(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却経路を有し、ワークの焼入れに用いられる焼入コイルであって、
円弧状に形成され、互いに所定の間隔を空けて配置される一対の湾曲部、および該各湾曲部と一体的に形成されるスペーサ取付部を備えるコイルヘッドと、
前記コイルヘッドにセットされた前記ワークに対して、前記各湾曲部よりも所定の寸法だけ接近した状態で、前記スペーサ取付部に連結部材を介して取り付けられるスペーサと、
を具備し、
前記冷却経路より少なくとも前記各湾曲部に冷却水を供給することで、前記コイルヘッドおよび前記スペーサを冷却し、
前記ワークは軸部材に構成され、
前記スペーサは、
前記コイルヘッドの周方向中央部に配設されるセンタースペーサと、
回動する前記ワークに当接することにより発生する摩擦抵抗が、前記コイルヘッドに対して、前記コイルヘッドが前記ワークに接近する方向に作用するように、前記コイルヘッドの端部に配設される一対のサイドスペーサと、
を備え、
前記センタースペーサとサイドスペーサとは、互いに略９０°位相がずれた状態に配置され、
回動する前記ワークと前記センタースペーサとが当接することによって発生する摩擦抵抗により、コイルヘッドには、前記コイルヘッドにセットされた前記ワークと前記サイドスペーサとが離間する方向の力が作用し、
前記焼入コイルには、前記ワークと前記センタースペーサとの摩擦抵抗によりコイルヘッドに作用する前記力よりも大きな力であって、前記コイルヘッドにセットされた前記ワークと前記サイドスペーサとが接近する方向の力が付与される、
焼入コイル。
【請求項２】
前記焼入コイルは、
前記冷却経路より前記スペーサ取付部に冷却水をさらに供給する、
請求項１に記載の焼入コイル。
【請求項３】
前記ワークには、
前記センタースペーサと当接する位置に孔部が形成され、
前記センタースペーサの前記ワークと当接する部分の幅方向の寸法は、
前記孔部の直径寸法よりも長い、
請求項１または請求項２に記載の焼入コイル。
【請求項４】
前記コイルヘッドは、
前記一対の湾曲部が略半円状に形成されるとともに、前記一対の湾曲部が、前記サイドスペーサが取り付けられる前記スペーサ取付部によって連結されることにより、前記両湾曲部の周長が連続するヘアピン形状を成す、
請求項１〜請求項３の何れか一項に記載の焼入コイル。
【請求項５】
前記焼入れを行うときに前記ワークに干渉しない位置に配置され、前記コイルヘッドに電流を供給する焼入装置と、該焼入装置と前記コイルヘッドに接続されるコイルリードとを接続するコイルリード接続部材をさらに具備し、
該コイルリード接続部材は、
前記焼入装置に連結される装置側接続部と、
前記コイルリードに連結され、前記コイルヘッドが所定の位置で支持された状態で、前記装置側接続部に連結部材を介して取り付けられるコイル側接続部と、
を備える、
請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載の焼入コイル。
【請求項６】
前記焼入装置に支持され、前記コイルヘッドおよび前記コイルヘッドに接続されるコイルリードを支持するカバー部材をさらに具備し、
該カバー部材は、
アルミによって形成される、
請求項５に記載の焼入コイル。
【請求項７】
前記カバー部材は、
底部と、
該底部と一体的に形成され、前記底部の外形に沿って前記底部の厚み方向に突出する側部と、
を備える、
請求項６に記載の焼入コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ワークの焼入れに用いられる焼入コイルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ワーク（例えばエンジンのクランクシャフト等）の磨耗性および疲労強度等を向上させるために、焼入コイルを用いてワークに焼入れを行っている。このような焼入コイルは、焼入装置に連結される一対の側板に支持されて、焼入装置からの電流によってワークを誘導加熱する。このとき、焼入コイルは、電流による自己発熱および加熱されるワークからの輻射熱により高温となる。このため、焼入コイル内に冷却水が流れる冷却経路を形成し、当該冷却経路に冷却水を流すことで、焼入コイルを冷却している。
このような焼入コイルとしては、例えば、特許文献１に開示された焼入コイル等がある。
【０００３】
特許文献１に開示された加熱コイル１１０（焼入コイル）は、図７および図８に示すように、コイルヘッド１３０、コイルリード１６０、およびガイドチップ１４０等を具備する。
コイルヘッド１３０は、複数の部材を連結することで略円弧状（鞍型形状）に成形され、コイルリード１６０の一端部に取り付けられる。コイルリード１６０の他端部は、焼入装置のリード部１００に取り付けられる。ガイドチップ１４０は、コイルヘッド１３０の周方向上の３箇所に２個ずつ配設される。
加熱コイル１１０は、厚み方向へ所定間隔を隔てて配置される一対の側板１２１・１２１の開口部１２１ａにコイルヘッド１３０を配置して、当該コイルヘッド１３０より所定の間隔だけワークＷ側（コイルヘッド１３０の円弧形状における半径方向内側）に突出するように各ガイドチップ１４０を配置する。そして、加熱コイル１１０は、一対の側板１２１・１２１により挟み込むことで、該一対の側板１２１・１２１に支持される。
【０００４】
特許文献１に開示された加熱コイル１１０では、コイルヘッド１３０および各ガイドチップ１４０の取付部材１４４に、冷却水を供給する配管１９０をそれぞれ接続している。このため、各部材の接続部分および部品点数が増大し、ひいては、加熱コイル１１０の製造時間および製造コストが増大していた。
【０００５】
コイルヘッド１３０の位置と各ガイドチップ１４０の位置とが互いにずれている場合には、各ガイドチップ１４０部分におけるワークＷとコイルヘッド１３０との間のギャップの間隔が異なってしまう。つまり、加熱コイル１１０の製造においては、コイルヘッド１３０と各ガイドチップ１４０との位置関係を適宜調節する（芯出し調節する）必要がある。このような芯出し調節には、回動させることでコイルヘッド１３０の位置を水平方向に調節可能な位置調節機構２００・２００が用いられる。また、コイルヘッド１３０の垂直方向の調節は、ワークＷのコイルヘッド１３０側の部分と略同一の形状を有する治具を用いて行われる。
【０００６】
ここで、加熱コイル１１０の製造においては、多くの接続部分がロー付けによって接合されている。具体的には、コイルリード１６０の一端部と焼入装置のリード部１００との接続部分、各取付部材１４４と配管１９０との接続部分等がある。
このようなロー付けを行った場合、当該ロー付けした接続部分が歪んでしまう。つまり、全てのロー付けが終了したときに、コイルヘッド１３０の位置が各ガイドチップ１４０の位置に対して位置調節機構２００・２００の調節可能範囲外までずれてしまう可能性がある。この場合、コイルリード１６０を取り外して長さを調節する等、一部の部材のロー付けをやり直す必要がある。つまり、熟練の作業者でなければ、ロー付けおよび位置調節を行うことができなかった。
【０００７】
一対の側板１２１・１２１は、重量が大きな部材である真鍮によって構成されていたため、ワークＷにかかる荷重が大きくなり、ワークＷを加熱したときに、ワークＷが曲がる可能性があった、つまり、ワークＷの歪精度が低下していた。
また、真鍮は、伝熱性および放熱性が低いため、焼入れを行う際に、コイルヘッド１３０および各ガイドチップ１４０が高温となりやすく、ひいては、コイルヘッド１３０および各ガイドチップ１４０の交換周期が短くなってしまう。
【０００８】
コイルヘッド１３０は、中央のガイドチップ１４０と干渉しないように、その周長が分断されているため、加熱効率が低下していた。そのため、加熱コイル１１０に高電流を流していたが、この場合、コイルヘッド１３０等の交換周期が短くなってしまう。
また、特許文献１では、図９に示すような正面視略円弧状に周長が連続する（周長が途中で分断されていない）ヘアピン形状の加熱コイル１１０も開示されているが、このような加熱コイル１１０では、コイルヘッド１３０の周長が短いため、加熱効率が低下してしまう。また、各ガイドチップ１４０のいずれか一方が摩耗した場合、ワークＷがコイルヘッド１３０に接近してしまうため、焼入れ品質が偏ってしまう。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００９−０４６６９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、以上の如き状況を鑑みてなされたものであり、製造時間を短縮できるとともに、製造コストを削減できる焼入コイルを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１においては、冷却経路を有し、ワークの焼入れに用いられる焼入コイルであって、円弧状に形成され、互いに所定の間隔を空けて配置される一対の湾曲部、および該各湾曲部と一体的に形成されるスペーサ取付部を備えるコイルヘッドと、前記コイルヘッドにセットされた前記ワークに対して、前記各湾曲部よりも所定の寸法だけ接近した状態で、前記スペーサ取付部に連結部材を介して取り付けられるスペーサと、を具備し、前記冷却経路より少なくとも前記各湾曲部に冷却水を供給することで、前記コイルヘッドおよび前記スペーサを冷却し、前記ワークは軸部材に構成され、前記スペーサは、前記コイルヘッドの周方向中央部に配設されるセンタースペーサと、回動する前記ワークに当接することにより発生する摩擦抵抗が、前記コイルヘッドに対して、前記コイルヘッドが前記ワークに接近する方向に作用するように、前記コイルヘッドの端部に配設される一対のサイドスペーサと、を備え、前記センタースペーサとサイドスペーサとは、互いに略９０°位相がずれた状態に配置され、回動する前記ワークと前記センタースペーサとが当接することによって発生する摩擦抵抗により、コイルヘッドには、前記コイルヘッドにセットされた前記ワークと前記サイドスペーサとが離間する方向の力が作用し、前記焼入コイルには、前記ワークと前記センタースペーサとの摩擦抵抗によりコイルヘッドに作用する前記力よりも大きな力であって、前記コイルヘッドにセットされた前記ワークと前記サイドスペーサとが接近する方向の力が付与される、ものである。
【００１２】
請求項２においては、前記焼入コイルは、前記冷却経路より前記スペーサ取付部に冷却水をさらに供給する、ものである。
【００１３】
請求項３においては、前記ワークには、前記センタースペーサと当接する位置に孔部が形成され、前記センタースペーサの前記ワークと当接する部分の幅方向の寸法は、前記孔部の直径寸法よりも長い、ものである。
【００１４】
請求項４においては、前記コイルヘッドは、前記一対の湾曲部が略半円状に形成されるとともに、前記一対の湾曲部が、前記サイドスペーサが取り付けられる前記スペーサ取付部によって連結されることにより、前記両湾曲部の周長が連続するヘアピン形状を成す、ものである。
【００１５】
請求項５においては、前記焼入れを行うときに前記ワークに干渉しない位置に配置され、前記コイルヘッドに電流を供給する焼入装置と、該焼入装置と前記コイルヘッドに接続されるコイルリードとを接続するコイルリード接続部材をさらに具備し、該コイルリード接続部材は、前記焼入装置に連結される装置側接続部と、前記コイルリードに連結され、前記コイルヘッドが所定の位置で支持された状態で、前記装置側接続部に連結部材を介して取り付けられるコイル側接続部と、を備える、ものである。
【００１６】
請求項６においては、前記焼入装置に支持され、前記コイルヘッドおよび前記コイルヘッドに接続されるコイルリードを支持するカバー部材をさらに具備し、該カバー部材は、アルミによって形成される、ものである。
【００１７】
請求項７においては、前記カバー部材は、底部と、該底部と一体的に形成され、前記底部の外形に沿って前記底部の厚み方向に突出する側部と、を備える、ものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、コイルヘッドとスペーサとの位置決めを行う必要がないため、焼入コイルの製造時間を短縮できる。また、焼入コイルの部品点数を削減できるため、製造コストを削減できる、という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施形態の焼入コイルの全体的な構成を示す正面図。
【図２】同じく斜視図。
【図３】スペーサとコイルヘッドとを示す説明図。（ａ）センタースペーサとコイルヘッドとを示す図。（ｂ）サイドスペーサとコイルヘッドとを示す図。
【図４】焼入コイルの拡大正面図。
【図５】コイルリード接続部材の構成を示す斜視図。
【図６】クランクシャフトに焼入れを行う状態を示す図。（ａ）クランクシャフトを示す側面図。（ｂ）クランクシャフトとスペーサとを示す平面図。
【図７】従来の焼入コイルの全体的な構成を示す正面図。
【図８】８の字形状の焼入コイルを示す図。（ａ）斜視図。（ｂ）底面図。
【図９】ヘアピン形状の焼入コイルを示す図（ａ）斜視図。（ｂ）底面図。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明に係る焼入コイルの実施の一形態である焼入コイル１０について、図面を参照して説明する。
【００２１】
焼入コイル１０は、図１に示すように、焼入装置から供給される電流によって、例えば軸部材に構成されるワークＷを誘導加熱することで、ワークＷに焼入れを行うものである。
本実施形態の焼入コイル１０は、図１に示す矢印Ａ方向に回動するワークＷに焼入れを行うものとする。
【００２２】
なお、以下において、図１における紙面の上下方向を焼入コイル１０の上下方向とする。また、図１における紙面の左右方向を焼入コイル１０の左右方向とする。
【００２３】
焼入コイル１０は、カバー部材２０、コイルヘッド３０、スペーサ４０、コア５０、コイルリード６０、コイルリード接続部材７０、ガイド部材８０、および配管９０を具備する。
【００２４】
カバー部材２０は、上下方向に移動可能となるように焼入装置に支持され、カバー部材２０は、底部２１および側部２２を備える。
【００２５】
底部２１には、コイルヘッド３０およびコイルリード６０等が取り付けられる。底部２１には、ワークＷを配置するために切り欠かれた開口部２１ａが形成される。底部２１はアルミによって成形される。また、コイルヘッド３０は、底部２１の開口部２１ａの部分に取り付けられる。
【００２６】
側部２２は、開口部２１ａの近傍および焼入装置のリード部１００が通る部分を除いて、底部２１の外形に沿って底部２１の厚み方向に突出している。また、側部２２の右下端部には、突き当て部２２ａが形成される（図４参照）。側部２２はアルミによって成形されるとともに、底部２１と一体的に形成される。
また、側部２２の下端部には、ステンレス鋼によって成形される当接部材２３・２３がボルト等を介して取り付けられる。
【００２７】
コイルヘッド３０等が底部２１にはめ込まれた後で、側部２２には、アルミによって成形される蓋部がボルト等を介して取り付けられて、コイルヘッド３０等がカバー部材２０に取り付けられる。つまり、カバー部材２０は、アルミによって成形される略箱状の部材であり、コイルヘッド３０およびコイルリード６０を支持するものである。
【００２８】
図２から図４までに示すように、コイルヘッド３０には、略円弧状（本実施形態では略半円状）に形成されワークＷの軸方向（図１における紙面の奥側に向かう方向）に互いに所定間隔を隔てて配置される一対の湾曲部３１・３１と、湾曲部３１・３１の周方向の略中央部に配置される一対のセンタースペーサ取付部３２・３２と、湾曲部３１・３１の周方向の一端部（右端部）に配置されるサイドスペーサ取付部３３とが形成される。コイルヘッド３０は、銅によって構成される。
【００２９】
各湾曲部３１・３１は、その形状に沿って周方向に貫通する通路として形成される内部通路３１ａを有する。内部通路３１ａは、左端部において、各湾曲部３１・３１が対向する面で開口する。また、内部通路３１ａは、右端部において、各湾曲部３１・３１の外周面で開口する。
【００３０】
一対のセンタースペーサ取付部３２・３２は、各湾曲部３１・３１の上端部（周方向中央部）において、各湾曲部３１・３１が対向する面から、コイルヘッド３０の径方向外側に向かって突出する。各センタースペーサ取付部３２・３２には、ボルト孔３２ａ・３２ａが形成される。
【００３１】
このような各センタースペーサ取付部３２・３２は、例えば、ボルト孔３２ａ・３２ａと干渉しないように、センタースペーサ取付部３２の形状に沿って貫通する通路として形成される内部通路３２ｂを有する。内部通路３２ｂは、各湾曲部３１・３１に対応する部分にて、各湾曲部３１・３１の内部通路３１ａに向かって延出する。
つまり、内部通路３１ａと内部通路３２ｂとは互いに繋がっている。このように、各湾曲部３１・３１の内部通路３１ａは、各センタースペーサ取付部３２・３２の内部通路３２ｂと連通している。
ただし、内部通路３１ａによるセンタースペーサ４１の冷却が十分な場合（つまり、内部通路３２ｂを有しない状態でセンタースペーサ４１の冷却が十分な場合）内部通路３２ｂは必ずしも必要ではない。
【００３２】
サイドスペーサ取付部３３は、一対の湾曲部３１・３１の右端部において、各湾曲部３１・３１が対向する面からコイルヘッド３０の径方向および周方向沿って突出する。サイドスペーサ取付部３３には、ボルト孔が形成される。
【００３３】
このようなサイドスペーサ取付部３３は、例えば、前記ボルト孔と干渉しないように、サイドスペーサ取付部３３の形状に沿って貫通する通路として形成される内部通路３３ｂを有する。内部通路３３ｂは、各湾曲部３１・３１に対応する部分にて、各湾曲部３１・３１の内部通路３１ａに向かって延出する。
つまり、内部通路３１ａと内部通路３３ｂとは互いに繋がっている。このように、各湾曲部３１・３１の内部通路３１ａは、サイドスペーサ取付部３３の内部通路３３ｂと連通している。
ただし、内部通路３１ａによるサイドスペーサ４２・４２の冷却が十分な場合（つまり、内部通路３３ｂを有しない状態でサイドスペーサ４２・４２の冷却が十分な場合）、内部通路３３ｂは必ずしも必要ではない。
【００３４】
このような各湾曲部３１・３１と各センタースペーサ取付部３２・３２とは一体的に形成される。また、各湾曲部３１・３１とサイドスペーサ取付部３３とは一体的に形成され、各湾曲部３１・３１はサイドスペーサ取付部３３によって連結されている。これにより、コイルヘッド３０は、一対の湾曲部３１・３１が略半円状に形成されるとともに、両湾曲部３１・３１の周長がサイドスペーサ取付部３３を介して連続するヘアピン形状を成す。つまり、湾曲部３１・３１においては、一方の湾曲部３１の左端部→一方の湾曲部３１の右端部→サイドスペーサ取付部３３→他方の湾曲部３１の右端部→他方の湾曲部３１の左端部といったように、その周長が連続している。
【００３５】
スペーサ４０は、コイルヘッド３０にセットされたワークＷに対して、各湾曲部３１・３１よりも所定の寸法だけ接近した状態（湾曲部３１・３１の円弧形状の半径方向内側に突出した状態）で、コイルヘッド３０に取り付けられる。スペーサ４０は、センタースペーサ４１と一対のサイドスペーサ４２・４２とを備える。
【００３６】
センタースペーサ４１は、コイルヘッド３０の上端部（周方向中央部）に取り付けられる。センタースペーサ４１には、当接部４１ａとボルト孔とが形成される。センタースペーサ４１は、例えばセラミック等の非磁性体によって構成される。
当接部４１ａは、センタースペーサ４１のワークＷに接近する側の端部に形成され、ワークＷの外形に沿った形状を有する。ボルト孔は、センタースペーサ取付部３２・３２のボルト孔３２ａ・３２ａに対応する位置に形成される。
【００３７】
このようなセンタースペーサ４１は、センタースペーサ取付部３２・３２の間に配置して、各ボルト孔３２ａ・３２ａに、ボルト４３・４３を螺合することで、各湾曲部３１・３１の間に配置される。つまり、センタースペーサ４１は、コイルヘッド３０に一つだけ取り付けられる。また、センタースペーサ４１は、ワークＷの上端部、つまり頂部に対応する位置に配設される。このとき、センタースペーサ４１の当接部４１ａは、各湾曲部３１・３１から所定の寸法だけ、コイルヘッド３０にセットされた状態のワークＷに接近する。
【００３８】
一対のサイドスペーサ４２・４２は、コイルヘッド３０の右端部に取り付けられる。各サイドスペーサ４２・４２には、当接部４２ａとボルト孔４２ｂ・４２ｂとが形成される。各サイドスペーサ４２・４２は、例えばセラミック等の非磁性体によって構成される。
当接部４２ａは、サイドスペーサ４２のワークＷに接近する側の端部に形成される。ボルト孔４２ｂ・４２ｂは、サイドスペーサ取付部３３のボルト孔に対応する位置に形成される。
【００３９】
このような各サイドスペーサ４２・４２は、サイドスペーサ取付部３３の厚み方向における両側面に配置して、各ボルト孔４２ｂ・４２ｂに、ボルト４３・４３を螺合することで、コイルヘッド３０の右端部に取り付けられる。つまり、サイドスペーサ４２は、コイルヘッド３０に二つ取り付けられる。このとき、各サイドスペーサ４２・４２の当接部４２ａは、各湾曲部３１・３１から所定の寸法だけ、コイルヘッド３０にセットされた状態のワークＷに接近する。
【００４０】
コア５０は、例えば、板状の複数の珪素鋼板を重ねてブロック状に形成され、一対の湾曲部３１・３１に４つ取り付けられる。なお、コア５０は、ブロック状の固体であっても構わない。
【００４１】
コイルリード６０は、両端部で外部に開口する内部通路６０ａを有する。コイルリード６０の右端部は、各湾曲部３１・３１の左端部にロー付けによって取り付けられる。これにより、各湾曲部３１・３１の内部通路３１ａとコイルリード６０の内部通路６０ａとが互いに繋がる。
図１に示すように、コイルリード６０の左端部は、コイルリード接続部材７０を介して焼入装置のリード部１００に接続される。これにより、焼入装置のリード部１００に形成される内部通路と、コイルリード６０の内部通路６０ａとが互いに繋がる。
【００４２】
図１および図５に示すように、コイルリード接続部材７０は、装置側接続部７１とコイル側接続部７２とを備える。
【００４３】
装置側接続部７１には、焼入装置のリード部１００の外径寸法に沿った連通孔７１ａと、複数のボルト孔７１ｂ・７１ｂ・・・とが形成される。装置側接続部７１は、連通孔７１ａに焼入装置のリード部１００を挿通し、当該挿通部分をロー付けすることで、焼入装置のリード部１００に連結される。
【００４４】
コイル側接続部７２には、コイルリード６０の外径寸法に沿った連通孔７２ａと、装置側接続部７１のボルト孔７１ｂ・７１ｂ・・・に対応するボルト孔７２ｂ・７２ｂ・・・とが形成される。コイル側接続部７２は、連通孔７２ａにコイルリード６０の左端部を挿通し、当該挿通部分をロー付けすることで、コイルリード６０に連結される。
【００４５】
コイルリード接続部材７０は、各ボルト孔７１ｂ・７２ｂにボルト７３を螺合することで、焼入装置のリード部１００とコイルリード６０とを接続する。これにより、焼入装置のリード部１００からコイルリード６０に電流を供給することが可能となる。
【００４６】
図４に示すように、ガイド部材８０は略パイプ状に形成される部材であり、両端部に開口する内部通路８０ａを有する。ガイド部材８０の右端部は、配管９０と連結される。また、ガイド部材８０はその途中部で二股に分かれ、ガイド部材８０の左端部にて各湾曲部３１・３１の外周面にロー付けによって接合される。これにより、コイルヘッド３０の各湾曲部３１・３１の内部通路３１ａとガイド部材８０の内部通路８０ａとが連通される。
【００４７】
配管９０は、ガイド部材８０およびカプラ９１に連結され、その内側を冷却水が流れる。ガイド部材８０と配管９０とは、ワイヤー等で縛ることでその連結状態が固定される。
【００４８】
このような焼入コイル１０は、焼入装置に取り付けられる付勢部材によって左方向へ付勢される（図４に示す水平荷重Ｂ参照）。
【００４９】
また、焼入コイル１０は冷却経路１１を有する。冷却経路１１は、所定の冷却タンクより供給される冷却水が流れる経路であり、焼入装置のリード部１００の内部通路、コイルリード６０の内部通路６０ａ、コイルヘッド３０の内部通路３１ａ等、ガイド部材８０の内部通路８０ａ、および配管９０の順に流れる。
また、コイルヘッド３０においては、本実施形態のようにセンタースペーサ取付部３２・３２の内部通路３２ｂおよびサイドスペーサ取付部３３の内部通路３３ｂを有する場合、冷却水は、各湾曲部３１・３１の内部通路３１ａ、各センタースペーサ取付部３２・３２の内部通路３２ｂ・３２ｂ、およびサイドスペーサ取付部３３の内部通路３３ｂを流れる。
【００５０】
このように構成される焼入コイル１０を用いたワークＷの焼入れについて説明する。まず、カバー部材２０の開口部２１ａがワークＷと嵌合するように、カバー部材２０を配置する。
【００５１】
このとき、カバー部材２０の自重による下方向への垂直荷重によって、センタースペーサ４１とワークＷとが当接する。また、焼入コイル１０に付与される左方向の水平荷重Ｂによって、各サイドスペーサ４２・４２とワークＷとが当接する。これにより、コイルヘッド３０とワークＷとの間にギャップＧが形成される。
【００５２】
この状態で、ワークＷを時計回り方向（図１に示す矢印Ａ方向）に回動させるとともに、焼入装置から焼入コイル１０に電流を供給する。これにより、ワークＷは加熱される。また、電流による自己発熱および加熱されるワークＷからの輻射熱により高温となるコイルヘッド３０等に、冷却タンクの冷却水が焼入装置のリード部１００から供給されることで、コイルヘッド３０等が冷却される。
【００５３】
コイルヘッド３０に供給される冷却水は、各湾曲部３１・３１に流れる。これにより、センタースペーサ４１の熱がセンタースペーサ取付部３２を介して伝熱し、センタースペーサ４１が冷却される。また、必要に応じて（例えば、内部通路３１ａによるセンタースペーサ４１の冷却が十分でない場合等）、本実施形態のように、各湾曲部３１・３１の中途部にて、各センタースペーサ取付部３２・３２にも冷却水を流しても良い。
同様に、各サイドスペーサ４２・４２の熱がサイドスペーサ取付部３３を介して伝熱し、各サイドスペーサ４２・４２が冷却される。また、必要に応じて（例えば、内部通路３１ａによる各サイドスペーサ４２・４２の冷却が十分でない場合等）、本実施形態のように、各湾曲部３１・３１の右端部にて、サイドスペーサ取付部３３にも冷却水を流しても良い。
【００５４】
このように、焼入コイル１０は、冷却経路１１より少なくとも各湾曲部３１・３１に冷却水を供給することで、コイルヘッド３０およびスペーサ４０を冷却する。
また、冷却経路１１よりスペーサ取付部である一対のセンタースペーサ３２・３２およびサイドスペーサ取付部３３に冷却水をさらに供給することで、スペーサ４０の冷却をさらに強化できる。
【００５５】
ここで、コイルリード接続部材７０を介して接続されるコイルリード６０と焼入装置のリード部１００との間は、ロー付けが行われていないが、コイルリード６０とリード部１００とコイルリード接続部材７０との寸法を合わせておくことで、冷却水が外部に漏れることを防止できる。
【００５６】
ワークＷを加熱した後で、ワークＷに対して冷却液が噴き付けられ、ワークＷが急冷される。これにより、ワークＷに焼入れが行われる。
【００５７】
このように、焼入コイル１０は、コイルヘッド３０を流れる冷却水によってスペーサ４０の冷却を行うことができる。従って、従来技術にあるような、スペーサの冷却を行うために、別途スペーサの取付部材に配管を接続する必要がなくなり、焼入コイル１０の構造をシンプルにできる。
このため、焼入コイル１０の製造時に、スペーサ４０を冷却する配管を、換言すれば、焼入コイル１０の部品点数を削減できる。また、ロー付けによる接続部分を削減できる。つまり、焼入コイル１０の製造時間を短縮できるとともに、製造コストを削減できる。
【００５８】
コイルヘッド３０を略半円状のヘアピン形状（略半円状に形成される一対の湾曲部３１・３１の一端部がサイドスペーサ取付部３３にて接続され、湾曲部３１・３１の周長がサイドスペーサ取付部３３を介して連続する形状）としたことにより、一対の湾曲部３１・３１の周長を途中で分断することなくセンタースペーサ４１をコイルヘッド３０に取り付けることができる（図８参照）。また、コイルヘッド３０の周長を、従来技術にあるようなコイルヘッドの周長と比較して、より長くできる（図９参照）。
これにより、加熱効率を向上できる。つまり、焼入コイル１０に供給する電流を低電流にできるため、焼入コイル１０の交換周期をより長くできる（長寿命化できる）。
【００５９】
このように、コイルヘッド３０は、一対の湾曲部３１・３１が略半円状に形成されるとともに、一対の湾曲部３１・３１がサイドスペーサ取付部３３によって連結されることにより、両湾曲部３１・３１の周長が連続するヘアピン形状を成す。
【００６０】
また、カバー部材２０を成形するアルミは、真鍮と比較して、放熱性および伝熱性が高い。このため、焼入れ時に、コイルヘッド３０およびスペーサ４０等の熱が、カバー部材２０に伝熱する。これにより、従来技術にあるような一対の側板を真鍮で構成した場合と比較して、コイルヘッド３０およびスペーサ４０等が焼入れ時に高温となりにくくなるため、コイルヘッド３０およびスペーサ４０等の交換周期をより長くできる。
【００６１】
アルミは真鍮よりも軽い部材であるため、カバー部材２０の自重を、換言すれば、ワークＷに対してかかる下方向の垂直荷重を小さくできる。これにより、焼入れ時にワークＷが曲がることを防止できるため、ワークＷの歪精度を向上できる。
【００６２】
さらに、アルミを加工する際に要する加工費は、真鍮を加工に要する加工費と比較して、より小さくなる。つまり、カバー部材２０を真鍮で構成した場合と比較して、より低コストでカバー部材２０を成形できるため、焼入コイル１０の製造コストを削減できる。
【００６３】
例えば、アルミに代えて鉄によってカバー部材２０を成形した場合、焼入れ時に、焼入コイル１０による電磁誘導を受けてしまう。つまり、カバー部材２０は、電磁誘導を受けないような材料を用いて成形する必要がある。
カバー部材２０は、ワークＷの歪精度の向上、製造コストの削減、放熱性および伝熱性の向上という観点から、アルミによって成形することが好ましい。
【００６４】
このように、コイルヘッド３０およびコイルヘッド３０に接続されるコイルリード６０を支持するカバー部材２０は、アルミによって成形される。
【００６５】
ここで、センタースペーサ４１と回動するワークＷとが当接することによってコイルヘッド３０には摩擦抵抗が発生し、コイルヘッド３０（焼入コイル１０）に対して右方向への力が作用するが、当該右方向への力は、付勢部材による左方向への水平荷重Ｂによって打ち消される。従って、サイドスペーサ４２・４２とワークＷとの当接状態が保持される。つまり、コイルヘッド３０の左端部に、スペーサ４０を配設することなく、ワークＷとコイルヘッド３０との間にギャップＧを形成できる。
【００６６】
また、各サイドスペーサ４２・４２と回動するワークＷとが当接することにより発生する摩擦抵抗は、コイルヘッド３０（焼入コイル１０）に対して下方向に作用する。言い換えれば、回動するワークＷに各サイドスペーサ４２・４２が当接することで、焼入コイル１０を下方向に引っ張る。
ここで、各サイドスペーサ４２・４２と回動するワークＷとが当接することにより発生する摩擦抵抗が、コイルヘッド３０に対して下方向に作用する場合、コイルヘッド３０の湾曲部３１・３１は全体的にワークＷに接近する。つまり、コイルヘッド３０の湾曲部３１・３１がワークＷの上部に接近する。つまり、本実施形態では、下方向がコイルヘッド３０がワークＷに接近する方向となる。
これにより、焼入コイル１０がワークＷから離間しにくくなるため、焼入れ品質の低下を防止できる。
【００６７】
このように、各サイドスペーサ４２・４２は、回動するワークＷに当接することにより発生する摩擦抵抗が、コイルヘッド３０に対して、下方向（コイルヘッド３０がワークＷに接近する方向）に作用するように、コイルヘッド３０の右端部（端部）に配設される。
【００６８】
図６に示すように、ワークＷがクランクシャフトＷ１０であった場合、センタースペーサ４１と当接する位置に、オイル孔Ｗ１１が形成される。この場合、オイル孔Ｗ１１にセンタースペーサ４１が挟まって、回転するクランクシャフトＷ１０により焼入コイル１０が跳ね上げられる可能性がある。
本実施形態では、センタースペーサ４１の当接部４１ａ（ワークＷと当接する部分）の幅方向の寸法Ｌ１が、センタースペーサ４１と当接する位置に形成されるオイル孔Ｗ１１の直径寸法Ｌ２よりも長いため、オイル孔Ｗ１１にセンタースペーサ４１が挟まることを防止できる。また、クランクシャフトＷ１０との間の摩擦によるセンタースペーサ４１の当接部４１ａの摩耗を低減できる。
【００６９】
ここで、スペーサ４０の部品点数をさらに低減するために、サイドスペーサ４２をセンタースペーサ４１のようにコイルヘッド３０に一つだけ取り付けることが考えられる。しかし、サイドスペーサ４２とワークＷとの間の摩擦は、センタースペーサ４１とワークＷとの間の摩擦と比較して大きい。このため、サイドスペーサ４２は、コイルヘッド３０の周方向上に、ワークＷの軸方向に沿って互いに所定の間隔を空けた状態で、コイルヘッド３０に二つ取り付けることが好ましい。
【００７０】
このように、スペーサ４０は、ワークＷの頂部に対応する位置に配設されるセンタースペーサ４１と、回動するワークＷに当接することにより発生する摩擦抵抗が、コイルヘッド３０に対して、コイルヘッド３０がワークＷに接近する方向である下方向に作用するように、コイルヘッド３０の端部である右端部に配設される一対のサイドスペーサ４２・４２と、を備える。
また、焼入コイル１０には、センタースペーサ４１が回動するワークＷに当接することにより発生する摩擦抵抗が、コイルヘッド３０に対して作用する水平方向である右方向の力よりも大きな力であるとともに、水平方向の反対方向である左方向に作用する水平荷重Ｂが付与される。
【００７１】
仮に、ワークＷの回動方向が反対方向、つまり反時計回り方向（図１に示す矢印Ａ方向の反対方向）となった場合、センタースペーサ４１と回動するワークＷとが当接することにより発生する摩擦抵抗が、コイルヘッド３０に対して左方向に作用する。
この場合、一対のサイドスペーサ４２・４２をコイルヘッド３０の左端部に配設するとともに、付勢部材によって焼入コイル１０を前記左方向の力よりも大きな力で右方向に付勢する。これに伴って、コイルヘッド３０のサイドスペーサ取付部３３の位置もコイルヘッド３０の左端部となる。
このように構成することで、焼入れを行うときに、センタースペーサ４１と回動するワークＷとが当接することによりコイルヘッド３０に対して作用する左方向の力を、付勢部材によって焼入コイル１０（コイルヘッド３０）に付与される右方向の水平荷重によって打ち消すことができる。つまり、サイドスペーサ４２・４２とワークＷとの当接状態を保持できる。これにより、サイドスペーサ４２・４２と回動するワークＷとが当接することにより発生する摩擦抵抗が、コイルヘッド３０に対して下方向に作用する。
【００７２】
これによれば、コイルヘッド３０の左端部に別途一対のサイドスペーサを取り付けることなく、コイルヘッド３０とワークＷとの間にギャップＧを形成できる。つまり、従来技術にあるような、スペーサ４０を３箇所に設ける必要がない（図８参照）。このため、スペーサ４０の部品点数を削減できる。つまり、焼入コイル１０の製造時間を短縮できるとともに、製造コストを削減できる。
【００７３】
また、図２および図４に示すように、本実施形態のようにワークＷの頂部に対応する位置にセンタースペーサ４１を配設するとともに、ワークＷの右端部に対応する位置に各サイドスペーサ４２・４２を配設することで、センタースペーサ４１と各サイドスペーサ４２・４２とは、ワークＷの中心を基準として、互いに略９０°位相がずれた状態となる。
この場合、センタースペーサ４１あるいは各サイドスペーサ４２・４２のいずれか一方が先に摩耗した場合でも、ワークＷがコイルヘッド３０に接近しにくくなるため、ワークＷと焼入コイル１０との間のギャップＧを一定の間隔に保つことができる。
【００７４】
次に、スペーサ４０の交換手順について説明する。
まず、カバー部材２０の蓋部を側部２２から取り外す。
【００７５】
センタースペーサ４１は、コイルヘッド３０の各センタースペーサ取付部３２・３２にボルト４３・４３を介して取り付けられている。従って、ボルト４３・４３を着脱するだけで、センタースペーサ４１を交換できる。
各サイドスペーサ４２・４２も、センタースペーサ４１と同様に、コイルヘッド３０のサイドスペーサ取付部３３にボルト４３・４３を介して取り付けられている。従って、ボルト４３・４３を着脱するだけで、各サイドスペーサ４２・４２を交換できる。
【００７６】
ここで、スペーサ４０は、ワークＷとコイルヘッド３０との間にギャップＧを形成するために、コイルヘッド３０とスペーサ４０との位置が互いにずれている場合には、コイルヘッド３０の位置を調節する必要がある。
本実施形態では、予め、各スペーサ４０の長手方向の長さと、ギャップＧの長さとに基づいて、各スペーサ取付部３２・３３のボルト孔およびスペーサ４０のボルト孔を形成している。つまり、コイルヘッド３０にスペーサ４０をボルト４３・４３を介して取り付けるだけで、スペーサ４０は、各湾曲部３１・３１から所定の寸法だけワークＷに接近する位置まで、各湾曲部３１・３１から突出することとなる。
【００７７】
これによれば、コイルヘッド３０をカバー部材２０に取り付ける前に、コイルヘッド３０とスペーサ４０との芯出し調節が可能となる。また、コイルヘッド３０をカバー部材２０に取り付けるときに、コイルヘッド３０とスペーサ４０との位置がずれない。
【００７８】
つまり、スペーサ４０をコイルヘッド３０に取り付けるだけで、コイルヘッド３０とスペーサ４０との位置を決めることができる。このため、スペーサ４０をコイルヘッド３０に取り付けたときに、従来技術にあるような位置調節機構を用いたコイルヘッド３０の位置調節を行う必要がなくなる（図７参照）。従って、焼入コイル１０の製造時間を短縮できる。
【００７９】
このように、円弧状に形成され、ワークＷの軸方向に互いに所定の間隔を空けて配置される一対の湾曲部３１・３１、および各湾曲部３１・３１と一体的に形成されるスペーサ取付部材である一対のセンタースペーサ取付部３２・３２およびサイドスペーサ取付部３３を備える。
また、スペーサ４０は、コイルヘッド３０にセットされた状態のワークＷに対して、各湾曲部３１・３１よりも所定の寸法だけ接近した状態で、各センタースペーサ取付部３２・３２およびサイドスペーサ取付部３３に連結部材であるボルト４３・４３を介して取り付けられる。
【００８０】
ここで、焼入コイル１０の部品点数をさらに削減するために、コイルヘッド３０とスペーサ４０とを一体的に形成することが考えられる。スペーサ４０は、ワークＷに当接しているため、その交換周期がコイルヘッド３０よりも短い。従って、コイルヘッド３０とスペーサ４０とを一体的に形成した場合には、スペーサ４０を交換するときに、コイルヘッド３０も交換することになってしまう。つまり、コイルヘッド３０とスペーサ４０とは、別体とすることが好ましい。
【００８１】
次に、コイルヘッド３０の交換手順について説明する。
まず、カバー部材２０の蓋部を側部２２から取り外す。
【００８２】
図１に示すように、コイルヘッド３０の交換では、コイルリード接続部材７０のコイル側接続部７２と装置側接続部７１とを連結するボルト７３を取り外し、コイルリード６０およびコイル側接続部７２を装置側接続部７１から取り外す。また、ガイド部材８０を配管９０から取り外す。これにより、コイルヘッド３０をカバー部材２０から取り外すことができる。
【００８３】
そして、交換するコイルヘッド３０にコイルリード６０およびガイド部材８０をロー付けによって接合するとともに、コイルリード６０にコイル側接続部７２をロー付けによって接合する。そして、コイルヘッド３０をカバー部材２０に取り付けるとき、各サイドスペーサ４２・４２と、カバー部材２０の側部２２の突き当て部２２ａとを当接させる。
【００８４】
ここで、突き当て部２２ａは、開口部２１ａに配置されるワークＷの位置と、サイドスペーサ４２の長手方向の長さと、ギャップＧの長さとに基づいて形成されている。つまり、一対のサイドスペーサ４２・４２と突き当て部２２ａとを当接させることにより、コイルヘッド３０の水平方向の位置を決めることができる。
【００８５】
また、ワークＷのコイルヘッド３０側の端部と同一の形状を有する治具を開口部２１ａに配置して、スペーサ４０と当接させることにより、コイルヘッド３０の垂直方向の位置を決める。
【００８６】
このように、コイルヘッド３０を所定の位置で支持した状態で、装置側接続部７１にボルト７３を介してコイル側接続部７２を取り付ける。また、ガイド部材８０と配管９０とを連結する。
【００８７】
これにより、コイルヘッド３０およびスペーサ４０をカバー部材２０に取り付けた後で、従来技術にあるような、位置調節機構を用いたコイルヘッド３０の芯出し調節等を行うことなくコイルヘッド３０を交換できる。つまり、焼入コイル１０の製造時間およびコイルヘッド３０の交換時間を短縮できる。
また、位置調節機構をカバー部材２０に取り付ける必要がなくなるため、焼入コイル１０の部品点数を削減できるとともに、焼入コイル１０の製造コストを削減できる。
さらに、ボルト７３の着脱によってコイルヘッド３０を交換できるとともに、コイルヘッド３０およびスペーサ４０の位置を決めることができる。つまり、コイルヘッド３０の交換を容易に行うことができるため、熟練の作業者でなくても焼入コイル１０の製造およびコイルヘッド３０およびスペーサ４０の交換を行うことが可能となる。
【００８８】
ここで、図６に示すようなクランクシャフトＷ１０に焼入れを行う場合、仮にコイルリード接続部材７０をコイルヘッド３０の近傍に配置した場合、クランクシャフトＷ１０のカウンターウエイトＷ１２にコイルリード接続部材７０が干渉する可能性がある。従って、コイルリード接続部材７０は、ワークＷに干渉しない位置に配置する必要がある。
【００８９】
このような場合において、コイルリード接続部材７０の長手方向の寸法を短くすることが考えられるが、コイルリード接続部材７０のボルト締めが行いにくくなる可能性がある。従って、コイルリード接続部材７０は、ワークＷに干渉しない位置に配置するとともに、ボルト締めが行いやすくなる程度に長手方向の寸法を設定することが好ましい。
【００９０】
このように、コイルリード接続部材７０は、焼入装置に連結される装置側接続部７１と、コイルヘッド３０が接続されるコイルリード６０の左端部に連結され、コイルヘッド３０が所定の位置で支持された状態で、装置側接続部７１に連結部材であるボルト７３を介して取り付けられるコイル側接続部７２と、を備える。
【００９１】
なお、本実施形態では、サイドスペーサ４２・４２を突き当て部２２ａに当接させることでコイルヘッド３０の水平方向の位置を決めたが、これに限定されるものでない。例えば、側部２２と各サイドスペーサ４２・４２との間に所定の間隔を形成し、当該間隔と略同一の長さを有する治具を配置する構成であっても構わない。
【００９２】
また、従来技術にあるような一対の側板に焼入コイル１０を取り付ける場合には、一対の側板にて焼入コイル１０を挟み込む際に、一対の側板と焼入コイル１０との位置関係を互いに合わせる必要がある。
一方、本実施形態では、カバー部材２０の底部２１にコイルヘッド３０等をはめ込むため、一対の側板を用いて焼入コイル１０を支持する場合と比較して、容易にカバー部材２０に焼入コイル１０を取り付けることができるとともに、容易にコイルヘッド３０を交換できる。つまり、コイルヘッド３０の製造時間を短縮できる。
【００９３】
また、本実施形態の焼入コイル１０は、カバー部材２０の底部２１および側部２２を一体的に形成し、底部２１にコイルヘッド３０等をはめ込んで側部２２に蓋部を取り付けることで、焼入コイル１０をカバー部材２０に取り付ける構成である。
従って、従来技術にあるような、焼入コイル１０を一対の側板で挟み込む場合と比較して、カバー部材２０の底部２１および側部２２を構成する際に用いられるボルトの部品点数を削減できる。つまり、焼入コイル１０の部品点数を削減できるため、焼入コイル１０の製造コストを削減できる。
【００９４】
このように、カバー部材２０は、底部２１と、該底部２１と一体的に成形され、底部２１の端部より厚み方向に突出する側部２２と、を備える。
【符号の説明】
【００９５】
１０    焼入コイル
３０    コイルヘッド
３１    湾曲部
３１ａ  内部通路
３２    センタースペーサ取付部（スペーサ取付部）
３３    サイドスペーサ取付部（スペーサ取付部）
４０    スペーサ
４１    センタースペーサ
４２    サイドスペーサ
６０    コイルリード
Ｗ      ワーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0005479987.tif 000008
【図８】
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【図９】
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