(57)【要約】【課題】クランクシャフトのピン部の加熱又は焼入に際し、クランクシャフトの回転数を大きくしなくても、加熱の初期段階より均一加熱することができる。【解決手段】クランクシャフト１０のピン部１１の外周面を高周波誘導加熱するコイル体２０により、高周波焼入する装置１のコイル体追従機構３０であり、ピン部１１を挟んで揺動可能に配設される２組のリンク式枠体３１０、３２０と、前記２組のリンク式枠体の配設され、高周波誘導加熱コイル体２０が２個に分割される分割高周波誘導加熱コイル体２１０、２２０と、該２組のリンク式枠体を対向する方向に開閉させる開閉駆動シリンダ３０１と、該２個の分割加熱コイル体の互いに対向する方向から押圧させる押圧スプリング３０２と、該２組のリンク式枠体を昇降移動させる昇降シリンダ３０３とからなり、公転運動する前記ピン部に前記２個の分割高周波誘導加熱コイル体を追従させるものである。【選択図】            図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランクシャフトのピン部又はジャーナル部の外周面を高周波誘導加熱する高周波誘導加熱コイルと、前記ピン部又はジャーナル部の外周面に当接して前記高周波誘導加熱コイルと前記ピン部又はジャーナル部の外周面との間隔を一定に保つ、一つ又は複数のガイド部材とを備えるクランクシャフトのピン部又はジャーナル部の高周波誘導加熱コイル体を、前記ピン部又はジャーナル部の外周面上に載置して、前記ピン部又はジャーナル部の外周面を高周波誘導加熱又は焼入する高周波加熱装置又は高周波焼入装置の高周波誘導加熱コイル体の追従機構であって、
（ａ）前記ピン部又はジャーナル部の中心軸を挟んで対向する２位置で、かつ該中心軸に直交する一つの平面内を揺動可能に、それぞれ配設される２組のリンク式枠体と、
（ｂ）前記２組のリンク式枠体の下端にそれぞれ配設され、前記ピン部又はジャーナル部の前記中心軸を挟んで対向する２方向から、該ピン部又はジャーナル部の外周面にそれぞれ載置される、前記高周波誘導加熱コイル体が２個に分割される２個の分割高周波誘導加熱コイル体と、
（ｃ）前記２組のリンク式枠体のそれぞれを、前記中心軸に直交する平面内で、互いに対向する方向に開又は閉させる開閉手段と、
（ｄ）前記２個の分割高周波誘導加熱コイル体のそれぞれを、前記ガイド部材を介してある圧力で、互いに対向する方向から前記ピン部又はジャーナル部の外周面に押圧させる押圧手段と、
（ｅ）前記２組のリンク式枠体を、鉛直方向に昇降移動させる昇降移動手段とをそれぞれ具備し、
前記クランクシャフトの回転中心軸回りの回転に伴う、前記ピン部の公転運動又は前記ジャーナル部の自転運動に、前記２個の分割高周波誘導加熱コイル体を追従させることを特徴とするクランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構。
【請求項２】
さらに、前記２組のリンク式枠体のいずれか一方又は双方に配設され、前記２組のリンク式枠体間の距離を測定する距離測定手段を具備し、該２組のリンク式枠体間の距離を測定することにより、高周波誘導加熱開始前及び高周波加熱中の前記２個の分割高周波誘導加熱コイル体間の距離を測定することを特徴とする請求項１に記載のクランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構。
【請求項３】
前記２個の分割高周波誘導加熱コイル体のそれぞれの高周波誘導加熱コイルが、半開放鞍型高周波誘導加熱コイルであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のクランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、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又は高周波焼入する高周波誘導加熱コイル体の追従機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図５に示すように、クランクシャフトの一例として、４気筒エンジン用のクランクシャフトを示す。この種の４気筒クランクシャフト１０は、鍛造加工により４箇所のピン部１１，１１，‥‥と５箇所のジャーナル部１２，１２，‥‥とが一体成型されている。
従来、前記クランクシャフト１０のピン部１１，１１‥‥の高周波焼入は、該ピン部１１、１１、‥‥に、それぞれピン部の高周波誘導加熱コイル体（以下、単に高周波加熱コイル体という）を載置し、該クランクシャフト１０をその中心軸Ｘのまわりに回転させながら、前記高周波加熱コイル体を、前記回転に追従させて前記ピン部１１，１１，‥‥を誘導加熱した後、噴射される冷却液により冷却を行うことにより高周波焼入を施工している。
【０００３】
このようにして、前記クランクシャフト１０の前記ピン部１１，１１，‥‥の外周面に高周波焼入が施工され、耐摩耗性、疲労強度の向上が図られている。
従来の前記ピン部１１，１１，‥‥の高周波加熱コイル体には、前記中心軸Ｘに対して公転運動する前記ピン部１１，１１，‥‥に、前記高周波加熱コイル体を追従させるための追従機構が備えられている。  そこで、前記高周波加熱コイル体とその追従機構について、図６及び図７により説明する。
【０００４】
図６において、前記クランクシャフト１０のピン部１１は、前記中心軸Ｘに対して偏心した位置にある。複数気筒エンジン用クランクシャフト１０であれぱ、前記ピン部１１，１１，‥‥は複数あって、前記中心軸Ｘ方向に所定の間隔を置いて配置されており、各ピン部１１，１１，‥‥はエンジンの形式により所定の位相角度隔たって配置されている。
【０００５】
図６にその要部を示す高周波焼入装置２は、前記クランクシャフト１０を水平に支持して回転させる図示しない手段と、該クランクシャフト１０のピン部１１，１１，‥‥を加熱するピン部の高周波加熱コイル体２４とを備えている。前記高周波加熱コイル体２４は、図で、下側を開放した半開放鞍型高周波誘導加熱コイル（以下、単に半開放鞍型コイルという）２４１と、この半開放鞍型コイル２４１と前記ピン部１１，１１，‥‥の外周面との間の間隔ｄ１を一定に保つために配設された複数（図では、３個）の第１のガイド部材２４２ａ，２４２ｂ，２４２ｃとを含む構成になっている。
さらに、前記高周波加熱コイル体２４の前記半開放鞍型コイル２４１は、給電線２４３ａ、２４３ｂと、追従機構３５の揺動可能なリンク式枠体３５０に載置、固定されたトランス（ディスクトランス）４２とを介して、高周波電源５２に接続される。
【０００６】
図７（ａ）ないし図７（ｆ）のそれぞれに示すように、前記クランクシャフト１０を前記中心軸Ｘの回りに矢印方向に回転を与えたとき、代表する１個の前記ピン部１１の前記中心軸Ｘの回りの公転運動を経時的に表したものであり、前記ピン部１１の公転運動に前記高周波加熱コイル体２４の半開放鞍型コイル２４１を追従させつつ、図示しない前記高周波電源５２より前記トランス４２を介して、該半開放鞍型コイル２４１に所要電力を所要時間投入して前記ピン部１１の外周面を誘導加熱し、加熱完了後、前記ピン部１１の外周面を図示しない冷却手段により冷却液を該ピン部１１外周面に噴射して急冷することにより焼入を行う。
【０００７】
ところで、前記ピン部１１に前記高周波加熱コイル体２４を追従運動させるための図６に示す追従機構３５については、すでに開示されている（例えば、特許文献１参照）。
この追従機構３５は、前記リンク式枠体３５０として、リンク３５１ａ，３５１ｂと上辺部材３５２，下辺部材３５３、及び前記リンク３５１ａ，３５１ｂと前記上辺部材３５２，下辺部材３５３とをそれぞれ接続する４個のリンクピン３５４，３５４とからなり、前記リンクピン３５４，３５４をそれぞれ回動自在な支点とする揺動可能な該リンク式枠体３５０と、該リンク式枠体３５０全体を上下動させるための、例えば昇降シリンダとしての流体圧（空圧又は油圧）シリンダ３０２とで要部を構成している。そして、前記リンク式枠体３５０の揺動運動と前記流体圧シリンダ３０２による前記リンク式枠体３５０の上下動を合成することにより、前記ピン部１１の前記中心軸Ｘに対する公転運動に前記高周波加熱コイル体２４を追従させている。
【０００８】
なお、ジャーナル部１２の外周面の高周波焼入の場合も、前記ピン部１１の場合と同様であるので、ジャーナル部１２の外周面の高周波焼入についての説明は省略する。
【０００９】
一方、クランクシャフト１０のピン部１１を高周波焼入するに際して、２個の高周波誘導加熱コイルを、互いに対向配置するようにした焼入技術が、特許第３３５０４５２号公報に記載されている（特許文献２参照）。
この場合には、機械的に位相が１８０度異なる２種類のピン部にクランクシャフト１０の中心軸Ｘを挟んで、互いに１８０度異なる２方向から高周波誘導加熱コイルを対向配置させて、該ピン部１１を高周波誘導加熱するようにしている。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−０７３０３９号公報；クランクシャフトのピン部の高周波熱処理装置
【特許文献２】
特許第３３５０４５２号公報；クランクシャフトの高周波焼入方法及び高周波焼入装置
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の前記追従機構３５では、前記高周波加熱コイル体２４を構成する前記半開放鞍型コイル２４１が、前記ピン部１１の外周面に対向している範囲は、該ピン部１１外周面の１／２弱程度であるため、加熱の初期段階から全周面を均一に加熱することが難しく、加熱中のクランクシャフトの曲がりが生じ、焼入後の曲がりが大きくなるという問題点があった。
【００１２】
また、前記半開放鞍型コイル２４１が、前記ピン部１１の外周面に対向している範囲は、該ピン部１１外周面の１／２弱程度であるため、該ピン部１１の外周面が所要焼入温度に達するまでの加熱時間を短縮し、かつ前記ピン部１１の外周面を全周にわたって均一に加熱するには、前記クランクシャフト１０の焼入施工中の回転数を大きくする必要があるが、前記追従機構３５を用いた場合、前記高周波加熱コイル体２４の追従運動が、前記ピン部１１の公転運動に対して遅れが生じ、追従不良が発生して加熱不良になるという問題点があった。
【００１３】
前記追従不良による加熱不良の発生についての説明は以下の通りである。
前記高周波加熱コィル体２４の前記ピン部１１の公転運動に対する追従運動は、図７（ｃ）に示すように、ピン部１１が上死点を通過して下死点に向かって回動する間に高周波加熱コイル体２４の追従運動が、前記ピン部１１の公転運動に対して遅れが生じ追従不良が発生する。その結果、ピン部１１の外周面と前記半開放鞍型コイル２４１との間の間隔ｄ２が大きくなり、加熱不良が発生する。
現在のところ、クランクシャフト１０に付与する回転運動の回転数の上限は６０ｒ．ｐ．ｍ．程度であり、６０ｒ．ｐ．ｍ．を超えてしまうと前述したような追従不良が発生し易くなる。従って、回転数に上限があると、加熱時間を充分に短縮し、かつピン部１１の全周面を均一加熱することが難しくなるという問題点があった。
【００１４】
また、前記高周波加熱コイル体２４の前記ピン部１１への追従遅れを抑えるために、該高周波加熱コイル体２４への荷重を増加させた場合、前記クランクシャフト１０を、その長さ方向に対して直角方向に曲げる方向に力が作用するため、該クランクシヤフト１０の焼入後の曲がりが大きくなるという悪影響が発生し、荷重の増加に伴いピン部１１の外周面に接触している前記第１のガイド部材２４２ａ〜２４２ｃによる該ピン部１１の外周面への引っ掻き傷が深くなり、該ガイド部材２４２ａ〜２４２ｃの摩耗が早くなるという問題点もあった。
【００１５】
あるいは、追従不良が発生しなくとも加熱時間を短縮した場合、前記半開放鞍型コイル２４１ヘの投入電力を増加させる必要があるが、投入電力を増加させると前記半開放鞍型コイル２４１自体の発熱量も増加し、該高周波加熱コイル体２４の耐久性が低下するといった問題点もあった。
【００１６】
本発明はかかる点に鑑みなされたもので、その目的は前記問題点を解消し、クランクシャフトのピン部又はジャーナル部の加熱又は焼入に際して、前記クランクシャフトの回転数を大きくすることなく、前記ピン部又はジャーナル部の全外周面を、加熱の初期段階より均一加熱することができ、かつ高周波加熱コイル体への投入電力を増大させることなく加熱時間を短縮することができるクランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構を提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、前記高周波加熱コイル体が、前記ピン部の公転運動に対して追従不良が発生せずに安定した追従状態を維持できるクランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構を提供することにある。
【００１８】
【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、クランクシャフトのピン部又はジャーナル部の外周面を高周波誘導加熱する高周波誘導加熱コイルと、前記ピン部又はジャーナル部の外周面に当接して前記高周波誘導加熱コイルと前記ピン部又はジャーナル部の外周面との間隔を一定に保つ、一つ又は複数のガイド部材とを備えるクランクシャフトのピン部又はジャーナル部の高周波誘導加熱コイル体を、前記ピン部又はジャーナル部の外周面上に載置して、前記ピン部又はジャーナル部の外周面を高周波誘導加熱又は焼入する高周波加熱装置又は高周波焼入装置の高周波誘導加熱コイル体の追従機構であって、
（ａ）前記ピン部又はジャーナル部の中心軸を挟んで対向する２位置で、かつ該中心軸に直交する一つの平面内を揺動可能に、それぞれ配設される２組のリンク式枠体と、
（ｂ）前記２組のリンク式枠体の下端にそれぞれ配設され、前記ピン部又はジャーナル部の前記中心軸を挟んで対向する２方向から、該ピン部又はジャーナル部の外周面にそれぞれ載置される、前記高周波誘導加熱コイル体が２個に分割される２個の分割高周波誘導加熱コイル体と、
（ｃ）前記２組のリンク式枠体のそれぞれを、前記中心軸に直交する平面内で、互いに対向する方向に開又は閉させる開閉手段と、
（ｄ）前記２個の分割高周波誘導加熱コイル体のそれぞれを、前記ガイド部材を介してある圧力で、互いに対向する方向から前記ピン部又はジャーナル部の外周面に押圧させる押圧手段と、
（ｅ）前記２組のリンク式枠体を、鉛直方向に昇降移動させる昇降移動手段とをそれぞれ具備し、
前記クランクシャフトの回転中心軸回りの回転に伴う、前記ピン部の公転運動又は前記ジャーナル部の自転運動に、前記２個の分割高周波誘導加熱コイル体を追従させるクランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構である。
【００１９】
さらに、前記２組のリンク式枠体のいずれか一方又は双方に配設され、前記２組のリンク式枠体間の距離を測定する距離測定手段を具備し、該２組のリンク式枠体間の距離を測定することにより、高周波誘導加熱開始前及び高周波加熱中の前記２個の分割高周波誘導加熱コイル体間の距離を測定するクランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構である。
【００２０】
前記２個の分割高周波誘導加熱コイル体のそれぞれの高周波誘導加熱コイルが、半開放鞍型高周波誘導加熱コイルであるクランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構である。
【００２１】
本発明のクランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構は、以上のように構成されているので、該高周波誘導加熱コイル体追従機構は、前記２個に分割された２個の半開放鞍型高周波誘導加熱コイルを、前記ピン部又はジャーナル部外周面に該ピン部又はジャーナル部の中心軸を挟む２方向から対向するように載置され、該ピン部外周面はほぼ全域で、前記２個の分割半開放鞍型高周波誘導加熱ゴイルと対向するため、前記ピン部又はジャーナル部全外周面を、前記クランクシャフトの回転数を大きくすることなく、同時に均一加熱できる。
【００２２】
前記２個の分割半開放鞍型高周波誘導加熱コイルが、前記ピン部又はジャーナル部の外周面のほぼ全域に対向して配置されることにより、該半開放鞍型加熱コイルをピン部又はジャーナル部の外周面からの距離を一定に保つ複数のガイド部材が、前記ピン部又はジャーナル部の外周面を囲い込むような配置となるため、前記高周波誘導加熱コイル体の、特に前記ピン部外周面への追従不良の発生を防止することができる。
【００２３】
これは、前記複数のガイド部材のうち、前記ピン部に対して下方（従来のものの開放側）に位置するガイド部材が、前記ピン部が前記中心軸Ｘに対して公転運動中に、上死点を通過して下死点に向かって回動する間に、前記高周波誘導加熱コイル体の追従運動が、前記ピン部の公転運動に対して遅れが発生する位置に達するときでも、前記ピン部の下部外周面に当接することにより、前記半開放鞍型コイルと前記ピン部外周面との前記間隔の変動を抑えるように作用することによる。
【００２４】
また、前記距離測定手段としての測定機構又は測定器により、前記２個の分割高周波誘導加熱コイル体間の距離を、加熱開始直前及び加熱中に測定することにより、前記２個の分割高周波誘導加熱コイル体の追従状態を監視することができ、さらに、前記ガイド部材の摩耗の度合いを確認することも可能である。
【００２５】
従って、本発明に係る前記高周波誘導加熱コイル体追従機構によれば、前記クランクシャフトの回転数を大きくしなくとも、前記ピン部又はジャーナル部の全外周面を加熱の初期段階より均一加熱することが可能であり、該高周波加熱コイル体への投入電力を増大させることなく加熱時間を短縮することが可能である。
また、前記２個の分割高周波加熱コイル体が、前記ピン部の公転運動に対して安定した追従状態を維持できるため、追従不良を防止することが可能である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。
図１は、本発明の実施の形態の第１実施例を示すクランクシャフトの高周波加熱コイル体（高周波誘導加熱コイル体）の追従機構の要部構成図、図２は、図１の前記クランクシャフトの高周波加熱コイル体とその追従機構により、前記クランクシャフトのピン部に高周波焼入を行う際の該ピン部の位置と前記高周波加熱ゴイル体が公転運動に追従する位置関係の態様を示す図である。
図５ないし図７のなかの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。
【００２７】
図１において、高周波焼入装置１の前記高周波加熱コイル体２０は、図で垂直線（図１では、中央の垂直中心線）Ｌ１により、左右に２個に分割された分割高周波加熱コイル体２１０、２２０からなり、前記クランクシャフト１０の前記ピン部１１の高周波加熱コイル体追従機構３０は、２組のリンク式枠体３１０、３２０と、該２組のリンク式枠体を、図で互いに左右に開閉する開閉機構としての開閉駆動シリンダ３０１と、前記２個の分割高周波加熱コイル体２１０、２２０を、前記ピン部１１の外周面に押圧するための押圧機構としての２個（１個でもよい）の押圧スプリング３０２、３０２と、前記２組のリンク式枠体３１０、３２０全体を同時に垂直方向に昇降移動させる昇降シリンダ３０３とで構成されている。
【００２８】
前記２組のリンク式枠体３１０、３２０は、共通の上辺部材３１２を有し、リンクピン３１４、３１４、‥‥をそれぞれ回動自在な支点として連結して同一平面内を揺動可能な、リンク３１１ａ、３１１ｂと下辺部材３１３ａ、ならびにリンク３１１ｃ、３１１ｄと下辺部材３１３ｂからそれぞれなる。
前記開閉機構としての前記開閉駆動シリンダ３０１は、前記２組のリンク式枠体３１０、３２０の間で、該２組のリンク式枠体を前記同一平面内で互いに対向して、開閉させるために、前記リンク３１１ｂ、３１１ｃ間に配設される、例えぱ流体圧（空圧又は油圧）シリンダである。
【００２９】
前記押圧機構としての２個の押圧スプリング３０２、３０２は、前記リンク３１１ｂ、３１１ｃ間に配設されて、前記２組のリンク式枠体３１０、３２０のそれぞれの下端に固定される、前記２個に分割された分割高周波加熱コイル体２１０、２２０を、前記ピン部１１の外周面に所要の荷重を以て押圧するためのスプリングである。
前記昇降シリンダ３０３は、前記２組のリンク式枠体３１０、３２０の前記共通の上辺部材３１２に、スプリング３０３ａを介して連結される、例えぱ流体圧（空圧又は油圧）により作動するシリンダである。
【００３０】
前記追従機構３０において、２組のリンク式枠体３１０、３２０は、前記クランクシャフト１０の中心軸Ｘを挟み、かつ該中心軸Ｘに直交する面内で、前記分割された２個の分割高周波加熱コイル体２１０、２２０が、同一の前記ピン部１１に対して、互いに対向するような２位置（例えば、互いに１８０度隔ててた位置）上に載置又は配置される。
【００３１】
また、図１に示す前記追従機構３０には、前記２個の分割高周波加熱コイル体２１０、２２０間の距離Ｄを間接的に測定するための測定機構又は距離測定器３０４として、非接触式（例えば、レーザ等による）変位計を、互いに対向して配置されている前記２組のリンク式枠体３１０、３２０のそれぞれの下辺部材３１３ａ、３１３ｂ間に、該下辺部材３１３ａ、３１３ｂのいずれか一方又は双方にわたって、配設されている。
【００３２】
さらに、図１に示す前記追従機構３０は、前記２組のリンク式枠体３１０、３２０が揺動する面と前記中心軸Ｘとが直交する状態を保持しながら、垂直方向に昇降するためのガイド機構３０５ａ、３０５ｂと、前記下辺部材３１３ａ、３１３ｂに固定されて、該２組のリンク式枠体の開閉動作中及び前記追従機構３０の前記ピン部１１の公転運動に対する追従運動中に、前記２個の分割高周波加熱コイル体２１０、２２０の相対位置を同一平面に保持するためのガイドバーとガイド溝とからなるガイド機構３０６とを備えている。
【００３３】
前記２個の分割高周波加熱コイル体２１０、２２０は、黄銅製又は樹脂製の一対の側板（コイル保持板）２１０ａ、２１０ｂ；２２０ａ、２２０ｂと、このそれぞれの側板２１０ａ、２１０ｂ；２２０ａ、２２０ｂ間に取り付けられ、前記クランクシャフト１０のピン部１１に対向して配置される、図で右側又は左側のそれぞれに、半円状の切り欠け部分により、半円状に開放した半開放鞍型コイル（半開放鞍型高周波誘導加熱コイル）２１１、２２１と、前記ピン部１１の外周面に当接させて前記半開放鞍型コイル２１１、２２１と前記ピン部１１の外周面との間隔ｄ１を一定に保持するために、複数箇所（本実施の形態ではそれぞれ２箇所で、前記ピン部中心軸を通る水平線に対して前記半開放鞍型コイル中心を中心として上、下方に４５度程度に振り分けられる）に装着される、複数（本実施の形態では、それぞれ２個）の第２のガイド部材２１２ａ、２１２ｂ；２２２ａ、２２２ｂとからそれぞれ構成される。
【００３４】
また、前記２個の分割高周波加熱コイル体２１０、２２０の前記半開放鞍型コイル２１１、２２１は、給電線２１１ａ、２１１ｂ；２２１ａ、２２１ｂと、前記２組のリンク式枠体３１０、３１１上に配設されるトランス（ディスクトランス）４０、４１とのそれぞれを介して、高周波電力を供給する高周波電源５０、５１０にそれぞれ接続されている。前記加熱コイル２１１、２２１への供給される高周波電力は、周波数、電圧及び電流はそれぞれ任意に選択され、かつ調整可能である。
【００３５】
なお、図１に示す追従機構３０に代えて、図６に示す追従機構３５を、２組前記中心軸Ｘを挟んだ２位置に配置することによって、前記追従機構３０と同等の効果を期待できるが、その構成が複雑かつ高価になるとともに、前記ピン部１１の中心軸Ｘｐと直交する同一平面内における揺動運動を確実なものとするためには、本実施例による構成が望ましい。
【００３６】
次に、図２により、前記クランクシャフト１０のピン部１１の高周波加熱コイル体追機構３０の動作及び該ピン部１１の焼入工程について説明する。
【００３７】
図２（ａ）に示すように、前記クランクシャフト１０のピン部１１の外周面に前記２個の分割高周波加熱コイル体２００、２１０が載置される前の状態では、前記追従機構３０の前記開閉機構としての前記駆動シリンダ３０１が、押圧機構としての前記２個の押圧スプリング３０２、３０２の引張りの弾性力に抗して往動（伸長する方向）して、前記２組のリンク式枠体３１０、３２０を互いに離間する方向に駆動することにより、該２組のリンク式枠体間が開いて、前記２個の分割高周波加熱コイル体２１０、２２０が前記ピン部１１の外周面に載置される際に、該ピン部１１の通過を妨げない位置に該２個の分割高周波加熱コイル体２１０、２２０は退避する。
【００３８】
そして、図２（ｂ）に示すように、前記昇降移動機構としての昇降シリンダ３０３により、前記追従機構３０が下降方向に移動して、前記ピン部１１の中心軸Ｘｐと前記分割高周波加熱コイル体２１０、２２０の前記半開放鞍型コイル２１１、２２１の中心が一致した位置で静止する。
【００３９】
次に、図２（ｃ）に示すように、前記開閉駆動シリンダ３０１が復動（出力ロッドが収縮するように復動）して、前記２個の押圧スプリング３０２、３０２の引張りの弾性力により、前記２組のリンク式枠体３１０、３２０が閉じて、前記分割高周波加熱コイル体２１０、２２０が、前記第２のガイド部材２１２ａ、２１２ｂ；２２２ａ、２２２ｂを介して、前記ピン部１１の外周面にある所要の圧力を以て押圧されながら互いに対向して載置される。なお、前記開閉駆動シリンダ３０１の出力ロッド３０１ａが収縮するように復動した状態においては、前記２組のリンク式枠体３１０、３２０間は、所要の間隔をもった状態を保持しており、互いに接触はしない。
このことにより、前記２個の分割高周波加熱コイル体２１０、２２０の、前記ピン部１１の外周面への押圧力は前記２個の押圧スプリング３０２、３０２による押圧力のみで、一定に保つことができる。
【００４０】
このように、図２（ｃ）に示す状態で、図１に示す前記距離測定器３０４により、前記２組のリンク式枠体３１０、３２０間のの相対距離を測定して、前記２個の分割高周波加熱コイル体２１０、２２０の相互位置関係が適正であることを確認する。
【００４１】
次いで、前記クランクシャフト１０を前記回転中心軸Ｘを中心に、矢印の方向に回転させると、前記ピン部１１が前記クランクシャフト１０の前記回転中心軸Ｘの回りに公転運動を開始し、同時に前記追従機構３０の前記昇降シリンダ３０１の垂直方向の運動と前記リンク式枠体３１０、３２０の揺動運動の組合せにより、前記２個の分割高周波加熱コイル体２１０、２２０の追従運動が始まる。
【００４２】
図２（ｄ）は、前記クランクシャフト１０の回転中における前記ピン部１１が、上死点を通過して下死点に向かう回動途中の位置を示す図であり、該ピン部１１の中心軸Ｘｐより下方に位置する前記ガイド部材２１２ｂ、２２２ｂが、該ピン部１１の外周面に当接することにより、前記半開放鞍型コイル２１１、２２１と前記ピン部１１の外周面との間隔ｄ１が一定保持される。
【００４３】
その結果、この作用により、前記２個の分割高周波加熱コイル体２１０、２２０の前記ピン部１１の公転運動への追従動作が確実になり、加熱不良を防止しながら良好な高周波加熱又は焼入を行うことができる。
【００４４】
なお、図２（ｄ）に示すの状態では、すなわち従来のような図６の下方を開放した前記半開放鞍型加熱コイル２４１を含む追従機構３５における、追従不良が発生する位置では、前記ピン部１１外周面に前記第２のガイド部材２１２ｂ、２２２ｂが当接し、該ガイド部材２１２ｂ、２２２ｂを介して、前記分割高周波加熱コイル体２１０、２２０には垂直方向に正常な追従状態よりも大きな力が作用するため、該追従機構３０の前記昇降シリンダ３０３は、緩衝用の前記スプリング３０３ａを介して、前記上辺部材３１２に固定される。
【００４５】
また、図２（ｃ）及び図２（ｄ）に示すように、前記ピン部１１の外周面のほぽ全周に前記２個の半開放鞍型コイル２１１、２２１が対向した状態で、前記ピン部１１の公転運動へ前記２個の分割高周波加熱コイル体２１０、２２０が追従加熱を行う。
【００４６】
その結果、加熱の初期段階より前記ピン部１１の外周面は、全周にわたり均一加熱されるため加熱時間の短縮が可能であり、また、前記クランクシャフト１０の曲がりが少なくなり、加熱又は焼入完了後の曲がりも小さくなり、さらに、前記クランクシャフト１０の回転数を小さくすることもできる。
【００４７】
図１においては、前記開閉駆動シリンダ３０１及び前記２個の押圧スプリング３０２、３０２は、前記２組のリンク式枠体３１０、３２０間に配設したが、これとは別に、第２実施例として、図３に示すように、前記高周波加熱コイル体２０は、図で中央の垂直中心線Ｌ１より若干右側にずれた垂直線Ｌ２により、左右に２個に分割された分割高周波加熱コイル体２３０、２４０からなり、追従機構３１の前記２組のリンク式枠体３１０、３２０のそれぞれについては、前記上辺部材３１２の両端部に固定される図示しないそれぞれの部材３１２ａと前記リンク部材３１１ａ、３１１ｄのそれぞれとの間に、開閉駆動シリンダ３１１ａ，３１１ｂ及び押圧スプリング３１２ａ、３１２ｂを設けても良い。
【００４８】
さらには、第３実施例として、図４に示すように、追従機構３２の前記上辺部材３０１の両端部に固定される図示しないそれぞれの部材３０１ａと前記リンク部材３１１ａ、３１１ｄのそれぞれとの間に、前記開閉駆動シリンダ３１１ａ，３１１ｂ及び押圧スプリング３１２ａ、３１２ｂを、同一の空圧シリンダ３２１ａ、３２１ｂで兼ねても良い。
【００４９】
また、前記２個の半開放鞍型コイル２１１、２２１と前記ピン部１１の外周面との距離を一定に保持するための、前記第２のガイド部材２１２ａ、２１２ｂ；２２２ａ、２２２ｂの配置は、図１に示すほか、図３に示すように、一方の前記分割高周波加熱コイル体２３０側に３個のガイド部材２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃを装着し、他方の分割高周波加熱コイル体２４０側に１個のガイド部材２４２ａを装着することもできる。
【００５０】
もちろん、図１に示す前記分割高周波加熱コイル体２１０、２２０を、図３又は図４に示す追従機構３１又は３２に取り付けて、前記追従動作をさせることは可能であり、図３に示す分割高周波加熱コィル体２３０、２４０を、図１に示す追従機構３０に取り付けて、前記追従動作をさせることも可能である。
【００５１】
以上の説明は、前記クランクシャフト１０の回転中心軸Ｘのまわりに公転運動する前記ピン部１１への、前記２個の分割高周波加熱コイル体の追従機構について説明したが、前記回転中心軸Ｘを中心に自転する前記ジャーナル部１２への前記２個の分割高周波加熱コイル体の追従機構としても使用することができる。
この場合、前記ジャーナル部１２は、公転運動することなく自転運動するだけなので、追従動作はされないまま該ジャーナル部１２の位置で、前記２個の分割高周波加熱コイル体により、該ジャーナル部１２は高周波加熱される。
【００５２】．
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明のクランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構によれば、１つのピン部又はジャーナル部に２個の分割高周波誘導加熱コイル体を対向載置することにより、前記ピン部又はジャーナル部の外周面にほぼ全周にわたり半開放鞍型コイルが対向した状態で、ピン部又はジャーナル部外周面を高周波誘導加熱することができるため、
１）クランクシャフトの回転数と加熱コイル１個当たりの投入電力を、従来の加熱又は焼入方法と同一にした場合には、加熱時間は１／２に短縮することができる。そして、加熱時間が短縮できるため、熱伝導による前記クランクシャフト全体の蓄熱量が減少するため、焼入の場合、加熱後の焼入冷却時間も短縮することができる。さらに、加熱時間が短縮でき、かつ２個の分割加熱コイルが円柱状部材の外周面のほぽ全域に対向することにより、外周面全域をほぼ均一加熱することが可能なため、焼入の場合、焼入後のクランクシャフトの曲がりを減少させることができる。
２）加熱時間を、従来の加熱又は焼入方法と同一とした場合、前記高周波加熱コイル１個当たりの投入電力は１／２にすることができるので、該加熱コィルの発熱が減少し耐久性が向上する。
３）また、加熱時間を従来の加熱又は焼入方法と同一として、前記高周波加熱コィル１個当たりの投入電力を、従来の加熱又は焼入方法の１／２とした場合、クランクシャフトの回転数を１／２に落とすことができるため、該加熱コイル体に装着され、円柱状部材外周面と当接することにより、該加熱コイルと円柱状部材外周面との距離を一定に保持するためのガイド部材の摩耗が減少し、また該円柱状部材表面のガイド部材による引っ掻き傷を減少させることができる。
４）ガィド部材が、前記ピン部外周面を囲い込むように配置されるため、追従不良を防止することができる。
【００５３】
すなわち、本発明により、前記クランクシャフトのピン部又はジャーナル部の加熱又は焼入に際して、該クランクシャフトの回転数を大きくすることなく、前記ピン部又はジャーナル部の全外周面を、加熱の初期段階より均一加熱することができ、かつ高周波加熱コイル体への投入電力を増大させることなく加熱時間を短縮することができる。
さらに、前記高周波加熱コイル体が、前記ピン部の公転運動に対して追従不良が発生せずに安定した追従状態を維持することができるという優れた効果を奏する。
【００５４】
また、本発明のクランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構によれば、高周波誘導加熱開始前で、２個の分割高周波誘導加熱コイル体が、前記ピン部又はジャーナル部外周面に対向載置されたとき、及び前記ピン部又はジャーナル部外周面を高周波誘導加熱中に、２個の分割高周波加熱コイル体間の距離を測定する距離測定手段を配設して、該２個の分割高周波加熱コイル体の相互位置関係を監視するようにして、該２個の分割高周波加熱コイルの相互位置関係が適正である場合のリンク式枠体間の距離を予め設定し、その設定値と実際の測定値を比較することにより、常時、前記２個の分割高周波加熱コイルの相互位置関係を監視することができる。従って、距離測定値が設定値からはずれた場合は、追従不良として検出し、加熱又は焼入不良品を職別することができる。また、前記２個の分割高周波加熱コイル体のガイド部材の摩耗に伴い、該２個の加熱コイルの相対位置関係は接近する方向で変化するため、前記ガイド部材の摩耗の程度を容易に数値管理することも可能である。
【００５５】
なお、クランクシャフトのピン部及びジャーナル部に設けられる油孔開口部及びその近傍の焼入硬化層を深くし、その他の部分は所定の焼入硬化層にするための技術が特開２００２−０３８２２０号公報に開示されているが、この技術は本出願人が先に開発した技術で、前記油孔開口部直上に加熱コイルが載置された状態で、前記クランクシャフトは回転させずに加熱を行い、その他の部分を通常の焼入方法と同様に回転追従加熱を行うことにより、該油孔開ロ部近傍に深く焼入する方法であるが、この技術に、本発明のクランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構を適用することにより、加熱時間を短縮しても同等の焼入品質を得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のクランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構の実施の形態の第１実施例を示す、追従機構の構成図である。
【図２】図１の前記クランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構によりピン部に２個の分割高周波誘導加熱コイル体を対向載置して高周波加熱又は焼入を行う際の、該ピン部の位置と前記高周波加熱コイル体が公転運動に追従する位置関係の態様を示す図であり、図２（ａ）は、前記クランクシャフトのピン部に前記２個の分割高周波焼入コイル体が載置される前の状態を示すクランクシャフトの長さ方向からみた図、図２（ｂ）は、前記追従機構に取り付けられた昇降移動機構としての昇降シリンダにより、前記追従機構が下方向に移動し、前記ピン部中心軸と２個の半開放鞍型コイルの中心が一致する位置で静止した状態を示す図、図２（ｃ）及び図２（ｄ）は、前記ピン部に前記２個の分割高周波加熱コイル体が対向載置されて、前記クランクシャフトが矢印方向に回転したときを示す図である。
【図３】本発明のクランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構の実施の形態の第２実施例を示す、クランクシャフトの長さ方向からみた追従機構の構成図である。
【図４】本発明のクランクシャフトの高周波誘導加熱コイル体追従機構の実施の形態の第３実施例を示す、クランクシャフトの長さ方向からみた追従機構の構成図で、２個の分割高周波誘導加熱コイル体は図１と同一である。
【図５】４気筒エンジン用クランクシャフトの斜視図である。
【図６】従来の、クランクシャフトのピン部の高周波誘導加熱コイル体追従機構の構成図である。
【図７】従来の、クランクシャフトの高周波加熱コイル体追従機構によるピン部公転運動に追従する態様を示す図である。
【符号の説明】
１、２  高周波焼入装置
１０  クランクシャフト
１１  ピン部
１２  ジャーナル部
２０  高周波加熱コイル体（高周波誘導加熱コイル体）
３０、３１、３２  追従機構
４０、４１  トランス（ディスクトランス）
５０、５１  高周波電源、
２１０、２２０、２３０、２４０  分割高周波加熱コイル体（分割高周波誘導加熱コイル体）
２１１、２２１、２３１、２４１  半開放鞍型コイル（半開放鞍型高周波誘導加熱コイル）
２１２ａ、２１２ｂ、２２２ａ、２２２ｂ、２３２ａ、２３２ｂ、２３２ｃ、２４２ａ  第２のガイド部材
３０１、３１１ａ、３１１ｂ  開閉駆動シリンダ
３０２、３１２ａ、３１２ｂ  押圧スプリング
３０３  昇降シリンダ
３０３ａ  スプリング
３０４    距離測定器
３０５ａ、３０５ｂ、３０６  ガイド機構
３１０、３２０  リンク式枠体
３１１ａ、〜、３１１ｄ  リンク
３１２  上辺部材
３１２ａ  上辺部材両端部に固定される部材
３１３  下辺部材
３１４  リンクピン
３２１ａ、３２１ｂ  空圧シリンダ
Ｘ  クランクシャフト回転中心軸
Ｘｐ  ピン部中心軸
【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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