JP2529869Y2

JP2529869Y2 - シャフトの高周波熱処理装置

Info

Publication number: JP2529869Y2
Application number: JP1993024968U
Authority: JP
Inventors: 信太郎牧; 淳伊藤
Original assignee: 富士電子工業株式会社
Priority date: 1993-04-14
Filing date: 1993-04-14
Publication date: 1997-03-19
Anticipated expiration: 2007-03-19
Also published as: JPH0679738U

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、シャフトの高周波熱処
理装置に関し、特に、大型のシャフトの高周波熱処理装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】以下、シャフトの高周波熱処理装置の従
来例として、クランクシャフトの従来の高周波焼入装置
を例にとって説明する。図３（ａ）はクランクシャフト
の従来の高周波焼入装置の正面説明図であって、クラン
クシャフトの一例として同図に示すクランクシャフトＷ
は、被焼入部分としてピンP1〜P4およびジャーナルJ1〜
J5を有する。Ｆはフランジであり、Ｗ1 は、クランクシ
ャフトＷの回転の中心となる軸芯線であって、ジャーナ
ルJ1〜J5の中心を結んだ直線である。

【０００３】焼入されるクランクシャフトＷは、軸芯線
Ｗ1 が水平であるように、一端をセンタ61で支持されて
おり、他端に形成されたフランジＦがチャック51によっ
て把持されている。センタ61はテールストック62によっ
て支持されており、このテールストック62は、シリンダ
65の動作で進退する図示しないロッドによって、１対の
部材63、63間に橋架されたガイドシャフト64にガイドさ
れて軸芯線Ｗ1 の方向に進退する。

【０００４】チャック51はチャック保持制御装置52の一
面に突設されており、他面には回転軸53が突設されてい
る。回転軸53の端部はカプリング57を介してモータ59の
出力軸58に結合されている。回転軸53には玉軸受54の内
輪が嵌合固定されており、玉軸受54の外輪の外周面は、
本実施例の焼入装置の設置面Ｅ上に設けられた台59a上
に立設された軸受ハウジング56の内周面に固定されてい
る。モータ59は台59a上に固定されている。なお、55は
玉軸受54を回転軸53の外周面および軸受ハウジング56の
内周面に固定するためのスナップリングである。そし
て、チャック51、チャック保持制御装置52、および回転
軸53の回転の中心となる軸芯線は、クランクシャフトＷ
の軸芯線Ｗ1 の延長線であるので、以下、チャック51、
チャック保持制御装置52、および回転軸53の軸芯線も軸
芯線Ｗ1 という。

【０００５】ジャーナルJ2の下部は、図３（ａ）と図４
（ａ）に示すように、軸41a を中心として回動可能な１
対のローラ41によって支持されている。軸41a は、軸受
部材41b によって支持されており、軸受部材41b の両端
部分は、前記設置面Ｅ上に立設された１対のガイド部材
41g に穿設された溝41f に摺動自在に嵌合されている。
軸受部材41b の下面には、設置面Ｅに立設した油圧シリ
ンダ41e の動作によって昇降するロッド41d の上端に取
り付けられた二股部材41c の先端が固定されている。同
様に図３（ａ）と図４（ｂ）に示すように、ジャーナル
J5の下部もローラ41と同様１対のローラ42によって支持
されており、ローラ42に対しても、ローラ41と同様に、
軸受部材42b 、二股部材42c 、ロッド42d 、シリンダ42
e 、および溝42f を有する１対のガイド部材42g が設け
られている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】例えばジャーナルJ3を
焼入する場合、モータ59によってクランクシャフトＷを
軸芯線Ｗ1 を中心として回転させながら、図示しない高
周波加熱コイル（以下高周波加熱コイルを単に加熱コイ
ルともいう）をジャーナルJ3に載置し、この加熱コイル
に所定時間高周波電流を通電してジャーナルJ3を加熱
後、加熱コイルに付属させたジャケットから焼入液をジ
ャーナルJ3に噴射してジャーナルJ3の焼入を完了する。

【０００７】クランクシャフトＷは、加熱コイルによっ
て高周波加熱されると熱歪みを発生し、その軸芯線Ｗ1
が、図３（ｂ）に一点鎖線で示すように、例えば下方に
突出するように曲がる。このように曲がった状態でクラ
ンクシャフトＷの回転が続行されるので、クランクシャ
フトＷの軸芯線Ｗ1 は、クランクシャフトＷの正面から
見ると、センタ61の先端に対応する点61a とチャック51
に対応する点51a とを両端の節として、同図に一点鎖線
で示す位置と点線で示すとの間を往復する。従って、ロ
ーラ41、42を歪ませるような応力がローラ41、42に作用
してローラ41、42が損耗する。また、クランクシャフト
Ｗの軸芯線Ｗ1 が一点鎖線で示すように曲がると、クラ
ンクシャフトＷのフランジＦはチャック51によって剛性
的に把持されているので、チャック51、チャック保持制
御装置52、および回転軸53、の軸芯線Ｗ1 も、点51a よ
り左に示す一点鎖線のように曲がろうとし、クランクシ
ャフトＷの回転によって一点鎖線で示す位置と点線で示
す位置との間を往復しようとするが、フランジＦ、チャ
ック51、チャック保持制御装置52、および回転軸53が全
体として剛性体であるので、実際には軸芯線Ｗ1 がこの
ような動きをすることなく直線状のままである。その代
わりに、玉軸受54を歪ませるような応力が作用するの
で、玉軸受54の損耗が大きい。玉軸受54とローラ41、42
の損耗は、大型のクランクシャフトＷにおいて特に著し
い。

【０００８】本考案はこのような事情に鑑みて創案され
たものであって、一端を支持装置によって支持し、他端
を把持装置によって把持した状態で、シャフトを軸芯線
を中心として回転しながら熱処理するシャフトの高周波
熱処理装置において、熱処理したシャフトが湾曲したと
きでも、シャフトの把持装置に結合された回転軸に嵌合
された軸受に損耗を生じる応力がかかることがなく、ま
た、シャフトの中間部分においてシャフトを支持するロ
ーラに損耗が生じることを防止できるシャフトの高周波
熱処理装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するため
に、本考案のシャフトの高周波熱処理装置は、軸芯線が
水平に配設されたシャフトの一端をシャフトが回転自在
であるように支持する支持装置と、シャフトの他端を把
持しシャフトと共に回転する把持装置と、シャフトの中
間部分の２個所を支持するローラと、前記把持装置に結
合されて把持装置を回転させる水平な回転軸と、この回
転軸を回転駆動する回転駆動源とを備えたシャフトの高
周波熱処理装置において、前記回転軸に嵌合された軸受
と、前記軸受の外周面に固定されたほぼ筒状の第１軸受
保持部材と、第１軸受保持部材の外周面に、内周面が接
離可能に密接されたほぼ筒状の第２軸受保持部材と、第
２軸受保持部材を前記軸芯線の方向に進退させる手段
と、前記回転軸と回転駆動源との間に設けられて回転駆
動源の回転を前記回転軸に伝達するユニバーサルジョイ
ントと、前記ローラの内前記支持装置側の個所を支持す
るローラを上下方向に弾力的に支持する支持機構とを備
え、且つ、第１軸受保持部材の外周面と、第２軸受保持
部材の内周面は、互いに対応するテーパー形状に形成さ
れている。

【００１０】

【実施例】以下、図面を参照して本考案の一実施例を、
クランクシャフトの高周波焼入装置を例にとって説明す
る。図１、図２はクランクシャフトの高周波焼入装置の
正面説明図であって、図１はクランクシャフトを焼入装
置に取り付けた状態、図２はクランクシャフトの焼入中
の状態を示す。従来の技術で説明したものと同等のもの
には同一符号を付して説明を省略する。ワークとして
は、図３（ａ）で説明したものと同じクランクシャフト
Ｗを採り上げた。

【００１１】図１に示すように、本実施例のクランクシ
ャフトの高周波焼入装置は、従来の技術として図３
（ａ）で説明したクランクシャフトの高周波焼入装置と
同様のセンタ61（支持装置）、テールストック62、部材
63、ガイドシャフト64、シリンダ65、チャック51（把持
装置）、チャック保持制御装置52（把持装置）、回転軸
53、玉軸受54、およびスナップリング55とを備えてい
る。また、本実施例のクランクシャフトの高周波焼入装
置は、図３（ａ）および図４（ａ）、（ｂ）に示すロー
ラ41、42、および図４（ａ）、（ｂ）で説明したそれぞ
れローラ41、42用の軸受部材41b 、42b 、二股部材41c
、42c 、ロッド41d 、42d 、油圧シリンダ41e、42e 、
および溝41f 、42f を有する１対のガイド部材41g 、42
g を備えている。

【００１２】本実施例のクランクシャフトの高周波焼入
装置は、また、玉軸受54の外周面に固定されたほぼ筒状
の第１軸受保持部材11と、第１軸受保持部材11の外周面
11aに内周面12a が接離可能に密接されたほぼ筒状の第
２軸受保持部材12と、第２軸受保持部材12を軸芯線Ｗ1
の方向に進退させる手段と、クランクシャフトＷを回転
させるモータ28（回転駆動源）と、回転軸53の端部に取
り付けられたユニバーサルジョイント21と、モータ28の
出力軸27と、この出力軸27の延長線上にカプリング26を
介して出力軸27の延長軸として延設された出力軸24と、
出力軸24の先端部分に取り付けられたユニバーサルジョ
イント22と、ユニバーサルジョイント21と22とを接続す
るロッド23と、出力軸24を支持する軸受25とを備えてい
る。モータ28と軸受25とは台29上に固定されている。

【００１３】第１軸受保持部材11の外周面11a は、クラ
ンクシャフトＷに向かう方向に径が大きくなるようなテ
ーパー形状に形成されており、第２軸受保持部材12の内
周面12a は、第１軸受保持部材11の外周面11a の前記し
たテーパー形状に対応して第１軸受保持部材11の外周面
11a に密接できるようなテーパー形状に形成されてい
る。

【００１４】第２軸受保持部材12を軸芯線Ｗ1 の方向に
進退させる手段を説明する。第２軸受保持部材12の下部
は、平板状の台13の上面に固定されている。台13の下面
には水平なレール15に摺動自在に嵌合している１対のス
ライドガイド14が取り付けられている。レール15は前記
台29が取り付けられている台板30上に固定されている。
ロッド16を進退させる水平なシリンダ17は台板30上に立
設された部材18に取り付けられている。そして、ロッド
16の先端は第２軸受保持部材12の下部が固定されている
前記台13の側面に固定されている。

【００１５】そして、台板30の下面には、この焼入装置
の設置面Ｅ上に固定されたレール32に摺動自在に嵌合さ
れた１対のスライドガイド31が取り付けられている。ま
た、設置面Ｅに固定された部材33には、先端が台板30の
側面に固定されているロッド34を進退させるシリンダ35
が取り付けられている。このシリンダ35を動作させるこ
とによって台板30を、即ち、チャック51、チャック保持
制御装置52、ユニバーサルジョイント21、22、およびモ
ータ28等を、一体としてクランクシャフトＷの軸芯線Ｗ
1 の方向に進退させることができる。

【００１６】次に、本実施例の動作を説明する。まず、
シリンダ17を動作させ、ロッド16を前進させて第２軸受
保持部材12の内周面12a が第１軸受保持部材11の外周面
11aに密接した状態にする。また、油圧シリンダ41e 、4
2e を動作させてローラ41、42の高さを、それぞれ、ク
ランクシャフトＷのジャーナルJ2、J5の支持に適した高
さまで上昇させる。そして、クレーン等によって吊り下
げられているクランクシャフトＷのジャーナルJ2および
J5をそれぞれローラ41および42上に載置してから、シリ
ンダ65を動作させ、センタ61を進出させてクランクシャ
フトＷの一端を支持する。また、シリンダ35を動作さ
せ、ロッド34を後退させることによってチャック51を進
出させてから、チャック保持制御装置52によってクラン
クシャフトＷの他端のフランジＦをチャック51で把持し
てクランクシャフトＷの焼入位置への設置を終える。

【００１７】この後、シリンダ17を動作させ、ロッド16
を後退させて、第２軸受保持部材12をモータ28の方向に
水平移動させると、第１軸受保持部材11の外周面11a と
第２軸受保持部材12の内周面12a との間に空隙距離Ｇが
得られる。この空隙距離Ｇの大きさは、クランクシャフ
トＷの焼入中、或いは、焼入後における最大歪みの発生
時でも、前記内周面12a と外周面11a とが接触しないよ
うな値にしておく。また、ローラ41を支持するシリンダ
41e の油圧圧力を少し低くしておく。これは、加熱され
て軸芯線Ｗ1 が湾曲したクランクシャフトＷによるロー
ラ41の上下動を可能ならしめてローラ41の損耗を防止す
るためである。

【００１８】次いで、モータ28を起動し、出力軸27、カ
プリング26、出力軸24、ユニバーサルジョイント22、ロ
ッド23、ユニバーサルジョイント21、回転軸53、チャッ
ク保持制御装置52、およびチャック51を介してクランク
シャフトＷを軸芯線Ｗ1 を中心として回転させる。そし
て、焼入液噴射用のジャケットを備えた図示しない加熱
コイルを使用して、クランクシャフトＷのピンP1〜P4と
ジャーナルJ1〜J5を順次焼入する。

【００１９】クランクシャフトＷの焼入中、或いは焼入
後、熱歪みによってクランクシャフトＷは、図２（ｂ）
に示すように例えば下方に突出するように曲がる。この
場合には、軸芯線Ｗ1 がセンタ61の先端に対応する点61
a とローラ42に対応する点42a を節とし、同図に一点鎖
線で示す位置と点線で示す位置との間を往復するよう
に、クランクシャフトＷが回転するけれども、第１軸受
保持部材11の外周面11aと第２軸受保持部材12の内周面1
2a とは、距離Ｇだけ離れているので、第１軸受保持部
材11と第２軸受保持部材12とが接触することはない。従
って、クランクシャフトＷの焼入中には、クランクシャ
フトＷの歪みによって玉軸受54に損傷を与えるような応
力がかかることはない。また、ローラ41は、湾曲したク
ランクシャフトＷによって上下動するが、前記のように
クランクシャフトＷの焼入中はシリンダ41e の油圧圧力
を低下させている。従って、クランクシャフトＷの動き
に対応してローラ41が上下動をするので、ローラ41が損
耗を受けることは防止されている。

【００２０】クランクシャフトＷの焼入が終わると、ク
ランクシャフトＷの回転を停止させ、クランクシャフト
Ｗのセンタ61による一端の支持と、チャック51による他
端の把持とを解除する。次いで、図示しないクレーン等
によってクランクシャフトＷを吊り下げてから、前記ク
レーン等によってクランクシャフトＷを次のステーショ
ンに搬送する。そして、シリンダ17を動作させ、ロッド
16を進出させて第２軸受保持部材12の内周面12a を第１
軸受保持部材11の外周面11a に密接させると共に、シリ
ンダ41e 、42e を動作させ、ローラ41、42を次に焼入す
るクランクシャフトに適した高さにして、次のクランク
シャフトの受入れに備える。

【００２１】前記実施例では、クランクシャフトＷの焼
入中は、ローラ41を支持するシリンダ41e の油圧を下げ
てローラ41の上下動を可能ならしめているが、クランク
シャフトの種類によっては焼入中の軸芯線Ｗ1 の湾曲が
あまり大きくないものもあり、このようなクランクシャ
フトの焼入に際しては、第１軸受保持部材11と第２軸受
保持部材12との間に空隙距離Ｇを設けておくだけで、ロ
ーラ41のシリンダ41eの油圧圧力を低下させておかない
場合がある。これは、ローラ41が、クランクシャフトＷ
の歪みが僅少である場合には、このような歪みによって
与えられる応力に充分耐えることができるからである。

【００２２】

【考案の効果】以上説明したように、本考案のシャフト
の高周波熱処理装置は、水平に配設されたシャフトの一
端をシャフトが回転自在であるように支持する支持装置
と、他端を把持しシャフトと共に回転する把持装置と、
中間部分の２個所を支持するローラと、把持装置に結合
されて把持装置を回転させる水平な回転軸と、この回転
軸を回転駆動する回転駆動源とを備えたシャフトの高周
波熱処理装置において、前記回転軸に嵌合された軸受
と、この軸受の外周面に固定されたほぼ筒状の第１軸受
保持部材と、第１軸受保持部材の外周面に、内周面が接
離可能に密接されたほぼ筒状の第２軸受保持部材と、第
２軸受保持部材をシャフトの軸芯線の方向に進退させる
手段と、回転駆動源の回転を前記回転軸に伝達するユニ
バーサルジョイントと、ローラの内支持装置側の個所を
支持するローラを上下方向に弾力的に支持する支持機構
とを備え、且つ、第１軸受保持部材の外周面と、第２軸
受保持部材の内周面は、互いに対応するテーパー形状に
形成されている。

【００２３】即ち、本考案のシャフトの高周波熱処理装
置においては、シャフトの熱処理中は、第２軸受保持部
材をシャフトの軸芯線の方向に移動させるので、第１軸
受保持部材と第２軸受保持部材とは所定の距離だけ離れ
ている。従って、シャフトが熱処理されてシャフトの軸
芯線が湾曲し、第１軸受保持部材が偏芯した状態で回転
しても、第１軸受保持部材が第２軸受保持部材に当たる
ことはないから、前記把持装置に嵌合された軸受に損耗
を生じる応力がかかることがない。また、支持装置側の
ローラは、上下方向に弾力的に支持されているので、湾
曲したクランクシャフトによる上下動を受けてもローラ
が損耗することはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例としてのクランクシャフトの
高周波焼入装置の正面説明図であってクランクシャフト
を焼入装置に取り付けた状態を示す。

【図２】（ａ）は本考案の一実施例としてのクランクシ
ャフトの高周波焼入装置の正面説明図であってクランク
シャフトの焼入中の状態を示し、（ｂ）はクランクシャ
フトの軸芯線が熱歪みによって曲がった状態を示す。

【図３】（ａ）は従来の技術を説明するためのクランク
シャフトの高周波焼入装置の正面説明図であってクラン
クシャフトを焼入装置に取り付けた状態を示し、（ｂ）
はクランクシャフトの軸芯線が熱歪みによって曲がった
状態を示す。

【図４】（ａ）と（ｂ）は、それぞれ、図３のＡ−Ａ線
およびＢ−Ｂ線矢視断面図である。

【符号の説明】 11 第１軸受保持部材 11a 外周面 12 第２軸受保持部材 12a 内周面 13 台 14 スライドガイド 15 レール 16 ロッド 17 シリンダ 21、22 ユニバーサルジョイント 28 モータ 41d 、42d ロッド 41e 、42e シリンダ 41、42 ローラ 51 チャック 52 チャック保持制御装置 53 回転軸 54 玉軸受 61 センタＷクランクシャフトＷ1 軸芯線

Claims

(57)【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】軸芯線が水平に配設されたシャフトの一
端をシャフトが回転自在であるように支持する支持装置
と、シャフトの他端を把持しシャフトと共に回転する把
持装置と、シャフトの中間部分の２個所を支持するロー
ラと、前記把持装置に結合されて把持装置を回転させる
水平な回転軸と、この回転軸を回転駆動する回転駆動源
とを備えたシャフトの高周波熱処理装置において、前記回転軸に嵌合された軸受と、前記軸受の外周面に固定されたほぼ筒状の第１軸受保持
部材と、第１軸受保持部材の外周面に、内周面が接離可能に密接
されたほぼ筒状の第２軸受保持部材と、第２軸受保持部材を前記軸芯線の方向に進退させる手段
と、前記回転軸と回転駆動源との間に設けられて回転駆動源
の回転を前記回転軸に伝達するユニバーサルジョイント
と、前記ローラの内前記支持装置側の個所を支持するローラ
を上下方向に弾力的に支持する支持機構とを備え、且
つ、第１軸受保持部材の外周面と、第２軸受保持部材の内周
面は、互いに対応するテーパー形状に形成されているこ
とを特徴とするシャフトの高周波熱処理装置。