KR100637274B1 - 진공침탄로에서의 침탄트레이 이송장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 진공침탄로에서의 침탄트레이 이송장치에 관한 것으로, 그 목적은 고온, 저압의 진공 상태가 유지되는 뱃치식 침탄로의 진공을 유지하면서 한곳의 문에서 장입/장출을 할 수 있고 롤러의 한쪽 끝에 구동기어장치를 부착하여 직접 롤러를 구동시켜 정숙한 이송을 가능하게 하는 이송장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 구성은 진공침탄로체 내부에 설치된 침탄트레이 이송장치에 있어서, 진공침탄로체 내부의 진공기밀을 유지하는 로체 외부케이싱과; 진공침탄로체 내부의 높은 온도를 유지하도록 로체 외부케이싱 내부에 설치되어 그 내부에 이송용 롤러가 설치된 내부 단열케이싱과; 상기 2중 구조로 구성된 로체 외부케이싱과 내부 단열케이싱 사이의 이격된 공간에 설치되는 다수의 기어 전체가 서로 맞물리도록 구성되고 그 중 적어도 1개의 기어가 외부 구동모터로부터 진공기밀이 유지된 상태에서 동력을 전달받아 롤러에 전달하는 구동기어장치; 로 구성된 것을 특징으로 한다.

진공침탄로, 이송장치, 구동기어장치, 침탄트레이, 외부케이싱, 내부 단열케이싱

Description

진공침탄로에서의 침탄트레이 이송장치{Transfer equipment for tray in Low Pressure Carburizing Furnace}

도 1은 진공침탄로에서의 롤러이송장치의 개략적인 평면도이고,

도 2는 진공침탄로에서의 롤러이송장치의 개략적인 측면도이며,

도 3은 롤러 구동기어의 조립도이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

(1) : 로체 외부케이싱 (2) : 내부 단열케이싱

(3) : 롤러 (4) : 회전축

(5) : 구동기어장치 (6, 33) : 유니버설 조인트

(7, 7') : 구동모터 (31) : 롤러 지지대
(32) : 세라믹재질의 튜브 (51) : 스퍼어기어

(52) : 공회전기어

본 발명은 진공침탄로에서의 침탄트레이 이송장치에 관한 것으로, 자세하게는 고온, 저압의 진공 상태가 유지되는 침탄로에서 침탄물을 이송하는 장치에 관한 것이다.

여러개의 롤러가 일정 간격으로 설치된 보통의 롤러 구동장치에서 구동기어장치는 로내에 설치하지 않고 로 외부에 설치하는 것이 일반적인 설치방법이다. 그 이유는 보통 대부분의 로내 온도가 적게는 600℃에서 높게는 1300℃에 이를 정도로 고온이기 때문이다.

또한 진공로와는 달리 다른 대부분의 로압은 대기압보다 약간 높게 유지하기 때문에 로내로 공기가 빨려 들어갈 염려가 없다.

하지만 진공침탄로의 경우는 그 내부가 0.01 ~ 20 torr 정도의 매우 낮은 진공압력이라서 롤러의 구동기어장치를 진공침탄로 외부에 설치할 경우 많은 진공누설 위험 요소를 안게 되어 롤러구동장치를 설치하기가 매우 어렵다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 비교적 간단한 방법으로 진공침탄로체 내부의 롤러를 직접 구동하지 않고 롤러 위에 놓인 트레이를 공기실린더의 힘을 이용하여 직접 밀어서 움직이는 방법을 사용하기도 한다. 하지만 이 방법은 정숙한 이동이 어렵고 한곳의 출입문에서 장입/장출을 하여야 할 경우는 설치하기가 곤란하다는 구조적인 문제점이 있다.

상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 고온, 저압의 진공 상태가 유지되는 뱃치식 침탄로의 진공을 유지하면서 한곳의 문에서 장입/장출을 할 수 있고 롤러의 한쪽 끝에 구동기어장치를 부착하여 직접 롤러를 구동시켜 정숙한 이송을 가능하게 하는 이송장치를 제공하는데 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 진공침탄로체 내부에 설치된 침탄트레이 이송장치에 있어서, 진공침탄로체 내부의 진공기밀을 유지하는 로체 외부케이싱과; 진공침탄로체 내부의 높은 온도를 유지하도록 로체 외부케이싱 내부에 설치되어 그 내부에 이송용 롤러가 설치된 내부 단열케이싱과; 상기 2중 구조로 구성된 로체 외부케이싱과 내부 단열케이싱 사이의 이격된 공간에 설치되는 다수의 기어 전체가 서로 맞물리도록 구성되고 그 중 적어도 1개의 기어가 외부 구동모터로부터 진공기밀이 유지된 상태에서 동력을 전달받아 롤러에 전달하는 구동기어장치;로 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 진공침탄로체 외부케이싱과 내부 단열케이싱 사이에 설치된 구동기어장치는 적어도 2개의 존(zone)으로 나뉘어져 개별적으로 구동모터의 동력을 전달 받아 롤러에 전달토록 구성하였다.

이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 진공침탄로에서의 롤러이송장치의 개략적인 평면도이고, 도 2는 진공 침탄로에서의 롤러이송장치의 개략적인 측면도이며, 도 3은 롤러 구동기어의 조립도인데, 도시된 바와 같이 진공침탄로체(이하 '로체'라 칭함)의 내부 단면형상은 직사각형모양으로 2개의 피침탄물을 적재한 침탄 트레이가 놓이게 된다.

침탄작업이 끝난 침탄트레이는 1개씩 냉각실(도시 없음)로 이송되어 고압가스 담금질(Quenching) 작업을 하게 되는데, 이를 위해 침탄실의 이송장치는 2개의 존으로 나누어 구동할 수 있도록 구성한다.

또한 로체 내부의 침탄실은 고온이므로 롤러 구동기어장치(5)는 냉각수를 순환시켜 냉각하는 로체 외부케이싱(1)과 그라파이트 단열재를 사용해 만든 내부 단열케이싱(2) 사이에 위치하도록 하고 단열재에 작은 구멍을 가공하여 회전축(4)이 들어갈 수 있도록 구성한다.

이렇게 로체 외부케이싱과 내부 단열케이싱 사이의 내부에 롤러 구동기어장치를 부착하고 난 후, 각 존의 구동기어장치(5)에 동력을 전달하기 위한 구동모터(7)는 로체 외부케이싱(1) 외부에 각 존(Zone) 별로 1개씩 부착하고 진공기밀을 유지하면서 회전력을 전달할 수 있는 별도의 특수 장치를 통해 구동모터(7)의 회전력을 전달하도록 구성한다.

보다 상세히 설명하자면, 상기 로체 외부케이싱은 내부의 높은 온도에 의해 고온이 되지 않도록 물 자켓(도시없음)을 이용 충분히 냉각할 수 있도록 하고 로체 외부케이싱(1) 안쪽에는 단열재를 설치할 수 있는 내부 단열케이싱(2)을 별도로 설 치하고, 또한 이 로체외부케이싱과 내부단열케이싱 사이가 일정간격이 되도록 설치구성 하였다.

또한 상기 고온의 내부단열케이싱 안쪽에서 롤러(3)가 지지 될 수 있도록 단단하고 두꺼운 그라파이트 판재를 가공하여 롤러 지지대(31)를 만들고, 이 위에서 회전하는 롤러(3)에 의해 롤러지지대가 마모되는 것을 방지하기 위해서는 세라믹재질의 튜브(32)를 설치하여 롤러(3)의 구성을 완료하였다.

상기 롤러(3)의 한쪽 끝에는 회전동력을 전달할 수 있는 그라파이트 재질의 회전축(4)이 내부단열케이싱(2)에 형성된 축 통과용 작은 구멍을 통해 내부 단열케이싱(2)의 밖에서 각각 정숙한 회전력 전달용 유니버설 조인트(33)와 연결되고, 이 유니버설 조인트에 구동기어장치(5)에 설치된 회전축과 연결 구성된다.

상기 구동기어장치(5)에 설치된 11개의 롤러 중 뒤에 5개와 앞에 6개를 서로 다른 동력원인 구동모터(7, 7')에 의해 각각 회전할 수 있도록 2개의 존(Zone)으로 나누어 구성하였다.

상기 내부 단열케이싱과 로체 외부케이싱 사이에 설치된 구동기어장치(5)는 롤러(3)설치 간격에 맞게 스퍼어기어(51)를 일정간격 장착하고, 장착된 각각의 스퍼어기어(51) 아래에는 앞,뒤 롤러(3)가 같은 방향으로 동력이 전달되도록 하는 공회전기어(52)를 장착하여 구성하고 구동용 스퍼어기어(51)의 끝단에는 롤러(3) 회전축(4)에 설치된 유니버설 조인트(33)와 연결하여 롤러가 일정방향으로 회전할 수 있도록 구성하였다.

상기와 같은 구성을 마친 구동기어장치는 각각의 존의 어느 하나의 롤러 위 치에 해당하는 스퍼어기어(51)에는 별도로 동력축을 연결시킬 수 있도록 유니버설 조인트(6)를 연결하고 그 유니버설 조인트(6)에 연결된 연결축은 미리 가공해 놓은 로체 외부케이싱의 관통구멍을 통해 밖으로 나올 수 있도록 하였다.

상기 로체 외부케이싱의 관통구멍을 통해 밖으로 나온 최종 동력전달 축은 진공기밀을 유지하면서도 회전력을 전달시킬 수 있는 특수 장치를 이용하여 고정되고 그 축은 구동모터(7)에 연결되어 동력이 기밀을 유지하면서 전달되도록 구성하였다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.

본 발명의 로체에서 침탄작업이 끝나면 2개의 피침탄물을 적재한 침탄 트레이가 1개씩 냉각실로 이송되어 고압가스 담금질(Quenching) 작업을 하게 된다. 이를 위해 로체내 롤러 이송장치는 2개의 존으로 나누어 구동하게 된다. 구체적인 이송을 위한 동력 전달과정을 보면 각각의 존에 설치된 개별 구동모터의 회전력을 각각의 유니버셜조인트가 롤러구동기어장치에 전달하고, 롤러구동기어장치를 구성하는 스퍼어기어는 공회전기어의 도움을 받아 동일한 회전방향을 회전축을 통해 롤러로 직접전달하여 이송장치를 작동시켜 트레이를 적어도 일방향으로 내보내거나 들이게 된다.

본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.

상기와 같은 본 발명은 로체를 외부 냉각케이싱과 내부 단열케이싱의 2개의 구조로 설계하고 롤러 구동장치를 비교적 온도가 낮은 로체 외부 케이싱과 내부 단열케이싱 사이에 위치하게 한 후 각 존별로 1개의 축만이 로체 외부케이싱을 통과하게 하여 진공 누설개소를 최소화 한 이송장치로 진공침탄로와 같이 로내온도가 고온이고 로내압력이 낮은 진공상태를 유지하면서 구동기어장치를 설치하여 동력을 전달시킴으로써 침탄처리제품을 기밀을 유지한체 이송시킨다는 장점을 가져 고품질 침탄부품의 수요 증대에 따른 진공침탄로의 확대보급이 기대된다는 점과, 또한 이러한 본 발명의 구성이 진공침탄로를 비롯한 다른 유사한 진공로에도 적용이 가능하다는 확장성을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.

Claims (8)

1. 진공침탄로체 내부에 설치된 침탄트레이 이송장치에 있어서,

   진공침탄로체 내부의 진공기밀을 유지하는 로체 외부케이싱과;

   진공침탄로체 내부의 높은 온도를 유지하도록 로체 외부케이싱 내부에 설치되어 그 내부에 이송용 롤러가 설치된 내부 단열케이싱과;

   상기 2중 구조로 구성된 로체 외부케이싱과 내부 단열케이싱 사이의 이격된 공간에 설치되는 다수의 기어 전체가 서로 맞물리도록 구성되고 그 중 적어도 1개의 기어가 외부 구동모터로부터 진공기밀이 유지된 상태에서 동력을 전달받아 롤러에 전달하는 구동기어장치;로 구성하되,

   상기 롤러의 한쪽 끝에는 회전동력을 전달할 수 있는 그라파이트 재질의 회전축이 내부단열케이싱에 형성된 축 통과용 작은 구멍을 통해 내부 단열케이싱의 밖에서 각각 정숙한 회전력 전달용 유니버설 조인트와 연결되고, 이 유니버설 조인트에 의해 구동기어장치에 설치된 회전축과 연결 구성되고,

   상기 내부 단열케이싱과 로체 외부케이싱 사이에 설치된 구동기어장치는 롤러 설치 간격에 맞게 스퍼어기어를 일정간격 장착하고, 장착된 각각의 스퍼어기어 아래에는 앞,뒤 롤러가 같은 방향으로 동력이 전달되도록 하는 공회전기어를 장착하여 구성하고, 구동용 스퍼어기어의 끝단에는 롤러 회전축에 설치된 유니버설 조인트와 연결하여 롤러가 일정방향으로 회전할 수 있도록 구성한 것을 특징으로 하는 진공침탄로에서의 침탄트레이 이송장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 진공침탄로체 외부케이싱과 내부 단열케이싱 사이에 설치된 구동기어장치는 적어도 2개의 존(zone)으로 나뉘어져 개별적으로 구동모터의 동력을 전달 받아 롤러에 전달토록 구성한 것을 특징으로 하는 진공침탄로에서의 침탄트레이 이송장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 로체 외부케이싱은 물자켓이 설치되어 냉각수가 순환되어 냉각되도록 구성한 것을 특징으로 하는 진공침탄로에서의 침탄트레이 이송장치.
4. 제 1항에 있어서,

   상기 내부 단열케이싱은 그라파이트 단열재로 구성한 것을 특징으로 하는 진공침탄로에서의 침탄트레이 이송장치.
5. 제 1항에 있어서,

   상기 내부단열케이싱은 그 내부에 설치된 롤러의 회전에 의한 마모를 방지하는 세라믹재질의 튜브를 포함한 그라파이트재질의 롤러지지대가 설치된 것을 특징으로 하는 진공침탄로에서의 침탄트레이 이송장치.
6. 삭제
7. 삭제
8. 제 1항에 있어서,

   상기 구동기어장치는 각각의 존의 어느 하나의 롤러 위치에 해당하는 스퍼어기어에는 별도로 동력축을 연결시킬 수 있도록 유니버설 조인트를 연결하고 그 유니버설 조인트에 연결된 연결축은 미리 가공해 놓은 로체 외부케이싱의 관통구멍을 통해 구동모터(7)에 연결되어 동력이 기밀을 유지하면서 전달되도록 구성한 것을 특징으로 하는 진공침탄로에서의 침탄트레이 이송장치.

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