JP2023046919A - 熱処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被処理物の太さを変更したときでもコイルを構成する部材間の相対位置を変更しなくても済む、熱処理装置を提供する。【解決手段】熱処理装置１は、軸状の被処理物１００を誘導加熱するコイル２０と、コイル２０へ電流を供給する電源３と、有する。コイル２０は、被処理物１００の軸方向Ｓに沿って延びる２本の加熱導体２１，２２を含む。２本の加熱導体２１，２２は、電源３と接続され、２本の加熱導体２１，２２の間の距離Ｄ３は、被処理物１００の軸断面における外寸Ｄ１００の最大値Ｄ１０２より小さい値に設定されている。被処理物１００へ２本の加熱導体２１，２２を対向させて、２本の加熱導体２１，２２と被処理物１００を相対回転させながら誘導加熱する。【選択図】 図３

Description

本発明は、熱処理装置に関する。

シャフト等の金属軸を被処理物として、この被処理物に焼入処理等の熱処理を施すための誘導加熱コイルが知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１に記載の高周波加熱コイルは、太さが異なる被処理物であってもコイルを交換することなく良好な加熱を行うことができるようにすることを目的としている。この高周波加熱コイルは、高周波電源と接続された第１加熱コイルと、この第１加熱コイルによる誘導電流が流れる第２加熱コイルとを有している。

第１加熱コイルと第２加熱コイルとは、回転可能に支持された被処理物の軸芯線に対して直交する方向に相対的に移動可能に構成されている。そして、太さが異なる被処理物を誘導加熱する際には、第１加熱コイルと第２加熱コイルとを相対移動させる。これにより、２つの加熱コイル間の距離を変更し、２つの加熱コイル間に被処理物が挿入される。

特開平８－７３９２７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、第１加熱コイルと第２加熱コイルとを相対移動させる設備が必要である。加熱コイルは、大電流が流れて発熱するので、内部に冷却水通路が設けられている。このため、２つの加熱コイルを相対移動させるためには冷却水通路の相対移動も考慮する必要があり、設備が大がかりになってしまう。さらに、特許文献１に記載の構成では、被処理物の太さが変更される毎に、第１加熱コイルと第２加熱コイルとを相対移動させてこれらのコイル間の相対距離を設定する必要がある。浸炭処理等において、被処理物のうちの特に表面を均等に加熱するためには、加熱コイルと被処理物との相対距離を設定しなければならず、２つの加熱コイルの相対位置を設定する作業工程に手間がかかる。

上記の課題に鑑み、本発明の目的の一つは、被処理物の太さを変更したときでもコイルを構成する部材間の相対位置を変更しなくても済む、熱処理装置を提供することにある。

（１）上記課題を解決するために、この発明のある局面に係わる熱処理装置は、軸状の被処理物を誘導加熱するコイルと、前記コイルへ電流を供給する電源と、を備える熱処理装置において、前記コイルは、前記被処理物の軸方向に沿って延びる２本の加熱導体を含み、前記２本の加熱導体は、前記電源と接続され、前記２本の加熱導体の間の距離は、前記被処理物の軸断面における外寸の最大値より小さい値に設定され、前記被処理物へ前記２本の加熱導体を対向させて、前記２本の加熱導体と前記被処理物を相対回転させながら誘導加熱する。

（２）前記コイルは、前記２本の加熱導体の端部同士を接続する接続導体を含み、前記接続導体と前記被処理物との距離が、前記２本の加熱導体と前記被処理物との距離よりも大きい値に設定される場合がある。

（３）前記２本の加熱導体は、前記被処理物の軸断面における前記外寸に対応させた位置に配置され、前記被処理物の軸方向の前記外寸に連動して前記２本の加熱導体の間の距離が設定される場合がある。

本発明によると、被処理物の太さを変更したときでもコイルを構成する部材間の相対位置を変更しなくても済む。

図１は、本発明の熱処理装置の模式的な平面図であり、誘導加熱位置に被処理物が配置された状態を示している。 図２は、熱処理装置の誘導加熱コイルの一部を拡大した斜視図である。 図３は、誘導加熱コイル、および、誘導加熱位置にある被処理物等を示す斜視図である。 図４（Ａ）は、図３のＩＶＡ－ＩＶＡ線に沿う断面図であり、断面の奥側の図示を一部省略している。図４（Ｂ）は、図３のＩＶＢ－ＩＶＢ線に沿う断面図であり、断面の奥側の図示を省略している。 図５は、被処理物の外寸に応じた誘導加熱位置を説明するための概念的な平面図である。 図６は、接続導体の変形例を示す図である。 図７は、誘導加熱コイルに第３部分が設けられた変形例を示す図である。 図８（Ａ）は、被処理物が円錐台状で且つ、２つの加熱導体が被処理物の形状に沿った形状に配置された変形例を示す模式的な斜視図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＶＩＩＩＢ－ＶＩＩＩＢ線に沿う断面図であり、断面の奥側部分の図示は省略している。 図９は、２本の加熱導体が複数対設けられた変形例を示す図である。 図１０は、誘導加熱コイルを回転させる変形例を示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。

図１は、本発明の熱処理装置１の模式的な平面図であり、誘導加熱位置Ｐ１に被処理物１００が配置された状態を示している。図１では、電気的な接続を示す線は破線の矢印で示している。図２は、熱処理装置１の誘導加熱コイル２０の一部を拡大した斜視図である。図３は、誘導加熱コイル２０、および、誘導加熱位置Ｐ１にある被処理物１００等を示す斜視図である。図４（Ａ）は、図３のＩＶＡ－ＩＶＡ線に沿う断面図であり、断面の奥側の図示を一部省略している。図４（Ｂ）は、図３のＩＶＢ－ＩＶＢ線に沿う断面図であり、断面の奥側の図示を省略している。

なお、以下では、各図に示すように、熱処理装置１の誘導加熱コイル２０を正面から見た状態を基準として、左右方向Ｘ、前後方向Ｙ、および、上下方向Ｚを規定する。また、特に説明なき場合、被処理物１００が誘導加熱位置Ｐ１に配置されている状態を基準として説明を行う。本実施形態では、被処理物１００の軸方向Ｓは、上下方向Ｚと平行である。なお、被処理物１００の軸方向Ｓが水平方向、または、水平面に対して傾斜した方向を向いた状態で被処理物１００が熱処理装置１によって誘導加熱されてもよい。

図１～図４（Ｂ）を参照して、熱処理装置１は、誘導加熱によって被処理物１００に熱処理を施すように構成されている。この熱処理は、加熱処理である。加熱処理の一例として、焼入のための加熱処理、浸炭加熱処理、均熱処理などを例示することができる。熱処理装置１は、バッチ処理装置であり、被処理物１００を１つ毎に誘導加熱する。熱処理装置１は、大気雰囲気下で被処理物１００を誘導加熱してもよいし、窒素ガス等の不活性ガス雰囲気下で被処理物１００を誘導加熱してもよい。

本実施形態では、被処理物１００は、金属部品であり、たとえば、トルク伝達シャフトの素材としての金属軸である。なお、被処理物１００は、一般的な長尺な金属軸に限らず、金属リング等、軸方向が短い形態であっても含まれる。本実施形態では、被処理物１００は、中空シャフトである。本実施形態の被処理物１００は、当該被処理物１００の軸方向Ｓの任意の位置において、軸方向Ｓと直交する断面での断面形状が、所定の肉厚を有する円形である。本実施形態では、被処理物１００が中空軸である形態を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。被処理物１００は、中実軸であってもよい。

本実施形態では、被処理物１００は、軸方向Ｓの位置によって、軸方向Ｓと直交する断面の形状が異なっている。本実施形態では、被処理物１００は、第１軸部分１０１と、第１軸部分１０１の外寸よりも大きい外寸（外径）の第２軸部分１０２と、を含んでいる。軸方向Ｓにおける被処理物１００の各部の外寸Ｄ１００は、本実施形態では２種類存在しており、第１軸部分１０１の外寸Ｄ１０１と、第２軸部分１０２の外寸Ｄ１０２と、を有している。外寸Ｄ１０２は、被処理物１００の外寸Ｄ１００の最大値である。本実施形態では、第１軸部分１０１と第２軸部分１０２とは、同軸に配置されているけれども、同軸に配置されず、一方が他方に対して偏心していてもよい。

熱処理装置１は、誘導加熱コイル２０と、誘導加熱コイル２０へ電流を供給する電源３と、被処理物１００を支持および搬送する支持機構４と、制御部５と、を有している。

電源３は、商用電源に接続される電源回路であり、商用電源を所定の電圧、電流、および、周波数の電力に変換して誘導加熱コイル２０へ出力する。なお、電源３は、誘導加熱コイル２０が被処理物１００へ磁束を作用させて被処理物１００を誘導加熱できればよく、高周波電源に限定されない。

誘導加熱コイル２０は、被処理物１００を誘導加熱するために設けられている。本実施形態では、誘導加熱コイル２０は、銅等、高周波電流を流されることで交番磁束を発生する材料で形成されている。誘導加熱コイル２０は、複数の部材をろう付け等によって互いに固定することで形成されていてもよいし、ロストワックス製法または金属積層造型法等によって形成された一体成形品であってもよい。誘導加熱コイル２０の後述する加熱導体２１，２２と、接続導体２５，２６とは、同じ素材で構成されてもよいし、別の素材で構成されてもよい。

誘導加熱コイル２０は、本実施形態では、縦向きに配置された被処理物１００を誘導加熱する。このため、誘導加熱コイル２０は、被処理物１００の軸方向Ｓに沿って（上下方向Ｚに沿って）細長い形状に形成されている。誘導加熱コイル２０は、中空形状に形成されており、誘導加熱コイル２０の内部に冷却水通路が形成されている。冷却水は、図示しない冷却水ポンプを用いて、誘導加熱コイル２０と図示しない熱交換器とを循環し、誘導加熱コイル２０を冷却する。

誘導加熱コイル２０は、中空の細長い素材を誘導加熱コイル２０の形状に成形することで形成されている。誘導加熱コイル２０の長手方向と直交する断面における誘導加熱コイル２０の断面形状は、本実施形態では、四角環状形状（正方形の環状形状）である。

なお、誘導加熱コイル２０の上記断面形状は、円環形状、楕円環形状、四角形以外の多角形の環状形状であってもよく、具体的な形状は限定されない。誘導加熱コイル２０は、電源３から電力を与えられることで、被処理物１００を誘導加熱する。本実施形態では、誘導加熱コイル２０は、軸方向Ｓにおける被処理物１００の全域に亘って被処理物１００を加熱する。また、誘導加熱コイル２０は、中実コイルであることにより内部が詰まった形状であってもよい。

誘導加熱コイル２０は、被処理物１００の軸方向Ｓに沿って延びる２本の加熱導体である第１加熱導体２１および第２加熱導体２２と、これらの加熱導体２１，２２同士を接続する第１接続導体２５および第２接続導体２６と、電源３に接続される第１端子２７および第２端子２８と、を有している。

第１加熱導体２１および第２加熱導体２２は、被処理物１００に交番磁束を与えて被処理物１００に渦電流を発生させるために設けられている。第１加熱導体２１および第２加熱導体２２は、本実施形態では、上下方向Ｚに細長い形状に形成されており、左右方向Ｘに向かい合って配置されている。本実施形態では、加熱導体２１，２２は、端子２７，２８との連結部以外は左右対称な形状に形成されている。誘導加熱コイル２０の加熱導体２１，２２、接続導体２５，２６、および、端子２７，２８は、本実施形態では一体成形品であり、互いの相対位置が一定である。

上下方向Ｚ（軸方向Ｓ）における加熱導体２１，２２の長さは、被処理物１００の全長よりも長い。これにより、加熱導体２１，２２からの磁束を軸方向Ｓにおける被処理物１００の全域に作用して被処理物１００を誘導加熱するように被処理物１００を配置できる。本実施形態では、各加熱導体２１，２２の一側面２１ｅ，２２ｅ（被処理物１００を向く平面であり、縦向きの平面）は、被処理物１００の中心軸線Ｂ１を向いている。

加熱導体２１，２２は、被処理物１００の外形に合わせた形状に形成されている。具体的には、加熱導体２１，２２は、第１部分２１ａ，２２ａと、第２部分２１ｂ，２２ｂと、を有している。

本実施形態では、第１部分２１ａ，２２ａの下方に第２部分２１ｂ，２２ｂが並んでいる。

第１部分２１ａ，２２ａは、第１軸部分１０１と対向配置される部分である。第１部分２１ａ，２２ａと第１軸部分１０１とは、軸方向Ｓと直交する方向（水平方向）に対向している。軸方向Ｓにおいて、各第１部分２１ａ，２２ａの長さは、第１軸部分１０１の長さよりも長いことが好ましい。この好ましい構成であれば、軸方向Ｓにおいて各第１部分２１ａ，２２ａが配置されている領域内に第１軸部分１０１の全体を配置できる。よって、第１部分２１ａ，２２ａからの磁束を第１軸部分１０１の全域に均等に作用させて第１軸部分１０１に均等に渦電流を発生させて誘導加熱できる。また、第１部分２１ａ，２２ａの上端部２１ｆ，２２ｆに対して下方の位置に第１軸部分１０１を配置でき、第１接続導体２５と第１軸部分１０１との距離をより広くして第１接続導体２５からの磁束を第１軸部分１０１の上端に到達し難くできる。これにより、第１接続導体２５からの磁束に起因して第１軸部分１０１に生じる渦電流による余分な加熱を抑制できる。

第２部分２１ｂ，２２ｂは、第２軸部分１０２と対向配置される部分である。第２部分２１ｂ，２２ｂと第２軸部分１０２とは、軸方向Ｓと直交する方向（水平方向）に対向している。軸方向Ｓにおいて、各第２部分２１ｂ，２２ｂの長さは、第２軸部分１０２の長さよりも長いことが好ましい。この好ましい構成であれば、軸方向Ｓにおいて各第２部分２１ｂ，２２ｂが配置されている領域内に第２軸部分１０２の全体を配置できる。よって、第２部分２１ｂ，２２ｂからの磁束を第２軸部分１０２の全域に均等に作用させて第２軸部分１０２に均等に渦電流を発生させて誘導加熱できる。また、第２部分２１ｂ，２２ｂの下端部２１ｇ，２２ｇに対して上方の位置に第２軸部分１０２を配置でき、第２接続導体２６と第２軸部分１０２との距離をより広くして第２接続導体２６からの磁束を第２軸部分１０２の下端に到達し難くできる。これにより、第２接続導体２６からの磁束に起因して第２軸部分１０２に生じる渦電流による余分な加熱を抑制できる。

２本の加熱導体２１，２２は、被処理物１００の軸断面における外寸Ｄ１００に対応させた位置に配置され、被処理物１００の軸方向Ｓの各位置での外寸Ｄ１００に連動して２本の加熱導体２１，２２の間の距離Ｄ３が設定されることで、被処理物１００と２本の加熱導体２１，２２とが対向する距離Ｄ１０を確保するように設定されている。

本実施形態では、軸方向Ｓから見て、第２部分２１ｂ，２２ｂは、対応する第１部分２１ａ，２２ａに対して被処理物１００から遠ざかる方向側の領域に配置されている。本実施形態では、第２部分２１ｂ，２２ｂは、加熱導体２１，２２の対応する一側面２１ｅ，２２ｅと直交する方向に沿って、対応する第１部分２１ａ，２２ａから所定のオフセット量ＯＦ（図４（Ａ）に図示）オフセットして配置されている。これにより、被処理物１００の中心軸線Ｂ１から各第１部分２１ａ，２２ａまでの距離よりも、被処理物１００の中心軸線Ｂ１から各第２部分２１ｂ，２２ｂまでの距離のほうが長い。一方で、本実施形態では、オフセット量ＯＦは、概ね、第２軸部分１０２の半径と第１軸部分１０１の半径との差とされている。これにより、加熱導体２１，２２の各第１部分２１ａ，２２ａと被処理物１００の第１軸部分１０１とが対向する距離Ｄ１０（最短距離Ｄ１１）と、加熱導体２１，２２の各第２部分２１ｂ，２２ｂと被処理物１００の第２軸部分１０２とが対向する距離Ｄ１０（最短距離Ｄ１２）とが揃えられている。

なお、本実施形態では、第１部分２１ａ，２２ａが第１軸部分１０１と対向配置され、第２部分２１ｂ，２２ｂが第２軸部分１０２と対向配置される形態を例に説明しているけれども、必ずしもこの通りでなくてもよい。例えば、第１軸部分１０１のうち第２軸部分１０２側の下端部と第２部分２１ｂ，２２ｂとが水平に向かい合うように対向配置されてもよいし、第２軸部分１０２のうち第１被処理物１００側の上端部と第１部分２１ａ，２２ａとが水平に向かい合うように対向配置されてもよい。

被処理物１００の誘導加熱時には、周方向Ｃにおいて、被処理物１００の一部が、第１加熱導体２１と第２加熱導体２２との間に配置される。２本の加熱導体２１，２２の間の距離Ｄ３は、被処理物１００の軸断面における外寸Ｄ１００の最大値Ｄ１０２より小さい値に設定されている。本実施形態では、第１加熱導体２１と第２加熱導体２２が被処理物１００の一部を挟むように配置されている箇所では、軸方向Ｓの各位置において、２本の加熱導体２１，２２の間の距離Ｄ３が、当該位置における被処理物１００の外寸Ｄ１００より小さい値に設定されている。

図４（Ａ）および図４（Ｂ）を参照して、本実施形態では、第１軸部分１０１が配置されている箇所において、２本の加熱導体２１，２２の間の距離Ｄ３（Ｄ３１）が、第１軸部分１０１の外寸Ｄ１０１未満に設定されている（Ｄ３１＜Ｄ１０１）。同様に、本実施形態では、第２軸部分１０２が配置されている箇所において、２本の加熱導体２１，２２の間の距離Ｄ３（Ｄ３２）が、第２軸部分１０２の外寸Ｄ１０２未満に設定されている（Ｄ３２＜Ｄ１０２）。

誘導加熱位置Ｐ１の被処理物１００は、被処理物１００の中心軸線Ｂ１から後述する被処理物搬入方向Ａ１の奥側に進んだ箇所（奥部１０５）において、少なくとも一部が加熱導体２１，２２に挟まれている。中心軸線Ｂ１から奥部１０５までの距離Ｄ４（前後方向Ｙにおける中心軸線Ｂ１と加熱導体２１，２２との距離）が規定されている。軸方向Ｓの各部において、距離Ｄ４の上限は、当該部分での被処理物１００の半径未満である。一方で、軸方向Ｓの各部において、奥部１０５に対して後述する被処理物搬出方向Ａ２側に位置する箇所（手前部１０６）は、加熱導体２１，２２によって挟まれていない。本実施形態では、被処理物１００の中心軸線Ｂ１は、加熱導体２１，２２で挟まれた領域から被処理物搬出方向Ａ２側に進んだ箇所に位置している。

上述の構成により、加熱導体２１，２２および接続導体２５，２６によって環状に形成されている誘導加熱コイル２０の内周の外側に被処理物１００を配置して誘導加熱が行われる。

再び図１～図４（Ｂ）を参照して、本実施形態では、開放角θ（図１に図示）が約９０度に設定されている。開放角θは、例えば軸方向Ｓから見て、中心軸線Ｂ１から加熱導体２１，２２の一側面２１ｅ，２２ｅの中心に向かう２つの直線がなす角度のうちの劣角をいい、被処理物１００の大きさ・熱処理品質に関わる被処理物１００と誘導加熱コイル２０との相対位置関係・被処理物１００の取り付け取り外しの作業性などから設計的に設定される。開放角θは、例えば、３０度～１５０度に設定される。開放角θをこの数値範囲に設定することで、周方向Ｃにおいて２本の加熱導体２１，２２が適度に離隔した距離を確保できる。これにより、周方向Ｃにおいて加熱導体２１，２２からの磁束が被処理物１００に到達する領域を十分に多くでき、被処理物１００の広い範囲に渦電流を発生させて誘導加熱できる。さらに、２本の加熱導体２１，２２の間の距離Ｄ３が被処理物１００の外寸Ｄ１００の最大値Ｄ１０２以上にならないように加熱導体２１，２２を配置できる。なお、開放角θは、上述した角度範囲に限定されない。

加熱導体２１，２２の上端部２１ｆ，２２ｆは、被処理物１００の上方に位置している。同様に、加熱導体２１，２２の下端部２１ｇ，２２ｇは、被処理物１００の下方に位置している。

加熱導体２１，２２の上端部２１ｆ，２２ｆ同士が、第１接続導体２５によって互いに接続されている。同様に、加熱導体２１，２２の下端部２１ｇ，２２ｇ同士が、第２接続導体２６によって互いに接続されている。加熱導体２１，２２は、接続導体２５，２６によって接続されていることで、直列コイルを構成している。

接続導体２５，２６は、本実施形態では、軸方向Ｓと直交する方向に延びており、水平に配置されている。被処理物１００と第１接続導体２５との距離（最短距離）が、第１距離Ｄ５（Ｄ５１）として規定されている。第１距離Ｄ５１は、本実施形態では、第１軸部分１０１から第１接続導体２５までの距離である。同様に、被処理物１００と第２接続導体２６との距離（最短距離）が、第１距離Ｄ５（Ｄ５２）として規定されている。第１距離Ｄ５２は、本実施形態では、第２軸部分１０２から第２接続導体２６までの距離である。

被処理物１００から加熱導体２１，２２までの距離（最短距離）が、第２距離Ｄ６として規定されている。本実施形態では、第２距離Ｄ６は、加熱導体２１，２２の何れかの第１部分２１ａ，２２ａと第１軸部分１０１との距離、または、加熱導体２１，２２の何れかの第２部分２１ｂ，２２ｂと第２軸部分１０２との距離の最小値である。本実施形態では、第２距離Ｄ６＝距離Ｄ１１＝距離Ｄ１２である。本実施形態では、第１距離Ｄ５は、第２距離Ｄ６よりも大きくされている（Ｄ５１＞Ｄ６、Ｄ５２＞Ｄ６）。すなわち、接続導体２５，２６と被処理物１００との距離Ｄ５１，Ｄ５２が、２本の加熱導体２１，２２と被処理物１００との距離Ｄ６よりも大きい値に設定されている。これにより、接続導体２５，２６からの磁束は、被処理物１００の軸方向両端部に届きにくくされており、被処理物１００の軸方向両端部において当該磁束に起因する渦電流による加熱が抑制されている。

本実施形態では、接続導体２５，２６は、何れも、左右対称に形成されているけれども、左右非対称に形成されていてもよい。各接続導体２５，２６は、軸方向Ｓから見て、矩形枠の一部を切り取った形状に形成されている。本実施形態では、各接続導体２５，２６は、軸方向Ｓと直交する水平領域内において、第１加熱導体２１から一旦、被処理物１００の径方向に概ね沿って被処理物１００から遠ざかるように延び、次いで、向きを９０度変更して第２加熱導体２２側に延び、次いで、左右方向Ｘにおける加熱導体２１，２２間の中央位置で向きを９０度変更して前後方向Ｙの手前側に延び、次いで、被処理物１００の径方向に沿って被処理物１００側に向けて延びて第２加熱導体２２に繋がっている。

第１端子２７および第２端子２８は、電源３からの高周波電力を加熱導体２１，２２へ供給するために設けられている。加熱導体２１，２２は、端子２７，２８を介して電源３に接続されている。本実施形態では、端子２７，２８は、第２加熱導体２２に接続されている。具体的には、軸方向Ｓにおける第２加熱導体２２の中間部に端子２７，２８の一端が繋がっている。端子２７，２８の他端は、直接、または、コネクタ等の他の導電部材（図示せず）を介して電源３の電極に接続されている。

なお、本実施形態では、端子２７，２８は、第２加熱導体２２に接続されているけれども、この通りでなくてもよい。端子２７，２８の一端は、加熱導体２１，２２、および、接続導体２５，２６の何れかに接続されていればよい。また、本実施形態では、直列配置された導体２１，２２，２５，２６が、端子２７，２８を介して電源３に接続された形態であるけれども、この通りでなくてもよい。例えば、加熱導体２１，２２を物理的に独立して配置し、加熱導体２１，２２間で直接電流が流れない構成であってもよい。具体的には、第１加熱導体２１の上端および下端のそれぞれにケーブル等の導電部材を接続し、これらの導電部材を介して電源３と第１加熱導体２１とを接続するとともに、第２加熱導体２２の上端および下端のそれぞれにケーブル等の導電部材を接続し、これらの導電部材を介して電源３と第２加熱導体２２とを接続してもよい。また、第１加熱導体２１が接続される電源回路と第２加熱導体２２が接続される電源回路とが互いに独立した別個の電源回路であってもよい。

次に、支持機構４について説明する。

支持機構４は、被処理物１００を支持するとともに、被処理物１００を誘導加熱コイル２０に対して移動可能とするように構成されている。支持機構４は、被処理物１００を、誘導加熱時の位置である誘導加熱位置Ｐ１と、誘導加熱コイル２０から退避した退避位置Ｐ２（図１に図示）との間で搬送する。退避位置Ｐ２は、例えば、被処理物１００を熱処理装置１から出し入れする位置、または、被処理物１００を熱処理装置１内の他の搬送機構（図示せず）との間で受け渡しする位置である。

支持機構４は、被処理物１００が載せられる支持台４１と、支持台４１を搬送する搬送機構４２と、を有している。

支持台４１は、回転モータ４３と、回転モータ４３によって回転されるホルダ４４と、を有している。

回転モータ４３は、被処理物１００の誘導加熱時に被処理物１００をホルダ４４とともに軸方向Ｓに延びる軸線（例えば、被処理物１００の中心軸線Ｂ１）回りに回転させる。回転モータ４３は、ハウジング４３ａと、ハウジング４３ａから突出する出力軸４３ｂと、を有している。出力軸４３ｂにホルダ４４が取り付けられている。

ホルダ４４は、シャフト４５と、シャフト４５の下部に取り付けられる載置部４６と、シャフト４５の上部に取り付けられるキャップ４７と、を有している。

シャフト４５は、出力軸４３ｂと一体回転可能に連結されており、出力軸４３ｂに支持されている。なお、シャフト４５は、図示しない減速機構を介して出力軸４３ｂに連結されていてもよい。シャフト４５は、本実施形態では、上下方向Ｚに延びている。シャフト４５と出力軸４３ｂとは、取り外し可能に取り付けられてもよいし、一体成形されていてもよい。

載置部４６は、例えば環状板で形成されており、シャフト４５に保持されている。載置部４６は、シャフト４５に対して着脱可能であることが好ましい。この場合、被処理物１００の大きさに応じた大きさの載置部４６がシャフト４５に取り付けられる。

なお、載置部４６は、被処理物１００を載せることが可能な形状であればよく、シャフト４５への取付構造は限定されず、また、シャフト４５と一体成形されていてもよい。また、載置部４６の孔部を雌ねじ孔にするとともにシャフト４５の外周に雄ねじを形成し載置部４６とシャフト４５とをねじ結合してもよい。この場合、シャフト４５に対する載置部４６の高さ位置を調整することで、シャフト４５に対する被処理物１００の高さ位置を調整でき、その結果、誘導加熱コイル２０に対する被処理物１００の高さ位置を調整できる。載置部４６に被処理物１００が載せられている状態では、シャフト４５は、被処理物１００を軸方向Ｓに貫通している。

キャップ４７は、例えば環状板で形成されており、シャフト４５に貫通されている。キャップ４７は、被処理物１００の上端を載置部４６側に押さえている。

キャップ４７は、被処理物１００の上端に載せられることが可能な形状であればよく、シャフト４５への取付構造は限定されない。例えば、キャップ４７の孔部を雌ねじ孔にするとともにシャフト４５の外周に雄ねじを形成しキャップ４７とシャフト４５とをねじ結合してもよい。この場合、キャップ４７と載置部４６とで被処理物１００を上下方向Ｚに押さえつけることで被処理物１００をシャフト４５に一時的に固定できる。

なお、シャフト４５を回転モータ４３の出力軸４３ｂに対して着脱することで、ホルダ４４および被処理物１００を一括して回転モータ４３から取り外すことができる。上記の構成を有する支持台４１（回転モータ４３、および、ホルダ４４）は、搬送機構４２によって誘導加熱位置Ｐ１と退避位置Ｐ２との間を搬送される。

搬送機構４２は、例えば、電動モータを含むアクチュエータであり、被処理物１００を中心軸線Ｂ１回りに支持台４１を回転移動させるように構成されている。搬送機構４２は、誘導加熱コイル２０の加熱導体２１，２２に対して、少なくとも軸方向Ｓと直交する方向（水平方向）に支持台４１を移動させることが可能な構成であればよい。

搬送機構４２は、例えば、支持台４１を誘導加熱位置Ｐ１と退避位置Ｐ２との間で直線移動させるリニアアクチュエータである。本実施形態では、搬送機構４２は、電動モータ４３のハウジング４３ａを支持しており、このハウジング４３ａを誘導加熱位置Ｐ１と退避位置Ｐ２との間で移動させる。なお、搬送機構４２は、支持台４１を誘導加熱位置Ｐ１と退避位置Ｐ２との間で、中心軸線Ｂ１と平行な回転軸線回りを往復移動（揺動）するロータリーアクチュエータであってもよい。

制御部５は、ＰＬＣ（Programmable Logic Controller）等を用いて形成されている。制御部５は、電源３、回転モータ４３、および、搬送機構４２と電気的に接続されている。制御部５は、例えば、電源３の出力値（電流、電圧、および、周波数）と、電源３から誘導加熱コイル２０への電力供給のオン／オフと、を制御する。制御部５は、電源３の制御について、電源３から誘導加熱コイル２０への電力供給のオン／オフのみを制御してもよい。制御部５は、回転モータ４３の駆動のオン／オフを制御する。制御部５は、搬送機構４２の動作の制御を通じて被処理物１００を位置制御する。

制御部５は、被処理物１００の外寸Ｄ１００に応じた誘導加熱位置Ｐ１の位置情報を記憶している。例えば、熱処理装置１に備えられた図示しない操作部が作業員によって操作されることで、被処理物１００の外寸Ｄ１００に応じた誘導加熱位置Ｐ１の位置が設定される。

図５は、被処理物１００の外寸Ｄ１００に応じた誘導加熱位置Ｐ１を説明するための概念的な平面図である。図５では、相対的に小径の被処理物１００（１００１）の外縁形状と相対的に大径の被処理物１００（１００２）の外縁形状とを示している。

図５を参照して、制御部５は、相対的に小径の被処理物１００１が誘導加熱される場合には、誘導加熱位置Ｐ１（Ｐ１１）を、相対的に誘導加熱コイル２０の奥側に設定する。これにより、被処理物１００１と加熱導体２１，２２の第１部分２１ａ，２２ａとの距離Ｄ１０が所定値に設定される。一方、制御部５は、相対的に大径の被処理物１００２が誘導加熱される場合には、誘導加熱位置Ｐ１（Ｐ１２）を、相対的に誘導加熱コイル２０の手前側に設定する。これにより、被処理物１００２と加熱導体２１，２２の第１部分２１ａ，２２ａとの距離Ｄ１０が上記所定値と同じ値に設定される。

このように、支持機構４の搬送機構４２は、被処理物１００の外寸Ｄ１００に応じて誘導加熱コイル２０に対する誘導加熱位置Ｐ１を変更する。

なお、被処理物１００の外寸Ｄ１００にかかわらず、誘導加熱位置Ｐ１での被処理物１００と加熱導体２１，２２との距離Ｄ１０、例えば第１軸部分１０１と加熱導体２１，２２の第１部分２１ａ，２２ａとの距離Ｄ１１が一定の値（固定値）となることが好ましい。この好ましい構成であれば、被処理物１００の外寸Ｄ１００の値にかかわらず、加熱導体２１，２２と被処理物１００との距離（ギャップ）を一定にできる。よって、被処理物１００の外寸Ｄ１００の具体的な値にかかわらず、加熱導体２１，２２から被処理物１００へ作用する磁束の磁束密度をより均等にでき、その結果、被処理物１００毎の加熱量のばらつきをより小さくできる。よって、被処理物１００の品質をより均等にできる。

なお、被処理物１００の外寸Ｄ１００にかかわらず、誘導加熱位置Ｐ１での被処理物１００と加熱導体２１，２２との距離Ｄ１０について、例えば第２軸部分１０２と加熱導体２１，２２の第２部分２１ｂ，２２ｂとの距離Ｄ１２が一定の値（固定値）としてもよい。この場合も、上述した、距離Ｄ１１が一定の値（固定値）となるようにした場合の構成と同様の理由により、被処理物１００の品質をより均等にできる。このように、被処理物１００の外寸Ｄ１００にかかわらず、被処理物１００の各部と加熱導体２１，２２との距離Ｄ１０のばらつきが最小となるように誘導加熱位置Ｐ１が設定されることが好ましい。

以上が、熱処理装置１の概略構成である。次に、熱処理装置１における熱処理動作の一例を説明する。

図１～図４（Ｂ）を参照して、熱処理装置１における被処理物１００の熱処理動作は、退避位置Ｐ２において、被処理物１００を取り付けられたホルダ４４が、回転モータ４３に設置された状態から開始される。この状態から、制御部５は、搬送機構４２を駆動して被処理物１００および支持台４１を退避位置Ｐ２から誘導加熱位置Ｐ１に搬送する。次に、制御部５は、回転モータ４３の出力軸４３ｂを回転させつつ、電源３からの電力供給をオンにする。これにより、高周波電力が誘導加熱コイル２０に供給される。これにより、被処理物１００へ２本の加熱導体２１，２２を対向させて、２本の加熱導体２１，２２と被処理物１００を中心軸線Ｂ１回りに相対回転させながら誘導加熱する。このとき、被処理物１００は、加熱導体２１，２２で挟まれた箇所において加熱導体２１，２２からの磁束を受けて渦電流を生じ、誘導加熱される。被処理物１００は、回転モータ４３で回転されていることにより、加熱導体２１，２２で挟まれる領域が周方向Ｃに順次移動する。その結果、被処理物１００は、当該被処理物１００の周方向Ｃの全域に亘って誘導加熱される。

誘導加熱開始から所定時間経過すると、制御部５は、電源３からの電力供給をオフにするとともに回転モータ４３の出力軸４３ｂの回転を停止する。その後、制御部５は、搬送機構４２を駆動することで、被処理物１００および支持台４１を誘導加熱位置Ｐ１から退避位置Ｐ２へ搬送し、被処理物１００の加熱処理を完了する。

以上説明したように、本実施形態によると、２本の加熱導体２１，２２の間の距離Ｄ３は、被処理物１００の軸断面における外寸Ｄ１００の最大値Ｄ１０２より小さい値に設定されており、２本の加熱導体２１，２２と被処理物１００を相対回転させながら誘導加熱が行われる。この構成によると、２本の加熱導体２１，２２は、被処理物１００のうち最も太い箇所を避けた箇所を挟んだ状態で、被処理物１００と相対回転しながら被処理物１００を誘導加熱する。これにより、被処理物１００の周方向Ｃにおける各部を２本の加熱導体２１，２２と最も近い箇所に順次配置できる。すなわち、被処理物１００と２本の加熱導体２１，２２とのギャップである距離Ｄ１０を軸方向Ｓにおける被処理物１００の各部において同じにした状態で、被処理物１００を誘導加熱できる。よって、１つの被処理物１００内において、周方向Ｃの各部に均等に磁束を作用させて誘導加熱できる。この誘導加熱時、２本の加熱導体２１，２２は、瞬間的には被処理物１００の周方向Ｃにおける被処理物１００の狭い一部に磁束を作用させて誘導加熱すれば、当該２本の加熱導体２１，２２と相対回転している被処理物１００の周方向全域を均等に加熱できる。このため、２本の加熱導体２１，２２は、被処理物１００の外寸にかかわらず、被処理物１００の上記狭い一部を誘導加熱できればよい。そして、被処理物１００の外寸Ｄ１００に応じて２本の加熱導体２１，２２と被処理物１００との相対位置を適宜設定すれば、被処理物１００の外寸にかかわらず、２本の加熱導体２１，２２と被処理物１００との相対距離（ギャップ）の変化を最小限に抑制しつつ、被処理物１００の狭い一部を同様の磁束密度で誘導加熱できる。すなわち、被処理物１００の外寸Ｄ１００の値にかかわらず、２本の加熱導体２１，２２による加熱条件の変化を最小限にできる。しかも、被処理物１００の外寸Ｄ１００に応じて２本の加熱導体２１，２２と被処理物１００との相対距離を設定すればよいので、被処理物１００の外寸Ｄ１００に応じて２本の加熱導体２１，２２同士の相対位置を変更しなくても済む。以上の次第で、熱処理装置１によると、異なる太さの別個の被処理物１００を均等に誘導加熱できる。また、熱処理装置１によると、被処理物１００の太さを変更したときでも誘導加熱コイル２０を構成する部材２１，２２間の相対位置を変更しなくても済む。

また、本実施形態によると、接続導体２５，２６と被処理物１００との距離Ｄ５１，Ｄ５２が、それぞれ、２本の加熱導体２１，２２と被処理物１００との距離Ｄ６よりも大きい値に設定されている（Ｄ５１＞Ｄ６，Ｄ５２＞Ｄ６）。この構成によると、接続導体２５，２６と被処理物１００との距離が相対的に大きいことにより、接続導体２５，２６からの磁束が被処理物１００に届きにくくされている。これにより、被処理物１００のうち特に接続導体２５，２６付近において、接続導体２５，２６からの磁束での誘導加熱に起因する過熱を抑制できる。本実施形態では、接続導体２５，２６付近に被処理物１００の端部が配置されているけれども、被処理物１００の上端部および下端部が過熱することを抑制できる。一方で、２本の加熱導体２１，２２と被処理物１００との距離が相対的に小さいことにより、２本の加熱導体２１，２２からの磁束を確実に被処理物１００に作用させて被処理物１００を確実に誘導加熱できる。

また、本実施形態によると、２本の加熱導体２１，２２は、被処理物１００の軸断面における外寸Ｄ１００に対応させた位置に配置され、被処理物１００の外寸Ｄ１００に連動して２本の加熱導体２１，２２の間の距離Ｄ１０が設定されている。これにより、被処理物１００と２本の加熱導体２１，２２とが対向する距離を確保されている。この構成によると、被処理物１００の軸方向Ｓの各位置における軸方向Ｓと直交する断面において、２本の加熱導体２１，２２と被処理物１００との相対距離（ギャップ）をより均等にできる。これにより、軸方向Ｓの各位置において、２本の加熱導体２１，２２から被処理物１００に作用する磁束の密度をより均等にして誘導加熱による加熱量をより均等にできる。よって、被処理物１００全体をより均等に誘導加熱できる。

本発明は、上述の実施形態に限定されず、特許請求の範囲に記載の範囲内において、種々の変更が可能である。以下では、上述の実施形態と異なる点について主に説明し、上述の実施形態と同様の構成には図に同様の符号を付して詳細な説明を省略する。

（１）上述の実施形態では、軸方向Ｓから見た接続導体２５，２６のそれぞれの形状は、矩形枠の一部に相当する形状を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。軸方向Ｓから見た接続導体２５，２６のそれぞれの形状は、例えば、三角形枠、五角形枠等の多角形枠の一部に相当する形状であってもよいし、馬蹄形状、円弧枠の一部に相当する形状、楕円枠の一部に相当する形状等であってもよい。また、接続導体２５，２６が被処理物１００に干渉せず、且つ、第１距離Ｄ５（Ｄ５１，Ｄ５２）が第２距離Ｄ６以上である限りにおいて、接続導体２５，２６の形状および大きさは、上述した大きさに限定されない。

（２）また、上述の実施形態では、接続導体２５，２６が軸方向Ｓと直交する水平方向に沿って横向きに配置されている形態を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、接続導体２５，２６は、加熱導体２１，２２から遠ざかるに従い被処理物１００から遠ざかるようにして水平方向に対して傾斜していてもよい。また、各接続導体２５，２６と被処理物１００との距離が十分に大きいことにより接続導体２５，２６からの磁束の密度が被処理物１００において十分に小さく、接続導体２５，２６による被処理物１００の加熱量が十分に小さい場合がある。この場合には、接続導体２５，２６は、加熱導体２１，２２から遠ざかるに従い被処理物１００との距離が近づくようにして水平方向に対して傾斜していてもよい。

例えば、図６の変形例で示すように、接続導体２５，２６は、縦向きに配置されていてもよい。図６は、接続導体２５，２６の変形例を示す図である。この変形例の場合、接続導体２５，２６は、加熱導体２１，２２の対応する上端部２１ｆ，２２ｆおよび下端部２１ｇ，２２ｇから軸方向Ｓに沿って遠ざかるように延びつつ、加熱導体２１側の部分同士と加熱導体２２側の部分同士が繋がっている。この場合の接続導体２５，２６は、軸方向Ｓと直交する方向から見て、多角形枠の一部に相当する形状に形成されていてもよいし、馬蹄形状、円弧枠の一部に相当する形状、楕円枠の一部に相当する形状等であってもよい。接続導体２５，２６は、上述の実施形態、および、図６に示す変形例では、軸方向Ｓに対称に配置されているけれども、軸方向Ｓに非対称に配置されていてもよい。

（３）また、上述の本実施形態では、軸方向Ｓにおける被処理物１００の全域を誘導加熱する形態を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。例えば、軸方向Ｓにおける被処理物１００の一部のみを誘導加熱コイル２０で加熱してもよい。この場合、２つの加熱導体２１，２２の全長（軸方向Ｓの長さ）は、実施形態で説明した構成よりも短くてもよい。

（４）また、上述の実施形態では、被処理物１００の外寸が異なる部分が２つ存在する形態（２つの軸部分１０１，１０２が存在する形態）を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、図７の変形例に示すように、被処理物１００は、第１軸部分１０１および第２軸部分１０２に加えて、第３軸部分１０３を含んでいてもよい。

図７は、誘導加熱コイル２０に第３部分２１ｃ，２２ｃが設けられた変形例を示す図である。第３軸部分１０３の外寸Ｄ１００（Ｄ１０３）は、軸部分１０１，１０２の外寸Ｄ１００（Ｄ１０１，Ｄ１０２）よりも大きく、被処理物１００における外寸の最大値である。この場合、被処理物１００の誘導加熱時において、誘導加熱コイル２０の各加熱導体２１，２２は、第１および第２部分２１ａ，２２ａ，２１ｂ，２２ｂに加えて、第３部分２１ｃ，２２ｃを含んでいる。第３部分２１ｃ，２２ｃは、第３軸部分１０３とは軸方向Ｓに直交する方向に対向配置されている。第３部分２１ｃ，２２ｃは、第２部分２１ｂ，２２ｂに対して被処理物１００から遠ざかる方向側の領域に配置されている。２本の加熱導体２１，２２の間の距離Ｄ３は、被処理物１００の軸断面における外寸Ｄ１００の最大値Ｄ１０３より小さい値に設定される。

加熱導体２１，２２と第３部分２１ｃ，２２ｃと第３軸部分１０３との距離Ｄ１０（Ｄ１３）は、加熱導体２１，２２と第２部分２１ｂ，２２ｂと第２軸部分１０２との距離Ｄ１０（Ｄ１２）と同じであることが好ましい。同様に、上記距離Ｄ１３は、加熱導体２１，２２と第１部分２１ａ，２２ａと第１軸部分１０１との距離Ｄ１０（Ｄ１１）と同じであることが好ましい。この構成であれば、２本の加熱導体２１，２２は、被処理物１００の軸断面における外寸Ｄ１００に対応させた位置に配置され、被処理物１００の軸方向Ｓの各位置における外寸Ｄ１００に連動して２本の加熱導体２１，２２の間の距離Ｄ３が設定されることで、被処理物１００と２本の加熱導体２１，２２とが対向する距離Ｄ１０を確保される。よって、第１～第３軸部分１０１～１０３のそれぞれにおいて、加熱導体２１，２２から作用する磁束の密度をより均等にでき、磁束によって生じる渦電流による加熱量をより均等にできる。その結果、第１～第３軸部分１０１～１０３の熱処理品質をより均等にできる。

（５）なお、軸方向Ｓにおける第１加熱導体２１の第１～第３部分２１ａ，２１ｂ，２１ｃの並び順と、第２加熱導体２２の第１～第３部分２２ａ，２２ｂ，２２ｃの並び順、すなわち、軸部分１０１，１０２，１０３の並び順は、図７に一例を示されているけれども、特に限定されない。一方で、第１軸部分１０１と第１部分２１ａ，２２ａとの距離Ｄ１０（Ｄ１１）と、第２軸部分１０２と第２部分２１ｂ，２２ｂとの距離Ｄ１０（Ｄ１２）と、第３軸部分１０３と第３部分２１ｃ，２２ｃとの距離Ｄ１０（Ｄ１３）は、揃っていることが好ましい。

（６）なお、被処理物１００において、外寸が異なる軸部分が４種類以上設けられてもよい。この場合、軸方向Ｓの各位置において、各第１および第２加熱導体２１，２２と対応する軸部分との距離が概ね一致するように加熱導体２１，２２の形状が設定されることが好ましい。

（７）また、軸方向Ｓに沿って２つの第１軸部分１０１，１０１の間に第２軸部分１０２が配置される構成の被処理物１００を誘導加熱コイル２０で誘導加熱してもよい。この場合、加熱導体２１，２２は、それぞれ、軸方向Ｓに沿って第１部分２１ａ，２２ａ、第２部分２１ｂ，２２ｂ，第１部分２１ａ，２２ａの順に配置される。また、軸方向Ｓに沿って２つの第２軸部分１０２，１０２の間に第２軸部分１０２が配置される構成の被処理物１００を誘導加熱コイル２０で誘導加熱してもよい。この場合、加熱導体２１，２２は、それぞれ、軸方向Ｓに沿って第２部分２１ｂ，２２ｂ、第１部分２１ａ，２２ａ、第２部分２１ｂ，２２ｂの順に配置される。

（８）また、被処理物１００は、外寸が単一である直線状シャフトであってもよい。この場合、各加熱導体２１，２２は、軸方向Ｓに沿って直線状に配置される。

（９）また、被処理物１００は、円錐台形状に形成されることで外寸が軸方向Ｓに沿って連続的に変化する構成であってもよい。図８（Ａ）は、被処理物１００が円錐台状で且つ、２つの加熱導体２１，２２が被処理物１００の形状に沿った形状に配置された変形例を示す模式的な斜視図である。図８（Ｂ）は、図８（Ａ）のＶＩＩＩＢ－ＶＩＩＩＢ線に沿う断面図であり、断面の奥側部分の図示は省略している。

図８（Ａ）および図８（Ｂ）を参照して、この変形例での被処理物１００の外周面は、円錐台形状に形成されている。軸方向Ｓに対して被処理物１００の外周面が傾斜角θ’で傾斜している。被処理物１００の外寸Ｄ１００は、被処理物１００の下方に進むほど大きくされており、被処理物１００の下端における外寸Ｄ１００’が、被処理物１００の軸断面における外寸の最大値である。被処理物１００の肉厚は、軸方向Ｓの各部において、一定でもよいし、被処理物１００の下方に進むに従い大きくされていてもよく、具体的な値は限定されない。

２本の加熱導体２１，２２は、被処理物１００の軸方向Ｓに沿って延びている。各加熱導体２１，２２は、軸方向Ｓに対して傾斜角θ’で傾斜しており、本変形例では、左右対称に配置されている。２本の加熱導体２１，２２の間の距離Ｄ３は、被処理物１００の軸断面における外寸の最大値Ｄ１００’より小さい値に設定されている。

また、２本の加熱導体２１，２２は、被処理物１００の軸断面における外寸Ｄ１００に対応させた位置に配置され、被処理物１００の軸方向Ｓの各位置における外寸Ｄ１００に連動して２本の加熱導体２１，２２の間の距離が設定されることで、被処理物１００と２本の加熱導体２１，２２とが対向する距離Ｄ１０を確保するように設定されている。より具体的には、軸方向Ｓに対する被処理物１００の外周面の傾斜角と、加熱導体２１，２２の傾斜角とが何れも同じ傾斜角θ’である。この構成であれば、円錐台形状の被処理物１００が配置されている箇所における軸方向Ｓの各位置において、加熱導体２１，２２と被処理物１００との距離Ｄ１０を一定の値にできる。よって、軸方向Ｓの各部において、加熱導体２１，２２から被処理物１００に作用する磁束の密度をより均等にでき、磁束の作用によって発生する渦電流による被処理物１００の加熱量を被処理物１００の各部においてより均等にできる。

（１０）また、上述の実施形態では、２本の加熱導体２１，２２が一対設けられている形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。図９の変形例に示すように、２本の加熱導体が複数対（図９では、２対）設けられていてもよい。図９は、２本の加熱導体が複数対設けられた変形例を示す図である。図９では、誘導加熱コイル２０に加えて、誘導加熱コイル２０Ａが設けられている。すなわち、熱処理装置１は、第１の対の加熱導体２１，２２と、第２の対の加熱導体２１Ａ，２２Ａと、を有している。加熱導体２１Ａ，２２Ａは、加熱導体２１，２２に対して前後方向Ｙの手前側で且つ左右方向Ｘの外側に配置されている点以外は、加熱導体２１，２２と同じ形状に形成されている。加熱導体２１Ａ，２２Ａの上端部は、第１接続導体２５Ａで接続され、加熱導体２１Ａ，２２Ａの下端部は、第２接続導体（図示せず）で接続されている。第１の対の加熱導体２１，２２と、第２の対の加熱導体２１Ａ，２２Ａとは、軸方向Ｓにおける各部の位置が揃えられていることが好ましい。この場合、各誘導加熱コイル２０，２０Ａに、電源３からの高周波電力が供給される。各誘導加熱コイル２０，２０Ａの高周波電流の位相は、揃えられている。この変形例では、２組の加熱導体２１，２２；２１Ａ，２２Ａによって、短時間でより多くの磁束を被処理物１００に作用させて被処理物１００により多くの渦電流を発生させて被処理物１００をより高速で加熱できる。

（１１）また、上述の実施形態では、軸方向Ｓに直交する断面における被処理物１００の断面形状が円環状である形態を例に説明したけれども、この通りでなくてもよい。被処理物１００の上記断面形状は、楕円の環状であってもよいし、三角形以上の多角形の環状であってもよいし、規則性のない環形状であってもよい。被処理物１００の断面形状が円環形以外の場合であっても、誘導加熱時に被処理物１００が回転モータ４３によって回転されるので、被処理物１００の周方向の全域に渦電流を発生して被処理物１００の全体に誘導加熱を行うことができる。被処理物１００の断面形状が円環形以外の場合、被処理物１００最大外寸Ｄ１００は、軸方向Ｓと直交する断面における被処理物１００の中心軸線Ｂ１から最も遠い箇所と中心軸線Ｂ１との距離をいう。

（１２）また、上述の各実施形態および各変形例では、誘導加熱コイル２０，２０Ａは回転させさず、被処理物１００を回転モータ４３によって回転させる形態を例に説明した。しかしながら、この通りでなくてもよい。例えば、誘導加熱コイル２０を被処理物１００回りに回転させてもよい。図１０は、誘導加熱コイル２０を回転させる変形例を示す図である。図１０を参照して、この変形例では、熱処理装置１は、誘導加熱コイル２０を被処理物１００の周囲に回転させるコイル回転機構５０を有している。コイル回転機構５０は、誘導加熱コイル２０（加熱導体２１，２２、接続導体２５，２６および端子２７，２８）を中心軸線Ｂ１回りに回転させることが可能な構成であれば、具体的な構成は限定されない。本変形例では、コイル回転機構５０は、第１接続導体２５に固定された回転部材５１と、回転部材５１を回転させるコイル回転モータ５２と、を有している。コイル回転モータ５２は、制御部５に接続されており、制御部５によって動作を制御される。コイル回転モータ５２の出力軸に例えばピニオンギヤが一体回転可能に連結され、回転部材５１の外周に形成された外歯部がこのピニオンギヤに噛み合っている。端子２７，２８は、例えば、誘導加熱コイル２０の回転範囲内で端子２７，２８との接続状態を維持可能な可撓性のケーブルを介して電源３に接続されている。これにより、周方向Ｃにおける誘導加熱コイル２０の位置にかかわらず、端子２７，２８と電源３との接続状態が維持される。なお、加熱導体２１，２２と被処理物１００とを相対回転可能な構成であればよく、この変形例において、回転被処理物１００を回転させる回転モータ４３が省略されてもよい。

本発明は、熱処理装置として、広く適用することができる。

１ 熱処理装置
３ 電源
２０ コイル
２１，２２ 加熱導体
２５，２６ 接続導体
１００ 被処理物
Ｄ３ ２本の加熱導体の間の距離
Ｄ５１，Ｄ５２ 接続導体と被処理物との距離
Ｄ６ ２本の加熱導体と被処理物との距離
Ｄ１００ 外寸
Ｄ１００’ 外寸の最大値
Ｄ１０２ 外寸の最大値
Ｓ 軸方向

Claims (3)

1. 軸状の被処理物を誘導加熱するコイルと、
   前記コイルへ電流を供給する電源と、
   を備える熱処理装置において、
   前記コイルは、前記被処理物の軸方向に沿って延びる２本の加熱導体を含み、
   前記２本の加熱導体は、前記電源と接続され、前記２本の加熱導体の間の距離は、前記被処理物の軸断面における外寸の最大値より小さい値に設定され、
   前記被処理物へ前記２本の加熱導体を対向させて、前記２本の加熱導体と前記被処理物を相対回転させながら誘導加熱する熱処理装置。
2. 請求項１に記載の熱処理装置において、
   前記コイルは、前記２本の加熱導体の端部同士を接続する接続導体を含み、
   前記接続導体と前記被処理物との距離が、前記２本の加熱導体と前記被処理物との距離よりも大きい値に設定される熱処理装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の熱処理装置において、
   前記２本の加熱導体は、前記被処理物の軸断面における前記外寸に対応させた位置に配置され、前記被処理物の軸方向の前記外寸に連動して前記２本の加熱導体の間の距離が設定される熱処理装置。
   

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