JP6252785B2 - Work cooling method and work cooling device - Google Patents
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Description
本発明は、加熱されたワークを所定温度まで冷却するワーク冷却方法及びワーク冷却装置に関するものである。 The present invention relates to a work cooling method and a work cooling apparatus for cooling a heated work to a predetermined temperature.
従来、熱間鍛造部品等の加熱されたワークを、所定の温度まで冷却する際に、コンベヤ等の搬送手段によって、ファン等を利用して空気の流れを発生させた冷却室内を通過させて、ワークを搬送することで、ワークを冷却する方法等が行われている(例えば、特許文献1参照)。このような方法において利用される冷却室の一例として、冷却室の上方に設置したファンによって冷却室内の空気をワークへ送風する構造のものがある。 Conventionally, when a heated workpiece such as a hot forged part is cooled to a predetermined temperature, it is passed through a cooling chamber in which a flow of air is generated using a fan or the like by a conveying means such as a conveyor, A method of cooling the work by conveying the work is performed (for example, see Patent Document 1). As an example of the cooling chamber used in such a method, there is a structure in which air in the cooling chamber is blown to the workpiece by a fan installed above the cooling chamber.
しかしながら、上術したような冷却室を通過させるワークの冷却方法は、加熱されたワークによって温度が上昇した冷却室内の空気をファンによって送風しており、又、上方からワークへ向けて送風された空気が、下方へ進むに従って外側へ広がる傾向にある。このため、冷却効率が悪く、特に、搬送手段の搬送路の幅方向端部で搬送されているワークに対しては、冷却効果が低い。これを補うために、冷却室を搬送方向側に広く設けて、ワークが冷却室を通過する時間を長くしているが、これによって冷却室の容積が大きくなり、空気の流れも悪くなってしまう。このため、冷却室内の温度制御が難しく、ワークを安定して冷却することが困難であった。 However, in the cooling method of the workpiece that passes through the cooling chamber as described above, the air in the cooling chamber whose temperature has been raised by the heated workpiece is blown by the fan, and blown toward the workpiece from above. Air tends to spread outward as it travels downward. For this reason, the cooling efficiency is poor, and in particular, the cooling effect is low with respect to the workpiece conveyed at the width direction end of the conveying path of the conveying means. In order to compensate for this, the cooling chamber is widely provided on the conveyance direction side, and the time for the workpiece to pass through the cooling chamber is lengthened. However, this increases the volume of the cooling chamber and the air flow also deteriorates. . For this reason, it is difficult to control the temperature in the cooling chamber, and it is difficult to stably cool the workpiece.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、加熱されたワークを効率よく安定して冷却することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to efficiently and stably cool a heated workpiece.
(発明の態様)
以下の発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項別けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。そのため、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれ得るものである。
(Aspect of the Invention)
The following aspects of the present invention exemplify the configuration of the present invention, and will be described separately for easy understanding of various configurations of the present invention. Each section does not limit the technical scope of the present invention. Therefore, while considering the best mode for carrying out the invention, some of the constituent elements in each section are replaced, deleted, or further added with other constituent elements. It can be included in the range.
(1)加熱されたワークを連続して搬送する搬送路に冷却室を設け、該冷却室にワークを通過させて所定温度までワークを冷却する冷却方法において、前記冷却室に、前記冷却室の外部から取り込んだ気体を前記搬送路に向けて送風する冷却ファンと、該冷却ファンの周囲に前記搬送路へ向けて設置されるフードと、前記冷却室の前記搬送路の搬送方向と平行な両側面に、該両側面と対向する前記フードの外面へ向いた開口部を有して、前記冷却室の外部から気体を導入する導入路と、前記冷却室の外部へ気体を排気する排気路とを設け、前記フードの外面の、少なくとも前記導入路の開口部と対向する位置を傾斜又は湾曲させて、前記フードの前記搬送路側端部を前記搬送路の幅方向端部へ向け、前記フードの外面、及び、前記導入路から導入した気体と前記冷却室内の気体との温度差を利用して、前記導入路から導入した気体を、前記搬送路の幅方向端部ないしその近傍へと誘導し、該気体の気流により、前記冷却ファンから前記搬送路へ向かう送風が、前記搬送路の幅の範囲に納まるように誘導するワーク冷却方法(請求項1)。 (1) In a cooling method in which a cooling chamber is provided in a conveyance path that continuously conveys a heated workpiece, and the workpiece is passed through the cooling chamber to cool the workpiece to a predetermined temperature, the cooling chamber includes the cooling chamber. A cooling fan that blows air taken in from the outside toward the conveyance path, a hood installed around the cooling fan toward the conveyance path, and both sides of the cooling chamber parallel to the conveyance direction of the conveyance path An introduction path for introducing gas from the outside of the cooling chamber, and an exhaust path for exhausting gas to the outside of the cooling chamber, having openings on the surface facing the outer surfaces of the hood facing the both side surfaces The outer surface of the hood is inclined or curved at least at a position facing the opening of the introduction path, and the transport path side end of the hood is directed toward the width direction end of the transport path. From the outer surface and the introduction path Using the temperature difference between the gas entered and the gas in the cooling chamber, the gas introduced from the introduction path is guided to the width direction end of the transport path or the vicinity thereof, and the gas flow A work cooling method that guides air blown from a cooling fan toward the conveyance path so as to be within a range of the width of the conveyance path (Claim 1).
(2)上記(1)項において、前記搬送路により搬送されているワークの所定範囲あたりの総質量を、前記冷却室へ搬送する前に測定し、総質量を測定したワークが前記冷却室を通過する際に、測定したワークの総質量に基づいて、前記冷却ファンの送風速度を制御するワーク冷却方法(請求項2)。 (2) In the above item (1), the total mass per predetermined range of the workpiece conveyed by the conveyance path is measured before being conveyed to the cooling chamber, and the workpiece whose total mass is measured is the cooling chamber. A workpiece cooling method for controlling the air blowing speed of the cooling fan based on the measured total mass of the workpiece when passing (claim 2).
(3)上記(1)(2)項において、前記排気路を、前記導入路と前記冷却ファンとにより、前記冷却室内に取り込む気体の合計量よりも多くの気体を排気可能な大きさに設けるワーク冷却方法。
(4)上記(1)から(3)項において、前記冷却室へワークを搬送する前に、前記冷却室内を予熱するワーク冷却方法。
(3) In the above items (1) and (2), the exhaust passage is provided with a size capable of exhausting more gas than the total amount of gas taken into the cooling chamber by the introduction passage and the cooling fan. Work cooling method.
(4) In the above items (1) to (3), the work cooling method for preheating the cooling chamber before transferring the work to the cooling chamber.
(5)上記(1)から(4)項において、前記冷却ファンを、前記冷却室の天井から下方へ突出させて設置し、前記フードを、前記冷却室の天井から離間させると共に、前記フードの上面の内周部と前記冷却ファンの外周部との間に隙間ができるように設置し、前記排気路を、前記フードの内部の、前記冷却ファンの送風口よりも上側の位置から上方へ向けて、前記冷却室の外部へ連通するように設け、前記冷却室の側面に沿って上昇した気体を、前記フードの上面と前記冷却室の天井との間、及び、前記フードと前記ファンとの間の前記隙間を通して、前記フードの内部に流した後、前記排気路から排気するワーク冷却方法。 (5) In the above items (1) to (4), the cooling fan is installed so as to protrude downward from the ceiling of the cooling chamber, and the hood is separated from the ceiling of the cooling chamber. Installed so that there is a gap between the inner peripheral part of the upper surface and the outer peripheral part of the cooling fan, and the exhaust passage is directed upward from a position above the cooling fan air outlet inside the hood. Provided to communicate with the outside of the cooling chamber, and the gas rising along the side surface of the cooling chamber is passed between the upper surface of the hood and the ceiling of the cooling chamber, and between the hood and the fan. A work cooling method for exhausting air from the exhaust passage after flowing into the hood through the gap.
(6)加熱されたワークを連続して搬送する搬送路と、該搬送路に設置される冷却室とを備え、該冷却室にワークを通過させて所定温度までワークを冷却する冷却装置であって、前記搬送路に前記冷却室よりも搬送方向上流側に設置され、搬送されているワークの所定範囲あたりの総質量を測定するための質量測定手段と、ファン制御手段とを含み、前記冷却室は、該冷却室の外部から取り込んだ気体を前記搬送路に向けて送風する冷却ファンと、該冷却ファンの周囲に前記搬送路へ向けて設置されるフードと、前記冷却室の前記搬送路の搬送方向と平行な両側面に、該両側面と対向する前記フードの外面へ向いた開口部を有して、前記冷却室の外部から気体を導入する導入路と、前記冷却室の外部へ気体を排気する排気路と、予熱手段とを備え、前記フードの外面の、少なくとも前記導入路の開口部と対向する位置が傾斜又は湾曲されて、前記フードの前記搬送路側端部が前記搬送路の幅方向端部へ向けられており、前記ファン制御手段は、前記質量測定手段により測定したワークの総質量に基づいて、前記冷却ファンの送風速度を制御するものであるワーク冷却装置(請求項3)。 (6) A cooling device that includes a conveyance path that continuously conveys a heated workpiece and a cooling chamber installed in the conveyance path, and that passes the workpiece through the cooling chamber and cools the workpiece to a predetermined temperature. A mass measuring means for measuring a total mass per predetermined range of the work being installed in the transport path upstream of the cooling chamber in the transport path, and a fan control means, The chamber includes a cooling fan that blows gas taken from outside the cooling chamber toward the conveyance path, a hood installed around the cooling fan toward the conveyance path, and the conveyance path of the cooling chamber On both side surfaces parallel to the conveying direction of the hood, there are openings facing the outer surface of the hood facing the both side surfaces, an introduction path for introducing gas from the outside of the cooling chamber, and an outside of the cooling chamber An exhaust path for exhausting gas and a preheating means The position of the outer surface of the hood facing at least the opening of the introduction path is inclined or curved, and the conveyance path side end of the hood is directed to the width direction end of the conveyance path, The fan control means is a work cooling device that controls the air blowing speed of the cooling fan based on the total mass of the work measured by the mass measuring means (Claim 3).
(7)上記(6)項において、前記排気路が、前記導入路と前記冷却ファンとから、前記冷却室内に取り込まれる気体の合計量よりも多くの気体を排気可能な大きさに設けられたワーク冷却装置。 (7) In the above item (6), the exhaust passage is provided with a size capable of exhausting more gas than the total amount of gas taken into the cooling chamber from the introduction passage and the cooling fan. Work cooling device.
(8)上記(6)(7)項において、前記冷却ファンは、前記冷却室の天井から下方へ突出して設置され、前記フードは、前記冷却室の天井から離間しており、前記排気路は、前記フードの内部から上方へ向かって前記冷却室の外部へ連通しており、前記フードの上面の内周部と前記冷却ファンの外周部との間に、前記冷却室の側面に沿って上昇した気体を前記フードの内部に流すための隙間が設けられているワーク冷却装置。 (8) In the above items (6) and (7), the cooling fan is installed to protrude downward from the ceiling of the cooling chamber, the hood is separated from the ceiling of the cooling chamber, and the exhaust path is The hood communicates upward from the inside of the hood to the outside of the cooling chamber, and rises along the side surface of the cooling chamber between the inner peripheral portion of the upper surface of the hood and the outer peripheral portion of the cooling fan. A workpiece cooling device provided with a gap for allowing the gas to flow into the hood.
本発明はこのように構成したので、加熱されたワークを効率よく安定して冷却することが可能となる。 Since this invention was comprised in this way, it becomes possible to cool the heated workpiece | work efficiently and stably.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。ここで、図面の全体にわたって、同一部分は同一符号で示している。又、従来技術と同一部分、若しくは相当する部分については、詳しい説明を省略する。
図1は、本発明の実施の形態に係るワーク冷却方法で用いるワーク冷却装置10の構成を示している。ワーク冷却装置10は、例えば、熱間鍛造部品等の加熱されたワークWを、切削加工等の加工を施す前に、所定温度まで冷却するためのものである。なお、図1では、ワーク冷却装置10と共に、ワーク冷却装置10を用いた冷却工程の後に実施する均熱工程を行うための、均熱装置70を示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Here, the same portions are denoted by the same reference numerals throughout the drawings. Detailed descriptions of the same or corresponding parts as in the prior art will be omitted.
FIG. 1 shows a configuration of a
図示のように、ワーク冷却装置10は、質量測定手段12、冷却室24、ファン制御手段28、及び、搬送路20を備えている。搬送路20は、図1の例では、質量測定手段12が設けられた第1搬送部20aと、第2搬送部20bと、冷却室24及び均熱装置70が設けられた第3搬送部20cと、第4搬送部20dとで構成されている。搬送路20は、図1における右方向へワークWを搬送する。
As shown in the figure, the
質量測定手段12は、第1搬送部20aで搬送されているワークWの、所定範囲あたりの総質量を測定するものである。すなわち、単体のワークWの質量に関わらず、第1搬送部20a上の所定範囲に含まれる、単体或いは複数のワークWの総質量を測定する。質量測定手段12は、図1の例では、ロードセル14によって所定範囲のワークWの総荷重を測定し、測定した荷重値を圧力変換器16によって圧力値へ変換して、ファン制御手段28へ送信する構成になっている。なお、質量測定手段12が設置された第1搬送部20aは、コンベヤ等で構成されている。
The
冷却室24は、搬送路20の第3搬送部20cで搬送されているワークWを冷却するものであり、断熱材30で囲われている。冷却室24の構成について詳しく説明すると、冷却室24は、図2に示されているように、冷却ファン32、予熱手段34、フード36、導入路46、及び、排気路50を備えている。なお、冷却室24の下方には、仕切部58及び断熱材30で仕切られて、後述する第3搬送部20cとしてのスラットコンベヤの、戻り部分62が通過するための空間が設けられている。
The
冷却ファン32は、冷却室24の外部から取り込んだ気体(例えば空気)を、搬送路20の第3搬送部20cへ向けて送風するものであり、冷却室24の天井24eから突出して設置されている。更に、冷却ファン32は、詳しくは後述するが、ファン制御手段28によって、送風速度が制御されるものである。
導入路46は、冷却室24の外部から内部へ気体を導入するためのものであり、冷却室24の左右両側に設けられている。導入路46の各々は、図2の例では導入ファン48が設置された一端側が、冷却室24の外部に開口し、他端側が、冷却室24の側面24a又は24bに開口している。そして、導入路46の他端側の開口部46aは、フード36の外面38へ向いて開口している。
The
The
フード36は、冷却ファン32の周囲に、搬送路20の第3搬送部20cへ向けて設置されている。すなわち、冷却ファン32からの送風を、指向させて通過させるための開口部が、フード36の搬送路側端部42に配置される態様となっている。又、フード36は、外面38の、導入路46の開口部46aと対向する位置38aが、冷却ファン32の中心軸Cへ向けて下方に傾斜した形状になっている。すなわち、外面38の開口部46aとの対向位置38aは、図2における右下又は左下へ向けて傾斜している。そして、傾斜した先の搬送路側端部42は、搬送路20の第3搬送部20cの幅方向端部54へ向けられている。なお、当然に、搬送路側端部42の図中左右方向の幅は、搬送路20の第3搬送部20c上を搬送されているワークWの、図中左右方向の幅よりも大きくなっている。又、フード36は、冷却室24の天井24eから離れて設置されており、冷却室24の天井24eとフード36の上面40とが離間している。更に、フード36の上面40の内周部40aと、冷却ファン32の外周部32aとの間には、隙間Sが環状に設けられている。
The
排気路50は、冷却室24の内部から外部へ気体を排気するためのものであり、図2の例では、フード36の内部から上方へ延びて冷却室24の外部へ連通するように、フード36の左右両側に接続されて設けられている。又、排気路50は、2つの排気路50の断面積の合計が、2つの導入路46の断面積と、冷却ファン32の外気取り込み口の有効断面積との合計よりも、大きくなるように形成されている。
The
又、搬送路20の第3搬送部20cは、図1及び図2の例では、コンベヤ状の搬送手段で構成されている。より詳しくは、図1及び図3に示すように、第3搬送部20cは、搬送方向(図3中右方向)へ移動する複数の搬送板60が、第3搬送部20cとしてのスラットコンベヤの無限軌道部分を形成するように、無端状に接続された構成を有している。第3搬送部20cの搬送板60の各々には、図3に示すように、複数の通気孔56が設けられており、第3搬送部20cにより搬送されるワークWは、搬送板60上の、通気孔56が設けられた領域に載置される。なお、図3には、第3搬送部20cの搬送板60を4つのみ図示しているが、上述したように、複数の搬送板60は、図1に示されているような第3搬送部20cのスラットコンベヤを構成する数量が、無端状に接続されている。
Moreover, the
再度、図1及び図2を参照すると、予熱手段34は、冷却室24に加熱されたワークWが搬送される前に、冷却室24内を予熱するものであり、図1及び図2の例では、予熱手段34として、冷却室24の側面24aの上方に2つのバーナーが設置されている。
又、図1を参照して、第2搬送部20bは、質量測定手段12が設置された第1搬送部20aから、冷却室24が設置された第3搬送部20cへ、ワークWを搬送するためのものである。又、第4搬送部20dは、第3搬送部20cにより搬送されて、冷却室24及び均熱装置70を通過した後の、ワークWを搬出するためのものである。第2搬送部20b及び第4搬送部20dは、図1の例では、夫々、重力を利用してワークWを滑り下ろすシュートで構成されている。なお、搬送路20の第1〜第4搬送部20a〜20dは、夫々、加熱されたワークWを搬送できると共に、冷却室24や均熱装置70の温度環境に対応できるような、材料で構成されている。
Referring to FIGS. 1 and 2 again, the preheating means 34 preheats the inside of the cooling
Referring to FIG. 1, the
ファン制御手段28は、質量測定手段12により測定した、搬送されているワークWの所定範囲あたりの総質量に基づいて、冷却室24に設置されている冷却ファン32の送風速度を制御するものである。すなわち、図1の例では、圧力変換器16から送信される、所定範囲のワークWの荷重値を変換した圧力値に応じて、荷重値を測定したワークWが冷却室24を通過する際の、冷却ファン32の送風速度を制御する。
The fan control means 28 controls the blowing speed of the cooling
なお、均熱装置70は、図1の例では、冷却室24に続いて搬送方向(図1中右方向)に連続して設けられた、4つの均熱室72を有している。各均熱室72には、ファン74とヒーター76とが設置されており、均熱室72内を一定温度に保つようになっている。又、各均熱室72の間、及び、冷却室24と図中左側の均熱室72との間は、アーチ状の隔壁78によって仕切られている。
In the example of FIG. 1, the
続いて、図1〜図4を参照して、本発明の実施の形態に係るワーク冷却方法について、処理の流れに沿って説明する。
まず、冷却室24へワークWを搬送する前に、予熱手段34により冷却室24内を予熱する。この際、冷却ファン32による送風と、導入路46からの気体の導入とを行っている状態で、冷却室24に加熱されたワークWが搬入されて、ワークWによって冷却室24内の温度が上昇したときと同程度の温度まで、冷却室24内を予熱する。更に、均熱室72内の温度を、ファン74及びヒーター76によって一定温度にする。
Next, with reference to FIGS. 1 to 4, a work cooling method according to an embodiment of the present invention will be described along the flow of processing.
First, before the work W is transferred to the cooling
次に、熱間鍛造等の前工程で加熱されたワークWを、搬送路20の第1搬送部20aで搬送しながら、質量測定手段12により、ワークWの所定範囲あたりの総質量を測定する。そして、ロードセル14により測定したワークWの荷重値を、圧力変換器16により圧力値に変換して、ファン制御手段28へ送信する。その後、総質量を測定したワークWを、第1搬送部20a及び第2搬送部20bを介して、第3搬送部20cへ搬送する。
Next, the total mass per predetermined range of the workpiece W is measured by the
続いて、第3搬送部20cによりワークWを搬送しながら、冷却室24においてワークWを冷却する。この際、ファン制御手段28により、冷却室24を通過しているワークWの所定範囲あたりの総質量に基づいて、冷却ファン32の送風速度を制御する。具体的には、所定範囲あたりの総質量が小さいワークWが冷却室24を通過する際は、ワークWの総熱量も小さいことから、送風速度を小さくし、所定範囲あたりの総質量が大きいワークWが冷却室24を通過する際は、ワークWの総熱量も大きいことから、送風速度を大きくする。なお、予熱手段34による冷却室24内の予熱は、加熱されたワークWが冷却室24に搬送されるタイミング等を考慮して、停止するものとする。
Subsequently, the workpiece W is cooled in the cooling
ここで、図4を参照して、冷却室24内の気体の流れについて詳しく説明する。なお、図4では、図示の便宜上、冷却室24の構成の一部の符号や導入ファン48の図示等を省略しているため、省略した部分については、適宜、図2を参照することとする。又、図4において、矢印は冷却室24内の気体の流れを示し、黒点は気流の分岐又は合流を示している。
Here, the gas flow in the cooling
上述したように、冷却室24には、冷却室24の外部から取り込んだ気体を第3搬送部20cに向けて送風する冷却ファン32と、冷却室24の外部から気体を導入するための導入路46と、冷却室24の外部へ気体を排気するための排気路50とが設けられている。まず、図4(a)の図中右側に設けられた導入路46から導入する気体の流れについて説明する。導入ファン48を利用して導入された気体は、導入路46を通って、開口部46aから冷却室24内へ流れ込み、フード36の外面38の、開口部46aと対向する位置38aに向かって流れる。すると、導入された気体は、外面38の開口部46aとの対向位置38aの、図中左下へ向かって傾斜した形状に案内され、下方へ向かって流れる。又、導入された気体が、加熱されたワークW或いは予熱手段34によって昇温した冷却室24内の気体よりも、温度が低いことによっても、下方へ向かって流れる。そして、下方へ流れた気体は、第3搬送部20cの幅方向端部54の方へ流れる気流と、反時計回りの渦巻き状の気流とに分岐する。
As described above, in the cooling
第3搬送部20cの幅方向端部54の方へ流れた気体は、仕切部58に衝突して図中右上方向に向きを変え、更に、第3搬送部20cと仕切部58との隙間を図中右方向へ流れる、後述する昇温した気体と合流して、側面24bに沿って上方へ流れる。一方、渦巻き状の気流も、冷却室24内を流れることで昇温して、上方へ向かって流れる。そして、これらの上方へ向かう気体が合流して、冷却室24の天井24eとフード36の上面40との間を流れ、更に、冷却ファン32の外周部32aと上面40の内周部40aとの間の隙間Sを通って、フード36内へ流れる。隙間Sを通ってフード36内へ流れた気体は、温度が高いことから、フード36内で下降せずに、フード36に開口して上方へ延びた排気路50を通って、冷却室24の外部へ流れ、冷却室24から排気される。なお、図4(a)の図中左側に設けられた導入路46から導入する気体の流れは、上述した図中右側に設けられた導入路46から導入する気体の流れと、冷却ファン32の中心軸Cを中心線とした線対称の流れになる。
The gas flowing toward the
次に、冷却ファン32によって冷却室24内に取り込まれた気体の、図4(a)で示される範囲の流れ、すなわち、第3搬送部20cの幅方向及び上下方向の流れについて説明する。冷却ファン32から取り込まれた気体は、フード36の搬送路側端部42にある開口部を通って、下方へ向けて送風される。この際、第3搬送部20cの幅方向端部54へ向けられ、かつ、第3搬送部20c上のワークWの、図中左右方向の幅よりも大きい幅を有する、フード36の搬送路側端部42によって、冷却ファン32から送風される気体が、第3搬送部20c上のワークWの方へ指向されて流れる。更に、第3搬送部20cの幅方向端部54近傍には、上述した導入路46から導入された気体の下方へ向かう流れが存在するため、冷却ファン32から送風された気体は、図4(a)における左右方向に拡散することなく、第3搬送部20c上のワークWへ向かって流れる。そして、ワークWに向かった気体は、ワークWの熱を奪いながらワークW間の隙間を通って、第3搬送部20cの搬送板60に到達し、更に、搬送板60の複数の通気孔56を通り抜けて、仕切部58に到達する。その後、仕切部58に到達した気体は、仕切部58に衝突して図中の左右方向に分岐し、第3搬送部20cと仕切部58との隙間を図中の左右方向に向かって流れた後、上述したように、導入路46から導入された気体と合流して、上方へ向かって流れる。この後は、導入路46から導入された気体と同じ流れとなり、排気路50から排気される。
Next, the flow of the gas taken into the cooling
一方、冷却ファン32によって冷却室24内に取り込まれた気体の、第3搬送部20cの搬送方向及び上下方向の流れは、図4(b)に示すように、ワークWへ向かいながら拡散して流れる。すなわち、冷却ファン32から送風されて、フード36の図中左右方向の中心近傍を通る気体は、第3搬送部20c上のワークWへ向かって流れ、ワークWの熱を奪いながらワークW間の隙間を通って、第3搬送部20cの搬送板60に到達する。更に、搬送板60に到達した気体は、搬送板60の複数の通気孔56を通り抜けて、仕切部58に到達した後、仕切部58に衝突して図中の左右方向に分岐する。そして、分岐した気体は、通気孔56やワークW間の隙間を上記とは逆方向に通り抜けて、冷却室24内を上方へ向かって流れる。他方、冷却ファン32から送風されて、フード36の図中左右方向の端部近傍を通る気体は、ワークWへ向かって流れずに、冷却室24の入口や、冷却室24に隣接する均熱室72の方へ流れ、或いは、冷却室24内を上方へ向かって流れる。
On the other hand, the flow of the gas taken into the cooling
そして、ワークWから熱を奪った後に上方へ向かった気体と、冷却ファン32から送風されてすぐに上方へ向かった気体とは、冷却室24の側面24c及び24dに沿って、冷却室24の天井24eまで上昇する。更に、上昇した気体は、冷却室24の天井24eとフード36の上面40との間、及び、冷却ファン32の外周部32aと上面40の内周部40aとの間の隙間Sを通って、フード36内へ流れる。隙間Sを通ってフード36内へ流れた気体は、図4(a)で説明した場合と同様に、温度が高いことから、フード36内で下降せずに、フード36に開口して上方へ延びた排気路50(図4(a)参照)を通って、冷却室24の外部へ流れ、冷却室24から排気される。
Then, the gas that has flowed upward after removing heat from the work W and the gas that has been blown from the cooling
続いて、冷却室24において冷却したワークWを、第3搬送部20cによって、均熱装置70の4つの均熱室72を通過させて搬送する。均熱室72の各々は、一定温度に保たれているため、ワークWの全体が、時間をかけて一様な温度にされる。その後、4つの均熱室72を通過したワークWは、搬送路20の第4搬送部20dによって、ワーク冷却装置10及び均熱装置70から搬出される。
Subsequently, the workpiece W cooled in the cooling
ここで、図5は、冷却工程及び均熱工程を実施して、ワークWを所定温度まで冷却した場合の、ワークWの温度変化を経時的に示したグラフである。なお、図5(a)が、本発明の実施の形態に係るワーク冷却方法により冷却工程を実施したグラフであり、図5(b)が、従来のワーク冷却方法により冷却工程を実施したグラフである。又、図5(a)(b)の夫々において、実線で示している曲線が、所定範囲あたりの総質量が大きいワークWのグラフであり、破線で示している曲線が、所定範囲あたりの総質量が小さいワークWのグラフである。更に、図5中、T(℃)はワークWの温度、Taは目標冷却温度、t(min)は時間、符号Aは冷却工程を実施した範囲、符号Bは均熱工程を実施した範囲を、夫々示している。 Here, FIG. 5 is a graph showing the temperature change of the workpiece W over time when the cooling step and the soaking step are performed to cool the workpiece W to a predetermined temperature. 5A is a graph in which the cooling process is performed by the work cooling method according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5B is a graph in which the cooling process is performed by the conventional work cooling method. is there. Further, in each of FIGS. 5A and 5B, the curve indicated by the solid line is a graph of the workpiece W having a large total mass per predetermined range, and the curve indicated by the broken line is the total per predetermined range. It is a graph of the workpiece | work W with small mass. Further, in FIG. 5, T (° C.) is the temperature of the workpiece W, Ta is the target cooling temperature, t (min) is the time, symbol A is the range where the cooling process is performed, and symbol B is the range where the soaking process is performed. , Respectively.
図5(a)から、本発明の実施の形態に係るワーク冷却方法により冷却工程Aを実施した場合は、冷却工程Aを実施した直後のワークWの温度Tが、所定範囲あたりの総質量が大きいものと小さいものとで、あまり差がないことが分かる。これに対し、従来のワーク冷却方法により冷却工程Aを実施した場合は、冷却工程Aを実施した直後のワークWの温度Tが、所定範囲あたりの総質量が大きいものと小さいものとで、かなり差があることが分かる。更に、従来のワーク冷却方法により冷却工程Aを実施した場合は、所定範囲あたりの総質量が小さいワークWが急速に冷却されて、過冷却になっていることが分かる。 From FIG. 5A, when the cooling process A is performed by the work cooling method according to the embodiment of the present invention, the temperature T of the work W immediately after the cooling process A is performed is the total mass per predetermined range. It can be seen that there is not much difference between large and small. On the other hand, when the cooling step A is performed by the conventional workpiece cooling method, the temperature T of the workpiece W immediately after the cooling step A is performed is considerably large and small in total mass per predetermined range. You can see that there is a difference. Furthermore, when the cooling process A is performed by the conventional work cooling method, it can be seen that the work W having a small total mass per predetermined range is rapidly cooled and overcooled.
なお、フード36の外面38の、導入路46の開口部46aと対向する位置38aは、図2及び図4の例では、冷却ファン32の中心軸Cへ向けて下方に傾斜した形状になっている。しかしながら、本発明の実施の形態に係るワーク冷却方法では、外面38の開口部46aとの対向位置38aが、開口部46aから導入される気体が下方へ向かって流れるように、湾曲した形状であってもよい。又、上記では、切削加工等の加工を施す前の、所謂素形材のワークWを冷却する場合を例にして説明したが、本発明の実施の形態に係るワーク冷却方法は、これに限定されることなく、一部加工済み又は加工済みのワークWを冷却する場合に適用してもよい。この場合には、詳細な説明は控えるが、冷却室24等を密閉構造として、無酸化雰囲気になるように構成し、更に、冷却に用いる気体として冷却ガスを使用すればよい。
In addition, the
さて、上記構成をなす本発明の実施の形態によれば、次のような作用効果を得ることが可能である。本発明の実施の形態に係るワーク冷却方法は、図1に示すように、搬送路20に設けた冷却室24において、冷却ファン32により冷却室24の外部から取り込んだ気体を、搬送路20で搬送されているワークWへ送風するものである。これにより、加熱されたワークWによって温度が上昇した冷却室24内の気体よりも温度が低い、冷却室24外部の気体をワークWへ送風することとなるため、冷却室24内の気体のみをワークWへ送風する場合と比較して、冷却効果を高めることができる。更に、図2及び図4に示すように、冷却ファン32の周囲に、搬送路20へ向けてフード36を設置することから、冷却ファン32から搬送路20上のワークWへ向けた気体の指向性が高められて、より効果的にワークWを冷却することが可能となる。又、冷却室24に、冷却室24内の気体を冷却室24の外部へ排気する排気路50を設けたことで、加熱されたワークWによって温度が上昇した気体を排気することができる。更に、冷却室24内の気体の逃げ道が確保されるため、冷却ファン32や後述する導入路46からの気体の取り込みを円滑に行うことができると共に、冷却室24内の気体の流通を促進することができる。
Now, according to the embodiment of the present invention configured as described above, the following operational effects can be obtained. As shown in FIG. 1, in the work cooling method according to the embodiment of the present invention, in the cooling
又、本発明の実施の形態に係るワーク冷却方法は、図2に示すように、冷却室24の外部から冷却室24内に気体を導入する導入路46を、冷却室24の搬送路20の搬送方向(紙面奥方向)と平行な両側面24a、24bに、フード36の外面38へ向けて開口させる。更に、フード36の外面38の、少なくとも導入路46の開口部46aと対向する位置38aを、傾斜又は湾曲させることで、フード36の搬送路側端部42を搬送路20の幅方向端部54へ向けるものである。
Further, in the work cooling method according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the
これによって、図4(a)に示すように、冷却室24内の気体よりも温度の低い気体が、フード36の外面38の傾斜又は湾曲された位置38aへ向けて導入されることとなる。このため、導入路46から導入された気体が、冷却室24内の気体との温度差と、フード36の外面38とによって、搬送路20の幅方向端部54ないしその近傍へと誘導され、この誘導された気体の気流によって、所謂エアカーテンが形成される。これにより、冷却ファン32から搬送路20へ向かう送風を、搬送路20の幅方向端部54ないしその近傍に形成されたエアカーテンによって、搬送路20の幅の範囲に納まるように誘導することができる。このため、冷却ファン32からの送風が、搬送路20の幅方向端部54から拡散することを防止することが可能となる。従って、冷却ファン32から送風する気体の略全量を、搬送路20上のワークWの、搬送路20の幅方向全体に当てることができるため、ワークWを効率よく安定して冷却することが可能となる。更に、従来の冷却方法と異なり、ワークWを冷却室24に通過させる時間を長くする必要がないため、従来の冷却方法よりも冷却室24を小さくすることができ、省スペース化を図ることができる。
As a result, as shown in FIG. 4A, a gas having a temperature lower than that in the cooling
又、本発明の実施の形態に係るワーク冷却方法は、図1に示すように、ワークWを冷却室24へ搬送する前に、質量測定手段12により、搬送されているワークWの所定範囲あたりの総質量を測定する。その後、総質量を測定したワークWが冷却室24を通過する際に、測定したワークWの総質量に基づいて、ファン制御手段24により冷却ファン32の送風速度を制御するものである。具体的には、測定した総質量が大きいワークW(すなわち、所定範囲あたりの総熱量が大きいワークW)が冷却室24を通過する際には、冷却ファン32の送風速度を大きくする。一方、総質量が小さいワークW(すなわち、所定範囲あたりの総熱量が小さいワークW)が冷却室24を通過する際には、冷却ファン32の送風速度を小さくする。
In addition, the work cooling method according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 1, before the work W is transported to the cooling
これにより、総質量が大きいワークWを冷却する際の冷却不足や、総質量が小さいワークWを冷却する際の過冷却を、防止することが可能となる。このため、図5に示すように、冷却ファン32の送風速度が一定である従来の冷却方法と比較して、総質量が異なるワークW間の、冷却後の温度のばらつきを小さくすることができ、ワークWを安定して所定温度に冷却することが可能となる。更に、冷却後のワークWの硬さのばらつきも小さくなることから、後にワークWに対して行う切削加工等の加工精度を向上させることができると共に、切削加工等で用いる工具の損傷を抑制することができる。
This makes it possible to prevent insufficient cooling when cooling the workpiece W having a large total mass and overcooling when cooling the workpiece W having a small total mass. For this reason, as shown in FIG. 5, compared with the conventional cooling method with the constant ventilation speed | rate of the cooling
更に、本発明の実施の形態に係るワーク冷却方法は、冷却室24から外部へ気体を排気する排気路50を、導入路46と冷却ファン32とにより、冷却室24内に取り込む気体の合計量よりも多くの気体を排気可能な大きさに設けるものである。具体的には、導入路46の断面積と、冷却ファン32の外気取り込み口の有効断面積との合計よりも、大きい断面積を有する排気路50を設置すればよい。これにより、冷却ファン32及び導入路46から冷却室24内に取り込まれた気体が、加熱されたワークWの熱によって熱膨張しても、十分な排気能力を有する排気路50から円滑に排気することができる。このため、排気能力不足によって冷却室24内の気体の流れが阻害されるようなことはなく、常に一定の冷却能力を維持することが可能となる。
Furthermore, in the work cooling method according to the embodiment of the present invention, the total amount of gas taken into the cooling
又、本発明の実施の形態に係るワーク冷却方法は、冷却室24へワークWを搬送する前に、図1及び図2に示すように、冷却室24に設置したバーナー等の予熱手段34によって、冷却室24内を予熱するものである。すなわち、加熱されたワークWが搬送される前の冷却室24は、冷却室24の外部と温度が変わらない状態であるため、この状態の冷却室24へワークWを搬送すると、ワークWの急激な冷却が懸念される。又、冷却室24内の気体と外部から取り込む気体との温度差がないため、この温度差を利用して冷却室24内に気流を発生させることができない。このため、例えば、加熱されたワークWが冷却室24内を通過しているときと同程度の温度まで、冷却室24内を予熱する。これによって、本冷却方法を用いた冷却工程を開始した直後から、冷却室24内を一定の温度に保つことができるため、ワークWを安定して冷却することができる。
In addition, the work cooling method according to the embodiment of the present invention is performed by preheating
又、本発明の実施の形態に係るワーク冷却方法は、図2に示すように、フード36の上面40と、冷却室24の天井24eとが離間するように、フード36を設置する。更に、冷却室24の天井24eから突出した冷却ファン32の外周部32aと、フード36の上面40の内周部40aとの間に、隙間Sを設けるものである。これによって、冷却室24の側面24a、24bに沿って上昇した温度の高い気体を、フード36の内部に導くための流路を確保する。更に、排気路50を、フード36の内部の、冷却ファン24の送風口よりも上側の位置から上方へ向けて、冷却室24の外部へ連通するように設けたものである。これにより、図4に示すように、冷却ファン32の送風口から送風されている気体よりも温度の高い、フード36の内部に導かれた気体は、フード36の内部を、冷却ファン32の送風口よりも上側の位置で、排気路50へ向かって流れる。そして、冷却ファン32からの気流に合流することなく、排気路50から排気される。従って、冷却ファン32により取り込まれた温度の低い気体を、搬送路20上のワークWに送風し、冷却室24内を上昇してフード36内に導かれた温度の高い気体を、排気路50から排気するものとなる。このようにして、冷却室24内に気体を流通させることで、効率よくワークWを冷却することができる。
In the work cooling method according to the embodiment of the present invention, as shown in FIG. 2, the
なお、本発明の実施の形態に係るワーク冷却装置10は、上述した本発明の実施の形態に係るワーク冷却方法に用いられることにより、本発明の実施の形態に係るワーク冷却方法に対応する同等の作用効果を奏するものである。
The
10:ワーク冷却装置、12:質量測定手段、20:搬送路、24:冷却室、24a〜d:側面、28:ファン制御手段、32:冷却ファン、34:予熱手段、36:フード、38:外面、38a:導入路の開口部と対向する位置、42:搬送路側端部、46:導入路、46a:開口部、50:排気路、54:搬送路の幅方向端部、W:ワーク
10: Work cooling device, 12: Mass measuring means, 20: Transfer path, 24: Cooling chamber, 24a to d: Side, 28: Fan control means, 32: Cooling fan, 34: Preheating means, 36: Hood, 38: Outer surface, 38a: Position facing the opening of the introduction path, 42: End part on the conveyance path side, 46: Introduction path, 46a: Opening part, 50: Exhaust path, 54: End part in the width direction of the conveyance path, W: Workpiece
Claims (3)
前記冷却室に、
前記冷却室の外部から取り込んだ気体を前記搬送路に向けて送風する冷却ファンと、
該冷却ファンの周囲に前記搬送路へ向けて設置されるフードと、
前記冷却室の前記搬送路の搬送方向と平行な両側面に、該両側面と対向する前記フードの外面へ向いた開口部を有して、前記冷却室の外部から気体を導入する導入路と、
前記冷却室の外部へ気体を排気する排気路とを設け、
前記フードの外面の、少なくとも前記導入路の開口部と対向する位置を傾斜又は湾曲させて、前記フードの前記搬送路側端部を前記搬送路の幅方向端部へ向け、前記フードの外面、及び、前記導入路から導入した気体と前記冷却室内の気体との温度差を利用して、前記導入路から導入した気体を、前記搬送路の幅方向端部ないしその近傍へと誘導し、該気体の気流により、前記冷却ファンから前記搬送路へ向かう送風が、前記搬送路の幅の範囲に納まるように誘導することを特徴とするワーク冷却方法。 In a cooling method in which a cooling chamber is provided in a conveyance path for continuously conveying a heated workpiece, the workpiece is passed through the cooling chamber, and the workpiece is cooled to a predetermined temperature.
In the cooling chamber,
A cooling fan that blows gas taken from the outside of the cooling chamber toward the transfer path;
A hood installed around the cooling fan toward the conveyance path;
Introducing paths for introducing gas from the outside of the cooling chamber, having openings on both side surfaces parallel to the conveying direction of the conveying path of the cooling chamber and facing the outer surface of the hood facing the both side surfaces; ,
An exhaust path for exhausting gas to the outside of the cooling chamber;
Inclining or curving at least a position of the outer surface of the hood facing the opening of the introduction path, the transport path side end of the hood is directed to the width direction end of the transport path, the outer surface of the hood, and The gas introduced from the introduction path is guided to the width direction end of the conveyance path or the vicinity thereof by utilizing the temperature difference between the gas introduced from the introduction path and the gas in the cooling chamber, and the gas The work cooling method is characterized in that the air flow from the cooling fan to the transport path is guided by the air flow so as to be within a range of the width of the transport path.
総質量を測定したワークが前記冷却室を通過する際に、測定したワークの総質量に基づいて、前記冷却ファンの送風速度を制御することを特徴とする請求項1記載のワーク冷却方法。 Measuring the total mass per predetermined range of the work being transported by the transport path before transporting to the cooling chamber,
The work cooling method according to claim 1, wherein when the work whose total mass has been measured passes through the cooling chamber, the air blowing speed of the cooling fan is controlled based on the measured total mass of the work.
前記搬送路に前記冷却室よりも搬送方向上流側に設置され、搬送されているワークの所定範囲あたりの総質量を測定するための質量測定手段と、ファン制御手段とを含み、
前記冷却室は、
該冷却室の外部から取り込んだ気体を前記搬送路に向けて送風する冷却ファンと、
該冷却ファンの周囲に前記搬送路へ向けて設置されるフードと、
前記冷却室の前記搬送路の搬送方向と平行な両側面に、該両側面と対向する前記フードの外面へ向いた開口部を有して、前記冷却室の外部から気体を導入する導入路と、
前記冷却室の外部へ気体を排気する排気路と、
予熱手段とを備え、
前記フードの外面の、少なくとも前記導入路の開口部と対向する位置が傾斜又は湾曲されて、前記フードの前記搬送路側端部が前記搬送路の幅方向端部へ向けられており、
前記ファン制御手段は、前記質量測定手段により測定したワークの総質量に基づいて、前記冷却ファンの送風速度を制御するものであることを特徴とするワーク冷却装置。
A cooling device that includes a conveyance path that continuously conveys a heated workpiece, and a cooling chamber that is installed in the conveyance path, and that cools the workpiece to a predetermined temperature by passing the workpiece through the cooling chamber,
Mass measuring means for measuring the total mass per predetermined range of the work being installed on the transport path upstream of the cooling chamber in the transport direction, and a fan control means,
The cooling chamber is
A cooling fan that blows gas taken from outside the cooling chamber toward the conveyance path;
A hood installed around the cooling fan toward the conveyance path;
Introducing paths for introducing gas from the outside of the cooling chamber, having openings on both side surfaces parallel to the conveying direction of the conveying path of the cooling chamber and facing the outer surface of the hood facing the both side surfaces; ,
An exhaust path for exhausting gas to the outside of the cooling chamber;
Preheating means,
The position of the outer surface of the hood facing at least the opening of the introduction path is inclined or curved, and the conveyance path side end of the hood is directed to the width direction end of the conveyance path,
The work cooling device, wherein the fan control means controls the air blowing speed of the cooling fan based on a total work mass measured by the mass measuring means.
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