螺旋弹簧连续加热装置及螺旋弹簧连续加热方法与流程

本发明涉及用于对将弹簧用钢线材加工成形为线圈形状的螺旋弹簧进行加热的螺旋弹簧连续加热装置，更详细地，涉及如下的螺旋弹簧连续加热装置及利用其的螺旋弹簧连续加热方法，即，提供通过在利用锥形辊逐渐增加螺旋弹簧的旋转速度，并利用输送链使螺旋弹簧移动的期间，不使螺旋弹簧直接与热源相接触的电感应加热过程来对螺旋弹簧进行连续加热的自动化的螺旋弹簧连续加热工序，并可使被加热的螺旋弹簧以落下到被水或油等冷却用流体填充的冷却箱的方式进行冷却，由此，在制造螺旋弹簧的过程中，提高生产性并可提高螺旋弹簧的质量。

背景技术：

通常，螺旋弹簧用于如下用途，即，利用钢线材的弹力吸收、蓄积能量来实现缓冲的目的，或者利用在被压缩之后反弹的恢复弹性来确保多种机械构件的运动功能。

另一方面，最为一般的螺旋弹簧的形态为将钢线卷绕成螺旋形的形态，通过对原材料进行基本检查和表面剥离(Peeling)工序、加热工序、线圈成形、淬火(Quenching)、回火(Tempering)工序来制造螺旋弹簧。

为了增加以如上所述的方式制造的螺旋弹簧的机械性质并提高强度而需要经过一系列的表面处理工序，在完成对螺旋弹簧的成形及淬火工序之后，需要经过回火工序、喷丸强化(Shot Peening)工序、预处理工序、涂装工序来执行表面处理，之后，经过荷重试验步骤、标记步骤、最终检查步骤之后完成产品的出厂。

通常，为了对经过成形的螺旋弹簧进行热处理(淬火)而投入于燃烧加热炉来在作为A₃相变点(铁的A₃相变点为910℃)以上的约980℃以上温度下进行加热。

但是，若以连续工序来使如上所述的热处理过程自动化，则难以对螺旋弹簧的整体部分进行均匀的加热，由此，在被热处理的螺旋弹簧的一部分中，在经过表面加工之后，残留在材料表面的被脱碳(当在空气中对钢铁进行加热时，因表面的碳被氧化成一氧化碳而使表面的碳量减少的现象)的部分经过加热之后也依然残留于表面，从而可能发生降低螺旋弹簧的耐久寿命的问题。

在韩国授权专利公报第10-0752224号中，公开了如下的轴的高频感应方式热处理装置，即，为了对汽车部件用轴进行自动化的连续热处理，通过向两个旋转辊之间投入轴来使上述轴一边进行旋转一边借助输送链进行移动，并在轴进行移动的中间位置设置高频加热装置来对轴进行加热。

在上述轴的高频感应加热方式热处理装置中，因轴被加热而使在轴的下部两侧进行旋转的一对辊部被同时加热并向辊部的长度方向发生热膨胀，因此采用如下结构，即，将用于热处理的高频线圈部制成环形且极短的形状，并直接利用轴冷却部对轴进行冷却。

但是，若具有如上所述的结构，则为了对轴进行充分的加热而需要加长加热时间，因此，轴的移动速度变慢，由此在单位时间内可生产的轴的数量变少，从而存在生产性下降的问题。

并且，若所要利用上述轴的高频感应加热方式的热处理装置对螺旋弹簧进行热处理，则由于弹簧线圈相对于轴轻且短，因而当向平行配置的一对辊部之间投入螺旋弹簧时，螺旋弹簧向辊部的旋转方向弹出，从而存在难以适用于螺旋弹簧的问题。

在美国公开公报US2008/0128057号中公开的螺旋弹簧的感应硬化工序及其装置中，公开了在轴上方设置螺旋弹簧，且对上述弹簧进行感应加热并使被加热的弹簧的旋转驱动在履带上进行移动并完成的技术结构。但是，上述装置存在弹簧的投入工序复杂，且需要复杂的机械结构，并无法很大程度提高生产性的问题。

并且，在美国授权专利公报第8912472号中，公开了使螺旋弹簧在平行设置并向相同方向旋转的一对旋转辊上进行旋转并通过感应加热方式对上述螺旋弹簧进行加热的装置，但是，当在向旋转辊投入螺旋弹簧的旋转辊上使螺旋弹簧垂直向下落下时，因旋转辊的运动而有可能使螺旋弹簧弹出，并且每当使螺旋弹簧下降时，均需要向两侧展开旋转辊，因此，存在连续性加热装置的结构变得复杂，且难以提高生产性的问题。

并且，在上述加热装置中，在旋转辊上从上往下投入螺旋弹簧的结构适合于大型螺旋弹簧，从而存在不适合应用于制造小型螺旋弹簧方面的问题。

现有技术文献

专利文献

专利文献0001：韩国授权专利公报第10-0752224号(轴的高频感应加热方式热处理装置())

专利文献0002：美国专利公开公报US2008-0128057号(螺旋弹簧的高频淬火工序及其设备(Process of and device for induction-har dening helical springs))

专利文献0003：美国专利公报US8912472号(弹簧感应加热(Induction heating of springs))

技术实现要素：

技术问题

本发明为了解决如上所述的问题而提出，本发明的目的在于，提供如下的螺旋弹簧连续加热装置及利用其的螺旋弹簧连续加热方法，即，利用作为使由钢线材形成的螺旋弹簧进行移动并使被加热物不直接与热源相接触的加热装置的电感应线圈进行加热，并且当投入螺旋弹簧时，防止螺旋弹簧的弹出，且装置结构简单，并提高稳定的连续作业和生产性以及生产出的螺旋弹簧的质量。

并且，本发明的目的在于，提供如下的螺旋弹簧连续加热作业，即，并非以平行的方式配置锥形辊的中心旋转轴，而是以在从侧部观察上述锥形辊时使上述锥形辊的上内侧部处于水平的方式配置，由此，使安装于输送链的推杆移送螺旋弹簧，同时，使一对锥形辊以使螺旋弹簧从慢速向快速逐渐增加旋转速度的方式使电感应线圈经过，并使从锥形辊的前端部投入的螺旋弹簧成为越从前端部靠近后端部，则越被埋入于一对上述锥形辊之间的结构，从而，防止螺旋弹簧弹出且稳定地执行螺旋弹簧的连续加热作业。

本发明的目的在于，通过提供螺旋弹簧的稳定且自动化的加热工序，由此提高生产性，并使所生产的螺旋弹簧具有相同的大小、强度、性质，从而提高质量可靠性，并且通过采取相对简单结构的驱动方式而并非采取复杂结构的驱动方式，从而提供容易设置及维护的自动化的大量生产用螺旋弹簧加热装置。

并且，本发明一实施例的目的在于，公开如下的动力传递方式，即，通过在辊后端部的支撑轴设置伸缩缓冲用弹簧，从而即使经过电感应线圈的加热而使螺旋弹簧因热膨胀而向长度方向膨胀，也能够维持顺畅的运行，并使用万向接头来向锥形辊传递动力，由此顺畅地向不相互平行的一对锥形辊传递动力且传递动力方式也不复杂。

解决问题的方案

根据本发明的一实施例，本发明的螺旋弹簧连续加热装置的特征在于，包括：一对锥形辊20，用于支撑螺旋弹簧10并使上述螺旋弹簧10旋转，上述一对锥形辊20越从前端部靠近末端部，则剖面的直径越增加，上述一对锥形辊20的旋转中心轴不相互平行，但是进行旋转的内侧面相互平行；输送链43，设置有用于使螺旋弹簧10移动的推杆41；以及动力部60，用于向上述一对锥形辊20提供旋转驱动力。

并且，上述一对锥形辊20的上部可处于水平状态。

并且，上述一对锥形辊20可包括非磁性金属辊21和陶瓷辊22。

并且，本发明的螺旋弹簧连续加热装置还可包括辊支撑轴50和伸缩缓冲用弹簧51，以便可缓冲上述锥形辊20向长度方向的拉伸变形。

并且，本发明的特征在于，上述螺旋弹簧连续加热装置还包括万向接头55，在上述动力部60中，上述万向接头55用于在平行配置并被驱动的一对动力轴与以不相互平行的方式配置的一对锥形辊20之间顺畅地传递旋转力。

并且，本发明的特征在于，动力部60可利用一个动力轴齿轮61向两个辊轴齿轮63传递旋转动力。

并且，上述推杆41可由作为绝缘体的陶瓷材料形成。

并且，本发明的螺旋弹簧连续加热装置还可包括用于对向上述电感应线圈31施加的电量进行调节的感应线圈电力控制部33。

并且，本发明的螺旋弹簧连续加热装置还可包括填充有用于使螺旋弹簧10迅速冷却的冷却液的冷却箱71。

并且，本发明的螺旋弹簧连续加热方法包括如下的步骤：借助一对锥形辊20在以不使螺旋弹簧10从锥形辊20弹出的方式投入上述螺旋弹簧10之后使上述螺旋弹簧10旋转的步骤，上述一对锥形辊20越从前端部靠近末端部，则剖面的直径越增加，旋转中心轴不相互平行，但是进行旋转的内侧面相互平行；借助设置有推杆41的输送链43来使螺旋弹簧10移动的步骤；以及在电感应线圈31区间内，借助锥形辊20来使螺旋弹簧10旋转并借助高频感应磁场对螺旋弹簧10进行加热的步骤。

并且，本发明的螺旋弹簧连续加热方法还可包括使经过加热的上述螺旋弹簧10向冷却箱71落下的步骤。

发明的效果

根据上述本发明的螺旋弹簧连续加热装置及利用其的连续加热方法，本发明具有如下效果：并非以平行的方式配置锥形辊的中心旋转轴，而是以在从上部观察一对上述锥形辊时使锥形辊的内侧部相互平行，且在从侧部观察锥形部时使上述锥形辊的内侧部处于水平的方式配置，由此，使推杆移送螺旋弹簧，同时，使一对锥形辊以使螺旋弹簧从慢速向快速逐渐增加旋转速度的方式使电感应线圈经过，从而使螺旋弹簧在圆周速度为低速的锥形辊的前端部投入，由此，当投入螺旋弹簧时，可防止螺旋弹簧向辊的旋转方向弹出，并且即使锥形辊的圆周速度在锥形辊之间变成高速，也可使螺旋弹簧不脱离并进行移动，从而对整个螺旋弹簧进行均匀的加热，并可提高所生产的螺旋弹簧的质量可靠性。

并且，本发明具有如下效果：可在不具有复杂的驱动单元的情况下，自动对大量的螺旋弹簧进行连续且迅速的加热，从而可提高生产性，因此，即使具有简单的结构，也可进行连续的大量生产，并可提高生产性。

并且，在锥形辊的整体区间内，用于设置电感应线圈的部分由陶瓷的锥形辊形成，从而使受到基于从电感应线圈发生的高频感应的磁场的影响小，由此防止连续加热装置自身被加热的现象，但是，即使锥形辊借助加热而发生热膨胀，也可借助安装于辊后端部支撑轴的伸缩缓冲用弹簧来维持锥形辊的顺畅旋转。

并且，本发明具有如下效果：利用万向接头来从一个动力驱动源向不相互平行的一对锥形辊轴传递动力，由此，即使一对锥形辊轴不处于水平状态，且不相互平行，也可提供不复杂的结构，并可实现顺畅的动力传递。

附图说明

图1为本发明优选实施例的螺旋弹簧连续加热装置的立体图。

图2为从上方观察螺旋弹簧10连续加热装置的图。

图3为从旁边观察螺旋弹簧连续加热装置的图。

图4为示出螺旋弹簧位于一对锥形辊20的前端部及后端部的状态的图。

图5为锥形辊20的后端部支撑轴的放大图。

图6为示出从动力部60向锥形辊20轴传递动力的多个齿轮的设置状态的图。

具体实施方式

应当注意，在本说明书所使用的术语仅用于说明特定实施例，而并非用于限定本发明。

并且，只要在本说明书中并未特别定义成其他含义，则在本说明书所使用的技术术语应理解为由本发明所属技术领域的普通技术人员通常所理解的含义，并且不应以过度广泛的含义来解释，或者不应以过度缩小的含义来解释。

并且，只要在文脉上并未明确表示不同的含义，则在本说明书中所使用的单数的表达包括复数的表达。在本申请中，“构成”或“包括”等术语不得被解释为必须均包括说明书中所记载的多种结构要素或多个步骤，而应解释为也可以不包括其中的一部分结构要素或一部分步骤，或者还可以包括额外的结构要素或多个步骤。

并且，在整个说明书中，相同的附图标记表示相同的结构要素。

以下，参照图1至图6，对本发明实施例的螺旋弹簧连续加热装置及利用其的螺旋弹簧连续加热方法说明如下。

图1示出本发明优选实施例的螺旋弹簧连续加热装置。

在本发明中，在一对旋转的锥形辊20的下部设置有输送链43，在上述锥形辊20的前端部侧形成有螺旋弹簧10投入部，在锥形辊20的后端部侧形成有螺旋弹簧10加热部，借助设置于上述锥形辊20的螺旋弹簧10加热部上部的电感应线圈31对旋转并移动的螺旋弹簧10进行加热。

在本发明中，一对锥形辊20呈以前端部的直径作为最小直径，且以后端部的直径作为最大直径来形成圆锥形状的一部分的柱体形状，因而当使锥形辊20旋转时，可将前端部的圆周速度减少为后端部的圆周速度的1/2～1/3，从而能够以如下圆周速度来设计并制造螺旋弹簧10，即，上述圆周速度相当于当向前端部侧，即，向锥形辊20的螺旋弹簧10投入部投入螺旋弹簧10时，可以不使螺旋弹簧10弹出程度的圆周速度。

为了使锥形辊20的上部面通过维持水平状态，来在螺旋弹簧10的锥形辊20上进行水平移动，优选地，锥形辊20的旋转中心轴从前端部向后端部侧向下倾斜。

为了以使螺旋弹簧10放置于一对锥形辊20的上部并在上述一对锥形辊20的上部进行移动的方式维持辊之间的规定间隔，因此，优选地，一对锥形辊20的中心旋转轴向在后端部侧相互展开的方向设置。由于越靠近锥形辊20的后端部侧，则锥形辊20的直径越变大，但上述一对锥形辊20之间的间隔维持恒定，因此，如图4所示，以放置于锥形辊20上部的状态进行移动的螺旋弹簧10在向下侧移动的过程中，可在一对锥形辊20之间稳定地放置于不会被脱离的位置。

放置于一对锥形辊20的上部并借助锥形辊20的旋转进行旋转的螺旋弹簧10借助安装于输送链43的推杆41来在电感应线圈31的内部中移送螺旋弹簧10并使上述螺旋弹簧10经过，因此，当螺旋弹簧10最先放置于一对锥形辊20上时，螺旋弹簧10的旋转速度缓慢，但是，在向后端侧进行移动的过程中，即使螺旋弹簧10的旋转速度变快，也因具有稳定防止脱离的结构，从而可提高在对螺旋弹簧10进行加热的工序中的生产性。

一对锥形辊20以可借助与位于辊前端部侧的旋转轴承和与位于辊后端部相结合的辊支撑轴50的旋转轴承进行旋转的结构来固定，并从动力部60接收旋转动力。

优选地，以电感应线圈31的起点为界线，将锥形辊20分为螺旋弹簧10投入部和螺旋弹簧10加热部，上述螺旋弹簧10投入部由非磁性金属辊21形成，上述螺旋弹簧10加热部由陶瓷辊22形成。

为了使作为最先放置所要进行热处理的螺旋弹簧10部分的非磁性金属辊21不必要地被电感应线圈31所加热，优选地，使用金属且不会被磁性加热的材料。

电感应线圈31配置于陶瓷辊22所在的前部区间的上部，上述电感应线圈31用于对螺旋弹簧10进行加热。

参照从上部对螺旋弹簧连续加热装置进行观察的图2，可知一对锥形辊20的旋旋转中心轴并非平行，而是向上述旋转中心轴在后端部展开的方向具有规定角度。

并且，可知，越从锥形辊20的前端部靠近后端部，则锥形辊20剖面的直径越变大。

但是，由于所要生产的螺旋弹簧10具有规定直径，因此，优选地，与上述螺旋弹簧10相接触的一对锥形辊20的内侧面以相互平行的方式配置。

由于一对锥形辊20的内侧面以相互平行的方式配置，因此，在图4中可以确认到，螺旋弹簧10在螺旋弹簧10下部的2个位置以完全相接触的方式旋转。

并且，若对从旁边观察螺旋弹簧连续加热装置的图3进行观察，则可知，越从锥形辊20的前端部靠近后端部，一对锥形辊20的旋转中心轴越朝向下方，同时，锥形辊20的上部面维持水平状态。

因具有如上所述的结构，从而随着螺旋弹簧10借助推杆41从辊前端部向辊后盾部移动，使螺旋弹簧10进一步被埋入于一对锥形辊20之间。

并且，一对锥形辊20的前部区间的角速度维持恒定，但是，随着螺旋弹簧10借助推杆41从辊的前端部向辊的后端部移动，一对锥形辊20的直径变大，因此，辊的圆周速度会增加，从而会逐渐提高螺旋弹簧10的旋转速度。

上述电感应线圈31借助感应线圈电力控制部33接收与需要进行加热的温度相对应的电力，为了防止电感应线圈31的温度过于上升，可使用于使冷却水流动的水套与电感应线圈31一同构成。

若借助电感应线圈31对螺旋弹簧10进行加热，则以与螺旋弹簧10相接触的方式使螺旋弹簧10旋转的陶瓷辊22也会接收热量，从而使锥形辊20热膨胀，由此使旋转轴向长度方向拉伸。

用于缓冲锥形辊20因接收热量而向轴方向拉伸、收缩的长度变形，优选地，采用如下结构，即，如图5所示，在锥形辊20的后端部以支撑的结构插入并连接辊支撑轴50，通过拧紧设置于形成在辊支撑轴50的螺纹的螺母52来结合伸缩缓冲用弹簧51，由此，可使锥形辊20的旋转中心轴以与上述辊支撑轴50形成为一体的方式接收由动力部60生成的旋转动力。上述螺母52可借助固定螺钉53来弥补紧固力。

另一方面，从辊垫圈部至辊支撑轴50，在一对锥形辊20的旋转中心轴之间存在规定角度。

而且，由动力部60提供动力的一对旋转轴可通过伞齿轮等以不相互平行的配置来进行驱动，但为了设计的简单化，以通过一个动力轴齿轮61使两个滚轴齿轮63同时旋转的方式构成了动力部60。

并且，优选地，借助即使在齿轮旋转轴之间存在角度也可顺畅地传递动力的万向接头55来连接动力部60的辊轴齿轮63和辊支撑轴50。

在锥形辊20末端部分的下部形成有填充有用于使螺旋弹簧10迅速冷却的冷却水等的冷却箱71。

利用以如上所述的结构形成的螺旋弹簧连续加热装置来对螺旋弹簧进行加热的方法遵循如下顺序。

首先，在使螺旋弹簧10放置于一对锥形辊20之间的上部之后，设置于输送链43的推杆41借助输送链43的运动来向冷却箱71所在的方向移送放置于一对锥形辊20之间部分的螺旋弹簧10。

输送链43沿着一对锥形辊20之间的下部移动，安装于输送链43的推杆41呈从一对锥形辊20的中间突出的结构，因此，若输送链43以从图3观察的状态为基准，向顺时针方向移动，则在一对锥形辊20之间，螺旋弹簧10借助推杆41从辊前端部侧向辊后端部移送。

用于移送螺旋弹簧10的工具并非局限于推杆41，可使用表面粗糙并可借助与上述螺旋弹簧10的摩擦力进行移送的工具或者呈钩子形状并能够以挂住上述螺旋弹簧10的方式进行移送的工具等多种形态的工具。

为使安装于输送链43的推杆41不受到因由电感应线圈31形成的高频感应而产生的磁场的影响，优选地，上述推杆41由陶瓷材料形成。

另一方面，由于输送链43为连续移动的驱动部，因此优选地，上述输送链43由耐久性强的不锈钢材料形成。

随着输送链43的移动，螺旋弹簧10借助安装于输送链43的推杆41沿着一对锥形辊20的中间部分进行旋转并被移送到电感应线圈31区间内。

设置有电感应线圈31的部分呈开放的结构，因此，可连续移送螺旋弹簧10并对其进行加热。

并且，一对锥形辊20向相同方向旋转，螺旋弹簧10在一对锥形辊20之间进行旋转，因此，螺旋弹簧10借助上述推杆41向电感应线圈31进行直线移动的同时进行旋转。

上述电感应线圈31配置于锥形辊20的上部，以便接收螺旋弹簧10并对其进行加热。

另一方面，上述电感应线圈31可具有一个以上，上述电感应线圈31借助由感应线圈电力控制部33供给的高频感应电流形成磁场，从而通过电感应方式对螺旋弹簧10进行加热。

即，若借助高频感应向电感应线圈31供电，则在电感应线圈31的周围发生高频感应磁场，从而在位于上述高频感应磁场的影响范围内部的螺旋弹簧10发生热量，由此对螺旋弹簧10进行加热。

在借助感应加热对螺旋弹簧10进行加热的过程中，并非采用螺旋弹簧10直接与热源相接触的方式，而是如上所述，由于在借助高频感应磁场变成导体的螺旋弹簧10自身发生热量并得到加热，并且螺旋弹簧10在旋转的过程中被加热，因此可使螺旋弹簧10的整体部分得到均匀的加热。

并且，通过调节输送链43的移动速度来对经过电感应线圈31的螺旋弹簧10的加热温度进行调节，或者通过调节锥形辊20的旋转速度来对经过电感应线圈31的螺旋弹簧10的加热均匀度进行调节，从而可生产出质量可靠度高的螺旋弹簧10。

为了提高迅速冷却的效果，可使经过电感应线圈31并被加热的螺旋弹簧10直接落下到冷却箱71。

为了进行迅速冷却，在冷却箱71的内部填充有水或油等冷却液，并且为了有效地进行迅速冷却，借助温度调节装置来以可使温度维持在规定范围内的方式调节冷却液的温度。

以上，参照附图，说明了本实施例，但是，本发明所属技术领域的普通技术人员可在不变更本发明的技术思想或必要特征的情况下，通过其他具体方式来实施本发明。

因此，上述实施例应当被理解为在所有方面均为例示性的，而并非为限制性的，在上述详细说明中所描述的本发明的范围由后述的发明要求保护范围所表示，从发明要求保护范围的含义、范围及其等同概念导出的所有变更或变形的形态应当解释为均属于本发明的范围。