(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-06-24
(45)【発行日】2022-07-04
(54)【発明の名称】熱処理装置
(51)【国際特許分類】
C21D 1/64 20060101AFI20220627BHJP
C21D 1/00 20060101ALI20220627BHJP
C21D 1/18 20060101ALI20220627BHJP
【ＦＩ】
C21D1/64
C21D1/00 121
C21D1/18 U
【請求項の数】
3
(21)【出願番号】P 2021068458
(22)【出願日】2021-04-14
(62)【分割の表示】P 2016174684の分割
【原出願日】2016-09-07
(65)【公開番号】P2021105219
(43)【公開日】2021-07-26
【審査請求日】2021-04-15
(73)【特許権者】
【識別番号】000167200
【氏名又は名称】株式会社ジェイテクトサーモシステム
(74)【代理人】
【識別番号】110000280
【氏名又は名称】特許業務法人サンクレスト国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】田中 康規
(72)【発明者】
【氏名】速水 良昭
(72)【発明者】
【氏名】藤山 周秀
(72)【発明者】
【氏名】中田 綾香
【審査官】岡田 眞理
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１３－０８７３５９（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２０１７９３６４３（ＣＮ，Ｕ）
【文献】米国特許第０２６３９０４７（ＵＳ，Ａ）
【文献】特開２０１３－０９１８１４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１３２９５８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－０１７１９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】中国実用新案第２０２８６５２７９（ＣＮ，Ｕ）
【文献】中国実用新案第２０５２２３３０２（ＣＮ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｃ２１Ｄ １／００－１／８４
Ｃ２１Ｄ ９／００－９／４４
Ｃ２１Ｄ ９／５０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
冷却液を貯留する液槽と、液槽内で冷却液を循環させる循環装置とを備え、
前記循環装置は、
前記液槽内のワーク投入領域の側方において下方から上方への冷却液の流れを生成する流れ生成手段と、
前記流れ生成手段を外側から囲み、当該流れ生成手段による冷却液の流れを案内する案内部材と、
前記案内部材の上端から流出した冷却液の流れを前記ワーク投入領域へ向かう方向の流れに整流する整流部材とを備え、
前記流れ生成手段はスクリューであり、
前記整流部材は、前記スクリューによる前記冷却液の旋回流を前記ワーク投入領域へ向かう方向の流れに整流する第２整流部を備え、
前記第２整流部は、前記案内部材の上方に配置されるとともに、平面視で円弧形状に形成されかつ当該円弧形状の弦に相当する部分を開口部とする第２整流面を有し、前記開口部が前記ワーク投入領域に向けて配置され、
前記整流部材は、前記案内部材の上端から流出した冷却液の上下方向の流れを前記ワーク投入領域へ向く水平な流れに整流する第１整流部を備えている、熱処理装置。
【請求項2】
前記第１整流部は、前記案内部材の上方に配置され、前記ワーク投入領域に近い側が高く、ワーク投入領域から離れた側が低くなるように傾斜した第１整流面を有している、請求項１に記載の熱処理装置。
【請求項3】
前記案内部材が、前記ワーク投入領域の側方に並列して複数設けられており、前記スクリューは、前記各案内部材の内部に設けられるとともに互いに同一方向に回転駆動され、
前記各案内部材の上方に配置された前記第２整流部は、互いに前記開口部を異なる方向に向けて配置されている、請求項１又は請求項２に記載の熱処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、金属の焼入処理等に用いられる熱処理装置に関する。
【背景技術】
【0002】
金属部品等のワークの焼入処理に用いられる熱処理装置として、例えば下記特許文献１に記載されるように、冷却油を貯留する油槽と、ワークが収容されたバスケットを油槽内のワーク投入領域と油槽の上方位置との間で上下に昇降させる昇降装置と、油槽内で冷却油を循環させる循環装置と、を備えたものが知られている。
【0003】
循環装置は、油槽内で冷却油を循環させることによってワークの表面に積極的に冷却油を接触させ、ワークを急冷させる。特許文献１記載の循環装置は、例えば図１０に示すように、冷却油の循環路を形成するダクト１３１と、ダクト１３１の内部に配置され冷却油の循環流を生成するスクリュー１４１とを備えている。ダクト１３１は、油槽１１１内のワーク投入領域Ｒを挟んで当該ワーク投入領域Ｒの左右両側に上下方向に沿って配置された一対の縦管部１３１Ａと、ワーク投入領域Ｒの下方に一端が配置され他端が縦管部１３１Ａの下端開口に接続された曲管部１３１Ｂとを備えている。そして、縦管部１３１Ａ内に配置されたスクリュー１４１を作動させることによって、ワーク投入領域Ｒ下方の冷却油が曲管部１３１Ｂの一端１３１Ｂ１から吸い込まれ、曲管部１３１Ｂを通過して縦管部１３１Ａ内を下方から上方へ向けて流動する。そして、縦管部１３１Ａの上端から流出した冷却油は、その後ワーク投入領域Ｒの上方へ流れ、ワーク投入領域Ｒを上方から下方へ通過し、再び曲管部１３１Ｂの一端１３１Ｂ１から吸い込まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１２－１２６９６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
図１０に示す焼入装置においては、ダクト１３１を介して油槽１１１内で冷却油を循環させるため、ワーク投入領域Ｒに投入されたワークを冷却することができる。しかし、縦管部１３１Ａの上端から流出した直後の冷却油は、一部がワーク投入領域Ｒ以外の方向（点線矢印ａ参照）にも流れるため、その分だけワーク投入領域Ｒを上方から下方へ通過する冷却油の流速が低下する可能性がある。
【0006】
ワーク投入領域Ｒを通過する冷却油の流速を高めることは、熱処理後のワークの品質を向上させるために有効である。したがって、本発明は、ワーク投入領域を流れる冷却液の流速をより高め、熱処理後のワークの品質を向上させることができる熱処理装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、
冷却液を貯留する液槽と、
液槽内で冷却液を循環させる循環装置とを備え、
前記循環装置は、
前記液槽内のワーク投入領域の側方において下方から上方への冷却液の流れを生成する流れ生成手段と、
前記流れ生成手段を外側から囲み、当該流れ生成手段による冷却液の流れを案内する案内部材と、
前記案内部材の上端から流出した冷却液の流れを前記ワーク投入領域へ向く流れに整流する整流部材とを備えている。
冷却液を貯留する液槽と、
液槽内で冷却液を循環させる循環装置とを備え、
前記循環装置は、
前記液槽内のワーク投入領域の側方において下方から上方への冷却液の流れを生成する流れ生成手段と、
前記流れ生成手段を外側から囲み、当該流れ生成手段による冷却液の流れを案内する案内部材と、
前記案内部材の上端から流出した冷却液の流れを前記ワーク投入領域へ向く流れに整流する整流部材とを備えている。
【0008】
この構成によれば、案内部材の上端から流出する冷却液を積極的にワーク投入領域へ向けて流すことができ、ワーク投入領域に流入する冷却液の流速の低下を抑制することができる。これにより、熱処理が促進されて品質のバラツキも少なくなり、熱処理後のワークの品質を向上させることができる。
【0009】
前記整流部材は、前記案内部材の上端から流出した冷却液の上下方向の流れを前記ワーク投入領域へ向く水平方向の流れに整流する第１整流部を備えていることが好ましい。
また、前記第１整流部は、前記案内部材の上方に配置され、前記ワーク投入領域に近い側が高く、ワーク投入領域から離れた側が低くなるように傾斜した第１整流面を有していることが好ましい。
このような構成によって、案内部材から上方へ流出した冷却液を整流面に当てることによって、好適に冷却液の流れをワーク投入領域へ向く方向の流れに整流することができる。
また、前記第１整流部は、前記案内部材の上方に配置され、前記ワーク投入領域に近い側が高く、ワーク投入領域から離れた側が低くなるように傾斜した第１整流面を有していることが好ましい。
このような構成によって、案内部材から上方へ流出した冷却液を整流面に当てることによって、好適に冷却液の流れをワーク投入領域へ向く方向の流れに整流することができる。
【0010】
前記流れ生成手段はスクリューであり、前記整流部材は、前記スクリューによる前記冷却液の旋回流を前記ワーク投入領域へ向く流れに整流する第２整流部を備えていることが好ましい。
また、第２整流部は、前記案内部材の上方に配置されるとともに、平面視で円弧形状に形成されかつ当該円弧形状の弦に相当する部分を開口部とする第２整流面を有し、前記開口部が前記ワーク投入領域に向けて配置されていることが好ましい。
このような構成によって、案内部材から上方へ流出し、スクリューによって旋回流とされた冷却液を、第２整流面に沿って流れさせつつ開口部からワーク投入領域へ向かう方向に整流することができる。
また、第２整流部は、前記案内部材の上方に配置されるとともに、平面視で円弧形状に形成されかつ当該円弧形状の弦に相当する部分を開口部とする第２整流面を有し、前記開口部が前記ワーク投入領域に向けて配置されていることが好ましい。
このような構成によって、案内部材から上方へ流出し、スクリューによって旋回流とされた冷却液を、第２整流面に沿って流れさせつつ開口部からワーク投入領域へ向かう方向に整流することができる。
【0011】
前記案内部材は、前記ワーク投入領域の側方に複数並列して設けられており、
前記スクリューは、前記各案内部材の内部に設けられるとともに互いに同一方向に回転駆動され、
前記各案内部材の上方に配置された前記第２整流部は、互いに前記開口部を異なる方向に向けて配置されていることが好ましい。
このような構成によって、複数の案内部材から流出する冷却液を、それぞれ旋回流の方向に応じてワーク投入領域に向けて適切に整流することができる。
前記スクリューは、前記各案内部材の内部に設けられるとともに互いに同一方向に回転駆動され、
前記各案内部材の上方に配置された前記第２整流部は、互いに前記開口部を異なる方向に向けて配置されていることが好ましい。
このような構成によって、複数の案内部材から流出する冷却液を、それぞれ旋回流の方向に応じてワーク投入領域に向けて適切に整流することができる。
【0012】
前記案内部材は、前記ワーク投入領域を挟んで当該ワーク投入領域の両側方に設けられていてもよい。
このような構成によって、液槽内の冷却液をワーク投入領域の両側において液槽内の冷却を循環させることができる。
このような構成によって、液槽内の冷却液をワーク投入領域の両側において液槽内の冷却を循環させることができる。
【発明の効果】
【0013】
本発明の熱処理装置によれば、ワーク投入領域を通過する冷却液の流速を高めることができ、熱処理後のワークの品質を向上させることできる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
【図1】第１の実施形態に係る熱処理装置を概略的に示す正面断面図である。
【図2】熱処理装置の油槽及びその内部を説明する平面図である。
【図3】熱処理装置の油槽及びその内部を説明する斜視図である。
【図4】スクリューを示す平面図及び側面図である。
【図5】整流部材を示す斜視図である。
【図6】比較例に係る熱処理装置の油槽及びその内部を説明する平面図である。
【図7】第２の実施形態に係る熱処理装置の油槽及びその内部を説明する平面図である。
【図8】第３の実施形態に係る熱処理装置の油槽及びその内部を説明する平面図である。
【図9】変形例に係る熱処理装置の整流部材を示す斜視図である。
【図10】従来の熱処理装置を示す正面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0015】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る熱処理装置を概略的に示す正面図である。図２は、熱処理装置の油槽及びその内部を説明する平面図、図３は、同斜視図である。
なお、以下の説明においては、図１の左右方向を熱処理装置の左右方向とし、図１の紙面貫通方向を熱処理装置の前後方向とする。
［第１の実施形態］
図１は、第１の実施形態に係る熱処理装置を概略的に示す正面図である。図２は、熱処理装置の油槽及びその内部を説明する平面図、図３は、同斜視図である。
なお、以下の説明においては、図１の左右方向を熱処理装置の左右方向とし、図１の紙面貫通方向を熱処理装置の前後方向とする。
【0016】
本実施形態の熱処理装置１０は、所定の温度に加熱された金属部品等のワークを冷却油（冷却液）Ｅに浸漬して急冷する焼入装置である。熱処理装置１０は、油槽（液槽）１１と、循環装置１３とを備えている。
【0017】
（油槽の構成）
油槽１１は、平面視で矩形状の底壁部１１ａと、底壁部１１ａの４辺から上方に立ち上がる側壁部１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅとを有し、上方が開放している。底壁部１１ａは、左右方向に長い長方形状に形成されている。したがって、油槽１１は、前後方向の奥行きよりも左右方向の幅の方が大きい略直方体形状に形成されている。油槽１１内には、ワークを冷却するための冷却油Ｅが貯留される。また、油槽１１内には、ワークを投入するためのワーク投入領域Ｒが、左右方向及び前後方向の略中央部に設定されている。このワーク投入領域Ｒに、ワークを収容したバスケット１５が投入される。また、油槽１１内には、冷却油Ｅの温度を調整するヒーター１６（図２参照）が設けられている。
油槽１１は、平面視で矩形状の底壁部１１ａと、底壁部１１ａの４辺から上方に立ち上がる側壁部１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ、１１ｅとを有し、上方が開放している。底壁部１１ａは、左右方向に長い長方形状に形成されている。したがって、油槽１１は、前後方向の奥行きよりも左右方向の幅の方が大きい略直方体形状に形成されている。油槽１１内には、ワークを冷却するための冷却油Ｅが貯留される。また、油槽１１内には、ワークを投入するためのワーク投入領域Ｒが、左右方向及び前後方向の略中央部に設定されている。このワーク投入領域Ｒに、ワークを収容したバスケット１５が投入される。また、油槽１１内には、冷却油Ｅの温度を調整するヒーター１６（図２参照）が設けられている。
【0018】
図１に示すように、ワークを収容したバスケット１５は、図示しない昇降装置によって油槽１１の内部と油槽１１の上方位置との間で上下方向に昇降する。下降したバスケット１５は、前述のワーク投入領域Ｒに位置付けられる。バスケット１５は、平面視矩形状の網状トレイからなり、内外に冷却油Ｅを流通させることができる構造となっている。このバスケット１５に、焼入温度に加熱したワークが多数収容される。バスケット１５は、複数枚が上下方向に積み重ねられた状態で昇降枠２１に支持される。図示例では５枚のバスケット１５が上下方向に積み重ねられている。
【0019】
昇降枠２１は、図示しない駆動装置によって昇降駆動される。また、昇降枠２１は、図示しないガイド部材によって昇降が案内される。
昇降枠２１は、左右一対の側板２５と、一対の側板２５の上端部間に架設された上部枠２６と、側板２５の下端部間に架設された下部枠２７とを備えている。側板２５は、側面視で四角形状に形成されている。側板２５の前端及び後端は、それぞれ油槽１１の前側の側壁部１１ｂと後側の側壁部１１ｃとの近傍にまで至っている。したがって、側板２５は、油槽１１の内部を、ワーク投入領域Ｒと、その左右外側の領域とに区画している。
昇降枠２１は、左右一対の側板２５と、一対の側板２５の上端部間に架設された上部枠２６と、側板２５の下端部間に架設された下部枠２７とを備えている。側板２５は、側面視で四角形状に形成されている。側板２５の前端及び後端は、それぞれ油槽１１の前側の側壁部１１ｂと後側の側壁部１１ｃとの近傍にまで至っている。したがって、側板２５は、油槽１１の内部を、ワーク投入領域Ｒと、その左右外側の領域とに区画している。
【0020】
上部枠２６は、一対の側板２５の前後方向の略中央部に架設されている。一対の側板２５の間で上部枠２６の前後両側は上下方向に開放され、冷却油Ｅが通過可能となっている。
下部枠２７は、バスケット１５を下方から支持した状態でバスケット１５を前後方向に搬送する搬送装置により構成されている。この搬送装置２７は、図１及び図２に示すように、一対の側板２５の前部側と後部側とに架設された前後一対の軸２７ａと、各軸２７ａに取り付けられた左右一対のスプロケット２７ｂと、前後に対応するスプロケット２７ｂに巻き掛けられた搬送チェーン２７ｃとを備えている。一方の軸２７ａは、図示しない駆動装置によって回転駆動される。
下部枠２７は、バスケット１５を下方から支持した状態でバスケット１５を前後方向に搬送する搬送装置により構成されている。この搬送装置２７は、図１及び図２に示すように、一対の側板２５の前部側と後部側とに架設された前後一対の軸２７ａと、各軸２７ａに取り付けられた左右一対のスプロケット２７ｂと、前後に対応するスプロケット２７ｂに巻き掛けられた搬送チェーン２７ｃとを備えている。一方の軸２７ａは、図示しない駆動装置によって回転駆動される。
【0021】
バスケット１５は、左右の搬送チェーン２７ｃ上に載置されることによって昇降枠２１に支持される。搬送チェーン２７ｃは、昇降枠２１が上昇位置にあるときに回走されることによって、熱処理装置１０の外部から昇降枠２１内にバスケット１５を受け入れ、又は、焼入終了後にバスケット１５を昇降枠２１から外部へ排出するように構成されている。
側板２５及び搬送チェーン２７ｃの左右方向の各間であって前後の軸２７ａの間は上下方向に開放され、冷却油Ｅが通過可能となっている。
側板２５及び搬送チェーン２７ｃの左右方向の各間であって前後の軸２７ａの間は上下方向に開放され、冷却油Ｅが通過可能となっている。
【0022】
（循環装置の構成）
図１及び図３に示すように、循環装置１３は、ダクト３１～３４と、スクリュー（流れ生成手段）４１とを備えている。ダクト３１～３４は、油槽１１内の前部側に配置された左右一対の第１ダクト３１及び第２ダクト３２と、油槽１１内の後部側に配置された左右一対の第３ダクト３３及び第４ダクト３４とからなる。第１ダクト３１と第２ダクト３２とは、ワーク投入領域Ｒを挟んでその左右両側に対向して配置されている。第３ダクト３３と第４ダクト３４とは、ワーク投入領域Ｒを挟んでその左右両側に対向して配置されている。つまり、ワーク投入領域Ｒを挟む左右一対のダクトが前後に二対設けられている。第１ダクト３１と第３ダクト３３とは前後に並設して配置され、第２ダクト３２と第４ダクト３４とは前後に並設して配置されている。
図１及び図３に示すように、循環装置１３は、ダクト３１～３４と、スクリュー（流れ生成手段）４１とを備えている。ダクト３１～３４は、油槽１１内の前部側に配置された左右一対の第１ダクト３１及び第２ダクト３２と、油槽１１内の後部側に配置された左右一対の第３ダクト３３及び第４ダクト３４とからなる。第１ダクト３１と第２ダクト３２とは、ワーク投入領域Ｒを挟んでその左右両側に対向して配置されている。第３ダクト３３と第４ダクト３４とは、ワーク投入領域Ｒを挟んでその左右両側に対向して配置されている。つまり、ワーク投入領域Ｒを挟む左右一対のダクトが前後に二対設けられている。第１ダクト３１と第３ダクト３３とは前後に並設して配置され、第２ダクト３２と第４ダクト３４とは前後に並設して配置されている。
【0023】
第１～第４ダクト３１～３４は、それぞれ縦管部３１Ａ～３４Ａと、曲管部３１Ｂ～３４Ｂとを備えている。各縦管部３１Ａ～３４Ａは、円筒形状に形成され、筒軸心が上下方向に沿って配置されている。図２及び図３に示すように、第１ダクト３１の縦管部（第１縦管部）３１Ａは、油槽１１の前部左側のコーナー部に沿って配置され、第２ダクト３２の縦管部（第２縦管部）３２Ａは、油槽１１の前部右側のコーナー部に沿って配置されている。第３ダクト３３の縦管部（第３縦管部）３１Ａは、油槽１１の後部左側のコーナー部に沿って配置され、第４ダクト３４の縦管部（第４縦管部）３４Ａは、油槽１１の後部右側のコーナー部に沿って配置されている。
【0024】
図１及び図３に示すように、第１～第４ダクト３１～３４の曲管部（第１～第４曲管部）３１Ｂ～３４Ｂは、それぞれ正面視で略Ｌ字形状に屈曲されている。第１～第４曲管部３１Ｂ～３４Ｂは、それぞれ一端が第１～第４縦管部３１Ａ～３４Ａの下端部に接続され、他端がワーク投入領域Ｒの下方に臨んでいる。第１～第４曲管部３１Ｂ～３４Ｂの他端は、冷却油Ｅの吸込口３５とされる。各曲管部３１Ｂ～３４Ｂの吸込口３５は、ワーク投入領域Ｒに配置された昇降枠２１の側板２５の直下近傍に配置されている。なお、前後に並ぶ第１曲管部３１Ｂと第３曲管部３３Ｂとは一体的に接続されていてもよく、第２曲管部３２Ｂと第４曲管部３４Ｂとは一体的に接続されていてもよい。
【0025】
スクリュー４１は、第１～第４縦管部３１Ａ～３４Ａの内部にそれぞれ配置されている。各スクリュー４１は、図４に示すように、上下方向に沿って配置された回転軸４２と、回転軸４２に取り付けられた翼部４３とを備えている。本実施形態の翼部４３は、３枚一組の羽根４３ａによって構成され、回転軸４２の上下２箇所に設けられている。図１に示すように、回転軸４２は、油槽１１内の冷却油Ｅよりも上方に延び、油槽１１の上部に設けられた機枠１４に固定されたモータ４４に接続され、モータ４４によって回転駆動される。
【0026】
図２及び図４に示すように、スクリュー４１は、矢印ｂ方向（反時計回り）に回転することによって、図１に示すように、縦管部３１Ａ～３４Ａ内に下方から上方へ向かう冷却油Ｅの流れを生成する。この冷却油Ｅの流れによって、ワーク投入領域Ｒの下方における冷却油Ｅが曲管部３１Ｂ～３４Ｂの吸込口３５から吸い込まれ、縦管部３１Ａ～３４Ａの上端から流出する。縦管部３１Ａ～３４Ａは、スクリュー４１を外側から囲い、下方から上方への冷却油Ｅの流れを案内する案内部材として機能する。そして縦管部３１Ａ～３４Ａの上端から流出した冷却油Ｅは、ワーク投入領域Ｒの上方から下方に向かって流れ、再び曲管部３１Ｂ～３４Ｂの吸込口３５から吸い込まれる。このような作用によって油槽１１内で冷却油Ｅが循環し、ワーク投入領域Ｒに配置されたワークが適切に冷却される。
【0027】
循環装置１３は、各ダクト３１～３４の縦管部３１Ａ～３４Ａの上端から流出した冷却油Ｅの流れをワーク投入領域Ｒへ向く方向に整流する整流部材５０を備えている。図５は、整流部材５０を示す斜視図である。本実施形態の整流部材５０は、各縦管部３１Ａ～３４Ａの上方に配置され、第１整流部５１と第２整流部５２とを備えている。
【0028】
第２整流部５２は、円弧状に湾曲された板材であり、縦管部３１Ａ～３４Ａの上端から上方へ延長する形態で設けられている。本実施形態の第２整流部５２は、半円弧形状に形成されている。第２整流部５２は、円弧形状の弦ｇに相当する部分が開口部５２ａとなり、当該開口部５２ａが、ワーク投入領域Ｒに向くように配置されている。また、第２整流部５２の円弧状の内面は、冷却油Ｅの流れを整流する第２整流面５２ｂとされている。
【0029】
図２に示すように、第２縦管部３２Ａ及び第３縦管部３３Ａに対応して設けられた第２整流部５２は、開口部５２ａがワーク投入領域Ｒに正対するように、すなわち開口部５２ａが左右方向に向くように配置されている。
第１縦管部３１Ａに対応して設けられた整流部材５０の第２整流部５２は、ワーク投入領域Ｒに正対する方向（右方向）に対してやや後側、例えば約４５°後側に傾いた方向に向いている。逆に、第４縦管部３４Ａに対応して設けられた整流部材５０の第２整流部５２は、ワーク投入領域Ｒに正対する方向（左方向）に対してやや前側、例えば約４５°前側に傾いた方向に向いている。スクリュー４１の回転方向ｂとの関係では、第１及び第４縦管部３１Ａ、３４Ａに対応する第２整流部５２は、開口部５２ａがスクリュー４１の回転方向ｂの先方側に傾斜している。
第１縦管部３１Ａに対応して設けられた整流部材５０の第２整流部５２は、ワーク投入領域Ｒに正対する方向（右方向）に対してやや後側、例えば約４５°後側に傾いた方向に向いている。逆に、第４縦管部３４Ａに対応して設けられた整流部材５０の第２整流部５２は、ワーク投入領域Ｒに正対する方向（左方向）に対してやや前側、例えば約４５°前側に傾いた方向に向いている。スクリュー４１の回転方向ｂとの関係では、第１及び第４縦管部３１Ａ、３４Ａに対応する第２整流部５２は、開口部５２ａがスクリュー４１の回転方向ｂの先方側に傾斜している。
【0030】
図５に示すように、第１整流部５１は、第２整流部５２の内部に設けられている。第１整流部５１は、略半円形（半楕円形）の板材であり、第２整流部５２の開口部５２ａ側が高く開口部５２ａから離れるほど低くなるように傾斜して設けられている。第１整流部５１は、上下方向（又は水平方向）に対して約４５°の角度で傾斜している。第１整流部５１は、縦管部３１Ａ～３４Ａの上端開口の略半分を上方から覆うように配置されている。第１整流部５１の下面は、冷却油Ｅの流れを整流する第１整流面５１ｂとされている。
【0031】
図１に示すように、第１～第４縦管部３１Ａ～３４Ａ内を流れる冷却油Ｅは、その上端から上方へ向けて流出し、第１整流部５１の第１整流面５１ｂに当たる。これにより、冷却油Ｅの流れが、上方向から水平方向に整流される。したがって、縦管部３１Ａ～３４Ａから流出した冷却油Ｅを、ワーク投入領域Ｒに向けて積極的に導くことができ、ワーク投入領域Ｒへ流れる冷却油Ｅの流速の低下を抑制することができる。
【0032】
図２に示すように、第１～第４縦管部３１Ａ～３４Ａ内を流れる冷却油Ｅは、スクリュー４１の回転によって旋回しながら上昇し、縦管部３１Ａ～３４Ａの上端から流出する。冷却油Ｅは第２整流部５２の円弧内に流入し、第２整流面５２ｂに沿って旋回しつつ、開口部５２ａから流出する。第２整流部５２の開口部５２ａは、ワーク投入領域Ｒに向けられているので、当該開口部５２ａから流出した冷却油Ｅはワーク投入領域Ｒに向けて流れる。したがって、ワーク投入領域Ｒへ流れる冷却油Ｅの流速の低下を抑制することができる。
【0033】
前述したように、第１及び第４縦管部３１Ａ，３４Ａに対応して設けられた整流部材５０の第２整流部５２は、開口部５２ａがワーク投入領域Ｒに正対する方向よりも前後方向に傾けて配置されている。これは、スクリュー４１の回転による冷却油Ｅの旋回流を考慮したものである。以下、詳細に説明する。
【0034】
図６は、比較例に係る熱処理装置の油槽及びその内部を説明する平面図である。この比較例における熱処理装置は、第１及び第４縦管部３１Ａ、３４Ａに対応して設けられた整流部材５０の第２整流部５２の開口部５２ａが、ワーク投入領域Ｒに正対するように配置されている。
【0035】
図６において、各縦管部３１Ａ～３４Ａから流出し、第２整流部５２に流入した冷却油Ｅは、第２整流部５２の内面に沿って旋回しつつ開口部５２ａから流出するため、開口部５２ａからの流出方向は、開口部５２ａの正面方向よりも若干傾いた方向となる。具体的には、第２縦管部３２Ａから流出する冷却油Ｅは、スクリュー４１の回転によって開口部５２ａの正面方向（左方向）よりもやや後側に傾いた方向、言い換えると、ワーク投入領域Ｒの平面中央部（油槽１１の平面中央部）Ｐ側へ傾いた方向に流れる（実線矢印Ｂ参照）。
【0036】
同様に、第３縦管部３３Ａから流出する冷却油Ｅは、スクリュー４１の回転によって開口部５２ａの正面方向（右方向）よりもやや前側に傾いた方向、言い換えると、ワーク投入領域Ｒの平面中央部（油槽１１の平面中央部）Ｐ側へ傾いた方向に流れる（実線矢印Ｃ参照）。したがって、これらの第２整流部５２の開口部５２ａから流出する冷却油Ｅは、ワーク投入領域Ｒに直接的に向かって流れるため、流速の低下が好適に抑制される。
【0037】
これに対して、第１縦管部３１Ａから流出する冷却油Ｅは、スクリュー４１の回転によって開口部５２ａの正面方向（右方向）よりもやや前側に傾いた方向、言い換えると、油槽１１の前壁部１１ｂに向かう方向に流れる（点線矢印Ａ’参照）。そのため、冷却油Ｅは、前壁部１１ｂに当たることによって流速が低下し、ワーク投入領域Ｒを通過する冷却油Ｅの流速の低下にも繋がる。
【0038】
同様に、第４縦管部３４Ａから流出する冷却油Ｅは、スクリュー４１の回転によって開口部５２ａの正面方向（左方向）よりもやや後側に傾いた方向、言い換えると、油槽１１の後壁部１１ｃに向かう方向に流れる（点線矢印Ｄ’参照）。そのため、冷却油Ｅは、後壁部１１ｃに当たることによって流速が低下し、ワーク投入領域Ｒを通過する冷却油Ｅの流速の低下にも繋がる。
【0039】
図２に示す本実施形態の場合、第２縦管部３２Ａ及び第３縦管部３３Ａに対応して設けられる整流部材５０の第２整流部５２は、図６に示す比較例と同様であり、第２整流部５２の開口部５２ａから流出した冷却油Ｅは、好適にワーク投入領域Ｒに向けて流れることになる（実線矢印Ｂ，Ｃ参照）。
これに対して、第１縦管部３１Ａに対応して設けられる整流部材５０の第２整流部５２は、比較例とは異なり、開口部５２ａがやや後側に傾けて設けられているので、冷却油Ｅは、直接的に前壁部１１ｂに向けて流れるのではなく、ワーク投入領域Ｒの平面中央部Ｐに向けて流れるようになっている（実線矢印Ａ参照）。
これに対して、第１縦管部３１Ａに対応して設けられる整流部材５０の第２整流部５２は、比較例とは異なり、開口部５２ａがやや後側に傾けて設けられているので、冷却油Ｅは、直接的に前壁部１１ｂに向けて流れるのではなく、ワーク投入領域Ｒの平面中央部Ｐに向けて流れるようになっている（実線矢印Ａ参照）。
【0040】
同様に、第４縦管部３４Ａに対応して設けられる整流部材５０の第２整流部５２も、比較例とは異なり、開口部５２ａがやや前側に傾けて設けられているので、冷却油Ｅは、直接的に後壁部１１ｃに向けて流れるのではなく、ワーク投入領域Ｒの平面中央部Ｐに向けて流れるようになっている（実線矢印Ｄ参照）。
【0041】
したがって、本実施形態においては、第２及び第３縦管部３２Ａ，３３Ａから流出する冷却油Ｅだけでなく、第１及び第４縦管部３１Ａ，３４Ａから流出する冷却油Ｅも、確実にワーク投入領域Ｒに向くように流れが整流されるため、ワーク投入領域Ｒに流入する冷却油Ｅの流速の低下を好適に抑制し、ワーク投入領域Ｒに配置されたワークを通過する冷却油Ｅの流速も可及的に高めることができる。したがって、ワークの熱処理性能を高め、ワークの品質を向上させることができる。
【0042】
特に、本実施形態のように、ワーク投入領域Ｒの左右各側において、２つの縦管部３１Ａ～３４Ａが前後に並設して設けられている場合、双方の縦管部３１Ａ～３４Ａが油槽１１の前後方向の中心から前後に偏心した位置に配置され、油槽１１の前後の側壁部１１ｂ，１１ｃに接近する。そして、全てのスクリュー４１が同一方向に回転する場合、いずれかの縦管部３１Ａ、３４Ａから流出する冷却油Ｅは、当該側壁部１１ｂ，１１ｃに向けて流れることになる。したがって、ワーク投入領域Ｒの左右各側に２つの縦管部３１Ａ～３４Ａが前後に並設して設けられている場合は、本実施形態のような整流部材５０の第２整流部５２を備えることが非常に有効となる。
【0043】
ダクト３１～３４は、ワーク投入領域Ｒの左右両側に配置されたものが前後二対設けられているので、油槽１１内全体の冷却油Ｅを万遍なく循環させることができる。
スクリュー４１及び整流部材５０は、第１～第４ダクト３１～３４のいずれにおいても同一形状のものを使用することができるので、部品の種類を低減することができる。
スクリュー４１及び整流部材５０は、第１～第４ダクト３１～３４のいずれにおいても同一形状のものを使用することができるので、部品の種類を低減することができる。
【0044】
なお、縦管部３１Ａ～３４Ａから流出する冷却油Ｅをワーク投入領域Ｒに流入させるために、縦管部３１Ａ～３４Ａの上端からワーク投入領域Ｒの上方に到る範囲でダクトを設けることも考えられるが、この場合、冷却油Ｅは、ワーク投入領域Ｒの上方と下方との間でほぼ閉じた系の中を循環することとなるため、油槽１１全体の冷却油Ｅがワーク投入領域Ｒに流入し難くなる。そのため、ダクトの外部のヒーター１６によって温度調整された冷却油Ｅをワーク投入領域Ｒに流入させ難くなる。したがって、本実施形態のように、縦管部３１Ａ～３４Ａの上方に整流部材５０を設け、縦管部３１Ａ～３４Ａから流出した冷却油Ｅを整流部材５０によりワーク投入領域Ｒに向かう方向へ整流することによって油槽１１内の冷却油Ｅ全体を効果的に冷却のために利用することができる。
【0045】
（実施形態の有効性の検証）
本出願の発明者は、本実施形態の有効性を検証するため、以下に示すような解析をコンピュータを用いて行った。解析モデルは、上述した実施形態（図２参照）のように第１及び第４縦管部３１Ａ，３４Ａに対応する整流部材５０の第２整流部５２の開口部５２ａをワーク投入領域Ｒの平面中央部Ｐ側へ４５°傾けたもの（実施例モデル）と、図６に示すように、第１～第４縦管部３１Ａ～３４Ａに対応する全ての整流部材５０の第２整流部５２の開口部５２ａをワーク投入領域Ｒに正対させたもの（比較例モデル）とした。その結果を次の表１～表３に示す。
本出願の発明者は、本実施形態の有効性を検証するため、以下に示すような解析をコンピュータを用いて行った。解析モデルは、上述した実施形態（図２参照）のように第１及び第４縦管部３１Ａ，３４Ａに対応する整流部材５０の第２整流部５２の開口部５２ａをワーク投入領域Ｒの平面中央部Ｐ側へ４５°傾けたもの（実施例モデル）と、図６に示すように、第１～第４縦管部３１Ａ～３４Ａに対応する全ての整流部材５０の第２整流部５２の開口部５２ａをワーク投入領域Ｒに正対させたもの（比較例モデル）とした。その結果を次の表１～表３に示す。
【0046】
【表1】
【0047】
【表2】
【0048】
【表3】
【0049】
表１は、ワーク投入領域Ｒに配置された各段のバスケット１５を通過する冷却油Ｅの流速を比較したものであり、表２は、同じく各段のバスケット１５を通過する冷却油Ｅの流量を比較したものである。表３は、第１～第４ダクト３１～３４の吸込口３５における冷却油Ｅの流量を比較したものである。
【0050】
表１及び表２の結果から明らかなように、比較例モデルに比べて実施例モデルの方が、バスケット１５を流れる冷却油Ｅの流速及び流量が増大した。具体的に、実施例モデルは、比較例モデルよりも平均して２０％程度流速及び流量が増大した。また、第１～第４ダクト３１～３４に吸い込まれる冷却油Ｅの流量も、比較例モデルに比べて実施例モデルの方が増大した。具体的に、実施例モデルは、比較例モデルよりもトータルで１０％程度流量が増大した。したがって、上記実施形態のような整流部材５０の配置が有効であることがわかった。
【0051】
［第２実施形態］
図７は、第２の実施形態に係る熱処理装置の油槽及びその内部を説明する平面図である。
本実施形態では、ワーク投入領域Ｒの左右両側に一対のダクト（第１ダクト６１、第２ダクト６２）が設けられている。各ダクト６１，６２は、油槽１１の前後方向の略中央に位置している。各ダクト６１，６２の縦管部６１Ａ，６２Ａ内に配置されたスクリュー４１は、互いに同一方向に回転する。このダクトの構成以外は、第１の実施形態と同様である。
図７は、第２の実施形態に係る熱処理装置の油槽及びその内部を説明する平面図である。
本実施形態では、ワーク投入領域Ｒの左右両側に一対のダクト（第１ダクト６１、第２ダクト６２）が設けられている。各ダクト６１，６２は、油槽１１の前後方向の略中央に位置している。各ダクト６１，６２の縦管部６１Ａ，６２Ａ内に配置されたスクリュー４１は、互いに同一方向に回転する。このダクトの構成以外は、第１の実施形態と同様である。
【0052】
縦管部６１Ａ，６２Ａに対応して設けられた整流部材５０は、第２整流部５２の開口部５２ａが、ワーク投入領域Ｒに正対する方向（左右方向）よりもやや前後方向（スクリュー４１の回転方向ｂの先方側）へ傾けて設けられている。具体的には、第１縦管部６１Ａに対応して設けられた整流部材５０の第２整流部５２は、開口部５２ａがやや後側に傾いた状態で設けられ、第２縦管部６２Ａに対応して設けられた整流部材５０の第２整流部５２は、開口部５２ａがやや前側に傾いた状態で設けられている。
【0053】
そのため、各縦管部６１Ａ，６２Ａの上端から流出する冷却油Ｅは、旋回流の影響によりワーク投入領域Ｒの平面中央部Ｐに向けて流れ、ワーク投入領域Ｒに流入する冷却油Ｅの流速の低下を抑制することができる。
【0054】
［第３の実施形態］
図８は、第３の実施形態に係る熱処理装置の油槽及びその内部を説明する平面図である。
本実施形態の熱処理装置１０は、ワーク投入領域Ｒの左右片側（右側）のみに２つのダクト（第１ダクト７１、第２ダクト７２）が並列して設けられている。各ダクト７１，７２の縦管部７１Ａ，７２Ａ内に配置されたスクリュー４１は、互いに同一方向に回転する。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
図８は、第３の実施形態に係る熱処理装置の油槽及びその内部を説明する平面図である。
本実施形態の熱処理装置１０は、ワーク投入領域Ｒの左右片側（右側）のみに２つのダクト（第１ダクト７１、第２ダクト７２）が並列して設けられている。各ダクト７１，７２の縦管部７１Ａ，７２Ａ内に配置されたスクリュー４１は、互いに同一方向に回転する。その他の構成は、第１の実施形態と同様である。
【0055】
第１縦管部７１Ａに対応して設けられた整流部材５０は、第２整流部５２の開口部５２ａがワーク投入領域Ｒに正対する方向（左方向）に向いている。第２縦管部７２Ａに対応して設けられた整流部材５０は、第２整流部５２の開口部５２ａが、ワーク投入領域Ｒに正対する方向（左方向）よりもややスクリュー４１の回転方向の先方側（前側）へ傾いている。具体的には、第２縦管部７２Ａに対応して設けられた整流部材５０の第２整流部５２は、開口部５２ａがやや前側に傾いた状態で設けられている。
【0056】
そのため、各縦管部７１Ａ，７２Ａの上端から流出する冷却油Ｅは、旋回流の影響によりワーク投入領域Ｒの平面中央部Ｐに向けて流れ、ワーク投入領域Ｒに流入する冷却油Ｅの流速の低下を抑制することができる。
【0057】
本発明の熱処理装置は、上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された発明の範囲内において適宜変更することができる。
例えば、スクリュー４１は、回転軸４２に１つの翼部４３を備えたものであってもよいし、３つ以上の翼部４３を備えたものであってもよい。
例えば、スクリュー４１は、回転軸４２に１つの翼部４３を備えたものであってもよいし、３つ以上の翼部４３を備えたものであってもよい。
【0058】
整流部材５０は、例えば、変形例を示す図９のように、ダクトの縦管部３１Ａ～３４Ａと一体に形成されていてもよい。また、第２整流部５２は、円弧状に湾曲した板材によって形成されていたが、円弧状の第２整流面５２ｂを有するブロック等によって形成されていてもよい。また、第２整流部５２は、平坦な板材の組合せによって平面視で多角形状に形成されていてもよい。
【0059】
上記実施形態では、第１整流部５１の上下方向の傾斜角度、及び第２整流部５２の水平方向の傾斜角度が約４５°とされていたが、これらの傾斜角度は、ダクトとワーク投入領域との相対位置の関係等に応じて適宜変更することができる。
案内部材は、必ずしもダクトの形態でなくてもよく、例えば、油槽１１の内部を仕切る仕切り板を設け、この仕切り板と油槽１１の内壁とによって冷却油Ｅの流れを案内する構成であってもよい。
流れ生成手段は、スクリュー以外の構成であってもよい。
案内部材は、必ずしもダクトの形態でなくてもよく、例えば、油槽１１の内部を仕切る仕切り板を設け、この仕切り板と油槽１１の内壁とによって冷却油Ｅの流れを案内する構成であってもよい。
流れ生成手段は、スクリュー以外の構成であってもよい。
【0060】
冷却液は、水等の油以外の液体であってもよい。
油槽１１は、バッチ炉（図示せず）によって加熱したワークを急冷するために用いてもよく、または、連続炉（図示せず）によって加熱したワークを急冷するために用いてもよい。
油槽１１は、バッチ炉（図示せず）によって加熱したワークを急冷するために用いてもよく、または、連続炉（図示せず）によって加熱したワークを急冷するために用いてもよい。
【符号の説明】
【0061】
１０ ：熱処理装置
１１ ：油槽（液槽）
１３ ：循環装置
３１ ：第１ダクト
３１Ａ ：第１縦管部
３２ ：第２ダクト
３２Ａ ：第２縦管部
３３ ：第３ダクト
３３Ａ ：第３縦管部
３４ ：第４ダクト
３４Ａ ：第４縦管部
４１ ：スクリュー
５０ ：整流部材
５１ ：第１整流部
５１ｂ ：第１整流面
５２ ：第２整流部
５２ａ ：開口部
５２ｂ ：第２整流面
６１ ：第１ダクト
６１Ａ ：第１縦管部
６２ ：第２ダクト
６２Ａ ：第２縦管部
７１ ：第１ダクト
７１Ａ ：第１縦管部
７２ ：第２ダクト
７２Ａ ：第２縦管部
Ｒ ：ワーク投入領域
１１ ：油槽（液槽）
１３ ：循環装置
３１ ：第１ダクト
３１Ａ ：第１縦管部
３２ ：第２ダクト
３２Ａ ：第２縦管部
３３ ：第３ダクト
３３Ａ ：第３縦管部
３４ ：第４ダクト
３４Ａ ：第４縦管部
４１ ：スクリュー
５０ ：整流部材
５１ ：第１整流部
５１ｂ ：第１整流面
５２ ：第２整流部
５２ａ ：開口部
５２ｂ ：第２整流面
６１ ：第１ダクト
６１Ａ ：第１縦管部
６２ ：第２ダクト
６２Ａ ：第２縦管部
７１ ：第１ダクト
７１Ａ ：第１縦管部
７２ ：第２ダクト
７２Ａ ：第２縦管部
Ｒ ：ワーク投入領域
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】