KR20080002797U

KR20080002797U - 샤프트 열처리 장치

Info

Publication number: KR20080002797U
Application number: KR2020070000959U
Authority: KR
Inventors: 김종욱
Original assignee: (주)네오티스
Priority date: 2007-01-19
Filing date: 2007-01-19
Publication date: 2008-07-23
Also published as: KR200441628Y1

Abstract

본 고안은 샤프트 열처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전면 일측 또는 양측면에 설치되어 샤프트를 공급하는 샤프트공급부(120)와, 상기 샤프트공급부(120)에서 공급된 샤프트를 이동시키기 위해 구비된 이송서보기구(130)와 샤프트 열처리에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부(160)가 내측에 설치되고, 열처리조건을 제어하는 조작판넬(162)이 외측에 구비되며, 상기 이송서보기구(130)에 의해 이동된 샤프트가 통과되면서 열처리되도록 환형으로 이루어진 고주파유도가열코일(141)이 한개 이상의 설치된 열처리유닛트(140)가 구비된 본체(100); 상기 본체의 연결되어 열처리된 샤프트를 이송시키는 이송수단이 구비되고, 이송되는 샤프트를 배출하는 배출트레이가 한개 이상 구비된 이송배출유닛트(500); 상기 본체(100)의 구동시 열처리유닛트(140)에 냉각수를 공급하고, 열처리된 샤프트의 냉각에 사용된 냉각수를 회수하기 위해 상기 본체(100)와 연결 설치되는 냉각수저장 및 공급부(300); 상기 본체(100) 및 냉각기(400)에 전원을 공급하고 열처리유닛트(140)의 열처리조건을 제어하도록 본체(100)와 별도로 구성되는 열처리컨트박스(200);를 포함하여 이루어진다.

샤프트, 열처리장치, 열처리유닛트

Description

샤프트 열처리 장치{Heat treatment apparatus of the shaft}

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 대한 샤프트 열처리장치의 전체구성도,

도 2는 도 1에서 본체부분만을 발췌 도시한 사시도,

도 3 및 도 4는 도 1에서 본체부분의 정면도와 일측면도,

도 5a, 5b는 샤프트를 본체에 공급하는 샤프트승강공급기 부위의 발췌도 및 샤프트승강공급기의 동작상태도,

도 6은 샤프트가 열처리되는 열처리유닛트의 내부 구성도와 열처리용 고주파유도가열코일의 발췌도,

도 7은 본체의 일측에 연결설치되는 이송배출유닛트의 일부구성 발췌도,

도 8은 도 7의 에어세척부의 종단면도,

도 9는 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 샤프트 열처리장치에서 샤프트가 공급 및 이동되는 사용상태의 평면도,

도 10 및 도 11은 샤프트공급부에서 샤프트가 본체 내측으로 공급되는 동작을 도시한 것이다.

＊도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명

100 : 본체 120 : 샤프트공급부

121 : 공급트레이 122 : 샤프트승강공급기

123 : 샤프트공급가이드 124 : 고정계단부

125 : 승강계단부 127,128 : 걸림턱

130 : 이송서보기구 140 : 열처리유닛트

141:고주파유도가열코일 142 : 냉각수배출공

143 : 냉각수공급호스 145 : 회전롤러

146 : 냉각수배출홈 148 : 샤프트정렬부재

149 : 방지커버 160 : 전원공급부

162 : 조작판넬 170 : 에어크리너

172 : 집진후드 200 : 열처리컨트롤박스

300 : 냉각수저장 및 공급부 310 : 냉각수저장탱크

400 : 냉각기 410 : 냉각팬

500 : 이송배출유닛트 505 : 에어세척부

506 : 에어분사노즐 507 : 감지센서

508 : 경사판 510 : 이송체인

512 : 구동부 515 : 방청유도부

516 : 방청유분사노즐 517 : 감지센서

520 : 이송컨베이어 522 : 배출트레이

525 : 샤프트공급호퍼 550 : 푸셔

S : 샤프트

본 고안은 샤프트 열처리 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 비교적 작은 크기의 차량용 원도우 모터 샤프트의 외주연 표면에 국소 열처리를 실시하여 부품의 내마모성을 향상시킬 수 있도록 하는 샤프트 열처리장치에 관한 것이다.

통상 샤프트는 구동원으로부터 동력을 전달받아 일정거리에 있는 동작부재에 회전운동 또는 직선운동으로 동력을 전달하는 기계요소중 하나로, 사용되는 장치나 위치에 따라 그 재질 뿐만 아니라 크기가 매우 다양하기 마련이며, 어떠한 장치에 사용되든 동력을 전달하는 핵심요소이기 때문에 그 내구성이 가장 중요한 요소가 된다.

특히, 자동차에 있어서는 소비자의 다양한 욕구 만족과 자동차의 성능 및 안전성의 향상을 위해 각 장치의 중요부품에 대한 향상된 내구성과 강도가 요구되고 있다.

이러한 요구 때문에 각 중요부품들의 기본적인 기능을 향상시키기 위해 필요한 부위에 적절한 특성이 요구되도록 열처리기술이 이용되고 있으며, 다양한 열처리방법 중에서도 단시간 급속 가열이 특징인 고주파유도가열은 재료의 내마모성과 내피로성을 증대시키는 표면경화법으로 가장 많이 이용되고 있으며, 특히 자동차분야에서 그 이용율이 높다 할 것이며, 본 고안 역시 고주파유도가열을 통해 열처리를 시행하는 장치에 속하는 것이다.

특히, 본 고안이 속하는 열처리장치는 자동차의 윈도우를 강제로 구동시키는 파워윈도우 시스템에 있어서, 파워윈도우 모터샤프트를 열처리하는 장치로, 일정길이의 막대형상으로 이루어지는 샤프트의 표면을 경화시켜 변형이 우려되는 특정부위의 내마모성을 향상시키기 위한 하나의 방법으로 고주파를 이용하여 열처리를 실시하는 장치에 관한 것이다.

종래의 경우, 파워윈도우 모터샤프트의 경우 그 크기가 작고 소구경으로 이루어진 부품이어서 고주파 열처리작업은 수작업에 의존하는 경우가 많아 작업의 능률이 떨어지고 안정된 품질의 제품을 얻기 어려웠으며, 차종별 부품의 다양성으로 인해 각 부품에 알맞는 열처리장치를 개발하는 것도 매우 어려웠다.

이러한 종래의 문제점을 해결하기 위해 실용신안등록 제20-0328924호의 「샤프트 열처리 장치」가 안출된 바 있으나, 이러한 종래의 샤프트 열처리장치는 샤프트의 공급과 배출작업이 불편하며 열처리작업후 별도의 후공정이 필요하여 전체적인 공정으로 볼 때 부품의 생산성을 크게 향상시킬 수 없는 단점이 있었다.

본 고안은 종래의 열처리장치가 갖는 단점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 본 고안은 샤프트의 열처리작업시 자동화 공정을 향상시켜 생산성을 높이고 작업 편리성 향상으로 작업자의 노동강도를 줄일 수 있도록 하는 샤프트 열처리 장치를 제공하고자 하는데 그 목적이 있다.

본 고안의 다른 목적들과 특징들은 이하에서 기재되는 바람직한 실시예에 의해 더욱 상세하게 알 수 있을 것이다.

본 고안에 따른 샤프트 열처리 장치는 전면 일측 또는 전·후 양측면에 일정높이로 설치되어 외부에서 샤프트 공급이 가능하게 구성되는 한개 이상의 샤프트공급부와, 상기 샤프트공급부에서 공급된 샤프트를 수평이동시킬 수 있도록 내부 일측에 샤프트공급부와 동일한 수로 샤프트공급부의 말단측에 설치되는 이송서보기구와, 샤프트 열처리에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부와, 열처리조건을 작업자가 제어할 수 있도록 외부 일측에 구비되는 조작판넬과, 상기 이송서보기구에 의해 이동된 샤프트가 중심부를 관통하면서 열처리되도록 환형으로 이루어진 고주파유도가열코일이 한개 이상의 설치된 열처리유닛트가 구비되어 박스형으로 이루어진 본체; 상기 열처리유닛트에 연결되어 열처리된 샤프트를 이송시키기 위한 이송수단이 구비되고, 상기 이송수단의 일측에는 이동되는 샤프트의 배출을 위한 배출트레이가 설치된 이송배출유닛트; 상기 본체의 구동시 열처리유닛트에 냉각수를 공급하고 냉각에 사용된 냉각수를 회수하기 위한 냉각수 저장탱크와 냉각수공급펌프가 구비되어 상기 본체와 연결 설치되는 냉각수저장 및 공급부; 상기 본체 및 냉각기에 전원 을 공급하고 열처리유닛트의 열처리조건을 제어하도록 본체와 별도로 구성되는 열처리컨트박스;를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 이송배출유닛트의 선단부에는 상기 본체에서 열처리되어 배출된 샤프트를 에어로 세척하기 위한 에어세척부와, 상기 에어세척부를 통과한 샤프트 표면에 방청유를 도포하기 위한 방청유도포부가 연속 설치되고, 상기 고주파유도가열코일의 내주연에는 열처리되어 이동되는 샤프트를 냉각시키기 위해 상기 냉각수저장 및 공급부와 연결되어 냉각수가 분출되는 냉각수배출공이 형성된 구조로 이루어져 고주파유도가열코일을 통과하면서 열처리된 샤프트가 코일에서 분사된 냉각수에 의해 냉각되어 표면경화가 이루어질 수 있도록 구성된다.

특히, 상기 샤프트공급부는 본체에 탈부착가능한 구조로 이루어져 본체 외측으로 경사지게 돌출 설치되는 공급트레이와; 상기 공급트레이에서 공급된 샤프트를 일정높이 하나씩 상승시켜 본체 내부로 이동시킬 수 있도록 계단형상으로 이루어지는 걸림턱이 복수개로 분할되어 일정간격으로 고정 설치되는 고정계단부와, 상기 고정계단부와 동일한 높이의 단(段)과 개수로 구성되어 상기 고정계단부보다 한계단 아래 위치하도록 고정계단부 사이에 끼워져 한계단 높이만큼 승강동작되도록 설치되는 승강계단부로 구성되어, 상기 승강계단부의 승강동작에 따라 공급트레이에 있는 샤프트가 일정높이 상승이동하여 하나씩 본체 내부로 공급될 수 있도록 구성된다.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하면서 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 고안의 바람직한 실시예에 대한 샤프트 열처리장치에 대한 전체 구성을 도시하고 있는 것으로, 도면에 도시된 바와 같이 본 고안에 따른 샤프트 열처리장치의 주요 구성은 일정크기의 사각 캐비넷(cabinet) 형상으로 이루어져 열처리에 필요한 전원을 공급하는 전원공급부(160)와, 상기 전원공급부(16) 일측으로 연속 설치되어 샤프트의 열처리가 수행되는 열처리유닛트(140)가 구비되며, 전·후면중 일측 또는 양측면에 일정높이로 샤프트공급부(120)가 설치되어 있는 본체(100)와, 상기 열처리유닛트(140)에서 열처리된 샤프트를 일정거리 이송 배출시킬 수 있도록 본체(100)의 일측으로 연속 설치된 이송배출유닛트(500)와; 상기 본체(100)와 별도로 설치 구성되어 열처리유닛트(140)에서 열처리된 샤프트를 냉각시키기 위해 냉각수를 공급하고 공급된 냉각수가 다시 회수되어 저장되는 저장탱크와 냉각수공급펌프 등이 구비된 냉각수 저장 및 공급부(300)와; 상기 냉각수 저장 및 공급부(300)로 회수된 냉각수를 공급받아 냉각시키기 위해 냉각수저장 및 공급부(300)와 일체로 설치되거나 별도로 분리 설치될 수 있는 것으로 본 고안에서는 별도로 분리구성되어 이루어지는 냉각기(400)와; 상기 본체(100)에 설치된 전원공급부(160) 및 열처리유닛트(140)와 냉각기(400)의 동작을 위한 전원공급과 열처리에 필요한 조건을 제어하기 위해 본체와 별도로 구성되는 열처리컨트롤박스(200);가 구비된 구성으로 이루어진다.

이하에서 상술한 주요 구성부를 각부별로 더욱 상세히 설명하기로 한다.

도 2 내지 도 4는 본체(100)의 구성을 더욱 알아보기 쉽도록 본체(100)만을 발췌한 사시도와 정면도 및 일측면도를 각각 도시하고 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 본체(100)는 일정크기의 캐비넷 형상을 갖는 사각 박스형으로 이루어진 것으로, 작업자의 눈높이에 알맞고 관리가 용이하도록 주요 구성들이 본체(100)의 중심부 상단으로 일정 높이 배치된다.

즉, 본체(100)의 전·후면과 일측면에는 개폐가능한 도어가 각각 구비되고, 외측 상부에는 본체의 일측에 설치된 열처리유닛트(140)부에서 발생된 분진 등을 집진 정화시켜 외부로 배출시키는 에어필터가 설치되어 있으며, 상기 에어필터는 열처리유닛트(140)의 내부 상단에 설치된 배기덕트와 연결 설치된다.

본체(100)의 내부 일측에는 열처리용 고압의 전류를 공급하기 위한 전원공급부(160)가 구비되고, 본체(100)의 전·후면 양쪽 또는 어느 일측면의 중앙부 근처에는 열처리 될 샤프트를 공급하기 위한 샤프트공급부(120)가 각각 설치되는 것으로, 도면에 도시된 바와 같이 본 고안의 바람직한 실시예에서는 본체(100)의 전·후면 양쪽에 샤프트공급부(120)가 동시에 구비된 구성으로 이루어져 있으며, 상기 샤프트공급부(120)의 내측단에 연결되는 본체(100)의 중심부에는 상기 샤프트공급부(120)에서 공급된 샤프트를 하나씩 밀어내어 본체(100)의 일측에 구비된 열처리유닛트(140)로 샤프트를 공급하는 직선운동기구인 이송서보기구(130)가 설치되며, 상기 이송서보기구(130)는 샤프트공급부에서 공급되는 샤프트를 감지한 센서(도시안됨)에 의해 자동으로 좌우 왕복운동하면서 공급된 샤프트를 이동시킬 수 있도록 구성된다.

상기 본체(100)의 전·후면 중앙부에 각각 구비된 샤프트공급부(120)는 본 체(100)의 전·후면에서 일정부분 돌출되어 샤프트가 일정량 올려질 수 있도록 일정 크기로 이루어지는 경사진 공급트레이(121)와, 상기 공급트레이(121)에서 공급된 샤프트를 승강동작하면서 공급트레이(121)의 선단부에 위치한 샤프트를 하나씩 들어올려 본체의 내측으로 공급하는 샤프트승강공급기(122)와, 상기 샤프트승강공급기(122)의 상면에 설치되어 공급된 샤프트를 하나씩 본체 내측으로 공급하도록 제어하는 샤프트공급가이드(123) 및 센서가 구비되는 것으로, 상기 샤프트공급부(120)의 구성을 더욱 알아보기 쉽도록 도 5a와 도 5b에 그 구성과 동작상태가 각각 도시되어 있다.

상기 샤프트승강공급기(122)는 샤프트를 수평상태로 하나씩 들어올릴 수 있도록 일정크기의 걸림턱(127)(128)을 갖도록 전체적으로 계단형상으로 이루어지는 것으로, 본 고안의 바람직한 실시예에서는 샤프트를 공급트레이(121)의 말단에서 상승동작시 하나씩 들어올려 본체(100)의 내측으로 공급하도록 분리구성되어 일정간격으로 이격 설치되는 복수개의 고정계단부(124)와, 상기 고정계단부(124) 사이 사이에 끼움 설치되어 일정 높이 승강동작되는 승강계단부(125)로 구성되어 이루어진다(도 5a참조).

특히, 상기 고정계단부(124)와 승강계단부(125)의 각 걸림턱(127)(128)은 동일한 높이로 이루어지고 외측단에서 내측단으로 약간 하향지게 경사진 기울기를 갖도록 형성되어 각 걸림턱(127)(128)에 올려진 샤프트가 자연스럽게 걸림턱(127)(128) 내측으로 구를 수 있도록 구성되며, 고정계단부(124) 사이에서 승강동작되도록 설치되는 복수개의 승강계단부(125)는 하단부에 구비된 승강구동 부(126)에 의해 일체로 동작되도록 구성된다.

또한, 상기 승강계단부(125)의 걸림턱(128)은 상승시 고정계단부(124)의 걸림턱(127)과 그 상면이 일치하거나 약간 높게 위치되고, 하강시에는 고정계단부(124)의 걸림턱(127)보다 한 계단 아래에 걸림턱(128)이 위치되도록 구성되어 상승시 고정계단부(124)의 걸림턱(127)의 상면과 일치되거나 약간 높게 상승되어 하강시에 걸림턱(128)에 놓여졌던 샤프트가 고정계단부(124)의 걸림턱(127) 상면으로 자연스럽게 걸쳐져 위치이동이 이루어질 수 있도록 구성되는 것으로, 샤프트(S)의 이동동작이 도 5b에 도시되어 있다.

즉, 상기 승강계단부(125)의 걸림턱(128)에서 고정계단부(124)의 걸림턱(127)으로 샤프트의 이동이 자연스럽게 이루어질 수 있도록 양 계단부의 걸림턱(127)(128)이 상호 수평상태를 유지할 때 승강계단부(125)의 걸림턱(128)이 고정계단부(124)의 걸림턱(127)보다 한개의 샤프트 직경 정도 후방으로 밀려 들어가 설치된 구성으로 이루어져 승강계단부(125)의 상승시 걸림턱(128)에 있던 샤프트가 수평상태를 이루는 고정계단부(124)의 걸림턱(127)에 동시에 걸쳐질 수 있도록 구성된다.

한편, 상기 샤프트승강공급기(122)의 최상단에는 상승된 샤프트가 본체(100) 내측으로 공급되는 것을 제어하기 위해 상하로 승강동작되는 샤프트공급가이드(123)가 설치되고, 상기 샤프트공급가이드(123)의 대향측 저면에는 샤프트의 이동을 감지하여 샤프트공급가이드(123)의 이동을 제어하는 감지센서(123a)가 설치되어 있고, 상기 샤프트승강공급기(122)로부터 낙하된 샤프트가 수평상태로 안착되어 후방에 설치된 이송서보기구(130)에 의해 직진 이동할 수 있도록 하는 V형 블럭의 가이드레일(129)이 설치된다.

또한, 본체(100)의 일측에 구비된 열처리유닛트(140)는 상기 전원공급부(160)에서 공급된 고압의 전류가 인가되어 상기 이송서보기구(130)에 의해 공급되는 샤프트에 유도전류가 흐르도록 하여 고주파 가열시키고, 가열된 샤프트의 외주연에 냉각수를 분사하여 냉각시키는 고주파가열수단과 냉각수단이 동시에 구비된 구성으로 이루어지며, 상기 열처리유닛트(140)의 하단부로는 배출된 냉각수를 회수하여 냉각수저장 및 공급부(300)로 배출시키기 위한 냉각수회수부(305, 도 3참조)가 구비되며, 상기 열처리유닛트(140)의 내부 구성이 도 6에 상세히 도시되어 있다.

도면에 도시된 바와 같이, 상기 열처리유닛트(140)는 이송서보기구(130)의 동작으로 이동된 샤프트가 통과하면서 고주파유도가열에 의해 열처리가 이루어질 수 있도록 중앙부에 통로가 형성된 고주파 유도가열코일(141)이 일측면 양쪽에 수직으로 설치되며, 이 고주파유도가열코일(141)의 상단부에는 냉각수저장 및 공급부(300)에서 공급받아 냉각수를 분출하는 냉각수공급호스(143)가 연결 설치되어 있으며, 상기 냉각수공급호스(143)로 공급되는 냉각수는 코일이 고정된 고정부재를 통해 공급되는 구성으로 이루어지며, 고주파유도가열코일(141)을 통과하면서 열처리된 샤프트를 냉각시키기 위해 샤프트가 직진하는 방향을 향해 분사되도록 고주파유도가열코일(141)의 내주연에는 일정각도로 형성된 냉각수배출공(142)이 원주방향으로 형성되어 있다.

또한, 상기 고주파유도가열코일(141)을 통과한 샤프트가 이동되면서 가열된 표면이 코일의 내주연에 형성된 냉각수배출공(142)에서 분사된 냉각수에 의해 골고루 냉각될 수 있도록 고주파유도가열코일(141)의 전방으로 일정한 속도로 회전하는 한쌍의 회전롤러(145)가 설치되며, 상기 한쌍의 회전롤러(145)의 외주연 표면에는 분사된 냉각수가 회전롤러(145) 사이를 통과하여 하부로 용이하게 배출될 수 있도록 일정 간격마다 일정깊이의 냉각수배출홈(146)이 형성되어 있으며, 상기 회전롤러(145)를 통과한 샤프트에서 표면의 물기를 제거할 수 있도록 회전롤러(145)의 말단부에는 이동되는 샤프트 표면을 약간 가압할 수 있는 구조로 이루어진 샤프트정렬부재(148)가 설치된 구성으로 이루어진다.

한편, 상기 회전롤러(145) 및 샤프트정렬부재(148)가 설치된 상부에는 샤프트를 향해 분사된 냉각수가 비산되는 것을 방지하기 위한 투명재의 비산방지커버(149)가 설치되며, 열처리유닛트(140)의 내부 상단부에는 샤프트의 고주파유도가열 및 냉각시 발생되는 유해가스나 분진을 외부로 배출시키기 위해 본체(100)의 외측상단에 설치된 에어클리너(170)에 일정길이의 배기덕트로 연결된 집진후드(172)가 설치된 구성으로 이루어진다.

상술한 열처리유닛트(140)에 구비되는 고주파유도가열코일(141)이나 회전롤러(145)의 구성은 본체(100)에 설치되는 샤프트공급부(120)의 수에 따라 그 설치수량이 변경될 수 있지만, 장치의 효율적인 구성이나 관리가 유리하도록 하기 위해서는 한쌍(2개)으로 이루어지는 구성이 가장 바람직할 것이다.

한편, 도 7 및 도 8에는 본 고안에 따른 샤프트 열처리장치에서 열처리된 샤 프트가 배출되는 이송배출유닛트(500)의 구성중 그 일측 선단부에 구비되는 에어세척부(505)와 방청유도포부(515)의 구성을 발췌 도시한 정단면도와 측단면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본체(100)에서 열처리되어 양 방향으로 배출되는 각 샤프트는 이송배출유닛트(500)로 유도되는데, 상기 이송배출유닛트(500)의 선단부에는 냉각을 위해 분사된 세척수가 샤프트의 양단 가공홈에 유입된 것을 제거하기 위해 밀폐된 공간부 내측 양쪽에 에어분사노즐(506)이 구비된 에어세척부(505)가 된다.

상기 에어세척부(505)와 방청유도포부(515)의 이송수단은 1렬의 이송체인(510)으로 구성되어 회전하는 이송체인(510)의 상면으로 샤프트가 놓여져 이동되는 구조로 이루어지며, 상기 에어세척부(505)는 본체(100)에서 양방향 2열로 배출된 샤프트가 1렬의 이송체인에 안착될 수 있는 구조로 이루어진다.

즉, 에어세척부(505)의 전·후면에는 에어세척부(505)의 전·후면으로 이동된 샤프트가 그 중심부에 설치된 이송체인(510)의 상면으로 낙하되어 이송체인(510)의 상면에 안착될 수 있도록 소정의 경사부가 구비되어 있으며, 이송체인(510)의 상면에 안착된 샤프트의 양측단 가공홈 내측에 유입된 세척수를 에어로 불어낼 수 있도록 샤프트의 양단을 향해 고압의 에어가 분사되는 에어분사노즐(506)이 이송체인의 상부 근처에서 에어세척부(505)의 양측단에 각각 설치되어 있으며, 고압의 에어를 공급하는 에어공급수단(도시안됨)은 이송배출유닛트(500)의 하단 내측에 구비되거나 별도로 구성될 수 있다.

에어세척부(505)의 양 방향으로 공급된 샤프트가 동시에 이송체인(510)의 상 면으로 낙하되는 것이 방지되도록 샤프트가 유입되는 부위에는 샤프트의 유입을 감지하는 센서부(507)가 각각 구비되어 있으며, 상기 에어세척부(505)를 통과한 샤프트는 계속 직진 이동되어 그 다음 부스인 방청유도포부(515)로 이동하게 된다.

상기 방청유도포부(515)는 이송체인(51)을 따라 이동된 샤프트의 표면에 부식을 방지하기 위한 방청유를 도포하기 위한 곳으로, 중앙부 상방에서 이송체인의 상면으로 방청유를 분사하도록 서로 대향되는 방향으로 설치된 방청유분사노즐(516)이 각각 설치되며, 상기 방청유도포부(515)의 일측에는 이송체인(510)의 구동을 위한 구동수단(512)이 설치된다.

상기 에어세척부(505)와 방청유도포부(150)에는 샤프트를 이동시키면서 분사된 에어의 의해 탈리된 물기나 방청유가 하부로 배출될 수 있는 이동수단으로 이송체인(152)이 설치된 구성으로 이루어져 있지만, 상기 이송체인 이외에도 샤프트의 이송과 방청유의 배출이 가능한 다양한 이송수단이 제공될 수 있으며, 상기 이송체인(510)의 하단부에는 물기나 방청유의 회수를 위한 회수수단(도시안됨)이 마련된다.

또한, 상기 방청유도포부(150)의 일측으로 연속해서 샤프트를 이송시켜 필요한 곳으로 배출시키기 위한 이송컨베이어(52)가 일정길이 설치되며, 상기 이송컨베이어(520)의 상단에는 샤프트의 이동을 감지하는 이동감지센서(560)가 설치되고, 상기 이동감지센서(56)의 일측으로 이송컨베이어(520)를 따라 이동된 샤프트를 이송컨베이어 일측으로 밀어내어 배출시키기 위한 푸셔(550)가 설치되며, 상기 푸셔(550)가 설치된 반대측에는 푸셔(550)에 밀려 이송컨베이어에서 이탈된 샤프트를 받아주는 배출트레이(522)가 설치된 구성으로 이루어지며, 상기 배출트레이(522)의 상단부 일측에는 샤프트 진입을 감지하는 샤프트진입감지센서(570)가 설치되고, 상기 배출트레이(522)의 일측 이송컨베이어 말단에는 배출된 샤프트가 조립될 라인으로 샤프트를 공급할 수 있도록 샤프트공급호퍼(525)가 추가로 부착 설치될 수 있으며, 이 샤프트공급호퍼(525)에는 샤프트공급부(120)에 설치된 것과 동일한 구조와 원리로 이루어진 샤프트승강공급수단이 구비될 수 있다.

한편, 본체(100)에 연결 설치되는 상기 냉각수저장 및 공급부(300)는 본체(100)의 열처리유닛트(140)로 공급되는 냉각수를 일정량 저장할 수 있도록 일정 크기로 이루어진 것으로, 냉각수의 공급과 공급된 냉각수의 회수가 용이하도록 1차 저장탱크와 2차 저장탱크로 분리구성되는 것이 바람직하고, 저장탱크 일측에는 냉각수공급펌프(310)가 설치되고, 저장탱크의 일측 상단에는 외부로부터 공급된 냉각수에서 이물질을 걸러내기 위해 여과지(330)가 설치된 냉각수보충구(320)가 구비된 구성으로 이루어진다.

또한, 상기 냉각수저장 및 공급부(300)는 열처리된 샤프트를 냉각시키기 위해 사용되어 수온이 상승한 회수된 냉각수를 냉각시키기 위해 별도로 구비된 냉각기(400)와 연결 설치되어 있으며, 상기 냉각기(400)는 열처리컨트롤러(200)에서 직접 전원을 공급받아 동작될 수 있도록 구성된다.

한편, 이하에서는 상술한 구성으로 이루어진 본 고안의 바람직한 실시예에 따른 샤프트 열처리장치에 대한 동작과정을 도 9의 평단면도를 참고하여 설명하기 로 한다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 고안의 실시예에 따른 열처리장치는 본체(100)의 전·후면에 각각 구비된 샤프트 공급트레이(121)를 통해 본체(100) 내측으로 샤프트가 공급된다.

경사진 공급트레이(121)에 올려진 샤프트는 공급트레이 내측단으로 자연스럽게 이동된 후에 공급트레이 내측단에 설치된 계단형상의 샤프트승강공급기(122)의 승강동작에 의해 한계단씩 상승되어 최상단까지 이동된 후에, 본체의 내측에 설치된 가이드레일로 이동하게 된다.

상기 샤프트승강공급기(122)는 도 10에 도시된 바와 같이, 승강계단부(125)가 하강된 상태에서 공급트레이(121)에 올려진 샤프트(s)가 경사진 공급트레이(121)에 의해 내측단으로 굴러 진입하게 되어 고정계단부(124)의 제1걸림턱(127) 하단에 위치한 상태에서 승강계단부(125)가 상승하면서 승강계단부(125)의 제1걸림턱(128) 선단부 상면에 샤프트가 하나 걸려 상승하게 된다.

1차 상승후 승강계단부(125)의 제1 걸림턱(128)이 고정계단부(124)의 제1 걸림턱(127)과 수평상태가 유지되면서 승강계단부(125)의 걸림턱(128)에 올려진 샤프트가 고정계단부(124)의 걸림턱(127) 상면에 함께 걸쳐진 상태가 된다.

이 상태에서 승강계단부(125)가 다시 하강하게 되면, 고정계단부(124)의 제1 걸림턱(127)의 선단부에 걸려있던 샤프트가 경사진 걸림턱으로 인해 내측단으로 자연스럽게 굴러 이동하게 되고, 그 다음 승강계단부(125)가 상승할 때 고정계단부(124)의 제1 걸림턱에 올려진 샤프트는 승강계단부(125)의 제2 걸림턱에 걸려 1 계단 다시 상승한 후에 고정계단부(124)의 제2 걸림턱 선단부에 걸쳐지게 된다.

승강계단부(125)의 하강으로 고정계단부(124)의 제2 걸림턱 선단부에 걸쳐진 샤프트는 다시 내측단으로 굴러 위치한 후에, 그 다음 승강계단부(125)의 상승시 승강계단부(125)의 제3 걸림턱에 걸려 1계단 상승된 후에 고정계단부(124)의 제3 걸림턱에 걸쳐지게 된다.

이와 같은 동작이 계속 반복됨으로써 공급트레이(121)에 놓여졌던 샤프트가 하나씩 승강계단부(125)의 승강동작에 따라 고정계단부(124)의 걸림턱을 하나씩 거쳐 최종적으로 샤프트 승강공급기(122)의 최상단까지 이동된 후에 샤프트공급가이드(123)에 걸려 있다가 본체 내측의 가이드레일(129)로 낙하된다.

도 10의 동작과정을 알아보기 쉽도록 도 10의 A부위를 도 11에 승강계단부(125)와 고정계단부(124)의 상단부 일부만으로 발췌하여 샤프트의 이동관계를 간단히 도시하고 있다.

즉, 고정계단부(124)의 마직막 단 이전의 걸림턱(127t′)에 위치하고 있던 샤프트가 승강계단부(125)의 상승으로 승강계단부(125)의 마지막 단 걸림턱(128t)에 걸려 1계단 상승하게 되면, 승강계단부(125)의 최상단 걸림턱(128t)에 걸린 샤프트(s1)가 샤프트승강공급기의 최상단과 수평상태가 되면서 승강계단부(125)의 걸림턱(128t)에 걸려 있던 샤프트(s1)가 샤프트승강공급기의 최상단부로 굴러들어가고(a),

고정계단부(124)의 걸림턱(127t″)에 위치하고 있던 샤프트(s2)는 승강계단부의 걸림턱(128t′)에 걸려 고정계단부(124)의 걸림턱(127t′)으로 위치이동되 고(b), 그 다음 고정계단부(124)의 걸림턱에 위치하고 있던 샤프트(s3)는 승강계단부(125)의 걸림턱에 걸려 고정계단부(124)의 걸림턱(127t″)으로 이동하는 동작(c)이 연속적으로 이루어지면서 샤프트 공급이 이루어지게 된다.

가이드레일(129)로 샤프트가 이동되면 본체(100)의 내부 일측에 설치된 이송서보기구(130)가 동작되어 가이드레일(129)에 놓여진 샤프트를 본체의 내측 타단으로 가압하여 밀어내게 되며, 이송서보기구(130)에 의해 밀려나간 샤프트는 본체(100)의 타측에 설치된 열처리유닛트(140)로 유입되면서, 환형으로 이루어진 고주파유도가열코일(141)의 중심 관통부를 통과하게 된다.

고주파유도가열코일(141)의 중심 관통부를 통과한 샤프트는 그 표면의 특정부위가 고온 열처리되며, 코일을 통과한 샤프트가 회전롤러(145) 상면으로 이동되면서 코일의 내주연에서 분사된 냉각수에 의해 가열되었던 부위가 냉각되어지고, 회전롤러(145)의 상부로 분사된 냉각수는 회전하는 한쌍의 회전롤러(145) 사이와 냉각수배출홈(146)을 통해 하단부로 배출되어 냉각수회수부(305)로 모아져 다시 냉각수저장 및 공급부(300)로 순환하게 되고, 샤프트의 열처리 및 냉각수 분사시 발생된 분진 등은 열처리유닛트(140)의 내부 상단에 설치된 집진후드를 통해 본체의 외측 상단에 설치된 에어크리너(170)를 통해 배출되며, 양측 회전롤러(145) 사이에 위치한 샤프트는 연속으로 진입하는 다른 샤프트에 의해 계속 회전롤러(145)의 타단으로 이동되면서 샤프트정렬부재(148)를 통과하게 된다.

샤프트정렬부재(148)를 통과한 샤프트는 표면에 묻은 냉각수가 어느정도 제거되면서 샤프트정렬부재(148)의 일측으로 연결 설치된 이송배출유닛트(500)의 에 어세척부(505)로 이동된 후에 에어세척부(505)의 이송체인(510)상에 하나씩 낙하되어 에어세척부(505)의 내부 양단에 설치된 에어분사노즐에서 분사된 고압의 에어에 의해 샤프트 양단면에 형성된 샤프트고정홈 등에 유입된 물기까지 완전히 제거된 후에 그 다음 단계인 방청유도포부(515)로 이동하게 된다.

방청유도포부(515)로 이동된 샤프트는 방청유분사노즐에서 분사된 방청유에 의해 그 표면에 방청유가 도포된 후에 연속 설치된 이송컨베이어(520)를 따라 이동되다가 이송컨베이어(520)의 상단에 설치된 샤프트의 이동감지센서(560)의 감지신호에 따라 동작되는 푸셔(550)에 의해 이송컨베이어(520)의 일측으로 연결 설치된 배출트레이(522)로 하나씩 배출됨으로써 하나의 열처리공정이 완료된다.

이와 같은 동작이 반복되면서 샤프트의 열처리가 이루어지는 본 고안의 실시예는 샤프트 열처리에 필요한 전원공급과 시간, 주기 등은 열처리컨트롤박스(200)에 입력된 셋팅값에 의해 자동으로 이루어지므로, 작업자는 본체(100)의 일측에 부착된 조작판넬(162)만을 조작하여 장치의 가동과 해제 등 간단한 동작만으로 샤프트의 열처리 작업을 할 수 있으며, 샤프트가 공급되는 공급트레이(121)가 작업자의 눈높이 아래에 위치되어 작업자가 공급트레이(121)에 공급된 샤프트 양을 수시로 확인하면서 열처리작업을 수행할 수 있으며, 본체(100)에 공급되는 샤프트가 샤프트승강공급기(122)에 의해 하나씩 차례대로 이루어지므로, 여러개가 동시에 유입되어 샤프트안착부 등에 샤프트가 끼거나 하여 장치가 고장나는 것을 사전에 예방할 수 있도록 하며, 밀폐된 본체(100)의 내부에서 열처리와 냉각 및 방청이 실시되므로 작업장의 여건이 쾌적하고 열처리시 발생되는 각종 분진 역시 본체의 상단에 설 치된 에어크리너에 의해 정화된 후에 배출되므로 작업자의 보건위생에 도움이 될 뿐만 아니라 열처리후 별도의 방청이나 건조작업을 실시하지 않게 되어 작업의 능률을 향상시킬 수 있도록 한다.

또한, 열처리되어 배출되는 샤프트가 배출트레이 일측에 설치된 별도의 샤프트공급호퍼로 제공되는 경우 샤프트조립라인으로 샤프트의 공급이 자동으로 이루어져 조립라인으 자동화율을 향상시키는데 일조할 수 있도록 하여 작업자의 노동강도를 줄이고 조립공정을 빠르게 진행할 수 있게 되어 작업의 생산성을 향상시킬 수 있도록 한다.

이상에서 상술한 바와 같이, 본 고안에 따른 샤프트 열처리장치는 밀폐된 박스형태의 본체 내측에서 고주파 열처리작업과 냉각 및 방청작업이 동시에 실시되므로, 작업장의 환경을 깨끗하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라 작업자의 건강증진에도 도움이 되도록 하고, 샤프트의 공급에서부터 배출까지 일련의 자동화된 공정으로 이루어져 작업성과 생산성을 향상시킬 수 있으며, 전체 작업공정이 작업자의 육안으로 확인 가능한 상태에서 이루어지게 되어 장치의 고장시 쉽게 대응이 가능하고 장치의 유지 보수가 더욱 편리하도록 한다.

Claims

전면 일측 또는 전·후 양측면에 일정높이로 설치되어 외부에서 샤프트 공급이 가능하게 구성되는 한개 이상의 샤프트공급부(120)와, 상기 샤프트공급부(120)에서 공급된 샤프트를 수평이동시킬 수 있도록 내부 일측에 샤프트공급부(120)와 동일한 갯수로 샤프트공급부(120)의 말단측에 설치되는 이송서보기구(130)와, 샤프트 열처리에 필요한 전원을 공급하도록 내측에 설치되는 전원공급부(160)와, 열처리조건을 작업자가 제어할 수 있도록 외부 일측에 구비되는 조작판넬(162)과, 상기 이송서보기구(130)에 의해 이동된 샤프트가 중심부를 통과하면서 열처리되도록 환형으로 이루어진 고주파유도가열코일(141)이 한개 이상의 설치된 열처리유닛트(140)가 구비되는 본체(100);

상기 열처리유닛트(140)에 연결되어 열처리된 샤프트를 이송시키기 위한 이송수단이 구비되고, 상기 이송수단의 일측에서 이동되는 샤프트가 배출되도록 한개 이상의 배출트레이가 구비된 이송배출유닛트(500);

상기 본체(100)의 구동시 열처리유닛트(140)에 냉각수를 공급하고, 열처리된 샤프트의 냉각에 사용된 냉각수를 회수하기 위한 냉각수 저장탱크와 냉각수공급펌프가 구비되어 상기 본체(100)와 연결 설치되는 냉각수저장 및 공급부(300);

상기 본체(100) 및 냉각기(400)에 전원을 공급하고 열처리유닛트(140)의 열처리조건을 제어하도록 본체(100)와 별도로 구성되는 열처리컨트박스(200);를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤프트 열처리장치.
제1항에 있어서,

상기 이송배출유닛트(500)의 선단부에는 상기 본체(100)에서 열처리되어 배출된 샤프트를 에어로 세척하기 위한 에어세척부(505)와, 상기 에어세척부(505)를 통과한 샤프트 표면에 방청유를 도포하기 위한 방청유도포부(515)가 연속 설치되고, 상기 냉각수저장 및 공급부(300)는 회수된 냉각수를 냉각시키기 위한 냉각기(400)가 일체로 설치되거나 별도로 구성된 냉각기와 연결설치된 구성으로 이루어지고, 상기 고주파유도가열코일(141)의 내주연에는 열처리되어 이동되는 샤프트를 냉각시키기 위해 상기 냉각수저장 및 공급부(300)와 연결되어 냉각수가 분출되는 냉각수배출공(142)이 형성된 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 샤프트 열처리장치.
제2항에 있어서,

상기 열처리유닛트(140)에는 고주파유도가열코일(141)을 통과한 각각의 샤프트가 이동되는 통로를 제공하도록 한쌍으로 이루어진 회전롤러(145)가 고주파유도가열코일(141)의 전방으로 설치되고, 상기 회전롤러(145)의 외주연 표면에는 일정간격으로 오목하게 함몰된 냉각수배출홈(146)이 형성되며,

상기 회전롤러(145)의 말단부에는 회전롤러(145)를 통과한 샤프트 표면의물 기를 제거하면서 바르게 정렬시키는 샤프트정렬부재(148)가 설치되고, 상기 회전롤러(145)와 샤프트정렬부재(148)의 상부에는 고주파유도가열코일(141)에서 방출된 냉각수가 비산되는 것을 방지하기 위한 비산방지커버(149)가 설치된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 샤프트 열처리장치.
제3항에 있어서,

상기 본체(100)의 열처리유닛트(140)의 내부 상단에는 열처릿 발생되는 분진이나 가스를 집진하는 진진후드(172)가 설치되고, 본체(100)의 외측 상단에는 상기 집진후드(172)에서 발생된 분진이나 가스를 정화하여 외부로 배출시키기 위한 에어크리너(170)가 설치된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 샤프트 열처리장치.
제2항 내지 제4항중 어느 한항에 있어서,

상기 샤프트공급부(120)는 본체에 탈부착가능한 구조로 이루어지며 본체 외측으로 경사지게 돌출 설치되는 공급트레이(121)와, 상기 공급트레이(121)에서 공급된 샤프트를 하나씩 상승시켜 본체 내부로 이동시킬 수 있도록 계단형상으로 이루어지는 걸림턱(127)이 복수개로 분할되어 일정간격으로 고정 설치되는 고정계단부(124)와, 상기 고정계단부(124)와 동일한 높이의 단(段)과 개수로 구성되어 상기 고정계단부(124)보다 한계단 아래 위치하도록 고정계단부(124)의 사이에 끼워져 한 계단 높이만큼 승강동작되도록 설치되는 승강계단부(125)로 구성되고, 상기 고정계단부(124)와 승강계단부(125)에 형성된 각 걸림턱(127)(128)은 외측단에서 내측단으로 약간 하향지게 경사진 기울기를 갖도록 형성된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 샤프트 열처리장치.
제1항에 있어서,

상기 이송배출유닛트(500)의 이송컨베이어(520) 말단에는 열처리되어 배출되는 샤프트를 조립라인으로 자동으로 공급할 수 있도록 샤프트공급호퍼(525)가 추가로 설치된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 샤프트 열처리 장치.