CN102242244B - 高频加热装置的冷却装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种高频加热装置的冷却装置，其能够对被感应加热了的长条状的被加热物良好地冷却。在实施淬火时，冷却装置(1)沿长条状的被加热物(20)的长度方向与加热导体(7)相邻配置，且冷却装置(1)与加热导体(7)一起沿被加热物(20)的长度方向相对于被加热物(20)进行相对移动，冷却装置(1)包括具有多种冷却液喷射模式的冷却液喷射部(8)、(9)，冷却液喷射模式至少包括强烈地喷射冷却液对被加热物进行急冷的第一模式、较弱地喷射冷却液对被加热物进行慢冷的第二模式。而且，最初利用第一模式对被加热到淬火温度的被加热物(20)进行急冷，接着利用第二模式对被加热物(20)进行慢冷。

Description

高频加热装置的冷却装置

技术领域

本发明涉及对长条状的被加热物进行移动淬火的高频加热装置所具备的冷却装置。

背景技术

淬火前的钢铁材料(被加热物)呈现为称作铁素体(ferrite)及珠光体(pearlite)的金属组织。淬火是指对钢铁材料进行加热使其从珠光体变化(相变)为奥氏体(austenite)，之后进行冷却使其从奥氏体变化(相变)为马氏体(martensite)的过程。

对钢铁材料进行淬火时，将加热至淬火温度(奥氏体相变温度，称为A1相变点，约摄氏730℃以上)的钢铁材料急冷到约摄氏250℃。于是，开始进行从奥氏体向马氏体的相变。然后，在该温度以下使钢铁材料慢冷。由此，钢铁材料内的奥氏体能够良好地相变为马氏体，并且，能够防止淬裂。即，淬火后的钢铁材料能够得到良好的强度。

但是，这种理想的操作比较困难，因此，实际上多采用将加热至淬火温度以上的钢铁材料急冷到摄氏500℃左右(临界温度)，在摄氏500℃以下慢冷的方法。即，需要将加热到淬火温度以上的钢铁材料急冷到临界温度，且能够在临界温度以下慢冷的冷却装置。

发明内容

在现有的实施移动淬火的高频加热装置中，存在例如日本国特开平11-140536号公报中公开的那样的装置。同一公报中的高频淬火装置的冷却装置不能够变更冷却液的喷射量。因此，在同一公报中记载有通过是否喷射冷却液来调整冷却速度的情况。例如，熟练者通过凭感觉调整冷却液的喷射时间等，进行钢铁材料的温度调整。由此，在采用了同一公报中公开的冷却装置的高频淬火装置中，如果不依赖熟练者的感觉，就难以使钢铁材料内的奥氏体的残余量减少，进而难以防止钢铁材料从奥氏体向马氏体相变时的开裂。

另外，在同一公报中也进行了公开，在实施移动淬火的高频淬火装置中，冷却装置与加热装置相邻配置。因此，从冷却装置大量地喷射冷却水时，其一部分有可能向加热装置侧飞散，沿着钢铁材料将正在被加热升温的部位冷却，使该部位的温度降低。

进而，冷却装置是环状结构时，从钢铁材料的上侧喷射的冷却水沿着钢铁材料的表面向下侧移动，阻碍从钢铁材料的下侧喷射的冷却水喷射到钢铁材料的下侧。其结果是，被加热物20周围的冷却不均匀，导致螺旋状痕迹(ぁとかた)的产生。

于是，本发明的目的在于提供一种能够将感应加热的长条状的被加热物良好地冷却的高频加热装置的冷却装置。

为解决上述课题，本发明的第一方面提供一种具有加热导体和冷却装置的高频加热装置的冷却装置，其在实施淬火时，冷却装置沿长条状的被加热物的长度方向与加热导体相邻配置，冷却装置与加热导体一起沿被加热物的长度方向相对于被加热物进行相对移动，冷却装置包括具有多种冷却液喷射模式的冷却液喷射部，冷却液喷射模式至少包括强烈地喷射冷却液对被加热物进行急冷的第一模式、较弱地喷射冷却液对被加热物进行慢冷的第二模式。

在本发明的第一方面中，冷却装置包括具有多种冷却液喷射模式的冷却液喷射部，因此，通过适当地选定冷却液喷射模式，就能够对因被感应加热而升温了的部位适当地进行冷却。

冷却液喷射模式至少包括强烈地喷射冷却液对被加热物进行急冷的第一模式、较弱地喷射冷却液对被加热物进行慢冷的第二模式，因此，通过区分使用第一模式和第二模式，能够良好地实施被加热物的淬火。

从被加热物的上侧向下侧移动的冷却水，利用第一模式，通过冷却液强烈地喷射而被吹飞。其结果是，低温的冷却水也与被加热物的下部接触，与被加热物进行热交换。由此，被加热物的周围的冷却均匀，能够防止螺旋状的痕迹的产生。

也能够具备多个第二模式。即，也可以在利用第一模式对被加热物进行急冷后，以多个第二模式进行慢冷。

对于本发明的第二方面，其第一模式为将升温到淬火温度的被加热物急冷到规定温度区域的喷射模式，第二模式为将利用第一模式冷却到规定温度的被加热物进一步慢冷到低温度区域的喷射模式。

在本发明的第二方面中，能够将升温到淬火温度的加热部位利用第一模式急冷到规定温度区域。之后，能够利用第二模式花费时间进一步冷却到低的温度。即，适当选定由第一模式所急冷到的规定温度区域，另外也适当选定由第二模式所慢冷到的温度，由此，能够对感应加热后的被加热物良好地冷却。

对于本发明的第三方面，利用第一模式被冷却到的规定温度为摄氏500℃附近的温度。

在第三方面中，被加热物利用第一模式被冷却到的规定温度为摄氏500℃附近的温度。由此，利用第一模式能够将被加热物急冷到临界温度附近，被加热物的温度快速接近从奥氏体向马氏体相变的温度。其结果是，在被加热物内不会从奥氏体部分地生成珠光体及索氏体，能够在被加热物整体(被感应加热的部位)生成马氏体。

此外，被加热物利用第二模式从摄氏500℃附近或其以下的温度慢冷，因此，能够确保从奥氏体向马氏体相变的时间。

另外，被加热物利用第二模式被冷却到的温度为摄氏500℃以下，因此，能够良好地除去被加热物内的应力。即，即使在被加热物从奥氏体向马氏体相变时呈现微小的膨胀现象，由于被加热物被慢冷，因此也会随着膨胀而变形，能够防止由相变应力导致的淬裂。

其结果是，被加热物的强度达到所希望的强度。

对于本发明的第四方面，冷却液喷射部具有第一模式用的喷射喷嘴和第二模式用的喷射喷嘴，第一模式用的喷射喷嘴配置为比第二模式用的喷射喷嘴更接近对被加热物进行感应加热的加热导体。

在第四方面中，通过区分使用第一模式用喷射喷嘴和第二模式用喷射喷嘴，能够对被加热物进行急冷、慢冷。

被加热物沿长度方向进行相对移动。

由此，在第四方面中，以加热导体进行感应加热的部位最初用从第一模式用的喷射喷嘴喷射的冷却液冷却。即，加热到淬火温度的被加热物的加热部位用从第一模式用的喷射喷嘴喷射的冷却液急冷。

然后，接着，用第一模式用的喷射喷嘴急冷的部位，用从第二模式用的喷射喷嘴喷射的冷却液慢冷。

其结果是，长条状的被加热物，在遍及全长地被感应加热后，良好地被冷却。

本发明的第五方面的高频加热装置的冷却装置，具有阻止冷却液向加热导体侧飞散的遮蔽部件。

在第五方面中，能够通过遮蔽部件阻止冷却液向加热导体侧飞散。其结果是，能够避免将被加热物的感应加热中的感应加热部位冷却的情况。

对于本发明的第六方面，高频加热装置对以水平状态被支承的长条状的被加热物进行淬火，上述冷却装置具有容纳被加热物的因被加热而升高了温度的部位的冷却区域、阻止冷却区域内的冷却液向加热机构侧飞散的遮蔽部件，在上述冷却区域中由冷却液喷射部供给有冷却液，被加热物能够浸渍在贮存于冷却区域内的冷却液中。

在第六方面中，能够将被加热物浸渍在贮存于冷却区域内的冷却液中。由此，通过使被加热物的加热部位浸渍于冷却液，能够良好地对加热部位进行急冷。

本发明第七方面提供一种高频加热装置的冷却装置，具有加热导体和冷却装置，其中，冷却装置沿以水平状态被支承的长条状的被加热物的长度方向与加热导体相邻配置，加热导体对被加热物进行感应加热，冷却装置与加热导体一起在被加热物的长度方向相对于被加热物进行相对移动，上述冷却装置具有容纳被加热物的因被加热而升高了温度的部位的冷却区域、向上述冷却区域供给冷却液的冷却液供给机构、阻止冷却液向加热机构侧飞散的遮蔽部件，被加热物在冷却区域被浸渍于冷却液中。

在第七方面中，以水平状态支承的长条状的被加热物在冷却装置的冷却区域中被浸渍于冷却液中，因此，被加热物良好地被冷却。

另外，具有抑制冷却液向加热装置侧飞散的遮蔽部件，因此，被加热物的感应加热中的部位不会被冷却。由此，能够良好地实施被加热物的感应加热，之后，加热到淬火温度的被加热物的加热部位在冷却区域良好地被冷却。其结果是，被加热物被良好地淬火。

对于本发明的第八方面，冷却液供给机构在冷却区域内向着被加热物喷射冷却液。

在第八方面中，冷却液供给机构在冷却区域内向着被加热物喷射冷却液，因此，被加热物良好地被冷却。即，将被加热物浸渍于贮存的冷却液中时，被加热物周围的冷却液与被加热物进行热交换而温度上升。于是，通过向着被加热物喷射低温的冷却液，高温的冷却液与低温的冷却液进行替换，低温的冷却液与被加热物接触，能够良好地冷却被加热物。

本发明的第九方面，具备多个冷却液供给机构，上述多个冷却液供给机构从接近加热导体的一侧向远离加热导体的一侧按顺序配置，配置于接近加热导体的一侧的冷却液供给机构强烈地喷射冷却液，配置于远离加热导体的一侧的冷却液供给机构较弱地喷射冷却液。

在第九方面中，被加热物的刚刚被感应加热后的部位通过配置于冷却区域的接近加热导体的一侧的冷却液供给机构被急冷，进而，被加热物的感应加热部位通过配置于冷却区域的远离加热导体的一侧的冷却液供给机构被慢冷。其结果是，被加热物良好地被冷却。

对于本发明的第十方面，冷却区域为槽，在槽内设置有两个能够将被加热物的被加热过的部位配置于槽内、且使同一被加热物同时贯通的贯通部，冷却液供给机构使槽内的液位上升，并且向着槽内的被加热物喷射冷却液。

在第十方面中，在配置有被加热物的加热部位的槽内，冷却液供给机构喷射冷却液使槽内的液位上升，因此，浸渍加热部位。进而，冷却液供给机构向着加热部位喷射冷却液，因此，在加热部位的周围总是被供给低温的冷却液。其结果是，加热部位被良好地冷却。

对于本发明的第十一方面，冷却区域具有冷却区域内的冷却液容易从冷却区域内流出的流出结构，流出结构设置于配置有加热导体一侧的相反侧。

在第十一方面中，在冷却区域的配置有加热导体的一侧的相反侧设置有使冷却液流出的流出结构，因此，冷却液不易向加热导体侧流出。因此，利用加热导体加热中的加热部位不会被冷却。由此，能够不阻碍感应加热地，通过浸渍而对水平状态的长条状的被加热物良好地进行冷却。

另外，从冷却区域按顺序排出升温了的冷却液，低温的冷却液由冷却液供给机构向冷却区域内供给，因此，能够提高被加热物的加热部位的冷却效率。

对于本发明的第十二方面，使配置有加热导体的一侧的相反侧的侧壁的高度，比配置有加热导体的一侧的槽的侧壁的高度低。

在第十二方面中，使槽内的升温了的冷却液溢出配置有加热导体的一侧的相反侧的侧壁而依次排出，能够提高冷却效率。另外，由于冷却水不会从配置有加热导体的一侧的槽的侧壁溢出，因此，不会对被加热物的感应加热中的部位进行冷却。

发明效果

在本发明中，通过至少区分使用强烈地喷射冷却液对被加热物进行急冷的第一模式、和较弱地喷射冷却液对被加热物进行慢冷的第二模式，能够良好地实施被加热物的淬火。即，能够根据情况对被加热物进行急冷或慢冷。

另外，根据本发明，以水平状态被支承的长条状的被加热物在冷却装置的冷却区域被浸渍于冷却液中，因此，被加热物被良好地冷却。另外，具有抑制冷却液向加热机构侧飞散的遮蔽部件，因此，被加热物的感应加热中的部位不会被冷却。由此，被加热物的感应加热得以良好地实施，之后，加热到淬火温度的被加热物的加热部位在冷却区域被良好地冷却。其结果是，被加热物被良好地淬火。

附图说明

图1是本发明的第一实施方式的高频淬火装置的冷却水喷射部和加热导体的部分立体图，表示正在对被加热物的端部附近进行感应加热的状态；

图2是本发明的第一实施方式的高频淬火装置的冷却水喷射部和加热导体的部分立体图，图1的被加热物沿箭头A所示的方向输送，表示图1中被感应加热的部位配置于冷却水喷射部的状态；

图3是本发明的实施方式的高频淬火装置的结构图；

图4是本发明的实施方式的高频淬火装置的加热装置的系统图；

图5(a)是本发明的实施方式的高频淬火装置的冷却装置的配管系统图，表示从第一冷却水喷射部喷射冷却水时的状态；(b)表示从第二冷却水喷射部喷射冷却水时的状态；(c)表示从任何喷射部都不喷射冷却水时的状态。(d)是与(a)～(c)不同的配管系统图，是对第一冷却水喷射部和第二冷却水喷射部的喷射或喷射停止分别控制时的配管系统图；

图6是本发明的第二实施方式的高频淬火装置的冷却装置的立体图；

图7是表示用本发明的第二实施方式的高频淬火装置对长条状的被加热物进行感应加热及冷却的状态的部分立体图；

图8是表示在图7中从冷却装置供给的冷却水从水槽漏泄的状态的立体图；

图9(a)～(e)分别是图6的冷却装置的截面图；(f)表示还设有另外的冷却装置的状态的截面图；

图10是冷却装置的水槽的平面图。

具体实施方式

(第一实施例)

图1所示的高频淬火装置21是对长条状的被加热物20(钢铁材料)进行淬火的装置。第一实施例的高频淬火装置21包括：冷却装置1、加热装置2、加热导体驱动装置16(图3)、被加热物驱动装置17(图3)、控制装置18(图3)。分别具备如下的结构。

首先，对加热装置2进行说明。

如图4所示，加热装置2具有高频电源3、变压器6、加热导体7(感应线圈)。高频电源3由交流电源4和高频发送器5构成。而且，用高频发送器5将由交流电源3提供的交流电高频化，向变压器6输出。

变压器6具有一次侧线圈6a、二次侧线圈6b。一次侧线圈6a与高频电源3侧的电路连接。另外，二次侧线圈6b与后述的加热导体7以能够通电的方式连接。

加热导体7(感应线圈)用由铜及铜合金等良导体构成的中空的导线构成。从图中未表示的配管向加热导体7的中空部分供给冷却水。该冷却水防止加热导体7自身过热烧损。加热导体7的两端经由未图示的连接部件与变压器6的二次侧线圈6b连接。加热导体7与被加热物20的外形形状相配合而弯曲及屈曲。即，在图1中观察，以与圆柱状的被加热物20的圆周的上半部分相对的方式形成。由此，加热导体7不与被加热物20的下半部分相对。

另外，高频淬火装置21具备图3所示的加热导体驱动装置16。加热导体驱动装置16通过未图示的支承机构将加热装置2具备的加热导体7以能够沿水平方向及上下方向移动的方式支承。由此，被加热物20配置于规定的场所时，加热导体7通过加热导体驱动装置16移动，与被加热物20相对配置。

其次，冷却装置1具有如图5(a)～(c)或图5(d)所示的结构。即冷却装置1具有：冷却水供给源10、开闭阀11(总开关)、开闭阀12a、12b、第一冷却水喷射部8、第二冷却水喷射部9。关于图5(d)所示的冷却装置将在后面进行表述。冷却水使用由未图示的泵加压后的淬火水。即，冷却水供给源10能够供给加压后的淬火水。

冷却装置1包括环绕被加热物20的周围的环状结构的第一冷却水喷射部8和第二冷却水喷射部9。在此，也可以代替环状结构的第一冷却水喷射部8和第二冷却水喷射部9，而采用分为两半状(半割状)的喷射部。即，以与圆柱状的被加热物20的圆周的上半部分相对的方式形成第一冷却水喷射部8和第二冷却水喷射部9。由此，能够使被加热物20向半径方向移动，使被加热物20与分为两半状的喷射部接近及分离。

冷却水供给源10连接有配管19的一端。在配管19的中途设置有开闭阀11。另外，配管19的另一端分叉，一方经由配管13与第一冷却水喷射部8连接，另一方经由配管14与第二冷却水喷射部9连接。

如图1所示，第一冷却水喷射部8具有环状结构。在第一冷却水喷射部8的内部形成有容纳冷却水的室(未图示)。另外，在环状的内周面设置有多个喷射口8a。喷射口8a由与未图示的室和外部(半径方向内侧)连通的孔构成，以等间隔设置在环状内壁的圆周上。

而且，经由配管13供给的冷却水充满第一冷却水喷射部8的内部(室)时，加压的冷却水从各喷射口8a喷射。如图2所示，被加热物20被感应加热时，感应加热部位配置于第一冷却水喷射部8的环状的内部，由此，从各喷射口8a喷射冷却水时，从被加热物20的圆周全方向(等间隔)喷射供给冷却水。

其次，第二冷却水喷射部9大致具有与第一冷却水喷射部8相同的结构。但是，在环状的内周面设置有多个喷射口9a。第二冷却水喷射部9的喷射口9a的个数比第一冷却水喷射部8的喷射口8a的个数多。即，第二冷却水喷射部9的冷却水的喷射压力比第一冷却水喷射部8的小，但能够喷射大量的冷却水。

这些第一冷却水喷射部8和第二冷却水喷射部9与加热导体7相邻配置。即，如图1所示，第一冷却水喷射部8与加热导体7相邻，在第二冷却水喷射部9与加热导体7之间配置有第一冷却水喷射部8。在图1及图2中，描绘为加热导体7与第一冷却水喷射部8之间分离开相当程度的方式，但实际上两者接近。

在图1及图2所示的冷却装置1(第一冷却水喷射部8)与加热装置2(加热导体7)之间，也可以设置遮蔽板。具体而言，在加热装置2侧具备遮蔽板。通过该遮蔽板防止从第一冷却水喷射部8喷射的冷却水(淬火水)附着于加热导体7、被加热物20的感应加热中的部位。由此，能够防止被加热物20的感应加热中的部位被冷却。

另外，在冷却装置1中也可以具备多个第二冷却水喷射部9。即，被加热物20连续地(以一定速度)从加热装置2侧向冷却装置1侧移动，因此，也可以在移动的下游侧同时设置(併設)多个第二冷却水喷射部9，对被加热物20进行慢冷。

被加热物驱动装置17通过未图示的机构以能够旋转的方式支承被加热物20(钢铁材料)，而且，向规定的场所(淬火实施场所)移动。即，被加热物20通过被加热物驱动装置17，一端用卡盘结构把持，另一端用中心销支承。而且，被加热物20在水平方向及上下方向移动而被配置于规定的场所(淬火实施场所)。

下面，与控制装置18一起，对高频淬火装置21的动作进行说明。

如图3所示，控制装置18控制高频电源3、加热导体驱动装置16、被加热物驱动装置17、冷却装置1的动作。

在实施淬火时，控制装置18向被加热物驱动装置17发出指令信号，旋转驱动被加热物20。然后，控制装置18将高频电源3设定为ON时，在加热导体7中流过高频电流。其结果是，在被加热物20的与加热导体7相对的部位(图1中的端部附近)，高频电流被激励，该部位被感应加热。

另一方面，被加热物20通过被加热物驱动装置17能够向箭头A所示的方向移动。由此，被加热物20的被感应加热了的部位(升温到淬火温度的部位)向冷却装置1的第一冷却水喷射部8的内部移动。该被加热物驱动装置17的动作由控制装置18控制。控制装置18例如在感应加热时间经过数秒时，通过被加热物驱动装置17将被加热物20向箭头A方向移送规定距离(感应加热部位的长度)。

其结果是，被加热物20的感应加热部位配置于冷却装置1的第一冷却水喷射部8的环状的内部。然后，控制装置18向冷却装置1发出指令信号，向着被加热物20的被感应加热了的部位喷射供给冷却水。即，如图5(a)所示，通过控制装置18开启图5所示的总开关11(开闭阀)和开闭阀12a，从第一冷却水喷射部8的各喷射口8a喷射冷却水。从该喷射口8a喷射的冷却水比第二冷却水喷射部9的喷射口9a的喷射压力高，喷射量少。由此，在被加热物20的表面进行热交换而将达到高温的冷却水的膜破坏，低温的冷却水到达被加热物20的表面。其结果是，被加热物20的感应加热部位被急速冷却。总开关11是根据需要而设置的开闭阀，不是必须的，但是，从安全方面考虑优选设置。

被加热物20的感应加热部位从淬火温度冷却到临界温度(约摄氏500℃左右)的时间，预先通过实验求取。而且，其时间数据存储于未图示的存储器。当第一冷却水喷射部8进行的冷却时间达到存储于该存储器中的时间时，控制装置18判定为被加热物20的感应加热部位(冷却部位)的温度降低到了临界温度。

然后，控制装置18通过被加热物驱动装置17使被加热物20向箭头A方向移动。其结果是，达到临界温度的感应加热部位配置于第二冷却水喷射部9的环状的内部。控制装置18如图5(b)所示关闭开闭阀12a，并且，开启开闭阀12b，从第二冷却水喷射部9的多个喷射口9a喷射冷却水，使达到临界温度的感应加热部位进一步慢冷。即，在达到临界温度的感应加热部位的表面进行热交换形成升温了的冷却水的膜，从喷射口9a喷射的低温的冷却水不能够到达被加热物的表面。这是因为各喷射口9a的口径比第一冷却水喷射部8的喷射口8a的口径大，喷射压力低。但是，从各喷射口9a喷射的冷却水的喷射量比从喷射口8a喷射的冷却水的喷射量多。其结果是，环绕被加热物20的表面的高温的冷却水的膜从外侧通过大量低温的冷却水被冷却。而且，被加热物20的表面，因高温的冷却水被冷却，而缓慢地被冷却。

感应加热的实施时期和加热时间(通电时间)、以及第一冷却水喷射部8、第二冷却水喷射部9进行的冷却的实施时期和冷却时间(冷却水的喷射时间)通过控制装置18适当控制。

在此，如图5(d)所示，也可以通过将冷却水供给源10与第一冷却水喷射部8及第二冷却水喷射部9进行配管连接，从第一冷却水喷射部8和第二冷却水喷射部9同时喷射冷却水。即，用配管13连接冷却水供给源10和第一冷却水喷射部8。而且，在配管13的中途设置总开关11a(开闭阀)和开闭阀12a。同样地，用配管14连接冷却水供给源10和第二冷却水喷射部9。而且，在配管14的中途设置总开关11b和开闭阀12b。

控制装置18能够个别地开闭总开关11a、11b、开闭阀12a、12b。对于图5(d)所示的冷却装置1a，第一冷却水喷射部8和第二冷却水喷射部9利用各自的配管13、14与冷却水供给源10连接。其结果是，能够一边与图5(a)的冷却装置1同样地从第一冷却水喷射部8以规定的喷射压力(高压)喷射冷却水，一边与图5(b)的冷却装置1同样地从第二冷却水喷射部9以规定的喷射压力(低压)喷射冷却水。由此，能够分别对被加热物20的各个部位实施加热装置2的感应加热、冷却水喷射部8的冷却(急冷)、冷却水喷射部9的冷却(慢冷)。即，能够使被加热物20向箭头A方向移动、连续地实施感应加热、急冷和慢冷。

另外，在图5(a)～(c)中，开闭阀12a和12b也能够采用调节阀。即，通过配管13、配管14中通水的冷却水的量和开闭阀12a、12b的开度进行调节。由此，能够将从第一冷却水喷射部8喷射的冷却水的喷射压力设定为较大的压力。

另外，在图5(d)所示的例中，能够个别地设定从第一冷却水喷射部8和第二冷却水喷射部9分别喷射的冷却水的喷射压力和喷射量。

(第二实施例)

下面，参照图6～图9对第二实施例进行说明。

如图6所示，冷却装置25包括水槽26、遮蔽板31a、31b、冷却水喷射喷嘴37a、37b。

在水槽26的侧壁26a上设置有缺口部27a。缺口部27a从侧壁26a的上部开始设置到侧壁26a的中途。缺口部27a的底部22a呈现为比被加热物20的直径大若干的大小及形状。即，其意图并不是在被加热物20与底部22a之间形成漏水的间隙，但是，在相对于水槽26使被加热物20进行移动时，以被加热物20不与底部22a接触的方式，形成底部22a。

在水槽26的内侧，缺口部27a的两侧设置有导引部29a、29b。导引部29a具有从侧壁26a立起的立起部32a、与立起部32a连接的平行部33a。另外，导引部29a在下部具有底部34a(图9(a))。底部34a与侧壁26a、立起部32a及平行部33a正交。而且，用侧壁26a和导引部29a构成槽35a。

导引部29b与导引部29a左右向相反，但是结构相同。即，导引部29b具有立起部32b、平行部33b、底部34b。而且，用导引部29b和侧壁26a构成槽35b。

另外，在水槽26的侧壁26b上也设置有缺口部27b。而且，在缺口部27b的两侧(水槽26的内侧)设置有导引部30a、30b。导引部30a、30b的结构与导引部29a、29b的结构一样。缺口部27a、27b在配置了被加热物20时，在与被加热物20之间形成为能够具有间隙36(图7)的大小。

水槽26的侧壁26b设定为比侧壁26a低。即，水槽26内的水位24上升时，水槽26内的冷却水从侧壁26b溢出，向水槽26的外部流出。在此，也可以使侧壁26c或侧壁26d比侧壁26a低。即，以在水槽26的四个侧壁中，仅侧壁26a比另外三个侧壁26b、26c、26d高的方式构成水槽26也可以。即使形成为这样的结构，从水槽26溢出的冷却水也不会流向加热导体7侧。

而且，遮蔽板31a的左右两端从导引部29a、29b的槽35a、35b的上方嵌入。遮蔽板31b也同样从导引部30a、30b的槽(无符号)的上方嵌入。遮蔽板31a、31b为相同的结构。在遮蔽板31a的下部，以能够沿被加热物20的上部配置的方式设置有分为两半状的凹陷39a。

向水槽26安装遮蔽板31a时，遮蔽板31a的两端的下部与导引部29a、29b的底部34a、34b抵接而停止。其结果是，在被加热物20的下侧存在水槽26的缺口部27a的底部22a，在被加热物20的上侧，高度不同地配置有遮蔽板31a的凹陷39a。被加热物20能够与遮蔽板31a的凹陷39a和缺口部27a的底部22a不接触而向箭头A所示的方向顺利地移动。

下面，对冷却水喷射喷嘴37a、37b进行说明。

冷却水喷射喷嘴37a、37b为相同的结构，因此，下面对冷却水喷射喷嘴37a的结构进行说明，省略重复的说明。

冷却水喷射喷嘴37a连接有配管40a。冷却水喷射喷嘴37a配置于水槽26内，配管40a将设置于水槽26的侧壁26d的孔28b保持水密封地贯通。另外，冷却水喷射喷嘴37a具有在内部容纳冷却水的内部空间(未图示)。而且，在冷却水喷射喷嘴37a的连接配管40a侧的相反侧的侧面，开设有多个喷射口38a。即，喷射口38a为连通水槽26内和未图示的内部空间的孔。在水槽26内，冷却水喷射喷嘴37a以开设喷射口38a的侧面朝向水槽26的侧壁26c的方式配置。

冷却水喷射喷嘴37a在水槽26内的设置高度为，在配置被加热物20时，能够直接向被加热物20喷射冷却水的高度。即，冷却水喷射喷嘴37a的上下方向的中央高度优选与被加热物20的中央高度一致。

冷却水喷嘴37b以与冷却水喷射喷嘴37a相对的方式配置。而且，通过这些冷却水喷射喷嘴37a、37b能够向水槽26内供给冷却水。

在图6～图8所示的例中，仅设置有一组冷却水喷射喷嘴37a、37b，但也能够设置多组冷却水喷射喷嘴37a、37b。即，在与侧壁26c的孔28a相同的高度，且在孔28a的靠近侧壁26a侧和侧壁26b侧各设置1个与孔28a同样的孔。其结果是，在侧壁26c沿水平方向排列设置有3个孔。而且，在这些孔插通与配管40b同样的配管。在各配管的端部设置有与冷却水喷射喷嘴37a同样的喷嘴。由此，在水槽26内，以相同高度排列配置有3个冷却水喷射喷嘴。在侧壁26d侧也同样。即，在水槽26内相对配置有3组冷却水喷射喷嘴。将从各冷却水喷射喷嘴喷射的冷却水的喷射量和喷射压力设定为相同也可以，但也可以设定为不同。也可以将接近侧壁26a侧的冷却水喷射喷嘴的喷射量和喷射压力设定为相对较大，将接近侧壁26b侧的冷却水喷射喷嘴的喷射量和喷射压力设定为相对较小。由此，被加热物20的刚刚被感应加热之后的部位进入水槽26内时，最初被喷射压力高的水流急冷(第一模式)，进一步移动到下游侧被喷射压力低的水流慢冷(第二模式)。

下面，参照图9(a)～(e)说明冷却装置25的使用方法。

图9(a)所示的淬火作业前，在水槽26内未放入冷却水，为空的状态。然后，如图9(b)所示，将遮蔽板31a、31b安装于水槽26。接着，如图9(c)所示，将被加热物20配置于水槽26的附近能够与加热导体7接近的位置。这时，以被加热物驱动装置17的卡盘机构把持被加热物20的未图示的一端(右侧的端部)。然后，如图9(c)所示，使中心销23从左方浸入水槽26的内部。即，使中心销23从缺口部27b侧浸入水槽26内。然后，进一步使中心销23的前端从缺口部27a向水槽26的外部突出，与被加热物20的另一端(左侧的端部)抵接。在被加热物20的左端设置有卡合中心销23的前端的圆锥状的凹陷(未图示)。由此，被加热物20的两端用未图示的卡盘机构和中心销23以能够旋转的方式支承。

而且，通过加热导体驱动装置16(图3)，加热导体7从被加热物20的上方接近配置，成为图9(d)所示的状态。在此，通过冷却水喷射喷嘴37a、37b开始向水槽26内喷射冷却水。在图9(d)所示的状态下，水位24为未到达中心销23的高度。水位24快速上升，被加热物20从左端部开始按顺序被感应加热，在被感应加热的部位浸入水槽26内时，水位24如图9(e)所示达到能够完全淹没被加热物20的高度。

另外，这时依靠贮存在水槽26内的冷却水的水压，遮蔽板31a被推压向水槽26的侧壁26a。由此，侧壁26a与遮蔽板31a的抵接部位密合，冷却水变得难以向水槽26之外流出。侧壁26b与遮蔽板31b的抵接部位也同样。

然后，在加热导体7中通过高频电流，开始进行被加热物20的感应加热。被加热物20的与加热导体7相对的部分被感应加热。然后，在图9(d)中被加热物20的被感应加热了的部位被向左方移送，配置于水槽26内。在图9(e)中，描绘了被加热物20的被感应加热了的部位被配置于水槽26内的状态。这时的水槽26内的水位24成为淹没中心销23和被加热物20的程度的高度。即，如图9(e)所示，淹没了被加热物20的加热部位。

在此，除了中心销23的尖细的部分之外的部分的直径与被加热物20的直径相同时，具有如下优点。即，将中心销23的直径设定为与被加热物20的直径相同时，如图9(c)所示，在中心销23和缺口部27b的底部22b之间形成间隙36。该间隙36作为使水槽26内的升温了的冷却水向水槽26的外部流出的流出结构发挥功能。假设中心销23的直径比被加热物20的直径小，则图9(c)所示的间隙36变得更大。因此，水槽26内的冷却水从这个大的间隙大量流出，水位24难以上升。其结果是，使被加热物20的被感应加热了的部位淹没在水槽26内需要花费时间，对该部位进行急冷是困难的。但是，将中心销23的直径设定为与被加热物20的直径相同时，在被加热物20的左端到达水槽26的侧壁26b之前，能够通过中心销23抑制贮存于水槽26内的冷却水的不必要的流出。

如果贮存于水槽26内的冷却水不向外部流出，水槽26内的冷却水的温度上升，与被加热物20的热交换的效率降低。由此，需要向外部排出水槽26内的升温了的冷却水。但是，使冷却水从水槽26的侧壁26a侧溢出时，冷却水会附着于感应加热中的被加热物20。其结果是，阻碍感应加热中的被加热物20的温度上升。

于是，将水槽26的侧壁26b侧的高度设定为比侧壁26a侧的高度低。即，水位24上升，超过侧壁26b的高度时，水槽26内的冷却水越过侧壁26b向外部流出，但是，水位24不会超过侧壁26a。由此，通过将侧壁26b侧设定为比侧壁26a侧低，构成冷却水的流出结构。其结果是，与被加热物20进行热交换而升温了的冷却水从侧壁26b侧向外部排出，新的低温的冷却水从冷却水喷射喷嘴37a、37b喷射供给。图10为水槽26的平面图。在图10中，省略了被加热物20的描绘。如图10中箭头所示，水槽26内的升温了的冷却水从侧壁26b侧向外部排出。在侧壁26a侧，在缺口部27a与被加热物20之间也产生若干间隙。在遮蔽板31a与被加热物20之间也同样产生间隙。由此，从侧壁26a侧也泄漏若干冷却水。但是，该泄漏很少，不会对被加热物20的感应加热中的部位进行冷却。另外，在水槽26的下方设置有回收从水槽26流出的冷却水的回收槽(未图示)。

被加热物20的被感应加热了的部位向水槽26内移动，由水槽26内的冷却水遍及整个周围而均匀地冷却。另外，从冷却水喷射喷嘴37a、37b朝向被感应加热了的部位喷射供给低温的冷却水，因此，能够促进被感应加热了的部位的冷却。其结果是，能够防止在被加热物20的被感应加热了的部位的螺旋状的痕迹的产生。由此，淬火后的被加热物20的外观良好。

如图9(f)所示，也能够设置与冷却装置25相邻的冷却装置45。冷却装置45为与图1所示的第二冷却水喷射部9同样的结构。即，用冷却装置25对被加热物20进行急冷，然后使被加热物20的被感应加热了的部位向左方移动，移出水槽26的外部，配置于环状的冷却装置45内。然后，通过冷却装置45对加热部位进行慢冷。由此，加热部位从奥氏体良好地变化(相变)为马氏体，并且，能够防止加热部位的相变应力导致的淬裂。

Claims (9)

1.一种具有加热导体和冷却装置的高频加热装置的冷却装置，其特征在于：

在实施淬火时，冷却装置沿长条状的被加热物的长度方向与加热导体相邻配置，冷却装置具有与加热导体一起在被加热物的长度方向相对于被加热物连续地进行相对移动的冷却液喷射部，

所述冷却液喷射部具有多种冷却液喷射模式，

所述冷却液喷射模式至少包括强烈地喷射冷却液对被加热物进行急冷的第一模式、较弱地喷射冷却液对被加热物进行慢冷的第二模式，

所述冷却液喷射部具有第一模式用的喷射喷嘴和第二模式用的喷射喷嘴，

所述第一模式用的喷射喷嘴配置为比所述第二模式用的喷射喷嘴更接近所述加热导体，

所述第二模式用的喷射喷嘴的个数比所述第一模式用的喷射喷嘴的个数多，

从所述第一模式用的喷射喷嘴喷射的冷却液比从第二模式用的喷射喷嘴喷射的液却液的压力高，喷射量少，

在实施淬火时，所述长条状的被加热物的各部分相对于加热导体和冷却装置相对移动，在接近加热导体之后，按照第一模式用的喷射喷嘴、第二模式用的喷射喷嘴的顺序连续地接近第一模式用的喷射喷嘴、第二模式用的喷射喷嘴。

2.如权利要求1所述的高频加热装置的冷却装置，其特征在于：

第一模式为将升温到淬火温度的被加热物急冷到规定温度区域的喷射模式，

第二模式为将利用第一模式冷却到规定温度的被加热物进一步慢冷到低温度区域的喷射模式。

3.如权利要求2所述的高频加热装置的冷却装置，其特征在于：

利用第一模式被冷却到的规定温度为摄氏500℃附近的温度。

4.如权利要求1～3中任一项所述的高频加热装置的冷却装置，其特征在于，包括：

阻止冷却液向加热导体侧飞散的遮蔽部件。

5.如权利要求1～3中任一项所述的高频加热装置的冷却装置，其特征在于：

高频加热装置对以水平状态被支承的长条状的被加热物进行淬火，

所述冷却装置具有容纳被加热物的因被加热而升高了温度的部位的冷却区域、向所述冷却区域供给冷却液的冷却液供给机构、阻止冷却液向加热导体侧飞散的遮蔽部件，

被加热物在冷却区域能够浸渍在冷却液中。

6.一种具有加热导体和冷却装置的高频加热装置的冷却装置，其特征在于：

冷却装置沿以水平状态被支承的长条状的被加热物的长度方向与加热导体相邻配置，加热导体对被加热物进行感应加热，在实施淬火时，冷却装置与加热导体一起在被加热物的长度方向相对于被加热物连续地进行相对移动，

所述冷却装置具有容纳被加热物的因被加热而升高了温度的部位的冷却区域、向所述冷却区域供给冷却液的冷却液供给机构、阻止冷却液向加热机构侧飞散的遮蔽部件，

被加热物在冷却区域被浸渍于冷却液中，

冷却区域内的冷却液能够完全淹没被加热物的所述被加热而升高了温度的部位，

冷却液供给机构在冷却区域内向着被加热物喷射冷却液，

具备多个所述冷却液供给机构，多个所述冷却液供给机构从接近加热导体的一侧向远离加热导体的一侧按顺序配置，配置于接近加热导体的一侧的冷却液供给机构强烈地喷射冷却液，配置于远离加热导体的一侧的冷却液供给机构较弱地喷射冷却液，

在实施淬火时，所述长条状的被加热物的各部分相对于加热导体和冷却装置相对移动，在接近加热导体之后，按顺序连续地收纳于冷却区域内。

7.如权利要求6所述的高频加热装置的冷却装置，其特征在于：

所述冷却区域为槽，在所述槽内设置有两个能够将被加热物的被加热过的部位配置于槽内、且使同一被加热物同时贯通的贯通部，

冷却液供给机构使槽内的液位上升，并且向着槽内的被加热物喷射冷却液。

8.如权利要求6或7所述的高频加热装置的冷却装置，其特征在于：

在冷却区域具有冷却区域内的冷却液容易从冷却区域内流出的流出结构，

所述流出结构设置于冷却区域中未配置加热导体的一侧。

9.如权利要求7所述的高频加热装置的冷却装置，其特征在于：

配置有加热导体的一侧的槽的侧壁的高度比其他侧壁的高度高。