KR20140078805A - 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치 - Google Patents

Abstract

차량용 빔류의 고주파 열처리 장치가 개시된다. 개시된 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치는 범퍼빔을 포함하는 차량용 빔류를 열처리하기 위한 것으로서, ⅰ)구동 기어 및 종동 기어에 컨베이어 벨트가 무한 궤도 상으로 주행 가능하게 연결되며, 컨베이어 벨트의 외측면에 그 무한 궤도 방향으로 거치대가 연속적으로 배치된 컨베이어 유닛과, ⅱ)컨베이어 벨트의 외측에 설치되며, 거치대로 빔류를 로딩시키는 이송 로봇과, ⅲ)컨베이어 벨트의 주행 경로 상에 설치되며, 거치대에 거치된 빔류를 국부적으로 고주파 유도 가열하는 다수 개의 히터들을 포함하는 고주파 유도 가열유닛과, ⅳ)컨베이어 벨트의 주행 경로 상에서 고주파 유도 가열유닛의 후단에 설치되며, 고주파 유도 가열유닛에서 가열된 빔류로 냉각 공기를 배출하는 다수 개의 공기 배출덕트들을 포함하는 냉각유닛을 포함할 수 있다.

Description

차량용 빔류의 고주파 열처리 장치 {HIGH FREQUENCY HEAT TREATMENT DEVICE FOR BEAM OF VEHICLE}

본 발명의 실시예는 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 고주파 유도 가열을 이용하여 차량용 범퍼빔을 국부적으로 열처리 할 수 있도록 한 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 차량에서의 범퍼유닛는 자동차가 다른 자동차나 고정체와의 충돌 시, 그 충격을 흡수하여 승객의 안전을 도모하고, 동시에 차체의 변형을 최소화 할 수 있도록 차체 전,후방에 구성되는 완충장치이다.

상기한 범퍼유닛은 차량의 전,후방에서 차폭 방향으로 배치되는 범퍼빔이 양측 스테이를 통하여 차체측 사이드 멤버에 장착되고, 범퍼빔의 전방에는 충격력을 흡수하는 충격 흡수재가 구성되며, 범퍼빔과 충격 흡수재는 범퍼커버에 의해 커버된다.

상기 충격 흡수재는 에너지 업소버라고도 하며, 범퍼빔의 전면에 대응하여 부착된 상태로 범퍼커버에 의해 커버된 상태로 설치된다.

이러한 범퍼유닛은 차량의 전방 충돌 시, 충격에 의하여 충격 흡수재와 범퍼빔이 변형되면서 충격에너지를 흡수한 후, 스태이를 통하여 프론트 사이드 멤버 등의 차체에 최소한의 충격이 전달되도록 하는 역할을 수행한다.

한편, 최근에는 북중미 등에서 차체 경량화를 목적으로 마그네슘 합금판재를 차체에도 적용하는 추세이며, 상기한 범퍼빔에도 마그네슘 합금판재가 온간 프레스 성형기술을 통하여 적용되고 있다.

마그네슘 합금판재(Magnesium Alloy Sheet)는 HCP(Hexagonal Closed Packed Structure) 결정구조로써, 알루미늄보다 금속조직의 밀도가 낮아 경량재질로서 철이나 알루미늄을 대체할 신소재로 주목받고 있으며, 상온에서 성형이 어렵고 고온영역(200℃ 이상)에서 성형이 가능하며 온간 프레스 성형 공법이 적용된다.

종래 기술에 따른 범퍼빔은 마그네슘 합금판재를 이용하여 온간 프레스 성형되며, 전체적으로 “ㄷ”자 형상의 단면을 가지고, 상단과 하단에 수직방향을 향하는 플랜지를 연장하여 구성한다. 또한, 전면에는 후방을 향하는 홈부를 성형하여 길이방향에 대한 강성을 보강하는 구조를 갖는다.

그러나 이러한 종래 기술에 따른 범퍼빔은 열 전도성이 우수하고, 고온에서의 피로, 성형성 등이 우수한 마그네슘 합금판재로 제작되기는 하나, 동일 강성을 갖는 단일재질로서 일정 곡률을 갖는 곡선형의 성형빔으로만 형성되기 때문에 충돌 변형 시에 변형 방향성이 불규칙하여 충격에너지의 흡수 및 분산 능력을 예측하기 어려우며, 최근 강화되고 있는 충돌법규를 만족시키기 어려운 문제점이 있다.

한편, 범퍼빔은 고강도 강판(예를 들면, 780Mpa급 이상) 소재를 프레스 성형, 핫 스탬핑 성형 및 롤 포밍 공법 등으로 생산되고 있으며, 차량 안전 법규 강화와 원가 측면에서 고강도 및 박판 소재의 적용이 증가하고 있는 추세이다.

본 발명의 실시예들은 고주파 유도가열의 열원으로 빔류를 국부적으로 고주파 유도 가열 및 냉각시킬 수 있도록 한 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치를 제공하고자 한다.

본 발명의 실시예에 따른 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치는, 범퍼빔을 포함하는 차량용 빔류를 열처리하기 위한 것으로서, ⅰ)구동 기어 및 종동 기어에 컨베이어 벨트가 무한 궤도 상으로 주행 가능하게 연결되며, 상기 컨베이어 벨트의 외측면에 그 무한 궤도 방향으로 거치대가 연속적으로 배치된 컨베이어 유닛과, ⅱ)상기 컨베이어 벨트의 외측에 설치되며, 상기 거치대로 빔류를 로딩시키는 이송 로봇과, ⅲ)상기 컨베이어 벨트의 주행 경로 상에 설치되며, 상기 거치대에 거치된 빔류를 국부적으로 고주파 유도 가열하는 다수 개의 히터들을 포함하는 고주파 유도 가열유닛과, ⅳ)상기 컨베이어 벨트의 주행 경로 상에서 상기 고주파 유도 가열유닛의 후단에 설치되며, 상기 고주파 유도 가열유닛에서 가열된 빔류로 냉각 공기를 배출하는 다수 개의 공기 배출덕트들을 포함하는 냉각유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 컨베이어 유닛은 상기 구동 기어를 구동시키기 위한 서보 모터와, 상기 서보 모터에 설치된 구동 풀리와 상기 구동 기어에 설치된 종동 풀리를 연결하는 체인을 더 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 컨베이어 벨트는 내측면에 상기 구동 기어 및 종동 기어와 치합하는 치합 돌기들이 무한 궤도 방향으로 연속 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 고주파 유도 가열유닛은 상기 컨베이어 벨트가 통과하는 제1 메인 프레임과, 상기 제1 메인 프레임에 일체로 연결되며 상기 히터들이 설치되는 제1 서브 프레임을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 냉각유닛은 상기 컨베이어 벨트가 통과하는 제2 메인 프레임과, 상기 제2 메인 프레임에 일체로 연결되며 상기 공기 배출덕트들이 설치되는 제2 서브 프레임을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 거치대는 상기 컨베이어 벨트의 외측면에 볼트를 통해 결합될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 거치대의 양측 단부에는 상기 제1 및 제2 메인 프레임에 구비된 안내 레일에 접촉되며 회전하는 회전 롤러가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 거치대의 상면에는 상기 빔류의 하단 부분이 안착되는 안착홈이 형성될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 히터는 제1 작동 실린더를 통해 상기 제1 서브 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 히터는 상기 빔류의 길이 방향을 따라 한 쌍으로 구비될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 제1 작동 실린더는 상기 제1 서브 프레임에 상기 빔류의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 제1 메인 프레임에는 상기 제1 작동 실린더와 연결되며, 상기 제1 작동 실린더를 상기 빔류의 길이 방향으로 왕복 이동시키는 제2 작동 실린더가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 공기 배출덕트는 제3 작동 실린더를 통해 상기 제2 서브 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 제1 및 제2 메인 프레임에는 상기 거치대의 양측 단부를 안내하는 안내 레일이 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 냉각유닛의 후단에는 상기 구동 기어 측에서 상기 컨베이어 벨트 상의 거치대로부터 언로딩 되는 빔류를 수집하는 배출대가 설치될 수 있다.

그리고, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치는, 범퍼빔을 포함하는 차량용 빔류를 열처리하기 위한 것으로서, ⅰ)구동 기어 및 종동 기어에 컨베이어 벨트가 무한 궤도 상으로 주행 가능하게 연결되며, 상기 컨베이어 벨트의 외측면에 그 무한 궤도 방향으로 거치대가 연속적으로 배치된 컨베이어 유닛과, ⅱ)상기 컨베이어 벨트의 주행 경로 상에서 그 컨베이어 벨트의 주행 방향을 따라 연속적으로 배치되며, 상기 빔류의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 장착되고, 상기 거치대 상의 빔류에 대해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 빔류를 국부적으로 고주파 유도 가열하는 다수 개의 히터들을 포함하는 고주파 유도 가열유닛과, ⅲ)상기 고주파 유도 가열유닛 후단의 상기 컨베이어 벨트 주행 경로 상에서 상기 빔류에 대해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 빔류로 냉각 공기를 배출하는 다수 개의 공기 배출덕트들을 포함하는 냉각유닛을 포함할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 거치대의 양측 단부에는 회전 롤러가 설치될 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 있어서, 상기 회전 롤러는 상기 고주파 유도 가열유닛 및 냉각유닛에 각각 구비된 안내 레일에 구름 접촉될 수 있다.

본 발명의 실시예들은 고주파 유도 가열유닛에 의해 빔류를 국부적으로 가열하고, 냉각유닛으로 냉각하여 빔류의 표면을 경화시킴으로써 그 빔류의 강성과 내마모성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 빔류의 열처리로 국부적인 기계적 특성을 향상시킬 수 있으며, 국부 연화 특성을 이용하여 충돌 성능을 개선할 수 있고, 빔류를 박판 소재로 변경할 수 있으므로 소재비의 절감을 도모할 수 있다.

이 도면들은 본 발명의 예시적인 실시예를 설명하는데 참조하기 위함이므로, 본 발명의 기술적 사상을 첨부한 도면에 한정해서 해석하여서는 아니된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 적용되는 거치대를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 빔류의 고주파 유도 가열장치에 적용되는 고주파 유도 가열유닛을 도시한 도 1의 A-A선에 따른 단면 구성도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 적용되는 냉각유닛을 도시한 도 1의 B-B선에 따른 단면 구성도이다.

이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.

본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 붙이도록 한다.

도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도면에 도시된 바에 한정되지 않으며, 여러 부분 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 나타내었다.

그리고, 하기의 상세한 설명에서 구성의 명칭을 제1, 제2 등으로 구분한 것은 그 구성이 동일한 관계로 이를 구분하기 위한 것으로, 하기의 설명에서 반드시 그 순서에 한정되는 것은 아니다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서에 기재된 "...유닛", "...수단", "...부", "...부재" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 하는 포괄적인 구성의 단위를 의미한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치를 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치(100)는 차량에 사용되는 각종 빔류(1)를 국부적으로 열처리하여 빔류의 강성과 내마모성을 향상시키는 차량용 빔류의 열처리 설비에 적용될 수 있다.

상기에서 차량에 사용되는 빔류(1)는 예를 들면, 스테이와 크래쉬 박스를 통하여 프론트 사이드 멤버에 조립되는 범퍼빔을 포함할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치(100)는 고주파 유도가열의 열원으로 빔류를 국부적으로 가열하고 냉각하여 금속 표면을 경화시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

이를 위해 본 발명의 실시예에 따른 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치(100)는 기본적으로, 컨베이어 유닛(10), 이송 로봇(40), 고주파 유도 가열유닛(50) 및 냉각유닛(70)을 포함하여 구성되며, 이를 구성 별로 설명하면 다음과 같다.

본 장치(100)는 이하에서 설명될 각종 구성 요소들로 이루어지는 바, 이들 구성 요소는 열처리 공정에서 하나의 설비 프레임에 모두 설치될 수 있고, 분획된 각각의 설비 프레임에 설치될 수도 있다.

이러한 설비 프레임은 상기 구성 요소들을 지지하기 위한 것으로서, 각종 브라켓, 지지블록, 플레이트, 하우징, 커버, 칼라 등과 같은 부속 요소들을 구비하고 있다.

그러나 상기 부속 요소들은 각각의 구성 요소들을 설비 프레임에 설치하기 위한 것이므로, 본 실시예에서는 예외적인 경우를 제외하고 상기한 부속 요소들을 설비 프레임으로 통칭할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 컨베이어 유닛(10)은 빔류(1)를 프레임 설비에서 연속적으로 이송시키기 위한 것으로서, 컨베이어 수단을 통해 빔류(1)를 이송시킬 수 있는 구조로 이루어진다.

상기 컨베이어 유닛(10)은 구동 기어(11)와 종동 기어(13)에 연결되는 컨베이어 벨트(15), 구동 기어(11)를 구동시키기 위한 서보 모터(17) 및 체인(19)을 포함한다.

상기 구동 기어(11)는 서보 모터(17)에 의해 회전하는 것이며, 종동 기어(13)는 구동 기어(11)의 구동 회전으로서 컨베이어 벨트(15)를 통해 종동 회전한다.

상기 컨베이어 벨트(15)는 구동 기어(11)와 종동 기어(13)에 연결되며, 무한 궤도 상으로 주행한다. 이에, 컨베이어 벨트(15)의 내측면에는 구동 기어(11)와 종동 기어(13)와 치합하는 치합 돌기들(21)이 무한 궤도 방향으로 연속 형성되어 있다.

상기 서보 모터(17)는 회전수, 회전속도 및 회전 시간을 제어하는 모터이며, 이의 구동축(18a)에는 구동 풀리(18b)가 설치되어 있다.

그리고 체인(19)은 서보 모터(17)의 회전 동력을 구동 기어(11)에 전달하는 것으로, 그 서보 모터(17)의 구동 풀리(18b)와 구동 기어(11)에 구비된 종동 풀리(12a)를 연결한다.

한편, 상기 컨베이어 벨트(15)의 외측면에는 빔류(1)를 거치하는 거치대(30)가 그 무한 궤도 방향으로 연속적으로 배치되어 있다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 적용되는 거치대를 도시한 도면이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 거치대(30)는 컨베이어 벨트(15)의 외측면에 볼트(31)를 통해 고정되게 결합되는 바, 와셔(33)를 통하여 컨베이어 벨트(15)의 외측면에 설치된다.

즉, 거치대(30)는 컨베이어 벨트(15)와 와셔(33)에 볼트(31)를 결합하여 컨베이어 벨트(15)의 외측면에 고정시킬 수 있다.

또한, 상기 거치대(30)의 상면에는 빔류(1)의 하단 부분이 형태의 결합을 이루며 안착될 수 있는 안착홈(35)이 형성된다.

이 안착홈(35)은 컨베이어 벨트(15)가 주행하는 동안 빔류(1)가 거치대(30)에서 흔들리거나 이탈되는 것을 방지하는 기능을 하게 된다.

아울러, 상기 거치대(30)의 양측 단부에는 회전 롤러(37)가 설치되는데, 그 회전 롤러(37)는 뒤에서 더욱 설명될 고주파 유도 가열유닛(50) 및 냉각유닛(70)에 각각 구비된 안내 레일(R)에 구름 접촉되며 회전하게 된다.

상기와 같이 거치대(30)에 회전 롤러(37)를 장착한 이유는 컨베이어 벨트(15)가 주행하는 과정에 회전 롤러(37)가 안내 레일(R)을 따라서 회전되도록 함으로써 거치대(30)를 더욱 안정적으로 이송시키기 위함이다.

상기에서, 이송 로봇(40)은 컨베이어 벨트(15) 상의 거치대(30)로 빔류(1)를 로딩시키는 것으로서, 그 컨베이어 벨트(15)의 주행 경로 외측 즉, 종동 기어(13) 측에 설치될 수 있다.

이러한 이송 로봇(40)은 당 업계에서 널리 알려진 공지 기술의 로봇 행거로서 이루어지므로, 본 명세서에서 그 구성의 더욱 자세한 설명은 생략하기로 한다.

본 발명의 실시예에서, 상기 고주파 유도 가열유닛(50)은 도 1에서와 같이, 거치대(30)에 거치된 상태로 컨베이어 벨트(15)를 통해 이송된 빔류(1)를 국부적으로 고주파 유도 가열하기 위한 것이다. 상기 고주파 유도 가열유닛(50)은 설비 프레임에서 컨베이어 벨트(15)의 주행 경로 상에 설치된다.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 빔류의 고주파 유도 가열장치에 적용되는 고주파 유도 가열유닛을 도시한 도 1의 A-A선에 따른 단면 구성도이다.

도 1 및 도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 고주파 유도 가열유닛(50)은 기본적으로 컨베이어 벨트(15)가 통과하는 제1 메인 프레임(51)과, 제1 메인 프레임(51)에 일체로 연결되는 제1 서브 프레임(52)과, 제1 서브 프레임(52)에 설치되는 다수 개의 히터들(61)을 포함한다.

상기 제1 메인 프레임(51)은 히터들(61)을 수용하며 컨베이어 벨트(15)의 주행을 가이드 하기 위한 것이며, 제1 서브 프레임(52)은 다수 개의 히터들(61)을 장착하기 위한 것이다.

여기서, 상기 제1 메인 프레임(51)으로는 컨베이어 벨트(15)가 통과하는 바, 제1 메인 프레임(51)에는 위에서 언급한 바 있듯이 거치대(30)의 회전 롤러(37)가 구름 접촉되며 컨베이어 벨트(15)의 주행에 따른 거치대(30)의 이동을 안내하기 위한 안내 레일(R)이 형성되어 있다.

상기 히터들(61)은 거치대(30)에 거치된 빔류(1)를 국부적으로 고주파 유도 가열하기 위한 것으로, 고주파 유도 가열을 위한 전원을 공급하는 고주파 발진기(도면에 도시되지 않음)와 전선(62)을 통해 연결될 수 있다.

상기 히터들(61)은 고주파 발진기로부터 전원을 인가받아 히팅 전선(예를 들면, 가열 코일)을 통해 열을 발산하는 것으로, 이러한 히터(61)는 당 업계에서 널리 알려진 고주파 유도 가열장치로서 이루어진다.

이에, 본 발명의 실시예에서는 히터(61)의 고주파 유도 가열 구조에 대한 설명은 생략하기로 하고, 그 히터(61)의 결합 구조에 대해서 상세하게 설명하기로 한다.

구체적으로, 상기 히터들(61)은 제1 서브 프레임(52)에 컨베이어 벨트(15)의 주행 방향을 따라 연속적으로 설치되며, 빔류(1)의 길이 방향을 따라서는 한 쌍으로 구비된다.

이러한 히터들(61)은 제1 작동 실린더(63)를 통해 제1 서브 프레임(52)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 빔류(1)의 표면을 국부적으로 고주파 유도 가열하게 된다.

그리고, 상기 히터들(61)은 제1 서브 프레임(52)에 대해 빔류(1)의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되는 바, 이를 위해 제1 작동 실린더(63)는 제1 서브 프레임(52)에 빔류(1)의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치된다.

즉, 상기 제1 작동 실린더(63)는 제1 서브 프레임(52)에 빔류(1)의 길이 방향을 따라 길게 형성된 슬롯홀(55)에 설치되며, 그 슬롯홀(55)의 가장자리 부분에 형성된 가이드 레일(59)에 슬라이드 이동 가능하게 결합될 수 있다.

상기와 같이 히터들(61)을 빔류(1)의 길이 방향을 따라 왕복 이동시키기 위해 본 발명의 실시예에서는 제1 작동 실린더(63)를 빔류(1)의 길이 방향으로 왕복 이동시키기 위한 제2 작동 실린더(65)를 더 포함하고 있다.

상기 제2 작동 실린더(65)는 제1 메인 프레임(51)에 고정되게 설치되며, 이의 작동 로드(66)는 제1 작동 실린더(63)에 연결된다.

따라서, 상기 히터들(61)은 제1 서브 프레임(52)에 컨베이어 벨트(15)의 주행 방향을 따라 연속적으로 배치되며, 제2 작동 실린더(65)를 통해 빔류(1)의 길이 방향으로 일정 구간 이동 가능하게 장착되고, 제1 작동 실린더(63)에 의해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되므로, 컨베이어 벨트(15)를 통해 이송된 빔류(1)의 길이 방향에 대해서 국부적으로 고주파 유도 가열을 실시할 수 있다.

본 발명의 실시예에서, 상기 냉각유닛(70)은 도 1에서와 같이, 고주파 유도 가열유닛(50)에서 가열된 빔류(1)로 공기를 분사하여 그 빔류(1)를 냉각시키기 위한 것이다.

상기 냉각유닛(70)은 설비 프레임에서 컨베이어 벨트(15)의 주행 경로 상에 설치되는 바, 고주파 유도 가열유닛(50)의 후단 측에 설치된다.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치에 적용되는 냉각유닛을 도시한 도 1의 B-B선에 따른 단면 구성도이다.

도 1 및 도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 상기 냉각유닛(70)은 기본적으로 컨베이어 벨트(15)가 통과하는 제2 메인 프레임(71)과, 제2 메인 프레임(71)에 일체로 연결되는 제2 서브 프레임(72)과, 제2 서브 프레임(72)에 설치되는 다수 개의 공기 배출덕트들(81)을 포함한다.

상기 제2 메인 프레임(71)은 공기 배출덕트들(81)을 수용하며 컨베이어 벨트(15)의 주행을 가이드 하기 위한 것이며, 제2 서브 프레임(72)은 다수 개의 공기 배출덕트들(81)을 장착하기 위한 것이다.

여기서, 상기 제2 메인 프레임(71)으로는 컨베이어 벨트(15)가 통과하는 바, 제2 메인 프레임(71)에는 위에서 언급한 바 있듯이 거치대(30)의 회전 롤러(37)가 구름 접촉되며 컨베이어 벨트(15)의 주행에 따른 거치대(30)의 이동을 안내하기 위한 안내 레일(R)이 형성되어 있다.

상기 공기 배출덕트들(81)은 히터들(61)에 의해 국부적으로 가열된 빔류(1)를 공기(냉각 공기 또는 외부 공기)로서 냉각시키기 위한 것으로, 공기를 흡입 압축하여 공급하는 공기 컴프레셔(도면에 도시되지 않음)과 공기 배관(83)을 통해 연결될 수 있다.

상기 공기 배출덕트들(81)은 제2 서브 프레임(72)에 컨베이어 벨트(15)의 주행 방향을 따라 연속적으로 배치되며, 빔류(1)의 길이 방향을 따라서는 적어도 두 개 이상으로 설치될 수 있다.

이러한 공기 배출덕트들(81)은 거치대(30)에 거치된 빔류(1)로 공기를 배출하기 위해 제3 작동 실린더(85)를 통하여 제2 서브 프레임(72)에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치될 수 있다.

한편, 본 발명의 실시예에 의한 상기 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치(100)는 도 1에서와 같이, 컨베이어 벨트(15) 상의 거치대(30)로부터 언로딩(이탈)되는 빔류(1)를 수집하기 위한 배출대(90)를 더 구비하고 있다.

이러한 배출대(90)는 냉각유닛(70)의 후단에서 구동 기어(11) 측에 설치될 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치(100)의 작동을 앞서 개시한 도면들을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.

우선, 본 발명의 실시예에서는 컨베이어 벨트(15)가 무한 궤도 상으로 주행하는 과정에, 이송 로봇(40)을 통해 빔류(1)를 컨베이어 벨트(15) 상의 거치대(30) 위에 로딩시킨다.

이 때, 상기 빔류(1)는 거치대(30)의 상면에서 이의 하단 부분이 안착홈(35)에 형태의 결합을 이루면서 안정되게 안착될 수 있다.

상기한 과정에, 컨베이어 벨트(15)는 서보 모터(17)의 구동에 의한 구동 기어(11)와 종동 기어(13)의 회전으로서 무한 궤도 상으로 주행하며, 고주파 유도 가열유닛(50) 및 냉각유닛(70)을 통과하게 된다.

본 발명의 실시예에서, 상기 거치대(30)에 거치된 빔류(1)는 컨베이어 벨트(15)에 의해 고주파 유도 가열유닛(50)의 제1 메인 프레임(51)으로 진입하는데, 그 거치대(30)는 양측의 회전 롤러(37)가 제1 메인 프레임(51)의 안내 레일(R)을 따라 구름 접촉되며 회전하게 되므로, 컨베이어 벨트(15)의 주행 경로를 따라 더욱 안정적으로 이송될 수 있다.

이렇게 상기 거치대(30)에 거치된 빔류(1)가 컨베이어 벨트(15)를 통해 고주파 유도 가열유닛(50)의 제1 메인 프레임(51) 내부로 진입하게 되면, 본 발명의 실시예에서 히터들(61)은 제1 작동 실린더(63)의 구동에 의해 빔류(1) 측으로 하강하게 된다.

이와 동시에, 본 발명의 실시예에서는 제2 작동 실린더(65)를 통해 제1 작동 실린더(63)를 제1 서브 프레임(52)에 대해 빔류(1)의 길이 방향으로 이동시키며, 그 히터들(61)을 빔류(1)의 길이 방향으로 이동시킨다.

여기서, 상기 제1 작동 실린더(63)가 제1 서브 프레임(52)에 슬롯홀(55)에 설치되며, 그 슬롯홀(55)의 가장자리 부분에 형성된 가이드 레일(59)에 슬라이드 이동 가능하게 결합되어 있기 때문에, 히터들(61)은 빔류(1)의 길이 방향을 따라 이동될 수 있다.

이러는 과정에, 본 발명의 실시예에서는 고주파 발진기로부터 히터들(61)에 전원을 공급한다. 그러면, 히터들(61)은 전원에 의해 열을 발산하며 빔류(1)에 대해 국부적인 고주파 유도 가열을 하게 된다.

상기와 같이 히터들(61)에 의해 빔류(1)의 국부적인 고주파 유도 가열이 완료되면, 빔류들(1)은 컨베이어 벨트(15)에 의해 냉각유닛(70)의 제2 메인 프레임(71) 내부로 진입하게 된다.

이 때, 상기 거치대(30)은 양측의 회전 롤러(37)가 제1 메인 프레임(51)의 안내 레일(R)을 따라 구름 접촉되며 회전하게 되므로, 컨베이어 벨트(15)의 주행 경로를 따라 더욱 안정적으로 이송될 수 있다.

이렇게 상기 거치대(30)에 거치된 빔류(1)가 컨베이어 벨트(15)를 통해 제2 메인 프레임(71)의 내부로 진입하게 되면, 냉각유닛(70)의 공기 배출덕트들(81)은 제3 작동 실린더(85)의 구동에 의해 거치대(30) 상의 빔류(1) 측으로 하강하게 된다.

이에, 공기 배출덕트들(81)은 공기 컴프레셔(도면에 도시되지 않음)의 작동으로서 공급되는 공기를 빔류(1) 측으로 배출하며, 그 빔류(1)를 공기로서 냉각시키게 된다.

이후, 상기와 같이 냉각유닛(70)에 의해 냉각된 빔류들(1)은 그 냉각유닛(70)의 후단에서 컨베이어 벨트(15) 상의 거치대(30)로부터 이탈(언로딩)되고, 배출대(90)에 수집되며, 별도의 장소로 이송될 수 있다.

따라서, 본 발명의 실시예에서는 상기와 같은 일련의 과정을 통해 고주파 유도가열의 열원으로 빔류(1)를 가열하고, 공기로서 냉각하여 그 빔류(1)의 금속 표면을 경화시킬 수 있게 된다.

지금까지 설명한 바와 같은 본 발명의 실시예에 따른 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치(100)에 의하면, 고주파 유도 가열유닛(50)에 의해 빔류(1)를 국부적으로 가열하고, 냉각유닛(70)으로 냉각하여 빔류(1)의 표면을 경화시킴으로써 빔류(1)의 강성과 내마모성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에서는 빔류(1)의 열처리로 국부적인 기계적 특성을 향상시킬 수 있으며, 국부 연화 특성을 이용하여 충돌 성능을 개선할 수 있고, 빔류(1)를 박판 소재로 변경할 수 있으므로 소재비의 절감을 도모할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상은 본 명세서에서 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 기술적 사상을 이해하는 당업자는 동일한 기술적 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 권리 범위 내에 든다고 할 것이다.

1... 빔류 10... 컨베이어 유닛
11... 구동 기어 12a... 종동 풀리
13... 종동 기어 15... 컨베이어 벨트
17... 서보 모터 18a... 구동축
18b... 구동 풀리 19... 체인
21... 치합 돌기 30... 거치대
31... 볼트 33... 와셔
35... 안착홈 37... 회전 롤러
40... 이송 로봇 50... 고주파 유도 가열유닛
51... 제1 메인 프레임 52... 제1 서브 프레임
55... 슬롯홀 59... 가이드 레일
61... 히터 62... 전선
63... 제1 작동 실린더 65... 제2 작동 실린더
66... 작동 로드 70... 냉각유닛
71... 제2 메인 프레임 72... 제2 서브 프레임
81... 공기 배출덕트 83... 공기 배관
85... 제3 작동 실린더 90... 배출대
R... 안내 레일

Claims (14)

1. 범퍼빔을 포함하는 차량용 빔류를 열처리하기 위한 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치로서,
   구동 기어 및 종동 기어에 컨베이어 벨트가 무한 궤도 상으로 주행 가능하게 연결되며, 상기 컨베이어 벨트의 외측면에 그 무한 궤도 방향으로 거치대가 연속적으로 배치된 컨베이어 유닛;
   상기 컨베이어 벨트의 외측에 설치되며, 상기 거치대로 빔류를 로딩시키는 이송 로봇;
   상기 컨베이어 벨트의 주행 경로 상에 설치되며, 상기 거치대에 거치된 빔류를 국부적으로 고주파 유도 가열하는 다수 개의 히터들을 포함하는 고주파 유도 가열유닛; 및
   상기 컨베이어 벨트의 주행 경로 상에서 상기 고주파 유도 가열유닛의 후단에 설치되며, 상기 고주파 유도 가열유닛에서 가열된 빔류로 냉각 공기를 배출하는 다수 개의 공기 배출덕트들을 포함하는 냉각유닛
   을 포함하는 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 컨베이어 유닛은,
   상기 구동 기어를 구동시키기 위한 서보 모터와,
   상기 서보 모터에 설치된 구동 풀리와 상기 구동 기어에 설치된 종동 풀리를 연결하는 체인
   을 더 포함하는 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치.
3. 제1 항에 있어서,
   상기 컨베이어 벨트는 내측면에 상기 구동 기어 및 종동 기어와 치합하는 치합 돌기들이 무한 궤도 방향으로 연속 형성된 것을 특징으로 하는 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치.
4. 제1 항에 있어서,
   상기 고주파 유도 가열유닛은 상기 컨베이어 벨트가 통과하는 제1 메인 프레임과, 상기 제1 메인 프레임에 일체로 연결되며 상기 히터들이 설치되는 제1 서브 프레임을 포함하고,
   상기 냉각유닛은 상기 컨베이어 벨트가 통과하는 제2 메인 프레임과, 상기 제2 메인 프레임에 일체로 연결되며 상기 공기 배출덕트들이 설치되는 제2 서브 프레임을 포함하는 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 거치대는 상기 컨베이어 벨트의 외측면에 볼트를 통해 결합되며,
   상기 거치대의 양측 단부에는 상기 제1 및 제2 메인 프레임에 구비된 안내 레일에 접촉되며 회전하는 회전 롤러가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치.
6. 제4 항에 있어서,
   상기 거치대의 상면에는 상기 빔류의 하단 부분이 안착되는 안착홈이 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치.
7. 제4 항에 있어서,
   상기 히터는 제1 작동 실린더를 통해 상기 제1 서브 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치.
8. 제7 항에 있어서,
   상기 히터는 상기 빔류의 길이 방향을 따라 한 쌍으로 구비되며,
   상기 제1 작동 실린더는 상기 제1 서브 프레임에 상기 빔류의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치.
9. 제8 항에 있어서,
   상기 제1 메인 프레임에는,
   상기 제1 작동 실린더와 연결되며, 상기 제1 작동 실린더를 상기 빔류의 길이 방향으로 왕복 이동시키는 제2 작동 실린더가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치.
10. 제4 항에 있어서,
    상기 공기 배출덕트는,
    제3 작동 실린더를 통해 상기 제2 서브 프레임에 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치.
11. 제4 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 메인 프레임에는 상기 거치대의 양측 단부를 안내하는 안내 레일이 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치.
12. 제1 항에 있어서,
    상기 냉각유닛의 후단에는 상기 구동 기어 측에서 상기 컨베이어 벨트 상의 거치대로부터 언로딩 되는 빔류를 수집하는 배출대가 설치되는 것을 특징으로 하는 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치.
13. 범퍼빔을 포함하는 차량용 빔류를 열처리하기 위한 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치로서,
    구동 기어 및 종동 기어에 컨베이어 벨트가 무한 궤도 상으로 주행 가능하게 연결되며, 상기 컨베이어 벨트의 외측면에 그 무한 궤도 방향으로 거치대가 연속적으로 배치된 컨베이어 유닛;
    상기 컨베이어 벨트의 주행 경로 상에서 그 컨베이어 벨트의 주행 방향을 따라 연속적으로 배치되며, 상기 빔류의 길이 방향을 따라 왕복 이동 가능하게 장착되고, 상기 거치대 상의 빔류에 대해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 빔류를 국부적으로 고주파 유도 가열하는 다수 개의 히터들을 포함하는 고주파 유도 가열유닛; 및
    상기 고주파 유도 가열유닛 후단의 상기 컨베이어 벨트 주행 경로 상에서 상기 빔류에 대해 상하 방향으로 이동 가능하게 설치되며, 상기 빔류로 냉각 공기를 배출하는 다수 개의 공기 배출덕트들을 포함하는 냉각유닛
    을 포함하는 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치.
14. 제13 항에 있어서,
    상기 거치대의 양측 단부에는 회전 롤러가 설치되고, 상기 회전 롤러는 상기 고주파 유도 가열유닛 및 냉각유닛에 각각 구비된 안내 레일에 구름 접촉되는 것을 특징으로 하는 차량용 빔류의 고주파 열처리 장치.
    

Images