KR20010112938A - 복잡한 형상의 가공물의 유도 열처리 - Google Patents
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Abstract
Description
Claims (61)
- 중심종축을 가진 금속 가공물의 소정 부품을 열처리하기 위한 유도 열처리 시스템으로서, 상기 가공물은 상기 중심종축을 따라 동축으로 배치된 2개 또는 그 이상의 제 1 원통형 부품과, 상기 2개 또는 그 이상의 제 1 원통형 부품 사이에 삽입된 하나 또는 그 이상의 제 2 원통형 부품을 포함하며, 상기 하나 또는 그 이상의 제 2 원통형 부품은 각각 상기 중심종축과 평행하며 중심종축으로부터 오프셋된 독립축을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 원통형 부품은 각각 이웃한 비열처리된 불규칙 형상의 부품에 연결되며, 상기 유도 열처리 시스템은적어도 하나의 AC 고주파 전원;과,각각 하나 또는 그 이상의 소정의 제 1 및 제 2 원통형 부품을 유도 열처리하기 위한 하나 또는 그 이상의 스테이션으로서, 상기 하나 또는 그 이상의 스테이션은 각각 제 1 펠렛 조립체와 제 2 펠렛 조립체를 포함하되,상기 제 1 펠렛 조립체는 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트와, 적어도 하나의 제 1 자속 집중기 세그먼트를 포함하며,상기 제 2 펠렛 조립체는 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트와, 적어도 하나의 제 2 자속 집중기 세그먼트를 포함하고,상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트는 전기 전도성 물질로 형성되며, 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트는 각각 정면과 내부 관통 개구부를 갖고, 상기 내부 관통 개구부는 내부 관통 개구부의 대향면에 제 1 코일 세그먼트와제 2 코일 세그먼트를 형성하며, 상기 제 1 또는 제 2 코일 세그먼트중 적어도 하나는 제 1 부분 부품 개구부를 갖고, 상기 제 1 부분 부품 개구부는 아치형 코일면을 가지며, 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트는 각각 적어도 하나의 AC 고주파 전원의 출력에 제 1 유도기 세그먼트를 연결하기 위한 수단을 갖고,상기 적어도 하나의 제 1 자속 집중기 세그먼트는 적어도 2개의 정면을 가지며, 상기 적어도 하나의 제 1 자속 집중기 세그먼트는 각각 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트의 자속 집중기 영역 주변에 부분적으로 배치되고,상기 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트는 전기 전도성 물질로 형성되며, 상기 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트는 각각 정면과 내부 관통 개구부를 갖고, 상기 내부 관통 개구부는 내부 관통 개구부의 일면에 제 3 코일 세그먼트와 제 4 코일 세그먼트를 형성하며, 상기 제 3 또는 제 4 코일 세그먼트중 적어도 하나는 제 2 부분 부품 개구부를 갖고, 상기 제 2 부분 부품 개구부는 아치형 코일면을 가지며, 상기 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트의 각 정면과 내부 관통 개구부는 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트의 해당 대향 정면 및 내부 관통 개구부를 갖고, 상기 제 2 부분 부품 개구부는 각각 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트의 해당 대향 제 1 부분 부품 개구부를 가지며,상기 적어도 하나의 제 2 자속 집중기 세그먼트는 적어도 2개의 정면을 갖고, 상기 적어도 하나의 제 2 자속 집중기 세그먼트는 각각 상기 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트의 자속 집중기 영역 주변에 부분적으로 배치되며, 상기 적어도 2개의 정면은 각각 상기 적어도 하나의 제 1 자속 집중기 세그먼트중 하나의 적어도 2개의 정면의 해당 대향 정면을 갖는 하나 또는 그 이상의 스테이션;과,상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트 또는 상기 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트의 정면에 배치된 절연물질;과,상기 하나 또는 그 이상의 스테이션과 스테이션 사이 및 각각 스테이션에서 금속 가공물을 이동시키기 위한 가공물 이송 시스템;과,상기 하나 또는 그 이상의 소정의 제 2 원통형 부품을 회전시키고, 상기 하나 또는 그 이상의 스테이션에서 하나 또는 그 이상의 소정의 제 1 및 제 2 원통형 부품의 열처리를 위해 금속 가공물을 축방향으로 움직이는 가공물 배치 시스템; 및상기 제 1 펠렛 조립체에 이웃하게 제 2 펠렛 조립체를 선택적으로 이동시키는 수단;을 포함하며,상기 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트의 정면과 상기 적어도 하나의 제 2 자속 집중기 세그먼트의 적어도 2개의 정면은 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트의 해당 대향 정면과 상기 적어도 하나의 제 1 자속 집중기 세그먼트의 적어도 2개의 해당 대향 정면에 각각 이웃하고, 상기 제 2 부분 부품 개구부와 해당 대향 제 1 부분 부품 개구부는 폐쇄된 유도기를 형성하며, 그 내부에서 상기 적어도 하나의 AC 고주파 전원으로부터 유래된 고주파 AC 전류에 의한 여기에 응답하여 상기 폐쇄된 유도기에 의해 발생된 자기장에 의해 상기 소정의 제 1 또는 제 2 원통형 부품이 가열되는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 폐쇄된 유도기 내부의 소정의 제 1 또는 제 2 원통형 부품중 적어도 하나에 소광제를 공급하기 위한 담금질 시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 AC 고주파 전원의 각 출력은 부하 정합 변압기에 연결되며, 상기 부하 정합 변압기는 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트에 전용 연결된 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 1 자속 집중기 세그먼트는 각각 U자형이며, 상기 적어도 하나의 제 2 자속 집중기 세그먼트는 각각 사각형이고, 상기 적어도 하나의 제 2 자속 집중기 세그먼트는 각각 상기 적어도 하나의 제 1 자속 집중기 세그먼트보다 가벼운 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 또는 제 2 부분 부품 개구부중 하나의 아치형 코일면은 폐쇄된 유도기내에서 가열될 소정의 제 1 또는 제 2 원통형 부품 부근에서의 자기장 형상을 제어하도록 성형된 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 5 항에 있어서, 상기 아치형 코일면에 오리피스를 더 포함하되, 상기 오리피스는 아치형 코일면을 코일 립 쌍으로 분할하고, 상기 코일 립 쌍은 상기 적어도 하나의 제 1 또는 제 2 유도기 세그먼트의 이웃한 정면과 함께 계면 영역을 형성하며, 상기 코일 립 쌍의 축폭은 상기 계면 영역으로부터 약 90°오프셋되어 위치된 베이스 영역 부근에서보다 계면 영역에서 더 크도록 성형되고, 각각의 코일 립은 원주길이(d2)가 폐쇄된 유도기내에서 열처리될 소정의 제 1 또는 제 2 원통형 부품의 축폭의 2배 이하이며, 축 천이폭(d1)이 폐쇄된 유도기내에서 열처리될 소정의 제 1 또는 제 2 원통형 부품의 축폭의 0.3배 이하이도록 더 성형된 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 코일 립은 각각 폐쇄된 유도기내에서 열처리될 소정의 제 1 또는 제 2 원통형 부품상의 표면에 이웃한 축폭이 더 좁아지도록 더 성형된 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 6 항에 있어서, 상기 코일 립은 각각 폐쇄된 유도기내에서 열처리될 소정의 제 1 또는 제 2 원통형 부품상의 표면에 이웃한 각각의 코일 립의 방사상 홈부로 더 성형되며, 상기 방사상 홈부의 폭(a1)은 상기 개구부 직경의 3배 이하인 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 부분 부품 개구부를 가진 제 1 또는 제 2 코일 세그먼트 또는 상기 제 2 부분 부품 개구부를 가진 제 3 또는 제 4 코일 세그먼트중 적어도 하나의 적어도 일면에 전도 및 자기물질로 이루어진 적어도 하나의 측면 차폐물이 제공되며, 상기 측면 차페물은 제 1 또는 제 2 부분 부품 개구부의 주변에 적어도 부분적으로 배치된 슬롯형 투스 어레이를 갖고, 각각의 투스폭에 대한 이웃한 투스를 분리시키는 각 슬롯의 폭의 비는 5 이하인 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 9 항에 있어서, 상기 측면 차폐물은 폐쇄된 유도기내에서 열처리될 소정의 제 1 또는 제 2 원통형 부품상의 표면에 이웃한 세장형 개방 슬롯을 가지며, 상기 세장형 슬롯의 폭은 상기 개구부 직경의 3배 이하로 제한되는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 1 항에 있어서, 상기 폐쇄된 유도기는 당해 폐쇄된 유도기내에서 열처리될 소정의 제 1 또는 제 2 원통형 부품의 표면상의 개구부 또는 이웃한 비열처리된 불규칙한 형상의 부품의 존재로 인한 자기장을 변형시키기 위해 난형 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 가공물의 주축을 따라 동축으로 배치된 배치된 적어도 2개의 제 1 원통형 부품과, 상기 적어도 2개의 제 1 원통형 부품 사이에 삽입된 하나 또는 그 이상의 제 2 원통형 부품을 포함하는 금속 가공물의 소정 부품을 열처리하기 위한 방법으로서, 상기 하나 또는 그 이상의 제 2 원통형 부품은 각각 상기 주축과 평행하며 주축으로부터 오프셋된 독립축을 갖고, 상기 제 1 및 제 2 원통형 부품은 각각 이웃한 비열처리된 불규칙 형상의 부품에 연결되며, 상기 열처리 방법은금속 가공물을 잡는 단계;와,상기 금속 가공물을 유도 열처리 스테이션으로 이송하는 단계;와,상기 유도 열처리 스테이션에서 소정의 제 2 원통형 부품의 고정 부분 유도기 개구부내에 상기 소정의 제 2 원통형 부품을 안착시키기 위해 상기 금속 가공물을 회전시키는 단계;와,상기 유도 열처리 스테이션에서 소정의 제 1 및 제 2 원통형 부품의 고정 부분 유도기 개구부내에 상기 소정의 제 1 및 제 2 원통형 부품을 안착시키기 위해 상기 금속 가공물을 축방향으로 이송하는 단계;와,상기 유도 열처리 스테이션에 상기 금속 가공물을 안착시키는 단계;와,상기 소정의 제 1 및 제 2 원통형 부품의 주변에 밀폐된 유도기를 형성하기 위하여 상기 고정 부분 유도기 개구부에 이웃하게 비고정 부분 유도기를 배치하는 단계;와,상기 고정 부분 유도기에 AC 고주파 전류를 제공하는 단계;와,상기 비고정 부분 유도기에 AC 고주파 전류를 유도 커플링하는 단계;와,상기 소정의 제 1 및 제 2 원통형 부품에 AC 고주파 전류에 의해 형성된 자기장을 가함으로써 상기 소정의 제 1 및 제 2 원통형 부품을 유도 가열하는 단계;와,상기 고정 부분 유도기로부터 비고정 부분 유도기를 이격 배치하는 단계; 및상기 유도 열처리 스테이션으로부터 금속 가공물을 이동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 유도 가열단계와 동시에 또는 그 단계 이후에 상기 소정의 제 1 및 제 2 원통형 부품중 적어도 하나를 담금질하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 이웃한 비열처리된 불규칙한 형상의 부품의 불규칙한 질량을 보상하기 위해 상기 자기장을 변형시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 12 항에 있어서, 상기 소정의 제 1 또는 제 2 원통형 부품중 적어도 하나의 개구부를 보상하기 위해 상기 자기장을 변형시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 금속 가공물의 적어도 하나의 원통형 부품을 가열하기 위한 유도기로서, 상기 원통형 부품은 적어도 일면이 불규칙한 형상의 부품에 부착되며, 상기 원통형 부품과 상기 불규칙한 형상의 부품 사이에 필렛이 형성되고, 상기 유도기는 제 1 유도기 세그먼트와 제 2 유도기 세그먼트로 형성되며, 상기 제 1 및 제 2 유도기 세그먼트는 제 2 유도기 세그먼트에 자기적으로 커플링하기 위한 수단을 갖고, 상기 제 1 유도기에는 AC 고주파 전류가 공급되며, 상기 부품에 대한 AC 고주파 전류의 여기에 응답하여 제 1 및 제 2 유도기 세그먼트에 의해 발생된 자기장을 적용하여 가열하기 위해 상기 원통형 부품을 배치하기 위한 폐쇄된 개구부가 상기 제 1 유도기 세그먼트와 제 2 유도기 세그먼트의 일부에 형성되며,상기 제 1 유도기 세그먼트는 고체 전도성 물질로 형성되어지되, 상기 제 1 유도기 세그먼트는 제 1 정면;, 대향면에 배치된 제 1 코일 세그먼트와 제 2 코일 세그먼트를 형성하는 관통 개구부; 및 상기 제 1 또는 제 2 코일 세그먼트중 하나에 형성된 제 1 부분 개구부;를 더 포함하며, 상기 제 1 부분 개구부는 오리피스에 의해 분할된 아치형 코일면을 갖고, 상기 오리피스는 아치형 코일면을 제 1 코일 립 쌍으로 분할하며, 상기 제 1 코일 립 쌍은 이웃한 제 1 정면과 함께 계면 영역을 형성하고, 상기 제 1 코일 립 쌍은 불규칙한 형상의 부품의 불규칙한 질량, 상기 원통형 부품의 표면상의 개구부를 선택적으로 보상하거나 상기 필렛을 선택적으로 가열하도록 성형되며,상기 제 2 유도기 세그먼트는 고체 전도성 물질로 형성되어지되, 상기 제 2 유도기 세그먼트는 상기 제 1 정면으로부터 전기적으로 절연되도록 이웃하게 배치된 제 2 정면;, 대향면에 배치된 제 3 코일 세그먼트와 제 4 코일 세그먼트를 형성하는 관통 개구부; 및 상기 제 3 또는 제 4 코일 세그먼트의 제 2 부분 개구부;를 더 포함하며, 상기 제 2 부분 개구부는 오리피스에 의해 분할된 아치형 코일면을 갖고, 상기 오리피스는 아치형 코일면을 제 2 코일 립 쌍으로 분할하며, 상기 제 2 코일 립 쌍은 이웃한 제 2 정면과 함께 계면 영역을 형성하고, 상기 제 2 코일 립 쌍은 불규칙한 형상의 부품의 불규칙한 질량, 상기 원통형 부품의 표면상의 개구부를 선택적으로 보상하거나 상기 필렛을 선택적으로 가열하도록 성형되며, 상기 제1 및 제 2 부분 개구부는 폐쇄된 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 유도기.
- 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 또는 제 2 코일 립 쌍의 축폭은 상기 계면 영역으로부터 약 90°오프셋되어 위치된 베이스 영역 부근에서보다 계면 영역에서 더 크도록 성형되고, 각각의 코일 립은 원주길이(d2)가 상기 원통형 부품의 축폭의 2배 이하이며, 축 천이폭(d1)이 상기 원통형 부품의 축폭의 0.3배 이하이도록 성형된 것을 특징으로 하는 유도기.
- 제 17 항에 있어서, 상기 제 1 또는 제 2 코일 립 쌍은 상기 원통형 부품의 표면상의 개구부에 이웃한 축폭이 더 좁아지도록 성형된 것을 특징으로 하는 유도기.
- 제 18 항에 있어서, 상기 제 1 또는 제 2 코일 립 쌍은 상기 원통형 부품의 표면상의 개구부에 이웃한 코일 립의 방사상 홈부로 더 성형되며, 상기 홈부의 폭(a1)은 상기 개구부 직경의 3배 이하인 것을 특징으로 하는 유도기.
- 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 또는 제 2 부분 개구부의 아치형 코일면의 오리피스는 복수의 불연속 구멍을 포함하는 것을 특징으로 하는 유도기.
- 제 16 항에 있어서, 상기 불규칙한 형상의 부품의 불규칙한 질량, 상기 원통형 부품의 표면상의 개구부를 선택적으로 보상하거나 상기 필렛을 선택적으로 가열하기 위하여 상기 제 1 부분 개구부 또는 제 2 부분 개구부중 적어도 일면에 배치된 적어도 하나의 측면 차폐물을 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 측면 차폐물은 전기 전도성 및 자기물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유도기.
- 제 21 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 측면 차폐물은 제 2 부분 개구부 또는 제 1 부분 개구부의 이웃한 아치형 코일면과 등고인 엣지를 갖는 것을 특징으로 하는 유도기.
- 제 21 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 측면 차폐물은 제 2 부분 개구부 또는 제 1 부분 개구부의 이웃한 아치형 코일면으로부터 낮아지는 엣지를 갖는 것을 특징으로 하는 유도기.
- 제 21 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 측면 차폐물은 제 1 또는 제 2 부분 개구부 주변에 적어도 부분적으로 배치된 슬롯형 투스 어레이를 갖고, 각각의 투스폭에 대한 이웃한 투스를 분리시키는 각각의 슬롯폭의 비는 5이하인 것을 특징으로 하는 유도기.
- 제 21 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 측면 차폐물은 상기 원통형 부품의표면상의 개구부 부근에 세장형 개방 슬롯을 가지며, 상기 세장형 슬롯의 폭은 상기 개구부 직경의 3배 이하로 제한되는 것을 특징으로 하는 유도기.
- 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 또는 제 2 코일 립 쌍은 상기 원통형 부품의 표면상의 개구부를 보상하기 위하여 도 6d, 도 7c, 도 8b, 도 8c 또는 도 8d에 도시된 형태인 것을 특징으로 하는 유도기.
- 제 16 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 부분 개구부는 상기 불규칙한 형상의 부품의 불규칙한 질량 또는 상기 원통형 부품의 표면상의 개구부를 선택적으로 보상하기 위해 폐쇄된 난형 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 유도기.
- 제 16 항에 있어서, 전기 전도성 보상기를 더 포함하되, 상기 보상기는 불규칙한 형상의 부품의 공간부에 이웃하게, 또는 제 1 또는 제 2 유도기 세그먼트에 부착된 것을 특징으로 하는 유도기.
- 금속 가공물의 적어도 하나의 원통형 부품을 가열하기 위한 유도기로서, 상기 원통형 부품은 적어도 일면이 불규칙한 형상의 부품에 부착되며, 상기 원통형 부품과 상기 불규칙한 형상의 부품 사이에 필렛이 형성되고, 상기 유도기는 전기 전도성 물질로 형성된 능동 부분 유도기와 제 1 수동 부분 유도기와 제 2 수동 부분 유도기를 포함하되,상기 능동 부분 유도기는 능동 정면;, 대향면에 배치된 제 2 능동 코일 세그먼트와 제 1 능동 코일 세그먼트를 형성하는 관통 개구부;, 상기 제 1 또는 제 2 능동 코일 세그먼트중 하나에 형성된 능동 부분 개구부;, AC 고주파 전원의 출력에 연결하기 위한 수단; 및 적어도 하나의 제 1 자속 집중기 세그먼트를 포함하되, 상기 제 1 부분 개구부는 오리피스에 의해 분할된 아치형 표면을 갖고, 상기 오리피스는 아치형 코일면을 제 1 코일 립 쌍으로 분할하며, 상기 제 1 코일 립 쌍은 이웃한 제 1 정면과 함께 계면 영역을 형성하고, 상기 제 1 코일 립 쌍은 불규칙한 형상의 부품의 불규칙한 질량, 상기 원통형 부품의 표면상의 개구부를 선택적으로 보상하거나 상기 필렛을 선택적으로 가열하도록 성형되며,상기 제 1 수동 부분 유도기는 제 1 수동 정면;, 대향면에 배치된 제 1 수동 코일 세그먼트와 제 2 수동 코일 세그먼트를 형성하는 관통 개구부; 및 상기 제 1 또는 제 2 수동 코일 세그먼트에 형성되어 아치형 표면을 가진 제 1 수동 부분 개구부;를 포함하며,상기 제 2 수동 부분 유도기는 상기 제 1 수동 부분 유도기 내부에 배치되어 그로부터 전기적으로 절연되어지되, 제 2 수동 정면;, 대향면에 배치된 제 3 수동 코일 세그먼트와 제 4 수동 코일 세그먼트를 형성하는 관통 개구부; 상기 제 1 또는 제 2 수동 코일 세그먼트의 제 1 수동 부분 개구부와 이웃하게 배치된 제 3 또는 제 4 수동 코일 세그먼트의 제 2 수동 부분 개구부; 및 적어도 2개의 정면을 가진 적어도 하나의 제 2 자속 집중기 세그먼트를 포함하며,상기 제 1 및 제 2 수동 경면은 상기 능동 정면으로부터 전기적으로 절연되어 그에 이웃하게 복합적으로 배치되고,상기 제 1 수동 부분 개구부는 아치형 표면을 가지며, 상기 제 1 및 제 2 수동 부분 개구부는 상기 적어도 하나의 원통형 부품 주변에 폐쇄된 코일 개구부를 형성하기 위해 상기 능동 부분 개구부에 이웃하게 복합적으로 배치되고,상기 적어도 하나의 제 2 자속 집중기 세그먼트는 각각 상기 제 1 및 제 2 수동 부분 유도기의 자속 집중기 영역 주변에 부분적으로 배치되며, 상기 적어도 2개의 정면은 각각 상기 적어도 하나의 제 1 자속 집중기 세그먼트의 상기 적어도 2개의 정면의 해당 대향 정면을 가짐으로써, 상기 능동 부분 유도기는 상기 제 1 및 제 2 수동 부분 유도기와 유도 커플링되는 것을 특징으로 하는 유도기.
- 제 29 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 부분 개구부에 이웃하게 배치된 아치형 코일면은 폐쇄된 유도기내에서 가열될 소정의 제 1 또는 제 2 원통형 부품 부근에서의 자기장 형상을 제어하도록 성형된 것을 특징으로 하는 유도기.
- 제 29 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 부분 개구부에 이웃하게 배치된 아치형 코일면에 오리피스를 더 포함하되, 상기 오리피스는 아치형 코일면을 코일 립 쌍으로 분할하고, 상기 코일 립은 폐쇄된 유도기내에서 가열될 소정의 제 1 또는 제 2 원통형 부품 부근에서의 자기장 형상을 제어하도록 성형된 것을 특징으로 하는 유도기.
- 하나 또는 그 이상의 단부 엘리먼트로 축상에서 종료되며 불규칙한 형상의 웨브에 의해 서로 분할된 핀과 원통형 메인 구조를 가진 크랭크 샤프트를 열처리하기 위한 유도 열처리 시스템으로서, 상기 불규칙한 형상의 웨브와 그에 이웃한 메인 또는 핀 사이에 필렛이 형성되며, 상기 메인과 단부 엘리먼트는 크랭크 샤프트의 주축을 따라 동축으로 배치되고, 상기 핀은 각각 상기 주축과 평행하며 그로부터 오프셋된 독립축을 가지며, 상기 유도 열처리 시스템은적어도 하나의 AC 고주파 전원;과,각각 하나 또는 그 이상의 소정의 메인, 핀 및 단부 엘리먼트를 유도가열하는 복수의 유도 열처리 스테이션으로서, 상기 복수의 유도 열처리 스테이션은 각각 제 1 펠렛 조립체와 제 2 펠렛 조립체를 포함하되,상기 제 1 펠렛 조립체는 제 1 베이스 판과, 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트, 적어도 하나의 제 1 자속 집중기 세그먼트, 상기 크랭크 샤프트의 능동 축방향 배치를 위한 수단 및 상기 크랭크 샤프트를 제 1 펠렛 조립체에 안착시키기 위한 수단을 포함하며,상기 제 2 펠렛 조립체는 제 2 베이스 판과, 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트 및 적어도 하나의 제 2 자속 집중기 세그먼트를 포함하고,상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트는 고체 전기 전도성 물질로 형성되며, 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트는 각각 제 1 정면과 내부 관통 개구부를 갖고, 상기 관통 개구부는 제 1 코일 세그먼트와 제 2 코일 세그먼트를 형성하며, 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트의 각 면은 제 1 베이스 판에 이웃한 제 1 정면에 대향하고, 상기 제 1 또는 제 2 코일 세그먼트중 하나는 제 1 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부를 갖고, 상기 제 1 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부는 아치형 코일면을 가지며, 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트는 각각 적어도 하나의 AC 고주파 전원의 출력에 제 1 유도기 세그먼트를 연결하기 위한 수단을 갖고,상기 적어도 하나의 제 1 자속 집중기 세그먼트는 적어도 2개의 정면을 가지며, 상기 적어도 하나의 제 1 자속 집중기 세그먼트는 각각 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트의 자속 집중기 영역 주변에 부분적으로 배치되고,상기 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트는 고체 전기 전도성 물질로 형성되며, 상기 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트는 각각 제 2 정면과 내부 관통 개구부를 갖고, 상기 내부 관통 개구부는 제 3 코일 세그먼트와 제 4 코일 세그먼트를 형성하며, 상기 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트의 각 면은 제 2 베이스 판에 이웃한 제 2 정면에 대향하고, 상기 제 3 또는 제 4 코일 세그먼트중 하나는 제 2 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부를 갖고, 상기 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트의 각 정면과 내부 관통 개구부는 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트의 해당 대향 제 1 정면 및 내부 관통 개구부를 갖고, 상기 제 2 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부는 아치형 코일면을 가지며, 상기 제 2 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부는 각각 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트의 해당 대향 제 1 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부를 가지며,상기 적어도 하나의 제 2 자속 집중기 세그먼트는 적어도 2개의 정면을 갖고, 상기 적어도 2개의 정면은 각각 상기 적어도 하나의 제 1 자속 집중기 세그먼트의 대향 정면을 가지며, 상기 적어도 하나의 제 2 자속 집중기 세그먼트는 각각 상기 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트의 자속 집중기 영역 주변에 부분적으로 배치되고,상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트 또는 상기 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트의 정면에 배치된 절연물질;과,상기 복수의 열처리 스테이션 사이에서 상기 크랭크 샤프트를 이동시키기 위한 크랭크 샤프트 이송 시스템;과,상기 하나 또는 그 이상의 소정의 핀을 열처리하기 위해 회전시키는 크랭크 샤프트 배치 시스템; 및상기 제 1 펠렛 조립체에 이웃하게 제 2 펠렛 조립체를 선택적으로 이동시키는 수단;을 포함하며,상기 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트와 상기 적어도 하나의 제 2 자속 집중기 세그먼트의 모든 면은 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트와 상기 적어도 하나의 제 1 자속 집중기 세그먼트의 해당 대향 정면에 각각 이웃하고, 상기 제 1 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부와 해당 대향 제 2 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부는 각각 폐쇄된 유도기를 형성하며, 그 내부에서 상기 적어도 하나의 AC 고주파 전원으로부터 유래된 고주파 AC 전류에 의한 여기에 응답하여 상기 폐쇄된 유도기에 의해 발생된 자기장에 의해 상기 소정의 메인, 핀 및 단부 엘리먼트가 가열되는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 32 항에 있어서, 상기 크랭크 샤프트 배치 시스템은 크랭크 샤프트 이송 시스템과 일체이며, 상기 크랭크 샤프트는 크랭크 샤프트 이송 시스템이 크랭크 샤프트를 안착시키기 전에 적어도 2개의 각각의 열처리 스테이션으로 당해 크랭크 샤프트를 이동시키는 동안 회전하게 되는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 32 항에 있어서, 상기 크랭크 샤프트 배치 시스템은 제 2 펠렛 조립체와 일체인 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 32 항에 있어서, 상기 크랭크 샤프트 배치 시스템은 상기 적어도 하나의 핀이 열처리되지 않도록 선택된 적어도 하나의 열처리 스테이션에서 상기 크랭크 샤프트의 적어도 하나의 핀을 회전시키기 위한 적어도 하나의 높이 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 35 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 높이 블록은 크랭크 샤프트의 양의 축방향 배치를 위한 수단을 더 제공하는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 32 항에 있어서, 상기 각각의 집중기 세그먼트(x1)의 높이는 상기 핀이 통상의 핀일 때 소정의 메인 및 핀의 축폭의 적어도 0.5배 이상인 것을 특징으로하는 유도 열처리 시스템.
- 제 32 항에 있어서, 상기 각각의 집중기 세그먼트(x1)의 길이는 상기 핀이 배폭 또는 분할 핀일 때 소정 핀의 축폭의 적어도 0.25배 이상인 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 32 항에 있어서, 상기 각각의 집중기 세그먼트(x1)의 길이는 상기 핀이 통상의 핀일 때 상기 소정의 메인 및 핀에 대하여 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 및 상기 적어도 하나의 제 2 유도기의 관통 개구부의 축폭의 적어도 0.75배 이상인 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 32 항에 있어서, 상기 각각의 집중기 세그먼트(x1)의 길이는 상기 핀이 배폭 또는 분할 핀일 때 상기 소정의 핀에 대하여 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 및 상기 적어도 하나의 제 2 유도기의 관통 개구부의 축폭의 적어도 0.45배 이상인 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 32 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트중 적어도 하나와 상기 제 1 베이스 판 사이, 또는 상기 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트중 적어도 하나와 상기 제 2 베이스 판 사이에 삽입된 스페이서를 더 포함하는 것을특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 32 항에 있어서, 상기 폐쇄된 유도기 내부의 하나 또는 그 이상의 소정 핀, 메인 또는 단부 엘리먼트중 적어도 하나에 소광제를 공급하기 위한 담금질 ㅅ시스템을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 42 항에 있어서, 상기 폐쇄된 유도기 내부의 하나 또는 그 이상의 소정 핀, 메인 또는 단부 엘리먼트중 적어도 하나에 소광제를 공급하기 위해, 상기 적어도 하나의 제 1 유도기 세그먼트중 적어도 하나와 제 1 베이스 판을 관통하는 적어도 하나의 연속 통로, 또는 상기 적어도 하나의 제 2 유도기 세그먼트의 적어도 하나와 제 2 베이스 판을 관통하는 적어도 하나의 연속 통로를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 32 항에 있어서, 상기 선택적으로 이동시키기 위한 수단은 제 1 및 제 2 펠렛 조립체 사이의 회전가능한 연결수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 32 항에 있어서, 상기 제 1 베이스 판에 부착되며 바닥구조에 탈착가능하게 부착되는 고정판을 더 포함하며, 상기 제 1 및 제 2 펠렛 조립체는 상기 바닥구조에 일체로 제거 또는 장착되는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 32 항에 있어서, 상기 제 1 또는 제 2 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부의 제 1 또는 제 2 아치형 표면은 오리피스에 의해 분할되어 코일 립 쌍을 형성하며, 상기 코일 립 쌍은 이웃한 제 1 또는 제 2 정면과 함께 계면 영역을 각각 형성하며, 상기 코일 립 쌍은 불규칙한 형상의 부품의 불규칙한 질량, 상기 소정의 메인 또는 핀의 표면상의 개구부를 선택적으로 보상하거나 필렛을 선택적으로 가열하도록 성형된 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 46 항에 있어서, 상기 코일 립 쌍의 축폭은 상기 계면 영역으로부터 약 90°오프셋되어 위치된 베이스 영역 부근에서보다 계면 영역에서 더 크도록 성형되고, 각각의 코일 립은 원주길이(d2)가 폐쇄된 유도기내에서 열처리될 소정의 메인, 핀 및 단부 엘리먼트의 축폭의 2배 이하이며, 축 천이폭(d1)이 폐쇄된 유도기내에서 열처리될 소정의 메인, 핀 및 단부 엘리먼트의 축폭의 0.3배 이하이도록 더 성형된 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 47 항에 있어서, 상기 코일 립 쌍은 폐쇄된 유도기내에서 열처리될 소정의 메인, 핀 및 단부 엘리먼트의 축폭의 2배 이하인 원주 길이를 갖고, 축 천이폭은 폐쇄된 유도기내에서 열처리될 소정의 메인, 핀 및 단부 엘리먼트의 축폭의 0.3배 이하인 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 46 항에 있어서, 상기 코일 립 쌍은 폐쇄된 유도기내에서 열처리될 소정의 메인, 핀 및 단부 엘리먼트의 표면상의 개구부에 이웃한 축폭이 더 좁아지도록 성형된 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 49 항에 있어서, 상기 코일 립 쌍은 폐쇄된 유도기내에서 열처리될 소정의 제 1 또는 제 2 원통형 부품의 표면상의 개구부에 이웃한 각각의 코일 립의 방사상 홈부로 더 성형되며, 상기 방사상 홈부의 폭(a1)은 상기 개구부 직경의 3배 이하인 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 32 항에 있어서, 상기 불규칙한 형상의 웨브의 불규칙한 질량, 상기 소정의 메인 또는 핀의 표면상의 개구부를 선택적으로 보상하거나, 상기 폐쇄된 유도기내에서 가열될 소정의 메인, 핀 및 단부 엘리먼트와 관련된 필렛을 선택적으로 가열하기 위하여 상기 제 1 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부 또는 제 2 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부중 적어도 일면에 배치된 적어도 하나의 측면 차폐물을 더 포함하며, 상기 적어도 하나의 측면 차폐물은 전기 전도성 및 자기물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 51 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 측면 차폐물은 제 2 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부 또는 제 1 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부의 이웃한 표면과 등고인 엣지를 갖는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 51 항에 있어서, 상기 측면 차폐물은 제 2 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부 또는 제 1 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부의 이웃한 표면으로부터 낮아지는 엣지를 갖는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 51 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 측면 차폐물은 제 1 또는 제 2 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부의 원주 주변에 적어도 부분적으로 배치된 슬롯형 투스 어레이를 갖고, 각각의 투스폭에 대한 이웃한 투스를 분리시키는 각각의 슬롯폭의 비는 5이하인 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 51 항에 있어서, 상기 적어도 하나의 측면 차폐물은 폐쇄된 유도기내에서 가열될 소정의 메인, 핀 및 단부 엘리먼트의 표면상의 개구부 부근에 세장형 개방 슬롯을 가지며, 상기 세장형 슬롯의 폭은 상기 개구부 직경의 3배 이하로 제한되는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 46 항에 있어서, 상기 코일 립 쌍은 폐쇄된 유도기내에서 가열될 소정의 메인, 핀 및 단부 엘리먼트의 표면상의 개구부를 보상하기 위하여 도 6d, 도 7c, 도 8b, 도 8c 또는 도 8d에 도시된 형태인 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 32 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 부분 크랭크 샤프트 부품 개구부는 상기 불규칙한 형상의 부품의 불규칙한 질량 또는 상기 폐쇄된 유도기내에서 가열될 소정의 메인, 핀 및 단부 엘리먼트의 표면상의 개구부를 선택적으로 보상하기 위해 폐쇄된 난형 개구부를 형성하는 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 제 32 항에 있어서, 전기 전도성 보상기를 더 포함하되, 상기 보상기는 불규칙한 형상의 웨브의 공간부에 이웃하게, 또는 제 1 또는 제 2 유도기 세그먼트에 부착된 것을 특징으로 하는 유도 열처리 시스템.
- 주축을 가진 크랭크 샤프트의 소정 부품을 열처리하기 위한 방법으로서, 상기 크랭크 샤프트는 2개 또는 그 이상의 메인, 2개 또는 그 이상의 핀, 비대칭이며 불규칙한 형상의 비열처리된 복수의 웨브를 포함하며, 상기 비열처리된 복수의 웨브는 각각의 이웃한 메인 또는 핀에 부착되어 상기 비열처리된 복수의 각각의 웨브와 이에 부착된 메인 또는 핀 및 하나 또는 그 이상의 단부 엘리먼트 사이에 필렛을 형성하며, 상기 메인과 단부 엘리먼트는 주축을 따라 동축으로 배치되고, 상기 핀은 각각 상기 주축과 평행하며 그로부터 오프셋된 독립축을 가지며, 상기 메인, 핀 및 웨브는 하나 또는 그 이상의 경사진 관통 통로를 갖고, 각각의 상기 통로는 상기 메인 또는 핀중 하나의 표면상의 개구부에서 종료되며, 상기 열처리 방법은크랭크 샤프트를 잡는 단계;와,상기 크랭크 샤프트를 유도 열처리 스테이션으로 이송하는 단계;와,상기 유도 열처리 스테이션에서 고정 부분 유도기 개구부내에 상기 소정의 핀을 안착시키기 위해 상기 크랭크 샤프트를 적절하게 회전시키는 단계;와,상기 고정 부분 유도기 개구부내에 상기 소정의 메인, 핀 및 단부 엘리먼트를 안착시키기 위해 상기 크랭크 샤프트를 적절하게 이송하는 단계;와,상기 유도 열처리 스테이션에 상기 크랭크 샤프트를 안착시키는 단계;와,상기 소정의 메인, 핀 및 단부 엘리먼트의 주변에 밀폐된 유도기를 형성하기 위하여 상기 고정 부분 유도기 개구부에 이웃하게 비고정 부분 유도기를 배치하는 단계;와,상기 고정 부분 유도기에 AC 고주파 전류를 제공하는 단계;와,상기 비고정 부분 유도기에 AC 고주파 전류를 유도 커플링하는 단계;와,상기 소정의 메인, 핀 또는 단부 엘리먼트에 이웃한 웨브의 비대칭 및 불규칙한 형상과 상기 메인 또는 핀의 표면상의 개구부를 보상하여 상기 표면을 균일하게 열처리하기 위한 형태이며, 제 1 및 제 2 원통형 부품에 AC 고주파 전류에 의해 형성된 자기장으로 상기 소정의 메인, 핀 및 단부 엘리먼트를 유도 가열하는 단계;와,상기 고정 부분 유도기로부터 비고정 부분 유도기를 이격 배치하는 단계; 및상기 유도 열처리 스테이션으로부터 크랭크 샤프트를 이동시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 59 항에 있어서, 상기 유도 가열단계와 동시에 또는 그 단계 이후에 상기 핀, 메인 및 단부 엘리먼트를 담금질하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
- 제 59 항에 있어서, 상기 메인 또는 핀중 하나와 상기 웨브중 하나 사이의 하나 또는 그 이상의 펠렛을 열처리하기 위해 상기 자기장이 더 변형되는 것을 특징으로 하는 열처리 방법.
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