(57)【要約】【課題】大径部と小径部との熱処理による品質の管理を容易とする。【解決手段】熱処理装置１は、大径部６及び小径部７を有する軸部材３を熱処理するために、軸部材３を誘導加熱するコイル３０を備えている。コイル３０は、大径部６と対向可能となる第１の大円弧コイル部１１を有する第１コイル体１０と、この第１コイル体１０と離れて設けられていると共に大径部６と対向可能となる第２の大円弧コイル部２１及び小径部７と対向可能となる小円弧コイル部２４を有している第２コイル体２０とを有している。熱処理装置１は、軸部材３とコイル３０とを相対的に移動させることにより、軸部材３に第１コイル体１０を対向させて誘導加熱する第一状態から、軸部材３に第２コイル体２０を対向させて誘導加熱する第二状態へと切り替える移動機構３５を備えている。【選択図】      図１
2014095103.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高周波電源部と、この高周波電源部から供給される電力によって前記軸部材を誘導加熱するコイルと、を備え、大径部及びこの大径部よりも直径が小さい小径部を有する軸部材を熱処理するための熱処理装置であって、
前記大径部の外周面と対向可能となる第１の大円弧コイル部を有する第１コイル体と、この第１コイル体と離れて設けられていると共に前記大径部の外周面と対向可能となる第２の大円弧コイル部及び前記小径部の外周面と対向可能となる小円弧コイル部を有している第２コイル体と、を有している前記コイルと、
前記軸部材と前記コイルとを相対的に移動させることにより、当該軸部材に前記第１コイル体を対向させて誘導加熱する第一状態から、当該軸部材に前記第２コイル体を対向させて誘導加熱する第二状態へと切り替える移動機構と、
を備えていることを特徴とする熱処理装置。
【請求項２】
前記第１コイル体は、当該第１コイル体によって誘導加熱している前記軸部材を、当該軸部材の中心線に直交する方向となる前記第２コイル体へ向かう方向へ、離反可能とさせる空間が形成されているコイル構成を有し、
前記第２コイル体は、前記軸部材を、前記第１コイル体側から受け入れ可能とする空間が形成されているコイル構成を有し、
前記移動機構は、前記コイルと前記軸部材との内の一方を、当該軸部材の中心線に直交する直線方向に沿って移動させる請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項３】
前記第１コイル体と前記第２コイル体とは、電気的に直列接続されており、共通する前記高周波電源部から電力の供給を受ける請求項１又は２に記載の熱処理装置。
【請求項４】
車輪用転がり軸受の構成部材であるフランジ付き軸部材を熱処理するための熱処理装置であって、
前記フランジの裾部及び前記車輪用転がり軸受の転動体が転動する軌道面が形成される軸部が前記大径部であり、
前記車輪用転がり軸受の構成部材である内輪部材が外嵌する軸部が前記小径部であり、
前記第１の大円弧コイル部及び前記第２の大円弧コイル部それぞれは、前記裾部の外周面に対面する対裾円弧部と、前記軌道面が形成される軸部の外周面に対面する対軌道面円弧部と、を有している請求項１〜３のいずれか一項に記載の熱処理装置。
【請求項５】
大径部及びこの大径部よりも直径が小さい小径部を有する軸部材を、相互離れて設けられている第１コイル体及び第２コイル体を備えているコイルによって誘導加熱する方法であって、
前記第１コイル体と接近させた前記軸部材の前記大径部に対して当該第１コイル体を用いて加熱を開始してから、前記軸部材と前記コイルとを相対的に移動させることにより、当該軸部材と前記第２コイル体とを接近させ、当該第２コイル体によって前記大径部の加熱を行うと共に、当該第２コイル体によって前記小径部の加熱を開始することを特徴とする誘導加熱方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、大径部と小径部とを有する軸部材を誘導加熱して焼入処理する熱処理装置及び誘導加熱方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、自動車の車輪用転がり軸受装置として、図７に示すように、軸状の軸本体部８９及び車輪が取り付けられるフランジ部９５を有する軸部材９４と、この軸部材９４の端部に取り付けられている内輪部材９３と、軸本体部８９及び内輪部材９３の径方向外側に設けられている外輪９２と、二列設けられている複数の玉９１と、軸受内部への異物の侵入を防止するシール９０と備えたものがある。
軸部材９４は、玉９１が転動する軌道面９６が形成されている大径部９７と、前記内輪部材９３が外嵌する小径部９８とを有している。なお、図７では、大径部９７には、シール９０により密封性を保つための部分も含まれる。
【０００３】
大径部９７には玉９１から荷重が作用し、また、小径部９８には内輪部材９３を外嵌して固定する必要があるため、軸部材９４の各部は所定の強度を要し、このために、軸部材９４の表層には焼入処理が施されている。この焼入処理は、例えば、高周波熱処理装置が用いられて行われる（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
高周波熱処理装置は、図８に示すように、高周波電源部９９と、この高周波電源部９９から供給される電力によって軸部材を誘導加熱する誘導加熱コイル１００とを備えている。
誘導加熱コイル１００は、図８と図９とに示すように、軸部材９４の大径部９７の外周面に対向する円弧コイル部１０１と、小径部９８の外周面に対向する円弧コイル部１０２とを有している。そして、軸部材９４をその中心線Ｃ１回りに回転させながら、この誘導加熱コイル１００に高周波電流を流し、大径部９７及び小径部９８を誘導加熱する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−５４２４６号公報（図２参照）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、前記のような大径部９７と小径部９８とを有する段付き軸部材９４を、誘導加熱コイル１００によって加熱する場合、比較的肉厚である大径部９７は熱容量が大きく昇温し難い（図１０参照）。これに対して、比較的薄肉である小径部９８は熱容量が小さく昇温し易い。
【０００７】
このため、一つの誘導加熱コイル１００によって軸部材９４の大径部９７と小径部９８とを同じ条件（例えば、同じ時間、同じ出力）によって同時に加熱すると、大径部９７と小径部９８とで熱処理後の表面硬さ及び焼入深さ等の熱処理品質に差が発生する（図１１参照）。
すなわち、大径部９７に適した条件により加熱して焼入処理を行うと、小径部９８では不要な程に深い硬化層が形成され、また、これとは反対に、小径部９８に適した条件により加熱して焼入処理を行うと、大径部９７では硬化層の深さが不足するといった不具合が起こりえる。
【０００８】
そこで本発明は、誘導加熱によって、昇温し難い大径部では硬化層の深さが不足したり、昇温し易い小径部では不要な程に深い硬化層が形成されたりする等の不具合を解消するために、大径部と小径部との熱処理による品質の管理が容易となる熱処理装置及び誘導加熱方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、高周波電源部と、この高周波電源部から供給される電力によって前記軸部材を誘導加熱するコイルとを備え、大径部及びこの大径部よりも直径が小さい小径部を有する軸部材を熱処理するための熱処理装置であって、前記大径部の外周面と対向可能となる第１の大円弧コイル部を有する第１コイル体と、この第１コイル体と離れて設けられていると共に前記大径部の外周面と対向可能となる第２の大円弧コイル部及び前記小径部の外周面と対向可能となる小円弧コイル部を有している第２コイル体とを有している前記コイルと、前記軸部材と前記コイルとを相対的に移動させることにより、当該軸部材に前記第１コイル体を対向させて誘導加熱する第一状態から、当該軸部材に前記第２コイル体を対向させて誘導加熱する第二状態へと切り替える移動機構とを備えていることを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、軸部材に第１コイル体を対向させて誘導加熱する第１状態から、この軸部材に第２コイル体を対向させて誘導加熱する第２状態へと切り替えることで、第１コイル体の第１の大円弧コイル部によって軸部材の大径部の加熱を開始してから、その後、第２コイル体の第２の大円弧コイル部によって大径部の加熱を継続すると共に、第２コイル体の小円弧コイル部によって小径部の加熱を開始することができる。すなわち、小径部に対する加熱開始を遅らせることができる。
この結果、例えば、昇温し難い大径部に適した条件により軸部材を加熱して熱処理しても、昇温し易い小径部で不要な程に深い硬化層が形成されるのを防ぐことができ、大径部と小径部との熱処理による品質の管理が容易となる。
【００１１】
また、前記第１コイル体は、当該第１コイル体によって誘導加熱している前記軸部材を、当該軸部材の中心線に直交する方向となる前記第２コイル体へ向かう方向へ、離反可能とさせる空間が形成されているコイル構成を有し、前記第２コイル体は、前記軸部材を、前記第１コイル体側から受け入れ可能とする空間が形成されているコイル構成を有し、前記移動機構は、前記コイルと前記軸部材との内の一方を、当該軸部材の中心線に直交する直線方向に沿って移動させるのが好ましい。
この場合、移動機構によって、コイルと軸部材との内の一方を、当該軸部材の中心線に直交する直線方向に沿って移動させることで、前記第１状態から前記第２状態へと迅速に切り替えることが可能となる。
【００１２】
また、前記第１コイル体と前記第２コイル体とは、電気的に直列接続されており、共通する前記高周波電源部から電力の供給を受けるのが好ましい。
この場合、第１状態から第２状態へ切り替わっても連続的に軸部材を加熱することが可能となる。
【００１３】
また、本発明は、車輪用転がり軸受の構成部材であるフランジ付き軸部材を熱処理するための熱処理装置であって、前記フランジの裾部及び前記車輪用転がり軸受の転動体が転動する軌道面が形成される軸部が前記大径部であり、前記車輪用転がり軸受の構成部材である内輪部材が外嵌する軸部が前記小径部であり、前記第１の大円弧コイル部及び前記第２の大円弧コイル部それぞれは、前記裾部の外周面に対面する対裾円弧部と、前記軌道面が形成される軸部の外周面に対面する対軌道面円弧部とを有しているのが好ましい。
この場合、フランジ付き軸部材の裾部において充分な深さの硬化層を得ることができ、車輪が取り付けられるフランジ部の強度を高めることができると共に、転動体が転動する軌道面の表面硬さを高めることができる。そして、内輪部材が外嵌する軸部において適度な深さの硬化層を得ることができ、当該軸部の剛性を高めることが可能となる。
【００１４】
また、本発明は、大径部及びこの大径部よりも直径が小さい小径部を有する軸部材を、相互離れて設けられている第１コイル体及び第２コイル体を備えているコイルによって誘導加熱する方法であって、前記第１コイル体と接近させた前記軸部材の前記大径部に対して当該第１コイル体を用いて加熱を開始してから、前記軸部材と前記コイルとを相対的に移動させることにより、当該軸部材と前記第２コイル体とを接近させ、当該第２コイル体によって前記大径部の加熱を行うと共に、当該第２コイル体によって前記小径部の加熱を開始することを特徴とする。
【００１５】
本発明によれば、小径部に対する加熱開始を遅らせることができるので、例えば、昇温し難い大径部に適した条件により軸部材を加熱して熱処理しても、昇温し易い小径部で不要な程に深い硬化層が形成されるのを防ぐことができ、大径部と小径部との熱処理による品質の管理が容易となる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、昇温し難い大径部に対する加熱開始よりも、昇温し易い小径部に対する加熱開始を遅らせることで、例えば、このような大径部に適した条件により軸部材を加熱して熱処理しても、小径部で不要な程に深い硬化層が形成されるのを防ぐことが可能となり、大径部と小径部との熱処理による品質の管理が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の熱処理装置の実施の一形態を示す斜視図である。
【図２】熱処理装置によって熱処理が行われる対象となる軸部材の断面図である。
【図３】第１コイル体と軸部材との断面図である。
【図４】第２コイル体と軸部材との断面図である。
【図５】コイルを簡略化した説明図である。
【図６】熱処理装置による熱処理方法の説明図である。
【図７】転がり軸受装置の説明図である。
【図８】従来の熱処理装置が備えているコイルの説明図である。
【図９】従来の熱処理装置のコイル及び軸部材の説明図である。
【図１０】従来の熱処理装置による熱処理方法の説明図である。
【図１１】従来の熱処理装置による熱処理結果を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の熱処理装置１の実施の一形態を示す斜視図である。図２は、この熱処理装置１によって熱処理が行われる対象となる軸部材３の断面図である。
この軸部材３は、自動車が備えている車輪用転がり軸受の構成部材であるフランジ付き軸部材である。
【００１９】
車輪用転がり軸受は、自動車の車体に設けられている懸架装置に取り付けられ、タイヤ及びブレーキディスク等の車輪側部材を回転可能に支持するための装置である。この軸部材３が、車輪用転がり軸受の一部として機能する場合、その軸方向は水平方向となるが、図２では、その軸方向を垂直方向として示している。この図２に示す姿勢は、本実施形態の熱処理装置１によって軸部材３が加熱される際の姿勢である。なお、軸部材３が加熱される際の姿勢は、図１及び図２に示す姿勢に限定されない。
【００２０】
軸部材３は、軸状の軸本体部４と、この軸本体部４の長手方向一方側の端部から径方向外側へ延びているフランジ部５とを有している。軸本体部４とフランジ部５とは一体として形成されており、例えば、鍛造によって形成されている。
軸本体部４は、直径が大きい部分（これを大径部６という）と、この大径部６よりも直径が小さい部分（これを小径部７という）とを有している。
【００２１】
大径部６は、フランジ部５の裾部８と、車輪用転がり軸受が備える転動体である玉５１が転動する軌道面５９が形成される軸部（これを軌道面軸部９という）とからなる。裾部８の外周面には、車輪用転がり軸受が備えるシール５０が取り付けられ、このシール５０によって軸受内部へ異物が侵入するのを防止する。
そして、小径部７は、車輪用転がり軸受の構成部材である内輪部材５２が外嵌する軸部である。
【００２２】
図１において、熱処理装置１は、このような軸部材３を熱処理するための装置であり、高周波電源部４０と、この高周波電源部４０から供給される電力によって軸部材３を誘導加熱するコイル３０と、軸部材３とコイル３０とを相対的に移動させる移動機構３５とを備えている。この熱処理装置１は、更に、軸部材３を回転させる回転機構３９を備えている。
【００２３】
高周波電源部４０は、所要の周波数を有する交流電圧を発生させることができ、コイル３０に流す電流を出力する。コイル３０は、第１コイル体１０と第２コイル体２０とこれらコイル体１０，２０を連結している連結部１９とを有している。コイル体１０，２０及び連結部１９は導体からなる。コイル３０の各部の構成については後に説明する。
【００２４】
回転機構３９は、軸部材３の中心線Ｃ１回りに軸部材３を回転させる。本実施形態の回転機構３９は、軸部材３の軸端部を固定する固定部３９ａと、この固定部３９ａを回転駆動する駆動部３９ｂとを有している。固定部３９ａは、例えば軸端部を掴む構成である。駆動部３９ｂはモータ、減速機及び変速機等を有しており、固定部３９ａを所要の回転数で回転させる。
【００２５】
本実施形態の移動機構３５は、回転する軸部材３に対してコイル３０を移動させる。つまり、軸部材３はその中心線Ｃ１回りに回転するが水平方向について位置の変化はしない。移動機構３５は様々な構成とすることができるが、例えば、コイル３０を取り付けているベース部材３５ａと、このベース部材３５ａを移動させる駆動部３５ｂとを有している。ベース部材３５ａには、コイル３０の一部が固定されている。駆動部３５ｂは、例えば直線的に伸縮するアクチュエータからなり、ベース部材３５ａを水平方向に沿って直線移動させる。つまり、ベース部材３５ａの移動方向がコイル３０の移動方向となり、このコイル３０において、この移動方向の一方側（図１では右側）に第１コイル体１０が設けられ、他方側（図示の左側）に第２コイル体２０が設けられている。
【００２６】
この移動機構３５によって、コイル３０を直線移動させることにより、回転する軸部材３に第１コイル体１０を接近させた第１状態（図１の状態）から、この軸部材３に第２コイル体２０を接近させた第２状態へと切り替えることができ、また、第２状態から第１状態へと切り替えることができる。
なお、移動機構３５による前記切り替えの動作、及び、回転機構３９の回転動作は、熱処理装置１が備えている制御装置２９によって制御される。制御装置２９はコンピュータ等からなる。
【００２７】
コイル３０について説明する。図３は、第１コイル体１０と軸部材３との断面図である。図４は、この第１コイル体１０と離れて設けられている第２コイル体２０と軸部材３との断面図である。図５は、コイル３０を簡略化した説明図である。
図３において、第１コイル体１０は、軸部材３の大径部６の外周面と対向可能となる第１の大円弧コイル部１１を有する。本実施形態の軸部材３では、前記のとおり大径部６は裾部８と軌道面軸部９とからなる。そこで、第１コイル体１０は、裾部８の外周面８ａに対面する第１の対裾円弧部１２を有しており、更に、軌道面軸部９の外周面９ａに対面する第１の対軌道面円弧部１３を有しており、これら対裾円弧部１２及び対軌道面円弧部１３によって第１の大円弧コイル部１１が構成されている。
【００２８】
図１、図３及び図５に示すように、第１の対裾円弧部１２は、半円の円弧形状を有する導体からなり、裾部８の外周面８ａのほぼ半分（１８０°）の範囲と隙間ｋ１をあけて対面する。そして、第１の対軌道面円弧部１３は、半円の円弧形状を有する導体からなり、軌道面軸部９の外周面９ａのほぼ半分（１８０°）の範囲と隙間ｋ２をあけて対面する。
【００２９】
そして、対裾円弧部１２の一端部と対軌道面円弧部１３の一端部とは、導体１４によって電気的に及び構造的に接続されている。そして、対軌道面円弧部１３の他端部は、連結部１９の第１部材１９ａと少なくとも電気的に接続されている。また、対裾円弧部１２の他端部は、連結部１９の第２部材１９ｂと少なくとも電気的に接続されている。なお、第２部材１９ｂは、高周波電源部４０と電気的に接続されている。
これにより、高周波電源部４０から交流電流がコイル３０に供給されることで、第１コイル体１０を接近させ対向させた軸部材３の大径部６は誘導加熱される。なお、この際、小径部７は誘導加熱されない。つまり、第１コイル体１０は、大径部６を加熱対象部位とする。
【００３０】
図４において、第２コイル体２０は、軸部材３の大径部６の外周面と対向可能となる第２の大円弧コイル部２１を有している。本実施形態の軸部材３は、前記のとおり、大径部６は裾部８と軌道面軸部９とからなる。そこで、第２コイル体２０は、裾部８の外周面８ａに対面する第２の対裾円弧部２２を有しており、更に、軌道面軸部９の外周面９ａに対面する第２の対軌道面円弧部２３を有しており、これら対裾円弧部２２及び対軌道面円弧部２３によって第２の大円弧コイル部２１が構成されている。
【００３１】
図１、図４及び図５に示すように、第２の対裾円弧部２２は、１／４円の円弧形状を有する導体からなり、裾部８の外周面８ａのほぼ１／４の範囲と隙間ｋ１をあけて対面する。そして、第２の対軌道面円弧部２３は、１／４の円弧形状を有する導体からなり、軌道面軸部９の外周面９ａのほぼ１／４の範囲と隙間ｋ２をあけて対面する。
【００３２】
そして、軌道面軸部９の外周面９ａの半径が軸部材３の裾部８の外周面８ａの半径よりも小さく設定されているのと同様に、図３に示す第１コイル体１０において、第１の対軌道面円弧部１３の半径は、第１の対裾円弧部１２の半径よりも小さく設定されており、また、図４に示す第２コイル体２０において、第２の対軌道面円弧部２３の半径は、第２の対裾円弧部２２の半径よりも小さく設定されている。また、第１の対軌道面円弧部１３の半径と第２の対軌道面円弧部２３の半径とは同じであり、第１の対裾円弧部１２の半径と第２の対裾円弧部２２の半径とは同じである。
【００３３】
また、図４に示すように、第２コイル体２０は、軸部材３の小径部７の外周面７ａと対向可能となる小円弧コイル部２４を有している。図１、図４及び図５に示すように、小円弧コイル部２４は、半円の円弧形状を有する導体からなり、小径部７の外周面７ａのほぼ半分（１８０°）の範囲と径方向の隙間ｋ３をあけて対面する。この隙間ｋ３と前記隙間ｋ１と前記隙間ｋ２とは径方向の隙間であり、すべて同じ寸法に設定されている。
小円弧コイル部２４の半径は、第１、第２の対軌道面円弧部１３，２３の半径よりも小さく設定されている。なお、これら半径については、軸部材３の形状に応じて設定されており、軸部材３の形状に応じて変更可能である。
【００３４】
そして、図１に示すように、第２コイル体２０において、対裾円弧部２２の一端部と小円弧コイル部２４の一端部とは、導体２５によって電気的に及び構造的に接続されている。小円弧コイル部２４の他端部と対軌道面円弧部２３の一端部とは、導体２６によって電気的に及び構造的に接続されている。そして、対軌道面円弧部２３の他端部は、連結部１９の第１部材１９ａと少なくとも電気的に接続されている。また、対裾円弧部２２の他端部は、連結部１９の第３部材１９ｃと少なくとも電気的に接続されている。なお、第３部材１９ｃは、高周波電源部４０と電気的に接続されている。
【００３５】
これにより、高周波電源部４０から交流電流がこのコイル３０に供給されることで、第２コイル体２０を接近させ対向させた軸部材３の大径部６及び小径部７は誘導加熱される。つまり、第２コイル体２０は、大径部６及び小径部７を加熱対象部位とする。
【００３６】
また、第１コイル体１０は、次のようなコイル構成を有している。図１及び図５において、第一の対裾円弧部１２及び第１の対軌道面円弧部１３それぞれは、第２コイル体２０に向かう方向に開口した円弧形状（半円弧形状）を有しており、第１コイル体１０の第２コイル体２０側には、軸部材３を第１コイル体１０に対して接近離反させることを可能とする空間Ｂ１が形成されている。そして、導体１４も、軸部材３の接近離反を阻害しない構成及び配置となっている。
以上より、第１コイル体１０によって誘導加熱している軸部材３を、その中心線Ｃ１に直交する方向となる第２コイル体２０へ向かう方向へ、離反可能とさせる空間Ｂ１が形成されているコイル構成を、第１コイル体１０は有している。
【００３７】
また第２コイル体２０は、次のようなコイル構成を有している。第２コイル体２０をその軸方向から見ると（つまり、平面視において）、第２の対裾円弧部２２と第２の対軌道面円弧部２３とによって、一つの円弧形状（半円弧形状）が構成され、この一つの円弧形状は、第１コイル体１０に向かう方向に開口した形状を有しており、第２コイル体２０の第１コイル体１０側には、軸部材３を第２コイル体２０に対して接近離反させることを可能とする空間Ｂ２が形成されている。そして、導体２５，２６も、軸部材３の接近離反を阻害しない構成及び配置となっている。
以上より、第１コイル体１０によって誘導加熱を終えた軸部材３を、その第１コイル体１０側から、第２コイル体２０は、誘導加熱のための正規の位置へと受け入れ可能とする空間Ｂ２が形成されているコイル構成を有している。
【００３８】
したがって、移動機構３５は、コイル３０と軸部材３との内の一方を、軸部材３の中心線Ｃ１に直交する直線方向に沿って移動させる構成とすることにより、後に説明する第１状態から第２状態へと迅速に切り替えることが可能となる。なお、本実施形態では、移動機構３５は、コイル３０を軸部材３の中心線Ｃ１に直交する直線方向に沿って移動させる。
【００３９】
以上の構成を備えた熱処理装置１によって行われる熱処理について説明する。
図１及び図３に示すように、軸部材３の各部の外周面に第１コイル体１０の大円弧コイル部１１を接近させ対向させた状態とする。具体的には、軸部材３の裾部８の外周面８ａに対裾円弧部１２を対向させ、軌道面軸部９の外周面９ａに対軌道面円弧部１３を対向させる。そして、回転機構３９によって軸部材３を回転させ、高周波電源部４０によって、コイル３０に交流電流が出力され、第１コイル体１０によってこの軸部材３の大径部６（裾部８及び軌道面軸部９）が誘導加熱される（第一状態）。
なお、この第一状態（図３の状態）では、軸部材３は第２コイル体２０と離れており、第２コイル体２０にも交流電流が流れるが、この第２コイル体２０によって軸部材３の各部が誘導加熱されない。
【００４０】
そして、第１コイル体１０によって、誘導加熱のための正規の位置にある軸部材３の誘導加熱を所要の時間について行うと、移動機構３５は、コイル３０を移動させることにより、軸部材３を第１コイル体１０から離反させ、この軸部材３を第２コイル体２０に接近させて、誘導加熱のための正規の位置に存在させる（図４の状態）。そして、回転機構３９によって軸部材３を回転させた状態で、第２コイル体２０によって、この軸部材３の大径部６（裾部８及び軌道面軸部９）及び小径部７が誘導加熱される（第二状態）。
【００４１】
つまり、移動機構３５によって、コイル３０を移動させることにより、軸部材３に第１コイル体１０を対向させて誘導加熱する第一状態から、この軸部材３に第２コイル体２０を対向させて誘導加熱する第二状態へと、状態が切り替えられる。
【００４２】
なお、本実施形態では、図５に示すように、第１コイル体１０と第２コイル体２０とは電気的に直列接続されており、共通する高周波電源部４０から電力の供給を受ける構成であるため、第１状態から第２状態へ切り替わっても連続的に軸部材３を加熱することが可能となる。
【００４３】
以上のように、軸部材３に第１コイル体１０を対向させて誘導加熱する第１状態から、この軸部材３に第２コイル体２０を対向させて誘導加熱する第２状態へと切り替えることで、第１コイル体１０の第１の大円弧コイル部１１によって軸部材３の大径部６の加熱を開始してから、その後、第２コイル体２０の第２の大円弧コイル部２１によって大径部６の加熱を継続すると共に、第２コイル体２０の小円弧コイル部２４によって小径部７の加熱を開始することができる。
【００４４】
すなわち、図１に示すように、相互離れて設けられている第１コイル体１０及び第２コイル体２０を備えているコイル３０によって、大径部６及び小径部を有する軸部材３を誘導加熱する方法は、第１コイル体１０と接近させた軸部材３の大径部６に対してこの第１コイル体１０を用いて加熱を開始してから、この軸部材３に対してコイル３０を移動させることにより、軸部材３と第２コイル体２０とを接近させ、この第２コイル体２０によって大径部６の加熱を継続すると共に、第２コイル体２０によって小径部７の加熱を開始する方法となる。
【００４５】
これにより、小径部７に対する加熱開始を、大径部６に対する加熱開始よりも遅らせることができ、この結果、肉厚であるために昇温し難い大径部６に適した条件により軸部材３を誘導加熱して熱処理しても、薄肉であるために昇温し易い小径部７で不要な程に深い硬化層が形成されるのを防ぐことができる。
本実施形態の場合、軸部材３の裾部８において充分な深さの硬化層を得ることができ、フランジ部５の強度を高めることができると共に、転動体である玉５１（図２参照）が転動する軌道面５９（軌道面軸部９の外周面）の表面硬さを高めることができる。そして、内輪部材５２が外嵌する軸部（小径部７）において、適度な深さの硬化層を得ることができ、この軸部（小径部７）の剛性を高めることが可能となる。
また、小径部７に対する加熱開始を遅らせることにより、小径部７への投入エネルギー（総エネルギー量）が少なくなり、小径部７において不具合となるような変形を防止することもできる。
【００４６】
特に、本実施形態では、図６に示すように、小径部７に対する加熱開始を遅らせることにより、最終の到達温度Ｈ（９５０℃〜１１００℃）を大径部６と小径部７とで揃える制御を、制御装置２９が行う。そして、これら小径部７及び大径部６を冷却する。これにより、小径部７と大径部６とは同程度の熱処理品質（焼入品質）を得ることが可能となる。このように、大径部６（裾部８及び軌道面軸部９）と小径部７との熱処理による品質の管理が容易となる。
【００４７】
なお、小径部７に対する加熱開始の遅延時間ｔ（図６参照）、つまり、第１コイル体１０による軸部材３への誘導加熱の開始時刻から、移動機構３５によるコイル３０の移動開始時刻までの時間ｔは、制御装置２９によって変更可能であり、例えば３秒とすることができる（ｔ＝３秒）。
【００４８】
本発明の熱処理装置１は、図示する形態に限らず本発明の範囲内において他の形態のものであってもよい。つまり、今回開示した実施形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された構成と均等の範囲内でのすべての変更が含まれる。
例えば、上述の実施形態では、中心線Ｃ１回りに回転するが位置変化しない軸部材３に対して、コイル３０を移動させる場合を説明した。この場合、軸部材３と共に回転機構３９を移動させなくて済む。しかし、本発明は、これとは反対に、コイル３０を静止させた状態で、軸部材３（及び回転機構３９）を移動機構によって移動させてもよい。
【００４９】
軸部材３の形状は、図示した以外のものであってもよく、中空筒形状であってもよい。また、前記実施形態に係る熱処理装置１は、車輪用転がり軸受の構成部材であるフランジ付き軸部材用として説明したが、これに限らず、図示しないが、大径部と小径部とを有するジョイント（例えば等速ジョイント）用の軸部材であってもよい。
【符号の説明】
【００５０】
３：軸部材    ４：軸本体部    ５：フランジ部    ６：大径部    ７：小径部    ８：裾部    ９：軌道面軸部    １０：第１コイル体    １１：第１の大円弧コイル部    １２：第１の対裾円弧部    １３：第１の対軌道面円弧部    ２０：第２コイル体    ２１：第２の大円弧コイル部    ２２：第２の対裾円弧部    ２３：第２の対軌道面円弧部    ２４：小円弧コイル部    ３０：コイル    ３５：移動機構    ３９：回転機構    ４０：高周波電源部    ５１：玉（転動体）    ５２：内輪部材    ５９：軌道面    Ｂ１：空間    Ｂ２：空間    Ｃ１：中心線
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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