(57)【要約】【課題】スチール製ゴルフシャフトのような肉薄の導電性のパイプ材料に対する高周波誘導加熱を用いた焼き入れ技術において、表面における凹凸の発生を抑え、また焼き入れ部分の冷却不良を抑える。【解決手段】肉薄パイプ形状のゴルフシャフトＷを加熱コイル２１０内で下降させ高周波加熱を行い、その後ゴルフシャフトＷを焼入油３１０に漬けて冷却を行うことでゴルフシャフトＷに対する焼き入れを行う。この際、ゴルフシャフトＷ内に不活性ガスを供給し、ゴルフシャフトＷの内部に焼入油３１０が侵入しないようにする。こうすることで、ゴルフシャフトＷの内部における焼入油３１０の沸騰が抑えられ、沸騰に伴う焼入油３１０の吹き上がりが防止される。そして、焼入油３１０の吹き上がりによる不均一な冷却が防止される。【選択図】図１
2008163394.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、
前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、
前記導電性中空パイプの内部に気体を供給する気体供給手段と
を備えることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項２】
導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、
前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、
前記導電性中空パイプの内部に気体を供給し、前記導電性中空パイプの内部の圧力を外部の圧力に対して大きな値にする気体供給手段と
を備えることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項３】
導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、
前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、
前記導電性中空パイプの外部の圧力を減圧状態とし、前記導電性中空パイプの外部の圧力を内部の圧力に対して小さな値とする減圧手段と
を備えることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項４】
導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、
前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と
を備え、
前記導電性中空パイプの先端を塞いだ状態で前記冷却が行われることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項５】
導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、
前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、
前記冷却時に前記導電性中空パイプの内部における前記冷却液の液面の位置を、前記導電性中空パイプの外部における前記冷却液の液面の位置よりも低い位置に設定する液面設定手段と
を備えることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項６】
前記加熱コイルを覆うチャンバーと、
前記チャンバー内に気体を供給する気体供給手段と
を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項７】
前記導電性中空パイプの内部の圧力は、前記チャンバー内の圧力よりも高く設定され、
前記チャンバー内の圧力は、前記チャンバー外の圧力よりも高く設定されることを特徴とする請求項６に記載の導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項８】
前記チャンバーの下端は、前記冷却液に接触していることを特徴とする請求項６または７に記載の導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項９】
導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、
前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、
前記加熱コイルを覆うチャンバーと、
前記チャンバーの内部に気体を供給する気体供給手段と
を備えることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項１０】
導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、
前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、
前記加熱コイルを覆うチャンバーと、
前記チャンバーの内部に気体を供給し、前記チャンバーの内部の圧力を外部の圧力に対して大きな値にする気体供給手段と
を備えることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項１１】
導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、
前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、
前記加熱コイルを覆うチャンバーと、
前記チャンバーの外部の圧力を減圧状態とし、前記チャンバーの外部の圧力を内部の圧力に対して小さな値とする減圧手段と
を備えることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項１２】
導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、
前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、
前記加熱コイルを覆うチャンバーと、
前記冷却時に前記チャンバーの内部における前記冷却液の液面の位置を、前記チャンバーの外部における前記冷却液の液面の位置よりも低い位置に設定する液面設定手段と
を備えることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項１３】
前記チャンバーには、前記導電性中空パイプが通過する開口が形成されており、
前記開口の部分に前記チャンバーと前記導電性中空パイプとの隙間を塞ぐシール部材が配置されていることを特徴とする請求項６〜１２のいずれか一項に記載の導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項１４】
前記気体が空気または不活性ガスであることを特徴とする請求項１、２、６、７、８、９または１０に記載の導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項１５】
前記導電性中空パイプの冷却液に浸されない他端に接続され、前記導電性中空パイプ内に前記気体を供給するノズルを備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項１６】
前記ノズルが前記導電性中空パイプを移動させる手段を兼ねることを特徴とする請求項１５に記載の導電性中空パイプの焼き入れ装置。
【請求項１７】
導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う共に、
前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却し、
前記冷却時に前記導電性中空パイプの内部に供給することを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ方法。
【請求項１８】
導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う共に、
前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却し、
前記冷却時に前記導電性中空パイプの前記加熱コイルおよび前記冷却液に浸る空間を外部の空間から遮断し、該空間の内部に気体を供給することを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ方法。
【請求項１９】
導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う共に、
前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却し、
前記冷却時に前記導電性中空パイプの内部における前記冷却液の液面の位置を、前記導電性中空パイプの外部における前記冷却液の液面の位置よりも低い位置にすることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ方法。
【請求項２０】
導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う共に、
前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却し、
前記冷却時に前記導電性中空パイプの内部への前記冷却液の侵入を制限することを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばスチール製のゴルフシャフトに利用される導電性中空パイプへの焼き入れを行うための装置および焼き入れの方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
高周波を用いてスチール製のゴルフシャフトに焼き入れを行う技術として、例えば特許文献１や２に記載されたものが知られている。これらの技術では、誘導加熱された部分を水冷ジャケット内で移動させ、その際に水流を当てることで、冷却を行い焼き入れを行っている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１６６２４号
【特許文献２】特許第３４９９４７６号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に効果的な焼き入れを行うには、加熱した部分を急冷することが重要となる。この点、冷却方法として液体を用いる方法は、急冷を行うには効果的である。しかしながら、水流を当てる方式は、冷却液の接触が不均一になり易く、焼き入れした部分の表面に最大で２０μｍ程度の高低差の凹凸が発生する。この凹凸は、ゴルフシャフトの意匠性を低下させるので好ましくない。
【０００５】
一方、水流を当てるのではなく、冷却液にゴルフシャフトの加熱した部分を浸漬し、冷却を行う方法もある。しかしながら、この方法では、ゴルフシャフトの内部に侵入した冷却液が、沸騰し易く、ゴルフシャフト内側の焼き入れが不均一になる問題が発生する。シャフトの焼き入れ部分をその軸方向に移動させて冷却液に下していった場合、シャフト内部の焼き入れ部分に接触した冷却液は、瞬間的に沸騰する。この結果、シャフト内部における冷却液の吹き上がりが発生する。冷却液の吹き上がりが発生すると、シャフト表面（この場合は内面）への冷却液の接触が不均一な状態となり、周方向における均一な冷却が阻害され、焼き入れにムラが発生する。焼き入れにムラが発生すると、シャフトの曲がり変形や強度の低下が発生し易い。特にゴルフシャフトのような肉薄のパイプ材料に対する高周波焼き入れにおいては、この問題が顕著となる。
【０００６】
そこで本発明は、スチール製ゴルフシャフトのような肉薄の導電性のパイプ材料に対する高周波誘導加熱を用いた焼き入れ技術において、表面における凹凸の発生を抑え、また焼き入れ部分の冷却不良を抑えることで変形が少なく、高い強度と靱性のバランスの良い導電性のパイプ材料を得る技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明は、導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、前記導電性中空パイプの内部に気体を供給する気体供給手段とを備えることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置である。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、導電性中空パイプの内側に気体を供給しつつ冷却液に浸しての冷却を行うので、導電性中空パイプ内部における冷却液の沸騰が抑えられ、それによる冷却液に吹き上がりを抑えることができる。このため、冷却液の吹き上がりに起因して冷却効果が不均一になることを抑制し、それにより変形の発生を抑え、また強度の低下を抑えることができる。また、冷却液に漬けて導電性中空パイプの被加熱部分を冷却するので、パイプの周方向における冷却効果を均一なものとすることができる。そのため、導電性中空パイプの外周に凹凸が発生することを抑えることができる。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、前記導電性中空パイプの内部に気体を供給し、前記導電性中空パイプの内部の圧力を外部の圧力に対して大きな値にする気体供給手段とを備えた導電性中空パイプの焼き入れ装置である。
【００１０】
導電性中空パイプとしては、各種の金属材料、特に各種のスチール材料を挙げることができる。本発明は、高周波誘導による誘導加熱を行う技術に関するものであるから、導電性中空パイプは、焼入性の良い材質であることが好ましい。このような材質としては、炭素鋼，構造用鋼などを挙げることができる。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、導電性中空パイプの内側の圧力を外側に圧力に対して高くすることで、導電性中空パイプ外側における冷却液の液面位置に比較して、導電性中空パイプ内側における冷却液の液面位置を下げることができる。このため、冷却液が導電性中空パイプ内側の高温部分（未冷却部分）に接触しないようにすることができ、導電性中空パイプ内側における冷却液の沸騰、およびそれに伴う吹き上がりを防止することができる。そして、冷却液の吹き上がりに起因して冷却効果が不均一になることを抑制し、それにより変形の発生を抑え、また強度の低下を抑えることができる。また、冷却液に漬けて導電性中空パイプの被加熱部分を冷却するので、パイプの周方向における冷却効果を均一なものとすることができる。そのため、導電性中空パイプの外周に凹凸が発生することを抑えることができる。
【００１２】
また請求項３に記載の発明は、導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、前記導電性中空パイプの外部の圧力を減圧状態とし、前記導電性中空パイプの外部の圧力を内部の圧力に対して小さな値とする減圧手段とを備える導電性中空パイプの焼き入れ装置である。
【００１３】
請求項２に記載の発明によれば、導電性中空パイプの外部を内部に比較して減圧状態とすることで、導電性中空パイプ内における冷却液の液面を外部の液面に比較して低くすることができる。このため、導電性中空パイプ内側において、冷却液が高温部分（未冷却部分）に接触しないようにすることができ、導電性中空パイプ内側における冷却液の沸騰、およびそれに伴う吹き上がりを防止することができる。そして、冷却液の吹き上がりに起因して冷却効果が不均一になることを抑制し、それにより変形の発生を抑え、また強度の低下を抑えることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段とを備え、前記導電性中空パイプの先端を塞いだ状態で前記冷却が行われることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置である。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、冷却液に浸漬される導電性中空パイプの先端に栓がされ、塞がれるので、導電性中空パイプ内部への冷却液の侵入が防止される。このため、導電性中空パイプ内側において、冷却液が高温部分（未冷却部分）に接触しないようにすることができ、導電性中空パイプ内側における冷却液の沸騰、およびそれに伴う吹き上がりを防止することができる。そして、冷却液の吹き上がりに起因する冷却が不均一になることを抑制することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、前記冷却時に前記導電性中空パイプの内部における前記冷却液の液面の位置を、前記導電性中空パイプの外部における前記冷却液の液面の位置よりも低い位置に設定する液面設定手段とを備えることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置である。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、意図的に冷却液の液面の位置を調整し、導電性中空パイプ内部の冷却液面の位置を導電性中空パイプ外部の冷却液面の位置に比較して低くすることで、請求項１〜４のいずれかに記載された発明と同様な効果を得ることができる。請求項５に記載の発明における液面設定手段としては、例えば請求項１または２に記載された気体供給手段、請求項３に記載された減圧手段、請求項４に記載された導電性中空パイプの先端を塞ぐ構成、更にこれらの組み合わせ等を挙げることができる。
【００１８】
以上説明した構成において、請求項６に記載するように、加熱コイルを覆うチャンバーと、このチャンバー内に気体を供給する気体供給手段とを備えることが好ましい。この態様によれば、加熱コイルがチャンバー内に収められ、そこに気体が供給されることで、油煙が加熱されて発火することを抑えることができる。これにより、焼き入れ工程における安全性を高めることができる。
【００１９】
また、請求項６に記載した発明において、導電性中空パイプの内部の圧力は、チャンバー内の圧力よりも高く設定され、チャンバー内の圧力は、チャンバー外の圧力よりも高く設定されることが望ましい。この態様によれば、圧力差により、導電性中空パイプの内部に冷却液が侵入することが規制され、さらにチャンバー内の圧力をチャンバー外の圧力よりも高くすることで、チャンバー内を供給した気体で満たすことができる。
【００２０】
チャンバーの下端は、冷却液に接触している状態とすることが好ましい。この態様によれば、チャンバーの下方が冷却液の液面によって塞がれるので、効率良くチャンバー内の圧力調整を行うことができる。また、チャンバー内に供給する気体の消費量を減らすことができる。
【００２１】
請求項９に記載の発明は、導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、前記加熱コイルを覆うチャンバーと、前記チャンバーの内部に気体を供給する気体供給手段とを備えることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置である。
【００２２】
請求項９に記載の発明によれば、加熱コイルがチャンバー内に収められ、そこに気体が供給されることで、油煙が加熱されて発火することを抑えることができる。これにより、焼き入れ工程における安全性を高めることができる。
【００２３】
請求項１０に記載の発明は、導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、前記加熱コイルを覆うチャンバーと、前記チャンバーの内部に気体を供給し、前記チャンバーの内部の圧力を外部の圧力に対して大きな値にする気体供給手段とを備えることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置である。
【００２４】
請求項１１に記載の発明は、導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、前記加熱コイルを覆うチャンバーと、前記チャンバーの外部の圧力を減圧状態とし、前記チャンバーの外部の圧力を内部の圧力に対して小さな値とする減圧手段とを備えることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置である。
【００２５】
請求項１２に記載の発明は、導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う誘導加熱手段と、前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却する冷却手段と、前記加熱コイルを覆うチャンバーと、前記冷却時に前記チャンバーの内部における前記冷却液の液面の位置を、前記チャンバーの外部における前記冷却液の液面の位置よりも低い位置に設定する液面設定手段とを備えることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ装置である。
【００２６】
請求項１２に記載の発明における液面設定手段としては、請求項９または１０に記載の発明における気体供給手段、請求項１１に記載の発明における減圧手段を挙げることができる。請求項１０〜１２に記載の発明によれば、請求項９に記載の発明と同様に油煙が加熱されて発火することを抑えることができる。
【００２７】
請求項１３に記載の発明は、請求項６〜１２のいずれか一項に記載の発明において、チャンバーには、導電性中空パイプが通過する開口が形成されており、この開口の部分にチャンバーと導電性中空パイプとの隙間を塞ぐシール部材が配置されていることを特徴とする。この態様によれば、チャンバー内の圧力を大気圧に対して高い圧力に保つ圧力制御を容易にまた正確に行うことができる。また、チャンバー内に供給する気体の消費量を減らすことができる。
【００２８】
請求項１４に記載の発明は、導電性中空パイプやチャンバー内に供給される気体が空気または不活性ガスであることを特徴とする。不活性ガスとしては、窒素ガス、ヘリウムガス、アルゴンガス等の希ガス、二酸化炭素ガス、あるいはこれらガスの混合ガスを利用することができる。また、空気と不活性ガスとを混合したものを利用することもできる。特に不活性ガスを利用することは、加熱部分の酸化防止、および油煙の発火を抑える上で好ましい。
【００２９】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、導電性中空パイプの冷却液に浸されない他端に接続され、導電性中空パイプ内に気体を供給するノズルを備える構成とすることが好ましい。この態様によれば、導電性中空パイプの内部には、ノズルから気体が供給され、導電性中空パイプ内の圧力の制御が行われる。
【００３０】
また、このノズルが導電性中空パイプを移動させる手段を兼ねる構成であることが好ましい。この態様によれば、ノズルに導電性中空パイプが接続され、ノズルが動くことで、導電性中空パイプの移動が行われる。
【００３１】
本発明は、導電性中空パイプの焼き入れ方法として把握することもできる。すなわち、請求項１７に記載の発明は、導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う共に、前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却し、前記冷却時に前記導電性中空パイプの内部に供給することを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ方法である。
【００３２】
請求項１８に記載の発明は、導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う共に、前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却し、前記冷却時に前記導電性中空パイプの前記加熱コイルおよび前記冷却液に浸る空間を外部の空間から遮断し、該空間の内部に期待を供給することを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ方法である。
【００３３】
請求項１９に記載の発明は、導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う共に、前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却し、前記冷却時に前記導電性中空パイプの内部における前記冷却液の液面の位置を、前記導電性中空パイプの外部における前記冷却液の液面の位置よりも低い位置にすることを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ方法である。
【００３４】
請求項２０に記載の発明は、導電性中空パイプを加熱コイル内で移動させ、前記導電性中空パイプに対して誘導加熱を行う共に、前記導電性中空パイプをその先端から冷却液に浸し、前記誘導加熱が行われた部分を冷却し、前記冷却時に前記導電性中空パイプの内部への前記冷却液の侵入を制限することを特徴とする導電性中空パイプの焼き入れ方法である。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、スチール製ゴルフシャフトのような肉薄の導電性のパイプ材料に対する高周波誘導加熱を用いた焼き入れ技術において、表面における凹凸の発生を抑え、また焼き入れ部分の冷却不良を抑えることができる。そのため意匠性に優れ、変形が少なく、また高い強度と靱性のバランスの良い導電性のパイプ材料を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３６】
（１）第１の実施形態
(１−１)焼き入れ装置の構成
本実施形態では、導電性中空パイプの一例としてゴルフシャフトを例に挙げ、またこの
ゴルフシャフトへの焼き入れを行う焼き入れ装置の例を説明する。またここでは、導電性中空パイプ内部への冷却液の侵入を制限する手法として、導電性中空パイプ内に不活性ガスを導入し、その圧力を周囲の圧力よりも高くすることで、導電性中空パイプ内の冷却液面の位置を制御する場合の例を説明する。
【００３７】
図１は、本発明を利用した焼き入れ装置の概要を示す概念図である。図１には、焼き入れ装置１が示されている。焼き入れ装置１は、搬送装置１００、加熱装置２００、油槽３００、シャフト用気体供給装置４００、チャンバー５００およびチャンバー用気体供給装置６００を備えている。
【００３８】
ここで、符号Ｗは、ゴルフシャフトである。このゴルフシャフトＷは、長尺なパイプ状（管状）であり、鉄を主成分としたスチール製である。具体的には、材質がC,Si,Mn,Ni,Crを主成分とする鉄材料である。ゴルフシャフトＷは、その厚みが薄肉（この例では、平均３００μｍ）であり、外径および厚みが長手方向に徐々に変化している。ゴルフシャフトの材質としては、上述した例示以外に、C,Si,Mn,Ni,Cr,Mo,VやC,Si,Mn,Cr,Moなど主成分とするスチール材料を利用することができる。
【００３９】
搬送装置１００は、ゴルフシャフトＷを上下に移動させる機能を有している。搬送装置１００は、焼き入れ装置１が固定された床に対して垂直に固定された取り付け板２に固定されている。搬送装置１００は、昇降用アクチュエータ１１１を備えている。昇降用アクチュエータ１１１は、図示省略した駆動モータと、この駆動モータによって駆動されるボールネジドライブ機構を備えている。昇降用アクチュエータ１１１には、昇降用シリンダー１１２が設けられている。昇降用シリンダー１１２の側面（図の右側側面）には、スリットが設けられており、このスリットを介して可動台座１１３が、前述のボールネジドライブ機構に接続されている。ボールネジドライブ機構が駆動されると、昇降用シリンダー１１２に対して、可動台座１１３が上下に移動する。可動台座１１３には、ガイドノズル１２０を固定するガイドノズル固定部１１３が固定されている。この機構によれば、昇降用アクチュエータ１１１内のボールドライブ機構により、ガイドノズル１２０を上下に移動させることができる。
【００４０】
ガイドノズル１２０は、非導電性で非磁性の部材（例えばセラミックス）で形成されており、ガイドノズル１２０の先端がゴルフシャフトＷの後端に挿入されて、ゴルフシャフトＷがガイドノズル１２０に固定される。ガイドノズル１２０に対するゴルフシャフトＷの固定構造は、締め付け部材を用いる等の他の構造であってもよい。ガイドノズル１２０は非導電性で非磁性の部材で形成されているため、ガイドノズル１２０が加熱装置２００内で移動しても、ガイドノズル１２０は誘導加熱されない。ガイドノズル１２０は、ゴルフシャフトＷの上端と接続することによりゴルフシャフトＷを上下に移動させるとともに、シャフト用気体供給装置４００から供給される不活性ガス（この例では窒素ガス）をゴルフシャフトＷの内部に供給する。
【００４１】
加熱装置２００は、加熱コイル２１０を備えている。加熱コイル２１０は、ソレノイドコイル構造を有し、この加熱コイル２１０の略軸中心上をゴルフシャフトＷが上下に移動する。図示省略した高周波電源から加熱コイル２１０に高周波電流を供給することで、加熱コイル２１０内に移動してきたゴルフシャフトＷに対して誘導加熱が行われる。加熱コイル２１０に供給される高周波電流の電力の値は、ゴルフシャフトＷの外径および厚みの変化に応じて制御することができる。加熱コイル２１０に供給する高周波電圧を制御することで、ゴルフシャフトＷの加熱状態を調整することができる。これにより、ゴルフシャフトＷのオーステナイトの結晶粒微細化が実現できる。また、オーステナイトの分布や割合を適切なものに調整することができる。このため、強度と靱性のバランスの優れたシャフト材を得ることができる。なお、利用される高周波としては、周波数が３０〜２００ｋＨｚ程度、投入電力が１０〜１２０ｋＷ程度の範囲から選択される。加熱条件は、予め実験的に求めておき、それに基づいてコンピュータ制御により制御されるようにする。
【００４２】
加熱装置２００における制御内容の一例としては、ゴルフシャフトＷの外径が小さい部分では、加熱装置２００が供給する電圧を大きくし、ゴルフシャフトＷの外径が大きい部分では、加熱装置２００が供給する電圧を小さくし、焼き入れ効果の均一性を確保する例を挙げることができる。また、長手方向における焼き入れの程度を制御するために、長手方向における投入電力の分布を制御する例を挙げることもできる。
【００４３】
油槽３００は、冷却液として焼入油３１０を保持しており、ゴルフシャフトＷを略垂直にした状態で、焼入油３１０にゴルフシャフトＷの全体を浸せる深さに成型されている。加熱装置２００により加熱されたゴルフシャフトＷは、ゴルフシャフトＷの先端から焼入油３１０に浸され、誘導加熱により加熱された部分が順次焼入油３１０によって冷却される。焼入油は、沸点が５００℃程度の市販の焼入用油を利用する。冷却液として、油を利用するのは水に比べて冷却速度が遅くまた沸点が高いため、ゴルフシャフトＷにおける冷却速度のムラが発生し難いためである。
【００４４】
シャフト用気体供給装置４００は、ガイドノズル１２０を介して、ゴルフシャフトＷの内部に不活性ガス（この例では窒素ガス）を供給する。これにより、ゴルフシャフトＷの先端から焼入油３１０がゴルフシャフトＷの内部に侵入するのを制限することができる。この例において、シャフト用気体供給装置４００は、ゴルフシャフトＷの先端が焼入油３１０に浸された時点で、ゴルフシャフトＷの内部の圧力を外部の圧力（大気圧＝常圧）に対して大きな値に変化させ、ゴルフシャフトＷの内部における焼入油３１０の油面の位置をゴルフシャフトＷの外部における焼入油３１０の油面の位置よりも低い位置になるように調整を行う。
【００４５】
チャンバー５００は、加熱コイル２１０とゴルフシャフトＷの加熱された部分を覆い、焼入油３１０の油面にチャンバー５００の下端が接触する位置に配置されている。チャンバー５００には、チャンバー用気体供給装置６００から配管６０１を介して、不活性ガス（この例では窒素ガス）が供給され、内部の圧力が調整される。
【００４６】
チャンバー５００は、開口部５１０を備えている。この開口部５１０に、耐熱性のゴムで構成され、中央に開口を有したシール材５２０が配置されている。このシール材５２０の開口部分にゴルフシャフトＷが挿入され、この開口中をゴルフシャフトＷが移動可能とれている。この開口は、開口部５１０を通過するゴルフシャフトＷとチャンバー５００との隙間を塞いでいる。この開口は、ゴルフシャフトＷの最小外径部分よりも径が小さいため、この開口の径より大きいゴルフシャフトＷは、ゴムの変形でシール材５２０と常に接触する。したがって、長手方向で外径が変化するゴルフシャフトＷを上下に移動させても、チャンバー５００の上部でゴルフシャフトＷとチャンバー５００との間に隙間が発生することが防止される。そのため、チャンバー５００内に供給された不活性ガスの圧力を大気圧に比較して高く調整することが容易となる。また、チャンバー５００内に供給された不活性ガスの消費を抑えることができる。
【００４７】
チャンバー用気体供給装置６００は、図１に示すように、チャンバー５００の左方向および右方向からチャンバー５００内に不活性ガスを供給する。図１には、チャンバー用気体供給装置６００からチャンバー５００に不活性ガスを供給する右側の配管６０１が示されている。
【００４８】
チャンバー５００内を大気圧に対して高い圧力にすることで、チャンバー内を不活性ガスで満たし、加熱されたゴルフシャフトＷが酸化するのを防止することができる。また、チャンバー５００内への不活性ガスの供給は、チャンバー５００内の圧力が、ゴルフシャフトＷの内部の圧力よりも低くなるように調整する。
【００４９】
（１−２）焼き入れ装置の動作の例
次に焼き入れ装置１の焼き入れ動作の一例について図を参照して説明する。まず、図１に示すように、ゴルフシャフトＷの後端に搬送装置１００のガイドノズル１２０の先端を接続する。そして、加熱装置２００から加熱コイル２１０に高周波電流を供給する。また、チャンバー用気体供給装置６００からチャンバー５００内に不活性ガスを供給し、さらにシャフト用気体供給装置４００からガイドノズル１２０を介してゴルフシャフトＷの内部に不活性ガスを供給する。この際、チャンバー５００内およびゴルフシャフト内の圧力を例えば３気圧とする。なお、ここで１気圧は、焼き入れ装置１が置かれた環境の圧力を基準とした圧力（大気圧）として定義される。
【００５０】
そして、搬送装置１００により加熱装置２００の加熱コイル２１０内にゴルフシャフトＷを上方から下方に向けて移動させる。この際、加熱コイル２１０の中心軸上をゴルフシャフトＷが移動するようにする。加熱コイル２１０内をゴルフシャフトＷが移動する際、ゴルフシャフトＷに誘導電流が流れ、ゴルフシャフトＷが誘導加熱される。また、ゴルフシャフトＷを移動させる際、ゴルフシャフトＷの外径および厚みの変化に応じて加熱コイル２１０に供給する電力の値を制御し、加熱の状態を調整する。この調整は、予め実験的に採取しておいたデータを利用して行われる。
【００５１】
ゴルフシャフトＷがある程度下降すると、ゴルフシャフトＷは、その先端から油槽３００の焼入油３１０に浸される。この際、加熱された部分が冷却され、焼き入れが行われる。また、ゴルフシャフトＷの先端が焼入油３１０に浸されたタイミングでシャフト用気体供給装置４００から供給される不活性ガスの圧力を増大させ、ゴルフシャフトＷの先端から焼入油３１０がゴルフシャフトＷの内側に入り込まないようにする。つまり、パイプ形状のゴルフシャフトＷの内部における油面の位置が、ゴルフシャフトＷの先端部分に概略位置するようにシャフト用気体供給装置４００から供給される不活性ガスの圧力を調整する。この圧力の調整は、予め実験的に取得しておいたデータに基づいて行われる。なお、ゴルフシャフトＷの先端が、焼入油３１０に浸かった後の状態において、大気圧＜チャンバー５００内の圧力＜ゴルフシャフトＷ内の圧力の関係が保たれる。
【００５２】
ゴルフシャフトＷを下降させてゆくことで、加熱コイル２１０から誘導される誘導電流による加熱が先端部分から上に向かって徐々に行われ、また加熱された部分が焼入油３１０に浸かることで、その部分の冷却が行われる。そして、ゴルフシャフトＷの上端（あるいは所定部分）が焼入油３１０に浸かった段階で加熱コイル２１０に供給する高周波電流をゼロにし、その後ゴルフシャフトＷを引き上げる。こうしてゴルフシャフトＷに対する焼き入れが終了する。
【００５３】
（１−３）実施形態の優位性
この実施形態においては、ゴルフシャフトＷの先端が冷却液に浸かった状態において、ゴルフシャフトＷの内部にシャフト用気体供給装置４００から不活性ガスが供給され、ゴルフシャフトＷ外部の圧力に比較して内部の圧力が高くなるように調整が行われる。これにより、ゴルフシャフト５００の内部における焼入油３１０の油面が、ゴルフシャフトＷ周囲の油面より低くなり、ゴルフシャフトＷの内部における油面を誘導加熱された高温の部分から遠ざけることができる。そのためゴルフシャフトＷ内部における焼入油３１０の沸騰が抑えられ、焼入油３１０の噴き上げを防止することができる。そして、ゴルフシャフトＷ内部における焼入油３１０の吹き上がりにより焼き入れ効果が不均一になる現象が抑制され、強度特性と靱性特性のバランスがとれたゴルフシャフトを得ることができる。また、ゴルフシャフトＷの内部で、焼入油３１０の油煙の発生が抑えられ、その発火の可能性を低減することができる。このため、焼き入れ工程における安全性を高めることができる。
【００５４】
また、チャンバー５００内にチャンバー用気体供給装置６００から不活性ガスが供給され、チャンバー内が不活性ガスで満たされる。これにより、油煙の発火を抑えることができ、作業時における安全性を高めることができる。
【００５５】
（１−４）焼き入れ処理の効果
本実施形態で説明した焼き入れ方法を採用したゴルフシャフトの物性の一例を説明する。図２は、図１に示す装置で焼き入れ処理を施したゴルフシャフトの表面の凹凸状態を計測した結果を示すグラフである。図２において、横軸は、ゴルフシャフトの周方向の距離を示し、縦軸は凹凸の上下方向の変位を示す。図２において、実線が本実施形態を利用して焼き入れを行った場合の計測値である。また、点線は、本実施形態の焼入油による冷却を行う方法に代えて、周囲から水流を当てて冷却を行う水冷ジャケット構造を利用しての冷却を行った場合の計測値である。なお、冷却方法以外の条件は、両者で同じである。
【００５６】
図２を見ると、本発明を利用した場合、水冷ジャケット方式に比較して、表面の凹凸の変化を大きく抑えることが可能であることが分かる。ゴルフシャフトは、意匠性が重要であるので、図２の点線で示されるような凹凸の存在は好ましくない。また、肉厚が７００μｍ程度以下と薄いので、最大で２０μｍを超える凹凸の存在は、強度を確保する点でも好ましくない。本発明を利用すると、凹凸の高低差を１．５μｍ程度以下に抑えることができ、またその起伏を緩やかなものとすることができる。このため、意匠性および強度確保の点で好ましいものとなる。
【００５７】
図３は、焼き入れ前後におけるゴルフシャフトの曲がり変形量を示すグラフである。図３において、横軸はゴルフシャフトの長手方向の位置を示し、縦軸は曲がり変形量を示す。曲がり変形量というのは、ゴルフシャフトが完全な直線である場合の位置から軸に垂直な方向に変位した値である。図３において、実線は、本実施形態で示す装置および方法を用いて焼き入れを行った場合（液面調整有）におけるゴルフシャフトの長手方向における曲がり変形量の変化を示す。また、点線は、本実施形態で示す装置において、ガイドノズル１２０から不活性ガスをゴルフシャフトＷの内側に供給しない条件で焼き入れを行った場合（液面調整無）におけるゴルフシャフトの長手方向における曲がり変形量の変化を示す。つまり、実線は、ゴルフシャフトの内部における冷却液の液面位置を下げて加熱後の冷却を行うことで、ゴルフシャフト内部における焼入油の吹き上がりを防止しつつ冷却を行った場合のデータである。また、点線は、ゴルフシャフトの内部における冷却液の液面位置の調整を行わずに加熱後の冷却を行った場合のデータである。なお、両者でゴルフシャフトＷ内への不活性ガスの供給の有無以外は、焼き入れ条件は同じとした。
【００５８】
図３から明らかなように、ゴルフシャフトの内部における冷却液面位置の調整を行わない場合、点線のデータで示すように、ゴルフシャフトは、長手方向において大きく変形する。これは、以下の理由によるものであると推察される。すなわち、ゴルフシャフトの内部において、高温に加熱された部分に冷却液が接触すると、狭い空間であるが故にその部分で冷却液が沸騰する。そしてこの沸騰に伴って冷却液のゴルフシャフト内における吹き上がりが発生する。吹上がりはゴルフシャフトの内面円周方向で均一にならないので、ゴルフシャフト内側における焼き入れ部分の円周方向の冷却が不均一なものとなり、それに起因してゴルフシャフトの曲がりが発生する。
【００５９】
一方、ゴルフシャフトの内部における冷却液面位置を低くした場合、実線のデータで示されるように、曲がり変形量を抑えることができる（実線データを参照）。これは、ゴルフシャフトの内部における冷却液の液面の位置を外部の液面の位置に比較して下げ、それによりゴルフシャフト内で冷却液が沸騰しないようにし、ゴルフシャフト内での冷却液の吹き上がりを防止した効果によるものであると推察される。
【００６０】
以上のように、図３のデータから、誘導加熱により導電性中空パイプを加熱し、それを冷却液に先端から浸して冷却する場合、導電性中空パイプの内側に冷却液がその先端から入り込まないようにする制限することで、焼き入れ後のゴルフシャフトにおける曲がり変形を抑えることができることが分かる。
【００６１】
ゴルフシャフトは、厚さが２００〜７００μｍ程度であるので、高周波誘導加熱による焼き入れを行う場合、焼き入れ部分を瞬間的に高温状態とすることができる。このため、より細かな緻密な結晶粒を有したオーステナイト成分を生成することができる。結晶粒の細かいオーステナイト成分を生成させることで、高強度（高硬度）を有し、且つ靱性を有した材質とすることができる。
【００６２】
オーステナイトの結晶粒の大きさ（γ粒Ｎｏと表記）は、誘導加熱時の投入電力やゴルフシャフトの移送速度によって調整することができる。一般に、高周波電力を小さくし、またゴルフシャフトの移送速度を速くすると、オーステナイトの結晶粒は小さくなる傾向があり、その逆の条件とすると、大きくなる傾向にある。
【００６３】
図４は、本実施形態に示す装置および方法を利用して焼き入れを行ったゴルフシャフトのγ粒Ｎｏと破断荷重との関係とを示すグラフである。また、図５は、同様にγ粒Ｎｏと破断変位との関係を示すグラフである。
【００６４】
図４および５において、γ粒Ｎｏは、その数値が大きくなるほど、粒度が小さいことを示す。本実施形態においてγ粒Ｎｏは、加熱コイルに供給する高周波電力の値を制御することで図示する範囲で調整することができる。すなわち、高周波電力の値を大きくすると、γ粒Ｎｏは小さくなる傾向があり、高周波電力の値を小さくすると、γ粒Ｎｏは大きくなる傾向がある。
【００６５】
図４に示す要求値は、ゴルフシャフトに要求とされる破断荷重の値である。また、図５に示す要求値は、ゴルフシャフトに要求とされる破断変位の値である。図４および図５から、γ粒Ｎｏを１２．５以上とすれば、いずれの要求値も満足できることが分かる。
【００６６】
（１−５）変形例
冷却液としては、水に水溶性焼入剤を加えて沸点を高めた液体やソルトバスを用いることもできる。また、本実施形態では、ガイドノズル１２０を介して、ゴルフシャフトＷの内部に不活性ガス（この例では窒素ガス）を供給するが、空気であってもよい。ただし、油煙への発火防止効果の点で不活性ガスがより好ましい。また、窒素ガス以外に不活性ガスとしてアルゴンガスやヘリウムガスを利用することもできる。また、低コスト化を計るために不活性ガスと空気との混合ガスを利用することもできる。
【００６７】
本実施形態では、ゴルフシャフトＷの内部に焼入油３１０が侵入するのを防止しているが、ゴルフシャフトＷの内部に焼入油３１０がある程度侵入する構成としてもよい。この例として、シャフト用気体供給装置４００から不活性ガスが供給されることにより、ゴルフシャフトＷの内部に侵入した焼入油３１０の液面が、ゴルフシャフトＷの先端から常に１０ｃｍ程度上の位置を保つように調整する例を挙げることができる。なおこの例において、ゴルフシャフトＷの先端が焼入油３１０に侵入した直後から、ゴルフシャフトＷの先端が焼入油３１０に１０ｃｍ程度浸かるまでの間は、ゴルフシャフトＷの内部に焼入油３１０が侵入しないようにシャフト用気体供給装置４００から供給される不活性ガスの圧力が調整される。
【００６８】
また本実施形態では、チャンバー５００下端の縁部分が、焼入油３１０の油面に接触する位置に配置されているが、チャンバー５００下端の縁部分が焼入油３１０の油面に接触しないようにしてもよい。この場合、チャンバー用気体供給装置６００から供給される不活性ガスの供給量を本実施形態に比べて多くして、チャンバー５００と油面との間の隙間から不活性ガスが周囲環境に吹き出すようにする。こうすることで、油煙をチャンバー５００から周囲に強制的に排気することができ、油煙の発火を抑えることができる。
【００６９】
（２）第２の実施形態
(２−１)焼き入れ装置の構成
本実施形態では、ゴルフシャフト内への焼入油の侵入を制限する手法として、ゴルフシャフトの内部を大気圧に開放し、周囲の雰囲気圧力を減圧にした場合の例を説明する。
【００７０】
図６は、本実施形態の焼き入れ装置の概要を示す概念図である。図６には、焼き入れ装置２が示されている。図６において、図１と同じ符号部分は、図１と同じである。したがって、以下においては、図１と異なる部分について主に説明する。焼き入れ装置２は、油槽３００を備えているが、この油槽３００は、図１に示す例と異なり、上部が蓋部３２０で覆われ、内部が密閉される構造とされている。蓋部３２０には、開口が設けられ、そこに配管７０３が接続されている。配管７０３は、油槽用排気ポンプ７０２に接続されている。油槽用排気ポンプ７０２は、油槽３００上部の空間（焼入油３１０が存在していない空間）３３０の空気を排気し、そこを減圧状態にする。
【００７１】
また、焼き入れ装置２は、図１に示す装置と同様にチャンバー５００を備えている。チャンバー５００には、配管７０４を介してチャンバー用排気ポンプ７０５が接続されている。チャンバー用排気ポンプ７０５は、チャンバー５００内の空気を排気し、そこを減圧状態にする。
【００７２】
この例において、ノズル１２０は、ゴルフシャフトＷの内部を大気圧に開放するための経路（空気圧の逃げ道）を備えている。このため、ゴルフシャフトＷ内部は、常に大気圧に保たれる。
【００７３】
（２−２）焼き入れ装置の動作
この例では、焼き入れ時に空間３３０とチャンバー５００の内部が減圧状態とされる。この減圧状態は、空間３３０内の圧力＜チャンバー５００内の圧力＜大気圧、となるように調整する。具体的な圧力の設定は、例えば、空間３３０内の圧力を０．４気圧、チャンバー５００内の圧力を０．７５気圧とする。なお、ここでは大気圧を１気圧として定義している。
【００７４】
そしてこの状態において、第１の実施形態の場合と同じようにして、ゴルフシャフトＷを通電した加熱コイル２１０の中心軸上で下方に向かって動かし、ゴルフシャフトＷに対する加熱を行う。そして加熱された部分が焼入油３１０の液面に接触した段階で焼入油３１０によって被加熱部分が冷却され、焼き入れが行われる。この焼き入れは、ゴルフシャフトＷの上部から下部に向かって連続的に順次行われる。
【００７５】
この焼き入れの動作において、チャンバー５００内の圧力＜大気圧、であるから、ゴルフシャフトＷ内部における油面の位置は、チャンバー５５０内の油面の位置よりも低くなる。また、空間３３０内の圧力＜チャンバー５００内の圧力であるから、チャンバー５００内における油面の位置（チャンバー５００内におけるゴルフシャフトＷ周囲の油面の位置）は、チャンバー５００外の油面の位置よりも高くなる。こうして、第１の実施形態の場合と同様な効果を得ることができる。
【００７６】
（２−３）変形例
チャンバー５００内や空間３２０内に意図的に不活性ガスを供給し、不活性ガスがそれら空間から強制的に排気されるようにしてもよい。こうすることで、油煙による発火や被加熱部分の酸化を防ぐことができる。また、この例では、ゴルフシャフトＷの内部を大気に開放したが、そこに不活性ガスを充填してもよい。この場合も油煙による発火や被加熱部分の酸化を防ぐことができる。また、ゴルフシャフトＷの内部を大気圧ではなく、大気圧を超えた圧力にする制御を組み合わせても良い。
【００７７】
（３）第３の実施形態
（３−１）実施形態の構成
本実施形態では、ゴルフシャフト内への焼入油の侵入を制限する手法として、冷却液に浸けるゴルフシャフトの先端に蓋をし、ゴルフシャフトの内部に冷却液が侵入しないようにした場合の例を説明する。
【００７８】
図７は、本実施形態の焼き入れ装置の概要を示す概念図である。図７には、焼き入れ装置３が示されている。図７において、図１と同じ符号部分は、図１と同じである。したがって、以下においては、図１と異なる部分について主に説明する。焼き入れ装置３は、油槽３００を備えているが、この油槽３００は、図１に示す例と異なり、内部にシリンダー３４０とピストン３５０を備えている。
【００７９】
ピストン３５０は、上下に動き、シリンダー３４０に出入りする。シリンダー３４０とピストン３５０は、オイルダンパーとして機能する構造を有し、ピストン３５０をシリンダー３４０に対して押して行くと、所定の抵抗力を示しながらピストン３５０がシリンダー３４０の内部に入って行く。また、ピストン３５０がシリンダー３４０に入った状態からピストン３５０を引くと、所定の抵抗力を受けながら、ピストン３５０をシリンダー３４０から引き出すことができる。
【００８０】
ピストン３５０は、少なくともその上部が耐熱セラミックスで構成されている。また、ピストン３５０は、負荷が与えられていない状態において、その上部が焼入油３１０の油面から数センチメートル程度突出した構成とされている。なおこの例において、ノズル１２０は、ゴルフシャフトＷの内部を大気圧に開放するための経路（空気圧の逃げ道）を備えている。
【００８１】
ピストン３５０の上端は、ゴルフシャフトＷの下端に接触した状態において、ゴルフシャフトＷの下端に蓋をする蓋部材として機能する構造を備えている。図８は、ピストンの上端部分の構造を示す斜視図である。
【００８２】
図８に示されるように、ピストン３５０の上端の端面には、円形の溝３６０が形成されている。この円形の溝３６０は、ゴルフシャフトＷの先端部分が入り込む（あるいは嵌り込む）形状および寸法とされている。
【００８３】
（３−２）実施形態の動作
図７に示す焼き入れ装置の動作の一例を説明する。図１の実施例で説明したのと同様にゴルフシャフトＷを下方に移動させつつ加熱コイル２１０による誘導加熱をゴルフシャフトＷに対して行う。この際、ゴルフシャフトＷが下降してゆくと、ある段階でゴルフシャフトＷの先端がピストン３５０の上部に接触する。この際、ピストン側の円形の溝３６０（図８参照）にゴルフシャフトＷの先端部分が入り込む。そして、円形の溝３６０の底の部分にゴルフシャフトＷの下端が押し付けられることで、ゴルフシャフトＷの下端部分に蓋がされる。
【００８４】
そして、ゴルフシャフトＷがさらに下降して行くと、ピストン３５０がシリンダー３４０から受ける制動効果によって、ゴルフシャフトＷ下端に相対的にピストン３５０が押し付けられ、ゴルフシャフトＷ下端に蓋をする効果がより確実とされる。
【００８５】
ピストン３５０は、押せば下方に下がるので、ゴルフシャフトＷを下方に移動させながらの焼き入れに従って、ピストン３５０が下降する。こうして、ゴルフシャフトＷの下端に蓋がされ、シャフト内部に焼入油３１０が侵入しない状態が保たれての高周波焼き入れ処理が行われる。焼き入れが終了したら、ゴルフシャフトＷを引き上げ、処理が終了する。この例示におけるゴルフシャフトＷの内部に焼入油を入れないようにして冷却を行うことの優位性は、第１の実施形態において説明したのと同じである。
【００８６】
（４）焼き入れする導電性中空パイプの他の例
以上の例示においては、導電性中空パイプの例としてスチール製のゴルフシャフトの例を説明したが、導電性中空パイプは、ゴルフシャフトに限定されるものではない。本発明を利用した焼き入れ装置は、特に肉薄のパイプへの焼き入れに適している。したがって、肉薄（例えば厚さが１ｍｍ程度以下）のスチール製パイプ材料の焼き入れに本発明を利用することができる。このような導電性中空パイプの例としては、医療や光ファイバー関連や各種配管部品などを上げることができる。これらは、肉薄で、さらに強度と靱性のバランスを追究した材質とする必要がある。したがって本発明を利用しての焼き入れを行うのに適している。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、誘導加熱を行うことができるパイプ形状の金属材料への焼き入れ技術に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８８】
【図１】本発明を利用した焼き入れ装置の一例を示す概念図である。
【図２】焼き入れ処理を施したゴルフシャフトの表面の凹凸状態を計測した結果を示すグラフである。
【図３】焼き入れ前後におけるゴルフシャフトの曲がり変形量を示すグラフである。
【図４】ゴルフシャフトのγ粒Ｎｏと破断荷重との関係とを示すグラフである。
【図５】ゴルフシャフトのγ粒Ｎｏと破断変位との関係とを示すグラフである。
【図６】本発明を利用した焼き入れ装置の一例を示す概念図である。
【図７】本発明を利用した焼き入れ装置の一例を示す概念図である。
【図８】実施形態におけるピストンの上端部分を拡大して示す斜視図である。
【符号の説明】
【００８９】
１…焼き入れ装置、１００…搬送装置、１２０…ガイドノズル、２００…加熱装置、２１０…加熱コイル、３００…油槽、３１０…焼入油、４００…シャフト用気体供給装置、５００…チャンバー、５１０…開口部、５２０…シール材、６００…チャンバー用気体供給装置、Ｗ…ゴルフシャフト。
【図１】
2008163394.tif 000003
【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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