JP4851661B2 - クランクシャフトの高周波焼入装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン用のクランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部を高周波焼入する高周波焼入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、４気筒ガソリンエンジン又はディーゼルエンジン用のクランクシャフト１を示すものである。このクランクシャフト１は、鍛造加工による一体成形品であって、クランクシャフト１の中心軸Ｘに沿って配列されたジャーナル部Ｊ1 ，Ｊ2 ，Ｊ3 ，Ｊ4 ，Ｊ5 と、これらのジャーナル部に連設されたカウンタウェイト部ＣＷ1 ，ＣＷ2 ，ＣＷ3 ，ＣＷ4 ，ＣＷ5 ，ＣＷ6 ，ＣＷ7 ，ＣＷ8 と、互いに対向配置された一対のカウンタウェイト部の間にそれぞれ架設されたピン部Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 とをそれぞれ有している。また、前記中心軸Ｘに沿った方向における両側箇所の一対のピン部Ｐ1 ，Ｐ4 が互いに同一の軸線Ｙ1 を有すると共に、前記中心軸Ｘに沿った方向における中間箇所の一対のピン部Ｐ2 ，Ｐ3 が互いに同一の軸線Ｙ2 を有している。なお、これらの軸線Ｙ1 ，Ｙ2 はジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 の中心軸（クランクシャフト１の中心軸Ｘと一致）から等しい距離だけオフセットされ、ピン部Ｐ1 ，Ｐ4 とピン部Ｐ2 ，Ｐ3 とは位相が互いに１８０度ずれて配置されている。
【０００３】
ここで、上述のジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 及びピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の形状につき、ジャーナル部Ｊ5 及びピン部Ｐ4 を例にとって説明すると、次の通りである。すなわち、ジャーナル部Ｊ5 は、図６に示すように、円柱部２ａと、この円柱部２ａに続くフィレットＲ部（隅部）２ｂと、このフィレットＲ部２ｂに続き、かつ、クランクシャフト１の中心軸Ｘに対して直角に形成されたフィレット部（スラスト部）２ｃとから成っている。また、ピン部Ｐ4 は、図６に示すように、円柱部３ａと、この円柱部３ａに続くフィレットＲ部（隅部）３ｂと、このフィレットＲ部３ｂに続き、かつ、クランクシャフト１の中心軸Ｘに対して直角に形成されたフィレット部（スラスト部）３ｃとから成っている。
【０００４】
図７は、このようなクランクシャフト１のジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 若しくはピン部Ｐ1 〜Ｐ4 を焼入処理するために従来より用いられている高周波焼入装置５を示している。この高周波焼入装置５は、平行四辺形リンクから成る追従ユニット６と、この追従ユニット６に吊下状態で着脱可能に取付けられた半開放鞍型の高周波誘導加熱コイル７と、追従ユニット６の下辺を構成するベース板８上に固定された薄型変成器９と、この薄型変成器９から所要の高周波電流を上述の高周波誘導加熱コイル７に出力する出力電極（導体）１０とをそれぞれ具備している。なお、従来では、１台の追従ユニット６に１台の薄型変成器９を取付けると共に、この１台の薄型変成器９に１台の高周波誘導加熱コイル７を取付けるようにしている。
【０００５】
かくして、前記ジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 を高周波焼入するに際しては、各々のジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 の円柱部２ａの円筒状周面の上半分部分に半開放鞍型の高周波誘導加熱コイル７を僅かな隙間をもって跨いだ状態で載置し、次いで図外の回転駆動機構によりクランクシャフト１をその中心軸Ｘを中心に回転駆動させた状態の下で前記ジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 の回動に応じて高周波誘導加熱コイルを前記ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 に追従させながら高周波誘導加熱し、その後に急速冷却を行なうようにしている。
【０００６】
また、クランクシャフト１のピン部Ｐ1 〜Ｐ4 を焼入処理する場合も、高周波焼入装置５と同様の構成の装置を用いて、上記と同様の焼入操作を行うようにしている。
【０００７】
図６において、α及びβはジャーナル部Ｊ5 及びピン部Ｐ4 に形成される焼入硬化層を示している。なお、焼入硬化層αは、ジャーナル部Ｊ5 の円柱部２ａ，フィレットＲ部２ｂ及びフィレット部２ｃの連続領域をそれぞれ高周波誘導加熱した後に冷却させることにより得られる焼入硬化層であり、焼入硬化層βは、ピン部Ｐ4 の円柱部３ａ，フィレットＲ部３ｂ及びフィレット部３ｃの連続領域をそれぞれ高周波誘導加熱した後に冷却させることにより得られる焼入硬化層である。このような焼入の仕方を「フィレットＲ焼入」と称している。なお、ピン部Ｐ4 の円柱部３ａの円筒状周面、若しくはジャーナル部Ｊ5 の円柱部２ａの円筒状周面のみに焼入硬化層を形成するような焼入の仕方を「フラット焼入（平焼入）」と称している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
クランクシャフト１のジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 若しくはピン部Ｐ1 〜Ｐ4 のフィレットＲ焼入又はフラット焼入を行なうために従来より用いられている高周波焼入装置５としては、主に２通り型式のものがある。すなわち、第１の型式のものとしては、１台の薄型変成器９を使用して、ジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 若しくはピン部Ｐ1 〜Ｐ4 を１箇所ごとに順次に焼入するようにした装置がある。また、第２の型式のものとしては、ジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 若しくはピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の各々に対応した数の薄型変成器９を使用して、これらを同時に焼入するようにした装置がある。
【０００９】
しかしながら、上述の如き型式の従来の高周波焼入装置では、次のような問題点がある。すなわち、第１の型式の高周波焼入装置の場合には、１台の薄型変成器９及び１個の高周波誘導加熱装置７にてジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５ 若しくはピン部Ｐ１ 〜Ｐ４ を１箇所ごとに焼入処理する関係上、焼入工程数が多くなり、ひいてはサイクルタイム（１つのクランクシャフト１を焼入処理するのに要する時間）が長くなるという問題点がある。また、第２の型式の高周波焼入装置の場合には、薄型変成器９，薄型変成器９に電力を供給するための電源，高周波誘導加熱コイル７，及び追従ユニット６を、ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５ 若しくはピン部Ｐ１〜Ｐ４の数に相当する数だけ配設しなければならないので、設備費用が高くなるという問題点がある。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解消すべくなされたものであって、その目的は、１台の高周波変成器と複数個の高周波誘導加熱コイルとを用いてクランクシャフトの複数のジャーナル部若しくはピン部を同時に焼入することができ、これにより、設備費を低く抑えることができると共に、焼入工数を少なくできてサイクルタイムの短縮を図ることができるようなクランクシャフトの高周波焼入装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明においては、クランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部の円柱部の円筒状周面上に半開放鞍型の高周波誘導加熱コイルを載置し、前記高周波誘導加熱コイルに高周波変成器を介して高周波電力を供給すると共に、前記クランクシャフトをその中心軸を中心に回転せしめて前記高周波誘導加熱コイルを前記円柱部の円筒状周面に追従させながら前記ジャーナル部若しくはピン部を高周波誘導加熱し、しかる後に前記ジャーナル部若しくはピン部を冷却することにより前記ジャーナル部若しくはピン部の表面を焼入するようにしたクランクシャフトの高周波焼入装置において、前記高周波変成器と前記高周波誘導加熱コイルとの間に、１台の高周波変成器の出力電極にそれぞれ接続される導電性の第１及び第２のブロックとこれらの第１及び第２のブロックから絶縁された少なくとも１つの導電性の第３のブロックとを有する二次導体を配設し、前記複数個の高周波誘導加熱コイルを前記二次導体を介して互いに直列に接続することにより、１つの高周波変成器から前記複数個の高周波誘導加熱コイルに高周波電力をそれぞれ供給するように構成している。
また、本発明では、前記高周波誘導加熱コイルを前記ジャーナル部若しくはピン部に追従させるための追従ユニットに、前記複数個の高周波誘導加熱コイルを個々に取付け及び取外すことを可能ならしめる複数の着脱機構を付設するようにしている。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態においては、追従ユニットに１台の高周波変成器（例えば、薄型変成器）を取付けると共に、高周波変成器と高周波誘導加熱コイルの間に二次導体を取付け、この二次導体に複数個の高周波誘導加熱コイルを接続する。一方、高周波誘導加熱コイルの台数に対応する数の着脱機構を１台の追従ユニットに配設することにより、１台の追従ユニットに複数個の高周波誘導加熱コイルを着脱可能に取付けると共に、二次導体と複数個の高周波誘導加熱コイルとの間の相互接続を行ない得るように構成する。１台の高周波変成器の出力電極に接続される第１及び第２の伝導性のブロックとこれらから絶縁された第３のブロックとから成る二次導体に複数個の高周波誘導加熱コイルを接続してこれらの高周波誘導加熱コイルにて複数のジャーナル部若しくはピン部を同時に高周波誘導加熱することにより、１台の追従ユニットにて複数箇所のジャーナル部若しくはピン部を同時に焼入処理する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施態様について図１〜図４を参照して説明する。なお、図１〜図４において、図５〜図７と同様の部分には同一の符号若しくは関連する符号を付して重複する説明を省略する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係るクランクシャフト１の高周波焼入装置２０を示すものであって、本装置２０は、クランクシャフト１のジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 若しくはピン部Ｐ1 〜Ｐ4 をフィレットＲ焼入するためのものである。この高周波焼入装置２１は、図１に示すように、平行四辺形リンクから成る１台の追従ユニット６と、追従ユニット６のベース板８上に固定された１台の薄型変成器（高周波変成器）９と、この１台の薄型変成器９に高周波電力を供給する高周波電源（図示省略）と、追従ユニット６のベース板８に吊下状態で着脱可能に取付けられたフィレットＲ焼入用の２台の高周波誘導加熱ユニット２２ａ，２２ｂと、１台の薄型変成器９から２台の高周波誘導加熱ユニット２２ａ，２２ｂ（ひいては後述の２個の高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂ）に高周波電力をそれぞれ供給する二次導体２３と、２台の高周波誘導加熱ユニット２２ａ，２２ｂ（ひいては２個の高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂ）を前記ベース板８に個々に着脱可能に取付けるための２つの着脱機構２４ａ，２４ｂと、高周波誘導加熱ユニット２２ａ，２２ｂに焼入冷却液を供給するためのパイプ２５ａ，２５ｂとをそれぞれ備えている。
【００１５】
また、上述の高周波誘導加熱ユニット２２ａ（若しくは２２ｂ）は、図１及び図２に示すように、互いに平行状に対向配置された黄銅製の一対の側板（保持板）３０と、これら一対の側板３０の下端間に取付けられた半開放鞍型の高周波誘導加熱コイル７ａ（若しくは７ｂ）と、薄型変成器９から高周波誘導加熱コイル７に高周波電力を伝送するリード３１と、薄型変成器９とリード３１とを互いに接続するための一対の接続端子３２と、接続端子３２及びリード３１を保持するために側板３０の上端に取付けられた絶縁性材料から成るブロック３３と、被焼入体（ジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 若しくはピン部Ｐ1 〜Ｐ4 のうちの１つ）と高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂとの間の間隔を僅かな隙間で保つための複数（例えば、３個）のセラミック製又は超硬材製の接触子（チップ部材）３４と、前記側板３０の下端に取付られて高周波誘導加熱コイル７の下方位置に配置され、かつ、前記パイプ２５ａ，２５ｂを介して焼入冷却液が供給される一対の焼入冷却液噴射環３５とをそれぞれ具備している。
【００１６】
また、本実施形態において用いられる二次導体２３は、２個の高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂ（図４参照）を直列に接続するために図３に示すような形状を有しており、例えば銅材等の導電性の材料から成る３つのブロック４０，４１，４２から構成されている。すなわち、この二次導体２３は、薄型変成器９の一対の出力電極にそれぞれ接続される第１及び第２の導電性のブロック４０，４２と、これらの第１及び第２のブロック４０，４２から絶縁された導電性の１つの第３のブロック４１とから成り、各ブロック４０，４１，４２は互いに接触することなく絶縁材（図示省略）を挟んで互いに近接配置されている。なお、各ブロック４０，４１，４２の間に介在される絶縁材は、接着剤にてこれらの間に固定されるようになっている。そして、第１のブロック４０の面Ａ及び第２のブロック４２の面Ｂが薄型変成器９の一対の出力電極にそれぞれ接続され、第３のブロック４１の面Ｃ及び第２のブロック４２の面Ｄが一方の高周波誘導加熱コイル７ａに接続されると共に、ブロック４０の面Ｅ及びブロック４１の面Ｆが他方の高周波誘導加熱コイル７ｂに接続されている。
【００１７】
さらに具体的に述べると、追従ユニット６のべース板８の上部に固定された薄型変成器９の一対の出力電極に第１のブロック４０の面Ａ及び第２のブロック４１の面Ｂがボルト締めにより接続固定され、これにより第１及び第２のブロック４０，４２が互いに分離・絶縁された状態で前記ベース板８の下方位置に固定配置されている（図４参照）。そして、このように固定配置された第１及び第２のブロック４０，４２に対して図外の絶縁材を介して第３のブロック４１が近接位置に固定配置されている。かくして、第１及び第２のブロック４０，４２に対して絶縁状態で配設された第３のブロック４１の面Ｃ及びＦが、増設電極として配設され、第３のブロック４１の面Ｃと第２のブロック４２の面Ｄとにより一対の電極が構成されると共に、第１のブロック４０の面Ｅと第３のブロック４１の面Ｆとにより一対の電極が構成され、これによって薄型変成器９の一対の出力電極が、二対の電極に増設されるようになっている。
【００１８】
また、図１及び図４に示すように、追従ユニット６のベース板８に配設された着脱機構２４ａ，２４ｂの高周波誘導加熱ユニット固定アーム２６をアーム固定ピン２７に係着することにより追従ユニット６のベース板８の下部に２台の高周波誘導加熱ユニット２２ａ，２２ｂが着脱可能に取付けられ、これに伴って、一方の高周波誘導加熱ユニット２２ａの一対の接触端子３２に前記ブロック４１，４２の面Ｃ，Ｄが接続されると共に、他方の高周波誘導加熱ユニット２２ｂの一対の接触端子３２に前記ブロック４０及び４１の面Ｅ及びＦが接続されるようになっている。なお、アーム固定ピン２７をＭ方向に倒し、高周波誘導加熱ユニット固定アーム２６をＮ方向に下げ、高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂをＳ方向に引き出すことにより、高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂを追従ユニット６から取外すことができる構造となっている。
【００１９】
次に、このような構成の高周波焼入装置２１を用いて、例えばクランクシャフト１のジャーナル部Ｊ2 ，及びＪ4 を同時に高周波焼入（フィレットＲ焼入）する際の操作並びに作用について述べると、以下の通りである。まず、焼入対象のクランクシャフト１を図外の支持機構により水平状態で支持し、ジャーナル部Ｊ2 ，及びＪ4 の円柱部２ａの上に高周波誘導加熱ユニット２２ａ，２２ｂの３つの接触子３４を介して高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂを載置する（図２参照）。これにより、高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂをジャーナル部Ｊ2 ，及びＪ4 の円柱部２ａの円筒状周面に対して所定の隙間を隔てた位置に配置する。次いで、クランクシャフト１をその中心軸Ｘを中心に回転駆動させると共に、図外の高周波電源から薄型変成器９に高周波電力を供給して高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂへの通電を開始する。これに伴い、高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂが追従ユニット６の機能によりジャーナル部Ｊ2 ，Ｊ4 に追従されると共に、この状態の下で高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂによるジャーナル部Ｊ2 ，Ｊ4 の高周波誘導加熱が開始される。
【００２０】
この場合、高周波電源からの給電を開始すると、高周波電源から薄型変成器９，二次導体２３，接触端子３２，及びリード３１を順次に介して高周波電流が高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂに流される。ここで、高周波電流の流れ方向について説明すると、或る瞬間には、薄型変成器９の一方の出力端子，二次導体２３の第１のブロック４０の面Ａと面Ｅとの間（Ａ−Ｅ間）、二次導体２３の第１のブロック４０の面Ｅと第３のブロック４１の面Ｆとの間に接続された一方の高周波誘導加熱コイル７ｂ（Ｅ−Ｆ間）、二次導体２３の第３のブロック４１の面Ｆと面Ｃとの間（Ｆ−Ｃ間）、二次導体２３の第３のブロック４１の面Ｃと第２のブロック４２の面Ｄとの間に接続された他方の高周波誘導加熱コイル７ｂ（Ｃ−Ｄ間），二次導体２３の第２のブロック４２も面Ｄと面Ｂとの間（Ｄ−Ｂ間），及び薄型変成器９の他方の出力端子へと順次に流れる。そして、次の瞬間には、これとは全く逆の経路に沿って高周波電流が流れる。従って、高周波電流は、１台の薄型変成器から二次導体２３を通り２台の高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂにシリーズに流れ、これによりジャーナル部Ｊ２，Ｊ４ が所要の焼入温度に高周波誘導加熱する。
【００２１】
しかる後に、高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂへの通電を停止し、パイプ２５ａ，２５ｂを介して供給される焼入冷却液を焼入冷却液噴射環３５から適当なタイミングで加熱状態のジャーナル部Ｊ2 ，Ｊ4 に向けて同時に噴射することにより、ジャーナル部Ｊ2 ，Ｊ4 を急速冷却する。そして、以上のような一連の操作により焼入処理を完了する。
【００２２】
このように構成した本実施形態の高周波焼入装置２１によれば、３つのブロック４０，４１，４２から成る二次導体２３によって１台の薄型変成器９の一対の出力電極を二対の電極に増やして２台の高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂを含む直列の高周波回路を構成するようにしているので、１台の薄型変成器９から２台の高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂに高周波電流を供給することができ、これら２台の高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂによりクランクシャフト１の２つのジャーナル部Ｊ2 ，Ｊ4 を同時に高周波誘導加熱して焼入処理することができる。従って、ジャーナル部Ｊ2 ，Ｊ4 の２箇所同時の焼入れが可能となり、従来のように１箇所毎にジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 の焼入を行なうようにした場合に比べて、全ジャーナル部の焼入処理工程の作業工程数を減らすことができ、サイクルタイムを短縮することが可能となる。また、追従ユニット６をジャーナル部の数に相当する個数だけ配置する必要がなくなるため、追従ユニット６の個数の削減が可能となって設備費の低減を図ることが可能となる。
【００２３】
以下に、本発明の具体的な実施例を示す。
実施例
（１） ワーク ： ４気筒クランクシャフト
（ａ） 材質Ｓ４５Ｃ
（ｂ） ジャーナル部の直径 ： ４２ｍｍ
（ｃ） ジャーナル部の幅 ： １８ｍｍ
（２） 高周波誘導加熱条件（ジャーナル部Ｊ2 及びＪ4 を同時加熱）
（ａ） 周波数 ： ２０ｋＨz
（ｂ） 出力 ： ９７ｋＷ
（ｃ） 加熱時間： １２ｓeｃ
（ｄ） 回転数 ： ６０ｒｐｍ
（３） 冷却条件
（ａ） 冷却液 ： ユーコンクェンチャントＡ（８％）
（ｂ） 液温 ： ３０℃
（ｃ） 流量 ： 各ジャーナル部 ５０Ｌ/ｍｉｎ
（ｄ） 冷却時間： １６ｓｅｃ
【００２４】
上記加熱条件によりクランクシャフト１のジャーナル部Ｊ２及びＪ４ を同時にフィレットＲ焼入して焼入後における品質を調べたところ、次のような結果が得られた。まず、表面硬度は、ジャーナル部Ｊ２でＨｖ７３０、ジャーナル部Ｊ４でＨｖ７３５であり、要求値のＨｖ６８０以上を満たしていることが確認された。また、フィレットＲ焼入部の硬化層深さは、ジャーナル部Ｊ２で１.８ｍｍ、ジャーナル部Ｊ４で１.７ｍｍであり、要求値の１.０ｍｍ以上を満足していることが確認された。なお、熱処理品質においては、表面硬度に関しての±Ｈｖ１０、及び、硬化層深さに関しての±０．１ｍｍは、通常、誤差範囲であることから、ジャーナル部Ｊ２ における焼入品質とジャーナル部Ｊ４ における焼入品質とは、同程度であると言える。
【００２５】
以上、本発明の一実施形態につき述べたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能である。例えば、既述の実施形態では、二次導体２３を３つのブロック４０，４１，４２にて構成して１台の薄型変成器９の一対の出力電極を二対の電極に増やすようにしているが、第３のブロック４１の数を２個以上に増やして３対以上の電極を設け、これらの電極に３個以上の高周波誘導加熱コイルを接続し、３箇所以上のジャーナル部若しくはピン部を同時に焼入処理することも可能である。また、二次導体２３の各ブロック４０，４１，４２の長さ及び方向を適宜に変えることで、薄型変成器９と高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂの配列及び方向を変えることが可能である。
【００２６】
また、既述の実施形態では、４気筒クランクシャフト１を被焼入体（ワーク）としたが、本発明は、４気筒クランクシャフト１以外の多気筒クランクシャフト（例えば、８気筒クランクシャフト等）の高周波焼入にも適用可能である。また、フラットＲ焼入の場合に限らず、フラット焼入の場合も本発明に係る高周波焼入装置を適用できることは言う迄もない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、高周波変成器と高周波誘導加熱コイルとの間に、１台の高周波変成器の出力電極にそれぞれ接続される導電性の第１及び第２のブロックとこれらの第１及び第２のブロックから絶縁された少なくとも１つの導電性の第３のブロックとを有する二次導体を配設し、前記複数個の高周波誘導加熱コイルを前記二次導体を介して互いに直列に接続することにより、１つの高周波変成器から複数個の高周波誘導加熱コイルに高周波電力をそれぞれ供給するように構成したものであるから、１台の追従ユニットに取付けられた１台の高周波変成器から複数個の高周波誘導加熱コイルに給電することができ、１台の高周波変成器を使用して複数個の高周波誘導加熱コイルにて複数（高周波誘導加熱コイルと同数）のジャーナル部若しくはピン部を同時に高周波誘導加熱して焼入処理することができる。
【００２８】
そのため、クランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部を高周波焼入する装置の設備費を低減することが可能となる上に、焼入処理の工程数を少なくすることができ、ひいてはサイクルタイムを短縮することができる。
【００２９】
また、本発明は、高周波誘導加熱コイルをジャーナル部若しくはピン部に追従させるための追従ユニットに、複数個の高周波誘導加熱コイルを個々に取付け及び取外すことを可能ならしめる複数の着脱機構を付設したものであるから、１台の変成器が取付けられた１台の追従ユニットにおいて、焼入対象の複数のジャーナル部若しくはピン部にそれぞれ相対的に対応する複数箇所に複数個の高周波誘導加熱コイルを配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るクランクシャフトの高周波焼入装置を示す側面図である。
【図２】図１の高周波焼入装置に用いられる高周波誘導加熱ユニットの側面図である。
【図３】図１の高周波焼入装置に用いられる二次導体を示す斜視図である。
【図４】二次導体に２つの高周波誘導加熱コイルが接続されている状態を示す正面図である。
【図５】４気筒クランクシャフトを示す正面図である。
【図６】クランクシャフトのジャーナル部及びピン部にそれぞれ形成される焼入硬化層を示す断面図である。
【図７】従来のクランクシャフトの高周波焼入装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１ ４気筒クランクシャフト
７，７ａ，７ｂ 高周波誘導加熱コイル
９ 薄型変成器（高周波変成器）
２１ 高周波焼入装置
２２ａ，２２ｂ 高周波誘導加熱ユニット
２３ 二次導体
２４ａ，２４ｂ 着脱機構
２６ 高周波誘導加熱ユニット固定アーム
２７ アーム固定ピン
３５ 冷却液噴射環
４０ 第１のブロック
４１ 第３のブロック
４２ 第２のブロック
Ｊ1 〜Ｊ5 ジャーナル部
Ｐ1 〜Ｐ4 ピン部
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガソリンエンジン或いはディーゼルエンジン用のクランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部を高周波焼入する高周波焼入装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は、４気筒ガソリンエンジン又はディーゼルエンジン用のクランクシャフト１を示すものである。このクランクシャフト１は、鍛造加工による一体成形品であって、クランクシャフト１の中心軸Ｘに沿って配列されたジャーナル部Ｊ1 ，Ｊ2 ，Ｊ3 ，Ｊ4 ，Ｊ5 と、これらのジャーナル部に連設されたカウンタウェイト部ＣＷ1 ，ＣＷ2 ，ＣＷ3 ，ＣＷ4 ，ＣＷ5 ，ＣＷ6 ，ＣＷ7 ，ＣＷ8 と、互いに対向配置された一対のカウンタウェイト部の間にそれぞれ架設されたピン部Ｐ1 ，Ｐ2 ，Ｐ3 ，Ｐ4 とをそれぞれ有している。また、前記中心軸Ｘに沿った方向における両側箇所の一対のピン部Ｐ1 ，Ｐ4 が互いに同一の軸線Ｙ1 を有すると共に、前記中心軸Ｘに沿った方向における中間箇所の一対のピン部Ｐ2 ，Ｐ3 が互いに同一の軸線Ｙ2 を有している。なお、これらの軸線Ｙ1 ，Ｙ2 はジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 の中心軸（クランクシャフト１の中心軸Ｘと一致）から等しい距離だけオフセットされ、ピン部Ｐ1 ，Ｐ4 とピン部Ｐ2 ，Ｐ3 とは位相が互いに１８０度ずれて配置されている。
【０００３】
ここで、上述のジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 及びピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の形状につき、ジャーナル部Ｊ5 及びピン部Ｐ4 を例にとって説明すると、次の通りである。すなわち、ジャーナル部Ｊ5 は、図６に示すように、円柱部２ａと、この円柱部２ａに続くフィレットＲ部（隅部）２ｂと、このフィレットＲ部２ｂに続き、かつ、クランクシャフト１の中心軸Ｘに対して直角に形成されたフィレット部（スラスト部）２ｃとから成っている。また、ピン部Ｐ4 は、図６に示すように、円柱部３ａと、この円柱部３ａに続くフィレットＲ部（隅部）３ｂと、このフィレットＲ部３ｂに続き、かつ、クランクシャフト１の中心軸Ｘに対して直角に形成されたフィレット部（スラスト部）３ｃとから成っている。
【０００４】
図７は、このようなクランクシャフト１のジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 若しくはピン部Ｐ1 〜Ｐ4 を焼入処理するために従来より用いられている高周波焼入装置５を示している。この高周波焼入装置５は、平行四辺形リンクから成る追従ユニット６と、この追従ユニット６に吊下状態で着脱可能に取付けられた半開放鞍型の高周波誘導加熱コイル７と、追従ユニット６の下辺を構成するベース板８上に固定された薄型変成器９と、この薄型変成器９から所要の高周波電流を上述の高周波誘導加熱コイル７に出力する出力電極（導体）１０とをそれぞれ具備している。なお、従来では、１台の追従ユニット６に１台の薄型変成器９を取付けると共に、この１台の薄型変成器９に１台の高周波誘導加熱コイル７を取付けるようにしている。
【０００５】
かくして、前記ジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 を高周波焼入するに際しては、各々のジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 の円柱部２ａの円筒状周面の上半分部分に半開放鞍型の高周波誘導加熱コイル７を僅かな隙間をもって跨いだ状態で載置し、次いで図外の回転駆動機構によりクランクシャフト１をその中心軸Ｘを中心に回転駆動させた状態の下で前記ジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 の回動に応じて高周波誘導加熱コイルを前記ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 に追従させながら高周波誘導加熱し、その後に急速冷却を行なうようにしている。
【０００６】
また、クランクシャフト１のピン部Ｐ1 〜Ｐ4 を焼入処理する場合も、高周波焼入装置５と同様の構成の装置を用いて、上記と同様の焼入操作を行うようにしている。
【０００７】
図６において、α及びβはジャーナル部Ｊ5 及びピン部Ｐ4 に形成される焼入硬化層を示している。なお、焼入硬化層αは、ジャーナル部Ｊ5 の円柱部２ａ，フィレットＲ部２ｂ及びフィレット部２ｃの連続領域をそれぞれ高周波誘導加熱した後に冷却させることにより得られる焼入硬化層であり、焼入硬化層βは、ピン部Ｐ4 の円柱部３ａ，フィレットＲ部３ｂ及びフィレット部３ｃの連続領域をそれぞれ高周波誘導加熱した後に冷却させることにより得られる焼入硬化層である。このような焼入の仕方を「フィレットＲ焼入」と称している。なお、ピン部Ｐ4 の円柱部３ａの円筒状周面、若しくはジャーナル部Ｊ5 の円柱部２ａの円筒状周面のみに焼入硬化層を形成するような焼入の仕方を「フラット焼入（平焼入）」と称している。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
クランクシャフト１のジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 若しくはピン部Ｐ1 〜Ｐ4 のフィレットＲ焼入又はフラット焼入を行なうために従来より用いられている高周波焼入装置５としては、主に２通り型式のものがある。すなわち、第１の型式のものとしては、１台の薄型変成器９を使用して、ジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 若しくはピン部Ｐ1 〜Ｐ4 を１箇所ごとに順次に焼入するようにした装置がある。また、第２の型式のものとしては、ジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 若しくはピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の各々に対応した数の薄型変成器９を使用して、これらを同時に焼入するようにした装置がある。
【０００９】
しかしながら、上述の如き型式の従来の高周波焼入装置では、次のような問題点がある。すなわち、第１の型式の高周波焼入装置の場合には、１台の薄型変成器９及び１個の高周波誘導加熱装置７にてジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５ 若しくはピン部Ｐ１ 〜Ｐ４ を１箇所ごとに焼入処理する関係上、焼入工程数が多くなり、ひいてはサイクルタイム（１つのクランクシャフト１を焼入処理するのに要する時間）が長くなるという問題点がある。また、第２の型式の高周波焼入装置の場合には、薄型変成器９，薄型変成器９に電力を供給するための電源，高周波誘導加熱コイル７，及び追従ユニット６を、ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５ 若しくはピン部Ｐ１〜Ｐ４の数に相当する数だけ配設しなければならないので、設備費用が高くなるという問題点がある。
【００１０】
本発明は、このような問題点を解消すべくなされたものであって、その目的は、１台の高周波変成器と複数個の高周波誘導加熱コイルとを用いてクランクシャフトの複数のジャーナル部若しくはピン部を同時に焼入することができ、これにより、設備費を低く抑えることができると共に、焼入工数を少なくできてサイクルタイムの短縮を図ることができるようなクランクシャフトの高周波焼入装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明においては、クランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部の円柱部の円筒状周面上に半開放鞍型の高周波誘導加熱コイルを載置し、前記高周波誘導加熱コイルに高周波変成器を介して高周波電力を供給すると共に、前記クランクシャフトをその中心軸を中心に回転せしめて前記高周波誘導加熱コイルを前記円柱部の円筒状周面に追従させながら前記ジャーナル部若しくはピン部を高周波誘導加熱し、しかる後に前記ジャーナル部若しくはピン部を冷却することにより前記ジャーナル部若しくはピン部の表面を焼入するようにしたクランクシャフトの高周波焼入装置において、前記高周波変成器と前記高周波誘導加熱コイルとの間に、１台の高周波変成器の出力電極にそれぞれ接続される導電性の第１及び第２のブロックとこれらの第１及び第２のブロックから絶縁された少なくとも１つの導電性の第３のブロックとを有する二次導体を配設し、前記複数個の高周波誘導加熱コイルを前記二次導体を介して互いに直列に接続することにより、１つの高周波変成器から前記複数個の高周波誘導加熱コイルに高周波電力をそれぞれ供給するように構成している。
また、本発明では、前記高周波誘導加熱コイルを前記ジャーナル部若しくはピン部に追従させるための追従ユニットに、前記複数個の高周波誘導加熱コイルを個々に取付け及び取外すことを可能ならしめる複数の着脱機構を付設するようにしている。
【００１２】
本発明の好ましい実施形態においては、追従ユニットに１台の高周波変成器（例えば、薄型変成器）を取付けると共に、高周波変成器と高周波誘導加熱コイルの間に二次導体を取付け、この二次導体に複数個の高周波誘導加熱コイルを接続する。一方、高周波誘導加熱コイルの台数に対応する数の着脱機構を１台の追従ユニットに配設することにより、１台の追従ユニットに複数個の高周波誘導加熱コイルを着脱可能に取付けると共に、二次導体と複数個の高周波誘導加熱コイルとの間の相互接続を行ない得るように構成する。１台の高周波変成器の出力電極に接続される第１及び第２の伝導性のブロックとこれらから絶縁された第３のブロックとから成る二次導体に複数個の高周波誘導加熱コイルを接続してこれらの高周波誘導加熱コイルにて複数のジャーナル部若しくはピン部を同時に高周波誘導加熱することにより、１台の追従ユニットにて複数箇所のジャーナル部若しくはピン部を同時に焼入処理する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施態様について図１〜図４を参照して説明する。なお、図１〜図４において、図５〜図７と同様の部分には同一の符号若しくは関連する符号を付して重複する説明を省略する。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態に係るクランクシャフト１の高周波焼入装置２０を示すものであって、本装置２０は、クランクシャフト１のジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 若しくはピン部Ｐ1 〜Ｐ4 をフィレットＲ焼入するためのものである。この高周波焼入装置２１は、図１に示すように、平行四辺形リンクから成る１台の追従ユニット６と、追従ユニット６のベース板８上に固定された１台の薄型変成器（高周波変成器）９と、この１台の薄型変成器９に高周波電力を供給する高周波電源（図示省略）と、追従ユニット６のベース板８に吊下状態で着脱可能に取付けられたフィレットＲ焼入用の２台の高周波誘導加熱ユニット２２ａ，２２ｂと、１台の薄型変成器９から２台の高周波誘導加熱ユニット２２ａ，２２ｂ（ひいては後述の２個の高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂ）に高周波電力をそれぞれ供給する二次導体２３と、２台の高周波誘導加熱ユニット２２ａ，２２ｂ（ひいては２個の高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂ）を前記ベース板８に個々に着脱可能に取付けるための２つの着脱機構２４ａ，２４ｂと、高周波誘導加熱ユニット２２ａ，２２ｂに焼入冷却液を供給するためのパイプ２５ａ，２５ｂとをそれぞれ備えている。
【００１５】
また、上述の高周波誘導加熱ユニット２２ａ（若しくは２２ｂ）は、図１及び図２に示すように、互いに平行状に対向配置された黄銅製の一対の側板（保持板）３０と、これら一対の側板３０の下端間に取付けられた半開放鞍型の高周波誘導加熱コイル７ａ（若しくは７ｂ）と、薄型変成器９から高周波誘導加熱コイル７に高周波電力を伝送するリード３１と、薄型変成器９とリード３１とを互いに接続するための一対の接続端子３２と、接続端子３２及びリード３１を保持するために側板３０の上端に取付けられた絶縁性材料から成るブロック３３と、被焼入体（ジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 若しくはピン部Ｐ1 〜Ｐ4 のうちの１つ）と高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂとの間の間隔を僅かな隙間で保つための複数（例えば、３個）のセラミック製又は超硬材製の接触子（チップ部材）３４と、前記側板３０の下端に取付られて高周波誘導加熱コイル７の下方位置に配置され、かつ、前記パイプ２５ａ，２５ｂを介して焼入冷却液が供給される一対の焼入冷却液噴射環３５とをそれぞれ具備している。
【００１６】
また、本実施形態において用いられる二次導体２３は、２個の高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂ（図４参照）を直列に接続するために図３に示すような形状を有しており、例えば銅材等の導電性の材料から成る３つのブロック４０，４１，４２から構成されている。すなわち、この二次導体２３は、薄型変成器９の一対の出力電極にそれぞれ接続される第１及び第２の導電性のブロック４０，４２と、これらの第１及び第２のブロック４０，４２から絶縁された導電性の１つの第３のブロック４１とから成り、各ブロック４０，４１，４２は互いに接触することなく絶縁材（図示省略）を挟んで互いに近接配置されている。なお、各ブロック４０，４１，４２の間に介在される絶縁材は、接着剤にてこれらの間に固定されるようになっている。そして、第１のブロック４０の面Ａ及び第２のブロック４２の面Ｂが薄型変成器９の一対の出力電極にそれぞれ接続され、第３のブロック４１の面Ｃ及び第２のブロック４２の面Ｄが一方の高周波誘導加熱コイル７ａに接続されると共に、ブロック４０の面Ｅ及びブロック４１の面Ｆが他方の高周波誘導加熱コイル７ｂに接続されている。
【００１７】
さらに具体的に述べると、追従ユニット６のべース板８の上部に固定された薄型変成器９の一対の出力電極に第１のブロック４０の面Ａ及び第２のブロック４１の面Ｂがボルト締めにより接続固定され、これにより第１及び第２のブロック４０，４２が互いに分離・絶縁された状態で前記ベース板８の下方位置に固定配置されている（図４参照）。そして、このように固定配置された第１及び第２のブロック４０，４２に対して図外の絶縁材を介して第３のブロック４１が近接位置に固定配置されている。かくして、第１及び第２のブロック４０，４２に対して絶縁状態で配設された第３のブロック４１の面Ｃ及びＦが、増設電極として配設され、第３のブロック４１の面Ｃと第２のブロック４２の面Ｄとにより一対の電極が構成されると共に、第１のブロック４０の面Ｅと第３のブロック４１の面Ｆとにより一対の電極が構成され、これによって薄型変成器９の一対の出力電極が、二対の電極に増設されるようになっている。
【００１８】
また、図１及び図４に示すように、追従ユニット６のベース板８に配設された着脱機構２４ａ，２４ｂの高周波誘導加熱ユニット固定アーム２６をアーム固定ピン２７に係着することにより追従ユニット６のベース板８の下部に２台の高周波誘導加熱ユニット２２ａ，２２ｂが着脱可能に取付けられ、これに伴って、一方の高周波誘導加熱ユニット２２ａの一対の接触端子３２に前記ブロック４１，４２の面Ｃ，Ｄが接続されると共に、他方の高周波誘導加熱ユニット２２ｂの一対の接触端子３２に前記ブロック４０及び４１の面Ｅ及びＦが接続されるようになっている。なお、アーム固定ピン２７をＭ方向に倒し、高周波誘導加熱ユニット固定アーム２６をＮ方向に下げ、高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂをＳ方向に引き出すことにより、高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂを追従ユニット６から取外すことができる構造となっている。
【００１９】
次に、このような構成の高周波焼入装置２１を用いて、例えばクランクシャフト１のジャーナル部Ｊ2 ，及びＪ4 を同時に高周波焼入（フィレットＲ焼入）する際の操作並びに作用について述べると、以下の通りである。まず、焼入対象のクランクシャフト１を図外の支持機構により水平状態で支持し、ジャーナル部Ｊ2 ，及びＪ4 の円柱部２ａの上に高周波誘導加熱ユニット２２ａ，２２ｂの３つの接触子３４を介して高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂを載置する（図２参照）。これにより、高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂをジャーナル部Ｊ2 ，及びＪ4 の円柱部２ａの円筒状周面に対して所定の隙間を隔てた位置に配置する。次いで、クランクシャフト１をその中心軸Ｘを中心に回転駆動させると共に、図外の高周波電源から薄型変成器９に高周波電力を供給して高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂへの通電を開始する。これに伴い、高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂが追従ユニット６の機能によりジャーナル部Ｊ2 ，Ｊ4 に追従されると共に、この状態の下で高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂによるジャーナル部Ｊ2 ，Ｊ4 の高周波誘導加熱が開始される。
【００２０】
この場合、高周波電源からの給電を開始すると、高周波電源から薄型変成器９，二次導体２３，接触端子３２，及びリード３１を順次に介して高周波電流が高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂに流される。ここで、高周波電流の流れ方向について説明すると、或る瞬間には、薄型変成器９の一方の出力端子，二次導体２３の第１のブロック４０の面Ａと面Ｅとの間（Ａ−Ｅ間）、二次導体２３の第１のブロック４０の面Ｅと第３のブロック４１の面Ｆとの間に接続された一方の高周波誘導加熱コイル７ｂ（Ｅ−Ｆ間）、二次導体２３の第３のブロック４１の面Ｆと面Ｃとの間（Ｆ−Ｃ間）、二次導体２３の第３のブロック４１の面Ｃと第２のブロック４２の面Ｄとの間に接続された他方の高周波誘導加熱コイル７ｂ（Ｃ−Ｄ間），二次導体２３の第２のブロック４２も面Ｄと面Ｂとの間（Ｄ−Ｂ間），及び薄型変成器９の他方の出力端子へと順次に流れる。そして、次の瞬間には、これとは全く逆の経路に沿って高周波電流が流れる。従って、高周波電流は、１台の薄型変成器から二次導体２３を通り２台の高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂにシリーズに流れ、これによりジャーナル部Ｊ２，Ｊ４ が所要の焼入温度に高周波誘導加熱する。
【００２１】
しかる後に、高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂへの通電を停止し、パイプ２５ａ，２５ｂを介して供給される焼入冷却液を焼入冷却液噴射環３５から適当なタイミングで加熱状態のジャーナル部Ｊ2 ，Ｊ4 に向けて同時に噴射することにより、ジャーナル部Ｊ2 ，Ｊ4 を急速冷却する。そして、以上のような一連の操作により焼入処理を完了する。
【００２２】
このように構成した本実施形態の高周波焼入装置２１によれば、３つのブロック４０，４１，４２から成る二次導体２３によって１台の薄型変成器９の一対の出力電極を二対の電極に増やして２台の高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂを含む直列の高周波回路を構成するようにしているので、１台の薄型変成器９から２台の高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂに高周波電流を供給することができ、これら２台の高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂによりクランクシャフト１の２つのジャーナル部Ｊ2 ，Ｊ4 を同時に高周波誘導加熱して焼入処理することができる。従って、ジャーナル部Ｊ2 ，Ｊ4 の２箇所同時の焼入れが可能となり、従来のように１箇所毎にジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 の焼入を行なうようにした場合に比べて、全ジャーナル部の焼入処理工程の作業工程数を減らすことができ、サイクルタイムを短縮することが可能となる。また、追従ユニット６をジャーナル部の数に相当する個数だけ配置する必要がなくなるため、追従ユニット６の個数の削減が可能となって設備費の低減を図ることが可能となる。
【００２３】
以下に、本発明の具体的な実施例を示す。
実施例
（１） ワーク ： ４気筒クランクシャフト
（ａ） 材質Ｓ４５Ｃ
（ｂ） ジャーナル部の直径 ： ４２ｍｍ
（ｃ） ジャーナル部の幅 ： １８ｍｍ
（２） 高周波誘導加熱条件（ジャーナル部Ｊ2 及びＪ4 を同時加熱）
（ａ） 周波数 ： ２０ｋＨz
（ｂ） 出力 ： ９７ｋＷ
（ｃ） 加熱時間： １２ｓeｃ
（ｄ） 回転数 ： ６０ｒｐｍ
（３） 冷却条件
（ａ） 冷却液 ： ユーコンクェンチャントＡ（８％）
（ｂ） 液温 ： ３０℃
（ｃ） 流量 ： 各ジャーナル部 ５０Ｌ/ｍｉｎ
（ｄ） 冷却時間： １６ｓｅｃ
【００２４】
上記加熱条件によりクランクシャフト１のジャーナル部Ｊ２及びＪ４ を同時にフィレットＲ焼入して焼入後における品質を調べたところ、次のような結果が得られた。まず、表面硬度は、ジャーナル部Ｊ２でＨｖ７３０、ジャーナル部Ｊ４でＨｖ７３５であり、要求値のＨｖ６８０以上を満たしていることが確認された。また、フィレットＲ焼入部の硬化層深さは、ジャーナル部Ｊ２で１.８ｍｍ、ジャーナル部Ｊ４で１.７ｍｍであり、要求値の１.０ｍｍ以上を満足していることが確認された。なお、熱処理品質においては、表面硬度に関しての±Ｈｖ１０、及び、硬化層深さに関しての±０．１ｍｍは、通常、誤差範囲であることから、ジャーナル部Ｊ２ における焼入品質とジャーナル部Ｊ４ における焼入品質とは、同程度であると言える。
【００２５】
以上、本発明の一実施形態につき述べたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変更が可能である。例えば、既述の実施形態では、二次導体２３を３つのブロック４０，４１，４２にて構成して１台の薄型変成器９の一対の出力電極を二対の電極に増やすようにしているが、第３のブロック４１の数を２個以上に増やして３対以上の電極を設け、これらの電極に３個以上の高周波誘導加熱コイルを接続し、３箇所以上のジャーナル部若しくはピン部を同時に焼入処理することも可能である。また、二次導体２３の各ブロック４０，４１，４２の長さ及び方向を適宜に変えることで、薄型変成器９と高周波誘導加熱コイル７ａ，７ｂの配列及び方向を変えることが可能である。
【００２６】
また、既述の実施形態では、４気筒クランクシャフト１を被焼入体（ワーク）としたが、本発明は、４気筒クランクシャフト１以外の多気筒クランクシャフト（例えば、８気筒クランクシャフト等）の高周波焼入にも適用可能である。また、フラットＲ焼入の場合に限らず、フラット焼入の場合も本発明に係る高周波焼入装置を適用できることは言う迄もない。
【００２７】
【発明の効果】
本発明は、高周波変成器と高周波誘導加熱コイルとの間に、１台の高周波変成器の出力電極にそれぞれ接続される導電性の第１及び第２のブロックとこれらの第１及び第２のブロックから絶縁された少なくとも１つの導電性の第３のブロックとを有する二次導体を配設し、前記複数個の高周波誘導加熱コイルを前記二次導体を介して互いに直列に接続することにより、１つの高周波変成器から複数個の高周波誘導加熱コイルに高周波電力をそれぞれ供給するように構成したものであるから、１台の追従ユニットに取付けられた１台の高周波変成器から複数個の高周波誘導加熱コイルに給電することができ、１台の高周波変成器を使用して複数個の高周波誘導加熱コイルにて複数（高周波誘導加熱コイルと同数）のジャーナル部若しくはピン部を同時に高周波誘導加熱して焼入処理することができる。
【００２８】
そのため、クランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部を高周波焼入する装置の設備費を低減することが可能となる上に、焼入処理の工程数を少なくすることができ、ひいてはサイクルタイムを短縮することができる。
【００２９】
また、本発明は、高周波誘導加熱コイルをジャーナル部若しくはピン部に追従させるための追従ユニットに、複数個の高周波誘導加熱コイルを個々に取付け及び取外すことを可能ならしめる複数の着脱機構を付設したものであるから、１台の変成器が取付けられた１台の追従ユニットにおいて、焼入対象の複数のジャーナル部若しくはピン部にそれぞれ相対的に対応する複数箇所に複数個の高周波誘導加熱コイルを配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るクランクシャフトの高周波焼入装置を示す側面図である。
【図２】図１の高周波焼入装置に用いられる高周波誘導加熱ユニットの側面図である。
【図３】図１の高周波焼入装置に用いられる二次導体を示す斜視図である。
【図４】二次導体に２つの高周波誘導加熱コイルが接続されている状態を示す正面図である。
【図５】４気筒クランクシャフトを示す正面図である。
【図６】クランクシャフトのジャーナル部及びピン部にそれぞれ形成される焼入硬化層を示す断面図である。
【図７】従来のクランクシャフトの高周波焼入装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１ ４気筒クランクシャフト
７，７ａ，７ｂ 高周波誘導加熱コイル
９ 薄型変成器（高周波変成器）
２１ 高周波焼入装置
２２ａ，２２ｂ 高周波誘導加熱ユニット
２３ 二次導体
２４ａ，２４ｂ 着脱機構
２６ 高周波誘導加熱ユニット固定アーム
２７ アーム固定ピン
３５ 冷却液噴射環
４０ 第１のブロック
４１ 第３のブロック
４２ 第２のブロック
Ｊ1 〜Ｊ5 ジャーナル部
Ｐ1 〜Ｐ4 ピン部
Claims (2)
- クランクシャフトのジャーナル部若しくはピン部の円柱部の円筒状周面上に半開放鞍型の高周波誘導加熱コイルを載置し、前記高周波誘導加熱コイルに高周波変成器を介して高周波電力を供給すると共に、前記クランクシャフトをその中心軸を中心に回転せしめて前記高周波誘導加熱コイルを前記円柱部の円筒状周面に追従させながら前記ジャーナル部若しくはピン部を高周波誘導加熱し、しかる後に前記ジャーナル部若しくはピン部を冷却することにより前記ジャーナル部若しくはピン部の表面を焼入するようにしたクランクシャフトの高周波焼入装置において、前記高周波変成器と前記高周波誘導加熱コイルとの間に、１台の高周波変成器の出力電極にそれぞれ接続される導電性の第１及び第２のブロックとこれらの第１及び第２のブロックから絶縁された少なくとも１つの導電性の第３のブロックとを有する二次導体を配設し、前記複数個の高周波誘導加熱コイルを前記二次導体を介して互いに直列に接続することにより、１つの高周波変成器から前記複数個の高周波誘導加熱コイルに高周波電力をそれぞれ供給するように構成したことを特徴とするクランクシャフトの高周波焼入装置。
- 前記高周波誘導加熱コイルを前記ジャーナル部若しくはピン部に追従させるための追従ユニットに、前記複数個の高周波誘導加熱コイルを個々に取付け及び取外すことを可能ならしめる複数の着脱機構を付設したことを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフトの高周波焼入装置。
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