KR20210138222A - 열전도 방식 씰 링 열처리 장치 - Google Patents

열전도 방식 씰 링 열처리 장치 Download PDF

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Abstract

개시된 열전도 방식 씰 링 열처리 장치는, 제1 관 및 제1 관과 이격되게 제1 관을 에워싸는 제2 관을 구비하여서, 제1 관과 제2 관 사이에 환형의 씰 링이 일렬로 적층 탑재되는 관형의 씰 링 적층 공간이 마련된 씰 링 탑재 지그, 씰 링 탑재 지그가 위로 올려져 삽입되도록 아래로 개방된 지그 삽입 홀이 형성되고, 씰 링 탑재 지그에 탑재된 씰 링을 가열하기 위한 관형의 히터를 내부에 구비한 히팅 박스, 지그 삽입 홀의 내주면에서 발산되는 열이 열전도에 의해 씰 링 탑재 지그로 전달되도록, 외주면은 지그 삽입 홀의 내주면에 면 접촉되고, 내주면은 제2 관의 외주면에 면 접촉되는 관형의 착탈 슬리브, 및 착탈 슬리브의 하단을 지지하며 히팅 박스에 착탈 가능하게 고정되는 것으로, 지그 삽입 홀에 삽입되는 씰 링 탑재 지그를 가로 막지 않도록 중공이 형성된 슬리브 지지 브라켓을 구비한다. 슬리브 지지 브라켓을 히팅 박스에서 분리 이격시키면 착탈 슬리브가 자중에 의해 히팅 박스의 아래로 낙하한다.

Description

열전도 방식 씰 링 열처리 장치{Apparatus for heat-treating seal ring using thermal conduction}
본 발명은 합성수지 재질의 씰 링을 금형에서 성형한 후에 열전도 방식으로 열처리하는데 사용되는 열전도 방식 씰 링 열처리 장치에 관한 것이다.
차량의 자동변속기, 무단변속기 등의 유압을 이용한 기기에서는 작동유의 누유를 막기 위해 씰 링이 사용된다. 예를 들면, 회전 샤프트(shaft)가 자동변속기 하우징(housing)에 형성된 샤프트 삽입 홀(hole)에 삽입 장착되는데, 상기 회전 샤프트의 외주면과 상기 샤프트 삽입 홀 사이에 씰 링이 개재되어 작동유의 누유와 이로 인한 유압 손실을 막게 된다. 씰 링은 예컨대, PEEK(polyetheretherketone) 수지, 폴리이미드 수지, 폴리에스테르 수지, PTFE(polytetrafluoroethylene) 수지 등의 합성수지로 이루어지며, 금형을 이용한 사출 성형에 의해 형성되고, 사출 성형 후 물성 개선을 위해 열처리된다.
일반적으로 씰 링을 열처리하기 위해서는 고온의 공기, 즉 열풍(熱風)이 내부 공간에서 유동하는, 소위 오븐(oven)이라고 불리는 열처리 장치가 사용된다. 씰 링 열처리를 위한 지그에 복수의 성형된 씰 링을 적재하고, 상기 복수의 씰 링이 적재된 지그를 상기 오븐에 넣고 정해진 시간 동안 가열하여 씰 링을 열처리하게 된다. 상기 오븐을 이용하여 씰 링을 열처리하면 상기 오븐 내부에서 열대류(thermal convection)에 의해 씰 링에 열이 전달된다.
상술한 바와 같이 오븐을 이용하여 열대류 방식으로 씰 링을 열처리하면, 씰 링에까지 열이 느리게 전달되어서 열처리 작업이 지연되고 작업 생산성이 저하된다. 또한, 오븐의 내부 공간을 열처리 온도까지 가열하고 그 온도를 유지하는데 많은 에너지가 소모되어 씰 링 열처리 작업의 원가가 상승하게 된다.
등록특허공보 제10-2089483호
본 발명은, 열전도 방식으로 씰 링을 열처리하기 위한 씰 링 열처리 장치로서, 관형(管形)의 히터(heater)가 고정 설치된 히팅 박스(box)를 구비하는 열전도 방식 씰 링 열처리 장치를 제공한다.
본 발명은, 상기 관형의 히터를 교체하지 않더라도 다양한 크기의 씰 링을 열처리할 수 있는 열전도 방식의 씰 링 열처리 장치를 제공한다.
본 발명은, 제1 관(管) 및 상기 제1 관과 이격되게 상기 제1 관을 에워싸는 제2 관을 구비하여서, 상기 제1 관과 제2 관 사이에 환형(環形)의 씰 링이 일렬로 적층 탑재되는 관형(管形)의 씰 링 적층 공간이 마련된 씰 링 탑재 지그(jig), 상기 씰 링 탑재 지그가 위로 올려져 삽입되도록 아래로 개방된 지그 삽입 홀(hole)이 형성되고, 상기 씰 링 탑재 지그에 탑재된 씰 링을 가열하기 위한 관형(管形)의 히터(heater)를 내부에 구비한 히팅 박스(box), 상기 지그 삽입 홀의 내주면에서 발산(發散)되는 열이 열전도에 의해 상기 씰 링 탑재 지그로 전달되도록, 외주면은 상기 지그 삽입 홀의 내주면에 면 접촉되고, 내주면은 상기 제2 관의 외주면에 면 접촉되는 관형(管形)의 착탈 슬리브(sleeve), 및 상기 착탈 슬리브의 하단을 지지하며 상기 히팅 박스에 착탈 가능하게 고정되는 것으로, 상기 지그 삽입 홀에 삽입되는 씰 링 탑재 지그를 가로 막지 않도록 중공(中孔)이 형성된 슬리브 지지 브라켓(bracket)을 구비하고, 상기 슬리브 지지 브라켓을 상기 히팅 박스에서 분리 이격시키면 상기 착탈 슬리브가 자중(自重)에 의해 상기 히팅 박스의 아래로 낙하하는, 열전도 방식 씰 링 열처리 장치를 제공한다.
상기 착탈 슬리브의 내주면과 외주면 사이의 두께가 서로 다르게 형성된, 복수의 착탈 슬리브 중에서 선택된 하나의 착탈 슬리브가 상기 지그 삽입 홀의 내주면에 면 접촉되도록 상기 히팅 박스에 장착될 수 있다.
상기 착탈 슬리브는 그 하단에 방사 방향(radial direction)으로 확장된 슬리브 플랜지(flange)를 구비하고, 상기 슬리브 지지 브라켓은 상기 슬리브 플랜지를 접촉 지지하도록 상향 돌출된 플랜지 지지 돌기를 구비할 수 있다.
상기 슬리브 지지 브라켓은, 상기 히팅 박스에 삽입 고정된 볼트 보디(bolt body)와, 상기 볼트 보디의 직경보다 큰 직경을 가지며 상기 볼트 보디의 하단에 연결되고, 상기 히팅 박스의 표면에서 이격된 볼트 헤드를 구비한 고정 볼트에 의해 상기 히팅 박스에 고정되고, 상기 슬리브 지지 브라켓에는, 상기 볼트 헤드가 통과하는 확장 폭부, 상기 볼트 보디는 통과하나 상기 볼트 헤드는 통과하지 못하는 축소 폭부, 및 상기 확장 폭부와 축소 폭부를 연결하는 중간부를 구비하는 볼트 연계 그루브(groove)가 형성될 수 있다.
상기 볼트 연계 그루브는 상기 지그 삽입 홀의 축선(軸線)을 중심으로 하는 원호(圓弧)를 따라 연장되고, 상기 슬리브 지지 브라켓이 상기 고정 볼트에 의해 상기 히팅 박스에 고정된 상태에서 상기 슬리브 지지 브라켓을 상기 지그 삽입 홀의 축선을 중심으로 회전시켜 상기 확장 폭부와 상기 볼트 헤드가 정렬되면, 상기 슬리브 지지 브라켓이 자중(自重)에 의해 낙하하여 상기 히팅 박스에서 이격될 수 있다.
상기 히팅 박스는, 상기 지그 삽입 홀의 내주면을 한정하며 상기 히터의 내주면에 면 접촉되어 상기 히터를 보호하는 열전도 관, 상기 열전도 관의 하단에 밀착 고정되어 상기 히팅 박스의 하측으로 열 방출을 억제하는 환형의 열 방출 방지 부재, 및 상기 히터를 에워싸 히터의 외측으로 열 방출을 억제하는 단열재를 더 구비할 수 있다.
본 발명에 의하면, 히터에서 씰 링 탑재 지그에 탑재된 복수의 씰 링까지 열전도에 의해 빠르게 열이 전달되어서, 씰 링의 열처리 작업의 생산성이 향상되고, 복수의 씰 링을 열처리하는데 필요한 에너지가 절감되므로 씰 링의 열처리 작업의 원가가 절감된다.
본 발명의 열전도 방식 씰 링 열처리 장치는, 히팅 박스에 착탈 가능하게 설치되는 착탈 슬리브를 구비한다. 그러므로, 적재되는 씰 링의 규격에 맞춰 씰 링 탑재 지그의 규격이 변경된 경우에, 히팅 박스는 변경하지 않고 그대로 둔 채 상기 변경된 씰 링 탑재 지그에 대응되는 착탈 슬리브를 상기 히팅 박스에 교체 설치한 후에 상기 변경된 씰 링 탑재 지그를 상기 히팅 박스에 삽입하고 씰 링을 열처리할 수 있다. 따라서, 씰 링의 규격에 맞는 복수 종류의 히팅 박스를 준비하지 않아도 되므로, 씰 링 열처리 작업의 원가가 절감된다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열전도 방식 씰 링 열처리 장치의 단면도로서, 도 1은 씰링 탑재 지그가 지그 삽입 홀에 삽입된 상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 씰링 탑재 지그가 지그 삽입 홀에 삽입되지 않은 상태를 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열전도 방식 씰 링 열처리 장치의 일 부분을 도시한 단면도로서, 착탈 슬리브(sleeve)와 슬리브 지지 브라켓이 히팅 박스에서 분리 이탈되는 모습을 도시한 단면도이다.
도 4는 도 3의 슬리브 지지 브라켓과 이에 지지된 착탈 슬리브를 아래에서 보고 도시한 저면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 열전도 방식 씰 링 열처리 장치를 상세하게 설명한다. 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자 또는 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 열전도 방식 씰 링 열처리 장치의 단면도로서, 도 1은 씰링 탑재 지그가 지그 삽입 홀에 삽입된 상태를 나타낸 도면이고, 도 2는 씰링 탑재 지그가 지그 삽입 홀에 삽입되지 않은 상태를 나타낸 도면이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 열전도 방식 씰 링 열처리 장치의 일 부분을 도시한 단면도로서, 착탈 슬리브(sleeve)와 슬리브 지지 브라켓이 히팅 박스에서 분리 이탈되는 모습을 도시한 단면도이며, 도 4는 도 3의 슬리브 지지 브라켓과 이에 지지된 착탈 슬리브를 아래에서 보고 도시한 저면도이다. 도 1 내지 도 4를 함께 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 열전도 방식 씰 링 열처리 장치(10)는 금형을 이용한 사출 성형에 의해 형성된 환형(環形)의 씰 링(미도시)의 물성을 개선하기 위해 상기 씰 링을 열처리하는 장치이다.
상기 열전도 방식 씰 링 열처리 장치(10)는 씰 링 탑재 지그(jig)(11), 히팅 박스(40), 탈착 슬리브(sleeve)(70), 및 슬리브 지지 브라켓(bracket)(80)을 구비한다. 씰 링 탑재 지그(11)는 제1 관(管)(12), 제2 관(15), 상단 고정 링(ring)(18), 캡(cap)(20), 및 베이스(base)(23)를 구비한다. 제1 관(12)과 제2 관(15)은 축선(AX)을 따라 연장된 파이프(pipe) 형상의 부재로서, 제2 관(15)이 제1 관(12)과 이격되게 상기 제1 관(12)을 에워싸도록 배치된다. 제2 관(15)의 상단부 내주면은 상단 고정 링(18)의 외주면에 밀착 고정된다. 상기 제1 관(12)의 외주면과 제2 관(15)의 내주면 사이에 복수의 환형(環形) 씰 링(미도시)이 축선(AX)을 따라 적층 탑재되는 씰 링 적층 공간(17)이 마련된다. 상기 제1 관(12), 제2 관(15), 및 상단 고정 링(18)은 예컨대, 스테인레스스틸, 알루미늄 합금과 같은 금속 소재로 형성된다.
캡(20)은 상기 씰 링 적층 공간(17)을 가열하기 위해 상기 씰 링 탑재 지그(11)로 전달된 열(熱)이 상기 씰 링 탑재 지그(11)의 상측으로 방출되는 것을 억제하는 것으로, 예컨대, 엔지니어링 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 상기 상단 고정 링(18)의 내주면은 상기 캡(20)의 하단부 외주면에 밀착 고정된다.
베이스(23)는 원통형의 제1 베이스 부재(24), 상기 제1 베이스 부재(24)를 지지하는 원통형의 제2 베이스 부재(27), 상기 제2 베이스 부재(27)가 안착되는 안착 홈(groove)(29)이 형성된 지지판(28), 및 상기 제1 베이스 부재(24)의 외주면에 내주면이 압입 고정되는 관형(管形)의 스페이서 부재(spacer member)(26)를 구비한다. 제1 베이스 부재(27)는 제1 관(12)의 하단을 지지한다. 스페이서 부재(26)의 상단부는 제1 베이스 부재(27)보다 높게 돌출되어 제1 관(12)의 외주면과 제2 관(15)의 내주면 사이에 개재되며, 상기 씰 링 적층 공간(17)의 폭, 즉 제1 관(12)의 외주면과 제2 관(15)의 내주면 사이의 간격을 일정하게 유지한다.
제2 베이스 부재(27)는 상기 씰 링 적층 공간(17)을 가열하기 위해 상기 씰 링 탑재 지그(11)로 전달된 열(熱)이 상기 씰 링 탑재 지그(11)의 하측으로 방출되는 것을 억제하는 것으로, 예컨대, 엔지니어링 플라스틱 소재로 형성될 수 있다. 상기 제1 베이스 부재(24), 제2 베이스 부재(27), 및 지지판(28)은 예컨대, 스테인레스스틸, 알루미늄 합금과 같은 금속 소재로 형성된다.
상기 제1 베이스 부재(24), 제2 베이스 부재(27), 및 지지판(28)은 체결 볼트(30)에 의해 고정 체결된다. 상기 지지판(28)은 승강 가능한 테이블(table)(미도시)에 지지될 수 있다. 부연하면, 씰 링 탑재 지그(11)가 상기 테이블에 올려진 상태에서 상기 테이블이 히팅 박스(40)를 향해 상승하여 상기 씰 링 탑재 지그(11)가 후술할 히팅 박스(40)의 지그 삽입 홀(hole)(64)에 삽입되고, 반대로 상기 테이블이 히팅 박스(40)에서 이격되도록 하강하여서 상기 씰 링 탑재 지그(11)가 상기 지그 삽입 홀(64)에서 빠져 나올 수 있다.
상기 씰 링 탑재 지그(11)를 조립하고 복수의 씰 링(미도시)를 상기 씰 링 탑재 지그(11)에 탑재하는 방법은 다음과 같다. 먼저, 제1 베이스 부재(24), 제2 베이스 부재(27), 및 지지판(28)를 체결 볼트(30)로 결합하고 스페이서 부재(26)를 제1 베이스 부재(24) 외주면에 압입 고정하여 베이스(23)를 조립한다. 다음으로, 제1 관(12)을 제1 베이스 부재(24)에 지지되도록 제1 관(12)의 하단부를 상기 스페이서 부재(26)의 상단부 내측으로 끼우고 하단이 제1 베이스 부재(24)의 상단에 접촉되게 제1 관(12)을 세운다.
그리고, 복수의 씰 링(미도시)의 내주면이 제1 관(12)의 외주면과 대면(對面)하도록 상기 복수의 씰 링을 상기 제1 관(12)에 꿴다. 복수의 씰 링의 축선을 상기 씰 링 탑재 지그(11)의 축선(AX)과 일치되게 정렬하고 복수의 씰 링을 차례로 낙하시키면 복수의 씰 링이 상기 제1 관(12)에 꿰어지고 일렬로 적층된다. 적층된 복수의 씰 링 중에서 최하층과 최상측에 위치한 씰 링은 열처리 도중에 열과 압력으로 인한 형상 변형의 우려가 있으므로, 더미 씰 링(dummy seal ring)으로 대체될 수 있다.
다음으로, 제2 관(15)이 상기 적층된 씰 링을 에워싸도록 상단 고정 링(18)이 밀착 고정된 제2 관(15)을 상기 제1 관(12)과 상기 적층된 씰 링에 덮어 씌운다. 이렇게 하면 상기 상단 고정 링(18)의 하단 내측 모서리가 제1 관(12)의 상단 외측 모서리에 접촉 지지된다. 그리고, 캡(20)이 제1 관(12)의 개방된 상측을 폐쇄하도록, 상기 캡(20)을 제1 관(12)의 위에 씌운다. 이로 인해, 상기 캡(20)의 하단부 외주면이 상기 상단 고정 링(18)의 내주면에 밀착 고정된다.
히팅 박스(40)는 복수의 씰 링이 탑재된 씰 링 탑재 지그(11)를 가열하기 위한 관형(管形)의 히터(heater)(43)를 하우징(41)의 내부에 구비한다. 히팅 박스(40)에는 씰 링 탑재 지그(11)가 위로 올려져 삽입되도록 아래로 개방된 지그 삽입 홀(hole)(64)이 형성된다. 관형의 히터(43)는 복수 개가 구비되고, 축선(AX)을 따라 상하로 적층된다. 각각의 히터(43)의 내부에는 전기 에너지가 공급되면 발열하는 전열선이 배치될 수 있다.
상기 히팅 박스(40)는 열전도 관(45), 열 방출 방지 부재(50), 브라켓 지지 부재(52), 및 단열재(62)를 더 구비한다. 열전도 관(45)은 적층된 복수의 히터(43)를 보호하는 것으로, 외주면이 상기 복수의 히터(43)의 내주면에 면 접촉되는 관부(pipe portion)(46)와, 상기 관부(46)의 하단에 이어지고 상기 관부(46)의 직경보다 직경의 크기가 커지도록 방사 방향으로 확장된 플랜지부(flange portion)(48)을 구비한다. 상기 관부(46)의 내주면에 의해 상기 지그 삽입 홀(64)의 내주면이 한정된다. 상기 관부(46)의 외주면에는 복수의 히터(43)가 축선(AX) 방향으로 소정 간격만큼 이격되도록 환형으로 돌출된 스페이서 돌기가 형성된다. 열전도 관(45)은 예컨대, 스테인레스스틸, 알루미늄 합금과 같은 금속 소재로 형성된다.
열 방출 방지 부재(50)는 상기 열전도 관(45)의 플랜지부(48)의 하단면에 밀착 고정되는 환형(環形)의 부재로서, 복수의 히터(43)에서 발산된 열(熱)이 히팅 박스(40)의 하측으로 방출되는 것을 억제한다. 상기 열 방출 방지 부재(50)는 예컨대, 엔지니어링 플라스틱 소재로 형성될 수 있다.
브라켓 지지 부재(52)는 지그 삽입 홀(64)이 폐쇄되지 않도록 히팅 박스(40)의 하측에 설치된다. 열전도 관(45)의 플랜지부(48), 열 방출 방지 부재(50), 및 브라켓 지지 부재(52)는 복수의 체결 볼트(60)에 의해 고정 체결된다. 브라켓 지지 부재(52)의 하측면에는 슬리브 지지 브라켓(80)이 탑재되는 브라켓 탑재 홈(groove)(54)이 형성된다. 단열재(62)는 하우징(41) 내부에 상기 복수의 히터(43)를 에워싸도록 설치되며, 복수의 히터(43)에서 발산된 열이 복수의 히터(43)의 외주 측으로 방출되는 것을 억제한다.
착탈 슬리브(sleeve)(70)는 관형(管形)의 슬리브 관(71)과, 상기 슬리브 관(71)의 하단에서 절곡되어 상기 축선(AX)을 중심으로 하는 방사 방향으로 확장된 슬리브 플랜지(flange)(73)를 구비한다. 슬리브 관(71)의 외주면은 상기 열전도 관(45)의 관부(46)의 내주면에 면 접촉된다.
지그 삽입 홀(64)에 씰 링 탑재 지그(11)가 삽입된 때, 상기 슬리브 관(71)의 내주면은 상기 제2 관(15)의 외주면에 면 접촉된다. 상기 지그 삽입 홀(64)에 씰 링 탑재 지그(11)가 삽입된 상태로 복수의 히터(43)가 발열하면, 상기 복수의 히터(43)의 내측면으로 발산된 열이 열전도에 의해 면 접촉된 열전도 관(45)의 관부(46), 착탈 슬리브(70)의 슬리브 관(71), 및 제2 관(15)을 차례로 통과하여 상기 씰 링 적층 공간(17)에 적층된 복수의 씰 링(미도시)에 전달된다. 착탈 슬리브(70)는 예컨대, 스테인레스스틸, 알루미늄 합금과 같은 금속 소재로 형성된다.
슬리브 지지 브라켓(80)은 착탈 슬리브(70) 하단의 슬리브 플랜지(73)를 지지하며 히팅 박스(40)에 착탈 가능하게 고정되는 것으로, 예컨대, 스테인레스스틸, 알루미늄 합금과 같은 금속 소재로 형성된다. 슬리브 지지 브라켓(80)에는 지그 삽입 홀(64)이 폐쇄되지 않도록 중공(中孔)(89)이 형성된다. 슬리브 지지 브라켓(80)은 편평한 원반(disk) 형상의 디스크(81)와, 상기 중공(89)의 내주면을 한정하며 상향 돌출된 환형의 플랜지 지지 돌기(88)를 구비한다.
상기 플랜지 지지 돌기(88)가 착탈 슬리브(70)의 슬리브 플랜지(73)를 접촉 지지하여서, 상기 착탈 슬리브(70)가 낙하하여 히팅 박스(40)에서 분리 이격되는 것을 방지한다. 다시 말해서, 씰 링 탑재 지그(11)가 지그 삽입 홀(64)에 삽입되지 않고 히팅 박스(40)에서 분리 이격된 상태에서 슬리브 지지 브라켓(80)을 상기 히팅 박스(40)에서 분리 이격시키면 상기 착탈 슬리브(70)가 자중(自重)에 의해 히팅 박스(40)의 아래로 낙하하게 된다.
슬리브 지지 브라켓(80)은 상기 브라켓 지지 부재(52)의 브라켓 탑재 홈(groove)(54)에 착탈 가능하게 탑재된다. 부연하면, 슬리브 지지 브라켓(80)은 상기 브라켓 지지 부재(52)에 삽입 고정되는 볼트 보디(bolt body)(58)와, 상기 볼트 보디(58)의 직경(diameter)보다 큰 직경(HD)을 가지며 상기 볼트 보디(58)의 하단에 연결된 볼트 헤드(head)(57)를 구비한 복수의 고정 볼트(56)에 의해 상기 브라켓 지지 부재(52)에 고정된다.
각각의 고정 볼트(56)는, 볼트 헤드(57)가 히팅 박스(40)의 표면, 구체적으로 브라켓 탑재 홈(54)의 바닥에서 일정 간격(HG)만큼 이격되게 브라켓 지지 부재(52)에 고정된다. 상기 볼트 헤드(57)와 브라켓 탑재 홈(54) 사이의 간격(HG)은 슬리브 지지 브라켓(80)의 디스크(81)의 두께(BT)보다 약간 크거나, 상기 두께(BT)와 같다. 복수의 고정 볼트(56)는 상기 축선(AX)으로부터 같은 거리만큼 이격되고, 상기 축선(AX)을 중심으로 등각도 간격으로 배치된다.
슬리브 지지 브라켓(80)의 디스크(81)에는 상기 복수의 고정 볼트(56)에 일대일 대응되는 복수의 볼트 연계 그루브(groove)(83)가 형성된다. 각각의 볼트 연계 그루브(83)는 상기 디스크(81)를 두께(BT) 방향으로 관통하여 형성되고, 상기 축선(AX)을 중심으로 하는 원호(圓弧)를 따라 연장된다. 각각의 볼트 연계 그루브(83)는 확장 폭부(84), 축소 폭부(85), 및 상기 확장 폭부(84)와 축소 폭부(85)가 이어지도록 이들을 연결하는 중간부(86)를 구비한다. 확장 폭부(84)는 상기 볼트 헤드(57)가 통과할 수 있도록 상기 볼트 헤드(57)의 직경(HD)의 크기보다 큰 폭(WI)을 갖는다. 축소 폭부(85)는 상기 볼트 보디(58)는 통과하나 상기 볼트 헤드(57)는 통과할 수 없도록, 상기 볼트 보디(58)의 직경의 크기보다는 크고 상기 볼트 헤드(57)의 직경(HD)의 크기보다는 작은 폭(NI)을 갖는다.
작업자가 복수의 볼트 연계 그루브(83)의 확장 폭부(84)를 복수의 고정 볼트(56)의 볼트 헤드(57)와 Z축과 평행하게 정렬하고, 상기 슬리브 지지 브라켓(80)을 브라켓 지지 부재(52)의 브라켓 탑재 홈(groove)(54)의 바닥에 접촉되도록 올리면, 복수의 볼트 헤드(57)가 복수의 확장 폭부(84)를 통과하면서 상기 슬리브 지지 브라켓(80)의 디스크(81)가 상기 브라켓 탑재 홈(54)의 바닥면에 접촉된다.
이 상태에서 작업자가 상기 슬리브 지지 브라켓(80)을 상기 축선(AX)을 중심으로 일정 각도만큼 회전시키면 복수의 볼트 연계 그루브(83)의 축소 폭부(85)가 복수의 볼트 헤드(57)와 정렬되면서 상기 슬리브 지지 브라켓(80)의 디스크(81)가 상기 복수의 볼트 헤드(57)에 의해 지지되어 상기 슬리브 지지 브라켓(80)이 히팅 박스(40), 구체적으로 브라켓 지지 부재(52)에 고정된다. 작업자는 착탈 슬리브(70)를 지그 삽입 홀(64)에 끼워 올려 삽입한 후에 상기 슬리브 지지 브라켓(80)을 상술한 바와 같이 상기 브라켓 지지 부재(52)에 고정함으로써, 상기 착탈 슬리브(70)와 슬리브 지지 브라켓(80)을 히팅 박스(40)에 설치할 수 있다.
상술한 바와 같이 슬리브 지지 브라켓(80)이 복수의 고정 볼트(56)에 의해 브라켓 지지 부재(52)에 고정된 상태에서, 작업자가 상기 슬리브 지지 브라켓(80)을 고정할 때와 반대 방향으로 상기 축선(AX)을 중심으로 일정 각도만큼 회전시켜서 상기 복수의 확장 폭부(84)가 상기 복수의 볼트 헤드(57)와 정렬되면,
상기 복수의 볼트 헤드(57)가 상기 복수의 확장 폭부(84)를 통과하도록 상기 슬리브 지지 브라켓(80)이 자중(自重)에 의해 낙하하여 히팅 박스(40), 구체적으로 브라켓 지지 부재(52)에서 분리 이격된다. 이에 따라, 상기 슬리브 지지 브라켓(80)의 플랜지 지지 돌기(88)에 접촉 지지된 착탈 슬리브(70)도 자중(自重)에 의해 열전도 관(45)의 관부(46)에서 미끄러지면서 낙하하여 지그 삽입 홀(64)의 아래로 이탈된다.
상기 열전도 방식 씰 링 열처리 장치(10)를 운용할 때, 다양한 규격의 씰 링(미도시)에 대응되게 복수 종류의 씰 링 탑재 지그(11)가 준비되고, 상기 복수 종류의 씰 링 탑재 지그(11)에 대응되게 복수 종류의 착탈 슬리브(70)가 준비된다. 복수 종류의 착탈 슬리브(70)는 슬리브 관(71)의 내주면과 외주면 사이의 두께가 서로 다르게 형성됨으로 인해 서로 구분된다. 작업자는, 지그 삽입 홀(64)에 삽입되는 특정 종류의 씰 링 탑재 지그(11)에 대응되는 특정 종류의 착탈 슬리브(70)를 선택하여 상기 지그 삽입 홀(64)의 내주면, 즉 열전도 관(45)의 관부(46)의 내주면에 면 접촉되도록 히팅 박스(40)에 장착할 수 있다.
여기서, 특정 종류의 씰 링 탑재 지그(11)에 대응되는 특정 종류의 착탈 슬리브(70)는, 자신의 슬리브 관(71)의 내주면이 상기 특정 종류의 씰 링 탑재 지그(11)의 제2 관(15)의 외주면에 면 접촉되고, 자신의 슬리브 관(71)의 외주면이 상기 열전도 관(45)의 관부(46)의 내주면에 면 접촉되도록 상기 슬리브 관(71)의 내주면과 외주면 사이의 두께가 설계된 착탈 슬리브(70)를 의미한다.
이상에서 설명한 열전도 방식 씰 링 열처리 장치(10)에 의하면, 히터(43)에서 씰 링 탑재 지그(11)에 탑재된 복수의 씰 링까지 열전도에 의해 빠르게 열이 전달되어서, 씰 링의 열처리 작업의 생산성이 향상되고, 복수의 씰 링을 열처리하는데 필요한 에너지가 절감되므로 씰 링의 열처리 작업의 원가가 절감된다.
또한, 상기 열전도 방식 씰 링 열처리 장치(10)는, 히팅 박스(40)에 착탈 가능하게 설치되는 착탈 슬리브(70)를 구비한다. 그러므로, 적재되는 씰 링의 규격에 맞춰 씰 링 탑재 지그(11)의 규격이 변경된 경우에, 히팅 박스(40)는 변경하지 않고 그대로 둔 채 상기 변경된 씰 링 탑재 지그(11)에 대응되는 착탈 슬리브(70)를 상기 히팅 박스(40)에 교체 설치한 후에 상기 변경된 씰 링 탑재 지그(11)를 상기 히팅 박스(40)에 삽입하고 씰 링을 열처리할 수 있다. 따라서, 씰 링의 규격에 맞는 복수 종류의 히팅 박스(40)를 준비하지 않아도 되므로, 씰 링 열처리 작업의 원가가 절감된다.
한편, 도 1 내지 도 3에 도시된 히팅 박스(40)에는 하나의 지그 삽입 홀(64)만이 형성되어 있으나, 본 발명의 열전도 방식 씰 링 열처리 장치가 이에 한정되지는 않는다. 부연하면, 히팅 박스에 복수의 지그 삽입 홀이 형성되고, 상기 복수의 지그 삽입 홀에 씰 링 탑재 지그가 하나씩 삽입되어서, 동시에 복수의 씰 링 탑재 지그가 가열되는 구성을 구비한 열전도 방식 씰 링 열처리 장치도 본 발명에 포함된다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.
10: 씰 링 열처리 장치 11: 씰 링 탑재 지그
40: 히팅 박스 43: 히터
45: 열전도 관 70: 착탈 슬리브
80: 슬리브 지지 브라켓 83: 볼트 연계 그루브

Claims (6)

  1. 제1 관(管) 및 상기 제1 관과 이격되게 상기 제1 관을 에워싸는 제2 관을 구비하여서, 상기 제1 관과 제2 관 사이에 환형(環形)의 씰 링이 일렬로 적층 탑재되는 관형(管形)의 씰 링 적층 공간이 마련된 씰 링 탑재 지그(jig); 상기 씰 링 탑재 지그가 위로 올려져 삽입되도록 아래로 개방된 지그 삽입 홀(hole)이 형성되고, 상기 씰 링 탑재 지그에 탑재된 씰 링을 가열하기 위한 관형(管形)의 히터(heater)를 내부에 구비한 히팅 박스(box); 상기 지그 삽입 홀의 내주면에서 발산(發散)되는 열이 열전도에 의해 상기 씰 링 탑재 지그로 전달되도록, 외주면은 상기 지그 삽입 홀의 내주면에 면 접촉되고, 내주면은 상기 제2 관의 외주면에 면 접촉되는 관형(管形)의 착탈 슬리브(sleeve); 및, 상기 착탈 슬리브의 하단을 지지하며 상기 히팅 박스에 착탈 가능하게 고정되는 것으로, 상기 지그 삽입 홀에 삽입되는 씰 링 탑재 지그를 가로 막지 않도록 중공(中孔)이 형성된 슬리브 지지 브라켓(bracket);을 구비하고,
    상기 슬리브 지지 브라켓을 상기 히팅 박스에서 분리 이격시키면 상기 착탈 슬리브가 자중(自重)에 의해 상기 히팅 박스의 아래로 낙하하는 것을 특징으로 하는, 열전도 방식 씰 링 열처리 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 착탈 슬리브의 내주면과 외주면 사이의 두께가 서로 다르게 형성된, 복수의 착탈 슬리브 중에서 선택된 하나의 착탈 슬리브가 상기 지그 삽입 홀의 내주면에 면 접촉되도록 상기 히팅 박스에 장착되는 것을 특징으로 하는, 열전도 방식 씰 링 열처리 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 착탈 슬리브는 그 하단에 방사 방향(radial direction)으로 확장된 슬리브 플랜지(flange)를 구비하고,
    상기 슬리브 지지 브라켓은 상기 슬리브 플랜지를 접촉 지지하도록 상향 돌출된 플랜지 지지 돌기를 구비하는 것을 특징으로 하는, 열전도 방식 씰 링 열처리 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 슬리브 지지 브라켓은, 상기 히팅 박스에 삽입 고정된 볼트 보디(bolt body)와, 상기 볼트 보디의 직경보다 큰 직경을 가지며 상기 볼트 보디의 하단에 연결되고, 상기 히팅 박스의 표면에서 이격된 볼트 헤드를 구비한 고정 볼트에 의해 상기 히팅 박스에 고정되고,
    상기 슬리브 지지 브라켓에는, 상기 볼트 헤드가 통과하는 확장 폭부, 상기 볼트 보디는 통과하나 상기 볼트 헤드는 통과하지 못하는 축소 폭부, 및 상기 확장 폭부와 축소 폭부를 연결하는 중간부를 구비하는 볼트 연계 그루브(groove)가 형성된 것을 특징으로 하는, 열전도 방식 씰 링 열처리 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 볼트 연계 그루브는 상기 지그 삽입 홀의 축선(軸線)을 중심으로 하는 원호(圓弧)를 따라 연장되고,
    상기 슬리브 지지 브라켓이 상기 고정 볼트에 의해 상기 히팅 박스에 고정된 상태에서 상기 슬리브 지지 브라켓을 상기 지그 삽입 홀의 축선을 중심으로 회전시켜 상기 확장 폭부와 상기 볼트 헤드가 정렬되면, 상기 슬리브 지지 브라켓이 자중(自重)에 의해 낙하하여 상기 히팅 박스에서 이격되는 것을 특징으로 하는, 열전도 방식 씰 링 열처리 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 히팅 박스는, 상기 지그 삽입 홀의 내주면을 한정하며 상기 히터의 내주면에 면 접촉되어 상기 히터를 보호하는 열전도 관, 상기 열전도 관의 하단에 밀착 고정되어 상기 히팅 박스의 하측으로 열 방출을 억제하는 환형의 열 방출 방지 부재, 및 상기 히터를 에워싸 히터의 외측으로 열 방출을 억제하는 단열재를 더 구비하는 것을 특징으로 하는, 열전도 방식 씰 링 열처리 장치.
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