(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と、前記本体部の軸線方向の中間部に設けられて前記本体部よりも外径が小さい小径部と、を備える軸状体に、移動焼入れを行う装置であって、
環状に形成されて高周波電流が流され、内部に前記軸状体が挿入される１次コイル部材と；
前記軸状体の前記小径部の径方向外側であって前記１次コイル部材内に配置可能であり、周方向に互いに離間されて配置された複数の２次コイル部材と；
を備え、
前記複数の２次コイル部材として、複数の２次第１コイル部材及び複数の２次第２コイル部材を備え、
前記複数の２次第１コイル部材には、前記複数の２次第１コイル部材から前記軸線方向の一方側に向かって延びる第１支持片がそれぞれ設けられ、
前記複数の２次第２コイル部材には、前記複数の２次第２コイル部材から前記軸線方向の他方側に向かって延びる第２支持片がそれぞれ設けられている
ことを特徴とする移動焼入れ装置。
【請求項２】
前記複数の２次コイル部材の前記本体部の軸線に対向する各外面に接する内接円の径は、前記本体部の外径よりも小さい請求項１に記載の移動焼入れ装置。
【請求項３】
前記軸状体は、前記小径部に設けられて前記小径部よりも外径が小さい第２小径部を備え、
前記複数の第１支持片から前記径方向外側に向かってそれぞれ延びる第１連結片と、
前記軸状体の前記第２小径部の前記径方向外側であって前記複数の２次コイル部材の径方向内側に配置可能であり、前記周方向に互いに離間されて配置された複数の３次コイル部材と、
前記複数の３次コイル部材にそれぞれ設けられ、前記複数の３次コイル部材から前記軸線方向の一方側に向かって延びる第３支持片と、
前記複数の第３支持片から前記径方向外側に向かってそれぞれ延びる第３連結片と、
を備え、
前記複数の第３連結片の周方向の位置と前記複数の第１連結片の周方向の位置が異なる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の移動焼入れ装置。
【請求項４】
本体部と、前記本体部の軸線方向の中間部に設けられて前記本体部よりも外径が小さい小径部と、を備える軸状体に、移動焼入れを行うための移動焼入れ方法であって、
前記小径部の径方向外側に、周方向に互いに離間して複数の２次コイル部材を配置する配置工程と；
環状に形成されて高周波電流が流され、内部に前記軸状体が挿入される１次コイル部材を、前記軸状体に対して、前記軸状体の端部から、前記小径部に向かって前記軸線方向に移動させ、前記１次コイル部材内に前記複数の２次コイル部材の少なくとも一部を配置して、誘導加熱により前記小径部を加熱する加熱工程と；
を含み、
前記配置工程として、前記１次コイル部材の前記軸状体に対する移動方向である前記軸線方向の一方側に向かって延びる第１支持片がそれぞれ設けられた、前記複数の２次コイル部材である複数の２次第１コイル部材を、前記小径部の前記軸線方向の他方側の端部に配置する第１配置工程と；
前記加熱工程として、前記軸状体に対して前記軸線方向の一方側に相対的に移動する前記１次コイル部材内に前記複数の２次第１コイル部材の少なくとも一部が配置されたときに、前記小径部の前記軸線方向の他方側の端部を加熱する第１加熱工程と；
前記第１加熱工程の後で、前記第１支持片を用いて前記１次コイル部材に対して前記複数の２次第１コイル部材を前記軸線方向の一方側に移動させ、複数の２次第１コイル部材を前記小径部から前記径方向外側に離間する離間工程と；
前記配置工程として、前記軸線方向の他方側に向かって延びる第２支持片がそれぞれ設けられた、前記複数の２次コイル部材である複数の２次第２コイル部材を、前記１次コイル部材の前記軸線方向の他方側から前記１次コイル部材内を通して前記小径部の前記軸線方向の一方側の端部に配置する第２配置工程と；
前記加熱工程として、前記軸状体に対して前記軸線方向の一方側に相対的に移動する前記１次コイル部材内に前記複数の２次第２コイル部材の少なくとも一部が配置されたときに、前記小径部の前記軸線方向の一方側の端部を加熱する第２加熱工程と；
を含む
ことを特徴とする移動焼入れ方法。
【請求項５】
前記配置工程では、前記複数の２次コイル部材の前記本体部の軸線に対向する各外面に接する内接円の径が、前記本体部の径よりも小さくなるように前記複数の２次コイル部材を配置する
ことを特徴とする請求項４に記載の移動焼入れ方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動焼入れ装置及び移動焼入れ方法に関する。
本願は、２０１８年３月２３日に、日本に出願された特願２０１８−０５６０７１号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
従来、軸状体を誘導加熱により移動焼入れし、軸状体の疲労強度を高めることが行われている。ここで言う、移動焼入れ（ｔｒａｖｅｒｓｅ  ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）とは、軸状体に対してコイル部材等を軸線方向に移動させながら焼入れすることを意味する。
誘導加熱では、環状に形成された１次コイル部材内に軸状体を挿入し、１次コイル部材に高周波電流を流して誘導加熱により軸状体を加熱する。誘導加熱では、軸状体と１次コイル部材との距離（エアーギャップ）が短いほど軸状体が効率的に加熱される。このため、軸状体が、本体部と、本体部に設けられ本体部よりも外径が小さい小径部と、を備える場合には、本体部に比べて小径部が加熱されにくいという課題がある。【０００３】
この課題に対して、１次コイル部材の内側に、１次コイル部材の内径よりも外径が小さい２次コイル部材を備える移動焼入れ装置が提案されている（例えば、特許文献１から３参照）。２次コイル部材は、Ｏ字形又はＣ字形に形成されている。
これらの移動焼入れ装置では、複数のコイル部材が同心円状に配置されているため、エアーギャップは周方向に均一になる。巻き数を多くした電流効率の良いコイル部材を用いることができるため、少ない電流でむらなく効率的に軸状体を加熱することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】日本国特公昭５２−０２１２１５号公報
【特許文献２】日本国特開２０１５−１０８１８８号公報
【特許文献３】日本国特開２０００−８７１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１から３で開示された移動焼入れ装置では、いずれも軸線方向の端部に小径部が設けられた軸状体を加熱対象にしている。しかしながら、軸状体の小径部が軸状体の軸線方向の中間部に設けられた場合には、小径部に取付けた２次コイル部材を、軸状体の軸線方向の端まで移動させて軸状体から取外すのに時間を要するという問題がある。【０００６】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであって、軸状体の軸線方向の中間部に、軸状体の本体部よりも外径が小さい小径部が設けられた軸状体において、軸状体から２次コイル部材を容易に取外すことができる移動焼入れ装置及び移動焼入れ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】
【０００７】
上記課題を解決するために、この発明は以下の態様を提案している。
（１）本発明の一態様に係る移動焼入れ装置は、本体部と、本体部の軸線方向の中間部に設けられて本体部よりも外径が小さい小径部と、を備える軸状体に、移動焼入れを行う装置であって、環状に形成されて高周波電流が流され、内部に軸状体が挿入される１次コイル部材と；軸状体の小径部の径方向外側であって１次コイル部材内に配置可能であり、周方向に互いに離間されて配置された複数の２次コイル部材と；を備え、複数の２次コイル部材として、複数の２次第１コイル部材及び複数の２次第２コイル部材を備え、複数の２次第１コイル部材には、複数の２次第１コイル部材から軸線方向の一方側に向かって延びる第１支持片がそれぞれ設けられ、複数の２次第２コイル部材には、複数の２次第２コイル部材から軸線方向の他方側に向かって延びる第２支持片がそれぞれ設けられていることを特徴としている。
この態様によれば、予め互いに分離した状態の複数の２次コイル部材を、軸状体の小径部の径方向外側に周方向に互いに離間して並べて配置する。
軸状体に対して軸線方向に移動する１次コイル部材に高周波電流を流す。すると、軸状体の本体部については、１次コイル部材の電磁誘導により本体部に誘導電流が生じ、本体部の電気抵抗により本体部にジュール熱が発生する。ジュール熱により加熱された本体部を、例えば、１次コイル部材の後を追って軸線方向に移動する冷却部により冷却して、本体部を移動焼入れする。
軸状体の小径部については、電磁誘導により小径部の径方向外側に配置された２次コイル部材を介して軸状体の小径部に誘導電流が生じ、小径部の電気抵抗により小径部にジュール熱が発生する。ジュール熱により加熱された小径部を同様に冷却して、小径部を移動焼入れする。小径部の移動焼入れが終わったら、複数の２次コイル部材を小径部から径方向外側に取外す。なお、２次コイル部材の取外しは、小径部の冷却の前でもよく、冷却効率の観点からはむしろ小径部の冷却の前の方が望ましい。
複数の２次コイル部材を取外す際に、小径部から複数の２次コイル部材を径方向外側に移動させれば、小径部から複数の２次コイル部材を取外せるため、軸状体から２次コイル部材を容易に取外すことができる。
【０００８】
（２）上記（１）に記載の移動焼入れ装置では、複数の２次コイル部材の本体部の軸線に対向する各外面に接する内接円の径は、本体部の外径よりも小さくてもよい。
この態様によれば、複数の２次コイル部材を小径部により近づけて、複数の２次コイル部材により小径部をさらに効率的に加熱することができる。【００１０】
（３）上記（１）又は（２）に記載の移動焼入れ装置では、軸状体は、小径部に設けられて小径部よりも外径が小さい第２小径部を備え、複数の第１支持片から径方向外側に向かってそれぞれ延びる第１連結片と、軸状体の第２小径部の径方向外側であって複数の２次コイル部材の径方向内側に配置可能であり、周方向に互いに離間されて配置された複数の３次コイル部材と、複数の３次コイル部材にそれぞれ設けられ、複数の３次コイル部材から軸線方向の一方側に向かって延びる第３支持片と、複数の第３支持片から径方向外側に向かってそれぞれ延びる第３連結片と、を備え、複数の第３連結片のそれぞれは、複数の第１連結片のそれぞれとは周方向に異なる位置に配置されていてもよい。
この態様によれば、第２小径部の径方向外側に複数の３次コイル部材を配置し、さらに複数の３次コイル部材の径方向外側に複数の２次コイル部材を配置するとき等に、複数の第１連結片と複数の第３連結片とが干渉することを抑制することができる。
【００１１】
（４）本発明の一態様に係る移動焼入れ方法は、本体部と、本体部の軸線方向の中間部に設けられて本体部よりも外径が小さい小径部と、を備える軸状体に、移動焼入れを行うための移動焼入れ方法であって、小径部の径方向外側に、周方向に互いに離間して複数の２次コイル部材を配置する配置工程と、環状に形成されて高周波電流が流され、内部に軸状体が挿入される１次コイル部材を、軸状体に対して、軸状体の第一端部から、小径部に向かって軸線方向に移動させ、１次コイル部材内に複数の２次コイル部材の少なくとも一部を配置して、誘導加熱により小径部を加熱する加熱工程と、を行い、配置工程として、１次コイル部材の軸状体に対する移動方向である軸線方向の一方側に向かって延びる第１支持片がそれぞれ設けられた、複数の２次コイル部材である複数の２次第１コイル部材を、小径部の軸線方向の他方側の端部に配置する第１配置工程と；加熱工程として、軸状体に対して軸線方向の一方側に相対的に移動する１次コイル部材内に複数の２次第１コイル部材の少なくとも一部が配置されたときに、小径部の軸線方向の他方側の端部を加熱する第１加熱工程と；第１加熱工程の後で、第１支持片を用いて１次コイル部材に対して複数の２次第１コイル部材を軸線方向の一方側に移動させ、複数の２次第１コイル部材を小径部から径方向外側に離間する離間工程と；配置工程として、軸線方向の他方側に向かって延びる第２支持片がそれぞれ設けられた、複数の２次コイル部材である複数の２次第２コイル部材を、１次コイル部材の軸線方向の他方側から１次コイル部材内を通して小径部の軸線方向の一方側の端部に配置する第２配置工程と；加熱工程として、軸状体に対して軸線方向の一方側に相対的に移動する１次コイル部材内に複数の２次第２コイル部材の少なくとも一部が配置されたときに、小径部の軸線方向の一方側の端部を加熱する第２加熱工程と；を行うことを特徴としている。
【００１２】
この態様によれば、予め互いに分離した状態の複数の２次コイル部材を、軸状体の小径部の径方向外側に周方向に互いに離間して並べて配置する。
軸状体に対して軸線方向に移動する１次コイル部材に高周波電流を流す。すると、軸状体の本体部については、１次コイル部材の電磁誘導により本体部に誘導電流が生じ、本体部の電気抵抗により本体部にジュール熱が発生する。ジュール熱により加熱された本体部を、例えば、１次コイル部材の後を追って軸線方向に移動する冷却部により冷却して、本体部を移動焼入れする。
一方、軸状体の小径部については、電磁誘導により小径部の径方向外側に配置された２次コイル部材を介して軸状体の小径部に誘導電流が生じ、小径部の電気抵抗により小径部にジュール熱が発生する。ジュール熱により加熱された小径部を同様に冷却して、小径部を移動焼入れする。小径部の移動焼入れが終わったら、複数の２次コイル部材を小径部から径方向外側に取外す。なお、２次コイル部材の取外しは、小径部の冷却の前でもよく、冷却効率の観点からはむしろ小径部の冷却の前の方が望ましい。
複数の２次コイル部材を取外す際に、小径部から複数の２次コイル部材を径方向外側に移動させれば、小径部から複数の２次コイル部材を取外せるため、軸状体から２次コイル部材を容易に取外すことができる。【００１３】
（５）上記（４）に記載の移動焼入れ方法では、配置工程では、複数の２次コイル部材の本体部の軸線に対向する各外面に接する内接円の径が、本体部の径よりも小さくなるように複数の２次コイル部材を配置してもよい。
この態様によれば、複数の２次コイル部材を小径部により近づけて、複数の２次コイル部材により小径部をさらに効率的に加熱することができる。
【００１５】
この態様によれば、１次コイル部材及び複数の２次第１コイル部材により小径部の軸線方向の他方側の端部を加熱した後で、第１支持片を用いて１次コイル部材に対して複数の２次第１コイル部材を軸線方向の一方側に移動させることにより、第１支持片が軸線方向の一方側に移動する１次コイル部材、及び小径部よりも軸線方向の他方側に配置された本体部に干渉するのを抑えて、１次コイル部材内から複数の２次第１コイル部材を取出し、複数の２次第１コイル部材を小径部から径方向外側に離間することができる。
そして、１次コイル部材及び複数の２次第２コイル部材により小径部の軸線方向の一方側の端部を加熱した後で、第２支持片を用いて１次コイル部材に対して複数の２次第２コイル部材を軸線方向の他方側に移動させることにより、第２支持片が軸線方向の一方側に移動する１次コイル部材、及び小径部よりも軸線方向の一方側に配置された本体部に干渉するのを抑えて、１次コイル部材内から複数の２次第２コイル部材を取出し、複数の２次第２コイル部材を小径部から径方向外側に離間することができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の上記各態様に係る移動焼入れ装置及び移動焼入れ方法によれば、軸状体の軸線方向の中間部に、軸状体の本体部よりも外径が小さい小径部が設けられた軸状体において、軸状体から２次コイル部材を容易に取外すことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の移動焼入れ装置の一部を破断して示す図であって、同移動焼入れ装置を模式的に示す側面図である。
【図２】同実施形態の移動焼入れ装置の要部の斜視図である。
【図３】図１中のＩＩＩ−ＩＩＩ線で見た平断面図である。
【図４】軸状体の小径部に、本発明の第１実施形態の２次第２コイル部材を配置した状態の斜視図である。
【図５】本発明の第１実施形態における移動焼入れ方法を示すフローチャートである。
【図６】本発明の第１実施形態の移動焼入れ方法における第１離間工程を説明する斜視図である。
【図７】本発明の第１実施形態の移動焼入れ方法における第１離間工程を説明する斜視図である。
【図８】本発明の第１実施形態の移動焼入れ方法における中央加熱工程を説明する要部を側面視した断面図である。
【図９】本発明の第１実施形態の移動焼入れ方法における第２配置工程を説明する斜視図である。
【図１０】本発明の第１実施形態の移動焼入れ方法における第２配置工程を説明する斜視図である。
【図１１】本発明の第２実施形態の移動焼入れ装置の要部を破断して示す図であって、同移動焼入れ装置の要部を模式的に示す側面図である。
【図１２】図１１中のＸＩＩ−ＸＩＩ線で見た平断面図である。
【図１３】本発明の実施形態の移動焼入れ装置のシミュレーションに用いた解析モデルを説明するための側面図である。
【図１４】実施例１の移動焼入れ装置によるシミュレーション結果を示す図である。
【図１５】実施例２の移動焼入れ装置によるシミュレーション結果を示す図である。
【図１６】比較例の移動焼入れ装置によるシミュレーション結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
（第１実施形態）
以下、本発明に係る移動焼入れ装置の第１実施形態を、図１から図１０を参照しながら説明する。
図１及び図２に示すように、本実施形態の移動焼入れ装置１は、鉄道車両用の車軸等の軸状体５１に、高周波電流を用いて移動焼入れ（ｔｒａｖｅｒｓｅ  ｈａｒｄｅｎｉｎｇ）を行うための装置である。
まず、軸状体５１について説明する。軸状体５１は、本体部５２と、本体部５２の軸線Ｃ方向の中間部に設けられた小径部５３と、を備えている。本体部５２及び小径部５３は、それぞれ円柱状に形成され、小径部５３の軸線は、本体部５２の軸線Ｃに一致する。本実施形態では、本体部５２の中間部は、軸線Ｃに沿った方向において、軸状体５１の各端部とその近傍を除く範囲に含まれる。
以下では、本体部５２のうち、小径部５３に対して軸線Ｃに沿った方向の一方側Ｄ１に配置された部分を、第１本体部５２Ａとする。小径部５３に対して軸線Ｃに沿った方向の他方側Ｄ２に配置された部分を、第２本体部５２Ｂとする。
【００１９】
第１本体部５２Ａ、小径部５３、及び第２本体部５２Ｂは、それぞれ円柱状に形成され、軸線Ｃを共通の中心軸として共有する。本体部５２の軸線Ｃに対して垂直な断面を見た場合、小径部５３の外径は、本体部５２Ａ，５２Ｂのそれぞれの外径よりも小さい。
軸状体５１は、フェライト相である、炭素鋼、鉄（Ｆｅ）を９５重量％以上含有する低合金鋼等の導電性を有する材料で形成されている。
【００２０】
移動焼入れ装置１は、支持部材６と、１次コイル部材１１と、複数の２次第１コイル部材（２次コイル部材）１６Ａ，１６Ｂと、複数の２次第２コイル部材（２次コイル部材）１７Ａ，１７Ｂ（２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂは、図４参照）と、冷却環（冷却部）３６と、制御部４６と、を備えている。
図１に示すように、支持部材６は、下方センター７と、上方センター８と、を備えている。下方センター７は、軸状体５１の第２本体部５２Ｂを第２本体部５２Ｂの下方から支持している。上方センター８は、軸状体５１の第１本体部５２Ａを第１本体部５２Ａの上方から支持している。センター７，８は、軸線Ｃ方向の一方側Ｄ１が上方、他方側Ｄ２が下方となるように軸状体５１を支持している。なお、軸状体５１は、下方センター７及び上方センター８で指示された状態で、軸線Ｃを中心とした軸状体５１の周方向に回転可能である。下方センター７及び上方センター８を介して、駆動装置（図示せず）によって、移動焼き入れ時に軸状体５１を回転させることができる。
【００２１】
１次コイル部材１１は、コイルの素線を螺旋状に巻いた環状に形成されている。１次コイル部材１１の内径は、本体部５２Ａ，５２Ｂの外径よりも大きい。１次コイル部材１１の内部には、軸状体５１が挿入される。
１次コイル部材１１の各端部は、カーレントトランス１２に電気的及び機械的に連結されている。カーレントトランス１２は、１次コイル部材１１に高周波電流を流す。
【００２２】
図２及び図３に示すように、本実施形態では、複数の２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂとして２つの２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを備えている。ただし、移動焼入れ装置１が備える２次第１コイル部材の数は、複数であれば限定されず、３つ以上でもよい。
２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂは、軸状体５１の本体部５２の軸線Ｃに沿った方向から見た平面視で、Ｃ字形に形成されている。２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂは、軸状体５１の周方向（以下、単に周方向とする）において互いに離間されて並べて配置されている。この周方向は、１次コイル部材１１の周方向等に一致する。この例では、図１に示すように、軸線Ｃに沿った方向において、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの長さは、軸状体５１の小径部５３の長さよりも短い。
【００２３】
図３に示すように、軸線Ｃに対向する２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの各外面（２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂのそれぞれの内側面）に接する内接円の径Ｒ１は、軸状体５１の小径部５３の外径よりも大きい。この径Ｒ１は、本体部５２Ａ，５２Ｂの外径よりも小さいことが望ましい。軸線Ｃと反対側に位置する２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの各外面（２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂのそれぞれの外側面）に接する外接円の径Ｒ２は、１次コイル部材１１の内径よりも小さい。
２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂは、小径部５３の径方向外側であって１次コイル部材１１内に、小径部５３及び１次コイル部材１１からそれぞれ離間した状態で配置可能である。なお、この径方向は、１次コイル部材１１の径方向等に一致する。
【００２４】
図２及び図３に示すように、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂには、第１支持部１９Ａ，１９Ｂが連結されている。
第１支持部１９Ａは、２次第１コイル部材１６Ａから上方に向かって延びる第１支持片２０Ａと、第１支持片２０Ａから径方向外側に向かって延びる第１連結片２１Ａと、を備えている。第１支持片２０Ａは、２次第１コイル部材１６Ａの周方向における中央部又は端部に配置されている。第１支持片２０Ａを、２次第１コイル部材１６Ａの径方向外側の端部であって、本体部５２Ａ，５２Ｂよりも径方向外側となる位置に取付けて、第１支持片２０Ａと本体部５２Ａ，５２Ｂとの干渉を避けることが望ましい。第１連結片２１Ａは、第１支持片２０Ａにおける２次第１コイル部材１６Ａが連結された端部とは反対の端部から径方向外側に向かって延びている。
【００２５】
第１支持部１９Ａと同様に、第１支持部１９Ｂは、第１支持片２０Ｂと、第１連結片２１Ｂと、を備えている。第１連結片２１Ａ，２１Ｂは、同一直線上に配置されてもよい。第１支持部１９Ａ，１９Ｂは、例えば電気的な絶縁性を有する棒状部材をＬ字形状などに折り曲げて形成されている。
【００２６】
図３に示すように、第１連結片２１Ａ，２１Ｂには、第１移動部２３Ａ，２３Ｂがそれぞれ接続されている。第１移動部２３Ａ，２３Ｂは、例えば、図示しない３軸ステージ及び駆動モータを備えていて、第１支持部１９Ａ，１９Ｂを介して２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを、上下方向及び水平面に沿う方向に移動させることができる。
【００２７】
図１及び図４に示すように、２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂは、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂと同様に構成されている。１次コイル部材１１、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂ、及び２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂは、銅等の導電性を有する材料でそれぞれ形成されている。１次コイル部材１１、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂ、及び２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂの、周方向に垂直な面における断面形状は問わない。
２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂには、第２支持部２５Ａ，２５Ｂが連結されている。
【００２８】
第２支持部２５Ａは、２次第２コイル部材１７Ａから下方に向かって延びる第２支持片２６Ａと、第２支持片２６Ａから径方向外側に向かって延びる第２連結片２７Ａと、を備えている。第２支持片２６Ａは、２次第２コイル部材１７Ａの周方向における中央部又は端部に配置されている。第２支持片２６Ａを、２次第２コイル部材１７Ａの径方向外側の端部であって、本体部５２Ａ，５２Ｂよりも径方向外側となる位置に取付けて、第２支持片２６Ａと本体部５２Ａ，５２Ｂとの干渉を避けることが望ましい。第２連結片２７Ａは、第２支持片２６Ａにおける２次第２コイル部材１７Ａが連結された端部とは反対の端部から径方向外側に向かって延びている。
【００２９】
第２支持部２５Ａと同様に、第２支持部２５Ｂは、第２支持片２６Ｂと、第２連結片２７Ｂと、を備えている。第２連結片２７Ａ，２７Ｂは、同一直線上に配置されてもよい。この例では、第１連結片２１Ａ，２１Ｂ及び第２連結片２７Ａ，２７Ｂは、同一平面上に配置されている。
【００３０】
図１に示すように、第２連結片２７Ａ，２７Ｂには、第１移動部２３Ａ，２３Ｂと同様に構成された第２移動部２９Ａ，２９Ｂ（第２移動部２９Ｂは不図示）がそれぞれ接続されている。第２移動部２９Ａ，２９Ｂは、第２支持部２５Ａ，２５Ｂを介して２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂを、上下方向及び水平面に沿う方向に移動させることができる。
【００３１】
図１及び図２に示すように、冷却環３６は、環状に形成されている。冷却環３６内には内部空間３６ａが形成されている。冷却環３６の内周面には、内部空間３６ａに連通する複数のノズル３６ｂが周方向に互いに離間されて形成されている。冷却環３６の内部には、軸状体５１が挿入される。冷却環３６は、１次コイル部材１１よりも下方に配置されている。
冷却環３６には、ポンプ３７が連結されている。ポンプ３７は、水等の冷却液Ｌを冷却環３６の内部空間３６ａ内に供給する。内部空間３６ａに供給された冷却液Ｌは、複数のノズル３６ｂを通して軸状体５１に向かって噴出され、冷却液Ｌによって軸状体５１が冷却される。
【００３２】
図１に示すように、１次コイル部材１１、カーレントトランス１２、冷却環３６、及びポンプ３７は、支え板３９に固定されている。支え板３９には、ピニオンギヤ３９ａが形成されている。支え板３９には、ピニオンギヤ３９ａを回転駆動させるモータ４０が取付けられている。
支え板３９のピニオンギヤ３９ａは、ラック４２に噛み合っている。支え板３９は、ガイドレール（図示せず）を介してラック４２に連結されている。支え板３９は、このガイドレールにより、ラック４２に対して相対的に上方または下方に移動自在となっている。モータ４０を駆動させるとピニオンギヤ３９ａが回転し、ラック４２に対して支え板３９が上方又は下方に移動する。なお、ラック４２はボールねじでもよい。この場合、ピニオンギヤ３９ａはボールねじを挟むように複数配置してもよい。
【００３３】
制御部４６は、図示はしないが、演算回路と、メモリと、を少なくとも備えている。このメモリには、この演算回路で処理される制御プログラム等が記憶されている。
制御部４６は、カーレントトランス１２、第１移動部２３Ａ，２３Ｂ、第２移動部２９Ａ，２９Ｂ、ポンプ３７、及びモータ４０に接続され、これらを制御する。
【００３４】
次に、本実施形態の移動焼入れ方法について説明する。
図５は本発明の第１実施形態における移動焼入れ方法Ｓを示すフローチャートである。
まず、第１配置工程（配置工程、図５に示すステップＳ１）において、図１及び図２に示すように、制御部４６は、第１移動部２３Ａ，２３Ｂを駆動させて、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを、軸状体５１の小径部５３の下端部に配置する。このとき、小径部５３の径方向外側に、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを周方向に互いに離間するように配置する。さらに、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの内接円の径Ｒ１が、軸状体５１の小径部５３の外径よりも大きくなるように配置する。このとき、径Ｒ１が本体部５２Ａ，５２Ｂの外径よりも小さくなるように配置することが望ましい。２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂは、小径部５３から径方向外側に離間され、小径部５３に接触していない。
第１配置工程Ｓ１が終了すると、ステップＳ３に移行する。
【００３５】
次に、第１本体加熱工程（ステップＳ３）において、制御部４６は、軸状体５１の第２本体部５２Ｂを移動焼入れする。
具体的には、カーレントトランス１２を駆動させることて１次コイル部材１１に高周波電流を流す。また、ポンプ３７を駆動させて、冷却環３６の複数のノズル３６ｂから冷却液Ｌを噴出させる。モータ４０を駆動させて、ラック４２に対して支え板３９を上方に移動させる。軸状体５１に対して１次コイル部材１１及び冷却環３６を順に外挿し、これらを上方に移動させる。上方は、１次コイル部材１１の軸状体５１に対する移動方向である。
【００３６】
第２本体部５２Ｂの下端部から上方（小径部５３）に向かって、第２本体部５２Ｂを１次コイル部材１１により加熱し、かつ冷却環３６により急速に冷却する。１次コイル部材１１に高周波電流を流すことにより、１次コイル部材１１の電磁誘導により第２本体部５２Ｂに誘導電流が生じ、第２本体部５２Ｂの電気抵抗により第２本体部５２Ｂにジュール熱が発生する。第２本体部５２Ｂが誘導加熱により加熱され、オーステナイト相になる。誘導加熱により加熱された第２本体部５２Ｂを、１次コイル部材１１の後を追って上方に移動する冷却環３６により冷却することにより、第２本体部５２Ｂがマルテンサイト相になる。このように、第２本体部５２Ｂを移動焼入れする。
なお、第１本体加熱工程Ｓ３、及び後述する第１加熱工程Ｓ５、第１離間工程Ｓ７、中央加熱工程Ｓ９、第２配置工程Ｓ１１、第２加熱工程Ｓ１３、第２本体加熱工程Ｓ１５において、軸状体５１に対する１次コイル部材１１及び冷却環３６の上方への移動は止めずに移動焼入れする。しかし、各工程において、あるいは各工程ごとに、軸状体５１に対する１次コイル部材１１及び冷却環３６の上方への移動速度は変化してもよい。
第１本体加熱工程Ｓ３が終了すると、ステップＳ５に移行する。
【００３７】
次に、第１加熱工程（加熱工程、ステップＳ５）において、１次コイル部材１１内に２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの少なくとも一部が配置されたときに、小径部５３の下端部を加熱する。このとき、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂは、１次コイル部材１１から径方向に離間され、１次コイル部材１１および小径部５３に接触していない。
１次コイル部材１１に高周波電流を流すことにより、１次コイル部材１１の電磁誘導により２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを介して小径部５３の下端部に誘導電流が生じ、誘導加熱により小径部５３の下端部が加熱される。具体的には、図３に示すように、１次コイル部材１１に方向Ｅ１に電流が流れると、電磁誘導により２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの外表面に方向Ｅ２，Ｅ３の渦電流が流れ、さらに小径部５３の外表面に方向Ｅ４の渦電流が流れる。そして、上述の第１本体加熱工程Ｓ３と同様に、小径部５３の下端部が誘導加熱により加熱され、オーステナイト相になる。誘導加熱により加熱された小径部５３の下端部を、１次コイル部材１１の後を追って上方に移動する冷却環３６により冷却することにより、小径部５３の下端部がマルテンサイト相になる。このように、小径部５３の下端部を移動焼入れする。
なお、第１本体加熱工程Ｓ３の後かつ第１加熱工程Ｓ５の前に、第１配置工程Ｓ１を行ってもよい。
第１加熱工程Ｓ５が終了すると、ステップＳ７に移行する。
【００３８】
次に、第１離間工程（離間工程、ステップＳ７）において、制御部４６は第１移動部２３Ａ，２３Ｂを駆動させて、図６に示すように第１支持部１９Ａ，１９Ｂを用いて１次コイル部材１１に対して２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを上方に移動させる。そして、図７に示すように２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを小径部５３から径方向外側に離間する。第１離間工程Ｓ７は、第１加熱工程Ｓ５の後で行われる。
第１離間工程Ｓ７が終了すると、ステップＳ９に移行する。
【００３９】
次に、中央加熱工程（ステップＳ９）において、図８に示すように、軸線Ｃに沿った方向における小径部５３の中央部を加熱する。このとき、１次コイル部材１１と小径部５３との間に２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂが配置されていないため、１次コイル部材１１に流す高周波電流の電流値を増加させる。１次コイル部材１１が軸状体５１における本体部５２Ａ，５２Ｂと小径部５３との接続部分５１ａ（特に、軸状体５１の外側に向かって凸となる部分）から、１次コイル部材１１が小径部５３の下端部を加熱している位置に配置されているときよりも離間されているため、電流値を増加させてもこの接続部分５１ａの温度が高くなり過ぎることを抑えられる。
軸線Ｃに沿った方向における小径部５３の中央部の加熱が終わったら、１次コイル部材１１に流す高周波電流の電流値を低減させ、元の値に戻す。
中央加熱工程Ｓ９が終了すると、ステップＳ１１に移行する。
【００４０】
なお、第１離間工程Ｓ７及び中央加熱工程Ｓ９に代えて、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを用いて、軸線Ｃに沿った方向における小径部５３の中央部を加熱してもよい。そして、この中央部の加熱工程の後で、小径部５３から２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを径方向外側に離間する第１離間工程を行ってもよい。
【００４１】
次に、第２配置工程（配置工程、ステップＳ１１）において、制御部４６は、第２移動部２９Ａ，２９Ｂを駆動させて、図９に示すように２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂを、１次コイル部材１１及び冷却環３６の下方側から小径部５３の下端部に近づける。そして、図１０に示すように、２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂを上方に移動させて、図４に示すように１次コイル部材１１内を通して小径部５３の上端部に２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂを配置する。２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂは、小径部５３から径方向外側に離間され、小径部５３に接触していない。
第２配置工程Ｓ１１が終了すると、ステップＳ１３に移行する。
【００４２】
次に、第２加熱工程（加熱工程、ステップＳ１３）において、制御部４６は、図４に示すように軸状体５１に対して上方に移動する１次コイル部材１１内に２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂの少なくとも一部が配置されたときに、小径部５３の上端部を加熱する。このとき、２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂは、１次コイル部材１１から径方向に離間されている。第２加熱工程における加熱の態様や相変態は、第１加熱工程と同様である。
第２加熱工程Ｓ１３が終了すると、ステップＳ１５に移行する。
【００４３】
次に、第２本体加熱工程（ステップＳ１５）において、制御部４６は、１次コイル部材１１内に軸状体５１の第１本体部５２Ａが配置されたときに、第１本体部５２Ａを移動焼入れする。第２本体加熱工程における加熱の態様や相変態は、第１本体加熱工程と同様である。第２本体加熱工程Ｓ１５が終了すると、ステップＳ１７に移行する。
次に、第２離間工程（ステップＳ１７）において、制御部４６は第２移動部２９Ａ，２９Ｂを駆動させて、２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂを小径部５３から径方向外側に離間する。なお、第２離間工程Ｓ１７は、第２本体加熱工程Ｓ１５の前に行ってもよい。
第１加熱工程Ｓ５、中央加熱工程Ｓ９、第２加熱工程Ｓ１３、第２本体加熱工程Ｓ１５において小径部５３及び第１本体部５２Ａが加熱された後で、冷却環３６により小径部５３及び第１本体部５２Ａが冷却される。
第２離間工程Ｓ１７が終了すると、移動焼入れ方法Ｓの全工程が終了し、軸状体５１全体が移動焼入れされる。移動焼入れされた軸状体５１は、硬度が向上する。
【００４４】
移動焼入れ方法Ｓでは、小径部５３の径方向外側にコイル部材１６Ａ，１６Ｂ，１７Ａ，１７Ｂを配置したり、小径部５３からコイル部材１６Ａ，１６Ｂ，１７Ａ，１７Ｂを離間したりしながら、軸状体５１を移動焼入れする。
【００４５】
以上説明したように、本実施形態の移動焼入れ装置１及び移動焼入れ方法Ｓによれば、予め互いに分離した状態の複数の２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを、軸状体５１の小径部５３の径方向外側に周方向に互いに離間して並べて配置する。
軸状体５１に対して上方に移動する１次コイル部材１１に高周波電流を流す。すると、軸状体５１の本体部５２Ａ，５２Ｂについては、１次コイル部材１１の電磁誘導により本体部５２Ａ，５２Ｂに誘導電流が生じ、本体部５２Ａ，５２Ｂの電気抵抗により本体部５２Ａ，５２Ｂにジュール熱が発生する。ジュール熱により加熱された本体部５２Ａ，５２Ｂを、１次コイル部材１１の後を追って上方に移動する冷却環３６により冷却して、本体部５２Ａ，５２Ｂを移動焼入れする。
【００４６】
一方、軸状体５１の小径部５３については、電磁誘導により小径部５３の径方向外側に配置された２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを介して軸状体５１の小径部５３に誘導電流が生じ、小径部５３の電気抵抗により小径部５３にジュール熱が発生する。ジュール熱により加熱された小径部５３を同様に冷却して、小径部５３を移動焼入れする。小径部５３の移動焼入れが終わったら、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを小径部５３から径方向外側に取外す。
この際に、小径部５３から２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを径方向外側に移動させれば、小径部５３から２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを取外せるため、軸状体５１から２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを容易に取外すことができる。
【００４７】
例えば、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの内接円の径Ｒ１が軸状体５１の本体部５２Ａ，５２Ｂの径よりも僅かに大きい場合でも、本体部５２Ａ，５２Ｂに２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂが干渉することを避けることができる。
【００４８】
また、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの軸線Ｃに対向する各外面に接する内接円の径Ｒ１は、本体部５２Ａ，５２Ｂの外径よりも小さい。これにより、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを小径部５３により近づけて、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂにより小径部５３をさらに効率的に加熱することができる。
【００４９】
また、本実施形態では、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂ及び２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂを備えている。１次コイル部材１１及び２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂにより軸状体５１の小径部５３の下端部を加熱した後で、第１支持片２０Ａ，２０Ｂを用いて１次コイル部材１１に対して２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを上方に移動させることにより、第１支持片２０Ａ，２０Ｂが１次コイル部材１１、及び小径部５３よりも下方に配置された第２本体部５２Ｂに干渉するのを抑えて、１次コイル部材１１内から２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを取出し、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを小径部５３から径方向外側に離間させることができる。
そして、１次コイル部材１１及び２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂにより小径部５３の上端部を加熱した後で、第２支持片２６Ａ，２６Ｂを用いて１次コイル部材１１に対して２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂを下方に移動させることにより、第２支持片２６Ａ，２６Ｂが１次コイル部材１１、及び小径部５３よりも上方に配置された第１本体部５２Ａに干渉するのを抑えて、１次コイル部材１１内から２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂを取出し、複数の２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂを小径部５３から径方向外側に離間させることができる。
【００５０】
なお、２次第２コイル部材１７Ａ及び第２支持部２５Ａには、２次第１コイル部材１６Ａ及び第１支持部１９Ａに対して、第１支持部１９Ａを取外して第２支持部２５Ａを取付けたものを用いてもよいし、２次第１コイル部材１６Ａ及び第１支持部１９Ａを水平面に沿う軸線周りに１８０°回転させたものを用いてもよい。
第１支持部１９Ａは、第１連結片２１Ａを備えなくてもよい。第２支持部２５Ａは、第２連結片２７Ａを備えなくてもよい。第１支持部１９Ｂ及び第２支持部２５Ｂについても同様である。
軸線Ｃに沿った方向における２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの長さが軸状体５１の小径部５３の軸線Ｃ方向の長さとほぼ等しい場合等には、移動焼入れ装置１は、２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂ、第２支持部２５Ａ，２５Ｂ、及び第２移動部２９Ａ，２９Ｂを備えなくてもよい。この場合、移動焼入れ方法Ｓでは、中央加熱工程Ｓ９、第２配置工程Ｓ１１、第２加熱工程Ｓ１３、及び第２離間工程Ｓ１７を行わない。
なお、移動焼き入れ時に、軸線Ｃを中心として、軸状体５１をその周方向に回転させることで、均一に加熱及び冷却することができる。
【００５１】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１１及び図１２を参照しながら説明するが、前記実施形態と同一の部位には同一の符号を付してその説明は省略し、異なる点についてのみ説明する。
図１１に示すように、本実施形態の移動焼入れ装置２で移動焼入れされる軸状体１０１は、第１実施形態の軸状体５１の各構成に加えて、軸線Ｃに沿った方向における小径部５３の中間部又は端部の底部に第２小径部１０２を備えている。第２小径部１０２の外径は、小径部５３の外径よりも小さい。第２小径部１０２は、円柱状に形成され、本体部５２及び小径部５３と同軸に配置されている。
【００５２】
図１１及び図１２に示すように、移動焼入れ装置２は、第１実施形態の移動焼入れ装置１の各構成に加えて、複数の３次コイル部材６１Ａ，６１Ｂと、第３支持部６２Ａ，６２Ｂと、を備えている。
３次コイル部材６１Ａ，６１Ｂは、周方向に互いに離間されて配置されている。３次コイル部材６１Ａ，６１Ｂの軸線Ｃに対向する各外面に接する内接円の径Ｒ５は、軸状体１０１の第２小径部１０２の径よりも大きい。この径Ｒ５は、小径部５３の外径よりも小さいことが望ましい。３次コイル部材６１Ａ，６１Ｂの軸線Ｃとは反対側の各外面に接する外接円の径Ｒ６は、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの内接円の径Ｒ１よりも小さい。
３次コイル部材６１Ａ，６１Ｂは、軸状体１０１の第２小径部１０２の径方向外側であって２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの径方向内側に、第２小径部１０２及び２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂからそれぞれ離間された状態に配置可能である。
【００５３】
３次コイル部材６１Ａ，６１Ｂにおける周方向に互いに離間されている部分と、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂにおける周方向に互いに離間されている部分とは、周方向に同じ位置に配置されていることが好ましい。すなわち、３次コイル部材６１Ａ，６１Ｂにおける周方向に互いに離間されている部分と、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂにおける周方向に互いに離間されている部分とが、周方向において少なくとも一部が互いに重なる位置、より好ましくは周方向において完全に一致する位置に形成されている。このように構成することで、電磁誘導における損失を低減させることができる。
【００５４】
第３支持部６２Ａは、３次コイル部材６１Ａから上方に向かって延びる第３支持片６４Ａと、第３支持片６４Ａから径方向外側に向かって延びる第３連結片６５Ａと、を備えている。第３連結片６５Ａは、第３支持片６４Ａにおける３次コイル部材６１Ａが連結された端部とは反対の端部から径方向外側に向かって延びている。
第３支持部６２Ａと同様に、第３支持部６２Ｂは、第３支持片６４Ｂと、第３連結片６５Ｂと、を備えている。
第３連結片６５Ａ，６５Ｂのそれぞれは、第１支持部１９Ａ，１９Ｂの第１連結片２１Ａ，２１Ｂのそれぞれとは周方向に異なる位置に配置されている。
第３連結片６５Ａ，６５Ｂには、第１移動部２３Ａ，２３Ｂと同様に構成された第３移動部６７Ａ，６７Ｂがそれぞれ接続されている。
【００５５】
このように構成された本実施形態の移動焼入れ装置２では、第１実施形態の移動焼入れ装置１と同様に、小径部５３の径方向外側にコイル部材１６Ａ，１６Ｂ，１７Ａ，１７Ｂを、第２小径部１０２の径方向外側に３次コイル部材６１Ａ，６１Ｂをそれぞれ配置したり、小径部５３からコイル部材１６Ａ，１６Ｂ，１７Ａ，１７Ｂを、第２小径部１０２から３次コイル部材６１Ａ，６１Ｂをそれぞれ離間したりしながら、軸状体１０１を移動焼入れする。
【００５６】
本実施形態の移動焼入れ装置２によれば、軸状体１０１から２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを容易に取外すことができる。
さらに、軸状体１０１の第２小径部１０２の径方向外側に３次コイル部材６１Ａ，６１Ｂを配置し、さらに３次コイル部材６１Ａ，６１Ｂの径方向外側に２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを配置するとき等に、第１連結片２１Ａ，２１Ｂと第３連結片６５Ａ，６５Ｂとが干渉することを抑制することができる。
【００５７】
なお、軸状体が第２小径部１０２の底部に第３小径部を備えている場合には、移動焼入れ装置は複数の４次コイル部材を備えてもよい。さらに、軸状体が第３小径部の底部に第４小径部を備えている場合には、移動焼入れ装置は複数の５次コイル部材を備えてもよい。
このように、移動焼入れ装置が備える、１次コイル部材１１内に配置される複数の２次コイル部材、複数の３次コイル部材、．．．、複数のＮ次コイル部材の数は、特に限定されない。
【００５８】
以上、本発明の第１実施形態及び第２実施形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせ、削除等も含まれる。さらに、各実施形態で示した構成のそれぞれを適宜組み合わせて利用できることは、言うまでもない。
例えば、第１実施形態及び第２実施形態では、軸状体５１，１０１は、軸線Ｃが上下方向に沿うように配置されず、軸線Ｃが上下方向に対して傾くように配置されてもよい。この場合、１次コイル部材１１及び冷却環３６は、上下方向に対して傾いて移動する。また、軸状体５１，１０１は、軸線Ｃが水平方向を向くように配置されてもよい。
移動焼入れ装置１は、支持部材６及び制御部４６を備えなくてもよい。
第１実施形態及び第２実施形態では、軸状体５１，１０１は、鉄道車両用の車軸であるとしたが、ボールネジ等の軸であってもよい。また、第１実施形態では、軸状体５１の本体部５２の軸線Ｃに沿った方向において、固定された軸状体５１に対して１次コイル部材１１、冷却環３６等を移動させる形態を説明したが、１次コイル部材１１、冷却環３６等を固定して、軸線Ｃに沿った方向に軸状体５１を移動させてもよい。
【００５９】
（解析結果）
以下では、第１実施形態に基づく実施例の移動焼入れ装置１と、比較例の移動焼入れ装置とをそれぞれシミュレーションした結果について説明する。
図１３に、シミュレーションに用いた解析モデルを示す。
シミュレーションに用いた軸状体５１は、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの上下方向の長さは、軸状体５１の小径部５３の上下方向の長さよりもそれほど短くない、移動焼入れする際に軸状体５１の温度が高くなりやすい形状とした。
なお、実施例１の解析モデルでは、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの内接円の径は、本体部５２の外径よりも大きい。
【００６０】
本体部５２Ｂの外径は１９８ｍｍとし、小径部５３の外径（最小径）は１８１ｍｍとした。軸状体５１の材質は、炭素鋼とした。１次コイル部材１１に流す高周波電流の周波数を１ｋＨｚとした。移動焼入れにより軸状体５１に対して一定の深さの焼入れをするために必要な加熱をする際に、軸状体５１の温度の最高値を求めた。
【００６１】
移動焼入れ時に軸状体５１の温度が高くなり過ぎる（過加熱になる）と、軸状体５１の組織が変化してしまうという問題がある。このため、軸状体５１に対して一定の深さの焼入れを確保しつつ、軸状体５１の温度の最高値を抑制することが望まれる。
【００６２】
図１４に、実施例１の移動焼入れ装置１によるシミュレーション結果を示す。図１４及び後述する図１５、図１６中では、軸状体５１の温度分布が、灰色の濃淡によってあらわされている。濃い灰色の領域よりも薄い灰色の領域の方が温度が高いことを示す。
実施例１の移動焼入れ装置１により軸状体５１を移動焼入れすると、小径部５３で８００℃以上に加熱できる深さを５．０ｍｍ確保しながら、図１４に中に示す１次コイル部材１１の位置の時に、領域Ｒ１１の温度が軸状体５１の最高温度を示すことが分かった。この最高温度は、１１４９℃である。
【００６３】
実施例２の移動焼入れ装置１は、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの各外面（２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂのそれぞれの内側面）に接する内接円の径が本体部５２の外径よりも小さい。この点で、実施例１の移動焼入れ装置１とは異なる。２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの内接円の径は、本体部５２の径よりも６ｍｍ小さい。
実施例２の移動焼入れ装置１により軸状体５１を移動焼入れすると、小径部５３で８００℃以上に加熱できる深さを４．８ｍｍ確保しながら、図１５中に示す１次コイル部材１１の位置の時に、領域Ｒ１２の温度が軸状体５１の最高温度を示すことが分かった。この最高温度は、１０７２℃である。
【００６４】
図１６に、比較例の移動焼入れ装置１Ａによるシミュレーション結果を示す。比較例の移動焼入れ装置１Ａは、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを備えていない点で、実施例の移動焼入れ装置１と異なる。比較例の移動焼入れ装置１Ａにより軸状体５１を移動焼入れすると、小径部５３で８００℃以上に加熱できる深さが３．５ｍｍしか確保できないにもかかわらず、領域Ｒ１３の温度が軸状体５１の最高温度を示すことが分かった。この最高温度は、１２２５℃である。
【００６５】
実施例１の移動焼入れ装置１は、比較例の移動焼入れ装置１Ａに比べて、小径部５３で８００℃以上に加熱できる深さを１．５ｍｍ深くでき、かつ、移動焼入れ時における軸状体５１の温度の最高値を、約７６℃低減できることが分かった。
さらに、実施例２の移動焼入れ装置１は、比較例の移動焼入れ装置１Ａに比べて、小径部５３で８００℃以上に加熱できる深さを１．３ｍｍ深くでき、かつ、移動焼入れ時における軸状体５１の温度の最高値を、約１５３℃低減できることが分かった。
以上のように、本発明に係る移動焼き入れ装置を用いた場合、小径部において所定の温度以上に加熱できる深さを深くすることができ、かつ小径部の端部の温度を低減させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明の移動焼入れ装置及び移動焼入れ方法によれば、軸線方向の中間部に小径部が設けられた軸状体において、軸状体から２次コイル部材を容易に取外すことができるため、産業上の利用価値が高い。
【符号の説明】
【００６７】
１，２  移動焼入れ装置
１１  １次コイル部材
１６Ａ，１６Ｂ  ２次第１コイル部材（２次コイル部材）
１７Ａ，１７Ｂ  ２次第２コイル部材（２次コイル部材）
２０Ａ，２０Ｂ  第１支持片
２１Ａ，２１Ｂ  第１連結片
２６Ａ，２６Ｂ  第２支持片
５１，１０１  軸状体
５２  本体部
５３  小径部
６１Ａ，６１Ｂ  ３次コイル部材
６４Ａ，６４Ｂ  第３支持片
６５Ａ，６５Ｂ  第３連結片
１０２  第２小径部
Ｃ    軸線
Ｒ１  径
Ｓ    移動焼入れ方法
Ｓ１  第１配置工程（配置工程）
Ｓ５  第１加熱工程（加熱工程）
Ｓ７  第１離間工程（離間工程）
Ｓ１１  第２配置工程（配置工程）
Ｓ１３  第２加熱工程（加熱工程）
【図１】
0006958725.tif 000002
【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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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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