(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の変速装置を構成する駆動側または従動側プーリ機構のベルト摺動面を、高周波焼入れを行うために高周波加熱する誘導加熱コイルの製造方法であって、
所定角度の中心角を等角度毎に分割するとともに前記ベルト摺動面の形状に対応して半径が順次大きくなる第１〜第Ｎ円弧部と、隣接する前記第１〜第Ｎ円弧部の端部を夫々連結する第１〜第（Ｎ−１）段部とを有した基準誘導加熱コイルを用い、前記ベルト摺動面を加熱する工程と、
前記加熱されたベルト摺動面の温度分布を検出する工程と、
前記検出された温度分布に基づいて前記第１〜第Ｎ円弧部の分割角度を設定する工程と、
を有することを特徴とする誘導加熱コイルの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の変速装置を構成する駆動側または従動側プーリ機構のベルト摺動面を、高周波焼入れを行うために高周波加熱する誘導加熱コイルの製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、製品の耐久性を向上させるために、該製品の摺動部分並びに摩耗部分等を加熱した後、急速に冷却して硬化させる熱処理が用いられており、この熱処理として、高周波焼入れ方法が広く採用されている。この高周波焼入れ方法では、ワークに対応して種々の形状を有するコイルに高周波電流を供給し、前記高周波電流により発生する誘導電流によってワークを高周波加熱した後、冷却水を用いて前記加熱部分を急速に冷却することにより、該ワークの表面に硬化層を形成している。
【０００３】
ところで、前記ワークとして車両の変速装置を構成する駆動側または従動側プーリ機構のベルト摺動面に対して高周波焼入れを施す場合、半径外方向に向かって連続して周回する渦巻き状コイルが用いられている。具体的には、この渦巻き状コイルと前記ベルト摺動面とを所定距離離間させた状態で両者を位置決めして固定し、前記渦巻き状コイルに高周波電流を供給してベルト摺動面を加熱した後、前記加熱部分を冷却水供給手段によって冷却することにより、プーリシャフトおよびプーリのベルト摺動面に硬化層を形成している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術に係る渦巻き状コイルを用いて高周波焼入れを行った場合、渦巻き状コイルを中心としてベルト摺動面の反対側に冷却水供給手段が設けられ、各隣接する渦巻き状コイルの外周間の狭小な間隙を介して冷却水がベルト摺動面に導出されることから、プーリシャフトおよびプーリのベルト摺動面を均一に冷却することができないという問題がある。
【０００５】
さらに、プーリシャフトおよびプーリでは、ベルト摺動面の反対側に種々の突起部が形成されている。従って、ベルト摺動面の肉厚が部分的に異なっており、特に厚肉な部分が有効に加熱されない場合が多い。
【０００６】
この結果、ベルト摺動面に加熱ムラや冷却ムラが発生してしまい、前記ベルト摺動面全体にわたって所望の硬度を得ることができないという問題が指摘されている。
【０００７】
本発明は、この種の問題を解決するものであり、プーリシャフトおよびプーリのベルト摺動面を均一に加熱および冷却することができ、所望の硬度を確実に得ることが可能な誘導加熱コイルの製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明の誘導加熱コイルの製造方法は、車両の変速装置を構成する駆動側または従動側プーリ機構のベルト摺動面を、高周波焼入れを行うために高周波加熱する誘導加熱コイルの製造方法であって、
所定角度の中心角を等角度毎に分割するとともに前記ベルト摺動面の形状に対応して半径が順次大きくなる第１〜第Ｎ円弧部と、隣接する前記第１〜第Ｎ円弧部の端部を夫々連結する第１〜第（Ｎ−１）段部とを有した基準誘導加熱コイルを用い、前記ベルト摺動面を加熱する工程と、
前記加熱されたベルト摺動面の温度分布を検出する工程と、
前記検出された温度分布に基づいて前記第１〜第Ｎ円弧部の分割角度を設定する工程と、
を有することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１は、本実施形態に係る誘導加熱コイルの斜視図を示す。この誘導加熱コイルによって高周波加熱されるプーリおよびプーリシャフトは、車両の変速装置に組み込まれている。
【００１２】
図３に示すように、変速装置１０は、高周波加熱されるプーリシャフトである駆動側および従動側プーリシャフト１２、１４を備え、この駆動側および従動側プーリシャフト１２、１４は、それぞれプーリ部１６、１８とシャフト部２０、２２とから一体的に形成される。プーリ部１６、１８の一面側には、Ｖベルト２４、２６と接触するベルト摺動面２８、３０が形成される一方、前記プーリ部１６、１８の他面側周縁には、複数のドグ（突起部）３２、３４が所定間隔離間して設けられる。
【００１３】
駆動側および従動側プーリシャフト１２、１４のシャフト部２０、２２には、高周波加熱されるプーリである駆動側および従動側プーリ３６、３８がそれぞれ軸線方向に沿って変位自在に支持される。駆動側および従動側プーリ３６、３８の一面側にベルト摺動面４０、４２が形成される一方、前記駆動側および従動側プーリ３６、３８の他面側には、複数の突起部４４、４６が設けられる。駆動側および従動側プーリ３６、３８の中央部には、貫通孔３６ａ、３８ａが形成される。ベルト摺動面４０、４２とベルト摺動面２８、３０の間には、Ｖベルト２４、２６が懸架される。
【００１４】
図１および図２において、参照数字５０は、誘導加熱コイルを示す。この誘導加熱コイル５０は、所定角度、例えば１８０゜の中心角を所定の角度毎に分割するとともにベルト摺動面４０、４２の形状に対応して中心Ｏからの半径が順次大きくなる第１〜第５円弧部５２ａ〜５２ｅと、隣接する前記第１〜第５円弧部５２ａ〜５２ｅの端部をそれぞれ連結する第１〜第４段部５４ａ〜５４ｄと、前記第１円弧部５２ａの一端部に連結され駆動側および従動側プーリ３６、３８の貫通孔３６ａ、３８ａの内壁面に沿った半周コイル部５６を含む第１誘導加熱導体部５８と、前記第５円弧部５２ｅの一端部に連結される第２誘導加熱導体部６０とを備える。
【００１５】
第１〜第５円弧部５２ａ〜５２ｅ、第１〜第４段部５４ａ〜５４ｄ並びに第１および第２誘導加熱導体部５８、６０は、それぞれの断面が四角形の略同一形状に形成されるとともに、それぞれのコイル幅も略同一に構成される。第１および第２誘導加熱導体部５８、６０の端部には、高周波用の一組の入力端子６４ａ、６４ｂが設けられ、前記入力端子６４ａ、６４ｂは、リード線を介して図示しない高周波電源に接続される。
【００１６】
誘導加熱コイル５０の内部には、中空状の連続する管路６６が形成され、この管路６６に冷却水を供給することにより、前記誘導加熱コイル５０が冷却される。中心Ｏからの半径が最も大きな第５円弧部５２ｅは、駆動側および従動側プーリ３６、３８のベルト摺動面４０、４２より外方に向かって突出するように構成されている（図２参照）。
【００１７】
図１および図２に示すように、第１〜第５円弧部５２ａ〜５２ｅの中心角は、中心Ｏに対してそれぞれ角度θ１  、θ２  、θ３  、θ４  およびθ５  に分割される。角度θ１  、θ２  、θ３  、θ４  およびθ５  は、第１〜第５円弧部５２ａ〜５２ｅに対応するベルト摺動面４０、４２の各部位の温度分布（後述する）に応じて設定される。具体的には、θ１  ＝３３゜、θ２  ＝３７゜、θ３  ＝４０゜、θ４  ＝３７゜およびθ５  ＝３３゜に設定されている。
【００１８】
次に、上記誘導加熱コイル５０を製造する方法について説明する。なお、ワークとして駆動側プーリ３６を用いて説明する。
【００１９】
先ず、図４および図５に示すように、基準誘導加熱コイル８０が用意される。この基準誘導加熱コイル８０は、第１〜第５円弧部８２ａ〜８２ｅと第１〜第４段部８４ａ〜８４ｄと第１および第２誘導加熱導体部８８、９０とを備え、前記第１〜第５円弧部８２ａ〜８２ｅの中心角は、中心Ｏに対してそれぞれ等角度で分割されている（θ１  ＝θ２  ＝θ３  ＝θ４  ＝θ５  ＝３６゜）。
【００２０】
そこで、基準誘導加熱コイル８０の第１誘導加熱導体部８８が駆動側プーリ３６の貫通孔３６ａに挿入されるとともに、第１〜第５円弧部８２ａ〜８２ｅがベルト摺動面４０から所定間隔離間して位置決めされる。駆動側プーリ３６は、図示しない回転手段に連結されて回転自在に支持される。また、基準誘導加熱コイル８０は、図示しない高周波電源に接続される。
【００２１】
次いで、高周波電源を付勢して基準誘導加熱コイル８０に高周波電流が供給されるとともに、回転手段を介し中心Ｏを回転中心にして駆動側プーリ３６が所定方向に回転される。高周波電流によって誘導電流が発生し、前記誘導電流によって基準誘導加熱コイル８０と対面する駆動側プーリ３６のベルト摺動面４０が加熱される。
【００２２】
そして、加熱後のベルト摺動面４０において、第１〜第５円弧部８２ａ〜８２ｅに対応する各部位の温度が、例えば赤外線放射温度計によって検出される。この検出結果は、図６に示されている。すなわち、駆動側プーリ３６の裏面側（ベルト摺動面４０とは反対側）に複数の突起部４４が設けられてこの駆動側プーリ３６が部分的に肉厚となっており、前記突起部４４に対応する部位（第３円弧部８２ｃにより加熱される部位）の温度が最も低くなった。一方、ベルト摺動面４０の内周縁（第１円弧部８２ａに対応）と外周縁（第５円弧部８２ｅに対応）が最も高温になった。
【００２３】
そこで、ベルト摺動面４０の各部位の温度分布に基づいて、第１〜第５円弧部８２ａ〜８２ｅのそれぞれの中心角θ１  〜θ５  が設定される。この結果が、表１に示されており、これによって駆動側プーリ３６のベルト摺動面４０に対応した誘導加熱コイル５０が製造される。
【００２４】
【表１】
0003548284.tif 000002
【００２５】
以下に、このようにして製造された誘導加熱コイル５０の動作について説明する。
【００２６】
先ず、図７および図８に示すように、誘導加熱コイル５０、駆動側プーリ３６および冷却水供給手段１００ａ、１００ｂが位置決め固定される。すなわち、誘導加熱コイル５０の第１誘導加熱導体部５８が駆動側プーリ３６の貫通孔３６ａに挿入されるとともに、第１〜第５円弧部５２ａ〜５２ｅがこの駆動側プーリ３６のベルト摺動面４０から所定間隔離間するように位置決めされる。駆動側プーリ３６は、図示しない回転手段に連結されたホルダ１０２を介して矢印方向に回転自在に支持される（図８参照）。
【００２７】
さらに、誘導加熱コイル５０の上方に、所定間隔離間して略半円状の一対の冷却水供給手段１００ａ、１００ｂが位置決めされる。冷却水供給手段１００ａ、１００ｂの底面部には、ベルト摺動面４０に向かって複数の冷却水導出孔部１０４が形成されている。
【００２８】
入力端子６４ａ、６４ｂは、リード線を介して図示しない高周波電源に接続されており、また、誘導加熱コイル５０自体を冷却するために、管路６６内に冷却水が供給されている。
【００２９】
このような準備段階を経た後、高周波電源を付勢して誘導加熱コイル５０に高周波電流が供給されるとともに、回転手段を介し中心Ｏを回転中心にして駆動側プーリ３６が所定方向に回転される。高周波電流によって誘導電流が発生し、前記誘導電流によって誘導加熱コイル５０と対面する駆動側プーリ３６のベルト摺動面４０が加熱される。
【００３０】
この場合、誘導加熱コイル５０では、予め検出されたベルト摺動面４０の各部位の温度分布に基づいて、第１〜第５円弧部５２ａ〜５２ｅのそれぞれの中心角θ１  〜θ５  が設定されている。従って、誘導加熱コイル５０を介して加熱されたベルト摺動面４０は、図９に示すように、第１〜第５円弧部５２ａ〜５２ｅに対応する部位が全て均一な温度に加熱されている。
【００３１】
このため、複数の突起部４４が設けられて部分的に肉厚が異なる駆動側プーリ３６において、ベルト摺動面４０全体を確実に均一加熱することが可能になるという効果が得られる。しかも、ベルト摺動面４０に最適な誘導加熱コイル５０を容易かつ正確に製造することができ、前記誘導加熱コイル５０を効率的に製造し得るとともに、該誘導加熱コイル５０の品質の向上が図られる。
【００３２】
ところで、ベルト摺動面４０が一様に加熱されて所定の焼入れ温度に到達した後、冷却水供給手段１００ａ、１００ｂが駆動されて複数の冷却水導出孔部１０４から前記ベルト摺動面４０の全体にわたって冷却水１０６が供給される。その際、必要に応じて、回転手段を滅勢して駆動側プーリ３６を静止させた状態でベルト摺動面４０に冷却水１０６を供給し、あるいは前記回転手段を付勢した状態を継続させ、前記駆動側プーリ３６を所定方向に回転させた状態でベルト摺動面４０に冷却水１０６を供給してもよい。
【００３３】
本実施形態に係る誘導加熱コイル５０は、従来技術に係る渦巻き状コイルと異なり、冷却水１０６をベルト摺動面４０全体に有効に供給することができる。この結果、冷却ムラを発生させることがなく、ベルト摺動面４０が均一かつ効率的に冷却される。
【００３４】
これにより、誘導加熱コイル５０を用いることによって、ベルト摺動面４０全面を均一に加熱することができるとともに、冷却ムラを発生させることがなく、該ベルト摺動面４０の表面に所望の硬度からなる硬化層を確実に形成することが可能になる。
【００３５】
なお、従動側プーリ３８、駆動側および従動側プーリシャフト１２、１４の各ベルト摺動面４２、２８および３０も駆動側プーリ３６のベルト摺動面４０と同様の方法で高周波焼入れされるため、その詳細な説明は省略する。
【００３６】
【発明の効果】
本発明に係る誘導加熱コイルの製造方法によれば、予め基準誘導加熱コイルを用いて実際にベルト摺動面を加熱し、このベルト摺動面の温度分布を検出するため、所望のベルト摺動面全体を均一に加熱し得る誘導加熱コイルを容易かつ確実に製造することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る誘導加熱コイルの斜視図である。
【図２】前記誘導加熱コイルの平面図である。
【図３】前記誘導加熱コイルにより高周波焼入れが施されるワークが組み込まれる変速装置の縦断説明図である。
【図４】前記ワークに対し基準誘導加熱コイルにより高周波加熱を施す状態を示す平面図である。
【図５】前記基準誘導加熱コイルの側面説明図である。
【図６】前記基準誘導加熱コイルにより高周波加熱されたベルト摺動面の温度分布説明図である。
【図７】前記ワークに対し誘導加熱コイルにより高周波焼入れを施す状態を示す平面図である。
【図８】前記高周波焼入れを施す状態を示す側面説明図である。
【図９】前記誘導加熱コイルにより高周波加熱されたベルト摺動面の温度分布説明図である。
【符号の説明】
１０…変速装置                        １２、１４…プーリシャフト
１６、１８…プーリ部                  ２８、３０…ベルト摺動面
３６、３８…プーリ                    ４０、４２…ベルト摺動面
５０…誘導加熱コイル                  ５２ａ〜５２ｅ…円弧部
５４ａ〜５４ｄ…段部                  ５６…半周コイル部
５８、６０…誘導加熱導体部            ６４ａ、６４ｂ…入力端子
６６…管路                            ８０…基準誘導加熱コイル
１００ａ、１００ｂ…冷却水供給手段
【図１】
0003548284.tif 000003
【図２】
0003548284.tif 000004
【図３】
0003548284.tif 000005
【図４】
0003548284.tif 000006
【図５】
0003548284.tif 000007
【図６】
0003548284.tif 000008
【図７】
0003548284.tif 000009
【図８】
0003548284.tif 000010
【図９】
0003548284.tif 000011