(57)【要約】【課題】ヘリカルギヤの歯面を一様に昇温させることができるヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルを提供することである。【解決手段】  誘導加熱コイル１に、円弧状の円弧部２と、螺旋状にのびる第一螺旋部３，第二螺旋部４を設ける。円弧部２の両端には、第一螺旋部３，第二螺旋部４のいずれかが繋がっている。円弧部２に繋がっている各螺旋部３，４は、円弧部２の一部又は全部が含まれる平面の両側にある。円弧部２及び各螺旋部３，４をヘリカルギヤＷへ投影した投影線が、ヘリカルギヤＷの歯筋１５と交差する。【選択図】図３
2019087508.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヘリカルギヤの歯面を高周波誘導加熱するためのヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルであって、
円弧状の円弧部と、螺旋状にのびる少なくとも二つの螺旋部を有し、
前記円弧部の両端には、それぞれ前記螺旋部のいずれかが繋がっており、
円弧部に繋がっている前記各螺旋部は、前記円弧部の一部又は全部が含まれる平面の両側にあり、
前記円弧部及び前記各螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と交差することを特徴とするヘリカルギヤ用の誘導加熱コイル。
【請求項２】
前記円弧部がヘリカルギヤの歯面と対向するヘリカルギヤ周りの角度範囲は、前記各螺旋部がヘリカルギヤの歯面と対向するヘリカルギヤ周りの個々の角度範囲よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のヘリカルギヤ用の誘導加熱コイル。
【請求項３】
前記螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯幅方向の端部に至っていることを特徴とする請求項１又は２に記載のヘリカルギヤ用の誘導加熱コイル。
【請求項４】
前記円弧部及び各螺旋部を構成する導体のヘリカルギヤの歯面と対向する幅寸法が、ヘリカルギヤの歯幅の半分以下であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のヘリカルギヤ用の誘導加熱コイル。
【請求項５】
前記螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と直交することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のヘリカルギヤ用の誘導加熱コイル。
【請求項６】
前記円弧部及び各螺旋部に通電される高周波電流によって高周波誘導電流が励起される二次誘導加熱コイルを有し、
前記二次誘導加熱コイルは、二次誘導加熱部を有し、
前記二次誘導加熱部は、前記円弧部及び前記各螺旋部がヘリカルギヤの歯面と対向するヘリカルギヤ周りの角度範囲と相違する角度範囲の歯面に近接対向し、
前記二次誘導加熱部のヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と交差していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のヘリカルギヤ用の誘導加熱コイル。
【請求項７】
ヘリカルギヤの歯面を高周波誘導加熱するためのヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルであって、
一次誘導加熱コイルと二次誘導加熱コイルとを有し、
前記一次誘導加熱コイルは誘導加熱部を有し、
前記二次誘導加熱コイルは二次誘導加熱部を有し、
誘導加熱時には、前記誘導加熱部と二次誘導加熱部は、ヘリカルギヤの歯面の全周囲のうちの異なる角度範囲部分にそれぞれ近接対向し、
一次誘導加熱コイルに高周波電流が供給されると、二次誘導加熱コイルには高周波誘導電流が励起され、
誘導加熱部と二次誘導加熱部の少なくともいずれか一方は、円弧状の円弧部を有し、
誘導加熱部と二次誘導加熱部の少なくともいずれか一方は、螺旋状にのびる螺旋部を有しており、
前記螺旋部は少なくとも二つあり、
前記円弧部の一部又は全部が含まれる平面の両側に、前記各螺旋部があり、
前記円弧部及び前記各螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と交差することを特徴とするヘリカルギヤ用の誘導加熱コイル。
【請求項８】
前記螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯幅方向の端部に至ることを特徴とする請求項７に記載のヘリカルギヤ用の誘導加熱コイル。
【請求項９】
ヘリカルギヤの歯面を高周波誘導加熱するためのヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルであって、
一次誘導加熱コイルと二次誘導加熱コイルとを有し、
前記一次誘導加熱コイルは、ヘリカルギヤの歯幅方向の一方の端部側から他方の端部側へ螺旋状にのびる螺旋部を有し、
前記螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と交差しており、
前記二次誘導加熱コイルは、前記一次誘導加熱コイルに通電される高周波電流によって高周波誘導電流が励起され、
前記二次誘導加熱コイルは、二次誘導加熱部を有し、
前記二次誘導加熱部は、ヘリカルギヤの歯幅方向の熱容量の大きい部位に近接対向し、
前記二次誘導加熱部のヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と交差していることを特徴とするヘリカルギヤ用の誘導加熱コイル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ヘリカルギヤの歯面を高周波誘導加熱するためのヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
歯車の歯面を高周波焼入（高周波誘導加熱）する場合、高周波電流が通電された誘導加熱コイルを歯面に近接させる。このとき歯先は誘導加熱コイルに近接するが、歯底は誘導加熱コイルから離れている。そのため、誘導加熱コイルに近接する歯先部分には高周波誘導電流が励起され易く、誘導加熱コイルから離れた歯底部分には高周波誘導電流が励起されにくい。すなわち高周波誘導電流は、歯先部分に沿って流れ易く、歯底部分には流れにくい。
一方、熱処理対象物の表面に沿った薄い硬化層を形成する輪郭焼入を、歯車に対して実施する場合には、励起された高周波誘導電流が歯先から歯底を経て隣接する別の歯先へ流れる様にする必要がある。
この場合には、歯面と近接対向する誘導加熱コイルの歯面への投影線が、歯筋に対して所定の角度範囲（４５度〜１３５度の範囲）で交差していれば、励起された高周波誘導電流は歯筋と交差する様に流れる。すなわち高周波誘導電流は、歯先から歯底を経て隣接する別の歯先へ流れる。
図１４（ａ），図１４（ｂ）に示す例では、誘導加熱コイル１００のヘリカルギヤＷへの投影線が、ヘリカルギヤＷの歯筋１５と４５度〜１３５度の範囲内の角度で交差している。そのため、歯先のみならず歯底にも高周波誘導電流が流れる。
ところで、図１４（ａ）に示す環形状の誘導加熱コイル１００でヘリカルギヤＷの歯面を高周波焼入すると、ヘリカルギヤＷの歯幅方向の中央部の誘導加熱量が適正であっても、歯幅方向の端部は加熱不足になる。すなわち、図１４（ｂ）に示す様に、ヘリカルギヤＷの歯幅方向の端部の歯底の鈍角側に焼き逃げと称する焼入されない部位Ｅ（焼き逃げＥ）が生じてしまう。換言すると、誘導加熱コイル１００でヘリカルギヤＷの歯面を高周波誘導加熱すると、部位Ｅは焼入に必要な温度まで昇温しない。
そこで、誘導加熱時間を長くすると、歯幅方向の端部に焼き逃げＥが生じない様にすることはできるが、この場合には、逆に歯幅方向の中央部の加熱量が過多となる。そのため、熱が歯面（表面）のみならず内部まで浸透してしまい、表面のみに薄い硬化層を形成する（輪郭焼入する）ことができない。
【０００３】
そこで本件出願人は、特許文献１に示す様な高周波焼入装置を発明した。図１５（ａ），図１５（ｂ）は、特許文献１の高周波焼入装置に設けられた誘導加熱コイルを示している。
図１５（ａ），図１５（ｂ）に示す誘導加熱コイル９０を有する特許文献１の高周波焼入装置では、図１４（ｂ）に示す様な焼き逃げＥが生じず、さらに歯幅方向の中央部の加熱量が過多とならない様にヘリカルギヤＷの歯面を誘導加熱することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５６４９７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、本件出願人は、特許文献１に開示した構成を採用することによって、歯幅方向の端部の加熱量を適正化し、焼き逃げＥを解消することができるようになったが、実際にヘリカルギヤＷを高周波誘導加熱してみると、今度は歯幅方向の中央部が加熱不足になるという新たな問題が生じた。
【０００６】
そこで本発明は、ヘリカルギヤの歯面を一様に昇温させることができるヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルを提供することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するにあたり、本発明者は、ヘリカルギヤＷの歯幅方向の中央部が加熱不足になる原因について以下の様な仮説を立てた。
ヘリカルギヤＷでは、歯幅方向の端部の熱容量は比較的小さく、歯幅方向の中央部分の熱容量は比較的大きい。すなわち、歯幅方向の端部と中央部に同じ熱量が付与された場合、端部は昇温し易く、中央部は昇温しにくい。
そのため、中央部と端部に対して誘導加熱コイルを一様に近接させて高周波誘導加熱する際に、熱容量の小さい端部の加熱量が適度になった時点で加熱を停止すると、熱容量の大きい中央部の加熱量が不足するのではないかと本発明者は考えた。
換言すると、図１５（ｂ）に示す様に、誘導加熱コイル９０の誘導加熱部９０ａは、ヘリカルギヤＷの歯幅方向の中央部から端部に至るまで、一定の傾斜角を成して近接配置されており、歯幅方向の中央部が加熱不足になるのは、これが原因ではないかと本発明者は考えた。
この仮説の元、創意工夫を重ね、本発明者は以下の様な本発明を創作するに至った。
【０００８】
すなわち、上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、ヘリカルギヤの歯面を高周波誘導加熱するためのヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルであって、円弧状の円弧部と、螺旋状にのびる少なくとも二つの螺旋部を有し、前記円弧部の両端には、それぞれ前記螺旋部のいずれかが繋がっており、円弧部に繋がっている前記各螺旋部は、前記円弧部の一部又は全部が含まれる平面の両側にあり、前記円弧部及び前記各螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と交差することを特徴とするヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルである。
【０００９】
請求項１に記載の発明では、円弧状の円弧部と、螺旋状にのびる少なくとも二つの螺旋部を有し、これらがヘリカルギヤの歯面に近接対向する。
ここで「螺旋状」とは、周方向成分と軸方向成分とを有する３次元の曲線形状であり、「螺旋部」は、螺旋の軸方向から見た際における中心角が１８０度に満たない形状の部位である。
円弧部及び各螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と交差するので、円弧部及び各螺旋部に通電された高周波電流によって、ヘリカルギヤの歯面には、歯筋と交差するように高周波誘導電流が流れる。
「円弧部及び各螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線」とは、ヘリカルギヤの表面上における円弧部及び各螺旋部から最短の部位である。すなわち、円弧部及び各螺旋部は長さを有するので、円弧部及び各螺旋部をヘリカルギヤ上に投影すると投影部分は線状になり、これを投影線と称している。
この投影線が、歯筋と交差しているので、高周波誘導電流は、投影線に沿って励起され、歯先に沿って流れず、歯先から歯底を経て隣接する別の歯先に流れる。そのため、ヘリカルギヤの歯面の表層部分が、歯先から歯底に至るまで一様に高周波誘導加熱される。歯面の表層部分とは、歯面（表面）から深さ数ミリ程度（例えば、２〜３ｍｍ）の部分を指している。
円弧部の両端には、それぞれいずれかの螺旋部が繋がっており、各螺旋部は、円弧部の一部又は全部が含まれる平面の両側にあるので、円弧部と各螺旋部は、ヘリカルギヤの歯面の歯幅方向の相違する領域にそれぞれ対向する。そして、円弧部及び各螺旋部に高周波電流が通電されると、ヘリカルギヤの歯面における円弧部と各螺旋部が対向する箇所が高周波誘導加熱される。すなわち、ヘリカルギヤの歯面は、歯幅方向の特定の部位のみならず、円弧部と各螺旋部が対向する範囲が高周波誘導加熱されて昇温する。
具体的には、円弧部は、ヘリカルギヤの歯幅方向における比較的熱容量が大きい中央部に対向し、円弧部に高周波電流が供給されると、ヘリカルギヤの中央部に高周波誘導電流が励起される。
各螺旋部は、ヘリカルギヤの歯幅方向における比較的熱容量が小さい一方側及び他方側の端部に対向し、各螺旋部に高周波電流が供給されると、ヘリカルギヤの両端部に高周波誘導電流が励起される。
ヘリカルギヤが回転すると、ヘリカルギヤの中央部は、円弧部と対向している間、高周波誘導加熱され続ける。すなわち、ヘリカルギヤの中央部が、円弧部に近接対向する時間は比較的長い。そのため、ヘリカルギヤが一回転する間のヘリカルギヤの中央部の誘導加熱量は多い。
一方、ヘリカルギヤの端部には螺旋部が近接対向しており、ヘリカルギヤの端部は、螺旋部に対向したときだけ高周波誘導加熱される。
螺旋部のヘリカルギヤへの投影線は、ヘリカルギヤの中央側から端部側へ傾斜しており、ヘリカルギヤにおける螺旋部が近接対向する部位は、ヘリカルギヤの中央側から端部側へ傾斜している。そのため、ヘリカルギヤが一回転する間に、ヘリカルギヤの端部が螺旋部に近接対向する時間は、ヘリカルギヤの中央部が円弧部に近接対向する時間よりも短い。すなわち、ヘリカルギヤの中央部よりも端部の方が、誘導加熱量が少ない。
ヘリカルギヤに着目すると、ヘリカルギヤの歯幅方向の中央部の熱容量は大きく、端部の熱容量は小さい。
すなわち、本発明では、熱容量が大きい中央部の加熱量が多く、熱容量が小さい端部の加熱量は少ない。
そのため、本発明のヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルは、ヘリカルギヤの歯面の歯幅方向の中央部から端部に至る全領域を一様又は略一様に昇温させる様にヘリカルギヤの歯面を高周波誘導加熱することができる。
その結果、本発明を実施することにより、ヘリカルギヤの歯面を歯幅方向の中央部から端部に至るまで一様に輪郭焼入することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、前記円弧部がヘリカルギヤの歯面と対向するヘリカルギヤ周りの角度範囲は、前記各螺旋部がヘリカルギヤの歯面と対向するヘリカルギヤ周りの個々の角度範囲よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルである。
【００１１】
請求項２に記載の発明では、円弧部がヘリカルギヤの歯面と対向するヘリカルギヤ周りの角度範囲は、各螺旋部がヘリカルギヤの歯面と対向するヘリカルギヤ周りの個々の角度範囲よりも大きいので、ヘリカルギヤの歯面は、中央部の加熱量が多くなり、端部の加熱量が少なくなる。
ここで、ヘリカルギヤの中央部は熱容量が大きく、端部の熱容量は小さい。
すなわち、本発明では、熱容量が大きい中央部の加熱量が多くなり、熱容量が小さい端部の加熱量は少なくなる。
そのため、本発明の誘導加熱コイルは、ヘリカルギヤの歯面を歯幅方向の中央部から端部に至るまで一様又は略一様に昇温させることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、前記螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯幅方向の端部に至っていることを特徴とする請求項１又は２に記載のヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルである。
【００１３】
請求項３に記載の発明では、螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯幅方向の端部に至っているので、螺旋部に高周波電流を通電すると、ヘリカルギヤの歯幅方向の端部に高周波誘導電流が確実に励起され、端部を良好に昇温させることができる。
【００１４】
円弧部及び各螺旋部を構成する導体のヘリカルギヤの歯面と対向する幅寸法が、ヘリカルギヤの歯幅の半分以下であるのが好ましい（請求項４）。
【００１５】
螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と直交するのが好ましい（請求項５）。
【００１６】
請求項６に記載の発明は、前記円弧部及び各螺旋部に通電される高周波電流によって高周波誘導電流が励起される二次誘導加熱コイルを有し、前記二次誘導加熱コイルは、二次誘導加熱部を有し、前記二次誘導加熱部は、前記円弧部及び前記各螺旋部がヘリカルギヤの歯面と対向するヘリカルギヤ周りの角度範囲と相違する角度範囲の歯面に近接対向し、前記二次誘導加熱部のヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と交差していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルである。
【００１７】
請求項６に記載の発明では、円弧部及び各螺旋部に通電される高周波電流によって高周波誘導電流が励起される二次誘導加熱コイルを有し、二次誘導加熱コイルは二次誘導加熱部を有し、二次誘導加熱部のヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と交差しているので、ヘリカルギヤの歯面には、二次誘導加熱部によって高周波誘導電流が励起される。
二次誘導加熱部は、円弧部及び各螺旋部がヘリカルギヤの歯面と対向するヘリカルギヤ周りの角度範囲と相違する角度範囲の歯面に近接対向するので、ヘリカルギヤの歯面には、誘導加熱コイルと二次誘導加熱コイルによって高周波誘導電流が良好に励起される。すなわち、高周波電流の供給源の出力を変更することなく、ヘリカルギヤの加熱量を増大させることができる。
【００１８】
請求項７に記載の発明は、ヘリカルギヤの歯面を高周波誘導加熱するためのヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルであって、一次誘導加熱コイルと二次誘導加熱コイルとを有し、前記一次誘導加熱コイルは誘導加熱部を有し、前記二次誘導加熱コイルは二次誘導加熱部を有し、誘導加熱時には、前記誘導加熱部と二次誘導加熱部は、ヘリカルギヤの歯面の全周囲のうちの異なる角度範囲部分にそれぞれ近接対向し、一次誘導加熱コイルに高周波電流が供給されると、二次誘導加熱コイルには高周波誘導電流が励起され、誘導加熱部と二次誘導加熱部の少なくともいずれか一方は、円弧状の円弧部を有し、誘導加熱部と二次誘導加熱部の少なくともいずれか一方は、螺旋状にのびる螺旋部を有しており、前記螺旋部は少なくとも二つあり、前記円弧部の一部又は全部が含まれる平面の両側に、前記各螺旋部があり、前記円弧部及び前記各螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と交差することを特徴とするヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルである。
【００１９】
請求項７に記載の発明では、誘導加熱時には、誘導加熱部と二次誘導加熱部は、ヘリカルギヤの歯面の全周囲のうちの異なる角度範囲部分にそれぞれ近接対向する。そのため、誘導加熱部と二次誘導加熱部は、互いに干渉することなく、回転するヘリカルギヤの歯面の同一箇所に異なるタイミングで近接対向することができる。
一次誘導加熱コイルに高周波電流が供給されると、二次誘導加熱コイルには高周波誘導電流が励起されるので、誘導加熱部と二次誘導加熱部によって、ヘリカルギヤの歯面は、同時に誘導加熱される。すなわち、一次誘導加熱コイルに供給される高周波電流の出力を変更することなく、ヘリカルギヤの加熱量を増大させることができる。
螺旋部は少なくとも二つあり、円弧部の一部又は全部が含まれる平面の両側に各螺旋部がある。すなわち、円弧部の両側に螺旋部がある。換言すると、円弧部の一部又は全部が含まれる平面の両側に各螺旋部が分散配置されている。そのため、ヘリカルギヤの中央部には円弧部が対向し、端部には各螺旋部が対向する。
そして、円弧部及び各螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と交差するので、ヘリカルギヤの歯面には、歯先から歯底にかけて高周波誘導電流が流れる。また、高周波誘導電流は、歯先から歯底にかけてヘリカルギヤの表面に近い表層部分に励起される。そのため、ヘリカルギヤの歯面は、歯先から歯底にかけて一様に良好に高周波誘導加熱されて昇温する。
その結果、本発明によるとヘリカルギヤの歯面を良好に輪郭焼入することができる。
ここで「螺旋状」とは、周方向成分と軸方向成分とを有する３次元の曲線形状であり、「螺旋部」は、螺旋の軸方向から見た際における中心角が１８０度に満たない形状の部位である。
【００２０】
請求項８に記載の発明は、前記螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯幅方向の端部に至ることを特徴とする請求項７に記載のヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルである。
【００２１】
請求項８に記載の発明では、螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯幅方向の端部に至っているので、螺旋部に高周波電流を通電すると、ヘリカルギヤの歯面の歯幅方向の端部に高周波誘導電流が励起され、歯面の端部を良好に昇温させることができる。
【００２２】
請求項９に記載の発明は、ヘリカルギヤの歯面を高周波誘導加熱するためのヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルであって、一次誘導加熱コイルと二次誘導加熱コイルとを有し、前記一次誘導加熱コイルは、ヘリカルギヤの歯幅方向の一方の端部側から他方の端部側へ螺旋状にのびる螺旋部を有し、前記螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と交差しており、前記二次誘導加熱コイルは、前記一次誘導加熱コイルに通電される高周波電流によって高周波誘導電流が励起され、前記二次誘導加熱コイルは、二次誘導加熱部を有し、前記二次誘導加熱部は、ヘリカルギヤの歯幅方向の熱容量の大きい部位に近接対向し、前記二次誘導加熱部のヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と交差していることを特徴とするヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルである。
【００２３】
請求項９に記載の発明は、一次誘導加熱コイルの螺旋部が、ヘリカルギヤの歯幅方向の一方の端部側から他方の端部側へ螺旋状にのびているので、螺旋部をヘリカルギヤへ投影した投影線は、ヘリカルギヤの歯幅方向の一方の端部側から他方の端部側に至る。
ここで「螺旋状」とは、周方向成分と軸方向成分とを有する３次元の曲線形状であり、「螺旋部」は、螺旋の軸方向から見た際における中心角が１８０度に満たない形状の部位である。
また、この投影線はヘリカルギヤの歯筋と交差しているので、螺旋部に高周波電流が通電されると、ヘリカルギヤにおける投影線部分には高周波誘導電流が励起される。すなわち、高周波誘導電流は、歯筋と交差する様に流れる。換言すると、高周波誘導電流は、歯先から歯底を介して隣接する別の歯先へと流れる。また、高周波誘導電流は、ヘリカルギヤの表面に近い表層部分に励起される。
そのため、ヘリカルギヤの歯面の歯幅方向の中央部から端部に至る表層部分が高周波誘導加熱される。すなわち、熱容量が比較的小さい歯幅方向の端部は良好に昇温する。
また、一次誘導加熱コイルに通電される高周波電流によって高周波誘導電流が励起される二次誘導加熱コイルの二次誘導加熱部が、ヘリカルギヤの歯幅方向の熱容量の大きい部位に近接対向している。
そのため、ヘリカルギヤの歯幅方向の熱容量の大きい部位には、高周波二次誘導電流が励起される。
二次誘導加熱部のヘリカルギヤへ投影した投影線が、ヘリカルギヤの歯筋と交差しているので、ヘリカルギヤの歯幅方向の熱容量の大きい部位には、歯筋を横切る様に高周波二次誘導電流が流れる。
すなわち、高周波二次誘導電流は、ヘリカルギヤの歯幅方向の熱容量の大きい部位の歯先から歯底を経て隣接する別の歯先に流れる。また、高周波二次誘導電流によってヘリカルギヤに励起される高周波誘導電流は、ヘリカルギヤの表面に近い表層部分を流れる。
そのため、ヘリカルギヤの歯幅方向の熱容量の大きい部位の表層部分の誘導加熱が促進され、熱容量の大きい部位が良好に昇温する。
よって、本発明では、加熱不足や加熱過多となる部位を生じさせることなく、ヘリカルギアの歯面全体を、良好に輪郭焼入することができる。
ここで「熱容量の大きい部位」とは、ヘリカルギヤの歯幅方向における他の部位と比較して相対的に熱容量が大きい部位を指している。具体的には、熱容量の大きい部位は、ヘリカルギヤの歯幅方向の中央部である場合が多い。
【発明の効果】
【００２４】
本発明のヘリカルギヤ用の誘導加熱コイルは、ヘリカルギヤの歯面の歯幅方向の中央部から端部に至るまで一様に昇温させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【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】図１の誘導加熱コイルに高周波電流を供給する回路図である。
【図３】図１の誘導加熱コイルをヘリカルギヤに近接させた状態を示す斜視図である。
【図４】図３の誘導加熱コイル及びヘリカルギヤの正面図である。
【図５】図３の誘導加熱コイル及びヘリカルギヤの平面図である。
【図６】図３の誘導加熱コイル及びヘリカルギヤの側面図である。
【図７】図１とは別の実施形態に係る誘導加熱コイルの斜視図である。
【図８】（ａ）は、図７の二次誘導加熱コイルの誘導部材を取り外した状態の斜視図であり、（ｂ）は、（ａ）の二次誘導加熱コイルの別の角度から見た斜視図である。
【図９】図７の二次誘導加熱コイルを別の角度から見た斜視図である。
【図１０】図７の誘導加熱コイルをヘリカルギヤに近接させた状態を示す平面図である。
【図１１】図７とは別の二次誘導加熱コイルを並設した誘導加熱コイルの概念図である。
【図１２】図１１とはさらに別の二次誘導加熱コイルを並設した誘導加熱コイルの概念図である。
【図１３】図１，図１１，１２とは別の誘導加熱コイルに、二次誘導加熱コイルを並設した状態を示す概念図である。
【図１４】（ａ）は、ヘリカルギヤを環状の誘導加熱コイルで誘導加熱している状態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ａ断面の誘導加熱コイルをヘリカルギヤの正面図に重ねて描写した図である。
【図１５】（ａ）は、従来の誘導加熱コイルをヘリカルギヤに近接させた状態を示す平面図であり、（ｂ）は、（ａ）のＢ−Ｂ矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
（誘導加熱コイル１の構造）
図１に示す誘導加熱コイル１は、ヘリカルギヤＷの外周面（歯面）を高周波誘導加熱するための加熱コイルであり、銅又は銅合金等の良導体であって、横断面が四角形の中空構造を有する線状部材で構成されている。中空の線状部材からなる誘導加熱コイル１の内部には、誘導加熱時に自身の昇温を抑制する冷却液を通すことができる。
図１に示す様に、誘導加熱コイル１は、円弧部２，第一螺旋部３，第二螺旋部４，退避部５，６が繋がった構造を有している。
【００２７】
円弧部２は、同一平面内で円弧状に湾曲した構造を有する部位である。すなわち、円弧部２は、図５に示す様に、中心角ｒ１が７０度乃至１２０度程度の円弧状を呈する部位である。円弧部２の一端には第一螺旋部３が繋がっており、円弧部２の他端には第二螺旋部４が繋がっている。
【００２８】
第一螺旋部３は、円弧部２と同様に湾曲しながら円弧部２を含む平面ｈよりも図４で見て下方に一様に傾斜して螺旋状にのびる部位である。すなわち、第一螺旋部３は、円弧部２と接続された一端が最も高い位置となり、他端が最も低い位置となる螺旋形を呈している。誘導加熱コイル１を上方から見た際の第一螺旋部３の湾曲の中心は、図５に示す様に、円弧部２の中心と一致している。また、第一螺旋部３の中心角ｒ２は、円弧部２の中心角ｒ１よりも小さい。
すなわち第一螺旋部３は、周方向成分と軸方向成分とを有する３次元曲線（螺旋）に沿っており、螺旋の軸方向から見た際における中心角は１８０度に満たない。
【００２９】
第二螺旋部４は、円弧部２と同様に湾曲しながら円弧部２を含む平面ｈよりも図４で見て上方に一様に傾斜して螺旋状にのびる部位である。すなわち、第二螺旋部４は、円弧部２と接続された一端が最も低い位置となり、他端が最も高い位置となる螺旋形を呈している。
第二螺旋部４も第一螺旋部３と同様に、周方向成分と軸方向成分とを有する３次元曲線（螺旋）に沿っており、螺旋の軸方向から見た際における中心角は１８０度に満たない。
【００３０】
換言すると、第一螺旋部３は、円弧部２の一部又は全部が含まれる平面ｈの高さ位置から下方にのびており、第二螺旋部４は平面ｈの高さ位置から上方にのびており、各螺旋部３、４は、平面ｈの両側にある。
また、第一螺旋部３と第二螺旋部４は、同方向に傾斜した螺旋形を呈する部位であり、一方の螺旋（第一螺旋部３）の上端の高さと、他方の螺旋（第二螺旋部４）の下端の高さが一致しており、両者は水平面内にある円弧部２で接続されている。
第一螺旋部３，円弧部２，第二螺旋部４からなる誘導加熱部３０は、あたかも螺旋の一部に傾斜していない平坦な踊り場（円弧部２）を設けた様な構造を呈している。
そして、一方の螺旋（第一螺旋部３）の下端の高さと、他方の螺旋（第二螺旋部４）の上端の高さの差は、後述の熱処理対象のヘリカルギヤＷの歯幅ｄよりも大きい。
【００３１】
図１において誘導加熱コイル１を上方から見た際の第二螺旋部４の湾曲の中心は、図５に示す様に、円弧部２の中心と一致している。また、第二螺旋部４の中心角ｒ３は、第一螺旋部３の中心角ｒ２と同等であり、円弧部２の中心角ｒ１より小さい。
【００３２】
上述の様に、円弧部２の一端には第一螺旋部３が接続されており、他端には第二螺旋部４が接続されている。第一螺旋部３，円弧部２，第二螺旋部４を上方から見ると、半円形状を呈している（図５）。すなわち、第一螺旋部３，円弧部２，第二螺旋部４のそれぞれの中心角の和（ｒ１＋ｒ２＋ｒ３）は１８０度程度である。
第一螺旋部３，第二螺旋部４の中心角ｒ２，ｒ３は同程度であり、それぞれ５０度乃至３０度程度である。円弧部２の中心角ｒ１は、前述の様に７０度乃至１２０度程度であり、第一螺旋部３及び第二螺旋部４の中心角ｒ２，ｒ３よりも大きい。
【００３３】
また、第一螺旋部３及び第二螺旋部４の螺旋の高低差は、誘導加熱対象物であるヘリカルギヤＷの歯幅ｄに応じて設定されている。すなわち、両螺旋部３，４の螺旋の高低差は、ヘリカルギヤＷの歯幅ｄと同程度か、又は大きくなる様に設定されている。
これら第一螺旋部３，円弧部２，第二螺旋部４によって、誘導加熱部１０が構成されている。
【００３４】
退避部５は、平面視するとＬ字形を呈しており、一端が第一螺旋部３の他端と接続されており、他端が後述のリード７と接続されている。
退避部６は、平面視するとＬ字形を呈しており、一端が第二螺旋部４の他端と接続されており、他端が後述のリード８と接続されている。
すなわち、退避部５，６には離間していて互いに平行な部位と、互いに接近してリード７，８と接続される部位とを有している。
【００３５】
円弧部２と第一螺旋部３及び第二螺旋部４は、ろう付けによって一体化されている。また、第一螺旋部３と退避部５や、第二螺旋部４と退避部６もろう付けによって一体化されている。
【００３６】
誘導加熱部１０、退避部５，６によって、誘導加熱コイル１には空間１１が形成されている。
【００３７】
（リード７，８）
リード７，８は、互いに近接した良導体であり、間に絶縁部材９が設けられている。
リード７，８は、図２に示す様に、誘導加熱コイル１と後述の高周波電源５１を接続している。
【００３８】
（高周波電源の構成）
図２に示す様に、高周波電源５１は、高周波発振器５３，トランス５４を有している。
高周波発振器５３は、商用電源５２と接続されている。
トランス５４の一次側は、高周波発振器５３と接続されている。
また、トランス５４の二次側は、リード７，８を介して誘導加熱コイル１と接続されている。
すなわち、誘導加熱コイル１には、高周波電源５１側から高周波電流が供給される。
また、誘導加熱コイル１には、図示しない冷却液供給源から冷却液が循環供給される。
【００３９】
（ヘリカルギヤＷと誘導加熱コイル１の関係）
以上の様に構成された誘導加熱コイル１は、図３乃至図６に示す様にヘリカルギヤＷに近接配置される。すなわち、ヘリカルギヤＷは、誘導加熱コイル１の空間１１内に配置される。
【００４０】
図５に示す様に、誘導加熱コイル１の誘導加熱部１０（第一螺旋部３，円弧部２，第二螺旋部４）が、ヘリカルギヤＷの歯面に近接している。
誘導加熱部１０は、ヘリカルギヤＷの歯面の半分の領域に渡って近接対向している。
誘導加熱部１０の円弧部２が、ヘリカルギヤＷの歯面と対向するヘリカルギヤ周り（回転軸芯周り）の角度範囲は、前記各螺旋部がヘリカルギヤの歯面と対向するヘリカルギヤ周りの個々の角度範囲よりも大きい。すなわち、図５に示す様に、誘導加熱部１０を平面視した際の第一螺旋部３の中心角ｒ２と第二螺旋部４の中心角ｒ３は、それぞれ円弧部２の中心角ｒ１よりも小さい。
【００４１】
図６に示す様に、誘導加熱コイル１の誘導加熱部１０の高さ寸法は、ヘリカルギヤの歯幅ｄよりも大きいが、少なくとも同程度であればよい。
また、誘導加熱部１０を構成する導体の幅寸法は、ヘリカルギヤＷの歯幅ｄの半分以下であるのが好ましい。
【００４２】
また、第一螺旋部３，円弧部２，第二螺旋部４をヘリカルギヤＷに投影した投影線は、それぞれヘリカルギヤＷの歯筋１５（歯先又は歯底ののびる方向）と交差している。
「第一螺旋部３，円弧部２，第二螺旋部４をヘリカルギヤＷに投影した投影線」とは、ヘリカルギヤＷの表面（歯面）上における第一螺旋部３，円弧部２，第二螺旋部４から最短の部位である。すなわち、第一螺旋部３，円弧部２，第二螺旋部４は長さを有するので、第一螺旋部３，円弧部２，第二螺旋部４をヘリカルギヤＷ上に投影すると、投影部分は線状になり、これを投影線と称している。
【００４３】
ヘリカルギヤＷ及び誘導加熱コイル１を正面視した図４では、円弧部２と歯筋１５とが重なって見えており、ヘリカルギヤＷ及び誘導加熱コイル１を側面視した図６では、第二螺旋部４と歯筋１５とが重なって見えている。換言すると、図４に示す円弧部２と図６に示す第二螺旋部４は、それぞれのヘリカルギヤＷへの投影線と一致している。同様に、第一螺旋部３の投影線と歯筋１５も交差している。
この交差角は、４５度乃至１３５度の範囲であり、直角であるのが好ましい。
【００４４】
さらに、円弧部２が含まれる平面ｈ（図４）の法線と、ヘリカルギヤＷの回転軸心Ｐ（図４）の傾斜は、プラスマイナス５度以内である。
すなわち、平面ｈの、水平面に対する傾斜角はプラスマイナス５度以内であり、第一螺旋部３，第二螺旋部４の水平面に対する傾斜角（１０度〜３０度）よりも小さい。
ここで、円弧部２が含まれる平面ｈの、水平面に対する傾斜角は、ゼロであるのが好ましい。すなわち、平面ｈの法線とヘリカルギヤＷの回転軸心Ｐは、平行であるのが好ましい。本実施形態では、平面ｈの水平面に対する傾斜角は、ゼロである。
【００４５】
また、円弧部２の一端（図４で見て左端）に接続された第一螺旋部３は、平面ｈよりも下方にあり、円弧部２の他端（図４で見て右端）に接続された第二螺旋部４は、平面ｈよりも上方にある。すなわち、第一螺旋部３と第二螺旋部４は、互いに平面ｈの反対側にある。
【００４６】
（高周波誘導加熱の実施）
ヘリカルギヤＷを高周波誘導加熱する際、ヘリカルギヤＷは、図示しない駆動機構によって鉛直軸（回転軸心Ｐ）周りに回転駆動される。図５に示す様に、誘導加熱部１０は、ヘリカルギヤＷの略半周部分にしか同時に近接対向していないが、ヘリカルギヤＷが１回転する間に、誘導加熱部１０のいずれかの部位がヘリカルギヤＷの歯面の全領域に近接対向する。
【００４７】
ここで、図４，図６に示す様に、誘導加熱コイル１（誘導加熱部１０）の高さ寸法は、ヘリカルギヤＷの歯幅ｄより大きい。よって、誘導加熱部１０は、ヘリカルギヤＷの歯面の両端部に至るまで近接対向している。
【００４８】
また、本実施形態では、円弧部２は歯幅方向（図４で見て上下方向）と直交する符号ｈで示す平面（図４で見て水平面）内に配置されている。すなわち、円弧部２が含まれる平面ｈは水平面と一致している。
そのため、ヘリカルギヤＷにおける円弧部２と同じ高さ位置の部位（平面ｈの部位）は、ヘリカルギヤＷが鉛直軸周り（回転軸心Ｐ周り）に回転すると、円弧部２の円弧の中心角ｒ１の範囲にある間、円弧部２と近接対向し続ける。また、ヘリカルギヤＷの周面における平面ｈと同じ高さ位置の部位は、円弧部２を構成する導体の幅寸法（図４，図６で見て高さ方向の寸法）の範囲で円弧部２と近接対向する。
【００４９】
ちなみに、円弧部２が含まれる平面ｈの、水平面に対する傾斜角が小さいほど、ヘリカルギヤＷにおける円弧部２の近接対向する部位の範囲（ヘリカルギヤＷの歯幅方向の範囲）が狭くなる。そのため、誘導加熱される範囲が狭くなり、ヘリカルギヤＷにおける当該部位は昇温し易い。
【００５０】
また、図２に示す高周波電源５１から誘導加熱コイル１に高周波電流が供給されると、誘導加熱部１０に高周波電流が流れる。そのため、ヘリカルギヤＷにおける誘導加熱部１０と近接対向する部位には高周波誘導電流が励起され、当該部位は高周波誘導加熱される。
【００５１】
前述の様に、第一螺旋部３，円弧部２，第二螺旋部４をヘリカルギヤＷに投影した投影線が、歯筋１５と交差しているので、高周波誘導電流は、投影線に沿って励起され、歯先に沿って流れず、歯先から歯底を経て隣接する別の歯先に流れる。そのため、ヘリカルギヤＷの歯面の表層部分が、歯先から歯底に至るまで一様に高周波誘導加熱される。歯面の表層部分とは、歯面（表面）から深さ数ミリ程度（例えば、２〜３ｍｍ）の部分を指している。
【００５２】
ヘリカルギヤＷの中央部は熱容量が大きく、この熱容量が大きい中央部には誘導加熱部１０の円弧部２が近接対向している。ヘリカルギヤＷが鉛直軸（回転軸心Ｐ）周りに回転し、円弧部２が鉛直軸と直交する平面ｈ内に配置されているので、ヘリカルギヤＷの中央部は比較的長い時間、誘導加熱部１０（円弧部２）と近接対向し続ける。そのため、ヘリカルギヤＷの中央部の加熱量は多い。
【００５３】
一方、ヘリカルギヤＷの端部の熱容量は小さく、この熱容量が小さい端部には誘導加熱部１０の第一螺旋部３又は第二螺旋部４が近接対向している。ヘリカルギヤＷが鉛直軸（回転軸心Ｐ）周りに回転すると、ヘリカルギヤＷにおける中央部から外れた端部が、誘導加熱部１０の第一螺旋部３又は第二螺旋部４のいずれかの部位と近接対向する。
【００５４】
ヘリカルギヤＷの回転軸心Ｐと第一螺旋部３又は第二螺旋部４は傾斜しており、ヘリカルギヤＷが１回転する間に、ヘリカルギヤＷの歯幅方向の端部の周面は、第一螺旋部３又は第二螺旋部４と１回のタイミングで近接対向する。
すなわち、ヘリカルギヤＷの端部が、第一螺旋部３又は第二螺旋部４と近接対向する時間は短く、高周波誘導加熱量は少ない。
第一螺旋部３
【００５５】
整理すると、ヘリカルギヤＷを誘導加熱コイル１で誘導加熱すると、ヘリカルギヤＷの熱容量の大きい中央部の誘導加熱量は多くなり、熱容量が小さい端部の誘導加熱量は少なくなり、ヘリカルギヤＷの歯幅方向の中央部から端部に至るまで一様又は略一様に昇温する。
そのため、ヘリカルギヤＷの中央部が必要十分に加熱される。また、端部も必要十分に加熱されるので、冷却工程を加えて高周波焼入した際に、ヘリカルギヤＷの端部に焼き逃げ（図１４）が生じない。
よって、誘導加熱コイル１を使用すると、ヘリカルギヤＷの歯面の全領域を一様に誘導加熱（高周波焼入）することができる。すなわち、ヘリカルギヤＷの表層部分に、歯形に沿った薄い硬化層を形成することができる。ここで表層部分とは、歯面（表面）から深さ数ミリ程度（例えば、２〜３ｍｍ）の部分を指している。
【００５６】
ここで、ヘリカルギヤＷの中央部とは、歯幅方向の中央部であって、図４で見て、円弧部２が近接対向する高さ位置にある部位を指す。また、ヘリカルギヤＷの端部とは、図４で見て、中央部とは異なる高さ位置であって、中央部以外の高さ位置にある部位を指している。
【００５７】
上述の例では、円弧部２の一端側には一つの第一螺旋部３が接続されており、他端側には一つの第二螺旋部４が接続されている。すなわち、誘導加熱コイル１には二つの螺旋部が設けられているが、本発明の誘導加熱コイルでは、円弧部２の一端側及び他端側にそれぞれ複数の螺旋部が設けられていてもよい。例えば、円弧部２の一端側又は他端側に、二以上の螺旋部が接続されていてもよい。
【００５８】
すなわち、ヘリカルギヤＷの中央部から端部に至るまで、熱容量が急激に変化する場合には、第一螺旋部３，第二螺旋部４を複数の分割片に分割し、各分割片の螺旋の傾斜角度を相違させるのが好ましい。
具体的には、熱容量が比較的大きい部位に近接対向する分割片の傾斜角度は小さくし、熱容量が比較的小さい部位に近接対向する分割片の傾斜角度は大きくする。
例えば、中央側から端側へいくほど熱容量が急激に減少する場合には、第一螺旋部３，第二螺旋部４におけるヘリカルギヤＷの中央側にある分割片ほど傾斜角度を小さくし、端側にある分割片ほど傾斜角度を大きくする。
【００５９】
ここで、傾斜角度とは、螺旋を平面視したときの湾曲の中心周りの単位角度に対する螺旋の高低差（歯幅ｄ方向の長さ）であり、単位角度当たりの高低差が大きいほど傾斜角度は大きい。
【００６０】
また、円弧部２の長さ（円弧部２を平面視したときの中心周りの角度範囲）は、ヘリカルギヤＷの中央部の熱容量と中央部以外の部位の熱容量の差が大きいほど長くなるように設定するのが好ましい。
さらに、第一螺旋部３，第二螺旋部４の螺旋の傾斜を途中の部位で変化させることにより、ヘリカルギヤＷの歯幅ｄ方向の熱容量の大きさの違いに対応させることができる。具体的には、熱容量が比較的大きい部位に近接対向する部位の螺旋の傾斜は小さく（緩やかに）する。逆に、熱容量が比較的小さい部位に近接対向する部位の螺旋の傾斜は大きく（急に）する。
これにより、ヘリカルギヤＷの歯幅方向の中央部から端部に至る各部位の熱容量に応じて高周波誘導加熱することができ、各部位を一様に昇温させることができる。
【００６１】
ヘリカルギヤＷの歯幅ｄが、誘導加熱コイル１を構成する導体の幅の２倍以上である場合に本発明を実施するのが好ましい。
【００６２】
（別の実施形態）
次に、図７乃至図１０を参照しながら、本発明の別の実施形態について説明する。
図７，図１０に示す誘導加熱コイル２１（一次誘導加熱コイル）は、図１の誘導加熱コイル１と同様の構造を有している。すなわち、誘導加熱コイル２１は、図１の誘導加熱コイル１の円弧部２，第一螺旋部３，第二螺旋部４と同様の円弧部２２，第一螺旋部２３，第二螺旋部２４を有しており、円弧部２２，第一螺旋部２３，第二螺旋部２４で誘導加熱部３０が構成されている。
【００６３】
また、誘導加熱コイル２１は、退避部２５，２６を有している。
退避部２５は第一螺旋部２３と接続されており、退避部２６は第二螺旋部２４と接続されている。退避部２５，２６は、図１の誘導加熱コイル１の退避部５，６よりもＬ字の長辺側の部位が長く、この長辺側の部位によって誘導部２５ａ，２６ａが構成されている。
【００６４】
誘導加熱コイル２１は、誘導加熱部３０，退避部２５，２６によって囲まれた空間３１を有している。
【００６５】
空間３１には、図７，図１０に示す様に、二次誘導加熱コイル３５が配置されている。
二次誘導加熱コイル３５は、環状構造を呈しており、外部電源と接続されていない。
二次誘導加熱コイル３５は、図８（ａ）、図８（ｂ）に示す様に、二次誘導加熱部３６，二次誘導部３７，３８，接続部３９ａ，３９ｂを有している。二次誘導加熱コイル３５は、銅又は銅合金等の良導体からなる中空の部材である。図示していないが、二次誘導加熱コイル３５には、図示しない冷却液供給源が接続されており、自身の昇温を抑制させる冷却液を循環供給することができるようになっている。
【００６６】
二次誘導加熱部３６は、直線状の導体が湾曲した様な構造を有しており、一端が上側にあり他端が下側にあって上下に傾斜している。すなわち二次誘導加熱部３６は螺旋構造を呈しており、図１０に示す様に平面視した際における曲率は、誘導加熱コイル２１の誘導加熱部３０（円弧部２２，第一螺旋部２３，第二螺旋部２４）の曲率と同程度である。
【００６７】
二次誘導部３７の一端は、二次誘導加熱部３６の上側の一端と接続されている。
また、二次誘導部３７の他端は、接続部３９ａの一端と接続されている。
二次誘導部３８の一端は、二次誘導加熱部３６の下側の他端と接続されている。
また、二次誘導部３８の他端は、接続部３９ｂの一端と接続されている。
接続部３９ａ，３９ｂは、二つの別個の導体であり、互いに通電可能に固定されている。接続部３９ａ，３９ｂの各々の他端側には、冷却液供給源に通じる配管が接続されている。
すなわち、二次誘導部３７，３８の各々の他端側同士は、接続部３９ａ，３９ｂを介して通電可能である。
換言すると、二次誘導加熱コイル３５は、二次誘導加熱部３６、二次誘導部３７，３８、接続部３９ａ，３９ｂが電気的に環状に接続された閉回路構造を有している。また、二次誘導加熱コイル３５の内部には、冷却液を循環供給可能である。
【００６８】
二次誘導加熱コイル３５の周囲の二次誘導加熱部３６側を除く三方には、図９に示す様な誘導部材４０が設けられている。誘導部材４０は、板状の部材が二箇所で折り曲げられたような形状を呈しており、二次誘導部３７，３８及び接続部３９ａ，３９ｂと一体化されている。すなわち、誘導部材４０は、二次誘導部３７，３８及び接続部３９ａ，３９ｂと導通している。
【００６９】
以上説明した様な構造を有する二次誘導加熱コイル３５は、図７，図１０に示す様に、誘導加熱コイル２１の空間３１内に配置されている。二次誘導部３７，３８及び接続部３９ａ，３９ｂと一体化された誘導部材４０の一部が、誘導加熱コイル２１の誘導部２５ａ，２６ａと近接している。
また、図１０に示す様に、平面視した際における円弧状の二次誘導加熱部３６の中心と、誘導加熱コイル２１の誘導加熱部３０の中心は一致しているのが好ましい。
そして、ヘリカルギヤＷを誘導加熱する際には、図１０に示す様に、誘導加熱部３０と二次誘導加熱部３６は、ヘリカルギヤＷの歯面の全周囲のうちの異なる角度範囲部分にそれぞれ近接対向する。
【００７０】
高周波電源５１から誘導加熱コイル２１に高周波電流が供給されると、退避部２５，２６の誘導部２５ａ，２６ａに高周波電流が流れ、誘導部材４０には高周波誘導電流が励起される。誘導部材４０に励起された高周波誘導電流は、二次誘導加熱コイル３５の二次誘導部３７，３８を介して二次誘導加熱部３６にも流れる。
【００７１】
二次誘導加熱部３６は螺旋構造としたが、ヘリカルギヤＷの回転軸心Ｐと直交する平面内に配置された円弧部としてもよく、ヘリカルギヤＷにおける加熱量が不足していると思われる部位の加熱を促進するように適宜変更が可能である。
すなわち、ヘリカルギヤＷの歯幅方向の中央部の加熱量が不足する場合には、二次誘導加熱部３６を、円弧部２と同様の円弧形に構成して当該中央部に近接させる。また、ヘリカルギヤＷの歯幅方向の端部の加熱量が不足する場合には、二次誘導加熱部３６を、円弧部２と同様の円弧形に構成して当該端部に近接する様に構成する。具体例を図１１，図１２に示す。
【００７２】
図１１に示す誘導加熱コイル２１及び二次誘導加熱コイル４５は、銅又は銅合金等からなる横断面が四角形の中空の線状部材で構成されている。図１１では、描写の都合上、誘導加熱コイル２１及び二次誘導加熱コイル４５を一本の線で表している。また、図示していないが、二次誘導加熱コイル４５には図７，図１０に示す誘導部材４０と同様の誘導部材が設けられている。
図１１に示す様に、二次誘導加熱コイル４５は、図７と同様の誘導加熱コイル２１の空間３１内に配置されている。
【００７３】
二次誘導加熱コイル４５は、二次誘導加熱部４６と、二次誘導部４７，４８と、接続部４９を有し、これらが接続されて電気的な閉回路を構成している。また、二次誘導加熱コイル４５は、図示しない冷却液供給源から冷却液が循環供給される。すなわち、図示していないが、接続部４９に冷却液を導く一対（往路側と復路側）のリード部が設けられており、このリード部を介して図示しない冷却液供給源から二次誘導加熱コイル４５に冷却液が循環供給される。
【００７４】
二次誘導加熱部４６は、円弧状に湾曲した部位であり、図１１で見てヘリカルギヤＷの歯面の高さ方向（歯幅方向）の中央部に近接対向する部位である。
二次誘導部４７，４８は直線状を呈する部位であり、二次誘導加熱部４６の一端及び他端にそれぞれ接続されている。また、二次誘導部４７，４８は、誘導加熱コイル２１の直線状の退避部２５，２６（誘導部２５ａ，２５ｂ）と平行である。
接続部４９は、二次誘導部４７，４８を電気的に接続している。すなわち、二次誘導部４７，４８は接続部４９を介して通電可能である。
以上の様に、二次誘導加熱部４６，二次誘導部４７，接続部４９，二次誘導部４８は、この順に電気的に環状に接続されている。
二次誘導加熱コイル４５がヘリカルギヤＷに近接すると、二次誘導加熱部４６のヘリカルギヤＷへの投影線は、ヘリカルギヤＷの歯筋１５と交差する。交差角は４５度〜１３５度の範囲内である。
図１１に示す様に、二次誘導加熱コイル４５では、二次誘導加熱部４６がヘリカルギヤＷに近接対向し、ヘリカルギヤＷの歯面の歯幅方向の中央部分の誘導加熱に寄与する。
【００７５】
誘導加熱コイル２１に高周波電流が供給されると、誘導加熱コイル２１の誘導加熱部３０（円弧部２２，第一螺旋部２３，第二螺旋部２４）に矢印Ｉ１で示す高周波電流が流れ、ヘリカルギヤＷにおける誘導加熱部３０と近接対向する部位に高周波誘導電流が励起され、当該部位が加熱される。また、ヘリカルギヤＷは、図４，図６に示す回転軸心Ｐ周りに図示しない駆動機構によって回転駆動されており、ヘリカルギヤＷの周面（歯面）全体が誘導加熱されて昇温する。
【００７６】
誘導加熱部３０（円弧部２２，第一螺旋部２３，第二螺旋部２４）のヘリカルギヤＷへの投影線は、歯筋１５と４５度〜１３５度の角度で交差しているので、高周波誘導電流は、歯筋１５に沿って流れず、歯先から歯底を経て隣接する別の歯先へと流れる。そのため、ヘリカルギヤＷの歯面（表面部分）が良好に誘導加熱される。
【００７７】
誘導加熱部３０のヘリカルギヤＷへの投影線と歯筋１５の交差角度は、直角であるのが好ましい。交差角度が直角であると、励起された高周波誘導電流が、ヘリカルギヤＷの歯筋１５と交差する様に最も流れ易い。
【００７８】
また、誘導加熱コイル２１に高周波電流Ｉ１が供給されると、退避部２５，２６の誘導部２５ａ，２６ａに高周波電流Ｉ１が流れる。誘導部２５ａ，２６ａに高周波電流Ｉ１が流れると、二次誘導加熱コイル４５の二次誘導部４７，４８には高周波誘導電流Ｉ２が励起される。そして、この高周波誘導電流Ｉ２は、二次誘導加熱コイル４５に沿って流れる。すなわち高周波誘導電流Ｉ２は、二次誘導加熱部４６にも流れる。
二次誘導加熱部４６は、ヘリカルギヤＷの周面（歯面）の歯幅方向の中央部に近接対向しており、ヘリカルギヤＷの当該中央部には、高周波誘導電流Ｉ２によって、高周波誘導電流が励起され、当該中央部は誘導加熱されて昇温する。
矢印Ｉ１，Ｉ２は高周波の電流であって流れ方向は変動するが、図１１では便宜的にある一瞬における流れ方向を固定して描写している。
【００７９】
ここで、二次誘導加熱部４６のヘリカルギヤＷへの投影線が、歯筋１５と４５度〜１３５度の角度で交差しているので、歯面に励起された高周波誘導電流は、歯筋１５に沿って流れず、歯先から歯底を経て隣接する別の歯先へと流れる。すなわち、二次誘導加熱部４６を流れる高周波誘導電流によって励起された高周波誘導電流は、ヘリカルギヤＷの歯先から歯底を経て隣接する別の歯先に歯面の表層部分に沿って流れ、ヘリカルギヤＷの中央部は誘導加熱されて昇温する。
【００８０】
ヘリカルギヤＷの歯面の中央部は、誘導加熱コイル２１の誘導加熱部３０の円弧部２２と、二次誘導加熱コイル４５の二次誘導加熱部４６によって同時に誘導加熱される。よって、中央部は良好に昇温する。
【００８１】
また、誘導加熱コイル２１の円弧部２２と二次誘導加熱コイル４５の二次誘導加熱部４６は、図１１に示す様に、ヘリカルギヤＷの周囲の互いに反対側に配置されており、ヘリカルギヤＷの周面における異なる角度範囲に近接対向している。そのため、ヘリカルギヤＷが回転すると、ヘリカルギヤＷの中央部の周面は、円弧部２２及び二次誘導加熱部４６のいずれにも近接対向することができる。
【００８２】
すなわち、ヘリカルギヤＷが回転して、円弧部２２に近接対向する角度範囲から外れたヘリカルギヤＷの歯面（周面）の部位は、次に円弧部２２に対向するまでの間に、二次誘導加熱部４６と近接対向する。そのため、ヘリカルギヤＷの歯面（周面）は、円弧部２２及び二次誘導加熱部４６と近接対向している間、誘導加熱される。
【００８３】
換言すると、二次誘導加熱コイル４５を設けたことによって、ヘリカルギヤＷが一回転する間における、ヘリカルギヤＷの中央部の加熱される正味の時間が増え、加熱量が増えて、熱容量が大きい中央部は良好に昇温する。
【００８４】
円弧状の二次誘導加熱部４６の長さは、ヘリカルギヤＷの歯幅方向の中央部と端部の熱容量の差に応じて任意に設定することができる。すなわち、熱容量の差が大きい程、二次誘導加熱部４６の長さを長くし、ヘリカルギヤＷに対向する角度範囲を大きくする。これにより、ヘリカルギヤＷの中央部の加熱量が増加し、ヘリカルギヤＷの周面が中央部から端部に至るまで略一様に昇温する。
【００８５】
図１１では、ヘリカルギヤＷの中央部の熱容量が特に大きい場合について説明したが、次に、ヘリカルギヤＷの歯幅方向の両端部の加熱量を増加させたい場合について図１２を参照しながら説明する。
【００８６】
図１２に示す二次誘導加熱コイル５５は、図１１の二次誘導加熱コイル４５と同様に、誘導加熱コイル２１の空間３１内に配置されて使用される。
【００８７】
二次誘導加熱コイル５５も二次誘導加熱コイル４５と同様の銅又は銅合金等の良導体からなる線状部材で構成されている。二次誘導加熱コイル５５を構成する線状部材は、横断面が四角形の中空構造を有している。
【００８８】
図１２に示す様に二次誘導加熱コイル５５は、二次誘導加熱部５６，二次誘導部５７，５８，接続部５９を有している。
二次誘導部５７，５８と接続部５９は、図１１の二次誘導加熱コイル４５の二次誘導部４７，４８及び接続部４９と同様の構造を呈している。
二次誘導加熱部５６は、第一円弧部５６ａ，第二円弧部５６ｂ，螺旋部５６ｃを有している。
また、図示していないが、二次誘導加熱コイル５５には図７，図１０に示す誘導部材４０と同様の誘導部材が設けられている。
【００８９】
二次誘導加熱部５６の第一円弧部５６ａは、ヘリカルギヤＷの誘導加熱時に、図１２で見てヘリカルギヤＷの上端付近に近接対向する円弧状の部位であり、第二円弧部５６ｂは、図１２で見てヘリカルギヤＷの下端付近に近接対向する円弧状の部位である。第一円弧部５６ａ，第二円弧部５６ｂのヘリカルギヤＷへの投影線は、ヘリカルギヤＷの歯筋１５と４５度〜１３５度の範囲内の角度で交差している。
【００９０】
また、螺旋部５６ｃは、第一円弧部５６ａの一端と第二円弧部５６ｂの一端とを接続する螺旋状の部位である。螺旋部５６ｃは、ヘリカルギヤＷの上端側から下端側に至る様に螺旋を描いてヘリカルギヤＷの歯面と対向しており、螺旋部５６ｃにおけるヘリカルギヤＷへの投影線は、ヘリカルギヤＷの歯筋１５と４５度〜１３５度の範囲内の角度で交差している。
【００９１】
二次誘導加熱コイル５５では、二次誘導加熱部５６（第一円弧部５６ａ，第二円弧部５６ｂ，螺旋部５６ｃ）がヘリカルギヤＷに近接し、ヘリカルギヤＷの誘導加熱に寄与する。
【００９２】
二次誘導加熱部５６，二次誘導部５７，５８，接続部５９は、電気的に環状に接続されて閉回路を構成している。すなわち、二次誘導加熱コイル３５は環状構造を呈しており、外部電源には接続されていない。
【００９３】
また、二次誘導加熱コイル５５の内部には、図示しない冷却液供給源から冷却液が循環供給され、誘導時における自身の昇温が抑制される。
【００９４】
誘導加熱コイル２１に高周波電流が供給されると、誘導加熱コイル２１の誘導加熱部３０（円弧部２２，第一螺旋部２３，第二螺旋部２４）に高周波電流が流れ、ヘリカルギヤＷにおける誘導加熱部３０と近接対向する部位には、高周波誘導電流が励起される。また、ヘリカルギヤＷは、図４，図６に示す回転軸心Ｐ周りに図示しない駆動機構によって回転駆動されており、ヘリカルギヤＷの全周面（歯面）が誘導加熱部３０と順に近接対向し、ヘリカルギヤＷの周面（歯面）全体が誘導加熱されて昇温する。
【００９５】
また、誘導加熱コイル２１に高周波電流Ｉ１が供給されると、退避部２５，２６の誘導部２５ａ，２６ａに高周波電流Ｉ１が流れる。誘導部２５ａ，２６ａに高周波電流Ｉ１が流れると、二次誘導加熱コイル５５の二次誘導部５７，５８には高周波誘導電流Ｉ２が励起される。そして、この高周波誘導電流Ｉ２は、二次誘導加熱コイル５５に沿って流れる。すなわち高周波誘導電流Ｉ２は、二次誘導加熱部５６にも流れる。
【００９６】
二次誘導加熱コイル５５の二次誘導加熱部５６の螺旋部５６ｃ，第一円弧部５６ａ，第二円弧部５６ｂは、それぞれヘリカルギヤＷの幅方向の中央部及び両端部に近接対向しており、ヘリカルギヤＷの中央部及び両端部は二次誘導加熱コイル５５を流れる高周波誘導電流Ｉ２（二次誘導電流）によって誘導加熱される。
【００９７】
すなわち、ヘリカルギヤＷの歯面は、誘導加熱コイル２１の誘導加熱部３０と、二次誘導加熱コイル５５の二次誘導加熱部５６によって同時に誘導加熱される。
矢印Ｉ１，Ｉ２は高周波の電流であって流れ方向は変動するが、図１２では便宜的にある一瞬における流れ方向を固定して描写している。
【００９８】
また、誘導加熱コイル２１の誘導加熱部３０と二次誘導加熱コイル５５の二次誘導加熱部５６は、図１２に示す様に、ヘリカルギヤＷの周囲の互いに反対側に配置されており、ヘリカルギヤＷの周面における異なる角度範囲に近接対向している。そのため、ヘリカルギヤＷが回転すると、ヘリカルギヤＷの歯面は、誘導加熱部３０及び二次誘導加熱部４６と近接対向している間、誘導加熱される。
【００９９】
すなわち、二次誘導加熱コイル５５を設けたことによって、ヘリカルギヤＷが一回転する間における、ヘリカルギヤＷの歯面の加熱される正味の時間が増え、加熱量が増える。その結果、ヘリカルギヤＷの各部位は、熱容量の大きさに応じて加熱量が設定され、一様に昇温する。
【０１００】
上述の実施例では、螺旋部５６ｃが、ヘリカルギヤＷの歯幅方向の中央部に近接対向しているが、ヘリカルギヤＷの中央部の加熱量が過多になる場合には、螺旋部５６ｃをヘリカルギヤＷの表面から遠ざかる様に湾曲させ、螺旋部５６ｃが誘導加熱に寄与しない様にすることもできる。
【０１０１】
（さらに別の実施形態）
図１３に示す誘導加熱コイル６１（一次誘導加熱コイル），二次誘導加熱コイル７０は、銅又は銅合金等からなる横断面が四角形の中空の線状部材で構成されている。図１３では、描写の都合上、誘導加熱コイル６１及び二次誘導加熱コイル７０を一本の線で表している。
【０１０２】
誘導加熱コイル６１は、螺旋状の誘導加熱部６２、退避部６５，６６を有する。
平面視すると、誘導加熱部６２は、ヘリカルギヤＷの全周面のうちの半分の領域に近接対向している。また、誘導加熱部６２は、ヘリカルギヤＷの歯幅方向の一方の端部側から他方の端部側へ傾斜してのびている。図１３では、誘導加熱部６２は、ヘリカルギヤＷの下端側から上端側へ（又はその逆に）一様な傾斜角の螺旋を描いている。
誘導加熱部６２のヘリカルギヤＷへの投影線は、ヘリカルギヤＷの歯筋１５と４５度〜１３５度の範囲内の角度で交差している。
誘導加熱部６２の両端には、それぞれＬ字形の退避部６５，６６が接続されている。そして、誘導加熱部６２，退避部６５，６６によって誘導加熱コイル６１内には空間６３が形成されている。
【０１０３】
図１３に示す様に、二次誘導加熱コイル７０は、誘導加熱コイル６１の空間６３に配置されている。
【０１０４】
二次誘導加熱コイル７０は、二次誘導加熱部７１と、二次誘導部７２，７３と、接続部７４を有し、これらが接続されて電気的な閉回路を構成している。また、二次誘導加熱コイル７０には、図示しない冷却液供給源から冷却液が循環供給されている。すなわち、図示していないが、接続部７４に冷却液を導く一対（往路側と復路側）のリード部が設けられており、このリード部を介して図示しない冷却液供給源から二次誘導加熱コイル７０に冷却液が循環供給される。
【０１０５】
二次誘導加熱部７１は、円弧状に湾曲した部位であり、図１３で見てヘリカルギヤＷの歯面の高さ方向（歯幅方向）の中央部に近接対向する部位である。
二次誘導部７２，７３は直線状を呈する部位であり、二次誘導加熱部７１の一端及び他端にそれぞれ接続されている。また、二次誘導部７２，７３は、誘導加熱コイル６１の直線状の退避部６５，６６と平行である。
接続部７４は、二次誘導部７２，７３を電気的に接続している。すなわち、二次誘導部７２，７３は接続部７４を介して通電可能である。
以上の様に、二次誘導加熱部７１，二次誘導部７２，接続部７４，二次誘導部７３は、この順に電気的に環状に接続されている。
また、図示していないが、二次誘導加熱コイル７０には図７，図１０に示す誘導部材４０と同様の誘導部材が設けられている。
【０１０６】
二次誘導加熱コイル７０がヘリカルギヤＷに近接すると、二次誘導加熱部７１のヘリカルギヤＷへの投影線は、ヘリカルギヤＷの歯筋１５と４５度〜１３５度の範囲内の角度で交差する。
また、高周波電流Ｉ１が流れる退避部６５，６６によって二次誘導部７２，７３には高周波誘導電流Ｉ２が励起される。この高周波誘導電流Ｉ２が二次誘導加熱部７１に流れる。
図１３に示す様に、二次誘導加熱部７１がヘリカルギヤＷに近接対向しており、ヘリカルギヤＷの歯幅方向の中央部の誘導加熱に寄与する。
【０１０７】
以上説明した図１３に示す誘導加熱コイル６１と二次誘導加熱コイル７０によって、ヘリカルギヤＷの歯幅方向の中央部から端部に至るまで良好に誘導加熱される。
【０１０８】
また、誘導加熱後、冷却工程を経てヘリカルギヤＷを高周波焼入すると、ヘリカルギヤＷの歯面は、歯幅方向の中央部から端部に至るまで良好に焼入され、歯先から歯底にかけて歯面の表層部分に一様な硬化層が形成される。すなわち、ヘリカルギヤＷは、良好に輪郭焼入される。
【符号の説明】
【０１０９】
１                      誘導加熱コイル
２，２２                円弧部
３，２３                第一螺旋部
４，２４                第二螺旋部
１０，３０              誘導加熱部
１５                    歯筋
２１，６１              一次誘導加熱コイル
３５，４５，５５，７０  二次誘導加熱コイル
３６，４６，５６，７１  二次誘導加熱部
６２                    螺旋部
ｄ        ヘリカルギヤの歯幅
Ｗ        ヘリカルギヤ
ｈ        誘導加熱コイルの円弧部が含まれる平面
Ｉ１      一次誘導加熱コイルに供給された高周波電流
Ｉ２      二次誘導加熱コイルに励起された高周波誘導電流
ｒ１        円弧部の中心角
ｒ２，ｒ３  第一，第二螺旋部の中心角
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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