KR101222164B1 - 파장 조절이 가능한 열 진동 에이징 장치 - Google Patents

파장 조절이 가능한 열 진동 에이징 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 음파를 발생시켜 내부의 가공대상물을 가공하는 열 진동 에이징 장치에 있어서, 가공대상물이 안착되는 수용공간을 가지며 일측에 외부로부터 압축공기가 공급되는 연통홀이 구비된 공진챔버, 상기 공진챔버의 상부에 설치되며 일측이 상기 연통홀 방향으로 연장되도록 배치되고 타측이 상기 연통홀에 대향하는 위치에 선택적으로 고정 결합되며, 상기 연통홀 방향으로 슬라이딩이동이 가능하게 구성되어 상기 연통홀로부터 공급되는 압축공기에 의해서 진동하는 진동플레이트 및 상기 공진챔버에 결합되어 상기 진동플레이트의 타측을 선택적으로 고정하는 가변고정수단을 포함하는 파장 조절이 가능한 열 진동 에이징 장치가 개시된다.

Description

파장 조절이 가능한 열 진동 에이징 장치{Thermo Vibro Sound Apparatus with Adjustable Wave Length}
본 발명은 열 진동 에이징 장치에 관한 것으로서, 별도의 공간이 형성된 공진챔버 내부에서 가열된 금속에 일정한 파장의 음파를 조사하여 항마모성을 증가시키는 파장 조절이 가능한 열 진동 에이징 장치에 관한 것이다.
일반적으로 금속은 우리 생활에 있어서 많은 부분에 사용되며 그 용도에 따라서 다양한 형태로 적용되어 왔으며 사용 용도에 알맞도록 순수한 물질보다는 그 용도에 따라 여러 종류의 금속을 혼합한 합금이 사용되어 왔다.
또한, 같은 금속이라도 제조 방법 및 에이징 등을 통해서 그 성질을 변화시킴으로써 용도에 알맞도록 가공하여 사용되어왔다.
특히 금속가공, 장비설계, 기계설계 및 장비산업분야에서 최대 부하상태에서 작동하는 기계나 공구 제조시 공구나 구조용 강재로 만들어지는 제품의 작동 특성을 향상시키기 위한 목적의 소재 가공에 많이 이용된다.
강재 부품이나 공구를 열 가공하여 내구성, 강도, 항마모성, 탄력 등을 개선하거나 또는 반대로 처리하고자 하는 기계적 가공이 필요한 경우에 많이 사용된다.
이와 같이 금속을 사용 용도에 따라 가공하기 위한 대표적인 방법이 금속을 가열한 후 냉각하는 열가공이 있다.
열가공의 종류로는 경화(Hardening), 템퍼링(Tempering) 및 어닐링(annealing) 등이 있으며 각각의 가공을 통해서 금속의 성질이 변화된다. 경화는 강재 부품의 경도와 항마모성을 높이는 작업으로서 이를 위해 부품을 일정 온도까지 가열한 후 일정 시간동안 이 온도를 유지해주어 강재의 내부까지 전체적으로 가열되도록 한 뒤 급속히 냉각시킨다. 그리고 경화시킨 부품의 템퍼링을 통해 경도를 감소시키고 점성을 높이며 내부응력을 없앨 수도 있다.
이외에도 금속을 가공하는 방법은 화학적 가공, 레이저, 플라즈마 경화, 초음파 및 자기장과 같은 다양한 방법을 이용하여 금속 소재의 강재를 가공할 수 있다.
하지만, 이런 방법들을 이용하여 가공된 금속은 한 가지의 특성에 대해 가공할 수는 있지만, 가공 목표에 이르는 가공되는 시간이 길어질 뿐만 아니라 여러 가지의 특성을 가지는 가공이 어려운 문제점이 있었다. 특히, 드릴이나 절삭팁 같이 높은 경도를 가짐과 동시에 항마모성이 뛰어난 특성을 가지도록 금속을 가공하는 것이 어려운 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 가열된 가공대상물에 일정한 파장의 음파를 전달하며 냉각시켜 가공대상물의 결합구조를 견고하게 하여 가공대상물의 항 마모성을 증가시키는 파장 조절이 가능한 열 진동 에이징 장치를 제공함에 있다.
상기한 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 파장 조절이 가능한 열 진동 에이징 장치는, 내부에 가공대상물이 안착되는 수용공간을 가지며 일측에 외부로부터 압축공기가 공급되는 연통홀이 구비된 공진챔버, 상기 공진챔버의 상부에 설치되며 일측이 상기 연통홀 방향으로 연장되도록 배치되고 타측이 상기 연통홀에 대향하는 위치에 선택적으로 고정 결합되며, 상기 연통홀 방향으로 슬라이딩이동이 가능하게 구성되어 상기 연통홀로부터 공급되는 압축공기에 의해서 진동하는 진동플레이트 및 상기 공진챔버에 결합되어 상기 진동플레이트의 타측을 선택적으로 고정하는 가변고정수단을 포함한다.
또한, 상기 공진챔버의 일측에 배치되며 상기 연통홀에 연결되어 외부로부터 압축공기를 공급받아 상기 공진챔버로 압축공기를 고르게 전달하는 보조챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 진동플레이트는 상기 연통홀에 인접한 끝단부의 두께가 중간부보다 얇게 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 진동플레이트는 상기 연통홀에 인접한 끝단부의 단면이 경사지도록 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 진동플레이트는 균일한 두께를 가지는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 가변고정수단은 상기 공진챔버의 외부에서 상기 진동플레이트의 타측을 선택적으로 고정하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 가변고정수단은 클램프로 형성된 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 가변고정수단은 상기 공진챔버의 일측에서 외부방향으로 연장되어 형성되며 상기 진동플레이트의 일부가 안착되는 고정틀 및 상기 고정틀에 결합되어 승하강을 통해 상기 진동플레이트를 선택적으로 압박하는 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
상기 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
내부에 가열된 가공대상물이 안착되는 공진챔버 및 공진챔버의 일측 상부에서 진동하며 음파를 발생시키는 진동플레이트를 구비하여 발생되는 음파에 의해 공진챔버 전체가 함께 공진하고 이에 따라 발생되는 음파를 가공대상물로 전달함으로써 가공대상물이 냉각되는 과정에서 결합구조가 단단해지며 가공대상물의 항 마모성이 증가하는 효과가 있다.
또한, 공진챔버의 상부에서 진동하는 진동플레이트가 길이방향을 따라 슬라이딩이동이 가능하도록 구성되어 진동영역의 크기 조절이 가능하도록 구성됨으로써, 가공대상물의 재질 및 구성에 따라서 진동플레이트의 진동에 의해 발생되는 음파의 파장 및 진동수를 조절할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열 진동 에이징 장치의 구성의 개략적으로 나타낸 단면도;
도 2는 도 1의 열 진동 에이징 장치의 구성을 나타낸 사시도;
도 3은 도 1의 열 진동 에이징 장치에서 연통홀을 통해서 압축공기가 주입되는 상태를 나타낸 평면도;
도 4는 도 1의 열 진동 에이징 장치에 있어서 연통홀을 통해서 주입되는 압축공기에 의해 진동플레이트가 진동하는 상태를 나타낸 도면;
도 5는 도 1의 열 진동 에이징 장치에 의해서 가공되지 않은 일반적인 가공대상물의 사용 횟수에 따른 마모 정도의 실험 결과를 나타낸 도면;
도 6은 도 1의 열 진동 에이징 장치에 의해서 가공된 가공대상물의 사용 횟수에 따른 마모 정도를 나타낸 1회차 실험 결과를 나타낸 도면;
도 7은 도 6의 가공된 가공대상물의 사용 횟수에 따른 마모 정도를 나타낸 2회차 실험 결과를 나타낸 도면;
도 8은 도 1의 열 진동 에이징 장치에 있어서 진동플레이트의 길이가 조절되는 상태를 나타낸 도면; 및
도 9는 도 1의 열 진동 에이징 장치에 있어서 진동플레이트의 길이에 따라 발생되는 음파의 파장이 서로 다른 것을 나타낸 도면이다.
이와 같이 구성된 본 발명에 의한 파장 조절이 가능한 열 진동 에이징 장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 통하여 설명한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정형태로 한정하려는 것이 아니라 본 실시예를 통해서 좀더 명확한 이해를 돕기 위함이다.
또한, 본 실시예를 설명함에 있어서, 동일 구성에 대해서는 동일 명칭 및 동일 부호가 사용되며 이에 따른 부가적인 설명은 생략하기로 한다.
열 진동 에이징 장치는 음파를 발생시켜 가공대상물을 가공하는 장치로써, 가열된 상기 가공대상물을 서서히 냉각시키는 과정 중에 음파를 발생시켜 가공하는 장치이다.
먼저, 도 1내지 도 3을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열 진동 에이징 장치의 구성에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 열 진동 에이징 장치의 구성의 개략적으로 나타낸 단면도, 도 2는 도 1의 열 진동 에이징 장치의 구성을 나타낸 사시도 및 도 3은 도 1의 열 진동 에이징 장치에서 연통홀을 통해서 압축공기가 주입되는 상태를 나타낸 평면도이다.
도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 열 진동 에이징 장치는 크게 공진챔버(100), 진동플레이트(200), 가변고정수단(300) 및 보조챔버(400)로 구성된다.
상기 공진챔버(100)는 내부에 수용공간을 가지며 상부가 개구되도록 형성되며 가공대상물(P)이 놓여진다. 그리고 상기 공진챔버(100)의 일측에는 외부로부터 압축된 압축공기가 전달되는 연통홀(110)이 구비된다.
본 실시예에서 상기 연통홀(110)은 상기 공진챔버(100)의 일측 벽면 상부에 형성되어 외부로부터 공급되는 압축공기를 상기 공진챔버(100) 내부로 전달한다.
상기 진동플레이트(200)는 일정한 폭을 가지는 판 형태로 형성되며 일부가 상기 공진챔버(100)의 상부에서 배치되며 일측이 상기 연통홀(110)에 인접하게 상기 연통홀(110) 방향을 향하여 배치되고 타측이 이에 대향하는 방향으로 배치된다. 즉, 상기 진동플레이트(200)는 도시된 바와 같이 상기 공진챔버(100)의 개구된 영역의 일부를 덮을 수 있도록 배치되고 타측이 상기 공진챔버(100)의 상부에서 상기 연통홀(110)방향으로 돌출되도록 배치된다.
여기서, 도 1에 도시된 바와 같이 상기 진동플레이트(200)는 A-A`방향을 길이방향으로 정의 하고 있으며 상기 진동플레이트(200)의 폭은 A-A`방향과 교차되는 방향이 된다.
본 실시예에서 상기 공진챔버(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 바닥면을 가지는 사각통 형상을 가지고 있으며 상기 진동플레이트(200)는 상기 공진챔버(100)의 바닥면과 평행하게 배치되어 일측이 상기 연통구 방향으로 향하고 타측이 상기 공진챔버(100)의 일측에 고정된다.
이와 함께 상기 진동플레이트(200)는 상기 연통홀(110)에 인접한 끝단부의 두께가 중간부보다 얇게 형성된다. 본 실시예에서는 상기 연통홀(110)에 인접한 끝단부의 단면이 경사지도록 형성되어 상기 연통홀(110)을 통해서 투입되는 압축공기에 의해 진동을 한다.
즉, 상기 진동플레이트(200)는 상기 공진챔버(100)의 상부에서 상기 연통홀(110)을 통해서 투입되는 압축공기에 의해 상기 연통홀(110)과 인접한 일측 끝단부가 진동하고 이에 따라 상기 진동플레이트(200) 중에서 고정되지 않은 부분이 함께 진동을 한다. 다시 말하면, 상기 진동플레이트(200)는 길이방향을 따라 일측이 고정되어 있으며 상기 연통홀(110) 방향으로 연장된 타측이 진동을 한다. 여기서, 상기 진동플레이트(200)의 길이방향이라 함은 상기 진동플레이트(200)에서 상기 연통홀(110)에 인접한 지점에서부터 먼 지점에 이르는 거리를 의미한다.
이와 같이 상기 진동플레이트(200)가 진동을 하면 상기 진동플레이트(200)에 의해서 음파가 발생하며, 발생된 음파는 상기 공진챔버(100)의 내부에 놓여진 상기 가공대상물(P)에 향하게 된다. 여기서 상기 진동플레이트(200)는 진동에 의해서 일정한 파장을 발생시키기 위해서 균일한 두께를 가지는 것이 바람직하다.
상기 진동플레이트(200)의 진동에 의해서 상기 가공대상물(P)이 가공되는 상태에 대해서는 도 4를 참조하여 후술한다.
상기 가변고정수단(300)은 상기 공진챔버(100)의 상부에서 상기 진동플레이트(200)의 일측을 고정하기 위한 수단으로써, 다양한 형태가 적용될 수 있으며 본 실시예에서는 상기 진동플레이트(200)의 일측을 가압하여 고정하는 클램프 형태로 구성되어 있다.
상기 가변고정수단(300)은, 상기 공진챔버(110)의 일측에서 외측으로 연장되어 배치되며 상기 진동플레이트(200)의 일부가 안착되는 고정틀(310) 및 상기 고정틀(310)에 결합되어 승하강을 통해 상기 진동플레이트(200)를 선택적으로 압박하는 가압부재(320)로 구성된다.
상기 고정틀(310)은 "ㅁ" 형태로 일정한 거리를 가지며 평행하게 배치된 상부틀(312)과 하부틀(314)을 가지도록 형성되고 상기 하부틀(314)은 상기 공진챔버(100)의 일측에 결합된다. 여기서, 상기 고정틀(310)은 상기 연통홀(110)에 대향하는 위치에 배치되며 상기 진동플레이트(200)의 일부가 상기 하부틀(314)의 상부에 놓여진다.
상기 가압부재(320)는 상기 상부틀(312)을 관통하는 형태로 형성되며 상기 하부틀(314)을 향해서 선택적으로 승하강이 가능하도록 구성된다. 그래서 상기 하부틀(314)의 상면에 놓여진 상기 진통플레이트의 타측을 가압한다.
상기 보조챔버(400)는 상기 공진챔버(100)의 일측에 결합되어 상기 연통홀(110)로 압축공기를 공급한다. 상기 보조챔버(400) 내부에 압축공기를 수용할 수 있도록 일정한 수용공간을 가지며 일측에는 외부에 구비된 공기공급원(미도시)으로부터 압축공기가 주입되는 공기공급구가 형성되어있으며, 상기 공진챔버(100)와 인접한 위치에 상기 연통홀(110)과 연결되어 상기 공기공급구로부터 전달된 압축공기를 상기 연통홀(110)로 전달한다. 도시된 바와 같이 상기 보조챔버(400)는 상기 공진챔버(100)의 일측에서 상기 연통홀(110)에 인접하게 배치되며 상기 공기공급구(410)는 상기 보조챔버(400)의 하부에 배치되어 상기 연통홀(110)과 동일선상에 위치하지 않는다.
그래서 상기 공기공급구(410)의 형상이나 크기에 상관없이 상기 연통홀(110)의 형상 및 방향에 의해 상기 공진챔버(100)로 전달되는 압축공기의 전달방향 및 폭을 조절할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이 상기 연통홀(110)은 상기 진동플레이트(200)의 폭에 대응하는 폭을 가지도록 형성되어 상기 공진챔버(100)로 전달되는 압축공기는 균일하게 상기 진동플레이트(200) 방향으로 전달된다.
만약, 상기 연통홀(110)이 상기 공기공급구를 통해서 들어오는 압축공기의 이동방향과 동일한 위치에 배치되면 상기 연통홀(110) 중에서도 상기 공기공급구의 위치에 대응하는 위치를 통과하는 압축공기의 세기가 그 이외의 위치보다 더 약해지고 이에 따라 상기 공진챔버(100)로 공급되는 압축공기가 균일하지 않게 된다.
그래서 별도의 상기 보조챔버(400)를 통해 공급된 압축공기를 상기 공진챔버(100)로 균일하게 공급한다.
이와 같이 구성된 열 진동 에이징 장치는 상기 가공대상물(P)이 놓여지는 상기 공진챔버(100)에서 일측 벽면에는 외부로부터 압축공기를 공급되는 상기 연통홀(110)이 구비되고 상부에는 상기 연통홀(110)로부터 공급되는 압축공기의 진행방향을 따라서 상기 진동플레이트(200)가 배치된다. 여기서, 상기 진동플레이트(200)는 일측이 상기 연통홀(110)의 대향하는 위치에서 상기 가변고정수단(300)에 의해서 고정되며 타측은 상기 연통홀(110)에 인접하게 상기 연통홀(110) 방향으로 배치된다. 그래서 상기 연통홀(110)로부터 공급되는 압축공기에 의해 상기 진동플레이트(200)가 진동을 한다.
상기 진동플레이트(200)가 진동을 함으로써 탄성파가 발생하고 이에 따라 발생된 탄성파가 상기 가공대상물(P)에 전달되어 가공된다.
다음으로, 도 4를 참조하여 열 진동 에이징 장치에서 상기 진동플레이트(200)의 진동에 의해서 음파가 발생하는 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 4는 도 1의 열 진동 에이징 장치에 있어서 연통홀(110)을 통해서 주입되는 압축공기에 의해 진동플레이트(200)가 진동하는 상태를 나타낸 것으로 A-A`방향에 따른 단면으로 상기 진동플레이트(200)의 길이방향이 나타나는 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 공진챔버(100) 내부에 가열된 상기 가공대상물(P)을 안착시킨 후 상기 공기공급원이 상기 보조챔버(400)로 압축공기를 투입한다. 상기 보조챔버(400)에 압축공기가 공급되면 상기 보조챔버(400)는 상기 연통홀(110)을 통해서 상기 공진챔버(100)에 압축공기를 전달한다. 이때, 상기 연통홀(110)을 통해서 상기 공진챔버(100)로 공급되는 압축공기의 이동경로상에 배치된 상기 진동플레이트(200)가 진동을 한다. 상기 진동플레이트(200)는 일측이 상기 연통홀(110)에 인접하게 배치되어 있고 타측이 상기 가변고정수단(300)에 의해서 고정되어 있으며 상기 연통홀(110)을 통해서 전달되는 압축공기의 진행방향을 따라서 배치되어있기 때문에 상기 가변고정수단(300)에 의해서 고정된 지점을 중심으로 상기 진동플레이트(200)가 진동을 하게 된다.
여기서, 상기 진동플레이트(200)는 대체적으로 균일한 두께를 가지는 것이 바람직 하지만, 상기 연통홀(110)로부터 전달되는 압축공기에 의해서 떨림이 쉽게 발생할 수 있도록 상기 연통홀(110)에 인접한 끝단부의 두께가 중간부보다 얇게 형성될 수 있다.
본 실시예에서는 상기 진동플레이트(200)의 일측 끝단부의 단면이 하향 경사지도록 형성되어 상기 연통홀(110)에 인접하게 배치된다. 그래서 상기 연통홀(110)을 통해서 상기 공진챔버(100) 내부로 압축공기가 전달되면 압축공기의 이동 경로상에 배치된 상기 진동플레이트(200)가 진동을 한다. 여기서, 상기 연통홀(110)은 상기 진동플레이트(200)의 폭에 대응하는 폭을 가짐으로써 상기 진동플레이트(200)로 향하는 압축공기가 균일하게 전달된다.
이와 같이 상기 진동플레이트(200)가 진동을 하며 상기 진동플레이트(200)의 떨림에 의해서 탄성파가 발생하게 되고 이렇게 발생된 음파는 상기 가공대상물(P)로 향하게 된다. 여기서, 상기 가공대상물(P)은 가열된 상태이다.
상기 진동플레이트(200)가 진동하며 음파가 발생되면 상기 공진챔버(100) 내부로 향하게 되고 이에 따라서 상기 공진챔버(100)는 함께 공진을 일으킨다. 이와 같이 상기 진동플레이트(200) 및 상기 공진챔버(100)가 공진하며 음파가 발생되어 상기 가공대상물(P)로 향하게 된다.
이와 같이 상기 가공대상물(P)로 음파가 전달되면 가열된 상태에서 서서히 냉각됨과 동시에 경도를 유지하며 가공대상물(P)의 항 마모성이 증가하게 된다.
즉, 상기 공진챔버(100) 내부에 가열된 상기 가공대상물(P)을 안착시킨 후 상기 연통구를 통해서 공급되는 공기에 의해 상기 진동플레이트(200) 및 상기 공진챔버(100) 전체가 진동하여 음파를 발생시키며, 발생된 음파에 의해서 상기 가공대상물(P)은 서서히 냉각되어 결합구조가 단단해진다.
이와 같은 과정을 통해 상기 가공대상물(P)은 일정수준 이상의 경도를 유지함과 동시에 항 마모성이 증가한다.
삭제
다음으로, 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열 진동에이징 장치를 통해서 상기 가공대상물(P)의 가공 전후 항마모성에 대한 실험 결과를 살펴보면 다음과 같다.
도 5는 도 1의 열 진동 에이징 장치에 의해서 가공되지 않은 일반적인 가공대상물의 사용 횟수에 따른 마모 정도의 실험 결과를 나타낸 도면이고 도 6은 도 1의 열 진동 에이징 장치에 의해서 가공된 가공대상물의 사용 횟수에 따른 마모 정도를 나타낸 1회차 실험 결과를 나타낸 도면이며 도 7은 도 6의 가공된 가공대상물의 사용 횟수에 따른 마모 정도를 나타낸 2회차 실험 결과를 나타낸 도면이다.
먼저, 본 발명의 실시예에 따른 열 진동 에이징 장치에 의한 금속의 가공 전후 항마모성에 대한 실험의 조건은 아래와 같다.
- 시험공구: YG-1 End mill. 2 날, ø16, HSS
- 가공대상물: STD11
- 절삭조건: 스핀들 (570rpm)
- 이송속도; 60 mm/min
- 절삭 깊이(축 방향); 24mm
- 절삭 폭(직경방향); 1.6mm
- 절삭방법: 습식절삭
- 절삭방향: 하향절삭
- 검사기준: 인선부 마모량측정(기준치0.4mm)
상기와 같은 조건으로 실험을 한 결과를 살펴보면, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 열 진동 에이징 장치에 의해서 가공되지 않은 상기 가공대상물(P)은 약 0.4mm 마모되는 동안 가공한 길이가 3280에 이른다.
보다 정확하게는 가공길이가 3280이 되는 동안 End mill이 0.410mm마모되었다.
하지만, 상기 가공대상물(P)이 열 진동 에이징 장치에 의해서 가공된 후 동일한 조건으로 실험을 한 결과 도 6및 도 7과 같은 결과가 나왔다.
도 6 및 도 7을 살펴보면 상기 가공대상물(P)이 약 0.4mm 마모되는 동안 가공길이가 4920에 이르는 것을 볼 수 있으며, 보다 상세하게 도 6의 가공대상물(P)은 가공길이가 4920에 이르는 동안 End mill이 0.405mm 마모되었고, 도 7의 가공대상물(P)은 0.412mm 마모되었다.
이와 같은 결과를 종합해서 상기 가공대상물(P)의 가공 전 후에 따른 마모 정도를 살펴보면 표 1과 같은 결과가 나타남을 알 수 있다.
Figure 112012502497431-pat00001
이와 같이 동일한 재질에 동일한 조건에서 실험을 하였으나 상기 가공대상물(P)의 가공 전을 기준으로 가공 후 항마모성이 약 50% 이상 증가하는 것을 알 수 있다.
이를 통해서 본 발명의 실시예에 따른 열 진동 에이징 장치에 의해서 상기 가공대상물(P)이 가공되면 항마모성이 증가하는 것을 알 수 있으며, 특히 절삭공구에 사용되는 경우 사용 수명이 연장되는 효과가 있다.
다음으로, 도 8 및 도 9를 참조하여 상기 진동플레이트(200)의 진동 길이에 따라 발생되는 음파의 파장이 변화하는 상태에 대해서 살펴보면 다음과 같다.
도 8은 도 1의 열 진동 에이징 장치에 있어서 진동플레이트(200)의 길이가 조절되는 상태를 나타낸 도면이고 도 9는 도 1의 열 진동 에이징 장치에 있어서 진동플레이트(200)의 길이에 따라 발생되는 음파의 파장이 서로 다른 것을 나타낸 도면이다.
상기 진동플레이트(200)는 상기 공진챔버(100)의 상부에서 타측이 상기 가변고정수단(300)에 의해서 선택적으로 고정된다. 여기서, 상기 진동플레이트(200)는 상기 공진챔버(100)의 상부에서 상기 연통홀(110) 방향으로 슬라이딩 왕복이동이 가능하게 구성된다.
상기 진동플레이트(200)가 상기 공진챔버(100)의 상부에서 슬라이딩이동이 가능하도록 구성됨으로써, 도 5에 도시된 바와 같이 상기 진동플레이트(200)의 위치를 조절한 후 상기 가변고정수단(300)에 의해서 상기 진동플레이트(200)의 타측을 고정한다.
도 8의 (a)를 살펴보면 상기 가압부재(320)를 상부로 승강 시켜 상기 진동플레이트(200)의 고정상태를 해제한다. 상기 가압부재(320)가 상기 진동플레이트(200)의 타측을 가압하지 않고 상부방향으로 승강됨으로써, 상기 진동플레이트(200)는 상기 공진챔버(100)의 상부에서 슬라이딩이동을 할 수 있다.
상기 진동플레이트(200)가 슬라이딩이동을 하여 상기 공진챔버(100)의 개구된 영역 상부에서 상기 진동플레이트(200)의 일부가 위치하는 정도를 조절할 수 있다. 본 실시예에서 상기 공진챔버(100)의 개구된 영역에 상부에 배치되는 상기 진동플레이트(200)의 길이에 따라서 상기 진동플레이트(200)의 진동에 의해서 발생되는 음파의 진동수가 변화한다.
상기 진동플레이트(200)를 슬라이딩이동 시켜 상기 공진챔버(100)의 상부에 배치한 후, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이 가압부재(320)를 하강시켜 상기 진동플레이트(200)의 타측을 가압한다.
상기 진동플레이트(200)의 타측은 상기 하부틀(314)의 상면에 접촉한 상태이기 때문에 상기 가압부재(320)가 하강함으로써 상기 진동플레이트(200)의 타측은 상기 하부틀(314)과 상기 가압부재(320)에 의해서 고정된다.
이와 같이 상기 진동플레이트(200)를 길이방향을 따라 슬라이딩 이동시켜 상기 가변고정수단(300)에 의해서 고정되는 위치를 조절함으로써 상기 공진챔버(100)의 상부에 위치하는 상기 진동플레이트(200)의 길이를 조절하여 발생되는 음파의 파장을 조절할 수 있다.
상기 진동플레이트(200)의 길이에 따라 발생되는 음파를 살펴보면, 먼저 도 9의 (a)와 같이 상기 진동플레이트(200)가 길이방향을 따라 상기 가변고정수단(300)에 의해서 고정된 지점부터 상기 연통홀(110)에 인접한 지점까지의 길이가 L1인 경우, 상기 연통홀(110)에 의해서 공급되는 압축공기에 의해서 진동하여 발생되는 음파의 파장이 길게 형성된다.
그리고 도 9의 (b)와 같이 상기 진동플레이트(200)가 상기 가변고정수단(300)에 의해서 고정된 지점부터 상기 연통홀(110)에 인접한 지점에 이르는 거리가 L2인 경우, L2는 L1보다 그 길이가 짧기 때문에 상기 진동플레이트(200)가 진동하는 진동영역이 더 작아진다. 그래서 상기 진동플레이트(200)의 진동에 의해 발생되는 음파의 파장이 짧게 발생된다.
이는 상기 진동플레이트(200)의 길이방향을 따라 상기 가변고정수단(300)에 의해서 고정된 지점부터 상기 연통홀(110)에 인접한 일측 끝단부에 이르는 진동영역 전체가 진동을 하게 되고 진동영역의 크기 및 길이에 따라 상기 진동플레이트(200)에 의해 발생되는 음파의 파장 및 진동수가 변하게 된다.
이와 같이 상기 진동플레이트(200)가 상기 공진챔버(100)의 상부에서 슬라이딩이동을 하여 타측이 상기 가변고정수단(300)에 의해서 선택적으로 고정됨으로써 진동영역의 크기를 조절하여 발생되는 음파의 파장 및 진동수를 조절할 수 있다. 이와 같이 발생되는 음파의 파장 및 진동수를 조절함으로써 상기 가공대상물(P)의 재질 및 구성성분이 다양한 경우에도 이에 대응하도록 발생되는 파장 및 주파수를 조절하여 사용할 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 의한 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명한 실시예 외에도 본 발명의 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그러므로 본 실시예는 특정형태로 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100: 공진챔버 110: 연통홀
200: 진동플레이트 300: 가변고정수단
310: 고정틀 320: 가압부재
400: 보조챔버 P: 가공대상물

Claims (8)

  1. 내부에 가공대상물이 안착되는 수용공간을 가지며 일측에 외부로부터 압축공기가 공급되는 연통홀이 구비된 공진챔버;
    상기 공진챔버의 상부에 설치되며 일측이 상기 연통홀 방향으로 연장되도록 배치되고 타측이 상기 연통홀에 대향하는 위치에 선택적으로 고정 결합되며, 상기 연통홀 방향으로 슬라이딩이동이 가능하게 구성되어 상기 연통홀로부터 공급되는 압축공기에 의해서 진동하는 진동플레이트; 및
    상기 공진챔버에 결합되어 상기 진동플레이트의 타측을 선택적으로 고정하는 가변고정수단;
    을 포함하는 파장 조절이 가능한 열 진동 에이징 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공진챔버의 일측에 배치되며 상기 연통홀에 연결되어 외부로부터 압축공기를 공급받아 상기 공진챔버로 압축공기를 고르게 전달하는 보조챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 조절이 가능한 열 진동 에이징 장치.
  3. 재 1항에 있어서,
    상기 진동플레이트는,
    상기 연통홀에 인접한 끝단부의 두께가 중간부보다 얇게 형성된 것을 특징으로 하는 열 진동 에이징 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 진동플레이트는,
    상기 연통홀에 인접한 끝단부의 단면이 경사지도록 형성된 것을 특징으로 하는 파장 조절이 가능한 열 진동 에이징 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 진동플레이트는,
    균일한 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 파장 조절이 가능한 열 진동 에이징 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 가변고정수단은,
    상기 공진챔버의 외부에서 상기 진동플레이트의 타측을 선택적으로 고정하는 것을 특징으로 하는 파장 조절이 가능한 열 진동 에이징 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 가변고정수단은,
    클램프로 형성된 것을 특징으로 하는 파장 조절이 가능한 열 진동 에이징 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 가변고정수단은,
    상기 공진챔버의 일측에서 외부방향으로 연장되어 형성되며 상기 진동플레이트의 일부가 안착되는 고정틀 및 상기 고정틀에 결합되어 승하강을 통해 상기 진동플레이트를 선택적으로 압박하는 가압부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 파장 조절이 가능한 열 진동 에이징 장치.
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