JP6108602B2 - 高周波焼入れ方法、並びに、半開放型の誘導加熱用コイル - Google Patents

Description

本発明は、外形が球形や樽形の鉄鋼製品を誘導加熱によって熱処理する高周波焼入れ方法、並びに、外形が球形や樽形の鉄鋼製品を誘導加熱する際に用いられる半開放型の誘導加熱用コイルに関するものである。

鉄鋼製品（以下 ワークと称する）の全周面を誘導加熱する誘導加熱用コイルが、例えば特許文献１に開示されている。特許文献１に開示された誘導加熱用コイルは、回転中のワークに近接して使用される。
特許文献１に開示されている誘導加熱用コイル９０は、概ね図２１に示す様な形状をしている。なお、図２１では、誘導加熱用コイル９０を優先して描写する都合上、ワーク９５を二点鎖線で描写している。
誘導加熱用コイル９０は、ワーク９５の回転軸方向にのびる２つの直線部９１ａ、９１ｂを有している。そして誘導加熱用コイル９０では、主としてこの直線部９１ａ、９１ｂを使用してワーク９５に誘導電流を励起させる。即ち誘導加熱用コイル９０では、回転軸方向にのびる直線部９１ａ、９１ｂが有効作用部である。

そのため誘導加熱用コイル９０を使用してワーク９５を加熱する際には、ワーク９５を回転させなければならない。
即ち誘導加熱用コイル９０の有効作用部は、回転軸方向にのびる直線部９１ａ、９１ｂであるから、ワーク９５は、側面が線状に昇温される。即ちその誘導加熱用コイル９０によって昇温されるのは、誘導加熱用コイル９０の直線部９１ａ、９１ｂに対向する部位だけであるから、昇温部位は、ワーク９５の側面であって、回転軸方向にのびる線である。

特許文献１に開示された誘導加熱用コイル９０を使用する際には、ワーク９５を回転させ、昇温部位を移動させてワーク９５の側面の全周を満遍なく昇温させる。

特開２００７−２０４８１４号公報

特許文献１に開示されているような誘導加熱用コイル９０は、小径のワークを加熱する際には申し分の無い機能を有している。しかしながら、特許文献１に開示されているような誘導加熱用コイル９０は、大径のワークを加熱するのには向かない。
すなわち、特許文献１に開示されているような誘導加熱用コイル９０は、回転軸方向にのびる直線部９１ａ、９１ｂを利用してワーク９５を昇温させるから、ワーク９５の側面の全周を満遍無く昇温させるためには、ワーク９５を一定以上の角速度で回転させる必要がある。すなわちワーク９５の特定の部位は、ワーク９５が一回転するごとに、直線部９１ａ、９１ｂが各一回ずつ近接して昇温する。そのためワーク９５を満遍なく昇温させるためには、ワーク９５を一定以上の角速度で回転させ、単位時間あたりの直線部９１ａ、９１ｂの近接回数を均一化させる必要がある。
ここで、小径のワークであるならば、一定以上の角速度で回転させることは容易である。即ち小径のワークであるならば、高い回転数（ｒ．ｐ．ｍ．）で回転させることは容易である。

しかしながら、大径のワークを一定以上の角速度（高い回転数）で回転させると、ワークの周速が過度に大きくなってしまう。また大径のワークは、質量も大きい。さらに直径の大きさと質量の大きさが相まって、ワークの遠心力が過度に大きくなる。
そのため大径のワークを一定以上の角速度（高い回転数）で回転させるには、強い動力が必要な他、回転させる装置に高い剛性が必要である。また大径のワークを一定以上の角速度（高い回転数）で回転させるのは危険を伴う。
そのため特許文献１に開示されているような誘導加熱用コイル９０は、大径のワークを加熱するのには向かないと言える。

また、図２２（ａ）、（ｂ）に示す様な、樽形のワーク９８では、ワーク９８の中央部９８ａの直径は、各端部９８ｂ、９８ｃの直径よりも大きい。誘導加熱用コイル９２の直線部９２ａ、９２ｂを、特許文献１に開示されている直線部９１ａ、９１ｂに習って、樽形のワーク９８における一方の端部９８ｂから他方の端部９８ｃに至るまで近接対向させると、ワーク９８の中央部９８ａと、各端部９８ｂ、９８ｃに励起される誘導電流の大きさは同じになる。そのため、体積が大きい中央部９８ａは昇温しにくく、体積が小さい各端部９８ｂ、９８ｃは昇温し易い。よって、誘導加熱用コイル９２では、樽形のワーク９８を一様に昇温させることができない。

そこで本発明は、外形が樽形で、中心に貫通孔が設けられたワークの外面と内面を均等に焼入れすることができる高周波焼入れ方法を提供すること、並びに、当該ワークを誘導加熱することができる半開放型の誘導加熱用コイルを提供することを目的としている。

上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、中心部に軸方向に延びる孔又は凹部を有すると共に、軸方向の端部の肉厚が、軸方向の中央側に比べて薄いワークを誘導加熱によって焼入れする高周波焼入れ方法において、ワークの外周面と前記孔又は凹部の内周面の少なくともいずれか一方と、ワークの軸方向の端部における底部を散点的に支持した状態でワークを回転させ、ワークの外周面側に半開放型の誘導加熱用コイルを近接し、前記孔又は凹部内には、別の誘導加熱用コイルを配置して前記二つの誘導加熱用コイルに同時に高周波電流を通電してワークの外周面と内周面とを同時に誘導加熱するものであり、前記半開放型の誘導加熱用コイルは、軸方向成分よりも周方向成分の方が多くてワークに沿って概ね周方向にのびる周方向ラインを複数有し、ワークに対して軸方向の端部側の周方向ラインの長さが、ワークに対して軸方向の中央側の周方向ラインの長さよりも短い、又は、端部側の隣接する周方向ライン同士の中心間隔よりも中央部側の隣接する周方向ライン同士の中心間隔の方が狭いものであることを特徴とする高周波焼入れ方法である。

請求項１に記載の発明では、ワークの外周面と前記孔又は凹部の内周面の少なくともいずれか一方と、ワークの軸方向の端部における底部を散点的に支持するので、ワークと支持部の接触面積が小さい。よって、誘導加熱されて昇温したワークの熱が、支持部を介して逃げにくい。すなわち、ワークの温度が低下しにくい。また、ワークの軸方向の端部における底部、及び前記孔又は凹部の内周面を散点的に支持するので、ワークの回転が安定する。
ワークの外周面側に半開放型の誘導加熱用コイルを近接し、前記孔又は凹部内には、別の誘導加熱用コイルを配置して前記二つの誘導加熱用コイルに同時に高周波電流を通電してワークの外周面と内周面とを同時に誘導加熱するので、ワークの外周面と内周面とが同時に昇温する。そのため、ワーク表面において温度分布が生じにくい。
半開放型の誘導加熱用コイルは、軸方向成分よりも周方向成分の方が多くてワークに沿って概ね周方向にのびる周方向ラインを複数有するので、ワークが回転すると、ワークの各部位は、周方向ラインに近接対向している間、誘導加熱される。
そして、ワークに対して軸方向の端部側の周方向ラインの長さが、ワークに対して軸方向の中央側の周方向ラインの長さよりも短い、又は、端部側の隣接する周方向ライン同士の中心間隔よりも中央部側の隣接する周方向ライン同士の中心間隔の方が狭いので、ワークの端部側は、中央部側と比較して加熱量が少ない。
ところが、ワークの軸方向の端部の肉厚は、軸方向の中央側に比べて薄い。すなわち、肉厚が薄い端部側の加熱量は少なく、肉厚が厚い中央部側の加熱量が多いので、ワークの端部側と中央部側は、同程度に昇温する。
そのため、ワークは、全体として略均一に昇温し、偏りなく良好に焼入れされる。

請求項２に記載の発明は、ワークの前記孔又は凹部の内周面を、付勢しつつ支持することを特徴とする請求項１に記載の高周波焼入れ方法である。

誘導加熱されたワークは、昇温して膨張する。すなわち、軸方向の孔又は凹部の径は拡大する。
そこで、請求項２に記載の発明では、ワークの孔又は凹部の内周面を、付勢しつつ支持するので、ワークの孔又は凹部の径が拡大しても、ワークの支持は安定している。

請求項３に記載の発明は、近接する周方向ラインには、高周波電流が同期して同方向に流れることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高周波焼入れ方法である。

請求項３に記載の発明では、近接する周方向ラインには、高周波電流が同期して同方向に流れるので、各周方向ラインによってワークに励起される誘導電流が相殺されない。よって、ワークを良好に誘導加熱することができる。

請求項４に記載の発明は、前記二つの誘導加熱用コイルに供給される電力と高周波電流の周波数が相違していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の高周波焼入れ方法である。

請求項４に記載の発明では、二つの誘導加熱用コイルに供給される電力と高周波電流の周波数が相違しているので、両加熱コイルによってワークに励起される誘導電流同士が干渉し合うことがない。そのため、ワークは良好に誘導加熱される。

請求項５に記載の発明は、誘導加熱後、ワークを冷却液槽に浸漬して急冷することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の高周波焼入れ方法である。

請求項５に記載の発明では、誘導加熱後、ワークを冷却液槽に浸漬して急冷するので、大型のワークであっても、略均一に急冷することができる。そして、ワークの外周面と内周面を略均一に焼入れすることができる。

請求項６に記載の発明は、請求項１乃至請求項５のいずれかの高周波焼入れ方法を実施する半開放型の誘導加熱用コイルであって、前記半開放型の誘導加熱用コイルは、ワークに近接させてワークに誘導電流を励起させる誘導部を有し、回転軸を中心として回転するワークを誘導加熱してワークを熱処理するものであり、前記誘導部は、所定面積を囲む環状構造を形成する外部側環状部と、外部側環状部の内側に配置され所定面積を囲んで環状構造を形成する内部側環状部を有し、外部側環状部と内部側環状部とが電気的に直列接続された構造であり、外部側環状部と内部側環状部は、いずれもワークの回転軸に対して平行方向に沿った軸方向成分を有する軸方向ラインと回転方向に沿った周方向成分を有する周方向ラインによって構成されており、前記周方向ラインは、軸方向成分よりも周方向成分の方が多くワークに対して概ね周方向にのびており、前記軸方向ラインは、周方向成分よりも軸方向成分の方が多くワークに対して概ね軸方向にのびており、誘導加熱用コイルの中心線を前記回転軸の中心線に合致させて誘導加熱用コイルを正面視した際、外部側環状部には環状構造の一部を構成し外部側環状部の中心線の左側にある二列の周方向ラインによって左側に突出した外環左突出部があり、且つ外部側環状部には環状構造の一部を構成し外部側環状部の中心線の右側にある二列の周方向ラインによって右側に突出した外環右突出部があり、内部側環状部にも環状構造の一部を構成し内部側環状部の中心線の左側にある二列の周方向ラインによって左側に突出した内環左突出部があり、且つ内部側環状部には環状構造の一部を構成し内部側環状部の中心線の右側にある二列の周方向ラインによって右側に突出した内環右突出部があり、中心線の左側にある前記外環左突出部及び前記内環左突出部から成る左突出部の回転軸方向の位置と、中心線の右側にある前記外環右突出部及び前記内環右突出部から成る右突出部の回転軸方向の位置とがずれていることを特徴とする半開放型の誘導加熱用コイルである。
すなわち本発明は、高周波焼入れ方法を実施する半開放型の誘導加熱用コイルであって、前記半開放型の誘導加熱用コイルは、ワークに近接させてワークに誘導電流を励起させる誘導部を有し、回転軸を中心として回転するワークを誘導加熱してワークを熱処理するものであり、前記誘導部は、中間に所定面積を囲む環状構造を形成する外部側環状部と、外部側環状部の内側に配置され中間に所定面積を囲んで環状構造を形成する内部側環状部を有し、外部側環状部と内部側環状部とが電気的に直列接続された構造であり、外部側環状部と内部側環状部は、いずれもワークの回転軸に対して平行方向に沿った軸方向成分と回転方向に沿った周方向成分の少なくともいずれかを備えた複数のラインによって構成されており、前記ラインには、軸方向成分よりも周方向成分の方が多くワークに対して概ね周方向にのびる周方向ラインと、周方向成分よりも軸方向成分の方が多くワークに対して概ね軸方向にのびる軸方向ラインとがあり、誘導加熱用コイルの中心線を前記回転軸の中心線に合致させて誘導加熱用コイルを正面視した際、外部側環状部には環状構造の一部を構成し中心線の左側にある二列の周方向ラインによって左側に突出した外環左突出部があり、且つ外部側環状部には環状構造の一部を構成し外部側環状部の中心線の右側にある二列の周方向ラインによって右側に突出した外環右突出部があり、内部側環状部にも環状構造の一部を構成し中心線の左側にある二列の周方向ラインによって左側に突出した内環左突出部があり、且つ内部側環状部には環状構造の一部を構成し内部側環状部の中心線の右側にある二列の周方向ラインによって右側に突出した内環右突出部があり、中心線の左側にある前記外環左突出部及び前記内環左突出部から成る左突出部の回転軸方向の位置と、中心線の右側にある前記外環右突出部及び前記内環右突出部から成る右突出部の回転軸方向の位置とがずれている半開放型の誘導加熱用コイルである。

請求項６に記載の発明の半開放型の誘導加熱用コイルは、複数の周方向ラインを有しており、各周方向ラインは、ワークに対して概ね周方向にのび、それぞれワークの回転軸方向にずれて配置されている。よって、ワークにおける周方向ラインの対向領域に誘導電流を励起させることができる。そして、回転するワークの外周面の全周囲に渡って誘導電流を励起させることができる。そのため、ワークが比較的大径で、誘導加熱時のワーク回転速度が低速であっても、ワークの外周面を良好に誘導加熱することができる。

本発明の高周波焼入れ方法では、中心部に軸方向に延びる孔又は凹部を有すると共に、軸方向の端部の肉厚が、軸方向の中央側に比べて薄いワークの外周面と内周面とを良好に高周波焼入れすることができる。すなわち、ワークの端部側の加熱量が比較的少なく、中央部側の加熱量が比較的多くなり、ワーク全体として略均一に昇温し、ワークは略均一に誘導加熱され、高周波焼入れされる。
また、本発明の半開放型の誘導加熱用コイルは、周方向ラインがワークの回転軸回りの外周面の周方向に沿って配置され、ワークにおける周方向ラインの対向領域に誘導電流を励起させることができる。そのため、ワークが比較的大径で、誘導加熱時のワーク回転速度が低速であっても、ワークの外周面を良好に誘導加熱することができる。

誘導加熱装置の回路図である。 ワークの支持装置の斜視図である。 （ａ）は、図２の支持装置に設けられた載置部材に、ワークが載置されている状態を示す拡大断面図であり、（ｂ）は、（ａ）において、昇温し膨張したワークの内周面に矯正部材が追従している状態を示す断面図である。 支持装置に載置されたワークに、内面用誘導加熱用コイルと外面用誘導加熱用コイルを近接配置した状態を示す斜視図である。 （ａ）は、湾曲する外面用誘導加熱用コイルを平面的に展開した状態の正面図であり、（ｂ）は、湾曲した外面用誘導加熱用コイルの正面図である。 外面用誘導加熱用コイルの誘導部の、外部側環状部の正面図である。 外面用誘導加熱用コイルの誘導部の、内部側環状部の正面図である。 樽形のワークの斜視図である。 外面用誘導加熱用コイルの誘導部の上突出部の斜視図である。 上突出部の分解斜視図である。 外面用誘導加熱用コイルの誘導部の左突出部の斜視図である。 左突出部の分解斜視図である。 外面用誘導加熱用コイルの誘導部の右突出部の斜視図である。 右突出部の分解斜視図である。 外面用誘導加熱用コイルの誘導部の下突出部の斜視図である。 下突出部の分解斜視図である。 図８のワークの、中心角１８０度分の外面を、平面状に仮想的に展開して示した正面図である。 外面用誘導加熱用コイルの中心線を、ワークの回転軸の中心に合致させて、外面用誘導加熱用コイルを、ワークの回転軸を中心に回転させた場合を想定したとき、各周方向ラインの一方の端部の横断面が正面視される位置を示す仮想図である。 スケルトン化した外面用誘導加熱用コイルの斜視図である。 外面用誘導加熱用コイルと内面用誘導加熱用コイルを対向配置した、球面すべり軸受の縦断面図である。 従来の誘導加熱用コイルを円柱形のワークに近接対向させた状態を示す斜視図である。 （ａ）は、従来の誘導加熱用コイルに習って、樽形のワークに誘導加熱用コイルを近接対向させた状態を示す斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）のワークに誘導加熱用コイルを近接配置した状態の平面図である。

最初に、本実施形態で熱処理するワーク４０について説明する。ワーク４０は、図８に示す様に、樽形状の外周面４０ａを有している。ワーク４０は、図８の回転軸４１を中心とする回転体である。
ワーク４０における、回転軸４１がのびる方向の両端には、平坦な端部５５ａ、５５ｂが設けられている。また、ワーク４０には、端部５５ａ側から端部５５ｂ側へ、回転軸４１がのびる方向に貫通する貫通孔５６が設けられている。貫通孔５６によって、ワーク４０には内周面４０ｂが形成されている。

次に、ワーク４０を熱処理する為の装置について説明する。
ワーク４０を熱処理する為の各装置は、ワーク４０を支持した状態で回転させる支持装置６５（図２）と、ワーク４０を誘導加熱するための誘導加熱装置１０３（図１）に分けられる。

支持装置６５は、前記した様にワーク４０を支持した状態で回転させる装置であり、図２に示す様に回転駆動装置５８と支持台８８によって構成されている。

回転駆動装置５８は、モータによって回転駆動される。
そして回転駆動装置５８の上に支持台８８が配置されている。支持台８８の中心は、回転駆動装置５８の回転中心と一致している。
図４は、支持台８８に前記したワーク４０が支持されている状態を図示している。
即ちワーク４０は、ワーク４０の端部５５ｂが下に、端部５５ａが上になる姿勢で支持台８８によって支持されている。

図２に示す様に、支持台８８は、環状の上板６６、下板６７、複数の支柱６８、複数の押圧部材６９、複数の載置部材７０を有している。

そして前記した各支柱６８は、等間隔で配置されており、前記上板６６の下面と下板６７の上面が、それぞれ各支柱６８の上端と下端に固定されている。すなわち、上板６６と下板６７が、各支柱６８を介して固定されている。

上板６６の上面７１には、複数（図２に示す例では４つ）の載置部材７０が等間隔に設けられている。本実施形態では、載置部材７０は、上面７１上であって、一定半径の円周上に配されている。また、各載置部材７０よりもやや内周側であって、各載置部材７０の両脇側にそれぞれ押圧部材６９が配置されている。
まず、前者の載置部材７０について説明する。図３（ａ）に示す様に、載置部材７０は、固定部材７２と支持部材７３によって構成されている。
前者の固定部材７２は、上板６６の上面７１上で起立する板状の部材である。固定部材７２の下端は、上板６６の上面７１に対して一体固着されている。
後者の支持部材７３は、セラミックス等の絶縁性を有する素材で構成された細長い四角柱状の部材である。支持部材７３は、鉛直姿勢で固定部材７２に対してねじ止めされている。そのため支持部材７３は、上板６６に対して一体的に固定されている。なお支持部材７３の上端は、固定部材７２の上端よりも上方へ突出している。

次に押圧部材６９について説明する。押圧部材６９は、図２に示す様に、上板６６の上面７１上の一定の円周上に並ぶものであり、前記した各載置部材７０よりも上板６６の中心寄りの位置であって、各載置部材７０の両側に配置されている。
図３（ａ）に示す様に、押圧部材６９は、固定部材７４、支持部材７５、当接部材７６等を有している。固定部材７４は、上板６６の上面７１上で起立する板状の部材である。固定部材７４には、孔８５ａ、８５ｂが設けられている。固定部材７４の下端は、上板６６の上面７１に対して一体固着されている。

支持部材７５は、Ｌ字形状を呈する板状の部材である。支持部材７５のＬ字の直線部分の一端が、固定部材７４の側面７４ａに一体固着されており、支持部材７５のＬ字の他端は、上方を向いている。すなわち、支持部材７５は、鉛直方向にのびる起立片７５ａを有している。起立片７５ａと固定部材７４は平行であり、間に間隙７９が形成されている。起立片７５ａには、孔８６ａ、８６ｂが設けられている。孔８６ａ、８６ｂは、各々固定部材７４の孔８５ａ、８５ｂと同芯である。

当接部材７６は、セラミックス等の絶縁性を有する素材で構成された細長い四角柱状の部材であり、突出部７６ａを有している。突出部７６ａは、当接部材７６の一端に形成されており、長手方向と直交する方向に突出している。また、当接部材７６には、孔８７ａ、８７ｂが設けられている。

当接部材７６は、２組のボルト７７ａとナット７７ｂで、固定部材７４及び支持部材７５に固定されている。すなわち、当接部材７６の孔８７ａ、８７ｂが、固定部材７４の孔８５ａ、８５ｂ、及び支持部材７５の孔８６ａ、８６ｂと同芯となるように一致しており、これらの各孔をボルト７７ａが貫通し、ボルト７７ａとナット７７ｂとが螺合している。当接部材７６の幅は、間隙７９の幅よりも小さい。また、ボルト７７ａにはばね７８が装着されている。ばね７８は、固定部材７４の側面７４ａと、当接部材７６の間であって、間隙７９内に配置されている。ばね７８は、固定部材７４の側面７４ａと、当接部材７６の間に縮設されている。すなわち、当接部材７６は、常時、起立片７５ａ側へ付勢されている。

前述したワーク４０は、図４に示す様に、前記支持台８８上に載置されている。
即ちワーク４０の端部５５ｂ（下端）は、支持台８８の上板６６の上面７１上に均等間隔に配された載置部材７０の支持部材７３上に載置されている。本実施形態では、載置部材７０は、支持台８８の円周上の４箇所に設けられている。すなわち、ワーク４０は、４箇所に配された載置部材７０によって支持されている。換言すると、ワーク４０の下端５５ｂ（図３（ａ））が、複数の載置部材７０によって、不連続に支持されている。

また、図３（ａ）に示す様に、ワーク４０の内周面４０ｂの下端近傍には、押圧部材６９の当接部材７６の突出部７６ａが当接している。当接部材７６は、ワーク４０の内周面４０ｂを押圧した結果、ばね７８の付勢力に抗して、自身が固定部材７４側へ移動している。そして、当接部材７６と起立片７５ａの間には隙間が生じている。

ワーク４０は、４つの載置部材７０によって、下端である端部５５ｂが支持されており、さらに内周面４０ｂが、押圧部材６９によって押圧されている。すなわち、各載置部材７０の両側に配置された各押圧部材６９は、ワーク４０の内周面４０ｂを半径方向外側へ押圧している。そのため、支持台８８によるワーク４０の支持は、安定している。

図３（ａ）、図３（ｂ）では、押圧部材６９によってワーク４０の内周面４０ｂを半径方向外側へ押圧する例を示したが、図示しない別の押圧部材を設けて、ワーク４０の外周面４０ａを半径方向内側へ押圧することによって、ワーク４０を支持してもよい。

次に誘導加熱装置１０３について説明する。
図１に示す様に、誘導加熱装置１０３は、内面用誘導加熱装置１０１と外面用誘導加熱装置１０２とで構成されている。内面用誘導加熱装置１０１は、後述の様にワーク４０の貫通孔５６内に配置されて、ワーク４０の内周面４０ｂを誘導加熱するものである。
一方、外面用誘導加熱装置１０２は、ワーク４０の外周面４０ａに近接配置されて、外周面４０ａを誘導加熱するものである。以下、誘導加熱装置１０３の構成を順に説明する。

図１に示す様に、内面用誘導加熱装置１０１は、高周波電源８３ａと、内面用誘導加熱用コイル６１を有している。高周波電源８３ａは、交流電源８０ａと、高周波発振器８１ａと、トランス８２ａで構成されている。高周波電源８３ａは、交流電源８０ａの交流を、高周波発振器８１ａによって高周波化し、さらにトランス８２ａで変圧して、トランス８２ａの二次側に高周波電流を出力する機能を有する。

内面用誘導加熱用コイル６１は、中空の銅合金等の良導体からなるリード６２ａ、６２ｂと、螺旋状の誘導部６３とを有する。リード６２ａは、誘導部６３の螺旋の中心付近を直線状に貫通し、誘導部６３の一方の端部に接続されている。リード６２ｂは、誘導部６３の他方の端部に接続されている。そして、リード６２ａ、６２ｂは、図示しない接続端子を介して、トランス８２ａの二次側に接続されている。そのため、内面用誘導加熱用コイル６１には、リード６２ａ、６２ｂを介して、高周波電源８３ａから高周波電流が供給される。また、内面用誘導加熱用コイル６１には、図示しない冷却液供給源から冷却液が循環供給される。

内面用誘導加熱用コイル６１は、図示しない駆動装置によって、ワーク４０から離間した位置と、ワーク４０の貫通孔５６内の間を、ワーク４０の回転軸４１がのびる方向（図４で見て上下方向）に、往復移動することができる。また、内面用誘導加熱装置１０１は、図示しない制御装置によって、高周波電源８３ａのＯＮとＯＦＦとが切り替えられている。

次に誘導加熱装置１０３の外面用誘導加熱装置１０２について説明する。外面用誘導加熱装置１０２は、図１に示す様に、交流電源８０ｂと、外面用誘導加熱用コイル１を有している。高周波電源８３ｂの構造及び機能は、先に説明した高周波電源８３ａと同一であり、交流電源８０ｂの交流を、高周波発振器８１ｂによって高周波化し、さらにトランス８２ｂで変圧して、トランス８２ｂの二次側へ高周波電流を出力する機能を有するものである。

外面用誘導加熱用コイル１は、中空の銅合金等の良導体からなるリード２ａ、２ｂと誘導部３とを有する。誘導部３は、詳しくは後述するように、複数の導体が枝分かれせずに次々に接続されて構成されており、その両端にリード２ａ、２ｂが接続されている。リード２ａ、２ｂは、図示しない接続端子を介して、トランス８２ｂの二次側に接続されている。そのため、外面用誘導加熱用コイル１は、リード２ａ、２ｂを介して、高周波電源８３ｂから高周波電流が供給される。また、リード２ａ、２ｂと、誘導部３の内部には、図示しない冷却液供給源から冷却液が循環供給される。

外面用誘導加熱用コイル１は、図示しない駆動装置によって、ワーク４０から離間した位置と、ワーク４０の外周面４０ａに近接する位置の間を、回転軸４１と直交する方向に往復移動することができる。また、外面用誘導加熱装置１０２は、図示しない制御装置によって、高周波電源８３ｂのＯＮとＯＦＦとが切り替えられている。

内面用誘導加熱用コイル６１と、外面用誘導加熱用コイル１とでは、供給される電力と高周波電流の周波数とが相違している。すなわち、内面用誘導加熱用コイル６１には、高周波電源８３ａから、例えば、２００〜４５０ｋｗ、５〜１０ｋＨｚの高周波電流が供給され、外面用誘導加熱用コイル１には、高周波電源８３ｂから、例えば、１５０〜４５０ｋｗ、４〜８ｋＨｚの高周波電流が供給される。

次に外面用誘導加熱用コイル１の誘導部３の形状について説明する。
誘導部３は、ワーク４０の周方向（水平方向）に沿うラインと、ワーク４０の上下方向に沿うラインによって構成されている。
ワーク４０の周方向に沿うラインは、当然に湾曲している。また本実施形態で加熱するワーク４０は、樽型であるから、ワーク４０の上下方向に沿うラインについても湾曲している。そのため、本実施形態の外面用誘導加熱用コイル１の誘導部３は、直線のラインを持たず、全てのラインが湾曲している。

しかしながら、湾曲した状態のラインを図示することが困難であり、且つ各ラインの長さの関係を図示することは困難であるから、便宜上、図５（ａ）に展開図を示し、各部材の位置関係を説明する。
また各ラインの名称は、次の定義に従う。
（１）誘導部３は、二重の囲みがあって渦巻き形状となっており、その外側の囲いを「外部側環状」と称し、内側の囲いを「内部側環状」と称する。またこれらをそれぞれ「外環」、「内環」と略称する。また単に「外」、「内」と略称する場合もある。
（２）ワークに対して概ね周方向（水平方向）にのびるラインを「周方向ライン」と称し、ワークに対して概ね軸方向にのびるラインを「軸方向ライン」と称する。
（３）各囲みの展開図を概観したとき、左側に突出する部分を「左突出部」と称し、右側に突出する部分を「右突出部」と称する。
（４）各囲みの展開図を概観したとき、上側に突出する部分を「上突出部」と称し、下側に突出する部分を「下突出部」と称する。
（５）各囲みの中で、最も上側にある「周方向ライン」を「上周方向ライン」と称し、最も下側にある「周方向ライン」を「下周方向ライン」と称する。
（６）各囲みの中で、中間にある２本の「周方向ライン」を「中上周方向ライン」「中下周方向ライン」と称する。
（７）各囲みの中で、最も上側にある軸方向ラインを「上軸方向ライン」と称し、最も下側にある軸方向ラインを「下軸方向ライン」と称し、中間にある軸方向ラインを「中軸方向ライン」と称する。

図５（ａ）に示す様に、誘導部３は、二重の囲みがあって渦巻き形状となっている。前記した定義に従うと、誘導部３は、環状構造を形成する外部側環状部４と内部側環状部５とを有している。図５（ａ）に示す様に、外部側環状部４は、内部側環状部５の外側に配置されている。
外部側環状部４と内部側環状部５は、電気的に直列に接続されている。誘導部３は、外部側環状部４と内部側環状部５とが、図５（ａ）に示す様に接続されている。なお実際には、前記した様に全てのラインが湾曲しているから、図５（ｂ）に示す様に、矢印Ａ１方向と矢印Ａ２方向に湾曲している。

誘導部３は、周方向成分と、周方向成分と直交する（交差する）方向の軸方向成分のうちの少なくともいずれかを有する複数の部材（ライン）が連結されて構成されている。周方向とは、図１、図４、図５（ａ）、図８において矢印Ａ１で示す方向であり、回転するワーク４０（図８）の外周面４０ａに対して回転方向に沿う方向である。軸方向成分とは、図１、図４、図８において矢印Ａ２で示す方向であり、回転するワーク４０（図８）の外周面４０ａに沿って、回転軸方向の一方の端部５５ａ（図８）から他方の端部５５ｂ（図８）に向かう方向である。

前記した定義に従うと、誘導部３は、「周方向ライン」と「軸方向ライン」とが組み合わされたものであると言える。
本実施形態では、誘導部３を構成するラインは、中空形状である。誘導部３を構成するラインの断面形状の外形は、「周方向ライン」と「軸方向ライン」とで異なり、「周方向ライン」の断面形状は、図９に示す様に円形であり、「軸方向ライン」の断面形状は、図９に示す様に四角形である。
誘導部３は、「周方向ライン」を構成する中空で断面の外形が円形の部材と、「軸方向ライン」を構成する中空で断面の外形が四角形の部材を個別に成形し、これらを順次溶接して環状に繋いだものである。

図５（ａ）、図６、図７に示す様に、外部側環状部４と内部側環状部５は、いずれも上下と左右に突出している。前記した定義に従うと、図６に示す様に、外部側環状部４は、外側上突出部１０、外側左突出部１２（外環左突出部）、外側右突出部１３（外環右突出部）、外側下突出部１１を有している。

また内部側環状部５は、図７に示す様に、内側上突出部１４、内側下突出部１５、内側左突出部１６（内環左突出部）、内側右突出部１７（内環右突出部）を有している。

外部側環状部４と内部側環状部５は、類似した形状であるから、先に外部側環状部４の形状について説明する。前記した様に、外部側環状部４は、外側上突出部１０、外側左突出部１２、外側右突出部１３、外側下突出部１１を有している。
そして外側上突出部１０は、図６に示す様に、外側左上軸方向ライン１８と、外側右上軸方向ライン１９と、外上周方向ライン２０ａ、２０ｂによって構成されている。

外上周方向ライン２０ａ、２０ｂを構成する部材（溶接する前の部材）は、前記した様に断面が円形であり、且つ中空である。外上周方向ライン２０ａ、２０ｂの方向は、ワーク４０（図８）の外周面４０ａに対して、主に周方向に沿うように湾曲している。

外側左上軸方向ライン１８を構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が四角形の管状の部材である。図１０に示す様に、外側左上軸方向ライン１８を構成する部材は、前記した様に断面が四角形であり、且つ中空である。外側左上軸方向ライン１８を構成する部材（溶接する前の部材）は、対向壁１８ｃと、側壁１８ａ、１８ｂを有している。外側左上軸方向ライン１８を構成する部材（溶接する前の部材）の側壁１８ａには、孔３９ａが設けられている。また、側壁１８ｂには、孔３９ｂが設けられている。孔３９ａは、外側左上軸方向ライン１８を構成する部材の一方の端部付近に配置されており、孔３９ｂは、他方の端部付近に配置されている。側壁１８ａ、１８ｂは、互いに対向しており、共に対向壁１８ｃと直交して接続されている。対向壁１８ｃは、図８に示すワーク４０に対向する壁である。外側左上軸方向ライン１８は、ワーク４０の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ２で示す軸方向に沿うように湾曲している。外側左上軸方向ライン１８の両端部は閉塞されており、側壁１８ａの孔３９ａと、側壁１８ｂの孔３９ｂが、外側左上軸方向ライン１８内の冷却液の出入口となっている。

外側右上軸方向ライン１９を構成する部材（溶接する前の部材）は、外側左上軸方向ライン１８と同様の構造を有する管状部材である。すなわち、外側右上軸方向ライン１９は、ワーク４０（図８）に対向する対向壁１９ｃと、側壁１９ａ、１９ｂを有している。側壁１９ａには孔４２ａが設けてあり、側壁１９ｂには孔４２ｂが設けてある。外側右上軸方向ライン１９は、外側左上軸方向ライン１８よりもＡ２方向の長さが長い。

外上周方向ライン２０ａの一端は、リード２ａの孔３８ａ（図１０）に接続されている。また、外上周方向ライン２０ａの他端は、外側左上軸方向ライン１８の孔３９ａ（図１０）に接続されている。同様に、外上周方向ライン２０ｂの一端は、リード２ｂの孔３８ｂ（図１０）に接続されており、他端は、外側右上軸方向ライン１９の孔４２ａ（図１０）に接続されている。リード２ａ、２ｂは近接しているが、接触はしていない。

外側左上軸方向ライン１８を構成する部材（溶接する前の部材）の孔３９ｂ（図１０）には、後述の外側左突出部１２の外側左周方向ライン２４ａの一端が接続されている。また、外側右上軸方向ライン１９の孔４２ｂには、後述の右突出部９の外側右周方向ライン２６ａの一端が接続されている。

図６、図１１に示す様に、外側左突出部１２は、外側左周方向ライン２４ａ、２４ｂと、外側左軸方向ライン２５とによって構成されている。

外側左周方向ライン２４ａ、２４ｂを構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が円形で、ワーク４０（図８）の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ１（図６）で示す周方向に沿うことができるように湾曲した部位である。図６、図１１に示す様に、上側の外側左周方向ライン２４ａの方が、下側の外側左周方向ライン２４ｂよりも短い。

図１２に示す様に、外側左軸方向ライン２５を構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が四角形の管状部材であり、対向壁２５ａと側壁２５ｂを有する。対向壁２５ａは、ワーク４０（図８）の外周面４０ａに対向する壁である。外側左軸方向ライン２５を構成する部材（溶接する前の部材）は、ワーク４０の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ２（図６）で示す軸方向に沿って湾曲している。側壁２５ｂは、対向壁２５ａと直交して連続する壁である。側壁２５ｂの両端付近には、各々孔４５ａ、４５ｂが設けられている。外側左軸方向ライン２５の両端は閉塞されており、孔４５ａ、４５ｂが、外側左軸方向ライン２５内の冷却液の出入口となっている。

上側の外側左周方向ライン２４ａを構成する部材（溶接する前の部材）の一端は、孔４５ａと連通するように、外側左軸方向ライン２５を構成する部材と接続されている。外側左周方向ライン２４ａの他端は、前述の外側左上軸方向ライン１８の孔３９ｂと連通するように、外側左上軸方向ライン１８と接続されている。

下側の外側左周方向ライン２４ｂを構成する部材（溶接する前の部材）の一端は、孔４５ｂと連通するように、外側左軸方向ライン２５を構成する部材と接続されている。外側左周方向ライン２４ｂの他端は、後述の外側左下軸方向ライン２１の孔４６ａと連通するように、外側左下軸方向ライン２１と接続されている。

図６、図１３に示す様に、外側右突出部１３は、外側右周方向ライン２６ａ、２６ｂと、外側右軸方向ライン２７とによって構成されている。

外側右周方向ライン２６ａ、２６ｂを構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が円形で、ワーク４０（図８）の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ１（図６）で示す周方向に沿うことができるように湾曲した管状部材である。図６、図１３に示す様に、上側の外側右周方向ライン２６ａの方が、下側の外側右周方向ライン２６ｂよりも長い。

図１４に示す様に、外側右軸方向ライン２７を構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が四角形の管状部材であり、対向壁２７ａと側壁２７ｂを有する。対向壁２７ａは、ワーク４０（図８）の外周面４０ａに対向する壁である。外側右軸方向ライン２７を構成する部材は、ワーク４０の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ２（図６）で示す軸方向に沿って湾曲している。側壁２７ｂは、対向壁２７ａと直交して連続する壁である。側壁２７ｂの両端付近には、各々孔４９ａ、４９ｂが設けられている。外側右軸方向ライン２７の両端は閉塞されており、孔４９ａ、４９ｂが、外側右軸方向ライン２７内の冷却液の出入口となっている。

上側の外側右周方向ライン２６ａを構成する部材（溶接する前の部材）の一端は、孔４９ａと連通するように、外側右軸方向ライン２７を構成する部材と接続されている。外側右周方向ライン２６ａの他端は、前述の外側右上軸方向ライン１９の孔４２ｂと連通するように、外側右上軸方向ライン１９と接続されている。

下側の外側右周方向ライン２６ｂを構成する部材（溶接する前の部材）の一端は、孔４９ｂと連通するように、外側右軸方向ライン２７を構成する部材と接続されている。外側右周方向ライン２６ｂの他端は、後述の外側右下軸方向ライン２２と接続されている。

図６、図１５に示す様に、外側下突出部１１は、外側左下軸方向ライン２１、外側右下軸方向ライン２２、外下周方向ライン２３とによって構成されている。

図１６に示す様に、外側左下軸方向ライン２１を構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が四角形の管状部材であり、対向壁２１ｃと、側壁２１ａ、２１ｂを有している。側壁２１ａには、孔４６ａが設けられている。また、側壁２１ｂには、孔４６ｂが設けられている。孔４６ａは、外側左下軸方向ライン２１を構成する部材の一方の端部付近に配置されており、孔４６ｂは、他方の端部付近に配置されている。側壁２１ａ、２１ｂは、互いに対向しており、共に対向壁２１ｃと直交して接続されている。対向壁２１ｃは、ワーク４０（図８）の外周面４０ａに対向する壁である。外側左下軸方向ライン２１を構成する部材は、ワーク４０の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ２（図６）で示す軸方向に沿って湾曲している。外側左下軸方向ライン２１の両端部は閉塞されており、側壁２１ａの孔４６ａと、側壁２１ｂの孔４６ｂが、外側左下軸方向ライン２１内の冷却液の出入口となっている。

外側右下軸方向ライン２２を構成する部材（溶接する前の部材）は、外側左下軸方向ライン２１を構成する部材（溶接する前の部材）と同様の構造を有する管状部材である。すなわち、外側右下軸方向ライン２２は、図１６に示す様に、ワーク４０（図８）に対向する対向壁２２ｃと、側壁２２ａ、２２ｂを有する。側壁２２ａには、孔５１ａが設けてある。また、側壁２２ｂには、孔５１ｂが設けてある。孔５１ａは、外側右下軸方向ライン２２の一方の端部付近に配置されており、孔５１ｂは、他方の端部付近に配置されている。側壁２２ａ、２２ｂは、互いに対向しており、共に対向壁２２ｃと直交して接続されている。外側右下軸方向ライン２２の両端は閉塞されており、側壁２２ａの孔５１ａと、側壁２２ｂの孔５１ｂが、外側右下軸方向ライン２２内の冷却液の出入口となっている。
外側左下軸方向ライン２１は、外側右下軸方向ライン２２よりも長い。

外下周方向ライン２３を構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が円形で、ワーク４０（図８）の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ１（図６）で示す周方向に沿うことができるように湾曲した管状部材である。外下周方向ライン２３を構成する部材の一端は、外側右下軸方向ライン２２を構成する部材（溶接する前の部材）の孔５１ａと連通するように、外側右下軸方向ライン２２と接続されている。また、外下周方向ライン２３を構成する部材の他端は、後述する内側左下軸方向ライン３１を構成する部材（溶接する前の部材）の孔４８ｂと連通するように、内側左下軸方向ライン３１と接続されている。すなわち、外側左下軸方向ライン２１と外下周方向ライン２３は、接続されていない。

外部側環状部４は、以上説明した構成を備えている。次に内部側環状部５の構成について説明する。

図７に示す様に、内部側環状部５は、内側上突出部１４、内側下突出部１５、内側左突出部１６、内側右突出部１７とによって構成されている。

図７、図９に示す様に、内側上突出部１４を構成する部材（溶接する前の部材）は、内側左上軸方向ライン２８と、内側右上軸方向ライン２９と、内上周方向ライン３０を有する。

内上周方向ライン３０を構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が円形で、ワーク４０（図８）の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ１（図７）で示す周方向に沿うように湾曲した管状部材である。

内側左上軸方向ライン２８を構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が四角形の管状部材である。図１０に示す様に、内側左上軸方向ライン２８は、対向壁２８ｃと、側壁２８ａ、２８ｂを有している。側壁２８ａには、孔４３ａが設けられている。また、側壁２８ｂには、孔４３ｂが設けられている。孔４３ａは、内側左上軸方向ライン２８を構成する部材の一方の端部付近に配置されており、孔４３ｂは、他方の端部付近に配置されている。側壁２８ａ、２８ｂは、互いに対向しており、共に対向壁２８ｃと直交して接続されている。対向壁２８ｃは、図８に示すワーク４０に対向する壁である。内側左上軸方向ライン２８は、ワーク４０の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ２（図７）で示す軸方向に沿うように湾曲している。内側左上軸方向ライン２８の両端部は閉塞されており、側壁２８ａの孔４３ａと、側壁２８ｂの孔４３ｂが、内側左上軸方向ライン２８内の冷却液の出入口となっている。

内側右上軸方向ライン２９を構成する部材（溶接する前の部材）は、内側左上軸方向ライン２８を構成する部材（溶接する前の部材）と同様の構造を有する管状部材である。すなわち、内側右上軸方向ライン２９を構成する部材は、ワーク４０（図８）に対向する対向壁２９ｃと、側壁２９ａ、２９ｂを有している。側壁２９ａには孔４４ａが設けてあり、側壁２９ｂには孔４４ｂが設けてある。内側右上軸方向ライン２９は、内側左上軸方向ライン２８よりも長い。

内上周方向ライン３０を構成する部材（溶接する前の部材）の一端は、内側左上軸方向ライン２８を構成する部材（溶接する前の部材）の孔４３ａ（図１０）に接続されている。また、内上周方向ライン３０の他端は、内側右上軸方向ライン２９の孔４４ａ（図１０）に接続されている。

内側左上軸方向ライン２８を構成する部材（溶接する前の部材）の孔４３ｂ（図１０）には、後述の内側左周方向ライン３４ａを構成する部材（溶接する前の部材）の一端が接続されている。また、内側右上軸方向ライン２９を構成する部材の孔４４ｂには、後述の内側右周方向ライン３６ａを構成する部材の一端が接続されている。

図７、図１１に示す様に、内側左突出部１６は、内側左周方向ライン３４ａ、３４ｂと、内側左軸方向ライン３５によって構成されている。

内側左周方向ライン３４ａ、３４ｂを構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が円形で、ワーク４０（図８）の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ１（図７）で示す周方向に沿うことができるように湾曲した管状部材である。内側左周方向ライン３４ａは、内側左周方向ライン３４ｂよりも上方に配置されている。上側の内側左周方向ライン３４ａの方が、下側の内側左周方向ライン３４ｂよりも短い。

図１２に示す様に、内側左軸方向ライン３５を構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が四角形の管状部材であり、対向壁３５ａと側壁３５ｂを有する。対向壁３５ａは、ワーク４０（図８）の外周面４０ａに対向する壁である。内側左軸方向ライン３５は、ワーク４０の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ２（図７）で示す軸方向に沿って湾曲している。側壁３５ｂは、対向壁３５ａと直交して連続する壁である。側壁３５ｂの両端付近には、各々孔４７ａ、４７ｂが設けられている。内側左軸方向ライン３５の両端は閉塞されており、孔４７ａ、４７ｂが、内側左軸方向ライン３５内の冷却液の出入口となっている。

内側左周方向ライン３４ａを構成する部材（溶接する前の部材）の一端は、内側左軸方向ライン３５を構成する部材の孔４７ａと連通するように、内側左軸方向ライン３５と接続されている。内側左周方向ライン３４ａの他端は、前述の内側左上軸方向ライン２８を構成する部材の孔４３ｂと連通するように、内側左上軸方向ライン２８と接続されている。

内側左周方向ライン３４ｂを構成する部材（溶接する前の部材）の一端は、内側左軸方向ライン３５を構成する部材（溶接する前の部材）の孔４７ｂと連通するように、内側左軸方向ライン３５と接続されている。内側左周方向ライン３４ｂを構成する部材の他端は、後述の内側左下軸方向ライン３１を構成する部材の孔４８ａと連通するように、内側左下軸方向ライン３１と接続されている。

図６、図１３に示す様に、内側右突出部１７は、内側右周方向ライン３６ａ、３６ｂと、内側右軸方向ライン３７によって構成されている。

内側右周方向ライン３６ａ、３６ｂを構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が円形で、ワーク４０（図８）の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ１（図７）で示す周方向に沿うことができるように湾曲した管状部材である。上側の内側右周方向ライン３６ａの方が、下側の内側右周方向ライン３６ｂよりも長い。

図１４に示す様に、内側右軸方向ライン３７を構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が四角形の管状部材であり、対向壁３７ａと側壁３７ｂを有する。対向壁３７ａは、ワーク４０（図８）の外周面４０ａに対向する壁である。内側右軸方向ライン３７は、ワーク４０の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ２（図７）で示す軸方向に沿って湾曲している。側壁３７ｂは、対向壁３７ａと直交して連続する壁である。側壁３７ｂの両端付近には、各々孔５０ａ、５０ｂが設けられている。内側右軸方向ライン３７の両端は閉塞されており、孔５０ａ、５０ｂが、内側右軸方向ライン３７内の冷却液の出入口となっている。

内側右周方向ライン３６ａを構成する部材（溶接する前の部材）の一端は、内側右軸方向ライン３７を構成する部材（溶接する前の部材）の孔５０ａと連通するように、内側右軸方向ライン３７と接続されている。内側右周方向ライン３６ａの他端は、前述の上突出部６の内側右上軸方向ライン２９（図１０）の孔４４ｂと連通するように、内側右上軸方向ライン２９と接続されている。

内側右周方向ライン３６ｂを構成する部材（溶接する前の部材）の一端は、内側右軸方向ライン３７を構成する部材（溶接する前の部材）の孔５０ｂと連通するように、内側右軸方向ライン３７と接続されている。内側右周方向ライン３６ｂを構成する部材の他端は、後述の内側右下軸方向ライン３２を構成する部材と接続されている。

図６、図１５に示す様に、内側下突出部１５は、内側左下軸方向ライン３１、内側右下軸方向ライン３２、内下周方向ライン３３とによって構成されている。

図１６に示す様に、内側左下軸方向ライン３１を構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が四角形の管状部材である。内側左下軸方向ライン３１は、ワーク４０（図８）に対向する対向壁３１ｃと、側壁３１ａ、３１ｂを有する。また、内側左下軸方向ライン３１は、略コの字形の迂回部５３を有している。迂回部５３によって、側壁３１ａ、３１ｂには、略コの字形の部位が形成されている。また、迂回部５３によって、内側左下軸方向ライン３１には、溝部５４が形成されている。溝部５４は、対向壁３１ｃが窪むように形成されている。内側左下軸方向ライン３１を構成する部材の側壁３１ａには孔４８ａが設けられており、側壁３１ｂには孔４８ｂが設けられている。孔４８ｂは、側壁３１ｂにおける端部であって、溝部５４と隣接する位置に設けられている。内側左下軸方向ライン３１の両端部は閉塞されており、側壁３１ａの孔４８ａと側壁３１ｂの孔４８ｂが、内側左下軸方向ライン３１内の冷却液の出入口となっている。

図１６に示す様に、内側右下軸方向ライン３２を構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が四角形の管状部材であり、対向壁３２ｃと、側壁３２ａ、３２ｂを有する。対向壁３２ｃは、ワーク４０（図８）の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ２（図７）で示す軸方向に沿うことができるように湾曲している。側壁３２ａ、３２ｂは、互いに対向しており、共に対向壁３２ｃと直交して接続されている。側壁３２ａには孔５２ａが設けてある。また、側壁３２ｂには孔５２ｂが設けてある。孔５２ａは、内側右下軸方向ライン３２の一方の端部に設けられている。孔５２ｂは、内側右下軸方向ライン３２の他方の端部に設けられている。内側左下軸方向ライン３１は、内側右下軸方向ライン３２よりも長い。

内下周方向ライン３３を構成する部材（溶接する前の部材）は、断面が円形の管状部材である。また、内下周方向ライン３３は、ワーク４０（図８）の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ１（図７）で示す周方向に沿って湾曲している。

内下周方向ライン３３を構成する部材の一端は、内側左下軸方向ライン３１の溝部５４内に配置されると共に、外側左下軸方向ライン２１を構成する部材の孔４６ｂと連通するように、外側左下軸方向ライン２１と接続されている。また、内下周方向ライン３３を構成する部材の他端は、内側右下軸方向ライン３２を構成する部材の孔５２ａと連通するように、内側右下軸方向ライン３２と接続されている。内下周方向ライン３３と内側左下軸方向ライン３１（溝部５４）は、接触していない。

外下周方向ライン２３を構成する部材（溶接する前の部材）の一端は、内側左下軸方向ライン３１を構成する部材の孔４８ｂと連通するように、内側左下軸方向ライン３１と接続されている。外下周方向ライン２３を構成する部材の他端は、外側右下軸方向ライン２２を構成する部材の孔５１ａと連通するように、外側右下軸方向ライン２２と接続されている。

ここで、内下周方向ライン３３は、内側左下軸方向ライン３１の溝部５４内を通過している。内側左下軸方向ライン３１の溝部５４と内下周方向ライン３３は離間しており、接触していない。絶縁部材を介して、内下周方向ライン３３を溝部５４に配置するのが好ましい。すなわち、外側左下軸方向ライン２１を構成する部材と内下周方向ライン３３を構成する部材が接続され、さらに、内側左下軸方向ライン３１を構成する部材と、外下周方向ライン２３を構成する部材とが接続されることにより、外部側環状部４と内部側環状部５が、電気的に直列に接続されている。また、外部側環状部４と内部側環状部５（図５（ａ））は、冷却液通路も直列に接続されている。

内側右下軸方向ライン３２を構成する部材（溶接する前の部材）は、ワーク４０の外周面４０ａに対して、主に矢印Ａ２（図７）で示す軸方向に沿って湾曲している。内側右下軸方向ライン３２の両端部は閉塞されており、側壁３２ａの孔５２ａと、側壁３２ｂの孔５２ｂが、内側右下軸方向ライン３２内の冷却液の出入口となっている。

以上、説明したように、外部側環状部４と内部側環状部５とが構成されている。また、外部側環状部４と内部側環状部５とが接続された結果、誘導部３は、図５（ｂ）に示す様に、上突出部６、左突出部８、右突出部９、下突出部７を構成している。
上突出部６（図９）は、外部側環状部４の外側上突出部１０と、内部側環状部５の内側上突出部１４によって構成されている。
左突出部８（図１１）は、外部側環状部４の外側左突出部１２と、内部側環状部５の内側左突出部１６によって構成されている。
右突出部９（図１３）は、外部側環状部４の外側右突出部１３と、内部側環状部５の内側右突出部１７によって構成されている。
下突出部７（図１５）は、外部側環状部４の外側下突出部１１と、内部側環状部５の内側下突出部１５によって構成されている。

図９に示す様に、上突出部６は、略コの字形の外側上突出部１０の内側に、外側上突出部１０よりも一回り小さい略コの字形の内側上突出部１４が配置されている。そして、外側上突出部１０と内側上突出部１４は、共にワーク４０（図８）の外周面４０ａに沿って配置可能に、軸方向（矢印Ａ２方向）及び周方向（矢印Ａ１方向）に湾曲している。

上突出部６のうち、外上周方向ライン２０ａ、２０ｂ、及び内上周方向ライン３０は、周方向成分が軸方向成分よりも大きく、主に周方向（矢印Ａ１で示す方向）に湾曲している。また、上突出部６のうち、外側左上軸方向ライン１８、内側左上軸方向ライン２８、外側右上軸方向ライン１９、内側右上軸方向ライン２９は、周方向成分よりも軸方向成分の方が大きく、主に軸方向（矢印Ａ２で示す方向）に湾曲している。

図１１に示す様に、左突出部８は、略コの字形の外側左突出部１２の内側に、外側左突出部１２よりも一回り小さい略コの字形の内側左突出部１６が配置されている。そして、外側左突出部１２と内側左突出部１６は、共にワーク４０（図８）の外周面４０ａに沿って配置可能に、軸方向（矢印Ａ２方向）及び周方向（矢印Ａ１方向）に湾曲している。

左突出部８のうち、外側左周方向ライン２４ａ、２４ｂ、及び内側左周方向ライン３４ａ、３４ｂは、周方向成分が軸方向成分よりも大きく、主に周方向に湾曲している。また、左突出部８のうち、外側左軸方向ライン２５と内側左軸方向ライン３５は、周方向成分よりも軸方向成分の方が大きく、主に軸方向に湾曲している。

図１３に示す様に、右突出部９は、略コの字形の外側右突出部１３の内側に、外側右突出部１３よりも一回り小さい略コの字形の内側右突出部１７が配置されている。そして、外側右突出部１３と内側右突出部１７は、共にワーク４０（図８）の外周面４０ａに沿って配置可能に、軸方向（矢印Ａ２方向）及び周方向（矢印Ａ１方向）に湾曲している。

右突出部９のうち、外側右周方向ライン２６ａ、２６ｂ、及び内側右周方向ライン３６ａ、３６ｂは、周方向成分が軸方向成分よりも大きく、主に周方向に湾曲している。また、右突出部９のうち、外側右軸方向ライン２７と内側右軸方向ライン３７は、周方向成分よりも軸方向成分の方が大きく、主に軸方向に湾曲している。

図１５に示す様に、下突出部７は、略コの字形の外側下突出部１１の内側に、内側下突出部１５が配置されている。そして、外側下突出部１１と内側下突出部１５は、共にワーク４０（図８）の外周面４０ａに沿って配置可能に、軸方向（矢印Ａ２方向）及び周方向（矢印Ａ１方向）に湾曲している。

下突出部７のうち、外下周方向ライン２３と内下周方向ライン３３は、周方向成分が軸方向成分よりも大きく、主に周方向に湾曲している。また、下突出部７のうち、外側左下軸方向ライン２１、内側左下軸方向ライン３１、外側右下軸方向ライン２２、内側右下軸方向ライン３２は、周方向成分よりも軸方向成分の方が大きく、主に軸方向に湾曲している。

図５（ｂ）に示す様に、外面用誘導加熱用コイル１の形状は、中心線１ａに対して、左右非対称となっている。すなわち、左突出部８と右突出部９の、外面用誘導加熱用コイル１の中心線１ａがのびる方向の位置が相違している。

以上のような構成を有する外面用誘導加熱用コイル１の誘導部３が、図１９に示す様に、ワーク４０の外周面４０ａに近接対向配置される。すなわち、図示しない駆動装置を駆動し、外面用誘導加熱用コイル１の中心線１ａを、ワーク４０の回転軸４１の中心と一致させる。その際、外面用誘導加熱用コイル１（誘導部３）は、ワーク４０に対して、ワーク４０の半径方向から接近させることができる。そのため、ワーク４０に対して、外面用誘導加熱用コイル１（誘導部３）を容易に近接対向させることができる。また、内面用誘導加熱用コイル６１は、図示しない駆動装置によって、ワーク４０の回転軸４１がのびる方向（上方）からワーク４０に接近し、貫通孔５６内に配置される。

そして、図示しない制御装置によって、図１に示す高周波電源８３ａ、８３ｂがＯＮに設定され、内面用誘導加熱用コイル６１、外面用誘導加熱用コイル１に各々高周波電流が供給され、ワーク４０の外周面４０ａと内周面４０ｂに高周波誘導電流が励起される。さらに、ワーク４０は、回転駆動装置５８によって支持台８８と共に、回転軸４１周りに回転駆動され、ワーク４０の内周面４０ｂが、内面用誘導加熱用コイル６１によって誘導加熱されると共に、外周面４０ａが、外面用誘導加熱用コイル１によって誘導加熱される。

ワーク４０が誘導加熱されると、ワーク４０は昇温して膨張する。そのため、ワーク４０の内周面４０ｂは、図３（ｂ）に示す様に、半径方向外側へ移動する。その際、ワーク４０の端部５５ｂは、支持部材７３上を摺動する。そして、当接部材７６は、ばね７８の付勢力によって内周面４０ｂに追従し、内周面４０ｂを押圧し続ける。そのため、ワーク４０は、膨張しても端部５５ｂが支持部材７３で支持されており、内周面４０ｂが当接部材７６で押圧されている。よって、支持台８８によるワーク４０の支持は、ワーク４０の膨張時においても安定している。

誘導加熱時には、ワーク４０は、支持台８８と共に回転する。すなわち、支持台８８は、図２に示す回転駆動装置５８のターンテーブル５８ａ上に載置されており、ターンテーブル５８ａが回転すると、支持台８８と共にワーク４０は回転する。

ここで、ワーク４０の重さは、３０ｋｇ以上であるため、ワーク４０を高速回転させるのは非常に危険である。そこで、ターンテーブル５８ａを、比較的低速（例えば１５〜３０ｒ．ｐ．ｍ．）で回転駆動する。そのため、ワーク４０が一回転するのに時間が掛かる。このような低速回転するワーク４０であっても、外面用誘導加熱用コイル１は、ワーク４０の外周面４０ａを良好に誘導加熱することができる。以下、その理由を詳述する。

図１７は、ワーク４０の中心角１８０度分の外面を、平面状に仮想的に展開し、さらに誘導加熱用コイルの周方向ラインを重ねて描写した正面図である。図１７に示す様に、外面用誘導加熱用コイル１は、上から順に、外上周方向ライン２０ａ及び２０ｂ、内上周方向ライン３０、外側左周方向ライン２４ａ、内側左周方向ライン３４ａ、外側右周方向ライン２６ａ、内側右周方向ライン３６ａ、内側左周方向ライン３４ｂ、外側左周方向ライン２４ｂ、内側右周方向ライン３６ｂ、外側右周方向ライン２６ｂ、内下周方向ライン３３、外下周方向ライン２３が配置されている。

図１７に示す様に、ワーク４０を、上から順にＲ１〜Ｒ１２の各領域に分割する。各領域Ｒ１〜Ｒ１２は、ワーク４０をあたかも輪切りにした様な領域である。領域Ｒ１には、外上周方向ライン２０ａ及び２０ｂが近接対向し、領域Ｒ２には、内上周方向ライン３０が近接対向している。外上周方向ライン２０ａ及び２０ｂと、内上周方向ライン３０は、誘導部３の上突出部６に属しており、隣接して互いに平行に配置されている。そして、外上周方向ライン２０ａ及び２０ｂ、内上周方向ライン３０には、高周波電流が同期して同方向に流れる。そのため、外上周方向ライン２０ａ及び２０ｂを流れる高周波電流によって、領域Ｒ１に励起される高周波誘導電流と、内上周方向ライン３０を流れる高周波電流によって領域Ｒ２に励起される高周波誘導電流は相殺されることがない。よって、領域Ｒ１、Ｒ２は、良好に誘導加熱されて昇温する。

領域Ｒ３、Ｒ４には、各々外側左周方向ライン２４ａと内側左周方向ライン３４ａが近接対向する。外側左周方向ライン２４ａと内側左周方向ライン３４ａは、誘導部３の左突出部８に属しており、隣接して互いに平行に配置されている。そして、外側左周方向ライン２４ａと内側左周方向ライン３４ａには、高周波電流が同期して同方向に流れる。よって、領域Ｒ３、Ｒ４も同様に良好に誘導加熱されて昇温する。

領域Ｒ５、Ｒ６には、各々外側右周方向ライン２６ａ、内側右周方向ライン３６ａが近接対向する。外側右周方向ライン２６ａと内側右周方向ライン３６ａは、誘導部３の右突出部９に属しており、隣接して互いに平行に配置されている。そして、外側右周方向ライン２６ａと内側右周方向ライン３６ａには、高周波電流が同期して同方向に流れる。よって、領域Ｒ５、Ｒ６も同様に良好に誘導加熱されて昇温する。

次に、領域Ｒ７、Ｒ８には、各々内側左周方向ライン３４ｂ、外側左周方向ライン２４ｂが近接対向する。内側左周方向ライン３４ｂと外側左周方向ライン２４ｂは、誘導部３の左突出部８に属しており、隣接して互いに平行に配置されている。そして、内側左周方向ライン３４と外側左周方向ライン２４ｂには、高周波電流が同期して同方向に流れる。よって、領域Ｒ７、Ｒ８も同様に良好に誘導加熱されて昇温する。

ここで、領域Ｒ４を誘導加熱する内側左周方向ライン３４ａと、領域Ｒ７を誘導加熱する内側左周方向ライン３４ｂは、内側左軸方向ライン３５で接続されており、高周波電流が同期して反対方向に流れる。しかし、内側左周方向ライン３４ａが近接対向する領域Ｒ４と、内側左周方向ライン３４ｂが近接対向する領域Ｒ７は、間に領域Ｒ５、Ｒ６を挟んで離間している。そのため、領域Ｒ４及び領域Ｒ７に励起される高周波誘導電流同士は、互いに相殺されない。

領域Ｒ９、Ｒ１０には、各々外側右周方向ライン２６ｂ、内側右周方向ライン３６ｂが近接対向する。外側右周方向ライン２６ｂと内側右周方向ライン３６ｂは、誘導部３の右突出部９に属しており、両ラインには高周波電流が同期して同方向に流れる。よって、領域Ｒ９、Ｒ１０は、良好に誘導加熱される。

ここで、領域Ｒ６を誘導加熱する内側右周方向ライン３６ａと、領域Ｒ９を誘導加熱する内側右周方向ライン３６ｂは、内側右軸方向ライン３７で接続されており、高周波電流が同期して反対方向に流れる。しかし、内側右周方向ライン３６ａが近接対向する領域Ｒ６と、内側右周方向ライン３６ｂが近接対向する領域Ｒ９は、間に領域Ｒ７、Ｒ８を挟んで離間している。そのため、領域Ｒ６及び領域Ｒ９に励起される高周波誘導電流同士は、互いに相殺されない。

領域Ｒ１１、Ｒ１２には、各々内下周方向ライン３３、外下周方向ライン２３が近接対向する。内下周方向ライン３３、外下周方向ライン２３は、誘導部３の下突出部７に属しており、両ラインには、高周波電流が同期して同方向に流れる。よって、領域Ｒ１１、Ｒ１２は、良好に誘導加熱される。

ここで、領域Ｒ２を誘導加熱する内上周方向ライン３０と、領域Ｒ１１を誘導加熱する内下周方向ライン３３には、高周波電流が同期して反対方向に流れる。しかし、両領域間には、領域Ｒ３〜Ｒ１０があり、領域Ｒ２及び領域Ｒ１１に励起される高周波電流同士が相殺されることはない。

領域Ｒ４に近接対向する内側左周方向ライン３４ａに流れる高周波電流と、領域Ｒ５に近接対向する外側右周方向ライン２６ａ高周波電流は、同期して同方向に流れる。そのため、領域Ｒ４に励起される誘導電流と、領域Ｒ５に励起される誘導電流は、同期して同方向に流れる。そのため、両誘導電流が相殺される恐れはない。

ところが、領域Ｒ６に近接対向する内側右周方向ライン３６ａに流れる高周波電流と、領域Ｒ７に近接対向する内側左周方向ライン３４ｂに流れる高周波電流は、同期して反対方向に流れる。そのため、隣接する領域Ｒ６、Ｒ７には、高周波誘導電流が同期して反対方向に励起される。しかし、内側右周方向ライン３６ａと内側左周方向ライン３４ｂは、図７に示す様に、相当に離れている。すなわち、ワーク４０の外周面４０ａにおける、内側右周方向ライン３６ａによって高周波誘導電流が励起される部位と、内側左周方向ライン３４ｂによって高周波誘導電流が励起される部位は、距離Ｌ（図１７）だけ離間している。よって、領域Ｒ６、Ｒ７に励起される高周波電流は、互いに相殺されず、両領域Ｒ６及び領域Ｒ７は、良好に誘導加熱される。
このように、ワーク４０の外周面４０ａは、上部から下部に至るまで広範囲に渡って良好に誘導加熱される。

ところで、ワーク４０は、樽形状を呈しており、中央部と端部とでは、加熱環境が相違している。すなわち、中央部に近い領域Ｒ６、Ｒ７付近の体積は、端部の領域Ｒ１又は領域Ｒ１２付近の体積よりも大きい。そのため、ワーク４０に対して、高周波誘導電流が、部位毎に差異なく均等に励起されたとしても、体積が比較的大きい中央部に近付くほど昇温しにくく、体積が比較的小さい領域Ｒ１、Ｒ２に近付くほど昇温し易い。

そこで、本実施形態では、各周方向ラインの長さを、ワーク４０の中央部に対向するラインほど長くなるように設定している。すなわち、中央部に近い領域Ｒ５〜Ｒ８に近接対向するライン２６ａ、３６ａ、３４ｂ、２４ｂの長さを最も長く設定し、ワーク４０の端部に近い領域Ｒ１、Ｒ２、Ｒ１１、Ｒ１２に近接対向するライン２０ａとライン２０ｂの和、ライン３０、２３、３３の長さを最も短く設定する。また、ワーク４０の中央部と端部の間の、領域Ｒ３、Ｒ４、Ｒ９、Ｒ１０に近接対向するライン２４ａ、３４ａ、３６ｂ、２６ｂの長さを、ライン２６ａ、３６ａ、３４ｂ、２４ｂよりは短く、ライン２０ａとライン２０ｂの和、３０、２３、３３よりは長くなるように設定する。

よって、一度に高周波誘導電流が励起される周方向長さが、ワーク４０の中央部に近付くほど長くなり、加熱量が多くなる。また、ワーク４０の端部に近付くほど、加熱量は少なくなる。その結果、中央部（領域Ｒ６、Ｒ７等）から端部（領域Ｒ１、Ｒ１２等）にかけて、ワーク４０を均一に昇温させることができる。

中央部の径が、上部及び下部の径よりも大きい樽形のワーク４０を熱処理する場合には、ワーク４０の各領域Ｒ１〜Ｒ１２の直径の大きさに応じて、外上周方向ライン２０ａと２０ｂの和と、内上周方向ライン３０と、外下周方向ライン２３と、内下周方向ライン３３の各長さを、外側左周方向ライン２４ａ、２４ｂ（外環左突出部の２列の周方向ライン）、外側右周方向ライン２６ａ、２６ｂ（外環右突出部の２列の周方向ライン）、内側左周方向ライン３４ａ、３４ｂ（内環左突出部の２列の周方向ライン）、内側右周方向ライン３６ａ、３６ｂ（内環右突出部の２列の周方向ライン）の合計を４〜８で除した長さよりも短くするのが好ましい。

ワーク４０が、回転軸４１を中心に回転したとき、各周方向ラインは、各々が対向する領域（Ｒ１〜Ｒ１２）から逸脱することがない。具体的には、領域Ｒ６に近接対向する内側右周方向ライン３６ａは、領域Ｒ５や、領域Ｒ７に近接対向することはない。

視点を変えて説明すると、実際には、外面用誘導加熱用コイル１は停止しており、ワーク４０を、回転軸４１を中心に回転させるが、仮に、外面用誘導加熱用コイル１を、ワーク４０の回転軸４１を中心に回転させた場合を想定したとき、各周方向ラインの一方の端部の中心が通過する回転軌跡は、重ならない。すなわち、図１８に示す様に、各周方向ラインの端部の横断面が正面視される位置が、いずれもずれている。

そして、図１８に示す様に、各周方向ライン同士の軸方向Ａ２の間隔（又は、隣接する周方向ライン同士の中心間隔）を、ワーク４０の中央部に近付くほど狭く、端部にいくほど拡がるように設定する。ワーク４０が一回転する間に、各領域Ｒ１〜Ｒ１２の全周囲には、各周方向ラインが順次近接対向する。

ここで、外面用誘導加熱用コイル１の中心線１ａを、ワーク４０の回転軸４１の中心に合致させて、外面用誘導加熱用コイル１を正面視した際、各周方向ラインの一方の端部の中心が略均等に配されており、隣接する各中心間の距離の標準偏差が、各周方向ラインの平均径の５０パーセント以下となるようにすると、ワーク４０が樽形状ではなく、中央部から端部に至るまで同じ直径のワークを良好に誘導加熱することができる。さらに、前記標準偏差が、各周方向ラインの平均径の３０パーセント以下となるようにするのが、より好ましい。

また、各軸方向ラインも、ワーク４０の外周面４０ａに近接対向しており、ワーク４０の昇温に寄与する。ワーク４０の外周面４０ａ及び内周面４０ｂの誘導加熱が完了すると、ワーク４０から外面用誘導加熱用コイル１と内面用誘導加熱用コイル６１が退避し、ワーク４０は、図示しない昇降装置によって降下し、下方に配置された図示しない冷却液槽内に浸漬して急冷され、焼入れが完了する。なお、図示しない冷却液槽内に、冷却液を噴射する噴射ジャケットを配置し、冷却液槽内に貯留された冷却液にワーク４０を浸漬させ、さらにワーク４０の表面（外周面４０ａ、内周面４０ｂ等）に冷却液を噴射供給すると、ワーク４０は、さらに良好に冷却される。

次に、図２０に示す様な、ワーク５９を誘導加熱する場合について説明する。
ワーク５９は、回転軸６４を有する球面すべり軸受であり、外形が球形である。すなわち、ワーク５９の外面５９ａは球面である。また、ワーク５９は、回転軸６４を貫通する貫通孔６０を有している。貫通孔６０によって、ワーク５９には、内面５９ｂが形成されている。ワーク５９の上端には上端部８４ａが形成されており、下端には下端部８４ｂが形成されている。上端部８４ａ、下端部８４ｂは、平面である。

ワーク５９では、外面５９ａに加えて、内面５９ｂも誘導加熱（焼入れ）する。ワーク５９の端部である上端部８４ａと下端部８４ｂは、肉厚が最も薄くヒートマス（熱容量）が小さい部位である。そのため、両端部８４ａ、８４ｂは、その他の部位よりも昇温し易い。そこで、ワーク５９の表面が一様に昇温するように、外面用誘導加熱用コイル１と内面用誘導加熱用コイル６１でワーク５９の外面５９ａと内面５９ｂを同時に誘導加熱する。具体的には、以下の通りである。

外面用誘導加熱用コイル１は、図１８に示すワーク４０の場合と同様に、ワーク５９の外面５９ａに対して近接配置される。
球形のワーク５９に貫通孔６０が設けられた結果、ワーク５９のヒートマスは、上端部８４ａ及び下端部８４ｂから中央部に近付くほど大きくなる。そのため、上端部８４ａ及び下端部８４ｂから中央部にかけて外面５９ａに沿って配置された各周方向ライン同士の中心間隔Ｓ１〜Ｓ８は、図２０に示す様に、ヒートマスが比較的小さい上端部８４ａ及び下端部８４ｂに近付くほど広く、ヒートマスが比較的大きい中央部に近付くほど狭くなるように設定されている。すなわち、端部側の中心間隔Ｓ１、Ｓ８が最も大きく、中央部に近づくほど徐々に中心間隔が狭くなり、中央部の中心間隔Ｓ４、Ｓ５が最も小さい。

内面用誘導加熱用コイル６１は、ワーク５９の貫通孔６０内に配置する。その際、ワーク５９の上端部８４ａと、内面用誘導加熱用コイル６１の螺旋の上部の間の距離ｈ１が、ワーク５９の上端部８４ａから下端部８４ｂまでの距離Ｈの０〜１５％（より好ましくは５〜１０％）となるようにする。同様に、ワーク５９の下端部８４ｂと、内面用誘導加熱用コイル６１の螺旋の下部の間の距離ｈ２が、ワーク５９の上端部８４ａから下端部８４ｂまでの距離Ｈの０〜１５％（より好ましくは５〜１０％）となるようにする。

このように外面用誘導加熱用コイル１と内面用誘導加熱用コイル６１を配置すると、ワーク５９の外面５９ａ、上端部８４ａ、下端部８４ｂ、及び内面５９ｂがほぼ均一に昇温する。外面用誘導加熱用コイル１と内面用誘導加熱用コイル６１のいずれも上端部８４ａ、下端部８４ｂには近接対向しておらず、特に内面用誘導加熱用コイル６１は、上端部８４ａ、下端部８４ｂまで距離ｈ１及びｈ２だけ離れている。そのため、上端部８４ａ、下端部８４ｂは過熱状態にならず、良好に昇温する。よって、ワーク５９における、外面５９ａと上端部８４ａ、下端部８４ｂ、内面５９ｂは、良好に昇温し、その後、図示しない冷却液槽に浸漬されて急冷され、焼入れされる。

外面用誘導加熱用コイル１と内面用誘導加熱用コイル６１を使用してワーク５９を誘導加熱すると、外面５９ａ、端部８４ａ、８４ｂ、内面５９ｂは、同時にほぼ均一に昇温する。そしてワーク５９全体を図示しない冷却液槽に浸漬させ、必要に応じて図示しない噴射ジャケットから冷却液を噴射供給することにより、外面５９ａ、端部８４ａ、８４ｂ、内面５９ｂは、同時に焼入れされ、ほぼ均一な深さの焼入れパターンが連続して形成される。そのため、ワーク５９の外面５９ａ、端部８４ａ、８４ｂ、内面５９ｂは、耐摩耗性に優れている。

以上では、左突出部８の外側左軸方向ライン２５と内側左軸方向ライン３５は、軸方向にのみ湾曲している場合を説明したが、外側左軸方向ライン２５と内側左軸方向ライン３５は、軸方向に湾曲しながら、さらに左側へ突出するように湾曲していてもよい。同様に、右突出部９の外側右軸方向ライン２７と内側右軸方向ライン３７は、軸方向に湾曲すると共に、さらに右側へ突出するように湾曲していてもよい。

１ 外面用誘導加熱用コイル
１ａ 誘導加熱用コイルの中心線
３ 誘導部
４ 外部側環状部
５ 内部側環状部
１０ 外側上突出部
１１ 外側下突出部
１２ 外側左突出部
１３ 外側右突出部
１４ 内側上突出部
１５ 内側下突出部
１６ 内側左突出部
１７ 内側右突出部
１８ 外側左上軸方向ライン
１９ 外側右上軸方向ライン
２０ａ、２０ｂ 外上周方向ライン
２１ 外側左下軸方向ライン
２２ 外側右下軸方向ライン
２３ 外下周方向ライン
２４ａ、２４ｂ 外側左周方向ライン
２５ 外側左軸方向ライン
２６ａ、２６ｂ 外側右周方向ライン
２７ 外側右軸方向ライン
２８ 内側左上軸方向ライン
２９ 内側右上軸方向ライン
３０ 内上周方向ライン
３１ 内側左下軸方向ライン
３２ 内側右下軸方向ライン
３３ 内下周方向ライン
３４ａ、３４ｂ 内側左周方向ライン
３５ 内側左軸方向ライン
３６ａ、３６ｂ 内側右周方向ライン
３７ 内側右軸方向ライン
４０ ワーク
４１ ワークの回転軸
Ａ１ 周方向成分
Ａ２ 軸方向成分

Claims (6)

1. 中心部に軸方向に延びる孔又は凹部を有すると共に、軸方向の端部の肉厚が、軸方向の中央側に比べて薄いワークを誘導加熱によって焼入れする高周波焼入れ方法において、
   ワークの外周面と前記孔又は凹部の内周面の少なくともいずれか一方と、ワークの軸方向の端部における底部を散点的に支持した状態でワークを回転させ、
   ワークの外周面側に半開放型の誘導加熱用コイルを近接し、前記孔又は凹部内には、別の誘導加熱用コイルを配置して前記二つの誘導加熱用コイルに同時に高周波電流を通電してワークの外周面と内周面とを同時に誘導加熱するものであり、
   前記半開放型の誘導加熱用コイルは、軸方向成分よりも周方向成分の方が多くてワークに沿って概ね周方向にのびる周方向ラインを複数有し、
   ワークに対して軸方向の端部側の周方向ラインの長さが、ワークに対して軸方向の中央側の周方向ラインの長さよりも短い、又は、端部側の隣接する周方向ライン同士の中心間隔よりも中央部側の隣接する周方向ライン同士の中心間隔の方が狭いものであることを特徴とする高周波焼入れ方法。
2. ワークの前記孔又は凹部の内周面を、付勢しつつ支持することを特徴とする請求項１に記載の高周波焼入れ方法。
3. 近接する周方向ラインには、高周波電流が同期して同方向に流れることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の高周波焼入れ方法。
4. 前記二つの誘導加熱用コイルに供給される電力と高周波電流の周波数が相違していることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の高周波焼入れ方法。
5. 誘導加熱後、ワークを冷却液槽に浸漬して急冷することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の高周波焼入れ方法。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれかの高周波焼入れ方法を実施する半開放型の誘導加熱用コイルであって、
   前記半開放型の誘導加熱用コイルは、
   ワークに近接させてワークに誘導電流を励起させる誘導部を有し、回転軸を中心として回転するワークを誘導加熱してワークを熱処理するものであり、
   前記誘導部は、所定面積を囲む環状構造を形成する外部側環状部と、外部側環状部の内側に配置され所定面積を囲んで環状構造を形成する内部側環状部を有し、外部側環状部と内部側環状部とが電気的に直列接続された構造であり、
   外部側環状部と内部側環状部は、いずれもワークの回転軸に対して平行方向に沿った軸方向成分を有する軸方向ラインと回転方向に沿った周方向成分を有する周方向ラインによって構成されており、
   前記周方向ラインは、軸方向成分よりも周方向成分の方が多くワークに対して概ね周方向にのびており、
   前記軸方向ラインは、周方向成分よりも軸方向成分の方が多くワークに対して概ね軸方向にのびており、
   誘導加熱用コイルの中心線を前記回転軸の中心線に合致させて誘導加熱用コイルを正面視した際、外部側環状部には環状構造の一部を構成し外部側環状部の中心線の左側にある二列の周方向ラインによって左側に突出した外環左突出部があり、且つ外部側環状部には環状構造の一部を構成し外部側環状部の中心線の右側にある二列の周方向ラインによって右側に突出した外環右突出部があり、
   内部側環状部にも環状構造の一部を構成し内部側環状部の中心線の左側にある二列の周方向ラインによって左側に突出した内環左突出部があり、且つ内部側環状部には環状構造の一部を構成し内部側環状部の中心線の右側にある二列の周方向ラインによって右側に突出した内環右突出部があり、
   中心線の左側にある前記外環左突出部及び前記内環左突出部から成る左突出部の回転軸方向の位置と、中心線の右側にある前記外環右突出部及び前記内環右突出部から成る右突出部の回転軸方向の位置とがずれていることを特徴とする半開放型の誘導加熱用コイル。

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