KR102084374B1

KR102084374B1 - 자동차 조향장치용 부품 단조성형용 원소재 가열장치

Info

Publication number: KR102084374B1
Application number: KR1020190138261A
Authority: KR
Inventors: 신달식
Original assignee: 신달식
Priority date: 2019-11-01
Filing date: 2019-11-01
Publication date: 2020-03-04

Abstract

본 발명은 자동차 조향장치용 부품 단조성형용 원소재 가열장치에 관한 것이다. 이는, 원소재를 단조금형부로 이송시키는 이송부와; 이송부를 통과하는 원소재를 가열하는 히터와; 히터를 통과한 원소재의 온도를 감지하는 온도센서와; 히터를 통과한 원소재를 단조금형부나 이송부 외부로 배출하는 경로전환부와; 경로전환부에 의해 이송부 외부로 배출되는 원소재를 받아 하향 유도하며 임시 수용하는 유도부와; 유도부에 임시 수용되어 있는 원소재가 갖는 열을 회수하는 열회수부와; 히터의 상류측에 설치되며 열회수부에서 회수된 열을 전달받아 원소재를 가열하는 예비가열부를 포함한다.
상기와 같이 이루어지는 본 발명의 자동차 조향장치용 부품 단조성형용 원소재 가열장치는, 히터를 통과한 원소재의 온도를 일일이 감지하여 온도 조건을 충족하지 못한 원소재를 이송부 외부로 빼내고, 온도조건에 맞는 원소재만 공급하므로 균일한 품질을 갖는 최종 제품을 생산할 수 있게 한다. 또한, 이송부 외부로 배출된 원소재가 가지고 있는 열을 회수하여, 히터를 향하는 원소재를 미리 가열하는 열원으로 사용하므로 전체적인 에너지 소모가 적다.

Description

자동차 조향장치용 부품 단조성형용 원소재 가열장치{Raw material heating device for forging part of automobile steering device}

본 발명은 자동차 조향장치용 부품의 단조 성형에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 단조금형으로 공급되는 원소재의 가열을 보다 효과적으로 수행하여 생산성을 향상시킬 수 있는 자동차 조향장치용 부품 단조성형용 원소재 가열장치에 관한 것이다.

금속재료를 망치로 두드리거나 프레스 등으로 가압하여 필요한 모양으로 성형하는 것을 단조(鍛造)라고 한다. 이러한 단조는, 단조작업이 진행되는 온도를 기준으로 냉간단조, 온간단조, 열간단조로 구분할 수 있다.

열간단조는, 금속재료의 재결정이 진행되는 온도 보다 높은 온도에서 진행되고, 온간단조는 재결정 온도 분위기에서, 냉간단조는 재결정온도보다 낮은 온도에서 진행된다. 보통, 각 단조의 진행온도는, 열간단조는 1000℃도 내지 1350℃, 온간단조는 700℃ 내지 900℃, 냉간단조는 일반 상온 정도이다.

열간단조는, 금속재료를 고온으로 가열해 변형저항을 적게 한 것이니 만큼, 상대적으로 적은 힘으로 성형을 쉽게 할 수 있어 생산속도가 빠르고 복잡한 형상의 제작에 유리하다. 하지만, 금속재료를 고온으로 가열하는 것이므로, 제품의 내부 금속 조직이나 표면에 결점이 발생하기 쉽고, 생산비용이 많이 소요된다. 더욱이 열간단조를 수행하면 제품중량의 약 20% 내지 30%의 스크랩이 발생하기 때문에 소재의 손실률도 크다.

한편, 자동차에는 다양한 크기와 형상을 가지는 수많은 부품이 사용된다. 이러한 자동차 부품은 차체의 경량화를 만족하고 필요한 기계적 강도를 가질 수 있도록 보통 알루미늄으로 제작되고, 절삭 가공보다는 주조나 단조 방식으로 많이 제작된다.

자동차 부품을 열간 단조 방식으로 생산하는 생산라인에는, 원소재공급부와 열처리부와 단조금형부와 트리밍부 등이 기본적으로 포함된다. 원소재공급부는 단조할 대상물, 즉 원자재를 일정속도로 공급하는 역할을 하고, 열처리부는 공급된 원자재를 단조에 적합한 온도로 가열하는 것이다.

또한 단조금형부는 열처리부에서 전달된 대상물을 타격 또는 프레싱하여 원하는 형상으로 성형하는 것이며, 트리밍장치는 단조금형 외부로 삐져나온 가장자리 부분을 제거하는 역할을 한다.

이러한 단조장치에 있어서 양호한 품질의 단조 제품을 얻기 위해서는, 단조금형부로 이송되는 원소재의 온도가 일정 범위 안에 들어 있어야 한다. 가령, 원소재의 온도 편차가 심할 경우, 생산된 제품의 내부 조직의 균일성이 떨어지게 된다.

그런데, 종래 단조장치의 경우, 단조금형부로 이송되는 원소재를 히터를 이용해 일률적으로 가열하는 단순 구조를 가진다. 원소재는 히터를 통과하며 가열된 상태로 단조금형부로 곧바로 넘어가는 것이다. 이러한 구조의 단조장치는 원소재의 온도 균일성을 보장할 수 없었고, 또한 원소재를 가열하는데 과도한 에너지가 소모된다는 단점을 갖는다.

국내 등록특허공보 제10-1224977호 (자동차용 등속 조인트의 아웃터레이스 열간단조 제조 장치 및 제조방법) 국내 공개특허공보 특1998-044404호 (차량용 단조품 열처리장치)

본 발명은 상기 문제점을 해소하고자 창출한 것으로서, 히터를 통과한 원소재의 온도를 일일이 감지하여 균일한 품질을 갖는 최종 제품을 생산할 수 있게 하고, 전체적인 에너지 소모가 적어 제품 단가를 낮출 수 있게 하는 자동차 조향장치용 부품 단조성형용 원소재 가열장치를 제공함에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 과제의 해결수단으로서의 본 발명의 자동차 조향장치용 부품 단조성형용 원소재 가열장치는, 원소재공급부로부터 공급되는 환봉형 원소재를 단조금형부로 이송시키는 이송부와; 상기 이송부의 상부에 설치되며 이송부를 통과하는 원소재를 가열하는 히터와; 상기 히터를 통과한 원소재의 온도를 감지하는 온도센서와; 상기 온도센서에 의한 온도센싱 결과, 원소재 중, 설정 온도 범위내의 온도를 갖는 원소재를 단조금형부로 유도하고, 설정 온도 범위외의 온도를 갖는 원소재를 이송부 외부로 배출하는 경로전환부와; 상기 경로전환부에 의해 이송부 외부로 배출되는 원소재를 받아 하향 유도하며 임시 수용하는 유도부와; 상기 유도부에 임시 수용되어 있는 원소재가 갖는 열을 회수하는 열회수부와; 상기 히터의 상류측에 설치되며, 열회수부에서 회수된 열을 전달받아 원소재를 가열하는 예비가열부를 포함한다.

또한, 경로전환부는; 상기 이송부의 말단부에 설치되는 받침대와, 수직의 지지축을 통해 상기 받침대상에 회전 가능하도록 설치되며, 상기 원소재가 단조금형부나 유도부 중 어느 한 방향으로 이동하도록 가이드하는 가이드플레이트와, 상기 가이드플레이트를 구동하는 액츄에이터와, 상기 온도센서와 접속되며 액츄에이터를 제어하는 제어부를 구비한다.

아울러, 상기 유도부는; 상기 경로전환부의 측부에 연결된 상태로 하향 경사진 사각 단면의 덕트의 형태를 취하는 것으로서, 바닥부에 배기구멍이 형성되어 있고, 상부에는 내열투광창이 설치되며, 하단부에 다수의 출구를 갖는 덕트슬라이더와, 상기 덕트슬라이더의 각 출구에 설치되며, 덕트슬라이더의 내부로 유입한 원소재가 배출되는 것을 임시 차단하여, 덕트슬라이더 내에 머물게 하는 록킹도어와, 상기 덕트슬라이더를 지지하는 다리에 설치되며, 덕트슬라이더에 가해지는 하중을 감지하고 감지 내용을 상기 제어부로 전달하는 하중센서와, 상기 덕트슬라이더에 머물러 있는 원소재의 하중이 설정치를 넘을 때, 록킹도어를 개방하여 원소재가 하부로 배출되게 하는 도어개방부를 포함하고, 상기 열회수부는; 상기 덕트슬라이더의 하부에 상기 배기구멍을 커버하도록 설치되는 열기수집호퍼와, 열기수송관을 통해 상기 열기수집호퍼와 연결되며 덕트슬라이더 내부의 공기를 뽑아내어 상기 예비가열부로 전달하는 유도팬을 포함한다.

또한, 상기 록킹도어는; 덕트슬라이더의 출구에 토션힌지로 연결되어 토션힌지의 작용에 의해 출구를 차단하도록 유지되고, 상기 도어개방부에 의해 외측방향으로 당겨져 개방되는 구조를 가지며, 상기 도어개방부는; 상기 록킹도어의 외측면에 구비된 와이어홀더와, 상기 덕트슬라이더의 상부에 설치되는 와이어윈치 및 받침롤러와, 상기 받침롤러에 지지된 상태로 와이어윈치와 와이어홀더를 연결하며, 와이어윈치의 작동 시 록킹도어를 당겨 개방하는 인장와이어를 구비한다.

상기와 같이 이루어지는 본 발명의 자동차 조향장치용 부품 단조성형용 원소재 가열장치는, 히터를 통과한 원소재의 온도를 일일이 감지하여 온도 조건을 충족하지 못한 원소재를 이송부 외부로 빼내고, 온도조건에 맞는 원소재만 공급하므로 균일한 품질을 갖는 최종 제품을 생산할 수 있게 한다.

또한, 이송부 외부로 배출된 원소재가 가지고 있는 열을 회수하여, 히터를 향하는 원소재를 미리 가열하는 열원으로 사용하므로 전체적인 에너지 소모가 적다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조향장치용 부품 단조성형용 원소재 가열장치가 적용된 단조장치의 전체 구조를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1에 도시한 경로전환부 및 유도부를 따로 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4는 도 2에 도시한 경로전환부의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.
도 5는 도 2에 도시한 덕트슬라이드의 구조를 나타내 보인 절제 사시도이다.
도 6은 도 2의 전환플랩의 기능을 설명하기 위한 도면이다.
도 7 및 도 8은 도 1에 도시한 유도부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조향장치용 부품 단조성형용 원소재 가열장치의 접속구조를 도시한 블록도이다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조향장치용 부품 단조성형용 원소재 가열장치가 적용된 단조장치(10)의 전체 구조를 도시한 도면이다.

도시한 바와 같이, 본 실시예에 따른 가열장치는, 이송부(23), 예비가열부(60), 히터(31), 온도센서(33), 경로전환부(35), 유도부(40), 열회수부를 포함한다.

먼저, 이송부(23)는 원소재공급부(21)로부터 공급되는 원소재(A)를 수평으로 이송시키는 것으로서, 원소재공급부(21) 및 캐비닛(27) 상부에 배치된다. 원소재공급부(21)는 내부에 수용되어 있는 원소재를 이송부(23)에 올리는 역할을 한다. 또한 캐비닛(27)은 단조장치(10)를 구동하기 위한 제어부(39)나 각종 스위치 및 모니터를 내장하는 구조체이다.

이송부(23)는, 도 2에 도시한 바와 같이, 상호 평행하게 연장된 한 쌍의 가이드월(23a), 가이드월(23a)의 사이에 배치되는 순환체인(23b), 순환체인(23b)을 일정속도로 순환운동 시키는 이송모터(25)를 구비한다.

원소재(A)는 순환체인(23b)의 상부에 올려진 상태로 단조금형부(13)를 향해 이송된다. 단조금형부(13)는 예비가열부(60) 및 히터(31)에 의해 가열된 원소재(A)를 받아 프레싱 하여 원하는 모양을 성형한다. 원소재(A)는 일정직경 및 길이를 갖는 환봉의 형태를 가지며, 순환체인(23b)의 상부에 수평으로 눕혀진 상태로 이송된다. 이송 방향 앞뒤 방향 원소재의 간격은 일정하지 않다.

히터(31)는, 이송부(23)의 상부에 설치되며 이송부를 통과하는 원소재를 가열하는 역할을 한다. 이를테면, 원소재를, 금속재료의 재결정이 진행되는 온도 보다 높은 온도로 가열하는 것이다. 가열온도는 원소재의 종류에 따라 달라진다. 히터(31)를 이용해 원소재를 가열하여야 단조금형부(13)에서의 단조가 가능해진다.

온도센서(33)는, 히터(31)를 통과한 원소재의 온도를 감지하는 것으로서, 원소재가 상기한 재결정 온도보다 높은 온도로 가열되어 있는지를 확인한다. 이러한 온도센서(33)는, 지지아암(32)을 통해 원소재의 이송경로의 연직 상부에 위치한다. 온도센서(33)가 감지한 정보는 제어부(39)로 전달되어 제어부(39)로 하여금 경로전환부(35)를 적절히 구동하게 한다. 온도센서로서 비접촉식 적외선 센서를 사용할 수 있다.

상기 온도센서(33)의 하부를 통과한 가열된 상태의 원소재는, 경로전환부(35)에 도달한 후, 경로전환부(35)에 의해 공급경사대(37)나 유도부(40) 중 어느 한쪽으로 유도된다. 공급경사대(37)는 이송부(23)의 말단부와 단조금형부(13)를 연결하는 경사판이다. 경로전환부(35)를 통과해 공급경사대(37) 측으로 이송된 원소재(A)는 공급경사대(37)를 따라 미끄러져 단조금형부(13)로 이동한다. 공급경사대(37)의 폭은 원소재의 사이즈에 따라 달라진다.

경로전환부(35)는, 온도센서(33)에 의한 온도 센싱 결과, 원소재 중, 설정 온도 범위내의 온도를 갖는 원소재를 공급경사대(37)로, 설정 온도 범위외의 온도를 갖는 원소재를 유도부(40)로 내려보내는 역할을 한다. 설정 온도 범위라 함은 위에 설명한 재결정 온도보다 높은 온도 범위로서, 온도의 범위는 필요에 따라 달라질 수 있다.

도 2는 상기 경로전환부(35)를 유도부(40)와 함께 도시한 도면이고, 도 3 및 도 4는 도 2에 도시한 경로전환부의 동작을 설명하기 위한 평면도이다.

도시한 바와 같이, 경로전환부(35)는, 받침대(35a), 가이드플레이트(35c), 액츄에이터(35g)를 포함한다. 액츄에이터(35g)는 제어부(39)와 접속되어 컨트롤된다.

받침대(35a)는 이송부의 말단부 일측에 설치되는 지지부재로서, 액츄에이터(35g)와 가이드플레이트(35c)를 지지한다. 받침대(35a)의 상면은 순환체인(23b)의 높이와 같다. 가이드플레이트(35c)는 수직의 지지축(35b)을 통해 받침대상에 회전 가능하도록 설치된 사각판으로서 화살표 a방향 및 b방향으로 회전 가능하다.

또한 액츄에이터(35g)는 받침대(35a) 상에 위치이동 가능하게 설치된 상태로 가이드플레이트(35c)를 회전시킨다. 액츄에이터(35g)의 피스톤로드(35e) 단부는 힌지(35d)에 링크핀(35k)으로 연결된다. 힌지(35d)는 가이드플레이트(35c)에 고정되어 있는 부속이다.

상기 구조를 갖는 경로전환부(35)는, 원소재의 온도가 설정 범위내에 들어가지 못할 경우, 가이드플레이트(35c)를 도 3과 같이 회전시켜 원소재가 유도부(40)의 덕트슬라이더(41)로 내려가게 한다. 이와 반대로, 원소재의 온도가 설정범위에 들어간다면 도 4에 도시한 바와 같이, 공급경사대(37)를 향하는 통로를 열어 원소재가 공급경사대(37)로 이동하게 한다. 가이드플레이트(35c)의 회전이 액츄에이터(35g)에 의해 제어됨은 위에 언급한 바와 같다.

한편, 상기 유도부(40)는, 경로전환부(35)로부터 배출되는 원소재를 받아 하향 유도하며 임시 수용하고, 열회수부가 원소재의 열을 회수할 수 있는 시간을 제공한다. 이러한 유도부(40)는, 덕트슬라이더(41), 록킹도어(43), 하중센서(49), 도어개방부를 포함한다.

도 5는 덕트슬라이더(41)를 별도로 도시한 절제 사시도이도, 도 6은 도 2의 전환플랩(41h)의 기능을 설명하기 위한 도면이다. 또한, 도 7 및 도 8은 유도부의 구성 및 동작을 설명하기 위한 측단면도이다.

도시한 바와 같이, 덕트슬라이더(41)는, 경로전환부(35)의 측부에 연결된 상태로 하향 경사진 사각 단면의 덕트로서, 중앙부분이 갈라진 형태를 취한다. 덕트슬라이더(41)의 상단부는 경로전환부(35)에 의해 유도된 원소재를 받아들이는 입구(41a)이다. 당연히 입구(41a)는 경로전환부(35) 측으로 개방되어 있다.

또한, 덕트슬라이더(41)의 하단부에는 제1출구(41b)와 제2출구(41c)가 마련되어 있다. 원소재는, 도 8에 도시한 바와 같이, 제1출구(41b) 및 제2출구(41c)를 통해 화살표 d방향으로 빠져 회수함(B)에 적재된다. 참고로, 회수함에 적재된 원소재는 다시 원소재공급부(21)로 보내어져 재가열된다.

특히 덕트슬라이더(41)의 바닥부에는 다수의 배기구멍(41d)이 형성되어 있다. 배기구멍(41d)은 덕트슬라이더(41)의 내부 공간을 하부로 개방하는 관통구멍으로서, 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이 열기수집호퍼(51)에 의해 커버된다.

또한 덕트슬라이더(41)의 상부에는 다수의 내열투광창(41e)이 배치되어 있다. 내열투광창(41e)은 투광성을 갖는 내열유리로서, 작업자가 덕트슬라이더(41)의 내부 상황을 관찰할 수 있게 한다. 내열투광창(41e)의 위치는 필요에 따라 달라질 수 있다.

아울러 덕트슬라이더(41)의 중앙부에는, 전환플랩(41h), 회전축(41k), 플랩모터(41m)가 설치된다. 전환플랩(41h)은, 회전축(41k)을 통해, 덕트슬라이더(41)의 내부에서 화살표 e방향 및 그 반대 방향으로 회전하도록 설치된 사각판이다. 전환플랩(41h)이 화살표 e방향으로 회전하면 제1통로(41f)가 차단되고 제2통로(41g)가 자동으로 개방된다. 이와 반대로, 전환플랩(41h)이 도 6의 상태가 된다면, 제1통로(41f)가 개방, 제2통로(41g)가 차단된다.

전환플랩(41h)의 회전은 플랩모터(41m)에 의해 이루어진다. 플랩모터(41m)는 덕트슬라이더(41)의 하부에 설치된 상태로 제어부(39)로부터 신호를 받아 전환플랩(41h)의 위치를 조절한다.

이와 같이, 플랩모터(41m) 및 전환플랩(41h)을 적용한 이유는, 제1출구(41b)와 제2출구(41c)를 번갈아 사용하기 위해서이다. 즉, 뜨거운 상태의 원소재가 제1출구(41b) 측에 갇혀 있는 동안, 제2출구(41c)가 비어 있는 상태로 냉각되게 하고, 제2출구(41c)가 닫혀 원소재가 제2출구측에 갇혀 있는 동안 제1출구(41b)가 비어 냉각되도록 하는 것이다.

가열된 상태의 원소재를 덕트슬라이더(41)의 내부에 임시로 머물게 하는 이유는, 원소재가 가지고 있는 열을 회수하기 위함이다. 이에 대한 설명은 후술하기로 한다.

상기 록킹도어(43)는 덕트슬라이더(41)의 각 출구에 설치되며, 덕트슬라이더의 내부로 유입한 원소재가 배출되는 것을 임시 차단한다. 즉, 가열된 상태의 원소재가, 제1,2출구(41b,41c)를 통해 덕트슬라이더(41)의 하부로 쏟아지는 것을 막는 것이다. 록킹도어(43)에 의해 원소재가 덕트슬라이더(41)의 내부에 머물러 있을 수 있다. 록킹도어(43)를 개방할 경우 원소재가 하부로 쏟아지게 됨은 물론이다.

록킹도어(43)는, 사각판의 형태를 취하며 상단부에 토션힌지(43b)를 갖는다. 토션힌지(43b)는 록킹도어(43)를 상하로 회전가능하게 지지함과 동시에 화살표 g방향으로 탄력 지지한다. 또한 록킹도어(43)의 자유단부에는 도 7에 도시한 바와 같이 눌림부(43c)와 버팀부(43e)가 마련되어 있다.

버팀부(43e)는 록킹도어(43)의 자유단부에 일체를 이루며 직각으로 절곡된 부분으로서, 록킹도어(43)가 토션힌지(43b)의 작용에 의해 덕트슬라이더(41)의 내부로 들어가는 것을 방지한다. 즉, 덕트슬라이더(41)의 바닥면과 록킹도어(43)가 직각을 유지할 수 있게 하는 것이다.

또한 눌림부(43c)는 록킹도어(43)에 대해 지지핀(43d)으로 연결된 판상부재로서, 록킹도어(43)가 닫힌 상태에서 원소재(A)에 의해 밟혀 지지된다. 이와 같이 록킹도어(43)가 토션힌지(43b)에 의해 탄력 지지됨과 동시에 원소재에 눌리는 눌림부(43c)를 가지므로, 덕트슬라이더(41) 내부에 원소재가 채워지더라도, 록킹도어가 원소재의 하중에 의해 개방되지 않는다. 원소재가 록킹도어(43)를 밀어 재치면서 쏟아지지 않는 것이다.

아울러 록킹도어(43)의 바깥쪽 면에는 막대형 와이어홀더(43a)가 고정되어 있다. 와이어홀더(43a)는 후술할 인장와이어(46)의 일단부와 결합하는 부분이다.

상기 도어개방부는, 록킹도어(43)를 도 1의 화살표 m방향으로 당겨 개방하기 위한 것으로서, 상기한 와이어홀더(43a), 받침롤러(45), 윈치(44), 인장와이어(46)를 포함한다.

받침롤러(45)는 덕트슬라이더(41)의 출구측 상부에 위치하며 인장와이어(46)를 받쳐 지지한다. 인장와이어(46)는 받침롤러(45)에 지지된 상태로 길이방향으로 이동한다.

윈치(44)는 인장와이어(46)를 감거나 푸는 와인딩장치로서 구동축에 보빈(44a)을 갖는다. 윈치(44)를 작동시키면 인장와이어(46)는 보빈(44a)에 감기며 인장되어 록킹도어(43)를 도 8과 같은 방식으로 개방시킨다. 인장와이어(46)를 감거나 풀 수 있는 기능을 가지는 한 윈치(44)의 구조는 얼마든지 변경 가능하다.

상기 도어개방부는 록킹도어(43)를 개방하되, 덕트슬라이더(41) 내부에 임시 수용되어 있는 원소재의 총 하중이 설정된 하중을 넘을 때에, 록킹도어를 개방하여 원소재가 하부로 배출되게 한다. 예를 들어 덕트슬라이더(41) 내부에 쌓인 원소재의 총 무게가 20kg에 도달할 때 개방되는 것이다.

원소재의 누적 무게는 하중센서(49)에 의해 계속적으로 체크된다. 하중센서(49)는 도 7 및 도 8에 도시한 바와 같이, 다리(47)에 설치되고 제어부(39)와 접속된다. 덕트슬라이더(41) 내부에 쌓이는 원소재의 총무게 정보는 제어부(39)로 실시간 전송된다. 제어부(39)는 원소재의 총무게가 설정무게에 도달했을 때 윈치(44)를 동작시켜 록킹도어(43)를 개방한다.

원소재를 덕트슬라이더(41)의 내부에 임시 수용하는 이유는, 가열된 상태의 원소재의 열을 회수하기 위한 것이다. 덕트슬라이더(41)로 진입한 원소재는 히터(31)에 의해 가열된 상태이므로 원소재가 갖는 열을 회수하여 사용할 수 있다. 열의 회수는 록킹도어(43)가 닫힌 후부터 개방될 때 까지 진행된다.

록킹도어(43)는 원소재가, 도 8에 도시한 바와 같이, 하부로 모두 배출된 후, 토션힌지(43b)의 탄성력에 의해 자동으로 닫힌다. 이 때 윈치(44)는 보빈(44a)을 역회전시켜준다.

한편, 열회수부는, 덕트슬라이더(41) 내부에 임시 수용되어 있는 원소재가 갖는 열을 회수하여 예비가열부(60)로 전달하는 것으로서, 열기수집호퍼(51), 열기수송관(53a,53b), 유도팬(55)을 구비한다.

열기수집호퍼(51)는 덕트슬라이더(41)의 바닥부에 형성되어 있는 배기구멍(41d)을 그 내부 영역에 포함한 상태로 덕트슬라이더(41)의 저면에 밀착 고정된 부재이다. 열기수집호퍼(51)의 내부공간은 배기구멍(41d)을 통해 덕트슬라이더(41)의 내부로 개방된다.

유도팬(55)은 열기수송관(53a)을 통해 열기수집호퍼(51)와 연결되며, 덕트슬라이더(41) 내부의 공기를 뽑아내어 예비가열부(60)로 공급하는 역할을 한다. 덕트슬라이더(41)를 가동하면 덕트슬라이더 외부의 공기가 입구(41a)을 통해 유입한 후 원소재를 스쳐 지나며 가열된다. 덕트슬라이더(41) 내부에 머물러 있는 원소재는 매우 뜨겁게 가열된 상태이므로, 원소재 사이를 통과하는 공기가 원소재와 열교환하며 가열되게 되는 것이다.

상기 열교환을 통해 가열된 공기는 열기수송관(53b)을 통해 예비가열부(60)로 공급된다. 예비가열부(60)는 히터(31)의 상류측에 배치되고 가열 전의 원소재를 그 내부로 통과시키는 가열챔버(61)를 갖는다. 상기한 가열 공기는 가열챔버(61)의 내부로 유입하고, 가열챔버(61)를 통과하는 원소재를 가열한다. 이와 같이 예비가열부(60)를 이용해 원소재를 미리 가열함으로써 히터(31)의 부하가 경감됨은 물론이다. 즉, 히터의 에너지 소모가 줄어드는 것이다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차 조향장치용 부품 단조성형용 원소재 가열장치(30)의 접속 구조를 나타내 보인 블록도이다.

도시한 바와 같이, 온도센서(33), 액츄에이터(35g), 하중센서(49), 윈치(44), 플랩모터(41m), 히터(31), 유도팬(55)이 제어부(39)와 접속되어 제어부(39)에 의해 컨트롤된다.

위에 언급한 바와 같이, 온도센서(33)는 히터(31)를 통과한 직후의 원소재의 온도를 감지하고, 감지한 내용을 제어부(39)로 전송한다. 제어부(39)는 전달받은 온도정보를 기초로 액츄에이터(35g)를 제어하여 원소재를 단조금형부(13)로 보내던가 유도부(40)로 보낸다.

유도부(40)로 보내어진 원소재는 덕트슬라이더(41)을 따라 미끄러져 내려가며 제1통로(41f) 또는 제2통로(41g)로 유도된다. 이를 위해 제어부에 의해 플랩모터(41m)가 작동한다.

제1통로(41f)나 제2통로(41g)로 유도되는 원소재는, 제1출구(41b) 또는 제2출구(41c)에서 록킹도어에 의해 차단되며 덕트슬라이더(41) 내부에 임시로 머문다. 이 때 원소재의 누적 중량은 하중센서(49)에 의해 감지되며, 하중센서(49)는 무게정보를 제어부(39)로 전송한다.

원소재가 덕트슬라이더(41)의 내부에 수용되어 있는 동안 유도팬(55)이 작동하여, 외부의 공기를 원소재와 열교환시키고 열교환을 통해 가열된 공기를 예비가열부(60)로 유도한다.

누적되는 원소재의 무게가 증가하여 마침내 설정치에 도달하였다면, 제어부(39)는 윈치(44)를 구동하여 록킹도어(43)를 개방한다. 록킹도어(43)가 개방되면 열교환을 마친 원소재가 회수함(B)으로 낙하한다.

이상, 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정하지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.

10:단조장치 13:단조금형부 21:원소재공급부
23:이송부 23a:가이드월 23b:순환체인
25:이송모터 27:캐비닛 30:가열장치
31:히터 32:지지아암 33:온도센서
35:경로전환부 35a:받침대 35b:지지축
35c:가이드플레이트 35d:힌지 35e:피스톤로드
35g:액츄에이터 35k:링크핀 37:공급경사대
39:제어부 40:유도부 41:덕트슬라이더
41a:입구 41b:제1출구 41c:제2출구
41d:배기구멍 41e:내열투광창 41f:제1통로
41g:제2통로 41h:전환플랩 41k:회전축
41m:플랩모터 43:록킹도어 43a:와이어홀더
43b:토션힌지 43c:눌림부 43d:지지핀
43e:버팀부 44:윈치 44a:보빈
45:받침롤러 46:인장와이어 47:다리
49:하중센서 51:열기수집호퍼 53a:열기수송관
53b:열기수송관 55:유도팬 60:예비가열부
61:가열챔버

Claims

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원소재공급부로부터 공급되는 환봉형 원소재를 단조금형부로 이송시키는 이송부와; 상기 이송부의 상부에 설치되며 이송부를 통과하는 원소재를 가열하는 히터와; 상기 히터를 통과한 원소재의 온도를 감지하는 온도센서와; 상기 온도센서에 의한 온도센싱 결과, 원소재 중, 설정 온도 범위내의 온도를 갖는 원소재를 단조금형부로 유도하고, 설정 온도 범위외의 온도를 갖는 원소재를 이송부 외부로 배출하는 경로전환부와; 상기 경로전환부에 의해 이송부 외부로 배출되는 원소재를 받아 하향 유도하며 임시 수용하는 유도부와; 상기 유도부에 임시 수용되어 있는 원소재가 갖는 열을 회수하는 열회수부와; 상기 히터의 상류측에 설치되며, 열회수부에서 회수된 열을 전달받아 원소재를 가열하는 예비가열부를 포함하고,
상기 경로전환부는; 상기 이송부의 말단부에 설치되는 받침대와, 수직의 지지축을 통해 상기 받침대상에 회전 가능하도록 설치되며, 상기 원소재가 단조금형부나 유도부 중 어느 한 방향으로 이동하도록 가이드하는 가이드플레이트와, 상기 가이드플레이트를 구동하는 액츄에이터와, 상기 온도센서와 접속되며 액츄에이터를 제어하는 제어부를 포함하며,
상기 유도부는; 상기 경로전환부의 측부에 연결된 상태로 하향 경사진 사각 단면의 덕트의 형태를 취하는 것으로서, 바닥부에 배기구멍이 형성되어 있고, 상부에는 내열투광창이 설치되며, 하단부에 다수의 출구를 갖는 덕트슬라이더와, 상기 덕트슬라이더의 각 출구에 설치되며, 덕트슬라이더의 내부로 유입한 원소재가 배출되는 것을 임시 차단하여, 덕트슬라이더 내에 머물게 하는 록킹도어와, 상기 덕트슬라이더를 지지하는 다리에 설치되며, 덕트슬라이더에 가해지는 하중을 감지하고 감지 내용을 상기 제어부로 전달하는 하중센서와, 상기 덕트슬라이더에 머물러 있는 원소재의 하중이 설정치를 넘을 때, 록킹도어를 개방하여 원소재가 하부로 배출되게 하는 도어개방부를 포함하며,
상기 열회수부는; 상기 덕트슬라이더의 하부에 상기 배기구멍을 커버하도록 설치되는 열기수집호퍼와, 열기수송관을 통해 상기 열기수집호퍼와 연결되며 덕트슬라이더 내부의 공기를 뽑아내어 상기 예비가열부로 전달하는 유도팬을 포함하는 자동차 조향장치용 부품 단조성형용 원소재 가열장치.
제3항에 있어서,
상기 록킹도어는;
덕트슬라이더의 출구에 토션힌지로 연결되어 토션힌지의 작용에 의해 출구를 차단하도록 유지되고, 상기 도어개방부에 의해 외측방향으로 당겨져 개방되는 구조를 가지며,
상기 도어개방부는;
상기 록킹도어의 외측면에 구비된 와이어홀더와,
상기 덕트슬라이더의 상부에 설치되는 와이어윈치 및 받침롤러와,
상기 받침롤러에 지지된 상태로 와이어윈치와 와이어홀더를 연결하며, 와이어윈치의 작동 시 록킹도어를 당겨 개방하는 인장와이어를 구비하는 자동차 조향장치용 부품 단조성형용 원소재 가열장치.