WO2024057405A1

WO2024057405A1 - 移動焼入れ方法及び移動焼入れ装置

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Publication number: WO2024057405A1
Application number: PCT/JP2022/034239
Authority: WO
Inventors: 明仁山根; 利行秦; 千尋小塚
Original assignee: 日本製鉄株式会社
Priority date: 2022-09-13
Filing date: 2022-09-13
Publication date: 2024-03-21

Abstract

複数の高周波コイルを備える移動焼入れ装置（１００）を用いて、複数の高周波コイル（１１１）の内側に挿通した軸状体（１０）を、複数の高周波コイル（１１１）に対して相対的に回転させかつ、複数の高周波コイル（１１１）を軸状体（１０）に対して軸方向に相対的に移動させて、複数の高周波コイル（１１１）によって軸状体（１０）の表面に生じる複数の加熱領域を移動させながら移動焼入れを行い、複数の加熱領域が通る複数の加熱帯が互いに重なるか又は隣接するように、複数の高周波コイル（１１１）の軸状体（１０）に対する軸方向の相対的な移動速度及び軸状体（１０）の複数の高周波コイル（１１１）に対する相対的な回転速度のうち、少なくともいずれか一方を変化させることを特徴とする移動焼入れ方法を提供する。

Description

移動焼入れ方法及び移動焼入れ装置

　本発明は、移動焼入れ方法及び移動焼入れ装置に関する。

　長寿命であることが求められる鋼製の部品には、種々の表面処理がなされることがある。特に高周波焼入れは、部品表面の表面硬さ、耐摩耗性、耐疲労性を向上させるため、広く利用されている。このため、従来から、種々の高周波焼入れ装置が提案されている。例えば、鋼製の軸状体などの長尺の部材を高周波焼入れする場合は、いわゆる移動焼入れが行われている。移動焼入れ（ｔｒａｖｅｒｓｅ　ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）とは、高周波誘導加熱コイル（高周波コイルとも称する）及び冷却手段を、軸状体の軸方向において軸状体に対して相対的に移動させながら焼入れする手法である。

　移動焼入れでは、高周波コイルによって軸状体の少なくとも表層がオーステナイト相になるまで、軸状体を局部的に加熱する。次いで、高周波コイルに追従させる冷却手段によって、加熱された軸状体の表面に冷却液等の冷却媒体を噴射して短時間で急冷することにより、軸状体の表層をマルテンサイト相等の、所望の硬度を持つ組織とする。

　軸状体は、その軸線に沿った方向（軸方向とも称する）において、外径が一定ではないこともある。すなわち、軸状体の軸方向において、相対的に外径が小さい小径部と、相対的に外径が大きい大径部とを有する軸状体がある。また、これらの小径部と大径部とは、軸方向において漸次的に外径が変化する段差部によって接続される。例えば、特許文献１又は特許文献２に開示される技術では、被加熱体である軸状体の半径方向に分割コイルを進退させることで、軸状体の外径寸法の変化に対応させている。

　しかしながら、従来、分割コイルを使用すると軸状体の軸方向及び周方向に焼きむらが生じることがあった。本発明者らが鋭意検討した結果、隣り合うコイルの加熱帯同士が互いに離間している場合、その離間した部位が焼入れされず、焼きむらの原因となることが分かった。

日本国特開２００８－１５０６４０号公報日本国特許公報昭３６－１０４５７号公報

　本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、軸状体の軸方向及び周方向における加熱むらを軽減可能な、移動焼入れ方法及び移動焼入れ装置を提供することを目的とする。

（１）本発明の一態様に係る移動焼入れ方法は、複数の高周波コイルを備える移動焼入れ装置を用いて、軸状体を焼入れする移動焼入れ方法であって、
　前記複数の高周波コイルの内側に挿通した前記軸状体を、前記複数の高周波コイルに対して相対的に回転させかつ、前記複数の高周波コイルを前記軸状体に対して軸方向に相対的に移動させて、前記複数の高周波コイルによって前記軸状体の表面に生じる複数の加熱領域を移動させながら移動焼入れを行い、
　前記複数の加熱領域が通る複数の加熱帯が互いに重なるか又は隣接するように、前記複数の高周波コイルの前記軸状体に対する前記軸方向の相対的な移動速度及び前記軸状体の前記複数の高周波コイルに対する相対的な回転速度のうち、少なくともいずれか一方を変化させることを特徴とする。
（２）（１）に記載の移動焼入れ方法では、前記軸状体の前記複数の高周波コイルに対する相対的な角速度をω、前記移動速度をｖｌ、前記軸方向における前記加熱領域の長さをＴ、前記軸状体の周方向において隣り合う前記加熱領域間の距離をｗｏ、前記加熱領域が位置する前記軸状体の半径をＲとしたとき、下記の式１を満たしてもよい。
　　（ｖｌ／ωＲ）×ｗｏ≦　Ｔ　・・・式１
（３）（１）又は（２）に記載の移動焼入れ方法では、前記加熱領域の温度が８５０℃以上であってもよい。

（４）本発明の一態様に係る移動焼入れ装置は、軸状体を焼入れするための移動焼入れ装置であって、
　前記移動焼入れ装置は、
　　軸方向において、複数の高周波コイルと冷却部とを備え、
　　前記複数の高周波コイルと前記冷却部の移動を制御可能な制御部を備え、
　前記制御部は、
　前記複数の高周波コイルの内側に挿通した前記軸状体を、前記複数の高周波コイルに対して相対的に回転させかつ、前記高周波コイルを前記軸状体に対して前記軸方向に相対的に移動させて、前記複数の高周波コイルによって前記軸状体の表面に生じる複数の加熱領域を移動させながら移動焼入れを行い、
　前記複数の加熱領域が通る複数の加熱帯が互いに重なるか又は隣接するように、前記複数の高周波コイルの前記軸状体に対する前記軸方向の相対的な移動速度及び前記軸状体の前記複数の高周波コイルに対する相対的な回転速度のうち、少なくともいずれか一方を変化させるように制御可能であることを特徴とする。
（５）（４）に記載の移動焼入れ装置では、前記軸状体の前記複数の高周波コイルに対する相対的な角速度をω、前記移動速度をｖｌ、前記高周波コイルの前記軸方向における長さをＴ’、前記軸状体の周方向において隣り合う前記高周波コイルの高周波誘導部間の距離をｗｏ’、前記複数の高周波コイルに内接する円の半径をＲ’としたとき、
　前記制御部が、下記の式２を満たすように前記移動速度及び／又は前記回転速度を制御可能であってもよい。
　　（ｖｌ／ωＲ’）×ｗｏ’≦　Ｔ’　・・・式２
（６）（４）又は（５）に記載の移動焼入れ装置では、前記加熱領域の温度が８５０℃以上であってもよい。

　本発明の移動焼入れ方法及び移動焼入れ装置によれば、軸状体の軸方向及び周方向における加熱むらを軽減することが可能となる。

本発明の実施形態の移動焼入れ装置の一部を破断して示す図であって、同移動焼入れ装置を模式的に示す側面図である。軸状体の軸線に沿った方向に平面視をした場合の、軸状体の部分断面及び２つの高周波コイルを模式的に示す断面図であり、小径部の外径に合わせて高周波コイルが移動した状態を示す図である。軸状体の軸線に沿った方向に平面視をした場合の、軸状体の部分断面及び２つの高周波コイルを模式的に示す断面図であり、大径部の外径に合わせて高周波コイルが移動した状態を示す図である。軸状体の軸線に沿った方向に平面視をした場合の、軸状体の部分断面及び３つの高周波コイルを模式的に示す断面図であり、小径部の外径に合わせて高周波コイルが移動した状態を示す図である。軸状体の軸線に沿った方向に平面視をした場合の、軸状体の部分断面及び３つの高周波コイルを模式的に示す断面図であり、大径部の外径に合わせて高周波コイルが移動した状態を示す図である。本発明の実施形態における、軸状体に対する加熱部と冷却部の位置関係を説明するための模式的な斜視図である。軸状体の加熱温度領域を説明するための模式的な断面図である。軸状体の発熱密度領域を説明するための模式的な斜視図である。軸状体の磁界強度領域と加熱温度領域を説明するための模式的な断面図である。軸状体の磁界強度領域と加熱温度領域を説明するための模式的な断面図である。本発明の実施形態における、軸状体の表面に生じる加熱領域と加熱帯を説明するための図であって、軸状体を模式的に示す斜視図である。本発明の実施形態における、軸状体の表面に生じる加熱領域と加熱帯を説明するための図であって、軸状体の表面を展開した展開図である。本発明の実施形態における、２つの加熱帯が互いに重なっている状態を説明するための図であって、軸状体の表面を展開した展開図である。本発明の実施形態における、２つの加熱帯が互いに隣接している状態を説明するための図であって、軸状体の表面を展開した展開図である。本発明の実施形態の移動焼入れ装置を説明するためのブロック図である。実験例１に係る数値シミュレーションの解析結果の図であって、軸状体の表面の加熱状態を示す図である。実験例２に係る数値シミュレーションの解析結果の図であって、軸状体の表面の加熱状態を示す図である。

　以下、本発明の実施形態である移動焼入れ方法及び移動焼入れ装置について、図１～図１５を参照して説明する。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されないことは自明である。また、本発明の範囲において、以下の実施形態の各要素を組み合わせ可能なことは自明である。

　図１に示すように、本実施形態の移動焼入れ装置１００は、軸状体１０に、高周波電流を用いて移動焼入れ（ｔｒａｖｅｒｓｅ　ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）を行うための装置である。移動焼入れとは、高周波誘導加熱コイル（高周波コイルとも称する）を備える加熱部と、加熱部に追従する冷却環を備える冷却部とを、被加熱体に対して相対的に移動させながら焼入れする手法である。被加熱体は、例えば軸状体である。

（軸状体）
　本実施形態の軸状体１０は、大径部１１（大径部１１Ａ及び大径部１１Ｂ）と、軸線Ｃに沿った方向において大径部１１Ａ及び大径部１１Ｂの間に設けられた小径部１２とを備えている。大径部１１Ａ、大径部１１Ｂ及び小径部１２は、それぞれ円柱状に形成されている。大径部１１Ａ、大径部１１Ｂ及び小径部１２のそれぞれの中心軸は、共通する軸線である軸線Ｃに一致するように配置されている。本実施形態においては、軸線Ｃを軸状体１０の中心軸とする。以下では、小径部１２に対して軸線Ｃに沿った方向の一方側Ｄ１に配置された部分を、第１大径部１１Ａとも称する。小径部１２に対して軸線Ｃに沿った方向の他方側Ｄ２に配置された部分を、第２大径部１１Ｂとも称する。

　第１大径部１１Ａ、小径部１２、及び第２大径部１１Ｂは、それぞれ円柱状に形成され、軸線Ｃを共通の中心軸として共有する。大径部１１Ａ及び大径部１１Ｂの軸線Ｃに対して垂直な断面を見た場合、小径部１２の外径は、大径部１１Ａ及び大径部１１Ｂのそれぞれの外径よりも小さい。なお、本実施形態では、大径部１１Ａの外径と大径部１１Ｂの外径を同一としているが、大径部１１Ａの外径と大径部１１Ｂの外径は異なっていてもよい。

　大径部１１Ａ又は大径部１１Ｂと小径部１２との間には、これらを接続するための段差部１３（段差部１３Ａ及び段差部１３Ｂ）がある。段差部１３Ａ及び段差部１３Ｂは、軸状体１０の軸線Ｃに対して所定の角度で傾斜している。傾斜角度は例えば１５°～９０°の範囲である。なお、軸状体１０の軸線Ｃを含む平面において、段差部１３の外径は特に限定されないが、図１に例示するように大径部１１と小径部１２とを滑らかに接続する形状であってもよい。本実施形態の移動焼入れ装置１００内では、軸状体１０は、軸線Ｃが移動焼入れ装置１００の上下方向と平行となるように配置されている。

　軸状体１０は、例えば、フェライト相もしくはパーライト相である、炭素鋼、鉄（Ｆｅ）を９５重量％以上含有する低合金鋼等の導電性を有する材料で形成されている。軸状体は、鉄道車両用の車軸等であってもよい。

　なお、軸状体１０が備える大径部１１や段差部１３等の数は、図１の例に限定されない。小径部１２、大径部１１、段差部１３の数はそれぞれ、１、２又は３でもよいし、４以上であってもよい。例えば、本実施形態の移動焼入れ方法及び移動焼入れ装置の対象となる軸状体は、１つの大径部と１つの小径部とを備える軸状体であってもよい。あるいは、本実施形態の移動焼入れ方法及び移動焼入れ装置の対象となる軸状体は、大径部又は小径部のいずれか一方を備えていてもよい。

（移動焼入れ装置）
　移動焼入れ装置１００は、加熱部１１０と、冷却部１２０と、支持部１３０と、加熱部移動装置１４０と、冷却部移動装置１５０と、制御部１６０とを備えている。
　図１に示すように、加熱部１１０は、複数の高周波コイル１１１（高周波コイル１１１Ａ及び高周波コイル１１１Ｂ）を備えている。加熱部１１０は、移動手段である加熱部移動装置１４０に接続されている。冷却部１２０は、冷却環１２１を備えている。冷却部１２０は、移動手段である冷却部移動装置１５０に接続されている。支持部１３０は、上方センター１３１と、下方センター１３２と、を備えている。上方センター１３１は、軸状体１０の第１大径部１１Ａを第１大径部１１Ａの上方から支持している。下方センター１３２は、軸状体１０の第２大径部１１Ｂを第２大径部１１Ｂの下方から支持している。上方センター１３１と下方センター１３２は、軸線Ｃ方向の一方側Ｄ１が上方、他方側Ｄ２が下方となるように軸状体１０を支持している。なお、軸状体１０は、上方センター１３１と下方センター１３２によって支持された状態で、軸線Ｃを中心とした軸状体１０の周方向に回転可能である。上方センター１３１と下方センター１３２を介して、駆動装置（図示せず）によって、移動焼き入れ時に軸状体１０を軸状体１０の軸周りに回転させることができる。軸状体１０を軸周りに回転させるとは、軸状体１０の軸線Ｃを中心とする周方向のいずれかに軸状体１０を回転させることを意味する。上方センター１３１の中心と下方センター１３２の中心とを結ぶ線は移動焼入れ装置１００の上下方向（上下方向とも称する）となる。

　加熱部移動装置１４０は、加熱部１１０を支持し、支持部材１４１と、モータ（図示せず）とを備えている。加熱部移動装置１４０は、ラック部材１８０に取り付けられている。ラック部材１８０は上下方向に延在している。また、支持部材１４１にはピニオンギヤ１４１ａが設けられており、ピニオンギヤ１４１ａは、ラック部材１８０のギヤ部１８０ａに噛み合っている。モータを駆動させると、ピニオンギヤ１４１ａが回転し、ラック部材１８０に対して加熱部移動装置１４０が上方又は下方に移動するように構成されている。

　冷却部移動装置１５０は、冷却部１２０を支持し、支持部材１５１と、モータ（図示せず）とを備えている。冷却部移動装置１５０は、ラック部材１８０に取り付けられている。支持部材１５１にはピニオンギヤ１５１ａが設けられており、ピニオンギヤ１５１ａは、ラック部材１８０のギヤ部１８０ａに噛み合っている。モータを駆動させると、ピニオンギヤ１５１ａが回転し、ラック部材１８０に対して冷却部移動装置１５０が上方又は下方に移動するように構成されている。

　加熱部移動装置１４０と冷却部移動装置１５０とは、その移動速度が制御部１６０によってそれぞれ独立して制御される。加熱部１１０を支持する加熱部移動装置１４０と冷却部１２０を支持する冷却部移動装置１５０が上下方向に移動することにより、軸状体１０の軸方向において移動焼入れが行なわれる。すなわち、移動焼入れ装置１００の上下方向とは、移動焼入れが行われる方向であると言える。

　なお、図１では加熱部１１０及び冷却部１２０の上下方向の移動機構として、ラック及びピニオンギヤを用いた例を示すが、本発明の移動機構はこれに限られず、加熱部１１０及び冷却部１２０を軸状体１０に対して上下方向に相対的に移動できるものであればよい。また、図１には、固定された軸状体１０に対して加熱部１１０及び冷却部１２０が移動する例を示すが、本発明の移動焼入れ方法及び移動焼入れ装置ではこの形態に限らず、加熱部１１０及び冷却部１２０を固定し、軸状体１０を相対的に移動させてもよい。また、図１では軸状体１０の軸方向を鉛直方向に向けた例を想定しているが、本発明の移動焼入れ方法及び移動焼入れ装置ではこれに限らず、軸状体１０の軸方向を水平方向に向けてもよく、軸状体１０の軸方向を鉛直方向に対して傾けてもよい。

（加熱部）
　本実施形態の加熱部１１０は、複数の高周波コイルを備えている。図２に、加熱部１１０が備える高周波コイル１１１Ａ及び高周波コイル１１１Ｂと軸状体１０とを軸線Ｃに沿った方向に図１のＡ－Ａ方向（軸方向と平行な方向）から見た模式的な平面図を示す。図２において軸状体１０は小径部１２の途中で破断した状態で示されている。図２に示すように、加熱部１１０が備える高周波コイル１１１Ａ及び高周波コイル１１１Ｂは、軸状体１０の軸線Ｃに沿った方向から見た平面視で、その一部が軸状体１０を囲むようにＣ字形に形成された高周波誘導部１１２Ａ及び高周波誘導部１１２Ｂを有している。高周波誘導部１１２Ａはその端部で導電部１１３ａ及び１１３ｂへ接続されている。高周波誘導部１１２Ｂも同様に、その端部で導電部１１３ｃ及び１１３ｄへ接続されている。

　高周波コイル１１１Ａ及び高周波コイル１１１Ｂは、軸状体１０の軸線Ｃを中心とする周方向（周方向とも称する）において互いに離間されて並べて配置されている。この周方向は、高周波コイル１１１Ａの高周波誘導部１１２Ａ及び高周波コイル１１１Ｂの高周波誘導部１１２Ｂが延在する方向と平行である。すなわち、高周波誘導部１１２Ａ及び高周波誘導部１１２Ｂが延在する平面（横平面とも称する）は移動焼入れ装置１００の上下方向に対して垂直である。また、横平面は軸状体１０の軸方向に対して垂直である。

　上記の横平面において、高周波コイル１１１Ａの高周波誘導部１１２Ａ及び高周波コイル１１１Ｂの高周波誘導部１１２Ｂの形状は、図２に示すような円弧形状であってもよい。高周波誘導部１１２Ａ及び高周波誘導部１１２Ｂの形状が円弧形状であることで、高周波コイル１１１と軸状体１０が円周方向で均一に概ね近接するという利点がある。

　高周波誘導部１１２Ａ及び高周波誘導部１１２Ｂの形状が円弧形状である場合、軸線Ｃに対向する高周波誘導部１１２Ａ及び高周波誘導部１１２Ｂの各内面（軸状体１０側の面）に接する上記の横平面上の内接円の径は、軸状体１０の小径部１２の外径よりも大きく、大径部１１の外径よりも小さいことが好ましい。

　あるいは、高周波誘導部１１２Ａ及び高周波誘導部１１２Ｂの一方又は双方が、上記の横平面において、楕円形状の一部を構成してもよく、複数の直線から構成される形状であってもよい。また、高周波コイル１１１Ａ及び高周波コイル１１１Ｂは、高周波コイル１１１Ａの一部と高周波コイル１１１Ｂの一部とが、軸状体１０の軸方向に見た場合に重なるような形状であってもよい。例えば、図２の導電部１１３ａと導電部１１３ｂが、それぞれ導電部１１３ｄと導電部１１３ｃよりも高周波誘導部１１２Ｂ側に位置し、高周波誘導部１１２Ａと高周波誘導部１１２Ｂとが、軸状体１０の軸方向に見た場合に重なるような形状であってもよい。この場合、軸方向において高周波コイル１１１Ａと高周波コイル１１１Ｂとは、互いに異なる位置に配されている。

　導電部１１３ａ、導電部１１３ｂ、導電部１１３ｃ及び導電部１１３ｄのそれぞれは、高周波誘導部１１２Ａ又は高周波誘導部１１２Ｂの各端部から、軸状体１０から離間する方向へ延在している。導電部１１３ａ、導電部１１３ｂ、導電部１１３ｃ及び導電部１１３ｄのそれぞれは、高周波コイル１１１Ａと高周波コイル１１１Ｂが最も近接する位置において、軸状体１０の軸線Ｃと直交する方向に延在していることがより好ましい。

　高周波コイル１１１Ａ及び高周波コイル１１１Ｂのそれぞれは、軸状体１０に対して離間または近接する方向へ移動可能である。図２は、高周波コイル１１１Ａ及び高周波コイル１１１Ｂが軸状体１０の小径部１２に最も近接した状態を示す。この状態で小径部１２の加熱を行うことが好ましい。

　一方、図３は、大径部１１Ｂの外径に合わせて、高周波コイル１１１Ａ及び高周波コイル１１１Ｂが軸状体１０から離間する方向（図３のＰ方向）へ移動し、軸状体１０の大径部１１Ｂを囲む状態を示している。この状態で大径部１１の加熱を行うことが好ましい。図３の状態では、高周波コイル１１１Ａ及び高周波コイル１１１Ｂは軸状体１０の軸線Ｃの方向に移動し、高周波コイル１１１Ａ及び高周波コイル１１１Ｂは軸方向において大径部１１の位置にある。

　高周波コイル１１１Ａの導電部１１３ａ及び１１３ｂは、電源（図示せず）に接続され、高周波誘導部１１２Ａに電源から高周波電流が供給されることにより、軸状体１０に誘導電流が生じ、軸状体１０の電気抵抗により軸状体１０にジュール熱が発生する。高周波コイル１１１Ｂについても同様である。例えば、図２などに示す矢印ｉの向きに、高周波コイル１１１Ａ及び高周波コイル１１１Ｂ内に電流が流れる。複数の高周波コイル１１１では、周方向において、電流は同じ方向に流れる。

　高周波コイル１１１Ａ及び高周波コイル１１１Ｂのそれぞれは、コイル移動部（図示せず）を介して加熱部１１０に接続されていてもよい。コイル移動部は、駆動モータ及びステージを備えていて、高周波コイル１１１Ａ及び高周波コイル１１１Ｂのそれぞれを、軸状体１０の軸線Ｃと直交する方向、すなわち横平面上で移動させることができるように構成されている。高周波コイル１１１Ａ及び高周波コイル１１１Ｂの横平面における移動は制御部１６０によって制御される。上記の電源は、加熱部１１０に固定されていてもよく、コイル移動部によって高周波コイル１１１と共に移動してもよい。

　移動焼入れ装置１００が備える複数の高周波コイル１１１の数は、高周波コイル１１１と軸状体１０の近接部を連続して最も円周方向に長くできるという点からは２つが好ましい。また、近接部の長さを長くしつつ、軸状体１０の径の変化に追従して複数の高周波コイル１１１の間を狭めたり広げたりしても、高周波コイル１１１と軸状体１０との隙間が広がりすぎないようにするという観点からは、図４及び図５に示すような３つが好ましい。図４及び図５に示すような３つの高周波コイル２１１（高周波コイル２１１Ａ、２１１Ｂ及び２１１Ｃ）を採用する場合、上述した２つの高周波コイル１１１及び加熱部１１０を用いる場合と同様の構成を採用することができる。なお、複数の高周波コイル１１１は、横平面において、互いに離間されて配置される。複数の高周波コイル１１１のそれぞれは、移動焼入れが施される軸状体１０の軸線Ｃと直交する方向に移動可能であることが好ましい。

　高周波コイル１１１の延在方向における各部の断面は、図１に示すような、矩形状であってもよく、楕円形状や真円形状であってもよい。また、高周波コイル１１１の内部は空洞となっており、冷却のための冷媒が流れるようなっていてもよい。
　高周波コイル１１１は、非磁性で渦電流損が生じにくく、電気抵抗が小さくジュール損も生じにくい材料であるという理由から、銅などの材料で形成されていることが好ましい。なお、高周波コイル１１１の間もしくは高周波コイル１１１と軸状体１０が接触しても短絡しないように、高周波コイル１１１の表面を耐熱性があり絶縁性が高いベークライトやシリコンなどの素材で覆ってもよい。

　高周波コイル１１１は、例えば、導電部１１３ａ、導電部１１３ｂ、導電部１１３ｃ及び導電部１１３ｄのそれぞれにおいて支持部材（図示せず）を介して加熱部１１０に接続されていてもよい。
　なお、複数の高周波コイル１１１は、横平面において、互いに同じ速度で移動することが好ましい。

（冷却部）
　冷却部１２０は、加熱部１１０の相対的な移動方向の後方に配置されている。相対的な移動方向とは、移動焼入れ時に加熱部１１０が軸状体１０に対して軸方向に相対的に移動する方向を意味する。本実施形態の場合は、加熱部１１０は図１のＤ１の方向へ移動しながら移動焼入れを実施するため、図１に示すように、冷却部１２０は加熱部１１０の下側に配置されている。図６に、本実施形態における軸状体１０に対する加熱部１１０と冷却部１２０の位置関係を例示する。

　冷却部１２０は、本実施形態では環状に形成されている。冷却部１２０は、軸状体１０が挿通可能な内部空間を有する。冷却部１２０のうち、冷却環１２１の内部空間を向く内周面１２１ａには、噴射部である複数の噴射ノズル１２２が周方向に互いに離間して形成されている。各噴射ノズル１２２からは、内部空間へ向けて冷却媒体が噴射可能である。冷却部１２０の形状は図６に示すような環状に限定されず、上下方向に対して垂直な横平面において、円形、楕円形、長方形等であってもよい。

　冷却部１２０には、ポンプ（図示せず）が連結されている。ポンプは、冷却媒体Ｃｌを冷却部１２０に供給する。冷却部１２０の冷却環１２１に供給された冷却媒体Ｃｌは、複数の噴射ノズル１２２を通して軸状体１０に向かって噴射され、軸状体１０を冷却する。冷却媒体Ｃｌは、例えば水、油、油に準じる水溶液などである。冷却媒体Ｃｌの噴射量は、例えば制御部１６０によってポンプを制御することによって調整することができる。

　本実施形態の移動焼入れ装置１００では、複数の高周波コイル１１１の内側に挿通した軸状体１０を、複数の高周波コイル１１１に対して相対的に、軸状体１０の軸周りに回転させかつ、複数の高周波コイル１１１を軸状体１０に対して軸状体１０の軸方向に相対的に移動させて、複数の高周波コイル１１１によって軸状体１０の表面１０ａに生じる複数の加熱領域（加熱領域Ａ、加熱領域Ｂ）を移動させながら移動焼入れを行う。また、本実施形態の移動焼入れ装置１００では、制御部１６０が、複数の加熱領域が通る複数の加熱帯（加熱帯ａ、加熱帯ｂ）が互いに重なるか又は隣接するように、複数の高周波コイル１１１の軸状体１０に対する軸方向の相対的な移動速度ｖｌ及び軸状体１０の複数の高周波コイル１１１に対する相対的な回転速度のうち、少なくともいずれか一方を変化させるように制御を行う。

　加熱領域（加熱領域Ａ、加熱領域Ｂ）とは、高周波誘導部１１２Ａ又は高周波誘導部１１２Ｂに電流が供給されることにより、軸状体１０に誘導電流が生じ、軸状体１０の電気抵抗により軸状体１０にジュール熱が発生する領域である。加熱領域の適切な加熱温度、すなわち焼入れ後の硬度が最も高くなる温度は軸状体１０の材質によって異なるが、例えば一般の鋼で加熱昇温時にオーステナイト化が完了する温度から５０℃以上高くなる領域を加熱領域とする。具体的には、軸状体１０の表面１０ａにおいて温度が８５０℃以上となる領域を加熱領域とする。

　軸状体１０の軸方向における加熱領域（加熱領域Ａ、加熱領域Ｂ）の長さをＴとする。Ｔは、加熱領域の軸方向の最大の長さとする。また、軸状体１０の周方向における加熱領域（加熱領域Ａ、加熱領域Ｂ）の長さをｗｃとする。ｗｃは、軸状体１０の周方向の最大の長さとする。加熱領域（加熱領域Ａ、加熱領域Ｂ）の範囲は、軸状体１０と高周波コイル１１１との距離、高周波コイル１１１に供給される高周波電流の値、軸状体１０を構成する材料などによって変化する。

　例えば、本実施形態の例のように、高周波コイル１１１Ａと高周波コイル１１１Ｂの２つの高周波コイル１１１で移動焼入れを実施する場合、それぞれの高周波コイル１１１によって２つの加熱領域（加熱領域Ａ、加熱領域Ｂ）が生じる。加熱領域の数は、高周波コイル１１１の数に対応する。複数の高周波コイル１１１は、軸状体１０の軸方向における位置が同じとなるように配置されるため、軸状体１０の軸方向における加熱領域Ａと加熱領域Ｂの位置は同じとなる。軸状体１０の周方向において隣り合う加熱領域間の周方向の距離をｗｏとする。ｗｏは、隣り合う加熱領域の対向する端部間の距離であり、軸状体１０の周方向における軸状体１０の表面１０ａに沿った距離とする。ｗｏは０以上であることが均一な加熱の観点からは好ましい。

　ここで、加熱領域の寸法は誘導電流を生じさせる高周波コイル１１１の高周波誘導部の寸法に対応するため、軸状体１０の軸方向における加熱領域の長さＴは、図７のように、軸状体１０の軸方向における高周波コイル１１１の長さＴ’に相当する（一点鎖線間の範囲）。軸状体１０の周方向において隣り合う加熱領域間の周方向の距離ｗｏは、図８のように、軸状体１０の周方向において隣り合う高周波コイル１１１（１１１Ａ又は１１１Ｂ）の高周波誘導部１１２（１１２Ａ又は１１２Ｂ）の間の周方向の距離ｗｏ’に相当する（一点鎖線間の範囲）。また、軸状体１０の軸方向におけるある位置の半径Ｒは、その位置における複数の高周波コイル１１１に内接する円の半径Ｒ’に相当する。なお、軸状体１０から離れた位置における高周波誘導部１１２の部位は、図９に示すように、軸状体１０の表面に対する角度が大きくなり、磁束線を生じさせる範囲から外れるため、加熱領域に寄与しない。具体的には、高周波コイル１１１と軸状体１０の最近接部から離れている部分については、高周波コイル１１１の延びる方向と、対面する軸状体の円周方向の交差角度が１５°より離れている部分は、加熱領域には含めない。軸状体１０の最近接部から離れていても、図１０の高周波コイル１１１の中央部のように高周波コイル１１１の延びる方向と、対面する軸状体１０の円周方向の交差角度が１５°より小さい部分は、加熱領域に含める（一点鎖線間の範囲）。

　図１１に、軸状体１０の一部と、２つの高周波コイル１１１による誘導加熱によって軸状体１０の表面１０ａに生じる加熱領域Ａ及び加熱領域Ｂ、並びに加熱領域Ａが通る加熱帯ａ及び加熱領域Ｂが通る加熱帯ｂを例示する。例えば、図２などに例示するように、横平面において、高周波コイル１１１Ａおよび高周波コイル１１１Ｂが軸状体１０に対して対称的に配置される場合には、加熱領域Ａ及び加熱領域Ｂも軸状体１０に対して対称的に生じる。
　軸状体１０と高周波コイル１１１とが、軸状体１０の軸周り、すなわち周方向に相対的に回転しかつ、軸状体１０の軸方向に軸状体１０と高周波コイル１１１とが相対的に移動する。そのため、加熱領域Ａ及び加熱領域Ｂは、軸状体１０の表面１０ａをそれぞれらせん状の軌道を描くように移動し、軸状体１０の表面１０ａには、図１１に例示するようならせん状の加熱帯ａ及び加熱帯ｂが生じる。本実施形態では、軸状体１０の表面１０ａとは、軸状体１０の側面を意味する。

　次に、加熱帯ａ及び加熱帯ｂの位置の関係性について説明する。図１２に、軸状体１０の表面１０ａを展開した展開図を示す。図１２では、２つの加熱領域Ａ及び加熱領域Ｂによって、２つの加熱帯ａ及び加熱帯ｂが生じる例が示されている。図１２～図１４では、加熱帯ａは点線、加熱帯ｂは一点鎖線で示されている。図１２のＸ座標軸は軸状体１０の周方向と平行であり、Ｙ座標軸は軸方向と平行であり、Ｚ座標軸は軸状体１０の軸線Ｃと直交する方向、すなわち軸状体１０の径方向と平行である。また、Ｘ座標軸、Ｙ座標軸及びＺ座標軸は互いに直交する。

　軸状体１０の周方向に隣り合う加熱領域Ａ及び加熱領域Ｂが図１２のＸ座標軸の正方向及びＹ座標軸の正方向に移動する場合、図１２に示す加熱帯ａ及び加熱帯ｂをそれぞれ通る。本実施形態の移動焼入れ装置１００では、２つの加熱帯ａ及び加熱帯ｂが互いに重なるか又は隣接するように制御される。なお、図１２の例では、説明のために２つの加熱帯ａ及び加熱帯ｂが重なっていない状態を示している。２つの加熱帯ａ及び加熱帯ｂが互いに重なるか又は隣接するためには、次に説明する条件を満たす必要がある。

　軸状体１０を高周波コイル１１１に対して相対的に回転させるときの軸状体１０の高周波コイル１１１に対する相対的な角速度をω、軸状体１０の軸方向におけるある位置の半径をＲとすると、軸方向のこの位置における軸状体１０の表面１０ａの周方向の回転速度（周速）ｖθは、ｖθ＝ω×Ｒと表せる。ここで、加熱領域Ａが周方向において距離ｗｏだけ移動するのにかかる時間ｔは、ｗｏとｖθによって、ｗｏ＝ｖθ×ｔ（式Ａ）と表せる。時間ｔは、軸状体１０の周方向において、ある時点の加熱領域Ａが同じ時点の加熱領域Ｂの位置まで移動する時間とも換言できる。加熱領域Ａが同じ時点の加熱領域Ｂの位置まで移動するとは、図１２に示すように、周方向（Ｘ座標軸と平行な方向）において、加熱領域Ａの周方向の端部が対向する加熱領域Ｂの周方向の端部の位置まで移動することを意味する。この時間ｔの間に、加熱領域Ａは一点鎖線で示す加熱領域Ａ’の位置まで軸状体１０の表面を移動して加熱帯ａを生じさせる。

　軸状体１０の軸方向における、高周波コイル１１１の移動速度をｖｌとすると、軸状体１０の表面１０ａにおける加熱領域Ａ及び加熱領域Ｂの軸方向の移動速度もｖｌとなる。上記の時間ｔの間に加熱領域Ａが軸方向（Ｙ座標軸の正方向）に移動する距離ｌはｌ＝ｖｌ×ｔと表せる。加熱帯ａと加熱帯ｂとが互いに重なるか又は隣接するためには、この距離ｌが加熱領域Ａ及び加熱領域Ｂの軸方向の長さＴに対して、ｌ≦Ｔという関係を満たす必要がある。すなわち、加熱領域Ａ及び加熱領域Ｂの軸方向の移動速度ｖｌは、ｖｌ×ｔ≦Ｔ（式Ｂ）という関係を満たす必要がある。

　ここで、式Ａと式Ｂとから、次の式１が導かれる。
　　（ｖｌ／ωＲ）×ｗｏ≦　Ｔ　・・・式１

　距離ｗｏと長さＴは加熱領域Ａ及び加熱領域Ｂの大きさによって決まる。また、Ｒは加熱領域Ａ及び加熱領域Ｂが位置する箇所における軸状体１０の半径に相当する。よって、軸状体１０の複数の高周波コイル１１１に対する相対的な角速度ωが一定である場合には、高周波コイル１１１の移動速度ｖｌを加熱領域Ａ及び加熱領域Ｂが位置する箇所における軸状体１０の半径Ｒに応じて変化させて上記の式１を満たすように制御を行う。このような制御を行うことで、移動焼入れを実施する際に、２つの加熱帯ａ及び加熱帯ｂが互いに重なるか又は隣接するようになる。

　例えば、高周波コイル１１１が大径部１１から小径部１２へ移動した場合、すなわち、加熱領域Ａ及び加熱領域Ｂが位置する箇所における軸状体１０の半径Ｒが変化した場合、半径Ｒの変化に応じて軸方向における軸状体１０に対する高周波コイル１１１の移動速度ｖｌを制御することで、２つの加熱帯ａ及び加熱帯ｂが互いに重なった状態又は隣接した状態を維持したまま焼入れを実施できる。このような構成とすることで、軸状体１０の軸方向及び周方向において加熱が不十分な箇所や相対的に加熱が過剰な箇所が発生することが抑制され、加熱むらを軽減することが可能となる。

　また、移動速度ｖｌが一定である場合には、角速度ωを加熱領域Ａ及び加熱領域Ｂが位置する箇所における軸状体１０の半径Ｒに応じて変化させて上記の式１を満たすように制御を行う。このような制御を行うことで、移動焼入れを実施する際に、２つの加熱帯ａ及び加熱帯ｂが互いに重なるか又は隣接するようになる。
　また、移動速度ｖｌと角速度ωの双方を制御して式１を満たすようにしてもよい。

　また上述のように、移動焼入れ装置１００では、軸状体の複数の高周波コイルに対する相対的な角速度をω、移動速度をｖｌ、高周波コイルの軸方向における長さをＴ’、軸状体の周方向において隣り合う高周波コイル間の距離をｗｏ’、複数の高周波コイルに内接する円の半径をＲ’としたとき、制御部が、下記の式２を満たすように移動速度及び／又は回転速度を制御可能であってもよい。
　　（ｖｌ／ωＲ’）×ｗｏ’≦　Ｔ’　・・・式２

　図１３に、２つの加熱帯ａ及び加熱帯ｂが互いに重なった状態を例示する。この場合、多少の加熱状況の違いが生じても確実に全面を焼入れできるという効果がある。

　図１４に、２つの加熱帯ａ及び加熱帯ｂが互いに隣接する状態を示す。図１４の例では、２つの加熱帯ａ及び加熱帯ｂが互いに接し、それぞれの境界を共有している。この場合、高周波コイル１１１の移動速度を制約の範囲で最も大きくできるため、焼入れを最も短時間で完成させることができるという効果がある。なお、図１３又は図１４の例によらず、本発明の式１の範囲内であれば、焼深さを所望の値にする等して、別の指標に基づいて自由に移動速度ｖｌと角速度ωの組み合わせを指定してもよい。

　冷却部１２０は、移動速度ｖｌに合わせて、冷却能力が一定となるように、移動速度ｖｌが速いときには冷却媒体の流量を大きくし、移動速度ｖｌが遅いときには冷却媒体の流量を小さくするように制御されてもよい。

　図１５に、本実施形態の移動焼入れ装置１００のブロック図を示す。本実施形態の例では、制御部１６０が、加熱部移動装置１４０及び冷却部移動装置１５０の軸方向における移動、並びに高周波コイル１１１の横平面における移動、あるいは冷却部１２０が備えるポンプによる冷却媒体Ｃｌの噴射量を制御することとして説明した。しかし、移動焼入れ装置１００は複数の制御部を備え、これらの移動の制御や冷却媒体の噴射量の制御をそれぞれの制御部が行うように構成されていてもよい。

　次に、本実施形態の移動焼入れ装置１００を用いて軸状体１０を移動焼入れする方法について説明する。

　まず、図１に示すように、加熱部１１０及び冷却部１２０を、軸状体１０の下端側に位置させる。次に、高周波コイル１１１に高周波電流を流す。また、ポンプを駆動して、冷却部１２０の複数の噴射ノズル１２２から冷却媒体Ｃｌを噴出させる。次に、支持部１３０により軸状体１０を回転させる。そして、モータを駆動させて、ラック部材１８０に対して加熱部移動装置１４０と冷却部移動装置１５０とを上方に移動させる。これにより、軸状体１０に対して、加熱部１１０及び冷却部１２０が順に外挿され、上方に移動する。

　加熱部１１０においては、高周波コイル１１１に供給された高周波電流によって、軸状体１０の表面１０ａに誘導電流が生じ、軸状体１０の電気抵抗によりジュール熱が発生し、軸状体１０の表層がオーステナイト相の形成領域まで加熱される。

　続いて、加熱部１１０によって加熱された箇所まで冷却部１２０が上昇し、軸状体１０の加熱箇所に冷却媒体Ｃｌが噴射される。これにより、軸状体１０の少なくとも表層が急冷されてマルテンサイト組織が生成する。軸状体１０の下端から上端に向けて、加熱部１１０及び冷却部１２０が上昇することで、加熱部１１０による加熱と冷却部１２０による冷却が順次行われ、軸状体１０の表面１０ａが高周波焼入れされる。

　本実施形態の移動焼入れ方法では、複数の高周波コイル１１１に内側に挿通した軸状体１０を、複数の高周波コイル１１１に対して相対的に回転させかつ、複数の高周波コイル１１１を軸状体１０に対して、軸状体１０の軸方向に相対的に移動させて、複数の高周波コイル１１１によって軸状体１０の表面１０ａに生じる複数の加熱領域（加熱領域Ａ、加熱領域Ｂ）を移動させながら移動焼入れを行う。
　本実施形態の移動焼入れ方法では、複数の加熱領域が通る複数の加熱帯（加熱帯ａ、加熱帯ｂ）が互いに重なるか又は隣接するように、複数の高周波コイル１１１の移動速度及び軸状体１０の複数の高周波コイル１１１に対する相対的な回転速度のうち、少なくともいずれか一方を変化させる。このような構成とすることで、軸状体１０の軸方向及び周方向において加熱が不十分な箇所や相対的に加熱が過剰な箇所が発生することが抑制され、加熱むらを軽減することが可能となる。

　本発明は、軸方向において小径部と、大径部とを有する軸状体を焼入れするための移動焼入れ装置であって、移動焼入れ装置は、軸方向において、複数の高周波コイルと冷却部とを備え、複数の高周波コイルと冷却部の移動を制御可能な制御部を備え、制御部は、複数の高周波コイルの内側に挿通した軸状体を、複数の高周波コイルに対して相対的に回転させかつ、高周波コイルを軸状体に対して軸方向に相対的に移動させて、複数の高周波コイルによって軸状体の表面に生じる複数の加熱領域を移動させながら移動焼入れを行い、複数の加熱領域が通る複数の加熱帯が互いに重なるか又は隣接するように、複数の高周波コイルの軸状体に対する軸方向の相対的な移動速度及び軸状体の複数の高周波コイルに対する相対的な回転速度のうち、少なくともいずれか一方を変化させるように制御可能であることを特徴とする移動焼入れ装置の使用が含まれる。

　上述の移動焼入れ装置の使用においては、軸状体の複数の高周波コイルに対する相対的な角速度をω、移動速度をｖｌ、高周波コイルの軸方向における長さをＴ’、軸状体の周方向において隣り合う高周波コイル間の距離をｗｏ’、複数の高周波コイルに内接する円の半径をＲ’としたとき、制御部が、下記の式２を満たすように移動速度及び／又は回転速度を制御可能であってもよい。
　　（ｖｌ／ωＲ’）×ｗｏ’≦　Ｔ’　・・・式２
　上述の移動焼入れ装置の使用においては、加熱領域の温度が８５０℃以上であってもよい。

［実験例１］
　複数の高周波コイルを備える移動焼入れ装置を用いて、軸状体に移動焼入れを行ったときの加熱むらを検証するために、数値シミュレーションによる解析を行った。軸状体は、炭素鋼製の半径１００ｍｍの円柱とした。高周波コイルの軸状体の軸方向における長さは２０ｍｍとした。軸状体の外径に合うように、複数の高周波コイルを軸状体から離間する方向へ２５ｍｍ移動させ、複数の高周波コイル同士が最も近接した状態で複数の高周波コイルに内接する円の半径は１１０ｍｍとした。このときの隣り合う高周波コイルの高周波誘導部間の距離は６０ｍｍであった。高周波コイルの数は３とした。

　軸状体の軸方向における複数の高周波コイルの軸状体に対する相対的な移動速度は１０ｍｍ／ｓｅｃとした。軸状体の軸方向において１０ｃｍの区間ごとに軸状体に対する高周波コイルの回転速度（角速度）を次のように変化させた。
０ｃｍから１０ｃｍまでの区間Ａ：０．２２５ｒａｄ／ｓｅｃ
１０ｃｍから２０ｃｍまでの区間Ｂ：０．３７５ｒａｄ／ｓｅｃ
２０ｃｍから３０ｃｍまでの区間Ｃ：０．５２５ｒａｄ／ｓｅｃ
３０ｃｍから４０ｃｍまでの区間Ｄ：０．６７５ｒａｄ／ｓｅｃ

　区間Ａ及びＢでは、高周波コイルの移動速度と角速度が式１を満たさず複数の加熱領域が通る複数の加熱帯が互いに重ならないが、区間Ｃ及びＤでは、高周波コイルの移動速度と角速度が式１を満たし複数の加熱帯が互いに重なる。

　図１６に、解析の結果を示す。この図からわかるように、区間Ａ及びＢでは加熱むらが生じているが、区間Ｃ及びＤでは加熱むらが生じずに、均一な加熱ができている。

［実験例２］
　実験例２では、軸状体の半径と高周波コイルの形状を変更して、実験例１と同様の数値シミュレーションを行った。軸状体は、炭素鋼製の半径５０ｍｍの円柱とした。高周波コイルの軸状体の軸方向における長さは２０ｍｍとした。軸状体の外径に合うように、複数の高周波コイルを軸状体から離間する方向へ２８ｍｍ移動させ、複数の高周波コイル同士が最も近接した状態で複数の高周波コイルに内接する円の半径は６０ｍｍとした。このときの隣り合う高周波コイルの高周波誘導部間の距離は５０ｍｍであった。高周波コイルの数は３とした。

　軸状体の軸方向における複数の高周波コイルの軸状体に対する相対的な移動速度は１０ｍｍ／ｓｅｃとした。軸状体の軸方向において１０ｃｍの区間ごとに軸状体に対する高周波コイルの回転速度（角速度）を次のように変化させた。
０ｃｍから１０ｃｍまでの区間：０．４５ｒａｄ／ｓｅｃ
１０ｃｍから２０ｃｍまでの区間：０．７５ｒａｄ／ｓｅｃ
２０ｃｍから３０ｃｍまでの区間：１．０５ｒａｄ／ｓｅｃ
３０ｃｍから４０ｃｍまでの区間：１．３５ｒａｄ／ｓｅｃ

　区間Ａでは、高周波コイルの移動速度と角速度が式１を満たさず複数の加熱領域が通る複数の加熱帯が互いに重ならない。区間Ｂでは、高周波コイルの移動速度と角速度が式１を満たし複数の加熱帯が互いに隣接する。また区間Ｃ及びＤでは、高周波コイルの移動速度と角速度が式１を満たし複数の加熱帯が互いに重なる。

　図１７に、解析の結果を示す。この図からわかるように、区間Ａでは加熱むらが生じているが、区間Ｂ、Ｃ及びＤでは加熱むらが抑制されている。

　これらの実験例の結果より、本発明に係る移動焼入れ方法及び移動焼入れ装置によれば、軸状体の軸方向及び周方向における加熱むらを軽減することが可能となることが理解される。

　本発明の移動焼入れ方法及び移動焼入れ装置によれば、軸状体の軸方向及び周方向における加熱むらを軽減することが可能となるため、その工業的価値は極めて高い。

１００　移動焼入れ装置
１１０　加熱部
１１１Ａ、１１１Ｂ、２１１Ａ、２１１Ｂ、２１１Ｃ　高周波コイル
１１２Ａ、１１２Ｂ、２１２Ａ、２１２Ｂ、２１２Ｃ　高周波誘導部
１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、１１３ｄ、２１３ａ、２１３ｂ、２１３ｃ、２１３ｄ、２１３ｅ、２１３ｆ　導電部
１２０　冷却部
１３０　支持部
１４０　加熱部移動装置
１５０　冷却部移動装置
１６０　制御部
１０　軸状体
１１Ａ、１１Ｂ　大径部
１２　小径部
１３Ａ、１３Ｂ　段差部
Ａ、Ｂ　加熱領域
ａ、ｂ　加熱帯

Claims

　複数の高周波コイルを備える移動焼入れ装置を用いて、軸状体を焼入れする移動焼入れ方法であって、
　前記複数の高周波コイルの内側に挿通した前記軸状体を、前記複数の高周波コイルに対して相対的に回転させかつ、前記複数の高周波コイルを前記軸状体に対して軸方向に相対的に移動させて、前記複数の高周波コイルによって前記軸状体の表面に生じる複数の加熱領域を移動させながら移動焼入れを行い、
　前記複数の加熱領域が通る複数の加熱帯が互いに重なるか又は隣接するように、前記複数の高周波コイルの前記軸状体に対する前記軸方向の相対的な移動速度及び前記軸状体の前記複数の高周波コイルに対する相対的な回転速度のうち、少なくともいずれか一方を変化させる
ことを特徴とする移動焼入れ方法。
　前記軸状体の前記複数の高周波コイルに対する相対的な角速度をω、前記移動速度をｖｌ、前記軸方向における前記加熱領域の長さをＴ、前記軸状体の周方向において隣り合う前記加熱領域間の距離をｗｏ、前記加熱領域が位置する前記軸状体の半径をＲとしたとき、下記の式１を満たす
ことを特徴とする請求項１に記載の移動焼入れ方法。
　　（ｖｌ／ωＲ）×ｗｏ≦　Ｔ　・・・式１
　前記加熱領域の温度が８５０℃以上である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動焼入れ方法。
　軸状体を焼入れするための移動焼入れ装置であって、
　前記移動焼入れ装置は、
　　軸方向において、複数の高周波コイルと冷却部とを備え、
　　前記複数の高周波コイルと前記冷却部の移動を制御可能な制御部を備え、
　前記制御部は、
　前記複数の高周波コイルの内側に挿通した前記軸状体を、前記複数の高周波コイルに対して相対的に回転させかつ、前記高周波コイルを前記軸状体に対して前記軸方向に相対的に移動させて、前記複数の高周波コイルによって前記軸状体の表面に生じる複数の加熱領域を移動させながら移動焼入れを行い、
　前記複数の加熱領域が通る複数の加熱帯が互いに重なるか又は隣接するように、前記複数の高周波コイルの前記軸状体に対する前記軸方向の相対的な移動速度及び前記軸状体の前記複数の高周波コイルに対する相対的な回転速度のうち、少なくともいずれか一方を変化させるように制御可能である
ことを特徴とする移動焼入れ装置。
　前記軸状体の前記複数の高周波コイルに対する相対的な角速度をω、前記移動速度をｖｌ、前記軸方向における前記高周波コイルの長さをＴ’、前記軸状体の周方向において隣り合う前記高周波コイルの高周波誘導部間の距離をｗｏ’、前記複数の高周波コイルに内接する円の半径をＲ’としたとき、
　前記制御部が、下記の式２を満たすように前記移動速度及び／又は前記回転速度を制御可能である
ことを特徴とする請求項４に記載の移動焼入れ装置。
　　（ｖｌ／ωＲ’）×ｗｏ’≦　Ｔ’　・・・式２
　前記加熱領域の温度が８５０℃以上である
ことを特徴とする請求項４又は５に記載の移動焼入れ装置。