KR20220043723A - 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치 - Google Patents

고정자 샤프트 고주파 열처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 일단에 세레이션부가 형성되고, 타단에 기어부가 형성된 고정자 샤프트를 고주파 열처리하는 것으로서, 세레이션부가 하부로 향하도록 직립 상태로 안착되는 상기 고정자 샤프트를 일 방향으로 이동시키는 공급부; 상기 공급부에 연결 설치되되, 제1인덕션코일을 통해 상기 공급부로부터 공급된 상기 고정자 샤프트 일단의 세레이션부에 고주파를 가하여 1차 고주파 열처리한 이후 제2인덕션코일을 통해 세레이션부가 고주파 열처리된 상기 고정자 샤프트 타단의 기어부에 고주파를 가하여 2차 고주파 열처리하는 열처리부; 및 상기 열처리부에 연결 설치되되, 상기 열처리부에 의해 세레이션부 및 기어부가 고주파 열처리된 직립 상태의 상기 고정자 샤프트를 일 방향으로 수평 이동시키는 수거부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치에 관한 것이다.

Description

고정자 샤프트 고주파 열처리 장치{high frequency heat treatment device for stator shaft}
본 발명은 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고정자 샤프트의 고주파 열처리가 자동으로 이루어질 수 있도록 함으로써 생산성을 높일 수 있도록 할 뿐만 아니라 고정자 샤프트의 열처리 과정에서 경화층 경도 및 경화층 깊이가 일정하게 유지됨으로써 열처리 품질을 높일 수 있도록 하는 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치에 관한 것이다.
자동차 등에 적용되는 부품의 하나로 일단에 세레이션부가 형성 및 타단에 기어부가 형성된 고정자 샤프트가 있다.
이때, 고정자 샤프트는 차후 자동차 등에 적용된 상태로 작동이 이루어질 때 인접하는 다른 부품과의 접촉에 의해 쉽게 마모될 수 있다.
이러한 이유로 고정자 샤프트 제조 이후 표면처리를 실시하여 차후 작동 과정에서의 마모가 최소화될 수 있도록 하고 있다.
이때, 표면처리 방법으로는 탄소와 질소를 이용한 침탄과 질화처리 또는 유도가열 방식을 이용한 고주파 열처리가 있다.
여기서, 고주파 열처리는 전기 에너지를 이용 금속 표면을 가열해 경화시키는 것으로서 침탄과 질화 등의 여타 금속 표면처리 방법보다 가공설비가 간단할 뿐만 아니라 처리 대상물의 필요 부분만을 가공할 수 있는 장점을 갖는다.
또한, 고주파 열처리는 침탄과 질화 등의 여타 금속 표면처리 방법과 달리 처리 과정에서 이산화탄소 또는 암모니아가스 등의 유해물질 발생이 없으므로 환경 오염을 방지할 수 있는 장점을 갖는다.
그러나 종래 고정자 샤프트의 고주파 열처리는 수동으로 이루어졌던바, 열처리 작업의 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.
즉, 수작업을 통해 일 고정자 샤프트의 일부, 예컨대 세레이션부를 제1인덕션코일에 투입하여 고주파 열처리하고, 세레이션부가 열처리된 일 고정자 샤프트를 제1인덕션코일로부터 꺼내어 다른 일부, 예컨대 기어부를 제2인덕션코일에 투입하여 고주파 열처리 하였던바, 일 고정자 샤프트의 고주파 열처리가 완료되기까지 상당한 시간이 소요될 수밖에 없었으므로 열처리 작업의 생산성이 떨어지는 문제가 있었다.
또한, 종래 고정자 샤프트의 고주파 열처리는 수동으로 이루어졌던바, 열처리 품질이 떨어지는 문제가 있었다.
즉, 고정자 샤프트의 열처리를 진행하는 작업자의 숙련도 등에 따라 고정자 샤프트의 열처리 정도, 더욱 구체적으로 경화층 경도 및 경화층 깊이가 균일하지 못하였으므로 열처리 품질이 떨어지는 문제가 있었다.
상기의 이유로 해당 분야에서는 고정자 샤프트의 고주파 열처리가 자동으로 이루어질 수 있도록 함으로써 생산성을 높일 수 있도록 할 뿐만 아니라 고정자 샤프트의 열처리 과정에서 경화층 경도 및 경화층 깊이가 일정하게 유지됨으로써 열처리 품질을 높일 수 있도록 하는 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치의 개발을 시도하고 있으나, 현재까지는 만족할만한 결과를 얻지 못하고 있는 실정이다.
대한민국 등록특허공보 제10-0752224호
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 고정자 샤프트의 고주파 열처리가 자동으로 이루어질 수 있도록 함으로써 생산성을 높일 수 있도록 할 뿐만 아니라 고정자 샤프트의 열처리 과정에서 경화층 경도 및 경화층 깊이가 일정하게 유지됨으로써 열처리 품질을 높일 수 있도록 하는 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은,
일단에 세레이션부가 형성되고, 타단에 기어부가 형성된 고정자 샤프트를 고주파 열처리하는 것으로서, 세레이션부가 하부로 향하도록 직립 상태로 안착되는 상기 고정자 샤프트를 일 방향으로 이동시키는 공급부; 상기 공급부에 연결 설치되되, 제1인덕션코일을 통해 상기 공급부로부터 공급된 상기 고정자 샤프트 일단의 세레이션부에 고주파를 가하여 1차 고주파 열처리한 이후 제2인덕션코일을 통해 세레이션부가 고주파 열처리된 상기 고정자 샤프트 타단의 기어부에 고주파를 가하여 2차 고주파 열처리하는 열처리부; 및 상기 열처리부에 연결 설치되되, 상기 열처리부에 의해 세레이션부 및 기어부가 고주파 열처리된 직립 상태의 상기 고정자 샤프트를 일 방향으로 수평 이동시키는 수거부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치를 제안한다.
상기 공급부는, 바닥면으로부터 이격 배치되는 지지대; 및 상기 지지대 상에 길이 방향으로 이어지도록 설치되어 주행하는 컨베이어;를 포함한다.
상기 열처리부는, 상기 공급부로부터 공급된 상기 고정자 샤프트가 직립 상태로 삽입되되, 지지대 상부에 안착된 상태로 상기 공급부와 상기 수거부 사이에서 이동하는 지그; 및 상기 지지대 하부에 배치되어 상기 지그에 삽입된 상기 고정자 샤프트 어느 하나와 다른 하나를 각각 승강 및 회전시키는 한 쌍의 지지부재;를 포함한다.
상기 지지부재는, 모터의 구동에 의해 회전함에 따라 상기 고정자 샤프트를 회전시키고, 일단이 모터 구동에 의해 회전하는 스크루축에 나선 물림하여 상기 스크루축 회전에 의해 승강함에 따라 상기 고정자 샤프트를 승강시킨다.
상기 열처리부는, 상기 공급부 말단의 상부에 배치되되, 승강 및 수평 이동을 통해 상기 공급부 상의 최선순위 상기 고정자 샤프트를 상기 지그로 이송시키는 제1그리퍼; 및 상기 수거부 말단의 상부에 배치되되, 승강 및 수평 이동을 통해 상기 지그 상의 최선순위 상기 고정자 샤프트를 상기 수거부로 이송시키는 제2그리퍼;를 포함한다.
상기 열처리부는 상기 제1인덕션코일 및 제2인덕션코일 각각의 상부에 배치되어 상기 제1인덕션코일 및 제2인덕션코일 내측으로 투입되는 상기 고정자 샤프트 상단과 접촉하는 지지봉을 포함한다.
상기 제1그리퍼 및 제2그리퍼는, 레일에서의 슬라이딩에 의해 수평 이동하고, 실린더의 로드 출몰에 의해 승강한다.
상기 제1인덕션코일 및 제2인덕션코일은 10~15kHz 대역의 고주파를 80~120kW의 용량으로 5~10초간 가하여 상기 고정자 샤프트의 세레이션부 및 기어부 각각에 경도 390~460Hv, 깊이 0.2~0.7mm의 경화층을 형성한다.
상기 수거부는, 바닥면으로부터 이격 배치되는 지지대; 및 상기 지지대 상에 길이 방향으로 이어지도록 설치되어 주행하는 컨베이어;를 포함한다.
본 발명에 의한 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치는, 공급부에 의해 열처리 이전 고정자 샤프트가 이동되고, 열처리부에 의해 고정자 샤프트의 세레이션부 및 기어부가 고주파 열처리되며, 수거부에 의해 열처리 완료된 고정자 샤프트가 이동되는바, 고정자 샤프트의 열처리가 자동으로 이루어질 수 있으므로 고정자 샤프트 열처리 작업의 생산성을 높일 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치는, 열처리부의 제1인덕션코일 및 제2인덕션코일이 10~15kHz 대역의 고주파를 80~120kW의 용량으로 5~10초간 가하여 고정자 샤프트의 세레이션부 및 기어부 각각에 경도 390~460Hv, 깊이 0.2~0.7mm의 경화층을 형성하는바, 세레이션부 및 기어부의 경화 미흡 또는 경화 과도로 인한 마모 및 크랙 발생이 최소화되므로 고정자 샤프트 열처리 작업의 품질을 높일 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치의 구조를 설명하기 위한 평면 개략도이다.
도 2는 본 발명에 의한 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치에서 공급부의 구조를 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명에 의한 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치에서 열처리부의 내부를 보인 개략도이다.
도 4는 본 발명에 의한 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치에서 수거부의 구조를 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 5는 본 발명에 의한 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치에서 열처리부의 지그 이동을 설명하기 위한 예시도이다.
도 6은 본 발명에 의한 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치에서 열처리부에 의한 고정자 샤프트의 세레이션부 고주파 열처리를 설명하기 위한 예시도이다.
도 7은 본 발명에 의한 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치에서 열처리부에 의한 고정자 샤프트의 기어부 고주파 열처리를 설명하기 위한 예시도이다.
도 8은 본 발명에 의한 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치에서 열처리부의 지지부재 작동을 설명하기 위한 예시도이다.
도 9는 본 발명에 의한 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치에서 열처리부의 제1그리퍼 작동을 설명하기 위한 예시도이다.
도 10은 본 발명에 의한 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치에서 열처리부의 제2그리퍼 작동을 설명하기 위한 예시도이다.
이하, 첨부 도면에 의거 본 발명에 대하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1에 도시된 바와 같이 본 발명에 의한 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치(A)는, 공급부(100); 열처리부(200); 및 수거부(300);를 포함한다.
본 발명의 공급부(100)는 세레이션부(11)가 하부로 향하도록 직립 상태로 안착되는 고정자 샤프트(10)를 일 방향으로 이동시킨다.
따라서 공급부(100)에 의해 고정자 샤프트(10)의 자동 공급이 이루어진다.
이때, 공급부(100)는, 바닥면으로부터 이격 배치되는 지지대(110); 및 지지대(110) 상에 길이 방향으로 이어지도록 설치되어 주행하는 컨베이어(120);를 포함함으로써 컨베이어(120) 주행에 의해 고정자 샤프트(10)의 이동이 이루어진다.
본 발명의 열처리부(200)는, 공급부(100)에 연결 설치되되, 제1인덕션코일(210)을 통해 공급부(100)로부터 공급된 고정자 샤프트(10) 일단의 세레이션부(11)에 고주파를 가하여 1차 고주파 열처리한 이후 제2인덕션코일(220)을 통해 세레이션부(11)가 고주파 열처리된 고정자 샤프트(10) 타단의 기어부(12)에 고주파를 가하여 2차 고주파 열처리한다.
따라서 열처리부(200)에 의해 고정자 샤프트(10)의 세레이션부(11) 및 기어부(12) 자동 열처리가 이루어진다.
이때, 열처리부(200)는, 공급부(100)로부터 공급된 고정자 샤프트(10)가 직립 상태로 삽입되되, 지지대(232) 상부에 안착된 상태로 공급부(100)와 수거부(300) 사이에서 이동하는 지그(230); 및 지지대(232) 하부에 배치되어 지그(230)에 삽입된 고정자 샤프트(10) 어느 하나와 다른 하나를 각각 승강 및 회전시키는 한 쌍의 지지부재(240);를 포함함으로써 지지대(232) 상에서 지그(230) 이동 과정에서 지지부재(240)에 의해 고정자 샤프트(10)가 승강하여 제1인덕션코일(210)과 제1인덕션코일(210)에 순착적으로 삽입됨에 따라 고정자 샤프트(10)의 세레이션부(11) 및 기어부(12)가 고주파 열처리될 수 있다.
여기서, 지그(230)에는 장홈(231)이 형성됨으로써 공급부(100)로부터 인출된 고정자 샤프트(10)가 장홈(231) 선단에 삽입됨에 따라 공급부(100)로부터 열처리부(200)로 고정자 샤프트(10)의 공급이 이루어지게 되고, 장홈(231) 선단에 있던 고정자 샤프트(10)가 장홈(231) 중간으로 이동(지그 이동에 의한 위치 변화를 의미함)함에 따라 제1인덕션코일(210)로 고정자 샤프트(10)의 투입이 이루어지게 되며, 장홈(231) 중간에 있던 고정자 샤프트(10)가 장홈(231) 말단으로 이동(지그 이동에 의한 위치 변화를 의미함)함에 따라 제2인덕션코일(220)로 고정자 샤프트(10)의 투입이 이루어지게 된다.
그리고 지지부재(240)는, 모터(241)의 구동에 의해 회전함으로써 이에 의해 지지되는 고정자 샤프트(10)의 회전이 이루어질 수 있고, 일단이 모터(241) 구동에 의해 회전하는 스크루축(242)에 나선 물림하여 스크루축(242) 회전에 의해 승강함으로써 이에 의해 지지되는 고정자 샤프트(10)의 승강이 이루어질 수 있다.
그리고 열처리부(200)는, 공급부(100) 말단의 상부에 배치되되, 승강 및 수평 이동을 통해 공급부(100) 상의 최선순위 고정자 샤프트(10)를 지그(230)로 이송시키는 제1그리퍼(250); 및 수거부(300) 말단의 상부에 배치되되, 승강 및 수평 이동을 통해 지그(230) 상의 최선순위 상기 고정자 샤프트(10)를 수거부(300)로 이송시키는 제2그리퍼(260);를 포함함으로써 제1그리퍼(250)에 의해 공급부(100)로부터 열처리부(200)로 고정자 샤프트(10)의 투입이 이루어지고, 제2그리퍼(260)에 의해 열처리부(200)로부터 수거부(300)로 고정자 샤프트(10)의 투입이 이루어진다.
여기서, 제1그리퍼(250) 및 제2그리퍼(260)는, 구동수단, 예컨대 모터(도면상 미도시) 또는 실린더(도면상 미도시)의 작동에 의한 레일(251, 261)에서의 슬라이딩에 의해 수평 이동하고, 실린더의 로드 출몰에 의해 승강이 이루어진다.
또한, 열처리부(200)에서 제1인덕션코일(210) 및 제2인덕션코일(220)의 내측으로는 물공급관(도면상 미도시)이 연결됨으로써 고정자 샤프트(10) 열처리 이후 물공급관을 통해 공급되는 물이 열처리 부위에 미침으로써 열처리 부위의 냉각이 이루어질 수 있다.
한편, 열처리부(200)에서 제1인덕션코일(210) 및 제2인덕션코일(220)은 10~15kHz 대역의 고주파를 80~120kW의 용량으로 5~10초간 가하여 고정자 샤프트(10)를 고주파 열처리한다.
제1인덕션코일(210) 및 제2인덕션코일(220)을 통해 가해지는 고주파가 10kHz 미만이거나, 80kW 미만이거나, 5초 미만이면 고정자 샤프트(10)의 세레이션부(11) 및 기어부(12)의 경화가 미흡하여 차후 고정자 샤프트(10) 작동 과정에서 마모가 쉽게 발생할 수 있고, 제1인덕션코일(210) 및 제2인덕션코일(220)을 통해 가해지는 고주파 15kHz를 초과하거나, 120kW를 초과하거나, 10초를 초과하면 고정자 샤프트(10)의 세레이션부(11) 및 기어부(12)의 경화가 과도하여 차후 고정자 샤프트(10) 작동 과정에서 크랙이 쉽게 발생할 수 있는바, 열처리부(200)에서 제1인덕션코일(210) 및 제2인덕션코일(220)은 10~15kHz 대역의 고주파를 80~120kW의 용량으로 5~10초간 가하여 고정자 샤프트(10)를 고주파 열처리하는 것이 바람직하다.
그리고 열처리부(200)는 고정자 샤프트(10)의 세레이션부(11) 및 기어부(12) 각각에 경도 390~460Hv, 깊이 0.2~0.7mm의 경화층을 형성한다.
열처리부(200)에 의해 경화층이 형성될 때 경화층의 경도가 390Hv 미만이거나, 경화층의 깊이가 0.2mm 미만이면 고정자 샤프트(10)의 세레이션부(11) 및 기어부(12)의 경화가 미흡하여 차후 고정자 샤프트(10) 작동 과정에서 마모가 쉽게 발생할 수 있고, 열처리부(200)에 의해 경화층이 형성될 때 경화층의 경도가 460Hv를 초과하거나, 경화층의 깊이가 0.7mm를 초과하면 고정자 샤프트(10)의 세레이션부(11) 및 기어부(12)의 경화가 과도하여 차후 고정자 샤프트(10) 작동 과정에서 크랙이 쉽게 발생할 수 있는바, 열처리부(200)는 상기 고정자 샤프트(10)의 세레이션부(11) 및 기어부(12) 각각에 경도 390~460Hv, 깊이 0.2~0.7mm의 경화층을 형성하는 것이 바람직하다.
또한, 열처리부(200)는 제1인덕션코일(210) 및 제2인덕션코일(220) 각각의 상부에 배치되는 지지봉(270)을 포함함으로써 제1인덕션코일(210) 및 제2인덕션코일(220) 각각의 내부로 투입되는 고정자 샤프트(10) 상단이 지지봉(270) 하단에 접촉함에 따라 승강 및 회전시의 유동이 억제된다.
그리고 열처리부(200)에서 지그(230)의 수평 이동은 구동수단, 예컨대 실린더의 로드 출몰에 의해 이루어질 수 있다.
본 발명의 수거부(300)는, 열처리부(200)에 연결 설치되되, 상기 열처리부(200)에 의해 세레이션부(11) 및 기어부(12)가 고주파 열처리된 직립 상태의 상기 고정자 샤프트(10)를 일 방향으로 수평 이동시킨다.
따라서 수거부(300)에 의해 열처리부(200)에 열처리 완료된 고정자 샤프트(10)의 자동 수거가 이루어진다.
이때, 수거부(300)는, 바닥면으로부터 이격 배치되는 지지대(310); 및 지지대(310) 상에 길이 방향으로 이어지도록 설치되어 주행하는 컨베이어(320);를 포함함으로써 컨베이어(320) 주행에 의해 고정자 샤프트(10)의 이동이 이루어진다.
본 발명에 의한 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치(A)를 통한 고정자 샤프트(10) 열처리에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명은, 공급부(100)를 포함하는바, 공급부(100)에 의해 고정자 샤프트(10)의 자동 공급이 이루어진다.
이때, 공급부(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이 바닥면으로부터 이격 배치되는 지지대(110); 및 지지대(110) 상에 길이 방향으로 이어지도록 설치되어 주행하는 컨베이어(120);를 포함하는바, 컨베이어(120)에 안착, 더욱 구체적으로 세레이션부(11)가 하부로 향하도록 안착되는 고정자 샤프트(10)가 컨베이어(120) 회전에 의해 일 방향으로 자동 공급된다.
그리고 본 발명은, 공급부(100)에 연결 설치, 더욱 구체적으로 공급부(100)의 말단에 연결 설치되는 열처리부(200)를 포함하는바, 열처리부(200)에 의해 고정자 샤프트(10)의 세레이션부(11) 및 기어부(12) 자동 열처리가 이루어진다.
이때, 열처리부(200)는, 도 3에 도시된 바와 같이 제1인덕션코일(210) 및 제2인덕션코일(220)을 포함하는바, 공급부(100)로부터 공급되는 고정자 샤프트(10)가 제1인덕션코일(210) 및 제2인덕션코일(220)을 순차적으로 거치는 과정에서 세레이션부(11) 및 기어부(12)에 순차적으로 고주파가 가해짐에 따라 가열되어 열처리가 이루어진다.
여기서, 열처리부(200)는, 공급부(100)로부터 공급된 고정자 샤프트(10)가 직립 상태로 삽입되되, 지지대(232) 상부에 안착된 상태로 공급부(100)와 수거부(300) 사이에서 이동하는 지그(230); 및 지지대(232) 하부에 배치되어 지그(230)에 삽입된 고정자 샤프트(10) 어느 하나와 다른 하나를 각각 승강 및 회전시키는 한 쌍의 지지부재(240);를 포함함으로써 도 5에 도시된 바와 같은 지지대(232) 상에서의 지그(230) 이동 과정에서 지지부재(240)에 의해 고정자 샤프트(10)가 승강하여 제1인덕션코일(210)과 제1인덕션코일(210)에 순착적으로 삽입됨에 따라 고정자 샤프트(10)의 세레이션부(11) 및 기어부(12)에 고주파가 가해져 고주파 열처리될 수 있다.
즉, 공급부(100)로부터 지그(230)의 장홈(231) 선단에 삽입되는 고정자 샤프트(10)는 지그(230)의 수평 이동에 의해 제1인덕션코일(210) 하부로 이동한 상태에서 도 6에 도시된 바와 같이 지지부재(240)의 승강에 의해 제1인덕션코일(210) 내측으로 삽입된 이후 지지부재(240)의 회전에 의해 회전할 때 제1인덕션코일(210)에 의해 고주파가 가해짐에 따라 일단의 세레이션부(11)가 열처리되고, 세레이션부(11)가 열처리된 고정자 샤프트(10)는 지그(230)의 수평 이동에 의해 위치를 바꾸어 제2인덕션코일(220) 하부에서 도 7에 도시된 바와 같이 지지부재(240)의 승강에 의해 제2인덕션코일(220) 내측으로 삽입된 이후 지지부재(240)의 회전에 의해 회전하는 과정에서 제2인덕션코일(220)에 의해 고주파가 가해짐에 따라 타단의 기어부(12)가 열처리된다.
이때, 지지부재(240)는, 도 8에 도시된 바와 같이 모터(241)의 구동에 의해 회전함으로써 이에 의해 지지되는 고정자 샤프트(10)의 회전이 이루어질 수 있고, 일단이 모터(241) 구동에 의해 회전하는 스크루축(242)에 나선 물림하여 스크루축(242) 회전에 의해 승강함으로써 이에 의해 지지되는 고정자 샤프트(10)의 승강이 이루어질 수 있다.
그리고 지그(230)는 고정자 샤프트(10)의 기어부(12) 열처리 이후 다시 공급부(100)를 향해 이동하는바, 이후로 지그(230)에 고정자 샤프트(10)의 투입이 이루어지므로 열처리부(200)에서의 열처리가 반복될 수 있다.
여기서, 지그(230)에의 고정자 샤프트(10) 투입, 제1인덕션코일(210)을 통한 고정자 샤프트(10)의 세레이션부(11) 열처리 및 제2인덕션코일(220)을 통한 고정자 샤프트(10)의 기어부(12) 열처리는 고정자 샤프트(10) 어느 하나를 기준으로 할 때 순차적으로 이루어지는 것일 뿐 실질적으로 동시에 이루어진다.
즉, 지그(230)의 장홈(231) 선단에 삽입된 고정자 샤프트(10)의 세레이션부(11)가 제1인덕션코일(210)에 의해 열처리될 때 제2인덕션코일(220)을 통해서는 장홈(231) 중간에 삽입된 선투입 고정자 샤프트(10)의 기어부(12) 열처리가 이루어지고, 지그(230)가 이동하여 장홈(231) 중간에 삽입된 고정자 샤프트(10)의 세레이션부(11)가 제1인덕션코일(210)에 의해 열처리될 때 제2인덕션코일(220)을 통해서는 장홈(231) 말단에 삽입된 선투입 고정자 샤프트(10)의 기어부(12) 열처리가 이루어진다.
그리고 본 발명은, 열처리부(200)에 연결 설치, 더욱 구체적으로 열처리부(200)의 말단에 연결 설치되는 수거부(300)를 포함하는바, 수거부(300)에 의해 열처리 완료된 고정자 샤프트(10)의 자동 수거가 이루어진다.
이때, 수거부(300)는, 도 4에 도시된 바와 같이 바닥면으로부터 이격 배치되는 지지대(310); 및 지지대(310) 상에 길이 방향으로 이어지도록 설치되어 주행하는 컨베이어(320);를 포함하는바, 컨베이어(320)에 고정자 샤프트(10)가 직립 상태로 안착, 더욱 구체적으로 세레이션부(11)가 하부로 향하도록 안착됨으로써 컨베이어(320) 회전에 의해 고정자 샤프트(10)의 자동 수거가 이루어진다.
다만, 공급부(100)로부터 열처리부(200) 및 열처리부(200)로부터 수거부(300)로의 고정자 샤프트(10) 이동에 번거로움이 따를 수 있다.
그러나 본 발명의 열처리부(200)는, 공급부(100) 말단의 상부에 배치되되, 승강 및 수평 이동을 통해 공급부(100) 상의 최선순위 고정자 샤프트(10)를 지그(230)로 이송시키는 제1그리퍼(250); 및 수거부(300) 말단의 상부에 배치되되, 승강 및 수평 이동을 통해 지그(230) 상의 최선순위 상기 고정자 샤프트(10)를 수거부(300)로 이송시키는 제2그리퍼(260);를 포함하는바, 도 9에 도시된 바와 같이 제1그리퍼(250)에 의해 공급부(100)로부터 열처리부(200)로 고정자 샤프트(10)의 이동, 더욱 구체적으로 공급부(100)의 컨베이어(120) 말단으로부터 열처리부(200)의 지그(230)에 마련되는 장홈(231) 선단 내측으로 고정자 샤프트(10)의 이동이 이루어지고, 도 10에 도시된 바와 같이 제2그리퍼(260)에 의해 열처리부(200)의 지그(230)에 마련되는 장홈(231) 말단 내측으로부터 수거부(300)의 컨베이어(320) 말단으로 고정자 샤프트(10)의 이동이 이루어지므로 공급부(100)로부터 열처리부(200) 및 열처리부(200)로부터 수거부(300)로의 고정자 샤프트(10) 이동에 따르는 번거로움을 덜 수 있다.
이때, 제1그리퍼(250) 및 제2그리퍼(260)는, 레일(251, 261)에서의 슬라이딩에 의해 수평 이동하므로 그 선단에 물리는 고정자 샤프트(10)가 공급부(100)로부터 열처리부(200)로 이동 및 열처리부(200)로부터 수거부(300)로 이동하고, 실린더의 로드 출몰에 의해 승강하므로 그 선단에 물리는 고정자 샤프트(10)가 열처리부(200)의 지그(230)에 마련되는 전방 장홈(231)에 투입 및 수거부(300)의 컨베이어(320)에 안착된다.
한편, 본 발명에서 열처리부(200)의 제1인덕션코일(210) 및 제2인덕션코일(220)은 10~15kHz 대역의 고주파를 80~120kW의 용량으로 5~10초간 가하여 고정자 샤프트(10)의 세레이션부(11) 및 기어부(12) 각각에 경도 390~460Hv, 깊이 0.2~0.7mm의 경화층을 형성하는바, 세레이션부(11) 및 기어부(12)의 경화 미흡으로 인한 마모 발생이 최소화될 수 있을 뿐만 아니라 경화 과도로 인한 크랙 발생이 최소화될 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같은 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하므로 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 가능하며, 그와 같은 변경은 이하 청구범위 기재에 의하여 정의되는 본 발명의 보호범위 내에 있게 된다.
10 : 고정자 샤프트 11 : 세레이션부
12 : 기어부 100 : 공급부
110 : 지지대 120 : 컨베이어
200 : 열처리부 210 : 제1인덕션코일
220 : 제2인덕션코일 230 : 지그
231 : 장홈 232 : 지지대
240 : 지지부재 241 : 모터
242 : 스크루축 250 : 제1그리퍼
251 : 레일 260 : 제2그리퍼
261 : 레일 270 : 지지봉
300 : 수거부 310 : 지지대
320 : 컨베이어 A : 고주파 열처리 장치

Claims (9)

  1. 일단에 세레이션부가 형성되고, 타단에 기어부가 형성된 고정자 샤프트를 고주파 열처리하는 것으로서,
    세레이션부가 하부로 향하도록 직립 상태로 안착되는 상기 고정자 샤프트를 일 방향으로 이동시키는 공급부;
    상기 공급부에 연결 설치되되, 제1인덕션코일을 통해 상기 공급부로부터 공급된 상기 고정자 샤프트 일단의 세레이션부에 고주파를 가하여 1차 고주파 열처리한 이후 제2인덕션코일을 통해 세레이션부가 고주파 열처리된 상기 고정자 샤프트 타단의 기어부에 고주파를 가하여 2차 고주파 열처리하는 열처리부; 및
    상기 열처리부에 연결 설치되되, 상기 열처리부에 의해 세레이션부 및 기어부가 고주파 열처리된 직립 상태의 상기 고정자 샤프트를 일 방향으로 수평 이동시키는 수거부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공급부는, 바닥면으로부터 이격 배치되는 지지대; 및 상기 지지대 상에 길이 방향으로 이어지도록 설치되어 주행하는 컨베이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 열처리부는, 상기 공급부로부터 공급된 상기 고정자 샤프트가 직립 상태로 삽입되되, 지지대 상부에 안착된 상태로 상기 공급부와 상기 수거부 사이에서 이동하는 지그; 및 상기 지지대 하부에 배치되어 상기 지그에 삽입된 상기 고정자 샤프트 어느 하나와 다른 하나를 각각 승강 및 회전시키는 한 쌍의 지지부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 지지부재는, 모터의 구동에 의해 회전함에 따라 상기 고정자 샤프트를 회전시키고, 일단이 모터 구동에 의해 회전하는 스크루축에 나선 물림하여 상기 스크루축 회전에 의해 승강함에 따라 상기 고정자 샤프트를 승강시키는 것을 특징으로 하는 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 열처리부는, 상기 공급부 말단의 상부에 배치되되, 승강 및 수평 이동을 통해 상기 공급부 상의 최선순위 상기 고정자 샤프트를 상기 지그로 이송시키는 제1그리퍼; 및 상기 수거부 말단의 상부에 배치되되, 승강 및 수평 이동을 통해 상기 지그 상의 최선순위 상기 고정자 샤프트를 상기 수거부로 이송시키는 제2그리퍼;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1그리퍼 및 제2그리퍼는, 레일에서의 슬라이딩에 의해 수평 이동하고, 실린더의 로드 출몰에 의해 승강하는 것을 특징으로 하는 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 열처리부는 상기 제1인덕션코일 및 제2인덕션코일 각각의 상부에 배치되어 상기 제1인덕션코일 및 제2인덕션코일 내측으로 투입되는 상기 고정자 샤프트 상단과 접촉하는 지지봉을 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1인덕션코일 및 제2인덕션코일은 10~15kHz 대역의 고주파를 80~120kW의 용량으로 5~10초간 가하여 상기 고정자 샤프트의 세레이션부 및 기어부 각각에 경도 390~460Hv, 깊이 0.2~0.7mm의 경화층을 형성하는 것을 특징으로 하는 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 수거부는, 바닥면으로부터 이격 배치되는 지지대; 및 상기 지지대 상에 길이 방향으로 이어지도록 설치되어 주행하는 컨베이어;를 포함하는 것을 특징으로 하는 고정자 샤프트 고주파 열처리 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100752224B1 (ko) 2006-03-30 2007-08-27 박종규 샤프트의 고주파 유도가열방식 열처리 장치
KR20090054084A (ko) * 2007-11-26 2009-05-29 한전케이피에스 주식회사 버켓 팁 유도가열기
KR101614724B1 (ko) * 2015-04-01 2016-04-29 김용만 고주파 열처리를 위한 톱날의 자동공급, 회수장치
KR101736881B1 (ko) * 2015-12-30 2017-05-29 (주)대성종합열처리 프론트 허브의 고주파 열처리 장치
KR101798596B1 (ko) * 2016-10-12 2017-11-16 (주)대성종합열처리 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100752224B1 (ko) 2006-03-30 2007-08-27 박종규 샤프트의 고주파 유도가열방식 열처리 장치
KR20090054084A (ko) * 2007-11-26 2009-05-29 한전케이피에스 주식회사 버켓 팁 유도가열기
KR101614724B1 (ko) * 2015-04-01 2016-04-29 김용만 고주파 열처리를 위한 톱날의 자동공급, 회수장치
KR101736881B1 (ko) * 2015-12-30 2017-05-29 (주)대성종합열처리 프론트 허브의 고주파 열처리 장치
KR101798596B1 (ko) * 2016-10-12 2017-11-16 (주)대성종합열처리 와전류 탐상 검사 융합형 자동 고주파 열처리 장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20230146380A (ko) 2022-04-12 2023-10-19 이현국 샤프트 고주파 열처리 장치

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