(57)【要約】      （修正有）【課題】金属加工における任意の加工工程中に挿入し、酸化被膜の形成を確実に抑制しながら短時間内で所要熱処理を完了することができる金属素材の部分熱処理方法の提供。【解決手段】金属素材の要熱処理箇所を包袋状に形成した耐熱包装部材２０で包装し、内部に不活性ガスを充填した後、耐熱包装部材２０の外部から金属素材の要熱処理箇所を予め所定温度に加熱した加熱クランプ部材によって所定のクランプ圧力で耐熱包装部材ごとクランプし、金属素材の要熱処理箇所を不活性ガス雰囲気内において、耐熱包装部材を介して加熱クランプ部材からの熱伝導によって酸化被膜を生じさせることなく焼入れや焼鈍しに必要とされる所定温度に加熱昇温する方法。【選択図】図４
2020066798.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属素材から目的とする金属製品を得るように実施される一連の加工工程中から任意に選択する加工工程において、その加工工程における仕上り状態の金属素材の要熱処理箇所を、少なくとも一箇所に開閉部を設けた気密性かつ耐熱性のシート状素材からなる包袋状の耐熱包装部材によってほぼ気密状態に包装するとともに、耐熱包装部材の内部に不活性ガスを充填し、耐熱包装部材の外部から内部の金属素材の要熱処理箇所を、所定温度に温度制御した加熱クランプ部材によって所定のクランプ圧力でクランプすることによって、耐熱包装部材を介して内部の金属素材の要熱処理箇所に加熱クランプ部材の熱を伝導させて要熱処理箇所を所定温度に加熱昇温した後、要熱処理箇所の温度が空気雰囲気中において表面に酸化被膜が形成されるおそれがない酸化防止安全温度にまで低下した時点で耐熱包装部材を取り外すことを特徴とする金属素材の部分熱処理方法。
【請求項２】
加熱クランプ部材によって金属素材の要熱処理箇所を加熱昇温する作業を耐熱包装部材の内部に継続的に不活性ガスを供給しながら実施することを特徴とする請求項１に記載の金属素材の部分熱処理方法。
【請求項３】
金属素材の要熱処理箇所を所定温度に加熱昇温した後、耐熱包装部材の内部に冷却液または冷却した不活性ガスを注入することを特徴とする請求項１または請求機２に記載の金属素材の部分熱処理方法。
【請求項４】
金属素材から目的とする金属製品を得るように実施される一連の加工工程中から任意に選択する加工工程において、その加工工程における仕上り状態の金属素材の要熱処理箇所を、少なくとも一箇所に開閉部を設けた気密性かつ耐熱性のシート状素材からなる包袋状の耐熱包装部材によってほぼ気密状態に包装するとともに、耐熱包装部材の内部に不活性ガスを充填し、耐熱包装部材の外部から内部の要熱処理箇所を、所定温度に温度制御した加熱クランプ部材によって所定のクランプ圧力でクランプすることによって、耐熱包装部材を介して内部の要熱処理箇所に加熱クランプ部材の熱を伝導させて要熱処理箇所を所定温度に加熱昇温した後、加熱昇温した要熱処理箇所を所定温度に温度制御した冷却クランプ部材によって所定のクランプ圧力でクランプすることによって、耐熱包装部材を介して要熱処理箇所の熱を奪い、要熱処理箇所の温度が空気雰囲気中において表面に酸化被膜が形成されるおそれがない酸化防止安全温度にまで低下した時点で耐熱包装部材を取り外すことを特徴とする金属素材の部分熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、材料段階の金属素材または最終金属製品に至るまでの任意の加工中間過程にある金属素材の一部分に対して、金属素材の表面に酸化被膜を生じさせることなく極めて簡単に熱処理を施すことができる金属素材の部分熱処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】  例えば、長尺部材の途中部分に対して、小さな曲率半径で大きな曲げ角度の曲げ加工を無理なく実施しようとする際には、この部分に対して部分的に焼鈍し処理をする要求が生じることがある。また、建設機械等において反復打撃負荷が加わるような部分においては、この部分のみを高硬度に仕上げたいというような、部分的な焼入れ処理の必要が生じることがある。【０００３】  従来、上記のような金属素材の一部分に対する熱処理要求に対しては、金属素材の要熱処理箇所に高周波電流や誘導電流を流し、抵抗熱を発生させることによって金属素材を部分的に昇温したり、バーナや溶接トーチ等によって要熱処理箇所を直接的に加熱昇温させる方法が採られている。これらの従来方法のいずれが採用されるかは、金属素材の電気抵抗率の大小や酸素との反応性の程度等によって選択される。例えば、銅やアルミニウムのような電気抵抗率が小さな金属素材では、抵抗熱の発生量が小さいため電気抵抗熱を利用する方式の昇温方法は効率的であるとは言えない。【０００４】  従来、上記いずれの加熱昇温手段が採用される場合においても、金属素材を焼入れ温度または焼鈍し温度にまで加熱昇温することによる酸化被膜の発生が避けられない。酸化被膜は、これを不問にすることができる用途に供される金属素材については格別の問題はないのであるが、複雑化、高度化する今日の産業需要において、酸化被膜（スケール）を放置できる用途は限定的であると言える。この結果、従来の、金属素材の部分熱処理方法には、必然的に、酸化被膜を除去するためのスクレーパ等によるキサゲ作業類似の作業や研磨作業が付随するという問題があった。また、このような安易な酸化被膜の除去作業は、必然的に寸法精度を悪化させるという問題が伴うものでもあった。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】  酸化被膜を除去しなければならないために必要となる煩雑な除去作業の問題、この結果としての加工効率悪化の問題、除去作業による精度低下等の従来の金属素材の部分熱処理方法に伴う問題は、言うまでもなく、金属素材の表面に酸化被膜が形成されるのを防止することができれば、一挙に解決される問題である。【０００６】  ところで、金属素材の熱処理を不活性ガス雰囲気内で実施することにより金属素材の表面に酸化被膜が生じさせることなく必要な熱処理をすることができること自体は、既によく知られている。しかしながら、金属素材の一部分のみを限定した熱処理を必要とする場合においては、金属素材の大小にかかわらずその一部分のみを不活性ガス雰囲気内に位置決めするという作業には大きな困難が伴う。すなわち、流体である不活性ガスを一定の箇所に保持するには、その周囲全体を気密性周壁等で包囲する必要がある。この結果、金属素材の一部分を不活性ガス雰囲気内に置く場合、金属素材を気密性周壁の内外に跨って位置決めする必要があることから、気密性周壁の気密性を維持することが困難になるのである。それでは、熱処理の対象となる金属素材を全体を不活性ガス雰囲気内に置けばどうかという意見もあろうが、金属素材が大型で熱処理部分が僅かであるような場合には、大きな無駄が生じるとともに、熱処理に作業員を必要とする場合には、作業員が不活性ガス雰囲気内で作業をしなければならないというナンセンスな結果となる。【０００７】  上記問題の解決策を検討する過程においては、早晩、金属素材の要熱処理箇所を気密性の包装部材で包装し、包装の内部に不活性ガスを充満させて熱処理作業を行えばよいのではないか、という他に不都合がないとすれば合理的といえるアイデアが提案されるに至るであろうことが予想される。【０００８】  しかし、この種のアイデアには、バーナや溶接トーチを用いる加熱手段は、事実上不可能になることは言うに及ばず、高周波加熱のような電気的加熱手段を用いる場合においてもいくつかの問題を伴う。例えば、電気的加熱手段を用いる場合には処理対象となる金属素材に電気配線を行うことが必要であり、金属素材の要熱処理箇所を包装部材で包装するに際しては、接続用電極端子および電気ケーブルの一部を含んで包装する必要がある。ところが、一般に、接続用電極端子は、異様に巨大であり、電気ケーブルは、容易に屈曲させることができない程太い。なぜなら、これらの部材は、自己が抵抗発熱によって焼損することがないようにごく低抵抗に設計されるとともに、異様に巨大な接続用電極端子は、加熱された金属素材からの熱伝導を遮断する空冷ヒートシンクの役割をも担っているからである。したがって、これらの電気接続部材を含めての包装作業は、過分に煩雑かつ金属素材の要熱処理箇所の規模に対して広範囲なものにならざるを得ず、また、包装された状態での電気接続部材は、有効な放熱作用が阻害されて絶縁被覆が焼損したり、繰返し使用による交番熱負荷によって導体金属が変性劣化したり、電気抵抗率が上昇してしまう等の問題が生じた。【０００９】  以上のような経験事実の結果を踏まえ、本発明は、金属素材の要熱処理箇所を包装部材で包装し、包装の内部に不活性ガスを充填して熱��理を行う方法論の有利性と合理性の認識を前提とし、金属素材の要熱処理箇所を包装するというこの方法に、さらに、この方法に特化した加熱方法を組み合わせることによって、この方法がもたらす有利性と合理性を幾分とも減殺することなく発揮させることができる、具体的には、最小限の包装作業負担と、最小限の不活性ガス使用量とによって酸化被膜を発生させることなく金属素材の要熱処理箇所に対する熱処理を簡単に実施することができる金属素材の部分熱処理方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】  上記課題を解決するために本発明が採用する手段は、次のようである。【００１１】  （解決手段１）
本発明の金属素材の部分熱処理方法は、金属素材から目的とする金属製品を得るように実施される一連の加工工程中から任意に選択する加工工程において、その加工工程における仕上り状態の金属素材の要熱処理箇所を、少なくとも一箇所に開閉部を設けた気密性かつ耐熱性のシート状素材からなる包袋状の耐熱包装部材によってほぼ気密状態に包装するとともに、耐熱包装部材の内部に不活性ガスを充填し、耐熱包装部材の外部から内部の金属素材の要熱処理箇所を、所定温度に温度制御した加熱クランプ部材によって所定のクランプ圧力でクランプすることによって、耐熱包装部材を介して内部の要熱処理箇所に加熱クランプ部材の熱を伝導させて要熱処理箇所を所定温度に加熱昇温した後、要熱処理箇所の温度が空気雰囲気中において表面に酸化被膜が形成されるおそれがない酸化防止安全温度にまで低下した時点で耐熱包装部材を取り外すことを特徴とする。【００１２】  上記解決手段１に示す発明を時系列的に説明する。先ず、一連の加工工程中から、本発明の金属素材の部分熱処理方法を実施するのに好都合である加工工程、例えば、次工程との関係で作業待ち時間が生じる工程等を任意に選択する。なお、後述する本発明の加熱昇温作業は、作業自体の独立性が高く、しかも、短時間で終了させることができるので、要熱処理箇所が別の加工中であったり、移動中であったりする場合でない限りは、選択の対象とすることができる。【００１３】  次に、選択した加工工程における仕上り状態の金属素材の要熱処理箇所を耐熱包装部材で包装する。【００１４】  耐熱包装部材は、気密性かつ耐熱性のシート状素材を包袋状に形成したものであり、その少なくとも一箇所には、開閉部が設けられている。包装作業は、要熱処理箇所を開閉部を介して耐熱包装部材の内部に収納し、開閉部を気密に閉じる手順によって実施することができる。この際、耐熱包装部材の内部を完全な気密状態にする必要はなく、ほぼ気密状態であれば足りる。【００１５】  次に、耐熱包装部材の内部に不活性ガスを充填する。【００１６】  使用する不活性ガスは、窒素ガスが適切である。本発明においては、少量の不活性ガスが環境中に漏出することが認識されており、環境汚染や環境負荷となる種類の不活性ガスを使用することは禁止される。不活性ガスの充填作業は、耐熱包装部材の開閉部の隙間、または、適宜に設けることができる排気口から内部の空気を掃気するようにして不活性ガスを注入することで足りる。なお、耐熱包装部材に前もって逆止弁付きのガス注入口や排気口を設けておく僅かな準備によって、本作業を省力化、確実化することができる。【００１７】  次に、耐熱包装部材の外部から内部の金属素材の要熱処理箇所を、所定温度に温度制御した少なくとも一対の加熱クランプ部材によって所定圧力でクランプする。【００１８】  加熱クランプ部材の熱は、このクランプ操作により耐熱包装部材を介して内部の要熱処理箇所に伝導移動する。この結果、金属素材の要熱処理箇所は、加熱クランプ部材に設定された温度を上回ることなく設定温度付近まで加熱昇温される。これは、熱勾配による熱の移動作用に基づく。加熱クランプ部材によるクランプ作業は、金属素材の要熱処理箇所が所定温度に到達した時点���解除される。なお、耐熱包装部材は、この際の温度に耐える必要があるが、今日、このことに技術的困難が伴うことはない。なお、耐熱包装部材は、熱伝導率に優れたものであるにこしたことはないのであるが、耐熱包装部材は熱伝送距離が極端に短いシート状の素材から形成されるので、熱伝導率の良否に拘泥する必要性ないと言える。【００１９】  以上で本発明の金属素材の部分熱処理方法の要部作業は終了し、後は、耐熱包装部材を取り外す作業を残すのみである。この際、要熱処理箇所から直ちに耐熱包装部材を取り外すことは厳に禁止される。要熱処理箇所が十分に冷えない時点で耐熱包装部材を外すと、要熱処理箇所が空気に曝露されて直ちに酸化してしまい、上記一連の作業が徒労に帰する結果になるためである。耐熱包装部材は、要熱処理箇所の温度が空気雰囲気中において、その表面に酸化被膜が形成されるおそれがない酸化防止安全温度にまで低下するのを待って取り外すことを要する。なお、要熱処理箇所の温度が低下するのを待つ間、要熱処理箇所に耐熱包装部材を取り付けた状態のまま、金属素材の他の箇所に次工程の他の加工を実施することができることは言うまでもない。【００２０】  （解決手段２）
本発明の金属素材の部分熱処理方法は、上記解決手段１に記載の発明を基本発明とし、さらに、加熱クランプ部材によって金属素材の要熱処理箇所を加熱昇温する作業に際し、耐熱包装部材の内部に継続的に不活性ガスを供給しながら実施することを特徴とする。【００２１】  上記解決手段２は、例えば、熱処理対象となる金属素材の要熱処理箇所の形状が複雑である等の事情によって、要熱処理箇所を耐熱包装部材に収納した際に、耐熱包装部材の開閉部を十分に締め切ることができない場合においても、耐熱包装部材の内部に空気が浸入することを防止するための方法を示している。【００２２】  すなわち、耐熱包装部材内に継続的に不活性ガスを供給し続ければ、耐熱包装部材の内部は、その間正圧に保たれる。この結果、耐熱包装部材の開閉部が完全に締め切られていなくても、開閉部からの空気の進入を阻止することができる訳である。この方法では、不活性ガスのやむを得ない流出を伴うが、耐熱包装部材の開閉部以外の部分は閉じているのであるから、開放空間に不活性ガスを供給する場合から見れば、不活性ガスの使用量は圧倒的に削減される。【００２３】  （解決手段３）
本発明の金属素材の部分熱処理方法は、上記解決手段１または解決手段２に記載の発明を基本発明とし、金属素材の要熱処理箇所を所定温度に加熱昇温した後、耐熱包装部材の内部に冷却液または冷却した不活性ガスを注入することを特徴とする。【００２４】  上記解決手段３は、金属素材に対する部分熱処理の目的が焼入れ処理である場合に採用される熱処理方法を示している。これは金属素材の一部分の硬度を部分的に高めたいと言う要求も多いことに本発明を適合させる趣旨である。なお、本発明に言う冷却液には、オイルや水溶き粘土状のスラリーが含まれる。焼入れ処理の場合における金属素材の要熱処理箇所は、通常短時間で酸化防止安全温度にまで低下する。したがって、耐熱包装部材は、事実上、熱処理直後に取り外すことが可能である。【００２５】  （解決手段４）
上記解決手段１ないし３に示した発明の構成の他、本発明は次に示すように熱処理の目的が焼鈍しである場合においても、焼入れである場合においても対応することができるとともに、熱処理開始から終了に至るまでの所要時間が短縮されるように構成することもできる。【００２６】  本発明の金属素材の部分熱処理方法は、金属素材から目的とする金属製品を得るように実施される一連の加工工程中から任意に選択する加工工程において、その加工工程における仕上り状態の金属素材の要熱処理箇所を、少なくとも一箇所に開閉部を設けた気密性かつ耐熱性のシート状素材からなる包袋状の耐熱包装部材によってほぼ気密状態に包装するとともに、耐熱包装部材の内部に不活性ガスを充填し、耐熱包装部材の外部から内部の要熱処理箇所を、所定温度に温度制御した加熱クランプ部材によって所定のクランプ圧力でクランプすることによって、耐熱包装部材を介して内部の要熱処理箇所に加熱クランプ部材の熱を伝導させて要熱処理箇所を所定温度に加熱昇温した後、加熱昇温した要熱処理箇所を所定温度に温度制御した冷却クランプ部材によって所定のクランプ圧力でクランプすることによって、耐熱包装部材を介して要熱処理箇所の熱を奪い、要熱処理箇所の温度が空気雰囲気中において表面に酸化被膜が形成されるおそれがない酸化防止安全温度にまで低下した時点で耐熱包装部材を取り外すことを特徴とする。【００２７】  上記解決手段４においては、金属素材の要熱処理箇所を加熱昇温させることを目的とする加熱クランプ部材に加えて、金属素材の要熱処理箇所を冷却することを目的とする冷却クランプ部材が用いられる。両者の違いは熱を伝導移動させる方向の違いであると言える。すなわち、冷却クランプ部材を用いることによって、加熱クランプ部材によって所定温度にまで加熱昇温された金属素材の要熱処理箇所を早期に酸化防止安全温度にまで強制的に低下させることができる。これにより、熱処理開始から終了に至るまでの所要時間を大幅に短縮することができる。なお、加熱クランプ部材と冷却クランプ部材の温度制御によっては、焼鈍し処理と焼入れ処理との双方に適合することができる。
【発明の効果】
【００２８】  本発明の金属素材の部分熱処理方法は、金属素材の要熱処理箇所を包袋状に形成した耐熱包装部材で包装するとともに、耐熱包装部材の内部に不活性ガスを充填し、耐熱包装部材の外部から金属素材の要熱処理箇所を予め所定温度に加熱した加熱クランプ部材によってクランプすることによって、加熱クランプ部材からシート状素材からなる耐熱包装部材を介して金属素材の要熱処理箇所へ熱を伝導させるという独創的な加熱方法により、金属素材の要熱処理箇所をバーナ加熱や、加熱用の電気配線を必要とすることなく間接的ながらも熱損失なく効率的に加熱昇温することができるので、金属素材の表面に酸化被膜を発生させないという基本的な要請を確実に達成しつつ、包袋状に形成された耐熱包装部材の構成によって要熱処理箇所のみをコンパクトに短時間で簡単に包装することができ、包装作業負担および所要時間が最小限で済むとともに、不活性ガスの使用量も最小限に削減される。【００２９】  また、加熱クランプ部材の他に金属素材の要熱処理箇所を強制的に所定温度にまで冷却する冷却クランプ部材を併用する方法においては、加熱昇温された金属素材の要熱処理箇所が自然放熱によって冷える待ち時間を大幅に削減できるので金属素材に対する一連の加工工程全体の高速化に寄与することができるとともに、加熱クランプ部材と冷却クランプ部材の組合せ使用により、焼入れ処理と焼鈍し処理や焼きならし処理を切り替えて実施することができるという利便性が実現される。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の金属素材の部分熱処理方法に使用する加熱クランプ装置を例示する斜視図である。
【図２】本発明の金属素材の部分熱処理方法に使用する耐熱包装部材を例示する全体斜視図と要部斜視図である。
【図３】本発明の金属素材の部分熱処理方法の熱理対象となる金属素材を例示する正面図と側面図である。
【図４】本発明の金属素材の部分熱処理方法に使用する耐熱包装部材の使用例を示す斜視図である。
【図５】本発明の金属素材の部分熱処理方法に使用する加熱クランプ装置の動作説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】  以下、図面を引用しながら本発明の金属素材の部分熱処理方法の使用例を説明する。
【００３２】  本発明の金属素材の部分熱処理方法の使用に際しては、例えば、図１に示すような加熱クランプ装置１０および図２に示すような耐熱包装部材２０を使用することができる。加熱クランプ装置１０は、ある程度の範囲での汎用装置である。一方、耐熱包装部材２０は、多くの場合、特定の要熱処理箇所についての専用部材として設計される。本実施の形態例に示す耐熱包装部材２０は、枠状に形成された銅帯コイル３０の単位コイル３１…の短辺部３Ｅ…を要熱処理箇所とするものである（図３）。
【００３３】  なお、図示の銅帯コイル３０は、一般的な電動機器メーカの専門家にとっても馴染みのない形態であると思われるので、ここで簡単に説明する。銅帯コイル３０は、巨大なモータまたは発電機のロータに使用するコイルである。銅帯コイル３０の各単位コイル３１は、断面が扁平な長方形である銅帯素材から曲げ加工を経て形成される（図４参照）。
【００３４】  各単位コイル３１は、角枠状に形成され、単位コイル３１の四隅は、銅帯素材の内部に金属組織の亀裂等が生じない適度な曲げ半径でアール曲げ加工されている。なお、銅帯コイル３０を構成する複数の単位コイル３１…の短辺部３Ｅ…の長さは、僅かではあるが段階的に変化する。これは、銅帯コイル３０を嵌め込むロータのスロットが回転軸の中心から放射状に開くように形成されるためである。また、銅帯コイル３０に長方形断面の銅帯素材が用いられるのは、コイルとして積層巻回した際に上下の単位コイル３１…間に無駄な空隙が生じるのを防止して磁界内における導体占有率を高め、モータまたは発電機の効率を上げること、つまり、いわゆるエッジワイズ巻きを実現するためである。
【００３５】  スロットに装着する以前の工程段階における銅帯コイル３０は、長尺な銅帯素材の集合物であって形状安定性に乏しいため、専用の架台４０に掛けて扱われる（図３（Ａ），（Ｂ））。架台４０は、ベース４Ｂと、ベース４Ｂからの高さを確保する複数本の支柱４Ｍ…と、各支柱４Ｍの頂部に片持ち状態で横設する複数のアーム４Ａ等から構成され、銅帯コイル３０は長辺部を架台４０のアーム４Ａに掛けて自重に任せた状態で支持される。したがって、この状態における銅帯コイル３０の短辺部３Ｅ…は、自然に直立姿勢となる（図３（Ｂ））。
【００３６】  本発明の金属素材の部分熱処理方法は、この状態の銅帯コイル３０の短辺部３Ｅ…に対して実行される。この際の銅帯コイル３０に対する熱処理内容は、焼鈍しである。これは、銅帯コイル３０をロータのスロットに嵌め込んだ際に、単位コイル３１…の短辺部３Ｅ…がモータまたは発電機の回転軸の外周に沿って密着するようにするため、短辺部３Ｅ…をさらに曲げ加工する必要があることによる。焼鈍し処理を実施することにより、この際の曲げ加工を容易かつ忠実にすることができる。
【００３７】  ここで、銅帯コイル３０の短辺部３Ｅ…に対する焼鈍し処理に用いる例示的な機材について説明する（図１，図２）。
【００３８】  焼鈍し処理用の熱源として加熱クランプ装置１０が用いられる（図１）。加熱クランプ装置１０は、本体１１とＸＹベースとからなる。ＸＹベースは、Ｘ軸テーブルＸとＹ軸テーブルＹとの組合せからなり、本体１１を直交する２方向に移動可能に搭載することができる。
【００３９】  本体１１は、上下に振り分けて水平方向に配置した上下１対のガイドロッド１Ｒ，１Ｒを内蔵する６面構成の箱型フレーム１Ｆを備える。１対のガイドロッド１Ｒ，１Ｒには、それぞれスライドメタルを介して左右１対のベースクランプ板１Ｂ，１Ｂが組み付けられている。箱型フレーム１Ｆの前面には開口部が１Ｈ形成され、１対のベースクランプ板１Ｂ，１Ｂは、開口部１Ｈを介して前方に突出している状態である。１対のベースクランプ板１Ｂ，１Ｂは、箱型フレーム１Ｆ内に設置される電動または油圧アクチュエータによって、互いに合掌するように接近し、または、互いに遠ざかる向きに離れることができる。
【００４０】  それぞれのベースクランプ板１Ｂには、セラミックス系の断熱ブロック１Ｄ介して、ヒータを内蔵した加熱クランプ部材１Ｐがベースクランプ板１Ｂを前方に延長する姿勢で連結されている。この結果、１対のベースクランプ板１Ｂ，１Ｂに連結された加熱クランプ部材１Ｐ，１Ｐは、箱型フレーム１Ｆの前面において左右方向に対面する姿勢で位置している。なお、箱型フレーム１Ｆには、ベースクランプ板１Ｂ，１Ｂの駆動系の他、温度制御装置やＸＹベースの送り制御装置等が内蔵されている。
【００４１】  本実施の形態における金属素材の要熱処理箇所の形態に対応して形成される耐熱包装部材２０は（図２）、ごく薄い耐熱性の金属シートを包袋状に形成してなり、その一辺部は、開閉部２Ｆとされている。このような形状は丁度、フラップを除去した封筒に例えることができる。耐熱包装部材２０は、同寸法の２枚金属シートを重ね合わせて３辺２Ｅ…をレーザ溶接等によって気密に溶着して形成してもよく、倍寸法の金属シートを曲げ重ねて２辺を溶着して作製してもよい。耐熱性の金属シートとしては、繰り返しての使用を考慮し、耐高温酸化特性に優れたものを用いることが好ましく、例えば、新日鐡住金（株）製の耐熱オーステナイトステンレス鋼製のシートを推奨することができる。
【００４２】  耐熱包装部材２０には、開閉部２Ｆを密栓するための栓部材２２が付属する。栓部材２２は、耐熱ゴム系の素材を型成形してなる。したがって、栓部材２２は、ある程度の弾性変形をすることができる。栓部材２２の断面形状は、開閉部２Ｆを無理なく開いたときに生じる開口形状に対応して、カヌー型に形成されている。なお、栓部材２２外形は、開閉部２Ｆの外形に対して、微妙に大きく作製され、開閉部２Ｆに無理嵌めすることができる。
【００４３】  栓部材２２の２箇所には、銅帯コイル３０の単位コイル３１の断面形状に対応する形状の角孔２Ｈ，２Ｈが形成され、２箇所の角孔２Ｈ，２Ｈは、スリット２Ｓによって連絡している。したがって、栓部材２２は、必要に応じて大きく開口することができる（図２（Ｂ）の２点鎖線）。なお、栓部材２２の２箇所には、それぞれ角孔２Ｈ，２Ｈの外側位置に中空ネジ２Ｂ，２Ｂが埋め込まれており、これを利用して圧力計や逆止弁等の任意の空圧部材を取り付けることができる。
【００４４】  また、耐熱包装部材２０の開閉部２Ｆ寄りの両側面２１および栓部材２２の対応する位置には、それぞれ透孔Ｈ…が設けられており、開閉部２Ｆに栓部材２２を詰め込んで施栓した後、透孔Ｈ…を利用して組合せネジ２Ｊ…や閉じ紐等を用いて、抜け止め作業をすることができる（図４参照）。
【００４５】  銅帯コイル３０の短辺部３Ｅは、耐熱包装部材２０によって短辺部３Ｅ近傍の相当部分を含んで包装される（図４）。厳密に短辺部３Ｅのみを加熱昇温するということはできず、短辺部３Ｅの近傍部分にも熱が伝わって加熱酸化の対象となるからである。包装に際して栓部材２２は、角孔２Ｈ，２Ｈ内に単位コイル３１の対応位置を挟み込むようにして耐熱包装部材２０の開平部２Ｆを封止することができる。この後、耐熱包装部材２０内に窒素ガスが充填される。この際の窒素ガスの使用量は僅かであるため、充填作業は可搬性の小型圧力ボンベを使用して簡単に実施することができる。
【００４６】  なお、先に記述したように、単位コイル３１の短辺部３Ｅの長さは、１ターン毎に段階的に異なる。この問題に対しては、単位コイル３１毎に専用の栓部材２２を作製する正攻法的な対応法の他、栓部材２２の２箇所に設けた角孔２Ｈ，２Ｈを最も長い短辺部３Ｅを収納可能な長さの連続した１個とし、単位コイル３１との間に生じる空隙に栓部材２２と同じ材質の詰め物をする方法によって簡易に対応することもできる。つまり、詰め物の長さを変更すればよい訳である。ただし、このような変則的な熱処理対象物は、例外的ではある。
【００４７】  銅帯コイル３０を形成する単位コイル３１…短辺部３Ｅ…に対する焼鈍し処理は、架台４０の側方に加熱クランプ装置１０を設置するとともに、予め全数、または適宜数の短辺部３Ｅ…を耐熱包装部材２０によって包装した上、ゲージ等を用いて架台４０のアーム４Ａ，４Ａに掛けられている銅帯コイル３０の隣接する単位コイル３１…間の間隔が均等間隔になるように分散配置し、いずれか任意の一方側の短辺部３Ｅから順次に実施される（図５）。
【００４８】  先ず、ＸＹベースのＹ軸テーブルＹの動作により加熱クランプ装置１０の本体１１を前進させて１対の加熱クランプ部材１Ｐ，１Ｐを最初の短辺部３Ｅの側方に位置決めする（図５に示す位置）。ここで、ベースクランプ板１Ｂ，１Ｂを互いに接近させる向きに駆動することによって、短辺部３Ｅを加熱クランプ部材１Ｐ，１Ｐによってクランプすることができる。クランプされた短辺部３Ｅは、予め実験的に設定された熱伝導に必要とされる保定時間経過後にベースクランプ板１Ｂ，１Ｂの反対向きの動作により加熱クランプ部材１Ｐ，１Ｐから解放される。この後、加熱クランプ装置１０の本体１１が後退する。
【００４９】  次いで、本体１１は、Ｘ軸テーブルＸの動作により隣接する短辺部３Ｅの前方へと移動し、上記と同様の動作を実行する。このような動作の短辺部３Ｅの数に対応する所定回数の反復により加熱クランプ装置１０は、全ての短辺部３Ｅを自動的に焼鈍し処理することができる。なお、銅帯コイル３０の短辺部３Ｅ…は図示しない銅帯コイル３０の反対側にも存在するので、同一構成の加熱クランプ装置１０を銅帯コイル３０の反対側にも設置し、同時進行的に焼鈍し処理を実行することもできる。
【００５０】  上記実施根の形態例においては、短辺部３Ｅ…の包装に用いた耐熱包装部材２０は、加熱昇温度された短辺部３Ｅが自然放熱によって酸化防止安全温度にまで低下するのを待って取り外される。しかし、作業を急ぐ場合、加熱された短辺部３Ｅの温度低下を単に自然法熱に委ねることは得策とは言えない。そこで、このような場合には、加熱クランプ装置１０と同等の機械構成であって、その加熱クランプ部材１Ｐ，１Ｐに代えて短辺部３Ｅから熱を奪うための冷却クランプ部材を備える冷却クランプ装置（図示省略）を用いることで対応することができる。すなわち、加熱クランプ部材１Ｐ，１Ｐによって加熱昇温された短辺部３Ｅを冷却クランプ部材でクランプすることによって短辺部３Ｅ短辺部３Ｅの温度を短時間内に酸化防止安全温度にまで低下させることができ、これによって、作業効率の大幅な改善が実現される。
【００５１】  なお、以上の本発明の実施の形態例の説明においては、金属素材の部分熱処理方法の対象物としてコイル状に曲げ加工された銅帯コイル３０を示したが、処理対象物が銅帯コイル３０以外のものであってもよいことや、銅帯コイル３０が対象物である場合においても、コイル状に曲げ加工する以前の直線状の銅帯に対して本発明を実行することができることは、本発明の自明の前提である。
【符号の説明】
【００５２】  １Ｐ        加熱クランプ部材
２０        耐熱包装部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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