JP2005008977A

JP2005008977A - High frequency induction heating apparatus for crankshaft

Info

Publication number: JP2005008977A
Application number: JP2003177497A
Authority: JP
Inventors: Masatomo Kitamura; 昌知北村; Ryoichi Yamaguchi; 亮一山口; Makoto Komiya; 誠小宮
Original assignee: Denki Kogyo Co Ltd
Current assignee: DKK Co Ltd
Priority date: 2003-06-23
Filing date: 2003-06-23
Publication date: 2005-01-13

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high frequency induction heating apparatus for crankshaft which is capable of stopping a high frequency induction heating while issuing alarm in the case of causing defective following when the high frequency induction heating is applied to a pin part or a journal part in the crankshaft, thereby perventing a defective heating product from flowing out. <P>SOLUTION: When a high-frequency induction heating coil 6 is followed to the pin part 3 or the journal part 2 in the crankshaft 1, a load detecting means (e.g. a sensor 21 for measuring the load) for continuously detecting the load of a following part R for following to the pin part 3 or the journal part 2, is arranged and constituted so as to issue the alarm when the load detected by the load detecting means exceeds a predetermined weight. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クランクシャフト（内燃機関用クランクシャフト）のピン部若しくはジャーナル部を焼入処理や焼戻処理等のために高周波誘導加熱する高周波誘導加熱装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図３は、４気筒エンジン用クランクシャフト１を示すものであって、このクランクシャフト１は、回転中心軸Ｘ（ジャーナル部の軸線と同じ）を軸心とするジャーナル部２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ，２ｅと、回転中心軸Ｘに対して偏心した位置にあるピン部３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄと、カウンターウエイト部４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，４ｅ，４ｆ，４ｇ，４ｈとを鍛造加工により一体に成形して成るものである。複数気筒エンジン用クランクシャフトであればピン部３は複数設けられ、図６に示す４気筒エンジン用クランクシャフト１の場合には、４つのピン部３ａ〜３ｄが設けられる。そして、これらのピン部３ａ〜３ｄは、回転中心軸Ｘの軸線方向に沿って所定の間隔を隔てた箇所において、互いに隣接するカウンターウエイト部４の間にそれぞれ配置される。また、回転中心軸Ｘの軸線方向において互いに隣接する各ピン部３ａ〜３ｄは、エンジンの形式に応じて、回転中心軸Ｘの回りに所定の位相角度だけ異なる角度位置に配設される。なお、図３に示す４気筒エンジン用クランクシャフト１の場合には、左右両端側のピン部３ａ，３ｄが互いに同じ位相角度の箇所に配設されると共に、これらのピン部３ａ，３ｄ問のピン部３ｂ，３ｃが互いに同じ位相角度の箇所に配設され、左右両端側のピン部３ａ，３ｄと中間位置のピン部３ｂ，３ｃとが互いに１８０度の位相角度をもって配設される。
【０００３】
この種のクランクシャフト１にあっては、従来より、クランクシャフト１のジャーナル部２ａ〜２ｄ及びピン部３ａ〜３を高周波誘導加熱して焼入処理を施行することにより、耐摩耗性並びに疲労強度の向上を図るようにしている。なお、従来では、高周波誘導加熱コイル６をピン３ａ〜３ｄ部若しくはジャーナル部２ａ〜２ｅに追従させながら高周波誘導加熱を行ういわゆる追従方式の加熱を施行するようにしている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
図４及び図５（ａ）は、クランクシャフト１のピン部３ａ〜３ｄの各々（以下においては、総括的にピン部３と記載する）を高周波焼入するために従来より用いられている高周波焼入装置３０を示すものであって、この高周波焼入装置３０は、一対の側板５ａ，５ｂ間に挟持状態で保持された半開放鞍型（下側が開放された半円弧形状）の高周波誘導加熱コイル６と、この高周波誘導加熱コイル６にトランス７を介して高周波電流を供給する高周波電源８と、クランクシャフト１を水平に支持して回転中心軸Ｘを中心に回転駆動するための回転駆動機構（図示せず）と、前記側板５ａ，５ｂ間に取付けられた例えば３つのガイド部材（セラミックや超硬合金製のチップ部材）９ａ，９ｂ，９ｃを介してクランクシャフト１のピン部３の円筒状外周面Ｓ上に半開放鞍型の高周波誘導加熱コイル６を僅かな隙間を隔てて対向配置した状態の下で、前記回転駆動機構にてクランクシャフト１をその回転中心軸Ｘを中心に回転駆動させるのに伴って前記回転中心軸Ｘの回りに公転運動されるピン部３に高周波誘導加熱コイル６を追従させるための４辺リンク機構から成る追従機構１０とを備えている。そして、前記高周波誘導加熱コイル６にて高周波誘導加熱されたピン部３に焼入冷却液を噴射して焼入処理を行う焼入冷却液噴射機構（図示せず）が、高周波誘導加熱装置３０に隣接して配置されている。
【０００５】
上述の追従機構１０は、左右一対のリンク部材１１ａ，１１ｂと、上下一対の上辺部材１２ａ及び下辺部材１２ｂと、これらの部材を互いに回動可能につなぐリンクピン１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄとをそれぞれ有しており、リンクピン１３ａ〜１３ｄを支点として揺動可能なリンク式枠体１４とこのリンク式枠体１４の全体を上下動させる荷重調整用のシリンダ装置１５とで要部を構成している。なお、シリンダ装置１５は、高周波誘導加熱装置３０に設けられた支持部１６に支持されている。そして、リンク式枠体１４の揺動運動とシリンダ装置１５とにより荷重をコントロールされたリンク式枠体１４の上下運動とを合成することにより、ピン部３の公転運動に高周波誘導加熱コイル６を追従させるようにしている。
【０００６】
図５（ｂ）〜（ｆ）は、クランクシャフト１のピン部３の円筒状外周面Ｓを焼入処理のために高周波誘導加熱する際に、クランクシャフト１をその回転中心軸Ｘの回りに矢印α方向に回転させたときのピン部３の中心軸Ｘ回りの公転運動、並びに、公転運動をするピン部３に対する高周波誘導加熱コイル６の追従動作を示したものである。ピン部３の円筒状外周面Ｓの高周波誘導加熱時には、ピン部３の公転運動に高周波誘導加熱コイル６を追従させつつこの高周波誘導加熱コイル６に高周波電源８よりトランス７を介して所要電力を所要時間にわたり投入してピン部３の円筒状外周面Ｓを所要の焼入温度にまで高周波誘導加熱し、しかる後に加熱状態のピン部３の円筒状外周面Ｓに図外の焼入冷却液噴射機構から焼入冷却液を噴射して前記円筒状外周面Ｓを急速冷却することにより焼入処理を完了する。
【０００７】
なお、ジャーナル部２を高周波誘導加熱して焼入処理する場合もピン部３の場合と同様であるので、ジャーナル部２の高周波誘導加熱についての説明は省略する。
【０００８】
【特許文献１】
特開２００１−０７３０３９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のような追従機構１０を用いた場合のピン部３の公転運動に対する高周波誘導加熱コイル６の追従運動は、図５（ｃ）に示すように、上下動の摺動抵抗若しくは図外の焼入冷却液供給用ホース等の付属物の摩擦等により、追従不良が発生する場合がある。具体的には、前記ピン部３が上死点を通過して下死点に向かつて公転する間に、高周波誘導加熱コイル６が、公転運動をしているピン部３に対して「遅れ」を生じ、追従不良が発生する場合がある。具体的には、図５（ｃ）に示すように、ピン部３の下方への公転運動に高周波誘導加熱コイル６の下方への追従移動が追いつかず、ピン部３の円筒状外周面Ｓと高周波誘導加熱コイル６との間の間隔が、規定の間隔Ｌ_１（図５（ｂ）参照）よりも大きな間隔Ｌ_２（すなわち、Ｌ_１＜Ｌ_２）になることがある。そのような場合には、ピン部３の外表面Ｓと高周波誘導加熱コイル６との間の距離が大きくなるのに起因して、加熱不良を起こしてしまうおそれがある。因みに、現在のところ、クランクシャフト１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、現実的にはその回転数が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いのが実状である。
【００１０】
本発明は、上述した問題を解決すべくなされたものであって、その目的は、クランクシャフトのピン部若しくはジャーナル部を高周波誘導加熱する際に追従不良が発生した場合に警報を発して高周波誘導加熱を停止させることができ、それによよって加熱不良品の流出を防止することができるようにしたクランクシャフトの高周波誘導加熱装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上述の目的を達成するために、本発明では、クランクシャフトのピン部若しくはジャーナル部の円筒状外周面上に半開放鞍型の高周波誘導加熱コイルを載置し、前記高周波誘導加熱コイルに高周波電力を供給すると共に、前記クランクシャフトをその中心軸を中心に回転せしめて前記高周波誘導加熱コイルを前記ピン部若しくはジャーナル部に追従させながら前記ピン部若しくはジャーナル部を高周波誘導加熱するようにしたクランクシャフトの高周波誘導加熱装置において、前記高周波誘導加熱コイルが前記ピン部若しくはジャーナル部に追従する際に、前記ピン部若しくはジャーナル部に追従する追従部の荷重を連続的に検出する荷重検出手段を設け、前記荷重検出手段にて検出される荷重が所定の大きさ（重さ）を越えた場合に警報を発するように構成している。
また、本発明は、前記荷重検出手段から得られる検出信号に基づいて前記高周波誘導加熱コイルと前記ピン部若しくはジャーナル部との相互間の位置関係を監視する監視装置を更に設けるようにしている。
また、本発明は、前記高周波誘導加熱コイルを荷重調整用のシリンダ装置を介して支持すると共に、前記シリンダ装置を支える支点と前記シリンダ装置との間に荷重測定用センサを前記荷重検出手段として組み込み、前記荷重測定用センサにより追従不良の検出を行うようにしている。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態につき図１及び図２を参照して説明する。なお、図１及び図２において、図３〜図５と同様の部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する。
【００１３】
図１は、本発明の一実施形態に係るクランクシャフトの高周波誘導加熱装置２０を示すものである。本装置２０には、図１に示すように、従来の高周波誘導加熱装置の構成に荷重測定用センサ２１及び監視装置２２が組み込まれている。なお、その他の構成は、従来の高周波誘導加熱装置と同様である。
【００１４】
上述の荷重測定用センサ２１は、高周波誘導加熱コイル６がクランクシャフト１のピン部３に追従する際にピン部３に追従する追従部Ｒの荷重を連続的に検出する荷重検出手段として高周波誘導加熱装置２０に組み込まれている。なお、上述の追従部Ｒは、一対の側板５ａ，５ｂ間に高周波誘導加熱コイル６等を保持した加熱コイル体２３と、この加熱コイル体２３を支持する追従機構１０と、荷重調整用のシリンダ装置１５とから構成される組合体であり、支持部１６から吊り下げられた状態で支持されている部分である。そして、荷重検出手段としての荷重測定用センサ２１は、上述の追従部Ｒとこの追従部Ｒを支える支持部１６との間の箇所、すなわち、シリンダ装置１５とこのシリンダ装置１５を支持部１６に支える支点Ｐ（図１参照）との間の箇所に組み込まれている。更に具体的に述べると、上述の追従部Ｒは、荷重調整用のシリンダ装置（追従荷重をコントロールするためのシリンダ装置）１５を介して吊り下げ状態で支持されており、このシリンダ装置１５を支える支点Ｐ（支持部１６の先端箇所）とシリンダ装置１５との間に荷重測定用センサ２１が荷重検出手段として組み込まれている。そして、この荷重測定用センサ２１によって測定された荷重値をリアルタイムで監視するためのモニタ等の監視装置２４が既述の荷重測定用センサ２１に接続されている。かくして、荷重測定用センサ２１によりピン部３に対する高周波誘導加熱コイル６の追従不良を検出するように構成されると共に、この荷重測定用センサ２１から得られる検出信号に基づいて高周波誘導加熱コイル６とピン部３との相互間の位置関係が監視装置２４によりリアルタイムで監視することができるように構成されている。
【００１５】
上述のように組み込まれた荷重測定用センサ２１は、その下部箇所に位置する追従部Ｒの荷重を測定することとなり、このセンサ２１によって測定される追従分Ｒの荷重は、高周波誘導加熱コイル６がピン部３の上方位置に配置されてガイド部材９ａ〜９ｃがピン部３に接触している時に相対的に軽くなり、追従部Ｒがピン部３よりも上方に位置してガイド部材９ａ〜９ｃがピン部３から離れた時に相対的に重くなる。従って、荷重測定用センサ２１により計測される荷重値は、ガイド部材９ａ〜９ｃがピン部３に接触している時に相対的に小さくなり、ガイド部材９ａ〜９ｃがピン部３から離れた時（すなわち、追従不良時）には相対的に大きくなる。
【００１６】
次に、上述の高周波誘導加熱装置２０にてクランクシャフト１のピン部３を焼入処理等のために高周波誘導加熱する際の動作及び作用について図２（ａ）〜（ｆ）を参照して説明すると、以下の通りである。
【００１７】
〈１〉まず、高周波誘導加熱コイル６が図２（ａ）に示すようにピン部３上に載置される前の状態の下では、荷重測定用センサ２１により測定される追従部Ｒの荷重は、追従部Ｒのそれ自体の重量となる。
【００１８】
〈２〉高周波誘導加熱コイル６が図２（ｂ）に示すようにガイド部材９ａ〜９ｃを介してピン部３上に所定の僅少の距離Ｌ_１をもって載置された後に、クランクシャフト１が回転中心軸Ｘを中心に回転されるのに伴い、ピン部３が回転中心軸Ｘを中心に公転する。ピン部３の公転中に、高周波誘導加熱コイル６は、ガイド部材９ａと９ｃとにより水平方向（横方向）に、かつ、ガイド部材９ｂと追従荷重により上下方向（縦方向）にピン部３に対して追従動作をする。この際、追従動作中の荷重測定用センサ２１により計測される荷重は、追従部Ｒの荷重Ｆから、ガイド部材９ｂを介してピン部３が受け支える荷重ｆ、すなわち、ピン部３が追従部Ｒから受ける追従荷重ｆを差し引いた値（Ｆ−ｆ）となる。なお、公転中における前記荷重ｆ、すなわち、コイル部３に対する高周波誘導加熱コイル３の追従荷重ｆは、ピン部３の公転による上下方向の加速度、ガイド部材９ａ〜９ｃとピン部３との接触による摩擦抵抗等により変動する。
【００１９】
〈３〉図２（ｃ）は、ピン部３が上死点を通過して下死点に向かう区間を公転運動する際に、高周波誘導加熱コイル６の追従運動がピン部３の公転運動に対して遅れてしまい、その結果、ピン部３の円筒状外周面Ｓと高周波誘導加熱コイル６との間の距離Ｌ_２が前記Ｌ_１よりも大きくなる状態（Ｌ_２＞Ｌ_１）を示している。この場合、ガイド部材９ｂとピン部３の円筒状外周面Ｓとは互いに離れており、ピン部３への追従荷重ｆが全く無い状態（ｆ＝０）となっており、荷重測定用センサ２１により計測される荷重は、追従部Ｒの荷重Ｆから追従部Ｒの運動により発生する加速度荷重ｇを差し引いた値（Ｆ−ｇ）となる。
高周波誘導加熱コイル６の追従運動がピン部３の公転運動に対して遅れた場合に発生する加速度荷重ｇは、ピン部３の公転運動に追従している場合の加速度荷重ｇ’よりも小さいため（ｇ＜ｇ’）、荷重測定用センサ２１により計測される荷重は、追従動作中の荷重よりも大きくなる。従って、この荷重の差を利用することにより、追従不良を検出して警報を発する。具体的には、上述の荷重の差が所定の数値を越える場合には、その情報に基づいて追従不良の判定を行って警報器や警報ランプ等による警報を発すると同時に、高周波誘導加熱装置２０によるピン部３の高周波誘導加熱を停止する。
【００２０】
〈４〉次いで、図２（ｄ）に示すようにピン部３が下死点を通過し、その後に図２（ｅ）に示すようにピン部３が下死点に配置されてその位置でクランクシャフト１の回転中心軸Ｘを中心とする回転が停止されてピン部３の公転運動が停止されるのに伴ってピン部３の高周波誘導加熱を終了する。
【００２１】
〈５〉高周波誘導加熱の終了後には、図２（ｆ）に示すように高周波誘導加熱コイル６を追従機構１０と一緒に上方の待機位置に移動する。
【００２２】
このような構成の高周波誘導加熱装置２０によれば、荷重測定用センサ２１を組み込んだことによりピン部３に対する高周波誘導加熱コイル６の追従不良を検出することができ、追従不良の検出時（発生時）に警報を発することができる。そして、追従不良が発生した場合には、その警報に応じて高周波誘導加熱装置の作動を停止させることにより、加熱不良品の流出を防止できる。また、荷重測定用センサ２１に接続された監視装置２４をモニタすることにより追従荷重を監視装置２４により連続に監視することも可能となり、ピン部３に対する高周波誘導加熱コイル６の追従状態をリアルタイムで把握することが可能となる。
【００２３】
以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明はこの実施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変形及び変更が可能である。例えば、既述の実施形態ではピン部３を高周波誘導加熱する装置２０について述べたが、ジャーナル部２を高周波誘導加熱する装置についても本発明を適用し得ることは言う迄もない。
【００２４】
【発明の効果】
請求項１に記載の本発明は、高周波誘導加熱コイルがクランクシャフトのピン部若しくはジャーナル部に追従する際に、ピン部若しくはジャーナル部に追従する追従部の荷重を連続的に検出する荷重検出手段を設け、荷重検出手段にて検出される荷重が所定の大きさ（重さ）を越えた場合に警報を発するように構成したものであるから、追従不良が発生した場合に警報を発して高周波誘導加熱を停止させることができ、これにより加熱不良品の流出を防止することができる。
【００２５】
また、請求項２に記載の本発明は、荷重検出手段から得られる検出信号に基づいて高周波誘導加熱コイルとピン部若しくはジャーナル部との相互間の位置関係を監視する監視装置を更に設けたものであるから、この監視装置をモニタするにより追従荷重を連続で監視することができ、高周波誘導加熱コイルの追従状態をリアルタイムで把握することができる。
【００２６】
また、請求項３に記載の本発明は、高周波誘導加熱コイルを荷重調整用のシリンダ装置を介して支持すると共に、シリンダ装置を支える支点とシリンダ装置との間に荷重測定用センサを荷重検出手段として組み込み、荷重測定用センサにより追従不良の検出を行うようにしたものであるから、簡素な構成で安価でありながら、追従不良の発生を検出することができると共に、ピン部若しくはジャーナル部に対する高周波誘導加熱コイルの追従状況をリアルタイムで監視することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係るクランクシャフトの高周波誘導加熱装置を示す側面図である。
【図２】図２（ａ）〜（ｅ）は、図１の高周波誘導加熱装置にてピン部を高周波誘導加熱する際の動作を順次に説明するための図である。
【図３】クランクシャフトの斜視図である。
【図４】従来におけるクランクシャフトの高周波誘導加熱装置の側面図である。
【図５】図５（ａ）〜（ｅ）は、図４の高周波誘導加熱装置にてピン部を高周波誘導加熱する際の動作を順次に示す図である。
【符号の説明】
１クランクシャフト
２ａ〜２ｅジャーナル部
３，３ａ〜３ｄピン部
８高周波電源
９ａ〜９ｃガイド部材
２０高周波誘導加熱装置
２１荷重計測用センサ
２４監視装置
Ｒ追従部
Ｓ円筒状外周面[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a high-frequency induction heating apparatus that performs high-frequency induction heating of a pin portion or a journal portion of a crankshaft (crankshaft for an internal combustion engine) for quenching or tempering.
[0002]
[Prior art]
FIG. 3 shows a crankshaft 1 for a four-cylinder engine. The crankshaft 1 has journal portions 2a, 2b, 2c, and 2d centered on a rotation center axis X (same as the axis of the journal portion). , 2e, and pin portions 3a, 3b, 3c, 3d and counterweight portions 4a, 4b, 4c, 4d, 4e, 4f, 4g, 4h, which are eccentric with respect to the rotation center axis X, are forged. It is formed by molding integrally. In the case of a crankshaft for a multiple cylinder engine, a plurality of pin portions 3 are provided, and in the case of the crankshaft 1 for a four cylinder engine shown in FIG. 6, four pin portions 3a to 3d are provided. And these pin parts 3a-3d are each arrange | positioned between the counterweight parts 4 mutually adjacent in the location spaced apart by predetermined spacing along the axial direction of the rotation center axis | shaft X. As shown in FIG. Further, the pin portions 3a to 3d that are adjacent to each other in the axial direction of the rotation center axis X are arranged at angular positions that differ by a predetermined phase angle around the rotation center axis X according to the type of the engine. In the case of the crankshaft 1 for a four-cylinder engine shown in FIG. 3, the pin portions 3a, 3d on the left and right ends are disposed at the same phase angle, and the pin portions 3a, 3d The pin portions 3b and 3c are disposed at the same phase angle, and the pin portions 3a and 3d at the left and right ends and the pin portions 3b and 3c at the intermediate positions are disposed at a phase angle of 180 degrees.
[0003]
In this type of crankshaft 1, the wear resistance and fatigue strength are conventionally achieved by subjecting the journal portions 2a to 2d and the pin portions 3a to 3 of the crankshaft 1 to high frequency induction heating and quenching treatment. It is trying to improve. Conventionally, a so-called follow-up type heating in which high-frequency induction heating is performed while causing the high-frequency induction heating coil 6 to follow the pins 3a to 3d or the journal portions 2a to 2e is performed (see, for example, Patent Document 1). ).
[0004]
4 and FIG. 5 (a) are high frequency waves conventionally used for induction hardening of each of the pin portions 3a to 3d of the crankshaft 1 (hereinafter collectively referred to as the pin portion 3). This shows a quenching device 30, which is a half-open saddle type (semi-arc shape with the lower side opened) held in a sandwiched state between a pair of side plates 5 a and 5 b. A heating coil 6, a high-frequency power source 8 for supplying a high-frequency current to the high-frequency induction heating coil 6 via a transformer 7, and a rotational drive for supporting the crankshaft 1 horizontally and rotationally driving about the rotation center axis X The pin portion 3 of the crankshaft 1 is connected via a mechanism (not shown) and, for example, three guide members (chip members made of ceramic or cemented carbide) 9a, 9b, 9c attached between the side plates 5a, 5b. Cylindrical The crankshaft 1 is rotationally driven around the rotational axis X by the rotational drive mechanism in a state where the semi-opened saddle type high frequency induction heating coil 6 is disposed on the circumferential surface S with a slight gap therebetween. A follow-up mechanism 10 comprising a four-side link mechanism for causing the high-frequency induction heating coil 6 to follow the pin portion 3 revolving around the rotation center axis X as it is moved. Then, a quenching coolant injection mechanism (not shown) that performs quenching treatment by injecting quenching coolant onto the pin portion 3 that has been induction-heated by the high-frequency induction heating coil 6 is a high-frequency induction heating device 30. It is arranged adjacent to.
[0005]
The follow-up mechanism 10 includes a pair of left and right link members 11a and 11b, a pair of upper and lower upper side members 12a and 12b, and link pins 13a, 13b, 13c, and 13d that connect these members to each other so as to be rotatable. The link-type frame body 14 that can be swung with the link pins 13a to 13d as fulcrums and the cylinder device 15 for load adjustment that moves the entire link-type frame body 14 up and down constitutes a main part. ing. The cylinder device 15 is supported by a support portion 16 provided in the high frequency induction heating device 30. Then, the high-frequency induction heating coil 6 is added to the revolving motion of the pin portion 3 by synthesizing the swing motion of the link-type frame 14 and the vertical motion of the link-type frame 14 whose load is controlled by the cylinder device 15. I try to make it follow.
[0006]
5 (b) to 5 (f) show that when the cylindrical outer peripheral surface S of the pin portion 3 of the crankshaft 1 is subjected to high-frequency induction heating for the quenching process, the crankshaft 1 is rotated around its rotation center axis X. The revolving motion around the central axis X of the pin portion 3 when rotated in the direction of the arrow α and the follow-up operation of the high frequency induction heating coil 6 with respect to the pin portion 3 that makes the revolving motion are shown. At the time of high frequency induction heating of the cylindrical outer peripheral surface S of the pin portion 3, the required power is supplied to the high frequency induction heating coil 6 from the high frequency power supply 8 via the transformer 7 while causing the high frequency induction heating coil 6 to follow the revolving motion of the pin portion 3. The cylindrical outer peripheral surface S of the pin portion 3 is charged for a required time to be induction induction heated to a required quenching temperature, and then the quenching coolant not shown in the figure is applied to the cylindrical outer peripheral surface S of the heated pin portion 3. The quenching process is completed by spraying quenching coolant from the spray mechanism to rapidly cool the cylindrical outer peripheral surface S.
[0007]
In addition, since the case where the journal part 2 is hardened by high-frequency induction heating is the same as the case of the pin part 3, the description of the high-frequency induction heating of the journal part 2 is omitted.
[0008]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 2001-073039
[Problems to be solved by the invention]
However, the follow-up motion of the high-frequency induction heating coil 6 with respect to the revolving motion of the pin portion 3 when the follow-up mechanism 10 as described above is used, as shown in FIG. Insufficient follow-up may occur due to friction of accessories such as quenching coolant supply hoses. Specifically, while the pin portion 3 passes through the top dead center and revolves toward the bottom dead center, the high frequency induction heating coil 6 is “delayed” with respect to the pin portion 3 that is revolving. May cause a tracking failure. Specifically, as shown in FIG. 5C, the downward movement of the high frequency induction heating coil 6 cannot catch up with the revolving motion of the pin portion 3, and the cylindrical outer peripheral surface S of the pin portion 3 An interval between the high-frequency induction heating coil 6 may be an interval L ₂ (that is, L ₁ <L ₂ ) larger than a predetermined interval L ₁ (see FIG. 5B). In such a case, a heating failure may occur due to an increase in the distance between the outer surface S of the pin portion 3 and the high-frequency induction heating coil 6. Incidentally, at present, the upper limit of the rotational speed of the rotational motion applied to the crankshaft 1 is 60 r. p. m. In reality, the rotational speed is 60 r. p. m. In reality, it is easy for the follow-up failure to occur as described above.
[0010]
The present invention has been made to solve the above-described problems, and its object is to issue a high-frequency induction by issuing an alarm when a follow-up failure occurs during high-frequency induction heating of a pin portion or a journal portion of a crankshaft. An object of the present invention is to provide a high-frequency induction heating device for a crankshaft which can stop heating and thereby prevent outflow of defective heating products.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, according to the present invention, a semi-open saddle type high frequency induction heating coil is placed on the cylindrical outer peripheral surface of a pin portion or journal portion of a crankshaft, and a high frequency power is supplied to the high frequency induction heating coil. A crankshaft that rotates the crankshaft about its central axis to heat the high frequency induction heating coil while the high frequency induction heating coil follows the pin or journal. In the high-frequency induction heating device of the above, when the high-frequency induction heating coil follows the pin portion or the journal portion, provided with a load detection means for continuously detecting the load of the tracking portion that follows the pin portion or the journal portion, When the load detected by the load detection means exceeds a predetermined magnitude (weight) It is configured to be.
According to the present invention, there is further provided a monitoring device for monitoring a positional relationship between the high frequency induction heating coil and the pin portion or the journal portion based on a detection signal obtained from the load detecting means.
According to the present invention, the high frequency induction heating coil is supported via a load adjusting cylinder device, and a load measuring sensor is incorporated as the load detecting means between the fulcrum supporting the cylinder device and the cylinder device. In addition, the follow-up failure is detected by the load measuring sensor.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2. 1 and 2, the same parts as those in FIGS. 3 to 5 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is omitted.
[0013]
FIG. 1 shows a high-frequency induction heating device 20 for a crankshaft according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the apparatus 20 incorporates a load measuring sensor 21 and a monitoring device 22 in the configuration of a conventional high-frequency induction heating apparatus. In addition, the other structure is the same as that of the conventional high frequency induction heating apparatus.
[0014]
The above-described load measuring sensor 21 is a high frequency induction as a load detecting means for continuously detecting the load of the follower R that follows the pin 3 when the high frequency induction heating coil 6 follows the pin 3 of the crankshaft 1. It is incorporated in the heating device 20. The follower R described above includes a heating coil body 23 that holds the high-frequency induction heating coil 6 and the like between the pair of side plates 5a and 5b, a follower mechanism 10 that supports the heating coil body 23, and a load adjusting cylinder. It is a combination composed of the device 15, and is a portion that is supported while being suspended from the support portion 16. The load measuring sensor 21 as the load detecting means is provided at a location between the follower R and the support 16 supporting the follower R, that is, the cylinder device 15 and the cylinder device 15 as the support 16. It is incorporated at a location between the supporting fulcrum P (see FIG. 1). More specifically, the follower R described above is supported in a suspended state via a load adjusting cylinder device (cylinder device for controlling the follower load) 15 and supports the cylinder device 15. A load measuring sensor 21 is incorporated as a load detecting means between the fulcrum P (the tip portion of the support portion 16) and the cylinder device 15. A monitoring device 24 such as a monitor for monitoring the load value measured by the load measuring sensor 21 in real time is connected to the load measuring sensor 21 described above. Thus, the load measuring sensor 21 is configured to detect a follow-up failure of the high frequency induction heating coil 6 with respect to the pin portion 3, and based on the detection signal obtained from the load measuring sensor 21, The positional relationship with the pin unit 3 can be monitored by the monitoring device 24 in real time.
[0015]
The load measuring sensor 21 incorporated as described above measures the load of the follower R located at the lower portion thereof, and the load of the follower R measured by the sensor 21 is the high frequency induction heating coil 6. Is disposed at a position above the pin portion 3 so that the guide members 9a to 9c are relatively light when the guide members 9a to 9c are in contact with the pin portion 3, and the follower portion R is positioned above the pin portion 3 to guide the guide members 9a to 9c. When 9c leaves | separates from the pin part 3, it becomes comparatively heavy. Therefore, the load value measured by the load measuring sensor 21 is relatively small when the guide members 9a to 9c are in contact with the pin portion 3, and when the guide members 9a to 9c are separated from the pin portion 3 ( That is, it becomes relatively large at the time of tracking failure.
[0016]
Next, with reference to FIGS. 2A to 2F, the operation and action when the pin portion 3 of the crankshaft 1 is subjected to high-frequency induction heating for the quenching process or the like by the high-frequency induction heating device 20 described above. The description is as follows.
[0017]
<1> First, under the state before the high frequency induction heating coil 6 is placed on the pin portion 3 as shown in FIG. 2A, the load of the follower R measured by the load measuring sensor 21. Is the weight of the follower R itself.
[0018]
<2> after high-frequency induction heating coil 6 is placed with a distance L ₁ of the predetermined slight on pin 3 via the guide member 9a~9c as shown in in FIG. 2 (b), the crank shaft 1 is rotated As the center axis X is rotated, the pin portion 3 revolves around the rotation center axis X. During the revolution of the pin portion 3, the high frequency induction heating coil 6 is moved to the pin portion 3 in the horizontal direction (lateral direction) by the guide members 9a and 9c and in the vertical direction (vertical direction) by the guide member 9b and the follow load. Follow-up action is performed. At this time, the load measured by the load measuring sensor 21 during the tracking operation is the load f supported by the pin portion 3 via the guide member 9b from the load F of the tracking portion R, that is, the pin portion 3 is the tracking portion. This is a value (F−f) obtained by subtracting the follow load f received from R. The load f during revolution, that is, the follow-up load f of the high-frequency induction heating coil 3 with respect to the coil portion 3 is due to vertical acceleration due to revolution of the pin portion 3 and contact between the guide members 9 a to 9 c and the pin portion 3. Fluctuates due to frictional resistance.
[0019]
<3> FIG. 2 (c) shows that the following movement of the high frequency induction heating coil 6 changes to the revolution movement of the pin section 3 when the pin section 3 revolves through a section passing through the top dead center and going to the bottom dead center. As a result, the distance L ₂ between the cylindrical outer peripheral surface S of the pin portion 3 and the high frequency induction heating coil 6 becomes larger than L ₁ (L ₂ > L ₁ ). Yes. In this case, the guide member 9b and the cylindrical outer peripheral surface S of the pin portion 3 are separated from each other, and there is no follow-up load f to the pin portion 3 (f = 0). Is a value obtained by subtracting the acceleration load g generated by the movement of the follower R from the load F of the follower R (Fg).
The acceleration load g generated when the follow-up motion of the high frequency induction heating coil 6 is delayed with respect to the revolution motion of the pin portion 3 is smaller than the acceleration load g ′ when following the revolution motion of the pin portion 3. (G <g ′), the load measured by the load measuring sensor 21 is larger than the load during the follow-up operation. Therefore, by utilizing this load difference, a follow-up failure is detected and an alarm is issued. Specifically, when the above-described load difference exceeds a predetermined numerical value, the follow-up failure is determined based on the information and an alarm is generated by an alarm device, an alarm lamp or the like, and at the same time, the high-frequency induction heating device 20 The high frequency induction heating of the pin part 3 by is stopped.
[0020]
<4> Next, as shown in FIG. 2 (d), the pin portion 3 passes through the bottom dead center, and then, as shown in FIG. 2 (e), the pin portion 3 is arranged at the bottom dead center and at that position. As the rotation of the crankshaft 1 about the rotation center axis X is stopped and the revolving motion of the pin portion 3 is stopped, the high frequency induction heating of the pin portion 3 is terminated.
[0021]
<5> After the high frequency induction heating is completed, the high frequency induction heating coil 6 is moved to the upper standby position together with the follow-up mechanism 10 as shown in FIG.
[0022]
According to the high-frequency induction heating device 20 having such a configuration, the incorporation of the load measuring sensor 21 can detect a follow-up failure of the high-frequency induction heating coil 6 with respect to the pin portion 3, and when a follow-up failure is detected (occurrence) Alarm). Then, when a follow-up failure occurs, the outflow of the defective heating product can be prevented by stopping the operation of the high-frequency induction heating device in response to the alarm. Further, by monitoring the monitoring device 24 connected to the load measuring sensor 21, it is possible to continuously monitor the follow-up load by the monitoring device 24, and the follow-up state of the high-frequency induction heating coil 6 with respect to the pin portion 3 can be monitored in real time. It becomes possible to grasp.
[0023]
Although one embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment, and various modifications and changes can be made based on the technical idea of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the device 20 that performs high-frequency induction heating of the pin portion 3 has been described, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a device that performs high-frequency induction heating of the journal portion 2.
[0024]
【The invention's effect】
The present invention according to claim 1 is a load detecting means for continuously detecting the load of the follower following the pin or journal when the high frequency induction heating coil follows the pin or journal of the crankshaft. And is configured to issue an alarm when the load detected by the load detection means exceeds a predetermined magnitude (weight). Induction heating can be stopped, thereby preventing outflow of defective heating products.
[0025]
The present invention according to claim 2 further includes a monitoring device for monitoring the positional relationship between the high frequency induction heating coil and the pin portion or the journal portion based on the detection signal obtained from the load detecting means. Therefore, the follow-up load can be continuously monitored by monitoring this monitoring device, and the follow-up state of the high-frequency induction heating coil can be grasped in real time.
[0026]
According to a third aspect of the present invention, the high frequency induction heating coil is supported via a load adjusting cylinder device, and a load measuring sensor is provided between the fulcrum supporting the cylinder device and the cylinder device. As a result, the tracking failure is detected by a load measuring sensor, so that it is possible to detect the occurrence of tracking failure while being simple and inexpensive, and the high frequency for the pin portion or the journal portion. The follow-up status of the induction heating coil can be monitored in real time.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view showing a high-frequency induction heating apparatus for a crankshaft according to an embodiment of the present invention.
2 (a) to 2 (e) are diagrams for sequentially explaining operations when a pin portion is subjected to high-frequency induction heating in the high-frequency induction heating device of FIG.
FIG. 3 is a perspective view of a crankshaft.
FIG. 4 is a side view of a conventional crankshaft high-frequency induction heating apparatus.
5 (a) to 5 (e) are diagrams sequentially showing operations when the pin portion is subjected to high-frequency induction heating in the high-frequency induction heating apparatus of FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Crankshaft 2a-2e Journal part 3, 3a-3d Pin part 8 High frequency power supply 9a-9c Guide member 20 High frequency induction heating apparatus 21 Sensor 24 for load measurement Monitoring apparatus R Follow-up part S Cylindrical outer peripheral surface

Claims

クランクシャフトのピン部若しくはジャーナル部の円筒状外周面上に半開放鞍型の高周波誘導加熱コイルを載置し、前記高周波誘導加熱コイルに高周波電力を供給すると共に、前記クランクシャフトをその中心軸を中心に回転せしめて前記高周波誘導加熱コイルを前記ピン部若しくはジャーナル部に追従させながら前記ピン部若しくはジャーナル部を高周波誘導加熱するようにしたクランクシャフトの高周波誘導加熱装置において、前記高周波誘導加熱コイルが前記ピン部若しくはジャーナル部に追従する際に、前記ピン部若しくはジャーナル部に追従する追従部の荷重を連続的に検出する荷重検出手段を設け、前記荷重検出手段にて検出される荷重が所定の大きさを越えた場合に警報を発するように構成したことを特徴とするクランクシャフトの高周波誘導加熱装置。A semi-open saddle type high frequency induction heating coil is placed on the cylindrical outer peripheral surface of the pin portion or journal portion of the crankshaft, and the high frequency power is supplied to the high frequency induction heating coil. In the high frequency induction heating device for a crankshaft, the high frequency induction heating coil is configured to perform high frequency induction heating of the pin portion or the journal portion while rotating the high frequency induction heating coil to follow the pin portion or the journal portion. When following the pin portion or journal portion, load detecting means for continuously detecting the load of the following portion following the pin portion or journal portion is provided, and the load detected by the load detecting means is a predetermined load. A crankshaft that is configured to issue an alarm when the size is exceeded. Theft of high-frequency induction heating equipment.

前記荷重検出手段から得られる検出信号に基づいて前記高周波誘導加熱コイルと前記ピン部若しくはジャーナル部との相互間の位置関係を監視する監視装置を更に設けた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装置。The monitoring device for monitoring the positional relationship between the high frequency induction heating coil and the pin portion or the journal portion based on a detection signal obtained from the load detecting means is further provided. Crankshaft high frequency induction heating device.

前記高周波誘導加熱コイルを荷重調整用のシリンダ装置を介して支持すると共に、前記シリンダ装置を支える支点と前記シリンダ装置との間に荷重測定用センサを前記荷重検出手段として組み込み、前記荷重測定用センサにより追従不良の検出を行うようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のクランクシャフトの高周波誘導加熱装置。The high frequency induction heating coil is supported via a load adjusting cylinder device, and a load measuring sensor is incorporated as the load detecting means between the fulcrum supporting the cylinder device and the cylinder device, and the load measuring sensor 3. A high frequency induction heating apparatus for a crankshaft according to claim 1 or 2, characterized in that a tracking failure is detected by means of the above.