JP2547159B2 - 軸状ワークの高周波焼入装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は軸状ワークの高周波焼入
装置に関し、特に軸方向に沿って複数の被焼入部を有す
るワークの焼入時間を短くすることができる高周波焼入
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、軸方向に沿って複数の被焼入部が
ある軸状ワークの焼入を行う高周波焼入装置は、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）と、加熱コイルと一体的にアセンブルされた焼
入液噴射用のジャケットとを備えた高周波加熱コイル体
（以下高周波加熱コイル体を単に加熱コイル体ともい
う）と、この加熱コイル体をワークの軸方向に進退させ
る水平移動装置、およびワークが例えば水平に配設され
ているときには、加熱コイル体をワークに接近させ、ま
た遠ざけるためにワークを昇降させる昇降装置とを備え
ている。

【０００３】そして、まず、前記水平移動装置と昇降装
置とによって加熱コイル体を１つの被焼入部に接近対向
するように配設し、次いで、加熱コイルに所定時間通電
してこの被焼入部を加熱後、ジャケットから焼入液を被
焼入部に噴射して冷却して被焼入部の焼入を終える。こ
の後、加熱コイル体を移動させて次の被焼入部に接近対
向するように配設してから、この被焼入部を、加熱コイ
ルとジャケットとによって始めの被焼入部と同様に焼入
する。このようにして、１つの被焼入部の焼入を終了し
てから、他の被焼入部の焼入を行う。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の高周波焼入装置には以下に述べる問題がある。
加熱コイル体は、１つの被焼入部の焼入を終えるまで
は、即ち、ジャケットからの焼入液の噴射の終了まで
は、その被焼入部に接近対向した位置を保持しなければ
ならないから、ジャケットが焼入液を噴射している間
は、加熱コイルは次の被焼入部を加熱することができ
ず、遊んでいる状態となる。従って、ワークの焼入時間
が長くなる。

【０００５】このために、加熱コイルとジャケットとを
分離し、ジャケットで被焼入部を冷却している間に加熱
コイルを次の被焼入部に移動させて加熱するようにすれ
ば、焼入時間を短縮できるが、加熱コイルの移動のため
の駆動源と、ジャケットの移動のための駆動源との２つ
の駆動源が必要となって高周波焼入装置が複雑になり、
コストが大きくなる。本発明は上記事情に鑑みて創案さ
れたものであって、複数の被焼入部を有する軸状ワーク
を短い時間で焼入することができ、しかも、ジャケット
の移動のための駆動源を必要としない軸状ワークの高周
波焼入装置を提供する事を目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、本発明の軸状ワークの高周波焼入装置は、軸方向
に複数の被焼入部を有し水平に配設された軸状ワークの
高周波焼入装置において、被焼入部を加熱する高周波加
熱コイルと、高周波加熱コイルを取り付け、高周波加熱
コイルに高周波電流を供給するトランスと、トランスを
昇降自在に取り付けた前記盤と、前記盤をワークの軸方
向に移動させる移動装置と、トランスを昇降させて高周
波加熱コイルをワークに向かって接近させ、また離反さ
せるトランス昇降装置と、前記盤の前記軸方向の両側に
配設れ、前記盤が前記軸方向の内の一方の方向および他
方の方向へ移動するときに、それぞれ、前記盤が接触し
て前記盤の移動方向に押しやられるように配設された１
対の移動部材と、前記１対の移動部材の間で前記軸方向
に移動自在に且つワークに対向するように配設された焼
入液噴射用のジャケットと、ジャケットが前記軸方向に
移動するようにジャケットをガイドするジャケットガイ
ドと、ジャケットを前記軸方向の任意の位置にロック
し、また、ロックを解除するジャケットロック装置と、
ジャケットと前記１対の移動部材とを接続する１対の引
っ張りバネと、先端が前記１対の移動部材にそれぞれ当
接するようにジャケットの前記軸方向の両側に前記軸方
向に突設された１対のジャケットストッパとを備えてい
る。

【０００７】請求項２記載の軸状ワークの高周波焼入装
置は、請求項１記載の軸状ワークの高周波焼入装置にお
いて、ジャケットロック装置は、ジャケットに固定され
たシリンダを備え、このシリンダの動作によってジャケ
ットをジャケットガイドにロックする。

【０００８】

【実施例】以下、図面を参照して本発明の軸状ワークの
高周波焼入装置の一実施例を説明する。図１と図２は本
実施例を説明するための図面であって、図１は概略構造
図、図２は斜視図である。なお、ワークとしては４気筒
エンジンのクランクシャフトを採り上げた。このクラン
クシャフトＷは、４個のピンP1〜P4と、５個のジャーナ
ルJ1〜J5と、一端部分に形成されたフランジＦとを備え
ている。そして、全てのピンP1〜P4と全てのジャーナル
J1〜J5が焼入される。

【０００９】本実施例の高周波焼入装置は、クランクシ
ャフトＷの支持回転装置として、水平に配設されたクラ
ンクシャフトＷの一端を把持するチャック51と、他端を
回転自在に支持するセンタ52と、チャック51、センタ52
をそれぞれ保持しているヘッドストック53、テールスト
ック54と、ヘッドストック53の反チャック51側に取り付
けられてチャック51の把持の制御とチャック51を介して
クランクシャフトＷを回転させるチャック制御回転装置
55とを備えている。なお、ヘッドストック53、テールス
トック54は、それぞれ、図示しないシリンダ等によって
クランクシャフトＷの軸方向に進退可能としてある。

【００１０】高周波焼入装置は、また、ピンP1〜P4を加
熱する加熱コイル10と、ジャーナルJ1〜J5を加熱する図
示しない加熱コイルと、加熱コイル10に高周波電力を供
給し、加熱コイル10の上端が取り付けられているトラン
ス11と、トランス11を１対のレール131 を介して昇降自
在に取り付け、図示しない高周波電源から電力を受けて
トランス11に供給する電力整合盤15とを備えている。

【００１１】この電力整合盤15は、ベース60の上面に水
平に、且つチャック51、センタ52によって支持されてる
クランクシャフトＷの軸方向に配設されている１対のレ
ール61上を移動できる。即ち、電力整合盤15の下部に固
定した図１に示す部材15a に、ボールネジ16が螺合して
おり、このボールネジ16の両端は、ベース60の上面両端
近辺に設けられた１対の軸受け17によって支持されてい
る。一方の軸受け17には、ボールネジ16を回転させるモ
ータ18が取り付けられている。

【００１２】電力整合盤15の前面に垂直に取り付けた１
対のレール131 には、トランス支持部材133 に設けた１
対のスライダ132 が摺動自在に取り付けられている。ト
ランス支持部材133 に固定された１対のブラケット134
からは、パンタグラフ135 を介してトランス11を載置固
定しているトランス台136 が吊り下げられている。

【００１３】電力整合盤15の上面には１対の軸受け138
間にワイヤ139 が巻回された滑車139 が取り付けられて
いる。ワイヤ139 の一端はトランス支持部材133 の上部
に固定されたアングル部材137 に固定されており、他端
はスプリングバランサ141 を介して電力整合盤15の上面
に固定されたアングル部材142 に固定されている。な
お、電力整合盤15の前面には、トランス昇降装置として
ロッド121 と、シリンダ12とが設けられており、シリン
ダ12が動作してロッド121 が進出すると、ロッド121 の
先端がトランス支持部材133 に当接してトランス支持部
材を上昇させる。シリンダ12を動作させてロッド121 を
降下させるとトランス支持部材を降下させる。

【００１４】高周波焼入装置は、更に、電力整合盤15の
クランクシャフトＷの軸方向の両側に配設され、電力整
合盤15がクランクシャフトＷの軸方向の内の一方の方向
へ移動するとき、および他方の方向へ移動するときに、
それぞれ、電力整合盤15が接触して電力整合盤15の移動
方向に押しやられるように配設された１対の移動部材3
3、34と、これら移動部材33、34の間でクランクシャフ
トＷの軸方向に移動自在に且つクランクシャフトＷに対
向するように配設された焼入液噴射用のジャケット20と
が設けられている。

【００１５】ジャケット20は、半円状或いはＣ字状で内
側面に多数の焼入液噴射孔21a を設けた焼入液噴射部21
と、この焼入液噴射部が固定されているほぼ直方体形状
の焼入液噴射部支持部材22とを備えている。

【００１６】そして、電力整合盤15の前面に固定された
１対のアングル部材43間には、平行且つ水平で上下方向
に配設された１対のロッド41、42からなるジャケットガ
イドが設けられており、これらロッド41、42が前記焼入
液噴射部支持部材22をゆるく貫通しているので、焼入液
噴射部支持部材22はロッド41、42に沿って水平方向に移
動自在となっている。なお、前記移動部材33、34は、そ
れぞれ、１対のロッド41、42によって緩やかに貫通され
ており、ロッド41、42に沿ってクランクシャフトＷの軸
方向に摺動自在である。

【００１７】23は、焼入液噴射部支持部材22を、上側の
ロッド41に、任意の位置でロックするジャケットロック
装置であって、シリンダ231 と、シリンダ231 の動作に
よって進退するロッド232 と、ロッド232 の先端に設け
た接触片233 とを備えている。シリンダ231 が動作して
接触片233 をロッド41に押圧すると、ジャケット20の焼
入液噴射部支持部材22はロッド41にロックされて移動で
きなくなる。

【００１８】焼入液噴射部支持部材22と、移動部材33、
34との間には、それぞれ、等しい弾力を有する引っ張り
バネ25と26が設けられている。引っ張りバネ25の一端は
焼入液噴射部支持部材22の移動部材33側の側面に固定さ
れており、他端は移動部材33の孔331 に挿入され、孔33
1 の径より径の大きい引っ張りバネ引止部材27に固定さ
れている。引っ張りバネ26の一端は焼入液噴射部支持部
材22の移動部材34側の側面に固定されており、他端は移
動部材34の孔341 に挿入され、孔341 の径より径の大き
い引っ張りバネ引止部材28に固定されている。従って、
引っ張りバネ引止部材27、28はそれぞれ移動部材33、34
に係止されてる。

【００１９】31、32は等長な棒状のジャケットストッパ
であって、それぞれ、先端が移動部材33、34に当接する
ように、焼入液噴射部支持部材22の、クランクシャフト
Ｗの軸方向の両側に突設されている。移動部材33、34
は、それぞれ、焼入液噴射部支持部材22の方向に引っ張
りバネ25、26によって引っ張られているが、ジャケット
ストッパ31、32に当接した位置で静止している。

【００２０】次に、本実施例の高周波焼入装置によるク
ランクシャフトＷのピンP1〜P4およびジャーナルJ1〜J5
の焼入を説明する。ピンP1〜P4を始めに焼入するので、
トランス11には、ピンP1〜P4を加熱する加熱コイル10を
取り付けておく。まず、クランクシャフトＷの両端をチ
ャック51、センタ52によって支持する。

【００２１】次いで、モータ18によってボールネジ16を
回転させることによって電力整合盤15とトランス11とを
介して加熱コイル10をクランクシャフトＷの軸方向に移
動させ、ピンP1の直上で停止させる。すると、電力整合
盤15に押されて移動した移動部材33が引っ張りバネ25を
介してジャケット20を引っ張るので、ジャケット20も電
力整合盤15の移動方向に移動して、ピンP1に対向した位
置で停止する。

【００２２】シリンダ12を動作させてロッド121 を後退
させ、加熱コイル10を降下してピンP1に載置する。同時
にジャケットロック装置23のシリンダ231 を動作させて
接触片233 を上側のロッド41に押圧してジャケット20を
ロッド41にロックする。

【００２３】この後、チャック制御回転装置55によって
クランクシャフトＷの回転を開始すると共に、トランス
11を介して高周波電流を加熱コイル10に所定時間通電し
てピンP1を加熱する。ピンP1の加熱が終了すると、加熱
コイル10を上昇、水平移動および降下させてピンP4に載
置する。この間、ジャケット20の焼入液噴射部21の焼入
液噴射孔21a から焼入液をピンP1に噴射して冷却してピ
ンP1の焼入を終える。

【００２４】ピンP1の冷却が終了すると同時にシリンダ
231 を動作させて接触片233 のロッド41への押圧を解除
してジャケット20のロックを解くと、ジャケット20は引
っ張りバネ26の弾力によって移動部材34に向かって急速
に移動し、ジャケットストッパ32の先端が移動部材34に
当接して停止する。停止した位置でジャケット20は、ピ
ンP4に対向している。そして、再びシリンダ231 を動作
させてジャケット20をロッド41にロックする。

【００２５】加熱コイル10によるピンP4の加熱が終了す
ると、加熱コイル10のピンP2への移動を開始すると共
に、ジャケット20によるピンP4の冷却が開始され、ピン
P4の冷却が終了すると、ジャケット20のロックが解かれ
る。このようにして、全てのピンP1〜P4の焼入を終え
る。

【００２６】次いで、加熱コイル10をトランス11から取
り外し、ジャーナルJ1〜J5を加熱する加熱コイルをトラ
ンス11に取り付けてから、ピンP1〜P4と同様にジャーナ
ルJ1〜J5を焼入してクランクシャフトＷの焼入を完了す
る。

【００２７】本実施例の高周波焼入装置を用いて上記の
ようにクランクシャフトＷを焼入すると、加熱コイルに
よるピン或いはジャーナルの加熱が終わって加熱コイル
が次の加熱すべきピン或いはジャーナルへの移動中およ
び次のピン或いはジャーナルを加熱中に始めに加熱され
たピン或いはジャーナルの冷却を行うので、クランクシ
ャフト焼入時間を短くすることができる。また、加熱コ
イルと分離したジャケットを移動させるための動力源を
特に必要としないので、高周波焼入装置の構造が簡単に
なる。

【００２８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の軸状ワー
クの高周波焼入装置は、軸方向に複数の被焼入部を有し
水平に配設された軸状ワークの高周波焼入装置におい
て、従来の高周波焼入装置と異なって加熱コイルと焼入
液噴射用のジャケットとを別体的に配設し、ジャケット
は、クランクシャフトの軸方向へ加熱コイルと一緒に移
動する電力整合盤によって押されて移動する移動部材に
取り付けた引っ張りバネに引っ張られて移動するように
してある。そして、このジャケットを移動させないよう
にロックすることもできる。

【００２９】従って、本発明の軸状ワークの高周波焼入
装置によれば、加熱コイルによって被焼入部を加熱後、
ジャケットをロックして被焼入部を冷却するので、この
冷却中に加熱コイルを次の被焼入部まで移動させて次の
被焼入部を加熱することができ、しかも始めの被焼入部
の冷却終了後、ジャケットのロックを解除すると、急速
にジャケットは次の被焼入部に対向した位置まで移動し
て停止する。

【００３０】このように、本発明の軸状ワークの高周波
焼入装置は、複数の被焼入部を有する軸状ワークの焼入
時間を短くすることができると共に、ジャケットを移動
させるための動力源を必要としないので、高周波焼入装
置の構造が簡単になる利点をも有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の概略構造図である。

【図２】本発明の一実施例の斜視図である。

【符号の説明】

10 加熱コイル 11 トランス 12 シリンダ 15 電力整合盤 16 ボールネジ 18 モータ 20 ジャケット 25、26 引っ張りバネ 31、32 ジャケットストッパ 33、34 移動部材 41、42 ロッド 121 ロッド J1〜J5 ジャーナル P1〜P4 ピン Ｗ クランクシャフト

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向に複数の被焼入部を有し水平に配
   設された軸状ワークの高周波焼入装置において、被焼入
   部を加熱する高周波加熱コイルと、高周波加熱コイルを
   取り付け、高周波加熱コイルに高周波電流を供給するト
   ランスと、トランスを昇降自在に取り付けた盤と、前記
   盤をワークの軸方向に移動させる移動装置と、トランス
   を昇降させて高周波加熱コイルをワークに向かって接近
   させ、また離反させるトランス昇降装置と、前記盤の前
   記軸方向の両側に配設され、前記盤が前記軸方向の内の
   一方の方向および他方の方向へ移動するときに、それぞ
   れ、前記盤が接触して前記盤の移動方向に押しやられる
   ように配設された１対の移動部材と、前記１対の移動部
   材の間で前記軸方向に移動自在に且つワークに対向する
   ように配設された焼入液噴射用のジャケットと、ジャケ
   ットが前記軸方向に移動するようにジャケットをガイド
   するジャケットガイドと、ジャケットを前記軸方向の任
   意の位置にロックし、また、ロックを解除するジャケッ
   トロック装置と、ジャケットと前記１対の移動部材とを
   接続する１対の引っ張りバネと、先端が前記１対の移動
   部材にそれぞれ当接するようにジャケットの前記軸方向
   の両側に前記軸方向に突設された１対のジャケットスト
   ッパと、を備えたことを特徴とする軸状ワークの高周波
   焼入装置。
2. 【請求項２】 ジャケットロック装置は、ジャケットに
   固定されたシリンダを備え、このシリンダの動作によっ
   てジャケットをジャケットガイドにロックする請求項１
   記載の軸状ワークの高周波焼入装置。