特許 6196414 リング圧延体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】6196414

(24)【登録日】2017年8月25日

(45)【発行日】2017年9月13日

(54)【発明の名称】リング圧延体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B21B 5/00 20060101AFI20170904BHJP

   B21H 1/06 20060101ALI20170904BHJP

【ＦＩ】

   B21B5/00

   B21H1/06 Z

【請求項の数】9

【全頁数】26

(21)【出願番号】特願2017-515867(P2017-515867)

(86)(22)【出願日】2016年12月1日

(86)【国際出願番号】JP2016085824

【審査請求日】2017年3月23日

(31)【優先権主張番号】特願2015-236690(P2015-236690)

(32)【優先日】2015年12月3日

(33)【優先権主張国】JP

【早期審査対象出願】

(73)【特許権者】

【識別番号】510312950

【氏名又は名称】日立金属ＭＭＣスーパーアロイ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】日立金属株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100099623

【弁理士】

【氏名又は名称】奥山 尚一

(74)【代理人】

【識別番号】100096769

【弁理士】

【氏名又は名称】有原 幸一

(74)【代理人】

【識別番号】100107319

【弁理士】

【氏名又は名称】松島 鉄男

(72)【発明者】

【氏名】村井 琢弥

(72)【発明者】

【氏名】松井 孝憲

(72)【発明者】

【氏名】石割 雄二

(72)【発明者】

【氏名】木分 友義

【審査官】 酒井 英夫

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００８−０２５７８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０６−１９８３７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−２３７０３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−３２９５６９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｂ２１Ｂ ５／００，２７／１０，

Ｂ２１Ｈ １／０６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

リング素材をその周方向に回転させた状態で前記リング素材の内外周面にそれぞれ接触すると共に前記リング素材をその径方向にて圧下するように構成される回転可能なマンドレルロール及び主ロールと、前記リング素材を誘導加熱するように構成される少なくとも１つの誘導加熱体とを備える圧延装置を用いて、前記リング素材からリング圧延体を形作るリング圧延体の製造方法であって、
前記少なくとも１つの誘導加熱体が、前記リング素材の外周側領域を誘導加熱するように前記リング素材の外周側に配置される外周側誘導加熱体を含み、
さらに、前記リング素材の軸線方向から見た場合に、前記外周側誘導加熱体における前記リング素材の外周側領域の周方向に対応する方向の中心が、前記リング素材の回転軸及び前記主ロールの回転軸を前記リング素材の径方向に結んだ基準線分と、前記基準線分に対して前記リング素材の回転軸を中心に前記リング素材の回転方向とは逆方向に９０度以下の角度にて回転させた境界線分とによって前記リング素材の周方向にて挟まれた内外周圧下直前領域内に配置される、リング圧延体の製造方法において、
前記圧延装置を用いて前記リング素材を圧下する作業を有するリング圧延を実施する工程であって、前記リング圧延中に前記リング素材の直径が拡大され、かつ前記リング圧延中に前記少なくとも１つの誘導加熱体によって前記リング素材が誘導加熱される、工程を含み、
前記外周側誘導加熱体が移動可能に構成され、
前記リング圧延の途中段階よりも前では、前記リング素材の軸線方向から見た場合に前記リング素材の周方向にて前記外周側誘導加熱体の中心が前記内外周圧下直前領域外に位置し、
前記リング圧延の途中段階以降に、前記リング素材の軸線方向から見た場合に前記リング素材の周方向にて前記外周側誘導加熱体の中心が前記内外周圧下直前領域内に配置されるように、前記外周側誘導加熱体が移動すると共に、前記外周側誘導加熱体が前記リング素材を誘導加熱する、リング圧延体の製造方法。

【請求項2】

前記圧延装置が、前記内外周圧下直前領域内で前記リング素材の外周側に配置されると共に前記リング素材に接触可能に構成された回転可能なガイドロールをさらに備え、
前記リング圧延の途中段階よりも前では、前記リング素材の周方向にて、前記内外周圧下直前領域内で前記リング素材の外周側かつ前記ガイドロール及び前記境界線分間に位置する加熱体配置空間の長さが前記外周側誘導加熱体の長さの半分以下となっており、前記外周側誘導加熱体の中心が前記内外周圧下直前領域外に位置し、
前記リング圧延の途中段階以降に、前記リング素材の直径の拡大によって、前記リング素材の周方向にて、前記内外周圧下直前領域の加熱体配置空間の長さが前記外周側誘導加熱体の長さの半分よりも大きくなっており、前記外周側誘導加熱体の中心が前記内外周圧下直前領域内に位置する、請求項１に記載のリング圧延体の製造方法。

【請求項3】

リング素材をその周方向に回転させた状態で前記リング素材の内外周面にそれぞれ接触すると共に前記リング素材をその径方向にて圧下するように構成される回転可能なマンドレルロール及び主ロールと、前記リング素材を誘導加熱するように構成される少なくとも１つの誘導加熱体とを備える圧延装置を用いて、前記リング素材からリング圧延体を形作るリング圧延体の製造方法であって、
前記少なくとも１つの誘導加熱体が、前記リング素材の外周側領域を誘導加熱するように前記リング素材の外周側に配置される外周側誘導加熱体を含み、
さらに、前記リング素材の軸線方向から見た場合に、前記外周側誘導加熱体における前記リング素材の外周側領域の周方向に対応する方向の中心が、前記リング素材の回転軸及び前記主ロールの回転軸を前記リング素材の径方向に結んだ基準線分と、前記基準線分に対して前記リング素材の回転軸を中心に前記リング素材の回転方向とは逆方向に９０度以下の角度にて回転させた境界線分とによって前記リング素材の周方向にて挟まれた内外周圧下直前領域内に配置される、リング圧延体の製造方法において、
前記少なくとも１つの誘導加熱体が、前記リング素材の内周側領域を誘導加熱するように前記リング素材の内周側に配置される内周側誘導加熱体をさらに含み、
前記外周側誘導加熱体により誘導加熱される前記リング素材の外周側領域の温度が、前記内周側誘導加熱体により誘導加熱される前記リング素材の内周側領域の温度よりも高くなるように設定される、リング圧延体の製造方法。

【請求項4】

前記圧延装置が、前記リング素材をその周方向に回転させた状態で前記リング素材の軸線方向の両端面にそれぞれ接触すると共に該リング素材を前記リング素材の軸線方向にて圧下するように構成され、かつ前記主ロールに対して前記リング素材の周方向に間隔を空けて配置される一対の回転可能なアキシャルロールをさらに備え、
前記外周側誘導加熱体と前記主ロールとの間における前記リング素材の周方向の間隔が、前記外周側誘導加熱体と前記一対のアキシャルロールとの間における前記リング素材の周方向の間隔よりも小さくなるように設定される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のリング圧延体の製造方法。

【請求項5】

前記圧延装置が、前記リング素材をその周方向に回転させた状態で前記リング素材の軸線方向の両端面にそれぞれ接触すると共に該リング素材を前記リング素材の軸線方向にて圧下するように構成され、かつ前記主ロールに対して前記リング素材の周方向に間隔を空けて配置される一対の回転可能なアキシャルロールをさらに備え、
前記圧延装置が、前記リング素材の外周側にて、前記一対のアキシャルロールから前記リング素材の回転方向側に向かって前記主ロールに至る範囲に配置されると共に前記リング素材に接触可能に構成された回転可能なガイドロールをさらに備え、
さらに、前記外周側誘導加熱体が、前記主ロールと前記ガイドロールとの間に位置する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のリング圧延体の製造方法。

【請求項6】

前記外周側誘導加熱体が、周回するように巻かれた巻線を有する誘導加熱コイルを含み、
前記リング素材の外周面における前記リング素材の軸線方向の両端部が、前記誘導加熱コイルにおける前記リング素材の軸線方向の両端部に挟まれる範囲内に配置される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のリング圧延体の製造方法。

【請求項7】

前記リング素材が、その外周側領域に形成されると共に前記リング素材の周方向に延びる凸部分を有し、
前記外周側誘導加熱体が、周回するように巻かれた巻線を有する誘導加熱コイルを含み、
前記凸部分における前記リング素材の軸線方向の両端部が、前記誘導加熱コイルにおける前記リング素材の軸線方向の両端部に挟まれる範囲内に配置される、請求項１〜３のいずれか一項に記載のリング圧延体の製造方法。

【請求項8】

リング素材をその周方向に回転させた状態で前記リング素材の内外周面にそれぞれ接触すると共に前記リング素材をその径方向にて圧下するように構成される回転可能なマンドレルロール及び主ロールと、周回するように巻かれた巻線を有すると共に前記リング素材を誘導加熱するように構成される少なくとも１つの誘導加熱コイルとを用いて、前記リング素材からリング圧延体を形作るリング圧延体の製造方法であって、
前記誘導加熱コイルの外周縁部分が、前記リング素材の周方向又は軸線方向に対して傾いた方向に沿って配置された少なくとも１つの傾斜部を有する、リング圧延体の製造方法。

【請求項9】

リング素材をその周方向に回転させた状態で前記リング素材の内外周面にそれぞれ接触すると共に前記リング素材をその径方向にて圧下するように構成される回転可能なマンドレルロール及び主ロールと、周回するように巻かれた巻線を有すると共に前記リング素材を誘導加熱するように構成される少なくとも１つの誘導加熱コイルとを用いて、前記リング素材からリング圧延体を形作るリング圧延体の製造方法であって、
前記リング素材の周方向又は軸線方向に対する前記誘導加熱コイルの傾斜を変化可能とするように構成される機構を用いて、前記誘導加熱コイルの外周縁部分を前記リング素材の周方向又は軸線方向に対して傾斜させるリング圧延体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リング素材をその周方向に回転させた状態でリング素材をその内外周両側からマンドレルロール及び主ロール間で圧下する作業を含む圧延を用いて、リング素材からリング圧延体を形作るリング圧延体の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

各種産業分野にて利用されるギア、回転機構の回転体等には、リング形状の部品（以下、「リング部品」という）が用いられており、多くの場合、リング部品は、リング形状の圧延体（以下、「リング圧延体」という）を加工することによって作製されている。リング圧延体は、リング形状の素材（以下、「リング素材」という）にリング圧延を施すことによって作製され、リング圧延には、リングローリングミル等の圧延装置が用いられている。典型的なリング圧延においては、予め加熱されたリング素材を、その周方向に回転させながら、リング素材の内外周面をそれぞれマンドレルロール及び主ロールにより圧下し、さらに、マンドレルロール及び主ロールの一方又は両方をリング素材の径方向の中心を基準としてリング径方向に相対的に移動させることによって、リング素材を、その直径を拡大するように変形させている。

【0003】

しかしながら、予め加熱されたリング素材の温度がリング圧延中に低下した場合、作製されるリング圧延体の寸法精度等の品質が低下するおそれがある。このことは、特に、ガスタービン、蒸気タービン、航空機のジェットエンジン等に用いられるタービンディスク等のように厳密な寸法管理を必要とするリング部品を作製する場合に問題となる。そこで、リング圧延時にリング素材を加熱することが行われており、リング圧延中にリング素材を加熱する手法としては、誘導加熱コイル等によりリング素材を誘導加熱することが主流となっている。

【0004】

このようなリング圧延の一例としては、リング素材の内外周面をそれぞれ圧下するマンドレルロール及び主ロール（中ロール及び主ロール）と、リング素材の軸線方向の両端面をそれぞれ圧下する一対のアキシャルロール（エッジロール）と、リング素材の断面全周を囲む誘導加熱コイル（加熱電極）とをリングローリングミルに設け、リング素材がアキシャルロールを通過した直後の領域にて、誘導加熱コイルによってリング素材を誘導加熱するものが存在している。（例えば、特許文献１を参照。）

【0005】

リング圧延の別の一例としては、リング素材（リング体）の内外周面をそれぞれ圧下するマンドレルロール及び主ロール（内周及び外周成形ロール）と、リング素材の外周面及び軸線方向両端面全体に対向するようにＵ字形状に形成された誘導加熱コイルをリングローリングミル（金属リング体の成形装置）に設け、マンドレルロール及び主ロール近傍を除くリング素材に沿った領域全体にて、誘導加熱コイルによってリング素材を誘導加熱するものが存在している。（例えば、特許文献２を参照。）

【0006】

リング圧延のさらなる別の一例としては、リング素材（リング体）の内外周面をそれぞれ圧下するマンドレルロール及び主ロール（遊動ロール及び駆動ロール）と、リング素材の軸線方向の両端面をそれぞれ圧下する一対のアキシャルロールと、リング素材の外周面及び軸線方向両端面に対向するようにＣ形状に形成された磁心、及び該磁心に巻き付けられた誘導加熱コイル（ソレノイドコイル）を有する誘導加熱体とをリングローリングミル（ローリング鍛造装置）に設け、リング素材がアキシャルロールを通過した直後の領域にて、誘導加熱コイルによってリング素材を誘導加熱するものが存在している。（例えば、特許文献３を参照。）

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開平１−２３７０３６公報

【特許文献2】特開平５−３２９５６９公報

【特許文献3】米国特許出願公開第２０１２／０２７９２６８号明細書

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

しかしながら、リング圧延の進行に伴ってリング素材は変形するので、誘導加熱コイルとリング素材との間の距離は変化する。そのため、上述したリング圧延の各例のように、誘導加熱コイルによってリング素材を加熱する場合、誘導加熱コイルとリング素材との間の距離を管理し難くなっており、リング素材の温度分布を適切な温度範囲にて制御することが難しくなっている。

【0009】

また、リング圧延においては、リング素材の外周側領域の温度がその内周側領域の温度よりも低くなる傾向にある。これに対して、上述したリング圧延の一例では、リング素材の断面全周が誘導加熱されるに過ぎないので、リング素材の内外周温度差が残り、リング圧延中に、リング素材の径方向の温度分布を適切な温度範囲にて制御できないおそれがある。特に、誘導加熱コイルによってリング素材の断面全周を囲む構造では、誘導加熱コイルとリング圧延中に変形するリング素材との間の距離が変化する際に、このような温度範囲の制御がより困難となる。さらに、かかる構造では、リング圧延中にリング素材を拡大するように加工する場合に、リング素材の断面全周を囲む誘導加熱コイルの形状、大きさ等によって、リング素材の最終加工形状及び加工率の制約が生じることとなる。

【0010】

上述したリング圧延の別の一例及びさらなる別の一例でもまた、リング素材の内外周両側が誘導加熱されるので、リング素材の内外周温度差が残り、リング素材の径方向の温度分布が適切な温度範囲にて制御できないおそれがある。このことは、作製されるリング圧延体の寸法精度を低下させ、リング素材に割れを生じさせ、又は所望の加工ひずみを得られなくするので好ましくない。また、リング圧延においては、リング素材の軸線方向の温度分布を適切な温度範囲にて制御することが難しくなる傾向にある。そのため、リング圧延におけるリング素材の温度分布を適切な温度範囲にて効率的に制御することが望まれている。

【0011】

さらに、リング素材をその軸線方向の両側から一対のアキシャルロール間で圧下する場合、アキシャルロール及びリング素材間に生じる摩擦熱、リング素材からアキシャルロールへの伝熱、リング素材の加工発熱等の影響によってリング素材の温度分布が不規則になる。そのため、リング素材がアキシャルロールを通過した直後の領域では、リング素材の温度を制御し難くなっている。これに対して、リング圧延の一例及びさらなる別の一例では、リング素材がアキシャルロール通過直後の領域にて誘導加熱されるので、リング素材の温度分布を適切な温度範囲にて制御できないおそれがある。さらに、リング圧延においては、回転するリング素材を、主ロール近傍のガイドロール等によって保持する場合があり、この場合もまた、アキシャルロールの影響ほどではないものの、リング素材からガイドロールへの伝熱等の影響によって、リング素材の温度分布を適切な温度範囲に制御できないおそれがある。

【0012】

本発明は、上記実情を鑑みて成されたものであり、本発明の目的は、リング圧延におけるリング素材の温度分布を適切な温度範囲にて効率的に制御でき、その結果、かかるリング圧延を用いて作製されるリング圧延体の品質を効率的に高めることができるリング圧延体の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0013】

課題を解決するために、本発明の一態様又は別の一態様に係るリング圧延体の製造方法によれば、リング素材をその周方向に回転させた状態で前記リング素材の内外周面にそれぞれ接触すると共に前記リング素材をその径方向にて圧下するように構成される回転可能なマンドレルロール及び主ロールと、前記リング素材を誘導加熱するように構成される少なくとも１つの誘導加熱体とを備える圧延装置を用いて、前記リング素材からリング圧延体を形作るリング圧延体の製造方法であって、前記少なくとも１つの誘導加熱体が、前記リング素材の外周側領域を誘導加熱するように前記リング素材の外周側に配置される外周側誘導加熱体を含み、さらに、前記リング素材の軸線方向から見た場合に、前記外周側誘導加熱体における前記リング素材の外周側領域の周方向に対応する方向の中心が、前記リング素材の回転軸及び前記主ロールの回転軸を前記リング素材の径方向に結んだ基準線分と、前記基準線分に対して前記リング素材の回転軸を中心に前記リング素材の回転方向とは逆方向に９０度以下の角度にて回転させた境界線分とによって前記リング素材の周方向にて挟まれた内外周圧下直前領域内に配置される、リング圧延体の製造方法において、前記圧延装置を用いて前記リング素材を圧下する作業を有するリング圧延を実施する工程であって、前記リング圧延中に前記リング素材の直径が拡大され、かつ前記リング圧延中に前記少なくとも１つの誘導加熱体によって前記リング素材が誘導加熱される、工程を含み、前記外周側誘導加熱体が移動可能に構成され、前記リング圧延の途中段階よりも前では、前記リング素材の軸線方向から見た場合に前記リング素材の周方向にて前記外周側誘導加熱体の中心が前記内外周圧下直前領域外に位置し、前記リング圧延の途中段階以降に、前記リング素材の軸線方向から見た場合に前記リング素材の周方向にて前記外周側誘導加熱体の中心が前記内外周圧下直前領域内に配置されるように、前記外周側誘導加熱体が移動すると共に、前記外周側誘導加熱体が前記リング素材を誘導加熱する。さらに、本発明の一態様に係るリング圧延体の製造方法においては、前記圧延装置を用いて前記リング素材を圧下する作業を有するリング圧延を実施する工程であって、前記リング圧延中に前記リング素材の直径が拡大され、かつ前記リング圧延中に前記少なくとも１つの誘導加熱体によって前記リング素材が誘導加熱される、工程を含み、前記外周側誘導加熱体が移動可能に構成され、前記リング圧延の途中段階以降に、前記リング素材の軸線方向から見た場合に前記リング素材の周方向にて前記外周側誘導加熱体の中心が前記内外周圧下直前領域内に配置されるように、前記外周側誘導加熱体が移動すると共に、前記外周側誘導加熱体が前記リング素材を誘導加熱する。本発明の別の一態様に係るリング圧延体の製造方法においては、前記少なくとも１つの誘導加熱体が、前記リング素材の内周側領域を誘導加熱するように前記リング素材の内周側に配置される内周側誘導加熱体をさらに含み、前記外周側誘導加熱体により誘導加熱される前記リング素材の外周側領域の温度が、前記内周側誘導加熱体により誘導加熱される前記リング素材の内周側領域の温度よりも高くなるように設定される。

【0014】

本発明の一態様に係るリング圧延体の製造方法によれば、リング素材をその周方向に回転させた状態で前記リング素材の内外周面にそれぞれ接触すると共に前記リング素材をその径方向にて圧下するように構成される回転可能なマンドレルロール及び主ロールと、周回するように巻かれた巻線を有すると共に前記リング素材を誘導加熱するように構成される少なくとも１つの誘導加熱コイルとを用いて、前記リング素材からリング圧延体を形作るリング圧延体の製造方法において、前記誘導加熱コイルの外周縁部分が、前記リング素材の周方向又は軸線方向に対して傾斜する方向に沿って配置された少なくとも１つの傾斜部を有する。

【0015】

本発明の一態様に係るリング圧延体の製造方法によれば、リング素材をその周方向に回転させた状態で前記リング素材の内外周面にそれぞれ接触すると共に前記リング素材をその径方向にて圧下するように構成される回転可能なマンドレルロール及び主ロールと、周回するように巻かれた巻線を有すると共に前記リング素材を誘導加熱するように構成される少なくとも１つの誘導加熱コイルとを用いて、前記リング素材からリング圧延体を形作るリング圧延体の製造方法において、前記リング素材の周方向又は軸線方向に対する前記誘導加熱コイルの傾斜を変化可能とするように構成される機構を用いて、前記誘導加熱コイルの外周縁部分を前記リング素材の周方向又は軸線方向に対して傾斜させる。

【発明の効果】

【0016】

本発明に係るリング圧延体の製造方法によれば、リング圧延におけるリング素材の温度分布を適切な温度範囲にて効率的に制御でき、その結果、かかるリング圧延を用いて作製されるリング圧延体の品質を効率的に高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】本発明の第１実施形態にて用いられる圧延装置を模式的に示す斜視図である。

【図2】本発明の第１実施形態にて用いられる圧延装置を模式的に示す平面図である。

【図3】本発明の第１実施形態におけるリング素材及び誘導加熱コイルを図２のＡ−Ａ線に沿って切断した断面を模式的に示す図である。

【図4】本発明の第１実施形態におけるリング素材の一部及び誘導加熱コイルを模式的に示す正面図である。

【図5】本発明の第２実施形態におけるリング素材及び誘導加熱コイルを図２のＡ−Ａ線に相当する線に沿って切断した断面を模式的に示す図である。

【図6】本発明の第２実施形態におけるリング素材の一部及び誘導加熱コイルを模式的に示す正面図である。

【図7】本発明の第３実施形態にて用いられる圧延装置を模式的に示す斜視図である。

【図8】本発明の第３実施形態にて用いられる圧延装置を模式的に示す平面図である。

【図9】本発明の第３実施形態におけるリング素材及び誘導加熱コイルを図８のＢ−Ｂ線に沿って切断した断面を模式的に示す図である。

【図10】本発明の第４実施形態におけるリング素材の一部及び誘導加熱コイルを模式的に示す正面図である。

【図11】図１０のリング素材の一部及び誘導加熱コイルを誘導加熱コイルの傾斜部の傾きを変化させた状態で模式的に示す正面図である。

【図12】本発明の第４実施形態の変形例におけるリング素材の一部及び誘導加熱コイルを模式的に示す正面図である。

【図13】本発明の第５実施形態におけるリング素材の一部及び誘導加熱コイル部を模式的に示す正面図である。

【図14】本発明の第１実施形態の具体例にて用いられる圧延装置をリング圧延の開始段階の状態で模式的に示す平面図である。

【図15】本発明の第１実施形態の具体例にて用いられる圧延装置をリング圧延の完了段階の状態で模式的に示す平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

本発明の第１〜第５実施形態に係る略リング形状の圧延体（以下、「リング圧延体」という）の製造方法について、図１〜図１５を参照しながら以下に説明する。

【0019】

なお、リング圧延体は、略リング形状の部品（以下、「リング部品」という）を作製するために用いられる。あくまでも一例であるが、かかるリング部品は、各種産業分野にて利用されるギア、回転機構の回転体等であるとよく、さらに、リング部品は、厳密な寸法管理を必要とするもの、特に、ガスタービン、蒸気タービン、航空機のジェットエンジン等に用いられるタービンディスク等であると好ましい。一例として、リング圧延体の外周の直径は約６００ｍｍ以上かつ約２０００ｍｍ以下であると好ましいが、本発明はこれに限定されず、リング圧延体を用いて作製するリング部品に応じて、リング圧延体の外周の直径は、約６００ｍｍよりも小さく、かつ約２０００ｍｍよりも大きくすることも可能である。

【0020】

また、リング圧延体は、略リング形状の素材（以下、「リング素材」という）にリング圧延を施すことによって形作られる。リング素材は、高温強度、高温靱性等に優れる金属材料を用いて作製されるとよく、例えば、リング素材は、高温強度、高温靱性等に優れるＮｉ基合金、Ｆｅ基合金、Ｃｏ基合金、Ｔｉ基合金等から選択される金属材料を用いて作製されるとよい。

【0021】

［第１実施形態］
本発明の第１実施形態に係るリング圧延体の製造方法について以下に説明する。

【0022】

［圧延装置について］
最初に、リング圧延に用いられる圧延装置の概略について説明する。図１及び図２に示すように、圧延装置は、軸線１ａを基準として略回転対称に形成されるリング素材１を装着可能に構成されている。かかる圧延装置は、リング素材１の内外周面１ｂ，１ｃにそれぞれ接触すると共にリング素材１をその径方向（以下、「リング径方向」という）にて圧下するように構成されるマンドレルロール２及び主ロール３と、リング素材１における軸線１ａの方向（以下、「リング軸線方向」という）の両端面１ｄ，１ｅに接触すると共にリング素材１をリング軸線方向にて圧下するように構成される一対のアキシャルロール４，５とを備えている。しかしながら、本発明は、一対のアキシャルロール４，５を備えない圧延装置にも適用可能である。圧延装置はまた、リング素材１と接触可能に構成された２つのガイドロール６，７を備えている。圧延装置は、リング素材１を直接的に誘導加熱するように構成された１つの外周側誘導加熱体８をさらに備えている。

【0023】

［マンドレルロール及び主ロールについて］
図１及び図２に示すように、マンドレルロール２は、リング素材１の内周面１ｂに接触可能に構成される周面２ａを有し、かつ主ロール３は、リング素材１の外周面１ｃに接触可能に構成される周面３ａを有している。このような周面２ａ，３ａは、それぞれ、回転軸線２ｂ，３ｂを基準として略回転対称になっている。マンドレルロール２及び主ロール３のそれぞれは、回転軸線２ｂ，３ｂを中心に回転可能に構成されている。マンドレルロール２及び主ロール３の一方又は両方は、駆動機構（図示せず）によって回転駆動可能に構成されると好ましい。マンドレルロール２及び主ロール３はまた、必要に応じて、その回転速度を制御可能とするように構成されると好ましい。特に、リング素材１の内周側に形成される空間は、リング素材１の外周側に形成される空間と比較して、駆動機構の配置スペースを十分に確保し難いという実情を鑑みれば、マンドレルロール２及び主ロール３のうち主ロール３が回転駆動可能に構成されると好ましい。

【0024】

なお、「リング素材１の内周側」は、マンドレルロール２と接触するリング素材１の表面を有するリング素材１の内周側領域を含む範囲として定義し、かつ「リング素材１の外周側」は、主ロール３及び一対のアキシャルロール４，５と接触するリング素材１の表面を有するリング素材１の外周側領域を含むと共にリング素材１の内周側領域に対してリング素材１の外周寄りに位置する範囲として定義する。

【0025】

マンドレルロール２及び主ロール３の周面２ａ，３ａは、作製されるリング圧延体の形状に対応した形状を有している。図１〜図４においては、リング素材１が、その外周面１ｃから突出すると共にリング素材１の周方向（以下、「リング周方向」という）に沿って延びる１つの凸部分１ｆを有するように形成され、図１及び図２においては、主ロール３の周面３ａが、かかる１つの凸部分１ｆに対応すると共に主ロール３の周方向に沿って延びる１つの凹部分３ｃを有するように形成されている。

【0026】

しかしながら、リング素材の外周面は、これに限定されず、略平坦に形成されるか、リング軸線方向に沿ってその直径を変化させた部分を有するように形成されるか、又は１つ以上の凸部分及び１つ以上の凹部分のうち少なくとも一方を有するように形成されてもよく、主ロールの周面は、このようなリング素材の外周面に対応して形成されるとよい。リング素材の内周面もまた、このようなリング素材の外周面と同様に形成することができ、マンドレルロールの周面は、かかるリング素材の内周面に対応して形成することができる。

【0027】

再び図１及び図２を参照すると、マンドレルロール２及び主ロール３は、リング径方向に移動可能に構成されている。リング素材１は、マンドレルロール２及び主ロール３の周面２ａ，３ａ間で圧下されるようになっている。圧延装置は、マンドレルロール２及び主ロール３の回転に伴って、リング素材１がリング周方向に回転できるように構成されている。なお、後述するリング圧延体の製造方法では、主ロール３がその回転方向の一方側（矢印Ｒ２により示す）に回転し、かつマンドレルロール２がその回転方向の一方側（矢印Ｒ１により示す）に回転することに伴って、リング素材１がリング周方向の一方側（矢印Ｆにより示す）に向かって回転する場合について説明する。

【0028】

［一対のアキシャルロールについて］
図１及び図２に示すように、一対のアキシャルロール４，５は、主ロール３に対してリング周方向に間隔を空けて配置されている。一対のアキシャルロール４，５は、主ロール３に対してリング素材１の軸線１ａを中心に角度θ間隔を空けて配置することができる。典型的には、角度θは約１８０度であると好ましく、言い換えれば、一対のアキシャルロール４，５は、主ロール３に対してリング周方向に間隔を空けると共にリング径方向に対向するように配置されると好ましい。しかしながら、角度θは、これに限定されず、高品質のリング圧延体を作製可能であれば、約０度より大きくかつ約３６０度よりも小さな範囲内としてもよく、約９０度以上かつ約２７０度以下の範囲内としてもよく、約１３５度以上かつ約２２５度以下の範囲内としてもよい。

【0029】

一対のアキシャルロール４，５は、それぞれ、リング軸線方向の両端面１ｄ，１ｅにそれぞれ接触可能に構成される周面４ａ，５ａを有している。このような周面４ａ，５ａは、それぞれ、回転軸線４ｂ，５ｂを基準として略回転対称になっている。一対のアキシャルロール４，５のそれぞれは、回転軸線４ｂ，５ｂを中心に回転可能に構成されている。このような一対のアキシャルロール４，５の一方又は両方は、駆動機構によって回転駆動可能に構成されると好ましい。一対のアキシャルロール４，５はまた、必要に応じて、その回転速度を制御可能とするように構成されると好ましい。

【0030】

一対のアキシャルロール４，５の周面４ａ，５ａは、それぞれ、作製されるリング圧延体の形状に対応した形状を有している。リング素材１は、一対のアキシャルロール４，５の周面４ａ，５ａ間で圧下されるようになっている。圧延装置は、一対のアキシャルロール４，５の回転に伴って、リング素材１がリング周方向に回転できるように構成されている。なお、後述するリング圧延体の製造方法では、一方側のアキシャルロール４がその回転方向の一方側（矢印Ｒ３により示す）に回転し、かつ他方側のアキシャルロール５がその回転方向の一方側（矢印Ｒ４により示す）に回転することに伴って、リング素材１がリング周方向の一方側（矢印Ｆにより示す）に向かって回転する場合について説明する。

【0031】

［ガイドロールについて］
図１及び図２に示すように、２つのガイドロール６，７のうち一方側のガイドロール６は、一対のアキシャルロール４，５からリング周方向の一方側（矢印Ｆにより示す）に向かって主ロール３に至る範囲に配置されている。２つのガイドロール６，７のうち他方側のガイドロール７は、一対のアキシャルロール４，５からリング周方向の他方側に向かって主ロール３に至る範囲に配置されている。

【0032】

２つのガイドロール６，７は、それぞれ、リング素材１の外周面１ｃに接触可能に構成される周面６ａ，７ａを有している。このような周面６ａ，７ａは、それぞれ、回転軸線６ｂ，７ｂを基準として略回転対称になっている。２つのガイドロール６，７のそれぞれは、回転軸線６ｂ，７ｂを中心に回転可能に構成されている。２つのガイドロール６，７は、リング素材１の外周面１ｃと接触すると共に回転軸線６ｂ，７ｂを中心に回転しながら、リング周方向に回転するリング素材１を保持できるようになっている。

【0033】

しかしながら、本発明はこれに限定されず、圧延装置が、ガイドロールを備えない構成とすることもできる。その一方で、圧延装置が、ガイドロールを備える構成である場合には、上述のような一方側のガイドロールを少なくとも備えているとよい。

【0034】

［外周側誘導加熱体について］
図１〜図４に示すように、外周側誘導加熱体８は、少なくとも一周周回するように巻かれた巻線を有する誘導加熱コイル８ａを備えており、外周側誘導加熱体８は、誘導加熱コイル８ａの巻線に交流電流を流すことによって、誘導加熱のための磁界を発生させるように構成されている。外周側誘導加熱体８はまた移動可能に構成されている。

【0035】

図２に示すように、リング軸線方向から見た場合に、外周側誘導加熱体８におけるリング素材１の外周側領域の周方向に対応する方向の略中心（以下、「外周側誘導加熱体８の周方向中心」という）は、リング素材１の軸線１ａ及び主ロール３の回転軸線３ｂをリング素材１の径方向に結んだ基準線分Ｌに対してリング素材１の軸線１ａを中心にリング周方向の他方側に９０度以下の角度にて回転させた位置に配置されている。また、外周側誘導加熱体８は、リング素材１の外周側のみに位置している。

【0036】

言い換えれば、外周側誘導加熱体８の周方向中心は、マンドレルロール２及び主ロール３による圧下の直前領域（以下、「内外周圧下直前領域」という）に位置しているとよい。ここで、内外周圧下直前領域は、基準線分Ｌと、該基準線分Ｌに対してリング素材１の軸線１ａを中心としてリング周方向の他方側に角度φにて回転させた境界線分Ｍとによってリング周方向にて挟まれた領域となっている。なお、リング素材１の温度制御をし易くすることを考慮すると、角度φは、内外周圧下直前領域に外周側誘導加熱体８を配置可能とする大きさ以上、かつ約９０度以下であるとよい。また、角度φは、６０度以下であると好ましく、さらに、４５度以下であるとより好ましい。特に、外周側誘導加熱体８の全体が内外周圧下直前領域内に配置可能であると好ましい。このような内外周圧下直前領域は、リング周方向にて主ロール３と一方側のガイドロール６との間に位置しており、内外周圧下直前領域のリング周方向の両端に、それぞれ、主ロール３と一方側のガイドロール６とが位置していると好ましい。さらに、主ロール３と外周側誘導加熱体８との間におけるリング周方向の間隔は、一対のアキシャルロール４，５と外周側誘導加熱体８との間におけるリング周方向の間隔よりも小さくなっていると好ましい。

【0037】

なお、内外周圧下直前領域は、次のように定義することも可能である。すなわち、内外周圧下直前領域は、主ロール３に対してリング周方向の他方側、かつ主ロール３及び一対のアキシャルロール４，５間におけるリング周方向の中央に対してリング周方向の一方側に位置するものとして定義することができる。さらに、内外周圧下直前領域は、主ロール３からリング周方向の他方側に向かって、主ロール３及び一対のアキシャルロール４，５間におけるリング周方向の長さを二分割した長さの範囲内に位置するものとして定義することができる。

【0038】

圧延装置はまた、外周側誘導加熱体８以外の誘導加熱手段を備えていてもよい。しかしながら、リング素材１が一対のアキシャルロール４，５を通過した直後の領域では、リング素材１の温度を制御し難いということと、一方側のガイドロール６の影響とを鑑みれば、主ロール３に対してリング周方向の他方側、かつ主ロール３及び一対のアキシャルロール４，５間に配置される誘導加熱手段が、外周側誘導加熱体８のみであると好ましい。また、圧延装置に設けられる誘導加熱手段が、外周側誘導加熱体８のみであってもよい。

【0039】

図１〜図４に示すように、誘導加熱コイル８ａは、リング素材１の外周面１ｃに対してリング径方向に間隔を空けると共に巻線の巻き軸８ｂの方向をリング素材１の外周面１ｃに向けるように配置されている。また、リング素材１の外周面１ｃにおけるリング軸線方向の両端部が、誘導加熱コイル８ａにおけるリング軸線方向の両端部に挟まれる範囲内に配置されている。かかる誘導加熱コイル８ａによって、内外周圧下直前領域にてリング素材１の外周面１ｃ、特に、主ロール３と接触するリング素材１の表面を誘導加熱することができる。ひいては、誘導加熱コイル８ａによって、内外周圧下直前領域にてリング素材１の外周側領域をさらに誘導加熱することができ、一対のアキシャルロール４，５と接触するリング素材１の表面もまた誘導加熱できる。

【0040】

しかしながら、本発明はこれに限定されず、圧延装置が、リング素材の温度制御をより容易にするために、複数の外周側誘導加熱体を有していてもよい。また、内外周圧下直前領域にてリング素材の外周面又は外周側領域を誘導加熱できれば、誘導加熱コイルの巻き軸の方向はリング素材の外周面以外を向いてもよい。内外周圧下直前領域にてリング素材の外周面又は外周側領域を誘導加熱できれば、外周側誘導加熱体が、誘導加熱コイルを巻き付けた磁心を有していてもよく、この場合、磁心から生じる磁束線上のリング素材の外周面が誘導加熱されることとなる。

【0041】

図１及び図４においては、誘導加熱コイル８ａの外周縁部分は、巻き軸８ｂの方向から見て略四角形状に形成されている。しかしながら、誘導加熱コイルの外周縁部分は、これに限定されず、巻き軸の方向から見て略円形状、略楕円形状、略四角形状以外の略多角形状等に形成することも可能である。また、誘導加熱コイル８ａの巻き数は、コイルを製造可能とする範囲にて必要な磁力線密度に応じて、複数とすることが好ましい。

【0042】

［リング圧延体の製造方法について］
次に、リング圧延体の製造方法について説明する。かかる製造方法においては、予め加熱したリング素材１を上述の圧延装置によってリング圧延する。このとき、予め加熱されるリング素材１の温度は、約８５０℃以上かつ約１１５０℃以下の範囲であると好ましい。しかしながら、かかる温度は、これに限定されず、高品質のリング圧延体を作製するように、リング素材に用いられる金属材料の種類に応じて調節可能である。

【0043】

図１及び図２に示すように、リング圧延においては、マンドレルロール２及び主ロール３並びに一対のアキシャルロール４，５が回転し、これらの回転に伴って、予め加熱されたリング素材１が、その軸線１ａを中心としてリング周方向の一方側（矢印Ｆにより示す）に回転する。さらに、リング素材１が回転した状態で、一対のアキシャルロール４，５によってリング素材１をリング軸線方向に圧下する作業、内外周圧下直前領域にてリング素材１の外周側に配置される外周側誘導加熱体８によってリング素材１の外周面１ｃ又は外周側領域を誘導加熱する作業、マンドレルロール２及び主ロール３によってリング素材１をリング径方向に圧下する作業の順に、これらの作業を繰り返す。このとき、マンドレルロール２及び主ロール３の一方又は両方を、リング素材１の径方向の中心を基準としてリング径方向に相対的に移動させることによって、リング素材１を、その直径を拡大するように変形させることができる。

【0044】

かかるリング圧延中においては、外周側誘導加熱体８により誘導加熱されるリング素材１の温度を、約８５０℃以上かつ約１１５０℃以下の範囲内とすると好ましい。しかしながら、かかる温度は、これに限定されず、リング素材の径方向の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御可能とするように調節されるとよく、一例として、リング素材の径方向の温度分布を均一化するように調節されるとよい。

【0045】

［作用及び効果について］
本実施形態に係るリング圧延体の製造方法によれば、内外周圧下直前領域にて、リング素材１の内周側領域と比較して温度低下し易いリング素材１の外周面１ｃ又は外周側領域が誘導加熱されるので、リング素材１が内外周圧下直前領域を通過した直後にマンドレルロール２及び主ロール３間にて圧下を行う領域（以下、「内外周圧下領域」という）にて、リング素材１の径方向の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御でき、その結果、作製されるリング圧延体の寸法精度等の品質を効率的に高めることができる。また、リング素材１の温度低下に伴ってリング素材１の表面及び内部間の温度分布が不均一になることを抑制できるので、作製されるリング圧延体の全体にて結晶粒の混粒化を抑制できる。すなわち、作製されるリング圧延体の全体にて結晶粒の整粒化を促すことができる。

【0046】

特に、一対のアキシャルロール４，５による圧下におけるリング素材１の加工率が低い場合、一対のアキシャルロール４，５による加工発熱が十分に得られず、一対のアキシャルロール４，５と接触するリング素材１の表面が冷え易く、その結果、かかる表面では割れ及び寸法精度の低下が生じ易くなる。これに対して、誘導加熱コイル８ａによって、内外周圧下直前領域にてリング素材１の外周側領域をさらに誘導加熱することができ、一対のアキシャルロール４，５と接触するリング素材１の表面を誘導加熱できるので、当該表面にて割れ及び寸法精度の低下が生じることを防止できる。

【0047】

本実施形態に係るリング圧延体の製造方法によれば、主ロール３と外周側誘導加熱体８との間におけるリング周方向の間隔が、一対のアキシャルロール４，５と外周側誘導加熱体８との間におけるリング周方向の間隔よりも小さくなっている。そのため、外周側誘導加熱体８によってリング素材１の表面を誘導加熱する際に、リング素材１及び一対のアキシャルロール４，５間に生じる摩擦熱、リング素材１から一対のアキシャルロール４，５への伝熱、リング素材１の加工発熱等の影響を受け難くすることができる。その結果、リング素材１の径方向の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御できる。

【0048】

本実施形態に係るリング圧延体の製造方法によれば、外周側誘導加熱体８が主ロール３と一方側のガイドロール６との間に位置する。そのため、圧延装置が、一般的に主ロール近傍に配置されるガイドロールを備える場合であっても、リング素材１が、外周側誘導加熱体８によって誘導加熱した直後に、ガイドロールを通過せずに、主ロール３によって圧下されることとなる。その結果、リング素材１の径方向の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御できる。

【0049】

本実施形態に係るリング圧延体の製造方法によれば、リング圧延体の寸法精度等の品質を高くするためには、主ロール３の周面３ａと接触するリング素材１の外周面１ｃの温度を適切に管理することが効率的であり、内外周圧下直前領域にて、このようなリング素材１の外周面１ｃ全体が直接的に誘導加熱されるので、内外周圧下領域にてリング素材１の径方向の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御できる。

【0050】

特に、リング圧延においては、リング素材１の主な加工は主ロール３による圧下であるので、主ロール３と接触するリング素材１の外周面１ｃの温度を適切に制御することが重要となる。また、一般的な圧延装置では、リング素材１を成形するように構成される主ロール３の金型部分の体積が、リング素材１を成形するように構成されるマンドレルロール２の金型部分の体積よりも大きくなる傾向にある。さらに、主ロール３がリング素材１の外周側に位置するので、主ロール３の周長がマンドレルロール２の周長よりも大きくなって、主ロール３と接触するリング素材１の表面の面積が、マンドレルロール２と接触するリング素材１の表面の面積よりも大きくなる傾向にある。その結果、主ロール３と接触するリング素材１の表面から逃げる熱量が、マンドレルロール２と接触するリング素材１の表面から逃げる熱量よりも大きくなる傾向にある。これに対して、誘導加熱コイル８ａによって、内外周圧下直前領域にてリング素材１の外周面１ｃ全体を誘導加熱することができるので、このように主ロール３と接触するリング素材１の表面から逃げる熱量を補うことができる。

【0051】

［第１実施形態の具体例］
本発明の第１実施形態の具体例として、第１実施形態の外周側誘導加熱体８をさらに以下のように構成し、かつかかる外周側誘導加熱体８を用いてリング圧延体の製造方法を以下のように実施することができる。

【0052】

［誘導加熱体について］
図１４及び図１５に示すように、外周側誘導加熱体８に関連する内外周圧下直前領域は、リング周方向にて基準線分Ｌと境界線分Ｍとの間に位置し、一方側のガイドロール６は、かかる内外周圧下直前領域のリング周方向の中間に配置される。

【0053】

さらに、リング圧延において、リング圧延の開始段階から完了段階に進むに従ってリング素材１の直径が拡大する。そのため、図１４に示すようなリング圧延の開始段階、さらには、リング圧延の途中段階よりも前では、リング周方向、好ましくは、リング素材１の外周に接する接線の方向（以下、「リング接線方向」という）にて、内外周圧下直前領域内にてリング素材１の外周側かつ一方側のガイドロール６及び境界線分Ｍ間に位置する空間（以下、「加熱体配置空間」という）の長さＳ１は外周側誘導加熱体８の長さＴの半分以下となっている。その一方で、図１５に示すようなリング圧延の完了段階、さらには、リング圧延の途中段階以降では、リング周方向、好ましくは、リング接線方向にて、内外周圧下直前領域の加熱体配置空間の長さＳ２は外周側誘導加熱体８の長さＴの半分よりも大きくなっている。なお、リング接線方向は、より具体的には、外周側誘導加熱体８のリング周方向の位置又は加熱体配置空間のリング周方向の位置にてリング素材１の外周に接する接線に沿った方向として定義されるとよい。

【0054】

一例として、内外周圧下直前領域の加熱体配置空間の長さＳ１，Ｓ２及び外周側誘導加熱体８の長さＴの関係は、リング圧延の開始段階におけるリング素材１の外周の直径が約７００ｍｍ以下である場合にもたらされるものとして定義することができる。しかしながら、本発明はこれに限定されず、圧延装置、リング圧延等の条件に応じて、リング圧延の開始段階における外周の直径が約７００ｍｍよりも大きい場合にも、もちろん、上記長さの関係がもたらされ得る。

【0055】

このような構成において、図１４に示すように、リング圧延の途中段階よりも前では、外周側誘導加熱体８の中心は、リング周方向にて、リング素材１の外周側かつ境界線分Ｍよりもリング周方向の他方側（矢印Ｂにより示す）の空間に配置され、このとき、リング素材１と外周側誘導加熱体８とのリング径方向の距離は誘導加熱を可能とするように維持されている。その一方で、図１５に示すように、リング圧延の途中段階から完了段階までの間では、外周側誘導加熱体８の中心が内外周圧下直前領域に配置される。具体的には、リング圧延の途中段階から完了段階までの間では、外周側誘導加熱体８の中心は、リング周方向、好ましくは、リング接線方向にて、内外周圧下直前領域の加熱体配置空間に配置され、このときもまた、リング素材１と外周側誘導加熱体８とのリング径方向の距離は誘導加熱を可能とするように維持されている。図１４及び図１５に示すように、このような外周側誘導加熱体８は、リング素材１を誘導加熱可能な状態で、リング圧延の開始段階の配置位置から完了段階の配置位置まで移動可能に構成されている。

【0056】

しかしながら、本発明はこれに限定されず、外周側誘導加熱体は次のようになっていてもよい。リング圧延の途中段階よりも前において、外周側誘導加熱体が、リング素材の外周側における一方側のガイドロール及び基準線分間で、一方側のガイドロールを避けるようにリング素材の外周からリング径方向に離れて配置されてもよく、このとき、外周側誘導加熱体はリング素材を誘導加熱できない状態にあってもよい。リング周方向、好ましくは、リング接線方向で、内外周圧下直前領域の加熱体配置空間の長さが外周側誘導加熱体の長さの半分よりも大きくなっている状態であれば、外周側誘導加熱体は、リング圧延の任意のタイミングで、外周側誘導加熱体の中心を内外周圧下直前領域内に配置するように移動することができる。また、リング圧延の開始段階において、リング周方向、好ましくは、リング接線方向で、内外周圧下直前領域の加熱体配置空間の長さが外周側誘導加熱体の長さの半分よりも既に大きくなっていてもよい。

【0057】

［リング圧延体の製造方法について］
本具体例に係るリング圧延体の製造方法は、次のようにリング圧延することを含む。図１４及び図１５に示すように、リング素材１が回転した状態で、一対のアキシャルロール４，５によってリング素材１をリング軸線方向に圧下する作業、後述のように移動する外周側誘導加熱体８によってリング素材１の外周面１ｃ全体を誘導加熱する作業、マンドレルロール２及び主ロール３によってリング素材１をリング径方向に圧下する作業の順に、これらの作業を繰り返す。このとき、マンドレルロール２及び主ロール３の一方又は両方を、リング素材１の径方向の中心を基準としてリング径方向に相対的に移動させることによって、リング素材１を、その直径を拡大するように変形させることができる。

【0058】

外周側誘導加熱体８の移動は次のように行われる。図１４に示したリング圧延の開始段階から途中段階よりも前までの間では、外周側誘導加熱体８の中心は、リング周方向、好ましくは、リング接線方向にて、内外周圧下直前領域の加熱体配置空間の外部に配置される。特に、外周側誘導加熱体８の中心は、リング圧延が開始段階から途中段階まで進むに従って、内外周圧下直前領域に近付くように移動すると好ましい。次に、リング圧延の途中段階から完了段階までの間では、外周側誘導加熱体８の中心は、リング周方向、好ましくは、リング接線方向にて、内外周圧下直前領域に配置される。特に、リング圧延が途中段階から完了段階まで進むに従って、外周側誘導加熱体８の中心は、主ロール３により近付くように移動すると好ましい。

【0059】

かかるリング圧延中においては、外周側誘導加熱体８により誘導加熱されるリング素材１の温度を、約８５０℃以上かつ約１１５０℃以下の範囲内とすると好ましい。しかしながら、かかる温度は、これに限定されず、リング素材の径方向の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御可能とするように調節されるとよく、一例として、リング素材の径方向の温度分布を均一化するように調節されるとよい。

【0060】

［作用及び効果について］
本具体例に係るリング圧延体の製造方法によれば、外周側誘導加熱体８が主ロール３と一方側のガイドロール６との間に位置することに基づく効果を除いて、第１実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。

【0061】

さらに、本具体例に係るリング圧延体の製造方法によれば、リング圧延の途中段階以降では、リング素材１の軸線方向から見た場合にリング周方向にて外周側誘導加熱体８の中心が内外周圧下直前領域内に配置されるように、外周側誘導加熱体８が移動する。また、リング圧延の途中段階よりも前では、リング周方向、好ましくは、リング接線方向にて、内外周圧下直前領域の加熱体配置空間の長さＳ１が外周側誘導加熱体の長さＴの半分以下となっており、リング圧延の途中段階以降では、リング素材１の直径の拡大によって、リング周方向、好ましくは、リング接線方向にて、内外周圧下直前領域の加熱体配置空間の長さＳ２が外周側誘導加熱体の長さＴの半分よりも大きくなっている。そのため、圧延装置のレイアウト、リング素材１の形状及び寸法等の制約によって、外周側誘導加熱体８が、リング圧延の開始段階にて内外周圧下直前領域内に配置することが困難な場合であっても、リング圧延の途中段階以降では、リング素材１が内外周圧下直前領域を通過した直後の内外周圧下領域にて、リング素材１の径方向の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御でき、その結果、作製されるリング圧延体の寸法精度等の品質を効率的に高めることができる。

【0062】

［第２実施形態］
本発明の第２実施形態に係るリング圧延体の製造方法について以下に説明する。なお、本実施形態に係るリング圧延体の製造方法は、リング素材１の外周側領域に、エッジ形状部を有する凸部分が形成される場合に好適に用いられる。

【0063】

［圧延装置について］
図５及び図６に示すように、本実施形態にて用いられる圧延装置は、第１実施形態の外周側誘導加熱体８の代わりに以下に述べる外周側誘導加熱体９を有するが、その他の構成について、かかる圧延装置は、第１実施形態にて用いられる圧延装置と同様になっている。

【0064】

［誘導加熱体について］
図５及び図６に示すように、本実施形態の外周側誘導加熱体９は、以下の点を除いて、第１実施形態の外周側誘導加熱体８と同様である。第１実施形態と異なる点を述べると、外周側誘導加熱体９においては、誘導加熱コイル９ａが、リング素材１の外周面１ｃの凸部分１ｆに対してリング径方向に間隔を空けると共に巻線の巻き軸９ｂの方向を凸部分１ｆに向けるように配置されている。また、凸部分１ｆのリング軸線方向の両端部が、誘導加熱コイル９ａにおけるリング軸線方向の両端部に挟まれる範囲内に配置されている。図５及び図６においては、一例として、誘導加熱コイル９ａにおけるリング軸線方向の端部が、凸部分１ｆに形成されるエッジ形状部１ｇとリング素材１の外周面１ｃにおけるリング軸線方向の端部との間に配置されている。かかる誘導加熱コイル９ａによって、内外周圧下直前領域にてリング素材１のエッジ形状部１ｇを重点的に誘導加熱することができる。

【0065】

しかしながら、本発明はこれに限定されず、圧延装置が、リング素材の温度制御をより容易にするために、複数の外周側誘導加熱体を有していてもよい。また、リング素材の外周側領域が１つ以上の凸部分及び１つ以上の凹部分のうち少なくとも一方を有する場合にリング素材の外周側領域に形成されるエッジ形状部を内外周圧下直前領域にて重点的に誘導加熱するように構成されているとよい。さらに、リング素材のエッジ形状部を誘導加熱できれば、誘導加熱コイルの巻き軸の方向がリング素材の外周面の凸部分以外を向いてもよい。リング素材のエッジ形状部を誘導加熱できれば、外周側誘導加熱体が、誘導加熱コイルを巻き付けた磁心を有していてもよく、この場合、磁心から生じる磁束線上にてリング素材のエッジ形状部が誘導加熱されることとなる。

【0066】

図６においては、誘導加熱コイル９ａの外周縁部分は、巻き軸９ｂの方向から見て略四角形状に形成されている。しかしながら、誘導加熱コイルの外周縁部分は、これに限定されず、巻き軸の方向から見て略円形状、略楕円形状、略四角形状以外の略多角形状等に形成することも可能である。また、誘導加熱コイル９ａの巻き数は、コイルを製造可能とする範囲にて必要な磁力線密度に応じて、複数とすることが好ましい。

【0067】

［リング圧延体の製造方法について］
本実施形態に係るリング圧延体の製造方法は、このような圧延装置によって、次のようにリング圧延することを含む。かかるリング圧延においては、マンドレルロール２及び主ロール３並びに一対のアキシャルロール４，５が回転し、これらの回転に伴って、第１実施形態と同様に予め加熱されたリング素材１が、その軸線１ａを中心としてリング周方向の一方側（図６にて矢印Ｆにより示す）に回転する。さらに、リング素材１が回転した状態で、一対のアキシャルロール４，５によってリング素材１をリング軸線方向に圧下する作業、内外周圧下直前領域にてリング素材１の外周側に配置される外周側誘導加熱体９によってリング素材１のエッジ形状部１ｇを誘導加熱する作業、マンドレルロール２及び主ロール３によってリング素材１をリング径方向に圧下する作業の順に、これらの作業を繰り返す。このとき、マンドレルロール２及び主ロール３の一方又は両方を、リング素材１の径方向の中心を基準としてリング径方向に相対的に移動させることによって、リング素材１を、その直径を拡大するように変形させることができる。

【0068】

かかるリング圧延中においては、外周側誘導加熱体９により誘導加熱されるリング素材１の温度を、約８５０℃以上かつ約１１５０℃以下の範囲内とすると好ましい。しかしながら、かかる温度は、これに限定されず、リング素材の径方向の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御可能とするように調節されるとよく、一例として、リング素材の径方向の温度分布を均一化するように調節されるとよい。

【0069】

［作用及び効果について］
本実施形態に係るリング圧延体の製造方法によれば、内外周圧下直前領域にて、特に温度低下し易いリング素材１の外周側領域のエッジ形状部１ｇが直接的に誘導加熱されるので、内外周圧下領域にてリング素材１の径方向の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御できる。さらに、本実施形態によれば、リング素材１の外周面１ｃ全体を誘導加熱することにより得られる作用及び効果の代わりにかかる作用及び効果が得られる点を除いて、第１実施形態と同様の作用及び効果を得ることができる。

【0070】

［第２実施形態の具体例］
本発明の第２実施形態の具体例として、第２実施形態の外周側誘導加熱体９の構成に、第１実施形態の具体例にて記載した外周側誘導加熱体８の構成を適用することができる。また、かかる外周側誘導加熱体９を用いたリング圧延体の製造方法は、リング素材１の外周面１ｃ全体を誘導加熱する代わりにリング素材１のエッジ形状部１ｇを誘導加熱する点を除いて、第１実施形態の具体例に係るものと同様になっている。さらに、本具体例に係るリング圧延体の製造方法によれば、リング素材１の外周面１ｃ全体を誘導加熱することに基づく作用及び効果の代わりにリング素材１のエッジ形状部１ｇを誘導加熱することに基づく作用及び効果が得られる点を除いて、第１実施形態の具体例と同様の作用及び効果を得ることができる。

【0071】

［第３実施形態］
本発明の第３実施形態に係るリング圧延体の製造方法について以下に説明する。

【0072】

［圧延装置について］
本実施形態にて用いられる圧延装置は、第１又は第２実施形態にて用いられる圧延装置に、内周側誘導加熱体をさらに設けた構成となっている。以下においては、図７〜図９に示すように、第１実施形態にて用いられる圧延装置に内周側誘導加熱体１０を設けた場合について説明する。しかしながら、第２実施形態に用いられる圧延装置に内周側誘導加熱体を設けることも可能である。

【0073】

［内周側誘導加熱体について］
図７〜図９に示すように、内周側誘導加熱体１０、その誘導加熱コイル１０ａ、及びその巻き軸１０ｂは、以下の点を除いて、第１実施形態の外周側誘導加熱体８、その誘導加熱コイル８ａ、及びその巻き軸８ｂと同様である。第１実施形態と異なる点を述べると、内周側誘導加熱体１０は、内外周圧下直前領域にてリング素材１の内周側に配置されている。

【0074】

圧延装置は、外周側誘導加熱体８及び内周側誘導加熱体１０以外に、リング素材１を直接的に誘導加熱する手段を備えていてもよいが、特に、リング素材１が一対のアキシャルロール４，５を通過した直後の領域ではリング素材１の温度を制御し難いということに鑑みれば、上述の内外周圧下直前領域には、外周側誘導加熱体８及び内周側誘導加熱体１０のみが配置されると好ましい。外周側誘導加熱体８及び内周側誘導加熱体１０が、リング素材１の断面を挟んでリング径方向にて対向するように配置されるとより好ましい。また、リング素材１を直接的に誘導加熱する手段が、外周側誘導加熱体８及び内周側誘導加熱体１０のみであってもよい。

【0075】

このような内周側誘導加熱体１０は、リング素材１の内周面１ｂ全体を誘導加熱するように構成されている。また、外周側誘導加熱体８により誘導加熱されるリング素材１の外周側領域の温度は、内周側誘導加熱体１０により誘導加熱されるリング素材１の内周側領域の温度よりも高くするように設定されている。

【0076】

しかしながら、本発明はこれに限定されず、圧延装置が、リング素材の温度制御をより容易にするために、複数の内周側誘導加熱体を有していてもよい。また、内周側誘導加熱体、その内周側誘導加熱コイル、及びその巻き軸は、上述の点を除いて、第２実施形態の外周側誘導加熱体９、その誘導加熱コイル９ａ、及びその巻き軸９ｂと同様に構成されてもよい。

【0077】

［リング圧延体の製造方法について］
本実施形態に係るリング圧延体の製造方法は、このような圧延装置によって、次のようにリング圧延することを含む。図７及び図８に示すように、かかるリング圧延においては、マンドレルロール２及び主ロール３並びに一対のアキシャルロール４，５が回転し、これらの回転に伴って、第１実施形態と同様に予め加熱されたリング素材１が、その軸線１ａを中心としてリング周方向の一方側（矢印Ｆにより示す）に回転する。さらに、リング素材１が回転した状態で、一対のアキシャルロール４，５によってリング素材１をリング軸線方向に圧下する作業、内外周圧下直前領域にてリング素材１の内外周側にそれぞれ配置される外周側誘導加熱体８及び内周側誘導加熱体１０によってリング素材１の内外周面１ｂ，１ｃ全体を誘導加熱する作業、マンドレルロール２及び主ロール３によってリング素材１をリング径方向に圧下する作業の順に、これらの作業を繰り返す。このとき、マンドレルロール２及び主ロール３の一方又は両方を、リング素材１の径方向の中心を基準としてリング径方向に相対的に移動させることによって、リング素材１を、その直径を拡大するように変形させることができる。

【0078】

かかるリング圧延中においては、外周側誘導加熱体８により誘導加熱されるリング素材１の外周側領域の温度を、内周側誘導加熱体１０により誘導加熱されるリング素材１の内周側領域の温度よりも高くする。このような外周側誘導加熱体８及び内周側誘導加熱体１０によりそれぞれ誘導加熱されるリング素材１の外周側領域及び内周側領域の温度を、それぞれ、約８５０℃以上かつ約１１５０℃以下の範囲内とすると好ましい。しかしながら、これらの温度は、これに限定されず、リング素材の径方向の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御可能とするように調節されるとよく、一例として、リング素材の径方向の温度分布を均一化するように調節されるとよい。

【0079】

［作用及び効果について］
本実施形態に係るリング圧延体の製造方法によれば、内外周圧下直前領域にて、温度低下し易いリング素材１の外周側領域を誘導加熱する温度がリング素材１の内周側領域を誘導加熱する温度よりも高くなるように、リング素材１の外周側及び内周側部分が誘導加熱されるので、リング素材１が内外周圧下直前領域を通過した直後の内外周圧下領域にて、リング素材１の径方向の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御でき、その結果、作製されるリング圧延体の寸法精度等の品質を効率的に高めることができる。

【0080】

［第３実施形態の第１具体例］
本発明の第３実施形態の第１具体例として、圧延装置が、第３実施形態の外周側誘導加熱体８の代わりに、第１実施形態の具体例の外周側誘導加熱体８を有することもできる。なお、本具体例において、内周側誘導加熱体１０は、リング周方向にて外周側誘導加熱体８の移動に追従して移動するように構成されてもよい。本具体例に係るリング圧延体の製造方法は、第３実施形態に係るリング圧延体の製造方法にて、外周側誘導加熱体８を第１実施形態の具体例と同様に動作させたものとなっている。さらに、本具体例に係るリング圧延体の製造方法によれば、第１実施形態の具体例における作用及び効果に加えて、第３実施形態に記載された作用及び効果を得ることができる。

【0081】

［第３実施形態の第２具体例］
本発明の第３実施形態の第２具体例として、圧延装置が、第３実施形態の外周側誘導加熱体８の代わりに、第２実施形態の具体例の外周側誘導加熱体９を有することもできる。なお、本具体例において、内周側誘導加熱体１０は、リング周方向にて外周側誘導加熱体９の移動に追従して移動するように構成されてもよい。本具体例に係るリング圧延体の製造方法は、第３実施形態に係るリング圧延体の製造方法にて、外周側誘導加熱体９を第２実施形態の具体例と同様に動作させたものとなっている。さらに、本具体例に係るリング圧延体の製造方法によれば、第２実施形態の具体例における作用及び効果に加えて、第３実施形態に記載された作用及び効果を得ることができる。

【0082】

［第４実施形態］
本発明の第４実施形態に係るリング圧延体の製造方法について以下に説明する。

【0083】

［圧延装置について］
図１０に示すように、本実施形態にて用いられる圧延装置は、第１又は第３実施形態の外周側誘導加熱体８の代わりに以下に述べる誘導加熱体１１を有するが、その他の構成について、かかる圧延装置は、第１又は第３実施形態にて用いられる圧延装置と同様になっている。

【0084】

［誘導加熱体について］
図１０に示すように、本実施形態の誘導加熱体１１、その誘導加熱コイル１１ａ、及びその巻き軸１１ｂは、以下の点を除いて、第１実施形態の外周側誘導加熱体８、その誘導加熱コイル８ａ、及びその巻き軸８ｂと同様である。第１実施形態と異なる点を述べると、誘導加熱コイル１１ａの外周縁部分は、巻き軸１１ｂの方向から見て略楕円形状に形成され、かつその長軸をリング素材１の軸線１ａに対してリング周方向に傾斜させるように配向されている。かかる誘導加熱コイル１１ａの外周縁部分におけるリング周方向の両縁部のそれぞれは、リング素材１の外周面１ｃにおけるリング軸線方向の両端部間にてリング素材１の軸線１ａに対してリング周方向に傾斜する方向に沿って配置された傾斜部１１ｃを有している。

【0085】

なお、リング素材１の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御すべく、リング素材１の軸線１ａに対する傾斜部１１ｃの傾きは、リング素材１の送り速度、リング素材１に用いられる金属材料の種類、リング素材１の形状、リング素材１及び誘導加熱コイル１１ａ間の距離、リング素材１をリング圧延前に予め加熱する温度、リング素材１を誘導加熱する温度等のうち少なくとも１つに対応して定めることができる。また、誘導加熱コイル１１ａの巻き数は、コイルを製造可能とする範囲にて必要な磁力線密度に応じて、複数とすることが好ましい。

【0086】

しかしながら、誘導加熱コイルは、これに限定されず、誘導加熱コイルの外周縁部分が、少なくとも１つの傾斜部を有していればよい。この場合、誘導加熱コイルの外周縁部分は、巻き軸の方向から見て、かかる傾斜部を含む略多角形状に形成されるとよい。

【0087】

さらに、図１０及び図１１に示すように、誘導加熱コイル１１ａは、リング素材１の軸線１ａに対する傾斜部１１ｃの傾きを調節可能に構成されてもよい。例えば、誘導加熱コイル１１ａは、回転機構（図示せず）によって、その巻き軸１１ｂ又はその他のリング径方向に沿った軸線を中心に回転可能に構成することができる。なお、図１１には、巻き軸１１ｂを中心とした誘導加熱コイル１１ａの回転によって、リング素材１の軸線１ａに対する傾斜部１１ｃの傾きを、図１０に示した傾斜部１１ｃの傾きよりも小さくした状態が示されている。

【0088】

このような誘導加熱体１１は、第１実施形態と同様の作用及び効果を得るという観点によれば、第１実施形態の外周側誘導加熱体８と同様に配置されると好ましい。しかしながら、誘導加熱体１１は、内外周圧下直前領域の外周側だけでなく、それ以外の領域においてもリング素材１の外周側に配置可能である。

【0089】

なお、本実施形態にて用いられる圧延装置が、上述の誘導加熱体１１を除いて、第３実施形態にて用いられる圧延装置と同様になっている場合には、内周側誘導加熱体１０に相当する誘導加熱体を、リング素材１の内周側を誘導加熱するという点を除いて、誘導加熱体１１と同様に構成することができる。

【0090】

［リング圧延体の製造方法について］
本実施形態に係るリング圧延体の製造方法は、このような圧延装置によって、次のようにリング圧延することを含む。かかるリング圧延においては、マンドレルロール２及び主ロール３並びに一対のアキシャルロール４，５が回転し、これらの回転に伴って、第１又は第３実施形態と同様に予め加熱されたリング素材１が、その軸線１ａを中心としてリング周方向の一方側（図１０及び図１１にて矢印Ｆにより示す）に回転する。さらに、リング素材１が回転した状態で、一対のアキシャルロール４，５によってリング素材１をリング軸線方向に圧下する作業、内外周圧下直前領域にてリング素材１の外周側に配置される誘導加熱体１１の誘導加熱コイル１１ａによって少なくともリング素材１の外周面１ｃ又は外周側領域を誘導加熱する作業、マンドレルロール２及び主ロール３によってリング素材１をリング径方向に圧下する作業の順に、これらの作業を繰り返す。このとき、マンドレルロール２及び主ロール３の一方又は両方を、リング素材１の径方向の中心を基準としてリング径方向に相対的に移動させることによって、リング素材１を、その直径を拡大するように変形させることができる。

【0091】

かかるリング圧延中においては、誘導加熱体１１により誘導加熱されるリング素材１の温度を、約８５０℃以上かつ約１１５０℃以下の範囲内とすると好ましい。しかしながら、かかる温度は、これに限定されず、リング素材の径方向の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御するように調節されるとよく、一例として、リング素材の径方向の温度分布を均一化するように調節されるとよい。

【0092】

さらに、図１０及び図１１に示すように、リング圧延中又はリング圧延前にて、リング素材１の送り速度に応じて、リング素材１の軸線１ａに対する誘導加熱コイル１１ａの傾斜部１１ｃの傾きを回転機構によって変化させることができる。特に、リング素材１が誘導加熱コイル１１ａの磁力線下を通過する所要時間がリング素材１の表面の様々な部位に応じて変更されるように、リング素材１の軸線１ａに対する傾斜部１１ｃの傾きを調節する場合、誘導加熱体１１により誘導加熱されるリング素材１の温度を、適切な圧延温度範囲とするように制御することができる。例えば、リング素材の温度分布をより均一化するためには、リング素材１の軸線１ａに対する傾斜部１１ｃの長手方向を、リング素材１の送り速度を増加させる場合にリング周方向に近づけるように傾け、かつリング素材１の送り速度を減少させる場合にリング軸線方向に近づけるように傾ける調節を行うと好ましい。なお、リング素材の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御するために、回転機構によって、リング素材の軸線に対する傾斜部の傾きを、リング素材の送り速度、リング素材に用いられる金属材料の種類、リング素材の形状、リング素材及び誘導加熱コイル間の距離、リング素材を予め加熱する温度、リング素材を誘導加熱する温度等のうち少なくとも１つに対応して調節することも可能である。

【0093】

［作用及び効果について］
本実施形態に係るリング圧延体の製造方法によれば、誘導加熱コイル１１ａの外周縁部分が、リング素材１の周方向又は軸線方向に対して傾いた方向に沿って配置された傾斜部１１ｃを有するので、リング素材１の外周面１ｃにおける軸線方向の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御するように、誘導加熱コイル１１ａにおける磁界の範囲を軸線方向に沿って変化させることができ、その結果、作製されるリング圧延体の寸法精度等の品質を効率的に高めることができる。

【0094】

本実施形態に係るリング圧延体の製造方法によれば、リング素材１の周方向又は軸線方向に対する誘導加熱コイル１１ａの傾斜を変化可能とするように構成される回転機構を用いて、誘導加熱コイル１１ａの外周縁部分をリング素材１の周方向又は軸線方向に対して傾斜させるので、リング素材１の外周面１ｃにおける軸線方向の温度分布をより適切な温度範囲に効率的に制御するように、誘導加熱コイル１１ａにおける磁界の範囲を軸線方向に沿って変化させることができ、その結果、作製されるリング圧延体の寸法精度等の品質をより効率的に高めることができる。

【0095】

［第４実施形態の変形例］
第４実施形態の変形例として、図１２に示すように、誘導加熱体１２の誘導加熱コイル１２ａの外周縁部分を略平行四辺形形状に形成することができる。誘導加熱コイル１２ａにおけるリング周方向の両縁部のそれぞれには、リング素材１の外周面１ｃにおけるリング軸線方向の両端部間にてリング素材１の軸線１ａに対してリング周方向の他方側に傾斜する傾斜部１２ｃが設けられている。なお、誘導加熱コイル１２ａの巻き軸１２ｂは、第４実施形態の誘導加熱コイル１１ａの巻き軸１１ｂと同様に配向されている。

【0096】

［第５実施形態］
本発明の第５実施形態に係るリング圧延体の製造方法について以下に説明する。

【0097】

［圧延装置について］
図１３に示すように、本実施形態にて用いられる圧延装置は、第１又は第３実施形態の外周側誘導加熱体８の代わりに以下に述べる誘導加熱体１３を有するが、その他の構成について、かかる圧延装置は、第１又は第３実施形態にて用いられる圧延装置と同様になっている。

【0098】

［誘導加熱体について］
図１３に示すように、本実施形態の誘導加熱体１３、その誘導加熱コイル１３ａ、及びその巻き軸１３ｂは、以下の点を除いて、第１実施形態の外周側誘導加熱体８、その誘導加熱コイル８ａ、及びその巻き軸８ｂと同様である。第１実施形態と異なる点を述べると、誘導加熱コイル１３ａの外周縁部分は、巻き軸１３ｂの方向から見て略菱形形状に形成されている。かかる誘導加熱コイル１３ａの外周縁部分におけるリング周方向の両縁部のそれぞれは、リング素材１の外周面１ｃにおけるリング軸線方向の略中央部からそのリング軸線方向の両端部にそれぞれ向かうに従ってリング素材１の軸線１ａに対して誘導加熱コイル１３ａのリング周方向の中心側に傾斜する２つの傾斜部１３ｃを有している。

【0099】

なお、リング素材１の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御すべく、リング素材１の軸線１ａに対する傾斜部１３ｃの傾きを、リング素材１の送り速度、リング素材１に用いられる金属材料の種類、リング素材１の形状、リング素材１及び誘導加熱コイル１３ａ間の距離、リング素材１をリング圧延前に予め加熱する温度、リング素材１を誘導加熱する温度等のうち少なくとも１つに対応して定めることができる。また、誘導加熱コイル１３ａの巻き数は、コイルを製造可能とする範囲にて必要な磁力線密度に応じて、複数とすることが好ましい。

【0100】

しかしながら、誘導加熱コイルは、これに限定されず、誘導加熱コイルの外周縁部分におけるリング周方向の少なくとも一方の縁部のみが２つの傾斜部を有していてもよい。この場合、誘導加熱コイルの外周縁部分は、巻き軸の方向から見て、これらの傾斜部を含む略多角形状に形成されるとよい。

【0101】

さらに、誘導加熱コイル１３ａは、リング素材１の軸線１ａに対する傾斜部１３ｃの傾きを調節可能に構成されてもよい。例えば、誘導加熱コイル１３ａは、回転機構（図示せず）によって、その巻き軸１３ｂ又はその他のリング径方向に沿った軸線を中心に回転可能に構成することができる。

【0102】

このような誘導加熱体１３は、第１実施形態と同様の作用及び効果を得るという観点によれば、第１実施形態の外周側誘導加熱体８と同様に配置されると好ましい。しかしながら、誘導加熱体１３は、内外周圧下直前領域の外周側だけでなく、それ以外の領域においてもリング素材１の外周側に配置可能である。

【0103】

なお、本実施形態にて用いられる圧延装置が、上述の誘導加熱体１３を除いて、第３実施形態にて用いられる圧延装置と同様になっている場合には、内周側誘導加熱体１０に相当する誘導加熱体を、リング素材１の内周側を誘導加熱するという点を除いて、ここまで述べた誘導加熱体１３と同様に構成することができる。

【0104】

［リング圧延体の製造方法について］
本実施形態に係るリング圧延体の製造方法は、このような圧延装置によって、次のようにリング圧延することを含む。かかるリング圧延においては、マンドレルロール２及び主ロール３並びに一対のアキシャルロール４，５が回転し、これらの回転に伴って、第１又は第３実施形態と同様に予め加熱されたリング素材１が、その軸線１ａを中心としてリング周方向の一方側（図１３にて矢印Ｆにより示す）に回転する。さらに、リング素材１が回転した状態で、一対のアキシャルロール４，５によってリング素材１をリング軸線方向に圧下する作業、内外周圧下直前領域にてリング素材１の外周側に配置される誘導加熱体１３の誘導加熱コイル１３ａによって少なくともリング素材１の外周面１ｃ又は外周側領域を誘導加熱する作業、マンドレルロール２及び主ロール３によってリング素材１をリング径方向に圧下する作業の順に、これらの作業を繰り返す。このとき、マンドレルロール２及び主ロール３の一方又は両方を、リング素材１の径方向の中心を基準としてリング径方向に相対的に移動させることによって、リング素材１を、その直径を拡大するように変形させることができる。

【0105】

かかるリング圧延中においては、誘導加熱体１３により誘導加熱されるリング素材１の温度を、約８５０℃以上かつ約１１５０℃以下の範囲内とすると好ましい。しかしながら、かかる温度は、これに限定されず、リング素材の径方向の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御するように調節されるとよく、一例として、リング素材の径方向の温度分布を均一化するように調節されるとよい。

【0106】

さらに、リング圧延中又はリング圧延前にて、リング素材１の送り速度に応じて、リング素材１の軸線１ａに対する誘導加熱コイル１３ａの傾斜部１３ｃの傾きを回転機構によって変化させることができる。特に、リング素材１が誘導加熱コイル１３ａの磁力線下を通過する所要時間がリング素材１の表面の様々な部位に応じて変更されるように、リング素材１の軸線１ａに対する傾斜部１３ｃの傾きを調節する場合、誘導加熱体１３により誘導加熱されるリング素材１の温度を、適切な圧延温度範囲とするように制御することができる。なお、リング素材の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御するために、リング圧延中又はリング圧延前にて、回転機構によって、リング素材１の軸線１ａに対する傾斜部１３ｃの傾きを、リング素材１の送り速度、リング素材１に用いられる金属材料の種類、リング素材１の形状、リング素材１及び誘導加熱コイル１３ａ間の距離、リング素材１１を予め加熱する温度、リング素材１を誘導加熱する温度等のうち少なくとも１つに対応して調節することも可能である。

【0107】

［作用及び効果について］
本実施形態に係るリング圧延体の製造方法によれば、誘導加熱コイル１３ａの外周縁部分が、リング素材１の周方向又は軸線方向に対して傾いた方向に沿って配置された２つの傾斜部１３ｃを有するので、リング素材１の外周面１ｃにおける軸線方向の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御するように、誘導加熱コイル１３ａにおける磁界の範囲を軸線方向に沿って変化させることができ、その結果、作製されるリング圧延体の寸法精度等の品質を効率的に高めることができる。

【0108】

本実施形態に係るリング圧延体の製造方法によれば、リング素材１の周方向又は軸線方向に対する誘導加熱コイル１３ａの傾斜を変化可能とするように構成される回転機構を用いて、誘導加熱コイル１３ａの外周縁部分をリング素材１の周方向又は軸線方向に対して傾斜させるので、リング素材１の外周面１ｃにおける軸線方向の温度分布をより適切な温度範囲に効率的に制御するように、誘導加熱コイル１３ａにおける磁界の範囲を軸線方向に沿って変化させることができ、その結果、作製されるリング圧延体の寸法精度等の品質をより効率的に高めることができる。

【0109】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されるものではない。本発明は、その技術的思想に基づいて変形かつ変更可能である。

【符号の説明】

【0110】

１ リング素材
１ａ 軸線
１ｂ 内周面
１ｃ 外周面
１ｄ，１ｅ 軸線方向の端面
１ｇ エッジ形状部
２ マンドレルロール
３ 主ロール
３ａ 周面
４，５ アキシャルロール
６，７ ガイドロール
８，９ 外周側誘導加熱体
８ａ，９ａ 誘導加熱コイル
８ｂ，９ｂ 巻き軸
１０ 内周側誘導加熱体
１１，１２，１３ 誘導加熱体
１１ａ，１２ａ，１３ａ 誘導加熱コイル
１１ｂ，１２ｂ，１３ｂ 巻き軸
１１ｃ，１２ｃ，１３ｃ 傾斜部
θ，φ 角度
Ｆ，Ｂ，Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４ 矢印
Ｌ 基準線分
Ｍ 境界線分
Ｓ１，Ｓ２，Ｔ 長さ

【要約】

リング圧延におけるリング素材の温度分布を適切な温度範囲に効率的に制御し、その結果、かかるリング圧延を用いて作製されるリング圧延体の品質を効率的に高める。
本発明は、リング素材１からリング圧延体を作製するリング圧延体の製造方法に関する。かかる製造方法は、リング素材１を圧延する工程であって、リング素材１をその周方向の一方側に回転させた状態でリング素材１をその内外周両側からマンドレルロール２及び主ロール３間にて圧下し、かつ誘導加熱体８〜１４によってリング素材１を誘導加熱する作業を有する工程を含み、誘導加熱体８〜１０，１４を上記圧下の直前領域にてリング素材１の外周側のみ若しくは内外周両側に配置するか、又は誘導加熱体１１〜１３のコイル１１ａ〜１３ａにおける外周縁部分に傾斜部１１ｃ〜１３ｃを設ける。（図１）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】