JP3061648B2 - 誘導硬化装置 - Google Patents
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- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Description
を受容するクランクピンが回転軸に直角な平面でプレー
トや壁など何ら中間部材を挟まずに直接隣接して配置さ
れた、割りピン(split-pin)式クランクシャフトのクラ
ンクピンの作動面並びに境界部分の誘導硬化用の装置に
関する。
のタイプの方法並びに装置はDE−PS 36 13
909に記述されている。これらの場合、2つのインダ
クターは二枚貝の殻の片方のように直接に連続的に配置
されたクランクピンの周りにかみ合わされ、互に向い合
い且つ偏って配置されている。合同硬化処理(the joint
hardening process) の結果として、個別の硬化による
許容できない相互影響を回避することが可能である。し
かし、この方法を実施するための装置は特殊装置として
製作されなければならず、このために相対的に高価にな
る欠点がある。
クシャフトの硬化用の装置を記述しているが、2つのク
ランク軸受表面は各々の場合同時に硬化されるこれらの
軸中心に対称的に配置される。しかし、この装置は、各
々の場合にクランクピンが異なった角度姿勢で次々に直
接配置されるVタイプ内燃機関のクランクドライブには
なじまない。このようなクランクドライブの場合、この
先行技術の装置は隣接して配置されたインダクターユニ
ットの懸架装置並びに装置フレームの最小間隙を保持す
る必要があるために、おそらく適当ではない。
燃機関のクランクドライブを記述しているが、この場合
2つの相互にずらされたクランクピン間に中間部材があ
る。この場合、作動面の硬化は別個に実施される誘導硬
化によって同様に完成される。例えば左手のクランクピ
ンが硬化されている場合には、右手のクランクピンはそ
のとき相互の影響を最小に抑えるために、徹底的に冷却
されなければならない。更に、それによる不都合は、と
りわけ中間部材がクランクドライブを長くしたり、ある
いは利用できる軸受け表面が比較的小さいことである。
する既存の誘導硬化装置は、コスト面などで課題が残
る。一方、その他のクランクシャフトの誘導硬化装置と
して従来より提案されているものは、クランク軸方向に
伸びる硬化装置フレームにインダクターを配列しようと
する場合一定以上の配置間隔を要することになる。その
ため本発明で扱われる割りピン式クランクの硬化処理に
は適さず、利用が不可能であるか、或いは適切な処理が
困難である。即ちこれら従来の装置では構造上、合同硬
化、つまり1回の操作で同時に隣接する両クランクピン
の作動面の誘導硬化処理を実施することができない。
クピンやその両端に接合されるサイドパネル(以下サイ
ドメンバーという)の側面、即ちクランク回転軸に直角
な面は非作動面であるが、作動面と交錯する境界部分付
近の肉厚を増してラウンド形状とした領域が形成され
る。このような領域のうち、各クランクピンとそのサイ
ドメンバーとの境界部分に形成されるものを“遷移領域
(transition radii)”といい、隣接するクランクピン
同士の境界部分に形成されるものを“くぼみ箇所領域
(hollow ground radius)”という。遷移領域、及びくぼ
み箇所領域は、通常ほぼ所定の半径の丸みを有するよう
に形成される。実質的にこれらは、曲げ応力や捩り応力
を受けるクリティカルな領域であり、前記合同硬化処理
を実施できない場合、遷移領域、及びくぼみ箇所領域で
良好な硬化パターンを得ることは難しい。
ピン同士が直接隣接して配置される割りピン式クランク
シャフトに好適な誘導硬化装置を提供することを目的と
する。本発明は、隣接するクランクピン同士の作動面及
び遷移領域を同時に誘導方式で硬化することができ、そ
の目的のためにできる限り従来の装置を流用することが
可能である。
は、コネクティングロッドを受容するクランクピンが回
転軸に直角な平面で直接隣接して配置されたクランクシ
ャフトの、隣接するクランクピン同士の作動面と境界部
分の誘導硬化装置であって、2つのインダクターと、こ
れらのインダクターがクランクシャフトの同一側から作
用するように各インダクターをそれぞれ支持する懸架手
段とを有し、前記インダクターの少なくとも一方が他方
のインダクターの方向に曲げられた曲がり部分を有し、
且つ、互いのインダクター間に少なくともクランクピン
のくぼみ箇所領域の半径に相当する距離間隔を持たせた
ことを特徴とする。
ターが曲がり部分を持つことにより2つのインダクター
同士をクランクピンのくぼみ箇所領域の丸みの半径に相
当する距離だけ間隔をおいて隣接して配置することがで
きる。これにより、2つのインダクターが、2つの連続
して配置されたクランクピンに対して同じ側から同時に
作用することが可能となる。
化を実施することができる本発明の装置は、極めて優れ
た硬化パターンを達成することが可能である。規則正し
い硬化パターンが得られる原因の一つは、2つのインダ
クター間の領域に2つの作動面からの熱が集中すること
にあり、この部分における局部的な加熱温度を回避しな
がら十分に硬化処理に必要な温度が得られる。
受ける内面、並びに2つのクランクピンの重なり部分の
捩り応力を受ける領域などのクリティカル領域にも十分
考慮が払われるようになる。本発明により、クランクピ
ンの曲げや捩れの危険にさらされる部分が双方に分散さ
れ最適化されることが可能である。一般に、各インダク
ターは、それ自体の動力制御装置を備えることで個別に
制御することができる。
硬化装置を改造することが可能であり、比較的低コスト
で合同硬化処理を実施することが可能となる。ただし、
熱が間隔を置いて設置された2つのインダクター間に集
中するように確実に加熱ループが作られることに留意さ
れたい。
は、他方のインダクターに面する側に、銅、黄銅、アル
ミニュームまたはオーステナイト鋼などの材料からなる
電気伝導板を備えていると好ましい。インダクターのサ
イドプレートを電気伝導板としてもよい。
ーの相互に向い合った側に配置された電気伝導板を使用
することで、誘導硬化時に生じる2つのインダクターの
磁界による過大な相互影響を回避することができる。こ
の場合、機械的エネルギーは熱に変換されることによっ
て分散するので適宜冷却するのが有利である。
ク材料などからなる絶縁板を配置するのが好ましい。両
インダクター用のガイドプレートを絶縁板としてもよ
い。
完全に達成される。なお、絶縁板は2つのインダクター
のガイドプレートとして、また2つのインダクター間の
正確な間隔保持用として使用されることもできる。従っ
て、一般的には2つのインダクターの一方が絶縁板を備
えていれば十分であるが、場合によっては、例えば対称
性の理由から、2つの絶縁板が使用されてもよい。通
常、インダクターは平行四辺形状に懸架され、その平行
四辺形によって半径方向にガイドされる。そして、本発
明においてガイドプレートとして構成された絶縁板によ
って軸方向にガイドされる。この場合、各インダクター
が備える2つの絶縁板同士が相互にスライドするように
すればよい。
しながら詳しく説明する。ここで、インダクターによる
表面硬化の操作原理並びに操作方式は以前から周知のこ
とであるから以後殊更詳しく取り扱わない。基本的に
は、比較的高い高周波電圧が、硬化されることになって
いる加工部材の表明領域に渦電流を誘発させるために主
に使用される。これが生じると、加工部材の表面が特定
の硬化温度にまで非常に急速に加熱される。次に硬化は
冷却剤を使用して焼入れを行うことによって達成され
る。
て装置フレーム3に取り付けられた2つだけのインダク
ター1を示している。懸架手段2によりインダクター1
は、硬化すべきクランクシャフト4に沿って変位がで
き、そして硬化すべきクランクピンに従って調整するこ
とができる。勿論、必要な場合には硬化される表面と同
一数のインダクターを使用することもまた可能である。
プ内燃機関用として考案されていて、2つのクランクピ
ン5、6が異った角度姿勢で且つ回転軸に直角な平面で
直接隣接して配置されている。従って長手方向に於いて
部分的に重なり合うような作動面7並びに8を有するこ
ともある。装置フレーム3に各々のインダクター1用に
配置されている懸架手段2及び例えばトランスなどのそ
の他のコンポーネントの幾つかは、硬化すべきクランク
シャフト4に関して軸方向に適当な間隔を必要とする。
ーは他方のインダクター1の方へ向けられた曲り部分9
を備えている。この曲り部分9は電気エネルギーの損失
なしに設けることができる。勿論、必要な場合には、ま
た前記他方のインダクターが隣接して配置された前記一
方のインダクターの方へ向けられて曲げられた形状を備
えることもできる。
に、インダクターは双方共互に向い合った側に各々の電
気伝導板10、その外側に磁気遮蔽の手段として配置さ
れた絶縁板11を有している。2つの隣接して配置され
たインダクター間のギャップは、クランクピンのくぼみ
箇所領域の丸み形状の半径に相当する。更に図2から理
解することができる通り、2つの絶縁板11は相互に支
え合い、そしてクランクピン5、6に加えて2つのサイ
ドメンバー12、13と共にインダクター1のためのガ
イドを構成している。絶縁板11用の材料としては、低
摩擦抵抗の合成プラスチック材料を使用することができ
る。
た2つのインダクター1による硬化からもたらされる硬
化領域のパターンを示している。既に明らかなように、
硬化すべき領域のパターンあるいは浸透の深さは、作動
面7、8の全面にわたって比較的均一に分布し、十分に
深い硬化領域が特に危険にさらされる部分並びに円弧部
に存在している。
み箇所領域の半径に設定した場合、2つの作動面7、8
の全面にわたって十分な深さの均一な硬化パターンが確
保されることを示している。
ンクシャフトの作動面及び境界部分は適切に処理される
ようになる。特に、従来装置に変更を加えるだけで実現
できるので極めて経済的である。
ダクターとクランクシャフトを示す全体図である。
拡大図である。
断面図である。
Claims (7)
- 【請求項1】 コネクティングロッドを受容するクラン
クピンが回転軸に直角な平面で直接隣接して配置された
クランクシャフトの、隣接するクランクピン同士の作動
面と境界部分の誘導硬化装置であって、 2つのインダクターと、これらのインダクターがクラン
クシャフトの同一側から作用するように各インダクター
をそれぞれ支持する懸架手段とを有し、 前記インダクターの少なくとも一方が他方のインダクタ
ーの方向に曲げられた曲がり部分を有し、且つ、互いの
インダクター間に、少なくとも隣接するクランクピン同
士の境界部分に形成されるくぼみ箇所領域の半径に相当
する距離間隔を持たせたこと、を特徴とする誘導硬化装
置。 - 【請求項2】 2つのインダクターのうち少なくとも一
方は、他方のインダクターに面する側に電気伝導板を備
えている請求項1に記載の誘導硬化装置。 - 【請求項3】 インダクターのサイドプレートを電気伝
導板とした請求項2に記載の誘導硬化装置。 - 【請求項4】 電気伝導板が、銅、黄銅、アルミニュー
ムまたはオーステナイト鋼からなる請求項2に記載の誘
導硬化装置 - 【請求項5】 電気伝導板の外側に絶縁板が配置されて
いる請求項2に記載の誘導硬化装置。 - 【請求項6】 両インダクター用のガイドプレートを絶
縁板とした請求項5に記載の誘導硬化装置。 - 【請求項7】 絶縁板が合成プラスチック材料からなる
請求項6記載の誘導硬化装置。
Applications Claiming Priority (2)
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