被処理物の焼入装置
【課題】載置台に吊下げ状態で保持された被処理物を冷却槽内に浸漬して冷却する際に姿勢を安定化させ、上下段での焼入歪差を低減する。
【解決手段】冷却槽１００が、パレット８０の下降位置における冷却油１０２に下方を向く循環流１０２ａ，１０２ｂを起生させる少なくとも一対の攪拌装置１０４ａ，１０４ｂが配置されて成り、吊下げ治具は、長手方向に複数の掛止溝２６２ａを均等間隔に設けて掛止溝２６２ａに歯車の取付孔Ｗｈ内周縁上部を少なくとも２点で支持する櫛歯状の横長トレー２８０と、横長トレー２８０の両端に設けられパレット８０に立設した一対の支持部に掛止される掛止部２７０ａ、２７０ｂとを備えている。
【解決手段】冷却槽１００が、パレット８０の下降位置における冷却油１０２に下方を向く循環流１０２ａ，１０２ｂを起生させる少なくとも一対の攪拌装置１０４ａ，１０４ｂが配置されて成り、吊下げ治具は、長手方向に複数の掛止溝２６２ａを均等間隔に設けて掛止溝２６２ａに歯車の取付孔Ｗｈ内周縁上部を少なくとも２点で支持する櫛歯状の横長トレー２８０と、横長トレー２８０の両端に設けられパレット８０に立設した一対の支持部に掛止される掛止部２７０ａ、２７０ｂとを備えている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動力伝達系に用いられる歯車等の被処理物の焼入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼製の機械加工部品（被処理物）などの焼き入れを行う焼入装置は、焼入れ温度に加熱されている被処理物を急冷するための焼入れ油等の冷却液が貯留された冷却槽を有している。前記焼入装置は、加熱された被処理物を、当該焼入装置に設けられた昇降装置のフォーク上に載置台を介して載置し、このフォークごと冷却液に浸漬して焼入（急冷）を行っている。
【０００３】
前記焼入装置の冷却槽は、当該冷却槽の底部に冷却液の吐出口を備え、この吐出口から上方に向けて冷却液を吐出することで前記冷却液を冷却槽の内部で循環させる循環装置が配置されている。この循環装置は、吐出口からの冷却液の流れを当該冷却液に浸漬された被処理物に導き、所定の冷却速度を保ちつつ焼入が行われている（特許文献１参照）。
【０００４】
この種の焼入装置では、フォークに被処理物を載置した状態でフォークごと被処理物を冷却液に浸漬させるため、冷却槽の底部側から上方へ向かう冷却液の流れが当該フォークにより妨げられ、被処理物に対して冷却液の流れを均等に導くことが出来ない場合があった。
例えば、バスケット内に多数の環状部材等の被処理物を積み重ねて三次元に配置された被処理物を熱処理する場合、当該被処理物に対して冷却液の流れを均等に導くことができないと、バスケット尚の各被処理物の冷却速度が不均一となり、各環状部材等の被処理物に生じる変形や歪の量のバラツキが大きくなる。
【０００５】
このように、被処理物に生じる変形や歪の量のバラツキが大きくなると、熱処理後の加工工程で、旋削や研磨によって各環状部材等の被処理物の変形や歪を除去したり、サイジング等の塑性加工によって変形や歪を除去するに際し、加工時間が長時間に及ぶことがあり、生産効率の低下を招く要因となることがある。
【０００６】
このような要因の対策として、冷却液の流速や流量等の条件を調整することで、冷却液、の流れを有る程度均等に導くように設定することが行われている。すなわち、前記被処理物を所定の個数、配置として、冷却後の流速や流量等の環境条件を適切な値として設定することで変形や歪の量のバラツキが抑制される。
【０００７】
しかし前記被処理物は、大きさや個数、配置が異なる他の被処理物を熱処理する場合、冷却液の流速や流量等の環境条件を変える必要があるので、手間がかかる上、多量に貯留されている冷却液の温度も再調整が必要となる。このように、好適な環境条件は、被処理物の大きさや個数等によって異なるので、環境条件を被処理物に応じて適切に調整するのに多くの作業時間を要し、生産効率低下の問題は未だ解消されていなかった。
【０００８】
上記の問題を解消する焼入装置として、冷却液が貯留された油槽と、上面に被処理物が載置される載置台と、被処理物を冷却液に浸漬するための昇降手段とを有し、前記冷却液を上方に向けて吐出する吐出口を前記油槽の底部に備えるとともに冷却液を循環する循環装置を更に有し、前記載置台に冷却油の流れをフォークの上方に導く整流板を備えたものが知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３５０７５６号公報
【特許文献２】特開２０１０−７１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載された焼入装置の冷却槽は、当該冷却槽内の底部に冷却液を上方に向けて吐出する吐出口を備えるとともに載置台にも冷却油の流れをフォークの上方に導く整流板を備えている。
このため、被処理物を載置した載置台が浸漬される冷却槽内には、下方から上方に向く冷却液の循環流が形成される。
【００１１】
このように特許文献２では特許文献１の冷却液流れの不均等化の問題は解消できるが、載置台上に取付孔を有する複数の被処理物が該被処理物の取付孔を挿通して縦向きに吊下げ状態で載置されている場合には、上方に向く冷却液の流れによって前記被処理物が横振れする。
この結果、吊下げ状態で保持された被処理物は、冷却液中での安定性が悪く揺動や煽り（あおり）が生ずるので焼入性能に差が生じ、焼入歪みが大きくなる問題を有していた。
【００１２】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、載置台に吊下げ状態で保持された被処理物を冷却槽内に浸漬して冷却する際に姿勢を安定化させ、上下段での焼入歪差を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る被処理物の焼入装置は、取付孔を有する被処理物であって、加熱処理後の該被処理物を昇降装置の下降により冷却槽内の冷却油に浸漬させて焼入れを行う被処理物の焼入装置において、
前記取付孔を有する被処理物を載置台に縦向きに吊下げ保持する吊下げ治具を備え、前記冷却槽は、載置台の下降位置における冷却油に下方を向く循環流を起生させる攪拌装置が配置されて成り、前記冷却油の流れ方向を前記吊り下げ治具に懸張保持される被処理物の吊下げ方向と同一方向になるように構成したことを特徴とする。
【００１４】
かかる発明によれば、冷却槽が、当該冷却槽内の載置台下降位置において、下方を向く冷却油の循環流を起生させる攪拌装置を配置した構成とされる。これにより、冷却槽内では、載置台下降位置に下方を向く潤滑流が起生され、吊下げ治具に下方を向く循環流を起生することができる。載置台下降位置に下方を向く潤滑流が起生されるので、前記冷却油の流れ方向が吊り具に懸張保持される被処理物の吊下げ方向と同一方向になる。よって、吊下げ保持されている被処理物は冷却油の抵抗で左右に振れることがなく姿勢が安定化されるため焼入歪みを低減することができる。
【００１５】
また、本発明において好ましくは、前記吊下げ治具は、長手方向に複数の掛止溝を均等間隔に設けて前記掛止溝に前記被処理物の取付孔内周縁上部を支持する櫛歯状の横長トレーと、該横長トレーの両端に設けられ前記載置台に立設した支持部に掛止される掛止部とを備えるとよい。
かかる構成によれば、被処理物を櫛歯状横長トレーの複数の掛止溝に均等間隔で支持されるので、被処理物間の間隙を通過する冷却油は流速、流量共に一定となり、各被処理物間の焼入歪差を無くすことができる。
【００１６】
また、本発明において好ましくは、前記吊下げ治具は、前記載置台の支持部に前記横長トレーの両端を水平に掛止する掛止部が上下段に配置されているとよい。
かかる構成によれば、上下段に配置される櫛歯状の横長トレーに均等間隔に設けた複数の掛止溝に複数の被処理物が掛止されるので、被処理物間を通過する冷却油の流速、流量共に一定となるとともに、櫛歯状のため各被処理物を安定支持でき、上下段に配置しても冷却油の流れによって支持位置が変更されることなく、大量の被処理物を均一に焼入れ処理可能になる。
【００１７】
また、本発明において好ましくは、前記吊下げ治具は、下方を向く循環流の流れが起生された冷却槽内の下降位置における前記載置台に、前記被処理物の取付孔内周縁上部を少なくとも２点で懸張保持する吊り具を有しているとよい。
かかる構成によれば、被処理物の取付孔内周縁上部を少なくとも２点で懸張保持することによって、簡単な構造で安定的な吊り下げが可能になる。さらに、前述のように冷却槽内では、載置台下降位置に下方を向く潤滑流が起生されて、被処理物の吊下げ方向と同一方向になり姿勢が安定化されるため焼入歪みを低減することができる。
【００１８】
また、本発明において好ましくは、前記被処理物を横長トレー方向に近接配置して、隣接する被処理物の間を抜ける前記冷却油の流れが抑制されるように前記被処理物が支持されるとよい。
かかる構成によれば、被処理物の厚さが内周側と外周側とで相違し、外周側が厚く、内周側が薄い場合には、隣接する被処理物間を通過する冷却油の速度によって、冷却斑が生じるが、前述のように隣接する被処理物を近接配置することで、隣接する被処理物間を抜ける冷却油の流れを抑制して、被処理物間を抜ける冷却油による冷却速度差を抑制することができる。すなわち、一番狭くなっている外周側間を通過する冷却油の油量を抑制して、被処理物の外周に沿って冷却油を流すようにすることで、前述のようなリム部間を通過する冷却油による冷却斑を低減できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上記載のごとく本発明によれば、冷却槽は、載置台の下降位置における冷却油に下方を向く循環流を起生させる少なくとも一対の攪拌装置を配置した構成とされ、吊下げ治具に下方を向く循環流を起生することができるので、櫛歯状横長トレーの複数の掛止溝に均等間隔で支持された被処理物間に冷却油が導入される。
これにより、被処理物間の間隙を通過する冷却油は流速、流量共に一定となるので、各被処理物間の焼入歪差を無くすことができる。
また、冷却油は、吊下げ治具により縦向きに吊下げ保持される被処理物に沿って下方に循環するので、被処理物の吊下げ姿勢が安定化されるため焼入歪みを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る被処理物の焼入装置全体を示す模式図である。
【図２】同じく焼入装置の冷却槽内部を示す断面図である。
【図３】被処理物が吊り具により冷却油の流れ方向と同一方向に懸張保持される態様の説明図である。
【図４】吊下げ治具の全体斜視図である。
【図５】吊下げ治具の櫛歯状横長トレーに均等間隔で吊下げ保持された被処理物と冷却油の流れとの関係を示す斜視図である。
【図６】吊下げ治具に均等保持される被処理物間における冷却油の流れの関係を示す説明図である。
【図７】昇降装置の下降開始時期と攪拌装置の回転開始時期を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２２】
図１は本発明に係る一実施形態に係る被処理物の焼入装置全体を示す模式図である。焼入装置１は、熱処理の対象となる複数の被処理物を同時に焼入（急冷）するための装置であり、焼入装置１には浸炭加熱炉１０と冷却槽１００を備えている。
本発明の実施形態に係る被処理物として、例えばファイナルドライブギャとなる歯車Ｗが採用されている。
【００２３】
前記浸炭加熱炉１０の入口側及び出口側には搬入パージ室１２並びに搬出パージ室１４が配置されている。
前記搬入パージ室１２には、後述する吊下げ治具により複数の歯車Ｗが吊下げ保持された搬送台（パレット）８０を搬入する搬送装置２００が接続されており、搬入パージ室１２の入口側には外気と遮断する搬入扉１２ａが開閉可能に設けられている。
【００２４】
後述する搬出パージ室１４にも、焼入後の歯車Ｗを搬出する搬送装置２２０が接続されており、搬出パージ室１４の出口側には外気と遮断する搬出扉１４ｂが開閉可能に設けられている。而して、前記搬入、搬出パージ室１２、１４には、浸炭加熱炉１０との連通を遮断する中間扉１２ｂ，１４ａが開閉可能に設けられている。
【００２５】
搬入パージ室１２では、前記搬送装置２００から受け入れたパレット８０上に吊下げ保持された複数の歯車Ｗを、外気から隔離された雰囲気中で前記歯車Ｗを４００℃程度に加熱し、脱脂処理等の前処理を行っている。なお搬入パージ室１２は、これに限定されるものではなく、その内部の雰囲気中が置換出きれば良い。
【００２６】
前記浸炭加熱炉１０は、温度制御可能な昇温室になっており、ここでは、ＲＸガス等のキャリアガスの雰囲気中で歯車Ｗが９００℃程度に予備加熱される。すなわち、浸炭加熱炉１０内部の浸炭ゾーンでは、ＲＸガス等のキャリアガスと炭化水素ガス等のエンリッチガスが供給される。
前記搬入パージ室１２から浸炭加熱炉１０内部に搬出されたパレット８０上の歯車Ｗは、搬出パージ室１４側に向けて移送される過程で浸炭ガスの雰囲気中の各ゾーンで８００℃、９００℃、９００℃に加熱されつつ浸炭処理が行われる。
【００２７】
すなわち、加熱された浸炭加熱炉１０の内部を移送するパレット８０上の歯車Ｗは、８時間〜１０時間掛けて移送される過程で炭素成分が歯車Ｗの表面に付着される。
浸炭加熱炉１０の後方に配置される降温ゾーンでは、前記歯車Ｗを焼入処理前の温度とすべく８５０℃まで降温して均熱する。
【００２８】
浸炭加熱炉１０の後端に設けられた搬出パージ室１４には、浸炭処理後の加熱された歯車Ｗを急冷させて焼入するための冷却槽１００（後述する）に導入するエレベータ１５が昇降可能に設けられている。
【００２９】
次に、冷却槽１００に付き図２を参照して説明する。図１（ａ）は、冷却槽１００の正面断面図、（ｂ）は冷却槽１００のＡ−Ａ断面図である。
冷却槽１００の内部には略１００℃の冷却油１０２が充填されており、冷却槽１００の略中央には、浸炭加熱炉１０から搬出パージ室１４に搬出されたパレット８０上の歯車Ｗを下降させて冷却槽１００内部の冷却油１０２中に浸漬させるためのエレベータ１５が配置されている。
【００３０】
エレベータ１５には、複数の歯車Ｗを吊下げ保持したパレット８０を支持する平面視格子状に形成された水平な支持台１６が図示しない駆動源により昇降可能に設けられている。
冷却槽本体１１０の天板１１２上面には、前記エレベータ１５が昇降する昇降軸線１８の両側に２基の攪拌装置１０４ａ，１０４ｂが略対称位置に設置されている。
２基の攪拌装置１０４ａ，１０４ｂの下方には、２台のモータＭ１，Ｍ２によって同方向に回転駆動される一対の攪拌羽根１０５ａ，１０５ｂが冷却槽本体１１０の高さ方向略中間位置に設けられている。
【００３１】
冷却槽本体１１０の内部には、一対の攪拌羽根１０５ａ，１０５ｂ回転によって冷却油１０２に循環流を起生させるためのダクトが配設されている。
すなわち、上記ダクトとして、冷却槽本体１１０の底面中央には、昇降軸線１８に沿う一対の中央ダクト１０８ａ、一対の攪拌羽根１０５ａ，１０５ｂの両外側に対応する冷却槽本体１１０の底面には上方に案内する底部ダクト１０８ｂ，１０８ｃが左右対称に配設されている。
【００３２】
前記中央ダクト１０８ａは、中央に分岐板１０９が立設すると共に下方には外側に向く湾曲面が形成されている。前記底部ダクト１０８ｂ，１０８ｃは、底面から上方に立ち上る板状の湾曲面が形成されている。
また、冷却槽本体１１０の天板１１２裏面にも、下方側から天板１１２の裏面側と平行になる湾曲面を形成した一対の上部ダクト１０８ｄ，１０８ｅが左右対称に配設されている。
【００３３】
従って、２基の攪拌装置１０４ａ，１０４ｂを同時に起動させると、一対の攪拌羽根１０５ａ，１０５ｂが同方向に回転することによって冷却油１０２は、一対の攪拌羽根１０５ａ，１０５ｂの軸線上に夫々上昇流が形成される。
この上昇流は一対の上部ダクト１０８ｄ，１０８ｅに案内されて略中央で冷却流同士がぶつかり合い、昇降軸線１８に沿って下方に向く流れが形成され、下方に向く流れは、中央の分岐板１０９と中央ダクト１０８ａによって左右に分岐する流れが形成される。
【００３４】
なお、本発明の要部は、冷却槽内の冷却油にエレベータ１５の昇降軸線に沿って下方に向く流れを起生されることであり、好ましくは、焼入時に循環流が下方に移動する流速とエレベータが下降する速度が同一になることが望ましい。
この状態を得るために、エレベータが下降動作を開始する前に冷却槽の冷却油内に予め循環流を起生させておくことで、循環油の流速がエレベータの下降速度と同一速度に達することになり、焼入性能を向上させる効果があることが判る。
【００３５】
そこで、循環流が起生される時期とエレベータ１５の下降移動が開始される時期の関係に付き図７を参照して説明する。
図７は昇降装置の下降開始時期と攪拌装置の回転開始時期を示すタイムチャートである。
図７において、エレベータ１５の下降開始時期は、パレット８０が浸炭加熱炉１０から搬出パージ室１４に搬入された後、搬出パージ室１４の中間扉１４ａが閉じ始めた時点Ｐ１で攪拌装置１０４ａ，１０４ｂの回転指令信号により、攪拌羽根１０５ａ，１０５ｂが回転を開始する。これにより、冷却槽１００内では冷却油１０２にエレベータ１５の昇降軸線１８に沿って下方に向く循環流１０２ａ，１０２ｂが起生される。
【００３６】
次いで、搬出パージ室１４の中間扉１４ａが全ストロークの半分まで閉じた時点Ｐ２でエレベータ１５の下降指令が出力される。エレベータ１５の下降動作は、攪拌装置１０４ａ，１０４ｂの攪拌羽根１０５ａ，１０５ｂの回転開始後、時間Ｔ０経過してから開始される。エレベータ１５は、下降動作が開始してから約７〜８秒間で冷却槽内の下降端に達する。
すなわち、エレベータ１５の下降動作の開始により、パレット８０が冷却油１０２中に浸漬される迄に冷却槽１００内の冷却油１０２には所定流速の循環流１０２ａ，１０２ｂが起生されているので、下方に向く循環流１０２ａ，１０２ｂはエレベータ１５の下降速度と一致する流速に達している。
【００３７】
このように、循環流１０２ａ，１０２ｂは、エレベータ１５の下降位置において昇降軸線１８に沿って下方に流れ、冷却槽１００内の冷却油１０２に点線で示す矢印方向に循環する。
そして、前記循環流１０２ａ，１０２ｂは、図３に示すように所定間隔を保ってパレット８０上に吊下げ保持された歯車Ｗの両側および各歯車Ｗ間を下方に向けて流れるとともに前記パレット８０を支持した格子状の支持台１６（図２参照）を上方から下方に通過する。
【００３８】
下降位置にあるエレベータ１５の停止時間は約１０分間で、その間にパレット８０上の吊り具２５０に吊下げられた歯車が焼入処理されると、再び約７〜８秒間で元の搬出パージ室１４まで上昇し、前記搬出パージ室１４から搬出用の搬送装置２２０上に搬出される。
このように、前記パレット８０上に櫛歯状横長トレーの複数の掛止溝に均等間隔で吊下げ支持された歯車Ｗの両側には、エレベータ１５によって下降移動する支持台１６と同方向に冷却油１０２の循環流が形成されるので、吊下げ保持されている歯車Ｗは冷却油の抵抗で左右に振れることがなく姿勢が安定化されるため焼入歪みを低減することができる。
【００３９】
そこで、加熱後の歯車Ｗを櫛歯状横長トレーの複数の掛止溝に均等間隔で吊下げたパレット８０は、搬出パージ室１４からエレベータ１５の支持台１６に移載されると約７〜８秒間で下降しつつ、冷却槽１００内で予め昇降軸線に沿って下向きの循環流１０２ａ，１０２ｂが形成されている冷却油１０２内に浸漬される。
次いで、冷却油内でエレベータ１５を約１０分間停止させて歯車Ｗが焼入処理されると、再び約７〜８秒間で元の搬出パージ室１４まで上昇し、前記搬出パージ室１４から搬出用の搬送装置２２０上に搬出される。
【００４０】
次に、歯車Ｗを載置台に縦向きに吊下げ状態で懸張保持する吊り具に付き図３を参照して説明する。図３は歯車Ｗが吊り具により冷却油の流れ方向と同一方向に懸張保持される態様の説明図である。
図３において、２５０は吊下げ治具となる吊り具であって、吊り具２５０は、下端に歯車Ｗの取付け孔Ｗｈ上端内周縁を側面から２点で挿通掛止する保持爪２５３ａ，２５３ｂ（点線）が間隔調整可能に設けられており、上端にはフック２５４ａ，２５４ｂが固定されている。
【００４１】
２６０はビームであって、このビーム２６０は、パレット８０の支持部（図示せず）に支持される板状のハンガーフレーム２５８ａ，２５８ｂと、ハンガー２５８ａ，２５８ｂの下部を連結する下連結軸２５６と上部を連結する上連結軸２５７とから構成される。
このように、吊り具２５０によって縦向きに懸張保持される歯車Ｗの両側面には、冷却槽１００の内部における２基の攪拌装置１０４ａ，１０４ｂの起動によって下方に向く矢印で示す循環流１０２ａ，１０２ｂが起生される。
【００４２】
これにより、冷却槽１００内では、パレット８０の下降位置において下方を向く循環流１０２ａ，１０２ｂが起生されるので、冷却油１０２の流れ方向は、吊り具２５０に懸張保持される歯車Ｗの吊下げ方向と同一方向になる。よって、吊下げ保持されている歯車Ｗの姿勢が安定化されるため焼入歪みを低減することができる。
次に、複数の歯車Ｗを均等間隔で吊下げ保持する吊下げ治具の他の例となる櫛歯状の横長トレー２８０に付き図４を参照して説明する。
【００４３】
図４は吊下げ治具の全体斜視図であって、櫛歯状の横長トレー２８０は、一対の横長帯板２８０ａ，２８０ｂから構成されており、両横長帯板２８０ａ，２８０ｂは、前後部位が図示しない長さ調整可能な連結部材で一定幅を保つように連結されている。
一方側の横長帯板２８０ａの上端縁２６４ａには複数の掛止溝２６２ａが均等間隔で形成されており、図示しない下端縁側にも上端縁２６４ａの掛止溝２６２ａと対称形状の掛止溝が形成されている。
【００４４】
また、他方側帯板２８０ｂの上端縁２６４ｂには、複数の掛止溝２６２ｂが均等間隔で形成されており、下端縁側にも上端縁２６４ｂの掛止溝２６２ｂと対称形状の掛止溝が均等間隔で形成されている。
横長帯板２８０ａ，２８０ｂ両端の上下端縁には、パレット８０に立設した図示しない一対の支持部に掛止する掛止部２７０ａ，２７０ｂが形成されている。これら掛止部２７０ａ，２７０ｂは、左右の横長帯板２８０ａ，２８０ｂ上下端縁に形成された所定幅の掛止溝２６５ａ，２６５ｂ，２６６ａ，２６６ｂによって構成されている。
これらの掛止溝２６２ａ，２６２ｂは、歯車Ｗの中心部に形成された取付け孔Ｗｈの内周縁上部が少なくとも２点で支持されるようになっている。
すなわち、２点間の距離は、一対の横長帯板２８０ａ，２８０ｂ間を連結する図示しない連結部材の長さで決まるもので、歯車Ｗの取付け孔Ｗｈ内周縁上部を支持する掛止溝２６２ａ，２６２ｂ間の幅となる。
すなわち、取付け孔Ｗｈの内周縁上部を支持する２点間の距離は、安定性を保つために歯車Ｗの外径および取付け孔Ｗｈの内径によって決められる。
【００４５】
次に、吊下げ治具により均等な間隔で吊下げ保持された複数の歯車Ｗを冷却槽内で焼入処理する際の冷却油の流れの状態の一例に付き図５、図６を参照して説明する。
図５は、吊下げ治具の櫛歯状横長トレーに均等間隔で吊下げ保持された歯車と冷却油の流れの関係を示す斜視図、図６は吊下げ治具に均等保持される歯車間における冷却油の流れの関係を示す説明図である。
【００４６】
図５及び図６において、櫛歯状横長トレー２８０の長手方向上端縁に均等間隔で形成された掛止溝２６２ａに複数の歯車Ｗの薄肉部に形成された取付け孔Ｗｈの内周縁上部が前記横長帯板２８０ａ、２８０ｂ上部の掛止溝２６２ａ、２６２ｂ間の２点で吊下げ保持されている。掛止溝２６２ａの幅は歯車Ｗの取付け孔Ｗｈ周縁の肉厚に相当し、歯車Ｗの歯が削成される外輪（リム部）は取付け孔Ｗｈ周縁の肉厚より幅広に形成されている。
【００４７】
パレット８０上に取付けられた吊下げ治具に複数の歯車Ｗを縦向きに吊下げ保持した状態で冷却槽内で急冷する際には、歯車Ｗの外周および歯車Ｗ間で形成される広い空間に冷却油１０２が流れる。
すなわち、複数の歯車Ｗが櫛歯状横長トレー２８０の掛止溝２６２ａに支持された状態では、隣接する歯車Ｗ間においてリム部の間隔が一番狭く、取付け孔Ｗｈ周縁の薄肉部間に広い空間が形成される。
従って、歯車Ｗ間において、リム部間を通過する冷却油の油量によって焼入性能が決められる。このように適正な油量を得るために、櫛歯状横長トレー２８０の長手方向に形成される掛止溝２６２ａの間隔が決められる。
【００４８】
また、隣接する歯車Ｗ間を近接してリム部間を通過する油量を抑制するようにしてもよい。すなわち、一番狭くなっているリム部間を通過する冷却油の油量を抑制して、歯車Ｗの外周に沿って冷却油を流すようにすることで、前述のようなリム部間を通過する冷却油による冷却斑を低減できる。
外周側が厚く、内周側が薄い場合には、隣接する歯車Ｗ間を通過する冷却油の速度によって、冷却斑が生じるが、前述のように隣接する歯車Ｗ間を近接配置することで、隣接する歯車Ｗ間を抜ける冷却油の流れを抑制して、被処理物間を抜ける冷却油による冷却速度差を抑制することができる。
【００４９】
以上述べたように、冷却槽１００は、パレット８０の下降位置における冷却油１０２に下方を向く循環流を起生させる少なくとも一対の攪拌装置１０４ａ，１０４ｂを配置した構成とされ、吊下げ治具に下方を向く循環流１０２ａ，１０２ｂを起生することができるので、櫛歯状横長トレー２８０の複数の掛止溝２６２ａに均等間隔で支持された歯車Ｗ間に冷却油１０２が導入される。
これにより、歯車Ｗ間の間隙を通過する冷却油は流速、流量共に一定となるので、各被処理物間の焼入歪差を無くすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によれば、載置台に吊下げ状態で保持された被処理物を冷却槽内に浸漬して冷却する際に姿勢を安定化させ、上下段での焼入歪差を低減することができるので、冷却槽内の冷却油に浸漬させて焼入れを行う被処理物の焼入装置への利用に適している。
【符号の説明】
【００５１】
１ 焼入装置
１５ エレベータ（昇降装置）
８０ パレット（載置台）
１００ 冷却槽
１０２ 冷却油
１０２ａ，１０２ｂ 循環流
１０４ａ，１０４ｂ 攪拌装置
２５０ 吊り具（吊下げ治具）
２６２ａ，２６２ｂ 掛止溝
２７０ａ，２７０ｂ 掛止部
２８０ 横長トレー（吊下げ治具）
Ｗ 歯車（被処理物）
Ｗｈ 取付孔
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動力伝達系に用いられる歯車等の被処理物の焼入装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、鋼製の機械加工部品（被処理物）などの焼き入れを行う焼入装置は、焼入れ温度に加熱されている被処理物を急冷するための焼入れ油等の冷却液が貯留された冷却槽を有している。前記焼入装置は、加熱された被処理物を、当該焼入装置に設けられた昇降装置のフォーク上に載置台を介して載置し、このフォークごと冷却液に浸漬して焼入（急冷）を行っている。
【０００３】
前記焼入装置の冷却槽は、当該冷却槽の底部に冷却液の吐出口を備え、この吐出口から上方に向けて冷却液を吐出することで前記冷却液を冷却槽の内部で循環させる循環装置が配置されている。この循環装置は、吐出口からの冷却液の流れを当該冷却液に浸漬された被処理物に導き、所定の冷却速度を保ちつつ焼入が行われている（特許文献１参照）。
【０００４】
この種の焼入装置では、フォークに被処理物を載置した状態でフォークごと被処理物を冷却液に浸漬させるため、冷却槽の底部側から上方へ向かう冷却液の流れが当該フォークにより妨げられ、被処理物に対して冷却液の流れを均等に導くことが出来ない場合があった。
例えば、バスケット内に多数の環状部材等の被処理物を積み重ねて三次元に配置された被処理物を熱処理する場合、当該被処理物に対して冷却液の流れを均等に導くことができないと、バスケット尚の各被処理物の冷却速度が不均一となり、各環状部材等の被処理物に生じる変形や歪の量のバラツキが大きくなる。
【０００５】
このように、被処理物に生じる変形や歪の量のバラツキが大きくなると、熱処理後の加工工程で、旋削や研磨によって各環状部材等の被処理物の変形や歪を除去したり、サイジング等の塑性加工によって変形や歪を除去するに際し、加工時間が長時間に及ぶことがあり、生産効率の低下を招く要因となることがある。
【０００６】
このような要因の対策として、冷却液の流速や流量等の条件を調整することで、冷却液、の流れを有る程度均等に導くように設定することが行われている。すなわち、前記被処理物を所定の個数、配置として、冷却後の流速や流量等の環境条件を適切な値として設定することで変形や歪の量のバラツキが抑制される。
【０００７】
しかし前記被処理物は、大きさや個数、配置が異なる他の被処理物を熱処理する場合、冷却液の流速や流量等の環境条件を変える必要があるので、手間がかかる上、多量に貯留されている冷却液の温度も再調整が必要となる。このように、好適な環境条件は、被処理物の大きさや個数等によって異なるので、環境条件を被処理物に応じて適切に調整するのに多くの作業時間を要し、生産効率低下の問題は未だ解消されていなかった。
【０００８】
上記の問題を解消する焼入装置として、冷却液が貯留された油槽と、上面に被処理物が載置される載置台と、被処理物を冷却液に浸漬するための昇降手段とを有し、前記冷却液を上方に向けて吐出する吐出口を前記油槽の底部に備えるとともに冷却液を循環する循環装置を更に有し、前記載置台に冷却油の流れをフォークの上方に導く整流板を備えたものが知られている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３５０７５６号公報
【特許文献２】特開２０１０−７１４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献２に記載された焼入装置の冷却槽は、当該冷却槽内の底部に冷却液を上方に向けて吐出する吐出口を備えるとともに載置台にも冷却油の流れをフォークの上方に導く整流板を備えている。
このため、被処理物を載置した載置台が浸漬される冷却槽内には、下方から上方に向く冷却液の循環流が形成される。
【００１１】
このように特許文献２では特許文献１の冷却液流れの不均等化の問題は解消できるが、載置台上に取付孔を有する複数の被処理物が該被処理物の取付孔を挿通して縦向きに吊下げ状態で載置されている場合には、上方に向く冷却液の流れによって前記被処理物が横振れする。
この結果、吊下げ状態で保持された被処理物は、冷却液中での安定性が悪く揺動や煽り（あおり）が生ずるので焼入性能に差が生じ、焼入歪みが大きくなる問題を有していた。
【００１２】
本発明は、かかる従来技術の課題に鑑み、載置台に吊下げ状態で保持された被処理物を冷却槽内に浸漬して冷却する際に姿勢を安定化させ、上下段での焼入歪差を低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明に係る被処理物の焼入装置は、取付孔を有する被処理物であって、加熱処理後の該被処理物を昇降装置の下降により冷却槽内の冷却油に浸漬させて焼入れを行う被処理物の焼入装置において、
前記取付孔を有する被処理物を載置台に縦向きに吊下げ保持する吊下げ治具を備え、前記冷却槽は、載置台の下降位置における冷却油に下方を向く循環流を起生させる攪拌装置が配置されて成り、前記冷却油の流れ方向を前記吊り下げ治具に懸張保持される被処理物の吊下げ方向と同一方向になるように構成したことを特徴とする。
【００１４】
かかる発明によれば、冷却槽が、当該冷却槽内の載置台下降位置において、下方を向く冷却油の循環流を起生させる攪拌装置を配置した構成とされる。これにより、冷却槽内では、載置台下降位置に下方を向く潤滑流が起生され、吊下げ治具に下方を向く循環流を起生することができる。載置台下降位置に下方を向く潤滑流が起生されるので、前記冷却油の流れ方向が吊り具に懸張保持される被処理物の吊下げ方向と同一方向になる。よって、吊下げ保持されている被処理物は冷却油の抵抗で左右に振れることがなく姿勢が安定化されるため焼入歪みを低減することができる。
【００１５】
また、本発明において好ましくは、前記吊下げ治具は、長手方向に複数の掛止溝を均等間隔に設けて前記掛止溝に前記被処理物の取付孔内周縁上部を支持する櫛歯状の横長トレーと、該横長トレーの両端に設けられ前記載置台に立設した支持部に掛止される掛止部とを備えるとよい。
かかる構成によれば、被処理物を櫛歯状横長トレーの複数の掛止溝に均等間隔で支持されるので、被処理物間の間隙を通過する冷却油は流速、流量共に一定となり、各被処理物間の焼入歪差を無くすことができる。
【００１６】
また、本発明において好ましくは、前記吊下げ治具は、前記載置台の支持部に前記横長トレーの両端を水平に掛止する掛止部が上下段に配置されているとよい。
かかる構成によれば、上下段に配置される櫛歯状の横長トレーに均等間隔に設けた複数の掛止溝に複数の被処理物が掛止されるので、被処理物間を通過する冷却油の流速、流量共に一定となるとともに、櫛歯状のため各被処理物を安定支持でき、上下段に配置しても冷却油の流れによって支持位置が変更されることなく、大量の被処理物を均一に焼入れ処理可能になる。
【００１７】
また、本発明において好ましくは、前記吊下げ治具は、下方を向く循環流の流れが起生された冷却槽内の下降位置における前記載置台に、前記被処理物の取付孔内周縁上部を少なくとも２点で懸張保持する吊り具を有しているとよい。
かかる構成によれば、被処理物の取付孔内周縁上部を少なくとも２点で懸張保持することによって、簡単な構造で安定的な吊り下げが可能になる。さらに、前述のように冷却槽内では、載置台下降位置に下方を向く潤滑流が起生されて、被処理物の吊下げ方向と同一方向になり姿勢が安定化されるため焼入歪みを低減することができる。
【００１８】
また、本発明において好ましくは、前記被処理物を横長トレー方向に近接配置して、隣接する被処理物の間を抜ける前記冷却油の流れが抑制されるように前記被処理物が支持されるとよい。
かかる構成によれば、被処理物の厚さが内周側と外周側とで相違し、外周側が厚く、内周側が薄い場合には、隣接する被処理物間を通過する冷却油の速度によって、冷却斑が生じるが、前述のように隣接する被処理物を近接配置することで、隣接する被処理物間を抜ける冷却油の流れを抑制して、被処理物間を抜ける冷却油による冷却速度差を抑制することができる。すなわち、一番狭くなっている外周側間を通過する冷却油の油量を抑制して、被処理物の外周に沿って冷却油を流すようにすることで、前述のようなリム部間を通過する冷却油による冷却斑を低減できる。
【発明の効果】
【００１９】
以上記載のごとく本発明によれば、冷却槽は、載置台の下降位置における冷却油に下方を向く循環流を起生させる少なくとも一対の攪拌装置を配置した構成とされ、吊下げ治具に下方を向く循環流を起生することができるので、櫛歯状横長トレーの複数の掛止溝に均等間隔で支持された被処理物間に冷却油が導入される。
これにより、被処理物間の間隙を通過する冷却油は流速、流量共に一定となるので、各被処理物間の焼入歪差を無くすことができる。
また、冷却油は、吊下げ治具により縦向きに吊下げ保持される被処理物に沿って下方に循環するので、被処理物の吊下げ姿勢が安定化されるため焼入歪みを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係る被処理物の焼入装置全体を示す模式図である。
【図２】同じく焼入装置の冷却槽内部を示す断面図である。
【図３】被処理物が吊り具により冷却油の流れ方向と同一方向に懸張保持される態様の説明図である。
【図４】吊下げ治具の全体斜視図である。
【図５】吊下げ治具の櫛歯状横長トレーに均等間隔で吊下げ保持された被処理物と冷却油の流れとの関係を示す斜視図である。
【図６】吊下げ治具に均等保持される被処理物間における冷却油の流れの関係を示す説明図である。
【図７】昇降装置の下降開始時期と攪拌装置の回転開始時期を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載されている構成部品の寸法、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。
【００２２】
図１は本発明に係る一実施形態に係る被処理物の焼入装置全体を示す模式図である。焼入装置１は、熱処理の対象となる複数の被処理物を同時に焼入（急冷）するための装置であり、焼入装置１には浸炭加熱炉１０と冷却槽１００を備えている。
本発明の実施形態に係る被処理物として、例えばファイナルドライブギャとなる歯車Ｗが採用されている。
【００２３】
前記浸炭加熱炉１０の入口側及び出口側には搬入パージ室１２並びに搬出パージ室１４が配置されている。
前記搬入パージ室１２には、後述する吊下げ治具により複数の歯車Ｗが吊下げ保持された搬送台（パレット）８０を搬入する搬送装置２００が接続されており、搬入パージ室１２の入口側には外気と遮断する搬入扉１２ａが開閉可能に設けられている。
【００２４】
後述する搬出パージ室１４にも、焼入後の歯車Ｗを搬出する搬送装置２２０が接続されており、搬出パージ室１４の出口側には外気と遮断する搬出扉１４ｂが開閉可能に設けられている。而して、前記搬入、搬出パージ室１２、１４には、浸炭加熱炉１０との連通を遮断する中間扉１２ｂ，１４ａが開閉可能に設けられている。
【００２５】
搬入パージ室１２では、前記搬送装置２００から受け入れたパレット８０上に吊下げ保持された複数の歯車Ｗを、外気から隔離された雰囲気中で前記歯車Ｗを４００℃程度に加熱し、脱脂処理等の前処理を行っている。なお搬入パージ室１２は、これに限定されるものではなく、その内部の雰囲気中が置換出きれば良い。
【００２６】
前記浸炭加熱炉１０は、温度制御可能な昇温室になっており、ここでは、ＲＸガス等のキャリアガスの雰囲気中で歯車Ｗが９００℃程度に予備加熱される。すなわち、浸炭加熱炉１０内部の浸炭ゾーンでは、ＲＸガス等のキャリアガスと炭化水素ガス等のエンリッチガスが供給される。
前記搬入パージ室１２から浸炭加熱炉１０内部に搬出されたパレット８０上の歯車Ｗは、搬出パージ室１４側に向けて移送される過程で浸炭ガスの雰囲気中の各ゾーンで８００℃、９００℃、９００℃に加熱されつつ浸炭処理が行われる。
【００２７】
すなわち、加熱された浸炭加熱炉１０の内部を移送するパレット８０上の歯車Ｗは、８時間〜１０時間掛けて移送される過程で炭素成分が歯車Ｗの表面に付着される。
浸炭加熱炉１０の後方に配置される降温ゾーンでは、前記歯車Ｗを焼入処理前の温度とすべく８５０℃まで降温して均熱する。
【００２８】
浸炭加熱炉１０の後端に設けられた搬出パージ室１４には、浸炭処理後の加熱された歯車Ｗを急冷させて焼入するための冷却槽１００（後述する）に導入するエレベータ１５が昇降可能に設けられている。
【００２９】
次に、冷却槽１００に付き図２を参照して説明する。図１（ａ）は、冷却槽１００の正面断面図、（ｂ）は冷却槽１００のＡ−Ａ断面図である。
冷却槽１００の内部には略１００℃の冷却油１０２が充填されており、冷却槽１００の略中央には、浸炭加熱炉１０から搬出パージ室１４に搬出されたパレット８０上の歯車Ｗを下降させて冷却槽１００内部の冷却油１０２中に浸漬させるためのエレベータ１５が配置されている。
【００３０】
エレベータ１５には、複数の歯車Ｗを吊下げ保持したパレット８０を支持する平面視格子状に形成された水平な支持台１６が図示しない駆動源により昇降可能に設けられている。
冷却槽本体１１０の天板１１２上面には、前記エレベータ１５が昇降する昇降軸線１８の両側に２基の攪拌装置１０４ａ，１０４ｂが略対称位置に設置されている。
２基の攪拌装置１０４ａ，１０４ｂの下方には、２台のモータＭ１，Ｍ２によって同方向に回転駆動される一対の攪拌羽根１０５ａ，１０５ｂが冷却槽本体１１０の高さ方向略中間位置に設けられている。
【００３１】
冷却槽本体１１０の内部には、一対の攪拌羽根１０５ａ，１０５ｂ回転によって冷却油１０２に循環流を起生させるためのダクトが配設されている。
すなわち、上記ダクトとして、冷却槽本体１１０の底面中央には、昇降軸線１８に沿う一対の中央ダクト１０８ａ、一対の攪拌羽根１０５ａ，１０５ｂの両外側に対応する冷却槽本体１１０の底面には上方に案内する底部ダクト１０８ｂ，１０８ｃが左右対称に配設されている。
【００３２】
前記中央ダクト１０８ａは、中央に分岐板１０９が立設すると共に下方には外側に向く湾曲面が形成されている。前記底部ダクト１０８ｂ，１０８ｃは、底面から上方に立ち上る板状の湾曲面が形成されている。
また、冷却槽本体１１０の天板１１２裏面にも、下方側から天板１１２の裏面側と平行になる湾曲面を形成した一対の上部ダクト１０８ｄ，１０８ｅが左右対称に配設されている。
【００３３】
従って、２基の攪拌装置１０４ａ，１０４ｂを同時に起動させると、一対の攪拌羽根１０５ａ，１０５ｂが同方向に回転することによって冷却油１０２は、一対の攪拌羽根１０５ａ，１０５ｂの軸線上に夫々上昇流が形成される。
この上昇流は一対の上部ダクト１０８ｄ，１０８ｅに案内されて略中央で冷却流同士がぶつかり合い、昇降軸線１８に沿って下方に向く流れが形成され、下方に向く流れは、中央の分岐板１０９と中央ダクト１０８ａによって左右に分岐する流れが形成される。
【００３４】
なお、本発明の要部は、冷却槽内の冷却油にエレベータ１５の昇降軸線に沿って下方に向く流れを起生されることであり、好ましくは、焼入時に循環流が下方に移動する流速とエレベータが下降する速度が同一になることが望ましい。
この状態を得るために、エレベータが下降動作を開始する前に冷却槽の冷却油内に予め循環流を起生させておくことで、循環油の流速がエレベータの下降速度と同一速度に達することになり、焼入性能を向上させる効果があることが判る。
【００３５】
そこで、循環流が起生される時期とエレベータ１５の下降移動が開始される時期の関係に付き図７を参照して説明する。
図７は昇降装置の下降開始時期と攪拌装置の回転開始時期を示すタイムチャートである。
図７において、エレベータ１５の下降開始時期は、パレット８０が浸炭加熱炉１０から搬出パージ室１４に搬入された後、搬出パージ室１４の中間扉１４ａが閉じ始めた時点Ｐ１で攪拌装置１０４ａ，１０４ｂの回転指令信号により、攪拌羽根１０５ａ，１０５ｂが回転を開始する。これにより、冷却槽１００内では冷却油１０２にエレベータ１５の昇降軸線１８に沿って下方に向く循環流１０２ａ，１０２ｂが起生される。
【００３６】
次いで、搬出パージ室１４の中間扉１４ａが全ストロークの半分まで閉じた時点Ｐ２でエレベータ１５の下降指令が出力される。エレベータ１５の下降動作は、攪拌装置１０４ａ，１０４ｂの攪拌羽根１０５ａ，１０５ｂの回転開始後、時間Ｔ０経過してから開始される。エレベータ１５は、下降動作が開始してから約７〜８秒間で冷却槽内の下降端に達する。
すなわち、エレベータ１５の下降動作の開始により、パレット８０が冷却油１０２中に浸漬される迄に冷却槽１００内の冷却油１０２には所定流速の循環流１０２ａ，１０２ｂが起生されているので、下方に向く循環流１０２ａ，１０２ｂはエレベータ１５の下降速度と一致する流速に達している。
【００３７】
このように、循環流１０２ａ，１０２ｂは、エレベータ１５の下降位置において昇降軸線１８に沿って下方に流れ、冷却槽１００内の冷却油１０２に点線で示す矢印方向に循環する。
そして、前記循環流１０２ａ，１０２ｂは、図３に示すように所定間隔を保ってパレット８０上に吊下げ保持された歯車Ｗの両側および各歯車Ｗ間を下方に向けて流れるとともに前記パレット８０を支持した格子状の支持台１６（図２参照）を上方から下方に通過する。
【００３８】
下降位置にあるエレベータ１５の停止時間は約１０分間で、その間にパレット８０上の吊り具２５０に吊下げられた歯車が焼入処理されると、再び約７〜８秒間で元の搬出パージ室１４まで上昇し、前記搬出パージ室１４から搬出用の搬送装置２２０上に搬出される。
このように、前記パレット８０上に櫛歯状横長トレーの複数の掛止溝に均等間隔で吊下げ支持された歯車Ｗの両側には、エレベータ１５によって下降移動する支持台１６と同方向に冷却油１０２の循環流が形成されるので、吊下げ保持されている歯車Ｗは冷却油の抵抗で左右に振れることがなく姿勢が安定化されるため焼入歪みを低減することができる。
【００３９】
そこで、加熱後の歯車Ｗを櫛歯状横長トレーの複数の掛止溝に均等間隔で吊下げたパレット８０は、搬出パージ室１４からエレベータ１５の支持台１６に移載されると約７〜８秒間で下降しつつ、冷却槽１００内で予め昇降軸線に沿って下向きの循環流１０２ａ，１０２ｂが形成されている冷却油１０２内に浸漬される。
次いで、冷却油内でエレベータ１５を約１０分間停止させて歯車Ｗが焼入処理されると、再び約７〜８秒間で元の搬出パージ室１４まで上昇し、前記搬出パージ室１４から搬出用の搬送装置２２０上に搬出される。
【００４０】
次に、歯車Ｗを載置台に縦向きに吊下げ状態で懸張保持する吊り具に付き図３を参照して説明する。図３は歯車Ｗが吊り具により冷却油の流れ方向と同一方向に懸張保持される態様の説明図である。
図３において、２５０は吊下げ治具となる吊り具であって、吊り具２５０は、下端に歯車Ｗの取付け孔Ｗｈ上端内周縁を側面から２点で挿通掛止する保持爪２５３ａ，２５３ｂ（点線）が間隔調整可能に設けられており、上端にはフック２５４ａ，２５４ｂが固定されている。
【００４１】
２６０はビームであって、このビーム２６０は、パレット８０の支持部（図示せず）に支持される板状のハンガーフレーム２５８ａ，２５８ｂと、ハンガー２５８ａ，２５８ｂの下部を連結する下連結軸２５６と上部を連結する上連結軸２５７とから構成される。
このように、吊り具２５０によって縦向きに懸張保持される歯車Ｗの両側面には、冷却槽１００の内部における２基の攪拌装置１０４ａ，１０４ｂの起動によって下方に向く矢印で示す循環流１０２ａ，１０２ｂが起生される。
【００４２】
これにより、冷却槽１００内では、パレット８０の下降位置において下方を向く循環流１０２ａ，１０２ｂが起生されるので、冷却油１０２の流れ方向は、吊り具２５０に懸張保持される歯車Ｗの吊下げ方向と同一方向になる。よって、吊下げ保持されている歯車Ｗの姿勢が安定化されるため焼入歪みを低減することができる。
次に、複数の歯車Ｗを均等間隔で吊下げ保持する吊下げ治具の他の例となる櫛歯状の横長トレー２８０に付き図４を参照して説明する。
【００４３】
図４は吊下げ治具の全体斜視図であって、櫛歯状の横長トレー２８０は、一対の横長帯板２８０ａ，２８０ｂから構成されており、両横長帯板２８０ａ，２８０ｂは、前後部位が図示しない長さ調整可能な連結部材で一定幅を保つように連結されている。
一方側の横長帯板２８０ａの上端縁２６４ａには複数の掛止溝２６２ａが均等間隔で形成されており、図示しない下端縁側にも上端縁２６４ａの掛止溝２６２ａと対称形状の掛止溝が形成されている。
【００４４】
また、他方側帯板２８０ｂの上端縁２６４ｂには、複数の掛止溝２６２ｂが均等間隔で形成されており、下端縁側にも上端縁２６４ｂの掛止溝２６２ｂと対称形状の掛止溝が均等間隔で形成されている。
横長帯板２８０ａ，２８０ｂ両端の上下端縁には、パレット８０に立設した図示しない一対の支持部に掛止する掛止部２７０ａ，２７０ｂが形成されている。これら掛止部２７０ａ，２７０ｂは、左右の横長帯板２８０ａ，２８０ｂ上下端縁に形成された所定幅の掛止溝２６５ａ，２６５ｂ，２６６ａ，２６６ｂによって構成されている。
これらの掛止溝２６２ａ，２６２ｂは、歯車Ｗの中心部に形成された取付け孔Ｗｈの内周縁上部が少なくとも２点で支持されるようになっている。
すなわち、２点間の距離は、一対の横長帯板２８０ａ，２８０ｂ間を連結する図示しない連結部材の長さで決まるもので、歯車Ｗの取付け孔Ｗｈ内周縁上部を支持する掛止溝２６２ａ，２６２ｂ間の幅となる。
すなわち、取付け孔Ｗｈの内周縁上部を支持する２点間の距離は、安定性を保つために歯車Ｗの外径および取付け孔Ｗｈの内径によって決められる。
【００４５】
次に、吊下げ治具により均等な間隔で吊下げ保持された複数の歯車Ｗを冷却槽内で焼入処理する際の冷却油の流れの状態の一例に付き図５、図６を参照して説明する。
図５は、吊下げ治具の櫛歯状横長トレーに均等間隔で吊下げ保持された歯車と冷却油の流れの関係を示す斜視図、図６は吊下げ治具に均等保持される歯車間における冷却油の流れの関係を示す説明図である。
【００４６】
図５及び図６において、櫛歯状横長トレー２８０の長手方向上端縁に均等間隔で形成された掛止溝２６２ａに複数の歯車Ｗの薄肉部に形成された取付け孔Ｗｈの内周縁上部が前記横長帯板２８０ａ、２８０ｂ上部の掛止溝２６２ａ、２６２ｂ間の２点で吊下げ保持されている。掛止溝２６２ａの幅は歯車Ｗの取付け孔Ｗｈ周縁の肉厚に相当し、歯車Ｗの歯が削成される外輪（リム部）は取付け孔Ｗｈ周縁の肉厚より幅広に形成されている。
【００４７】
パレット８０上に取付けられた吊下げ治具に複数の歯車Ｗを縦向きに吊下げ保持した状態で冷却槽内で急冷する際には、歯車Ｗの外周および歯車Ｗ間で形成される広い空間に冷却油１０２が流れる。
すなわち、複数の歯車Ｗが櫛歯状横長トレー２８０の掛止溝２６２ａに支持された状態では、隣接する歯車Ｗ間においてリム部の間隔が一番狭く、取付け孔Ｗｈ周縁の薄肉部間に広い空間が形成される。
従って、歯車Ｗ間において、リム部間を通過する冷却油の油量によって焼入性能が決められる。このように適正な油量を得るために、櫛歯状横長トレー２８０の長手方向に形成される掛止溝２６２ａの間隔が決められる。
【００４８】
また、隣接する歯車Ｗ間を近接してリム部間を通過する油量を抑制するようにしてもよい。すなわち、一番狭くなっているリム部間を通過する冷却油の油量を抑制して、歯車Ｗの外周に沿って冷却油を流すようにすることで、前述のようなリム部間を通過する冷却油による冷却斑を低減できる。
外周側が厚く、内周側が薄い場合には、隣接する歯車Ｗ間を通過する冷却油の速度によって、冷却斑が生じるが、前述のように隣接する歯車Ｗ間を近接配置することで、隣接する歯車Ｗ間を抜ける冷却油の流れを抑制して、被処理物間を抜ける冷却油による冷却速度差を抑制することができる。
【００４９】
以上述べたように、冷却槽１００は、パレット８０の下降位置における冷却油１０２に下方を向く循環流を起生させる少なくとも一対の攪拌装置１０４ａ，１０４ｂを配置した構成とされ、吊下げ治具に下方を向く循環流１０２ａ，１０２ｂを起生することができるので、櫛歯状横長トレー２８０の複数の掛止溝２６２ａに均等間隔で支持された歯車Ｗ間に冷却油１０２が導入される。
これにより、歯車Ｗ間の間隙を通過する冷却油は流速、流量共に一定となるので、各被処理物間の焼入歪差を無くすことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
本発明によれば、載置台に吊下げ状態で保持された被処理物を冷却槽内に浸漬して冷却する際に姿勢を安定化させ、上下段での焼入歪差を低減することができるので、冷却槽内の冷却油に浸漬させて焼入れを行う被処理物の焼入装置への利用に適している。
【符号の説明】
【００５１】
１ 焼入装置
１５ エレベータ（昇降装置）
８０ パレット（載置台）
１００ 冷却槽
１０２ 冷却油
１０２ａ，１０２ｂ 循環流
１０４ａ，１０４ｂ 攪拌装置
２５０ 吊り具（吊下げ治具）
２６２ａ，２６２ｂ 掛止溝
２７０ａ，２７０ｂ 掛止部
２８０ 横長トレー（吊下げ治具）
Ｗ 歯車（被処理物）
Ｗｈ 取付孔
【特許請求の範囲】
【請求項１】
取付孔を有する被処理物であって、加熱処理後の該被処理物を昇降装置の下降により冷却槽内の冷却油に浸漬させて焼入れを行う被処理物の焼入装置において、
前記取付孔を有する被処理物を載置台に縦向きに吊下げ保持する吊下げ治具を備え、前記冷却槽は、載置台の下降位置における冷却油に下方を向く循環流を起生させる攪拌装置が配置されて成り、前記冷却油の流れ方向を前記吊下げ治具に懸張保持される被処理物の吊下げ方向と同一方向になるように構成したことを特徴とする被処理物の焼入装置。
【請求項２】
前記吊下げ治具は、長手方向に複数の掛止溝を均等間隔に設けて前記掛止溝に前記被処理物の取付孔内周縁上部を支持する櫛歯状の横長トレーと、該横長トレーの両端に設けられ前記載置台に立設した支持部に掛止される掛止部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の被処理物の焼入装置。
【請求項３】
前記吊下げ治具は、前記載置台の支持部に前記横長トレーの両端を水平に掛止する掛止部が上下段に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の被処理物の焼入装置。
【請求項４】
前記吊下げ治具は、下方を向く循環流の流れが起生された冷却槽内の下降位置における前記載置台に、前記被処理物の取付孔内周縁上部を少なくとも２点で懸張保持する吊り具を有していることを特徴とする請求項１に記載の被処理物の焼入装置。
【請求項５】
前記被処理物を横長トレー方向に近接配置して、隣接する被処理物の間を抜ける前記冷却油の流れが抑制されるように前記被処理物が支持されることを特徴とする請求項２に記載の被処理物の焼入装置。
【請求項１】
取付孔を有する被処理物であって、加熱処理後の該被処理物を昇降装置の下降により冷却槽内の冷却油に浸漬させて焼入れを行う被処理物の焼入装置において、
前記取付孔を有する被処理物を載置台に縦向きに吊下げ保持する吊下げ治具を備え、前記冷却槽は、載置台の下降位置における冷却油に下方を向く循環流を起生させる攪拌装置が配置されて成り、前記冷却油の流れ方向を前記吊下げ治具に懸張保持される被処理物の吊下げ方向と同一方向になるように構成したことを特徴とする被処理物の焼入装置。
【請求項２】
前記吊下げ治具は、長手方向に複数の掛止溝を均等間隔に設けて前記掛止溝に前記被処理物の取付孔内周縁上部を支持する櫛歯状の横長トレーと、該横長トレーの両端に設けられ前記載置台に立設した支持部に掛止される掛止部とを備えたことを特徴とする請求項１に記載の被処理物の焼入装置。
【請求項３】
前記吊下げ治具は、前記載置台の支持部に前記横長トレーの両端を水平に掛止する掛止部が上下段に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の被処理物の焼入装置。
【請求項４】
前記吊下げ治具は、下方を向く循環流の流れが起生された冷却槽内の下降位置における前記載置台に、前記被処理物の取付孔内周縁上部を少なくとも２点で懸張保持する吊り具を有していることを特徴とする請求項１に記載の被処理物の焼入装置。
【請求項５】
前記被処理物を横長トレー方向に近接配置して、隣接する被処理物の間を抜ける前記冷却油の流れが抑制されるように前記被処理物が支持されることを特徴とする請求項２に記載の被処理物の焼入装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−９１８１４（Ｐ２０１３−９１８１４Ａ）
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３２６６８（Ｐ２０１１−２３２６６８）
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月１６日（２０１３．５．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２４日（２０１１．１０．２４）
【出願人】（０００００６２８６）三菱自動車工業株式会社 (2,892)
【Ｆターム（参考）】
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