JP3347066B2 - 冷却液除去装置及び冷却液除去方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同心円状に段差を
有するワークの側面に付着した焼入時の冷却液を除去す
るための冷却液除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】金属製ワークの表面硬化には、高周波や
中周波電流による誘導加熱処理を行った後、水や水溶性
油等の冷却液を用いて急冷を行う焼入れ処理が施されて
いる。この後、ワーク表面の防錆等のため、ワークに付
着した冷却液を除去している。このとき、従来にあって
は、圧縮空気等を噴射する空圧ノズルが１乃至複数本備
えられた空圧ジャケットが用いられていた。

【０００３】当該空圧ジャケットはワークの上方に位置
されており、圧縮空気は空圧ノズルからワークに対し上
方から下方に向けて鉛直方向に噴射されていた。この結
果、ワーク上面に残った冷却液は、噴射された空気によ
って水平方向に吹き飛ばされる。また、ワークの側面に
残った冷却液はワークの下方に吹き落とされ、人手で拭
き取ることなくワークの表面に残った冷却液を連続的に
除去することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この方法によれば、平
板状であるとか立方体状であるなどワークが単純な形状
であれば、困難なく冷却液を十分に除去することができ
る。しかしながら、例えば断面階段状、例えば、径の異
なる円柱を多段に積み重ねたワークのように、上下方向
に段差を有するワークにあっては、上方から圧縮空気を
噴射するだけでは、段差の隅部分に冷却液が残ってしま
う恐れがあり、錆が発生する要因となっていた。また、
当該隅部分は人手でも拭き取り難い部分であり、錆の発
生を十分に防ぐことができなかった。

【０００５】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてな
されたものであり、段差等の隅部分に残る冷却液を十分
に除去し、焼入後の後処理を簡単に行うことにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係る冷却液除去
装置は、同心円状に段差を有するワークの側面に対して
噴射ガスを噴射する複数本の空圧ノズルと、この複数本
の空圧ノズルを前記ワークの斜め上方から噴射可能に、
且つ相互に干渉しない位置に支持する支持部とを具備し
ており、前記複数本の空圧ノズルは、上下方向に移動可
能になっていることを特徴としている。

【０００７】具体的には、前記支持部は、ワーク側面に
対する側面視噴射角が０°かつ平面視噴射角が０°若し
くは側面視噴射角９０°かつ平面視噴射角が９０°でな
い角度で、前記空圧ノズルを支持するようにするとよ
い。

【０００８】このとき、前記空圧ノズルを、ワークの外
周方向に移動可能にするのが望ましい。

【０００９】さらには、前記複数本の空圧ノズルは、前
記噴射ガスを前記ワークの各段差の側面に対して、前記
ワークの段差毎に定められた所定時間噴射するようにす
るとよい。

【００１０】

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態に係
る冷却液除去装置の概略的構成図、図２は当該冷却液除
去装置における空圧ノズルの配置を示す正面説明図、図
３は当該空圧ノズルの配置を示す平面説明図、図４は当
該空圧ノズルの噴射位置の移動を示す正面説明図、図５
は当該冷却液除去装置における動作状況を示す説明図、
図６は本発明の別な実施の形態に係る冷却除去装置の概
略的平面説明図である。以下、各図に従って、本願発明
について詳細に説明する。

【００１２】図１に示す冷却液除去装置は、本発明に係
る空圧ジャケット１００と、空圧ノズル１１０を移動さ
せるための駆動部２００と、当該駆動部２００を制御す
る制御部３００と、前記空圧ノズル１１０に圧縮空気や
圧縮チッ素ガスなどの噴射ガスを送出するポンプ４００
とを具備している。また、空圧ジャケット１００は、ワ
ークＷに噴射ガスを噴射する３本の空圧ノズル１１０と
当該空圧ノズル１１０を移動可能に支持する支持部１２
０とを具備している。

【００１３】空圧ノズル１１０は、ワークＷを中心とし
た円周上に、ほぼ１２０°間隔で配置されている。３本
の空圧ノズル１１０は同形状をしており、各空圧ノズル
１１０は略円筒状形状に作製されている。また、当該空
圧ノズル１１０の先端部には、ほぼ直線上に噴射ガスが
噴射されるよう、円錐台状になった噴射口１１１が形成
されている。さらに各空圧ノズル１１０には、一端をポ
ンプ４００に接続されたガスパイプ４１０が接続されて
いる。

【００１４】空圧ノズル１１０は、噴射ガスがワークＷ
の側面に対し斜め上方から噴射可能に支持されている。
具体的に言えば、ワークＷ側面に対する側面視噴射角蟐
ワーク側面に対する側面視噴射角が０°かつ平面視噴射
角が０°若しくは側面視噴射角９０°かつ平面視噴射角
が９０°でない角度で支持部１２０に固定されている。

【００１５】ここで、側面視噴射角とは、空圧ノズル１
１０の側面から見た場合に、噴射ガスの噴射軸イ（噴射
ガスの噴射方向であって、図２及び図３に一点鎖線で示
す。）とワークＷの側面との交点における法線ロ（本発
明にあっては、当該交点を通る水平断面において、当該
交点を通過する接線に垂直な直線を意味し、図２及び図
３に破線で示す。）と、当該噴射軸イとなす角度、すな
わち図２に示す角θ１を意味する。また、平面視噴射角
とは、空圧ノズル１１０の上面から見た場合に、噴射ガ
スの噴射軸イとワークＷの側面との交点における法線ロ
と、当該噴射軸イとなす角度、すなわち図３に示す角θ
２を意味する。

【００１６】また、側面視噴射角θ１が０°であると
は、噴射ガスの噴射方向がワークＷの設置面、例えば床
面等と平行にあって、ワークＷに水平方向から噴射ガス
が噴射されることを意味する。また、側面視噴射角θ１
が９０°であるとは、噴射ガスの噴射方向がワークＷの
設置面と垂直にあって、ワークＷの真上方向から噴射ガ
スが噴射されることを意味する。

【００１７】さらに、平面視噴射角θ２が０°であると
は、噴射ガスの噴射方向が法線ロを含む鉛直面内にあっ
て、噴射ガスはワークＷの側面に対し横方向から噴射さ
れることを意味する。また、平面視噴射角θ２が９０°
であるとは、噴射ガスの噴射方向が、ワークＷの側面と
平行な面内にあって、噴射ガスは平面視でワークＷの接
線方向から噴射されることを意味する。

【００１８】このとき、側面視噴射角θ１が０°であっ
て平面視噴射角θ２が０°の時には、噴射ガスはワーク
Ｗの側面に垂直に噴射されるため、段差による隅部に残
った冷却液は段差面を横に移動するのみで、十分に冷却
液を押し流すことができない。また、既に除去された側
面に吹き飛ばされた冷却液が再び付着することにもなっ
て好ましくない。

【００１９】また、側面視噴射角θ１が９０°であって
平面視噴射角θ２が９０°の時には、噴射ガスはワーク
Ｗの真上から鉛直に噴射されるため、従来の方法と同様
に、段差による隅部に冷却液が残ることになる。

【００２０】一方側面視噴射角θ１が０°であっても平
面視噴射角θ２が０°より きければ、段差面の前方に
冷却液は押し流される。同様に、側面視噴射角θ１が９
０°であっても平面視噴射角θ２が０°よりも大きく９
０°よりも小さければ、冷却液は段差面の前方に押し流
される。

【００２１】従って、本発明にあっては、ワークＷの真
横若しくは真上から噴射ガスを噴射するのではなく、ワ
ークＷ側面の斜め上方から噴射ガスを噴射できるように
空圧ノズル１１０が取り付けられる。より具体的には、
空圧ノズル１１０は、側面視噴射角θ１が０°かつ平面
視噴射角θ２が０°若しくは側面視噴射角θ１が９０°
かつ平面視噴射角θ２が９０°でない角度で支持部１２
０に取り付けられる。

【００２２】望ましくは、冷却液をワークＷの前方に効
率よく押し流すことができる観点から、側面視噴射角θ
１及び平面視噴射角θ２共に０°より大きくなる様に取
り付けるのがよい。特に、冷却液を段差の隅部に沿って
押し流すためには、ワークＷの側面に対し平行となるよ
うに噴射ガスを噴射させるのが好ましく、平面視噴射角
θ２を９０°に近づけるのがよい。また、このとき、側
面視噴射角θ１も大きい方が好ましいが、側面視噴射角
θ１を大きくして９０°に近づけすぎると、噴射ガスに
よって冷却液が上方に飛び散り、再び段差面に冷却液が
付着することになるので、側面視噴射角θ２は冷却液を
前方に押し流すことができる角度に設定するのが望まし
い。

【００２３】また、空圧ノズル１１０の個数は制限され
るものではなく、ワークＷの形状等によって適宜設計さ
れる。つまり、ワークＷの全ての側面に噴射ガスを噴射
できればよく、当該実施の形態の如くワークＷを回転で
きる構造であれば、１本の空圧ノズル１００でも差し支
えなく、空圧ノズル１１０をワークＷの側面に沿って移
動できる構造にしても差し支えない。また、複数の空圧
ノズル１１０を備えることにより作業時間を短縮でき
る。

【００２４】支持部１２０は、空圧ノズル１１０の噴射
位置を移動可能に構成されている。例えば、図１に示す
冷却液除去装置にあっては、上下に伸縮可能な柱状の鉛
直部１２１と水平方向に伸縮可能な柱状の水平部１２２
とから構成され、空圧ジャケット本体１３０に水平部１
２２の一端が固定されている。空圧ノズル１１０は前記
鉛直部１２１の下端にビス１２３等で固定される。ま
た、空圧ジャケット本体１３０には支持部１２０を駆動
する駆動部２００が備えられている。

【００２５】駆動部２００は、例えばステッピングモー
タなどのモータやギア等から構成され、前記鉛直部１２
１及び前記水平部１２２を伸縮させることができる。鉛
直部１２１及び水平部１２２はそれぞれ独立に駆動可能
であり、鉛直部１２１のみを下方に延伸させて空圧ノズ
ル１１０を下方に移動させることができる。また、水平
部１２２だけを左右に延伸させて空圧ノズル１１０をワ
ークＷから遠ざけたり、近づけたりすることができる。
さらに、鉛直部１２１及び水平部１２２を同時に延伸さ
せることにより、ワークＷから遠ざけながら下方に空圧
ノズル１１０を降下させることができる。

【００２６】制御部３００は駆動部２００を制御するも
のであって、上記したように空圧ノズル１１０を自由に
移動させることができる。

【００２７】次に、図１乃至図３に示すように、平面視
で同心円状に上から第１段、第２段、第３段、第４段と
４つの段差が設けられたワークＷにおける冷却液除去方
法について、図４及び図５に基づいて説明する。

【００２８】まず、制御部３００により駆動部２００を
駆動し、鉛直部１２１を縮めた状態にして空圧ノズル１
１０を最上部つまり図４中のＡの位置に移動する。この
とき、水平部１２２も縮めた状態にして空圧ノズル１１
０をワークＷの最上面に噴射ガスを噴射できる位置に移
動させる。そして、ポンプ４００を駆動して噴射ガスを
図５に示すｔ１時間だけ噴射する。噴射ガスが噴射され
ると、ワークＷの最上面に残った冷却液が水平方向に吹
き飛ばされる。

【００２９】次に、駆動部２００を駆動して、水平部１
２２をワークＷの外側に向かって少し伸ばすとともに鉛
直部１２１もわずかに下方に伸ばす。つまり、空圧ノズ
ル１１０を図４中のＢに示すように、第１段目のワーク
Ｗの段差側面に位置させる。この状態で噴射ガスをｔ２
時間噴射すると、ワークＷの側面に付着していた冷却液
はワークＷの側面を下方に流れ落ち、段差面上に落ちた
冷却液は噴射方向に押し流されて段差面から下方に流れ
落ちる。特に、隅部分に残った冷却液は、段差面上をワ
ークＷの前方に吹き流されて段差部分で流れ落ちる。

【００３０】さらに、同様にして空圧ノズル１１０を図
４中のＣの位置に移動させ、噴射ガスをｔ３時間噴射す
ると、第２段目のワークＷ側面及び段差面上の冷却液が
除去される。続いて、空圧ノズル１１０を図４中のＤの
位置に移動させ、噴射ガスをｔ４時間噴射すると、第３
段目のワークＷ側面及び段差面上の冷却液が除去され
る。そして、最後に空圧ノズル１１０を図４中のＥの位
置に移動させ、噴射ガスをｔ５時間噴射することによ
り、第４段目のワークＷ側面に付着していた冷却液が除
去され、ワークＷ表面に付着していた冷却液を簡単に除
去することができる。

【００３１】このように本発明によれば、ワークＷ表面
に残留した冷却液を機械的に除去することができ、効率
よく焼入作業を終えることができる。特に、ワークＷに
段差がある場合であっても、段差による隅部分に冷却液
が残ることがない。

【００３２】なお、上記に示した冷却液除去方法は一例
であって、間歇的に空圧ノズル１１０を移動させること
にしたが、もちろん噴射ガスを噴射しながら連続的に空
圧ノズル１１０を移動させることにしてもよい。また、
上記したように、ワークＷの形状に応じて空圧ノズル１
１０の移動を変化させればよいのは言うまでもない。

【００３３】次に、図６に示すワークＷは、平面視で略
矩形状に形成された段差部分を有する断面階段状をして
いる。また、図６に示す冷却液除去装置にあっては１本
の空圧ノズル１１０が備えられ、ワークＷ側面に対して
斜め上方から、噴射ガスを噴射できるように支持されて
いる。このように、段差面があるワークＷであれば、そ
の形状は特に問われるものではなく、もちろん、段差の
ないワークＷにも応用できるのは言うまでもない。

【００３４】また、本発明は上記各実施の形態に限定さ
れるものではなく、様々な実施の形態が考えられる。例
えば、制御部３００にコンピュータを備え、ワークＷの
形状に適した支持部１２０の動きを予め記憶させておい
ておき、当該コンピュータによって自動制御することも
できる。さらに、ワークＷの形状を画像処理等によって
認識させて、駆動部２００を自動制御することも可能で
ある。

【００３５】

【発明の効果】本発明に係る冷却液除去装置にあって
は、同心円状に段差を有するワークの側面に対して噴射
ガスを噴射する複数本の空圧ノズルと、この複数本の空
圧ノズルを前記ワークの斜め上方から噴射可能に、且つ
相互に干渉しない位置に支持する支持部とを具備してお
り、前記複数本の空圧ノズルは、上下方向に移動可能に
なっている。このため、前記ワークの側面に付した冷却
液を側面の前方下方に流し落とすことができる。この結
果、ワーク側面の隅部分の上方に噴射ガスを噴射させる
ことにより、段差により生じる隅部分に残った冷却液
は、前方に吹き流され、ワークの段差部分から下方に落
下する。

【００３６】しかも、空圧ノズルは上下方向に移動可能
であるため、ワーク側面に沿って上から下へと移動させ
ることができ、冷却液を上から下へと流し落せる。

【００３７】また、空圧ノズルをワークの外周方向に移
動可能にすることにより、ワーク側面との距離を適当に
保つことができ、効果的に冷却液を除去できる。さらに
は、前記空圧ノズルは、前記ワークの各段差の側面に対
して、前記噴射ガスを前記ワークの段差毎に定められた
所定時間噴射することにより、段差により生じる隅部分
に残った冷却液を確実に除去することができる。

【００３８】

【００３９】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態に係る冷却液除去装置の
概略的構成図である。

【図２】同上の冷却液除去装置における空圧ノズルの配
置を示す正面説明図である。

【図３】同上の冷却液除去装置における空圧ノズルの配
置を示す平面説明図である。

【図４】同上の空圧ノズルの噴射位置の移動を示す正面
説明図である。

【図５】同上の冷却液除去装置における動作状況を示す
説明図である。

【図６】本発明の別な実施の形態に係る冷却除去装置の
概略的平面説明図である。

【符号の説明】

１００ 空圧ジャケット １１０ 空圧ノズル １２０ 支持部 １２１ 鉛直部 １２２ 水平部 １３０ 空圧ジャケット本体 ２００ 駆動部 ３００ 制御部 ４００ ポンプ Ｗ ワーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) C21D 1/10 C21D 1/00 123 C21D 9/00

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 同心円状に段差を有するワークの側面に
   対して噴射ガスを噴射する複数本の空圧ノズルと、この
   複数本の空圧ノズルを前記ワークの斜め上方から噴射可
   能に、且つ相互に干渉しない位置に支持する支持部とを
   具備しており、前記複数本の空圧ノズルは、上下方向に
   移動可能になっていることを特徴とする冷却液除去装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の冷却液除去装置におい
   て、前記支持部は、段差を有するワークの側面に対する
   側面視噴射角が０°かつ平面視噴射角が０°若しくは側
   面視噴射角９０°かつ平面視噴射角が９０°でない角度
   で、前記空圧ノズルを支持することを特徴とする冷却液
   除去装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２記載の冷却液除去装置に
   おいて、前記空圧ノズルを、前記ワークの外周方向に移
   動可能にしたことを特徴とする冷却液除去装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２又は３記載の冷却液除去装
   置において、前記複数本の空圧ノズルは、前記ワークの
   各段差の側面に対して、前記噴射ガスを前記ワークの段
   差毎に定められた所定時間噴射することを特徴とする冷
   却液除去装置。