KR101687664B1 - 코일 스프링용 쇼트피닝장치 및 코일 스프링의 쇼트피닝방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코일 스프링용 쇼트피닝장치 및 코일 스프링의 쇼트피닝방법에 관한 것으로, 그 목적은 쇼트피닝실의 내부에서 이동하는 코일 스프링이 회전과 함께 파형의 궤적을 따라 이동하도록 코일 스프링의 움직임을 개선하여 코일 스프링의 선간 측면부위에도 쇼트피닝효과가 충분하게 미칠 수 있도록 한 코일 스프링용 쇼트피닝장치 및 코일 스프링의 쇼트피닝방법을 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 쇼트볼을 분사하는 분사수단이 마련된 쇼트피닝실; 및 상기 쇼트피닝실을 관통하는 구조를 갖도록 배치되어 코일 스프링이 쇼트피닝실을 통과하도록 이동시키는 이송수단;을 포함하는 코일 스프링용 쇼트피닝장치에 있어서, 상기 이송수단은, 상호 이격된 채로 평행한 구조를 갖도록 배치되며, 동일한 방향으로 회전하는 한 쌍의 롤러바; 상기 두 롤러바의 사이에 놓인 코일 스프링을 밀어 전진시키는 푸셔; 및 상기 푸셔와 연결되어 푸셔를 이동시키는 구동수단;으로 구성되며, 상기 각각의 롤러바는 원형의 단면형상을 갖되, 대경부와 소경부와 반복적으로 연속되어 그 표면이 파형의 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 코일 스프링용 쇼트피닝장치를 제공한다.

Description

코일 스프링용 쇼트피닝장치 및 코일 스프링의 쇼트피닝방법{Shot peening apparatus and shot peening method for coil spring}

본 발명은 코일 스프링의 쇼트피닝작업을 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 쇼트피닝실의 내부에서 이송되는 코일 스프링이 요철형태로 거동하도록 개선한 코일 스프링용 쇼트피닝장치 및 코일 스프링의 쇼트피닝방법에 관한 것이다.

일반적으로 코일 스프링을 제조함에 있어서, 코일 스프링의 내부 응력을 향상시키기 위하여 쇼트피닝(Shot peening)을 실시하게 된다.

참고로, 쇼트피닝은 작은 주강의 입자 또는 짧게 자른 강선을 공기 압력이나 원심력을 이용하여 대상물의 표면에 분사하는 처리방법으로, 대상물 표면의 산화막을 제거함과 동시에 잔류 압축력을 발생시켜 표면을 딱딱하게 함으로서 피로 강도를 향상시키는 효과를 기대할 수 있다.

도 1은 종래 코일 스프링용 쇼트피닝장치의 구조도를, 도 2는 종래 코일 스프링용 쇼트피닝장치에 적용된 이송수단의 구조도를 도시하고 있다.

통상적으로 코일 스프링의 쇼트피닝작업은 쇼트피닝실(10)의 내부에서 이루어지며, 상기 쇼트피닝실(10)의 내외부에는 코일 스프링이 쇼트피닝실(10)로 투입되어 쇼트피닝처리를 거친 후 쇼트피닝실의 밖으로 배출되도록 하는 이송수단(20)이 마련되고, 상기 쇼트피닝실(10)의 내부에는 이송수단(20)에 의해 이송되는 코일 스프링으로 쇼트볼을 분사하는 분사수단(30)이 마련되어 있다.

한편, 상기 이송수단(20)은 상호 이격된 채로 평행한 구조를 갖도록 배치되어 그 위에 코일 스프링이 놓일 수 있도록 한 한 쌍의 롤러바(21)와, 상기 두 롤러바(21)의 사이에 놓인 코일 스프링을 밀어 이송시키는 푸셔(22)로 구성된다.

이때 상기 두 롤러바(21)는 미도시된 구동장치와 연결되어 동일한 방향으로 회전하게 되며, 이러한 구조에 따르면, 두 롤러바(21)의 사이에 놓인 코일 스프링은 회전하게 되므로, 결국 코일 스프링의 내외면에 전체적으로 균일한 쇼트피닝처리가 가능하게 된다.

그러나, 상기와 같은 구조를 갖는 종래의 코일 스프링용 쇼트피닝장치에 의하면, 코일 스프링은 두 롤러바의 상부에서 수평한 자세로 누운 상태에서 회전하고, 이러한 상태로 이송되면서 쇼트피닝작업이 이루어지므로, 코일 스프링의 내/외측 표면에는 쇼트볼이 충돌하는 빈도수가 높은 반면, 코일 스프링의 선간 측면에는 쇼트볼의 충돌 빈도수가 낮아 코일 스프링의 선간 측면부위에는 쇼트피닝효과가 충분하게 구현되지 못하는 문제점이 있다.

공개특허공보 10-2009-0114777 (2009.11.04.공개)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 쇼트피닝실의 내부에서 이동하는 코일 스프링이 회전과 함께 파형의 궤적을 따라 이동하도록 코일 스프링의 움직임을 개선하여 코일 스프링의 선간 측면부위에도 쇼트피닝효과가 충분하게 미칠 수 있도록 한 코일 스프링용 쇼트피닝장치 및 코일 스프링의 쇼트피닝방법을 제공함에 있다.

상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 쇼트볼을 분사하는 분사수단이 마련된 쇼트피닝실; 및 상기 쇼트피닝실을 관통하는 구조를 갖도록 배치되어 코일 스프링이 쇼트피닝실을 통과하도록 이동시키는 이송수단;을 포함하는 코일 스프링용 쇼트피닝장치에 있어서, 상기 이송수단은, 상호 이격된 채로 평행한 구조를 갖도록 배치되며, 동일한 방향으로 회전하는 한 쌍의 롤러바; 상기 두 롤러바의 사이에 놓인 코일 스프링을 밀어 전진시키는 푸셔; 및 상기 푸셔와 연결되어 푸셔를 이동시키는 구동수단;으로 구성되며, 상기 각각의 롤러바는 원형의 단면형상을 갖되, 대경부와 소경부와 반복적으로 연속되어 그 표면이 파형의 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 코일 스프링용 쇼트피닝장치를 제공한다.

한편 상기 코일 스프링용 쇼트피닝장치에 있어서, 상기 코일 스프링을 사이에 두고 푸셔와 마주하도록 푸셔의 전방에 배치되며, 상기 구동수단과 연결되어 푸셔와 함께 이동하는 스토퍼;가 더 포함될 수 있다.

한편 상기 코일 스프링용 쇼트피닝장치에 있어서, 상기 대경부와 소경부는 경사면을 통해 연결되어 하나의 대경부와 이에 이웃한 두 소경부가 모여 마름모 형상의 단면을 형성하도록 구성될 수 있다.

또한 본 발명은 상호 이격된 채로 평행한 배치구조를 가지며, 동일한 방향으로 회전하는 두 롤러바의 사이에 코일 스프링을 올려놓고, 푸셔로써 코일 스프링을 밀어 전진시키면서 쇼트피닝실을 통과시켜 코일 스프링의 쇼트피닝작업을 행함에 있어서, 상기 푸셔에 의해 전진하는 코일 스프링의 전단이 위쪽으로 올라가도록 상향 경사진 제1자세와, 코일 스프링의 전단이 아래쪽으로 내려가도록 하향 경사진 제2사세를 순차적으로 반복하면서 전진하도록 이동시키는 것을 특징으로 하는 코일 스프링의 쇼트피닝방법을 제공한다.

한편 상기 코일 스프링의 쇼트피닝방법에 있어서, 상기 두 롤러바는 원형의 단면형상을 갖되, 대경부와 소경부와 반복적으로 연속되어 그 표면이 파형의 구조로 형성되며, 상기 코일 스프링이 두 롤러바의 표면의 타고 이동하면서 제1자세와 제2자세를 반복하도록 구성될 수 있다.

한편 상기 코일 스프링의 쇼트피닝방법에 있어서, 상기 두 롤러바의 사이에 놓인 코일 스프링을 사이에 두고 푸셔와 마주하도록 푸셔의 전방에 설치된 스토퍼를 푸셔와 함께 이동시키는 것이 바람직하다.

상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 쇼트피닝실의 내부에서 이동하는 코일 스프링의 자세가 제1자세와 제2자세로 반복적으로 변화되므로, 코일 스프링의 내외측 표면은 물론이고 선간 측면에도 쇼트피닝효과가 골고루 미치도록 함으로써, 코일 스프링에 전체적으로 균일한 압축잔류응력 분포를 유도할 수 있고, 코일 스프링의 내구성 및 표면조도 품질을 향상시킬 수 있으며, 투사시간의 감소가 가능하여 생산성 향상을 도모할 수 있는 효과가 있다.

도 1 은 종래 코일 스프링용 쇼트피닝장치의 구조도,
도 2 는 종래 코일 스프링용 쇼트피닝장치에 적용된 이송수단의 구조도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코일 스프링용 쇼트피닝장치의 구조도,
도 4 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 두 롤러바의 구조도.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 코일 스프링용 쇼트피닝장치의 측면구조도를, 도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 두 롤러바의 구조도를 도시하고 있다.

본 발명에 따른 코일 스프링용 쇼트피닝장치는 쇼트피닝실(100)과 이송수단(200)으로 구성되며, 상기 이송수단(200)은 코일 스프링이 회전과 함께 전진하되, 제1자세(P1)와 제2자세(P2)로 반복적으로 변화되면서 전진하도록 하여 코일 스프링의 내외측 표면은 물론이고 선간 측면에도 쇼트피닝효과가 골고루 미칠 수 있도록 한 것이다.

참고로, 상기 언급된 제1자세(P1)는 코일 스프링의 전단이 위쪽으로 올라가도록 상향 경사진 자세를 의미하고, 상기 제2자세(P2)는 코일 스프링의 전단이 아래쪽으로 내려가도록 하향 경사진 자세를 의미한다.

한편, 상기 쇼트피닝실(100)은 내부에 쇼트볼을 분사하는 분사수단(110)이 하나 이상 마련되며, 상기 분사수단(110)은 공기 압력이나 원심력을 이용하여 쇼트볼을 분사하도록 구성될 수 있다.

이와 같은 쇼트피닝실(100)은 일반적으로 널리 사용되고 있는 쇼트피닝실과 동일하게 구성될 수 있으므로, 쇼트피닝실(100)에 대한 보다 구체적인 설명은 생략하도록 한다.

상기 이송수단(200)은 쇼트피닝실(100)을 관통하는 구조를 갖도록 배치되어 코일 스프링이 쇼트피닝실(100)을 통과하도록 이동시키는 것으로, 롤러바(210), 푸셔(220), 구동수단(230)으로 구성된다.

상기 롤러바(210)는 두 개가 한 조를 이루면서 코일 스프링을 이송하도록 한 쌍으로 구성되며, 두 개의 롤러바(210)는 상호 이격된 채로 평행한 구조를 가지며, 미도시된 모터와 연결되어 회전하는 구조를 갖되, 두 롤러바(210)가 동일한 방향으로 회전하도록 구성된다.

참고로, 상기 두 롤러바(210)는 하나의 모터와 연결되어 회전력을 전달받도록 구성되거나, 두 롤러바(210)가 각각의 모터에 연결되어 독립적으로 회전력을 전달받도록 구성될 수도 있다.

한편, 각각의 롤러바(210)는 원형의 단면형상을 갖되, 상대적으로 큰 직경을 갖는 대경부(211)와, 상대적으로 작은 직경을 갖는 소경부(212)가 일정 거리를 두고 반복적으로 연속되어 그 표면이 오르락내리락하는 요철구조를 형성하도록 구성된다.

보다 구체적으로, 상기 대경부(211)와 소경부(212)는 경사면(213)을 통해 연결되며, 이러한 구조에 따르면 하나의 대경부(211)와, 이 대경부(211)에 양측에 위치하는 두 소경부(212)에 의해 형성되는 단면은 마름모 형상을 갖게 되며, 이러한 마름모 형상의 단면이 반복적으로 연속되면서 파형 구조의 표면을 갖는 롤러바(210)가 형성된다.

상기 푸셔(220)는 두 롤러바(210)의 사이에 위치하며, 두 롤러바(210)의 위쪽으로 돌출되는 구조를 갖도록 기립되게 설치되어 두 롤러바(210)의 사이에 놓인 코일 스프링과 접촉하면서 코일 스프링을 이동시키게 된다.

상기 구동수단(230)은 푸셔(220)와 연결되어 푸셔(220)를 이동시키는 것으로, 푸셔(220)가 코일 스프링을 밀어 전진시키도록 푸셔(220)를 롤러바(210)와 평행한 방향으로 이동시키게 된다.

이러한 구동수단(230)은 다수개의 푸셔(220)를 연속적으로 그리고 반복적으로 이동시킬 수 있도록 벨트 컨베이어 또는 체인 컨베이어로 구성될 수 있다.

한편, 상기 푸셔(220)에 의하여 코일 스프링이 두 롤러바(210)의 위에서 이동하는 과정에서 제2자세(P2)를 취하게 될 경우, 코일 스프링이 롤러바(210)의 경사면(213)을 타고 미끄러져 내리는 것을 방지하기 위한 스토퍼(240)가 더 포함된다.

상기 스토퍼(240)는 코일 스프링을 사이에 두고 푸셔(220)와 마주하도록 푸셔(220)의 전방에 배치되며, 푸셔(220)와 마찬가지로 구동수단(230)과 연결되어 푸셔(220)와 함께 이동하도록 설치된다.

한편, 본 발명에 따른 코일 스프링의 쇼트피닝방법은 상호 이격된 채로 평행한 배치구조를 가지며, 동일한 방향으로 회전하는 두 롤러바(210)의 사이에 코일 스프링을 올려놓고, 푸셔(220)로써 코일 스프링을 밀어 전진시키면서 쇼트피닝실(100)을 통과시켜 코일 스프링의 쇼트피닝작업을 행함에 있어서, 상기 푸셔(220)에 의해 전진하는 코일 스프링의 전단이 위쪽으로 올라가도록 상향 경사진 제1자세(P1)와, 코일 스프링의 전단이 아래쪽으로 내려가도록 하향 경사진 제2사세를 순차적으로 반복하면서 전진하도록 이동시키는 것으로 구성된다.

이와 같은 쇼트피닝방법은 앞서 설명된 본 발명의 쇼트피닝장치에 의해 구현될 수 있다.

즉, 코일 스프링용 쇼트피닝장치에 마련된 두 롤러바(210)의 사이에 코일 스프링을 올려놓는다. 이때 코일 스프링이 푸셔(220)와 스토퍼(240)의 사이에 위치하도록 두 롤러바(210)의 사이에 올려놓게 된다.

한편, 두 롤러바(210) 위에 놓인 코일 스프링은 두 롤러바(210)의 회전에 의해 회전하고, 더불어 구동수단(230)의 작동에 의한 푸셔(220)와 스토퍼(240)의 이동에 의해 전진하게 되며, 이처럼 회전 및 전진하는 코일 스프링은 쇼트피닝실(100)로 투입된다.

상기와 같이 두 롤러바(210)와 푸셔(220) 및 스토퍼(240)에 의해 회전 및 전진하는 코일 스프링은 두 롤러바(210)의 표면을 타고 전진하게 되므로, 결국 코일 스프링은 그 위치에 따라서 전단이 위쪽으로 들린 제1자세(P1)와, 전단이 아래쪽으로 내려간 제2자세(P2)를 반복하면서 전진하게 된다.

이와 같이 코일 스프링이 제1자세(P1)와 제2자세(P2)를 변환되면서 전진하는 과정에서 코일 스프링의 상부에서 코일 스프링으로 쇼트볼을 분사하게 되면, 코일 스프링의 내외측 표면은 물론이고, 선간 측면부분에도 쇼트볼이 충돌하게 되므로, 코일 스프링의 전체 표면에 대하여 균일한 쇼트피닝효과를 구현할 수 있게 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.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 쇼트피닝실 110: 분사수단
200: 이송수단 210: 롤러바
211: 대경부 212: 소경부
213: 경사면 220: 푸셔
230: 구동수단 240: 스토퍼

Claims (6)

1. 쇼트볼을 분사하는 분사수단이 마련된 쇼트피닝실; 및 상기 쇼트피닝실을 관통하는 구조를 갖도록 배치되어 코일 스프링이 쇼트피닝실을 통과하도록 이동시키는 이송수단;을 포함하는 코일 스프링용 쇼트피닝장치에 있어서,
   상기 이송수단은,
   상호 이격된 채로 평행한 구조를 갖도록 배치되며, 동일한 방향으로 회전하는 한 쌍의 롤러바;
   상기 두 롤러바의 사이에 놓인 코일 스프링을 밀어 전진시키는 푸셔; 및
   상기 푸셔와 연결되어 푸셔를 이동시키는 구동수단;으로 구성되며,
   상기 각각의 롤러바는 원형의 단면형상을 갖되, 대경부와 소경부와 반복적으로 연속되어 그 표면이 파형의 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 코일 스프링용 쇼트피닝장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 코일 스프링을 사이에 두고 푸셔와 마주하도록 푸셔의 전방에 배치되며, 상기 구동수단과 연결되어 푸셔와 함께 이동하는 스토퍼;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 코일 스프링용 쇼트피닝장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 대경부와 소경부는 경사면을 통해 연결되어 하나의 대경부와 이에 이웃한 두 소경부가 모여 마름모 형상의 단면을 형성하는 것을 특징으로 하는 코일 스프링용 쇼트피닝장치.
4. 상호 이격된 채로 평행한 배치구조를 가지며, 동일한 방향으로 회전하는 두 롤러바의 사이에 코일 스프링을 올려놓고, 푸셔로써 코일 스프링을 밀어 전진시키면서 쇼트피닝실을 통과시켜 코일 스프링의 쇼트피닝작업을 행함에 있어서,
   상기 푸셔에 의해 전진하는 코일 스프링의 전단이 위쪽으로 올라가도록 상향 경사진 제1자세와, 코일 스프링의 전단이 아래쪽으로 내려가도록 하향 경사진 제2자세를 순차적으로 반복하면서 전진하도록 이동시키는 것을 특징으로 하는 코일 스프링의 쇼트피닝방법.
5. 청구항 4에 있어서,
   상기 두 롤러바는 원형의 단면형상을 갖되, 대경부와 소경부와 반복적으로 연속되어 그 표면이 파형의 구조로 형성되며, 상기 코일 스프링이 두 롤러바의 표면의 타고 이동하면서 제1자세와 제2자세를 반복하는 것을 특징으로 하는 코일 스프링의 쇼트피닝방법.
6. 청구항 4에 있어서,
   상기 두 롤러바의 사이에 놓인 코일 스프링을 사이에 두고 푸셔와 마주하도록 푸셔의 전방에 설치된 스토퍼를 푸셔와 함께 이동시키는 것을 특징으로 하는 코일 스프링의 쇼트피닝방법.

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