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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2023-02-13
(45)【発行日】2023-02-21
(54)【発明の名称】２次コイルモジュール、移動焼入れ装置及び移動焼入れ方法
(51)【国際特許分類】
H05B 6/10 20060101AFI20230214BHJP
H05B 6/38 20060101ALI20230214BHJP
H05B 6/42 20060101ALI20230214BHJP
C21D 1/42 20060101ALI20230214BHJP
C21D 9/28 20060101ALI20230214BHJP
C21D 1/667 20060101ALI20230214BHJP
C21D 1/10 20060101ALI20230214BHJP
【ＦＩ】
H05B6/10 371
H05B6/38
H05B6/42
C21D1/42 K
C21D9/28 A
C21D9/28 B
C21D1/667
C21D1/10 R
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2021520819
(86)(22)【出願日】2020-05-20
(86)【国際出願番号】 JP2020019965
(87)【国際公開番号】W WO2020235598
(87)【国際公開日】2020-11-26
【審査請求日】2021-11-09
(31)【優先権主張番号】P 2019096867
(32)【優先日】2019-05-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP
(73)【特許権者】
【識別番号】000006655
【氏名又は名称】日本製鉄株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100106909
【弁理士】
【氏名又は名称】棚井 澄雄
(74)【代理人】
【識別番号】100175802
【弁理士】
【氏名又は名称】寺本 光生
(74)【代理人】
【識別番号】100134359
【弁理士】
【氏名又は名称】勝俣 智夫
(74)【代理人】
【識別番号】100188592
【弁理士】
【氏名又は名称】山口 洋
(72)【発明者】
【氏名】山根 明仁
(72)【発明者】
【氏名】秦 利行
(72)【発明者】
【氏名】小塚 千尋
【審査官】西村 賢
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１５－０６０６３４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００７－２３０８４５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１８－０４１７３０（ＪＰ，Ａ）
【文献】米国特許出願公開第２０１６／０１８３３３０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】中国実用新案第２０３８９０３８８（ＣＮ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０５Ｂ ６／１０ー ６／４４
Ｃ２１Ｄ １／０２－ １／８４
Ｃ２１Ｄ ９／００－ ９／５０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
中空矩形断面を有する円弧形コイルと、前記円弧形コイルに対して着脱自在に構成された冷却治具と、
を備え、
前記円弧形コイルは、
前記円弧形コイルの周方向一端部に設けた冷媒導入口と、
前記円弧形コイルの周方向他端部に設けた冷媒排出口と、
を有し、
前記冷却治具は、
前記冷媒導入口に対して篏合自在に構成された開口先端部を有する冷媒導入管と、
前記冷媒排出口に対して篏合自在に構成された開口先端部を有する冷媒排出管と、
前記冷媒導入管の前記開口先端部を前記冷媒導入口に対して着脱自在に接続する第１接続部品と、
前記冷媒排出管の前記開口先端部を前記冷媒排出口に対して着脱自在に接続する第２接続部品と、
前記円弧形コイルの半径方向外側に向かって延びるように前記冷媒導入管に接続された冷媒供給管と、
前記円弧形コイルの前記半径方向外側に向かって延びるように前記冷媒排出管に接続された冷媒回収管と、
を有する
ことを特徴とする２次コイルモジュール。
【請求項2】
中空矩形断面を有する円弧形コイルと、前記円弧形コイルに対して着脱自在に構成された冷却治具と、
を備え、
前記円弧形コイルは、
前記円弧形コイルの周方向一端部において前記円弧形コイルの中心軸方向の一方側に向かって開口する冷媒導入口と、
前記円弧形コイルの周方向他端部において前記冷媒導入口と同じ向きに開口する冷媒排出口と、
を有し、
前記冷却治具は、
前記冷媒導入口に対して篏合自在に構成された開口先端部を有する冷媒導入管と、
前記冷媒排出口に対して篏合自在に構成された開口先端部を有する冷媒排出管と、
前記冷媒導入管の前記開口先端部が前記冷媒導入口に篏合し且つ前記冷媒導入管の長手方向が前記中心軸方向に平行となる状態で、前記冷媒導入管を前記円弧形コイルに着脱自在に接続する第１接続部品と、
前記冷媒排出管の前記開口先端部が前記冷媒排出口に篏合し且つ前記冷媒排出管の長手方向が前記中心軸方向に平行となる状態で、前記冷媒排出管を前記円弧形コイルに着脱自在に接続する第２接続部品と、
前記円弧形コイルの半径方向外側に向かって延びるように前記冷媒導入管に接続された冷媒供給管と、
前記円弧形コイルの前記半径方向外側に向かって延びるように前記冷媒排出管に接続された冷媒回収管と、
を有する
ことを特徴とする２次コイルモジュール。
【請求項3】
前記第１接続部品は、弾性材料によって構成され且つ前記中心軸方向に延びる第１アーム部と、
前記第１アーム部の長手方向一端部を前記冷媒導入管に固定する第１固定部と、
前記第１アーム部の長手方向他端部に設けられ且つ前記円弧形コイルの半径方向内側に向かって突出する第１爪部と、
を有し、
前記第２接続部品は、
弾性材料によって構成され且つ前記中心軸方向に延びる第２アーム部と、
前記第２アーム部の長手方向一端部を前記冷媒排出管に固定する第２固定部と、
前記第２アーム部の長手方向他端部に設けられ且つ前記円弧形コイルの前記半径方向内側に向かって突出する第２爪部と、
を有する
ことを特徴とする請求項２に記載の２次コイルモジュール。
【請求項4】
前記円弧形コイルに固定されたグリップ部品をさらに有し、前記グリップ部品は、
前記円弧形コイルから前記中心軸方向の一方側へ延びる第１部位と、
前記第１部位から前記円弧形コイルの前記半径方向外側へ延びる第２部位と、
を有する
ことを特徴とする請求項２または３に記載の２次コイルモジュール。
【請求項5】
本体部と、前記本体部の軸線方向の中間部に設けられ前記本体部よりも径が小さい小径部と、を有する軸状体に、移動焼入れを行うための移動焼入れ装置であって、高周波電流が流され、内部に前記軸状体が挿入される環状の１次コイル部材と、
請求項１～４のいずれか一項に記載の複数の２次コイルモジュールと、
前記複数の２次コイルモジュールの前記円弧形コイルが、前記小径部の径方向外側において、周方向に互いに離間した状態で前記１次コイル部材内に配置されるように、前記複数の２次コイルモジュールの位置決めを行う位置決め装置と、
を備えることを特徴とする移動焼入れ装置。
【請求項6】
前記小径部の端部のうち、前記軸線方向の一方側に位置する端部を一方側端部とし、前記軸線方向の他方側に位置する端部を他方側端部としたとき、前記複数の２次コイルモジュールとして、
前記小径部の前記他方側端部の加熱に用いられる複数の２次第１コイルモジュールと、
前記小径部の前記一方側端部の加熱に用いられる複数の２次第２コイルモジュールと、
を備えることを特徴とする請求項５に記載の移動焼入れ装置。
【請求項7】
本体部と、前記本体部の軸線方向の中間部に設けられ前記本体部よりも径が小さい小径部と、を有する軸状体に、移動焼入れを行うための移動焼入れ方法であって、請求項１～４のいずれか一項に記載の複数の２次コイルモジュールの前記円弧形コイルを、前記小径部の径に応じて取り換える取換工程と、
前記取換工程によって取り換えられた前記円弧形コイルが、前記小径部の径方向外側において、周方向に互いに離間して配置されるように前記複数の２次コイルモジュールを位置決めする配置工程と、
内部に前記軸状体が挿入された状態で高周波電流が流される環状の１次コイル部材を、前記小径部の前記軸線方向の一方側に位置する端部から、前記小径部の他方側に位置する端部に向かって前記軸線方向に移動させる際に、前記１次コイル部材内に前記複数の２次コイルモジュールの前記円弧形コイルの少なくとも一部を配置することで、誘導加熱により前記小径部を加熱する加熱工程と、
を有することを特徴とする移動焼入れ方法。
【請求項8】
前記小径部の一対の端部のうち、前記軸線方向の一方側に位置する前記端部を一方側端部とし、前記軸線方向の他方側に位置する前記端部を他方側端部としたとき、前記取換工程として、前記複数の２次コイルモジュールに含まれる複数の２次第１コイルモジュールの円弧形コイルを、前記小径部の前記他方側端部の径に応じて取り換える第１取換工程と、
前記配置工程として、前記複数の２次第１コイルモジュールを、それらの円弧形コイルが、前記小径部の前記他方側端部の径方向外側において、周方向に互いに離間して配置されるように位置決めする第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コイルモジュールの前記円弧形コイルの少なくとも一部が配置されたときに、前記小径部の前記他方側端部を加熱する第１加熱工程と、
前記第１加熱工程の後で、前記１次コイル部材に対して前記複数の２次第１コイルモジュールを前記軸線方向の一方側に移動させた後、前記複数の２次第１コイルモジュールを前記小径部から前記径方向外側に移動させる離間工程と、
前記取換工程として、前記複数の２次コイルモジュールに含まれる複数の２次第２コイルモジュールの円弧形コイルを、前記小径部の前記一方側端部の径に応じて取り換える第２取換工程と、
前記配置工程として、前記複数の２次第２コイルモジュールを、それらの円弧形コイルが前記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って前記小径部の前記一方側端部の径方向外側において周方向に互いに離間して配置されるように位置決めする第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コイルモジュールの円弧形コイルの少なくとも一部が配置されたときに、前記小径部の前記一方側端部を加熱する第２加熱工程と、
を行うことを特徴とする請求項７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、２次コイルモジュール、移動焼入れ装置及び移動焼入れ方法に関する。
本願は、２０１９年５月２３日に、日本国に出願された特願２０１９－０９６８６７号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
本願は、２０１９年５月２３日に、日本国に出願された特願２０１９－０９６８６７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、移動焼入れとは、軸状体に対してコイル部材等を軸状体の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が短いほど軸状体が高い温度で加熱される。このため、軸状体が、本体部と、本体部に設けられて本体部よりも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。
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が短いほど軸状体が高い温度で加熱される。このため、軸状体が、本体部と、本体部に設けられて本体部よりも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小さい外径を有する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（例えば下記特許文献１～３参照）。２次コイル部材は、Ｏ字形又はＣ字形に形成されている。提案されている２次コイルを用いた装置では、軸状体と軸状体に近接するコイル部材との距離が、本体部と小径部であまり変わらないため、本体部と小径部とを同等に加熱することができる。
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、軸状体と軸状体に近接するコイル部材との距離は周方向の各位置で均一になる。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。
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、軸状体と軸状体に近接するコイル部材との距離は周方向の各位置で均一になる。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】
【文献】日本国特公昭５２－０２１２１５号公報
【文献】日本国特開２０１５－１０８１８８号公報
【文献】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】
しかしながら、上記特許文献１～３に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。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】
また、様々な形状の軸状体を焼入れする場合、その形状に適した２次コイルはそれぞれ異なる。１本の軸状体において軸径が変化する場合にも、それぞれの軸径に適した２次コイルは異なる。数段階の径差であれば、例えば２次コイルだけでなく、２次コイルの内径よりも小さい外径を有する３次コイルを使用する方法が考えられるが、３次コイルは一定以上の太さが必要であるため、３次コイルを用いる方法によって、細かいピッチで径差が設けられた軸状体に対して柔軟に対応することは難しい。従って、上述の２次コイル及び３次コイルを用いて焼入れする場合には投入エネルギーの効率が落ち、径差が生じる段差の角部等で過加熱も生じやすくなる。
【0007】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、様々な形状（径）を有する軸状体に対応可能であって且つ２次コイルの交換容易性が高い２次コイルモジュールと、その２次コイルモジュールを備えた移動焼入れ装置と、その移動焼入れ装置によって実現可能な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】
【0008】
本発明は上記課題を解決して係る目的を達成するために以下の手段を採用する。
（１）本発明の一態様に係る２次コイルモジュールは、中空矩形断面を有する円弧形コイルと、前記円弧形コイルに対して着脱自在に構成された冷却治具と、を備える。
前記円弧形コイルは、前記円弧形コイルの周方向一端部に設けた冷媒導入口と、前記円弧形コイルの周方向他端部に設けた冷媒排出口と、を有する。
前記冷却治具は、前記冷媒導入口に対して篏合自在に構成された開口先端部を有する冷媒導入管と、前記冷媒排出口に対して篏合自在に構成された開口先端部を有する冷媒排出管と、前記冷媒導入管の前記開口先端部を前記冷媒導入口に対して着脱自在に接続する第１接続部品と、前記冷媒排出管の前記開口先端部を前記冷媒排出口に対して着脱自在に接続する第２接続部品と、前記円弧形コイルの半径方向外側に向かって延びるように前記冷媒導入管に接続された冷媒供給管と、前記円弧形コイルの前記半径方向外側に向かって延びるように前記冷媒排出管に接続された冷媒回収管と、を有する。
（１）本発明の一態様に係る２次コイルモジュールは、中空矩形断面を有する円弧形コイルと、前記円弧形コイルに対して着脱自在に構成された冷却治具と、を備える。
前記円弧形コイルは、前記円弧形コイルの周方向一端部に設けた冷媒導入口と、前記円弧形コイルの周方向他端部に設けた冷媒排出口と、を有する。
前記冷却治具は、前記冷媒導入口に対して篏合自在に構成された開口先端部を有する冷媒導入管と、前記冷媒排出口に対して篏合自在に構成された開口先端部を有する冷媒排出管と、前記冷媒導入管の前記開口先端部を前記冷媒導入口に対して着脱自在に接続する第１接続部品と、前記冷媒排出管の前記開口先端部を前記冷媒排出口に対して着脱自在に接続する第２接続部品と、前記円弧形コイルの半径方向外側に向かって延びるように前記冷媒導入管に接続された冷媒供給管と、前記円弧形コイルの前記半径方向外側に向かって延びるように前記冷媒排出管に接続された冷媒回収管と、を有する。
【0009】
（２）本発明の他の態様に係る２次コイルモジュールは、中空矩形断面を有する円弧形コイルと、前記円弧形コイルに対して着脱自在に構成された冷却治具と、を備える。
前記円弧形コイルは、前記円弧形コイルの周方向一端部において前記円弧形コイルの中心軸方向の一方側に向かって開口する冷媒導入口と、前記円弧形コイルの周方向他端部において前記冷媒導入口と同じ向きに開口する冷媒排出口と、を有する。
前記冷却治具は、前記冷媒導入口に対して篏合自在に構成された開口先端部を有する冷媒導入管と、前記冷媒排出口に対して篏合自在に構成された開口先端部を有する冷媒排出管と、前記冷媒導入管の前記開口先端部が前記冷媒導入口に篏合し且つ前記冷媒導入管の長手方向が前記中心軸方向に平行となる状態で、前記冷媒導入管を前記円弧形コイルに着脱自在に接続する第１接続部品と、前記冷媒排出管の前記開口先端部が前記冷媒排出口に篏合し且つ前記冷媒排出管の長手方向が前記中心軸方向に平行となる状態で、前記冷媒排出管を前記円弧形コイルに着脱自在に接続する第２接続部品と、前記円弧形コイルの半径方向外側に向かって延びるように前記冷媒導入管に接続された冷媒供給管と、前記円弧形コイルの前記半径方向外側に向かって延びるように前記冷媒排出管に接続された冷媒回収管と、を有する。
前記円弧形コイルは、前記円弧形コイルの周方向一端部において前記円弧形コイルの中心軸方向の一方側に向かって開口する冷媒導入口と、前記円弧形コイルの周方向他端部において前記冷媒導入口と同じ向きに開口する冷媒排出口と、を有する。
前記冷却治具は、前記冷媒導入口に対して篏合自在に構成された開口先端部を有する冷媒導入管と、前記冷媒排出口に対して篏合自在に構成された開口先端部を有する冷媒排出管と、前記冷媒導入管の前記開口先端部が前記冷媒導入口に篏合し且つ前記冷媒導入管の長手方向が前記中心軸方向に平行となる状態で、前記冷媒導入管を前記円弧形コイルに着脱自在に接続する第１接続部品と、前記冷媒排出管の前記開口先端部が前記冷媒排出口に篏合し且つ前記冷媒排出管の長手方向が前記中心軸方向に平行となる状態で、前記冷媒排出管を前記円弧形コイルに着脱自在に接続する第２接続部品と、前記円弧形コイルの半径方向外側に向かって延びるように前記冷媒導入管に接続された冷媒供給管と、前記円弧形コイルの前記半径方向外側に向かって延びるように前記冷媒排出管に接続された冷媒回収管と、を有する。
【0010】
（３）上記（２）に記載の２次コイルモジュールにおいて、前記第１接続部品は、弾性材料によって構成され且つ前記中心軸方向に延びる第１アーム部と、前記第１アーム部の長手方向一端部を前記冷媒導入管に固定する第１固定部と、前記第１アーム部の長手方向他端部に設けられ且つ前記円弧形コイルの半径方向内側に向かって突出する第１爪部と、を有していてもよい。また、前記第２接続部品は、弾性材料によって構成され且つ前記中心軸方向に延びる第２アーム部と、前記第２アーム部の長手方向一端部を前記冷媒排出管に固定する第２固定部と、前記第２アーム部の長手方向他端部に設けられ且つ前記円弧形コイルの前記半径方向内側に向かって突出する第２爪部と、を有していてもよい。
【0011】
（４）上記（２）または（３）に記載の２次コイルモジュールは、前記円弧形コイルに固定されたグリップ部品をさらに有していてもよい。前記グリップ部品は、前記円弧形コイルから前記中心軸方向の一方側へ延びる第１部位と、前記第１部位から前記円弧形コイルの前記半径方向外側へ延びる第２部位と、を有していてもよい。
【0012】
（５）本発明の一態様に係る移動焼入れ装置は、本体部と、前記本体部の軸線方向の中間部に設けられ前記本体部よりも径が小さい小径部と、を有する軸状体に、移動焼入れを行うための移動焼入れ装置であって、高周波電流が流され、内部に前記軸状体が挿入される環状の１次コイル部材と、上記（１）～（４）のいずれか一つに記載の複数の２次コイルモジュールと、前記複数の２次コイルモジュールの前記円弧形コイルが、前記小径部の径方向外側において、周方向に互いに離間した状態で前記１次コイル部材内に配置されるように、前記複数の２次コイルモジュールの位置決めを行う位置決め装置と、を備える。
【0013】
（６）上記（５）に記載の移動焼入れ装置において、前記小径部の端部のうち、前記軸線方向の一方側に位置する端部を一方側端部とし、前記軸線方向の他方側に位置する端部を他方側端部としたとき、前記移動焼入れ装置は、前記複数の２次コイルモジュールとして、前記小径部の前記他方側端部の加熱に用いられる複数の２次第１コイルモジュールと、前記小径部の前記一方側端部の加熱に用いられる複数の２次第２コイルモジュールと、を備えていてもよい。
【0014】
（７）本発明の一態様に係る移動焼入れ方法は、本体部と、前記本体部の軸線方向の中間部に設けられ前記本体部よりも径が小さい小径部と、を有する軸状体に、移動焼入れを行うための移動焼入れ方法であって、上記（１）～（４）のいずれか一つに記載の複数の２次コイルモジュールの前記円弧形コイルを、前記小径部の径に応じて取り換える取換工程と、前記取換工程によって取り換えられた前記円弧形コイルが前記小径部の径方向外側において、周方向に互いに離間して配置されるように前記複数の２次コイルモジュールを位置決めする配置工程と、内部に前記軸状体が挿入された状態で高周波電流が流される環状の１次コイル部材を、前記小径部の前記軸線方向の一方側に位置する端部から、前記小径部の他方側に位置する端部に向かって前記軸線方向に移動させる際に、前記１次コイル部材内に前記複数の２次コイルモジュールの前記円弧形コイルの少なくとも一部を配置することで、誘導加熱により前記小径部を加熱する加熱工程と、を有する。
【0015】
（８）上記（７）に記載の移動焼入れ方法において、前記小径部の一対の端部のうち、前記軸線方向の一方側に位置する前記端部を一方側端部とし、前記軸線方向の他方側に位置する前記端部を他方側端部としたとき、前記取換工程として、前記複数の２次コイルモジュールに含まれる複数の２次第１コイルモジュールの円弧形コイルを、前記小径部の前記他方側端部の径に応じて取り換える第１取換工程と、前記配置工程として、前記複数の２次第１コイルモジュールを、それらの円弧形コイルが前記小径部の前記他方側端部の径方向外側において周方向に互いに離間して配置されるように位置決めする第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コイルモジュールの前記円弧形コイルの少なくとも一部が配置されたときに、前記小径部の前記他方側端部を加熱する第１加熱工程と、前記第１加熱工程の後で、前記１次コイル部材に対して前記複数の２次第１コイルモジュールを前記軸線方向の一方側に移動させた後、前記複数の２次第１コイルモジュールを前記小径部から前記径方向外側に移動させる離間工程と、前記取換工程として、前記複数の２次コイルモジュールに含まれる複数の２次第２コイルモジュールの円弧形コイルを、前記小径部の前記一方側端部の径に応じて取り換える第２取換工程と、前記複数の２次第２コイルモジュールを、それらの円弧形コイルが前記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って前記小径部の前記一方側端部の径方向外側において周方向に互いに離間して配置されるように位置決めする第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コイルモジュールの円弧形コイルの少なくとも一部が配置されたときに、前記小径部の前記一方側端部を加熱する第２加熱工程と、を行ってもよい。
【発明の効果】
【0016】
本発明の上記各態様によれば、様々な形状（外径）を有する軸状体に対応可能であって且つ２次コイルの交換容易性が高い２次コイルモジュールと、その２次コイルモジュールを備えた移動焼入れ装置と、その移動焼入れ装置によって実現可能な移動焼入れ方法とを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】本発明の一実施形態において２次コイルとして用いられる一対の円弧形コイルを模式的に示す斜視図である。
【図2A】同実施形態に係る２次コイルモジュールの外観を模式的に示す平面図である。
【図3A】同２次コイルモジュールが備える円弧形コイルの外観を模式的に示す斜視図である。
【図3B】同円弧形コイルの平面図である。
【図4】同２次コイルモジュールにおいて、円弧形コイルの外径を一つの値に固定し、その固定値に合わせて冷媒導入管と冷媒排出管との中心間距離を一つの値に固定するという条件下で、円弧形コイルの内径を変化させた場合を例示するための平面図である。すなわち、（ｂ）では、（ａ）よりも内径Ｒ２０を大きくしている。
【図5】同実施形態に係る移動焼入れ装置の一部を破断して模式的に示す側面図である。
【図6】同移動焼入れ装置の要部の斜視図である。
【図8】同移動焼入れ装置において、軸状体の小径部に２次第２コイル部材を配置した状態を示す斜視図である。
【図9】同実施形態に係る移動焼入れ方法を示すフローチャートである。
【図10】同移動焼入れ方法における第１離間工程を説明するための図であって、同移動焼入れ装置の斜視図である。
【図11】同移動焼入れ方法における第１離間工程を説明するための斜視図である。
【図12】同移動焼入れ方法における中央加熱工程を説明するための図であって、移動焼入れ装置の一部を破断して模式的に示す側面図である。
【図13】同移動焼入れ方法における第２配置工程を説明するための斜視図である。
【図14】同移動焼入れ方法における第２配置工程を説明するための斜視図である。
【図15】同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の側面図である。
【図16】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17】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18】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】
本願発明者らは、加熱効率が良い２次コイルを使用する方法をベースに、様々な径や段差を有する軸状体を移動焼入れする方法を鋭意検討した。
２次コイルの利点は、その周方向に欠損部が存在することにより、２次コイルに生じた渦電流が周方向に閉じずに２次コイルの外周面から内周面に回り込み、その内周面に回り込んだ渦電流によって軸状体の表面を誘導加熱できることにある。その一方で、従来のようにＯ字形又はＣ字形に形成された２次コイルを使用する場合、１次コイルが軸状体に対して相対的に移動している際中（つまり移動焼入れ中）に、１次コイルと軸状体との間の空隙に２次コイルを自由に配置したり取り出したりできない。
２次コイルの利点は、その周方向に欠損部が存在することにより、２次コイルに生じた渦電流が周方向に閉じずに２次コイルの外周面から内周面に回り込み、その内周面に回り込んだ渦電流によって軸状体の表面を誘導加熱できることにある。その一方で、従来のようにＯ字形又はＣ字形に形成された２次コイルを使用する場合、１次コイルが軸状体に対して相対的に移動している際中（つまり移動焼入れ中）に、１次コイルと軸状体との間の空隙に２次コイルを自由に配置したり取り出したりできない。
【0019】
そこで、本願発明者らは、図１に示すように、２次コイルとして円弧形コイル１００を複数準備し、軸状体の径に応じて円弧形コイル１００を取り換える方法を発案した。この方法によれば、複数の円弧形コイル１００を一体の２次コイルとして見たとき、その周方向に複数の欠損部１１０が形成されるので、各円弧形コイル１００の内周面に回り込んだ渦電流によって軸状体の表面を誘導加熱できるという機能を保持したまま、移動焼入れ中に、１次コイルと軸状体との間の空隙に２次コイル（円弧形コイル１００）を自由に配置したり取り出したりすることが可能となる。
【0020】
なお、図１では、一例として、２個（一対）の円弧形コイル１００を２次コイルとして用いた場合を図示しているため、欠損部１１０も２箇所形成されている。しかしながら、円弧形コイル１００の数は２個に限らず、３個でも４個でも必要な数だけ円弧形コイル１００を用意しても勿論よい。
【0021】
図１に示すように、円弧形コイル１００の外径Ｒ１０は、１次コイルの内径よりも小さく且つ１次コイルの内径に近接する値に設計される。また、円弧形コイル１００の内径Ｒ２０は、軸状体の外径よりも大きく且つ軸状体の外径に近接する値に設計される。なお、図１において、符号Ｃ１０は、各円弧形コイル１００の中心軸を指し示している。このように設計された円弧形コイル１００を軸状体の外径に応じて複数準備しておくことにより、様々な形状の軸状体に対応することが可能となる。また、１本の軸状体において軸径が変化する場合でも、移動焼入れ中に、それぞれの軸径に適した円弧形コイル１００に取り換えることで対応できるようになる。
【0022】
本願発明者らは、上述したような高い交換容易性を有する円弧形コイル１００の特性を最大限に活用できる移動焼入れ装置の構成を検討した。また、円弧形コイル１００自身も渦電流が流れるとジュール効果により発熱するため、移動焼入れ中に円弧形コイル１００を冷却する必要がある。そこで、本願発明者らは、円弧形コイル１００の特性を最大限に活用しながら、移動焼入れ中における円弧形コイル１００の冷却をも実現できる移動焼入れ装置の構成をさらに検討した。その結果、本発明に係る２次コイルモジュールと、それを備える移動焼入れ装置とを発明したのである。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
以下、本発明の一実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0023】
〔２次コイルモジュール〕
まず、本実施形態に係る２次コイルモジュール２００について説明する。
図２Ａ～図２Ｃは、２次コイルモジュール２００の外観を模式的に示す図である。図２Ａは、２次コイルモジュール２００の平面図である。図２Ｂは、２次コイルモジュール２００を示す図であって図２ＡのＡ－Ａ断面図である。図２Ｃは、２次コイルモジュール２００を示す図であって図２Ａの矢印Ｂより見た側面図である。
図２Ａ～図２Ｃに示すように、２次コイルモジュール２００は、中空矩形断面を有する円弧形コイル３００と、円弧形コイル３００に対して着脱自在に構成された冷却治具（４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０）と、グリップ部品５００とを備える。
まず、本実施形態に係る２次コイルモジュール２００について説明する。
図２Ａ～図２Ｃは、２次コイルモジュール２００の外観を模式的に示す図である。図２Ａは、２次コイルモジュール２００の平面図である。図２Ｂは、２次コイルモジュール２００を示す図であって図２ＡのＡ－Ａ断面図である。図２Ｃは、２次コイルモジュール２００を示す図であって図２Ａの矢印Ｂより見た側面図である。
図２Ａ～図２Ｃに示すように、２次コイルモジュール２００は、中空矩形断面を有する円弧形コイル３００と、円弧形コイル３００に対して着脱自在に構成された冷却治具（４１０、４２０、４３０、４４０、４５０、４６０）と、グリップ部品５００とを備える。
【0024】
先に、図３Ａ～図３Ｃを参照しながら円弧形コイル３００について説明する。図３Ａ～図３Ｃは、円弧形コイル３００の外観を模式的に示す図である。図３Ａは円弧形コイル３００の斜視図である。図３Ｂは、円弧形コイル３００の平面図である。図３Ｃは、図３Ｂに示す円弧形コイル３００のＣａ－Ｃａ断面図である。
図３Ａ～図３Ｃに示すように、円弧形コイル３００は、中空矩形断面を有し、且つ平面視において円弧形の形状を有するコイルである。円弧形コイル３００は、後述の１次コイルの内径よりも小さく且つ１次コイルの内径に近接する値に設計された外径Ｒ１０と、後述の軸状体（とくに小径部）の外径よりも大きく且つ軸状体の外径に近接する値に設計された内径Ｒ２０とを有する。
図３Ａ～図３Ｃに示すように、円弧形コイル３００は、中空矩形断面を有し、且つ平面視において円弧形の形状を有するコイルである。円弧形コイル３００は、後述の１次コイルの内径よりも小さく且つ１次コイルの内径に近接する値に設計された外径Ｒ１０と、後述の軸状体（とくに小径部）の外径よりも大きく且つ軸状体の外径に近接する値に設計された内径Ｒ２０とを有する。
【0025】
円弧形コイル３００は、円弧形コイル３００の周方向一端部において円弧形コイル３００の中心軸Ｃ１０方向の一方側（上方側）Ｄ１０に向かって開口する冷媒導入口３１０と、円弧形コイル３００の周方向他端部において冷媒導入口３１０と同じ向き（上方側）に開口する冷媒排出口３２０とを有する。これらの冷媒導入口３１０及び冷媒排出口３２０により、円弧形コイル３００の内部空間において冷却水等の冷媒の流通が可能となっている。
なお、図３Ｃに示すように、冷媒導入口３１０は、中心軸Ｃ１０方向の一方側Ｄ１０から他方側Ｄ２０に向かって開口径が徐々に小さくなるように形成されている。冷媒排出口３２０も、中心軸Ｃ１０方向の一方側Ｄ１０から他方側Ｄ２０に向かって開口径が徐々に小さくなるように形成されている。すなわち、冷媒導入口３１０は、円弧形コイル３００の外部から内部に向かって先細りとなるように形成されている。冷媒導入口３１０も、円弧形コイル３００の外部から内部に向かって先細りとなるように形成されている。
なお、図３Ｃに示すように、冷媒導入口３１０は、中心軸Ｃ１０方向の一方側Ｄ１０から他方側Ｄ２０に向かって開口径が徐々に小さくなるように形成されている。冷媒排出口３２０も、中心軸Ｃ１０方向の一方側Ｄ１０から他方側Ｄ２０に向かって開口径が徐々に小さくなるように形成されている。すなわち、冷媒導入口３１０は、円弧形コイル３００の外部から内部に向かって先細りとなるように形成されている。冷媒導入口３１０も、円弧形コイル３００の外部から内部に向かって先細りとなるように形成されている。
【0026】
円弧形コイル３００は、中心軸Ｃ１０方向に直交する一対の表面を有する。以下では、これら一対の表面のうち、中心軸Ｃ１０方向の一方側Ｄ１０に位置する円弧形の表面を第１円弧面３３０と呼称し、中心軸Ｃ１０方向の他方側Ｄ２０に位置する円弧形の表面を第２円弧面３４０と呼称する。
【0027】
以下、図２Ａ～図２Ｃに戻って２次コイルモジュール２００の説明を続ける。
図２Ａ～図２Ｃに示すように、冷却治具は、冷媒導入管４１０と、冷媒排出管４２０と、第１接続部品４３０と、第２接続部品４４０と、冷媒供給管４５０と、冷媒回収管４６０とから構成されている。
図２Ａ～図２Ｃに示すように、冷却治具は、冷媒導入管４１０と、冷媒排出管４２０と、第１接続部品４３０と、第２接続部品４４０と、冷媒供給管４５０と、冷媒回収管４６０とから構成されている。
【0028】
冷媒導入管４１０は、外部から円弧形コイル３００内に冷媒を導入するために用いられる管状部品であり、円弧形コイル３００の冷媒導入口３１０に対して篏合自在に構成された開口先端部４１１を有する。具体的には、開口先端部４１１は、冷媒導入口３１０に対して隙間なくフィットする形状を有するように構成されている。
【0029】
冷媒排出管４２０は、円弧形コイル３００内から外部に冷媒を排出するために用いられる管状部品であり、円弧形コイル３００の冷媒排出口３２０に対して篏合自在に構成された開口先端部４２１を有する。具体的には、開口先端部４２１は、冷媒排出口３２０に対して隙間なくフィットする形状を有するように構成されている。
【0030】
第１接続部品４３０は、冷媒導入管４１０の開口先端部４１１が冷媒導入口３１０に篏合し且つ冷媒導入管４１０の長手方向が円弧形コイル３００の中心軸Ｃ１０方向に平行となる状態で、冷媒導入管４１０を円弧形コイル３００に着脱自在に接続するための部品である。
具体的には、第１接続部品４３０は、弾性材料によって構成され且つ中心軸Ｃ１０方向に延びる第１アーム部４３１と、第１アーム部４３１の長手方向一端部を冷媒導入管４１０に固定する第１固定部４３２と、第１アーム部４３１の長手方向他端部に設けられ且つ円弧形コイル３００の半径方向内側に向かって突出する第１爪部４３３とを有する。第１爪部４３３の先端には、傾斜面４３３ａが形成されている。上記のように、第１アーム部４３１は弾性材料によって構成されており、外力が付与されると湾曲し、外力が消失すると元の直線状の形に復元する板バネのような性質を有している。
具体的には、第１接続部品４３０は、弾性材料によって構成され且つ中心軸Ｃ１０方向に延びる第１アーム部４３１と、第１アーム部４３１の長手方向一端部を冷媒導入管４１０に固定する第１固定部４３２と、第１アーム部４３１の長手方向他端部に設けられ且つ円弧形コイル３００の半径方向内側に向かって突出する第１爪部４３３とを有する。第１爪部４３３の先端には、傾斜面４３３ａが形成されている。上記のように、第１アーム部４３１は弾性材料によって構成されており、外力が付与されると湾曲し、外力が消失すると元の直線状の形に復元する板バネのような性質を有している。
【0031】
第２接続部品４４０は、冷媒排出管４２０の開口先端部４２１が冷媒排出口３２０に篏合し且つ冷媒排出管４２０の長手方向が円弧形コイル３００の中心軸Ｃ１０方向に平行となる状態で、冷媒排出管４２０を円弧形コイル３００に着脱自在に接続するための部品である。
具体的には、第２接続部品４４０は、弾性材料によって構成され且つ中心軸Ｃ１０方向に延びる第２アーム部４４１と、第２アーム部４４１の長手方向一端部を冷媒排出管４２０に固定する第２固定部４４２と、第２アーム部４４１の長手方向他端部に設けられ且つ円弧形コイル３００の半径方向内側に向かって突出する第２爪部４４３とを有する。第２爪部４４３の先端には、傾斜面４４３ａが形成されている。上記のように、第２アーム部４４１は弾性材料によって構成されており、外力が付与されると湾曲し、外力が消失すると元の直線状の形に復元する板バネのような性質を有している。
具体的には、第２接続部品４４０は、弾性材料によって構成され且つ中心軸Ｃ１０方向に延びる第２アーム部４４１と、第２アーム部４４１の長手方向一端部を冷媒排出管４２０に固定する第２固定部４４２と、第２アーム部４４１の長手方向他端部に設けられ且つ円弧形コイル３００の半径方向内側に向かって突出する第２爪部４４３とを有する。第２爪部４４３の先端には、傾斜面４４３ａが形成されている。上記のように、第２アーム部４４１は弾性材料によって構成されており、外力が付与されると湾曲し、外力が消失すると元の直線状の形に復元する板バネのような性質を有している。
【0032】
冷媒供給管４５０は、円弧形コイル３００の半径方向外側に向かって延びるように冷媒導入管４１０に接続された管状部品である。この冷媒供給管４５０は、不図示の２次コイル用冷媒供給装置から冷却水等の冷媒を供給されるように構成されている。つまり、冷媒供給管４５０及び冷媒導入管４１０を介して前記２次コイル用冷媒供給装置から円弧形コイル３００へ冷媒を供給することが可能となっている。
なお、例えばＬ字形の管状部品を使って、冷媒導入管４１０と冷媒供給管４５０とを一つの部品で構成してもよい。
なお、例えばＬ字形の管状部品を使って、冷媒導入管４１０と冷媒供給管４５０とを一つの部品で構成してもよい。
【0033】
冷媒回収管４６０は、円弧形コイル３００の半径方向外側に向かって延びるように冷媒排出管４２０に接続された管状部品である。この冷媒回収管４６０は、上述した２次コイル用冷媒供給装置へ円弧形コイル３００の冷却に使用された冷媒を送り戻すように構成されている。つまり、冷媒排出管４２０及び冷媒回収管４６０を介して円弧形コイル３００から前記２次コイル用冷媒供給装置へ冷媒を回送することが可能となっている。
なお、例えばＬ字形の管状部品を使って、冷媒排出管４２０と冷媒回収管４６０とを一つの部品で構成してもよい。
なお、例えばＬ字形の管状部品を使って、冷媒排出管４２０と冷媒回収管４６０とを一つの部品で構成してもよい。
【0034】
以上が冷却治具の構成であるが、このような冷却治具は以下のような手順によって容易に円弧形コイル３００に接続することが可能である。
（１）まず、冷媒導入管４１０の中心軸と冷媒導入口３１０の中心軸とが一致し、且つ冷媒導入管４１０の開口先端部４１１が中心軸Ｃ１０方向の他方側Ｄ２０を向くように、冷媒導入管４１０を冷媒導入口３１０から一方側Ｄ１０の離れた位置に配置する。
（１）まず、冷媒導入管４１０の中心軸と冷媒導入口３１０の中心軸とが一致し、且つ冷媒導入管４１０の開口先端部４１１が中心軸Ｃ１０方向の他方側Ｄ２０を向くように、冷媒導入管４１０を冷媒導入口３１０から一方側Ｄ１０の離れた位置に配置する。
【0035】
（２）続いて、円弧形コイル３００と冷媒導入管４１０とが中心軸Ｃ１０方向に沿って互いに接近するように、一方或いは両方を移動させる。その過程において、第１接続部品４３０の第１爪部４３３が最初に円弧形コイル３００の第１円弧面３３０に接触するが、そのまま円弧形コイル３００と冷媒導入管４１０とをさらに接近させる。すると、第１爪部４３３に形成された傾斜面４３３ａが第１円弧面３３０により半径方向外側へ向かって押し退けられるので、第１爪部４３３には半径方向外側へ向かう外力が付与される。
このように第１爪部４３３に半径方向外側へ向かう外力が付与されると、弾性材料によって構成されている第１アーム部４３１が半径方向外側へ湾曲し、第１爪部４３３によって邪魔されることなく、円弧形コイル３００と冷媒導入管４１０とを接近させることができるようになる。
このように第１爪部４３３に半径方向外側へ向かう外力が付与されると、弾性材料によって構成されている第１アーム部４３１が半径方向外側へ湾曲し、第１爪部４３３によって邪魔されることなく、円弧形コイル３００と冷媒導入管４１０とを接近させることができるようになる。
【0036】
（３）続いて、冷媒導入管４１０の開口先端部４１１が冷媒導入口３１０に篏合するまで（つまり開口先端部４１１が冷媒導入口３１０に隙間なくフィットするまで）、円弧形コイル３００と冷媒導入管４１０とをさらに接近させる。ここで、冷媒導入口３１０は、中心軸Ｃ１０方向の一方側Ｄ１０から他方側Ｄ２０に向かって開口径が徐々に小さくなるように形成されているので、冷媒導入管４１０の開口先端部４１１が冷媒導入口３１０にフィットした状態で、冷媒導入管４１０の他方側Ｄ２０への移動を停止させることができる。
このように、冷媒導入管４１０の開口先端部４１１が冷媒導入口３１０にフィットした状態になると、第１爪部４３３に付与されていた外力が消失し、第１アーム部４３１が元の直線形状に復元する。その結果、第１爪部４３３が円弧形コイル３００の第２円弧面３４０に係止された状態（引っ掛かった状態）になり、冷媒導入管４１０の開口先端部４１１が冷媒導入口３１０にフィットした状態で、冷媒導入管４１０が円弧形コイル３００に接続されることになる（図２Ｂ参照）。
このように、冷媒導入管４１０の開口先端部４１１が冷媒導入口３１０にフィットした状態になると、第１爪部４３３に付与されていた外力が消失し、第１アーム部４３１が元の直線形状に復元する。その結果、第１爪部４３３が円弧形コイル３００の第２円弧面３４０に係止された状態（引っ掛かった状態）になり、冷媒導入管４１０の開口先端部４１１が冷媒導入口３１０にフィットした状態で、冷媒導入管４１０が円弧形コイル３００に接続されることになる（図２Ｂ参照）。
【0037】
以上のような手順により、冷媒導入管４１０を円弧形コイル３００に容易に接続することができる。同様な手順により、冷媒排出管４２０も円弧形コイル３００に容易に接続することができる。
（１）すなわち、まず、冷媒排出管４２０の中心軸と冷媒排出口３２０の中心軸とが一致し、且つ冷媒排出管４２０の開口先端部４２１が中心軸Ｃ１０方向の他方側Ｄ２０を向くように、冷媒排出管４２０を冷媒排出口３２０から一方側Ｄ１０の離れた位置に配置する。
（１）すなわち、まず、冷媒排出管４２０の中心軸と冷媒排出口３２０の中心軸とが一致し、且つ冷媒排出管４２０の開口先端部４２１が中心軸Ｃ１０方向の他方側Ｄ２０を向くように、冷媒排出管４２０を冷媒排出口３２０から一方側Ｄ１０の離れた位置に配置する。
【0038】
（２）続いて、円弧形コイル３００と冷媒排出管４２０とが中心軸Ｃ１０方向に沿って互いに接近するように、一方或いは両方を移動させる。その過程において、第２接続部品４４０の第２爪部４４３が最初に円弧形コイル３００の第１円弧面３３０に接触するが、そのまま円弧形コイル３００と冷媒排出管４２０とをさらに接近させる。すると、第２爪部４４３に形成された傾斜面４４３ａが第１円弧面３３０により半径方向外側へ向かって押し退けられるので、第２爪部４４３には半径方向外側へ向かう外力が付与される。
このように第２爪部４４３に半径方向外側へ向かう外力が付与されると、弾性材料によって構成されている第２アーム部４４１が半径方向外側へ湾曲し、第２爪部４４３によって邪魔されることなく、円弧形コイル３００と冷媒排出管４２０とを接近させることができるようになる。
このように第２爪部４４３に半径方向外側へ向かう外力が付与されると、弾性材料によって構成されている第２アーム部４４１が半径方向外側へ湾曲し、第２爪部４４３によって邪魔されることなく、円弧形コイル３００と冷媒排出管４２０とを接近させることができるようになる。
【0039】
（３）続いて、冷媒排出管４２０の開口先端部４２１が冷媒排出口３２０に篏合するまで（つまり開口先端部４２１が冷媒排出口３２０に隙間なくフィットするまで）、円弧形コイル３００と冷媒排出管４２０とをさらに接近させる。ここで、冷媒排出口３２０は、中心軸Ｃ１０方向の一方側Ｄ１０から他方側Ｄ２０に向かって開口径が徐々に小さくなるように形成されているので、冷媒排出管４２０の開口先端部４２１が冷媒排出口３２０にフィットした状態で、冷媒排出管４２０の他方側Ｄ２０への移動を停止させることができる。
このように、冷媒排出管４２０の開口先端部４２１が冷媒排出口３２０にフィットした状態になると、第２爪部４４３に付与されていた外力が消失し、第２アーム部４４１が元の直線形状に復元する。その結果、第２爪部４４３が円弧形コイル３００の第２円弧面３４０に係止された状態（引っ掛かった状態）になり、冷媒排出管４２０の開口先端部４２１が冷媒排出口３２０にフィットした状態で、冷媒排出管４２０が円弧形コイル３００に接続されることになる（図２Ｂ参照）。
このように、冷媒排出管４２０の開口先端部４２１が冷媒排出口３２０にフィットした状態になると、第２爪部４４３に付与されていた外力が消失し、第２アーム部４４１が元の直線形状に復元する。その結果、第２爪部４４３が円弧形コイル３００の第２円弧面３４０に係止された状態（引っ掛かった状態）になり、冷媒排出管４２０の開口先端部４２１が冷媒排出口３２０にフィットした状態で、冷媒排出管４２０が円弧形コイル３００に接続されることになる（図２Ｂ参照）。
【0040】
なお、図２Ｂに示すように、冷媒導入管４１０が円弧形コイル３００に接続された状態で、傾斜面４３３ａに半径方向外側へ向かう外力を与える。これによって第１爪部４３３に再び半径方向外側へ向かう外力を付与し、第１アーム部４３１を半径方向外側へ湾曲させれば、円弧形コイル３００から冷媒導入管４１０を容易に取り外すことができる。
同様な方法で、冷媒排出管４２０も円弧形コイル３００から容易に取り外すことができる。すなわち、冷媒排出管４２０が円弧形コイル３００に接続された状態で、傾斜面４４３ａに半径方向外側へ向かう外力を与える。これによって第２爪部４４３に再び半径方向外側へ向かう外力を付与し、第２アーム部４４１を半径方向外側へ湾曲させれば、円弧形コイル３００から冷媒排出管４２０を容易に取り外すことができる。
同様な方法で、冷媒排出管４２０も円弧形コイル３００から容易に取り外すことができる。すなわち、冷媒排出管４２０が円弧形コイル３００に接続された状態で、傾斜面４４３ａに半径方向外側へ向かう外力を与える。これによって第２爪部４４３に再び半径方向外側へ向かう外力を付与し、第２アーム部４４１を半径方向外側へ湾曲させれば、円弧形コイル３００から冷媒排出管４２０を容易に取り外すことができる。
【0041】
さらに、２次コイルモジュール２００は、円弧形コイル３００に固定されたグリップ部品５００を有する。グリップ部品５００は、円弧形コイル３００の第１円弧面３３０の周方向中央部に固定されたＬ字形の部品である。グリップ部品５００は、円弧形コイル３００の第１円弧面３３０から中心軸Ｃ１０方向の一方側Ｄ１０へ延びる第１部位５１０と、第１部位５１０の先端から半径方向外側へ延びる第２部位５２０とを有する。グリップ部品５００は、後述の位置決め装置によって２次コイルモジュール２００の円弧形コイル３００の位置を制御する際に、ロボットアーム等の把持機構によって把持される部品である。
【0042】
以上、２次コイルモジュール２００の構成について説明したが、少なくとも円弧形コイル３００に接触する部品、すなわち、冷媒導入管４１０、冷媒排出管４２０、第１接続部品４３０、第２接続部品４４０及びグリップ部品５００は、電気的絶縁材料によって構成されていることが望ましい。
また、上記の説明では、第１接続部品４３０の構成として、第１アーム部４３１と、第１固定部４３２と、第１爪部４３３とを含む構成を採用する場合を例示したが、第１接続部品４３０の構成はこれのみに限定されない。冷媒導入管４１０の開口先端部４１１が冷媒導入口３１０に篏合し且つ冷媒導入管４１０の長手方向が円弧形コイル３００の中心軸Ｃ１０方向に平行となる状態で、冷媒導入管４１０を円弧形コイル３００に対して着脱自在に接続することが可能な構成であれば、第１接続部品４３０の構成としてどのような構成を採用してもよい。
第２接続部品４４０についても同様である。すなわち、冷媒排出管４２０の開口先端部４２１が冷媒排出口３２０に篏合し且つ冷媒排出管４２０の長手方向が円弧形コイル３００の中心軸Ｃ１０方向に平行となる状態で、冷媒排出管４２０を円弧形コイル３００に対して着脱自在に接続することが可能な構成であれば、第２接続部品４４０の構成としてどのような構成を採用してもよい。
また、上記の説明では、第１接続部品４３０の構成として、第１アーム部４３１と、第１固定部４３２と、第１爪部４３３とを含む構成を採用する場合を例示したが、第１接続部品４３０の構成はこれのみに限定されない。冷媒導入管４１０の開口先端部４１１が冷媒導入口３１０に篏合し且つ冷媒導入管４１０の長手方向が円弧形コイル３００の中心軸Ｃ１０方向に平行となる状態で、冷媒導入管４１０を円弧形コイル３００に対して着脱自在に接続することが可能な構成であれば、第１接続部品４３０の構成としてどのような構成を採用してもよい。
第２接続部品４４０についても同様である。すなわち、冷媒排出管４２０の開口先端部４２１が冷媒排出口３２０に篏合し且つ冷媒排出管４２０の長手方向が円弧形コイル３００の中心軸Ｃ１０方向に平行となる状態で、冷媒排出管４２０を円弧形コイル３００に対して着脱自在に接続することが可能な構成であれば、第２接続部品４４０の構成としてどのような構成を採用してもよい。
【0043】
以上のような２次コイルモジュール２００によれば、円弧形コイル３００の大きさに応じて、冷媒導入管４１０及び冷媒排出管４２０の位置を調整することにより、複数の円弧形コイル３００を都度取り換えることができる。すなわち、円弧形コイル３００の外径に応じて、外径が大きい場合は冷媒導入管４１０及び冷媒排出管４２０の位置を円弧形コイル３００の半径方向外側に、逆に外径が小さい場合には半径方向内側にすれば、冷媒導入管４１０と冷媒排出管４２０の間隔を変えることなく、複数の円弧形コイル３００に対応することができる。
【0044】
あるいは、図４の（ａ），（ｂ）に示すように、冷媒導入管４１０と冷媒排出管４２０との中心間距離Ｌ１０を、１次コイルの内径、すなわち円弧形コイル３００の外径Ｒ１０に合わせて設定する。つまり、円弧形コイル３００の外径Ｒ１０を一つの値に固定し、その固定値に合わせて冷媒導入管４１０と冷媒排出管４２０との中心間距離Ｌ１０を一つの値に固定する。このようにすれば、冷媒導入管４１０及び冷媒排出管４２０の位置を調整する必要なく、様々な内径Ｒ２０を有する円弧形コイル３００を容易に取り換えることができる。
【0045】
図４（ａ）は、円弧形コイル３００の内径Ｒ２０が比較的小さい場合を例示している。図４（ｂ）は、円弧形コイル３００の内径Ｒ２０が比較的大きい場合を例示している。これらの図から、円弧形コイル３００の外径Ｒ１０を一つの値に固定し、その固定値に合わせて冷媒導入管４１０と冷媒排出管４２０との中心間距離Ｌ１０を一つの値に固定すれば、冷媒導入管４１０及び冷媒排出管４２０の位置を調整する必要なく、様々な内径Ｒ２０を有する円弧形コイル３００を容易に交換できる２次コイルモジュール２００が得られる。
以上のように、本実施形態によれば、様々な形状（外径）を有する軸状体に対応可能であって且つ２次コイル（円弧形コイル３００）の交換容易性が高く、さらに移動焼入れ中に２次コイルの冷却も可能な２次コイルモジュール２００を得ることができる。
以上のように、本実施形態によれば、様々な形状（外径）を有する軸状体に対応可能であって且つ２次コイル（円弧形コイル３００）の交換容易性が高く、さらに移動焼入れ中に２次コイルの冷却も可能な２次コイルモジュール２００を得ることができる。
【0046】
〔移動焼入れ装置〕
次に、本実施形態に係る移動焼入れ装置１について、図５～図１４を参照しながら詳細に説明する。
図５及び図６に示すように、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。
以下では、本体部５２のうち、小径部５３に対して軸線Ｃ方向の一方側Ｄ１に配置された部分を、第１本体部５２Ａと言う。小径部５３に対して軸線Ｃ方向の他方側Ｄ２に配置された部分を、第２本体部５２Ｂと言う。
次に、本実施形態に係る移動焼入れ装置１について、図５～図１４を参照しながら詳細に説明する。
図５及び図６に示すように、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。
以下では、本体部５２のうち、小径部５３に対して軸線Ｃ方向の一方側Ｄ１に配置された部分を、第１本体部５２Ａと言う。小径部５３に対して軸線Ｃ方向の他方側Ｄ２に配置された部分を、第２本体部５２Ｂと言う。
【0047】
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、共通の軸線Ｃ上に配置されている。小径部５３の外径は、第１本体部５２Ａ及び第２本体部５２Ｂの外径よりもそれぞれ小さい。
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。
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。
【0048】
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１６Ａ，１６Ｂと、複数の２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂ（図８参照）と、冷却環３６と、制御部４６と、を備えている。
なお、２次第１コイル部材（２次第１コイルモジュール）１６Ａ，１６Ｂと、２次第２コイル部材（２次第２コイルモジュール）１７Ａ，１７Ｂは、それぞれ上述した２次コイルモジュール２００と同じ構成（特徴）を有しているが、説明の便宜上、図５～図１４では、円弧形コイル３００とグリップ部品５００に対応する部位のみを図示している。すなわち、以下では、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂと、２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂを、円弧形コイル３００そのものに対応する部位として説明する。グリップ部品５００に対応する部位については以下で説明する。
なお、２次第１コイル部材（２次第１コイルモジュール）１６Ａ，１６Ｂと、２次第２コイル部材（２次第２コイルモジュール）１７Ａ，１７Ｂは、それぞれ上述した２次コイルモジュール２００と同じ構成（特徴）を有しているが、説明の便宜上、図５～図１４では、円弧形コイル３００とグリップ部品５００に対応する部位のみを図示している。すなわち、以下では、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂと、２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂを、円弧形コイル３００そのものに対応する部位として説明する。グリップ部品５００に対応する部位については以下で説明する。
【0049】
また、本来であれば、移動焼入れ装置１は、各２次コイルモジュールに冷却水等の冷媒を供給する２次コイル用冷媒供給装置を備えているが、これについても図５～図１４では図示を省略している。移動焼入れ中において、２次コイル用冷媒供給装置から各２次コイルモジュールに冷媒が供給されることにより、それらの各円弧形コイルが冷却される。
【0050】
図５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。下方センター７及び上方センター８は、軸線Ｃが上下方向に沿い、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。
【0051】
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、第１本体部５２Ａ及び第２本体部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が同軸に挿入される。
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接続されている。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。
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接続されている。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。
【0052】
図６及び図７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２つのみに限定されず、３つ以上でもよい。
２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂは、軸線Ｃ方向に沿って見た平面視で、円弧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、単に周方向と言う）に沿ってかつ、周方向の２箇所において互いに離間するように、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５に示すように、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの軸線Ｃ方向の長さは、軸状体５１の小径部５３の軸線Ｃ方向の長さよりもかなり短い。
２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂは、軸線Ｃ方向に沿って見た平面視で、円弧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、単に周方向と言う）に沿ってかつ、周方向の２箇所において互いに離間するように、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５に示すように、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの軸線Ｃ方向の長さは、軸状体５１の小径部５３の軸線Ｃ方向の長さよりもかなり短い。
【0053】
図７に示すように、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（つまり、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの内周面によって形成される内径）は、軸状体５１の小径部５３の径（つまり外径）よりも大きい。この内径Ｒ１は、第１本体部５２Ａ及び第２本体部５２Ｂの径（つまり外径）よりも小さいことが望ましい。２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの軸線Ｃとは反対側の各外面に接する外接円の径Ｒ２（つまり、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの外周面によって形成される外径）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かつ１次コイル部材１１内の位置に、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に配置可能である。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。
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かつ１次コイル部材１１内の位置に、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に配置可能である。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。
【0054】
図６及び図７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が固定されている。
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の上端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、第１本体部５２Ａ及び第２本体部５２Ｂよりも径方向外側となる位置に取付けることで、第１支持片２０Ａと第１本体部５２Ａ及び第２本体部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が固定された下端部とは反対である上端部から径方向外側に向かって延びている。
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の上端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、第１本体部５２Ａ及び第２本体部５２Ｂよりも径方向外側となる位置に取付けることで、第１支持片２０Ａと第１本体部５２Ａ及び第２本体部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が固定された下端部とは反対である上端部から径方向外側に向かって延びている。
【0055】
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いる。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直角に折り曲げて形成されている。以上説明の第１支持部１９Ａ，１９Ｂが、２次コイルモジュール２００におけるグリップ部品５００に相当する部位である。
【0056】
図７に示すように、第１連結片２１Ａには第１移動部２３Ａ（位置決め装置）が接続されている。また、第１連結片２１Ｂには、第１移動部２３Ｂ（位置決め装置）が接続されている。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。
【0057】
図５及び図８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。２次第２コイル部材１７Ａには、第２支持部２５Ａが固定されている。２次第２コイル部材１７Ｂには、第２支持部２５Ｂが固定されている。
【0058】
第２支持部２５Ａは、２次第２コイル部材１７Ａの下面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の下端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接続されている。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、第１本体部５２Ａ及び第２本体部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と第１本体部５２Ａ及び第２本体部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が固定された上端部とは反対である下端部から径方向外側に向かって延びている。
【0059】
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いる。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。以上説明の第２支持部２５Ａ，２５Ｂが、２次コイルモジュール２００におけるグリップ部品５００に相当する部位である。
【0060】
図５に示すように、第２連結片２７Ａ，２７Ｂ（第２連結片２７Ｂは不図示）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（位置決め装置）は、第２支持部２５Ａを介して２次第２コイル部材１７Ａ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。第２移動部２９Ｂ（位置決め装置）は、第２支持部２５Ｂを介して２次第２コイル部材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。
【0061】
図５及び図６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して形成されている。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、送水管３７ａを介してポンプ３７が連結されている。ポンプ３７は、水等の冷却液Ｌを、送水管３７ａを介して冷却環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の外周面に向かって噴出し、軸状体５１を冷却する。
冷却環３６には、送水管３７ａを介してポンプ３７が連結されている。ポンプ３７は、水等の冷却液Ｌを、送水管３７ａを介して冷却環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の外周面に向かって噴出し、軸状体５１を冷却する。
【0062】
図５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３９ａが形成されている。支え板３９には、ピニオン３９ａを駆動するモータ４０が取付けられている。
支え板３９のピニオン３９ａは、ラック４２に噛み合っている。モータ４０を駆動すると、ピニオン３９ａが正回転又は逆回転するので、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３９ａはボールねじを挟むように複数配置してもよい。
支え板３９のピニオン３９ａは、ラック４２に噛み合っている。モータ４０を駆動すると、ピニオン３９ａが正回転又は逆回転するので、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３９ａはボールねじを挟むように複数配置してもよい。
【0063】
制御部４６は、図示はしないが、演算回路と、メモリと、を備えている。メモリには、演算回路を駆動するための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。
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。
【0064】
〔移動焼入れ方法〕
次に、上記のように構成された移動焼入れ装置１を用いて実現される移動焼入れ方法について説明する。
図９は、本実施形態に係る移動焼入れ方法Ｓを示すフローチャートである。
まず、第１取換工程（取換工程、図９に示すステップＳ０）において、軸状体５１の小径部５３の下端部（他方側端部）を加熱するための２次コイルモジュールの円弧形コイルを、小径部５３の下端部の外径に応じて取り換えることにより、小径部５３の下端部の加熱に適した円弧形コイルを備える２次コイルモジュール（つまり、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂ）を装備する。
次に、上記のように構成された移動焼入れ装置１を用いて実現される移動焼入れ方法について説明する。
図９は、本実施形態に係る移動焼入れ方法Ｓを示すフローチャートである。
まず、第１取換工程（取換工程、図９に示すステップＳ０）において、軸状体５１の小径部５３の下端部（他方側端部）を加熱するための２次コイルモジュールの円弧形コイルを、小径部５３の下端部の外径に応じて取り換えることにより、小径部５３の下端部の加熱に適した円弧形コイルを備える２次コイルモジュール（つまり、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂ）を装備する。
【0065】
次に、第１配置工程（配置工程、図９に示すステップＳ１）において、図５及び図６に示すように、制御部４６は、第１移動部２３Ａ，２３Ｂを駆動して、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を周方向の２箇所で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の軸線Ｃに対向する各外周面に接する内接円の径Ｒ１（つまり内径）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、内径Ｒ１が第１本体部５２Ａ及び第２本体部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の各内周面は、小径部５３の外周面から径方向外側に離間している。
第１配置工程Ｓ１が終了すると、ステップＳ３に移行する。
第１配置工程Ｓ１が終了すると、ステップＳ３に移行する。
【0066】
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を駆動して１次コイル部材１１に高周波電流を流す。ポンプ３７を駆動して、冷却環３６の複数のノズル３６ｂから冷却液Ｌを噴出する。モータ４０を駆動して、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をこの順に外挿し、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。
具体的には、カーレントトランス１２を駆動して１次コイル部材１１に高周波電流を流す。ポンプ３７を駆動して、冷却環３６の複数のノズル３６ｂから冷却液Ｌを噴出する。モータ４０を駆動して、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をこの順に外挿し、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。
【0067】
第２本体部５２Ｂを、その下端部から上方（小径部５３）に向かって１次コイル部材１１により加熱し、さらに冷却環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に他のコイルを介さず直接電流が流れ、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は、誘導加熱により加熱されて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。こうして、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。
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。
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。
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。
【0068】
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の下端部を加熱開始する。このとき、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂは、１次コイル部材１１から径方向内側に離間している。
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２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを介して小径部５３の下端部に電流が流れ、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７に示すように、１次コイル部材１１に方向Ｅ１の電流が流れると、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。こうして、小径部５３の下端部が加熱される。
なお、第１本体加熱工程Ｓ３の後でかつ第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。
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の下端部に電流が流れ、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７に示すように、１次コイル部材１１に方向Ｅ１の電流が流れると、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。こうして、小径部５３の下端部が加熱される。
なお、第１本体加熱工程Ｓ３の後でかつ第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。
【0069】
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を駆動して、図１０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１１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させる。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。
第１離間工程Ｓ７が終了すると、ステップＳ９に移行する。
【0070】
次に、中央加熱工程（ステップＳ９）において、図１２に示すように、小径部５３における軸線Ｃ方向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。小径部５３の中央部を加熱するときの１次コイル部材１１は、軸状体５１における第１本体部５２Ａ及び第２本体部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）に対し、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している。そのため、１次コイル部材１１に流す電流値を増加させても、接続部分５１ａの温度が高くなり過ぎるのが抑えられる。
小径部５３の軸線Ｃ方向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、元の電流値に戻す。
中央加熱工程Ｓ９が終了すると、ステップＳ１０に移行する。
小径部５３の軸線Ｃ方向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、元の電流値に戻す。
中央加熱工程Ｓ９が終了すると、ステップＳ１０に移行する。
【0071】
なお、第１離間工程Ｓ７及び中央加熱工程Ｓ９に代えて、中央加熱工程において２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを用いて小径部５３における軸線Ｃ方向の中央部を加熱してもよい。その場合、この中央加熱工程の後で、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させる第１離間工程を行う。
【0072】
次に、第２取換工程（取換工程、図９に示すステップＳ１０）において、軸状体５１の小径部５３の上端部（一方側端部）を加熱するための２次コイルモジュールの円弧形コイルを、小径部５３の上端部の外径に応じて取り換える。これにより、小径部５３の上端部の加熱に適した円弧形コイルを備える２次コイルモジュール（つまり、２次第２コイル部材１７Ａ，１７Ｂ）を装備する。
【0073】
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を駆動して、図１３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１４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８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している。
第２配置工程Ｓ１１が終了すると、ステップＳ１３に移行する。
第２配置工程Ｓ１１が終了すると、ステップＳ１３に移行する。
【0074】
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８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から径方向に離間している。
第２加熱工程Ｓ１３が終了すると、ステップＳ１５に移行する。
第２加熱工程Ｓ１３が終了すると、ステップＳ１５に移行する。
【0075】
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Ｓ１５が終了すると、ステップＳ１７に移行する。
【0076】
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を駆動して、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させる。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から冷却液Ｌを噴出させることにより、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た状態となる。移動焼入れされた軸状体５１は、硬度が向上する。
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から冷却液Ｌを噴出させることにより、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た状態となる。移動焼入れされた軸状体５１は、硬度が向上する。
【0077】
上述したように、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を離間させたりしながら、軸状体５１を移動焼入れする。
【0078】
以上説明したように、本実施形態に係る移動焼入れ装置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。
そして、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の第１本体部５２Ａ及び第２本体部５２Ｂについては、１次コイル部材１１の電磁誘導により第１本体部５２Ａ及び第２本体部５２Ｂに直接電流が流れ、第１本体部５２Ａ及び第２本体部５２Ｂの電気抵抗により第１本体部５２Ａ及び第２本体部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第１本体部５２Ａ及び第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により冷却して、第１本体部５２Ａ及び第２本体部５２Ｂを移動焼入れする。
そして、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の第１本体部５２Ａ及び第２本体部５２Ｂについては、１次コイル部材１１の電磁誘導により第１本体部５２Ａ及び第２本体部５２Ｂに直接電流が流れ、第１本体部５２Ａ及び第２本体部５２Ｂの電気抵抗により第１本体部５２Ａ及び第２本体部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第１本体部５２Ａ及び第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により冷却して、第１本体部５２Ａ及び第２本体部５２Ｂを移動焼入れする。
【0079】
一方で、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に電流が流れ、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を同様に冷却環３６で冷却して、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。
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。
【0080】
例えば、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの内接円の径Ｒ１（つまり内径）が軸状体５１の第１本体部５２Ａ及び第２本体部５２Ｂの外径よりも僅かに大きい場合でも、第１本体部５２Ａ及び第２本体部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。
【0081】
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（つまり内径）は、第１本体部５２Ａ及び第２本体部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。
【0082】
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。これにより、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に干渉するのを防いで、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。
【0083】
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。これにより、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。
【0084】
なお、２次第２コイル部材１７Ａ及び第２支持部２５Ａの代わりに、２次第１コイル部材１６Ａ及び第１支持部１９Ａから第１支持部１９Ａを取外し、そして第２支持部２５Ａを取付けたものを用いてもよい。あるいは、２次第２コイル部材１７Ａ及び第２支持部２５Ａの代わりに、２次第１コイル部材１６Ａ及び第１支持部１９Ａの配置を水平面に沿う軸線回りに１８０°回転（上下反転）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は、第１連結片２１Ｂを備えなくてもよい。第２支持部２５Ｂは、第２連結片２７Ｂを備えなくてもよい。
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は、第１連結片２１Ｂを備えなくてもよい。第２支持部２５Ｂは、第２連結片２７Ｂを備えなくてもよい。
【0085】
２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの軸線Ｃ方向の長さが軸状体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。
【0086】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態のみに限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。
例えば、上記実施形態において、軸状体５１は、軸線Ｃが上下方向（鉛直方向）に沿うように配置されなくてもよく、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。
例えば、上記実施形態において、軸状体５１は、軸線Ｃが上下方向（鉛直方向）に沿うように配置されなくてもよく、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。
【0087】
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。
軸状体５１は、鉄道車両用の車軸であるとしたが、ボールネジ等の他の軸状体であってもよい。
また、図２Ａから図４では、円弧形コイル３００の冷媒導入口３１０及び冷媒排出口３２０が中心軸Ｃ１０方向の一方側Ｄ１０に開口する例を示した。１次コイルの半径方向内側に２次コイル（円弧形コイル）を配置するときに、１次コイルと２次コイルとの間隙を小さくした方が少ない供給電流で加熱できる。そのため、冷媒導入口３１０及び冷媒排出口３２０は、中心軸Ｃ１０方向に開口することが望ましく、導入側と排出側の方向を合わせると１次コイルから離間させやすく着脱が容易になるため望ましい。しかし、開口部は半径方向外向きに形成されてもよく、あるいは中心軸Ｃ１０方向の他方側に形成されてもよい。
また、上記実施形態では、冷媒導入管４１０及び冷媒排出管４２０を円弧形コイル３００に着脱させる接続部品について弾性材料の例で説明した。しかし、接続部品は、嵌合力を制御できるのであれば必ずしも接続部品を弾性変形させる必要はなく、剛性の高い材料であってもよい。
軸状体５１は、鉄道車両用の車軸であるとしたが、ボールネジ等の他の軸状体であってもよい。
また、図２Ａから図４では、円弧形コイル３００の冷媒導入口３１０及び冷媒排出口３２０が中心軸Ｃ１０方向の一方側Ｄ１０に開口する例を示した。１次コイルの半径方向内側に２次コイル（円弧形コイル）を配置するときに、１次コイルと２次コイルとの間隙を小さくした方が少ない供給電流で加熱できる。そのため、冷媒導入口３１０及び冷媒排出口３２０は、中心軸Ｃ１０方向に開口することが望ましく、導入側と排出側の方向を合わせると１次コイルから離間させやすく着脱が容易になるため望ましい。しかし、開口部は半径方向外向きに形成されてもよく、あるいは中心軸Ｃ１０方向の他方側に形成されてもよい。
また、上記実施形態では、冷媒導入管４１０及び冷媒排出管４２０を円弧形コイル３００に着脱させる接続部品について弾性材料の例で説明した。しかし、接続部品は、嵌合力を制御できるのであれば必ずしも接続部品を弾性変形させる必要はなく、剛性の高い材料であってもよい。
【0088】
〔解析結果〕
以下では、本実施形態に基づく実施例１，２の移動焼入れ装置１と、比較例の移動焼入れ装置をシミュレーションした結果について説明する。
図１５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の上下方向の長さが、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く、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。
以下では、本実施形態に基づく実施例１，２の移動焼入れ装置１と、比較例の移動焼入れ装置をシミュレーションした結果について説明する。
図１５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の上下方向の長さが、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く、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。
【0089】
本体部５２の外径は１９８ｍｍであり、小径部５３の外径（最小径）は１８１ｍｍであるとした。軸状体５１の材質は、炭素鋼であるとした。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。
【0090】
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。
【0091】
［実施例１］
図１６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１６及び後述する図１７、図１８中には、灰色の濃淡に対応した温度スケールを示す。温度は、灰色が白くなるに従い漸次、高くなる。
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に確保しながら、図１６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。この領域Ｒ１１での最高温度は、１１４９℃である。
図１６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１６及び後述する図１７、図１８中には、灰色の濃淡に対応した温度スケールを示す。温度は、灰色が白くなるに従い漸次、高くなる。
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に確保しながら、図１６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。この領域Ｒ１１での最高温度は、１１４９℃である。
【0092】
［実施例２］
実施例２の移動焼入れ装置１は、実施例１の移動焼入れ装置１に比べて、図１５中に二点鎖線で示すように、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの内接円の径が本体部５２の外径よりも小さいことが異なる。２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの内接円の径は、本体部５２の外径よりも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に確保しながら、図１７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。この領域Ｒ１２での最高温度は、１０７２℃である。
実施例２の移動焼入れ装置１は、実施例１の移動焼入れ装置１に比べて、図１５中に二点鎖線で示すように、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの内接円の径が本体部５２の外径よりも小さいことが異なる。２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂの内接円の径は、本体部５２の外径よりも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に確保しながら、図１７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。この領域Ｒ１２での最高温度は、１０７２℃である。
【0093】
［比較例］
図１８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、実施例１，２の移動焼入れ装置１の構成とは異なり、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを備えていない。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。この領域Ｒ１３での最高温度は、１２２５℃である。
図１８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、実施例１，２の移動焼入れ装置１の構成とは異なり、２次第１コイル部材１６Ａ，１６Ｂを備えていない。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。この領域Ｒ１３での最高温度は、１２２５℃である。
【0094】
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。
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。
【産業上の利用可能性】
【0095】
本発明によれば、様々な形状（外径）を有する軸状体に対応可能であって且つ２次コイルの交換容易性が高い２次コイルモジュールと、その２次コイルモジュールを備えた移動焼入れ装置と、その移動焼入れ装置によって実現可能な移動焼入れ方法とを提供することが可能である。よって、産業上の利用可能性は大である。
【符号の説明】
【0096】
１００、３００ 円弧形コイル
２００ ２次コイルモジュール
３１０ 冷媒導入口
３２０ 冷媒排出口
４１０ 冷媒導入管、冷却治具
４２０ 冷媒排出管、冷却治具
４３０ 第１接続部品、冷却治具
４４０ 第２接続部品、冷却治具
４５０ 冷媒供給管、冷却治具
４６０ 冷媒回収管、冷却治具
５００ グリップ部品
１ 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
１７Ａ，１７Ｂ ２次第２コイル部材
５１ 軸状体
５２ 本体部
５３ 小径部
２００ ２次コイルモジュール
３１０ 冷媒導入口
３２０ 冷媒排出口
４１０ 冷媒導入管、冷却治具
４２０ 冷媒排出管、冷却治具
４３０ 第１接続部品、冷却治具
４４０ 第２接続部品、冷却治具
４５０ 冷媒供給管、冷却治具
４６０ 冷媒回収管、冷却治具
５００ グリップ部品
１ 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
１７Ａ，１７Ｂ ２次第２コイル部材
５１ 軸状体
５２ 本体部
５３ 小径部
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図3A】
【図3B】
【図3C】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】