JP5129494B2

JP5129494B2 - 高周波誘導加熱コイル

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Publication number: JP5129494B2
Application number: JP2007068436A
Authority: JP
Inventors: 精一沢津橋; 淳岩永
Original assignee: Denki Kogyo Co Ltd
Current assignee: DKK Co Ltd
Priority date: 2007-03-16
Filing date: 2007-03-16
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2027-03-16
Also published as: JP2008231455A

Description

本発明は、プーリ機構変速装置のプーリのテーパ面（動力伝達面）、又は、プーリ機構変速装置のプーリシャフトのテーパ面及びシャフト部を焼入処理等のために高周波誘導加熱する高周波誘導加熱コイルに関する。

図１１は、従来より用いられているプーリ機構変速装置１を示すものであって、このプーリ機構変速装置１は、動力伝達面としての円錐台形状のテーパ面２及びこのテーパ面２に連設されたシャフト部３を有するプーリシャフト４と、このプーリシャフト４のシャフト部３に嵌着されてプーリシャフト４のテーパ面２に対して逆向きに対向配置される動力伝達面としての円錐台形状のテーパ面５を有するプーリ６とからそれぞれ成る第１及び第２の組み合わせ部材７，８を配置し、第１の組み合わせ部材７のプーリシャフト４及びプーリ６のテーパ面２，５間の箇所と、第２の組み合わせ部材８のプーリシャフト４及びプーリ６のテーパ面２，５間の箇所とにベルト９を架設して変速を行うようにした構成したものである。なお、図１１において、Ｍは、一方の（第１の）組み合わせ部材７をその軸線を中心に回転駆動するためのモータである。

上述のような、プーリ機構変速装置１にあっては、プーリシャフト４及びプーリ６のテーパ面２，５（ほぼ同一の円錐台形状のものから成る）は、ベルト９に圧接するために硬度上げをする必要があり、これらのテーパ面２，５の硬度上げとしては、従来では通常、高周波誘導加熱した後に急冷することによる高周波焼入処理が採用されている。

この際の高周波誘導加熱を行うために用いる高周波誘導加熱コイルとしては、多くの公知技術のものがあるが、その一例として特開平９−２５５２０号（特許文献１）に記載の高周波誘導加熱コイルが挙げられる。
特開平９−２５５２０号

特開平９-２５５２０号は、プーリシャフト及びプーリのベルト摺動面を高周波誘導加熱する高周波誘導加熱コイルを開示しており、その高周波誘導加熱コイルの構造としては特開平９-２５５２０号の図１及び図２に示すように、中心角を所定の角度毎に分割する第１〜第５の円弧部と、互いに隣接する第１〜第５の円弧部との端部をそれぞれ連結する第１〜第４の段部とから成り、第１〜第５の円弧部の各々の中心角及び第１〜第５の円弧部の中心からの半径をベルト摺動面の各部位の温度分布に応じて設定して変化させるようにしたものである。

この高周波誘導加熱コイルは上述の如き構造から成り、特開平９-２５５２０号の図２に示されているように第１〜第５の円弧部の各々の中心角は図面上では同一の角度に見えるが、実際にはそれぞれ相違しており、かつ、各第１〜第５円弧部の半径も相違しており、第１の円弧部から第５の円弧部の側に行くに従って角度及び半径が徐々に大きくなっており、その度合いも一定ではない。

このように、特開平９-２５５２０号に記載の高周波誘導加熱コイルは、角度も半径もそれぞれ異なり、変化すべき要因が多く、最良の条件を求めるには時間がかかる等の問題点がある。また、ベルト摺動面（動力伝達面としてのテーパ面）に対応配置される高周波誘導加熱コイル部分がベルト摺動面のほぼ半分の角度であるため、加熱効率が低い場合がある。

本発明は、以上の事情に鑑みて発明されたものであって、その目的は、構造が簡単で調整箇所が少ないものでありながら、プーリシャフトのテーパ面及びシャフト部やプーリのテーパ面をほぼ均一にしかも加熱効率良く高周波誘導加熱することができる高周波誘導加熱コイルを提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明では、動力伝達面としての円錐台形状のテーパ面及び前記テーパ面に連設されたシャフト部を有するプーリシャフトと、前記プーリシャフトに装着されて前記プーリシャフトのテーパ面に対して逆向きに対向配置される動力伝達面としての円錐台形状のテーパ面を有するプーリとからそれぞれ成る第１及び第２の組み合わせ部材を配置し、前記第１の組み合わせ部材のプーリシャフト及びプーリのテーパ面間の箇所と、前記第２の組み合わせ部材のプーリシャフト及びプーリのテーパ面間の箇所とにベルトを架設して変速を行うプーリ機構変速装置を構成する前記プーリのテーパ面を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルにおいて、
（ａ）一端部が前記プーリのテーパ面の中心箇所に対応する位置に配置されて高周波電源に接続される第１及び第２のリード端子部と、
（ｂ）前記第１及び第２のリード端子部にそれぞれ接続された第１及び第２の連結導体部と、
（ｃ）互いに対向する対称位置に設けられ、かつ、前記プーリのテーパ面の外周にほぼ対応するように円弧状に延びる第１及び第２の円弧状コイル部と、
（ｄ）前記第１の円弧状コイル部の円弧方向の中央箇所から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と前記第１の連結導体部との間にそれぞれ架設されて前記プーリのテーパ面に沿うように傾斜された第３及び第４の直線状コイル部と、
（ｅ）前記第２の円弧状コイル部の円弧方向の中央箇所から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と前記第２の連結導体部との間にそれぞれ架設されて前記プーリのテーパ面に沿うように傾斜された第５及び第６の直線状コイル部と、
（ｆ）前記第１及び第２の円弧状コイル部のそれぞれの一端の間に連結され、かつ、前記プーリのテーパ面の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第７の円弧状コイル部と、
（ｇ）前記第１及び第２の円弧状コイル部のそれぞれの他端の間に連結され、かつ、前記プーリのテーパ面の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第８の円弧状コイル部と、
を具備するようにしている。
また、本発明では、上述の高周波誘導加熱コイルにおいて、前記第３及び第４の直線状コイル部のなす角度、前記第５及び第６の直線状コイル部のなす角度、前記第３及び第５の直線状コイル部のなす角度、及び前記第４及び第６の直線状コイル部のなす角度、並びに、前記第７及び第８の円弧状コイル部の半径を、高周波誘導加熱される前記プーリのテーパ面の温度分布に対応して設定するようにしている。
また、本発明では、動力伝達面としての円錐台形状のテーパ面及び前記テーパ面に連設されたシャフト部を有するプーリシャフトと、前記プーリシャフトに装着されて前記プーリシャフトのテーパ面に対向して配置される動力伝達面としての円錐台形状のテーパ面を有するプーリとからそれぞれ成る第１及び第２の組み合わせ部材を配置し、前記第１の組み合わせ部材のプーリシャフト及びプーリのテーパ面間の箇所と、前記第２の組み合わせ部材のプーリシャフト及びプーリのテーパ面間の箇所とにベルトを架設して変速を行うプーリ機構変速装置を構成する前記プーリシャフトのテーパ面及びシャフト部を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルにおいて、
（ａ）前記プーリシャフトのシャフト部に対向して配置され、前記シャフト部を円弧状に取り囲むように延びて高周波電源に接続される円弧状の第１及び第２のリード端子部と、
（ｂ）前記第１及び第２のリード端子部にそれぞれ接続された第１及び第２のシャフト部加熱用コイル部と、
（ｃ）互いに対向する対称位置に設けられ、かつ、前記プーリシャフトのテーパ面の外周にほぼ対応するように円弧状に延びる第３及び第４の円弧状コイル部と、
（ｄ）前記第３の円弧状コイル部の円弧方向の中央箇所から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と前記円弧状の第１の連結コイル部との間にそれぞれ架設されて前記プーリシャフトのテーパ面に沿うように傾斜された第５及び第６の直線状コイル部と、
（ｅ）前記第４の円弧状コイル部の円弧方向の中央箇所から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と前記円弧状の第２の連結コイル部との間にそれぞれ架設されて前記プーリシャフトのテーパ面に沿うように傾斜された第７及び第８の直線状コイル部と、
（ｆ）前記第３及び第４円弧状コイル部のそれぞれの一端の間に連結され、かつ、前記プーリシャフトのテーパ面の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第９の円弧状コイル部と、
（ｇ）前記第３及び第４の円弧状コイル部のそれぞれの他端の間に連結され、かつ、前記プーリシャフトのテーパ面の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第１０の円弧状コイル部と、
を具備するようにしている。
また、本発明では、上述の高周波誘導加熱コイルにおいて、前記第５及び第６の直線状コイル部のなす角度、前記第７及び第８の直線状コイル部のなす角度、前記第５及び第７の直線状コイル部のなす角度、及び前記第６及び第８の直線状コイル部のなす角度、並びに、前記第９及び第１０の円弧状コイル部の半径を、高周波誘導加熱される前記プーリシャフトのテーパ面の温度分布に対応して設定するようにしている。

請求項１に記載の本発明に係る高周波誘導加熱コイルは、一端部がプーリのテーパ面の中心箇所に対応する位置に配置されて高周波電源に接続される第１及び第２のリード端子部と、第１及び第２のリード端子部にそれぞれ接続された第１及び第２の連結導体部と、互いに対向する対称位置に設けられ、かつ、プーリのテーパ面の外周にほぼ対応するように円弧状に延びる第１及び第２の円弧状コイル部と、第１の円弧状コイル部の円弧方向の中央箇所から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と第１の連結導体部との間にそれぞれ架設されてプーリのテーパ面に沿うように傾斜された第３及び第４の直線状コイル部と、第２の円弧状コイル部の円弧方向の中央箇所から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と第２の連結導体部との間にそれぞれ架設されてプーリのテーパ面に沿うように傾斜された第５及び第６の直線状コイル部と、第１及び第２の円弧状コイル部のそれぞれの一端の間に連結され、かつ、プーリのテーパ面の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第７の円弧状コイル部と、第１及び第２の円弧状コイル部のそれぞれの他端の間に連結され、かつ、プーリのテーパ面の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第８の円弧状コイル部とを具備するようにしたものであるから、第１及び第２の円弧状コイル部の周長、第３〜第６の直線状コイル部の相互間の角度、第７及び第８の円弧状コイル部の中心位置及び半径のみをプーリのテーパ面の温度分布に合わせて調整することにより、これらのコイル部によりプーリのテーパ面をほぼ均一にしかも加熱効率良く高周波誘導加熱することが可能となると共に、第７及び第８の円弧状コイル部の存在により、前記テーパ面の外周側の薄肉状の先端部が過熱されるのを防止し得て均一加熱を行うことが可能となる。しかも、構造が比較的簡単で作成し易い、プーリ機構変速装置におけるプーリのテーパ面を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルを提供することができる。すなわち、本発明に係る高周波誘導加熱コイルによれば、構造が簡単で調整箇所が少ないものでありながら、プーリのテーパ面をほぼ均一にしかも加熱効率良く高周波誘導加熱することが可能となる。

また、請求項２に記載の本発明は、第３及び第４の直線状コイル部のなす角度、第５及び第６の直線状コイル部のなす角度、第３及び第５の直線状コイル部のなす角度、及び第４及び第６の直線状コイル部のなす角度、並びに、第７及び第８の円弧状コイル部の半径を、高周波誘導加熱されるプーリのテーパ面の温度分布に対応して設定するようにしたものであるから、プーリのテーパ面を所望の加熱状態に設定することが可能となる。

また、請求項３に記載の本発明は、前記プーリシャフトのシャフト部に対向して配置され、前記シャフト部を円弧状に取り囲むように延びて高周波電源に接続される円弧状の第１及び第２のリード端子部と、第１及び第２のリード端子部にそれぞれ接続された第１及び第２の連結コイル部と、互いに対向する対称位置に設けられ、かつ、プーリシャフトのテーパ面の外周にほぼ対応するように円弧状に延びる第３及び第４の円弧状コイル部と、第３の円弧状コイル部の円弧方向の中央箇所から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と円弧状の第１の連結コイル部との間にそれぞれ架設されてプーリシャフトのテーパ面に沿うように傾斜された第５及び第６の直線状コイル部と、第４の円弧状コイル部の円弧方向の中央箇所から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と円弧状の第２の連結コイル部との間にそれぞれ架設されてプーリシャフトのテーパ面に沿うように傾斜された第７及び第８の直線状コイル部と、第３及び第３の円弧状コイル部のそれぞれの一端の間に連結され、かつ、プーリシャフトのテーパ面の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第９の円弧状コイル部と、第３及び第４の円弧状コイル部のそれぞれの他端の間に連結され、かつ、プーリシャフトのテーパ面の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第１０の円弧状コイル部とを具備するようにしたものであるから、第１及び第２のシャフト部加熱用コイル部にてプーリシャフトのシャフト部（プーリシャフトの軸線を中心に回転駆動される）の外周面をほぼ均一にしかも加熱効率良く高周波誘導加熱することが可能になると共に、第３及び第４の円弧状コイル部の周長、第５〜第８の直線状コイル部の相互間の角度、第９及び第１０の円弧状コイル部の中心位置及び半径のみをプーリシャフトのテーパ面の温度分布に合わせて調整することにより、これらのコイル部にてプーリシャフトのテーパ面をほぼ均一にしかも加熱効率良く高周波誘導加熱することが可能となる。また、第９及び第１０の円弧状コイル部の存在により、前記テーパ面の外周側の薄肉状の先端部が過熱されるのを防止し得て均一加熱を行うことが可能となる。しかも、構造が比較的簡単で作成し易い、プーリ機構変速装置におけるプーリシャフトのシャフト部及びテーパ面を同時に高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルを提供することができる。すなわち、本発明に係る高周波誘導加熱コイルによれば、構造が簡単で調整箇所が少ないものでありながら、プーリシャフトのシャフト部及びテーパ面をほぼ均一にしかも加熱効率良く高周波誘導加熱することが可能となる。

また、請求項４に記載の本発明は、第５及び第６の直線状コイル部のなす角度、第７及び第８の直線状コイル部のなす角度、第５及び第７の直線状コイル部のなす角度、及び第６及び第８の直線状コイル部のなす角度、並びに、第９及び第１０の円弧状コイル部の半径を、高周波誘導加熱されるプーリシャフトのテーパ面の温度分布に対応して設定するようにしたものであるから、プーリシャフトのテーパ面を所望の加熱状態に設定することが可能となる。

以下、本発明の実施形態に係る高周波誘導加熱コイルについて、図１〜図１０を参照して説明する。なお、図１〜図１０において、図１１と同様の部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する。

まず、図１〜図４は、プーリ機構変速装置１（図１１参照）に用いられるプーリ６のテーパ面５を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイル１０を示すものである。この高周波誘導加熱コイル１０の加熱対象物（焼入対象物）であるプーリ６は、図３及び図４に示すように、テーパ面（動力伝達面としての円錐台形状の周面）５を有するテーパ円盤部１１と、このテーパ円盤部１１の中心軸（軸線）と同軸に連結されるボス部１２とを有しており、ボス部１１にはプーリシャフト４のシャフト部３に嵌り込む貫通孔１３が形成されている。なお、上述のテーパ円盤部１１は、その外周側に行くに従って肉薄状になっている。

上述の高周波誘導加熱コイル１０は、図１〜図４に示すように、一端部１５ａ，１５ｂがプーリ６のテーパ面５の中心箇所に対応する位置に配置されて高周波電源１６に接続される第１及び第２のリード端子部１７ａ，１７ｂと、これらの第１及び第２のリード端子部１７ａ，１７ｂの一端部１５ａ，１５ｂにそれぞれ接続された第１及び第２の連結導体部１８ａ，１８ｂと、互いに対向する対称位置に設けられ、かつ、プーリ６のテーパ面５の外周（外周側の縁部）にほぼ対応するように円弧状に延びる第１及び第２の円弧状コイル部１９ａ，１９ｂと、この第１の円弧状コイル部１９ａの円弧方向の中央箇所Ｎ₁（図１参照）から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と第１の連結導体部１８ａとの間にそれぞれ架設されてプーリ６のテーパ面５に沿うように傾斜された第３及び第４の直線状コイル部２０ａ，２０ｂと、第２の円弧状コイル部１９ｂの円弧方向の中央箇所Ｎ₂（図１参照）から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と第２の連結導体部１８ｂとの間にそれぞれ架設されてプーリ６のテーパ面５に沿うように傾斜された第５及び第６の直線状コイル部２１ａ，２１ｂと、第１及び第２の円弧状コイル部１９ａ，１９ｂのそれぞれの一端の間に連結され、かつ、プーリ６のテーパ面５の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第７の円弧状コイル部２２ａと、第１及び第２の円弧状コイル部１９ａ，１９ｂのそれぞれの他端の間に連結され、かつ、プーリ６のテーパ面５の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第８の円弧状コイル部２２ｂとを具備している。

なお、この高周波誘導加熱コイル１０は、互いに直交する直線Ａ，Ｂ（図１参照）のうちの直線Ａを対称軸として上下対称に構成されている。また、第１及び第２のリード部１７ａ，１７ｂを除く高周波誘導加熱コイル１０の各構成部材は、直線Ｂを対称軸として左右対称に構成されている。

すなわち、本実施形態においては、互いに対向配置される第１及び第２の円弧状コイル部１９ａ，１９ｂの周長は互いに等しく設定されると共に、互いに対向配置される第７及び第８の円弧状コイル部２２ａ，２２ｂの周長は互いに等しく設定されている。そして、上述の第７及び第８の円弧状コイル部２２ａ，２２ｂの半径Ｒ（図１参照）は互いに等しく設定されると共に、この半径Ｒの中心点α（図１参照）は第１及び第２の円弧状コイル部１９ａ，１９ｂの中心点Ｏ（図１参照）を中心とする同一半径の円周状に存在するように構成されている。また、図１に示すように、第７及び第８の円弧状コイル部２２ａ，２２ｂの中央箇所Ｎ₁，Ｎ₂及び高周波誘導加熱コイル１０の中心点（前記中心点Ｏ）を通る直線Ａ（図１において水平線）と第３の直線状コイル部２０ａとのなす角度θ₁と、前記直線Ａと第５の直線状コイル部２１ａとのなす角度θ₁とが互いに等しく設定されると共に、前記直線Ａと第４の直線状コイル部２０ｂとのなす角度θ₁と、前記直線Ａと第６の直線状コイル部２１ｂとのなす角度θ₁とが互いに等しく設定されている。従って、第３の直線状コイル部２０ａと第５の直線状コイル部２１ａとのなす角度２θ₁と、第４の直線状コイル部２０ｂと第６の直線状コイル部２１ｂとのなす角度２θ₁とが互いに等しく設定されている。さらに、第３及び第４の直線状コイル部２０ａ，２０ｂのなす角度θ₂と、第５及び第６の直線状コイル部２１ａ，２１ｂのなす角度θ₂とが互いに等しく設定されている。なお、一例としては、上述の角度θ₂は６０°に設定され、加熱対象物であるプーリ６のテーパ面５に対応配置される高周波誘導加熱コイル１０の第３〜第６の直線状コイル部２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂ及び第７及び第８の円弧状コイル部２２ａ，２２ｂによりプーリ６のテーパ面５のほぼ２／３（すなわち、｛３６０°−（６０°×２）｝／３６０°）がカバーされるように構成されている。

かくして、高周波誘導加熱コイル１０は、その中心点Ｏ及び前記中央箇所Ｎ₁，Ｎ₂を通る直線Ｂに対して左右対称に形成されると共に（但し、第１及び第２のリード部１７ａ，１７ｂを除く）、第１及び第２の円弧状コイル部１９ａ，１９ｂの中央箇所Ｎ₃，Ｎ₄及図１参照）及び高周波誘導加熱コイル１０の中心点Ｏを通る直線Ａ（図１では水平線）に対して対称に形成されている。

なお、図１〜図３における矢印Ｋは、ある瞬時における高周波電流の流れの方向を示すものであって、次の瞬間には図示の矢印で示す方向とは反対の方向の方向に高周波電流が流れるようになっている。また、図示を省略したが、高周波誘導加熱コイル１０の各構成部材は、冷却水が流通されるようなパイプ材にて構成されており、図外の冷却水供給機構から冷却水が供給されて流通されるようになっている。

一方、図４に示すように、プーリ６用の高周波誘導加熱コイル１０のまわりには冷却水噴射装置２４が配設されている。また、プーリ６は図４に示すように例えば上下方向に昇降移動して高周波誘導加熱コイル１０に対して近接又は離隔するように配置されるが、プーリ６はプーリシャフト４のようにシャフト部３がないため、冷却水噴射装置２４の全体としての軸方向の寸法が相対的に短く、しかも冷却水噴射装置２４は図４に示す如く斜めに傾斜されて固定配置されている。すなわち、冷却水Ｐが冷却水噴射装置２４の多数の冷却水噴射孔２５から下向きに噴射されるように設定されている。

次に、以上の如き構成の高周波誘導加熱コイル１０を用いてプーリ６のテーパ面５を高周波誘導加熱して焼入処理（硬度上げ）する際の動作について述べる。まず、図３及び図４に示すように、高周波誘導加熱コイル１０の中心線とプーリ６の軸線とを一致させ、プーリ６のテーパ面５の外周面（外周側の縁部）に第１及び第２の円弧状コイル部１９ａ，１９ｂを僅かな隙間（１．０〜２．０ｍｍ程度）を隔てて対向配置すると共に、第３〜第６の直線状コイル部２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂをプーリ６のテーパ面５に対して僅かな隙間（１．０〜２．０ｍｍ程度）を隔ててテーパ面５の半径に対して平行状に配置する。そして、プーリ６をその軸線を中心として矢印βで示し如く回転駆動すると共に、高周波誘導加熱コイル１０に高周波電源１６から高周波電流を供給する。

これに伴い、ある瞬間においては図１，図２及び図３において矢印で示すように、例えば、高周波電源１６から供給される高周波電流は、第１のリード端子部１７ａ及び第１の連結導体部１８ａを介して第３及び第４の直線状コイル部２０ａ，２０ｂにそれぞれ流れ、第１の円弧状コイル部１９ａを通って第７及び第８の円弧状コイル部２２ａ，２２ｂにそれぞれ流れ、さらに第２の円弧状コイル部１９ｂを介して第５及び第６の直線状コイル部２１ａ，２１ｂにそれぞれ流れて第２のリード端子部１７ｂに入り、高周波電源１４に戻る。そして、次の瞬間には、これとは逆の経路で高周波電流が流れる。

これにより、回転駆動されているプーリ６のテーパ面５は、その全面がほぼ均等に高周波誘導加熱される。この場合、高周波誘導加熱コイル１０には、その中心側に向けて湾曲されている第７及び第８の円弧状コイル部材２２ａ，２２ｂが設けられているため、プーリ６のテーパ円盤部１１のうちの他の部分よりも相対的に肉薄のテーパ面５の外周端部分のオーバヒートが防止されることとなる一方、これらの第７及び第８の円弧状コイル部材２２ａ，２２ｂはテーパ円盤部１１の肉厚部分の加熱温度不足の解消にも役割を果たしているため、テーパ面５の全面が所要の焼入温度にほぼ均等に高周波誘導加熱されることとなる。

次いで、所要の焼入温度に高周波誘導加熱されたプーリ６のテーパ面５に冷却水噴射装置２４の多数の冷却水噴射孔２５から冷却水が噴射され、これにより図３及び図４において斜線で示されるテーパ面５の表面領域に所要の焼入硬化層Ｓが形成される。

また、図５〜図８は、プーリ機構変速装置１（図１１参照）に用いられるプーリシャフト４のテーパ面２及びシャフト部３を同時に高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイル３０を示すものである。この高周波誘導加熱コイル３０の加熱対象物（焼入対象物）であるプーリシャフト４は、図７及び図８に示すように、プーリ６のテーパ面５とほぼ同様の形状のテーパ面（動力伝達面としての円錐台形状の周面）２を有するテーパ円盤部３１と、このテーパ円盤部３１の中心箇所に同軸に基端部が連結されて突出するシャフト部３とを有してなる。なお、上述のテーパ円盤部３１は、その外周側に行くに従って肉薄状になっている。

このようにプーリシャフト４のシャフト部３がテーパ面２の中心箇所において突出形成されているため、既述の高周波誘導加熱コイル１０に比べてリード端子部の形状が異なって円弧状に形成されると共に、既述の高周波誘導加熱コイル１０の第１及び第２の連結コイル部１８ａ，１８ｂに代えてシャフト部加熱用のシャフト部加熱用コイル部１８ａ’，１８ｂ’が設けられるが、その他の部分のコイル形状はプーリ６用の高周波誘導加熱コイル１０の場合と実質的に同一である。従って、既述の高周波誘導加熱コイル１０と同様の構成部分には同一の符号を付して重複する説明を省略する。なお、上述のシャフト部加熱用コイル部１８ａ’，１８ｂ’は、図６に示すように、プーリシャフト４のシャフト部３の軸線方向の長さに応じて、その上下方向の寸法が既述の第１及び第２の連結コイル部１８ａ，１８ｂより長く設定されている。

本実施形態の高周波誘導加熱コイル３０は、図５〜図８に示すように、プーリシャフト４のシャフト部３に対向して配置され、このシャフト部３を円弧状に取り囲むように延びて高周波電源１６に接続される円弧状の第１及び第２のリード端子部３２ａ，３２ｂと、第１及び第２のリード端子部３２ａ，３２ｂにそれぞれ接続された第１及び第２のシャフト部加熱用コイル部１８ａ’，１８ｂ’と、互いに対向する対称位置に設けられ、かつ、プーリシャフト４のテーパ面２の外周にほぼ対応するように円弧状に延びる第３及び第４の円弧状コイル部１９ａ，１９ｂと、第３の円弧状コイル部１９ａの円弧方向の中央箇所Ｎ₁から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と第１のシャフト部加熱用コイル部１８ａ’との間にそれぞれ架設されてプーリシャフト４のテーパ面２に沿うように傾斜された第５及び第６の直線状コイル部２０ａ，２０ｂと、第４の円弧状コイル部１９ｂの円弧方向の中央箇所Ｎ₂から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と第２のシャフト部加熱用コイル部１８ｂ’との間にそれぞれ架設されてプーリシャフト４のテーパ面２に沿うように傾斜された第７及び第８の直線状コイル部２１ａ，２１ｂと、第３及び第４の円弧状コイル部１９ａ，１９ｂのそれぞれの一端の間に連結され、かつ、プーリシャフト４のテーパ面２の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第９の円弧状コイル部２２ａと、第３及び第４の円弧状コイル部１９ａ，１９ｂのそれぞれの他端の間に連結され、かつ、プーリシャフト４のテーパ面２の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第１０の円弧状コイル部２２ｂとを具備している。

なお、図３〜図７における矢印Ｋは、ある瞬時における高周波電流の流れの方向を示すものであって、次の瞬間には図示の矢印で示す方向とは反対の方向の方向に高周波電流が流れるようになっている。

一方、図８に示すように、プーリシャフト４用の高周波誘導加熱コイル３０のまわりにも多数の冷却水噴射孔３３を有する冷却水噴射装置３４が配設されるが、この冷却水噴射装置３４はプーリシャフト４のシャフト部３の軸線とほぼ平行に、かつその軸線長とほぼ同一の長さのものからなる。そして、この冷却水噴射装置３４は、加熱対象物であるプーリシャフト４の移動（下降移動）に伴ってプーリシャフト４と同一の方向に移動するように構成されている。但し、上述の冷却水噴射装置３４に限定されるものではなく、必要に応じて各種の構成の冷却水噴射機構を用いることも可能である。

なお、冷却水噴射装置２４，３４による冷却水の噴射時期については、プーリ６を冷却水噴射装置２４（図４参照）で冷却する場合には、プーリ６のテーパ面５が所定の加熱温度に到達した直後から噴射されるが、プーリシャフト４を冷却水噴射装置３４で冷却する場合には、図８に示すようにプーリシャフト４が高周波誘導加熱コイル３０から離れる直後から噴射が開始するように設定されている。かくして、高周波誘導加熱コイル１０，３０の周辺には、図４及び図８に示すように、プーリ６及びプーリシャフト４の焼入位置からの移動に伴って移動及び冷却水噴射時期をコントロールされる冷却水噴射装置２４，３４が付設されている。そして、プーリ６やプーリシャフト３用の高周波誘導加熱コイル１０，３０の周りに冷却水噴射装置２４，３４を配置し、これを移動可能にし、その移動の時期や冷却水噴射時期をコントロールすることにより、所望の焼入硬化層Ｓ（図５及び図８参照）が確実に形成されるようになっている。なお、加熱終了直後に冷却水を噴射して、冷却水を噴射しながらプーリシャフト４を下降移動し、プーリシャフト４が高周波誘導加熱コイル３０から離れた位置で停止させて冷却する方式を採用してもよい。また、冷却水の噴射時期は、これに限定されるものではなく、他の時期についても適用可能であることは勿論である。

以上のように、高周波誘導加熱コイル１０，３４は、図１〜図８に示す如き構成のものからなるが、実際上は、これらのコイル１０，３４には、磁束集中部材が設けられるようになっている。例えば、プーリ６用の高周波誘導加熱コイル１０にあっては、図９及び図１０に示すように、第３〜第６の直線状コイル部２０ａ，２０ｂ，２１ａ，２１ｂに磁束集中部材４０がそれぞれ設けられると共に、第１及び第２の円弧状コイル部１９ａ，１９ｂ及び第７及び第８の円弧状コイル部２２ａ，２２ｂの各両端箇所に磁束集中部材４１，４２がそれぞれ設けられている。なお、これらの磁束集中部材４０，４１，４２は、加熱効率を向上させるためのものであり、珪素鋼板やダストコア等からなる。これらの配置については実験的及び経験的に定められる。

上述の如き構成の高周波誘導加熱コイル１０，３０によれば、構造が簡単で調整箇所が少ないものでありながら、プーリ６のテーパ面５やプーリシャフト４のテーパ面２及びシャフト部３の外周面をほぼ均一にしかも加熱効率良く高周波誘導加熱することができる。これに応じて、構造が簡単で調整箇所が少ない高周波誘導加熱コイル１０，３０でありながら、プーリ６のテーパ面５やプーリシャフト４のテーパ面２及びシャフト部３の外周面３ａに均一深さの焼入硬化層Ｓ（図４及び図８参照）を形成することができる。

以上、本発明の一実施形態について述べたが、本発明はこの実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて各種の変形及び変更が可能である。例えば、既述の実施形態では、直線状コイル部２０ａ，２０ｂのなす角度上述の角度θ₂及び直線状コイル部２１ａ，２１ｂのなす角度上述の角度θ₂を６０°に設定したが、磁束集中部材４０，４１，４２が互いに干渉しない範囲内であれば、６０°以下に変更可能である。また、プーリ６のテーパ面５、並びに、プーリシャフト４のテーパ面２及びシャフト部４の外周面の全面を均一に硬度上げさせることができるが、本発明は、以上の説明の内容に限定するものではなく、同一技術的範疇のものが適用されることは勿論である。

プーリのテーパ面を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱加熱コイルの形状を示す平面図である。図１の高周波誘導加熱加熱コイルの側面図である。図１におけるＸ−Ｘ線断面図であって、図１の高周波誘導加熱コイルによりプーリのテーパ面を高周波誘導加熱している状態を示す断面図である。プーリのテーパ面を高周波誘導加熱した後に冷却水噴射装置により冷却処理（焼入処理）している状態を示す断面図である。プーリシャフトのテーパ面及びシャフト部を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱加熱コイルの形状を示す平面図である。図５の高周波誘導加熱加熱コイルの側面図である。図５におけるＹ−Ｙ線断面図であって、図５の高周波誘導加熱加熱コイルによりプーリシャフトのテーパ面及びシャフト部を高周波誘導加熱している状態を示す断面図である。プーリシャフトのテーパ面お呼びシャフト部を高周波誘導加熱した後に冷却水噴射装置により冷却処理（焼入処理）している状態を示す断面図である。図１に示すプーリ用の高周波誘導加熱コイルに磁束集中部材を配置した状態を示す平面図である。図９におけるＺ−Ｚ線断面図である。プーリ機構変速装置の構造を概念的に示す断面図である。

符号の説明

１プーリ機構変速装置
２テーパ面
３シャフト部
４プーリシャフト
５テーパ面
６プーリ
１０高周波誘導加熱コイル
１１テーパ円盤部
１５ａ，１５ｂ一端部
１６高周波電源
１７ａ，１７ｂリード部
１８ａ，１８ｂ連結導体部
１８ａ’，１８ｂ’ シャフト部加熱用コイル部
１９ａ，１９ｂ円弧状コイル部
２０ａ，２０ｂ直線状コイル部
２１ａ，２１ｂ直線状コイル部
２２ａ，２２ｂ円弧状コイル部
２４冷却水噴射装置
２５冷却水噴射孔
３０高周波誘導加熱コイル
３２ａ，３２ｂリード端子部
３３ａ，３３ｂ冷却水噴射装置
４０，４１，４２磁束集中部材

Claims

動力伝達面としての円錐台形状のテーパ面及び前記テーパ面に連設されたシャフト部を有するプーリシャフトと、前記プーリシャフトに装着されて前記プーリシャフトのテーパ面に対して逆向きに対向配置される動力伝達面としての円錐台形状のテーパ面を有するプーリとからそれぞれ成る第１及び第２の組み合わせ部材を配置し、前記第１の組み合わせ部材のプーリシャフト及びプーリのテーパ面間の箇所と、前記第２の組み合わせ部材のプーリシャフト及びプーリのテーパ面間の箇所とにベルトを架設して変速を行うプーリ機構変速装置を構成する前記プーリのテーパ面を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルにおいて、
（ａ）一端部が前記プーリのテーパ面の中心箇所に対応する位置に配置されて高周波電源に接続される第１及び第２のリード端子部と、
（ｂ）前記第１及び第２のリード端子部にそれぞれ接続された第１及び第２の連結導体部と、
（ｃ）互いに対向する対称位置に設けられ、かつ、前記プーリのテーパ面の外周にほぼ対応するように円弧状に延びる第１及び第２の円弧状コイル部と、
（ｄ）前記第１の円弧状コイル部の円弧方向の中央箇所から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と前記第１の連結導体部との間にそれぞれ架設されて前記プーリのテーパ面に沿うように傾斜された第３及び第４の直線状コイル部と、
（ｅ）前記第２の円弧状コイル部の円弧方向の中央箇所から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と前記第２の連結導体部との間にそれぞれ架設されて前記プーリのテーパ面に沿うように傾斜された第５及び第６の直線状コイル部と、
（ｆ）前記第１及び第２の円弧状コイル部のそれぞれの一端の間に連結され、かつ、前記プーリのテーパ面の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第７の円弧状コイル部と、
（ｇ）前記第１及び第２の円弧状コイル部のそれぞれの他端の間に連結され、かつ、前記プーリのテーパ面の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第８の円弧状コイル部と、
を具備することを特徴とする高周波誘導加熱コイル。
前記第３及び第４の直線状コイル部のなす角度、前記第５及び第６の直線状コイル部のなす角度、前記第３及び第５の直線状コイル部のなす角度、及び前記第４及び第６の直線状コイル部のなす角度、並びに、前記第７及び第８の円弧状コイル部の半径を、高周波誘導加熱される前記プーリのテーパ面の温度分布に対応して設定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の高周波誘導加熱コイル。
動力伝達面としての円錐台形状のテーパ面及び前記テーパ面に連設されたシャフト部を有するプーリシャフトと、前記プーリシャフトに装着されて前記プーリシャフトのテーパ面に対向して配置される動力伝達面としての円錐台形状のテーパ面を有するプーリとからそれぞれ成る第１及び第２の組み合わせ部材を配置し、前記第１の組み合わせ部材のプーリシャフト及びプーリのテーパ面間の箇所と、前記第２の組み合わせ部材のプーリシャフト及びプーリのテーパ面間の箇所とにベルトを架設して変速を行うプーリ機構変速装置を構成する前記プーリシャフトのテーパ面及びシャフト部を高周波誘導加熱するための高周波誘導加熱コイルにおいて、
（ａ）前記プーリシャフトのシャフト部に対向して配置され、前記シャフト部を円弧状に取り囲むように延びて高周波電源に接続される円弧状の第１及び第２のリード端子部と、
（ｂ）前記第１及び第２のリード端子部にそれぞれ接続された第１及び第２のシャフト部加熱用コイル部と、
（ｃ）互いに対向する対称位置に設けられ、かつ、前記プーリシャフトのテーパ面の外周にほぼ対応するように円弧状に延びる第３及び第４の円弧状コイル部と、
（ｄ）前記第３の円弧状コイル部の円弧方向の中央箇所から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と前記円弧状の第１の連結コイル部との間にそれぞれ架設されて前記プーリシャフトのテーパ面に沿うように傾斜された第５及び第６の直線状コイル部と、
（ｅ）前記第４の円弧状コイル部の円弧方向の中央箇所から時計方向及び反時計方向に等角度だけ隔てた箇所と前記円弧状の第２の連結コイル部との間にそれぞれ架設されて前記プーリシャフトのテーパ面に沿うように傾斜された第７及び第８の直線状コイル部と、
（ｆ）前記第３及び第４の円弧状コイル部のそれぞれの一端の間に連結され、かつ、前記プーリシャフトのテーパ面の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第９の円弧状コイル部と、
（ｇ）前記第３及び第４の円弧状コイル部のそれぞれの他端の間に連結され、かつ、前記プーリシャフトのテーパ面の中心箇所の側に向けて円弧状に湾曲された第１０の円弧状コイル部と、
を具備することを特徴とする高周波誘導加熱コイル。
前記第５及び第６の直線状コイル部のなす角度、前記第７及び第８の直線状コイル部のなす角度、前記第５及び第７の直線状コイル部のなす角度、及び前記第６及び第８の直線状コイル部のなす角度、並びに、前記第９及び第１０の円弧状コイル部の半径を、高周波誘導加熱される前記プーリシャフトのテーパ面の温度分布に対応して設定するようにしたことを特徴とする請求項３に記載の高周波誘導加熱コイル。