(57)【要約】【目的】本発明の目的は、歯車の歯部の側壁に沿って移動しながら当該側壁に対して冷却を行うにあたり、均一な硬化層を得ることができる冷却ジャケット及びこれを用いた焼入装置を提供することにある。【構成】冷却ジャケットＡ１は、誘導加熱された歯車Ｂの歯部１０の側壁１１に沿って移動しながら、隣り合う歯部１０の側壁１１に対して冷却液Ｌを噴射する冷却ジャケットであって、ジャケット本体１００の先端部には、歯部１０の歯部１１の間に挿入される噴射ノズル２００が設けられており、この噴射ノズル２００の両側面２１０ａ、２１０ｂ（両側壁１１ａ、１１ｂの対向面）には、スリットである噴射口３００ａ、３００ｂが各々形成されている。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
誘導加熱された歯車の歯部の側壁に沿って移動しながら、隣り合う歯部の側壁及び歯底に対して冷却液を噴射する冷却ジャケットにおいて、ジャケット本体の先端部には、前記歯部の間に挿入される挿入部が設けられており、この挿入部の前記両側壁及び歯底の対向面には、スリットである噴射口が各々設けられていることを特徴とする冷却ジャケット。
【請求項２】
請求項１記載の冷却ジャケットにおいて、前記挿入部は、内部に冷却液が通る給水路が設けられ且つ移動方向の前面に前記給水路と連通した開口が形成された挿入部本体と、挿入部本体の開口を閉塞する部材であり且つ挿入部本体より幅広にされた蓋部とを具備し、挿入部本体の移動方向の前面の縁部には、前記歯部の両側壁及び歯底に向けて張り出しており且つ外側面が下り傾斜面にされたフランジ部が設けられる一方、蓋部の裏面には、前記開口に連通しており且つ縁部がフランジ部の外側面に略平行となるように傾斜面にされた凹部が設けられており、挿入部本体のフランジ部の外側面と蓋部の凹部の縁部との間の隙間が前記噴射口となっていることを特徴とする冷却ジャケット。
【請求項３】
請求項２記載の冷却ジャケットにおいて、前記蓋部は、挿入部本体に着脱可能にされており、この蓋部と挿入部本体との間には、スペーサが取り付け可能になっていることを特徴とする冷却ジャケット。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載の冷却ジャケットにおいて、冷却液は、移動方向とは反対の方向であり且つ前記歯部の両側壁に対して３０〜４５°の角度で噴射されるようになっていることを特徴とする冷却ジャケット。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４記載の冷却ジャケットにおいて、前記挿入部内に設けられた給水路内には、前記噴射口から噴射される冷却液の噴射量をほぼ均一にする仕切部材が設けられていることを特徴とする冷却ジャケット。
【請求項６】
歯車の歯部に対して前記歯部の側壁に沿って移動しながら誘導加熱を行う誘導加熱コイルと、この加熱コイルによって誘導加熱された前記歯部の側壁に対して冷却液を噴射する請求項１、２、３、４又は５記載の冷却ジャケットとを具備することを特徴とする焼入装置。
【請求項７】
請求項６記載の焼入装置において、前記冷却ジャケットの挿入部の加熱コイルの対向面には、加熱コイルとの接触等により発生するスパークを防止するための絶縁板が取り付けられていることを特徴とする焼入装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、誘導加熱された歯車の歯部の側壁に沿って移動しながら、隣り合う歯部の側壁及び歯底に対して冷却液を噴射する冷却ジャケット及びこれを用いた焼入装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の冷却ジャケットＣは、図４及び図５に示すように、歯車Ｂの歯部１０の側壁１１に沿って移動しながら、この側壁１１及び歯底１２を冷却するのに用いられる。冷却ジャケットＣは、歯部１０間に挿入される挿入部１００と、この挿入部１００の側壁１１及び歯底１２に対向する面に形成された噴射口２００とを有しており、噴射口２００は、歯部１０の側壁１１及び歯部１２に対して噴射角３０°で冷却液Ｌを噴射するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、冷却ジャケットＣは、噴射口２００が千鳥状に配列された複数の貫通孔であるため、噴射口２００の総面積が小さく、均一に冷却することができない。このため、冷却液Ｌの噴射量を増やす必要があるが、噴射量を増やすと、これに伴って、冷却液Ｌの噴射流速が速くなる。この結果、歯車Ｂの側壁１１及び歯底１２に当った冷却液Ｌの跳ね返りが激しくなり、この点でも均一な冷却ができないという欠点がある。
【０００４】
また、冷却ジャケットＣは、冷却液Ｌの噴射量が多くなると、噴射された冷却液が歯車Ｂの歯部１０間に溜まり易い。しかも、複数列の噴射口２００を有しているため、上列の噴射口２００から噴射される冷却液Ｌが下列の噴射口２００の冷却液Ｌの噴射を妨げる場合がある一方、下列の噴射口２００から噴射される冷却液Ｌが上列の噴射口２００から噴射された冷却液Ｌの落下を妨げる場合がある（これは冷却液Ｌの跳ね返りの一因となっている）。これらの点からも、冷却ジャケットＣは、歯車Ｂの側壁１１及び歯底１２を均一に冷却することができないという欠点がある。従って、冷却ジャケットＣは、均一な冷却ができないことから、均一な硬化層を形成することが困難であるという本質的な欠点を有している。
【０００５】
本発明は、上記事情に鑑みて創案されたものであって、歯車の歯部の側壁に沿って移動しながら隣り合う歯部の側壁に対して冷却を行うにあたり、均一な硬化層を得ることができる冷却ジャケット及びこれを用いた焼入装置を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の冷却ジャケットは、誘導加熱された歯車の歯部の側壁に沿って移動しながら、隣り合う歯部の側壁及び歯底に対して冷却液を噴射する冷却ジャケットにおいて、ジャケット本体の先端部には、前記歯部の間に挿入される挿入部が設けられており、この挿入部の前記両側壁及び歯底の対向面には、スリットである噴射口が各々設けられていることを特徴としている。
【０００７】
より好ましくは、前記挿入部は、内部に冷却液が通る給水路が設けられ且つ移動方向の前面に前記給水路と連通した開口が形成された挿入部本体と、挿入部本体の開口を閉塞する部材であり且つ挿入部本体より幅広にされた蓋部とを具備し、挿入部本体の移動方向の側の面の縁部には、前記歯部の両側壁に向けて張り出しており且つ外側面が下り傾斜面にされたフランジ部が設けられる一方、蓋部の裏面には、前記開口に連通しており且つ縁部がフランジ部の外側面に略平行となるように傾斜面にされた凹部が設けられており、挿入部本体のフランジ部の外側面と蓋部の凹部の傾斜面との間の隙間が前記噴射口となっていることが望ましい。
【０００８】
より好ましくは、前記蓋部は、挿入部本体に着脱可能にされており、この蓋部と挿入部本体との間には、スペーサが取り付け可能になっていることが望ましい。
【０００９】
より好ましくは、冷却液は、移動方向とは反対の方向であり且つ前記歯部の両側壁に対して３０〜４５°の角度で噴射されるようになっていることが望ましい。
【００１０】
より好ましくは、前記挿入部内に設けられた給水路内には、前記噴射口から噴射される冷却液の噴射量をほぼ均一にする仕切部材が設けられていることが望ましい。
【００１１】
本発明の焼入装置は、歯車の歯部に対して前記歯部の側壁に沿って移動しながら誘導加熱を行う誘導加熱コイルと、この加熱コイルによって誘導加熱された前記歯部の側壁に対して冷却液を噴射する上記冷却ジャケットとを具備することを特徴としている。
【００１２】
より好ましくは、前記冷却ジャケットの挿入部の加熱コイルの対向面には、加熱コイルとの接触等により発生するスパークを防止するための絶縁板が取り付けられていることが望ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る冷却ジャケット及びこれを用いた焼入装置について説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る冷却ジャケットの概略的正面図、図２は、同ジャケットの概略的側面図である。
【００１４】
ここに掲げる冷却ジャケットＡ１は、誘導加熱された歯車Ｂの歯部１０の側壁１１に沿って移動しながら、隣り合う歯部１０の側壁１１及び歯部１２に対して冷却液Ｌを噴射する冷却ジャケットであって、ジャケット本体１００の先端部には、歯部１０の歯部１１の間に挿入される挿入部２００が設けられており、この挿入部２００の両側面２１１ａ、２１１ｂ（両側壁１１ａ、１１ｂの対向面）と下面２１２（歯底の対向面）とにわたって、スリットである噴射口３００（図２参照）が設けられている。以下、各部を詳しく説明する。なお、ジャケット本体１００は、図外の駆動装置に取り付けられており、この駆動装置を駆動させることによって、移動冷却が可能になっている。
【００１５】
挿入部２００は、歯車Ｂの歯部１０の側壁１１の形状に合わせて形成されており、ここでは、略逆三角柱にされている。挿入部２００は、内部に冷却液Ｌが通る給水路２２１が設けられており且つ移動方向の前面２１３に給水路２２１と連通した開口２２２が形成された挿入部本体２１０と、挿入部本体２１０の開口２２２を閉塞する部材であり且つ挿入部本体２１０より幅広にされた蓋部２３０と、給水路２２１内に設けられており且つ前記開口２２２に供給される冷却液Ｌの供給量を均一にするための仕切部材２４０とを具備している。
【００１６】
給水路２２１は、図外の給水ポンプに接続された給水パイプである。この給水ポンプから供給された冷却液Ｌは、給水路２２１を通って挿入部本体２１０に形成された開口２２２に供給される。
【００１７】
開口２２２は、挿入部本体２１０の前面２１３の端縁部２１４に形成された略Ｖ字型の長孔であり、蓋部２３０によって閉塞されている。
【００１８】
蓋部２３０は、図２に示すように幅寸法が挿入部本体２１０の前面２１３の幅寸法より幅広にされた板材であって、ネジで挿入部本体２１０に着脱可能に取り付けられている。蓋部２３０の裏面２３１には、凹部２３２が形成されており、この凹部２３２は、挿入部１１０の前面２１３が嵌合する大きさにされている。
【００１９】
挿入部本体２１０の前面２１３の端縁部２１４には、歯部１０の両側壁１１、１１及び下部１２に向けて張り出しており且つ外側面２１６が下り傾斜面にされたフランジ部２１５が設けられいる一方、蓋部２３０の裏面２３１には、開口２２２に連通しており且つ縁部２３３がフランジ部２１５の外側面２１６に略平行となるように傾斜面にされた凹部２３２が設けられている。挿入部本体２１０のフランジ部２１５の外側面２１６と蓋部２３０の凹部２３２の縁部２３３との間の隙間２４０がスリット状の噴射口３００となっている。このように噴射口３００を千鳥配列された複数の貫通孔からスリットにすることで、従来よりも少ない冷却液Ｌでもって均一な冷却をすることができる。
【００２０】
挿入部本体２１０のフランジ部２１５の外側面２１６及び蓋部２３０の凹部２３２の縁部２３３は、移動方向とは反対の方向であり且つ歯部１０の両側壁１１ａ、１１ｂに対して４５°の角度で傾斜して形成されている。これによって、噴射口３００の噴射角を歯部１０の両側壁１１ａ、１１ｂに対して４５°とすることができる。この噴射角で歯部１０の側壁１１に沿って移動しながら冷却液Ｌを噴射すると、冷却液Ｌが側壁１１に当った後、側壁１１をつたって移動方向後側に流れるようになっている。なお、噴射口３００の噴射角は、３０〜４５°の間で設計変更することができる。
【００２１】
蓋部２３０と挿入部本体２１０の前面２１３との間には、スペーサ４００（図２参照）が取り付け可能になっている。スペーサ４００の枚数を調節することによって、挿入部本体２１０のフランジ部２１５の外側面２１６と蓋部２３０の凹部２３２の縁部２３３との間の隙間２４０の幅寸法を調節することができる。即ち、スペーサ４００の枚数を調節することによって噴射口３００の幅寸法を調節することができる。これにより、冷却液Ｌの噴射量を調節することができ、歯車Ｂの歯部１０の側壁１１に当った冷却液Ｌの跳ね返りを防ぐことができる。スペーサ４００を一枚取り付けると、冷却液Ｌの噴射量は１．０ｔとなり、二枚取り付けると、冷却液Ｌの噴射量は０．５ｔとなる。
【００２２】
仕切部材２４０は、給水路２２１内の中央部の噴射口３００にかかる冷却液Ｌの水圧が均一になる位置に設けられた板材である。これによって、スリットである噴射口３００から噴射される冷却液Ｌの噴射量が均一になる。なお、仕切部材２４０を設けることは任意である。
【００２３】
このような冷却ジャケットＡ１による場合、噴射口３００がスリットであることから、噴射口３００の総面積が従来例よりも大きくすることができる。そのため、従来例よりも少ない冷却液Ｌでもって冷却することができることから、歯車Ｂの側壁１１に当った冷却液Ｌが跳ね返るようなことがなく、均一に冷却することができる。
【００２４】
以下、図３を用いて冷却ジャケットＡ１を用いた焼入装置Ａについて説明する。図３は本発明の実施の形態に係る焼入装置の概略的斜視図である。
【００２５】
焼入装置Ａは、歯車Ｂの歯部１０に対して歯部１０の側壁１１に沿って移動しながら誘導加熱を行う誘導加熱コイルＡ２と、加熱コイルＡ２に移動方向後ろ側に配設された冷却ジャケットＡ１とを具備する。
【００２６】
誘導加熱コイルＡ２は、歯車Ｂの歯部１０の間に挿入され、歯部１０に対して誘導加熱を行う加熱導体部５００と、加熱導体部５００に接続された給電導体部６００とを有している。以下、各部を詳しく説明する。
【００２７】
加熱導体部５００は、歯車Ｂの隣り合う歯部１０の側壁１１の形状に合わせて形成されており、ここでは、略逆三角柱にされている。
【００２８】
給電導体部６００は、図外の電源装置に接続されると共に、図外の駆動機構に保持されている。この駆動装置を駆動させることにより、給電導体部４００が歯車Ｂの歯部１０間を移動し、歯車Ｂの歯部１０に対して移動加熱を施すことができる。なお、前記駆動装置は、冷却ジャケットＡ２を駆動させる駆動装置を併用している。
【００２９】
なお、加熱導体部５００及び給電導体部６００の内部には、加熱導体部５００及び給電導体部６００が自己の熱で熱し過ぎないように冷却液を循環させている。
【００３０】
冷却ジャケットＡ１は、冷却液Ｌの跳ね返りがないので、加熱コイルＡ２の移動方向後ろ側にできるだけ近づけて配設されている。このため、挿入部１１０の加熱コイルＡ２の対向面には、加熱コイルＡ２との接触等により発生するスパークを防止するための絶縁板７００が取り付けられている。具体的には、絶縁体７００は、挿入部１１０の前面２１３に取り付けられた蓋部２３０に加熱コイルＡ２と対向するように取り付けられている。
【００３１】
以下、焼入装置Ａの使用方法について説明する。
【００３２】
まず、図外の駆動装置を駆動させ、加熱導体部５００と挿入部１１０とを歯車Ｂの歯部１０間に挿入する。
【００３３】
その後、前記駆動装置を駆動させ、加熱導体部５００で歯車Ｂの歯部１０を誘導加熱しつつ、誘導加熱された歯部１０の側壁１１の歯底１２に対して挿入部１１０の両側１１１、１１１に設けられた噴射口３００から冷却液Ｌを噴射し冷却を行う。このようにして歯車Ｂの歯部１０に対して移動焼入を施す。
【００３４】
このような焼入装置Ａによる場合、噴射口３００がスリットである冷却ジャケットＡ１を用いているので、従来例よりも少ない冷却液Ｌでもって均一に冷却することができ、その結果、均一な硬化層を形成することができる。しかも、冷却ジャケットＡ１は、冷却液Ｌの跳ね返りがないので、誘導加熱コイルＡ２と冷却ジャケットＡ１と近接配置することができる。なお、以下のように設計変更可能である。
【００３５】
冷却ジャケットＡ２は、ここでは、挿入部本体２１０のフランジ部２１５の外側面２１６と蓋部２３０の凹部２３２の縁部２３３との間の隙間２４０がスリット状の噴射口３００となっているとしたが、挿入部２００の両側面２１０ａ、２１０ｂ及び下部２１２に噴射口であるスリットを開設することも可能である。このとき、挿入部本体２１０の前面２１３には、開口２２２を形成する必要がなく、これに合わせて蓋部２３０を取り付ける必要もない。
【００３６】
なお、歯車Ｂに限定されることなく、様々な歯車に用いることができることは言うまでもない。
【００３７】
【発明の効果】
本発明の請求項１の冷却ジャケットは、誘導加熱された歯車の歯部の側壁に沿って移動しながら、隣り合う歯部の側壁及び歯底に対して冷却液を噴射する冷却ジャケットにおいて、ジャケット本体の先端部には、前記歯部の間に挿入される挿入部が設けられており、この挿入部の前記両側壁及び歯底の対向面には、スリットである噴射口が各々設けられていることを特徴としている。
【００３８】
また、本発明の請求項２の冷却ジャケットは、前記挿入部は、内部に冷却液が通る給水路が設けられ且つ移動方向の前面に前記給水路と連通した開口が形成された挿入部本体と、挿入部本体の開口を閉塞する部材であり且つ挿入部本体より幅広にされた蓋部とを具備し、挿入部本体の移動方向の前面の縁部には、前記歯部の両側壁及び歯底に向けて張り出しており且つ外側面が下り傾斜面にされたフランジ部が設けられる一方、蓋部の裏面には、前記開口に連通しており且つ縁部がフランジ部の外側面に略平行となるように傾斜面にされた凹部が設けられており、挿入部本体のフランジ部の外側面と蓋部の凹部の縁部との間の隙間が前記噴射口となっていることを特徴としている。
【００３９】
このような請求項１及び２の冷却ジャケットによる場合、前記噴射口がスリットであることから、噴射口の総面積が従来例よりも大きくなる。このため、従来例よりも少ない冷却液でもって冷却することができることから、歯車の側壁に当った冷却液が跳ね返るようなことがなく、均一に冷却することができる。また、従来例のように上段の噴射口から噴射された冷却液が下段の噴射口の冷却液の噴射を妨げたり、下列の噴射口から噴射される冷却液が上列の噴射口から噴射された冷却液の落下を妨げたりすることがなくなるので、この点でも均一な冷却を行うことができる。従って、均一な硬化層を形成することができる。
【００４０】
本発明の請求項３の冷却ジャケットは、前記蓋部は、挿入部本体に着脱可能にされており、この蓋部と挿入部本体との間には、スペーサが取り付け可能になっている。
【００４１】
このような請求項３の冷却ジャケットによる場合、前記スペーサを取り付けることによって、挿入部本体のフランジ部の外側面と蓋部の凹部の傾斜面との間の隙間の幅寸法を調節することができる。即ち、噴射口の幅寸法を調節することができるので、噴射する冷却液の噴射量を簡単に調節することができる。
【００４２】
本発明の請求項４の冷却ジャケットは、冷却液は、移動方向とは反対の方向であり且つ前記歯部の両側壁に対して３０〜４５°の角度で噴射されるようになっている。
【００４３】
このような請求項４の冷却ジャケットによる場合、このような角度で冷却液が噴射されると、冷却液は歯車の歯部の側壁に当った後、移動方向後側に流れ落ちるので、冷却液はスムーズに排出される。その結果、冷却液が隣り合う歯部の間に溜まりにくくなり、均一な冷却を実現することができ、均一な硬化層を形成する上でメリットがある。
【００４４】
本発明の請求項５の冷却ジャケットは、前記挿入部内に設けられた給水路内には、前記噴射口から噴射される冷却液の噴射量をほぼ均一にする仕切部材が設けられている。
【００４５】
このような請求項５の冷却ジャケットによる場合、噴射口から噴射される冷却液の噴射量がほぼ均一にされることから、この点で、均一な冷却を実現することができ、その結果、均一な硬化層を形成することができる。
【００４６】
本発明の請求項６の焼入装置は、歯車の歯部に対して前記歯部の側壁に沿って移動しながら誘導加熱を行う誘導加熱コイルと、この加熱コイルによって誘導加熱された前記歯部の側壁に対して冷却液を噴射する請求項１、２、３、４又は５記載の冷却ジャケットとを具備することを特徴としている。
【００４７】
このような請求項６の焼入装置による場合、前記冷却ジャケットを備えているので、請求項１、２、３、４、５の場合と同様のメリットがある。
【００４８】
本発明の請求項７の焼入装置は、前記冷却ジャケットの挿入部の加熱コイルの対向面には、加熱コイルとの接触等により発生するスパークを防止するための絶縁板が取り付けられている。
【００４９】
このような請求項７の焼入装置による場合、加熱コイルと冷却ジャケットとを近接して配置することができるので、加熱後、すぐに冷却する必要がある歯車、例えばＳ４５Ｃ材の歯車に対して焼入することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る冷却ジャケットの概略的正面図である。
【図２】同ジャケットの概略的側面図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る焼入装置の概略的斜視図である。
【図４】従来の冷却ジャケットの概略的正面図である。
【図５】従来の冷却ジャケットの概略的側面図である。
【符号の説明】
Ａ      焼入装置
Ａ１    冷却ジャケット
１００  ジャケット本体
２００  挿入部
２１０  挿入部本体
２３０  蓋部
３００  噴射口
Ａ２    誘導加熱コイル
５００  加熱導体部
６００  給電導体部
【図１】
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【図２】
2004225072.tif 000004
【図３】
2004225072.tif 000005
【図４】
2004225072.tif 000006
【図５】
2004225072.tif 000007