(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個のカム部を有するカムブロックを、ジャーナル部を間に介して複数個配列して成るカムシャフトを高周波焼入するに際し、
ａ）前記カムブロックごとに、前記複数個のカム部にそれぞれ対応して配置される複数の環状加熱コイルであって、前記複数のカムブロックを通してほぼ直線上に配置される前記複数の環状加熱コイルの、コイル環内を貫通して前記カムシャフトを配置する搬入工程と、
ｂ）前記カムシャフトを配置後、前記カムシャフトを、その中心軸を中心にある一定回転で回転駆動させる回転駆動工程と、
ｃ）前記カムブロックごとに配置される前記複数の環状加熱コイルを直列に接続して成る環状加熱コイルブロックを前記カムブロックごとに構成すると共に、これら複数の環状加熱コイルブロックを１台の高周波電源装置に並列に接続し、前記１台の高周波電源装置から前記複数の環状加熱コイルブロックに高周波電流を供給して、前記カムシャフトの前記カムブロックの部位に応じて前記環状加熱コイルブロックごとに個々に調整された高周波電流を前記直列接続された環状加熱コイルに供給することにより、全カム部を、ある一定時間、同時に誘導加熱する加熱工程と、
ｄ）前記加熱工程終了後、加熱された前記カムシャフト全体を、ある一定時間同時に空冷して、加熱温度を均一にする空冷工程と、
ｅ）前記空冷後、直ちに前記カムシャフトの全カム部を、ある一定時間、同時に冷却して焼入処理する冷却焼入工程と、
ｆ）前記焼入処理された前記カムシャフトを、外部に搬出する搬出工程と、
を順次行うことを特徴とするカムシャフトの低歪高周波焼入方法。
【請求項２】
前記カムシャフトの中央付近に位置するカムブロックの前記環状加熱コイルに供給する電力は、両端部に位置するカムブロックの環状加熱コイルに供給する電力に対して、１０〜２０％低下させることを特徴とする請求項１に記載のカムシャフトの低歪高周波焼入方法。
【請求項３】
複数個のカム部を有するカムブロックを、ジャーナル部を間に介して複数個配列して成るカムシャフトを高周波焼入する装置であって、
ａ）１台の高周波電源装置と、
ｂ）前記カムブロックごとに前記複数個のカム部にそれぞれ対応して配置され、かつ、前記複数のカムブロックを通して直線上に配置される数の環状加熱コイルを、前記カムブロックごとにそれぞれ直列に接続して成る複数の環状加熱コイルブロックであって、前記カムシャフトの前記カム部を誘導加熱するために前記１台の高周波電源装置に並列に接続された前記複数の環状加熱コイルブロックと、
ｃ）前記カムブロックごとに、前記直列接続された環状加熱コイルの、前記カムシャフトの前記カムブロックの部位に応じて、前記１台の高周波電源装置から前記複数の環状加熱コイルブロックにそれぞれ供給する高周波電流を個々に調整するインピーダンス調整機構と、
ｄ）前記複数のカムブロックを通して配置される前記環状加熱コイルの、コイル環内を貫通して前記カムシャフトを配置するとともに、前記カムシャフトを外部に搬出する搬送手段と、
ｅ）前記カムシャフトを、その中心軸を中心にある一定回転で回転駆動させる回転駆動手段と、
ｆ）加熱された前記カムシャフトの全カム部を、ある一定時間冷却して焼入処理する冷却手段と、
をそれぞれ備えることを特徴とするカムシャフトの低歪高周波焼入装置。
【請求項４】
前記冷却手段が、鞍型形状の冷却装置で、前記カムシャフトのカム部に対向する内周面に、冷却液を噴射するための多数個の噴射穴が配設されることを特徴とする請求項３に記載のカムシャフトの低歪高周波焼入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、エンジンの気筒ごとに、複数個のカム部を有する１つのブロックが、ジャーナル部を間に介して複数の前記ブロックからなるカムシャフトの低歪高周波焼入方法とその装置に関し、特に、該カムシャフトの全カム部を同時に高周波焼入する方法とその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の４気筒エンジン用のカムシャフトは、ジャーナルと隣接するジャーナルとの間に、複数個のカムが１ブロックごとに配置され、４ブロックから構成される。前記１ブロックのカムの数は、エンジンのシリンダに付随するバルブの数に対応している。
図６は、１ブロックに３カムを有する４気筒エンジン用の１２カムのカムシャフト１の正面図である。該カムシャフト１は、ジャーナル２，３〜６のそれぞれ隣接するジャーナルの間に、それぞれ３個のカム部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃが、それぞれのカムブロック１１，１２，１３，１４ごとに配置され、全体で４カムブロックから構成される。
【０００３】
１本の前記カムシャフト１の全カム部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，‥‥‥，１４ａ，１４ｂ，１４ｃのみを焼入れする場合、従来の技術では、図７に示すように、１カムブロック１１のカム部１１ａ，１１ｂ，１１ｃに対応する、３個の環状加熱コイルからなる１個の高周波環状加熱コイルブロック１０を配置し、１カムブロック１１，１２，１３，１４ごとに順次移動させながら、それぞれ高周波電流を供給して誘導加熱し、冷却、焼入れを４回繰り返して行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、図７に示すような、従来の高周波誘導加熱焼入方法およびその装置では、次のような問題点があった。
（１）前記カムシャフト１の全カム部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，‥‥‥，１４ａ，１４ｂ，１４ｃを、同時に焼入れするには、前記各カム部の硬化層パターンに違いが生じ、硬化深さのバラツキが大きく、焼入後の全体の曲がりも大きくなることである。
（２）また、焼入硬化不用部の前記ジャーナル２，３，〜６が焼入れされることである。
【０００５】
（３）さらに、前記高周波環状加熱コイルブロック１０による１ブロックごとの、加熱、焼入れのため、前記カムシャフト１の１本を焼入れに時間がかかり過ぎてしまうことである。すなわち、その箇所ごとに、加熱時間だけでなく、空冷時間及び冷却時間等の処理工程にかかる時間も必要とすることから、サイクルタイムが長くなってしまう等である。
【０００６】
本発明はかかる点を鑑みなされたもので,その目的は前記問題点を解消し、カムシャフトの焼入後の、曲がりを極めて少なく抑え、しかも前記各カムブロックごとのカム部の硬化層深さの調整を行い得るカムシャフトの低歪高周波焼入方法とその装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の他の目的は、カムシャフトの全カム部を同時に高周波焼入れできる、作業性のよいカムシャフトの低歪高周波焼入方法とその装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するための本発明の構成は、複数個のカム部を有するカムブロックを、ジャーナル部を間に介して複数個配列して成るカムシャフトを高周波焼入するに際し、
ａ）前記カムブロックごとに、前記複数個のカム部にそれぞれ対応して配置される複数の環状加熱コイルであって、前記複数のカムブロックを通してほぼ直線上に配置される前記複数の環状加熱コイルの、コイル環内を貫通して前記カムシャフトを配置する搬入工程と、
ｂ）前記カムシャフトを配置後、前記カムシャフトを、その中心軸を中心にある一定回転で回転駆動させる回転駆動工程と、
ｃ）前記カムブロックごとに配置される前記複数の環状加熱コイルを直列に接続して成る環状加熱コイルブロックを前記カムブロックごとに構成すると共に、これら複数の環状加熱コイルブロックを１台の高周波電源装置に並列に接続し、前記１台の高周波電源装置から前記複数の環状加熱コイルブロックに高周波電流を供給して、前記カムシャフトの前記カムブロックの部位に応じて前記環状加熱コイルブロックごとに個々に調整された高周波電流を前記直列接続された環状加熱コイルに供給することにより、全カム部を、ある一定時間、同時に誘導加熱する加熱工程と、
ｄ）前記加熱工程終了後、加熱された前記カムシャフト全体を、ある一定時間同時に空冷して、加熱温度を均一にする空冷工程と、
ｅ）前記空冷後、直ちに前記カムシャフトの全カム部を、ある一定時間、同時に冷却して焼入処理する冷却焼入工程と、
ｆ）前記焼入処理された前記カムシャフトを、外部に搬出する搬出工程と、
を順次行う方法である。
【０００９】
前記カムシャフトの中央付近に位置するカムブロックの前記環状加熱コイルに供給する電力は、両端部に位置するカムブロックの環状加熱コイルに供給する電力に対して、１０〜２０％低下させる方法である。
【００１０】
また、複数個のカム部を有するカムブロックを、ジャーナル部を間に介して複数個配列して成るカムシャフトを高周波焼入する装置であって、
ａ）１台の高周波電源装置と、
ｂ）前記カムブロックごとに前記複数個のカム部にそれぞれ対応して配置され、かつ、前記複数のカムブロックを通して直線上に配置される数の環状加熱コイルを、前記カムブロックごとにそれぞれ直列に接続して成る複数の環状加熱コイルブロックであって、前記カムシャフトの前記カム部を誘導加熱するために前記１台の高周波電源装置に並列に接続された前記複数の環状加熱コイルブロックと、
ｃ）前記カムブロックごとに、前記直列接続された環状加熱コイルの、前記カムシャフトの前記カムブロックの部位に応じて、前記１台の高周波電源装置から前記複数の環状加熱コイルブロックにそれぞれ供給する高周波電流を個々に調整するインピーダンス調整機構と、
ｄ）前記複数のカムブロックを通して配置される前記環状加熱コイルの、コイル環内を貫通して前記カムシャフトを配置するとともに、前記カムシャフトを外部に搬出する搬送手段と、
ｅ）前記カムシャフトを、その中心軸を中心にある一定回転で回転駆動させる回転駆動手段と、
ｆ）加熱された前記カムシャフトの全カム部を、ある一定時間冷却して焼入処理する冷却手段と、
をそれぞれ備える装置である。
【００１１】
さらに、前記冷却手段が、鞍型形状の冷却装置で、前記カムシャフトのカム部に対向する内周面に、冷却液を噴射するための多数個の噴射穴が配設される装置である。
【００１２】
本発明のカムシャフトの低歪高周波焼入方法を行う装置は、以上のように構成されているので、前記カムシャフトの各カムブロック内の前記複数個のカム部に対応して配置される同数個の環状加熱コイルは、直列に接続され、前記カムシャフトの前記各カムブロックの部位に応じて、インピーダンス調整機構を介して適切に調整された高周波電流が、高周波電源より供給される。すなわち、前記カムシャフトの中央付近に位置するカムブロックの前記環状加熱コイルに供給する電力は、両端部に位置するカムブロックの環状加熱コイルに供給する電力に対して、１０〜２０％低下させている。そして、各カムブロックごとに配置される前記環状加熱コイルは、それぞれ互いに並列に、前記高周波電源に接続される。
【００１３】
前記各環状加熱コイルの環内径は、回転する該カムシャフトのカムトップ部より所要の空隙を有するように形成されている。
前記カムシャフトを高周波焼入するに際し、該各環状加熱コイルに流れる高周波電流により、該カムシャフトの全カム部を、ある一定時間、同時に誘導加熱する。前記全カム部表面が所定の焼入温度に到達した後、いったん空冷して各カム部の焼入温度を均一化し、その後、冷却手段からの噴射冷却液より該全カム部を同時に冷却、焼入するようにしている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。
図１は、本発明のカムシャフトの低歪高周波焼入装置の一実施の形態を示す構成図、図２は、１２カムシャフトと環状加熱コイルブロックとの配置図、図３は、高周波電源とそれぞれの環状加熱コイルとの接続回路図、図４は、１つの環状加熱コイルブロックを示す正面図で、該カムシャフトが貫通する方向に見た図、図５は、冷却装置の断面図であり、図６に記載された構成要素と同一要素には、同一符号を付してその説明を省略する。
本実施の形態に示す高周波焼入装置２０により、４気筒エンジンのカムシャフト１の全１２箇所のカム部の高周波誘導加熱焼入処理を行う。
【００１５】
図１において、被加工物である、材質が鉄系材または鋳鉄材（例えば、球状黒鉛鋳鉄材）からなる前記カムシャフト１を、高周波誘導加熱して焼入処理を行う前記高周波焼入装置２０は、１ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの高周波電源装置３０と、該カムシャフト１の各カム部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；１２ａ，１２ｂ，１２ｃ；１３ａ，１３ｂ，１３ｃ；１４ａ，１４ｂ，１４ｃを誘導加熱する、複数（本実施の形態では、４個）の高周波電流調整用のインピーダンス調整機構（電流調整機構）２６，２７，２８，２９付の環状加熱コイルブロック２１，２２，２３，２４と、前記カムシャフト１を搬入し、所定位置に配置するとともに、焼入後、外部に搬出する搬送装置３１と、該カムシャフト１を、その中心軸を中心にある一定回転で回転駆動させる回転駆動装置３６と、加熱された前記カムシャフト１を冷却して、焼入処理する冷却装置５１とから構成される。
【００１６】
図２において、前記カムシャフト１の各カムブロック１１，１２，１３，１４ごとに配置される環状加熱コイルブロック２１，２２，２３，２４は、それぞれ、コイル固定板２５に取付部材２５ａ，２５ａにより固定される。該環状加熱コイルブロック２１，２２，２３，２４の、それぞれの環状加熱コイル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ；２２ａ，２２ｂ，２２ｃ；２３ａ，２３ｂ，２３ｃ；２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、内部に冷却水が循環する銅管から形成され、該カムシャフト１のそれぞれのカム部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；‥‥‥；１４ａ，１４ｂ，１４ｃに対応して、環状に巻回数が１回、巻回され、かつ前記各カムブロック１１，１２，１３，１４にわたって、環状コイル部分がほぼ直線上に配置されている。そして、該環状加熱コイル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ；‥‥‥；２４ａ、２４ｂ、２４ｃは、前記環状加熱コイルブロック２１，２２，２３，２４ごとに、それぞれ前記直列に接続されて、高周波電源装置３０から供給される高周波電流により、前記カムシャフト１の前記カム部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；‥‥‥；１４ａ，１４ｂ，１４ｃを誘導加熱する。
【００１７】
前記各カムブロック１１，１２，１３，１４ごとに配置される前記環状加熱コイルブロック２１，２２，２３，２４は、図３に示すように、それぞれ互いに並列に、前記高周波電源装置３０の出力端に、図４のリード部材４１ａ，４１ｂ（４２ａ，４２ｂ；４３ａ，４３ｂ；４４ａ，４４ｂ）を介して、接続されている。
【００１８】
ここで、前記カムシャフト１のカム部、例えば、前記ブロック１１のカム部１１ａ，１１ｂ，１１ｃに対応して配置される、前記環状加熱コイルブロック２１の前記環状加熱コイル２１ａ，２１ｂ，２１ｃのうち、その中央位置の加熱コイル２１ｂは、巻回数が他と同様に１回であるが、その鉄心のサイズが、他の加熱コイル２１ａ，２１ｃよりも大型に形成されて、該加熱コイル２１ｂから発生される磁束密度を大きくし、対応する幅広の前記カム部１１ｂの加熱効果を高めている。
他の前記環状加熱コイルブロック２２，２３，２４についても同様である。
【００１９】
ところで、前記それぞれの環状加熱コイル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ；‥‥‥；２４ａ、２４ｂ、２４ｃが直列に接続された前記環状加熱コイルブロック２１，２２，２３，２４には、前記カムシャフト１の前記カムブロック１１，１２，１３，１４の部位に応じて、高周波電源装置３０から供給される高周波電流を調整するインピーダンス調整機構２６，２７，２８，２９が、図３に示すように、それぞれ直列に配設されている。
【００２０】
すなわち、前記加熱コイルブロック２１，２２，２３，２４は、それぞれの前記環状加熱コイル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ；‥‥‥；２４ａ、２４ｂ、２４ｃと、内部に冷却水が循環する銅管から形成されるそれぞれの接続管２１ｄ、２２ｄ、２３ｄ、２４ｄと、該接続管２１ｄ、２２ｄ、２３ｄ、２４ｄの一部に、それぞれ形成される前記インピーダンス調整機構２６，２７，２８，２９とから形成されている。
【００２１】
前記インピーダンス調整機構２６（２７，２８，２９）は、図４に示すように、前記環状加熱コイルブロック２１を例にとって説明すると、前記接続管２１ｄの一部に直列に接続されるように、該接続管２１ｄからほぼ直角方向に突出する、横長の「コ」の字状の銅管が形成される。該銅管の横長に延びる２つの平行銅管の間を電気的に短絡するように、短絡板２１ｅ（２２ｅ，２３ｅ，２４ｅ）が、横長方向に位置を調整可能に、ねじ部材２１ｆ（２２ｆ、２３ｆ、２４ｆ）により固着される。該短絡板２１ｅの横長方向の位置を変えて、該加熱コイルブロック２１に流れる高周波電流を調整している。
該加熱コイルブロック２１の入出端側に、前記高周波電源装置３０の出力端に導通するリード部材４１ａ，４１ｂ（４２ａ，４２ｂ；４３ａ，４３ｂ；４４ａ，４４ｂ）が接続されている。
【００２２】
前記冷却装置５１は、図５の断面図に示すように、全体が鞍型形状のもので、加熱された前記カムシャフト１のカム部１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；‥‥‥；１４ａ，１４ｂ，１４ｃの全周面に、所要の間隔を隔てて対向して配設されている。該冷却装置５１には、中空状の液室５２が形成され、該液室５２の、前記カムシャフト１のカム部との対向壁面に、冷却液を噴射するための多数の噴射穴５３，５３が穿設されている。そして、該冷却装置５１には、図示しない冷却液タンクとを接続する接続管５４を介して、冷却液が供給されるようになっている。
【００２３】
次いで、前記高周波焼入装置２０により、前記カムシャフト１の全カム部の高周波誘導加熱と焼入処理を行う際の操作手順について説明する。
（１）まず、前記カムシャフト１を、その軸方向を水平にして、図示しないガイドビームに載置する。
（２）次に、搬送装置３１により前記カムシャフト１を上昇させ、前記高周波焼入装置２０の所定の前記環状加熱コイルブロック２１，２２，２３，２４付近まで前進させ、ワーク保持機構（ヘッドセンタ及びテールセンタ）３２，３３を介して、該高周波焼入装置２０の保持治具に水平に配置する。
【００２４】
（３）前記カムシャフト１を保持した状態で、往復台３４を前進させ、該カムシャフ１を、その各カムブロック１１，１２，１３，１４ごとに対応する、前記環状加熱コイルブロック２１，２２，２３，２４のそれぞれの環状加熱コイル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ；２２ａ，２２ｂ，２２ｃ；２３ａ，２３ｂ，２３ｃ；２４ａ、２４ｂ、２４ｃ内に挿入、配置する。
（４）前記カムシャフト１を搬入、配置後、前記搬送装置３１内の回転駆動装置３６により、該カムシャフト１を、その中心軸を中心にある一定回転で回転駆動させる。
【００２５】
（５）前記カムブロック１１，１２，１３，１４ごとに配置される前記環状加熱コイルブロック２１，２２，２３，２４について、前記カムシャフト１の前記カムブロックの部位に応じて調整された高周波電流を、高周波電源装置３０から、それぞれの環状加熱コイル２１ａ，２１ｂ，２１ｃ；２２ａ，２２ｂ，２２ｃ；２３ａ，２３ｂ，２３ｃ；２４ａ、２４ｂ、２４ｃに供給して、該カムシャフト１の全カム部を、ある一定時間同時に誘導加熱する。すなわち、１２箇所の前記全カム部が、所定周波数の高周波電流により同時に誘導加熱し、該全カム部の表面が所定の焼入温度まで加熱される。
（６）所要時間回転加熱後、該カムシャフト１を回転したまま、前記環状加熱コイルヘの通電を遮断し、高周波誘導加熱を停止する。
【００２６】
（７）前記加熱工程終了後、加熱された前記カムシャフト１を保持した状態で往復台３４を後退し、該カムシャフト１をある一定時間、同時に空冷して、加熱温度を均一にさせた後、前記冷却装置５１に移動する。
（８）該カムシャフト１を空冷後、鞍型形状の前記冷却装置５１により、該カムシャフト１の全カム部を、ある一定時間、同時に冷却液を噴射して冷却、焼入処理する。
【００２７】
（９）次いで、所定の冷却時間後、冷却液の噴射を停止するとともに、該カムシャフト１の回転を停止する。この工程の終了で、該カムシャフト１の焼入れが完了する。
（１０）前記ワーク保持機構３２，３３により、該カムシャフト１の保持を解除し、該搬送装置３１により前記カムシャフト１を下降させ、外部の所定位置に搬出する。
【００２８】
［実施例］
以下に本発明に係わる具体的な実施例を示す。
（１）焼入対象部材（ワーク）：４気筒エンジン用１２カムシャフト
（ａ）材質：ＦＣＤ７００
（ｂ）カム部寸法：軸心からカムトップ間＝２０．２；２２．２；２０．２ｍｍ
軸心からべース間＝１５．７５ｍｍ
カム幅＝８ｍｍ、１６ｍｍ、８ｍｍ（各ブロックについてのカム部の配列の順に従うカム幅）
【００２９】
（２）高周波誘導加熱条件
（ａ）電源周波数：７．２ｋＨｚ
（ｂ）高周波電源出力：２２６ｋＷ
加熱コイルブロック３１への入力＝６２ｋＷ
加熱コイルブロック３２への入力＝５１ｋＷ
加熱コイルブロック３３への入力＝５１ｋＷ
加熱コイルブロック３４への入力＝６２ｋＷ
（ｃ）加熱時間：６．１秒
（ｄ）回転数：１２０ｒｐｍ
（３）冷却条件
（ａ）冷却液：ユーコンクエンチャントＡ（１９％）
（ｂ）液温度：３０℃
（ｃ）流量：２００Ｌ／分
（ｄ）空冷時間：４秒
（ｅ）冷却時間：１０秒
【００３０】
前記実施例に示す加工（焼入）条件により、前記焼入操作手順に従って、前記環状加熱コイルブロック２１，２２，２３，２４を使用して、前記全カム部を焼入れしたときの前記各カム部の硬化層パターンは、均一であると同時に、焼入深さにバラツキが少ないという結果を得た。
また、前記カムシャフト１を同時加熱する場合、該カムシャフト１の中央部に位置するカム部に高周波誘導による磁束が集中し易いことから、前記各加熱コイルブロック２１〜２４に設けたインピーダンス調整機構２６〜２９により、両側端に配置された加熱コイルブロック２１，２４の加熱入力よりも、ワーク中央部分に位置する加熱コイルブロック２２，２３の加熱入力を約１１ｋＷ（１７．７％）低下させることができた。
【００３１】
前記加工条件による、本実施の形態の方法による焼入後の曲がりと、従来の方法による焼人後の曲がりとの比較例を、表１に示す。
【００３２】
【表１】
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【００３３】
表１において、ａ）は従来の焼入方法、ｂ）は本発明の焼入方法によるそれぞれの曲がりを示す。前記従来の焼入方法は、カムブロックごとに、カムブロック２１，２２，２３，２４の順で焼入を行い、前記本発明の焼入方法は、各カムブロックを同時に、焼入を行う。測定方法は、図６のカムシャフト１の両端のジャーナル２，６を、Ｖブロックで受け、中央位置のジャーナル４をダイヤルゲージにより測定した。
【００３４】
本実施の形態における焼入歪は、従来の方法によるものと比較すると、焼入後の該カムシャフトの曲がりは、明らかに少なくなっている。これは、各カムブロックを同時加熱により、該カムシャフトの潜在(鋳造、機械加工による)応力が同時に解放され、各カム部間の捻れ、歪みが解消されることや、同時冷却により、各カム部間の焼入組織であるマルテンサイトの生成過程が、同時に進行することにより、変態時の速度が均一なことが影響している。
【００３５】
以上、本発明の実施の形態につき述べたが、本発明は、これらの実施の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ワーク（カムシャフト）に対応できる。例えば、４カム（１カム部×４ブロック）、８カム（２カム部×４ブロック）、１５カム（５カム部×３ブロック）、１６カム（４カム部×４ブロック)等の複数カムの複数ブロックの組合せのワークが存在しても、本発明の焼入方法を適応することができる。
【００３６】
以上から明らかなように本発明のカムシャフトの低歪高周波焼入方法によれば、複数個のカム部を有するカムブロックを、ジャーナル部を間に介して複数個配列して成るカムシャフトを高周波焼入するに際し、前記カムブロックごとに、前記複数個のカム部にそれぞれ対応して配置される複数の環状加熱コイルであって、前記複数のカムブロックを通してほぼ直線上に配置される前記複数の環状加熱コイルの、コイル環内を貫通して前記カムシャフトを配置する搬入工程と、前記カムシャフトを配置後、前記カムシャフトを、その中心軸を中心にある一定回転で回転駆動させる回転駆動工程と、前記カムブロックごとに配置される前記複数の環状加熱コイルを直列に接続して成る環状加熱コイルブロックを前記カムブロックごとに構成すると共に、これら複数の環状加熱コイルブロックを１台の高周波電源装置に並列に接続し、前記１台の高周波電源装置から前記複数の環状加熱コイルブロックに高周波電流を供給して、前記カムシャフトの前記カムブロックの部位に応じて前記環状加熱コイルブロックごとに個々に調整された高周波電流を前記直列接続された環状加熱コイルに供給することにより、全カム部を、ある一定時間、同時に誘導加熱する加熱工程と、前記加熱工程終了後、加熱された前記カムシャフト全体を、ある一定時間同時に空冷して、加熱温度を均一にする空冷工程と、前記空冷後、直ちに前記カムシャフトの全カム部を、ある一定時間、同時に冷却して焼入処理する冷却焼入工程と、前記焼入処理された前記カムシャフトを、外部に搬出する搬出工程とを順次行うので、カムシャフトの焼入後の、曲がりを極めて少なく抑え、しかもカムシャフトの各ブロックごとのカム部の硬化層深さの調整を行うことができる。また、カムシャフトの全カム部を同時に高周波焼入れでき、作業性をよくすることができるという優れた効果を奏する。
そして、各カム部ごとの硬化層パターンが均一で、焼入深さにバラツキが少なく、焼入後のワークの曲がりが少ない焼入れが可能となる。
【００３７】
また、本発明のカムシャフトの低歪高周波焼入装置によれば、複数個のカム部を有するカムブロックを、ジャーナル部を間に介して複数個配列して成るカムシャフトを高周波焼入する装置において、１台の高周波電源装置と、前記カムブロックごとに前記複数個のカム部にそれぞれ対応して配置され、かつ、前記複数のカムブロックを通して直線上に配置される複数の環状加熱コイルを、前記カムブロックごとにそれぞれ直列に接続して成る複数の環状加熱コイルブロックであって、前記カムシャフトの前記カム部を誘導加熱するために前記１台の高周波電源装置に並列に接続された前記複数の環状加熱コイルブロックと、前記カムブロックごとに、前記直列接続された環状加熱コイルの、前記カムシャフトの前記カムブロックの部位に応じて、前記１台の高周波電源装置から前記複数の環状加熱コイルブロックにそれぞれ供給する高周波電流を個々に調整するインピーダンス調整機構と、前記複数のカムブロックを通して配置される前記環状加熱コイルの、コイル環内を貫通して前記カムシャフトを配置するとともに、前記カムシャフトを外部に搬出する搬送手段と、前記カムシャフトを、その中心軸を中心にある一定回転で回転駆動させる回転駆動手段と、加熱された前記カムシャフトの全カム部を、ある一定時間冷却して焼入処理する冷却手段とをそれぞれ備えるので、前記方法と同様に、カムシャフトの焼入後の曲がりを極めて少なく抑え、しかもカムシャフトの各ブロックごとのカム部の硬化層深さの調整を行うことができる。また、カムシャフトの全カム部を同時に高周波焼入れでき、作業性をよくすることができ、サイクルタイムの短縮が可能となるという優れた効果があり、さらに、本発明は産業上有益な装置であるということができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のカムシャフトの低歪高周波焼入装置の一実施例を示す構成図である。
【図２】本実施例で使用する１２カムシャフトと環状加熱コイルブロックとの配置図である。
【図３】高周波電源とそれぞれの環状加熱コイルとの接続回路図である。
【図４】１つの環状加熱コイルブロックを示す正面図で、該カムシャフトが貫通する方向に見た図である。
【図５】冷却ジャケットの断面図である。
【図６】４気筒エンジン用の１２カムのカムシャフトの正面図である。
【図７】カムシャフトに対向する、従来の高周波焼入方法に使用される高周波環状加熱コイルの配置図である。
【符号の説明】
１  カムシャフト（被加工物）
２，３，〜６  ジャーナル
１０，２１，２２，２３，２４  環状加熱コイルブロック
１１，１２，１３，１４  カムブロック
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ；‥‥‥；１４ａ，１４ｂ，１４ｃ  カム部
２０  高周波焼入装置
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ；‥‥‥；２４ａ，２４ｂ，２４ｃ  環状加熱コイル
２１ｄ，２２ｄ，２３ｄ，２４ｄ  接続管
２１ｅ，２２ｅ，２３ｅ，２４ｅ  短絡板
２１ｆ，２２ｆ，２３ｆ，２４ｆ  ねじ部材
２５  コイル固定板
２６，２７，２８，２９  インピーダンス調整機構（高周波電流調整機構）
３０  高周波電源装置
３１  搬送装置
３６  回転駆動装置
４１ａ，４１ｂ，４２ａ，４２ｂ，４３ａ，４３ｂ，４４ａ，４４ｂ  リード部材
５１  冷却装置
５２  液室
５３  噴射穴
【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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