(57)【要約】【課題】  コンパクト化、低コスト化および組立作業の容易化を図ることができるクランクシャフトの高周波焼入装置を提供する。【解決手段】  水平に保持されかつ回転を与えられたクランクシャフト１のジャーナル部２またはピン部３を、給電用のトランス６と共に吊り下げられた高周波加熱コイル５を用いて焼入する装置である。所定方向に水平移動可能な移動台２２と、移動台２２に一端が連結され、移動台２２の移動方向に沿って所定範囲だけストローク動作し得るように構成された伸縮体２５と、伸縮体２５を縮退方向に付勢するバネ要素１１と、伸縮体２５の他端に一端が接続され、中継要素１０を経由して垂下されるとともに、他端がトランス６の上方に接続された吊り下げ用線状体９と、移動台２２を往復動させる駆動手段１４と、を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
水平に保持されかつ回転を与えられたクランクシャフトのジャーナル部またはピン部を、給電用のトランスと共に吊り下げられた高周波加熱コイルを用いて焼入するクランクシャフトの高周波焼入装置であって、
所定方向に水平移動可能な移動台と、
前記移動台に一端が連結され、該移動台の移動方向に沿って所定範囲だけストローク動作し得るように構成された伸縮体と、
前記伸縮体を縮退方向に付勢するバネ要素と、
前記伸縮体の他端に一端が接続され、中継要素を経由して垂下されるとともに、他端が前記トランスの上方に接続された吊り下げ用線状体と、
前記移動台を前記所定方向に往復動させる駆動手段と、
を備えることを特徴とするクランクシャフトの高周波焼入装置。
【請求項２】
前記伸縮体は、中空状の筒体と、この中空状筒体に摺動可能に嵌合されたロッドとを備えることを特徴とする請求項１に記載の高周波焼入装置。
【請求項３】
前記バネ要素としてコイルバネを使用し、このコイルバネを前記伸縮体の外周囲に同軸状に配したことを特徴とする請求項２に記載の高周波焼入装置。
【請求項４】
前記移動台を往復動させる駆動手段は、水平配置されかつ一端を前記移動台に連結させたシリンダアクチュエータであることを特徴とする請求項１に記載の高周波焼入装置。
【請求項５】
前記吊り下げ用線状体がチェーンであり、前記中継要素がスプロケットであることを特徴とする請求項１に記載の高周波焼入装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水平に保持されかつ回転を与えられたクランクシャフトのジャーナル部またはピン部を、給電用のトランスと共に吊り下げられた高周波加熱コイルを用いて焼入するクランクシャフトの高周波焼入装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図５は、クランクシャフトの高周波焼入装置の従来例を示している。
この高周波焼入装置は、下方を開放した半開放鞍型加熱導体および焼入冷却水噴射機構（図示せず）を有する高周波加熱コイル(以下、加熱コイルという)５と、この加熱コイル５を下方に固定接続したトランス６と、加熱コイル５をクランクシャフト１のジャーナル部２またはピン部３の運動に追従させるための追従装置７と、この追従装置７全体を昇降させるためのアクチュエータとして焼入装置本体４によって縦向きに支持された流体圧シリンダ１４とを備えている。
【０００３】
追従装置７は、上記シリンダ１４の可動ロッドが連結されたフレーム１２と、このフレーム１２に一端が固定され、かつ、水平に配置された引張ばね１１と、この引張ばね１１の他端に一端が接続されたチェーン９と、フレーム１２に回動自在に支持され、チェーン９の動作方向を水平方向から略鉛直方向に変換するスプロケット１０と、一端がフレーム１２に回動自在に支持されたスイングアーム８とにより構成されている。
フレーム１２は、焼入装置本体４に取り付けられたガイドレール１３によって昇降可能に支持されている。また、スイングアーム８の他端には、チェーン９の他端が接続され、かつ、前記トランス６の上方が回動自在に接続されている。
このように構成された追従装置７は、上記シリンダ１４の伸縮動作に伴って昇降される。
【０００４】
上述した高周波焼入装置によって例えばクランクシャフト１のピン部３に高周波焼入を行う場合、以下のような手順が実行される。
（ａ）クランクシャフト１を図示していない保持機構によって水平に保持する。
（ｂ）昇降機構としてのシリンダ１４によって追従装置7を下降させ、加熱コイル５をピン部３上に載置する。
（ｃ）図示していない回転駆動機構によってクランクシャフト１をその中心軸回りに回転させる。
（ｄ）クランクシャフト1の回転に伴って、ピン部３がクランクシャフトの中心軸回りに公転運動を開始する。高周波加熱コイル５は、この公転運動に伴う引張ばね１１の伸縮により追従運動を行う。
（ｅ）この状態下で、図示していない高周波電源からトランス６を介して加熱コイル５に高周波電流を供給する。これにより、ピン部３の加熱が開始される。
（ｆ）ピン部３の表面が所要焼入温度に達したら、高周波電流の供給を遮断する。ついで、図示していない焼入冷却水噴射装置よりピン部３の外周面に焼入冷却液を噴射して、該ピン部３を急冷する。ことにより、ピン部３の高周波焼入が終了する。
（ｇ）焼入冷却水の噴射が完了したらクランクシャフトの回転を止め、前記昇降機構としてのシリンダ１４によって追従機構7を上昇させる。以上で一連の焼入工程が完了する。（例えば、特許文献１参照）
【特許文献１】実用新案登録第２５２６２７３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した高周波焼入装置には、以下のような問題がある。
（１）昇降機構要素としての流体圧シリンダ１４を垂直に配置し、このシリンダ１４によってフレーム１２を垂直方向に移動させて高周波加熱コイル５およびトランス６を昇降させるように構成されているので、全体の高さが大きくなって省スペース化が困難になる。
（２）追従装置７と昇降機構とが個別に形成されているので、部品点数が多くなるなるとともに、組立に時間を要する。その結果、装置コストが高くなる。
（３）重量の大きな追従装置７を、焼入装置本体４の垂直面に固定されたガイドレール１３に組み付けることになるので、その組み付け作業に手間を要する。
【０００６】
本発明は、上述した従来装置の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、コンパクト化、低コスト化および組立作業の容易化を図ることができるクランクシャフトの高周波焼入装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、かかる目的を達成するためになされたものであり、水平に保持されかつ回転を与えられたクランクシャフトのジャーナル部またはピン部を、給電用のトランスと共に吊り下げられた高周波加熱コイルを用いて焼入するクランクシャフトの高周波焼入装置であって、所定方向に水平移動可能な移動台と、前記移動台に一端が連結され、該移動台の移動方向に沿って所定範囲だけストローク動作し得るように構成された伸縮体と、前記伸縮体を縮退方向に付勢するバネ要素と、前記伸縮体の他端に一端が接続され、中継要素を経由して垂下されるとともに、他端が前記トランスの上方に接続された吊り下げ用線状体と、前記移動台を前記所定方向に往復動させる駆動手段と、を備える。
【０００８】
実施の形態では、前記伸縮体が、中空状の筒体と、この中空状筒体に摺動可能に嵌合されたロッドとによって構成される。また、実施の形態では、コンパクト化を図るために、前記バネ要素としてコイルバネを使用し、このコイルバネを前記伸縮体の外周囲に同軸状に配している。
【０００９】
前記移動台を往復動させる駆動手段として、水平配置されかつ一端を前記移動台に連結させたシリンダアクチュエータを適用することができる。また、前記吊り下げ用線状体としてチェーンを使用することができ、その場合、前記中継要素としてスプロケットが使用される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、移動台を水平方向に往復動させることに伴って高周波加熱コイルが昇降されるので、移動台の往復動駆動手段として、水平配置したシリンダアクチュエータを適用することができる。したがって、装置全体の高さを低く抑えて、省スペース化を図ることが可能になる。
また、追従機能と昇降機能とを共通の要素を用いて得ることができるので、部品点数と組立に要する時間とを低減して、装置コストを抑制することが可能になる。
さらに、追従および昇降用の機構要素の殆どを水平面上にある移動台の上に集約させることができるため、上記機構要素の組み付け作業の容易化と時間短縮を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図１〜図４を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、図１〜図４においては、図５に示す要素と同一もしくは対応する要素に同一の符号を付してある。以下においては、上記同一もしくは対応する要素についての説明を省略する。
【００１２】
図１は、本発明に係る高周波焼入装置の実施形態を示す要部概略図である。この高周波焼入装置は、焼入装置本体４の上面に配設されたガイドレール２３によって水平移動（図における左右方向の移動）可能に支持された移動台２２を備えている。
【００１３】
伸縮体２５は、一端部が上記移動台２２に支持されかつ他端部に段部２０ａが形成されたロッド２０と、内部に上記ロッド２０の段部２０ａを摺動可能に嵌合させた筒状体２１とを備え、移動台２２の移動方向に沿って水平に配設されている。
上記ロッド２０の一端部は、調整機構２２ａを介して移動台２２に支持させてある。調整機構２２ａは、移動台２２に対するロッド２０の左右方向の位置を調整するために設けたものである。
【００１４】
筒状体２１の一端には、ロッド２０を貫通させる開口を形成してある。しかし、この開口は、ロッド２０の段部２０ａの通り抜けを阻止する大きさに形成されているので、図示のように伸縮体２５が最大長となるまで伸張した場合でも、ロッド２０が筒状体２１から抜け出ることはない。一方、筒状体２１の他端は閉止され、この他端の外側面にチェーン９の一端（上端）が接続されている。
伸縮体２５の外周囲には、コイルバネ１１が同軸状に配されている。コイルバネ１１は、一端が前記移動台２２に固定され、他端が前記筒状体２１の他端に固定されている。このコイルバネ１１は、引張バネとしての機能を持たせてあり、したがって、伸縮体２５を常時縮退方向に付勢している。
【００１５】
昇降用アクチュエータとしての流体圧シリンダ１４は、焼入装置本体４に取り付けられたフレーム２４によって水平に支持されている。このシリンダ１４は、その伸張動作時にピストンロッドの先端で可動台２２を図１における左方向に押す作用をなす。
焼入装置本体４は、チェーン９の中継要素であるスプロケット１０を回動可能に支持している。前記筒状体２１に接続されたチェーン９は、上記スプロケット１０によって移動方向がほぼ９０度下方に変換され、その垂下部の下端にトランス（ディスクトランス）６の上方が接続されている。
【００１６】
スイングアーム８は、一端が前記焼入装置本体４の垂直面に回動可能に支持され、他端がトランス６の上方に回動可能に接続されている。
後述する動作の説明から明らかなように、この実施の形態に係る高周波焼入装置においては、スイングアーム８、チェーン９、スプロケット１０、バネ１１および伸縮体２５が追従動作のための要素として機能し、シリンダ１４、伸縮体２５、移動台２２およびガイドレール２３が昇降動作のための要素として機能する。つまり、伸縮体２５は、追従動作用の要素としての機能と昇降動作用の要素としての機能とを併せ持つ。
【００１７】
次に、この実施の形態に係る高周波焼入装置の追従動作および昇降動作について説明する。
図１においては、シリンダ１４が伸張されて、移動台２２が図示の待機位置まで左行されている。このとき、高周波加熱コイル５はクランクシャフト１から所定距離上方に位置しているので、該高周波加熱コイル５およびこのコイル５に接続されたトランス６の重量がチェーン９を介して伸縮体２５に作用し、その結果、該伸縮体２５はバネ１１の引張力に抗して最大限伸張した状態にある。
【００１８】
図１の状態からシリンダ１４を縮退させると、高周波加熱コイル５とトランス６の重量に基づくチェーン９の引張力によって移動台２２が伸縮体２５およびバネ１１と共にガイドレール２３に沿って右行し、その結果、トランス６およびスイングアーム８に接続されたチェーン９の垂下端が鉛直下方に移動する。これに伴って、スイングアーム８が焼入機４に支持された基端を中心として時計回り方向に回動し、同時に高周波加熱コイル５およびトランス６が降下する。
【００１９】
図２は、加熱コイル５が下死点位置にあるピン部３上に載置された状態を示している。このとき、チェーン９の引張力が若干減少されるので、伸縮体２５がバネ１１の引張力で若干縮退され、その結果、該伸縮体２５のロッド２０の段付部２０ａが筒状部２１の一端内側面からＬ１だけ離れることになる。
【００２０】
この状態からクランクシャフト１がその回転軸を中心に回転されると、ピン部３が上記回転軸を中心として公転運動するので、これに対する加熱コイル５の追従運動が開始される。
すなわち、例えば、図３に示すように、ピン部３が下死点から上死点に回動している途中においては、高周波加熱コイル５をピン部３が押上げるので、バネ１１が伸縮体２５の筒状体２１を介して該チェーン９を引張して、チェーン９の弛みを吸収する。このとき、伸縮体２５は図示のように縮退され、また、ピン部３の左右方向変位に高周波加熱コイル５およびトランス６が追従するように、トランス６がスイングアーム８の先端点を中心として回動される。
図４に示すように、ピン部３が上死点に位置されたときには、伸縮体２５がさらに縮退され、このとき該伸縮体２５のロッド２０の段付部２０ａは筒状部２１の他端内側面からＬ２だけ離れている。
【００２１】
以上の説明から明らかなように、この実施の形態に係る高周波焼入装置によれば、伸縮体２５の伸縮動作によって高周波加熱コイル５がピン部３の公転運動に追従する。そして、高周波加熱コイル５は、その追従運動中にトランス６から高周波電流を供給されてピン部３を加熱する。
なお、上記筒状体２１の内部空間の水平方向長は、上述の追従運動中にロッド２０の段部２０ａが該筒状体２１の両内端面に衝突しないような大きさに設定される。また、図２および図４に示した間隔Ｌ１およびＬ２は、移動台２２に設けられた前記調整機構２２ａにより適宜調整される。
【００２２】
ピン部３の表面が所要焼入温度に達すると、高周波加熱コイル５への高周波電流の供給が遮断され、ついで、図示していない焼入冷却水噴射装置からピン部３の外周面に焼入冷却液が噴射されて該ピン部３が急冷される。これにより、ピン部３の高周波焼入が終了する。
焼入が終了すると、クランクシャフト１の回転が止められ、ついで、高周波加熱コイル５を該クランクシャフト１から浮上させるべく、シリンダ１４が伸張作動される。
【００２３】
シリンダ１４が伸張作動されると、移動台２２がガイドレール２３に沿って左行されるので、伸縮体２５もバネ１１に抗して伸張動作する。そして、伸縮体２５のロッド２０の段部２０ａが筒状体１の一方の内端面に当接した後は、つまり、伸縮体２５が最大長になるまで伸張した後は、該伸縮体２５を介してチェーン９が引張されるので、高周波加熱コイル５およびトランス６が吊り上げられ、その結果、図１に示すように、高周波加熱コイル５がクランクシャフト１から浮上することになる。
【００２４】
この実施の形態に係る高周波焼入装置によれば、昇降用のアクチュエータである流体圧シリンダ１４を水平に配置することができ、しかも、このシリンダ１４によって移動台２２を水平方向に移動させて高周波加熱コイル５およびトランス６を昇降させるように構成されているので、装置全体の高さを低く抑えて、省スペース化を図ることが可能になる。また、伸縮体が追従機能と昇降機能とを併せ持つので、部品点数と組立に要する時間とを低減して、装置コストを抑制することができる。さらに、追従および昇降用の機構要素の殆どを水平面上にある移動台２２の上に集約させることができるため、上記機構要素の組み付け作業の容易化と時間短縮を図ることができる。
【００２５】
ところで、多気筒エンジンのクランクシャフト１は、ジャーナル部２およびピン部３を複数備えている。そこで、上記構成の高周波焼入装置は、上記複数のジャーナル部２およびピン部３を同時に焼入処理できるように、複数台配列設置（その配列方向は、図１の紙面に垂直な方向である）される。
【００２６】
本発明は、上記実施の形態に限定されない。例えば、伸縮体２５は、上記ロッド２０と筒状体２１を組み合わせたものに限定されず、所望の範囲内で伸縮可能なものであれば、種々の構成のものを適用することができる。また、移動台２２を駆動するアクチュエータとしても流体圧シリンダ１４以外のアクチュエータを採用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明に係る高周波焼入れ装置の実施の形態を示す要部概略図である。
【図２】クランクシャフトのピン部が下死点にあるときの追従動作の様態を示す概略図である。
【図３】クランクシャフトのピン部が下死点と上死点の間にあるときの追従動作の様態を示す概略図である。
【図４】クランクシャフトのピン部が上死点にあるときの追従動作の様態を示す概略図である。
【図５】従来の高周波焼入れ装置の構成を示す要部概略図である。
【符号の説明】
【００２８】
１  クランクシャフト
２  ジャーナル部
３  ピン部
４  焼入装置本体
５  高周波加熱コイル
６  トランス
８  スイングアーム
９  チェーン
１０  スプロケット
１１  引張バネ
１４  流体圧シリンダ
２０  ロッド
２０ａ  段部
２１  筒状体
２２  移動台
２３  ガイドレール
２４  フレーム
２５  伸縮体
【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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