(57)【要約】【課題】鋼製のリング状部材に対する焼入硬化処理を効率的に、しかも不良品を極力発生させることなく適切に実施可能とする。【解決手段】鋼製のリング状部材Ｒを狙い温度に誘導加熱する加熱工程Ｓ１において、保持部３により同軸的に保持された複数のリング状部材Ｒを、出力一定の第１加熱コイル２１、およびその出口側に同軸配置された出力可変の第２加熱コイル２２の対向領域を順次通過させることにより、複数のリング状部材Ｒを順次狙い温度に誘導加熱する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
鋼製のリング状部材を狙い温度に誘導加熱する加熱工程を含むリング状部材の熱処理方法であって、
加熱工程では、同軸的に保持した複数のリング状部材を、出力一定の第１加熱コイル、およびその出口側に同軸配置された出力可変の第２加熱コイルの対向領域を順次通過させることにより、前記複数のリング状部材を順次狙い温度に誘導加熱することを特徴とするリング状部材の熱処理方法。
【請求項２】
加熱工程は、第２加熱コイルの出力を段階的に増加させる出力増加ステップと、第２加熱コイルの出力を段階的に減少させる出力減少ステップとを有する請求項１に記載のリング状部材の熱処理方法。
【請求項３】
出力増加ステップにおける第２加熱コイルの出力増加態様と、出力減少ステップにおける第２加熱コイルの出力減少態様とを互いに異ならせる請求項２に記載のリング状部材の熱処理方法。
【請求項４】
複数のリング状部材を同軸的に保持する保持部を有し、第１加熱コイルに対する保持部の軸方向相対位置に応じて第２加熱コイルの出力を変化させる請求項１〜３の何れか一項に記載のリング状部材の熱処理方法。
【請求項５】
第１加熱コイルと第２加熱コイルとを別個の高周波電源に電気的に接続した請求項１〜４の何れか一項に記載のリング状部材の熱処理方法。
【請求項６】
狙い温度に誘導加熱されたリング状部材を冷却する冷却工程をさらに有する請求項１〜５の何れか一項に記載のリング状部材の熱処理方法。
【請求項７】
リング状部材が、炭素含有量０．８質量％未満の鋼材で形成されている請求項１〜６の何れか一項に記載のリング状部材の熱処理方法。
【請求項８】
鋼製のリング状部材を狙い温度に誘導加熱する加熱部を備えたリング状部材の熱処理設備であって、
リング状部材を同軸的に保持する保持部と、保持部を加熱部に対して軸方向に相対移動させる駆動手段とを備え、
加熱部は、出力一定の第１加熱コイル、およびその出口側に同軸配置された出力可変の第２加熱コイルを有し、
駆動手段は、保持部により同軸的に保持された複数のリング状部材を、第１加熱コイルおよび第２加熱コイルの対向領域を順次通過させるように、保持部と加熱部とを軸方向に相対移動させることを特徴とするリング状部材の熱処理設備。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リング状部材の熱処理方法およびリング状部材の熱処理設備に関する。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、転がり軸受の軌道輪、等速自在継手の外側継手部材や内側継手部材などといった鋼製のリング状部材の製造（量産）過程においては、リング状部材に必要とされる機械的強度等を付与するために熱処理（焼入硬化処理）が施される。この焼入硬化処理は、リング状部材を狙い温度に加熱する加熱工程や、狙い温度に加熱されたリング状部材を冷却する冷却工程などを含んでいる。加熱工程は、例えば、メッシュベルト型連続炉などの雰囲気加熱炉を用いて実施することができる。
【０００３】
雰囲気加熱炉は、多数のワークを同時に加熱することができるという利点がある。しかしながら、雰囲気加熱炉は、ワークだけでなく雰囲気をも加熱する必要があるため、エネルギー効率が低いという問題がある。そこで、加熱工程では、誘導加熱（高周波誘導加熱）によりワークを狙い温度に加熱する場合がある（例えば、特許文献１を参照）。誘導加熱であれば、ワークを直接加熱することができるため、高いエネルギー効率を達成することができる。また、加熱対象のワークがリング状部材である場合には、特許文献１に記載されているように、同軸的に保持した複数のリング状部材を加熱コイルの対向領域（内周）に配置し、その状態で加熱コイルに通電する方法を採ることができる。このようにすれば、複数のリング状部材を同時に誘導加熱することができるので、熱処理効率を高めることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２０００１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、軸方向寸法が長寸のワーク（例えばビレット）を通電状態の加熱コイルに対して軸方向に相対移動させることにより、ワークの長手方向各部を連続的に加熱する連続加熱法は、長寸のワークを効率良く均熱加熱することができるという利点がある。そこで、本願発明者らは、リング状部材を上記の連続加熱法で誘導加熱することを試みた。具体的には、同軸的に保持した複数のリング状部材と、一定出力となるように通電された加熱コイルとを軸方向に相対移動させることにより、複数のリング状部材を順次狙い温度に誘導加熱することを試みた。
【０００６】
しかしながら、このようにすると、同軸的に保持した複数のリング状部材のうち、特に加熱開始側および加熱終了側の端部並びにそれらの近傍に配置された一又は複数のリング状部材が過加熱されてしまった。過加熱されたリング状部材は、所望の機械的強度等を確保することが難しくなるために廃棄処分せざるを得ず、従って、製品歩留の低下問題を招来する。なお、上述の過加熱の問題は、次のような理由に起因して生じるものと考えられる。連続加熱法における加熱コイルの出力は、通常、加熱コイルの対向領域全域にリング状部材が存在する状態（加熱コイルの内周がリング状部材で充足された状態）において全てのリング状部材を狙い温度に加熱できるような一定値に設定される。このため、加熱コイルの対向領域の一部にしかリング状部材が存在しない加熱工程の開始直後および終了直前の段階においては、個々のリング状部材に生じる誘導電流量が増加し、過加熱される。
【０００７】
上述の過加熱の問題は、加熱コイルの出力を下げることによって可及的に回避し得るが、軸方向に並べた複数のリング状部材の全てを狙い温度に誘導加熱することが難しくなる。
【０００８】
このような実情に鑑み、本発明は、鋼製のリング状部材に対する焼入硬化処理を効率的に、しかも不良品を極力発生させることなく適切に実施可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記の目的を達成するために創案された本発明は、鋼製のリング状部材を狙い温度に誘導加熱する加熱工程を含むリング状部材の熱処理方法であって、加熱工程では、同軸的に保持した複数のリング状部材を、出力一定の第１加熱コイル、およびその出口側に同軸配置された出力可変の第２加熱コイルの対向領域を順次通過させることにより、複数のリング状部材を順次狙い温度に誘導加熱することを特徴とする。
【００１０】
このようにすれば、同軸的に保持した複数のリング状部材を出力可変の第２加熱コイルの対向領域を通過させる際に、上記複数のリング状部材を追加的に誘導加熱することができる。また、例えば、第１加熱コイルによるリング状部材の加熱状況を断続的あるいは連続的に測温することにより、リング状部材が想定していた温度にまで加熱されていないことが判明した場合、第２加熱コイルの出力を適宜調整することで第１加熱コイルの機能をカバーすることができる。従って、加熱不足品の発生を効果的に防止することができる。
【００１１】
また、出力一定の第１加熱コイルの出口側に出力可変の第２加熱コイルが同軸配置されていれば、単一の加熱コイルでリング状部材を狙い温度にまで誘導加熱する従来方法に比べ、第１加熱コイルの出力を下げることができる。そのため、軸方向に並べた複数のリング状部材のうち、特に加熱工程の開始側および終了側に配置された一又は複数のリング状部材が過加熱されるのを可及的に防止することができる。また、第１加熱コイルの出力を下げることができれば、第１加熱コイルの劣化速度を減じることができるので、メンテナンスコストを低減することができるという利点もある。
【００１２】
その一方、加熱工程は、同軸的に保持した複数のリング状部材を、加熱部（第１および第２加熱コイル）に対して軸方向に相対移動させる、いわゆる連続加熱法により実施される。そのため、連続加熱法を採用することによって享受し得る作用効果、具体的には、各リング状部材を均熱加熱することができる、加熱処理を効率良く行い得る、などといった作用効果を有効に享受できる。従って、本発明によれば、鋼製のリング状部材に対する焼入硬化処理を効率的に、しかも不良品を極力発生させることなく適切に実施することができる。
【００１３】
上記の作用効果を有効に享受するための具体的手段として、加熱工程に、第２加熱コイルの出力を段階的に増加させる出力増加ステップと、第２加熱コイルの出力を段階的に減少させる出力減少ステップと、を設けることが考えられる。この場合、出力増加ステップにおける第２加熱コイルの出力増加態様と、出力減少ステップにおける第２加熱コイルの出力減少態様とは互いに異ならせるのが好ましい。加熱すべきワークの電気伝導率や磁性は温度上昇に伴って変化する（ワークの温度上昇態様は加熱工程の進行度合いに応じて変化する）からである。なお、「出力増加ステップにおける第２加熱コイルの出力増加態様と、出力減少ステップにおける第２加熱コイルの出力減少態様とを互いに異ならせる」とは、両ステップにおける第２加熱コイルの出力波形の何れか一方を反転させて他方に重ね合わせたときに、２つの出力波形が一致しないことを意味する。
【００１４】
以上の構成において、複数のリング状部材を同軸的に保持する保持部を設け、第２加熱コイルの出力を、第１加熱コイルに対する保持部の軸方向相対位置に応じて設定することができる。このようにすれば、加熱工程の進行度合いに応じて、第２加熱コイルの出力を適切に設定し易くなる。
【００１５】
以上の構成において、第１加熱コイルと第２加熱コイルとを別個の高周波電源に接続しておけば、各加熱部の出力を適切な値に設定し易くなり、汎用性が高まる。
【００１６】
本発明に係る熱処理方法は、狙い温度に誘導加熱されたリング状部材を冷却する冷却工程をさらに有するものとすることができる。これにより、リング状部材を適切に焼入硬化させることができる。
【００１７】
本発明に係る熱処理方法は、例えば、炭素含有量０．８質量％未満の鋼材で形成されたリング状部材を熱処理する際に適用することができる。
【００１８】
また、上記の目的は、鋼製のリング状部材を狙い温度に誘導加熱する加熱部を備えたリング状部材の熱処理設備であって、リング状部材を同軸的に保持する保持部と、保持部を加熱部に対して軸方向に相対移動させる駆動手段とを備え、加熱部は、出力一定の第１加熱コイル、およびその出口側に同軸配置された出力可変の第２加熱コイルを有し、駆動手段は、保持部により同軸的に保持された複数のリング状部材を、第１加熱コイルおよび第２加熱コイルの対向領域を順次通過させるように、保持部と加熱部とを軸方向に相対移動させることを特徴とするリング状部材の熱処理設備、によっても達成できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上から、本発明によれば、鋼製のリング状部材に対する焼入硬化処理を効率的に、しかも不良品を極力発生させることなく適切に実施することができる。これにより、転がり軸受の軌道輪などといった鋼製のリング状部材の製造コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る熱処理方法を実施する際に使用する熱処理設備の初期状態を示す概要図である。
【図２】焼入硬化処理に含まれる工程のフロー図である。
【図３】加熱工程で使用する第１および第２加熱コイルの出力設定を説明するための図である。
【図４】図１に示す熱処理設備の使用中の状態を示す概要図である。
【図５】従来方法と本発明に係る方法との比較検証結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００２２】
図１は、本発明に係るリング状部材の熱処理方法を実施する際に使用する熱処理設備の初期状態を示す概要図である。同図に示す熱処理設備１は、鋼製のリング状部材Ｒ（例えば、転がり軸受の外輪）を焼入硬化するための熱処理設備であって、リング状部材Ｒに対し、図２に示す加熱工程Ｓ１、搬送工程Ｓ２および冷却工程Ｓ３を順次施す。熱処理設備１は、加熱工程Ｓ１で使用される加熱部２および保持部３と、搬送工程Ｓ２で使用される搬送手段５と、冷却工程Ｓ３で使用される冷却部４とを備え、加熱部２と保持部３とは同軸配置されている。
【００２３】
保持部３は、複数のリング状部材Ｒを同軸的に保持可能であり、本実施形態の保持部３は、複数のリング状部材Ｒをそれぞれの中心軸が一致するように鉛直方向に積み重ねた状態で保持する。図１に示す熱処理設備１の初期状態において、保持部３およびこれに同軸的に保持された複数のリング状部材Ｒは、加熱部２よりも所定寸法だけ鉛直方向下方に配置されている。保持部３は加熱部２に対して軸方向に相対移動可能とされる。本実施形態では、保持部３が図示しない油圧シリンダ等の駆動手段に接続されており、保持部３は駆動手段の出力を受けてピッチ送りあるいは連続送りされる。
【００２４】
加熱部２は、上下に並べて同軸配置された第１加熱コイル２１および第２加熱コイル２２を有し、両コイル２１，２２は、加熱すべきリング状部材Ｒをその径方向外側から取り囲むことができるようになっている。第１加熱コイル２１は相対的に下側に配置され、第２加熱コイル２２は相対的に上側（第１加熱コイル２１の出口側）に配置されている。第１加熱コイル２１としては、加熱すべきリング状部材Ｒの軸方向寸法よりも長寸のコイルが使用される。具体的にいうと、第１加熱コイル２１としては、加熱すべきリング状部材Ｒの軸方向寸法をＬとしたとき、Ｌ×ｎ（但し、ｎ≧２）の軸方向寸法を有するコイルが使用され、本実施形態ではＬ×５の軸方向寸法を有するコイルが使用される。一方、第２加熱コイル２２としては、リング状部材Ｒの軸方向寸法Ｌと略同寸の軸方向寸法を有するコイルが使用される。両コイル２１，２２は、それぞれ、高周波電源２３，２４に電気的に接続されている。このように、第１加熱コイル２１および第２加熱コイル２２を別個の高周波電源に電気的に接続しておけば、両コイル２１，２２の出力を任意に設定し易くなるので汎用性が向上する。
【００２５】
図３に示すように、加熱工程Ｓ１の実施中、第１加熱コイル２１の出力は一定とされる。ここでは、同軸的に保持した複数のリング状部材Ｒと、通電状態の第１加熱コイル２１とを（軸方向に）相対移動させることにより、複数のリング状部材Ｒを順次加熱したとき、最も高温に加熱されるリング状部材Ｒが狙い温度（ここでは、Ａ1変態点以上の所定温度）となるように第１加熱コイル２１の出力が設定される。なお、最も高温に加熱されるリング状部材Ｒは、通常は、加熱開始側の端部（上端部）および加熱終了側の端部（下端部）、並びにその近傍に配置されるリング状部材Ｒである。
【００２６】
一方、加熱工程Ｓ１の実施中、第２加熱コイル２２の出力は、加熱部２に対する保持部３の軸方向相対位置に応じて変化するように設定され、ここではリング状部材ＲをＡ3変態点以上の温度域（より具体的には、Ａ3変態点以上の温度であって、かつリング状部材Ｒの金属組織が荒れて、脆くなるのを回避できる所定温度）に加熱できるように設定・制御される。加熱工程Ｓ１は、図３に示すように、第２加熱コイル２２の出力を０とする初期ステップＳ１ａ、第２加熱コイル２２の出力を段階的に増加させる出力増加ステップＳ１ｂ、第２加熱コイル２２の出力を一定値に維持する中間ステップＳ１ｃ、および第２加熱コイル２２の出力が０になるまで第２加熱コイル２２の出力を段階的に減少させる出力減少ステップＳ１ｄを有する。
【００２７】
本実施形態における上記各ステップＳ１ａ〜Ｓ１ｄの実施時期について詳細に述べると、初期ステップＳ１ａは、加熱工程Ｓ１の開始後、概ね、加熱開始側の端部に配置されたリング状部材Ｒａ（先頭のリング状部材Ｒａ）が第２加熱コイル２２の下端部に到達するまでの間継続され、出力増加ステップＳ１ｂは、先頭のリング状部材Ｒａが第２加熱コイル２２の対向領域に進入を開始してから、複数のリング状部材Ｒのうち、軸方向略中央部に配置されたリング状部材Ｒｃが第１加熱コイル２１の軸方向中央部に配置されるに至るまでの間実施される。そして、中間ステップＳ１ｃは、加熱終了側の端部に配置されたリング状部材Ｒｂが第１加熱コイル２１の対向領域に進入するまでの間継続して実施され、その後、全てのリング状部材Ｒが第１加熱コイル２１の対向領域を通過するまでの間（リング状部材Ｒｂが第１加熱コイル２１の上側に排出されるまでの間）、出力減少ステップＳ１ｄが実施される。
【００２８】
出力増加ステップＳ１ｂにおける第２加熱コイル２２の出力増加態様と、出力減少ステップＳ１ｄにおける第２加熱コイル２２の出力減少態様とは互いに異なるように設定されている。すなわち、図３に模式的に示すように、両ステップＳ１ｂ，Ｓ１ｄにおける第２加熱コイル２２の出力波形の何れか一方を反転させて他方に重ね合わせたとき、両出力波形は一致しない。出力増加ステップＳ１ｂにおける第２加熱コイル２２の出力は、中間ステップＳ１ｃにおける第２加熱コイル２２の出力を１００％としたとき、３５％→７０％→８５％の順で段階的に増加するように設定される。これに対し、出力減少ステップＳ１ｄにおける第２加熱コイル２２の出力は、８０％→６５％→２０％の順で段階的に減少するように設定される。なお、上述の第２加熱コイル２２の出力変化態様はあくまでも例示であり、加熱すべきリング状部材の形状や大きさなどによって適宜変更可能である。
【００２９】
以上で述べた第２加熱コイル２２の出力変化の態様は、例えば、リング状部材Ｒの量産前に、第１加熱コイル２１の出口付近に設置した放射温度計により、第１加熱コイル２１で加熱されたリング状部材Ｒの温度を試験的に測定し、この実測温度と狙い温度の差に基づいて決定することができる。
【００３０】
第１加熱コイル２１と第２加熱コイル２２の間には、両コイル２１，２２に通電したときに相互誘導が生じるのを防止するために、相互誘導防止手段２５が介設されている。本実施形態では、相互誘導防止手段２５としてエアギャップを採用している。すなわち、第１加熱コイル２１と第２加熱コイル２２とは、相互誘導が生じない程度に所定寸法離間して配置されている。なお、相互誘導防止手段２５としては、シールド部材を採用しても良い。
【００３１】
冷却部４は、適温に保持された冷却液（例えば、焼入油）４２が貯留された冷却液漕４１で構成されている。熱処理設備１は、加熱部２により狙い温度に加熱されたリング状部材Ｒを冷却液漕４１へと搬送する搬送手段５をさらに備える。
【００３２】
以下、以上で説明した熱処理設備１を用いて実施されるリング状部材Ｒの焼入硬化処理の手順について説明する。
【００３３】
焼入硬化処理の実施に先立って、リング状部材作製工程が実施され、リング状部材Ｒが準備・作製される。ここでは、炭素含有量０．８質量％未満の鋼材（例えば、ＪＩＳ  Ｇ４０５１に規定の機械構造用炭素鋼に分類されるＳ４５ＣやＳ５３Ｃ）を準備し、この鋼材に鍛造等の塑性加工や旋削等の機械加工を施すことにより、所定形状のリング状部材Ｒを作製する。
【００３４】
次に、上記の熱処理設備１を用いて焼入硬化処理が実施される。焼入硬化処理は、図２に示すように、リング状部材作製工程で作製されたリング状部材Ｒを狙い温度に誘導加熱する加熱工程Ｓ１と、狙い温度に加熱されたリング状部材Ｒを冷却部４（冷却液漕４１）へと搬送する搬送工程Ｓ２と、リング状部材Ｒを冷却して焼入硬化させる冷却工程Ｓ３とを有する。
【００３５】
（Ａ）加熱工程Ｓ１
この加熱工程Ｓ１では、保持部３により同軸的に保持された複数のリング状部材Ｒを、順次狙い温度（ここではＡ3変態点を超える温度域）に加熱する。具体的には、まず、保持部３上に、それぞれの中心軸を一致させるようにして複数のリング状部材Ｒを鉛直方向に積み重ねる。リング状部材Ｒは、径方向寸法に対して軸方向寸法が小さい。そのため、本実施形態のように、リング状部材Ｒを鉛直方向に積み重ねると、加熱工程Ｓ１の実施中におけるリング状部材Ｒの姿勢が安定するという利点がある。詳細な図示は省略するが、複数のリング状部材Ｒを鉛直方向に積み重ねる作業は、自動で実施することができる。
【００３６】
図示しない駆動手段が作動し、保持部３に鉛直方向上向きの送り力が付与されると、保持部３により同軸的に保持された複数のリング状部材Ｒは、第１加熱コイル２１の対向領域および第２加熱コイル２２の対向領域に順次進入する。図３に示すように、加熱工程Ｓ１の開始後、第１加熱コイル２１には、高周波電源２３から供給された電力により高周波電流が流れる。高周波電源２３から本加熱コイル２１への電力供給は、全てのリング状部材Ｒが第１加熱コイル２１の対向領域を通過して第１加熱コイル２１の上側に排出されるまでの間、継続される。なお、高周波電源２３から第１加熱コイル２１への電力供給は、保持部３により保持された複数のリング状部材Ｒのうち、先頭のリング状部材Ｒａが第１加熱コイル２１の対向領域に進入するのと同時に、あるいは進入する直前に開始するようにしても構わない。また、第２加熱コイル２２には、図３に示す態様での出力が得られるように、高周波電源２４から電力が供給される。そして、各リング状部材Ｒは、第１加熱コイル２１の対向領域を通過する間にＡ1変態点を超えた所定温度に加熱され、その後、第２加熱コイル２２の対向領域を通過する間にＡ3変態点を超える温度に加熱される。
【００３７】
（Ｂ）搬送工程Ｓ２
この搬送工程Ｓ２では、図４に示すように、狙い温度に加熱されたリング状部材Ｒが、搬送手段５により冷却部４（冷却液漕４１）へと順次搬送される。
【００３８】
（Ｃ）冷却工程Ｓ３
この冷却工程Ｓ３では、搬送手段５によって冷却液漕４１へと搬送されたリング状部材Ｒが、冷却液漕４１内に貯留された冷却液４２に浸漬されることによってＡ3変態点以上の温度域からＭｓ点以下の温度域にまで冷却され、焼入硬化される。
【００３９】
以上の手順により、熱処理設備１を用いたリング状部材Ｒの焼入硬化処理が完了する。焼入硬化処理が完了したリング状部材Ｒには、その後、焼き戻し処理や各種仕上げ処理などの所定の処理が実施されることにより、完成品となる。
【００４０】
以上で説明したように、本発明では、加熱工程Ｓ１において、同軸的に保持した複数のリング状部材Ｒを、出力一定の第１加熱コイル２１（一定出力となるように通電された第１加熱コイル２１）、およびその出口側に同軸配置された出力可変の第２加熱コイル２２の対向領域を通過させることにより、複数のリング状部材Ｒを順次狙い温度に加熱するようにした。このようにすれば、複数のリング状部材Ｒを出力可変の第２加熱コイル２２の対向領域を通過させる際に追加的に誘導加熱することができる。そのため、加熱不足のリング状部材Ｒが生じるのを可及的に防止することができる。また、出力一定の第１加熱コイル２１の出口側に出力可変の第２加熱コイル２２が同軸配置されていれば、単一の加熱コイルでリング状部材を常温から狙い温度に誘導加熱する方法に比べ、第１加熱コイル２１の出力を下げることが、すなわち、第１加熱コイル２１の対向領域をリング状部材Ｒが通過する際にリング状部材Ｒに生じる誘導電流量を減じることができる。これにより、軸方向に並べて保持した複数のリング状部材Ｒのうち、特に加熱開始側および終了側に配置された一又は複数のリング状部材Ｒが過加熱されるのを可及的に防止することができる。また、第１加熱コイル２１の出力を下げることができれば、第１加熱コイル２１の劣化速度を減じることができるので、メンテナンスコストを低減することができるという利点もある。
【００４１】
特に本実施形態では、加熱工程Ｓ１に、第２加熱コイル２２の出力を段階的に増加させる出力増加ステップＳ１ｂと、その後、第２加熱コイル２２の出力を段階的に減少させる出力減少ステップＳ１ｄを設けた。このようにすれば、同軸的に保持した複数のリング状部材Ｒのうち、特に、加熱開始側および加熱終了側に配置された一又は複数のリング状部材Ｒが過加熱されるのを効果的に防止することができる。さらに、出力増加ステップＳ１ｂにおける第２加熱コイル２２の出力増加態様と、出力減少ステップＳ１ｄにおける第２加熱コイル２２の出力減少態様とを互いに異ならせた。これにより同軸的に保持したリング状部材Ｒの全てを狙い温度に加熱することができる。なお、第２加熱コイル２２の出力増加態様および出力減少態様を互いに異ならせたのは、誘導加熱すべきワークの電気伝導率や磁性は温度上昇に伴って変化する、すなわち、ワークの温度上昇態様は加熱工程の進行度合いに応じて変化するからである。要するに、第１加熱コイル２１の対向領域に配置されたリング状部材Ｒの個数が同じでも、相対的に加熱開始側に近い位置に配置されたリング状部材Ｒと、相対的に加熱終了側に近い位置に配置されたリング状部材Ｒとでは温度上昇態様に違いがある。
【００４２】
その一方、加熱工程Ｓ１は、同軸的に保持した複数のリング状部材Ｒを、加熱部２（第１加熱コイル２１および第２加熱コイル２２）に対して軸方向に相対移動させる、いわゆる連続加熱法により実施される。そのため、連続加熱法を採用することによって享受し得る作用効果、具体的には、各リング状部材Ｒを均熱加熱することができる、加熱工程Ｓ１を効率良く行い得る、などといった作用効果を有効に享受できる。従って、本発明によれば、転がり軸受の外輪などといった鋼製のリング状部材Ｒに対する焼入硬化処理を効率的に、しかも不良品を極力発生させることなく適切に実施することができる。
【００４３】
ここで、Ｓ４５Ｃなどのように、炭素含有量０．８質量％未満の鋼材に対する加熱処理は、通常、単純に炭素を全て鉄組織中に溶け込ませるようにして行われることから、炭素溶け込み量の制御が不要である。そのため、第１加熱コイル２１でリング状部材ＲをＡ1変態点以上の温度域に加熱し、その後、第２加熱コイル２２でリング状部材ＲをＡ3変態点以上の温度域に加熱する本実施形態の加熱方法は、炭素含有量０．８質量％未満の鋼材で作製されたリング状部材Ｒを狙い温度に加熱するための方法として好適であると言える。
【００４４】
但し、本発明に係る熱処理方法は、例えば、ＳＵＪ２やＳＵＪ３に代表されるＪＩＳ  Ｇ４８０５に規定の軸受鋼、あるいは、ＳＫＤ１１、ＳＫＤ１２、ＳＫＤ３およびＳＫＤ３１などに代表されるＪＩＳ  Ｇ４４０４に規定の工具鋼などといった炭素含有量が０．８質量％以上の鋼材で作製されたリング状部材Ｒに熱処理を施す際にも適用することができる。この場合、上記同様に、第１加熱コイル２１でリング状部材ＲをＡ1変態点以上の所定温度に加熱し、その後、第２加熱コイル２２でリング状部材ＲをＡ3変態点以上の所定温度に加熱するようにしても良いし、第２加熱コイル２２でリング状部材ＲがＡ1変態点以上の所定温度に加熱されるように、第１および第２加熱コイル２１，２２の出力を制御するようにしても構わない。
【００４５】
以上、本発明の実施の形態の一例について具体的に説明を行ったが、本発明の実施の形態はこれに限定されるものではない。
【００４６】
例えば、加熱すべきリング状部材Ｒが大型（厚肉）な場合や、加熱部２に対する保持部３の相対移動速度が速い場合などのように、軸方向に短寸の第２加熱コイル２２を１個用いただけでは加熱不足のリング状部材Ｒを狙い温度にまで加熱するのが難しい場合には、２以上の第２加熱コイル２２を同軸配置することも可能である。
【００４７】
また、以上で説明した実施の形態は、第２加熱コイル２２の出力を予め定めた態様で変化させるものであるが、例えば、リング状部材Ｒの量産時においても第１加熱コイル２１の出口側に放射温度計を配置しておき、第１加熱コイル２１の出口付近で測定したリング状部材Ｒの温度に基づいて、第２加熱コイル２２の出力を適宜変化させるようにしても良い。このようにすれば、加熱不良品の発生を一層効果的に防止することができる。
【００４８】
また、以上で説明した実施形態では、複数のリング状部材Ｒを順次狙い温度に誘導加熱すると共に、狙い温度に誘導加熱されたリング状部材Ｒを、順次搬送工程Ｓ２、さらには冷却工程Ｓ３に送り込むようにしたが、搬送工程Ｓ２および冷却工程Ｓ３は、狙い温度に誘導加熱された複数のリング状部材Ｒに対してまとめて実施するようにしても良い。
【００４９】
また、以上で説明した実施形態では、加熱部２と保持部３（保持部３により軸方向に並べて保持された複数のリング状部材Ｒ）の相対移動方向を鉛直方向としたが、本発明は、加熱部２と保持部３とを水平方向に相対移動させる際にも適用することができる。
【００５０】
また、本発明に係る熱処理方法は、転がり軸受の外輪以外にも、例えば、転がり軸受の内輪、すべり軸受、等速自在継手を構成する外側継手部材や内側継手部材、転がり軸受や等速自在継手に組み込まれる保持器などといった鋼製のリング状部材に熱処理を施す際に好ましく適用することができる。
【実施例】
【００５１】
本発明の有用性を実証するため、従来方法を用いて複数のリング状部材を誘導加熱した場合と、本発明に係る方法を用いて複数のリング状部材を誘導加熱した場合とで、複数のリング状部材の加熱態様に差異が生じるか否かを比較検証した。ここでいう従来方法とは、同軸的に保持した複数のリング状部材を、一定出力の単一の加熱コイルに対して軸方向に相対移動させることにより複数のリング状部材を順次狙い温度に誘導加熱する方法であり、本発明に係る方法とは、図１等に示す熱処理設備１を用いて実施した方法である。なお、この比較試験では、軸方向に１５個並べて保持したＳＵＪ２製の転がり軸受の外輪を８５０〜９００℃の温度範囲に加熱すべく、コイル（従来方法では単一の加熱コイルであり、本発明に係る方法では第１および第２加熱コイルである）の出力を適宜設定した。そして、軸方向に並べて保持した複数の外輪のうち、加熱開始側に配置した５個の外輪温度、中央部付近に配置した５個の外輪温度、および加熱終了側に配置した５個の外輪温度を、誘導加熱完了後にそれぞれ測定した。測定結果を図５に示す。
【００５２】
図５から明らかなように、従来方法（比較例）では、中央部付近に配置した外輪のみしか狙い温度に加熱されず、加熱開始側に配置した外輪および加熱終了側に配置した外輪については、全てが狙い温度を超えて加熱された。これに対し、本発明に係る方法（実施例）では、加熱開始側、中央部付近および加熱終了側に配置した外輪が、何れも、狙い温度の範囲内に加熱された。従って、本発明の有用性が実証される。
【符号の説明】
【００５３】
１      熱処理設備
２      加熱部
３      保持部
４      冷却部
２１    第１加熱コイル
２２    第２加熱コイル
２３    高周波電源
２４    高周波電源
Ｒ      鋼製のリング状部材
Ｒａ    加熱開始側の端部に配置されたリング状部材
Ｒｂ    加熱終了側の端部に配置されたリング状部材
Ｓ１    加熱工程
Ｓ１ａ  初期ステップ
Ｓ１ｂ  出力増加ステップ
Ｓ１ｃ  中間ステップ
Ｓ１ｄ  出力減少ステップ
Ｓ３    冷却工程
【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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