JP3961590B2 - クランク軸の軸受面を電気誘導で硬化する装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交互に直径方向に対向して配置され、それぞれの軸受面の曲率に円弧状に従うそれぞれ少なくとも２つの誘導子枝を備え、その誘導子枝のそれぞれ一つが軸受面の一つに対応している誘導子を用いて、クランク軸の互いに直接隣接し合って配置された軸受面を電気誘導で硬化する装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
この種の装置は、例えばドイツ特許公報ＤＥ４２３６９２１Ｃ１により公知である。この公知の装置においては、誘導子の個々の誘導子側枝は等しい長さを有し、その長さは最大で軸受面間の重なり円弧の長さに等しい。
上述の種類の装置においては、クランク軸の互いに隣接するクランクピンはまず同時に誘導子によって電気誘導で連続的に加熱されて、その後に急冷される。それぞれ互いに接するピンを同時に加熱することによってクランクピンが均一に硬化されて、加熱する間に個々の硬化ゾーンが相互に否定的に影響し合う危険は存在しない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
この公知の装置をクランク軸の硬化に使用することが問題となるのは、クランク軸の硬化すべき軸受箇所が小さい直径を有する場合である。この種のクランク軸においては、硬化すべき領域の加熱は、該当する軸受箇所の一方側がクランク軸の側面に接している場合には常に不十分な均一性でしか行われない。不均一に加熱されることの原因として、該当する軸受箇所とそれぞれの側面との間の移行領域により大きい熱の逃げが発生することが明らかにされている。この熱の逃げは、直接隣接し合って均一に加熱されるクランクピンまたは軸受箇所間の移行領域における熱の逃げよりも大きい。
【０００４】
該当する軸受箇所とそれに接する側面との間のより大きい熱の逃げを補償するために、誘導子のそれぞれ両側の異なる長さの区間にダイナモ薄板（Dynamobreche) を設けることが提案された。このダイナモ薄板はその作用領域において、加熱の際にそれぞれ電気的に誘導された出力密度を増大させる。しかし、磁気的な飽和によってダイナモ薄板はそれぞれの軸受面に伝達すべき最大出力を制限する。この制限によって、高い加熱速度に関して望ましい加熱出力を使用することが不可能になることが多い。
本発明の課題は、それぞれの軸受箇所が大きな熱の逃げを有するゾーンに接している場合でも、高い出力で軸受箇所を均一に加熱することができる、冒頭で述べた種類の装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述の課題は本発明によれば、誘導子の、それぞれ直接隣接する軸受箇所に対応する第１の誘導子側枝が、最大でそれぞれ直接隣接し合う２つのクランクピンの重なり円弧の長さに等しい長さを有し、誘導子の少なくとも一方において第２の誘導子側枝がクランクピンの重なり円弧の長さよりも大きい長さを有することによって解決される。
【０００６】
本発明によれば、加熱すべき軸受面とそれに隣接するクランク軸の部材との間に場合によって存在する熱伝導の違いは、より高い熱伝導を有する領域に、比較的低い熱伝導を有する領域に対するよりも長い誘導子側枝が設けられることによって補償される。このようにして、より大きい熱伝導を有する領域にそれぞれ他の領域におけるよりも高い加熱出力がもたらされる。その場合にこのより大きい出力は、上述のように開発された従来技術の場合とは異なり、誘導子側枝の長さだけによって制限される。
【０００７】
同時に本発明による装置を用いても、クランク軸の互いに隣接し、互いに突き合わされた軸受面が制限されずに硬化されることが可能となる。このことは、本発明によればそれぞれ互いに直接隣接する軸受箇所に付設された誘導子側枝の長さが従来技術と同様に重なり円弧の長さに制限されていることによって達成される。このようにして、誘導子が最大に近接した場合に互いに衝突することが排除される。
【０００８】
自動的に作業する誘導子の形成に関しては、好ましくは第２の誘導子側枝の長さは最大でそれぞれのクランクピンの半周に等しい。このようにすることにより、それぞれクランク軸に直角に延びる軸受箇所に対しても、問題がなくなる。
さらにそれぞれの軸受面の一方の側へのより大きい熱伝導の補償を、第１と第２の誘導子側枝の互いに対応する端部を結合枝によって互いに結合し、その結合枝が誘導子枝を上から見た場合にその結合枝自体と第２のより長い誘導子側枝との間に鋭角を形成することによって改良することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
次に、実施の形態を示す図面を参照して本発明を詳細に説明する。
図に示すクランク軸１には、クランク軸の回転軸Ｄに対して変位して配置された、軸受面２ａを備えた第１のクランクピン２が設けられている。第１のクランクピン２は、軸受面３ａを備えた第２のクランクピン３に直接接しており、この第２のクランクピンも同様にクランク軸１の回転軸Ｄに対して偏心しており、さらに第１のクランクピン３に対しても変位して配置されている。これらクランクピン２、３のそれぞれ他のクランクピン３、２とは反対の側がそれぞれ側面４、５に接しており、これら側面はクランクピン２、３に比べてほぼ等しい厚みで著しく大きい直径を有する。
【００１０】
クランクピン２、３の軸受面２ａ、３ａを加熱するために、それぞれ誘導子１０、１１が軸受面２ａ、３ａのそれぞれ一つに接するように取り付けられている。誘導子１０、１１の幅Ｂはいずれかのクランクピン２、３へ差し込まれる差込み深さＳよりも小さい。
誘導子１０、１１には、それぞれの軸受面２ａ、３ａを包囲するそれぞれ２つの誘導子側枝１２、１３、１４、１５が設けられており、これらはそれぞれの軸受面２ａ、３ａの曲率に合わせられている。２つの誘導子側枝１２、１３、１４、１５はそれぞれペアでそれぞれのクランクピン２、３の横断面の中心点Ｍに対して対称に配置されている。
【００１１】
それぞれの軸受面２ａ、３ａに接した状態においてそれぞれ他のクランクピン３、２に隣接する第１の誘導子側枝１２、１４は長さＬ’を有し、この長さはクランクピン２、３の交差領域の境界を記述する重なり円弧Ｕの長さにほぼ等しい。それに対してそれぞれの側面４、５に付設されているそれぞれ第２の誘導子側枝１３、１５の長さＬ”は、それぞれ第１の誘導子側枝１２、１４の長さＬ’よりも長い。同時に長さＬ”はそれぞれのクランクピン２、３の半周よりも小さいので、問題なく誘導子１０、１１をそれぞれのクランクピンに接するように移動させることができる。
【００１２】
誘導子側枝１２、１３、１４、１５の両端部を直線距離で互いに結合する結合枝１６、１７は、それ自体とそれぞれ第２の誘導側枝１３、１５との間にそれぞれ鋭角βを形成する。
クランクピン２、３の軸受面２ａ、３ａの加熱が連続的に行われる間に、長い方の第２の誘導子側枝１３、１５を介して、２つのクランクピン２、３間の移行領域へ導入されるよりも多くのエネルギがそれぞれの側面４、５とそれぞれのクランクピン２、３との間に導入される。
【００１３】
【発明の効果】
このようにして側面４、５の質量が大きいことにより２つのクランクピン２、３間で熱がより多く逃げることが補償され、軸受面２ａ、３ａの均一な加熱が達成される。同時に、誘導子の互いに対応する第１の誘導子側枝１２、１４が、最大で重なり円弧Ｕの長さと等しい長さＬ’を有することによって、誘導子１０、１１が加熱の間に種々の駆動位置のいずれにおいても互いに衝突しないことが保証される。
【図面の簡単な説明】
【図１】クランク軸の軸受面を加熱する装置における加熱の間のクランク軸の第１の駆動位置を概略的に示す部分的な上面図である。
【図２】図１に示すクランク軸の駆動位置を、図１のＩ−Ｉ切断線に沿って示す正面図である。
【図３】クランク軸の軸受面を加熱する装置における加熱の間にクランク軸の第２の駆動位置を概略的に示す部分的な上面図である。
【図４】図３に示すクランク軸の駆動位置を、図３のＩ−Ｉ切断線に沿って示す正面図である。
【符号の説明】
１…クランク軸
２…第１のクランクピン
３…第２のクランクピン
１０，１１…誘導子
１２，１３，１４，１５…誘導子側枝
１６，１７…結合枝

Claims (3)

1. クランク軸（１）の互いに直接隣接し合って配置されたクランクピンの軸受面（２ａ、３ａ）を電気誘導で硬化する装置であって、
   互いにクランク軸の軸方向に変位して隣接するクランクピンの直径方向に対向するように配置され、それぞれの軸受面（２ａ、３ａ）の曲率に円弧状に従う誘導子（１０、１１）であって、それぞれ少なくとも２つの誘導子側枝（１２、１３、１４、１５）を備え、その誘導子側枝のそれぞれ１つが軸受面（２ａ、３ａ）の一つに対応している誘導子（１０、１１）を用いるものにおいて、
   誘導子（１０、１１）の、それぞれ直接隣接する軸受面（３ａ、２ａ）に対応している第１の誘導子側枝（１２、１４）が、最大でそれぞれ互いに直接隣接し合う２つの軸受面（２ａ、３ａ）の重なり円弧（Ｕ）の長さに等しい長さ（Ｌ’）を有し、
   誘導子（１０、１１）の少なくとも一方において第２の誘導子側枝（１３、１５）が軸受面（２ａ、３ａ）の重なり円弧（Ｕ）の長さより大きい長さ（Ｌ”）を有する、
   ことを特徴とする装置。
2. 第２の誘導子側枝（１３、１５）の長さ（Ｌ”）が最大でそれぞれの軸受面（２ａ、３ａ）の半周に等しいことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 第１と第２の誘導子側枝（１２、１３、１４、１５）の互いに対応する端部がそれぞれ結合枝（１６、１７）によって互いに結合されており、前記結合枝は誘導子側枝（１２、１３、１４、１５）を軸受けの半径方向から見た場合に結合枝自体と第２の誘導子側枝（１３、１５）との間に鋭角（β）を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の装置。

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