(57)【要約】【課題】量産工程にて使用されるコイルの寿命を定量的に把握し、係る寿命を向上すべく改良を施したコイルの寿命を、量産工程にて評価する前に定量的に推定することが可能な高周波誘導加熱コイルの寿命推定方法を提供することを課題とする。【解決手段】コイル１の使用により破損するまでのコイル寿命Ｌを測定し、寿命により破損したコイル１の破損部位Ｐを特定し、コイル１ａにおける破損部位Ｐａの加熱中の温度Ｔａを測定し、温度Ｔａの最高温度Ｔａｍａｘと、コイル１・１ａを構成する無酸素銅の疲労試験に基づいて作成された疲労試験データベース１０とから、コイル１・１ａに発生する発生応力Ｓａを推定し、疲労試験データベース１０と、推定された発生応力Ｓａと、改良コイル１ｃの加熱条件とから、改良コイル１ｃのコイル寿命Ｌｃを推定する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の高周波誘導加熱コイルの使用により破損するまでの寿命を測定し、
前記寿命により破損した第一の高周波誘導加熱コイルの破損箇所を特定し、
前記第一の高周波誘導加熱コイルと同一の構成部材によって構成され、かつ、同一の形態を有する第二の高周波誘導加熱コイルを用意し、
前記第二の高周波誘導加熱コイルにおける、前記特定された第一の高周波誘導加熱コイルの破損箇所と同一箇所の加熱中の温度を測定し、
前記測定された第二の高周波誘導加熱コイルにおける加熱中の温度と、前記第二の高周波誘導加熱コイルを構成する構成部材の疲労試験に基づいて作成された疲労試験データベースとから、前記第二の高周波誘導加熱コイルに発生する応力値を推定し、
前記第二の高周波誘導加熱コイルから、その加熱条件を改良して得られる改良された高周波誘導加熱コイルを用意し、
前記疲労試験データベースと、前記推定された応力値と、前記改良された高周波誘導加熱コイルの加熱条件とから、当該改良された高周波誘導加熱コイルの寿命を推定する高周波誘導加熱コイルの寿命推定方法。
【請求項２】
前記疲労試験データベースは、一軸回転曲げ疲労試験に基づいて作成される請求項１に記載の高周波誘導加熱コイルの寿命推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、高周波誘導加熱コイルの寿命推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、機械加工、熱処理等を含む生産ラインにおいて、高周波誘導加熱コイル（以下、単に「コイル」と記す。）を用いてワーク（特に、シャフト、ジョイント等の軸物ワーク）に焼入れを行う技術が広く用いられている。コイルは、純銅（無酸素銅）により構成される部材をろう付け工法で接合し、組み付けることによって製作されている。
コイルを用いて行う「高周波焼入れ」は、コイルに大電流を通電しつつ、コイル内部にワークを通過させることによって、ワークを誘導加熱し、誘導加熱により高温となったワークに水等の冷却媒体を噴射することによってワークを急冷して焼入れる技術である。
【０００３】
コイルは、高周波焼入れ設備の焼入れ品質に大きく関わるものであり、近年では、ワーク形状・特性等を考慮した焼入れパターンの精緻な制御の要請に対応するため、コイル形状を複雑なものとする、又はコイルギャップを詰める等の対策が適宜施されている。
このように、コイルは、焼入れ性を重視した形態とされ、コイル寿命の観点において厳しい用途に供されているとともに、高周波焼入れ時には大電流の通電によってコイル自体も高温となり、さらに、ワークに噴き付けられる冷却媒体の影響も受けるという厳しい条件下で使用されているのが実情である。
【０００４】
また、経時的な変形や材質の劣化・損傷等に起因するコイルの寿命は個体毎、設備毎にバラツキがあるため、予測不可能な突発破損が後を絶たない。そして、コイルの突発破損が発生した場合、生産ラインを停止し、コイルを交換する必要が生じるため、生産性が悪化するとともに、コストが増大するという課題がある。
【０００５】
コイルの破損要因は、熱応力に起因するろう付け部分の剥離、又は高温部の破損（割れ）等であることがある程度知られているが、上記のようにコイルは内外部からの熱の影響を受けるため、応力測定・温度測定は困難であるとともに、コイルは複雑な形状を有するため、コンピュータによる応力解析は精度が見込めない。そのため、コイル破損への対策は技能者の経験・ノウハウに依存しているのが現状であり、コイルの根本的な改良（寿命改善等）には繋がっていなかった。その上、コイルへの破損対策の可否は、実際に生産ラインに組み込んで、量産工程にて評価しなければならず、その可否判断のためのリードタイムも長くなり非実用的である。
例えば、熱的な疲労によりコイルが破損したと仮定した場合、どの程度温度を下げればよいか、温度を下げた場合にどの程度の効果を奏するか、を量産工程に組み込む前に推定・評価する方策がなく、コイルの改良は試行錯誤に頼っている。
【０００６】
上記のような問題に対する一手段として、特許文献１には、高周波誘導加熱コイルを含むコイルパッケージへ打撃を加え、その打撃音を解析することによって、コイルパッケージの劣化状態を判断する技術が開示されている。これによれば、コイルパッケージの破損要因の一つであるコイルと絶縁部材との剥離度合い（ゆるみ度）を検出でき、コイルパッケージの異常（劣化状態）を検出できる。また、解析結果を蓄積することによって、コイルパッケージの交換時期を判定することもできる。
しかしながら、特許文献１に開示される技術では、コイルパッケージにゆるみを発生させる応力の解析等が行われておらず、実際の量産工程に組み込んだ場合の結果物としての劣化状態の判断に留まっている。つまり、特許文献１の技術では、コイルの寿命を定量的に推定することは困難であり、量産に繋がらないという点、並びにコイルの改良等には寄与し難いという点で課題が残る。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−９０９８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、量産工程にて使用されるコイルの寿命を定量的に把握し、係る寿命を向上すべく改良を施したコイルの寿命を、量産工程にて評価する前に定量的に推定することが可能な高周波誘導加熱コイルの寿命推定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】
【０００９】
請求項１に記載の高周波誘導加熱コイルの寿命推定方法は、第一の高周波誘導加熱コイルの使用により破損するまでの寿命を測定し、前記寿命により破損した第一の高周波誘導加熱コイルの破損箇所を特定し、前記第一の高周波誘導加熱コイルと同一の構成部材によって構成され、かつ、同一の形態を有する第二の高周波誘導加熱コイルを用意し、前記第二の高周波誘導加熱コイルにおける、前記特定された第一の高周波誘導加熱コイルの破損箇所と同一箇所の加熱中の温度を測定し、前記測定された第二の高周波誘導加熱コイルにおける加熱中の温度と、前記第二の高周波誘導加熱コイルを構成する構成部材の疲労試験に基づいて作成された疲労試験データベースとから、前記第二の高周波誘導加熱コイルに発生する応力値を推定し、前記第二の高周波誘導加熱コイルから、その加熱条件を改良して得られる改良された高周波誘導加熱コイルを用意し、前記疲労試験データベースと、前記推定された応力値と、前記改良された高周波誘導加熱コイルの加熱条件とから、当該改良された高周波誘導加熱コイルの寿命を推定する。
【００１０】
請求項２に記載のように、高周波誘導加熱コイルの寿命推定方法において、前記疲労試験データベースは、一軸回転曲げ疲労試験に基づいて作成されることが好ましい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、量産工程にて使用されるコイルの寿命を定量的に把握し、係る寿命を向上すべく改良を施したコイルの寿命を、量産工程にて評価する前に定量的に推定できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】高周波誘導加熱コイルを備える高周波焼入れ装置を示す模式図である。
【図２】コイルの亀裂面を示す図である。
【図３】一軸回転曲げ疲労試験の試験結果を示すマップである。
【図４】疲労試験データベースを示すマップである。
【図５】コイルの寿命推定工程を示すフローである。
【図６】コイルの破損部位を示す模式図である。
【図７】コイルの破損部位における温度を示す図である。
【図８】疲労試験データベースを用いて応力を推定する様子を示す図である。
【図９】改良コイルの破損部位における温度を示す図である。
【図１０】疲労試験データベースを用いて改良コイルの寿命を推定する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［高周波誘導加熱コイル］
以下では、図１を参照して、高周波誘導加熱コイルの実施の一形態であるコイル１について説明する。
コイル１は、純銅（無酸素銅）を構成部材とする高周波誘導加熱コイルであり、高周波焼入れ装置２に備えられる。コイル１には、コイル１を冷却するための冷却ジャケット（不図示）が一体的に設けられており、係る冷却ジャケットに水等の冷却媒体を流通することにより、コイル１を適宜冷却可能に構成されている。
高周波焼入れ装置２は、ワーク３を焼入れする装置であり、コイル１内部にワーク３を通過させて誘導加熱し、通過後に高温となったワーク３に水等の冷却媒体を噴射することによってワーク３を急冷して焼入れ処理を施す。
ワーク３は、コイル１によって誘導加熱される対象物であり、高周波焼入れ装置２によって焼入れされる熱処理対象物である。ワーク３は、例えば等速可変ジョイント（ＣＶＪ）等の軸部材である。
【００１４】
図１に示すように、高周波焼入れ装置２は、コイル１、コイル１に高周波を通電する通電装置（不図示）、コイル１の冷却ジャケットへの冷却媒体供給装置（不図示）、ワーク３に冷却媒体を噴射する冷却媒体噴射装置（不図示）等を具備する。高周波焼入れ装置２を用いた高周波焼入れ時には、コイル１に所定の電流（高周波電流）を通電しつつ、前記冷却媒体噴射装置によって、コイル１を通過して高温となったワーク３に水等の冷却媒体を噴射することによって高周波焼入れを実現する構成であり、前記冷却ジャケット内に水等の冷却媒体を供給して流通させることによってコイル１を適宜冷却している。
また、高周波焼入れ装置２において、コイル１はワーク３の形状・特性等に応じた形態（形状、巻き数、コイルギャップ等）に構成されているとともに、コイル１への通電はワーク３の形状・特性等に応じて制御されており、これらのコイル１の形態及び通電制御によりワーク３に対して所望の誘導加熱処理を施すことを可能にしている。
【００１５】
高周波焼入れ装置２は、量産工程にて用いられるものであり、適宜の搬送装置等によって搬送されてくるワーク３・３・・・に対して連続的に高周波焼入れ処理を施すものである。
このような量産工程では、コイル１は、誘導加熱により高温となるワーク３の近傍に位置するとともに、コイル１への高周波の通電によりコイル１自体の温度も高くなっている。また、ワーク３への焼入れ時には冷却媒体がコイル１の表面にも及ぶ。さらに、ワーク３の形態に対応した形態（形状・コイルギャップ等）に構成されており、コイル１の冷却性能は考慮され難い。これらの条件を鑑みると、量産工程におけるコイル１は、コイル寿命の観点から厳しい用途に供されていると言える。
なお、ここで言う「コイル寿命」とは、量産工程において破損するまでの繰り返し回数により定義されるものである。
【００１６】
上記コイル１には種々の応力が付加されており、特に表面には熱応力も付加されていることによって、複雑な応力形態となっているが、調査を続けた結果、その表面に現れる亀裂に起因する水漏れ等によりコイルが寿命を迎える場合が多いことが判明した。そこで、コイル１の前記亀裂が生じた箇所（破損箇所）の亀裂面５を走査型電子顕微鏡写真（ＳＥＭ写真）によって確認したところ、図２に示すように、亀裂面５にはストライエーション状の模様６を確認することができた。このストライエーション状の模様６の存在により、コイル１の破損は、熱応力を繰り返し受けることによる疲労破壊（熱疲労破壊）であると仮定できる。
【００１７】
上記仮定に基づいて、コイル１の「破損モード」は、熱応力の繰り返しによる疲労破壊であるとして、コイル１を構成する構成部材の疲労試験を行い、係る疲労試験の試験結果に基づいてコイル１の寿命を推定する方法を提案する。
そこで、本実施形態では、高周波焼入れ装置２に備えられる高周波誘導加熱コイルの寿命を推定する工程（コイルの寿命推定工程Ｓ１）の前工程として、以下に示すデータベース作成工程Ｓ１１を行う。
【００１８】
［疲労試験データベース作成］
データベース作成工程Ｓ１１では、コイル１を構成する構成部材である無酸素銅の疲労試験データベース１０を作成する。
疲労試験データベース１０は、無酸素銅の一軸回転曲げ疲労試験によって得られる試験結果に基づいて作成される。
【００１９】
一軸回転曲げ疲労試験はＪＩＳ規格に基づいた公知の試験方法であり、無酸素銅からなり所定形状を有する試験片に対して、所定の回転曲げ試験機を用いて繰り返し応力を加えることによって行う。
一軸回転曲げ疲労試験時の試験片の環境温度を五種類変更して（室温、１００℃、２００℃、３００℃、４００℃）、それぞれ一軸回転曲げ疲労試験を行い、その試験結果（Ｓ−Ｎ曲線群１１）を得た（図３参照）。
【００２０】
図４に示すように、疲労試験データベース１０は、以上の一軸回転曲げ疲労試験により得られた試験結果（Ｓ−Ｎ曲線群１１）を、横軸を温度（℃）、縦軸を繰り返し応力（ＭＰａ）として、繰り返し回数（回）毎にプロットし直すことによって得られたものである。つまり、疲労試験データベース１０は、コイル１の構成部材である無酸素銅における一軸回転曲げ疲労試験の温度依存性データベースである。なお、この再プロットの方法は、図３に示すＳ−Ｎ曲線群１１の縦軸（繰り返し応力）及び横軸（繰り返し回数）を、図４に示す曲線群１２の縦軸（繰り返し応力）及び横軸（温度）に置き換えたものであり、詳細は省略する。
また、本実施形態では、一軸回転曲げ疲労試験により疲労試験データベース１０を作成しているが、一軸回転曲げ疲労試験に限定されず、図４に示す曲線群１２と同様の指針を示す疲労試験であれば適用可能である。
【００２１】
以下では、図５〜図１０を参照して、コイルの寿命推定工程Ｓ１について説明する。
コイルの寿命推定工程Ｓ１は、前段階としてデータベース作成工程Ｓ１１にて作成された疲労試験データベース１０を用いて、無酸素銅を構成部材とし、コイル１・１ａに所定の改良を加えた形態を有する「改良コイル１ｃ」の寿命を推定する工程であり、高周波焼入れ装置２に備えられる改良コイル１ｃの寿命を推定する工程である。
図５に示すように、コイルの寿命推定工程Ｓ１は、コイルの応力推定工程Ｓ２と、改良コイルの寿命推定工程Ｓ３とを具備し、コイルの応力推定工程Ｓ２は、寿命測定工程Ｓ２１、破損箇所特定工程Ｓ２２、温度測定工程Ｓ２３、応力推定工程Ｓ２４を含む。改良コイルの寿命推定工程Ｓ３は、温度測定工程Ｓ３１、寿命推定工程Ｓ３２を含む。
なお、本実施形態のコイル１は、無酸素銅を銀ろう付けにより接合した構造を有し、その目標寿命を３００００回とするものである。
【００２２】
［コイルの応力推定］
寿命測定工程Ｓ２１、及び破損箇所特定工程Ｓ２２では、コイル１を実際に破損するまで使用し、その測定結果と特定結果とをそれぞれ確認する。
寿命測定工程Ｓ２１では、コイル１が高周波焼入れ装置２に備えられた状態で、高周波焼入れ装置２を用いたワーク３の高周波焼入れに係る量産工程に用いられ、破損するまでの繰り返し使用回数を測定し、測定された繰り返し回数を「コイル寿命Ｌ」と定義する。
寿命測定工程Ｓ２１にて測定されたコイル１のコイル寿命Ｌは、目標寿命３００００回に対して１８０００回であった。
【００２３】
破損箇所特定工程Ｓ２２では、寿命測定工程Ｓ２１にて、破損したコイル１の破損箇所を確認・特定し、係るコイル１の破損箇所を「破損部位Ｐ」と定義する。
コイル１の破損箇所の確認・特定は、亀裂が生じている箇所にてＳＥＭ写真を撮像し、それを解析し、ストライエーション状の模様６の存在を確認することによって行われ、ストライエーション状の模様６の存在する箇所を破損部位Ｐとして特定する。
図６に示すように、破損箇所特定工程Ｓ２２にて特定されたコイル１の破損部位Ｐは、コイル１の内周部に位置していた。
なお、前記破損箇所が複数ある場合は、以下の工程において次の（１）、（２）の何れか一方を適宜選択できることとする。（１）破損部位Ｐを複数として扱う、又は、（２）そのうちの一つを選択して破損部位Ｐを一つとして扱う。
また、破損部位Ｐを特定できない場合は、破損箇所特定工程Ｓ２２を繰り返し行い、コイル１の破損部位Ｐを確実に特定する構成としても良い。
【００２４】
温度測定工程Ｓ２３、及び応力推定工程Ｓ２４では、新たなコイル１ａを用意し、高周波焼入れ装置２に適用した状態でコイル１ａを使用する。
コイル１ａは、コイル１と同一の形態を有する。つまり、破損したコイル１（現行コイル）と同一形態の（言い換えれば、現行コイルと同一の構成部材から構成され、かつ、同一形状・特性を有し、同一の用途に付されるべく製造された）コイル１ａを新たに用意することで、破損箇所特定工程Ｓ２２にて特定された破損部位Ｐを、高周波誘導加熱コイルの一つの形態に対する破損モードとして共通化している。
【００２５】
温度測定工程Ｓ２３では、コイル１ａを具備する高周波焼入れ装置２を実際に使用し、ワーク３を高周波焼入れする際のコイル１ａの破損部位Ｐａにおける温度Ｔａを測定する。この破損部位Ｐａは、コイル１の破損部位Ｐと同一箇所とするが、コイル１ａの破損部位Ｐａにおいては、実際には破損は生じていない。つまり、温度測定工程Ｓ２３では、破損が生じていない新たなコイル１ａにおける、コイル１の破損部位Ｐに対応する部位として破損部位Ｐａを設定する。
この温度Ｔａの測定方法としては、熱電対を用いて破損部位Ｐａの温度を直接測定する、又は、破損部位Ｐａが直接測定困難な箇所であればその近傍の温度を測定し、熱伝導等を考慮して破損部位Ｐａの温度Ｔａを推定する等の方法を適宜採用できる。
図７に示すように、温度測定工程Ｓ２３にて測定されたコイル１ａの温度Ｔａは、最高３００℃付近まで上昇することが確認できる。つまり、コイル１ａの破損部位Ｐａにおいて、一回の焼入れ処理で３００℃付近まで加熱することが分かる。
【００２６】
応力推定工程Ｓ２４では、温度測定工程Ｓ２３にて測定されたコイル１ａの温度Ｔａの最高温度Ｔａｍａｘと、疲労試験データベース１０と、寿命測定工程Ｓ２１にて測定されたコイル１のコイル寿命Ｌとから、コイル１ａの破損部位Ｐａに発生する発生応力Ｓａを推定する。
このとき、コイル１ａとコイル１とは同一形態に構成されているため、コイル１のコイル寿命Ｌを用いることが可能である。これは、同一形態を有する二つのコイル１・１ａを同一の高周波焼入れ装置２に適用して使用しているため、破損モード及び実働時の寿命も略同一として考えることが可能であることに基づいている。
図８に示すように、応力推定工程Ｓ２４にて、コイル１ａの温度Ｔａの最高温度Ｔａｍａｘ（約３００℃）を疲労試験データベース１０における温度として採用し、コイル１ａの寿命をコイル１のコイル寿命Ｌ（約１８０００回）として採用した場合、疲労試験データベース１０に基づいて、破損部位Ｐａに発生する発生応力Ｓａは１３５（ＭＰａ）程度と推定される。
【００２７】
上述のように、応力推定工程Ｓ２４で推定された発生応力Ｓａは、高周波焼入れ装置２にコイル１・１ａを適用した場合において、量産工程にてコイル１・１ａに発生する最大応力であると擬制できる。言い換えれば、発生応力Ｓａは、コイル１ａの破損部位Ｐａにおいて発生する応力として推定されるものであるため、発生応力Ｓａを、コイル１ａを破損に導く最大の要因となる最大応力とみなすことができる。
【００２８】
以上のように、コイルの応力推定工程Ｓ２によれば、疲労試験データベース１０を用いて、コイル１・１ａを破損に導く最大の要因である発生応力Ｓａを定量的に把握することができる。
これにより、発生応力Ｓａを低減すること（コイルの加熱条件を変更する等して疲労要因を低減すること）により、コイル１・１ａの定量的な寿命改善に繋がることが判明する。
ここで、「コイルの加熱条件を変更する」とは、コイル１・１ａにおいて、高周波焼入れ装置２の焼入れ条件又はコイルの冷却条件を変更することであり、具体的にはコイル形状・コイルギャップの変更、コイルへの通電制御の変更、コイル冷却ジャケットの冷却性能の向上等、直接的に焼入れ時のコイルの温度特性に影響を与えるものである。このように、コイルの加熱条件を改良することにより、焼入れ時のコイルへの負荷が低減され、発生応力の低減に繋がることが予測される。
【００２９】
［改良コイルの寿命推定］
温度測定工程Ｓ３１、及び寿命推定工程Ｓ３２では、コイル１・１ａに対して、発生応力Ｓａを低減すべく改良を施した改良コイル１ｃを用いる。例えば、改良コイル１ｃは、コイル１・１ａに対して「コイルの加熱条件」に改良を加えたものであり、ワーク３に対してはコイル１・１ａと同様の焼入れ条件にて高周波焼入れ処理するものである。
より具体的には、改良コイル１ｃは、コイル１・１ａにおいて、冷却系を改良したコイル（コイル冷却用の冷却ジャケットの形態を変更し、冷却性能を向上させたもの）であり、その他の形態は略同一であるものとし、コイル１・１ａと同様に高周波焼入れ装置２に備えられてワーク３への高周波焼入れに用いられるものとする。
【００３０】
温度測定工程Ｓ３１では、改良コイル１ｃにおける、コイル１の破損部位Ｐに対応する部位（破損部位Ｐｃ）の温度Ｔｃを測定する。
このとき、改良コイル１ｃとコイル１とは、冷却系が異なるのみであり、高周波焼入れ時の使用形態は同一であるため、改良コイル１ｃにおいて破損に繋がる最大応力が発生する部位（破損部位Ｐｃ）は、コイル１の破損部位Ｐと同一箇所とすることが可能である。また、温度測定工程Ｓ３１における温度測定方法は、温度測定方法Ｓ２３における測定方法と同様である。
図９に示すように、温度測定工程Ｓ３１にて測定された改良コイル１ｃの温度Ｔｃは、最高２５０℃付近まで上昇することが確認できる。つまり、改良コイル１ｃの破損部位Ｐｃにおいて、一回の焼入れ処理で２５０℃付近まで加熱することが分かる。
【００３１】
寿命推定工程Ｓ３２では、疲労試験データベース１０と発生応力Ｓａ、及び改良コイル１ｃの温度Ｔｃの最高温度Ｔｃｍａｘから改良コイル１ｃのコイル寿命Ｌｃを推定する。
このとき、改良コイル１ｃ及びコイル１・１ａは、共に無酸素銅を構成部材とし、同一の高周波焼入れ装置２に備えられる形態であるため、共通の疲労試験データベース１０及び発生応力Ｓａを用いることができる。
図１０に示すように、寿命推定工程Ｓ３２にて推定されたコイル寿命Ｌｃは、約５５０００回であることが確認できる。これにより、改良コイル１ｃのコイル寿命Ｌｃは、コイル１の目標寿命３００００回を超えることが推定されるため、係る改良コイル１ｃを高周波焼入れ装置２に用いた高周波焼入れの量産工程に十分適用できるという定量的な評価が可能となる。
【００３２】
以上のように、寿命推定工程Ｓ３によれば、量産工程にて評価する前に、疲労試験データベース１０と発生応力Ｓａ、及び改良コイル１ｃの加熱条件（改良コイル１ｃの破損部位Ｐｃで測定される温度Ｔｃの最高温度Ｔｃｍａｘ）から、改良コイル１ｃのコイル寿命Ｌｃを定量的に推定し、改良コイル１ｃの寿命改善の効果を定量的に評価できる。
【００３３】
また、改良コイル１ｃを実際に量産工程にて使用し、その寿命を測定したところ、約５２０００回という結果が得られた。つまり、実際の量産工程においても、改良コイル１ｃは、コイルの寿命推定工程Ｓ１にて推定された改良コイル１ｃのコイル寿命Ｌｃ（５５０００回）に近い寿命を実現していることが分かった。
このように、コイルの寿命推定工程Ｓ１によって推定される改良コイル１ｃのコイル寿命Ｌｃに基づいて、改良コイル１ｃを量産工程に適用するかどうかの可否判断を量産工程前に行うことが可能であることを確認できた。
【００３４】
以上のように、コイルの寿命推定工程Ｓ１は、現行コイル（コイル１・１ａ）の破損要因を定量的に推定し、係る破損要因に対応する改良コイル１ｃを提供するものであるとともに、改良コイル１ｃの寿命改善効果を定量的に推定するものである。
これによれば、量産工程にて使用されるコイルの寿命を定量的に把握し、係る寿命を向上すべく改良を施したコイルの寿命を、量産工程にて評価する前に定量的に推定できる。
【００３５】
また、コイルの応力推定工程Ｓ２では、コイルの構成部材に対する疲労試験に基づいて作成される疲労試験データベース１０を用いることによって、同一の構成部材からなるコイルの定量的な量産判断を可能にしている。この疲労試験データベース１０は、一軸回転曲げ疲労試験という単純な疲労試験に基づいて作成されているが、上述のように複雑な応力形態となるコイルの疲労態様を疲労試験データベース１０によって置換し、コイル寿命を定量的に予測可能であることは既に証明されている。
このように、コイルの応力推定工程Ｓ２によれば、複雑な応力形態を示すコイルにかかる応力（特に、疲労破壊に繋がる最大応力）を定量的に推定することが可能となり、コイルの効果的な改良に繋がる指針を与えることができる。
つまり、所望のコイル寿命に対して必要なコイルの改良（コイル形状・コイルギャップの変更、コイルの冷却条件の変更等、コイルの加熱条件の改善）を定量的に推定することができ、量産工程にて求められるコイル寿命を実現するためのコイルの改良を効率的に実施することができる。
【００３６】
また、データベース作成工程Ｓ１１では、コイルを構成する構成部材に対して一軸回転曲げ疲労試験を行い、その試験結果に基づいて疲労試験データベース１０を作成している。そして、疲労試験データベース１０を用いてコイルに発生する応力の推定、及びコイルの寿命の推定を行っている。
これによれば、有限要素法等を用いた複雑な応力解析を行う必要がなくなるとともに、コイルの形状等に起因する解析精度に関する課題を考慮する必要がなくなる。
【符号の説明】
【００３７】
１        コイル（第一の高周波誘導加熱コイル）
１ａ      コイル（第二の高周波誘導加熱コイル）
１ｃ      改良コイル（改良された高周波誘導加熱コイル）
２        高周波焼入れ装置
３        ワーク
１０      疲労試験データベース
Ｌ、Ｌｃ  コイル寿命
【図１】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図２】
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