(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
多気筒クランクシャフトの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、前記多気筒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つつ、前記円柱部と、前記円柱部に続くフィレットＲ部と、前記フィレットＲ部に続くフィレット部とをそれぞれ高周波誘導加熱し、しかる後に前記ピン部を冷却することにより前記ピン部の表面をフィレットＲ焼入すると共に、前記ピン部に設けられているオイル孔の周面に７ｍｍ以上の硬化層深さの焼入硬化層を形成するようにしたクランクシャフトの高周波焼入方法において、前記多気筒クランクシャフトの中心軸方向に沿って間隔を隔てて配設されている複数のピン部のうち、前記中心軸方向の両端側に位置している２つのピン部の加熱開始時期を、これら２つのピン部の間に位置している複数のピン部の加熱開始時期よりも先にすると共に、前記中心軸方向の両端側に位置している２つのピン部を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルに投入する電力を、前記中心軸方向の両端側に位置している２つのピン部の間に位置する複数のピン部を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルに投入する電力よりも低く設定し、かつ、全てのピン部の加熱終了時期を同時とし、これにより、ピン部における歪みを少なくするようにしたことを特徴とするクランクシャフトの高周波焼入方法。
【請求項２】
４気筒クランクシャフトの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４気筒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つつ、前記円柱部と、前記円柱部に続くフィレットＲ部と、前記フィレットＲ部に続くフィレット部とをそれぞれ高周波誘導加熱し、しかる後に前記ピン部を冷却することにより前記ピン部の表面をフィレットＲ焼入すると共に、前記ピン部に設けられているオイル孔の周面に７ｍｍ以上の硬化層深さの焼入硬化層を形成するようにしたクランクシャフトの高周波焼入方法において、前記４気筒クランクシャフトの中心軸方向に沿って間隔を隔てて配設されている４つのピン部のうち、前記中心軸方向の両端側に位置している外側の２つのピン部の加熱開始時期を、これら２つのピン部の間に位置している内側の２つのピン部の加熱開始時期よりも先にすると共に、前記外側の２つのピン部を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルに投入する電力を、前記内側の２つのピン部を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルに投入する電力よりも低く設定し、かつ、これら４つのピン部の高周波誘導加熱の終了時期は同時とし、これにより、ピン部における歪みを少なくするようにしたことを特徴とする４気筒クランクシャフトの高周波焼入方法。
【請求項３】
前記ピン部を高周波誘導加熱する前記高周波誘導加熱コイルヘの投入電力を一定にしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のクランクシャフトの高周波焼入方法。
【請求項４】
前記４つのピン部を高周波誘導加熱する加熱時間に関し、前記外側の２つのピン部の加熱時間を、前記内側の２つのピン部の加熱時間より１ｓｅｃ以上長く設定したことを特徴とする請求項２乃至３の何れか１項に記載のクランクシャフトの高周波焼入方法。
【請求項５】
前記４つのピン部にそれぞれ対応する４つの半開放鞍型の高周波加熱コイルを用いて、同一ステーションにおいて前記４つのピン部を高周波誘導加熱して冷却するようにしたことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載のクランクシャフトの高周波焼入方法。
【発明の詳細な説明】
【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ジーゼルエンジン用のクランクシャフトのピン部を高周波焼入（フィレットＲ焼入）すると共に、ピン部に設けられたオイル孔の周面に７ｍｍ以上の焼入硬化層を形成する（従って、ピン部の表面に通常より深い焼入硬化層を形成する）ためのフランクシャフトの高周波焼入方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図４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】
このようなクランクシャフト１のピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の表面（円筒状周面）を焼入処理する際には、各々のピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の上半分部分に半開放鞍型の高周波誘導加熱コイルを僅かな隙間をもって載置し、クランクシャフト１の中心軸Ｘを中心に回転駆動させてその回転に高周波誘導加熱コイルを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。
【０００４】
上述のジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 及びピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の形状は、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５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。また、ピン部Ｐ4 は、図５に示すように、円柱部４ａと、この円柱部４ａに続くフィレットＲ部（隅部）４ｂと、このフィレットＲ部４ｂ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）４ｃとから成っている。
【０００５】
図５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３ａ、フィレットＲ部３ｂ及びフィレット部３ｃ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４ａ、フィレットＲ部４ｂ及びフィレット部４ｃ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。
【０００６】
クランクシャフト１のピン部Ｐ1 及びジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 をフィレットＲ焼入する場合の従来における通常の焼入加工手順は、まず、被焼入体である４気筒クランクシャフト１の中心軸Ｘから１／２ストローク離れたところに位置するピン部Ｐ1 〜Ｐ4 を全て同時に焼入し、その後に、クランクシャフト１の軸芯に位置するジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 を焼入するようにしている。なお、このようにピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の焼入をした後にジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 の焼入を行なうようにしているのは、この手順を逆にした場合に比べて焼入後におけるクランクシャフト１の全体としての曲がり量が少ないためである。
【０００７】
また、図４に示すような４気筒クランクシャフト１では、ピン部Ｐ1 ，Ｐ4 とピン部Ｐ2 ，Ｐ3 とではそれらのトップ側部分（中心軸Ｘから遠い側の部分）Ｍの向きが互いに１８０度異なることから、ピン部のトップ側部分Ｍとボトム側部分（中心軸Ｘに近い側の部分）Ｎの焼入硬化層パターンを均一にする場合には、ピン部Ｐ2 ,Ｐ3 と、これらとは１８０度位相が異なるピン部Ｐ1 ,Ｐ4 とを別のグループとして、各ピン部用の高周波誘導加熱コイルに供給する電力をクランクシャフト１（ひいてはピン部）の回転角度に応じて変えるようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、最近では、エンジンの高出力化に伴い、クランクシャフト１のピン部に設けられるオイル孔（図示せず）に焼入硬化層を深く形成することが要求されている。クランクシャフト１のオイル孔は、形状に起因する強度不足から疲労試験において、オイル孔からの破壊を防ぐために焼入硬化層深さを深くする必要がある。オイル孔の焼入硬化層を特に７ｍｍ以上に深くするには、高周波誘導加熱時間を通常のフィレットＲ焼入れの加熱時間より長くして、表面層の加熱温度をその中心方向に拡散する必要がある。ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 のトップ側部分Ｍとボトム側部分Ｎで加熱出力を変化させても、加熱時間を長くして表面層の加熱温度をオイル孔の中心方向に拡散させることにより、ピン部円周方向の焼入硬化層が均一となり、トップ側部分の焼入硬化層パターンがフィレット部外周まで突き抜けて深くなる。つまり、クランクシャフト１を回転させて、半開放鞍型の高周波誘導加熱コイルをクランクシャフト１のピン部Ｐ1 〜Ｐ4 にそれぞれ追従させながらピン部表面を高周波誘導加熱する方法では、加熱時間を長くすると、トップ側部分Ｍとボトム側部分Ｎで加熱出力を変化させたとしてもトップ側部分Ｍのフィレット部４ｃの焼入硬化層を浅くすることができない。すなわち、焼入硬化層が必然的に深くなる。
【０００９】
従って、４気筒クランクシャフト１のオイル孔の硬化層深さを深くする場合には、ピン部の形状を勘案して、ピン部加熱用の高周波誘導加熱コイルに供給する電力をクランクシャフト１の回転角度に関係なく一定に設定するようにし、これにより、焼入品質の安定化を図っている。しかし、単純に全てのピン部Ｐ1 〜Ｐ4 を同一の加熱時間で同時に高周波誘導加熱すると、ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の形状が複雑なことから、ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 における歪みが大きく生じ、クランクシャフトの曲がり量（１２時方向の曲がり量）が大きくなる傾向がある。なお、曲がり方向は、後に詳述する如く、ピン部Ｐ1 を最上部に配置したときのピン部をＰ1 １２時として、曲がりをジャーナル部Ｊ1 の側から見た時の方向である。
【００１０】
そして、ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の焼入後に、クランクシャフト１の中心軸Ｘに対して同軸状のジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 を全て焼入した場合、クランクシャフト１の曲がり量は少し増加され、基準値（ＴＩＲで０．３ｍｍ以下）を遥かに越えてしまうのが実状である。下記の表１は、焼入工程ごとのジャーナル部Ｊ3 の曲がりの方向と量を示している。
【００１１】
【表１】
0003681644.tif 000002
【００１２】
曲がりが大きいクランクシャフト１については、焼入後の研磨加工に支障を生じるといった不具合がある。すなわち、研磨後の完成寸法は予め定められているため、研磨代に限りがあり、従って曲がり量が大きいクランクシャフト１の場合には研磨残りが生じ、製品として提供することができないような不具合を来たすおそれがある。
【００１３】
本発明は、上述の如き不具合を解消すべくなされたものであって、その目的は、全ピン部焼入後のピン部における歪みが少なく、全ピン部焼入後の全ジャーナル部焼入完了時のクランクシャフトの曲がり量を少なく抑えることができるようなクランクシャフトの高周波焼入方法を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
まず、各ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 における焼入前後の歪みが同程度であれば、ピン部Ｐ2 ，Ｐ3 はピン部Ｐ1 ，Ｐ4 よりもクランクシャフト１の長手方向（中心軸Ｘに沿った方向）で中央側に位置することから、クランクシャフト１の曲がりに大きく影響を与えることとなるため、曲がりに対する影響度は大きい（図６（ａ），（ｂ）参照）。具体的には、オイル孔に７ｍｍ以上の焼入硬化層を形成する際のように両端の２つのピン部Ｐ1 ，Ｐ4 をこれらのみ通常よりも長い加熱時間にわたって高周波誘導加熱した場合には、図６（ａ）に示すようにセンターのジャーナル部Ｊ3 の軸芯Ｚがクランクンクシャフト１の中心軸Ｘから距離Ｌ1 だけ変位してクランクシャフト１に６時方向の曲がりが生じる。一方、オイル孔に７ｍｍ以上の焼入硬化層を形成する際のように２つのピン部Ｐ2 ，Ｐ3 をこれらのみ通常よりも長い加熱時間にわたって高周波誘導加熱した場合には、図６（ｂ）に示すようにセンターのジャーナル部Ｊ3 の軸芯Ｚがクランクンクシャフト１の中心軸Ｘから距離Ｌ2 だけ変位してクランクシャフト１に１２時方向の曲がりが生じる。
【００１５】
上述の距離Ｌ1 とＬ2 との関係、すなわち、クランクシャフト１の中心軸Ｘからのジャーナル部Ｊ1 の軸芯Ｚの偏倚量Ｌ1 及びＬ2 の相互関係は、ピン部Ｐ2 ，Ｐ3 がピン部Ｐ1 ，Ｐ4 よりも中央側にあるため、Ｌ1 ＜Ｌ2 となる。従って、全てのピン部Ｐ1 〜Ｐ4 を同一の加熱時間でかつ同時に高周波誘導加熱した場合には、内側（中央側）の２つのピン部Ｐ2 及びＰ3 についての焼入条件が、クランクシャフト１の曲がりの程度により大きく影響するのである。よって、オイル孔に７ｍｍ以上の焼入硬化層を形成するような長い加熱時間でピン部Ｐ1 〜Ｐ4 を同時加熱した場合には、クランクシャフトが１２時方向に大きく曲がってしまうことなる。
【００１６】
また、図７は、ピン部Ｐ2 に形成される硬化層パターンと歪みの関係、及び、クランクシャフト１の曲がりへの影響を説明するためのものである。図７に示すように、ピン部Ｐ2 は、クランクシャフト１の中心軸Ｘから遠い側のトップ側部分Ｍと前記中心軸Ｘに近い側のボトム側部分Ｎの形状が大きく異なっている。トップ側部分Ｍは、スラスト面Ｓ1 の高さが相対的に低く、ボトム側部分Ｎはスラスト面Ｓ2 の高さが相対的に高い。さらに、ボトム側部分Ｎには、振り子であるバランスウェイトを形造る場合もあるため、トップ側部分Ｍに比べて質量（熱容量）が相対的に大きい。
【００１７】
トップ側部分Ｍとボトム側部分Ｎの硬化層深さの違い、及び、ピン部Ｐ2 の形状の違いにより、焼入後のスラスト寸法Ｃ（図７参照）が変化する。このスラスト寸法Ｃの変化に伴い、ピン部Ｐ2 が図７に示すＡ又はＢ方向に移動する。このピン部Ｐ2 はセンターのジャーナル部Ｊ3 の隣りに位置することから、ピン部Ｐ2 の移動につられてジャーナル部Ｊ3 が移動する結果、クランクシャフト１の全体に曲がりを生じる。なお、ピン部Ｐ3 の焼入における曲がりは、ピン部Ｐ2 とピン部Ｐ3 はジャーナル部Ｊ3 を対称に位置していることから、同様の傾向となる。
【００１８】
そこで、本発明では、多気筒クランクシャフトの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、前記多気筒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つつ、前記円柱部と、前記円柱部に続くフィレットＲ部と、前記フィレットＲ部に続くフィレット部とをそれぞれ高周波誘導加熱し、しかる後に前記ピン部を冷却することにより前記ピン部の表面をフィレットＲ焼入すると共に、前記ピン部に設けられているオイル孔の周面に７ｍｍ以上の硬化層深さの焼入硬化層を形成するようにしたクランクシャフトの高周波焼入方法において、前記多気筒クランクシャフトの中心軸方向に沿って間隔を隔てて配設されている複数のピン部のうち、前記中心軸方向の両端側に位置している２つのピン部の加熱開始時期を、これら２つのピン部の間に位置している複数のピン部の加熱開始時期よりも先にすると共に、前記中心軸方向の両端側に位置している２つのピン部を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルに投入する電力を、前記中心軸方向の両端側に位置している２つのピン部の間に位置する複数のピン部を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルに投入する電力よりも低く設定し、かつ、全てのピン部の加熱終了時期を同時とし、これにより、ピン部における歪みを少なくするようにしている。
また、本発明では、４気筒クランクシャフトの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４気筒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つつ、前記円柱部と、前記円柱部に続くフィレットＲ部と、前記フィレットＲ部に続くフィレット部とをそれぞれ高周波誘導加熱し、しかる後に前記ピン部を冷却することにより前記ピン部の表面をフィレットＲ焼入すると共に、前記ピン部に設けられているオイル孔の周面に７ｍｍ以上の硬化層深さの焼入硬化層を形成するようにしたクランクシャフトの高周波焼入方法において、前記４気筒クランクシャフトの中心軸方向に沿って間隔を隔てて配設されている４つのピン部のうち、前記中心軸方向の両端側に位置している外側の２つのピン部の加熱開始時期を、これら２つのピン部の間に位置している内側の２つのピン部の加熱開始時期よりも先にすると共に、前記外側の２つのピン部を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルに投入する電力を、前記内側の２つのピン部を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルに投入する電力よりも低く設定し、かつ、これら４つのピン部の高周波誘導加熱の終了時期は同時とし、これにより、ピン部における歪みを少なくするようにしている。
また、本発明では、前記ピン部を高周波誘導加熱する前記高周波誘導加熱コイルヘの投入電力を一定にしている。
また、本発明では、前記４つのピン部を高周波誘導加熱する加熱時間に関し、前記外側の２つのピン部の加熱時間を、前記内側の２つのピン部の加熱時間より１ｓｅｃ以上長く設定している。
また、本発明では、前記４つのピン部にそれぞれ対応する４つの半開放鞍型の高周波加熱コイルを用いて、同一ステーションにおいて前記４つのピン部を高周波誘導加熱して冷却するようにしている。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態について図１〜図３を参照して説明する。なお、図１〜図３において、図４〜図７と同様の部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００２０】
図１は、本発明に係るクランクシャフトの高周波焼入方法を施行するために用いられる高周波焼入装置２１を示すものである。この高周波焼入装置２１は、図１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（コイル保持板）２２ａ，２２ｂと、これら一対の側板２２ａ，２２ｂ間に取付けられた半開放鞍型の高周波誘導加熱コイル２０と、この高周波誘導加熱コイル２０に給電用リード導体２３ａ，２３ｂを介して高周波電流を供給する高周波電源２４と、高周波電源２４と給電用リード導体２３ａ，２３ｂとを接続する接続端子２５ａ，２５ｂと、これらの接続端子２５ａ，２５ｂ及び給電用リード導体２３ａ，２３ｂを保護するために側板２２ａ，２２ｂの上部に取付けられた絶縁性材料から成るブロック２６と、被加熱部（例えばピン部Ｐ4 の円柱部４ａ）と高周波誘導加熱コイル２０との間の間隔に僅かな隙間を保つための複数（例えば３個）のセラミック製又は超硬合金製の接触子（チップ部材）２７a，２７ｂ，２７ｃと、高周波誘導加熱コイル２０の下方箇所において前記一対の側板２２ａ，２２ｂの下端部に取付けられた焼入冷却用の一対の冷却液噴射環２８ａ，２８ｂとをそれぞれ具備している。
【００２１】
また、上述の高周波誘導加熱コイル２０は、図外の支持機構によって垂下状態で一対の側板２２ａ，２２ｂ間に保持されており、円柱部４ａの円筒状周面γに接触子２７ａ，２７ｂ，２７ｃが当接された状態の下で高周波誘導加熱コイル２０が前記円筒状周面γに対して僅かな隙間をもって円柱部４ａ上に載置されるようになっている。そして、クランクシャフト１の中心軸Ｘを中心に回転されるのに伴い、図外のワーク追従機構により、高周波加熱コイル２０が円柱部４ａ上に僅かな隙間をもって載置された状態のまま、ピン部の回動に追従して移動し得るように構成されている。なお、図２に示すように、高周波誘導加熱コイル２０は、薄型変成器４０及びコンデンサ５０を介して発振器（電源）６０に接続されている。
【００２２】
また、上述の一対の冷却液噴射環２８ａ，２８ｂには冷却液供給用パイプ２９が接続されており、図外の冷却供給源からこれらのパイプ２９を通して冷却液が冷却液噴射環２８ａ，２８ｂに供給され、これらの冷却液噴射環２８ａ，２８ｂから所定のタイミングで冷却液が円柱部４ａに向けて噴射されるように構成されている。
【００２３】
図２は、上述の高周波焼入装置２１とクランクシャフト１との配置関係を概略的に示している。クランクシャフト１は、両端がチャック３０ａ，３０ｂにて固定され、図外の回転駆動機構により中心軸Ｘを中心に回転駆動されるようになっている。ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の高周波加熱時には、各高周波誘導加熱コイル２０が図外の下降移動機構により下降されてピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の上に接触子２７a〜２７ｃをそれぞれ介して載置され、図外の追従機構により高周波誘導加熱コイル２０がピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の回転（中心軸Ｘを中心とする公転）に追従しながら高周波誘導加熱が行われるように構成されている。
【００２４】
また、ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の高周波誘導加熱の制御は、図３に示すように行われるようになっている。なお、図３（ａ）はピン部Ｐ1 ，Ｐ4 についての加熱制御プログラムを示し、図３（ｂ）はピン部Ｐ2 ，Ｐ3 についての加熱制御プログラムを示している。加熱制御に関して具体的に述べると、クランクシャフト１の中心軸Ｘ方向に沿って間隔を隔てて配設されている４つのピン部Ｐ1 〜Ｐ4 のうち、中心軸Ｘ方向の両端側に位置している外側の２つのピン部Ｐ1 ，Ｐ4 の加熱開始時期Ｔ1 を、これらの外側のピン部Ｐ1 ，Ｐ4 間に位置している内側の２つのピン部Ｐ2 ，Ｐ3 の加熱開始時期Ｔ2 よりも先にすると共に、全てのピン部のＰ1 〜Ｐ4 の加熱終了時期Ｔ3 を同時としている。すなわち、外側のピン部Ｐ1 ，Ｐ4 の高周波誘導加熱をまず先に開始し、所定時間の経過後に内側のピン部Ｐ2 ，Ｐ3 の高周波誘導加熱を開始すると共に、これらの高周波誘導加熱を同時に終了するようにしている。従って、ピン部Ｐ1 ，Ｐ4 の加熱開始時期Ｔ1 に対するピン部Ｐ2 ，Ｐ3 の加熱開始時期Ｔ2 の遅延時間をＨ0 、ピン部Ｐ2 ，Ｐ3 の加熱時間をＨ1 、ピン部Ｐ1 ，Ｐ4 の加熱時間をＨ2 とすると、Ｈ2 ＝Ｈ0 ＋Ｈ1 となるように設定している。なお、この場合、遅延時間Ｈ0 は１ｓｅｃ以上である。
【００２５】
また、本実施形態においては、ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイル２０への投入電力は、ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の回転角度に応じて変化されることなく、常に一定となるように設定されている。
【００２６】
また、本実施形態においては、４つのピン部Ｐ1 〜Ｐ4 にそれぞれ対応する４つの半開放鞍型の高周波加熱コイル２０を用いて、同一ステーションにおいてこれら４つのピン部Ｐ1 〜Ｐ4 を高周波誘導加熱して冷却するようにしている。なお、ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の高周波誘導加熱後における冷却処理は、各ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 に対して同時に行うようにしている。
【００２７】
上述のようなクランクシャフトの高周波焼入方法によれば、外側（両端側）の２つのピン部Ｐ1 ，Ｐ4 の加熱期間Ｈ2 を内側（中央側）のピン部Ｐ2 ，Ｐ3 の加熱時間Ｈ1 よりも長くしたことにより、６時方向への曲がりが促進される結果、全てのピン部Ｐ1 〜Ｐ4 における歪みが少なくなり、ひいてはクランクシャフト１の１２時方向の曲がり量が減少する。そのため、既述の遅延時間Ｈ0 及び加熱時間Ｈ1 ，Ｈ2 （特に加熱時間Ｈ2 ）を適宜に調整することによって、ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の焼入完了後におけるピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の歪みを少なく抑えることができる。さらに、ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 の焼入後にはクランクシャフト１は１２時方向の曲がりを有する状態となっているが、全ピン部焼入後にクランクシャフト１のジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 を焼入する際に生じるクランクシャフト１の６時方向の曲がりにより１２時方向の曲がりが縮小されることとなるため、ジャーナル部焼入処理後におけるクランクシャフト１の全体としての曲がり量を少なく抑えることができる。また、本実施形態では、ピン部Ｐ1 〜Ｐ4 についての高周波誘導加熱の終了時期を同時とし、冷却開始時間を同時とするようにしているので、焼入時にピン部Ｐ1 〜Ｐ4 に生じる応力を均一にすることができ、ひいてはクランクシャフト１の曲がり量のバラツキを少なくすることができる。
【００２８】
以下に、本発明に係る高周波誘導加熱方法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  ：  Ｓ３７Ｃ
（ｂ）  ピン部の寸法
ピン部の直径  ；  ４５ｍｍ
ピン部の幅    ；  ２０ｍｍ
（２）  高周波誘導加熱条件
（Ａ）  各ピン部Ｐ1 ，Ｐ4
（ａ）  周波数  ：  ２０ｋＨｚ
（ｂ）  出力    ：  ５６ｋＷ（Ｗ1 ）
（ｃ）  加熱時間：  ２５ｓｅｃ（Ｈ2 ）
（ｄ）  回転数  ：  ３０ｒｐｍ
（Ｂ）  各ピン部Ｐ2 ，Ｐ3
（ａ）  周波数  ：  ２０ｋＨｚ
（ｂ）  出力    ：  ６０ｋＷ（Ｗ2 ）
（ｃ）  加熱時間：  ２２ｓｅｃ（Ｈ1 ）
（ｄ）  回転数  ：  ３０ｒｐｍ
（ｅ）  加熱開始遅れ時間  ：  ３ｓｅｃ（Ｈ0 ）
（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    ：  各ピン部  １００  l／ｍｉｎ
（ｅ）  冷却時間  ：  ２０ｓｅｃ
【００２９】
上記のように、本発明に係る高周波焼入方法にあっては、クランクシャフト１の中心軸方向の両端側に位置している２つのピン部（外側のピン部Ｐ１，Ｐ４）の加熱開始時期Ｔ１を、これら２つのピン部（外側のピン部Ｐ１，Ｐ４）の間に位置する複数のピン部（内側のピン部Ｐ２，Ｐ３）の加熱開始時期Ｔ２よりも先にすると共に、中心軸方向の両端側に位置している２つのピン部（ピン部Ｐ１，Ｐ４）を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイル２０に投入する電力Ｗ１を、中心軸方向の両端側に位置している２つのピン部（ピン部Ｐ１，Ｐ４）の間に位置する複数のピン部（ピン部Ｐ２，Ｐ３）を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイル２０に投入する電力Ｗ２よりも低く設定し、かつ、全てのピン部（ピン部Ｐ１〜Ｐ４）の加熱終了時期Ｔ３を同時とする。
上記加工条件によりピン部Ｐ１〜Ｐ４を全てフィレットＲ焼入した後に、ジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５をフィレットＲ焼入（但し、ジャーナル部Ｊ１，Ｊ５は片フィレットＲ焼入）を施したときのクランクシャフト１の中央のジャーナル部Ｊ３の曲がり量及び曲がり方向を下記の表２に示す。
【００３０】
【表２】
0003681644.tif 000003
【００３１】
なお、クランクシャフト１の曲がり量は、クランクシャフト１をその両端部のセンターで支持し、中央のジャーナル部Ｊ3 の外径をダイヤルゲージで最大値と最小値との差により求めた。曲がりの方向は、ピン部Ｐ1 を１２時として、ダイアルゲージでの値が最大値を示す部位をジャーナル部Ｊ1 の側から見た時の方向であり、１時単位で測定した。
【００３２】
全てのピン部Ｐ1 〜Ｐ4 を同時に高周波誘導加熱して冷却するようにした従来の高周波焼入方法では、全ピン部焼入後の曲がり量の値は、基準値（ＴＩＲで０．３０ｍｍ）を越えており、クランクシャフトの曲がり方向は１２時方向であり、全ジャーナル部焼入後は、少し、１２時方向への曲がりが加算されていた。
【００３３】
これに対し、本発明の実施例によれば、全ピン部焼入後の曲がり量の値は、基準値以内に収まっており、その曲がり方向は１２時方向であった。なお、この場合、ピン部のオイル孔において焼入硬化層深さが７ｍｍ以上形成されていることに伴い、通常のフィレットＲ焼入よりピン部全体の硬化層深さが深くなり、形成される応力も大きくなっている。また、全ピン部焼入後に全てのジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 が焼入れされてもピン部Ｐ1 〜Ｐ4 に比べてジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 の焼入硬化層深さが浅いので、ジャーナル部Ｊ1 〜Ｊ5 に形成される応力では、全ピン部焼入後の曲がり量を変化させることができず、全ピン部焼入後の曲がり量とあまり変わらない。本実施形態の方法により、全ピン部焼入後でのクランクシャフト１の曲がり量が少なくなることにより、次工程でのジャーナ部Ｊ1 〜Ｊ5 の焼入に際しても曲がり量が少なく、後工程における研磨加工に問題を生じるレベルではなくなる。
【００３４】
また、４つのピン部Ｐ1 〜Ｐ4 を高周波誘導加熱する加熱時間に関し、両端側に位置する外側の２つのピン部Ｐ1 ，Ｐ4 の加熱時間Ｈ2 を、内側の２つのピン部Ｐ2 ，Ｐ3 の加熱時間Ｈ1 より１ｓｅｃ以上長く設定（Ｈ0 ≧１ｓｅｃ）した場合に、上述の如き作用効果が顕著に得られることが実験により確かめられた。
【００３５】
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、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。
【００３６】
【発明の効果】
以上の如く、本発明は、オイル孔に７ｍｍ以上の深さの焼入硬化層を形成する場合（すなわち、ピン部の表面に通常よりも深い焼入硬化層が形成される場合）において、クランクシャフト（例えば、４気筒クランクシャフト１）の中心軸方向に沿って間隔を隔てて配設されている複数のピン部のうち、前記中心軸方向の両端側に位置している２つのピン部（例えば外側の２つのピン部Ｐ1，Ｐ4）の加熱開始時期を、これら２つのピン部の間に位置している複数のピン部（例えば内側の２つのピン部Ｐ2，Ｐ3）の加熱開始時期よりも先にすると共に、前記中心軸方向の両端側に位置している２つのピン部を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルに投入する電力を、前記中心軸方向の両端側に位置している２つのピン部の間に位置する複数のピン部を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルに投入する電力よりも低く設定し、かつ、全てのピン部の加熱終了時期を同時とし、これにより、ピン部における歪みを少なくするようにしたものであるから、全ピン部焼入後における全てのピン部の曲がり量を少なくできると共に、ピン部の焼入時に生じるクランクシャフトの１２時方向の曲がり量は、ピン部焼入後のジャーナル部焼入時に生じる６時方向の曲がり量にて減少されるため、結果的に全ジャーナル部焼入後のクランクシャフトの曲がり量を少なくすることができる。そして、クランクシャフト及びピン部の曲がり量が少なくなるため、後工程における研磨加工で研磨残り等の支障を生じることなく、良好な完成寸法のクランクシャフト（ピン部に設けられているオイル孔の周面に７ｍｍ以上の硬化層深さの焼入硬化層が形成されたもの）を製品として提供することができる。
【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方法を施行するために用いられる高周波焼入装置を示す側面図である。
【図２】半開放鞍型の高周波誘導加熱コイルとクランクシャフトとの配置関係を示す正面図である。
【図３】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方法を説明するためものであって、図３（ａ）はクランクシャフトの中心軸方向（長手方向）における両端側の２つのピン部を加熱する際の加熱条件を示すグラフ、図３（ｂ）は両端側の２つのピン部間の内側の２つのピン部を加熱する際の加熱条件を示すグラフである。
【図４】４気筒クランクシャフトの正面図である。
【図５】上述の４気筒クランクシャフトのピン部及びジャーナル部に形成される焼入硬化層を概念的に示す図である。
【図６】４気筒クランクシャフトのピン部の加熱時における４気筒クランクシャフトの曲がり状態を説明するためのものであって、図６（ａ）は両端側の２つのピン部のみを加熱した場合の４気筒クランクシャフトの曲がり状態を示す図、図６（ｂ）は内側の２つのピン部のみを加熱した場合の４気筒クランクシャフトの曲がり状態を示す図である。
【図７】４気筒クランクシャフトのピン部の要部拡大正面図である。
【符号の説明】
１  ４気筒クランクシャフト
３ａ，４ａ  円柱部
３ｂ，４ｂ  Ｒ部
３ｃ，３ｃ  フィレット部（スラスト部）
２０  半開放鞍型高周波誘導加熱コイル
２１  高周波焼入装置
Ｈ0   遅延時間
Ｈ1   加熱時間
Ｈ2   加熱時間
Ｊ1 〜Ｊ5   ジャーナル部
Ｐ1 〜Ｐ4   ピン部
【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】
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