KR101496315B1 - 차량용 워터펌프의 로터 열처리방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 워터펌프의 로터 열처리방법 및 그 장치에 관한 것으로, 그 구성은 열처리를 요하는 차량용 워터펌프의 부속품인 로터(Rotor)를 회전되는 제1턴테이블에 배치시켜 상기 로터를 공급하는 로터공급단계와, 상기 제1턴테이블과 이격된 곳에 위치되는 제2턴테이블에 상기 로터를 이송시키는 로터이송단계와, 상기 제2턴테이블에 위치된 상기 로터가 정위치에 있음을 감지하는 감지단계와, 상기 감지단계를 거쳐서 상기 로터가 정위치에 있음이 확인된 뒤 상기 로터를 고주파가열기가 위치된 곳으로 이송시킨 뒤 제1차 고주파 가열을 행하는 고주파가열단계와, 상기 고주파가열단계를 거친 상기 로터를 수냉각시키는 제1냉각단계와, 상기 제1냉각단계를 거친 상기 로터를 2차로 고주파 템퍼링 가열을 행하는 고주파 템퍼링단계와, 상기 고주파 템퍼링단계를 거친 상기 로터를 수냉각시키는 제2냉각단계와, 상기 제2냉각단계를 거친 상기 로터를 취출하여 포장하는 취출단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 것으로서, 표면산화로 인한 템퍼칼라 발생을 방지할 수 있으며, 로내 장입식 템퍼링 방법에 비하여 열처리 시간을 단축시킬 수 있으며, 로터의 제품간 충격으로 인한 외관 찍힘을 방지할 수 있으며, 템퍼링 후 바로 포장이 가능하여, 제품 품질의 일관성을 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

차량용 워터펌프의 로터 열처리방법{Heat treatment method of Rotor used for water-pump of vehicle and the heat treatment device}

본 발명은 차량용 워터펌프의 로터 열처리방법 및 그 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 턴테이블을 이용하여 자동적으로 열처리를 하지 않으며, 변색이나 외관 찍힘 현상을 방지할 수 있는 차량용 워터펌프의 로터 열처리방법 및 그 장치에 관한 것이다.

일반적으로 차량용 워터 펌프는 엔진의 쿨링자켓(Cooling Jacket) 및 라디에이터(Radiator) 내의 냉각수를 순환시켜, 엔진을 적정한 온도로 유지시키는 쿨링 시스템(Cooling system)의 주요 부품이다.

이러한 차량용 워터펌프의 주요 부품인 로터(Rotor)는 차량용 워터 펌프 내에 장착되어 임펠라(펌프날개)와 펌프모터를 연결하는 역할과 임펠라 회전시 발생되는 저항을 견디면서, 원활한 회전이 가능하도록 돕는 부품이다.

이러한 차량용 워터펌프의 부품인 로터는 탄소강 에스엠45씨(SM45C)강종으로 제작되며, 그 형상과 워터펌프 내 로터의 장착위치를 도 1에 도시하였다.

또한, 임펠러 회전 시 발생되는 와류현상(캐비테이션)에 의한 2차량용 워터펌프의 로터 열처리방법 및 그 장치 kg/mm² 의 저항으로 임펠라가 안착이 되는 로터 부위는 해당저항을 견딜 수 있는 고경도를 요구하게 된다.

따라서 임펠라가 안착되는 로터의 부위는 표면 경도 및 내구성을 증가시키기 위하여 열처리를 하지 않으면 안된다.

현재까지 산업현장에서 상기 로터의 열처리방법은 고주파 유도가열 장치에서 임펠라가 안착되는 로터의 부위를 가열하여 부분 담금질한 후 일반로에서 가열 유지하여, 템퍼링 처리를 하고 있는 실정이다.

일반적으로 열처리 원칙은 담금질(Qenching)에 의하여 경화처리 된 재료는 그 제품이 손으로 만질 정도로 냉각되었을 때 반드시 뜨임(Tempering)처리 하여야 한다. 뜨임처리를 하지 않으면 담금질하였을 때 생성된 잔류응력에 의해 균열이나 변형의 원인이 되며, 담금질에 의하여 생성된 알파-마르텐사이트(α-Martensite) 조직은 취성이 커서 취약하기 때문에 뜨임처리에 의하여 인성이 큰 다른 조직으로 변화시켜주어야 한다.

그러나, 종래의 이러한 로터 열처리방법은 템퍼링 작업으로 인한 치수변형, 제품 간 외관 찍힘이 발생한다는 문제점이 있으며, 가공 시 묻어있는 절삭유가 템퍼링로 내에서 고열로 인한 고착되어 버리는 현상이 발생한다는 문제점이 있으며, 표면산화로 인하여 템퍼칼라가 발생한다는 문제점이 있으며, 로내 위치별 품질의 일관성이 저조하다는 문제점이 있으며, 무산화 유도가열 템퍼링을 대비하기 위한 사이클 타임이 증가한다는 등의 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와 같은 제반 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로, 그 목적은 표면산화로 인한 템퍼칼라 발생을 방지할 수 있으며, 로내 장입식 템퍼링 방법에 비하여 열처리 시간을 단축시킬 수 있으며, 로터의 제품간 충격으로 인한 외관 찍힘을 방지할 수 있으며, 템퍼링 후 바로 포장이 가능하여, 제품 품질의 일관성을 유지할 수 있는 차량용 워터펌프의 로터 열처리방법 및 그 장치을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 차량용 워터펌프의 로터 열처리방법은, 열처리를 요하는 차량용 워터펌프의 부속품인 로터(Rotor)를 회전되는 제1턴테이블에 배치시켜 상기 로터를 공급하는 로터공급단계와, 상기 제1턴테이블과 이격된 곳에 위치되는 제2턴테이블에 상기 로터를 이송시키는 로터이송단계와, 상기 제2턴테이블에 위치된 상기 로터가 정위치에 있음을 감지하는 감지단계와, 상기 감지단계를 거쳐서 상기 로터가 정위치에 있음이 확인된 뒤 상기 로터를 고주파가열기가 위치된 곳으로 이송시킨 뒤 제1차 고주파 가열을 행하는 고주파가열단계와, 상기 고주파가열단계를 거친 상기 로터를 수냉각시키는 제1냉각단계와, 상기 제1냉각단계를 거친 상기 로터를 2차로 고주파 템퍼링 가열을 행하는 고주파 템퍼링단계와, 상기 고주파 템퍼링단계를 거친 상기 로터를 수냉각시키는 제2냉각단계와, 상기 제2냉각단계를 거친 상기 로터를 취출하여 포장하는 취출단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 차량용 워터펌프 로터의 열처리방법은, 상기 냉각단계를 거친 상기 로터에 열처리가 행해졌는지를 검사하여 열처리가 행해진 로터만을 상기 취출단계로 넘어가도록 제어하는 검사단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 차량용 워터펌프 로터의 열처리방법의 상기 고주파가열단계에서의 고주파가열기의 출력은 180 볼트(V)-195 암페어(A)이며, 가열시간은 1.5초 내지 2초이며, 냉각지연 시간은 0.1초이며, 냉각시간은 2초이며, 냉각수는 25±10 ℃, 5 ±2 퍼센트(%) 수용성소입수를 사용하며, 상기 고주파 템퍼링단계는, 가열유지온도 200 ℃ 내지 250 ℃로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 차량용 워터펌프 로터의 열처리장치는, 차량용 워터펌프의 부속품인 로터를 탑재하며, 회전되는 제1턴테이블과, 상기 제1턴테이블과 이격되어 위치되는 제2턴테이블과, 하강하여 상기 제1턴테이블에 위치된 상기 로터를 집어서, 수평이동하여 상기 로터를 상기 제2턴테이블로 이송시키는 이송부재와, 상기 제2턴테이블 상방에 위치되며, 상기 제2턴테이블에 상기 로터가 정위치됨을 감지하는 위치감지부재와, 상기 위치감지부재를 통과한 상기 로터에 고주파 가열과 고주파 템퍼링과 냉각수를 분사하는 고주파가열기와, 상기 고주파가열기를 거쳐서 열처리된 상기 로터를 상기 제2턴테이블로부터 취출하는 취출부재를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 따른 워터펌프 로터의 열처리장치에는, 상기 고주파가열기를 통과한 상기 로터에 열처리가 행해졌는지를 센싱하고, 열처리가 행해진 로터만을 상기 취출부재로 이송시키도록 제어하는 검사부재를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 차량용 워터펌프의 로터 열처리방법 및 그 장치에 의하면, 표면산화로 인한 템퍼칼라 발생을 방지할 수 있으며, 로내 장입식 템퍼링 방법에 비하여 열처리 시간을 단축시킬 수 있으며, 로터의 제품간 충격으로 인한 외관 찍힘을 방지할 수 있으며, 템퍼링 후 바로 포장이 가능하여, 제품 품질의 일관성을 유지할 수 있는 효과가 있다.

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되나, 이는 예시적인 것이며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1은 차량용 워터펌프의 부품인 로터를 설명하기 위한 사진과 도면
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 워터펌프 로터의 열처리방법을 도시한 순서도
도 3은 도 2에 도시된 차량용 워터펌프 로터의 열처리방법에서 사용되는 열처리 장치를 도시한 도면
도 4는 도 3에 도시된 차량용 워터펌프 로터의 열처리장치의 이송부재 부위의 도면
도 5는 도 3에 도시된 차량용 워터펌프 로터의 열처리장치의 위치감지부재 부위의 도면
도 6 내지 도 7은 도 3에 도시된 차량용 워터펌프 로터의 열처리장치의 고주파가열기 부위의 도면
도 8은 도 3에 도시된 차량용 워터펌프 로터의 열처리장치의 검사부재 부위의 도면
도 9은 도 3에 도시된 차량용 워터펌프 로터의 열처리장치의 취출부재 부위의 도면

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 차량용 워터펌프의 로터 열처리방법 및 그 장치를 첨부된 도면에 의거하여 상세히 설명한다.

도 2 내지 도 8은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 워터펌프의 로터 열처리방법 및 그 장치를 도시한 것으로, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 워터펌프 로터의 열처리방법을 도시한 순서도를, 도 3은 도 2에 도시된 차량용 워터펌프 로터의 열처리방법에서 사용되는 열처리 장치를 도시한 도면을, 도 4는 도 3에 도시된 차량용 워터펌프 로터의 열처리장치의 이송부재 부위의 도면을, 도 5는 도 3에 도시된 차량용 워터펌프 로터의 열처리장치의 위치감지부재 부위의 도면을, 도 6 내지 도 7은 도 3에 도시된 차량용 워터펌프 로터의 열처리장치의 고주파가열기 부위의 도면을, 도 8은 도 3에 도시된 차량용 워터펌프 로터의 열처리장치의 검사부재 부위의 도면을, 도 9은 도 3에 도시된 차량용 워터펌프 로터의 열처리장치의 취출부재 부위의 도면을 각각 나타낸 것이다.

상기 도면에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 워터펌프의 로터 열처리방법은, 로터공급단계(S1)와, 로터이송단계(S2)와, 감지단계(S3)와, 고주파 가열단계(S4)와, 제1냉각단계(S5)와, 고주파 템퍼링단계(S6)와, 제2냉각단계(S7)와, 취출단계(S9)를 포함하고 있다.

상기 로터공급단계(S1)은 열처리를 요하는 차량용 워터펌프의 부속품인 로터(Rotor)를 회전되는 제1턴테이블(10)에 배치시켜 상기 로터를 공급하는 공정이다.

상기 로터이송단계(S2)는, 상기 제1턴테이블(10)과 이격된 곳에 위치되는 제2턴테이블(20)에 상기 로터(3)를 이송시키는 공정이다.

상기 감지단계(S3)는, 상기 제2턴테이블(20)에 위치된 상기 로터(3)가 정위치에 있음을 감지하는 공정이다.

상기 고주파 가열단계(S4)는, 상기 감지단계(S3)를 거쳐서 상기 로터가 정위치에 있음이 확인된 뒤 상기 로터를 고주파가열기(50)가 위치된 곳으로 이송시킨 뒤 제1차 고주파 가열을 행하는 공정이다.

상기 제1냉각단계(S5)는, 상기 고주파가열단계를 거친 상기 로터를 수냉각시키는 공정이다.

상기 고주파 템퍼링단계(S6)는, 상기 제1냉각단계(S5)를 거친 상기 로터를 2차로 고주파 템퍼링 가열을 행하는 공정이다.

상기 제2냉각단계(S7)는, 상기 고주파 템퍼링단계(S6)를 거친 상기 로터를 t수냉각시키는 공정이다.

상기 취출단계(S9)는, 상기 냉각단계(S7)를 거친 상기 로터를 취출하여 포장하는 공정이다.

한편, 본 실시예에서는, 상기 냉각단계(S7)를 거친 상기 로터에 열처리가 행해졌는지를 검사하여 열처리가 행해진 로터만을 상기 취출단계(S7)로 넘어가도록 제어하는 검사단계(S8)를 더 포함하고 있다.

그리고, 상기 고주파가열단계(S4)에서의 고주파가열기(50)의 출력은 180 볼트(V)-195 암페어(A)이며, 가열시간은 1.5초 내지 2초이며, 냉각지연 시간은 0.1초이며, 냉각시간은 2초이며, 냉각수는 25±10 ℃, 5 ±2 퍼센트(%) 수용성소입수를 사용한다.

그리고, 상기 고주파 템퍼링단계(S6)은, 가열유지온도 200 ℃ 내지 250 ℃로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기와 같은 구성을 가진 본 발명의 실시예에 따른 차량용 워터펌프의 로터 열처리방법은 다음과 같은 장치(100)에 의해서 이루어진다.

상기 장치는(100)는, 제1턴테이블(10)과, 제2턴테이블(20)과, 이송부재(30)와, 위치감지부재(40)와, 고주파가열기(50)와, 검사부재(60)와, 취출부재(70)를 포함한다.

상기 제1턴테이블(10)은, 차량용 워터펌프의 부속품인 로터를 탑재하며, 회전되는 것이다.

상기 제2턴테이블(20)은 상기 제1턴테이블(10)과 이격되어 위치되는 것이다.

상기 이송부재(30)는 하강하여 상기 제1턴테이블(10)에 위치된 상기 로터를 집어서, 수평이동하여 상기 로터를 상기 제2턴테이블(20)로 이송시키는 것이다.

상기 위치감지부재(40)는 상기 제2턴테이블(20) 상방에 위치되며, 상기 제2턴테이블(20)에 상기 로터가 정위치됨을 감지하는 것이다.

상기 고주파가열기(50)는 상기 위치감지부재(40)를 통과한 상기 로터에 고주파 가열과 고주파 템퍼링과 냉각수를 분사하는 것이다.

상기 취출부재(70)는 상기 고주파가열기(50)를 거쳐서 열처리된 상기 로터를 상기 제2턴테이블(20)로부터 취출하는 것이다.

한편, 본 실시예에서는 상기 고주파가열기(50)를 통과한 상기 로터에 열처리가 행해졌는지를 센싱하고, 열처리가 행해진 로터만을 상기 취출부재(70)로 이송시키도록 제어하는 검사부재(60)를 더 포함하고 있다.

상술한 구성을 가진 본 발명에 따른 차량용 워터펌프 로터의 열처리방법 및 그 장치는 다음의 순서로 이루어진다.

먼저, 상기 제1턴테이블(10)에 열처리를 요하는 로터(3)를 탑재시킨다.

이어서, 상기 이송부재(30)가 상기 로터를 상기 제2턴테이블(20)로 이송시킨다.

이어서, 상기 제2턴테이블(20)을 회전시켜 상기 로터가 상기 위치감지부재(40)에 오고, 상기 위치감지부재(40)가 로터가 있음을 감지한다.

이어서, 상기 제2턴테이블(20)이 회전되어 상기 로터는 상기 고주파가열기(50)가 위치된 곳에 위치된다.

이어서, 상기 고주파가열기(50)로 고주파가열, 제1냉각, 고주파 템퍼링, 제2냉각을 행한다.

이어서, 상기 제2턴테이블(20)을 회전시켜 상기 검사부재(60)로 상기 로터가 열처리가 되었음을 확인한다.

만약, 상기 검사부재(60)가 어느 로터가 열처리가 되지 않았음을 감지하면 그 로터는 따로 분리한다.

또한 이와는 다르게 상기 검사부재(60)가 어느 로터가 열처리 되었음을 감지하면 그 로터는 상기 취출장치()를 통해서 취출하여 포장한다.

10. 제1턴테이블 20. 제2턴테이블
30. 이송부재 40. 위치감지부재
50. 고주파가열기 60. 검사부재
70. 취출부재

Claims (5)

1. 열처리를 요하는 차량용 워터펌프의 부속품인 로터(Rotor)를 회전되는 제1턴테이블에 배치시켜 상기 로터를 공급하는 로터공급단계;
   상기 제1턴테이블과 이격된 곳에 위치되는 제2턴테이블에 상기 로터를 이송시키는 로터이송단계;
   상기 제2턴테이블에 위치된 상기 로터가 정위치에 있음을 감지하는 감지단계;
   상기 감지단계를 거쳐서 상기 로터가 정위치에 있음이 확인된 뒤 상기 로터를 고주파가열기가 위치된 곳으로 이송시킨 뒤 제1차 고주파 가열을 행하는 고주파가열단계;
   상기 고주파가열단계를 거친 상기 로터를 수냉각시키는 제1냉각단계;
   상기 제1냉각단계를 거친 상기 로터를 2차로 고주파 템퍼링 가열을 행하는 고주파 템퍼링단계;
   상기 고주파 템퍼링단계를 거친 상기 로터를 수냉각시키는 제2냉각단계;
   상기 제2냉각단계를 거친 상기 로터를 취출하여 포장하는 취출단계;를 포함하되,
   상기 고주파가열단계에서의 고주파가열기의 출력은 180 볼트(V)-195 암페어(A)이며, 가열시간은 1.5초 내지 2초이며, 냉각지연 시간은 0.1초이며, 냉각시간은 2초이며, 냉각수는 25±10 ℃, 5 ±2 퍼센트(%)의 수용성 소입수를 사용하며,
   상기 고주파 템퍼링단계는, 가열유지온도 200 ℃ 내지 250 ℃로 이루어지는 것을 특징으로 하는 워터펌프 로터의 열처리방법.
   
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 냉각단계를 거친 상기 로터에 열처리가 행해졌는지를 검사하여 열처리가 행해진 로터만을 상기 취출단계로 넘어가도록 제어하는 검사단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 워터펌프 로터의 열처리방법.
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