(57)【要約】【課題】ワークに吹付けた冷却水が冷却ユニットの入口部に向かって流れることを抑制可能なワーク処理装置を提供する。【解決手段】本実施形態のワーク処理装置１は、加熱ユニット１２と冷却ユニット１３とを備えている。冷却ユニット１３のノズル部２１は、ワーク２に向けて冷却水を噴射する噴射流路８５，９５を有している。冷却ユニット１３の入口部１３ａ付近に吸引部１４が配置されている。吸引部１４は、ノズル部２１と加熱ユニット１２との間に配置されたチャンバ構成部材１００を有している。チャンバ構成部材１００に吸引チャンバ１０２が形成されている。吸引チャンバ１０２に負圧発生手段１１０が接続されている。チャンバ構成部材１００の内側に吸入口１１２が形成されている。吸入口１１２はチャンバ構成部材１００の周方向に沿って開口している。【選択図】図４
2018204062.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワークに向けて冷却水を噴射する冷却ユニットを備えたワーク処理装置であって、
前記冷却ユニットは、
前記冷却水が流れる冷却水流路を有しかつ前記ワークが挿入されるワーク挿入孔を有した水冷ジャケットと、
前記水冷ジャケットに設けられ前記ワークに向けて前記冷却水を噴射する噴射流路を有したノズル部と、
前記ワークの移動方向に関して前記ノズル部の上流側に配置された吸引部とを有し、
前記吸引部は、
吸引チャンバを有したチャンバ構成部材と、
前記吸引チャンバに負圧を生じさせる負圧発生手段と、
前記チャンバ構成部材の内周部に開口しかつ前記吸引チャンバに連通する吸入口と、
を具備したことを特徴とするワーク処理装置。
【請求項２】
前記吸引部の前記吸入口は、前記チャンバ構成部材の内周部の周方向に連続して開口していることを特徴とする請求項１に記載のワーク処理装置。
【請求項３】
前記チャンバ構成部材は、
前記吸入口と前記吸引チャンバとに連通する吸引流路を有し、
前記吸引流路は、前記冷却水が前記ワークの移動方向の前側に向かうように前記水冷ジャケットの軸線に対し９０°よりも大きい角度をなして傾斜していることを特徴とする請求項１または２に記載のワーク処理装置。
【請求項４】
前記吸引チャンバと連通する吸引接続部が前記吸引チャンバの外周部の接線方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載のワーク処理装置。
【請求項５】
前記冷却ユニットに挿入される前記ワークの移動方向に関し、前記冷却ユニットの上流側に、前記ワークを加熱する加熱ユニットが配置され、前記吸引部が前記加熱ユニットと前記ノズル部との間に配置されたことを特徴とする請求項１に記載のワーク処理装置。
【請求項６】
前記冷却ユニットに挿入される前記ワークの移動方向に関し、前記吸引部の上流側に、前記ワークに向けてエアを噴出する噴出孔を有したことを特徴とする請求項１に記載のワーク処理装置。
【請求項７】
前記ノズル部の前記噴射流路は、前記冷却水が前記ワークの移動方向の前側に向かうよう前記水冷ジャケットの軸線に対し９０°未満の角度をなして傾斜していることを特徴とする請求項１に記載のワーク処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ロッド等のワークに向けて冷却水を吹付けるノズル部を備えたワーク処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ばね鋼からなるロッド等のワークを長手方向に移動させながら連続的に熱処理する場合、高温に加熱されたワークを水等の冷却媒体によって急冷することが行われている。例えば特許文献１に、ワーク（鋼線材）を熱処理する際に使用される冷却装置の一例が記載されている。その冷却装置は、外層パイプと、内層パイプと、外層パイプと内層パイプとの間に形成された導水路と、内層パイプに形成された多数のノズル（噴射孔）とを有している。加熱されたワークを内層パイプの内側に通し、このワークを長手方向に移動させながら、前記ノズルからワークに向けて水を噴射する。噴射された水によってワークが急冷されることにより、焼入組織が形成される旨記載されている。
【０００３】
特許文献２には、ワーク（長尺棒鋼）の移動焼入のための冷却剤噴射装置が記載されている。その冷却剤噴射装置は、ワークに向けて水を噴射する多数のノズルを有する環状ジャケットを備えている。これらノズルは、環状ジャケットの周方向に等間隔で複数箇所に配置され、ワークに対して４５°の角度で水を噴射するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公昭６１−３３７７号公報
【特許文献２】特開２０１１−６７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の冷却装置は、内層パイプに形成されたノズル（噴射孔）からワークに向けて水を噴射する。特許文献２の冷却剤噴射装置は、環状ジャケットに配置されたノズルから水などの冷却剤を噴射する。このため特許文献１，２は、いずれも、ワークの表面で跳ね返った水（冷却剤）の一部がワークの移動方向とは反対側に流れる可能性がある。このためノズル付近に高周波誘導コイルなどの加熱装置が配置されていると、加熱装置が水分に触れて漏電や発錆などの不具合が生じる原因となる。
【０００６】
従って本発明の目的は、ノズル部からワークの表面に向けて噴射された冷却水がワークの移動方向とは反対の方向に流れることを抑制しつつ、ワークに対し冷却水が接触し始める境界を制御可能なワーク処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
１つの実施形態は、ワークに向けて冷却水を噴射する冷却ユニットを備えたワーク処理装置であって、前記冷却ユニットは、前記冷却水が流れる冷却水流路を有しかつ前記ワークが挿入されるワーク挿入孔を有した水冷ジャケットと、前記水冷ジャケットに設けられ前記ワークに向けて前記冷却水を噴射する噴射流路を有したノズル部と、前記ワークの移動方向に関して前記ノズル部の上流側に配置された吸引部とを有している。前記吸引部は、吸引チャンバを有したチャンバ構成部材と、前記吸引チャンバに負圧を生じさせる負圧発生手段と、前記チャンバ構成部材の内周部に開口しかつ前記吸引チャンバに連通する吸入口とを具備している。
【０００８】
この実施形態において、前記吸引部の前記吸入口は、前記チャンバ構成部材の内周部の周方向に連続して開口していてもよい。また前記チャンバ構成部材は、前記吸入口と前記吸引チャンバとに連通する吸引流路を有し、前記吸引流路は、前記冷却水が前記ワークの移動方向の前側に向かうように前記水冷ジャケットの軸線に対し９０°よりも大きい角度をなして傾斜していてもよい。前記吸引チャンバと連通する吸引接続部が前記吸引チャンバの外周部の接線方向に延びていてもよい。
【０００９】
また前記冷却ユニットに挿入される前記ワークの移動方向に関して前記冷却ユニットの上流側に、前記ワークを加熱する加熱ユニットが配置され、前記吸引部が前記加熱ユニットと前記ノズル部との間に配置されていてもよい。前記冷却ユニットに挿入される前記ワークの移動方向に関して前記吸引部の上流側に、前記ワークに向けてエアを噴出する噴出孔を有していてもよい。前記ノズル部の前記噴射流路は、前記冷却水が前記ワークの移動方向の前側に向かうよう前記水冷ジャケットの軸線に対し９０°未満の角度をなして傾斜していてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、冷却ユニットのノズル部からワークの表面に向けて噴射された冷却水が冷却ユニットの入口部に向かって移動することを前記吸引部によって抑制できる。このため冷却水の一部が冷却ユニットの入口部から出てしまうことを抑制することができる。例えば冷却ユニットの入口部付近に加熱ユニット等の機器が配置されている場合に、加熱ユニット等の機器が被水することを抑制できる。また冷却水が冷却ユニットの入口部に向かって移動することを抑制できるため、ワークに対し冷却水が接触し始める境界の位置を制御可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係るワーク処理装置を模式的に示す側面図。
【図２】図１に示されたワーク処理装置の冷却ユニットの斜視図。
【図３】同冷却ユニットの吸引部の正面図。
【図４】同冷却ユニットの軸線方向に沿う断面図。
【図５】同冷却ユニットのノズル部を拡大して示す断面図。
【図６】同冷却ユニットのノズル部を分解して示す断面図。
【図７】同冷却ユニットのノズル部の第１のリング部材の正面図。
【図８】図５中のＦ８−Ｆ８線に沿うノズル部の断面図。
【図９】第２の実施形態に係る冷却ユニットの一部の軸線方向に沿う断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に第１の実施形態に係る冷却ユニットを備えたワーク処理装置１について、図１から図８を参照して説明する。  
図１はワーク処理装置１の構成を模式的に示している。ワーク処理装置１は、ワーク２を移動させるワーク送り機構１０と、ワーク２の熱処理を行う熱処理装置１１とを備えている。熱処理装置１１は、ワーク２を加熱する加熱ユニット１２と、ワーク２を冷却する冷却ユニット１３とを含んでいる。冷却ユニット１３に吸引部１４が設けられている。またこのワーク処理装置１は、ワーク２の温度を測定する温度センサ１５と、ワーク２の径を測定するワーク径測定器１６と、制御部１７などを含んでいる。
【００１３】
ワーク２の一例はばね鋼からなり、断面が円形の丸棒である。処理前のワーク２の径Ｄ１は特に問わないが、例えば８〜２０ｍｍである。ワーク径測定器１６は、処理後のワーク２の径を、例えばレーザビームの発光部と受光部とを用いて測定する。ワーク２は、図１に矢印Ｆ１で示す方向（ワーク２の軸線Ｘ１に沿う方向）に連続的に移動する。
【００１４】
ワークとしては、角線材のように断面が円形以外の線材、あるいは中空の線材であってもよい。また、ワークは連続的な線材に限定されるものでもなく、例えば非連続な棒材、板材等であってもよい。
【００１５】
ワーク送り機構１０は、ワーク２の移動方向に関して上流側に配置された第１ローラ１０ａと、ワーク２の移動方向に関して下流側に配置された第２ローラ１０ｂとを含んでいる。第１ローラ１０ａと第２ローラ１０ｂとは、それぞれ駆動機構１８，１９によって回転し、かつ、油圧アクチュエータ等の加圧手段によってワーク２の径方向に押圧される。第１ローラ１０ａと第２ローラ１０ｂの回転速度（周速度）は制御部１７によって制御され、所定の速度でワーク２を軸線Ｘ１に沿う方向に移動させる。
【００１６】
加熱ユニット１２の一例は高周波誘導コイル１２ａを備えている。高周波誘導コイル１２ａは、冷却ユニット１３の入口部１３ａ付近において、ワーク２を焼入れ可能な第１の温度（例えばオーステナイト化温度）まで急速加熱する。
【００１７】
以下に冷却ユニット１３と吸引部１４とについて説明する。  
図２は冷却ユニット１３の斜視図、図３は吸引部１４の正面図である。図４は冷却ユニット１３の断面図である。冷却ユニット１３は、ワーク２の移動方向に関して加熱ユニット１２の下流側に配置されている。冷却ユニット１３は、ワーク２を第２の温度まで急冷することにより、ワーク２の熱処理（例えば焼入れ）を行う。
【００１８】
冷却ユニット１３の１つの実施形態は、水冷ジャケット２０と、水冷ジャケット２０に設けられた環状のノズル部２１とを含んでいる。後に詳しく説明するようにノズル部２１はワーク２を囲む形状であり、ワーク２に向けて冷却水を噴射するようになっている。冷却ユニット１３は、この明細書に記載した実施形態に限定されることはなく、要するに、ワーク２に向けて冷却水を噴出することができる構成を有していればよく、様々な構成を採用することができる。
【００１９】
水冷ジャケット２０は、円筒形のハウジング（外筒）３０と、ハウジング３０の内部に配置された円筒形の内側部材（内筒）３１と、ハウジング３０に設けられた冷却水供給口３５と、第１の端部材３６と、第２の端部材３７とを備えている。第１の端部材３６と第２の端部材３７とは、互いにタイロッド３８（図２に示す）によって連結されている。
【００２０】
ハウジング３０と内側部材３１との間に冷却水流路４０（図４と図５に示す）が形成されている。冷却水流路４０は冷却水供給口３５と連通している。冷却水供給口３５は、冷却水配管４１（図１に示す）を介してポンプユニット４２に接続されている。ハウジング３０の内側に配置された内側部材３１に、ワーク２が通ることのできる大きさ（内径）のワーク挿入孔５０が形成されている。ワーク挿入孔５０は、冷却ユニット１３の入口部１３ａと出口部１３ｂとにわたり、ワーク２の長手方向（軸線Ｘ１に沿う方向）に延びている。
【００２１】
第１の端部材３６は、水冷ジャケット２０の第１の端部２０ａに設けられている。第１の端部材３６に、ワーク２が通る大きさの孔３６ａが形成されている。第２の端部材３７は、水冷ジャケット２０の第２の端部２０ｂに設けられている。第２の端部材３７に、ワーク２が通ることのできる大きさの孔３７ａが形成されている。
【００２２】
冷却水流路４０は、第１の端部材３６と第２の端部材３７との間に形成され、水冷ジャケット２０の軸線Ｘ２（図４に示す）に沿う方向に延びている。冷却水流路４０は、水冷ジャケット２０の第１の端部２０ａから第２の端部２０ｂに向かって、次第に内径が大きくなる（流路断面積が拡大する）形状である。水冷ジャケット２０の軸線Ｘ２は、ワーク挿入孔５０を通るワーク２の軸線Ｘ１と実質的に一致している。
【００２３】
図５は冷却ユニット１３の一部（ノズル部２１）を拡大して示す断面図である。図６はノズル部２１を分解して示す断面図である。ノズル部２１は、水冷ジャケット２０の第１の端部２０ａに配置されている。本実施形態のノズル部２１は、３個のリング部材５１，５２，５３と、２個のスペーサリング６１，６２とを含んでいる。リング部材５１，５２，５３は、水冷ジャケット２０の軸線Ｘ２に沿う方向に互いに間隔を存して配置されている。
【００２４】
すなわち第１のリング部材５１と第２のリング部材５２とは、第１のスペーサリング６１を間に挟んだ状態で、軸線Ｘ２に沿う方向に互いに隣り合って配置されている。第２のリング部材５２と第３のリング部材５３とは、第２のスペーサリング６２を間に挟んだ状態で、軸線Ｘ２に沿う方向に互いに隣り合って配置されている。
【００２５】
図７は、第１のリング部材５１の正面図である。第１のリング部材５１は、環状の第１の支持部５１ａと、第１の支持部５１ａの周方向の複数個所に形成された第１のリブ５１ｂと、第１のリブ５１ｂによって支持された環状の第１のボディ５１ｃとを有している。第１の支持部５１ａは、ハウジング３０の内面３０ａに接している。第１の支持部５１ａと第１のボディ５１ｃとの間に、冷却水流路４０に連通する流通部５１ｄが形成されている。
【００２６】
図６等に示されるように、第１のリング部材５１のボディ５１ｃには、内側部材３１の端部３１ａが挿入される凹部７０と、Ｏリング等のシール部材７１が密接するシール壁７２と、ワーク２が通る孔７３と、第２のリング部材５２に向かって突出する凸形の曲面からなる流路形成面７４などが形成されている。
【００２７】
第２のリング部材５２は、環状の第２の支持部５２ａと、第２の支持部５２ａの周方向の複数個所に形成された第２のリブ５２ｂと、第２のリブ５２ｂによって支持された環状の第２のボディ５２ｃとを有している。第２の支持部５２ａは、ハウジング３０の内面３０ａに接している。第２の支持部５２ａと第２のボディ５２ｃとの間に、冷却水流路４０に連通する流通部５２ｄが形成されている。
【００２８】
図６等に示されるように、第２のボディ５２ｃに、凹形の曲面からなる流路形成面８０と、凸形の曲面からなる流路形成面８１と、ワーク２が通る円形の孔８２が形成されている。凸形の流路形成面８１は、凹形の流路形成面８０の反対側に形成されている。第２のリング部材５２の流路形成面８０は、第１のリング部材５１の流路形成面７４と対向している。
【００２９】
流路形成面７４，８０の間に第１の噴射流路８５が形成されている。すなわち互いに隣り合うリング部材５１，５２同士の対向面間に、第１の噴射流路８５が形成されている。第１の噴射流路８５は、流通部５１ｄを介して冷却水流路４０と連通している。第１の噴射流路８５は、水冷ジャケット２０の軸線Ｘ２を中心とする回転対称形である。第１の噴射流路８５の先端側に、噴射口８６が形成されている。図８に示されるように噴射口８６は、ノズル部２１の内面２１ａにおいて、ノズル部２１の全周にわたって連続して開口している。
【００３０】
図５に示されるように、第１の噴射流路８５は、噴射口８６がワーク２の移動方向Ｆ１の前側を向くように、水冷ジャケット２０の軸線Ｘ２に対し、９０°未満の角度θ１をなして傾斜している。しかも第１の噴射流路８５は、冷却水流路４０と連通する流通部５１ｄから噴射口８６に向かって、次第に流路断面積が小さくなるオリフィス形状となっている。このため冷却水流路４０から流通部５１ｄを経て第１の噴射流路８５に流入した冷却水は、噴射口８６に向かって次第に流速が増加し、矢印Ｆ２で示すように角度θ１をなして噴射口８６から勢いよく噴出する。
【００３１】
第１のリング部材５１の支持部５１ａと第２のリング部材５２の支持部５２ａとの間に、第１のスペーサリング６１が配置されている。第１のスペーサリング６１の厚さＴ１（図６に示す）に応じて、第１のリング部材５１と第２のリング部材５２との間の距離を変化させることができる。つまりスペーサリング６１の厚さＴ１に応じて、流路形成面７４，８０間の距離を調整することができる。このためスペーサリング６１の厚さＴ１を変えることにより、第１の噴射流路８５の流路断面積を調整することができる。
【００３２】
第３のリング部材５３は、環状の第３のボディ５３ａを有している。第３のボディ５３ａの周面は、ハウジング３０の内面３０ａに接している。第３のボディ５３ａには、凹形の曲面からなる流路形成面９０と、ワーク２が通る円形の孔９１とが形成されている。第３のリング部材５３の流路形成面９０は、第２のリング部材５２の流路形成面８１と対向している。
【００３３】
流路形成面８１，９０の間に第２の噴射流路９５が形成されている。すなわち互いに隣り合うリング部材５２，５３同士の対向面間に、第２の噴射流路９５が形成されている。第２の噴射流路９５は、流通部５２ｄを介して冷却水流路４０と連通している。第２の噴射流路９５は、第１の噴射流路８５と同様に、水冷ジャケット２０の軸線Ｘ２を中心とする回転対称形である。第２の噴射流路９５の先端側に噴射口９６が形成されている。噴射口９６は、ノズル部２１の内面２１ａにおいて、ノズル部２１の全周にわたって連続して開口している。
【００３４】
図５に示されるように第２の噴射流路９５は、噴射口９６がワーク２の移動方向Ｆ１の前側を向くように、水冷ジャケット２０の軸線Ｘ２に対し、９０°未満の角度θ１をなして傾斜している。しかも第２の噴射流路９５は、冷却水流路４０と連通する流通部５２ｄから噴射口９６に向かって、次第に流路断面積が小さくなるオリフィス形状となっている。このため冷却水流路４０から流通部５２ｄを経て第２の噴射流路９５に流入した冷却水は、噴射口９６に向かって次第に流速が増加し、矢印Ｆ３で示すように角度θ２をなして噴射口９６から勢いよく噴出する。
【００３５】
第２のリング部材５２の支持部５２ａと第３のリング部材５３との間に、第２のスペーサリング６２が配置されている。第２のスペーサリング６２の厚さＴ２（図６に示す）に応じて、第２のリング部材５２と第３のリング部材５３との間の距離を変化させることができる。つまりスペーサリング６２の厚さＴ２に応じて、流路形成面８１，９０間の距離を調整することができる。このためスペーサリング６２の厚さＴ２を変えることにより、第２の噴射流路９５の流路断面積を調整することができる。
【００３６】
リング部材５１，５２，５３によって形成される噴射流路８５，９５は、軸線Ｘ２を中心とする回転対称形である。すなわちリング部材５１，５２，５３が軸線Ｘ２まわりのどのような相対的な位置にあっても、噴射口８６，９６の開口量（流路断面積）は変化しない。このため冷却ユニット１３を組立てる際に、水冷ジャケット２０に対するリング部材５１，５２，５３の軸線Ｘ２まわりの位置を気にすることなく、リング部材５１，５２，５３を水冷ジャケット２０に配置することができる。
【００３７】
冷却ユニット１３の入口部１３ａに吸引部１４が設けられている。吸引部１４はチャンバ構成部材１００を有している。チャンバ構成部材１００は中空のリング形状をなし、水冷ジャケット２０の第１の端部２０ａに配置されている。すなわちチャンバ構成部材１００は、ワーク２の移動方向Ｆ１に関して、加熱ユニット１２の下流側でかつノズル部２１の上流側に配置されている。チャンバ構成部材１００に、ワーク２が通ることができる大きさの円形の孔１０１が形成されている。
【００３８】
チャンバ構成部材１００の内部に吸引チャンバ１０２が形成されている。図３に示されるように吸引チャンバ１０２は、水冷ジャケット２０の軸線に沿う方向から見て、円形の内周面を有する旋回流発生部１０２ａを含んでいる。吸引チャンバ１０２の外周部には、旋回流発生部１０２ａと連通する位置に吸引接続部１０３が形成されている。
【００３９】
吸引接続部１０３は、吸引チャンバ１０２の内部に吸入された気流が旋回流発生部１０２ａに沿って軸線まわりの旋回流（矢印Ｒで示す）を生じるように、旋回流発生部１０２ａの外周部の接線方向に延びている。吸引接続部１０３に負圧発生手段（減圧部）１１０が接続されている。
【００４０】
このように吸引接続部１０３の一例は、吸引チャンバ１０２に吸入された気流が旋回流を生じるように構成されている。しかし吸引接続部１０３は、吸引チャンバ１０２に吸入された気流が必ずしも旋回流を生じるような構成でなくてもよい。例えば吸引接続部１０３は、チャンバ構成部材１００の径方向から気流が放射状に吸引チャンバ１０２に吸入され、外部に排出されるような構成でもよい。つまり吸引接続部１０３は、吸引チャンバ１０２に対し、チャンバ構成部材１００の径方向に延在して設けられてもよい。
【００４１】
図４と図５に示されるように、チャンバ構成部材１００の内周部に吸入口１１２が形成されている。吸入口１１２は、ノズル部２１の近傍において、ノズル部２１の内面２１ａとワーク２との間の隙間１１３（図４に示す）に連通している。吸入口１１２はチャンバ構成部材１００の内周部の全周にわたり連続して開口している。
【００４２】
吸入口１１２は、吸引流路１１４を介して吸引チャンバ１０２と連通している。吸引流路１１４は、冷却水がワーク２の移動方向の前側に向かうよう水冷ジャケット２０の軸線Ｘ２に対し９０°よりも大きい角度θ３（図５に示す）をなして傾斜している。入口部１３ａから吸引流路１１４に向かって流れる空気が冷却水とぶつかるため、冷却水が入口部１３ａに向かって流れることを抑制できるものである。
【００４３】
次に本実施形態のワーク処理装置１の作用について説明する。  
図１に示されるようにワーク２は、第１ローラ１０ａと第２ローラ１０ｂなどによって矢印Ｆ１で示す方向に移動する。移動するワーク２が加熱ユニット１２によって第１の温度に加熱される。加熱ユニット１２によって加熱されたワーク２は、冷却ユニット１３の入口部１３ａから冷却ユニット１３に挿入され、軸線Ｘ１に沿う方向に連続的に移動しながら、冷却ユニット１３によって第２の温度まで急冷される。
【００４４】
図５に示されるように、冷却ユニット１３の内部において、ノズル部２１の噴射口８６，９６から冷却水が角度θ１，角度θ２をなして噴出する。すなわちワーク２の移動方向Ｆ１の前側に向かって噴射口８６，９６から冷却水が噴出する。噴射口８６，９６は、それぞれ、ノズル部２１の内面２１ａの全周にわたり連続して開口している。このため噴射口８６，９６から噴出する冷却水は、図８に矢印Ｆ４で示すように、ノズル部２１の全周からワーク２に向かって均等に噴出する。このためワーク２の周面全体に冷却水を当てることができ、ワーク２をほぼ均等に冷却することができる。冷却されたワーク２は、冷却ユニット１３の出口部１３ｂから出てゆく。
【００４５】
冷却水が高温のワーク２に接すると、冷却水は沸騰し気泡を生じるが、噴射口８６，９６から噴出した冷却水がワーク２に激しく衝突するため気泡が排除され、低温の冷却水が次々にワーク２に接することにより、ワーク２が効果的に冷却される。ワーク２に当った冷却水は、ワーク２の表面に沿ってワーク挿入孔５０を通り、図１に矢印Ｆ５で示すように水冷ジャケット２０の第２の端部２０ｂから外部に排出される。
【００４６】
本実施形態の噴射流路８５，９５は、噴射口８６，９６から噴出する冷却水がワーク２の移動方向Ｆ１の前側に向かうように、軸線Ｘ２に対し角度θ１，θ２（図５に示す）をなして傾いている。このため噴射口８６，９６から噴射された冷却水が加熱ユニット１２に向かうことを抑制することができる。
【００４７】
噴射口８６，９６から噴出した冷却水はワーク２の表面でその流れの一部が反転する。しかも冷却水が高温のワーク２に触れることにより沸騰し、水蒸気が発生する。このような水分が加熱ユニット１２に向かって流れると、加熱ユニット１２が被水して漏電や発錆などの原因となるため好ましくない。
【００４８】
しかるに本実施形態の冷却ユニット１３によれば、噴射口８６，９６から噴出する冷却水がワーク２の移動方向の前側すなわち加熱ユニット１２から離れる方向に流れる。しかも加熱ユニット１２に近付く方向に逆流しようとする冷却水の飛沫や水蒸気は、図５に矢印Ｆ６で示すように、冷却ユニット１３の入口部１３ａから吸入された空気と一緒に吸入口１１２から吸引チャンバ１０２内に吸入される。吸引チャンバ１０２に吸入された水分を含む気流は、図３に矢印Ｒで示すように、吸引チャンバ１０２内で軸線まわりの旋回流を生じながら吸引接続部１０３を経て排出される。
【００４９】
このように本実施形態の冷却ユニット１３は、ノズル部２１の噴射口８６，９６から噴出する冷却水が角度θ１，θ２（図５に示す）をなしてワーク２の移動方向の前側に向かう。しかもワーク２の表面へ噴射された結果、逆流する冷却水の一部や沸騰した水蒸気が冷却ユニット１３の入口部１３ａに向かうことを、吸引部１４によって吸収することができる。このため加熱ユニット１２が被水することを抑制することができる。逆流する冷却水は、ワーク２の移動方向に関して、吸引部１４よりも上流側に届かない。このためワーク２に対し冷却水が接触し始める境界（図５に２点鎖線Ｌ１で示す冷却開始位置）を効果的に制御することができる。
【００５０】
図９は、第２の実施形態に係る冷却ユニット１３´を示している。この冷却ユニット１３´は、ワーク２の移動方向に関して、吸引部１４の上流側に形成されたエア流通部１２０と、エア流通部１２０にエアを供給するエア供給源１２１とを有している。エア流通部１２０の一例は、チャンバ構成部材１００の径方向に延びている。エア供給源１２１の一例は、工場内で製造される圧縮エア（いわゆる工場エア）である。エア流通部１２０の先端に形成された噴出孔１２２は、吸引部１４の内面において周方向に連続して開口している。
【００５１】
図９に示されるように、エア流通部１２０の噴出孔１２２からワーク２に向かって噴出したエアが、矢印Ｆ７で示すように吸入口１１２に向かう。このため、噴射口８６，９６から噴射された冷却水が加熱ユニット１２（図１に示す）に向かって逆流することをさらに効果的に抑制できる。しかもワーク２に対し冷却水が接触し始める境界（図９に２点鎖線Ｌ１で示す冷却開始位置）をさらに効果的に制御することができる。それ以外の構成について第２の実施形態の冷却ユニット１３´は、第１の実施形態の冷却ユニット１３と共通であるため、両者に共通の箇所に共通の符号を付して説明を省略する。
【００５２】
なお本発明を実施するに当たり、冷却ユニットを構成する水冷ジャケットやノズル部、吸引部等の具体的な態様を、必要に応じて変形して実施できることは言うまでもない。加熱ユニットは高周波誘導コイル以外の発熱源を有するものであってもよい。また本発明のワーク処理装置が焼入以外の熱処理に使用されてもよい。
【符号の説明】
【００５３】
１…ワーク処理装置、２…ワーク、Ｘ１…ワークの軸線、１１…ワーク熱処理装置、１２…加熱ユニット、１３…冷却ユニット、１３ａ…入口部、１３ｂ…出口部、１４…吸引部、Ｆ１…ワークの移動方向、２０…水冷ジャケット、Ｘ２…水冷ジャケットの軸線、２１…ノズル部、２１ａ…内面、４０…冷却水流路、５０…ワーク挿入孔、８５…第１の噴射流路、８６…噴射口、９５…第２の噴射流路、９６…噴射口、１００…チャンバ構成部材、１０１…ワークが通る孔、１０２…吸引チャンバ、１０２ａ…旋回流発生部、１０３…吸引接続部、１１０…負圧発生手段（減圧部）、１１２…吸入口、１１４…吸引流路、１２０…エア流通部、１２２…噴出孔。
【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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