特許 7478682 冷却ジャケット及び焼入装置

(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】2024-04-24

(45)【発行日】2024-05-07

(54)【発明の名称】冷却ジャケット及び焼入装置

(51)【国際特許分類】

   C21D 1/667 20060101AFI20240425BHJP

   C21D 1/00 20060101ALI20240425BHJP

   C21D 1/10 20060101ALI20240425BHJP

   C21D 9/00 20060101ALI20240425BHJP

【ＦＩ】

C21D1/667

C21D1/00 123Z

C21D1/10 J

C21D9/00 H

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2021019805

(22)【出願日】2021-02-10

(65)【公開番号】P2022122519

(43)【公開日】2022-08-23

【審査請求日】2023-03-07

(73)【特許権者】

【識別番号】390029089

【氏名又は名称】高周波熱錬株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(74)【代理人】

【氏名又は名称】白井 達哲

(74)【代理人】

【識別番号】100172188

【弁理士】

【氏名又は名称】内田 敬人

(74)【代理人】

【識別番号】100197538

【弁理士】

【氏名又は名称】竹内 功

(74)【代理人】

【識別番号】100176751

【弁理士】

【氏名又は名称】星野 耕平

(72)【発明者】

【氏名】井上 宏樹

(72)【発明者】

【氏名】堀野 孝

【審査官】河野 一夫

(56)【参考文献】

【文献】特開２００３－０１３１３５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１９３２１６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１８１３６６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１７－１２５２２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－０９００８１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ２１Ｄ １／６６７

Ｃ２１Ｄ １／００

Ｃ２１Ｄ １／１０

Ｃ２１Ｄ ９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

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。

【請求項2】

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。

【請求項3】

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。

【請求項4】

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。

【請求項5】

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。

【請求項6】

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。

【請求項7】

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。

【請求項8】

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。

【請求項9】

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。

【請求項10】

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。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

実施形態は、冷却ジャケット及び焼入装置に関する。

【背景技術】

【0002】

ワークに加熱部と冷却部を連続的に通過させることにより、ワークに焼入処理を施す焼入装置が存在する。冷却部の一つの方式においては、ワークの周囲から冷却液を噴射することにより、ワークを冷却する。この場合、冷却液をワークに均一に噴射するために、ワークを囲み、冷却液を分散させる冷却ジャケットが用いられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１９－９００８１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、冷却ジャケットには、外部の一方向から冷却液が供給されるため、冷却液をワークに均一に噴射することは困難である。冷却液の噴射が不均一であると、ワークの冷却が不均一になり、焼入処理が不均一になる。近年、焼入処理の高精度化が求められているため、冷却液の噴射の均一化が要求されている。

【0005】

実施形態の目的は、冷却液の噴射の均一性が高い冷却ジャケット及び焼入装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

実施形態に係る冷却ジャケットは、冷却ジャケット本体と、整流板と、を備える。前記冷却ジャケット本体には、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ている。前記整流板は前記貫通部内に配置されている。前記整流板は筒状であり、その中心軸は前記第１方向に延びる。前記整流板には、複数のスリットが形成されている。前記整流板は、第１領域と、２つの第２領域と、第３領域を有する。前記第１領域は前記冷却液供給孔に対向する。前記２つの第２領域は、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。前記第３領域は、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。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。

【0007】

実施形態に係る焼入装置は、加熱部と、前記冷却ジャケットと、を備える。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。

【発明の効果】

【0008】

冷却液の噴射の均一性が高い冷却ジャケット及び焼入装置を実現する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】実施形態に係る焼入装置を示すブロック図である。

【図2】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】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】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】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】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7】実施形態に係る冷却ジャケットの整流板、冷却ジャケット本体及び蓋を示す正面図である。

【図8】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】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】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】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】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。

【図13】比較例に係る整流板を示す斜視図である。

【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る。

【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る。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。
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。

【0011】

ワーク２００は、誘導コイル５１及び冷却ジャケット６１を自転しながら連続的に通過することにより、誘導コイル５１によって加熱され、その直後に冷却ジャケット６１によって冷却される。これにより、ワーク２００に焼入処理が施される。

【0012】

次に、冷却ジャケット６１について説明する。
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。

【0013】

図２及び図３に示すように、冷却ジャケット６１においては、冷却ジャケット本体１０、噴射リング２０、整流板３０、及び、蓋４０が設けられている。なお、図示の便宜上、図２においては、冷却ジャケット本体１０は透明に描いている。また、図３においては、ワーク２００を省略している。

【0014】

冷却ジャケット本体１０は、例えば、単一の材料からなるブロック状の部材であり、例えば、ガラスエポキシ又は金属からなる。冷却ジャケット本体１０には、１つの貫通部１１と、２つの冷却液供給孔１２が形成されている。貫通部１１は、冷却ジャケット本体１０を貫通しており、その形状は略円柱形である。貫通部１１内には噴射リング２０及び整流板３０が配置され、ワーク２００が通過する。

【0015】

各冷却液供給孔１２の形状も略円柱形である。２つの冷却液供給孔１２は相互に平行に配置されており、冷却ジャケット本体１０の側面から貫通部１１まで延びており、貫通部１１に連通している。冷却液供給孔１２は配管６２（図１参照）に接続されており、冷却液を配管６２から貫通部１１内まで流通させる。冷却ジャケット本体１０の下面には、蓋４０が固定されている。蓋４０の形状は円環板状であり、貫通部１１の下端の端部を構成している。

【0016】

以下、説明の便宜上、本明細書においては、ＸＹＺ直交座標系を採用する。貫通部１１が延びる方向を「Ｚ方向」とし、冷却液供給孔１２が延びる方向を「Ｘ方向」とし、２つの冷却液供給孔１２の配列方向を「Ｙ方向」とする。Ｘ方向、Ｙ方向及びＺ方向は相互に直交している。なお、冷却液供給孔１２が延びる方向はＸ方向に対して傾斜していてもよいが、少なくともＺ方向に対して傾斜している。Ｚ方向はワーク２００が通過する方向であり、例えば、上下方向である。Ｚ方向のうち、加熱部５０側を「上」ともいい、その反対側を「下」ともいう。ワーク２００は、冷却ジャケット６１内を上から下に向かって移動する。貫通部１１、噴射リング２０及び整流板３０は共通の中心軸Ｃを有する。中心軸ＣはＺ方向に延びている。

【0017】

図４に示すように、噴射リング２０の下端は蓋４０の上面に結合されている。これにより、噴射リング２０は貫通部１１内に配置されている。噴射リング２０の形状は、概ね、円錐台形の筒状である。噴射リング２０の上端の直径は下端の直径よりも小さい。噴射リング２０の側面には、複数の貫通孔２１が形成されている。噴射リング２０の側面における貫通孔２１の分布は、概ね均一である。

【0018】

図４等に示す例では、噴射リング２０には１８０個の貫通孔２１が形成されている。５個の貫通孔２１が、噴射リング２０の母線が延びる方向（以下、「母線方向」という）に沿って一列に配列されて、列２２を構成している。各列２２において、５個の貫通孔２１は周期的に配列されている。列２２は３６列あり、噴射リング２０の周方向に沿って周期的に配列されている。このため、中心軸Ｃから見て隣り合う列２２は１０度離れている。隣り合う２つの列２２において、母線方向における貫通孔２１の位置は、相互にずれている。このずれ量は、貫通孔２１の母線方向に沿った配列周期の半分である。

【0019】

より一般的に表現すると、噴射リング２０に設けられた列２２の数をｍとし、各列２２に属する貫通孔２１の数をｎとするとき、貫通孔２１の総数は（ｍ×ｎ）である。また、中心軸Ｃからある列２２に向かう方向と、中心軸Ｃから隣の列２２に向かう方向とがなす角度は、（３６０／ｍ）度である。上述の例では、ｍは３６であり、ｎは５である。但し、貫通孔２１の分布は、上述の例には限定されない。

【0020】

図３及び図５に示すように、整流板３０は、貫通部１１の内部であって噴射リング２０の外側に配置されている。整流板３０の形状は概ね円筒形であり、その中心軸は貫通部１１の中心軸Ｃと一致している。整流板３０の下端は蓋４０の上面に結合されている。

【0021】

次に、整流板３０について説明する。
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。

【0022】

各スリットについて、Ｚ方向における長さは、整流板３０の周方向における長さよりも長い。すなわち、各スリットの長手方向はＺ方向であり、短手方向は整流板３０の周方向である。整流板３０の周方向におけるスリットの分布は均一ではない。また、Ｚ方向におけるスリットの分布も均一ではない。以下、整流板３０におけるスリットの分布をより詳細に説明する。

【0023】

図７は、本実施形態に係る冷却ジャケットの整流板、冷却ジャケット本体及び蓋を示す正面図である。
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。

【0024】

図７及び図８に示すように、整流板３０の側面のうち、冷却液供給孔１２に対向する領域を第１領域７１とする。第１領域７１は２つある。冷却液供給孔１２の形状が円柱形であり、整流板３０の形状が円筒形である場合、各第１領域７１の形状は、円を円筒形の側面に投影した形状である。第１領域７１は、整流板３０におけるＺ方向の中央に対して、上方にずれている。整流板３０の側面において、２つの第１領域７１の中点を結ぶ線分７０を設定する。線分７０はＺ方向に延びる仮想的な線分である。

【0025】

以下、便宜上、ＸＹ平面において、中心軸Ｃを始点とする方向を０度以上３６０度以下の角度で表し、中心軸Ｃから線分７０に向かう方向の角度を０度とする。一方の第１領域７１は、概ね、１５度以上４５度以下の範囲に配置される。他方の第１領域７１は、概ね、３１５度以上３４５度以下の範囲に配置される。

【0026】

また、図９～図１２に示すように、Ｙ方向に延び、中心軸Ｃを通過する仮想的な直線７６を想定する。直線７６が延びる方向は９０度である。そして、直線７６と整流板３０とが交差する２つの点７７と第１領域７１との間の領域を第２領域７２とする。第２領域７２は２つ存在する。一方の第２領域７２は、概ね、４５度以上９０度以下の範囲に配置される。他方の第２領域７２は、概ね、２７０度以上３１５度の範囲に配置される。

【0027】

さらに、２つの第２領域７２間の領域であって第１領域７１の反対側の領域を第３領域７３とする。第３領域７３は１つである。第３領域７３は、９０度以上２７０度以下の範囲に配置される。

【0028】

さらにまた、２つの第２領域７２間の領域であって、線分７０を含み、第１領域７１を除く領域を第４領域７４とする。第４領域７４は１つである。第４領域７４は、０度以上４５度以下及び３１５度以上３６０度以下の範囲に配置される。

【0029】

そして、各領域におけるスリットの面積の割合は、第２領域７２が最も高く、次いで第３領域７３が高く、第１領域７１が最も低い。すなわち、第１領域７１におけるスリットの面積の割合は、第２領域７２、第３領域７３及び第４領域７４におけるスリットの面積の割合よりも低い。

【0030】

以下、スリット３１～３９の位置について具体例を挙げて説明する。なお、以下の説明においては、０度以上１８０度以下の範囲に配置されたスリットについて説明するが、１８０度以上３６０度以下の範囲に配置されたスリットについても、同様である。また、本実施形態において説明するスリットの数、位置及び形状は例示であり、本発明はこれには限定されない。

【0031】

整流板３０の側面において、線分７０から近い順に、スリット３１、スリット３２及び３３、スリット３４～３９が配置されている。スリット３１は１５度の位置に配置されている。スリット３１は、第４領域７４内に位置する。

【0032】

スリット３２及びスリット３３は２５度の位置に配置されている。スリット３２とスリット３３はＺ方向において離隔しており、スリット３２はスリット３３よりも上方に位置している。Ｚ方向において、スリット３２の上端の位置は、スリット３１の上端の位置と略等しく、スリット３３の下端の位置はスリット３１の下端の位置と略等しい。スリット３２は第１領域７１内に位置する。スリット３３の上部は第１領域７１内に位置し、下部は第４領域７４内に位置する。

【0033】

スリット３４は４５度の位置に配置されている。スリット３４は第２領域７２内に位置する。スリット３５は５５度の位置に配置されている。スリット３５は第２領域７２内に位置する。スリット３６は７５度の位置に配置されている。スリット３６は第２領域７２内に位置する。Ｚ方向において、スリット３４、３５、３６の上端の位置は、スリット３１の上端の位置と略等しく、スリット３４、３５、３６の下端の位置は、スリット３１の下端の位置と略等しい。

【0034】

スリット３７は９５度の位置に配置されている。スリット３７は第３領域７３内に位置する。Ｚ方向において、スリット３７の上端の位置はスリット３１の上端の位置と略等しく、スリット３７の下端の位置はスリット３１の下端の位置と略等しい。スリット３８は１２５度の位置に配置されている。スリット３８は第３領域７３内に位置する。Ｚ方向において、スリット３８の上端の位置はスリット３１の上端の位置よりも低く、スリット３８の下端の位置はスリット３１の下端の位置と略等しい。したがって、Ｚ方向におけるスリット３８の長さは、スリット３１の長さよりも短い。スリット３９は１５５度の位置に配置されている。スリット３９は第３領域７３内に位置する。Ｚ方向において、スリット３９の上端の位置はスリット３１の上端の位置と略等しく、スリット３９の下端の位置はスリット３１の下端の位置と略等しい。

【0035】

このように、第１領域７１内には、スリット３２の全体とスリット３３の上部が配置されており、第２領域７２内には、スリット３４、３５、３６が配置されており、第３領域７３内には、スリット３７、３８、３９が配置されており、第４領域７４内には、スリット３１の全体とスリット３３の下部が配置されている。

【0036】

また、上述の如く、０度以上１８０度以下の範囲において、スリットの位置は、中心軸Ｃから見て１５度、２５度、４５度、５５度、７５度、９５度、１２５度、１５５度である。また、１８０度以上３６０度以下の範囲においては、スリットの位置は、中心軸Ｃから見て２０５度、２３５度、２６５度、２８５度、３０５度、３１５度、３３５度、３４５度である。一方、噴射リング２０の貫通孔２１は、中心軸Ｃから見て１０度ごとに配置されている。すなわち、貫通孔２１の位置は、０度、１０度、２０度、・・・、１８０度である。このため、中心軸Ｃから見て、スリット３１～３９は貫通孔２１と重ならない位置に配置されている。

【0037】

なお、２つのスリット３１間の角度は３０度、スリット３１とスリット３２の間の角度は１０度、スリット３２とスリット３４との間の角度は２０度、スリット３４とスリット３５との間の角度は１０度、スリット３５とスリット３６との間の角度は２０度、スリット３６とスリット３７との間の角度は２０度、スリット３７とスリット３８との間の角度は３０度、スリット３８とスリット３９との間の角度は３０度、２つのスリット３９間の角度は５０度である。

【0038】

本実施形態に係る冷却ジャケット６１においては、配管６２から冷却ジャケット本体１０の冷却液供給孔１２に冷却液が供給される。冷却液は、冷却液供給孔１２を通過し、貫通部１１内に流入し、整流板３０の側面の第１領域７１に衝突する。そして、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拡がりつつ、各スリットを介して整流板３０と噴射リング２０との間の環状の隙間にも流入する。そして、噴射リング２０の貫通孔２１を介して、ワーク２００に向けて斜め下方に噴射される。貫通孔２１から噴射された冷却液はワーク２００に衝突してワーク２００を冷却し、貫通部１１の下端から外部に排出される。このとき、整流板３０においてスリットを上述のごとく分布させることにより、貫通孔２１から噴射される冷却液の流速を均一化することができる。

【0039】

次に、本実施形態の効果について説明する。
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。

【0040】

すなわち第３領域７３では、冷却液が溜まってその水量が多くなるため、スリットの面積の割合を低くして、当該スリットを通過する冷却水の水量を少なくする。一方、第２領域７２では、第３領域７３から流れてくるため、その水量は第３領域７３よりも少なくなる。従って、第２領域７２では、当該スリットを通過する冷却水の水量を増やすべく、スリットの面積の割合を第３領域７３よりも高くする。この結果、中心軸Ｃから見て冷却液供給孔１２側の領域において、冷却液供給孔１２の反対側の領域よりも流速が低下することを抑制できる。

【0041】

第１領域７１は、整流板３０の側面において冷却液供給孔１２を通過した冷却液が最初に衝突する領域である。本実施形態においては、第１領域７１におけるスリットの面積の割合が、第２領域７２、第３領域７３及び第４領域７４におけるスリットの面積の割合よりも低いため、第１領域７１において流速が高くなりすぎることを抑制できる。

【0042】

本実施形態においては、スリットの長手方向をＺ方向とし、短手方向を整流板３０の周方向としているため、整流板３０の周方向に多数のスリットを配列させることができ、周方向におけるスリットの面積の割合を細かく調整できる。

【0043】

また、スリット３２とスリット３３をＺ方向に離隔して設けることにより、第１領域７１におけるスリットの面積の割合を低減したことに起因して、第１領域７１の上下の領域で冷却液の流速が低下することを抑制できる。

【0044】

冷却液供給孔１２は、整流板３０のＺ方向中央部よりも上方にずれて配置されている。一方、スリット３８は整流板３０のＺ方向中央部よりも下方にずれて配置されている。これにより、整流板３０の上部において流速が速くなりすぎることを抑制できる。

【0045】

本実施形態に係る冷却ジャケット６１においては、中心軸Ｃから見て、整流板３０のスリットが、噴射リング２０の貫通孔２１と重ならない位置に配置されている。これにより、スリットと重なった貫通孔２１から噴射される冷却液の流速が、スリットと重なっていない貫通孔２１から噴射される冷却液の流速よりも高くなることを防止できる。

【0046】

このように、本実施形態によれば、冷却液の噴射の均一性が高い冷却ジャケット及び焼入装置を実現することができる。

【0047】

更に、本実施形態に係る冷却ジャケットにおいては、冷却液供給孔１２は、貫通部１１に連通しＸ方向のみに延びている。従来の冷却ジャケットは、多方向から冷却液を供給しないとワークの外周面に対して冷却液を均一に噴射できない。このため、本実施形態でいう冷却液供給孔は、通常、Ｘ方向のみならず、整流板３０の周方向全体（３６０°）にそれぞれ間隔が均一になるように等間隔で、当該整流板３０の周方向の周面から離れる方向に複数延びている。すなわち、従来の冷却ジャケットにおいては、多数の冷却液供給孔を、中心軸Ｃを中心とした放射状に配置する必要がある。このため、冷却ジャケットが大型化及び高コスト化する。

【0048】

これに対して、本実施形態では、上記のように整流板３０に工夫を施しているため、前記のように、冷却液供給孔１２は、貫通部１１に連通しＸ方向のみに延びていれば足りる。そのため、多数の冷却液供給孔１２を設ける必要が無いため、冷却ジャケット１０及び焼入装置１０１の小型化、簡素化、製作コストの低減化を図ることもできる。

【0049】

また、本実施形態では、上述したように、ワーク２００は、誘導コイル５１及び冷却ジャケット６１を自転しながら連続的に通過することにより、誘導コイル５１によって加熱され、その直後に冷却ジャケット６１によって冷却される例を説明したが、これには限定されない。ワーク２００を自転させないで連続的に誘導コイル５１及び冷却ジャケット６１を通過させてもよい。すなわち、本実施形態に係る冷却ジャケット及び焼入装置は、冷却液の噴射の均一性が高くなるため、ワーク２００を自転させなくてもワーク２００を円周上の全方向から均一に冷却することができる。また、このようにワーク２００を自転させない場合は、当該自転させる機能を焼入装置に導入することが不要になるため、当該焼入装置の簡素化、製作コスト低減化を図ることができる。

【0050】

次に、本実施形態の効果を示す試験例について説明する。
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。

【0051】

図１３は、比較例に係る整流板を示す斜視図である。
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。

【0052】

図１３に示すように、比較例に係る整流板１３０においては、８個の貫通孔１３１が形成されている。各貫通孔１３１の形状は円形である。整流板１３０の周方向においては、貫通孔１３１は等間隔で配列されており、Ｚ方向においては、上部と下部に交互に配置されている。

【0053】

図１４（ａ）～（ｄ）に示すように、比較例に係る整流板１３０を用いた場合は、全体的に、中心軸Ｃから見て冷却液供給孔１２側の領域において冷却液の流速が相対的に低くなり、冷却液供給孔１２の反対側の領域において冷却液の流速が相対的に高くなった。また、整流板１３０の下端側においては、２つの第１領域７１の間に流速が突出して高くなる領域が存在した。このため、流速分布は全体的に不均一であった。図１４（ａ）～（ｃ）に示す比較例の測定結果については、流速の平均値が２．６９ｍ／秒であり、標準偏差が０．４５であった。

【0054】

これに対して、図１５（ａ）～（ｄ）に示すように、実施例に係る整流板３０を用いた場合は、中心軸Ｃから見て冷却液供給孔１２側の領域と冷却液供給孔１２の反対側の領域における流速の差が小さくなり、流速が突出して高い領域も出現しなかった。このため、比較例と比較して、流速分布が均一化した。図１５（ａ）～（ｃ）に示す実施例の測定結果については、流速の平均値が２．７５ｍ／秒であり、標準偏差が０．２４であった。

【0055】

前述の実施形態は、本発明を具現化した例であり、本発明はこの実施形態には限定されない。例えば、前述の実施形態において、いくつかの構成要素又は工程を追加、削除又は変更したものも本発明に含まれる。

【符号の説明】

【0056】

１０：冷却ジャケット本体
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

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】