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