(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トランスと加熱コイル体が一体に固定されて構成されたトランスユニットを支持する高周波加熱装置のトランスユニット吊り下げ機構であって、
前記高周波加熱装置は、クランクシャフトのピン部又はジャーナル部を高周波誘導加熱するものであり、
吊り下げユニットを有し、
前記吊り下げユニットは、受け部材と支持アームとを有し、
前記受け部材は、支持アームを揺動可能に支持するものであり、
前記支持アームの一端側と受け部材を接続する第１球面軸受を有し、
前記支持アームの他端側とトランスユニットを接続する第２球面軸受を有し、前記第２球面軸受の摩擦力が、第１球面軸受の摩擦力よりも小さいことを特徴とする高周波加熱装置のトランスユニット吊り下げ機構。
【請求項２】
トランスユニットの重量よりは小さい力で、前記支持アームの他端側又は中央部を上方に付勢する付勢部材を設け、
前記付勢部材の一端側が支持アームに接続されており、
付勢部材の他端側が第三球面軸受を介して前記受け部材に接続されている
ことを特徴とする請求項１に記載の高周波加熱装置のトランスユニット吊り下げ機構。
【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ピン部を誘導加熱する際に使用される高周波加熱装置のトランスユニット吊り下げ機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
クランクシャフトのピン部を高周波誘導加熱する際には、従来からピン部の略半周部分のみに近接対向する半開放形の加熱コイルが使用されている。半開放形の加熱コイルは、ピン部に対して、半径方向に移動して近接対向したり、半径方向に移動して離間することができる。ところで、ピン部の周面を均一に誘導加熱するためには、ピン部の周面に一様に高周波の誘導電流を励起させる必要がある。そのためには、供給電力を一定に保つと共に、ピン部から加熱コイルまでの距離を一定に保たなければならない。
【０００３】
従来から、ピン部と加熱コイルまでの距離を一定に保つために、スペーサが使用されている。スペーサは、加熱コイルと共に共通の板部材に固定されており、コイルユニットを構成している。コイルユニットは高周波電源から高周波電力が供給されるトランスユニットと一体化されている。そして、トランスユニット（コイルユニット）が、スペーサをピン部に当接させた状態を維持すると、ピン部から加熱コイルまでの距離が所定距離に設定されるようになっている。
【０００４】
ここで、加熱コイルは、前述の様に半開放形であり、ピン部の略半周部分にしか対向しておらず、対向した略半周部分しか誘導加熱することができない。そこで、クランクシャフトを軸芯周りに回転させ、軸芯周りに公転移動するピン部に加熱コイルを追従させることによって、加熱コイルをピン部の全周面に対して順に近接対向させている。このような構成を有する高周波加熱装置が例えば特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３５３２４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示されている高周波加熱装置は、公転移動するピン部に加熱コイルを追従させる際に、加熱コイルやスペーサ等を含めたコイルユニットを、クランクシャフトの軸芯が点に見えるようにクランクシャフトを正面視した際におけるクランクシャフトの左右方向に移動したり、上下方向に移動することができる構成を備えている。これにより、クランクシャフトが回転する際に、ピン部にコイルユニット（スペーサ）が無理な姿勢で押圧され、破損する事態が回避されている。
【０００７】
ところで、誘導加熱されて昇温したクランクシャフトは、軸芯方向に膨張する。そのため、クランクシャフトの軸芯方向にコイルユニット（トランスユニット）が固定されていると、膨張したクランクシャフトにコイルユニットが押圧され、コイルユニット及びクランクシャフトの双方が破損する懸念がある。特許文献１に開示されている高周波加熱装置の構成では、クランクシャフトが膨張した場合に、コイルユニットが軸芯方向に逃げることができない。
また、クランクシャフトが焼入温度まで昇温すると、軸芯に対して歪むことがある。その際には、クランクシャフトに対してコイルユニットが傾斜した姿勢になり、ピン部とジャーナル部とを接続する接続部がコイルユニットに干渉し、コイルユニットやクランクシャフトが破損する懸念がある。
そこで本発明は、誘導加熱されて昇温し、クランクシャフトが膨張したり歪んだ際に、トランスユニットの姿勢を変更することができ、クランクシャフトとトランスユニットの双方を保護することができる高周波加熱装置のトランスユニット吊り下げ機構を提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、トランスと加熱コイル体が一体に固定されて構成されたトランスユニットを支持する高周波加熱装置のトランスユニット吊り下げ機構であって、前記高周波加熱装置は、クランクシャフトのピン部又はジャーナル部を高周波誘導加熱するものであり、吊り下げユニットを有し、前記吊り下げユニットは、受け部材と支持アームとを有し、前記受け部材は、支持アームを揺動可能に支持するものであり、前記支持アームの一端側と受け部材を接続する第１球面軸受を有し、前記支持アームの他端側とトランスユニットを接続する第２球面軸受を有し、前記第２球面軸受の摩擦力が、第１球面軸受の摩擦力よりも小さいことを特徴とする高周波加熱装置のトランスユニット吊り下げ機構である。
【０００９】
請求項１に記載の発明では、支持アームの一端側と受け部材を接続する第１球面軸受を有するので、支持アームは、第１球面軸受を中心に様々な方向に自在に揺動可能である。
また、支持アームの他端側とトランスユニットを接続する第２球面軸受を有するので、トランスユニットは、支持アームに対して様々な方向に自在に揺動可能である。
そのため、トランスユニットは、第１球面軸受及び第２球面軸受によって、向き又は姿勢を容易に変更することができる。すなわち、クランクシャフトが膨張して伸長したり、軸芯に対して歪んでも、トランスユニットの向きや姿勢を変更することにより、トランスユニットとクランクシャフトが互いに強く押圧されることを防止することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、トランスユニットの重量よりは小さい力で、前記支持アームの他端側又は中央部を上方に付勢する付勢部材を設け、前記付勢部材の一端側が支持アームに接続されており、付勢部材の他端側が第三球面軸受を介して前記受け部材に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の高周波加熱装置のトランスユニット吊り下げ機構である。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、支持アーム及びトランスユニットが付勢部材で上方に付勢されており、支持アームの動作をある程度規制することができる。また、第三球面軸受を設けたことによって、付勢部材が支持アームの動作に追従し易くなる。そのため、支持アームがいかなる位置に移動しても、付勢部材は支持アームを無理なく上方に付勢することができる。
【００１２】
請求項１に記載の発明では、第２球面軸受の摩擦力が、第１球面軸受の摩擦力よりも小さいので、トランスユニットがクランクシャフトに押圧されると、第１球面軸受よりも第２球面軸受の方が先に動く。そのため、トランスユニットやクランクシャフトに負荷が掛かりにくい。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による高周波加熱装置のトランスユニット吊り下げ機構は、誘導加熱されて昇温し、膨張したクランクシャフトに追従してトランスユニットの向き又は姿勢を容易に変更することができる。また、クランクシャフトが昇温して軸芯に対して歪んだ際においても、トランスユニットの向き又は姿勢を容易に変更することができる。そのため、クランクシャフト及びトランスユニットを保護することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本実施形態に係る高周波加熱装置のトランスユニットを支持する吊り下げユニットの斜視図である。
【図２】図１の吊り下げユニットの受け部材と支持アームとを連結する第１球面軸受部の分解斜視図である。
【図３】図１の吊り下げユニットの支持アームとトランスユニットを連結する第２球面軸受部の分解斜視図である。
【図４】図１の吊り下げユニットの受け部材と支持アームとを付勢部材を介して連結する第３球面軸受部の分解斜視図である。
【図５】クランクシャフトの側面図であり、（ａ）は、第１ピン部Ｐ１、第４ピン部Ｐ４が上死点位置にあり、第２ピン部Ｐ２、第３ピン部Ｐ３が下死点位置にある状態を示し、（ｂ）は、第１ピン部Ｐ１、第４ピン部Ｐ４が下死点位置にあり、第２ピン部Ｐ２、第３ピン部Ｐ３が上死点位置にある状態を示す。
【図６】図５（ａ）のクランクシャフトのＡ−Ａ断面図であり、クランクシャフトが軸芯周りに回転した際における軸芯とピン部の位置関係を示す。
【図７】図５（ａ）のクランクシャフトのＡ−Ａ断面図において、公転移動するピン部に加熱コイル体が追従している状態を示す。
【図８】クランクシャフトの第１ピン部にトランスユニットの加熱コイル体が配置された状態を示す側面図であり、（ａ）は、クランクシャフトの軸線に対してトランスユニットが真っ直ぐに配置されている状態を示し、（ｂ）は、クランクシャフトの軸線に対して、下部が左側に上部が右側になるようにトランスユニットが傾斜している状態を示し、（ｃ）は、クランクシャフトの軸線に対して、下部が右側に上部が左側になるようにトランスユニットが傾斜している状態を示す。
【図９】クランクシャフトが膨張して伸長した結果、各ピン部に配置された加熱コイル体がクランクシャフトの接続部に押圧されて傾斜している状態を示す側面図である。
【図１０】クランクシャフトの第１ピン部にトランスユニットの加熱コイル体が配置された状態を示す平面図であり、（ａ）は、クランクシャフトの軸線に対して支持アームとトランスユニットが真っ直ぐに配置されている状態を示し、トランスユニットの左右方向がクランクシャフトの軸芯方向と一致しており、（ｂ）は、クランクシャフトの軸線に対して、後ろ側が右側に前側が左側になるように支持アームとトランスユニットが傾斜している状態を示し、（ｃ）は、クランクシャフトの軸線に対して、後ろ側が左側に前側が右側になるように支持アームとトランスユニットが傾斜している状態を示す。
【図１１】クランクシャフトの第１ピン部にトランスユニットの加熱コイル体が配置された状態を示す平面図であり、（ａ）は、クランクシャフトの軸線に対して支持アームとトランスユニットが真っ直ぐに配置されている状態を示し、トランスユニットの左右方向がクランクシャフトの軸芯方向と一致しており、（ｂ）は、クランクシャフトの軸線に対して、トランスユニットは真っ直ぐであるが、支持アームが後ろ側が右側に前側が左側になるように傾斜している状態を示し、（ｃ）は、クランクシャフトの軸線に対して、トランスユニットは真っ直ぐであるが、支持アームが後ろ側が左側に前側が右側になるように傾斜している状態を示す。
【図１２】図１の吊り下げユニットの斜視図であり、第１球面軸受で受け部材に対して支持アームが傾斜しており、第２球面軸受で支持アームに対してトランスユニットが傾斜し、トランスユニットがクランクシャフトの軸線に対して真っ直ぐな姿勢を呈している状態を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図面を参照しながら説明する。
図１に示す様に、高周波焼入装置５０（高周波加熱装置）は、吊り下げユニット１とトランスユニット４と、図示しない高周波電源を有する。
【００１６】
高周波電源は、高周波発振器を有し、商用電源から供給された交流電力を高周波化し、トランスユニット４側へ出力する。
【００１７】
図１に示す様に、トランスユニット４は、トランス５と加熱コイル体６が接続されて一体化したものである。図示していないが、トランス５は、高周波電源側の一次側巻線と、加熱コイル体６側の二次側巻線とを有する。一次側巻線及び二次側巻線は、銅や銅合金等の良導体からなる管状の線状部材で構成されている。一次側巻線及び二次側巻線は、薄い箱体内に収容されており、各々が渦巻き状を呈しており、渦巻き同士が近接している。一般に、このトランス５は、ディスクトランスと呼ばれている。
【００１８】
加熱コイル体６は、加熱コイル７、スペーサ８ａ〜８ｃ、側板９、１０、冷却ジャケット１１、１２を備えている。
【００１９】
加熱コイル７は、銅又は銅合金等の良導体からなる管状の線状部材で構成されており、トランスの二次側巻線に接続されている。加熱コイル７は、誘導加熱対象物である図５（ａ）に示すクランクシャフトＷのピン部Ｐ１〜Ｐ４の全周囲の略半分に近接対向可能な半開放形に湾曲した形状を呈している。すなわち、加熱コイル７は、ピン部Ｐ１〜Ｐ４に対して、ピン部Ｐ１〜Ｐ４の半径方向に移動して近接及び離間が可能である。加熱コイル７は、中空の導体で構成されており、誘導加熱時には図示しない冷却液供給源から加熱コイル７内に冷却液が循環供給される。
【００２０】
側板９、１０は、電磁誘導の影響を受けにくい金属素材で構成されており、加熱コイル７の両側に配置されて加熱コイル７を挟持し固定している。側板９、１０は、半円形に窪んだ凹部９ａ、１０ａが設けられている。凹部９ａ、１０ａによって、側板９、１０の間にピン部Ｐ１〜Ｐ４を収容可能なワーク配置領域１３が形成されている。
【００２１】
スペーサ８ａ〜８ｃは、電磁誘導の影響を受けないセラミック等の素材で構成されており、側板９、１０にねじ止めされている。スペーサ８ａは、凹部９ａ、１０ａの中央部分に配置されており、スペーサ８ｂ、８ｃは、各々凹部９ａ、１０ａの端部（開口付近）に配置されている。すなわち、各スペーサは、凹部９ａ、１０ａに等間隔で配置されている。各スペーサ８ａ〜８ｃは、凹部９ａ、１０ａの半径方向内方へ突出している。そのため、各スペーサ８ａ〜８ｃの先端は、ワーク配置領域１３内に突出している。
【００２２】
冷却ジャケット１１、１２は、多数の噴射孔を有している。冷却ジャケット１１、１２は、側板９、１０の下部で、且つ、ワーク配置領域１３の両側に配置されている。冷却ジャケット１１、１２に図示しない冷却水供給源から冷却水が供給されると、噴射孔からワーク配置領域１３に向かって冷却水を噴射可能である。
【００２３】
次に吊り下げユニット１について説明する。
図１に示す様に、吊り下げユニット１は、受け部材２と支持アーム３を有する。
【００２４】
支持アーム３は、細長い板状の部材であり、長手方向が水平方向を向いており、且つ、横断面の長辺が鉛直方向を向き、短辺が水平方向を向く姿勢で配置されている。支持アーム３の一端側（固定端側）には第１球面軸受部１７が設けられており、他端側（自由端側）には第２球面軸受部１８が設けられている。
【００２５】
図２、図３に示す様に、第１球面軸受部１７、第２球面軸受部１８は、各々球面座３０、２６を有する。球面座３０、２６は、支持アーム３を貫通する孔である。球面座３０、２６は、支持アーム３の肉厚の中央側ほど内径が大きく、端側ほど内径が小さく、球面座３０、２６の座面は、コロ２８、２４（球体）の外面に沿う内面を構成している。
【００２６】
球面座３０、２６には、コロ２８、２４が配置されている。コロ２８、２４は、球状の外周曲面２８ａ、２４ａを有する。また、コロ２８、２４には、孔２８ｂ、２４ｂが設けられている。孔２８ｂ、２４ｂには、各々軸部材２７、２３が挿通されている。コロ２８、２４と軸部材２７、２３は一体化されている。すなわち、軸部材２７、２３の直径と、コロ２８、２４の内径は略等しい。外周曲面２８ａ、２４ａは、球面座３０、２６の内面と一致しており、コロ２８、２４は、球面座３０、２６の内面に沿って円滑に摺動回転が可能である。
【００２７】
支持アーム３は、実際には、例えば２枚の板部材を貼り合わせて構成する。すなわち、球面座３０、２６にコロ２８、２４を配置する際に、コロ２８、２４を挟み込むようにして２枚の板部材を貼り合わせ、支持アーム３を構成する。若しくは、球面座、コロ及び軸部材からなる球面座ユニットを、ねじ止め等の固定手段で支持アーム３に固定し、支持アーム３の両面から軸部材を突出させる。
【００２８】
支持アーム３の下部２０は、傾斜面２０ａ、２０ｂを有し、下端にいくほど幅が狭くなる様に先細り状に構成されている。
【００２９】
図１に示す様に、受け部材２は、支柱１４、上部張出部１５ａ、下部張出部１５ｂを有する。
【００３０】
支柱１４は、鉛直姿勢で図示しない固定された部材に固定されている。
【００３１】
上部張出部１５ａは、支柱１４の上部に接続された水平に延びる部材である。上部張出部１５ａの一端側が支柱１４に接続され、補強リブ１６によって水平姿勢が保たれている。上部張出部１５ａの他端側（自由端側）には、第３球面軸受部３７が設けられている。第３球面軸受部３７は、図４に示す様に、内部に球面座３９を有する。球面座３９の底部には、球面座３９の球面の直径より小さい径の孔４０が設けられている。球面座３９には、被支持部材４１が装着されている。被支持部材４１は、球面部４２と軸部４３とを有する。球面部４２は、球面座３９に着座して円滑に摺動回転可能である。また、軸部４３は、孔４０を貫通している。軸部４３の直径は、孔４０の直径よりも小さい。よって、孔４０と軸部４３のクリアランスの範囲で、球面座３９に対して球面部４２が摺動回転し、被支持部材４１は向きを変更することができる。すなわち、被支持部材４１の球面部４２が球面座３９に支持された状態を維持しながら、軸部４３は鉛直姿勢から傾斜姿勢に変更することができる。
【００３２】
下部張出部１５ｂは、支柱１４の下部に接続された水平に延びる部材である。下部張出部１５ｂは、上部張出部１５ａの下方に配置されている。図１に示す様に、下部張出部１５ｂと支柱１４の接続部分には、補強リブとして機能する板状の接続部材３１、３２が設けられている。接続部材３１、３２は、所定の間隔をおいて平行に配置されている。接続部材３１、３２によって、下部張出部１５ｂは水平姿勢を保っている。接続部材３１、３２には、それぞれ孔３１ａ、３２ａが設けられている。孔３１ａ、３２ａは同じ直径を有し、同心に配置されている。
【００３３】
下部張出部１５ｂの他端側（自由端側）には、着座部３３が配置されている。着座部３３は、下部張出部１５ｂの上面側に配置されており、２つの傾斜面３４、３５で構成されるＶ字形溝３６を有する。Ｖ字形溝３６は、下部張出部１５ｂの長手方向に沿ってのびている。
【００３４】
支持アーム３と受け部材２は、次の様に接続されている。
図１、図２に示す様に、支持アーム３の第１球面軸受部１７の球面座３０の中心と、受け部材２の接続部材３１、３２の孔３１ａ、３２ａの中心が一致しており、支持アーム３の軸部材２７が受け部材２の接続部材３１、３２の孔３１ａ、３２ａを貫通している。孔３１ａ、３２ａの内径と、軸部材２７の外径は略一致している。すなわち、コロ２８が着座した球面座３０の両側には、接続部材３１、３２が配置されており、支持アーム３は、受け部材２に対して球面座３０を中心にがたつくことなく、前後方向や左右方向等様々な方向に揺動することができる。
【００３５】
また、支持アーム３の長手方向の中央部の上部に設けられた接続部１９には、螺旋ばねである付勢部材３８の下端が接続されている。よって、支持アーム３は、付勢部材３８によって常時上方に付勢されている。
【００３６】
さらに、支持アーム３は、受け部材２の接続部材３１、３２の中央に配置されている。第１球面軸受部１７を中心に、支持アーム３が接続部材３１、３２と平行な面内を下方に揺動すると、先細り状の下部２０が、着座部３３のＶ字形溝３６に嵌まる。下部２０の傾斜面２０ａ、２０ｂは、Ｖ字形溝３６の傾斜面３４、３５と一致している。すなわち、支持アーム３の位置が受け部材２に対して若干ずれていても、Ｖ字形溝３６に沿って支持アーム３が着座部３３に着座し、支持アーム３の位置が矯正される。
【００３７】
また、図示していないが、高周波焼入装置５０は、特許文献１に開示されている様なトランスユニットの吊り下げ位置を水平方向に移動させる機構を備えている。すなわち、高周波焼入装置５０は、図１に示す支持アーム３の長手方向に沿って第２球面軸受部１８が移動することができる機構を有している。この水平移動機能と前述の吊り下げユニット１によって、図７に示す様な公転移動するピン部Ｐ１に追従して移動することができる。
【００３８】
支持アーム３とトランスユニット４は、次の様に接続されている。
図１、図３に示す様に、支持アーム３の第２球面軸受部１８の球面座２６の中心と、トランスユニット４の接続部材２１、２２の孔２１ａ、２２ａの中心が一致しており、支持アーム３の軸部材２３がトランスユニット４の接続部材２１、２２の孔２１ａ、２２ａを貫通している。すなわち、コロ２４が着座した球面座２６の両側には、接続部材２１、２２が配置されており、トランスユニット４は、支持アーム３に対して球面座２６を中心に揺動することができる。
【００３９】
孔２１ａ、２２ａの内径と、軸部材２３の外径は略一致している。すなわち、コロ２４が着座した球面座２６の両側には、接続部材２１、２２が配置されており、トランスユニット４は、支持アーム３に対して球面座２６を中心にがたつくことなく前後方向や左右方向等様々な方向に揺動することができる。
【００４０】
次に、吊り下げユニット１でトランスユニット４が吊り下げられた高周波焼入装置５０を使用してクランクシャフトＷのピン部Ｐ１を焼入する手順について説明する。
【００４１】
図５（ａ）に示す様に、クランクシャフトＷの５番ジャーナル部Ｊ５側のリアフランジがチャック５１で把持され、１番ジャーナル部Ｊ１側がセンタピン５２で支持されている。チャック５１には図示しない回転駆動機構が接続されている。焼入中は、クランクシャフトＷは、軸芯Ｃを中心に回転駆動される。
【００４２】
図５（ｂ）は、図５（ａ）の状態からクランクシャフトＷが１８０度回転した状態を示している。図５（ａ）、図５（ｂ）、図６に示す様に、クランクシャフトＷが軸芯Ｃを中心に回転すると、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４は、軸芯Ｃ周りに公転移動する。
【００４３】
図１に示す加熱コイル体６のワーク配置領域１３に、ピン部Ｐ１を収容し、スペーサ８ａ、８ｂ又は８ｃをピン部Ｐ１に当接させると、図７に示す様な状態になる。すなわち、ピン部Ｐ１が軸芯Ｃを中心に公転する際に、スペーサ８ａ、及び８ｂ又は８ｃがピン部Ｐ１に当接した状態を維持すると、加熱コイル７とピン部Ｐ１の周面の距離を所定範囲内に維持することができる。
【００４４】
このときの加熱コイル体６（トランスユニット４）の動作は次のようになる。すなわち、加熱コイル体６は、ピン部Ｐ１上に載置されており、ピン部Ｐ１とスペーサ８ａ、及び８ｂ又は８ｃと当接している。ピン部Ｐ１が上死点位置にきたときには、加熱コイル体６（トランスユニット４）は、ピン部Ｐ１で押し上げられ、付勢部材３８が縮み、支持アーム３の下部２０が着座部３３から離れている。すなわち、ピン部Ｐ１が上死点位置にあるとき、付勢部材３８の伸びが最小になり、付勢部材３８の付勢力は最小になる。
【００４５】
ピン部Ｐ１が下降し、下死点位置にきたときには、支持アーム３の下部２０が着座部３３に着座する。すなわち、下部２０の傾斜面２０ａ、２０ｂが、着座部３３の傾斜面３４、３５に当接する。ピン部Ｐ１が下死点位置にあるとき、付勢部材３８の伸びは最大となるが、このときの付勢部材３８の付勢力は、トランスユニット４の重量よりは小さい。そのため、ピン部Ｐ１が下死点位置にきても、トランスユニット４はピン部Ｐ１上に載置されている。図７は、加熱コイル体６が、公転移動するピン部Ｐ１に追従している状態を示している。トランスユニット４（加熱コイル体６）は、付勢部材３８で常時上方に付勢されている。そのため、トランスユニット４（加熱コイル体６）は、ある程度動作範囲が制限されている。また、付勢部材３８の上端は、第３球面軸受部３７に接続されているので、トランスユニット４は、第３球面軸受部３７に向かって付勢されている。
【００４６】
そして、ピン部Ｐ１が１回公転すると、ピン部Ｐ１の周面が、全周囲に渡って加熱コイル７と近接対向する。すなわち、図示しない高周波電源から一定出力の電力が供給されると、加熱コイル７からピン部Ｐ１の周面までの距離が所定範囲に収まっているので、ピン部Ｐ１の周面が全周囲に渡って均一に高周波誘導加熱される。さらに、ピン部Ｐ１が焼入温度に達すると、高周波電源をＯＦＦ状態とし、ピン部Ｐ１の公転移動を続行させながら冷却ジャケット１１、１２から冷却液を噴射供給し、昇温したピン部Ｐ１を急冷する。これにより、ピン部Ｐ１の焼入が完了する。
【００４７】
クランクシャフトＷのその他のピン部Ｐ２〜Ｐ４についてもピン部Ｐ１と同様に焼入される。すなわち、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４には、各々別のトランスユニット４が配置され、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４は同時に焼入される。
【００４８】
ところで、各ピン部Ｐ１〜Ｐ４が高周波誘導加熱され、昇温したクランクシャフトＷは、長手方向に膨張し、伸長する。また、昇温した各ピン部Ｐ１〜Ｐ４に冷却液を噴射供給すると、各ピン部が冷却され、クランクシャフトＷは収縮し、略元の長さに戻る。すなわち、クランクシャフトＷは、一時的に伸長する。また、焼入実施時には、クランクシャフトＷが、軸芯Ｃに対して歪むことがある。
【００４９】
ところが、高周波焼入装置５０の吊り下げユニット１の吊り下げ位置は固定されているため、トランスユニット４は伸長したり歪んだクランクシャフトＷの各ピン部Ｐ１〜Ｐ４に追従して軸芯Ｃ方向に水平移動しない。そのため、図９に示す様に、各トランスユニット４は、クランクシャフトＷに押圧されて傾斜し、従来の高周波焼入装置であれば、トランスユニット及びクランクシャフトＷの双方に大きな負荷が生じる。
【００５０】
しかし、本発明を実施した高周波焼入装置５０では、支持アーム３の自由端側には第２球面軸受部１８を介してトランスユニット４が吊り下げられている。そのため、図８（ａ）に示す様に、正規の位置に配置されているトランスユニット４は、図８（ｂ）又は図８（ｃ）に示す様に、支持アーム３の第２球面軸受部１８を中心に円滑に揺動することができる。図８（ｂ）、図８（ｃ）では、支持アーム３の球面座２６に対して、トランスユニット４側と一体のコロ２４が摺動回転している状態を示している。図８（ｂ）では、トランスユニット４の下部が軸芯Ｃ方向の左側に、上部が軸芯Ｃ方向の右側になるようにトランスユニット４は傾斜した姿勢を呈している。また、図８（ｃ）では、トランスユニット４の下部が軸芯Ｃ方向の右側に、上部が軸芯Ｃ方向の左側になるように、トランスユニット４は傾斜した姿勢を呈している。
【００５１】
また、支持アーム３の固定端側には第１球面軸受部１７が設けられており、支持アーム３は第１球面軸受部１７を介して受け部材２に接続されている。すなわち、支持アーム３は、受け部材２に対して第１球面軸受部１７を中心に揺動可能であり、図１０（ａ）に示す正規の位置から図１０（ｂ）又は図１０（ｃ）に示す位置に、円滑に揺動して移動することができる。図１０（ｂ）、図１０（ｃ）では、受け部材２側の球面座３０に対して、トランスユニット４側と一体のコロ２４が摺動回転している状態を示している。図１０（ｂ）では、トランスユニット４の前側が軸芯Ｃ方向の左側に、後ろ側が軸芯Ｃ方向の右側になるようにトランスユニット４は傾斜した姿勢を呈している。また、図１０（ｃ）では、トランスユニット４の前側が軸芯Ｃ方向の右側に、後ろ側が軸芯Ｃ方向の左側になるように、トランスユニット４は傾斜した姿勢を呈している。
【００５２】
図８、図１０では、各々第２球面軸受部１８、第１球面軸受部１７が個別に動作している状態を示したが、第１球面軸受部１７と第２球面軸受部１８は図１１に示す様に、同時に動作する。図１１（ｂ）、図１１（ｃ）では、第２球面軸受部１８によってトランスユニット４が、紙面に直交する方向の軸周りに回動する例を示している。第２球面軸受部１８は、この紙面に直交する方向の軸周りの回動以外に、図８（ｂ）、図８（ｃ）に示す方向（図１１における紙面の上下方向）の回動も可能である。すなわち、形状変化したクランクシャフトＷに押圧されると、第１球面軸受部１７及び第２球面軸受部１８によって、トランスユニット４は任意の方向に回動し、強く押圧されないように逃げることができる。
【００５３】
第１球面軸受部１７は、第２球面軸受部１８よりも先んじて動作してもよい。すなわち、第１球面軸受部１７と第２球面軸受部１８の摩擦力に差を設け、トランスユニット４に外力が作用すると、最初に第１球面軸受部１７が動作し、第１球面軸受部１７の動作だけではトランスユニット４の姿勢変更が十分ではないときに、第２球面軸受部１８が動作するようにしてもよい。
【００５４】
すなわち、正規の位置では、支持アーム３は、軸芯Ｃと直交する面内を揺動するが、図１１（ｂ）、図１１（ｃ）に示す様に、支持アーム３が軸芯Ｃと直交する面内から逸脱して当該面に対して傾斜しても、トランスユニット４（加熱コイル体６）を、軸芯Ｃに対して真っ直ぐな姿勢に維持することが可能である。図１２は、クランクシャフトＷの軸芯Ｃに対して支持アーム３が傾斜した際に、トランスユニット４が軸芯Ｃに対して直交する面内に配置されている状態を示している。トランスユニット４が、図１２に示す様な姿勢を呈すると、トランスユニット４及びクランクシャフトＷの双方が互いに強く押圧することがなく、両者の破損を防止することができる。
【００５５】
上述の例では、図１に示すように、支持アーム３の長手方向の中央部の上部に接続部１９が設けられており、接続部１９に付勢部材３８の下端が接続されているが、代わりに、次のように構成することもできる。すなわち、支持アーム３を第１球面軸受部１７で支持されている部位からさらに後方に伸長し、その後端部分を下方に付勢するように付勢部材を設けることもできる。この場合には、受け部材２（図１）の支柱１４と上部張出部１５ａを省略することができ、吊り下げユニットの全高を低くすることができる。
【００５６】
また、上述の例では、吊り下げユニット１が、ピン部Ｐ１〜Ｐ４の位置に対応して配置されている場合を示した。すなわち、吊り下げユニット１を、クランクシャフトＷの回転軸がのびる方向に適宜移動させてピン部Ｐ１〜Ｐ４に対応する位置に配置する。これにより、種類の異なるクランクシャフトＷの各ピン部に対応して吊り下げユニット１を適切に配置することができる。
【００５７】
さらに、上述の例では、ピン部Ｐ１〜Ｐ４を誘導加熱する際には、受け部材２が固定されている場合を示したが、受け部材２は、誘導加熱時に図示しない揺動機構によって揺動させてもよい。
【００５８】
また、吊り下げユニット１でトランスユニット４が吊り下げられた高周波焼入装置５０を使用して、ピン部Ｐ１〜Ｐ４以外に、図５（ａ）に示すクランクシャフトＷのジャーナル部Ｊ１〜Ｊ５を誘導加熱することもできる。
【符号の説明】
【００５９】
１    吊り下げユニット
２    受け部材
３    支持アーム
４    トランスユニット
６    加熱コイル体
１７  第１球面軸受
１８  第２球面軸受
２０  支持アームの下部（下端部）
３３  受け部材の着座部
３８  付勢部材
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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