JP7478682B2 - 冷却ジャケット及び焼入装置 - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係る焼入装置を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施形態に係る焼入装置101においては、加熱部50と冷却部60が設けられている。加熱部50は、例えば、高周波誘導加熱装置である。加熱部50においては、誘導コイル51に配線52を介して電力が供給される。冷却部60においては、冷却ジャケット61に配管62を介して冷却液が供給される。冷却ジャケット61は、被冷却材であるワーク200に冷却液を噴射してワーク200を冷却する。冷却液は例えば水である。
図2は、本実施形態に係る冷却ジャケットを示す斜視図である。
図3は、本実施形態に係る冷却ジャケットを示す断面図である。
図4は、本実施形態に係る冷却ジャケットの蓋部材及び噴射板を示す斜視図である。
図5は、本実施形態に係る冷却ジャケットの蓋部材、噴射板及び整流板を示す斜視図である。
図6は、本実施形態に係る冷却ジャケットの整流板を示す斜視図である。
図6に示すように、整流板30には、複数のスリット31~39が形成されている。スリット31~39は、それぞれ2つずつ形成されており、XZ平面に関して対称に配置されている。各スリットは整流板30を厚さ方向に貫通している。整流板30の厚さ方向とは、整流板30の半径方向であり、中心軸Cに対して直交する方向である。一方、各スリットは整流板30をZ方向には貫通していない。
図8は、本実施形態に係る冷却ジャケットの整流板を示す正面図である。
図9は、本実施形態に係る冷却ジャケットの整流板を示す側面図である。
図10は、本実施形態に係る冷却ジャケットの整流板を示す背面図である。
図11は、本実施形態に係る冷却ジャケットの整流板及び噴射リングを示す断面図である。
図12は、本実施形態に係る冷却ジャケットの整流板の半分を示す展開図である。
上記のように、整流板30の側面の第1領域71に衝突した冷却液は、貫通部11の内側面と整流板30の外側面との間の環状の隙間に、時計回り及び反時計回りの両方向に拡がっていき、第3領域73内で互いに衝突する。当該両方向に拡がっていく際の冷却液の流速は速いものの、衝突した後の流速は遅くなる。そのため、当該第3領域73から冷却液が溜まっていき、第2領域72に向かう方向に冷却液が戻っていく。
本実施形態においては、整流板30において、第2領域72におけるスリットの面積の割合が、第3領域73におけるスリットの面積の割合よりも高い。
上述の実施形態において説明した整流板30を、実施例に係る整流板として作製した。また、後述の比較例に係る整流板も作製した。そして、これらの整流板を上述の冷却ジャケットに取り付けて、噴射リング20の内面における冷却液の流速分布を測定した。冷却液には室温の水を用いた。測定位置は、Z方向においては、上端側、中央部、下端側の3カ所とし、周方向においては、20度ごとに18カ所とし、合計で54カ所とした。
図14(a)~(d)は、比較例に係る整流板を用いた場合の冷却液の流速分布を示すグラフであり、半径軸は冷却液の流速(m/秒)を示し、周回軸は角度(度)を示す。図14(a)は上端側の測定結果、(b)は中央部の測定結果、(c)は下端側の測定結果を示し、(d)は平均値を示す。
図15(a)~(d)は、実施例に係る整流板を用いた場合の冷却液の流速分布を示すグラフであり、半径軸は冷却液の流速(m/秒)を示し、周回軸は角度(度)を示す。図15(a)は上端側の測定結果、(b)は中央部の測定結果、(c)は下端側の測定結果を示し、(d)は平均値を示す。
11:貫通部
12:冷却液供給孔
20:噴射リング
21:貫通孔
22:貫通孔21の列
30:整流板
31~39:スリット
40:蓋
50:加熱部
51:誘導コイル
52:配線
60:冷却部
61:冷却ジャケット
62:配管
70:線分
71:第1領域
72:第2領域
73:第3領域
74:第4領域
76:直線
77:点
101:焼入装置
130:整流板
131:貫通孔
200:ワーク
C:中心軸
Claims (10)
- 被冷却材が第1方向に通過する貫通部、及び、前記貫通部に連通し第2方向に延びる冷却液供給孔が形成された冷却ジャケット本体と、
前記貫通部内に配置され、中心軸が前記第1方向に延びる筒状であり、複数のスリットが形成された整流板と、
を備え、
前記整流板は、
前記冷却液供給孔に対向した第1領域と、
前記第1方向及び前記第2方向と直交する第3方向に延び前記貫通部の中心を通過する仮想的な直線と前記整流板とが交差する2点と前記第1領域との間に位置する2つの第2領域と、
前記2つの第2領域間であって前記第1領域の反対側に位置する第3領域と、
を有し、
前記第2領域における前記スリットの面積の割合は、前記第3領域における前記スリットの面積の割合よりも高い冷却ジャケット。 - 前記第1領域における前記スリットの面積の割合は、前記第3領域における前記スリットの面積の割合よりも低い請求項1に記載の冷却ジャケット。
- 前記第1方向における前記スリットの長さは、前記整流板の周方向における前記スリット長さよりも長い請求項1または2に記載の冷却ジャケット。
- 前記複数のスリットのうち2つのスリットは、前記第1方向において互いに離隔して配置されている請求項1~3のいずれか1つに記載の冷却ジャケット。
- 前記2つのスリットの少なくとも一部は、前記第1領域に配置されている請求項4に記載の冷却ジャケット。
- 前記冷却液供給孔は前記整流板に対して前記第1方向の一方側にずれて配置されており、少なくとも1つの前記スリットは、前記第1方向の他方側にずれて配置されている請求項1~5のいずれか1つに記載の冷却ジャケット。
- 前記冷却液供給孔は2つ設けられており、前記第3方向において離隔している請求項1~6のいずれか1つに記載の冷却ジャケット。
- 前記整流板の内側に配置された噴射リングをさらに備え、
前記噴射リングには複数の貫通孔が形成されており、
前記整流板の中心軸から見て、前記スリットは前記貫通孔と重ならない位置に配置されている請求項1~7のいずれか1つに記載の冷却ジャケット。 - 前記冷却液供給孔は、前記貫通部に連通し第2方向のみに延びる請求項1~8のいずれか1つに記載の冷却ジャケット。
- 加熱部と、
請求項1~9のいずれか1つに記載の冷却ジャケットと、
を備え、
前記冷却ジャケットは、前記加熱部において加熱された前記被冷却材に冷却液を噴射して冷却する焼入装置。
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JP2017125225A (ja) | 2016-01-12 | 2017-07-20 | 高周波熱錬株式会社 | 冷却ジャケット及び複合コイル |
JP2019090081A (ja) | 2017-11-14 | 2019-06-13 | 富士電子工業株式会社 | 高周波焼入装置の冷却ジャケット |
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