KR101179942B1 - 고주파 열처리 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 고주파 열처리 장치에 관한 것으로서, 열처리 대상이 되는 소재를 연속적으로 공급하는 피더부;와 상기 피더부를 통해 공급된 소재가 안착되는 컨베이어가 구비된 이송부; 상기 이송부를 통해 이송된 소재에 열을 가하는 고주파가열부; 및 상기 고주파가열부를 통해 가열된 소재를 수냉시키는 냉각부;를 포함하여 이루어지며, 상기 냉각부에는, 상기 가열된 소재의 유?출입구가 구비된 냉각챔버와, 상기 냉각챔버 내의 상부에 복수 개로 설치되고 상기 가열된 소재에 냉각수를 분출시키는 분사노즐, 상기 냉각챔버 내의 하부에서 대향하면서 한 쌍으로 설치되고 구동수단과 체결되어 상부에 안착된 상기 가열된 소재를 일 방향으로 회전시키는 이송롤 및, 상기 이송롤의 하부에 설치되고 상기 한 쌍의 이송롤 간의 이격공간 내에서 상부로 돌출형성되는 이송브라켓이 고정설치된 냉각부컨베이어가 구비되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 분사노즐이 구비된 냉각챔버 내에서 열처리 대상이 되는 소재를 회전시키는 동시에 직진이송이 가능하게 되어 균일한 경화깊이를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 연속적으로 열처리가 이루어져서 생산성이 크게 향상되는 유리한 효과가 있으며, 피더부제어유닛과 이젝터부를 더 구비함으로써 수작업에 의한 작업속도의 지체 및 생산성의 저하를 막을 수 있고 열처리의 전 공정을 자동화할 수 있는 장점이 있다.

Description

고주파 열처리 장치{APPARATUS FOR INDUCTION HEAT TREATMENT}

본 발명은 고주파 열처리 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 분사노즐이 구비된 냉각챔버 내에서 열처리 대상이 되는 소재를 회전시키는 동시에 직진이송이 가능하게 되어 균일한 경화깊이를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 연속적으로 열처리가 이루어질 수 있는 고주파 열처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로 고주파 유도가열을 통한 열처리 방법은, 피가열물인 철강재질로 제작된 각종 기계부품을 2차 회로로 하여 코일 등으로 구성된 1차 회로에 고주파 전류를 유동시키게 되면 코일에 고주파 전류가 유동하는 과정에서 발생되는 교번자속에 의하여 2차 회로인 피가열물의 표면층에 와전류(Eddy current)가 유기되고, 이때 발생되는 주울열을 이용하여 피가열물의 표면층을 철강의 A1 변태점 내지 A3 변태점 이상으로 가열한 다음, 코일의 전류유동을 차단시킴과 동시에 가열된 피가열물을 냉각수와 같은 냉각매질을 사용하여 담금질시킴으로써, 피가열물의 내부조직은 변경되지 않은 상태에서 피가열물의 표면층만을 마르텐사이트 조직으로 만들 수 있는 열처리 방법이다.

이러한 고주파 유도가열을 통한 표면 열처리방법은 피가열물에 대한 급속한 가열 및 피가열물의 표면만을 국부적으로 가열할 수 있다는 장점때문에 주로 철강재 기계부품의 피로강도와 내마모성 및 인성 등과 같은 기계적 성질을 향상시키는 방법으로 폭넓게 활용되고 있으며 각종 기계부품의 경량화와 내구성 향상에 크게 기여하고 있다.

종래의 고주파 유도가열을 이용한 표면 열처리방법은, 크게 고주파 유도가열에 의하여 피가열물이 되는 각종 기계부품을 가열한 후에 가열된 기계부품을 냉각매질 속에 침지시키는 수직형 열처리방식과, 소재를 수평방향으로 이송시키면서 상부에서 냉각수를 분사하여 수냉시키는 수평형 열처리방식으로 나눌 수 있다.

그러나, 수직형 열처리방식의 경우에는 수조 등의 별도 설비가 요구되어 장치규모가 대형화되는 문제가 있었고, 수평형 열처리방식은 균일한 열처리가 어려워 담금질처리된 표면층의 치수변화가 크게 되어 피가열물인 각종 기계부품의 전체적인 형상의 변형을 야기시키게 되므로 높은 정밀도가 요구되는 기계부품의 경우에는 열처리 이후에 후가공이 필요하게 되어 추가적인 시간과 인력 및 설비 등으로 인해 제품의 생산원가가 상승되는 문제점이 있었다.

이러한 문제점을 해결하기 위해 대한민국 등록특허공보 제0963741호에서는, 트랙핀용 소재를 일방향으로 공급하는 공급부와, 공급부의 공급 경로 상에 배치되어 동일선상에 위치하는 입,출구를 가지며 공급되는 소재를 전기로 유도 가열하는 유도 가열로, 유도 가열로의 출구측에 배치되어 소재를 복수 개로 분기된 이송 슈트측에 선택적으로 공급하는 분배부 및, 각 이송 슈트에 각각 연결되고 내부에 복수 개의 회전 롤러 및 분사 노즐이 구비되어 소재를 회전시키면서 냉각시키는 복수의 냉각부로 구성된 "트랙 핀의 제조방법 및 그 장치"가 개시되어 있다.

이는 종래의 침지식에 의한 냉각방식이 아니라, 도 1에 도시된 바와 같이, 소재의 외주연에 회전롤러 및 분사노즐을 배치하여 소재를 회전시키면서 수냉이 이루어짐에 따라 소재의 전체 부위에 걸쳐 골고루 균일하게 냉각처리가 가능하여 각 부위별 냉각 속도의 편차를 제거함으로써 냉각 중에 발생될 수 있는 변형을 예방할 수 있어서 제품의 품질을 향상시킬 수 있도록 한 것이다.

하지만, 상기의 열처리장치는 냉각부에서의 소재의 열처리 공정이 연속적으로 이루어지는 것이 아니라 1회 열처리 후에 푸싱 실린더에 의해 소재를 배출시키도록 구성됨으로써 작업속도가 느려 생산성이 저하된다는 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 분사노즐이 구비된 냉각챔버 내에서 열처리 대상이 되는 소재를 회전시키는 동시에 직진이송이 가능하게 되어, 균일한 경화깊이를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 연속적으로 열처리가 이루어질 수 있는 고주파 열처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 구동수단과 소재의 접촉면적을 최소화하는 동시에 냉각수의 원활한 배출이 가능하게 되어 단시간내에 효과적인 냉각처리가 가능한 고주파 열처리 장치를 제공하는 것을 다른 목적으로 한다.

또한, 열처리 대상이 되는 소재를 길이방향으로 자동 정렬시켜 연속적인 이송이 가능하게 되어 제조원가를 절감시킬 수 있는 고주파 열처리 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 수작업에 의한 작업속도의 지체 및 생산성의 저하를 막을 수 있고 열처리의 전 공정을 자동화할 수 있는 고주파 열처리 장치를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

이와 같은 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 고주파 열처리 장치는, 열처리 대상이 되는 소재를 연속적으로 공급하는 피더부;와 상기 피더부를 통해 공급된 소재가 안착되는 컨베이어가 구비된 이송부; 상기 이송부를 통해 이송된 소재에 열을 가하는 고주파가열부; 및 상기 고주파가열부를 통해 가열된 소재를 수냉시키는 냉각부;를 포함하여 이루어지며, 상기 냉각부에는, 상기 가열된 소재의 유?출입구가 구비된 냉각챔버와, 상기 냉각챔버 내의 상부에 복수 개로 설치되고 상기 가열된 소재에 냉각수를 분출시키는 분사노즐, 상기 냉각챔버 내의 하부에서 대향하면서 한 쌍으로 설치되고 구동수단과 체결되어 상부에 안착된 상기 가열된 소재를 일 방향으로 회전시키는 이송롤 및, 상기 이송롤의 하부에 설치되고 상기 한 쌍의 이송롤 간의 이격공간 내에서 상부로 돌출형성되는 이송브라켓이 고정설치된 냉각부컨베이어가 구비되는 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 구동수단은, 상기 한 쌍의 이송롤의 일측 단부와 각각 치합되고 외부구동원과 체결되어 상기 이송롤에 회전력을 부여하는 한 쌍의 구동롤을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이송롤의 외주연에는 상기 이송롤의 길이방향으로 요철부가 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 피더부는, 지면에 고정된 지지프레임과, 상기 지지프레임에 고정설치되고 소재공급방향으로 경사를 이루며 상단부의 설치높이를 달리하여 이격배치되는 복수의 고정대 및, 상기 고정대의 각각의 이격공간 내에서 상승 및 하강되는 복수의 승강대를 포함하여 이루어지며, 상기 소재공급방향의 최전단에는 상기 승강대가 배치됨으로써, 상기 승강대의 승강운동에 의해 상기 소재공급방향으로 연속적으로 소재의 이송이 이루어지도록 하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 이송부에 구비된 컨베이어의 상부에는, 지면에 고정설치되는 지지대와, 상기 지지대와 힌지결합되고 상기 컨베이어에 의해 이송되는 소재의 단부와 접촉되면서 요동하는 추, 상기 추의 움직임을 감지하는 센서 및, 상기 센서의 정보를 이용하여 상기 승강대의 작동여부를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 피더부제어유닛이 더 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 냉각부의 전단에는, 상기 가열된 소재를 이송시키는 이젝터부컨베이어와, 상기 이젝터부컨베이어의 상부에 고정설치되는 구동실린더 및, 상기 이젝터부컨베이어와 이격배치되고 상기 냉각챔버의 유입구와 연통되는 거치대로 이루어지는 이젝터부;가 더 구비되고, 상기 구동실린더의 말단부에는, 엔드플레이트와 상기 엔드플레이트의 전방으로 돌출형성되고 말단부의 상부가 마감연결된 한 쌍의 돌출단 및 상기 한 쌍의 돌출단 사이에서 힌지결합되는 요동블럭을 포함하는 이젝터헤드뭉치가 구비되어, 상기 이젝터부컨베이어에 의해 이송되는 가열된 소재를 상기 이젝터헤드뭉치를 이용하여 상기 거치대 상부에 일시정지시킨 후에 상기 구동실린더에 의해 상기 냉각부로 가열된 소재를 이송시키도록 하는 것이 바람직하다.

이때, 상기 거치대에는 절개부를 구비하고, 상기 절개부를 관통하면서 상부로 돌출되고 상기 거치대와는 힌지결합되어 요동되는 걸림구가 더 구비되는 것이 바람직하다.

상술한 바와 같은 본 발명의 일 실시예에 따르면 첫째, 분사노즐이 구비된 냉각챔버 내에서 열처리 대상이 되는 소재를 회전시키는 동시에 직진이송이 가능하게 되어, 균일한 경화깊이를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 연속적으로 열처리가 이루어져서 생산성이 크게 향상되는 유리한 효과가 있다.

둘째, 이송롤의 외주연에는 길이방향으로 요철부를 형성시킴으로써, 이송롤과 소재의 접촉면적을 최소화하는 동시에 냉각수의 원활한 배출이 가능하게 되어 단시간내에 효과적인 냉각처리가 가능한 장점이 있다.

셋째, 피더부는 복수의 고정대 사이로 상승 및 하강하는 승강대가 구비됨으로써, 열처리 대상이 되는 소재를 길이방향으로 자동 정렬시켜 연속적인 이송이 가능하게 되어 제조원가를 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

넷째, 피더부제어유닛과 이젝터부를 더 구비함으로써, 수작업에 의한 작업속도의 지체 및 생산성의 저하를 막을 수 있고 열처리의 전 공정을 자동화할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 종래의 열처리장치의 냉각부의 작동상태도,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 열처리 장치의 구성도,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부의 정면도,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부의 평면도,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부의 측면도,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부의 작동상태도,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피더부의 작동상태도,
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피더부제어유닛의 작동상태도,
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝터부의 사시도,
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝터부의 작동상태도이다.

이하에서는, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하되, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세하게 설명하기 위한 것이지, 이로 인해 본 발명의 기술적인 사상 및 범주가 한정되는 것을 의미하지는 않는다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 열처리 장치(100)의 구성도이고, 도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부(40)의 정면도와 평면도 및 측면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부(40)의 작동상태도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 열처리 장치(100)는, 피더부(10)와, 이송부(20), 고주파가열부(30) 및, 냉각부(40)로 이루어진다.

상기 피더부(10)는 열처리 대상이 되는 소재를 후술되는 이송부(20)로 연속적으로 공급하는 역할을 한다.

상기 이송부(20)는 피더부(10)에서 공급받은 소재를 후술되는 고주파가열부(30)로 이송시키는 역할을 하며, 컨베이어(21)가 구비된다. 상기 컨베이어(21)는 벨트 또는 체인 등 기공지된 다양한 구동수단이 채용될 수 있다.

상기 고주파가열부(30)는 전술한 이송부(20)를 통해 운반된 소재에 열을 가하며, 이는 폐쇄된 형상의 유도코일(INDUCTION COIL)에 인가되는 상용전원을 스위칭하여 턴 온/오프(TURN ON/OFF)를 반복하고, 이러한 스위칭에 의하여 발생되는 역기전력에 의해 강력한 자계를 형성시켜 폐쇄된 공간에 놓인 소재에 와전류(EDDY CURRENT)를 발생시킨다. 이러한 와전류에 의하여 주울열(JOULE'S HEAT)이 발생되어 자체적으로 발열되도록 한다. 본 발명의 고주파가열부(30)는 대한민국 등록특허 제0961790호 등을 포함하는 다양한 고주파가열장치로 구성될 수 있다.

상기 냉각부(40)는 전술한 고주파가열부(30)를 통해 가열된 소재를 수냉시켜 소재의 표면을 경화시키는 역할을 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 냉각부(40)는, 냉각챔버(41)와, 분사노즐(42), 이송롤(43) 및, 냉각부컨베이어(44)를 포함하여 이루어진다.

상기 냉각챔버(41)는 고주파가열부(30)를 통해 가열된 소재(1)를 냉각수를 이용하여 표면경화시키는 공간이 되며, 가열된 소재(1)가 투입되는 유입구와 냉각수로 담금질된 소재(1)가 배출되는 유출구가 구비된다. 또한 분사노즐(42)에 냉각수를 공급하는 냉각수 유입포트와, 소재(1)에 분출된 냉각수가 배출되는 냉각수 유출포트가 더 구비된다.

상기 분사노즐(42)은 냉각챔버(41) 내의 상부에 복수 개로 설치되어 가열된 소재(1)에 냉각수를 분출시키는 역할을 한다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 냉각수의 살포면적을 증가시키기 위해 수직방향이 아닌 소재가 배출되는 유출구를 향해 경사를 이루며 냉각수가 분출되도록 함이 바람직하고, 도 5에 도시된 바와 같이 분사방향이 소재(1)에 집중될 수 있도록 소재(1)의 중심부를 향하도록 단부를 경사지게 설치하는 것이 바람직하다.

상기 이송롤(43)은 가열된 소재(1)를 일 방향으로 회전시켜 소재(1)의 외주연 전체에 걸쳐 균일한 열처리가 가능하도록 한다. 이를 위해 이송롤(43)은 냉각챔버(41) 내의 하부에서 서로 마주보면서 한 쌍으로 이격설치되고, 각각의 이송롤(43)은 구동수단과 체결되어 동일한 방향으로 회전이 이루어진다.

이때, 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 열처리 장치(100)의 이송롤(43)은, 그 외주연에 이송롤(43)의 길이방향으로 요철부가 구비되는 것이 바람직하다. 이로써, 이송롤(43)과 소재(1)의 접촉면적을 최소화하는 동시에 냉각수의 원활한 배출이 가능하게 되어 단시간내에 효과적인 냉각처리가 가능한 장점이 생긴다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 구동수단은 전술한 한 쌍의 이송롤(43)의 일측 단부와 각각 치합되고 외부구동원과 체결되는 한 쌍의 구동롤(46)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 도 6을 참조하면, 상기 구동롤(46)은 이송롤(43)과 치합되면서 이송롤(43)의 외측으로 배치되며, 구동롤(46)의 일측 단부는 냉각챔버(41)의 외부에 구비된 구동모터의 회전축과 체인으로 연결된다. 이때 체인과 냉각챔버(41)의 유출구와의 간섭을 피하기 위해서 유출구의 상부에 지지롤(47)을 더 부가하여 체인연결함이 바람직하다.

상기 냉각부컨베이어(44)는 전술한 이송롤(43)의 하부에 설치되어 가열된 소재(1)를 직진이송시켜 연속적인 열처리가 가능하게 한다. 이를 위해 체인이나 벨트 등으로 구성된 냉각부컨베이어(44)에 한 쌍의 이송롤(43) 간의 이격공간 사이로 상부로 돌출되는 이송브라켓(45)을 고정설치하여 이송브라켓(45)이 소재(1)의 단부와 접촉될 수 있도록 한다. 따라서, 냉각부컨베이어(44)가 모터 등에 의해 구동됨에 따라 이송브라켓(45)이 이동하게 되고, 이때 이송브라켓(45)과 단부가 접촉되는 소재(1)도 이송브라켓(45)의 이동방향으로 함께 이송된다. 이로써, 소재(1)는 이송롤(43)에 의해 회전이 이루어지면서 이송브라켓(45)에 의해 직진이송이 가능하게 된다. 도 3에 도시된 바와 같이 소재의 길이 등을 고려하여 이송브라켓(45) 간의 간격 및 갯수를 조절할 수 있다.

상술한 바와 같이, 분사노즐(42)이 구비된 냉각챔버(41) 내에서 열처리 대상이 되는 소재(1)를 회전시키는 동시에 직진이송이 가능하게 되어, 균일한 경화깊이를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 연속적으로 열처리가 이루어져서 생산성이 크게 향상되는 유리한 효과가 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 피더부(10)의 작동상태도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 열처리 장치(100)의 피더부(10)는, 지지프레임(11)과 고정대(12) 및 승강대(13)를 포함하여 이루어진다.

상기 지지프레임(11)은 지면에 대해 수직방향으로 고정설치되어 후술되는 고정대(12)를 지지하는 역할을 한다.

상기 고정대(12)는 평판형상으로 지지프레임(11)에 고정설치되고, 복수 개가 소재공급방향으로 경사를 이루며 이격배치된다. 이때 고정대(12)의 상단부는 높이를 달리하여 설치되는데 소재공급방향으로 일정한 높이를 가진 계단을 이루며 설치되는 것이 바람직하다.

상기 승강대(13)는 고정대(12)의 개개의 이격공간 내에서 상승 및 하강되며, 유압실린더(14)의 구동에 의해 고정대(12) 사이에서 승강되도록 한다. 이때 유압실린더(14)의 행정길이는 고정대(12)의 계단높이로 정함으로써, 유압실린더(14)의 1행정으로 승강대(13)에 안착된 소재(1)가 한 단계 높은 고정대(12) 상으로 이송되도록 한다. 이로써 길이방향으로 정렬된 소재(1)를 연속적으로 이송부(20)로 공급할 수 있게 된다. 이를 위해 소재공급방향의 최전단에는 고정대(12)가 아닌 승강대(13)가 배치되도록 한다.

따라서, 고정대(12)와 승강대(13)를 이용하여 열처리 대상이 되는 소재를 길이방향으로 자동 정렬시켜 연속적인 이송이 가능하게 되어, 정렬을 위한 별도의 설비나 인력이 불필요하여 제조원가를 절감시킬 수 있는 장점이 있다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 피더부제어유닛(22)의 작동상태도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 열처리 장치(100)는, 지지대(221)와, 추(222), 센서(223) 및, 컨트롤러를 포함하는 피더부제어유닛(22)이 더 구비될 수 있다.

상기 지지대(221)는 이송부(20)에 구비된 컨베이어(21)의 상부에서 지면에 고정설치되며, 상기 추(222)는 지지대(221)에 힌지결합되어 컨베이어(21) 상에서 이송되는 소재(1)의 단부와 접촉되면 상방으로 요동한다. 상기 센서(223)는 이러한 추(222)의 움직임을 감지하여 소재(1)의 통과여부를 확인한다. 예를 들어, 추(222)가 소재(1)에 의해 상방으로 선회됨에 따라 자기 센서에 발생되는 자기장의 변화를 감지하여 소재(1)의 통과여부를 확인할 수 있다. 상기 컨트롤러는 이러한 센서정보를 이용하여 컨베이어(21) 상의 소재(1)가 일정시간동안 감지되지 않거나 일정한 수의 소재(1)가 통과된 것이 확인되면 피더부(10)의 승강대(13)를 작동시켜 소재(1)를 컨베이어(21)에 공급되도록 제어한다.

도 9 및 도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이젝터부(50)의 사시도 및 작동상태도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 열처리 장치(100)는 냉각부(40)의 전단에, 이젝터부컨베이어(51)와 거치대(53) 및 구동실린더(52)로 이루어지는 이젝터부(50)가 더 구비될 수 있다.

상기 이젝터부컨베이어(51)는 벨트 또는 체인 등으로 체결되어 고주파가열부(30)에서 가열된 소재(1)를 이송시킨다.

상기 거치대(53)는 이젝터부컨베이어(51)와 일정간격을 두고 이격배치되어, 이젝터부컨베이어(51)에 의해 이송된 소재(1)가 후술되는 구동실린더(52)에 의해 냉각챔버(41)로 이송되기 전에 일시적인 정지상태를 유지하게 한다. 말단부는 냉각챔버(41)의 유입구와 인접되도록 설치된다.

상기 구동실린더(52)는 이젝터부컨베이어(51)의 상부에 고정설치되어 거치대(53) 상에 일시정지된 가열된 소재(1)를 냉각부(40)로 이송시키는 역할을 한다.

한편, 상기 구동실린더(52)의 말단부에는 이젝터부컨베이어(51)를 통해 이송된 소재(1)를 거치대(53) 상에 일시정지시키는 동시에, 정지된 소재(1)를 구동실린더(52)의 작동으로 냉각챔버(41)로 이송시키는 역할을 하는 이젝터헤드뭉치(54)가 구비된다.

이를 위해 상기 이젝터헤드뭉치(54)는, 구동실린더(52)의 말단부에 고정설치되는 엔드플레이트(541)와, 엔드플레이트(541)의 전방으로 돌출형성되고 말단부의 상부는 마감연결되는 한 쌍의 돌출단(542) 및, 한 쌍의 돌출단(542) 사이에서 힌지결합되는 요동블럭(543)을 포함하여 이루어진다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 고주파 열처리 장치(100)는, 상기 거치대(53)에 절개부(531)를 형성하고, 상기 절개부(531)를 관통하면서 상부로 돌출되고 거치대(53)와는 힌지결합되어 요동되는 걸림구(532)가 더 구비될 수 있다.

이하에서는, 도 10을 참조하면서 이젝터부(50)의 단계별 작동상태에 대해 설명한다.

(a) 먼저, 이젝터부컨베이어(51)를 이용하여 고주파가열부(30)에서 가열된 소재(1)를 일측으로 이송시킨다.

(b) 이송된 소재(1)가 이젝터헤드뭉치(54)의 요동블럭(543)의 일측과 접촉되면 돌출단(542) 사이에서 힌지결합된 요동블럭(543)은 소재(1)의 이송방향으로 요동된다. 이로써 소재(1)는 진행방향으로의 속도가 줄어들게 된다.

(c) 이젝터헤드뭉치(54)를 통과하면서 감속된 소재(1)는 거치대(53)의 상부에 안착되며, 거치대(53) 상에서는 별도의 컨베이어가 구비되어 있지 않으므로 일시정지상태를 유지하게 된다.

(d) 바람직하게는, 거치대(53) 상에 절개부(531)를 형성시키고 절개부(531)를 통해 상부로 돌출되면서 거치대(53)와는 힌지결합되어 요동하는 걸림구(532)가 더 구비됨으로써, 거치대(53) 상의 일정지점에 소재(1)가 위치될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

(e) 이렇게 일시정지된 소재(1)는 구동실린더(52)의 작동으로 이젝터헤드뭉치(54)의 요동블럭(543)에 의해 냉각챔버(41) 내로 이송된다. 이는 한 쌍으로 된 돌출단(542)의 상부 말단부가 서로 연결되어 있어서, 요동블럭(543)이 소재의 이송방향으로만 요동하기 때문에 가능하게 된다.

따라서, 본 발명인 고주파 열처리 장치(100)는 피더부제어유닛(22)과 이젝터부(50)를 더 구비함으로써, 수작업에 의한 소재의 정렬 및 이송으로 인한 작업속도의 지체 및 생산성의 저하를 막을 수 있고 열처리의 전 공정을 자동화할 수 있는 장점이 있다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명인 고주파 열처리 장치(100)는, 분사노즐(42)이 구비된 냉각챔버(41) 내에서 열처리 대상이 되는 소재(1)를 회전시키는 동시에 직진이송이 가능하게 되어 균일한 경화깊이를 얻을 수 있을 뿐만 아니라 연속적으로 열처리가 이루어져서 생산성이 크게 향상되는 유리한 효과가 있으며, 피더부제어유닛(22)과 이젝터부(50)를 더 구비함으로써 수작업에 의한 작업속도의 지체 및 생산성의 저하를 막을 수 있고 열처리의 전 공정을 자동화할 수 있는 장점이 있다.

100 : 고주파 열처리 장치 1 : 소재
10 : 피더부 11 : 지지프레임
12 : 고정대 13 : 승강대
14 : 유압실린더 20 : 이송부
21 : 컨베이어 22 : 피더부제어유닛
221 : 지지대 222 : 추
223 : 센서 30 : 고주파가열부
40 : 냉각부 41 : 냉각챔버
42 : 분사노즐 43 : 이송롤
44 : 냉각부컨베이어 45 : 이송브라켓
46 : 구동롤 47 : 지지롤
50 : 이젝터부 51 : 이젝터부컨베이어
52 : 구동실린더 53 : 거치대
531 : 절개부 532 : 걸림구
54 : 이젝터헤드뭉치 541 : 엔드플레이트
542 : 돌출단 543 : 요동블럭

Claims (7)

1. 열처리 대상이 되는 소재를 연속적으로 공급하는 피더부;와
   상기 피더부를 통해 공급된 소재가 안착되는 컨베이어가 구비된 이송부;
   상기 이송부를 통해 이송된 소재에 열을 가하는 고주파가열부; 및
   상기 고주파가열부를 통해 가열된 소재를 수냉시키는 냉각부;를 포함하여 이루어지며,
   상기 냉각부에는,
   상기 가열된 소재의 유?출입구가 구비된 냉각챔버와, 상기 냉각챔버 내의 상부에 복수 개로 설치되고 상기 가열된 소재에 냉각수를 분출시키는 분사노즐, 상기 냉각챔버 내의 하부에서 대향하면서 한 쌍으로 설치되고 구동수단과 체결되어 상부에 안착된 상기 가열된 소재를 일 방향으로 회전시키는 이송롤 및, 상기 이송롤의 하부에 설치되고 상기 한 쌍의 이송롤 간의 이격공간 내에서 상부로 돌출형성되는 이송브라켓이 고정설치된 냉각부컨베이어가 구비되는 것을 특징으로 하는 고주파 열처리 장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 구동수단은,
   상기 한 쌍의 이송롤의 일측 단부와 각각 치합되고 외부구동원과 체결되어 상기 이송롤에 회전력을 부여하는 한 쌍의 구동롤을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 열처리 장치.
   
3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
   상기 이송롤의 외주연에는 상기 이송롤의 길이방향으로 요철부가 형성되는 것을 특징으로 하는 고주파 열처리 장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 피더부는,
   지면에 고정된 지지프레임과, 상기 지지프레임에 고정설치되고 소재공급방향으로 경사를 이루며 상단부의 설치높이를 달리하여 이격배치되는 복수의 고정대 및, 상기 고정대의 각각의 이격공간 내에서 상승 및 하강되는 복수의 승강대를 포함하여 이루어지며,
   상기 소재공급방향의 최전단에는 상기 승강대가 배치됨으로써, 상기 승강대의 승강운동에 의해 상기 소재공급방향으로 연속적으로 소재의 이송이 이루어지는 것을 특징으로 하는 고주파 열처리 장치.
   
5. 제4항에 있어서,
   상기 이송부에 구비된 컨베이어의 상부에는,
   지면에 고정설치되는 지지대와, 상기 지지대와 힌지결합되고 상기 컨베이어에 의해 이송되는 소재의 단부와 접촉되면서 요동하는 추, 상기 추의 움직임을 감지하는 센서 및, 상기 센서의 정보를 이용하여 상기 승강대의 작동여부를 제어하는 컨트롤러를 포함하는 피더부제어유닛이 더 구비되는 것을 특징으로 하는 고주파 열처리 장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 냉각부의 전단에는,
   상기 가열된 소재를 이송시키는 이젝터부컨베이어와, 상기 이젝터부컨베이어의 상부에 고정설치되는 구동실린더 및, 상기 이젝터부컨베이어와 이격배치되고 상기 냉각챔버의 유입구와 연통되는 거치대로 이루어지는 이젝터부;가 더 구비되고,
   상기 구동실린더의 말단부에는,
   엔드플레이트와 상기 엔드플레이트의 전방으로 돌출형성되고 말단부의 상부가 마감연결된 한 쌍의 돌출단 및 상기 한 쌍의 돌출단 사이에서 힌지결합되는 요동블럭을 포함하는 이젝터헤드뭉치가 구비되어, 상기 이젝터부컨베이어에 의해 이송되는 가열된 소재를 상기 이젝터헤드뭉치를 이용하여 상기 거치대 상부에 일시정지시킨 후에 상기 구동실린더에 의해 상기 냉각부로 가열된 소재를 이송시키는 것을 특징으로 하는 고주파 열처리 장치.
   
7. 제6항에 있어서,
   상기 거치대에는 절개부를 구비하고, 상기 절개부를 관통하면서 상부로 돌출되고 상기 거치대와는 힌지결합되어 요동되는 걸림구가 더 구비되는 것을 특징으로 하는 고주파 열처리 장치.

Images