(57)【要約】【課題】焼入処理中の焼入油の状態の如何に関わらず焼入油の流速を正確に把握することで、適切な冷却条件を操作できる焼入装置および焼入方法を提供する。【解決手段】油２を貯留する焼入槽３と、焼入槽３内に油２を外部から導入するノズル３３と、焼入槽３内の油２を攪拌する攪拌手段５と、被処理物Ｗを焼入槽３内で移動させる被処理物移動手段６と、を備えた焼入装置１において、焼入装置１には油２の流速を測定する油流速測定器具５５を設置して、この油流速測定器具５５は、少なくとも複数の導電性金属部品５０Ｃ１と、導電性金属部品５０Ｃ１を固定する帯電部材５２と、から構成して、導電性金属部品５０Ｃ１および帯電部材５２の一端側を油２と接触させる。とから構成する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
油を貯留する焼入槽と、前記焼入槽内に前記油を外部から導入するノズルと、前記焼入槽内の油を攪拌する攪拌手段と、被処理物を前記焼入槽内で移動させる被処理物移動手段と、を備えた焼入装置であって、
前記焼入装置には、前記油の流速を測定する油流速測定器具が
設置されていることを特徴とする焼入装置。
【請求項２】
前記油流速測定器具は、少なくとも、複数の導電性金属部品と、
前記導電性金属部品を固定する帯電部材と、から構成されており、
前記導電性金属部品および帯電部材の一端側は前記油と接触している
ことを特徴とする請求項１に記載の焼入装置。
【請求項３】
前記焼入装置を用いた焼入方法であって、
前記被処理物を前記焼入槽に浸漬した後、
前記油流速測定器具により測定された前記帯電部材の帯電量が所定の数値に達した場合に、前記攪拌手段を用いて前記焼入槽内における前記油の流速を制御する
ことを特徴とする焼入方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、冷媒を貯留した焼入槽内で自動車部品等の被処理物を焼入処理する際に用いる焼入装置およびその焼入方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動車部品に代表される機械部品を焼入処理する際には、焼入油等の冷媒を満たした焼入槽に当該部品を浸漬させる。その際、複数の部品を積載した状態で焼入槽に浸漬させるため、積載されている部品の位置によって焼入槽内の焼入油の流れが異なる。例えば、焼入槽の内壁に位置する部品と積載された部品群の中央位置にある部品との間には自ずから焼入油の流速に違いが生じる。焼入れ時において、部品の付近を流れる油の流速の違いが発生すると、当該部品の冷却速度も異なる。その結果、積載されている部品群の設置位置によって焼入効果の差異が生じる。
【０００３】
そのために、焼入油を用いた焼入処理においては焼入処理を行う部品の付近を通過する焼入油の流速を正確に把握して、複数の部品間で冷却速度の差異をなるべく解消することが求められる。例えば、特許文献１では温度センサーを用いた測定手段にて焼入油の温度を測定し、その温度から油の流速を所定の公式から算出することで焼入処理中における部品付近の焼入油の流速を把握する方法が開示されている。当該方法により部品付近を流れる焼入油の流速を把握する。それにより、焼入槽内の位置による焼入油の流速の違いをなるべく生じないように焼入条件を設定して被処理物間で均一な焼入処理を施すという効果が説明されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１６−１７３２６２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、被処理物が焼入槽に浸漬した直後に被処理物の表面には無数の蒸気膜が発生し、その蒸気膜が完全に被処理物の表面から除去された後には焼入油が沸騰する、いわゆる「沸騰段階」に移行する。
【０００６】
つまり、特許文献１に開示された焼入油の流速方法では、焼入槽内は焼入油が急速に流れる乱流の状態であり、かつ無数の気泡（蒸気）が発生する状態でもあるので、温度センサーでは焼入油の温度が正確に測定できないという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明においては、焼入処理中の焼入油の状態の如何に関わらず焼入油の流速を正確に把握することで、適切な冷却条件を操作できる焼入装置および焼入方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前述した課題を解決するために、本発明は油を貯留する焼入槽と、焼入槽内に油を外部から導入するノズルと、焼入槽内の油を攪拌する攪拌手段と、被処理物を焼入槽内で移動させる被処理物移動手段と、を備えた焼入装置であって、焼入装置には油の流速を測定する油流速測定器具が設置されている焼入装置とした。また、この油流速測定器具は、少なくとも複数の導電性金属部品と導電性金属部品を固定する帯電部材から構成して、かつ導電性金属部品および帯電部材の一端側は油と接触していることが好ましい。
【０００９】
さらに、この焼入装置を用いた焼入方法については、被処理物を焼入槽に浸漬した後、油流速測定器具により測定された帯電部材（絶縁体）の帯電量が所定の数値に達した場合に、攪拌手段を用いて焼入槽内における油の流速を制御する焼入方法とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る焼入装置は、冷媒が絶縁性の油である場合に流れがあると帯電するので、焼入装置内の絶縁物の周囲には油の流れと同時に静電気が帯電する。その静電気の量（帯電量）を油流速測定器具により測定する。そうすることで、焼入槽内の油の流速を間接的に測定できるという効果を奏する。
【００１１】
また、本発明の焼入方法は、上述した焼入装置を用いることで焼入槽内の油の流速を測定した結果、帯電部材の帯電量が所定の数値に達した場合に攪拌手段を用いて焼入槽内の冷媒の流速を制御できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態の一例である焼入装置１の模式図である。
【図２】図１のＢ−Ｂ線断面図である。
【図３】焼入槽３内における油流速測定器具５５周辺の設置形態である。
【図４】油流速測定器具５５の構成を被処理物移動手段６へ簡易的に設置した場合の構造である。
【図５】図４のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図６】油流速測定器具５５で集めた静電気を電圧値として読み取る場合の一測定形態である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の実施形態の一例について図面を用いて説明する。本発明の実施形態の一例である焼入装置１の模式図（図２のＡ−Ａ線断面図）を図１、図１のＢ−Ｂ線断面図を図２にそれぞれ示す。本発明の焼入装置１は、図１および図２に示すように従来からの焼入装置を構成する、内部に油（熱処理油）２を備えた焼入槽３、外部から焼入槽３内へ油２を送るノズル３３、焼入槽３内に設けた配管ダクト１０の油２を撹拌することで被処理物（ワーク）Ｗに油２を圧送する攪拌手段５および被処理物移動手段６に加えて、油流速測定器具５５が設けられている。
【００１４】
また、焼入槽３は外部に設置されている貯油タンク３０からノズル（配管）３３を介して油２が供給される。ノズル３３の途中に設けられる熱交換器３１、循環ポンプ３２および各種バルブなどの付帯機器は、増幅器８や制御器９により制御することができる。同時に、増幅器８や制御器９は攪拌手段５、被処理物移動手段６および油流速測定器具５５などの操作も制御できる。
【００１５】
次に、焼入槽３内の油２の流速を測定する油流速測定器具５５の設置形態の一例について図面を用いて説明する。焼入槽３内における油流速測定器具５５周辺の設置形態を図３に示す。図３に示す２台の油流速測定器具５５、５５は、油２の油面１００に接触する程度に固定治具６１、６２、６３を用いて被処理物移動手段６に取り付けられている。そして、油流速測定器具５５は図３に示すように２台の攪拌手段５、５によりワークＷや整流板４０の間を縫うように送られてきた油２の流れ７１、７２（流速）を測定する。
【００１６】
また、この油流速測定器具５５の構成を被処理物移動手段６へ簡易的に設置した場合の構造を図４、図４のＸ−Ｘ線における断面図を図５にそれぞれ示す。油流速測定器具５５は大きく分けて、図４および図５に示すように複数の絶縁プローブ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄと、それらを挟み込むカバー材５１および帯電部材５２から構成されている。これらのカバー材５１および帯電部材５２は両側で２個の固定治具６１、６２により固定されている。
【００１７】
例えば、複数ある内の１つの絶縁プローブ５０Ｃは、図５に示すように銅線や白金−白金ロジウム熱伝対などの電気伝導性に優れた導電性金属部品（金属線）５０Ｃ１と、その導電性金属部品５０Ｃ１の周囲を被覆する樹脂やアルミナなどの被覆部材５０Ｃ２から形成されている。他の絶縁プローブ５０Ａ、５０Ｂおよび５０Ｄについても導電性金属部品とそれを被覆する被覆部材から形成されており、同様な形態である。また、導電性金属部品５０Ｃ１と被覆部材５０Ｃ２は、図５に示すように共にカバー材５１および帯電部材５２を用いて、図面上下方向から挟み込まれて固定される。
【００１８】
油流速測定器具５５が油２の油面１００に設置される場合、図４および図５に示すように１個の帯電部材５２と絶縁プローブ５０Ｃ（導電性金属部品５０Ｃ１）の一端側のみが油２に接触するように設置される。絶縁プローブ５０Ｃの他端側は図１および図２に示す増幅器８に接続されて、図４に示す油２の流れ７３、７４、７５にしたがって絶縁プローブ５０Ｃから出力された信号を読み取ることで油２の流速を測定する。
【００１９】
つまり、図４に示すように油２の流れ７３、７４、７５が生じることで、油２中の静電気が絶縁プローブ５０Ｃを形成する帯電部材５２に集中する。その集中した静電気は導電性金属部品５０Ｃ１を介して、出力された信号として増幅器８に流れる。その信号を解析することで油２の流速を測定することができる。
【００２０】
この油流速測定器具５５を利用して集めた静電気を電圧値として読み取る場合の一測定形態を図６に示す。複数の絶縁プローブ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄにおいて集められた静電気は、増幅器８と各絶縁プローブ５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄの間に複数の電圧計８１、８２、８３を設置することでその電気量（電圧）を読み取ることができる。流れる電気量（電流値、電圧値）と油の流速とは比例関係にあるため、油流速測定器具５５を利用することで電気量が測定できれば、その油の流速を算出することができる。
【００２１】
以上より本発明の焼入装置は、冷媒が絶縁性の油である場合には絶縁物の表面を油が流れると帯電するという原理を応用したものである。つまり、焼入槽内で焼入処理が行われると油に流れが生じる。その油が流れることで帯電手段の絶縁物の周囲には静電気が蓄積される。
【００２２】
蓄積される静電気の量は、油の流れが乱流になるほど増加する性質がある。この性質を利用して、絶縁物の周囲に蓄積された静電気の量を油流速測定器具を用いて測定する。すなわち、測定された帯電量は上述したように油の流速に比例するので、本発明の焼入装置は、焼入処理における焼入槽内の油の流速を測定できる。
【符号の説明】
【００２３】
１                  焼入装置
２                  油（熱処理油）
３                  焼入槽
５                  撹拌手段（撹拌機）
６                  被処理物移動手段（昇降機）
３３                ノズル
５０Ａ〜５０Ｄ      絶縁プローブ
５０Ｃ１            導電性金属部品
５０Ｃ２            被覆部材
５１                カバー材
５２                帯電部材
５５                油流速測定器具
Ｗ                  被処理物（ワーク）
【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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