(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
金属製の板状部材のうち所定形状の被加熱部分を加熱して該被加熱部分の組織を変化させる加熱装置であって、
前記被加熱部分と同一形状の頂面を有する凸部が形成された、前記板状部材をその両側から挟み込んで前記頂面を前記板状部材に押し付ける一対の加熱部材と、
前記被加熱部分の組織を変化させる温度まで前記頂面を誘導加熱する、前記加熱部材から離れて配置された誘導加熱コイルと、
前記板状部材を着脱自在に固定して前記一対の加熱部材の間に移動させて停止しておく板固定台とを備えたことを特徴とする加熱装置。
【請求項２】
前記加熱部材は、
その一端面に前記凸部が形成された柱状のものであることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項３】
前記一端面は、
その中央部がその周縁部よりも突出して湾曲したものであることを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
【請求項４】
前記加熱部材は、
その外周面に前記凸部が形成されたロール状のものであることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
【請求項５】
前記加熱部材は、
前記凸部が所定間隔離れて複数形成されたものであることを特徴とする請求項１から４までのうちのいずれか一項に記載の加熱装置。
【請求項６】
前記誘導加熱コイルは、
前記柱状の加熱部材の長手方向中央部から長手方向先端部にかけてこれらから離れて巻かれた、前記頂面を誘導加熱するものであることを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
【請求項７】
金属製の板状部材のうち所定形状の被加熱部分を加熱して該被加熱部分の組織を変化させる加熱方法であって、
前記被加熱部分と同一形状の頂面を有する凸部が形成された、前記板状部材をその両側から挟み込んで前記頂面を前記板状部材に押し付ける一対の加熱部材を配置しておき、
前記加熱部材から離れて配置された誘導加熱コイルによって、前記被加熱部分の組織を変化させる温度まで前記頂面を誘導加熱し、
該頂面を前記被加熱部分に接触させて該被加熱部分を加熱して該被加熱部分の組織を変化させることを特徴とする加熱方法。
【請求項８】
前記頂面を前記被加熱部分に接触させる際に、
前記板状部材の両面から前記頂面を前記被加熱部分に接触させることを特徴とする請求項７に記載の加熱方法。
【請求項９】
前記頂面を誘導加熱する際に、
誘導加熱コイルを用いて前記凸部を加熱することを特徴とする請求項７又は８に記載の加熱方法。
【請求項１０】
前記加熱部材としてロールを用い、
該ロールの外周面に前記凸部を形成しておき、
前記板状部材の表面で前記ロールを回転させながら前記頂面を前記被加熱部分に接触させることを特徴とする請求項７から９までのうちのいずれか一項に記載の加熱方法。
【請求項１１】
前記ロールの外周面に前記凸部を形成しておく際に、該ロールの周方向に所定間隔で前記凸部を複数形成しておき、
前記板状部材よりも広い一枚の板の上で前記ロールを回転させることを特徴とする請求項１０に記載の加熱方法。
【請求項１２】
前記ロールを２つ作製しておき、
これら２つのロールで板状部材を挟みながら前記被加熱部分を加熱することを特徴とする請求項１０又は１１に記載の加熱方法。
【請求項１３】
前記加熱部材として、
その中央部がその周縁部よりも突出して湾曲した一端面に前記凸部が形成された柱状のものを用い、
前記板状部材の表面で前記一端面をその中央部から周縁部に、又はその周縁部から中央部に順次に押し付けながら前記被加熱部分を加熱することを特徴とする請求項７又は８に記載の加熱方法。
【請求項１４】
金属製の板状部材のうち所定形状の被処理部分を熱処理して該被処理部分の組織を変える熱処理装置において、
前記被処理部分と同一形状の頂面を有する凸部が形成された加熱部材と、
少なくとも前記頂面を誘導加熱する誘導加熱コイルと、
加熱された前記被処理部分を冷却する冷却手段とを備えたことを特徴とする熱処理装置。
【請求項１５】
前記加熱部材は、
請求項２から５までのうちのいずれか一項に記載した加熱部材であることを特徴とする請求項１４に記載の熱処理装置。
【請求項１６】
前記加熱部材は、
その外周面に前記凸部が形成された加熱ロールであり、
前記冷却手段は、
その内部に冷却液が流れる冷却ロールであることを特徴とする請求項１４に記載の熱処理装置。
【請求項１７】
前記冷却手段は、
冷却液が噴射する噴射装置であることを特徴とする請求項１４に記載の熱処理装置。
【請求項１８】
金属製の板状部材のうち所定形状の被処理部分を熱処理して該被処理部分の組織を変える熱処理方法であって、
前記被処理部分と同一形状の頂面を有する凸部を所定の加熱部材に形成しておき、
前記頂面を誘導加熱し、
該頂面を前記被処理部分に接触させて該被処理部分を加熱し、
加熱された該被処理部分を冷却することを特徴とする熱処理方法。
【請求項１９】
前記被処理部分を加熱する際に、前記板状部材の両面から前記被処理部分を加熱し、
加熱された前記被処理部分を冷却する際に、前記板状部材の両面から前記被処理部分を冷却することを特徴とする請求項１８に記載の熱処理方法。
【請求項２０】
前記被処理部分を加熱する際に、
その外周面に前記凸部の形成されたロールを前記板状部材の表面で回転させながら前記頂面を前記被処理部分に接触させることを特徴とする請求項１８又は１９に記載の熱処理方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば板状部材を部分的に加熱する加熱装置及び加熱方法、並びに例えば板状部材を部分的に熱処理する熱処理装置及び熱処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から各種の産業分野で板状の部材や部品（以下、板状部材という）が使用されている。これら板状部材の材料としては、鋼や樹脂など様々な材料が使用される。
【０００３】
このような板状部材を製造する際には、その用途に応じてその一部分（被加熱部分）だけが加熱されることがある。また、鋼製の板状部材の場合、被加熱部分を他の部分とは異なる組織（結晶構造）にするために、この被加熱部分だけを熱処理することもある。
【０００４】
被加熱部分を加熱する技術としては、誘導加熱コイルを用いる誘導加熱が利用されている。この技術では、被加熱部分の形状や広さに応じて誘導加熱コイルを作製しておき、この誘導加熱コイルを被加熱部分に接近させて誘導加熱コイルに交流電流を流すことにより、被加熱部分に渦電流が誘導されてこの被加熱部分が加熱される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、被加熱部分が複雑な形状の場合、この形状に応じた誘導加熱コイルを作製することは困難であり、被加熱部分を正確に加熱できない。また、被加熱部分が狭い場合も、被加熱部分の広さに応じた誘導加熱コイルを作製することは困難であり、被加熱部分を正確に加熱できない。
【０００６】
また、誘導加熱では、上述したように被加熱部分に渦電流が流れるので、板状部材が導電性のものでないときは被加熱部分を加熱できない。
【０００７】
本発明は、上記事情に鑑み、被加熱部分が複雑な形状であっても、また、板状部材が導電性でなくても被加熱部分を正確に加熱できる加熱装置及び加熱方法を提供することを第１の目的とする。また、これら加熱装置及び加熱方法が組み込まれた熱処理装置及び熱処理方法を提供することを第２の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記第１の目的を達成するための本発明の加熱装置は、板状部材のうち所定形状の被加熱部分を加熱する加熱装置であって、
（１）上記被加熱部分と同一形状の頂面を有する凸部が形成された加熱部材と、
（２）少なくとも前記頂面を加熱する加熱手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
ここで、前記加熱部材は、
（３）その一端面に前記凸部が形成された柱状のものであってもよい。
【００１０】
また、前記一端面は、
（４）その中央部がその周縁部よりも突出して湾曲したものであってもよい。
【００１１】
さらに、前記加熱部材は、
（５）その外周面に前記凸部が形成されたロール状のものであってもよい。
【００１２】
さらにまた、前記加熱部材は、
（６）前記凸部が所定間隔離れて複数形成されたものであってもよい。
【００１３】
さらにまた、前記加熱手段は、
（７）前記頂面を加熱するための誘導加熱コイルを有するものであってもよい。
【００１４】
さらにまた、前記加熱手段は、
（８）前記頂面を直接通電加熱するための電極を有するものであってもよい。
【００１５】
また、上記第１の目的を達成するための本発明の加熱方法は、板状部材のうち所定形状の被加熱部分を加熱する加熱方法であって、
（９）前記被加熱部分と同一形状の頂面を有する凸部を所定の加熱部材に形成しておき、
（１０）前記頂面を加熱し、
（１１）該頂面を前記被加熱部分に接触させて該被加熱部分を加熱することを特徴とするものである。
【００１６】
ここで、
（１２）前記頂面を前記被加熱部分に接触させる際に、前記板状部材の両面から前記頂面を前記被加熱部分に接触させてもよい。
【００１７】
さらに、
（１３）前記頂面を加熱する際に、誘導加熱コイルを用いて前記凸部を加熱してもよい。
【００１８】
さらにまた、
（１４）前記頂面を加熱する際に、直接通電加熱によって前記凸部を加熱してもよい。
【００１９】
さらにまた、
（１５）前記加熱部材としてロールを用い、
（１６）該ロールの外周面に前記凸部を形成しておき、
（１７）前記板状部材の表面で前記ロールを回転させながら前記頂面を前記被加熱部分に接触させてもよい。
【００２０】
さらにまた、
（１８）前記ロールの外周面に前記凸部を形成しておく際に、該ロールの周方向に所定間隔で前記凸部を複数形成しておき、
（１９）前記板状部材よりも広い一枚の板の上で前記ロールを回転させてもよい。
【００２１】
さらにまた、
（２０）前記ロールを２つ作製しておき、
（２１）これら２つのロールで板状部材を挟みながら前記被加熱部分を加熱してもよい。
【００２２】
さらにまた、
（２２）前記加熱部材として、その中央部がその周縁部よりも突出して湾曲した一端面に前記凸部が形成された柱状のものを用い、
（２３）前記板状部材の表面で前記一端面をその中央部から周縁部に、又はその周縁部から中央部に順次に押し付けながら前記被加熱部分を加熱してもよい。
【００２３】
また、上記第２の目的を達成するための本発明の熱処理装置は、板状部材のうち所定形状の被処理部分を熱処理する熱処理装置において、
（２４）前記被処理部分と同一形状の頂面を有する凸部が形成された加熱部材と、
（２５）少なくとも前記頂面を加熱する加熱手段と、
（２６）加熱された前記被処理部分を冷却する冷却手段とを備えたことを特徴とするものである。
【００２４】
ここで、
（２７）前記加熱部材は、その外周面に前記凸部が形成された加熱ロールであり、
（２８）前記冷却手段は、その内部に冷却液が流れる冷却ロールであってもよい。
【００２５】
さらに、
（２９）前記冷却手段は、冷却液が噴射する噴射装置であってもよい。
【００２６】
また、上記第２の目的を達成するための本発明の熱処理方法は、板状部材のうち所定形状の被処理部分を熱処理する熱処理方法であって、
（３０）前記被処理部分と同一形状の頂面を有する凸部を所定の加熱部材に形成しておき、
（３１）前記頂面を加熱し、
（３２）該頂面を前記被処理部分に接触させて該被処理部分を加熱し、
（３３）加熱されたこの被処理部分を冷却することを特徴とするものである。
【００２７】
ここで、
（３４）前記被処理部分を加熱する際に、前記板状部材の両面から前記被処理部分を加熱し、
（３５）加熱された前記被処理部分を冷却する際に、前記板状部材の両面から前記被処理部分を冷却してもよい。
【００２８】
さらに、
（３６）前記被処理部分を加熱する際に、その外周面に前記凸部の形成されたロールを前記板状部材の表面で回転させながら前記頂面を前記被処理部分に接触させてもよい。
【００２９】
【発明の実施の形態】
図面を参照して本発明の実施形態を説明する。
［第１実施形態］
図１から図４までを参照して、本発明の第１実施形態を説明する。
【００３０】
図１は、加熱装置の一実施形態を示す側面図である。図２は、図１の加熱装置の平面図である。図３は、加熱部材の一例を示す斜視図である。図４は、図３の加熱部材の側面図である。
【００３１】
加熱装置１０は、板１２（本発明にいう板状部材の一例である）のうち所定形状の被加熱部分を加熱するものである。板１２の材質としては、例えば鋼などの金属や、樹脂等が挙げられる。また、被加熱部分の形状としては、板１２の用途に応じて様々な形状が考えられる。
【００３２】
加熱装置１０は、ほぼ長方形のベース台２０の上に種々の機器が配置された構成になっている。ベース台２０の上には、矢印Ａ方向に延びるガイドレール２２が固定されている。このガイドレール２２には、矢印Ａ方向に移動する移動台２４が移動自在に固定されており、この移動台２４はガイドレール２２によって矢印Ａ方向に案内される。また、２つの移動台２４は２つの駆動ギア２５によって、矢印Ａ方向に移動するように構成されている。
【００３３】
移動台２４の長手方向（矢印Ａ方向）両端部にはそれぞれ、シリンダ２６が配置（載置）されている。各シリンダ２６のシリンダアーム２８の先端部には、柱状の加熱棒３０（本発明にいう加熱部材の一例である）が固定された加熱棒支持器３２が接続されている。各シリンダ２６を駆動させることにより、加熱棒支持器３２を加熱棒３０は矢印Ａ方向に移動する。
【００３４】
上記した加熱棒３０はカーボンから作製されている。加熱棒３０の長手方向中央部から先端部にかけては誘導加熱コイル３４が僅かに離れて巻かれている。この誘導加熱コイル３４は高周波電源（図示せず）に接続されている。なお、加熱温度や板１２の材質に応じて加熱棒３０を耐熱性合金で作製してもよい。また、本発明にいう加熱手段は、ここでは、誘導加熱コイル３４や高周波電源から構成されている。
【００３５】
板１２は、２つの加熱棒３０の間に配置された板固定台４０に着脱自在に固定されている。この板固定台４０は、シリンダ４２のシリンダアーム４４に固定されている。また、板固定台４０は、矢印Ａ方向に直交する矢印Ｂ方向に延びるガイドレール４６に移動自在に固定されている。シリンダ４２を駆動させることにより、板固定台４０はガイドレール４６に案内されて矢印Ｂ方向に移動する。
【００３６】
加熱棒３０のうち加熱棒支持器３２に固定されている部分とは反対側の先端面３０ａには、図３に示すように、高さが１ｍｍ〜２ｍｍ程度の複数の凸部３０ｂが形成されている。凸部３０ｂの頂面３０ｃは平らであり、予め所定形状に加工されている。この形状は、板１２のうち加熱される部分（本発明にいう所定の被加熱部分である）と同じ形状である。なお、頂面３０ｃの形状は、板１２の被加熱部分の形状に応じて変えられる。また、頂面３０ｃは平らである必要は無く、被加熱部分の形状に応じて例えば尖ったものであってもよい。さらに、図４に示すように、先端面３０ａの中央部がその周縁部よりも突出するように、先端面３０ａを湾曲させてもよい。
【００３７】
上述した加熱装置１０を用いて板１２の被加熱部分を加熱する手順を説明する。
【００３８】
先ず、駆動ギア２５を回転させて２つの移動台２４を互いに離しておく。また、板固定台４０を移動台２４から遠ざけておき、板固定台４０に板１２を固定する。板１２が固定された板固定台４０を加熱棒３０の間に移動させて停止しておく。この状態で誘導加熱コイル３４に高周波電流を流す。これにより、加熱棒３０の凸部３０ｂやその頂面３０ｃが急速に加熱されて所定温度（例えば１２００℃）になる。
【００３９】
凸部３０ｂやその頂面３０ｃが所定温度になった後、駆動ギア２５を回転させて２つの移動台２４を互いに接近させ、さらにシリンダ２６を駆動させ、頂面３０ｃを板１２に押し付ける。これにより、板１２の被加熱部分だけが上記の所定温度に加熱される。一方、板１２のうち被加熱部分以外の部分は加熱棒３０に接触しないので、ほとんど加熱されない。また、図４に示すように、先端面３０ａを湾曲させた場合は、頂面３０ｃが被加熱部分に強く接触するのでいっそう確実に被加熱部分を加熱できる。
【００４０】
また、被加熱部分が複雑な形状であっても、この形状に合わせて凸部３０ｂの頂面３０ｃを作製しておくことは比較的容易である。また、板１２が導電性でなくても凸部３０ｂの頂面３０ｃが被加熱部分に接触することにより被加熱部分が加熱される。従って、被加熱部分が複雑な形状であっても、また、板１２が導電性でなくても被加熱部分を正確に且つ容易に加熱できる。
【００４１】
ここで、板１２の材質を中炭素鋼とし、加熱棒３０の材質をカーボンとして、加熱棒３０を１２００℃に加熱した場合の熱計算の結果を示す。
【００４２】
板１２は円板状のものであり、その外径φは６４ｍｍ、厚さｔは０．３５ｍｍとする。板１２の熱物性値などは下記のとおりとする。
（１）材質          中炭素鋼
（２）目標加熱温度  Ｔ＝１１００℃
（３）密度        ρ＝７７４０ｋｇ／ｍ3     （２７℃のとき）
（４）比熱          ｃ＝７７０Ｊ／ｋｇＫ    （６００℃のとき）
（５）熱伝導率      λ＝２７Ｗ／ｍＫ        （６００℃のとき）
（６）接触熱伝達率α＝１００，０００Ｗ／ｍ2 Ｋ
また、加熱棒３０は上記のように１２００℃に加熱されているので、そのとき熱物性値などは下記のとおりとする。
（７）比熱          ｃ＝１６８０Ｊ／ｋｇＫ
（８）熱伝導率      λ＝５８Ｗ／ｍＫ
（９）密度          ρ＝１８００ｋｇ／ｍ3
上記の条件で、有限要素法を使って計算した結果を表１に示す。
【００４３】
【表１】
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上記の計算結果では、板１２の平均温度が１１００℃に達するのに約０．３秒間を要しており、十分に短時間で板１２を１１００℃まで昇温させられる。なお、０．５秒間を経過した後では板１２の内部は、ほぼ定常温度となっている。
［第２実施形態］
図５から図７までを参照して、本発明の第２実施形態を説明する。
【００４４】
図５は、第２実施形態の加熱装置を模式的に示す斜視図である。図６は、図５の加熱装置が組み込まれた熱処理装置を模式的に示す側面図である。図７は、誘導加熱コイルの配置が変更された加熱装置を模式的に示す側面図である。
【００４５】
加熱装置５０は、長尺の板５２のうち所定形状の被加熱部分（本発明にいう被処理部分でもある）を順次に連続的に加熱するものである。板５２の材質としては、例えば鋼などの金属や、樹脂等が挙げられる。また、被加熱部分の形状としては、板５２の用途に応じて様々な形状が考えられる。
【００４６】
加熱装置５０は、板５２を挟持しながら回転する一対のロール６０，７０（本発明にいう加熱ロールの一例である）を備えている。各ロール６０，７０は、カーボン等の導電性材料から作製されている。ロール６０の上方には、このロール６０に接近して誘導加熱コイル８０が配置されている。この誘導加熱コイル８０は高周波電源８２に接続されている。一方、ロール７０の下方には、このロール７０に接近して誘導加熱コイル９０が配置されている。この誘導加熱コイル９０は高周波電源９２に接続されている。なお、加熱温度や板５２の材質に応じてロール６０，７０を耐熱性合金で作製してもよい。また、本発明にいう加熱手段は、ここでは、誘導加熱コイル８０，９０や高周波電源８２，９２から構成されている。
【００４７】
各ロール６０，７０の外周面６２，７２にはそれぞれ、図５に示すように、高さが１ｍｍ〜２ｍｍ程度の複数の凸部６４，７４が形成されている。複数の凸部６４，７４は、二点鎖線で囲まれた領域で１つのグループ６６，７６が形成されている。従って、各ロール６０，７０の外周面６２，７２には複数のグループ６６，７６が形成されていることとなる。２つのロール６０，７０は、それぞれに形成されたグループ６６，７６が板５２の両面で一致するように配置されている。
【００４８】
また、各凸部６４，７４の頂面６４ａ，７４ａは平らであり、予め所定形状に加工されている。この形状は、板５２のうち加熱される部分（本発明にいう所定の被加熱部分である）と同じ形状である。なお、頂面６４ａ，７４ａの形状は、板５２の被加熱部分の形状に応じて変えられる。また、頂面６４ａ，７４ａは平らである必要は無く、被加熱部分の形状に応じて例えば尖ったものであってもよい。
【００４９】
上述した加熱装置５０を用いて板材５２の被加熱部分を加熱するためには、少なくとも頂面６４ａ，７４ａを誘導加熱コイル８０，９０で加熱しながら、一対のロール６０，７０で板５２を挟持してこれらのロール６０，７０を回転させる。これにより、板５２には、上記のグループ６６，７６に相当する多数の被加熱部分が連続的に加熱される。従って、１つのグループ６６，７６に対応する領域で一枚の板状部材を作製する場合は、多数枚の板状部材の被加熱部分を一度に加熱できることとなる。また、板５２が厚くても、この板５２の両面から被加熱部分を加熱するので被加熱部分が確実に加熱される。なお、板５２が薄いときは、ロール７０は平らでもよく、誘導加熱コイル９０は不要である。この場合、ロール７０は、板５２を下から支える機能を奏する。
【００５０】
上記の加熱装置５０と、板５２を冷却する冷却ロール１００，１１０とを組合せることにより、図６に示すように、熱処理装置１２０を製造できる。この熱処理装置１２０では、板５２の被加熱部分を連続して熱処理できる。
【００５１】
例えば、板５２として鋼製の板を用い、この板５２の被加熱部分を硬化させたい場合は、板５２の被加熱部分をロール６０，７０で焼入温度に加熱し、その後、この被加熱部分を冷却ロール１００，１１０で急冷する。これにより、板５２の被加熱部分だけが硬化する。このように、ロール６０，７０と冷却ロール１００，１１０を組合せることにより、種々の熱処理を行える熱処理装置１２０が得られる。
【００５２】
ところで、図７に示すように、板５２の表面の近くに誘導加熱コイル８０を配置してもよい。図７には示していないが、誘導加熱コイル９０も同様に板５２の表面近くに配置してもよい。このように誘導加熱コイル８０，９０を板５２の表面近くに配置することにより、誘導加熱コイル８０，９０で加熱された直後の頂面６４ａ，７４ａが板５２の被加熱部分に接触するので熱損失を低減できる。
［第３実施形態］
図８を参照して、本発明の第３実施形態を説明する。
【００５３】
図８は、第３実施形態の加熱装置を模式的に示す斜視図である。
【００５４】
加熱装置１２０は、２層のロール１３０を有する。このロール１３０は、絶縁材からなる内層１３２と、電気伝導材からなる外層（表面層）１３４とで構成される。ロール１３０の回転軸１３６は電極としても機能し、電源１３８に接続されている。また、回転軸１３６と外層１３４とは電気的に接続されている。
【００５５】
外層１３４の外周面には、図５に示す凸部６４，７４や頂面６４ａ，７４ａと同じ凸部１４０や頂面１４０ａが形成されている。従って、回転軸１３６を介して外層１３４に電流を流し直接通電することにより、凸部１４０や頂面１４０ａが加熱される。このロール１３０を図５に示すロール６０，７０と同様に配置することにより、板５２（図５参照）の被加熱部分を所定温度に加熱できる。また、図６に示す冷却ローラ１００，１１０と組合せることにより熱処理装置が得られる。
［第４実施形態］
図９を参照して、本発明の第４実施形態を説明する。
【００５６】
図９は、第４実施形態の加熱装置を模式的に示す斜視図である。
【００５７】
加熱装置１５０は、板状の加熱部材１６０を有する。加熱部材１６０には２本の電極１６２が形成されており、これらは電源１６４に接続されている。加熱部材１６０の表面１６６には、図５に示す凸部６４，７４や頂面６４ａ，７４ａと同じ凸部１７０や頂面１７０ａが形成されている。
【００５８】
従って、電極１６２を介して加熱部材１６０に電流を流し直接通電することにより、凸部１７０や頂面１７０ａが加熱される。この加熱部材１６０を、図１に示す加熱棒３０と同様に配置することにより、板１２（図１参照）の被加熱部分を所定温度に加熱できる。この場合、加熱棒３０の先端面３０ａよりも加熱部材１６０の表面１６６のほうが広いので、板１２の面積が広くても対応できる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の加熱装置（請求項１に記載の加熱装置）を使用する際は、加熱部材に形成された凸部の頂面を加熱手段で所望温度に加熱し、加熱された頂面を板状部材の被加熱部分に接触させる（もしくは押し付ける）。これにより被加熱部分は加熱される。一方、板状部材のうち被加熱部分以外の部分には頂面が接触しないので、この部分はほとんど加熱されない。この場合、被加熱部分が複雑な形状のときは、この形状に合わせて凸部の頂面を作製しておくことは比較的容易である。また、板状部材が導電性でなくても凸部の頂面が被加熱部分に接触することにより被加熱部分が加熱される。従って、被加熱部分が複雑な形状であっても、また、板状部材が導電性でなくても被加熱部分を正確に且つ容易に加熱できる。
【００６０】
ここで、前記加熱部材は、その一端面に前記凸部が形成された柱状のものである場合は、器具等で加熱部材を掴み易いので、凸部の頂面をいっそう確実にしかも強い力で板状部材の被加熱部分に接触させられる。
【００６１】
また、前記一端面は、その中央部がその周縁部よりも突出して湾曲したものである場合は、頂面が被加熱部分に強く接触するので、いっそう確実に被加熱部分を加熱できる。
【００６２】
さらに、前記加熱部材は、その外周面に前記凸部が形成されたロール状のものである場合は、板状部材の表面でロール状の加熱部材を回転させることにより板状部材の被加熱部分を加熱できるので、被加熱部分をいっそう容易に加熱できる。
【００６３】
さらにまた、前記加熱部材は、前記凸部が所定間隔離れて複数形成されたものである場合は、板状部材よりも広い一枚の板に加熱部材を接触させることにより、複数の板状部材それぞれの被加熱部分を一度に加熱できることとなる。
【００６４】
さらにまた、前記加熱手段は、前記頂面を加熱するための誘導加熱コイルを有するものである場合は、頂面を迅速に加熱できる。
【００６５】
さらにまた、前記加熱手段は、前記頂面を直接通電加熱するための電極を有するものである場合は、頂面を迅速に加熱できる。
【００６６】
また、本発明の加熱方法（請求項８に記載の加熱方法）によれば、板状部材のうち加熱された頂面が接触した被加熱部分は加熱されるが、この被加熱部分以外の部分には頂面が接触しないので、この部分はほとんど加熱されない。この場合、被加熱部分が複雑な形状のときは、この形状に合わせて凸部の頂面を作製しておくことは比較的容易である。また、板状部材が導電性でなくても凸部の頂面が被加熱部分に接触することにより被加熱部分が加熱される。従って、被加熱部分が複雑な形状であっても、また、板状部材が導電性でなくても被加熱部分を正確に且つ容易に加熱できる。
【００６７】
ここで、前記頂面を前記被加熱部分に接触させる際に、前記板状部材の両面から前記頂面を前記被加熱部分に接触させる場合は、被加熱部分がその両面から加熱されることとなるので、板状部材が厚いものであっても被加熱部分が確実に加熱される。
【００６８】
さらに、前記頂面を加熱する際に、誘導加熱コイルを用いて前記凸部を加熱する場合は、前記頂面が迅速に加熱される。
【００６９】
さらにまた、前記頂面を加熱する際に、直接通電加熱によって前記凸部を加熱する場合は、前記頂面が迅速に加熱される。
【００７０】
さらにまた、前記加熱部材としてロールを用い、該ロールの外周面に前記凸部を形成しておき、前記板状部材の表面で前記ロールを回転させながら前記頂面を前記被加熱部分に接触させる場合は、ロールを回転させることにより板状部材の被加熱部分を加熱できるので、被加熱部分をいっそう容易に加熱できる。
【００７１】
さらにまた、前記ロールの外周面に前記凸部を形成しておく際に、該ロールの周方向に所定間隔で前記凸部を複数形成しておき、前記板状部材よりも広い一枚の板の上で前記ロールを回転させる場合は、複数の板状部材の被加熱部分を容易に加熱できることとなる。
【００７２】
さらにまた、前記ロールを２つ作製しておき、これら２つのロールで板状部材を挟みながら前記被加熱部分を加熱する場合は、板状部材の両面から加熱することとなるので、板状部材が厚くても被加熱部分が確実に加熱される。
【００７３】
さらにまた、前記加熱部材として、その中央部がその周縁部よりも突出して湾曲した一端面に前記凸部が形成された柱状のものを用い、前記板状部材の表面で前記一端面をその中央部から周縁部に、又はその周縁部から中央部に順次に押し付けながら前記被加熱部分を加熱する場合は、被加熱部分がいっそう確実に加熱される。
【００７４】
また、本発明の加熱装置（請求項１６に記載の加熱装置）を使用する際は、加熱部材に形成された凸部の頂面を加熱手段で所望温度に加熱し、加熱された頂面を板状部材の被処理部分に接触させる（もしくは押し付ける）。これにより被処理部分は加熱される。一方、板状部材のうち被処理部分以外の部分には頂面が接触しないので、この部分はほとんど加熱されない。この場合、被処理部分が複雑な形状のときは、この形状に合わせて凸部の頂面を作製しておくことは比較的容易である。また、板状部材が導電性でなくても凸部の頂面が被処理部分に接触することにより被処理部分が加熱される。従って、被処理部分が複雑な形状であっても、また、板状部材が導電性でなくても被処理部分を正確に且つ容易に加熱できる。また、板状部材が鋼製の場合、被処理部分を例えば焼入温度に加熱し、その後、この加熱された被処理部分を冷却手段で急冷する。これにより、焼入れされて硬化した被処理部分が容易に得られる。
【００７５】
ここで、前記加熱部材は、その外周面に前記凸部が形成された加熱ロールであり、前記冷却手段は、その内部に冷却液が流れる冷却ロールである場合は、板状部材の表面で加熱ロールを回転させることによりこの板状部材の被処理部分を容易に加熱できる。また、被処理部分を加熱した後に板状部材の表面で冷却ロールを回転させることにより、加熱された被処理部分を容易に冷却できる。従って、加熱ロールと冷却ロールを並べて配置し、板状部材の被処理部分を順次に加熱して冷却することにより、この被処理部分を容易に熱処理できる。
【００７６】
さらに、前記冷却手段は、冷却液が噴射する噴射装置である場合は、比較的簡易な装置で板状部材の被処理部分を効率よく冷却できる。
【００７７】
また、本発明の熱処理方法（請求項２０に記載の熱処理方法）によれば、板状部材のうち加熱された頂面が接触した被処理部分は加熱されるが、この被処理部分以外の部分には頂面が接触しないので、この部分はほとんど加熱されない。この場合、被処理部分が複雑な形状のときは、この形状に合わせて凸部の頂面を作製しておくことは比較的容易である。また、板状部材が導電性でなくても凸部の頂面が被処理部分に接触することによりこの被処理部分が加熱される。従って、被処理部分が複雑な形状であっても、また、板状部材が導電性でなくても被処理部分を正確に且つ容易に加熱できる。また、板状部材が鋼製の場合、被処理部分を例えば焼入温度に加熱し、その後、この加熱された被処理部分を急冷する。これにより、焼入れされて硬化した被処理部分が容易に得られる。また、被処理部分を所定温度に加熱して冷却する際、この冷却速度を目的に応じて適宜に変更することにより、被処理部分を焼準したり焼鈍したりできる。
【００７８】
ここで、前記被処理部分を加熱する際に、前記板状部材の両面から前記被処理部分を加熱し、加熱された前記被処理部分を冷却する際に、前記板状部材の両面から前記被処理部分を冷却する場合は、加熱のときは被処理部分がその両面から加熱されることとなるので、板状部材が厚いものであっても被処理部分が確実に加熱され、一方、冷却のときは被処理部分がその両面から冷却されることとなるので、板状部材が厚いものであっても被処理部分が確実に冷却される。このため、被処理部分を例えば焼入れるときなどは、被処理部分を確実に急冷できるので都合がよい。
【００７９】
さらに、前記被処理部分を加熱する際に、その外周面に前記凸部の形成されたロールを前記板状部材の表面で回転させながら前記頂面を前記被処理部分に接触させる場合は、ロールを回転させることにより板状部材の被処理部分を加熱できるので、被処理部分をいっそう容易に加熱できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】加熱装置の一実施形態を示す側面図である。
【図２】図１の加熱装置の平面図である。
【図３】加熱部材の一例を示す斜視図である。
【図４】図３の加熱部材の側面図である。
【図５】第２実施形態の加熱装置を模式的に示す斜視図である。
【図６】図５の加熱装置が組み込まれた熱処理装置を模式的に示す側面図である。
【図７】誘導加熱コイルの配置が変更された加熱装置を模式的に示す側面図である。
【図８】第３実施形態の加熱装置を模式的に示す斜視図である。
【図９】第４実施形態の加熱装置を模式的に示す斜視図である。
【符号の説明】
１０，５０，１２０，１５０  加熱装置
１２，５２  板
３０  加熱棒
３０ａ  加熱棒の先端面
３０ｂ，６４，７４，１４０，１７０  凸部
３０ｃ，６４ａ，７４ａ，１４０ａ，１７０ａ  頂面
３４  誘導加熱コイル
６０，７０，１３０  ロール
６２，７２  ロールの外周面
８０，９０  誘導加熱コイル
１００，１１０  冷却ロール
１２０  熱処理装置
１６０  加熱部材
【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】
0004350276.tif 000009
【図８】
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【図９】
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