JPS62174332A - クランクシヤフトの焼入方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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ャフトの焼入方法の改良に関するも
のである。

（従来の技術） クランクシャフトの強度、　＃＊耗性等を向上させるた
めピン部　ジャーナル部及び夫々のフィレット部（ピン
部、ジャーナル部の軸方向両端の肩段部）に高周波焼入
を施すことが行われている。

ピン部、ジャーナル部、夫々のフィレット部に高周波焼
入を施す従来の方法としては、半円形の高周波加熱コイ
ルを用いてこれを上下、或は左右からピン部、ジャーナ
ル部に嵌装し、コイルに通電してピン部、ジャーナル部
及び各フィレット部の表面を加熱し、加熱後のコイルに
隣接等した冷却水ノズルから冷却水を噴射し、冷却を行
って焼入れを施す。

（発明が解決しようとする問題点） 以上の従来技術はピン部、ジャーナル部を同時に焼入れ
処理するのでクランクシャフトに曲がりや歪が発生し、
特にセンタジャーナル部の曲がりや歪が大きい。これは
ピン部、ジャーナル部等の肉厚や形状が部分的に異なり
、曲がりや歪の変形方向が相違するためで、センタジャ
ーナル部に変形が集まり易いためである。

そこで前記した曲がりや歪等の変形を後工程で熱間矯正
ロールや冷間歪取リプレスで矯正することが行われる。

以上の矯正方法において、前者、即ち熱間矯正ロール法
は高周波加熱後の焼入過程で矯正を行うため、焼入時の
膨張や収縮の寸法変形が大きく、高精度の曲がり、歪の
変形低減除去は困難であり、又熱間で圧力をかけて矯正
ロールを行うためロールの摩耗が発生する。一方、冷間
で歪取りプレスを行う場合、焼入後のクランクシャフト
番と対して処理がなされるのでクランクシャフトの焼入
部の弾性限界は高くなっており１曲がり、歪の除去は非
常に困難で、高精度の矯正が行えなｌ、）こと、又熱間
矯正ロールの場合芯出し、所定位置へのクランクシャフ
トのセット等が困難且つ面倒、煩雑で生産性が極めて悪
い。

本発明は以上の問題点を解決するべくなされたもので、
その目的とする処は、後加工での矯正工程を要すること
なくジャーナル部、ビン部側こ焼入れし、歪、曲がり等
の変形が少なく、精度を維持して焼入れ処理を行い得る
ようにしたクランクシャフトの焼入方法を提供するにあ
る。

（問題点を解決するための手段） 以上の問題点を解決するための手段は、クランクシャフ
トのジャーナル部、ピン部及び夫々のフィレット部の高
周波焼入れを行うようにしたクランクシャフトの焼入方
法において、センタジャーナル部を除く他のジャーナル
部及びピン部並びに夫々のフィレット部に高周波焼入れ
を行う工程と、焼入未了のセンタジャーナル部に矯正ロ
ール加工を行う工程と、矯正ロール加工後のクランクシ
ャフトの軸方向両端センタを支持し、該クランクシャフ
トを回転駆動し、且つ軸方向一端力）も軸方向に押圧荷
重を賦与するとともに、センタジャーナル両側のジャー
ナル二個所を軸方向と直角方向に間欠的に押圧荷重を与
えつつ保持し、該状態でセンタジャーナル及びそのフィ
レット部側こ高周波焼入を行う工程とからなることであ
る。

（上記手段による作用） 上記手段によれば、クランクシャフトのセンタジャーナ
ル部を除き他のジャーナル部及びそのフィレット部とピ
ン部及びそのフィレット部側こ高周波焼入を行い、つい
でセンタジャーナル部に矯正ロールを行うためセンタジ
ャーナルを除きイ也のジャーナル及びそのフィレット部
とピン部及びそのフィレット部を高周波焼入した時に発
生する曲がりや歪等の変形を低減除去する事ができる。

そしてセンタジャーナル部に矯正ロールを９１つたクラ
ンクシャフトは、軸方向の両端センタを支士寺し、クラ
ンクシャフト軸方向に押圧荷重をカロえ、且つセンタジ
ャーナル部の両側のジャーナＪし部分の二個所を間欠的
に押圧して荷重をカ１１すて保）存した状態で高周波焼
入を行う事によりセンタジャーナル部の焼入時に発生す
る曲がりや歪等の変形を低減除去する事が出来る。何故
なら１１、押圧荷重をクランクシャフトの軸方向及びセ
ンタジャーナルの両側のジャーナル部分に垂直方向で間
欠的に繰り返し荷重を加える事で、その荷重の加え方を
ジャーナル部の二個所をクランクシャフトの軸心と垂直
（直角）方向に上方と下方の変位量を同じにして押圧荷
重を加え、垂直方向で上下に振動（繰り返し荷重）させ
、回転させることにより、高周波焼入時の曲がりや歪等
の変形も軸を中心にセンタジャーナルが最大となる要な
バラツキをもって発生するので：センタジャーナルの両
側のジャーナルを間欠的に押圧保持して曲がりや歪の変
形を矯正してやる事がクランクシャフトの全体的な曲が
りや歪等の変形を平均的に除去する事ができ、効果的で
ある。そして、曲がりや歪等の変形を除去するには、冷
間で行うより熱間で行う方がクランクシャフトの剛性も
低く、押圧荷重も小さくて済むので更に効果的で、又セ
ンタジャーナルの両側のジャーナル二個所を押圧保持す
るので比較的剛性の高いクランクシャフトに適用する事
ができる。

（実施例） 次に本発明の好適一実施例を添付図面に従って詳述する
。

第１図はクランクシャフト（１）を示し、実施例は４気
筒エンジンのものを示している。クランクシャフト（１
）は図の左から１番ジャーナル（１０１）、１番ピン（
１０２）　、　２番ジャーナル（１０３）　、　２番ピ
ン（１０４）　、センタジャーナルである３番ジャーナ
ル（１０５）　、　　３番ピン（１０１３）　、４番ジ
ャーナル（１０７）　、　　４番ピン（１０８）　、　
　５番ジャーナル部（１０９）の各部を備え、各ジャー
ナル部（１０１）　、（１０３）　。

（１０５）　、　（１０７）　、（１０！３）は同一軸
線上に形成されてｌ、する、クランクシャフトは、例え
ば３４８Ｃ材を用いてクランクシャフト形状に熱間鍛造
を行し）、その後、ジャーナル部及びピン部と夫々フィ
レット部に機械加工を施した。

以上のクランクシャフトのセンタジャーナル部（１０５
）を除く他のジャーナル部及びそのフィレット部、全て
のピン部及びそのフィレット部に高周波加熱コイルを臨
ませ、コイルに通電し、且つクランクシャフトを回転さ
せながら該ジャーナル部及びフィレット部、全ピン部及
びフィレット部を加熱し、焼入温度迄昇温後冷却水用ノ
ズルから冷却水を噴射して冷却して焼入れを行った。第
１図のクランクシャフト（１）は各ジャーナル部（１０
１）。

（１０３）、（１０７）、（１０９）及びそのフィレッ
ト部、ピン部（１０２）、（１０４）、（ＩＯＥＩ）　
、（１０８）及びそのフィレット部に焼入れを（ａ）を
施したものを示す。

焼入条件は例えば下記の如くである。

以上のクランクシャフト（１）を第２図、第３図に示す
如き矯正ロール装置（２）の支持用センタ（２０１）、
（２０２）間に臨ませ、クランクシャフトの軸方向両端
（１１０）、（１１１）の中心を支持せしめ、一方のセ
ンタを介してクランクシャフトを回転駆動する。クラン
クシャフト（１）のセンタジャーナル（１０５）の上下
に矯正ロール（２０３）　、（２０４）、（２０５）を
臨ませ、上部ロール（２０３）は昇降保持体（２０ｆｌ
）で支持し、左右の下部ロール（２０４）　、（２０５
）は基台（２０？）上に左右に設けた固定保持体（２０
Ｂ）　、（２０９）で支持し、下部ロールはセンタジャ
ーナル（１０５）の下半の左右二点の当接支持し、上部
ロール（２０３）は上部の一点を当接加圧し、押圧荷重
２００〜５００Ｋｇ程度で矯正ロール加工を行った。か
かるセンタジャーナルの矯正ロール加工は焼入未了状態
でなされ、他のジャーナル部、全ビン部及び夫々のフィ
レット部の焼入れ時の曲がりや歪等の変形ｔ±除去、減
少せしめられる。

以上で得られたクランクシャフト（１）を第４図及び第
５図に示す保持焼入装置（３）にセットする。装置（３
）は軸方向に離間したクラン％　（３０１）　。

（３０２）を備え、この間にクランクシャフト（１）を
臨ませて両端部（１１０）、（１１１）の中心をクラン
ク＜（３０１）、（３０２）で支持し、一方のクランパ
（３０１）はクランクシャツ）　（１）に回転駆動を付
与し、他方のクランパ（３０２）はクランクシャフト（
１）を軸方向に所定の荷重で押圧するように構成され、
クランパ（３０２）の押圧荷重は２００〜１０００Ｋｇ
程度とした。一方、装！　（３）の基台（３０３）の中
間部にはクランクシャツ）　（１）の軸方向に離間して
二個の押圧ブロック（３０４）　、（３０４）を設け、
各ブロック（３０４）　、（３０４）は上下のブロック
（３０５）　、　（３０５）からなり、ブロック（３０
５）　、　（３０Ｂ）の中央部には対称的にＶ型の溝（
３０７）、（３０８）を備え、谷溝にはローラ（３０９
）・・・が設けられ、かかるブロック（３０５）、（３
０Ｂ）のｉＭ　（３０７）　、　（３０８）間にクラン
クシャフトのセンタジャーナル（１０５）の両側のジャ
ーナル、即ち軸方向前後の隣接する２番、４番のジャー
ナル（１０３）。

（１０７）を臨ませて押圧保持し、ブロック（３０４）
　。

（３０４）による押圧荷重は１００〜３００Ｋｇ程度と
し。

センタジャーナル（１０５）を１〜５回／秒程度で間欠
的に押圧保持する。即ち押圧ブロック（３０４）。

（３０４）で２番、４番ジャーナルに振動を゛与える。

以上の如くクランクシャフトを回転させ、軸方向に加圧
し、且つセンタジャーナルの両側のジャーナル（１０３
）　、　（１０７）を間欠的に垂直方向（軸方向直角方
向）に押圧保持した状Ｂ（振動を与える）で半円状のコ
イルを備える誘導加熱装置（４）・・・をセンタジャー
ナル（１０５）周に臨ませ、センタジャーナル部及びそ
のフィレット部を高周波加熱し、センタジャーナル部及
びフィレット部の表面温度が焼入温度に達したらコイル
への通電を停止して加熱をやめ、その後直ちにセンタジ
ャーナル部及びそのフィレット部にコイルに隣接して設
けられた冷却水噴射ノズルから冷却水を噴射し、冷却を
行って焼入を行った。この時の焼入条件は既述と同様で
ある。

以上の方法により焼入を行った結果クランクシャフトの
曲がりや歪の変形は軸振れ（Ｔ、ＩＲ）は下記の如くで
ある。

センタジャーナルの軸振れの測定結果を軸方向荷重を変
え、センタジャーナルの保持条件を変えて実施したもの
を下記に示す。

（ｍｍ） ※センタジャーナルの押圧荷重 １００Ｋｇと５００Ｋｇの場合。

尚クランクシャフトは全長４５０■、ビン部枠４０■、
ジャーナル部枠５０ｍｍのものを用いた。

（発明の効果） 以上で明らかな如く本発明によれば、クランクシャフト
のセンタジャーナルを除き他のジャーナル部及びそのフ
ィレット部とピン部及びそのフィレット部に高周波焼入
を行い、次いでこのクランクシャフトのセンタジャーナ
ル部に焼入未了状態で矯正ロールを施すので焼入時の曲
がり、歪等の変形は除去、減少せしめられ、次にそのク
ランクシャフトを回転させ、軸方向に押圧荷重を与えつ
つ保持を行い、センタジャーナル部の両側のジャーナル
部を垂直方向に間欠的に押圧荷重を与えつつ保持した状
態でセンタジャーナル部及びそのフィレット部に高周波
焼入を行う事により高周波焼入時に発生する曲がりゃ歪
等の変形を低減除去する事ができ、焼入を行いつつ高精
度のものが得られる。

又クランクシャフトの曲がりゃ歪等の変形の除去をする
にさいし１曲がりゃ歪等の変形が大きく出るセンタジャ
ーナルで行う事と、焼入未了のセンタジャーナルでこの
曲がりゃ歪の変形を吸収させる方が押圧荷重が低くて済
み、更に焼入時の熱間で行う方がクランクシャフトの剛
性も低くなっており、加圧荷重が低くて済むので装置も
簡易安価に構成でき、生産コストが低減できる他、後工
程でのピン、ジャーナルの機械加工は焼入時の寸法精度
が良好なので容易に行う事ができ、生産性向上の点で有
利である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明は一実施例を示すもので、第１図はクラン
クシャフトの説明図、第２図は矯正ロール装置の正面図
、第３図は第２図３−３線断面図、第４図は焼入保持装
置の正面図、第５図は第４図５−５＆ｌ断面図である。 尚図面中（１）はクランクシャフト、（１０１）。 （１０３）、（１０７）、（１０９）はジャーナル部、
　（１０５）はセンタジャーナル部、（１０２）、（１
０４）、（１０Ｂ）、（１０８）はピン部、（２）は矯
正ロール、（３）はセンタジャーナル焼入、両側ジャー
ナル押圧装置である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. クランクシャフトのジャーナル部、ピン部及び夫々のフ
   ィレット部の高周波焼入れを行うようにしたクランクシ
   ャフトの焼入方法において、センタジャーナル部を除く
   他のジャーナル部及びピン部並びに夫々のフィレット部
   に高周波焼入れを行う工程と、焼入未了のセンタジャー
   ナル部に矯正ロール加工を行う工程と、矯正ロール加工
   後のクランクシャフトの軸方向両端センタを支持し、該
   クランクシャフトを回転駆動し、且つ軸方向一端から軸
   方向に押圧荷重を賦与するとともに、センタジャーナル
   両側のジャーナル二個所を軸方向と直角方向に間欠的に
   押圧荷重を与えつつ保持し、該状態でセンタジャーナル
   及びそのフィレット部に高周波焼入を行う工程とからな
   るクランクシャフトの焼入方法。