KR102224951B1 - 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일과 피닝 코일 교체 방식 전자기 피닝장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일과 그를 사용하는 피닝 코일 교체 방식 전자기 피닝장치에 관한 것으로서, 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일은 원통형 전자기 피닝 소재의 직경별 중심통공이 형성된 금속판으로서, 상기 중심통공에서 외주면까지 절개시킨 절연부가 형성되며 상기 절연부 양측에는 전선 고정부가 형성된 워킹 코일; 내주면에 상기 워킹 코일의 외주면이 삽입되는 요홈이 형성되어, 상기 워킹 코일을 내부에 고정시키는 폐루프형 케이싱;으로 구성되어, 전자기 피닝 소재 직경에 따라 상기 워킹 코일을 교체할 수 있는 것을 특징으로 한다.
상기한 본 발명에 의하여, 피닝 코일 전체를 구리로 형성시킬 수 있도록 피닝 코일의 중량이 감소시키고, 장치 이동이나 피닝 코일 교체가 용이하며, 피 가공물의 직경이 바뀌면 피닝 코일 전체를 재가공해야 되는 비용 문제와 재가공에 따르는 코일 설계, 소재 발주, 재가공 이후 입고되기까지의 시간적인 문제를 해결하는 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일과 그 피닝 코일을 사용하는 전자기 피닝장치가 제공되는 이점이 있다.

Description

교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일과 피닝 코일 교체 방식 전자기 피닝장치{Replaceable electromagnetic pinning coil and Electromagnetic peening device with pinning coil replacement method}

본 발명은 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일과 피닝 코일 교체 방식 전자기 피닝장치에 관한 것으로서, 전자기력을 통해 피가공재에 응력을 가하여 피닝시키는 전자기 피닝장치에 있어서 피가공재의 직경에 따라 형성된 교체식 피닝코일과 그에 의한 피닝 코일을 사용하는 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 피닝(Peening)은 금속 표면을 해머로 때려 표면 강도를 개선하는 기계적인 처리를 말하며, 용접의 경우에는 비드 표면을 두드려서, 응력 완화, 균열 및 변형의 방지를 목적으로 하는 표면처리 방법으로서, 쇼트피닝, 레이져 피닝, 초음파 피닝, 워터젯트 피닝 등과 같이 다양한 방법을 사용하고 있다.

이 중에서도 쇼트피닝이 가장 널리 사용되고 있는데, 쇼트피닝(Shot peening)은 금속 재료 및 용접이음부의 표면에 숏 볼(Shot ball)이라는 강구를 고속으로 타격하여 피가공물의 외면에 압축응력이 잔류되도록 하는 표면 가공법으로서, 여러 형상의 기어, 증기나 가스 터빈 부분, 비행기의 착륙 장치 부분, 헬리콥터 프로펠러의 구동축과 날개, 압축기와 고성능 엔진 부품이나 피스톤, 크랭크축, 커넥팅 로드 등의 첨단 기계 분야의 금속재료에 적용되고 있다.

쇼트피닝에 관한 종래기술로서는 대한민국 선등록실용신안번호 20-0195305 쇼트피닝기 등 수많은 특허가 소개되고 있다.

그러나, 쇼트피닝 장치는 금속재료 표면의 충분한 강도와 세밀한 처리를 제공하지 못함으로써 정밀 부품에 부적합하며, 금속재료 표면의 손상이 발생하여 후처리가 번거롭고, 표면 강도를 균일하게 증가시키지 못하며, 사용재인 강구로 인해 인체에 피해를 주고, 공해를 유발하며, 강구를 강하게 쏘아줄 펌프 등이 필요해 장치의 규모가 크고 이동이 어려운 문제점이 있다.

본 출원인은 이와 같은 쇼트피닝의 문제점을 해결하기 위하여 대한민국 특허출원번호 10-2019-0011772 전자기 피닝장치(Electromagnetic peening device)를 발명하여, 피가공재의 넓은 면적에 대한 표면처리가 가능하면서 표면처리 시 접촉에 의한 표면결함, 마멸, 윤활 등의 문제가 없고 반복적인 작업이 가능함과 더불어 친환경적인 표면처리를 가능하게 하는 전자기 피닝장치를 제공하고 있으며, 본 발명은 이의 개발 과정에서 나타나는 문제점을 개선하여 최적화시키고 있다.

상기 개발 과정 중, 피닝 코일 전체를 구리로 형성시키는 경우에 코일의 중량이 상당히 많이 나가며, 장치 이동이나 코일 교체가 용이하지 않은 문제점이 있다.

또한, 피 가공물의 직경이 바뀌게 되면 피닝 코일 전체를 재가공해야 되는 비용적인 문제 뿐만아니라, 재가공에 따르는 코일 설계, 소재 발주, 재가공 이후 입고되기까지의 시간적인 문제도 발생하는 문제점이 있다.

[0001] 대한민국 선등록실용신안번호 20-0195305 쇼트피닝기 [0002] 대한민국 특허출원번호 10-2019-0011772 전자기 피닝장치

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 피닝 코일 전체를 구리로 형성시킬 수 있도록 피닝 코일의 중량이 감소시키고, 장치 이동이나 피닝 코일 교체가 용이하며, 피 가공물의 직경이 바뀌면 피닝 코일 전체를 재가공해야 되는 비용 문제와 재가공에 따르는 코일 설계, 소재 발주, 재가공 이후 입고되기까지의 시간적인 문제를 해결하는 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일과 그 피닝 코일을 사용하는 전자기 피닝장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 원통형 전자기 피닝 소재의 직경별 중심통공이 형성된 금속판으로서, 상기 중심통공에서 외주면까지 절개시킨 절연부가 형성되며 상기 절연부 양측에는 전선 고정부가 형성된 워킹 코일; 내주면에 상기 워킹 코일의 외주면이 삽입되는 요홈이 형성되어, 상기 워킹 코일을 내부에 고정시키는 폐루프형 케이싱;으로 구성되어, 전자기 피닝 소재 직경에 따라 상기 워킹 코일을 교체할 수 있는 것을 특징으로 하는 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일을 기술적 요지로 한다.

여기서, 상기 상기 워킹 코일은 중심 통공을 중심으로 수평으로 양분시켜 형성되고, 상기 절연부는 양분된 워킹 코일 중 하측 중심에 수직방향으로 절개시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 케이싱은 상부덮개와 하부덮개로 구분되게 수평방향으로 양분되어 상기 케이싱과 워킹 코일을 순차 분해시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 케이싱은 폴리머 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일로 되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전선 고정부는 케이싱 조립 후 노출되는 워킹 코일의 전면에 형성되는 전선삽입통공과; 케이싱 양측면에서 상기 전선삽입통공까지 연통 형성되는 전선 고정용 볼트통공으로 구성되어, 상기 전선삽입통공에 전선 삽입 후, 상기 전선 고정용 볼트통공으로 볼트 체결하여 전선 고정시키는 것을 특징으로 하는 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일로 되는 것이 바람직하다.

본 발명은 또한, 상기 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일과; 상기 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일의 전선 고정부로 전선을 연결시키고 전류를 공급하는 전원공급부를; 포함하여 구성되어 전자기 피닝 소재 직경에 따라 워킹 코일을 교체하여 로렌츠힘에 의한 응력으로 피닝소재를 전자기 피닝시키는 것을 특징으로 하는 피닝 코일 교체 방식 전자기 피닝장치를 또 다른 기술적 요지로 한다.

상기한 본 발명에 의하여, 피닝 코일 전체를 구리로 형성시킬 수 있도록 피닝 코일의 중량이 감소시키고, 장치 이동이나 피닝 코일 교체가 용이하며, 피 가공물의 직경이 바뀌면 피닝 코일 전체를 재가공해야 되는 비용 문제와 재가공에 따르는 코일 설계, 소재 발주, 재가공 이후 입고되기까지의 시간적인 문제를 해결하는 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일과 그 피닝 코일을 사용하는 전자기 피닝장치가 제공되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 피닝 코일 교체 방식 전자기 피닝장치 구조도
도 2는 본 발명의 워킹 코일 구조도

이하 도면을 참조하여 본 발명에 관하여 살펴보기로 하며, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지기술 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 것이다.

그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 발명을 설명하는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

이하의 도 1은 본 발명의 피닝 코일 교체 방식 전자기 피닝장치 구조도이며, 도 2는 본 발명의 워킹 코일 구조도이다.

본 발명의 설명에 있어서 전자기 피닝장치의 작동원리는 선특허출원 10-2019-0011772 전자기 피닝장치에 상세히 기재되어 있으므로 생략하기로 한다.

상기 선출원특허 10-2019-0011772에서 전자기 피닝장치는 피가공재의 외측에 삽입 배치되도록 양단이 개방된 관 구조를 가지며, 외주면에는 코일이 감김 배치된 본체와 상기 코일과 연결하며, 코일에 전류를 공급하는 전원공급부로 구성되어 있다.

본 발명은 상기 본체와 코일을 일체로 형성시키는 금속판으로 대체하면서 발생되는 문제점을 개선하기 위한 것이다.

도면에 도시된 바와 같이 본 발명은 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일과 피닝 코일 교체 방식 전자기 피닝장치에 관한 것으로서, 상기 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일(1)은 워킹 코일(20)과 케이싱(10)으로 구성된다.

본 발명의 워킹 코일(20)은 도 2에 도시된 바와 같이 상기 선출원특허 10-2019-0011772의 구성요소 중에서 본체와 코일을 일체로 형성시킨 구조물로서, 원통형 전자기 피닝 소재(30)를 삽입시키는 중심통공(23)이 형성되며, 상기 중심통공(23)에서 외주면까지 절개시킨 절연부(21)가 형성되고, 상기 절연부(21) 양측에는 전선 고정부(22)가 형성된 금속판이다.

상기 워킹 코일(20)의 소재는 구리로 형성되는 것이 바람직하며, 피 가공물인 원통형 전자기 피닝 소재(30)의 직경별로 상기 중심통공(23)의 직경이 다르게 형성된 복수 개의 모델로 구비된다.

즉, 각 원통형 전자기 피닝 소재(30)에 따라 해당 피닝소재를 삽입시켜 가공할 수 있는 중심통공(23) 직경을 가지는 전용 워킹 코일이 구비된다.

본 발명의 케이싱(10)은 도 1에서 보여지는 바와 같이 내주면에 상기 워킹 코일(20)의 외주면이 삽입되는 요홈이 형성되어, 마치 창문틀에 유리를 끼우는 것처럼 상기 워킹 코일(20)을 내부에 고정시키는 폐루프형 구조물로 형성된다.

상기 케이싱(10)의 내부 형상은 워킹 코일(20)의 형상에 형합되는 형상으로 형성되므로, 상기 워킹 코일(20)이 사각형으로 형성되면, 상기 케이싱(10)의 내부 형상도 사각형 틀 형태로 구성되며, 상기 워킹 코일(20)이 원형으로 형성되면, 상기 케이싱(10)의 내부 형상도 원형 틀 형태로 구성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명에 의하면, 피가공물인 전자기 피닝 소재(30) 직경에 따라 전용 워킹 코일(20)로 교체할 수 있는 특징이 형성된다.

본 발명은 상기 전용 워킹 코일(20)의 교체를 위하여, 상기 워킹 코일(20)을 도 1에 도시된 바와 같이 중심통공(23)을 중심으로 수평방향으로 양분시킨다.

상기 절연부(21)는 하부 워킹 코일(20) 중심부에서 하측으로 수직방향으로 절개되게 형성시킨다.

이에 의하면, 상기 워킹 코일(20)은 좌우 대칭 형상으로 형성되며, 상측과 하측으로 구분되어 분리되는 구조가 된다.

상기 케이싱(10) 역시 상부덮개(11)와 하부덮개(12)로 구분되도록 수평방향으로 양분 형성시켜, 상기 케이싱(10)과 워킹 코일(20)을 순차 분해 및 조립시킬 수 있게 한다.

도 1과 함께 이와 같은 구조를 살펴보면, 피가공물인 전자기 피닝 소재(30) 직경에 따라 전용 워킹 코일(20)로 교체하는 경우, 상기 케이싱(10)의 상부덮개(11)를 분리해 내고 전용 워킹 코일(20)로 교체한 후, 다시 조립시킬 수 있으므로 교체 작업이 손쉽게 이루어짐을 알 수 있다.

본 발명의 상기 케이싱(10)은 폴리머 재질로 형성시켜 무게를 경감시키는 것이 바람직하다.

한편, 상기 전선 고정부(22)는 케이싱(10) 조립 후 노출되는 워킹 코일(20)의 전면에 형성되는 전선삽입통공(220)과 케이싱(10) 양측면에서 상기 전선삽입통공(220)까지 연통 형성되는 전선 고정용 볼트통공(221)으로 구성되어, 상기 전선삽입통공(220)에 전선 삽입 후, 상기 전선 고정용 볼트통공(221)으로 볼트 체결하여 전선을 고정시킬 수 있다.

본 발명에서는 상기 전선 고정부(22)는 전면에 배치되어 전선 연결 시 사용자가 상체를 굽히지 않고 정자세로 체결이 가능하므로 사용자의 편의성을 확보할 수 있다.

따라서, 이와 같은 구조에 의하면, 피가공물인 전자기 피닝 소재(30) 직경에 따라 전용 워킹 코일(20)로 교체하는 경우 전선의 연결과 분리 역시 쉬워지는 이점이 있다.

본 발명의 피닝 코일 교체 방식 전자기 피닝장치는 도 1에서 보여지는 바와 같이 상기 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일(1)의 전선 고정부(22)로 전선을 연결시키고 상기 전선을 통해 전류를 공급하는 전원공급부(2)를 포함시켜 구성된다.

이와 같이 구성되는 본 발명의 피닝 코일 교체 방식 전자기 피닝장치는 전자기 피닝 코일(1)의 중심통공(23)에 피가공물인 원통형 전자기 피닝 소재를 삽입시킨 후, 전원을 인가시키면 상기 중심통공(23)에서 전자기 피닝 소재(30)로 응력을 발생시키는 로렌츠힘이 발생되어 전자기 피닝 소재(30)를 피닝시키게 된다.

본 발명은 상기한 바와 같이 각 피닝소재에 따라 전용 피닝 코일을 구비하며, 상, 하 분리형 피닝 코일로 형성시켜 간편한 교체가 가능하고, 케이싱(10)을 폴리머(예; PP, PE, MC나일론 등) 등의 절연 소재 제품으로 고정시켜 전자기 피닝을 수행하게 된다.

따라서, 피닝 코일에서 워킹 코일을 제외한 구성요소가 폴리머로 구성되므로 중량이 현저히 줄게 되어 전자기 피닝 장치를 이동시키거나 코일 교체 시 사용자의 편의성이 증대되는 효과가 있다.

또한, 본 발명의 워킹 코일(20)은 치구 형식으로 다양한 사이즈의 중심 통공 직경을 보유하면 기존의 방식처럼 코일 전체를 재가공을 하지 않고 신규 제품이 입고되더라도 제작된 직경의 코일을 적용하여 즉각적인 대응이 가능하다.

또한 코일이 반복적인 전자기 피닝 수행하면서 파손 및 파괴가 되었을 때 전체가 아닌 부분 교체가 가능하므로 유지보수에 따른 비용절감 효과가 있다.

뿐만 아니라, 상기 케이싱(10)은 전자기 피닝 시 발생하는 충격에 대하여 워킹 코일(20)을 전후면, 상하면 고정시켜 제품의 안전성을 도모한다.

이상 본 발명의 설명을 위하여 도시된 도면은 본 발명이 구체화되는 하나의 실시예로서 도면에 도시된 바와 같이 본 발명의 요지가 실현되기 위하여 다양한 형태의 조합이 가능함을 알 수 있다.

따라서 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

1 : 전자기 피닝 코일
2 : 전원 공급부
10 : 케이싱
11 : 상부덮개
12 : 하부덮개
20 : 워킹 코일
21 : 절연부
22 : 전선 고정부
23 : 중심통공
30 : 전자기 피닝 소재
220 : 전선삽입통공
221 : 전선 고정용 볼트통공

Claims (6)

1. 원통형 전자기 피닝 소재의 직경별 중심통공이 형성된 금속판으로서, 상기 중심통공에서 외주면까지 절개시킨 절연부가 형성되며 상기 절연부 양측에는 전선 고정부가 형성된 워킹 코일;
   내주면에 상기 워킹 코일의 외주면이 삽입되는 요홈이 형성되어, 상기 워킹 코일을 내부에 고정시키는 폐루프형 케이싱;
   으로 구성되어,
   전자기 피닝 소재 직경에 따라 상기 워킹 코일을 교체할 수 있는 것을 특징으로 하는 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일.
2. 제1항에 있어서 상기 워킹 코일은
   중심 통공을 중심으로 수평으로 양분시켜 형성되고
   상기 절연부는 양분된 워킹 코일 중 하측 중심에 수직방향으로 절개시켜 형성되는 것을 특징으로 하는 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일.
3. 제1항에 있어서 상기 케이싱은
   상부덮개와 하부덮개로 구분되게 수평방향으로 양분되어
   상기 케이싱과 워킹 코일을 순차 분해시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일.
4. 제1항에 있어서 상기 케이싱은
   폴리머 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일.
5. 제1항에 있어서 상기 전선 고정부는
   케이싱 조립 후 노출되는 워킹 코일의 전면에 형성되는 전선삽입통공과;
   케이싱 양측면에서 상기 전선삽입통공까지 연통 형성되는 전선 고정용 볼트통공으로 구성되어,
   상기 전선삽입통공에 전선 삽입 후, 상기 전선 고정용 볼트통공으로 볼트 체결하여 전선 고정시키는 것을 특징으로 하는 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일.
6. 제1항 내지 제5항 중 어느 하나의 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일과;
   상기 교체 방식의 원통형 전자기 피닝 코일의 전선 고정부로 전선을 연결시키고 전류를 공급하는 전원공급부를;
   포함하여 구성되어
   전자기 피닝 소재 직경에 따라 워킹 코일을 교체하여 로렌츠힘에 의한 응력으로 피닝소재를 전자기 피닝시키는 것을 특징으로 하는 피닝 코일 교체 방식 전자기 피닝장치.

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