(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
冷却液を貯留することができる液槽と、
当該液槽内にあって被加熱物に対して冷却液を噴射する冷却液噴射部材を有し、
環状部を有する被加熱物を前記液槽に浸漬した状態で、前記冷却液噴射部材から被加熱物の環状部の内周側に向かって冷却液を噴射する高周波焼入用の冷却液噴射装置において、
複数の冷却液噴射部材と、各冷却液噴射部材に対応し各冷却液噴射部材に対して個別に冷却液を供給する経路を構成する冷却液供給部材を有し、
前記冷却液噴射部材は、環状に並べて配置されていると共に、前記環状の径を拡縮する方向に前記冷却液噴射部材を移動可能であり、前記冷却液供給部材は前記冷却液噴射部材で囲まれる領域にあって伸縮構造を有し、
冷却液供給部材は、小径の内筒部と大径の外筒部とを有し、外筒部の内部に内筒部が収納されており、内筒部が外筒部から突出すると、冷却液供給部材が伸長し、
内筒部又は外筒部が冷却液噴射部材と連続しており、冷却液噴射部材と連続した内筒部又は外筒部にはカムフォロアが設けられており、前記各カムフォロアに係合し、各カムフォロアを導く複数のカム溝を有する回転体を有し、前記各カム溝は、回転体の内周側から外周側にかけて円周方向に滑らかに湾曲していることを特徴とする高周波焼入用の冷却液噴射装置。
【請求項２】
各冷却液供給部材の長さを同時に伸縮する伸縮機構を有することを特徴とする請求項１に記載の高周波焼入用の冷却液噴射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、焼入温度まで昇温し冷却液槽内の冷却液に浸漬された環状の被加熱物の内周面に向けて、冷却液を噴射する高周波焼入用の冷却液噴射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
高周波焼入装置には、誘導加熱によって昇温した被加熱物を冷却するための冷却装置が設けられている。従来、冷却装置としては、被加熱物の誘導加熱された部位に冷却液を噴射するものや、被加熱物そのものを冷却液槽に貯留された冷却液に浸漬するものが使用されている。
【０００３】
被加熱物が比較的大きく、誘導加熱される部位が大きい（又は誘導加熱される範囲が広い）場合には、後者の冷却装置を使用するのが好ましい。そして本件出願人は、被加熱物を冷却液槽に浸漬させ、さらに被加熱物に向けて低温の冷却液を噴射供給することができる高周波焼入装置の浸漬冷却装置を特許文献１に開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１５８７７４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に開示した浸漬冷却装置では、冷却液槽に浸漬した被加熱物の内周面および外周面に向けて、低温の冷却液を噴射することによって、被加熱物の周囲の昇温した冷却液が、低温の冷却液と入れ替わり、被加熱物を効率よく冷却することができる。
【０００６】
ところで、冷却液槽内の冷却液に浸漬された被加熱物に、低温の冷却液を噴射する場合、冷却液を噴射する噴射ノズルは、被加熱物に対して近接している必要がある。
すなわち、被加熱物を冷却して昇温した高温の冷却液が被加熱物の周囲を取り巻いており、噴射ノズルが被加熱物から離れ過ぎていると、噴射ノズルから噴射された低温の冷却液が被加熱物に届かず、被加熱物の周囲の高温の冷却液が低温の冷却液と入れ替わらず、被加熱物の冷却が効率よく進まない。
【０００７】
特許文献１に開示した浸漬冷却装置では、低温の冷却液を噴射する噴射ノズルが、被加熱物に対して接近する方向に移動することができない。そのため、内径が相違する被加熱物の内周面を焼入する場合には、その内径に応じた噴射ノズルをその都度段取り替えして設置しなければならない。
すなわち、その内径に応じた専用の冷却液噴射装置（冷却ジャケット）を製作し、ストックしておかなければならず、多数の交換用の冷却液噴射装置を保管する保管スペースが必要である上に、交換する手間がかかる。
【０００８】
そこで本発明は、環状の被加熱物の内周面を焼入する場合に、内径が相違する被加熱物が液槽内の冷却液に浸漬された状態で、各被加熱物の内周面を効率よく冷却することができる高周波焼入用の冷却液噴射装置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】
【０００９】
上記課題を解決するための請求項１に記載の発明は、冷却液を貯留することができる液槽と、当該液槽内にあって被加熱物に対して冷却液を噴射する冷却液噴射部材を有し、環状部を有する被加熱物を前記液槽に浸漬した状態で、前記冷却液噴射部材から被加熱物の環状部の内周側に向かって冷却液を噴射する高周波焼入用の冷却液噴射装置において、複数の冷却液噴射部材と、各冷却液噴射部材に対応し各冷却液噴射部材に対して個別に冷却液を供給する経路を構成する冷却液供給部材を有し、前記冷却液噴射部材は、環状に並べて配置されていると共に、前記環状の径を拡縮する方向に前記冷却液噴射部材を移動可能であり、前記冷却液供給部材は前記冷却液噴射部材で囲まれる領域にあって伸縮構造を有し、冷却液供給部材は、小径の内筒部と大径の外筒部とを有し、外筒部の内部に内筒部が収納されており、内筒部が外筒部から突出すると、冷却液供給部材が伸長し、内筒部又は外筒部が冷却液噴射部材と連続しており、冷却液噴射部材と連続した内筒部又は外筒部にはカムフォロアが設けられており、前記各カムフォロアに係合し、各カムフォロアを導く複数のカム溝を有する回転体を有し、前記各カム溝は、回転体の内周側から外周側にかけて円周方向に滑らかに湾曲していることを特徴とする高周波焼入用の冷却液噴射装置である。
【００１０】
請求項１に記載の発明では、環状に配置された各冷却液噴射部材に、冷却液供給部材を介して低温の冷却液が供給される。そして、各冷却液噴射部材から冷却液を被加熱物の内周側に向かって噴射することができる。
冷却液供給部材は、伸縮構造を有しているので、各冷却液噴射部材は、環状の内側から外側，又は外側から内側へ移動することができる。
そのため、内径が相違する被加熱物の内周側に各冷却液噴射部材を近接配置することが可能である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、各冷却液供給部材の長さを同時に伸縮する伸縮機構を有することを特徴とする請求項１に記載の高周波焼入用の冷却液噴射装置である。
【００１２】
請求項２に記載の発明では、各冷却液供給部材の長さを同時に伸縮する伸縮機構を有するので、各冷却液噴射部材が、同時に環状の内側から外側，又は外側から内側へ移動することができる。
【００１３】
伸縮機構としては、冷却液供給部材は、小径の内筒部と大径の外筒部とを有し、外筒部の内部に内筒部が収納されており、内筒部が外筒部から突出すると、冷却液供給部材が伸長するようにするのが好ましい（請求項１）。
【００１４】
請求項１に記載の発明では、冷却液噴射部材と連続した内筒部又は外筒部にはカムフォロアが設けられており、回転体は、この各カムフォロアに係合し各カムフォロアを導く複数のカム溝を有している。各カム溝は、回転体の内周側から外周側にかけて円周方向に滑らかに湾曲している。回転体を回転させると、カムフォロアはカム溝に沿って移動し、回転体の半径方向の外方又は内方に移動する。すなわち、各カムフォロアが、それぞれカム溝に係合しているので、各カムフォロアが同時に回転体の半径方向の外方又は内方に移動する。そのため、冷却液噴射部材は、冷却液噴射部材と連続した内筒部又は外筒部と共に、同時に半径方向の外方又は内方に移動する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の高周波焼入用の冷却液噴射装置では、各冷却液噴射部材が、環状の内側から外側，又は外側から内側へ移動することができる。そのため、内径が相違する被加熱物の内周面に各冷却液噴射部材を近接配置することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】（ａ）は、内径が比較的小さい環状の被加熱物の内周面に、冷却液噴射部材を近接対向させた状態を示す冷却液噴射装置の概要の説明図であり、（ｂ）は、内径が比較的大きい環状の被加熱物の内周面に、冷却液噴射部材を近接対向させた状態を示す冷却液噴射装置の概要の説明図である。
【図２】本実施形態に係る冷却液噴射装置の分解斜視図である。
【図３】回転体を仮想線で示した本実施形態に係る冷却液噴射装置の平面図であり、カムフォロアのコロがカム溝の内周側に係合している状態を示す。
【図４】回転体を仮想線で示した本実施形態に係る冷却液噴射装置の平面図であり、カムフォロアのコロがカム溝の外周側に係合している状態を示す。
【図５】本発明の実施形態に係る冷却液噴射装置の回転体の平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面を参照しながら説明する。
本発明の実施形態に係る冷却液噴射装置１（高周波焼入用の冷却液噴射装置）は、図１（ａ）に示す様に、冷却液槽２に貯留された冷却液３に浸漬された環状部を有する被加熱物４の内周面５（内周側）に向けて低温の冷却液６を噴射するものである。すなわち、冷却液噴射装置１も冷却液槽２の冷却液３に浸漬（液没）している。
【００１８】
冷却液噴射装置１は、図２に示す様に、本体部７と回転体１１を有している。
【００１９】
本体部７は、噴射部８（冷却液噴射部材），冷却液供給部材９，中央部１０を有している。
【００２０】
中央部１０は、円筒状で内部が中空の部材であり、図示しない冷却液供給源から低温の冷却液が供給される。
図２に示す様に、中央部１０の円筒側面には、複数（本実施形態では８つ）の冷却液供給部材９の一端が接続されている。
【００２１】
冷却液供給部材９は、図１（ａ），図１（ｂ）に示す様に、内筒部１３と外筒部１４を有している。
内筒部１３は、冷却液供給部材９の一端側を構成しており、中央部１０の側面に固定されている。
外筒部１４は、冷却液供給部材９の他端側を構成しており、後述の噴射部８と接続されている。
外筒部１４は、内筒部１３よりも一回り大きい内径を有しており、内部に内筒部１３を収容することができる。外筒部１４は、内筒部１３に対してスライド移動が可能である。外筒部１４と内筒部１３の間には、図示していないがＯリング等の水密部材が設けられている。これにより、冷却液供給部材９内を流れる冷却液が内筒部１３と外筒部１４の間から漏れるのを防止することができ、十分な量の冷却液６を噴射口８ａから噴射することができる。
【００２２】
外筒部１４の上部には、カムフォロア１５が設けられている。
カムフォロア１５は、外筒部１４に固定された軸部１６と、軸部１６に回転自在に設けられたコロ１７とを有している。
【００２３】
噴射部８は、中空で矩形の部材であり、一側面には冷却液を噴射する多数の噴射口８ａを有している。
噴射部８は、複数（本実施形態では８つ）設けられており、各噴射部８は、環状に配置されている。すなわち、各噴射部８は、噴射口８ａが設けられた側面が環状の外側を向く姿勢で環状に配置されている。
噴射部８の環状の内周側の側面には、冷却液供給部材９の外筒部１４が一体に接続されている。
【００２４】
本体部７は、以上の様な構成を有している。
【００２５】
次に回転体１１について説明する。
回転体１１は、図２に示す様に、円形の板状の部材で構成されている。
回転体１１には、複数（本実施形態では８つ）のカム溝１８が設けられている。
各カム溝１８は、回転体１１の厚み方向に貫通する湾曲した長孔であり、回転体１１の内周側から外周側にかけて円周方向に滑らかに湾曲しながらのびている。
【００２６】
すなわち、図５に示す様に、カム溝１８の一端Ａは、回転体１１の内周側にあり、他端Ｂは外周側に設けられている。
カム溝１８の一端Ａから回転体１１の中心Ｃまでの距離Ｒ１は、カム溝１８の他端Ｂから回転体１１の中心Ｃまでの距離Ｒ２よりも短い。すなわち、Ｒ１＜Ｒ２である。
また、カム溝１８の幅Ｗは、カムフォロア１５のコロ１７の直径よりも若干大きい。
【００２７】
回転体１１の上面側には、２つの取っ手１９が設けられている。各取っ手１９は、互いに回転体１１の円周方向の１８０度の位置に設けられている。
【００２８】
回転体１１は、周知の軸受１２（図２）を介して本体部７の中央部１０に装着されている。すなわち、軸受１２の内輪側が中央部１０に固定されており、外輪側が図２において符号１２ａで示す固定部材と共に回転体１１に固定されている。
よって、回転体１１は、本体部７に対して回転が可能である。
回転体１１の各カム溝１８には、冷却液供給部材９の外筒部１４に設けられたカムフォロア１５のコロ１７が係合している。図３では、仮想線で示す回転体１１のカム溝１８の最も内周側の一端Ａに、カムフォロア１５のコロ１７が係合している状態が示されている。
【００２９】
作業者が回転体１１の取っ手１９を持ち、回転体１１を矢印Ａ（図３）で示す方向（時計回り）に回転させると、回転体１１の各カム溝１８は、カムフォロア１５のコロ１７を回転させながら移動する。すなわち、カムフォロア１５のコロ１７は、カム溝１８に沿って相対移動し、図４に示す様に、カム溝１８の他端Ｂに係合することができる。
【００３０】
コロ１７がカム溝１８の一端Ａから他端Ｂに移動すると、コロ１７は、図５に示す距離（Ｒ２−Ｒ１）だけ回転体１１の半径方向外方へ移動する。すなわち、カムフォロア１５と一体の冷却液供給部材９が、距離（Ｒ２−Ｒ１）だけ伸長し、噴射部８が距離（Ｒ２−Ｒ１）だけ回転体１１の半径方向外方へ移動する。
【００３１】
各冷却液供給部材９の外筒部１４に設けたカムフォロア１５（コロ１７）は、それぞれ回転体１１のカム溝１８に係合しているので、回転体１１を回転させると、各噴射部８が一斉に移動する。その移動距離は、各噴射部８共一致している。
【００３２】
図１（ａ）では、カムフォロア１５のコロ１７がカム溝１８の一端Ａに係合しており、冷却液供給部材９が最も収縮した状態で、内径が比較的小径の被加熱物４の内周面５と噴射部８とが近接対向している状態が示されている。
また、図１（ｂ）では、カムフォロア１５のコロ１７がカム溝１８の他端Ｂに係合しており、冷却液供給部材９が最も伸長した状態で、内径が比較的大径の被加熱物２４の内周面２５と噴射部８とが近接対向している状態が示されている。
【００３３】
図１（ａ）に示す内径が比較的小さい被加熱物４の内周面５に対しても、図１（ｂ）に示す内径が比較的大きい被加熱物２４の内周面２５に対しても、噴射部８は近接対向することができ、噴射部８から噴射される低温の冷却液６が、冷却液槽２内の冷却液３を突破して内周面５，２５に達し、被加熱物４を効率よく冷却することができる。
【００３４】
カム溝１８に対するコロ１７の位置を調整することにより、被加熱物４の内径よりは大きく、被加熱物２４の内径よりは小さい内径を有する被加熱物の内周面にも、各噴射部８を近接対向させることができる。
【００３５】
回転体１１は、図３に示す矢印Ａ方向のみならず、矢印Ａとは反対方向に回転させることもできる。すなわち、コロ１７は、カム溝１８の一端Ａ側から他端Ｂ側へ相対移動したり、他端Ｂ側から一端Ａ側へ相対移動することができる。その結果、各噴射部８は、環状を拡径する方向に移動したり、縮径する方向に移動することができる。
【００３６】
冷却液供給部材９の外筒部１４と内筒部１３の間に配置した図示しないＯリングは、必ずしも設ける必要はない。すなわち、冷却液噴射装置１は、冷却液槽２に貯留された冷却液３に液没した状態で使用されるので、冷却液供給部材９から冷却液槽２に冷却液が漏れても差し支えがない。
【００３７】
本実施形態では、冷却液供給部材９の内筒部１３が中央部１０に固定され、外筒部１４が噴射部８に固定された例を示したが、内筒部１３が噴射部８に固定され、外筒部１４が中央部１０に固定されていてもよい。この場合には、内筒部１３の上部にカムフォロア１５を設ける。
【００３８】
また、本実施形態では、冷却液供給部材９が内筒部１３と外筒部１４を有する例を示したが、代わりに冷却液供給部材９の一部又は全部を伸縮可能な蛇腹状の部材で構成してもよい。
【００３９】
図４に示す様に、冷却液噴射装置１の冷却液供給部材９を伸長した際、隣接する噴射部８同士の間隔が拡がる。そのため、隣接する各噴射部８の間に、別の補助冷却ジャケット（図示せず）を配置して、補助冷却ジャケットから被加熱物２４に冷却液を噴射するのが好ましい。これにより、被加熱物を冷却するのに十分な量の冷却液を噴射供給することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１    冷却液噴射装置（高周波焼入用の冷却液噴射装置）
２    冷却液槽
８    噴射部
８ａ  噴射口
９    冷却液供給部材
１１  回転体
１３  内筒部
１４  外筒部
１５  カムフォロア
１８  カム溝
【図１】
0006718707.tif 000002
【図２】
0006718707.tif 000003
【図３】
0006718707.tif 000004
【図４】
0006718707.tif 000005
【図５】
0006718707.tif 000006