JPH0587565B2

JPH0587565B2 -

Info

Publication number: JPH0587565B2
Application number: JP2023270A
Authority: JP
Inventors: Hyoshi Watanabe; Masayuki Kashiwabara; Tatsumi Nakamura; Noboru Tsukamoto
Original assignee: Fuji Electronics Industry Co Ltd
Current assignee: Fuji Electronics Industry Co Ltd
Priority date: 1990-01-31
Filing date: 1990-01-31
Publication date: 1993-12-17
Also published as: JPH03226524A

Description

【発明の詳細な説明】＜産業上の利用分野＞本発明は、クランクシヤフトの両端のジヤーナ
ルと両端のピンを高周波焼入れ・焼戻しする方法
に関する。

＜従来の技術＞まず、クランクシヤフトの一例を説明する。第
３図に示すように、クランクシヤフト１は、５個
のジヤーナルJ₁〜J₅と、ジヤーナルJ₁に接合され
た軸端部材Ｇと、軸端部材Ｇの先端部分G₁と、
ジヤーナルJ₅に接合されたフランジＦと、４個の
ピンP₁〜P₄と、８個のカウンターウエイトC₁〜
C₈とを具備している。そして、このクランクシ
ヤフト１では、ジヤーナルとピンとがカウンター
ウエイトを介して交互に配置されている。なお、
２はクランクシヤフト１の両端面の中心間を結ぶ
直線であつて、クランクシヤフト１の回転軸であ
る。

なお、各ピンとジヤーナルは、円柱部分、Ｒ部
分およびフイレツト部分を有している。これをピ
ンP₄を例にとつて第４図にて説明すると、ピン
P₄は、円柱部分９１と、円柱部分９１に続くＲ
部分９２と、Ｒ部分９２に続き円柱部分９１と直
角方向に形成されたフイレツト部分９３とを備え
ている。９４は、ピンP₄の両側のカウンターウ
エイトC₇とC₈の近辺に設けられた溝であり、他
のピンP₂，P₃およP₄にも設けられている。また、
９５はジヤーナルJ₅のカウンターウエイトC₈近辺
に設けられた溝であつてジヤーナルJ₁にも同様に
設けられている。９６はピンP₄にＲ焼入れされ
て形成された硬化層であり、ピンP₁にも同様に
形成される。また、９７はジヤーナルJ₅に片Ｒ焼
入れされて形成された硬化層であり、ジヤーナル
J₁にも同様に形成される。

クランクシヤフトの両端のジヤーナルJ₁，J₅の
みにＲ焼入れと焼戻しを、また、両端のピンP₁，
P₄のみにＲ焼入れと焼戻しを行うことが要求さ
れた場合には、これらの焼入れと焼戻しは以下の
ように行われていた。即ち、クランクシヤフトの
両端のジヤーナルJ₁，J₅と両端のピンP₁，P₄と
を、高周波加熱コイル（以下単に加熱コイルと記
す）を備えた高周波焼入装置によつてそれぞれＲ
焼入れ後、クランクシヤフトを高周波焼入装置と
は別体の焼戻し炉に入れて両端のジヤーナルJ₁，
J₅と両端のピンP₁，P₄の焼戻しを行つていた。な
お、Ｒ焼入れとは、ジヤーナルやピンの前記円柱
部分９１と、Ｒ部分９２と、円柱部分９２に直交
するフイレツト部分９３とにわたつて連続した硬
化層を形成する焼入であり、Ｒ焼入れを行うこと
ができる構造を有する加熱コイルをＲ焼入れ用加
熱コイルという。なお、ジヤーナルJ₁とJ₅に行う
Ｒ焼入れは、詳しくいうと片Ｒ焼入れであつて、
この片Ｒ焼入れとは、例えばジヤーナルJ₁でカウ
ンターウエイトC₁側のみにＲ焼入れをしたり、
ジヤーナルJ₅でカウンターウエイトC₈側のみにＲ
焼入れをすることをいう。

＜発明が解決しようとする課題＞従つて、クランクシヤフトの両端のジヤーナル
と両端のピンとをＲ焼入れ後、クランクシヤフト
を焼戻し炉に移送して焼戻しを行うので、焼戻し
に手間がかかつていた。

本発明は上記事情に鑑みて創案されたものであ
つて、一つの装置で、クランクシヤフトの両端の
ジヤーナルと両端のピンとの高周波焼入と高周波
焼戻しを行うことができ、従つて、焼戻しに手間
がかからない高周波焼入れ・焼戻し方法を提供す
ることを目的としている。

＜課題を解決するための手段＞上記問題を解決するために、請求項１の発明の
クランクシヤフトの高周波焼入れ・焼戻し方法
は、ジヤーナルとピンとがカウンターウエイトを
介して交互に配置されているクランクシヤフトの
両端部のジヤーナルと両端部のピンとを連続して
高周波焼入れ・焼戻しする方法であつて、一連の
第１、第２、第３および第４のステーシヨンを設
け、第１のステーシヨンで両端部のジヤーナルを
同時にＲ焼入れした後、第２のステーシヨンで両
端のピンを同時にＲ焼入れし、次いで、第３のス
テーシヨンで両端のジヤーナルをフラツト加熱コ
イルで加熱して焼戻しをしてから、第４のステー
シヨンで両端のピンをフラツト加熱コイルで加熱
して焼戻しを行い、且つ、前記Ｒ焼入れは、ジヤ
ーナル或いはピンの円柱部分と、円柱部分に続く
Ｒ部分と、Ｒ部分に続き円柱部分に直交するフイ
レツト部分とにわたつて連続した硬化層を形成す
る焼入れであり、また、前記フラツト加熱コイル
は、ジヤーナル或いはピンの円柱部分を高周波加
熱するコイルであつて、Ｒ部分とフイレツト部分
との焼戻しは円柱部分を加熱源とする熱伝導のみ
を利用するようにしている。

＜作用＞クランクシヤフトは、第１のステーシヨンで両
端のジヤーナルがＲ焼入れされてから第２のステ
ーシヨンに移動され、第２のステーシヨンで両端
のピンがＲ焼入れされる。次いでクランクシヤフ
トは第３のステーシヨンに移動され、第３のステ
ーシヨンで両端のジヤーナルが焼戻しされてから
第１のステーシヨンに移動され、第４のステーシ
ヨンでで両端のピンが焼戻しされる。

＜実施例＞以下、図面を参照して本発明の一実施例を説明
する。第１図〜第４図は本発明の一実施例を説明
するための図面であつて、第１図は高周波焼入
れ・焼戻し装置の縦断面説明図、第２図は正面説
明図、第３図は本発明で焼入れ・焼戻しを行うク
ランクシヤフトの一例の側面図、第４図は第３図
に示したクランクシヤフトの一部拡大断面図であ
る。

ワークであるクランクシヤフト１は、第３図に
て説明したクランクシヤフトと同じものである。
クランクシヤフト１の焼入仕様として、両端のジ
ヤーナルJ₁とJ₅に片Ｒ焼入れをすること、およ
び、両端のピンP₁とP₄にＲ焼入れれをすること
が要求され、その他のジヤーナルおよびピンには
焼入しないことが指定されている。

第１図に示すように、本実施例のクランクシヤ
フトの高周波焼入れ・焼戻し装置は、クランクシ
ヤフト１の両端のジヤーナルJ₁，J₅の片Ｒ焼入れ
を行う第１のステーシヨン１００と、両端のピン
P₁，P₄のＲ焼入れを行う第２のステーシヨン２
００と、ジヤーナルJ₁，J₅の焼戻しを行う第３の
ステーシヨン３００と、ピンP₁，P₄の焼戻しを
行う第４のステーシヨン４００とを備えている。

第１のステーシヨン１００には、クランクシヤ
フト１のジヤーナルJ₁とJ₅をそれぞれ片Ｒ焼入れ
する１対の片Ｒ焼入れ用加熱コイル１１₁，１１₂
が設けられており、また、第２のステーシヨン２
００には、クランクシヤフト１のピンP₁とP₄を
それぞれＲ焼入れする１対のＲ焼入れ用加熱コイ
ル１２₁，１２₂が設けられている。第３のステー
シヨン３００には、ジヤーナルJ₁とJ₅をそれぞれ
焼戻しするフラツト加熱コイル１３₁，１３₂が設
けられており、また、第４のステーシヨン４００
には、ピンP₁とP₄をそれぞれ焼戻しするフラツ
ト加熱コイル１４₁，１４₂が設けられている。

前記フラツト加熱コイルは、ジヤーナル或いは
ピンの円柱部分のみを高周波加熱するコイルであ
つて、Ｒ部分とフイレツト部分との焼戻しは円柱
部分を加熱源とする熱伝導のみを利用するように
なつている。

加熱コイル１１₁，１１₂，１２₁，１２₂の上方
には、それぞれ、各加熱コイルに接続されたカレ
ントトランス２１₁，２１₂，２２₁，２２₂がカレ
ントトランス支持部材３０に取り付けられてお
り、フラツト加熱コイル１３₁，１３₂，１４₁，
１４₂の上方には、それぞれ、各フラツト加熱コ
イルに接続されたカレントトランス２３₁，２３
_２，２４₁，２４₂が前記カレントトランス支持部
材３０とは別のカレントトランス支持部材３０に
取り付けられている。

各カレントトランス支持部材３０には、加熱コ
イル昇降用モータ５３の出力軸に巻回されたチエ
イン５２が接続されている。チエイン５２は、ま
た、カレントトランス支持部材３０が、摺動自在
に取り付けられたステーシヨン台１０１に設けた
スプロケツト５５にも巻回されている。５０は、
前記各カレントトランスに高周波電流を供給する
ケーブルであり、５１は、前記各加熱コイル、各
カレントトランス等に冷却液を供給するホースで
ある。

各ステーシヨン１００，２００，３００，４０
には、クランクシヤフト１のフランジＦおよび軸
端部材Ｇの先端部材G₁をそれぞれ支持するチヤ
ツク６２および軸端支持装置６１が対向するよう
に設けられている。チヤツク６２および軸端支持
装置６１にはそれぞれチヤツク６２および軸端支
持装置６１を後述するウオーキングビーム７０の
長手方向と直角方向に移動させるチヤツク移動用
シリンダ６４および軸端支持装置移動用シリンダ
６３が設けられている。６７は、チヤツク６２を
回転させるモータである。

焼入れ、焼戻しされるクランクシヤフト１を第
１のステーシヨン１００から、第２およ第３のス
テーシヨン２００，３００を経て第４のステーシ
ヨン４００迄搬送する手段は以下のように構成さ
れている。

７０は第１のステーシヨン１００から第４のス
テーシヨン４００まで延設された長尺状のウオー
キングビームであつて、上面にはクランクシヤフ
ト１の移動方向（第１図で矢印ＡとＢの方向）に
11対のウオーキングＶブロツク７１（７１₁〜７
１₁₁）が対ごとに対向するように固定されてい
る。ウオーキングＶブロツク７１は、１対のウオ
ーキングＶブロツク７１でクランクシヤフト１の
ジヤーナルJ₂とJ₄で支持できるように形成、配置
されている。

ウオーキングＶブロツク７１は、前記各ステー
シヨン間を三つに区分するような間隔で配置され
ている。そして、ウオーキングビーム７０が始動
する前には、第１図に図示しない第２番目のウオ
ーキングＶブロツク７１₂が第１のステーシヨン
１００の中央にあるようにウオーキングビーム７
０が配設されている。シリンダ８１の一端には、
ウオーキングビーム７０のほぼ中央下部に固定し
たブロツク８０が、他端には、ウオーキングビー
ム７０に固定されたスライドブロツク８３に、ス
ライドブロツク８３が摺動自在であるよう挿入さ
れたロツド８２が接続されている。ロツド８２の
両端には、ウオーキングビーム７０を昇降させる
シリンダ８４が接続されている。そして、シリン
ダ８４は、台板１０３に取り付けられる。なお、
第３のステーシヨン３００と第４のステーシヨン
４００間に設けたロツド８２にはシリンダ８１は
設けられていない。

各ステーシヨン１００，２００，３００，４０
０においては、台板１０３に、１対のラツク８
８，８９が対向するように垂直に取り付けられて
おり、ラツク８８および８９の上端には、それぞ
れ、クランクシヤフト１を、チヤツク６２と軸端
支持装置６１の中心線ａのレベルまで持ち上げる
クランクシヤフト１の位置決め・支持用Ｖブロツ
ク７２および７３が設けられている。位置決め・
支持用Ｖブロツク７は、二股状に形成されてお
り、ジヤーナルJ₁を支持できるように形成されて
いるＶブロツク７２１と、ピンP₁を支持できる
ように形成されＶブロツク７２１より高く、且つ
Ｖブロツク７２１に並設されたＶブロツク７２２
とを備えている。Ｖブロツク７３はジヤーナルJ₅
を支持できるように形成されている。そして、位
置決め・支持用Ｖブロツク７２と７３とは連結部
材７４で連結されている。ラツク８８と８９は駆
動軸を90゜変換できるギヤボツクス８７を介して
ラツク８６に接続されており、ラツク８６の一端
にはシリンダ８５が接続されている。

４台のチヤツク６２の共通台板上に設けた固定
ビーム６６の上には、および、４台の軸端支持装
置６１の共通台板上に設けた固定ビーム６５上に
は、それぞれ、ウオーキングＶブロツク７１と同
間隔に12個の固定Ｖブロツク７５（７５₁〜７５
₁₂）が設けられており、固定ビーム６５上の各固
定Ｖブロツク７５は、固定ビーム６６上の各固定
Ｖブロツク７５と対向するように配設されてい
る。そして、対向する１対の固定Ｖブロツク７５
によつて、クランクシヤフト１の軸端部材Ｇの先
端部分G₁とフランジＦとが支持できるように固
定Ｖブロツク７５が形成、配置されている。但
し、１対の一番目の固定Ｖブロツク７５₁のみは、
これら１対の固定Ｖブロツク７５₁でクランクシ
ヤフト１のジヤーナルJ₁、ピンP₁，P₄、ジヤーナ
ルJ₅を支持できるように、位置決め・支持用Ｖブ
ロツク７２のＶブロツク７２１と同様な二股状に
形成されている。

なお、第１のステーシヨン１００においては、
チヤツク６２と軸端支持装置６１の中心線ａを通
る垂直面内に、加熱コイル１１₁，１１₂、固定Ｖ
ブロツク７５および位置決め・支持用Ｖブロツク
７２，７３のそれぞれの中心があるようにこれら
加熱コイルとＶブロツクが配設されており、第
２、第３および第４のステーシヨン２００，３０
０，４００においても同様である。

次ぎに、本実施例の装置によつてクランクシヤ
フト１の両端のジヤーナルJ₁，J₅と両端のピン
P₁，P₄の焼入れ、焼戻しを行う方法について説
明する。

まず、クランクシヤフト１を手作業によつて１
番目の固定Ｖブロツク７５₁に載置する。即ち、
ジヤーナルJ₁とピンP₁を固定ビーム６５上の１番
目の固定Ｖブロツク７５₁に、ピンP₄とジヤーナ
ルJ₅を固定ビーム６５上の１番目の固定Ｖブロツ
ク７５₁に、それぞれ、載置する。この時、クラ
ンクシヤフト１はピンP₁とP₄のトツプ側が上方
にあるように固定Ｖブロツク７５₁によつて支持
されている。

次ぎに、シリンダ８４を動作させてウオーキン
グビーム７０を上昇させ、１番目のウオーキング
Ｖブロツク７１₁でジヤーナルJ₂とJ₄とを支持し、
この状態でシリンダ８１を動作させてウオーキン
グビーム７０を矢印Ａの方向に１ステツプ（ウオ
ーキングＶブロツク７１の間隔と同じ距離）前進
させて後、シリンダ８４を動作させてウオーキン
グビーム７０を降下させ、ジヤーナルJ₁とピンP₁
を第１のステーシヨン１００の位置決め・支持用
Ｖブロツク７２のＶブロツク７２１と７２２でそ
れぞれ支持し、ジヤーナルJ₅を第１のステーシヨ
ン１００の位置決め・支持用Ｖブロツク７３で支
持する。

この後、シリンダ８１を動作させてウオーキン
グビーム７０を矢印Ｂの方向へ１ステツプ後進さ
せて最初の位置に戻してから、１番目の固定Ｖブ
ロツク７５₁に２番目のクランクシヤフトを載置
する。同時に、シリンダ８５を動作させて、ラツ
ク８６を動作させて、ラツク８６、ギヤボツクス
８７およびラツク８８を介して位置決め・支持用
Ｖブロツク７２，７３を上昇させてクランクシヤ
フト１の回転軸２がチヤツク６２と軸端支持装置
６１との中心線ａの高さにくるようにクランクシ
ヤフト１を位置させる。この状態でチヤツク移動
用シリンダ６４と軸端支持装置移動用シリンダ６
３とを動作させてチヤツク６２と軸端支持装置６
１でクランクシヤフト１の両端を支持できるよう
に配設後、チヤツク６２でフランジＦを把持し、
また、軸端支持装置６１の図示しないセンターピ
ンで軸端部材Ｇの先端部分G₁の端面の中心を押
圧支持する。そして、モータ６７を回転してクラ
ンクシヤフト１を回転させる。

次いで、第１のステーシヨン１００の加熱コイ
ル昇降用モータ５３を動作させて加熱コイル１１
_１，１１₂を降下し、加熱コイル１１₁，１１₂をそ
れぞれジヤーナルJ₁，J₅に載置後、加熱コイル１
１₁，１１₂に所定の時間高周波電流を通電してジ
ヤーナルJ₁，J₅を加熱してから、図示しないジヤ
ケツトからジヤーナルJ₁，J₅に焼入れ用冷却液を
噴射してジヤーナルJ₁，J₅を片Ｒ焼入れする。

この後、シリンダ８８を動作させて位置決め・
支持用Ｖブロツク７２のＶブロツク７２１，７２
２および位置決め・支持用Ｖブロツク７３で、そ
れぞれ、ジヤーナルJ₁、ピンP₁およびジヤーナル
J₅を支持してからシリンダ８８を降下させて固定
Ｖブロツク７５₂によつて軸端部材Ｇの先端部分
G₁とフランジＦとを支持させる。次ぎに、ウオ
ーキングビーム７０を上昇させてクランクシヤフ
ト１のジヤーナルJ₂とJ₄を支持してから、ウオー
キングビーム７０を１ステツプ前進後降下させて
クランクシヤフト１の軸端部材Ｇの先端部分G₁
とフランジＦとを固定Ｖブロツク７５₃上上に載
置する。この時、２番目のクランクシヤフトの軸
端部材Ｇの先端部分G₁とジヤーナルJ₅とは、固
定Ｖブロツク７５₂によつて支持されている。

上記のような動作を繰り返してクランクシヤフ
ト１は第２のステーシヨン２００に至る。第２の
ステーシヨン２００では、位置決め・支持用Ｖブ
ロツク７２、チヤツク６２、軸端支持装置６１、
チヤツク移動用シリンダ６４、軸端支持装置移動
用シリンダ６３が第１のステーシヨン１００と同
様に動作してピンP₁，P₄がＲ焼入れされる。第
３のステーシヨン３００では第１、第２のステー
シヨン１００，２００と類似の動作要領でジヤー
ナルJ₁，J₅が焼戻しをされ、第４のステーシヨン
４００ではピンP₁，P₄が第３のステーシヨン３
００と同様に焼戻しをされる。そして、ウオーキ
ングビーム７０が最初の位置に戻るごとに、一番
目の固定Ｖブロツク７５₁に次ぎ次ぎに新しいク
ランクシヤフトを手作業によつて載置してゆけ
ば、その後は、各クランクシヤフトのジヤーナル
J₁，J₅とピンP₁，P₄の自動焼入れと自動焼戻しが
行われる。従つて、焼戻しの手間を大幅に少なく
することができる。

なお、本実施例において、ピンP₁，P₄を同時
に焼入れする場合、および、ジヤーナルJ₁，J₅を
同時に焼入れする場合には、共に、高周波電流の
周波数は約30kHz、所要電力（高周波加熱装置へ
の入力電力）は160kW、加熱時間は12secであつ
た。ジヤーナルJ₁，J₅を同時に焼戻しする場合に
は、高周波電流の周波数は約10kHz、所要電力は
32kW、加熱時間は25secであり、また、ピンP₁，
P₄を焼戻しする場合には、高周波電流の周波数
は約10kHz、所要電力は40kW、加熱時間は25sec
であつた。

そして、鋼種S45C相当品を使用したときの焼
入硬度はHv700、焼戻し硬度は円柱部分９１で
Hv650、Ｒ部分９２およびフイレツト部分９３で
Hv680であつた。

＜発明の効果＞以上説明したように本発明のクランクシヤフト
の高周波焼入れ・焼戻し方法は、一連の第１乃至
第４のステーシヨンを設け、第１、第２、第３お
よび第４のステーシヨンで、それぞれ、両端のジ
ヤーナルのＲ焼入れ、両端のピンのＲ焼入れ、両
端のジヤーナルの焼戻しおよび両端のピンの焼戻
しを行うので、従来の焼戻しの方法と装置に比べ
て焼戻しの手間がすくなく、また、焼戻しの後工
程との整合のとれた焼戻し作業を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第４図は本発明の一実施例を説明する
ための図面であつて、第１図は高周波焼入れ・焼
戻し装置の縦断面説明図、第２図は正面説明図、
第３図は本実施例で焼入れ・焼戻しを行うクラン
クシヤフトの一例の側面図、第４図は第３図に示
したクランクシヤフトの一部拡大断面図である。１……クランクシヤフト、１１₁，１１₂，１２
_１，１２₂……加熱コイル、１３₁，１３₂，１４₁，
１４₂……フラツト加熱コイル、９１……円柱部
分、９２……Ｒ部分、９３……フイレツト部分、
９６，９７……硬化層、１００……第１のステー
シヨン、２００……第２のステーシヨン、３００
……第３のステーシヨン、４００……第４のステ
ーシヨン、C₁〜C₈……カウンターウエイト、J₁〜
J₅……ジヤーナル、P₁〜P₄……ピン。

Claims

【特許請求の範囲】

１ジヤーナルとピンとがカウンターウエイトを
介して交互に配置されているクランクシヤフトの
両端部のジヤーナルと両端部のピンとを連続して
高周波焼入れ・焼戻しする方法であつて、一連の
第１、第２、第３および第４のステーシヨンを設
け、第１のステーシヨンで両端部のジヤーナルを
同時にＲ焼入れした後、第２のステーシヨンで両
端のピンを同時にＲ焼入れし、次いで、第３のス
テーシヨンで両端のジヤーナルをフラツト加熱コ
イルで加熱して焼戻しをしてから、第４のステー
シヨンで両端のピンをフラツト加熱コイルで加熱
して焼戻しを行い、且つ、前記Ｒ焼入れは、ジヤ
ーナル或いはピンの円柱部分と、円柱部分に続く
Ｒ部分と、Ｒ部分に続き円柱部分に直交するフイ
レツト部分とにわたつて連続した硬化層を形成す
る焼入れであり、また、前記フラツト加熱コイル
は、ジヤーナル或いはピンの円柱部分を高周波加
熱するコイルであつて、Ｒ部分とフイレツト部分
との焼戻しは円柱部分を加熱源とする熱伝導のみ
を利用するようにしたことを特徴とするクランク
シヤフトの高周波焼入れ・焼戻し方法。