KR100797392B1

KR100797392B1 - 침수식 고주파 열처리장치

Info

Publication number: KR100797392B1
Application number: KR1020060092119A
Authority: KR
Inventors: 이성동; 박원조; 허선철
Original assignee: (주)인성기전; 박원조; 허선철
Priority date: 2006-09-22
Filing date: 2006-09-22
Publication date: 2008-01-24

Abstract

본 발명은 침수식 고주파 열처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피가열체의 열처리부분을 열처리중에 이전 열처리부위가 가까워서 열이 전위되어 플림처리가 되어 경도저하가 나타나므로 플림되지 않게 하기 위해 이전 열처리 부위를 냉각시키면서 열처리를 하여 경도저하가 되지않고 열처리 공정이 신속 정확하게 이루어져 효율성이 극대화되는 침수식 고주파 열처리장치에 관한 것이다.

본 발명의 침수식 고주파 열처리장치에 의하면, 피가열체에 대한 열처리부분을 열처리한 후 이전 열처리부위가 가까워서 고주파가열이 되어 플림처리가 되고 경도저하가 나타나므로 경도가 저하되지않게 이전 열처리 부위를 냉각시키면서 열처리를 하여 경도저하가 되지 않고 열처리공정이 신속 정확하게 이루어져 효율성이 극대화된다. 또한, 냉각과정이 신속함으로 이에 따른 에너지 절약과 더욱 미세한 열처리 공정이 가능한 효과를 도모할 수 있다.

열처리장치, 냉각수공급장치, 고주파발생기, 캠 샤프트

Description

침수식 고주파 열처리장치{A wetting type high-frequency heat treatment device}

도 1은 종래의 수직형 열처리장치를 도시한 개략적 단면도.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 침수식 고주파 열처리장치의 개략적 사시도.

도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 침수식 고주파 열처리장치의 개략적 종단면도.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 침수식 고주파 열처리장치의 사용 상태도.

도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 가열/냉각부재의 개략적 평면도.

도 6의 "가"와 "나"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 침수식 고주파 열처리장치의 작동을 도시한 개략적 단면도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 종래의 열처리장치 20 : 하우징

30 : 승하강수단 40a,40b : 집게편

50 : 가열부재 60 : 소입수분사관

70 : 제어부 80 : 캠 샤프트

82,84 : 돌기부 100 : 본 발명의 열처리장치

110 : 하우징 112 : 본체

114 : 배출공 116 : 보조본체

120 : 승하강수단 122 : 실린더

124 : 피스톤 125a,125b : 지지판

126 : 유압탱크 128 : 유압펌프

130a,130b : 집게편 140 : 가열/냉각부재

142 : 몸체 144 : 고주파발생부

146 : 냉각수분사관 150 : 고주파발생기

160 : 냉각수공급장치 170 : 제어부

180 : 가이드봉

본 발명은 침수식 고주파 열처리장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 피가열체의 열처리부분을 열처리한 후 다른 부분으로 열이 전위되기 전에 즉시 냉각시킴으로 열처리 공정이 신속 정확하게 이루어져 효율성이 극대화되는 침수식 고주파 열처리장치에 관한 것이다.

일반적으로 고주파 열처리장치는 크게, 수평상에서 이송하면서 열처리를 하 는 수평형 고주파 열처리장치와 수직으로 이송하면서 열처리를 하는 수직형 열처리장치로 나눌 수 있다.

전자는 열처리한 후 냉각공정이 용이하지 못해 근래에 들어서는 수직형 열처리장치가 사용되고 있는 실정이다.

즉, 도 1은 종래의 수직형 열처리장치를 도시한 개략적 단면도인데, 이 수직형 열처리장치는 일본에서 개발되어 사용되고 있는 열처리장치이다.

도면을 참조로 하면, 종래의 수직형 열처리 장치(10)는 크게 하우징(20), 상기 하우징(20) 내부에 설치된 승하강수단(30), 상기 승하강수단(30)의 상하부에 구비되어 승하강수단(30)에 의해서 승하강되는 한 쌍의 집게편(40a)(40b), 상기 한 쌍의 집게편(40a)(40b) 중간쯤에 위치되도록 설치되는 가열부재(50), 상기 가열부재(50) 하부에 설치되는 소입수분사관(60) 및 각 장치들을 제어하는 제어부(70)를 포함하여 구성된다.

아울러, 미도시 되었지만 가열부재(50)에 고주파를 공급하는 고주파발생기와 소입수분사관(60)에 소입수를 공급하는 소입수공급장치가 추가로 구비된다.

이하에서는 이렇게 구성된 종래의 수직형 열처리장치(10)의 작동에 대해서 설명하는데, 자동차 부품인 캠 샤프트(80)를 열처리하는 공정을 통해 간략하게 설명하겠다. 이때, 캠 샤프트(80)는 등간격으로 형성된 다수의 돌기부(82)(84)로 이루어지는데, 이 돌기부(82)(84)에 대해서만 열처리를 하게 되며, 돌기부(82)(84) 사이의 환홈 부분에는 열처리를 하지 않음을 인지하여야 될 것이다.

먼저, 한 쌍의 집게편(40a)(40b)에 캠 샤프트(80)를 장착한다. 이때, 상기 가열부재(50) 및 소입수분사관(60)은 집게편 중간에 위치되어 있음으로 캠 샤프트(80)는 이들을 관통한 채 설치된다.

장착이 끝나면, 제어부(70)를 통해 작동을 시키게 된다. 가열부재(50)는 고주파발생기로부터 고주파를 공급받아 캠 샤프트(80)의 돌기부(82)를 미리 입력된 시간동안 열처리하게 된다. 열처리가 끝남과 동시에 승하강수단(30)이 캠 샤프트(80)를 하강시켜 가열된 부분이 소입수분사관(60)에 위치되게끔 작동한다. 이는, 다른 곳으로 열이 전위되기 전에 가열부분을 냉각시키기 위한 것이다. 그리고, 캠 샤프트(80)의 두 번째 돌기부(84)는 가열부재(50)에 의해서 다시 열처리된다. 이러한 작동을 반복적으로 수행함으로써 캠 샤트프(80)를 열처리하게 되는 것이다.

이때, 종래의 열처리장치(10)는 연속적인 작업이 가능한 장점이 있지만 소입수분사관(60)에서 발생되는 소입수로 가열된 부분을 냉각시키기에는 상당한 시간이 소요됨으로 에너지 낭비를 초래하고, 이로 인해 다른 곳으로 열이 전위되어 불량이 발생되는 경우가 종종 발생되었다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 피가열체의 열처리부분을 열처리한 후 다른 부분으로 열이 전위되기 전에 즉시 냉각시킴으로 열처리 공정이 신속 정확하게 이루어져 효율성이 극대화되는 침수식 고주파 열처리장치를 제공하고자 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부에 물이 소정의 높이만큼 저장되며, 일측면에는 저장되는 물의 수위를 조절할 수 있는 배출공이 형성되는 본체와, 상기 배출공에서 배출되는 물을 저장하도록 본체 일측면에 설치되는 보조본체로 구성되는 하우징; 상기 본체 내면 일측에 설치되며, 상하부에 한 쌍의 지지판이 부착되는 승하강수단; 상기 지지판에 상호 대칭되게 설치되는 한 쌍의 집게편; 상기 하부 집게편의 상부에 설치되는 환링 형상의 몸체와, 상기 몸체 상부에 구비되는 고주파발생부 및 상기 몸체 하부에 구비되는 냉각수분사관을 포함하여 구성되되, 상기 고주파발생부와 냉각수분사관은 수면을 경계로 하여 고주파발생부는 수면위에 위치되고, 상기 냉각수분사관은 물속에 위치되도록 설치되는 가열/냉각부재; 상기 고주파발생부에 고주파를 공급하는 고주파발생기; 상기 냉각수분사관에 냉각수를 공급하는 냉각수공급장치; 및 상기 장치들의 작동을 제어할 수 있는 제어부를 포함하여 구성된다.

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이하, 첨부된 도면을 참조로 하여 본 발명의 침수식 고주파 열처리장치를 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 2는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 침수식 고주파 열처리장치의 개략적 사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 침수식 고주파 열처리장치의 개략적 종단면도이다.

도 2 및 도 3을 참조로 하면, 본 발명의 침수식 고주파 열처리장치(100)는 크게 하우징(110), 승하강수단(120), 한 쌍의 집게편(130a)(130b), 가열/냉각부재(140), 고주파발생기(150), 냉각수공급장치(160) 및 제어부(170)를 포함하여 구성된다.

상기 하우징(110)은 본체(112)와 보조본체(116)로 구성되는데, 상기 본체(112)는 내부에 물이 소정의 높이만큼 저장되며, 일측면에는 저장되는 물의 수위가 높아지면 배출하여 조절할 수 있도록 배출공(114)이 형성된다, 상기 보조본체(116)는 상기 배출공(114)에서 배출되는 물을 저장하도록 본체(112) 일측면에 부착 설치된다.

즉, 본체(112) 내의 수위가 적정 수위보다 높아지면 물은 배출공(114)을 통해 보조본체(116) 내로 유입되도록 하여 본체(112) 내의 수위가 유지할 수 있도록 구현하였다.

상기 승하강수단(120)은 상기 본체(112) 내면 일측에 설치되며, 상하부에 수평되게 연장된 한 쌍의 지지판(125a)(125b)이 각각 부착된다. 이때, 통상의 승하강수단(120)은 실린더(122)와, 상기 실린더(122) 상에 설치되어 승하강되는 피스 톤(124), 상기 실린더(122)에 압을 공급하는 유압탱크(126) 및 유압펌프(128)로 구성되며, 본 발명에서는 상기 피스톤(124)의 상하부에 수평되게 연장된 지지판(125a)(125b)을 각각 부착하였다.

이러한, 승하강수단(120)은 종래의 열처리장치(10)는 물론이고 통상의 산업현장에 다소 적용되고 있으므로 본 발명에서는 개략적으로 도시하였다. 뿐만 아니라 승하강수단(120)은 유압식, 기계식 등으로 아주 다양하게 구현될 수 있음으로 본 발명에서는 이를 한정하지 않는다.

상기 집게편(130a)(130b)은 상기 한 쌍의 지지판(125a)(125b)에 상호 대칭되게 설치된다. 이렇게 구성된 한 쌍의 집게편(130a)(130b)에 피가열체(캠 샤프트)(80)가 장착되는 것이며, 이때, 피가열체(80)의 장착이 용이하도록 상부 집게편(130a)은 자체 상하 슬라이딩되도록 구현된다.

여기서, 상기 상부 집게편(130a)의 자체 슬라이딩은 승하강수단(120)의 유압에 연결돼 제어부(170)의 제어에 의해 슬라이딩시킬 수 있도록 구현됨이 바람직하다.

한편, 상기 집게편(130a)의 슬라이딩 방식 또한 아주 다양하게 구현될 수 있음을 인지하여야 되는데, 즉 상부 집게편(130a)을 지지판(125a)에 나사결합식으로 체결하여 일측으로 돌리면 집게편(130a)이 상승하고, 타측으로 돌리면 하강되도록 구현하는 등이 그 예이다. 물론, 이러한 집게편(130a)의 자체 슬라이딩 또한 통상적으로 산업현장에 다소 적용되고 있음으로 상세한 작동관계는 생략한다.

상기 가열/냉각부재(140)는 환링 형상의 몸체(142)와, 상기 몸체(142) 상단부 내측에 구비되는 고주파발생부(144) 및 상기 몸체 하단부의 내측에 구비되는 냉각수분사관(146)을 포함하여 구성된다. 아울러, 이렇게 구성된 상기 가열/냉각부재(140)는 본체(112) 내면을 매개로 하여 하부 집게편(130b) 상부에 설치되되, 한 쌍의 집게편(130a)(130b)과 동일 수직선상에 위치된다. 이때, 가열/냉각부재(140)의 고주파발생부(144)와 냉각수분사관(146)은 본체 내에 저장된 수면을 경계로 하여 고주파발생부(144)는 수면위에 위치되고, 상기 냉각수분사관(146)은 물속에 침수되도록 설치됨을 알 수 있다.

여기서, 상기 고주파발생부(144)는 전기동으로써, 극히 적은 양의 산소를 가지게 되므로 전도율이 상당히 높다.

상기 고주파발생기(150)는 외부에 구비되되, 전기적으로 연결되어 있는 상기 고주파발생부(144)에 고주파를 공급하도록 구비된 것이다.

상기 냉각수공급장치(160)는 본체 외부에 구비되며, 상기 냉각수분사관(146)에 냉각수를 공급하는 것으로써, 상기 보조본체(116)와 관로를 통해 연결돼 본체(112)에서 배출되는 물을 유입한 후 이를 열교환시켜 냉각수로 만들어 호스를 통해 연결된 냉각수분사관(146)에 냉각수를 공급하는 것이다.

상기 제어부(170)는 상기 장치들의 작동을 제어할 수 있도록 구비된다. 즉, 승하강수단(120)의 승하강 작동, 고주파발생기(150)의 고주파 발생, 냉각수공급장치(160)의 냉각수 공급 및 집게편(130a)의 상하 슬라이딩 작동을 각각 제어하게 되는 것으로써, 미리 프로그램되어 있다.

또한, 상기 승하강수단(120)의 지지판(125a)(125b)은 전방에 구비된 가이드봉(180)에 지지되어 있음을 알 수 있다. 가이드봉(180)에 지지된 지지판(125a)(125b)은 승하강수단(120)의 승하강 작동시 안전하게 승하강될 수 있도록 가이드하게 된다.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 침수식 고주파 열처리장치의 사용 상태도이고, 도 5는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 가열/냉각부재의 개략적 평면도이다.

먼저 도 4를 참조로 하면, 한 쌍의 집게편(130a)(130b)에는 피가열체인 캠 샤프트(80)가 장착되어 있는데, 이 캠 샤프트(80)는 하부 집게편 (130b)상측에 설치된 가열/냉각부재(140)를 관통한 채 장착됨을 알 수 있다.

여기서, 캠 샤프트(80)의 장착방법을 살펴보면, 제어부(170)를 통해 상부 집게편(130a)을 약간 상승시킨다. 그런 후 하부 집게편(130b)에 캠 샤프트(80)의 일측을 위치시켜 수직되게 하여 상부 집게편(130a)을 하향시키면 단단히 고정시킬 수 있을 것이다. 이때, 상기 캠 샤프트(80)는 최하단부에 형성된 첫 번째 돌기 부(82)가 고주파발생부(144)에 위치되도록 장착함이 바람직할 것이다.

이제, 도 5를 참조로 하면, 가열/냉각부재(140)의 몸체(142)는 환링 형상으로 형성되어 있음을 알 수 있고, 상단부 내측에는 고주파발생기(150)로부터 고주파를 공급받는 고주파발생부(144)가 구비되어 있으며, 상기 고주파발생부(144)의 하부에는 냉각수공급장치(160)로부터 냉각수를 공급받아 분사하는 냉각수분사관(146)이 설치되어 있음을 알 수 있다.

그리고, 몸체(142)의 중심부에는 몸체(142)를 관통하여 장착되는 캠 샤프트(80)가 위치되어 있다.

도 6의 "가"와 "나"는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 침수식 고주파 열처리장치의 작동을 도시한 개략적 단면도이다.

먼저, "가"를 참조로 하면, 한 쌍의 집게편(130a)(130b)에 장착된 캠 샤프트(80)의 최하단 돌기부(82)는 가열/냉각부재(140)의 고주파발생부(144) 내측에 위치되어 있다.

이때, 제어부(170)를 통해 작동시키면 제어부(170)의 명령을 받은 고주파발생기(150)가 고주파를 발생하여 고주파발생부(144)로 공급하게 되며, 고주파발생부(144)는 셋팅된 시간동안 열처리를 하게 된다.

여기서, "나"를 참조로 하여 계속 설명하면, 열처리가 완료되면 이번에는 승 하강수단(120)이 두 번째 돌기부(84)가 고주파발생부(144)에 위치되도록 하강작동 한다. 고주파발생부(144)는 위치된 두 번째 돌기부(84)에 대해서 다시 열처리를 하게 된다.

그리고, 첫 번째 돌기부(82)는 승하강수단(120)의 하강에 의해 물속에 침수됨과 동시에 냉각수공급장치(160)가 작동하여 냉각수분사관(146)을 통해 냉각수를 분사하게 된다. 이렇게 되면 물속에 담수된 첫 번째 돌기부(82)에는 본체(112) 내에 저장된 물과 분사되는 냉각수에 의해서 두 번째 돌기부(84)를 가열시 열전달이 되지 않아 경도 저하가 이루어지지 않는다. 즉, 다른 부분으로 열이 전위되기 전에 신속하게 냉각시킬 수 있으므로 보다 효율적인 열처리를 할 수 있다. 이와 같은 방법으로 계속하여 캠 샤프트(80)의 돌기부들을 열처리한다.

이때, 상기 장치들의 작동은 제어부(170)의 프로그램에 의해 순차적으로 작동됨이 바람직하나 작업자가 각 장치들을 각각 제어할 수 있도록 구현될 수 있음도 명백하다.

한편, 냉각수분사관(146)에서 분사되는 냉각수에 의해서 본체(112) 내 수위가 높아지면 일측에 형성된 배출공(114)으로 배출됨으로 본체(112) 내 수위는 상시 적정하게 유지될 것이며, 배출된 물은 냉각수공급장치(160)로 다시 유입돼 냉각된 후 공급됨으로 재활용된다.

따라서, 본 발명의 침수식 고주파 열처리장치(100)에 의하면, 피가열체(80)의 열처리부분을 열처리한 후 다른 부분으로 열이 전위되기 전에 신속하게 냉각시킴으로 열처리 공정이 신속 정확하게 이루어져 효율성이 극대화되는 효과가 있다.

즉, 피가열체에 대한 열처리부분을 열처리한 후 이전 열처리부위가 가까워서 고주파가열이 되어 플림처리가 되고 경도저하가 나타나므로 경도가 저하되지않게 이전 열처리 부위를 냉각시키면서 열처리를 하여 경도저하가 되지 않고 열처리공정이 신속 정확하게 이루어져 효율성이 극대화되는 것이다.

또한, 냉각과정이 신속함으로 이에 따른 에너지 절약과 더욱 미세한 열처리 공정이 가능하도록 하는 효과가 있다.

전술한 내용은 후술할 발명의 특허청구범위를 보다 잘 이해할 수 있도록 본 발명의 특징과 기술적 장점을 다소 폭넓게 개설하였다. 본 발명의 특허청구범위를 구성하는 부가적인 특징과 장점들이 이하에서 상술될 것이다. 개시된 본 발명의 개념과 특정 실시예는 본 발명과 유사 목적을 수행하기 위한 다른 구조의 설계나 수정의 기본으로서 즉시 사용될 수 있음이 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의해 인식되어야 한다.

또한, 본 발명에서 개시된 발명의 개념과 실시예가 본 발명의 동일 목적을 수행하기 위하여 다른 구조로 수정하거나 설계하기 위한 기초로서 당해 기술분야의 숙련된 사람들에 의한 그와 같은 수정 또는 변경된 등가 구조는 특허청구범위에서 기술한 발명의 사상이나 범위를 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변화, 치환 및 변경이 가능하다.

이상에서 상술한 바와 같이 본 발명의 침수식 고주파 열처리장치에 의하면, 피가열체에 대한 열처리부분을 열처리한 후 이전 열처리부위가 가까워서 고주파가열이 되어 플림처리가 되고 경도저하가 나타나므로 경도가 저하되지않게 이전 열처리 부위를 냉각시키면서 열처리를 하여 경도저하가 되지 않고 열처리공정이 신속 정확하게 이루어져 효율성이 극대화된다.

또한, 냉각과정이 신속함으로 이에 따른 에너지 절약과 더욱 미세한 열처리 공정이 가능한 효과를 도모할 수 있다.

Claims

고주파 열처리장치에 있어서,

내부에 물이 소정의 높이만큼 저장되며, 일측면에는 저장되는 물의 수위를 조절할 수 있는 배출공이 형성되는 본체와, 상기 배출공에서 배출되는 물을 저장하도록 본체 일측면에 설치되는 보조본체로 구성되는 하우징;

상기 본체 내면 일측에 설치되며, 상하부에 한 쌍의 지지판이 부착되는 승하강수단;

상기 지지판에 상호 대칭되게 설치되는 한 쌍의 집게편;

상기 하부 집게편의 상부에 설치되는 환링 형상의 몸체와, 상기 몸체 상부에 구비되는 고주파발생부 및 상기 몸체 하부에 구비되는 냉각수분사관을 포함하여 구성되되, 상기 고주파발생부와 냉각수분사관은 수면을 경계로 하여 고주파발생부는 수면위에 위치되고, 상기 냉각수분사관은 물속에 위치되도록 설치되는 가열/냉각부재;

상기 고주파발생부에 고주파를 공급하는 고주파발생기;

상기 냉각수분사관에 냉각수를 공급하는 냉각수공급장치; 및

상기 장치들의 작동을 제어할 수 있는 제어부를 포함하여 구성됨을 특징으로 하는 침수식 고주파 열처리장치.
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