KR101736881B1 - 프론트 허브의 고주파 열처리 장치 - Google Patents

프론트 허브의 고주파 열처리 장치 Download PDF

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박종규
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(주)대성종합열처리
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Abstract

본 발명은 프론트 허브의 고주파 열처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프론트 허브의 축부에 대한 내구성을 높일 수 있도록 자동화 방식으로 프론트 허브를 연속해서 국부적으로 고주파 열처리하는 프론트 허브의 고주파 열처리 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 수평으로 설치된 공급컨베이어로 이루어져 프론트 허브를 수평으로 이동시켜 공급하는 공급부; 상기 공급컨베이어의 상측에 수직 및 수평 운동 가능하게 설치된 가동블록과, 가동블록의 단부에 설치되고 공압에 의해 흡착력을 발휘하는 투입척으로 이루어져 공급부에서 공급되는 프론트 허브를 흡착시켜 투입하는 투입부; 상기 공급컨베이어의 일측에 수평 운동 가능하게 설치되고 길이방향을 따라 관통홀이 형성된 이송대와, 이송대의 하측에 관통홀을 따라 수평 운동 가능하게 설치된 보조이송대로 이루어져, 투입부에 의해 이송대의 일측에 투입된 프론트 허브를 보조이송대를 통해 이송대의 타측으로 이동시킨 후 이송대에 의해 일정거리 간격으로 이송하는 이송부; 상기 이송부의 상하측에 각각 설치되어 이송대에 의해 일정거리 간격으로 이송되는 프론트 허브의 축부에 고주파 열처리와 템퍼링을 차례대로 행하는 고주파열처리부; 상기 이송대의 일측에 수직 및 수평 운동하게 설치된 가동블록과, 가동블록의 단부에 설치되고 공압에 의해 흡착력을 발휘하는 취출척으로 이루어져 고주파열처리부에서 고주파 열처리와 템퍼링이 행해진 프론트 허브를 이송대로부터 취출하는 취출부; 및 상기 취출척의 하측에 수평으로 설치되는 배출컨베이어로 이루어져 취출척에 의해 취출된 프론터 허브를 외부로 배출하는 배출부;로 구성되는 것을 특징으로 하는 프론트 허브의 고주파 열처리 장치를 기술적 요지로 한다.

Description

프론트 허브의 고주파 열처리 장치{High-frequency heat treatment equipment for front hub}
본 발명은 프론트 허브의 고주파 열처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 프론트 허브의 축부에 대한 내구성을 높일 수 있도록 자동화 방식으로 프론트 허브를 연속해서 국부적으로 고주파 열처리하는 프론트 허브의 고주파 열처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 프론트 허브(front hub)는 차량의 프론트 액슬 어셈블리(front axle assembly)를 구성하는 것으로, 디스크에 장착되어 등속 조인트에서 전달되는 동력을 전륜으로 전달하는 부품이다.
이러한 프론트 허브는 크게 원판 형상을 가진 플랜지부와, 상기 플랜지부의 중심에서 축방향으로 일체로 돌출 형성된 축부로 이루어진 구조를 가진다.
상기한 구조의 프론트 허브는 차량의 주행시 노면으로부터 받는 진동이나 충격을 흡수하여 승차감과 안전성을 높이는 기능과 함께, 전륜에서 발생하는 구동력이나 제동시에 발생하는 제동력을 차체에 전달함과 동시에 선회할 때 발생하는 원심력을 지지하고 전륜을 차체에 따른 바른 위치로 정렬하는 기능을 하고 있다.
따라서 프론트 허브는 상기한 기능에 충실할 수 있도록 허브부에 높은 표면강도, 내마모성 등이 요구되고 있다. 특히, 축부의 경우에는 다른 부분보다 표면강도와 내마모성 등이 우수해야 하므로 국부적인 열처리가 필요하다.
이를 위해서는 프론트 허브의 축부에 국부적인 열처리를 행할 수 있는 고주파 열처리 장치의 개발이 요구되고 있다. 그리고 고주파 열처리 장치에는 프론트 허브의 수요에 맞게 대량생산할 수 있도록 고주파 열처리를 자동화 방식으로 연속해서 행할 수 있는 기능도 갖춰야 할 필요가 있다.
국내 등록특허공보 제10-1570766호, 2015.11.23.자 공고. 국내 등록특허공보 제10-1187444호, 2012.10.26.자 공고.
본 발명은 상기한 문제점을 해소하기 위해 발명된 것으로서, 프론트 허브의 측부에 대한 표면경도와 내마모성 등을 높여 내구성이 향상되도록 국부적인 고주파 열처리를 자동화 방식으로 행할 수 있는 프론트 허브의 고주파 열처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 프론트 허브의 고주파 열처리 장치는 수평으로 설치된 공급컨베이어로 이루어져 프론트 허브를 수평으로 이동시켜 공급하는 공급부; 상기 공급컨베이어의 상측에 수직 및 수평 운동 가능하게 설치된 가동블록과, 가동블록의 단부에 설치되고 공압에 의해 흡착력을 발휘하는 투입척으로 이루어져 공급부에서 공급되는 프론트 허브를 흡착시켜 투입하는 투입부; 상기 공급컨베이어의 일측에 수평 운동 가능하게 설치되고 길이방향을 따라 관통홀이 형성된 이송대와, 이송대의 하측에 관통홀을 따라 수평 운동 가능하게 설치된 보조이송대로 이루어져, 투입부에 의해 이송대의 일측에 투입된 프론트 허브를 보조이송대를 통해 이송대의 타측으로 이동시킨 후 이송대에 의해 일정거리 간격으로 이송하는 이송부; 상기 이송부의 상하측에 각각 설치되어 이송대에 의해 일정거리 간격으로 이송되는 프론트 허브의 축부에 고주파 열처리와 템퍼링을 차례대로 행하는 고주파열처리부; 상기 이송대의 일측에 수직 및 수평 운동하게 설치된 가동블록과, 가동블록의 단부에 설치되고 공압에 의해 흡착력을 발휘하는 취출척으로 이루어져 고주파열처리부에서 고주파 열처리와 템퍼링이 행해진 프론트 허브를 이송대로부터 취출하는 취출부; 및 상기 취출척의 하측에 수평으로 설치되는 배출컨베이어로 이루어져 취출척에 의해 취출된 프론터 허브를 외부로 배출하는 배출부;로 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기 고주파열처리부는 보조이송대의 하측에 각각 이송대의 이동거리 간격과 대응되게 설치되고 관통홀을 통과하여 수직 및 회전 운동하도록 구성되어 이송대에 의해 이송되는 프론트 허브를 상승 및 회전시키는 제1지그와 제2지그, 이송대의 상측에 이송대의 이동거리 간격과 대응되는 간격으로 각각 설치되어 제1지그와 제2지그에 의해 상승 및 회전되는 프론트 허브를 각각 고주파 열처리와 고주파 템퍼링을 행하는 제1유도코일과 제2유도코일, 제1유도코일과 제2유도코일의 내측에 각각 설치되어 프론트 허브를 향하여 냉각수를 분사하는 제1냉각노즐과 제2냉각노즐, 제1유도코일과 제2유도코일에 각각 고주파를 인가하는 제1고주파발생기와 제2고주파발생기로 이루어진 것을 특징으로 한다.
상기 제1유도코일과 제2유도코일은 상기 프론트 허브의 축부가 통과하는 중공이 형성된 링 형상으로 이루어지고 상측과 외측 및 하측에 상부지지판과 중간지지판 및 하부지지판이 각각 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성에 의한 본 발명은 프론트 허브의 축부에 대한 고주파 열처리를 자동화 방식으로 행하여 표면경도를 크게 높일 수 있으므로 프론트 허브의 품질과 생산성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 프론트 허브를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프론트 허브의 고주파 열처리 장치의 정면도.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프론트 허브의 고주파 열처리 장치를 도시한 평면도.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프론트 허브의 고주파 열처리 장치의 유도코일을 도시한 사시도.
본 발명에 따른 프론트 허브의 고주파 열처리 장치는 차량의 프론트 액슬 어셈블리(front axle assembly)를 구성하는 프론트 허브(front hub)의 내구성을 보완하기 위해 고주파 열처리를 행하는 장치이다.
특히, 본 발명에 따른 프론트 허브의 고주파 열처리 장치는 프론트 허브의 축부를 국부적으로 고주파 열처리함에 따라 내구성이 향상되고 고주파 열처리가 자동화 방식으로 연속해서 신속하게 이루어짐에 따라 고주파 열처리 품질이 향상될 뿐 아니라 대량 생산도 가능하게 된다.
이러한 특징은 프론트 허브를 공급하고 이송하며 취출하고 배출하는 구성과, 프론트 허브가 이송되는 과정에서 상승 및 회전시켜 국부적으로 고주파 열처리와 템퍼링을 차례대로 행하는 구성에 의해 달성된다.
이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프론트 허브의 고주파 열처리 장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 프론트 허브의 고주파 열처리 장치(100)는 도 1의 프론트 허브(H)의 축부(S)를 신속히 국부적으로 고주파 열처리하기 위한 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이 크게 공급부(10)와 투입부(20)와 이송부(30) 및 고주파열처리부(40)와 취출부(50) 및 배출부(60)로 구성될 수 있다.
먼저, 상기 공급부(10)는 축부(S)가 상방으로 향하도록 일정거리 간격으로 안치된 상태의 프론트 허브(H)를 일정시간마다 일정거리 이동시켜 공급하는 구성이다.
이를 위해 공급부(10)는 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 지지프레임(12)의 상측에 공급컨베이어(11)가 수평으로 설치된 구조를 가진다.
즉, 공급부(10)는 공급컨베이어(11)가 지지프레임(12)의 상측에 무한궤도로 운동하면서 그 상면에 안치된 프론트 허브(H)를 일정시간마다 일정거리 이동시켜 공급하게 된다.
이때 공급컨베이어(11)의 벨트(미도시)에는 작업자가 프론트 허브(H)를 공급컨베이어(11)의 공급 거리에 맞게 일정간격으로 안치할 수 있도록 위치안내표시(미도시)가 표시될 수 있다.
다음으로, 상기 투입부(20)는 공급부(10)에서 공급되는 프론트 허브(H)를 이송부(30)로 투입하는 구성이다.
이를 위해 투입부(20)는 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 가동블록(21)과 투입척(22)으로 구성될 수 있다.
상기 가동블록(21)은 공급컨베이어(11)의 일측 상부에 설치되고 구동수단(미도시)에 의해 수평 및 수직 운동하는 것이고, 상기 투입척(22)은 가동블록(21)의 단부에 설치되고 외부에서 공급되는 공압에 의해 프론트 허브(H)를 흡착하는 것이다.
즉, 투입부(20)는 가동블록(21)의 수평 및 수직 운동과 함께 투입척(22)의 흡착 또는 흡착해제 동작에 의해 공급컨베이어(11)를 따라 일정간격으로 안치되어 일정시간마다 일정거리 이동하는 프론트 허브(H)를 한 개씩 차례대로 안치된 자세 그대로 흡착시켜 후술할 이송부(30)로 투입하게 된다.
다음으로, 상기 이송부(30)는 투입부(20)에 의해 투입된 프론트 허브(H)를 일정시간마다 일정간격으로 이송하여 고주파 열처리와 고주파 템퍼링이 차례대로 이루어지도록 하는 구성이다.
이를 위해 이송부(30)는 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 지지프레임(33) 상에 설치되는 이송대(31)와 보조이송대(32)로 구성될 수 있다.
상기 이송대(31)는 공급컨베이어(11)의 일측에 수평 운동 가능하게 설치되고 길이방향을 따라 관통홀(31a)이 길게 형성된 것이고, 상기 보조이송대(32)는 이송대(31)의 하측에 관통홀(31a)을 따라 수평 운동 가능하게 설치된 것이다.
즉, 이송부(30)는 투입부(20)에 의해 이송대(31)의 일측으로 프론트 허브(H)가 투입되면 먼저 보조이송대(32)가 이송대(31)의 타측으로 수평 이동하고 그런 다음 이송대(31)가 우측으로 수평 이동하면 프론트 허브(H)에 고주파 열처리와 고주파 템퍼링이 차례대로 행해지도록 위치 이동시키게 된다.
다시 말해 보조이송대(32)의 수평 이동시 프론트 허브(H)는 고주파 열처리가 행해지는 위치로 이동되고, 이송대(31)의 수평 이동시 프론트 허브(H)는 고주파 템퍼링이 행해지는 위치로 이동된다.
다음으로, 상기 고주파열처리부(40)는 이송부(30)의 상하측에 각각 설치되어 이송부(30)에 의해 일정간격으로 수평 이송되는 프론트 허브(H)의 축부(S)에 고주파 열처리와 고주파 템퍼링을 차례대로 행하는 구성이다.
이를 위해 고주파열처리부(40)는 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 한 쌍의 지그, 한 쌍의 유도코일, 한 쌍의 냉각노즐, 한 쌍의 고주파발생기로 구성될 수 있다.
상기 지그는 제1지그(41)와 제2지그(42)로 이루어지며 각각이 보조이송대(32)의 하측에 이송대(31)의 이동거리 간격과 대응되게 설치되고 관통홀(31a)을 통과하여 수직 및 회전 운동하도록 구성된 것이다.
즉, 제1지그(41)는 고주파 열처리가 행해지는 위치로 이송된 프론트 허브(H)를 수직으로 상승시킨 후 회전시키는 것이고, 제2지그(42)는 고주파 템퍼링이 행해지는 위치로 이송된 프론트 허브(H)를 수직으로 상승시킨 후 회전시키는 것이다.
이때 제1지그(41)는 제1승강스크루(41a) 상에서 승강 운동하는 제1승강부재(41b)의 상측에 회전 운동하도록 연결된 제1회전바(41c)의 상측에 연결되어 승강 및 회전 운동하게 된다. 그리고 제2지그(42)도 제2승강스크루(42a) 상에서 승강 운동하는 제2승강부재(42b)의 상측에 회전 운동하도록 연결된 제2회전바(42c)의 상측에 연결되어 승강 및 회전 운동하게 된다.
상기 유도코일은 제1유도코일(43)과 제2유도코일(44)로 이루어지며 각각이 이송대(31)의 상측에 이송대(31)의 이동거리 간격과 대응되는 간격으로 설치되어 제1지그(41)와 제2지그(42)에 의해 상승 및 회전되는 프론트 허브(H)의 축부(S)를 각각 고주파 열처리와 고주파 템퍼링을 행하는 것이다. 단, 제1유도코일(43)에서는 350~400V와 250~300A의 고주파로 고주파 열처리를 행하고, 제2유도코일(44)에는 300~350V와 300~350A의 고주파로 고주파 템퍼링을 행하는 것이 바람직하다.
이때 도 4에 도시된 바와 같이 제1유도코일(43)과 제2유도코일(44)은 프론트 허브(H)의 축부(S)가 하부에서 상부로 통과하도록 중공(43a)이 형성된 링 형상으로 이루어지고 고주파 열처리, 고주파 템퍼링, 냉각 등을 포함하여 고주퍼 열처리 품질을 높이기 위해 상측과 외측 및 하측에 각각 코일을 둘러싸면서 고온의 열기와 냉각수가 프론트 허브(H)의 축부(S)로 집중되도록 하는 상부지지판(43b)과 중간지지판(43c) 및 하부지지판(43d)이 각각 설치될 수 있다.
상기 냉각노즐은 제1냉각노즐(미도시)과 제2냉각노즐(미도시)로 이루어지며 각각이 제1유도코일(43)과 제2유도코일(44)의 내측에 설치되어 제1유도코일(43)과 제2유도코일(44) 내에서 고주파 열처리와 고주파 템퍼링이 이루어지는 프론트 허브(H)의 축부(S)에 냉각수를 분사하는 것이다. 이때 제1냉각노즐과 제2냉각노즐은 25~30도의 냉각수를 3~5초 동안 분사하여 냉각시키는 것이 바람직하다.
상기 고주파발생기는 제1고주파발생기(45)와 제2고주파발생기(46)로 이루어져 제1유도코일(43)과 제2유도코일(44)에 고주파 열처리와 고주파 템퍼링을 위한 고주파를 발생시켜 공급하는 것이다.
다음으로, 상기 취출부(50)는 이송대(31)의 일측에 수직 및 수평 운동 가능하게 설치되어 고주파 열처리 및 템퍼링이 완료된 프론트 허브(H)를 취출하는 구성이다.
이를 위해 취출부(50)는 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 가동블록(51)과 취출척(52)으로 구성될 수 있다.
상기 가동블록(51)은 이송대(31)의 일측 상부에 설치되고 구동수단(미도시)에 의해 수평 및 수직 운동하도록 구성된 것이다.
상기 취출척(52)은 가동블록(51)의 단부에 설치되고 외부에서 공급되는 공압에 의해 프론트 허브(H)를 흡착시키는 것이다.
즉, 취출부(50)는 가동블록(51)이 수평 및 수직 운동하고 취출척(52)이 흡착 동작에 의해 이송대(31) 상에서 고주파 열처리와 고주파 템퍼링이 완료되는 프론트 허브(H)를 한 개씩 차례대로 흡착시켜 후술할 배출부(60)로 취출하게 된다.
마지막으로, 상기 배출부(60)는 취출척(52)의 하측에 설치되어 취출부(50)에 의해 취출된 프론트 허브(H)를 외부로 배출하는 구성이다.
이를 위해 배출부(60)는 도 2 및 3에 도시된 바와 같이 취출척(52)의 하측에 설치된 지지프레임(62)과, 지지프레임(62)의 상부에 수평으로 설치된 배출컨베이어(61)로 구성될 수 있다.
따라서 배출부(60)를 통해 배출되는 프론트 허브(H)는 고주파 열처리와 고주파 템퍼링에 의해 축부(S)의 표면경도가 향상되어 내구성이 향상된 상태가 된다.
상기한 실시예는 예시적인 것에 불과한 것으로, 당해 기술분야에 대한 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양하게 변형된 다른 실시예가 가능하다.
따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위에는 하기의 특허청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 상기의 실시예뿐만 아니라 다양하게 변형된 다른 실시예가 포함되어야 한다.
10: 공급부
11: 공급컨베이어
12: 지지프레임
20: 투입부
21: 가동블록
22: 투입척
30: 이송부
31: 이송대
31a: 관통홀
32: 보조이송대
33: 지지프레임
40: 고주파열처리부
41: 제1지그
41a: 제1승강스크루
41b: 제1승강부재
41c: 제1회전바
42: 제2지그
42a: 제2승강스크루
42b: 제2승강부재
42c: 제2회전바
43: 제1유도코일
44: 제2유도코일
43a: 중공
43b: 상부지지판
43c: 중간지지판
43d: 하부지지판
45: 제1고주파발생기
46: 제2고주파발생기
50: 취출부
51: 가동블록
52: 취출척
60: 배출부
61: 배출컨베이어
62: 지지프레임
100: 프론트 허브의 고주파 열처리 장치
H: 프론트 허브
S: 축부

Claims (3)

  1. 수평으로 설치된 공급컨베이어로 이루어져 프론트 허브를 수평으로 이동시켜 공급하는 공급부; 상기 공급컨베이어의 상측에 수직 및 수평 운동 가능하게 설치된 가동블록과, 가동블록의 단부에 설치되고 공압에 의해 흡착력을 발휘하는 투입척으로 이루어져 공급부에서 공급되는 프론트 허브를 흡착시켜 투입하는 투입부; 상기 공급컨베이어의 일측에 수평 운동 가능하게 설치되고 길이방향을 따라 관통홀이 형성된 이송대와, 이송대의 하측에 관통홀을 따라 수평 운동 가능하게 설치된 보조이송대로 이루어져, 투입부에 의해 이송대의 일측에 투입된 프론트 허브를 보조이송대를 통해 이송대의 타측으로 이동시킨 후 이송대에 의해 일정거리 간격으로 이송하는 이송부; 상기 이송부의 상하측에 각각 설치되어 이송대에 의해 일정거리 간격으로 이송되는 프론트 허브의 축부에 고주파 열처리와 템퍼링을 차례대로 행하는 고주파열처리부; 상기 이송대의 일측에 수직 및 수평 운동하게 설치된 가동블록과, 가동블록의 단부에 설치되고 공압에 의해 흡착력을 발휘하는 취출척으로 이루어져 고주파열처리부에서 고주파 열처리와 템퍼링이 행해진 프론트 허브를 이송대로부터 취출하는 취출부; 및 상기 취출척의 하측에 수평으로 설치되는 배출컨베이어로 이루어져 취출척에 의해 취출된 프론터 허브를 외부로 배출하는 배출부;로 구성되고,
    상기 고주파열처리부는 보조이송대의 하측에 각각 이송대의 이동거리 간격과 대응되게 설치되고 관통홀을 통과하여 수직 및 회전 운동하도록 구성되어 이송대에 의해 이송되는 프론트 허브를 상승 및 회전시키는 제1지그와 제2지그; 이송대의 상측에 이송대의 이동거리 간격과 대응되는 간격으로 각각 설치되어 제1지그와 제2지그에 의해 상승 및 회전되는 프론트 허브를 각각 고주파 열처리와 고주파 템퍼링을 행하는 제1유도코일과 제2유도코일; 제1유도코일과 제2유도코일의 내측에 각각 설치되어 프론트 허브를 향하여 냉각수를 분사하는 제1냉각노즐과 제2냉각노즐; 제1유도코일과 제2유도코일에 각각 고주파를 인가하는 제1고주파발생기와 제2고주파발생기;로 이루어지며,
    상기 제1유도코일과 제2유도코일은 상기 프론트 허브의 축부가 통과하는 중공이 형성된 링 형상으로 이루어지고 상측과 외측 및 하측에 상부지지판과 중간지지판 및 하부지지판이 각각 설치되는 것을 특징으로 하는 프론트 허브의 고주파 열처리 장치.
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