(57)【要約】      （修正有）【課題】クランクシャフトの高周波誘導加熱装置において、小型化を図り、スプリットピン形状のクランクピン対の加熱効率を向上させ、クランクピン対の溶融を防止すること。【解決手段】高周波誘導加熱装置は、スプリットピン形状のクランクピン対における２つのクランクピンをそれぞれ高周波誘導加熱可能に構成される２つの加熱コイル機構１、２を有する。さらに、各加熱コイル機構の加熱コイルが、高周波誘導加熱時にそれに対応するクランクピンの外周面と対向する加熱部分を有し、２つの加熱コイル機構が、それぞれ、それらの２つの対向壁に取り付けられ、かつ互いに対して摺動可能である２つのスペーサ１４，２４を有し、２つの加熱コイルにおける加熱部分の対向部に流れる電流が互いに逆方向を向くようになっている。【選択図】図３
2019133897.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトの回転軸線に対して直交する方向にて互いにズレた状態で前記回転軸線方向に連結される２つのクランクピンをそれぞれ高周波誘導加熱可能に構成される２つの加熱コイル機構を備え、
前記２つの加熱コイル機構が、それぞれ前記回転軸線方向に並んで配置され、かつ前記回転軸線に直交する平面方向に沿って互いに対して相対的に移動可能に構成され、
前記２つの加熱コイル機構が、それぞれ、前記２つのクランクピンを高周波誘導加熱するように構成される２つの加熱コイルを有し、
各加熱コイルが、高周波誘導加熱時にそれに対応する前記クランクピンの外周面と対向する加熱部分を有し、
前記２つの加熱コイル機構がまた、それぞれ、前記２つの加熱コイル間で前記回転軸線方向に互いに対向する２つの対向壁を有する、高周波誘導加熱装置であって、
前記２つの加熱コイル機構が、それぞれ前記２つの対向壁に取り付けられ、かつ前記２つの加熱コイル機構の移動時に互いに対して摺動可能である２つのスペーサを有し、
前記２つの加熱コイルにおける前記加熱部分の前記回転軸線方向の対向部に流れる電流が互いに逆方向を向くように構成されている、高周波誘導加熱装置。
【請求項２】
前記２つの加熱コイルの加熱部分の対向部それぞれに互いに逆方向を向く電流を流すように前記２つの加熱コイルに電力を供給可能に構成される１つの発振機を備える請求項１に記載の高周波誘導加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトのクランクピンを高周波誘導加熱可能に構成される高周波誘導加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、エンジン等に用いられるクランクシャフトは、その回転軸線に対して直交する方向にて互いにズレた状態で回転軸線方向に連結された２つのクランクピンから成るクランクピン対を有し、これら２つのクランクピン間にはクランクアームとバランスウエイトとが設けられている。しかしながら、エンジンの形状によっては、クランクピン対にクランクアームとバランスウェイトとが設けられない場合がある。この場合のクランクピン対の形状は「スプリットピン形状」とも呼ばれる。
【０００３】
このようなスプリットピン形状のクランクピン対における２つのクランクピンに対して焼き入れ等を実施可能に構成された高周波誘導加熱装置（以下、必要に応じて、単に「加熱装置」という）もまた存在している。かかる加熱装置においては、２つの加熱コイルがそれぞれ２つのクランクピンを高周波誘導加熱するようになっており、これら２つの加熱コイルは、それぞれ２つのクランクピンに対応するように回転軸線方向に並び、さらに、２つの加熱コイルは、回転軸線方向から見て、クランクピン対を回転軸線方向に対する垂直方向に挟み込むように配置されている。（例えば、特許文献１を参照。）
【０００４】
また、加熱装置は、高周波誘導加熱時に、クランクシャフトをその回転軸線周りの回転させるようになっており、かかる回転に伴って２つのクランクピンが移動することとなる。そのため、２つの加熱コイルは、このような２つのクランクピンの移動に応じて移動可能になっている。
【０００５】
典型的な加熱装置においては、２つの加熱コイルは、それぞれ２つの発振機から電力の供給を受けるようになっており、２つの加熱コイルにおける回転軸線方向の対向部に流れる電流は互いに同じ方向を向くようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１１１３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の加熱装置のように、２つの発振機がそれぞれ２つの加熱コイルに電力を供給する構成は効率的でなく、このような構成によって、加熱装置が大型化するおそれがあり、かつ加熱効率が悪くなるおそれがある。
【０００８】
また、上述の加熱装置のように、２つの加熱コイルが、回転軸線方向から見て、クランクピン対を垂直方向に挟み込むように配置される場合、特に、垂直方向にて加熱コイルの配置スペースが大きくなり、加熱装置が大型化するおそれがある。そのため、加熱コイルの配置スペースを削減するために、２つの加熱コイルを互いに接近させて配置させることが考えられるが、この場合に、上述のように２つの加熱コイルにおける回転軸線方向の対向部に流れる電流が互いに同じ方向を向くと、これらの電流の影響によって、２つの加熱コイルの対向部間に位置する２つのクランクピンの連結部分が過剰に加熱されるおそれがある。特に、連結部分は、２つのクランクピンにおける軸線方向の端部分の外周縁を実質的に点状に交差させた２つの点状連結部と、２つのクランクピンの一方における端部分の外周縁を２つのクランクピンの他方における端部分の先端表面に当接させることによって形成され、かつ２つの点状連結部間にて実質的に線状に延びる線状連結部とを有する。点状連結部は過剰な加熱によって溶融し易く、さらには、点状連結部に割れが発生するおそれがある。その一方で、過剰な加熱を防ぐために、２つの加熱コイルの間隔を広げると、２つのクランクピンを連結した連結部分の線状連結部における焼き入れ深さが浅くなるという問題が発生する。
【０００９】
仮に、２つの加熱コイルを過剰な加熱を防ぐように互いに接近させることができたとしても、２つの加熱コイルがそれぞれ２つのクランクピンの移動に応じて移動するときに互いに接触するおそれがある。そのため、このような接触を避けるべく、２つの加熱コイル間には隙間を設ける必要がある。この隙間は２つの加熱コイルの間隔を広げることとなるので、上述のようにクランクシャフトの回転軸線方向にて隙間に対応して位置する２つのクランクピンの連結部分を加熱する効率が悪くなるおそれがある。特に、２つのクランクピンに焼き入れを実施する場合、２つのクランクピンを連結した連結部分の角部における焼き入れ深さが浅くなるおそれがある。
【００１０】
よって、上記実情を鑑みると、高周波誘導加熱装置において、小型化を図ること、スプリットピン形状のクランクピン対の加熱効率を向上させること、かかるクランクピン対の溶融を防止することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決すべく、一態様に係る高周波誘導加熱装置は、クランクシャフトの回転軸線に対して直交する方向にて互いにズレた状態で前記回転軸線方向に連結される２つのクランクピンをそれぞれ高周波誘導加熱可能に構成される２つの加熱コイル機構を備え、前記２つの加熱コイル機構が、それぞれ前記回転軸線方向に並んで配置され、かつ前記回転軸線に直交する平面方向に沿って互いに対して相対的に移動可能に構成され、前記２つの加熱コイル機構が、それぞれ、前記２つのクランクピンを高周波誘導加熱するように構成される２つの加熱コイルを有し、各加熱コイルが、高周波誘導加熱時にそれに対応する前記クランクピンの外周面と対向する加熱部分を有し、前記２つの加熱コイル機構がまた、それぞれ、前記２つの加熱コイル間で前記回転軸線方向に互いに対向する２つの対向壁を有する、高周波誘導加熱装置であって、前記２つの加熱コイル機構が、それぞれ前記２つの対向壁に取り付けられ、かつ前記２つの加熱コイル機構の移動時に互いに対して摺動可能である２つのスペーサを有し、前記２つの加熱コイルにおける前記加熱部分の前記回転軸線方向の対向部に流れる電流が互いに逆方向を向くように構成されている。
【発明の効果】
【００１２】
一態様に係る高周波誘導加熱装置においては、小型化を図ることができ、スプリットピン形状のクランクピン対の加熱効率を向上させることができ、かかるクランクピン対の溶融を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】スプリットピン形状のクランクピン対を有するクランクシャフトを概略的に示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る高周波誘導加熱装置における２つの加熱コイル機構及び１つの発振機の構成図である。
【図３】本実施形態に係る高周波誘導加熱装置を概略的に示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係る高周波誘導加熱装置を、クランクシャフトを高周波誘導加熱している状態で概略的に示す斜視図である。
【図５】本実施形態に係る第１加熱コイル機構を概略的に示す斜視図である。
【図６】本実施形態に係る第２加熱コイル機構を概略的に示す斜視図である。
【図７】クランクシャフトの高周波誘導加熱時において、本実施形態に係る２つの加熱コイルとクランクシャフトとの位置関係を模式的に示す斜視図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】実施例の高周波誘導加熱時におけるクランクピン対の断面の温度分布を示す図である。
【図１０】比較例の高周波誘導加熱時におけるクランクピン対の断面の温度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態に係る高周波誘導加熱装置（以下、単に「加熱装置」という）について説明する。本実施形態に係る加熱装置は、クランクシャフトの焼き入れを行うように加熱可能に構成されるものとして説明する。しかしながら、本発明の加熱装置は、クランクシャフトの焼き入れ以外に、クランクシャフトの焼き戻し、焼きなまし、焼きならし等を行うように加熱可能に構成されてもよい。
【００１５】
［クランクシャフトについて］
最初に、図１を参照して、本実施形態に係る加熱装置によって高周波誘導加熱されるクランクシャフトＣについて説明する。クランクシャフトＣは、エンジン等に搭載された際にその回転軸線Ｌを中心に回転するようになっている。かかるクランクシャフトＣは、その回転軸線Ｌに対して直交する方向にて互いにズレた状態で回転軸線方向（矢印Ｓにより示す）に連結される２つのクランクピンｐ１，ｐ２から成るクランクピン対Ｐを有する。かかるクランクピン対Ｐは、いわゆる「スプリットピン形状」に形成される。なお、以下、必要に応じて、これら２つのクランクピンｐ１，ｐ２をそれぞれ第１及び第２クランクピンｐ１，ｐ２と呼ぶ。
【００１６】
各クランクピンｐ１，ｐ２は、実質的に、クランクシャフトＣの回転軸線方向に延びる円柱形状に形成される。２つのクランクピンｐ１，ｐ２の連結部分Ｊにおいては、２つのクランクピンｐ１，ｐ２における端部分の外周縁を実質的に点状に交差させた２つの点状連結部ｑ１，ｑ２が形成される。また、２つのクランクピンｐ１，ｐ２の連結部分Ｊにおいては、第１及び第２クランクピンｐ１，ｐ２における軸線方向の端部分の外周縁をそれぞれ第２及び第１クランクピンｐ２，ｐ１における端部分の先端表面に当接させることによって２つの線状連結部ｒ１，ｒ２が形成される。各線状連結部ｒ１，ｒ２は、２つの点状連結部ｑ１，ｑ２間で実質的に線状に延びる。
【００１７】
図１においては、一例として、クランクシャフトＣの回転軸線方向に互いに間隔を空けて配置された３つのスプリットピン形状のクランクピン対Ｐを有するクランクシャフトＣを示す。しかしながら、本発明の加熱装置によって加熱されるクランクシャフトは、これに限定されず、１つ又は複数のスプリットピン形状のクランクピン対を有するものであればよい。
【００１８】
［加熱装置について］
次に、図２〜図８を参照して、本実施形態に係る加熱装置について説明する。図２〜図４に示すように、加熱装置は、スプリットピン形状のクランクピン対Ｐにおける２つのクランクピンｐ１，ｐ２をそれぞれ高周波誘導加熱するように構成される２つの加熱コイル機構１，２を有する。２つの加熱コイル機構１，２はまた、それぞれ回転軸線方向（矢印Ｓにより示す）に並んで配置される。さらに、２つの加熱コイル機構１，２は、回転軸線Ｌに直交する平面方向に沿って互いに対して相対的に移動可能となっている。以下、必要に応じて、これら２つの加熱コイル機構１，２のうち回転軸線方向の一方側の加熱コイル機構１を第１加熱コイル機構１と呼び、かつ２つの加熱コイル機構１，２のうち回転軸線方向の他方側の加熱コイル機構２を第２加熱コイル機構２と呼ぶ。
【００１９】
また、図５〜図８に示すように、２つの加熱コイル機構１，２は、それぞれ、２つのクランクピンｐ１，ｐ２を高周波誘導加熱するように構成される２つの加熱コイル１１，２１を有する。以下、必要に応じて、第１及び第２加熱コイル機構１，２の加熱コイル１１，２１をそれぞれ第１及び第２加熱コイル１１，２１と呼ぶ。
【００２０】
さらに、図２に示すように、加熱装置は、２つの加熱コイル機構１，２の加熱コイル１１，２１に電力を供給可能に構成される１つの発振機３を有する。発振機３は、第１及び第２加熱コイル１１，２１と電気的に接続されている。
【００２１】
［加熱コイル機構について］
図３及び図５〜図８を参照して、２つの加熱コイル機構１，２について説明する。図７及び図８に示すように、第１加熱コイル１１は、高周波誘導加熱時に第１クランクピンｐ１の外周面と間隔を空けた状態で対向する加熱部分１２と、それにより加熱される第１クランクピンｐ１の径方向にて第１クランクピンｐ１とは離れる側にて当該加熱部分１２から延びる支持部分１３とを有する。第１加熱コイル１１の加熱部分１２は、回転軸線方向から見て、第１クランクピンｐ１の外周面に対応するように実質的に円弧形状に形成される。
【００２２】
第２加熱コイル２１もまた、高周波誘導加熱時に第２クランクピンｐ２の外周面と間隔を空けた状態で対向する加熱部分２２と、それにより加熱される第２クランクピンｐ２の径方向にて第２クランクピンｐ２とは離れる側にて当該加熱部分２２から延びる支持部分２３とを有する。第２加熱コイル２１の加熱部分２２は、回転軸線方向から見て、第２クランクピンｐ２の外周面に対応するように実質的に円弧形状に形成される。
【００２３】
図３、図５、及び図６に示すように、２つの加熱コイル機構１，２は、それぞれ、２つの加熱コイル１１，２１間で回転軸線方向（矢印Ｓにより示す）に互いに対向する２つの対向壁１ａ，２ａを有する。さらに、各加熱コイル機構１，２は、その対向壁１ａ，２ａに取り付けられるスペーサ１４，２４を有する。以下、必要に応じて、第１及び第２加熱コイル機構１，２のスペーサ１４，２４をそれぞれ第１及び第２スペーサ１４，２４と呼ぶ。第１及び第２スペーサ１４，２４は、第１及び第２加熱コイル機構１，２が回転軸線Ｌに直交する平面方向に沿って互いに対して相対的に移動するときに、互いに対して摺動可能となっている。各スペーサ１４，２４は実質的にプレート形状に形成される。
【００２４】
図５においては、第１加熱コイル機構１は４つの第１スペーサ１４を有し、図６においては、第２加熱機構２は、４つの第１スペーサ１４にそれぞれ対応する４つの第２スペーサ２４を有する。互いに対応する第１及び第２スペーサ１４，２４は互いに摺動可能となっている。しかしながら、本発明において、第１加熱コイル機構は１つ又は複数の第１スペーサを有することができ、かつ第２加熱コイル機構は、１つ又は複数の第１スペーサにそれぞれ対応する１つ又は複数の第２スペーサを有すればよい。
【００２５】
図８に示すように、高周波誘導加熱時に第１及び第２加熱コイル１１，２１における加熱部分１２，２２の回転軸線方向の対向部１２ａ，２２ａに流れる電流Ｅ１，Ｅ２は互いに逆方向を向く。なお、特に図示はしないが、発振機３（図８では図示せず）は、高周波誘導加熱時に第１及び第２加熱コイル１１，２１における加熱部分１２，２２の回転軸線方向の対向部１２ａ，２２ａに流れる電流Ｅ１，Ｅ２が互いに逆方向を向くように電力を供給する構成となっている。
【００２６】
さらに、加熱コイル機構１，２は次のように構成されるとよい。図３〜図６を参照すると、各加熱コイル機構１，２は、その加熱コイル１１，２１を収容するように構成される筐体１５，２５を有する。以下、必要に応じて、第１及び第２加熱コイル機構１，２の筐体１５，２５をそれぞれ第１及び第２筐体１５，２５と呼ぶ。
【００２７】
図５に示すように、第１筐体１５には、高周波誘導加熱時に第１クランクピンｐ１を収容可能とするように実質的にＵ字形状に形成される凹部１５ａが設けられる。図４、図５、及び図７によれば、第１加熱コイル１１の加熱部分１２は、第１筐体１５の凹部１５ａに収容された第１クランクピンｐ１を加熱可能とするように第１筐体１５内にて凹部１５ａの長手方向の閉じた端部に沿って配置される。図６に示すように、第２筐体２５にもまた、高周波誘導加熱時に第２クランクピンｐ２を収容可能とするように実質的にＵ字形状に形成される凹部２５ａが設けられる。図４、図６、及び図７によれば、第２加熱コイル２１の加熱部分２２は、第２筐体２５の凹部２５ａに収容された第２クランクピンｐ２を加熱可能とするように第２筐体２５内にて凹部２５ａの長手方向の閉じた端部に沿って配置される。
【００２８】
図３〜図６に示すように、第１及び第２筐体１５，２５は、それぞれ、回転軸線方向にて互いに対向する２つの対向壁１５ｂ，２５ｂを有する。このような第１及び第２筐体１５，２５の対向壁１５ｂ，２５ｂが、それぞれ、第１及び第２加熱コイル機構１，２の対向壁１ａ，２ａに相当する。
【００２９】
さらに一例として、第１加熱コイル機構１が３つ以上の第１スペーサ１４を有し、かつ第２加熱コイル機構２が、３つ以上の第１スペーサ１４に対応して３つ以上の第２スペーサ２４を有するとよい。この場合、３つ以上の第１スペーサ１４が、第１筐体１５の対向壁１５ｂの外周に沿って対向壁１５の外周方向に互いに間隔を空けて配置されるとよく、さらに、３つ以上の第１スペーサ１４のうち２つが第１筐体１５の凹部１５ａを挟んで配置されるとよい。そして、３つ以上の第２スペーサ２４が、第２筐体２５の対向壁２５ｂの外周に沿って対向壁２５の外周方向に互いに間隔を空けて配置されるとよく、さらに、３つ以上の第１スペーサ２４のうち２つが第２筐体の凹部２５ａを挟んで配置されるとよい。
【００３０】
また、各加熱コイル１１，２１は次のように構成されるとよい。図７及び図８に示すように、第１加熱コイル１１の加熱部分１２は、実質的にコ字形状に形成される上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃを有する。高周波誘導加熱時において、上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃは、それぞれ、クランクピン対Ｐの周方向（矢印Ｒにより示す）の一方側及び他方側に位置する。
【００３１】
上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃのそれぞれは、その先端部１２ｂ１，１２ｃ１を閉じる一方で、その基端部１２ｂ２，１２ｃ２を開くように形成される。上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃの開放された基端部１２ｂ２，１２ｃ２は、クランクピン対Ｐの周方向にて互いに間隔を空けると共に互いに向き合うように配置される。上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃのそれぞれは、回転軸線方向（矢印Ｓにより示す）の一方側に位置する一方側脚部１２ｂ３，１２ｃ３と、回転軸線方向の他方側に位置する他方側脚部１２ｂ４，１２ｃ４とをさらに有する。
【００３２】
上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃのそれぞれの先端部１２ｂ１，１２ｃ１は、一方側及び他方側脚部１２ｂ３，１２ｃ３，１２ｂ４，１２ｃ４の先端を連結する。一方側及び他方側脚部１２ｂ３，１２ｃ３，１２ｂ４，１２ｃ４は、回転軸線方向から見て、第１クランクピンｐ１の外周面に対応するように実質的に円弧形状に形成される。
【００３３】
支持部分１３は、加熱部分１２における上流側加熱導体１２ｂの他方側脚部１２ｂ４の基端に接続される上流側支持導体１３ａと、加熱部分１２における下流側加熱導体１２ｃの他方側脚部１２ｃ４の基端に接続される下流側支持導体１３ｂとを有する。上流側及び下流側支持導体１３ａ，１３ｂは、それぞれ、上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃの他方側脚部１２ｂ４，１２ｃ４の基端から、第１クランクピンｐ１の径方向にて第１クランクピンｐ１とは離れる側に延びる。
【００３４】
さらに、支持部分１３は、加熱部分１２における上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃの一方側脚部１２ｂ３，１２ｃ３の基端を連結する連結支持導体１３ｃを有する。連結支持導体１３ｃは実質的にＵ字形状に形成される。
【００３５】
次に、第２加熱コイル２１の加熱部分２２もまた、実質的にコ字形状に形成される上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃを有する。高周波誘導加熱時において、上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃは、それぞれ、クランクピン対Ｐの周方向（矢印Ｒにより示す）の一方側及び他方側に位置する。
【００３６】
上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃのそれぞれは、その先端部２２ｂ１，２２ｃ１を閉じる一方で、その基端部２２ｂ２，２２ｃ２を開くように形成される。上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃの開放された基端部２２ｂ２，２２ｃ２は、クランクピン対Ｐの周方向にて互いに間隔を空けると共に互いに向き合うように配置される。上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃのそれぞれは、回転軸線方向（矢印Ｓにより示す）の一方側に位置する一方側脚部２２ｂ３，２２ｃ３と、回転軸線方向の他方側に位置する他方側脚部２２ｂ４，２２ｃ４とをさらに有する。
【００３７】
上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃのそれぞれの先端部２２ｂ１，２２ｃ１は、一方側及び他方側脚部２２ｂ３，２２ｃ３，２２ｂ４，２２ｃ４の先端を連結する。一方側及び他方側脚部２２ｂ３，２２ｃ３，２２ｂ４，２２ｃ４は、回転軸線方向から見て、第２クランクピンｐ２の外周面に対応するように実質的に円弧形状に形成される。
【００３８】
支持部分２３は、加熱部分２２における上流側加熱導体２２ｂの他方側脚部２２ｂ４の基端に接続される上流側支持導体２３ａと、加熱部分２２における下流側加熱導体２２ｃの他方側脚部２２ｃ４の基端に接続される下流側支持導体２３ｂとを有する。上流側及び下流側支持導体２３ａ，２３ｂは、それぞれ、上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃの他方側脚部２２ｂ４，２２ｃ４の基端から、第２クランクピンｐ２の径方向にて第２クランクピンｐ２とは離れる側に延びる。
【００３９】
さらに、支持部分２３は、加熱部分２２における上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃの一方側脚部２２ｂ３，２２ｃ３の基端を連結する連結支持導体２３ｃを有する。連結支持導体２３ｃは実質的にＵ字形状に形成される。
【００４０】
このような第１加熱コイル１１における加熱部分１２の上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃの他方側脚部１２ｂ４，１２ｃ４が、加熱部分１２の対向部１２ａに相当し、第２加熱コイル２１における加熱部分２２の上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃの一方側脚部２２ｂ３，２２ｃ３が、加熱部分２２の対向部２２ａに相当する。
【００４１】
［高周波誘導加熱方法について］
本実施形態に係る高周波誘導加熱装置において、クランクシャフトＣのクランクピン対Ｐを高周波誘導加熱する方法について説明する。図４に示すように、第１クランクピンｐ１を第１筐体１５の凹部１５ａに収容し、かつ第２クランクピンｐ２を第２筐体２５の凹部２５ａに収容するように、クランクシャフトＣを加熱装置に設置する。かかる設置状態では、図７に示すように、第１及び第２加熱コイル１１，２１の加熱部分１２，２２がそれぞれ第１及び第２クランクピンｐ１，ｐ２の外周面に対向する。
【００４２】
クランクシャフトＣをその回転軸線Ｌ周りに回転させ、かかる回転に伴って、第１及び第２クランクピンｐ１，ｐ２が移動する。このとき、第１及び第２加熱コイル機構１，２を、それぞれ、第１及び第２クランクピンｐ１，ｐ２の移動に応じて、回転軸線Ｌに直交する平面方向に沿って移動させる。
【００４３】
図８に示すように、第１加熱コイル１１において、電流Ｅ１を、支持部分１３の上流側支持導体１３ａ、加熱部分１２の上流側加熱導体１２ｂ、支持部分１３の連結支持導体１３ｃ、加熱部分１２の下流側加熱導体１２ｃ、支持部材１３の下流側支持導体１３ｂの順に流す。さらに、第２加熱コイル２１において、電流Ｅ２を、支持部分２３の上流側支持導体２３ａ、加熱部分２２の上流側加熱導体２２ｂ、支持部分２３の連結支持導体２３ｃ、加熱部分２２の下流側加熱導体２２ｃ、支持部材２３の下流側支持導体２３ｂの順に流す。
【００４４】
このとき、第１及び第２加熱コイル１１，２１における加熱部分１２，２２の対向部１２ａ，２２ａに流れる電流Ｅ１，Ｅ２は互いに逆方向を向く。具体的には、第１加熱コイル１１の加熱部分１２における上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃの他方側脚部１２ｂ４，１２ｃ４に流れる電流Ｅ１と、第２加熱コイル２１の加熱部分２２における上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃの一方側脚部２２ｂ３，２２ｃ３に流れる電流Ｅ２とは互いに逆方向を向く。このように第１及び第２加熱コイル１１，２１に電流Ｅ１，Ｅ２を流すことによって、第１及び第２クランクピンｐ１，ｐ２の全周が高周波誘導加熱されることとなる。
【００４５】
以上、本実施形態に係る高周波誘導加熱装置によれば、回転軸線方向（矢印Ｓにより示す）に並んで配置される２つの加熱コイル機構１，２において、２つの加熱コイル１１，２１における加熱部分１２，２２の対向部１２ａ，２２ａに流れる電流Ｅ１，Ｅ２が互いに逆方向を向くので、２つの加熱コイル１１，２１の加熱部分１２，２２を回転軸線方向にて接近させたとしても、回転軸線方向にて２つの加熱コイル１１，２１間に位置するスプリットピン形状のクランクピン対Ｐにおける２つのクランクピンｐ１，ｐ２の連結部分Ｊ、特に、点状連結部ｑ１，ｑ２が２つの加熱コイル１１，２１間にて過剰に加熱されることを防止できる。そして、２つの加熱コイル１１，２１の加熱部分１２，２２を回転軸線方向にて接近させる構成においても、２つの加熱コイル機構１，２の移動時にこれらの対向壁１ａ，２ａのスペーサ１４，２４を摺動させるので、クランクシャフトＣの回転軸線方向にて２つの加熱コイル機構１，２間に隙間を設ける必要がなくなる。そして、このような２つの加熱コイル１１、２１の接近によって、２つのクランクピンｐ１，ｐ２の連結部分Ｊを２つの加熱コイル１１，２１によって加熱する効率を向上させることができる。すなわち、本実施形態に係る高周波誘導加熱装置によれば、２つのクランクピンｐ１，ｐ２の連結部分Ｊ、特に、点状連結部ｑ１，ｑ２が２つの加熱コイル１１，２１間にて過剰に加熱されることを防止しながら、２つのクランクピンｐ１，ｐ２の連結部分Ｊ、特に、線状連結部ｒ１，ｒ２を２つの加熱コイル１１，２１によって加熱する効率を向上させるように、２つの加熱コイル１１，２１の加熱部分１２，２２を回転軸線方向にて接近させることができる。
【００４６】
さらに具体的には、上述のように２つのクランクピンｐ１，ｐ２の連結部分Ｊの過剰な加熱を防止できる結果、連結部分Ｊの溶融を防止でき、ひいては、連結部分Ｊにおける割れの発生を防止できる。特に、２つのクランクピンｐ１，ｐ２における端部分の外周縁を実質的に点状に交差させた連結部分Ｊの点状連結部ｑ１，ｑ２の溶融を防止でき、ひいては、点状連結部ｑ１，ｑ２における割れの発生を防止できる。また、上述のように２つのクランクピンｐ１，ｐ２における連結部分Ｊの線状連結部ｒ１，ｒ２を２つの加熱コイル１１，２１によって加熱する効率を向上させることができる結果、２つのクランクピンｐ１，ｐ２に対して焼き入れを施す場合にて、かかる連結部分Ｊの線状連結部ｒ１，ｒ２の焼き入れ深さを深くすることができる。
【００４７】
加えて、２つの加熱コイル１１，２１の配置スペースを削減できるので、加熱装置を小型化することができる。付随的には、スペーサ１４，２４によって、２つの加熱コイル機構１，２の接触に起因する摩耗又は故障を防止できる。
【００４８】
よって、高周波誘導加熱装置を小型化することができ、スプリットピン形状のクランクピン対Ｐの加熱効率を向上させることができ、かかるクランクピン対Ｐの溶融を防止することができる。
【００４９】
本実施形態に係る高周波誘導加熱装置においては、１つの発振機３が、２つの加熱コイル１１，２１における加熱部分１２，２２の対向部１２ａ，２２ａそれぞれに互いに逆方向を向く電流Ｅ１，Ｅ２を流すように２つの加熱コイル１１，２１に電力を供給する。そのため、本実施形態に係る高周波誘導加熱装置は、従来の高周波誘導加熱装置と比較して発振機の数を削減することができる。また、スプリットピン形状のクランクピン対Ｐにおける２つのクランクピンｐ１，ｐ２を１つの発振機３を用いて効率的に高周波誘導加熱できる。その結果、高周波誘導加熱装置の構造面の観点においても、スプリットピン形状のクランクピン対Ｐの加熱効率を向上させることができる。さらには、従来のように２つの発振機を設置した場合と比較して、１つの発振機３を設置するスペースは小さくできるので、加熱装置を小型化することができる。１つの発振機３を設けた加熱装置は、従来のように２つの発振機を設けた加熱装置と比較して、製造コストを削減することができる。そして、本実施形態に係る加熱装置における１つの発振機３が故障する頻度は、従来の加熱装置における２つの発振機のいずれかが故障する頻度よりも抑えることができる。
【００５０】
加えて、従来の加熱装置において２つの発振機の一方が故障した場合、２つのクランクピンｐ１，ｐ２が不均衡に加熱されるおそれがあり、この場合、これら２つのクランクピンｐ１，ｐ２の加熱をやり直すことが難しくなる。これに対して、本実施形態に係る加熱装置においては、１つの発振機３が故障すると、２つのクランクピンｐ１，ｐ２の両方が加熱されなくなるので、２つのクランクピンｐ１，ｐ２が不均衡に加熱されることを防止できる。このような状況においては、例えば、１つの発振機３を修理した後に、本実施形態に係る加熱装置を用いて、これら２つのクランクピンｐ１，ｐ２の加熱を容易にやり直すことができる。
【００５１】
ここまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、その技術的思想に基づいて変形及び変更可能である。
【実施例】
【００５２】
［実施例］
実施例について説明する。実施例においては、上記実施形態に係る高周波誘導加熱装置が、２つの加熱コイルにおける加熱部分の対向部に流れる電流を互いに逆方向に向けた条件にて、スプリットピン形状のクランクピン対Ｐにおける２つのクランクピンｐ１，ｐ２を高周波誘導加熱した場合について、クランクピン対Ｐの温度分布をシミュレーションにより算出した。
【００５３】
［比較例］
比較例について説明する。比較例においては、２つの加熱コイルにおける加熱部分の対向部に流れる電流を互いに同方向に向ける点を除いて、実施例と同様に、スプリットピン形状のクランクピン対Ｐにおける２つのクランクピンｐ１，ｐ２を高周波誘導加熱した場合について、クランクピン対Ｐの温度分布をシミュレーションにより算出した。
【００５４】
このような実施例及び比較例にて算出されたクランクピン対Ｐの温度分布を、それぞれ、図９及び図１０に示す。図９に示された実施例の連結部分Ｊの温度は、図１０に示された比較例の連結部分Ｊの温度よりも低くなっている。特に、図９に示された実施例における連結部分Ｊの点状連結部ｑ１，ｑ２の温度は、図１０に示された比較例における連結部分Ｊの点状連結部ｑ１，ｑ２の温度の温度よりも低くなっている。そのため、２つの加熱コイルにおける加熱部分の対向部に流れる電流が互いに逆方向を向けた場合、２つのクランクピンｐ１，ｐ２における連結部分Ｊの温度、特に、連結部分Ｊの点状連結部ｑ１，ｑ２の温度が過剰に加熱されることを防止できることを確認できた。
【符号の説明】
【００５５】
１  第１加熱コイル機構、１ａ  対向壁、２  第２加熱コイル機構、２ａ  対向壁、３  発振機、１１  第１加熱コイル、１２  加熱部分、１２ａ  対向部、１４  第１スペーサ、２１  第２加熱コイル、２２  加熱部分、２２ａ  対向部、２４  第１スペーサ、Ｅ１，Ｅ２  電流
Ｃ  クランクシャフト、Ｌ  回転軸線、Ｐ  クランクピン対、ｐ１  第１クランクピン、ｐ２  第２クランクピン
【図１】
2019133897.tif 000003
【図２】
2019133897.tif 000004
【図３】
2019133897.tif 000005
【図４】
2019133897.tif 000006
【図５】
2019133897.tif 000007
【図６】
2019133897.tif 000008
【図７】
2019133897.tif 000009
【図８】
2019133897.tif 000010
【図９】
2019133897.tif 000011
【図１０】
2019133897.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成31年1月24日(2019.1.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトの回転軸線に対して直交する方向にて互いにズレた状態で前記回転軸線方向に連結される２つのクランクピンをそれぞれ高周波誘導加熱可能に構成される２つの加熱コイル機構を備え、
前記２つの加熱コイル機構が、それぞれ前記回転軸線方向に並んで配置され、かつ前記回転軸線に直交する平面方向に沿って互いに対して相対的に移動可能に構成され、
各加熱コイル機構が１つの加熱コイルを有し、
前記２つの加熱コイル機構の加熱コイルが、前記２つのクランクピンをそれぞれ高周波誘導加熱するように構成され、
各加熱コイルが、高周波誘導加熱時にこの加熱コイルに対応する前記クランクピンの外周面と対向する加熱部分を有し、
各加熱コイル機構が１つの対向壁を有し、
前記２つの加熱コイル機構における対向壁のそれぞれが、前記２つの加熱コイル機構の加熱コイル間に位置し、
前記２つの加熱コイル機構の対向壁が、前記回転軸線方向にて互いに対向する、高周波誘導加熱装置であって、
各加熱コイル機構が１つのスペーサを有し、
前記２つの加熱コイル機構のスペーサが、前記２つの加熱コイル機構の対向壁にそれぞれ取り付けられ、
前記２つの加熱コイル機構のスペーサがまた、前記２つの加熱コイル機構の移動時に互いに対して摺動可能であり、
前記２つの加熱コイル機構の加熱コイルにおける加熱部分の前記回転軸線方向の対向部に流れる電流が、互いに逆方向を向くように構成されている、高周波誘導加熱装置。
【請求項２】
前記２つの加熱コイル機構の加熱コイルにおける加熱部分の対向部それぞれに互いに逆方向を向く電流を流すように前記２つの加熱コイル機構の加熱コイルに電力を供給可能に構成される１つの発振機を備える請求項１に記載の高周波誘導加熱装置。 
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランクシャフトのクランクピンを高周波誘導加熱可能に構成される高周波誘導加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、エンジン等に用いられるクランクシャフトは、その回転軸線に対して直交する方向にて互いにズレた状態で回転軸線方向に連結された２つのクランクピンから成るクランクピン対を有し、これら２つのクランクピン間にはクランクアームとバランスウエイトとが設けられている。しかしながら、エンジンの形状によっては、クランクピン対にクランクアームとバランスウェイトとが設けられない場合がある。この場合のクランクピン対の形状は「スプリットピン形状」とも呼ばれる。
【０００３】
このようなスプリットピン形状のクランクピン対における２つのクランクピンに対して焼き入れ等を実施可能に構成された高周波誘導加熱装置（以下、必要に応じて、単に「加熱装置」という）もまた存在している。かかる加熱装置においては、２つの加熱コイルがそれぞれ２つのクランクピンを高周波誘導加熱するようになっており、これら２つの加熱コイルは、それぞれ２つのクランクピンに対応するように回転軸線方向に並び、さらに、２つの加熱コイルは、回転軸線方向から見て、クランクピン対を回転軸線方向に対する垂直方向に挟み込むように配置されている。（例えば、特許文献１を参照。）
【０００４】
また、加熱装置は、高周波誘導加熱時に、クランクシャフトをその回転軸線周りの回転させるようになっており、かかる回転に伴って２つのクランクピンが移動することとなる。そのため、２つの加熱コイルは、このような２つのクランクピンの移動に応じて移動可能になっている。
【０００５】
典型的な加熱装置においては、２つの加熱コイルは、２つの発振機から電力の供給をそれぞれ受けるようになっており、２つの加熱コイルにおける回転軸線方向の対向部に流れる電流は互いに同じ方向を向くようになっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平９−１１１３５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の加熱装置のように、２つの発振機が２つの加熱コイルにそれぞれ電力を供給する構成は効率的でなく、このような構成によって、加熱装置が大型化するおそれがあり、かつ加熱効率が悪くなるおそれがある。
【０００８】
また、上述の加熱装置のように、２つの加熱コイルが、回転軸線方向から見て、クランクピン対を垂直方向に挟み込むように配置される場合、特に、垂直方向にて加熱コイルの配置スペースが大きくなり、加熱装置が大型化するおそれがある。そのため、加熱コイルの配置スペースを削減するために、２つの加熱コイルを互いに接近させて配置させることが考えられるが、この場合に、上述のように２つの加熱コイルにおける回転軸線方向の対向部に流れる電流が互いに同じ方向を向くと、これらの電流の影響によって、２つの加熱コイルの対向部間に位置する２つのクランクピンの連結部分が過剰に加熱されるおそれがある。特に、連結部分は、２つのクランクピンにおける軸線方向の端部分の外周縁を実質的に点状に交差させた２つの点状連結部と、２つのクランクピンの一方における端部分の外周縁を２つのクランクピンの他方における端部分の先端表面に当接させることによって形成され、かつ２つの点状連結部間にて実質的に線状に延びる線状連結部とを有する。点状連結部は過剰な加熱によって溶融し易く、さらには、点状連結部に割れが発生するおそれがある。その一方で、過剰な加熱を防ぐために、２つの加熱コイルの間隔を広げると、２つのクランクピンを連結した連結部分の線状連結部における焼き入れ深さが浅くなるという問題が発生する。
【０００９】
仮に、２つの加熱コイルを過剰な加熱を防ぐように互いに接近させることができたとしても、２つの加熱コイルが２つのクランクピンの移動にそれぞれ応じて移動するときに互いに接触するおそれがある。そのため、このような接触を避けるべく、２つの加熱コイル間には隙間を設ける必要がある。この隙間は２つの加熱コイルの間隔を広げることとなるので、上述のようにクランクシャフトの回転軸線方向にて隙間に対応して位置する２つのクランクピンの連結部分を加熱する効率が悪くなるおそれがある。特に、２つのクランクピンに焼き入れを実施する場合、２つのクランクピンを連結した連結部分の角部における焼き入れ深さが浅くなるおそれがある。
【００１０】
よって、上記実情を鑑みると、高周波誘導加熱装置において、小型化を図ること、スプリットピン形状のクランクピン対の加熱効率を向上させること、かかるクランクピン対の溶融を防止することが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決すべく、一態様に係る高周波誘導加熱装置は、クランクシャフトの回転軸線に対して直交する方向にて互いにズレた状態で前記回転軸線方向に連結される２つのクランクピンをそれぞれ高周波誘導加熱可能に構成される２つの加熱コイル機構を備え、前記２つの加熱コイル機構が、それぞれ前記回転軸線方向に並んで配置され、かつ前記回転軸線に直交する平面方向に沿って互いに対して相対的に移動可能に構成され、各加熱コイル機構が１つの加熱コイルを有し、前記２つの加熱コイル機構の加熱コイルが、前記２つのクランクピンをそれぞれ高周波誘導加熱するように構成され、各加熱コイルが、高周波誘導加熱時にこの加熱コイルに対応する前記クランクピンの外周面と対向する加熱部分を有し、各加熱コイル機構が１つの対向壁を有し、前記２つの加熱コイル機構における対向壁のそれぞれが、前記２つの加熱コイル機構の加熱コイル間に位置し、前記２つの加熱コイル機構の対向壁が、前記回転軸線方向にて互いに対向する、高周波誘導加熱装置であって、各加熱コイル機構が１つのスペーサを有し、前記２つの加熱コイル機構のスペーサが、前記２つの加熱コイル機構の対向壁にそれぞれ取り付けられ、前記２つの加熱コイル機構のスペーサがまた、前記２つの加熱コイル機構の移動時に互いに対して摺動可能であり、前記２つの加熱コイル機構の加熱コイルにおける加熱部分の前記回転軸線方向の対向部に流れる電流が、互いに逆方向を向くように構成されている。
【発明の効果】
【００１２】
一態様に係る高周波誘導加熱装置においては、小型化を図ることができ、スプリットピン形状のクランクピン対の加熱効率を向上させることができ、かかるクランクピン対の溶融を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】スプリットピン形状のクランクピン対を有するクランクシャフトを概略的に示す斜視図である。
【図２】本実施形態に係る高周波誘導加熱装置における２つの加熱コイル機構及び１つの発振機の構成図である。
【図３】本実施形態に係る高周波誘導加熱装置を概略的に示す斜視図である。
【図４】本実施形態に係る高周波誘導加熱装置を、クランクシャフトを高周波誘導加熱している状態で概略的に示す斜視図である。
【図５】本実施形態に係る第１加熱コイル機構を概略的に示す斜視図である。
【図６】本実施形態に係る第２加熱コイル機構を概略的に示す斜視図である。
【図７】クランクシャフトの高周波誘導加熱時において、本実施形態に係る２つの加熱コイルとクランクシャフトとの位置関係を模式的に示す斜視図である。
【図８】図７のＡ−Ａ線断面図である。
【図９】実施例の高周波誘導加熱時におけるクランクピン対の断面の温度分布を示す図である。
【図１０】比較例の高周波誘導加熱時におけるクランクピン対の断面の温度分布を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態に係る高周波誘導加熱装置（以下、単に「加熱装置」という）について説明する。本実施形態に係る加熱装置は、クランクシャフトの焼き入れを行うように加熱可能に構成されるものとして説明する。しかしながら、本発明の加熱装置は、クランクシャフトの焼き入れ以外に、クランクシャフトの焼き戻し、焼きなまし、焼きならし等を行うように加熱可能に構成されてもよい。
【００１５】
［クランクシャフトについて］
最初に、図１を参照して、本実施形態に係る加熱装置によって高周波誘導加熱されるクランクシャフトＣについて説明する。クランクシャフトＣは、エンジン等に搭載された際にその回転軸線Ｌを中心に回転するようになっている。かかるクランクシャフトＣは、その回転軸線Ｌに対して直交する方向にて互いにズレた状態で回転軸線方向（矢印Ｓにより示す）に連結される２つのクランクピンｐ１，ｐ２から成るクランクピン対Ｐを有する。かかるクランクピン対Ｐは、いわゆる「スプリットピン形状」に形成される。なお、以下、必要に応じて、これら２つのクランクピンｐ１，ｐ２をそれぞれ第１及び第２クランクピンｐ１，ｐ２と呼ぶ。
【００１６】
各クランクピンｐ１，ｐ２は、実質的に、クランクシャフトＣの回転軸線方向に延びる円柱形状に形成される。２つのクランクピンｐ１，ｐ２の連結部分Ｊにおいては、２つのクランクピンｐ１，ｐ２における端部分の外周縁を実質的に点状に交差させた２つの点状連結部ｑ１，ｑ２が形成される。また、２つのクランクピンｐ１，ｐ２の連結部分Ｊにおいては、第１及び第２クランクピンｐ１，ｐ２における軸線方向の端部分の外周縁を第２及び第１クランクピンｐ２，ｐ１における端部分の先端表面にそれぞれ当接させることによって２つの線状連結部ｒ１，ｒ２が形成される。各線状連結部ｒ１，ｒ２は、２つの点状連結部ｑ１，ｑ２間で実質的に線状に延びる。
【００１７】
図１においては、一例として、クランクシャフトＣの回転軸線方向に互いに間隔を空けて配置された３つのスプリットピン形状のクランクピン対Ｐを有するクランクシャフトＣを示す。しかしながら、本発明の加熱装置によって加熱されるクランクシャフトは、これに限定されず、１つ又は複数のスプリットピン形状のクランクピン対を有するものであればよい。
【００１８】
［加熱装置について］
次に、図２〜図８を参照して、本実施形態に係る加熱装置について説明する。図２〜図４に示すように、加熱装置は、スプリットピン形状のクランクピン対Ｐにおける２つのクランクピンｐ１，ｐ２をそれぞれ高周波誘導加熱するように構成される２つの加熱コイル機構１，２を有する。２つの加熱コイル機構１，２はまた、それぞれ回転軸線方向（矢印Ｓにより示す）に並んで配置される。さらに、２つの加熱コイル機構１，２は、回転軸線Ｌに直交する平面方向に沿って互いに対して相対的に移動可能となっている。以下、必要に応じて、これら２つの加熱コイル機構１，２のうち回転軸線方向の一方側の加熱コイル機構１を第１加熱コイル機構１と呼び、かつ２つの加熱コイル機構１，２のうち回転軸線方向の他方側の加熱コイル機構２を第２加熱コイル機構２と呼ぶ。
【００１９】
また、図５〜図８に示すように、２つの加熱コイル機構１，２のそれぞれは、１つの加熱コイル１１，２１を有し、２つの加熱コイル機構１，２の加熱コイル１１，１２は、２つのクランクピンｐ１，ｐ２をそれぞれ高周波誘導加熱するように構成される。以下、必要に応じて、第１及び第２加熱コイル機構１，２の加熱コイル１１，２１をそれぞれ第１及び第２加熱コイル１１，２１と呼ぶ。
【００２０】
さらに、図２に示すように、加熱装置は、２つの加熱コイル機構１，２の加熱コイル１１，２１に電力を供給可能に構成される１つの発振機３を有する。発振機３は、第１及び第２加熱コイル１１，２１と電気的に接続されている。
【００２１】
［加熱コイル機構について］
図３及び図５〜図８を参照して、２つの加熱コイル機構１，２について説明する。図７及び図８に示すように、第１加熱コイル１１は、高周波誘導加熱時に第１クランクピンｐ１の外周面と間隔を空けた状態で対向する加熱部分１２と、それにより加熱される第１クランクピンｐ１の径方向にて第１クランクピンｐ１とは離れる側にて当該加熱部分１２から延びる支持部分１３とを有する。第１加熱コイル１１の加熱部分１２は、回転軸線方向から見て、第１クランクピンｐ１の外周面に対応するように実質的に円弧形状に形成される。
【００２２】
第２加熱コイル２１もまた、高周波誘導加熱時に第２クランクピンｐ２の外周面と間隔を空けた状態で対向する加熱部分２２と、それにより加熱される第２クランクピンｐ２の径方向にて第２クランクピンｐ２とは離れる側にて当該加熱部分２２から延びる支持部分２３とを有する。第２加熱コイル２１の加熱部分２２は、回転軸線方向から見て、第２クランクピンｐ２の外周面に対応するように実質的に円弧形状に形成される。
【００２３】
図３、図５、及び図６に示すように、２つの加熱コイル機構１，２のそれぞれは、１つの対向壁１ａ，２ａを有し、２つの加熱コイル機構１，２における対向壁１ａ，２ａのそれぞれは、２つの加熱コイル１１，２１間に位置し、かつ回転軸線方向（矢印Ｓにより示す）に互いに対向する。さらに、各加熱コイル機構１，２は、その対向壁１ａ，２ａに取り付けられるスペーサ１４，２４を有する。以下、必要に応じて、第１及び第２加熱コイル機構１，２のスペーサ１４，２４をそれぞれ第１及び第２スペーサ１４，２４と呼ぶ。第１及び第２スペーサ１４，２４は、第１及び第２加熱コイル機構１，２が回転軸線Ｌに直交する平面方向に沿って互いに対して相対的に移動するときに、互いに対して摺動可能となっている。各スペーサ１４，２４は実質的にプレート形状に形成される。
【００２４】
図５においては、第１加熱コイル機構１は４つの第１スペーサ１４を有し、図６においては、第２加熱コイル機構２は、４つの第１スペーサ１４にそれぞれ対応する４つの第２スペーサ２４を有する。互いに対応する第１及び第２スペーサ１４，２４は互いに摺動可能となっている。しかしながら、本発明において、第１加熱コイル機構は１つ又は複数の第１スペーサを有することができ、かつ第２加熱コイル機構は、１つ又は複数の第１スペーサにそれぞれ対応する１つ又は複数の第２スペーサを有すればよい。
【００２５】
図８に示すように、高周波誘導加熱時に第１及び第２加熱コイル１１，２１における加熱部分１２，２２の回転軸線方向の対向部１２ａ，２２ａに流れる電流Ｅ１，Ｅ２は互いに逆方向を向く。なお、特に図示はしないが、発振機３（図８では図示せず）は、高周波誘導加熱時に第１及び第２加熱コイル１１，２１における加熱部分１２，２２の回転軸線方向の対向部１２ａ，２２ａに流れる電流Ｅ１，Ｅ２が互いに逆方向を向くように電力を供給する構成となっている。
【００２６】
さらに、加熱コイル機構１，２は次のように構成されるとよい。図３〜図６を参照すると、各加熱コイル機構１，２は、その加熱コイル１１，２１を収容するように構成される筐体１５，２５を有する。以下、必要に応じて、第１及び第２加熱コイル機構１，２の筐体１５，２５をそれぞれ第１及び第２筐体１５，２５と呼ぶ。
【００２７】
図５に示すように、第１筐体１５には、高周波誘導加熱時に第１クランクピンｐ１を収容可能とするように実質的にＵ字形状に形成される凹部１５ａが設けられる。図４、図５、及び図７によれば、第１加熱コイル１１の加熱部分１２は、第１筐体１５の凹部１５ａに収容された第１クランクピンｐ１を加熱可能とするように第１筐体１５内にて凹部１５ａの長手方向の閉じた端部に沿って配置される。図６に示すように、第２筐体２５にもまた、高周波誘導加熱時に第２クランクピンｐ２を収容可能とするように実質的にＵ字形状に形成される凹部２５ａが設けられる。図４、図６、及び図７によれば、第２加熱コイル２１の加熱部分２２は、第２筐体２５の凹部２５ａに収容された第２クランクピンｐ２を加熱可能とするように第２筐体２５内にて凹部２５ａの長手方向の閉じた端部に沿って配置される。
【００２８】
図３〜図６に示すように、第１及び第２筐体１５，２５のそれぞれは１つの対向壁１５ｂ，２５ｂを有し、第１及び第２筐体１５，２５の対向壁１５ｂ，２５ｂは、回転軸線方向にて互いに対向する。このような第１及び第２筐体１５，２５の対向壁１５ｂ，２５ｂが、それぞれ、第１及び第２加熱コイル機構１，２の対向壁１ａ，２ａに相当する。
【００２９】
さらに一例として、第１加熱コイル機構１が３つ以上の第１スペーサ１４を有し、かつ第２加熱コイル機構２が、３つ以上の第１スペーサ１４に対応して３つ以上の第２スペーサ２４を有するとよい。この場合、３つ以上の第１スペーサ１４が、第１筐体１５の対向壁１５ｂの外周に沿って対向壁１５の外周方向に互いに間隔を空けて配置されるとよく、さらに、３つ以上の第１スペーサ１４のうち２つが第１筐体１５の凹部１５ａを挟んで配置されるとよい。そして、３つ以上の第２スペーサ２４が、第２筐体２５の対向壁２５ｂの外周に沿って対向壁２５の外周方向に互いに間隔を空けて配置されるとよく、さらに、３つ以上の第１スペーサ２４のうち２つが第２筐体の凹部２５ａを挟んで配置されるとよい。
【００３０】
また、各加熱コイル１１，２１は次のように構成されるとよい。図７及び図８に示すように、第１加熱コイル１１の加熱部分１２は、実質的にコ字形状に形成される上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃを有する。高周波誘導加熱時において、上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃは、クランクピン対Ｐの周方向（矢印Ｒにより示す）の一方側及び他方側にそれぞれ位置する。
【００３１】
上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃのそれぞれは、その先端部１２ｂ１，１２ｃ１を閉じる一方で、その基端部１２ｂ２，１２ｃ２を開くように形成される。上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃの開放された基端部１２ｂ２，１２ｃ２は、クランクピン対Ｐの周方向にて互いに間隔を空けると共に互いに向き合うように配置される。上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃのそれぞれは、回転軸線方向（矢印Ｓにより示す）の一方側に位置する一方側脚部１２ｂ３，１２ｃ３と、回転軸線方向の他方側に位置する他方側脚部１２ｂ４，１２ｃ４とをさらに有する。
【００３２】
上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃのそれぞれの先端部１２ｂ１，１２ｃ１は、一方側及び他方側脚部１２ｂ３，１２ｃ３，１２ｂ４，１２ｃ４の先端を連結する。一方側及び他方側脚部１２ｂ３，１２ｃ３，１２ｂ４，１２ｃ４は、回転軸線方向から見て、第１クランクピンｐ１の外周面に対応するように実質的に円弧形状に形成される。
【００３３】
支持部分１３は、加熱部分１２における上流側加熱導体１２ｂの他方側脚部１２ｂ４の基端に接続される上流側支持導体１３ａと、加熱部分１２における下流側加熱導体１２ｃの他方側脚部１２ｃ４の基端に接続される下流側支持導体１３ｂとを有する。上流側及び下流側支持導体１３ａ，１３ｂは、それぞれ上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃの他方側脚部１２ｂ４，１２ｃ４の基端から、第１クランクピンｐ１の径方向にて第１クランクピンｐ１とは離れる側に延びる。
【００３４】
さらに、支持部分１３は、加熱部分１２における上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃの一方側脚部１２ｂ３，１２ｃ３の基端を連結する連結支持導体１３ｃを有する。連結支持導体１３ｃは実質的にＵ字形状に形成される。
【００３５】
次に、第２加熱コイル２１の加熱部分２２もまた、実質的にコ字形状に形成される上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃを有する。高周波誘導加熱時において、上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃは、クランクピン対Ｐの周方向（矢印Ｒにより示す）の一方側及び他方側にそれぞれ位置する。
【００３６】
上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃのそれぞれは、その先端部２２ｂ１，２２ｃ１を閉じる一方で、その基端部２２ｂ２，２２ｃ２を開くように形成される。上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃの開放された基端部２２ｂ２，２２ｃ２は、クランクピン対Ｐの周方向にて互いに間隔を空けると共に互いに向き合うように配置される。上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃのそれぞれは、回転軸線方向（矢印Ｓにより示す）の一方側に位置する一方側脚部２２ｂ３，２２ｃ３と、回転軸線方向の他方側に位置する他方側脚部２２ｂ４，２２ｃ４とをさらに有する。
【００３７】
上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃのそれぞれの先端部２２ｂ１，２２ｃ１は、一方側及び他方側脚部２２ｂ３，２２ｃ３，２２ｂ４，２２ｃ４の先端を連結する。一方側及び他方側脚部２２ｂ３，２２ｃ３，２２ｂ４，２２ｃ４は、回転軸線方向から見て、第２クランクピンｐ２の外周面に対応するように実質的に円弧形状に形成される。
【００３８】
支持部分２３は、加熱部分２２における上流側加熱導体２２ｂの他方側脚部２２ｂ４の基端に接続される上流側支持導体２３ａと、加熱部分２２における下流側加熱導体２２ｃの他方側脚部２２ｃ４の基端に接続される下流側支持導体２３ｂとを有する。上流側及び下流側支持導体２３ａ，２３ｂは、それぞれ上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃの他方側脚部２２ｂ４，２２ｃ４の基端から、第２クランクピンｐ２の径方向にて第２クランクピンｐ２とは離れる側に延びる。
【００３９】
さらに、支持部分２３は、加熱部分２２における上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃの一方側脚部２２ｂ３，２２ｃ３の基端を連結する連結支持導体２３ｃを有する。連結支持導体２３ｃは実質的にＵ字形状に形成される。
【００４０】
このような第１加熱コイル１１における加熱部分１２の上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃの他方側脚部１２ｂ４，１２ｃ４が、加熱部分１２の対向部１２ａに相当し、第２加熱コイル２１における加熱部分２２の上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃの一方側脚部２２ｂ３，２２ｃ３が、加熱部分２２の対向部２２ａに相当する。
【００４１】
［高周波誘導加熱方法について］
本実施形態に係る高周波誘導加熱装置において、クランクシャフトＣのクランクピン対Ｐを高周波誘導加熱する方法について説明する。図４に示すように、第１クランクピンｐ１を第１筐体１５の凹部１５ａに収容し、かつ第２クランクピンｐ２を第２筐体２５の凹部２５ａに収容するように、クランクシャフトＣを加熱装置に設置する。かかる設置状態では、図７に示すように、第１及び第２加熱コイル１１，２１の加熱部分１２，２２が第１及び第２クランクピンｐ１，ｐ２の外周面にそれぞれ対向する。
【００４２】
クランクシャフトＣをその回転軸線Ｌ周りに回転させ、かかる回転に伴って、第１及び第２クランクピンｐ１，ｐ２が移動する。このとき、第１及び第２加熱コイル機構１，２を、第１及び第２クランクピンｐ１，ｐ２の移動にそれぞれ応じて、回転軸線Ｌに直交する平面方向に沿って移動させる。
【００４３】
図８に示すように、第１加熱コイル１１において、電流Ｅ１を、支持部分１３の上流側支持導体１３ａ、加熱部分１２の上流側加熱導体１２ｂ、支持部分１３の連結支持導体１３ｃ、加熱部分１２の下流側加熱導体１２ｃ、支持部材１３の下流側支持導体１３ｂの順に流す。さらに、第２加熱コイル２１において、電流Ｅ２を、支持部分２３の上流側支持導体２３ａ、加熱部分２２の上流側加熱導体２２ｂ、支持部分２３の連結支持導体２３ｃ、加熱部分２２の下流側加熱導体２２ｃ、支持部材２３の下流側支持導体２３ｂの順に流す。
【００４４】
このとき、第１及び第２加熱コイル１１，２１における加熱部分１２，２２の対向部１２ａ，２２ａに流れる電流Ｅ１，Ｅ２は互いに逆方向を向く。具体的には、第１加熱コイル１１の加熱部分１２における上流側及び下流側加熱導体１２ｂ，１２ｃの他方側脚部１２ｂ４，１２ｃ４に流れる電流Ｅ１と、第２加熱コイル２１の加熱部分２２における上流側及び下流側加熱導体２２ｂ，２２ｃの一方側脚部２２ｂ３，２２ｃ３に流れる電流Ｅ２とは互いに逆方向を向く。このように第１及び第２加熱コイル１１，２１に電流Ｅ１，Ｅ２を流すことによって、第１及び第２クランクピンｐ１，ｐ２の全周が高周波誘導加熱されることとなる。
【００４５】
以上、本実施形態に係る高周波誘導加熱装置によれば、回転軸線方向（矢印Ｓにより示す）に並んで配置される２つの加熱コイル機構１，２において、２つの加熱コイル１１，２１における加熱部分１２，２２の対向部１２ａ，２２ａに流れる電流Ｅ１，Ｅ２が互いに逆方向を向くので、２つの加熱コイル１１，２１の加熱部分１２，２２を回転軸線方向にて接近させたとしても、回転軸線方向にて２つの加熱コイル１１，２１間に位置するスプリットピン形状のクランクピン対Ｐにおける２つのクランクピンｐ１，ｐ２の連結部分Ｊ、特に、点状連結部ｑ１，ｑ２が２つの加熱コイル１１，２１間にて過剰に加熱されることを防止できる。そして、２つの加熱コイル１１，２１の加熱部分１２，２２を回転軸線方向にて接近させる構成においても、２つの加熱コイル機構１，２の移動時にこれらの対向壁１ａ，２ａのスペーサ１４，２４を摺動させるので、クランクシャフトＣの回転軸線方向にて２つの加熱コイル機構１，２間に隙間を設ける必要がなくなる。そして、このような２つの加熱コイル１１、２１の接近によって、２つのクランクピンｐ１，ｐ２の連結部分Ｊを２つの加熱コイル１１，２１によって加熱する効率を向上させることができる。すなわち、本実施形態に係る高周波誘導加熱装置によれば、２つのクランクピンｐ１，ｐ２の連結部分Ｊ、特に、点状連結部ｑ１，ｑ２が２つの加熱コイル１１，２１間にて過剰に加熱されることを防止しながら、２つのクランクピンｐ１，ｐ２の連結部分Ｊ、特に、線状連結部ｒ１，ｒ２を２つの加熱コイル１１，２１によって加熱する効率を向上させるように、２つの加熱コイル１１，２１の加熱部分１２，２２を回転軸線方向にて接近させることができる。
【００４６】
さらに具体的には、上述のように２つのクランクピンｐ１，ｐ２の連結部分Ｊの過剰な加熱を防止できる結果、連結部分Ｊの溶融を防止でき、ひいては、連結部分Ｊにおける割れの発生を防止できる。特に、２つのクランクピンｐ１，ｐ２における端部分の外周縁を実質的に点状に交差させた連結部分Ｊの点状連結部ｑ１，ｑ２の溶融を防止でき、ひいては、点状連結部ｑ１，ｑ２における割れの発生を防止できる。また、上述のように２つのクランクピンｐ１，ｐ２における連結部分Ｊの線状連結部ｒ１，ｒ２を２つの加熱コイル１１，２１によって加熱する効率を向上させることができる結果、２つのクランクピンｐ１，ｐ２に対して焼き入れを施す場合にて、かかる連結部分Ｊの線状連結部ｒ１，ｒ２の焼き入れ深さを深くすることができる。
【００４７】
加えて、２つの加熱コイル１１，２１の配置スペースを削減できるので、加熱装置を小型化することができる。付随的には、スペーサ１４，２４によって、２つの加熱コイル機構１，２の接触に起因する摩耗又は故障を防止できる。
【００４８】
よって、高周波誘導加熱装置を小型化することができ、スプリットピン形状のクランクピン対Ｐの加熱効率を向上させることができ、かかるクランクピン対Ｐの溶融を防止することができる。
【００４９】
本実施形態に係る高周波誘導加熱装置においては、１つの発振機３が、２つの加熱コイル１１，２１における加熱部分１２，２２の対向部１２ａ，２２ａそれぞれに互いに逆方向を向く電流Ｅ１，Ｅ２を流すように２つの加熱コイル１１，２１に電力を供給する。そのため、本実施形態に係る高周波誘導加熱装置は、従来の高周波誘導加熱装置と比較して発振機の数を削減することができる。また、スプリットピン形状のクランクピン対Ｐにおける２つのクランクピンｐ１，ｐ２を１つの発振機３を用いて効率的に高周波誘導加熱できる。その結果、高周波誘導加熱装置の構造面の観点においても、スプリットピン形状のクランクピン対Ｐの加熱効率を向上させることができる。さらには、従来のように２つの発振機を設置した場合と比較して、１つの発振機３を設置するスペースは小さくできるので、加熱装置を小型化することができる。１つの発振機３を設けた加熱装置は、従来のように２つの発振機を設けた加熱装置と比較して、製造コストを削減することができる。そして、本実施形態に係る加熱装置における１つの発振機３が故障する頻度は、従来の加熱装置における２つの発振機のいずれかが故障する頻度よりも抑えることができる。
【００５０】
加えて、従来の加熱装置において２つの発振機の一方が故障した場合、２つのクランクピンｐ１，ｐ２が不均衡に加熱されるおそれがあり、この場合、これら２つのクランクピンｐ１，ｐ２の加熱をやり直すことが難しくなる。これに対して、本実施形態に係る加熱装置においては、１つの発振機３が故障すると、２つのクランクピンｐ１，ｐ２の両方が加熱されなくなるので、２つのクランクピンｐ１，ｐ２が不均衡に加熱されることを防止できる。このような状況においては、例えば、１つの発振機３を修理した後に、本実施形態に係る加熱装置を用いて、これら２つのクランクピンｐ１，ｐ２の加熱を容易にやり直すことができる。
【００５１】
ここまで本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明は、その技術的思想に基づいて変形及び変更可能である。
【実施例】
【００５２】
［実施例］
実施例について説明する。実施例においては、上記実施形態に係る高周波誘導加熱装置が、２つの加熱コイルにおける加熱部分の対向部に流れる電流を互いに逆方向に向けた条件にて、スプリットピン形状のクランクピン対Ｐにおける２つのクランクピンｐ１，ｐ２を高周波誘導加熱した場合について、クランクピン対Ｐの温度分布をシミュレーションにより算出した。
【００５３】
［比較例］
比較例について説明する。比較例においては、２つの加熱コイルにおける加熱部分の対向部に流れる電流を互いに同方向に向ける点を除いて、実施例と同様に、スプリットピン形状のクランクピン対Ｐにおける２つのクランクピンｐ１，ｐ２を高周波誘導加熱した場合について、クランクピン対Ｐの温度分布をシミュレーションにより算出した。
【００５４】
このような実施例及び比較例にて算出されたクランクピン対Ｐの温度分布を、図９及び図１０にそれぞれ示す。図９に示された実施例の連結部分Ｊの温度は、図１０に示された比較例の連結部分Ｊの温度よりも低くなっている。特に、図９に示された実施例における連結部分Ｊの点状連結部ｑ１，ｑ２の温度は、図１０に示された比較例における連結部分Ｊの点状連結部ｑ１，ｑ２の温度の温度よりも低くなっている。そのため、２つの加熱コイルにおける加熱部分の対向部に流れる電流が互いに逆方向を向けた場合、２つのクランクピンｐ１，ｐ２における連結部分Ｊの温度、特に、連結部分Ｊの点状連結部ｑ１，ｑ２の温度が過剰に加熱されることを防止できることを確認できた。
【符号の説明】
【００５５】
１  第１加熱コイル機構、１ａ  対向壁、２  第２加熱コイル機構、２ａ  対向壁、３  発振機、１１  第１加熱コイル、１２  加熱部分、１２ａ  対向部、１４  第１スペーサ、２１  第２加熱コイル、２２  加熱部分、２２ａ  対向部、２４  第１スペーサ、Ｅ１，Ｅ２  電流
Ｃ  クランクシャフト、Ｌ  回転軸線、Ｐ  クランクピン対、ｐ１  第１クランクピン、ｐ２  第２クランクピン