(57)【要約】【課題】配管内の冷媒圧力の変動を防止し、ワークを均等に冷却できる焼き入れに用いられる冷却装置を提供する。【解決手段】冷媒タンク１０からの冷媒が供給されるヘッダ１４から分岐される複数の配管Ｈ３・Ｈ３・・・と、配管Ｈ３の先端側に設けられる噴射ノズル１８と、を備え、加熱したワークに対し噴射ノズル１８からミスト状の冷媒を吹き付ける焼き入れに用いられる冷却装置１００であって、配管Ｈ３には、逆止弁１７が設けられ、噴射ノズル１８・１８・・・は、ヘッダ１４・１４・１４よりも鉛直上方に配置される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷媒が供給されるヘッダから分岐される複数の配管と、前記配管の先端側に設けられる噴射ノズルと、を備え、加熱したワークに対し前記噴射ノズルからミスト状の冷媒を吹き付けて冷却する焼き入れに用いられる冷却装置であって、
前記配管には、逆止弁が設けられ、
前記噴射ノズルは、前記ヘッダよりも鉛直上方に配置される、
焼き入れに用いられる冷却装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼き入れに用いられる冷却装置の技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
焼き入れとは、ワークをオーステナイト組織の状態に加熱した後に、急冷してマルテンサイト組織の状態に変化させる熱処理方法である。焼き入れに用いられる冷却装置としては、ワークを急冷するためにミスト状の冷媒をノズルによってワークに吹き付ける焼き入れに用いられる冷却装置が公知である（例えば、特許文献１）。
【０００３】
このような焼き入れに用いられる冷却装置では、ノズルから冷媒供給用の配管内に空気が逆流することによって、前記配管内の冷媒圧力が変動して適正な冷媒噴射が困難となり、ワークを均一に冷却することができない場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−１８１２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の解決しようとする課題は、ワークを均等に冷却できる焼き入れに用いられる冷却装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
即ち、請求項１においては、冷媒が供給されるヘッダから分岐される複数の配管と、前記配管の先端側に設けられる噴射ノズルと、を備え、加熱したワークに対し前記噴射ノズルからミスト状の冷媒を吹き付けて冷却する焼き入れに用いられる冷却装置であって、前記配管には、逆止弁が設けられ、前記噴射ノズルは、前記ヘッダよりも鉛直上方に配置されるものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の焼き入れに用いられる冷却装置によれば、ノズルからの冷媒供給用の配管内に空気が逆流することが抑制され、配管内の冷媒圧力が変動することなく冷媒を噴射でき、ワークを均等に冷却できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】ワークの構成を示した斜視図。
【図２】焼き入れに用いられる冷却装置の構成を示したブロック図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
図１を用いて、ワークＷの構成について説明する。
なお、図１では、ワークＷの構成を斜視にて模式的に表している。
【００１１】
ワークＷは、本発明の焼き入れに用いられる冷却装置に係る焼き入れに用いられる冷却装置１００によって冷却されるものである。本実施形態のワークＷは、遊星ギア機構の一構成部品であるカウンタドライブとされている。ワークＷは、略円筒形状に構成され、外周側には、はすば歯車Ｗ１が形成され、内周側には、はすば歯車Ｗ２が形成されている。
【００１２】
図２を用いて、焼き入れに用いられる冷却装置１００について説明する。
なお、図２では、焼き入れに用いられる冷却装置１００の構成についてブロック図によって模式的に表している。また、以下では、冷媒タンク１０から噴射ノズル１８・・・１８に向かう方向を上流から下流に向かう方向として説明する。
【００１３】
焼き入れに用いられる冷却装置１００は、本発明の焼き入れに用いられる冷却装置に係る実施形態である。焼き入れに用いられる冷却装置１００は、加熱したワークＷに対し噴射ノズル１８・・・１８からミスト状の冷媒を吹き付けて冷却する装置である。
【００１４】
「焼き入れ」とは、ワークＷをオーステナイト組織の状態に加熱した後に、急冷してマルテンサイト組織の状態に変化させる熱処理方法である。本実施形態の焼き入れに用いられる冷却装置１００では、ワークＷが図示しない加熱装置によって加熱された後に、加熱されたワークＷを冷却するものとする。
【００１５】
焼き入れに用いられる冷却装置１００は、冷媒タンク１０と、冷媒タンク１０からの冷媒が供給されるヘッダ１４・１４・１４と、ワークＷに対するミスト状の冷媒の噴射が行われるワーク処理室２０と、を備えている。
【００１６】
冷媒タンク１０は、冷媒を貯溜しつつ冷却するものである。冷媒タンク１０に貯溜される冷媒は、熱交換器（図示略）によって冷却されるものとする。本実施形態では、冷媒として、水、水＋冷却速度緩和剤、又はポリマー冷却溶液のうちいずれかが使用されるものとする。
【００１７】
冷媒タンク１０とヘッダ１４・１４・１４とは、配管Ｈ１で接続されている。配管Ｈ１の冷媒タンク１０側には送水ポンプ１１が設けられ、冷媒タンク１０内の冷媒を各ヘッダ１４・１４・１４側へ圧送するように構成されている。配管Ｈ１における送水ポンプ１１よりも下流側は、各ヘッダ１４・１４・１４に対応して分岐しており、各分岐管は対応するヘッダ１４・１４・１４に接続されている。各分岐管のヘッダ１４・１４・１４側端部には電磁弁１３が設けられており、各ヘッダ１４・１４・１４に対する冷媒の供給及び停止を切り替え可能にしている。
【００１８】
配管Ｈ１における送水ポンプ１１と前記各分岐管への分岐箇所との間からは、リリーフ配管Ｈ２が分岐しており、配管Ｈ２には圧力調整バルブ１２が設けられている。圧力調整バルブ１２は、配管Ｈ１内における設定圧力以上の冷媒をリリーフ配管Ｈ２を通じて冷媒タンク１０に戻し、配管Ｈ１内の冷媒圧力を前記設定圧力に調整するものである。
【００１９】
各分岐管に設けられる電磁弁１３・１３・・・は、それぞれを通過する冷媒が同じ圧力損失となるように、同一仕様の電磁弁にて構成されている。
【００２０】
このような構成とすることで、送水ポンプ１１から各ヘッダ１４・１４・１４に至るまでの配管Ｈ１内における冷媒の圧力を一定にすることができる。
【００２１】
各ヘッダ１４・１４・１４には、噴射ノズル１８・１８・・・が配管Ｈ３・Ｈ３・・・により接続されている。１つのヘッダ１４には、複数の噴射ノズル１８・１８・・・（例えば６つの噴射ノズル１８・１８・・・、但し図２においては２つの噴射ノズル１８・１８を記載している）が接続されている。
【００２２】
各ヘッダ１４・１４・１４に接続される複数の噴射ノズル１８・１８・・・は、円周方向に沿って配置されている。つまり、ヘッダ１４は、配管Ｈ１から供給される冷媒を円周方向に沿って配置される複数の噴射ノズル１８・１８・・・に分岐するための配管である。複数のヘッダ１４・１４・１４は、上下方向に並設されている。つまり、各ヘッダ１４・１４・１４は、互いに異なる高さ位置に配置されている。
【００２３】
各ヘッダ１４・１４・１４に接続される配管Ｈ３・Ｈ３・・・は、各ヘッダ１４・１４・１４から噴射ノズル１８・１８・・・に至るまでにおいて、配管径、配管長さ、配管曲げ角度、配管曲げ回数が等しいように構成されている。
【００２４】
各配管Ｈ３・Ｈ３・・・におけるヘッダ１４・１４・１４側端部には、流量計１５及び流量調整バルブ１６が設けられている。各配管Ｈ３・Ｈ３・・・における噴射ノズル１８・１８・・・側端部には、逆止弁１７が設けられている。
【００２５】
各配管Ｈ３・Ｈ３・・・においては、ヘッダ１４・１４・１４側から噴射ノズル１８・１８・・・側へ向けて、流量計１５、流量調整バルブ１６、逆止弁１７の順に設けられている。
【００２６】
流量計１５は、配管Ｈ３を通過する冷媒流量を測定するものである。各流量計１５・１５・・・は、それぞれを通過する冷媒が同じ圧力損失となるように、同一仕様の流量計にて構成されている。
【００２７】
流量調整バルブ１６は、配管Ｈ３を通過する冷媒流量の流量を調整するものである。流量調整バルブ１６・１６・・・は、それぞれを通過する冷媒が同じ圧力損失となるように、同一仕様の流量調整バルブにて構成されている。
【００２８】
逆止弁１７は、配管Ｈ３内において、流量調整バルブ１６から噴射ノズル１８に向かう冷媒の流れ（上流から下流に向かう冷媒の流れ）のみを許し、噴射ノズル１８から流量調整バルブ１６に向かう冷媒の流れ（下流から上流に向かう冷媒の流れ）を防止する弁である。
【００２９】
逆止弁１７は、それぞれを通過する冷媒が同じ圧力損失となるように、同一仕様の逆止弁にて構成されている。逆止弁１７は、ワーク処理室２０に収納されている。
【００３０】
噴射ノズル１８は、配管Ｈ３内を圧送されてきた冷媒をミスト状にして、ワークＷに吹き付けるものである。噴射ノズル１８は、配管Ｈ３の最下流側（先端側）に設けられている。噴射ノズル１８は、ワーク処理室２０に収納されている。
【００３１】
各噴射ノズル１８・１８・・・は、それぞれワークＷの外周側に対向して配置されている。複数のヘッダ１４・１４・１４のうち、最上方に位置するヘッダ１４に接続される噴射ノズル１８・１８・・・は、ワークＷの上部に対応する高さ位置に配置され、中位に位置するヘッダ１４に接続される噴射ノズル１８・１８・・・は、ワークＷの中央部に対応する高さ位置に配置され、最下方に位置するヘッダ１４に接続される噴射ノズル１８・１８・・・は、ワークＷの下部に対応する高さ位置に配置されている。
【００３２】
つまり、各噴射ノズル１８・１８・・・は、最上方のヘッダ１４に接続される噴射ノズル１８・１８・・・、中位のヘッダ１４に接続される噴射ノズル１８・１８・・・、及び最下方のヘッダ１４に接続される噴射ノズル１８・１８・・・の順に、上方から下方へ向けて配置されている。
【００３３】
なお、噴射ノズル１８は、ワークＷの内周側にも配置されている。ワークＷの内周側に配置される噴射ノズル１８・１８・・・は、配管Ｈ１から分岐される配管Ｈ４に接続されている。ワークＷの内周側に設けられる噴射ノズル１８・１８・・・は、ワークＷの内周面に対向して配置されており、ワークＷの内周面に対してミスト状の冷媒を吹き付け可能としている。
【００３４】
また、本実施形態では、配管Ｈ１・Ｈ２・Ｈ３・Ｈ４として、鋼管、樹脂配管、及びゴム配管のうちいずれかが使用されるものとする。
【００３５】
このような構成とすることで、各ヘッダ１４・１４・・・から各噴射ノズル１８・１８・・・に至るまでのそれぞれの経路に設けられる機器を同一仕様のものとし、それぞれの経路における配管Ｈ３・Ｈ３・・・の配管径、配管長さ、配管曲げ角度、及び配管曲げ回数を等しくし、それぞれの経路における冷媒の圧力損失を等しくすることができる。
【００３６】
また、配管Ｈ３の噴射ノズル１８側端部に逆止弁１７を設けることによって、噴射ノズル１８から空気が配管Ｈ３の内部に浸入することを防止できる。
【００３７】
ワーク処理室２０は、密閉して構成されている。ワーク処理室２０は、焼き入れに用いられる冷却装置１００において、ヘッダ１４・１４・１４の上方に配置されている。ワーク処理室２０には、ワークＷと、ワーク保持部２１と、噴射ノズル１８・１８・・・と、逆止弁１７・１７・・・と、が収納されている。
【００３８】
ワーク保持部２１は、ワークＷを保持するものであって、ワーク回転機構２２によってワークＷの軸心を中心として回転可能に構成されている。
【００３９】
このような構成とすることで、噴射ノズル１８・１８・・・がヘッダ１４・１４・１４の上方に位置することとなり、噴射ノズル１８に空気が侵入しても配管Ｈ３まで侵入することが困難となる。また、仮に噴射ノズル１８に空気が侵入した場合であっても、侵入した空気は噴射ノズル１８の噴射口付近に滞留し、滞留した空気は噴射ノズル１８による冷媒の噴射と同時に外部に排出されることとなって、圧力損失の発生を抑制することができる。
【００４０】
焼き入れに用いられる冷却装置１００の効果について説明する。
焼き入れに用いられる冷却装置１００によれば、噴射ノズル１８・１８・・・からの冷媒供給用の配管Ｈ３・Ｈ３・・・内に空気が逆流することが抑制され、配管Ｈ３・Ｈ３・・・内の冷媒圧力が変動することなく冷媒を噴射でき、ワークＷを均等に冷却できる。
【００４１】
すなわち、噴射ノズル１８を接続する配管Ｈ３に逆止弁１７を設け、噴射ノズル１８から配管Ｈ３へ空気が侵入することを防止するため、噴射ノズル１８・１８・・・とヘッダ１４・１４・１４との間の配管Ｈ３内の冷媒圧力が変動することなく、噴射ノズル１８・１８・・・からの冷媒の噴射量及び噴射タイミングを均一にすることが可能となり、ワークＷを均等に冷却できる。
【００４２】
また、噴射ノズル１８・・・１８がヘッダ１４・１４・１４の上方に配置し、噴射ノズル１８に空気が侵入したとしても配管Ｈ３まで侵入することを回避し、また噴射ノズル１８に空気が侵入した場合であっても、侵入した空気は冷媒の噴射と同時に外部に排出されるため、配管Ｈ３に配管内の冷媒圧力が変動することなく、噴射ノズル１８・１８・・・からの冷媒の噴射量及び噴射タイミングを均一にすることが可能となり、ワークＷを均等に冷却できる。
【符号の説明】
【００４３】
１０      冷媒タンク
１４      ヘッダ
１７      逆止弁
１８      噴射ノズル
２０      ワーク処理室
１００    焼き入れに用いられる冷却装置
Ｈ１      配管
Ｈ２      配管
Ｈ３      配管
Ｈ４      配管
Ｗ        ワーク
【図１】
2015214717.tif 000003
【図２】
2015214717.tif 000004