專利名稱：感應(yīng)加熱淬火裝置、感應(yīng)加熱淬火方法、感應(yīng)加熱線圈、熱處理裝置及熱處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種感應(yīng)加熱淬火裝 置、感應(yīng)加熱淬火方法、感應(yīng)加熱線圈、熱處理裝置及熱處理方法，特別地，涉及一種在提高熱處理效率的同時進行均勻處理的技術(shù)。
背景技術(shù)：
已知一種在對金屬部件進行高頻淬火等熱處理的感應(yīng)加熱淬火方法中，使用與被處理部整個區(qū)域正對的感應(yīng)加熱線圈集中進行處理的單次加熱方式的熱處理裝置(例如日本特開2005-120415號公報、日本特開2002-174251、日本特開2004-44802)。在上述單次加熱方式的熱處理裝置中，感應(yīng)加熱線圈構(gòu)成與被處理部整個區(qū)域?qū)?yīng)的形狀。例如在被處理部為圓周形狀的情況下，使圓環(huán)狀的感應(yīng)加熱線圈與被處理部正對，在被處理部為平面狀的情況下，使平板狀的感應(yīng)加熱線圈與被處理部正對。在上述單次加熱方式的加熱裝置中，由于使用與處理對象物及被處理部的形狀及大小對應(yīng)的感應(yīng)加熱線圈，所以在處理對象物及被處理部較大的情況下，需要大型的感應(yīng)加熱線圈，另外，需要高輸出的電力。另一方面，已知一種移動式的熱處理裝置，其一邊使僅與被處理部的一部分正對的感應(yīng)加熱線圈相對于被處理部進行相對移動，一邊依次進行加熱處理及冷卻處理(例如，日本特開2005-89803號公報，日本特開昭60-116724號公報)。在上述移動式的熱處理裝置中，感應(yīng)加熱線圈構(gòu)成與被處理部的一部分對應(yīng)的形狀。

發(fā)明內(nèi)容
在上述感應(yīng)加熱的技術(shù)中，存在下述問題。即，在上述單次加熱方式的感應(yīng)加熱淬火裝置中，需要使用與被處理部的大小及形狀對應(yīng)的感應(yīng)加熱線圈，因此，在例如被處理部的形狀復(fù)雜的情況下，感應(yīng)加熱線圈的形狀及條件設(shè)定變得復(fù)雜，難以實現(xiàn)或不可能實現(xiàn)。另外，在被處理部較大的情況下，存在下述問題，即，需要大型的感應(yīng)加熱線圈，需要高輸出的電力。此外，在處理對象物中由于感應(yīng)加熱時的熱膨脹等而產(chǎn)生變形的情況下，難以適當維持感應(yīng)加熱線圈和處理對象物之間的尺寸。因此，由于需要預(yù)先將感應(yīng)加熱線圈設(shè)定得較大，所以產(chǎn)生加熱效率變差的問題。另一方面，在上述移動式的熱處理方法中，在感應(yīng)加熱線圈構(gòu)成為與被處理部的一部分對應(yīng)的形狀的情況下，單位時間的處理面積較小，處理時間變長，處理效率變差。另夕卜，在一邊連續(xù)進行加熱處理及冷卻處理一邊移動的情況下，在將例如環(huán)狀的被處理部作為對象時，存在下述問題，即，在處理的開始部和末端部的分界處產(chǎn)生無法得到所需硬度的軟區(qū)(soft zone)。因此，本發(fā)明的目的在于，提供一種不需要高電力就可以容易地實現(xiàn)所期望的加熱區(qū)域的熱處理的技術(shù)、可以進行均勻處理的技術(shù)、即使是大型的處理對象物也可以提高感應(yīng)加熱時的熱處理效率的技術(shù)。本發(fā)明的一個方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置，通過處理對象物和加熱線圈中的至少一個的轉(zhuǎn)動，使所述處理對象物和所述加熱線圈沿著所述處理對象物的被處理部的周向相對地移動，并且具有多個加熱線圈，該加熱線圈具有對與所述被處理部的所述周向相交叉的軸向的不同部分進行感應(yīng)加熱的加熱導(dǎo)體部，所述多個加熱線圈中的至少I個具有形成為下述鋸齒形狀的加熱導(dǎo)體部，即，將向所述軸向的一側(cè)開口的曲部和向所述軸向的另一側(cè)開口的曲部以彼此相對的朝向沿所述周向連續(xù)配置。本發(fā)明的一個方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火方法，具有移動加熱工序，在該工序中，將多個加熱線圈分別與被處理部的至少一部分相對，一邊針對所述被處理部實施由所述多個加熱線圈進行的熱處理，一邊使所述被處理部和所述加熱線圈沿著所述被處理部的周向相對移動，其中，所述多個加熱線圈具有加熱導(dǎo)體部，該加熱導(dǎo)體部對與處理對象物的被處理部的周向相交叉的軸向的不同部分分別進行感應(yīng)加熱，由所述多個加熱線圈的加熱導(dǎo)體部進行加熱的所述被處理部的各個區(qū)域，形成I個連續(xù)的加熱區(qū)域，所述多個加熱線圈中 的至少I個具有形成為下述鋸齒形狀的加熱導(dǎo)體部，即，將向所述軸向的一側(cè)開口的曲部和向所述軸向的另一側(cè)開口的曲部，以彼此相對的朝向，沿所述周向連續(xù)配置。本發(fā)明的一個方式所涉及的感應(yīng)加熱線圈的特征在于，具有加熱導(dǎo)體部，其與被處理部的至少一部分相對，一邊相對于所述被處理部相對地旋轉(zhuǎn)移動，一邊進行所述被處理部的熱處理，所述加熱導(dǎo)體部具有導(dǎo)體部分，其構(gòu)成為，與所述旋轉(zhuǎn)的周向相交叉而延伸，并且距離所述旋轉(zhuǎn)移動的中心較遠的部位中的所述周向的長度與距離所述中心較近的部位中的所述周向的長度相比更長。本發(fā)明的另一個方式所涉及的熱處理方法的特征在于，具有移動加熱工序，在該工序中，將所述感應(yīng)加熱線圈與所述被處理部相對，一邊利用感應(yīng)加熱對所述被處理部進行加熱，一邊使所述被處理部相對于所述感應(yīng)加熱線圈沿著所述周向相對移動。本發(fā)明的一個方式所涉及的感應(yīng)加熱線圈的特征在于，具有加熱導(dǎo)體部，其由導(dǎo)體部件形成，形成為將向第I方向的一側(cè)開口的曲部和向所述第I方向的另一側(cè)開口的曲部以彼此相對的朝向沿與所述第I方向相交叉的第2方向連續(xù)配置的鋸齒形狀。本發(fā)明的一個方式所涉及的熱處理裝置的特征在于，具有所述感應(yīng)加熱線圈；高頻電源，其與所述感應(yīng)加熱線圈連接；以及移動單元，其使所述被處理部相對于所述感應(yīng)加熱線圈沿所述第2方向相對移動。本發(fā)明的一個方式所涉及的熱處理方法的特征在于，具有下述工序，即移動加熱工序，在該工序中，將所述感應(yīng)加熱線圈與形成沿所述第2方向連續(xù)的無接頭的環(huán)狀的所述被處理部中的一部分相對，一邊利用感應(yīng)加熱對所述被處理部進行加熱，一邊使所述被處理部相對于所述感應(yīng)加熱線圈沿著所述第2方向相對移動；以及冷卻工序，在該工序中，在對所述被處理部的所述第2方向上的整個行程進行加熱處理后，對所述被處理部進行冷卻。


圖I是將本發(fā)明的第I實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置沿圖2中的F2-F2線切斷并沿箭頭方向觀察的剖面圖。圖2是表示本實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置的俯視圖。圖3是表示本實施方式所涉及的第I感應(yīng)加熱淬火裝置的俯視圖。
圖4是表示本實施方式所涉及的第I加熱線圈的正視圖。圖5是表示本實施方式所涉及的第2感應(yīng)加熱淬火裝置的俯視圖。圖6是表示本實施方式所涉及的第2加熱線圈的正視圖。圖7是表示本實施方式所涉及的加熱線圈的剖面構(gòu)造的說明圖。圖8是本實施方式所涉及的第I及第2加熱區(qū)域的說明圖。圖9是本實施方式所涉及的第3加熱區(qū)域的說明圖。圖10是表示本發(fā)明的第2實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置的加熱導(dǎo)體部的結(jié)構(gòu)的說明圖。
圖11是表示該感應(yīng)加熱淬火裝置的加熱導(dǎo)體部分的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖12是表示本發(fā)明的第3實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置的說明圖。圖13是表示本發(fā)明的第4實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置的要部的說明圖。圖14是表示本發(fā)明的第5實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置的說明圖。圖15是組裝在本發(fā)明的第6實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置中的加熱線圈的說明圖。圖16是組裝在本發(fā)明的第7實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置中的加熱線圈的正視圖。圖17是表示本發(fā)明的第8實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置的說明圖。圖18是表示本發(fā)明的第9實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置的說明圖。圖19是表示本發(fā)明的第10實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置的說明圖。圖20是表示本發(fā)明的第11實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置的說明圖。圖21是表示本發(fā)明的第12實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置的說明圖。圖22是表示本發(fā)明的第13實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置的說明圖。圖23是表示本實施方式所涉及的感應(yīng)加熱裝置的俯視圖。圖24是表示本實施方式所涉及的加熱線圈的斜視圖。圖25是本實施方式所涉及的加熱線圈的導(dǎo)體部分的說明圖。圖26是表示本實施方式所涉及的加熱線圈的剖面構(gòu)造的說明圖。圖27是表示本發(fā)明的第14實施方式所涉及的感應(yīng)加熱裝置的加熱線圈的斜視圖。圖28是表示該加熱線圈的俯視圖。圖29是表示該加熱線圈的側(cè)視圖。圖30是表示該加熱線圈的導(dǎo)體部分的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖31是表示本發(fā)明的第15實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置的說明圖。圖32是表示本發(fā)明的第16實施方式所涉及的導(dǎo)體部分的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖33是表示本發(fā)明的第17實施方式所涉及的導(dǎo)體部分的結(jié)構(gòu)的說明圖。圖34是表示本發(fā)明的第18實施方式所涉及的熱處理裝置的說明圖。圖35是表示本實施方式所涉及的熱處理裝置的俯視圖。圖36是表示本實施方式所涉及的熱處理裝置的側(cè)視圖。圖37是表示本實施方式所涉及的熱處理裝置的正視圖。圖38是表示本實施方式所涉及的加熱線圈的剖面構(gòu)造的說明圖。
圖39是本發(fā)明的第19實施方式所涉及的熱處理裝置的說明圖。圖40是本發(fā)明的第20實施方式所涉及的熱處理裝置的說明圖。
圖41是本發(fā)明的第21實施方式所涉及的熱處理裝置的說明圖。圖42是本發(fā)明的第22實施方式所涉及的熱處理裝置的說明圖。圖43是本發(fā)明的第23實施方式所涉及的熱處理裝置的說明圖。
具體實施例方式下面，說明本發(fā)明的各實施方式。此外，圖中箭頭X、Y、Z分別表示彼此正交的3個方向。另外，在各圖中，為了說明而適當?shù)貙⒔Y(jié)構(gòu)擴大、縮小或省略而示出。[第I實施方式]下面，參照圖I至圖9，說明本發(fā)明的第I實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置、以及感應(yīng)加熱淬火方法。圖I是表示本實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置I的結(jié)構(gòu)的剖面圖，圖2是俯視圖。如圖I及圖2所示，感應(yīng)加熱淬火裝置I具有下述部件而構(gòu)成，即移動支撐部(移動單元)，其可移動地支撐作為處理對象物的工件Ql ;各加熱裝置10Α、10Β，其分別在工件Ql的外周配置多個；以及冷卻部13 (冷卻單元)，其在工件Ql的加熱處理工序之后，對工件Ql進行冷卻。設(shè)置在下方的冷卻部13構(gòu)成為筒狀，包圍在加熱處理后移動至下方的工件Ql的外側(cè),對配置在內(nèi)側(cè)空間13a中的工件Ql進行冷卻。在本實施方式中，使用例如具有臺階的圓筒形狀的工件Q1，將該工件的帶臺階的外周面作為被處理部A。作為處理對象物的一個例子的工件Ql是以軸Cl為中心的帶臺階的圓筒狀部件，在軸向中央形成向內(nèi)側(cè)凹下的凹部Qla，在軸向兩端形成有向外側(cè)凸出的凸部Qlb。例如，在這里，使用凸部外側(cè)半徑rl = 1800mm、凹部外側(cè)半徑r2 = 1780mm、內(nèi)徑半徑r3 =1700mm、軸向(第2方向)長度hi = 250mm的工件Q1。此外,夕卜側(cè)壁厚δ I = 100mm,內(nèi)側(cè)壁厚 δ 2 = 80_。一邊使工件Ql以軸Cl為中心進行旋轉(zhuǎn)移動，一邊利用沿工件Ql周圍的規(guī)定路徑配置的多個第I加熱裝置IOA和多個第2加熱裝置10Β，對以無接頭的環(huán)狀即圓形狀相連續(xù)的被處理部Α，在環(huán)的連續(xù)方向即周向整個區(qū)域上進行加熱。在被處理部A中，將軸向中央的凹部Qla的外周面區(qū)域作為第I區(qū)域Al，將軸向兩端的一對凸部Qlb的外周面區(qū)域作為第2區(qū)域Α2。第I區(qū)域Al和第2區(qū)域Α2在處理對象物的軸向上彼此分離，并且在徑向上也彼此分離。第I區(qū)域Al是軸向長度h2 = 150mm的圓形帶狀區(qū)域，一對第2區(qū)域A2分別為軸向長度h3 = 50mm的圓形帶狀區(qū)域。如圖2所示，多個第I加熱裝置IOA在沿周向的路徑中，分別配置在以中心角90度彼此分離的4個部位處。第2加熱裝置IOB在沿周向的路徑中，配置在以中心角90度彼此分離的4個部位處，以在各自的部位處與上下一對的凸部Qlb對應(yīng)的方式，沿軸向各并列配置2個。第I加熱裝置IOA和第2加熱裝置IOB彼此沿周向及軸向分離而交替配置。與第I區(qū)域Al相對地確保規(guī)定的間隙尺寸Gl而配置第I加熱裝置IOA的第I加熱導(dǎo)體部31A。第I加熱裝置IOA重點對工件Ql的外周的被處理部A中的第I區(qū)域Al進行感應(yīng)加熱。與第2區(qū)域A2相對地確保規(guī)定的間隙尺寸G2而配置第2加熱裝置IOB的加熱導(dǎo)體部31B。第2加熱裝置IOB重點對第2區(qū)域A2進行感應(yīng)加熱在本實施方式中，以軸Cl為中心而將沿工件Ql的外周面的周向R設(shè)為第I方向，將工件Ql的軸向即Z方向設(shè)為第2方向。此外，由于工件Ql為臺階形狀，所以第I加熱導(dǎo)體部和第2加熱導(dǎo)體部的周向R的半徑尺寸不同，但通過使工件Ql以軸Cl為中心旋轉(zhuǎn)，從而沿兩者的周向移動。將包含周向Rl及R2的路徑規(guī)定為移動路徑，并且將包含Rl及R2在內(nèi)且以Cl為中心的旋轉(zhuǎn)方向設(shè)為第I方向R。周向Rl的半徑是凹部Qla的外徑尺寸的半徑尺寸r2與間隙尺寸Gl相加后的值，為r2+Gl。周向R2的半徑為凸部Qlb的外徑尺寸的半徑尺寸rl與間隙尺寸G2相加后的值，為rl+G2。如圖I至圖4所示，多個第I加熱裝置IOA及第2加熱裝置IOB分別具有下述部件而構(gòu)成作為電源供給單元的高頻電源21 ;導(dǎo)線22、23，其與高頻電源21連接；隔板28，其具有與導(dǎo)線22、23連接的一對導(dǎo)電板24、25 ;感應(yīng)加熱線圈26，其兩端分別與一對導(dǎo)電板24、25連接；以及芯部27，其配置在感應(yīng)加熱線圈26的加熱導(dǎo)體部31A、31B的背面?zhèn)取＜訜嵫b置IOA的感應(yīng)加熱線圈26具有與工件Ql的第I區(qū)域Al相對的鋸齒形狀的加熱導(dǎo)體部31A、與加熱導(dǎo)體部3IA的一端側(cè)31a相連續(xù)的第I連接導(dǎo)體部32、與加熱導(dǎo)體部31A的另一端側(cè)31b相連續(xù)的第2連接導(dǎo)體部33，它們分別連續(xù)地一體形成。如圖4所示，第I加熱裝置IOA的加熱導(dǎo)體部31A形成鋸齒形狀，S卩，多個-字狀的彎曲部34、35朝向Z方向的中央開口，交替以彼此相對的朝向沿周向R而連續(xù)配置多個。彎曲部34形成朝向下方開口的-字形狀，彎曲部35形成朝向上方開口的-字形狀。相鄰的線圈的間隔R5設(shè)定為，大于或等于線圈寬度即R4的尺寸的I倍且小于或等于2倍。在這里，作為一個例子，將4個加熱導(dǎo)體部31A的第I方向的尺寸LI的合計設(shè)定為第I區(qū)域Al的第I方向的整個周長的尺寸的1/3左右。S卩，對于I個加熱導(dǎo)體部31A，將第I方向相對于第I區(qū)域Al的尺寸比例即覆蓋率設(shè)定為1/12，將中心角α I設(shè)定為30度。如圖5及圖6所示，第2加熱裝置IOB的感應(yīng)加熱線圈26具有與工件Ql的第2區(qū)域Α2相對的發(fā)夾形狀的加熱導(dǎo)體部31Β、與加熱導(dǎo)體部31Β的一端側(cè)31a相連續(xù)的第I連接導(dǎo)體部32、與加熱導(dǎo)體部31B的另一端側(cè)31b相連續(xù)的第2連接導(dǎo)體部33，它們相連續(xù)地一體形成。加熱導(dǎo)體部31B構(gòu)成為，在正面觀察下，從圖6中左側(cè)的一端側(cè)31a開始，以矩形的環(huán)箍形狀彎曲，使另一端側(cè)31b向一端側(cè)31a的圖中下方彎回，圖中左側(cè)的兩端31a、31b與連接導(dǎo)體部32、33相連續(xù)。此外，第2加熱裝置IOB的覆蓋率并不限于與第I加熱裝置IOA相同，可以與工件的形狀對應(yīng)而變化。在各加熱裝置10A、IOB中，第I連接導(dǎo)體部32和第2連接導(dǎo)體部33隔著隔板28配置。隔板28構(gòu)成為，將分別形成矩形平板狀的一對導(dǎo)電板24、25和夾持在上述一對導(dǎo)電板24、25之間的矩形平板狀的絕緣板38重疊配置，并且上述導(dǎo)電板24、25及絕緣板38經(jīng)由絕緣襯套39而利用螺栓41及螺母42固定。各導(dǎo)電板24、25經(jīng)由導(dǎo)線22、23與高頻電源21連接。在第I連接導(dǎo)體部32及第2連接導(dǎo)體部33的端部上，分別設(shè)置有用于連接冷卻液用軟管等部件的聯(lián)接器36、36 (僅圖示出一個)。如圖7中該剖面所示，感應(yīng)加熱線圈26由銅等材質(zhì)形成為例如矩形的中空形狀。該中空部分26a成為冷卻液流動的通路。芯部27由硅鋼板、樹脂羧基鐵芯、鐵氧體(Ferrite)等具有高磁導(dǎo)率的材料構(gòu)成，配置在加熱導(dǎo)體部31A、31B的背面?zhèn)?。芯?7形成與加熱導(dǎo)體部31A、31B的兩側(cè)部及后方壁部一體設(shè)置的剖面-字形狀。
圖I所示的移動支撐部11具有使工件Ql在設(shè)置于規(guī)定位置的狀態(tài)下以軸Cl為中心旋轉(zhuǎn)移動的功能。此時，移動支撐部11進行控制，將加熱導(dǎo)體部31A和第I區(qū)域Al之間的間隙尺寸Gl維持為規(guī)定值，并且將加熱導(dǎo)體部31B和第2區(qū)域A2之間的間隙尺寸G2維持為規(guī)定值。如上所示，第I加熱導(dǎo)體部31A和第2加熱導(dǎo)體部31B具有彼此不同的形狀，并且沿軸向分離，各區(qū)域A1、A2的大小、形狀及位置也相互不同。因此，如圖8所示，以凹部Qla的Z方向中央部為中心而形 成的第I加熱區(qū)域P1、和以上下一對的凸部Qlb的Z方向中央為中心而形成第2加熱區(qū)域P2，將軸向上不同的加熱區(qū)域作為對象。下面，說明本實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火方法。本實施方式的感應(yīng)加熱淬火方法由下述工序構(gòu)成，即移動加熱工序，在該工序中，一邊將被處理部A加熱，一邊使被處理部A和加熱導(dǎo)體部31A、31B相對移動；以及冷卻工序，在該工序中，在移動加熱工序后對被處理部A進行冷卻。在移動加熱工序中，使第I加熱導(dǎo)體部31A與作為被處理部A的一部分的第I區(qū)域Al相對，并且使具有與第I加熱導(dǎo)體部31A的第I加熱區(qū)域Pl不同的第2加熱區(qū)域P2的第2加熱導(dǎo)體部31B，與作為被處理部A的至少一部分的第2區(qū)域A2相對，一邊利用第I加熱導(dǎo)體部3IA及第2加熱導(dǎo)體部3IB對被處理部A進行加熱，一邊使區(qū)域Al、A2相對于第I加熱導(dǎo)體部3IA及第2加熱導(dǎo)體部3IB沿規(guī)定的第I方向R相對移動。具體地說，在使加熱導(dǎo)體部31A、31B分別與第I區(qū)域A1、A2相對的狀態(tài)下，如果使高頻電源21成為接通狀態(tài)，則高頻電流經(jīng)由導(dǎo)線22、第I導(dǎo)電板24、第I連接導(dǎo)體部32、力口熱導(dǎo)體部31、第2連接導(dǎo)體部33、第2導(dǎo)電板25及導(dǎo)線23的順序，返回高頻電源21。此時，在加熱導(dǎo)體部31A、31B中，高頻電流從一端31a側(cè)向另一端31b側(cè)流動，在加熱導(dǎo)體部31A、31B的表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，分別重點對相對配置的區(qū)域A1、A2進行加熱。這樣，在軸向及徑向上分離一定距離的多個部位被同時加熱。即，在彼此分離的各部位處，對各自相對的工件Ql的表面實施加熱處理。在進行該加熱處理的同時，利用移動支撐部11，在將間隙尺寸Gl、G2維持為規(guī)定值的狀態(tài)下，使工件Ql以軸Cl為中心進行旋轉(zhuǎn)，從而使被處理部A相對于加熱導(dǎo)體部31A、31B沿第I方向R以規(guī)定的速度相對移動。例如，在這里，一邊維持電力為100 150kW，維持間隙尺寸G1、G2 = 2. 5_，一邊以200 300mm/sec的速度相對移動。利用該移動加熱工序，在被處理部A的各部位上，按順序?qū)嵤┯伤龅贗加熱導(dǎo)體部進行的第I熱處理、和由所述第2加熱導(dǎo)體部進行的第2加熱。在這里，通過使工件Ql旋轉(zhuǎn)90度，從而在被處理部A的整個外周上分別進行第I及第2加熱。由多個加熱導(dǎo)體部31A、31B加熱的被處理部A的各個加熱區(qū)域P1、P2形成I個連續(xù)的加熱區(qū)域P3。因此，如圖8及圖9所示，將第I及第2加熱區(qū)域P1、P2合成，作為所期望的第3加熱區(qū)域P3進行熱處理。然后，在對被處理部的所述第I方向上的全部行程進行移動加熱工序后，移動支撐部11使工件Ql沿軸向移動至下方的冷卻部13。冷卻部13對配置在由冷卻套管圍繞的冷卻區(qū)域即空間13a中的工件Q1，利用冷卻液進行冷卻(冷卻工序)。根據(jù)本實施方式所涉及的感應(yīng)加熱線圈、感應(yīng)加熱淬火裝置及感應(yīng)加熱淬火方法，可以得到下述效果。
根據(jù)上述實施方式，通過將多個加熱導(dǎo)體部31A、31B組合而進行熱處理，從而可以將位置不同的多個加熱區(qū)域合成而得到I個連續(xù)的加熱區(qū)域，因此，可以以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)所期望的加熱區(qū)域的熱處理。即使在被處理部的形狀復(fù)雜的情況下，也可以以簡單的結(jié)構(gòu)實現(xiàn)均勻的所期望的熱處理。
另外，通過使對軸向上較大的區(qū)域即第I區(qū)域Al進行加熱的第I加熱導(dǎo)體部31A，形成為連續(xù)具有多個曲部的鋸齒形狀，從而可以確保強磁場，并且得到良好的溫度特性。因此，可以以較少的電力進行高速且均勻的熱處理。在使用本實施方式所涉及的鋸齒形狀的加熱導(dǎo)體部31，以電力IOOkW而在第I區(qū)域Al的表面達到溫度為850度的情況下，可以以200 300mm/sec的速度，加熱時間=300s而實現(xiàn)。即，通過使用具有鋸齒形狀的加熱導(dǎo)體部31的感應(yīng)加熱線圈26，從而可以利用例如作為與第I區(qū)域Al對應(yīng)的發(fā)夾狀的感應(yīng)加熱線圈無法實現(xiàn)的移動式的局部加熱而實現(xiàn)大型工件的熱處理。在例如以發(fā)夾狀的感應(yīng)加熱線圈進行的平面(端面)加熱中，線圈效率為30 40%，但在上述鋸齒形狀的感應(yīng)加熱線圈中，線圈效率超過70%。另外，通過使用上述高效率的加熱線圈，在被處理部A為環(huán)狀的情況下，可以實現(xiàn)處理開始端及結(jié)束端中沒有軟區(qū)的均勻的熱處理。因此，例如在將滾動軸承作為工件，將轉(zhuǎn)動體所通過的軌道面作為被處理部A的情況下，可以形成沒有軟區(qū)的均勻的硬化層，因此，可以得到特別良好的特性。由于在一邊僅與被處理部A的一部分相對一邊相對移動的同時，進行加熱處理，所以即使在被處理部A及工件Ql為大型的情況下，也可以將加熱導(dǎo)體部31的尺寸抑制得較小，可以使各加熱裝置10A、10B小型。因此，可以降低所需的電力，并且將制造成本抑制得較低。另外，由于在一邊僅與被處理部A的一部分相對一邊相對移動的同時，進行加熱處理，所以在將具有圓形等彎曲部的部件作為工件的情況下，即使由于熱膨脹等原因使工件變形，也可以容易地維持適當?shù)拈g隙尺寸。例如，在使用與圓形的被處理部對應(yīng)的圓環(huán)狀的感應(yīng)加熱線圈，以單次加熱方式進行熱處理的情況下，由于熱膨脹而會使工件變形，所以需要預(yù)先將感應(yīng)加熱線圈設(shè)定得較大，因此，存在加熱效率較差的問題，但在如本實施方式所示覆蓋率較小的情況下，僅調(diào)整與工件之間的配置就可以維持適當?shù)拈g隙。[第2實施方式]下面，參照圖10及圖11，說明本發(fā)明的第2實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置2。此外，由于除了工件Q2及加熱導(dǎo)體部31的形狀之外，與上述第I實施方式相同，所以省略共通的說明。此外，工件Q2形成為具有圓環(huán)狀的平面部的圓筒狀形狀。圖10是表示本實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置2的配置的俯視圖，圖11是表示該感應(yīng)加熱淬火裝置2的加熱導(dǎo)體部31的形狀的說明圖。在本實施方式中，如圖10所示，工件Q2形成為上下的端面為平面狀的圓筒形狀，將該端面作為被處理部A。另外，第I加熱裝置IOA的加熱導(dǎo)體部31，將多個的彎曲部134、135均以彼此相對的朝向沿周向R連續(xù)地配置多個，并且形成為在相對的彎曲部134、135之間分別配置彎曲的導(dǎo)體部分136的鋸齒形狀。多個彎曲部134形成為朝向與移動方向相交叉的方向的一側(cè)即外側(cè)開口的彎曲形狀，彎曲部135形成為朝向另一側(cè)即徑向內(nèi)側(cè)開口的彎曲形狀。
如圖10及11所示，多個導(dǎo)體部分136構(gòu)成為，與周向R相交叉并延伸，并且距離作為旋轉(zhuǎn)中心的軸Cl較遠的部位中的周向長度與距離軸Cl較近的部位中的周向長度相比更長，周向上的長度與所述周向的速度相對應(yīng)而形成。導(dǎo)體部分136通過在保持與其延伸設(shè)置方向正交的截面積及剖面形狀固定的情況下，彎曲為使距離軸Cl較遠的部位中的延伸設(shè)置角度與距離軸Cl較近的部位中的延伸設(shè)置角度相比，相對于周向R的角度較小，從而使周向的速度與長度對應(yīng)。在本實施方式中，多個導(dǎo)體部分136在徑向上劃分為3個部分，其中心線C2在相鄰的部分的邊界處，分別以α I = α2 = 150度彎曲。該中心線沿著各部分的延伸設(shè)置方向。徑向內(nèi)側(cè)的第I部分136a相對于周向R形成Θ I = 90度的角度，中間的第2部分136b以相對于周向R形成Θ 2 = 60度的角度的方式傾斜，最外側(cè)的第3部分136c以相對于周向R形成Θ 3 = 30度的角度的方式傾斜。S卩，形成Θ1> Θ 2 > Θ3。 例如，在這里，以工件的最內(nèi)側(cè)的點Pl和最外側(cè)的點Ρ3這2個部位為基準而進行尺寸設(shè)定。如果將與第I部分136a相對的被處理部Al上的某一基準點Pl的旋轉(zhuǎn)半徑(距離軸心Cl的距離)設(shè)為r4，將與第3部分136c相對的被處理部Al上的某一基準點P3的旋轉(zhuǎn)半徑(距離軸心Cl的距離)設(shè)為r5，將與Pl相對的第I部分136a的周向尺寸設(shè)為LI，將與P3相對的第3部分136c的周向尺寸設(shè)為L3,則導(dǎo)體部分136設(shè)定為L1:L3 ^r4:r5，與作為旋轉(zhuǎn)中心的軸Cl相距的距離和周向尺寸對應(yīng)。在此情況下，如果將Pl和P3作為基準，則相對于與旋轉(zhuǎn)直徑成正比的周向速度，周向尺寸(距離)成為反比，通過的時間即加熱時間保持固定。另外，中間的第2部分136b的尺寸L2以成為LI和L3之間的尺寸的方式，設(shè)定為LI < L2 < L3。在本實施方式中，也可以得到與上述第I實施方式相同的效果。另外，由于本實施方式的感應(yīng)加熱淬火裝置2設(shè)定為，在以軸Cl為中心而使工件Q2旋轉(zhuǎn)移動的情況下，在工件Q2橫穿通過加熱導(dǎo)體部31的速度較快的外周側(cè)，與速度較慢的內(nèi)側(cè)相比，加熱導(dǎo)體部31的移動方向的尺寸較大，所以可以使通過的時間均勻化，使熱處理時間均勻化。[第3實施方式]下面，參照圖12，說明本發(fā)明的第3實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置2。此外，由于除了工件Q3的形狀和加熱導(dǎo)體部31沿著工件Q3的傾斜面這一點之外，與上述實施方式相同，所以省略共通的說明。感應(yīng)加熱淬火裝置2的俯視圖與圖10相同，加熱導(dǎo)體部31的俯視圖與圖11相同，所以省略。在本實施方式中，如圖12所示，工件Q3形成為上下的外周面傾斜的鼓形狀，將其外周面設(shè)為被處理部A。將工件Q3的傾斜的上外周面設(shè)為第I區(qū)域Al，將傾斜的下外周面設(shè)為第2區(qū)域A2。本實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置3構(gòu)成為具有第I加熱裝置10A,其對上表面的第I區(qū)域Al進行感應(yīng)加熱；以及第2加熱裝置10A，其對下表面的第2區(qū)域A2進行感應(yīng)加熱。本實施方式的加熱導(dǎo)體部31A均構(gòu)成為，相對于軸向及周向傾斜，分別沿著工件Q3的上下外周面。如圖10所示，第I加熱裝置IOA的加熱導(dǎo)體部31A將多個彎曲部134、135均以彼此相對的朝向沿周向R連續(xù)地配置多個，并且形成為在相對的彎曲部134、135之間分別配置彎曲的導(dǎo)體部分136的鋸齒形狀。多個彎曲部134形成為朝向與移動方向相交叉的方向的一側(cè)即外側(cè)開口的彎曲形狀，彎曲部135形成為朝向另一側(cè)即徑向內(nèi)側(cè)開口的彎曲形狀。多個導(dǎo)體部分136構(gòu)成為，與周向R相交叉并延伸，并且距離作為旋轉(zhuǎn)中心的軸Cl較遠的部位中的周向長度與距離軸Cl較近的部位中的周向長度相比更長，周向上的長度與所述周向的速度相對應(yīng)而形成。導(dǎo)體部分136通過在保持與其延伸設(shè)置方向正交的截面積及剖面形狀固定的情況下，彎曲為使距離軸Cl較遠的部位中的延伸設(shè)置角度與距離軸Cl較近的部位中的延伸設(shè)置角度相比，相對于周向R的角度較小，從而使周向的速度與長度對應(yīng)。在本實施方式中，也可以得到與上述第I實施方式相同的效果。[第4實施方式]下面，參照圖13，說明本發(fā)明的第4實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置3。圖13是表示本實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置的配置的說明圖。此外，由于除了工件Q4的形狀之外與上述第2實施方式相同，所以省略共通的說明。工件Q4為中空體狀，具有相對 于軸向及周向傾斜的內(nèi)周面。本實施方式的加熱導(dǎo)體部31A均構(gòu)成為，相對于軸向及周向傾斜，分別沿著工件Q4的上下內(nèi)周面。如圖10所示，第I加熱裝置IOA的加熱導(dǎo)體部31A將多個彎曲部134、135均以彼此相對的朝向沿周向R連續(xù)地配置多個，并且形成為在相對的彎曲部134、135之間分別配置彎曲的導(dǎo)體部分136的鋸齒形狀。多個彎曲部134形成為朝向與移動方向相交叉的方向的一側(cè)即外側(cè)開口的彎曲形狀，彎曲部135形成為朝向另一側(cè)即徑向內(nèi)側(cè)開口的彎曲形狀。多個導(dǎo)體部分136構(gòu)成為，與周向R相交叉并延伸，并且距離作為旋轉(zhuǎn)中心的軸Cl較遠的部位中的周向長度，與距離軸Cl較近的部位中的周向長度相比更長，周向上的長度與所述周向的速度相對應(yīng)而形成。導(dǎo)體部分136通過在保持與其延伸設(shè)置方向正交的截面積及剖面形狀固定的情況下，彎曲為使距離軸Cl較遠的部位中的延伸設(shè)置角度與距離軸Cl較近的部位中的延伸設(shè)置角度相比，相對于周向R的角度較小，從而使周向的速度與長度對應(yīng)。在本實施方式中，也可以得到與上述第I 3實施方式相同的效果。[第5實施方式]下面，參照圖14，說明本發(fā)明的第5實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置4。此外，由于除了工件Q5的形狀及被處理部A傾斜這一點之外，與上述第I實施方式相同，所以省略共通的說明。圖14是表示本實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置4的配置的側(cè)視圖。在本實施方式中，如圖14所示，將帶臺階的剖面梯形形狀的工件Q5的周面設(shè)為被處理部A。將軸向中央部分的外周面設(shè)為第I區(qū)域Al，將軸向兩端中向外側(cè)凸出的臺階部分的外周面設(shè)為第2區(qū)域A2。感應(yīng)加熱淬火裝置4具有第I加熱裝置10A，其對軸向中央部分的第I被處理部Al進行感應(yīng)加熱；以及第2加熱裝置10B，其對軸向兩端的2個部位的第2被處理部A2進行感應(yīng)加熱。區(qū)域Al、A2形成相對于軸傾斜的面，與轉(zhuǎn)動中心之間的距離變化。本實施方式的加熱導(dǎo)體部31A、31B構(gòu)成為，均相對于軸向及周向傾斜，沿著工件Q5的上下外周面。加熱導(dǎo)體部31A的形狀例如使用與第3實施方式相同的加熱導(dǎo)體部31A。即，形成為下述鋸齒形狀，即，沿軸向傾斜，并且具有相對的彎曲部134、135，導(dǎo)體部分136在保持與其延伸設(shè)置方向正交的截面積及剖面的形狀固定的情況下，彎曲為使距離軸Cl較遠的部位中的延伸設(shè)置角度，與距離軸Cl較近的部位中的延伸設(shè)置角度相比，相對于周向R的角度較小。在本實施方式中，也可以得到與上述第I 4實施方式相同的效果。在上述實施方式中，作為彎曲部，例示了以剖面-字狀彎曲為矩形的彎曲部34、35，但并不限定于此。[第6實施方式]在圖15中，作為本發(fā)明的第6實施方式，也可以應(yīng)用具有彎曲為半圓周狀的形狀的彎曲部(曲部)34、35的構(gòu)造的第I加熱導(dǎo)體部31C。在本實施方式中，也可以得到與上述第I 5實施方式相同的效果。[第7實施方式]作為本發(fā)明的第7實施方式，如圖16所示，也可以應(yīng)用具有彎曲為梯形形狀的彎曲部34、35的構(gòu)造的第I加熱導(dǎo)體部31D。在本實施方式中，也可以得到與上述第I 5實施方式相同的效果。此外，也可以不采用上述彎曲形狀，而形成如第I實施方式所示的鋸齒形狀。在上述實施方式中，舉出通過使工件Ql旋轉(zhuǎn)而進行相對移動的例子，但并不限定于此，也可以通過使加熱導(dǎo)體部31A、31B側(cè)移動而進行相對移動。[第8實施方式]在上述第I 5實施方式中，例示了將第I加熱裝置IOA及第2加熱裝置IOB分別配置在4個部位處的情況，但并不限定于此。圖17概略地示出作為本發(fā)明的第8實施方式而將第I加熱裝置IOA及第2加熱裝置IOB分別配置2個的情況下的位置關(guān)系。在本實施方式中，也可以得到與上述第I 5實施方式相同的效果。[第9實施方式]圖18概略地示出作為本發(fā)明的第9實施方式而將第I加熱裝置IOA及第2加熱裝置IOB分別配置3個的情況下的位置關(guān)系。在本實施方式中，也可以得到與上述第I 5實施方式相同的效果。[第10實施方式]圖19概略地示出作為本發(fā)明的第10實施方式而將第I加熱裝置IOA及第2加熱裝置IOB分別配置5個的情況下的位置關(guān)系。在本實施方式中，也可以得到與上述第I 5實施方式相同的效果。
[第11實施方式]圖20概略地示出作為本發(fā)明的第11實施方式而將第I加熱裝置IOA及第2加熱裝置IOB分別配置6個的情況下的位置關(guān)系。在本實施方式中，也可以得到與上述第I 5實施方式相同的效果。[第12實施方式]例示了線圈配置為交替配置或者相對配置，但并不限定于此，可以以I : 3等任意配置。在上述實施方式中，例示了臺階為I個的工件Q1，但并不限定于此，在將具有大于或等于2個臺階的工件作為對象的情況下，也可以應(yīng)用本發(fā)明。在圖21中，作為本發(fā)明的第12實施方式，在將具有2級臺階的工件Q5作為對象的情況下，在工件的外周面即被處理部A中，與臺階的位置對應(yīng)而設(shè)定3個第I至第3區(qū)域A1、A2、A3。此外，在這里，由于工件Q5在上下方向上對稱，上下分別具有臺階，所以第2區(qū)域A2、第3區(qū)域A3在軸向上分別 配置在2個部位處。在這里，使用3個感應(yīng)加熱淬火裝置10AU0BU0C,以分別與區(qū)域Al、A2、A3相對的方式配置加熱導(dǎo)體部31A、31B、31C。在此情況下，也與上述實施方式相同地，通過將由加熱導(dǎo)體部31A加熱的第I加熱區(qū)域P4、由加熱導(dǎo)體部31B加熱的第2加熱區(qū)域P5、由加熱導(dǎo)體部31C加熱的第3加熱區(qū)域P6進行合成，從而可以容易地對I個連續(xù)的所期望的加熱區(qū)域P7進行處理。除此之外，工件并不限定于中空，也可以是實心的。[第13實施方式]下面，參照圖22至圖26，說明本發(fā)明的第13實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置201 (熱處理裝置)。圖22是概略地表示本實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火裝置201的整體結(jié)構(gòu)的說明圖。如圖22所示，感應(yīng)加熱淬火裝置201是進行高頻淬火的裝置，具有下述部件而構(gòu)成移動支撐部(工件移動旋轉(zhuǎn)支撐臺)211，其可移動地支撐作為處理對象物的工件Wl ;感應(yīng)加熱裝置10 (熱處理裝置)，其對工件Wl的被處理部NI進行感應(yīng)加熱；以及冷卻部213 (冷卻單元)，其在被處理部NI的加熱處理工序后，對工件Wl進行冷卻。在感應(yīng)加熱裝置210中，內(nèi)置有與高頻電源221連接的匹配盤。移動支撐部211使工件Wl在設(shè)置于規(guī)定位置的狀態(tài)下，以軸Cl為中心沿旋轉(zhuǎn)方向(周向)進行旋轉(zhuǎn)移動。此時，移動支撐部211控制為，將加熱導(dǎo)體部231和工件Wl之間的間隙尺寸Jl維持為規(guī)定值。此外，移動支撐部211在被處理部NI的整個外周(整個行程)上結(jié)束加熱處理后，使工件Wl移動至冷卻部213。冷卻部213在加熱處理結(jié)束后，對工件Wl進行冷卻。如圖23至圖26所示，感應(yīng)加熱裝置210具有下述部件而構(gòu)成作為電力供給單元的高頻電源221 ;導(dǎo)線222、223，其與高頻電源221連接；隔板228，其具有與導(dǎo)線222、223連接的一對導(dǎo)電板224、225 ;感應(yīng)加熱線圈226，其兩端分別與一對導(dǎo)電板224、225連接；以及芯部227 (僅在圖26中圖示)，其配置在感應(yīng)加熱線圈226的加熱導(dǎo)體部231的背面?zhèn)?。如圖22所示，作為處理對象物的一個例子的工件Wl是厚度大于或等于25mm的厚壁部件，例如，在這里，使用以軸Cl為中心而外側(cè)直徑dl = 500mm、內(nèi)側(cè)直徑d2 = 250mm、軸向長度hi = IOOmm的圓筒狀部件。在本實施方式中，例如，將工件Wl的軸向一個端面即與軸Cl正交的圓環(huán)形狀的平面區(qū)域作為被處理部NI。被處理部NI形成沿工件Wl的周向相連續(xù)的無接頭的環(huán)狀。在這里，示出下述情況，即，通過在與被處理部NI的一部分相對而配置有加熱導(dǎo)體部231的狀態(tài)下，利用移動支撐部211使工件Wl以軸Cl為中心旋轉(zhuǎn)，從而被處理部NI與加熱導(dǎo)體部31相對而沿以軸Cl為中心的周向R(旋轉(zhuǎn)方向)相對移動，在被處理部NI的整個外周上進行熱處理。如圖22及圖23所示，感應(yīng)加熱線圈226具有鋸齒形狀的加熱導(dǎo)體部231，其與工件Wl的被處理部NI的一部分相對；第I連接導(dǎo)體部232，其與加熱導(dǎo)體部231的一端側(cè)231b相連續(xù)；以及第2連接導(dǎo)體部233，其與加熱導(dǎo)體部231的另一端側(cè)231a相連續(xù)，它們相連續(xù)地一體形成。第I連接導(dǎo)體部232與加熱導(dǎo)體部231的一端側(cè)的端部231b連續(xù)地延伸，在其端部上設(shè)置有用于與冷卻液用的軟管等部件連接的聯(lián)接器237。第2連接導(dǎo)體部233與加熱導(dǎo)體部231的另一端側(cè)的端部231a連續(xù)地延伸，在其端部上設(shè)置有用于與冷卻液用的軟管等部件連接的聯(lián)接器237。
第I連接導(dǎo)體部232和第2連接導(dǎo)體部233隔著隔板228配置。隔板228構(gòu)成為，將分別形成矩形平板狀的一對導(dǎo)電板224、225和夾持在上述一對導(dǎo)電板224、225之間的矩形平板狀的絕緣板238重疊配置，并且上述導(dǎo)電板224、225及絕緣板238經(jīng)由絕緣襯套239而利用螺栓241及螺母242固定。各導(dǎo)電板224、225經(jīng)由導(dǎo)線222、223與高頻電源221連接。如圖23至圖25所示，加熱導(dǎo)體部231形成鋸齒形狀，即，將多個彎曲部234、235以彼此相對的朝向沿周向R連續(xù)地配置多個，并且在相對的彎曲部234、235之間分別配置彎曲的導(dǎo)體部分236。多個彎曲部234形成為朝向與移動方向相交叉的方向的一側(cè)即外側(cè)開口的彎曲形狀，彎曲部35形成為朝向另一側(cè)即徑向內(nèi)側(cè)開口的彎曲形狀。由多個彎曲部234、235以及將它們連結(jié)的多個導(dǎo)體部分236相連續(xù)而構(gòu)成的加熱導(dǎo)體部231的周向R的尺寸設(shè)定為，例如與被處理部NI的整個外周相對的加熱導(dǎo)體部231的周向R的尺寸比例即覆蓋率為1/3，中心角β = 120度。多個導(dǎo)體部分236構(gòu)成為，與周向R相交叉并延伸，并且距離作為旋轉(zhuǎn)中心的軸Cl較遠的部位中的周向長度與距離軸Cl較近的部位中的周向長度相比更長，周向上的長度與所述周向上的速度相對應(yīng)而形成。導(dǎo)體部分236通過在保持與其延伸設(shè)置方向正交的截面積及剖面形狀固定的情況下，彎曲為使距離軸Cl較遠的部位中的延伸設(shè)置角度與距離軸Cl較近的部位中的延伸設(shè)置角度相比，相對于周向R的角度較小，從而使周向的速度與長度對應(yīng)。在本實施方式中，如圖25所示，多個導(dǎo)體部分236在徑向上劃分為3個部分，其中心線C2在相鄰的部分的邊界處，分別以α I = α2 = 150度彎曲。該中心線沿著各部分的延伸設(shè)置方向。徑向內(nèi)側(cè)的第I部分236a相對于周向R形成Θ I =90度的角度，中間的第2部分236b以相對于周向R形成Θ2 = 60度的角度的方式傾斜，最外側(cè)的第3部分236c以相對于周向R形成Θ3 = 30度的角度的方式傾斜。S卩，形成Θ1> Θ2> Θ3。例如，在這里，以工件的最內(nèi)側(cè)的點Pl和最外側(cè)的點Ρ3這2個部位為基準而進行尺寸設(shè)定。如果將與第I部分236a相對的被處理部NI上的某一基準點Pl的旋轉(zhuǎn)半徑(距離軸心Cl的距離)設(shè)為rl = 250mm,將與第3部分236c相對的被處理部NI上的某一基準點P3的旋轉(zhuǎn)半徑(距離軸心Cl的距離)設(shè)為r3 = 500mm,將與Pl相對的第I部分236a的周向尺寸設(shè)為Ml = 15mm,將與P3相對的第3部分236c的周向尺寸設(shè)為M3 =30mm。即，導(dǎo)體部分236設(shè)定為Ml :M3 '=-rl:r3，與作為旋轉(zhuǎn)中心的軸Cl相距的距離和周向尺寸對應(yīng)。因此，如果將Pl和P3作為基準，則相對于與旋轉(zhuǎn)半徑成正比的周向速度，周向尺寸(距離)成為反比，通過的時間即加熱時間保持固定。另外，中間的第2部分236b的尺寸M2以成為Ml和M3之間的尺寸的方式，設(shè)定為Ml < M2 < M3。S卩，由于設(shè)定為，在以軸Cl為中心而使工件Wl旋轉(zhuǎn)移動的情況下，在被處理部NI橫穿通過加熱導(dǎo)體部231的速度較快的外周側(cè)，與速度較慢的內(nèi)側(cè)相比，加熱導(dǎo)體部231的移動方向的尺寸較大，所以可以使加熱時間相等。
如圖26中剖面所示，感應(yīng)加熱線圈226由銅等材質(zhì)形成為例如矩形的中空形狀。該中空部分226a成為冷卻液流動的通路。芯部227由硅鋼板、樹脂羧基鐵芯、鐵氧體等具有高磁導(dǎo)率的材料構(gòu)成，配置在加熱導(dǎo)體部231的背面?zhèn)取Ｐ静?7形成為與加熱導(dǎo)體部231的兩側(cè)部及后方壁部一體形成的剖面-字形狀。下面，說明本實施方式所涉及的感應(yīng)加熱淬火方法(熱處理方法)。本實施方式的感應(yīng)加熱淬火方法由下述工序構(gòu)成，即移動加熱工序，在該工序中，使被處理部NI —邊加熱一邊相對移動；以及冷卻工序，在該工序中，在移動加熱工序后對被處理部NI進行冷卻。在移動加熱工序中，如圖22至圖25所示，在使加熱導(dǎo)體部231與被處理部NI中的一部分相對的狀態(tài)下，如果使高頻電源221成為接通狀態(tài)，則高頻電流經(jīng)由導(dǎo)線222、第I導(dǎo)電板224、第I連接導(dǎo)體部232、加熱導(dǎo)體部231、第2連接導(dǎo)體部233、第2導(dǎo)電板225及導(dǎo)線223的順序，返回高頻電源221。在加熱導(dǎo)體部231中，高頻電流如圖中箭頭所示，從一端231b側(cè)向另一端231a 偵牝經(jīng)由彎曲部234、導(dǎo)體部分236及彎曲部235而流動，在加熱導(dǎo)體部231的表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，對相對配置的被處理部NI進行感應(yīng)加熱。通過在利用移動支撐部211將工件Wl的被處理部NI的表面和加熱導(dǎo)體部231的表面之間的間隙尺寸Jl維持為規(guī)定值的狀態(tài)下，使工件Wl進行旋轉(zhuǎn)，從而使被處理部NI相對于加熱導(dǎo)體部231沿周向以規(guī)定的速度相對移動。例如，在這里，一邊維持電力為100 150kW，維持間隙尺寸Jl = 2. 5mm，一邊以200 300mm/sec的速度相對移動。通過使工件Wl旋轉(zhuǎn)，從而使得與加熱導(dǎo)體部231相對配置的工件Wl的端面的圓環(huán)狀區(qū)域即被處理部NI的整個區(qū)域被均勻地加熱。在這里，如果考慮導(dǎo)體部分236的基準點P1、P2、P3處的熱處理的程度，則即使基準點P1、P2、P3的周向速度不同，也可以使通過相對的被處理部NI的時間保持固定。因此，施加在被處理部NI上的加熱的程度變得均勻。然后，在對被處理部的周向R上的全部行程進行移動加熱工序后，移動支撐部211使工件212沿軸向移動至下方的冷卻部213。冷卻部213對配置在由冷卻套管圍繞的冷卻區(qū)域即空間213a中的工件212，利用冷卻液進行冷卻(冷卻工序)。此外，通過經(jīng)過感應(yīng)加熱線圈226內(nèi)側(cè)的中空部分226a，經(jīng)由第I連接導(dǎo)體部232、加熱導(dǎo)體部231、第2連接導(dǎo)體部233的中空部分226a而流動冷卻液，從而將感應(yīng)加熱線圈226及導(dǎo)電板224、225冷卻。根據(jù)本實施方式所涉及的感應(yīng)加熱線圈、感應(yīng)加熱淬火裝置及感應(yīng)加熱淬火方法，得到下述效果。即，由于通過使加熱導(dǎo)體部231的導(dǎo)體部分236的周向尺寸，以與軸Cl的距離對應(yīng)的方式變化，從而將通過的時間保持固定，因此使加熱時間均勻化。因此，即使在由于旋轉(zhuǎn)而各個部位的移動速度不同的情況下，也可以實現(xiàn)均勻的處理。另外，通過形成使截面積固定而僅彎曲為與周向速度對應(yīng)的角度的簡單結(jié)構(gòu)，可以容易地實現(xiàn)加熱溫度的均勻化，不會使熱處理條件復(fù)雜化。通過使加熱導(dǎo)體部231形成為連續(xù)具有相對配置的多個曲部的鋸齒形狀，從而可以確保強磁場，并且得到良好的溫度特性。因此，可以以較少的電力進行高速且均勻的熱處理。在使用本實施方式所涉及的鋸齒形狀的加熱導(dǎo)體部231的情況下，可以以電力IOOkW而在被處理部NI的表面達到溫度為850度的情況下，得到200 300mm/sec的速度，以加熱時間=300s而實現(xiàn)。因此，即使在工件的直徑為3. 5m左右較大的情況下，也可以作為覆蓋率為1/3左右而實現(xiàn)超過A3轉(zhuǎn)變點的加熱。 通過使用具有鋸齒形狀的加熱導(dǎo)體部231的感應(yīng)加熱線圈226，從而可以利用例如作為平板狀的感應(yīng)加熱線圈無法實現(xiàn)的移動式的局部加熱而實現(xiàn)大型工件的熱處理。另夕卜，由于如上所述處理速度加快，所以可以以下述步驟進行處理，即，在首先使被處理部NI整體一邊移動一邊進行加熱處理后，再進行冷卻。因此，即使是局部加熱，在被處理部NI為環(huán)狀的情況下，也可以實現(xiàn)處理開始端及結(jié)束端中沒有軟區(qū)的均勻的熱處理。由于在一邊僅與被處理部NI的一部分相對一邊相對移動的同時，進行加熱處理，所以即使在被處理部NI及工件Wl為大型的情況下，也可以將加熱導(dǎo)體部231的尺寸抑制得較小，可以使感應(yīng)加熱裝置210整體小型化。因此，可以降低所需的電力，并且將制造成本抑制得較低。另外，由于在一邊僅與被處理部NI的一部分相對一邊相對移動的同時，進行加熱處理，所以即使由于熱膨脹等原因使工件變形，也可以容易地維持適當?shù)拈g隙尺寸。例如，在使用與圓形的被處理部對應(yīng)的圓環(huán)狀的感應(yīng)加熱線圈以單次加熱方式進行熱處理的情況下，由于熱膨脹而會使工件變形，所以需要預(yù)先將感應(yīng)加熱線圈設(shè)定得較大，因此，存在加熱效率較差的問題，但在如本實施方式所示覆蓋率較小的情況下，僅調(diào)整與工件之間的配置就可以維持適當?shù)拈g隙。[第14實施方式]下面，參照圖27至圖30，說明本發(fā)明的第14實施方式所涉及的感應(yīng)加熱裝置210。此外，由于除了被處理部N2及加熱導(dǎo)體部331相對于軸Cl傾斜這一點之外，與上述第13實施方式相同，所以省略共通的說明。圖27是表示本實施方式所涉及的感應(yīng)加熱裝置210的加熱導(dǎo)體部331及工件W2的結(jié)構(gòu)的斜視圖，圖28是俯視圖，圖29是側(cè)視圖，圖30是表不局部的說明圖。在本實施方式中，工件W2形成實心的錐臺狀，其軸向一端側(cè)的面即被處理部N2相對于軸向及徑向傾斜。即，在第I實施方式中，被處理部NI為與軸正交的平面狀的面，但在本第14實施方式中，被處理部N2形成相對于軸傾斜的傾斜面。加熱導(dǎo)體部331的基本結(jié)構(gòu)與第I實施方式的加熱導(dǎo)體部231相同，由多個彎曲部334、335以及將它們連結(jié)的多個導(dǎo)體部分336相連續(xù)而構(gòu)成。多個導(dǎo)體部分336構(gòu)成為，與周向R相交叉并延伸，并且距離作為旋轉(zhuǎn)中心的軸Cl較遠的部位中的周向長度與距離軸Cl較近的部位中的周向長度相比更長，周向上的長度與所述周向上的速度相對應(yīng)而形成。導(dǎo)體部分336通過在保持其截面積固定的情況下，彎曲為使距離軸Cl較遠的部位中的延伸設(shè)置角度，與距離軸Cl較近的部位中的延伸設(shè)置角度相比，相對于周向R的角度較小，從而使周向的速度與長度對應(yīng)。例如，在這里，如圖30所示設(shè)定為，使彎曲角α3= α 4 = 150度、Θ 4 = 90度、Θ 5 = 60度、Θ 6 = 30度，與第I部分336a相對的被處理部N2上的基準點P4的旋轉(zhuǎn)半徑
rl、與第3部分336c相對的基準點P6的旋轉(zhuǎn)半徑r3、第I部分336a的周向尺寸M4及第3部分336c的周向尺寸M6的關(guān)系成為rl:r3HM4:M6。即，以使與軸Cl相距的距離和周向尺寸對應(yīng)的方式變化,使移動速度和移動方向的尺寸對應(yīng)。在本實施方式中，也可以得到與上述第13實施方式相同的效果。
例如，在上述實施方式中，作為相對移動的例子，舉出通過使工件Wl旋轉(zhuǎn)而進行相對移動的例子，但并不限定于此，也可以通過使加熱導(dǎo)體部231側(cè)以沿著周向R的規(guī)定軌跡移動，從而進行相對移動。[第15實施方式]在上述實施方式中，例示了針對I個被處理部N1、N2，僅在一個部位配置加熱導(dǎo)體部231、331的情況，但并不限定于此，也可以沿著周向R而以相等間隔配置多個感應(yīng)加熱裝置 210。
圖31示出本發(fā)明的第15實施方式。即，在設(shè)置2個感應(yīng)加熱裝置210的情況下，如感應(yīng)加熱淬火裝置202所示，以彼此相對的方式，在中心角180度的位置上配置2個感應(yīng)加熱裝置210。另外，在3個的情況下，設(shè)置在中心角120度的位置上。如果如上所述使用多個感應(yīng)加熱裝置210，則可以減小I個加熱導(dǎo)體部的覆蓋率，并且可以縮短處理時間而提前完成加熱處理，因此，特別適于工件尺寸較大的情況。在上述實施方式中，例示了被處理部NI、N2為平面狀或傾斜的圓環(huán)狀面，但并不限定于此，也可以應(yīng)用于圓形形狀、或其它具有凹部或臺階的形狀。另外，在上述第2實施方式中，例示了實心的錐臺形狀，但也可以是中空的。在上述實施方式中，例示了曲部的端部彎曲為矩形的彎曲部，但并不限定于此，例如也可以形成具有彎曲為半圓周狀的形狀的彎曲部的構(gòu)造。此外，例示了僅應(yīng)用于軸向的一端面的情況，但在軸向兩端面形成圓形的平面或傾斜面的情況下，也可以應(yīng)用于這兩個端面上。[第16實施方式]在上述實施方式中，設(shè)定為沿徑向劃分為3個部位，但并不限定于此。也可以劃分為2個或大于等于4個。圖32示出本發(fā)明的第16實施方式。例如圖32示出的導(dǎo)體部分346所示，也可以設(shè)定大于或等于4個部位346a、346b、346c、346d，精細地劃分而使周向速度和周向尺寸對應(yīng)。[第17實施方式]圖33表示本發(fā)明的第17實施方式。如圖33示出的導(dǎo)體部分356所示，也可以以隨著成為徑向外側(cè)而角度逐漸增大的方式順滑地彎曲，使周向速度和周向尺寸對應(yīng)。導(dǎo)體部分346及導(dǎo)體部分356均在保持與圖中虛線所示的延伸設(shè)置方向C3、C4正交的尺寸(虛線箭頭)固定而使得截面積相同的情況下，使移動方向R的尺寸(實線箭頭)以與移動方向R的速度對應(yīng)的方式變化。另外，徑向上的劃分也可以是等分。此外，作為與旋轉(zhuǎn)中心相距的距離和周向尺寸對應(yīng)的例子，例示了相距旋轉(zhuǎn)中心的距離和周向尺寸成正比的情況，但并不限定于此，即使在并不嚴格地成正比的情況下，也可以應(yīng)用本發(fā)明。[第18實施方式]圖34是概略地表示本實施方式所涉及的熱處理裝置的整體結(jié)構(gòu)的說明圖。圖35至圖37分別是熱處理裝置的俯視圖、側(cè)視圖、正視圖。如圖34所示，熱處理裝置410具有下述部件而構(gòu)成移動支撐部411，其可移動地支撐作為處理對象物的工件El ;感應(yīng)加熱部412，其一邊相對于工件El的被處理部Ul相對移動一邊對被處理部Ul進行感應(yīng)加熱；以及冷卻部413 (冷卻單元)，其在被處理部Ul的加熱處理工序后，對工件El進行冷卻。如圖35至圖38所示，感應(yīng)加熱部412具有下述部件而構(gòu)成作為電源供給單元的高頻電源421 ;導(dǎo)線422、423，其與高頻電源421連接；隔板428，其具有與導(dǎo)線422、423連接的一對導(dǎo)電板424、425 ;感應(yīng)加熱線圈426，其兩端分別與一對導(dǎo)電板424、425連接；以及芯部427 (僅在圖35及圖38中圖示)，其配置在感應(yīng)加熱線圈426的加熱導(dǎo)體部431的背面?zhèn)取?
作為圖34所示的處理對象物的一個例子的工件El是厚度大于或等于25mm的壁厚部件(厚壁部)，例如，在這里，使用以軸Cl為中心而外側(cè)半徑rl = 250_、內(nèi)側(cè)半徑r2=200mm、壁厚尺寸tl = 50mm、軸向(第I方向)長度SI = IOOmm的圓筒狀部件。與工件El的被處理部Ul中的一部分相對，并確保規(guī)定的間隙尺寸Kl而配置加熱導(dǎo)體部431。在本實施方式中，示出例如將工件El的外周面的軸向中央部分的圓形帶狀區(qū)域作為被處理部U1，對作為壁厚部的該被處理部Ul的整個外周進行熱處理的情況。在本實施方式中，工件El的軸向即Z方向成為第I方向，以軸心Cl為中心而沿著工件El的外周面的周向R成為第2方向。在這里，周向R的半徑尺寸為工件外周面的半徑尺寸rl與間隙尺寸Kl相加后的值，成為rl+Kl。被處理部Ul形成為在工件El的外周面上沿周向相連續(xù)的無接頭的環(huán)狀。通過利用移動支撐部411而使工件El以軸心Cl為中心旋轉(zhuǎn)，從而使被處理部Ul和加熱導(dǎo)體部431沿著周向R相對移動。如圖35至圖37所示，感應(yīng)加熱線圈426具有鋸齒形狀的加熱導(dǎo)體部431，其與工件El的被處理部Ul相對；第I連接導(dǎo)體部432，其與加熱導(dǎo)體部431的一端側(cè)431a相連續(xù)；以及第2連接導(dǎo)體部433，其與加熱導(dǎo)體部431的另一端側(cè)431b相連續(xù)，它們相連續(xù)地一體形成。如圖37所示，加熱導(dǎo)體部431由導(dǎo)體部件431w形成，多個-字狀的彎曲部434、435朝向Z方向中的中央C2開口，形成鋸齒形狀，即，以彼此相對的朝向沿著周向R相連續(xù)地配置多個。彎曲部434形成為朝向下方開口的口字形狀，彎曲部435形成為朝向上方開口的2字形狀。加熱導(dǎo)體部431的第2方向的整個尺寸R2，為與加熱導(dǎo)體部431相對的被處理部Ul的第2方向的整個周長尺寸的大于或等于1/10而小于或等于1/2。與被處理部Ul相對的加熱導(dǎo)體部431的第2方向的尺寸比例即覆蓋率，在這里設(shè)定為1/10左右。此外，將相鄰的導(dǎo)體部件431w的間隔即R5設(shè)定為大于或等于導(dǎo)體部件431w的寬度即R4的尺寸的I倍且小于或等于2倍。這是由于，如果相鄰的導(dǎo)體部件431w的間隔小于或等于導(dǎo)體部件431w的寬度尺寸的I倍，則相鄰的電流成為互逆方向，磁束彼此抵消，如果大于2倍，則過于遠離而使加熱效率變差。在本實施方式中，將圖37中的R4和R5的尺寸設(shè)定為 R4 = 15mm、R5 = 20mm。第I連接導(dǎo)體部432構(gòu)成為具有導(dǎo)體部432a，其從加熱導(dǎo)體部431的一端側(cè)431a的端部沿Y方向延伸；導(dǎo)體部432b，其從導(dǎo)體部432a的端部彎曲而沿X方向，朝向?qū)щ姲?24的寬度方向中央側(cè)延伸；導(dǎo)體部432c，其在導(dǎo)電板424的中央彎曲而朝向Y方向延伸；以及導(dǎo)體部432d，其進一步彎曲而朝向Z方向延伸，它們相連續(xù)地一體形成。第I連接導(dǎo)體部432的端部設(shè)置有聯(lián)接器436，其用于連接冷卻液用的軟管等部件。第2連接導(dǎo)體部433構(gòu)成為具有導(dǎo)體部433a，其從加熱導(dǎo)體部431的另一端側(cè)431b的端部沿Y方向延伸；導(dǎo)體部433b，其從導(dǎo)體部433a的端部彎曲而沿X方向朝向?qū)щ姲?25的寬度方向中央側(cè)延伸；導(dǎo)體部433c，其在導(dǎo)電板425的中央彎曲而朝向Y方向延伸；以及導(dǎo)體部433d，其進一步彎曲而朝向Z方向延伸，它們相連續(xù)地一體形成。第2連接導(dǎo)體部433的端部設(shè)置有聯(lián)接器437，其用于連接冷卻液用的軟管等部件。第I連接導(dǎo)體部432和第2連接導(dǎo)體部433隔著隔板428而在厚度(Z軸)方向分離地配置。隔板428構(gòu)成為，將分別形成矩形平板狀的一對導(dǎo)電板424、425和夾持在上述一對導(dǎo)電板424、425之間的矩形平板狀的絕緣板438在Z方向上重疊配置，并且上述導(dǎo)電板424、425及絕緣板438經(jīng)由絕緣襯套439而利用螺栓441及螺母442固定。各導(dǎo)電板424,425經(jīng)由導(dǎo)線422、423與高頻電源421連接。 如圖38中剖面所示，感應(yīng)加熱線圈426由銅等材質(zhì)形成為例如矩形的中空形狀。該中空部分426a成為冷卻液流動的通路。將感應(yīng)加熱線圈426的寬度尺寸設(shè)為Wl = 15mm,將Y方向的厚度尺寸設(shè)為Tl = 10mm。芯部427由娃鋼板、樹脂竣基鐵芯、鐵氧體等具有聞磁導(dǎo)率的材料構(gòu)成，配置在加熱導(dǎo)體部431的背面?zhèn)取Ｐ静?27具有T2 = 5mm左右的厚度，形成為與加熱導(dǎo)體部431的兩側(cè)部及后方壁部一體形成的剖面-字形狀。圖34所示的移動支撐部411，在將工件El設(shè)置于規(guī)定位置的狀態(tài)下以軸心Cl為中心旋轉(zhuǎn)移動。此時，移動支撐部411進行控制，將加熱導(dǎo)體部431和工件El之間的間隙尺寸Kl維持為規(guī)定值。此外，移動支撐部411在被處理部Ul的整個外周(整個行程)上結(jié)束加熱處理后，使工件El沿軸向移動至下方的冷卻部413。設(shè)置在加熱線圈426下方的冷卻部413，以圍繞加熱處理后移動至下方的工件El的外側(cè)的方式構(gòu)成為筒狀，對配置在內(nèi)側(cè)空間413a中的工件El進行冷卻。下面，說明本實施方式所涉及的熱處理方法。本實施方式的熱處理方法由下述工序構(gòu)成移動加熱工序，在該工序中，使被處理部Ui —邊加熱一邊相對移動；以及冷卻工序，在該工序中，在移動加熱工序后對被處理部Ul進行冷卻。在移動加熱工序中，如圖34至圖37所示，在使加熱導(dǎo)體部431與被處理部Ul中的一部分相對的狀態(tài)下，如果使高頻電源421成為接通狀態(tài)，則高頻電流經(jīng)由導(dǎo)線422、第I導(dǎo)電板424、第I連接導(dǎo)體部432、加熱導(dǎo)體部431、第2連接導(dǎo)體部433、第2導(dǎo)電板425及導(dǎo)線423的順序，返回高頻電源421。此時，在加熱導(dǎo)體部431中，高頻電流如圖35至圖37中箭頭所示，從一端431a側(cè)向另一端431b側(cè)流動，在加熱導(dǎo)體部431的表面產(chǎn)生感應(yīng)電流，對相對配置的被處理部Ul進行加熱。此時，通過在利用移動支撐部411將工件El的被處理部Ul的表面和加熱導(dǎo)體部431的表面之間的間隙尺寸Kl維持為規(guī)定值的狀態(tài)下，使工件El進行旋轉(zhuǎn)，從而使加熱導(dǎo)體部431相對于被處理部Ul沿第2方向以規(guī)定的速度相對移動。例如，在這里，一邊維持電力為100 150kW，維持間隙尺寸Kl = 2. 5mm，一邊以200 300mm/sec的速度相對移動。如上所示，與加熱導(dǎo)體部31相對配置的工件El的外周面的帶狀區(qū)域即被處理部Ul的整個區(qū)域被均勻地加熱。在對被處理部的整個外周完成加熱處理后，移動支撐部411使工件El沿Z方向移動至下方的冷卻部413處。冷卻部213對配置在由冷卻套管圍繞的冷卻區(qū)域即空間413a中的工件EI，利用冷卻液進行冷卻。此外，通過經(jīng)過感應(yīng)加熱線圈426的內(nèi)側(cè)的中空部分426a，經(jīng)由第I連接導(dǎo)體部432、加熱導(dǎo)體部431、第2連接導(dǎo)體部433的中空部分426a而流動冷卻液，從而對感應(yīng)加熱線圈426及導(dǎo)電板424、425進行冷卻。根據(jù)本實施方式所涉及的感應(yīng)加熱線圈、熱處理裝置及熱處理方法，得到下述效果。即，由于通過將加熱導(dǎo)體部431形成為連續(xù)具有多個曲部的鋸齒形狀，從而可以確保強磁場，并且得到良好的溫度特性。因此，可以以較少的電力進行高速且均勻的熱處理。例如在使用發(fā)夾狀的線圈的情況下，線圈效率為30%左右，與此相對，在形成為本實施方式的鋸齒形狀的情況下，可以確保70%左右的線圈效率。此外，通過將相鄰的導(dǎo)體部件431w的間隔設(shè)定為大于或等于加熱導(dǎo)體部431的導(dǎo)體部件431w的寬度尺寸的I倍而小于或等于2倍，從 而可以防止磁束抵消，降低線圈的自身損耗。在使用本實施方式所涉及的鋸齒形狀的加熱導(dǎo)體部431，以電力IOOkW而在被處理部Ul的表面達到溫度為850度的情況下，可以通過200 300mm/sec的速度，加熱時間=300s而實現(xiàn)。即，通過使用具有鋸齒形狀的加熱導(dǎo)體部431的感應(yīng)加熱線圈426，從而可以利用例如作為平板狀的感應(yīng)加熱線圈無法實現(xiàn)的移動式的局部加熱而實現(xiàn)大型工件的熱處理。另外，即使是局部加熱，也可以在被處理部Ul為環(huán)狀的情況下，進行處理開始端及結(jié)束端中沒有軟區(qū)的均勻的熱處理。因此，例如在將滾動軸承作為工件，將轉(zhuǎn)動體所通過的軌道面作為被處理部Ul的情況下，可以形成沒有軟區(qū)的均勻的硬化層，因此，可以得到特別良好的特性。由于在一邊僅與被處理部Ul的一部分相對一邊相對移動的同時，進行加熱處理，所以即使在被處理部Ul及工件El為大型的情況下，也可以通過配置多個而將加熱導(dǎo)體部431的尺寸抑制得較小，可以使熱處理裝置410小型化。因此，可以降低所需的電力，并且將制造成本抑制得較低。另外，由于在一邊僅與被處理部Ul的一部分相對一邊相對移動的同時,進行加熱處理，所以在將具有圓形等彎曲部的部件作為工件的情況下，即使由于感應(yīng)加熱時的熱膨脹等原因使工件變形，也可以容易地維持適當?shù)拈g隙尺寸。例如，在使用與圓形的被處理部對應(yīng)的圓環(huán)狀的感應(yīng)加熱線圈以單次加熱方式進行熱處理的情況下，由于熱膨脹而使工件變形，所以需要預(yù)先將感應(yīng)加熱線圈設(shè)定得較大，因此，存在加熱效率較差的問題，但在如本實施方式所示覆蓋率較小的情況下，僅調(diào)整與工件之間的配置就可以維持適當?shù)拈g隙。此外，將工件的厚度大于或等于25mm的部位作為壁厚部件(厚壁部)。例如，在上述實施方式中，舉出通過使工件El旋轉(zhuǎn)而相對移動的例子，但并不限定于此，也可以通過使感應(yīng)加熱部412側(cè)以沿第2方向的規(guī)定軌跡移動而相對移動。將彎曲部434、435分別配置各2個，但并不限定于此，也可以是I個或大于或等于3個，彎曲部434和彎曲部435的數(shù)量也可以不同。
在上述實施方式中，例示了針對I個被處理部Ul，僅在一個部位配置I個感應(yīng)加熱部12的情況，但并不限定于此，也可以沿著第2方向而配置多個感應(yīng)加熱部12。[第19實施方式]例如在設(shè)置2個感應(yīng)加熱部412的情況下，如圖39所示，以彼此相對的方式在中心角相差180度的位置上配置2個感應(yīng)加熱 線圈26，在3個的情況下，將中心角設(shè)為120度。[第20實施方式]在上述實施方式中，加熱導(dǎo)體部431采用在俯視觀察下以中央與兩端相比更加凸出的方式彎曲的結(jié)構(gòu)，但并不限定于此，可以與工件的形狀相對應(yīng)而適當變更。圖40表示本發(fā)明的第20實施方式。在將圓形的工件E2的內(nèi)周面設(shè)為被處理部U2的情況下，加熱導(dǎo)體部431采用以兩端部分與中央側(cè)相比更加凸出的方式向與上述相反的方向彎曲的結(jié)構(gòu)。[第21實施方式]圖41表示本發(fā)明的第21實施方式。在將工件E3的平面設(shè)為被處理部U3的情況下，加熱導(dǎo)體部431在俯視觀察下成為直線狀而構(gòu)成。此外，在此情況下，直線狀的X方向為第I方向。在上述情況下，也可以得到與上述實施方式相同的效果。[第22實施方式]圖42表示本發(fā)明的第22實施方式。在上述實施方式中，作為曲部例示了以-字狀彎曲為矩形的彎曲部434、435，但并不限定于此。例如如圖9所示，也可以采用具有彎曲為半圓周狀的形狀的彎曲部534、535的構(gòu)造。在此情況下，以向第I方向的中央C2集中的溫度特性進行加熱。因此，適于例如希望提高中央C2側(cè)的加熱溫度的情況。在上述實施方式中，例示了將厚度均勻的圓弧狀面作為被處理部Ul的情況，但并不限定于此，被處理部的表面也可以是傾斜的，也可以具有凹部等臺階部分。在上述實施方式中，例示了工件的半徑為250mm左右而覆蓋率為1/10左右的情況，但并不限定于此。例如覆蓋率的范圍可以與工件的直徑等條件對應(yīng)而適當變更，例如大于或等于1/10倍而小于或等于1/2倍，優(yōu)選1/10 1/3的覆蓋率。如果小于1/10，則無法充分加熱。如果超過1/2，則難以使線圈追隨加熱時的工件膨脹。另外，設(shè)備成本也變高。作為本發(fā)明的其它實施方式，例如在將被處理部Ul的尺寸設(shè)定為工件的外徑rl=Φ 1000mm、高度SI = IlOmm的情況下，與被處理部Ul相對而在2個部位處設(shè)置加熱導(dǎo)體部431，將2個部位的加熱導(dǎo)體部431的合計周向尺寸設(shè)為600mm，將覆蓋率設(shè)為1/5左右。在此情況下，在熱處理條件為電力140kW、加熱時間=310s時，可以使被處理部Ul的表面達到溫度成為900度從而實現(xiàn)熱處理。此外，作為本發(fā)明的其它實施方式，例如將被處理部Ul的尺寸設(shè)為工件的外徑rl=Φ 3000mm、高度SI = 135mm的情況下，與被處理部Ul相對而在4個部位處設(shè)置加熱導(dǎo)體部431，將4個部位的加熱導(dǎo)體部431的合計周向尺寸設(shè)為2400mm，將覆蓋率設(shè)為1/4左右。在此情況下，在熱處理條件為電力185kW、加熱時間=280s時，可以使被處理部Ul的表面達到溫度成為920度從而實現(xiàn)熱處理。[第23實施方式]圖43是表示作為本發(fā)明的第23實施方式而將4個感應(yīng)加熱線圈426以中心角逐個偏移90度的方式配置的俯視圖。示出將覆蓋率設(shè)為1/3倍，沿第2方向配置4個加熱導(dǎo)體部431的情況。在這里，將以等間隔配置的4個加熱導(dǎo)體部431的合計覆蓋率設(shè)定為1/3。通過如上所述設(shè)定覆蓋率，可以在維持所期望的處理時間及處理效率的同時，使感應(yīng)加熱裝置小型化。另外，通過使用多個感應(yīng)加熱部412，可以縮短處理時間而加快完成加熱處理，因此，適于工件尺寸較大的情況。此外，本發(fā)明并不限定于所述實施方式。例如，處理條件及工件、線圈等各構(gòu)成要素的具體形狀、材質(zhì)、材料、尺寸等并不限定于上述實施方式所例示的內(nèi)容，可以適當變更。另外，也可以從實施方式所示出的所有構(gòu)成要素中刪除一些構(gòu)成要素。此外，也可以將不同實施方式中的構(gòu)成要素進行組合。此外，當然可以在不脫離本發(fā)明的主旨的范圍內(nèi)實施各種變形。工業(yè)實用性根據(jù)本發(fā)明，可以提供下述技術(shù)，即，不需要較高電力而容易地實現(xiàn)所期望的加熱區(qū)域的熱處理的技術(shù)，可以進行均勻處理的技術(shù)，針對大型的處理對象物也可以提高感應(yīng) 加熱時的熱處理效率的技術(shù)。
權(quán)利要求
1.一種感應(yīng)加熱淬火裝置，其特征在于， 通過處理對象物和加熱線圈中的至少一個的轉(zhuǎn)動，使所述處理對象物和所述加熱線圈沿著所述處理對象物的被處理部的周向相對地移動，并且 具有多個加熱線圈，該加熱線圈具有對與所述被處理部的所述周向相交叉的軸向的不同部分進行感應(yīng)加熱的加熱導(dǎo)體部， 所述多個加熱線圈中的至少I個具有形成為下述鋸齒形狀的加熱導(dǎo)體部，即，將向所述軸向的一側(cè)開口的曲部和向所述軸向的另一側(cè)開口的曲部以彼此相對的朝向沿所述周向連續(xù)配置。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的感應(yīng)加熱淬火裝置，其特征在于， 所述加熱線圈，其相鄰的彎曲部的間隔，大于或等于所述加熱導(dǎo)體部的寬度尺寸的I倍且小于或等于2倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的感應(yīng)加熱淬火裝置，其特征在于， 所述多個加熱線圈中的至少I個，具有如下所述構(gòu)成的加熱導(dǎo)體部分，即，與所述旋轉(zhuǎn)的周向相交叉而延伸，并且距離所述旋轉(zhuǎn)移動的中心較遠的部位中的所述周向的長度，與距離所述中心較近的部位中的所述周向的長度相比更長。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的感應(yīng)加熱淬火裝置，其特征在于， 所述加熱導(dǎo)體部分彎曲形成為，其截面積固定，距離所述中心較遠的部位中的延伸設(shè)置角度與距離所述中心較近的部位中的延伸設(shè)置角度相比，相對于所述周向的角度更小。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至4中任一項所述的感應(yīng)加熱淬火裝置，其特征在于， 所述加熱線圈的所述周向的尺寸，大于或等于所述被處理部的所述周向尺寸的1/10而小于或等于1/2。
6.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的感應(yīng)加熱淬火裝置，其特征在于， 所述被處理部沿所述周向以無接頭的環(huán)狀相連續(xù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I至6中任一項所述的感應(yīng)加熱淬火裝置，其特征在于， 所述處理對象物的被處理部具有大于或等于I個的臺階。
8.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的感應(yīng)加熱淬火裝置，其特征在于， 所述處理對象物形成鼓形形狀。
9.根據(jù)權(quán)利要求I至5中任一項所述的感應(yīng)加熱淬火裝置，其特征在于， 所述處理對象物為中空體，且形成相對于軸向及周向傾斜的內(nèi)周面。
10.根據(jù)權(quán)利要求I至9中任一項所述的感應(yīng)加熱淬火裝置，其特征在于， 由所述多個加熱線圈的加熱導(dǎo)體部加熱的所述被處理部的各個區(qū)域，形成I個連續(xù)的加熱區(qū)域。
11.根據(jù)權(quán)利要求I至10中任一項所述的感應(yīng)加熱淬火裝置，其特征在于， 具有冷卻部，其在所述被處理部的所述周向上的整個行程中，實施由多個所述加熱線圈進行的加熱處理后，進行所述被處理部的冷卻處理。
12.—種感應(yīng)加熱淬火方法，其特征在于， 具有移動加熱工序，在該工序中，將多個加熱線圈分別與被處理部的至少一部分相對，一邊針對所述被處理部實施由所述多個加熱線圈進行的熱處理，一邊使所述被處理部和所述加熱線圈沿著所述被處理部的周向相對移動，其中，所述多個加熱線圈具有加熱導(dǎo)體部，該加熱導(dǎo)體部對與處理對象物的被處理部的周向相交叉的軸向的不同部分分別進行感應(yīng)加熱， 由所述多個加熱線圈的加熱導(dǎo)體部進行加熱的所述被處理部的各個區(qū)域，形成I個連續(xù)的加熱區(qū)域， 所述多個加熱線圈中的至少I個具有形成為下述鋸齒形狀的加熱導(dǎo)體部，即，將向所述軸向的一側(cè)開口的曲部和向所述軸向的另一側(cè)開口的曲部，以彼此相對的朝向，沿所述周向連續(xù)配置。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的感應(yīng)加熱淬火方法，其特征在于， 具有冷卻工序，在該工序中，在對所述被處理部的所述周向上的整個行程實施移動加熱工序后，對所述被處理部進行冷卻。
14.一種感應(yīng)加熱線圈，其特征在于， 具有加熱導(dǎo)體部，其與被處理部的至少一部分相對，一邊相對于所述被處理部相對地旋轉(zhuǎn)移動，一邊進行所述被處理部的熱處理， 所述加熱導(dǎo)體部具有導(dǎo)體部分，其構(gòu)成為，與所述旋轉(zhuǎn)的周向相交叉而延伸，并且距離所述旋轉(zhuǎn)移動的中心較遠的部位中的所述周向的長度與距離所述中心較近的部位中的所述周向的長度相比更長。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的感應(yīng)加熱線圈，其特征在于， 所述導(dǎo)體部分彎曲形成為，其截面積固定，距離所述中心較遠的部位中的延伸設(shè)置角度與距離所述中心較近的部位中的延伸設(shè)置角度相比，相對于所述周向的角度更小。
16.根據(jù)權(quán)利要求14或15所述的感應(yīng)加熱線圈，其特征在于， 所述加熱導(dǎo)體部形成將向與所述周向相交叉的方向的一側(cè)開口的曲部和向另一側(cè)開口的曲部以彼此相對的朝向沿所述周向連續(xù)配置的鋸齒形狀，在相對的曲部之間配置所述導(dǎo)體部分。
17.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項所述的感應(yīng)加熱線圈，其特征在于， 所述被處理部形成與所述旋轉(zhuǎn)的軸向正交的平面， 所述導(dǎo)體部分沿所述平面與所述被處理部相對地配置。
18.根據(jù)權(quán)利要求14至16中任一項所述的感應(yīng)加熱線圈，其特征在于， 所述被處理部形成相對于所述旋轉(zhuǎn)軸向傾斜的傾斜面， 所述導(dǎo)體部分沿所述傾斜面而與所述傾斜面相對地配置。
19.一種熱處理裝置，其特征在于，具有 權(quán)利要求14至18中任一項所述的感應(yīng)加熱線圈； 高頻電源，其與所述感應(yīng)加熱線圈連接；以及 移動單元，其使所述被處理部及所述感應(yīng)加熱線圈沿所述周向相對地移動。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的熱處理裝置，其特征在于， 所述感應(yīng)加熱線圈沿所述周向配置多個。
21.根據(jù)權(quán)利要求19或20所述的熱處理裝置，其特征在于， 具有冷卻部，其在對所述被處理部的所述周向上的整個行程進行的加熱處理后，對所述被處理部進行冷卻。
22.一種熱處理方法，其特征在于，具有移動加熱工序，在該工序中，將權(quán)利要求14至18中任一項所述的感應(yīng)加熱線圈與所述被處理部相對，一邊利用感應(yīng)加熱對所述被處理部進行加熱，一邊使所述被處理部相對于所述感應(yīng)加熱線圈沿著所述周向相對移動。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的熱處理方法，其特征在于， 具有冷卻工序，在該工序中，在對所述被處理部的所述周向上的整個行程進行加熱處理后，對所述被處理部進行冷卻。
24.一種感應(yīng)加熱線圈，其特征在于， 具有加熱導(dǎo)體部，其由導(dǎo)體部件形成，形成為將向第I方向的一側(cè)開口的曲部和向所述第I方向的另一側(cè)開口的曲部以彼此相對的朝向沿與所述第I方向相交叉的第2方向連續(xù)配置的鋸齒形狀。
25.根據(jù)權(quán)利要求24所述的感應(yīng)加熱線圈，其特征在于， 所述加熱導(dǎo)體部，其形成相鄰曲部的導(dǎo)體部件的間隔為，大于或等于形成所述曲部的導(dǎo)體部件的寬度尺寸的I倍且小于或等于2倍。
26.根據(jù)權(quán)利要求24所述的感應(yīng)加熱線圈，其特征在于， 所述加熱導(dǎo)體部的所述第2方向的尺寸為，大于或等于與所述加熱導(dǎo)體部相對的被處理部的所述第2方向的尺寸的1/10而小于或等于1/2。
27.根據(jù)權(quán)利要求24至26中任一項所述的感應(yīng)加熱線圈，其特征在于， 所述各曲部分別彎曲為〕字形狀而構(gòu)成。
28.根據(jù)權(quán)利要求24至27中任一項所述的感應(yīng)加熱線圈，其特征在于， 所述被處理部為厚壁部。
29.一種熱處理裝置，其特征在于，具有 權(quán)利要求24至28中任一項所述的感應(yīng)加熱線圈； 高頻電源，其與所述感應(yīng)加熱線圈連接；以及 移動單元，其使所述被處理部相對于所述感應(yīng)加熱線圈沿所述第2方向相對移動。
30.根據(jù)權(quán)利要求29所述的熱處理裝置，其特征在于， 所述被處理部形成沿所述第2方向相連續(xù)的無接頭的環(huán)狀， 該熱處理裝置具有冷卻部，其在使所述被處理部相對于所述感應(yīng)加熱線圈沿所述第2方向相對移動的同時，對所述被處理部的所述第2方向上的整個行程進行加熱后，進行所述被處理部的冷卻處理。
31.一種熱處理方法，其特征在于，具有下述工序，即 移動加熱工序，在該工序中，將權(quán)利要求24至28中任一項所述的感應(yīng)加熱線圈與形成沿所述第2方向相連續(xù)的無接頭的環(huán)狀的所述被處理部中的一部分相對，一邊利用感應(yīng)加熱對所述被處理部進行加熱，一邊使所述被處理部相對于所述感應(yīng)加熱線圈沿著所述第2方向相對移動；以及 冷卻工序，在該工序中，在對所述被處理部的所述第2方向上的整個行程進行加熱處理后，對所述被處理部進行冷卻。
全文摘要
通過工件(12)和加熱線圈中的至少一個的轉(zhuǎn)動，使工件(12)和加熱線圈(26)沿著工件(12)的被處理部(A)的周向相對移動，并且，具有加熱線圈(26)，其具有加熱導(dǎo)體部(31A)，該加熱導(dǎo)體部(31A)對與被處理部(A)的周向(R)相交叉的軸向的不同部分進行感應(yīng)加熱，加熱線圈(26)形成將向軸向的一側(cè)開口的彎曲部(34)和向軸向的另一側(cè)開口的彎曲部(35)以彼此相對的朝向沿周向(R)連續(xù)配置的鋸齒形狀，從而以高處理效率容易地實現(xiàn)所期望的加熱區(qū)域的熱處理。
文檔編號H05B6/36GK102626001SQ20108003393
公開日2012年8月1日 申請日期2010年7月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月30日
發(fā)明者三阪佳孝, 淺野裕次, 田中嘉昌 申請人:高周波熱練株式會社