CN103621177B - 感应加热装置、感应加热设备、感应加热方法以及热处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种感应加热装置以及感应加热方法，即使对于大型的工件W，也能够使工件的被加热区域整体大致均匀地升温到规定的高温，而且，即使在加热时出现工件的不均匀变形也能够均匀地进行加热。包括：加热线圈（451），在感应加热工件W即、在工件中设有沿着其一方向延伸的被加热区域H1、H2，且在对被加热区域H1、H2进行感应加热时在被加热区域H1、H2的一方的侧缘侧和另一方的侧缘侧处变形量不同的工件时，与被加热区域H1、H2的一部分相向；相对移动组件，其使工件W和加热线圈（451）沿着一方向相对移动。加热线圈（451）以与在加热期间中的被加热区域H1、H2对应的方式被配置。

Description

感应加热装置、感应加热设备、感应加热方法以及热处理方法

技术领域

本发明涉及一种对工件进行感应加热的感应加热装置、感应加热设备、感应加热方法以及热处理方法。

背景技术

通过加热线圈对设定了沿着一方向延伸的被加热区域的工件进行感应加热。例如提出有一种热处理装置，在对具有环形形状的大的工件进行加热时，使加热线圈与工件的沿着一方向延伸的被加热区域的一部分相向，通过例如使工件旋转，对该工件的被加热区域的全长进行加热。

在专利文献1（日本特开2005-325409号公报）中，公开了一种能够对大的轴承轨道轮那样的圆环状工件进行加热的高频热处理装置。在该技术中，通过以下方式进行热处理：将多个马蹄形的加热线圈配置于圆环状工件的圆周方向的多个位置，一边使圆环状工件旋转，一边通过多个加热线圈对该圆环状工件进行感应加热，在加热后使冷却液从马蹄形的加热线圈吐出并进行急速冷却。

在专利文献2（日本特开2009-287074号公报）中，公开了一种对环状部件整体进行高频热处理的装置。在该技术中，通过以下方式进行热处理：通过定位辊定位环状部件的外径面或内径面，在环状部件的内周面、外周面、侧面等的一部分上分别配置加热线圈，一边使环状部件旋转一边对该环状部件进行感应加热，之后进行急剧冷却。

在感应加热装置中，一般来讲，作为用于对加热线圈投入电力的感应加热装置而使用有以下这样的装置。即，感应加热装置包括：逆变器，将工业用电力先变换成直流后再变换成规定频率的交流电流；变压器，通过与该逆变器连接的一次绕组和二次绕组构成；阻抗匹配器，与一次绕组并联地连接；以及加热线圈，与二次绕组并联地连接，该感应加热装置使加热线圈和工件电感耦合，得到逆变器和加热线圈的匹配。

在专利文献3（日本特公昭63-42830号公报）中所公布的感应加热装置构成为，使作为电源的自控式晶闸管逆变器（thyristor inverter）与电容、匹配变压器连接，且使该匹配变压器与被加热体的在升温加热时的合适电压、合适频率选择用的端子群以及被加热体的在恒温加热时的合适电压、合适频率选择用的端子群连接，且通过切换开关将各自的端子群与加热线圈连接。

发明内容

<发明要解决的课题>

然而，在以往的利用感应加热的加热装置中，在对大型的工件进行淬火处理时，不易使被加热区域升温到期望的加热温度。在大型工件的情况，以与全部被加热区域相向的方式配置加热线圈会因成本显著增加而并不实用。当为此而使用与被加热区域的一部分相向的加热线圈进行加热时，由于相对于被加热区域的钢材量大，因此需要长时间加热，另外，工件的热膨胀的变形量随着时间增长会变大，难以确保最佳的加热条件。

尤其是，当在工件的沿着一方向连续的被加热区域的一方的缘侧和另一方的缘侧处加热时的热膨胀所引起的变形量不同时，工件会不均匀地变形。为此，在大型的工件中，利用加热线圈使被加热区域整体均匀地升温到规定的高温是困难的。

因此，本发明的第一目的在于，提供一种感应加热装置以及感应加热方法，即使是大型的工件，也能够使工件的被加热区域整体容易大致均匀地升温到规定的高温，且即使在加热时产生工件的不均匀的变形也能够均匀地加热。

另外，为了对半径为1m以上、例如为3m的所谓大型的工件进行感应加热，采用这样一种方法，即、通过一边对工件的加热区域的一部分局部地进行感应加热一边使工件自身进行旋转，对工件的加热区域整体进行加热。因此，无法在以往所谓的几秒的加热时间里使加热区域的温度上升，需要例如几分钟的加热时间。

然而，在长时间加热时，来自逆变器的输出阻抗随着时间一起变化，难以从逆变器经由阻抗匹配器以及变压器向加热线圈投入电力，无法使工件加热到规定的温度。

因此，本发明的第二目的是提供一种即使时间较长也能够将工件感应加热到规定的温度的加热装置、加热设备以及加热方法。

另外，在对设置成环状的被加热区域进行热处理中，通过对工件的整个表面或工件的整个被加热区域同时进行加热且使整体急剧冷却来进行热处理。在这样的热处理方法中，在对例如具有多个环状的被加热区域的工件进行热处理时，由于同时对多个被加热区域进行加热冷却，因此需要多个种类的与工件的形状和大小对应的加热线圈，另外，加热线圈的形状和结构、工件的支撑结构等变得复杂，装置结构变得复杂。

而且，在同时对多个被加热区域进行加热冷却的结构中，由于利用加热线圈进行加热的面积较广，因此需要较大电力。在大型工件的情况，如果无法供给足够的电力，则无法使被加热区域升温到期望的温度。如果供给足够的电力，则需要与工件的大小对应的大电力，而使电源设备大型化。

一方面，对于具有多个环状的被加热区域的工件，如果对每个被加热区域进行加热，则通过对一部分的被加热区域实施热处理，而使与其他部位不同的构造在工件上形成为无端环状。因此容易产生倾斜，在热处理后产生烧坏或变形等热处理缺陷。尤其是，在大型的工件的情况下，由于在局部的环状的区域里出现这样的形态改变了的构造时变形或应力也与工件的大小对应地变大，因此很明显地容易产生热处理缺陷。

因此，本发明的第3目的在于，提供一种能够以简单的结构对设置于工件中的环状的多个被加热区域进行热处理的热处理方法，本发明的第4目的在于，提供一种当在工件中设置环状的被加热区域且对每个热处理区域实施热处理时，能够防止热处理缺陷的发生的热处理方法。

<用于解决问题的手段>

达成上述第1目的的本发明的感应加热装置，在工件中沿着一方向延伸地设定被加热区域，在对该被加热区域进行感应加热时，工件在该被加热区域的一方的侧缘侧和另一方的侧缘侧处变形量不同，该感应加热装置包括：加热线圈，该加热线圈与被加热区域的一部分相向；以及相对移动组件，使工件和加热线圈沿着一方向地相对移动，与加热期间中的被加热区域对应地配置加热线圈。

在达成第1目的的感应加热装置中，优选的是，包括变位组件，使该加热线圈围绕着沿着一方向的轴进行变向，以便使加热线圈的与被加热区域相向的面在加热期间中沿着被加热区域。

在达成第1目的的感应加热装置中，优选的是，在变位组件中，设有姿势控制部，该姿势控制部控制变位组件的动作，且在加热期间中进行调整来减小或者消除使加热线圈的与被加热区域相向的面和该被加热区域之间的角度的差，姿势控制部包括：设定输入部，输入工件的加热条件；计算处理部，计算在被加热区域的设定加热状态下加热线圈的与被加热区域相向的面和加热区域之间的相对角度；加热状态判断部，判断被加热区域的加热状态是否达到了设定加热状态的情况；驱动控制部，在达到设定加热状态时驱动变位组件。

在达成第1目的的感应加热装置中，优选的是，计算处理部，利用预先设定的模拟处理，基于加热条件计算设定加热状态下的相对角度，且计算加热线圈的与被加热区域相向的面和该被加热区域之间的角度。

在达成第1目的的感应加热装置中，优选的是，包括：位置检测组件，在加热期间中检测工件的被加热区域以外的表面位置；变位组件，基于位置检测组件的检测结果，使工件和加热线圈的相对位置改变，该变位组件在加热期间中至少基于工件形状对由检测结果所得的测量位置进行补正，与利用补正所得的补正位置相对应地改变工件和加热线圈的相对位置。

在达成第1目的的感应加热装置中，优选的是，测量位置是被作为从基准位置的变位来测量的，补正位置是对所测量的变位进行补正后的补正变位。

在达成第1目的的感应加热装置中，优选的是，在变位组件中，设有控制该变位组件的动作的姿势控制部，该姿势控制部，利用至少与工件形状对应的补正系数，对测量位置进行补正而得到补正位置，且与该补正位置相对应地控制变位组件的动作。

在达成第1目的的感应加热装置中，优选的是，姿势控制部包括：设定输入部，输入工件的加热条件；存储部，存储被加热区域的设定加热状态下的补正系数；加热状态判断部，判断被加热区域的加热状态是否达到了设定加热状态的情况；计算处理部，由测量位置和补正系数计算补正位置；驱动控制部，与补正位置对应地驱动变位组件。

在达成第1目的的感应加热装置中，优选的是，计算处理部，利用预先设定的模拟处理，基于加热条件计算设定加热状态下的补正系数，存储部，与设定加热状态对应地存储通过计算部所得的补正系数。

在达成第1目的的感应加热装置中，优选的是，在工件中沿着一方向延伸地设有被加热区域，在对被加热区域进行感应加热时，工件在被加热区域的一方的侧缘侧和另一方的侧缘侧处变形量不同，感应加热方法包括加热工序，加热工序使线圈与被加热区域的一部分相向，一边使工件和加热线圈沿着一方向相对移动，一边利用加热线圈对工件进行加热，在该加热工序中，将加热线圈沿着加热期间中的被加热区域地配置。

在达成第1目的的感应加热装置中，优选的是，在加热期间中，使加热线圈的与被加热区域相向的面沿着被加热区域。

在达成第1目的的感应加热装置中，优选的是，在加热期间中检测工件的被加热区域以外的表面位置，至少基于工件形状对由检测结果所得的测量位置进行补正，与利用补正所得的补正位置相对应地改变工件和加热线圈的相对位置。

在达成第1目的的另外一个感应加热装置中，优选的是，一种对沿着一方向延伸地设定被加热区域的工件进行感应加热的加热装置，包括：多个加热线圈，与被加热区域的一部分相向；相对移动组件，使工件和多个加热线圈沿着一方向相对移动；以及变位组件，使加热线圈分别在被加热区域的宽度方向上变位，通过利用变位组件使各加热线圈变位，进行调整来使多个加热线圈和被加热区域的相向面积在被加热区域的宽度方向上变化，通过多个加热线圈对被加热区域进行加热。

在达成第1目的的另外一个感应加热装置中，优选的是，在对被加热区域进行感应加热时，工件在被加热区域的一方的侧缘侧和另一方的侧缘侧处变形量不同，在变位组件中设有控制该变位组件的动作的姿势控制部，该姿势控制部在加热期间中与被加热区域和各加热线圈之间的间隔对应地改变各加热线圈的位置。

在达成第1目的的另外一个感应加热装置中，优选的是，包括电力调整组件，分别调整供给多个加热线圈的高频电力，利用变位组件调整各加热线圈的位置，且利用电力调整组件使供给各加热线圈的高频电力不同，利用多个加热线圈对被加热区域进行加热。

在达成第1目的的另外一个感应加热装置中，优选的是，姿势控制部包括：设定输入部，输入工件的加热条件；计算处理部，决定多个加热线圈的配置，以与在被加热区域的规定加热状态下的被加热区域和多个加热线圈之间的间隔相对应；加热状态判断部，判断被加热区域的加热状态是否达到了规定加热状态的情况；驱动控制部，在达到想定加热状态时基于多个加热线圈的配置驱动变位组件。

在达成第1目的的另外一个感应加热装置中，优选的是，计算处理部利用预先设定的模拟处理，基于加热条件计算规定加热状态下的间隙，且决定多个加热线圈的配置。

达成第1目的的另外一种感应加热方法，是一种对于沿着一方向设有被加热区域的工件进行感应加热的感应加热方法，包括加热工序，使加热线圈与被加热区域的一部分相向，一边使工件和加热线圈沿着一方向相对移动，一边利用加热线圈对工件进行加热，在加热期间中通过使多个加热线圈在被加热区域的宽度方向上分别变位，进行调整来使多个加热线圈和被加热区域的相向面积在被加热区域的宽度方向上变化。

在达成上述第2目的的感应加热装置中，优选的是，包括：多个变压器，与加热线圈并联地连接；逆变器，包括将工业用电压变换成直流电压的正变换部、以及将利用该正变换部变换的直流电压变换成指定频率的电压的逆变换部；逆变器控制部，包括控制正变换部的正变换控制部、以及通过控制所述逆变换部，将所述直流电压变换成各指定频率的电压并输出所述各指定频率的电压的逆变换控制部；开关群，将加热线圈和多个变压器中的其中之一连接，将多个变压器中的其中之一与多个阻抗匹配器的其中之一连接，将多个阻抗匹配器的其中之一与逆变器连接，将多个逆变换控制部的其中之一与逆变换部连接；设定部，将感应加热时间划分成多个时间段且在每个时间段内，将以下信息作为感应加热条件进行设定：从逆变器输出的电压的频率的设定信息、和基于多个阻抗匹配器以及多个变压器的选择的组合而构成的开关电路的选择信息；切换控制部，根据由设定部设定的感应加热条件，在每个时间段内，选择多个逆变换控制部中的其中之一来控制逆变换部并输出指定的频率的电压，且利用开关群将一个阻抗匹配器与逆变器连接，将该一个阻抗匹配器与一个变压器连接，且将该一个变压器与加热线圈连接。

在达成上述第2目的的感应加热装置中，优选的是，逆变器包括阻抗测量部，对输出阻抗进行计算测量，切换控制部，在由阻抗测量部输入的计算测量结果超过可接受范围的情况下，通过参考设定部中所设定的感应加热条件中的与下一个时间段有关的信息，选择多个逆变换控制部中的其中之一使从逆变器输出的电压的频率改变，且切换开关群，得到耦合电感。

达成上述第2目的的感应加热设备，优选的是，包括：多个感应加热装置，沿着环状体的工件在圆周形状上隔开间隔地配置；设定部，设定感应加热条件；以及切换控制部，多个感应加热装置分别包括：加热线圈，以与工件的被加热区域相向的方式配置；多个变压器，与加热线圈并联地连接；多个阻抗匹配器，与多个变压器中的其中之一连接；逆变器，包括将工业用电压变换成直流电压的正变换部、以及将利用正变换部变换的直流电压变换成指定频率的电压的逆变换部；逆变器控制部，包括控制正变换部的正变换控制部、以及通过控制所述逆变换部，将所述直流电压变换成各指定频率的电压并输出所述各指定频率的电压的逆变换控制部；开关群，将加热线圈与多个变压器中的其中之一连接，将多个变压器中的其中之一与多个阻抗匹配器中的其中之一连接，将多个阻抗匹配器中的其中之一与逆变器连接，将多个逆变换控制部中的其中之一与逆变换部连接，设定部，在每个感应加热装置中且在将感应加热时间划分成多个时间段的每个时间段内，将以下信息作为感应加热条件进行设定：从逆变器输出的电压的频率的设定信息、和由多个阻抗匹配器以及多个变压器的选择的组合构成的匹配电路的选择信息，切换控制部，根据在设定部中设定的感应加热条件，在每个感应加热装置中且在每个时间段内，选择多个的逆变换控制部中的其中之一控制逆变换部而输出指定频率的电压，且利用开关群将一个阻抗匹配器与逆变器连接，将该一个阻抗匹配器与一个变压器连接，将该一个变压器与加热线圈连接。

达成上述第2目的的感应加热方法，优选的是，在一边使工件移动一边进行感应加热时，与工件的加热温度或者加热时间对应地使流入工件的感应电流的频率不同，与频率的变化对应地使阻抗匹配器以及变压器的组合交换。

达成上述第2目的的其他感应加热方法，优选的是，沿着工件配置多个加热线圈，在一边使工件移动一边利用多个加热线圈进行感应加热时，与工件的加热温度或者加热时间对应地使流入工件的感应电流的频率不同，与频率的变化对应地交换阻抗匹配器以及变压器的组合。

达成上述第3以及第4目的的本发明的热处理方法，设置多个沿着环形形状的工件的环状的被加热区域，对每个该被加热区域依次进行热处理，热处理方法的特征在于，包括：第1加热工序，对第1被加热区域进行加热；第1冷却工序，对加热后的第1被加热区域进行急剧冷却；回火工序，在第1冷却工序之后，对第1被加热区域进行加热、冷却；第2加热工序，在回火工序之后，对第2被加热区域进行加热。

在达成第3以及第4目的的热处理方法中，优选的是，在对被加热区域加热时，工件在被加热区域的一方的缘侧和另一方的缘侧处变形量不同。

在达成第3以及第4目的的热处理方法中，优选的是，在第1加热工序以及第2加热工序中，采用相同的加热线圈对第1被加热区域进行感应加热。

在达成第3以及第4目的的热处理方法中，优选的是，在第1加热工序以及第2加热工序中，采用相同的加热线圈对第1被加热区域和第2被加热区域进行感应加热。

在达成第3以及第4目的的热处理方法中，优选的是，第1被加热区域和第2被加热区域具有面对称形状，在回火工序之后，将工件反转。

<发明的效果>

根据达成本发明的第1目的的感应加热装置以及感应加热方法，由于一边使加热线圈与加热期间中的被加热区域对应地进行配置，一边调整在宽度方向上的多个加热线圈的配置分布，因此，在对工件进行感应加热时，即使在被加热区域的一方的缘侧和另一方的缘侧处变形量不同，也能够使被加热区域整体大致均匀地升温到规定的温度。

根据达成本发明的第2目的的感应加热装置、感应加热设备以及感应加热方法，通过使从逆变器输出的频率与工件的加热温度或加热时间相对应而不同，且与之相对应地交换阻抗匹配器以及变压器的组合而得到电感耦合，且能够向工件供给足够的电力而使工件升温到期望的温度。尤其是，利用工件的加热区域的升温与磁导率匹配而得到电感耦合。

根据达成本发明的第3目的的热处理方法，由于在环形形状的工件的多个位置处设有沿着工件形状的环状的被加热区域且对多个被加热区域依次进行热处理，因此，能够通过具有与工件的大小和形状无关而与被加热区域的形状对应的结构的加热部进行加热。因此，能够采用不依赖于工件的大小和形状的简单的加热部来对被加热区域进行加热，能够采用简单的结构的热处理装置进行热处理。

而且，根据该热处理方法，当对于在环形形状的工件的多个位置处沿着工件形状而局部地设置的环状的被加热区域依次进行热处理时，利用第1加热工序以及第1冷却工序对第1被加热区域进行了热处理之后，利用回火工序对第1被加热区域进行加热以及冷却，接着对第2被加热区域进行加热。因此，在对第2被加热区域进行加热前的期间或在加热过程中，能够减少或防止例如变形或烧坏这样的热处理缺陷的发生。

附图说明

图1是表示本发明的作为加热对象的工件的局部剖视图。

图2是本发明的实施方式的热处理装置的俯视图。

图3是本发明的实施方式的热处理装置的侧视图，省略设置于近前侧的加热部而显示。

图4的是为了表示本发明的实施方式的热处理装置的夹具与搬送装载部连接后的状态而将一部分以剖面的方式显示的侧视图。

图5是表示本发明的实施方式的热处理装置的操作部的主菜单的画面的图。

图6是表示本发明的实施方式的热处理装置的操作部的移动终端器的图。

图7是表示本发明的实施方式的热处理装置的加热段的概要俯视图。

图8（a）是实施方式的加热段的加热部以及变位组件的侧视图，图8（b）为后视图，图8（c）为局部俯视图。

图9是本发明的实施方式的加热段的位置检测部的局部侧视图。

图10是本发明的实施方式的冷却段的局部剖视图。

图11是与本发明的实施方式的热处理装置的供电设备相关的电路图。

图12是示意地表示在供电设备的操作部的输入输出画面中显示的步骤数据设定画面的图。

图13是示意地表示接着图12所示的步骤数据设定画面而显示的电路设定条件的设定画面的图。

图14是示意地表示在与图11不同的电路结构中通过在加热中途使来自逆变器的输出频率不变而以较短时间进行感应加热时的逆变器的输出特性的图。

图15是用于说明工件的不均匀变形的概要剖视图，将变形夸张地进行显示。

图16是表示本发明的实施方式的姿势控制部的方块图。

图17是表示本发明的实施方式的加热工序的流程图。

图18是本发明的实施方式的热处理装置的工件的加热状态的概要剖视图，将变形夸张地进行显示。

图19是表示本发明的实施方式的热处理装置的线圈的配置的展开图。

图20（a）是表示实施方式的热处理装置的加热线圈的主视图，图20（b）是表示变形例的加热线圈的与工件相向部分的形状的局部主视图，图20（c）表示变形例的加热线圈的与工件相向部分的形状的局部主视图。

图21是表示本发明的实施方式中的对第1被加热区域以及第2被加热区域进行热处理的工序的流程图。

图22（a）至图22（d）是说明本发明的实施方式的第1被加热区域的热处理顺序的图。

图23（a）至图23（d）是说明本发明的实施方式的第2被加热区域的热处理顺序的图。附图标记说明

W工件；W1基部；W2突出部；W3倾斜面；H1、H2被加热区域；C旋转中心；P1搬入搬出位置；P2悬挂位置；P3加热位置；10热处理装置（加热装置）；12、12A、12B、12C变压器；13、13A、13B、13C阻抗匹配器；14逆变器；14A正变换部；14B逆变换部；15逆变器控制部；15A正变换控制部；15B逆变换控制部；16开关群；16A、16B、16C、16D、16E开关；17切换控制部；18设定部；19工业用电源；40加热冷却架台；42变位架台；43位置检测支柱；44位置检测台；100夹具；110工件支撑部；111放射架台；112旋转辊（相对移动组件）；130中央构造部；200搬送机构；210搬送轨；220搬送装载部；246旋转驱动组件；255旋转驱动马达；300搬入搬出段；400加热段；410夹具保持机构；440辅助冷却部；450加热部；451加热线圈；452支撑箱；460变位组件；461位置调整柄；462上下变位部；463水平变位部；464下架台；465上下驱动机构；466变位引导杆；467纵变位螺丝轴；468变位轴承；469上下驱动马达；471连接体；472第1变位轨道；473上架台；474第1变位驱动机构；475第2变位轨道；476第2变位驱动机构；477变位驱动马达；478横变位螺丝轴；479变位突部；480位置检测组件；481第1进退机构；482第2进退机构；483径方向位置检测工具；484轴方向位置检测工具；485进退用驱动组件；486杆；487引导杆；488接触端子；489变化量检测部；490姿势控制部；491电力调整组件；492角度变向部；493设定输入部；494计算处理部；495存储部；496加热状态判断部；497驱动控制部；500冷却段；520冷却套；600部件交换段；700供电设备；701移动终端器；702电缆；710操作部；711输入输出画面。

具体实施方式

以下，结合附图对本发明的实施方式详细地进行说明。

在本实施方式中，使用对大型的圆环形状的加热对象物进行加热及冷却来进行热处理的例子，进行说明。

其中，所谓的热处理，是指通过将加热和冷却组合且在各种条件下实施于工件W，来改变工件W的结构且改变硬度或韧性这样性质的处理，包含例如淬火处理。

（第1实施方式）

（工件）

首先对于作为本发明的加热对象的工件进行说明。

加热对象的工件采用钢材这样的可热处理的材料构成，可以是只有表面侧能被加热的工件，也可以是能一直被加热到内部的工件。在工件的表面的一部分上由被加热面构成的被加热区域被设定为沿着一方向以大致固定形状延伸。尤其是与作为被加热区域的两侧缘间的距离的宽度相比，优选被加热区域的全长为长的工件形状的情况。其中，所谓的一方向，在有端部的工件的情况，是指沿着在两端间延伸的直线、波浪线、曲线等的方向；在环形形状的工件的情况，是指沿着环形形状的方向。

工件的形状为任意，但优选这样形状的工件：在对被加热区域进行感应加热时，在被加热区域的宽度方向的一方的缘侧和另一方的缘侧处因热膨胀引起的变形量不同。例如在与被加热区域正交的截面形状中，在被加热区域的一方的缘侧和另一方的缘侧处形状有较大不同这样的情况下，在被加热区域的两缘侧处因进行感应加热时的热膨胀所引起的变形量不同。

如图1所示，本实施方式的工件W具有环形形状且在表面上局部地设有两处以上的被加热区域H1、H2。各被加热区域H1、H2分别沿着工件W的环形形状而设置成环状。

该工件W具有圆环形状，在截面形状中包括基部W1和从基部W1向内侧突出的突出部W2，且具有在突出部W2朝向内侧且沿着相反方向倾斜的倾斜面W3。分别以沿着环形形状而设置成无端部的形状的方式，第1被加热区域H1被设置于一方的倾斜面W3，第2被加热区域H2被设置在另一方的倾斜面W3。第1以及第2被加热区域H1、H2可以为仅表面侧被加热的区域，也可以为被加热到内部的区域，但在此处为只有表面侧被加热的区域。

该工件W是构成具有直径为1m以上、这里为直径3m以上的圆环形状的大型的旋转轮或构成大型的轴承等的外轮的例子。

在该工件W中，第1被加热区域H1以及第2被加热区域H2分别相互大致平行地以大致固定形状延伸。第1被加热区域H1和第2被加热区域H2具有面对称形状，为通过使工件W的一方的端面和另一方的端面反转第1被加热区域H1和第2被加热区域H2被配置于相同位置的形状。

另外，为如下形状，即、当对被加热区域H1、H2的一方或者双方进行感应加热时，在被加热区域H1、H2的宽度方向的一方的缘侧和另一方的缘侧处由热膨胀所导致的变形量不同。这是因为，在与被加热区域H1、H2正交的截面形状中，由于在被加热区域H1、H2的一方的缘侧和另一方的缘侧处形状较大地不同，因此在被加热区域H1、H2的两缘侧处由感应加热时的热膨胀所导致的变形量不同。

（热处理装置）

接着，对于本实施方式的使用了感应加热装置的热处理装置进行说明。另外，在本实施方式中，对于具备感应加热装置、设定感应加热条件的设定部和切换部的感应加热设备，为了容易理解也称之为感应加热装置。

如图2至图4所示，热处理装置10包括支撑工件W的夹具100、搬入以及搬出工件W的搬入搬出段300、将夹具100悬挂而搬送的搬送机构200、一边使载置于夹具100的工件W旋转一边对工件加热的加热段400、设置于加热段400的下方的冷却段500、设置于搬入搬出段300的相反侧的部件交换段600、以及用于驱动各段的电气设备。

如图4所示，夹具100包括载置工件W的工件支撑部110、设置于工件支撑部110的中央的中央构造部130。工件支撑部110包括作为相对移动组件的旋转辊112，该旋转辊112沿着放射方向地被配置在沿着放射方向延伸的多个放射架台111的前端侧。旋转辊112能够由向中央构造部130输入的驱动力旋转驱动。工件W能够通过使各旋转辊112旋转而沿着环形形状移动。

如图2以及图3所示，搬入搬出段300的结构如下：能够在搬入搬出位置P1处将工件W载置于夹具100的工件支撑部110，且能够使夹具100朝向悬挂位置P2移动而精度较佳地配置于悬挂位置P2。

如图2以及图3所示，搬送机构200包括配置于各段的上方的搬送轨210和沿着搬送轨210移动的搬送装载部220。搬送装载部220具有这样的结构：通过如图4所示那样能够与夹具100的中央构造部130连接，从而在连接的状态下将夹具100悬挂并搬送。在搬送装载部220设有旋转驱动组件246。通过使搬送装载部220与夹具100的中央构造部130连接，能够通过旋转驱动组件246旋转驱动夹具100的各旋转辊112。

如图2以及图3所示，加热段400成为如下这样适用本发明的结构：在将夹具100配置于规定位置的状态下，使载置于夹具100的工件W一边旋转一边进行均匀地加热。详细内容如后述。

如图3所示，冷却段500设于加热段400的下方，在使夹具100下降来配置的状态下，一边使工件W旋转一边从冷却套520供给冷却液对工件W进行冷却。

如图2以及图3所示，部件交换段600能够将加热段400或冷却段500的部件支撑于部件交换夹具620来进行搬送，能够交换各段的部件。

电气设备构成为能够向全段供电，设有用于控制以及操作全段的各动作部位的操作部710。操作部710设有如图5这样的触摸屏，能够一边输入用于各段的信息，一边监视动作。如图5所示，在操作部710的主菜单中，可选择输入或显示各段的控制器、机种选择、加热条件设定、检测数据、参数的画面。

该操作部710具备如图6所示那样操作者能够容易地搬运的移动终端器701。该移动终端器701能够进行与操作部710相同操作，可选择输入或显示各段的控制器、机种选择、加热条件设定、检测数据、参数的画面。该移动终端器701通过经由电缆702以有线的方式与设置于热处理装置10周围的多个位置处的连接部连接来使用。

其中，由于在热处理装置10的多个位置设置有连接部，因此操作者无需连操作部710的操作显示屏都要移动就能够在热处理装置10的各个场所进行各种输入或操作。另外，由于使用电缆702以有线的方式进行连接，因此，即使在使用高频进行热处理的装置中，也可以防止通信故障而正常地进行操作。

（加热段的整体结构）

如图7所示，加热段400包括：夹具保持机构410，从下方支撑夹具100的放射架台111且限制该放射架台111在圆周方向上的移动；以及多个加热部450，对载置于夹具100的工件W进行加热。夹具保持机构410以及加热部450相对于作为夹具100的中心的工件W的旋转中心C在该旋转中心C的四周设置有多个。其中，在夹具100的相互邻接的放射架台111之间设有工件W的加热位置P3，将各加热部450以与加热位置P3对应的方式配置。

（加热部）

如图7以及图8所示，各加热部450包括：位置检测组件480，检测工件W的表面位置；以及加热线圈451，以在各加热位置P3处与载置于夹具100上的工件W的被加热区域H1、H2相向的方式被配置。各加热部450进一步还包括：供电设备700，由电气设备的一部分构成，用于控制加热部450的各部分并将高频电力供给加热线圈451；支撑箱452，连接并支撑加热线圈451；变位组件460；姿势控制部490；电力调整组件491；以及辅助冷却部440。变位组件460通过基于位置检测组件480的检测结果而使支撑箱452变位以及变向，由此使加热线圈451相对于工件W的相对位置改变且使相对角度的朝向改变。姿势控制部490用于控制变位组件460的动作且调整工件W和加热线圈451的相对位置以及相对角度。电力调整组件491由供电设备700的一部分构成，用于调整供给加热线圈451的高频电力。在对一方的被加热区域H1、H2进行加热时，辅助冷却部440为了对其他部位、尤其是另一方的被加热区域H1、H2进行冷却对这些部位喷洒冷却液。

（位置检测组件）

位置检测组件480是在加热时检测工件表面的位置的组件，且如图7所示那样配置在各加热位置P3的上游侧。在本实施方式中，每隔两个加热位置P3，在与配置在其上游侧的夹具100的放射架台111对应的位置，配置位置检测组件480。

具体来讲，如图9所示，各位置检测组件480安装有位置检测台44，该位置检测台44设置在加热冷却架台40的位置检测支柱43上。各位置检测组件480包括：径方向位置检测工具483，经由第1进退机构481而安装于位置检测支柱43；轴方向位置检测工具484，经由第2进退机构482而被安装。径方向位置检测工具483和轴方向位置检测工具484相互正交地配置。

第1进退机构481以及第2进退机构482包括由空气气缸等构成的进退用驱动组件485、以及与进退用驱动组件485的杆486平行的多个引导杆487。各进退机构481、482利用杆486以及引导杆487来防止各位置检测工具483、484沿着检测方向倒塌。

径方向位置检测工具483以及轴方向位置检测工具484分别包括：与工件W的表面抵接且可旋转的耐热性的接触端子488；以及一边对接触端子488向工件W侧施力一边检测接触端子488的进退量的变化量检测部489。作为各变化量检测部489，可以使用例如带线性传感器的空气气缸。

由于在加热时被加热区域H1、H2的温度成为高温，因此使接触端子488与被加热的被加热区域H1、H2以外的位置抵接来进行检测。在径方向位置检测工具483中，使接触端子488与工件W的外周面的中间部位抵接，检测工件W的从工件W的旋转中心C沿着放射方向的表面位置。在轴方向位置检测工具484中，使接触端子与载置于夹具100的工件W的上表面的外侧部位抵接，检测沿着工件W的旋转中心C的轴线的工件的表面位置。

在加热时，在各位置检测组件480中，使径方向位置检测工具483以及轴方向位置检测工具484的接触端子488与工件W抵接。在工件W旋转时，与表面接触的接触端子488一边转动一边对应于工件W的表面的变位而进退。例如以工件W的圆周方向的任意位置作为基准位置，通过测量接触端子488的进退量，由此能测量工件W的圆周方向的各位置距离基准位置的变位量。由于工件W为环状体，因此工件W通过旋转一次回到原来的位置。

通过在变化量检测部489中检测接触端子488的变位量，检测工件W表面的上下方向的变位以及水平方向的变位，且输出表示测量位置的信号。

（加热线圈）

加热线圈451以可与被加热区域H1、H2的沿一方向延伸的全长中的一部分相向的大小形成，与工件W的全周中的配置在加热位置P3的部位相向地配置。各加热部450的加热线圈451相互隔开规定间隔且均等地配置在被加热区域H1、H2的全长中。

加热线圈451的形状能够适当地选择，是在俯视中与工件的加热部位的弧形形状对应的形状，为与工件W的纵截面形状对应的纵截面形状。此处，多个加热线圈451、优选为全部的加热线圈451具有相同的形状。

例如，各加热线圈451也可以为通过如下方式而形成的形状，即、在工件W的圆周方向的规定区域内将具有大致固定截面的管状、棒状或者板状的线圈材料上下重复地弯曲延伸。具体来讲，可以为：如图20（a）所示，通过在全长中以中空部连续的方式使方管接合，在两端设置冷却液的入口451b以及出口451c，与工件W相向的部位设置多个弯曲部451d，来进行弯曲而形成的锯齿形状。如图20（b）所示，也可以为：通过在与工件W相向的部位设置有使截面为圆形的管状的线圈材料弯曲而成的多个弯曲部451e，由此形成的锯齿形状。

在被加热区域H1、H2的内侧和外侧处周长不同的情况下，作为加热线圈451，也可以使用如图20（c）所示的部件。就该加热线圈451而言，与工件W相向的部位，也可采用方管形成。也可以使方管弯曲成在工件内侧以及外侧的多个弯曲部451f和设置在弯曲部451f之间的弯曲部451g而形成为锯齿形状。也可构成为：在该加热线圈451中，与距离旋转中心C近的部位的圆周方向的长度相比，距离旋转中心C远的部位的圆周方向的长度更长。

在这样的加热线圈451中，为了对各被加热区域H1、H2更加均匀地加热，比较理想的是，作为加热线圈451与被加热区域H1、H2之间的间隙的间隔整体上尽可能全部一样。

为此，优选的是，被加热区域H1、H2的形状和加热线圈451的与被加热区域H1、H2相向的面的形状在尽可能广的范围内一致。另外，优选的是，加热线圈451的与被加热区域H1、H2相向的面的面积，即相向面积，在被加热区域H1、H2的宽度方向上尽可能全部一样。进一步，在与被加热区域H1、H2正交的截面中，优选的是加热线圈451的与被加热区域H1、H2相向的面与被加热区域H1、H2之间的角度尽可能小，更优选的是该角度为0度。

优选的是，加热线圈451的在与被加热区域H1、H2正交的方向上的宽度与被加热区域H1、H2的宽度相等。当加热线圈451的宽度较窄时，通过使多个加热线圈451的配置在宽度方向上错开，由此能够在被加热区域H1、H2的整个宽度上更加均匀地加热。

该实施方式的加热线圈451形成为：与被加热区域H1、H2相向的面具有与被加热区域H1、H2对应的形状，且与被加热区域H1、H2正交的宽度比被加热区域H1、H2的宽度稍窄。

（供电设备）

在说明供电设备700之前，关于对于各种工件都能够适用的感应加热装置的电路来进行说明。

图11是本发明的实施方式的感应加热装置1的电路图。如图11所示，本发明的实施方式的感应加热装置1包括：多个变压器12，相对于加热线圈2并联地连接；多个阻抗匹配器（Matching Box）13，与多个变压器12的其中其中之一连接；逆变器14，与多个阻抗匹配器13的其中之一连接；逆变器控制部15，控制逆变器14；开关群16，将逆变器14和阻抗匹配器13、阻抗匹配器13和变压器12、变压器12和加热线圈2分别交替地连接；切换控制部17；以及设定部18。

逆变器14与工业用电源19连接，包括：正变换部14A，将商用电压变换为直流电压；和逆变换部14B，将来自正变换部14A的直流电压变换成指定频率的交流电压。

逆变器控制部15包括控制正变换部14A的正变换控制部15A和控制逆变换部14B的多个逆变换控制部15B。各逆变换控制部15B分别控制逆变换部14B，使在逆变换部14B变换成相互不同频率的电压，并使逆变换部14B输出该电压。

多个阻抗匹配器13通过具有不同负载量的阻抗匹配器13A、13B、13C构成。除了电容器以外，阻抗匹配器13A、13B、13C也可包含阻抗器。

多个变压器12构成为包括：一次绕组，经由开关16B、16C与阻抗匹配器连接；以及二次绕组，经由开关16A与加热线圈2连接，在各变压器12中一次绕组与二次绕组的比例不同。

开关群16包括：例如3个开关16A，用于将加热线圈2与多个变压器12的其中之一连接；3对开关16B、16C，用于将多个变压器12的其中之一与多个阻抗匹配器13的其中之一连接；例如3个开关16D，用于将多个阻抗匹配器13的其中之一与逆变器14连接；以及3个开关16E，用于将多个逆变换控制部15B的其中之一与逆变换部14B连接。

设定部18用于将感应加热时间进行多次划分，针对形成的各时间段，设定从逆变器14输出的电压的频率的设定信息、和基于多个阻抗匹配器13以及多个变压器12的选择的组合而构成的匹配电路（Matching Circuit）的选择信息来作为感应加热条件。

切换控制部17根据设定部18中所设定的感应加热条件，针对将感应加热时间进行划分而成各时间段，选择多个逆变换控制部15B中的其中之一来控制逆变换部14B且输出规定频率的电压。与此同时，切换控制部17通过开关群16、即开关16A、16B、16C以及16D，将一个阻抗匹配器13与逆变器14连接，将该一个阻抗匹配器13与一个变压器12连接，将该一个变压器12与加热线圈2连接。

在设定部18中设有触摸屏部，将该触摸屏部作为显示来自逆变器14的输出状况的监控器，且作为用于设定各种感应加热条件的输入输出操作画面。图12是表示显示在如图11所示的设定部18中的步骤数据设定画面的图。在操作部18中，显示了如图12所示那样的步骤数据设定画面，在该步骤数据设定画面中，能够以步骤为单位设定步骤的时间、工件旋转速度、作为来自逆变器14的输出条件的电力、电压。通过该步骤数据设定画面，也可以设定从逆变器14输出的电力的频率。

另外，在某个特定的步骤中，为了设定没有电力从某个逆变器14被供给的状态，可将来自逆变器14的输出电力、电压设定为例如零或低的数值，对由变压器12以及阻抗匹配器13的组合构成的匹配电路的切换进行选择。图13是在表示图11所示的设定部18中显示的、用于设定电路设定条件的画面的图。在图12所示的画面中，在选择“匹配电路的切换”时，如图13那样的电路设定条件的画面被显示，能够选择变压器12以及阻抗匹配器13的种类。例如图13所示，针对各编号的加热线圈2，将以下选择项作为电路设定条件选择画面来显示，通过选择这些选择项来设定：为了选择变压器而用于选择绕数的选择项即“MTR（MainTransformer）电压选择”、用于选择阻抗匹配器的选择项即“电容器容量”、以及选择项即“逆变换控制部的选择”。在如图12以及图13所示的画面中，从逆变器14输出的交流电的频率通过在图13所示的电路设定条件中选择逆变换控制部来进行设定，但也可以在图12所示的步骤数据设定画面中，例如在最右侧重新设置一列，设定各步骤中输出的频率。另外，在进行匹配电路以及频率的切换时，并非一定必须将来自逆变器14的输出值设定为零，例如只要使来自逆变器14的输出电平（Output Level）降低即可。

在本发明的实施方式所涉及的感应加热装置1中，通过采用这样的电路结构，利用设定部18，能够将感应加热时间划分成多个时间段，选择逆变换控制部15B且能够在该选择的前后输出不同频率的电压。与此同时，通过选择开关16A至16D的组合，能够变换阻抗匹配器13与变压器12的组合。因此，在利用感应加热使工件W升温的中途，通过改变逆变器14的输出频率且交换阻抗匹配器13以及变压器12的组合，即使工件W的磁导率变化，也从能够将从逆变器14输出的电力用于工件W的感应加热中。另外，逆变换控制部15B的选择在加热相同工件W时并不一定必需改变。

对使用图11所示的感应加热装置1进行较长时间感应加热而使工件升温到期望的温度的情况进行说明。图14是用于说明能够采用本发明的实施方式的感应加热方法进行较长时间感应加热的情况的说明图，与图11所示的装置不同，图14是表示在加热中途使来自逆变器14的输出的频率不变且在较短时间内进行加热时的工件的温度、逆变器14的输出阻抗、以及以直流电压对逆变器14的输出进行评价时的图表。从图14可知，随着时间增长，来自逆变器14的输出阻抗暂时降低而成为最小值后，在工件W的温度为大约700℃至800℃的前后，输出阻抗恒定。当该输出阻抗不再增加时，逆变器的输出电压达到峰值，之后开始降低。因此，在此之后，来自逆变器14的输出不再被投入至工件。

然而，在本发明的实施方式中，随着加热时间增长，能够与加热温度相对应地使逆变器14的输出频率改变，且选择该输出频率的数值和阻抗匹配器以及变压器。因此，在加热中途，即使工件W的材料、尤其是磁导率等物理特性数值变化，也能够使感应电流流入工件W，能够使工件上升到期望的温度。

对于图11所示的感应加热装置1的变形例进行说明。在图11中，在逆变器14也可具有测量输出阻抗的阻抗测量部。阻抗测量部测量从逆变换部14B输出的电流、电压以及这些电流和电压的相位差。将该测量结果从逆变器14输出到切换控制部17。此时，例如图12所示，在设定部18的步骤数据设定画面中，步骤4的“匹配电路的切换”为“有”。在切换控制部17中，不间断地对由逆变器测量部输入的测量结果进行监控。其中，当为即使超过了现在阻抗的可接受范围的情况，若在下一步骤中要进行匹配电路的切换时，即使还未满现在的步骤所指定的时间，也可强制地转移到下一步骤。即，当从阻抗测量部输入的测量结果超过阻抗的可接受范围时，切换控制部17参考设定部18中所设定的感应加热条件中的与下一时间段有关的条件来判断有无匹配电路的切换。而且，在切换匹配电路的情况下，强制地选择下一步骤中所设定的逆变换控制部15B而改变从逆变器14输出的电压的频率，且切换开关群16。由此，改变从逆变器14输出的电压的频率，且切换匹配电路而实现阻抗匹配。

接着，对应用了图11所示的感应加热装置1的设计思想，构成作为在该第1实施方式中的感应加热装置的加热部450的例子进行说明。

其中，图11所示的感应加热装置1适用于加热部450的供电设备700。在各加热部450中，如图11所示，包括：加热线圈451；多个变压器12；多个阻抗匹配器13；逆变器14，具有正变换部14A以及逆变换部14B；逆变器控制部15，包括控制正变换部14A的正变换控制部15A、以及控制逆变换部14B使其变换输出各指定频率的电压的多个逆变换控制部15B；以及开关群16。

如图2所示，热处理装置10包括：设定部31，用于对各加热部450统一地设定感应加热条件；以及切换控制部32，利用该设定部31切换控制各加热部450的开关群16。

在设定部31中，对于每个加热部450，并且对于在将感应加热时间划分成多个时间段后的每个时间段，将以下信息作为感应加热条件来进行设定：由各逆变器14输出的电压的频率的设定信息、基于多个阻抗匹配器13以及多个变压器12的选择的组合而构成的匹配电路的选择信息。

因此，对于每个加热部450，切换控制部32根据设定部31所设定的感应加热条件，在每个时间段内，通过选择多个逆变换控制部15B中的其中之一来控制逆变换部14B来输出指定的频率的电压。而且，切换控制部32通过开关群16将一个阻抗匹配器13与逆变器14连接，该将该一个阻抗匹配器13与一个变压器12连接，将该一个变压器12与加热线圈451连接。

其结果，对于每个加热部450，都能够通过设定部31设定感应加热条件，从感应加热开始后在单位时间内，能够设定来自逆变器14的输出状态、选择匹配电路等。由此，切换控制部32在接收到感应加热开始信号的输入时，基于设定部31中所设定的感应加热条件，对于每个加热部450，从感应加热开始后随着时间增长，通过逆变器控制部15的正变换控制部15A和所选择的逆变换控制部15B控制逆变器14，从逆变器14输出指定频率的电压。而且，通过所选择的阻抗匹配器13以及变压器12的组合，将阻抗调整为与该频率对应的阻抗。因此，即使工件因感应加热而发生结构变形、磁导率等物理特性数值改变，也可以根据设定部31所设定的电路设定条件通过切换控制部32切换各开关群16。

特别是在图2以及图3所示的热处理装置10中，在使直径为1m以上的大型的旋转轮或构成大型的轴承等的外轮这样大型的工件W一边走行一边对该工件W进行感应加热时，整体的感应加热时间不得不变长。这样一来，能够解决如下问题，即、由于工件W升温而引起结构变形，导致无法实现阻抗的匹配而电力难以从逆变器14被投入到加热线圈451。即使工件W为大型工件也能够充分进行感应加热而使其上升到期望的温度。另外，在如图2以及图3所示的热处理装置10中，与工件的淬火条件相对应，可以针对各加热部450在不同时间改变频率，也可以针对全部的加热部450在相同的时间期间改变频率。

另外，能够在本发明的范围内对上述感应加热装置1的电路进行适当变更来实施。例如，也可以在工件W的附近配置非接触式的温度传感器，以该温度传感器的检测值为基准设定感应加热条件，来改变频率、匹配电路的组合。

（变位组件）

变位组件460是改变工件W和加热线圈451的相对位置且改变相对角度的组件。

如图8所示，变位组件460包括：上下变位部462，使支撑箱452上下地变位；水平变位部463，使支撑箱452沿着始于工件W的旋转中心C的放射方向在水平方向上变位；以及角度变向部492，调整支撑箱452的倾斜。

上下变位部462包括固定于加热冷却架台40上的变位架台42、配置于变位架台42上的下架台464、以及使下架台464相对于变位架台42上下移动的上下驱动机构465。

上下驱动机构465包括：变位引导杆466以及纵变位螺丝轴467，固定于下架台464且沿上下方向配置；变位轴承468，固定于变位架台42且支撑变位引导杆466以使变位引导杆466能够上下移动；上下驱动马达469，通过固定于变位架台42的伺服马达等构成；连接体471，设于变位架台42且通过上下驱动马达469的旋转而使纵变位螺丝轴467上下移动。

水平变位部463包括：第1变位轨道472，在相对于工件W的放射方向大致正交的方向上配置在下架台464上；上架台473，在第1变位轨道472上能够移动；第一变位驱动机构474，使上架台473沿着第1变位轨道472移动；第2变位轨道475，沿着工件W的放射方向配置在上架台473上；第二变位驱动机构476，使能够移动地支撑在第2变位轨道475上的支撑箱452沿着第2变位轨道475移动。

第1以及第2变位驱动机构474、476分别包括：变位驱动马达477，具有伺服马达等；横变位螺丝轴478，与变位驱动马达477连接且沿着第1变位轨道472或者第2变位轨道475配置，被旋转驱动；变位突部479，设于上架台473或者支持箱452且与横变位螺丝轴478螺纹连接。只要能够沿着相对于工件W的放射方向大致正交的方向预先将加热线圈451配置于匹配的位置，也可以不设置第1变位驱动机构474。

角度变向部492设于支撑箱452，通过例如使支撑箱452的上部相对于支撑于第1变位轨道472或者第2变位轨道475的支撑箱452的下部，使支撑箱452的上部上升或下降到前侧和后侧处高度不同的高度，由此来改变支撑箱452的倾斜。虽然省略了详细的图示，但为了使支撑箱452的各位置上升或下降，在上部以及下部设置利用步进马达旋转的外螺纹部，在另一方设置有与外螺纹部螺纹连接的内螺纹部。

通过利用角度变向部492而使支撑箱452的工件W侧和该侧的相反侧处高度不同，能够使加热线圈451围绕沿着被加热区域H1、H2的长度方向的一方向的轴来改变方向。其中，所谓的沿着一方向的轴，在工件W为直线状的情况下是与工件W平行的轴，在工件W为环形形状的情况下是与环形形状的切线平行的轴。

（姿势控制部）

在变位组件460中，设有姿势控制部490，其通过基于位置检测组件480的检测结果来控制变位组件460的动作，由此来调整工件W和加热线圈451的相对位置以及相对角度。如图8所示，该姿势控制部490构成为，以组装于电气设备的操作部710内的状态被设置，控制变位组件460的各驱动器。

在该姿势控制部490中，利用表示各位置检测工具483、484所测量的工件W的测量位置的信号，基于工件W的变位量和旋转驱动马达255的旋转速度，能够得到通过各检测位置的工件W表面的各部位在紧随其后的下游处通过各加热部450的时间及其位置。因此，各部位在通过加热位置P3时，为了与该位置对应，通过利用变位组件460使加热线圈451变位，能够使加热线圈451的位置跟着工件W移动。

然而，在利用相对于被加热区域H1、H2以规定间隔相向的加热线圈451对本实施方式的工件W的被加热区域H1、H2进行感应加热时，由于在被加热区域H1、H2的一方的缘侧和另一方的缘侧处变形量不同，因此工件W不均匀地变形。

使在图15中以实线所示的常温状态的工件W一边旋转，在一边用冷却液对图中以破折线所示的内周面的下侧进行冷却的同时利用加热线圈451对工件W的内周面的c1至d1之间的被加热区域H1、H2进行加热。如此一来，在被加热区域H1、H2升温的同时，如图中虚线所示那样，工件W不均匀地热膨胀，在被加热区域H1、H2的一方的缘侧和另一方的缘侧处变形量不同。其结果，被加热区域H1、H2变成c2至d2之间的位置。另外，为了容易理解，在图中将变形夸张地进行了显示。

此时，径方向位置检测工具483的接触端子488在低温时测量工件W的外周面的a1，由于工件W变形而在升温后变成测量a2。另外，轴方向位置检测工具484的接触端子488在低温时测量工件W的侧周面的b1，在升温后变成测量b2。因此，在位置检测组件480中，作为a1、b1来被测量的测量位置在升温后作为a2、b2来被测量。这种情况，与从低温时的测量位置到高温时的测量位置的变化相对应，使加热线圈451变位来进行加热。

然而，由于工件W不均匀地变形，因此实际的被加热区域H1、H2从c1至d1的位置变化成c2至d2的位置。其中，从图中也可以明显看出，与a1和a2之间的变化量、b1和b2之间的变化量相比，c1和c2之间的变化量、d1和d2之间的变化量更大。

因此，如果单纯地基于位置检测组件480所测量的测量位置，利用各加热线圈451对工件W加热的话，在与测量位置对应的、在图中以虚线表示的位置，配置加热线圈451，则变成在高温下以加热线圈451和被加热区域H1、H2的相对位置不均匀地错开的状态进行加热。而且，在和加热线圈451的距离较远的侧的被加热区域H1、H2的上侧的缘侧，就工件W的体积和热容量而言，与下侧的缘侧相比，工件W的体积较大且热容量更大。其结果，会出现在被加热区域H1、H2的下侧的缘侧处能够升温到期望温度时而上侧的缘侧无法升温到期望的温度的情况等，无法对被加热区域H1、H2均匀地加热。

为此，在本实施方式的热处理装置10中，为了防止被加热区域H1、H2的不均匀升温，设置了如下功能，即、通过基于工件W的加热条件以及加热期间中的加热状态来调整加热线圈451的位置以及倾斜角度，由此能够进行均匀的加热。

其中，所谓的加热条件，是指例如工件W的形状、大小、材质；加热线圈451的形状、相向面积、工件W的移动速度；供给加热线圈451的高频电力的电压、电流、频率；加热时的工件W的冷却位置；冷却液温度等。另外，所谓的加热状态，是指被加热区域H1、H2的表面温度、加热经过时间等。

在该姿势控制部490中，在以预先设定的加热条件利用加热线圈451开始进行感应加热后，在适当的加热状态下，优选在预先设定的设定加热状态下调整加热线圈451的位置以及倾斜角度。由此，能够使被加热区域H1、H2整体尽可能地被均匀地加热，且能够提高间隔的偏移等引起的相对于供给电力的加热效率。

具体而言，具有以下这样的功能。

该姿势控制部490具有这样的功能：首先，在加热时，对于通过由各位置检测组件480的检测结果、即在被加热区域H1、H2以外的部分处测量的检测结果所得出的测量位置，至少基于工件形状进行补正，与补正所得的补正位置相对应来控制变位组件460的动作。

在加热线圈451与被加热区域H1、H2之间的间隔在加热线圈451整体中是均匀的情况下，基准位置优选为这样的位置：在该位置，加热线圈451的与被加热区域H1、H2相向的面与被加热区域H1、H2的表面之间的距离为规定值。在加热线圈451与被加热区域H1、H2之间的间隔是不均匀的情况下，基准位置能够成为这样的位置：在该位置，加热线圈451的与被加热区域H1、H2相向的面上的适当点与被加热区域H1、H2的与该适当点相向的点之间的距离为规定值。

在本实施方式中，在位置检测组件480中，通过径方向位置检测组件483与轴方向位置检测组件484分别检测的测量位置是自基准位置起的变位，补正位置是对所测量的变位进行补正后的补正变位。在此姿势控制部490中，与补正变位对应地控制变位组件460的动作。

为了对测量位置进行补正，能够用补正系数对测量位置的数据进行补正，例如通过用表示测量位置的信号乘以补正系数，能够求出补正位置。该补正系数是至少与工件形状对应的数值，通过成为与更多的加热条件对应的补正系数，能够相对于被加热区域H1、H2更加恰当地配置加热线圈451。

这样的补正系数也可以是通过经验所得。另外，也可以基于加热条件、设定加热状态等计算加热时的设定加热状态下的工件W的变形，根据在位置检测组件480的径方向位置检测组件483以及轴方向位置检测组件484中所测量的部位的变形量和通过计算求得的被加热区域H1、H2的变位量来求出补正系数。而且，也可以在姿势控制部490中预先设定用于求得补正系数的模拟处理的步骤，利用该模拟处理求得补正系数。

可以在加热时或加热前输入该补正系数，也可以将该补正系数存储在姿势控制部490中。

优选使该补正系数在低温时和高温时不同，在达到了设定加热状态时，例如被加热区域H1、H2的温度在达到700℃至800℃这样的规定温度范围时，或者在加热开始后经过了规定时间时，能够手动或自动地进行变更。

其次，在该实施方式的姿势控制部490中，还具有在加热期间中使多个加热线圈451的一部分或者全部的位置改变的功能。

通过利用姿势控制部490进行控制来利用变位组件460使各加热线圈451变位，由此进行调整，以便使多个加热线圈451与被加热区域H1、H2之间的相向面积在被加热区域的宽度方向上变化。例如在加热期间开始的时间点，将各加热线圈451在工件W的被加热区域H1、H2的宽度方向上配置在大致相同的位置，在达到了规定的加热状态的时间点，使各加热线圈451在被加热区域H1、H2的宽度方向上的位置单个地或多个组合地来进行变位。也可以使全部的加热线圈451变位。

多个加热线圈的配置或变位量可以基于经验来决定。另外，也可以与被加热区域H1、H2和各加热线圈451之间的间隔、加热期间中的间隔的变化等相对应来进行决定。另外，也可以基于加热条件、设定加热状态等来计算加热时的设定加热状态下的工件W的变形，再与计算结果相对应来进行决定。也可以与被加热区域H1、H2的宽度方向上的温度分布相对应，在低温侧使加热线圈451配置更多面积来进行决定。而且，也可以在姿势控制部490中预先设定用于决定多个加热线圈451的配置的模拟处理的步骤，利用该模拟处理来进行决定。其中，也可以利用模拟处理求得在被加热区域H1、H2的宽度方向上的变形量，与该变形量对应地调整面积，或者从与配置相关的积存数据中进行选择。

为了使加热线圈451在加热期间中变位，可以使全部加热线圈451中的一部分的加热线圈451向缘侧偏移地来进行配置。另外，也可以与设定加热条件相对应地预先存储变位的配置，在达到了设定加热条件的阶段通过手动或自动来进行变位。

另外，在使各加热线圈451的配置变位后的状态下，也能够采用如下配置，即、将相互不同的加热线圈451的一部分配置在被加热区域H1、H2的宽度方向上的相同位置，对被加热区域H1、H2的宽度方向上的相同位置重叠地进行加热。

由此，能够使在被加热区域H1、H2的宽度方向上的多个加热线圈451的配置分布在加热线圈451变位前和变位后不同来进行调整，适当地调整感应加热时的发热量。

接下来，本实施方式的姿势控制部490还具有这样的功能：通过改变支撑箱452的姿势，调整加热线圈451相对于被加热区域H1、H2的相对角度即姿势，使加热线圈451的与被加热区域H1、H2相向的面以沿着加热期间中的被加热区域H1、H2的方式配置。其中，在加热期间，进行调整以使加热线圈451的与被加热区域H1、H2相向的面与被加热区域H1、H2之间的角度的差较小或无差别。在加热线圈451的与被加热区域H1、H2相向的面与被加热区域H1、H2的形状并不是相同的形状时，优选的是，通过调整姿势，使加热线圈451的与被加热区域H1、H2相向的面与被加热区域H1、H2之间的角度的差值尽可能小。

可以基于经验来决定加热线圈451的姿势的调整量。另外，也可以与被加热区域H1、H2与各加热线圈451之间的间隔、加热期间中的间隔的变化等相对应，或者与通过基于加热条件、设定加热状态等来计算加热时的设定加热状态下的工件W的变形而得到的计算结果相对应地进行决定。也可以与在被加热区域H1、H2的宽度方向上的温度分布相对应，在低温侧使加热线圈451更加靠近地来进行决定。

另外，也可以在姿势控制部490中设定有用于预先决定多个加热线圈451的姿势的模拟处理的步骤，利用该模拟处理进行决定。其中，利用模拟处理求得在被加热区域H1、H2的宽度方向上的变形量，与该变形量对应地决定姿势的调整量。

为了使加热线圈451在加热期间变向来调整姿势，也可以基于经验在加热期间中操作姿势控制部490来进行。另外，也可以与设定加热条件对应地预先存储姿势，在达到了设定加热条件的阶段，通过手动或自动的方式进行变向。

如图16所示，本实施方式的姿势控制部490包括：设定输入部493，其输入工件W的加热条件以及设定加热状态；计算处理部494，其基于工件W的加热条件以及设定加热状态等来计算变位组件的控制量；存储部495，其存储设定输入部493所输入的各种设定值、由计算处理部所得的计算结果；加热状态判断部496，其判断被加热区域H1、H2的加热状态是否达到了设定加热状态；以及驱动控制部497，其在达到设定加热状态时驱动变位组件460。

其中，用加热经过时间作为加热状态，但也能够用被加热区域H1、H2的温度作为加热状态。在这种情况下，如图16中破折线所示，也可以利用非接触式的温度传感器检测被加热区域H1、H2的温度，利用加热状态判断部496判断检测温度是否达到了预先设定的温度，从而判断设定加热状态。

在存储部495中，存储有用于在加热开始后在基于来自位置检测组件480的信号使加热线圈451追从加热位置P3处的工件W的位置地来进行变位的步骤。另外，将加热条件和用于调整加热线圈451的相对于被加热区域H1、H2的相对位置以及相对角度的信息，与设定加热状态相配合地进行存储。这些可以是通过设定输入部493所输入的，也可以是通过计算所求得的。

进一步，在存储部495中，存储有用于模拟处理的处理步骤信息。

模拟处理的步骤是用于计算在加热条件下在被加热区域H1、H2达到了设定加热状态时的变形状态的步骤，其手法并没有特别地限定。也可以采用通过例如二元FEM（Finite ElementMethod，有限元方法）解析模型求得热变形的模拟处理等。

(电力调整组件)

电力调整组件491被设定为供电设备700的操作部710的一部分。在该电力调整组件491中，针对每个加热线圈451分别调整供给多个加热线圈451的高频电力。高频电力的调整可以在达到预先设定的设定加热状态的时间点以及在该时间点之后，调整成与设定加热状态对应地所设定的高频电力。

在该电力调整组件491中，与利用姿势控制部490调整各加热线圈451和被加热区域H1、H2之间的相对位置以及相对角度的操作相配合，通过使供给各加热线圈451的高频率电力不同，利用多个加热线圈451对被加热区域H1、H2进行加热。

（冷却段）

如图10所示，冷却段500包括设于加热段400下方的水槽510和配置于水槽510内的作为冷却部的多个冷却套520，能够稳定支撑夹具100的放射架台111。

水槽510以围绕夹具100以及工件W的方式设置，以防止冷却液的飞散。多个冷却套520与工件W相向且大致均等地配置在工件W的圆周方向的多个位置，以便对工件W喷洒大量的冷却液且使冷却液与工件W接触。

（热处理方法）

接着，对于使用这样的热处理装置10对工件W进行热处理的方法进行说明。

在本实施方式的热处理方法中，在进行了与工件W对应地设定各部分的准备工序、将工件W搬入且载置于夹具100的搬入工序、以及搬送载置了工件W的夹具100的搬送工序之后，对被加热区域H1、H2的一方进行热处理。通过对夹具100上的工件W进行感应加热的加热工序、对夹具100上的工件W进行冷却的冷却工序来进行热处理。之后，在搬出工序中，将热处理后的工件W搬出。

在准备工序中，与作为加热处理对象的工件W的大小、形状对应地进行各部分的设定。为了将加热线圈451这样的加热部450的构成部件安装于加热部450，可利用图2以及图3所示的部件交换段600以及部件交换夹具620来进行。

在搬入工序中，通过图2以及图3所示的搬入搬出段300来搬入作为加热处理对象的工件W，且将工件W载置于夹具100，从而使其成为能够搬送的状态。

在搬入搬出段300的搬入搬出位置P1，将工件W支撑于夹具100。如图4所示，工件W包围中央构造部130且一方的端面朝下地载置于夹具100的多个旋转辊112上。之后，将载置有工件W的夹具100移动到悬挂位置P2并停止于该位置。

如图3以及图4所示，在搬送工序中，使载置有工件W的夹具100与搬送机构200的搬送装载部220相连接，悬挂地被搬入至加热段400。

在加热工序中，在图2以及图8所示的加热段400将夹具100配置于规定位置，且以限制夹具100在上下方向以及圆周方向上移动的方式配置该夹具100，从而将载置在夹具100上的工件W配置于各加热位置P3，对被加热区域H1、H2的一方进行加热。被加热区域H1、H2中的任意一个均可。

在加热工序中，实行如图17所示那样的加热处理步骤。

首先，在加热处理开始前，通过输入工序S1，从设定输入部493输入前述那样的加热条件。该输入也能够由操作部710的触摸屏、移动终端器701等输入，从如图5所示那样的主菜单选择各项目，在可输入画面中输入各种加热条件。此时，预先设定单个或者多个设定加热状态，其中该单个或者多个设定加热状态是在预测到下述情况下的状态，即、工件W的不均匀变形变大，由此由位置检测组件480所测量的测量位置与实际上被加热的工件W的被加热区域H1、H2的位置之间的错位变大。

通过模拟工序S2，基于输入的加热条件，通过计算处理部494根据存储于存储部495的模拟处理的步骤来进行模拟处理。在该处理中，计算各设定加热状态中的补正系数、多个加热线圈451在被加热区域H1、H2的宽度方向上的各自的配置、以及各加热线圈451的倾斜，将所得的各计算结果以分别与设定加热状态对应地存储于存储部495。

在实行了模拟工序S2之后，通过处理开始工序S3，在工件W已配置在各加热位置P3的状态下，使旋转辊112旋转且使工件W沿着环形形状进行旋转，并利用旋转驱动部30使工件W的圆周速度保持一定。如图9所示，使位置检测工件483、484的接触端子488与工件W的外周面的中间段以及上表面相抵接来进行测量位置的测量。如图8所示，在与被加热的被加热区域H1、H2邻接的下部侧，从辅助冷却部440喷射冷却液而开始冷却。

利用姿势控制部490进行控制并使变位组件460动作而使加热线圈451变位，使加热线圈451与工件W的被加热区域H1、H2以规定间隔的方式相向地配置。此时，在加热开始时间点，由于工件W的变形和利用位置检测组件480所测量的测量位置大致一致，因此可以设补正系数为1。另外，由于加热线圈451支撑于支撑箱452，以便预先成为与被加热区域H1、H2的宽度方向的倾斜对应的倾斜，因此，变位组件460的支撑箱452成为大致水平状态，加热线圈451与被加热区域H1、H2之间的相对角度的差为零。另外，多个加热线圈451也可以全部以被加热区域H1、H2的宽度方向的中心线为中心地预先配置好。

在该状态下开始感应加热处理工序S4。在感应加热处理工序S4中，一边继续工件W的旋转、冷却、测量位置的测量，一边对加热线圈451供给高频电力，对被加热区域H1、H2进行感应加热。

通过变化量检测部489检测各位置检测组件480的径方向位置检测工具483以及轴方向位置检测工具484的接触端子488的变位量，从而测量各加热位置P3中的被加热区域H1、H2的测量位置。因此，能过使各加热线圈451一边追从工件W一边进行加热。通过例如将工件W以从夹具100的中心偏心的状态配置等方式，即使是工件W旋转时在径方向上产生变位的同时进行旋转的情况，也能够使加热线圈451追从工件W进行加热。

在该感应加热处理工序S4中，从加热开始后持续地检测加热状态，将加热开始后的加热经过时间作为加热状态来进行检测。

由于工件W为大型工件，通过在圆周方向上隔开间隔地配置的多个加热线圈451进行加热，因此也存在感应加热处理工序S4的加热期间达到几分钟的情况。在该加热期间中，能够对加热状态、工件W的位置等进行监控，且操作者能够在操作部710或移动终端器701中通过监控画面等进行确认。

通过继续这样的感应加热处理，使被加热区域H1、H2以及工件W升温。与此同时，工件W因热膨胀而慢慢地不均匀变形。

而且，在加热状态判断部496中，判断加热状态达到了设定加热状态时，在计算处理部494中，变更成在存储于存储部495的设定加热状态下的补正系数。采用该补正系数，对于由位置检测组件480所测量的测量位置进行补正且计算补正位置。由此，在设定加热条件以后的高温状态下，在达到下一个设定加热条件之前，将各加热位置P3的被加热区域H1、H2的位置看成补正位置来进行追从动作。即，利用姿势控制部490控制变位组件460的动作，以便与补正位置的变化相对应，稳定地维持加热线圈451和被加热区域的相对位置。

另外，判断加热状态达到了设定加热状态时，在计算处理部494中，为了成为在存储于存储部495的设定加热状态下的各加热线圈451的倾斜，通过姿势控制部490控制变位组件460的动作。其中，在角度变向部492中，通过使支撑箱452的上部上升或者下降到其在前侧和后侧处高度不同的高度，将加热线圈451的与被加热区域H1、H2相向的面的倾斜角度调整为设定加热状态下的各加热线圈451的倾斜角度。

例如图18所示，在达到设定加热状态前的期间，将各加热线圈451以图中实线所示那样的倾斜的方式配置。在达到设定加热状态后，由于工件W的不均等的变形而使被加热区域H1、H2的倾斜变化，为了与该变化相对应，如图中虚线所示那样使倾斜变化了角度θ，使各加热线圈451和被加热区域H1、H2之间的间隔更加均匀。

而且，在设定加热条件之后的高温状态下，在达到下一个设定加热条件前的期间，维持该角度。

进一步，在判断加热状态达到了设定加热状态时，在计算处理部494中，为了成为存储于存储部495的多个加热线圈451的配置，通过姿势控制部490控制变位组件460的动作。其中，由于被加热区域的宽度方向的缘侧、尤其是上部的缘侧因例如工件W的不均等的变形而沿着远离各加热线圈451的方向变位，因此，由于与中间部分等相比，其他部分的感应加热的发热量更容易变少等理由，被加热区域H1、H2的表面温度变得不均匀，且其他部分与中间部分相比温度更容易变低。

为此，如图19中实线所示，在达到设定加热状态之前，在将被加热区域H1、H2的宽度方向上的多个加热线圈451的位置同等地配置后，如图中虚线所示那样使一部分的加热线圈451的位置向被加热区域H1、H2的缘侧偏移地进行配置。根据需要，也可以使多个加热线圈451全部向缘侧偏移地进行配置。由此，调整加热线圈451的在被加热区域H1、H2的宽度方向上的相向面积的分布，以使被加热区域H1、H2的低温侧相向面积更大地配置各加热线圈451，从而使低温侧的发热量更大。

而且，在设定加热条件以后的高温状态下，在达到下一个设定加热条件前的期间维持该角度。

通过一次或者多次反复地进行这样的控制，进行感应加热处理工序S4直到达到加热结束状态，对被加热区域H1、H2整体均匀地加热。当被加热区域H1、H2的温度达到期望的温度时，或者当规定的加热时间结束时，结束感应加热处理工序S4。

在感应加热处理工序S4结束之后，在冷却工序中，利用搬送装载部220使夹具100下降，将夹具100上的工件W配置于冷却段500，在使工件W旋转的同时，从设于多个位置的冷却套520向工件W喷射大量的冷却液，对工件W整体进行冷却。其中，由于冷却套500设于加热段400的下方，因此在加热后短时间内开始冷却。由此，对工件W进行期望的热处理。

在工件W的被加热区域H1、H2的温度足够低的阶段，结束冷却工序。由此，被加热区域H1、H2中的任意一方的热处理结束。

之后，将热处理后的工件W与夹具100一起悬挂于搬送装载部220，搬送到搬入搬出段300，工件W的热处理结束。

（实施方式的作用效果）

采用以上这样的热处理装置10及其加热方法，在对工件W进行感应加热时，即使在加热区域H的一方的缘侧和另一方的缘侧处变形量不同，由此利用位置检测组件480检测的测量位置的误差较大，也可以至少基于工件形状对测量位置进行补正，调整工件W和加热线圈451的相对位置。因此，能够使被加热区域H1、H2整体均匀地升温到期望的温度。

其中，姿势控制部490包括利用测量位置和补正系数来计算补正位置的计算处理部494，在计算处理部494中，利用预先设定的模拟处理，求得对工件W在预定实施的加热条件下进行加热处理后的情况下的补正系数。为此，无需用于决定补正系数的筹备，能够将用于加热工件W的筹备的装置、工夫等简化或省略。

将测量位置作为从基准位置起的变位来进行测量，补正位置是对所测量的变位进行补正后的补正变位，姿势控制部490控制变位组件460的动作，以便消除补正变位。为此，能够使表示该测量位置以及补正位置的数据简单化，能够使利用位置检测组件480测量测量位置的结构、利用变位组件460将加热线圈451移动到补正位置的结构等简单化。另外，能够提高处理速度，在更短时间内将加热线圈451配置到适当的位置而效率良好地对被加热区域H1、H2进行加热。

补正位置为利用与至少工件形状对应的补正系数对测量位置进行补正后的位置。因此，能够容易计算补正位置。

在加热期间中，当被加热区域H1、H2达到预先设定的设定加热状态时，姿势控制部490变更补正系数。由此，即便随着升温工件W的不均匀的变形量变大，也能够将加热线圈451配置在适当的位置。

根据上述这样的热处理装置10以及其加热方法，在对工件W进行感应加热时，即使在被加热区域H的一方的侧缘侧和另一方的侧缘侧处变形量不同，但由于加热线圈451沿着加热时的被加热区域H而并非沿着升温前的被加热区域H地配置，因此可将加热线圈451配置在适当的位置。为此，由于能够利用加热线圈451对成为高温的被加热区域H更加充分地进行加热，因此能够使被加热区域H整体均匀地升温到规定的温度。

其中，具备计算处理部494，其计算在被加热区域H的设定加热状态下的各加热线圈451的与被加热区域H相向的面与加热区域之间的相对角度。因此，能够从检测结果等自动地得出相对角度。

而且，由于利用预先设定的模拟处理计算出该相对角度，因此事前无需用于求出相对角度的筹备，能够简化加热处理。

具备变位组件460，使加热线圈451的与被加热区域H相向的面相对于被加热区域H的相对角度，围绕沿着一方向延伸的轴改变。即，在加热时能够使加热线圈451在沿着被加热区域H变形的方向容易变向。因此，更容易使加热线圈451的和被加热区域H相向的面与工件W的被加热区域H之间的间隔变得均匀。

具备控制变位组件460的动作的姿势控制部490，利用姿势控制部490进行调整，以便消除在加热期间中加热线圈451的和被加热区域H相向的面与被加热区域H之间的角度的差。因此，容易使加热线圈451变向。

根据上述这样的热处理装置10以及加热方法，具备使多个加热线圈451的位置在被加热区域H的宽度方向上分别改变的变位组件460，通过利用该变位组件460使各加热线圈451的位置改变，由此调整多个加热线圈451在被加热区域H的宽度方向上的配置分布。因此，能够对于每一个加热线圈451调整基于感应加热的发热部位。由此，能够调整在被加热区域H的宽度方向上的发热量分布，能够防止被加热区域H的温度在被加热区域的宽度方向上不均匀，能够使被加热区域H整体均匀地升温到规定的温度。

其中，具备分别调整供给各加热线圈451的高频电力的电力调整组件491，调整各加热线圈451的位置，且通过电力调整组件491使供给各加热线圈451的高频电力不同而对被加热区域H进行加热。为此，能够更加适当地调整在被加热区域H的宽度方向上的发热量分布，能够容易使被加热区域H整体均匀地升温到规定的温度。

由于多个线圈具有相同的形状，因此能够容易制作多个加热线圈451，能够调整补正系数，由此能够更加廉价地进行生产。

具备控制各变位组件460的动作的姿势控制部490，利用姿势控制部490使与被加热区域H和各加热线圈451之间的间隔对应地改变各加热线圈451的位置。因此，在工件W由于升温而不均匀地变形的情况，能够简化或去除调整加热线圈451的方向的步骤。

利用姿势控制部490在加热期间中使多个加热线圈451的位置改变。因此，即使在高温状态下工件W更大地变形，也能够对被加热区域H的宽度整体均匀地加热。

另外，可以在本发明范围内对上述实施方式进行适当变更。

例如，在上述中，对利用位置检出组件480检测的测量位置进行补正，调整多个加热线圈451在被加热区域H1、H2的宽度方向上的配置分布，或者调整加热线圈451的角度以使该加热线圈451沿着加热时的被加热区域H1、H2，由此来进行配置。然而，不调整加热线圈451的配置分布、角度等，而通过对位置检测组件480检测的测量位置进行更适当地补正，也能够使被加热区域的加热状态的不均匀变得更小而实现均匀化。另外，不用对测量位置进行补正或者调整加热线圈451的配置分布，而通过调整加热线圈451的角度以便使该加热线圈451沿着加热时的被加热区域H1、H2进行配置，能够使被加热区域的加热状态的不均匀变小而实现均匀化。另外，无需调整测量位置的补正或加热线圈451的角度，而通过更适当地调整在被加热区域H1、H2的宽度方向上的多个加热线圈451的配置分布，能够使被加热区域的加热状态的不均匀变小而实现均匀化。

在上述中，对于通过使工件W相对于加热线圈451的旋转而使加热线圈451和工件W相对移动的例子进行了说明，但是也能够通过使加热线圈451旋转而使相对移动。

在上述中，对于在加热期间中调整加热线圈451的角度的例子进行了说明，但也能够预先将加热线圈451的与被加热区域H1、H2相向的面沿着加热期间中的被加热区域H1、H2地固定地配置。

在上述中，对于利用变位组件460使全部的加热线圈451分别变位的例子进行了说明，但也可以将加热线圈451多个、例如两个地组合来进行变位。

对于多个加热线圈451的配置，也可以通过预先预测间隔变位的情况、被加热区域H1、H2的温度分布不均匀的情况等，与之对应来预先调整配置，从而能够进行均匀地加热。

作为工件W，即使为如下工件，也能够适用本发明，即、在对加热区域进行感应加热时，在被加热区域H1、H2的一方的缘侧和另一方的缘侧处变形量没有差别。即，当在加热时被加热区域H1、H2的温度分布不均匀时，也能够适用本发明，通过调整各加热线圈451的配置，能够使加热状态的不均变小而均匀地进行加热。

在上述中，虽然对于被加热区域H1、H2的宽度和加热线圈451的宽度相近的例子进行了说明，但本发明也适用于采用具有比被加热区域H1、H2的宽度更窄的宽度的多个加热线圈451进行加热的情况。在这种情况下，对将被加热区域H1、H2的全长划分成为在宽度方向上排列的带状区间时的各区间的长度不同的工件W，在采用具有比被加热区域H1、H2的宽度更窄的宽度的多个加热线圈451进行加热的情况下，也可以与多个带状区间的长度对应地设定多个加热线圈451的相向面积的方式来配置多个加热线圈451。例如也能够在长的区间中与短的区间相比更多地配置相同形状的加热线圈451。

（第2实施方式）

在第2实施方式中，是使用与第1实施方式相同的热处理装置对工件W的被热处理区域H1、H2双方进行热处理的例子。

在该第2实施方式的热处理方法中，实行准备工序、搬入工序以及搬送工序，将工件W搬送入加热段400后，进行对各被热处理区域H1、H2的热处理。在该热处理中，对于每个热处理区域H1、H2依次地实施热处理。

具体而言，如图21所示，进行以下工序：第1加热工序S11，对载置在夹具100上的工件W的第1被热处理区域H1进行加热；第1冷却工序S12，使加热后的第1被热处理区域H1急剧冷却；第1回火工序S13，在第1冷却工序S12之后对第1被热处理领域H1加热并使其逐渐冷却，接着，进行反转工序S14，在第1回火工序S13之后进行使工件W反转并载置到夹具100上。之后，进行以下工序：第2加热工序S15，对反转后的工件W的第2被热处理区域H2进行加热；第2冷却工序S16，使加热后的第2被热处理区域H2急剧冷却；以及第2回火工序S17，在第2冷却工序S16之后对第2被热处理区域H2加热并使其逐渐冷却。

在第1加热工序S11中，如图8（a）以及图22（b）所示，在加热段400将夹具100配置于规定位置，以限制夹具100在上下方向以及圆周方向移动的方式配置夹具100，由此将载置于夹具100上的工件W的第1被热处理区域H1配置于各加热位置P3进行加热。

继续进行工件W的旋转以及冷却，同时使加热线圈451追从工件W的表面，将高频电力供给加热线圈451，对第1被热处理区域H1进行感应加热。

通过各位置检测组件480对工件W的径方向位置以及轴方向位置进行检测，计算在各加热位置P3的第1被热处理区域H1的位置。为此，使变位组件460动作，使各加热线圈451一边追从工件W一边进行加热。通过例如将工件W以偏离夹具100的中心的状态进行配置等，即使是工件W旋转时在径方向上变位且旋转这样的情况，也能够使加热线圈451追从工件W进行加热。

通过继续进行感应加热，使第1被热处理区域H1升温。在加热中，从辅助冷却部440向工件W持续喷洒冷却液，防止第1被热处理区域H1以外的部位、尤其是第2被热处理区域H2升温到热处理温度。

持续加热直到规定的加热结束状态，对被热处理区域H1的整体均匀地进行加热。例如在第1被热处理区域H1的温度达到期望的温度、例如A3转变点或A1转变点以上的温度且规定的加热时间结束时，使第1加热工序S11结束。

在第1冷却工序S12中，如图10以及图22（b）所示，第1加热工序S11结束后，利用搬送装载部220使夹具100下降，将夹具100上的工件W配置于冷却段500，使工件W旋转，同时从设置在多个位置的冷却套520向工件W喷射大量的冷却液，对工件W的第1被热处理区域H1的整体进行急剧冷却。由此，对第1被热处理区域H1实施淬火处理。其中，由于在加热段400的下方设有冷却段500，因此，在加热后短时间内开始冷却。由此，对工件W进行期望的淬火处理。

在工件W的第1被热处理区域H1的温度足够低的阶段，使冷却工序结束。

在第1冷却工序S12之后，如图8（a）以及图22（c）所示，进行第1回火工序S13，对第1被热处理区域H1加热后使其逐渐冷却。

在该第1回火工序S13中，利用搬送装载部220使图8（a）所示的夹具100上升，在加热段400中，以限制夹具100在上下方向以及圆周方向上移动地配置夹具100，由此将载置在夹具100上的工件W的第1被热处理区域H1配置在各加热位置P3进行加热。在加热时，使用与在第1加热工序S11中使用的加热线圈相同的加热线圈451的全部或者一部分。一边进行工件W的旋转以及冷却，同时使加热线圈451追从工件W的表面，一边向加热线圈451供给电力进行感应加热，将第1被热处理区域的表面温度加热到170℃至200℃。经过规定时间后，例如在大气中进行冷却。由此，对工件W实施低温回火处理，通过使由第1加热工序S11以及第1冷却工序S12形成的硬脆结构成为回火后的结构，由此提高例如韧性。

接着，如图10以及图22（d）所示，利用搬送装载部220使图8（a）所示的夹具100再一次下降，将夹具100上的工件W配置于冷却段500，使工件W旋转的同时，从设置在多个位置的冷却套520向工件W喷射大量的冷却液，使工件W整体冷却并充分地降至低温。

在第1回火工序S13结束后，进行反转工序S14，使工件W上下反转，并将该工件W载置于图8（a）所示的夹具100上。在反转工序S14中，使工件W的两端面的方向反转。由此，将第1被热处理区域H1配置于下方，将第2被热处理区域H2配置于上方。

接着，使载置了工件W的如图8（a）所示的夹具100移动，将工件W的第2被热处理区域H2配置于各加热位置P3。

在反转工序S14结束后，进行对工件W的第2被热处理区域H2进行加热的第2加热工序S15。在本实施方式的工件W中，使第1被热处理区域H1和第2被热处理区域H2为面对称的形状，通过使工件W反转，能够与反转前的第1被热处理区域H1同等地配置第2被热处理区域H2，因此在第2加热工序S15中，使用与在第1加热工序S11中所用的加热线圈相同的加热线圈451。

在第2加热工序S15中，如图8（a）以及图23（a）所示，与第1加热工序S11相同地对载置于夹具100上的工件W的第2被热处理区域H2进行加热。在第2被热处理区域H2的加热过程中，从辅助冷却部440对于第2被热处理区域H2持续地喷射冷却液，切实地防止第2被热处理区域H2升温到例如A1、A3转变点以上这样的热处理温度。

在第2加热工序S15结束后，进行第2冷却工序S16。在第2冷却工序S16中，如图10以及图23（b）所示那样，与第1冷却工序S12相同地使加热后的第2被热处理区域H2立即移动到冷却段500进行急剧冷却。由此，对第2被热处理区域H2进行淬火处理。

在本实施方式中，在第2冷却工序S16之后，进行第2回火工序S17。在第2回火工序S17中，如图8（a）以及图23（c）所示，与第1回火工序S13相同地进行。即，使夹具100上升，将载置于夹具100上的工件W的第2被热处理区域H2配置于各加热位置P3，使用在第2加热工序S15中所使用的加热线圈451的全部或者一部分，将工件W的第2被热处理区域H2加热到例如170℃至200℃，且在大气中进行冷却。由此，对工件W实施低温回火处理，使由第2加热工序S15以及第2冷却工序S16所形成的硬脆的结构成为回火后的结构，由此提高例如韧性。

接着，如图10以及图23（d）所示，利用搬送装载部220使图8（a）所示的夹具100再次下降，将夹具100上的工件W配置于冷却段500，在使工件W旋转的同时，从设置于多个位置的冷却套520向工件W喷射大量的冷却液，对工件W整体进行冷却。

之后，将淬火后的工件W与夹具100一起悬挂于搬送装载部220，并搬送至图3所示的搬入搬出段300，工件W的全部的被热处理区域H1、H2的热处理结束。

根据以上这样的热处理方法，在环形形状的工件W的多个位置设置沿着工件W的形状的环状的被热处理区域H1、H2，依次对多个被热处理区域H1、H2进行热处理，因此能够通过与工件W的大小和形状无关而仅仅与被热处理区域H1、H2的形状对应的加热部450进行加热。因此，能够使加热部450成为不依赖于工件W的大小或工件W自身的形状的简单的结构。

另外，与对工件W的全部被热处理区域H1、H2同时加热的情况相比，可抑制在加热时同时需要的电力。为此，能够使供电设备简单地构成。

而且，根据该热处理方法，对于沿着工件形状局部地设置在环形形状的工件W的多个位置的环状的被热处理区域H1、H2依次进行热处理时，在利用第1加热工序S11以及第1冷却工序S12对第1被热处理区域H1进行热处理后，利用第1回火工序S13对第1被热处理区域H1加热以及冷却来实施回火，接着对第2被热处理区域H2进行加热。因此，在对第2被热处理区域H2进行加热前的期间或加热过程中等，能够减少或者防止例如变形或烧裂这样的热处理缺陷的发生。

其中，工件W为如下工件，即、在对第2被热处理区域H2加热时，工件在第2被热处理区域H2的一方的缘侧和另一方的缘侧处变形量不同。在这样的工件W中，在对被热处理区域H2进行加热时工件W不均匀地变形，因此在第1被热处理区域H1中容易出现变形或烧裂这样的热处理缺陷，但在该实施方式中，能够通过实施回火有效地防止热处理缺陷。

在该实施方式的热处理方法中，在第1加热工序S11和第1回火工序S13中利用相同的加热线圈451进行感应加热。为此，无需分别设置加热线圈451，能够使热处理装置10的结构简单化。

另外，在第1加热工序S11和第2加热工序S15中，采用相同的加热线圈451对第1被热处理区域H1和第2被热处理区域H2进行感应加热。因此，无需分别设置加热线圈451，能够使热处理装置10的结构更加简单化。

而且，第1被热处理区域H1和第2被热处理区域H2具有面对称形状，在第1回火工序S13后，使工件W反转来进行感应加热。因此，能够共通地使用加热线圈451，而且能够使加热线圈451的位置调整等简略化，对于具有多个被热处理区域H1、H2的工件W也容易进行热处理

在本发明的范围内可对上述实施方式进行适当变更。在上述中，对于例如具有第1被加热区域H1和第2被加热区域H2的两个被加热区域的工件W进行热处理的例子进行了说明，但被加热区域的数目只要是多个即可，并无任何限定。在3处以上设置了环状的被加热区域的情况下，在对每个被加热区域依次进行加热时，只要每在各被加热区域的淬火处理结束后实施回火工序，就能够抑制在对下一个被加热区域进行热处理时烧裂或变形这样的热处理缺陷的发生。

在上述中对于第1被加热区域H1和第2被加热区域H2成为面对称形状的情况进行了说明，但在使工件W反转时，即使第2被加热区域H2与第1被加热区域H1在倾斜或宽度等方面不同的情况下，通过调整多个加热线圈451的配置或方向，也能够采用相同加热线圈451进行第2加热工序S15。

另外，在第1被加热区域H1和第2被加热区域H2的形状完全不同的情况下，通过在第1加热工序S11和第2加热工序S15中交换加热线圈451进行加热，也同样能够适用本发明。

在上述中，对于圆环形状的工件W的例子进行了说明，但工件W也可以为例如板状、棒状、块状等其他形状，只要将多个被加热区域H1、H2设置成环状就能够适用。

在上述中，在第1回火工序S13以及第2回火工序S17中加热到170℃至200℃并在大气中进行冷却，但也能够通过其他方法来进行。

Claims (10)

1.一种对圆环形状的工件进行感应加热的感应加热装置，所述工件具有基部和从该基部突出的突出部，作为所述工件的表面的一部分的所述突出部沿着圆环形状延伸地以无端部的形状的方式设定有被加热区域，在对所述被加热区域进行感应加热时，在所述被加热区域的一方的侧缘侧和另一方的侧缘侧处因热膨胀引起的变形量不同，所述感应加热装置的特征在于，包括：

加热线圈，其与所述被加热区域的圆周方向的一部分的加热位置相向；

相对移动组件，其使所述工件沿圆环形状旋转；

以及变位组件，使所述加热线圈的与所述被加热区域相向的面和所述被加热区域的相对角度变化，所述变位组件，通过调整所述加热线圈的与所述被加热领域相向的面与加热期间中的所述被加热领域之间的角度，所述加热线圈的与所述被加热区域相向的面以沿着加热期间中的所述被加热区域的方式被配置。

2.如权利要求1所述的感应加热装置，其特征在于，

在所述变位组件中设有姿势控制部，所述姿势控制部控制所述变位组件的动作，且在加热期间中进行调整来减小或者消除所述加热线圈的和所述被加热区域相向的面与该被加热区域之间的角度的差，

所述姿势控制部包括：设定输入部，输入所述工件的加热条件；计算处理部，计算在所述被加热区域的设定加热状态下所述加热线圈的和所述被加热区域相向的面与所述加热区域之间的相对角度；加热状态判断部，判断所述被加热区域的加热状态是否达到了所述设定加热状态的情况；驱动控制部，在达到所述设定加热状态时驱动所述变位组件。

3.如权利要求2所述的感应加热装置，其特征在于，所述计算处理部，根据预先设定的模拟处理基于所述加热条件计算所述设定加热状态下的所述相对角度，来计算所述加热线圈的和所述被加热区域相向的面与该被加热区域之间的角度。

4.一种对工件进行感应加热的感应加热装置，所述工件沿着其一方向延伸地设定有被加热区域，在对所述工件的被加热区域进行感应加热时，在所述被加热区域的一方的侧缘侧和另一方的侧缘侧处变形量不同，所述感应加热装置的其特征在于包括：

加热线圈，其与所述被加热区域的一部分相向；

相对移动组件，其使所述工件和所述加热线圈沿着所述一方向相对移动；

位置检测组件，在加热期间中检测所述工件的所述被加热区域以外的表面位置；以及

变位组件，基于所述位置检测组件的检测结果，使所述工件与所述加热线圈的相对位置改变，

所述加热线圈以与加热期间中的所述被加热区域对应的方式被配置，

所述变位组件，在所述加热期间中至少基于工件形状对由所述检测结果所得的测量位置进行补正，改变所述工件和所述加热线圈的相对位置以便与利用补正所得的补正位置相对应。

5.如权利要求4所述的感应加热装置，其特征在于，所述测量位置作为自基准位置起的变位被测量，所述补正位置是对所测量的所述变位进行补正后的补正变位。

6.如权利要求4所述的感应加热装置，其特征在于，

在所述变位组件中，设有控制该变位组件的动作的姿势控制部，

该姿势控制部利用至少与工件形状对应的补正系数，对所述测量位置进行补正而得到所述补正位置，且与该补正位置相对应地控制所述变位组件的动作。

7.如权利要求6所述的感应加热装置，其特征在于，所述姿势控制部包括：设定输入部，输入所述工件的加热条件；存储部，存储所述被加热区域的设定加热状态下的所述补正系数；加热状态判断部，判断所述被加热区域的加热状态是否达到了所述设定加热状态的情况；计算处理部，根据所述测量位置和所述补正系数计算所述补正位置；驱动控制部，与所述补正位置对应地驱动所述变位组件。

8.如权利要求7所述的感应加热装置，其特征在于，所述计算处理部，利用预先设定的模拟处理基于所述加热条件计算所述设定加热状态下的所述补正系数，所述存储部，与所述设定加热状态对应地存储通过所述计算部所得的所述补正系数。

9.一种对圆环形状的工件进行感应加热的感应加热方法，所述工件具有基部和从该基部突出的突出部，作为所述工件的表面的一部分的所述突出部沿着圆环形状延伸地以无端部的形状的方式设置有被加热区域，在对该被加热区域进行感应加热时，所述工件在所述被加热区域的一方的侧缘侧和另一方的侧缘侧处因热膨胀引起的变形量不同，所述感应加热方法的特征在于，

包括加热工序，所述加热工序使线圈与成为所述被加热区域的圆周方向的一部分的加热位置相向，一边使所述工件和所述加热线圈沿圆环形状旋转，一边利用所述加热线圈对所述工件进行加热，

通过调整所述加热线圈的与所述被加热领域相向的面与加热期间中的所述被加热领域之间的角度，以使所述加热线圈的与所述被加热区域相向的面沿着加热期间中的所述被加热区域的方式配置。

10.一种对工件进行感应加热的感应加热方法，其特征在于，

所述工件以沿着一方向延伸的方式设置有被加热区域，在对该加热区域进行感应加热时，所述被加热区域的一方的侧缘侧与另一方的侧缘侧处的变形量不同，

所述感应加热方法具有加热工序，其使加热线圈与所述被加热区域的一部分相向，一边令所述工件和所述加热线圈沿所述一方向相对移动，一边通过上述加热线圈对上述工件进行加热；

在加热期间中检测所述工件的所述被加热区域以外的表面位置，至少基于工件形状对由检测结果所得的测量位置进行补正，通过改变所述工件和所述加热线圈的相对位置，以便与通过补正所得的补正位置相对应，在所述加热工序中，所述加热线圈在加热期间中以沿着所述被加热区域的方式被配置。