KR20070083068A

KR20070083068A - 국부 냉각 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20070083068A
Application number: KR1020060016315A
Authority: KR
Inventors: 김인식; 김민수
Original assignee: 주식회사 포스코
Priority date: 2006-02-20
Filing date: 2006-02-20
Publication date: 2007-08-23
Also published as: KR101255065B1

Abstract

본 발명은 각종 산업 기계의 구성 부품들 중 특정한 죔쇠량을 가진 억지 끼워 맞춤으로 결합된 기계 부품 요소들에 대하여 결합부에 냉매를 분사하여 냉각시키고 이를 억지 끼워 맞춤으로써 조립을 원활하게 하기 위한 국부 냉각 장치 및 방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 피가공축의 일부를 냉각시키기 위한 국부 냉각 장치는 상기 피가공축의 일부가 삽입되는 중공 형상의 냉각통과, 상기 냉각통 내에 냉매를 분사하는 노즐을 포함한다.

억지 끼워 맞춤, 냉매, 냉박음, 열박음, 장축, 국부 냉각

Description

국부 냉각 장치 및 방법{PARTIALLY COOLING APPARATUS AND METHOD}

도 1은 본 발명에 따른 국부 냉각 장치를 전체적으로 도시한 사시도이다.

도 2는 본 발명에 따른 냉각통과 이를 지지하는 대차의 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명에 따른 장축 냉박음용 국부 냉각 장치의 작동을 설명하기 위한 정면도이다.

도 4는 본 발명에 따른 실시예에 대한 변형예로서, 냉각통과 이를 지지하는 대차의 분해 사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100: 베이스 102: 롤러 구동 모터

103: 모터 103c: 체인 커플링

105: 레일 107: 대차

108: 상하 조절판 109: 높이 조절 나사

112: 냉각통 113: 측면 커버

113h: 관통홀 114: 냉매 분배기

115: 공기 분배기 116: 혼합 배관

118: 노즐 122: 휠 블록

122c: 체인 커플링 122w: 휠

201: 롤러 블록 202: 가이드 홈

203: 롤러 203s: 회전축

205: 체인 커플링 207: 피가공축

304: 냉매 공급원 305: 공기 공급원

본 발명은 기계 부품 요소들 사이의 상호 냉박음을 위한 국부 냉각 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 각종 산업 기계의 구성 부품들 중 특정한 죔쇠량을 가진 억지 끼워 맞춤으로 결합된 기계 부품 요소들에 대하여 결합부에 냉매를 분사하여 냉각시키고 이를 억지 끼워 맞춤으로써 조립을 원활하게 하기 위한 국부 냉각 장치 및 방법에 관한 것이다.

통상 억지 끼워 맞춤으로 조립된 부품은 특정의 죔쇠량보다 최소한 큰 구멍의 팽창 또는 축경의 수축이 이루어져야 상호 결합이 가능하기 때문에, 구멍이 있는 부품을 가열하여 조립하는 열박음과 축을 냉각하여 조립하는 냉박음의 2가지 형태로 작업이 이루어진다.

어떠한 형태의 작업 방법을 이용하여도 작업 결과는 동일하게 나타나지만 열박음 방식이 보다 용이하고 안전성이 우수하여 널리 사용되고 있다.

그러나, 경우에 따라서는 열박음 방식을 채택하지 못하는 부품이 있기 마련인데, 특히 죔쇠량보다 큰 팽창량을 얻기 위하여 특정한 온도로 가열했을 때 변형 이나 재질의 변화가 예상되는 부품이나 대형 구조물로서 열박음 작업에 몇 시간씩 소요되는 부품, 와이어 드럼과 같이 대형이고 축물림이 2개소 이상이며 중공인 부품의 경우에는 열박음보다 냉박음이 더 효율적이다.

냉박음에 대한 종래 기술은 액화 질소나 드라이아이스 등을 사용하기 때문에 특정 크기의 용기에 냉매를 담고 그 냉매에 부품을 넣어 원하는 치수로 수축시켜 피조립품과의 상호 결합이 이루어지도록 하는 방식이다. 그러나, 특성상 불가분하게 냉박음을 해야 하는 부품들 중에서 그의 크기로 인해 상기 용기 내에 들어갈 수 없는 부품, 즉 장축 또는 장축이면서 축물림이 2개소 이상인 부품은 냉매 용기의 크기에 의한 한계가 있고 장축 전체의 냉각이 곤란하기 때문에 조립부만 국부 냉각을 해야 하는 데 상황에 따라 축 표면에 냉매를 직접 살수 또는 분무하고 있다.

이러한 방법은 냉매가 부품의 표면과 접촉하면서 온도차에 의한 폭발성이 강하므로 냉매의 비산에 따른 작업자의 재해 위험이 뒤따르고 대기 중에 분사되는 냉매로는 축의 냉각 속도가 매우 느려 냉각 시간이 과다하게 소요된다. 그 뿐만 아니라, 냉매의 과다 사용에 따른 정비 원가가 증가하여 원하는 온도까지 냉각시키지 못하는 단점이 있다.

본 발명의 목적은 전술된 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 냉박음에 의한 억지끼워 맞춤으로 조립되는 기계 부품 중에서 장축에 대하여 국부적인 냉각이 용이하도록 하는 장축 냉박음용 국부 냉각 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 밀폐된 용기 내에 냉매가 분사되어 냉각 효과를 높이며 냉매가 외부로 비산되는 것을 방지하도록 하는 장축 냉박음용 국부 냉각 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

전술된 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 태양에 따른 피가공축의 일부를 냉각시키기 위한 국부 냉각 장치는 상기 피가공축의 일부가 삽입되는 중공 형상의 냉각통과, 상기 냉각통 내에 냉매를 분사하는 노즐을 포함한다.

상기 피가공축이 안착되어 그를 지지하기 위한 롤러 블록을 더 포함할 수 있다. 이때, 상기 롤러 블록에는 상기 피가공축이 안착되는 롤러가 설치되고, 상기 피가공축을 회전시키기 위해 상기 롤러를 회전시키기 위한 롤러 구동 모터를 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 냉각통과 롤러 블록은 이들 사이의 높이가 조절되도록 설치되는 것이 바람직하다.

상기 냉각통은 개방된 양 단부를 갖고, 상기 냉각통의 양 단부에는 중심부에 상기 피가공축의 외경에 대응하는 내경을 갖는 관통홀이 형성된 측면 커버가 설치된 것이 바람직하다.

상기 냉각통은 한 쌍이 상호 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 설치된 것이 바람직하다.

상기 냉매는 일정 압력의 공기와 혼합되어 냉각통 내에 분사되는 것이 바람직하다.

상기 냉각통의 일 단부에 연결되는 냉각통 연장부를 더 포함하고, 상기 노즐 은 냉각통 연장부에 더 형성된 것이 바람직하다.

본 발명의 다른 일 태양에 따른 피가공축의 국부 냉각 방법은 피가공축의 일부를 지지시키는 단계와, 상기 피가공축의 수축시키고자 하는 일 부분을 냉각통에 삽입시키는 단계와, 상기 냉각통 내에 냉매를 분사하여 피가공축의 상기 일 부분을 냉각시키는 단계를 포함한다.

상기 국부 냉각 방법은 상기 피가공축을 회전시키는 단계를 더 포함하는 것이 바람직하다.

상기 일 부분을 냉각시키는 단계는 상기 피가공축의 크기 및 재질을 고려하여 냉각 시간을 결정하는 단계를 포함하는 것이 바람직하다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 장축 냉박음용 국부 냉각 장치의 바람직한 실시예를 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명에 따른 국부 냉각 장치를 전체적으로 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 국부 냉각 장치의 냉각통과 이를 지지하는 대차의 분해 사시도이고, 도 3은 본 발명에 따른 장축 냉박음용 국부 냉각 장치의 작동을 설명하기 위한 정면도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 국부 냉각 장치는 베이스(100)와, 상기 베이스(100)에 고정되는 평행한 한 쌍의 레일(105)과, 상기 레일(105)의 상부에 그를 따라 이동 가능하게 설치된 한 쌍의 대차(107)를 포함하고, 상기 대차(107)의 각각에는 (도3에 도시된) 피가공축(207)의 국부적인 냉각을 위한 냉각통(112)이 설치된다. 이때, 상기 피가공축(207)은 상기 대차(107)의 이동 방향으로 길게 설치되어 상기 냉각통(112)의 각각에는 예를 들어 상기 피가공축(207)의 양 대향 단부가 삽입된다.

상기 대차(107)의 일측에는 모터(103)가 설치되어, 상기 모터(103)의 구동에 의해 상기 대차(107)가 레일(105) 상에서 이송되게 한다. 이를 위하여, 도 2를 참조하면, 상기 대차(107)의 각 모서리에는 휠 블록(122)이 설치된다. 상기 휠 블록(122)은 다수의 볼트 또는 스크루(122s)에 의해 상기 대차(107)에 고정되는 고정판(122p)과, 상기 고정판(122p)의 하부에 설치된 베어링(122b)과, 회전축을 통하여 상기 베어링(122b)에 의해 회전 가능하게 지지되고 상기 레일(105) 상에 안착되는 휠(122w)로 구성된다. 이들 휠 블록(122) 중 어느 하나에 인접한 대차(107)의 일측에는 모터 장착판(104)이 고정 설치되고, 그 위에 모터(103)가 설치된다. 상기 모터(103)의 회전축과 그에 인접한 휠 블록(122)의 회전축에는 각각 풀리 또는 체인 커플링(103c, 122c)이 설치된다. 상기 모터 장착판(104)에는 체인 관통공이 형성되고, 이를 관통하여 상기 풀리 또는 체인 커플링(103c, 122c) 사이에는 (도시되지 않은) 벨트 또는 체인이 감겨, 상기 모터(103)의 회전 구동력이 휠 블록(122)의 휠(122w)로 전달되어 대차(107)를 이동시킨다.

상기 냉각통(112)의 설치를 위하여, 대략 사각 형상인 상기 대차(107)의 상부에는 높이 조절 나사(109)에 의해 상하로 높이가 조절될 수 있는 상하 조절판(108)이 설치된다. 즉, 상기 대차(107) 각각의 네 모서리에는 높이 조절 나사(109)의 선단부가 결합되어 그의 자유 회전이 가능하고 축방향 이동이 제한되도록 하는 베어링(109b)이 설치되고, 상하 조절판(108)의 네 모서리에는 높이 조절 나사 (109)의 중단부가 나사 결합된다. 따라서, 상기 높이 조절 나사(109)의 각각이 회전함에 따라 상하 조절판(108) 각각의 모서리가 승강하게 된다. 이는 피가공축(207)의 외경에 따라 후술하는 롤러 블록(201)에 대한 상기 피가공축(207)의 중심 및 수평을 조절하기 위한 것이다. 이때, 상기 높이 조절 나사(109)는 (도시되지 않은) 이송 모터 등에 의해 구동되어, 상하 조절판(108)의 높이를 조절할 수 있다.

상기 상하 조절판(108) 각각의 상부에는 상기 냉각통(112)을 지지하기 위한 한 쌍의 받침대(110)가 볼트(110b)에 의해 고정 설치되고, 상기 한 쌍의 받침대(110)의 상부에는 고정 클램프(111)가 고정되고, 상기 고정 클램프(111)에 의해 냉각통(112)이 고정 설치된다.

이와 같이 상기 한 쌍의 상하 조절판(108)의 각각에 설치된 냉각통(112) 사이의 베이스(100) 상에는 피가공축(207)의 중간부를 지지할 수 있는 롤러 블록(201)이 볼트 등에 의해 고정 설치된다. 상기 롤러 블록(201)에는 한 쌍의 롤러(203)가 그 위에 안착되는 피가공축(207)과 동일한 방향으로 회전 가능하게 설치된다. 상기 롤러(203) 중 어느 하나에는 롤러(203)의 회전축(203s)이 상기 롤러 블록(201)의 외부로 돌출되고, 상기 회전축(203s)의 일 단부에는 풀리 또는 체인 커플링(205)이 설치된다. 상기 롤러 블록(201)에 인접한 위치의 베이스(100)에는 보조 베이스(101)가 고정 설치되고, 상기 보조 베이스(101) 상에 롤러 구동 모터(102)가 설치된다. 상기 롤러 구동 모터(102)의 회전축에는 풀리 또는 체인 커플링(102s)이 설치되어 상기 롤러(203)의 풀리 또는 체인 커플링(205)과의 사이에 벨트 또는 체인(204)이 감긴다. 이와 같이 설치된 상기 롤러 구동 모터(102)의 회전 에 따라 해당 롤러(203)가 회전하여, 상기 롤러(203) 상에 중간부가 지지되는 피가공축(207)이 회전하게 된다.

이때, 상기 베이스(100) 상에는 상기 피가공축(207)의 길이 방향으로 한 쌍의 가이드 홈(202)이 형성되고, 상기 롤러 블록(201)은 상기 가이드 홈(202)을 따라서 상기 피가공축(207)의 길이 방향으로 이동 가능하여 위치 조절이 가능하게 고정된다. 이를 위하여 상기 보조 베이스(101) 상에도 한 쌍의 가이드 홈이 형성되어 상기 롤러 구동 모터(102)도 롤러 블록(201)과 같이 이동 가능하여 위치 조절이 가능하게 고정된다. 상기 가이드 홈(202)은 가이드 레일로 형성할 수도 있다. 이와 같이 상기 가이드 홈(202)에 대해 이동 가능하게 설치된 롤러 블록(201)은 (도시되지 않은) 이송 모터 등에 의해 위치를 조절할 수 있다. 이때, 상기 롤러 구동 모터(102)의 이동을 위한 이송 모터도 함께 설치되는 것이 바람직함은 물론이다.

한편, 상기 롤러 블록(201)은 하나 이상이 설치될 수 있는 바, 본 실시예에서는 한 쌍의 롤러 블록(201)이 설치되고, 그 중 하나의 롤러 블록(201)에 풀리 또는 체인 커플링(205)이 구비되어 롤러 구동 모터(102)에 의해 피가공축을 회전시키는 것이 바람직하다.

상기 냉각통(112)의 각각은 중공 원통 형상으로서, 냉각통(112)에 분사되는 냉매의 온도 손실을 방지하기 위하여, 즉 단열을 위하여, 서로 이격된 내판(122) 및 외판(123)과, 상기 내판(122)과 외판(123) 사이에 개재된 단열재(124)로 이루어질 수 있다. 상기 냉각통(112) 각각의 양 단부에는 측면 커버(113)가 각각 다수의 볼트(113b)에 의해 고정 설치된다. 상기 측면 커버(113)의 중심부에는 상기 피가 공축(207)의 외경에 대응하는 내경을 갖는 관통홀(113h)이 형성된다. 이때, 상기 서로 다른 내경의 관통홀(113h)을 갖는 다수개의 측면 커버(113)를 구비하여 피가공축(207)의 외경에 따라 적절한 측면 커버(113)를 설치하는 것이 바람직하다.

본 발명의 국부 냉각 장치에 사용되는 냉매는 액화 질소를 사용하고, 이는 피가공축(207)에 분사된 냉매가 피가공축(207) 주변에서 기화되어 상기 피가공축(207)과 상기 측면 커버(113)의 관통홀(113h) 사이의 틈을 통하여 외부로 배출된다. 따라서, 냉각통(112) 내에 분사되는 냉매가 상기 냉각통(112)의 각 해당 단부와 측면 커버(113) 사이를 통하여 외부로 유출되는 것은 바람직하지 않으므로, 이들 사이에는 저온에 강한 시일(120)이 개재되는 것이 바람직하다.

상기 냉각통(112) 각각의 상부에는 냉각통(112) 내에 냉매와 일정 압력의 공기를 분배 및 공급하기 위한 냉매 분배기(114) 및 공기 분배기(115)가 배치된다. 상기 냉매 및 공기 분배기(114, 115)의 상단에는 유입구(114h, 115h)가 형성되어, 파이프를 통하여 외부의 냉매 및 공기 공급원(304, 305)과 연결된다. 상기 냉매 및 공기 공급원(304, 305)에는 (도시되지 않은) 유량 제어 밸브가 설치되어 상기 각각의 분배기에 유입되는 냉매 및 공기의 유량을 제어할 수 있다. 상기 유량 제어 밸브는 상기 파이프에 설치될 수도 있다. 상기 냉매 및 공기 분배기(114, 115)의 아래에는 이들 분배기(114, 115)로부터 공급되는 냉매 및 공기를 냉각통(112) 내에 분사하기 위한 노즐(118)이 Y"자 형상의 혼합 배관(116)을 통하여 설치된다. 즉, 상기 혼합 배관(116)의 2개로 분기된 상단의 유입구에는 상기 냉매 및 공기 분배기(114, 115)의 하단이 연결되고, 하나로 합쳐진 하단의 유출구에는 노즐 (118)의 상단과 연결된다. 상기 노즐(118)의 하단인 분사구는 상기 냉각통(112)의 상단벽을 관통하여 그의 내부까지 연장 형성된다.

이때, 상기 냉매 및 공기 분배기(114, 115)는 상기 냉각통(112)의 길이 방향으로 연장 형성되고, 그에 따라서 상기 혼합 배관(116) 및 노즐(118)은 복수개가 상기 냉각통(112)의 길이 방향으로 소정 간격 이격 배열되는 것이 바람직하다.

이와 같이 구성된 장축 냉박음용 국부 냉각 장치에는 (도시되지 않은) 제어 유닛이 설치되어, 냉각통(112), 롤러 블록(201) 등의 구동 및 이동을 위한 각종 구동 및 이송 모터와, 냉매 및 공기 공급원(304, 305)의 유량 제어 밸브 등이 자동으로 제어 본 발명에 따른 국부 냉각 장치 자동화될 수 있다.

다음은 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 장축 냉박음용 국부 냉각 장치의 작동을 설명한다.

먼저, 냉각 가공될 피가공축(207)의 직경, 길이, 재질, 원하는 수축량 등의 데이터를 제어 유닛에 입력한다. 상기 제어 유닛은 입력된 피가공축(207)의 길이에 따라 상기 베이스(100) 상에서 롤러 블록(201)과 롤러 구동 모터(102)의 위치를 설정하여 고정시킨다. 이후, 냉각시키고자 하는 피가공축(207)을 롤러 블록(201)의 롤러(203) 상에 안착시키고 상기 피가공축(207)의 외경에 대응하는 내경의 관통홀(113h)이 형성된 측면 커버(113)를 냉각통(112)에 설치한다.

이때, 상기 롤러 블록(201)과 롤러 구동 모터(102)의 위치 설정 작업의 경우, 작업하고자 하는 피가공축(207)의 치수가 크게 바뀌지 않는다면 자주 발생되지 않기 때문에, 상기 작업은 작업자가 수동으로 수행할 수 있다. 다만, 이 경우 롤 러 블록(201)과 롤러 구동 모터(102)를 개별적으로 위치 조절하여야 하기 때문에, 롤러 구동 모터(102)와 롤러(203)의 회전축에 설치된 풀리 또는 체인 커플링(102s, 205)과의 사이에 벨트 또는 체인(204)을 연결하는 작업은 롤러 블록(201)과 롤러 구동 모터(102)의 위치 조절 후에 수행된다.

이후, 상기 제어 유닛에 입력된 피가공축(207)의 외경에 따라 상기 제어 유닛은 상기 높이 조절 나사(109)를 회전시켜 상하 조절판(108)을 승강시킴으로써 그에 설치된 상기 냉각통(112)의 높이를 조절하여, 냉각통(112), 보다 구체적으로는 그에 설치된 측면 커버(113)의 관통홀(113h)과 상기 피가공축(207)의 중심을 일치시킨다. 그 후, 상기 제어 유닛은 상기 모터(103)를 회전시켜 대차(107)가 서로 가까워지도록 이동시킴으로써 상기 피가공축(207)의 양 단부를 상기 냉각통(112)의 각각에 삽입시킨다. 이때, 상기 대차(107)가 이동하는 레일(105) 상에는 스토퍼(106)가 설치되어 대차(107)의 이동을 제한할 수 있다.

상기 피가공축(207)의 양 단부가 상기 냉각통(112)의 각각에 삽입되면, 상기 제어 유닛은 냉매 및 공기 공급원(304, 305)에 설치된 유량 제어 밸브를 개방시켜 냉매 및 공기를 냉각통(112) 내에 분사한다. 즉, 상기 냉매 및 공기 공급원(304, 305)은 파이프를 통하여 상기 냉매 및 공기 분배기(114, 115)로 냉매 및 공기를 공급하고, 냉매 및 공기는 혼합 배관(116)에서 혼합된 후 상기 노즐(118)을 통하여 냉각통(112) 내에 분사된다. 이때, 상기 공기는 일정한 압력을 가지고 공급되어 분사된 냉매가 냉각통(112) 내에서 와류를 일으키도록 함과 동시에 냉매를 기화시킴으로써 상기 피가공축(207)의 냉각을 원활하게 한다.

이때, 상기 피가공축(207)이 회전하지 않으면 축의 냉각되는 부분의 온도가 균일하지 않게 되므로 이를 방지하기 위하여 상기 제어 유닛은 보조 베이스(101) 상에 설치된 롤러 구동 모터(102)를 구동시켜 상기 피가공축(207)을 회전시킨다.

상기 피가공축(207)의 냉각된 온도는 (도시되지 않은) 온도 측정 센서를 통하여 측정할 수 있다. 측정된 온도는 상기 제어 유닛으로 전송되고, 측정된 온도가 원하는 온도에 도달하면, 상기 제어 유닛은 국부 냉각 장치의 작동을 정지시킨다.

이와 달리, 상기 제어 유닛에 입력된 피가공축(207)의 치수 및 재질과 공급되는 냉매 및 공기의 온도, 유량, 압력 등을 고려하여 미리 계산된 도표를 기초로 피가공축(207)이 원하는 온도에 도달하는 데 소요되는 시간에 구할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 국부 냉각 장치는 입력된 피가공축(207)의 치수 및 재질과 그에 분사되는 냉매 및 공기의 온도, 유량, 압력 등을 고려하여 상기 피가공축(207)의 원하는 수축량에 대응하는 온도에 도달하기까지 소요되는 시간을 계산하여, 해당 시간만큼 피가공축(207)을 냉각시킨다. 이와 같이 원하는 온도로 냉각이 완료되면 냉매 및 공기의 공급을 중지하고 피가공축(207)의 회전을 중지시킨다. 이후, 상기 모터(103)를 역회전시켜 상기 냉각통(112)이 서로 멀어지게 이동하여 냉각된 피가공축(207)의 양 단부가 상기 냉각통(112)에서 나오게 한다. 이와 같이 양 단부가 냉각된 피가공축(207)은 크레인 등으로 권상되어 다음 공정에서 피조립품에 조립된다.

한편 전술된 실시예에서 피가공축(207)의 냉각하고자 하는 부분의 길이가 길 어지는 경우, 상기 냉각통(112)은 그에 대응하는 길이를 가져야 한다. 이를 위하여, 도 4에는 냉각통에 연장부를 결합시킴으로써 냉각통의 길이를 조절할 수 있는 전술된 실시예의 변형예가 도시되어 있다.

도 4에 도시된 냉각통(412)은 도 1 내지 도 3에 도시된 냉각통(112)과 마찬가지로 상기 대차(107)의 상하 조절판(108)에 고정된 받침대(110) 상에 안착되고 고정 클램프(111)에 의해 고정된다. 상기 냉각통(412)의 일측 단부에는 나사부(421)가 형성되고, 상기 나사부(421)에는 중공 원통 형상인 냉각통 연장부(412e)의 일단부가 나사 결합된다. 이때, 상기 측면 커버(413)의 하나는 다수의 볼트(413b)에 의해 상기 냉각통 연장부(412e)의 타단부에 고정 설치된다.

한편, 상기 냉각통 연장부(412e) 내에도 냉매 및 공기를 분사하기 위하여, 상기 냉각통(412)의 상부에 배치되는 냉매 및 공기 분배기(414, 415)의 일단부에도 냉매 및 공기 분배기 연장부(414e, 415e)가 연결된다. 이를 위하여 상기 냉매 및 공기 분배기(414, 415)와 냉매 및 공기 분배기 연장부(414e, 415e)의 대면하는 일단부에는 각각 대응하는 나사부가 형성되어 각각 나사 결합된다. 상기 냉매 및 공기 분배기 연장부(414e, 415e)와 냉각통 연장부(412e) 사이에는 상기 냉매 및 공기 분배기(414, 415)와 냉각통(412) 사이에 설치되는 Y"자 형상의 혼합 배관(416) 및 노즐(418)이 동일한 방식으로 설치된다.

한편, 상기 냉각통(412)의 길이를 조절하기 위하여 서로 다른 길이를 갖는 다수개의 냉매 및 공기 분배기 연장부(414e, 415e) 및 냉각통 연장부(412e)를 구비하여 피가공축(207)의 길이에 따라 적절한 냉각통 연장부(412e)를 설치하는 것이 바람직하다.

이상에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

예를 들어, 전술된 실시예에서는 상기 대차에는 상하 조절판이 설치되어 그에 설치된 냉각통의 높이가 조절되도록 구성되어 있으나, 이와 달리 상기 롤러 블록의 높이가 조절되도록 구성할 수도 있다.

전술된 구성을 갖는 본 발명의 국부 냉각 장치는 산업 현장의 끼워 맞춤 공정에 적용함으로써 선진화된 냉각 방법으로 축의 조립부를 작업자가 원하는 온도로 빠른 시간 내에 냉각함으로써 열박음에 비해 시간이 단축된다. 더욱이 열박음을 수행할 수 없는 부품을 냉박음으로 조립할 때, 본 발명의 국부 냉각 장치는 폭발성이 강한 냉매를 안전하게 취급할 수 있도록 한다. 따라서, 본 발명은 산업 기계의 억지 맞춤 분야에 실용적 가치가 우수한 효과를 갖는다.

특히, 본 발명에 따른 국부 냉각 장치는 열박음을 위한 피가공축의 크기 및 재질에 따라서 피가공축의 구동 및 이송과 그에 분사되는 냉매 및 공기의 공급을 제어함으로써 냉박음을 위한 피가공축의 국부 냉각을 자동으로 수행할 수 있게 한다.

Claims

피가공축의 일부를 냉각시키기 위한 국부 냉각 장치로서,

상기 피가공축의 일부가 삽입되는 중공 형상의 냉각통과,

상기 냉각통 내에 냉매를 분사하는 노즐을 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 냉각 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 피가공축이 안착되어 그를 지지하기 위한 롤러 블록을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 냉각 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 롤러 블록에는 상기 피가공축이 안착되는 롤러가 설치되고, 상기 피가공축을 회전시키기 위해 상기 롤러를 회전시키기 위한 롤러 구동 모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 냉각 장치.
청구항 2에 있어서, 상기 냉각통과 롤러 블록은 이들 사이의 높이가 조절되도록 설치되는 것을 특징으로 하는 국부 냉각 장치.
청구항 1에 있어서, 상기 냉각통은 개방된 양 단부를 갖고, 상기 냉각통의 양 단부에는 중심부에 상기 피가공축의 외경에 대응하는 내경을 갖는 관통홀이 형성된 측면 커버가 설치된 것을 특징으로 하는 국부 냉각 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각통은 한 쌍이 상호 가까워지거나 멀어지는 방향으로 이동 가능하게 설치된 것을 특징으로 하는 국부 냉각 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉매는 일정 압력의 공기와 혼합되어 냉각통 내에 분사되는 것을 특징으로 하는 국부 냉각 장치.
청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서, 상기 냉각통의 일 단부에 연결되는 냉각통 연장부를 더 포함하고, 상기 노즐은 냉각통 연장부에 더 형성된 것을 특징으로 하는 국부 냉각 장치.
피가공축의 일부를 지지시키는 단계와,

상기 피가공축의 수축시키고자 하는 일 부분을 냉각통에 삽입시키는 단계와,

상기 냉각통 내에 냉매를 분사하여 피가공축의 상기 일 부분을 냉각시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 냉각 방법.
청구항 9에 있어서, 상기 피가공축을 회전시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 냉각 방법.
청구항 9 또는 청구항 10에 있어서, 상기 일 부분을 냉각시키는 단계는 상기 피가공축의 크기 및 재질을 고려하여 냉각 시간을 결정하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 국부 냉각 방법.