KR101765596B1 - 블랭크의 유도 가열 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 블랭크의 유도 가열 장치는 테이블 위에 놓이는 금속성 블랭크, 상기 블랭크와 설정된 갭을 두고 배치되는 유도코일, 및 상기 유도코일로 전원을 공급하여 상기 유도코일과 대응하는 상기 블랭크의 일측을 유도 가열하는 파워부를 포함할 수 있다.

Description

블랭크의 유도 가열 장치{INDUCTION HEATING DEVICE OF BLANK}
본 발명은 차체를 만들기 위한 블랭크를 용이하게 성형하기 위해서 상기 블랭크의 적어도 일부를 유도 가열하여 생산 비용을 절약하고 생산성을 향상시키는 가열 장치에 관한 것이다.
차량의 고연비화와 경량화가 추구됨에 따라, 차량 부품들은 지속적으로 고강도화가 이루어지고 있다.
또한, 차량의 각 부분들은 구조적인 특성으로 어떤 부분은 높은 강도가 요구되며, 또 다른 부분은 높은 충격 인성이 요구되는 경우가 있다.
종래에는 이종 강도를 가지는 차량의 부품을 제조함에 있어서, 고강도가 요구되는 부분은 열처리 경화 강판을 이용하여 부품을 제조하고, 상대적으로 낮은 강도가 요구되는 부분은 일반 강판을 사용하여 제조한 후, 이들 부품을 용접에 의하여 접합하는 방법으로 차량을 제조하고 있었다.
한편, 가열로를 이용하여 블랭크(철판)를 가열하는 경우, 가열로를 위한 공간이 필요하고, 가열로를 이용하여 블랭크의 일부분을 가열하는 것은 쉽지 않으며, 가열로를 운영하기 위한 유지비용이 비싸다. 관련선행기술로는 대한민국 공개특허 "10-2011-0075732호"가 있다.
본 발명의 목적은 가열로에 필요한 공간을 절약하고, 블랭크의 일부분을 용이하게 가열하며, 생산 비용을 절약하고 생산성을 향상시키는 블랭크의 유도 가열 장치를 제공하는 것이다.
상술한 바와 같이 본 발명의 실시예에 따른 블랭크의 유도 가열 장치는 테이블 위에 놓이는 금속성 블랭크, 상기 블랭크와 설정된 갭을 두고 배치되는 유도코일, 및 상기 유도코일로 전원을 공급하여 상기 유도코일과 대응하는 상기 블랭크의 일측을 유도 가열하는 파워부를 포함할 수 있다.
상기 유도코일은 파이프 형태를 가지며, 상기 블랭크의 적어도 일부에 대응하여 배치될 수 있다.
상기 유도코일은 동(copper)재질의 파이프 구조를 가지며, 상기 블랭크와 마주하는 면은 평평한 구조를 가질 수 있다.
상기 유도코일은 상기 블랭크의 일면에 대응하여 설정된 루트를 따라서 형성되고, 상기 유동코일은 적어도 두 루트를 따라서 형성되며, 미리 설정된 간격을 두고 배열될 수 있다.
상기 유도코일의 과열을 방지하기 위한 냉각수가 상기 유도코일의 중심부를 따라서 흐를 수 있다.
상기 냉각수는 파이프 형태의 상기 유도코일 중심부를 따라서 공급될 수 있다.
상기 유도코일의 중심부를 따라서 냉각수파이프가 배치되고, 상기 냉각수파이프를 따라서 냉각수가 공급될 수 있다.
상기 유도코일과 상기 블랭크 사이를 제외하고, 상기 블랭크의 하부면 일측은 세라믹블럭에 접촉되고, 상기 세라믹블럭에 대응하는 상기 블랭크의 상부면은 홀더에 의해서 눌려질 수 있다.
상기 테이블의 내측면을 기준으로 상기 세라믹블럭을 탄성적으로 지지하는 탄성부재를 더 포함하고, 상기 탄성부재는 상기 세라믹블럭의 움직임을 흡수할 수 있다.
상기 블랭크와 상기 유도코일 사이에서 상기 세라믹블럭에 의해서 지지되지 않는 상기 블랭크의 하부면을 상부로 지지하는 지지대를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 블랭크의 유도 가열 장치는 테이블 위에 놓이는 금속성 블랭크, 상기 블랭크와 설정된 갭을 두고 상기 테이블에 배치되는 유도코일, 상기 유도코일로 전원을 공급하여 상기 유도코일과 대응하는 상기 블랭크의 일측을 가열하는 파워부, 및 상기 유도코일을 따라서 냉각수를 순환시키는 냉각유닛을 포함할 수 있다.
상기 냉각유닛은, 상기 유도코일의 중심부를 따라서 배치되는 냉각수파이프, 및 상기 냉각수파이프로 냉각수를 펌핑하고 순환시키는 냉각수펌프를 포함할 수 있다.
상기 블랭크와 상기 테이블을 서로 절연시키는 절연부재를 더 포함할 수 있다.
상기 절연부재는 세라믹소재일 수 있다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라서, 별도의 가열로 없이 유도코일을 이용하여 블랭크의 설정된 영역을 가열함으로써, 생산비용을 절약하는 동시에 유도코일을 다양한 차종 및 형상에 적용함으로써 생산성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 블랭크의 유도 가열 장치의 개략적인 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 블랭크의 유도 가열 장치의 일부 개략적인 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 블랭크의 유도 가열 장치의 길이방향 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 블랭크의 유도 가열 장치의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 블랭크의 유도 가열 장치의 폭방향 단면도이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 블랭크의 유도 가열 장치의 개략적인 사시도이다.
도 1을 참조하면, 블랭크의 유도 가열 장치는 블랭크(100), 국부가열부(110), 및 파워부(120)를 포함한다.
상기 블랭크(100)는 유도가열장치의 테이블 위에 놓이고, 상기 파워부(120)는 전원을 인가하여 상기 블랭크(100)의 국부를 가열하여, 상기 국부가열부(110)를 형성한다. 상기 국부가열부(110)를 통해서 상기 블랭크(100)의 일부를 선택적으로 강화시킬 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 유도가열장치의 구조를 좀 더 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 블랭크의 유도 가열 장치의 일부 개략적인 단면도이다.
도 2를 참조하면, 유도가열장치(199)는 테이블(200), 유도코일(210), 블랭크(100), 국부가열부(110), 및 냉각통로(220)를 포함한다. 상기 블랭크(100)의 하부면과 상기 유도코일(210)의 상부면 사이에는 설정된 갭(G)이 형성된다.
상기 유도코일(210)로 전원이 인가되면, 상기 유도코일(210)과 마주하는 상기 블랭크(100)의 상기 국부가열부(110)가 가열된다. 아울러, 상기 유도코일(210)의 과열을 방지하기 위해서 상기 유도코일(210)의 중심부를 통해서 냉각수가 흐른다.
본 발명의 실시예에서, 상기 유도코일(210)의 모양 및 배열형태에 따라서 상기 블랭크(100)의 특정 부분을 가열할 수 있고, 상기 블랭크(100)의 특정부분의 강도를 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 블랭크의 유도 가열 장치의 길이방향 단면도이다.
도 3을 참조하면, 유도가열장치(199)는 파워부(120), 냉각수펌프(300), 냉각수파이프(340), 탄성부재(330), 테이블(200), 세라믹블럭(320), 유도코일(210), 국부가열부(110), 및 홀더(310)를 포함한다.
상기 유도코일(210)은 중심부가 비어있는 파이프 형태를 가지며, 동재질의 동관(copper pipe)이 적용될 수 있다. 그리고, 상기 파워부(120)는 상기 유도코일(210)의 양단부로 전류/전압을 인가한다.
상기 테이블(200)의 상부면에서 가장자리를 제외하고, 상기 세라믹블럭(320)이 배치되고, 상기 유도코일(210)은 상기 세라믹블럭(320) 위에 배치된다. 상기 세라믹블럭(320)은 고온에 견디는 고온저항성이 높아서, 상기 유도코일(210)의 열로부터 상기 테이블(200) 및 주변 부품을 보호한다.
상기 탄성부재(330)는 상기 테이블(200)의 내측면과 상기 세라믹블럭(320)의 측면 사이에 배치되어, 상기 세라믹블럭(320)을 탄성적으로 지지한다. 따라서, 상기 탄성부재(330)는 상기 세라믹블럭(320)의 길이방향 또는 폭방향 열팽창을 흡수할 수 있으며, 상기 탄성부재(330)는 유압식 쇽업소버 또는 스프링구조를 가질 수 있다.
상기 홀더(310)는 상기 블랭크(100)의 상부면을 상기 세라믹블럭(320) 위로 밀어서, 상기 세라믹블럭(320)과 상기 홀더(310) 사이에 상기 블랭크(100)를 고정시킨다. 여기서, 상기 홀더(310)는 상하, 좌우로 움직이는 구조를 가져서 다양한 형태의 블랭크(100)를 고정시킬 수 있다.
상기 냉각수펌프(300)는 냉각수파이프(340)를 통해서 상기 유도코일(210)의 중심부로 냉각수를 순환시킨다. 따라서, 상기 유도코일(210)의 과열이 방지되고, 주변 부품의 열손상을 줄일 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 세라믹블럭은 세라믹소재로 만들어지고, 상기 테이블과 상기 유도코일 사이에 전기적인 절연기능을 수행하고, 열이 상기 테이블로 전달되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 블랭크의 유도 가열 장치의 평면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 유도코일(210)은 상기 블랭크(100)의 길이방향으로 연장되고, 상기 블랭크(100)의 폭방향으로 설정된 간격을 두고 배열된다. 따라서, 상기 유도코일(210)의 배치영역을 자유롭게 설정할 수 있고, 상기 유도코일(210) 중 일부에만 전원을 인가하여 원하는 지점을 설정된 온도로 가열할 수 있다.
상기 세라믹블럭(320)은 제1세라믹블럭(405)과 제2세라믹블럭(410)을 포함하고, 상기 제1세라믹블럭(405)은 고정식으로 상기 유도코일(210)과 대응하여 배치되고, 상기 제2세라믹블럭(410)은 이동식으로 상기 제1세라믹블럭(405)의 측면에 배치되어 상기 탄성부재(330)에 의해서 탄성적으로 지지된다.
본 발명의 실시예에서, 상기 유도코일(210)은 상기 블랭크(100)의 길이방향 중심부를 가열하도록 상기 블랭크(100)의 폭방향으로 배열되는 구조를 가지고 있으며, 설계사양에 따라서 상기 유도코일(210)은 상기 블랭크(100)의 양단부나 가장자리를 가열하도록 배치될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 블랭크의 유도 가열 장치의 폭방향 단면도이다.
도 5를 참조하면, 상기 블랭크(100)의 하부면과 상기 제1세라믹블럭(405)의 상부면 사이에는 지지대(420)가 배치되고, 상기 지지대(420)와 대응하여 상기 블랭크홀더(310)가 배치된다. 상기 블랭크홀더(310)는 상기 블랭크(100)를 하부로 눌러서 상기 블랭크(100)를 상기 지지대(420)를 기준으로 고정시킨다.
상기 지지대(420)의 위치는 상기 유도코일(210)의 배치영역에 따라서 가변적으로 변경될 수 있으며, 상기 블랭크홀더(310)의 위치도 상기 지지대(420)의 위치에 따라서 가변적으로 변경될 수 있다.
아울러, 도시한 바와 같이, 상기 유도코일(210)의 중심부 공간을 따라서 상기 냉각수파이프(340)가 배치되어 상기 유도코일(210)의 과열을 방지할 수 있다. 또한, 상기 블랭크(100)와 상기 유도코일(210) 사이의 갭(G)은 약 2 내지 5mm로 설정될 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 냉각수는 상기 유도코일의 내주면과 직접 접촉하여 상기 유도코일을 직접 냉각시키거나, 상기 유도코일의 내주면과 상기 냉각수파이프의 외주면 사이의 공기를 통해서 상기 유도코일을 간접적으로 냉각시킬 수 있다.
이상으로 본 발명에 관한 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예로부터 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의한 용이하게 변경되어 균등하다고 인정되는 범위의 모든 변경을 포함한다.
100: 블랭크 110: 국부가열부
120: 파워부 199: 유도가열장치
200: 테이블 210: 유도코일
220: 냉각통로 300: 냉각수펌프
310: 홀더 330: 탄성부재
340: 냉각수파이프 320: 세라믹블럭
405: 제1세라믹블럭 410: 제2세라믹블럭
420: 지지대

Claims (13)

  1. 상면 중심부에 홈이 형성되는 테이블;
    상기 테이블의 상면에 놓이는 유도가열대상;
    상기 테이블의 홈 안에 배치되고, 상기 유도가열대상과 설정된 갭을 두고 배치되는 유도코일;
    상기 홈 안에 배치되고, 그 일측 상면은 상기 유도가열대상의 하면을 지지하도록 배치되는 절연부재;
    상기 테이블의 홈 내측면을 기준으로 상기 절연부재를 탄성적으로 지지하는 탄성부재; 및
    상기 유도코일로 전원을 공급하여 상기 유도코일과 대응하는 상기 유도가열대상의 일측을 유도 가열하는 파워부; 를 포함하고,
    상기 탄성부재는 온도변화에 따라서 상기 절연부재의 움직임을 흡수하는 것을 특징으로 하는 블랭크의 유도 가열 장치.
  2. 제1항에서,
    상기 유도코일은 상기 유도가열대상의 적어도 일부에 대응하여 배치되는 것을 특징으로 하는 블랭크의 유도 가열 장치.
  3. 제1항에서,
    상기 유도코일은 파이프 구조를 가지며, 상기 유도가열대상과 마주하는 면은 평평한 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 블랭크의 유도 가열 장치.
  4. 제1항에서,
    상기 유도코일은 상기 유도가열대상의 일면에 대응하여 설정된 루트를 따라서 형성되고,
    상기 유도코일은 적어도 두 루트를 따라서 형성되며,
    미리 설정된 간격을 두고 배열되는 것을 특징으로 하는 블랭크의 유도 가열 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에서,
    상기 절연부재의 일측을 관통하고, 상기 유도코일의 중심부를 따라서 냉각수파이프가 배치되고,
    상기 냉각수파이프를 따라서 냉각수가 공급되는 것을 특징으로 하는 블랭크의 유도 가열 장치.
  7. 제1항에서,
    상기 절연부재는 세라믹블럭이고,
    상기 세라믹블럭에 대응하는 위치에서 상기 유도가열대상의 상부면은 홀더에 의해서 눌려지는 것을 특징으로 하는 블랭크의 유도 가열 장치.
  8. 제7항에서,
    상기 세라믹블럭은
    하부에 배치되는 제1세라믹블럭; 및
    상기 제1세라믹블럭의 상부에 배치되고, 상기 유도가열대상의 하면과 접하는 제2세라믹블럭; 을 포함하고,
    상기 탄성부재는 상기 제2세라믹블럭을 탄성적으로 지지하는 것을 특징으로 하는 블랭크의 유도 가열 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
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