(57)【要約】【課題】  鋳鉄部材を高周波加熱により熱処理する際に、上記鋳鉄部材の被熱処理部について所要の熱処理品質を安定して得ることができる鋳鉄部材の熱処理方法及びその装置を提供する。【解決手段】  鋳鉄部材を高周波加熱により熱処理する鋳鉄部材の熱処理では、被熱処理部をオーステナイト化温度に加熱する第１の高周波加熱工程Ｓ１０と、前記被熱処理部を冷却する冷却工程Ｓ２０と、前記被熱処理部について、残留オーステナイト量に関連するパラメータ値を測定する測定工程と、前記被熱処理部を再加熱する第２の高周波加熱工程Ｓ３０とを備え、前記第２の高周波加熱工程では、前記パラメータ値に応じて、前記被熱処理部について残留オーステナイト量が多い場合には、残留オーステナイト量が少ない場合に比して、加熱温度を高くするように高周波加熱の出力値を制御する。【選択図】図９
2006328469.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
黒鉛を含有する鋳鉄部材の被熱処理部を高周波加熱により熱処理する鋳鉄部材の熱処理方法であって、
前記被熱処理部を高周波加熱によりオーステナイト化温度に加熱する第１の高周波加熱工程と、
前記被熱処理部を冷却する冷却工程と、
前記被熱処理部について、残留オーステナイト量に関連するパラメータ値を測定する測定工程と、
前記被熱処理部を高周波加熱により再加熱する第２の高周波加熱工程と、を備え、
前記第２の高周波加熱工程では、前記パラメータ値に応じて、前記被熱処理部について残留オーステナイト量が多い場合には、残留オーステナイト量が少ない場合に比して、加熱温度を高くするように高周波加熱の出力値を制御する、
ことを特徴とする鋳鉄部材の熱処理方法。
【請求項２】
前記パラメータ値が、硬度であることを特徴とする請求項１記載の鋳鉄部材の熱処理方法。
【請求項３】
前記鋳鉄部材は複数の前記被熱処理部を有し、これら複数の被熱処理部は一つの円周上においてそれぞれ所定角度位置に設定されており、
前記鋳鉄部材を熱処理する熱処理装置は、前記第１の高周波加熱工程での加熱処理を施す第１加熱処理部、前記測定工程での測定処理を施す測定処理部および前記第２の高周波加熱工程での加熱処理を施す第２加熱処理部を備え、これら各処理部は、前記円周の近傍においてそれぞれ所定角度位置に設定されており、
前記鋳鉄部材を前記熱処理装置に対して前記円の中心廻りに回転可能に取り付けるステップと、
前記鋳鉄部材の所定の被熱処理部が前記熱処理装置の第１加熱処理部に対応するように前記鋳鉄部材の回転位置を割り出した上で、前記所定の被熱処理部に対し前記第１の高周波加熱工程での加熱処理を施す第１ステップと、
該第１ステップの後に、前記鋳鉄部材を回転させて、前記鋳鉄部材の前記所定の被熱処理部が前記熱処理装置の測定処理部に対応するように前記鋳鉄部材の回転位置を割り出した上で、前記所定の被熱処理部に対し前記測定工程での測定処理を施す第２ステップと、
該第２ステップの後に、前記鋳鉄部材を回転させて、前記鋳鉄部材の前記所定の被熱処理部が前記熱処理装置の第２加熱処理部に対応するように前記鋳鉄部材の回転位置を割り出した上で、前記所定の被熱処理部に対し前記第２の高周波加熱工程での加熱処理を施す第３ステップと、
が行われることを特徴とする請求項１又は２に記載の鋳鉄部材の熱処理方法。
【請求項４】
前記第１の高周波加熱工程と前記第２の高周波加熱工程とで、同一の高周波加熱手段を使用することを特徴とする請求項３記載の鋳鉄部材の熱処理方法。
【請求項５】
前記鋳鉄部材の前記各被熱処理部および前記熱処理装置の前記各処理部は、同一角度の円周等配状になるように、前記円周上においてそれぞれ所定角度位置に設定されていることを特徴とする請求項４記載の鋳鉄部材の熱処理方法。
【請求項６】
前記第１加熱処理部と前記第２加熱処理部とが、１つの加熱処理部で兼用されることを特徴とする請求項４記載の鋳鉄部材の熱処理方法。
【請求項７】
前記被熱処理部が、前記第２の高周波加熱工程後に略均一なパーライト組織を有するようにしたことを特徴とする請求項１〜請求項６の何れか一に記載の鋳鉄部材の熱処理方法。
【請求項８】
黒鉛を含有する鋳鉄部材の被熱処理部を高周波加熱により熱処理する鋳鉄部材の熱処理装置であって、
前記被熱処理部を高周波加熱によりオーステナイト化温度に加熱する第１加熱処理部と、
前記被熱処理部について、残留オーステナイト量に関連するパラメータ値を測定する測定処理部と、
前記被熱処理部を高周波加熱により再加熱する第２加熱処理部と、
前記パラメータ値に応じて、前記被熱処理部について残留オーステナイト量が多い場合には、残留オーステナイト量が少ない場合に比して、加熱温度を高く設定する熱処理制御手段と、
を備えていることを特徴とする鋳鉄部材の熱処理装置。
【請求項９】
前記鋳鉄部材が複数の前記被熱処理部を有し、これら複数の被熱処理部が一つの円周上においてそれぞれ所定角度位置に設定され、
前記第１加熱処理部、前記測定処理部及び前記第２加熱処理部が、前記円周の近傍においてそれぞれ所定角度位置に設定されており、
前記鋳鉄部材を所定の回転位置に割り出す割出手段と、
前記鋳鉄部材の所定の被熱処理部が前記第１加熱処理部に対応するように前記鋳鉄部材の回転位置を割り出した上で、前記所定の被熱処理部に対し前記第１加熱処理部での加熱処理を施し、
該加熱処理後、前記鋳鉄部材の前記所定の被熱処理部が前記測定処理部に対応するように前記鋳鉄部材の回転位置を割り出した上で、前記所定の被熱処理部に対し前記測定処理部での測定処理を施し、
該測定処理後、前記鋳鉄部材の前記所定の被熱処理部が前記第２加熱処理部に対応するように前記鋳鉄部材の回転位置を割り出した上で、前記所定の被熱処理部に対し前記第２加熱処理部での加熱処理を施すように制御する制御ユニットと、
を備えていることを特徴とする請求項８記載の鋳鉄部材の熱処理装置。
【請求項１０】
前記第１加熱処理部と前記第２加熱処理部とで、同一の高周波加熱手段を使用することを特徴とする請求項９記載の鋳鉄部材の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、鋳鉄部材を高周波加熱により局所的に熱処理する熱処理方法及びその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、鋳鉄は安価な材料であるとともに、黒鉛の存在により機械加工性にも優れているので、例えば自動車用部品などとして多用されている。鋳鉄部材を用いた自動車用部品については、例えば、高面圧下で繰り返し荷重を受ける摺動部や応力集中部など、局所的な部分について高強度化が要求される場合がある。
【０００３】
このように、鋳鉄部材の高強度化が要求される部分に対して、例えば高周波加熱及びレーザ加熱などの局所的な加熱方法による熱処理が施されることが知られている。鋳鉄部材を高周波加熱により熱処理する方法は種々研究されており、例えば特許文献１には、黒鉛を有する鋳鉄部材を高周波加熱によりオーステナイト化温度に加熱した後、冷却し、引き続き高周波加熱により再加熱後冷却し、処理部の硬さをビッカース硬度２００〜５００Ｈｖの範囲の均一なパーライト組織を得ることを企図した方法が開示されている。
【特許文献１】特開２００４ー１６２１５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、高周波加熱により鋳鉄部材を熱処理する場合、鋳鉄部材の被熱処理部の加工形状や被熱処理部と高周波加熱の加熱部との間隙の変動等に起因して、被熱処理部の加熱温度にばらつきが生じ、かかるばらつきが熱処理後の品質に顕著な影響を及ぼし得る。
【０００５】
ところで、黒鉛、フェライト及びパーライトを主体とした組織を有する鋳鉄部材を高周波加熱（第１の高周波加熱とする）により、所定のオーステナイト化温度（第１加熱設定温度とする）に加熱する場合、上記鋳鉄部材の被熱処理部は、冷却後に黒鉛及びマルテンサイトの組織を呈することとなる。
【０００６】
しかしながら、例えば、被熱処理部と高周波加熱の加熱部との間隙が小さい場合など、第１加熱設定温度より高い温度で加熱された場合には、基地への黒鉛の固溶が過剰となり、黒鉛、マルテンサイト及び残留オーステナイトの組織を呈することとなる。一方、例えば、被熱処理部と高周波加熱の加熱部との間隙が大きい場合など、第１加熱設定温度より低い温度で加熱された場合には、未固溶のフェライトが残留し、黒鉛、マルテンサイト及びフェライトの組織を呈することとなる。
【０００７】
上記被熱処理部について、第１の高周波加熱において第１加熱設定温度より高い温度で加熱された場合には、非磁性体である残留オーステナイトを有しており、続いて高周波加熱（第２の高周波加熱とする）により再加熱する際に、高周波による誘導加熱がされにくく、所定の再加熱温度（第２加熱設定温度とする）より低い温度で加熱されることとなる。一方、第１の高周波加熱において第１加熱設定温度より低い温度で加熱された場合には、第２の高周波加熱では、第２加熱設定温度より高い温度で加熱されることとなることが知られている。
【０００８】
このように、第１の高周波加熱において加熱温度が第１加熱設定温度に対してばらつきを有する場合には、上記ばらつきが、第２の高周波加熱における加熱温度のばらつきを更に引き起こしている。すなわち、鋳鉄部材の被熱処理部については、第１の高周波加熱における加熱温度と第２の高周波加熱における加熱温度との関係が、熱処理後の品質のばらつきを増大させている。
【０００９】
この発明は、上記技術的課題に鑑みてなされたものであり、鋳鉄部材を第１の高周波加熱及び第２の高周波加熱により熱処理する際に、第１の高周波加熱において加熱温度がばらつきを有する場合においても、第２の高周波加熱後の熱処理品質のばらつきを抑制し、所要の熱処理品質をより安定して得ることができる鋳鉄部材の熱処理方法及びその装置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】
【００１０】
このため、本願の請求項１に係る発明方法は、黒鉛を含有する鋳鉄部材の被熱処理部を高周波加熱により熱処理する鋳鉄部材の熱処理方法であって、前記被熱処理部を高周波加熱によりオーステナイト化温度に加熱する第１の高周波加熱工程と、前記被熱処理部を冷却する冷却工程と、前記被熱処理部について、残留オーステナイト量に関連するパラメータ値を測定する測定工程と、前記被熱処理部を高周波加熱により再加熱する第２の高周波加熱工程とを備え、前記第２の高周波加熱工程では、前記パラメータ値に応じて、前記被熱処理部について残留オーステナイト量が多い場合には、残留オーステナイト量が少ない場合に比して、加熱温度を高くするように高周波加熱の出力値を制御することを特徴としたものである。
【００１１】
また、本願の請求項２に係る発明方法は、請求項１に係る発明方法において、前記パラメータ値が、硬度であることを特徴としたものである。
【００１２】
更に、本願の請求項３に係る発明方法は、請求項１又は請求項２に係る発明方法において、前記鋳鉄部材は複数の前記被熱処理部を有し、これら複数の被熱処理部は一つの円周上においてそれぞれ所定角度位置に設定されており、前記鋳鉄部材を熱処理する熱処理装置は、前記第１の高周波加熱工程での加熱処理を施す第１加熱処理部、前記測定工程での測定処理を施す測定処理部および前記第２の高周波加熱工程での加熱処理を施す第２加熱処理部を備え、これら各処理部は、前記円周の近傍においてそれぞれ所定角度位置に設定されており、前記鋳鉄部材を前記熱処理装置に対して前記円の中心廻りに回転可能に取り付けるステップと、前記鋳鉄部材の所定の被熱処理部が前記熱処理装置の第１加熱処理部に対応するように前記鋳鉄部材の回転位置を割り出した上で、前記所定の被熱処理部に対し前記第１の高周波加熱工程での加熱処理を施す第１ステップと、該第１ステップの後に、前記鋳鉄部材を回転させて、前記鋳鉄部材の前記所定の被熱処理部が前記熱処理装置の測定処理部に対応するように前記鋳鉄部材の回転位置を割り出した上で、前記所定の被熱処理部に対し前記測定工程での測定処理を施す第２ステップと、該第２ステップの後に、前記鋳鉄部材を回転させて、前記鋳鉄部材の前記所定の被熱処理部が前記熱処理装置の第２加熱処理部に対応するように前記鋳鉄部材の回転位置を割り出した上で、前記所定の被熱処理部に対し前記第２の高周波加熱工程での加熱処理を施す第３ステップとが行われることを特徴としたものである。
【００１３】
また更に、本願の請求項４に係る発明方法は、請求項３に係る発明方法において、前記第１の高周波加熱工程と前記第２の高周波加熱工程とで、同一の高周波加熱手段を使用することを特徴としたものである。
【００１４】
また更に、本願の請求項５に係る発明方法は、請求項４に係る発明方法において、前記鋳鉄部材の前記各被熱処理部および前記熱処理装置の前記各処理部は、同一角度の円周等配状になるように、前記円周上においてそれぞれ所定角度位置に設定されていることを特徴としたものである。
【００１５】
また更に、本願の請求項６に係る発明方法は、請求項４に係る発明方法において、前記第１加熱処理部と前記第２加熱処理部とが、１つの加熱処理部で兼用されることを特徴としたものである。
【００１６】
また更に、本願の請求項７に係る発明方法は、請求項１〜請求項６の何れか一に係る発明方法において、前記被熱処理部が、前記第２の高周波加熱工程後に略均一なパーライト組織を有するようにしたことを特徴としたものである。
【００１７】
また更に、本願の請求項８に係る発明は、黒鉛を含有する鋳鉄部材の被熱処理部を高周波加熱により熱処理する鋳鉄部材の熱処理装置であって、前記被熱処理部を高周波加熱によりオーステナイト化温度に加熱する第１加熱処理部と、前記被熱処理部について、残留オーステナイト量に関連するパラメータ値を測定する測定処理部と、前記被熱処理部を高周波加熱により再加熱する第２加熱処理部と、前記パラメータ値に応じて、前記被熱処理部について残留オーステナイト量が多い場合には、残留オーステナイト量が少ない場合に比して、加熱温度を高く設定する熱処理制御手段とを備えていることを特徴としたものである。
【００１８】
また更に、本願の請求項９に係る発明は、請求項８に係る発明において、前記鋳鉄部材が複数の前記被熱処理部を有し、これら複数の被熱処理部が一つの円周上においてそれぞれ所定角度位置に設定され、前記第１加熱処理部、前記測定処理部及び前記第２加熱処理部が、前記円周の近傍においてそれぞれ所定角度位置に設定されており、前記鋳鉄部材を所定の回転位置に割り出す割出手段と、前記鋳鉄部材の所定の被熱処理部が前記第１加熱処理部に対応するように前記鋳鉄部材の回転位置を割り出した上で、前記所定の被熱処理部に対し前記第１加熱処理部での加熱処理を施し、該加熱処理後、前記鋳鉄部材の前記所定の被熱処理部が前記測定処理部に対応するように前記鋳鉄部材の回転位置を割り出した上で、前記所定の被熱処理部に対し前記測定処理部での測定処理を施し、該測定処理後、前記鋳鉄部材の前記所定の被熱処理部が前記第２加熱処理部に対応するように前記鋳鉄部材の回転位置を割り出した上で、前記所定の被熱処理部に対し前記第２加熱処理部での加熱処理を施すように制御する制御ユニットとを備えていることを特徴としたものである。
【００１９】
また更に、本願の請求項１０に係る発明は、請求項９に係る発明において、前記第１加熱処理部と前記第２加熱処理部とで、同一の高周波加熱手段を使用することを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００２０】
本願の請求項１の発明に係る鋳鉄部材の熱処理方法によれば、第１の高周波加熱工程後の被熱処理部について、残留オーステナイト量に関連するパラメータ値を測定し、第２の高周波加熱工程において、上記パラメータ値に応じて、上記被熱処理部について残留オーステナイト量が多い場合には、残留オーステナイト量が少ない場合に比して、加熱温度を高くするように高周波加熱の出力値が制御される。すなわち、第１の高周波加熱工程において鋳鉄部材の被熱処理部が所定温度から外れた温度で加熱された場合に、第２の高周波加熱工程において加熱温度を制御することができ、上記被熱処理部について所要の熱処理品質をより安定して得ることができる。
【００２１】
また、本願の請求項２の発明方法によれば、基本的には上記請求項１の発明方法と同様の効果を奏することができる。特に、上記パラメータ値として硬度を用いることにより、鋳鉄部材の被熱処理部について、残留オーステナイト量を非破壊で、比較的容易に測定することが可能である。
【００２２】
更に、本願の請求項３の発明方法によれば、基本的には上記請求項１又は２の発明方法と同様の効果を奏することができる。特に、鋳鉄部材が一つの円周上にそれぞれ所定角度位置に設定された複数の被熱処理部を有し、熱処理装置が、上記円周の近傍にそれぞれ所定角度位置に設定された第１加熱処理部、測定処理部および第２加熱処理部を備え、上記鋳鉄部材を上記熱処理装置に取り付けるステップと、所定の被熱処理部に対し、上記第１の高周波加熱工程での加熱処理を施す第１ステップと、上記測定工程での測定処理を施す第２ステップと、上記第２の高周波加熱工程での加熱処理を施す第３ステップとが行われることにより、鋳鉄部材を熱処理装置に一度セットするだけで、鋳鉄部材の各被熱処理部について、一連の熱処理工程を行うことができ、熱処理工程の効率化を図ることができる。
【００２３】
また更に、本願の請求項４の発明方法によれば、基本的には上記請求項３の発明方法と同様の効果を奏することができる。特に、第１の高周波加熱工程と第２の高周波加熱工程とで、同一の高周波加熱手段を使用することにより、これら両加熱工程で異なる高周波加熱手段を使用する場合に比して、高周波加熱の出力特性の違いに起因する加熱温度の誤差を抑制することができ、上記効果をより有効に奏することができる。
【００２４】
また更に、本願の請求項５の発明方法によれば、基本的には上記請求項４の発明方法と同様の効果を奏することができる。特に、鋳鉄部材の各被熱処理部および熱処理装置の各処理部は、同一角度の円周等配状になるように、上記円周上においてそれぞれ所定角度位置に設定されていることにより、鋳鉄部材を回転することで、上記鋳鉄部材の各被熱処理部について一連の熱処理工程を連続的に行うことができる。また、異なる被熱処理部について異なるステップを同時に行うことが可能であり、上記効果をより有効に奏することができる。
【００２５】
また更に、本願の請求項６の発明方法によれば、基本的には上記請求項４の発明方法と同様の効果を奏することができる。特に、第１加熱処理部と第２加熱処理部とが、１つの加熱処理部で兼用されることにより、加熱処理部が異なることによる加熱特性の違いに起因する加熱温度の誤差を抑制し、被熱処理部について所要の熱処理品質をより安定して得ることができ、上記効果をより有効に奏することができる。
【００２６】
また更に、本願の請求項７の発明方法によれば、基本的には上記請求項１〜６の何れか一の発明方法と同様の効果を奏することができる。特に、鋳鉄部材の被熱処理部が、第２の高周波加熱工程後に略均一なパーライト組織を有するようにしたことにより、最終熱処理後の被熱処理部について所定の硬さを確保することができ、被削性を確保しながら、耐疲労性、耐摩耗性、及び耐ヘタリ性を向上させることができる。
【００２７】
また更に、本願の請求項８の発明に係る鋳鉄部材の熱処理装置によれば、第１加熱処理部と、残留オーステナイト量に関連するパラメータ値を測定する測定処理部と、第２加熱処理部と、上記パラメータ値に応じて、被熱処理部について残留オーステナイト量が多い場合には、残留オーステナイト量が少ない場合に比して、加熱温度を高く設定する熱処理制御手段とを備えていることにより、第１の高周波加熱において、鋳鉄部材の被熱処理部が所定温度から外れた温度で加熱された場合に、第２の高周波加熱において加熱温度を制御することができ、上記被熱処理部について所要の熱処理品質をより安定して得ることができる。
【００２８】
また更に、本願の請求項９の発明によれば、基本的には上記請求項８の発明と同様の効果を奏することができる。特に、鋳鉄部材が一つの円周上にそれぞれ所定角度位置に設定された複数の被熱処理部を有し、鋳鉄部材の熱処理装置は、第１加熱処理部、測定処理部及び第２加熱処理部が、上記円周の近傍においてそれぞれ所定角度位置に設定されており、上記鋳鉄部材を所定の回転位置に割り出す割出手段と、上記鋳鉄部材の所定の被熱処理部を第１加熱処理部に対し割り出した上で加熱処理を施し、該加熱処理後、上記所定の被熱処理部を上記測定処理部に対し割り出した上で測定処理を施し、該測定処理後、上記所定の被熱処理部を第２加熱処理部に対し割り出した上で加熱処理を施すように制御する制御ユニットとを備えていることにより、鋳鉄部材を熱処理装置に一度セットするだけで、鋳鉄部材の各被熱処理部について、一連の熱処理工程を自動的に行うことができ、熱処理工程の効率化を図ることができる。
【００２９】
また更に、本願の請求項１０の発明によれば、基本的には上記請求項９の発明と同様の効果を奏することができる。特に、第１の高周波加熱工程と第２の高周波加熱工程とで、同一の高周波加熱手段を使用することにより、これら両加熱工程で異なる高周波加熱手段を使用する場合に比して、高周波加熱の出力特性の違いに起因する加熱温度の誤差を抑制することができ、上記効果をより有効に奏することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、本発明の実施形態を、添付図面に基づいて説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施形態に係るロータを示した斜視図である。図１には、黒鉛を含有する鋳鉄部材として、ロータリーエンジンのロータ１が示されている。上記ロータ１は、３つの区切られたロータ面２を有し、ロータ１の３つの頂部には、アペックスシール（不図示）が配設される溝部３がそれぞれ設けられている。また、ロータ１の内側には、ロータ歯車４が形成されている。
【００３２】
上記ロータ１の溝部３には、ロータハウジング（不図示）とロータ１との気密性を確保するとともに、上記ロータハウジング内をロータ１が滑らかに回転するために、アペックスシールがスプリング（不図示）を介して配設される。耐疲労性、耐摩耗性及び耐ヘタリ性を向上させるために、上記溝部３には高周波加熱が局部的に施される。
【００３３】
図２は、上記ロータの溝部を拡大して示した正面説明図であり、図３は、図２におけるＹ３−Ｙ３線に沿った上記溝部の部分断面説明図である。図２及び３では、高周波加熱により熱処理されるロータ１の被熱処理部５を明瞭化するために斜線により表示している。
上記被熱処理部５は、ロータ１の頂部から中心方向への深さＷが２ｍｍであり、溝部３の側面６からの幅Ｌ１が２ｍｍである。また、上記被熱処理部５は、ロータ１の端面７からの長さＬ２が４ｍｍとして設定されている。
このように、ロータ１の頂部には、被熱処理部５が局部的に設定されており、ロータ１のその他の頂部３についても、それぞれ対応する位置に被熱処理部５が設定されている。
【００３４】
また、ロータ１の材質としては、球状黒鉛鋳鉄であるＦＣＤ４５０を使用している。なお、このＦＣＤ４５０の化学組成は、Ｃ：３．６３ｗｔ％、Ｓｉ：２．５４ｗｔ％、Ｍｎ：０．３２ｗｔ％、Ｍｇ：０．０４ｗｔ％、Ｐ：０．０６ｗｔ％、Ｓ：０．０２ｗｔ％と、残部Ｆｅ及びその他の微量の不純物である。
【００３５】
上記ロータ１の被熱処理部５に対する高周波加熱について、先ず、従来の加熱パターンによる比較テストを実施した。
図４は、従来の高周波加熱による加熱パターンを示した説明図である。図４では、時間を横軸にとり、加熱温度を縦軸にとって表示している。なお、図４では、設定条件の加熱パターンが一点鎖線で示され、比較例１及び比較例２がそれぞれ実線及び破線で表示されている。
【００３６】
図４に示されるように、従来の加熱パターンでは、被熱処理部５を高周波加熱によりオーステナイト化温度に加熱する第１の高周波加熱工程Ｓ１と、第１の高周波加熱工程Ｓ１において加熱された上記被熱処理部５を冷却する冷却工程Ｓ２と、冷却工程Ｓ２後、上記被熱処理部５を高周波加熱により再加熱する第２の高周波加熱工程Ｓ３とを備えている。
【００３７】
設定条件の加熱パターンでは、上記被熱処理部５を、第１の高周波加熱工程Ｓ１において、加熱時間ｔ１秒かけて、オーステナイト化温度としての第１加熱設定温度９５０℃に加熱する。その後、冷却工程Ｓ２において、２０℃／秒以上の冷却速度で５００℃以下の温度に冷却時間ｔ２秒かけて冷却する。冷却後、第２の高周波加熱工程Ｓ３において、加熱時間ｔ３秒かけて、高周波加熱により第２加熱設定温度７００℃に再加熱する。更に、第２の高周波加熱工程Ｓ３の後に、上記被熱処理部５を再び冷却する。
ここで、加熱時間ｔ１及びｔ３はそれぞれ７秒及び４秒とする。また、冷却工程Ｓ２では、冷却時間ｔ２を、例えば８秒〜１１秒とし、２０℃／秒以上の冷却速度で５００℃以下の温度に、例えば空冷により冷却することで、所定の熱処理組織を得るとともに、上記組織を安定化させ、硬さの変動をなくすることができる。
【００３８】
比較例１は、第１の高周波加熱工程Ｓ１において、上記被熱処理部５が第１加熱設定温度より高い加熱温度（第１加熱温度とする）１０００℃で加熱された場合を示している。比較例１では、第２の高周波加熱工程Ｓ３において、第２加熱設定温度を得るための高周波加熱の出力値では、図４に示されるように、第２加熱設定温度が達せられず、加熱温度（第２加熱温度とする）が６５０℃と低くなる。
【００３９】
また、比較例２は、第１の高周波加熱工程Ｓ１において、上記被熱処理部５が第１加熱設定温度より低い第１加熱温度９００℃で加熱された場合を示している。比較例２では、第２の高周波加熱工程Ｓ３において、第２加熱設定温度を得るための高周波加熱の出力値では、図４に示されるように、第２加熱設定温度を超え、第２加熱温度が７５０℃と高くなる。
【００４０】
このことは、上記のように、被熱処理部５が、第１の高周波加熱工程Ｓ１において、設定条件の加熱パターンで加熱される場合には、冷却工程Ｓ２後に黒鉛及びマルテンサイトの組織を呈するのに対し、比較例１では、黒鉛、マルテンサイト及び残留オーステナイトの組織を呈し、比較例２では、黒鉛、マルテンサイト及びフェライトの組織を呈することによるものである。そのため、第２の高周波加熱工程Ｓ３において、上記被熱処理部５は、比較例１では、第２加熱設定温度より低い温度で加熱され、比較例２では、第２加熱設定温度より高い温度で加熱される。
【００４１】
図５は、被熱処理部について第２加熱温度と第２の高周波加熱後の硬さとの関係を示した説明図である。図５では、第２の高周波加熱における加熱温度を横軸にとり、第２の高周波加熱後の被熱処理部の硬さを縦軸にとって表示している。ここで、硬さは、冷却後に測定したものであり、ビッカース硬さ（Ｈｖ）で表示している。なお、図５では、設定条件を○印で表示し、比較例１及び比較例２をそれぞれ、▲印及び■印で表示している。
【００４２】
また、表１には、上記被熱処理部５について従来の加熱パターンによる加熱温度及び高周波加熱後の硬さを示している。なお、表１では、第１の高周波加熱後の硬さ及び第１の高周波加熱後の硬さと第２の高周波加熱後の硬さとの差である低下量を表示している。
【００４３】
【表１】
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【００４４】
図５及び表１に示されるように、設定条件の加熱パターンでは、第２の高周波加熱後の硬さがＨｖ３６０であるのに対し、比較例１では、第２の高周波加熱後の硬さがＨｖ４５０であり、設定条件に対して硬さが高くなる。一方、比較例２では、第２の高周波加熱後の硬さがＨｖ２４０であり、設定条件に対して硬さが低くなる。
【００４５】
また、図５には、所望の第２の高周波加熱後の硬さの範囲Ｈｖ３００〜４００が破線により表示されている。従来の加熱パターンでは、第１の高周波加熱の加熱温度が高い場合には、第２の高周波加熱後の硬さが上記範囲に対して高くなり、第１の高周波加熱の加熱温度が低い場合には、第２の高周波加熱後の硬さが上記範囲に対して低くなり、硬さのばらつきを有している。
【００４６】
表１に示されるように、高周波加熱により熱処理される被熱処理部５は、比較例１では、第１の高周波加熱後の硬さに対する第２の高周波加熱後の硬さの低下量がＨｖ７０であり、設定条件の加熱パターンによる低下量Ｈｖ９０より低下量が小さく、比較例２では、第１の高周波加熱後の硬さに対する第２の高周波加熱後の硬さの低下量がＨｖ１１０であり、設定条件の加熱パターンによる低下量が大きくなる。
【００４７】
このように、従来の加熱パターンでは、第１の高周波加熱において加熱温度が第１加熱設定温度に対してばらつきを有する場合、上記ばらつきが、第２の高周波加熱における加熱温度のばらつきを更に引き起こし、第１の高周波加熱における加熱温度と第２の高周波加熱における加熱温度との関係が、熱処理後の硬さのばらつきを増大させている。
【００４８】
次に、本実施形態に係る、ロータ１を高周波加熱により熱処理する熱処理装置について説明する。
図６は、本実施形態に係る熱処理装置を模式的に示した説明図である。図７は、上記熱処理装置を模式的に示した上面説明図である。図８は、図７における上記熱処理装置の一部を拡大して示した説明図である。
本実施形態では、ロータ１の被熱処理部５を高周波加熱により熱処理するために、図６に示される熱処理装置１０を使用する。上記熱処理装置１０は、その上部に取付手段１１を備えており、該取付手段１１は、シリンダ１２及びスライド機構（不図示）を備え、ロータ１を所定位置に着脱可能に取り付けることができる。
【００４９】
上記熱処理装置１０は、ロータ１が回転可能に取り付けられ、上記ロータ１を回転し、所定の回転位置に割り出すことができる割出手段１３と、ロータ１の被熱処理部５に対し高周波加熱による加熱処理を施す加熱処理部１４と、上記被熱処理部５に対し測定処理を施す測定処理部１６とを備えている。
【００５０】
上記加熱処理部１４は、加熱コイル（不図示）を備え、高周波加熱手段１５に連結されている。該高周波加熱手段１５は、高周波電源及び熱処理制御手段（ともに不図示）に接続されており、該熱処理制御手段は、測定処理部１６で得られた測定データに応じて、高周波加熱の出力値を制御することができる。また、上記測定処理部１６は、本実施形態では、ロータ１を割出手段１３上に取り付けた状態で、上記被熱処理部５の硬度を非破壊で測定することができる。
【００５１】
上記熱処理装置１０はまた、上記割出手段１３、上記高周波加熱手段１５、上記熱処理制御手段及び上記測定処理部１６に接続された制御ユニット（不図示）を備えており、該制御ユニットは、後述するように、上記割出手段１３上に取り付けられたロータ１に対して、一連の熱処理工程を連続的に行うように制御することができる。
【００５２】
図８に示されるように、ロータ１の３つの被熱処理部は同一角度１２０°の円周等配状に設定されており、上記円周の近傍において上記加熱処理部１４と上記測定処理部１６とは、割出手段１３の中心軸Ｘに対して１２０°の角度位置に設定されている。なお、上記比較テストでは、本実施形態に係る熱処理装置と同様の装置を用いているが、上記測定データに応じて上記出力値の制御が行われていない。
【００５３】
図９は、本実施形態に係る高周波加熱による加熱パターンを示した説明図である。図９では、時間を横軸にとり、加熱温度を縦軸にとって表示している。なお、図９では、設定条件の加熱パターンが一点鎖線で示され、実施例１及び実施例２が、それぞれ実線及び破線で表示されている。また、上記設定条件の加熱パターンは、従来の加熱パターンにおける設定条件と同一の加熱パターンである。
【００５４】
図９に示されるように、本実施形態に係る加熱パターンは、ロータ１の被熱処理部５を高周波加熱によりオーステナイト化温度に加熱する第１の高周波加熱工程Ｓ１０と、第１の高周波加熱工程Ｓ１０において加熱された上記被熱処理部５を冷却する冷却工程Ｓ２０とを備えている。
【００５５】
設定条件の加熱パターンでは、上記被熱処理部５を、第１の高周波加熱工程Ｓ１０において、加熱時間ｔ１秒かけて、オーステナイト化温度としての第１加熱設定温度９５０℃に加熱する。その後、冷却工程Ｓ２０において、２０℃／秒以上の冷却速度で５００℃以下の温度に冷却時間ｔ２秒かけて冷却する。ここで、加熱時間ｔ１は７秒とし、ｔ２は８〜１１秒とする。また、上記冷却工程Ｓ２０は、空冷により行う。なお、上記被熱処理部５が小さいために空冷により所定の冷却速度を得ているが、被熱処理部が所定の冷却速度を得るために、例えば水冷など、その他の冷却方法が使用されてもよい。
【００５６】
実施例１は、第１の高周波加熱工程Ｓ１０において、上記被熱処理部５が第１加熱設定温度より高い第１加熱温度１０００℃で加熱された場合を示しており、実施例２は、第１の高周波加熱工程Ｓ１０において、上記被熱処理部５が第１加熱設定温度より低い第１加熱温度９００℃で加熱された場合を示している。
【００５７】
本実施形態に係る熱処理方法は、冷却工程Ｓ２０後、上記被熱処理部５について、硬さを測定する測定工程と、上記被熱処理部５を高周波加熱により再加熱する第２の高周波加熱工程３０とを備え、第２の高周波加熱工程Ｓ３０では、上記硬さに応じて、第２の高周波加熱工程Ｓ３０における高周波加熱の出力値を制御する。なお、本実施形態では、第１の高周波加熱工程Ｓ１０と第２の高周波加熱工程Ｓ３０とで、同一の高周波加熱手段１５を使用しているが、これら両加熱工程Ｓ１０、Ｓ３０で異なる高周波加熱手段を使用することも可能である。
【００５８】
図１０は、被熱処理部について第１加熱温度と第１の高周波加熱後の硬さとの関係を示した説明図である。図１０では、第１の高周波加熱工程Ｓ１０における加熱温度である第１加熱温度を横軸にとり、第１の高周波加熱後の被熱処理部の硬さを縦軸にとって表示している。なお、図１０では、設定条件を○印で表示し、実施例１及び実施例２をそれぞれ、△印及び□印で表示している。後述する図１１及び図１２についても同様に表示する。
【００５９】
また、表２には、上記被熱処理部５について本実施形態に係る加熱パターンの加熱温度及び高周波加熱後の硬さを示している。なお、表２では、第１の高周波加熱後の硬さ及び第１の高周波加熱後の硬さと第２の高周波加熱後の硬さとの差である低下量を表示している。
【００６０】
【表２】
2006328469.tif 000004
【００６１】
図１０及び表２に示されるように、設定条件の加熱パターンでは、第１の高周波加熱後の硬さがＨｖ４５０であるのに対し、実施例１では、第１の高周波加熱後の硬さがＨｖ５２０であり、設定条件に対して高くなり、実施例２では、第２の高周波加熱後の硬さがＨｖ３５０であり、設定条件に対して低くなる。
【００６２】
図１１は、第２の高周波加熱工程Ｓ３０における高周波加熱の出力値の増加を示した説明図である。図１１では、上記被熱処理部５について第１の高周波加熱後の硬さを縦軸にとり、第２の高周波加熱工程Ｓ３０における高周波加熱の出力値の増加を横軸にとって示している。なお、上記出力値の増加は、実施例２における出力値を基準に相対的に表示している。
【００６３】
また、表３には、上記被熱処理部５について、測定工程における硬さ測定値に対して、上記熱処理制御手段による高周波加熱手段１５へのフィードバック、すなわち、第２の高周波加熱工程Ｓ３０における出力値の制御及び上記制御による第２加熱温度を示している。なお、硬さ測定値の基準値は、設定条件の加熱パターンによる被熱処理部の硬さとする。
【００６４】
【表３】
2006328469.tif 000005
【００６５】
図１１及び表３に示されるように、第１の高周波加熱後、上記被熱処理部５の硬さが基準値より高い実施例１では、第２の高周波加熱工程Ｓ３０における高周波加熱の出力値を所定の設定値より上げ、第２加熱温度を第２加熱設定温度より高くする。一方、被熱処理部５の硬さが基準値より低い実施例２では、第２の高周波加熱工程Ｓ３０における高周波加熱の出力値を所定の設定値より下げ、第２加熱温度を第２加熱設定温度より低くする。
【００６６】
本実施形態では、図１１に示されるように、第２の高周波加熱工程Ｓ３０では、第１の高周波加熱後の硬さに応じて、上記硬さが高い場合には、上記硬さが低い場合に比して、高周波加熱の出力値を増加させる。上記被熱処理部５については、第１の高周波加熱後の硬さと残留オーステナイト量とが相関性を有するので、上記被熱処理部５について残留オーステナイト量が多い場合には、残留オーステナイト量が少ない場合に比して、加熱温度を高くするように高周波加熱の出力値を制御する。
【００６７】
このように、熱処理制御手段により高周波加熱の出力値を制御することにより、第２の高周波加熱工程Ｓ３０において、実施例１では、第２加熱設定温度より高い第２加熱温度７５０℃で加熱し、実施例２では、第２加熱設定温度より低い第２加熱温度６５０℃で加熱する。なお、第２の高周波加熱工程Ｓ３０の加熱時間ｔ３は、４秒で行っている。
【００６８】
図１２は、被熱処理部について第２加熱温度と第２の高周波加熱後の硬さとの関係を示した説明図である。図１２では、第２の高周波加熱工程Ｓ３０における加熱温度を横軸にとり、第２の高周波加熱後の被熱処理部５の硬さを縦軸にとって表示している。なお、図５では、所望の硬さの範囲Ｈｖ３００〜４００が破線により表示されている。
【００６９】
図１２及び表２に示されるように、設定条件の加熱パターンでは、第２の高周波加熱後の硬さがＨｖ３６０であるのに対し、実施例１では、第２の高周波加熱後の硬さがＨｖ３６０であり、実施例２では、第２の高周波加熱工程後の硬さがＨｖ３１０であり、所望の硬さの範囲に適合させることができる。
【００７０】
表２に示されるように、高周波加熱により熱処理される被熱処理部５は、実施例１では、第１の高周波加熱後の硬さに対する第２の高周波加熱後の硬さの低下量がＨｖ１６０であり、設定条件の加熱パターンによる低下量Ｈｖ９０より低下量を大きくし、実施例２では、第１の高周波加熱後の硬さに対する第２の高周波加熱後の硬さの低下量がＨｖ４０であり、設定条件の加熱パターンによる低下量Ｈｖ９０より低下量を小さくする。
【００７１】
上記のように、本実施形態に係る高周波加熱による加熱パターンでは、実施例１及び実施例２に示されるように、被熱処理部５について、第１の高周波加熱後の硬さが基準値より高い場合には、第２加熱温度を高くし、第１の高周波加熱後の硬さが基準値より低い場合には、第２加熱温度を低くすることで、高周波加熱による熱処理後の硬さのばらつきを抑制することができる。
【００７２】
本実施形態では、被熱処理部５について第１の高周波加熱後の硬さを測定し、上記硬さに応じて、上記被熱処理部５が、第２の高周波加熱工程後に略均一なパーライト組織を有するように、第２の高周波加熱工程における高周波加熱の出力値を制御している。
また、本実施形態では、被熱処理部５について、残留オーステナイト量に関連するパラメータ値として、硬度を用いているが、例えば組織観察などにより、残留オーステナイト量に関連するその他のパラメータ値を測定して行うことも可能である。
【００７３】
このように、第１の高周波加熱工程後の被熱処理部について、残留オーステナイト量に関連するパラメータ値を測定し、第２の高周波加熱工程において、上記パラメータ値に応じて、上記被熱処理部について残留オーステナイト量が多い場合には、残留オーステナイト量が少ない場合に比して、加熱温度を高くするように高周波加熱の出力値が制御される。すなわち、第１の高周波加熱工程において鋳鉄部材の被熱処理部が所定温度から外れた温度で加熱された場合に、第２の高周波加熱工程において加熱温度を制御することができ、上記被熱処理部について所要の熱処理品質をより安定して得ることができる。
例えば、鋳鉄部材の被熱処理部の加工誤差、上記被熱処理部と熱処理装置の加熱処理部との位置誤差等に起因して、第１の高周波加熱工程において被熱処理部が所定温度から外れた温度で加熱された場合においても、第２の高周波加熱工程における加熱温度を制御し、上記被熱処理部について所要の熱処理品質を安定して得ることができる。
【００７４】
また、上記パラメータ値として硬度を用いることにより、鋳鉄部材の被熱処理部について、残留オーステナイト量を非破壊で、比較的容易に測定することが可能である。
【００７５】
また更に、第１の高周波加熱工程と第２の高周波加熱工程とで、同一の高周波加熱手段を使用することにより、これら両加熱工程で異なる高周波加熱手段を使用する場合に比して、高周波加熱の出力特性の違いに起因する加熱温度の誤差を抑制することができ、上記効果をより有効に奏することができる。
このように、第１の高周波加熱工程及び第２の高周波加熱工程を、１つの高周波加熱手段を用いて行うことができるので、これら両加熱工程にかかる設備コストを低減することができる。
【００７６】
また更に、鋳鉄部材の被熱処理部が、第２の高周波加熱工程後に略均一なパーライト組織を有するようにしたことにより、最終熱処理後の被熱処理部について所定の硬さを確保することができ、被削性を確保しながら、耐疲労性、耐摩耗性、及び耐ヘタリ性を向上させることができる。
【００７７】
上記のように、ロータ１は、３つの被熱処理部５（３つの頂部）を有し、上記３つの被熱処理部５は１つの円周上において同一角度の円周等配状になるように、上記円周上においてそれぞれ所定角度位置に設定されている。また、上記熱処理装置１０は、第１の高周波加熱工程Ｓ１０での加熱処理を施す第１加熱処理部、測定工程での測定処理を施す測定処理部および第２の高周波加熱工程Ｓ３０での加熱処理を施す第２加熱処理部を備え、これら各処理部は、上記円周の近傍においてそれぞれ所定角度位置に設定されている。
本実施形態では、上記第１加熱処理部と上記第２加熱処理部とで、同一の高周波加熱手段１５が使用され、上記第１加熱処理部と上記第２加熱処理部とが、同一の加熱処理部１４で兼用されている。
【００７８】
上記ロータ１の被熱処理部５を高周波加熱により熱処理する場合、先ず、ロータ１を上記熱処理装置１０に対して上記円の中心廻りに回転可能に取り付ける。１つの被熱処理部に着目し、概略的に説明すれば、上記ロータ１が熱処理装置に取り付けられると、所定の被熱処理部５が上記熱処理装置１０の第１加熱処理部１４に対応するように上記ロータ１の回転位置を割り出した上で、上記所定の被熱処理部５に対し上記第１の高周波加熱工程Ｓ１０での加熱処理を施す第１ステップが行われる。
【００７９】
上記第１ステップの後に、上記ロータ１を回転させて、上記ロータ１の上記所定の被熱処理部５が上記熱処理装置１０の測定処理部１６に対応するように上記ロータ１の回転位置を割り出した上で、上記所定の被熱処理部５に対し上記測定工程での測定処理を施す第２ステップが行われ、該第２ステップの後に、上記ロータ１を回転させて、上記ロータ１の上記所定の被熱処理部５が上記熱処理装置１０の第２加熱処理部１４に対応するように上記ロータ１の回転位置を割り出した上で、上記所定の被熱処理部５に対し上記第２の高周波加熱工程Ｓ３０での加熱処理を施す第３ステップが行われる。なお、上記第１ステップの後に、冷却工程が行われている。
【００８０】
図１３は、本実施形態に係るロータ１の高周波加熱による熱処理のサイクルを示した説明図である。図１３では、上記ロータ１の３つの被熱処理部５についてそれぞれ、第１の高周波加熱工程Ｓ１０は７秒、第２の高周波加熱工程Ｓ３０は４秒、測定工程は３秒で行われる。また、第２の高周波加熱工程Ｓ３０では、上記被熱処理部５について、第１の高周波加熱工程Ｓ１０後の硬さに応じて、上記熱処理制御手段による高周波加熱の出力値の制御が行われている。
【００８１】
以下に、３つの被熱処理部５を有するロータ１について、高周波加熱により熱処理する場合の熱処理サイクルについて、図８及び図１３に基づいて説明する。
（１）第１工程
上記のように、ロータ１の１つの頂点（第１頂点とする）を、加熱処理部１４に対応する位置Ｐ１に割り出した上で、第１頂点にある被熱処理部５に対し第１の高周波加熱工程Ｓ１０での加熱処理が施される。
（２）第２工程
第１工程終了後、上記ロータ１を、図８に示される矢印Ａの方向に１２０°回転させ、別の頂点（第２頂点）を、上記位置Ｐ１に割り出す。上記割り出し後に、第２頂点にある被熱処理部５に対し第１の高周波加熱工程Ｓ１０での加熱処理が施される。ここで、第１頂点の被熱処理部５は、上記位置Ｐ１から矢印Ａの方向に１２０°回転した位置Ｐ２において空冷されている。なお、上記ロータ１は、同一円周上に均等に３つの被熱処理部を備えているので、割り出しは、１２０°毎に回転され、２秒間で行われる。
（３）第３工程
第２工程終了後、上記ロータ１を、更に矢印Ａの方向に１２０°回転させ、更に別の頂点（第３頂点）を、上記位置Ｐ１に割り出すことにより、第１頂点が、測定処理部１６に対応する位置Ｐ３に割り出される。上記割り出し後に、第３頂点にある被熱処理部５に対し第１の高周波加熱工程Ｓ１０での加熱処理が施されるとともに、第１頂点にある被熱処理部５に対し測定工程での硬さ測定が行われる。なお、第２頂点の被熱処理部５は、上記位置Ｐ２において空冷されている。
（４）第４工程
第３工程終了後、上記ロータ１を、更に矢印Ａの方向に１２０°回転させ、第１頂点を上記位置Ｐ１に割り出すことにより、第２頂点が上記位置Ｐ３に割り出される。上記割り出し後に、第１頂点にある被熱処理部５に対し第２の高周波加熱工程Ｓ３０での加熱処理が施されるとともに、第２頂点にある被熱処理部５に対し測定工程での硬さ測定が行われる。なお、第３頂点の被熱処理部５は、上記位置Ｐ２において空冷されている。
（５）第５工程
第４工程終了後、上記ロータ１を、更に矢印Ａの方向に１２０°回転させ、第２頂点を上記位置Ｐ１に割り出すことにより、第３頂点が上記位置Ｐ３に割り出される。上記割り出し後に、第２頂点にある被熱処理部５に対し第２の高周波加熱工程Ｓ３０での加熱処理が施されるとともに、第３頂点にある被熱処理部５に対し測定工程での硬さ測定が行われる。
（６）第６工程
第５工程終了後、上記ロータ１を、更に矢印Ａの方向に１２０°回転させ、第３頂点を上記位置Ｐ１に割り出した上で、第３頂点にある被熱処理部５に対し第２の高周波加熱工程Ｓ３０での加熱処理が施される。
このように、上記ロータ１を回転することで、上記ロータ１の３つの被熱処理部について、高周波加熱による一連の熱処理工程を連続的に行うことができる。
【００８２】
例えば、上記ロータ１の第１頂点に着目すると、第１頂点にある被熱処理部５について、加熱処理部１４に対応する位置に割り出した上で、第１の高周波加熱工程Ｓ１０での加熱処理が施される第１工程が上記第１ステップに相当し、測定処理部１６に対応する位置に割り出した上で、測定工程での測定処理が施される第３工程が第２ステップに相当し、加熱処理部１４に対応する位置に割り出した上で、第２の高周波加熱工程Ｓ３０での加熱処理が施される第４工程が第３ステップに相当する。
【００８３】
上記熱処理工程では、上記制御ユニットは、ロータ１の所定の被熱処理部５を第１加熱処理部１４に対応するようにロータ１の回転位置を割り出した上で、上記所定の被熱処理部５に対し第１加熱処理部１４での加熱処理を施し、該加熱処理後、ロータ１の所定の被熱処理部５を測定処理部１６に対応するようにロータ１の回転位置を割り出した上で、上記所定の被熱処理部に対し測定処理部１６での測定処理を施し、該測定処理後、ロータ１の上記所定の被熱処理部が第２加熱処理部１４に対応するようにロータ１の回転位置を割り出した上で、上記所定の被熱処理部に対し第２加熱処理部１４での加熱処理を施すように制御する。
【００８４】
本実施形態では、ロータ１が３つの被熱処理部を有する場合について記述しているが、複数の被熱処理部を有する場合についても同様に行うことができる。
また、上記熱処理装置１０は、上記第１加熱処理部と上記第２加熱処理部とを１つの加熱処理部１４で兼用しているが、異なる加熱処理部を備えていてもよい。
また更に、上記鋳鉄部材の上記各被熱処理部及び上記熱処理装置の上記各熱処理部が、同一角度の円周等配状になるように、上記円周上においてそれぞれ所定角度位置に設定されてもよい。
【００８５】
このように、鋳鉄部材が一つの円周上にそれぞれ所定角度位置に設定された複数の被熱処理部を有し、熱処理装置が、上記円周の近傍にそれぞれ所定角度位置に設定された第１加熱処理部、測定処理部および第２加熱処理部を備え、上記鋳鉄部材を上記熱処理装置に取り付けるステップと、所定の被熱処理部に対し、上記第１の高周波加熱工程での加熱処理を施す第１ステップと、上記測定工程での測定処理を施す第２ステップと、上記第２の高周波加熱工程での加熱処理を施す第３ステップとが行われることにより、鋳鉄部材を熱処理装置に一度セットするだけで、鋳鉄部材の各被熱処理部について、一連の熱処理工程を行うことができ、熱処理工程の効率化を図ることができる。
【００８６】
また、鋳鉄部材の各被熱処理部および熱処理装置の各処理部は、同一角度の円周等配状になるように、上記円周上においてそれぞれ所定角度位置に設定されていることにより、鋳鉄部材を回転することで、上記鋳鉄部材の各被熱処理部について一連の熱処理工程を連続的に行うことができる。また、異なる被熱処理部について異なるステップを同時に行うことが可能であり、上記効果をより有効に奏することができる。
【００８７】
また更に、第１加熱処理部と第２加熱処理部とが、１つの加熱処理部で兼用されるので、加熱処理部が異なることによる加熱特性の違いに起因する加熱温度の誤差を抑制し、被熱処理部について所要の熱処理品質をより安定して得ることができ、上記効果をより有効に奏することができる。
このように、上記熱処理装置では、第１の高周波加熱及び第２の高周波加熱を１つの加熱処理部で行うことができるので、高周波加熱手段の出力特性の誤差だけでなく、例えば上記被熱処理部と上記加熱処理部との間隙等に起因する高周波加熱の加熱特性の誤差も抑制することができる。
また、上記第１加熱処理部と上記第２加熱処理部とを、１つの加熱処理部で兼用することにより、熱処理装置を簡素化することができる。
【００８８】
上記のように、本実施形態に係る鋳鉄部材の熱処理装置１０は、第１加熱処理部１４と、残留オーステナイト量に関連するパラメータ値を測定する測定処理部１６と、第２加熱処理部１４と、上記パラメータ値に応じて、被熱処理部について残留オーステナイト量が多い場合には、残留オーステナイト量が少ない場合に比して、加熱温度を高く設定する熱処理制御手段とを備えていることにより、第１の高周波加熱において、鋳鉄部材の被熱処理部が所定温度から外れた温度で加熱された場合に、第２の高周波加熱において加熱温度を制御することができ、上記被熱処理部について所要の熱処理品質をより安定して得ることができる。
【００８９】
また、鋳鉄部材が一つの円周上にそれぞれ所定角度位置に設定された複数の被熱処理部を有し、鋳鉄部材の熱処理装置は、第１加熱処理部、測定処理部及び第２加熱処理部が、上記円周の近傍においてそれぞれ所定角度位置に設定されており、上記鋳鉄部材を所定の回転位置に割り出す割出手段と、上記鋳鉄部材の所定の被熱処理部を第１加熱処理部に対し割り出した上で加熱処理を施し、該加熱処理後、上記所定の被熱処理部を上記測定処理部に対し割り出した上で測定処理を施し、該測定処理後、上記所定の被熱処理部を第２加熱処理部に対し割り出した上で加熱処理を施すように制御する制御ユニットとを備えていることにより、鋳鉄部材を熱処理装置に一度セットするだけで、鋳鉄部材の各被熱処理部について、一連の熱処理工程を自動的に行うことができ、熱処理工程の効率化を図ることができる。
【００９０】
また更に、第１の高周波加熱工程と第２の高周波加熱工程とで、同一の高周波加熱手段を使用することにより、これら両加熱工程で異なる高周波加熱手段を使用する場合に比して、高周波加熱の出力特性の違いに起因する加熱温度の誤差を抑制することができ、上記効果をより有効に奏することができる。
【００９１】
本実施形態では、上記ロータ１は一方向に回転されているが、それぞれの上記処理部に対応するように反対方向に回転することも可能である。
また、本実施形態では、黒鉛を含有する鋳鉄部材として、球状黒鉛鋳鉄について記述しているが、例えば片状黒鉛鋳鉄など、その他の鋳鉄についても同様に適用可能である。
【００９２】
以上のように、本発明は、例示された実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改良及び設計上の変更が可能であることは言うまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００９３】
本発明は、例えば自動車用部品など、黒鉛を含有する鋳鉄部材を高周波加熱により局部的に熱処理する場合、特に、上記鋳鉄部材を第１の高周波加熱及び第２の高周波加熱により熱処理する場合に好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】本発明の実施形態に係るロータを示した斜視図である。
【図２】上記ロータの溝部を拡大して示した正面説明図である。
【図３】図２におけるＹ３−Ｙ３線に沿った上記溝部の部分断面説明図である。
【図４】従来の高周波加熱による加熱パターンを示した説明図である。
【図５】被熱処理部について第２加熱温度と第２の高周波加熱後の硬さとの関係を示した説明図である。
【図６】本実施形態に係る熱処理装置を模式的に示した説明図である。
【図７】上記熱処理装置を模式的に示した上面説明図である。
【図８】図７における上記熱処理装置の一部を拡大して示した説明図である。
【図９】本実施形態に係る高周波加熱による加熱パターンを示した説明図である。
【図１０】被熱処理部について第１加熱温度と第１の高周波加熱後の硬さとの関係を示した説明図である。
【図１１】第２の高周波加熱工程における高周波加熱の出力値の増加を示した説明図である。
【図１２】被熱処理部について第２加熱温度と第２の高周波加熱後の硬さとの関係を示した説明図である。
【図１３】本実施形態に係るロータの高周波加熱による熱処理のサイクルを示した説明図である。
【符号の説明】
【００９５】
１  ロータ
３  溝部
５  被熱処理部
１０  熱処理装置
１３  割出手段
１４  加熱処理部
１５  高周波加熱手段
１６  測定処理部
Ｓ１、Ｓ１０  第１の高周波加熱工程
Ｓ２、Ｓ２０  冷却工程
Ｓ３、Ｓ３０  第２の高周波加熱工程
【図１】
2006328469.tif 000006
【図２】
2006328469.tif 000007
【図３】
2006328469.tif 000008
【図４】
2006328469.tif 000009
【図５】
2006328469.tif 000010
【図６】
2006328469.tif 000011
【図７】
2006328469.tif 000012
【図８】
2006328469.tif 000013
【図９】
2006328469.tif 000014
【図１０】
2006328469.tif 000015
【図１１】
2006328469.tif 000016
【図１２】
2006328469.tif 000017
【図１３】
2006328469.tif 000018