JPH06294794A - 熱処理剤の冷却試験装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】性能が均一となるうえに耐久性が充分高くなる
熱処理剤の冷却試験装置およびその製造方法の提供。 【構成】熱電対の一方である純銀製の棒体11に貫通孔12
を設け、この貫通孔12に熱電対の他方であるアルメル線
20を挿入した状態でこれらの棒体11およびアルメル線20
を相互に接合してセンサ部10を形成する。この際、アル
メル線20の一端部分に、その中間部分よりも太くかつそ
の端面がほぼ平坦な接合用頭部21を設け、貫通孔12をア
ルメル線20の中間部分より太くかつ当該アルメル線の接
合用頭部21よりも細く形成し、貫通孔12の一端開口部に
接合用頭部21の形状に応じて拡径した接合用受部13を設
けておき、溶接を容易かつ堅牢に行えるようにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金属の熱処理に用いる
鉱油等の液体処理剤の冷却性能を試験するための熱処理
剤の冷却試験装置およびその製造方法に関する。

【０００２】

【背景技術】従来より、鉄鋼およびその他の金属の熱処
理が行われており、焼入れ等の熱処理では、鉱油等の中
に熱した金属を入れて急冷している。このような熱処理
に用いられる熱処理剤としては、日本工業規格(JIS K-2
242)に規定されている熱処理油が知られている。、これ
らの熱処理油は、同規格により冷却性能に応じた分類が
されている。熱処理油の冷却性能は、銀棒を用いた冷却
試験により決められる。すなわち、８０℃または１２０
℃に保温した試料となる熱処理油の中に、予め８１０℃
に加熱した冷却性能試験用の銀棒を入れ、この銀棒が試
料によって冷却される際の経時的な温度変化を測定し、
この測定から得られる所定時間に対する温度降下の割合
に基づき試料の冷却性能を決定している。

【０００３】この冷却性能に用いるセンサ部は、前述の
規格(JIS K-2242)に規定された構造、寸法および材質等
を有するものとなっており、その作成方法の概略も同規
格に示されている。図７には、規格(JIS K-2242)に規定
されたセンサ部70が示されており、このセンサ部70は、
支持棒71の先端に取付けられた純銀製の円柱棒状の棒体
70A を有している。棒体70A の高さ方向の中央部分に
は、絶縁管73内に挿通したアルメル線72を収めた貫通孔
74が、当該棒体70A の中心軸と直交するように設けられ
ている。貫通孔74は、図８にも示されるように、図中左
側の端部の径を細くされており、この端部がアルメル線
72と接合する接合部75とされている。一方、図中右側の
端部は太くされて銀製の管76と螺合する螺合部77となっ
ている。銀製の管76は、図中下方の端部が棒体70A に、
図中上方の端部が銀線78に電気的に接続されている。ア
ルメル線72は、銀製の管76および貫通孔74の内部を通っ
て貫通孔74の接合部75に到達し、当該接合部75に接合さ
れる線材である。アルメル線72の表面は、銀製の管76の
内部においては周囲にまかれた石綿製の耐熱絶縁材79に
より銀製の管76の内面から絶縁され、棒体70A の内部に
おいては絶縁管73により棒体70A の内面から絶縁されて
いる。

【０００４】これらの棒体70A およびアルメル線72は、
以下のように接合される。すなわち、図９にも示される
ように、予めアルメル線72の先端部72A を溶融して接合
部75に押し込める大きさの球状にしておく。この球状に
した先端部72A を貫通孔74の接合部75に挿入する。ここ
で、アルメル線72の先端部72A の一部分は、棒体70A の
表面から突出するため、その突出部分を棒体70A の表面
と同一面となるようにヤスリで削っておく。そして、当
該先端部72A を接合部75に接触させた状態で硝酸銀を塗
った後、先端部72A を接合部75に溶接してセンサ部70を
製作する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような接合作業で
は、熱電対となるセンサ部の性能は、それを製作する技
能者の技能に左右されるため、作製者によって各々の温
度特性や耐久性等が微妙に異なり、当該装置の性能に個
体差があるという問題がある。また、前述したような接
合では、接合部分の耐久性が不充分となるため、当該接
合部分は高温から低温への急激な温度変化に弱く、熱処
理油の冷却性能の試験において急激な温度変化を何回も
繰返すことができず、センサ部は通常４〜５回、多くと
も１０回程度しか使用できないという耐久性上の問題が
ある。さらに、耐久性が充分でないうえ、その耐久性に
個体差があるので、急激な温度変化を何回か繰返す測定
を行うと、測定中に突然故障を起こす場合があり、この
場合には測定を最初からやり直すこととなり、確実な試
験を行えず、無駄な時間が費やされ、試験を効率よく行
えないという問題がある。

【０００６】本発明の目的は、性能が均一となるうえに
耐久性が充分高くなる熱処理剤の冷却試験装置およびそ
の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の試験装置は、熱
電対の一方である純銀製の棒体に貫通孔を設け、この貫
通孔に熱電対の他方であるアルメル線を挿入した状態で
これらの棒体およびアルメル線を相互に接合したセンサ
部を有する熱処理剤の冷却試験装置であって、前記アル
メル線の一端部分にはその中間部分よりも太くかつその
端面がほぼ平坦な接合用頭部が設けられ、前記貫通孔は
前記アルメル線の中間部分より太くかつ当該アルメル線
の接合用頭部よりも細く形成されるとともにその一端開
口部に前記接合用頭部の形状に応じて拡径した接合用受
部が設けられていることを特徴とする。

【０００８】本発明の試験装置の製造方法は、純銀製の
棒体とアルメル線とで形成した熱電対の一部であるセン
サ部を有する熱処理剤の冷却試験装置の製造方法であっ
て、前記アルメル線の一端部分にその中間部分よりも太
くかつその端面がほぼ平坦な接合用頭部を設け、前記棒
体に前記アルメル線の中間部分より太くかつ当該アルメ
ル線の接合用頭部よりも細い貫通孔を設け、この貫通孔
の一端開口部に前記接合用頭部の形状に応じて拡径した
接合用受部を設けておき、前記アルメル線を前記貫通孔
に挿入し、前記アルメル線の接合用頭部を前記貫通孔の
接合用受部に当接させ、これらの接合用頭部および接合
用受部を相互に接合することを特徴とする。

【０００９】ここで、棒体としては、図１に示される長
さ寸法L1〜L4および直径φ1 〜φ4を表１に示される範
囲内において設定したものが採用できる。なお、図中の
寸法D1は棒体の直径であり、規格(JIS K-2242)により10
±0.1mmと規定されている。また、アルメル線の接合用
頭部としては、一端部分がラッパ状に太くされかつ端面
がやや曲面となったものや、一端部分に鍔が形成されて
太くされかつ端面が端面が完全に平坦なったものなどが
採用できる。

【００１０】

【表１】

【００１１】また、アルメル線としては、図２に示され
る長さ寸法d および直径φd,φe を表２に示される範囲
内において設定したものが採用できる。

【００１２】

【表２】

【００１３】

【作用】このような本発明では、予めアルメル線に接合
用頭部を形成するとともに、棒体の貫通孔にアルメル線
側の接合用頭部の形状に応じた接合用受部を形成したの
で、接合用頭部が接合用受部に嵌まり込むとともに、接
合用頭部が接合用受部の内面に受け止められ、接合用頭
部の位置が安定した状態で溶接が行えるようになり、接
合用頭部の接合用受部への溶接が容易となり、熟練した
技能がなくとも、接合用頭部は容易かつ堅牢に溶接され
るようになる。また、機械加工等により接合用頭部およ
び接合用受部を形成すれば、全てのセンサ部に対して均
一な接合用頭部および接合用受部が容易に得られるよう
になり、性能の均一化が実現され、これらにより前記目
的が達成される。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、以下の説明では既に説明した部材と同じ部
材には同一符号を使用し、その説明を簡略または省略す
る。図１には、本発明の第１実施例のセンサ部10の中央
部が示されている。このセンサ部10は、規格(JIS K-224
2)に規定されている純銀製の円柱状の棒体11を含んで構
成されたものである。棒体11にはその中心軸（図中縦方
向）と直交する方向に貫通孔12が設けられている。

【００１５】貫通孔12は、アルメル線20を挿通させるた
めのものであり、図中左側から内径がそれぞれ異なる接
合用受部13、中間部分首部14、中間部分胴部15およびね
じ部16が順次形成されている。一方、アルメル線20は、
図２にも示されるように、一端部を中間部分から先端に
ゆくに従って太くした円錐台状の接合用頭部21を有する
金属線である。接合用受部13は、アルメル線20の接合用
頭部21の形状に応じて貫通孔12の中間部分首部14側の一
端開口部を拡径したものである。接合用受部13の内部
は、棒体11の表面側を切削してロート状に形成され、こ
の内部に接合用頭部21の全体が収納可能となっている。
ここで、接合用頭部21および接合用受部13の形状は、接
合用頭部21を接合用受部13に挿入すると、接合用頭部21
が接合用受部13に嵌まり込むとともに、接合用頭部21が
接合用受部13の内面に受け止められるように形成されて
いる。これにより、接合用頭部21は、位置が安定した状
態で接合用受部13に溶接可能となっている。中間部分首
部14は、貫通孔12の最も細い部分であり、アルメル線20
の中間部分のみが挿通可能となっている。中間部分胴部
15は、アルメル線20の表面を貫通孔12の内面とを電気的
に隔離する絶縁管73（図８参照）を収納可能な内径を有
したものである。ねじ部16は、内面にねじ溝が設けられ
た雌ねじであり、内部にアルメル線20を収納する銀製の
管76（図７参照）と螺合するものである。

【００１６】このような本実施例では、以下のようにし
てセンサ部10を形成する。まず、円柱状に切り出した棒
体11の所定位置に、接合用受部13等を有する貫通孔12を
機械加工により設けておく。一方、アルメル線20の一端
部には接合用頭部21を設けておく。そして、アルメル線
20を接合用頭部21のない他端部から貫通孔12に通すとと
もに、アルメル線20と貫通孔12との間に絶縁管73を配置
する。続いて、石綿糸等の耐熱絶縁材79で、アルメル線
20の絶縁管73によって覆われていない部分を被覆した
後、このアルメル線20を銀製の管76の中に通してから、
アルメル線20の他端部側を引っ張り、アルメル線20の接
合用頭部21を貫通孔12の接合用受部13と接触させ、銀製
の管76を貫通孔12のねじ部16に螺合する。この状態で、
棒体11を支持棒71に取付け、棒体11と銀製の管76とをア
ルゴン溶接で接合するとともに、アルメル線20の接合用
頭部21を貫通孔12の接合用受部13とをアルゴン溶接で接
合する。次いで、棒体11と検出器とを電気的に接続する
ための銀線78を銀製の管76の上端部に巻付けてアルゴン
溶接により銀製の管76に接合した後、銀製の管76の上端
部から伸びたアルメル線20とともに当該銀線78に対して
絶縁処理等を施して冷却性能試験用のセンサ部10を完成
する。

【００１７】このような本実施例によれば次のような効
果が得られる。すなわち、予めアルメル線20に接合用頭
部21を形成するとともに、棒体11の貫通孔12にアルメル
線20の接合用頭部21の形状に応じた接合用受部13を形成
することにより、接合用頭部21を接合用受部13に挿入す
ると、接合用頭部21が接合用受部13に嵌まり込むととも
に接合用受部13の内面に受け止められるようになる。こ
のため、溶接の際に接合用頭部21の位置を安定させるこ
とが可能となり、熟練した技能がなくとも、溶接を容易
に行えるようになるうえ、その接合部分が堅牢になるの
で、センサ部10の耐久性を向上できる。

【００１８】また、機械加工等により接合用頭部21およ
び接合用受部13を形成すれば、全てのセンサ部10に対し
て接合用頭部21および接合用受部13を均一に形成できる
ようになるので、センサ部10の性能を均一化することが
できる。

【００１９】図３には、本発明の第２実施例が示されて
いる。本実施例は前記第１実施例で銀製の管76と螺合す
るようにした貫通孔12を、銀製の管76を単に溶接するよ
うにした貫通孔32としたものである。すなわち、センサ
部30には、棒体31の表面まで達するように貫通孔32の中
間部分胴部35が延長され、ねじ部が省略されている。こ
のような本実施例においても前記第１実施例と同様な作
用、効果を得ることができる他、貫通孔32にねじ部を切
る機械加工が省略できるので、製造を一層容易にできる
という効果を付加できる。

【００２０】図４には、本発明の第３実施例が示されて
いる。本実施例は前記第１実施例のロート状の接合用受
部13を、半球形状の接合用受部43としたものである。す
なわち、センサ部40には、貫通孔42の出口付近において
棒体41の表面が半径Ｒの半球状に切削され、これにより
半球形状の凹部である接合用受部43が形成されている。
このような本実施例においても前記第１および第２実施
例と同様な作用、効果を得ることができる他、球面状の
接合用受部43により耐久性を一層向上できるという効果
を付加できる。

【００２１】次に、本発明の効果を確認するために、本
発明に基づく実験例１〜３および従来技術に基づく比較
例について以下のような比較実験を行った。 〔実験例１〜３〕前述の第１〜３実施例の各々につい
て、図１〜図４に示される各寸法を表３に示される値に
設定したセンサ部を複数作製し、これらをそれぞれ実験
例１〜３とした。 〔比較例〕前述の規格（JIS K-2242）に示される方法
で、図８および図９に示される各寸法を表３に示される
値に設定したものを複数作製し、これを比較例とした。

【００２２】

【表３】

【００２３】〔比較実験〕本比較実験は、実験例１〜３
および比較例の各々について、予めセンサ部の電気抵抗
ρを測定しておき、同一条件で冷却性能試験を繰返し行
い、その電気抵抗ρが２Ωを超えるまでに何回の温度変
化に耐えうるかの耐久試験を行った。 〔実験結果〕本比較実験の結果を表４に示す。この表４
から、実験例１〜３のセンサ部の電気抵抗ρは、比較例
のものよりも小さく、電気的に優れていることが判る。
また、実験例１〜３のセンサ部は、最低でも１００回以
上の繰返し使用が可能であり、その耐久性は、使用可能
回数が最大でも４０回の比較例と比較すると極めて優れ
ているのが判る。

【００２４】

【表４】

【００２５】なお、本発明は、前述の各実施例に限定さ
れるものではなく、次に示すような変形例などをも含む
ものである。すなわち、アルメル線の接合用頭部は、端
面が平坦な円錐台状のものに限らず、図５（Ａ）〜
（Ｃ）の各々に示されるように、端面22A がやや球面と
なった円錐台状の接合用頭部22、半球形状の接合用頭部
23、および、偏平な円盤状の接合用頭部24でもよく、要
するに、その中央部分よりも太く、かつ、接合後に接合
用受部から突出しない端面がほぼ平坦なものであればよ
い。

【００２６】また、棒体に設けた貫通孔の接合用受部と
しては、ロート状や半球状のものに限らず、図６に示さ
れるように、棒体51の表面に形成された偏平な円柱状の
凹部としての接合用受部53でもよく、要するに、接合用
受部はアルメル線の接合用頭部の形状に応じて形成すれ
ばよい。

【００２７】さらに、アルメル線の接合用頭部および貫
通孔の接合用受部は、互いに密着するものに限らず、図
５（Ｂ）に示した接合用頭部23および図６に示した接合
用受部53等の互いに密着したいもの同士の組合わせでも
よい。

【００２８】

【発明の効果】前述のように本発明によれば、性能を均
一化でき、かつ、耐久性を充分高くすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例の要部を示す断面図であ
る。

【図２】同実施例のアルメル線の要部を示す側面図であ
る。

【図３】本発明の第２実施例の要部を示す断面図であ
る。

【図４】本発明の第３実施例の要部を示す断面図であ
る。

【図５】本発明の変形例を示す側面図である。

【図６】本発明の異なる変形例を示す断面図である。

【図７】従来例を示す一部破断した側面図である。

【図８】同従来例の要部を示す一部破断した断面図であ
る。

【図９】同従来例のアルメル線の要部を示す側面図であ
る。

【符号の説明】

10, 30, 40 センサ部 11, 31, 41, 51 棒体 12, 32, 42 貫通孔 13, 43, 53 接合用受部 20 アルメル線 21〜24 接合用頭部

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】熱電対の一方である純銀製の棒体に貫通孔
   を設け、この貫通孔に熱電対の他方であるアルメル線を
   挿入した状態でこれらの棒体およびアルメル線を相互に
   接合したセンサ部を有する熱処理剤の冷却試験装置であ
   って、 前記アルメル線の一端部分にはその中間部分よりも太く
   かつその端面がほぼ平坦な接合用頭部が設けられ、前記
   貫通孔は前記アルメル線の中間部分より太くかつ当該ア
   ルメル線の接合用頭部よりも細く形成されるとともにそ
   の一端開口部に前記接合用頭部の形状に応じて拡径した
   接合用受部が設けられていることを特徴とする熱処理剤
   の冷却試験装置。
2. 【請求項２】純銀製の棒体とアルメル線とで形成した熱
   電対の一部であるセンサ部を有する熱処理剤の冷却試験
   装置の製造方法であって、 前記アルメル線の一端部分にその中間部分よりも太くか
   つその端面がほぼ平坦な接合用頭部を設け、前記棒体に
   前記アルメル線の中間部分より太くかつ当該アルメル線
   の接合用頭部よりも細い貫通孔を設け、この貫通孔の一
   端開口部に前記接合用頭部の形状に応じて拡径した接合
   用受部を設けておき、 前記アルメル線を前記貫通孔に挿入し、前記アルメル線
   の接合用頭部を前記貫通孔の接合用受部に当接させ、こ
   れらの接合用頭部および接合用受部を相互に接合するこ
   とを特徴とする熱処理剤の冷却試験装置の製造方法。