(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンベアの搬送面上に載置されたワークを搬送し、前記搬送方向に直交する幅方向における前記コンベアの両端側に配置された高周波誘導加熱コイルを用いて前記搬送面上のワークを加熱する高周波誘導連続加熱方法において、
前記ワークの搬送途中で、前記ワークの搬送を停止するステップと、
前記ワークの搬送を停止するステップの後に、前記搬送面に対して垂直に延びる軸線を中心として前記ワークを所定の角度で回転させて、前記ワークの向きを変化させるステップと、
前記ワークを回転させるステップの後に、前記ワークの搬送を再開するステップと
を含む高周波誘導連続加熱方法。
【請求項２】
前記ワークを回転させるステップでは、前記搬送面上のワークを持ち上げ、前記持ち上げたワークを回転させ、かつ前記回転したワークを前記搬送面上に載置する請求項１に記載の高周波誘導連続加熱方法。
【請求項３】
前記ワークを回転させるステップでは、前記回転したワークの回転中心が前記持ち上げ前のワークの回転中心に相当する基準位置から水平方向に変化した場合、前記回転したワークの回転中心を前記基準位置に補正するように、前記回転したワークを水平方向に移動させる請求項２に記載の高周波誘導連続加熱方法。
【請求項４】
前記ワークを回転させるステップの前に、前記ワークの回転角度を調節するステップをさらに含む請求項１〜３のいずれか一項に記載の高周波誘導連続加熱方法。
【請求項５】
ワークを載置する搬送面を有し、かつ前記搬送面上のワークを搬送するコンベアと、
前記搬送方向に直交する幅方向における前記コンベアの両端側に配置され、かつ前記搬送面上のワークを加熱する高周波誘導加熱コイルと
を備えている高周波誘導連続加熱装置において、
前記ワークの搬送途中で、前記搬送面に対して垂直に延びる軸線を中心として前記ワークを所定の角度で回転させて、前記ワークの向きを変化させるように構成されたワーク回転機構を備え、
前記ワークの搬送を停止した状態で、前記ワーク回転機構によって前記ワークを回転させた後に、前記回転したワークの搬送を再開するように構成されている、高周波誘導連続加熱装置。
【請求項６】
前記ワーク回転機構が、前記搬送面上のワークを持ち上げ、前記持ち上げたワークを回転させ、かつ前記回転したワークを前記搬送面上に載置するように構成されている、請求項５に記載の高周波誘導連続加熱装置。
【請求項７】
前記ワーク回転機構は、前記回転したワークの回転中心が前記持ち上げ前のワークの回転中心に相当する基準位置から水平方向に変化した場合、前記回転したワークの回転中心を前記基準位置に補正するように、前記回転したワークを水平方向に移動させる構成になっている、請求項６に記載の高周波誘導連続加熱装置。
【請求項８】
前記ワーク回転機構が前記ワークの回転角度を調節可能とするように構成されている、請求項５〜７のいずれか一項に記載の高周波誘導連続加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被加熱物に加熱処理を施すための高周波誘導連続加熱方法及び高周波誘導連続加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、鉄鋼部材等の被加熱物（以下、「ワーク」という）には、硬化を図るための焼入れにおいて加熱処理が施され、さらに、焼入れ後のワークに靭性を与えるための焼き戻しにおいても加熱処理が施されている。特に、焼き戻しの作業においては、焼入れ後のワークを一定時間加熱処理した後に徐冷処理が行われている。
【０００３】
このような焼き戻し等における加熱処理のために、従来から、ワークをコンベアによって搬送しながら、バーナー、高周波加熱コイル等の加熱要素によって連続的に加熱する連続加熱方法及び連続加熱装置が広く用いられている。例えば、特許文献１に開示されるように、一定の長さを有するコンベアの搬送面上に載置されたワークを搬送し、搬送されるワークを、コンベアの搬送方向に直交する幅方向（以下、「幅方向」という）の両端側に配置された加熱要素によって加熱している。
【０００４】
特に、加熱要素として高周波誘導加熱コイル（以下、「加熱コイル」という）を用いた高周波誘導連続加熱方法及び高周波誘導連続加熱装置では、大きさ等の異なる複数種類のワークに加熱処理を施す場合、ワークと加熱要素との距離を一定とするように、加熱要素の位置を調節することが行なわれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−  ４３９０９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来の高周波誘導連続加熱方法及び高周波誘導連続加熱装置では、図６（ａ）のような平面視で直径ｄ１の最大外形を有する第１のワークＡの幅方向端と加熱コイル１１との距離ｈ１を、図６（ｂ）に示すような平面視で直径ｄ１より大きな直径ｄ２の最大外形を有する第２のワークＢの幅方向端と加熱コイル１１との距離ｈ２と同一にした場合、大きな第２のワークＢの幅方向中心と加熱コイル１１との距離ｌ２は、小さな第１のワークＡの幅方向中心と加熱コイル１１との距離ｌ１より長くなる。そのため、第２のワークＢにおける幅方向端から幅方向中心に熱が伝わる時間は、第１のワークＡにおける幅方向端から幅方向中心に熱が伝わる時間より長くなる。その結果、第２のワークＢの加熱時間を第１のワークＡの加熱時間と同一にした場合、第２のワークＢ全体は第１のワークＡ全体よりも均一に加熱されずに、特に、ワーク全体における加熱処理の均一性という点で、第２のワークＢの品質が第１のワークＡの品質よりも低下することとなる。
【０００７】
また、従来の連続加熱方法及び連続加熱装置では、同一の連続加熱装置において、複数種類のワークに加熱処理を施す場合、例えば、図７（ａ）及び図７（ｂ）で示すように、同一の連続加熱装置２１において、コンベア２２の搬送面２２ａ上に載置した図７（ａ）の小さな第１のワークＡ、及び図７（ｂ）の大きなワークＢのそれぞれに、加熱要素２３によって加熱処理を施す場合に、隣接する小さな第１のワークＡ同士間の隙間と、隣接する大きな第２のワークＢ同士間の隙間とを同等にする必要がある。しかしながら、連続加熱装置２１のコンベア２２の長さＬは一定となっているために、コンベア２２の搬送面２２ａに同時に載置可能な第２のワークＢの数（図７（ｂ）では６個）は、同様の第１のワークＡの数（図７（ａ）では８個）より少なくなる。その結果、第１のワークＡの搬送速度と第２のワークＢの搬送速度とを同一にした場合、所定の時間内に加熱処理可能な第２のワークＢの数は、同様の第１のワークＡの数よりも少なくなる。従って、第２のワークＢに加熱処理を施すための作業効率は、第１のワークＡに加熱処理を施すための作業効率より低下することとなる。一方で、所定の時間内に加熱処理可能な第２のワークＢの数を第１のワークＡの数と同一にするように、第２のワークＢの搬送速度を第１のワークＡの搬送速度よりも速くした場合、第２のワークＢの加熱時間が第１のワークＡの加熱時間より短くなる。従って、第２のワークＢ全体は第１のワークＡ全体よりもさらに均一に加熱されずに、特に、ワーク全体における加熱処理の均一性という点で、第２のワークＢの品質が第１のワークＡの品質よりもさらに低下することとなる。
【０００８】
本発明はこのような実状に鑑みてなされたものであって、その目的は、複数種類のワークに対応して、加熱処理の作業効率を高め、かつワーク全体における加熱処理の均一性を高めることができる高周波誘導連続加熱方法及び高周波誘導連続加熱装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
課題を解決するために、本発明の一態様における高周波誘導連続加熱方法は、コンベアの搬送面上に載置されたワークを搬送し、前記搬送方向に直交する幅方向における前記コンベアの両端側に配置された高周波誘導加熱コイルを用いて前記搬送面上のワークを加熱する高周波誘導連続加熱方法において、前記ワークの搬送途中で、前記ワークの搬送を停止するステップと、前記ワークの搬送を停止するステップの後に、前記搬送面に対して垂直に延びる軸線を中心として前記ワークを所定の角度で回転させて、前記ワークの向きを変化させるステップと、前記ワークを回転させるステップの後に、前記ワークの搬送を再開するステップとを含む。
【００１１】
本発明の一態様における高周波誘導連続加熱方法では、前記ワークを回転させるステップでは、前記搬送面上のワークを持ち上げ、前記持ち上げたワークを回転させ、かつ前記回転したワークを前記搬送面上に載置する。
【００１２】
本発明の一態様における高周波誘導連続加熱方法では、前記ワークを回転させるステップでは、前記回転したワークの回転中心が前記持ち上げ前のワークの回転中心に相当する基準位置から水平方向に変化した場合、前記回転したワークの回転中心を前記基準位置に補正するように、前記回転したワークを水平方向に移動させる。
【００１３】
本発明の一態様における高周波誘導連続加熱方法では、前記ワークを回転させるステップの前に、前記ワークの回転角度を調節するステップをさらに含む。
【００１４】
課題を解決するために、本発明の一態様における高周波誘導連続加熱装置は、ワークを載置する搬送面を有し、かつ前記搬送面上のワークを搬送するコンベアと、前記搬送方向に直交する幅方向における前記コンベアの両端側に配置され、かつ前記搬送面上のワークを加熱する高周波誘導加熱コイルとを備えている高周波誘導連続加熱装置において、前記ワークの搬送途中で、前記搬送面に対して垂直に延びる軸線を中心として前記ワークを所定の角度で回転させて、前記ワークの向きを変化させるように構成されたワーク回転機構を備え、前記ワークの搬送を停止した状態で、前記ワーク回転機構によって前記ワークを回転させた後に、前記回転したワークの搬送を再開するように構成されている。
【００１６】
本発明の一態様における高周波誘導連続加熱装置では、前記ワーク回転機構が、前記搬送面上のワークを持ち上げ、前記持ち上げたワークを回転させ、かつ前記回転したワークを前記搬送面上に載置するように構成されている。
【００１７】
本発明の一態様における高周波誘導連続加熱装置では、前記ワーク回転機構は、前記回転したワークの回転中心が前記持ち上げ前のワークの回転中心に相当する基準位置から水平方向に変化した場合、前記回転したワークの回転中心を前記基準位置に補正するように、前記回転したワークを水平方向に移動させる構成になっている。
【００１８】
本発明の一態様における高周波誘導連続加熱装置では、前記ワーク回転機構が前記ワークの回転角度を調節可能とするように構成されている。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、以下の効果を得ることができる。本発明の一態様における高周波誘導連続加熱方法は、コンベアの搬送面上に載置されたワークを搬送し、前記搬送方向に直交する幅方向における前記コンベアの両端側に配置された高周波誘導加熱コイルを用いて前記搬送面上のワークを加熱する高周波誘導連続加熱方法において、前記ワークの搬送途中で、前記ワークの搬送を停止するステップと、前記ワークの搬送を停止するステップの後に、前記搬送面に対して垂直に延びる軸線を中心として前記ワークを所定の角度で回転させて、前記ワークの向きを変化させるステップと、前記ワークを回転させるステップの後に、前記ワークの搬送を再開するステップとを含む。そのため、ワークの回転前後でワークの向きを変化させて、ワークの複数箇所を高周波誘導加熱コイルに近接した状態にできるので、短い加熱時間でワーク全体を均一に加熱することができる。特に、大きなワークでは、高周波誘導加熱コイルとワークの幅方向中央部との距離が離れているので、ワークの複数箇所を高周波誘導加熱コイルに近接させることによって、短い加熱時間でワーク全体を均一に加熱することができる。よって、複数種類のワークに対応して、加熱処理の作業効率を高め、かつワーク全体における加熱処理の均一性を高めることができる。
【００２０】
本発明の一態様における高周波誘導連続加熱方法では、前記ワークを回転させるステップの前に、前記ワークの搬送を停止するステップと、前記ワークを回転させるステップの後に、前記ワークの搬送を再開するステップとをさらに含む。また、前記ワークを回転させるステップでは、前記搬送面上のワークを持ち上げ、前記持ち上げたワークを回転させ、かつ前記回転したワークを前記搬送面上に載置する。そのため、ワークを確実に回転させることができて、加熱処理の作業効率を高めることができる。
【００２１】
本発明の一態様における高周波誘導連続加熱方法では、前記ワークを回転させるステップでは、前記回転したワークの回転中心が前記持ち上げ前のワークの回転中心に相当する基準位置から水平方向に変化した場合、前記回転したワークの回転中心を前記基準位置に補正するように、前記回転したワークを水平方向に移動させるので、加熱時におけるワークの回転中心位置が一定に保たれることとなり、ワーク全体の加熱処理の均一性を高めることができる。
【００２２】
本発明の一態様における高周波誘導連続加熱方法では、前記ワークを回転させるステップの前に、前記ワークの回転角度を調節するステップをさらに含むので、複数種類のワーク又はワークの加熱時間に対応して、ワーク全体の加熱処理の均一性を高めることができ、かつ加熱処理の作業効率を高めることができる。
【００２３】
さらに、本発明によれば、以下の効果を得ることができる。本発明の一態様における高周波誘導連続加熱装置は、ワークを載置する搬送面を有し、かつ前記搬送面上のワークを搬送するコンベアと、前記搬送方向に直交する幅方向における前記コンベアの両端側に配置され、かつ前記搬送面上のワークを加熱する高周波誘導加熱コイルとを備えている高周波誘導連続加熱装置において、前記ワークの搬送途中で、前記搬送面に対して垂直に延びる軸線を中心として前記ワークを所定の角度で回転させて、前記ワークの向きを変化させるように構成されたワーク回転機構を備、前記ワークの搬送を停止した状態で、前記ワーク回転機構によって前記ワークを回転させた後に、前記回転したワークの搬送を再開するように構成されている。そのため、ワークの回転前後でワークの向きを変化させて、ワークの複数箇所を高周波誘導加熱コイルに近接した状態にできるので、短い加熱時間でワーク全体を均一に加熱することができる。特に、大きなワークでは、高周波誘導加熱コイルとワークの幅方向中央部との距離が離れているので、ワークの複数箇所を高周波誘導加熱コイルに近接させることによって、短い加熱時間でワーク全体を均一に加熱することができる。よって、複数種類のワークに対応して、加熱処理の作業効率を高め、かつワーク全体における加熱処理の均一性を高めることができる。
【００２４】
本発明の一態様における高周波誘導連続加熱装置では、前記ワークの搬送を停止した状態で、前記ワーク回転機構によって前記ワークを回転させた後に、前記回転したワークの搬送を再開するように構成されている。また、前記ワーク回転機構が、前記搬送面上のワークを持ち上げ、前記持ち上げたワークを回転させ、かつ前記回転したワークを前記搬送面上に載置するように構成されている。そのため、ワークを確実に回転させることができて、加熱処理の作業効率を高めることができる。
【００２５】
本発明の一態様における高周波誘導連続加熱装置では、前記ワーク回転機構は、前記回転したワークの回転中心が前記持ち上げ前のワークの回転中心に相当する基準位置から水平方向に変化した場合、前記回転したワークの回転中心を前記基準位置に補正するように、前記回転したワークを水平方向に移動させる構成になっているので、加熱時におけるワークの回転中心位置が一定に保たれることとなり、ワーク全体の加熱処理の均一性を高めることができる。
【００２６】
本発明の一態様における高周波誘導連続加熱装置では、前記ワーク回転機構が前記ワークの回転角度を調節可能とするように構成されているので、複数種類のワーク又はワークの加熱時間に対応して、ワーク全体の加熱処理の均一性を高めることができ、かつ加熱処理の作業効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の第１実施形態に係る高周波誘導連続加熱装置を、高周波誘導加熱コイルを省略して示す正面図である。
【図２】（ａ）第１実施形態に係る高周波誘導連続加熱装置のワークを載置した状態を部分的に示す平面図である。（ｂ）図２（ａ）のワークを所定の回転角度（９０度）回転させた状態を示す平面図である。
【図３】第１実施形態に係る高周波誘導連続加熱方法によってワークを加熱した場合に、第１の加熱部及び第２の加熱部のそれぞれにおける温度と時間との関係を示す図である。
【図４】（ａ）本発明の実施例において、第１の加熱部及び第２の加熱部における各温度測定領域を示したワークの断面図である。（ｂ）実施例において、第１の加熱部及び第２の加熱部における各硬さ測定領域を示したワークの断面図である。
【図５】実施例において、第１の加熱部及び第２の加熱部における各硬さ測定領域の硬さを示した図である。
【図６】（ａ）従来において、複数の小さなワークをコンベアに載置した状態を示す平面図である。（ｂ）従来において、複数の大きなワークをコンベアに載置した状態を示す平面図である。
【図７】（ａ）従来において、高周波誘導連続加熱装置に小さなワークを載置した状態を部分的に示す平面図である。（ｂ）従来において、高周波誘導連続加熱装置に大きなワークを載置した状態を部分的に示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係る高周波誘導連続加熱装置（以下、「加熱装置」という）及び高周波誘導連続加熱方法（以下、「加熱方法」という）について、以下に説明する。なお、第１実施形態では、一例として、加熱装置及び加熱方法は被加熱物（以下、「ワーク」という）の焼き戻しに用いられるものとして説明するが、これに限定されず、ワークの焼入れ、焼きなまし、焼きならし等に用いられてもよい。また、第１実施形態では、一例として、ワークを略円錐形状であるとして説明するが、これに限定されず、ワークは、焼き戻しされるような部材であれば、その他の形状であってもよい。
【００２９】
図１を参照すると、加熱装置１は、ワークＷを搬送するコンベア２を備えている。コンベア２は、ワークＷを載置可能とする搬送面２ａを有している。コンベア２は、ワークＷを搬送方向（矢印Ｄで示す）にピッチ送りできるように構成されている。すなわち、コンベア２は、ワークＷを所定のピッチ間隔である距離Ｐ搬送した後に停止し、所定の時間停止した後にワークＷの搬送を再開することを繰り返すように構成されている。このようなコンベア２の搬送面２ａには、互いに距離Ｐの間隔を空けてＮ（＝２、３、４、・・・）個のワークＷが載置可能となっており、ワークＷは、（Ｎ−１）ピッチでコンベアの始端部２ｂから終端部２ｃに送られるように構成されている。なお、図１に示した加熱装置１では、一例として、コンベア２の搬送面２ａに、互いに距離Ｐの間隔を空けて７つのワークＷが載置可能となっており、ワークＷは６ピッチでコンベアの長手方向の始端部２ｂから終端部２ｃに送られるように構成されている。
【００３０】
図２（ａ）及び図２（ｂ）を参照すると、加熱装置１は、ワークＷの搬送方向（矢印Ｄで示す）に直交する方向（以下、「幅方向」という）におけるコンベア２の両端側に配置された高周波誘導加熱コイル（以下、「加熱コイル」という）３を備えている。この加熱コイル３は、コンベア２の搬送面２ａ上のワークＷを加熱するように構成されている。加熱コイル３は、コンベア２の長手方向に沿って延びるように形成されている。コンベア２の幅方向端と加熱コイル３との間には空間が設けられている。
【００３１】
再び図１を参照すると、加熱装置１は、コンベア２の長手方向の中央に配置されたワーク回転機構４を備えている。ワーク回転機構４は、ワークＷを保持可能に構成された保持部４ａを有している。さらに、加熱装置１は、保持部４ａをコンベア２の搬送面２ａに対して垂直な軸線を中心として回転可能とし、保持部４ａを上下動可能とし、かつ保持部４ａを水平移動可能とするように構成された駆動部４ｂを備えている。駆動部４ｂはコンベア２の下方に配置され、保持部４ａは駆動部４ｂの上端に配置されており、保持部４ａの上端でワークＷが保持される構成となっている。第１実施形態では、保持部４ａの回転角度θは９０度となっているが、回転角度θは、０度以降かつ１８０度未満の範囲であればよい。
【００３２】
図１を参照すると、加熱装置１は、ワーク回転機構４の保持部４ａに保持されたワークＷの水平位置を検出する位置センサ５を備えている。また、加熱装置１は、コンベア２と、ワーク回転機構４の駆動部４ｂと、位置センサ５とに接続された制御器６を備えている。
【００３３】
このような加熱装置１を用いて、ワークＷに焼き戻しを施すための加熱方法について説明する。
図１に示すように、ワークＷをコンベア２の始端部２ｂの搬送面２ａ上に載置する。制御器６による制御に基づいて、搬送面２ａ上に載置されたワークＷを、加熱コイル３によって加熱しながら、始端部２ｂから終端部２ｃに向かって１ピッチずつ送る。ここで、１ピッチでは、ワークＷは所定の時間ｔ１内に所定の距離Ｐ分搬送され、各ピッチ同士の間で、ワークＷの搬送は所定の時間ｔ２停止することとなる。
【００３４】
このような搬送の途中において、ワークＷを３ピッチ分搬送した後にワークＷを停止した状態で、制御器５による制御に基づいて、ワーク回転機構４の保持部４ａを、上方に移動させて、コンベア２の幅方向端と加熱コイル３との間の空間を通って搬送面２ａから突出させ、保持部４ａの上端でワークＷを保持し、保持したワークＷを持ち上げる。持ち上げたワークＷを、コンベア２の搬送面２ａに対して垂直に延びる軸線を中心として、９０度（＝回転角度θ）回転させて、ワークＷの向きを変化させる。このとき、回転したワークＷの回転中心が、持ち上げ前のワークＷの回転中心に相当する基準位置に対して変化したことを、位置センサ５が検出した場合、位置センサ５から制御器６に送られる信号に基づいて、制御器６がワーク回転機構４の駆動部４ｂを制御して、回転したワークＷの中心を基準位置に補正するように、回転したワークＷを水平方向に移動させる。その後、ワークＷをコンベア２の搬送面２ａ上に再び載置して、このワークＷの搬送を再開する。搬送を再開したワークＷをさらに３ピッチ分搬送し、コンベア２の終端部２ｃに送られたワークＷを取り出す。
【００３５】
なお、ワークＷの回転前後における作用を説明する。
図２（ａ）に示されるように、ワークＷの回転前、ワークＷにおける幅方向の両端かつ搬送方向中央に位置する第１の加熱部ｗ１（斜線部で示す）は、加熱コイル３に最も接近して配置される一方で、ワークＷにおける幅方向中央かつ搬送方向両端に位置する第２の加熱部ｗ２（網掛部で示す）は、加熱コイル３から最も離れて配置されている。このような状態では、加熱コイル３から発せられる熱は、第１の加熱部ｗ１には伝わり易くなっている一方で、第２の加熱部ｗ２には伝わり難くなる。そこで、上述のようにワークＷを９０度回転させると、図２（ｂ）に示されるように、ワークの回転後、第２の加熱部ｗ２が、加熱コイル３から最も接近して配置される一方で、第１の加熱部ｗ１が、加熱コイルから最も離れて配置されることとなる。このような状態では、加熱コイル３から発せられる熱は、第２の加熱部ｗ２には伝わり易くなっている一方で、第１の加熱部ｗ１には伝わり難くなる。ワークＷは、回転前の状態で３ピッチ分搬送され、かつ回転後の状態で３ピッチ分搬送されるので、ワークＷが回転前の状態で加熱される時間は、ワークが回転後の状態で加熱される時間と等しくなる。そのため、ワークＷ全体が均一に加熱されることとなる。
【００３６】
このとき、第１の加熱部ｗ１及び第２の加熱部ｗ２における温度Ｔと時間ｓとの関係は、図３に示すようになる。図３を参照すると、ワークＷの回転する時間ｓ１より前では、実線Ｕで表される第１の加熱部ｗ１の温度は、破線Ｖで表される第２の加熱部ｗ２の温度より早く上昇するが、ワークＷの回転する時間ｓ１より後では、破線Ｖで表される第２の加熱部ｗ２の温度は、実線Ｕで表される第１の加熱部ｗ１の温度より早く上昇することとなる。そして、ワークＷの搬送終了時間ｓ２では、実線Ｕで表される第１の加熱部ｗ１の温度と、破線Ｖで表される第２の加熱部ｗ２の温度とが等しくなっている。
【００３７】
以上のように第１実施形態によれば、ワークＷの回転前後でワークＷの向きを変化させて、ワークＷの複数箇所を加熱コイル３に近接した状態にできるので、短い加熱時間でワークＷ全体を均一に加熱することができる。特に、大きなワークＷでは、加熱コイル３とワークＷの幅方向中央部との距離が離れているので、ワークＷの複数箇所を高周波誘導加熱コイルに近接させることによって、短い加熱時間でワークＷ全体を均一に加熱することができる。よって、複数種類のワークＷに対応して、加熱処理の作業効率を高め、かつワークＷ全体における加熱処理の均一性を高めることができる。
【００３８】
第１実施形態によれば、ワークＷの搬送を停止した状態でワークＷを回転させた後に、ワークの搬送を再開しており、さらに、ワークＷを回転させる際には、コンベア２の搬送面２ａ上のワークを持ち上げ、持ち上げたワークＷを回転させ、かつ回転したワークＷを搬送面２ａ上に載置するので、ワークＷを確実に回転させることができて、加熱処理の作業効率を高めることができる。
【００３９】
第１実施形態によれば、回転したワークＷの回転中心が持ち上げ前のワークＷの回転中心に相当する基準位置から水平方向に変化した場合、回転したワークＷの回転中心を基準位置に補正するように、回転したワークＷを水平方向に移動させるので、加熱時のワークＷの回転中心位置が一定に保たれることとなり、ワークＷ全体の加熱処理の均一性を高めることができる。
【００４０】
［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係る加熱装置及び加熱方法について以下に説明する。第２実施形態に係る加熱装置及び加熱方法は、基本的には、第１実施形態に係る加熱装置及び加熱方法と同様になっている。第１実施形態と同様な要素は、第１実施形態と同様の符号および名称を用いて説明する。ここでは、第１実施形態と異なる構成について説明する。
【００４１】
第２実施形態では、特に図示はしないが、加熱装置１が、コンベア２の長手方向に間隔を空けて複数のワーク回転機構４を有しており、駆動部４ｂにより回転される保持部４ａの回転角度θは調節可能に構成されている。このような構成において、ｉ（＝１、２、３、・・・）個のワーク回転機構を用いてワークＷを回転させる場合、保持部４ａの回転角度θを（９０／ｉ）度に設定するように構成されている。例えば、２つのワーク回転機構４を用いてワークＷを回転させる場合、保持部４ａの回転角度θは４５度に設定するとよい。また、３つのワーク回転機構４を用いてワークＷを回転させる場合、保持部４ａの回転角度θは３０度に設定するとよい。
【００４２】
このような加熱装置１を用いたワークＷの加熱方法、及びワークＷの回転前後における作用は、第１実施形態と同様になっている。
【００４３】
以上、第２実施形態によれば、第１実施形態と同様の効果に加えて、より大きなワークＷに対してワークＷの加熱時間をさらに短くできるので、さらに複数種類のワークＷに対応して、ワークＷ全体の加熱処理の均一性を高めることができ、かつ加熱処理の作業効率を高めることができる。
【００４４】
ここまで本発明の実施形態について述べたが、本発明は既述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。
【００４５】
例えば、第１実施形態及び第２実施形態の第１変形例として、複数のコイルが、コンベア２の両端側でコンベア２の長手方向に間隔を空けて配置されていてもよい。第１実施形態及び第２実施形態と同様の効果が得られる。
【００４６】
第１実施形態及び第２実施形態の第２変形例として、駆動部４ｂがコンベア２の上方に配置され、保持部４ａは駆動部４ｂの下端に配置されており、保持部４ａの下端でワークＷが保持される構成となっていてもよい。第１実施形態及び第２実施形態と同様の効果が得られる。
【００４７】
［実施例］
本発明の実施例について説明する。実施例では、第１実施形態の加熱装置及び加熱方法を用いてワークＷを加熱した。ワークＷとしては、テーパベアリング型ハブユニットを用いた。１ピッチにおいて、コンベア２によりワークＷを搬送する時間ｔ１を８ｓｅｃ（秒）とし、各ピッチ同士の間でワークＷの搬送を停止する時間ｔ２を５ｓｅｃ（秒）とした。すなわち、１ピッチのサイクルタイム（ｔ１＋ｔ２）を１３ｓｅｃ（秒）とした。
【００４８】
このように加熱したワークＷにおける第１の加熱部ｗ１及び第２の加熱部ｗ２のそれぞれに対して、図４（ａ）に示すように、ワークＷの上部から下部までの間で５分割した第１の温度測定領域ｘ１、第２の温度測定領域ｘ２、第３の温度測定領域ｘ３、第４の温度測定領域ｘ４、及び第５の温度測定領域ｘ５のそれぞれにおける温度を、ワークＷの搬送終了後に測定した。また、加熱したワークＷにおける第１の加熱部ｗ１及び第２の加熱部ｗ２のそれぞれに対して、図４（ｂ）に示すように、ワークＷの中間部から下部までの間で５分割した第１の硬さ測定領域ｚ１、第２の硬さ測定領域ｚ２、第３の硬さ測定領域ｚ３、第４の硬さ測定領域ｚ４、及び第５の硬さ測定領域ｚ５のそれぞれにおける表面硬さを、ワークＷの搬送終了後に測定した。なお、各硬さ測定領域における表面硬さ（ビッカース硬さ）Ｈにおいて、基準値Ｈ０を７５０Ｈｖとし、目標下限値Ｈ１を７３０Ｈｖとし、目標上限値Ｈ２を７７０Ｈｖとし、規格下限値Ｈ３を７１５Ｈｖとし、規格上限値Ｈ４を７８５Ｈｖとする。なお、各硬さ測定領域における表面硬さは、目標下限値Ｈ１と目標上限値Ｈ２との間、すなわり、７３０Ｈｖ〜７７０Ｈｖの間の範囲を許容するものとする。
【００４９】
［比較例］
本発明の比較例について説明する。比較例では、ワークの回転を実施しない以外、実施例と同様にワークＷを加熱した。さらに、比較例では、実施例と同様にワークの温度のみを測定した。
【００５０】
実施例及び比較例における温度測定結果は、以下の表１に示すようになった。
【００５１】
【表１】
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【００５２】
表１を参照すると、実施例では、第１の加熱部ｗ１における各温度測定領域ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４，ｘ５、及び第２の加熱部ｗ２における各温度測定領域ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４，ｘ５の内の最高温度と最低温度との差異（以下、「実施例の温度差異」という）は、１８℃であった。これに対して、比較例では、第１の加熱部ｗ１における各温度測定領域ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４，ｘ５、及び第２の加熱部ｗ２における各温度測定領域ｘ１，ｘ２，ｘ３，ｘ４，ｘ５の内の最高温度と最低温度との差異（以下、「比較例の温度差異」という）は、４２℃であった。よって、実施例の温度差異は比較例の温度差異より小さくなっており、実施例のワークＷは、比較例のワークよりも均一に加熱されていることが確認できた。
【００５３】
実施例における硬さ測定結果は、図５に示すようになった。実施例では、丸印で示した第１の加熱部ｗ１における各硬さ測定領域ｚ１，ｚ２，ｚ３，ｚ４，ｚ５の表面硬さと、四角印で示した第２の加熱部ｗ２における各硬さ測定領域ｚ１，ｚ２，ｚ３，ｚ４，ｚ５の表面硬さとは、７３０Ｈｖ〜７７０Ｈｖの許容範囲内となっていた。よって、実施例の加熱処理によって、ワークＷが十分に硬化されていることが確認できた。
【符号の説明】
【００５４】
１  高周波誘導連続加熱装置（加熱装置）
２  コンベア
２ａ  搬送面
３  高周波誘導加熱コイル（加熱コイル）
４  ワーク回転機構
Ｗ  ワーク
Ｄ  矢印
θ  回転角度（角度）
Ｕ  実線
Ｖ  破線
Ｔ  温度
ｓ  時間
ｓ１  ワークを回転する時間
ｓ２  ワークの搬送終了時間
ｘ１  第１の温度測定領域
ｘ２  第２の温度測定領域
ｘ３  第３の温度測定領域
ｘ４  第４の温度測定領域
ｘ５  第５の温度測定領域
ｚ１  第１の硬さ測定領域
ｚ２  第２の硬さ測定領域
ｚ３  第３の硬さ測定領域
ｚ４  第４の硬さ測定領域
ｚ５  第５の硬さ測定領域
Ｈ  硬さ
Ｈ０  基準値
Ｈ１  目標下限値
Ｈ２  目標上限値
Ｈ３  規格下限値
Ｈ４  規格上限値
【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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【図６】
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【図７】
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