KR102386875B1 - 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치 - Google Patents

등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 등속조인트 부품의 인너레이스를 회전함과 동시에 상하방향으로 이동하면서 고주파 열처리를 수행할 수 있는 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치는, 중공의 원통체 형태로 된 인너레이스를 고주파 유도 가열하여 열처리하는 고주파 열처리 장치로서, 전원공급장치와 전기적으로 연결되는 전기 및 열 전도성 금속 재질로 이루어진 리드부와, 링 형태로 되어 상기 리드부에 연결되며 중앙의 공간에 인너레이스가 삽입되면서 고주파 유도 가열되는 전기 및 열 전도성 금속 재질의 열처리부와, 상기 열처리부의 내부에 형성되어 외부에서 공급되는 냉각수가 유동하는 냉각수유로와, 상기 열처리부의 내주면에 상기 냉각수유로와 연통되게 형성되어 냉각수유로를 통해 유동하는 냉각수를 상기 열처리부에 의해 구획된 원형의 공간 내측으로 분사하는 복수의 노즐공과, 전기 및 열 전도성 금속 재질로 이루어지고 일단이 냉각수 공급원과 연결되고 다른 일단이 상기 냉각수유로에 연통되는 냉각수공급부를 포함하는 코일유닛; 상기 인너레이스가 고정되는 지그유닛; 및, 상기 지그유닛을 지면(地面)에 대해 연직한 축을 중심으로 회전시킴과 동시에 상하로 이동시키는 지그구동부;를 포함한다.

Description

등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치{Movable High-frequency Heat Treatment Apparatus for Inner-race of Constant Velocity Joint}
본 발명은 등속조인트 부품을 고주파 열처리하는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 등속조인트 부품의 인너레이스(inner-race)를 상하방향으로 이동하면서 열처리가 필요한 부분을 국부적으로 고주파 열처리하고, 열처리 직후에 인너레이스로 냉각수를 분사하여 인너레이스 및 코일유닛을 신속하게 냉각할 수 있는 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치에 관한 것이다.
등속조인트 부품은 두 축간의 교차각도에 변화가 생기는 이음부에서 입력축과 출력축간의 교차각도 변동에 무관하게 입력축의 회전력을 동일 속도로 출력축에 전달하기 위한 장치이다.
이러한 등속조인트 부품의 강성을 증대하기 위하여 제조과정에서 열처리를 행하게 되고 이 열처리에 의하여 부품은 그 금속적인 성질이 변하게 된다.
그런데, 종래의 등속조인트 부품 열처리 장치는 일정 크기의 등속조인트 부품을 열처리하도록 구성되기 때문에 등속조인트 부품의 크기나 종류가 달라지면 열처리 장치의 구조도 그에 맞게 변경되어야 하므로 열처리 장치의 제조에 많은 비용과 시간, 노력이 요구되는 문제가 있다.
대한민국 공개특허 제10-2005-0041770호(2005.05.04. 공개) 대한민국 등록특허 제10-1735503호(2017.05.08. 등록)
본 발명은 상기한 문제를 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 등속조인트 부품의 인너레이스를 회전함과 동시에 상하방향으로 이동하면서 고주파 열처리를 수행할 수 있도록 하여 하나의 열처리 장치로 다양한 크기와 종류의 등속조인트 부품을 열처리할 수 있고, 열처리와 동시에 인너레이스로 냉각수를 분사하여 인너레이스 및 코일유닛을 신속하게 냉각함으로써 열처리 효율을 향상시킬 수 있는 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치를 제공하는 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치는, 내주면에 기어이가 형성된 중공의 원통체 형태로 된 인너레이스를 고주파 유도 가열하여 열처리하는 고주파 열처리 장치로서, 전원공급장치와 전기적으로 연결되는 전기 및 열 전도성 금속 재질로 이루어진 리드부와, 링 형태로 되어 상기 리드부에 연결되며 중앙의 공간에 인너레이스가 삽입되면서 고주파 유도 가열되는 전기 및 열 전도성 금속 재질의 열처리부와, 상기 열처리부의 내부에 형성되어 외부에서 공급되는 냉각수가 유동하는 냉각수유로와, 상기 열처리부의 내주면에 상기 냉각수유로와 연통되게 형성되어 냉각수유로를 통해 유동하는 냉각수를 상기 열처리부에 의해 구획된 원형의 공간 내측으로 분사하는 복수의 노즐공과, 전기 및 열 전도성 금속 재질로 이루어지고 일단이 냉각수 공급원과 연결되고 다른 일단이 상기 냉각수유로에 연통되는 냉각수공급부를 포함하는 코일유닛; 상기 인너레이스가 고정되는 지그유닛; 및, 상기 지그유닛을 지면(地面)에 대해 연직한 축을 중심으로 회전시킴과 동시에 상하로 이동시키는 지그구동부;를 포함한다.
상기 냉각수공급부는, 상기 리드부의 일측면에 연접하게 설치되어 냉각수 공급원으로부터 공급되는 냉각수를 리드부의 일측면을 통해 냉각수유로의 일단부로 안내하는 제1냉각수유입관과, 리드부의 다른 일측면에 연접하게 설치되어 냉각수유로를 경유한 냉각수를 리드부의 다른 일측면을 통해 냉각수 공급원으로 회수하는 냉각수회수관과, 일단이 냉각수 공급원과 연결되고 다른 일단이 상기 냉각수유로의 다른 일단부에 연통되어 냉각수 공급원으로부터 공급되는 냉각수를 냉각수유로의 다른 일단부로 직접 안내하는 제2냉각수유입관을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 한 형태에 따른 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치는, 자성체로 이루어져 상기 열처리부의 외면에 탈부착 가능하게 설치되며 열처리부의 원주방향을 따라 배열되어 인너레이스의 열처리 과정에서 자속을 인너레이스 쪽으로 집중하는 복수의 자속집중부재를 더 포함할 수 있다.
상기 자속집중부재는 'ㄷ'자 또는 'ㄱ'자 또는 'L'자 형태로 되어 상기 열처리부의 반경방향 외측에서 열처리부의 외주면에 끼워지며, 자속집중부재에 볼트가 체결되는 체결공이 형성되어 상기 볼트의 끝단부가 열처리부의 외면에 밀착되면서 자속집중부재를 열처리부에 고정할 수 있다.
상기 지그유닛은 지그구동부에 연결되어 지그구동부로부터 회전력과 상하방향으로의 직선 운동력을 전달받는 지그본체와, 하단이 상기 지그본체에 결합되며 상기 인너레이스의 중공부의 하단부를 통해 중공부 내측으로 삽입되는 원통형의 제1변형방지커플러, 상기 인너레이스의 상측에서 상기 제1변형방지커플러의 상단에 결합되면서 인너레이스의 상단에 밀착 결합되는 제2변형방지커플러를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 한 형태에 따른 이동형 고주파 열처리 장치는, 상기 제2변형방지커플러의 중심부에 결합되어 제2변형방지커플러를 회전 및 상하 직선 운동 가능하게 지지하는 보조지그유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 코일유닛의 열처리부는 하부 열처리부와 상기 하부 열처리부의 상부에 적층되는 상부 열처리부로 이루어지며, 하부 열처리부와 상부 열처리부 각각에는 하부 냉각수유로와 상부 냉각수유로가 형성될 수 있다.
상기 전원공급장치로부터 코일유닛의 리드부에 전류가 인가되어 인너레이스가 고주파 가열됨과 동시에 상기 냉각수 공급원으로부터 냉각수유로에 냉각수가 공급되어 노즐공을 통해 냉각수가 분사되도록 제어되면서 인너레이스의 열처리가 진행될 수 있다.
본 발명에 따르면, 등속조인트 부품의 인너레이스가 열처리부 중앙의 공간 내측으로 삽입된 후 상하로 이동하면서 고주파 유도 가열되므로, 다양한 크기와 종류를 인너레이스를 구조 변경없이 고주파 열처리할 수 있다.
또한 인너레이스에서 열처리가 필요한 부분만 국부적으로 열처리가 가능하므로 열처리 과정에서 인너레이스의 열처리가 필요치 않은 부분이 고온의 열로 인해 손상되는 현상을 방지할 수 있는 효과도 있다.
그리고 인너레이스의 열처리 직후 곧바로 열처리부의 내주면에 배열된 노즐공을 통해서 인너레이스로 냉각수가 분사되어 냉각되므로 인너레이스의 냉각과 코일유닛의 냉각이 매우 신속하고 효율적으로 이루어질 수 있으므로 열처리 효율과 성능을 향상시킬 수 있는 이점도 있다.
코일유닛의 열처리부의 외면에 자성체로 된 복수의 자속집중부재를 부착할 경우, 열처리 과정에서 자속을 인너레이스 쪽으로 집중하여 열처리 효율과 성능을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치를 나타낸 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시한 고주파 열처리 장치를 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시한 고주파 열처리 장치의 지그유닛을 분해하여 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치를 나타낸 종단면도이다.
도 5는 도 4에 도시한 고주파 열처리 장치를 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 4에 도시한 고주파 열처리 장치를 구성하는 자속집중부재를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 4에 도시한 고주파 열처리 장치의 변형례를 나타낸 종단면도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치를 후술된 실시예들에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. 도면에서 동일한 부호는 동일한 구성 요소를 나타낸다.
먼저 도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 고주파 열처리 장치에 의해 열처리되는 인너레이스(inner-race)(1)는 중공의 원통체 형태로 이루어지며, 중공부의 내주면에는 차량의 샤프트에 형성되는 기어이(gear teeth)와 맞물리는 기어이가 원주방향을 따라 형성되어 있다.
본 발명의 이동형 고주파 열처리 장치는 인너레이스(1)를 회전 운동 및 하강 운동시키면서 고주파 유도 가열하여 열처리할 수 있도록 구성된 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 이동형 고주파 열처리 장치는, 인너레이스(1)를 고주파 유도 가열하여 열처리하는 코일유닛(100), 인너레이스(1)를 고정하는 지그유닛(200), 및 지그유닛(200)을 지면(地面)에 대해 연직한 축을 중심으로 회전시킴과 동시에 상하로 이동시키는 지그구동부(미도시)를 포함한다.
코일유닛(100)은 전원공급장치(미도시)와 전기적으로 연결되는 전기 및 열 전도성 금속 재질로 이루어진 리드부(110)와, 원형 링 형태로 되어 상기 리드부(110)에 연결되며 중앙의 공간에 인너레이스(1)이 삽입되면서 고주파 유도 가열되는 전기 및 열 전도성 금속 재질의 열처리부(120)와, 상기 열처리부(120)의 내부에 형성되어 외부에서 공급되는 냉각수가 유동하는 냉각수유로(130)와, 상기 열처리부(120)의 내주면에 냉각수유로(130)와 연통되게 형성되어 냉각수유로(130)를 통해 유동하는 냉각수를 열처리부(120)에 의해 구획된 원형의 공간 내측으로 분사하는 복수의 노즐공(131)과, 전기 및 열 전도성 금속 재질로 이루어지고 일단이 냉각수 공급원(미도시)과 연결되고 다른 일단이 상기 냉각수유로(130)에 연통되는 냉각수공급부를 포함한다.
코일유닛(100)의 리드부(110)와 열처리부(120) 및 냉각수공급부는 모두 구리(Cu)와 같이 전기 및 열 전도도가 우수한 금속 재질로 이루어진다. 리드부(110)는 전원공급장치(미도시)와 전기적으로 연결되어 전원을 인가받는 2개의 금속 판재로 이루어지며, 2개의 판재로 된 리드부(110) 사이에는 절연체 스페이서(112)가 개재되어 서로 전기적으로 도통되지 않는다.
열처리부(120)는 리드부(110)의 양측면을 경유하는 냉각수공급부의 끝단에 설치된다. 열처리부(120)는 원형 링 형태를 가지며, 내부에 냉각수유로(130)가 형성되어 있는 다각형 중공관으로 이루어진다. 열처리부(120)는 단일하게 구성될 수도 있지만, 도면에 도시한 것과 같이 하부 열처리부(120a)와 하부 열처리부(120a)의 상부에 적층되는 상부 열처리부(120b)의 복층 구조로 이루어질 수 있다.
하부 열처리부(120a)와 상부 열처리부(120b) 각각에는 하부 냉각수유로(130a)와 상부 냉각수유로(130b)가 형성된다. 하부 냉각수유로(130a)와 상부 냉각수유로(130b)는 서로 분리될 수도 있지만, 서로 연통되게 형성되어 둘 중 어느 하나로 냉각수가 공급되면 다른 하나로 냉각수가 유동할 수 있다.
열처리부(120)에 형성되는 냉각수유로(130)는 상기 냉각수공급부를 구성하는 제1냉각수유입관(141)과 냉각수회수관(142), 제2냉각수유입관(143)과 연통되어 냉각수를 공급받거나 냉각수를 배출한다.
열처리부(120)의 내주면에는 하부 냉각수유로(130a)와 상부 냉각수유로(130b)를 통해 공급되는 냉각수를 인너레이스(1) 쪽으로 분사하여 냉각하기 위한 복수의 노즐공(131)이 원주방향을 따라 배열되어 있다. 상기 노즐공(131)은 인너레이스(1) 전체 부위에 균일하게 냉각수를 분사할 수 있도록 열처리부(120)의 내주면에 상하로도 배열됨과 동시에, 하향 경사지게 형성되어 하측으로 경사지게 냉각수를 분사할 수 있다. 이 때 상부 냉각수유로(130b)에 형성된 노즐공(131)의 경사각이 하부 냉각수유로(130a)에 형성된 노즐공(131)의 경사각보다 크게 형성되어 상측에서 하측으로 이동하는 인너레이스(1)의 열처리 직후에 냉각이 진행될 수 있다.
상기 냉각수공급부는, 상기 리드부(110)의 일측면에 연접하게 설치되어 냉각수 공급원(미도시)으로부터 공급되는 냉각수를 리드부(110)의 일측면을 통해 냉각수유로(130)의 일단부로 안내하는 제1냉각수유입관(141)과, 리드부(110)의 다른 일측면에 연접하게 설치되어 냉각수유로(130)를 경유한 냉각수를 리드부(110)의 다른 일측면을 통해 냉각수 공급원으로 회수하는 냉각수회수관(142)과, 일단이 냉각수 공급원과 연결되고 다른 일단이 상기 냉각수유로(130)의 다른 일단부에 연통되어 냉각수 공급원으로부터 공급되는 냉각수를 냉각수유로(130)의 다른 일단부로 직접 안내하는 제2냉각수유입관(143)을 포함할 수 있다.
상기 제1냉각수유입관(141)과 냉각수회수관(142)은 리드부(110)의 양측면에 연접하면서 냉각수를 안내하므로 리드부(110)와 열처리부(120)를 동시에 냉각하는 작용도 하게 된다.
제1냉각수유입관(141)과 제2냉각수유입관(142)은 모두 하부 냉각수유로(130a)에 연통될 수 있다. 하지만 이와 다르게 제1냉각수유입관(141)은 상부 냉각수유로(130b)와 연통되고, 제2냉각수유입관(142)이 하부 냉각수유로(130a)와 연통될 수도 있다. 이와 같이 제1냉각수유입관(141)과 제2냉각수유입관(142)이 상부 냉각수유로(130b)와 하부 냉각수유로(130a)에 개별적으로 연결되는 경우, 하부 냉각수유로(130a)와 상부 냉각수유로(130b)는 냉각수 공급원으로부터 동시에 물을 공급받을 수 있지만, 열처리 프로세스에 따라 하부 냉각수유로(130a)에 먼저 냉각수가 공급된 후 일정 시간이 경과한 후 상부 냉각수유로(130b)에 냉각수가 공급되게 제어될 수 있다.
지그유닛(200)는 열처리 대상물인 인너레이스(1)를 고정하는 것으로, 인너레이스(1)이 열처리부(120)의 중앙 공간 내측으로 삽입된 상태에서 인너레이스(1)를 소정의 회전 속도로 회전 및 상하로 이동시킴으로써 인너레이스(1)의 열처리를 필요로 하는 부분이 균일하게 열처리될 수 있도록 하는 작용을 한다.
지그유닛(200)은 도면에 도시되지 않은 지그구동부와 연결되어 지그구동부에 의해 지면(地面)에 대해 연직한 축을 중심으로 소정의 속도로 회전함과 동시에 상하로 직선 운동하면서(열처리 과정에서 상측에서 하측으로 이동함) 인너레이스(1)를 회전 운동 및 상하로 직선 운동시킨다. 지그구동부는 코일유닛(100)의 하부에 배치되어 지그유닛(200)의 하단부와 연결된다. 지그구동부는 모터와, 모터에 의해 회전하는 기어나 풀리, 벨트 등의 동력전달기구를 포함하는 공지의 회전운동장치와, 회전운동장치를 상하로 직선 운동시키는 공지의 선형운동장치를 적용하여 구성할 수 있다.
이 실시예에서 지그유닛(200)은, 지그구동부(미도시)에 연결되어 지그구동부로부터 회전력과 상하방향으로의 직선 운동력을 전달받는 지그본체(210)와, 하단이 상기 지그본체(210)에 결합되며 상기 인너레이스(1)의 중공부의 하단부를 통해 중공부 내측으로 삽입되는 원통형의 제1변형방지커플러(220), 상기 인너레이스(1)의 상측에서 상기 제1변형방지커플러(220)의 상단에 결합되면서 인너레이스(1)의 상단에 밀착 결합되는 제2변형방지커플러(230)를 포함한다.
지그본체(210)는 대략 원통형으로 이루어지며, SUS 와 같은 금속 재질로 만들어질 수 있다.
제1변형방지커플러(220)는 대략 원통형으로 되어 인너레이스(1)의 중공부 내측으로 삽입되어 열처리 과정에서 인너레이스(1)의 중공부에 형성되어 있는 기어이가 고온의 열에 의해 변형되는 것을 방지하는 작용을 한다. 제1변형방지커플러(220)는 유도 가열 시 발열이 작은 구리(Cu) 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 제1변형방지커플러(220)는 볼트와 같은 체결수단에 의해 지그본체(210)에 결합될 수 있다.
제2변형방지커플러(230)는 원형 링 형태를 가지며, 제1변형방지커플러(220)와 마찬가지로 유도 가열 시 발열이 작은 구리(Cu) 재질로 이루어지며, 인너레이스(1)의 상측에서 제1변형방지커플러(220)의 상단에 볼트와 같은 체결수단으로 결합된다.
지그유닛(200)이 회전할 때 인너레이스(1)과 지그유닛(200)의 상부는 자유로운 상태로 놓여질 수 있지만, 인너레이스(1)과 지그유닛(200)이 진동없이 안정적으로 회전할 수 있도록 하기 위하여, 제2변형방지커플러(230)의 중심부에 제2변형방지커플러(230)를 회전 및 상하 직선 운동 가능하게 지지하는 보조지그유닛(250)을 결합할 수 있다.
인너레이스(1)의 열처리와 동시에, 또는 열처리 직후 인너레이스(1)를 냉각시킬 때 냉각 효과를 더욱 향상시키기 위하여, 상기 보조지그유닛(250)을 통해서 인너레이스(1)의 중공부 내측으로도 냉각수를 분사하도록 구성할 수 있다. 이를 위해 보조지그유닛(250)에 냉각수 공급원과 연결되어 냉각수를 공급하는 내부냉각수유로(252)를 하측으로 관통되게 형성하고, 지그유닛(200)의 제1변형방지커플러(220) 및 지그본체(210)에 인너레이스(1)의 중공부에 연통되어 인너레이스(1)의 중공부 내로 분사된 냉각수를 외부로 배출하는 제1배수유로(222) 및 제2배수유로(212)가 서로 연통되게 형성될 수 있다.
여기서 지그본체(210)의 제2배수유로(212)는 복수개가 반경방향으로 연장되게 형성될 수 있다.
이러한 구성으로 이루어진 고주파 열처리 장치를 이용하여 인너레이스(1)를 열처리하는 과정을 상세히 설명하면 다음과 같다.
지그본체(210)의 상단에 제1변형방지커플러(220)를 안착시키고, 그 중심부를 볼트와 같은 체결수단으로 결합한 다음, 제1변형방지커플러(220)가 인너레이스(1)의 중공부 내측에 삽입되도록 인너레이스(1)를 제1변형방지커플러(220)에 연결한다. 그리고 인너레이스(1)의 상측에서 제2변형방지커플러(230)를 안착시키고 그 중심부를 제1변형방지커플러(220)의 상단 중심부에 볼트로 체결한다.
이어서 제2변형방지커플러(230)의 중심부에 보조지그유닛(250)의 하단부를 삽입하여 연결함으로써 열처리 준비 작업을 완료한다.
그런 다음, 지그구동부(미도시)가 지그유닛(200)을 소정의 속도로 회전시키면서 하강시킨다. 이 때 전원공급장치(미도시)에서 리드부(110)에 전류를 인가한다. 전원공급장치(미도시)에서 리드부(110)에 전류가 인가되면 리드부(110), 제1냉각수유입관(141) 및 냉각수회수관(142), 열처리부(120)로 전류가 흐르게 되면서 열처리부(120)의 중앙 공간 내측에 배치된 인너레이스(1)가 고주파 유도 가열되어 열처리된다.
이와 동시에 냉각수 공급원(미도시)으로부터 냉각수가 공급된다. 냉각수 공급원(미도시)에서 공급되는 냉각수는 냉각수공급부의 제1냉각수유입관(141) 및 제2냉각수유입관(143)을 통해서 열처리부(120)의 냉각수유로(130)로 공급된 후, 노즐공(131)을 통해서 열처리부(120)의 중앙 공간 내측으로 분사되면서 인너레이스(1)를 급속 냉각시키게 된다. 이 때 노즐공(131)은 하측으로 경사진 방향으로 냉각수를 분사하므로 상측에서 열처리된 후 하강한 인너레이스(1)의 열처리된 부위에 냉각수를 집중시켜 냉각 작용을 하게 된다.
냉각수유로(130) 내로 공급된 냉각수 중 노즐공(131)을 통해 외부로 분사되지 않은 냉각수는 냉각수회수관(142)을 통해서 냉각수 공급원(미도시)으로 회수된다. 이 때 제1냉각수유입관(141)과 냉각수회수관(142)은 리드부(110)의 양측면에 접해 있기 때문에 제1냉각수유입관(141)과 냉각수회수관(142)을 통해 냉각수가 유동할 때 리드부(110)도 냉각된다.
또한 노즐공(131)을 통해 분사되는 냉각수는 인너레이스(1)의 외면과 부딪히면서 인너레이스(1)를 냉각시키고, 이 후 열처리부(120)의 내주면과 인너레이스(1) 사이의 틈새를 통해 분출되어 코일유닛(100)의 열처리부(120)도 냉각시키게 된다.
이 때 인너레이스(1)의 상측에 접속된 보조지그유닛(250)의 내부냉각수유로(252)를 통해서 인너레이스(1)의 중공부 내측으로도 냉각수가 분사되어 인너레이스(1)의 중공부 내측을 냉각시킴으로써 인너레이스(1)를 더욱 급속하게 냉각시킬 수 있다. 인너레이스(1)의 중공부 내측으로 분사된 냉각수는 하측의 제1변형방지커플러(220)의 제1배수유로(222)와 지그본체(210)의 제2배수유로(212)를 통해서 외부로 배출된다.
상술한 것과 같이 본 발명의 고주파 열처리 장치는, 인너레이스(1)를 회전 및 하강 운동시키면서 고주파 유도 가열하므로 인너레이스(1)의 크기(상하방향 길이)가 변하더라도 인너레이스(1)를 균일하게 열처리할 수 있다.
또한 인너레이스(1)에서 열처리가 필요한 부분만 집중적으로 열처리를 할 수 있으므로, 열처리 과정에서 인너레이스(1)의 열처리가 필요없는 부분이 고온의 열로 인해 손상되는 현상을 방지할 수 있다.
그리고 인너레이스(1)의 열처리 직후 곧바로 열처리부(120)의 내주면에 배열된 노즐공(131)을 통해서 인너레이스(1)으로 냉각수가 분사되어 냉각되므로 인너레이스(1)의 냉각과 코일유닛(100)의 냉각이 매우 신속하고 효율적으로 이루어질 수 있게 된다.
한편, 전술한 것과 같이 코일유닛(100)에 전류가 인가되어 열처리를 수행할 때 인너레이스(1) 쪽으로 자속을 집중시켜 더 높은 효율로 열처리를 수행할 수 있도록 하기 위하여, 도 4 내지 도 6에 도시한 것과 같이 열처리부(120)의 외면에 페라이트(ferrite) 또는 규소(Si) 코어와 같은 자성체로 된 1개 이상의 자속집중부재(300)를 부착하여 열처리 과정에서 자속을 인너레이스(1) 쪽으로 집중하여 열처리 효율을 향상시킬 수 있다.
자속집중부재(300)는 열처리부(120)의 외면에 탈부착이 가능하게 설치되며, 열처리부(120)의 원주방향을 따라 배열된다. 자속집중부재(300)는 'ㄷ'자 또는 'ㄱ'자 또는 'L'자 형태형태로 되어 상기 열처리부(120)의 반경방향 외측에서 열처리부(120)의 외주면에 끼워지며, 볼트(310) 및 너트(320)에 의해 열처리부(120)에 고정된다. 이를 위해 자속집중부재(300)의 측면에 볼트(310)가 체결되는 체결공(301)이 관통되게 형성된다. 따라서 자속집중부재(300)를 열처리부(120)의 외주면에 밀어 넣은 상태에서 볼트(310)를 체결공(301)을 통해 삽입하고 너트(320)를 조이면, 볼트(310)의 끝단부가 열처리부(120)의 외면에 밀착되면서 자속집중부재(300)를 열처리부(120)의 외주면에 대해 견고하게 고정하게 된다.
자속집중부재(300)를 열처리부(120)에 용이하게 탈착할 수 있도록 하기 위하여, 도 7에 도시한 것과 같이, 열처리부(120)의 상부면과 하부면에 반경방향으로 연장되는 레일돌기(331)를 형성하고, 자속집중부재(300)의 상단부 하부면과 하단부 상부면 각각에 상기 레일돌기(331)를 따라 슬라이딩하여 결합되는 레일홈(332)을 형성하여, 열처리부(120)의 레일돌기(331)를 자속집중부재(300)의 레일홈(332)에 삽입하면서 자속집중부재(300)를 슬라이딩시켜 결합함으로써 자속집중부재(300)를 열처리부(120)에 용이하게 결합시킬 수 있다.
이상에서 본 발명은 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1 : 인너레이스 100 : 코일유닛
110 : 리드부 112 : 절연체 스페이서
120 : 열처리부 120a : 하부 열처리부
120b : 상부 열처리부 130 : 냉각수유로
130a : 상부 냉각수유로 130b : 하부 냉각수유로
131 : 노즐공 141 : 제1냉각수유입관
142 : 냉각수회수관 143 : 제2냉각수유입관
200 : 지그유닛 210 : 지그본체
212 : 제2배수유로 220 : 제1변형방지커플러
222 : 제1배수유로 230 : 제2변형방지커플러
250 : 보조지그유닛 252 : 내부냉각수유로
300 : 자속집중부재 301 : 체결공
310 : 볼트 320 : 너트
331 : 레일돌기 332 : 레일홈

Claims (8)

  1. 내주면에 기어이가 형성된 중공의 원통체 형태로 된 등속조인트 부품의 인너레이스(inner-race)를 고주파 유도 가열하여 열처리하는 고주파 열처리 장치로서,
    전원공급장치와 전기적으로 연결되는 전기 및 열 전도성 금속 재질로 이루어진 리드부와, 링 형태로 되어 상기 리드부에 연결되며 중앙의 공간에 인너레이스가 삽입되면서 고주파 유도 가열되는 전기 및 열 전도성 금속 재질의 열처리부와, 상기 열처리부의 내부에 형성되어 외부에서 공급되는 냉각수가 유동하는 냉각수유로와, 상기 열처리부의 내주면에 상기 냉각수유로와 연통되게 형성되어 냉각수유로를 통해 유동하는 냉각수를 상기 열처리부에 의해 구획된 원형의 공간 내측으로 분사하는 복수의 노즐공과, 전기 및 열 전도성 금속 재질로 이루어지고 일단이 냉각수 공급원과 연결되고 다른 일단이 상기 냉각수유로에 연통되는 냉각수공급부를 포함하는 코일유닛;
    상기 인너레이스가 고정되는 지그유닛; 및,
    상기 지그유닛을 지면(地面)에 대해 연직한 축을 중심으로 회전시킴과 동시에 상하로 이동시키는 지그구동부;
    를 포함하고,
    상기 지그유닛은, 지그구동부에 연결되어 지그구동부로부터 회전력과 상하방향으로의 직선 운동력을 전달받는 지그본체와, 하단이 상기 지그본체에 결합되며 상기 인너레이스의 중공부의 하단부를 통해 중공부 내측으로 삽입되는 원통형의 제1변형방지커플러, 상기 인너레이스의 상측에서 상기 제1변형방지커플러의 상단에 결합되면서 인너레이스의 상단에 밀착 결합되는 제2변형방지커플러를 포함하는 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 냉각수공급부는, 상기 리드부의 일측면에 연접하게 설치되어 냉각수 공급원으로부터 공급되는 냉각수를 리드부의 일측면을 통해 냉각수유로의 일단부로 안내하는 제1냉각수유입관과, 리드부의 다른 일측면에 연접하게 설치되어 냉각수유로를 경유한 냉각수를 리드부의 다른 일측면을 통해 냉각수 공급원으로 회수하는 냉각수회수관과, 일단이 냉각수 공급원과 연결되고 다른 일단이 상기 냉각수유로의 다른 일단부에 연통되어 냉각수 공급원으로부터 공급되는 냉각수를 냉각수유로의 다른 일단부로 직접 안내하는 제2냉각수유입관을 포함하는 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치.
  3. 제1항에 있어서, 자성체로 이루어져 상기 열처리부의 외면에 탈부착 가능하게 설치되며 열처리부의 원주방향을 따라 배열되어 인너레이스의 열처리 과정에서 자속을 인너레이스 쪽으로 집중하는 복수의 자속집중부재를 더 포함하는 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 자속집중부재는 'ㄷ'자 또는 'ㄱ'자 또는 'L'자 형태로 되어 상기 열처리부의 반경방향 외측에서 열처리부의 외주면에 끼워지며, 자속집중부재에 볼트가 체결되는 체결공이 형성되어 상기 볼트의 끝단부가 열처리부의 외면에 밀착되면서 자속집중부재를 열처리부에 고정하도록 된 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서, 상기 제2변형방지커플러의 중심부에 결합되어 제2변형방지커플러를 회전 및 상하 직선 운동 가능하게 지지하는 보조지그유닛을 더 포함하는 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 코일유닛의 열처리부는 하부 열처리부와 상기 하부 열처리부의 상부에 적층되는 상부 열처리부로 이루어지며, 하부 열처리부와 상부 열처리부 각각에는 하부 냉각수유로와 상부 냉각수유로가 형성된 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전원공급장치로부터 코일유닛의 리드부에 전류가 인가되어 인너레이스가 고주파 가열됨과 동시에 상기 냉각수 공급원으로부터 냉각수유로에 냉각수가 공급되어 노즐공을 통해 냉각수가 분사되도록 제어되면서 인너레이스의 열처리가 진행되는 등속조인트 부품의 인너레이스 전용 이동형 고주파 열처리 장치.
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