボモータで回転駆動される。可動部4bは、固定部4aに係合しており、固定部4aが回転駆動されると、固定部4aに対して移動可能である。可動部4bは、固定部4aに対して微細な動作が可能であり、クランクシャフトWの軸方向(長手方向)に沿って往復移動が可能である。
The moving
制御装置15は、演算処理部16(CPU)を有し、移動装置4の動作を司る機能を有している。
The
次に、クランクシャフトWの各軸部w1乃至w5の焼入の際における移動装置4の動作について説明する。
Next, the operation of the moving
クランクシャフトWの軸部w1乃至w5には、誘導加熱コイル体2が近接配置されている。図2では、近接状態を把握し易くするために、1つの軸部にのみ誘導加熱コイル体2が配置されている状態を示している。各加熱コイル6a乃至6eと、各軸部w1乃至w5の距離は、側板7、8に固定されたスペーサ(図示せず)によって所定範囲内に収まるように設定されている。
また、図示しない駆動装置によってクランクシャフトWを回転駆動すると、焼入(誘導加熱工程と冷却工程)の準備が完了する。
An induction
Moreover, when the crankshaft W is rotationally driven by a drive device (not shown), preparation for quenching (induction heating process and cooling process) is completed.
そして、図示しない高周波電源から加熱コイル6a〜6eに高周波電流を供給し、クランクシャフトWの焼入(誘導加熱工程)を開始する。クランクシャフトWの軸部w1乃至w5が昇温すると、クランクシャフトWは軸方向に膨張し、センタピン61が移動する。
そのため、変位センサ5の固定部5aに対して可動部5bが接近し、変位センサ5は、クランクシャフトWが伸びたことを検出すると共に、その伸び量を検出し、検出信号を制御装置15に送信する。
Then, a high frequency current is supplied from a high frequency power source (not shown) to the heating coils 6a to 6e, and quenching (induction heating process) of the crankshaft W is started. When the temperature of the shaft portions w1 to w5 of the crankshaft W increases, the crankshaft W expands in the axial direction and the
Therefore, the
制御装置15では、以下の動作が実施される。
クランクシャフトWが伸びたことを変位センサ5が検出すると、制御装置15は、直ちに各移動装置4を駆動させる。その際、制御装置15の演算処理部16は、センタピン61に最も近い側の軸部w1に近接対向する誘導加熱コイル体2aの移動量が最も多く、チャック60に最も近い側の軸部w5に近接対向する誘導加熱コイル体2eの移動量が最も少なくなるように、各移動装置4の移動量を演算する。
In the
When the
具体的には、変位センサ5がクランクシャフトWの伸びを検出し、その伸び量をEとすると、各移動装置4は次の様に各誘導加熱コイル体を移動させる。
軸部w1に近接対向する第1誘導加熱コイル体2aに設けられた移動装置4は、第1誘導加熱コイル体2aを5E/5(5分の5E、すなわちE)だけ移動させる。
軸部w2に近接対向する第2誘導加熱コイル体2bに設けられた移動装置4は、第2誘導加熱コイル体2bを4E/5(5分の4E)だけ移動させる。
軸部w3に近接対向する第3誘導加熱コイル体2cに設けられた移動装置4は、第3誘導加熱コイル体2cを3E/5(5分の3E)だけ移動させる。
軸部w4に近接対向する第4誘導加熱コイル体2dに設けられた移動装置4は、第4誘導加熱コイル体2dを2E/5(5分の2E)だけ移動させる。
軸部w5に近接対向する第5誘導加熱コイル体2eに設けられた移動装置4は、第5誘導加熱コイル体2eをE/5(5分のE)だけ移動させる。
Specifically, when the
The moving
The moving
The moving
The moving
The moving
すなわち、クランクシャフトWにおけるチャック60で把持された部位は、回転軸が伸びる方向の位置が固定されている上に、各軸部w1〜w5は、各々が加熱されて膨張し伸長する。そのため、クランクシャフトWにおけるチャック60で把持された部位に近い軸部ほどチャック60からの変位量が少なく、チャック60で把持された部位から離れた軸部ほど変位量が累積されて多くなるため、軸部w1に近接対向する第1誘導加熱コイル体2aの移動量を最も多くし、軸部w5に近接対向する第5誘導加熱コイル体2eの移動量を最も少なくする。
That is, the portion of the crankshaft W gripped by the
焼入において、誘導加熱工程が終了すると、速やかに冷却工程が実施される。冷却工程では、各軸部w1乃至w5に対して、冷却ジャケット9、10から冷却水が噴射供給される。各軸部w1乃至w5は、冷却水によって冷却され、温度がMs点(マルテンサイト変態点)まで速やかに降下する。
In quenching, when the induction heating process is completed, the cooling process is promptly performed. In the cooling process, cooling water is jetted and supplied from the
その際、クランクシャフトWは収縮し、各軸部w1乃至w5の位置が変動する。変位センサ5は、クランクシャフトWの収縮を検出し、検出信号を制御装置に送信する。変位センサ5から検出信号を受けた制御装置は、各移動装置4を駆動し、各軸部w1乃至w5に対向する各誘導加熱コイル体2a〜2eを移動させる。
At that time, the crankshaft W contracts, and the positions of the shaft portions w1 to w5 change. The
具体的には、変位センサ5がクランクシャフトWの収縮を検出し、その収縮量をFとすると、各移動装置4は次の様に各誘導加熱コイル体を移動させる。
軸部w1に近接対向する第1誘導加熱コイル体2aに設けられた移動装置4は、第1誘導加熱コイル体2aを5F/5(5分の5F、すなわちF)だけ移動させる。
軸部w2に近接対向する第2誘導加熱コイル体2bに設けられた移動装置4は、第2誘導加熱コイル体2bを4F/5(5分の4F)だけ移動させる。
軸部w3に近接対向する第3誘導加熱コイル体2cに設けられた移動装置4は、第3誘導加熱コイル体2cを3F/5(5分の3F)だけ移動させる。
軸部w4に近接対向する第4誘導加熱コイル体2dに設けられた移動装置4は、第4誘導加熱コイル体2dを2F/5(5分の2F)だけ移動させる。
軸部w5に近接対向する第5誘導加熱コイル体2eに設けられた移動装置4は、第5誘導加熱コイル体2eをF/5(5分のF)だけ移動させる。
Specifically, when the
The moving
The moving
The moving
The moving
The moving
すなわち、クランクシャフトWにおけるチャック60で把持された部位は、回転軸が収縮する方向の位置が固定されている上に、各軸部w1〜w5は、各々が冷却されて収縮する。そのため、クランクシャフトWにおけるチャック60で把持された部位に近い軸部ほどチャック60からの変位量が少なく、チャック60で把持された部位から離れた軸部ほど変位量が累積されて多くなるため、軸部w1に近接対向する第1誘導加熱コイル体2aの移動量を最も多くし、軸部w5に近接対向する第5誘導加熱コイル体2eの移動量を最も少なくする。
That is, the portion of the crankshaft W gripped by the
以上、説明した様に、クランクシャフトWの誘導加熱工程と冷却工程において、各誘導加熱コイル体2a〜2e(各加熱コイル6a〜6e)が各軸部w1〜w5に追従する様に、各移動装置4は各誘導加熱コイル体2a〜2e(各加熱コイル6a〜6e)を移動させる。これにより、各誘導加熱コイル体2a〜2eとクランクシャフトWとが、強く押圧されて破損する事態を回避することができる。
As described above, in the induction heating process and the cooling process of the crankshaft W, the respective induction
次に、本発明の第2実施形態について説明する。
第2実施形態では、第1実施形態と同様の構成の高周波焼入装置1を使用するが、変位センサ5は使用しない。また、制御装置15は、演算処理部16の他、記憶部17(メモリ)を有する。
すなわち、クランクシャフトWの誘導加熱を開始してから焼入温度に達するまでの間のクランクシャフトWの伸びを計測する試験を予め実施しておき、クランクシャフトWの温度上昇(経過時間)とクランクシャフトWの伸びの相関関係を記憶部17に記憶しておく。
そして、クランクシャフトWの温度上昇(経過時間)に応じて各移動装置4を動作させ、各誘導加熱コイル体2a乃至2eを移動させる。
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
In the second embodiment, the induction hardening apparatus 1 having the same configuration as that of the first embodiment is used, but the
That is, a test for measuring the elongation of the crankshaft W from the induction heating of the crankshaft W until the quenching temperature is reached is performed in advance, and the temperature rise (elapsed time) of the crankshaft W and the crank The correlation of the extension of the shaft W is stored in the
And according to the temperature rise (elapsed time) of the crankshaft W, each moving
換言すると、誘導加熱を開始してからの経過時間と、クランクシャフトWの伸びの相関関係が制御装置15の記憶部17に記憶されている。また、記憶部17の記憶内容に基づいて、各移動装置4を作動させるプログラムが、制御装置15の演算処理部16によって実行される。
In other words, the correlation between the elapsed time from the start of induction heating and the elongation of the crankshaft W is stored in the
その結果、誘導加熱の開始タイミングに合わせて、各移動装置4によって、各誘導加熱コイル体2a乃至2eがクランクシャフトWの軸方向に移動する。すなわち、各誘導加熱コイル体2a乃至2eは、予め設定されたプログラム通りに移動し、各軸部w1乃至w5に対する適切な対向位置を維持しながら各軸部w1乃至w5を誘導加熱する。
As a result, each induction
焼入温度に達した各軸部w1乃至w5を冷却する際においても、各誘導加熱コイル体2a乃至2eは、予め設定されたプログラム通りに移動し、各軸部w1乃至w5に対する適切な対向位置を維持しながら冷却ジャケット9,10から冷却液を噴射供給して各軸部w1乃至w5を冷却する。
Even when the shafts w1 to w5 that have reached the quenching temperature are cooled, the induction
次に、本発明の第3実施形態について説明する。
第3実施形態では、第1実施形態と同様の高周波焼入装置1を使用し、さらに制御装置15は記憶部17を有している。記憶部17は、データの追加や書き換えが可能なメモリであり、変位センサ5で検出された変位量(検出値)を記憶することができる。
また、制御装置15には、警報装置18が設けられている。警報装置18は、制御装置15の指令によって動作する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
In the third embodiment, the same induction hardening apparatus 1 as in the first embodiment is used, and the
The
第3実施形態では、高周波焼入装置1は、初期に長さ測定モードを実施し、引き続き監視モードを実施する。長さ測定モード及び監視モードの実施は、制御装置15が司っている。
長さ測定モードとは、サンプルとして最初の複数(例えば3〜5本)のクランクシャフトWの伸びに関するデータを取得し、伸びの傾向を調べるモードである。
監視モードとは、長さ測定モードを実施した後に実施されるモードであり、長さ測定モードで取得した伸びのデータと、上記サンプル以外のクランクシャフトWの実際の伸びとを比較するモードである。
In the third embodiment, the induction hardening apparatus 1 initially performs the length measurement mode and continues to perform the monitoring mode. The
The length measurement mode is a mode in which data relating to the elongation of the first plurality (for example, 3 to 5) of crankshafts W is acquired as a sample and the tendency of elongation is examined.
The monitoring mode is a mode performed after the length measurement mode is performed, and is a mode for comparing the elongation data acquired in the length measurement mode with the actual elongation of the crankshaft W other than the sample. .
まず、長さ測定モードでは、制御装置15が、変位センサ5によって検出されたクランクシャフトWの伸びの傾向を記憶部17に記憶する。具体的には、加熱コイル6a〜6eの誘導加熱を開始してから終了するまでのクランクシャフトW全体の伸びを変位センサ5で検出し、時間経過と伸びの関係を記憶部17に記憶する。複数(例えば3〜5本)のクランクシャフトWについて、時間経過と伸びの関係を記憶部17に記憶する。
First, in the length measurement mode, the
そして、演算処理部16は、記憶部17に記憶された複数の伸びの平均値を算出する。さらに、演算処理部16は、算出した平均値を中心に所定の幅(例えば0.1mm〜10mm)を設定する。
Then, the
図8は、クランクシャフトWの誘導加熱時における時間経過とクランクシャフトWの伸びの関係を示すグラフであり、演算処理部16が算出した平均値のグラフを実線で示している。
図8に示す様に、実線で示す平均値のグラフを中心に、破線で示す上限値と下限値が設定されている。上記の所定の幅とは、図8において破線で示す上限値と下限値の差である。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the passage of time and the elongation of the crankshaft W during induction heating of the crankshaft W, and the average value calculated by the
As shown in FIG. 8, an upper limit value and a lower limit value indicated by a broken line are set around a graph of an average value indicated by a solid line. The predetermined width is a difference between an upper limit value and a lower limit value indicated by a broken line in FIG.
次に、監視モードでは、長さ測定モードで設定された伸びの上限値と下限値の間に、今現在誘導加熱中のクランクシャフトWの伸びが収まっているか否かが監視される。 Next, in the monitoring mode, it is monitored whether or not the elongation of the crankshaft W currently undergoing induction heating is within the upper limit value and lower limit value of the elongation set in the length measurement mode.
具体的には、クランクシャフトWの誘導加熱を実施する際に、第1実施形態や第2実施形態に記載した手順で各移動装置4を動作させると共に、制御装置15が、各加熱コイル6a〜6eが各軸部w1〜w5の移動に追従しているか否かを監視する。すなわち制御装置15は、当該クランクシャフトWの伸びが、長さ測定モードで設定された上限値と下限値の間(所定の幅の範囲)に収まっているか否かを監視する。
Specifically, when induction heating of the crankshaft W is performed, each moving
図8において一点鎖線で示す様に、クランクシャフトWの伸びが、上限値と下限値の間に収まっていれば、各加熱コイル6a〜6eが各軸部w1〜w5の移動に追従しているとみなすことができる。 As shown by the alternate long and short dash line in FIG. 8, if the extension of the crankshaft W is between the upper limit value and the lower limit value, the heating coils 6a to 6e follow the movements of the shaft portions w1 to w5. Can be considered.
仮に、クランクシャフトWの伸びが、上限値と下限値の間に収まっていなければ、各加熱コイル6a〜6eが各軸部w1〜w5の移動に追従しておらず、この場合には、制御装置15は、警報装置18(図7)を作動させて警報を発する。これにより、作業者が異常を認識することができる。
If the extension of the crankshaft W does not fall between the upper limit value and the lower limit value, the heating coils 6a to 6e do not follow the movements of the shaft portions w1 to w5. The
さらに、今回の異常が、本ピースだけの問題であるのか、長さ測定モードで設定した上限値と下限値の設定に問題があったのかを分析する。上限値と下限値の設定に問題があった場合には、上限値と下限値を修正する。例えば、本ピースの伸びを、サンプルの伸びと合わせて平均値を算出する。又は、上限値と下限値の所定の幅を広く(例えば、0.1mm〜10mm等)する。 Furthermore, it is analyzed whether the current abnormality is a problem of only this piece or whether there is a problem in the setting of the upper limit value and the lower limit value set in the length measurement mode. If there is a problem with the setting of the upper limit value and the lower limit value, the upper limit value and the lower limit value are corrected. For example, the average value is calculated by combining the elongation of the piece with the elongation of the sample. Alternatively, the predetermined width between the upper limit value and the lower limit value is increased (for example, 0.1 mm to 10 mm).
この様にすることによって、当該高周波焼入装置1による、これ以降に焼入されるクランクシャフトWや、誘導加熱コイル体2a〜2eが破損するのを防止することができる。
By doing in this way, it can prevent that the crankshaft W and induction
焼入の冷却工程においても、誘導加熱工程と同様に平均値を算出し、上限値と下限値を設定するのが好ましい。 Also in the quenching cooling step, it is preferable to calculate an average value and set an upper limit value and a lower limit value as in the induction heating step.
次に、本発明の第4実施形態について説明する。
第4実施形態では、第3実施形態と同様の焼入装置1を使用する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described.
In the fourth embodiment, the same quenching apparatus 1 as in the third embodiment is used.
第4実施形態では、制御装置15の演算処理部16が、変位センサ5による検出結果と、記憶部17に予め記憶された所定長さとを対比し、移動装置4を動作させるか否かを判断する。
すなわち、記憶部17には、予め実験によって求められた第1乃至第5所定長さが記憶されている。第1乃至第5所定長さとは、変位センサ5で検出されたクランクシャフトW全体の伸び量と対比する長さである。演算処理部16は、第1乃至第5所定長さと、変位センサ5で検出された伸び量とを比較し、いずれが大きいかを判定する機能を有する。制御装置15は、各移動装置4の動作を制御することができる。すなわち、制御装置15によって各移動装置4の動作が司られており、制御装置15の指令によって各移動装置4が動作し、焼入装置1の各誘導加熱コイル体2a乃至2eを移動させることができる。
In the fourth embodiment, the
That is, the
図1に示す様に、クランクシャフトWの各軸部w1乃至w5には、各々誘導加熱コイル体2a乃至2eが配置されている。各誘導加熱コイル体2a乃至2eの幅寸法は、近接対向する各軸部w1乃至w5の長さよりも若干短い。そのため、各誘導加熱コイル体2a乃至2eを、各軸部w1乃至w5に対して接続部11に衝突することなく容易に近接対向させることができる。
As shown in FIG. 1, induction
次に、クランクシャフトWの各軸部w1乃至w5の焼入の際における移動装置4の動作について説明する。
Next, the operation of the moving
クランクシャフトWの軸部w1乃至w5には、誘導加熱コイル体2が近接配置されている。図2では、近接状態を把握し易くするために、1つの軸部にのみ誘導加熱コイル体2が配置されている状態を示している。各加熱コイル6a乃至6eと、各軸部w1乃至w5の距離は、側板7、8に固定されたスペーサ(図示せず)によって所定範囲内に収まるように設定されている。
また、図示しない駆動装置によってクランクシャフトWを回転駆動すると、焼入の準備が完了する。
An induction
Further, when the crankshaft W is rotationally driven by a driving device (not shown), preparation for quenching is completed.
以下、図4の流れ図に沿って説明する。
誘導加熱を開始する前に、変位センサ5を作動させる(ステップ1)。
Hereinafter, it demonstrates along the flowchart of FIG.
Before starting the induction heating, the
そして、図示しない高周波電源をON状態とし、加熱コイル6a乃至6eに高周波電流を通電する(ステップ2)。加熱コイル6a乃至6eに近接した各軸部w1乃至w5には、高周波の誘導電流が励起され、各軸部w1乃至w5が誘導加熱されて昇温する。各軸部w1乃至w5は、昇温して膨張し、クランクシャフトWの軸方向(長手方向)に伸長する。 Then, a high frequency power source (not shown) is turned on, and a high frequency current is applied to the heating coils 6a to 6e (step 2). A high frequency induction current is excited in each of the shaft portions w1 to w5 adjacent to the heating coils 6a to 6e, and each of the shaft portions w1 to w5 is heated by induction heating. Each of the shaft portions w1 to w5 is heated to expand and expand in the axial direction (longitudinal direction) of the crankshaft W.
ステップ3において、変位センサ5が検出したクランクシャフトW全体の伸び量と、制御装置15の記憶部17に記憶された第1所定長さを比較する。
クランクシャフトW全体の伸び量が、第1所定長さを超えていなければ、ステップ3を繰り返す。伸び量が、予め設定された第1所定長さを超えると、センタピン61側(テール側)に最も近い第1誘導加熱コイル体2aを第1所定長さだけ移動させる(ステップ4)。すなわち、軸部w1の移動及び伸びに追従するように、第1誘導加熱コイル体2aをセンタピン61側へ移動させる。第1所定長さとは、例えば、0.2〜0.3mmである。
In
If the extension amount of the entire crankshaft W does not exceed the first predetermined length,
ステップ5において、変位センサ5が検出したクランクシャフトW全体の伸び量と、制御装置15の記憶部17に記憶された第2所定長さを比較する。第2所定長さは、第1所定長さの2倍の長さである。
クランクシャフトW全体の伸び量が、第2所定長さを超えていなければ、ステップ5を繰り返す。伸び量が、予め設定された第2所定長さを超えると、第1誘導加熱コイル体2aと、第1誘導加熱コイル体2aに隣接した第2誘導加熱コイル体2bを第1所定長さだけ移動させる(ステップ6)。すなわち、軸部w1,w2の移動及び伸びに追従するように、誘導加熱コイル体2a、2bをセンタピン61側へ移動させる。第1所定長さとは、例えば、0.2〜0.3mmである。
In
If the extension amount of the entire crankshaft W does not exceed the second predetermined length,
ステップ7において、変位センサ5が検出したクランクシャフトW全体の伸び量と、制御装置15の記憶部17に記憶された第3所定長さを比較する。第3所定長さは、第1所定長さの3倍の長さである。
クランクシャフトW全体の伸び量が、第3所定長さを超えていなければ、ステップ7を繰り返す。伸び量が、予め設定された第3所定長さを超えると、第1〜第3誘導加熱コイル体2a〜2cを各々第1所定長さだけ移動させる(ステップ8)。すなわち、軸部w1〜w3の移動及び伸びに追従するように、各誘導加熱コイル体2a〜2cをセンタピン61側へ移動させる。第1所定長さとは、例えば、0.2〜0.3mmである。
In
If the extension amount of the entire crankshaft W does not exceed the third predetermined length,
ステップ9において、変位センサ5が検出したクランクシャフトW全体の伸び量と、制御装置15の記憶部17に記憶された第4所定長さを比較する。第4所定長さは、第1所定長さの4倍の長さである。
クランクシャフトW全体の伸び量が、第4所定長さを超えていなければ、ステップ9を繰り返す。伸び量が、予め設定された第4所定長さを超えると、第1〜第4誘導加熱コイル体2a〜2dを各々第1所定長さだけ移動させる(ステップ10)。すなわち、軸部w1〜w4の移動及び伸びに追従するように、各誘導加熱コイル体2a〜2dをセンタピン61側へ移動させる。第1所定長さとは、例えば、0.2〜0.3mmである。
In
If the extension amount of the entire crankshaft W does not exceed the fourth predetermined length,
ステップ11において、変位センサ5が検出したクランクシャフトW全体の伸び量と、制御装置15の記憶部17に記憶された第5所定長さを比較する。第5所定長さは、第1所定長さの5倍の長さである。
クランクシャフトW全体の伸び量が、第5所定長さを超えていなければ、ステップ11を繰り返す。伸び量が、予め設定された第5所定長さを超えると、第1〜第5誘導加熱コイル体2a〜2eを各々第1所定長さだけ移動させる(ステップ12)。すなわち、軸部w1〜w5の移動及び伸びに追従するように、各誘導加熱コイル体2a〜2eをセンタピン61側へ移動させる。第1所定長さとは、例えば、0.2〜0.3mmである。
In
If the extension amount of the entire crankshaft W does not exceed the fifth predetermined length,
図4に示すステップ3、5、7、9、11の実施タイミングは、各軸部w1乃至w5の温度と対応しており、各軸部w1乃至w5が昇温するにつれて、ステップ3、5、7、9、11が順に実施される。そして、ステップ12を実施する段階では、各軸部w1乃至w5は焼入温度を超えている。誘導加熱工程が終了すると、図示しない高周波電源をOFF状態とし、各加熱コイル6a乃至6eへの高周波電流の通電を停止する。
The execution timings of
以上、説明した様に、チャック60側(固定側)の第5誘導加熱コイル体2eは、ステップ12に至るまで移動せず、センタピン61側(可動側)の第1誘導加熱コイル体2aは、ステップ4、6、8、10、12で各々第1所定長さだけ移動している。すなわち、センタピン61側の軸部w1は、最も変位量が大きく、チャック60側の軸部w5は、最も変位量が小さい。そのため、各誘導加熱コイル体2a乃至2eの移動量にも差異を設けている。
As described above, the fifth induction
図4に示す流れ図に沿って各誘導加熱コイル体2a乃至2eを各移動装置4で移動させると、各誘導加熱コイル体2a乃至2eが、クランクシャフトWの接続部11に衝突することがなく、軸部w1乃至w5に良好に近接対向した状態を維持することができる。すなわち、各軸部w1乃至w5を良好に誘導加熱することができる。
When each induction
次に、図5に示す流れ図に沿って、各軸部w1乃至w5を冷却する場合について説明する。 Next, the case where each axial part w1-w5 is cooled is demonstrated along the flowchart shown in FIG.
ステップ31において、冷却ジャケット9、10からの冷却水の噴射供給を開始する。変位センサ5は、誘導加熱が終了した際におけるセンタピン61の位置を基準位置としている。すなわち、制御装置15の記憶部17には、この誘導加熱が終了した際におけるセンタピン61の位置が記憶される。
In step 31, injection of cooling water from the
ステップ32では、クランクシャフトWの縮み量が、第1所定長さを超えているか否かが判定される。縮み量が第1所定長さを超えていなければ、ステップ32を繰り返す。縮み量が第1所定長さを超えていると、ステップ33に移行する。ステップ33では、第1誘導加熱コイル体2aが、移動装置4によって第1所定長さだけチャック60側へ移動する。
In step 32, it is determined whether or not the amount of contraction of the crankshaft W exceeds the first predetermined length. If the amount of shrinkage does not exceed the first predetermined length, step 32 is repeated. If the amount of shrinkage exceeds the first predetermined length, the routine proceeds to step 33. In step 33, the first induction
ステップ34では、クランクシャフトWの縮み量が、第2所定長さを超えているか否かが判定される。縮み量が第2所定長さを超えていなければ、ステップ34を繰り返す。縮み量が第2所定長さを超えていると、ステップ35に移行する。ステップ35では、第1、第2誘導加熱コイル体2a、2bが、各々の移動装置4によって第1所定長さだけチャック60側へ移動する。
In step 34, it is determined whether or not the amount of contraction of the crankshaft W exceeds the second predetermined length. If the amount of shrinkage does not exceed the second predetermined length, step 34 is repeated. If the amount of shrinkage exceeds the second predetermined length, the routine proceeds to step 35. In step 35, the first and second induction
ステップ36では、クランクシャフトWの縮み量が、第3所定長さを超えているか否かが判定される。縮み量が第3所定長さを超えていなければ、ステップ36を繰り返す。縮み量が第3所定長さを超えていると、ステップ37に移行する。ステップ37では、第1〜第3誘導加熱コイル体2a〜2cが、各々の移動装置4によって第1所定長さだけチャック60側へ移動する。
In step 36, it is determined whether or not the amount of contraction of the crankshaft W exceeds a third predetermined length. If the amount of shrinkage does not exceed the third predetermined length, step 36 is repeated. If the amount of shrinkage exceeds the third predetermined length, the routine proceeds to step 37. In step 37, the first to third induction
ステップ38では、クランクシャフトWの縮み量が、第4所定長さを超えているか否かが判定される。縮み量が第4所定長さを超えていなければ、ステップ38を繰り返す。縮み量が第4所定長さを超えていると、ステップ39に移行する。ステップ39では、第1〜第4誘導加熱コイル体2a〜2dが、各々の移動装置4によって第1所定長さだけチャック60側へ移動する。
In step 38, it is determined whether or not the amount of contraction of the crankshaft W exceeds a fourth predetermined length. If the amount of shrinkage does not exceed the fourth predetermined length, step 38 is repeated. If the amount of shrinkage exceeds the fourth predetermined length, the routine proceeds to step 39. In step 39, the first to fourth induction
ステップ40では、クランクシャフトWの縮み量が、第5所定長さを超えているか否かが判定される。縮み量が第5所定長さを超えていなければ、ステップ40を繰り返す。縮み量が第5所定長さを超えていると、ステップ41に移行する。ステップ41では、第1〜第5誘導加熱コイル体2a〜2eが、各々の移動装置4によって第1所定長さだけチャック60側へ移動する。
In step 40, it is determined whether or not the amount of contraction of the crankshaft W exceeds the fifth predetermined length. If the amount of shrinkage does not exceed the fifth predetermined length, step 40 is repeated. If the amount of shrinkage exceeds the fifth predetermined length, the routine proceeds to step 41. In step 41, the first to fifth induction
図5に示すステップ33、35、37、39、41の実施タイミングは、各軸部w1乃至w5の温度と対応しており、各軸部w1乃至w5の温度が降下するにつれて、ステップ33、35、37、39、41が順に実施される。そして、ステップ41を実施する段階では、各軸部w1乃至w5の温度は、Ms点以下に下がっている。冷却工程が終了すると、冷却ジャケット9、10を停止する。
The execution timings of steps 33, 35, 37, 39, and 41 shown in FIG. 5 correspond to the temperatures of the shaft portions w1 to w5, and as the temperatures of the shaft portions w1 to w5 decrease, steps 33 and 35 are performed. , 37, 39, 41 are performed in order. And in the stage which implements step 41, the temperature of each axial part w1-w5 has fallen below Ms point. When the cooling process is finished, the
以上、説明した様に、チャック60側(固定側)の第5誘導加熱コイル体2eは、ステップ41に至るまで移動せず、センタピン61側(可動側)の第1誘導加熱コイル体2aは、ステップ33、35、37、39、41で各々第1所定長さだけ移動している。すなわち、センタピン61側の軸部w1は、最も変位量が大きく、チャック60側の軸部w5は、最も変位量が小さい。そのため、各誘導加熱コイル体2a乃至2eの移動量にも差異を設けている。
As described above, the fifth induction
図5に示す流れ図に沿って各誘導加熱コイル体2a乃至2eを各移動装置4で移動させると、各誘導加熱コイル体2a乃至2eが、クランクシャフトWの接続部11に衝突することがなく、軸部w1乃至w5に良好に近接対向した状態を維持することができる。すなわち、冷却ジャケット9、10から噴射された冷却水が良好に各軸部w1乃至w5に到達し、各軸部w1乃至w5を冷却することができる。
When each induction
以上では、クランクシャフトWの伸長又は収縮に応じて、各誘導加熱コイル体2a乃至2eの挙動を示したが、各誘導加熱コイル体2a乃至2eを次の様に移動させてもよい。すなわち、各誘導加熱コイル体2a乃至2eを、誘導加熱中はセンタピン61側へ常に移動させる。その際における移動量は、第1誘導加熱コイル体2aの移動速度は、第5誘導加熱コイル体2eの移動速度の5倍であり、同様に、第2、第3、第4誘導加熱コイル体2b、2c、2dの移動速度は、第5誘導加熱コイル体2eの移動速度の各々4倍、3倍、2倍である。よって、各移動装置4は、各々異なる速度で第1乃至第5誘導加熱コイル体2a乃至2eを移動させる。
In the above, the behavior of the induction
以上では、クランクシャフトWの軸部としてジャーナル部を例にとって説明したが、ピン部を焼入する場合においてもジャーナル部と同様に本発明を実施することができる。 In the above description, the journal portion has been described as an example of the shaft portion of the crankshaft W. However, the present invention can be implemented in the same manner as the journal portion even when the pin portion is quenched.
また、上記いずれの実施形態においても、クランクシャフトWの一端がチャック60で把持されて軸方向に移動不能に固定されており、他端がセンタピン61で軸方向に移動可能に支持されている場合を示したが、クランクシャフトWの両端が軸方向に移動可能に支持されていてもよい。この場合には、クランクシャフトWが伸縮することによる各軸部w1乃至w5の軸方向の移動に応じて各軸部w1乃至w5に対向配置された各誘導加熱コイル体2a乃至2eの移動方向及び移動量を適宜設定する。
In any of the above embodiments, one end of the crankshaft W is gripped by the
1 焼入装置
2a〜2e 誘導加熱コイル体
4 移動装置(移動手段、サーボモータ)
4a 固定部(ボールネジ)
5 変位センサ(検出手段)
6a〜6e 加熱コイル(誘導加熱コイル)
7、8 側板(固定部材)
15 制御装置
17 記憶部(記憶手段)
18 警報装置
W クランクシャフト
w1〜w5 軸部
1 quenching
4a Fixed part (ball screw)
5 Displacement sensor (detection means)
6a-6e Heating coil (induction heating coil)
7, 8 Side plate (fixing member)
15
18 Alarm device W Crankshaft w1-w5 Shaft
Claims (4)
誘導加熱コイルと、前記誘導加熱コイルを固定した固定部材を備えた複数の誘導加熱コイル体を有し、
前記誘導加熱コイルは、高周波電流が供給される導体で構成されており、
軸部に誘導加熱コイルを近接対向させた状態の前記複数の誘導加熱コイル体を、誘導加熱時及び冷却時におけるクランクシャフトの伸縮に応じて個別にクランクシャフトの軸方向に移動させる移動手段を有することを特徴とするクランクシャフトの高周波焼入装置。 A crankshaft induction hardening device for simultaneously hardening a plurality of shaft portions of a crankshaft supported at both ends so as to be extendable and contractible in the axial direction,
A plurality of induction heating coil bodies including an induction heating coil and a fixing member to which the induction heating coil is fixed;
The induction heating coil is composed of a conductor to which a high frequency current is supplied,
The plurality of induction heating coil bodies having the induction heating coil close to and opposite to the shaft portion are individually moved in the axial direction of the crankshaft according to the expansion and contraction of the crankshaft during induction heating and cooling. An induction hardening apparatus for crankshafts, characterized in that.
制御手段を有し、
前記制御手段は、前記検出手段によって検出された伸縮量と経過時間の関係を取得する機能と、
取得された複数のクランクシャフトの焼入実施中の伸縮量と経過時間の関係の平均値を算出する機能と、
当該平均値を中心に所定の幅を設定する機能と、
前記複数のクランクシャフト以外のクランクシャフトの焼入実施時に、当該クランクシャフトの伸縮量が、前記所定の幅の範囲に収まっているか否かを判定する機能を有しており、
警報装置を有し、
前記警報装置は、前記制御手段によって、クランクシャフトの伸縮量が、所定の幅に収まっていないと判定されたことを条件に警報を発するものである
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のクランクシャフトの高周波焼入装置。 Having detection means for detecting axial expansion and contraction of the crankshaft;
Having control means,
The control means acquires the relationship between the amount of expansion and contraction detected by the detection means and the elapsed time;
A function of calculating the average value of the relationship between the amount of expansion and contraction during the quenching of the acquired plurality of crankshafts and the elapsed time;
A function of setting a predetermined width around the average value;
When performing quenching of crankshafts other than the plurality of crankshafts, the crankshaft has a function of determining whether the amount of expansion and contraction of the crankshaft is within the predetermined width range,
Have an alarm device,
3. The warning device according to claim 1, wherein the warning device issues a warning on the condition that the amount of expansion / contraction of the crankshaft is determined not to fall within a predetermined width by the control means. The induction hardening apparatus for crankshafts described in 1.
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