JP2018012881A - 環状ワークの焼入れ方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】 良好な真円度を有する焼入れ処理された環状ワークを低コストで提供することができる。【解決手段】 環状ワークの焼入れ方法であって、環状ワークは金属で形成され、環状ワークを焼入れ温度に加熱する加熱工程と、焼入れ温度に加熱された環状ワークの径寸法を取得し、取得した前記径寸法に基づいて、加熱された環状ワークを少なくとも大径部と小径部とに区分けする解析工程と、前記解析工程で少なくとも大径部と小径部とに区分けされた環状ワークに冷却液を噴射する冷却工程と、を含み、前記冷却工程において、前記大径部と前記小径部との寸法差が小さくなるように、前記大径部と前記小径部とに異なる噴射条件で冷却液を噴射することを特徴とする。【選択図】図１
Description
本発明は、金属で形成された環状ワークの焼入れ方法に関する。
環状部材としての例えば転がり軸受の軌道輪は、主に鋼材で形成され、例えば、軸受鋼や浸炭鋼などの軸受用鋼で形成されている。上記軌道輪は、所望の機械的強度とするために、環状ワークに焼入れなどの熱処理を施す必要がある。
ところが、環状ワークを焼入れすると、真円度が悪化したり、外径や内径の寸法バラツキが大きくなったりするという問題がある。
ところが、環状ワークを焼入れすると、真円度が悪化したり、外径や内径の寸法バラツキが大きくなったりするという問題がある。
環状部材の外径及び内径のバラツキを抑制する手法として、例えば、特許文献１には、環状部材の外周面に当接して上記環状部材の径方向外側への変形を規制する外周拘束具と、上記環状部材の内周面に当接して上記環状部材の径方向内側への変形を規制する内周拘束具とを備えた焼入れ装置を用いて焼入れ処理を行う手法が提案されている。
特許文献１に開示された手法によれば、焼入れ後の環状部材の真円度の悪化や寸法バラツキの増大を回避することは期待できるものの、拘束具を別途用意する必要があるためコストの増大を避けることができないという問題があった。また、この拘束具は環状部材のサイズ（型番）に応じて交換する必要があるため、環状部材のサイズを変更する毎に、焼入れ装置の段取り換えをする必要がある。そのため、サイズの異なる環状部材の焼入れに迅速に対応することも困難であった。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、焼入れ後の環状ワークの真円度の悪化や、寸法バラツキの増大を回避することが可能な焼入れ処理を低コストで行うことができ、また、焼入れ対象となる環状ワークのサイズなどの変更にも迅速に対応することができる焼入れ方法を提供することを目的とする。
第１の本発明は、環状ワークの焼入れ方法であって、
環状ワークは金属で形成され、
環状ワークを焼入れ温度に加熱する加熱工程と、
焼入れ温度に加熱された環状ワークの径寸法を取得し、取得した上記径寸法に基づいて、加熱された環状ワークを少なくとも大径部と小径部とに区分けする解析工程と、
上記解析工程で少なくとも大径部と小径部とに区分けされた環状ワークに冷却液を噴射する冷却工程と、
を含み、
上記冷却工程において、上記大径部と上記小径部との寸法差が小さくなるように、上記大径部と上記小径部とに異なる噴射条件で冷却液を噴射することを特徴とする環状ワークの焼入れ方法である。
環状ワークは金属で形成され、
環状ワークを焼入れ温度に加熱する加熱工程と、
焼入れ温度に加熱された環状ワークの径寸法を取得し、取得した上記径寸法に基づいて、加熱された環状ワークを少なくとも大径部と小径部とに区分けする解析工程と、
上記解析工程で少なくとも大径部と小径部とに区分けされた環状ワークに冷却液を噴射する冷却工程と、
を含み、
上記冷却工程において、上記大径部と上記小径部との寸法差が小さくなるように、上記大径部と上記小径部とに異なる噴射条件で冷却液を噴射することを特徴とする環状ワークの焼入れ方法である。
本発明において焼入れ対象となる軸受軌道輪等を製造するための環状ワークは、当該環状ワークを製造するための前工程（例えば、鍛造工程や旋削工程など）で生じた残留応力を有している。このような残留応力を有する環状ワークを加熱した場合、環状ワークは残留応力を解放しながら熱膨張する。そのため、焼入れ温度に加熱された環状ワークには、残留応力の分布に応じた変形（ひずみ）が発生し、環状ワークの真円度は低下している。
また、焼入れ処理において、焼入れ温度に加熱された環状ワークを冷却する冷却工程では、環状ワークは温度の低下ともに径寸法が変化する。このとき、環状ワークの径寸法の変化の仕方は冷却条件によって異なる。
また、焼入れ処理において、焼入れ温度に加熱された環状ワークを冷却する冷却工程では、環状ワークは温度の低下ともに径寸法が変化する。このとき、環状ワークの径寸法の変化の仕方は冷却条件によって異なる。
第１の本発明の焼入れ方法では、焼入れ温度に加熱した際に変形（ひずみ）の生じた環状ワークを少なくとも大径部と小径部とに区分けし、その後の冷却工程において、上記大径部と上記小径部との寸法差が小さくなるように、上記大径部と上記小径部とに異なる噴射条件で冷却液を噴射して環状ワークを冷却する。
このように、環状ワークの冷却条件を調節することにより、上記冷却工程では、環状ワークを焼入れ温度に加熱した際に生じた残留応力の分布に応じた変形（ひずみ）が解消されるように環状ワークを変形させることができる。その結果、真円度が良好で、寸法バラツキの少ない焼入れ処理品を得ることができる。
このように、環状ワークの冷却条件を調節することにより、上記冷却工程では、環状ワークを焼入れ温度に加熱した際に生じた残留応力の分布に応じた変形（ひずみ）が解消されるように環状ワークを変形させることができる。その結果、真円度が良好で、寸法バラツキの少ない焼入れ処理品を得ることができる。
また、第１の本発明の焼入れ方法では、焼入れ温度に加熱された環状ワークの径寸法を取得し、得られた径寸法に応じて冷却条件を調節している。そのため、焼入れ処理の対象となる環状ワークの形状、サイズ、型番等に関係なく、任意の環状ワークに対して適切な焼入れ処理を低コストで施すことができる。更には、焼入れ対象となる環状ワークのサイズなどの変更にも迅速に対応することができる。
第２の本発明の焼入れ方法は、環状ワークの焼入れ方法であって、
環状ワークは金属で形成され、
環状ワークを、当該環状ワークの応力が解放される温度に加熱する第１加熱工程と、
応力を解放する温度に加熱された環状ワークの径寸法を取得し、取得した上記径寸法に基づいて、加熱された環状ワークを少なくとも大径部と小径部とに区分けする解析工程と、
上記解析工程で少なくとも大径部と小径部とに区分された環状ワークを焼入れ温度に加熱する第２加熱工程と、
焼入れ温度に加熱された環状ワークに冷却液を噴射する冷却工程と、
を含み、
上記冷却工程において、上記大径部と上記小径部との寸法差が小さくなるように、上記大径部と上記小径部とに異なる噴射条件で冷却液を噴射することを特徴とする環状ワークの焼入れ方法である。
環状ワークは金属で形成され、
環状ワークを、当該環状ワークの応力が解放される温度に加熱する第１加熱工程と、
応力を解放する温度に加熱された環状ワークの径寸法を取得し、取得した上記径寸法に基づいて、加熱された環状ワークを少なくとも大径部と小径部とに区分けする解析工程と、
上記解析工程で少なくとも大径部と小径部とに区分された環状ワークを焼入れ温度に加熱する第２加熱工程と、
焼入れ温度に加熱された環状ワークに冷却液を噴射する冷却工程と、
を含み、
上記冷却工程において、上記大径部と上記小径部との寸法差が小さくなるように、上記大径部と上記小径部とに異なる噴射条件で冷却液を噴射することを特徴とする環状ワークの焼入れ方法である。
上述したように、軸受軌道輪等を製造するための環状ワークを加熱した場合、当該環状ワークは残留応力を解放しながら熱膨張するため、加熱された環状ワークには残留応力の分布に応じた変形（ひずみ）が発生し、環状ワークの真円度は低下している。このとき、環状ワークは、最初は残留応力を解放しながら熱膨張するため、残留応力の分布に応じた変形（ひずみ）を伴いながら熱膨張するが、残留応力が解放された後は、ほぼ均一に熱膨張する。
上記環状ワークの応力が解放される温度は、環状ワークの材質等にもよるが、例えば、軸受用鋼からなる環状ワークの場合には、５００〜７００℃程度の温度で環状ワークに残留していた応力がほぼ解放される。
上記環状ワークの応力が解放される温度は、環状ワークの材質等にもよるが、例えば、軸受用鋼からなる環状ワークの場合には、５００〜７００℃程度の温度で環状ワークに残留していた応力がほぼ解放される。
第２の本発明の焼入れ方法では、上記第１加熱工程において、環状ワークを当該環状ワークの応力が解放される温度（以下、応力解放温度ともいう）に加熱した後、上記応力解放温度に加熱された環状ワークを、大径部と小径部とに区分けする。その後は、第２加熱工程を経て環状ワークを焼入れ温度まで加熱した後、冷却工程において、上記大径部と上記小径部との寸法差が小さくなるように、上記大径部と上記小径部とに異なる噴射条件で冷却液を噴射して環状ワークを冷却する。
このように、環状ワークの冷却条件を調節することにより、上記冷却工程では、環状ワークを加熱した際に生じた残留応力の分布に応じた変形（ひずみ）が解消されるように環状ワークを変形させることができる。その結果、真円度が良好で、寸法バラツキの少ない焼入れ処理品を得ることができる。
このように、環状ワークの冷却条件を調節することにより、上記冷却工程では、環状ワークを加熱した際に生じた残留応力の分布に応じた変形（ひずみ）が解消されるように環状ワークを変形させることができる。その結果、真円度が良好で、寸法バラツキの少ない焼入れ処理品を得ることができる。
また、第２の本発明の焼入れ方法では、応力が開放される温度に加熱された環状ワークの径寸法を取得し、得られた径寸法に応じて冷却条件を調節している。そのため、焼入れ処理の対象となる環状ワークの形状、サイズ、型番等に関係なく、任意の環状ワークに対して適切な焼入れ処理を低コストで施すことができる。更には、焼入れ対象となる環状ワークのサイズなどの変更にも迅速に対応することができる。
更に、第２の本発明の焼入れ方法では、上記加熱工程において、環状ワークを応力が解放される温度に加熱した後、環状ワークを少なくとも大径部と小径部とに区分けし、その後、上記第２加熱工程において環状ワークを焼入れ温度まで加熱している。
この場合、環状ワークが焼入れ温度に加熱された時点で上記解析工程は完了している。そのため、焼入れ温度に加熱された環状ワークは、加熱後、直ちに冷却工程に移行することができる。
環状ワークに焼入れを行う場合、焼入れ温度まで加熱した後、速やかに冷却することが重要である。特に、環状ワークの内部まで良好な焼入れを行うにはワークの内部まで速やかに冷却することが重要である。この点で、第２の本発明の焼入れ方法は、加熱工程終了後直ちに冷却工程に移行することができるため、環状ワークの内部まで速やかに冷却することができる。そのため、焼入れ対象の環状ワークが冷却しにくい肉厚の厚いワークであっても、その内部まで良好に焼入れを行うことができる。
この場合、環状ワークが焼入れ温度に加熱された時点で上記解析工程は完了している。そのため、焼入れ温度に加熱された環状ワークは、加熱後、直ちに冷却工程に移行することができる。
環状ワークに焼入れを行う場合、焼入れ温度まで加熱した後、速やかに冷却することが重要である。特に、環状ワークの内部まで良好な焼入れを行うにはワークの内部まで速やかに冷却することが重要である。この点で、第２の本発明の焼入れ方法は、加熱工程終了後直ちに冷却工程に移行することができるため、環状ワークの内部まで速やかに冷却することができる。そのため、焼入れ対象の環状ワークが冷却しにくい肉厚の厚いワークであっても、その内部まで良好に焼入れを行うことができる。
第１及び第２の本発明の焼入れ方法においては、上記冷却工程により、環状ワークを不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織にすることが好ましい。
不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織とは、マルテンサイト組織８５〜９５質量％、残留オーステナイト組織５〜１５質量％の組織であり、不完全焼入れ組織がない。ここで、不完全焼入れ組織とは、焼入れ処理において冷却速度が遅い場合に析出するベイナイト組織のことである。上記不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織は、ベイナイト組織が析出していない。
不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織からなる焼入れ処理品は、軸受軌道輪等として好適に使用することができる。
また、冷却液を噴射して環状ワークを冷却する上記冷却工程は、焼入れ温度に加熱された環状ワークを急速に冷却することができるため、環状ワークを不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織にする冷却工程として適している。
不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織とは、マルテンサイト組織８５〜９５質量％、残留オーステナイト組織５〜１５質量％の組織であり、不完全焼入れ組織がない。ここで、不完全焼入れ組織とは、焼入れ処理において冷却速度が遅い場合に析出するベイナイト組織のことである。上記不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織は、ベイナイト組織が析出していない。
不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織からなる焼入れ処理品は、軸受軌道輪等として好適に使用することができる。
また、冷却液を噴射して環状ワークを冷却する上記冷却工程は、焼入れ温度に加熱された環状ワークを急速に冷却することができるため、環状ワークを不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織にする冷却工程として適している。
第１及び第２の本発明の焼入れ方法は、上記冷却工程において、上記小径部の冷却が上記大径部の冷却よりも促進されるように、上記冷却液の噴射条件を調節することが好ましい。
これにより、真円度がより良好な焼入れ処理品を得ることができる。
焼入れ処理後の環状ワークの組織が不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織になるように、上記環状ワークを急速に冷却した場合、環状ワークは、まずは温度の低下とともに収縮し、その後、組織がマルテンサイト変態することで膨張し、更なる温度低下とともに収縮する。この場合、上記小径部の冷却が上記大径部の冷却よりも促進されるように環状ワークを冷却すると、先行して冷却された小径部が先にマルテンサイト変態して膨張する。そうすると、マルテンサイト変態することで膨張し、更なる温度低下とともに収縮した小径部は、収縮途中にある大径部よりも径寸法が大きくなる。一方、大径部も小径部に遅れてマルテンサイト変態し、膨張を開始する。このとき小径部は既に不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織に変態しており、不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織は、オーステナイト組織に比べて降伏点が高く変形しにくいため、遅れて冷却された大径部の膨張は、小径部によって抑制される。そのため、上記大径部のマルテンサイト変態の膨張に伴う変位量は、先行して膨張した上記小径部に比べて小さくなる。
その結果、環状ワークを焼入れ温度に加熱した際に発生した残留応力の分布に応じた変形（ひずみ）による寸法差が、環状ワークを冷却した際には緩和され、焼入れ処理された環状ワークは、小径部と大径部との寸法差が小さく、真円度は優れたものとなる。
これにより、真円度がより良好な焼入れ処理品を得ることができる。
焼入れ処理後の環状ワークの組織が不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織になるように、上記環状ワークを急速に冷却した場合、環状ワークは、まずは温度の低下とともに収縮し、その後、組織がマルテンサイト変態することで膨張し、更なる温度低下とともに収縮する。この場合、上記小径部の冷却が上記大径部の冷却よりも促進されるように環状ワークを冷却すると、先行して冷却された小径部が先にマルテンサイト変態して膨張する。そうすると、マルテンサイト変態することで膨張し、更なる温度低下とともに収縮した小径部は、収縮途中にある大径部よりも径寸法が大きくなる。一方、大径部も小径部に遅れてマルテンサイト変態し、膨張を開始する。このとき小径部は既に不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織に変態しており、不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織は、オーステナイト組織に比べて降伏点が高く変形しにくいため、遅れて冷却された大径部の膨張は、小径部によって抑制される。そのため、上記大径部のマルテンサイト変態の膨張に伴う変位量は、先行して膨張した上記小径部に比べて小さくなる。
その結果、環状ワークを焼入れ温度に加熱した際に発生した残留応力の分布に応じた変形（ひずみ）による寸法差が、環状ワークを冷却した際には緩和され、焼入れ処理された環状ワークは、小径部と大径部との寸法差が小さく、真円度は優れたものとなる。
第１及び第２の本発明の焼入れ方法は、上記冷却工程において、上記環状ワークの内方側及び外方側から冷却液を噴射することが好ましい。
この場合、焼入れ温度に加熱された環状ワークをより速やかに冷却することができる。そのため、厚肉の環状ワークを冷却する手法として特に好適である。
この場合、焼入れ温度に加熱された環状ワークをより速やかに冷却することができる。そのため、厚肉の環状ワークを冷却する手法として特に好適である。
また、上記冷却工程において、上記冷却液の噴射条件は、単位時間あたりの冷却液の噴射量、冷却液の噴射開始時期、及び、冷却液の噴射角度のうちの少なくとも１つを変化させることによって調節することが好ましい。
これらの冷却液の噴射条件の調節手法は、いずれも上記大径部と上記小径部との冷却条件を調節するのに適した手法である。
これらの冷却液の噴射条件の調節手法は、いずれも上記大径部と上記小径部との冷却条件を調節するのに適した手法である。
第１及び第２の本発明の焼入れ方法の上記解析工程では、上記環状ワークの径寸法の取得をレーザ変位センサによる計測結果に基づいて行うことが好ましい。
このような手法で、環状ワークの径寸法を取得することにより、上記環状ワークに接触することなく、短時間で、正確に、環状ワークの径寸法を取得することができる。
このような手法で、環状ワークの径寸法を取得することにより、上記環状ワークに接触することなく、短時間で、正確に、環状ワークの径寸法を取得することができる。
本発明によれば、良好な真円度を有し、寸法バラツキの少ない焼入れ処理された環状ワークを低コストで提供することができる。また、本発明は、焼入れ処理の対象となる環状ワークのサイズなどの変更にも迅速に対応することができる。
（第１実施形態）
ここでは、第１の本発明の一実施形態を説明する。
本実施形態の焼入れ方法は、環状ワークを焼入れ対象とし、加熱工程、解析工程及び冷却工程を含む方法である。環状ワークは鋼材で形成される。
以下、工程順に本実施形態の焼入れ方法を説明する。
図１（Ａ）は、第１実施形態の環状ワークの焼入れ方法を説明するための工程図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した焼入れ方法で使用する焼入れ装置を模式的に示す図である。
図２は、第１実施形態の冷却工程で使用する冷却装置の一部を模式的に示す平面図である。
図３は、冷却液の噴射角度を説明するための図である。
ここでは、第１の本発明の一実施形態を説明する。
本実施形態の焼入れ方法は、環状ワークを焼入れ対象とし、加熱工程、解析工程及び冷却工程を含む方法である。環状ワークは鋼材で形成される。
以下、工程順に本実施形態の焼入れ方法を説明する。
図１（Ａ）は、第１実施形態の環状ワークの焼入れ方法を説明するための工程図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した焼入れ方法で使用する焼入れ装置を模式的に示す図である。
図２は、第１実施形態の冷却工程で使用する冷却装置の一部を模式的に示す平面図である。
図３は、冷却液の噴射角度を説明するための図である。
本実施形態で焼入れ対象となる環状ワーク（以下、単にワークともいう）は、軸受用鋼で構成されている。上記軸受用鋼としては、特に限定されないが、例えば、ＪＩＳ ＳＵＪ２、ＪＩＳ ＳＵＪ３などの高炭素クロム軸受鋼、ＳＡＥ５１２０、ＳＣｒ４２０などの浸炭鋼（肌焼鋼）などが挙げられる。
上記ワークのサイズ（外径や肉厚等）は限定されない。本実施形態では、任意のサイズのワークを焼入れ対象とすることができる。
一方、本実施形態で焼入れ対象となるワークの肉厚は、誘導加熱の加熱コイルに依存する。上記ワークの肉厚は、加熱コイルによってワーク全体を誘導加熱できればいかなる肉厚であってもよい。
上記ワークの肉厚の上限は、加熱コイルに依存する。また、上記ワークの肉厚の下限は、熱処理後の環状部材に必要な厚さに依存する。
また、上記ワークは、厚肉になればなるほど加熱コイルだけでは均一加熱が難しくなるため、上記ワークの肉厚が１０ｍｍ以上の場合、ワークの径方向の内方側に非接触にセンターコアを配置して誘導加熱してもよい。センターコアは珪素鋼板で形成され、一例では円柱形状である。
なお、上記ワークの肉厚とは、上記ワークの肉厚が軸方向において均一な場合には、外径と内径との差の１／２の値をいい、上記ワークの肉厚が軸方向において均一でない場合には、内径と外径との差が最も大きくなる軸方向位置での外径と内径との差の１／２の値をいう。
一方、本実施形態で焼入れ対象となるワークの肉厚は、誘導加熱の加熱コイルに依存する。上記ワークの肉厚は、加熱コイルによってワーク全体を誘導加熱できればいかなる肉厚であってもよい。
上記ワークの肉厚の上限は、加熱コイルに依存する。また、上記ワークの肉厚の下限は、熱処理後の環状部材に必要な厚さに依存する。
また、上記ワークは、厚肉になればなるほど加熱コイルだけでは均一加熱が難しくなるため、上記ワークの肉厚が１０ｍｍ以上の場合、ワークの径方向の内方側に非接触にセンターコアを配置して誘導加熱してもよい。センターコアは珪素鋼板で形成され、一例では円柱形状である。
なお、上記ワークの肉厚とは、上記ワークの肉厚が軸方向において均一な場合には、外径と内径との差の１／２の値をいい、上記ワークの肉厚が軸方向において均一でない場合には、内径と外径との差が最も大きくなる軸方向位置での外径と内径との差の１／２の値をいう。
上記ワークは、例えば、軸受用鋼からなる鋼材から鍛造により環状素材を製造し、得られた環状素材を切削加工などで所定形状に加工する（旋削処理）ことにより製造することができる。
本実施形態の焼入れ方法は、例えば、図１（Ｂ）に示したような焼入れ装置１００を用いて行う。焼入れ装置１００は、誘導加熱ゾーン１０、外周解析ゾーン２０及び冷却ゾーン３０を備える。
上記焼入れ方法では、まず、旋削処理を経て作製された上記ワークを焼入れ温度に加熱する加熱工程を行う。
上記加熱工程では、まず、旋削処理を経て作製されたワークＷ１を、図１（Ｂ）に示すように、ターンテーブル１と加熱コイル１１を備えた誘導加熱ゾーン１０に搬送する（図１中、矢印（１）参照）。搬送されたワークＷ１は、ターンテーブル１に載置され、加熱コイル１１の内周側にセットされる。その後、ワークＷ１（ターンテーブル１）を回転させつつ、加熱コイル１１に電流を流して、ワークＷ１を所定の焼入れ温度（例えば、ＪＩＳ ＳＵＪ２製のワークＷ１であれば９００〜１０００℃）に誘導加熱する。
これにより、ワークＷ１を均一に加熱することができ、ワークＷ１のオーステナイト化を均一に行なうことができる。ここで、誘導加熱の条件は、ワークＷ１を表面から内部まで全体を均一に加熱することができるように、出力、周波数、加熱時間等を調節すればよい。上記周波数は、０．１〜５ｋＨｚが好ましい。
上記誘導加熱では、ワークＷ１自体が迅速に加熱される。上記誘導加熱は、加熱に要する時間を短縮することができ、加熱工程のインライン化に適している。
また、本工程において、加熱温度は、ワークＷ１の材質や加熱方法を考慮して適宜選択すればよい。また、ワークＷ１の加熱は、例えば、不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。
上記焼入れ方法では、まず、旋削処理を経て作製された上記ワークを焼入れ温度に加熱する加熱工程を行う。
上記加熱工程では、まず、旋削処理を経て作製されたワークＷ１を、図１（Ｂ）に示すように、ターンテーブル１と加熱コイル１１を備えた誘導加熱ゾーン１０に搬送する（図１中、矢印（１）参照）。搬送されたワークＷ１は、ターンテーブル１に載置され、加熱コイル１１の内周側にセットされる。その後、ワークＷ１（ターンテーブル１）を回転させつつ、加熱コイル１１に電流を流して、ワークＷ１を所定の焼入れ温度（例えば、ＪＩＳ ＳＵＪ２製のワークＷ１であれば９００〜１０００℃）に誘導加熱する。
これにより、ワークＷ１を均一に加熱することができ、ワークＷ１のオーステナイト化を均一に行なうことができる。ここで、誘導加熱の条件は、ワークＷ１を表面から内部まで全体を均一に加熱することができるように、出力、周波数、加熱時間等を調節すればよい。上記周波数は、０．１〜５ｋＨｚが好ましい。
上記誘導加熱では、ワークＷ１自体が迅速に加熱される。上記誘導加熱は、加熱に要する時間を短縮することができ、加熱工程のインライン化に適している。
また、本工程において、加熱温度は、ワークＷ１の材質や加熱方法を考慮して適宜選択すればよい。また、ワークＷ１の加熱は、例えば、不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。
次に、加熱されたワークＷ１を大径部と小径部とに区分けする解析工程を行う。
上記解析工程では、加熱されたワークＷ１をレーザ変位センサ（ギャップセンサ）を備えた外周解析ゾーン２０に移動させ(図１中、矢印（２）参照)、ワークＷ１の外周の周方向各位置における半径を計測し、この計測結果に基づいて、ワークＷ１を大径部と小径部とに区分けする。
上記外周の周方向各位置とは、外周全体を構成する点のうちセンサの分解能等の制約によって計測できた点のそれぞれの位置を示す。
上記解析工程では、加熱されたワークＷ１をレーザ変位センサ（ギャップセンサ）を備えた外周解析ゾーン２０に移動させ(図１中、矢印（２）参照)、ワークＷ１の外周の周方向各位置における半径を計測し、この計測結果に基づいて、ワークＷ１を大径部と小径部とに区分けする。
上記外周の周方向各位置とは、外周全体を構成する点のうちセンサの分解能等の制約によって計測できた点のそれぞれの位置を示す。
外周解析ゾーン２０には、ワークＷ１の外方側に位置するようにレーザ変位センサのセンサ素子２１が取り付けられている。ここでは、ターンテーブル１を回転させることにより、ワークＷ１を対向配置したセンサ素子２１の内側で回転させる。これにより、ワークＷ１の外周の周方向各位置とセンサ素子２１との距離を計測することができる。
上記レーザ変位センサとしては、従来公知のレーザ変位センサを用いることができ、市販品を使用することもできる。
上記レーザ変位センサにおけるレーザ光の色は特に限定されないが、青又は緑が好ましい。加熱されたワークＷ１は赤色であるため、青又は緑のレーザ光を用いた場合、より正確にワークＷ１との距離を計測することができるからである。
上記レーザ変位センサにおけるレーザ光の色は特に限定されないが、青又は緑が好ましい。加熱されたワークＷ１は赤色であるため、青又は緑のレーザ光を用いた場合、より正確にワークＷ１との距離を計測することができるからである。
上記解析工程において、ワークＷ１の計測に要する時間は、短ければ短いほど好ましく、上記計測時間は概ね３秒未満が好ましい。このような短時間での計測は、レーザ変位センサを用いることで達成することができる。
上記計測時間を３秒未満とすることで、計測中のワークＷ１の表面温度の低下を３０℃以下に抑えることができる。
上記計測時間を３秒未満とすることで、計測中のワークＷ１の表面温度の低下を３０℃以下に抑えることができる。
この解析工程では、上述したように、ワークＷ１を径方向のサイズの大きい大径部と、径方向のサイズが小さい小径部とに区分けする。
この区分けは、外周解析ゾーン２０が備える演算部２２で行う。また、区分けした結果は、外周解析ゾーン２０が備える記憶部２３で記憶する。
また、必要に応じて、加熱されたワークＷ１の真円度を併せて算出してもよい。
この区分けは、外周解析ゾーン２０が備える演算部２２で行う。また、区分けした結果は、外周解析ゾーン２０が備える記憶部２３で記憶する。
また、必要に応じて、加熱されたワークＷ１の真円度を併せて算出してもよい。
上述した大径部と小径部との区分けは、例えば、下記（Ａ）及び（Ｂ）の工程を経て行う。
（Ａ）加熱後のワークＷ１の外周の周方向各位置を測定し、ワークＷ１の外周形状を把握する工程。
（Ｂ）ワークＷ１の外周形状に応じて、ワークＷ１を大径部と小径部とに区分けする工程。
（Ａ）加熱後のワークＷ１の外周の周方向各位置を測定し、ワークＷ１の外周形状を把握する工程。
（Ｂ）ワークＷ１の外周形状に応じて、ワークＷ１を大径部と小径部とに区分けする工程。
上記（Ａ）の工程では、具体的には、下記（Ａ−１）〜（Ａ−４）の処理を行い、ワークＷ１の外周形状を把握する。
（Ａ−１）まず、加熱したワークＷ１の仮想中心Ｃ０を決定する。仮想中心Ｃ０の決定方法は特に限定されず、任意に決定することができる。例えば、予め、ターンテーブル１にマスターワークを載置して、マスターワークの中心を算出しておき、このマスターワークの中心を仮想中心Ｃ０とすれば良い。
（Ａ−２）次に、加熱したワークＷ１の外周の周方向各位置を上記レーザ変位センサを用いて測定し、上記仮想中心Ｃ０とワークＷ１の外周の周方向各位置との距離を取得する。
（Ａ−３）上記（Ａ−２）で取得した距離を、上記仮想中心Ｃ０を原点としたＸＹ座標に変換する。
（Ａ−４）上記（Ａ−３）で取得した座標データを最小二乗法により近似し、ワークＷ１の外周形状に近似した円（近似円）を算出する。
また、上記近似円の中心座標ＣからワークＷ１の外周の周方向各位置までの距離を算出し、これをワークＷ１の外周の周方向各位置における半径として、ワークＷ１の外周形状を把握する。
なお、（Ａ）の工程で取得した、近似円の情報（中心座標Ｃ、半径ｒ）、及び、上記ワークＷ１の外周の周方向各位置における半径は、記憶部２３に記憶させておく。
（Ａ−１）まず、加熱したワークＷ１の仮想中心Ｃ０を決定する。仮想中心Ｃ０の決定方法は特に限定されず、任意に決定することができる。例えば、予め、ターンテーブル１にマスターワークを載置して、マスターワークの中心を算出しておき、このマスターワークの中心を仮想中心Ｃ０とすれば良い。
（Ａ−２）次に、加熱したワークＷ１の外周の周方向各位置を上記レーザ変位センサを用いて測定し、上記仮想中心Ｃ０とワークＷ１の外周の周方向各位置との距離を取得する。
（Ａ−３）上記（Ａ−２）で取得した距離を、上記仮想中心Ｃ０を原点としたＸＹ座標に変換する。
（Ａ−４）上記（Ａ−３）で取得した座標データを最小二乗法により近似し、ワークＷ１の外周形状に近似した円（近似円）を算出する。
また、上記近似円の中心座標ＣからワークＷ１の外周の周方向各位置までの距離を算出し、これをワークＷ１の外周の周方向各位置における半径として、ワークＷ１の外周形状を把握する。
なお、（Ａ）の工程で取得した、近似円の情報（中心座標Ｃ、半径ｒ）、及び、上記ワークＷ１の外周の周方向各位置における半径は、記憶部２３に記憶させておく。
次に、上記（Ｂ）の工程を行う。
上記（Ｂ）の工程では、具体的には、下記（Ｂ−１）〜（Ｂ−４）の処理を行い、ワークＷ１を上記大径部と上記小径部とに区分けする。
（Ｂ−１）まず、上記（Ａ）の工程で取得した情報に基づき、中心座標Ｃを中心とする第１仮想円と第２仮想円とを求める。
上記第１仮想円は、上記中心座標Ｃを中心とし、上記（Ａ）の工程で取得したワークＷ１の外周の周方向各位置における半径のうちの最大値を当該第１仮想円の半径とした円である。また、上記第２仮想円は、上記中心座標Ｃを中心とし、上記（Ａ）の工程で取得したワークＷ１の外周の周方向各位置における半径のうちの最小値を当該第２仮想円の半径とした円である。
上記（Ｂ）の工程では、具体的には、下記（Ｂ−１）〜（Ｂ−４）の処理を行い、ワークＷ１を上記大径部と上記小径部とに区分けする。
（Ｂ−１）まず、上記（Ａ）の工程で取得した情報に基づき、中心座標Ｃを中心とする第１仮想円と第２仮想円とを求める。
上記第１仮想円は、上記中心座標Ｃを中心とし、上記（Ａ）の工程で取得したワークＷ１の外周の周方向各位置における半径のうちの最大値を当該第１仮想円の半径とした円である。また、上記第２仮想円は、上記中心座標Ｃを中心とし、上記（Ａ）の工程で取得したワークＷ１の外周の周方向各位置における半径のうちの最小値を当該第２仮想円の半径とした円である。
（Ｂ−２）次に、上記第１仮想円の半径ａ及び上記第２仮想円の半径ｂとに基づいて、下記計算式（１）より、大径部及び小径部の区分けを行う基準半径ｃを算出する。
ｃ＝（ａ＋ｂ）／２・・・（１）
ｃ＝（ａ＋ｂ）／２・・・（１）
（Ｂ−３）上記（Ｂ−１）及び（Ｂ−２）とは別に、平面視したワークＷ１を、上記第１仮想円（又は上記第２仮想円）の円周方向に中心角が均一になるように１６等分し、１６個の環状ワーク断片Ｗ１ａ〜Ｗ１ｐに仮想的に分割する（図２参照）。
次に、各環状ワーク断片Ｗ１ａ〜Ｗ１ｐに含まれる外周の周方向各位置における半径の平均値を各環状ワーク断片Ｗ１ａ〜Ｗ１ｐのそれぞれで算出する。
次に、各環状ワーク断片Ｗ１ａ〜Ｗ１ｐに含まれる外周の周方向各位置における半径の平均値を各環状ワーク断片Ｗ１ａ〜Ｗ１ｐのそれぞれで算出する。
（Ｂ−４）その後、各環状ワーク断片Ｗ１ａ〜Ｗ１ｐの周方向各位置における半径の平均値と、上記基準半径ｃとを比較し、上記平均値が上記基準半径ｃよりも大きい環状ワーク断片を大径部、上記平均値が上記半径ｃ以下の環状ワーク断片を小径部とする。
なお、上記解析工程において、ワークＷ１の外周の周方向各位置における半径を取得するする手法は、レーザ変位センサを用いた手法に限定されるわけではなく、他の手法を採用してもよい。
一方、レーザ変位センサを用いた計測結果に基づいて、ワークＷ１の外周の周方向各位置における半径等のワークＷ１の径寸法を取得する手法は、上記解析工程のインライン化に適している。
一方、レーザ変位センサを用いた計測結果に基づいて、ワークＷ１の外周の周方向各位置における半径等のワークＷ１の径寸法を取得する手法は、上記解析工程のインライン化に適している。
続いて、ワークＷ１を冷却ゾーン３０に移動させ（図１中、矢印（３）参照）、ワークＷ１に冷却液を噴射する冷却工程を行う。
本冷却工程では、焼入れ温度に加熱されることによってオーステナイト化したワークＷ１をマルテンサイト変態させる冷却速度で、好ましくは不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織からなるワークＷ１となる冷却速度で、加熱されたワークＷ１を冷却する。
本冷却工程では、焼入れ温度に加熱されることによってオーステナイト化したワークＷ１をマルテンサイト変態させる冷却速度で、好ましくは不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織からなるワークＷ１となる冷却速度で、加熱されたワークＷ１を冷却する。
冷却ゾーン３０を構成する冷却装置は、図２に示すように、ワークＷ１を配置した際に、ワークＷ１の外周囲に複数（図２の例では１６個）の噴射ノズル３２（３２ａ〜３２ｐ）が等間隔で位置するように構成されている。
上記冷却工程では、複数の噴射ノズル３２を用いて冷却液をワークＷ１の外方側から噴射してワークＷ１の冷却を行う。
上記冷却工程では、複数の噴射ノズル３２を用いて冷却液をワークＷ１の外方側から噴射してワークＷ１の冷却を行う。
この冷却工程では、上記解析工程で行った大径部と小径部との区分けの結果に基づいて、ワークＷ１の部位（環状ワーク断片）毎に冷却条件を調節する。
ここでは、例えば、ワークＷ１の小径部の冷却がワークＷ１の大径部の冷却よりも促進されるように冷却液３３の噴射条件を調節する。上記冷却液の噴射条件の調節は、例えば、単位時間あたりの冷却液の噴射量、冷却液の噴射開始時期、及び、冷却液の噴射角度のうちの少なくとも１つを変化させることによって行うことができる。
ここでは、例えば、ワークＷ１の小径部の冷却がワークＷ１の大径部の冷却よりも促進されるように冷却液３３の噴射条件を調節する。上記冷却液の噴射条件の調節は、例えば、単位時間あたりの冷却液の噴射量、冷却液の噴射開始時期、及び、冷却液の噴射角度のうちの少なくとも１つを変化させることによって行うことができる。
具体的には、例えば、
（ａ）単位時間あたりの小径部への冷却液の噴射量（冷却液の流量）を単位時間あたりの大径部への冷却液の噴射量よりも多くする。
（ｂ）最初に小径部にのみ冷却液を噴射し、一定時間経過後、大径部を含むワークＷ１全体に冷却液を噴射して、小径部の噴射開始時期を大径部の噴射開始時期よりも早くする。
（ｃ）小径部では冷却液を斜め上方向からワークＷ１に噴射し、大径部では冷却液を水平方向（図１中、左右方向）からワークＷ１に噴射して、小径部と大径部とでワークＷ１への冷却液の噴射角度を異ならせる。
（ｄ）小径部では冷却液の噴射時間を長くし、大径部では冷却液の噴射時間を短くする。
（ｅ）小径部では冷却液の温度を低くし、大径部では冷却液の温度を高くする。
（ｆ）上記（ａ）〜（ｅ）を適宜組み合わせる。
などに冷却液の噴射条件を調節する。これにより、ワークＷ１の小径部の冷却がワークＷ１の大径部の冷却よりも促進されることになる。
（ａ）単位時間あたりの小径部への冷却液の噴射量（冷却液の流量）を単位時間あたりの大径部への冷却液の噴射量よりも多くする。
（ｂ）最初に小径部にのみ冷却液を噴射し、一定時間経過後、大径部を含むワークＷ１全体に冷却液を噴射して、小径部の噴射開始時期を大径部の噴射開始時期よりも早くする。
（ｃ）小径部では冷却液を斜め上方向からワークＷ１に噴射し、大径部では冷却液を水平方向（図１中、左右方向）からワークＷ１に噴射して、小径部と大径部とでワークＷ１への冷却液の噴射角度を異ならせる。
（ｄ）小径部では冷却液の噴射時間を長くし、大径部では冷却液の噴射時間を短くする。
（ｅ）小径部では冷却液の温度を低くし、大径部では冷却液の温度を高くする。
（ｆ）上記（ａ）〜（ｅ）を適宜組み合わせる。
などに冷却液の噴射条件を調節する。これにより、ワークＷ１の小径部の冷却がワークＷ１の大径部の冷却よりも促進されることになる。
本発明の実施形態において、上記冷却液の噴射角度とは、外周面（又は内周面）が鉛直方向を向くように載置されたワークＷ１に対して噴射ノズル３２から噴射した冷却液の噴射方向が水平方向とのなす角度をいう。
図３（ａ）に示すように、噴射ノズル３２から噴射される冷却液の噴射方向が水平方向Ｈと一致する場合には、冷却液の噴射角度は０°となる。また、図３（ｂ）に示すように、噴射ノズル３２から噴射される冷却液が斜め上方向からワークＷ１に噴射される際には、冷却液の噴射方向（図中、矢印参照）と水平方向Ｈとのなす角度θが冷却液の噴射角度となる。
図３（ａ）に示すように、噴射ノズル３２から噴射される冷却液の噴射方向が水平方向Ｈと一致する場合には、冷却液の噴射角度は０°となる。また、図３（ｂ）に示すように、噴射ノズル３２から噴射される冷却液が斜め上方向からワークＷ１に噴射される際には、冷却液の噴射方向（図中、矢印参照）と水平方向Ｈとのなす角度θが冷却液の噴射角度となる。
上記冷却工程では、噴射角度θを０°よりも大きくすると、噴射角度が０°の場合（水平方向から冷却液を噴射する場合）に比べて、ワークＷ１の冷却速度を速くすることができる。
上記冷却工程では、一般に、冷却初期(蒸気膜段階)はワーク表面に蒸気膜が発生して冷却剤とワーク表面の直接接触を妨げ、かつ熱伝導率の小さい蒸気膜が熱移動を阻害するため冷却速度が遅く、この蒸気膜が崩壊し固液接触が起こると沸騰(沸騰段階)に移行しワークの冷却が急速に進行するとされている。このとき、冷却液の噴射角度を０°よりも大きくして冷却液を斜め方向から噴射すると、上記蒸気膜が崩壊されやすくなるため、早期に沸騰段階に移行し、ワークの冷却速度を速くすることができると考えられる。実際、上記噴射角度θが０°の場合よりも、噴射角度θを５°又は１５°として冷却液を斜め上方向から噴射した場合の方が冷却速度が速くなることも確認している。
なお、上記冷却液の噴射角度を調節することによって、ワークの冷却速度を調節する場合、上記冷却液の噴射角度は、０°〜６０°の間で調節することが好ましい。
上記冷却工程では、一般に、冷却初期(蒸気膜段階)はワーク表面に蒸気膜が発生して冷却剤とワーク表面の直接接触を妨げ、かつ熱伝導率の小さい蒸気膜が熱移動を阻害するため冷却速度が遅く、この蒸気膜が崩壊し固液接触が起こると沸騰(沸騰段階)に移行しワークの冷却が急速に進行するとされている。このとき、冷却液の噴射角度を０°よりも大きくして冷却液を斜め方向から噴射すると、上記蒸気膜が崩壊されやすくなるため、早期に沸騰段階に移行し、ワークの冷却速度を速くすることができると考えられる。実際、上記噴射角度θが０°の場合よりも、噴射角度θを５°又は１５°として冷却液を斜め上方向から噴射した場合の方が冷却速度が速くなることも確認している。
なお、上記冷却液の噴射角度を調節することによって、ワークの冷却速度を調節する場合、上記冷却液の噴射角度は、０°〜６０°の間で調節することが好ましい。
上記加熱工程で加熱されたワークは、既に説明したように、加熱前に真円度の良好な形状を有していたとしても、上記加熱工程において変形し、真円度が悪化してしまうことがある。加熱処理後のワークの平面視形状は、略楕円形状や凸部を複数カ所（例えば、３カ所）有する形状など、様々な形状となり、その変形の仕方は、加熱条件が同一であっても一様ではない。そして、上記加熱工程で変形したワークを均一に冷却すると、加熱時の変形状態を維持したまま冷却されるため、得られた焼入れ処理品は真円度に劣るものとなってしまう。
一方、本実施形態では、上記解析工程を行い、ワークＷ１を焼入れ温度に加熱した直後にワークＷ１の外周形状を把握し、ワークＷ１の外周形状に基づいて、当該ワークＷ１を大径部と小径部とに区分けする。その後、冷却工程においてワークＷ１の小径部の冷却がワークＷ１の大径部の冷却よりも促進されるように冷却条件（冷却液の噴射条件）を調節してワークＷ１の冷却を行う。
このような条件で冷却することにより、既に説明したように、小径部のマルテンサイト変態の膨張に伴う変位量が、上記大径部のマルテンサイト変態の膨張に伴う変位量よりも大きくなる。その結果、冷却工程後には、小径部と大径部との寸法差は小さくなり、焼入れ処理されたワークは、真円度が優れたものとなる。
また、本実施形態の焼入れ方法は、インライン化にも適している。
一方、本実施形態では、上記解析工程を行い、ワークＷ１を焼入れ温度に加熱した直後にワークＷ１の外周形状を把握し、ワークＷ１の外周形状に基づいて、当該ワークＷ１を大径部と小径部とに区分けする。その後、冷却工程においてワークＷ１の小径部の冷却がワークＷ１の大径部の冷却よりも促進されるように冷却条件（冷却液の噴射条件）を調節してワークＷ１の冷却を行う。
このような条件で冷却することにより、既に説明したように、小径部のマルテンサイト変態の膨張に伴う変位量が、上記大径部のマルテンサイト変態の膨張に伴う変位量よりも大きくなる。その結果、冷却工程後には、小径部と大径部との寸法差は小さくなり、焼入れ処理されたワークは、真円度が優れたものとなる。
また、本実施形態の焼入れ方法は、インライン化にも適している。
上記冷却工程では、１６個の噴射ノズルを用いて冷却液をワークＷ１に噴射してワークＷ１の冷却を行っているが、本実施形態において、上記冷却工程で使用する噴射ノズルの個数は特に限定されない。上記噴射ノズルの個数は、４個以上であることが好ましい。
上記冷却液は、ワークＷ１を冷却可能な液体であればよい。上記冷却液としては特に限定されず、例えば、水、油、水溶性ポリマー等が挙げられる。
上記油としては、例えば、焼入油等が挙げられる。
上記水溶性ポリマーとしては、例えば、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）等が挙げられる。上記水溶性ポリマーは、水に溶解させた水溶液として用いることができる。この場合、水への水溶性ポリマーの配合量は、水溶性ポリマーの種類等に応じて適宜設定することができる。
これらの冷却液は、１種類のみを用いてよいし、２種類以上を併用してもよい。
上記油としては、例えば、焼入油等が挙げられる。
上記水溶性ポリマーとしては、例えば、ＰＡＧ（ポリアルキレングリコール）等が挙げられる。上記水溶性ポリマーは、水に溶解させた水溶液として用いることができる。この場合、水への水溶性ポリマーの配合量は、水溶性ポリマーの種類等に応じて適宜設定することができる。
これらの冷却液は、１種類のみを用いてよいし、２種類以上を併用してもよい。
上記冷却工程は、ワークを焼入れ温度に加熱した後、出来るだけ早く開始することが好ましい。ワークを焼入れ温度に加熱した後、冷却を開始するまでに時間が掛かると、冷却工程によりワークをマルテンサイト変態させることが困難になることがある。
そのため、上記焼入れ温度に加熱した後、上記冷却工程を開始（冷却液を噴射）するまでの時間は短いほど好ましい。従って、上記解析工程終了後は、速やかに上記冷却工程を行うことが好ましい。
また、上記焼入れ温度に加熱した後上記冷却工程を開始（冷却液を噴射）するまでに低下するワークの表面温度も小さいほど好ましい。
そのため、上記焼入れ温度に加熱した後、上記冷却工程を開始（冷却液を噴射）するまでの時間は短いほど好ましい。従って、上記解析工程終了後は、速やかに上記冷却工程を行うことが好ましい。
また、上記焼入れ温度に加熱した後上記冷却工程を開始（冷却液を噴射）するまでに低下するワークの表面温度も小さいほど好ましい。
上記冷却工程において、上記冷却液の噴射時間は特に限定されず、ワークＷ１の温度や冷却液の流量などを考慮して適宜設定すれば良い。
また、上記冷却液の噴射条件（ｂ）に示したように、ワークＷ１の大径部と小径部とで冷却液の噴射開始時期をずらして冷却液の噴射を行う場合、小径部への噴射を開始してから大径部への噴射を開始するまでの時間は、１０秒以下であることが好ましい。
また、上記冷却工程において、単位時間あたりの冷却液の噴射量（流量）は特に限定されず、ワークＷ１のサイズや噴射ノズルの個数などに応じて適宜選択すればよい。
なお、冷却液の噴射量を調節すべく、冷却ゾーン３０は、図示しない流量調整弁等を備えている。
また、上記冷却液の噴射条件（ｂ）に示したように、ワークＷ１の大径部と小径部とで冷却液の噴射開始時期をずらして冷却液の噴射を行う場合、小径部への噴射を開始してから大径部への噴射を開始するまでの時間は、１０秒以下であることが好ましい。
また、上記冷却工程において、単位時間あたりの冷却液の噴射量（流量）は特に限定されず、ワークＷ１のサイズや噴射ノズルの個数などに応じて適宜選択すればよい。
なお、冷却液の噴射量を調節すべく、冷却ゾーン３０は、図示しない流量調整弁等を備えている。
このような各工程を経て、ワークＷ１に焼入れ処理を行うことにより、不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織からなり、真円度が良好で、寸法バラツキの少ないワークの焼入れ品を低コストで得ることができる。
上述した方法で焼入れ処理が施されたワークには、通常、次に焼戻し処理が施される（図１中、矢印（４）参照）。
本実施形態の焼入れ方法にて、焼入れ処理が施されたワークは、軸受軌道輪等に好適に使用することができる。
上述した方法で焼入れ処理が施されたワークには、通常、次に焼戻し処理が施される（図１中、矢印（４）参照）。
本実施形態の焼入れ方法にて、焼入れ処理が施されたワークは、軸受軌道輪等に好適に使用することができる。
（第１の本発明の他の実施形態）
第１の本発明の実施形態において、大径部と小径部とに区分けする手法は第１実施形態の手法に限定されるわけではない。例えば、上記（Ａ）の工程で算出した近似円の半径ｒを基準とし、この半径ｒと各環状ワーク断片の外周の周方向各位置における半径の平均値とを比較して、ワークを大径部と小径部とに区分けしてもよい。
第１の本発明の実施形態において、大径部と小径部とに区分けする手法は第１実施形態の手法に限定されるわけではない。例えば、上記（Ａ）の工程で算出した近似円の半径ｒを基準とし、この半径ｒと各環状ワーク断片の外周の周方向各位置における半径の平均値とを比較して、ワークを大径部と小径部とに区分けしてもよい。
第１の本発明の実施形態における上記解析工程では、ワークＷ１の内周の周方向各位置を測定し、その測定結果に基づいてワークＷ１の内周形状を把握し、その後、上記内周形状に基づいて、ワークＷ１を大径部と小径部とに区分けしてもよい。この場合、ワークＷ１の大径部と小径部との区分けは、上述したワークＷ１の外周形状に基づいて行う手法とほぼ同様の手法にて行えば良い。
また、ワークＷ１の径寸法の取得は、レーザ変位センサ以外に、例えば、サーモグラフィー等を用いて行ってもよい。
また、ワークＷ１の径寸法の取得は、レーザ変位センサ以外に、例えば、サーモグラフィー等を用いて行ってもよい。
第１の本発明の実施形態に係る焼入れ方法では、ワークを径寸法に基づいて３種類以上の部位（例えば、大径部、中径部及び小径部の３種類の部位）に区分けし、径寸法の小さい部位ほど、より冷却が促進されるように冷却液の噴射条件を調節して上記冷却工程を行ってもよい。
第１の本発明の実施形態に係る焼入れ方法では、大径部の冷却が小径部の冷却よりも促進されるように冷却条件を調節してもよい。
この場合、例えば、小径部の冷却を大径部の冷却よりも促進させる上述した（ａ）〜（ｆ）の手法において、小径部の冷却条件と大径部の冷却条件とを互いに入れ替えればよい。
この場合、例えば、小径部の冷却を大径部の冷却よりも促進させる上述した（ａ）〜（ｆ）の手法において、小径部の冷却条件と大径部の冷却条件とを互いに入れ替えればよい。
第１の本発明の実施形態において、ワークの加熱方法は、誘導加熱に限定されるわけではない。上記ワークの加熱方法は、炉加熱などの従来公知の他の加熱方法であってもよい。
第１の本発明の実施形態において、ワークの材質は軸受用鋼に限定されるわけではない。上記ワークの材質は軸受用鋼以外の鋼材であってもよく、鋼材以外の金属材料であってもよい。
第１の本発明の実施形態において、ワークの材質は軸受用鋼に限定されるわけではない。上記ワークの材質は軸受用鋼以外の鋼材であってもよく、鋼材以外の金属材料であってもよい。
（第２実施形態）
ここでは、第２の本発明の一実施形態を説明する。
本実施形態の焼入れ方法は、環状ワークを焼入れ対象とし、第１加熱工程、解析工程、第２加熱工程及び冷却工程を含む方法である。環状ワークは鋼材で形成される。
以下、工程順に本実施形態の焼入れ方法を説明する。
図４は、（Ａ）は、第２実施形態の環状ワークの焼入れ方法を説明するための工程図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した焼入れ方法で使用する焼入れ装置を模式的に示す図である。
図５は、第２実施形態の冷却工程で使用する冷却装置の一部を模式的に示す平面図である。
ここでは、第２の本発明の一実施形態を説明する。
本実施形態の焼入れ方法は、環状ワークを焼入れ対象とし、第１加熱工程、解析工程、第２加熱工程及び冷却工程を含む方法である。環状ワークは鋼材で形成される。
以下、工程順に本実施形態の焼入れ方法を説明する。
図４は、（Ａ）は、第２実施形態の環状ワークの焼入れ方法を説明するための工程図であり、（Ｂ）は（Ａ）に示した焼入れ方法で使用する焼入れ装置を模式的に示す図である。
図５は、第２実施形態の冷却工程で使用する冷却装置の一部を模式的に示す平面図である。
本実施形態で焼入れ対象となる環状ワーク（以下、単にワークともいう）は、第１実施形態と同様、軸受用鋼で構成されている。
本実施形態においても上記ワークのサイズは限定されない。本実施形態では、任意のサイズのワークを焼入れ対象とすることができる。
一方、本実施形態で焼入れ対象となるワークの肉厚は、誘導加熱の加熱コイルに依存する。上記ワークの肉厚は、加熱コイルによってワーク全体を誘導加熱できればいかなる肉厚であってもよい。
上記ワークの肉厚の上限は、加熱コイルに依存する。また、上記ワークの肉厚の下限は、熱処理後の環状部材に必要な厚さに依存する。
また、上記ワークは、厚肉になればなるほど加熱コイルだけでは均一加熱が難しくなるため、上記ワークの肉厚が１０ｍｍ以上の場合、ワークの径方向の内方側に非接触にセンターコアを配置して誘導加熱してもよい。センターコアは珪素鋼板で形成され、一例では円柱形状である。
本実施形態においても上記ワークのサイズは限定されない。本実施形態では、任意のサイズのワークを焼入れ対象とすることができる。
一方、本実施形態で焼入れ対象となるワークの肉厚は、誘導加熱の加熱コイルに依存する。上記ワークの肉厚は、加熱コイルによってワーク全体を誘導加熱できればいかなる肉厚であってもよい。
上記ワークの肉厚の上限は、加熱コイルに依存する。また、上記ワークの肉厚の下限は、熱処理後の環状部材に必要な厚さに依存する。
また、上記ワークは、厚肉になればなるほど加熱コイルだけでは均一加熱が難しくなるため、上記ワークの肉厚が１０ｍｍ以上の場合、ワークの径方向の内方側に非接触にセンターコアを配置して誘導加熱してもよい。センターコアは珪素鋼板で形成され、一例では円柱形状である。
本実施形態では、第１実施形態と同様、旋削処理等を経て作製された軸受用鋼からなるワークに焼入れ処理を施す。
本実施形態の焼入れ方法は、例えば、焼入れ装置３００を用いて行う。焼入れ装置３００は、誘導加熱ゾーン２１０、外周解析ゾーン２２０及び冷却ゾーン２３０を備える。
上記焼入れ方法では、まず、旋削処理を経て作製された上記ワークを応力が解放される温度（応力解放温度）に加熱する第１加熱工程を行う。
本実施形態の焼入れ方法は、例えば、焼入れ装置３００を用いて行う。焼入れ装置３００は、誘導加熱ゾーン２１０、外周解析ゾーン２２０及び冷却ゾーン２３０を備える。
上記焼入れ方法では、まず、旋削処理を経て作製された上記ワークを応力が解放される温度（応力解放温度）に加熱する第１加熱工程を行う。
上記第１加熱工程では、まず、旋削処理を経て作製されたワークＷ２を、図４（Ｂ）に示すように、ターンテーブル２０１と加熱コイル２１１を備えた誘導加熱ゾーン２１０に搬送する（図４中、矢印（１）参照）。搬送されたワークＷ２は、ターンテーブル２０１に載置され、加熱コイル２１１の内周側にセットされる。その後、ワークＷ２（ターンテーブル２０１）を回転させつつ、加熱コイル２１１に電流を流して、ワークＷ２を、当該ワークＷ２の残留応力が解放される温度に誘導加熱する。このとき、誘導加熱の条件は、ワークＷ２の表面から内部まで均一に加熱することができるように、出力、周波数、加熱時間等を調節する。上記周波数は、０．１〜５ｋＨｚが好ましい。
なお、上記第１加熱工程おける加熱温度は、焼入れ温度未満でもある。焼入れ温度までの加熱は、後の第２加熱工程で行うからである。
これにより、ワークＷ２を製造する際に生じた当該ワークＷ２の残留応力が解放され、加熱されたワークＷ２には残留応力に応じた変形が生じる。ここで生じた残留応力に応じた変形は、ワークを焼入れ温度まで加熱した際にほぼそのまま維持される。
なお、上記第１加熱工程おける加熱温度は、焼入れ温度未満でもある。焼入れ温度までの加熱は、後の第２加熱工程で行うからである。
これにより、ワークＷ２を製造する際に生じた当該ワークＷ２の残留応力が解放され、加熱されたワークＷ２には残留応力に応じた変形が生じる。ここで生じた残留応力に応じた変形は、ワークを焼入れ温度まで加熱した際にほぼそのまま維持される。
上記第１加熱工程におけるワークＷ２の加熱温度は、５００〜７００℃の間の温度が好ましい。この範囲の温度にまで加熱されたワークＷ２は、ほぼ残留応力が解放されており、残留応力によるランダムな変形を終えているからである。
一方、ワークＷ２の加熱温度が５００℃未満では、ワークＷ２の残留応力が充分に解放されていないことがあり、また、７００℃を超えると、ワークＷ２の組織に相変態が生じ始めるため、加熱を中断するのに適していない。
より好ましい加熱温度は、５００〜６５０℃の間の温度であり、更に好ましい加熱温度は、６００〜６５０℃である。
一方、ワークＷ２の加熱温度が５００℃未満では、ワークＷ２の残留応力が充分に解放されていないことがあり、また、７００℃を超えると、ワークＷ２の組織に相変態が生じ始めるため、加熱を中断するのに適していない。
より好ましい加熱温度は、５００〜６５０℃の間の温度であり、更に好ましい加熱温度は、６００〜６５０℃である。
次に、加熱されたワークＷ２をレーザ変位センサ（ギャップセンサ）を備えた外周解析ゾーン２２０に移動させ（図４中、矢印（２）参照）、ワークＷ２の外径形状を把握し、ワークＷ２を大径部と小径部とに区分けする解析工程を行う。
上記解析工程において、ワークＷ２を大径部と小径部とに区分けする手法としては、第１実施形態と同様の手法を採用すればよい。
上記解析工程において、ワークＷ２を大径部と小径部とに区分けする手法としては、第１実施形態と同様の手法を採用すればよい。
その後、解析工程の終了したワークＷ２を再度誘導加熱ゾーン２１０に搬送し（図４中、矢印（３）参照）、ワークＷ２を所定の焼入れ温度（例えば、ＪＩＳ ＳＵＪ２製のワークＷ２であれば９００〜１０００℃）まで誘導加熱する第２加熱工程を行う。
上記第２加熱工程では、上記第１加熱工程と同様、ターンテーブル２０１に載置され、加熱コイル２１１の内周側にセットされたワークＷ２を回転させつつ、加熱コイル２１１に電流を流して、当該ワークＷ２を誘導加熱する。このとき、加熱条件としての周波数は、０．１〜５ｋＨｚが好ましい。
本工程では、ワークＷ２を均一に加熱することができるため、ワークＷ２のオーステナイト化を均一に行なうことができる。また、本工程では、上記第１加熱工程で生じた残留応力に応じた変形が維持されたまま焼入れ温度まで加熱される。
上記第２加熱工程において、ワークＷ２の焼入れ温度は、ワークＷ２の材質や加熱方法を考慮して適宜選択すればよい。また、ワークＷ２の加熱は、例えば、不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。
上記第２加熱工程では、上記第１加熱工程と同様、ターンテーブル２０１に載置され、加熱コイル２１１の内周側にセットされたワークＷ２を回転させつつ、加熱コイル２１１に電流を流して、当該ワークＷ２を誘導加熱する。このとき、加熱条件としての周波数は、０．１〜５ｋＨｚが好ましい。
本工程では、ワークＷ２を均一に加熱することができるため、ワークＷ２のオーステナイト化を均一に行なうことができる。また、本工程では、上記第１加熱工程で生じた残留応力に応じた変形が維持されたまま焼入れ温度まで加熱される。
上記第２加熱工程において、ワークＷ２の焼入れ温度は、ワークＷ２の材質や加熱方法を考慮して適宜選択すればよい。また、ワークＷ２の加熱は、例えば、不活性ガス雰囲気下で行ってもよい。
続いて、焼入れ温度に加熱されたワークＷ２を冷却ゾーン２３０に移動させ（図４中、矢印（４）参照）、ワークＷ２に冷却液を噴射する冷却工程を行う。
本冷却工程では、オーステナイト化したワークＷ２をマルテンサイト変態させる冷却速度で、好ましくは不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織からなるワークＷ２となる冷却速度で、加熱されたワークＷ２を冷却する。
本冷却工程では、オーステナイト化したワークＷ２をマルテンサイト変態させる冷却速度で、好ましくは不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織からなるワークＷ２となる冷却速度で、加熱されたワークＷ２を冷却する。
冷却ゾーン２３０は、ワークＷ２の外方側及び内方側のそれぞれからワークＷ２に冷却液を噴射するように構成されている。
冷却ゾーン２３０を構成する冷却装置では、図５に示すように、ワークＷ２を配置した際に、ワークＷ２の外周囲に複数個（図４の例では１６個）の噴射ノズル２３２（２３２ａ〜２３２ｐ）が等間隔で位置するとともに、ワークＷ２の内周囲に複数個（図４の例では１６個）の噴射ノズル２３４（２３４ａ〜２３２ｐ）が等間隔で位置するように構成されている。冷却ゾーン２３０では、各噴射ノズル２３２ａ〜２３２ｐ及び２３４ａ〜２３４ｐを介してワークＷ２に冷却液２３３を噴射する。
冷却ゾーン２３０を構成する冷却装置では、図５に示すように、ワークＷ２を配置した際に、ワークＷ２の外周囲に複数個（図４の例では１６個）の噴射ノズル２３２（２３２ａ〜２３２ｐ）が等間隔で位置するとともに、ワークＷ２の内周囲に複数個（図４の例では１６個）の噴射ノズル２３４（２３４ａ〜２３２ｐ）が等間隔で位置するように構成されている。冷却ゾーン２３０では、各噴射ノズル２３２ａ〜２３２ｐ及び２３４ａ〜２３４ｐを介してワークＷ２に冷却液２３３を噴射する。
この冷却工程では、上記解析工程で行った大径部と小径部との区分けの結果に基づいて、ワークＷ２の部位（環状ワーク断片）毎に冷却条件を調節する。
ここでは、例えば、ワークＷ２の小径部の冷却が、ワークＷ２の大径部の冷却よりも促進されるように、冷却液２３３の噴射条件を調節する。具体的な噴射条件の調節手法としては、第１実施形態と同様の手法を採用することができる。
ここでは、例えば、ワークＷ２の小径部の冷却が、ワークＷ２の大径部の冷却よりも促進されるように、冷却液２３３の噴射条件を調節する。具体的な噴射条件の調節手法としては、第１実施形態と同様の手法を採用することができる。
このような本実施形態の焼入れ方法では、第１実施形態の焼入れ方法と同様、上記冷却工程において、ワークを加熱した際に生じた残留応力の分布に応じた変形（ひずみ）が解消されるようにワークが冷却されるため、良好な真円度を有する焼入れ品を得ることができる。
また、本実施形態の焼入れ方法は、インライン化にも適している。
また、本実施形態の焼入れ方法は、インライン化にも適している。
更に、本実施形態の焼入れ方法では、残留応力が解放される温度に加熱する第１加熱工程を行った後、上記解析工程を行い、その後、焼入れ温度まで加熱する第２加熱工程を行った後、冷却工程を行っている。そのため、第１実施形態と異なり、ワークＷ２を焼入れ温度まで加熱した後、直ちに冷却工程に移行することができる。また、上記冷却工程では、加熱されたワークＷ２の外方側からだけでなく、内方側からも冷却液を噴射することによって、ワークＷ２を冷却している。
そのため、本実施形態では、加熱工程完了後、より短時間でワークＷ２を内部まで冷却することができる。
従って、本実施形態では、焼入れ対象となるワークが厚肉のワークであっても、内部まで充分に焼入れされ、良好な真円度を有する焼入れ品を得ることができる。
勿論、本実施形態は、薄肉のワークを処理対象とする焼入れ処理にも適している。
そのため、本実施形態では、加熱工程完了後、より短時間でワークＷ２を内部まで冷却することができる。
従って、本実施形態では、焼入れ対象となるワークが厚肉のワークであっても、内部まで充分に焼入れされ、良好な真円度を有する焼入れ品を得ることができる。
勿論、本実施形態は、薄肉のワークを処理対象とする焼入れ処理にも適している。
本実施形態において、上記冷却工程で使用する噴射ノズルの個数は特に限定されない。上記噴射ノズルの個数は、外周囲及び内周囲ともに４個以上であることが好ましい。
また、上記冷却液としては、第１実施形態と同様の冷却液を使用すればよい。
また、上記冷却液としては、第１実施形態と同様の冷却液を使用すればよい。
上記冷却工程において、上記冷却液の噴射時間は特に限定されず、ワークＷ２の温度や冷却液の流量などを考慮して適宜設定すれば良い。
また、上記冷却工程において、ワークＷ２の大径部と小径部とで冷却液の噴射開始時期をずらして冷却液の噴射を行う場合、小径部への噴射を開始してから大径部への噴射を開始するまでの時間は、１０秒以下であることが好ましい。
また、上記冷却工程において、単位時間あたりの冷却液の噴射量（流量）は特に限定されず、ワークＷ２のサイズや噴射ノズルの個数などに応じて適宜選択すればよい。
また、上記冷却工程において、冷却液の噴射角度をずらす場合、上記噴射角度は特に限定されず、ワークＷ２のサイズや噴射ノズルの個数などに応じて適宜選択すればよい。このとき、上記冷却液の噴射角度は、０°〜６０°の間で調節することが好ましい。
また、ワークＷ２を挟んで互いに対向するそれぞれの外方側の噴射ノズル２３２及び内方側の噴射ノズル２３４の噴射条件は、同一であっても良いし、互いに異なっていても良い。
また、上記冷却工程において、ワークＷ２の大径部と小径部とで冷却液の噴射開始時期をずらして冷却液の噴射を行う場合、小径部への噴射を開始してから大径部への噴射を開始するまでの時間は、１０秒以下であることが好ましい。
また、上記冷却工程において、単位時間あたりの冷却液の噴射量（流量）は特に限定されず、ワークＷ２のサイズや噴射ノズルの個数などに応じて適宜選択すればよい。
また、上記冷却工程において、冷却液の噴射角度をずらす場合、上記噴射角度は特に限定されず、ワークＷ２のサイズや噴射ノズルの個数などに応じて適宜選択すればよい。このとき、上記冷却液の噴射角度は、０°〜６０°の間で調節することが好ましい。
また、ワークＷ２を挟んで互いに対向するそれぞれの外方側の噴射ノズル２３２及び内方側の噴射ノズル２３４の噴射条件は、同一であっても良いし、互いに異なっていても良い。
このような各工程を経て、ワークＷ２に焼入れ処理を行うことにより、マルテンサイトからなり、真円度が良好で、寸法バラツキの少ないワークの焼入れ品を低コストで得ることができる。
上述した方法で焼入れ処理が施されたワークには、通常、次に焼戻し処理が施される（図４中、矢印（５）参照）。
本実施形態の焼入れ方法にて、焼入れ処理が施されたワークは、軸受軌道輪等として好適に使用することができる。
上述した方法で焼入れ処理が施されたワークには、通常、次に焼戻し処理が施される（図４中、矢印（５）参照）。
本実施形態の焼入れ方法にて、焼入れ処理が施されたワークは、軸受軌道輪等として好適に使用することができる。
（第２の本発明の他の実施形態）
第２実施形態の焼入れ方法では、ワークＷ２を大径部と小径部とに区分けする手法として、例えば、上記（Ａ）の工程で算出した近似円の半径ｒを基準とし、この半径ｒと各環状ワーク断片の外周の周方向各位置における半径の平均値とを比較して、ワークを大径部と小径部とに区分けする手法を採用してもよい。
第２実施形態の焼入れ方法では、ワークＷ２を大径部と小径部とに区分けする手法として、例えば、上記（Ａ）の工程で算出した近似円の半径ｒを基準とし、この半径ｒと各環状ワーク断片の外周の周方向各位置における半径の平均値とを比較して、ワークを大径部と小径部とに区分けする手法を採用してもよい。
第２の本発明の実施形態における上記解析工程では、ワークＷ２の内周の周方向各位置を測定し、その測定結果に基づいてワークＷ２の内周形状を把握し、その後、上記内周形状に基づいて、ワークＷ２を大径部と小径部とに区分けしてもよい。この場合、ワークＷ２の大径部と小径部との区分けは、上述したワークＷ２の外周形状に基づいて行う手法とほぼ同様の手法にて行えば良い。
また、ワークＷ２の径寸法の取得は、レーザ変位センサ以外に、例えば、サーモグラフィー等を用いて行ってもよい。
また、ワークＷ２の径寸法の取得は、レーザ変位センサ以外に、例えば、サーモグラフィー等を用いて行ってもよい。
第２の本発明の実施形態に係る焼入れ方法では、ワークを径寸法に基づいて３種類以上の部位（例えば、大径部、中径部及び小径部の３種類の部位）に区分けし、径寸法の相対的に大きい部位ほど、より冷却が促進されるように３種類以上の冷却条件を採用して冷却工程を行ってもよい。
第２の本発明の実施形態において、ワークの加熱方法は、誘導加熱に限定されるわけではない。上記ワークの加熱方法は、炉加熱などの従来公知の他の加熱方法であってもよい。
第２の本発明の実施形態において、ワークの材質は軸受用鋼に限定されるわけではない。上記ワークの材質は軸受用鋼以外の鋼材であってもよく、鋼材以外の金属材料であってもよい。
第２の本発明の実施形態において、ワークの材質は軸受用鋼に限定されるわけではない。上記ワークの材質は軸受用鋼以外の鋼材であってもよく、鋼材以外の金属材料であってもよい。
第２の本発明の実施形態に係る焼入れ方法では、大径部の冷却が小径部の冷却よりも促進されるように冷却条件を調節してもよい。
この場合、例えば、小径部の冷却を大径部の冷却よりも促進させる上述した（ａ）〜（ｆ）の手法において、小径部の冷却条件と大径部の冷却条件とを互いに入れ替えれば良い。
この場合、例えば、小径部の冷却を大径部の冷却よりも促進させる上述した（ａ）〜（ｆ）の手法において、小径部の冷却条件と大径部の冷却条件とを互いに入れ替えれば良い。
［第１の実施例］
第１の本発明の焼入れ方法の作用効果を検証した。
ここでは、下記環状ワークを試験片として、実施例１〜５及び比較例１〜４を行った。
（評価用試験片の作製）
ＪＩＳ ＳＵＪ２からなる鋼材から環状素材を製造し、得られた環状素材に切削加工を施して、所定形状に加工して、環状ワーク（外径：１２５ｍｍ、肉厚：４ｍｍ）を得た。
第１の本発明の焼入れ方法の作用効果を検証した。
ここでは、下記環状ワークを試験片として、実施例１〜５及び比較例１〜４を行った。
（評価用試験片の作製）
ＪＩＳ ＳＵＪ２からなる鋼材から環状素材を製造し、得られた環状素材に切削加工を施して、所定形状に加工して、環状ワーク（外径：１２５ｍｍ、肉厚：４ｍｍ）を得た。
（実施例１）
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片）の真円度を算出した。真円度は、８０μｍであった。
真円度の算出は、レーザ変位センサ（キーエンス社製）を使用し、上述した手法で算出した第１仮想円の半径と第２仮想円の半径との差を真円度とした。
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片）の真円度を算出した。真円度は、８０μｍであった。
真円度の算出は、レーザ変位センサ（キーエンス社製）を使用し、上述した手法で算出した第１仮想円の半径と第２仮想円の半径との差を真円度とした。
（２）次に、環状ワークを誘導加熱ゾーン１０、外周解析ゾーン２０及び冷却ゾーン３０を備えた焼入れ装置１００（図１（Ｂ）参照）の誘導加熱ゾーン１０に導入し、誘導加熱により、環状ワーク全体を９５０℃に誘導加熱した。ここで、加熱条件は、周波数１ｋＨｚ、加熱時間は３０秒間とした。また、環状ワークの温度は、熱電対を用いて表面温度で測定した。
加熱後の環状ワークの平面視形状は、略楕円形状であった。
加熱後の環状ワークの平面視形状は、略楕円形状であった。
（３）続いて、加熱した環状ワークを外周解析ゾーン２０に移動させ、加熱した環状ワークを大径部と小径部とに区分けした後、この区分けされた情報を記憶部２３に記憶させた。ここで、環状ワークを大径部と小径部とに区分けする手法としては、上述した（Ａ）及び（Ｂ）の工程を経る手法を採用した。
即ち、まず、上述した（Ａ）の工程を経て環状ワークの外周形状を把握した。その後、上述した（Ｂ）の工程を行うことにより、環状ワークの上記第１仮想円と上記第２仮想円とから求めた基準半径ｃに基づいて、仮想的に分割された１６個の環状ワーク断片のそれぞれを大径部及び小径部のいずれかに区分けした。
即ち、まず、上述した（Ａ）の工程を経て環状ワークの外周形状を把握した。その後、上述した（Ｂ）の工程を行うことにより、環状ワークの上記第１仮想円と上記第２仮想円とから求めた基準半径ｃに基づいて、仮想的に分割された１６個の環状ワーク断片のそれぞれを大径部及び小径部のいずれかに区分けした。
（４）次に、環状ワークを冷却ゾーン３０に移動させ、環状ワークに所定の条件で冷却液を噴射する冷却処理を行った。
ここでは、図２に示したような１６個の等間隔で配置された冷却液を噴射するための噴射ノズル３２（３２ａ〜３２ｐ）を備えた冷却装置を有する冷却ゾーン３０内で、噴射ノズル３２の内側に環状ワークを配置し、環状ワークの外周側に冷却液３３を噴射する冷却処理を行った。
ここでは、図２に示したような１６個の等間隔で配置された冷却液を噴射するための噴射ノズル３２（３２ａ〜３２ｐ）を備えた冷却装置を有する冷却ゾーン３０内で、噴射ノズル３２の内側に環状ワークを配置し、環状ワークの外周側に冷却液３３を噴射する冷却処理を行った。
冷却液の噴射条件としては下記条件を採用した。
［冷却液の噴射条件］
小径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．２Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
このような焼入れ処理により、環状ワークの内部組織は不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織となった。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度を算出したところ、６５μｍであった。
［冷却液の噴射条件］
小径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．２Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
このような焼入れ処理により、環状ワークの内部組織は不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織となった。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度を算出したところ、６５μｍであった。
（実施例２）
冷却条件（冷却液の噴射条件）を下記のように変更した以外は、実施例１と同様にして環状ワークに焼入れ処理を施した。
［冷却液の噴射条件］
小径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．５Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
冷却条件（冷却液の噴射条件）を下記のように変更した以外は、実施例１と同様にして環状ワークに焼入れ処理を施した。
［冷却液の噴射条件］
小径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．５Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
本実施例において、環状ワークの加熱前の真円度は６０μｍ、冷却後の真円度は６０μｍであり、加熱後の環状ワークの平面視形状は、凸部を３カ所有する形状であった。
（実施例３）
冷却条件（冷却液の噴射条件）を下記のように変更した以外は、実施例１と同様にして環状ワークに焼入れ処理を施した。
［冷却液の噴射条件］
小径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：解析工程終了から６秒後に噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
冷却条件（冷却液の噴射条件）を下記のように変更した以外は、実施例１と同様にして環状ワークに焼入れ処理を施した。
［冷却液の噴射条件］
小径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：解析工程終了から６秒後に噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
本実施例において、環状ワークの加熱前の真円度は９２μｍ、冷却後の真円度は６５μｍであり、加熱後の環状ワークの平面視形状は、略楕円形状であった。
（実施例４）
冷却条件（冷却液の噴射条件）を下記のように変更した以外は、実施例１との同様にして環状ワークに焼入れ処理を施した。
［冷却液の噴射条件］
小径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：解析工程終了から３秒後に噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
冷却条件（冷却液の噴射条件）を下記のように変更した以外は、実施例１との同様にして環状ワークに焼入れ処理を施した。
［冷却液の噴射条件］
小径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：解析工程終了から３秒後に噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
本実施例において、環状ワークの加熱前の真円度は６５μｍ、冷却後の真円度は６５μｍであり、加熱後の環状ワークの平面視形状は、凸部を３カ所有する形状であった。
（実施例５）
冷却条件（冷却液の噴射条件）を下記のように変更した以外は、実施例１との同様にして環状ワークに焼入れ処理を施した。
［冷却液の噴射条件］
小径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．６Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は１５°とする。
大径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．２Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
冷却条件（冷却液の噴射条件）を下記のように変更した以外は、実施例１との同様にして環状ワークに焼入れ処理を施した。
［冷却液の噴射条件］
小径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．６Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は１５°とする。
大径部：解析工程終了から１秒後に噴射ノズル１個につき流量１．２Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
本実施例において、環状ワークの加熱前の真円度は８５μｍ、冷却後の真円度は７５μｍであり、加熱後の環状ワークの平面視形状は、略楕円形状であった。
（比較例１）
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片）の真円度を算出した。真円度は、７８μｍであった。
（２）次に、環状ワークを加熱炉に搬入し、環状ワークを８３０℃で０．５時間の条件で炉加熱した。
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片）の真円度を算出した。真円度は、７８μｍであった。
（２）次に、環状ワークを加熱炉に搬入し、環状ワークを８３０℃で０．５時間の条件で炉加熱した。
（３）次に、環状ワークを８０℃の冷却油の投入する油冷による冷却処理を行った。
このような焼入れ処理により、環状ワークの内部組織は不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織となった。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度は、５００μｍであった。
このような焼入れ処理により、環状ワークの内部組織は不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織となった。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度は、５００μｍであった。
（比較例２）
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片）の真円度を算出した。真円度は、６２μｍであった。
（２）次に、環状ワークを加熱炉に搬入し、環状ワークを８３０℃で０．５時間の条件で炉加熱した。
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片）の真円度を算出した。真円度は、６２μｍであった。
（２）次に、環状ワークを加熱炉に搬入し、環状ワークを８３０℃で０．５時間の条件で炉加熱した。
（３）次に、環状ワークを８０℃の冷却油の投入する油冷による冷却処理を行った。その後、環状ワークの矯正を行った。
矯正後の環状ワークの真円度は、１００μｍであった。
また、このような焼入れ処理により、環状ワークの内部組織は不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織となった。
矯正後の環状ワークの真円度は、１００μｍであった。
また、このような焼入れ処理により、環状ワークの内部組織は不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織となった。
（比較例３）
冷却条件（冷却液の噴射条件）を下記のように変更した以外は、実施例１との同様にして環状ワークに焼入れ処理を施した。
［冷却液の噴射条件］
解析工程終了から１秒後に全ての噴射ノズルを開いて、噴射ノズル１個につき流量０．５Ｌ／ｍｉｎで環状ワーク全体への冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
冷却条件（冷却液の噴射条件）を下記のように変更した以外は、実施例１との同様にして環状ワークに焼入れ処理を施した。
［冷却液の噴射条件］
解析工程終了から１秒後に全ての噴射ノズルを開いて、噴射ノズル１個につき流量０．５Ｌ／ｍｉｎで環状ワーク全体への冷却液の噴射を開始し、３０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
本比較例において、環状ワークの加熱前の真円度は７３μｍ、冷却後の真円度は２００μｍであった。
（比較例４）
加熱工程において、環状ワークの内周面及び外周面のそれぞれを拘束具で拘束した状態で、環状ワークを誘導加熱した以外は、比較例３と同様にして環状ワークの焼入れ処理を施した。
本比較例において、環状ワークの加熱前の真円度は７０μｍ、冷却後の真円度は５０μｍであった。
加熱工程において、環状ワークの内周面及び外周面のそれぞれを拘束具で拘束した状態で、環状ワークを誘導加熱した以外は、比較例３と同様にして環状ワークの焼入れ処理を施した。
本比較例において、環状ワークの加熱前の真円度は７０μｍ、冷却後の真円度は５０μｍであった。
実施例１〜５及び比較例１〜４の検証結果について、表１に示した。
表１に示したように、第１の本発明の焼入れ方法では、加熱時に拘束具を使用したり、冷却後に矯正を施したりしなくても、真円度の良好な焼入れ品を得ることができることが明らかとなった。
そのため、第１本発明の焼入れ方法によれば、低コストで真円度の良好な焼入れ品を提供することができる。また、拘束具が無くても良いため、環状ワークのサイズ変更などにも迅速に対応することができる。
そのため、第１本発明の焼入れ方法によれば、低コストで真円度の良好な焼入れ品を提供することができる。また、拘束具が無くても良いため、環状ワークのサイズ変更などにも迅速に対応することができる。
［第２の実施例］
第２の本発明の焼入れ方法の作用効果を検証した。
ここでは、下記環状ワークを試験片として、実施例６〜８、参考例１〜２及び比較例５〜６を行った。
（評価用試験片の作製）
ＪＩＳ ＳＵＪ２からなる鋼材から環状素材を製造し、得られた環状素材に切削加工を施して、所定形状に加工して、環状ワーク（外径：２００ｍｍ、肉厚：１０〜２０ｍｍ）を得た。
第２の本発明の焼入れ方法の作用効果を検証した。
ここでは、下記環状ワークを試験片として、実施例６〜８、参考例１〜２及び比較例５〜６を行った。
（評価用試験片の作製）
ＪＩＳ ＳＵＪ２からなる鋼材から環状素材を製造し、得られた環状素材に切削加工を施して、所定形状に加工して、環状ワーク（外径：２００ｍｍ、肉厚：１０〜２０ｍｍ）を得た。
（実施例６）
（１）加熱前の環状ワーク（試験片：肉厚１５ｍｍ）の真円度を算出した。真円度は、１００μｍであった。
上記真円度は、実施例１と同様の手法により算出した。
（２）次に、環状ワークを誘導加熱ゾーン２１０、外周解析ゾーン２２０及び冷却ゾーン２３０を備えた焼入れ装置３００（図４参照）の誘導加熱ゾーン２１０に搬送し、環状ワーク全体を６００℃に誘導加熱した。ここで、加熱条件は、周波数１ｋＨｚとした。また、環状ワークの温度は、熱電対を用いて表面温度で測定した。
このとき、加熱された環状ワークの平面視形状は、略楕円形状であった。
（１）加熱前の環状ワーク（試験片：肉厚１５ｍｍ）の真円度を算出した。真円度は、１００μｍであった。
上記真円度は、実施例１と同様の手法により算出した。
（２）次に、環状ワークを誘導加熱ゾーン２１０、外周解析ゾーン２２０及び冷却ゾーン２３０を備えた焼入れ装置３００（図４参照）の誘導加熱ゾーン２１０に搬送し、環状ワーク全体を６００℃に誘導加熱した。ここで、加熱条件は、周波数１ｋＨｚとした。また、環状ワークの温度は、熱電対を用いて表面温度で測定した。
このとき、加熱された環状ワークの平面視形状は、略楕円形状であった。
（３）続いて、加熱した環状ワークを外周解析ゾーン２２０に移動させ、加熱した環状ワークを大径部と小径部とに区分けした後、この区分けされた情報を記憶部２２３に記憶させた。ここで、環状ワークを大径部と小径部とに区分けする手法としては、実施例１と同様の手法を採用した。
（４）次に、環状ワークを再度、誘導加熱ゾーン２１０に搬送し、上記（２）と同条件で環状ワーク全体を９５０℃まで加熱した。
なお、上記工程（２）における６００℃までの加熱、上記工程（３）における環状ワークの区分け、及び、本工程における焼入れ温度（９５０℃）までの加熱に要した総時間は７０秒間であった。また、本実施例では、６００℃に加熱された環状ワークを外周解析ゾーン２２０に搬送し、大径部と小径部とに区分けした後、再度、誘導加熱ゾーン２１０に搬送するまでに要した時間は１０秒間であった。
なお、上記工程（２）における６００℃までの加熱、上記工程（３）における環状ワークの区分け、及び、本工程における焼入れ温度（９５０℃）までの加熱に要した総時間は７０秒間であった。また、本実施例では、６００℃に加熱された環状ワークを外周解析ゾーン２２０に搬送し、大径部と小径部とに区分けした後、再度、誘導加熱ゾーン２１０に搬送するまでに要した時間は１０秒間であった。
（５）焼入れ温度まで加熱後、直ちに環状ワークを冷却ゾーン２３０に移動させて環状ワークに所定の条件で冷却液を噴射する冷却処理を行った。
ここでは、図５に示したような、環状ワークの外周囲に１６個の冷却液を噴射するための噴射ノズル２３２（２３２ａ〜２３２ｐ）が等間隔で配置されるとともに、環状ワークの内周囲に１６個の冷却液を噴射するための噴射ノズル２３４（２３４ａ〜２３４ｐ）が配置された冷却装置を有する冷却ゾーン２３０内で、噴射ノズル２３２と噴射ノズル２３４との間に環状ワークを配置して冷却処理を行った。
ここでは、図５に示したような、環状ワークの外周囲に１６個の冷却液を噴射するための噴射ノズル２３２（２３２ａ〜２３２ｐ）が等間隔で配置されるとともに、環状ワークの内周囲に１６個の冷却液を噴射するための噴射ノズル２３４（２３４ａ〜２３４ｐ）が配置された冷却装置を有する冷却ゾーン２３０内で、噴射ノズル２３２と噴射ノズル２３４との間に環状ワークを配置して冷却処理を行った。
冷却液の噴射条件としては下記条件を採用した。
小径部：焼入れ温度（９５０℃）までの加熱完了から１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量２．０Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：焼入れ温度（９５０℃）までの加熱完了から１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
このような焼入れ処理により、環状ワークの内部組織は不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織となった。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度は、１２０μｍであった。
小径部：焼入れ温度（９５０℃）までの加熱完了から１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量２．０Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：焼入れ温度（９５０℃）までの加熱完了から１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
このような焼入れ処理により、環状ワークの内部組織は不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織となった。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度は、１２０μｍであった。
（実施例７）
環状ワーク（試験片）として、肉厚２０ｍｍの環状ワークを使用し、加熱条件及び冷却条件（冷却液の噴射条件）を下記のように変更した以外は、実施例６と同様にして環状ワークに焼入れ処理を施した。なお、加熱前の環状ワークの真円度は、１５０μｍであった。
［加熱条件］
周波数１ｋＨｚで誘導加熱する。
［冷却液の噴射条件］
小径部：焼入れ温度（９５０℃）までの加熱完了から１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量２．２Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：焼入れ温度（９５０℃）までの加熱完了から１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
環状ワーク（試験片）として、肉厚２０ｍｍの環状ワークを使用し、加熱条件及び冷却条件（冷却液の噴射条件）を下記のように変更した以外は、実施例６と同様にして環状ワークに焼入れ処理を施した。なお、加熱前の環状ワークの真円度は、１５０μｍであった。
［加熱条件］
周波数１ｋＨｚで誘導加熱する。
［冷却液の噴射条件］
小径部：焼入れ温度（９５０℃）までの加熱完了から１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量２．２Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：焼入れ温度（９５０℃）までの加熱完了から１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
本実施例では、焼入れ処理により、環状ワークの内部組織は不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織となった。また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度は１３０μｍであった。
また、６００℃まで加熱した際の環状ワークの平面視形状は、略楕円形状であった。
また、６００℃まで加熱した際の環状ワークの平面視形状は、略楕円形状であった。
（実施例８）
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片：肉厚１０ｍｍ）の真円度を算出した。真円度は、１２０μｍであった。
（２）次に、環状ワークを誘導加熱ゾーン２１０、外周解析ゾーン２２０及び冷却ゾーン２３０を備えた焼入れ装置３００（図４参照）の誘導加熱ゾーン２１０に搬送し、環状ワーク全体を６００℃まで加熱した。ここで、加熱条件は、周波数１ｋＨｚとした。また、環状ワークの温度は、実施例６と同様にして測定した。
このとき、加熱された環状ワークの平面視形状は、略楕円形状であった。
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片：肉厚１０ｍｍ）の真円度を算出した。真円度は、１２０μｍであった。
（２）次に、環状ワークを誘導加熱ゾーン２１０、外周解析ゾーン２２０及び冷却ゾーン２３０を備えた焼入れ装置３００（図４参照）の誘導加熱ゾーン２１０に搬送し、環状ワーク全体を６００℃まで加熱した。ここで、加熱条件は、周波数１ｋＨｚとした。また、環状ワークの温度は、実施例６と同様にして測定した。
このとき、加熱された環状ワークの平面視形状は、略楕円形状であった。
（３）続いて、加熱した環状ワークを外周解析ゾーン２２０に移動させ、加熱した環状ワークを大径部と小径部とに区分けした後、この区分けされた情報を記憶部２２３に記憶させた。ここで、環状ワークを大径部と小径部とに区分けする手法としては、実施例１と同様の手法を採用した。
（４）次に、環状ワークを再度、誘導加熱ゾーン２１０に搬送し、環状ワークを９５０℃まで加熱した。
なお、上記工程（２）における６００℃までの加熱、上記工程（３）における環状ワークの区分け、及び、本工程における焼入れ温度（９５０℃）までの加熱に要した総時間は４０秒間であった。また、本実施例では、６００℃に加熱された環状ワークを外周解析ゾーンに搬送し、大径部と小径部とに区分けした後、再度、誘導加熱ゾーン２１０に搬送するまでに要した時間は１０秒間であった。
なお、上記工程（２）における６００℃までの加熱、上記工程（３）における環状ワークの区分け、及び、本工程における焼入れ温度（９５０℃）までの加熱に要した総時間は４０秒間であった。また、本実施例では、６００℃に加熱された環状ワークを外周解析ゾーンに搬送し、大径部と小径部とに区分けした後、再度、誘導加熱ゾーン２１０に搬送するまでに要した時間は１０秒間であった。
（５）焼入れ温度まで加熱後、直ちに環状ワークを冷却ゾーン２３０に移動させ、冷却条件（冷却液の噴射条件）を下記のように変更した以外は、実施例６と同様にして環状ワークを冷却した。
小径部：焼入れ温度（９５０℃）までの加熱完了から１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：焼入れ温度（９５０℃）までの加熱完了から１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量１．５Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
このような焼入れ処理により、環状ワークの内部組織は不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織となった。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度は、１００μｍであった。
小径部：焼入れ温度（９５０℃）までの加熱完了から１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：焼入れ温度（９５０℃）までの加熱完了から１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量１．５Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
このような焼入れ処理により、環状ワークの内部組織は不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織となった。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度は、１００μｍであった。
（参考例１）
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片：肉厚２０ｍｍ）の真円度を算出した。真円度は、１５０μｍであった。
（２）次に、環状ワークを誘導加熱ゾーン２１０、外周解析ゾーン２２０及び冷却ゾーン２３０を備えた焼入れ装置３００（図４参照）の誘導加熱ゾーン２１０に搬送し、環状ワーク全体を９５０℃に加熱した。ここで、加熱条件は、周波数１ｋＨｚ、加熱時間６０秒間とした。また、環状ワークの温度は、実施例６と同様にして測定した。
このとき、加熱された環状ワークの平面視形状は、略楕円形状であった。
その後、空冷により環状ワークを７５０℃まで冷却した。
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片：肉厚２０ｍｍ）の真円度を算出した。真円度は、１５０μｍであった。
（２）次に、環状ワークを誘導加熱ゾーン２１０、外周解析ゾーン２２０及び冷却ゾーン２３０を備えた焼入れ装置３００（図４参照）の誘導加熱ゾーン２１０に搬送し、環状ワーク全体を９５０℃に加熱した。ここで、加熱条件は、周波数１ｋＨｚ、加熱時間６０秒間とした。また、環状ワークの温度は、実施例６と同様にして測定した。
このとき、加熱された環状ワークの平面視形状は、略楕円形状であった。
その後、空冷により環状ワークを７５０℃まで冷却した。
（３）続いて、焼入れ温度まで加熱後、７５０℃まで冷却された環状ワークを外周解析ゾーン２２０に移動させ、環状ワークを大径部と小径部とに区分けした後、この区分けされた情報を記憶部２２３に記憶させた。ここで、環状ワークを大径部と小径部とに区分けする手法としては、実施例１と同様の手法を採用した。
（４）次に、環状ワークを冷却ゾーン２３０まで移動させ、冷却条件（冷却液の噴射条件）を下記のように変更した以外は、実施例６と同様にして環状ワークを冷却した。
小径部：空冷により７５０℃に到達してから１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量２．０Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：空冷により７５０℃に到達してから１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量１．５Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
このような焼入れ処理では、環状ワークの組織の一部に不完全焼入れ組織（ベイナイト組織）が観察された。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度は、１６０μｍであった。
小径部：空冷により７５０℃に到達してから１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量２．０Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：空冷により７５０℃に到達してから１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量１．５Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
このような焼入れ処理では、環状ワークの組織の一部に不完全焼入れ組織（ベイナイト組織）が観察された。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度は、１６０μｍであった。
（参考例２）
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片：肉厚１０ｍｍ）の真円度を算出した。真円度は、１４０μｍであった。
（２）次に、環状ワークを誘導加熱ゾーン２１０、外周解析ゾーン２２０及び冷却ゾーン２３０を備えた焼入れ装置３００（図４参照）の誘導加熱ゾーン２１０に搬送し、環状ワーク全体を９５０℃に加熱した。ここで、加熱条件は、周波数１ｋＨｚ、加熱時間３０秒間とした。環状ワークの温度は、実施例６と同様にして測定した。
このとき、加熱された環状ワークの平面視形状は、略楕円形状であった。
その後、空冷により環状ワークを７５０℃まで冷却した。
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片：肉厚１０ｍｍ）の真円度を算出した。真円度は、１４０μｍであった。
（２）次に、環状ワークを誘導加熱ゾーン２１０、外周解析ゾーン２２０及び冷却ゾーン２３０を備えた焼入れ装置３００（図４参照）の誘導加熱ゾーン２１０に搬送し、環状ワーク全体を９５０℃に加熱した。ここで、加熱条件は、周波数１ｋＨｚ、加熱時間３０秒間とした。環状ワークの温度は、実施例６と同様にして測定した。
このとき、加熱された環状ワークの平面視形状は、略楕円形状であった。
その後、空冷により環状ワークを７５０℃まで冷却した。
（３）続いて、焼入れ温度まで加熱後、７５０℃まで冷却された環状ワークを外周解析ゾーン２２０に移動させ、環状ワークを大径部と小径部とに区分けした後、この区分けされた情報を記憶部に記憶させた。ここで、環状ワークを大径部と小径部とに区分けする手法としては、実施例１と同様の手法を採用した。
（４）次に、環状ワークを冷却ゾーン２３０まで移動させ、冷却条件（冷却液の噴射条件）を下記のように変更した以外は、実施例６と同様にして環状ワークを冷却した。
小径部：空冷により７５０℃に到達してから１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量１．１Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：空冷により７５０℃に到達してから１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量０．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
このような焼入れ処理では、環状ワークの組織の一部に不完全焼入れ組織（ベイナイト組織）が観察された。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度は、１５０μｍであった。
小径部：空冷により７５０℃に到達してから１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量１．１Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
大径部：空冷により７５０℃に到達してから１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量０．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
このような焼入れ処理では、環状ワークの組織の一部に不完全焼入れ組織（ベイナイト組織）が観察された。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度は、１５０μｍであった。
（比較例５）
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片：肉厚２０ｍｍ）の真円度を算出した。真円度は、１５０μｍであった。
（２）次に、環状ワークを加熱炉に搬入し、環状ワークを８３０℃で０．５時間の条件で炉加熱した。
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片：肉厚２０ｍｍ）の真円度を算出した。真円度は、１５０μｍであった。
（２）次に、環状ワークを加熱炉に搬入し、環状ワークを８３０℃で０．５時間の条件で炉加熱した。
（３）次に、環状ワークを８０℃の冷却油の投入する油冷による冷却処理を行った。
このような焼入れ処理により、環状ワークの内部組織は不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織となった。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度は、３００μｍであった。
このような焼入れ処理により、環状ワークの内部組織は不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織となった。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度は、３００μｍであった。
（比較例６）
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片：肉厚２０ｍｍ）の真円度を算出した。真円度は１４０μｍであった。
（２）次に、環状ワークを誘導加熱ゾーン２１０、外周解析ゾーン２２０及び冷却ゾーン２３０を備えた焼入れ装置３００（図４参照）の誘導加熱ゾーン２１０に搬送し、環状ワーク全体を９５０℃に加熱した。ここで、加熱条件は、周波数１ｋＨｚ、加熱時間６０秒間とした。環状ワークの温度は、実施例６と同様にして測定した。
（１）まず、加熱前の環状ワーク（試験片：肉厚２０ｍｍ）の真円度を算出した。真円度は１４０μｍであった。
（２）次に、環状ワークを誘導加熱ゾーン２１０、外周解析ゾーン２２０及び冷却ゾーン２３０を備えた焼入れ装置３００（図４参照）の誘導加熱ゾーン２１０に搬送し、環状ワーク全体を９５０℃に加熱した。ここで、加熱条件は、周波数１ｋＨｚ、加熱時間６０秒間とした。環状ワークの温度は、実施例６と同様にして測定した。
（３）次に、環状ワークを冷却ゾーン２３０まで移動させ、環状ワークに所定の条件で冷却液を噴射して環状ワークを冷却した。ここでは、全ての噴射ノズルから同一の条件で冷却液を噴射して環状ワークを冷却した。
［冷却液の噴射条件］
焼入れ温度（９５０℃）までの加熱完了から１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の全ての噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
このような焼入れ処理では、環状ワークの内部組織は不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織となった。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度は、２２０μｍであった。
［冷却液の噴射条件］
焼入れ温度（９５０℃）までの加熱完了から１秒後に、内方側の噴射ノズル及び外方側の全ての噴射ノズルのそれぞれから、噴射ノズル１個につき流量１．８Ｌ／ｍｉｎで冷却液の噴射を開始し、６０秒間冷却液を噴射する。冷却液の噴射角度は０°とする。
このような焼入れ処理では、環状ワークの内部組織は不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織となった。
また、焼入れ処理後の環状ワークの真円度は、２２０μｍであった。
表２に示したように、第２の本発明の焼入れ方法では、真円度の良好な焼入れ品を得ることができることが明らかとなった。
そのため、第２の本発明の焼入れ方法によれば、低コストで真円度の良好な焼入れ品を提供することができる。また、環状ワークのサイズ変更などにも迅速に対応することができる。
また、第２の本発明の焼入れ方法によれば、焼入れ対象となる環状ワークが肉厚が１０ｍｍを超える環状ワークであっても真円度が良好な焼入れ品を得ることができることも明らかとなった。
そのため、第２の本発明の焼入れ方法によれば、低コストで真円度の良好な焼入れ品を提供することができる。また、環状ワークのサイズ変更などにも迅速に対応することができる。
また、第２の本発明の焼入れ方法によれば、焼入れ対象となる環状ワークが肉厚が１０ｍｍを超える環状ワークであっても真円度が良好な焼入れ品を得ることができることも明らかとなった。
Ｗ１、Ｗ２：環状ワーク（ワーク）、１、２０１:ターンテーブル、１０、２１０: 誘導加熱ゾーン、１１、２１１:加熱コイル、２０、２２０：外周解析ゾーン、２１、２２１：センサ素子、２２、２２２：演算部、２３、２２３：記憶部、３０、２３０：冷却ゾーン、３２、２３２、２３４：噴射ノズル、３３、２３３：冷却液、１００、３００：焼入れ装置
Claims (7)
- 環状ワークの焼入れ方法であって、
環状ワークは金属で形成され、
環状ワークを焼入れ温度に加熱する加熱工程と、
焼入れ温度に加熱された環状ワークの径寸法を取得し、取得した前記径寸法に基づいて、加熱された環状ワークを少なくとも大径部と小径部とに区分けする解析工程と、
前記解析工程で少なくとも大径部と小径部とに区分けされた環状ワークに冷却液を噴射する冷却工程と、
を含み、
前記冷却工程において、前記大径部と前記小径部との寸法差が小さくなるように、前記大径部と前記小径部とに異なる噴射条件で冷却液を噴射することを特徴とする環状ワークの焼入れ方法。 - 環状ワークの焼入れ方法であって、
環状ワークは金属で形成され、
環状ワークを、当該環状ワークの応力が解放される温度に加熱する第１加熱工程と、
応力を解放する温度に加熱された環状ワークの径寸法を取得し、取得した前記径寸法に基づいて、加熱された環状ワークを少なくとも大径部と小径部とに区分けする解析工程と、
前記解析工程で少なくとも大径部と小径部とに区分された環状ワークを焼入れ温度に加熱する第２加熱工程と、
焼入れ温度に加熱された環状ワークに冷却液を噴射する冷却工程と、
を含み、
前記冷却工程において、前記大径部と前記小径部との寸法差が小さくなるように、前記大径部と前記小径部とに異なる噴射条件で冷却液を噴射することを特徴とする環状ワークの焼入れ方法。 - 前記冷却工程により、環状ワークを不完全焼入れ組織のないマルテンサイト組織にする請求項１又は２に記載の環状ワークの焼入れ方法。
- 前記冷却工程において、前記小径部の冷却が前記大径部の冷却よりも促進されるように、前記冷却液の噴射条件を調節する請求項１〜３のいずれかに記載の環状ワークの焼入れ方法。
- 前記冷却工程において、前記環状ワークの内方側及び外方側から冷却液を噴射する請求項１〜４のいずれかに記載の環状ワークの焼入れ方法。
- 前記冷却工程において、前記冷却液の噴射条件は、単位時間あたりの冷却液の噴射量、冷却液の噴射開始時期、及び、冷却液の噴射角度のうちの少なくとも１つを変化させることによって調節する請求項１〜５のいずれかに記載の環状ワークの焼入れ方法。
- 前記環状ワークの径寸法の取得は、レーザ変位センサによる計測結果に基づいて行う請求項１〜６のいずれかに記載の環状ワークの焼入れ方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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