KR102124347B1

KR102124347B1 - 열처리 장치

Info

Publication number: KR102124347B1
Application number: KR1020180087870A
Authority: KR
Inventors: 정경희; 류승철
Original assignee: 정경희; 류승철
Priority date: 2018-07-27
Filing date: 2018-07-27
Publication date: 2020-06-19
Also published as: KR20200012501A

Abstract

본 명세서에 개시된 내용은 자동으로 자동차 주물 부품의 일부분의 열처리를 통해 부품의 강도를 개선하고 공정효율성이 개선된 열처리 장치의 제공에 관한 것이다.
본 명세서에 개시된 내용의 일 실시예에 따르면, 열처리 장치는 부품을 이동시키는 로딩부, 삽입공간을 둘러싸는 형태로 형성되어 상기 로딩부를 따라 이동하는 상기 부품의 일부분이 상기 삽입공간에 삽입되면 고온으로 가열하는 가열부, 상기 가열부의 일측에 형성되고 상기 로딩부를 통해 삽입되는 상기 부품을 담금질 및 템퍼링하는 열처리부, 상기 로딩부의 전방 및 상기 열처리부의 타측에 형성되고, 상기 열처리부에서 배출되는 상기 부품을 세척하도록 형성되는 세척부 및 상기 세척부의 타측에 연결되어 상기 세척부에서 배출되는 상기 부품을 건조하는 건조부를 포함하고, 상기 부품들은 상기 열처리부의 내부에서 롤러들을 둘러싸고 상기 롤러들을 통해 컨베이어 형태로 이동하는 제1 슬롯유닛들 각각에 순서대로 삽입되어 일렬로 정렬된 후 열처리 된다.

Description

열처리 장치{HEAT TREATMENT APPARATUS}

본 명세서에 개시된 내용은 열처리 장치에 관한 것으로, 자동차용 부품의 일부분을 열처리하는 열처리 장치에 관한 것이다.

본 명세서에서 달리 표시되지 않는 한, 이 식별항목에 설명되는 내용들은 이 출원의 청구항들에 대한 종래 기술이 아니며, 이 식별항목에 기재된다고 하여 종래 기술이라고 인정되는 것은 아니다.

일반적으로 오스템퍼링이란 과냉 오스테나이트를 항온을 통해 베이나이트로 변화시키는 열처리 기술로, 오스템퍼링 또는 오스에이징이라고 하며, 담금질 온도로 가열된 강재를 Ms점(Ms Point) 이상의 고온 냉각 매체에 담금질하여 등온 변태를 완료시킨 후 냉각 조작만으로 담금질과 뜨임과 같은 결과를 도출할 수 있다.

오스템퍼링 기술은 철강재료의 인성을 기존의 QT의 약 2배 가량 향상시켜 같은 경도의 재료에 비해 높은 외력에도 견딜 수 있는 열처리 공법이지만, 대부분의 주물부품의 경우 부피가 크고 강도가 필요없는 부분까지 가열 냉각하여 에너지 낭비가 발생하는 단점이 있다.

이와 관련되어 한국 등록특허공보 제10-0339848호는 오스템퍼 구상 흑연주철의 열처리 설비를 개시하고 있고, 한국 등록특허공보 제10-0892409호는 금속재료의 항온 열처리장치를 개시하고 있다.

그러나 기존의 기술들은 자동으로 부품의 일부를 열처리하는 기술은 개시하지 않고 있다.

자동으로 소재형상이 완성품에 가까운 모양으로 제작 된 자동차 주물 부품의 일부분의 열처리를 통해 부품의 강도를 개선하고 공정효율성이 개선된 열처리 장치를 제공함에 있다.

또한, 상술한 바와 같은 기술적 과제들로 한정되지 않으며, 이하의 설명으로부터 또 다른 기술적 과제가 도출될 수도 있음은 자명하다.

개시된 내용의 일 실시예에 의하면, 열처리 장치는 부품을 이동시키는 로딩부, 삽입공간을 둘러싸는 형태로 형성되어 상기 로딩부를 따라 이동하는 상기 부품의 일부분이 상기 삽입공간에 삽입되면 고온으로 가열하는 가열부, 상기 가열부의 일측에 형성되고 상기 로딩부를 통해 삽입되는 상기 부품을 담금질 및 템퍼링하는 열처리부, 상기 로딩부의 전방 및 상기 열처리부의 타측에 형성되고, 상기 열처리부에서 배출되는 상기 부품을 세척하도록 형성되는 세척부 및 상기 세척부의 타측에 연결되어 상기 세척부에서 배출되는 상기 부품을 건조하는 건조부를 포함하고, 상기 부품들은 상기 열처리부의 내부에서 롤러들을 둘러싸고 상기 롤러들을 통해 컨베이어 형태로 이동하는 제1 슬롯유닛들 각각에 순서대로 삽입되어 일렬로 정렬된 후 열처리 된다.

또한, 상기 로딩부는 하부는 플레이트 형태로 형성되고 양측 일부분이 상부를 향해 연장된 후 서로를 향해 절곡되어 슬롯들을 형성하는 회전판, 상기 회전판의 양측을 관통하여 지면에 밀착되는 프레임에 결합되는 회전축, 상기 프레임에 형성된 슬라이딩부들을 통해 상하좌우이동이 가능하며 일측에 형성된 회전모터와 연결되어 회전이 가능하도록 형성되는 체결유닛을 포함하고, 상기 회전판은 상기 부품의 일단이 상기 슬롯들에 삽입되면, 회전하여 상기 부품을 뒤집어서 전방을 향해 거치하고, 상기 체결유닛은 상기 부품과 체결되어 상기 가열부에 상기 부품의 일부분을 삽입시킬 수 있다.

또한, 상기 가열부는 상기 로딩부의 일측에 형성되고, 일부가 상기 삽입공간을 둘러싸는 코일 형태로 형성되어 유도가열(Induction)을 통해 상기 부품의 일부를 가열할 수 있다.

또한, 상기 열처리부는 상기 제1 슬롯유닛들 사이에 형성되어 상기 제1 슬롯유닛들이 서로 회전이 가능하도록 연결하고 상기 롤러들의 외측면에 삽입되도록 형성되는 힌지부들 및 상기 열처리부의 내부에서 구동하여 상기 부품의 온도를 냉각시키는 순환유닛을 포함할 수 있다.

또한, 상기 세척부는 내부에 형성된 롤러들을 둘러싸고 상기 롤러들을 통해 컨베이어 형태로 이동하며 상기 제1 슬롯유닛과 동일한 수평선상에 형성되는 제2 슬롯유닛들 및 상기 제2 슬롯유닛들의 상부에 형성되는 세척노즐을 포함하고, 상기 세척부의 내부에 주입된 세척용액 및 상기 세척노즐들은 상기 슬롯유닛들에 각각 삽입된 부품들을 세척할 수 있다.

본 명세서에 개시된 일 실시예에 따르면, 열처리 장치는 소재형상이 완성품에 가까운 모양으로 제작 된 자동차용 주물 부품의 일부분을 유도가열을 통해 가열한 후 열처리부를 통해 담금질 및 오스템퍼링 과정을 거칠 수 있어 강도 개선이 필요한 부품의 일부분의 효율적이고 신속한 강화가 가능한 장점이 있다.

또한, 열처리 장치는 부품을 자동으로 로딩하고 이송이 가능하고, 부품의 일부분만을 가열하므로 에너지 절감이 가능하며, 자동으로 열처리 후 세척이 가능하여 제작비용이 절감되는 장점이 있다.

또한, 열처리 장치는 부품의 일부분을 코일 형태의 히터를 통해 가열하는 동안 고속회전시켜 코일 형태의 히터에서 상대적으로 온도가 낮은 부분이 발생하여도 균일하게 부품을 가열하는 장점이 있다.

아울러, 이와 같은 기재된 본 발명의 효과는 발명자가 인지하는지 여부와 무관하게 기재된 내용의 구성에 의해 당연히 발휘되게 되는 것이므로 상술한 효과는 기재된 내용에 따른 몇 가지 효과일 뿐 발명자가 파악 또는 실재하는 모든 효과를 기재한 것이라 인정되어서는 안 된다.

또한, 본 발명의 효과는 명세서의 전체적인 기재에 의해서 추가로 파악되어야 할 것이며, 설사 명시적인 문장으로 기재되어 있지 않더라도 기재된 내용이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 명세서를 통해 그러한 효과가 있는 것으로 인정할 수 있는 효과라면 본 명세서에 기재된 효과로 보아야 할 것이다.

도 1은 본 명세서에 개시된 내용의 일 실시예에 따른 열처리 장치의 사시도.
도 2는 도 1의 로딩부를 나태내는 사시도.
도 3 내지 7들은 도 1의 로딩부의 구동을 나타내는 사시도들.
도 8은 도 1의 열처리부를 나타내는 일측면도.
도 9는 도 1의 세척부 및 건조부를 확대하여 도시한 사시도 및 일측면도.
도 10은 도 1의 열처리 장치의 배면을 나타내는 배면도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 바람직한 실시예에 따른 열처리 장치의 구성, 동작 및 작용효과에 대하여 살펴본다. 참고로, 이하 도면에서, 각 구성요소는 편의 및 명확성을 위하여 생략되거나 개략적으로 도시되었으며, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 반영하는 것은 아니다, 또한 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며 개별 도면에서 동일 구성에 대한 도면 부호는 생략하기로 한다.

도 1은 본 명세서에 개시된 내용의 일 실시예에 따른 열처리 장치의 사시도를 도시한다. 도 2는 도 1의 로딩부를 나태내는 사시도를 도시한다. 도 3 내지 7들은 도 1의 로딩부의 구동을 나타내는 사시도들을 도시한다.

도 1 내지 7들에 도시된 바와 같이, 열처리 장치(100)는 로딩부(200), 가열부(300), 열처리부(400), 세척부(500) 및 건조부(600)를 포함한다.

열처리 장치(100)는 디퍼렌셜 케이스(Differential case)(10)를 포함하는 자동차용 부품(10)의 축부분에 유도가열 및 열처리(오스템퍼링)를 적용하여 부품(10)의 일부분의 강도 및 인성을 향상시킨다.

부품(10)의 일단은 상대적으로 외경이 확장된 원형의 플레이트 형태로 형성되고, 타단은 외경이 단계적으로 감소하고 연장되는 형태를 반복하며 일단 및 타단을 관통하는 중공이 형성된다.

로딩부(200)는 컨베이어에서 순서대로 이동하는 부품(10)과 자동으로 체결되어 일측에 형성된 가열부(300)로 이동시키고, 부품(10)의 일부분을 가열한 후 열처리부(400)의 내부로 이동시킨다.

가열부(300)는 로딩부(200)의 일측에 형성되고, 접근하는 부품(10)의 일부분이 삽입되는 삽입공간(20)을 둘러싸는 형태로 형성되어 로딩부(200)를 통해 삽입되는 부품(10)의 일부분을 소정의 시간동안 약 900도에 이르도록 유도가열한다.

삽입공간(20)에 삽입되는 부품(10)은 로딩부(200)를 통해 회전하며 유도가열되고, 소정의 시간동안 가열된 부품(10)은 로딩부(200)에 의해 열처리부(400)를 향해 이동한다.

열처리부(400)는 가열부(300)의 일측에 형성되고, 로딩부(200)가 일부분이 가열된 부품(10)을 열처리부(400)의 내부로 삽입시키면 부품(10)은 약 300도의 온도로 가열된 염이 수용된 일측으로 이동하고, 부품(10)을 냉각되는 동안 별도의 교반기를 통해 냉각 효율을 개선한다.

열처리부(400)는 가열을 통해 오스테나이트화 된 부품(10)의 일부분을 300~400도의 온도로 유지되는 염욕에 급냉시켜 부품(10)들의 일부분을 담금질 및 오스템퍼링하여 담금질 과정에서 발생되는 변형 또는 균열을 방지할 수 있으며, 점성 및 강성이 동시에 개선되는 장점이 있다.

세척부(500)는 로딩부(200)의 후방에서 열처리부(400)의 타측에 형성되고, 열처리부(400)에서 담금질 및 오스템퍼링을 마친 부품(10)들이 삽입되면, 부품(10)들을 세척액에 침수하고 세척액을 분사하는 공정을 통해 부품(10)에 잔존하는 이물질들을 세척한다.

건조부(600)는 세척부(500)의 타측에 연결되어 세척부(500)에서 배출되는 부품(10)들에 공기를 유입시켜 부품(10)들에 남아있는 액체를 증발시키고, 건조부(600)에서 배출되는 부품(10)들은 외부의 컨베이어 벨트를 통해 작업자에게 이송되어 최종 검사과정을 거친다.

구체적으로, 로딩부(200)는 프레임(210), 회전판(220), 스토퍼(225), 회전축(230), 모터(235), 제1 슬라이딩부(240), 제2 슬라이딩부(260), 회전모터(265), 록킹유닛(280), 체결유닛(290), 돌기(295)들 및 거치대(297)를 포함한다.

프레임(210)은 열처리 장치(100)의 배치공간에서 상대적으로 하부에 배치되고, 로딩부(200)가 구동하는 과정에서 진동 또는 기울어짐이 발생되는 것을 방지하기 위해 로딩부(200)를 안정적으로 지지한다.

회전판(220)은 프레임(210)의 후방 상부에서 양측을 관통하는 회전축(230)을 통해 회전이 가능하도록 프레임(210)과 결합되고, 로딩부(200)의 타측에 형성되어 회전축(230)과 연결된 모터(235)의 구동으로 회전한다.

회전판(220)의 일단은 부품(10)의 일단 저면과 밀착되는 플레이트 형태로 형성되고, 타단 양측 일부분은 상부를 향해 연장된 후 부품(10)을 향해 절곡 및 연장되며 부품(10)의 일단 가장자리의 상부를 둘러싸는 형태로 형성되어 양측에 부품(10)의 일단 일부분이 삽입되며 전방을 향해 슬라이딩 이동할 수 있는 슬롯들이 형성된다.

상기 슬롯들에 해당하는 공간에서 회전판(220)의 일단 및 타단에는 롤러들이 전후방을 향해 서로 소정의 간격을 두고 이격된 상태로 회전판(220)에 결합되어 상기 슬롯들에 삽입된 부품(10)의 원활한 슬라이딩 이동을 유도한다.

상기 슬롯들 각각의 후방에 해당하는 위치에는 회전판(220)의 일단 및 타단 사이를 연결하는 형태의 스토퍼(225)가 형성되어 부품(10)의 일단이 상기 슬롯들에 삽입된 경우 부품(10)이 전방을 향해 이동하는 것을 제한한다.

회전판(220)에 부품(10)이 삽입된 상태에서 회전축(230)을 축으로 스토퍼(225)가 하강하는 방향으로 회전판(220)이 180도 회전하면, 부품(10)의 타단은 하부를 향해 배치되고, 다시 회전판(220)이 같은 방향으로 소정의 각도만큼 회전하면, 회전판(225)이 전방 하부를 향해 기울어진 상태로 전환되며 부품(10)의 일단은 상기 슬롯들에서 이탈하면서 전방에 형성된 거치대(297)를 향해 이동한다.

거치대(297)는 프레임(210)의 전방 상부에 형성되고, 회전판(220)의 일단보다 상대적으로 낮은 위치에 형성되며, 중앙에는 부품(10)의 타단이 삽입될 수 있는 공간이 형성된다.

거치대(297)의 상부 양측에는 회전판(220)의 일단이 밀착하며 거치되고, 복수의 롤러들이 전방을 향해 소정의 거리만큼 이격되도록 배치되어 회전판(220)을 안정적으로 거치대(297)에 안착시킨다.

제1 슬라이딩부(240)는 거치대(297)의 전방에 형성되는 프레임(210)의 상부에 형성되고, 유압 또는 공압을 통해 일측 또는 타측을 향해 슬라이딩 이동이 가능하도록 형성된다.

도 4 내지 5들을 참조하면, 제1 슬라이딩부(240)는 제1 이동프레임(241), 제1 실린더유닛(242), 제1 가이드바(243, 244)들, 제1 지지판(245, 246, 247, 248)들, 제2 이동프레임(249), 제2 실린더유닛(250), 제2 가이드바(251, 252) 및 제2 지지판(253, 254, 255, 256)들을 포함한다.

제1 이동프레임(241)의 일단은 일측에서 제1 실린더유닛(242)의 일측 일부분과 결합되고, 타단은 타측을 향해 플레이트 형태로 연장되며, 타단 일부분은 하부를 향해 연장되어 제1 가이드바(243, 244)들 각각과 양측으로 슬라이딩 이동이 가능하도록 결합된다.

제1 실린더유닛(242)는 유압 또는 공압 실린더로써, 제1 이동프레임(241)의 하부에 이격 배치되고, 일단 일부분은 일측을 향해 연장되거나 타측을 향해 이동하는 바 형태로 형성되어 제1 지지판(245, 246)들 사이에서 제1 이동프레임(241)의 일단과 결합되며, 타단은 제1 이동프레임(241)의 연장방향을 따라 타측을 향해 연장되어 제1 지지판(247, 248)들을 서로 연결하는 부분과 고정된다.

제1 가이드바(243, 244)들 각각은 제1 이동프레임(241)의 양측 하부에서 제1 실린더유닛(242)의 상부에 해당하는 위치에 배치되고, 각각의 일단은 제1 이동프레임(241)의 일단 하부에서 제1 지지판(245) 및 제1 지지판(246)과 결합되며, 각각의 타단은 타측을 향해 연장되어 제1 지지판(247) 및 제1 지지판(248)들 각각과 결합된다.

제1 지지판(245, 246)들 각각은 제1 이동프레임(241)의 일단 하부에 서로 소정의 간격만큼 전후방으로 이격된 상태로 제2 이동프레임(249)의 일단 상부에 결합되고, 제1 지지판(247, 248)들 각각은 제1 이동프레임(241)의 타단 하부에 서로 전후방으로 소정의 거리만큼 이격된 상태로 제2 이동프레임(240)의 타단 상부에 결합된다.

제1 지지판(247, 248)들 사이는 플레이트 형태로 연결되고 제1 실린더유닛(242)의 타단과 결합하여 안정적으로 제1 실린더유닛(242)의 구동을 지지한다.

따라서, 제1 실린더유닛(242)의 일단이 일측을 향해 이동하면, 제1 이동프레임(241)은 제1 가이드바(243, 244)들을 따라 일측을 향해 슬라이딩 이동하고, 제1 실린더유닛(242)의 일단이 다시 타측을 향해 이동하면, 제1 이동프레임(241)은 타측 원위치를 향해 복귀한다.

도 5를 참조하면, 제2 이동프레임(249)의 일단은 제1 지지판(245, 246)들 각각의 저면에 결합되고, 일부분은 하부를 향해 연장되어 제2 실린더유닛(250)의 일단 일부분과 결합되며, 타단은 타측을 향해 연장되어 제1 지지판(247, 248)들 각각의 저면에 결합된다.

또한, 제2 이동프레임(249)의 타단 일부분은 하부를 향해 연장되어 제2 가이드바(251, 252)들 각각과 양측으로 슬라이딩 이동이 가능하도록 결합하여 제2 실린더유닛(250)의 구동에 의해 제2 이동프레임(249)은 슬라이딩 이동한다.

제2 실린더유닛(250)는 유압 또는 공압 실린더로써, 제2 이동프레임(249)의 하부에 이격 배치되고, 일단 일부분은 일측을 향해 연장되거나 타측을 향해 이동하는 바 형태로 형성되어 제2 지지판(253, 254)들 사이에서 제2 이동프레임(249)의 일단과 결합되며, 타단은 제2 이동프레임(249)의 연장방향을 따라 타측을 향해 연장되어 제2 지지판(255, 256)들 사이에 고정된다.

제2 가이드바(251, 252)들 각각은 제2 이동프레임(249)의 양측 하부에서 제2 실린더유닛(250)의 상부에 해당하는 위치에 배치되고, 각각의 일단은 제2 이동프레임(249)의 일단 하부에서 제2 지지판(253, 254)들 각각과 결합되며, 각각의 타단은 타측을 향해 연장되어 제2 지지판(255, 256)들 각각과 결합된다.

제2 지지판(253, 254)들 각각은 제2 이동프레임(249)의 일단 하부에 서로 소정의 간격만큼 전후방으로 이격된 상태로 프레임(210)의 전방 상부에 결합되고, 제2 지지판(255, 256)들 각각은 제2 이동프레임(249)의 타단 하부에 서로 전후방으로 소정의 거리만큼 이격된 상태로 프레임(210)의 상부에 결합된다.

따라서, 제2 실린더유닛(250)의 일단이 일측을 향해 이동하면, 제2 이동프레임(249)은 제2 가이드바(251, 252)들을 따라 일측을 향해 슬라이딩 이동하고, 제2 실린더유닛(250)의 일단이 다시 타측을 향해 이동하면, 제2 이동프레임(249)은 타측 원위치를 향해 이동한다.

또한, 제1 이동프레임(241)은 제2 이동프레임(249)이 일측을 향해 슬라이딩 이동한 상태에서 일측을 향해 슬라이딩 이동이 가능하므로, 제1 슬라이딩부(240)는 제1 및 제2 이동프레임(241, 249)들을 통해 로딩부(200)를 일측 열처리부(400)를 향해 부품(10)을 이동시킬 수 있다.

도 6을 참조하면, 제2 슬라이딩부(260)는 수직프레임(261), 수직실린더유닛(262) 및 수직가이드(263, 264)들을 포함한다.

수직프레임(261)의 일단은 제1 이동프레임(241)의 배면에 결합되고, 타단은 상부를 향해 연장된 후 후방을 향해 일부분이 절곡되고 소정의 거리만큼 연장되도록 형성된다.

수직실린더유닛(262)은 유압 또는 공압 실린더로써, 수직프레임(261)의 타단 상부에 배치되고, 일단 일부분은 수직프레임(261)의 타단을 관통하여 하부를 향해 슬라이딩 이동하거나 상부를 향해 이동하여 수직실린더유닛(262)의 내부로 이동한다.

수직실린더유닛(262)의 타단은 서로 인접한 록킹유닛(280), 체결유닛(290) 및 돌기(295)를 연결하는 케이스의 전방에 결합되고, 수직실린더유닛(262)의 구동에 따라 록킹유닛(280), 체결유닛(290) 및 돌기(295)는 상부 또는 하부를 향해 슬라이딩 이동한다.

수직가이드(263, 264)들 각각의 일단은 수직실린더유닛(262)의 일단 양측에서 수직프레임(261)의 타단에 각각 결합되고, 타단은 하부를 향해 연장되어 상기 케이스와 상하부 슬라이딩 이동이 가능하도록 결합된다.

따라서, 수직가이드(263, 264)들 각각은 상대적으로 중량이 높은 부품(10)이 체결유닛(290)과 체결된 상태에서 수직실린더유닛(262)의 구동에 의해 체결유닛(290)이 상부를 향해 이동하는 경우 양측으로 흔들리지 않도록 안정적으로 지지하는 장점이 있다.

회전모터(265)는 상기 케이스에서 제2 슬라이딩부(260)의 후방에 배치되고, 구동축은 하부를 향해 연장되어 벨트를 통해 체결유닛(290)의 상단 일부분과 연결된다.

상기 벨트의 일단은 상기 구동축을 둘러싸며 맞물리고, 타단은 체결유닛(290)의 상단을 둘러싸며 체결유닛(290)과 맞물리며, 상기 구동축의 회전에 의해 체결유닛(290) 역시 회전한다.

체결유닛(290)은 회전모터(265)의 일측 하부에 형성되고, 일단은 상기 케이스에 상대적으로 외경이 큰 원통 형태로 형성되며, 타단은 상대적으로 작은 외경의 원통이 하부를 향해 연장되는 형태로 형성된다.

체결유닛(290)의 타단 외측면에는 돌기(295)들의 일단이 서로 소정의 간격을 두고 이격되도록 형성되고, 타단은 체결유닛(290)의 중앙 상하부를 관통하는 공간을 통해 상부를 향해 연장되어 록킹유닛(280)과 연결된다.

록킹유닛(280)은 회전모터(265)의 일측에서 상기 케이스에 배치되고, 상기 케이스에 결합된 유압 또는 공압 실린더가 구동하면 돌기(295)들의 타단을 하부를 향해 압박하여 돌기(295)들을 체결유닛(290)의 외측면 외부로 돌출시킨다.

따라서, 거치대(297)에 거치된 부품(10)으로 체결유닛(290)의 타단이 삽입된 상태에서, 록킹유닛(280)이 구동하여 돌기(295)들 각각이 부품(10)의 측면에 형성된 통공들을 통해 부품(10)의 외부로 돌출되면 체결유닛(290)은 부품(10)과 결합된다.

체결유닛(290)이 부품(10)과 결합된 상태에서 제2 슬라이딩부(260)의 구동으로 체결유닛(290)이 상승하고, 제1 슬라이딩부(240)의 구동으로 체결유닛(290)이 가열부(300)의 상부에 위치하면 다시 제2 슬라이딩부(260)의 구동으로 부품(10)이 하강하여 가열부(300)가 형성하는 삽입공간(20)에 부품(10)의 타단이 삽입된다.

가열부(300)는 부품거치대(310, 320)들 및 히터(330)를 포함한다.

부품거치대(310, 320)들 각각의 일단은 거치대(297)의 일측 하부에 각각 전후방으로 이격된 상태로 결합되고, 타단은 상부를 향해 소정의 거리만큼 연장된 후 일측을 향해 절곡되어 일측을 향해 소정의 거리만큼 연장되어 갈고리 형태로 형성된다.

히터(330)는 부품거치대(310, 320)들의 사이에서 하부에 형성되고, 일단은 전방에 형성된 유도가열제어부에서 후방을 향해 연장되고 코일 형태로 형성되며, 타단은 상부를 향해 코일 형태로 연장되어 중앙에 위치한 삽입공간(20)이 상하부를 향해 개방된 형태로 형성된다.

체결유닛(290)에 결합된 부품(10)이 제1 슬라이딩부(240)를 통해 삽입공간(20)의 상부를 향해 이동한 후에 제2 슬라이딩부(260)의 구동으로 부품(10)이 삽입공간(20)으로 삽입되면 회전모터(265)가 구동하여 부품(10)이 회전한다.

부품(10)이 회전하는 동안 히터(330)의 구동으로 부품(10)의 타단 일부분은 가열되어 열처리되고, 소정의 시간이 지나 부품(10)의 타단 일부분이 약 900도로 가열되면 부품(10)은 다시 상승한 후 제1 슬라이딩부(240)의 구동에 의해 열처리부(400)에 삽입된다.

도 6 및 7들을 참조하면, 열처리부(400)는 제3 슬라이딩부(410) 및 가압부(420)를 포함하고, 제3 슬라이딩부(410)는 플레이트(411), 상하실린더유닛(412), 수직가이드(413, 414, 415, 416)들, 이동플레이트(417) 및 수직판(418, 419)들을 포함한다.

제3 슬라이딩부(410)는 가열부(300)에서 가열된 부품(10)이 삽입되면 지면의 하부를 향해 부품(10)을 이동시킨 후 부품(10)을 일측에 형성된 열처리부(400)의 내부로 삽입시킨다.

구체적으로, 플레이트(411)는 직사각 플레이트 형태로 형성되고, 상하실린더유닛(412)은 유압 또는 공압 실린더로써, 플레이트(411)의 상부에 결합되며, 상하실린더유닛(412)의 일단 일부분은 플레이트(411)를 관통하여 하부를 향해 슬라이딩 이동하거나 다시 상부를 향해 이동하여 상하실린더유닛(412)의 내부에 삽입된다.

수직가이드(413, 414, 415, 416)들 각각은 플레이트(411)의 모서리 저면에 각각 일단이 결합되고, 타단은 하부를 향해 소정의 거리만큼 연장된다.

이동플레이트(417)는 플레이트(411)의 하부에 소정의 거리만큼 이격된 상태에서 각각의 모서리 부분이 수직가이드(413, 414, 415, 416)들 각각과 상하부 슬라이딩 이동이 가능하도록 결합되며, 중앙에는 상하실린더유닛(412)의 일단이 결합되어 상하실린더유닛(412)의 구동에 의해 수직가이드(413, 414, 415, 416)들을 따라 상부 또는 하부를 향해 이동한다.

수직판(418, 419)들 각각의 일단은 이동플레이트(417)의 전방 및 후방 저면 각각에 결합되고, 타단은 하부를 향해 플레이트 형태로 연장되며, 각각의 중앙에는 서로를 향해 소정의 거리만큼 플레이트 형태로 연장된 후 상부를 향해 절곡되는 거치판들이 형성되어 수직판(418, 419)들 사이에 삽입되는 부품(10)의 일단을 지지한다.

도 7을 참조하면, 부품(10)이 제1 슬라이딩부(240)의 구동에 의해 일측으로 이동하여 수직판(418, 419)들 사이에 삽입되면, 부품(10)의 일단이 상기 거치판들 각각의 상부에 거치되고, 체결유닛(290)이 부품(10)과 분리되어 수직판(418, 419)들 사이에서 타측을 향해 이동하면, 상하실린더유닛(412)이 자동으로 구동하여 이동플레이트(417) 및 수직판(418, 419)들은 하부를 향해 부품(10)과 함께 이동한다.

가압부(420)는 가열부(300)의 하부에 형성되고, 유압 또는 공압 실린더를 통해 일부분이 타측을 향해 연장되어 상하실린더유닛(412)에 의해 하부로 이동한 부품(10)을 열처리부(400)의 내부를 향해 이동시킨다.

도 8은 도 1의 열처리부를 나타내는 일측면도를 도시한다.

도 7 내지 8들에 도시된 바와 같이, 열처리부(400)는 제1 롤러(430), 제2 롤러(440), 제1 슬롯유닛(450), 순환유닛(460, 470)들, 힌지부(465) 및 케이스(480)를 더 포함한다.

제1 롤러(430)는 제3 슬라이딩부(410)의 일측에서 양측으로 연장되는 원통 형태로 형성되고, 제2 롤러(440)는 제1 롤러(430)의 전방에 소정의 거리만큼 이격된 상태에서 제1 롤러(430)와 동일한 수평선상에 배치된다.

제1 롤러(430) 및 제2 롤러(440)들 각각의 외주면에는 단면이 반원형으로 형성되고, 양측으로 길게 연장되도록 형성되는 홈들이 제1 및 제2 롤러(430, 440)들의 회전방향을 따라 소정의 간격을 두고 이격되도록 형성된다.

제1 슬롯유닛(450)들 각각은 제1 롤러(430) 및 제2 롤러(440)를 둘러싸는 형태로 형성되고, 제1 슬롯유닛(450)들 각각이 서로 회전이 가능하도록 결합시키는 힌지부(465)는 상기 홈에 맞물려 제1 및 제2 롤러(430, 440)들의 회전에 의해 제1 슬롯유닛(450)들이 회전한다.

제1 슬롯유닛(450)들 각각의 일단은 힌지부(465)들 사이에서 플레이트 형태로 형성되고, 타단은 일단의 전후방 일부분이 상부를 향해 소정의 거리만큼 연장된 후 일부분이 서로를 향해 소정의 거리만큼 연장되어 부품삽입공간들이 전후방에 슬롯형태로 형성된다.

부품(10)의 일단 가장자리 일부분은 상기 부품삽입공간들 각각에 삽입되며 가압부(420)를 통해 일측을 향해 이동하여 제1 슬롯유닛(450)에 복수의 부품(10)들이 순서대로 삽입된다.

제1 슬롯유닛(450)에 부품(10)들이 삽입되어 부품(10)이 삽입될 공간이 없는 경우, 열처리 장치(100)의 제어부는 제1 및 제2 롤러(430, 440)들을 제어하여 비어있는 제1 슬롯유닛(450)들을 가압부(420)의 일측으로 이동시켜 부품(10)들이 연속적으로 삽입될 수 있도록 한다.

순환유닛(460, 470)들은 제1 및 제2 롤러(430, 440)들을 둘러싸는 제1 슬롯유닛(450)들의 주위에 배치되고, 제1 슬롯유닛(450)들 각각의 하부에 삽입된 부품(10)들은 열처리부(400)를 둘러싸는 케이스(480)의 내부에 주입된 염으로 이동하며 담금질 및 오스템퍼링 공정이 진행되는 과정에서 부품(10)의 냉각속도를 가속시킨다.

제1 슬롯유닛(450)들 각각에 삽입된 부품(10)들은 열처리부(400)를 둘러싸는 케이스(480)의 내부에서 약 300도의 고온을 유지하는 염에 노출된 상태로 약 2시간 동안 열처리 공정을 거치게 된다.

도 9는 도 1의 세척부 및 건조부를 확대하여 도시한 사시도 및 일측면도이다.

도 7 내지 9들에 도시된 바와 같이, 열처리부(400)에서 담금질 및 오스템퍼링된 부품(10)들은 케이스(480)의 타측 상부에 케이스(480)의 내부공간과 외부공간을 연결하는 연결공간을 통해 세척부(500)의 내부로 이동한다.

세척부(500)는 제3 롤러(510), 제4 롤러(520), 제2 슬롯유닛(530), 힌지부(540), 케이스(550) 및 노즐(560)들을 포함한다.

제3 롤러(510)는 양측으로 길게 연장되는 원통형으로 형성되고, 외측에는 힌지부(540)들 각각의 일부분이 삽입되도록 단면이 반원형의 양측으로 길게 연장된 결합홈들이 회전 방향을 따라 서로 소정의 간격을 두고 이격되도록 제3 롤러(510)의 외측면에 형성된다.

제4 롤러(520)는 제3 롤러(510)의 후방에 배치되고, 양측으로 길게 연장되는 원통형으로 형성되며, 외측에는 힌지부(540)들 각각의 일부분이 삽입되도록 단면이 반원형의 양측으로 길게 연장된 결합홈들이 회전방향을 따라 서로 소정의 간격을 두고 이격되도록 제4 롤러(520)의 외측면에 형성된다.

제2 슬롯유닛(530)들 각각은 힌지부(540)를 통해 서로 연결되어 제3 롤러(510) 및 제4 롤러(520)를 둘러싸고, 제2 슬롯유닛(530)들 각각의 일단은 플레이트 형태로 형성되어 전방 및 후방은 힌지부(540)들 각각과 결합되며, 각각의 타단은 일단의 전방 및 후방 일부분이 상부를 향해 연장된 후 서로를 향해 절곡되고 연장되어 일단 및 타단 사이는 부품(10)의 일단 가장자리가 삽입되는 슬롯 형태로 형성된다.

케이스(550)는 제3 롤러(510), 제4 롤러(520), 제2 슬롯유닛(530) 및 힌지부(540)들을 둘러싸는 형태로 형성되고, 내부공간의 상부에는 제2 슬롯유닛(530)들에 삽입된 부품(10)들에 세척액 및 물을 분사하여 이물질을 세척한다.

케이스(550)의 내부에는 부품(10)들이 잠기도록 세척액이 주입되고, 제3 롤러(510) 및 제4 롤러(520)를 통해 이동하는 부품(10)들은 세척액에 잠긴 상태로 이동하면서 세척된다.

건조부(600)는 세척부(500)의 타측에 형성되어 세척부(500)에서 세척된 부품(10)들이 건조부(600)의 내부로 이동하면, 공기를 주입하여 부품(10)들에 잔존하는 액체를 건조한다.

건조부(600)는 드라이어(610), 슬롯유닛(620) 및 케이스(630)를 포함한다.

드라이어(610)들은 세척부(500)의 일측에 형성되는 케이스(630)의 상부에 형성되어 외부의 공기를 케이스(630)의 내부를 향해 주입시켜 건조부(600)의 내부를 이동하는 부품(10)들을 건조한다.

슬롯유닛(620)은 세척부(500)의 케이스(550)의 타측에 외부공간과 케이스(550)의 내부공간을 연결하는 연결공간에서 케이스(630)의 내부를 향해 연장되어 케이스(630)의 타측 외부에 노출된다.

슬롯유닛(620)은 세척부(500)의 제2 슬롯유닛(530)과 동일한 형태로 형성되어, 제2 슬롯유닛(530)에 삽입되어 세척된 부품(10)들은 슬롯유닛(620)을 통해 케이스(630)의 내부로 이동한다.

건조부(600)에서 건조된 부품(10)들은 건조부(600)의 외부에 형성된 컨베이어를 통해 이동하면서 작업자들에 의해 검사 공정을 거치고, 검사 공정 이후에는 제품으로써 포장된다.

도 10은 도 1의 열처리 장치의 배면을 나타내는 배면도를 도시한다.

도 10에 도시된 바와 같이, 열처리 장치(100)는 이동부(700) 및 가압부(800)를 더 포함한다.

이동부(700)는 열처리부(400), 세척부(500) 및 건조부(600)를 이동하는 부품(10)들의 상부에 롤러 형태로 형성되어 부품(10)들을 일측에서 타측으로 이동시킨다.

이동부(700)는 이동프레임(710), 제5 롤러(720) 및 상부체결유닛(740)을 포함하고, 상부체결유닛(740)은 제7 롤러(742), 제8 롤러(744) 및 삽입돌기(746)를 포함한다.

이동부(700)는 열처리부(400) 및 건조부(500)의 내부를 연결하도록 일체로 형성되거나 열처리부(400) 및 건조부(500)들 각각의 내부에 독립적으로 형성될 수 있고, 열처리 또는 세척과정 후에 상부를 향해 이동하는 부품(10)들을 타측을 향해 이동시킨다.

이동프레임(710)은 일측에 형성되는 제5 롤러(720) 및 타측에 형성되는 제6 롤러(730)를 둘러싸도록 형성되고, 상부체결유닛(740)은 이동프레임(710)을 따라 이동한다.

이동프레임(710)의 형태는 상부 및 하부 일부분이 전방 및 후방을 향해 연장되고, 전방 및 후방 각각에 제8 롤러(744) 및 제7 롤러(742)가 각각 회전이 가능하도록 삽입되며, 삽입돌기(746)의 일단은 제7 롤러(742) 및 제8 롤러(744)와 연결된 후 하부를 향해 연장되어 부품(10)의 내부로 삽입된다.

따라서, 슬롯유닛(450, 530)들 각각에 삽입된 부품(10)들이 상부를 향해 이동하면 삽입돌기(746)가 부품(10)들 각각의 내부에 삽입되고, 제5 롤러(720) 및 제6 롤러(730)의 구동으로 상부체결유닛(740)이 이동하면, 부품(10)들 역시 일측에서 타측을 향해 이동한다.

한편, 삽입돌기(746)들은 부품(10)에 삽입되지 않을 경우 부품(10)과 접촉한 상태에서 타측을 향해 이동하며 부품(10)들을 타측을 향해 밀어내고, 상부 또는 하부를 향해 슬라이딩 이동하도록 형성되어 부품(10)이 직하방에 위치한 경우에 슬라이딩 하강하여 부품(10)의 내부에 삽입될 수 있다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였지만, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

100: 열처리 장치 200: 로딩부
300: 가열부 400: 열처리부
500: 세척부 600: 건조부

Claims

부품을 이동시키는 로딩부;
삽입공간을 둘러싸는 형태로 형성되어 상기 로딩부를 따라 이동하는 상기 부품의 일부분이 상기 삽입공간에 삽입되면 고온으로 가열하는 가열부;
서로 이격되도록 배치되는 제1 및 제2롤러들 및 상기 제1 및 제2 롤러들을 둘러싸는 제1 슬롯유닛들을 포함하고, 상기 가열부의 일측에서 상기 로딩부를 통해 상기 제1슬롯유닛들에 삽입되는 상기 부품을 담금질 및 템퍼링하는 열처리부;
서로 이격 배치되는 제3 및 제4 롤러들 및 상기 제3 및 제4 롤러들을 둘러싸는 제2 슬롯유닛들을 포함하고, 상기 열처리부의 타측에 형성되며, 상기 열처리부에서 배출되는 상기 부품을 세척하도록 형성되는 세척부; 및
상기 세척부의 타측에 연결되어 상기 세척부에서 배출되는 상기 부품을 건조하는 건조부;를 포함하고,
상기 제1 및 제2 슬롯유닛들 각각의 하단부는 플레이트 형태로 형성되고 각각의 상단부는 하단부의 전후방 일부분이 상부를 향해 연장된 후 일부분이 서로를 향해 절곡 및 연장되며, 힌지부를 통해 서로 회전이 가능하도록 결합되며,
상기 제1 및 제2 슬롯유닛들 각각은 서로 동일한 수평선상에 형성되며,
상기 부품들은 상기 열처리부의 내부에서 상기 롤러들을 통해 컨베이어 형태로 이동하는 제1 슬롯유닛들 각각에 복수의 상기 부품들이 삽입되어 일렬로 정렬된 후 열처리 되는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 로딩부는,
하부는 플레이트 형태로 형성되고 양측 일부분이 상부를 향해 연장된 후 서로를 향해 절곡되어 슬롯들을 형성하는 회전판;
상기 회전판의 양측을 관통하여 지면에 밀착되는 프레임에 결합되는 회전축;
상기 프레임에 형성된 슬라이딩부들을 통해 상하좌우이동이 가능하며 일측에 형성된 회전모터와 연결되어 회전이 가능하도록 형성되는 체결유닛;을 포함하고,
상기 회전판은 상기 부품의 일단이 상기 슬롯들에 삽입되면, 회전하여 상기 부품을 뒤집어서 전방을 향해 거치하고, 상기 체결유닛은 상기 부품과 체결되어 상기 가열부에 상기 부품의 일부분을 삽입시키는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 가열부는,
상기 로딩부의 일측에 형성되고, 일부가 상기 삽입공간을 둘러싸는 코일 형태로 형성되어 유도가열(Induction)을 통해 상기 부품의 일부를 가열하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 열처리부는,
상기 열처리부의 내부에서 구동하여 상기 부품의 온도를 냉각시키는 순환유닛;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.
제1항에 있어서, 상기 세척부는,
상기 제2 슬롯유닛들의 상부에 형성되는 세척노즐;을 더 포함하고,
상기 세척부의 내부에 주입된 세척용액 및 상기 세척노즐들은 상기 슬롯유닛들에 각각 삽입된 부품들을 세척하는 것을 특징으로 하는 열처리 장치.