JP7048201B2 - 棒状ワークの熱処理方法および熱処理設備 - Google Patents

Description

本発明は、棒状ワークの熱処理方法に関する。

例えば、円筒ころや円すいころ等、高い機械的強度や硬度を必要とされる機械部品は、その製造過程で熱処理（焼入硬化処理）が施される。この熱処理は、断面円形の外周面を有する棒状ワークを所定温度（焼入温度）に加熱する加熱工程や、加熱された棒状ワークを冷却する冷却工程などを含む。加熱工程は、メッシュベルト型連続炉などの雰囲気加熱炉、あるいは、高周波電源および加熱コイル、並びに棒状ワークを加熱コイルに対して相対移動させる搬送装置等を備えた誘導加熱装置を用いて実施することができる（例えば、特許文献１）。

特開２００５－３３１００５号公報

棒状ワークは、例えば、炭素含有量が０．８質量％以上の鋼材（例えば、ＪＩＳ Ｇ４８０５に規定された高炭素クロム軸受鋼の一種であるＳＵＪ２）で作製される。この場合、加熱工程は、ワークの金属組織（オーステナイト）中に０．６質量％程度の炭素を溶かし込み、残りは炭化物として残留させるようにして行うのが一般的である。その主な理由は、炭素の溶け込み量を０．６質量％程度にしておけば、硬度低下や経年劣化などといった問題を引き起こす原因となる残留オーステナイトの発生量を抑制することができ、また、炭化物を残留させれば、加熱中にオーステナイトの結晶粒が成長することを抑制できるからである。なお、ワークに対する炭素の溶け込み量を制御するには、図７に示すように、ワークが所定温度（焼入温度）Ｔに到達するまでワークを所定時間ｔ１加熱し、その後、ワークを焼入温度Ｔに維持するようにしてワークを所定時間ｔ２加熱する（ワークを均熱保持する）のが有効である。

雰囲気加熱炉を用いる場合、炉内温度と加熱処理時間（ｔ１＋ｔ２）を調整すれば、図７に示す温度軌跡を描くようにワークを加熱することができる。しかしながら、雰囲気加熱炉では、炉内温度を焼入温度Ｔに昇温させるまでに多くのエネルギーおよび時間を要することから、コスト面で難がある。一方、誘導加熱装置であれば、ワークのみを直接加熱することができる分、高いエネルギー効率を達成することができ、しかも加熱処理時間は雰囲気加熱炉を用いる場合よりも格段に短くて済む。しかしながら、誘導加熱ではワークの温度を制御するのが難しく、特にワークを均熱保持するための技術手段に検討を要する。

また、円筒ころのようないわゆる量産品は、できるだけ効率良く製造可能であることが望まれる。そこで、本発明者らは、棒状ワークを誘導加熱するに際し、棒状ワークをその軸線方向に沿って所定速度で（連続的に）搬送することを検討したが、この場合においても、棒状ワークを均熱保持するための技術手段に検討を要する。

さらに、ワークの材質は、要求特性に応じて適宜選択される。ワークを適切に加熱するための条件は、ワークの材質・形状・大きさ等に応じて変化し、特にワークの材質に大きく左右されることから、少なくとも加熱コイルの出力は、任意に調整可能であることが望ましい。

以上の実情に鑑み、本発明の目的は、熱処理対象の棒状ワークをその軸線方向に沿って所定速度で搬送しながら所定の態様で誘導加熱することができ、しかも棒状ワークの型番変更等にも容易に対応できる技術手段を提供し、もって、所望の機械的強度を具備した高品質の機械部品を低コストに量産可能とすることにある。

上記の目的を達成するために創案された本発明は、断面円形の外周面を有する棒状ワークを、その軸線方向に沿って所定速度で搬送しながら焼入温度に誘導加熱する加熱工程を含む棒状ワークの熱処理方法であって、加熱工程では、第１高周波電源と電気的に接続され、出力が一定に保たれた第１加熱コイルにより、搬送中の棒状ワークを焼入温度以下の所定温度に加熱し、次いで、第２高周波電源と電気的に接続され、出力が一定に保たれた第２加熱コイルにより、搬送中の棒状ワークを焼入温度に維持するように加熱することを特徴とする。なお、本発明でいう「棒状ワーク」は、中実の棒状ワーク（例えば、円柱状のワーク）及び中空の棒状ワーク（例えば、円筒状のワーク）の双方を含む概念である。

上記の方法によれば、軸線方向に沿って所定速度（一定速度）で搬送される棒状ワークを、第１加熱コイルによって所定温度にまで誘導加熱してから、第２加熱コイルによって焼入温度で均熱保持することが、すなわち、軸線方向に連続的に搬送される棒状ワークを、図７に示した温度軌跡を描くように誘導加熱することができる。これにより、棒状ワークを効率良く焼入温度に誘導加熱することができる。また、昇温用コイルとして機能する第１加熱コイル、および均熱保持用コイルとして機能する第２加熱コイルは、それぞれ個別に高周波電源と電気的に接続されているので、各加熱コイルの出力は加熱対象（熱処理対象）の棒状ワークの材質等に応じて容易かつ適切に変更することができる。

第２加熱コイルを第１加熱コイルよりも長寸とすれば、搬送中の棒状ワークを適切に均熱保持することができる。

棒状ワークは、その軸線回りに回転させながら所定速度で搬送するのが好ましい。これにより、棒状ワークの周方向、軸線方向及び深さ方向（径方向）の各部を均一温度に加熱することができる。

複数の棒状ワークを軸線方向に相互に離間した状態で搬送すれば、複数の棒状ワークに対する加熱処理を効率良く行い得ることに加え、各棒状ワークを、隣接する棒状ワークの熱影響を受けることなく精度良く加熱することができる。

本発明に係る熱処理方法は、加熱工程から排出された棒状ワークを冷却する冷却工程をさらに有するものとすることができる。これにより、棒状ワークを適切に焼入硬化させることができる。

本発明に係る熱処理方法は、炭素含有量０．８質量％以上の鋼材（例えば、高炭素鋼や合金鋼）からなる棒状ワークに熱処理を施す際に好ましく適用することができる。また、棒状ワークとしては、ころ軸受用のころを挙げることができる。なお、ここでいう「ころ軸受」とは、円筒ころ軸受、円すいころ軸受、針状ころ軸受などを含む概念である。従って、「ころ」とは、円筒ころ、円すいころ、針状ころなどを含む概念である。

以上から、本発明によれば、熱処理対象の棒状ワークをその長手方向に沿って所定速度で搬送しながら所定の態様で誘導加熱することができ、しかも棒状ワークの型番変更等にも容易に対応することができる。これにより、所望の機械的強度を具備した高品質の機械部品を低コストに量産することが可能となる。

本発明に係る熱処理方法を実施する際に用いられる熱処理設備の全体構造を概念的に示す平面図である。 誘導加熱装置の部分拡大平面図である。 誘導加熱装置の概略正面図である。 （ａ）図は、誘導加熱装置を構成する搬送装置の部分拡大平面図、（ｂ）図は、（ａ）図のＢ－Ｂ線矢視概略断面図である。 本発明を適用した場合の棒状ワークの温度軌跡を示す図である。 搬送装置を構成する第１軸部材及び第２軸部材の支持態様の一例を示す概略図である。 棒状ワークを加熱する場合における好ましい温度軌跡を説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。

図１は、本発明に係る熱処理方法を実施する際に用いられる熱処理設備Ａの全体構造を概念的に示す平面図である。同図に示す熱処理設備Ａは、鋼製の棒状ワークＷ、より詳細には、例えば、炭素含有量０．８質量％以上の鋼材（ＪＩＳ Ｇ４８０５に規定の高炭素クロム軸受鋼に分類されるＳＵＪ２やＳＵＪ３等）からなり、断面円形の外周面を有する中実の棒状ワーク（本実施形態では、円すいころの基材）Ｗに対して焼入硬化処理を施すための熱処理設備であって、棒状ワークＷを所定温度（焼入温度）に加熱する加熱工程と、焼入温度に加熱された棒状ワークＷを冷却する冷却工程とが続けて実施されるように構成されている。

図１に示すように、熱処理設備Ａは、水平姿勢（横向き姿勢）で軸線方向（同図中に矢印Ｍで示す方向）に沿って搬送される棒状ワークＷを所定温度（焼入温度）に誘導加熱する誘導加熱装置１と、焼入温度に加熱され、誘導加熱装置１から排出された棒状ワークＷを冷却する冷却装置としての冷却部２０とを備える。冷却部２０は、例えば、焼入油等の冷却液が貯留された冷却液漕で構成される。

誘導加熱装置１は、水平姿勢の棒状ワークＷをその軸線方向に沿って所定速度で搬送する搬送装置１０と、搬送中の棒状ワークＷを誘導加熱する加熱コイル２とを備え、加熱コイル２は、第１高周波電源３と電気的に接続された第１加熱コイル２Ａと、第２高周波電源４と電気的に接続された第２加熱コイル２Ｂとを軸線方向に連ねて配置（直列に配置）して構成されている。両高周波電源３，４は制御装置５と電気的に接続されており、高周波電源３，４は、それぞれ、制御装置５から出力される信号に基づいて、第１及び第２加熱コイル２Ａ，２Ｂに対して所定の大きさの電力を供給する。

詳細な図示は省略しているが、第１加熱コイル２Ａ及び第２加熱コイル２Ｂは、何れも、導電性金属からなる管状体（例えば、銅管）を所定ピッチで螺旋状に巻き回した螺旋コイルとされ、枠体９（図２，３を参照）に支持されている。第１及び第２加熱コイル２Ａ，２Ｂは、何れも、軸線方向寸法（全長寸法）が棒状ワークＷの軸線方向寸法よりも十分に長寸であり、従って、複数の棒状ワークＷを同時に誘導加熱することができる。本実施形態では、第２加熱コイル２Ｂとして第１加熱コイル２Ａよりも長寸のコイルが使用され、より詳細には、第１加熱コイル２Ａの３倍の軸方向寸法を有する第２加熱コイル２Ｂが使用される。

詳細な図示は省略しているが、誘導加熱装置１には、両加熱コイル２Ａ，２Ｂを冷却する冷却回路を設けることができる。このような冷却回路を設けておけば、加熱コイル２Ａ，２Ｂの温度を適切かつ効率良く制御することができるので、棒状ワークＷを精度良く、しかも効率良く所定温度に誘導加熱することができる。加熱コイル２が管状体で形成されていることにより、冷却回路は、例えば、加熱コイル２（の中空部）と冷却液を貯留した冷却液タンクとを配管を介して接続すると共に、配管上にポンプを設けることで構築することができる。

本実施形態の搬送装置１０は、棒状ワークＷをその軸線回りに回転させながら軸線方向に所定速度（一定速度）で連続的に搬送するように構成されている。このような搬送装置１０は、図２および図４（ａ）に示すように、相互に離間して軸線方向に平行に延び、相手側と協働して棒状ワークＷの外周面を下方側から接触支持する第１軸部材１１及び第２軸部材１２と、両軸部材１１，１２をその軸線回りに回転させる回転機構６とを備える。図４（ｂ）に示すように、両軸部材１１，１２は、両者の軸線（回転中心）が同一平面上に位置するように配設されている。図１に示すように、両軸部材１１，１２は、加熱コイル２よりも長寸であり、その軸線方向一方側及び他方側の端部は加熱コイル２の外側に突出している。

図３に示すように、回転機構６は、サーボモータ等の電動モータ７と、電動モータ７の回転動力を両軸部材１１，１２に伝達する動力伝達機構８とを備える。電動モータ７は、図示外の電源と電気的に接続されており、制御装置から出力される信号に基づいて所定の回転速度で回転駆動される。本実施形態では、図１に示すように、高周波電源３，４に制御信号を出力する制御装置５から回転機構６の電動モータ７に対しても制御信号を出力するようにしているが、電動モータ７に対して制御信号を出力する制御装置は、制御装置５とは別に設けることもできる。

図２及び図４（ａ）（ｂ）に示すように、第１軸部材１１は、外周面１１ａが径一定の円筒面に形成された中実の円柱軸からなり、第２軸部材１２は、その外周に沿って延びた螺旋状の凸部１３を有する中実のねじ軸からなる。両軸部材１１，１２は、非磁性材料で形成される。非磁性材料としては、例えば、高硬度で耐熱性に優れたセラミックス（例えば、アルミナ、ジルコニア、炭化ケイ素等）が好ましく使用される。

棒状ワークＷの外周面は、螺旋状の凸部１３によって第２軸部材１２の外周に画成される螺旋状溝１４の溝底面１５と、これに対峙する第１軸部材１１の円筒状外周面１１ａとの協働で形成されるワーク支持部１６で接触支持される。すなわち、凸部１３のピッチ及び幅寸法は、螺旋状溝１４の溝幅（溝底面１５の軸線方向寸法）をＸ、棒状ワークＷの軸線方向寸法をＹとしたとき、Ｙ＜Ｘの関係式が成立するように設定されている。以上から、搬送装置１０には、第１軸部材１１と第２軸部材１２の協働により、それぞれが棒状ワークＷの外周面を下方側から接触支持するワーク支持部１６が軸線方向に離間した複数箇所に形成される。なお、例えば、Ｘ＜２Ｙ（Ｙ＜Ｘ＜２Ｙ）の関係式が成立するようにしておけば、各ワーク支持部１６では単一の棒状ワークＷのみを接触支持することが、すなわち、複数の棒状ワークＷを確実に軸線方向に離間した状態で搬送することができる。

本実施形態の動力伝達機構８は、図２及び図３に示すように、小ギヤ８ａを有し、連結ピン１７を介して第１軸部材１１の軸線方向一方側の端部に連結されたギヤ軸１８Ａと、小ギヤ８ｂを有し、連結ピン１７を介して第２軸部材１２の軸線方向一方側の端部に連結されたギヤ軸１８Ｂと、枠体９に回転自在に支持され、両小ギヤ８ａ，８ｂに噛合した大ギヤ８ｃと、電動モータ７の出力軸に連結された駆動プーリ８ｄと、大ギヤ８ｃに連結された従動プーリ８ｅと、両プーリ８ｄ，８ｅの外周面に架け渡された無端状のベルト部材（チェーンでも良い）８ｆとを備える。小ギヤ８ａ，８ｂの歯面のピッチは同一であり、また、大ギヤ８ｃのうち、小ギヤ８ａに噛合する歯面のピッチと小ギヤ８ｂに噛合する歯面のピッチは同一である。以上の構成を有する動力伝達機構８（回転機構６）により、電動モータ７が駆動されると、第１軸部材１１及び第２軸部材１２は同方向に同一速度で回転する。

以上の構成を有する熱処理設備Ａを用いた場合、棒状ワークに対する焼入硬化処理（加熱工程及び冷却工程）は、例えば以下の態様で実施される。

焼入硬化処理（加熱工程）の実施に先立って、誘導加熱装置１による棒状ワークＷの加熱条件が設定される。加熱条件設定は、実地試験や解析ソフトを用いたシミュレーションに基づき、棒状ワークＷの搬送速度（搬送装置１０の駆動速度）、第１加熱コイル２Ａの出力（第１高周波電源３からの電力供給量）、及び第２加熱コイル２Ｂの出力（第２高周波電源４からの電力供給量）のそれぞれを設定することにより行われ、最初に第２加熱コイル２Ｂの出力が設定される。具体的には、第２加熱コイル２Ｂの出力は、棒状ワークＷが第２加熱コイル２Ｂの対向領域を搬送される（通過する）際、（焼入温度に達した）棒状ワークＷを焼入温度に保つ（棒状ワークＷを焼入温度で均熱保持する）ことができるような一定値に設定される。次いで、棒状ワークＷを焼入温度で均熱保持すべき時間（棒状ワークＷの金属組織中に所定量の炭素を溶け込ませることができる時間）を確保できるように、棒状ワークＷの搬送速度が設定される。最後に、設定した搬送速度で搬送される棒状ワークＷが第１加熱コイル２Ａの対向領域を搬送される間に、棒状ワークＷが焼入温度以下の所定温度にまで加熱されるように、第１加熱コイル２Ａの出力が一定値に設定される。

なお、上記の加熱条件は、搬送速度→第２加熱コイル２Ｂの出力→第１加熱コイル２Ａの出力の順に設定することも可能である。また、上記の加熱条件設定作業は、熱処理対象の棒状ワークＷが変更される毎に実施されるが、一旦設定した加熱条件は、制御装置５（図１参照）に記憶させておくことができる。すなわち、制御装置５には、棒状ワークＷの種類に応じた加熱条件を記憶させておくことができ、この場合には、熱処理対象の棒状ワークＷが変更されるいわゆる型番変更時にも、加熱条件を迅速に設定することができる。

加熱条件を設定した後、両加熱コイル２Ａ，２Ｂを通電状態にすると共に、搬送装置１０を駆動状態にしてから、搬送装置１０に対して棒状ワークＷを供給する。具体的には、図２中に示すワーク投入位置から搬送装置１０（のワーク支持部１６）に対して棒状ワークＷを投入し、棒状ワークＷの外周面を接触支持する。ワーク支持部１６は、前述のとおり、第２軸部材１２に画成される螺旋状溝１４の溝底面１５で形成されることから、搬送装置１０が駆動されて両軸部材１１，１２がその軸線回りに回転している間、棒状ワークＷには、これを軸線方向一方側から他方側に加圧する加圧力が連続的に付加される。これにより、棒状ワークＷは、その軸線方向に沿って所定速度で搬送される。そして、棒状ワークＷは、第１加熱コイル２Ａの対向領域を通過するのに伴って焼入温度以下の所定温度まで誘導加熱され、次いで、第２加熱コイル２Ｂの対向領域を通過する際、焼入温度で所定時間保持されるように誘導加熱される。

第２加熱コイル２Ｂの対向領域を通過し、第２加熱コイル２Ｂから排出された棒状ワークＷは、自由落下により冷却部２０（図１参照）に貯留された冷却液中に投下され、所定の温度域に冷却される。これにより、棒状ワークＷは焼入硬化される。

上記のようにして棒状ワークＷを誘導加熱すれば、軸線方向に沿って所定速度（一定速度）で搬送される棒状ワークＷを、第１加熱コイル２Ａによって焼入温度以下の所定温度にまで誘導加熱してから、第２加熱コイル２Ｂによって焼入温度で均熱保持することが、すなわち、軸線方向に連続的に搬送される棒状ワークＷを、図７に示した温度軌跡を描くように誘導加熱することができる。これにより、棒状ワークＷを効率良く焼入温度に誘導加熱することができる。実際のところ、例えば、棒状ワークＷを、焼入温度としての約９００℃にまで誘導加熱するに際して上記の方法を適用したところ、図５に示すように、図７に示す温度軌跡に近似した軌跡を描くようにして棒状ワークＷを加熱することができることが確認できた。

また、昇温用コイルとして機能する第１加熱コイル２Ａ、および均熱保持用コイルとして機能する第２加熱コイル２Ｂは、それぞれ個別に高周波電源３，４と電気的に接続されているので、加熱コイル２Ａ，２Ｂの出力は熱処理対象の棒状ワークＷの材質等に応じて容易かつ適切に変更することができる。

上記態様で棒状ワークＷを搬送する際、ワーク支持部１６を形成した第１及び第２軸部材１１，１２が同方向に回転することから、ワーク支持部１６で支持された棒状ワークＷには、図４（ａ）（ｂ）中に黒塗り矢印で示すように、これをその軸線回りに回転（詳細には、両軸部材１１，１２とは反対方向に回転）させる回転力が連続的に付与される。

そのため、搬送装置１０の駆動中、ワーク支持部１６で接触支持された棒状ワークＷには、これを軸線方向に加圧する加圧力と、これをその軸線回りに回転させる回転力とが連続的に付与される。すなわち、搬送装置１０によって搬送される棒状ワークＷは、その軸線回りに連続回転しながら誘導加熱されることになる。これにより、加熱完了後の棒状ワークＷに温度ムラを発生させることなく、棒状ワークＷの各部を均一に誘導加熱することができる。従って、この棒状ワークＷを冷却した後には、周方向及び断面方向の各部で機械的強度に差がない高品質の棒状ワークＷを得ることができる。

特に、本実施形態では、ワーク支持部１６を形成する第１及び第２軸部材１１，１２の回転速度が同一となるように動力伝達機構８が構成されていることから、ワーク支持部１６で接触支持された棒状ワークＷを滑らかに連続回転させることができる。また、両軸部材１１，１２が非磁性材料で形成されることから、棒状ワークＷと両軸部材１１，１２の接触部分で伝熱冷却が生じるのを可及的に防止することができる。従って、加熱完了後の棒状ワークＷに温度ムラが生じるのを一層効果的に防止することができる。

本実施形態に係る誘導加熱装置１（熱処理設備Ａ）では、図４中に示すワーク投入位置から、搬送装置１０に対して所定の間隔を空けて棒状ワークＷを一個ずつ投入することにより、複数の棒状ワークＷを軸線方向に相互に離間した状態で搬送しながら、該複数の棒状ワークＷを同時に誘導加熱することができる。この場合、各棒状ワークＷを、隣接する棒状ワークＷの熱影響を受けることなく精度良く加熱することができる。

以上、本発明の実施の形態の一例について具体的に説明を行ったが、本発明の実施の形態はこれに限定されるものではない。

例えば、第１加熱コイル２Ａの出力は、図５に示したように、棒状ワークＷが第１加熱コイル２Ａの対向領域を通過する際に焼入温度（図示例では９００℃）よりも低い所定温度（図示例では約８００℃）にまで加熱されるように設定することができる他、棒状ワークＷが第１加熱コイル２Ａの対向領域を通過する際に焼入れ温度程度にまで加熱されるように設定することも可能である。

また、特に、第１軸部材１１及び第２軸部材１２に撓みが生じるおそれがある場合には、図６に示すように、両軸部材１１，１２の外周面のうち、ワーク支持部１６を形成する領域以外の領域を接触支持する支持部材（サポートローラ）１９を一又は複数（軸線方向に離間した複数箇所に）設けても良い。このようなサポートローラ１９を設けておけば、両軸部材１１，１２に撓みが生じるのを可及的に防止することができるので、棒状ワークＷを精度良く支持・搬送することが、すなわち棒状ワークＷを精度良く誘導加熱することができる。

また、以上で説明した実施形態では、両軸部材１１，１２の何れか一方（第２軸部材１２）のみに螺旋状の凸部１３を設け、この凸部１３によって第２軸部材１２に画成される螺旋状溝１４の溝底面１５と、これに対峙する第１軸部材１１の円筒状外周面１１ａとの協働で棒状ワークＷの外周面を接触支持するようにしたが、第１軸部材１１及び第２軸部材１２の双方に螺旋状の凸部１３を設け、両軸部材１１，１２のそれぞれに形成される螺旋状溝１４の溝底面１５でワーク支持部１６を形成するようにしても構わない。

また、以上で説明した実施形態では、棒状ワークＷをその軸線回りに滑らかに連続回転させるために両軸部材１１，１２の軸線回りの回転速度を同一としたが、棒状ワークＷをその軸線回りに回転させることができるのであれば、両軸部材１１，１２の回転速度は互いに異ならせても構わない。両軸部材１１，１２の回転速度を互いに異ならせるには、例えば、第１軸部材１１に設けられる小ギヤ８ａおよびこれに噛合う大ギヤ８ｃの歯面のピッチと、第２軸部材１２に設けられる小ギヤ８ｂおよびこれに噛合う大ギヤ８ｃの歯面のピッチとを互いに異ならせれば良い。

また、以上で説明した回転機構８はあくまでも一例であり、その他の回転機構８を採用しても構わない。例えば、電動モータを２つ設け、一方の電動モータの出力軸に第１軸部材１１を連結すると共に、他方の電動モータの出力軸に第２軸部材１２を連結することも可能である。

また、以上で説明した実施形態では、棒状ワークＷをその軸線回りに連続的に回転させながら、棒状ワークＷを軸線方向に沿って連続的に搬送するために上記の構成を有する搬送装置１０を採用したが、特に、棒状ワークＷをその軸線回りに回転させる必要がない場合、搬送装置１０としては、その他の構成を有するもの（例えば、搬送コンベヤ）を採用しても構わない。

また、以上の説明では、棒状ワークＷとしての円すいころに熱処理を施すに際して本発明を適用したが、本発明は、円筒ころ軸受の円筒ころや針状ころ軸受の針状ころをはじめとするその他の量産部品に熱処理を施す場合にも好ましく用いることができる。また、本発明は、上述した各種ころ等の中実の棒状ワークＷのみならず、中空の棒状ワークＷを誘導加熱する場合にも好ましく用いることができる。

本発明は前述した実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、さらに種々なる形態で実施し得る。すなわち、本発明の範囲は、特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲に記載の均等の意味、および範囲内のすべての変更を含む。

１ 誘導加熱装置
２ 加熱コイル
２Ａ 第１加熱コイル
２Ｂ 第２加熱コイル
３ 第１高周波電源
４ 第２高周波電源
６ 回転機構
８ 動力伝達機構
１０ 搬送装置
１１ 第１軸部材
１２ 第２軸部材
１３ 螺旋状の凸部
１４ 螺旋状溝
１５ 溝底面
１６ ワーク支持部
２０ 冷却部（冷却装置）
Ａ 熱処理設備
Ｗ 棒状ワーク

Claims (6)

1. それぞれが断面円形の外周面を有する複数の棒状ワークを、その軸線方向に相互に離間した状態で軸線方向に沿って所定速度で搬送しながら、各棒状ワークを焼入温度に誘導加熱する加熱工程と、該加熱工程から排出された前記棒状ワークを冷却して焼入硬化させる冷却工程と、を含む棒状ワークの熱処理方法であって、
   前記棒状ワークが、炭素含有量０．８質量％以上の鋼材からなるころ軸受用のころであり、
   前記加熱工程では、第１高周波電源と電気的に接続され、出力が一定に保たれた第１加熱コイルであって軸線方向寸法が前記棒状ワークのそれよりも長寸の前記第１加熱コイルの対向領域を前記棒状ワークが搬送される間に、前記棒状ワークの全体を前記焼入温度以下の所定温度に加熱し、次いで、第２高周波電源と電気的に接続され、出力が一定に保たれた第２加熱コイルであって軸線方向寸法が前記棒状ワークのそれよりも長寸の前記第２加熱コイルの対向領域を前記棒状ワークが搬送される際、前記棒状ワークの全体を前記焼入温度に維持するように加熱することにより、前記棒状ワークの全体を焼入温度に誘導加熱し、
   前記冷却工程では、前記第２加熱コイルから排出された前記棒状ワークを冷却液槽に貯留された冷却液に投下することにより、前記棒状ワークを焼入硬化させることを特徴とする棒状ワークの熱処理方法。
2. 前記第２加熱コイルが前記第１加熱コイルよりも長寸である請求項１に記載の棒状ワークの熱処理方法。
3. 前記加熱工程では、前記棒状ワークを、その軸線回りに回転させながら搬送する請求項１又は２に記載の棒状ワークの熱処理方法。
4. 前記加熱工程では、
   相互に離間して軸線方向に平行に延び、少なくとも一方が外周に沿って延びた螺旋状の凸部を有するねじ軸からなる第１軸部材及び第２軸部材と、両軸部材を軸線回りに同方向に回転させる回転機構とを備え、
   前記凸部によって前記一方の軸部材の外周に画成される螺旋状溝の溝底面と、これに対峙する他方の軸部材の外周面との協働で形成されるワーク支持部であって、前記棒状ワークの外周面を下方側から接触支持する前記ワーク支持部を軸線方向に離間した複数箇所に有する搬送装置により、前記棒状ワークを搬送する請求項１～３の何れか一項に記載の棒状ワークの熱処理方法。
5. 前記第１加熱コイルおよび前記第２加熱コイルが、何れも、導電性金属からなる管状体を螺旋状に巻き回した螺旋コイルである請求項１～４の何れか一項に記載の棒状ワークの熱処理方法。
6. 断面円形の外周面を有する棒状ワークの全体を焼入温度に誘導加熱する誘導加熱装置と、前記誘導加熱装置から排出された前記棒状ワークを冷却して焼入硬化させる冷却装置と、を含む棒状ワークの熱処理設備であって、
   前記棒状ワークが、炭素含有量０．８質量％以上の鋼材からなるころ軸受用のころであり、
   前記誘導加熱装置は、前記棒状ワークをその軸線方向に沿って所定速度で搬送する搬送装置と、該搬送装置によって搬送されている前記棒状ワークを誘導加熱する加熱コイルとを備え、
   前記搬送装置は、複数の前記棒状ワークを軸線方向に相互に離間した状態で搬送し、
   前記加熱コイルは、第１高周波電源と電気的に接続され、軸線方向寸法が前記棒状ワークのそれよりも長寸の第１加熱コイルと、第２高周波電源と電気的に接続され、軸線方向寸法が前記棒状ワークのそれよりも長寸の第２加熱コイルとを軸線方向に連ねて配置してなり、
   前記第１加熱コイルは、その対向領域を前記棒状ワークが搬送される間に、前記棒状ワークの全体を前記焼入温度以下の所定温度に加熱する一定出力に設定され、
   前記第２加熱コイルは、その対向領域を前記棒状ワークが搬送される際、前記棒状ワークの全体を前記焼入温度に保つ一定出力に設定され、
   前記冷却装置は、前記第２加熱コイルから排出された前記棒状ワークが投下される冷却液を貯留した冷却液槽を備えていることを特徴とする棒状ワークの熱処理設備。

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